(57)【要約】【課題】従来技術の欠点を解消できる、特にゴム配合物に使用することを意図したギヤポンプを提供することにある。【解決手段】本発明のギヤポンプは、中心歯車（４）と該中心歯車と協働する２つの周辺歯車（３、５）とからなる歯車組立体を収容するハウジング（１２）と、少なくとも1つの送給チャンバとを有し、該送給チャンバは、少なくとも1つの流通開口（１７、１８）を介してハウジング（１２）に向けて配合物を送出する少なくとも1つのブースト手段を収容している。各歯車（３、４、５）はモータトルクにより直接駆動される。また、歯同士の間に配置された予応力付与手段は、中心歯車（４）の歯が各周辺歯車（３、５）と係合する領域での漏洩防止接触を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
包囲体（１２）を有し、該包囲体（１２）内で、中心歯車（４）と該中心歯車と協働する他の２つの周辺歯車（３、５）とからなる１組の歯車が回転する構成の、特にゴム配合物用のギヤポンプ（１）において、少なくとも１つの送給チャンバ（１５）を有し、該送給チャンバ（１５）内で少なくとも１つの送給手段が作動して、配合物を少なくとも１つの通路オリフィス（１７、１８）を介して前記包囲体（１２）に配給し、各歯車（３、４、５）が駆動トルクにより直接的に駆動され、歯同士（２５、２６）の間の予応力付与手段が中心歯車（４）の噛合いゾーンと２つの周辺歯車（３、５）の各々との気密接触を確保することを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】
前記予応力付与手段は、歯車を包囲する２つの側板（６、７、８、９）により、各周辺歯車（３、５）の気密性を確保し、これらの側板は、当該歯車の歯先の直径よりに等しいかこれより大きいことを特徴とする請求項１記載のギヤポンプ。
【請求項３】
前記予応力付与手段は、各周辺歯車について螺子（２５）を有し、該螺子（２５）は、ドーム状くさび（２６）を介して、当該歯車（５）を駆動する軸（５１）に動力を伝達する駆動軸（１１）、および前記駆動軸（５１）と協働して、これらの両軸（１１、５１）の間に捩りモーメントを付与することを特徴とする請求項１または２記載のギヤポンプ。
【請求項４】
前記２つの周辺歯車（３、５）は、奇数の歯を有する中心歯車（４）の中心に対して対称的に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のギヤポンプ。
【請求項５】
前記２つの周辺歯車（３、５）は、中心歯車（４）の直径より小さい直径を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項記載のギヤポンプ。
【請求項６】
前記送給チャンバ（１５）は包囲体（１２）に向かう２つの通路オリフィス（１７、１８）を有し、該通路オリフィス（１７、１８）は中心歯車（４）の中心に対して対称的に配置され、かつ配合物の２つの出口オリフィス（１９、２０）は中心歯車の中心に対して対称的に配置され、各通路オリフィス（１７、１８）は、前記歯車の軸線に対して垂直な平面内に突出している３つの歯車（３、４、５）の中心を通る直線に関し、出口オリフィス（１９、２０）に対して実質的に対称的に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のギヤポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にゴム配合物に使用することを意図した容積式ポンプ、より詳しくはギヤポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記文献１に開示されているような容積式ギヤポンプを高粘性プラスチック材料に使用することは知られている。この形式のポンプは、モータ駆動される歯車（「駆動歯車」）と、該第一歯車と係合しかつこれにより駆動される第二歯車と、ポンプへの高粘性高粘性プラスチック材料の強制送給（force-feed）を可能にするフィードスクリューとを有している。
ゴム配合物も非常に高い粘性を有し、駆動歯車に非常に高い抵抗トルクを引起こす。歯車の幅を増大させることにより高い流量を達成することが望まれているので、この抵抗トルクはますます大きくなっている。ゴム配合物に使用されるギヤポンプの場合にはこれらの問題は非常に大きく、歯車の破壊がしばしば見られる。
また、ゴム配合物について高流量を達成することは温度の観点から制限される。なぜならば、流量の増大（これは、主として歯車回転速度の増大に関連している）は、ゴム配合物の温度上昇を伴うからである。ところで、これらのゴム配合物の早期加硫を防止するには、この温度は制御されなくてはならず、特に温度上昇は制限されなくてはならない。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第５，１２０，２０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記欠点を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、特にゴム配合物に使用するギヤポンプは、包囲体を有し、該包囲体内で、中心歯車と、該中心歯車と協働する他の２つの周辺歯車とからなる１組の歯車が回転する。本発明のギヤポンプは更に、少なくとも１つの送給チャンバを有し、該送給チャンバ内で少なくとも１つの送給手段が作動して、配合物を少なくとも１つの通路オリフィスを介して前記包囲体に配給（deliver）し、各歯車は駆動トルクにより直接的に駆動され、歯同士の間の予応力付与手段が中心歯車の噛合いゾーンと２つの周辺歯車の各々との気密接触を確保する。
上記構成は、一方では、ギヤシステムの各歯車への駆動トルクの伝達、および他方では、３つの歯車間の力のより良い分散を可能にして、ポンプの信頼性および強度をより高いものとする。
【０００６】
本発明の１つの特徴によれば、送給チャンバが、包囲体に向かう２つの通路オリフィスを有し、該通路オリフィスは中心歯車の中心に対して対称的に配置され、かつ配合物の２つの出口オリフィスは中心歯車の中心に対して対称的に配置され、各通路オリフィスは、前記歯車の軸線に対して垂直な平面内に突出している３つの歯車の中心を通る直線に関し、出口オリフィスに対して実質的に対称的に配置されている。
かくして、包囲体内へのゴム配合物の経路が最短になり、このため温度上昇も制限される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面を参照して述べる本発明による容積式ポンプの一実施例についての以下の記載を読むことにより明らかになるであろう。
図１および図２に示すように、ギヤポンプ１は本体１０を有し、該本体１０は、容積的に（volumetrically）ポンピング作用する機能をもつ歯車の組２を支持する包囲体１２を備えている。
この歯車の組２は中心歯車４を有し、該中心歯車４は、２つの周辺歯車３、５とそれぞれ協働する。
２つの周辺歯車３、５の各々は、歯車の１つが他の歯車により駆動されることを防止するため、中心歯車４と係合（engage）することなく、それぞれ中心歯車と噛合う(mesh)。これは、前述のようにポンプをより信頼できるものとするため、歯車３、４、５の各々がモータにより直接駆動されることによる。もちろん、特定の減速ギヤを備えた単一モータを使用して、動力を各歯車に伝達することもできる。
２つの周辺歯車３、５は、奇数の歯をもつ中心歯車４に対して対称的に配置されている。かくして、中心歯車４について考えるとき、力が対称的になり、従って互いに相殺作用することに留意されたい。
【０００８】
２つの周辺歯車３、５は同一直径を有し、各周辺歯車３、５の両面上には側板が配置されている。すなわち、周辺歯車３には側板６、７が、また周辺歯車５には側板８、９がそれぞれ配置されている。これらの側板６、７、８、９（該側板の直径は、周辺歯車３、５の歯先の直径に等しいかこれより大きい）は、ポンプの壁上でのゴム配合物の側方剪断を防止でき、このため、ゴム配合物に作用する剪断がかなり低減される。また、小さいサイズの歯車３、５は、軸に生じる力を小さくできる。
また、各周辺歯車３、５には、中心歯車４の歯とそれぞれの周辺歯車３、５の歯との間に予応力付与手段が設けられており、該予応力付与手段は、側板６、７、８、９を介して周辺歯車３、５を片持ち支持しかつ漏洩したゴム配合物を大気圧に通気させることにより動的シールシステムを形成できる。
【０００９】
周辺歯車３、５に作用する予応力付与手段は同一であるので、周辺歯車５に作用する予応力付与手段についてのみ、図１および図５を参照して以下に説明する。
予応力付与手段は、周辺歯車５の軸５１に伝達するための駆動軸１１と、軸５１とを同時的に通る通路オリフィス内に係合する螺子２５を有している。この螺子２５はまたドーム状くさび２６を通っている。くさび２６のドーム状壁は、それぞれ、駆動軸１１の壁１１１および軸５１の壁５１１と接触しており、これにより、螺子２５をクランプすると、くさび２６を介して駆動軸１１と軸５１との間に捩りモーメントが生じる。この予応力は、矢印Ｆで示すポンプの回転方向と同方向に作用する。
ゴム配合物は、周辺歯車３、５から、側板６、７、８、９に設けられた出口を通って逃げ出し、出口の方位は、図２から分るように正確に配置されている。
本体１０は送給手段を支持しており、該送給手段は、本質的に、送給チャンバ１６内で回転するスクリュー１５を有している。
本発明の範囲を逸脱することなく、１つの同一アキュムレーション（蓄積）チャンバに開口する複数のスクリューを考えることができる。
送給／加圧チャンバ１６は、歯車の組２とは反対側に、ポンプに送給する機能を有する送給オリフィス（図示せず）を有している。
【００１０】
図３に示すように、送給チャンバ１６の他端には２つの通路オリフィス１７、１８が設けられており、該通路オリフィス１７、１８は、送給／加圧チャンバ１６と、歯車の組２を収容する包囲体１２との間の連通を行なう。
これらの通路オリフィス１７、１８は中心歯車４の中心に対して互いに対称的に配置されており、これにより、通路オリフィス１７、１８は、それぞれ、中心歯車４および一方の周辺歯車に近接して配置される。
包囲体１２には混合のための２つの出口オリフィス１９、２０が開口しており、両出口オリフィス１９、２０は中心歯車４の中心に対して互いに対称的に配置されている。これにより、出口オリフィス１９、２０は、それぞれ、中心歯車および一方の周辺歯車に近接して配置されるため、各通路オリフィス１７、１８が、歯車の軸線に対して垂直な平面内に突出する３つの歯車３、４、５の中心を通る直線に関して、出口オリフィス１９、２０に対し実質的に対称的に配置される。
【００１１】
この配置は、後でより明らかになるように、ゴム配合物が移動する経路を最短にすることにより、この経路を最適化できる。
かくして、包囲体１２内への入口ゾーンと配給ゾーンとの間の距離が最短になり、このため、気密性を一層容易に保証できる。
最後に、歯の形状は、包囲体１２内で配合物を移送するのに最適化された。歯の軸線のキャパシティはできる限り大きくなり、一方、周方向剪断平面は小さくなる。
出口オリフィス１９、２０は、それぞれ、２つのチャネル内に開口している。図４には、オリフィス１９に対応するチャネル１９′のみが示されている。２つのチャネルは、結合ゾーン２２で、出口オリフィス２４まで延びているチャネル２３に結合されている。
【００１２】
上記本発明によるギヤポンプの作動について、図２、図３および図４を参照して以下に簡潔に説明する。
ゴム配合物（連続ストリップまたは顆粒状のいずれの形態でもよい）は、オリフィス（図示せず）を介して送給チャンバ１６内に導入される。かくして配合物は、送給スクリュー１５に分配される。
送給チャンバ１６内では、ゴム配合物は、加圧されて通路オリフィス１７、１８まで配給され、該通路オリフィスは、図２に示すように主歯車４の中心に対して反対側に開口しており、ゴム配合物を包囲体１２内に導く。
オリフィス１７、１８から出る配合物の２つの部分はそれぞれ符号Ｂ、Ｃで示され、図２に矢印で示す経路に従って移動する。
【００１３】
かくして、配合物Ｂの一方の部分は、周辺歯車５の歯元内を通って出口オリフィス１９まで移動し、一方、配合物Ｂの他方の部分は、中心歯車４の歯元内で逆回転方向に通ってオリフィス２０まで移動する。
上記と同じ態様で、配合物Ｃの流れの一部は周辺歯車３の歯元内を通ってオリフィス２０まで移動し、他方の部分は、オリフィス１９に向かって中心歯車４の歯元内で逆回転方向に移動する。
中心歯車４の歯とそれぞれ接触する周辺歯車３、５の歯が予応力付与された状態で取付けられているため、配合物が歯車３、４の歯の間または歯車５、４の歯の間を通ってクリープすること（はみ出し）が防止される。
明瞭に理解されようが、配合物の流れＢ、Ｃが通る経路はかなり短く、このため、このゾーンの温度上昇が大幅に制限される。
出口オリフィス１９、２０から出る流れＢ、Ｃは、次に、図４に示すようにチャネル１９′およびオリフィス２０に対応するチャネル（図示せず）を通り、次に連結ゾーン２２内に入り、更にチャネル２３を通って出口オリフィス２４へと流れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるポンプを図２のＩ−Ｉ線に沿って切断した部分縦断面図である。
【図２】本発明によるポンプを図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した拡大横断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断した本発明によるポンプの送給ゾーンを通る機能的断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した本発明によるポンプの配給ゾーンを通る機能的断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿って切断した本発明によるポンプの歯と歯との間の予応力付与手段を通る部分断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  ギヤポンプ
２  歯車の組
３、５  周辺歯車
４  中心歯車
１１  駆動軸
２５  螺子
２６  ドーム状くさび
５１  中心歯車の軸
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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