(57)【要約】【課題】セラミック中空成形体を押出成形する際に、内ダイ部を保持しているスパイダー部を通過したときに残るセラミック成形体内部のスパイダーマークによって、焼結体内部に気孔欠陥が残存し、強度劣化の原因となる。【解決手段】押出スクリューを回転してセラミック材料に圧力を加え、該セラミック材料を外ダイと内ダイとからなる金型の間を通過させて、中空成形体を成形するセラミック中空成形体の押出成形方法および押出成形装置において、前記外ダイの内周面によってセラミック中空成形体の外側を形成し、前記内ダイの外周面によってセラミック中空成形体の内側を形成するとともに、前記内ダイの外周面の断面が略円形状を有し、かつ前記内ダイの外周面の中心軸が前記押出スクリューの回転軸と一致するように、前記内ダイが押出スクリュー先端に支持されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出スクリューを回転してセラミック材料に圧力を加え、該セラミック材料を外ダイと内ダイとからなる金型の間を通過させて、中空成形体を成形するセラミック中空成形体の押出成形方法において、
前記外ダイの内周面によってセラミック中空成形体の外側を形成し、前記内ダイの外周面によってセラミック中空成形体の内側を形成するとともに、
前記内ダイの外周面の断面が略円形状を有し、かつ前記内ダイの外周面の中心軸が前記押出スクリューの回転軸と一致するように、前記内ダイが押出スクリュー先端に支持されていることを特徴とするセラミック中空成形体の押出成形方法。
【請求項２】
前記内ダイが押出スクリュー先端に回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載のセラミック中空成形体の押出成形方法。
【請求項３】
前記外ダイの内周面の断面が略円形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック中空成形体の押出成形方法。
【請求項４】
前記外ダイの内周面の中心軸が、前記内ダイの外周面の中心軸に対して調心自在に保持されていることを特徴とする請求項３記載のセラミック中空成形体の押出成形方法。
【請求項５】
押出スクリューを回転してセラミック材料に圧力を加え、該セラミック材料を外ダイと内ダイとからなる金型の間を通過させて、中空成形体を成形するセラミック中空成形体の押出成形装置において、
前記内ダイの外周面の断面が略円形状を有し、かつ前記内ダイの外周面の中心軸が前記押出スクリューの回転軸と一致するように、前記内ダイが押出スクリュー先端に支持されていることを特徴とするセラミック中空成形体の押出成形装置。
【請求項６】
前記内ダイが押出スクリュー先端に回転自在に支持されていることを特徴とする請求項５記載のセラミック中空成形体の押出成形装置。
【請求項７】
前記外ダイの内周面の断面が略円形状を有することを特徴とする請求項５または６に記載のセラミック中空成形体の押出成形装置。
【請求項８】
前記外ダイの内周面の中心軸が、前記内ダイの外周面の中心軸に対して調心自在に保持されていることを特徴とする請求項８記載のセラミック中空成形体の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用部品の用途に好適に用いられる中空形状のセラミック成形体の押出成形方法および押出成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミックの中空形状製品、例えば光通信用スリーブなどの円筒形状製品の製造は押出成形によって行われている。図５（ａ）に、特許文献１に開示されている、一般的な中空形状の円筒状成形体を形成するための金型の断面図を示す。また、図５（ｂ）は、Ｘ−ｘ方向の断面図である。
【０００３】
金型５０は、円筒状成形体の外側を形成する外ダイ５１と内側を形成する内ダイ５２からなり、内ダイ５２は複数のスパイダー５３によって外ダイ５１に支持されている。
【０００４】
セラミック材料は、図示しない押出スクリューを回転することによって圧力を加えられ、軌跡５４を経て金型５０を通過する。通過時には、最初にスパイダー５３によって切断された後、外ダイ５１のテーパー部５１ａを通過するときに圧縮を受けながら金型５０の先端から押し出される。このとき、外ダイ５１によって外側が形成され、内ダイ５２によって内側が形成された中空の円筒状成形体が成形される。
【０００５】
この方法によって成形されたセラミック中空成形体には、セラミック材料がスパイダー５３によって切断された痕跡が残存し、これらはスパイダーマークと呼ばれる。これらのスパイダーマークは、セラミック材料が外ダイ５１のテーパー部５１ａを通過するときに圧縮を受けてその大部分が再接合する。しかしながら、一部は成形体中に残り、焼成後に気孔欠陥となる。特にセラミック材料の場合は、溶融樹脂材料などと比べて可塑性が低いため再接合しにくく、焼成後の磁器の気孔欠陥が残りやすい。
【０００６】
このようなスパイダーマークの残存による気孔欠陥は焼結体の強度低下を生じるという問題がある。さらに、このスパイダー５３によってセラミック材料が切断される時に圧力損失を伴うため、セラミック材料のスムースな流動が阻害されて、成形体の寸法ばらつきが増大するという問題もある。
【０００７】
これらの問題に対処するため、スパイダー５３の数を極力少なくしたり、薄くしたりする工夫や、形状や配置方法について検討されている。例えば、特許文献１には、スパイダーの断面形状について、上流から下流に向かって厚さを減少させることによって、スパイダーマークを原因とする成形体の亀裂を防止する技術が開示されている。
【０００８】
また、図６に、従来工夫されてきたスパイダーマークを防止するためのスパイダー形状の例を示す。図６（ａ）は、スパイダーの形状を渦巻き状に配置することによって、スパイダーマークを円周上に一様に配分し、スパイダーマークが見えにくくなるという効果が得られる。さらに、図６（ｂ）は、スパイダーマークを複雑な形状に配分し、スパイダーマークを見えにくくするとともに、セラミック材料を細かく切断することによって再接合時にある程度の混合が行われ、スパイダーマークを減らす効果が得られる。
【０００９】
その他、スパイダーを使わないで内ダイを保持する工夫も試みられている。例えば、特許文献２では、パイプ押出用の金型においてマンドレル（内ダイ）を磁力によって非接触に保持する技術が開示され、特許文献３では、マンドレル（内ダイ）を金型の出口部に片持ち状態で支持する方法が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２８５８３７号公報（図１、図４）
【００１１】
【特許文献２】
特開平９−１６２８号公報（請求項１、請求項２）
【００１２】
【特許文献３】
特開平６−３１７９２号公報（請求項１）
【００１３】
【特許文献４】
特開平８−９４８８１号公報（図１、図６）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１や図５、図６に示す方法は、いずれもスパイダーを用いるため、成形体のスパイダーマークを見えにくくすることができたとしても、完全に除去することができなかった。したがって、焼成後のセラミック磁器製品の気孔欠陥となって強度低下を生じるという問題と、スパイダー通過時の圧力損失による寸法ばらつきが増大する問題については、未解決のまま残されていた。
【００１５】
これは、特に高精度および高信頼性を要求される光通信用コネクタの分野に応用する場合に問題となっている。一例として、特許文献４に示されている光通信用コネクタに用いる割スリーブについて示す。図４（ａ）に、一般的な光ファイバ同士を接続する光コネクタの断面構造を示す。光ファイバ３２を挿通したフェルール３１同士を割スリーブ３３の両端から挿入して突き合わせることによって、接続する。
【００１６】
この割スリーブ３３は、ジルコニアなどのセラミックスからなり、図４（ｂ）に示すように円筒体で長手方向にスリット部３３ａが設けられ、その内周面はフェルール３１の外径よりわずかに小さく精密研磨されている。この割スリーブ３３は、上記に示したようなセラミック中空成形体の押出成形の方法によって、形成した成形体を焼結した後、スリット部３３ａを加工することによって作製することができる。
【００１７】
この割スリーブ３３にフェルール３１を挿入すると、割スリーブ３３が弾性変形してわずかに広がることにより、割スリーブ３３の内周面でフェルール３１を強固に保持することができる。ここで、割スリーブ３３にフェルール３１を挿入すると割スリーブ３３が押し拡げられ、特にスリット部３３ａの対向部に最大応力が印加される。
【００１８】
そのため、割スリーブ３３、特にスリット部３３ａの対向部にスパイダーマークによる気孔欠陥が存在すると、この欠陥が破壊源となって割スリーブ３３が破壊を起こす可能性があった。また実使用上は、フェルール３１が斜めに挿入されることがあり、割スリーブ３３に想定荷重以上の力が加わり、破壊する可能性もあった。
【００１９】
そして、割スリーブ３３の内周面は、フェルール３１の外径よりもわずかに小さく加工する必要があるが、従来の押出成形の方法では、スパイダー通過時の圧力損失による寸法ばらつきによって、目標とする寸法を外れてしまい、焼成後の加工の手間が多大になる可能性があった。
【００２０】
また、特許文献２、３に示されるスパイダーを使わない方法も次のような点で問題があった。まず、特許文献２に示される方法は、内ダイ（マンドレル）を電磁石などの磁力により、外ダイに対して、非接触で浮上保持させるとともに、外ダイ周囲に設けた複数のギャップセンサにより内ダイと外ダイの間隔を調整するものである。
【００２１】
ここで開示されている技術が対象としている樹脂材料の成形においては、押出成形時に材料が内ダイによって剪断されるときにかかる応力は、セラミック材料の成形時と比べて小さい。したがって、樹脂成形時は、磁力による保持でも成形中に内ダイは変位せず、十分に機能するが、同じ構造によってセラミック材料の成形を行うと、材料が剪断されるときに内ダイにかかる応力が大きく、成形中に内ダイが変位して、高精度の成形体を得ることができないという問題があった。
【００２２】
さらに、光通信用部品の分野では、外周面と内周面の同心度が高い高精度の成形体が要求されるが、金型の大きさが小さいため、外ダイ部に設けることができるギャップセンサ数には限界があり、十分に調整を行うことができないという問題もあった。
【００２３】
また、特許文献３に示される方法は、内ダイ（マンドレル）を金型の出口部に片持ち状態で支持しているため、金型の上流に向かうに連れて、内ダイが中心軸から外れる方向にぶれやすくなる。したがって、この方法で、セラミック材料の成形を行うと、内ダイ部に大きな剪断応力がかかるため、内ダイが中心軸から外れて変位することが多く、また、流動するセラミック材料が片持ち部分によって抵抗を受けて、スムースな流動が阻害され、高精度の成形体を得ることが難しいという問題があった。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック中空成形体の押出成形方法および押出成形装置は、上述の問題に鑑み、案出されたものであり、押出スクリューを回転してセラミック材料に圧力を加え、該セラミック材料を外ダイと内ダイとからなる金型の間を通過させて、中空成形体を成形するセラミック中空成形体の押出成形方法および押出成形装置におけるものである。
【００２５】
ここで、セラミック中空成形体の外側は、外ダイの内周面によって形成され、セラミック中空成形体の内側は、内ダイの外周面によって形成される。そして、内ダイの外周面の中心軸方向に垂直な断面が略円形状を有し、かつ内ダイの外周面の中心軸が押出スクリューの回転軸と一致するように、内ダイが押出スクリュー先端に支持されていることを特徴とするものである。
【００２６】
すなわち、内ダイを外ダイに支持するスパイダーをなくし、内ダイを押出スクリュー先端に支持することによって、セラミック中空成形体にスパイダーマークが発生しなくなる。したがって、スパイダーマークを原因とする気孔欠陥によって生じる、焼成後のセラミック磁器中空体の強度低下をなくすことができる。
【００２７】
さらに、スパイダーによる切断時に生じる圧力損失が発生せず、セラミック材料がスムースに流れるために、寸法ばらつきをなくすことができる。
【００２８】
また、内ダイの外周面の中心軸が押出スクリューの回転軸と一致しているので、押出スクリューが回転しても、内ダイの外周面は中心軸に対して変位することがない。したがって、内ダイの外周面は、常に中心軸から一定の距離を保った状態で、セラミック中空成形体の中空部内周面の形成を行うことができるので、成形体中空部の内周面断面について、高い真円度が得られ、高品質の成形体を得ることができる。
【００２９】
さらに、材料の成形時には、内ダイの外周部に等方的に応力が印加されながら、材料が金型の出口方向に向かって押し出されるので、セラミック材料のように剪断応力が大きな材料を成形する際にも、内ダイは変位することがなく、高精度の成形が可能となる。
【００３０】
そして、内ダイを押出スクリュー先端に回転自在に支持するようにすれば、セラミック材料がダイ部を通過するときに、材料の抵抗により内ダイのみがセラミック材料に対して回転を止める。これによって、内ダイが静止した状態でセラミック中空成形体の成形を行うことができるので、成形体中空部の内周面の内径寸法は極めて安定し、内周面の傷も発生しない。
【００３１】
また、外ダイの内周面を略円形状とすることによって、略円形状を有する内ダイの外周面との間で、円筒状の成形体を形成することができる。さらに、外ダイの内周面の中心軸が、内ダイの外周面の中心軸に対して、例えば位置調整用ネジによって調心自在に保持することによって、円筒状成形体の外周面と内周面との同心度を最適に調整し、安定して成形することができる。
【００３２】
なお、本明細書において、真円度とは円形形体の幾何学的に正しい外接円（最も外側の点に接する円）と内接円（最も内側の点に接する円）の差である。また、円筒形状体の同心度とは、外周の中心点を基準とした時の同心円において、内周の中心点までの同心円の直径を指す。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。
【００３４】
図１は本発明の実施形態による押出成形装置の先端ダイ部を示す断面図である。金型１３は、外ダイ１１および内ダイ１２によって構成されている。そして、外ダイ１１は、金型ホルダー１７の内側に位置調整用ネジ２０によって保持され収納されている。さらに、金型ホルダー１７は、固定手段１８によって押出成形機に固定されている。
【００３５】
また、内ダイ１２は断面が略円形状であり、その外周面の中心軸が、押出スクリュー１４の回転軸とほぼ一致するように、押出スクリュー１４の先端部１９に固定支持されている。
【００３６】
セラミック材料は押出スクリュー１４によって、圧力が加えられ、バレル１５内部を通過し、テーパーバレル１６によって圧縮を受けたのちダイ部に流入する。さらに外ダイ１１のテーパー部１１ａによって圧縮を受けたのち外ダイ１１と内ダイ１２の隙間を通過しながら所定の中空形状の成形体を形成して押し出される。
【００３７】
金型１３を構成する外ダイ１１、内ダイ１２は、炭素鋼、ステンレス鋼、超硬合金などの材料を用いて構成することができるが、耐摩耗性および耐腐食性が必要であり、かつ高精度に加工する必要があるため、高硬度の超硬合金を用いることが望ましい。
【００３８】
また、押出スクリュー１４の先端から外側に突き出した内ダイ１２の長さは５０〜１００ｍｍとするのが望ましい。５０ｍｍより小さいと、セラミック材料を圧縮するためのテーパーバレル１６や、外ダイ１１のテーパー部１１ａを設けることが困難になり、圧縮不足による気孔欠陥を生じる恐れがあるためである。また１００ｍｍを超えると、内ダイ１２のたわみなどによる偏心が顕著になって製品寸法が安定せず、製品の内周面に傷を生じる恐れがあるためである。
【００３９】
図２に内ダイの支持方法の一例を示す。内ダイ１２は、押出スクリュー１４の先端に押出スクリュー１４の外周に対する同心度が１０μｍ以下になるよう座グリ穴１４ａを加工し、その穴に溶接固定する。これにより、押出スクリュー１４の回転軸と内ダイ１２の中心軸とがほぼ一致させて固定され、押出スクリュー１４の回転によって内ダイ１２が偏心することなく、所定の同心度を保って成形を行うことができる。
【００４０】
なお、このように内ダイ１２の端部を溶接固定によって直接支持する場合は、内ダイ１２の長さに対して、２０％以上を座グリ穴１４ａ内部に収容して保持するようにすることが、内ダイ１２の偏心やたわみを抑えて、保持することができるため望ましい。
【００４１】
図３に内ダイの支持方法の別の例を示す。押出スクリュー１４外周に対する同心度が１０μｍ以下になるよう座グリ穴１４ｂを加工し、その中にベアリング２１を収納して内ダイ１２を支持した後、セラミック材料が流入しないよう目止めの先端キャップ１４ｃを、ネジなどを用いて固定する。これにより、押出スクリュー１４の回転軸と内ダイ１２の中心軸とがほぼ一致させて固定され、押出スクリュー１４の回転によって内ダイ１２が偏心せずに、成形を行うことができる。
【００４２】
このように内ダイ１２を押出スクリュー１４先端にベアリング２１などの軸受部材を利用して回転自在に支持するようにすれば、セラミック材料がダイ部を通過するときに、材料の抵抗により内ダイのみがセラミック材料に対して回転を止める。これによって、内ダイが静止した状態でセラミック中空成形体の成形を行うことができる。
【００４３】
したがって、より高精度なセラミックス製品を製造する場合、押出スクリュー１４の回転に伴う内ダイ１２の偏心を除去することができ、内径寸法を安定させることができる。また、内ダイ１２が回転しないので、中空成形体内周面に摩擦による傷が発生せず、傷を除去するための加工しろを減らすことができるという効果がある。
【００４４】
このように内ダイ１２の端部を軸受によって支持する場合は、内ダイ１２の長さに対して、２０％以上を軸受の内部に収容して保持するようにすることが、内ダイ１２の偏心やたわみを抑えて、保持することができるため望ましい。
【００４５】
なお、内ダイ１２の端部を回転自在に保持する軸受については、ボールベアリング、エアベアリングや流体ベアリングなどを用いることができる。さらに、潤滑剤や固体潤滑膜などを用いた摺動軸受を用いても良い。
【００４６】
本発明の押出成形方法を用いる場合、セラミック中空成形体の外周形状は、外ダイ１１の内周面によって成形されるので、所望の成形体の外周形状に対応した内周面を持つ外ダイ１１を準備すればよい。
【００４７】
例えば、円筒形状の中空成形体を形成する場合には、外ダイ１１の内周面を略円形状とし、略円形状を有する内ダイ１２の外周面との間で、円筒状の成形体を形成することができる。
【００４８】
また、特に光通信部品の分野で、割スリーブやフェルールなどが円筒形状の成形体に該当するが、これらは外周部と内周部との同心度を高精度に保つ必要がある。本発明では、図１に示すように、押出成形機に固定された金型ホルダー１７に複数の位置調整用ネジ２０を設けて外ダイ１１を調心自在に固定している。これを用いて、外ダイ１１と内ダイ１２との調心を行うことが可能であり、高い同心度の成形体を作製することが可能となっている。
【００４９】
この調心は、先行成形した成形体の同心度を基準にして行うことが望ましい。この理由として、成形体の同心度は、内ダイ１２と外ダイ１１の位置関係のみで決まるものではなく、実際の成形条件によって変動するからである。先行成形した成形体を基準とすることによって、成形時のセラミック材料の流れの状態を反映させた調心が可能であり、同心度寸法を安定させることができる。
【００５０】
この位置調整用ネジ２０は、８ヶ所以上設けることが望ましい。８ヶ所より少ない場合、細かい調心ができないことに加えて、押出成形時の大きな圧力に対して外ダイ１１を金型ホルダー１７に支持する力が弱くなり、調心位置がずれる場合があるためである。
【００５１】
また、位置調整用ネジ２０は、外ダイ１１の外周部を均一な間隔で保持するように設けることが好ましい。その理由は、調整する時にどの方向にずらしたか把握しやすく、操作性が良いからである。
【００５２】
なお、上述の説明では外ダイ１１を調心自在に固定する固定手段として、位置調整用ネジを用いて説明を行ったが、これに限るものではなく、一つの調整軸を金型ホルダー１７に設けた貫通穴を通して外ダイ１１にネジ固定し、この調整軸を電気的にＸＹＺ方向に調整して調心する方法や、外ダイ１１と金型ホルダー１７の間にくさびとなるシックネスゲージなどを打ち込んで調心する方法などの手段を用いても、本発明の目的を達することができる。
【００５３】
【実施例】
実施例として、以下に示す方法で実験を行った。
【００５４】
実験を行った製品形状は、図４（ｂ）に示す光通信用のジルコニア製の割スリーブ３３であり、図１に示す本発明のセラミック中空成形体の押出成形方法を用いる押出成形装置によって、次のように各サンプルの成形を行った。
【００５５】
まず、ジルコニア原料と押出成形に必要なバインダーを混合した材料を押出成形機に投入し、図２に示すように、内ダイ１２を先端に溶接固定した押出スクリュー１４を用いて、位置調整用ネジ２０による外ダイ１１の調心を行わないで押出成形した（サンプルＡ）。
【００５６】
次に、図３に示すように、内ダイ１２を先端にベアリング２１によって支持した押出スクリュー１４を用いて、位置調整用ネジ２０による外ダイ１１の調心を行わないで押出成形した（サンプルＢ）。
【００５７】
また、サンプルＢと同じく内ダイ１２を先端にベアリング２１によって支持した押出スクリュー１４を用いて、あらかじめ先行成形によって位置調整用ネジ２０によって外ダイ１１と内ダイ１２との調心を行ってから押出成形した（サンプルＣ）。
【００５８】
さらに比較のため、図５に示すように、内ダイ５２を外ダイ５１にスパイダー５３によって支持する従来の方法で押出成形した（サンプルＤ）。
【００５９】
なお、中空成形体サンプルの形状は、金型１３として、外ダイ１１の内周面を内径寸法約４ｍｍとし、さらに、内ダイ１２の外周面を外径寸法約３ｍｍとすることによって、外径寸法約３．３ｍｍ、内径寸法約２．４ｍｍ、長さ約１２ｍｍの円筒形状の成形体を得た。
【００６０】
各サンプルは５０個ずつ作製し、押出成形した各サンプルは同一条件で乾燥および焼成し、磁器を作製した。
【００６１】
この円筒形状の磁器のサンプルについて、各サンプルの内径寸法を投影機によって測定し、そのばらつきを最大値と最小値の差であるレンジ（Ｒ）で評価した。さらに、投影機によって外径に対する内径の同心度を測定し、その平均値を求めた。そして、端面をラップ研磨した後、気孔欠陥の有無を金属顕微鏡によって確認した。
【００６２】
この円筒形状の磁器のサンプルの評価後、各サンプルにスリット部３３ａを加工し、光通信用の割スリーブ３３を作製した。各サンプルは、破壊に対する耐久性の評価のため、次の２つの試験を行った。
【００６３】
１番目の試験は、図４（ａ）に示すように、割スリーブ３３の形状を有するサンプルの一端にフェルール３１をサンプルの長軸方向の長さの半分まで挿入固定し、その後、サンプルの他端から別のフェルール３１を手で挿入後引き抜く動作を繰り返す、繰り返し着脱試験である。
【００６４】
２番目の試験はサンプルを垂直に固定し、その上端からテーパー形状のピンゲージを挿入し、破壊に至る荷重をロードセルで測定する荷重試験である。
【００６５】
これらの円筒形状の磁器のサンプルで行った寸法、外観の評価結果および、割スリーブ形状で行った強度評価の結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
まず、寸法の評価において、内径寸法ばらつきは、従来の方法により作製したサンプルＤが、内径寸法ばらつきがレンジＲで０．０１５ｍｍ、同心度が０．０１８ｍｍであったのに対し、本発明の方法により作製したサンプルＡ、Ｂ、Ｃについては、サンプルＡの内径寸法ばらつきが０．０１１ｍｍ、同心度は０．０１１ｍｍ、サンプルＢの内径寸法ばらつきが０．００９ｍｍ、同心度が０．０１３ｍｍ、サンプルＣの内径寸法ばらつきが０．００９ｍｍ、同心度が０．００８ｍｍといずれも従来の方法により作製したものよりも向上した。
【００６８】
この理由として、従来の方法により作製したサンプルＤは、スパイダー５３による切断時に生じる圧力損失によってセラミック材料がスムースに流れず、内径寸法や同心度がばらついたのに対し、本発明の方法により作製したサンプルは内ダイ１２を押出スクリュー１４の先端に溶接またはベアリング２１によって支持することによって、スパイダーによる切断時の圧力損失がなく、セラミック材料がスムースに流れ、寸法精度が安定したためであると考えられる。
【００６９】
さらに、本発明の方法により作製したサンプルの中で、サンプルＢ、Ｃの内径寸法ばらつきが、サンプルＡよりも良好であったのは、内ダイ１２を押出スクリュー１４の先端にベアリング２１によって回転自在に支持したため、セラミック材料がダイ部を通過するときに、内ダイ１２が静止した状態でセラミック中空成形体の成形を行うことができ、内径寸法が安定したためであると考えられる。
【００７０】
また、本発明の方法により作製したサンプルの中で、サンプルＣの同心度が最も良好であったのは、位置調整用ネジによって先行成形した成形体の同心度を基準にして調心を行ったため、内ダイ１２と外ダイ１１の位置関係だけではなく、種々の原因で乱れるセラミック材料の流れを反映させて調心を行うことができたためであると考えられる。
【００７１】
次に、金属顕微鏡による端面の外観評価では、従来の方法により作製したサンプルＤにおいて気孔欠陥が見られたのに対し、本発明の方法により作製したサンプルＡ、Ｂ、Ｃについては、いずれも気孔欠陥は見られなかった。
【００７２】
この理由として、従来の方法により作製したサンプルＤは、スパイダー５３による切断面であるスパイダーマークの一部が再接合せずに成形体中に残り、その部分が焼結体の気孔欠陥となって強度低下の原因になったのに対し、本発明の方法により作製されたサンプルはスパイダーを用いないため、成形体にスパイダーマークが存在せず、焼結体の気孔欠陥がなくなったためであると考えられる。
【００７３】
また、強度評価における繰り返し着脱試験では、従来の方法により作製したサンプルＤが１００回で１／５０個、５００回で３／５０個、１０００回で８／５０個破壊しているのに対し、本発明の方法により作製したサンプルＡ、Ｂ、Ｃについては、いずれも１０００回の着脱によって破壊は見られず、高い強度を示した。
【００７４】
また、荷重試験では、従来の方法により作製したサンプルＤが平均で１５．４ｋｇｆで破壊したのに対し、本発明の方法により作製したサンプルＡ、Ｂ、Ｃについては、サンプルＡが２８．３ｋｇｆ、サンプルＢ、Ｃでそれぞれ３０．２ｋｇｆ、３０．８ｋｇｆと従来の方法により作製したものと比べて向上した。
【００７５】
この理由として、従来の方法により作製したサンプルＤは、スパイダー５３による切断面であるスパイダーマークの一部が再接合せずに成形体中に残り、その部分が焼結体の気孔欠陥となって強度が低かったものと考えられる。それに対し、本発明の方法により作製されたサンプルはスパイダーを用いないため、成形体にスパイダーマークが存在せず、焼結体の気孔欠陥がなく、高い強度が得られたものと考えられる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のセラミック中空成形体の押出成形方法および押出成形装置は、内ダイの外周面の断面が略円形状を有し、かつ内ダイの外周面の中心軸が押出スクリューの回転軸と一致するように、内ダイが押出スクリュー先端に支持されていることから、内ダイを外ダイに支持するスパイダーを不要とし、セラミック中空成形体のスパイダーマークを消すことが可能となる。したがって、スパイダーマークが原因となる気孔欠陥によるセラミック磁器中空体の強度低下をなくすとともに、成形時にスパイダーによる切断時に生じる圧力損失が発生しないので、セラミック材料がスムースに流れ、成形体の寸法精度が向上する。
【００７７】
さらに、材料の成形時には、内ダイの外周部に等方的に応力が印加されながら、材料が金型の出口方向に向かって押し出されるので、セラミック材料のように剪断応力が大きな材料を成形する際にも、内ダイは変位することがなく、高い寸法精度の成形体が得られる。
【００７８】
そして、内ダイを押出スクリュー先端に回転自在に支持することによって、セラミック材料がダイ部を通過するときに、内ダイが静止した状態でセラミック中空成形体の成形を行うことができるので、成形体中空部の内周面の内径寸法が安定し、内周面の傷が発生しない。
【００７９】
また、外ダイを内ダイに対して、位置調整用ネジなどによって調心自在に保持することによって、円筒状成形体の外周面と内周面との同心度を最適に調整し、安定して成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック中空成形体の押出成形装置の先端金型近傍部の断面図である。
【図２】本発明のセラミック中空成形体の押出成形方法による内ダイ支持方法を示す断面図である。
【図３】本発明のセラミック中空成形体の押出成形方法による別の内ダイ支持方法を示す断面図である。
【図４】（ａ）は光ファイバ同士を接続する一般的な光コネクタの構造を示す断面図であり、（ｂ）は光通信用の割スリーブの斜視図である。
【図５】（ａ）は、従来のセラミックス中空成形体の押出成形方法における内ダイ支持方法を示す断面図であり、（ｂ）はスパイダーの形状を示すためのＸ−ｘ方向の断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、従来のスパイダーマークを防止するためのスパイダー形状を示す図である。
【符号の説明】
１１：外ダイ
１１ａ：テーパー部
１２：内ダイ
１３：金型
１４：押出スクリュー
１４ａ、ｂ：座グリ穴
１４ｃ：先端キャップ
１５：バレル
１６：テーパーバレル
１７：金型ホルダー
１８：固定手段
１９：先端部
２０：位置調整用ネジ
２１：ベアリング
３１：フェルール
３２：光ファイバ
３３：割スリーブ
３３ａ：スリット部
５０：金型
５１：外ダイ
５１ａ：テーパー部
５２：内ダイ
５３：スパイダー
５４：軌跡
【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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