WO2022203080A1

WO2022203080A1 - 材料予熱装置及び、射出装置

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Publication number: WO2022203080A1
Application number: PCT/JP2022/014671
Authority: WO
Inventors: 幸治清家; 浩修石田
Original assignee: 住友重機械工業株式会社
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2022-09-29
Also published as: DE112022001716T5

Abstract

成形材料Ｍｍの予熱を行い、当該成形材料Ｍｍを射出装置１に供給する材料予熱装置２１であって、成形材料Ｍｍを加熱する材料加熱器として、熱風の供給により第一成形材料を流動層にしながら加熱する流動層加熱器２２と、前記第一成形材料への供給前又は後の前記熱風で、第二成形材料が加熱されるように誘導する加熱誘導部２４とを備える。

Description

材料予熱装置及び、射出装置

　この発明は、材料予熱装置及び、射出装置に関するものである。

　プラスチックなどの射出成形機では、供給される原材料のプラスチックペレットなどの粉粒体は、射出直前に、流動層を形成することが可能な加熱槽を備える温度制御装置で加熱することがある。具体的に例えば特許文献１に示す温度制御装置では、成形材料を収容する加熱槽の下方から成形材料に向けて熱風を吹き掛けて、成形材料を流動層状態にして加熱している。

　なおその他、成形材料を射出成形機の射出装置に供給する前に加熱するものとしては、たとえば特許文献２～５に記載されたような乾燥機がある。

特開平１１－２３０６７０号公報特開２０００－１６７８４０号公報特表２０１２－５２１９０４号公報特開２０１６－２６９１９号公報特開２００１－６２８３０号公報

　特許文献１に記載されたような成形材料を流動層状態にして加熱する従来の装置では、個々の成形材料が熱風中で浮遊するように加熱するので、個々の成形材料を高流速の熱風に接触させることができ、比較的高速に加熱することができる。しかし、熱風の風量を増やしても、熱風流路及び出口の断面積が変わらないため、熱風の流速のみ増大して、成形材料との接触状況が改善されたわけではない。即ち風量を増加しても、熱風の利用効率が低く、一部の成形材料だけが流動層を形成し、他の成形材料は流動層を形成しにくい状況に変わりがなく、成形材料の全体の温度を十分に上昇させることができない。その結果として、成形材料の高速かつ均一な加熱が得られにくい可能性がある。

　この発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、その目的は、熱風を効率よく利用し、シリンダの内部に供給する前の成形材料の予熱を高速かつ均一に行うことができる材料予熱装置および射出装置を提供することにある。

　上述した課題を解決することができる一の材料予熱装置は、成形材料の予熱を行い、当該成形材料を射出装置に供給するものであって、成形材料を加熱する材料加熱器として、熱風の供給により第一成形材料を流動層にしながら加熱する流動層加熱器と、前記第一成形材料への供給前又は後の前記熱風で、第二成形材料が加熱されるように誘導する加熱誘導部とを備えるものである。

　また、上述した課題を解決することができる一の射出装置は、成形材料を溶融するシリンダを備え、シリンダで溶融された成形材料を金型装置に射出するものであって、上記の材料予熱装置を備えるものである。

　上記の材料予熱装置および射出装置によれば、シリンダの内部に供給する前の成形材料の予熱を高速かつ均一に行うことができる。

この発明の一の実施形態の材料予熱装置を、射出装置とともに示す断面図である。図１の材料予熱装置の拡大断面図である。他の実施形態の材料予熱装置を示す断面図である。さらに他の実施形態の材料予熱装置を示す断面図である。この発明の一の実施形態の材料予熱装置を、射出装置とともに示す断面図である。図５の材料予熱装置の拡大断面図である。この発明の一の実施形態の材料予熱装置および射出装置を示す断面図である。図７の材料予熱装置の流動層加熱器を拡大して示す断面図である。図７の材料予熱装置の変形例を拡大して示す断面図である。図７の材料予熱装置を用いて行うことができる制御の一例を示すフローチャートである。図１０に示す制御の例とは別の一例を示すフローチャートである。

　以下に図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
　この発明の実施形態の材料予熱装置は、成形材料の予熱を行い、当該成形材料を射出装置に供給するものである。この材料予熱装置は、成形材料を加熱する材料加熱器として、熱風の供給により第一成形材料（一般には多数個の成形材料のうちの一部の成形材料）を流動層にしながら加熱する流動層加熱器と、第一成形材料への供給前又は後の熱風で、第二成形材料（上記の一部の成形材料とは別の一部の成形材料）が加熱されるように誘導する加熱誘導部とを備える。この発明には、たとえば図１～９に示すような材料予熱装置２１、１２１、２２１、３２１、４２１が含まれるが、ここで示すものに限らない。

　材料予熱装置２１、１２１、２２１、３２１、４２１は、図１、５、７に例示するような射出装置１に取り付けられ、射出装置１に供給する前の成形材料の予熱を行うものである。射出成形機の一部を構成する射出装置１は、材料予熱装置２１、１２１、２２１、３２１、４２１から供給された成形材料を溶融させ、該成形材料を図示しない金型装置に射出する。図示の射出装置１は、当該射出装置１を前進・後退させる移動装置のスライドベース１０１上に配置されており、内部で成形材料を溶融させるシリンダ１１や、シリンダ１１の内部で回転駆動されて成形材料を可塑化するスクリュ１２、シリンダ１１の周囲に設けられてシリンダ１１の内部の成形材料を加熱するヒーター１３等を備えるが、この射出装置１の詳細な構造については後述する。以下、図１～４の材料予熱装置２１、１２１、２２１、図５及び６の材料予熱装置３２１、並びに、図７～９の材料予熱装置４２１の具体的な構成について説明する。

（図１～４の材料予熱装置）
　たとえばペットボトルのキャップ等の成形品を製造するに際し、射出成形機は、樹脂ペレットその他の成形材料を溶融しつつ金型装置内に注入して成形品を得るまでの一連の工程を、比較的短いサイクルで繰返し行うハイサイクル成形で使用されることがある。このような場合、射出成形機には高い生産能力が要求される。射出成形機による成形のサイクルの短縮は、射出装置のシリンダ内に配置されたスクリュの回転数を増大させて成形材料の可塑化を短期間のうちに終了させ、シリンダ先端部への成形材料の蓄積に要する時間を短くすることにより実現することができる。

　一方、スクリュを高速回転させると、成形材料はシリンダの内部で、シリンダの周囲に設けられたヒーターによる加熱が十分になされずに、シリンダの先端部側に急速に送られる。ヒーターの加熱温度を高くしたとしても、シリンダの内部での成形材料の滞留時間が短いことから、成形材料の加熱が不十分になり得る。この場合、シリンダの先端部から金型装置に射出される溶融状態の成形材料に、未溶融の成形材料が含まれることがある。成形品への未溶融の成形材料の混入は、その成形品の外観不良や強度の低下等の不具合の発生を招く。

　これに対処するには、成形材料を射出装置に供給する前に予め加熱することが考えられる。なお、成形材料の乾燥を目的とする一般的な乾燥機では、各成形材料の温度が、上記のハイサイクル成形で求められるほど迅速かつ十分に上昇しないことがある。

　ここで、射出装置への供給前の成形材料の予熱のため、熱風の供給によって成形材料を浮遊させて流動層にする加熱器を設計すれば、当該加熱器で各成形材料が比較的短時間のうちに有効に昇温することが期待される。但し、そのような加熱器であっても、射出装置への成形材料の供給量ないし供給速度や、加熱器に熱風を供給する機器の送風能力その他の条件を考慮すると、単一の加熱器では、各成形材料の速やかな昇温を実現することが困難であると推測される。

　そこで、射出装置に供給する前の成形材料の予熱を有効に行うため、この実施形態の材料予熱装置２１は、複数個の流動層加熱器２２、２３を備えるものとしている。

　材料予熱装置２１は、スクリュ１２の回転軸線方向（図１の左右方向）で、シリンダ１１の成形材料を射出する先端部１４とは逆側の後端部に取り付けられる。より詳細には、この材料予熱装置２１は、シリンダ１１上にて、図２に示すように、シリンダ１１の後端部で周方向の一部に設けられた貫通孔状の供給口１１ａに接続されており、当該供給口１１ａに、実質的に球状もしくは円柱状その他の形状の樹脂ペレット等の成形材料Ｍｍを供給するものである。

　この実施形態の材料予熱装置２１は、内部で熱風の供給により成形材料Ｍｍを流動層にしつつ加熱する二個の流動層加熱器２２、２３を備える。各流動層加熱器２２、２３では、空気その他の加熱気体による熱風は多くの場合、その内部に収容された成形材料Ｍｍの下方側から当該内部に供給される。それにより、成形材料Ｍｍの少なくとも一部は、図示のように、下方側からの熱風により舞い上がって浮遊し、流動層を形成する。このとき、流動層加熱器２２、２３内で浮遊状態の成形材料Ｍｍは、堆積状態のときに比して熱風との接触面積が増大するので、熱風によって効果的に昇温する。その結果として、流動層加熱器２２、２３によれば、成形材料Ｍｍを比較的短時間のうちに十分に加熱することができる。

　他方、ハイサイクル成形等で射出装置１に供給する成形材料Ｍｍの個数ないし量や供給速度その他の条件によっては、一回当たりの予熱で、ある程度多くの成形材料Ｍｍを加熱することが必要になる。この場合、多数個の各成形材料Ｍｍを流動層にて迅速に所定の温度まで昇温させるには、成形材料Ｍｍに送る熱風の流量を多くする必要があるが、そのような流量の熱風を発生させ得る高い性能の熱風発生機を射出成形機で用いることは、現実的ではない場合がある。

　これに対し、この実施形態では、材料予熱装置２１が、流動層加熱器２２、２３を複数個、たとえば二個備えるものとする。このようにして予熱対象の成形材料Ｍｍを複数個の流動層加熱器２２、２３で小分けにし、それぞれの流動層加熱器２２、２３にて流動層にして加熱すれば、比較的多くの成形材料Ｍｍの予熱を迅速かつ有効に行うことができる。それにより、熱風発生機の能力をそれほど高めることなしに、ハイサイクル成形に対応することも可能になる。

　なお、図示の実施形態では、各流動層加熱器２２、２３は一例として、射出装置１への成形材料Ｍｍの供給方向の下流側（図２では下方側）に位置する先端筒部２２ａ、２３ａと、先端筒部２２ａ、２３ａと連結された小径側の端部を含み、内外形がともに円錐台状等のテーパ状であるテーパ部２２ｂ、２３ｂと、テーパ部２２ｂ、２３ｂの大径側の端部に連結された筒状本体部２２ｃ、２３ｃと、筒状本体部２２ｃ、２３ｃのテーパ部２２ｂ、２３ｂ側とは逆側（図２では上方側）の端部に設けられて、当該端部から内周側に延びる環状部２２ｄ、２３ｄとを有する容器状のものとしている。但し、流動層加熱器は、内部で成形材料を流動層にしながら加熱できるものであれば、その具体的な形状その他の構成については特に問わない。また、この実施形態では、二個の流動層加熱器２２、２３はほぼ同様の形状及び寸法を有するが、複数個の流動層加熱器のうちの少なくとも一個を、他の流動層加熱器と異なる形状及び／又は寸法にしてもよい。

　複数個の流動層加熱器２２、２３の配置に関し、図２に示す材料予熱装置２１では、二個の流動層加熱器２２、２３を実質的に鉛直方向の上下に並べて直列に配置し、それらの流動層加熱器２２、２３の相互を連結して連通させる直列連結通路２４を設けている。この例では、直列連結通路２４は、鉛直方向の上方側（成形材料Ｍｍの供給方向の上流側）に位置する流動層加熱器２３の先端筒部２３ａの内側に区画される。先端筒部２３ａは、成形材料Ｍｍの供給方向とほぼ一致する鉛直方向に沿って延びて、鉛直方向の下方側（成形材料Ｍｍの供給方向の下流側）に位置する流動層加熱器２２の環状部２２ｄに接続されている。

　図２に示す実施形態のように、材料予熱装置２１が、流動層加熱器２２、２３の相互を連結する直列連結通路２４を備えるときは、下流側の流動層加熱器２２で成形材料Ｍｍを加熱する際に、上流側の流動層加熱器２３でも成形材料Ｍｍを加熱することができる。そして、下流側の流動層加熱器２２で加熱された成形材料Ｍｍが射出装置１に供給された後、上流側の流動層加熱器２３で加熱された成形材料Ｍｍは、直列連結通路２４を経て下流側の流動層加熱器２２に送られ、続いて下流側の流動層加熱器２２で加熱される。このような二段階等の複数段階での加熱により、成形材料Ｍｍは、射出装置１に供給される直前の流動層加熱器２２で所定の温度に昇温されやすくなる。流動層加熱器２２、２３による複数段階の加熱を実現するため、この実施形態の材料予熱装置２１は、具体的には次に述べる構成を有する。

　図２に示す材料予熱装置２１の各流動層加熱器２２、２３では、成形材料Ｍｍの出口としての先端筒部２２ａ、２３ａに、図示しない駆動源により駆動されて該出口で成形材料Ｍｍを通過させ又は当該通過を停止するべく開閉する通気性開閉部材２５ａ、２５ｂを設けている。通気性開閉部材２５ａ、２５ｂを閉じると、後述するように各流動層加熱器２２、２３に当該出口側から供給される熱風は、通気性開閉部材２５ａ、２５ｂを通過できる一方で、成形材料Ｍｍは、通気性開閉部材２５ａ、２５ｂを通過できずに通気性開閉部材２５ａ、２５ｂ上で保持される。かかる通気性開閉部材２５ａ、２５ｂとして具体的には、金属製の板材にプレス加工等で複数個の貫通穴を形成したパンチングメタルや、正面視で正方形その他の多角形等の網目を有する網状部材等が挙げられる。

　また、この材料予熱装置２１は、下流側の流動層加熱器２２の出口を、射出装置１の供給口１１ａに接続する射出装置１向けの材料供給通路２６と、熱風発生機２７と材料供給通路２６とを接続する熱風送り流路２７ａと、上流側の流動層加熱器２３の環状部２３ｄと熱風発生機２７とを接続する熱風戻り流路２７ｂとを備える。材料供給通路２６の途中で、熱風送り流路２７ａとの接続箇所よりも成形材料Ｍｍの供給方向の下流側には、そこを開閉するべく駆動される熱風遮断部材２８が設けられている。図示は省略するが、熱風送り流路２７ａにも開閉駆動の熱風遮断部材を設けることができ、この熱風遮断部材を閉じると、熱風発生機２７から流動層加熱器２２への熱風の流れが遮断される。材料予熱装置２１は、多くの場合、流動層加熱器２２、２３に供給する熱風を発生させる熱風発生機２７をさらに有するが、材料予熱装置２１は熱風発生機２７を有しないこともあり、また熱風の供給源は熱風発生機２７に限らない。

　そしてまた、図示の材料予熱装置２１のように、上流側の流動層加熱器２３は、たとえば環状部２３ｄに設けられて流動層加熱器２３への成形材料Ｍｍの投入に用いられる材料投入口２３ｅを有することが好ましい。材料投入口２３ｅには、開閉駆動される熱風遮断部材２３ｆを設けることができる。上流側の流動層加熱器２３が材料投入口２３ｅを有するものであれば、その材料投入口２３ｅから流動層加熱器２３及び直列連結通路２４を経て、下流側の流動層加熱器２２に成形材料Ｍｍを投入することができる。それ故に、下流側の流動層加熱器２２に材料投入口を設けることは必ずしも必要ではないが、この材料予熱装置２１では、下流側の流動層加熱器２２にも、開閉駆動される熱風遮断部材２２ｆ付きの材料投入口２２ｅを設けている。

　上述したような構成を有する材料予熱装置２１では、通気性開閉部材２５ｂを開くとともに通気性開閉部材２５ａを閉じた状態で、熱風遮断部材２３ｆを開き、材料投入口２３ｅから下流側の流動層加熱器２２に成形材料Ｍｍを投入し、その後、通気性開閉部材２５ｂを閉じて、材料投入口２３ｅから上流側の流動層加熱器２３に成形材料Ｍｍを投入する。あるいは、材料投入口２２ｅも使用する場合は、通気性開閉部材２５ａ及び２５ｂを両方とも閉じた状態で、熱風遮断部材２２ｆ及び２３ｆを開き、材料投入口２２ｅ及び２３ｅのそれぞれから、各流動層加熱器２２及び２３に成形材料Ｍｍを投入する。

　流動層加熱器２２及び２３内の成形材料Ｍｍを加熱するには、通気性開閉部材２５ａ及び２５ｂを閉じた状態で、熱風遮断部材２２ｆ及び２３ｆ並びに２８を閉じて、熱風発生機２７から流動層加熱器２２及び２３に熱風を供給する。このとき、熱風発生機２７で発生した熱風は、図２に矢印で示すように、熱風送り流路２７ａから材料供給通路２６に至るところ、熱風遮断部材２８で遮断されている射出装置１側ではなく、通過可能な通気性開閉部材２５ａを通って下流側の流動層加熱器２２に流れる。そして、熱風は、下流側の流動層加熱器２２で、成形材料Ｍｍを浮遊させて流動層に形成しつつ加熱し、直列連結通路２４で通気性開閉部材２５ｂを通過して上流側の流動層加熱器２３に流れる。上流側の流動層加熱器２３でも、熱風による同様の成形材料Ｍｍの流動層加熱が行われる。上流側の流動層加熱器２３を経た熱風は、熱風戻り流路２７ｂを通って熱風発生機２７に戻る。このとき、直列連結通路２４は、下流側の流動層加熱器２２から上流側の流動層加熱器２３に熱風を送る熱風の流路ないし通路として機能する。このように直列連結通路２４は、下流側の流動層加熱器２２内の成形材料Ｍｍ（第一成形材料）に供給した後の熱風で、上流側の流動層加熱器２３内の成形材料Ｍｍ（第二成形材料）が加熱されるように誘導する。見方を変えると、直列連結通路２４は、上流側の流動層加熱器２３内の成形材料Ｍｍ（第一成形材料）に供給する前の熱風で、下流側の流動層加熱器２２内の成形材料Ｍｍ（第二成形材料）が加熱されるように誘導するものであるともいえる。いずれにしても直列連結通路２４は、加熱誘導部に相当する。

　このような熱風の流れにより、下流側の流動層加熱器２２で成形材料Ｍｍを所定の時間で十分に加熱し、成形材料Ｍｍの予熱が終了すると、熱風発生機２７を停止させ、通気性開閉部材２５ａ及び熱風遮断部材２８を開く。これにより、流動層加熱器２２内の成形材料Ｍｍは自重により落下し、供給口１１ａからシリンダ１１の内部に投入される。その後、通気性開閉部材２５ａを閉じるとともに通気性開閉部材２５ｂを開くことで、上流側の流動層加熱器２３内の成形材料Ｍｍが、直列連結通路２４を通って下流側の流動層加熱器２２に送られる。さらにその後、通気性開閉部材２５ｂを閉じるとともに熱風遮断部材２３ｆを開いて、材料投入口２３ｅから上流側の流動層加熱器２３に成形材料Ｍｍを投入する。

　しかる後は、熱風遮断部材２２ｆ及び２３ｆ並びに２８を閉じて、上述した熱風の供給による流動層加熱器２２及び２３での成形材料Ｍｍの加熱を行い、このような成形材料Ｍｍの加熱と射出装置１への供給が繰り返される。

　図示は省略するが、三個以上の流動層加熱器を直列に並べて配置することもできる。直列に配置された流動層加熱器の互いに隣り合うもの同士の間にはそれぞれ、直列連結通路が設けられる。材料予熱装置は、直列に配置された流動層加熱器の他、次に述べるような並列に配置された流動層加熱器等の、直列に配置されない流動層加熱器を含むものであってもよい。

　図３に、他の実施形態の材料予熱装置１２１を示す。この材料予熱装置１２１は、複数個の流動層加熱器１２２、１２３が並列に配置されていることを除いて、図２に示す材料予熱装置２１とほぼ同様の構成を有するものである。すなわち、図３の材料予熱装置１２１では、二個の流動層加熱器１２２、１２３が、鉛直方向に対して傾斜ないし直交する方向、典型的には水平方向に並んで配置されている。そして、それらの流動層加熱器１２２、１２３と射出装置１との間には、流動層加熱器１２２及び１２３のそれぞれから射出装置１に向けて成形材料Ｍｍを送って供給する並列供給通路１２６が設けられている。

　並列供給通路１２６は、より詳細には、その並列供給通路１２６に接続された流動層加熱器１２２、１２３のそれぞれの各先端筒部１２２ａ、１２３ａにつながる二本の分岐通路部分１２６ａ、１２６ｂと、それらの分岐通路部分１２６ａ、１２６ｂが合流して射出装置１の供給口１１ａに至る合流通路部分１２６ｃとを有するものである。図示は省略するが、三個以上の流動層加熱器を並列配置で設けることも可能であり、この場合、分岐通路部分は、それらの流動層加熱器の個数に応じた三本以上とすることができる。

　ここでは、流動層加熱器１２２、１２３を並列に配置したことに伴い、並列供給通路１２６に接続された各流動層加熱器１２２、１２３が、それぞれの流動層加熱器１２２、１２３への成形材料Ｍｍの投入に用いる熱風遮断部材１２２ｆ、１２３ｆ付きの材料投入口１２２ｅ、１２３ｅを有する。

　また、熱風発生機１２７から各流動層加熱器１２２、１２３に熱風を送るため、熱風発生機１２７と該熱風発生機１２７の近くに位置する流動層加熱器１２３側の分岐通路部分１２６ｂとを接続する熱風送り流路１２７ａに加えて、当該分岐通路部分１２６ｂと熱風発生機１２７から離れて位置する流動層加熱器１２２側の分岐通路部分１２６ａとを接続する延長送り流路１２７ｃを設けている。分岐通路部分１２６ｂの、熱風送り流路１２７ａとの接続箇所よりも成形材料Ｍｍの供給方向の下流側、及び、分岐通路部分１２６ａの、延長送り流路１２７ｃとの接続箇所よりも成形材料Ｍｍの供給方向の下流側には、それぞれ熱風遮断部材１２８ｂ、１２８ａが配置される。図示は省略するが、熱風送り流路１２７ａ及び／又は延長送り流路１２７ｃには、熱風発生機１２７から流動層加熱器１２２ないし１２３への熱風の流れを遮断することが可能な熱風遮断部材を設けてもよい。

　なお、図３に例示する材料予熱装置１２１では、熱風発生機１２７の近くに位置する流動層加熱器１２３及び、熱風発生機１２７から離れて位置する流動層加熱器１２２を設けているが、複数個の流動層加熱器は、熱風発生機からほぼ等しい位置に設けてもよい。この場合、熱風発生機からの熱風送り流路を、二股以上に分岐させて各流動層加熱器に接続させることができる。図３に示す例でも、延長送り流路１２７ｃに代えて、各流動層加熱器１２２、１２３に接続されるように分岐した熱風送り流路を設けることも可能である。

　そしてまた、熱風戻り流路１２７ｂは、各流動層加熱器１２２、１２３での成形材料Ｍｍの加熱後の熱風をそれぞれ熱風発生機１２７に戻すため、各流動層加熱器１２２、１２３に接続された枝管流路部分１２７ｄ、１２７ｅと、それらの枝管流路部分１２７ｄ、１２７ｅが連結されるとともに熱風発生機１２７に接続された主管流路部分１２７ｆとを含んで構成されている。

　図３の材料予熱装置１２１では、通気性開閉部材１２５ａ、１２５ｂを閉じた状態で、材料投入口１２２ｅ、１２３ｅから流動層加熱器１２２、１２３にそれぞれ成形材料Ｍｍが投入される。流動層加熱器１２２、１２３内の成形材料Ｍｍの加熱時には、すべての熱風遮断部材１２２ｆ、１２３ｆ、１２８ａ及び１２８ｂを閉じて、熱風発生機１２７から流動層加熱器１２２、１２３に熱風を供給する。この際に、熱風発生機１２７からの熱風は、図３に矢印で示すように、熱風送り流路１２７ａ及び延長送り流路１２７ｃを介して各流動層加熱器１２２、１２３に送られる。各流動層加熱器１２２、１２３での成形材料Ｍｍの加熱に使用された熱風は、熱風戻り流路１２７ｂの枝管流路部分１２７ｄ、１２７ｅ及び主管流路部分１２７ｆを通って、熱風発生機１２７に戻る。熱風送り流路１２７ａ及び延長送り流路１２７ｃは、熱風発生機１２７に近い流動層加熱器１２３内の成形材料Ｍｍ（第一成形材料）に供給する前の熱風で、熱風発生機１２７から遠い流動層加熱器１２２内の成形材料Ｍｍ（第二成形材料）が加熱されるように、当該熱風を送って誘導するものである。したがって、熱風送り流路１２７ａ及び延長送り流路１２７ｃは、加熱誘導部に相当する。また、熱風送り流路１２７ａ及び延長送り流路１２７ｃは、流動層加熱器１２３と流動層加熱器１２２とを連通させる熱風の流路とみなすことができる。

　流動層加熱器１２２、１２３で加熱された成形材料Ｍｍは、熱風発生機１２７を停止した後、通気性開閉部材１２５ａ、１２５ｂ及び熱風遮断部材１２８ａ、１２８ｂを開くことにより、並列供給通路１２６の分岐通路部分１２６ａ、１２６ｂ及び合流通路部分１２６ｃから射出装置１に供給することができる。

　ここで、この材料予熱装置１２１では、複数個の流動層加熱器１２２、１２３のそれぞれから交互に、加熱後の成形材料Ｍｍを射出装置１に供給することができる。たとえば、一方の流動層加熱器１２２で成形材料Ｍｍの加熱が終了したとき、その流動層加熱器１２２内の成形材料Ｍｍを射出装置１に供給する。次いで、通気性開閉部材１２５ａを閉じて、材料投入口１２２ｅから一方の流動層加熱器１２２に成形材料Ｍｍを投入し、上述した熱風による成形材料Ｍｍの加熱を行う。このとき、他方の流動層加熱器１２３に残っている成形材料Ｍｍも、熱風により再度加熱される。その後、他方の流動層加熱器１２３での加熱が終了すると、次は一方の流動層加熱器１２２に成形材料Ｍｍを残したままとし、他方の流動層加熱器１２３の成形材料Ｍｍを射出装置１に供給する。このようにして、並列に配置した複数個の流動層加熱器１２２、１２３のそれぞれから成形材料Ｍｍを交互に射出装置１に供給すれば、各流動層加熱器１２２、１２３で成形材料Ｍｍが複数回にわたって熱風で加熱されるので、所定の高温の成形材料Ｍｍを射出装置１に早い周期で供給することが可能になる。

　あるいは、熱風による成形材料Ｍｍの加熱後、通気性開閉部材１２５ａ、１２５ｂ及び熱風遮断部材１２８ａ、１２８ｂの全てをほぼ同時に開いて、複数個の流動層加熱器１２２、１２３内のそれぞれの成形材料Ｍｍを一度に射出装置１に供給することもできる。このことは、射出装置１にて一回の溶融及び射出で多量の成形材料Ｍｍが消費される場合に、当該射出装置１に一斉に供給する比較的多数個の成形材料Ｍｍを各流動層加熱器１２２、１２３で小分けにして十分に加熱できるので有利である。

　図４に示すさらに他の実施形態の材料予熱装置２２１は、図３の流動層加熱器１２２、１２３のように並列に配置した流動層加熱器２２２、２２３のそれぞれの、成形材料Ｍｍの供給方向の上流側に、直列連結通路２２４ａ、２２４ｂを介して流動層加熱器２２９、２３０をそれぞれ直列に連結したものである。その他の構成については、先述した材料予熱装置１２１と実質的に同様であり、再度の説明は省略する。直列連結通路２２４ａ、２２４ｂはそれぞれ加熱誘導部であり、また、熱風送り流路２２７ａ及び延長送り流路２２７ｃは加熱誘導部である。

　この材料予熱装置２２１では、各流動層加熱器２２２、２２３、２２９及び２３０に、熱風遮断部材２２２ｆ、２２３ｆ、２２９ｆ、２３０ｆ付きの材料投入口２２２ｅ、２２３ｅ、２２９ｅ、２３０ｅを設けている。なお、成形材料Ｍｍの供給方向の上流側の流動層加熱器２２９及び２３０が材料投入口２２９ｅ及び２３０ｅを有するものであれば、成形材料Ｍｍの供給方向の下流側の流動層加熱器２２２、２２３にも成形材料Ｍｍを投入することができるので、下流側の流動層加熱器２２２、２２３の材料投入口２２２ｅ、２２３ｅは省略してもよい。

　流動層加熱器２２２、２２３、２２９、２３０内の成形材料Ｍｍは、ここでは図示しない熱風発生機で発生させた熱風で加熱することができる。ここで、直列連結通路２２４ａ、２２４ｂで直列に連結した流動層加熱器２２２と流動層加熱器２２９及び、流動層加熱器２２３と流動層加熱器２３０にはそれぞれ、熱風発生機からの熱風が、図４に矢印で示すように、熱風送り流路２２７ａないし延長送り流路２２７ｃを経て送られる。上流側の流動層加熱器２２９及び流動層加熱器２３０をそれぞれ通過した熱風は、熱風戻り流路２２７ｂの各枝管流路部分２２７ｄ、２２７ｅから主管流路部分２２７ｆに至り、熱風発生機に戻される。

　下流側の流動層加熱器２２２及び２２３での加熱後の成形材料Ｍｍは、交互に又は一斉に射出装置１に供給することができる。この際には、通気性開閉部材２２５ａ、２２５ｂ及び熱風遮断部材２２８ａ、２２８ｂを開くことで、成形材料Ｍｍは流動層加熱器２２２及び２２３から落下し、並列供給通路２２６の分岐通路部分２２６ａもしくは２２６ｂ及び合流通路部分２２６ｃを通って、射出装置１に到達する。下流側の流動層加熱器２２２、２２３から射出装置１に成形材料Ｍｍが供給された後、通気性開閉部材２２５ａ、２２５ｂを閉じるとともに、通気性開閉部材２２５ｃ、２２５ｄを開くことにより、上流側の流動層加熱器２２９、２３０である程度加熱された成形材料Ｍｍが、下流側の流動層加熱器２２２、２２３に入り、その後の熱風供給時に下流側の流動層加熱器２２２、２２３で再度加熱される。したがって、この材料予熱装置２２１では、成形材料Ｍｍの迅速な加熱と短い周期での供給をさらに有効に行うことができる。

　なお必要に応じて、材料予熱装置と射出装置１との間に、コンプレッサ等からの圧縮気体の導入により成形材料Ｍｍを吸引するとともに圧送する材料圧送機を設けることができる。このことは、たとえば、材料予熱装置を射出装置１のシリンダ１１の供給口１１ａの直上ではなくシリンダ１１の周囲に配置した場合等において、成形材料をその自重によって材料予熱装置から射出装置１に供給することができないとき等に有効である。材料圧送機に代えて、ベルトコンベヤ等の材料搬送機を用いてもよい。また、直列に連結された流動層加熱器がある場合、それらを連結する直列連結通路に、上記のような材料圧送機等を設けることもできる。

（図５及び６の材料予熱装置）
　予熱用の加熱器で射出装置への供給前に成形材料の予熱を行う場合、当該加熱器での成形材料の加熱が終了したときに、射出装置側で成形材料を受け入れる態勢がまだ整っていなければ、上記の加熱器から排出された加熱後の成形材料を、射出装置に至る手前で待機させることが必要になる。この際に、成形材料の温度が低下することが懸念される。なお、待機中の成形材料の保温のために、別途熱源を用いて当該成形材料を加熱することは、予熱に必要なエネルギーの消費量の増大を招く。

　射出装置に供給する前の成形材料の予熱を行うに当り、予熱時のエネルギー消費量の増大を抑えるため、この実施形態の材料予熱装置３２１は、成形材料を加熱する複数個の材料加熱器３２２、３２３を備え、複数個の材料加熱器３２２、３２３の少なくとも一個が、他の材料加熱器での成形材料の加熱に用いられた加熱媒体により成形材料を加熱する熱再利用加熱器３２２である。

　材料予熱装置３２１は、スクリュ１２の回転軸線方向（図５の左右方向）で、シリンダ１１の成形材料を射出する先端部１４とは逆側の後端部に取り付けられる。より詳細には、この材料予熱装置３２１は、シリンダ１１上にて、シリンダ１１の後端部で周方向の一部に設けられた貫通孔状の供給口１１ａに接続されており、当該供給口１１ａに、実質的に球状もしくは円柱状その他の形状の樹脂ペレット等の成形材料Ｍｍを供給するものである。

　材料予熱装置３２１は、成形材料を加熱する複数個、たとえば二個の材料加熱器３２２、３２３を備える。ここで、材料加熱器３２２及び３２３のうちの少なくとも一個、この実施形態では一個の材料加熱器３２２を熱再利用加熱器とする。より詳細には、当該材料加熱器３２２以外の他の材料加熱器３２３は、そこに供給される空気等の気体その他の加熱媒体を用いて成形材料Ｍｍを加熱するものである。そして、熱再利用加熱器としての当該材料加熱器３２２は、他の材料加熱器３２３で成形材料Ｍｍの加熱に用いられた後の加熱媒体が供給され、他の材料加熱器３２３での利用後の加熱媒体により、成形材料Ｍｍを加熱する。ここでは、当該材料加熱器３２２のことを、熱再利用加熱器３２２ともいう。

　このように材料加熱器３２２及び３２３のうちの少なくとも一個の材料加熱器３２２を、他の材料加熱器３２３で利用された後の加熱媒体を再利用する熱再利用加熱器３２２とすれば、他の材料加熱器３２３に加熱媒体を供給する後述の熱風発生機３２５等の熱源とは異なる熱源を、熱再利用加熱器３２２用に準備しなくても、熱再利用加熱器３２２で成形材料Ｍｍを加熱ないし保温することができる。また、たとえば、他の材料加熱器３２３での加熱が終了した成形材料Ｍｍが、熱再利用加熱器３２２に送られたときに、前回の射出装置１への供給でシリンダ１１内にある成形材料Ｍｍの可塑化及び射出が完了しておらず、射出装置１側で新たな成形材料Ｍｍの受け入れ態勢が整っていない場合は、射出装置１側の受け入れ態勢が整うまで、熱再利用加熱器３２２で成形材料Ｍｍを効果的に保温しながら待機させることができる。それらの結果として、射出装置１への供給前の成形材料の予熱に必要なエネルギーの消費量を抑えつつ、成形材料Ｍｍの予熱を有効に行うことができる。

　他の材料加熱器３２３から熱再利用加熱器３２２に送られる利用済みの加熱媒体は、この実施形態のように熱再利用加熱器３２２の内部に供給し、その加熱媒体を熱再利用加熱器３２２内の成形材料Ｍｍと接触させることが好ましい。この場合、熱再利用加熱器３２２内で、成形材料Ｍｍが加熱媒体により直接的に加熱されるので、各成形材料Ｍｍのより効率的な加熱を実現することができる。但し、利用済みの加熱媒体を熱再利用加熱器の外部でその周囲に送り、熱再利用加熱器の周壁を介して内部の成形材料Ｍｍを当該加熱媒体で間接的に加熱することも可能である。

　なお、図示の材料加熱器３２２、３２３はそれぞれ、一例として、射出装置１への成形材料Ｍｍの供給方向の下流側（図６では下方側）に位置する先端筒部３２２ａ、３２３ａと、先端筒部３２２ａ、３２３ａと連結された小径側の端部を含み、内外形がともに円錐台状等のテーパ状であるテーパ部３２２ｂ、３２３ｂと、テーパ部３２２ｂ、３２３ｂの大径側の端部に連結された筒状本体部３２２ｃ、３２３ｃと、筒状本体部３２２ｃ、３２３ｃのテーパ部３２２ｂ、３２３ｂ側とは逆側（図６では上方側）の端部に設けられて、当該端部から内周側に延びる環状部３２２ｄ、３２３ｄとを有する容器状のものとしている。但し、材料加熱器は、内部に成形材料を収容しながら加熱できるものであれば、その具体的な形状その他の構成については特に問わない。また、この実施形態では、熱再利用加熱器３２２を、他の材料加熱器３２３とほぼ同様の形状で、それよりも若干大きい寸法としているところ、複数個の材料加熱器は同じ寸法とすることができる他、また、複数個の材料加熱器のうちの少なくとも一個を、他の材料加熱器と異なる形状にしてもよい。

　この実施形態では、他の材料加熱器３２３は、熱風の供給により成形材料を流動層にしながら加熱する流動層加熱器としている。他の材料加熱器３２３は、流動層加熱器３２３と称することもある。流動層加熱器３２３では、空気その他の加熱気体による熱風は多くの場合、その内部に収容された成形材料Ｍｍの下方側から当該内部に供給される。それにより、成形材料Ｍｍの少なくとも一部は、図示のように、下方側からの熱風により舞い上がって浮遊し、流動層を形成する。このとき、流動層加熱器３２３内で浮遊状態の成形材料Ｍｍは、堆積状態のときに比して熱風との接触面積が増大するので、熱風によって効果的に昇温する。その結果として、流動層加熱器３２３によれば、成形材料Ｍｍを比較的短時間のうちに十分に加熱することができる。この観点から、他の材料加熱器３２３は、流動層加熱器とすることが好適である。なお、他の材料加熱器は、成形材料を流動させずに堆積させた状態で、熱風又は加熱ジャケットその他の手段により加熱するものとする場合もある。また、他の材料加熱器のさらに別の例としては、成形材料を加熱しながら搬送するスクリュフィーダ等が挙げられる。

　他の材料加熱器３２３を流動層加熱器とする場合、その流動層加熱器３２３の下方側の成形材料の出口、たとえば先端筒部３２３ａに、図示しない駆動源により駆動されて該出口で成形材料Ｍｍを通過させ又は当該通過を停止するべく開閉する通気性開閉部材３２４を設けることができる。そして、材料予熱装置３２１は、流動層加熱器３２３の先端筒部３２３ａと熱風発生機３２５とを接続する熱風供給流路３２５ａを備えることが好ましい。この場合、通気性開閉部材３２４を閉じた状態では、流動層加熱器３２３内の成形材料Ｍｍは、通気性開閉部材３２４を通過できずに通気性開閉部材３２４上で保持される一方で、熱風発生機３２５から熱風供給流路３２５ａを通って供給される熱風は、通気性開閉部材３２４を通過して、流動層加熱器３２３にその下方側から流入する。それにより、流動層加熱器３２３で成形材料Ｍｍの流動層の形成が容易になるとともに、成形材料Ｍｍが効果的に加熱される。上記の通気性開閉部材３２４として具体的には、金属製の板材にプレス加工等で複数個の貫通穴を形成したパンチングメタルや、正面視で正方形その他の多角形等の網目を有する網状部材等が挙げられる。材料予熱装置３２１は多くの場合、熱風発生機３２５を有するが、材料予熱装置３２１は熱風発生機３２５を有しないこともあり、また熱風の供給源は熱風発生機３２５に限らない。

　また、材料予熱装置３２１は、流動層加熱器３２３で成形材料Ｍｍの加熱に用いられた熱風を利用済みの加熱媒体として、熱再利用加熱器３２２に送る熱風送り流路３２６を備えることができる。図示の例では、熱風送り流路３２６は、流動層加熱器３２３の環状部３２３ｄに接続されるとともに、流動層加熱器３２３及び熱再利用加熱器３２２の外部で延びて、熱再利用加熱器３２２内に環状部３２２ｄから入り込む配管状のものとしている。熱風送り流路３２６は、熱再利用加熱器３２２内に位置する配管先端部として、熱再利用加熱器３２２内の成形材料Ｍｍの堆積層に近づくに従って内径及び外径が漸増する拡径先端部３２６ａを有することができる。熱風送り流路３２６に拡径先端部３２６ａを設けることは、熱再利用加熱器３２２内の成形材料Ｍｍをその堆積層の広い範囲にわたって、熱風送り流路３２６から送られる熱風で加熱できる点で好ましい。熱再利用加熱器３２２内に成形材料Ｍｍが堆積したとき、拡径先端部３２６ａは、その成形材料Ｍｍの堆積層の内部に埋設される高さ方向の位置に設けることが好適である。これにより、拡径先端部３２６ａから成形材料Ｍｍの堆積層の内部に熱風が送られて、当該成形材料Ｍｍをより一層有効に加熱ないし保温することができる。熱風送り流路３２６は、流動層加熱器３２３内での成形材料Ｍｍ（第一成形材料）に供給された後の熱風を、熱再利用加熱器３２２に送り、その熱風で熱再利用加熱器３２２内の成形材料Ｍｍ（第二成形材料）が加熱されるように誘導する加熱誘導部である。また、熱風送り流路３２６は、流動層加熱器３２３と、該流動層加熱器３２３とは異なる別の材料加熱器である熱再利用加熱器３２２とを連通させる前記熱風の流路である。

　そしてまた、材料予熱装置３２１は、加熱媒体である熱風を熱再利用加熱器３２２から熱風発生機３２５へ戻す熱風戻り流路３２５ｂを備えることができる。熱風戻り流路３２５ｂは、たとえば熱再利用加熱器３２２の筒状本体部３２２ｃに設けた側方開口部等から熱風発生機３２５まで延びるものとして構成することができるが、熱風戻り流路３２５ｂの、熱再利用加熱器３２２への接続箇所は筒状本体部３２２ｃに限らない。

　ところで、他の材料加熱器としての流動層加熱器３２３と熱再利用加熱器３２２とは、流動層加熱器３２３から熱再利用加熱器３２２へ成形材料Ｍｍを送る材料送り通路３２７により連結することができる。この場合、熱再利用加熱器３２２は、流動層加熱器３２３に対し、成形材料Ｍｍの供給方向の下流側に位置することになる。

　この実施形態では、流動層加熱器３２３と熱再利用加熱器３２２とを、実質的に鉛直方向の上下に並べて配置しており、流動層加熱器３２３の先端筒部３２３ａ内に、上記の材料送り通路３２７を区画している。また、先端筒部３２３ａの、熱風供給流路３２５ａとの接続箇所よりも成形材料Ｍｍの供給方向の下流側には、そこを開閉するべく駆動される熱風遮断部材３２８ａを設けている。このように、熱再利用加熱器３２２の上方側に流動層加熱器３２３を配置し、それらを材料送り通路３２７で連結した場合、通気性開閉部材３２４及び熱風遮断部材３２８ａを開くと、流動層加熱器３２３内の成形材料Ｍｍは自重により落下し、熱再利用加熱器３２２へ送られる。なお、熱風供給流路３２５ａにも、図示しない開閉駆動の熱風遮断部材を設けることができ、この熱風遮断部材を閉じると、熱風発生機３２５から流動層加熱器３２３への熱風の流れが遮断される。

　図示は省略するが、配置スペース上の制約等により、流動層加熱器等の他の材料加熱器を熱再利用加熱器の上方側に配置できない場合、他の材料加熱器を熱再利用加熱器から側方に離して配置し、材料送り通路の途中に材料圧送機を設けることができる。材料圧送機は、コンプレッサ等からの圧縮気体の導入により、成形材料Ｍｍを、他の材料加熱器側から吸引するとともに、熱再利用加熱器に向けて圧送することができる。材料圧送機に代えて、ベルトコンベヤ等の材料搬送機を用いてもよい。他の材料加熱器から熱再利用加熱器へ成形材料を落下させて送ることが困難な配置であったとしても、そのような材料圧送機等を用いることで、成形材料の当該搬送が可能になる。

　流動層加熱器３２３から熱再利用加熱器３２２への材料送り通路３２７を設けた場合、図示の材料予熱装置３２１のように、成形材料Ｍｍの供給方向の上流側の流動層加熱器３２３は、たとえば環状部３２３ｄに設けられて流動層加熱器３２３への成形材料Ｍｍの投入に用いられる材料投入口３２３ｅを有することが好ましい。材料投入口３２３ｅには、開閉駆動される熱風遮断部材３２３ｆを設けることができる。

　図６の材料予熱装置３２１では、通気性開閉部材３２４を閉じるとともに、熱風遮断部材３２３ｆを開いた状態で、材料投入口３２３ｅから流動層加熱器３２３に成形材料Ｍｍが投入される。

　流動層加熱器３２３で成形材料Ｍｍを加熱するには、熱風遮断部材３２８ａ及び熱風遮断部材３２３ｆを閉じて、熱風発生機３２５から熱風供給流路３２５ａを経て、流動層加熱器３２３に熱風が送られる。このとき、熱風は、熱風遮断部材３２８ａが閉じていることから熱再利用加熱器３２２側には流れないが、通気性開閉部材３２４を通過できるので流動層加熱器３２３に流入する。流動層加熱器３２３では、成形材料Ｍｍの下方側から供給される熱風により、成形材料Ｍｍが流動層になって有効に加熱される。

　流動層加熱器３２３での加熱が終了した後、通気性開閉部材３２４及び熱風遮断部材３２８ａを開いて、成形材料Ｍｍを材料送り通路３２７から熱再利用加熱器３２２に送る。たとえば、射出装置１のシリンダ１１内にまだ成形材料Ｍｍが充填されているとき等には、流動層加熱器３２３から熱再利用加熱器３２２に送られた成形材料Ｍｍは、熱再利用加熱器３２２内で堆積した状態にて待機することが必要になる。他方、流動層加熱器３２３には、新たな成形材料Ｍｍが投入され、上記の熱風による当該成形材料Ｍｍの加熱が行われる。このとき、流動層加熱器３２３を通過した熱風は、熱風送り流路３２６を介して熱再利用加熱器３２２に送られる。それにより、熱再利用加熱器３２２で待機中の成形材料Ｍｍが加熱されるので、その待機時の成形材料Ｍｍの温度低下が有効に抑制される。またここでは、流動層加熱器３２３を通過した熱風が再利用されるので、別の熱源を使用する場合に比して、予熱に際するエネルギーの消費が抑えられる。

　射出装置１での成形材料Ｍｍの可塑化及び射出が終了すると、熱再利用加熱器３２２内の成形材料Ｍｍが射出装置１に供給される。これに伴い、通気性開閉部材３２４及び熱風遮断部材３２８ａを開くことで、流動層加熱器３２３から熱再利用加熱器３２２に成形材料Ｍｍが送られる。このようにして所定の高温の成形材料Ｍｍが次々と射出装置１に供給される。

　以上に述べたような材料予熱装置３２１は、射出装置１の一部として射出装置１に設けられる場合がある。この場合において、材料予熱装置３２１の上記の熱再利用加熱器３２２は、射出装置１のシリンダ１１の供給口１１ａに取り付けられてシリンダ１１内への成形材料の供給に用いられるホッパーとすることができる。

　具体的には、たとえば、当該ホッパーに、流動層加熱器等の他の材料加熱器３２３の先端筒部３２３ａを接続するとともに、そのホッパー内に、熱風送り流路３２６の配管先端部を挿入して配置することができる。これにより、ホッパーを、熱再利用加熱器として機能させることが可能である。また好ましくは、ホッパーに熱風戻り流路３２５ｂを接続し、ホッパーから熱風発生機３２５に熱風を戻すようにする。なおホッパーは、材料送り通路３２７、熱風送り流路３２６及び熱風戻り流路３２５ｂとの各接続箇所を除いて、内部が実質的に密閉されるように構成することが好ましい。

（図７～９の材料予熱装置）
　成形材料を流動層状態にして加熱する従来の装置では、個々の成形材料が熱風中で浮遊するように加熱するので、個々の成形材料を高流速の熱風に接触させることができ、比較的高速に加熱をすることができる。しかし、単に、成形材料に対して下方から熱風を当てるだけでは、熱風による成形材料の噴き上がりとその落下とが一部の成形材料で起こることがあり、そうすると流動層が成形材料の全体ではなく部分的に形成されることとなり、その結果として、成形材料の高速かつ均一な加熱が得られにくい可能性がある。

　シリンダの内部に供給する前の成形材料の予熱を高速かつ均一に行うため、この実施形態の材料予熱装置４２１は、熱風の供給により成形材料Ｍｍを流動層にしながら加熱する流動層加熱器４２２と、流動層加熱器４２２内で流動層上に配置され、流動層での成形材料Ｍｍの流れを案内する案内部４２３を備えるものである。

　材料予熱装置４２１は、射出装置１のスクリュ１２の回転軸線方向（図７の左右方向）で、シリンダ１１の成形材料Ｍｍを射出する先端部１４とは逆側の後端部に取り付けられる。より詳細には、この材料予熱装置４２１は、シリンダ１１上にて、シリンダ１１の後端部で周方向の一部に設けられた貫通孔状の供給口１１ａに接続されており、当該供給口１１ａに、実質的に球状もしくは円柱状その他の形状の樹脂ペレット等の成形材料Ｍｍを供給するものである。

　ここで、流動層加熱器４２２は、図８に示すように、成形材料Ｍｍを材料供給口５２１を介して流動層加熱器４２２内に供給して、熱風を流動層加熱器４２２の底部より上下方向上方（例えば鉛直方向上方）に向けて供給することで、成形材料Ｍｍを流動させ流動層を形成させる。

　流動層加熱器４２２内は、内部に空間を有する、上下方向に直交する方向での断面で円形の容器であり、上下方向下方から上方に向けて、内径が漸増する漏斗状の底部と内径が略一定の側部と蓋状の上部とを備える。流動層加熱器４２２の表面は、加熱に対して耐熱性を有する材料、例えば金属で形成することができる。

　材料供給口５２１は、図示の例では、流動層加熱器４２２の上部であって、後述する案内部４２３に対して、流動層加熱器４２２の上下方向で重複しないような位置に設けられている。
　材料供給口５２１は、例えばホッパーなどの予熱するための成形材料Ｍｍを収容する収容部（図示せず）に接続することができる。そして、材料供給口５２１と収容部との間には、流動層加熱器４２２で予熱する成形材料Ｍｍを通過させまたは通過を停止すべく開閉する開閉部材（図示せず）を設けることができる。また、図示の例では設けていないが、必要に応じて、収容部から流動層加熱器４２２に成形材料Ｍｍを供給するフィーダなどの搬送器を設けることもできる。
　なお、材料供給口５２１は、図示の例の位置ではなく、流動層加熱器４２２の上部以外の、例えば側壁部や底部にも配置させることができ、また、複数箇所設けることもできる。

　流動層加熱器内への熱風の供給は、特に限定されないが、熱風発生機４２４で発生させた熱風を熱風供給路４２５に流通させることで行うことができる。図示の例では、材料予熱装置４２１は、流動層加熱器４２２内の予熱した成形材料Ｍｍを射出装置１のシリンダ１１へ供給する材料送り通路４２６を備えることができるが、熱風供給路４２５と材料送り通路４２６とは、流動層加熱器４２２への開口部側の部分で合流し、熱風供給路４２５の流動層加熱器４２２への開口部側の一部５５１と材料送り通路４２６の流動層加熱器４２２への開口部側の一部５５１とが兼用されている（当該兼用された部分を兼用通路部分５５１とも称す）。そして、熱風発生機４２４で発生した熱風は、兼用通路部分５５１を流通して、流動層加熱器４２２の底部に設けられた兼用通路部分５５１の開口部（熱風供給路４２５および材料送り通路４２６の開口部でもある）を介して、上下方向上方に向けて供給される。
　なお、当該兼用通路部分５５１の開口部は、流動層加熱器４２２の底部であって横方向中央に設けられているが、横方向中央以外の底部、または底部以外に設けることもできる。また、本実施形態は、図示の例のような、熱風供給路４２５と材料送り通路４２６とのそれぞれ一部を兼用する形態に限らず、熱風供給路４２５と材料送り通路４２６とを別々に設けることもできる。また、熱風は、流動層加熱器４２２内へ複数箇所から供給することもでき（具体的には、熱風供給路４２５の流動層加熱器４２２への開口部を複数とすることもでき）、また、流動層加熱器４２２の底部に加えて、または代えて底部以外の部分にも設けることができる。

　流動層加熱器４２２内へ供給した熱風は、成形材料Ｍｍを加熱した後、流動層加熱器４２２の上部に設けられた熱風排出口５２２を介して、排出される。また、図示の例では、排出された熱風は、熱風戻り通路４２７を流通して熱風発生機４２４に戻り、再び加熱されて流動層加熱器４２２内へ供給される。
　なお熱風排出口５２２は、図示の例では、流動層加熱器４２２の上部、具体的には流動層加熱器４２２の上部であって、供給される熱風の供給方向に対向する方向に開口するように設けられているが、熱風排出口５２２の位置は流動層加熱器４２２の上部以外の位置にも設けることができる。

　流動層加熱器４２２で予熱した成形材料Ｍｍは、上述のように、流動層加熱器４２２と射出装置１のシリンダ１１とを連結する材料送り通路４２６を通ってシリンダ１１へ供給される。図示の例では、材料送り通路４２６は、流動層加熱器４２２への開口部側の部分で熱風供給路４２５と合流し兼用通路部分５５１となっており、また、兼用通路部分５５１よりも下流（シリンダ１１側）では、搬送器５６１が設けられており、それにより材料送り通路４２６内に存在する成形材料Ｍｍをシリンダ１１まで搬送している。具体的な搬送器５６１としては、例えば吸引搬送器、フィーダなどを用いることができる。なお、吸引搬送器は、内部を成形材料Ｍｍが通ることが可能な円筒体を有し、コンプレッサ（図示は省略）等により製造した圧縮気体を円筒体中に導入し、圧縮気体を材料送り通路４２６の下流側に向けて吐出する装置であり、圧縮気体を材料送り通路４２６の下流側に向けて吐出することで、円筒体の上流側が負圧になり成形材料Ｍｍを下流側へ搬送する。また、図示の例では、材料送り通路４２６に搬送器５６１が設けられているが、流動層加熱器４２２をシリンダ１１の鉛直方向上方に配置することで、重力でもって成形材料Ｍｍをシリンダへ供給してもよい。

　また、流動層加熱器４２２は、流動層加熱器４２２の出口に、出口で成形材料Ｍｍを通過させ又は当該通過を停止するべく開閉する開閉部材５２３を有する。具体的には、開閉部材５２３は、流動層加熱器４２２の出口に、換言すれば材料送り通路４２６（兼用通路部分５５１）の流動層加熱器４２２内への開口部に設けられており、これが開閉することにより、成形材料Ｍｍが材料送り通路４２６へ搬送され又は搬送されないように機能する。そして、図示の例では、材料送り通路４２６と熱風供給路４２５とは、兼用通路部分５５１において通路を兼用していることから、流動層加熱器４２２内で成形材料Ｍｍを予熱するために、開閉部材５２３を閉止して成形材料Ｍｍの出口での通過を停止した場合であっても、熱風については開閉部材５２３を介して流動層加熱器４２２内に供給されるように、開閉部材５２３は通気性を有する（通気性開閉部材）。具体的には、通気性開閉部材５２３は、図示に示すように、成形材料Ｍｍの大きさよりも小さい貫通孔が複数形成された部材、具体的には金属製の網板などを用いて形成することができる。

　そして、本実施形態の材料予熱装置４２１は、流動層加熱器４２２内で流動層上に配置され、流動層での成形材料Ｍｍの流れを案内する案内部４２３を備えている。詳細には、流動層加熱器４２２内では、上述のように熱風が供給されると、成形材料Ｍｍが流動層加熱器４２２内で舞い、流動層加熱器４２２の内部で浮遊状態の成形材料Ｍｍにより流動層が形成される。しかし、例えば、流動層加熱器４２２内に供給された熱風が成形材料Ｍｍの量に対して強すぎると、成形材料Ｍｍは流動層加熱器４２２内の高い位置まで噴き上がるため、一部の成形材料Ｍｍだけが熱風により噴き上がり、そうすると流動層が成形材料Ｍｍの全体ではなく部分的に形成され得る。
　したがって、本実施形態では、案内部４２３を、流動層加熱器４２２内に形成される流動層上（流動層の上方）に配置し、浮遊状態の成形材料Ｍｍの流れを案内する。このように、材料予熱装置４２１が案内部４２３を備えることにより、成形材料Ｍｍの流動層の形成状態を調整することができる。より具体的には、成形材料Ｍｍの加熱では、成形材料Ｍｍ全体で流動層を形成しそれぞれの成形材料Ｍｍが熱風と満遍なく接触することが肝要であるところ、本実施形態の材料予熱装置４２１では案内部４２３が備えられることにより、熱風によって噴き上げられた成形材料Ｍｍの流れが案内部４２３によって案内される。成形材料Ｍｍの流れが案内されることで、流動層の形成状態が調整され、それぞれの成形材料Ｍｍが熱風と満遍なく接触することができるようになり、その結果として、射出装置１のシリンダ１１の内部に供給する前の成形材料Ｍｍの予熱を高速かつ均一に行うことができる。案内部４２３によると、流動層加熱器４２２内で、浮遊状態の成形材料Ｍｍの流れが案内されるので、熱風で加熱されつつ浮遊状態になっていた成形材料Ｍｍ（第一成形材料）が底部側に落下した後、今度は、底部側に堆積していた成形材料（第二成形材料）が舞い上がって当該熱風で加熱される。したがって、この案内部４２３は、流動層加熱器４２２内にて成形材料Ｍｍ（第一成形材料及び第二成形材料）の流れの案内により、浮遊状態の成形材料Ｍｍ（第一成形材料）への供給前又は後の熱風で、堆積状態の成形材料Ｍｍ（第二成形材料）が加熱されるように誘導する加熱誘導部であるといえる。このように第一成形材料及び第二成形材料はそれぞれ、単一の流動層加熱器４２２内に入っている成形材料Ｍｍの一部を意味することもある。

　案内部４２３は、詳細には、板状又は網板状とすることができる。案内部４２３は、より具体的には、案内部４２３には熱風が当たることから、一部が熱風によって形状変形してもよいが全体として熱風に対して形状変形しない耐風性を有するものであることが好ましい。また、案内部は、図示の例のように、熱風が通気しつつ、成形材料Ｍｍの流れを案内できることから、網板状であることが好ましい。
　なお、板状とは、熱風が通気せず（通気性を有さず）厚さに対して表面が広い形状をいい、網板状とは、風が通気し（通気性を有し）厚さに対して表面が広い形状をいう。網板状の案内部４２３としては、具体的にはパンチングメタルなどのパンチングされた板、金属ワイヤなどの強度のあるワイヤで形成された網板、または、柔軟性のある糸や紐で形成された網をその外周を強度のある金属などの部材で枠取りして形成された網板などが挙げられる。また、案内部４２３としては、板状の部分と網板状の部分とが混在していてもよい。また、全体として一つの材料で形成されてもよいし、複数の材料が混合されて又は混在されて形成されてもよい。材料は、成形材料Ｍｍよりも耐熱性のあるものであれば特に限定されず、金属が好ましい。
　また、案内部４２３としては、熱風の風力に対向する向きに補強する補強部材を備えていてもよい。この場合、補強部が存在することで案内部４２３全体として熱風に対して形状変形しない耐風性を有するようにすることができる。また、案内部４２３を弾性変形可能な部材で形成することもできる。

　案内部４２３は、熱風の供給方向に対して傾斜する姿勢で流動層加熱器４２２内に設けられることができ、これにより案内することができる。具体的には、案内部４２３が、周縁部５３１と、当該周縁部５３１よりも流動層側に突き出る中央部５３２と、当該周縁部５３１と当該中央部５３２とを連結し、流動層から離れる向きに凹状に湾曲する湾曲部５３３とを備えることができる。このように構成することで、案内部４２３にあたった成形材料Ｍｍの流れが中央部５３２から湾曲部５３３に向かって広がるように案内され、その結果として、成形材料Ｍｍの浮遊の範囲をより調整しやすくなり、成形材料Ｍｍ全体が満遍なく熱風と接触するようにすることができる。
　なお、案内部４２３を周縁部５３１と中央部５３２と湾曲部５３３とで形成する場合、案内部４２３は板状であっても網板状であってもよい。また、案内部４２３は、中央部５３２を中心に同心円状に形成することが好ましい。

　案内部４２３は、成形材料Ｍｍの流れを案内するために流動層加熱器４２２内の任意の位置に設けることができ、例えば流動層加熱器４２２の底部、側部または上部の内壁から伸びる取付部材で固定することもできる。
　しかし、本実施形態においては、材料予熱装置４２１を用いた運転中であっても案内部４２３により成形材料Ｍｍの流れをより案内しやすく調整可能にする観点から、図８に示すように、案内部４２３の流動層加熱器４２２内での位置を調整可能な位置調整機構４２８を用いることが好ましい。さらに、案内部４２３は、熱風の供給方向上に設けられ、位置調整機構４２８が、案内部４２３の位置を少なくとも熱風の供給方向に沿う方向に調整することが好ましい。具体的には、案内部４２３を熱風供給路４２５の延長線上に設け、位置調整機構４２８が、案内部４２３の位置を少なくとも熱風供給路４２５の延長線に沿う方向に調整する。このように構成することにより、案内部４２３によって成形材料Ｍｍの流れがより案内しやすくされ、成形材料Ｍｍの浮遊の範囲をより調整しやすくすることができる。

　位置調整機構４２８は、特に限定されないが例えば、図８に示すように、案内部４２３の位置を調整するための駆動力を流動層加熱器４２２の外部から内部へ伝える第１伝達部（図示は省略）と、当該第１伝達部と案内部４２３とを連結し、駆動力により案内部４２３を変位させる第１連結部５８１と、を備えることができる。
　より詳細には、図示の例では、位置調整機構４２８が案内部４２３の位置を少なくとも熱風の供給方向に沿う方向に調整することができるが、第１連結部５８１は、棒状部材を含み、一方（上下方向下方）の端部で案内部４２３の中央部５３２で接続され、一方の端部から他方（上下方向上方）の端部に向けて、流動層加熱器４２２の熱風排出口５２２よりも外側へ、熱風の供給方向に沿う方向に延在し、他方の端部が熱風戻り通路４２７内に存在している。そして、第１伝達部により駆動力が流動層加熱器４２２の外部から内部へ伝達されることで、第１連結部５８１が供給方向に沿う方向に変位し（図８の位置調整機構４２８の右側の矢印に示すように変位する）、案内部４２３の位置を少なくとも熱風の供給方向に沿う方向に調整する。この際、第１連結部５８１の少なくとも棒状部材が位置調整機構４２８による案内部４２３の位置の調整方向と同じ方向に延在するので、流動層加熱器４２２内に熱風が供給されている状況下でも、案内部４２３を効果的に支持するとともに、位置調整機構４２８によって案内部４２３の位置を調整する際には確実に調整することができる。
　なお、位置調整機構４２８は、案内部４２３の流動層加熱器４２２内での位置を調整可能であれば、図示の例の構造以外にもすることができ、例えば図示の例の第１連結部５８１を、流動層加熱器４２２の側部から延在して案内部４２３と結合される構造にすることもできる。また、位置調整機構４２８による案内部４２３の位置調整は例えば電動モータによる駆動により行ってもよく手動による駆動により行ってもよい。

　ところで、本実施形態の材料予熱装置の変形例においては、案内部４２３が周縁部５３１と中央部５３２と湾曲部５３３とを備える場合には、図９に示すように、案内部４２３の湾曲部５３３の湾曲の程度を調整可能な湾曲調整機構４２９をさらに備えることができる。具体的には、図示の例では、湾曲調整機構４２９によって、案内部４２３の流動層側とは逆側から案内部４２３を押したり引いたりすることにより、案内部４２３の湾曲部５３３の湾曲の程度を調整することができる。より具体的には、湾曲調整機構４２９は、湾曲部５３３の湾曲の程度を調整するための駆動力を流動層加熱器４２２の外部から内部へ伝える第２伝達部（図示せず）と、位置調整機構４２８の第１連結部５８１の周囲に位置し、当該第２伝達部からの駆動力によって第１連結部５８１の延在方向に沿って変位する第２連結部５９１と、当該第２連結部５９１の案内部側の一方の端部と案内部４２３とを連結する第３連結部５９２と、を備えることができる。湾曲調整機構４２９の第２伝達部が第２連結部５９１を第１連結部５８１に対して相対変位させることにより（図９の湾曲調整機構４２９の左側の矢印に示すように変位する）、第２連結部５９１の一方の端部に結合する第３連結部５９２が案内部４２３を上下方向および／または横方向に押しまたは引き、その結果、湾曲部５３３の湾曲の程度を調整することができる。
　さらに具体的には、湾曲調整機構４２９の第３連結部５９２が、例えば案内部４２３の周縁部５３１と接続する場合には、第２連結部５９１が第１連結部５８１に対して相対変位すると、第２連結部５９１の変位方向に対する第３連結部５９２の傾斜角度が変化し、それにより、湾曲部５３３の湾曲の程度を変動させることができる。この場合、案内部４２３および第３連結部５９２を弾性変形可能な部材で形成することができる。また、第３連結部５９２を案内部４２３と同じ部材で形成した上で、案内部４２３とは上下方向逆向きの姿勢で設けることもできる。これにより、第３連結部５９２が補強部として存在し、案内部４２３全体として熱風に対して形状変形しない耐風性を有するようにすることができる。また湾曲調整機構４２９としての第２連結部５９１が、第１連結部５８１に対して相対変位すると、第３連結部５９２が案内部４２３を主に横方向に押し伸ばしまたは引いて縮ませることができ、その結果、湾曲部５３３の湾曲の程度を調整することができる。

　ここで、上記のような本実施形態の材料予熱装置４２１およびその変形例の材料予熱装置４２１は、流動層加熱器４２２の内部の成形材料Ｍｍの温度に関する情報を検出する温度情報検出機構を有する。具体的には、温度情報検出機構は、流動層加熱器４２２の内部に設けた熱電対などの温度センサ、または、図８、図９に示すように、流動層加熱器４２２の観察窓５２４を介して外部から観察するサーモグラフィ４３０などにより、流動層加熱器４２２の内部の成形材料Ｍｍの温度に関する情報を得ることができる。成形材料Ｍｍの温度に関する情報としてはここでは例えば成形材料Ｍｍの温度分布の程度に関する情報を得ることができる。温度情報検出機構が流動層加熱器４２２の内部の成形材料Ｍｍの温度に関する情報を検出した場合には、例えば当該情報に基づき、材料予熱装置４２１の使用者が位置調整機構４２８を介して案内部４２３の位置を調整することにより、成形材料Ｍｍの流れの案内を調整し、成形材料Ｍｍの予熱を高速かつ均一に行うことができる。また、材料予熱装置４２１が湾曲調整機構４２９を備える場合には、位置調整機構４２８による調整に加えて、または代えて湾曲調整機構４２９による案内部４２３の湾曲部５３３の湾曲の程度の調整により、成形材料Ｍｍの予熱をより効率的に高速かつ均一に行うことができる。なお、温度情報検出機構が流動層加熱器４２２の内部の成形材料Ｍｍの温度に関する情報に基づき、材料予熱装置４２１の使用者が熱風の強度を上げる、成形材料Ｍｍの供給量を調整するなどの対策を講じることもできる。

　また、本実施形態の材料予熱装置４２１は、位置調整機構４２８を備える場合には、温度情報検出機構より検出された温度に関する情報に基づき位置調整機構４２８を制御する制御部（図示せず）をさらに備えることができる。また、材料予熱装置４２１が湾曲調整機構を備える場合には、制御部は、温度情報検出機構より検出された温度に関する情報に基づき位置調整機構４２８および／または湾曲調整機構４２９を制御することができる。具体的には、例えば、温度情報検出機構より検出された成形材料Ｍｍの温度分布の程度が、所定の閾値を超えたと制御部が判定する場合には、制御部が、位置調整機構４２８および／または湾曲調整機構４２９を制御することで、案内部４２３による成形材料Ｍｍの流れの案内が調整されて、自動的に成形材料Ｍｍの予熱が均一に行われるようにすることができる。
　なお、射出装置１が材料予熱装置４２１を備える場合には、射出装置１が備える射出装置１の作動を制御するための制御部が、上記の位置調整機構４２８および／または湾曲調整機構４２９を制御する制御部を兼用することができる。
　また、温度情報検出機構より検出された成形材料Ｍｍの温度分布の程度は、熱電対が流動層加熱器４２２に配設される場合、流動層加熱器４２２内に設置された複数の熱電対の計測結果に基づき算出することができ、また、サーモグラフィが流動層加熱器４２２に配設される場合、得られたサーモグラフから任意の数の温度データを抽出し、抽出した複数の温度データに基づき算出することができる。

（図７～９の材料予熱装置の制御）
　以上に述べた材料予熱装置４２１は、たとえば次に述べるようにして制御することができる。
　まず、図１０に示すように、材料予熱装置４２１は通気性開閉部材５２３を閉じた状態にし、流動層加熱器４２２に予熱するための成形材料Ｍｍを供給して、熱風を供給して加熱を開始する（ステップＳ１０）。材料予熱装置４２１では、その使用時に、温度情報検出機構として流動層加熱器４２２の内部に設けた熱電対などの温度センサや流動層加熱器４２２の観察窓５２４を介して外部から観察するサーモグラフィ４３０等で、流動層加熱器４２２の内部の成形材料Ｍｍの温度を常時監視しておく。温度情報検出機構は、温度に関する情報として、特に限定されないがここでは、測定された成形材料Ｍｍの温度に基づき成形材料Ｍｍの温度分布の程度に関する情報を得、次いで、当該情報は、たとえば材料予熱装置４２１の制御部に送信される。

　制御部が、成形材料Ｍｍの温度分布の程度が所定の閾値を超えたかどうかを判定する（ステップＳ２０）。なお、制御部による判定は、流動層加熱器４２２内に成形材料Ｍｍが供給されて、所定の時間が経過した後に判定することができる。
　制御部が、成形材料Ｍｍの温度分布の程度が所定の閾値を超えると判定した場合（ステップＳ２０－ｙｅｓ）、制御部が、位置調整機構４２８および／または湾曲調整機構４２９を制御する（ステップＳ２１）。制御部による制御により、案内部４２３による成形材料Ｍｍの流れの案内が調整されて、成形材料Ｍｍの予熱が均一に行われるようにすることができる。そして、制御部により制御された後、再度、制御部が、成形材料Ｍｍの温度分布の程度が所定の閾値を超えるかどうかを判定する（ステップＳ２０）。この際、再度の判定は所定時間経過後に行うことができる。
　一方、制御部が、成形材料Ｍｍの温度分布の程度が所定の閾値を超えないと判定した場合（ステップＳ２０－ｎｏ）、制御部は、位置調整機構４２８および湾曲調整機構４２９のいずれも制御せず、それらの位置調整機構４２８および湾曲調整機構４２９の現状が維持される（ステップＳ３０へ進む）。

　続いて、温度情報検出機構により検出された成形材料Ｍｍの温度に関する情報に基づき、制御部が、成形材料Ｍｍが温度分布均一に所定の温度に達したかどうか（換言すれば予熱が完了したか）を判定する（ステップＳ３０）。制御部が、成形材料Ｍｍが温度分布均一に所定の温度に達したと判定した場合（ステップＳ３０－ｙｅｓ）、熱風の供給を停止するとともに、材料予熱装置４２１の通気性開閉部材５２３を開ける旨の制御を発信し、成形材料Ｍｍが材料送り通路４２６を介して射出装置１に供給される（ステップＳ３１）。流動層加熱器４２２の成形材料Ｍｍが排出された後、再び、予熱前の成形材料Ｍｍの供給を行う工程に戻る。
　一方、制御部が、成形材料Ｍｍが温度分布均一に所定の温度に達していないと判定した場合（ステップＳ３０－ｎｏ）、再度、制御部が、成形材料Ｍｍが温度分布均一に所定の温度に達したかどうかを判定する（ステップＳ３０）。この際、再度の判定は所定時間経過後に行うことができる。

　また、材料予熱装置４２１の他の制御方法としては、次の方法も行うことができる。
　まず、図１１に示すように、上記の制御方法と同様に、材料予熱装置４２１は通気性開閉部材５２３を閉じた状態にし、流動層加熱器４２２に予熱するための成形材料Ｍｍを供給して、熱風を供給して加熱を開始する（ステップＳ１０）。

　次いで、温度情報検出機構により検出された成形材料Ｍｍの温度に関する情報に基づき、制御部が、成形材料Ｍｍが所定の温度に達したかどうかを判定する（ステップＳ４０）。ここでの成形材料Ｍｍの所定の温度は、複数の熱電対やサーモグラフィから得られる温度データの平均値とすることができる。なお、制御部による判定は、流動層加熱器４２２内に成形材料Ｍｍが供給されて、所定の時間が経過した後に判定することができる。
　制御部が、成形材料Ｍｍが所定の温度に達したと判定した場合（ステップＳ４０－ｙｅｓ）、次のステップＳ５０へ進む。
　一方、制御部が、成形材料Ｍｍが所定の温度に達していないと判定した場合（ステップＳ４０－ｎｏ）、再度、制御部が、成形材料Ｍｍが所定の温度に達したかどうかを判定する（ステップＳ４０）。この際、再度の判定は所定時間経過後に行うことができる。

　続いて、制御部が、成形材料Ｍｍの温度分布の程度が所定の閾値を超えたかどうかを判定する（ステップＳ５０）。
　制御部が、成形材料Ｍｍの温度分布の程度が所定の閾値を超えると判定した場合（ステップＳ５０－ｙｅｓ）、制御部が、位置調整機構４２８および／または湾曲調整機構４２９を制御する（ステップＳ５１）。そして、制御部により制御された後、再度、制御部が、成形材料Ｍｍの温度分布の程度が所定の閾値を超えるかどうかを判定する（ステップＳ５０）。この際、再度の判定は所定時間経過後に行うことができる。
　一方、制御部が、成形材料Ｍｍの温度分布の程度が所定の閾値を超えないと判定した場合（ステップＳ５０－ｎｏ）、制御部は、位置調整機構４２８および湾曲調整機構４２９のいずれも制御せず、それらの位置調整機構４２８および湾曲調整機構４２９の現状が維持される。また、制御部は、熱風の供給を停止するとともに、材料予熱装置４２１の通気性開閉部材５２３を開ける旨の制御を発信し、成形材料Ｍｍが材料送り通路４２６を介して射出装置１に供給される（ステップＳ５２）。流動層加熱器４２２の成形材料Ｍｍが排出された後、再び、予熱前の成形材料Ｍｍの供給を行う工程に戻る。

（射出装置）
　上述したような材料予熱装置２１等を適用することができる射出装置１は、図１、５、７に例示するように、主として、材料予熱装置２１等から供給された成形材料を内部で溶融させるシリンダ１１と、シリンダ１１の内部で回転駆動されて成形材料を可塑化するスクリュ１２と、スクリュ１２の回転軸線方向の後方側（図１の右側）に配置された計量モータ３１と、計量モータ３１のさらに後方側に配置された射出モータ４１とを備える。

　シリンダ１１の周囲には、シリンダ１１の内部に供給された成形材料を加熱するヒーター１３が配置されている。シリンダ１１は回転軸線方向の先端側（図１の左側）に内外径が小さくなる先端部１４を有し、その先端部１４の周囲にもヒーター１３が配置される。また、シリンダ１１の回転軸線方向の後端側には、貫通孔状の供給口１１ａが設けられており、そこに先述の材料予熱装置２１が取り付けられている。

　計量モータ３１及び射出モータ４１はそれぞれ、スライドベース１０１上に立てた姿勢で互いに間隔をおいて配置された二枚のモータ支持プレート３２、４２のそれぞれの回転軸線方向の後方側の背面に固定されている。スクリュ１２は、計量モータ３１により回転駆動されるとともに、射出モータ４１により進退駆動される。二枚のモータ支持プレート３２、４２は、計量モータ３１の周囲の複数箇所、たとえば四箇所でロッド５１、５２により互いに連結されている。

　計量モータ３１は、主に、ロータ３３と、ロータ３３の周囲に配置されたステータ３４と、ロータ３３及びステータ３４の周囲を取り囲み、内表面にステータ３４が設けられたステータフレーム３５とを含む。計量モータ３１のロータ３３はその回転軸線方向の各端部で、ステータフレーム３５の内側に軸受３３ａにより支持されている。また、このロータ３３は、計量スプライン軸３６の周囲にスプライン結合されており、この計量スプライン軸３６は、スクリュ１２が取り付けられたスクリュ取付部３７に連結されている。なお、計量スプライン軸３６の外周面の回転軸線方向の後端部には、ロータ３３の内周面に設けられたキー溝に対応する一個以上のキー３６ａが形成されている。これにより、計量モータ３１からスクリュ１２に回転駆動力が伝達されて、スクリュ１２を回転させることができる。

　射出モータ４１は、主に、ロータ４３と、ロータ４３の周囲に配置されたステータ４４と、ロータ４３及びステータ４４の周囲を取り囲んで設けられて、内表面にステータ４４が設けられたステータフレーム４５とを有するものである。ロータ４３はその回転軸線方向の各端部で、ステータフレーム４５の内側に軸受４３ａにより支持されている。射出モータ４１は、ロータ４３が駆動軸に接続されている。この駆動軸は、より詳細には、円筒状のロータ４３の内周側に設けた溝部４３ｂでスプライン結合された射出スプライン軸４６と、射出スプライン軸４６に連結されたねじ軸４８と、計量スプライン軸３６の内側に軸受４９を介して回転自在に取り付けられた回転軸５０とを有する。ねじ軸４８に螺合するねじナット４７は、後述する圧力検出器３８を介してモータ支持プレート４２に取り付けられる。この構造により、射出モータ４１による回転駆動力が、スクリュ１２の回転軸線方向の直線駆動力に変換されて、スクリュ１２に伝達される。

　なお、射出モータ４１のステータフレーム４５とモータ支持プレート４２との間には、圧力検出器３８を配置している。この圧力検出器３８はモータ支持プレート４２及びねじナット４７のそれぞれに取り付けられて、射出モータ４１からスクリュ１２への駆動力の伝達経路で当該圧力検出器３８に作用する荷重を検出する。圧力検出器３８とステータフレーム４５との間には、筒状部分３９を介在させて設けている。また、回転軸線方向で上記の駆動軸とは反対側に位置する射出モータ４１のステータフレーム４５の後端面には、ロータ４３と軸部４５ｂで連結されてロータ４３の回転を検出するエンコーダ４５ａが設けられている。

　なお、図７～９に示すような材料予熱装置４２１を射出装置１が備える場合には、位置調整機構４２８および／または湾曲調整機構４２９を制御する制御部を、材料予熱装置４２１が備えるのではなく、代わりに、射出装置１が備えることもできる。そして、位置調整機構４２８および／または湾曲調整機構４２９を制御する制御部を射出装置１が代わりに備える場合の制御部は、材料予熱装置４２１が当該制御部を備える場合と同じように、制御を行うことができる。

　このような射出装置１を備える射出成形機による成形過程の一例を述べると、前回の成形過程の後半に既にシリンダ１１の内部に成形材料が所定の量で計量されて配置された状態で、図示しない金型装置を閉じて型締状態とする型締工程を行う。次いで、スクリュ１２の前進により成形材料を金型装置内に向けて射出し、成形材料を金型装置内のキャビティに充填する充填工程と、スクリュ１２をさらに前進させてシリンダ１１の先端部１４の内部にある成形材料を所定の圧力に保持する保圧工程とを順次に行う。

　そしてその後、金型装置内に充填された成形材料を冷却させて硬化させ、成形品を得る冷却工程を行う。この際に、材料予熱装置２１からシリンダ１１内に別途供給した成形材料を、ヒーター１３による加熱下でスクリュ１２の回転によりシリンダ１１の先端部１４に向けて送りながら溶融させ、所定の量の成形材料を先端部１４に配置する計量工程が行われる。

　ここにおいて、この実施形態では、シリンダ１１内に供給される成形材料が、材料予熱装置２１により既に適切な温度に加熱されている。それ故に、スクリュ１２を高速で回転させ、成形材料を短時間のうちにシリンダ１１の先端部１４に送ったとしても、成形材料を十分に可塑化することができる。これにより、計量に要する時間が短くなり、成形サイクルの短縮化を実現することができる。

　なおその後は、金型装置を開いて型開状態とし、エジェクタ装置等により金型装置から成形品を取り出す取出工程を行う。

（この発明に含まれる実施形態）
　この発明には、以下の実施形態の材料予熱装置及び射出装置が含まれる。

（Ａ１）成形材料の予熱を行い、当該成形材料を射出装置に供給する材料予熱装置であって、
　熱風の供給により成形材料を流動層にしながら加熱する流動層加熱器を複数個備える材料予熱装置。
（Ａ２）複数個の流動層加熱器のうちの二個の流動層加熱器を相互に連結し、それらの一方の流動層加熱器から他方の流動層加熱器へ成形材料を送る直列連結通路を備える上記（Ａ１）に記載の材料予熱装置。
（Ａ３）前記直列連結通路により相互に連結された前記二個の流動層加熱器のうち、少なくとも、射出装置への成形材料の供給方向の上流側に位置する流動層加熱器が、当該流動層加熱器への成形材料の投入に用いる材料投入口を有する上記（Ａ２）の材料予熱装置。
（Ａ４）複数個の流動層加熱器のうち、少なくとも二個の流動層加熱器のそれぞれから射出装置に向けて成形材料を送って供給する並列供給通路を備える上記（Ａ１）～（Ａ３）のいずれか一つに記載の材料予熱装置。
（Ａ５）前記並列供給通路が、
　当該並列供給通路に接続された前記少なくとも二個の流動層加熱器のそれぞれにつながる少なくとも二本の分岐通路部分と、
　分岐通路部分が合流し、射出装置に至る合流通路部分と
を有する上記（Ａ４）に記載の材料予熱装置。
（Ａ６）前記並列供給通路に接続された前記少なくとも二個の流動層加熱器のそれぞれが、当該流動層加熱器への成形材料の投入に用いる材料投入口を有する上記（Ａ４）又は（Ａ５）に記載の材料予熱装置。
（Ａ７）複数個の各流動層加熱器が成形材料の出口に、前記熱風を通すとともに前記出口で成形材料を通過させ又は当該通過を停止するべく開閉する通気性開閉部材を有する上記（Ａ１）～（Ａ６）のいずれか一つに記載の材料予熱装置。
（Ａ８）流動層加熱器に供給する熱風を発生させる熱風発生機を備える上記（Ａ１）～（Ａ７）のいずれか一つに記載の材料予熱装置。
（Ａ９）成形材料を溶融するシリンダを備え、シリンダで溶融された成形材料を金型装置に射出する射出装置であって、
　上記（Ａ１）～（Ａ８）のいずれか一つに記載の材料予熱装置を備える射出装置。

（Ｂ１）成形材料の予熱を行い、当該成形材料を射出装置に供給する材料予熱装置であって、
　成形材料を加熱する複数個の材料加熱器を備え、
　複数個の材料加熱器の少なくとも一個が、他の材料加熱器での成形材料の加熱に用いられた加熱媒体により成形材料を加熱する熱再利用加熱器である材料予熱装置。
（Ｂ２）熱再利用加熱器で、前記加熱媒体が成形材料と接触し、該成形材料が加熱される上記（Ｂ１）に記載の材料予熱装置。
（Ｂ３）前記他の材料加熱器が、熱風の供給により成形材料を流動層にしながら加熱する流動層加熱器であり、
　流動層加熱器を通過した熱風を前記加熱媒体として、前記熱再利用加熱器に送る熱風送り流路を備える上記（Ｂ１）又は（Ｂ２）に記載の材料予熱装置。
（Ｂ４）前記流動層加熱器に供給する熱風を発生させる熱風発生機を備える上記（Ｂ３）に記載の材料予熱装置。
（Ｂ５）前記加熱媒体としての熱風を熱再利用加熱器から熱風発生機へ戻す熱風戻り流路を備える上記（Ｂ４）に記載の材料予熱装置。
（Ｂ６）前記他の材料加熱器が成形材料の出口に、前記熱風を通すとともに、前記出口で成形材料を通過させ又は当該通過を停止するべく開閉する通気性開閉部材を有する上記（Ｂ３）～（Ｂ５）のいずれか一項に記載の材料予熱装置。
（Ｂ７）前記他の材料加熱器から前記熱再利用加熱器へ成形材料を送る材料送り通路を備える上記（Ｂ１）～（Ｂ６）のいずれか一項に記載の材料予熱装置。
（Ｂ８）前記熱再利用加熱器が、前記他の材料加熱器で加熱された成形材料の保温に用いられる上記（Ｂ７）に記載の材料予熱装置。
（Ｂ９）前記他の材料加熱器が、当該他の材料加熱器への成形材料の投入に用いる材料投入口を有する上記（Ｂ７）又は（Ｂ８）に記載の材料予熱装置。
（Ｂ１０）成形材料を溶融するシリンダを備え、シリンダで溶融された成形材料を金型装置に射出する射出装置であって、
　上記（Ｂ１）～（Ｂ９）のいずれか一項に記載の材料予熱装置を備える射出装置。
（Ｂ１１）シリンダ内への成形材料の供給に用いるホッパーを備え、
　前記ホッパーが前記熱再利用加熱器である上記（Ｂ１０）に記載の射出装置。

（Ｃ１）成形材料の予熱を行い、当該成形材料を射出装置に供給する材料予熱装置であって、
　熱風の供給により成形材料を流動層にしながら加熱する流動層加熱器と、前記流動層加熱器内で流動層上に配置され、流動層での成形材料の流れを案内する案内部と、を備える材料予熱装置。
（Ｃ２）前記案内部の前記流動層加熱器内での位置を調整可能な位置調整機構をさらに備える上記（Ｃ１）に記載の材料予熱装置。
（Ｃ３）前記案内部は、熱風の供給方向上に設けられ、
　前記位置調整機構は、前記案内部の位置を少なくとも熱風の供給方向に沿う方向に調整する、上記（Ｃ１）または（Ｃ２）に記載の材料予熱装置。
（Ｃ４）前記案内部は板状または網板状であり、
　前記案内部が、周縁部と、当該周縁部よりも流動層側に突き出る中央部と、当該周縁部と当該中央部とを連結し、流動層から離れる向きに凹状に湾曲する湾曲部とを有する、上記（Ｃ１）～（Ｃ３）のいずれかに記載の材料予熱装置。
（Ｃ５）前記材料予熱装置は、前記案内部の湾曲部の湾曲の程度を調整可能な湾曲調整機構をさらに備える、上記（Ｃ４）に記載の材料予熱装置。
（Ｃ６）流動層加熱器が成形材料の出口に、前記熱風を通すとともに前記出口で成形材料を通過させ又は当該通過を停止するべく開閉する通気性開閉部材を有する、上記（Ｃ１）～（Ｃ５）のいずれかに記載の材料予熱装置。
（Ｃ７）前記材料予熱装置は、前記流動層加熱器の内部の成形材料の温度に関する情報を検出する温度情報検出機構を有する、上記（Ｃ１）～（Ｃ６）のいずれかに記載の材料予熱装置。
（Ｃ８）前記温度情報検出機構より検出された温度に関する情報に基づき位置調整機構を制御する制御部をさらに備える上記（Ｃ７）に記載の材料予熱装置。
（Ｃ９）前記材料予熱装置は、前記案内部の湾曲部の湾曲の程度を調整可能な湾曲調整機構をさらに備え、
　前記射出装置は、前記温度情報検出機構より検出された温度に関する情報に基づき位置調整機構および／または湾曲調整機構を制御する制御部をさらに備える上記（Ｃ８）に記載の材料予熱装置。
（Ｃ１０）成形材料を溶融するシリンダを備え、シリンダで溶融された成形材料を金型装置に射出する射出装置であって、
　上記（Ｃ１）～（Ｃ９）のいずれか一項に記載の材料予熱装置を備える射出装置。

　１　射出装置
　１１　シリンダ
　１１ａ　供給口
　１２　スクリュ
　１３　ヒーター
　１４　先端部
　２１、１２１、２２１　材料予熱装置
　２２、２３、１２２、１２３、２２２、２２３、２２９、２３０　流動層加熱器
　２２ａ、２３ａ、１２２ａ、１２３ａ、２２２ａ、２２３ａ、２２９ａ、２３０ａ　先端筒部
　２２ｂ、２３ｂ、１２２ｂ、１２３ｂ、２２２ｂ、２２３ｂ、２２９ｂ、２３０ｂ　テーパ部
　２２ｃ、２３ｃ、１２２ｃ、１２３ｃ、２２２ｃ、２２３ｃ、２２９ｃ、２３０ｃ　筒状本体部
　２２ｄ、２３ｄ、１２２ｄ、１２３ｄ、２２２ｄ、２２３ｄ、２２９ｄ、２３０ｄ　環状部
　２２ｅ、２３ｅ、１２２ｅ、１２３ｅ、２２２ｅ、２２３ｅ、２２９ｅ、２３０ｅ　材料投入口
　２２ｆ、２３ｆ、２８、１２２ｆ、１２３ｆ、１２８ａ、１２８ｂ、２２２ｆ、２２３ｆ、　２２９ｆ、２３０ｆ、２２８ａ、２２８ｂ　熱風遮断部材
　２４、２２４ａ、２２４ｂ　直列連結通路
　２５ａ、２５ｂ、１２５ａ、１２５ｂ、２２５ａ、２２５ｂ、２２５ｃ、２２５ｄ　通気性開閉部材
　２６　材料供給通路
　１２６、２２６　並列供給通路
　１２６ａ、１２６ｂ、２２６ａ、２２６ｂ　分岐通路部分
　１２６ｃ、２２６ｃ　合流通路部分
　２７、１２７　熱風発生機
　２７ａ、１２７ａ、２２７ａ　熱風送り流路
　２７ｂ、１２７ｂ、２２７ｂ　熱風戻り流路
　１２７ｃ、２２７ｃ　延長送り流路
　１２７ｄ、１２７ｅ、２２７ｄ、２２７ｅ　枝管流路部分
　１２７ｆ、２２７ｆ　主管流路部分
　３２１　材料予熱装置
　３２２　材料加熱器（熱再利用加熱器）
　３２２ａ、３２３ａ　先端筒部
　３２２ｂ、３２３ｂ　テーパ部
　３２２ｃ、３２３ｃ　筒状本体部
　３２２ｄ、３２３ｄ　環状部
　３２３　他の材料加熱器（流動層加熱器）
　３２３ｅ　材料投入口
　３２３ｆ、３２８ａ　熱風遮断部材
　３２４　通気性開閉部材
　３２５　熱風発生機
　３２５ａ　熱風供給流路
　３２５ｂ　熱風戻り流路
　３２６　熱風送り流路
　３２６ａ　拡径先端部
　３２７　材料送り通路
　４２１　材料予熱装置
　４２２　流動層加熱器
　５２１　材料供給口
　５２２　熱風排出口
　５２３　開閉部材、通気性開閉部材
　５２４　観察窓
　４２３　案内部
　５３１　周縁部
　５３２　中央部
　５３３　湾曲部
　４２４　熱風発生機
　４２５　熱風供給路
　５５１　兼用通路部分
　４２６　材料送り通路
　５６１　搬送器
　４２７　熱風戻り通路
　４２８　位置調整機構
　５８１　第１連結部
　４２９　湾曲調整機構
　５９１　第２連結部
　５９２　第３連結部
　４３０　サーモグラフィ
　３１　計量モータ
　３２　モータ支持プレート
　３３　ロータ
　３３ａ　軸受
　３４　ステータ
　３５　ステータフレーム
　３６　計量スプライン軸
　３６ａ　キー
　３７　スクリュ取付部
　３８　圧力検出器
　３９　筒状部分
　４１　射出モータ
　４２　モータ支持プレート
　４３　ロータ
　４３ａ　軸受
　４３ｂ　溝部
　４４　ステータ
　４５　ステータフレーム
　４５ａ　エンコーダ
　４５ｂ　軸部
　４６　射出スプライン軸
　４７　ねじナット
　４８　ねじ軸
　４９　軸受
　５０　回転軸
　５１　ロッド
　５２　ロッド
　１０１　スライドベース
　Ｍｍ　成形材料

Claims

　成形材料の予熱を行い、当該成形材料を射出装置に供給する材料予熱装置であって、
　成形材料を加熱する材料加熱器として、熱風の供給により第一成形材料を流動層にしながら加熱する流動層加熱器と、
　前記第一成形材料への供給前又は後の前記熱風で、第二成形材料が加熱されるように誘導する加熱誘導部と
を備える材料予熱装置。
　前記加熱誘導部が、前記流動層加熱器と、該流動層加熱器とは異なる別の材料加熱器とを連通させる前記熱風の流路ないし通路である請求項１に記載の材料予熱装置。
　前記別の材料加熱器が流動層加熱器であり、当該材料予熱装置が前記流動層加熱器を複数個備える請求項２に記載の材料予熱装置。
　複数個の流動層加熱器のうちの二個の流動層加熱器を相互に連結し、それらの一方の流動層加熱器から他方の流動層加熱器へ前記第一成形材料又は第二成形材料を送る直列連結通路を備える請求項３に記載の材料予熱装置。
　複数個の流動層加熱器のうち、少なくとも二個の流動層加熱器のそれぞれから射出装置に向けて前記第一成形材料及び第二成形材料をそれぞれ送って供給する並列供給通路を備える請求項３又は４に記載の材料予熱装置。
　前記別の材料加熱器が、前記流動層加熱器での前記第一成形材料の加熱に用いられた熱風により前記第二成形材料を加熱する熱再利用加熱器である請求項２に記載の材料予熱装置。
　前記流動層加熱器から前記熱再利用加熱器へ前記第一成形材料を送る材料送り通路を備える請求項６に記載の材料予熱装置。
　加熱誘導部が、前記流動層加熱器内で流動層上に配置され、前記流動層での第一成形材料及び第二成形材料の流れを案内する案内部である請求項１に記載の材料予熱装置。
　前記案内部の前記流動層加熱器内での位置を調整可能な位置調整機構をさらに備える請求項８に記載の材料予熱装置。
　当該材料予熱装置が、前記流動層加熱器の内部の成形材料の温度に関する情報を検出する温度情報検出機構を有し、
　前記温度情報検出機構より検出された温度に関する情報に基づき位置調整機構を制御する制御部をさらに備える請求項８又は９に記載の材料予熱装置。
　成形材料を溶融するシリンダを備え、シリンダで溶融された成形材料を金型装置に射出する射出装置であって、
　請求項１～１０のいずれか一項に記載の材料予熱装置を備える射出装置。