ポンプ装置

トップ :: F 機械工学照明加熱武器爆破 :: F04 液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ

【発明の名称】	ポンプ装置
【発明者】	【氏名】森川恭男【氏名】中山登
【要約】	【課題】印刷機にインクを供給するプランジャポンプの部品点数の低減とメンテナンスの簡略化。【解決手段】ポンプ本体２１にロータリースリーブ３１を摺動回転可能に嵌挿し、ロータリースリーブ３１にプランジャ４１を上下動可能に嵌挿して、ステッピングモータ５１でクランク軸６１を介してプランジャ４１を上下動させる。プランジャ４１の上下動に同期させてロータリースリーブ３１を回転させる。プランジャ４１の上昇時にポンプ本体２１の吸入口Ａから外部の流体（インク）をロータリースリーブ内のＢ室に吸入させ、プランジャ４１の下降時にＢ室の流体の定量をポンプ本体２１の吐出口Ｃから外部に吐出させる。流体の供給量を、プランジャ４１の上下動回数の変更により、零から最大量の範囲で調整する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】内周面の対向する２箇所に流体の吸入口と吐出口を有するポンプ本体と、このポンプ本体の内周面に摺動回転可能に嵌挿され、回転することで前記吸入口と吐出口に交互に連通する出入穴を側壁一部に有する先端閉塞後端開口のロータリースリーブと、このロータリースリーブの後端開口から内周面に前記ポンプ本体の出入穴を塞がない範囲で軸方向往復移動可能に嵌挿されたプランジャと、このプランジャを軸方向に定ストロークで所定時間当たり零から最大回数の範囲内で往復動回数可変に往復移動させると共に、前記ロータリースリーブをプランジャの軸方向移動に同期させて回転させる駆動手段とを有するポンプユニットを具備し、前記ロータリースリーブ後端側へのプランジャの移動時にロータリースリーブでポンプ本体の吐出口を塞ぎ吸入口に連通した出入穴からロータリースリーブ内に流体を吸入させ、ロータリースリーブ先端側へのプランジャの移動時にロータリースリーブで吸入口を塞ぎ出入穴を吐出口に連通させてロータリースリーブ内の流体を吐出させるようにしたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】前記駆動手段を、駆動モータと、前記駆動モータに連結されたクランク軸と、前記クランク軸とプランジャとを連結しクランク軸の１回転でプランジャを１往復させる連結部材と、前記クランク軸とロータリースリーブとの間に配設されクランク軸の１回転でロータリスリーブを１回転させるギヤ機構とで構成したことを特徴とする請求項１記載のポンプ装置。
【請求項３】前記連結部材を、クランク軸のクランク部に回転可能に嵌着された摺動体と、プランジャに一体に成形されて前記摺動体をプランジャ軸方向と略直交方向に摺動可能に保持してプランジャを摺動体を介してプランジャの軸方向に移動させる摺動体受けとを有する摺動ユニットで構成したことを特徴とする請求項２記載のポンプ装置。
【請求項４】前記ロータリースリーブに対するプランジャの前後移動開始の時点でロータリースリーブでポンプ本体の吐出口と吸入口の両方を一時的に塞ぎ、この時点で前記摺動体が摺動体受けに対してプランジャの軸方向に弾性変形可能に摺動するようにしたことを特徴とする請求項３記載のポンプ装置。
【請求項５】前記ポンプユニットの複数を共通の流体マニホールドに連結し、この流体マニホールドから各ポンプユニットのポンプ本体の吸入口に流体を定圧で供給して、各ポンプユニットの駆動モータによるプランジャの往復移動回数可変調整で各ポンプユニットからの流体吐出量を単独に零から最大量の範囲で調整可能にしたことを特徴とする請求項１～４のいずれか記載のポンプ装置。
【請求項６】前記流体が印刷機のインクローラに供給されるインクであることを特徴とする請求項５記載のポンプ装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オフセット印刷機等の印刷機のインク供給装置に好適に利用されるポンプ装置で、詳しくは、流体（インク）の供給量が零から所定の最大量まで任意に調整可能なポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】オフセット印刷機や凸版印刷機等の印刷機におけるインクローラへのインク供給量は、インクローラで印刷される版面の幅方向の絵柄文字等の分布に対応した適正量に設定する必要があり、かつ、印刷中随時に絵柄等の変動に拘わらず希望の濃さになるよう任意に調整できる必要があることから、印刷機のインク供給装置として複数のインク吐出量可変形プランジャポンプをインクローラの幅方向に沿って定間隔で配備したポンプ装置が実用化されている。この種のプランジャポンプは、特公平５－１１５５３号公報等に開示されている定工程プランジャポンプで、その具体例を図８及び図９に示し説明する。
【０００３】図８のプランジャポンプＰは、図示しない印刷機の輪転機と同期して回転する駆動軸１に固定された駆動カム２でプランジャ３を上下動させ、プランジャ３を下降させるときにインクを吸い込み、プランジャ３を上昇させるときにインクをデリバリバルブ４を介して上方に押し出す構造である。駆動軸１が印刷機のインクローラに平行に配設され、この駆動軸１に複数（通常において３２個）の駆動カム２が等間隔で設置されて、各駆動カム２に１基ずつのプランジャポンプＰが配設される。
【０００４】各プランジャポンプＰのプランジャ３は、駆動軸１の１回転でシリンダバレル６内を上下に定ストロークで１往復運動する。シリンダバレル６は、ポンプ本体７の上部に収納固定される。シリンダバレル６はその上端部一部に、ポンプ本体７の上部内面に形成されたインクチャンバ８と連通するフィードホール９を有する。プランジャ３の上部外面に、図１０に示すようなインクの逃げ道となる左上がりに傾斜する溝状のリード１０が形成される。リード１０は、プランジャ３の上端面から同軸状に穿設された縦穴１１と連通する。シリンダバレル６の下部にコントロールスリーブ１２が回転自在に外嵌され、コントロールスリーブ１２とプランジャ３の下部同士が結合されて、この両者はコントロールラック１３の横移動（図８紙面直交方向）時に一体に回転する。コントロールスリーブ１２の外周に形成されたピニオンギヤ１４にコントロールラック１３が噛合し、コントロールラック１３が旋回駆動機構１５で横移動制御されて、後述するようにインクの供給量が調整される。また、プランジャ３上方のインク通路に設置されたデリバリバルブ４は、プランジャ３の上昇時には開いてインク供給動作をし、プランジャ３の下降時にはスプリング５の弾力でインク通路を塞いで、インク通路におけるインクの逆流と、インク通路先端ノズルでのインクの後だれを防止する。
【０００５】図９（ａ）～（ｇ）でプランジャポンプＰの動作を説明する。図９（ａ）は図６の駆動軸１の回転でプランジャ３が下死点に向けて下降するときで、この下降でプランジャ３の上端面がフィードホール９を開くと、インクがプランジャ３の上方空間で生じる負圧とフィードホール９に圧送されたインク圧によってインクチャンバ８からフィードホール９を経てシリンダバレル６内に吸入される。このインク吸入は、プランジャ３が下死点に下降するまで継続され、下死点に下降した時点でシリンダバレル６内に定量のインクが吸入される。下死点のプランジャ３が上昇を始めてプランジャ３の上端面がフィードホール９を閉じるまでは、シリンダバレル６内に吸入されたインクは充満したままで、余分なインクはインクチャンバ８に逆流する。
【０００６】図９（ｂ）、（ｃ）に示すように上昇するプランジャ３の上端面がフィードホール９を閉じると、シリンダバレル６内のインクが加圧され、この加圧でデリバリバルブ４がスプリング５の弾力に抗して開かれ、シリンダバレル６内のインクが外部に吐出される。このインク吐出は、プランジャ３のリード１０とシリンダバレル６のフィードホール９が連通するまで継続して行われる。リード１０とフィードホール９が連通すると、図９（ｄ）に示すようにシリンダバレル６内の加圧されたインクがプランジャ３の上端面の縦穴１１からリード１０、フィードホール９を経てインクチャンバ８に流出して、プランジャ３の１回の上下動による１回のインク吐出が終了する。この１回のインク吐出量の調整は、各プランジャポンプＰ毎の旋回駆動機構１５でコントロールラック１３を横移動調整することで行われる。
【０００７】すなわち、図９（ｅ）～（ｇ）と図１０に示すように、プランジャ３の外周面に形成したリード１０は左上がりに傾斜している。そこで、図８に示す旋回駆動機構１５でコントロールラック１３を横に移動させてピニオンギヤ１４を介してコントロールスリーブ１２とこれと一体のプランジャ３を回転させると、プランジャ３がシリンダバレル６に対して相対的に回転して、プランジャ３の上端面がフィードホール９を閉じてからリード１０がフィードホール９に連通するまでの有効ストロークｓが変動し、この有効ストロークｓに比例して１回のインク吐出量が調整される。なお、図９（ｅ）は前記有効ストロークｓが零でインク吐出量が零の場合、図９（ｆ）は有効ストロークｓが最大値の１／２でインク吐出量が最大値の１／２の場合、図９（ｇ）は有効ストロークｓが最大でインク吐出量が規定の最大値の場合を示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記のようなインク吐出量可変形プランジャポンプＰにおいては、ポンプ個々にインク吐出量を調整する手段であるコントロールラック１３とこれを横移動調整する旋回駆動機構１５のために、構造が複雑で部品点数が多くなり、その分、メンテナンスに多くの手間が掛かり、印刷機におけるインクポンプ装置がコスト高になる問題があった。すなわち、旋回駆動機構１５はポンプ本体７に対してコントロールラック１３を所定のインク吐出量が零の位置と最大量の位置の間で高精度で横移動させる機構でないと印刷精度が悪くなることから、旋回駆動機構１５に多くの高精度部品が必要となり、高精度な組立が必要となって、前記問題が発生していた。
【０００９】また、個々のプランジャポンプＰにおいて、プランジャ３上方のインク通路に設置されるデリバリバルブ４を閉塞用スプリング５で弾圧してインク通路を閉塞し、プランジャ３の上昇によるシリンダバレル６内でのインク加圧でデリバリバルブ４を開いてインク吐出をするようにしているため、インク吐出時にスプリング５の弾力に抗した大きな可圧力でインク加圧して圧送しなければならない。したがって、プランジャ３を上昇させる駆動系にスプリング５の弾力に抗する分だけ余分な負荷が加わり、これがプランジャ駆動系に摩耗等のメンテナンス上不利な影響を及ぼしている。
【００１０】さらに、複数（３２個）のプランジャポンプＰのプランジャ３を共通の駆動軸１の回転で同時に上下動させる一方、各プランジャ３によるインク供給量を各プランジャ３の旋回位置で独自に調整する構造のため、印刷動作の全時間帯においてインク供給量が零のプランジャポンプであってもプランジャが連続して上下動することになり、全プランジャポンプにおける各プランジャ周辺可動部分の摩耗等が早期に進行して、ポンプ装置の長寿命化ないしメンテナンスフリーとすることが困難であった。
【００１１】本発明の目的は、部品点数が少なく長寿命であり、かつ、メンテナンスが簡単ないしは実質的に不要なポンプ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、プランジャの上下動回数を加減することでインク等の流体の吐出量を加減するようにしたポンプ装置で、内周面の対向する２箇所に流体の吸入口と吐出口を有するポンプ本体と、このポンプ本体の内周面に摺動回転可能に嵌挿され、回転することで前記吸入口と吐出口に交互に連通する出入穴を側壁一部に有する先端閉塞後端開口のロータリースリーブと、このロータリースリーブの後端開口から内周面に前記ポンプ本体の出入穴を塞がない範囲で軸方向往復移動可能に嵌挿されたプランジャと、このプランジャを軸方向に定ストロークで所定時間当たり零から最大回数の範囲内で往復動回数可変に往復移動させると共に、前記ロータリースリーブをプランジャの軸方向移動に同期させて回転させる駆動手段とを有するポンプユニットを具備し、ロータリースリーブ後端側へのプランジャ移動時にロータリースリーブで吐出口を塞ぎ吸入口に連通させた出入穴からロータリースリーブ内に流体を吸入させ、ロータリースリーブ先端側へのプランジャ移動時にロータリースリーブで吸入口を塞ぎ吐出口に連通させた出入穴からロータリースリーブ内の流体を吐出させるようにしたことを特徴とする。
【００１３】ここで、ポンプユニットのプランジャはロータリースリーブ内で往復移動だけし、このプランジャの往復移動に連動してロータリースリーブだけが回転して、ロータリースリーブの出入穴がポンプ本体の吸入口と吐出口に交互に繰り返し連通することで、プランジャの単位時間当たりの往復移動回数に比例した量の流体が吸入口からロータリースリーブ内を経由して吐出口から吐出される。プランジャとロータリスリーブを駆動させる駆動モータは回転数制御が高精度で行えるステッピングモータ等であり、この駆動モータの回転数制御でプランジャの往復移動回数が制御されて流体の吐出量が零から最大量の範囲で高精度に調整される。
【００１４】本発明の請求項２の発明は、前記駆動手段を、駆動モータと、前記駆動モータに連結されたクランク軸と、前記クランク軸とプランジャとを連結しクランク軸の１回転でプランジャを１往復させる連結部材と、前記クランク軸とロータリースリーブとの間に配設されクランク軸の１回転でロータリスリーブを１回転させるギヤ機構とで構成したことを特徴とする。このようにプランジャの１往復移動でロータリースリーブを１回転させることで、プランジャの１往復移動で定量の流体の吸入と吐出が行われ、この１回の吐出量にプランジャの単位時間当たりの往復移動回数を乗算することで単位時間当たりの流体吐出量（流体供給量）が決まる。
【００１５】本発明の請求項３の発明は、前記連結部材を、クランク軸のクランク部に回転可能に嵌着された摺動体と、プランジャに一体に成形されて前記摺動体をプランジャ軸方向と略直交方向に摺動可能に保持してプランジャを摺動体を介してプランジャの軸方向に移動させる摺動体受けとを有する摺動ユニットで構成したことを特徴とする。摺動ユニットは、クランク軸の回転力でプランジャを軸方向に移動させる際の動力伝達をスムーズにするもので、摺動体とその摺動体受けは、円滑に摺動して動力伝達する材質の組合せとする。
【００１６】本発明の請求項４の発明は、前記ロータリースリーブに対するプランジャの前後移動開始の時点でロータリースリーブでポンプ本体の吐出口と吸入口の両方を一時的に塞ぎ、この時点で前記摺動体が摺動体受けに対してプランジャの軸方向に弾性変形可能に摺動するようにしたことを特徴とする。このように摺動体を摺動体受けに対して弾性変形可能に摺動するようにすることで、クランク軸に負荷が一時的に大きく作用した場合に、摺動体の一時的な変形でクランク軸に掛かる負荷が軽減されてクランク軸の回転がスムーズになる。
【００１７】本発明の請求項５の発明は、前記ポンプユニットの複数を共通の流体マニホールドに連結し、この流体マニホールドから各ポンプユニットのポンプ本体の吸入口に流体を定圧で供給して、各ポンプユニットの駆動モータによるプランジャの往復移動回数可変調整で各ポンプユニットからの流体吐出量を単独に零から最大量の範囲で調整するようにしたことを特徴とする。
【００１８】この請求項５の発明において、流体が印刷機のインクローラに供給されるインクであると、印刷機のインク供給用ポンプ装置として好適なものとなる（請求項６の発明）。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。
【００２０】図１は１つのポンプユニットＰＵの縦断面図が示され、図２は複数の同一型のポンプユニットＰＵを横一列に配列したポンプ装置の部分正面図が示される。図３は１つのポンプユニットＰＵの要部分解図が示される。各ポンプユニットＰＵは、各々が独自に駆動してインク等の流体を供給量調整可能に吸入し吐出する。以下、複数のポンプユニットＰＵで印刷機のインク供給用ポンプ装置を構成した実施形態でもって説明する。
【００２１】複数の各ポンプユニットＰＵは、鉛直に配置されたプランジャ４１の上下の往復移動回数を加減することでインクの吐出量（供給量）を加減するもので、上端開口下端閉塞の筒状ポンプ本体２１の下部に鉛直方向にロータリースリーブ３１がその軸心を中心に回転可能に配設され、ロータリースリーブ３１内にプランジャ４１をが上下摺動可能に配設され、ポンプ本体２１の上部に駆動モータ５１が配設される。駆動モータ５１は、プランジャ４１を定ストロークで上下動させると共に、ロータリスリーブ３１をプランジャ４１の上下動と同期させて回転駆動させる。駆動モータ３１の回転動力をプランジャ４１とロータリースリーブ３１に伝達する手段は限定されないが、図示され後述するようなクランク軸６１とギヤ機構７１が構造簡単で望ましい。
【００２２】また、複数のポンプユニットＰＵのポンプ本体２１が、共通の流体マニホールド９１に固定される。なお、印刷機のインク供給用ポンプ装置においては、例えば４基のポンプユニットＰＵを横一列に取り付けた流体マニホールド９１の８台が一直線状に配列されて、計８×４＝３２基のポンプユニットＰＵを使用した構造となる。
【００２３】各ポンプユニットＰＵのポンプ本体２１の下部は、有底内周面を有する筒状体で、その内周面下部に円筒状のプランジャケース２２が嵌着固定される。ポンプ本体２１の内周面下部の対向する２箇所に、インク（流体）の吸入口Ａ及び吐出口Ｃがプランジャケース２２を貫通させて形成される。吸入口Ａ及び吐出口Ｃは同一口径の円形穴である。吸引口Ａは流体マニホールド９１の内部空間（インクが定圧で充満される空間）ｎに連通し、吐出口Ｃは図示しない印刷機のインク供給ノズルに連通する。プランジャケース２２の内周面に円筒状のロータリースリーブ３１が円周方向に摺動回転可能に嵌挿され、ロータリースリーブ３１の内周面に円柱状のプランジャ４１が軸方向（上下方向）に摺動可能に嵌挿される。なお、ポンプ本体２１のプランジャケース２２はロータリースリーブ３１との接触で摩耗等したときに必要に応じて交換される部品で、これを省略してポンプ本体にロータリスリーブを直接に嵌挿した構造でもよい。
【００２４】ロータリースリーブ３１は下端閉塞上端開口の円筒で、下部の側壁一部に図３や図４に示すような１つの出入穴３２を有する。出入穴３２は、ポンプ本体２１の吸入口Ａ及び吐出口Ｃと同一高さに在る同一口径の円形穴で、図４で後述するようにロータリースリーブ３１が１回転すると出入穴３２が吸入口Ａ及び吐出口Ｃに交互に１回ずつ連通する。ロータリースリーブ３１の上部はポンプ本体２１内の上部空間ｍに突出する。
【００２５】プランジャ４１はロータリースリーブ３１の上端開口からロータリースリ部３１内に嵌挿され、ロータリスリーブ３１の上端から突出するプランジャ４１の上端部に直交させてクランク軸６１が直接に、或いは、図３に示すような摺動体８２、摺動体受け８３及び蓋板８４を有する摺動ユニット８１を介して連結される。クランク軸６１はポンプ本体２１の上部空間ｍに軸受６３，６４を介して水平に支持され、駆動モータ５１で零から所望の回転数の範囲で回転数調整可能に回転制御される。
【００２６】クランク軸６１の一部の偏心した丸棒状クランク部６２に摺動ユニット８１の摺動体８２が回転可能に外嵌される。摺動体８２は、例えば図６に示すような正方形の自己潤滑性を有する樹脂ブロックであって、その中心の軸穴にクランク部６２が嵌挿される。クランク軸６１と摺動体８２の連結は、例えばクランク軸６１の先端（図３の左端）を分離構造として製作した場合は摺動体挿入後に分離先端を焼嵌め等で取付け一体化するか、或いは、クランク軸６１を図示しない片持型式にした場合はその先端から摺動体を挿入して行えばよい。また、摺動体受け８３はプランジャ４１の上端に固定され、摺動体受け８３の上面に、摺動体８２が摺動可能に嵌着される凹面状の受け面８５が形成され、受け面８５の両壁上に蓋板８４が２本のビス８６等で固定されて、摺動体８２の上下面が受け面８５と蓋板８４に横方向摺動可能に支持される。クランク軸６１が１回転してクランク部６２が上下に１旋回すると、摺動体８２が摺動体受け８３と蓋体８４の間を水平方向に１回往復移動してプランジャ４１が１回上下動する。
【００２７】以上のような摺動ユニット８１を使用する理由は、プランジャ４１の外周面に横方向の押圧力を与えないためである。プランジャ４１とクランク軸６１とを一般的なコンロッドで連結すると、コンロッドの傾斜によりプランジャ４１の外周面に横方向の押圧力が作用して摩耗抑制ないし伝動効率向上の点で好ましくないが、摺動ユニット８１を使用することにより前記横方向の押圧力の発生を防止することができる。
【００２８】プランジャ４１の上下動ストロークは一定で、下死点まで下降したときのプランジャ４１が図１に示される。このプランジャ４１の下端面は、ポンプ本体２１の吸入口Ａ、吐出口Ｃ、及びロータリースリーブ３１の出入穴３２（図１には図示されない）の位置より上位に在り、このときのロータリースリーブ３１内の底面からプランジャ４１の下端面までの空間をＢ室と称すると、図１のＢ室は、図５（ａ）に示すようにロータリースリーブ３１の下部両側壁で吸入口Ａ及び吐出口Ｃから仕切られた密閉空間となり、その容積は最小である。この最小容積のＢ室に対してプランジャ４１が定ストローク上下動することで、Ｂ室の体積が最大値まで増大してから再度最小値まで減少するように変動して、後述するようにＢ室に定量のインクが吸入され、この吸入されたインクがＢ室から吐出される前記のようにクランク軸６１の１回転でプランジャ４１を上下に１回往復移動させる場合、プランジャ４１の上下動に同期させてギヤ機構７１がロータリスリーブ３１を１回転させる。ギヤ機構７１は、例えば直交するクランク軸６１とロータリースリーブ３１の双方に同軸に固定した一対の直交するマイタギヤ７２，７３を噛合させた構成でよい。ロータリースリーブ３１が１回転することで、その出入穴３２が図５（ａ）～（ｅ）に示すように３６０°回転して吸入口Ａと吐出口Ｃに交互に連通する。
【００２９】駆動モータ５１は回転数が零から高精度に制御できる電動モータが望ましく、例えば０～２０００ｒｐｍの定格範囲で高精度に回転数制御が可能なステッピングモータ５１が使用される。このステッピングモータ５１の出力回転軸に、例えば１／１０減速比の減速機５２とカップリング５３を介してクランク軸６１が連結されて、ステッピングモータ５１でクランク軸６１が零から最高２００ｒｐｍの範囲で高精度に回転数制御され、この制御でプランジャ４１が零から最大２００回／分で往復移動し、ロータリースリーブ３１が０～２００ｒｐｍで回転してインク供給のポンプ動作を行う。減速機５２はステッピングモータ５１だけによるポンプ動作の力不足を補うもので、他の高出力モータを使用する場合においては必ずしも必要としない。
【００３０】なお、図１に示されるポンプ本体２１の上部空間ｍには、ここに収容される可動部材の駆動を円滑にし、摩耗を抑制するオイルが充填される。また、必要に応じて上部空間ｍの上端開口には開閉可能に点検窓１０１が設置され、ポンプ本体２１の上部側壁一部に上部空間ｍに達する鉄粉吸着用マグネットプラグ１０２が脱着可能に嵌着される。ポンプ本体２１側壁のマグネットプラグ１０２が装着される取付穴は、上部空間ｍのオイル交換穴としても利用される。
【００３１】次に、以上の実施形態のインク供給ポンプ装置の動作と部分的構造詳細を図４及び図５に基づき説明する。
【００３２】図５（ａ）のようにクランク軸６１のクランク部６２が最下位置に在り、プランジャ４１が最も下降してＢ室が最小容積になっているとき（図１の状態）、Ｂ室がロータリースリーブ３１の側壁で吸入口Ａ及び吐出口Ｃから仕切られた密閉空間となる。この状態からクランク軸６１が定方向に回転開始して９０°まで回転すると、図４（ａ）と図５（ｂ）に示すようにプランジャ３１が最大上昇量の１／２まで上昇し、ロータリースリーブ３１が図５の時計方向に９０°回転して出入穴３２が吸入口Ａと合致する。このロータリースリーブ３１の回転角の増大に比例して出入穴３２と吸入口Ａの連通面積が増大し、流体マニホールド９１の内部空間ｎに定圧で充満させたインクが吸入口Ａから出入穴３２を通過してＢ室に吸入される。この間、吐出口Ｂはロータリースリーブ３１の側壁で閉塞された状態のままで、インクはＢ室だけに吸入される。このＢ室のインク吸入は、流体マニホールド９１内の定圧のインクによる圧力と、プランジャ４１が上昇することによるＢ室内の負圧の両方で行われるので、インクの粘度が大きくても確実にインク吸入が行われる。
【００３３】さらにクランク軸６１が回転してロータリースリーブ３１が１８０°まで回転すると、図４（ｂ）と図５（ｃ）に示すようにプランジャ４１が最大上昇量まで上昇してＢ室の容積が最大となり、出入穴３２がポンプ本体２１内周面の吸入口Ａと吐出口Ｃの中間部分で閉塞される。図５（ａ）から（ｃ）までロータリースリーブ３１が１８０°回転する間にＢ室には図５のインク吸入吐出曲線（サインカーブ）で示す吸入量でインクが吸入され、Ｂ室が最大容積になる直前で吸入口Ａがロータリースリーブ３１の側壁で閉塞されてインク吸入が完了する。この時点でも吐出口Ｃはロータリースリーブ３１で閉塞されたままである。
【００３４】さらにクランク軸６１が連続回転してロータリースリーブ３１が２７０°まで回転すると、図４（ｃ）と図５（ｄ）に示すようにプランジャ４１が最大下降量の１／２まで下降してＢ室の容積が減少し、出入穴３２が吐出口Ｃと合致する。この場合もロータリースリーブ３１の回転角の増大に比例して出入穴３２と吐出口Ｃの連通面積が増大し、Ｂ室に吸入され充満していたインクが出入穴３２から吐出口Ｃに吐出される。この間、吸入口Ａはロータリースリーブ３１の側壁で閉塞された状態に在るので、インクは吐出口Ｃだけに吐出されて印刷機のインクローラへと供給される。このインク吐出は、プランジャ４１の下降によるインク加圧力で積極的に行われるので、インクの粘度が大きくても確実に行われる。さらに、図５（ｅ）に示すようにクランク軸６１が回転してロータリースリーブ３１が３６０°まで回転すると，Ｂ室に残ったインクが吐出されてインク吐出が完了する。このインク吐出もサインカーブの吐出量で行われる。
【００３５】図５（ａ）から（ｃ）までの１回のインク吸入量と、図５（ｃ）から（ｅ）までの１回のインク吐出量は同じ定量である。このようなクランク軸６１とロータリースリーブ３１の１回転、プランジャ４１の１往復動による定量のインク吸入と吐出がクランク軸６１の１回転毎に繰り返し行われる。したがって、図１の駆動モータ５１でクランク軸６１を０～２００ｒｐｍの範囲で回転数を調整することで、１つのポンプユニットＰＵからの単位時間当たりのインク供給量が零から所定の最大量の範囲で任意に調整される。
【００３６】例えば、任意のポンプユニットＰＵからのインク供給量を零に調整する場合、供給量零にする任意のタイミングでクランク軸６１の回転を停止させればよい。すなわち、図５（ａ）～（ｅ）のインク吸入吐出動作の１サイクルのいずれの時点においても吸入口Ａ及び吐出口Ｃの少なくとも一方がロータリースリーブ３１の側壁で閉塞された状態にあるので、任意の回転角位置でロータリースリーブ３１が回転停止するとインク吸入とインク吐出の両動作が停止して、インク供給量が零となる。このようにインク供給量を零にしたポンプユニットＰＵは、その全体が完全な停止状態にあるので、部分的にでも不必要に稼働して摩耗が促進される等のメンテナンス上の不具合が解消される。
【００３７】また、インク供給量を零にする場合、或いは、駆動モータ５１の駆動を開始してインク供給を再開する場合において、Ｂ室へのインク吸入時にはロータリースリーブ３１の側壁が吐出口Ｃを閉塞して逆流を防止するバルブとして作用し、Ｂ室からのインク吐出時にはロータリースリーブ３１の側壁が吸入口Ａを閉塞して逆流を防止するバルブとして作用するため、ポンプユニットＰＵの中のインク通路にデリバリバルブのような特別なバルブを設置する必要がなくなり、ポンプ機構の構成部品点数が少なくなる。また、Ｂ室からのインク吐出は、プランジャ４１でＢ室のインクを圧縮して加圧したときのインク圧で行われるが、この際にデリバリバルブ等のバルブ閉塞用スプリングの弾力に抗する余分なインク圧送力が不要となるため、比較的小さなインク圧で安定したインク吐出動作が可能となる。
【００３８】図５（ａ）～（ｅ）のインク吸入吐出の一連の動作において、ロータリースリーブ３１の側壁が吸入口Ａ及び吐出口Ｃの両方を同時に閉塞する図５（ａ）、（ｃ）（ｅ）の状態のとき、吸入口Ａ及び吐出口Ｃの左右両端部とロータリースリーブ３１の外周面を図５のＷで示す幅だけオーバーラップさせておくことが望ましい。このオーバーラップ幅Ｗは、理論的には零にすることが可能であり、零にしても前記した一連のインク吸入吐出のポンプ動作が正常に行われるが、ロータリースリーブ３１の加工精度、摩耗等を原因とするインク漏れを防止することからオーバーラップ幅Ｗを少しの幅で形成する。
【００３９】前記のようにオーバーラップ幅Ｗを設定すると、例えばロータリースリーブ３１の出入穴３２の円周方向左右両端部が多少摩耗しても、図５（ａ）や（ｃ）において吸入口Ａ及び吐出口Ｃがロータリースリーブ３１で確実に閉塞される状態が維持されて、一連のインク通路Ａ・Ｂ・Ｃ間での不本意なインク漏れが無くなる。また、オーバーラップ幅Ｗを設定した場合、ロータリースリーブ３１が回転してオーバーラップ幅Ｗが解消されるまでの短時間の間、Ｂ室がインク充填の密閉室となり、密閉室を上下動するプランジャ４１とこのプランジャ４１を上下動させるクランク軸６１に大きな負荷が加わる。そこで、このような負荷が加わってもクランク軸６１が円滑に回転して円滑にインク吸入吐出のポンプ動作が行われるように摺動ユニット８１等を設け、特に摺動ユニット８１においては図７に示すように摺動体８２を改変することが前記負荷対策として有効である。
【００４０】図７に示される摺動体８２は略正方形の樹脂ブロックで、その正方形４面の中央に溝８７を形成して４つの隅部を肉薄な弾性変形し易い脚部８２’とした構造である。この摺動体８２を摺動体受け８３と蓋板８４の間で摺動させてプランジャ４１を上下動させるのであるが、前記のようにプランジャ４１に大きな負荷が掛かった場合に、この負荷で摺動体８２の脚部８２’を図７鎖線で示すように弾性変形させるようにすると、この弾性変形で負荷が吸収されて、クランク軸６１に掛かる負荷が軽減される。その結果、クランク軸６１を含む可動部分の駆動が円滑化され、この円滑化で可動部分の摩耗や故障が抑制されて長期（通常において１０年以上）に亘る安定したポンプ動作が可能となる。
【００４１】図７の摺動体８２の材質は、弾性変形要求と摺動ユニット内における円滑な摺動性（自己潤滑性）の要求のために、超高分子量ポリエチレンが適切とされる。また、摺動体８２を正方形としているのは、摺動体受け８３への組付時の方向性を無くして組付性を良好にするためと（誤組付け防止）、摺動体受け８３と蓋板８４に接触する脚部８２’が摩耗しても、メンテナンスにおいて９０°回転させるだけにして部品交換を不要とするためである。
【００４２】以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であり、例えば前記実施形態は本発明を印刷機のインク供給用ポンプ装置に適用したが、印刷機以外の工作機械などの潤滑油供給用ポンプ装置に単一ポンプユニット又は複数ポンプユニットで適用することが可能である。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、駆動モータでプランジャの軸方向往復移動回数を零から所定の最大数の範囲で調整することで流体の供給量を零から最大量の範囲で調整するようにしたので、軸方向移動するプランジャを旋回させて流体供給量を調整する構造複雑で部品点数の多いプランジャ旋回駆動機構が不要となって、全体として部品点数の低減と構造の簡略化が可能な、したがって、低コストで故障の少ないメンテナンスの容易なポンプ装置が提供できる。
【００４４】また、ポンプ本体の吸入口と吐出口の間で回転するロータリースリーブが吸入口と吐出口のいずれか一方を必ず閉塞した状態にして、流体吸入と流体吐出のポンプ動作が交互に繰り返し行われるので、流体の吸入から吐出の一連の流路にロータリースリーブが逆流防止等のバルブとして作用して、従来の閉鎖用スプリング付きバルブを省略することができる。この閉鎖用スプリング付きバルブの省略で部品点数の尚更の低減が可能となると共に、流体吸引や吐出が閉鎖用スプリング付きバルブのスプリング力に邪魔されること無く比較的小さな流体圧で行えるようになり、その分、流体圧で稼働する可動部品の摩耗等のメンテナンスが簡単になる。
【００４５】また、複数のポンプユニットを一列等に配列して使用する印刷機のインク供給ポンプ装置においては、複数のポンプユニット毎に設けた駆動モータを単独駆動させることで、インク供給量零のポンプユニットの全体を完全停止状態にすることができ、これにより全てのポンプユニットが常に動作状態にあるといったメンテナンス上の不具合が解消されて、インク供給ポンプ装置の寿命増大が図れる。

【出願人】	【識別番号】５９１１２１２８１【氏名又は名称】大淀ヂーゼル株式会社
【出願日】	平成１１年１１月４日（１９９９．１１．４）
【代理人】	【識別番号】１０００６４５８４【弁理士】【氏名又は名称】江原省吾（外３名）
【公開番号】	特開２００１－１３２６２１（Ｐ２００１－１３２６２１Ａ）
【公開日】	平成１３年５月１８日（２００１．５．１８）
【出願番号】	特願平１１－３１４０３０