特許 7340300 ギヤポンプ及び樹脂成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-30

(45)【発行日】2023-09-07

(54)【発明の名称】ギヤポンプ及び樹脂成形装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 2/18 20060101AFI20230831BHJP

【ＦＩ】

F04C2/18 311C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022207746

(22)【出願日】2022-12-26

【審査請求日】2022-12-26

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】592253404

【氏名又は名称】協和ファインテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100187838

【弁理士】

【氏名又は名称】黒住 智彦

(74)【代理人】

【識別番号】100220892

【弁理士】

【氏名又は名称】舘 佳耶

(74)【代理人】

【識別番号】100205589

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 和将

(72)【発明者】

【氏名】長光 保志

(72)【発明者】

【氏名】平岡 光太郎

(72)【発明者】

【氏名】小野 航輝

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－３１５１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１６２５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２７７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５４９４４２５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２／１８

Ｂ２９Ｃ ４７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体導入流路及び流体送出流路、並びに、駆動歯車収容室及び従動歯車収容室を有するケーシングと、
駆動歯車収容室に収容された駆動歯車と、
駆動歯車に噛み合う状態で、従動歯車収容室に収容された従動歯車と、
を備え、
流体導入流路を通じてケーシング内に導入された流体を、駆動歯車及び従動歯車における非噛み合い側の歯溝で移送し、流体送出流路を通じてケーシング外へと送出するギヤポンプであって、
流体導入流路及び流体送出流路が、それぞれ、曲がりのない直線状を為すとともに、
流体送出流路が、流体導入流路に対して傾斜して設けられ、
流体導入流路と流体送出流路との境界部分であって、流体導入流路及び流体送出流路のコーナー部となる箇所に、駆動歯車及び従動歯車が配された
ことを特徴とするギヤポンプ。

【請求項2】

流体導入流路に対する流体送出流路の傾斜角度が、１０～１２０°とされた請求項１記載のギヤポンプ。

【請求項3】

駆動歯車収容室の非噛み合い側の内周長Ｌ_１に対する従動歯車収容室の非噛み合い側の内周長Ｌ_２の比Ｌ_２／Ｌ_１が０．７～１．３とされた請求項２記載のギヤポンプ。

【請求項4】

駆動歯車の側面と駆動歯車収容室の内壁面とのサイドクリアランス、及び、従動歯車の側面と従動歯車収容室の内壁面とのサイドクリアランスが、いずれも５０μｍ以下とされた請求項３記載のギヤポンプ。

【請求項5】

駆動歯車の歯先と駆動歯車収容室の内周面とのトップクリアランス、及び、従動歯車の歯先と従動歯車収容室の内周面とのトップクリアランスが、いずれも１００μｍ以下とされた請求項４記載のギヤポンプ。

【請求項6】

請求項１～５いずれか記載のギヤポンプにおける流体導入流路に、溶融樹脂を供給する溶融樹脂供給手段を接続し、
同ギヤポンプにおける流体送出流路に、ギヤポンプから送出されてきた前記溶融樹脂を吐出する吐出ノズルを接続した樹脂成形装置。

【請求項7】

吐出ノズルが、ギヤポンプの流体送出流路に直付けされた請求項６記載の樹脂成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯車を利用して流体を移送するギヤポンプと、これを用いた樹脂成形装置とに関する。

【背景技術】

【0002】

樹脂フィルムは、一般的に、図１に示すフィルム製造装置で製造される。このフィルム製造装置は、ホッパー５１に投入された原料Ｍを、押出機５２で配管５３に押し出し、配管５３で移送されてきた原料Ｍをダイ５４でフィルムＦに成形しながら吐出した後、そのフィルムＦを、冷却装置５５にて冷却し、縦延伸装置５６及び横延伸装置５７で所定の方向に延伸させ、巻取機５８で巻き取るものとなっている。特許文献１にも、この種のフィルム製造装置（セパレータフィルム製造装置）が開示されている。原料Ｍは、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を加熱して溶融させた状態（流体の状態）でホッパー５１に供給される。配管５３には、ギヤポンプ１０が設けられる場合もある（特許文献１の段落００１６を参照。）。

【0003】

ギヤポンプ１０は、上記の原料Ｍ（溶融した状態の熱可塑性樹脂）等、流体を移送するために用いられる。ギヤポンプ１０は、図２に示すように、駆動歯車１１と、従動歯車１２と、ケーシング１３とを備えている。図２は、一般的なギヤポンプ１０を、駆動歯車１１及び従動歯車１２の回転中心線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂに垂直な平面で切断した状態を示した断面図である。ケーシング１３内には、流体導入流路α_０と、駆動歯車収容室α_１と、従動歯車収容室α_２と、流体送出流路α_３とが設けられている。駆動歯車収容室α_１には駆動歯車１１が収容され、従動歯車収容室α_２には従動歯車１２が収容されている。流体導入流路α_０には、移送対象の原料Ｍ（流体）がケーシング１３の外部から導入され（同図における矢印Ａ_１）、流体送出流路α_３からは、移送対象の流体がケーシング１３の外部へと送出される（同図における矢印Ａ_２）。

【0004】

駆動歯車１１は、電気モータ等（図示省略）によって矢印Ａ_３の向きに回転駆動される。従動歯車１２は、駆動歯車１１と噛み合った状態となっているため、駆動歯車１１が矢印Ａ_３の向きに回転すると、従動歯車１２が矢印Ａ_４の向きに従動回転する。これにより、流体導入流路α_０を流れてきた流体が、駆動歯車１１の歯溝（隣り合う歯の間。以下同じ。）及び従動歯車１２の歯溝に保持されて、駆動歯車収容室α_１の内周面と駆動歯車１１の外周面との間を通って流体送出流路α_３に移送される（図２における矢印Ａ_５）とともに、従動歯車収容室α_２の内周面と従動歯車１２の外周面との間を通って流体送出流路α_３に移送される（同図における矢印Ａ_６）。このギヤポンプ１０によって、移送対象の流体の圧力変動を抑えながら、その流体を略一定の流速で移送することができる。特許文献２にも、このような構造を有するギヤポンプが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－０９５９４６号公報

【文献】特開２０２２－１２０９５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、図１のフィルム製造装置では、押出機５２による原料Ｍの押出方向が水平方向とされ、ダイ５４による原料Ｍの吐出方向が下向きとされることが多い。このため、押出機５２とダイ５４とを結ぶ配管５３には、通常、コーナー部５３ａが設けられる。しかし、コーナー部５３ａを設けると、図３（ａ）に示すように、コーナー部５３ａの外周側を流れる原料Ｍ_１の流速が速くなる一方、コーナー部５３ａの内周側を流れる原料Ｍ_２の流速が遅くなる。原料Ｍは、流速が遅いと粘度が高くなるため、コーナー部５３ａの内周側を流れる原料Ｍ_２（流速が遅い原料Ｍ_２）は、図３（ｂ）に示すように、コーナー部５３ａで固化しやすくなる（同図における原料固化部Ｍ_２’）。この原料固化部Ｍ_２’が形成されると、コーナー部５３ａの有効断面積（原料Ｍの流れに寄与する部分の断面積）が縮小して、コーナー部５３ａにおける原料Ｍの流通抵抗が大きくなるため、原料Ｍの流速がさらに低下して原料Ｍの粘度がさらに高くなる。したがって、図３（ｃ）に示すように、コーナー部５３ａに原料固化部Ｍ_２’が層状に形成され、ダイ５４の吐出流量が著しく低下するおそれがある。この不具合が生じないようにするためには、配管５３をストレートに形成し、コーナー部５３ａを形成しないことが好ましい。しかし、フィルム製造装置のレイアウトの都合上、配管５３をストレートに形成できないことも多い。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、フィルム製造装置等の樹脂成形装置において、流体（溶融した状態の熱可塑性樹脂）を流す配管にコーナー部を設けなくても、流体が流れる向きを変えることができるようにするものである。また、流体を移送するだけでなく、流体の移送方向を切り替えることができるギヤポンプを提供することも本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題は、
流体導入流路及び流体送出流路、並びに、駆動歯車収容室及び従動歯車収容室を有するケーシングと、
駆動歯車収容室に収容された駆動歯車と、
駆動歯車に噛み合う状態で、従動歯車収容室に収容された従動歯車と、
を備え、
流体導入流路を通じてケーシング内に導入された流体を、駆動歯車及び従動歯車における非噛み合い側の歯溝で移送し、流体送出流路を通じてケーシング外へと送出するギヤポンプであって、
流体送出流路が、流体導入流路に対して傾斜して設けられたことを特徴とするギヤポンプ
を提供することによって解決される。

【0009】

従来のギヤポンプでは、図２に示すように、流体導入流路α_０と流体送出流路α_３とがストレートに配されており、流体導入流路α_０における流体の移送方向Ａ_１と流体送出流路α_３における流体の移送方向Ａ_２とが一致していた。このため、従来のギヤポンプでは、流体の移送方向を切り替えることができなかった。これに対し、本発明のギヤポンプでは、後掲する図８に示すように、流体導入流路α_０と流体送出流路α_３とが互いに傾斜して配されており、流体導入流路α_０における流体の移送方向Ａ_１と流体送出流路α_３における流体の移送方向Ａ_２とが非平行となっている。このため、本発明のギヤポンプでは、流体の移送方向を切り替えることが可能となっている。流体を移送する配管に本発明のギヤポンプを接続すると、配管にコーナー部を設けなくても流体の移送方向を切り替えることができる。

【0010】

本発明のギヤポンプにおいて、流体導入流路に対する流体送出流路の傾斜角度（後掲する図８における傾斜角度θ_０）は、０°よりも大きければ、特に限定されない。しかし、傾斜角度θ_０が小さすぎると、本発明の構成を採用する意義が低下する。このため、傾斜角度θ_０は、１０°以上とすることが好ましい。傾斜角度θ_０は、３０°以上とすることがより好ましく、５０°以上とすることがさらに好ましい。ただし、傾斜角度θ_０を大きくしすぎると、ケーシング内に流体導入流路及び流体送出流路をレイアウトするために、流体導入流路や流体送出流路を曲げる必要が生じる。配管にコーナー部を設けなくても流体の移送方向を切り替えることができるのが、本発明のギヤポンプの利点であるのに、ギヤポンプ内の流体導入流路や流体送出流路を曲げるのでは、本末転倒である（流体導入流路や流体送出流路は、曲がりのない直線状であることが好ましい。）。このため、傾斜角度θ_０は、１２０°以下とすることが好ましい。傾斜角度θ_０は、１００°以下とすることがより好ましく、９０°以下とすることがさらに好ましい。

【0011】

本発明のギヤポンプのように、流体導入流路と流体送出流路とを傾斜して配置すると、駆動歯車によって移送される流体の移送経路長（後掲する図９の矢印Ａ_５に沿って移送される流体の移送経路長。以下、「駆動歯車による移送経路長」と呼ぶことがある。）と、従動歯車によって移送される流体の移送経路長（同図の矢印Ａ_６に沿って移送される流体の移送経路長。以下、「従動歯車による移送経路長」と呼ぶことがある。）とが、必ずしも一致しなくなる。しかし、駆動歯車による移送経路長と、従動歯車による移送経路長とに大きな差があると、移送対象の流体が加熱流体（溶融した熱可塑性樹脂等）である場合に、駆動歯車によって移送された流体の熱履歴と、従動歯車によって移送された流体の熱履歴とに大きな差が生じ、流体送出流路を流れる流体が均質になりにくくなる。このため、駆動歯車による移送経路長と、従動歯車による移送経路長は、できるだけ等しくなるようにすることが好ましい。

【0012】

この点、駆動歯車による移送経路長は、駆動歯車収容室の非噛み合い側（駆動歯車から見て、従動歯車と噛み合うのとは逆側）の内周長Ｌ_１（後掲する図９における弧Ｐ_１１Ｐ_１２Ｐ_１３の長さ）と略等しい。また、従動歯車による移送経路長は、従動歯車収容室の非噛み合い側（従動歯車から見て、駆動歯車と噛み合うのとは逆側）の内周長Ｌ_２（同図における弧Ｐ_２１Ｐ_２２Ｐ_２３の長さ）に略等しい。このため、内周長Ｌ_１に対する内周長Ｌ_２の比Ｌ_２／Ｌ_１が１に近くなるようにすれば、駆動歯車による移送経路長と、従動歯車による移送経路長との差を小さく抑えることができる。比Ｌ_２／Ｌ_１は、０．７～１．３の範囲内とすることが好ましく、０．８～１．２の範囲内とすることがより好ましく、０．９～１．１の範囲内とすることがさらに好ましい。

【0013】

ところで、ギヤポンプでは、駆動歯車の側面とケーシングの内壁面との間や、従動歯車の側面とケーシングの内壁面との間に、「サイドクリアランス」と呼ばれる隙間が存在する。このサイドクリアランスが広いと、流体導入流路から流体送出流路に移送された流体が、そのサイドクリアランスを通じて流体導入流路に逆流するおそれがある。また、流体導入流路にある流体が、駆動歯車及び従動歯車の歯溝を経由することなく、そのサイドクリアランスを通じて流体送出流路にショートカットするおそれもある。このため、流体送出流路から送出される流体の流量を制御しにくくなるおそれや、流体送出流路を流れる流体の熱履歴が不均一になるおそれがある。

【0014】

この点、駆動歯車の側面と駆動歯車収容室の内壁面とのサイドクリアランス、及び、従動歯車の側面と従動歯車収容室の内壁面とのサイドクリアランスを狭くすると、上記の逆流やショートカットが生じにくくなる。このため、これらのサイドクリアランスは、いずれも５０μｍ以下とすることが好ましい。

【0015】

また、ギヤポンプでは、駆動歯車の歯先と駆動歯車収容室の内周面との間や、従動歯車の歯先と従動歯車収容室の内周面との間に、「トップクリアランス」と呼ばれる隙間が存在する。このトップクリアランスが広いと、流体導入流路から流体送出流路に移送された流体が、そのトップクリアランスを通じて流体導入流路に逆流するおそれがある。また、流体導入流路にある流体が、駆動歯車及び従動歯車の歯溝に保持されることなく、そのトップクリアランスで滞留するおそれや、逆に、そのトップクリアランスを高速で通過するおそれがある。このため、サイドクリアランスが広い場合と同様、流体送出流路から送出される流体の流量を制御しにくくなるおそれや、流体送出流路を流れる流体の熱履歴が不均一になるおそれがある。

【0016】

この点、駆動歯車の歯先と駆動歯車収容室の内周面とのトップクリアランス、及び、従動歯車の歯先と従動歯車収容室の内周面とのトップクリアランスを狭くすると、上記の逆流等が生じにくくなる。ただし、上記のサイドクリアランスが、駆動歯車や従動歯車における広い範囲に形成されるのに対して、これらのトップクリアランスは、駆動歯車や従動歯車の歯先における限られた範囲にのみ形成されるため、トップクリアランスによる影響は限定的である。このため、トップクリアランスは、サイドクリアランスの上記の値（５０μｍ以下）よりも広く形成することができる。したがって、駆動歯車の歯先と駆動歯車収容室の内周面とのトップクリアランス、及び、従動歯車の歯先と従動歯車収容室の内周面とのトップクリアランスは、１００μｍ以下に設定することが好ましい。

【0017】

本発明のギヤポンプは、流体を移送する各種用途で使用することができるが、流体を流す配管にコーナー部を設けると、その流体がコーナー部で固化するおそれのある装置に組み込む（配管のコーナー部に対応する箇所に組み込む）と好適である。このような装置としては、図１に示すような樹脂成形装置が例示される。図１の樹脂成形装置は、ホッパー５１に投入された原料Ｍを、押出機５２で配管５３に押し出し、配管５３で移送されてきた原料Ｍをダイ５４によってフィルムＦに成形しながら吐出した後、そのフィルムＦを、冷却装置５５にて冷却し、縦延伸装置５６及び横延伸装置５７で所定の方向に延伸させ、巻取機５８で巻き取ることで、フィルムＦを製造するもの（フィルム製造装置）となっている。

【0018】

図１に示す樹脂成形装置（フィルム製造装置）に、本発明のギヤポンプを組み込むと、図４に示すようになる。図４に示すように、ギヤポンプ１０は、配管５３のコーナー部５３ａ（図１）に対応する箇所（配管５３の第一部分５３ｂと第二部分５３ｃとの連結箇所）に組み込まれる。ギヤポンプ１０における流体導入流路は、配管５３の第一部分５３ｂを介して、溶融樹脂を供給する溶融樹脂供給手段５２に接続され、ギヤポンプ１０における流体送出流路は、ギヤポンプ１０から送出されてきた溶融樹脂を吐出する吐出ノズル５４に接続される。これにより、配管５３にコーナー部５３ａを設けなくても、流体（原料Ｍ）の移送方向を切り替えることができる。

【0019】

この樹脂成形装置（フィルム製造装置）においては、吐出ノズル５４を、ギヤポンプ１０の流体送出流路に直付けする（図４における配管５３の第二部分５３を設けることなく、ギヤポンプ１０を吐出ノズル５４に直接的に接続する）こともできる。これにより、配管５３の経路長を短くすることができ、熱履歴による影響を小さく抑えることができる。また、配管５３のメンテナンスが容易になる。さらに、流体の流速をギヤポンプ１０で制御する場合の応答性能を高めることもできる。

【発明の効果】

【0020】

以上のように、本発明によって、フィルム製造装置等の樹脂成形装置において、流体（溶融した状態の熱可塑性樹脂）を流す配管にコーナー部を設けなくても、流体が流れる向きを変えることが可能になる。また、流体を移送するだけでなく、流体の移送方向を切り替えることができるギヤポンプを提供することも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一般的なフィルム製造装置を示した図である。

【図2】一般的なギヤポンプを、駆動歯車及び従動歯車の回転中心線に垂直な平面で切断した状態を示した断面図である。

【図3】図１のフィルム製造装置における配管のコーナー部を拡大して示した断面図である。

【図4】本発明のギヤポンプを組み込んだフィルム製造装置（樹脂成形装置）を示した図である。

【図5】本発明のギヤポンプを示した斜視図である。

【図6】本発明のギヤポンプを分解した状態示した斜視図である。

【図7】本発明のギヤポンプの一部を破断して示した破断斜視図である。

【図8】本発明のギヤポンプを、駆動歯車及び従動歯車の回転中心線に垂直な平面で切断した状態を示した断面図である。

【図9】図８のギヤポンプにおける駆動歯車及び従動歯車の周辺を拡大して示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明のギヤポンプの実施形態について、具体的に説明する。ただし、以下で述べる構成は、飽くまで好適な実施形態に過ぎず、本発明のギヤポンプの技術的範囲は、以下で述べる構成に限定されない。本発明の流体供給装置には、発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更を施すことができる。

【0023】

１．ギヤポンプの用途
既に述べたように、本発明のギヤポンプは、フィルム製造装置等の樹脂成形装置に好適に使用することができる。以下においては、フィルム製造装置（樹脂成形装置）に組み込む場合を例に挙げて、本発明のギヤポンプを説明する。

【0024】

図４は、本発明のギヤポンプ１０を組み込んだフィルム製造装置を示した図である。図４のフィルム製造装置は、原料ＭからフィルムＦを製造するためのものである。このフィルム製造装置は、ホッパー５１と、溶融樹脂供給手段５２と、配管５３と、ギヤポンプ１０と、吐出ノズル５４と、冷却装置５５と、縦延伸装置５６と、横延伸装置５７と、巻取機５８とを備えている。

【0025】

ホッパー５１は、フィルムＦの原料Ｍ（流体）を溶融樹脂供給手段５２に投入するためのものである。原料Ｍは、ポリプロピレンやポリエチレン等の熱可塑性樹脂（ペレット等）を加熱して溶融させた流体の状態でホッパー５１に投入される。原料Ｍ（流体）には、有機溶剤等が添加される場合もある。

【0026】

溶融樹脂供給手段５２は、ホッパー５１に投入された原料Ｍ（流体）を配管５３に供給するためのものである。本実施形態においては、溶融樹脂供給手段５２として、２本のスクリューによって原料Ｍ（流体）を配管５３へと押し出す押出機（二軸押出機）を用いている。以下においては、溶融樹脂供給手段５２を「押出機５２」と表記する。

【0027】

配管５３は、押出機５２から押し出された原料Ｍ（流体）を吐出ノズル５４に導くためのものである。配管５３は、略水平方向に延びる第一部分５３ｂと、略鉛直方向に延びる第二部分５３ｃとを備えている。配管５３の第一部分５３ｂ及び第二部分５３ｃは、原料Ｍがスムーズに流れるように、それぞれが直線状に形成されている。

【0028】

ギヤポンプ１０は、配管５３内の原料Ｍ（流体）を吐出ノズル５４に移送するためのものである。既に述べたように、本実施形態においては、溶融樹脂供給手段５２として押出機を用いたため、この押出機５２からの圧力だけでも、原料Ｍ（流体）が配管５３内を流れるところ、このギヤポンプ１０を設けることによって、原料Ｍ（流体）の圧力変動を抑えながら、原料Ｍ（流体）を略一定の流速で吐出ノズル５４まで移送することができる。本発明のギヤポンプ１０は、配管５３における第一部分５３ｂと第二部分５３ｃとの連結部分に組み込むものとして好適である。本実施形態においても、配管５３における第一部分５３ｂと第二部分５３ｃとの連結部分に、ギヤポンプ１０を組み込んでいる。これは、以下の理由による。

【0029】

すなわち、図３（ａ）に示すように、配管５３自体にコーナー部５３ａがあると、コーナー部５３ａを流れる原料Ｍ（流体）に流速差が生じる。このため、流速が遅い原料Ｍ_２（コーナー部５３ａの内周側を流れる流体）が固化し、図３（ｂ）に示すように、コーナー部５３ａの内周側に原料固化部Ｍ_２’が形成される。この工程が繰り返される結果、図３（ｃ）に示すように、コーナー部５３ａに原料固化部Ｍ_２’が層状に形成され、配管５３におけるコーナー部５３ａの有効断面積が著しく狭くなり、ダイ５４の吐出流量が著しく低下することがある。この点、図４に示すように、本発明のギヤポンプ１０を、配管５３の第一部分５３ｂと第二部分５３ｃとの連結部分（コーナー部５３ａに相当する箇所）に組み込むことで、上記の不具合の発生を抑えることができるからである。ギヤポンプ１０の構造については、後で詳しく説明する。

【0030】

吐出ノズル５４は、配管５３を通じて移送されてきた原料Ｍを所定形状（フィルム製造装置においてはフィルム状）に成形しながら吐出するものとなっている。本実施形態において、吐出ノズル５４は、原料Ｍをスリットを通じてフィルム状に成形しながら吐出するダイ（Ｔダイ）となっている。以下においては、吐出ノズル５４を「ダイ５４」と表記する。

【0031】

冷却装置５５は、ダイ５４から吐出されたフィルムＦを冷却するためのものである。本実施形態においては、冷却装置５５を、回転駆動される駆動ローラと、駆動ローラに対して並列に配された複数本のガイドローラとで構成している。ダイ５４から吐出されたフィルムＦは、冷却装置５５の駆動ローラ外周面に落とされ、複数本のガイドローラに掛け回された状態とされる。フィルムＦは、これらの駆動ローラやガイドローラで移送される間に自然冷却される。冷却装置５５には、冷風機等、フィルムＦを積極的に冷却する手段を設けることもできる。

【0032】

縦延伸装置５６は、冷却装置５５から送られてきたフィルムＦに対して、縦方向（フィルムＦの移送方向）のテンションを掛けることで、フィルムＦを縦方向に延伸させるものである。本実施形態においては、縦延伸装置５６を、互いに並列に配された複数本のガイドローラで構成している。

【0033】

横延伸装置５７は、縦延伸装置５６から送られてきたフィルムＦに対して、横方向（フィルムＦの移送方向に垂直な方向）のテンションを掛けることで、フィルムＦを横方向に延伸させるものとなっている。本実施形態においては、横延伸装置５７として、フィルムＦの両脇に設置したクリップ（図示省略）でフィルムＦを横方向に引っ張るものを用いている。

【0034】

巻取機５８は、横延伸装置５７から送られてきたフィルムＦをロール状に巻き取るものとなっている。本実施形態においては、巻取機５８を、回転駆動される駆動ローラによって構成している。この駆動ローラ（巻取機５８）は、図示省略の電気モータ等によって回転駆動される。巻取機５８に巻き取られたフィルムＦは、製品として出荷される。

【0035】

ところで、上述した原料固化部Ｍ_２’（図３（ｃ））は、原料Ｍ（流体）の粘度が高ければ高いほど形成されやすくなる。このため、原料Ｍ（流体）の粘度が低い場合よりも、高い場合の方が、本発明のギヤポンプ１０を採用する意義が高まる。本発明のギヤポンプ１０は、原料Ｍ（流体）の粘度が、１０Ｐａ・ｓｅｃ以上である場合や、２０Ｐａ・ｓｅｃ以上である場合や、３０Ｐａ・ｓｅｃ以上である場合や、４０Ｐａ・ｓｅｃ以上である場合や、５０Ｐａ・ｓｅｃ以上である場合のいずれにおいても、好適に用いることができる。原料Ｍ（流体）の粘度に特に上限はないが、通常、１５０～２００Ｐａ・ｓｅｃ程度までである。

【0036】

また、図４では、ギヤポンプ１０とダイ５４との間に、配管５３の第二部分５３ｃが設けられているが、この第二部分５３ｃを取り除き、ダイ５４をギヤポンプ１０に直付けすることもできる。これにより、配管５３の経路長を短くすることができ、熱履歴による影響をさらに小さく抑えることができる。また、配管５３のメンテナンスが容易になる。さらに、流体の流速をギヤポンプ１０で制御する場合等の応答性能を高めることもできる。

【0037】

２．ギヤポンプの構造
ギヤポンプ１０の構造について、図面を用いて詳しく説明する。図５は、本発明のギヤポンプ１０を示した斜視図である。図６は、本発明のギヤポンプを分解した状態示した斜視図である。図７は、本発明のギヤポンプ１０の一部を破断して示した破断斜視図である。図８は、本発明のギヤポンプ１０を、駆動歯車１１及び従動歯車１２の回転中心線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂに垂直な平面で切断した状態を示した断面図である。図９は、図８のギヤポンプ１０における駆動歯車１１及び従動歯車１２の周辺を拡大して示した断面図である。図５～９では、各図の左上に、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸からなる直交座標系を表示している。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の向きは、異なる図面間において一致させている。

【0038】

本実施形態のギヤポンプ１０は、図６に示すように、駆動歯車１１と、従動歯車１２と、ケーシング１３と、一対のサイドプレート１４と、ベース１５と、シャフト１６，１７と、一対のシャフト支持部材１８と、複数本のボルト（符号省略）及び複数本の位置決めピン（符号省略）とで構成されている。これらの部品は、通常、金属によって形成されるところ、原料Ｍ（流体）に接触する部品（駆動歯車１１や、従動歯車１２や、ケーシング１３等）は、高速度工具鋼や超硬合金によって形成することが好ましい。原料Ｍ（流体）には、摩耗成分が添加される場合もあるところ、原料Ｍ（流体）に接触する部品を高速度工具鋼や超硬合金で形成することによって、その部品が摩耗しにくくなる。高速度工具鋼としては、ＳＫＨ５１等のモリブデン系のものや、ＳＫＨ２等のタングステン系のもの等が例示され、超硬合金としては、炭化タングステンに、コバルトを結合剤として添加し、焼結したもの等が例示される。

【0039】

ケーシング１３には、図８に示すように、流体導入流路α_０と、駆動歯車収容室α_１と、従動歯車収容室α_２と、流体送出流路α_３とが連通した状態で設けられている。流体送出流路α_３は、ケーシング１３だけでなく、ベース１５にも連続した状態で設けている。ギヤポンプ１０を樹脂成形装置（図４）に組み込む場合、流体導入流路α_０は、配管５３の第一部分５３ｂに接続され、流体送出流路α_３は、配管５３の第二部分５３ｃに接続される。流体導入流路α_０及び流体送出流路α_３は、駆動歯車収容室α_１と従動歯車収容室α_２との境界部分（連通部分）を挟んで反対側に配されている。

【0040】

駆動歯車収容室α_１には、駆動歯車１１が収容されており、従動歯車収容室α_２には、従動歯車１２が収容されている。駆動歯車１１及び従動歯車１２の外周部には、それぞれ、複数の歯が設けられている。駆動歯車１１と従動歯車１２は、互いの歯が噛み合うように、外接する状態で配されている。駆動歯車１１と従動歯車１２は、歯数や外径等の諸元が異なるものを使用することもできるが、本実施形態においては、駆動歯車１１の歯数及び外径等を、従動歯車１２の歯数及び外径等と一致させている。駆動歯車収容室α_１及び従動歯車収容室α_２は、いずれも断面円形状を為しているところ、駆動歯車１１及び従動歯車１２の外径は、それぞれ、駆動歯車収容室α_１及び従動歯車収容室α_２の直径よりもごく僅かに小さく設定している。

【0041】

駆動歯車１１及び従動歯車１２としては、平歯車（円柱部材の外周部に複数本の歯を平行に設けた歯車）や、はすば歯車（平歯車を捩じった形状を有する歯車）を用いることができる。本実施形態においては、はすば歯車を用いている。これらの駆動歯車１１及び従動歯車１２のうち、駆動歯車１１は、円柱状を為すシャフト１６の外周部に一体的に固定されている。シャフト１６は、その両端部を一対のシャフト支持部材１８（図６）に挿通されて軸支されている。このため、駆動歯車１１及びシャフト１６は、ケーシング１３に対して回転可能な状態となっている。シャフト１６には、電気モータ等の回転駆動手段（図示省略）が連結される。

【0042】

一方、従動歯車１２は、円柱状を為すシャフト１７の外周部に取り付けられている。シャフト１７は、その両端部を一対のシャフト支持部材１８（図６）に挿通され、ケーシング１３に固定されている。このため、シャフト１７は、ケーシング１３に対して回転しない状態となっている。ただし、従動歯車１２は、シャフト１７に対して回転可能な状態で軸支されている。したがって、上記の回転駆動手段を駆動し、駆動歯車１１を回転中心線Ｌ_Ａを中心として回転させる（図８における矢印Ａ_３）と、駆動歯車１１に噛み合う従動歯車１２が、シャフト１７に対し、回転中心線Ｌ_Ｂを中心として従動回転する（図８における矢印Ａ_４）ようになっている。駆動歯車１１の回転方向Ａ_３と、従動歯車１２の回転方向Ａ_４は、逆向きになる。

【0043】

駆動歯車１１及び従動歯車１２がそれぞれ矢印Ａ_３，Ａ_４の向きに回転すると、流体導入流路α_０にある流体（図４における原料Ｍのこと。以下同じ。）が、駆動歯車１１の歯溝に保持され、駆動歯車収容室α_１の内周面と駆動歯車１１の外周面との間を通って流体送出流路α_３に移送される（図８における矢印Ａ_５）。また、流体導入流路α_０にある流体は、従動歯車１２の歯溝にも保持され、従動歯車収容室α_２の内周面と従動歯車１２の外周面との間を通って流体送出流路α_６に移送される（図８における矢印Ａ_６）。駆動歯車１１で矢印Ａ_５に沿って移送された流体と、従動歯車１２で矢印Ａ_６に沿って移送された流体は、流体送出流路α_３で合流し、流体送出流路α_３を通ってケーシング１３の外部へと送出される。駆動歯車１１及び従動歯車１２の回転速度を変えることで、流体送出流路α_３から送出される流体の圧力や流量を制御することができる。

【0044】

ギヤポンプ１０は、上記の仕組みによって、原料Ｍ（流体）を移送するところ、本発明のギヤポンプ１０では、図８に示すように、流体導入流路α_０を、流体送出流路α_３に対して傾斜させている。より具体的には、流体導入流路α_０の中心線Ｌ_Ｃに対する、流体送出流路α_３の中心線Ｌ_Ｄの傾斜角度θ_０が、０°よりも大きくなるようにしている。このため、ギヤポンプ１０において、流体の移送方向が、矢印Ａ_１の向きから、矢印Ａ_２の向きへと切り替わる。したがって、本発明のギヤポンプ１０を用いると、配管５３（図４）にコーナー部５３ａ（図１）を設ける必要がなくなる。ギヤポンプ１０における流体導入流路α_０と流体送出流路α_３との境界部分（本来であれば、コーナー部５３ａとなる箇所）には、駆動歯車１１及び従動歯車１２が配されているため、その部分には、図３に示したような原料固化部Ｍ_２’が形成されない。

【0045】

流体導入流路α_０に対する流体送出流路α_３の傾斜角度θ_０は、１０°以上とすることが好ましく、３０°以上とすることがより好ましく、５０°以上とすることがさらに好ましい。ただし、傾斜角度θ_０を大きくしすぎると、ケーシング１３内に流体導入流路α_０及び流体送出流路α_３をレイアウトするために、流体導入流路α_０や流体送出流路α_３を曲げる必要が生じる。このため、傾斜角度θ_０は、１２０°以下とすることが好ましく、１００°以下とすることがより好ましく、９０°以下とすることがさらに好ましい。本実施形態においては、傾斜角度θ_０を、約７０°に設定している。

【0046】

流体導入流路α_０及び流体送出流路α_３のそれぞれの向きは、特に限定されない。本実施形態においては、ギヤポンプ１０（図４）からダイ５４（図４）に対して下向きに原料Ｍ（流体）を送出できるように、流体送出流路α_３を鉛直方向下向きとしている。このため、流体導入流路α_０は、略水平方向（厳密には、水平方向から約２０°傾いた方向）を向いた状態となっている。これに伴い、従動歯車１２の真上（ｚ軸方向正側）に駆動歯車１１を配するのではなく、従動歯車１２の真上から水平方向（ｙ軸方向正側）にずれた位置に駆動歯車１１を配している。したがって、駆動歯車１１の回転中心線Ｌ_Ａと従動歯車１２の回転中心線Ｌ_Ｂとを通る、回転中心線Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂに垂直な直線Ｌ_Ｅ（図８）が、鉛直方向（ｚ軸方向）に対して傾斜している。

【0047】

直線Ｌ_Ｅは、流体導入流路α_０の中心線Ｌ_Ｃと、流体送出流路α_０の中心線Ｌ_Ｄとが為す角の二等分線に一致するようにしてもよい。しかし、そうすると、外角側に位置する駆動歯車収容室α_１の非噛み合い側の内周長（図９における弧Ｐ_１１Ｐ_１２Ｐ_１３の長さ。以下、「内周長Ｌ_１」と表記する。）と、内角側に位置する従動歯車収容室α_２の非噛み合い側の内周長（同図における弧Ｐ_２１Ｐ_２２Ｐ_２３の長さ。以下、「内周長Ｌ_２」と表記する。）との間に、大きな差が生じるようになる。既に述べたように、内周長Ｌ_１は、駆動歯車１１による移送経路長に略等しく、内周長Ｌ_２は、駆動歯車１２による移送経路長に略等しいところ、内周長Ｌ_１と内周長Ｌ_２とに大きな差があると、駆動歯車１１によって移送された原料Ｍ（流体）の熱履歴と、従動歯車１２によって移送された原料Ｍ（流体）の熱履歴とに大きな差が生じ、流体送出流路α_３を流れる原料Ｍ（流体）が均質になりにくくなる。

【0048】

このため、直線Ｌ_Ｅを、中心線Ｌ_Ｃと中心線Ｌ_Ｄとが為す角の二等分線からずらし、内周長Ｌ_１と内周長Ｌ_２とができるだけ等しくなるようにすることが好ましい。換言すると、内周長Ｌ_１に対する内周長Ｌ_２の比Ｌ_２／Ｌ_１を、できるだけ１に近づけることが好ましい。比Ｌ_２／Ｌ_１は、０．７～１．３の範囲内に収めることが好ましく、０．８～１．２の範囲内に収めることがより好ましく、０．９～１．１の範囲内に収めることがさらに好ましい。本実施形態においては、弧Ｐ_１１Ｐ_１２Ｐ_１３の中心角θ_１（図９）が約２２８°で、弧Ｐ_２１Ｐ_２２Ｐ_２３の中心角θ_２（図９）が約２１１°となっており、比Ｌ_２／Ｌ_１（比θ_２／θ_１に等しい。）が約０．９３となっている。

【0049】

ところで、既に述べたように、ギヤポンプ１０には、駆動歯車１１の側面（ｘ軸に垂直な側面）とケーシング１３の内壁面（ｘ軸に垂直な内壁面）との間や、従動歯車１２の側面（ｘ軸に垂直な側面）とケーシング１３の内壁面（ｘ軸に垂直な内壁面）との間に、「サイドクリアランス」と呼ばれる隙間が存在する。また、ギヤポンプ１０には、駆動歯車１１の歯先と駆動歯車収容室α_１の内周面との間や、従動歯車１２の歯先と従動歯車収容室α_２の内周面との間に、「トップクリアランス」と呼ばれる隙間も存在する。

【0050】

これらのサイドクリアランスやトップクリアランスが広いと、流体導入流路α_０から流体送出流路α_１に移送された原料Ｍ（流体）が、流体導入流路α_０側に逆流しやすくなるおそれや、流体導入流路α_０を流れる原料Ｍ（流体）が、駆動歯車１１や従動歯車１２の歯溝を経由することなく、流体送出流路α_３にショートカットしやすくなるおそれがある。このため、流体送出流路α_０から送出される原料Ｍ（流体）の流量を制御しにくくなるおそれがある。また、流体送出流路α_０を流れる原料Ｍ（流体）の熱履歴が不均一になるおそれもある。

【0051】

この点、本実施形態においては、上記のサイドクリアランスやトップクリアランスを小さく抑えることで、原料Ｍ（流体）の逆流やショートカット等を防止している。サイドクリアランスやトップクリアランスの好ましい値は、原料Ｍ（流体）の粘度や、ギヤポンプ１０の吐出量や、駆動歯車１１及び従動歯車１２の寸法等によって変わるところ、概ね、サイドクリアランスについては、５０μｍ以下に抑えることが好ましく、トップクリアランスについては、１００μｍ以下に抑えることが好ましい。サイドクリアランスは、４０μｍ以下とさらに小さくすることも可能であり、トップクリアランスも、９０μｍ以下、８０μｍ以下とさらに小さくすることが可能である。本実施形態においては、トップクリアランスを３６μｍに設定し、サイドクリアランスを７０μｍに設定している。サイドクリアランス及びトップクリアランスの下限は、特に限定されないが、駆動歯車１１や従動歯車１２やケーシング１３の製作を考慮すると、０．１～１μｍ程度までであると思われる。

【0052】

以上で述べた本実施形態のギヤポンプ１０に係る構成は、ギヤポンプの能力に関わらず、採用することができる。例えば、吐出流量が１ｃｃ／ｒｅｖクラス（０．１ｃｃ／ｒｅｖよりも大きく１ｃｃ／ｒｅｖ以下）のギヤポンプや、吐出流量が１０ｃｃ／ｒｅｖクラス（１ｃｃ／ｒｅｖよりも大きく１０ｃｃ／ｒｅｖ以下）のギヤポンプや、吐出流量が１００ｃｃ／ｒｅｖクラス（１０ｃｃ／ｒｅｖよりも大きく１００ｃｃ／ｒｅｖ以下）のギヤポンプのいずれであっても、採用することができる。

【符号の説明】

【0053】

１０ ギヤポンプ
１１ 駆動歯車
１２ 従動歯車
１３ ケーシング
１４ サイドプレート
１５ ベース
１６ シャフト（駆動歯車用）
１７ シャフト（従動歯車用）
１８ シャフト支持部材
５１ ホッパー
５２ 押出機（溶融樹脂供給手段）
５３ 配管
５３ａ コーナー部
５３ｂ 第一部分
５３ｃ 第二部分
５４ ダイ（吐出ノズル）
５５ 冷却装置
５６ 縦延伸装置
５７ 横延伸装置
５８ 巻取機
Ｆ フィルム
Ｌ_Ａ 駆動歯車の回転中心線
Ｌ_Ｂ 従動歯車の回転中心線
Ｌ_Ｃ 流体導入流路の中心線
Ｌ_Ｄ 流体送出流路の中心線
Ｌ_Ｅ 駆動歯車の回転中心線と従動歯車の回転中心線とを通る、当該回転中心線に垂直な直線
Ｍ 原料（流体）
Ｍ_１ コーナー部の外側を流れる原料（流速が早い原料）
Ｍ_２ コーナー部の内側を流れる原料（流速が遅い原料）
Ｍ_２’原料固化部
α_０ 流体導入流路
α_１ 駆動歯車収容室
α_２ 従動歯車収容室
α_３ 流体送出流路

【要約】

【課題】
流体の移送方向を切り替えることができるギヤポンプを提供する。
【解決手段】
流体導入流路α_０及び流体送出流路α_３並びに駆動歯車収容室α_１及び従動歯車収容室α_２を有するケーシング１３と、駆動歯車収容室α_１に収容された駆動歯車１１と、駆動歯車１１に噛み合う状態で従動歯車収容室α_２に収容された従動歯車１２とを備え、流体導入流路α_０を通じてケーシング１３内に導入された流体Ｍを、駆動歯車１１及び従動歯車１２における非噛み合い側の歯溝で移送し、流体送出流路α_３を通じてケーシング１３外へと送出するギヤポンプ１０において、流体送出流路α_３を、流体導入流路α_０に対して傾斜して設けた。
【選択図】 図８

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】