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技術 ギアポンプ

出願人 積水化学工業株式会社
発明者 井上秀樹
出願日 1995年10月3日 (26年4ヶ月経過) 出願番号 1995-256151
公開日 1997年4月8日 (24年10ヶ月経過) 公開番号 1997-096281
状態 未査定
技術分野 回転型液体ポンプ(1) プラスチック等の押出成形
主要キーワード 先端外径 定量押出 入口側圧力 溶融合成樹脂 合成樹脂原料 ヘリカルギア 押出機スクリュ 圧力検出装置
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この項目の情報は公開日時点(1997年4月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

流路は不要であり、原料樹脂廃棄する不経済のないギアポンプを提供する。

解決手段

入口流路11と出口流路12を有するケーシング1と、ケーシング1の内部で互いに噛み合って回転する一対のギア21、22と、これらの双方のギア21、22と一体に回転する回転軸211、221を支持する軸受け212、222とを備え、一対のギア21、22の噛み合い回転により入口流路11から出口流路12へ流体移送するようになされたギアポンプAにおいて、軸受け212、222の側面と双方のギア21、22の側面との間に入口流路11と出口流路12とを連通する流体流路213、223が設けられている。

概要

背景

従来、押出機ダイスとの間にギアポンプを設け、押出機から押し出された合成樹脂をギアポンプを経由してダイスから押出してフィルム等を成形することが行われている。ところで、このようなフィルム等の押出成形においては、合成樹脂に含まれる異物等によるダイスのフィルター詰まり、押出機内の溶融された合成樹脂粘度の不均一、押出機スクリュウの合成樹脂原料食い込み不安定等の要因により、ギアポンプ入口側圧力に急激な変動が生じるのが不可避であり、その為にフィルム等に形態ムラが生じる問題があった。

このような問題を解決するために、例えば、特開平2−103118号公報に記載されているように、押出機とダイスとの間の合成樹脂流路に配設されたギアポンプの上流側に合成樹脂流路を分岐して別のギアポンプを介して外部に開放した副流路を設け、合成樹脂流路に配設されたギアポンプの入口側圧力を検出する検出手段を設けると共に、検出手段で検出された圧力値が予め設定された圧力値となるように、副流路に配設された別のギアポンプを制御する手段が知られている。

概要

副流路は不要であり、原料樹脂廃棄する不経済のないギアポンプを提供する。

入口流路11と出口流路12を有するケーシング1と、ケーシング1の内部で互いに噛み合って回転する一対のギア21、22と、これらの双方のギア21、22と一体に回転する回転軸211、221を支持する軸受け212、222とを備え、一対のギア21、22の噛み合い回転により入口流路11から出口流路12へ流体移送するようになされたギアポンプAにおいて、軸受け212、222の側面と双方のギア21、22の側面との間に入口流路11と出口流路12とを連通する流体流路213、223が設けられている。

目的

本発明は従来の上記の問題点に着目しなされたものであって、その目的とするところは、上記の問題点を解消し、副流路は不要であり、原料樹脂を廃棄する不経済のないギアポンプを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

入口流路出口流路を有するケーシングと、ケーシングの内部で互いに噛み合って回転する一対のギアと、これらの双方のギアと一体に回転する回転軸を支持する軸受けとを備え、一対のギアの噛み合い回転により入口流路から出口流路へ流体移送するようになされたギアポンプにおいて、軸受けの側面と双方のギアのうちの少なくとも一方のギアの側面との間に入口流路と出口流路とを連通する流体流路が設けられていることを特徴とするギアポンプ。

--

0001

本発明は、ギアポンプに関し、特に、合成樹脂押出成形に使用して好適なものである。

背景技術

0002

従来、押出機ダイスとの間にギアポンプを設け、押出機から押し出された合成樹脂をギアポンプを経由してダイスから押出してフィルム等を成形することが行われている。ところで、このようなフィルム等の押出成形においては、合成樹脂に含まれる異物等によるダイスのフィルター詰まり、押出機内の溶融された合成樹脂粘度の不均一、押出機スクリュウの合成樹脂原料食い込み不安定等の要因により、ギアポンプ入口側圧力に急激な変動が生じるのが不可避であり、その為にフィルム等に形態ムラが生じる問題があった。

0003

このような問題を解決するために、例えば、特開平2−103118号公報に記載されているように、押出機とダイスとの間の合成樹脂流路に配設されたギアポンプの上流側に合成樹脂流路を分岐して別のギアポンプを介して外部に開放した副流路を設け、合成樹脂流路に配設されたギアポンプの入口側圧力を検出する検出手段を設けると共に、検出手段で検出された圧力値が予め設定された圧力値となるように、副流路に配設された別のギアポンプを制御する手段が知られている。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、叙上の従来のギアポンプにおいては、主流路の他に副流路が必要であり、副流路にも複雑な制御装置が必要である上、副流路から排出される合成樹脂が塩化ビニル樹脂のように加熱により不安定となる場合には、廃棄しなければならず不経済である。

0005

本発明は従来の上記の問題点に着目しなされたものであって、その目的とするところは、上記の問題点を解消し、副流路は不要であり、原料樹脂を廃棄する不経済のないギアポンプを提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するために、本発明ギアポンプは、吸入流路吐出流路を有するケーシングと、ケーシングの内部で互いに噛み合って回転する一対のギアと、これらの双方のギアと一体に回転する回転軸を支持する軸受けとを備え、一対のギアの噛み合い回転により入口流路から出口流路流体移送するようになされたギアポンプにおいて、軸受けの側面と双方のギアのうちの少なくとも一方のギアの側面との間に入口流路と出口流路とを連通する流体流路が設けられていることを特徴とするものである。

0007

本発明において、入口流路と出口流路とを連通する流体流路の大きさは、流体が入口流路と出口流路との間を流通できるものであれば、特に限定されるものではないが、流体流路の大きさが過大の場合には、本来ギアポンプの持つ定量押出性能を損なう為、ギアポンプの理論押出量に対する実押出量の比(ポンプ効率=実押出量×100/理論押出量)が50〜150%以内となるように設定されることが好ましい。

0008

又、流体流路の大きさが過少の場合には、流体流路を流通する流体量が制限され、本発明の効果が発揮されない恐れがあるため、実押出量に対する流体流路を流通する流体量の比が0.1%以上となるように設定されることが好ましい。ところで、流体流路の流体の流れる方向の長さがLcm、流体流路の流体の流れる方向とは直角な幅方向の長さがWcm、流体流路の間隙の大きさがTcmとすると、流体流路を通過する流体量Q(cm3 /sec)は次の式により計算される。
Q=P・G・W・T2 /12・η・L
但し、流体は粘度η(POISE)のニュートン流体とし、Gは重力加速度、Pはギアポンプ出口流路側圧力と入口流路側圧力の差の絶対値であり、ギアポンプ出口流路側圧力及び入口流路側圧力は共に変動するものと考えられるが、最大となる数値を採るものとする。

0009

又、流体流路を設置する位置は、軸受けの側面と双方のギアのうちの少なくとも一方のギアの側面との間であれば、特に限定されるものではなく、双方のギアの回転軸の間でもよく、その反対側でもよく、又、軸受けの側面と双方のギアのうちの少なくとも一方のギアの片側の側面との間でもよく両側の側面との間でもよい。

0010

又、本発明ギアポンプにより移送される流体としては、特に限定されるものではないが、溶融合成樹脂のように、高粘度の流体が好適である。合成樹脂としては、ポリエチレンポリプロピレンポリスチレンポリカーボネイト硬質塩化ビニル樹脂軟質塩化ビニル樹脂ナイロン樹脂ポリビニルアセタールアクリル樹脂アセタール樹脂ポリエステル等が挙げられ、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレンが使用できる。合成樹脂には、可塑剤充填剤等が添加されていてもよい。

0011

本発明ギアポンプにおいては、軸受けの側面と双方のギアのうちの少なくとも一方のギアの側面との間に入口流路と出口流路とを連通する流体流路が設けられているので、入口流路の圧力が出口流路の圧力より低い場合、流体流量の変動により入口流路の圧力が上昇すると、流体流路を通って入口流路に流れる流体の体積が減少し、逆に、流体流量の変動により入口流路の圧力が下降すると、流体流路を通って入口流路に流れる流体の体積が増加する。

0012

又、入口流路の圧力が出口流路の圧力より高い場合、流体流量の変動により入口流路の圧力が上昇すると、流体流路を通って出口流路に流れる流体の体積が増加し、逆に、流体流量の変動により入口流路の圧力が下降すると、流体流路を通って入口流路に流れる流体の体積が減少する。このような作用により入口流路の圧力変動緩和される。

発明を実施するための最良の形態

0013

次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1は本発明ギアポンプの一例を示す一部切欠斜視図、図2図1のII−II線における断面図、図3図1のIII−III線における断面図である。

0014

図1〜3において、Aは本発明ギアポンプ、1は本発明ギアポンプAのケーシング、11はケーシング1の一方に設けられた入口流路、12はケーシング1の他方に設けられた出口流路、21、22はケーシング1の内部で互いに噛み合って回転する一対のギアであり、一方のギア21は駆動軸211により駆動回転される駆動ギアであり、他方のギア22は駆動ギア21と噛み合うことにより回転される従動ギアである。

0015

212は駆動ギア21の駆動軸211を支持する軸受け、222は従動ギア22の軸221を支持する軸受けである。213は駆動ギア21の両側面と、駆動ギア21の駆動軸211を支持する軸受け212の側面との間に設けられた流体流路、223は従動ギア22の両側面と、従動ギア22の軸221を支持する軸受け222の側面との間に設けられた流体流路であり、これらの流体流路213、223は相互に連通されていると共に入口流路11及び出口流路12と連通されている。尚、3はケーシング1と軸受け212、222との境界部に設けられた軸受け押さえ板である。

0016

次に、図1〜3に示す本発明ギアポンプの使用態様図4等について説明する。図4図1〜3に示す本発明ギアポンプの使用態様を示すブロック図である。

0017

図4において、Aは本発明ギアポンプであり、ギアポンプAは押出機Bの先端に設けられ、押出機Bから押し出された溶融状態の合成樹脂はギアポンプAを経由して金型Cから所望の断面形状に成形されるようになっている。尚、Dは押出機BとギアポンプAとの間に設けられた圧力検出装置、Eはモーターであり、モーターEによりギアポンプAの駆動軸211が駆動回転されるようになっている。Fは制御板であり、制御板Fを操作することによりモーターEの回転数を制御できるようになっている。

0018

本発明ギアポンプAの入口流路11の圧力が出口流路12の圧力より低い場合、溶融合成樹脂流量の変動により入口流路11の圧力が上昇すると、流体流路213、223を通って入口流路11に流れる溶融合成樹脂の体積が減少し、逆に、溶融合成樹脂流量の変動により入口流路11の圧力が下降すると、流体流路213、223を通って入口流路11に流れる溶融合成樹脂の体積が増加する。

0019

又、入口流路11の圧力が出口流路12の圧力より高い場合、溶融合成樹脂流量の変動により入口流路11の圧力が上昇すると、流体流路213、223を通って出口流路12に流れる溶融合成樹脂の体積が増加し、逆に、溶融合成樹脂流量の変動により入口流路11の圧力が下降すると、流体流路213、223を通って入口流路11に流れる溶融合成樹脂の体積が減少する。このような作用により入口流路11の圧力変動は緩和され、良好な製品を得ることができる。

0020

〔実施例1〕図1〜3に示すギアポンプ及び図4に示す成形装置を使用して厚さ5.0mm、幅100mmの合成樹脂シートを成形した。成形装置、原料合成樹脂や詳細な成形条件、成形されたシートの評価等は次のとおりである。
押出機B:2軸異方向回転コニカルタイプ押出機(スクリュウ先端外径は60
mm)
合成樹脂:塩化ビニル樹脂(徳山工業株式会社製TS1000R)
金型C:シート成形用金型
押出条件:押出量・・・・・・・・・・・・・・・・70kg/h
スクリュウ回転数・・・・・・・・・・・20rpm
バレル温度・・・・・・・・・・・・・・180℃
金型温度・・・・・・・・・・・・・・・200℃
ギアポンプ温度・・・・・・・・・・・・190℃
駆動ギア21と軸受け212との間の流体流路213の間隙da の大きさ
・・・1.0mm
従動ギア22と軸受け222との間の流体流路223の間隙db の大きさ
・・・1.0mm

0021

〔実施例2〕実施例1において、流体流路213の間隙da の大きさ及び流体流路223の間隙db の大きさを次のとおりとした。
間隙da の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・0.5mm
間隙db の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・0.5mm

0022

〔実施例3〕実施例1において、流体流路213の間隙da の大きさ及び流体流路223の間隙db の大きさを次のとおりとした。
間隙da の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・2.0mm
間隙db の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・2.0mm

0023

〔実施例4〕実施例1において、流体流路213の間隙da の大きさ及び流体流路223の間隙db の大きさを次のとおりとした。
間隙da の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・2.0mm
間隙db の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・0.0mm

0024

〔比較例〕実施例1において、流体流路213の間隙da の大きさ及び流体流路223の間隙db の大きさを次のおおりとした。
間隙da の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・0.0mm
間隙db の大きさ・・・・・・・・・・・・・・・・0.0mm

0025

〔評価〕実施例1〜4及び比較例により成形されたシートの外観ムラ評価を行い、又、実施例1〜4及び比較例において、圧力検出装置Dによる吸入圧変動評価を行った結果は表1に示すとおりである。

0026

0027

尚、表1において、外観ムラ評価としては目視判定により、基準は次のとおりである。
優・・・・・全くムラなし
良・・・・・全体的にムラはないが、局所的にムラあり
可・・・・・全体的にムラあり
不可・・・・全体的に著しいムラあり

0028

表1に示すように、実施例1〜4におけるシートの外観ムラ評価及び吸入圧変動幅は比較例に比較して優れていた。

0029

以上、本発明の実施の形態を図により説明したが、本発明の構成は図示の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更は本発明に含まれる。例えば、図示の本発明ギアポンプにおいては、一対のギアとして歯が捩じれていないものが使用されているが、歯が捩じれたヘリカルギアが使用されていてもよい。

発明の効果

0030

本発明ギアポンプにおいては、入口流路の圧力変動は緩和されるので、外観ムラの少ない製品を得ることかできる。

図面の簡単な説明

0031

図1本発明ギアポンプの一例を示す一部切欠斜視図。
図2図1のII−II線における断面図。
図3図1のIII−III線における断面図。
図4図1に示す本発明ギアポンプの使用態様を示すブロック図。

--

0032

1ケーシング
11入口流路
12出口流路
21駆動ギア
22従動ギア
211、221回転軸
212、222軸受け
213、223 流体流路

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