(57)【要約】      （修正有）【課題】スクリュー軸の先端部を支持リングで支持して軸振れを防止するセラミック押出成型機について、スクリュー羽根の先端部の衝突による衝撃を緩和し支持リングの摩耗損傷を抑制して支持リングの耐久性を大きく向上する方法の提供。【解決手段】セラミック成型品の押出成型機の一端支持のスクリュー軸の先端部を支持して軸振れを抑制して、シリンダー内周面とスクリュー羽根の先端部外周を保護する支持リング３の長さがスクリュー羽根の１．０ピッチ又は２．０ピッチより長く、支持リング３が高硬度合成樹脂であってその外周に弾性支持層３ａがあり、弾性支持層３ａが半径方向に予圧縮された状態でシリンダー１の支持リング保持部１１に保持されており、スクリュー軸の先端部が衝突するときは支持リング３内周面に対して１点以上又は２点以上で衝突し、弾性支持層３ａの弾性支持力によって緩和される様にするセラミック成形用押出成型機。【選択図】図２
2018020490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持リング３でスクリュー軸２の先端部を支持し軸振れを抑制して、衝突による摩耗損傷からシリンダー内周面とスクリュー羽根２ａの先端外周部を保護する支持装置を備えているセラミック成型品の押出成型機において、
上記支持リングの長さがスクリュー羽根の１ピッチよりも長く、
上記支持リング３が高硬度合成樹脂であってその外周に弾性支持層３ａがあり、当該弾性支持層が半径方向に予圧縮された状態で上記支持リング３がシリンダー１の支持リング保持部１１に装着されており、
スクリュー軸の先端部が支持リングの内周面に１点以上で衝突し、当該衝突による衝撃が上記弾性支持層の弾性によって緩和されるようになっていることを特徴とするセラミック成型品の押出成型機。
【請求項２】
上記支持リングの長さがスクリュー羽根の２ピッチより長く、スクリュー軸の先端部が支持リングに２点以上で衝突してその衝撃が２点以上に分散されるようになっていることを特徴とする請求項１のセラミック成型品の押出成型機。
【請求項３】
上記支持リング３の外周の上記弾性支持層が弾性樹脂スリーブによるものであり、当該弾性支持層が軸方向に圧縮されて半径方向に予圧縮されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のセラミック成型品の押出成型機。
【請求項４】
上記支持リング３の外周に多数の環状溝ｇを有し、当該環状溝にそれぞれ嵌合された多数のＯリングで上記弾性支持層が形成されており、上記Ｏリングが上記支持リング保持部１１の内周面で半径方向に潰されて予圧縮されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のセラミック成型品の押出成型機。
【請求項５】
支持リング３の外周に多数の弾性リングが密接して装着されて上記弾性支持層が形成されており、当該弾性支持層が軸方向に圧縮されて半径方向に予圧縮されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のセラミック成型品の押出成型機。
【請求項６】
支持リング３の上記高硬度合成樹脂がロックウエルＭ１００以上の合成樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２のセラミック成型品の押出成型機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はセラミック成型品の押出成型機、殊にそのスクリュー軸の支持機構に関するものであり、具体的には一端支持されたスクリュー軸の先端部を合成樹脂製の支持リングで支持してその振れを防止する軸振れ防止装置に関するものである。
一端支持されたスクリュー軸の先端部を支持リングによって支持する支持機構について、スクリュー軸の先端部が上記支持リング内周面に衝突するときのその衝撃を緩和して支持リング内周面の摩耗損傷を低減し、これによって支持リングの耐久性を大幅に延長することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミック成型品の押出成型機におけるスクリュー軸の軸受け方法に関する技術として次の従来技術１があり、また、一端支持によるスクリュー軸の先端部の振れ止めに関する技術として従来技術２がある。そしてこの従来技術２は一端支持のスクリュー軸の先端部に支持リングを設けたものであってこの出願の発明の前提技術に当るものである。
（１）従来技術１
従来技術１のセラミック成型品の押出成型機（以下、これを単に「セラミック押出成型機」ともいう）には一端を軸受けした一端支持のものと、先端をも軸受けした両端支持のものがある。そして、一端支持によるスクリュー軸についてその支持を安定させるために先端をも軸受けにして両端支持にしたものである。
一端支持のスクリュー軸２は先端がフリーであるからその支持が不安定であるというデメリットがあるが、支持機構が簡単でスクリュー軸の組み付け取り外しが簡単容易であり、セラミック坏土が軸受けによる流動抵抗を受けることがない等のメリットがある（特開２０１１−１３１６０８号公報）。
【０００３】
他方、一端支持のスクリュー軸の根元が軸継ぎ手ｊによって抜き差し自在に駆動軸に連結されているものがある（図１（ｂ）参照）。そしてこのものではその軸継ぎ手ｊによる連結部にガタがあるので、このガタ分だけスクリュー軸２が自重で傾斜してその先端部が下方に偏心する。
【０００４】
ところで、押出成形中はシリンダー１内が高圧であり、この高圧がスクリュー軸２に作用するが、定常運転時は内圧が安定して、これはスクリュー軸２の全周にほぼ均等にかかるので偏荷重としてスクリュー軸に作用することはなく、したがって、定常運転中にスクリュー軸が振れることはないといえる。
しかし、実際にはシリンダー内のセラミック坏土の密度や流れの小さなバラツキがあり、このためにスクリュー軸にかかるラジアル荷重が部分的に不均一であって変動する。このためにスクリュー軸にかかる圧力がその全長・全周において必ずしも均一ではなく、したがって、スクリュー軸２は不規則に振れる。そして、この不規則な振れは先端部において最も著しいが、しかし、このような振れのために定常運転において不都合を生じることはない。
【０００５】
また、セラミック押出成型機については、そのスクリュー回転速度が比較的遅く（例えば６０ｒｐｍ以下）、押出成型の精度向上に伴って押出圧力が高圧になっており（２００ｋｇ／cm２）、また、押出圧力を高くするためにスクリュー軸２とシリンダー１の内面とのクリアランスｓ１（図１−１）が小さくなっている（例えば１mm以下）。
【０００６】
そしてまた、シリンダー１の流入口へのセラミック坏土の送り込みを安定させるために送りローラ２０があり（図１（ｂ）参照）、当該送りローラ２０によってセラミック坏土が安定的に送り込まれ、そして安定的にスクリューに取り込まれるようになっている。
ところで、電源スイッチＯＮで混練装置、脱気装置、送りローラ２０、押出スクリュー等が始動し原料が投入されると、セラミック坏土が空気とともにシリンダー１に送り込まれ、そして、空気を巻き込んだ状態でスクリュー軸２に取り込まれる。そしてスクリュー軸２に取り込まれたセラミック坏土は螺旋状の溝にそって旋回しながら前進するが、このセラミック坏土の流れは運転開始直後の段階では不連続で不安定であり、多量の空気を巻き込んでおりその密度、硬さ、流動性に大きなバラツキがある。
このため、運転開始から短時間の間、スクリュー軸の螺旋溝を前進するセラミック坏土の流れが部分的に不均一で、部分的な流動抵抗の不均一がある。そして、運転開始から一定時間後に短い時間だけスクリュー軸の先端が不規則に振れるという現象が見られる。
【０００７】
そして、セラミック坏土が硬くて流動性が低いほど上記現象が生じる傾向が強く、そして、シリンダー１にセラミック坏土が満たされてその密度が均一になると、その流れが安定するので上記現象は解消される。
そして、上記軸振れが激しくなるとスクリュー羽根２ａの先端部がシリンダー内周面に激しく衝突する。そしてこれが繰り返されるとシリンダー内周面がスクリュー羽根２ａで囓られて摩耗損傷するとともにスクリュー羽根２ａの外周も摩耗することになる。
【０００８】
〔従来技術１とスクリュー軸の振れについて〕
従来技術１の一端支持構造のもの（図１（ａ）参照）についてそのスクリュー軸先端部の振れをマイクロゲージで測定した。この軸振れ試験の結果が図７に示されている。
この軸振れ試験の対象はシリンダー内径が５１mm、スクリュー外径Ｄが５０mmでスクリュー軸の長さＬが９５０mm（Ｄ／Ｌは１９．０）、スクリュー羽根の１ピッチが３５mmのセラミック押出成型機）である。
使用した原料はコーディライト、その硬度は９．０（日本碍子株式会社製の粘度高度計による）である。
そして、スクリュー軸の回転速度は１２rpm、である。スクリュー軸先端部の振れを縦横両方向についてダイヤルゲージで計測した。なお、測定開始時のダイヤルゲージの目盛り設定はゼロである。
【０００９】
この図７のグラフにおける横軸は電源ＯＮからの経過時間を表し、縦軸はスクリュー軸の先端の振れの大きさを表している。
そして点線グラフは横方向の振れを示し、実線グラフは縦方向の振れを示している。
運転開始から８０秒後にスクリュー軸の先端の振れが激しくなり、１６０秒後に振れは落ち着いてきたことを示している。そして、この傾向は縦方向振れと横方向振れとで違いはないが、横方向振れよりも縦方向振れの方が激しいことを示している。
スクリュー軸２の先端部が激しく振れるのは運転開始から押し出しが始まるまでの間の短時間（約１分間）であり、通常の押出成形中は激しい振れはないことが示されている。
そしてまた、横方向振れは最大４００μｍ、縦方向振れは最大８００μｍであって両方の振れの大きさは著しく相違するが、大きい振れの前後では縦方向と横方向とで格別違いはない。
【００１０】
以上は、一端支持のスクリュー軸の運転開始直後の短時間に生じる軸振れに関することであるが、他方、両端支持の長尺スクリュー軸（Ｌ／Ｄが大きいスクリュー軸）の場合は軸が撓んで中央部が振れ、シリンダー内面と干渉するようになるので、中間部に軸受けを設けこれでスクリュー羽根の外周を支承させることによって軸振れを防止することが周知である（実公昭４９−２７４２５号公報）。
【００１１】
（２）従来技術２
また、一端支持されたスクリュー軸についてその先端部に支持リング３を設けてスクリュー軸２のスクリュー羽根２ａの外周を支持させて軸振れを制止するものがある（従来技術２、図１（ｂ）参照）。このもののシリンダー、スクリュー軸、支持リングの関係、スクリュー軸２とシリンダー１とのクリアランスｓ１、スクリュー軸２と支持リング３とのクリアランスｓ２は図１−１の如くである。
【００１２】
そして、クリアランスｓ１はクリアランスｓ２より大きく、スクリュー軸２が軸継ぎ手ｊのガタ分だけ下がって先端部が偏心（偏心量ｅ）したとき、クリアランスｓ１，ｓ２は下方で小さく上方で大きい。
支持リング３の内径Ｄ２はシリンダー１の内径Ｄ１よりも小さいので、先端部が振れるとスクリュー軸２の先端部（スクリュー羽根２ａの先端部）が上記支持リング３の内周面に衝突して支持され、このことによってスクリュー軸２のスクリュー羽根２ａが振れてシリンダー１の内周面に衝突することが回避される。
【００１３】
さらにいえば、支持リング３の内周面にスクリュー軸２の先端部（スクリュー羽根２ａの先端部）が衝突することにより、シリンダー１の内周面とスクリュー軸２の先端部が衝突して摩耗損傷することを防止するのであるから、支持リング３は一種の摩耗材であるといえる。
【００１４】
ところで、軸が振れてもスクリュー軸２の先端部が支持リング３に衝突して支持されればその中央部がシリンダー内周面（以下、「内面」ということもある）と干渉することはないので、スクリュー軸２の先端部に支持リング３が設けられている場合が多い。そしてこの場合は、支持リング３の内周面にスクリュー羽根２ａの先部（軸方向端部）が衝突することのないように、支持リング３の先端をスクリュー羽根２ａの先端からほぼ１ピッチ相当分だけ後退させている（図１（ｂ）における後退量ｆを参照）。
【００１５】
〔従来技術２とスクリュー軸の振れ止め〕
図８は、一端支持のスクリュー軸の先端部に支持リングを備えている従来技術２（図１（ｂ））の軸振れについての試験（軸振れ試験）の結果である。
この試験２の対象は上記の従来技術１についての試験１の対象に支持リングを装着したのと同じである。
支持リングの内径は５０．５mmであり、その内周面とスクリュー軸とのクリアランスは平均０．２５mmである。そして、支持リングの長さは５０mm（スクリュー羽根の１ピッチの約１．４倍）であり、その先端がスクリュー羽根２ａの先端からｆだけ後退している。なお、この後退量ｆは４０mmでありスクリュー羽根の１ピッチ超である。
そして、この従来技術２についての試験２の方法は従来技術１についての試験１と同じである。
図８における点線グラフは横方向振れを示しており、実線グラフは縦方向の振れを示している。横方向振れは支持リングによって約３００μｍ程度に抑えられており、縦方向振れが支持リングによって２００μｍ以下に抑えられていることが両グラフから読み取れる。
【００１６】
他方、スクリュー軸２が細長（いわゆるＤ／Ｌが大きいこと）くて剛性が乏しいときに支持リングを先端部に配置して当該先端部の軸振れを制止すると、その中央部が振れてシリンダー内面に衝突し、中央部が摩耗損傷することがある。
スクリュー軸２が細長くて上記のような現象が生じる場合は、これに備えてスクリュー軸の先端部と中央部との中間位置に支持リング３を配置してスクリュー軸の先端部の振れと中央部の振れを制止するようにしている。
なお、上記の「中間位置」は支持リング３の後退量ｆ（図１（ｂ）参照）がスクリュー軸の長さＬの１／４〜１／３程度のところである。
【００１７】
因みに、スクリュー軸の先端部と中央部との中間位置に支持リングを配置することの作用について釈明すれば、次のようである。
すなわち、仮に支持リング３による支持位置がスクリュー軸２の中央部であると、そのために先端部が支持リングよりも先に大きく張り出してその張出し長さが長くなり、その結果、先端部が振れてシリンダー内面に衝突するようになる場合がある。中央部ではなくて先端部と中央部との中間位置（後退量ｆがスクリュー軸全長の１／４〜１／３程度の位置）に支持リングを配置することの技術的意義は、支持リングから先への張出し長さが余り長くない程度に支持リングを後退させて上記のようになるのを未然に回避することである。
【００１８】
〔支持リングの材質について〕
支持リング３は耐摩耗性が高い材料によるものでなければならず、また、その摩耗粉がセラミック成型品に混入してその品質を害するものであってはならず、さらにまた、上記支持リング３はこれに衝突してスクリュー羽根２ａが摩耗損傷するものであってはならない。
以上のようなことから、素材として特殊で極めて高価な高硬度合成樹脂が用いられている。
【００１９】
さらに、支持リング３が極めて高い耐摩耗性の剛性樹脂によるものであっても、金属製のスクリュー羽根２ａが繰り返し衝突すれば、スクリュー羽根２ａで囓られて摩耗損傷することが避けられず、その結果、その摩耗粉がセラミック坏土に混入することになる。
しかし、従来技術２における支持リング３は混入した摩耗粉がセラミック成型品の焼成工程で焼失されるので、これがセラミック製品に残留してその品質を害することはない。従来技術２における支持リング３が金属ではなくて合成樹脂であるのはこのためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
この発明は上記従来技術２を前提技術とするものである。
そして、この従来技術２は、スクリュー軸２の先端部に支持リング３があり、上記のとおり、スクリュー軸２が振れたときスクリュー羽根２ａの先端部を支持して振れを制止し、スクリュー羽根２ａがシリンダー内周面に衝突するのを防止してこれらが摩耗損傷するのを防止するものである。
【００２１】
スクリュー羽根２ａの外周は線状の螺旋状面である。そして、スクリュー軸２が大きく振れて支持リング３の内周面に衝突するときはスクリュー羽根２ａの螺旋状面が回転しながら衝突することになる。そして、このような衝突が繰り返されると支持リング３の内周面が囓られて摩耗損傷する。そして、支持リング３の内周面の摩耗損傷が著しくなると、支持リングが所期の作用を奏し得なくなってスクリュー羽根２ａとシリンダー内周面とが衝突することが回避されるので、その前に支持リングを新品に交換しなければならない。
【００２２】
他方、支持リング３の取り替え時期が途過してしまうとスクリュー羽根２ａがシリンダー内周面と干渉するようになり、そのためにこれらが摩耗損傷し、そしてその金属摩耗粉がセラミック坏土に混入してセラミック製品の品質を害することになる。このようなことから早めにメンテナンスする必要でありメンテナンスに多くのコストを要する。
【００２３】
そこでこの発明の課題は、セラミック押出成型機のスクリュー羽根２ａの先端部の支持リング３との衝突による衝撃を緩和してその摩耗損傷を抑制して支持リング３の耐久性を大幅に向上できるようにその支持構造を工夫することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
セラミック成型品の押出成型機のスクリュー軸２の先端部を支持リング３で支持し軸振れを抑制してシリンダー内周面とスクリュー羽根２ａの先端部外周面を保護する支持装置について、
（イ）上記支持リングの長さがスクリュー羽根の１ピッチよりも長く、
（ロ）上記支持リングが高硬度合成樹脂であってその外周に弾性支持層３ａがあり、当該弾性支持層が半径方向に予圧縮された状態でシリンダー１に保持されており、
（ハ）スクリュー軸の先端部が支持リング内周面と１点以上で衝突し、当該衝突による衝撃が上記弾性支持層の弾性によって緩衝されるようになっていること。
【００２５】
なお、スクリュー軸の先端部と中間部との間に支持リングが配置されているものもこの発明の対象であるから、上記の「先端部」は必ずしも文字通り先端部を意味するものではなく、これに相当する範囲では先端部と中央部の中間部もこれに相当する。
【００２６】
〔作用〕
支持リング３の長さがスクリュー羽根２ａの１ピッチより長いから、上記軸振れが３６０度全方向のいずれであってもスクリュー羽根２ａは必ず１点以上で支持リング内周面に衝突するからシリンダー内周面に衝突することない。したがって、衝突時の衝撃は必ず支持リングで受け止められる。
そしてまた、支持リング３はその外周の弾性支持層３ａが半径方向に予圧縮された状態でシリンダー１に装着されていて、所定の半径方向の弾発力でシリンダー１に保持されているので、スクリュー軸２の軸振れでスクリュー羽根２ａの先端部が支持リング３の内周面に衝突するときその衝撃は弾力的に支持される。したがって、上記衝撃は上記弾性支持層３ａの弾発力によって緩和され、支持リング内周面の摩耗損傷は抑えられる。
それゆえ、スクリュー軸の先端部の衝突の繰り返しによる支持リング内周面の摩耗損傷が低減され、また、スクリュー羽根の摩耗損傷が低減される。
【００２７】
この発明の特徴の主要な技術的事項について説明する。
〔支持リングによる支持位置〕
スクリュー軸が細長くてラジアル荷重に対する剛性が乏しいとその中間部が撓んで振れる場合があるが、この場合は支持リング３をスクリュー軸２の先端部と中間部の間の適切な位置に配置することにより中間部の振れと先端部の振れの両方が抑制されるので、スクリュー軸の中間部が振れてシリンダー内周面と衝突することは防止され、また先端部が振れてシリンダー内周面に衝突することも防止される。
そして、この場合も支持リング３がスクリュー軸２の先端部にある場合と同様に上記作用効果を奏し、支持リング３の耐久性が向上する。
そして、上記の「スクリュー軸２の先端部と中間部の間の適切な位置」は、スクリュー軸の先端からその全長の１／４〜１／３の適切な位置である。
【００２８】
〔支持リングの硬度〕
上記の高硬度合成樹脂は耐摩耗性が極めて高くなければならず、そのために硬度がロックウエルＭ１００又はこれと同等以上（例えばロックウエル硬度Ｍ９０以上）のものでなければならないが、スクリュー軸の振れが大きくなく摩耗損傷が格別顕著でないと予想される場合はそれよりも低廉の合成樹脂を使用することもできる。
【００２９】
〔支持リングの長さの下限〕
支持リング３はシリンダー内周面とスクリュー軸の衝突を回避してこれらが摩耗損傷するのを防止するための摩耗材であるから、その長さについては、所期の作用を奏する限度で可及的に短くすること、そして、格別の理由があるときはそれに応じて長くするというのが基本である。
スクリュー軸が振れるときその先端部のスクリュー羽根外周を支持するというそもそもの目的からすれば、支持リング３の長さはスクリュー羽根の１ピッチ相当分である。
そしてこの発明においてはその課題をより高度に解決するために必要な支持リング３の長さはスクリュー羽根２ａの１ピッチ分より大きいことである。
【００３０】
すなわち、スクリュー軸２は回転しながら３６０度の全ての方向に振れるから、支持リングがスクリュー羽根２ａの１ピッチよりも短ければスクリュー羽根の山の一つが支持リングの内周面に衝突する可能性が高いが、支持リングがスクリュー羽根の溝に落ち込む可能性もあり、1ピッチより少し長ければ必ずスクリュー羽根の１点で支持リングの内周面に衝突し、２点で衝突する可能性もある。そして、２ピッチに近いほど２点で衝突する可能性が高く、２点で衝突すれば衝撃が２点に分散されるので、２点で衝突する確率が高いほど支持リングの内周面の摩耗損傷は低減されることになる。
【００３１】
そして、支持リング３の長さがスクリュー羽根の２ピッチ超であればスクリュー軸は必ず２点で支持リング内周面に衝突し、その衝撃は必ず２点に分散されることになる。このように衝撃が２点に分散されればその衝突による支持リング内周面のダメージは大きく減少されるが、必ず２点で衝突するので支持リングの内周面の単位面積当たりの衝突回数が２倍になるので、その分だけ支持リングの内周面のダメージが大きくなる。
【００３２】
ところで、スクリュー羽根の衝突による支持リング内周面の摩耗損傷の程度はその衝撃の強さと衝突回数に左右されるが、衝撃の強さの方が衝撃回数よりも影響が大きく、衝撃が大きければ衝突面のダメージはより大きいが、衝撃が小さければ衝突面のダメージはより小さいといえる。
したがって、衝突による衝撃を確実に２点（少なくとも２点）に分散させて衝撃を低減することによって支持リング内周面の摩耗損傷は顕著に低減される。
【００３３】
〔支持リングの長さの上限〕
支持リングの長さについては、摩耗材として必要な限度であることが基本であるのは上記のとおりであり、そしてまた、その長さの上限はどのようなものかは、この出願の発明に特有の問題ではなく、個々の具体的な設計における問題である。
【００３４】
他方、支持リング３の長さをスクリュー羽根のピッチ超にすることには上記のとおりの格別の技術的意義はあるが、しかし、３ピッチ超にすることには格別顕著な意義はない。
以上のとおりであるが実際上の観点からすれば、その長さの上限は２ピッチ分よりも長く３ピッチ分よりも短いところがより適切であり、結局のところほぼ２．５ピッチ分程度が有効な上限であるといえる。
【００３５】
〔弾性支持層の素材〕
支持リング３の長さがスクリュー羽根２ａの１ピッチであればスクリュー軸２が振れて支持リング３の内周面に衝突するのはスクリュー羽根の１点であり、２ピッチであれば２点であるのは上記のとおりである。そして、支持リング３は高硬度合成樹脂であり、外側の弾性支持層の広い面で支持されるから、弾性支持層の比較的小さい弾発力で比較的大きい衝撃力が受け止められることになる。
したがって、弾性支持層はその弾発力ｐが予想される衝撃力とバランスする程度のものでなければならないが、衝撃を受けて反応する程度の弾性がある必要がある。
【００３６】
〔実施の態様〕
（２）実施態様１
実施態様１は支持リング３の外周面に弾性合成樹脂スリーブ４を嵌めて弾性支持層３ａが形成されていて、当該弾性支持層が半径方向に予圧縮された状態で支持リング３がシリンダー１に保持されているものである。
〔利点〕
高硬度合成樹脂の支持リング３の外周に弾性合成樹脂スリーブを嵌めることで弾性支持層３ａを容易に形成することができ、また、ねじリング等で弾性支持層を軸方向に圧縮することによってこれを容易に半径方向に予圧縮することができる。
そして、弾性合成樹脂スリーブの材質、硬さ、厚さを加減し、また軸方向の締め代を加減することで必要な予圧縮力（弾発力）が容易に得られる。
【００３７】
なお、上記合成樹脂スリーブは押出成形、型成形などで簡単に成形することができる。また、弾性合成樹脂スリーブは、耐衝撃性に優れた合成樹脂（例えば、ポリウレタン等）であればよく、特別の合成樹脂である必要はない。
【００３８】
（１）実施態様２
実施態様２は支持リング３の外周の多数の環状溝にそれぞれＯリングが装着されて弾性支持層３ａが形成されていて、当該弾性支持層が半径方向に予圧縮された状態で支持リング３がシリンダー１に保持されているものである。
〔利点〕
高硬度合成樹脂製の支持リング３の外周に多数の環状溝を設け、これに多数のＯリングをそれぞれ装着することで支持リング３の外周に多数のＯリングによる弾性支持層３ｂを容易に形成することができ、また、シリンダー１に支持リング３を所定の締め代で押し込んでＯリングを潰すことによって容易に半径方向に予圧縮することができ、簡単容易に支持リング３をシリンダー１に装着することができる。
そして、Ｏリングの数、太さ、支持リング外周面からの突出高さ（締め代）、Ｏリングの材質及びその硬さを加減することで、必要な予圧縮力（弾性支持力）を容易に得ることができる。
【００３９】
なお、Ｏリングは耐衝撃性に優れた合成樹脂（例えば、ニトリルゴム等）であればよく、特別の合成樹脂である必要はない。
【００４０】
〔実施態様３〕
実施態様３は支持リング３の円筒状外周に多数の弾性リング４を密接して装着することで弾性支持層３ａが形成されており、当該弾性支持層３ａを軸方向に圧縮して半径方向に予圧縮した状態で支持リングがシリンダー１に保持されているものである。
〔利点〕
上記弾性リング４の断面形状は四角形がよく、多数の弾性リングを密接して支持リング３に装着し、これを軸方向に圧縮することで予圧縮することができ、そのときの締め代を加減することで容易に必要な予圧縮力を得ることができる。
そして、密接した多数の弾性リングで弾性支持層が形成されているので、弾性支持層の取り付け取り外しが容易である。
【００４１】
なお、この実施態様３は実施態様１と実施態様２を組合せたものであり、支持リング３の外周に多数の環状溝を設ける必要は無く、また、その断面形状が四角形でもよく紐状体でもよいので、これを製作が容易であるという利点がある。
【発明の効果】
【００４２】
上記のとおり、スクリュー軸３が振れてスクリュー羽根の先端部が支持リング３の内周面に衝突するときはスクリュー羽根の外周面（螺旋状の線状面）が回転しながら衝突することになるので、その衝撃で支持リング内周面が繰り返し囓られ擦られて摩耗損傷することになる。
この発明では支持リングの全長がスクリュー羽根２ａの１．０ピッチ超であるので、３６０度全方向の軸振れが必ず支持リング３の内周面で受け止められる。そしてまた、支持リング３の外周の弾性支持層が予圧縮された状態でシリンダー１に装着されているので、スクリュー軸２の３６０度全方向の振れによる衝撃が必ず弾性支持層の弾発力によって緩和される。
したがって、支持リングの内周面に対するスクリュー羽根２ａの３６０度全方向の衝撃が緩和され、支持リング内周面の摩耗損傷が大きく低減され、そして、支持リング３の耐久性が大きく延長される。
【００４３】
なお、この発明によれば、衝撃の分散と弾性支持層の弾性による衝撃の緩和とによって支持リング３の摩耗損傷を大きく低減することができるので、軸振れが小さくて衝撃が大きくない場合（セラミック坏土の硬度が低くて流動性が高い場合等）は、ロックウエルＭ１００よりも若干硬度が低い高硬度合成樹脂の支持リング３を使用することもできようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）は従来技術１の説明用参考図、（ｂ）は従来技術２の説明用参考図
【図１−１】は従来技術２におけるスクリュー軸の下方への偏心状態を模式的に示す断面図
【図２】は実施例１の要部断面図、
【図２−１】（ａ）は実施例１の支持リングの正面図、（ｂ）は同縦断面図
【図３】（ａ）は実施例１の要部断面図、（ｂ）は実施例１の弾性支持層の予圧縮状態を示す一部拡大図
【図４】（ａ）は実施例２の要部断面図、（ｂ）は実施例２の弾性支持層の予圧縮状態を示す一部拡大図
【図５】（ａ）は実施例３の要部断面図、（ｂ）は実施例３の円錐スリーブの断面図
【図６】は支持リングの弾性特性と予圧縮領域、緩衝領域の関係を模式的に示す説明用参考図
【図７】は一端支持の従来技術１のスクリュー軸の振れ試験の結果を示すグラフ
【図８】は一端支持の従来技術２のスクリュー軸の振れ試験の結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００４５】
この発明の具体的な実施形態は個々のセラミック押出成型機の用途や設計仕様によって様々であって各部の寸法の範囲は、例えばシリンダー内径Ｄ１も３１〜３１４mmと広い。
そしてシリンダー内径Ｄ１が上記の範囲のときのその他の主要な寸法の範囲は例えば次のようである。
（１）スクリュー軸長Ｌは５００〜２，２００mm
（２）スクリュー軸２とシリンダー内周面間のクリアランス（（Ｄ１−Ｄ）／２）は０．５〜２mm
（３）支持リングの厚さ（ｄ１−Ｄ１）は５〜２７mm、
（４）支持リングの弾性支持層の厚さは２〜１０mm
以上のように、セラミック押出成型機の大きさの現状、原料に寄り、用途により、能力により、極小から極大まで様々であるが、次いでスクリュー外径Ｄが１４８．６mm、シリンダー内径Ｄ１が１５０mm、スクリュー軸長Ｌが２，２００mmの実施例（実施例１、実施例２、実施例３）について説明する。
【００４６】
〔実施例１〕
実施例１を図２、図２−１、図３を参照して説明する。
シリンダー１は取り込み側と押出側とに長手方向で４分割されていて、押出側を分離した状態でスクリュー軸２が取り込み側にある軸継ぎ手ｊに抜き差し自在に連結される。
この実施例１はスクリュー外径Ｄが１４８．６mm、シリンダー内径Ｄ１が１５０mmであるから、スクリュー羽根外周面とシリンダー内面との間のクリアランスｓ１は０．７mmである。
なお、このスクリュー軸２のスクリュー羽根２ａのピッチは９０mmである。
【００４７】
支持リング３は特別の高硬度合成樹脂製（例えば、グサークアンドジャパン社製、商品名：ルイテックス、硬度：ロックウエルＭ１００）の円筒体であり、その長さＬ３が１６０mm（スクリュー羽根２ａの１ピッチの約１．８倍）、内径Ｄ２は１４９．０mm、厚さが１０mm、外径ｄ１が１６９．０mmである。そして、支持リング３に外径ｄが１７２mmの合成樹脂スリーブ４が嵌められて弾性支持層３ａが形成されている。
合成樹脂スリーブ４はポリウレタンによるものである。
【００４８】
シリンダー１の支持リング保持部１１の内径は合成樹脂スリーブ４の外径ｄ（１７２mm）と等しく、支持リング３が合成樹脂スリーブ４とともに当該支持リング保持部１１に挿入されている。
支持リング保持部１１の外端部にうちネジ１１ａがあり（図３（ａ）参照）、当該うちネジ１１ａにねじリング１３が螺合されている。ねじリング１３が締め込まれると押さえリング１４が押され、押さえリング１４によって合成樹脂スリーブ４が軸方向に圧縮される。
合成樹脂スリーブ４は一定の空間内で軸方向に圧縮されるのでその圧縮力に比例した弾発力ｐを生じる。そしてこの弾発力ｐが支持リング３に対する弾性支持力となり、支持リング３は弾性支持層３ａが予圧縮されていることでシリンダー１の支持リング保持部１１にしっかりと保持される。
【００４９】
なお、弾性支持層３ａによる支持リング３に対する弾性支持力Ｆ１、弾性領域上限の弾性支持力Ｆ２は、合成樹脂スリーブ４の硬さ厚さ及びねじリング１３の締め込み量等を加減することによって容易に調整される。そして、弾性支持層３ａについては一定の予圧縮によって必要な弾発力Ｆ１（図５参照）が得られ、そして、これにより衝撃に対して適切に作用するように調整される。
【００５０】
〔弾性支持層３ａによる弾性支持力と緩衝作用について〕
次いで、弾性支持層３ａによる弾支持リング３に対する弾性支持力について図６を参照しつつ簡単に説明する。
合成樹脂スリーブ４による弾性支持層３ａが仮に自由状態で軸方向に圧縮される（歪みα）と一定の比で半径方向に伸長する（伸長量β＝ａ×α）が、弾性支持層３ａは自由状態ではないので、半径方向に一定量（上記β）だけ圧縮されたのと同じ弾発力ｐ（図３（ｂ）参照）が半径方向に生じる。尚、上記のａは合成樹脂スリーブ（弾性支持層３ａ）の物性による係数（ポアソン比）である。
【００５１】
弾性支持層３ａが軸方向に圧縮されたときのその半径方向の弾性支持力Ｆは予圧縮領域（図６における予圧縮領域）で圧縮量ｃに比例して増大し、所定の締め代ｃ１（図５での圧縮量ｃ１）のとき所定の弾性支持力Ｆ１になる。
スクリュー軸２の先端部の振れが支持リング３とスクリュー羽根２ａとのクリアランスｓ２よりも大きいとき、スクリュー軸２の先端部が支持リング３ａの内周面に衝突する。そしてその衝撃が弾性支持層３ａの弾性支持力Ｆ１より小さいときは弾性支持力Ｆ１によって単純に受け止められる。他方、衝撃が弾性支持力Ｆ１よりも大きいときは弾性支持層３ａがその衝撃で一瞬圧縮されて弾性支持力Ｆが増大するので、その衝撃は緩和されて弾性支持力Ｆで受け止められる。
そしてまた、衝撃が強くてそれが緩衝領域上限の支持力Ｆ２を越えると、瞬間的に支持力が増大して増大した支持力で受け止められることになる。この場合もその強い衝撃が緩衝領域で緩和されるので、支持リング３の内周面にかかる衝撃は低減される。
したがって、支持リング３の内周面の囓りが抑制されそしてその摩耗損傷が低減される。
【００５２】
〔緩衝作用の調整〕
この実施例１ではスクリュー軸２の外径Ｄが１４８．６mmであり、支持リング３の内径Ｄ２が１４９．０mmであるから、スクリュー軸の先端部の偏心はゼロであると仮定すれば、スクリュー羽根２ａの先端部外周面と支持リング２の内周面との間のクリアランスｓ２は上記のとおり０．２mmである。したがって、スクリュー軸２の先端部の軸振れが０．２mm以上のとき、当該先端部は支持リング３の内周面に衝突して支持されることになり、このときの衝撃はその大小に関わらず弾性支持層３ａによって緩和されて低減される。
【００５３】
また、スクリュー羽根２ａの先端部と支持リング２の内周面の衝突が強いものについても、また格別強くはないものについても支持リング３の摩耗損傷を効果的に低減されなければならないから、衝突が強いものについては弾性支持層３ａによる弾性支持力（弾発力）Ｆ１を大きくして強い衝突に対する緩衝効果が増すように調整する必要があり、他方、衝突が格別強くないものについては弾性支持層による弾性支持力（弾発力）Ｆ１を小さくして格別強くない衝撃に対する緩衝効果が増すようにする必要がある。
なお、弾性支持層３ａによる緩衝領域下限の弾性支持力Ｆ１、上限の弾性支持力Ｆ２（図６参照）は、弾性支持層３ａの物性（例えば弾性係数）、厚さ、予圧縮量等を加減することによって調整することができ、そして実施例１における調整は容易である。
【００５４】
〔実施例２〕
次いで、実施例２を図４を参照して説明する。
実施例２の基本構造は実施例１のそれと違いはないが、高硬度合成樹脂の支持リング３の外周に多数の環状溝ｇがあり、この環状溝にいわゆるＯリング５を嵌めて多数のＯリングで弾性支持層３ｂを形成している点が相違する。
さらに言えば、実施例１は弾性支持層３ａを軸方向に圧縮して所要の予圧縮力を付与しているのに対して、実施例２はその弾性支持層３ｂを半径方向に圧縮して所要の予圧縮力を付与している。そしてＯリングを利用することにより、円筒状の支持リング３を支持リング保持部１１に軸方向に押し込むことで弾性支持層３ｂに全周均等の予圧縮力が容易に付与されるようにしたものである。
【００５５】
支持リング３の内径Ｄ２と長さＬ３は実施例１と同じであるが、外径ｄ３（図４（ｂ）参照）は１７３mm（厚さが１２mm）であり、シリンダー１の支持リング保持部１１の内径ｄ’は１７６mmである。
支持リング３の外周に深さ２mmの環状溝ｇが等間隔で多数設けられていてこれに太さ（断面の直径）が５mmのＯリング５がそれぞれ嵌められている。
この環状溝ｇ及びＯリング５の個数は実施例２では５つであるが、３個も可である。Ｏリングの個数の多少はＯリングによる弾性支持層３ｂの弾性特性を左右するので、その材質、太さ、潰し代（締め代）の設計と直接関わる事項である。
【００５６】
Ｏリング５の外径がシリンダー１の支持リング保持部１１の内径ｄ’（図４（ｂ）参照）よりも大きいので、支持リング３を支持リング保持部１１に強く押し込むとＯリング５が潰されて半径方向に圧縮される。なお、Ｏリング５の外径は１７９mmで、支持リング保持部１１の内径ｄ’は１７６mmであるから、このときのＯリング５に対する締め代は１．５mmである。
Ｏリング５の個数、材質、外径、太さを加減することによって弾性支持層３ｄの弾性特性は容易に調整される。
【００５７】
〔実施例３〕
次いで、実施例３を図５を参照して説明する。
上記実施例１、実施例２は支持リング３の外形が円筒形状であることが前提であるが、実施例３は支持リング２３の外形が裁頭円錐形状である。
すなわち、このものでは、弾性スリーブ２４、支持リング保持部１１の内周面が支持リング２３の外形と同じ裁頭円錐形状である点が実施例１と相違しており、さらにねじリング１３で支持リング２３を押し込むことで円錐面の楔作用を利用して弾性支持層３ｃを半径方に圧縮することができる。
弾性スリーブ２４の外周面の傾斜角度θは支持リング２３の外周面、支持リング保持部１１の内周面の傾斜角度と等しく、具体的には６度〜１０度が好ましい。
【００５８】
なお、実施例３の弾性支持層３ｃについては１つの弾性スリーブによるものに限られるものではなく、多数のＯリングや他の弾性リングによって形成することもでき、この場合、支持リング２３の円錐面の傾斜角度（弾性スリーブ２４の傾斜角度θと同じ）が小さいので同じ内径のＯリングや弾性リングを使用することができる。
【００５９】
〔弾性特性と緩衝効果について〕
予圧縮された弾性支持層３ａの弾性支持力Ｆ（図６参照）が強いと強い衝撃に対する緩衝効果は大きいが、弱い衝撃に対する緩衝効果は小さい。他方、緩衝領域の弾性支持力が弱いと弱い衝撃に対する緩衝効果は大きいが強い衝撃に対する緩衝効果は小さい。
他方、運転開始の直後のスクリュー軸２の振れによる衝突の衝撃力は、セラミック押出成型機の設計仕様（シリンダーの内径、スクリュー軸の外径、スクリュー軸の長さ等）によって大きく異なり、また、セラミック坏土の流動性の大小によって異なるので、予想される軸振れの大きさ（又は衝撃の強さ）に緩衝特性が適合するものでなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２０１１−１３１６０８号公報
【特許文献２】実公昭４９−２７４２５号公報
【符号の説明】
【００６１】
１：シリンダー
２：スクリュー軸
２ａ：スクリュー羽根
３：支持リング
３ａ，３ｂ：弾性支持層
４：合成樹脂スリーブ
５：Ｏリング
１１：支持リング保持部
１１ａ：うちネジ
１３：ねじリング
１４：押さえリング
２０：送りローラ
ｃ：弾性支持層の圧縮量
ｃ１：弾性支持層の予圧縮量
Ｄ：スクリュー外径
Ｄ１：シリンダー内径
Ｄ２：支持リング内径
ｄ，ｄ’：支持リング保持部の内径
ｄ１，ｄ３：支持リングの外径
Ｆ：支持リング３に対する弾性支持層による弾性支持力
Ｆ１：緩衝領域の下限の弾性支持力
Ｆ２：緩衝領域の上限の弾性支持力
ｆ：支持リングのスクリュー羽根先端からの後退量
ｇ：環状溝
Ｐ：圧縮力
ｐ：弾発力
ｒ１，ｒ２：締め代
ｓ１：シリンダー内周面とスクリュー羽根の外周面間のクリアランス
ｓ２：支持リング内周面とスクリュー羽根の外周面間のクリアランス
ｔ：弾性樹脂層３ａの厚さ
【図１】
2018020490.tif 000003
【図１−１】
2018020490.tif 000004
【図２】
2018020490.tif 000005
【図２−１】
2018020490.tif 000006
【図３】
2018020490.tif 000007
【図４】
2018020490.tif 000008
【図５】
2018020490.tif 000009
【図６】
2018020490.tif 000010
【図７】
2018020490.tif 000011
【図８】
2018020490.tif 000012