(57)【要約】      （修正有）【課題】逆流防止リングや摩擦リングの摩耗を防止する非連れ回り式の逆流防止装置の提供。【解決手段】逆流防止リング７とスクリュヘッドのうち一方に、他方と接する端面において半径方向に複数の切欠２４が形成され、残された非切欠部分である複数の当接面２６において他方に当接するとき、切欠２４が射出材料流路になっており、当接面２６を、その一部を所定面積で浅く切削し、非切削部分２８と切削部分２７とからなる段構造を形成し、当接面２６における切削部分２７は、当接面２６の半径方向の外側と内側のそれぞれに所定幅３０だけ残して円周方向に切削する射出成形装置の非連れ回り式の逆流防止装置。【選択図】図２
2016107558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュに対して軸方向に所定長さのスライドが可能で、かつ該スクリュに対して回転可能に逆流防止リングが設けられ、計量時に該逆流防止リングがスクリュヘッドに摺動的に接するようになっている射出装置の逆流防止装置において、
前記逆流防止リングとスクリュヘッドのうち一方には、他方と接する端面において半径方向に複数の切欠が形成され、残された非切欠部分である複数の当接面において他方に実質的に当接するとき前記切欠から射出材料流路が構成されるようになっており、
前記当接面は、その一部が所定面積で浅く切削され、それによって非切削部分と切削部分とからなる段構造が円周方向に形成されていることを特徴とする射出装置の逆流防止装置。
【請求項２】
請求項１に記載の逆流防止装置において、前記スクリュヘッドは、先端のスクリュヘッド本体と、該スクリュヘッド本体の後端に固定的に設けられて前記逆流防止リングが摺動的に接するようになっている摩擦リングとから構成されていることを特徴とする射出装置の逆流防止装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の逆流防止装置において、前記切削部分は、前記当接面の半径方向の外側と内側のそれぞれ所定幅だけ残して円周方向に切削されていることを特徴とする射出装置の逆流防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出装置のスクリュに設けられている逆流防止装置に関するものであり、逆流防止リングがスクリュの回転に対して非拘束で計量工程時に該逆流防止リングがスクリュの回転に追随しない、いわゆる非連れ回り式の逆流防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機を構成している射出装置は、文献名を挙げるまでもなく従来周知で、シリンダと、このシリンダ内で回転および軸方向に駆動されるスクリュとから構成されている。このような射出装置の逆流防止装置も従来周知で、概略的にはスクリュの先端部に取り付けられている逆流防止リング、押金、スクリュヘッド等から構成されている。逆流防止リングは、所定肉厚の円筒状を呈し、スクリュの先端部近傍に形成されている小径の軸部に対して軸方向に所定の長さだけスライド可能に緩やかに嵌合され、その外周面がシリンダのボアに滑らかに摺動するようになっている。逆流防止リングの外周面とシリンダのボアの間は射出材料が流れないが、小径の軸部と逆流防止リングの内周面との間には所定の隙間が確保され、射出材料が流れる流路になっている。押金はスクリュに固定されており、テーパ状に形成された着座面を備えている。逆流防止リングにもその後端面にテーパ状の着座面が形成されている。計量時においては射出材料の圧力によって逆流防止リングは前方にスライドしているので押金と逆流防止リングは離間して射出材料の流路が形成され、射出材料が流れるようになっている。しかしながら射出時にスクリュを軸方向に駆動すると逆流防止リングが軸方向にスライドして押金に押しつけられ、それぞれの着座面が当接する。すなわち逆流防止リングが押金に着座する。これによって射出材料の流路が遮断され射出材料の逆流が防止されることになる。
【０００３】
ところで逆流防止装置には、逆流防止リングがスクリュと共に回転する、いわゆる連れ回り式のものと、スクリュが回転しても逆流防止リングは回転しない、あるいは回転が少ない、いわゆる非連れ回り式のものがある。連れ回り式の逆流防止装置の場合には、スクリュヘッドと逆流防止リングの前方の端面の両方に形成されている所定の突起、あるいは係合部によって、逆流防止リングがスクリュに対して回転方向に拘束されている。従って計量時にスクリュが回転すると逆流防止リングもスクリュに連られて回転する。一方、非連れ回り式の逆流防止装置の場合には、逆流防止リングはスクリュに対して回転方向に拘束されていないので、計量時においてもほとんど回転しない。連れ回り式の逆流防止装置も、非連れ回り式の逆流防止装置も、いずれにも長所や短所があるが、非連れ回り式の逆流防止装置は逆流防止リングが回転しないので、その外径をシリンダの内径に可及的に近づけることができ、逆流防止リングの外周面からの射出材料の漏れを実質的に完全に防止できる。これによって射出時において射出材料の逆流を実質的にゼロにすることができ、精度の高い射出成形が行える。ところで、非連れ回り式の逆流防止装置においては、計量時に逆流防止リングの前方の端面がスクリュヘッドに押しつけられ、スクリュが回転するときに逆流防止リングとスクリュヘッドとの間で摩擦が生じる。そこで、これらの部材の摩耗を防止するために、スクリュヘッドは、スクリュヘッド本体とこのスクリュヘッド本体に固定的に設けられている摩擦リングとから構成されている。この摩擦リングは逆流防止リングが当接して摺動する部材であるが、摩耗しにくい材料から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５５０２６号公報
【０００５】
特許文献１には、非連れ回り式の逆流防止装置を備えたスクリュが記載されている。この逆流防止装置においては、摩擦リングの端面、つまり逆流防止リングが当接する面に摩耗を防止する保護層が設けられている。保護層は表面粗さＲａが０．０５μｍ以下のダイヤモンド焼結体層から構成されている。この保護層は平滑性に優れているので、摩擦リングと逆流防止リングの摩擦抵抗を小さくすることができ、そして硬度も高い。従って摩耗リングも逆流防止リングも摩耗し難い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の非連れ回り式の逆流防止装置においても、摩耗し難い材料から摩擦リングを構成することによって部材の摩耗が防止されているし、特許文献１に記載の非連れ回り式の逆流防止装置においても、ダイヤモンド焼結体層によってさらに部材が摩耗し難くなっていて優れていると言える。しかしながら、解決すべき問題も見受けられる。具体的には、摩擦リングにおいてどのような材料を選定するとしても、あるいは保護層を設けて摩擦抵抗を小さくするとしても、摩擦リングと逆流防止リングとの間の摩擦自体を減少させることはできない。換言すると摩擦リングと逆流防止リングが直接接触しないようにさせることはできない。そうすると、耐摩耗性に優れたどのような材料から構成するとしても、摩擦抵抗が小さい保護層を設けるとしても、摩擦リングあるい逆流防止リングの摩耗を防止することはできない。つまり摩擦リングや逆流防止リングは長期間の運転による摩耗は避けられない。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点を解決した、射出装置の非連れ回り式逆流防止装置を提供することを目的としており、具体的には、逆流防止リングがスクリュの回転に非拘束になっていてスクリュヘッドに設けられている摩擦リングに逆流防止リングがその端面において当接して摺動するようになっている逆流防止装置において、逆流防止リングや摩擦リングの摩耗を防止できる射出装置の逆流防止装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、逆流防止リングがスクリュの回転に拘束されない非連れ回り式の逆流防止装置を対象として構成する。非連れ回り式の逆流防止装置では、逆流防止リングとスクリュヘッドのうち一方に、他方と接する端面において半径方向に複数の切欠が形成され、残された非切欠部分である複数の当接面において他方に実質的に当接するとき切欠から射出材料流路が構成されるようになっている。本発明は、この当接面について、その一部を所定面積で浅く切削し、それによって非切削部分と切削部分とからなる段構造が円周方向に形成されるようにする。なお、必要に応じてスクリュヘッドはスクリュヘッド本体と摩擦リングとから構成し、摩擦リング側にこのような切欠や当接面を形成してもよい。また、当接面における切削部分は、当接面の半径方向の外側と内側のそれぞれに所定幅だけ残すように円周方向に切削する。
【０００９】
かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、スクリュに対して軸方向に所定長さのスライドが可能で、かつ該スクリュに対して回転可能に逆流防止リングが設けられ、計量時に該逆流防止リングがスクリュヘッドに摺動的に接するようになっている射出装置の逆流防止装置において、前記逆流防止リングとスクリュヘッドのうち一方には、他方と接する端面において半径方向に複数の切欠が形成され、残された非切欠部分である複数の当接面において他方に実質的に当接するとき前記切欠から射出材料流路が構成されるようになっており、前記当接面は、その一部が所定面積で浅く切削され、それによって非切削部分と切削部分とからなる段構造が円周方向に形成されていることを特徴とする射出装置の逆流防止装置として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の逆流防止装置において、前記スクリュヘッドは、先端のスクリュヘッド本体と、該スクリュヘッド本体の後端に固定的に設けられて前記逆流防止リングが摺動的に接するようになっている摩擦リングとから構成されていることを特徴とする射出装置の逆流防止装置として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の逆流防止装置において、前記切削部分は、前記当接面の半径方向の外側と内側のそれぞれ所定幅だけ残して円周方向に切削されていることを特徴とする射出装置の逆流防止装置として構成される。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明は、スクリュに対して軸方向に所定長さのスライドが可能で、かつ該スクリュに対して回転可能に逆流防止リングが設けられ、計量時に該逆流防止リングがスクリュヘッドに摺動的に接するようになっている射出装置の逆流防止装置に関するものである。そして本発明は、逆流防止リングとスクリュヘッドのうち一方には、他方と接する端面において半径方向に複数の切欠が形成され、残された非切欠部分である複数の当接面において他方に実質的に当接するとき切欠から射出材料流路が構成されるようになっており、当接面は、その一部が所定面積で浅く切削され、それによって非切削部分と切削部分とからなる段構造が円周方向に形成されている。当接面にこのように段構造が形成されているので、逆流防止リングとスクリュヘッドが摺動する部分は、後で詳しく説明するように、スラスト軸受けの一種である段付平行軸受と同様の作用を奏することになる。つまり当接面において溶融した射出材料が入り込んで効率的に潤滑が確保されることになる。これによって十分な潤滑圧力が発生するので、逆流防止リングがスクリュヘッドに当接するときにおいても、逆流防止リングとスクリュヘッドが直接接触することはなく微小な隙間は確保される。従って逆流防止リングやスクリュヘッドの摩耗を防止することができる。他の発明によると、スクリュヘッドは、先端のスクリュヘッド本体と、該スクリュヘッド本体の後端に固定的に設けられて逆流防止リングが摺動的に接するようになっている摩擦リングとから構成されている。この発明の場合には、逆流防止リングまたは摩擦リングのうち一方に切欠と当接面を設けることになるが、このようにしても逆流防止リングと摩擦リング間に十分な潤滑を確保することができる。さらに他の発明によると、切削部分は、当接面の半径方向の外側と内側のそれぞれ所定幅だけ残して円周方向に切削されている。この所定幅だけ残された部分が漏れ防止作用を奏することになる。つまりこれらの所定幅の残された部分によって当接面の切削部分に入り込んだ射出材料が円周方向の外側や内側に漏れるのを防ぐことになる。そうすると切削部分に入り込んだ射出材料を確実に非切削部分に送り流すことができ、これによって確実に潤滑が確保されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る逆流防止装置とスクリュの一部を示す正面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る逆流防止リングを示す図で、その（ア）は逆流防止リングの斜視図、その（イ）は（ア）におけるＸ部分を拡大した、逆流防止リングの一部を示す斜視図、その（ウ）、（エ）はそれぞれ（イ）におけるＹ−Ｙ断面、Ｚ−Ｚ断面における断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る逆流防止リングの作用を模式的に説明する図で、その（ア）（イ）は、それぞれ逆流防止リングと摩擦リングの一部を示す断面図である。
【図４】運動片と固定片の隙間を流れる粘性流体の挙動を模式的に示す図である。
【図５】形状因子と隙間比と負荷容量係数の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る逆流防止装置の摩擦リングと逆流防止リングを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施の形態に係る射出装置１も、従来の射出成形機の射出装置と同様にシリンダ２と、このシリンダ２内で回転方向と軸方向とに駆動可能に入れられているスクリュ３とから構成されている。図１には射出装置１の先端部近傍の一部が示されている。本実施の形態に係る射出装置１もスクリュ３の先端部近傍に設けられている逆流防止装置５を備えているが、この逆流防止装置５は、スクリュ３の回転に伴って回転しない、いわゆる非連れ回り式の逆流防止装置になっている。
【００１３】
本実施の形態に係る逆流防止装置５は、本発明に特有の構造を備えた逆流防止リング７と、押金８と、摩擦リング９とから構成されている。スクリュ３の先端部は小径の軸部１１になっており、この軸部１１に押金８が設けられている。押金８は前方が小径の円筒部１２に、後方がテーパ状に形成された着座部１３になっており、円筒部１２はスクリュ３の軸部１１に嵌合し、軸部１１を完全に被覆している。着座部１３のテーパ面は逆流防止リング７が着座する着座面１５になっている。本実施の形態においては押金８は円筒部１２を備えているが、円筒部１２は必ずしも必要はなく、押金８に円筒部１２が無い場合にはスクリュ３の軸部１１は露出することになる。このような軸部１１、あるいは押金８の円筒部１２には、後で詳しく構造を説明する逆流防止リング７が設けられている。逆流防止リング７の外周面はシリンダ２のボアに接しているのでこの部分から射出材料が流れることはない。しかしながら逆流防止リング７の内側は、軸部１１、あるいは押金８の円筒部１２との間に所定の隙間が確保されているので、この隙間が流路となって計量時に射出材料が流れることができる。逆流防止リング７の後端面はテーパ状に形成されたシール面１７になっており、射出時にこのシール面１７が押金８の着座面１５に当接すると射出材料の流路が閉鎖され射出材料の逆流が防止される。スクリュ３の軸部１１の先端にはスクリュヘッド１９が設けられている。スクリュヘッド１９はスクリュヘッド本体２０と、スクリュヘッド本体２０の後端に固定されている円盤状の摩擦リング９とからなる。本明細書においては、このように摩擦リング９はスクリュヘッド１９を構成する部材として説明しているが、同時に逆流防止装置５を構成してもいる。逆流防止リング７は、押金８の着座部１５と摩擦リング９の間で、軸方向にスライド可能になっている。逆流防止リング７が後方にスライドして押金８の着座面１５に着座すると前記したように射出材料の流路は閉鎖される。一方逆流防止リング７が前方にスライドすると前方の端面が摩擦リング９に微小な隙間を残して実質的に当接するが、逆流防止リング７の前方の端面には次に詳しく説明するように切欠２４、２４、…が形成されているので、射出材料は前方に流れることができる。なお、逆流防止リング７が当接する摩擦リング９の端面は平坦になっているので、逆流防止リング７はスクリュ３に対して回転方向に拘束されていない。従って、計量時にスクリュ３が回転しても逆流防止リング７は連れ回って回転することはない、あるいは回転しても回転はわずかである。
【００１４】
本実施の形態に係る逆流防止リング７を図２によって詳しく説明する。逆流防止リング７は、所定肉厚の略円筒状を呈し、外周面２１は前記したようにシリンダ２のボアに接して摺動するようになっている。また内周面２２は軸部１１、あるいは押金８の円筒部１２に対して所定の隙間を開けて嵌合するようになっている。逆流防止リング７の後端面は前記したようにテーパ状のシール面１７が形成されている。逆流防止リング７の前方の端面は、半径方向に複数の切欠２４、２４、…が形成されている。切欠２４、２４、…によって非切欠部分として残された複数個の端面は、摩擦リング９に実質的に当接する当接面２６、２６、…になっている。後で説明するように当接面２６、２６、…は射出材料による潤滑が発生するので摩擦リング９に対して完全に当接することは無いが、わずかな隙間を空けて実質的に当接すると、当接面２６、２６、…において射出材料は流れない。しかしながら切欠２４、２４、…によって射出材料の流路が確保されることになる。
【００１５】
逆流防止リング７の当接面２６、２６、…は本発明に特有の構造が形成されている。１個の当接面２６が図２の（イ）に拡大して示されているが、当接面２６は、その一部が浅く切削されている。この切削部分２７は幅広の浅い溝になっており、円周方向に所定の長さの非切削部分２８を残すように、かつ当接面２６の半径方向の外側と内側の両側において狭い幅だけ残すようにして切削されている。これらの残された狭い幅の部分は、図２の（ウ）に示されているように、射出材料の漏れを防止する堤防部３０、３０になっている。切削部分２７を含む当接面２６を円周方向に沿った断面で見ると、図２の（エ）のようになる。当接面２６は非切削部分２８と切削部分２７とによって段部３１が形成されている。つまり円周方向に段構造が形成される。この段構造によって逆流防止リング７の当接面２６と摩擦リング９との間に射出材料による潤滑が確保されることになる。
【００１６】
当接面２６、２６、…に形成されている円周方向の段構造によって、本実施の形態に係る逆流防止リング７と、摩擦リング９との間に射出材料による潤滑が効率的に得られることを説明する。逆流防止リング７が摩擦リング９に実質的に当接するのは計量時である。計量時にはスクリュ３が回転して射出材料が前方に送られるが、その圧力によって逆流防止リング７が相対的に軸方向の前方に押されるからである。このように計量時に逆流防止リング７の当接面２６が摩擦リング９にわずかな隙間で近接している状態、つまり当接面２６が摩擦リング９に実質的に当接している状態を考える。図３の（ア）には、図２の（エ）と同様にして当接面２６を円周方向に沿って見た断面が示されている。以下、この図における、当接面２６の円周方向の長さを当接面長さＢ１、切削部分２７の円周方向長さを切削部分長さＢ２と呼ぶ。また、切削部分２７と摩擦リング９の隙間を第１の隙間Ｈ１、非切削部分２８と摩擦リング９の隙間を第２の隙間Ｈ２と呼ぶ。
【００１７】
計量時にはスクリュ３が回転しているので、摩擦リング９も回転する。この回転によって摩擦リング９は、図３の（イ）に示されているように、当接面２６に対して円周方向に速度Ｕで運動することになる。このように速度Ｕで当接面２６と摩擦リング９が相対的に運動すると、第１、２の隙間Ｈ１、Ｈ２に射出材料が入り込む。この入り込んだ射出材料によって潤滑圧力が発生することになる。なお、図２の（イ）、（ウ）において説明したように、当接面２６の切削部分２７は、その半径方向外側と内側に堤防部３０、３０が形成されているので、第１の隙間Ｈ１に入り込んだ射出材料は堤防部３０、３０から漏れることなく第２の隙間Ｈ２に送られることになる。図３の（イ）には、潤滑圧力を発生させる第１、２の隙間Ｈ１、Ｈ２における射出材料の速度ｖの分布が模式的に示されている。この状態はちょうど、スラスト軸受の一種である、いわゆる段付平行軸受のモデルと類似している。段付平行軸受における潤滑油の挙動は周知であるので、その理論から類推して、当接面２６と摩擦リング９との間の射出材料の挙動を考える。そうすると、潤滑圧力ｐは段部３１近傍で最大値Ｐｓになり、当接面２６の両端において実質的に零になる。そして切削部分２７と非切削部分２８のそれぞれにおいて潤滑圧力ｐは直線状に変化する。なお、潤滑圧力ｐが直線状に変化するのは、粘度の高い流体の流れは層流になるはずであり、層流の圧力損失は流れる距離に比例するからである。
【００１８】
次に、段構造を備えた当接面２６における潤滑の負荷容量Ｗを求めるにあたり、まず、相対的に運動する２平面の間の粘性流体の一般的な挙動について説明する。図４には、固定片３５と、この固定片３５に対して相対的に速度Ｖでスライドする運動片３６とが示されており、固定片３５と運動片３６の間にはニュートン流体が充填されている。流体の微小要素３７に働く力の釣り合いを考えると、ｘ軸方向の力の釣り合いから１式が得られる。ここでｐは圧力、τは剪断力である。
【数１】
2016107558.tif 000003
剪断力τは、流体の粘度をμ、ｘ方向の流速をｖとすると２式で与えられる。１式と２式とから３式が得られる。３式は、いわゆるナビエ・ストークスの式から得ることもでき、非圧縮流体の定常流れを表す式になっている。固定片３５と運動片３６のｙ方向の隙間をｈとすると、ｙ＝ｈにおいて流体の速度ｖ＝０である。またｙ＝０において流体の速度ｖ＝Ｖである。これらを境界条件として３式を解くと、流速ｖと圧力分布の関係式である４式が得られる。紙面に垂直な単位幅を考えると、隙間ｈを流れる流体の流量Ｑは４式を積分した５式で与えられることになる。
【数２】
2016107558.tif 000004
【００１９】
５式によって、図３の（イ）に示されている当接面２６と摩擦リング９における、第１、２の隙間Ｈ１、Ｈ２を流れる射出材料の流量Ｑｘを計算する。なお、流量Ｑｘの計算においても紙面に垂直な単位幅で考える。流量Ｑｘは第１、２の隙間Ｈ１、Ｈ２において等しい。堤防部３０、３０によって射出材料が側方から漏れないからである。またｄｐ／ｄｘは、第１の隙間Ｈ１においてはＰｓ／Ｂ２で与えられ、第２の隙間Ｈ２においては（０−Ｐｓ）／（Ｂ１−Ｂ２）で与えられるので、流量Ｑｘは６式で与えられる。
【数３】
2016107558.tif 000005
得られた６式を潤滑圧力の最大値Ｐｓについて解くと７式が得られる。
【００２０】
ところで当接面２６における単位幅当たりの潤滑の負荷容量Ｗは、潤滑圧力ｐについてフライト２の幅方向に積分すると得られる。図１の（ウ）に示されているように、潤滑圧力ｐは、底辺の長さがＢ１で高さがＰｓの三角形のように変化している。そうすると負荷容量Ｗは、三角形の面積として与えられる。このようにして計算した負荷容量Ｗを８式に示す。なお、式中のＫｗは負荷容量係数である。またｍは隙間比であり第１、２の隙間Ｈ１、Ｈ２の比、βは形状因子であり当接面長さＢ１と切削部分長さＢ２の比である。
【数４】
2016107558.tif 000006
【００２１】
８式によって潤滑の負荷容量Ｗは、第１、２の隙間Ｈ１、Ｈ２によって変化することが分かる。計量を開始すると、射出材料の圧力によって逆流防止リング７が前方に押し出されて、当接面２６が摩擦リング９に近づき、やがて近接する。負荷容量Ｗが射出材料の圧力による押し力を上回っていれば、当接面２６と摩擦リング９の間には射出材料の潤滑による隙間が確保されてこれらの摩耗は防止できる。後で、所定の隙間比ｍにおいては負荷容量Ｗが射出圧力による押し出し力を十分に上回ることを、具体的に試算して数値によって示す。ここでは負荷容量Ｗが射出圧力による押し出し力と釣り合っていると仮定したとき、第２の隙間Ｈ２が安定的に維持されるか否かを考える。安定的に維持される条件は、第２の隙間Ｈ２が小さくなるとき、負荷容量Ｗが大きくなることである。もし第２の隙間Ｈ２が一時的に小さくなっても、負荷容量Ｗの増加によって再び第２の隙間Ｈ２が大きくなるように作用して釣り合いの状態が回復するからである。８式について見ると、負荷容量Ｗにおいて第２の隙間Ｈ２は、Ｈ２そのものが８式中に含まれているだけでなく、隙間比ｍとして負荷容量係数Ｋｗにも含まれている。負荷容量係数Ｋｗについて隙間比ｍの次元を考えると分母にｍの３乗が、分子にｍの１乗があるので、負荷容量係数Ｋｗは隙間比ｍについて概略マイナス２乗の次元になっていると言える。隙間比ｍは、第２の隙間Ｈ２のマイナス１乗を含んでいるので、負荷容量係数Ｋｗにおいては第２の隙間Ｈ２について２乗の次元になっていると仮定する。そうすると８式において第２の隙間Ｈ２は相殺されてＨ２の次数はゼロになるように見える。しかしながら実際には、隙間比ｍは第１の隙間Ｈ１も含んでいて第１の隙間Ｈ１は第２の隙間Ｈ２の増減に合わせて増減する。つまりこの仮定は誤りであり、負荷容量係数Ｋｗにおいては第２の隙間Ｈ２について２乗の次元より小さいはずである。そうすると実際には負荷容量Ｗにおいては第２の隙間Ｈ２についてマイナス２乗に近い次元になっていると言える。これによって第２の隙間Ｈ２が小さくなるとき、負荷容量Ｗが十分に大きくなることが分かる。つまり、負荷容量Ｗが射出圧力による押し出し力と釣り合っているときに第２の隙間Ｈ２が安定的に維持されることが分かった。
【００２２】
参考のため、色々な隙間比ｍに対して、形状因子βを変化させたときの負荷容量係数Ｋｗの変化を図５のグラフに示す。形状因子βが０．５〜０．９の範囲において負荷容量係数Ｋｗが大きくなっていることが分かるが、さらには形状因子βが０．６〜０．８の範囲において、負荷容量係数Ｋｗが十分に大きい。
【００２３】
本実施の形態に係る逆流防止リング７の当接面２６が、所定の隙間比ｍの条件下において負荷容量Ｗが射出圧力による押し出し力を十分に上回ることを示すため、以下において具体的に試算する。試算においては実際の射出装置に即した以下の数値を使用する。なお、射出材料は樹脂材料（ポリプロピレン）とする。
・逆流防止リングの軸方向の投影面積Ａｇ      ４５１．４ｍｍ２
・計量時のスクリュにおける樹脂圧力Ｐｓとスクリュヘッドにおける樹脂圧力Ｐｂの圧力差Ｐｓ−Ｐｂ      １５ＭＰａ
・樹脂材料の粘度μ      ６５．９Ｐａ・ｓｅｃ
・逆流防止リング７の当接面２６の個数ｎ      ４個
・当接面２６の当接面長さＢ１      １５．８ｍｍ
・当接面２６の切削部分長さＢ２      １１．０６ｍｍ
・当接面２６の半径方向の幅ｗ      ４．７５ｍｍ
・第１の隙間Ｈ１      ０．１１０ｍｍ
・第２の隙間Ｈ２      ０．０１０ｍｍ
・スクリュ回転時の当接面２６に対する摩擦リング９の平均周速度Ｕ      ３１６．８ｍｍ／ｓｅｃ
上記の条件によって計算する。
計量時において逆流防止リング７に作用する樹脂圧力による軸方向の押し力Ｆｇは、逆流防止リングの軸方向の投影面積Ａｇと圧力差Ｐｓ−Ｐｂの積で得られる。計算すると以下になる。
・押し力Ｆｇ      ６７７１Ｎ
この押し力Ｆｇは逆流防止リング７が摩擦リング９に押し当てられる力である。８式等によって計算すると以下が得られる。
・隙間比ｍ      １１
・形状因子β      ０．７
・負荷容量係数Ｋｗ      ０．０１５７５
・１個あたりの当接面２６における負荷容量Ｗ      ３９１５．３１Ｎ
ただし負荷容量Ｗの計算においては、当接面２６の半径方向の幅ｗを乗じて計算している。ところで、当接面２６の個数ｎは４個なので、潤滑による反力合計Ｊは負荷容量Ｗを４倍した値として得られ、以下になる。
・潤滑による反力合計Ｊ      １５６６１．３Ｎ
以上より、押し力Ｆｇ：６７７１Ｎ  ＜＜  潤滑による反力合計Ｊ：１５６６１．３Ｎであるので、明らかに押し力Ｆｇより潤滑による反力合計Ｊの方が大きい。つまり計量時において逆流防止リング７が摩擦リング９に実質的に当接するとき、互いに接触することはなく潤滑により非接触の状態で維持されることが分かった。
【００２４】
本発明の実施の形態に係る逆流防止装置５は色々な変形が可能である。例えば本実施の形態においては本発明に特有の構造を備えた当接面２６、２６、…を逆流防止リング７に設けるように説明しているが、同様の構造を備えた当接面２６’、２６’、…をスクリュヘッド１９側に設けることもできる。具体的には摩擦リング９’に設ける。このような実施の形態に係る摩擦リング９’と逆流防止リング７’が図６に示されている。この実施の形態においては逆流防止リング７’の前方の端面３９は、滑らかな面に形成されている。そして逆流防止リング７’の端面には半径方向の複数個の切欠２４’、２４’、…が形成され、残された非切欠部分が逆流防止リング７’の端面３９に実質的に当接する当接面２６’、２６’、…になっている。この当接面２６’、２６’、…にも、前実施の形態に係る逆流防止リング７の当接面２６、２６、…と同様に、所定幅の浅い溝が形成され、それによって非切削部分２８’と切削部分２７’とからなる円周方向の段構造が形成されている。当業者であれば容易に理解されるように、この実施の形態においても、逆流防止リング７’の端面９と摩擦リング９’の当接面２６’、２６’、…との間に射出材料による潤滑が効率よく発生することになる。
【００２５】
本発明に特有の構造を備えた当接面２６、２６、…は、十分な潤滑を発生させて摩耗を防止するので、摩擦リング９を省略することも可能である。つまり逆流防止リング７がスクリュヘッド本体２０に実質的に当接するようにしてもよい。摩擦リング９が無い場合、図６において摩擦リング９’に設けられているような切欠２４’、２４’、…や当接面２６’、２６’、…をスクリュヘッド本体２０の端面に設けてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１      射出装置                ２      シリンダ
３      スクリュ                ５      逆流防止装置
７      逆流防止リング          ８      押金
９      摩擦リング            １１      軸部
１５      着座面                １９      スクリュヘッド
２０      スクリュヘッド本体    ２４      切欠
２６      当接面                ２７      切削部分
２８      非切削部分            ３０      堤防部
３１      段部
Ｂ１      当接面長さ
Ｂ２      切削部分長さ
Ｈ１      第１の隙間              Ｈ２      第２の隙間
【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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