(57)【要約】【課題】混練機への繊維供給量をコントロールすること。【解決手段】混練物製造装置は、シリンダー（１２）と、シリンダー内に導入された樹脂と連続繊維材とを混練して送り出すスクリューと、スクリューを回転駆動する駆動部（１３）と、駆動部を制御する制御部（１６）とを含む混練機（１０）と、収容部に収容された連続繊維材をシリンダーの供給口（１２ｂ）に連続繊維材（３２）へと送り込む繊維供給部（３０）と、スクリューの回転に伴うシリンダーへの連続繊維材の引き込み過大または引き込み過少を検知する検知手段（３９）と、検知手段による検知結果に基づいて、収容部から供給口へ送られる連続繊維材の送り速度を調整する送り速度調整手段（４０）とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と繊維とを混練した混練物を製造する装置であって、
シリンダーと、前記シリンダー内に導入された樹脂と連続繊維材とを混練して送り出すスクリューと、前記スクリューを回転駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを含む、混練機と、
収容部に収容された連続繊維材を前記シリンダーの供給口へと送り込む繊維供給部と、
前記スクリューの回転に伴う前記シリンダーへの連続繊維材の引き込み過大または引き込み過少を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に基づいて、前記収容部から前記供給口へ送られる連続繊維材の送り速度を調整する送り速度調整手段とを備える、混練物製造装置。
【請求項２】
前記検知手段は、前記収容部から前記供給口への繊維供給経路上に設けられた回転部材の回転速度を検知する、請求項１に記載の混練物製造装置。
【請求項３】
前記繊維供給部は、連続繊維材の引き込み量に応じて回転する従動部材を含み、
前記送り速度調整手段は、前記従動部材に取り付けられたブレーキ部材と、前記ブレーキ部材を駆動する駆動手段とを含む、請求項１または２に記載の混練物製造装置。
【請求項４】
前記収容部から前記供給口への繊維供給経路上に設けられ、連続繊維材に掛かる張力を検知する張力検知手段をさらに備え、
前記混練機の前記制御部は、前記張力検知手段による検知結果に基づいて、前記スクリューの回転速度の調整制御を行う、請求項１〜３のいずれかに記載の混練物製造装置。
【請求項５】
混練物製造装置が樹脂と繊維とを混練した混練物を製造する方法であって、
前記混練物製造装置は、シリンダーと、前記シリンダー内に導入された樹脂と連続繊維材とを混練して送り出すスクリューと、前記スクリューを回転駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを含む、混練機を備えており、
前記スクリューの回転に伴う前記シリンダーへの連続繊維材の引き込み過大または引き込み過少を検知する検知工程と、
前記検知工程における検知結果に基づいて、連続繊維材が収容されている収容部から前記シリンダーの繊維供給口へ送られる連続繊維材の送り速度を調整する工程とを備える、混練物製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂と繊維とを混練した混練物（複合材料）を製造する混練物製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱可塑性樹脂等の樹脂と炭素繊維等の繊維とを混練した複合材料（混練物）を製造する成形方法として、ＬＦＴ−Ｄ（Long Fiber Thermoplastics -Direct）法が採用されている。ＬＦＴ−Ｄ法により複合材料を製造する方法は、例えば特開２０１３−１７３３３０号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、混練機（押出し装置）のシリンダー内に連続繊維材と熱可塑性樹脂材とを導入し、シリンダー内に配置されたスクリューの回転によって、連続繊維材を裁断しながら熱可塑性樹脂材と混練して混練材料を生成し、この混練材料をシリンダーの外部に押し出して、後工程にて成形型内の混練材料をプレス加工して繊維強化樹脂材を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７３３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の混練物製造装置において、連続した繊維の束である連続繊維材は、シリンダー内で回転するスクリューに噛み込ませてシリンダー内に導入されるようになっているため、連続繊維材の導入量は、スクリューの回転速度（回転数）に略比例する。つまり、混練機のシリンダーへの繊維供給量はスクリューの回転速度に依存する。
【０００６】
スクリューの回転速度が一定（設定速度）である場合、連続繊維材は、理想的には一定の引き込み量で混練機に引き込まれる。しかしながら、このように、混練機への繊維供給量を混練機任せにしていると、成果物である混練物の繊維含有量が一定とならない可能性がある。そのため、混練機への繊維供給量を積極的にコントロールできる技術が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、混練機への繊維供給量をコントロールすることのできる混練物製造装置および製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のある局面に従う混練物製造装置は、樹脂と繊維とを混練した混練物を製造する装置であって、混練機と、繊維供給部と、検知手段と、送り速度調整手段とを備える。混練機は、シリンダーと、シリンダー内に導入された樹脂と連続繊維材とを混練して送り出すスクリューと、スクリューを回転駆動する駆動部と、駆動部を制御する制御部とを含む。繊維供給部は、収容部に収容された連続繊維材をシリンダーの供給口へと送り込む。検知手段は、スクリューの回転に伴うシリンダーへの連続繊維材の引き込み過大または引き込み過少を検知する。送り速度調整手段は、検知手段による検知結果に基づいて、収容部から供給口へ送られる連続繊維材の送り速度を調整する。
【０００９】
好ましくは、検知手段は、収容部から供給口への繊維供給経路上に設けられた回転部材の回転速度を検知する。
【００１０】
好ましくは、繊維供給部は、連続繊維材の引き込み量に応じて回転する従動部材を含む。この場合、送り速度調整手段は、従動部材に取り付けられたブレーキ部材と、ブレーキ部材を駆動する駆動手段とを含むことが望ましい。
【００１１】
混練物製造装置は、供給口への繊維供給経路上に設けられ、連続繊維材に掛かる張力を検知する張力検知手段をさらに備えていてもよい。この場合、混練機の制御部は、張力検知手段による検知結果に基づいて、スクリューの回転速度の調整制御を行うことが望ましい。
【００１２】
この発明の他の局面に従う混練物製造方法は、シリンダーと、シリンダー内に導入された樹脂と連続繊維材とを混練して送り出すスクリューと、スクリューを回転駆動する駆動部と、駆動部を制御する制御部とを含む、混練機を備えた混練物製造装置が、樹脂と繊維とを混練した混練物を製造する方法であって、スクリューの回転に伴うシリンダーへの連続繊維材の引き込み過大または引き込み過少を検知する検知工程と、検知工程における検知結果に基づいて、連続繊維材が収容されている収容部からシリンダーの繊維供給口へ送られる連続繊維材の送り速度を調整する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、混練機への繊維供給量をコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る混練物製造装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る混練物製造装置における繊維供給構造を模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の変形例１に係る混練物製造装置における繊維供給構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の変形例１における混練軸の減速制御を示すフローチャートである。
【図５】比較例における繊維供給構造を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例２に係る混練物製造装置における繊維供給構造を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の変形例３に係る混練物製造装置における繊維供給構造の一部を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
＜混練物製造装置の概略構成＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る混練物製造装置１の概略構成について説明する。混練物製造装置１は、ＬＦＴ−Ｄ法により、熱可塑性樹脂に繊維が混入されてなる成形体材料としての混練物を製造する装置である。つまり、熱可塑性樹脂と連続繊維材（連続した繊維の束）とを導入し、連続繊維材を裁断しながら開繊させ、樹脂と繊維とを混練して混練物を生成する。熱可塑性樹脂及び繊維の種類は特に限定されないが、熱可塑性樹脂はポリアミド樹脂であることが好ましく、繊維はガラス繊維、炭素繊維などであることが好ましい。炭素繊維を用いた場合には、熱可塑性ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック：Carbon Fiber Reinforced Plastics）成形体が製造される。
【００１７】
混練物製造装置１は、第１混練機１０と、第２混練機２０とを含んでいる。第１混練機１０は、熱可塑性樹脂と繊維とを混練する。第２混練機２０は、第１混練機１０に導入される熱可塑性樹脂を、第１混練機１０内での繊維との混練に先立って、混練・溶融する。
【００１８】
第１混練機１０は、混練軸１１と、シリンダー１２と、駆動部１３と、堰体１４と、ダイ１５とを含んでいる。
【００１９】
混練軸１１は、スクリュー１１ａと、回転軸１１ｂとを有している。第１混練機１０は、１本の混練軸１１を有する単軸混練機であってもよく、複数本（たとえば２本）の混練軸１１を含む多軸混練機であってもよい。スクリュー１１ａは、回転することによって熱可塑性樹脂と繊維とを混練する。このスクリュー１１ａは、回転軸１１ｂに組み込まれている。スクリュー１１ａは、混練軸１１において上流側の端部と下流側の端部に配置されていれば特に限定されず、スクリュー１１ａのみが回転軸１１ｂに組み込まれていてもよく、中間部にはパドルが組み込まれていてもよい。
【００２０】
混練軸１１を内部に収容するようにシリンダー１２が設けられている。シリンダー１２と混練軸１１との隙間は、熱可塑性樹脂及び／または繊維が通過する流路となる。シリンダー１２は、第２混練機２０から供給される熱可塑性樹脂２６を第１混練機１０内に導入するための樹脂供給口１２ａと、繊維（連続繊維材３２）を第１混練機１０内に導入するための繊維供給口１２ｂとを有している。
【００２１】
混練軸１１の一方（上流側）の軸端には、混練軸１１を回転させる駆動部１３が接続されている。駆動部１３は、少なくともモータを含み、モータの回転を減速して出力する減速機をさらに含んでいてもよい。混練軸１１の他方（下流側）の軸端側には、堰体１４が接続されている。堰体１４は、ブレーカープレートと中間軸受とを兼用でき、流路と交差する方向に延びるように配置されているので、熱可塑性樹脂と繊維との混練物Ｋに背圧を与える。
【００２２】
堰体１４は、混練物Ｋの流路となる開口部を有している。本実施の形態の堰体１４は、複数の混練軸１１のスクリュー１１ａのそれぞれの回転方向に沿う円弧状の開口部を複数有している。開口部は、混練軸１１ごとに対応して設けられている。この堰体１４においてスクリュー１１ａと反対側には、ダイ１５が設けられている。ダイ１５は、混練物Ｋを排出する吐出口１５ａを有している。この吐出口１５ａから、成果物としての混練物Ｋが外部に押し出される。なお、押し出された連続する混練物Ｋは、中間製品製造装置（図示せず）において裁断されて、成形装置（図示せず）において、この裁断混練物（中間製品）を加圧成形される。これにより、最終製品としての繊維強化樹脂成形体が製造される。
【００２３】
第２混練機２０は、上述した第１混練機１０のシリンダー１２の樹脂供給口１２ａに導入される熱可塑性樹脂を予め溶融し、スクリュー２１ａを有する混練軸２１と、シリンダー２２と、駆動部２３と、ホッパー２４とを含んでいる。第２混練機２０は、１本の混練軸２１を有する単軸混練機であってもよく、複数本の混練軸２１を含む多軸混練機であってもよい。混練軸２１は、スクリュー２１ａのみが回転軸２１ｂに組み込まれていてもよく、中間部にはスクリューに代えてパドルが組み込まれていてもよい。シリンダー２２は、溶融された熱可塑性樹脂２６を第１混練機１０に供給する吐出口２２ａを有している。駆動部２３は、混練軸２１を所定の回転速度で回転させる。駆動部２３もまた、少なくともモータを含み、モータの回転を減速して出力する減速機をさらに含んでいてもよい。ホッパー２４は、混練軸２１とシリンダー２２との間で混練される熱可塑性樹脂の原料２５を受ける。
【００２４】
混練物製造装置１は、第１混練機１０に連続繊維材３２を供給する繊維供給部３０をさらに備えている。繊維供給部３０を含む繊維供給構造について、以下に詳細に説明する。
【００２５】
＜繊維供給構造＞
繊維供給部３０は、上述した第１混練機１０において熱可塑性樹脂と混練される繊維の材料、すなわち連続繊維材３２を、繊維供給口１２ｂに供給する。連続繊維材３２は、たとえば収容部３１に収容された円筒状の軸部材３３に巻き回されている。
【００２６】
収容部３１からの連続繊維材３２の取り出し方法は、連続繊維材３２を内側（軸部材３３側）から取り出す「内取り方式」と、連続繊維材３２を外側から取り出す「外取り方式」とがある。たとえば、連続繊維材３２がガラス繊維の場合に前者の方式が多く採用され、連続繊維材３２が炭素繊維の場合に後者の方式が多く採用される。
【００２７】
本実施の形態における繊維供給部３０は「外取り方式」を採用しており、軸部材３３は、連続繊維材３２の先端部が引き出されることで回転するボビンにより構成される。すなわち、軸部材３３は、連続繊維材３２の引き込み量に応じて回転する従動部材として機能する。なお、「内取り方式」を採用した場合の繊維供給構造については、本実施の形態の変形例２において後に説明する。
【００２８】
繊維供給部３０は、収容部３１からシリンダー１２の繊維供給口１２ｂへの繊維供給経路上に設けられた回転部材としての滑車３５を有している。滑車３５は、収容部３１からシリンダー１２の繊維供給口１２ｂへの連続繊維材３２の送り出しを案内する案内部として機能する。滑車３５は、たとえば、軸部材３３から引き出された連続繊維材３２を受入れる受け入れ溝を有し、連続繊維材３２がシリンダー１２内に引き込まれる引き込み量（速度）に応じて回転する。
【００２９】
図１では、供給される連続繊維材３２を１本（束）として示しているが、繊維供給部３０は、複数本の連続繊維材３２を繊維供給口１２ｂに送り込む。具体的には、５本から１０本程度の連続繊維材３２が、シリンダー１２の繊維供給口１２ｂに導入される。導入された複数本の連続繊維材３２は、スクリュー１１ａの回転により、シリンダー１２内において切断されながら熱可塑性樹脂と混練される。
【００３０】
ここで、公知の混練物製造装置における繊維供給構造について、図５を参照しながら説明する。図５では、理解を容易にするために、たとえば３本の連続繊維材３２が、（第１）混練機１００の繊維供給口１１２ｂに導入される例が示されている。
【００３１】
繊維供給部１３０は、それぞれの連続繊維材３２を巻き付けるボビン１３３ａ〜１３３ｃと、それぞれの連続繊維材３２をシリンダー１１２の繊維供給口１１２ｂへと案内する滑車１３５ａ〜１３５ｃとを含んでいる。ボビン１３３ａ〜１３３ｃおよび滑車１３５ａ〜１３５ｃは、連続繊維材３２が混練軸１１１のスクリューに引き込まれる引き込み量に応じて回転する。つまり、繊維供給口１１２ｂへの連続繊維材３２の導入は、スクリューの回転に依存する。混練軸１１１は、駆動部１１３に駆動されて、設定速度で定速回転しているものとする。
【００３２】
このように、繊維供給口１１２ｂへの連続繊維材３２の導入がスクリューの回転に依存する場合、スクリューの回転速度（混練軸１１１の設定速度）を遅くしたり早くしたりすることで、混練機１００において作られる混練物の繊維含有量を調整できる。ところが、混練軸１１１の回転速度を設定速度で一定にしたとしても、混練軸１１１に巻き込まれる状況によって、連続繊維材３２の導入速度は、速くなったり遅くなったりする。また、このような現象は連続繊維材３２ごとに起こり得る。たとえば、３本の連続繊維材３２のうち、ボビン１３３ｃに巻き回された連続繊維材３２だけが、他の連続繊維材３２よりも強く引っ張られるという状況が起こり得る。
【００３３】
このように、連続繊維材３２の導入速度にバラツキがある場合、混練機１００への繊維供給量が一定とならない。そのため、混練機１００への繊維供給量を混練機１００任せにしている公知の繊維供給部１３０の構成では、混練機１００への繊維供給量をコントロールできない。
【００３４】
そこで、本実施の形態に係る混練物製造装置１は、混練機１００への繊維供給量をコントロール可能とするために、繊維供給部３０から繊維供給口１２ｂへの連続繊維材３２の送り速度を調整する送り速度調整手段を備えている。
【００３５】
本実施の形態における繊維供給構造が、図２に示されている。図２に示すように、混練物製造装置１は、シリンダー１２への連続繊維材３２の引き込み過大または引き込み過少を検知する検知手段３９と、検知手段３９による検知結果に基づいて、繊維供給部３０から繊維供給口１２ｂへの連続繊維材３２の送り速度を調整する送り速度調整手段４０とを備えている。
【００３６】
本実施の形態においても基本的に、各連続繊維材３２は、回転する混練軸１１のスクリュー１１ａに巻き込まれることで、繊維供給口１２ｂへと引き込まれる構成である。なお、混練軸１１は、混練機１０の制御部１６が駆動部１３を駆動制御することで回転する。駆動部１３は、たとえば、可変電圧可変周波数制御（ＶＶＶＦ）を行うインバータ１７が出力する交流電力によって駆動される。
【００３７】
検知手段３９は、滑車３５ａ〜３５ｃそれぞれの回転軸に取り付けられ、滑車の回転速度を検知する回転センサ３９ａ〜３９ｃを含む。回転センサ３９ａ〜３９ｃの検知信号は、後述の制御部４７に入力される。
【００３８】
送り速度調整手段４０は、繊維供給部３０の軸部材３３ａ〜３３ｃそれぞれに取り付けられたブレーキ部材４３ａ〜４３ｃと、ブレーキ部材４３ａ〜４３ｃをそれぞれ駆動する駆動手段４２ａ〜４２ｃと、回転センサ３９ａ〜３９ｃが検知した回転速度に基づいて、駆動手段４２ａ〜４２ｃの駆動を制御する制御部４７とを含む。なお、特に区別する必要がない限り、軸部材３３ａ〜３３ｃを軸部材３３、滑車３５ａ〜３５ｃを滑車３５、回転センサ３９ａ〜３９ｃを回転センサ３９、ブレーキ部材４３ａ〜４３ｃをブレーキ部材４３、駆動手段４２ａ〜４２ｃを駆動手段４２として説明する。
【００３９】
回転センサ３９は、回転部材を構成する滑車３５の回転速度を検知する。これにより、連続繊維材３２の繊維供給口１２ｂへの導入速度が検出される。回転センサ３９による検出精度を高めるためには、回転部材は、連続繊維材３２の引き込みに対し、滑りが無く確実に連動して回転することが必要である。そのため、連続繊維材３２の回転部材への接触面積をできる限り大きく、または、接触長さをできる限り長くすることが望ましい。たとえば、図２では、回転部材が１つの滑車３５のみを有する例が示されているが、回転部材は複数の滑車３５により構成されてもよい（後述の図７参照）。
【００４０】
回転部材３５０が複数の滑車３５で構成される場合、各滑車３５の大きさを大きくしなくても、連続繊維材３２の回転部材への接触長さが、回転部材が１つの滑車３５のみで構成される場合に比べて長くなるため、滑車３５の滑りを防止または抑制できる。つまり、回転センサ３９が検知した回転速度によって、連続繊維材３２の繊維供給口１２ｂへの導入速度を精度良く検出することができる。
【００４１】
本実施の形態において、ブレーキ部材４３は、たとえば、従動部材としての軸部材３３に押し当てられるブレーキパッドにより構成される。駆動手段４２は、ブレーキ部材４３の位置を調整して軸部材３３に対するブレーキのかけ具合を調整することで、連続繊維材３２が引き出される速度を調整する。駆動手段４２は、たとえば、ブレーキ部材４３の位置を調整するために回転するモータ軸と、そのモータ軸の位置（回転角度）を固定して、ブレーキ部材４３の位置決めを行う固定手段（たとえば電磁石を有する電磁ブレーキ）とを含む。
【００４２】
制御部４７は、回転センサ３９ａ〜３９ｃから入力される検知信号に基づいて、それぞれの滑車３５の回転速度が所定速度または所定の速度範囲か否かを判定する。「所定速度」とは、混練軸１１の設定速度に対応して定められた速度であり、予めメモリに記憶されている。「所定の速度範囲」とは、所定速度±所定値を表わす。
【００４３】
制御部４７は、いずれかの滑車３５の回転速度が所定速度を超えていれば、すなわち引き込み過大であれば、その滑車３５の回転速度が所定速度になるように、対象の軸部材３３に対するブレーキ部材４３の押し付け力を強める制御を行う。逆に、いずれかの滑車３５の回転速度が所定速度を下回っていれば、すなわち引き込み過少であれば、その滑車３５の回転速度が所定速度になるように、対象の軸部材３３に対するブレーキ部材４３の押し付け力を弱める制御を行う。
【００４４】
本実施の形態によれば、混練物製造装置１が、連続繊維材３２の送り速度を調整する送り速度調整手段４０を備えているため、連続繊維材３２のシリンダー１２への引き込み過大および引き込み過少を是正できる。これにより、連続繊維材３２ごとの繊維供給口１２ｂへの送り速度のバラツキが抑制されるため、混練機１０への繊維供給量を一定にできる。したがって、混練物製造装置１によって製造される混練物Ｋの繊維含有量を一定にすることができる。
【００４５】
（変形例１）
上記実施の形態のように、連続繊維材３２のシリンダー１２への引き込み過大時に対象の軸部材３３に対するブレーキを強める場合、その軸部材３３から引き出されている連続繊維材３２に張力が掛かり過ぎて、繊維供給経路上において連続繊維材３２が千切れてしまう可能性がある。そのため、張力過大の場合には、上述のブレーキ部材４３の位置を調整してブレーキを緩める制御を行うことが望ましい。あるいは、張力過大の場合に、混練軸１１（スクリュー１１ａ）の回転速度を調整する（減速する）制御を行ってもよい。
【００４６】
本実施の形態の変形例１における繊維供給構造が図３に示されている。本変形例では、混練物製造装置１が、繊維供給部３０の収容部３１（図１）から繊維供給口１２ｂへの繊維供給経路上に延びる連続繊維材３２の張力の大きさを検知するための張力検知手段５０を備えている。張力検知手段５０は、滑車３５から繊維供給口１２ｂへの繊維供給経路上に設けられていることが望ましい。なお、張力検知手段５０の設置箇所は、滑車３５以降に限定されず、連続繊維材３２が弛むことなくピンと張った状態となる部分であればよい。また、図３では、理解を容易にするために、１本の連続繊維材３２のみが示されているが、張力検知手段５０は、連続繊維材３２ごとに設けられる。
【００４７】
張力検知手段５０は、たとえば、繊維供給経路上に設けられた回転部材５１と、回転部材５１を所定位置に付勢するとともに、回転部材５１の紙面左右方向の移動を許容するスプリング５２と、リミットスイッチ５３ａ，５３ｂとを含む。回転部材５１が移動可能な方向は、滑車３５から繊維供給口１２ｂへの繊維供給経路に直交（交差）する方向であり、ここではこの方向を「幅方向」という。回転部材５１は、連続繊維材３２がシリンダー１２内に引き込まれる引き込み量（速度）に応じて回転する。回転部材５１もまた、連続繊維材３２を受入れる受け入れ溝を有する滑車により構成されていてもよい。このように、本変形例では、繊維供給経路上に、２つの回転部材３５，５１が設けられている。
【００４８】
リミットスイッチ５３ａ，５３ｂは、幅方向に互いに間隔をあけて配置される。各リミットスイッチ５３ａ，５３ｂは、たとえば、ローラーレバー型リミットスイッチにより構成され、回転部材５１の幅方向移動に連動して移動するストライカ５５に接触する接触部として、ローラ部５４ａ，５４ｂを有している。
【００４９】
連続繊維材３２への張力が適正値である場合、回転部材５１は所定位置に位置する。この場合、ストライカ５５とリミットスイッチ５３ａ，５３ｂのローラ部５４ａ，５４ｂとは非接触であるため、リミットスイッチ５３ａ，５３ｂはＯＦＦ状態とされる。連続繊維材３２への張力が過大となるとスプリング５２が圧縮する方向（紙面左方向）に回転部材５１が移動し、ストライカ５５が一方のリミットスイッチ５３ａのローラ部５４ａと接触する（リミットスイッチ５３ａがＯＮ状態となる）。連続繊維材３２が千切れたり、連続繊維材３２がなくなったりすることにより、連続繊維材３２への張力が過少になると、スプリング５２を伸張させる方向（紙面右方向）に回転部材５１が移動するため、ストライカ５５が他方のリミットスイッチ５３ｂのローラ部５４ｂと接触する（リミットスイッチ５３ｂがＯＮ状態となる）。
【００５０】
図３には、連続繊維材３２の張力過大時に、混練軸１１の回転速度を調整する場合の制御信号が模式的に示されている。この場合、リミットスイッチ５３ａ，５３ｂの出力信号は、混練機１０の制御部１６Ａに入力される。
【００５１】
制御部１６Ａは、リミットスイッチ５３ａまたは５３ｂからの出力信号を受信することで、張力過大または過少を判定する。制御部１６Ａは、張力過大と判定した場合、混練軸１１の回転速度を減速させるように駆動部１３を制御する。また、アラームを鳴らすなどして、連続繊維材３２の張力過大を報知してもよい。張力過少と判定した場合にも、アラームを鳴らすなどして、連続繊維材３２の張力過少を報知してもよい。
【００５２】
張力検知手段５０は、連続繊維材３２ごとに設けられるため、制御部１６Ａは、いずれか１本でも張力過大が検出されると、混練軸１１の減速制御を行う。制御部１６Ａが実行する減速制御の一例を図４を参照しながら説明する。図４は、張力過大の際の混練軸１１の減速制御を示すフローチャートである。
【００５３】
図４を参照して、制御部１６Ａが、複数の連続繊維材３２のうちの少なくとも１本において、張力（ファイバテンション）の過大を所定時間（たとえば１０秒）検知すると（ステップＳ１にてＹＥＳ、ステップＳ２）、第１混練機１０の混練軸１１の回転速度を第１の設定値の分（たとえば１０Ｈｚ）だけ減速する（ステップＳ３）。
【００５４】
その後、全ての連続繊維材３２について張力過大が検知されなくなると（ステップＳ４にてＮＯ）、減速を中止し、混練軸１１の回転速度を設定速度に戻す（ステップＳ１１）。
【００５５】
一方、引き続き、いずれかの連続繊維材３２において張力過大が所定時間（たとえば５秒）検知された場合には（ステップＳ４にてＹＥＳ、ステップＳ５）、第１混練機１０の混練軸１１の回転速度を第２の設定値の分（たとえば５Ｈｚ）だけ減速する（ステップＳ６）。１回目の減速幅よりも２回目の減速幅を少なくすることが望ましい。また、張力過大の連続検知時間も、２回目の時間の方が１回目の時間よりも短いことが望ましい。
【００５６】
２回目の減速により、全ての連続繊維材３２について張力過大が所定時間（たとえば５分）検知されなくなった場合（ステップＳ７にてＮＯ、Ｓ８）、制御部１６Ａは、第１混練機１０の混練軸１１の回転速度を、第２の設定値の分（たとえば５Ｈｚ）だけ増速する（ステップＳ９）。
【００５７】
混練軸１１の回転速度を元の速度に近づけた場合に、再度、いずれかの連続繊維材３２において張力過大が検知されると（ステップＳ１０にてＹＥＳ）、ステップＳ５（時間カウント）に戻る。一方、全ての連続繊維材３２において張力過大が検出されなかった場合、すなわちリミットスイッチ５３ａがＯＦＦ状態となった場合（ステップＳ１０にてＮＯ）、混練軸１１の回転速度を設定速度に戻す（ステップＳ１１）。混練軸１１の回転速度を設定速度に戻した後は、再びステップＳ１に戻り、上記処理を繰り返す。
【００５８】
なお、本変形例では、張力過大の場合に混練軸１１の減速制御を行うこととしたが、張力過少の場合には混練軸１１の増速制御を行ってもよい。
【００５９】
また、本変形例では、連続繊維材３２の張力過大時に、混練軸１１の回転速度を調整する制御について主に説明したが、連続繊維材３２の張力過大時に、ブレーキ部材４３の制御を行う（ブレーキを緩める）場合には、リミットスイッチ５３ａ，５３ｂの出力信号は、送り速度調整手段４０の制御部４７に入力されるものとする。
【００６０】
本変形例において、張力検知手段５０がローラーレバー型のリミットスイッチ５３ａ，５３ｂを含むこととしたが、リミットスイッチの種類は特に限定されない。あるいは、張力検知手段は、リミットスイッチに代えて、たとえばロードセンサまたは変位センサを含んでもよい。
【００６１】
（変形例２）
図６は、本実施の形態の変形例２における繊維供給構造を模式的に示す図である。本変形例における繊維供給部３０Ａは「内取り方式」を採用している。
【００６２】
本変形例では、連続繊維材３２が巻き回された軸部材３３は回転しないため、繊維供給部３０Ａは、収容部３１から滑車３５までの経路上に、連続繊維材３２にテンションをかける機構を備えている。具体的には、連続繊維材３２を挟み込むように互いに対向して配置される２つのローラ４４，４５を含んでいる。ローラ４４，４５は、連続繊維材３２が混練軸１１１のスクリューに引き込まれる引き込み量に応じて回転する。つまり、各ローラ４４，４５は、連続繊維材３２の引き込み量に応じて回転する従動部材を構成する。
【００６３】
繊維供給部３０Ａは、ローラ４４，４５が連続繊維材３２に摩擦をかけながら回転するようにするために、互いに対向する２つのローラ４４，４５が押し付け合う方向に付勢するスプリング４６をさらに含むことが望ましい。スプリング４６は、たとえば、ローラ４５の中心軸（回転しない軸）に取り付けられている。
【００６４】
本変形例では、これらのローラ４４，４５のうちの少なくとも一方に、ブレーキ部材４３が取り付けられる。たとえば、ブレーキ部材４３は、スプリング４６が取り付けられたローラ４５とは異なるローラ４４に、取り付けられている。
【００６５】
このように、繊維供給部３０Ａが、収容部３１から滑車３５までの経路上に、連続繊維材３２にテンションをかける機構を備えているため、本変形例においても、回転センサ３９が検知した滑車３５の回転速度に応じてブレーキ部材４３を作動させることで、連続繊維材３２のシリンダー１２への引き込み過大および引き込み過少を是正することができる。
【００６６】
（変形例３）
上記実施の形態および変形例１、２における繊維供給構造は、連続繊維材３２が巻き回された軸部材３３の数だけ回転部材（滑車３５）および回転センサ３９を設けた構造であったが、回転部材（滑車３５）および回転センサ３９の数は、軸部材３３の数よりも少なくてもよい。つまり、１つの回転部材（１組の滑車３５）によって、複数本（たとえば全て）の連続繊維材３２が繊維供給口１２ｂまで案内されてもよい。
【００６７】
図７には、全ての連続繊維材３２が共通の回転部材３５０によって案内される構造例が模式的に示されている。なお、本変形例では、一例として、回転部材３５０が複数（たとえば３つ）の滑車３５で構成されている。回転センサ３９は、複数の滑車３５のうちの一つに取り付けられる。
【００６８】
本変形例では、回転部材３５０に通された複数本の連続繊維材３２は概ね同じ速度で繊維供給口１２ｂに供給される。そのため、１つの回転センサ３９が１つの滑車３５の回転速度を検知することにより、滑車３５に通される複数本の連続繊維材３２の繊維供給口１２ｂへの導入速度が検出される。この場合、滑車３５の回転速度が所定速度よりも速い場合、連続繊維材３２が巻き回された全ての軸部材３３に対して、ブレーキ部材４３の押し付け力を強める制御が同時に行われる。また、滑車３５の回転速度が所定速度よりも遅い場合には、連続繊維材３２が巻き回された全ての軸部材３３に対して、ブレーキ部材４３の押し付け力を弱める制御が同時に行われる。
【００６９】
なお、本変形例における混練物製造装置が、変形例１で説明した張力検知手段５０を備える場合、回転部材３５０によって纏められた複数本の連続繊維材３２の張力を検知すればよい。
【００７０】
本変形例によれば、混練物製造装置を構成する部品点数を抑えることができるため、コストを低減することができる。
【００７１】
なお、本変形例は、図７のように回転部材が複数の滑車３５で構成されたものに限定されず、たとえば、変形例１、変形例２で説明した構成の他、滑車の組合せに関わらず適用できることは言うまでもない。
【００７２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７３】
１  混練物製造装置、１０，１００  （第１）混練機、２０  第２混練機、１１，２１，１１１  混練軸、１１ａ，２１ａ  スクリュー、１１ｂ，２１ｂ  回転軸、１２，２２，１１２  シリンダー、１２ａ  樹脂供給口、１２ｂ，１１２ｂ  繊維供給口、１３，２３，１１３  駆動部、１６，１６Ａ，４７  制御部、２６  熱可塑性樹脂、３０，３０Ａ，１３０  繊維供給部、３１  収容部、３２  連続繊維材、３３  軸部材、３５，５１，１３５，３５０  回転部材（滑車）、３９  検知手段（回転センサ）、４０  送り速度調整手段、４２  駆動手段、４３  ブレーキ部材、５０  張力検知手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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