(57)【要約】【課題】材料を安定して加熱筒内に供給することができる可塑化装置の材料供給装置を提供する。【解決手段】材料Ｍを供給筒１８から加熱筒１３に供給する可塑化装置の材料供給装置１１は、供給筒１８の側面に形成された材料供給用の開口部２２と、開口部２２に接続される上流側供給筒２３と、供給筒１８の内部に設けられ前記開口部２２が開放される位置Ｓ１と閉鎖される位置Ｓ２の間で軸方向に往復移動する押込部材２１とを備えており、更に押込部材２１の側面４０には先端側４１から後端側４２まで連通した複数の溝部４３が形成されている。【選択図】図１
2019014115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、
前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、
前記開口部に接続される上流側供給筒と、
前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、
前記押込部材の側面には先端側から後端側まで連通した複数の溝部が形成されていることを特徴とする可塑化装置の材料供給装置。
【請求項２】
材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、
前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、
前記開口部に接続される上流側供給筒と、
前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、
前記押込部材の軸方向に直交する方向の断面積は先端側胴部および後端側胴部の断面積に対して前記先端側胴部および後端側胴部の間の中央胴部の断面積が小さく形成されていることを特徴とする可塑化装置の材料供給装置。
【請求項３】
材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、
前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、
前記開口部に接続される上流側供給筒と、
前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、
前記押込部材の先端側には凹部が形成されており、凹部の外周に突起部が形成されていることを特徴とする可塑化装置の材料供給装置。
【請求項４】
材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、
前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、
前記開口部に接続される上流側供給筒と、
前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、
前記押込部材の先端側の供給筒内で材料が偏って堆積される側に突起部が形成されていることを特徴とする可塑化装置の材料供給装置。
【請求項５】
前記押込部材の先端側の少なくとも開口部の側に突起部が形成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の可塑化装置の材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置としては自重落下に頼るものが一般的である。しかし供給筒の途中に混合装置や加熱装置を設ける場合や材料が自重落下しにくい性質のものである場合は押込装置を用いるものも公知である。従来、押込装置を用いた可塑化装置の材料供給装置としては特許文献１や特許文献２に記載されたものが知られている。特許文献１は材料が低融点金属材料に関するものであるが、第６図に記載されるように油圧シリンダ等のロッドの先端に設けた押込部材で材料を下方に向けて押込む押込装置が形成されている。
【０００３】
また特許文献２は高精度の材料の切出しが可能な材料供給装置であってエアシリンダ等の駆動手段によりピストンを往復させて材料の供給を行うものである。また特許文献２のピストンには切欠き状の溝部が形成されており、溝部の容量とピストンの往復回数の積から切出し量が定まることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１５６３２０号公報（請求項１、第５頁右上欄〜左下欄、第６図）
【特許文献２】特開２００８−１７９１２６号公報（請求項１、００２２、図２、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら供給される材料が一定の粒径以下の場合や繊維等の径の細いものである場合、特許文献１と特許文献２については材料が押込装置の押込部材と供給筒の間に入り込み、押込み部材の作動が良好にできなくなる場合があるという問題があった。または供給筒の側面に設けた材料供給用開口部から供給される材料は均等な分布で供給筒内に供給されないために、そのまま押圧部材により供給された材料を押し込んでも加熱筒内に均等に材料を送れない場合があった。
【０００６】
本発明の可塑化装置の材料供給装置は、前記問題に対応するものであり、材料を安定して加熱筒内に供給することができる可塑化装置の材料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の可塑化装置の材料供給装置は、材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、前記開口部に接続される上流側供給筒と、前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、前記押込部材の側面には先端側から後端側まで連通した複数の溝部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の可塑化装置の材料供給装置は、材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、前記開口部に接続される上流側供給筒と、前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、前記押込部材の軸方向に直交する方向の断面積は先端側胴部および後端側胴部の断面積に対して前記先端側胴部および後端側胴部の間の中央胴部の断面積が小さく形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の可塑化装置の材料供給装置は、材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、前記開口部に接続される上流側供給筒と、前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、前記押込部材の先端側には円錐状の凹部が形成されており、凹部の外周に突起部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の可塑化装置の材料供給装置は、材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、前記開口部に接続される上流側供給筒と、前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、前記押込部材の先端側には供給筒内で材料が偏って堆積される側に突起部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に記載の可塑化装置の材料供給装置は、請求項３または請求項４において、前記押込部材の先端側の少なくとも前記開口部の側に突起部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の可塑化装置の材料供給装置は、材料を供給筒から加熱筒に供給する可塑化装置の材料供給装置において、前記供給筒の側面に形成された材料供給用の開口部と、前記開口部に接続される上流側供給筒と、前記供給筒の内部に設けられ前記開口部が開放される位置と閉鎖される位置の間で軸方向に往復移動する押込部材とが備えられ、前記押込部材の側面には先端側から後端側まで連通した溝部が形成されていることを特徴とするので材料を安定して加熱筒内に供給することができる。または本発明の可塑化装置の材料供給装置は、前記押込部材の軸方向に直交する方向の断面積は先端側胴部および後端側胴部の断面積に対して前記先端側胴部および後端側胴部の間の中央胴部の断面積が小さく形成されているので材料を安定して加熱筒内に供給することができる。または押込部材の先端側の少なくとも開口部の側に突起部が形成されているので材料を安定して加熱筒内に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の可塑化装置の材料供給装置の断面図であって押込部材後退時の図である。
【図２】本実施形態の可塑化装置の材料供給装置の断面図であって押込部材前進時の図である。
【図３】本実施形態の可塑化装置の材料供給装置の押込部材の図であって左半分は縦断面図からなり右半分は側面図からなる図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線の矢視図である。
【図５】別の実施形態の可塑化装置の材料供給装置の押込部材の図であって左半分は縦断面図からなり右半分は側面図からなる図である。
【図６】更に別の実施形態の可塑化装置の材料供給装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態の可塑化装置の材料供給装置１１について図１ないし図４を参照して説明する。本実施形態の可塑化装置の材料供給装置１１は、炭素繊維材料を含む複合樹脂材料の成形品を成形するための射出成形機（射出圧縮成形機を含む）の射出装置１２に取付けられる装置である。なお本実施形態の射出装置１２は可塑化装置に該当する。射出成形機の射出装置１２は一般的なものであるが、加熱筒１３は、所定肉厚の円筒部材であり、ヒータ１３ａと図示しない熱電対がそれぞれ複数配設され、各ヒータ１３ａのゾーンごとに温度制御が可能となっている。そして加熱筒１３の軸方向の中心に設けられた内孔１３ｂには計量および射出用のスクリュ１４が回転可能かつ前後進可能に配設されている。スクリュ１４は所定間隔にフライト部１４ａが設けられ、計量時にはスクリュ回転により炭素繊維（以下は単に繊維と称す）を含む樹脂材料を混練・計量しながらスクリュ前方の内孔１３ｂ内に送って貯留し、射出時はスクリュ前進により前記貯留した材料を図示しない金型内のキャビティへ射出する役割を有する。なお本実施形態では、射出装置１２の加熱筒１３の内孔１３ｂに後述する材料供給装置１１から既に溶融した状態の繊維を含む樹脂材料が送られてくるので、スクリュの長さと直径の関係を示すＬ／Ｄはこれに限定されるものではないが一例として１０〜２０の短いものでもよい。またスクリュ１４のフィードゾーンと図示しないメタリングゾーンとの溝断面積の比率を示す圧縮比はこれに限定されるものでないが一例として１．０〜３．０程度のものでもよい。
【００１５】
加熱筒１３の前方には図示しないノズルが固着されており、前記射出の際はノズルを介して金型のキャビティへの射出がなされる。また加熱筒１３の後部寄りの上部には繊維を含む溶融樹脂材料の供給孔１５が設けられている。なお加熱筒１３の供給孔１５は、スクリュ１４の軸芯Ｏに対して偏芯した位置に設けるようにしてもよい。そして加熱筒１３の供給孔１５の部分の周囲には、ハウジング部１６（前プレート）が固着されており、前記加熱筒１３の供給孔１５に対応するハウジング部１６の取付孔１７の部分に、材料供給装置１１の先端部が挿入される形で固定的に取付けられている。
【００１６】
射出装置１２の駆動部等については公知であるので図示しての説明は省略するが、スクリュ１４を回転させるための計量用サーボモータ、スクリュ１４を前後進させるための射出用サーボモータ、射出時や計量時にスクリュ１４の軸方向にかかる力を検出するロードセル、射出装置全体を前後進させるとともにノズルを金型のノズルタッチ面に押圧するノズルタッチ機構などが設けられている。
【００１７】
次に材料供給装置１１について説明する。材料供給装置１１は垂直方向に設けられた供給筒１８が形成されている。供給筒１８の下部の外郭部１８ａの外周にはヒータ１８ｂと図示しない熱電対がそれぞれ複数配設され、各ヒータ１８ｂのゾーンごとに温度制御が可能となっている。そして供給筒１８の後端（上端）には押込装置１９（プランジャ装置）の駆動手段であるエアシリンダ２０が固定されている。エアシリンダ２０のロッド２０ａの先端にはピストン（プランジャ）に相当する押込部材２１が固定されている。そして押込部材２１は、後述する供給筒１８の側面に形成された材料供給用の開口部２２が開放する位置Ｓ１（図１参照）と閉鎖する位置Ｓ２（図２参照）の間で軸方向のストロークゾーンＳ分のストロークで往復移動可能となっている。なお押込装置１９の駆動手段はエアシリンダに限定されず、油圧シリンダであってもよく、非常に高精度な作動を必要とする場合はサーボ機構を用いた電動シリンダ等であってもよい。
【００１８】
押込装置１９の押込部材２１について図３により更に説明すると、押込部材２１は略円筒状の形状をしている。そして押込部材２１の円筒状の側面４０には先端側４１（図１ないし図３においては下側）から後端側４２（図１ないし図３においては上側）まで連通した複数の溝部４３が形成されている。そして溝部４３と溝部４３の間には、先端側４１から後端側４２まで連続した突条部４４が形成されている。そして突条部４４の突出面４４ａのみが供給筒１８の内孔１８ｃと当接されるようになっている。円筒状の側面４０に設けられる溝部４３の数は材料の種類や押込装置１９の大きさにより決定されこれに限定されるものではないが、１０本〜３０本程度が好ましい。また溝部４３の深さＤも材料の種類や押込装置１９の大きさにより決定されこれに限定されるものではないが、０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ程度が好ましい。更に溝部４３の幅Ｗも材料の種類や押込装置１９の大きさにより決定されこれに限定されるものではないが、１．０ｍｍ〜２０ｍｍ程度が好ましい。本実施形態では図４の矢視図（押込部材２１の水平方向の断面図）に示されるように溝部４３と突条部４４は曲面により構成されており著しい角部は形成されていない。しかし溝部４３と突条部４４の境界が角部により形成されるものでもよい。また溝部４３の溝面４３ａの形状は、円弧状、多角形などでもよく限定されない。溝部４３の縦方向の形状は円筒形状の軸方向に沿ったストレートが一般的だが軸方向に対して所定の角度を備えたものや曲線を備えたもの等でもよく限定されない。また隣り合う溝部４３同士は途中で連絡路により接続されたものや分岐や合流のあるものであっても、溝部が先端側から後端側まで連通しているものであればよい。
【００１９】
押込部材２１の先端側４１には、少なくとも開口部２２の側に突起部４５が備えられている。図３に示されるように本実施形態では、先端側４１には円錐状の凹部４６が形成されており、前記凹部４６の傾斜面４６ａの外周に突起部４５が形成されている。図３に示されるように突起部４５は所定幅の平坦面を備えたリング形状である。ただし突起部４５については鋭角形状や曲面からなるものであってもよい。本実施形態のエアシリンダ２０のロッド２０ａおよび押込部材２１はロッド２０ａの軸芯を中心として回転してしまうことがあるので、もしも押込部材２１が回転していまったとしても外周のリング状の突起部４５は常に開口部２２に面するようになっている。
【００２０】
また供給筒１８のヒータ１８ｂが設けられていない上部側の部分の側面には、繊維を含む樹脂材料Ｍが供給される材料供給用の開口部２２が設けられ、前記開口部２２には斜め上方に向けて上流側供給筒２３が接続されている。そして上流側供給筒２３の上部には繊維を含む樹脂材料Ｍを貯留するホッパ２４が接続されている。ここではホッパ２４への繊維と樹脂材料のそれぞれの供給装置や混合装置については詳述しないが、繊維と樹脂材料は混合され繊維を含む樹脂材料Ｍとしてホッパ２４に貯留されるようになっている。なお前記開口部２２や上流側供給筒２３に開閉式のシャッタを設けてもよい。また上流側供給筒２３がホッパの底部を兼ねるものであってもよい。
【００２１】
そして供給筒１８の内孔１８ｃの中で材料供給用の開口部２２を含む上部側の部分は、押込装置１９の押込部材２１のストロークゾーンＳとなっている。供給筒１８のストロークゾーンＳには、冷却流体による図示しない冷却機構が設けられ、内孔１８ｃ内に供給された材料がストロークゾーンＳ内で早期に溶融されないようになっている。そして前記開口部２２からストロークゾーンＳに供給された繊維を含む樹脂材料Ｍは、押込部材２１によりを下方に向けて押し込まれる。供給筒１８の内孔１８ｃの前記ストロークゾーンＳの下方にはトーピード２５が配置されている。トーピード２５は、図示しない複数本の支柱により供給筒１８の外郭部１８ａに支持され、内孔１８ｃの軸芯に取付けられている。トーピード２５の形状は、上下方向に均等な断面積の円筒部が中間に設けられ、円筒部の上部と下部にそれぞれ円錐状部を有している。またトーピード２５の内部にはカートリッジヒータ等のヒータ３０が備えられている。トーピード２５と供給筒１８の外郭部１８ａの間は繊維を含む樹脂材料Ｍの流路２９となっている。
【００２２】
トーピード２５の下部の円錐状部に対向する供給筒１８の外郭部１８ａは縮径テーパー部３１となっている。そして縮径テーパー部３１の下方には絞り部３２となっている。また絞り部３２の下方には拡大部３４となっている。そして拡大部３４の下部には、複数の流路が設けられた分散供給部３６が備えられている。
【００２３】
なお本実施形態では、供給筒１８内にトーピード２５が設けられているが、トーピード２５、絞り部３２、分散供給部３６等は本発明にとって必須のものではない。トーピード２５の代わりに繊維を含む樹脂材料Ｍの混合と加熱筒１３内にタイミングを制御して供給を行うスクリュを軸方向に向けて設けるとともに、供給筒１８外に前記スクリュの駆動用のモータも設けてもよい。更には繊維を含む樹脂材料Ｍの混合を行う混合用羽根や邪魔板などを設けてもよい。
【００２４】
次に可塑化装置の材料供給装置１１の作動について説明する。ホッパ２４内に繊維と樹脂材料が混合状態で貯蔵されている。本実施形態では繊維材料は炭素繊維であって、樹脂材料とは別にサイジング剤により複数本の繊維が結束された状態のものが供給・貯蔵されている。また樹脂材料は熱可塑性樹脂のペレットが供給・貯蔵されている。一方供給筒１８の外郭部１８ａの各ゾーンのヒータ１８ｂとトーピード２５のヒータ３０はそれぞれ図示しない制御装置からＰＩＤ制御されて設定温度に温度制御されている。また加熱筒のストロークゾーンＳは冷却機構により冷却され設定温度に温度制御されている。
【００２５】
図１に示されるように押込装置１９のエアシリンダ２０が作動され、押込部材２１が最上方の材料供給位置（開口部２２が開放する位置Ｓ１）へ引き上げられることにより材料供給用の開口部２２が供給筒１８内部に連通される。するとホッパ２４内の繊維を含む樹脂材料Ｍは、上流側供給筒２３、開口部２２を介して自重落下し、供給筒１８内のストロークゾーンＳに供給される。この際の繊維を含む材料Ｍは、図１に示されるように供給筒内で前記開口部２２側のほうが高く、前記開口部２２から遠い側のほうが低く偏って堆積される。
【００２６】
次に押込装置１９のエアシリンダ２０が前進作動されて押込部材２１が前進すると、最初に開口部側の繊維を含む材料Ｍと押込部材２１の突起部４５に当接する。そして押込部材２１の突起部４５と円錐状の凹部４６の傾斜面４６ａは開口部２２側の繊維を含む材料Ｍを開口部２２から遠い側に移動させながら前進するので偏って堆積されていた繊維を含む材料Ｍは供給筒１８内で水平方向において平均化される。そして押込部材２１の更なる前進により開口部２２が閉鎖されるとともに供給筒１８内の空間は解消され、繊維を含む材料Ｍは圧縮されるがその際の圧力は各部分において略均一になる。そして繊維を含む材料Ｍはトーピード２５の周囲の流路２９の各部へ略均一な量がそれぞれ送られる。
【００２７】
この押圧の際に、繊維を含む材料Ｍの一部（主に繊維材料）が押込部材２１の複数の溝部４３と供給筒１８の内孔１８ｃの間の空間に入り込むが溝部４３は先端側４１から後端側４２まで連通して形成されているので、前記空間内で繊維を含む材料Ｍが詰まって圧力が高まることはない。その結果、押込装置１９を複数回作動し続けても押込部材２１の下降作動や上昇作動に支障を来すことがない。または開口部２２側の供給筒１８の内孔１８ｃと押込部材２１の間に繊維を含む材料Ｍが多く詰まり、その結果、押込部材２１が偏芯して供給筒１８の内孔１８ｃと押込部材２１の間でカジリが生じたりすることが無い。なお押込部材２１の先端側４１から前記空間内に繊維を含む材料Ｍが押し込まれた場合、押込部材２１の昇降の過程で開口部２２の側からその一部は放出されるが、それ以外に押込部材２１の後端側４２からも繊維を含む材料Ｍが放出される。後端側４２から放出された繊維を含む材料Ｍは供給筒１８内の押込部材２１の上部のロッド２０ａの周囲に溜まるので作業者が定期的に除去する。なお後端側４２から放出された繊維を含む材料Ｍは、押込部材２１を上昇させた際に供給筒１８から自動的に排出されて図示しない受け皿等に回収されるようにしてもよい。
【００２８】
一方トーピード２５の周囲の流路２９に送られた繊維を含む樹脂材料Ｍは、ヒータ１８ｂにより加熱された供給筒１８の外郭部１８ａとヒータ３０により加熱されたトーピード２５からの伝熱により溶融が促進される。また流路２９を樹脂ペレットが通過する際に受けるせん断発熱によっても溶融が促進され、トーピード２５の下方に送られ、絞り部３２と分散供給部３６を経て射出装置１２の加熱筒１３内に供給される。
【００２９】
次に図５に示される別の実施形態の可塑化装置の材料供給装置の押込装置の押込部材５１について説明する。可塑化装置、材料供給装置、および材料供給装置の押込装置の駆動部の構成は図１と同じであるので説明は省略する。図５の押込部材５１では、該押込部材５１の軸方向に直交する方向の断面積が先端側５３寄りに所定幅に設けられた先端側胴部５４および後端側５５寄りに所定幅に設けられた後端側胴部５６の前記断面積に対して前記先端側胴部５４および後端側胴部５６の間に所定幅に設けられた中央胴部５７の前記断面積が小さく形成されている。換言すれば押込部材５１の円筒状側面５２は、中央胴部５７のみが小径となっており、中央胴部５７の部分では供給筒１８の内孔１８ｃと当接していない。そして先端側胴部５４の略円筒状側面には、図１の例と同様の縦方向に複数の溝部５８が形成され、溝部５８と溝部５８の間には突条部５９が形成されている。また後端側胴部５６の略円筒状側面にも先端側胴部５４と同様の縦方向に複数の溝部６０が形成され、溝部６０と溝部６０の間は突条部６１が形成されている。
【００３０】
そして先端側胴部５４と後端側胴部５６の間の中央胴部５７は円筒面から形成されている。そして中央胴部５７の直径は、先端側胴部５４と後端側胴部５６の溝部５８の底部分沿って描いた円の直径と同じかそれよりも小さく形成されている。中央胴部５７の縦方向の長さはこれに限定されるものではないが、押込部材５１の長さの２０〜８０％の長さとすることが望ましい。また中央胴部５７の直径はこれに限定されるものではないが、供給部１８の内孔１８ｃの内径に対して２〜１０ｍｍ小さくすることが望ましい。押込部材５１は、先端側５３については図１と同様に円錐状の凹部６２を備え、その周囲はリング状の突起部６３が形成されている。なお押込部材５１は、小径の中央胴部５７にも複数の溝部を形成してもよい。その場合溝部は先端側胴部５４の溝部５８と後端側胴部５６の溝部６０と連続して同じ位置に設けてもよく別の位置に設けてもよい。いずれにしても先端側胴部５４の複数の溝部５８と後端側胴部５６の複数の溝部６０の間に円筒面があるものも本発明の先端側から後端側まで連通した複数の溝部が形成されたものに該当する。
【００３１】
このように押込部材５１の円筒状側面５２の中央胴部５７を小径（小断面積）とすることにより次のような効果が期待できる。即ち供給筒１８内の繊維を含む材料Ｍを押込部材５１で押込むと繊維や樹脂粉の一部は、先端側胴部５４の溝部５８と供給筒１８の内孔１８ｃの間に形成された空間部６４を介して小径の中央胴部５７と内孔１８ｃの間に形成された空間部６５に押し込まれる。しかし押込部材５１の前進とともに前記空間部６５は材料供給用の開口部２２に接続され、空間部６５内に押し込まれた繊維を含む材料Ｍの一部は圧力開放されて前記開口部２２の側に戻される。また空間部６５内の一部の繊維を含む材料Ｍは後端側胴部５６の溝部６０と供給筒１８の内孔１８ｃの間に形成された空間部６６を介して押込部材５１の後端側（上側）に排出される。従って押込部材５１と供給筒１８の間に繊維を含む材料Ｍが詰まって押込装置１９の作動が妨げられることはない。従って先端側胴部５４と後端側胴部５６に複数の溝部が無く先端側胴部５４と後端側胴部５６が円筒面であって、中央胴部５７のみを小径にしたものも、中央胴部５７の空間部６５からの圧力開放効果が見込まれ、本発明の一形態に該当する。
【００３２】
次に図６に示される更に別の実施形態の可塑化装置の材料供給装置７１について図１等に示される実施形態との相違点を中心に概略を説明する。図６に示される更に別の実施形態については、可塑化装置の供給筒１８には図１に記載されるように加熱用のヒータ１８ｂ、冷却用の冷却機構、トーピード２５、絞り部３２、分散供給部３６等を備えていない。そして押込装置７２には、回り止め機能付きのエアシリンダ等のシリンダ７３が取付けられている。そして押込装置７２の押込部材７４の先端側７５は、図６に示されるように供給筒１８に形成された材料供給用の開口部２２に対向する側のみに突起部７６が備えられて、開口部２２とは反対側に向けて後退する傾斜面７７が設けられている。なお押込部材７４の先端側７５は、開口部２２側にのみ突起部７６が設けられ傾斜面に続く部分には水平の平坦面が設けられたものでもよい。これらにおいて突起部７６は一定の幅を有するものでも鋭角からなるものでもよく更には曲面からなるものでもよい。
【００３３】
次に図６に示される更に別の実施形態の作動について簡単に説明する。図６に示されるように押込装置７２のシリンダ７３の後退作動により押込部材７４が引き上げられた際には、開口部２２から供給筒１８内に材料Ｍ１が開口部２２の側の高さが高く偏って堆積される。次にシリンダ７３の前進作動により押込部材７４が前進すると突起部７６が開口部２２側に堆積した材料Ｍ１に先に当接する。そして押込部材７４の突起部７６と傾斜面７７は開口部２２側の材料Ｍ１を開口部２２から遠い側に押し退けながら前進するので偏って堆積された材料Ｍ１は供給筒１８内で水平方向に平均化される。そして更なる押込部材７４の前進により供給筒１８内の空間は無くなり軸方向に直交する断面方向においてほぼ均等に押圧されて安定して加熱筒内に供給される。
【００３４】
図１ないし図６の各実施形態では供給筒１８の内孔１８ｃは断面円形であり、押圧部材も略円筒形のものについて記載した。しかし前記内孔１８ｃは楕円形、多角形等の形状であってもよく、その場合、押圧部材もそれに略対応した断面形状に設けられる。そして押圧部材の断面形状が略円形でなく中央胴部の外側の空間部の断面積を大きくする場合、中央胴部の形状も内孔１８ｃの形状に略対応した断面形状に設けられる。
【００３５】
本発明については、一々列挙はしないが、上記した各実施形態のものに限定されず、上記の各記載を組み合わせたものや当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。
【００３６】
本発明の材料供給装置が取付けられる可塑化装置は、射出プランジャが別に設けられたプリプラ（登録商標）式の射出成形機の可塑化装置、押出機、スタンピング成形機の供給装置であってもよい。また本発明の材料供給装置は、可塑化装置の加熱筒の後方の供給孔の部分に取付けられることが一般的であるが、加熱筒の後部の材料供給孔とは別に設けられた加熱筒の中間部分の供給孔の部分に取付けられるものでもよい。
【００３７】
また上記した各種の可塑化装置と材料供給装置は縦方向、横方向、斜め方向のいずれの向きに配置されるものでもよい。材料供給装置の向きによっては、供給筒内に供給される材料が開口部の側に偏って供給されるとは限らない。重力により供給筒内の開口部とは異なる側に材料が偏って堆積される場合は、それに対応して材料が偏って堆積される側に押込装置の押込部材の先端側の突起部が設けられる。
【００３８】
また材料供給装置１１に供給される繊維については、炭素繊維に限定されず、ガラス繊維等、その他の強化繊維であってもよい。また供給される繊維の長さは限定されないが、一般的に市販されているものから選べることが望ましく一例として３〜３０ｍｍ程度である。また可塑化装置で溶融される樹脂材料についても熱可塑性樹脂に限定はされず、樹脂材料の場合は熱硬化性材料でもよい。また溶融される材料は、金属材料、セラミック材料、天然由来の各種材料等でもよい。また溶融される材料の形状も限定されず、ペレットの他、粉体または極めて粒径が小さい材料でもよい。供給される繊維、溶融化される材料ともに１種類に限定されず、着色材料や発泡材料なども同時に供給するものでもよい。また材料供給装置１１は繊維を用いない樹脂材料の成形にも用いることも可能であり、前記した粉体または極めて粒径が小さい材料の場合は、供給筒と押込装置の間に粉体等が詰まる問題が発生する可能性があるので本発明が有用となる場合がある。
【符号の説明】
【００３９】
１１，７１  可塑化装置の材料供給装置
１２  射出装置
１３   加熱筒
１４  スクリュ
１８  供給筒
１９、７２  押込装置
２０  エアシリンダ
２１，５１，７４  押込部材
２２  開口部
２３  上流側供給筒
２４  ホッパ
２５  トーピード
４３，５８，６０  溝部
４４，５９，６１  突条部
４５，６３，７６  突起部
Ｍ  繊維を含む材料
【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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