特許 7590920 逆流防止機構付きスクリュー、それを備えた射出成形装置、及び逆流防止リング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-19

(45)【発行日】2024-11-27

(54)【発明の名称】逆流防止機構付きスクリュー、それを備えた射出成形装置、及び逆流防止リング

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/52 20060101AFI20241120BHJP

【ＦＩ】

B29C45/52

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021085927

(22)【出願日】2021-05-21

(65)【公開番号】P2022178841

(43)【公開日】2022-12-02

【審査請求日】2024-02-16

(73)【特許権者】

【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】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】千葉 英貴

(72)【発明者】

【氏名】國弘 大介

(72)【発明者】

【氏名】梅田 光秀

(72)【発明者】

【氏名】安江 昭

(72)【発明者】

【氏名】小屋松 博志

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 雄介

【審査官】藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－２３７８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２２３９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０２９７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０９０９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０６９５７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スクリュー本体部と、
前記スクリュー本体部の先端に固定された押金と、
前記押金から離間して先端側に設けられたスクリューヘッドと、
前記押金と前記スクリューヘッドとを連結する連結軸と、
前記押金と前記スクリューヘッドとの間において、前記連結軸を覆うと共に軸方向にスライド自在に設けられた円筒状の逆流防止リングと、を備え、
前記逆流防止リングの外周面に、軸方向に延びた平坦状又は溝状のストライプ部が形成されており、
前記ストライプ部は、前記逆流防止リングにおけるリング本体部の長手方向の全域に亘って設けられている、
射出成形装置用の逆流防止機構付きスクリュー。

【請求項2】

前記ストライプ部が、複数設けられている、
請求項１に記載の逆流防止機構付きスクリュー。

【請求項3】

前記ストライプ部は、前記逆流防止リングの円周方向に等間隔に設けられている、
請求項２に記載の逆流防止機構付きスクリュー。

【請求項4】

前記逆流防止リングは、
リング本体部と、
前記リング本体部における前記スクリューヘッド側の端面から突出して設けられ、前記スクリューヘッドと嵌合するツメ部と、を備えており、
前記逆流防止リングと前記スクリューヘッドとが連れ回り可能である、
請求項１に記載の逆流防止機構付きスクリュー。

【請求項5】

シリンダ内に収容された逆流防止機構付きスクリューによって、溶融樹脂を撹拌すると共に射出する射出機と、
前記射出機から射出された前記溶融樹脂を成形する金型と、を備えた射出成形装置であって、
前記逆流防止機構付きスクリューは、
スクリュー本体部と、
前記スクリュー本体部の先端に固定された押金と、
前記押金から離間して先端側に設けられたスクリューヘッドと、
前記押金と前記スクリューヘッドとを連結する連結軸と、
前記押金と前記スクリューヘッドとの間において、前記連結軸を覆うと共に軸方向にスライド自在に設けられた円筒状の逆流防止リングと、を備え、
前記逆流防止リングの外周面に、軸方向に延びた平坦状又は溝状のストライプ部が形成されており、
前記ストライプ部は、前記逆流防止リングにおけるリング本体部の長手方向の全域に亘って設けられている、
射出成形装置。

【請求項6】

前記ストライプ部が、複数設けられている、
請求項５に記載の射出成形装置。

【請求項7】

前記ストライプ部は、前記逆流防止リングの円周方向に等間隔に設けられている、
請求項６に記載の射出成形装置。

【請求項8】

前記逆流防止リングは、
リング本体部と、
前記リング本体部における前記スクリューヘッド側の端面から突出して設けられ、前記スクリューヘッドと嵌合するツメ部と、を備えており、
前記逆流防止リングと前記スクリューヘッドとが連れ回り可能である、
請求項７に記載の射出成形装置。

【請求項9】

射出成形装置のスクリューに装着される円筒状の逆流防止リングであって、
外周面に、軸方向に延びた平坦状又は溝状のストライプ部が形成されており、
前記ストライプ部は、当該逆流防止リングにおけるリング本体部の長手方向の全域に亘って設けられている、
逆流防止リング。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、逆流防止機構付きスクリュー、それを備えた射出成形装置、及び逆流防止リングに関する。

【背景技術】

【0002】

逆流防止機構付きスクリューを備えた射出成形装置が知られている。例えば特許文献１には、スクリュー本体部に一体に設けられた押金とスクリューヘッドとの間に逆流防止リングがスライド自在に設けられた逆流防止機構付きスクリューが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１０７５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明者は、逆流防止機構付きスクリュー及びそれを備えた射出成形装置の開発に際し、様々な課題を見出した。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるだろう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る逆流防止機構付きスクリューは、スクリュー本体部の先端に固定された押金とスクリューヘッドとを連結する連結軸を覆うと共に軸方向にスライド自在に設けられた円筒状の逆流防止リングを備える。当該逆流防止リングの外周面に、軸方向に延びた平坦状又は溝状のストライプ部が形成されている。

【発明の効果】

【0006】

前記一実施形態によれば、優れた逆流防止機構付きスクリューを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー及びそれを備えた射出成形装置の全体構成を示す模式的断面図である。

【図2】第１の実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー及びそれを備えた射出成形装置の全体構成を示す模式的断面図である。

【図3】第１の実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー及びそれを備えた射出成形装置の全体構成を示す模式的断面図である。

【図4】比較例に係る逆流防止リング２５０の詳細構成を示す斜視図である。

【図5】逆流防止リング２５０とシリンダ１０との関係を表す模式断面図である。

【図6】第１の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成を示す斜視図である。

【図7】第１の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成を示す断面図である。

【図8】第２の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。

【0009】

（第１の実施形態）
＜射出成形装置の全体構成＞
まず、図１～図３を参照して、第１の実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー及びそれを備えた射出成形装置の全体構成について説明する。図１～図３は、第１の実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー及びそれを備えた射出成形装置の全体構成を示す模式的断面図である。
なお、当然のことながら、図１～図３、及び以下で説明するその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

【0010】

図１～図３に示すように、本実施形態に係る射出成形装置は、射出機１００、固定型Ｄ１、及び可動型Ｄ２を備えている。ここで、射出機１００は、シリンダ１０、スクリュー２０、ホッパ３０、及び環状ヒータ４０を備えている。
図１は、射出成形装置において、金型（固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２）のキャビティＣへ溶融樹脂Ｒ２を射出する直前の様子を示している。
図２は、射出成形装置において、金型のキャビティＣへの溶融樹脂Ｒ２の射出が完了した様子を示している。
図３は、射出成形装置において、金型から樹脂成形品Ｒ３を取り出した様子を示している。

【0011】

図１～図３に示すように、射出機１００のシリンダ１０は、ｘ軸方向に延設された筒状部材である。シリンダ１０の先端部（ｘ軸負方向側の端部）は、段階的に細くなっており、ノズル状に形成されている。図示した例では、シリンダ１０の先端部が２段階で細くなっており、射出孔が設けられたシリンダ１０の先端は、固定型Ｄ１に設けられた凹部に嵌め込まれ、固定型Ｄ１に固定されている。

【0012】

図１～図３に示すように、スクリュー２０は、ｘ軸方向に延設され、シリンダ１０に回転可能に収容されている。すなわち、スクリュー２０の回転軸は、ｘ軸に平行である。
スクリュー２０は、本実施形態に係る逆流防止機構付きスクリューであって、スクリュー本体部２１、押金２２、スクリューヘッド２３、連結軸２４、及び逆流防止リング２５を備える。

【0013】

また、スクリュー２０の根元部すなわちスクリュー本体部２１の根元部（ｘ軸正方向側の端部）は、ピストン２０ａを介して回転駆動源であるモータＭＴに連結されている。ピストン２０ａは、図示しないアクチュエータによってｘ軸方向に移動できるため、スクリュー２０もｘ軸方向に移動できる。図２に示すように、スクリュー２０がｘ軸負方向に前進することによって、シリンダ１０の最先端部から溶融樹脂Ｒ２が金型（固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２）の内部に射出される。

【0014】

スクリュー本体部２１は、スクリュー２０の本体部である。スクリュー本体部２１は、スクリュー２０の根元部から先端部に亘ってｘ軸方向に延設されたスクリュー軸と、スクリュー軸の外周面にらせん状に設けられたスクリューブレードとを備える。
押金２２は、スクリュー本体部２１の先端に固定された円板状の部材である。押金２２の径は、スクリュー本体部２１のスクリュー軸の径よりも大きい。

【0015】

スクリューヘッド２３は、押金２２から離間して先端側（ｘ軸負方向側）に設けられた円錐形状の部材である。押金２２の先端側の主面中央部とスクリューヘッド２３の底面中央部とが、スクリュー本体部２１のスクリュー軸と同軸の連結軸２４によって連結されている。すなわち、スクリューヘッド２３は、スクリュー本体部２１と共に回転し、かつ、スクリュー本体部２１と共にｘ軸方向に移動する。図１に示すように、シリンダ１０の先端部に蓄えられた溶融樹脂Ｒ２を、図２に示すように、円錐形状のスクリューヘッド２３の側面（すなわち前面）によって押し出す。

【0016】

逆流防止リング２５は、押金２２とスクリューヘッド２３との間において、連結軸２４を覆うと共に軸方向にスライド自在に設けられた円筒状の部材である。逆流防止リング２５は、図２に示す射出時に、溶融樹脂Ｒ２がスクリューヘッド２３側からスクリュー本体部２１側に逆流するのを防止するために設けられている。そのため、逆流防止リング２５の外径は、シリンダ１０の内径と同程度である。他方、逆流防止リング２５の内径は、連結軸２４の外径よりも大きく、溶融樹脂Ｒ２が通過できる隙間が設けられている。

【0017】

なお、当然のことながら、逆流防止リング２５とシリンダ１０との隙間をゼロにすることはできないため、当該隙間を介した溶融樹脂Ｒ２の逆流を完全に防止することはできない。逆流防止リング２５とシリンダ１０との隙間は、例えば６０μｍ程度である。また、逆流防止リング２５の詳細構成については後述する。

【0018】

ここで、図１～図３を参照して、逆流防止リング２５を含む逆流防止機構の動作について説明する。
図１～図２に示すように、スクリュー２０が前進することによって、溶融樹脂Ｒ２を射出する。その際、逆流防止リング２５は押金２２に略隙間なく当接し、溶融樹脂Ｒ２がスクリューヘッド２３側からスクリュー本体部２１側に逆流するのを防止できる。
なお、特に限定されないが、スクリュー２０が前進して溶融樹脂Ｒ２を射出する際には、スクリュー２０の回転は停止している。

【0019】

他方、図３に示すように、スクリュー２０が後退することによって、射出するための溶融樹脂Ｒ２を計量しつつ、シリンダ１０の先端部に溶融樹脂Ｒ２を蓄える。その際、逆流防止リング２５はスクリューヘッド２３側に移動し、逆流防止リング２５と押金２２との間に隙間が生じる。そのため、逆流防止リング２５と連結軸２４との隙間及び逆流防止リング２５とスクリューヘッド２３との隙間を介して、溶融樹脂Ｒ２がスクリュー本体部２１側からスクリューヘッド２３側に流入する。

【0020】

ホッパ３０は、図１～図３に示した溶融樹脂Ｒ２の原料である樹脂ペレットＲ１をシリンダ１０の内部に投入するための筒状部材である。ホッパ３０は、シリンダ１０のｘ軸正方向側端部の上側に設けられている。

【0021】

環状ヒータ４０は、シリンダ１０の外周面を覆うように、シリンダ１０の長手方向（ｘ軸方向）に沿って並べて設けられている。図１～図３に示した例では、ホッパ３０よりも先端側（ｘ軸負方向側）に、９個の環状ヒータ４０が設けられている。複数の環状ヒータ４０のそれぞれは、例えば、図示しない制御部によって個別に制御される。
なお、環状ヒータ４０の個数や設置範囲は、特に限定されず、適宜決定される。

【0022】

第１の実施形態に係る射出機１００では、ホッパ３０から供給された樹脂ペレットＲ１は、シリンダ１０の内部において環状ヒータ４０によって加熱されつつ、回転するスクリュー２０によって撹拌される。環状ヒータ４０による加熱温度は、例えば２００～３００℃程度である。樹脂ペレットＲ１は、加熱されると共に、スクリュー２０の根元部から先端部に向かって（ｘ軸負方向に）押し出されることによって圧縮され、溶融樹脂Ｒ２に変化する。

【0023】

固定型Ｄ１は射出機１００の先端に固定された金型である。他方、可動型Ｄ２は、図示しない駆動源によって駆動され、ｘ軸方向にスライド移動可能な金型である。可動型Ｄ２がｘ軸正方向に移動し、固定型Ｄ１に当接することにより、図１に示すように、固定型Ｄ１と可動型Ｄ２との間に製造される樹脂成形品Ｒ３（図３参照）の形状に応じたキャビティＣが形成される。

【0024】

次に、図２に示すように、スクリュー２０をｘ軸負方向に前進させ、金型（固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２）の内部すなわちキャビティＣに溶融樹脂Ｒ２を充填させる。金型（固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２）によって溶融樹脂Ｒ２が冷却され、硬化することによって、樹脂成形品Ｒ３が成形される。金型（固定型Ｄ１及び可動型Ｄ２）の温度は、例えば４０～１００℃程度である。
そして、図３に示すように、スクリュー２０がｘ軸正方向に後退すると共に、可動型Ｄ２がｘ軸負方向に移動し、固定型Ｄ１から離型することにより、樹脂成形品Ｒ３が取り出される。

【0025】

＜比較例に係る逆流防止リング２５０の詳細構成＞
図４を参照して、比較例に係る逆流防止リング２５０の詳細構成について説明する。図４は、比較例に係る逆流防止リング２５０の詳細構成を示す斜視図である。
図４に示すように、比較例に係る逆流防止リング２５０は、リング本体部２５１及びツメ部２５２ａ、２５２ｂを備えている。

【0026】

リング本体部２５１は、逆流防止リング２５０の本体部であって、円筒形状を有する部位である。
ツメ部２５２ａ、２５２ｂは、リング本体部２５１におけるスクリューヘッド２３側（ｘ軸負方向側）の端面からスクリューヘッド２３側に突出して、リング本体部２５１と一体に設けられている。換言すると、隣接するツメ部２５２ａ、２５２ｂの間に凹部（切り欠き）が設けられている。ツメ部２５２ａ、２５２ｂが、スクリューヘッド２３に形成された凹部と嵌合するため、逆流防止リング２５０はスクリューヘッド２３と連れ回りできる。

【0027】

図４に示す例では、一対のツメ部２５２ａが対向するように設けられている。また、一対のツメ部２５２ａの間の中央部に、一対のツメ部２５２ｂが対向するように設けられている。
また、ツメ部２５２ａの高さ（回転軸方向の長さ）は、ツメ部２５２ｂの高さよりも大きく、ツメ部２５２ａの幅（円周方向の長さ）は、ツメ部２５２ｂの幅よりも大きい。
さらに、ツメ部２５２ａ、２５２ｂの内周面は、リング本体部２５１の内周面と面一である。他方、ツメ部２５２ａ、２５２ｂの外周面は、スクリューヘッド２３側に向かうにつれて、回転軸方向に傾斜している。

【0028】

ここで、図５は、逆流防止リング２５０とシリンダ１０との関係を表す模式断面図である。上述の通り、逆流防止リング２５０の外径とシリンダ１０の内径とは同程度であるが、図５では、逆流防止リング２５０とシリンダ１０との隙間が誇張して描かれている。

【0029】

図５に示すように、逆流防止リング２５０は、シリンダ１０内において、逆流防止リング２５０の中心軸Ｏ１を回転軸として自転しつつ、シリンダ１０の中心軸Ｏ２を回転軸として公転する。このような逆流防止リング２５０の公転運動は、振れ回り（ホワーリング）と呼ばれる。

【0030】

ここで、逆流防止リング２５０の自転速度ω１は、スクリュー２０の回転速度と同じである。発明者らは、図５に示すように、逆流防止リング２５０とシリンダ１０との隙間の周期的な変化を測定することによって、逆流防止リング２５０の公転速度ω２を調査した。その結果、逆流防止リング２５０の自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１が、１／２（すなわち０．５）であることが分かった。

【0031】

この逆流防止リング２５０の自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１が１／２になる現象は、ジャーナル軸受において観察される「ハーフスピードホワール」に類似した現象であると推察される。このように、比較例に係る逆流防止リング２５０では、自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１が１／２となり、シリンダ１０と逆流防止リング２５０とに、かじり摩耗が発生し易いという問題があった。

【0032】

＜第１の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成＞
次に、図６、図７を参照して、第１の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成について説明する。図６は、第１の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成を示す斜視図である。図７は、第１の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成を示す断面図である。

【0033】

図６に示すように、本実施形態に係る逆流防止リング２５は、図４に示すリング本体部２５１及びツメ部２５２ａ、２５２ｂに加え、ストライプ部２５３を備えている。
ここで、リング本体部２５１及びツメ部２５２ａ、２５２ｂの構成は図４に示した比較例に係る逆流防止リング２５０と同様であるため、説明を省略する。

【0034】

図６に示すように、ストライプ部２５３は、リング本体部２５１の外周面において、軸方向に延設された平坦状な部位である。ストライプ部２５３は、例えば機械加工によって形成される。
図６に示す例では、リング本体部２５１の長手方向（ｘ軸方向）の全域に亘って延びた４本のストライプ部２５３が、円周方向に等間隔に設けられている。

【0035】

なお、ストライプ部２５３の本数は適宜決定され、単数でもよい。ストライプ部２５３が複数の場合、隣接するストライプ部２５３の間隔は等間隔でなくてもよい。また、ストライプ部２５３は、リング本体部２５１の長手方向（ｘ軸方向）に延びていれば、リング本体部２５１の長手方向の一部に形成されていてもよい。さらに、ストライプ部２５３は、平坦状でなく溝状でもよい。
また、ストライプ部２５３は、リング本体部２５１の長手方向に沿って螺旋状に延びていてもよい。

【0036】

図７に示すように、ストライプ部２５３が形成された部位におけるリング本体部２５１の最小外半径Ｒｓは、ストライプ部２５３が形成されていない部位におけるリング本体部２５１の外半径Ｒ（以下、単に「リング本体部２５１の外半径Ｒ」）よりも小さい。そのため、逆流防止リング２５とシリンダ１０との隙間が大きくなり、潤滑剤として機能する溶融樹脂Ｒ２が隙間に充填され易くなる。
なお、ストライプ部２５３の形成によって、溶融樹脂Ｒ２の逆流量は増加する。

【0037】

また、詳細には後述するように、逆流防止リング２５の外周面にストライプ部２５３を形成することによって、逆流防止リング２５の自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１が１／２よりも小さくなる。そのため、本実施形態に係る逆流防止リング２５では、上述の「ハーフスピードホワール」に類似した現象を抑制できる。その結果、比較例に係る逆流防止リング２５０に比べ、シリンダ１０と逆流防止リング２５とにおけるかじり摩耗を抑制できる。

【0038】

ここで、ストライプ部２５３の形成による逆流防止リング２５の外半径の減少率（％）を（Ｒ－Ｒｓ）／Ｒ×１００と定義する。その場合、当該外半径の減少率（％）が、例えば０．０５～２％となるように、ストライプ部２５３を形成する。より好ましくは、外半径の減少率（％）が、０．１～１％となるように、ストライプ部２５３を形成する。
外半径の減少率（％）を０．０５％以上とすることによって、上述の通り、かじり摩耗を抑制できる。他方、外半径の減少率（％）を２％以下とすることによって、溶融樹脂Ｒ２の逆流量を抑制できる。

【0039】

以上に説明した通り、本実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー２０では、逆流防止リング２５の外周面に、軸方向に延びた平坦状又は溝状のストライプ部２５３が形成されている。そのため、逆流防止リング２５の公転速度ω２が、自転速度ω１の１／２よりも小さくなり、上述の「ハーフスピードホワール」に類似した現象を抑制できる。その結果、本実施形態に係る本実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー２０では、比較例に係る逆流防止リング２５０を用いた場合に比べ、シリンダ１０と逆流防止リング２５とにおけるかじり摩耗を抑制できる。

【0040】

（第２の実施形態）
＜第２の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成＞
次に、図８を参照して、第２の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成について説明する。図８は、第２の実施形態に係る逆流防止リング２５の詳細構成を示す斜視図である。
図６に示す逆流防止リング２５では、リング本体部２５１の長手方向（ｘ軸方向）の全域に亘って延びた４本のストライプ部２５３が、円周方向に等間隔に設けられている。
これに対し、図８に示す逆流防止リング２５では、４本のストライプ部２５３ａ及び４本のストライプ部２５３ｂが、円周方向に交互に等間隔に設けられている。

【0041】

ストライプ部（第１のストライプ部）２５３ａは、リング本体部２５１のスクリューヘッド２３側（ｘ軸負方向側）の端部から長手方向（ｘ軸方向）の中央部まで延設されている。ストライプ部（第２のストライプ部）２５３ｂは、リング本体部２５１のスクリュー本体部２１側の端部から長手方向（ｘ軸方向）の中央部まで延設されている。

【0042】

図８において二点鎖線で示すように、ストライプ部２５３ａ、２５３ｂは、リング本体部２５１の長手方向（ｘ軸方向）において、重複するように形成されている。すなわち、ストライプ部２５３ａ、２５３ｂの長さの合計値は、リング本体部２５１の長さ以上である。

【0043】

本実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー２０でも、逆流防止リング２５の外周面に、軸方向に延びた平坦状又は溝状のストライプ部２５３ａ、２５３ｂが形成されている。そのため、逆流防止リング２５の公転速度ω２が、自転速度ω１の１／２よりも小さくなり、上述の「ハーフスピードホワール」に類似した現象を抑制できる。その結果、本実施形態に係る本実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー２０でも、比較例に係る逆流防止リング２５０を用いた場合に比べ、シリンダ１０と逆流防止リング２５とにおけるかじり摩耗を抑制できる。

【0044】

また、本実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー２０では、逆流防止リング２５におけるストライプ部２５３ａ、２５３ｂのそれぞれが、リング本体部２５１の長手方向中央部までしか延設されておらず、全域に亘っては延設されていない。そのため、第１の実施形態に係る逆流防止リング２５を用いた場合に比べ、溶融樹脂Ｒ２がシリンダ１０と逆流防止リング２５と隙間を通過し難くなり、溶融樹脂Ｒ２の逆流量を抑制できる。
その他の構成は、第１の実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー２０と同様であるため、説明を省略する。

【実施例】

【0045】

以下、上述の実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー２０を、比較例及び実施例を挙げて、詳細に説明する。しかしながら、実施形態に係る逆流防止機構付きスクリュー２０は、以下の実施例のみに限定されるものではない。

【0046】

［比較例］
図４に示す逆流防止リング２５０を用いて、逆流防止機構付きスクリュー２０を回転させた際の逆流防止リング２５０の自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１を調査した。図５に示すように、逆流防止リング２５０とシリンダ１０との隙間の周期的な変化を測定することによって、逆流防止リング２５０の公転速度ω２を調査した。
また、逆流防止機構付きスクリュー２０の回転を停止して、溶融樹脂Ｒ２を射出する際の溶融樹脂Ｒ２の逆流量を調査した。

【0047】

自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１の調査では、逆流防止機構付きスクリュー２０の回転速度すなわち逆流防止リング２５０の自転速度ω１を１８２ｒｐｍとした。リング本体部２５１の外半径Ｒを１７．５ｍｍとし、リング本体部２５１の長さを２６ｍｍとした。また、逆流防止リング２５０（すなわちリング本体部２５１）とシリンダ１０との隙間を６０μｍとした。逆流防止機構付きスクリュー２０によって溶融させる樹脂には、オレフィン系熱可塑性エラストマを用いた。

【0048】

溶融樹脂Ｒ２の逆流量の調査では、シリンダ１０の先端に設けられた射出孔を封鎖し、逆流防止機構付きスクリュー２０を前進させた。そして、１５０ＭＰａの圧力を保持しつつ、逆流防止機構付きスクリュー２０の前進量を測定することによって、溶融樹脂Ｒ２の逆流量を算出した。ここで、逆流防止機構付きスクリュー２０の前進量が大きい程、溶融樹脂Ｒ２の逆流量が大きくなる。

【0049】

［実施例１］
図６に示すように、逆流防止リング２５のリング本体部２５１の外周面に軸方向に延設されたストライプ部２５３を形成した以外は、比較例と同様の条件で、自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１及び溶融樹脂Ｒ２の逆流量を調査した。
図６に示すように、リング本体部２５１の長手方向（ｘ軸方向）の全域に亘って延びた４本の平坦状のストライプ部２５３を、円周方向に等間隔に設けた。

【0050】

ここで、ストライプ部２５３の形成による逆流防止リング２５の外半径の減少量（図７におけるＲ－Ｒｓ）を０．１０ｍｍ（１００μｍ）とした。
従って、ストライプ部２５３の形成による逆流防止リング２５の外半径の減少率（％）は、（Ｒ－Ｒｓ）／Ｒ×１００＝０．１／１７．５×１００＝０．５７％である。

【0051】

［実施例２］
逆流防止リング２５のリング本体部２５１の外周面に形成されたストライプ部２５３の本数以外は、実施例１と同様の条件で、自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１及び溶融樹脂Ｒ２の逆流量を調査した。
実施例２では、リング本体部２５１の長手方向（ｘ軸方向）の全域に亘って延びた８本の平坦状のストライプ部２５３を、円周方向に等間隔に設けた。

【0052】

なお、実施例２でも、ストライプ部２５３の形成による逆流防止リング２５の外半径の減少量（図７におけるＲ－Ｒｓ）を０．１０ｍｍ（１００μｍ）とした。
従って、ストライプ部２５３の形成による逆流防止リング２５の外半径の減少率（％）も、（Ｒ－Ｒｓ）／Ｒ×１００＝０．１／１７．５×１００＝０．５７％である。

【0053】

［実施例３］
逆流防止リング２５のリング本体部２５１の外周面に形成されたストライプ部２５３ａ、２５３ｂの本数及び形状以外は、実施例１と同様の条件で、比率ω２／ω１及び溶融樹脂Ｒ２の逆流量を調査した。
実施例３では、図８に示すように、リング本体部２５１の外周面に４本のストライプ部２５３ａ及び４本のストライプ部２５３ｂを、円周方向に交互に等間隔に設けた。

【0054】

図８に示すように、ストライプ部２５３ａは、リング本体部２５１のスクリューヘッド２３側（ｘ軸負方向側）の端部から長手方向（ｘ軸方向）の中央部まで延設されている。ストライプ部２５３ｂは、リング本体部２５１のスクリュー本体部２１側の端部から長手方向（ｘ軸方向）の中央部まで延設されている。リング本体部２５１の長さ２６ｍｍに対し、ストライプ部２５３ａ、２５３ｂの長さを１４ｍｍとした。

【0055】

なお、実施例３でも、ストライプ部２５３ａ、２５３ｂの形成による逆流防止リング２５の外半径の減少量（図７におけるＲ－Ｒｓ）を０．１０ｍｍ（１００μｍ）とした。
従って、ストライプ部２５３ａ、２５３ｂの形成による逆流防止リング２５の外半径の減少率（％）も、（Ｒ－Ｒｓ）／Ｒ×１００＝０．１／１７．５×１００＝０．５７％である。

【0056】

＜調査結果＞
表１に比較例及び実施例１～３における逆流防止リングの自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１及び溶融樹脂Ｒ２の逆流量の調査結果をまとめて示す。表１において、溶融樹脂Ｒ２の逆流量は、所定の基準値に対する割合（％）で示されている。溶融樹脂Ｒ２の逆流量は、基準値以下（すなわち１００％以下）であればよい。

【0057】

【表1】

【0058】

表１に示すように、比較例では、逆流防止リング２５０の自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１が、０．５であった。そのため、比較例に係る逆流防止リング２５０では、上述の「ハーフスピードホワール」に類似した現象が発生し、シリンダ１０と逆流防止リング２５０とに、かじり摩耗が発生し易い。

【0059】

他方、表１に示すように、実施例１及び実施例２では、逆流防止リング２５の自転速度ω１に対する公転速度ω２の比率ω２／ω１が０．４２であり、実施例３では、当該比率ω２／ω１が０．４３であり、０．５よりも小さかった。そのため、実施例１～３に係る逆流防止リング２５では、上述の「ハーフスピードホワール」に類似した現象を抑制できる。その結果、比較例に係る逆流防止リング２５０に比べ、シリンダ１０と逆流防止リング２５とにおけるかじり摩耗を抑制できる。
なお、逆流防止リング２５の公転の振幅は、実施例１～３のいずれも比較例と同等であった。

【0060】

表１に示すように、溶融樹脂Ｒ２の逆流量は、比較例において最も小さく、実施例３、実施例１、実施例２の順に大きくなる。すなわち、溶融樹脂Ｒ２の逆流量については、ストライプ部２５３又はストライプ部２５３ａ、２５３ｂの形成により増加する。しかしながら、実施例１～３における溶融樹脂Ｒ２の逆流量は、いずれも基準値の半分以下であり、問題ない。

【0061】

ここで、実施例３に係る逆流防止リング２５では、ストライプ部２５３ａ、２５３ｂのそれぞれが、リング本体部２５１の長手方向中央部までしか延設されておらず、全域に亘っては延設されていない。そのため、実施例３に係る逆流防止リング２５では、実施例１、２に係る逆流防止リング２５よりも、溶融樹脂Ｒ２がシリンダ１０と逆流防止リング２５と隙間を通過し難くなり、溶融樹脂Ｒ２の逆流量を抑制できたものと考えられる。

【0062】

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0063】

１０ シリンダ
２０ スクリュー
２０ａ ピストン
２１ スクリュー本体部
２２ 押金
２３ スクリューヘッド
２４ 連結軸
２５ 逆流防止リング
３０ ホッパ
４０ 環状ヒータ
１００ 射出機
２５１ リング本体部
２５２ａ、２５２ｂ ツメ部
２５３、２５３ａ、２５３ｂ ストライプ部
Ｃ キャビティ
Ｄ１ 固定型
Ｄ２ 可動型
ＭＴ モータ
Ｒ１ 樹脂ペレット
Ｒ２ 溶融樹脂
Ｒ３ 樹脂成形品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】