JPS62186081A - ポリプロピレン用ギヤーポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、溶融樹脂あるいは高粘度液体などの液状物を
計量して送シ出すギヤーポンプに関するものである。

〔従来の技術〕

熱可塑性樹脂、高粘度液体などの送液ならびに計量につ
いては、従来からギヤーポンプが使用されていることは
よく知られているが、近年、フィルム成形分野において
も、フィルムの厚みむら。

サージング等の改良を目的に押出機〜口金間にギヤーポ
ンプが使用されることも多い。

第２図は、従来使用されている３ギヤーのギヤーポンプ
の組立断面図である。

第２図に示すギヤーボンデにおいて、基本的に側板１，
１′およびギヤーケース２，２′からなるハウジング乙
の該側板１．１′に駆動軸６および従動軸４，８が支持
され、上記駆動軸６に取付けられた駆動ギヤー７と上記
従動軸４．８に取付けられた従動ギヤー５．９とが互い
に噛み合い溶融樹脂などの液状物１０を計量して送り出
すように構成されている。図中、１０は溶融樹脂などの
液状物の潤滑部を示す。このように、ギヤーポンプの摺
動部の潤滑は、その液状物１０自身によって行なつてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、上記のギヤーポンプを使用するに際して
１次の問題点に遭遇した。すなわち、液状物の膜厚が必
要量以上あれば、ギヤーポンプは正常に回転するが、膜
厚が極端に薄くなったり。

途切れだりすると、焼付現象を生じ、ギヤーポンプが正
常に回転しなくなシ、安定した送り出し。

計量ができなくなることをつきとめた。

この膜厚の形成は、液状物の種類によって大きく異なり
１例えば、ポリエステル等の表面張力の小さい熱可塑性
溶融樹脂では、儒れ性が良いため。

膜厚は形成され易いが、ポリプロピレンなどの熱可塑性
溶融樹脂等は１表面張力が太きいため、濡れ性が悪く、
膜厚が形成され難く、そのためポリエステルは焼付が生
じ難いが、ポリプロピレンハ焼付が生じ易いということ
が判明した。

実際、第１図に示す１１１［板とギヤ−９１１ｊ面との
クリアランス１３（サイドクリアランス）、ギヤーケー
スとギヤー上面とのクリアランス１２（トップクリアラ
ンス）、従動軸とギヤー軸受けとのクリアランス１４（
軸クリアランス）は５０〜１００μ程度しかないため、
背圧が大きくなると、ギヤーがギヤーポンプ内部で左右
、上下に動くことになり、瞬間的にギヤーと側板、ギヤ
ー上面とギヤーケース間にて金属接触を生じることがあ
る。

一般的に潤滑性の悪い樹脂を送液するギャーポ　　　゛
ンプとして市販されているものは、サイドクリアランス
、トップクリアランス等の増大しているものがある。さ
らに熱分解し易い樹脂については。

クリアランス部に溜まる樹脂をできるだけ素早く系外に
排出するという系外排出タイプのギヤーポンプが実開昭
６０−７７７８４号公報によって知られている。

しかし、前者については、洩れ量が犬となり。

容積効率が低下する。後者については、系外排出した樹
脂の処理の問題がある。

さらに、潤滑性の悪いギヤーポンプの使用方法として差
圧を抑え、スラスト荷重を極力抑え、焼付を防止する方
法があるが、これとてギヤーポンプ後部に設けられたフ
ィルタなどが詰ってくれば差圧が大となるため、現実的
には使いづらい。

本発明の目的は、上記の従来の欠点を解消せんとするも
のであり、計量性に優れ、潤滑性の悪い液状物であって
も、焼付の生じないギヤーポンプを提供せんとするもの
である。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、上記の目的を達成するため９次の構成からな
る。すなわち、側板およびギヤーケースからなるハウジ
ングの該側板に駆動軸および従動軸が支持され、上記駆
動軸に取付けられた駆動ギヤーと、上記従動軸に取付け
られた従動ギヤーとが互いに噛み合い液状物を計量して
送り出すギヤーポンプにおいて （イ）上記側板、ギヤーケース、駆動軸、駆動ギヤー、
従動軸および従動ギヤーの部品の少なくとも一部の部品
の表面硬度（Ｈｖ　）が７００以上で（ロ）トップクリ
アランスが１００μ以上５００μ未満、サイドクリアラ
ンスが７５μ以上３００μ未満、軸クリアランスが５０
μ以上２００μ未満の範囲にあることを特徴とするギヤ
ーポンプである。

本発明におけるギヤーポンプ部品の表面硬度（Ｈｖ）と
は、Ｊ工５−Ｂ７７２５に基づくビッカースかたさ試験
機により、Ｊ工Ｅｌ−Ｚ２２４４に基づいた方法で測定
したものである。

本発明においては、ギヤーポンプの部品の少なくとも一
部の部品の表面硬度（Ｈｖ）を７００以上。

好ましくは１０００以上としたので潤滑性の悪い液状物
であっても、焼付現象を防止できる。またギヤーポンプ
の駆動電流を安定化できるので安定した送り出し、計量
ができるようになった。

またトップクリアランスを１００μ以上５００μ未満、
好ましくは２００μ以上４００μ未満。

サイドクリアランスを７５μ以上３００μ未満。

好ましくは１００μ以上２００μ未満、軸クリアランス
を５０μ以上２００μ未満、好ましくは７５μ以上１５
０μ未満としたので、容積効率の低下を最小限に止め、
膜厚が極端に薄くなったり。

途切れたりすることがないだけの十分な膜厚の形成を容
易にならしめる。これにより、計量性に優れ、潤滑性の
悪い液状物であっても、焼付の生じないギヤーポンプに
することができる。

ここで、ギヤーポンプの全部の部品の表面硬度（Ｈｖ）
が７００未満でちると、背圧が大きい場合。

適正クリアランスであってもギヤーがギヤーポンプ内部
で左右、上下に動くことにより、瞬間的にギヤーと側板
、ギヤー上面とギヤーケース間、従動軸とギヤー軸受間
のいずれかで金属接触を生じた時に焼付現象を起こし、
正常に回転しなくなる。

また、トップクリアランス、サイドクリアランス、軸ク
リアランスのいずれかが、その下限を外れると、ギヤー
ポンプの部品の表面硬度（ＨＶ　）が７００以上であっ
ても、その部分において焼付現象を生ずる。さらにトッ
プクリアランス、サイドクリアランスのいずれかが、そ
の上限を外れると。

容積効率の低下が大きくなり、低粘度液状物はど計量性
の低下が著しくなる。さらに軸クリアランスを２００μ
以上にすると、駆動ギヤーと従動ギヤー同士の焼付現象
が生ずるばかりでなく計量性の低下も招く。

ギヤーポンプ部品の表面硬度（Ｈｖ）を７００以上にす
る方法は９表面硬度を上げるのに適した表面処理２例え
ば各種拡散処理（軟窒化、浸硫窒化。

浸ボロン、炭化物コーティング）、溶射、メッキ。

放電硬化などのいずれの方法でも良い。

以下２図面に示す一実施態様に基づき本発明の詳細な説
明する。

第１図は１本発明に係るギヤーポンプの一実施態様を示
す組立断面図である。１，１／ｖ′ｉ側板、２゜２／は
ギヤーケース、３は前記１，１′および２．２′からな
るハウジング、４および８は従動軸、５および９は従動
ギヤー、６は駆動軸、７は駆動ギヤー、１０は液状物（
潤滑部）、１１は表面硬度改良部、１２はトップクリア
ランス、１３はサイドクリアランス、１４は軸クリアラ
ンスである。

〔実施例〕

以下に、実施例に基づいて本発明を説明する。

なお、評価結果は第１表に示しだ。

実施例１ 押出機、プレフィルタ−１圧力計、ギヤーポンプ、圧力
計、圧力調整弁が上記順序にて配列されてなる実験装置
において、押出機のスクリューの直径は５０ａｎφであ
り、プレフィルタ−は４０メツシユ、ギヤーポンプは５
　ｃｃ　／　１−θ÷の容量のもので、ギヤーポンプの
全部品の表面硬度が１１００（Ｈｖ　’ｌで、トップク
リアランス、サイドクリアランス、軸クリアランスがそ
れぞれ３００μ、１５０μ、１００μからなるものを用
いて、２３０℃のＭ工（メルトインデックス）が２ｇ／
１０分のポリプロピレンを押出機に供給して２８０℃に
て溶融押出し、プレフィルタ−にて異物を除去後。

ギヤーポンプに導き、ギヤーポンプの回転数を５７　ｒ
ｐｍに固定しつつ、押出機の回転数および圧°　　力調
整弁の開度を変えて、ギヤーポンプ前後の圧力が以下の
東件となるようにして ギヤ（ｋｇ’／　ｃｍ　：’ｌ圧カ　ギヤｏ：”、、’
Ｌ”を圧力水準１　　　　　５０　　　　　　　１００
水準２　　　　１５０　　　　　　　２００水準３　　
　　２００　　　　　　　２５０各水準２時間運転した
ところ、ギヤーポンプ駆動電流、押出機電流、ギヤーポ
ンプ後の圧力が極めて安定であり吐出量変動も１チ以下
で計量性も良好であった。また６時間経過後においても
、上記　　１状態が継続されており、運転停止後ギヤー
ポンプを解体して観察したところ何ら異常が認められな
かった。

実施例２ ギヤーポンプ部品のうち駆動ギヤーと従動ギヤーの表面
硬度（Ｈｖ）が６５０であること以外は実施例１と同様
のギヤーポンプを用いて実施例１と同じ運転を行なった
ところ、はぼ実施例１と同じ結果が得られ良好であった
。

比較例１ ギヤーポンプのトップクリアランスが５０μであること
以外は実施例１と同じ装置にて同様の運転を行なったと
ころ、計量性は良好であるがギヤーポンプの駆動電流が
不安定であり、水準２で２０分経過後焼付を起こし回転
不能に陥った。ギヤーポンプを解体して調べたところギ
ヤーとギヤ−ケース間に焼付跡が認められた。

比較例２ ギヤーポンプのサイドクリアランスが５０μであること
以外は実施例１と同じ装置忙て同様の運転を行なったと
ころ、計量性は良好であるがギヤーポンプの駆動電流が
不安定であり、水準３で３０分経過後、焼付を起こし回
転不能に陥った。ギヤーポンプを解体して調べたところ
側板とギヤー側面間に焼付跡が認められた。

比較例６ ギヤーポンプの軸クリアランスが５０μである以外は実
施例１と同じ装置にて同様の運転を行なったところ、比
較例１．比較例２と同様ギヤーポンプ駆動電流が不安定
であり、水準６で１０分経過後焼付を起こし回転不能に
陥った。ギヤーポンプを解体して調べたところ従動軸と
従動ギヤー軸受部間に焼付跡が認められた。

比較例４ ギヤーポンプの全部品の表面硬度（Ｈｖ）が６５０であ
ること以外は実施例１と同じ装置にて同様の運転を行な
ったところ、ギヤーポンプの駆動電流が極めて不安定で
あり、水準２で１０分経過した時点で焼付を起こし回転
不能に陥った。ギヤーポンプを解体して調べたところ、
側板とギヤー側面および、駆動軸と側板間の２ケ所にわ
たり焼付跡が認められた。

比較例５ ギヤーポンプのトップクリアランスが５５０μであるこ
と以外は実施例１と同じ装置で同様の運転を行なったと
ころ、実施例と同様６時間経過後も焼付の発生がなく、
ギヤーポンプの、駆動電流も比較的安定しているにもか
かわらず、吐出量変動が６チ以上もあり計量性が不十分
であった。

比較例６ ギヤーポンプの全部品の表面硬度（Ｈｖ）が６５０で、
トップクリアラ／ス、サイドクリアランス。

軸クリアランスがそれぞれ５５０μ＋　４００ｆｉｔ３
００μであること以外は実施例１と同じ装置で。

同様の運転を行なったところ、ギヤーポンプ駆動電流は
比較的安定であるものの時折り変動がみられ、吐出量変
動もまた５％と大きく計量性に欠けるばかりか、水準６
で２５分経過時点で焼付を起こし回転不能に陥った。ギ
ヤーポンプを解体して調べたところ側板とギヤー側面間
に軽度の焼付跡が認められた。

本発明ニオイて、焼付のメカニズムは明確テハないが、
摺動部間の各部品の表面材質の表面硬度（Ｈｖ）を上げ
ることと摺動部のクリアランスを適正化することによっ
て焼付を防止できるものと考えられる。

上記実施例においては、液状物として潤滑性の悪いポリ
プロピレン樹脂を使用したが、添加物の入った液９例え
ばフィラーの混入された液などにも適用可能である。

【発明の効果〕

以上述べたように９本発明は側板、ギヤーケース、駆動
軸、駆動ギヤー、従動軸、従動ギヤーの一部または全部
の表面硬度（Ｈｖ）を各種表面処理を施して７００以上
にすることと、各摺動部のクリアランスを適正化したこ
とによって、計量性に優れ、潤滑性の悪い液状物であっ
ても、焼付の生じないギヤーポンプを提供することがで
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係るギヤーポンプの実施態様を示す
組立断面図である。 第２図は、従来使用されている３ギヤーのギヤーポンプ
の組立断面図である。 図面の簡単な説明 １．１’：側　板 ２、２／　　：ギャーケース ３：ハウジング３ ４．８：従動軸 ５．９：従動ギヤー ６：駆動軸 ７：駆動ギヤー １０：液状物 １１：表面硬度改良部 １２ニドツブクリアランス １３：サイドクリアランス １４：軸クリアランス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　側板およびギヤーケースからなるハウジングの該側板
   に駆動軸および従動軸が支持され，上記駆動軸に取付け
   られた駆動ギヤーと，上記従動軸に取付けられた従動ギ
   ヤーとが互いに噛み合い液状物を計量して送り出すギヤ
   ーポンプにおいて（イ）上記側板，ギヤーケース，駆動
   軸，駆動ギヤー，従動軸および従動ギヤーの部品の少な
   くとも一部の部品の表面硬度（Ｈｖ）が７００以上で（
   ロ）トツプクリアランスが１００μ以上５００μ未満，
   サイドクリアランスが７５μ以上３００μ未満，軸クリ
   アランスが５０μ以上２００μ未満の範囲にあることを
   特徴とするギヤーポンプ。