WO2005068837A1

WO2005068837A1 - ギアポンプ付押出機

Info

Publication number: WO2005068837A1
Application number: PCT/JP2004/019385
Authority: WO
Inventors: Yuichiro Ogawa
Original assignee: Bridgestone Corporation
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2005-07-28
Also published as: JP2005201215A; US7942567B2; EP1731764A1; JP4462938B2; EP1731764A4; EP1731764B1; US20070264144A1

Abstract

　回転時の応答性に優れ、装置のコストが低く、さらには、材料を冷却することのできるギアポンプ付押出機を提供する。ギアポンプ付押出機において、ギアポンプは、スクリューと同心に配置されスクリューの先端に固定された駆動ピニオンと、駆動ピニオンに噛合して駆動され、スクリュー回転軸と平行な軸の周りを回転す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、ギアケースは、それらのピニオンの軸方向両側に微小隙間を介して配置されスクリュー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、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に対応する位置に、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に対応する位置に、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なるよう構成する。

Description

ギアポンプ付押出機

技術分野

[0001] 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ボンプ付押出機に関し、特に、コンパクトに構成されたものに関する。

背景技術

[0002] 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、押出機とは独立に駆動されるギアポンプを配置した装置が用いられる。しかしながら、このような組み合わせの装置は、装置に要するスペースが大きくなつてしまうため、スクリューの駆動軸を用いてギアポンプを駆動するギアポンプ付押出機が提案されている（例えば、特許文献 1参照。 ) o

[0003] 図 1は、このギアポンプ付押出機を、スクリュー回転軸を通る平面において示す部分断面図、図 2は、図 1の II II矢視に対応する部分断面図であり、ギアポンプ付押出機 80は、バレル 83内に設けられたスクリュー 82の回転により、ゴムもしくはプラスチックよりなる材料 Gを軸方向に押し出す押出機 81と、スクリュー 82を回転させる回転力により駆動され、押出された前記材料をギアの嚙み合いにより定量だけ吐出するギアポンプ 91とを具える。ギアポンプ 91は、バレル 83に取り付けられたケーシング 93、その半径方向内側に固定されたリングギア 94、および、スクリュー 82に取り付けられた回転壁体 85で構成される。

[0004] 回転壁体 85は、回転軸と直交する二枚のサイドプレート 85a、 85bと、これらのサイドプレート 85a、 85bの間を周方向に区画して、図においては 4組のチェンバー 87を形成する隔壁 85cとで構成され、これらのチャンバ一 87には、スクリュー回転軸と平行な軸の周りに回転する遊星ピ-オン 86がそれぞれ設けられ、これらの遊星ピ-ォン 86は、チャンバ一を吸入室 87aと吐出室 87bとに仕切るよう配置されるとともに、リングギア 94と嚙合して設けられる。そして、スクリュー 82が回転すると、回転壁体 85 は回転し、遊星ピ-オン 86は公転する力このとき、遊星ピ-オン 86は、リングギア 9 4と嚙合して、るので公転方向と反対の方向に自転する。 [0005] また、両サイドプレート 85a、 85bのうち、スクリュー 82に近い側に位置する吸入側サイドプレート 85aには、吸入室 87aに通じる吸入口 88aが、スクリュー 82から遠い側に位置する吐出入側サイドプレート 85bには、吐出室 87bに通じる吐出口 88bが、それぞれ開口される。

[0006] このギアポンプ付押出機 80において、スクリュー 82の回転により押出された材料 G は、吸入側サイドプレート 85aに設けられた吸入口 88aを通って吸入室 87aの半径方向外側部分に導かれて、遊星ピ-オン 86の、歯と歯の間の谷間部分に押し込まれる。そして、この材料 Gは、遊星ピ-オン 86の自転により、前記谷間部分に入ったまま、吸入室 87aの半径方向内側、吐出室 87bの半径方向内側、吐出室 87bの中で半径方向外側へとこの順に移動され、吐出室 87bの半径方向最外側の、遊星ピ-オン 86 力 Sリングギア 94に嚙合する部分に到達したとき、その嚙み合いにより、吐出室 87bに放出される。放出された材料 Gは、吐出口 88bを通って軸方向先端側に吐出され、一方、材料 Gを放出し空になった遊星ピ-オン 86のギアの谷間部分は吸入室 87aへ移動し、そこで新、材料 Gを吸入することができる。

[0007] このようにして、遊星ピ-オン 86のギアが 1ピッチ進む間に吐出できる量は、歯型の寸法により決まるので、スクリュー 82の回転数を一定に保つことにより、ゴム材料 Gの吐出量を一定にすることができる。

特許文献 1：国際公開第 03Z011561号パンフレット

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、このギアポンプ付押出機 80は、その基本機能を満足させることはできるものの、以下のような問題点をもっている。第一は、ギアポンプ付押出機 80においては、回転壁体 85や遊星ピ-オン 86がスクリュー 82とともに回転するので、回転物の慣性が大きくなり、押出機を起動停止する際、あるいは、スクリューの回転数を連続的に変えて材料 Gの押出し量をリアルタイムで制御する場合には、その応答性が悪ぐ用途が限定されてしまうという問題である。

[0009] 第二の問題は、ギアポンプ付押出機 80は、遊星ギア 86をリングギア 94と嚙合させて公転させることにより、材料 Gを搬送する自転力を得るよう構成されている力リングギア 94は、高精度の内歯を具える必要があるため非常に高価なものであり、その結果装置全体のコストが高くなつてしまうという点である。

[0010] 第三は、ギアポンプ付押出機 80においては、遊星ギアの回転数を上げて吐出量を増やすためにはリングギアを大きくする必要があり、そのため、ギアポンプ部の外形が大きくなつてしまいコスト高になり、さらには、材料 Gを吸入するギア嚙み合い部がギァポンプの半径方向外側に位置するため、スクリュー 82からの材料 Gを半径方向外側に導く必要があり、スクリュー 82の先端から吸入口 88aまで滑らかに材料 Gを移動させるためには、実際には、スクリューの先端部の径を膨らませなければならず、そのため、スクリュー 82の加工コストも高くなつてしまうという問題である。

[0011] 第四の問題は、ギアポンプ 91内で発熱する材料 Gを冷却するのがむつ力しいという点であり、冷却ができなくなると、ゴムやけ等を起こさないよう吐出量を抑制しなければならない。材料 Gの発熱は主に材料 Gと壁面とが摩擦することによって発生するが、ギアポンプ付押出機 80においては、この摩擦は、チャンバ一 87の半径方向内側で発生し、これを冷却するには、回転壁体 85に冷却ジャケットを設け冷却水通す等を行う必要があるが、回転壁体 85は回転するため、その管路の構成が極めて難しいものになつてしまう。

[0012] 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、回転時の応答性に優れ、装置のコストが低ぐさらには、材料を冷却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ものである。

課題を解決するための手段

[0013] (1)本発明は、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、スクリューを回転させる回転力により駆動され、押出された前記材料をギアの嚙み合いにより、定量だけ吐出するギアポンプとを具えたギアポンプ付押出機において、

ギアポンプは、スクリューと同心に配置され、スクリューの先端に固定された駆動ピユオンと、駆動ピ-オンに嚙合して駆動され、スクリュー回転軸と平行な軸の周りを回転する一以上の従動ピ-オンと、バレルに固定して設けられ、これらのピ-オンを収容するギアケースとを具え、ギアケースは、それらのピ-オンの軸方向両側に微小隙間を介して配置され、スクリュー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、駆動ピ-オンとそれぞれの従動ピ-オンとの嚙合部の、互いの歯が離隔する側に対応する位置に、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-オンとそれぞれの従動ピ-オンとの嚙合部の、互いの歯が接近する側に対応する位置に、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-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。

[0014] (2)本発明は、（1)において、前記駆動ピ-オンおよび従動ピ-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。

[0015] (3)本発明は、（1)もしくは（2)において、ゴム吸入口およびゴム吐出口の、駆動ピユオンと各従動ピ-オンとの嚙合部に近、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、材料嚙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。

[0016] (4)本発明は、（1)一（3)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。

発明の効果

[0017] (1)の発明において、スクリューの先端力も軸方向に押出された材料は、駆動ピ- オンと従動ピ-オンとの嚙み合、部付近で、従動ピ-オンの歯と歯の間の谷間部分に入ったまま、駆動ピ-オン中心軸心力も一且遠ざ力つたあと駆動ピ-オン中心軸心に再接近し、駆動ピ-オンと従動ピ-オンとの嚙み合い部付近で吐出され、この発明によれば、

第一に、スクリューに取り付けられて回転する部分は、駆動ピ-オンだけでありそのため回転部分の慣性が小さいので、回転応答性に優れ、

第二に、内歯を有するリングギアは不要であるため、コストを低減することができ、第三に、材料を吸入する部分は、駆動ピ-オンの駆動ピ-オンとの嚙み合い部の近ぐ少なくとも、従動ピ-オンの回転中心より駆動ピ-オン側に位置するので、スクリユーの先端径を大きくする必要がなぐコストをさらに低減することができ、

第四に、発熱の要因となる摩擦は、材料とケーシングとの間で発生するので、固定したケーシングに冷却ジャケットを設け、材料を冷却してゴムやけ等を容易に防止することがでさる。

[0018] (2)の発明によれば、駆動ピ-オンおよび従動ピ-オンのギアはハス歯に形成されるので、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。

[0019] (3)の発明によれば、それぞれのサイドプレートに材料嚙み込み防止用凹部を設けたので、材料が嚙合部に漏洩してそれぞれのピ-オンの無理な変形を防止でき、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。

[0020] (4)の発明によれば、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。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]従来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。

[図 2]図 1の II II矢視に対応する部分断面図である。

[図 3]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。

[図 4]図 3の A-A矢視に対応する部分断面図である。

[図 5]ピ-オン部分を示す斜視図である。

[図 6]それぞれのサイドプレートを示す斜視図である。

[図 7]ケーシングを示す斜視図である。

[図 8]サイドプレート上に設けられた開口部、凹部の位置を、ピ-オンに対応させて示す斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図 3は、この実施形態のギァポンプ付押出機を、スクリュー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-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つても説明はそのまま適用することができる。

[0023] ギアポンプ付押出機 1は、バレル 22内に設けられたスクリュー 21の回転により、ノレル 22内でゴム Gを軸方向に押し出す押出機 2と、スクリュー 21を回転させる回転力により駆動され、押出されたゴム Gをギアの嚙み合いにより定量だけ吐出するギアポンプ 3とを具える。

[0024] ギアポンプ 3は、スクリュー 21と同心に配置されスクリュー 21の先端に固定された駆動ピ-オン 4と、駆動ピ-オン 4に嚙合して駆動され、スクリュー回転軸線 Lと平行な軸の周りを回転する一以上の従動ピ-オン 5と、バレル 22に固定して設けられ、これらのピ二オン 4、 5を収容するギアケース 11とを具える。

[0025] そして、ギアケース 11は、それらのピ-オン 4、 5の軸方向両側に微小隙間を介して配置されスクリュー回転軸線 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、前記従動ピ-オン 4の回転軸 15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、側に位置する吸入側サイドプレート 12には、駆動ピ-オン 4とそれぞれの従動ピ二オン 5との嚙合部の、互いの歯が離隔する側に対応する位置に、ゴム吸入口 12a が設けられ、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-オン 4とそれぞれの従動ピ-オン 5との嚙合部の、互いの歯が接近する側に対応する位置に、ゴム吐出口 13aが設けられ、前記ゴム吸入口 12aとゴム吐出口 13aとはピ-オン 4、 5により軸方向の連通を遮断されて構成される。

[0026] 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。 [0027] 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を通つてギアケース 11内に入り、従動ピ-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-オン 5の自転に伴って、ー且、駆動ピ- オン 4力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-オン 4に接近し、従動ピ-オン 5が、駆動ピ-オン 4と嚙合し始める位置に達すると、嚙み合いの作用により、ゴム Gは谷間部分力搔き出され、搔き出されたゴム 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。

[0028] 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 12 b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および嚙み込み防止用凹部の位置を、ピ-オンに対応させて示す斜視図であり、図中、 12alは、吸入口 12aに対応する部分、 12blは嚙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および嚙み込み防止用凹部の位置を、ピ-オンに対応させて示す斜視図であり、図中、 13alは、吐出口 13aに対応する部分、 12blは嚙み込み防止用凹部に対応する部分を示す。

[0029] このように構成されたギアポンプ付押出機 1は、次のような特長を有する。第一に、ギアポンプ 11において、スクリュー 21の回転軸上を回転するのは駆動ピ-オン 4だけであり、回転に対する慣性が小さいので回転応答性を向上させることができ、第二に、ゴム Gを吸入側から吐出側に運搬する従動ピ-オン 5は、駆動ピ-オン 4に直接嚙合して駆動されるので高価なリングギアを必要とせず、第三に、吸入口 12aは、駆動ピ-オン 4のすぐ外側に位置して、るので、スクリュー先端部を大径にする必要がなぐ第四に、ゴムと摩擦する部分は、バレル 22に固定されたケーシング 14であり、ゴム Gの発熱を抑制したい場合には、図 7に示すように、容易に冷却ジャケット 16を設けることができる。

[0030] また、駆動ピ-オン 4および従動ピ-オンの歯はハス歯とするのがよぐこのことにより、効率よくゴム Gを吸入および吐出することができる _c

Claims

請求の範囲

[1] 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、スクリューを回転させる回転力により駆動され、押出された前記材料をギアの嚙み合いにより、定量だけ吐出するギアポンプとを具えたギアポンプ付押出機にぉ、て、

ギアポンプは、スクリューと同心に配置され、スクリューの先端に固定された駆動ピユオンと、駆動ピ-オンに嚙合して駆動され、スクリュー回転軸と平行な軸の周りを回転する一以上の従動ピ-オンと、バレルに固定して設けられ、これらのピ-オンを収容するギアケースとを具え、

ギアケースは、それらのピ-オンの軸方向両側に微小隙間を介して配置され、スクリュー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、駆動ピ-オンとそれぞれの従動ピ-オンとの嚙合部の、互いの歯が離隔する側に対応する位置に、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-オンとそれぞれの従動ピ-オンとの嚙合部の、互いの歯が接近する側に対応する位置に、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-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。

[2] 前記駆動ピ-オンおよび従動ピ-オンのギアはハス歯に形成されてなる請求項 1に記載のギアポンプ付押出機。

[3] ゴム吸入口およびゴム吐出口の、駆動ピ-オンと各従動ピ-オンとの嚙合部に近!ヽ側の、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、材料嚙み込み防止用凹部を設けてなる請求項 1もしくは 2に記載のギアポンプ付押出機。

[4] 前記ケーシングに冷却ジャケットを設けてなる請求項 1一 3の、ずれかに記載のギァポンプ付押出機。