JP6607520B2 - ギアポンプ押出機 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム組成物を一対のギアの間で圧延しながら吐出させることによりシート状のゴム部材を押出成形するギアポンプ押出機に関する。

一般に、空気入りタイヤには、断面形状が異なる種々のシート状のゴム部材が使用されており、これらのゴム部材は、通常、先端部に成形用口金が取り付けられたギアポンプ押出機を用いて成形されている（例えば、特許文献１）。

図１はこのギアポンプ押出機の主要部を模式的に示す側面図である。図１に示すように、ギアポンプ押出機１は、押出スクリュー２と、シェルクランプ６を介して押出スクリュー２の先端に連結されたギアポンプケース３と、ギアポンプケース３の先端に取り付けられた成形用口金７とを備えている。

このギアポンプ押出機１では、ギアポンプケース３内に駆動ギア３２と従動ギア３３の一対のギアが収納されており、押出スクリュー２から供給されたゴム組成物が、ギアポンプケース３内で駆動ギア３２と従動ギア３３により圧延された後、成形用口金７から押し出されることにより所定の断面形状を有するシート状のゴム部材が押出成形される。

特開２００６−１０３１９９号公報

しかしながら、上記したギアポンプ押出機では、従来、押出成形が進むに従ってゴム部材の吐出量が減少して生産効率が低下することがあるため、改善が望まれていた。

そこで、本発明は、押出成形の進行に伴うゴム部材の吐出量の減少を適切に抑制して、従来よりも生産効率を向上させることができるギアポンプ押出機を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
ギアポンプケース内に収納されて互いに噛み合う一対のギアを備えており、ゴム組成物を前記一対のギアの間で圧延しながら成形用口金から吐出させることによりシート状のゴム部材を押出成形するギアポンプ押出機であって、
前記一対のギアのそれぞれの側面に接するように配置され、前記一対のギアの各支軸を回転自在に支持するブッシュリングを備えており、
前記ブッシュリングが、ギアの摩耗を抑制する材質としてＪＩＳ Ｇ４４０４に規定されるＳＫＤ１１を用いて作製されており、
前記一対のギアの支軸に接触する前記ブッシュリングの内周面に、焼け発生抑制用のＣｒＮコーティング処理が施されていることを特徴とするギアポンプ押出機である。

本発明によれば、押出成形の進行に伴うゴム部材の吐出量の減少を適切に抑制して、従来よりも生産効率を向上させることができるギアポンプ押出機を提供することができる。

ギアポンプ押出機の主要部を模式的に示す側面図である。 図１のＸ−Ｘ線における断面図である。 図２におけるギアポンプケース内を拡大して示す断面図である。 ゴム部材の吐出量とブッシュリングの摩耗との関係を示す図である。

１．本発明に至る経緯
本発明の実施の形態を説明するに先立って、本発明に至る経緯について説明する。

本発明者は、まず、上記したギアポンプ押出機における問題点、即ち、押出成形が進むに従ってゴム部材の吐出量が減少してくる現象が、何によりもたらされているかについて、種々の実験を行い、鋭意検討を行った。

その結果、押出成形が進むに従って、ブッシュリングと一対のギアとの摺接面が摩耗して隙間が生じ、この隙間によって押出スクリュー側に戻されるゴム組成物の量が多くなり、吐出量の減少を招いていることが分かった。

これを図２および図３を用いて、具体的に説明する。図２は図１のＸ−Ｘ線における断面図であり、図３は図２におけるギアポンプケース内を拡大して示す断面図である。図２および図３に示すように、ギアポンプケース３内には駆動ギア３２と従動ギア３３の一対のギアの他に、これらのギアを回転自在に支持する支軸３２ａ、３３ａと、ブッシュリング３５とが設けられており、このブッシュリング３５は、支軸３２ａ、３３ａを回転自在に支持すると共に、駆動ギア３２と従動ギア３３のそれぞれの側面に摺接してギアポンプケース３内に供給されたゴム組成物が押出スクリュー２（図１参照）側に戻されることを防止している。

しかし、押出成形が進むに従ってブッシュリング３５と一対のギアとの摺接面３５ｂが摩耗すると、ブッシュリング３５と駆動ギア３２（従動ギア３３）との間に隙間が生じて、押出スクリュー２側に戻されるゴム組成物の量が多くなるため、ギアポンプ押出機からの吐出量が減少する。

そこで、本発明者は、このようなブッシュリング３５と一対のギアとの摺接面３５ｂにおける摩耗の発生を抑制するために、ブッシュリング３５の材質を従来よりも耐摩耗性に優れた硬い材質に変更することを検討した。

具体的には、従来よりブッシュリングにはＢＣ材（青銅）が用いられていたが、このＢＣ材よりも耐摩耗性に優れた硬い材質であり、かつ、駆動ギア３２（従動ギア３３）を摩耗させない材質として、ＪＩＳ Ｇ４４０４に規定されるＳＫＤ１１を用いることを考えた。

しかし、このような鋼材を用いて作製されたブッシュリングは、駆動ギア３２と従動ギア３３およびその支軸３２ａ、３３ａに一般に用いられているＳＣＭ材（クロムモリブデン鋼鋼材）に対して摩擦抵抗が高いため、支軸３２ａ、３３ａに接するブッシュリング３５の内周面（ギアシャフト接触部）３５ａが押出成形中に焼き付くという新たな問題が発生した。

そこで、本発明者は、このような焼けの発生を防止するために、さらに検討を重ねた結果、ブッシュリング３５のギアシャフト接触部３５ａにＣｒＮコーティング処理を低摩擦性コーティング処理として施した場合、このような焼けの発生を十分に防止できることが分かり、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明に係るギアポンプ押出機は、基本的な構造は従来のギアポンプ押出機と同様でありながら、ブッシュリング３５をＳＫＤ１１を用いて作製し、さらに、一対のギアの支軸３２ａ、３３ａに接触するブッシュリング３５の内周面に低摩擦性コーティング処理（ＣｒＮコーティング処理）が施されているため、押出成形が進んでもゴム部材の吐出量の減少を招くことがなく、生産効率の低下を防止することができる。

２．本実施の形態に係るギアポンプ押出機
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照して具体的に説明する。

本実施の形態に係るギアポンプ押出機１は、上記したように、基本的には図１に示したギアポンプ押出機と同様の構造を有している。

具体的には、本実施の形態に係るギアポンプ押出機１は、押出スクリュー２とギアポンプケース３とを備えている。そして、押出スクリュー２の先端には、シェルクランプ６を介してインサート５が設けられており、このインサート５がギアポンプケース３内に挿入されている。そして、ギアポンプケース３のマウス４に成形用口金７が取り付けられている。

押出スクリュー２は、シリンダ２０内に配設されたスクリュー２１をモータ（図示省略）によって回転駆動させることで、ゴム組成物をギアポンプケース３内に供給する。

図１〜図３に示すように、ギアポンプケース３内には、互いに噛み合う一対のギア（駆動ギア３２、従動ギア３３）が組み込まれている。駆動ギア３２および従動ギア３３は、従来と同様にＳＣＭ材（クロムモリブデン鋼鋼材）から構成されている。

そして、図２および図３に示すように、ギアポンプケース３内には、ブッシュリング３５が駆動ギア３２と従動ギア３３のそれぞれの側面に接するように設けられており、各ブッシュリング３５は、これらのギアの支軸３２ａ、３３ａを回転自在に支持している。

また、駆動ギア３２の支軸３２ａは、一端側がギアポンプケース３を貫通して延びており、カップリング３７を介して駆動源３８に接続されている（図２参照）。なお、駆動源３８は減速機３８ａおよびサーボモータ３８ｂから構成される。

上記したように、本実施の形態に係るギアポンプ押出機１は、ブッシュリング３５がＳＫＤ１１を用いて作製されている点において従来と異なる。これにより、ブッシュリング３５の摺接面３５ｂの摩耗を抑制して、押出成形における吐出量の減少を抑制することができる。

また、本実施の形態においては、ブッシュリング３５の内周面のギアシャフト接触部３５ａに低摩擦性コーティング処理としてＣｒＮコーティング処理が施されている。

上記したように、ＳＫＤ１１製のブッシュリング３５を用いた場合、ＳＣＭ材製の支軸３２ａ、３３ａに接するギアシャフト接触部３５ａが焼け付く恐れがあるが、本実施の形態においては、低摩擦性のＣｒＮコーティング処理を施すことにより、このようなギアシャフト接触部３５ａにおける焼けの発生を適切に防止することができる。

図４は、従来のギアポンプ押出機および本実施形態のギアポンプ押出機におけるゴム部材の吐出量とブッシュリングの摩耗との関係を示す図である。図４の縦軸は吐出量を示し、横軸はギアポンプ押出機の使用時間を示す。

図４のＡに示すように、ブッシュリングにＢＣ材を用いた従来のギアポンプ押出機においては、押出成形が進み使用時間が増えるに従って吐出量が基準量から次第に低下している。これに対して、本実施の形態のギアポンプ押出機においては、ブッシュリング３５にＢＣ材よりも硬い材質であるＳＫＤ１１を用い、ブッシュリング３５のギアシャフト接触部３５ａに低摩擦性コーティング処理であるＣｒＮコーティング処理が施されているため、ブッシュリング３５の摺接面３５ｂの摩耗が抑制されると共に焼付けが発生せず、図４のＢに示すように使用時間が増加しても吐出量が基準量から殆ど低下していない。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１ ギアポンプ押出機
２ 押出スクリュー
３ ギアポンプケース
４ マウス
５ インサート
６ シェルクランプ
７ 成形用口金
２０ シリンダ
２１ スクリュー
３２ 駆動ギア
３２ａ、３３ａ 支軸
３３ 従動ギア
３５ ブッシュリング
３５ａ ギアシャフト接触部
３５ｂ 摺接面
３７ カップリング
３８ 駆動源
３８ａ 減速機
３８ｂ サーボモータ

Claims (1)

1. ギアポンプケース内に収納されて互いに噛み合う一対のギアを備えており、ゴム組成物を前記一対のギアの間で圧延しながら成形用口金から吐出させることによりシート状のゴム部材を押出成形するギアポンプ押出機であって、
   前記一対のギアのそれぞれの側面に接するように配置され、前記一対のギアの各支軸を回転自在に支持するブッシュリングを備えており、
   前記ブッシュリングが、ギアの摩耗を抑制する材質としてＪＩＳ Ｇ４４０４に規定されるＳＫＤ１１を用いて作製されており、
   前記一対のギアの支軸に接触する前記ブッシュリングの内周面に、焼け発生抑制用のＣｒＮコーティング処理が施されていることを特徴とするギアポンプ押出機。

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