JP2864447B2 - 印刷機用ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印刷機においてインキ
供給用等に用いる印刷機用ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の印刷機用ポンプとしては多々公
知のものがあるが、本発明は、例えば、特公昭４５−３
５４４７号公報に記載された印刷機用ポンプを改良する
ものである。上記公報に記載された印刷機用ポンプは、
インキ供給用のポンプであり、壁部内に出口及び入口を
備えたシリンダー穴を有するシリンダーと、上記穴内で
回転と往復動とをし、かつその一側に上記入口、出口と
交互に連結する凹所を有するプランジャーと、プランジ
ャーを回転させるためにプランジャーに固設された従動
ギヤと、角回転可能に筐体上に取付けられたヨークと、
ヨークに回転可能に取付けられたクランク部材と、一端
がボールジョイントによって上記クランク部材に取付け
られると共に、他端が上記プランジャーに取付けられて
いるクロスアームと、プランジャーのストローク量とポ
ンピング速度を変化させるために上記ヨークを角回転さ
せる調整機構とを有し、上記従動ギヤは、並設された同
様の構成のポンプのプランジャーに取付けられた従動ギ
ヤと順次噛合させられ、所定数、例えば８個のポンプが
一単位として、一つの駆動源によって一斉に駆動される
ように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成からなるポン
プには、次のような解決すべき課題があった。即ち、複
数のポンプが一単位として一つの駆動源によって一斉に
駆動されるよう構成されているため、一単位のポンプ群
の中にインキ排出の必要がないポンプがある場合、この
ポンプのプランジャーもシリンダー内で回転させられる
ことになり、シリンダーとプランジャーの双方に無用の
摩耗を生じさせると共に、シリンダ内のインキが入れか
わらないこともあってポンプが発熱し、隣接のポンプの
インキ排出量に微妙な影響を与える可能性があった。ま
た、一単位中のポンプの１つに不調が生じるとその影響
が全体に派生する不都合があった。更に噛合する伝動ギ
ヤによる騒音も小さくなかった。

【０００４】他方、ヨークを角変位させてプランジャー
の回転中心線に対するクランク部材の回転中心線の交差
角を変更し、プランジャーのストローク量とポンピング
速度を変化させてインキ排出量を変更する機構であるた
め、機構が複雑になり故障等の不具合が発生しやすく、
かつその復旧が比較的面倒であった。また、プランジャ
ーとクランク部材とが一体で回転できるための、双方の
回転中心線の交差角の範囲が比較的狭い範囲に限られて
おり、インキ排出量の調整範囲が比較的狭い範囲に限ら
れていた。更に、シリンダーの穴の深さをプランジャー
の最大ストロークに合わせる必要があるためにシリンダ
ーのインキ貯留容量が大きく、色がえ頻度の高い印刷機
では、残留インキ量が多く無駄であった。

【０００５】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、例えばインキ供給用として用いたときに、インキ
排出の必要がないポンプではプランジャーを停止させる
ことができて、シリンダー、プランジャー双方の無用の
摩耗を回避できると共に、このポンプの発熱をも回避で
き、またポンプ作動中の騒音を減少できると共に伝動ロ
スも少なくでき、更に機構が簡素化されて故障等の不具
合の発生の頻度が低くなって保守及び不具合の復旧も極
めて容易となり、そして更に色がえ頻度の高い印刷機に
あっても、ポンプ内に残留するインキの無駄を最小限に
することができる等、上記従来の技術の課題を解決する
ことができるようにした印刷機用ポンプを提供すること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る印刷機用ポンプは、中空部を有する一
体のブロック状の基台と、一側が閉塞された主穴及び主
穴の中心線と同一の平面上で交わる直線を中心線として
主穴内に開口する吸入穴と排出穴を有し基台の中空部を
挟んだ一方側に固定された複数のシリンダーと、各シリ
ンダー毎に対応して設けられ上記主穴に往復動可能及び
回転可能に嵌入され主穴の他側を常時閉塞し、かつ回転
位相の半回転相違する２箇所で上記吸入穴と排出穴を同
時に閉塞すると共に他の回転位相では吸入穴と排出穴の
いずれか一方の穴のみを主穴に連通するよう嵌入側先端
に達する切欠を設け、更に主穴の他側から基台の中空部
に突出するプランジャーと、各プランジャー毎に対応し
基台の中空部を挟んだ他方側に設けられ出力軸の回転中
心線が上記プランジャーの回転中心線と所定の角度θで
交わるように基台に直接固定された可変速モーターと、
各可変速モーターの出力軸に取付けられ出力軸の回転中
心線から離れた位置から基台の中央部に突出したアーム
と、各アームとプランジャーの対に対応して設けられ軸
線が上記プランジャーの回転中心線及び上記出力軸の回
転中心線のそれぞれと交わり上記プランジャーの回転中
心線との交角が常時一定であると共に、上記出力軸の回
転中心線との交角が変化し得るように、かつ上記プラン
ジャーが吸入穴と排出穴とを同時に閉塞する上記２箇所
の回転位相であるときに上記軸線と出力軸の回転中心線
との交角が最大及び最小であるように一方端側をプラン
ジャーと他方端側を球面軸受を介して上記アームと連結
し、更にいずれかの連結部で軸線と平行に摺動可能な連
結部材と、を有し、更に、各シリンダーの主穴の他側が
臨む上記中空部の下方にあたる基台部分を開放した構成
となっている。

【０００７】また上記構成の印刷機用ポンプにおいて、
可変速モーターによって回転する各アームに対応してそ
の回転領域に臨ませて設けられ、アームが所定位置に達
するたびにこれを検出しポンプの作動異常をみつけ得る
検出手段を有する構成となっており、更にシリンダー及
びプランジャーの双方の嵌合摺動表面に無電解ニッケル
メッキを施した。

【０００８】

【作 用】アームを回転駆動するための可変速モータ
ーの出力軸の回転中心線がプランジャーの回転中心線に
対して所定角で交差するように配設されているために、
可変速モーターでアームを回転させると、アームと連結
部材との連結位置が、プランジャーの回転中心にそって
変位する。

【０００９】連結部材は、プランジャーの回転中心線と
自身の軸線との交差角が一定のままであり、かつ球面軸
受を介したアームとの連結によって出力軸の回転中心線
と自身の軸線との交差角が変化自在であり、更にプラン
ジャー又はアームとの結合部のいずれか一方で自身の軸
線と平行に摺動することにより、前記アームと連結部材
との連結位置の変位をプランジャーに伝達してプランジ
ャーをその回転中心線と平行に往復動させると共に、可
変速モーターの回転作動をプランジャーに伝達しこれを
回転させる。

【００１０】即ち、プランジャーは、可変速モーターの
１回転によって、１回転しながら１往復動し、１往復動
の両死点にあるときに吸入穴と排出穴をその周囲で同時
に閉塞し、主穴の他側にむかって移動する時は切欠によ
って吸入穴を主穴と連通し、主穴の一側にむかって移動
するときは切欠によって排出穴を主穴と連通する。上記
プランジャーの作動によって、吸入穴を通した主穴への
流体の吸入と排出穴を通した主穴からの流体の排出が繰
り返される。また、可変速モーターの単位時間あたりの
回転数に従ってプランジャーの作動速度が変化し、単位
時間あたりの流体の排出量が変化する。更に、上記プラ
ンジャーを往復動するための可変速モーターはプランジ
ャーが嵌入される基台に直接固定されていることによ
り、このモーターは組み付け精度が良好に維持された状
態で組み付けられる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は８個のポンプＰを基台に組み込んだ、例えばイン
キ供給用のポンプユニットＰＵを示す平面図、図２はこ
の図１のＡ−Ａ線に沿う断面矢視図、図３は図２で示す
要部の一部破断斜視図である。ポンプＰは、中空部を有
する一体のブロック状の基台１の中空部を挟んだ一方側
に固定したシリンダー２及びシリンダー２の主穴３に往
復動及び回転可能に嵌合挿入されたプランジャー７を有
している。

【００１２】シリンダー２の主穴３は、一方端がプラグ
６で閉塞されており、かつ主穴３の中心を横切り図２に
おいて上下に貫通する２つの穴、吸入穴４と排出穴５と
が設けられ、それぞれ基台１に設けた流体通路１６，１
７，１８を介して、吸入穴４は流体供給源であるインキ
タンク（図示せず）と配管連結され、排出穴５は流体供
給先であるインキレール（図示せず）と配管連結されて
いる。

【００１３】プランジャー７は、上記主穴３と常時嵌合
する部分に、その嵌入側の先端９まで達する切欠８が設
けられており、この切欠８は、プランジャー７の回転に
従って、これらの回転位相の半回転ごとに、上記吸入穴
４と排出穴５とを交互に主穴３の奥側に連通するように
なっている。そしてこの切欠８がいずれの穴４，５に対
向しない状態では、この両穴４，５はプランジャー７に
て同時に閉塞されるようになっている。

【００１４】また、図示の実施例では、上記シリンダー
２とプランジャー７の双方の嵌合摺動表面に、無電解ニ
ッケルメッキによるニッケル層を形成し、化学的耐食性
及び機械的強度、例えば耐摩耗性を強化している。

【００１５】上記基台１の中空部を挟んだ他方側には、
伝動機構５０を設けるための空間を挟んで可変速モータ
ー１１が、その出力軸１２の回転中心線ＣＬ１と上記シ
リンダー２の主穴３に嵌合しているプランジャー７の回
転中心線ＣＬ２とが所定の交差角でθで交わるように直
接固定されている。図示の実施例では、可変速モーター
１１はステッピンングモーターであり、適宜の単位時間
あたりの回転数に選択的に制御され、図示しないモータ
ードライバーを介して作動させられる。

【００１６】伝動機構５０を設けるための空間には、可
変速モーター１１の回転によってプランジャー７を往復
動及び回転させる伝動機構５０が設けられる。上記伝動
機構５０は、可変速モーター１１の出力軸１２に固定さ
れ、出力軸１２の回転中心線ＣＬ１から離れた位置から
前方に、出力軸１２の回転中心線ＣＬ１と略平行にかつ
前記シリンダー２の主穴３に嵌合しているプランジャー
７の後端１０と干渉しないように突出するアーム１３
と、このアーム１３の開放側とプランジャー７の後端側
とを連結する連結部材１４とを有している。

【００１７】連結部材１４は、その軸線ＣＬ３がプラン
ジャー７の回転中心線ＣＬ２と常時所定角（図示の実施
例では直角）に交わる状態で一方端側がプランジャー７
に連結され、かつ他方端側が、球面軸受１５を介してア
ーム１３との連結角度を自由に変化し得るように、即ち
上記軸線ＣＬ３が上記出力軸１２の回転中心線ＣＬ１と
の交差角を自由に変化（図示の実施例ではα乃至β）し
得るように連結され、更にプランジャー７との連結部又
はアーム１３と連結部のいずれかで、軸線ＣＬ３と平行
に摺動可能に連結されている。図示の実施例では、連結
部材１４は、球面軸受１５を介したアーム１３との連結
部で、軸線ＣＬ３と平行に摺動可能に連結されている。

【００１８】そして上記プランジャー７が吸入穴４と排
出穴５とを同時に閉塞する上記２箇所の回転位相にある
ときに上記軸線ＣＬ３と出力軸の回転中心線ＣＬ１との
交角が最大（β）及び最小（α）となるようになってい
る。

【００１９】そして、上記両穴４，５と切欠８との関係
はプランジャー７が可変速モータ１１の１回転によっ
て、１回転しながら１往復し、この１往復動の両死点に
あるときに吸入穴４と排出穴４の双方を閉塞し、主穴３
の他側にむかって移動したときに切欠８によって吸入穴
４を主穴３の奥側と連通し、主穴３の一側にむかって移
動したときに切欠８によって排出穴５をシリンダー２の
奥側と連通するようになっている。

【００２０】また、伝動機構５０を設けるための空間に
は、例えば図２、図３に二点鎖線で示すように、アーム
１３の回転領域に臨ませて、アーム１３を検出する検出
手段１９を設けることも可能である。この検出手段１９
は、図示の実施例では、アーム１３が近接位置に達した
のを検出して信号出力する近接スイッチである。更に、
前記空間の底部、特にシリンダー２の主穴３の開口部の
下方部分にあたる基台１には、貫通部２０を設けて開放
することが可能である。

【００２１】以上記載の構成によれば、例えば図２、図
３に実線で示した状態で、図示しないモータードライバ
ーを介して可変速モーター１１を作動させ、その出力軸
１２を図３における矢印Ｘの向きに回転させると、アー
ム１３が同矢印Ｘの向きに回転する。すると、まず、連
結部材１４が、球面軸受１５を介したアーム１３との連
結部でその連結角度を変化させつつその軸線ＣＬ３と平
行に摺動して変位し、図２において実線で示す位置から
二点鎖線で示す位置まで変位する。この変位に従って、
プランジャー７は、シリンダー２の主穴３にそってその
一側にむかって変位量Ｌだけ直線変位すると共に、図３
における矢印Ｙの向きに回転して切欠８が排出穴５と対
向して、この排出穴５が主穴３の奥側と連通し、更に図
示と逆向きになるまで、即ち排出穴５を再度その周面で
閉塞するに至る半回転をし、かつこの間ずっと周面部分
が吸入穴４を閉塞し続け、主穴３内の流体を排出穴５を
通して排出する。

【００２２】引き続いて、連結部材１４が、球面軸受１
５を介してアーム１３との連結部で前記と同様に変位
し、図２において二点鎖線で示す位置から実線で示す位
置まで変位する。この変位に従って、プランジャー７
は、シリンダー２の主穴３にそってその他側にむかって
変位量Ｌだけ直線変位すると共に、図３における矢印Ｙ
の向きに回転して切欠８が吸入穴４と対向してこの吸入
穴４が主穴３の奥側に連通し、更に図３に示す通り、即
ち図２において実線で示す位置まで、吸入穴４を再度そ
の周面で閉塞するに至る半回転をし、かつこの間ずっと
周面部分が排出穴５を閉塞し続け、流体を吸入穴４を通
して主穴３内に吸入する。

【００２３】可変速モーター１１が１回転するたびに以
上記載の作動が行われ、主穴３内において流体の吸入と
排出が繰り返される。従って、可変速モーター１１の単
位時間あたりの回転数を変えることによって、単位時間
あたりの吸入と排出の回数を比較的大きな範囲で変える
ことができ、単位時間あたりの流体の排出量を比較的大
きな範囲で変えることができる。また、図示の実施例の
ように可変速モーター１１がステッピングモーターであ
るときは、その回転数をパルス信号で制御する、即ちデ
ジタル制御することになり、極めて再現性に優れた制御
ができ、印刷機用ポンプとして有用である。

【００２４】他方、検出手段１９を設けた場合には、ア
ーム１３の回転変位が行われているかをチェックするこ
とができ、このチェックを介して、プランジャー７の作
動が行われているかをチェックし、ひいては、ポンプＰ
の作動異常やこれに伴う可変速モーター１１の過負荷を
早期に発見するのに便利である。また、基台１に貫通部
２０を設けてシリンダー２の主穴３の開口部の下方部分
を開放した場合には、万一シリンダー２の主穴３の他側
から主穴３内の流体が漏出したようなときに、この貫通
部２０を介して漏出した流体をポンプＰの外側に導き、
例えばパン２１で回収するなど、適宜に処理するのに便
利である。

【００２５】図１は、以上説明したポンプＰの８個を１
つの基台１に組み込んだポンプユニットＰＵであり、印
刷機においてインキ供給ポンプとして使用する場合に、
印刷面を被印刷物（例えば紙、布帛、フィルム等）の移
動方向と平行に区分し、その１箇所１箇所にそれぞれ１
個のポンプによってインキ供給をするための装置として
便利であるように、コンパクトに構成したものである。
本発明は、以上記載の実施例に局限されるものではな
く、特許請求の範囲を逸脱しない設計上の改変を含むも
のである。

【００２６】

【発明の効果】以上記載の通りであり、本発明をインキ
ポンプとして実施することにより、上記従来のポンプが
持っていた課題が解決される。即ち、個々のプランジャ
ーがその後端側から、基台に固定された可変速モーター
によって、伝動機構を介して駆動することができ、イン
キ排出の必要がないポンプでは、可変速モーターの作動
を停止させることによってプランジャーを停止させるこ
とができ、シリンダー、プランジャー双方の無用の摩耗
を回避できると共に、このポンプの発熱をも回避でき
る。従って、このポンプの延命を果たし得、また図１に
示すようなポンプユニットＰＵにおいて隣接のポンプＰ
に熱による悪影響を及ぼすおそれが全くない。また、ギ
ヤの噛合機構をなくしたので、ポンプ作動中の騒音が減
少しかつ伝動ロスも少ない。更に、可変速モーターを停
止するための電気的構成を、可変速モーターへの通電を
絶つことによって行うようにすれば、省エネルギーの一
助にもなる。

【００２７】一方、プランジャーの往復動変位量を調整
するための機構が必要なくなり、これによって機構を簡
素化でき、故障等の不具合の発生の頻度が低くなり、保
守及び不具合の復旧も極めて容易である。また、プラン
ジャーの往復動変位量が一定なので、シリンダーの主穴
内のインキ貯留量を必要最小限にすることができ、色が
え頻度の高い印刷機において、シリンダーの主穴内に残
留するインキの無駄を最小限にすることができる。更
に、インキの排出量の調整を可変速モーターの作動速度
を変更することによって行うので、インキの排出量を比
較的広い範囲で調整でき、可変速モーターが前記実施例
のようにステッピングモーターであるときは、その作動
速度の再現性に優れており、ひいては、インキの排出量
の再現を極めて精度よくなし得る。

【００２８】そして特に請求項１に記載した発明では、
基台が、中空部を有する一体のブロック状になってい
て、この基台の中空部を挟んだ一方側にポンプを構成す
る複数のシリンダ及びこれに嵌合するプランジャーを設
け、このポンプを駆動する可変モーターが、この基台の
中空部を挟んだ他方側に直接固定されて設置されている
ことにより、可変速モーターは一体のブロック状の基台
に支持されることになり、プランジャーに対する可変速
モーターの組み付け精度を良好に維持することができる
と共に、プランジャーの往復作動による振動の発生がな
く、これの作動精度を良好に維持できてポンプの吐出量
を正確に維持管理できる。 更に、シリンダーの主穴の他
側が臨む中空部の下方にあたる基台部分を開放すること
により、万一他側からインキが漏出してもこれを外部で
処理することができ、ポンプ内をきれいな状態に維持す
ることができると共に、漏出したインキが溜ることによ
る思わぬ不具合、例えばアームの回転むらや連結部材の
摺動不良、球面軸受の作動不良の発生によるポンプの不
正作動や可変速モーターの過負荷による損傷を回避する
ことができる。

【００２９】また、請求項２に記載した発明では、上記
請求項１に記載の印刷機用ポンプにおいて、回転変位す
るアームがあらかじめ定めた変位位置に達するたびにこ
れが検出され、アームと連動するプランジャーの作動が
アームを介して監視されて、ポンプの作動異常が早期に
みつけることができ、これにより、印刷品質を良好に維
持できると共に、可変速モーターの過負荷による損傷防
止を図ることができる。

【００３０】更に、請求項３に記載の発明は、上記請求
項１又は２に記載の印刷機用ポンプにおいて、プランジ
ャーとシリンダーの嵌合摺動表面にニッケルメッキを施
すことによって、化学的耐蝕性と機械的耐摩耗性とを向
上させることができ、プランジャー、シリンダー双方の
耐用性、ひいては、ポンプの耐用性を向上させることが
できる。しかも、このニッケルメッキを無電解メッキに
よって施すことにより、メッキ層をプランジャーとシリ
ンダーのそれぞれの形状にそって均一に形成することが
でき、前記化学的耐蝕性と機械的耐摩耗性を前記嵌合摺
動表面に略均等に付与することができると共に、プラン
ジャーとシリンダーとに要求される仕上がり精度を損な
うことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】８個のポンプを基台に組み込んだポンプユニッ
トを示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面矢視図である。

【図３】図２で示す要部の一部破断斜視図である。

【符号の説明】

１…基台、２…シリンダー、３…主穴、４…吸入穴、５
…排出穴、６…プラグ、７…プランジャー、８…切欠、
９…プランジャーの先端、１０…プランジャーの後端、
１１…可変速モーター、１２…出力軸、１３…アーム、
１４…連結部材、１５…球面軸受、１６，１７，１８…
流体通路、１９…検出手段、２０…貫通部、２１…パ
ン、５０…伝動機構、Ｐ…ポンプ、ＰＵ…ポンプユニッ
ト、ＣＬ１…出力軸の回転中心線、ＣＬ２…プランジャ
ーの回転中心線、ＣＬ３…連結部材の軸線。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空部を有する一体のブロック状の基台
   と、 一側が閉塞された主穴及び主穴の中心線と同一の平面上
   で交わる直線を中心線として主穴内に開口する吸入穴と
   排出穴を有し基台の中空部を挟んだ一方側に固定された
   複数のシリンダーと、各シリンダー毎に対応して設けられ 上記主穴に往復動可
   能及び回転可能に嵌入され主穴の他側を常時閉塞し、か
   つ回転位相の半回転相違する２箇所で上記吸入穴と排出
   穴を同時に閉塞すると共に他の回転位相では吸入穴と排
   出穴のいずれか一方の穴のみを主穴に連通するよう嵌入
   側先端に達する切欠を設け、更に主穴の他側から基台の
   中空部に突出するプランジャーと、各プランジャー毎に対応し基台の中空部を挟んだ他方側
   に設けられ 出力軸の回転中心線が上記プランジャーの回
   転中心線と所定の角度θで交わるように基台に直接固定
   された可変速モーターと、各 可変速モーターの出力軸に取付けられ出力軸の回転中
   心線から離れた位置から基台の中央部に突出したアーム
   と、各アームとプランジャーの対に対応して設けられ 軸線が
   上記プランジャーの回転中心線及び上記出力軸の回転中
   心線のそれぞれと交わり上記プランジャーの回転中心線
   との交角が常時一定であると共に、上記出力軸の回転中
   心線との交角が変化し得るように、かつ上記プランジャ
   ーが吸入穴と排出穴とを同時に閉塞する上記２箇所の回
   転位相であるときに上記軸線と出力軸の回転中心線との
   交角が最大及び最小であるように一方端側をプランジャ
   ーと他方端側を球面軸受を介して上記アームと連結し、
   更にいずれかの連結部で軸線と平行に摺動可能な連結部
   材と、を有し、更に、 各シリンダーの主穴の他側が臨む上記中空部の下方にあ
   たる基台部分を開放した ことを特徴とする印刷機用ポン
   プ。
2. 【請求項２】 可変速モーターによって回転する各アー
   ムに対応してその回転領域に臨ませて設けられ、アーム
   が所定位置に達するたびにこれを検出しポン プの作動異
   常をみつけ得る検出手段を有することを特徴とする請求
   項１に記載の印刷機用ポンプ。
3. 【請求項３】 シリンダー及びプランジャーの双方の嵌
   合摺動表面に無電解ニッケルメッキを施したことを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載の印刷機用ポンプ。