JPH0687685U - ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼き付き、かじりが発生しにくい自己潤滑方
式のギヤポンプを提供する。 【構成】 軸受け内周面において軸方向に設けられる潤
滑流体を流す潤滑溝を軸の真下からずらせた位置に設
け、ギヤポンプ停止時に軸がこの潤滑溝にはまらないよ
うにして再起動時の傷つきを防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、溶融プラスチックなどの高粘性流体を搬送するギヤポンプに関する 。

【０００２】

【従来の技術】

溶融プラスチック搬送用のギヤポンプでは、ポンプケースの内部の駆動ギヤと 従動ギヤとによって搬送される流体により、その駆動ギヤの駆動軸と従動ギヤの 従動軸の各軸受け部が自己潤滑されるギヤポンプが一般に用いられる。図３は従 来からの自己潤滑式ギヤポンプの断面図で、図４はこのギヤポンプのポンプケー スと軸受け部の構造を示す図である。このギヤポンプ１は、ポンプケース２と、 このポンプケース２に内蔵される駆動ギヤ３と従動ギヤ４とを備えている。ポン プケース２にはケース板６、７が側面に取り付けられており、さらに軸受保持孔 １４と吸入孔２１と吐出孔２２とが開口されている。

【０００３】 駆動ギヤ３は駆動軸８に取り付けられ、従動ギヤ４は従動軸９に取り付けられ 、これらのギヤは互いに噛み合わされている。また、駆動軸８は駆動ギヤ３の軸 方向一方側と他方側とにおいて駆動軸軸受１０、１１により支持され、従動軸９ は従動ギヤ４の軸方向一方側と他方側とにおいて従動軸軸受１２、１３により支 持されている。これら軸受け１０、１１、１２、１３は前記ポンプケース２に形 成された保持孔１４に嵌合されている。

【０００４】 駆動軸８の一端は、一方のケース板６に形成された通孔１５を通ってポンプケ ース２の外部に突出され、図示しないモータ等の駆動源に連結される。駆動軸８ の他端は、他方のケース板７に形成された通孔１６を通ってポンプケース２の外 部に突出されている。上記ギヤポンプ１において、駆動軸８を駆動して両ギヤ３ 、４を回転させると、流体は吸入孔２１から吸引され、両ギヤ３、４とポンプケ ース２との間を通って吐出孔２２から吐き出される。この際、ポンプケース２、 ケース板６、７に取り付けたヒータ５によりギヤポンプ１を加熱することで溶融 プラスチックなどが凝固するのを防止している。

【０００５】 駆動軸８及び従動軸９の各軸受け１０、１１、１２、１３はギヤポンプ１によ り搬送される流体自身により自己潤滑される。すなわち、駆動軸軸受け１０、１ １の駆動ギヤ３との対向端面および従動軸軸受け１２、１３の従動ギヤ４との対 向端面にそれぞれ径方向に沿う３本の側面潤滑溝２４ａ、２４ｂが形成され、こ の側面潤滑溝２４ａ、２４ｂに導入される搬送流体により流体膜が形成され、駆 動ギヤ３、従動ギヤ４の側面と各軸受け１０、１１、１２、１３の端面との接触 が規制されて焼き付きやかじりが防止される。また、各軸受け１０、１１、１２ 、１３の内周面にそれぞれ軸方向に沿う１本の軸方向潤滑溝２５ａ、２５ｂが形 成され、この軸方向潤滑溝２５ａ，２５ｂに導入される搬送流体により流体膜が 形成され、駆動軸８および従動軸９の外周面と各軸受け１０、１１、１２、１３ の内周面との接触が規制されて焼き付きやかじりが防止される。なお、軸方向潤 滑溝２５ａ、２５ｂは、側面潤滑溝２４ａ、２４ｂのうちの１本に連通している 。 側面潤滑溝が３本あるのに対し、軸方向潤滑溝が１本であるのは、駆動ギヤ ３と駆動軸軸受け１０、１１との端面との間、または従動ギヤ４と従動軸軸受け １２、１３の側面間ではクサビ効果による液膜形成が困難なため潤滑量を多くす る必要があるのに対し、駆動軸８および従動軸９外周面と各軸受け１０、１１、 １２、１３との間では軸回転による液膜形成は側面に比べて容易であること、ま た、後述するように軸方向の潤滑溝を通過した流体を吸入孔側に還流する通路を 設ける場合、潤滑溝が複数本あればそれぞれに還流通路を設けなければならず（ もしも還流通路を共用すると潤滑溝内で滞留または逆流が発生しやすくなる）、 複雑な構造になることからも１本の溝としている。そしてこの軸方向の潤滑溝は ポンプ軸の回転方向が左右どちらにでも対応可能なように対称な位置、すなわち 吸入側と吐出側との中間位置に設けている。

【０００６】 駆動軸８の駆動軸軸受け１０、１１を潤滑した潤滑流体は潤滑溝２４ａおよび ２５ａを通った後、潤滑溝２５ａに連通するように形成された流体通路を通って ポンプケース外部に排出される。すなわち、駆動軸８とケース板６、７との間に 筒状の冷却ジャケット１７とスリーブ１９とが嵌合され、このスリーブ１９の内 周面に螺旋溝状のラビリンス２０が形成されている。このスリーブ１９と冷却ジ ャケット１７とは、駆動軸８とわずかな隙間を介して嵌合されている。これによ り、図３において示すように潤滑溝２４ａ、２５ｂを通った流体はこの隙間を通 って外部に排出される。

【０００７】 また、従動軸９の従動軸軸受け１２、１３を潤滑した流体は、ポンプケース２ の内部に設けた還流用流体通路により還流される。すなわち、従動軸９の従動軸 軸受け１２、１３を潤滑した潤滑流体は潤滑溝２４ｂ、２５ｂを通った後、潤滑 溝２５ｂに連通するようにケース板６、７に形成される凹溝２８と、ポンプケー ス２の内部に形成される貫通孔２７とを通過し、ポンプケース２の吸入孔２１付 近に開口された出口２７ｂに還流される。したがって、従動軸軸受け１２、１３ を潤滑した流体は凹溝２８と貫通孔２７を通過して、吸入孔に還流される。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来のギヤポンプ１を溶融プラスチックなどの高粘性流体の搬送に用いる 場合、高粘性流体供給源の出口側にギヤポンプの吸入孔側を接続し、ギヤポンプ の吐出孔側と次工程装置の入り口とを接続し、ギヤの回転によって流体を搬送す る。流体によってはこの搬送経路を最短距離にすることが望ましいことがある。 たとえば、温度変化により劣化が進行する材料の場合、材質が時間変化するよう な材料の場合、最短距離にして高粘性流体供給源から次工程装置に一刻も早く送 り出す必要がある。最短距離にするには、図２に示すように各装置間の配管を直 線パイプとし、取り合い部分（各装置の流体の入り口、出口）を同じ高さに合わ せてパイプを水平に配設することが一般になされる。この場合、吸入孔２１と吐 出孔２２とを水平に配置するためのギヤポンプの駆動軸８が従動軸９の真上（図 １の配置）、または真下（図１と上下反対の配置）に配置されることになる。す なわち、吸入孔２１と吐出孔２２との中心を結ぶ線が水平方向となり、この線を 挟んで駆動軸８と従動軸９とは上下に配置することになる。

【０００９】 たとえば、図４のように従動軸９が駆動軸８の真下に配置される場合、従動軸 ９側においては従動軸軸受け１２、１３の軸方向潤滑溝２５ｂは従動軸９の真下 に配置されることになる。すなわち、図５にて軸受けと軸との関係（図３のＡ− Ａ’断面）を示すように駆動軸軸受け１０、１１の潤滑溝２５ａは駆動軸８の真 上に、従動軸軸受け１２、１３の潤滑溝２５ｂは従動軸９の真下に配置される。 このような配置で使用するギヤポンプでは、長時間運転停止した後や、ポンプ ケース洗浄後には従動軸９が軸方向潤滑溝２５ｂに接触することになる。すなわ ち、長時間停止した後は運転停止により潤滑流体が供給されないために潤滑流体 が徐々に減少していく。あるいはギヤポンプの洗浄作業後に運転再開する際にお いては、潤滑溝に全く流体が存在しない状態になる。このとき従動軸９は自重に より軸方向潤滑溝２５ｂの上縁に接触する状態になっている。図６は潤滑溝２５ ｂに流体が存在しない場合の軸と軸受けが接触する状態の部分拡大図である。

【００１０】 この状態からギヤポンプを起動して軸を回転させた場合、溝の上縁に接触して いる軸表面には傷がつき、この傷内に流体が付着すると付着した流体は容易に入 れ替われないことから付着したまま劣化して焼き付き発生の原因となる。また、 用途によっては、軸の表面または軸受け内面に焼き付き防止のステライトやコル モノイなどのコーティングが施されていることがあるがこれが剥離する場合も同 様に焼き付け原因となる。

【００１１】 本考案はこのような問題を解決するためになされたものであり、軸に傷を発生 させにくいギヤポンプを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記問題を解決するためになされた本考案は、 ポンプケースの内部において駆動ギヤと従動ギヤとの回転によって搬送される 流体により、その駆動ギヤの駆動軸と従動ギヤの従動軸の各軸受部が自己潤滑さ れるギヤポンプにおいて、前記軸受け内周部分を潤滑するために軸受け内周面に 軸方向に刻設される潤滑溝を軸の真下からはずれた位置に設け、潤滑流体が不足 しても軸がこの潤滑溝に接触しないようにしたことを特徴とする。

【００１３】 以下、この構造のギヤポンプがどのように作用するかを説明する。

【００１４】

【作用】

本考案のギヤポンプでは、ポンプが長時間停止した後などで潤滑流体が不足し た状態となり、軸が自重によって軸受けに接触するようになったとしてもこの接 触部分には潤滑溝がないので軸外周面が軸受け内周面に軸方向の一直線上で内接 する形となり、潤滑流体がなくとも容易に傷がつくことはない。また、潤滑流体 が不足していてもその後潤滑流体が供給されると重力によって流体はこの内接線 上にすぐに溜まるので潤滑膜形成が潤滑流体不足状態でも行える。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図を用いて説明する。

【００１６】 図１は本考案による一実施例を示したギヤポンプの軸と軸受けを示した断面図 であり、図３におけるＡ−Ａ’断面に相当する。

【００１７】 図において図３のギヤポンプと同じ部分は同記号を用いているのでこれら同じ 部分の説明は省略する。このギヤポンプでは、上側に駆動ギヤ、下側に従動ギヤ が配置されるため、その軸についても図のように上側に駆動軸８、その真下に従 動軸９がくるようになる。駆動軸８は駆動軸軸受け１０、従動軸９は従動軸側軸 受け１２にて支持される。なお、駆動ギヤ、従動ギヤの反対側側面にもこれらと 同様の駆動軸側軸受け１１、従動軸側軸受け１３で支持されているが、潤滑溝の 構成は同じであるので説明を省略する。

【００１８】 駆動軸軸受け１０の駆動ギヤに対向する側面には従来例と同じく３本の軸受け 側面潤滑溝２４ａ（１〜３）が設けられる。これらのうち１本２４ａ（２）は、 吸入側と吐出側から対称な位置、すなわち駆動軸８の真上に設けられる。そして 、この駆動軸８真上の潤滑溝２４ａ（２）に連通して、軸方向につながる軸方向 潤滑溝２５ａが設けられる。

【００１９】 一方、従動軸軸受け１２の従動ギヤに対向する側面にも従来例と同じく３本の 軸受け側面潤滑溝２４ｂ（１〜３）が設けられる。これらのうち１本２４ｂ（２ ）は、吸入側と吐出側から対称な位置である従動軸９真下付近でしかも左右いず れかに少し偏らせた位置に設けられる。そして、この従動軸９真下付近の軸受け 側面潤滑溝２４ｂ（２）に連通して、軸方向潤滑溝２５ｂが設けられる。この左 右いずれかに偏らせる距離は以下のようにして決められる。まず、軸方向潤滑溝 ２５ｂの幅内（軸方向潤滑溝の両側上縁間内）には、軸が自重で下方に移動して 軸受け内周面に接触する場合の内接点（軸受け内周面における最下点）がこない ようにする。すなわち、従動軸９が軸受け従動軸軸受け１２内周面に接触すると きは従動軸軸受け１２内周面の最下点で内接するがこのとき最下点が軸方向潤滑 溝２５ｂの幅内であれば従動軸９が潤滑溝２５ｂ内にはまることになるのでこれ を避けるため最下点を含まないように軸方向潤滑溝２５ｂを設ける。また、偏り が大きくなりすぎると左回転時と右回転時とのいずれかで潤滑不足になるので潤 滑機能に支障のない範囲までにする。具体的には流体の粘度や単位時間当たり回 転数により偏らせる距離の上限は決定される。

【００２０】 次に、以上の構成によるギヤポンプの動作を説明する。ギヤポンプが連続運転 中は絶えず流体が軸方向潤滑溝２５ｂに供給されるので従動軸９と従動軸軸受け １２との間には潤滑膜が形成され正常な運転が持続される。運転を長時間停止す ると停止中に従動軸９と従動軸軸受け１２の間に存在する潤滑流体が減少し、従 動軸９は自重によって下方に移動してやがて従動軸軸受け１２内周面に内接する 。このとき、軸方向潤滑溝２５ｂが従動軸９の真下にないので内接点は軸方向潤 滑溝２５ｂからはずれた位置の従動軸軸受け１２内周面となる。

【００２１】 この状態からギヤポンプを再起動したとき、内接点が滑らかな従動軸９外周面 と滑らかな従動軸軸受け１２内周面であることから接触部分には傷が発生しない 。そして潤滑流体は軸受け従動軸軸受け１２の最下点であるこの内接点付近から 溜まり出すのですぐに潤滑膜が形成される。

【００２２】 本実施例では、従動軸９が駆動軸８の下になるものとしたが駆動軸８が従動軸 ９の下にくるようにしてもよい。その場合は、駆動軸８側の軸方向潤滑溝２５ａ が駆動軸８の真下にこないように配置される。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、軸受けに形成される軸方向の潤滑溝を潤 滑に支障ない範囲でしかも軸の真下に来ない位置に設けることにより、長時間の 運転停止後などの再起動時においても潤滑不足により軸へ傷を付けることがなく なり、これによって焼き付きやかじりが発生しにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるギヤポンプの軸と軸受
けの断面図。

【図２】押し出し成形ラインでのギヤポンプ使用状態を
示す図。

【図３】従来のギヤポンプの断面図。

【図４】ギヤポンプの軸受けの潤滑を説明する作用説明
図。

【図５】従来のギヤポンプの軸と軸受けの断面図。

【図６】図５における従動軸の軸方向潤滑溝付近の拡大
図。

【符号の説明】

８：駆動軸 ９：従動軸 １０：駆動軸側軸受け １２：従動軸側軸受け ２４ａ（１）〜２４ａ（３）：軸受け側面潤滑溝（駆動
軸用） ２４ｂ（１）〜２４ｂ（３）：軸受け側面潤滑溝（従動
軸用） ２５ａ：軸方向潤滑溝（駆動軸用） ２５ｂ：軸方向潤滑溝（従動軸用）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプケースの内部において駆動ギヤと
   従動ギヤとの回転によって搬送される流体により、その
   駆動ギヤの駆動軸と従動ギヤの従動軸の各軸受部が自己
   潤滑されるギヤポンプにおいて、 前記軸受け内周部分を潤滑するために軸受け内周面に軸
   方向に刻設される潤滑溝を軸の真下からはずれた位置に
   設け、潤滑流体が不足しても軸がこの潤滑溝に接触しな
   いようにしたことを特徴とするギヤポンプ。