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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025007372
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】逆流防止装置とこれを備えた射出装置
(51)【国際特許分類】
B22D 17/20 20060101AFI20250109BHJP
B29C 45/52 20060101ALI20250109BHJP
【ＦＩ】
B22D17/20 L
B29C45/52
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023108728
(22)【出願日】2023-06-30
(71)【出願人】
【識別番号】000004215
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100123788
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100127454
【弁理士】
【氏名又は名称】緒方 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】山口 毅
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206JA07
4F206JQ11
4F206JQ26
(57)【要約】
【課題】ピストンリングが逆流防止リングとシリンダとの間の隙間に侵入しにくい逆流防止装置を提供する。
【解決手段】射出装置３の逆流防止装置４は、射出装置３のシリンダ３２の内面と対向する環状溝４２を有する逆流防止リング４１と、環状溝４２に嵌められたピストンリング５１と、を有している。環状溝４２とピストンリング５１はそれぞれ、射出装置３の射出方向における後部側面４４，５５を有し、環状溝４２の後部側面４４とピストンリング５１の後部側面５５は、それぞれの径方向内側部４４Ｂ，５５Ｂのみで互いに接触可能である。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】射出装置３の逆流防止装置４は、射出装置３のシリンダ３２の内面と対向する環状溝４２を有する逆流防止リング４１と、環状溝４２に嵌められたピストンリング５１と、を有している。環状溝４２とピストンリング５１はそれぞれ、射出装置３の射出方向における後部側面４４，５５を有し、環状溝４２の後部側面４４とピストンリング５１の後部側面５５は、それぞれの径方向内側部４４Ｂ，５５Ｂのみで互いに接触可能である。
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
射出装置のシリンダの内面と対向する少なくとも一つの環状溝を有する逆流防止リングと、
前記少なくとも一つの環状溝に嵌められた少なくとも一つのピストンリングと、を有し、
前記少なくとも一つの環状溝と前記少なくとも一つのピストンリングはそれぞれ、前記射出装置の射出方向における後部側面を有し、
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面と前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である、射出装置の逆流防止装置。
前記少なくとも一つの環状溝に嵌められた少なくとも一つのピストンリングと、を有し、
前記少なくとも一つの環状溝と前記少なくとも一つのピストンリングはそれぞれ、前記射出装置の射出方向における後部側面を有し、
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面と前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である、射出装置の逆流防止装置。
【請求項2】
前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部が前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と接触したときに、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の径方向外側部と前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の径方向外側部との間にギャップが形成される、請求項１に記載の射出装置の逆流防止装置。
【請求項3】
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向外側部は、前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部に対し射出方向における後方にあり、
前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向外側部は、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部に対し前記射出方向後方に突き出ている、請求項２に記載の逆流防止装置。
前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向外側部は、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部に対し前記射出方向後方に突き出ている、請求項２に記載の逆流防止装置。
【請求項4】
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部は前記シリンダの中心軸と直交する平面である、請求項３に記載の逆流防止装置。
【請求項5】
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向外側部と前記径方向内側部との間の距離は、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向外側部と前記径方向内側部との間の距離より大きい、請求項４に記載の逆流防止装置。
【請求項6】
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部は前記シリンダの中心軸に対し傾斜している、請求項３に記載の逆流防止装置。
【請求項7】
前記少なくとも一つのピストンリングは、前記少なくとも一つの環状溝に収容された収容部と、前記少なくとも一つの環状溝よりも径方向外側に位置する外周面と、を有し、前記外周面の前記射出方向における後端部は、前記収容部の前記射出方向における後端部に対し前記射出方向における前方にある、請求項１に記載の逆流防止装置。
【請求項8】
前記外周面の前記後端部と前記収容部の前記後端部とを結ぶ面が、
前記シリンダの中心軸を中心軸とする筒状面と、
前記筒状面の前記射出方向における前端部と前記外周面の前記後端部とを接続し、前記シリンダの中心軸に対し傾斜している傾斜面と、
を有する、請求項７に記載の射出装置の逆流防止装置。
前記シリンダの中心軸を中心軸とする筒状面と、
前記筒状面の前記射出方向における前端部と前記外周面の前記後端部とを接続し、前記シリンダの中心軸に対し傾斜している傾斜面と、
を有する、請求項７に記載の射出装置の逆流防止装置。
【請求項9】
前記外周面の前記後端部と前記収容部の前記後端部とを結ぶ面が前記シリンダの中心軸に対し全体的に傾斜している、請求項７に記載の射出装置の逆流防止装置。
【請求項10】
前記収容部の前記後端部の径方向における最外部は、前記径方向において前記環状溝の開口と略同じ位置にある、請求項８または９に記載の射出装置の逆流防止装置。
【請求項11】
前記収容部の前記後端部の径方向における最外部は前記環状溝の内部にある、請求項８または９に記載の射出装置の逆流防止装置。
【請求項12】
前記少なくとも一つの環状溝と前記少なくとも一つのピストンリングはそれぞれ、前記射出方向における前部側面を有し、
前記少なくとも一つの環状溝の前記前部側面と前記少なくとも一つのピストンリングの前記前部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である、請求項１に記載の逆流防止装置。
前記少なくとも一つの環状溝の前記前部側面と前記少なくとも一つのピストンリングの前記前部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である、請求項１に記載の逆流防止装置。
【請求項13】
前記ピストンリングの内径は前記射出方向における後部が前記射出方向における前部より大きい、請求項１に記載の逆流防止装置。
【請求項14】
請求項１に記載の逆流防止装置と、
前記シリンダと、
前記シリンダに収容されたスクリュと、
前記シリンダの先端に取り付けられた射出ノズルと、を有する射出装置。
前記シリンダと、
前記シリンダに収容されたスクリュと、
前記シリンダの先端に取り付けられた射出ノズルと、を有する射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は逆流防止装置とこれを備えた射出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
射出成形機の射出装置は、射出時に射出される材料の逆流を防止する逆流防止装置を備えている。特許文献１には、シリンダに収容されたスクリュと、スクリュに取り付けられた押し金と、スクリュのスクリュヘッドと押し金との間に設けられた逆流防止装置と、を有する射出装置が記載されている。射出時にスクリュが前進すると逆流防止装置は押し金に押し付けられ、射出される材料が押し金の後方に回り込むことが防止される。逆流防止装置は逆流防止リングと、逆流防止リングに嵌めこまれたピストンリングと、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平７－３１４５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ピストンリングは逆流防止装置とシリンダとのシール性を高める目的で設けられている。しかし、射出時にはスクリュが高速で動くため、ピストンリングが変形し逆流防止リングとシリンダとの間の隙間に侵入する可能性がある。この場合、ピストンリングの摩耗が進むだけでなく、逆流防止リングとシリンダとの間の隙間に侵入したピストンリングがシリンダを損傷させる可能性がある。
【0005】
本発明はピストンリングが逆流防止リングとシリンダとの間の隙間に侵入しにくい逆流防止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】
【0006】
本発明の逆流防止装置は、環状溝を有する逆流防止リングと、環状溝に嵌められたピストンリングと、を有している。環状溝の射出方向における後部側面とピストンリングの射出方向における後部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、ピストンリングが逆流防止リングとシリンダとの間の隙間に侵入しにくい逆流防止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。本発明は金属射出成形機に好適に適用することができ、特に溶融時の粘度の低い金属を射出する金属射出成形機に好適に適用することができる。しかし、本発明は樹脂を射出する射出成形機にも適用することが可能である。以下の説明でＸ方向はシリンダ３２の軸方向をいい、射出方向を＋Ｘ方向、射出方向と反対方向を－Ｘ方向という。「前方」「後方」「前部」「後部」等の用語は射出方向を基準に定義される。また、「径方向」はシリンダ３２の中心軸ＣＬを基準に定義される。
【0010】
（第1の実施形態）
＜射出成形機の全体構成＞
図１は、第１の実施形態に係る射出成形機１の概略正面図を示している。射出成形機１はマグネシウム合金、アルミニウム合金などの溶融金属を射出する横型の金属射出成形機である。射出成形機１は、金型を型締めする型締装置２と、射出される金属材料を加熱溶融して射出する射出装置３と、から概略構成されている。
＜射出成形機の全体構成＞
図１は、第１の実施形態に係る射出成形機１の概略正面図を示している。射出成形機１はマグネシウム合金、アルミニウム合金などの溶融金属を射出する横型の金属射出成形機である。射出成形機１は、金型を型締めする型締装置２と、射出される金属材料を加熱溶融して射出する射出装置３と、から概略構成されている。
【0011】
＜型締装置２＞
型締装置２は、ベッド（図示せず）上に固定され固定金型Ｍ１が取り付けられる固定盤２１と、ベッド上をスライド可能で可動金型Ｍ２が取り付けられる可動盤２２と、を備えている。可動盤２２に関し固定盤２１の反対側には、ベッド上をスライド可能な型締ハウジング（図示せず）が設けられ、固定盤２１と型締ハウジングは複数本のタイバー２３によって連結されている。可動盤２２と型締ハウジングとの間には、金型を開閉するためのリンク機構（図示せず）が設けられている。リンク機構は電動式のボールねじで駆動される。リンク機構の代わりに、油圧式の型締シリンダを設けてもよい。固定金型Ｍ１と可動金型Ｍ２との間には、溶融金属が充填されるキャビティＭ３が形成される。
型締装置２は、ベッド（図示せず）上に固定され固定金型Ｍ１が取り付けられる固定盤２１と、ベッド上をスライド可能で可動金型Ｍ２が取り付けられる可動盤２２と、を備えている。可動盤２２に関し固定盤２１の反対側には、ベッド上をスライド可能な型締ハウジング（図示せず）が設けられ、固定盤２１と型締ハウジングは複数本のタイバー２３によって連結されている。可動盤２２と型締ハウジングとの間には、金型を開閉するためのリンク機構（図示せず）が設けられている。リンク機構は電動式のボールねじで駆動される。リンク機構の代わりに、油圧式の型締シリンダを設けてもよい。固定金型Ｍ１と可動金型Ｍ２との間には、溶融金属が充填されるキャビティＭ３が形成される。
【0012】
＜射出装置３＞
射出装置３は基台（図示せず）上に設けられている。射出装置３は、射出される金属材料を加熱溶融するための中空円筒のシリンダ３２と、シリンダ３２に収容されたスクリュ３３と、スクリュ３３を駆動する駆動機構３４と、を備えている。スクリュ３３はシリンダ３２と同軸である。スクリュ３３は駆動機構３４によって回転駆動されるとともに＋Ｘ及び－Ｘ方向に駆動される。シリンダ３２の外周には金属材料を加熱溶融するヒータ３８が設けられている。
射出装置３は基台（図示せず）上に設けられている。射出装置３は、射出される金属材料を加熱溶融するための中空円筒のシリンダ３２と、シリンダ３２に収容されたスクリュ３３と、スクリュ３３を駆動する駆動機構３４と、を備えている。スクリュ３３はシリンダ３２と同軸である。スクリュ３３は駆動機構３４によって回転駆動されるとともに＋Ｘ及び－Ｘ方向に駆動される。シリンダ３２の外周には金属材料を加熱溶融するヒータ３８が設けられている。
【0013】
シリンダ３２は、後方から前方に向けて供給部Ｐ１、圧縮部Ｐ２、計量部Ｐ３に概ね区分される。供給部Ｐ１にはホッパ３６が設けられ、ペレット状の金属材料が供給される。金属材料はヒータ３８からの加熱を受けながら圧縮部Ｐ２に送られる。金属材料は圧縮部Ｐ２で圧縮・加熱・混錬されることで溶融状態となり、計量部Ｐ３に搬送される。計量部Ｐ３は１回の射出サイクル（ショット）で射出される溶融金属を計量する。スクリュ３３はＸ方向の先端にスクリュヘッド３５を備えている。シリンダ３２の先端には、キャビティＭ３に溶融金属を供給する射出ノズル３７が取り付けられている。
【0014】
＜逆流防止装置４＞
図２は、シリンダ３２の前方部分の部分詳細図（図１のＡ部拡大図）を示している。図２では便宜上、シリンダ３２の中心軸ＣＬより上側が逆流防止装置４の射出時の状態を示し、下側が逆流防止装置４の計量時の状態を示している。図３Ａは図２のＢ部拡大図、図３Ｂは図２のＣ部拡大図であり、環状溝４２とピストンリング５１の位置関係を示している。すなわち、図３Ａは射出時の状態（図２の上側に示す逆流防止リング４１の状態）を示し、図３Ｂは計量時の状態（図２の下側に示す逆流防止リング４１の状態）を示している。図４は図３Ａの４－４線に沿った断面図である。
図２は、シリンダ３２の前方部分の部分詳細図（図１のＡ部拡大図）を示している。図２では便宜上、シリンダ３２の中心軸ＣＬより上側が逆流防止装置４の射出時の状態を示し、下側が逆流防止装置４の計量時の状態を示している。図３Ａは図２のＢ部拡大図、図３Ｂは図２のＣ部拡大図であり、環状溝４２とピストンリング５１の位置関係を示している。すなわち、図３Ａは射出時の状態（図２の上側に示す逆流防止リング４１の状態）を示し、図３Ｂは計量時の状態（図２の下側に示す逆流防止リング４１の状態）を示している。図４は図３Ａの４－４線に沿った断面図である。
【0015】
図２に示すように、射出装置３のシリンダ３２の計量部Ｐ３には、射出される金属材料の逆流を防止する逆流防止装置４が設けられている。逆流防止装置４は、金属製の中空円筒部材からなる逆流防止リング４１を有し、逆流防止リング４１は射出装置３のシリンダ３２の内面と対向する環状溝４２を有している。逆流防止装置４は、逆流防止リング４１の環状溝４２に嵌められたピストンリング５１を有している。逆流防止リング４１と環状溝４２とピストンリング５１はシリンダ３２と同軸である。環状溝４２は逆流防止リング４１の外周に沿って周回し、シリンダ３２の中心軸ＣＬの周りの各角度位置で同じ断面を有している。
【0016】
本実施形態では、逆流防止リング４１は２つの環状溝４２を有し、各環状溝４２に一つのピストンリング５１が嵌められているが、環状溝４２とピストンリング５１はそれぞれ少なくとも一つあればよい。
【0017】
ピストンリング５１は逆流防止リング４１の環状溝４２に嵌められた円環状のシール部品で、逆流防止リング４１の前方と後方とを仕切る。ピストンリング５１は金属で作成されている。図４に示すように、ピストンリング５１は段付きの両端部６３を有し、両端部６３の段差が周方向に重なり合うように環状溝４２に装着されている。従って、ピストンリング５１の内周面５２と外周面５３に掛かる圧力に応じて両端部６３の段差が周方向にずれることで、ピストンリング５１の径が変化する。ピストンリング５１は、両端部６３の近傍を除き、シリンダ３２の中心軸ＣＬの周りの各角度位置で同じ断面を有している。
【0018】
図２に示すように、スクリュヘッド３５には環状の板からなる押し金３９が挿入されている。逆流防止リング４１は、射出方向前方のスクリュヘッド３５と射出方向後方の押し金３９との間でスクリュ３３に挿入されている。スクリュヘッド３５と押し金３９の外径は逆流防止リング４１の内径より大きく、逆流防止リング４１のＸ方向長さは、スクリュヘッド３５と押し金３９のＸ方向の離間距離より小さい。従って、逆流防止リング４１は、スクリュヘッド３５と押し金３９とに規制されながらＸ方向に移動可能である。
【0019】
図２のＢ部及び図３Ａに示すように、溶融金属が射出される際はスクリュ３３が＋Ｘ方向に前進し、逆流防止リング４１はスクリュ３３に対して－Ｘ方向に相対的に後退する。逆流防止リング４１は押し金３９に突き当たり、スクリュ３３前方の計量された溶融金属が射出時（スクリュ３３前進時）に、後方に漏れることを防止する。図２のＣ部及び図３Ｂに示すように、溶融金属を計量する際はスクリュ３３が－Ｘ方向に後退し、逆流防止リング４１はスクリュ３３に対して＋Ｘ方向に相対的に前進する。逆流防止リング４１はスクリュヘッド３５に突き当たるが、押し金３９の後方の溶融金属はスクリュヘッド３５の内部の流路３５Ａを通って、スクリュヘッド３５の前方空間に供給される。このように、逆流防止リング４１は機能的には弁の一種である。
【0020】
射出方向に関して前方の環状溝４２には逆流防止リング４１を径方向に貫通する貫通孔４６が接続されている。貫通孔４６には高圧の溶融金属が流入しピストンリング５１に径方向外側の圧力を掛ける。この圧力によってピストンリング５１がシリンダ３２の内壁に押し付けられ、ピストンリング５１のシール性が高められる。後方の環状溝４２には貫通孔４６が接続されていない。しかし、溶融金属の一部は前方のピストンリング５１とシリンダ３２との間の隙間、逆流防止リング４１とシリンダ３２との間の隙間、及び後方の環状溝４２を通って後方のピストンリング５１の内周面５２に圧力を及ぼす。従って、前方と後方のピストンリング５１は共にシール性の向上に寄与する。
【0021】
貫通孔４６を設けることでシール性が高められるが、ピストンリング５１に大きな圧力が掛かるため、ピストンリング５１の摩耗が進行しやすくなる。貫通孔４６を設置するか否かはシール性とピストンリング５１の摩耗の抑制を考慮して適宜決定される。両方の環状溝４２に貫通孔４６を設けてもよいし、後方の環状溝４２のみに貫通孔４６を設けてもよし、いずれの環状溝４２にも貫通孔４６を設けないようにしてもよい。ただし、前方の環状溝４２のみに貫通孔４６を設けることで、前方のピストンリング５１と後方のピストンリング５１の摩耗量を均等化することが容易になる。
【0022】
前方の環状溝４２と後方の環状溝４２は貫通孔４６が接続されているか否かを除き同じ構成を有している。２つのピストンリング５１は同じ構成を有している。従って、以下の説明では主に前方の環状溝４２と前方の環状溝４２に嵌められたピストンリング５１について説明する。
【0023】
＜比較例の逆流防止装置１０４＞
ここで、比較例の逆流防止装置１０４について説明する。図１１Ａは、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。環状溝１４２とピストンリング１５１は矩形断面を有している。前述のようにピストンリング１５１には径方向外側の圧力が掛かるため、ピストンリング１５１はシリンダ３２の内壁に押し付けられる。また、射出時には溶融金属が逆流防止リング１４１とシリンダ３２との間の隙間を－Ｘ方向に流れ環状溝１４２に流入するため、ピストンリング１５１は環状溝１４２の後部側面１４４に押し付けられる。計量時には、ピストンリング１５１は環状溝１４２の前部側面１４３に押し付けられるが（図示略）、射出時の方がスクリュ３３の速度が高いため、ピストンリング１５１が環状溝１４２の側面に押し付けられる圧力は射出時の方が大きい。
ここで、比較例の逆流防止装置１０４について説明する。図１１Ａは、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。環状溝１４２とピストンリング１５１は矩形断面を有している。前述のようにピストンリング１５１には径方向外側の圧力が掛かるため、ピストンリング１５１はシリンダ３２の内壁に押し付けられる。また、射出時には溶融金属が逆流防止リング１４１とシリンダ３２との間の隙間を－Ｘ方向に流れ環状溝１４２に流入するため、ピストンリング１５１は環状溝１４２の後部側面１４４に押し付けられる。計量時には、ピストンリング１５１は環状溝１４２の前部側面１４３に押し付けられるが（図示略）、射出時の方がスクリュ３３の速度が高いため、ピストンリング１５１が環状溝１４２の側面に押し付けられる圧力は射出時の方が大きい。
【0024】
図１１Ｂはピストンリング１５１が変形した様子を示している。ピストンリング１５１は比較的柔らかい金属でできている。このため、ピストンリング１５１が径方向外側及び－Ｘ方向に押し付けられると、ピストンリング１５１が変形しその一部が逆流防止リング１４１とシリンダ３２との間の－Ｘ方向の隙間Ｇに侵入することがある。この様な状態が発生すると、ピストンリング１５１の摩耗が進むだけでなく、逆流防止リング１４１とシリンダ３２との間の隙間Ｇに侵入したピストンリング１５１の一部がシリンダ３２を損傷させる可能性がある。
【0025】
＜環状溝４２とピストンリング５１の形状＞
主に図３Ａを参照して、本実施形態の環状溝４２とピストンリング５１の形状についてより詳細に説明する。環状溝４２は、前部側面４３と後部側面４４と底面４５とを有している。底部４５は環状溝４２の最も深い部位であり、前部側面４３と後部側面４４とを仕切っている。後部側面４４は段差部４４Ｃを有している。後部側面４４は、段差部４４Ｃで仕切られた径方向外側部４４Ａと径方向内側部４４Ｂとを有している。前部側面４３はシリンダ３２の中心軸ＣＬと直交する平面である。底面４５には貫通孔４６が接続されている。
主に図３Ａを参照して、本実施形態の環状溝４２とピストンリング５１の形状についてより詳細に説明する。環状溝４２は、前部側面４３と後部側面４４と底面４５とを有している。底部４５は環状溝４２の最も深い部位であり、前部側面４３と後部側面４４とを仕切っている。後部側面４４は段差部４４Ｃを有している。後部側面４４は、段差部４４Ｃで仕切られた径方向外側部４４Ａと径方向内側部４４Ｂとを有している。前部側面４３はシリンダ３２の中心軸ＣＬと直交する平面である。底面４５には貫通孔４６が接続されている。
【0026】
ピストンリング５１は、内周面５２と外周面５３と前部側面５４と後部側面５５とを有している。内周面５２は環状溝４２の最も深い部位にあり、前部側面５４と後部側面５５とを仕切っている。内周面５２は環状溝４２の底面４５と対向している。ピストンリング５１の後部側面５５は段差部５５Ｃを有している。ピストンリング５１の後部側面５５は、段差部５５Ｃで仕切られた径方向外側部５５Ａと径方向内側部５５Ｂとを有している。径方向外側部５５Ａと径方向内側部５５Ｂと段差部５５Ｃはそれぞれ、環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａと径方向内側部４４Ｂと段差部４４Ｃと対向している。前部側面５４はシリンダ３２の中心軸ＣＬと直交する平面であり、環状溝４２の前部側面４３と対向している。
【0027】
環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａは径方向内側部４４Ｂに対し射出方向における後方にあり、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向外側部５５Ａは径方向内側部５５Ｂに対し射出方向後方（－Ｘ方向）に突き出ている。ピストンリング５１の内径は射出方向における後部が射出方向における前部より大きい。環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａと径方向内側部４４Ｂとの間のＸ方向の距離Ｄ１は、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向外側部５５Ａと径方向内側部５５Ｂとの間のＸ方向の距離Ｄ２より大きい。
【0028】
このため、射出時にピストンリング５１が環状溝４２に対して－Ｘ方向に相対移動したとき、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向内側部５５Ｂは環状溝４２の後部側面４４の径方向内側部４４Ｂと接触可能である、一方、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向外側部５５Ａは環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａと接触することができない。つまり、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向内側部５５Ｂが環状溝４２の後部側面４４の径方向内側部４４Ｂと接触したときに、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向外側部５５Ａと環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａとの間に距離Ｄ１－Ｄ２に等しいギャップＳが形成される。
【0029】
このように、環状溝４２の後部側面４４とピストンリング５１の後部側面５５は、それぞれの径方向内側部４４Ｂ，５５Ｂのみで互いに接触可能である。本実施形態では、環状溝４２とピストンリング５１の形状を比較例から変更することで、ピストンリング５１の一部が逆流防止リング４１とシリンダ３２との－Ｘ側の隙間Ｇに侵入しにくくなっている。
【0030】
前述の通りピストンリング５１には径方向外側の圧力が掛かるが、本実施形態ではこの圧力の低減または調整が容易である。ピストンリング５１がシリンダ３２の内面を押し付ける圧力はピストンリング５１の内周面５２に掛かる圧力によって生じる。ピストンリング５１の内周面５２に掛かる圧力をＰ１、ピストンリング５１がシリンダ３２を押し付ける圧力をＰ２、ピストンリング５１の内周面５２の幅をＷ１、ピストンリング５１の外周面５３の幅をＷ２とすると、Ｐ２＝（Ｗ１／Ｗ２）×Ｐ１である。Ｐ２＜Ｐ１であるため、ピストンリング５１の摩耗を抑制することができる。しかも、圧力Ｐ２はＷ１／Ｗ２によって調整することができるため、シール性能とピストンリング５１の摩耗の抑制をバランスさせることができる。
【0031】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。以下に示す実施形態において、説明を省略した構成や効果は第１の実施形態と同様である。
【0032】
（第２の実施形態）
図５は第２の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。本実施形態では、環状溝４２の段差部４３Ｃとピストンリング５１の段差部５４Ｃが射出方向前方にも形成されている。環状溝４２の前部側面４３は、段差部４３Ｃで仕切られた径方向外側部４３Ａと径方向内側部４３Ｂとを有している。ピストンリング５１の前部側面５４は、段差部５４Ｃで仕切られた径方向内側部５４Ａと径方向内側部５４Ｂとを有している。
図５は第２の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。本実施形態では、環状溝４２の段差部４３Ｃとピストンリング５１の段差部５４Ｃが射出方向前方にも形成されている。環状溝４２の前部側面４３は、段差部４３Ｃで仕切られた径方向外側部４３Ａと径方向内側部４３Ｂとを有している。ピストンリング５１の前部側面５４は、段差部５４Ｃで仕切られた径方向内側部５４Ａと径方向内側部５４Ｂとを有している。
【0033】
環状溝４２の前部側面４３の径方向外側部４３Ａは径方向内側部４３Ｂに対し射出方向における前方にあり、ピストンリング５１の前部側面５４の径方向外側部５４Ａは径方向内側部５４Ｂに対し射出方向（Ｘ方向）に突き出ている。環状溝４２の前部側面４３の径方向外側部４３Ａと径方向内側部４３Ｂとの間のＸ方向の距離Ｄ３は、ピストンリング５１の前部側面５４の径方向外側部５４Ａと径方向内側部５４Ｂとの間のＸ方向の距離Ｄ４より大きい。このため、図５に破線で示すように、計量時にピストンリング５１が環状溝４２に対してＸ方向に相対移動したとき、ピストンリング５１の前部側面５４の径方向内側部５４Ｂは環状溝４２の前部側面４３の径方向内側部４３Ｂと接触可能である、一方、ピストンリング５１の前部側面５４の径方向外側部５４Ａは環状溝４２の前部側面４３の径方向外側部４３Ａと接触することができない。
【0034】
従って、環状溝４２の前部側面４３とピストンリング５１の前部側面５４は、それぞれの径方向内側部４３Ｂ，５４Ｂのみで互いに接触可能である。前述のように、計量時にはスクリュ３３の速度が遅いため、ピストンリング５１が逆流防止リング４１とシリンダ３２との間の＋Ｘ側の隙間Ｇ１に侵入する可能性は低い。しかし、本実施形態によればその可能性をさらに低減させることができる。
【0035】
（第３の実施形態）
図６は第３の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。環状溝４２の後部側面４４の径方向内側部４４Ｂとピストンリング５１の後部側面５５の径方向内側部５５Ｂはシリンダ３２の中心軸ＣＬに対し同じ角度で傾斜している。環状溝４２の径方向内側部４４Ｂと底面４５とは鈍角をなし、ピストンリング５１の径方向内側部５５Ｂと内周面５２は鈍角をなす。このため、射出時にピストンリング５１の後部側面５５の径方向内側部５５Ｂは環状溝４２の後部側面４４の径方向内側部４４Ｂに均等に接触する。環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａとピストンリング５１の後部側面５５の径方向外側部５５Ａはシリンダ３２の中心軸ＣＬと直交している。本実施形態ではピストンリング５１に－Ｘ方向に掛かる圧力Ｐ３が径方向外側を向く圧力Ｐ４に変換されるため、シール性を高めることができる。
図６は第３の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。環状溝４２の後部側面４４の径方向内側部４４Ｂとピストンリング５１の後部側面５５の径方向内側部５５Ｂはシリンダ３２の中心軸ＣＬに対し同じ角度で傾斜している。環状溝４２の径方向内側部４４Ｂと底面４５とは鈍角をなし、ピストンリング５１の径方向内側部５５Ｂと内周面５２は鈍角をなす。このため、射出時にピストンリング５１の後部側面５５の径方向内側部５５Ｂは環状溝４２の後部側面４４の径方向内側部４４Ｂに均等に接触する。環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａとピストンリング５１の後部側面５５の径方向外側部５５Ａはシリンダ３２の中心軸ＣＬと直交している。本実施形態ではピストンリング５１に－Ｘ方向に掛かる圧力Ｐ３が径方向外側を向く圧力Ｐ４に変換されるため、シール性を高めることができる。
【0036】
（第４の実施形態）
図７は第４の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。環状溝４２の後部側面４４は、径方向外側部４４Ａと径方向内側部４４Ｂと段差部４４Ｃとを有し、径方向外側部４４Ａと径方向内側部４４Ｂは段差部４４Ｃで仕切られている。ピストンリング５１の内径は射出方向における後部が射出方向における前部より大きい。射出時にピストンリング５１が環状溝４２に対して－Ｘ方向に相対移動したとき、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向内側部５５Ｂは環状溝４２の後部側面４４の径方向内側部４４Ｂと接触可能である、一方、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向外側部５５Ａは環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａと接触することができない。
図７は第４の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。環状溝４２の後部側面４４は、径方向外側部４４Ａと径方向内側部４４Ｂと段差部４４Ｃとを有し、径方向外側部４４Ａと径方向内側部４４Ｂは段差部４４Ｃで仕切られている。ピストンリング５１の内径は射出方向における後部が射出方向における前部より大きい。射出時にピストンリング５１が環状溝４２に対して－Ｘ方向に相対移動したとき、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向内側部５５Ｂは環状溝４２の後部側面４４の径方向内側部４４Ｂと接触可能である、一方、ピストンリング５１の後部側面５５の径方向外側部５５Ａは環状溝４２の後部側面４４の径方向外側部４４Ａと接触することができない。
【0037】
ピストンリング５１は、環状溝４２に収容された収容部５６と、環状溝４２の外側にある突出し部５７と、を有している。ピストンリング５１の外周面５３は、環状溝４２の径方向外側に位置している。外周面５３の射出方向の後端部５３Ａは、収容部５６の射出方向の最後端部（後部側面５５の径方向外側部５５Ａ）に対し射出方向における前方にあるピストンリング５１の外径は射出方向における後部が射出方向における前部より小さい。本実施形態は第１の実施形態と比べて、ピストンリング５１が隙間Ｇから離れているため、ピストンリング５１は一層隙間Ｇに侵入しにくい。
【0038】
外周面５３の後端部５３Ａと収容部５６の後端部の径方向における最外部５８とを結ぶ面は、シリンダ３２の中心軸ＣＬを中心軸とする筒状面６０と、筒状面６０と外周面５３の後端部５３Ａとを接続し、シリンダ３２の中心軸ＣＬに対し傾斜している傾斜面６１と、を有している。このため、ピストンリング５１を隙間Ｇから離すのが容易であり、ピストンリング５１が隙間Ｇに侵入しにくくなっている。筒状面６０の直径はＸ方向に一定であるが、＋Ｘ方向に増加していてもよい。
【0039】
（第５の実施形態）
図８は第５の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。本実施形態は収容部５６の後端部の径方向における最外部５８は、環状溝４２の内部にあり、その他の点は第４の実施形態と同じである。本実施形態は第４の実施形態の効果を奏する。また、本実施形態は第１の実施形態及び第４の実施形態と比べて、ピストンリング５１が隙間Ｇからさらに離れているため、ピストンリング５１は一層隙間Ｇに侵入しにくい。
図８は第５の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。本実施形態は収容部５６の後端部の径方向における最外部５８は、環状溝４２の内部にあり、その他の点は第４の実施形態と同じである。本実施形態は第４の実施形態の効果を奏する。また、本実施形態は第１の実施形態及び第４の実施形態と比べて、ピストンリング５１が隙間Ｇからさらに離れているため、ピストンリング５１は一層隙間Ｇに侵入しにくい。
【0040】
ピストンリング５１は使用によって摩耗するため、突出し部５７の厚さが徐々に減少し、最終的に筒状面６０がシリンダ３２に接触する可能性がある。しかし、筒状面６０が環状溝４２の内部にあるため、摩耗してピストンリング５１が減肉していっても筒状面６０がシリンダ３２に接触するまでより長時間を要する。本実施形態ではピストンリング５１の寿命を伸ばすことができ、ピストンリング５１の交換頻度を減らすことができる。
【0041】
（第６の実施形態）
図９は第６の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。外周面５３の後端部５３Ａと収容部５６の後端部の径方向における最外部５８とを結ぶ面６２がシリンダ３２の中心軸ＣＬに対し全体的に傾斜している。その他の点は第４の実施形態と同じである。収容部５６の後端部の径方向における最外部５８は、径方向において環状溝４２の開口５９と略同じ位置にある。本実施形態は第４の実施形態とほぼ同様の効果を奏するが、外周面５３の後端部５３Ａと収容部５６の後端部の径方向における最外部５８とを結ぶ面６２の形状が単純であるため、ピストンリング５１の加工が容易である。
図９は第６の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。外周面５３の後端部５３Ａと収容部５６の後端部の径方向における最外部５８とを結ぶ面６２がシリンダ３２の中心軸ＣＬに対し全体的に傾斜している。その他の点は第４の実施形態と同じである。収容部５６の後端部の径方向における最外部５８は、径方向において環状溝４２の開口５９と略同じ位置にある。本実施形態は第４の実施形態とほぼ同様の効果を奏するが、外周面５３の後端部５３Ａと収容部５６の後端部の径方向における最外部５８とを結ぶ面６２の形状が単純であるため、ピストンリング５１の加工が容易である。
【0042】
（第７の実施形態）
図１０は第７の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。本実施形態は収容部５６の後端部の径方向における最外部５８は、環状溝４２の内部にあり、その他の点は第６の実施形態と同じである。本実施形態は第５の実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、最外部５８が環状溝４２の内部にあるため、摩耗してピストンリング５１が減肉していっても最外部５８がシリンダ３２に接触するまでより長時間を要する。本実施形態ではピストンリング５１の寿命を伸ばすことができ、ピストンリング５１の交換頻度を減らすことができる。また、本実施形態は第１の実施形態と比べて、ピストンリング５１が隙間Ｇから離れているため、ピストンリング５１は一層隙間Ｇに侵入しにくい。
図１０は第７の実施形態を示す、図２のＢ部に相当する部位の拡大図である。本実施形態は収容部５６の後端部の径方向における最外部５８は、環状溝４２の内部にあり、その他の点は第６の実施形態と同じである。本実施形態は第５の実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、最外部５８が環状溝４２の内部にあるため、摩耗してピストンリング５１が減肉していっても最外部５８がシリンダ３２に接触するまでより長時間を要する。本実施形態ではピストンリング５１の寿命を伸ばすことができ、ピストンリング５１の交換頻度を減らすことができる。また、本実施形態は第１の実施形態と比べて、ピストンリング５１が隙間Ｇから離れているため、ピストンリング５１は一層隙間Ｇに侵入しにくい。
【0043】
（付記）本明細書は以下の開示を含む。
［構成１］
射出装置のシリンダの内面と対向する少なくとも一つの環状溝を有する逆流防止リングと、
前記少なくとも一つの環状溝に嵌められた少なくとも一つのピストンリングと、を有し、
前記少なくとも一つの環状溝と前記少なくとも一つのピストンリングはそれぞれ、前記射出装置の射出方向における後部側面を有し、
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面と前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である、射出装置の逆流防止装置。
［構成２］
前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部が前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と接触したときに、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の径方向外側部と前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の径方向外側部との間にギャップが形成される、構成１に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成３］
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向外側部は、前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部に対し射出方向における後方にあり、
前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向外側部は、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部に対し前記射出方向後方に突き出ている、構成２に記載の逆流防止装置。
［構成４］
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部は前記シリンダの中心軸と直交する平面である、構成３に記載の逆流防止装置。
［構成５］
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向外側部と前記径方向内側部との間の距離は、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向外側部と前記径方向内側部との間の距離より大きい、構成４に記載の逆流防止装置。
［構成６］
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部は前記シリンダの中心軸に対し傾斜している、構成３に記載の逆流防止装置。
［構成７］
前記少なくとも一つのピストンリングは、前記少なくとも一つの環状溝に収容された収容部と、前記少なくとも一つの環状溝よりも径方向外側に位置する外周面と、を有し、前記外周面の前記射出方向における後端部は、前記収容部の前記射出方向における後端部に対し前記射出方向における前方にある、構成１から６のいずれか１項に記載の逆流防止装置。
［構成８］
前記外周面の前記後端部と前記収容部の前記後端部とを結ぶ面が、
前記シリンダの中心軸を中心軸とする筒状面と、
前記筒状面の前記射出方向における前端部と前記外周面の前記後端部とを接続し、前記シリンダの中心軸に対し傾斜している傾斜面と、
を有する、構成７に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成９］
前記外周面の前記後端部と前記収容部の前記後端部とを結ぶ面が前記シリンダの中心軸に対し全体的に傾斜している、構成７に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成１０］
前記収容部の前記後端部の径方向における最外部は、前記径方向において前記環状溝の開口と略同じ位置にある、構成８または９に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成１１］
前記収容部の前記後端部の径方向における最外部は前記環状溝の内部にある、構成８または９に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成１２］
前記少なくとも一つの環状溝と前記少なくとも一つのピストンリングはそれぞれ、前記射出方向における前部側面を有し、
前記少なくとも一つの環状溝の前記前部側面と前記少なくとも一つのピストンリングの前記前部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である、構成１から１１のいずれか１項に記載の逆流防止装置。
［構成１３］
前記ピストンリングの内径は前記射出方向における後部が前記射出方向における前部より大きい、構成１から１２のいずれか１項に記載の逆流防止装置。
［構成１４］
構成１から１３のいずれか１項に記載の逆流防止装置と、
前記シリンダと、
前記シリンダに収容されたスクリュと、
前記シリンダの先端に取り付けられた射出ノズルと、を有する射出装置。
［構成１］
射出装置のシリンダの内面と対向する少なくとも一つの環状溝を有する逆流防止リングと、
前記少なくとも一つの環状溝に嵌められた少なくとも一つのピストンリングと、を有し、
前記少なくとも一つの環状溝と前記少なくとも一つのピストンリングはそれぞれ、前記射出装置の射出方向における後部側面を有し、
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面と前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である、射出装置の逆流防止装置。
［構成２］
前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部が前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と接触したときに、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の径方向外側部と前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の径方向外側部との間にギャップが形成される、構成１に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成３］
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向外側部は、前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部に対し射出方向における後方にあり、
前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向外側部は、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部に対し前記射出方向後方に突き出ている、構成２に記載の逆流防止装置。
［構成４］
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部は前記シリンダの中心軸と直交する平面である、構成３に記載の逆流防止装置。
［構成５］
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向外側部と前記径方向内側部との間の距離は、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向外側部と前記径方向内側部との間の距離より大きい、構成４に記載の逆流防止装置。
［構成６］
前記少なくとも一つの環状溝の前記後部側面の前記径方向内側部と、前記少なくとも一つのピストンリングの前記後部側面の前記径方向内側部は前記シリンダの中心軸に対し傾斜している、構成３に記載の逆流防止装置。
［構成７］
前記少なくとも一つのピストンリングは、前記少なくとも一つの環状溝に収容された収容部と、前記少なくとも一つの環状溝よりも径方向外側に位置する外周面と、を有し、前記外周面の前記射出方向における後端部は、前記収容部の前記射出方向における後端部に対し前記射出方向における前方にある、構成１から６のいずれか１項に記載の逆流防止装置。
［構成８］
前記外周面の前記後端部と前記収容部の前記後端部とを結ぶ面が、
前記シリンダの中心軸を中心軸とする筒状面と、
前記筒状面の前記射出方向における前端部と前記外周面の前記後端部とを接続し、前記シリンダの中心軸に対し傾斜している傾斜面と、
を有する、構成７に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成９］
前記外周面の前記後端部と前記収容部の前記後端部とを結ぶ面が前記シリンダの中心軸に対し全体的に傾斜している、構成７に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成１０］
前記収容部の前記後端部の径方向における最外部は、前記径方向において前記環状溝の開口と略同じ位置にある、構成８または９に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成１１］
前記収容部の前記後端部の径方向における最外部は前記環状溝の内部にある、構成８または９に記載の射出装置の逆流防止装置。
［構成１２］
前記少なくとも一つの環状溝と前記少なくとも一つのピストンリングはそれぞれ、前記射出方向における前部側面を有し、
前記少なくとも一つの環状溝の前記前部側面と前記少なくとも一つのピストンリングの前記前部側面は、それぞれの径方向内側部のみで互いに接触可能である、構成１から１１のいずれか１項に記載の逆流防止装置。
［構成１３］
前記ピストンリングの内径は前記射出方向における後部が前記射出方向における前部より大きい、構成１から１２のいずれか１項に記載の逆流防止装置。
［構成１４］
構成１から１３のいずれか１項に記載の逆流防止装置と、
前記シリンダと、
前記シリンダに収容されたスクリュと、
前記シリンダの先端に取り付けられた射出ノズルと、を有する射出装置。
【符号の説明】
【0044】
３ 射出装置
４ 逆流防止装置
３２ シリンダ
３３ スクリュ
４１ 逆流防止リング
４２ 環状溝
４４ 環状溝の後部側面
４４Ａ 環状溝の後部側面の径方向外側部
４４Ｂ 環状溝の後部側面の径方向内側部
４６ 貫通孔
５１ ピストンリング
５３ 外周面
５３Ａ 外周面の後端部
５５ ピストンリングの後部側面
５５Ａ ピストンリングの後部側面の径方向外側部
５５Ｂ ピストンリングの後部側面の径方向内側部
５６ 収容部
４ 逆流防止装置
３２ シリンダ
３３ スクリュ
４１ 逆流防止リング
４２ 環状溝
４４ 環状溝の後部側面
４４Ａ 環状溝の後部側面の径方向外側部
４４Ｂ 環状溝の後部側面の径方向内側部
４６ 貫通孔
５１ ピストンリング
５３ 外周面
５３Ａ 外周面の後端部
５５ ピストンリングの後部側面
５５Ａ ピストンリングの後部側面の径方向外側部
５５Ｂ ピストンリングの後部側面の径方向内側部
５６ 収容部
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】