JP2009006607A - Extruder with gear pump - Google Patents

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Takahisa Araki
貴久 荒木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extruder with a gear pump, in which a constant amount of the material to be discharged from the gear pump can be discharged surely just after the rotation of the gear pump is started. <P>SOLUTION: The extruder with the gear pump includes: the extruder for extruding the material consisting of rubber or plastics in a barrel, in the axial direction by rotating a screw arranged in the barrel; and the gear pump for discharging a constant amount of the extruded material by engaging gears with each other, wherein a drive pinion 4 of the gear pump 3 is rotary driven independently of the screw 21. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ゴムもしくはプラスチックよりなる材料を所定量計量して押し出すギアポンプ付押出機に関し、特に、ゴムの吐出量をギアポンプの駆動直後から定量に制御することのできるものに関する。 The present invention relates to an extruder with a gear pump that measures and extrudes a predetermined amount of a material made of rubber or plastic, and more particularly, to an apparatus that can control the amount of rubber discharged quantitatively immediately after the gear pump is driven.

従来から、ゴムもしくはプラスチック材料を一定量押し出すため、押出機の下流側に、スクリューの回転により駆動されるギアポンプを配置した装置が知られており(例えば、特許文献1参照。)、図1は、このようなギアポンプ付押出機を示す概念図であり、ギアポンプ付押出機90は、バレル内に設けられたスクリュー91の回転により、バレル96内でゴムもしくはプラスチックよりなる材料を軸方向に押し出す押出機98と、押出された前記材料をギアの噛み合いにより、定量だけ吐出するギアポンプ99とを具え、ギアポンプ99は、スクリュー91と同心に配置された駆動ピニオン92と、駆動ピニオン92に噛合して駆動され一以上の従動ピニオン93とを具えて構成され、押出機98によって押し出された材料を一定流量で口金開口部97から吐出するよう機能する。   Conventionally, an apparatus has been known in which a gear pump driven by the rotation of a screw is disposed downstream of an extruder in order to extrude a certain amount of rubber or plastic material (see, for example, Patent Document 1), and FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram showing such an extruder with a gear pump. An extruder 90 with a gear pump is an extruder that extrudes a material made of rubber or plastic in a barrel 96 in the axial direction by the rotation of a screw 91 provided in the barrel. And a gear pump 99 that discharges the extruded material by a fixed amount by meshing the gear. The gear pump 99 is driven by meshing with the drive pinion 92 concentrically with the screw 91 and the drive pinion 92. And one or more driven pinions 93, and the material extruded by the extruder 98 is fed at a constant flow rate. It serves to eject gold opening 97.

上記の構成のギアポンプ式押出機90は、ゴムやプラスチックを定量に押し出す押出機としては、機械部分の構成が簡易であり、また、スクリュー91と駆動ピニオン92とは同一の駆動源で駆動されることもあって、装置を安価に製作することができるという特長がある。
特開2005−201215号公報
The gear pump type extruder 90 configured as described above has a simple mechanical configuration as an extruder for extruding rubber or plastic in a fixed amount, and the screw 91 and the drive pinion 92 are driven by the same drive source. There is also a feature that the device can be manufactured at a low cost.
JP-A-2005-201215

しかしながら、上記のような構成のギアポンプ付押出機90にあっては、スクリュー91と駆動ピニオン92とが同一の駆動源によって駆動されるため、スクリュー91を一定の回転速度で回転した場合に、ギアポンプ99によって吐出されるゴム量はギアの歯の寸法で定まる一定量に固定されるのに対比して、スクリュー91によって押し出されるゴム量は、押し出されるゴムのその時々の粘弾性特性によって微妙に変化するため、スクリュー91からギアポンプ99内に押し出されるゴムの流量が変化することになる。このことは、ギアポンプ99内のゴムの充填量が変化することを意味し、その結果、ギアポンプを一定速度で回転させたとしても、ゴムの吐出量を安定的に吐出することが難しくなり、特に、ギアポンプ99を作動させた直後は、ギアポンプ99内にゴムの充填率が低いことから、ギアポンプ99の回転開始の直後から一定のゴム流量で吐出することのできる装置が求められていた。   However, in the extruder 90 with a gear pump configured as described above, since the screw 91 and the drive pinion 92 are driven by the same drive source, when the screw 91 is rotated at a constant rotational speed, the gear pump In contrast to the amount of rubber discharged by 99 being fixed at a fixed amount determined by the gear tooth size, the amount of rubber pushed out by the screw 91 slightly changes depending on the viscoelastic characteristics of the extruded rubber. Therefore, the flow rate of the rubber pushed out from the screw 91 into the gear pump 99 changes. This means that the amount of rubber filling in the gear pump 99 changes, and as a result, even if the gear pump is rotated at a constant speed, it becomes difficult to stably discharge the rubber discharge amount. Immediately after the gear pump 99 is operated, since the filling rate of the rubber in the gear pump 99 is low, a device capable of discharging at a constant rubber flow rate immediately after the start of the rotation of the gear pump 99 has been demanded.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ギアポンプで吐出されるゴムもしくはプラスチックよりなる材料を、その回転開始の直後から、一定の吐出量で吐出することのできるギアポンプ付押出機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and is equipped with a gear pump capable of discharging a material made of rubber or plastic discharged by a gear pump at a constant discharge amount immediately after the start of rotation. An object is to provide an extruder.

<1>は、バレル内に設けられたスクリューの回転により、バレル内でゴムもしくはプラスチックよりなる材料を軸方向に押し出す押出機と、押出された前記材料をギアの噛み合いにより、一定量で吐出するギアポンプとを具え、ギアポンプは、駆動ピニオンと、駆動ピニオンに噛合して駆動される一以上の従動ピニオンと、バレルに固定して設けられこれらのピニオンを収容するギアケースとを具えたギアポンプ付押出機において、
前記駆動ピニオンを、前記スクリューとは独立して回転駆動されるよう構成してなるギアポンプ付押出機である。
<1> is a method in which a screw or a screw provided in the barrel rotates to extrude a material made of rubber or plastic in the barrel in the axial direction, and the extruded material is discharged in a fixed amount by meshing the gear. The gear pump includes a drive pinion, one or more driven pinions that are driven by meshing with the drive pinion, and a gear pump extrusion provided with a gear case that is fixed to the barrel and accommodates these pinions. In the machine
The drive pinion is an extruder with a gear pump configured to be driven to rotate independently of the screw.

<2>は、<1>において、前記ギアケースは、前記駆動ピニオンおよび従動ピニオンの軸方向両側に微小隙間を介して配置され駆動ピニオン回転軸に直交して延在するそれぞれのサイドプレートと、これらのサイドプレートの間に設けられピニオンの半径方向外側の空間を閉止するケーシングとよりなり、
前記駆動ピニオンおよび従動ピニオンの回転軸は、サイドプレートに固定して設けられ、
前記サイドプレートのうち、スクリューに近い側に位置する吸入側サイドプレートには、ゴム吸入口が、駆動ピニオンとそれぞれの従動ピニオンとの噛合部の、互いの歯が離隔する側の、従動ピニオンの歯が通過する位置に設けられ、スクリューから遠い側に位置する吐出側サイドプレートには、ゴム吐出口が、駆動ピニオンとそれぞれの従動ピニオンとの噛合部の、互いの歯が接近する側の、従動ピニオンの歯が通過する位置に設けられ、前記ゴム吸入口とゴム吐出口とはピニオンにより軸方向の連通を遮断されてなるギアポンプ付押出機である。
<2> is the side plate according to <1>, wherein the gear case is disposed on both sides in the axial direction of the drive pinion and the driven pinion via a minute gap and extends perpendicular to the drive pinion rotation axis; The casing is provided between the side plates and closes the space outside the pinion in the radial direction.
The rotating shafts of the driving pinion and the driven pinion are fixed to the side plate,
Among the side plates, the suction side side plate located on the side closer to the screw has a rubber suction port of the driven pinion on the side where the teeth of the driving pinion and each driven pinion are separated from each other. The discharge side plate, which is provided at the position where the teeth pass and is located on the side far from the screw, has a rubber discharge port on the side where the teeth approach each other in the meshing portion of the drive pinion and each driven pinion, The extruder with a gear pump is provided at a position where the teeth of the driven pinion pass, and the rubber suction port and the rubber discharge port are blocked from communicating in the axial direction by the pinion.

<3>は、<1>もしくは<2>において、前記駆動ピニオンおよび従動ピニオンのギアはハス歯に形成されてなるギアポンプ付押出機である。   <3> is an extruder with a gear pump in which the gears of the drive pinion and the driven pinion are formed in a helical tooth in <1> or <2>.

<4>は、<1>〜<3>のいずれかにおいて、ゴム吸入口およびゴム吐出口の、駆動ピニオンと各従動ピニオンとの噛合部に近い側の、吸入側サイドプレート上および吐出側サイドプレート上に、それぞれ、材料噛み込み防止用凹部を設けてなるギアポンプ付押出機である。   <4> is any one of <1> to <3>, on the suction side plate and on the discharge side of the rubber suction port and the rubber discharge port on the side close to the meshing portion between the drive pinion and each driven pinion Each of the extruders with gear pumps is provided with a recess for preventing material biting on the plate.

<5>は、<1>〜<4>のいずれかにおいて、前記ケーシングに冷却ジャケットを設けてなるギアポンプ付押出機である。   <5> is an extruder with a gear pump in which a cooling jacket is provided on the casing in any one of <1> to <4>.

<6>は、<1>〜<5>のいずれかにおいて、スクリューの回転と駆動ピニオンとの回転を制御する制御装置を備え、この制御装置を、駆動ピニオンの回転開始に先立って、スクリューの回転を開始する制御を行うよう構成してなるギアポンプ付押出機である。   <6> includes a control device that controls the rotation of the screw and the drive pinion in any one of <1> to <5>, and the control device is connected to the screw before the rotation of the drive pinion starts. An extruder with a gear pump configured to perform control for starting rotation.

<1>によれば、駆動ピニオンを、前記スクリューとは独立して回転駆動されるよう構成したので、スクリューとギアポンプとの回転制御をそれぞれ独立して行うことができ、すなわち、ギアポンプ内には常にゴムが充填されている状態に制御することができ、ギアポンプの回転開始の直後から一定量のゴムを押し出すよう制御することができる。   According to <1>, since the drive pinion is configured to be driven to rotate independently of the screw, rotation control of the screw and the gear pump can be performed independently, that is, in the gear pump. It can be controlled to be always filled with rubber, and can be controlled to extrude a certain amount of rubber immediately after the start of rotation of the gear pump.

<2>によれば、スクリューに近い側に位置する吸入側サイドプレートには、駆動ピニオンとそれぞれの従動ピニオンとの噛合部の、互いの歯が離隔する側の、従動ピニオンの歯が通過する位置に、ゴム吸入口が設けられ、スクリューから遠い側に位置する吐出側サイドプレートには、駆動ピニオンとそれぞれの従動ピニオンとの噛合部の、互いの歯が接近する側の、従動ピニオンの歯が通過する位置に、ゴム吐出口が設けられ、前記ゴム吸入口とゴム吐出口とはピニオンにより軸方向の連通を遮断されているので、スクリューの先端から軸方向に押出された材料は、駆動ピニオンと従動ピニオンとの噛み合い部付近で、従動ピニオンの歯と歯の間の谷間部分に入ったまま、駆動ピニオン中心軸心から一旦遠ざかったあと駆動ピニオン中心軸心に再接近し、駆動ピニオンと従動ピニオンとの噛み合い部付近で吐出され、このことによって、ゴム材料は、駆動ピニオンの歯と歯の間に流れることはなく、もし、駆動ピニオンを、このピニオンと噛合する駆動ギアを介して駆動した場合には、駆動ピニオンの歯と歯の間にはいったゴムが駆動ピニオンへの滑らかな動力伝達の支障となるべきところ、この問題を解消することができる。   According to <2>, the teeth of the driven pinion on the side where the teeth of the driving pinion and each driven pinion are separated from each other pass through the suction side side plate located on the side closer to the screw. The discharge side plate, which is provided with a rubber suction port at a position far from the screw, has a tooth of the driven pinion on the side where the teeth of the driving pinion and each driven pinion come into contact with each other. A rubber discharge port is provided at a position where the valve passes, and the rubber suction port and the rubber discharge port are blocked from communicating in the axial direction by a pinion, so that the material extruded in the axial direction from the tip of the screw is driven In the vicinity of the meshing part between the pinion and the driven pinion, the drive pinion central axis is once moved away from the drive pinion central axis while entering the valley between the teeth of the driven pinion. Is re-approached and discharged near the meshing portion of the drive pinion and the driven pinion, so that the rubber material does not flow between the teeth of the drive pinion, and if the drive pinion is In the case of driving through the meshing drive gear, this problem can be solved where rubber that has entered between the teeth of the drive pinion should hinder smooth power transmission to the drive pinion.

<3>によれば、駆動ピニオンおよび従動ピニオンのギアをハス歯に形成したので、それらの回転に際して、材料を軸方向先端側に向かわせる成分の力を発生させることができ、材料の吸入および吐出を効率よく行うことができる。   According to <3>, since the gears of the drive pinion and the driven pinion are formed on the helical teeth, a force of a component that directs the material toward the tip end in the axial direction can be generated during the rotation thereof. Ejection can be performed efficiently.

<4>によれば、ゴム吸入口およびゴム吐出口の、駆動ピニオンと各従動ピニオンとの噛合部に近い側の、吸入側サイドプレート上および吐出側サイドプレート上に、それぞれ、材料噛み込み防止用凹部を設けたので、材料が噛合部に漏洩してそれぞれのピニオンを無理に変形させるのを防止することができ、また、材料の吸入側から吐出側への漏れを防いで、材料計量精度を高めることができる。   <4> According to <4>, on the suction side plate and the discharge side plate on the side close to the meshing portion between the drive pinion and each driven pinion of the rubber suction port and the rubber discharge port, respectively, prevention of material biting Since the concave part is provided, it is possible to prevent the material from leaking into the meshing part and forcibly deforming each pinion, and also prevents the material from leaking from the suction side to the discharge side. Can be increased.

<5>によれば、ケーシングに冷却ジャケットを設けたので、材料の異常温度上昇を防止して、ゴムやけ等、材料の変質を抑えることができる。   According to <5>, since the cooling jacket is provided in the casing, it is possible to prevent an abnormal temperature rise of the material and to suppress deterioration of the material such as rubber burn.

<6>によれば、スクリューの回転と駆動ピニオンとの回転を制御する制御装置を備え、この制御装置を、駆動ピニオンの回転開始に先立って、スクリューの回転を開始する制御を行うよう構成したので、駆動ピニオンの回転開始の時点からギアポンプを、ゴムで充填された状態にすることができ、その結果、ギアポンプからゴムの吐出を開始した直後から、吐出ゴム量を一定に制御することができる。   According to <6>, the control device that controls the rotation of the screw and the drive pinion is provided, and the control device is configured to perform the control to start the rotation of the screw prior to the start of the rotation of the drive pinion. Therefore, the gear pump can be filled with rubber from the start of rotation of the drive pinion, and as a result, the amount of discharged rubber can be controlled to be constant immediately after the start of discharging of rubber from the gear pump. .

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図2は、この実施形態のギアポンプ付押出機の構成を模式的に示す模式図であり、図3は、そのギアポンプ部分を、回転軸線を通る断面で示す部分断面図、図4は、図3のA−A断面図、図5は、ピニオン部分を示す斜視図、図6は、それぞれのサイドプレートを示す斜視図、図7は、ケーシングを示す斜視図、図8は、サイドプレート上に設けられた開口部、凹部の位置を、ピニオンに対応させて示す斜視図である。なお、以下の説明において、押出す材料をゴムとして説明するが、これがプラスチックであっても説明はそのまま適用することができる。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the extruder with a gear pump of this embodiment. FIG. 3 is a partial sectional view showing the gear pump portion in a cross section passing through the rotation axis. FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a pinion portion, FIG. 6 is a perspective view showing each side plate, FIG. 7 is a perspective view showing a casing, and FIG. 8 is provided on the side plate. It is a perspective view which shows the position of the formed opening part and recessed part corresponding to a pinion. In the following description, the material to be extruded will be described as rubber, but the description can be applied as it is even if it is plastic.

ギアポンプ付押出機1は、バレル22内に設けられ、スクリュー駆動部31によって駆動されるスクリュー21の回転により、ゴムフィード口27からフィードローラ28により供給されたゴムGを螺旋状に軸方向に押し出す押出機2と、スクリュー駆動部31とは独立した駆動機構を構成するギアポンプ駆動部41に駆動され、押出されたゴムGをギアの噛み合いにより一定嚠喨で吐出するギアポンプ3とを具える。   The extruder 1 with a gear pump is provided in the barrel 22, and the rubber G supplied from the rubber feed port 27 by the feed roller 28 is spirally pushed out in the axial direction by the rotation of the screw 21 driven by the screw driving unit 31. The extruder 2 and the screw drive unit 31 are driven by a gear pump drive unit 41 that constitutes a drive mechanism independent of the screw drive unit 31, and a gear pump 3 that discharges the extruded rubber G with a constant mesh by meshing the gears.

ギアポンプ3は、駆動ピニオン4と、駆動ピニオン4に噛合して駆動され、駆動ピニオン回転軸線Lと平行な軸の周りを回転する一以上の従動ピニオン5と、バレル22に固定して設けられ、これらのピニオン4、5を収容するギアケース11とを具える。   The gear pump 3 is fixed to the barrel 22 and a drive pinion 4, one or more driven pinions 5 that are driven by meshing with the drive pinion 4, and rotate about an axis parallel to the drive pinion rotation axis L. A gear case 11 for accommodating these pinions 4 and 5 is provided.

スクリュー21は、スクリュー駆動部31によって駆動され、スクリュー駆動部31は、図2に例示するように、スクリュー駆動用モータ32と、その出力を変速し駆動トルクを高めるスクリュー駆動用減速機33と、その回転出力を、スクリュー21に伝達するスクリュー駆動力伝達チェーン34と、これに噛み合う駆動側スプロケット35Aおよび従動側スプロケット35Bとで構成されるが、本発明におけるスクリュー駆動部は、この構成に限定されるものではない。   The screw 21 is driven by a screw drive unit 31. The screw drive unit 31, as illustrated in FIG. 2, includes a screw drive motor 32, a screw drive speed reducer 33 that increases the drive torque by shifting the output of the screw drive unit 31, The screw driving force transmission chain 34 that transmits the rotation output to the screw 21 and the driving side sprocket 35A and the driven side sprocket 35B that mesh with the chain 21 are configured. However, the screw driving unit in the present invention is limited to this configuration. It is not something.

一方、駆動ピニオン4は、ギアポンプ駆動部41によって駆動され、ギアポンプ駆動部41は、例えば、図2に示すように、ギアポンプ駆動用モータ42と、その出力を変速し駆動トルクを高めるギアポンプ駆動用減速機43と、その回転出力を、スクリュー21に伝達するギアポンプ駆動力伝達チェーン44と、これに噛み合う駆動側スプロケット45Aおよび従動側スプロケット45Bと、同軸上に配置された従動側スプロケット45Bに直結されるとともに駆動ピニオン4と噛合する駆動力伝達ギア46とで構成されるが、本発明におけるギアポンプ駆動部についても、この構成に限定されるものではない。   On the other hand, the drive pinion 4 is driven by a gear pump drive unit 41. The gear pump drive unit 41, for example, as shown in FIG. 2, a gear pump drive motor 42 and a gear pump drive deceleration that shifts its output and increases the drive torque. The machine 43, a gear pump driving force transmission chain 44 for transmitting the rotational output to the screw 21, a driving side sprocket 45A and a driven side sprocket 45B meshing with the chain, and a driven side sprocket 45B arranged coaxially are directly connected. In addition, the driving force transmission gear 46 that meshes with the driving pinion 4 is configured, but the gear pump driving unit in the present invention is not limited to this configuration.

また、スクリュー21、および、ギアポンプ3の回転数を制御するには、これらを駆動するスクリュー駆動用モータ32、および、ギアポンプ駆動用モータ42の回転数をそれぞれ制御して行うが、それらのモータの回転制御は、これらの回転を制御する制御装置50からの指令に基づいて制御される。   Further, in order to control the rotational speeds of the screw 21 and the gear pump 3, the rotational speeds of the screw driving motor 32 and the gear pump driving motor 42 for driving these are controlled respectively. The rotation control is controlled based on a command from the control device 50 that controls these rotations.

そして、ギアケース11は、それらのピニオン4、5の軸方向両側に微小隙間を介して配置され駆動ピニオン4の回転軸線Lに直交して延在するそれぞれのサイドプレート12、13と、これらのサイドプレート12,13の間に設けられピニオン4,5の半径方向外側の空間を閉止するケーシング14とよりなり、駆動ピニオン4の回転軸15および従動ピニオン5の回転軸16は、サイドプレート12,13に固定して設けられ、前記サイドプレート12,13のうち、スクリュー21に近い側に位置する吸入側サイドプレート12には、駆動ピニオン4とそれぞれの従動ピニオン5との噛合部の、互いの歯が離隔する側の、従動ピニオン5の歯が通過する位置に、ゴム吸入口12aが設けられ、一方、スクリュー21から遠い側に位置する吐出側サイドプレート13には、駆動ピニオン4とそれぞれの従動ピニオン5との噛合部の、互いの歯が接近する側の、従動ピニオン5の歯が通過する位置に、ゴム吐出口13aが設けられ、そして、前記ゴム吸入口12aとゴム吐出口13aとは、ピニオン4、5により軸方向の連通を遮断されて構成される。   The gear case 11 is disposed on both sides in the axial direction of the pinions 4 and 5 via a minute gap and extends perpendicularly to the rotational axis L of the drive pinion 4, and these side plates 12 and 13 The casing 14 is provided between the side plates 12 and 13 and closes the radially outer space of the pinions 4 and 5. The rotating shaft 15 of the driving pinion 4 and the rotating shaft 16 of the driven pinion 5 are connected to the side plates 12 and 13. 13, and the suction side side plate 12 located on the side close to the screw 21 among the side plates 12, 13 has mutual engagement portions of the drive pinion 4 and each driven pinion 5. A rubber suction port 12a is provided at a position where the teeth of the driven pinion 5 pass on the side where the teeth are separated from each other, and is positioned on the side far from the screw 21 The discharge-side side plate 13 is provided with a rubber discharge port 13a at a position where the teeth of the driven pinion 5 pass on the side where the teeth of the drive pinion 4 and each driven pinion 5 are close to each other. The rubber suction port 12a and the rubber discharge port 13a are configured to be blocked from communicating in the axial direction by pinions 4 and 5.

また、吐出側サイドプレート13の、スクリュー21から遠い側には、口金開口部25を有するヘッド24が取り付けられ、吐出側サイドプレート13との間に、ゴム製流室26を形成する。   A head 24 having a base opening 25 is attached to the discharge side plate 13 on the side far from the screw 21, and a rubber flow chamber 26 is formed between the discharge side plate 13 and the discharge side plate 13.

以上のように構成されたギアポンプ付押出機1において、スクリュー21の回転により軸方向先端側に押出されたゴムGは、吸入側サイドプレート12の吸入口12aを通ってギアケース11内に入り、従動ピニオン5の歯と歯の間の谷間部分に押し込まれる。谷間部分に押し込まれたゴムGは、従動ピニオン5の自転に伴って、一旦、駆動ピニオン4から離隔する方向に運ばれ、ギアケース11の半径方向最外側を通って折り返したあと、駆動ピニオン4に接近し、従動ピニオン5が、駆動ピニオン4と噛合し始める位置に達すると、噛み合いの作用により、ゴムGは谷間部分から掻き出され、掻き出されたゴムGは吐出口13aを通ってギアケース11から出てゴム製流室26に入り、口金開口部25を通って所定の断面形状で押出される。   In the extruder 1 with a gear pump configured as described above, the rubber G pushed to the axial front end side by the rotation of the screw 21 enters the gear case 11 through the suction port 12a of the suction side plate 12, The driven pinion 5 is pushed into the valley between the teeth. The rubber G pushed into the valley portion is once transported in a direction away from the drive pinion 4 along with the rotation of the driven pinion 5 and is turned back through the radially outermost side of the gear case 11. When the driven pinion 5 reaches a position where the driven pinion 5 starts to mesh with the drive pinion 4, the rubber G is scraped out from the valley portion by the meshing action, and the rubber G thus scraped out passes through the discharge port 13a to the gear. It exits from the case 11 and enters the rubber flow chamber 26 and is extruded through the mouth opening 25 with a predetermined cross-sectional shape.

ここで、ゴムGが、駆動ピニオン4の歯と歯の間ではなく、従動ピニオン5の歯と歯の間の間に押し込まれて移動することは、図示のように、駆動ピニオン4と噛合する駆動力伝達ギア46を介して駆動力が伝達される場合には、必要な要件であり、これは、もし、駆動ピニオン4の歯と歯の間に入ったならば、滑らかな駆動が阻害され、また、駆動系統におけるゴムの漏れを防止する措置を講じる必要が生じるからである。   Here, the rubber G is pushed between the teeth of the driven pinion 5 and not between the teeth of the drive pinion 4 but moved between the teeth of the driven pinion 4, as shown in the figure, meshes with the drive pinion 4. If the driving force is transmitted via the driving force transmission gear 46, it is a necessary requirement, and if it enters between the teeth of the driving pinion 4, smooth driving is impeded. In addition, it is necessary to take measures to prevent rubber leakage in the drive system.

ここで、それぞれのサイドプレート12、13に設けられた吸入口12aおよび吐出口12bに対向する位置にゴムGをスムースに通過させるための切欠が、ケーシング14に設けられ、図7の符号14aはこの切欠を表す。また、図8(a)は吸入側サイドプレート12に設けられた吸入口12aおよび噛み込み防止用凹部の位置を、ピニオンに対応させて示す斜視図であり、図中、12a1は、吸入口12aに対応する部分、12b1は噛み込み防止用凹部に対応する部分を示す。同様にして、図8(b)は、吐出側サイドプレート13に設けられた吐出口13aおよび噛み込み防止用凹部の位置を、ピニオンに対応させて示す斜視図であり、図中、13a1は、吐出口13aに対応する部分、12b1は噛み込み防止用凹部に対応する部分を示す。   Here, a cutout for smoothly passing the rubber G is provided in the casing 14 at a position facing the suction port 12a and the discharge port 12b provided in each of the side plates 12 and 13, and reference numeral 14a in FIG. Represents this notch. FIG. 8A is a perspective view showing the positions of the suction port 12a provided in the suction side plate 12 and the recess for preventing biting in correspondence with the pinion. In the figure, 12a1 is the suction port 12a. Reference numeral 12b1 denotes a portion corresponding to the biting prevention concave portion. Similarly, FIG. 8B is a perspective view showing the positions of the discharge ports 13a provided in the discharge-side side plate 13 and the recesses for preventing biting corresponding to the pinions. In FIG. A portion corresponding to the discharge port 13a, 12b1, indicates a portion corresponding to the biting prevention concave portion.

また、駆動ピニオン4および従動ピニオンの歯はハス歯とするのがよく、このことにより、効率よくゴムGを吸入および吐出することができる。 The teeth of the drive pinion 4 and the driven pinion are preferably helical teeth, which allows the rubber G to be sucked and discharged efficiently.

また、バレル22およびケーシング14の半径方向外側には、ゴムGの流動に伴って発生する熱を冷却する冷却ジャケット19がそれぞれ配設され、これらの冷却ジャケット19は、並列もしくは直列に接続することができる。   Further, cooling jackets 19 for cooling the heat generated with the flow of the rubber G are respectively arranged on the radially outer sides of the barrel 22 and the casing 14, and these cooling jackets 19 are connected in parallel or in series. Can do.

このように構成されたギアポンプ付押出機1は、スクリュー21とギアポンプ3とが独立に駆動されるので、スクリュー21を、ギアポンプ3より先に始動することによって、ギアポンプ3を駆動したときには、ギアポンプ内がゴムで充満された状態にすることができ、このことによって、温度等の外部環境によって変化するゴムの粘弾性の影響を受けることなく、ギアポンプ駆動開始の直後から一定の流量のゴム量を押し出すことができる。   In the extruder 1 with a gear pump configured as described above, the screw 21 and the gear pump 3 are independently driven. Therefore, when the gear pump 3 is driven by starting the screw 21 before the gear pump 3, Can be made to be filled with rubber, and this will push out the rubber amount at a constant flow rate immediately after the start of gear pump drive without being affected by the viscoelasticity of the rubber, which varies with the external environment such as temperature. be able to.

そして、ギアポンプ付押出機から押し出されたゴムリボンをタイヤ成型ドラム上で巻回して既に形成済みのタイヤ構成部材上に、ゴム部材を貼り付ける場合には、タイヤ一本分のゴム部材を形成するたびに、ギアポンプ付押出機の駆動を開始し、もしくは、停止するので、全押出時間に占める駆動直後の時間の割合が大きく、ギアポンプ駆動開始の直後から一定の流量のゴム量を押し出す機能は特に重要である。   When the rubber ribbon extruded from the extruder with gear pump is wound on a tire molding drum and the rubber member is pasted on the already formed tire constituent member, every time the rubber member for one tire is formed, In addition, since the drive of the extruder with gear pump is started or stopped, the ratio of the time immediately after the drive to the total extrusion time is large, and the function of pushing out the rubber amount at a constant flow rate immediately after the start of the gear pump drive is particularly important. It is.

また、スクリューの押出能力と、ギアポンプの吐出能力とが拮抗している場合には、スクリューの押出量がわずか減少しても、ギアポンプの吐出量が減少することを意味し、この場合にも吐出量の時間変動を発生させ、押し出されるゴム製品の寸法をばらつかせてしまうことになるので、スクリューの押出能力がゴムの吐出能力を常に上回っているように制御する必要がある。   In addition, if the screw extrusion capacity and the gear pump discharge capacity are in conflict, this means that even if the screw extrusion amount decreases slightly, the gear pump discharge amount will decrease. Since the amount of time fluctuation is generated and the size of the extruded rubber product is varied, it is necessary to control the extrusion ability of the screw to always exceed the discharge ability of the rubber.

しかし、実際には、ゴムの粘弾性特性により、スクリューの押出能力が変化するので、もし、従来技術のように、スクリューの回転数とギアポンプの回転数の比が固定されていたならば、ゴム種に応じてこの条件を満足させるようにするのは難しいが、本発明においては、スクリューとギアポンプの回転数は相互に独立に選択することができるので、ゴム種に関係なく上記条件を満足するようそれらの回転数を設定することができる。   However, in reality, the extrusion capability of the screw changes due to the viscoelastic properties of the rubber. If the ratio of the screw rotation speed to the gear pump rotation speed is fixed as in the prior art, the rubber Although it is difficult to satisfy this condition depending on the type, in the present invention, the rotational speeds of the screw and the gear pump can be selected independently of each other, so the above condition is satisfied regardless of the rubber type. You can set the rotation speed of them.

具体的にそれらの回転数や駆動開始のタイミングを制御するには、制御装置50を用いておこない、制御装置50から、スクリュー駆動用モータ32、および、ギアポンプ駆動用モータ42にそれらの回転数や駆動開始のタイミングを制御する信号を出力することによって行うことができる。   Specifically, in order to control the rotation speed and the drive start timing, the control device 50 is used. From the control device 50, the screw drive motor 32 and the gear pump drive motor 42 transfer the rotation speed and the drive start timing. This can be done by outputting a signal for controlling the timing for starting driving.

図11は、ギアポンプ3を駆動した直後のギアポンプ3からのゴムの吐出量の変化を示すグラフであり、曲線Aは、実施例として、本実施形態のギアポンプ付押出機によって駆動された場合の吐出量変化を表し、一方、曲線Bは、従来例として、駆動ピニオン4がスクリュー21に直結されて、駆動ピニオン4が、スクリューと同じ駆動系によって駆動されている場合の吐出量変化を表す。図から明らかなように、従来例は、所定の吐出量に到達するのに長い時間を要しているのに対して、本実施形態に対応する曲線Bは、その半分の時間で駆動直後に所定の吐出量に到達できることを表している。   FIG. 11 is a graph showing a change in the amount of rubber discharged from the gear pump 3 immediately after the gear pump 3 is driven, and a curve A is a discharge when driven by the extruder with a gear pump of this embodiment as an example. On the other hand, the curve B represents the change in the discharge amount when the drive pinion 4 is directly connected to the screw 21 and the drive pinion 4 is driven by the same drive system as the screw as a conventional example. As is apparent from the figure, the conventional example requires a long time to reach the predetermined discharge amount, whereas the curve B corresponding to the present embodiment is half the time immediately after driving. This indicates that a predetermined discharge amount can be reached.

また、ギアポンプ駆動開始時の、スクリューのヘッド圧(吐出側圧力)は、従来例においては、3.3MPaであったのに対して、実施例においては、10MPaであり、このことによって、実施例の場合には、ギアポンプ駆動開始にはすでにギアポンプ内には十分なゴムが充填されていたことが分かる。   The screw head pressure (discharge side pressure) at the start of the gear pump drive is 3.3 MPa in the conventional example, whereas it is 10 MPa in the example. In this case, it can be seen that the gear pump was already filled with sufficient rubber at the start of driving the gear pump.

本発明のゴム用ギア式押出機は、種々のタイヤに対するゴム構成部材の帯状ゴムを押し出すのに適用することができる。   The rubber gear extruder of the present invention can be applied to extrude a rubber band of rubber constituting members for various tires.

従来のギアポンプ付押出機の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional extruder with a gear pump. 本発明に係る実施形態のギアポンプ付押出機の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the extruder with a gear pump of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態のギアポンプ付押出機を、スクリュー回転軸線を通る平面において示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the extruder with a gear pump of embodiment which concerns on this invention in the plane which passes along a screw rotating shaft line. 図2のA−A矢視に対応する部分断面図である。It is a fragmentary sectional view corresponding to the AA arrow of FIG. ピニオン部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a pinion part. それぞれのサイドプレートを示す斜視図である。It is a perspective view which shows each side plate. ケーシングを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a casing. サイドプレート上に設けられた開口部、凹部の位置を、ピニオンに対応させて示す斜視図である。It is a perspective view which shows the position of the opening part provided on the side plate, and a recessed part corresponding to a pinion. ギアポンプの駆動直後からのゴムの吐出量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the amount of rubber discharge immediately after the drive of a gear pump.

符号の説明Explanation of symbols

1 ギアポンプ付押出機
2 押出機
3 ギアポンプ
4 駆動ピニオン
5 従動ピニオン
11 ギアケース
12 吸入側サイドプレート
12a 吸入口
12a1 吸入口に対応するピニオン部分
12b1 噛み込み防止凹部に対応するピニオン部分
13 吐出側サイドプレート
13a 吐出口
13a 吐出口に対応するピニオン部分
13b1 噛み込み防止凹部に対応するピニオン部分
14 ケーシング
14a ケーシング上の切欠
15 駆動ピニオンの回転軸
16 従動ピニオン4の回転軸
19 冷却ジャケット
21 スクリュー
22 バレル
24 ヘッド
25 口金開口部
26 ゴム製流室
27 ゴムフィード口
28 フィードローラ
31 スクリュー駆動部
32 スクリュー駆動用モータ
33 スクリュー駆動用減速機
34 スクリュー駆動力伝達チェーン
35A 駆動側スプロケット
35B 従動側スプロケット
41 ギアポンプ駆動部
42 ギアポンプ駆動用モータ
43 ギアポンプ駆動用減速機
44 ギアポンプ駆動力伝達チェーン
45A 駆動側スプロケット
45B 従動側スプロケット
46 駆動力伝達ギア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Extruder with gear pump 2 Extruder 3 Gear pump 4 Drive pinion 5 Driven pinion 11 Gear case 12 Suction side plate 12a Suction port 12a1 Pinion part corresponding to suction port 12b1 Pinion part corresponding to biting prevention recess 13 Discharge side plate 13a Discharge port 13a Pinion portion corresponding to discharge port 13b1 Pinion portion corresponding to biting prevention recess 14 Casing 14a Notch on casing 15 Rotating shaft of driving pinion 16 Rotating shaft of driven pinion 4 19 Cooling jacket 21 Screw 22 Barrel 24 Head 25 Base opening 26 Rubber flow chamber 27 Rubber feed port 28 Feed roller 31 Screw drive portion 32 Screw drive motor 33 Screw drive speed reducer 34 Screw drive force transmission chain 3 A drive sprocket 35B driven sprocket 41 gear pump drive unit 42 gear pump drive motor 43 gear pump drive speed reducer 44 a gear pump driving force transmission chain 45A driven sprocket 45B driven sprocket 46 driving force transmission gears

Claims (6)

バレル内に設けられたスクリューの回転により、バレル内でゴムもしくはプラスチックよりなる材料を軸方向に押し出す押出機と、押出された前記材料をギアの噛み合いにより、一定量で吐出するギアポンプとを具え、ギアポンプは、駆動ピニオンと、駆動ピニオンに噛合して駆動される一以上の従動ピニオンと、バレルに固定して設けられこれらのピニオンを収容するギアケースとを具えたギアポンプ付押出機において、
前記駆動ピニオンを、前記スクリューとは独立して回転駆動されるよう構成してなるギアポンプ付押出機。
An extruder for extruding a material made of rubber or plastic in the barrel in the axial direction by rotation of a screw provided in the barrel, and a gear pump for discharging the extruded material in a constant amount by meshing the gears, The gear pump is an extruder with a gear pump comprising a drive pinion, one or more driven pinions that are engaged with and driven by the drive pinion, and a gear case that is fixed to the barrel and accommodates these pinions.
An extruder with a gear pump configured to rotate the drive pinion independently of the screw.
前記ギアケースは、前記駆動ピニオンおよび従動ピニオンの軸方向両側に微小隙間を介して配置され駆動ピニオン回転軸に直交して延在するそれぞれのサイドプレートと、これらのサイドプレートの間に設けられピニオンの半径方向外側の空間を閉止するケーシングとよりなり、
前記駆動ピニオンおよび従動ピニオンの回転軸は、サイドプレートに固定して設けられ、
前記サイドプレートのうち、スクリューに近い側に位置する吸入側サイドプレートには、ゴム吸入口が、駆動ピニオンとそれぞれの従動ピニオンとの噛合部の、互いの歯が離隔する側の、従動ピニオンの歯が通過する位置に設けられ、スクリューから遠い側に位置する吐出側サイドプレートには、ゴム吐出口が、駆動ピニオンとそれぞれの従動ピニオンとの噛合部の、互いの歯が接近する側の、従動ピニオンの歯が通過する位置に設けられ、前記ゴム吸入口とゴム吐出口とはピニオンにより軸方向の連通を遮断されてなる請求項1に記載のギアポンプ付押出機。
Each of the gear cases is disposed on both sides in the axial direction of the drive pinion and the driven pinion via a minute gap and extends in a direction perpendicular to the drive pinion rotation shaft, and the pinion provided between the side plates. And a casing that closes the radially outer space of
The rotating shafts of the driving pinion and the driven pinion are fixed to the side plate,
Among the side plates, the suction side side plate located on the side closer to the screw has a rubber suction port of the driven pinion on the side where the teeth of the driving pinion and each driven pinion are separated from each other. The discharge side plate, which is provided at the position where the teeth pass and is located on the side far from the screw, has a rubber discharge port on the side where the teeth approach each other in the meshing portion of the drive pinion and each driven pinion, The extruder with a gear pump according to claim 1, wherein the extruder is provided at a position through which the teeth of the driven pinion pass, and the rubber suction port and the rubber discharge port are blocked from communicating in the axial direction by the pinion.
前記駆動ピニオンおよび従動ピニオンのギアはハス歯に形成されてなる請求項1もしくは2に記載のギアポンプ付押出機。   The extruder with a gear pump according to claim 1 or 2, wherein the gears of the drive pinion and the driven pinion are formed in a helical tooth. ゴム吸入口およびゴム吐出口の、駆動ピニオンと各従動ピニオンとの噛合部に近い側の、吸入側サイドプレート上および吐出側サイドプレート上に、それぞれ、材料噛み込み防止用凹部を設けてなる請求項1〜3のいずれかに記載のギアポンプ付押出機。   The rubber suction port and the rubber discharge port are respectively provided with recesses for preventing material biting on the suction side plate and the discharge side plate on the side close to the meshing portion between the drive pinion and each driven pinion. Item 4. An extruder with a gear pump according to any one of Items 1 to 3. 前記ケーシングに冷却ジャケットを設けてなる請求項1〜4のいずれかに記載のギアポンプ付押出機。   The extruder with a gear pump according to any one of claims 1 to 4, wherein the casing is provided with a cooling jacket. スクリューの回転と駆動ピニオンとの回転を制御する制御装置を備え、本制御装置を、駆動ピニオンの回転開始に先立って、スクリューの回転を開始する制御を行うよう構成してなる請求項1〜5のいずれかに記載のギアポンプ付押出機。   6. A control device for controlling the rotation of the screw and the drive pinion is provided, and the control device is configured to perform a control for starting the rotation of the screw prior to the start of the rotation of the drive pinion. The extruder with a gear pump in any one of.
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