(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の直胴部と、前記直胴部の先端に形成された円錐台状の頭部と備え、前記円錐台状の頭部には前記直胴部の内部空間と連通する開口が形成された、耐火物からなるスリーブ成形体において、
前記直胴部の内壁には、内径は一定な定径部と、前記直胴部の先端側から前記頭部側にかけて、前記内径が漸減縮小する凹曲面状の縮径部が形成され、
前記直胴部の前記内径Ｎと前記縮径部の曲率半径Ｒ１との関係が、Ｎ≧３００ｍｍ、かつＲ１＞Ｎであることを特徴とするスリーブ成形体。
【請求項２】
前記請求項１に記載されたスリーブ成形体を焼成あるいは焼結することによって製造されたことを特徴とするスリーブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スリーブ成形体及びスリーブに関し、特に管ガラスを成形するための耐火物からなるスリーブ成形体及びスリーブに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用途において、円筒状のガラス（以下、管ガラスと呼ぶ）を連続成形する方法の一つに、先端を絞り込んだセラミックス管（以下、スリーブと呼ぶ）を用いるダンナー法がある。
このダンナー法は、図４に示すように、スリーブ５０を、ブローパイプを兼ねたシャフト５１に同軸に固定し、先端部を下方に傾斜させて軸周りに回転させる。そして、スリーブ５０の外周面に溶融ガラス５２を巻き付け、ブローパイプから空気を開口５０ａから噴出させると共に、先端部から溶融ガラス５２を引き出して管状に形成するものである。
【０００３】
ところで、前記スリーブ５０を形成するための材料としては、耐熱性に優れ、ガラスとの反応が無く、製作性が良いものが求められる。このため、一般には酸化アルミニウムを主体とするセラミックス（多くは焼結レンガ）が用いられている（特許文献１参照）。
【０００４】
このスリーブは、ＣＩＰ成形（冷間等方圧加圧法）、鋳込み成形等により成形体を製作し、この成形体を所定の条件下で焼成あるいは焼結することにより製造される。
即ち、ＣＩＰ成形（冷間等方圧加圧法）、鋳込み成形等により耐火物からなるスリーブ成形体６０を成形した後、図５、図６に示すように、前記中子を引き抜くことで、内部空間を有するスリーブ成形体６０を形成する。尚、スリーブ成形体６０の先端付近における、内径が縮径した縮径部６０ｂは、中子７０の先端形状によって形成される。ここで、図５のスリーブ５０（スリーブ成形体６０）は、縮径部６０ｂの形状が凹曲面の場合を示し、図６のスリーブ５０（スリーブ成形体６０）は、縮径部６０ｂがテーパ状に形成された場合を示している。
そして、前記スリーブ成形体６０を所定の条件下で焼成あるいは焼結することによって、スリーブ５０が製造される。
【特許文献１】特開２００７−１３１４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来にあっては、図５、図６に示すようにスリーブ成形体６０の成形後、中子７０を引き抜くと、縮径部６０ｂの付近、特に開口６０ａとスリーブ成形体６０の内部空間とを連通する貫通孔６０ｄの周壁において割れや欠け等の破損部５０ｃが生じ易いという技術的課題があった。
【０００６】
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、成形後において中子を引き抜く際に生じる破損を防止し、歩留まりを向上させたスリーブ成形体及びスリーブ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】
【０００７】
前記した課題を解決するために、本発明に係るスリーブ成形体は、円筒状の直胴部と、前記直胴部の先端に形成された円錐台状の頭部と備え、前記円錐台状の頭部には前記直胴部の内部空間と連通する開口が形成された、耐火物からなるスリーブ成形体において、前記直胴部の内壁には、内径は一定な定径部と、前記直胴部の先端側から前記頭部側にかけて、前記内径が漸減縮小する凹曲面状の縮径部が形成され、前記直胴部の前記内径Ｎと前記縮径部の曲率半径Ｒ１との関係が、Ｎ≧３００ｍｍ、かつＲ１＞Ｎであることを特徴としている。
【０００８】
このように直胴部における定径部の内径Ｎと縮径部における曲率半径Ｒ１との関係を、Ｎ≧３００ｍｍ、かつＲ１＞Ｎとすることにより、成形体強度よりも中子と縮径部との密着力が小さくなるため、成形後に中子を引き抜いたに生じる縮径部の割れや欠け等を防止することができる。
【００１１】
更に、前記スリーブ成形体を焼成あるいは焼結することによって、良好なスリーブを得ることができ、歩留まりを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、成形後において中子を引き抜く際に生じる破損を防止し、歩留まりを向上させたスリーブ成形体及びスリーブを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るスリーブ成形体及びスリーブにかかる実施形態について図面に基づき説明する。
先ず、図１、図２に基づき本発明に係るスリーブ成形体の第一の実施形態について説明する。図１は本発明に係るスリーブ成形体１の斜視図である。図２はスリーブ成形体１の先端部の断面図である。
【００１４】
図１に示すスリーブ成形体１は、耐火物（例えば、酸化アルミニウムを主体とするセラミックス）を成形することにより形成される。このスリーブ成形体１は、円筒状の直胴部１ａと、この直胴部１ａの先端に一体形成され円錐台状の頭部１ｂとを有している。この頭部１ｂの先端には開口１ｃが設けられ、前記開口１ｃとスリーブ成形体１の内部空間とを連通する貫通孔１ｈが設けられている。
一方、直胴部１ａの後端には、ブローパイプを兼ねたシャフト（図示せず）を挿入するためのシャフト挿入口１ｄが設けられ、前記シャフト挿入口１ｄ、スリーブ成形体１の内部空間、貫通孔１ｈ、開口１ｃは連通している。
【００１５】
更に、図２の断面図に示すように、スリーブ成形体１の内部空間（内壁）には、内径Ｎが一定な定径部１ｉと、前記直胴部１ａの先端側から前記頭部１ｂ側にかけて、前記定径部１ｉの内径Ｎが漸減縮小する曲率半径Ｒ１の凹曲面状の縮径部１ｅとが形成されている。
【００１６】
ここで、直胴部１ａの定径部１ｉの内径Ｎと縮径部１ｅにおける曲率半径Ｒ１との関係は、Ｎ≧３００ｍｍ、かつＲ１＞Ｎとなるよう形成されている。
Ｒ１＞Ｎとしたのは、縮径部１ｅにおける曲率半径Ｒ１が内径Ｎ以下となると、縮径部１ｅの先端部分に平面部分（中子の引抜き方向に対して垂直な面）が生じ、縮径部１ｅ内壁と中子との密着力が大きくなる。そして、前記密着力が成形体強度よりも大きくなると、割れや欠けが発生するためである。
また、内径Ｎが大きくなると、縮径部１ｅの先端部分と中子との接触面積が大きくなり、中子と縮径部１ｅとの密着力が成形体強度よりも大きくなる場合もある。特に、縮径部１ｅの先端部分と中子との接触部分が、中子の引抜き方向に対して垂直な面である場合には、中子と縮径部１ｅとの密着力がより大きくなる。
そのため、内径３００ｍｍ以上の場合、縮径部１ｅにおいて漸減縮小する内表面（内壁）の曲率半径Ｒ１を内径よりも大きくすることで（曲率半径Ｒ１は３００ｍｍ以上）、中子と縮径部１ｅとの密着力を小さくし、割れや欠けが発生するおそれを低減したものである。
【００１７】
次に、本発明に係るスリーブ成形体の第二の実施形態について説明する。尚、第二の実施の形態においては、前記した第一の実施形態とは、その中空部における内表面（内壁）形状のみ異なる。そのため、以下の説明においては、図１及び図３に基づいて説明する。
【００１８】
図３は、第二の実施の形態におけるスリーブ成形体１の先端部の断面図である。
図３の断面図に示すように、スリーブ成形体１の内部空間（内壁）には、内径Ｎが一定な定径部と、前記直胴部１ａの先端側から前記頭部１ｂ側にかけて、円錐状に漸減縮径する縮径部１ｆが形成されている。
尚、この円錐状の内壁が定径部１ｉの内壁となす角度をテーパ角θという。また、内径Ｎの部分と縮径部１ｆとの接続部１ｇはＲ加工され、凹曲面に形成されている。そして、前記定径部１ｉと縮径部１ｆは滑らかに接続されている。
【００１９】
ここで、直胴部１ａの定径部１ｉの内径Ｎと、縮径部１ｆのテーパ角θと、接続部１ｇの曲率半径Ｒ２とはそれぞれ、Ｎ≧３００ｍｍ、θ≦３０°、Ｒ２≧２０ｍｍとなるよう形成されている。
θ≦３０°、Ｒ２≧２０ｍｍという条件を満たす場合には、中子と縮径部１ｅとの密着力を成形体強度よりも小さくすることができ、割れや欠けの発生をする抑制することができる。
【００２０】
円錐状に漸減縮径する縮径部１ｆの場合、縮径部１ｅと中子の密着面が斜面となるため、中子引抜き方向の密着力の分力は小さくなる。そして、テーパ角θが３０°以下の場合には、成形体強度よりも中子引抜き方向の密着力の分力が小さくなるため、割れや欠けが防止される。
また、曲率半径Ｒ２が２０ｍｍ未満の場合、接続部１ｇにおいて、成形体強度よりも中子と内壁との密着力が大きく、接続部１ｇに割れや欠け等が発生し易いためである。
【００２１】
このような構成のスリーブ成形体１を製造方法について説明する。
先ず、第一の実施形態にあっては、直胴部１ａにおける定径部１ｉの内径Ｎと縮径部１ｅにおける曲率半径Ｒ１との関係が、Ｎ≧３００ｍｍ、Ｒ１＞Ｎである中子を用意する。
また、第二の実施形態にあっては、直胴部１ａの定径部１ｉの内径Ｎと、縮径部１ｆのテーパ角θと、接続部１ｇの曲率半径Ｒ２とが、Ｎ≧３００ｍｍ、θ≦３０°、Ｒ２≧２０ｍｍである中子を用意する。
尚、前記中子の材質は、石膏である。
【００２２】
そして、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主体とし、シリカ（ＳｉＯ2）および／またはムライト（Ａｌ2Ｏ3?ＳｉＯ2）を所定の配合比率で含む原料粉末を粒度調整して用意する。
【００２３】
次いで、前記原料粉末を水に分散させてスラリー状とし、それを中子が配置された鋳型（石膏型等）に鋳込み成形し、硬化状況を確認した後、中子を引き抜き、スリーブ成形体を得る。
ここで、第一の実施形態にかかるスリーブ成形体１にあっては、直胴部１ａにおける定径部１ｉの内径Ｎと縮径部１ｅにおける曲率半径Ｒ１との関係が、Ｎ≧３００ｍｍ、Ｒ１＞Ｎであるため、成形体強度よりも中子と縮径部１ｅとの密着力が小さく、割れや欠け等が生じることなく中子を引き抜くことができる。
また、第二の実施形態にかかるスリーブ成形体１にあっては、直胴部１ａにおける定径部１ｉの内径Ｎが３００ｍｍ以上、テーパ角θが３０°以下、接続部１ｇの曲率半径Ｒ２が２０ｍｍ以上であるため、成形体強度よりも中子と縮径部１ｅとの密着力が小さく、割れや欠け等が生じることなく中子を引き抜くことができる。
【００２４】
そして、前記スリーブ成形体１を乾燥し、大気雰囲気において焼成して焼成体とし、得られた焼成体に対し、外周加工および開口１ｃ、貫通孔１ｈの機械加工を施し、スリーブ１を得る。
【実施例】
【００２５】
続いて、本発明に係るスリーブおよびその製造方法について、実施例に基づきさらに説明する。
〔実施例１〕
実施例１では、第一の実施の形態（図２に示した）縮径部１ｅが凹曲面の場合について、内径Ｎと曲率半径Ｒ１の好ましい条件について検証した。
【００２６】
スリーブ定径部の内径Ｎの条件を１９０ｍｍ、２３０ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍとし、縮径部１ｅにおける曲率半径Ｒ１の条件を１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、２５０ｍｍ、２９０ｍｍ、３２０ｍｍ、４００ｍｍ、５００ｍｍ、６００ｍｍとし、表１に示す条件の組み合わせにおいて、それぞれ１０回の施行を行い、スリーブ成形体から中子を取り出し、割れ、欠け等の欠損を調べた。
この実験の結果を前記条件と共に表１に示す。
【００２７】
【表１】
0004945498.tif 000002
【００２８】
表１に示すように、スリーブ定径部の内径Ｎは３００ｍｍ以上であって、縮径部の曲率半径Ｒ１が内径Ｎより大きい条件の場合に、１０回の施行中、欠損発生回数は０回であった。
【００２９】
〔実施例２〕
実施例２では、第二の実施形（図３に示した）縮径部１ｆが円錐状面（テーパ面）の場合、内径Ｎとテーパ角θおよび接続部１ｇの曲率半径Ｒ２の好ましい条件について検討した。
【００３０】
スリーブ定径部の内径Ｎの条件を１９０ｍｍ、２３０ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍとし、テーパ角θの条件を１０°、１５°、２５°、３０°、４０°、５０°とし、接続部１ｇの曲率半径Ｒ２の条件を５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍとし、表２に示す条件の組み合わせにおいて、それぞれ１０回の施行を行い、スリーブ成形体から中子を取り出し、割れ、欠け等の欠損を調べた。
この実験の結果を前記条件と共に表２に示す。
【００３１】
【表２】
0004945498.tif 000003
【００３２】
表２に示すようにスリーブ定径部の内径Ｎは３００ｍｍ以上、テーパ角θは３０°以下、接続部１ｇの曲率半径Ｒ２が２０ｍｍ以上の場合に、欠損は発生しないという結果が得られた。
【００３３】
以上の実施例の実験結果から、本発明によれば、成形後、中子を引き抜いても破損を生じさせることなく、歩留まりを向上できることを確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明に係るスリーブ成形体の斜視図である。
【図２】図２は、図１のスリーブ成形体の第一の実施形態における先端部の断面図である。
【図３】図３は、図１のスリーブ成形体の第二の実施形態における先端部の断面図である。
【図４】図４は、ダンナー法により管ガラスを形成する方法を説明するための図である。
【図５】図５は、従来のスリーブ先端部の断面図である。
【図６】図６は、従来の他のスリーブ先端部の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      スリーブ成形体
１ａ    直胴部
１ｂ    頭部
１ｃ    開口
１ｄ    シャフト挿入孔
１ｅ    縮径部
１ｆ    縮径部
１ｇ    接続部
１ｈ    貫通孔
１ｉ    定径部
Ｎ      内径
Ｒ１    曲率半径
Ｒ２    曲率半径
θ      テーパ角
【図１】
0004945498.tif 000004
【図２】
0004945498.tif 000005
【図３】
0004945498.tif 000006
【図４】
0004945498.tif 000007
【図５】
0004945498.tif 000008
【図６】
0004945498.tif 000009