(57)【要約】【課題】原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのを防止することができる射出成形機を提供する。【解決手段】射出成形機１は、シリンダ部１０及びスクリュ部２０を備える。スクリュ部２０は、シリンダ部１０に挿入され、原料供給口から供給される原料を搬送する。スクリュ部２０は、外周面にネジ山２３が形成された軸部２１と、軸部２１の先端に設けられた中空状のスクリュヘッド２２とを有する。スクリュヘッド２２には、スクリュ部２０の回転に伴ってネジ山２３により搬送される原料が流入する流入口２４と、流入口２４から流入する原料が流出する流出口２５と、流入口２４及び流出口２５を連通する流路２８とが形成されている。流路２８内には、当該流路２８を開閉するためのボールバルブ２９が設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料供給口が形成されたシリンダ部と、
前記シリンダ部に挿入され、前記原料供給口から供給される原料を搬送するスクリュ部と、
前記スクリュ部を駆動させる駆動部とを備え、
前記スクリュ部は、外周面にネジ山が形成された軸部と、前記軸部の先端に設けられた中空状のスクリュヘッドとを有し、
前記スクリュヘッドには、前記駆動部が前記スクリュ部を回転させる動作に伴って前記ネジ山により搬送される原料が流入する流入口と、前記流入口から流入する原料が流出する流出口と、前記流入口及び前記流出口を連通する流路とが形成され、前記流路内には、当該流路を開閉するためのボールバルブが設けられていることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記流路は、前記ボールバルブを収容するバルブ室と、前記バルブ室及び前記流入口を連通する流入路と、前記バルブ室及び前記流出口を連通する流出路とを有し、
前記流入路内及び前記バルブ室内における原料の流通方向がなす角度、並びに、前記バルブ室内及び前記流出路内における原料の流通方向がなす角度が、それぞれ鈍角であることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記ボールバルブは、前記駆動部が前記スクリュ部を軸線方向に変位させる動作に伴って、前記流路を閉じることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記軸部の外周面には、前記ネジ山の根元部に沿って螺旋状に延びる溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記流入口から前記スクリュヘッド内に流入する原料は、前記流出口から螺旋状に流出して、前記シリンダ部の先端部に設けられたノズル部に導かれ、当該ノズル部から射出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料供給口からシリンダ部に供給される原料をスクリュ部により搬送し、ノズル部から原料を射出する射出成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品を製造する際には、原料（樹脂材料）を溶かして金型内に射出することにより成形品を得る方法（射出成形）が用いられる場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
この種の射出成形機は、例えば原料供給口が形成されたシリンダ部と、シリンダ部に挿入されたスクリュ部とを備えている。スクリュ部は、外周面にネジ山が形成された軸部と、軸部の先端に設けられたスクリュヘッドとを有している。原料供給口から供給される原料は、スクリュ部の回転に伴ってネジ山により搬送され、軸部の先端まで搬送されると、軸部の外周面からスクリュヘッド内に導かれる。スクリュヘッド内に導かれた原料は、当該スクリュヘッド内を通って先端から流出し、その流出した原料はノズル部に導かれた後、当該ノズル部から金型内に射出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６４９２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、特許文献１にも記載されているように、長尺のガラス繊維又は炭素繊維などを強化用繊維材として原料に混入させることにより、成形品の強度を向上させる試みがなされている。しかしながら、長尺の強化用繊維材は、原料とともに搬送される過程で加わる剪断力によって細かく切断されてしまうという問題がある。その原因の１つとして、本願発明者らは、強化用繊維材が原料とともに搬送される際の流路の形状に問題があるという結論に至った。
【０００６】
本願発明者は、搬送される原料をシリンダ部内の複数の地点で観察し、各地点における強化用繊維材の長さを計測した。その結果、スクリュ部の外周面に沿って搬送されている間は、原料中の強化用繊維材が比較的長い状態のままであることが確認できたが、スクリュ部の外周面からスクリュヘッド内に導かれ、スクリュヘッドの先端から流出するまでの間に、原料中の強化用繊維材が極端に短くなっているという事実を見出した。これは、スクリュ部の外周面からスクリュヘッド内に導かれる地点やスクリュヘッド内における流路の形状に問題があるものと考えられる。
【０００７】
図６は、従来の射出成形機１００の構成例を示す概略断面図であり、スクリュヘッド１２２の周辺の構成のみを示している。この射出成形機１００は、円筒状のシリンダ部１１０と、シリンダ部１１０に挿入されたスクリュ部１２０とを備えている。スクリュ部１２０は、シリンダ部１１０の軸線Ｌ１００に沿って延びる軸部１２１と、軸部１２１の先端に設けられたスクリュヘッド１２２とが連結された構成を有している。
【０００８】
原料は、固形の状態で、軸部１２１の外周面とシリンダ部１１０の内周面との間の空間１３０に供給され、軸部１２１の回転に伴って搬送される。軸部１２１の外周面には、ネジ山１２３が形成されている。ネジ山１２３は、その先端が螺旋状に延びるように軸部１２１の外周面に形成されている。ネジ山１２３の先端は、シリンダ部１１０の内周面に近接しているため、軸部１２１の外周面とシリンダ部１１０との間の空間１３０にある原料は、ネジ山１２３により搬送されることとなる。このようにして固形の原料がネジ山１２３により搬送される過程で、シリンダ部１１０に設けられたヒータ（図示せず）により原料が加熱され、溶融された状態となる。
【０００９】
軸部１２１の先端まで搬送された原料は、図６に矢印で示すように、スクリュヘッド１２２内を通って、シリンダ部１１０の先端に形成されたノズル部１４０へと導かれる。ノズル部１４０へと原料が連続的に搬送されることにより、ノズル部１４０内の原料の圧力が増加するため、その圧力でスクリュ部１２０がノズル部１４０側とは反対側に押し戻されるようにして、ノズル部１４０に原料が充填される。その後、スクリュ部１２０がノズル部１４０側に押し込まれることにより、ノズル部１４０内の原料が金型（図示せず）内に射出される。
【００１０】
図７は、図６の射出成形機１００を用いて原料を射出したときの状態を示す概略断面図である。図６及び図７に示すように、この射出成形機１００には、原料が射出時に逆流するのを防止するための逆流防止リング（チェックリング）１５０が設けられている。より具体的には、スクリュ部１２０における軸部１２１とスクリュヘッド１２２との連結部１２４に逆流防止リング１５０が設けられている。
【００１１】
この例では、スクリュヘッド１２２の根元部、すなわち軸部１２１側の端部が、他の部分よりも外径が小さい円柱状の連結部１２４を構成している。逆流防止リング１５０は、円環状に形成されている。逆流防止リング１５０の内径は連結部１２４の外径よりも若干大きく、逆流防止リング１５０の外径はシリンダ部１１０の内径よりも若干小さい。このような逆流防止リング１５０内に連結部１２４が挿入されることにより、逆流防止リング１５０は、連結部１２４に沿って軸線Ｌ１００方向にスライド可能な状態で取り付けられている。
【００１２】
図６に示すように、原料の搬送中は、スクリュヘッド１２２側に向かう原料から受ける圧力によって、逆流防止リング１５０がスクリュヘッド１２２側に変位した状態となる。逆流防止リング１５０には、原料を通過させるための複数の開口１５１が形成されている。また、スクリュヘッド１２２には、原料を通過させるための複数の流路１２５が、逆流防止リング１５０の各開口１５１に対向するように形成されている。
【００１３】
したがって、図６に示すような原料の搬送中は、逆流防止リング１５０の各開口１５１とスクリュヘッド１２２の各流路１２５とが連通した状態になる。この状態で、図６に矢印で示すように、軸部１２１の端面と逆流防止リング１５０との間に形成された空間１６０から各開口１５１に流入する原料が、各流路１２５を通ってスクリュヘッド１２２から流出し、ノズル部１４０へと導かれる。
【００１４】
その後、ノズル部１４０から金型に原料を射出する際には、図７に示すように、スクリュ部１２０がノズル部１４０側に押し込まれる。その際、逆流防止リング１５０に生じる慣性力と、ノズル部１４０側に充填されている原料から受ける圧力によって、逆流防止リング１５０が軸部１２１側に変位した状態となる。この状態では、逆流防止リング１５０が軸部１２１の端面に当接することにより各開口１５１が塞がれるため、ノズル部１４０側に充填されている原料が軸部１２１の外周面側に逆流するのを防止することができる。
【００１５】
しかしながら、上記のような従来の構成では、逆流防止リング１５０の各開口１５１に原料が流入する際の流路の形状が原因で、原料中の強化用繊維材が切断され、強化用繊維材の長さが極端に短くなっているものと考えられる。すなわち、図６に矢印で示すように、軸部１２１の外周面から逆流防止リング１５０の各開口１５１に向かう原料は、９０°で屈曲する流路を通って導かれるため、その際に原料中の強化用繊維材が流路から抵抗を受けて切断されているものと考えられる。
【００１６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのを防止することができる射出成形機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】
【００１７】
（１）本発明に係る射出成形機は、シリンダ部と、スクリュ部と、駆動部とを備える。前記シリンダ部には、原料供給口が形成されている。前記スクリュ部は、前記シリンダ部に挿入され、前記原料供給口から供給される原料を搬送する。前記駆動部は、前記スクリュ部を駆動させる。前記スクリュ部は、外周面にネジ山が形成された軸部と、前記軸部の先端に設けられた中空状のスクリュヘッドとを有する。前記スクリュヘッドには、前記駆動部が前記スクリュ部を回転させる動作に伴って前記ネジ山により搬送される原料が流入する流入口と、前記流入口から流入する原料が流出する流出口と、前記流入口及び前記流出口を連通する流路とが形成され、前記流路内には、当該流路を開閉するためのボールバルブが設けられている。
【００１８】
このような構成によれば、スクリュヘッド内の流路に設けられたボールバルブが開状態のときには、当該ボールバルブの外周面に沿って、スクリュヘッド内を原料が搬送される。このとき、ボールバルブの球面状の外周面に沿って非常に滑らかに原料が搬送されるため、従来のような９０°で屈曲する流路を通って原料が搬送されるような構成と比較して、原料中の強化用繊維材が流路から抵抗を受けにくい。その結果、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのを防止することができる。
【００１９】
（２）前記流路は、前記ボールバルブを収容するバルブ室と、前記バルブ室及び前記流入口を連通する流入路と、前記バルブ室及び前記流出口を連通する流出路とを有していてもよい。この場合、前記流入路内及び前記バルブ室内における原料の流通方向がなす角度、並びに、前記バルブ室内及び前記流出路内における原料の流通方向がなす角度が、それぞれ鈍角であることが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、スクリュヘッド内の流路に導かれた原料は、流入路、バルブ室及び流出路をこの順序で流通して搬送される。このとき、原料は、流入路からバルブ室に流通するときと、バルブ室から流出路に流通するときのいずれにおいても、鈍角で屈曲又は湾曲した滑らかな流路を通って搬送される。特に、ボールバルブの球面状の外周面との組み合わせにより、流入口から流出口まで一連の滑らかな流路が形成される。したがって、従来のような９０°で屈曲する流路を通って原料が搬送されるような構成と比較して、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのをより効果的に防止することができる。
【００２１】
（３）前記ボールバルブは、前記駆動部が前記スクリュ部を軸線方向に変位させる動作に伴って、前記流路を閉じるものであってもよい。
【００２２】
このような構成によれば、ボールバルブを用いた構成であっても、駆動部によりスクリュ部を軸線方向に変位させる動作が行われると、ボールバルブが流路を自動的に閉じるため、スクリュヘッド内で原料が逆流するのを防止することができる。したがって、ボールバルブを用いた簡単な構成で、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのを防止しつつ、原料が逆流するのを防止することができる。
【００２３】
（４）前記軸部の外周面には、前記ネジ山の根元部に沿って螺旋状に延びる溝が形成されていてもよい。
【００２４】
このような構成によれば、軸部の外周面に沿ってネジ山により原料が搬送される際に、原料中の強化用繊維材が、ネジ山の根元部に沿って螺旋状に形成された溝内を通って搬送される。これにより、軸部の外周面に沿って搬送される原料中の強化用繊維材が、ネジ山やシリンダ部の内周面などから抵抗を受けにくくなるため、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのをさらに効果的に防止することができる。
【００２５】
（５）前記流入口から前記スクリュヘッド内に流入する原料は、前記流出口から螺旋状に流出して、前記シリンダ部の先端部に設けられたノズル部に導かれ、当該ノズル部から射出されてもよい。
【００２６】
このような構成によれば、スクリュヘッド内を通過した原料が、流出口からノズル部へと螺旋状に流出するため、原料中の強化用繊維材が一定方向に配向されるのを防止することができる。これにより、ノズル部から射出される原料中の強化用繊維材が一定方向に配向されることが原因で、成形品の強度が低下するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ボールバルブの球面状の外周面に沿って非常に滑らかに原料が搬送されるため、原料中の強化用繊維材が流路から抵抗を受けにくく、その結果、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形機の構成例を示す概略断面図である。
【図２】図１の射出成形機におけるスクリュヘッドの周辺の構成のみを示す概略断面図である。
【図３】図２の状態からスクリュ部がノズル部側に押し込まれた状態を示す概略断面図である。
【図４】軸部の変形例を示す平面図であり、軸部の一部分の構成のみを示している。
【図５】スクリュヘッドの変形例を示す平面図であり、スクリュヘッドの周辺の構成のみを示している。
【図６】従来の射出成形機の構成例を示す概略断面図であり、スクリュヘッドの周辺の構成のみを示している。
【図７】図６の射出成形機を用いて原料を射出したときの状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
１．射出成形機の全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形機１の構成例を示す概略断面図である。この射出成形機１は、円筒状のシリンダ部１０と、シリンダ部１０に挿入されたスクリュ部２０と、スクリュ部２０を駆動させる駆動部３０とを備えている。シリンダ部１０には、原料を供給するための原料供給口１１などが形成されている。
【００３０】
原料供給口１１は、シリンダ部１０の一端部に形成されている。原料供給口１１には、ホッパ１３が接続されており、当該ホッパ１３に供給される固形の原料（例えば樹脂材料）が、原料供給口１１からシリンダ部１０内に連続的に落下するようになっている。スクリュ部２０は、シリンダ部１０内で駆動部３０により回転駆動され、このスクリュ部２０を回転させる動作とシリンダ部１０内に空気圧を送る動作に伴って、原料がシリンダ部１０内の一端部から他端部に向かって搬送される。
【００３１】
シリンダ部１０の外周面には、ヒータ１４が取り付けられている。原料の搬送中は、ヒータ１４に対して通電を行い、シリンダ部１０を加熱することにより、シリンダ部１０内を搬送される原料が加熱される。これにより、固形の原料が溶融され、粘性のある液体となって搬送される。
【００３２】
スクリュ部２０は、シリンダ部１０の軸線Ｌ１に沿って延びる軸部２１と、軸部２１の先端に設けられたスクリュヘッド２２とが連結された構成を有している。軸部２１は、シリンダ部１０内の一端部から他端部まで一直線上に延びる棒状の部材であり、その外周面に螺旋状のネジ山２３が形成されている。原料の搬送時には、軸部２１が回転することによりネジ山２３も回転し、軸部２１の外周面とシリンダ部１０の内周面との間にある原料が、ネジ山２３により搬送されることとなる。
【００３３】
スクリュヘッド２２は、中空状に形成されており、先端部２２１（軸部２１側とは反対側の端部）が円錐状に先細りした形状を有している。スクリュヘッド２２の根元部２２２（軸部２１側）の外周面には、複数の流入口２４が形成されており、スクリュヘッド２２の先端部２２１には複数の流出口２５が形成されている。各流入口２４は、スクリュヘッド２２内の空間を介して各流出口２５に連通している。
【００３４】
したがって、軸部２１の外周面上をネジ山２３により一端部から他端部まで搬送された原料は、軸部２１の他端部からスクリュヘッド２２の各流入口２４に流入し、スクリュヘッド２２内を通って各流出口２５から流出する。スクリュヘッド２２の各流出口２５から流出する溶融された原料は、シリンダ部１０の先端部（原料供給口１１側とは反対側の端部）に設けられたノズル部１５へと導かれる。
【００３５】
このようにして、ノズル部１５へと原料が連続的に搬送されることにより、ノズル部１５内の原料の圧力が増加するため、その圧力でスクリュ部２０がノズル部１５側とは反対側に押し戻されるようにして、ノズル部１５に原料が充填される。その後、駆動部３０によってスクリュ部２０がノズル部１５側に押し込まれることにより、ノズル部１５内の原料が金型４０内に射出される。
【００３６】
本実施形態では、原料中に長尺のガラス繊維又は炭素繊維などが強化用繊維材として混入されるようになっている。具体的には、長尺の強化用繊維材の表面を樹脂でコーティングしたペレットが、ホッパ１３から原料供給口１１を介してシリンダ部１０内に供給される。長尺の強化用繊維材の長さは、特に限定されるものではないが、例えば２０ｍｍ以上である。また、長尺の強化用繊維材の太さについても、特に限定されるものではないが、例えば１本あたり数μｍ程度の太さの繊維を複数本まとめて束にした状態でコーティングしてもよい。
【００３７】
ただし、原料中への強化用繊維材の混入は、上記のような態様に限られるものではない。また、原料中に予め強化用繊維材を混入した上で、ホッパ１３に供給するような態様であってもよい。なお、強化用繊維材は、ガラス繊維又は炭素繊維に限らず、天然繊維、合成繊維又は金属繊維など、あらゆる長尺の繊維を含む概念である。炭素繊維は、導電性を有する繊維の一例であり、このような導電性を有する繊維を用いれば、成形品に導電性を持たせることも可能である。
【００３８】
２．スクリュヘッドの周辺の構成
図２は、図１の射出成形機１におけるスクリュヘッド２２の周辺の構成のみを示す概略断面図である。図２に示すように、軸部２１の外周面とシリンダ部１０の内周面との間には空間２６が形成されており、この空間２６の高さよりも若干小さい一定の高さでネジ山２３が螺旋状に延びている。これにより、ネジ山２３の先端は、シリンダ部１０の内周面に近接しており、軸部２１の外周面とシリンダ部１０の内周面との間の空間２６にある原料が、ネジ山２３により搬送されることとなる。
【００３９】
スクリュヘッド２２の根元部２２２側の端面には、軸線Ｌ１方向に突出する連結部２２３が形成されている。連結部２２３の外周面にはネジ山（図示せず）が形成されており、この連結部２２３が軸部２１の端面にねじ込まれることにより、スクリュヘッド２２が軸部２１に連結されている。
【００４０】
スクリュヘッド２２の根元部２２２における軸部２１側の外周面には、円環状の凹部２７が形成されている。この凹部２７の深さは、ネジ山２３の高さとほぼ一致している。したがって、スクリュヘッド２２に形成された凹部２７の底面と、軸部２１の外周面とは、ほぼ面一であり、軸部２１の外周面に沿って搬送される原料は、スムーズに凹部２７内へと流れ込むようになっている。上述した複数の流入口２４は、この凹部２７の底面に形成されている。一方、上述した複数の流出口２５は、スクリュヘッド２２の先端部２２１における先細りした円錐面２２０に形成されている。
【００４１】
スクリュヘッド２２内には、各流入口２４と各流出口２５とを連通する流路２８が形成されている。本実施形態では、このスクリュヘッド２２内に形成された流路２８内に、当該流路２８を開閉するためのボールバルブ２９が形成されている。より具体的には、流路２８は、バルブ室２８１と、バルブ室２８１及び各流入口２４を連通する複数の流入路２８２と、バルブ室２８１及び各流出口２５を連通する複数の流出路２８３とを有している。
【００４２】
ボールバルブ２９は、バルブ室２８１内に収容された球体であり、バルブ室２８１内に設けられたガイド２９１に沿って軸線Ｌ１方向に変位可能となっている。原料の搬送中は、スクリュヘッド２２側に向かう原料から受ける圧力によって、ボールバルブ２９がバルブ室２８１内で流出路２８３側に変位した状態となる。
【００４３】
この状態では、図２に示すように、各流入路２８２及び各流出路２８３がいずれもボールバルブ２９により塞がれておらず、流路２８が開いた状態（原料が流通可能な状態）となる。そのため、図２に矢印で示すように、軸部２１の外周面から各流入口２４に流入する原料は、各流入路２８２、バルブ室２８１及び各流出路２８３をこの順序で通過し、各流出口２５から流出することとなる。
【００４４】
流入路２８２内における原料の流通方向と、バルブ室２８１内における原料の流通方向がなす角度θ１は、鈍角となっている。すなわち、流入路２８２からバルブ室２８１へと流入する原料は、鈍角からなる角度θ１で屈曲又は湾曲する流路に沿って流通するようになっている。この例では、角度θ１が１２０〜１３５°程度となっているが、これに限られるものではない。角度θ１は、９０°よりも大きく、かつ、１８０°よりも小さければよく、１２０〜１５０°程度の範囲内であることが好ましい。
【００４５】
また、バルブ室２８１内における原料の流通方向と、流出路２８３内における原料の流通方向がなす角度θ２も、鈍角となっている。すなわち、バルブ室２８１から流出路２８３へと流入する原料は、鈍角からなる角度θ２で屈曲又は湾曲する流路に沿って流通するようになっている。この例では、角度θ２が１３５〜１５０°程度となっているが、これに限られるものではない。角度θ２は、９０°よりも大きく、かつ、１８０°よりも小さければよく、１２０〜１５０°程度の範囲内であることが好ましい。
【００４６】
図３は、図２の状態からスクリュ部２０がノズル部１５側に押し込まれた状態を示す概略断面図である。このように、ノズル部１５から金型４０に原料を射出する際には、駆動部３０により、スクリュ部２０が軸線Ｌ１方向に沿ってノズル部１５側に押し込まれる。この動作に伴って、ボールバルブ２９に生じる慣性力と、ノズル部１５側に充填されている原料から受ける圧力によって、ボールバルブ２９は軸線Ｌ１方向に沿ってバルブ室２８１内で流入路２８２側に変位した状態となる。
【００４７】
この状態では、ボールバルブ２９の外周面によって各流入路２８２が塞がれる。これにより、流路２８が閉じられた状態（原料が流通できない状態）となるため、ノズル部１５側に充填されている原料が、各流入路２８２を介して軸部２１の外周面側に逆流するのを防止することができる。
【００４８】
図２及び図３の例では、スクリュヘッド２２における先端部２２１と根元部２２２が着脱可能に構成されている。流入路２８２はスクリュヘッド２２の根元部２２２に形成され、バルブ室２８１及び流出路２８３はスクリュヘッド２２の先端部２２１に形成されている。スクリュヘッド２２の先端部２２１と根元部２２２を互いに取り外した状態では、バルブ室２８１が開放され、このバルブ室２８１内にボールバルブ２９を挿入することができる。その後、スクリュヘッド２２の先端部２２１と根元部２２２を互いに取り付ければ、バルブ室２８１内にボールバルブ２９を収容することができる。
【００４９】
３．作用効果
本実施形態では、図２のように、スクリュヘッド２２内の流路２８に設けられたボールバルブ２９が開状態のときには、当該ボールバルブ２９の外周面に沿って、スクリュヘッド２２内を原料が搬送される。このとき、ボールバルブ２９の球面状の外周面に沿って非常に滑らかに原料が搬送されるため、従来のような９０°で屈曲する流路を通って原料が搬送されるような構成と比較して、原料中の強化用繊維材が流路２８から抵抗を受けにくい。その結果、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのを防止することができる。
【００５０】
特に、スクリュヘッド２２内の流路２８に導かれた原料は、流入路２８２からバルブ室２８１に流通するときと、バルブ室２８１から流出路２８３に流通するときのいずれにおいても、鈍角（角度θ１，θ２）で屈曲又は湾曲した滑らかな流路を通って搬送される。特に、ボールバルブ２９の球面状の外周面との組み合わせにより、流入口２４から流出口２５まで一連の滑らかな流路が形成される。したがって、従来のような９０°で屈曲する流路を通って原料が搬送されるような構成と比較して、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのをより効果的に防止することができる。
【００５１】
また、このようなボールバルブ２９を用いた構成であっても、駆動部３０によりスクリュ部２０を軸線Ｌ１方向に変位させる動作が行われると、ボールバルブ２９が流路２８を自動的に閉じるため、スクリュヘッド２２内で原料が逆流するのを防止することができる。したがって、ボールバルブ２９を用いた簡単な構成で、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのを防止しつつ、原料が逆流するのを防止することができる。
【００５２】
４．第１変形例
図４は、軸部２１の変形例を示す平面図であり、軸部２１の一部分の構成のみを示している。この変形例では、軸部２１の外周面に、ネジ山２３だけでなく、ネジ山２３の根元部に沿って螺旋状に延びる溝２３１が形成されている。
【００５３】
図４の例では、ネジ山２３に対して軸線Ｌ１方向に連続するように溝２３１が形成されている。すなわち、ネジ山２３と溝２３１が、間隔を隔てることなく隣接して軸部２１の外周面に形成されている。溝２３１の深さは、ネジ山２３の高さと同程度、又は、それ以下であることが好ましい。
【００５４】
このように、ネジ山２３の根元部に沿って螺旋状に溝２３１を形成した場合には、軸部２１の外周面に沿ってネジ山２３により原料が搬送される際に、原料中の強化用繊維材が溝２３１内を通って搬送される。これにより、軸部２１の外周面に沿って搬送される原料中の強化用繊維材が、ネジ山２３やシリンダ部１０の内周面などから抵抗を受けにくくなるため、原料中の強化用繊維材が短く切断されてしまうのをさらに効果的に防止することができる。
【００５５】
５．第２変形例
図５は、スクリュヘッド２２の変形例を示す平面図であり、スクリュヘッド２２の周辺の構成のみを示している。この変形例では、各流出口２５の構成が、上記実施形態とは異なっている。
【００５６】
具体的には、各流出口２５から原料が流出する方向Ｄ１が、軸線Ｌ１に平行な方向Ｄ２に対して角度θ３だけ傾斜している。その結果、各流入口２４からスクリュヘッド２２内に流入して各流出口２５から流出する原料は、図５に矢印で示すように、各流出口２５から螺旋状に流出してノズル部１５へと導かれる。
【００５７】
このように、スクリュヘッド２２内を通過した原料が、各流出口２５からノズル部１５へと螺旋状に流出するため、原料中の強化用繊維材が一定方向に配向されるのを防止することができる。これにより、ノズル部１５から射出される原料中の強化用繊維材が一定方向に配向されることが原因で、成形品の強度が低下するのを防止することができる。
【００５８】
６．その他の変形例
スクリュヘッド２２の先端部２２１及び根元部２２２の構成は、図２〜図５に示すような構成に限られるものではない。例えば、流入路２８２及びバルブ室２８１がスクリュヘッド２２の根元部２２２に形成され、流出路２８３がスクリュヘッド２２の先端部２２１に形成された構成などであってもよい。流路２８の形状や、溝２３１の形状などについても、上記のような構成に限られるものではない。
【００５９】
スクリュ部２０は、スクリュヘッド２２と軸部２１が連結された構成に限らず、例えばスクリュヘッド２２と軸部２１が一体的に形成された構成であってもよい。すなわち、スクリュ部２０の一部がスクリュヘッド２２を構成しており、このスクリュヘッド２２内にボールバルブ２９が設けられた構成であってもよい。
【００６０】
以上の実施形態では、射出成形機１の一例について説明したが、本発明は、図１に示すような構成とは異なる構成を有する射出成形機、すなわち、あらゆる種類の射出成形機に適用可能である。
【００６１】
別の実施形態に係る射出成形機は、原料供給口が形成されたシリンダ部と、前記シリンダ部に挿入され、前記原料供給口から供給される原料を搬送するスクリュ部と、前記スクリュ部を駆動させる駆動部とを備え、前記スクリュ部は、外周面にネジ山が形成された軸部と、前記軸部の先端に設けられた中空状のスクリュヘッドとを有し、前記軸部の外周面には、前記ネジ山の根元部に沿って螺旋状に延びる溝が形成されている。
【００６２】
さらに別の実施形態に係る射出成形機は、原料供給口が形成されたシリンダ部と、前記シリンダ部に挿入され、前記原料供給口から供給される原料を搬送するスクリュ部と、前記スクリュ部を駆動させる駆動部とを備え、前記スクリュ部は、外周面にネジ山が形成された軸部と、前記軸部の先端に設けられた中空状のスクリュヘッドとを有し、前記スクリュヘッドには、前記駆動部が前記スクリュ部を回転させる動作に伴って前記ネジ山により搬送される原料が流入する流入口と、前記流入口から流入する原料が流出する流出口と、前記流入口及び前記流出口を連通する流路とが形成され、前記流入口から前記スクリュヘッド内に流入する原料は、前記流出口から螺旋状に流出して、前記シリンダ部の先端部に設けられたノズル部に導かれ、当該ノズル部から射出される。
【符号の説明】
【００６３】
１      射出成形機
１０    シリンダ部
１１    原料供給口
１３    ホッパ
１４    ヒータ
１５    ノズル部
２０    スクリュ部
２１    軸部
２２    スクリュヘッド
２３    ネジ山
２４    流入口
２５    流出口
２６    空間
２７    凹部
２８    流路
２９    ボールバルブ
３０    駆動部
４０    金型
２２０  円錐面
２２１  先端部
２２２  根元部
２２３  連結部
２３１  溝
２８１  バルブ室
２８２  流入路
２８３  流出路
２９１  ガイド
【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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