(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミックス製の内筒ライナーと金属製外筒を嵌着した構造のセラミックス製２軸シリンダにおいて、両者の熱膨張係数差に起因する内筒ライナーの破損を簡易に防止できるセラミックス製２軸シリンダを提供する。【解決手段】２軸のスクリュ孔を設けたセラミックス製の内筒ライナー１を、金属製の外筒３に設けた孔の内面に嵌着した成形機用シリンダであって、該外筒の孔の内周および／または内筒ライナーの外周に環状の凹溝を形成し、該凹溝に弾性力を有しかつトルクを伝達する金属製リング５ａを装着し、該金属製リング５ａが介在するように内筒ライナーを外筒に設けた孔の内面に嵌着したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２軸のスクリュ孔を設けたセラミックス製の内筒ライナーを、金属製の外筒に設けた孔の内面に嵌着した成形機用シリンダであって、該外筒の孔の内周および／または内筒ライナーの外周に環状の凹溝を形成し、該凹溝に弾性力を有しかつトルクを伝達する金属製リングを装着し、該金属製リングが介在するように内筒ライナーを外筒に設けた孔の内面に嵌着したことを特徴とするセラミックス製２軸シリンダ。
【請求項２】
前記金属製リングがトレランスリングであることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス製２軸シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチック、ゴム、食品等の混錬・押出等の成形機に使用される２軸シリンダに係り、金属製外筒の中にセラミックス製内筒ライナーを嵌着させたセラミックス製２軸シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
混錬・押出等の成形機に使用されるシリンダとして、２軸のスクリュ孔を設けた内筒ライナーを、金属製外筒に設けた孔の内面に嵌着した構造の２軸シリンダが知られている。
【０００３】
特許文献１には、金属製外筒の内側に一対に並接してそれぞれ第１の軸心と第２の軸心を有する連通したスクリュ孔が設けられた２軸シリンダにおいて、この連通したスクリュ孔が設けられた２軸形状部の外形を円筒形状とした内筒ライナーを形成しその材質をセラミックスで形成し、該内筒ライナーを金属製外筒に焼き嵌め保持させたセラミックス２軸シリンダが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、二軸のスクリュ穴を設けたシリンダライナーを、ケーシングに設けたケーシング穴内に嵌合してなる混錬・押出成形機用多軸シリンダにおいて、耐食耐摩耗材料からなるシリンダライナー本体の外壁全周面に、シリンダライナー本体より被切削性に優れかつ熱伝導率が２０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以上の材料からなる被覆層を形成したシリンダライナーを、ケーシング穴内に嵌合した混錬・押出成形機用多軸シリンダが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２２３１号公報
【特許文献２】特開平８−１８７７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
成形機用２軸シリンダにおいて、セラミックス製の内筒ライナーは、耐摩耗性、耐食性、耐熱性に優れる利点を有する。しかしながら、セラミックス製の内筒ライナーを金属製外筒に焼き嵌めた構造の場合、操業中にシリンダ表面が加熱されると両者の熱膨張係数差が要因となり、内筒ライナーが破損しやすいという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、セラミックス製の内筒ライナーと金属製外筒を嵌着した構造のセラミックス製２軸シリンダにおいて、両者の熱膨張係数差に起因する内筒ライナーの破損を簡易に防止できるセラミックス製２軸シリンダを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のセラミックス製２軸シリンダは、２軸のスクリュ孔を設けたセラミックス製の内筒ライナーを、金属製の外筒に設けた孔の内面に嵌着した成形機用シリンダであって、該外筒の孔の内周および／または内筒ライナーの外周に環状の凹溝を形成し、該凹溝に弾性力を有しかつトルクを伝達する金属製リングを装着し、該金属製リングが介在するように内筒ライナーを外筒に設けた孔の内面に嵌着したことを特徴とする。
【０００９】
また本発明において、前記金属製リングがトレランスリングであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のセラミックス製２軸シリンダは、金属製外筒の中心軸に設けた孔の内周（またはセラミックス製内筒ライナーの外周）に閉じた環状の凹溝をシリンダの軸方向に数箇所離れた位置に形成し、この凹溝に弾性力を有しかつトルクを伝達する金属製リングを装着する。このように金属製リングを装着した金属製外筒の孔の内周面にセラミックス製内筒ライナーを圧入により嵌着する。よって、内筒ライナーと外筒との間に金属製リングが介在する。前記環状の凹溝は、金属製外筒に設けた孔の内周またはセラミックス製内筒ライナーの外周のいずれか一方に形成するのが製作コストの点から望ましい。
【００１１】
金属製リングとしてはトレランスリングを用いるのが望ましい。トレランスリングはステンレス鋼などの鋼材料からなり、弾性力を利用した波形リング状の締結・緩衝部材であり、外筒と内筒ライナーを簡易に締結できる。
【００１２】
金属製外筒（またはセラミックス製内筒ライナー）に形成した凹溝の内部にトレランスリングを収納して締結することにより、外筒と内筒ライナーにトルクおよびスラスト力を伝達できる。また両者の熱膨張による寸法変形を吸収することにより、締結力を保持し、同心度を確保するとともに、内筒ライナーの破損を防止できる。
【００１３】
トレランスリングは熱膨張の吸収効果を考慮して設けるのに設計の自由度が高く、外筒の凹溝の仕上げ精度を高く必要とせず、比較的粗な加工精度でよく、凹溝への装着が容易である。
【００１４】
セラミックス製内筒ライナーは室温で熱膨張係数が１．５×１０-6（１／Ｋ）以上であるのが望ましい。この熱膨張係数未満では、シリンダ使用時の温度上昇の際に外筒と内筒ライナー間の嵌着に緩みを生じやすくなるので好ましくない。
【００１５】
セラミックス製内筒ライナーは特に窒化ケイ素を主成分とする焼結体で形成することにより、耐摩耗性、耐食性および耐熱性に優れた効果を発揮する。窒化ケイ素を主成分とするセラミックス焼結体は相対密度９８%以上、常温における４点曲げ強度６００ＭＰａ以上が好ましい。また、常温における熱伝導率５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上が熱衝撃による破壊を十分に防止できるのでより好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明のセラミックス製２軸シリンダの正面図である。図２は図１中のＡ−Ａ線における断面図である。図において、１はセラミックス製の内筒ライナーであり、窒化ケイ素を主成分とする焼結体からなり、スクリュ（図示せず）を収容するための２軸のスクリュ孔２を設けた。
【００１７】
窒化ケイ素を主成分とする焼結体は、室温で熱膨張係数が３×１０-6（１／Ｋ）、相対密度が９９．５％、常温における熱伝導率が５５Ｗ／（ｍ・Ｋ）、常温における４点曲げ強度が９００ＭＰａである。
【００１８】
３は鋼系材からなる外筒であり、その軸中心部に内筒ライナー１が挿入される孔４を設けた。外筒３に設けた孔４の内周面の軸方向に離れた位置２箇所に環状の凹溝３ａ、３ｂをそれぞれ形成した。
【００１９】
金属製リング５ａ、５ｂとして、それぞれステンレス鋼からなる波形リング状の締結・緩衝部材であるトレランスリングを用意した。
【００２０】
図３は本発明の金属製リングを装着した状態を示す部分断面図である。金属製外筒３の孔４の内周に形成した凹溝３ａ、３ｂに金属製リング５ａ、５ｂを、外筒３を巻回するように装着した後、外筒３の孔４の内面にセラミックス製内筒ライナー１を圧入により挿入し、本発明のセラミックス製２軸シリンダを組立てた。このように、外筒３の凹溝３ａ、３ｂの内部に金属製リング５ａ、５ｂを収納して締結することにより、外筒３と内筒ライナー１にトルクおよびスラスト力を伝達できる。
【００２１】
このセラミックス製２軸シリンダをプラスチックの押出成形機に供した結果、耐摩耗性、耐食性および耐熱性は良好であり、セラミックス製内筒ライナーと金属製外筒とは締結力を保持し、同心度を確保するとともに、両者の熱膨張係数差に起因する内筒ライナーの破損は見られず、安定した操業を実現することができた。
【００２２】
この実施例は、外筒の孔の内周に環状の凹溝を形成した例であるが、内筒ライナーの外周に環状の凹溝を形成しても本発明の効果が得られる。また、本発明はスクリュ孔が３軸以上の多軸シリンダにおいても適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明のセラミックス製２軸シリンダによれば、セラミックス製内筒ライナーと金属製外筒の熱膨張係数差に起因する内筒ライナーの破損を簡易に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のセラミックス製２軸シリンダの正面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】本発明の金属製リングを装着した状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  内筒ライナー、  ２  スクリュ孔、  ３  外筒、
３ａ、３ｂ  凹溝、  ４  外筒の孔、  ５ａ、５ｂ  金属製リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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