JPH0673896B2 - 大出力で作動できる少なくとも２本の作動シヤフトを備えた、たとえば二軸スクリユ押出機等用の装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本願発明は、圧延機、二軸スクリユ押出機等用の、少な
くとも２本の作動シヤフトを備えた装置に関する。

〔従来の技術〕

二軸スクリユ押出機を例にとって説明すると、この装置
は、互いに短い距離で離されて設けられた２本のシヤフ
トであって、それぞれが押出スクリユと連動し、各シヤ
フトと連動する歯車に伝達される回転力により駆動され
るシヤフトを備える。歯車は、シヤフト貫通する固定式
のケース内に設けられ、シヤフトと固定式のケースとの
間には、転がり軸受が設けられる。

この種の装置の問題は、処理すべき材料に押出スクリユ
によって高圧力を加えさせることである。これは、スク
リユのシヤフトと連動する歯車の回転によって高トルク
すなわち大出力を伝達をすることによってなされる。

公知の二軸スクリユ押出機では、スクリユのシヤフトと
連動する歯車は、互いに噛み合っている。

〔本発明が解決すべき問題点〕

しかしながら、シヤフトの軸線間の距離が短いため、た
とえば、公知の国際的な計算規格によって要求されるト
ルク等の高トルクを発生できる歯車を設計し作ることは
極めて困難である。

上述のものに代わる解決手段が、提案され実施されては
いるが、一方において、各スクリユのシヤフトに伝達す
るトルクを増加することはできても、他方において装置
の寸法と、歯車の歯を形成したリム（rim）の破損等の
増加を招き、また、各シヤフトと装置の固定式の箱形ケ
ースとの間に設けた軸受内でのストレス（stress）の増
加を招いている。結局、この解決手段では、シヤフトの
各々と連動する歯車によってシヤフトに伝達されるトル
ク（すなわち、動力）についての限界もまた、シヤフト
と、装置の固定ケースとの間に設けた軸受の機械的特性
に依存している。一定の限界を超えると、軸受は、これ
らに加わるストレスに抗することはできず、困難な状況
に陥ることは明らかである。

そこで、本願発明の目的は、各シヤフトと、装置の固定
式ケースとの間に設けた転がり接触軸受の機械的強度を
観点において問題を生ずることなく、公知の装置類にお
いて得られる圧力を超えるような高圧力で材料に作用を
及ぼすことのできる、少なくとも２本の作動シヤフトを
備えた、たとえば二軸スクリユ押出機等用の装置を提供
することにある。

本願発明のもう一つの目的は、各シヤフトに運動を伝え
る装置の大きさが小型化した上述のタイプの装置を提供
することにある。

これらの目的、及び当業者には明らかとなるその他の目
的は、少なくとも２本のシャフトの各々に組み付けられ
る歯車を備え、歯車の各々は、駆動部により駆動され、
駆動部の各々は、対応するシャフトを中心として配置さ
れ、シャフトの一方の自由部は、他方のシャフトの駆動
部内を通過し、駆動部の各々は、対応するシャフトと軸
線を同じくする駆動歯車を備え、駆動歯車は、対応する
歯車に、駆動歯車内に配置した少なくとも２個の遊び歯
車を介して作用を及ぼす、少なくとも２本の作動シャフ
トを備えた装置において、遊び歯車は、対応するシャフ
トを中心として設けられた支持部材により支持され、支
持部材は、対応するシャフトの軸線に対し直角な１つの
面内で可動であるとともに、遊び車を歯車を中心として
実質的に等角度に離した状態に維持し、さらに、駆動歯
車と遊び歯車との間に、フローテイング歯車を設けて、
駆動歯車から遊び歯車に、駆動力を実質的に均一に伝達
することを特徴とする装置により達成される。

〔実施例〕

本願発明を、非限定的な実施例を示した添付図面を参照
して更に明らかにする。

添付図面において、本願発明による装置は、その全体を
符号１で示してあり、短い距離で離れた２本のシヤフト
２及び３を備え、これらのシヤフトには、たとえば、押
出スクリユ（図示せず）が接続されるようになつてい
る。シヤフト２及び３には、各々、歯車４及び５が組み
付けられる。以下、これらのシヤフトに組み付けられる
構成部材を、シヤフト２に関連するものについては偶数
で、シヤフト３に関連するものについては奇数で符号を
付す。

歯車４及び５の各々は、装置１のフレーム部1Aにピン6A
及び7Aにより、更にカバープレート1Bにピン6B及び7Bに
より、取り付けられた固定箱形ケース６及び７内に収容
される。カバープレート1B自体は、装置１の他のフレー
ム部1Dにピン1Cにより取り付けられる。

シヤフト２及び３の各々と箱形ケース６及び７の各々の
間には、通常の転がり接触軸受（たとえば転がり軸受８
及び９）を設けて、シヤフト２及び３が箱形ケース内で
回転できるようにする。

歯車４及び５の各々には、シャフト２及び３を中心とし
て配置され、シャフトの一部2A、2A′、3A、3A′を収容
する駆動部10及び11を組付ける。詳しく述べると、歯車
４は、駆動部10内にあるシャフト２の部分2Aと連動し、
歯車５は、駆動部11内にあるシャフト３の部分3Aと連動
する。シャフト２は、その部分2A′で、駆動部11内を通
過するように配置されるが、歯車５とは連動しない。ま
た、シャフト３は、その部分3A′で、駆動部10内を通過
するように配置されるが、歯車４とは連動しない。シャ
フト２及び３が、駆動部11及び10内を連通する部分2A′
及び3A′を、この明細書では、「自由部」と呼ぶ。

これら駆動部10及び11は、同じような構成要素からな
り、互いに近接して配置されるが、シヤフト２及び３に
互いにずれた位置をとる。以下、駆動部の一方のみ、す
なわち駆動部10のみを、偶数の参照符号を用いて説明す
るが、他方の駆動部については、駆動部10の構成要素に
関して用いた偶数の符号の次位に当たる奇数の符号を付
することによって、理解できるようにしてある。

駆動部（第１図に示すもの）10は、外側歯車（以下「駆
動歯車」という）12を備え、その外側歯車は、シヤフト
２からみて外歯16と内歯18とを備えたリング14で構成さ
れる。リング14は、箱形構造体により公知の手段で支持
するが、この箱形構造体は、玉軸受22等の通常の転がり
接触軸受により固定式箱形ケース６に支持された２つの
部分20A及び20Bからなる。

リング14の内歯18は、フローテイング歯車（floating g
ear）26の外歯24と噛み合うが、このフローテイング歯
車にはまた、互いに120゜離れて配置された遊び歯車32
の歯30と噛み合う内歯28を備える。

遊び歯車32は、シヤフト２の軸線Ｗに対して直角な面の
一つ内で好ましくは移動可能であるとともにこれらの面
に対し若干（数度）回転自在な支持部材34により支持さ
れる。遊び歯車は、シヤフトに組み付けられた歯車４と
直接噛み合う。更に、支持部材34は、シヤフトの軸線を
含む面内でも移動可能にする。

詳述すると、遊び歯車32の各々は、支持部材34に固定シ
ヤフト36を中心として回転し、転がり軸受38等の転がり
接触軸受を、シヤフト36と遊び歯車32との間に設ける。
遊び歯車32は、その歯30を介して歯車４と噛み合う。

支持部材34は、遊び歯車32の一部を収容する穴42と、円
形歯44とを設けた本体40を備える（第１図参照）。円形
歯44は、箱形ケース６に形成した適当な受部（この受部
には、当然のことながら、円形歯44と噛み合う歯または
突起を生成する）と噛み合うことにより、支持部材34
が、シヤフト２の軸線Ｗを中心として、支持部材35にあ
っては、シヤフト３の軸線Ｋを中心として）運動できる
ようにするが、支持部材が完全に回転することはないよ
うにする。

更に、装置１には、駆動歯車（外側歯車）12を回転する
機構を設ける。これらは機構は、たとえば、駆動シヤフ
ト52にキー止めした歯車50で構成することができる（第
２図参照）。また、この駆動シヤフト52は、歯車付接続
器54によりシヤフト52に出力を加えるようにした運動発
生機（motion generator）により間接的に駆動するよう
にしてもよい。

第２図には、駆動部10及び11の各々に１本の駆動シヤフ
トを組み付けた場合を示してある。しかしながら、単一
の駆動シヤフトを設けて両方の駆動部10及び11を駆動す
るようにしてもよい。

駆動部10（及び駆動部11）は、歯車50を介して駆動シヤ
フト52から駆動歯車12に伝わる伝達運動によって駆動さ
れる。この駆動歯車は、回転しながら、フローテイング
歯車26と噛み合い、フローテイング歯車は、駆動部10内
で移動することによって、遊び歯車32にほぼ均一に作用
する。具体的には、駆動歯車12の内歯18と、フローテイ
ング歯車26の外歯24とが、両方の歯が具合よく噛み合っ
て歯同士間における焼き付きの問題が生じないように形
成される。

フローテイング歯車により回転される遊び歯車32は、シ
ヤフト２に組み付けられた歯車４に作用して、これを回
転する。３個の遊び歯車32により歯車４に運動が伝達さ
れると、シヤフト２に伝達されるパワーすなわちトルク
は、大となる。更に、３個の遊び歯車32の形状を空間的
に特定のものにすると、歯車４に遊び歯車を介して加わ
る力は０となり、その結果、シヤフト２と、固定式箱形
ケース６との間に介在する軸受８にはストレスが加わら
なくなる。

遊び歯車の数は、２個、または３よりも大きい数でもよ
い。遊び歯車の数を３よりも大とすると、軸受８は、負
荷が軽くなるが、寿命に大きな影響を与えることはな
い。遊び歯車におけるストレスの分配を改善するため、
遊び歯車用の支持部材34が、シャフト２の軸線Ｗを中心
として移動できるようにする。こうすることにより、遊
び歯車を駆動部10内で調心しやすくなる。本願発明によ
り構成された装置によれば、押出スクリユ（または、シ
ヤフト２及び３と連動するその他の作動部材）が、スク
リユにより処理される材料に大きな圧力を加えることが
できる。これは、歯車４及び５と噛み合い、連動するシ
ヤフト２及び３に大きなトルクを伝達できる部材（遊び
歯車）の数を増すことによって得られる。

更に、各歯車４及び５に対応する遊び歯車32及び33によ
り発生される力が、ゼロとなるので、シヤフト２及び
３、並びに対応する固定式の箱形ケース６及び７間に設
けられる軸受８及び９は、ストレスを受けない。シヤフ
ト２及び３と連動する歯車４及び５の歯には、たわみ変
形は生ぜず、また、シヤフト３及び４自体にも変形は生
じない。しかしながら、たとえば、遊び歯車がぴったり
と等距離で離れていない場合には、動力は０とはならな
い。けれども、そのような場合でも、軸受６及び７に作
用する力は、その動作を妨げることはない。

以上詳述したように、本発明によれば、遊び歯車に加わ
る接線方向力により、遊び歯車が、シャフトを中心とし
て公転して、等角度に離された状態を維持できなくなる
のが、支持部材の存在によって回避できる。このため、
シャフトへの力の配分が、不均衡となって、遊び車、及
びシャフトに組み付けた歯車の噛み合い歯を損傷すると
いう虞がない。

また、支持部材が、シャフトとフローテイング歯車との
間で自動調心され、駆動歯車からシャフトへ遊び歯車を
介して運動を良好な状態で伝達する。

さらに、フローテイング歯車は、フローテイング状態に
あり、一方、支持部材は、シャフトを中心として可動で
あるため、遊び歯車とフローテイング歯車間の噛み合い
が良くなり、駆動歯車からシャフトへの力の伝達が、一
層良好になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明による装置の断面図を示すもので合
って、簡明化のため幾つかの部品を省略し装置の一部の
みを示したものであり、第２図は、第１図に示した本願
発明の装置の長さ方向断面図を示すものである。 ２及び３……シヤフト、４及び５……歯車、10及び11…
…駆動部、12及び13……駆動歯車、26及び27……フロー
テイング歯車、32及び33……遊び歯車、34及び35……支
持部材、Ｗ及びＫ……軸線

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２本のシャフト（２、３）の各
   々に組み付けられる歯車（４、５）を備え、歯車の各々
   は、駆動部（10、11）により駆動され、駆動部の各々
   は、対応するシャフト（２、３）を中心として配置さ
   れ、シャフト（２、３）の一方の自由部（2A′,3A′）
   は、他方のシャフト（３、２）の駆動部（11、10）内を
   通過し、駆動部（10、11）の各々は、対応するシャフト
   （２、３）と軸線を同じくする駆動歯車（12、13）を備
   え、駆動歯車は、対応する歯車（４、５）に、駆動歯車
   内に配置した少なくとも２個の遊び歯車（32、33）を介
   して作用を及ぼす、少なくとも２本の作動シャフトを備
   えた装置において、 遊び歯車（32、33）は、対応するシャフト（２、３）を
   中心として設けられた支持部材（34、35）により支持さ
   れ、支持部材は、対応するシャフトの軸線（Ｗ、Ｋ）に
   対し直角な１つの面内で可動であるとともに、遊び車を
   歯車（４、５）を中心として実質的に等角度に離した状
   態に維持し、さらに、駆動歯車（12、13）と遊び歯車
   （32、33）との間に、フローテイング歯車（26、27）を
   設けて、駆動歯車（12、13）から遊び歯車（32、33）
   に、駆動力を実質的に均一に伝達することを特徴とする
   装置。
2. 【請求項２】前記駆動歯車（12,13）の各々は、転がり
   接触軸受（22）を介して、装置の固定式箱形ケース（6,
   7）により支持され、箱形ケース（6,7）の各々は、前記
   シヤフト（2,3）の各々と連動する対応する歯車（4,5）
   を収容し、転がり接触軸受（8,9）が、固定式箱形ケー
   ス（6,7）とシヤフト（2,3）との間に配置されることを
   特徴とする、請求の範囲第１項に記載した少なくとも２
   本のシヤフトを備える装置。
3. 【請求項３】前記駆動歯車（12,13）の各々は、対応す
   る固定式箱形ケース（6,7）によりそれ自体支持された
   ２つの部分（20A,20B）で形成された箱形構造体により
   支持されたリング（14）を備え、リング（14）は、外歯
   （16,17）と内歯（18,19）とを備え、外歯（16,17）
   は、運動発生部材（50,51）と噛み合い、内歯（18,19）
   は、対応するフローテイング歯車（26,27）の外歯（24,
   25）と噛み合うことを特徴とする請求の範囲第１項また
   は第２項のいずれかに記載した、少なくとも２本の作動
   シヤフトを備えた装置。
4. 【請求項４】前記フローテイング歯車（26,27）の各々
   は、対応する遊び歯車（32,33）の歯（30,31）と噛み合
   う内歯（18,19）を備えることを特徴とする、請求の範
   囲第１項または第３項のいずれかに記載した少なくとも
   ２本の作動シヤフトを備えた装置。
5. 【請求項５】前記遊び歯車（32,33）を支持する支持部
   材（34,35）の各々は、装置（１）の対応する固定式箱
   形ケース（6,7）により支持されることを特徴とする請
   求の範囲第１項に記載した少なくとも２本の作動シヤフ
   トを備えた装置。
6. 【請求項６】前記支持部材（34、35）の各々は、対応す
   るシャフト（２、３）の軸線（W,K）を中心として移動
   できるが完全な回転運動は行えないように、対応する固
   定式箱形ケース（6,7）に形成した受部と噛み合うよう
   に設けた歯（44,45）を備えることを特徴とする、請求
   の範囲第１項または第５項のいずれかに記載した少なく
   とも２本の作動シヤフトを備えた装置。
7. 【請求項７】前記支持部材（34,35）の各々の対応する
   対応するシヤフト（2,3）の軸線（W,K）を中心とする運
   動は、軸線（W,K）に対し直角な面のいずれか一つを中
   心とする限られた範囲内での回転運動であることを特徴
   とする、請求の範囲第１項または第６項のいずれかに記
   載した、少なくとも２本の作動シヤフトを備えた装置。
8. 【請求項８】前記遊び歯車（32,33）の各々は、前記対
   応する支持部材（34,35）に固定されたシヤフト（36）
   を備え、遊び歯車（32,33）は、支持部材（34,35）の本
   体（40）に形成した穴（42）内に一部が収容されること
   を特徴とする、請求の範囲第１項に記載した、少なくと
   も２本の作動シヤフトを備えた装置。
9. 【請求項９】前記駆動歯車（12,13）用の運動発生部材
   は、駆動シヤフト（52）に固定した歯車（50,51）であ
   ることを特徴とする、請求の範囲第１項または第３項の
   いずれかに記載した、少なくとも２本の作動シヤフトを
   備えた装置。
10. 【請求項１０】前記駆動部（10,11）の駆動歯車（12,1
    3）は、単一の駆動シヤフト（52）に固定した歯車から
    の運動を受けることを特徴とする、請求の範囲第１項に
    記載した、少なくとも２本の作動シヤフトを備えた装
    置。