JP3374970B2 - ポンプ装置 - Google Patents

Description

【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１
０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１
０、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１
０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加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２
２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９
１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ーブ３１内に嵌挿され、
ロータリースリーブ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３
１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６
１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０〜２０００
ｒｐｍ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０〜２００
ｒｐｍ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１
０１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３
１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６
１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８
４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８
４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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すポンプ装置の縦断面
図。

【図２】図１ポンプ装置の部分正面図。

【図３】図１ポンプ装置の要部の分解斜視図。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は図１ポンプ装置の要部の各動
作順序を示す断面図。

【図５】（ａ）〜（ｅ）は図１ポンプ装置の上下部分で
の各動作順序を示す断面図とインク吸入吐出のインク量
波形図。

【図６】図１ポンプ装置における摺動ユニットの拡大正
面図。

【図７】図６の摺動ユニットの変形例を示す正面図。

【図８】従来のポンプ装置の縦断面図。

【図９】（ａ）〜（ｇ）は図８ポンプ装置の要部の各動
作順序を示す断面図。

【図１０】図８ポンプ装置におけるプランジャの部分拡
大正面図。

【符号の説明】

Ａ 吸入口 Ｃ 吐出口 ２１ ポンプ本体 ３１ ロータリースリーブ ３２ 出入穴 ４１ プランジャ ５１ 駆動モータ ６１ クランク軸 ７１ ギヤ機構 ８１ 摺動ユニット ８２ 摺動体 ８３ 摺動体受け

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 7/06 F04B 53/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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、前記クランプ
   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
   ロータリースリーブを１回転させるギヤ機構とで構成
   し、 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とで
   構成し、 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部内の流体を吐出さ
   せると共に、 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 ことを特徴とするポンプ装置。
2. 【請求項２】 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記載のポンプ装置。
3. 【請求項３】 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２記載のポ
   ンプ装置。