JP2599868B2 - 高粘性物質供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高粘性物質供給装置に
係り、特にオフセットインキのようにチクソトロピー性
を示す高粘性物質を操作性よく所望量供給する装置であ
る。

【０００２】

【従来の技術・発明の解決課題】粘性が高いインキ用の
圧送ポンプとして用いられていたギアポンプは、その適
用可能な圧送流体の粘性限界がほぼ４０万ｃｐ程度であ
る。ところで、インキを調合する場合には、一般的には
１回に０．３〜１kgぐらいの所望量のインキをほぼ５分
程度の時間で精度良く計量する必要があり、そのような
要領でインキを計量容器に供給する操作が行われる。と
ころが、例えばオフセット印刷用のインキの調合を行う
場合、オフセットインキは非常に粘性が高く、常温２０
℃では１００万ｃｐぐらいと流動性が極端に低いため、
従来のギアポンプはとても適用できるものではなかっ
た。

【０００３】従来、オフセットインキを調合する際に用
いられていた最も適切な圧送装置の一つとして、一種の
シリンダポンプが知られている。このシリンダポンプ
は、オフセットインキの容器である１８リットルペイル
缶の蓋を開け、その口の上からに直接接続して用いられ
る。このシリンダポンプは、上述のギアポンプに比べれ
ばオフセットインキ程に高粘性のものであっても圧送で
きるが、オフセットインキの有するチクソトロピー性を
積極的に利用してその粘性を低くするという作用は持っ
ていない。つまり、オフセットインキが、チクソトロピ
ー性という、機械的なせん断力を加えることで可逆的に
粘性が低下する特性を有しているにもかかわらず、上述
のシリンダポンプは、そのチクソトロピー性を利用して
インキの粘性を低下させてからその圧送を行うというも
のではなかった。したがってポンプの運転は、常に１０
０万ｃｐ程のオフセットインキを対象に行われていた。

【０００４】本発明は上述のごとき従来の技術的課題に
鑑み、これを有効に解決すべく創案されたものである。
したがって本発明の目的は、チクソトロピー性を有する
高粘性物質の粘性を低下させながらこれを圧送する高粘
性物質供給装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高粘性物質
供給装置は、上述のごとき従来技術の課題を解決し、そ
の目的を達成するために以下のような構成を備えてい
る。即ち、チクソトロピー性を示す高粘性物質を貯蔵し
てその下端部に開口を有するタンクと、上記タンクの開
口に直結されると共に直線往復運動する出力軸を有する
ポンプ手段と、上記ポンプ手段の出力軸に連結されて上
記タンク内へ挿通され、該タンク内の上記開口の近辺に
位置して該出力軸と一体的に直線往復運動することによ
り、該開口近辺に存する上記チクソトロピー性高粘性物
質を撹拌する撹拌手段と、上記ポンプ手段から吐出され
る上記高粘性物質を上記タンク内へ還流させる系とを備
え、上記還流される系の還流口が、上記撹拌手段の近辺
に開口されている。

【０００６】上記タンクの開口には直線通路を開閉する
弁手段がさらに取り付けられ、上記ポンプ手段は、上記
弁手段の直線通路に挿通されることによって、上記タン
クに直結されるのが好ましい。また、上記撹拌手段の近
辺には、さらに加熱手段を備えているのが好ましい。

【０００７】

【作用および発明の効果】本発明に係る高粘性物質供給
装置では、チクソトロピー性を示す高粘性物質を貯蔵す
るタンクと、この高粘性物質を所望の箇所へ圧送供給す
るポンプとが、その間に配管系を介することなく直結さ
れるので、その間の圧力損失がなく、ポンプの吐出圧を
最大限に発揮できる。撹拌手段はポンプの出力によって
駆動され、その撹拌作用で高粘性物質のチクソトロピー
性を利用し、ポンプ吸入口近辺の高粘性物質を低粘性化
させる。粘性の下がった物質は流動性が高められてポン
プによる圧送供給が円滑化される。さらに還流系で循環
するチクソトロピー性高粘性物質は、常に流動すること
でせん断力を受け続け、低粘性を保つので、経時による
高粘性への戻りを防止できる。また、このように循環し
て低粘性を維持しているチクソトロピー性高粘性物質
は、撹拌手段近傍の還流口から流出するので、撹拌手段
の周囲には、粘性の低くなったチクソトロピー性物質が
常に存在した状態に保たれ、ポンプによる圧送供給を相
乗的効果でさらに円滑にする。

【０００８】また、本発明に係る高粘性物質供給装置で
は、例えばボール弁やスライドゲート弁のように直線通
路を有する弁を利用することで、タンクとポンプとの接
続および離脱が簡単に行る。特に、弁を継手構造として
利用するユニークな発想ではあるが、高粘性物質を取り
扱うシステムにおいては、タンクとポンプとの接続時あ
るいは離脱時にタンク内物質の瞬時的な流出が起こらな
いので、このような継手構造は有効である。さらに、撹
拌手段の近辺に加熱手段を設けることで、撹拌による粘
性低下作用に加えて加熱による粘性低下作用も得られ、
特に起動時における撹拌手段の駆動力を助けられる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明に係る高粘性物質供給装置の一
実施例として、該装置を適用したオフセットインキ注入
計量装置について、図１から図８を参照して説明する。

【００１０】図１および図２はオフセットインキ注入計
量装置の全体を示す略図であり、図１はポンプ内にイン
キを掻き込んで吐出するストロークの始まりの状態、図
２はポンプ内にインキを掻き込んで吐出するストローク
の終了した状態をそれぞれ示している。図中１はインキ
タンクであり、上部が円筒状に、下部がそれに連続して
逆円錐台状に形成されている。上端部には開閉蓋２が設
けられ、蓋２を開いた口の中には容器受け３が取り外し
可能に支持されている。図３は、この容器受け３の斜視
図である。容器受け３は、一方端に支持用フランジ３a
を有する筒状体３bの他方端に、目の粗いスノコ状ない
し網状の底部３cが取り付けられて構成されている。底
部３cは、丸棒を約３０°〜４５°の放射状に組み合わ
せてスノコ状にされている。したがって、インキタンク
１へのインキの投入あるいは交換に際しては、缶容器入
りで市販されているインキの缶３３の口を開き、その口
を下にして缶３３のまま容器受け３の底部３c上に載せ
るだけでよく、缶３３内のインキは自重でインキタンク
１内に落ちる。すなわち、装置オペレータは、ほとんど
手を汚すことなくインキをインキタンク１内に投入する
ことができ、インキを交換する際にも同様である。

【００１１】容器受け３の下端部には、インキレベルを
目視で確認できるインジケータ３２が取り付けられるこ
とで、タンク１内インキ面がこのインジケータ３２より
も低くなっていればインキ１缶分の補給を促す目安とす
ることができる。これは、粘性の高いオフセットインキ
をタンク１へ投入する場合に、長時間を要することを考
えれば、缶３３の口を開いて容器受け３内へ入れておく
だけでよく、オペーレータはその後の処理は放置してお
けるという利点がある。

【００１２】図４および図５は容器受けの変形例を示す
が、これらの容器受け１０３，２０３では、底部１０３
c，２０３cは薄板状の棒が組み合わされ、特に図５の容
器受け２０３では、さらに底部２０３cに傾斜が与えら
れている。薄板状の棒は、その厚さ方向が横に、幅方向
が縦になるようにして組み合わされている。特にこれら
の実施例では、インキ缶３３を取り出すときに、インキ
缶３３の口を底部１０３c，２０３cに押し付けた状態で
回転させると、薄板状の棒が「へら」として機能し、口
から垂れているインキをきれいに拭い取ることができ
る。

【００１３】図１および図２に戻って、インキタンク１
の下端部には、エア駆動の往復動シリンダポンプ４が取
り付けられている。このシリンダポンプ４は、ピストン
５がシャフト６の上下往復動作に伴ってインキタンク１
内に出入りする。ピストン５が下方へ下がるときインキ
タンク１内のインキをシリンダ７内に掻き込み、さらに
下方へ下がるとき、シリンダ７内に掻き込んだインキを
チャッキ弁８を通して圧送する。シャフト６はピストン
５よりもさらに上方へ延びてインキタンク１内に入り込
んでおり、その先端部には撹拌フランジ９が径方向に突
出形成されている。すなわち、シリンダポンプ４は、撹
拌フランジ９の動作によってインキに対する機械的な撹
拌作用を与える。このため、その近辺に位置するオフセ
ットインキはチクソトロピー性を示して粘性が低下し、
流動性が高まってシリンダ７内への流入が円滑になる。

【００１４】また、インキタンク１内の底部近辺には、
１対のシースヒータ１０が設けられており、撹拌フラン
ジ９が上下動する際にこれらシースヒータ１０の間を通
過するようにして撹拌機能を高めると共に、ヒータの加
熱によってもインキの粘性を低下させる。但しこの加熱
は、インキの変質を招かないように、約４０℃程度に抑
えられる。

【００１５】さらに、上記シースヒータ１０の近辺に
は、このシリンダポンプ４によって圧送されるインキの
余剰分がタンク１内に還流してくる系１１の還流口１２
が開口されている。このように、インキの還流循環系が
形成されるので、少なくともこの循環系内を常時流動し
ているオフセットインキは常に粘性の低い状態に保たれ
る。したがって、インキの循環が定常的に行われるよう
になれば、上記シースヒータ１０の加熱を停止しても十
分に低い粘性が得られるので、シースヒータ１０への通
電は停止するのが好ましく、インキの変質を招くことは
ない。

【００１６】シリンダポンプ４のチャッキ弁８から流出
したオフセットインキは、耐圧用ホースで大量用吐出ノ
ズル１３および小量用吐出ノズル１４まで配管接続さ
れ、それぞれのノズルから吐出されてその下方に設置さ
れた電子天秤１５上の計量容器１６に受けられる。電子
天秤１５は天秤移動台１７上に設置されている。両ノズ
ル１３，１４が共に閉じている場合は、インキはリター
ンバルブ１８を介して還流系１１へ流入し、還流口１２
からインキタンク１内に回収される。いずれかの吐出ノ
ズル１３または１４が開かれているときには、リターン
バルブ１８の流路は閉じられる。図中１９，２０，２１
のそれぞれは、大量用吐出ノズル１３、小量用吐出ノズ
ル１４およびリターンバルブ１８への駆動エアを供給遮
断するための電磁弁である。また、２２，２３は、シリ
ンダポンプ４への駆動エアを供給遮断するための電磁弁
である。２４，２５は、それぞれシリンダポンプ４にお
けるピストン５の往復動を切り替えるリミットスイッチ
である。

【００１７】インキタンク１の開閉蓋２は、閉じるとタ
ンク１内を密閉できるようにその周囲がパッキン構造と
なっている。インキタンク１の側壁上部には、真空吸引
および窒素ガス充填用の配管２６が接続されている。配
管２６は途中で分岐されて一方が真空ポンプ（図示せ
ず）へ、他方が窒素ボンベ（図示せず）に接続される。
タンク１内は空気が吸引されて約１００mmH₂O程度の窒
素ガスが充填されるので、タンク１内に貯蔵されている
オフセットインキは、表面の膜張りや酸化等による変質
が起こらない。また、タンク１内圧力は約１００mmH₂O
程度なので、タンク１自体を高圧容器ほどに強固に作成
する必要もない。図中２７，２８は、それぞれ真空ポン
プとタンク１、窒素ボンベとタンク１との間を遮断接続
する電磁弁である。２９は窒素ガスの供給圧を調整する
圧力調整器である。

【００１８】次に、インキタンク１とシリンダポンプ４
との接続構造について詳述する。逆円錐台形状のインキ
タンク下部の最下端部には、図６に示すように、ボール
弁３０が取り付けられており、シリンダポンプ４のシリ
ンダ７の先端部が開状態のボール弁３０内を貫通してタ
ンク１内に入り込んでいる。ボール弁３０の内周面に
は、弁体３０aを通過したタンク１側の位置の２カ所に
Ｏリング３０b，３０ｃが設けられており、挿通された
シリンダポンプ４のシリンダ７の外周面との間にシール
部を形成するように構成されている。したがって、ポン
プ４の保守や点検の際には、ポンプ４をタンク１から下
方へ引き抜くことができ、そのときボール弁３０は弁体
３０aを９０度回転させることでタンク１の下部開口を
閉じることができる。タンク１からポンプ４を引き抜い
ても、オフセットインキは粘性が高いので、水のように
直ぐに流出することはなく、ボール弁３０を閉じる時間
は十分にとることができる。また、ボール弁３０に代わ
って、図７に示すように、スライドゲート弁３１を用い
ることも可能である。この場合、板状弁体３１a（図
８）をスライドさせることでタンク１の下部開口を開閉
でき、開状態でポンプ４をタンク１内に挿入できる。図
８において３１bは開口、３１cは操作取手であり、破線
で示す円はタンク１の下部開口の位置を示している。

【００１９】以上のように構成されたオフセットインキ
注入計量装置では、シリンダポンプ４の撹拌フランジ９
が、インキタンク１の下端部内で、且つシースヒータ１
０の間で上下往復運動を常時行っており、またシースヒ
ータ１０がインキを加熱し、さらに余剰インキを循環さ
せながらその還流口１２を、シースヒータ１０および往
復運動している撹拌フランジ９の近辺に開口させている
ので、チクソトロピー性を示すオフセットインキはその
粘性が極めて効果的に低下し、その流動性を十分に高め
ることができる。したがって、計量容器１６への注入も
円滑であり、その操作性向上は著しい。

【００２０】また、インキタンク１の下部が頂角約６０
°の逆円錐台状にされているので、タンク１内に貯蔵さ
れているインキは澱む箇所なく一様にポンプ４内へ流入
し、変質部分が生じることがない。

【００２１】タンク１とポンプ４との間の配管がないこ
とは、その間の配管損失がなくなるので、オフセットイ
ンキのように粘性の高い物質を流動させるにのに、ポン
プ４の出力を必要最小限に抑えることができる。特に、
タンク１やポンプ４の内周面およびインキが流動する配
管内周面にテフロン（商品名）等の低摩擦材をコーティ
ングすることで、インキの流動性をさらに高められる。

【００２２】なお、上述の実施例では、インキ圧送のた
めのポンプとしてシリンダポンプを用いる場合を示した
が、インキタンク１内に入り込んでインキに撹拌作用を
与え得るポンプとして、例えば各種回転式ポンプの回転
軸をインキタンク１内まで延長し、その先端部にスクリ
ュー状の羽根やスパイラル状の羽根を取り付けることも
考えられる。

【００２３】さらに、上述の実施例ではチクソトロピー
性を示す物質としてオフセットインキを例示したが、そ
のような性質を示す物質として食品の飴などの供給にも
適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る高粘性物質供給装置の一実施例
として、該装置を適用したオフセットインキ注入計量装
置の全体を示す略図であり、ポンプ内にインキを掻き込
んで吐出するストロークの始まりの状態を示している。

【図２】 図１のオフセットインキ注入計量装置の全体
を示す略図であり、ポンプ内にインキを掻き込んで吐出
するストロークの終了した状態を示している。

【図３】 図１のオフセットインキ注入計量装置に用い
られる容器受けの一実施例を示す斜視図である。

【図４】 図３の容器受けの変形実施例を示す斜視図で
ある。

【図５】 図３または図４の容器受けの変形実施例を示
す斜視図である。

【図６】 図１のオフセットインキ注入計量装置に用い
られるインキタンクとシリンダポンプとの接続構造の一
実施例の詳細を示す図である。

【図７】 図６のインキタンクとシリンダポンプとの接
続構造の変形実施例の詳細を示す図である。

【図８】 図７の接続構造に用いられるスライドゲート
弁の板状弁体を示す平面図である。

【符号の説明】

１ インキタンク ２ 開閉蓋 ３ 容器受け ３a 支持用
フランジ ３b 筒状体 ３c 底部 ４ シリンダポンプ ５ ピストン ６ シャフト ７ シリンダ ８ チャッキ弁 ９ 撹拌フラ
ンジ １０ シースヒータ １１ 還流系 １２ 還流口 １３ 大量用
吐出ノズル １４ 小量用吐出ノズル １５ 電子天
秤 １６ 計量容器 １７ 天秤移
動台 １８ リターンバルブ １９ 電磁弁 ２０ 電磁弁 ２１ 電磁弁 ２２ 電磁弁 ２３ 電磁弁 ２４ リミットスイッチ ２５ リミッ
トスイッチ ２６ 配管 ２７ 電磁弁 ２８ 電磁弁 ２９ 圧力調
整器 ３０ ボール弁 ３０a 弁体 ３０b，３０c Ｏリング ３１ スライ
ドゲート弁 ３１a 板状弁体 ３１b 開口 ３１c 操作取手 ３２ インジ
ケータ ３３ インキ缶

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−186249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−163656（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−17184（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−138868（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−57627（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−41097（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チクソトロピー性を示す高粘性物質を貯
   蔵してその下端部に開口を有するタンク(1)と、 上記タンク(1)の開口に直結されると共に直線往復運動
   する出力軸(6)を有するポンプ手段(4)と、 上記ポンプ手段(4)の出力軸(6)に連結されて上記タンク
   (1)内へ挿通され、該タンク(1)内の上記開口の近辺に位
   置して該出力軸(6)と一体的に直線往復運動することに
   より、該開口近辺に存する上記チクソトロピー性高粘性
   物質を撹拌する撹拌手段(9)と、 上記ポンプ手段(4)から吐出される上記高粘性物質を上
   記タンク(1)内へ還流させる系(11)とを備え、 上記還流される系(11)の還流口(12)が、上記撹拌手段
   (9)の近辺に開口されることを特徴とする高粘性物質供
   給装置。
2. 【請求項２】 上記タンク(1)の開口には直線通路を開
   閉する弁手段(30,31)がさらに取り付けられ、 上記ポンプ手段(4)は、上記弁手段(30,31)の直線通路に
   挿通されることによって、上記タンク(1)に直結される
   請求項１記載の高粘性物質供給装置。
3. 【請求項３】 上記撹拌手段(9)の近辺に、さらに加熱
   手段(10)を備える請求項２記載の高粘性物質供給装置。