用液壓缸113的作動(dòng)，使可動(dòng)模板111移動(dòng)到圖中的雙點(diǎn)劃線(xiàn)的位置，以使動(dòng)模109抵接于定模103。接著，使各連桿115的外螺紋部121與設(shè)置于可動(dòng)模板111上的對(duì)開(kāi)螺母123卡合，從而將可動(dòng)模板111固定于連桿115。并且，提高液壓缸117內(nèi)的可動(dòng)模板111側(cè)油室的工作油的壓力，從而將定模103與動(dòng)模109進(jìn)行合模。在如此進(jìn)行合模之后，從塑化單元200向模具的型腔內(nèi)注射熔融樹(shù)脂M而成型成型品。
[0046]另外，如同后述，本實(shí)施方式的螺桿10為將熱塑性樹(shù)脂顆粒P和強(qiáng)化纖維F分別向螺桿長(zhǎng)邊方向供給的方式，因此螺桿10的總長(zhǎng)度或塑化單元200的總長(zhǎng)度容易變長(zhǎng)。因此，在本實(shí)施方式中示出一種合模單元100，該合模單元具有即使在肘節(jié)桿方式或在可動(dòng)模板的背面具備合模缸體的方式的合模裝置無(wú)法設(shè)置的狹窄的空間，也能夠進(jìn)行設(shè)置的可實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間化的所述結(jié)構(gòu)。然而，這里示出的合模單元100的結(jié)構(gòu)畢竟只是一個(gè)例子，應(yīng)用或替換成其他結(jié)構(gòu)也無(wú)妨。例如，在本實(shí)施方式中，作為模開(kāi)閉用致動(dòng)器而示出液壓缸113，但也可以用將滾珠絲杠或齒條齒輪等的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的部件和伺服馬達(dá)或感應(yīng)馬達(dá)等電動(dòng)馬達(dá)的組合來(lái)代替模開(kāi)閉用致動(dòng)器。并且，當(dāng)然也可以代替為基于電動(dòng)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的肘節(jié)桿式合模單元。
[0047]塑化單元200具備:筒型加熱缸201 ;吐出噴嘴203，設(shè)置于加熱缸201的前側(cè)；螺桿10，設(shè)置于加熱缸201的內(nèi)部；纖維供給裝置213，供給強(qiáng)化纖維F ;樹(shù)脂供給料斗207，供給樹(shù)脂顆粒P。纖維供給裝置213連結(jié)于比樹(shù)脂供給料斗207更靠近前側(cè)設(shè)置的排出孔206。并且，螺桿10設(shè)計(jì)成與所謂的排氣式螺桿相同的2級(jí)螺桿。具體而言，設(shè)計(jì)成在螺桿10的后方側(cè)具有:第I級(jí)21，具備供給部23和壓縮部24 ;及第2級(jí)22，具備連結(jié)于第I級(jí)21上的供給部25和壓縮部26。在第I級(jí)21將樹(shù)脂進(jìn)行熔融(熔融樹(shù)脂M)，在第2級(jí)22使熔融樹(shù)脂M與強(qiáng)化纖維F混合并分散。其目的在于，為了填充強(qiáng)化纖維F而在第I級(jí)21的終端(前側(cè)端)直接或進(jìn)而經(jīng)由節(jié)流流路間接地連結(jié)第2級(jí)22的深槽部即供給部25，從而將通過(guò)壓縮第I級(jí)21的終端部(前側(cè)端)而成為高壓的加熱缸201內(nèi)的熔融樹(shù)脂M的壓力進(jìn)行減壓。并且，塑化單元200具備:第I電動(dòng)機(jī)209，使螺桿10前進(jìn)或后退；第2電動(dòng)機(jī)211，使螺桿10正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)；及顆粒供給裝置215，對(duì)樹(shù)脂供給料斗207供給樹(shù)脂顆粒P。這些各要件根據(jù)控制部50的指示進(jìn)行必要的動(dòng)作。另外，在塑化單元200中，將注射熔融樹(shù)脂M的一側(cè)設(shè)為前方，將供給原料(強(qiáng)化纖維、樹(shù)脂顆粒)的一側(cè)設(shè)為后方。
[0048]塑化單元200的概略動(dòng)作如下。
[0049]若設(shè)置于加熱缸201內(nèi)部的螺桿10旋轉(zhuǎn)，則從纖維供給裝置213經(jīng)由排出孔206供給的強(qiáng)化纖維F、以及從樹(shù)脂供給料斗207供給的由熱塑性樹(shù)脂構(gòu)成的顆粒(樹(shù)脂顆粒P)，向加熱缸201的前側(cè)的吐出噴嘴203側(cè)送出。在該過(guò)程中，從搬送部被加熱且逐漸開(kāi)始熔融的樹(shù)脂顆粒P (熔融樹(shù)脂M)在與強(qiáng)化纖維F混煉之后，僅有規(guī)定量被注射到在合模單元100的定模103與動(dòng)模109之間形成的型腔。另外，伴隨樹(shù)脂顆粒P的熔融，當(dāng)然伴隨螺桿10在承受背壓的同時(shí)后退之后通過(guò)前進(jìn)而進(jìn)行注射的螺桿10的基本動(dòng)作。并且，在加熱缸201的外側(cè)設(shè)置加熱器等以熔融樹(shù)脂顆粒P等，應(yīng)用或替換其他結(jié)構(gòu)也無(wú)妨。
[0050]具備以上要件的注射成型機(jī)I按以下順序進(jìn)行注射成型。
[0051]如眾所周知，注射成型具備:合模工序，閉合動(dòng)模109和定模103并以高壓合模；塑化工序，在加熱缸201內(nèi)加熱樹(shù)脂顆粒P，并使其熔融后塑化；注射工序，將塑化的熔融樹(shù)脂M注射并填充于由動(dòng)模109和定模103形成的型腔內(nèi)；保持工序，冷卻至填充到型腔內(nèi)的熔融樹(shù)脂M固化為止；開(kāi)模工序，將模具進(jìn)行開(kāi)啟；取出工序，取出在型腔內(nèi)冷卻固化的成型品，并通過(guò)連續(xù)實(shí)施上述各工序或者同時(shí)實(shí)施一部分工序而完成I次循環(huán)。
[0052]接著，對(duì)本實(shí)施方式所關(guān)聯(lián)的塑化工序和注射工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0053]在塑化工序中，從加熱缸201后方的樹(shù)脂供給料斗207供給樹(shù)脂顆粒P。在塑化開(kāi)始初期，螺桿10位于加熱缸201的前方，從該初始位置使螺桿10在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行后退(圖2 “塑化開(kāi)始”)。通過(guò)使螺桿10旋轉(zhuǎn)，供給到螺桿10與加熱缸201之間的樹(shù)脂顆粒P因受到剪切力而被加熱的同時(shí)逐漸熔融，并朝向前方被搬送。另外，在本發(fā)明中，將塑化工序中的螺桿10的旋轉(zhuǎn)(方向)設(shè)為正向旋轉(zhuǎn)。若熔融樹(shù)脂M被搬送到纖維供給裝置213，則從纖維供給裝置213供給強(qiáng)化纖維F。伴隨螺桿10的旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)化纖維F混煉并分散于熔融樹(shù)脂M,并與熔融樹(shù)脂M —起向前方被搬送。若繼續(xù)供給樹(shù)脂顆粒P、強(qiáng)化纖維F，并繼續(xù)旋轉(zhuǎn)螺桿10，則被搬送到加熱缸201的前方，熔融樹(shù)脂M從螺桿吐出并滯留在螺桿10的前方。通過(guò)滯留在螺桿10的前方的熔融樹(shù)脂M的樹(shù)脂壓力與抑制螺桿10后退的背壓的平衡使螺桿10后退。當(dāng)必要量的熔融樹(shù)脂M滯留時(shí)，停止螺桿10的旋轉(zhuǎn)及后退(圖2“塑化結(jié)束”)。
[0054]圖2將樹(shù)脂(樹(shù)脂顆粒P、熔融樹(shù)脂M)和強(qiáng)化纖維F的狀態(tài)示意地區(qū)分為“未熔融樹(shù)脂”、“樹(shù)脂熔融”、“纖維分散”及“纖維分散結(jié)束”4個(gè)階段進(jìn)行表示。在“塑化結(jié)束”階段中，比螺桿10更靠近前方的“纖維分散結(jié)束”表示的是強(qiáng)化纖維F分散于熔融樹(shù)脂M中且供注射的狀態(tài)，“纖維分散”表示伴隨螺桿10的旋轉(zhuǎn)，被供給的強(qiáng)化纖維F分散于熔融樹(shù)脂M的狀態(tài)。并且，“樹(shù)脂熔融”表示樹(shù)脂顆粒P受到剪切力逐漸熔融的狀態(tài)，“未熔融樹(shù)脂”表示雖然受到剪切力但未到達(dá)熔融的狀態(tài)。
[0055]在塑化工序結(jié)束時(shí)，圖2 (b)所示的樹(shù)脂熔融區(qū)域比供給強(qiáng)化纖維F的纖維供給裝置213更靠近后方，因此該區(qū)域的螺桿10的槽內(nèi)成為未被供給強(qiáng)化纖維F的狀態(tài)。
[0056]若進(jìn)入注射工序，則如圖2(c)所示，使螺桿10前進(jìn)。于是，由于在螺桿10的前端部所具備的未圖示的止回閥關(guān)閉，因此滯留在螺桿10的前方的熔融樹(shù)脂M的壓力(樹(shù)脂壓力)上升，熔融樹(shù)脂M從吐出噴嘴203朝型腔吐出。
[0057]在本實(shí)施方式中，在注射工序中也通過(guò)纖維供給裝置213向加熱缸201內(nèi)供給強(qiáng)化纖維F。以下，對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]螺桿10從圖2(b)的位置前進(jìn)到圖2(c)的位置或圖3(a)的位置。此時(shí)，在圖2 (b)所示的樹(shù)脂熔融區(qū)域的螺桿10的槽內(nèi)未填充有強(qiáng)化纖維F，以往，由于強(qiáng)化纖維F在安裝于投入口即排出孔206上的原料料斗內(nèi)容易纏繞，因此在螺紋10的在長(zhǎng)邊方向上排列的螺紋因以高速且連續(xù)地通過(guò)排出孔206而大致封閉排出孔206的注射工序中，無(wú)法將強(qiáng)化纖維F填充于螺桿10內(nèi)。并且，即使強(qiáng)化纖維F通過(guò)高速通過(guò)的螺紋之間后落到螺桿10的槽內(nèi)，也由于在10的周?chē)街腥廴跇?shù)脂M，因此，如圖3(b)所示，將導(dǎo)致從纖維供給裝置213供給的強(qiáng)化纖維F粘附于熔融樹(shù)脂M上。被供給的強(qiáng)化纖維F以粘附于螺桿10的上部的狀態(tài)下不易傳送到螺桿10的槽內(nèi)后填充到下方?；蛘撸瑹o(wú)法基于螺桿旋轉(zhuǎn)而搬送熔融樹(shù)脂M，螺桿10的槽內(nèi)的熔融樹(shù)脂M因重力而朝螺桿10的下方滴落之后滯留在與加熱缸201之間。因此，被供給的強(qiáng)化纖維F被滴落的熔融樹(shù)脂M堵住而不易填充于螺桿10的下方。從而，在如圖2(b)所示的樹(shù)脂熔融區(qū)域的螺桿10的槽內(nèi)未充分填充有強(qiáng)化纖維F的狀態(tài)下螺桿10前進(jìn)，在注射工序中，樹(shù)脂熔融區(qū)域通過(guò)纖維供給裝置213之后進(jìn)一步到達(dá)前方，因此如圖3 (a)所示，在加熱缸201下方的熔融樹(shù)脂M中未含強(qiáng)化纖維F便結(jié)束注射工序。
[0059]在結(jié)束注射工序之后，為了下一次成型循環(huán)而通過(guò)塑化單元200進(jìn)行塑化，則如圖3(c)所示，將導(dǎo)致產(chǎn)生未含有強(qiáng)化纖維F的部分N。
[0060]另外，該問(wèn)題不會(huì)在供給樹(shù)脂顆粒P的區(qū)域產(chǎn)生。在該區(qū)域中，樹(shù)脂顆粒P未熔融，且螺桿10的表面溫度也充分比樹(shù)脂顆粒P所熔融的溫度低，因此在螺桿10的周?chē)淮嬖谌廴跇?shù)脂M(圖2(b)的右側(cè))。從而，樹(shù)脂顆粒P因自重而能夠流落到螺桿10的槽內(nèi)，尤其是螺桿10的下方。
[0061]與此相對(duì)，若在注射工序中通過(guò)纖維供給裝置213向螺桿內(nèi)供給強(qiáng)化纖維F，則也能夠?qū)?qiáng)化纖維F輸送到加熱缸201的下方。S卩，雖然螺桿10的螺紋間斷地封閉排出孔206，或者螺桿10的整個(gè)周?chē)街腥廴跇?shù)脂M，或者熔融樹(shù)脂M滯留在螺桿10的下方，但是從纖維供給裝置213僅供給規(guī)定量的強(qiáng)化纖維F被填充于螺桿10的槽內(nèi)，因此能夠使強(qiáng)化纖維F遍及螺桿10的周?chē)亩?，如圖2(d)所示，根據(jù)本實(shí)施方式，在比纖維供給裝置213更靠近前方的區(qū)域?qū)⒑翢o(wú)遺漏地包含強(qiáng)化纖維F。另外，優(yōu)選經(jīng)注射工序的整個(gè)期間進(jìn)行注射工序中的來(lái)自纖維供給裝置213的強(qiáng)化纖維F的供給，但也可以?xún)H停止一部分工序期間，即間斷地進(jìn)行供給等，也可以連續(xù)地或階段性地改變供給速度。并且，為了容易穩(wěn)定地進(jìn)行良好的成型，也可以利用定時(shí)器(未圖示)、螺桿位置傳感器、第I電動(dòng)機(jī)209及第2電動(dòng)機(jī)211所具備的旋轉(zhuǎn)編碼器等各種傳感器，高精度地控制來(lái)自纖維供給裝置213的供給時(shí)刻和供給量。
[0062]并且，將強(qiáng)化纖維F供給到加熱缸201內(nèi)的纖維供給裝置213時(shí)能夠使用螺桿式或活塞式等稱(chēng)重給料機(jī)。在該情況下，可以將纖維供給裝置213直接連結(jié)于加熱缸201，也可以將強(qiáng)化纖維F直接供給到加熱缸201內(nèi)，也可以在排出孔206設(shè)置纖維供給用料斗205，從纖維供給裝置213向纖維供給用料斗205供給強(qiáng)化纖維F。
[0063]在將稱(chēng)