JP4252642B2 - ロータリーバルブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気エア源および排気エア源と吸着装置および吐出装置との間に介装されてエアの接断を行うロータリーバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
枚葉印刷機における給紙装置においては、積載紙を１枚ずつフィーダボードに給紙するために、吸気エア源に接続された吸着装置および排気エア源に接続された吐出装置が使用されている。すなわち、最上位の紙を吸着装置によって吸着するために、吸着装置のエアは吸気エア源としての吸気ポンプによって吸気されている。また、積載紙をさばいたり、吸着装置に吸着された最上層の紙と２枚目の紙とを分離するため、あるいはフィーダボードに運んだ紙を吸着装置から放す際の紙放れをよくするための逆吹きエアを吐出するために、排気エア源としての排気ポンプによって排気エアが供給されている。
吸気エアおよび排気エアのそれぞれの入／切のタイミングは、印刷機本機の回転角に対応しており、これら一連のタイミングの制御をロータリーバルブによって行っている。
【０００３】
図７は従来のロータリーバルブの平面図を示している。
図７において、全体を符号３０で示すロータリーバルブにおいて、略直方体状に形成された本体２は、給紙装置のフレーム５にブラケット５ａを介して固定されている。給紙装置には図示を省略した第１の吸口および第２の吸口、吹足、さばきが設けられている。本体２の矢印Ｙ方向の一端側の下部は、図８Ａ、８Ｂに示すように、円弧状に膨出して膨出部２ａを構成している。
膨出部２ａには、矢印Ｘ方向に延在する貫通孔３が穿設され、この貫通孔３の内周面には円筒状のスリーブ４が固着されている。６はこのスリーブ４内に係合された弁体であり、両端の端軸６ａ，６ｂが軸受７ａ，７ａを介してスリーブ４に回転自在に支持され、一方の端軸６ａを介して印刷機の回転に連動して回転する。
【０００４】
本体２の膨出部２ａに対応した上部側には、上端が開口し下端が貫通孔３に連通する４個のエア通路９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが、垂直方向（矢印Ｚ方向）に形成されている。このうち、エア通路９ａ、９ｂの上端側には、ホース１７ａ、１７ｂを介して後述する吸気ポンプが接続され、エア通路９ａ、９ｂは吸気エア通路を構成している。また、エア通路９ｃ、９ｄの上端側には、ホース１７ｃ、１７ｄを介して後述する排気ポンプが接続され、エア通路９ｃ、９ｄは排気エア通路を構成している。
【０００５】
本体２には、これら吸気エア通路９ａ，９ｂおよび排気エア通路９ｃ，９ｄのそれぞれに直交するように、エア通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが矢印Ｙ方向に延在して形成されている。これらエア通路１０ａ〜１０ｄは、一端が本体２の外部に開口し他端が貫通孔３に連通している。
このうち、エア通路１０ａ，１０ｂには、ホース１８ａ，１８ｂを介して第１および第２の吸口として機能する後述する吸着ヘッドが接続され、これらエア通路１０ａ，１０ｂは吸着エア通路を構成している。また、エア通路１０ｃ，１０ｄには、ホース１８ｃ，１８ｄを介して吹足およびさばきとして機能する後述するノズルが接続され、これらエア通路１０ｃ，１０ｄは吐出エア通路を構成している。
【０００６】
３１は吸着ヘッド用の逆吹き用エア通路であって、吸着エア通路１０ａ，１０ｂ間を、本体２の上端からスリーブ４を貫通し弁体６の周面まで穿設されている。この逆吹き用エア通路３１の上部開口端側には、図示を省略したホースを介して上述した排気ポンプが接続されている。また、逆吹き用エア通路３１の下端が弁体６のある機械回転角において、弁体６に形成された後述する切欠きを介して、吸着エア通路１０ａ，１０ｂに連通している。
【０００７】
スリーブ４には、吸気エア通路９ａ、９ｂおよび排気エア通路９ｃ、９ｄにそれぞれ対応して、通気孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが形成されている。また、スリーブ４には、吸着エア通路１０ａ、１０ｂおよび吐出エア通路１０ｃ、１０ｄに対応して、通気孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが形成されている。
【０００８】
吸気エア通路９ａおよび吸着エア通路１０ａに対応する弁体６の周面には、図８Ａに示すように、通気孔１１ａ，１２ａを連通する切欠き１３ａが形成されている。同様に、吸気エア通路９ｂおよび吸着エア通路１０ｂに対応する弁体６の周面には、切欠き１３ａと軸線方向に位置を違え、かつ弁体６の回転方向に位相を違えて、通気孔１１ｂ，１２ｂを連通する切欠き１３ｂが形成されている。
また、吸気エア通路９ｃおよび吸着エア通路１０ｃに対応する弁体６の周面には、図８Ｂに示すように、通気孔１１ｃ，１２ｃを連通する切欠き１３ｃが形成されている。同様に、吸気エア通路９ｄおよび吸着エア通路１０ｄに対応する弁体６の周面には、切欠き１３ｃと軸線方向に位置を違え、かつ弁体６の回転方向に位相を違えて、通気孔１１ｄ，１２ｄを連通する切欠き１３ｄが形成されている。
【０００９】
このような構成において、印刷機本機の回転に連動して弁体６が回転すると、まず、弁体６の切欠き１３ｄがスリーブ４の通気孔１１ｄ，１２ｄに対向し、切欠き１３ｄを介して排気エア通路９ｄと吐出エア通路１０ｄとが連通する。これにより、排気ポンプから排気された排気エアが切欠き１３ｄによって連通されたエア通路９ｄ，１０ｄを通り、ノズルから吐出されて紙のさばきが行われる。続いて、弁体６が回転すると、切欠き１３ａが通気孔１１ａ，１２ａに対向し、切欠き１３ａを介して吸気エア通路９ａと吸着エア通路１０ａとが連通する。これにより、図８Ａに示すように、吸気ポンプによって吸気される吸気エアＡが、切欠き１３ａによって連通されたエア通路９ａ，１０ａを通り、第１の吸口で紙の吸着が行われる。
【００１０】
続いて、弁体６が回転すると、切欠き１３ｃがスリーブ４の通気孔１１ｃ，１２ｃに対向し、切欠き１３ｃを介して排気エア通路９ｃと吐出エア通路１０ｃとが連通する。これにより、図８Ｂに示すように、排気ポンプから排気された排気エアＢが切欠き１３ｃによって連通されたエア通路９ｃ，１０ｃを通り、吹足であるノズルから吐出される。このとき、吸着ヘッドによって吸着されていた最上層の紙と２枚目の紙との間に吐出エアが吹き付けられ、２枚の紙が分離される。さらに、弁体６が回転すると、切欠き１３ｂが通気孔１１ｂ，１２ｂに対向し、切欠き１３ｂを介して吸気エア通路９ｂと吸着エア通路１０ｂとが連通する。これにより、吸気ポンプによって吸気された吸気エアが切欠き１３ｂによって連通されたエア通路９ｂ，１０ｂを通り、第２の吸口によって紙の吸着が行われる。
【００１１】
これと同時に、切欠き１３ａが通気孔１２ａの位置から外れ、吸気エア通路９ａと吸着エア通路１０ａとの連通が閉ざされる。これにより、吸着エアの供給が停止され、第１の吸口での紙の吸着動作が停止する。さらに、弁体６の切欠き３２ａが逆吹き用エア通路３１に対向するため、逆吹き用エア通路３１と吸着エア通路１０ａとが切欠き３２ａを介して連通する。これにより、排気ポンプから排気された排気エアがエア通路３１，１０ａを通って第１の吸口からエアが吹き出されるため、吸着動作を終了した第１の吸口から紙が素早く解放される。この結果、第２の吸口によって吸着された状態でフィーダボードの上方に搬送される紙が、切れたり折れ曲がったりするようなことがない。
【００１２】
紙を搬送中の第２の吸口がフィーダボードの上方に位置するようになると、弁体６の回転に応じて切欠き１３ｂが通気孔１２ｂの位置から外れ、吸気エア通路９ｂと吸着エア通路１０ｂとの連通が閉ざされる。これにより、吸気エアの吸気が停止されて、第２の吸口による紙の吸着動作が停止する。このとき、切欠き３２ｂが、逆吹き用エア通路３１に対向し、逆吹き用エア通路３１と吸着エア通路１０ｂとが切欠き３２ｂを介して連通する。これにより、排気ポンプから排気された排気エアがエア通路３１，１０ｂを通って第２の吸口から吹き出されるため、吸着動作を終了した第２の吸口から紙が放れてフィーダボード上に給紙される。
【００１３】
ノズルによる吐出動作において、ノズルからのエア吐出時間が吸着ヘッドからの吸引時間と比較して短い場合、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、排気ポンプからのエア通路を構成する切欠き１３ｃが吸気ポンプからのエア通路を構成する切欠き１３ａに対して小さく形成される。逆に、吸着ヘッドによる吸着動作において、吸着ヘッドからの吸引時間がノズルからのエア吐出時間と比較して短い場合には、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、切欠き１３ａが切欠き１３ｃと比較して小さく形成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８Ｂに示すように、ノズルからのエア吐出時間を短くするために切欠き１３ｃを小さくすると、弁体６の回転に伴い通気孔１１ｃの開口が拡がるにつれて通気孔１２ｃの開口が狭くなるため、ノズル側で所定のエア圧が得られなかった。
このため、ノズルからのエア量が不足してさばきが充分に行われなくなり、２枚以上の紙が吸着ヘッドで吸着されることが生じた。このような場合には、印刷機の稼動を停止する必要が生じたり、印刷機の故障の原因ともなるため、生産性が低下するという問題が生じた。また、吸着ヘッドからの逆吹きエアの供給量が不足して吸着ヘッドからの紙放れが遅れるため、紙が切れたり折れ曲がったりして印刷品質が低下するという問題も生じた。
さらに、印刷機が高速になると、ロータリーバルブ内でのエア通路の形成時間が短くなるため、上述の場合と同様に、ノズルから所定の吐出エア圧が得られないという問題も生じた。
【００１５】
一方、図１０Ａに示すように、吸着ヘッドによる吸引時間を短くするために切欠き１３ａを小さくすると、弁体６の回転に伴い通気孔１１ａの開口が拡がるにつれて通気孔１２ａの開口が狭くなる。このため、吸着ヘッドで所定のエア圧力が得られず、給紙不良が発生するという問題があった。
図９に吐出動作時における図８Ｂのロータリーバルブの入出力エアの圧力の関係を示す。図９において、ｂ１はロータリーバルブ３０に入力する排気エアの圧力であって、排気ポンプからの排気エアの圧力を示す。ｂ２はロータリーバルブから出力される吐出エアの圧力であって、ノズルからの吐出エアの圧力を示す。
【００１６】
印刷機の機械回転角がβ１になると、弁体６の切欠き１３ｃがスリーブ４の通気孔１１ｃ，１２ｃに対向し、排気ポンプから吐出エアが、排気エア通路９ｃ、切欠き１３ｃおよび吐出エア通路１０ｃを介してノズルに供給される。このとき、ノズルに供給されるエアの圧力は、圧力Ｐで示される。続いて、機械回転角がβ２になると、切欠き１３ｃが通気孔１２ｃの位置から外れ、通気孔１２ｃは弁体６の周面によって閉塞され、吐出エア通路１０ｃへの吐出エアの供給が停止される。
【００１７】
このとき、従来のロータリーバルブ３０においては、機械回転角β１〜β２の間における吐出エアの圧力ｂ３は、必要な圧力ｂ４に比較して圧力差ΔＰだけ低い圧力となる。これは、切欠き１３ｃが小さいため、弁体６の回転に伴い通気孔１１ｃの開口が拡がるにつれて通気孔１２ｃの開口が狭くなり、排気ポンプから排気されたエアが充分にノズルに供給されないからである。
図１１に吸着動作における図１０Ａのロータリーバルブの入出力エアの関係を示す。図１１に示すように、吸着動作時においても、ロータリーバルブのエアの圧力損失は発生する。ａ１はロータリーバルブ３０に入力する吸気エアの圧力であって、吸気ポンプからの吸気エアの圧力を示す。ａ２はロータリーバルブ３０から出力される吸着エアの圧力であって、吸着ヘッドによる吸着エアの圧力を示す。図１０に示すように、機械回転角β１〜β２の間における吸着エアの圧力ａ３は、必要な圧力ａ４に比較して圧力差ΔＰだけ高い圧力となる。
【００１８】
本発明の目的は、エアによる作動時間が短い場合でも、所定のエア圧力を得ることができるロータリーバルブを提供することにある。
本発明の他の目的は、内部でのエアの圧力損失の低減を図ったロータリーバルブを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係るロータリーバルブは、第１および第２のエア源と、前記第１および第２のエア源によって所定の動作を行う少なくとも１つのエア装置との間に介装され、エアの接断を行うロータリーバルブであって、シリンダ内を回転駆動される弁体と、前記弁体を回転自在に支持する本体と、前記弁体の周面に形成され、前記第１のエア源に接続される切欠きと、前記弁体の内部に軸線方向に形成され、前記第２のエア源に接続される第１の中空部とを備え、前記第１のエア源を排気エア源とし、前記第２のエア源を吸引エア源とし、この吸引エア源によりエアが吸気される吸着装置と、前記本体に設けられ、一端側が前記排気エア源に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口する排気エア通路と、前記本体に設けられ、一端側が前記吸着装置に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口し、前記切欠きを介して前記排気エア通路に接続される吸着エア通路と、前記弁体に設けられ、前記第１の中空部と前記吸着エア通路との間を接続する第１の連通孔とを備え、前記吸着装置は、前記吸着エア通路、前記切欠きおよび前記吐出エア通路を介して前記排気エア源に接続されるとともに、前記吸着エア通路、第１の連通孔および第１の中空部を介して前記吸引エア源に接続され、排気エア源からのエアが供給される吐出装置と、前記本体に設けられ、一端側が前記吐出装置に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口した吐出エア通路と、前記弁体の内部に軸線方向に形成され、前記排気エア源に接続される第２の中空部と、前記弁体に設けられ、前記第２の中空部と前記吐出エア通路との間を接続する第２の連通孔とを備え、前記吐出装置は、前記吐出エア通路、第２の連通孔および第２の中空部を介して前記排気エア源に接続されている。
したがって、第２のエア源によるエアの供給時間が短くてもエアの供給量が不足することがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図３は、後述する本発明の実施の形態を説明するために前提となる技術の概略構成を示す図である。図３において、ロータリーバルブ１０１のエア源側には、ホース１１７ａ、１１７ｂを介して吸気エア源としての吸気ポンプ１３４が接続されるとともに、ホース１１９を介して排気エア源としての排気ポンプ１３６が接続される。ロータリーバルブ１０１の吸着／吐出側には、ホース１１８ａ、１１８ｂおよびホース１１８ｃ、１１８ｄを介して吸着装置としての吸着ヘッド１３５ａ、１３５ｂおよび吐出装置としてのノズル１３７ａ、１３７ｂが接続される。吸着ヘッド１３５ａ、１３５ｂは、給紙装置において第１および第２の吸口としての機能し、ノズル１３７ａ、１３７ｂは吹足およびさばきとして機能する。
【００２１】
図１は図３に示すロータリーバルブの平面図である。図１において、ロータリーバルブ１０１の略直方体状に形成された本体１０２は、給紙装置のフレーム１０５にブラケット１０５ａを介して固定されている。本体１０２の矢印Ｙ方向の一端側の下部は、図２Ａ、２Ｂに示すように、円弧状に膨出して膨出部１０２ａを構成している。
膨出部１０２ａには、矢印Ｘ方向に延在する貫通孔１０３が穿設され、この貫通孔１０３の内周面には円筒状のスリーブ１０４が固着されている。１０６はこのスリーブ１０４内に係合された弁体であり、両端の端軸１０６ａ，１０６ｂが軸受１０７ａ，１０７ｂを介してスリーブ１０４に回転自在に支持され、一方の端軸１０６ａを介して印刷機の回転に連動して回転する。
【００２２】
本体１０２の膨出部１０２ａに対応した上部側には、上端が開口し下端が貫通孔１０３に連通する２個のエア通路１０９ａ、１０９ｂが、垂直方向（矢印Ｚ方向）に形成されている。エア通路１０９ａ、１０９ｂの上端側には、上述したようにホース１１７ａ、１１７ｂを介して吸気ポンプ１３４が接続され、エア通路１０９ａ、１０９ｂは吸気エア通路を構成している。
【００２３】
本体１０２には、吸気エア通路１０９ａ，１０９ｂに直交するように、エア通路１１０ａ、１１０ｂが矢印Ｙ方向に延在して形成されている。また、エア通路１１０ｃ、１１０ｄがエア通路１１０ａ、１１０ｂに並設されている。これらエア通路１１０ａ〜１１０ｄは、一端が本体１０２の外部に開口し他端が貫通孔１０３に接続されている。
このうち、エア通路１１０ａ，１１０ｂには、上述したように、ホース１１８ａ，１１８ｂを介して吸着ヘッド１３５ａ、１３５ｂが接続され、これらエア通路１１０ａ，１１０ｂは吸着エア通路を構成している。また、エア通路１１０ｃ，１１０ｄには、上述したように、ホース１１８ｃ，１１８ｄを介してノズル１３７ａ、１３７ｂが接続され、これらエア通路１１０ｃ，１１０ｄは吐出エア通路を構成している。
【００２４】
スリーブ１０４には、吸気エア通路１０９ａ、１０９ｂに対応して、通気孔１１１ａ、１１１ｂが形成されている。また、スリーブ１０４には、吸着エア通路１１０ａ、１１０ｂおよび吐出エア通路１１０ｃ、１１０ｄに対応して、通気孔１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄが形成されている。
【００２５】
弁体１０６の内部には、図２Ａ、２Ｂに示すように、弁体１０６の一方の端軸１０６ｂ側の端面を開口とし、矢印Ｘ方向に吸気エア通路１０９ａに対応する位置まで延在するめくら穴状の中空部１１４が形成されている。この中空部１１４の開口側には、上述したように、ホース１１９を介して排気ポンプ１３６が接続されている。したがって、中空部１１４は排気エア通路を構成している。
弁体１０６には、中空部１１４が通気孔１１２ａを介して吸着エア通路１１０ａに連通する連通孔１１５ａ（図２Ａ）が形成されている。同様に、中空部１１４が通気孔１１２ｂを介して吸着エア通路１１０ｂに連通する連通孔１１５ｂが、連通孔１１５ａと軸線方向に位置を違え、かつ回転方向の位相を違えて形成されている。
また、弁体１０６には、中空部１１４が通気孔１１２ｃを介して吐出エア通路１１０ｃに連通する連通孔１１５ｃ（図２Ｂ）が形成されている。同様に、中空部１１４が通気孔１１２ｄを介して吐出エア通路１１０ｄに連通する連通孔１１５ｄが、連通孔１１５ｃと軸線方向に位置を違え、かつ回転方向の位相を違えて形成されている。
【００２６】
吸気エア通路１０９ａおよび吸着エア通路１１０ａに対応する弁体１０６の周面には、図２Ａに示すように、通気孔１１１ａ，１１２ａ間を連通する切欠き１１３ａが形成されている。同様に、吸気エア通路１０９ｂおよび吸着エア通路１１０ｂに対応する弁体１０６の周面には、切欠き１１３ａと軸線方向に位置を違え、かつ弁体１０６の回転方向に位相を違えて、通気孔１１１ｂ，１１２ｂ間を連通する切欠き１１３ｂが形成されている。
【００２７】
したがって、今まで説明した前提技術は、弁体１０６の内部にその軸線方向に、断面が円形のめくら穴状の中空部１１４を形成し、この中空部１１４を排気エア通路とした点を特徴とする。そして、図７、図８Ａ、図８Ｂに示す従来の排気エア通路９ｃ，９ｄおよび逆吹き用エア通路３１を中空部１１４に置き換えることによって、逆吹き用エア通路３１および弁体６に形成された切欠き３２ａ，３２ｂを不要としている。
【００２８】
次に、このように構成されたロータリーバルブによる吸気および排気の切替え動作を図３を用いて説明する。
印刷機の回転に連動して弁体１０６が回転すると、まず、弁体１０６の連通孔１１５ｄが、スリーブ１０４の通気孔１１２ｄに対向し、排気エア通路としての中空部１１４および吐出エア通路１１０ｄが連通孔１１５ｄおよび通気孔１１２ｄを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアが中空部１１４およびエア通路１１０ｄを通ってノズル１３７ｂから吐出され、紙のさばきが行われる（ステップＳ１１）。
続いて、弁体１０６が回転すると、切欠き１１３ａが通気孔１１２ａ，１１１ａに対向し、切欠き１１３ａを介して吸気エア通路１０９ａと吸着エア通路１１０ａとが連通する。これにより、図２Ａに示すように、吸気ポンプ１３４によって吸気される吸気エアＡが、連通されたエア通路１０９ａ，１１０ａを通り、第１の吸口である吸着ヘッド１３５ａで紙の吸着が行われる（ステップＳ１２）。
【００２９】
続いて、弁体１０６が回転すると、連通孔１１５ｃがスリーブ１０４の通気孔１１２ｃに対向し、図２Ｂに示すように、排気エア通路としての中空部１１４および吐出エア通路１１０ｃが連通孔１１５ｃおよび通気孔１１１ｃを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアＢが中空部１１４およびエア通路１１０ｃを通って吹足であるノズル１３７ａに供給され、最上層の紙と２枚目の紙との間にエアが吹きつけられて紙が分離される（ステップＳ１３）。
続いて、弁体１０６が回転すると、切欠き１１３ｂが通気孔１１２ｂ，１１１ｂに対向し、吸気エア通路１０９ｂおよび吸着エア通路１１０ｂが切欠き１１３ｂを介して連通する。これにより、吸気ポンプ１３４からの吸気エアがエア通路１０９ｂ，１１０ｂを通って第２の吸口である吸着ヘッド１３５ｂに供給され、紙の吸着が行われる（ステップＳ１４）。
【００３０】
これと同時に、弁体１０６の連通孔１１５ａが通気孔１１２ａに対向し、中空部１１４および吸着エア通路１１０ａが連通孔１１５ａおよび通気孔１１２ａを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアが中空部１１４およびエア通路１１０ａを通って第１の吸口である吸着ヘッド１３５ａに供給され、吸着動作後の吸着ヘッド１３５ａから紙が素早く解放される（ステップＳ１５）。この結果、第２の吸口である吸着ヘッド１３５ｂによって吸着された状態でフィーダボードの上方に搬送される紙が、切れたり折れ曲がったりするようなことがない。
【００３１】
紙を搬送中の吸着ヘッド１３５ｂがフィーダボードの上方に位置するようになると、弁体１０６の回転により、連通孔１１５ｂが通気孔１１２ｂに対向し、中空部１１４および吸着エア通路１１０ｂが連通孔１１５ｂおよび通気孔１１２ｂを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアが中空部１１４およびエア通路１１０ｂを通って吸着ヘッド１３５ｂに供給され、吸着ヘッド１３５ｂから紙が解放されフィーダボード上に給紙される（ステップＳ１６）。
【００３２】
このように、エアの吐出動作時に、中空部１１４および貫通孔１１５ｃ、１１５ｄを介して排気ポンプ１３６からノズル１３７ａ、１３７ｂにエアを供給するようにしたので、充分な圧力のエアによってさばきおよび吹き足動作を短時間で確実に行うことができる。
また、エアの吐出動作時に、中空部１１４、連通孔１１５ｃ，１１５ｄ、通気孔１１１ｃ，１１１ｄおよび吐出エア通路１１０ｃ，１１０ｄが略一直線上に位置することにより、吹足およびさばきの動作時にエア損失が小さくなる。これにより、比較的小さなパワーの排気ポンプを用いることができる。
【００３３】
さらに、断面積の大きい弁体１０６の中空部１１４を介して排気エアを供給するようにしたので、弁部におけるエアの圧力損失が小さくなる。また、従来のように、本体２に形成された排気エア通路９ｃ，９ｄやスリーブ４に形成した通気孔１１ｃ，１１ｄを不要とし、弁体１０６に中空部１１４および連通孔１１５ａ〜１１５ｄを形成するだけでよい。このため、構造が簡素化されて加工が容易になる。
【００３４】
さらにまた、従来必要としていた弁体６の切欠き３２ａ，３２ｂおよび逆吹き用エア通路３１を不要としたため、構造が簡素化される。また、中空部１１４、連通孔１１５ａ，１１５ｂ、通気孔１１１ａ，１１１ｂ、吸着エア通路１１０ａ，１１０ｂが略一直線上に位置するので、逆吹き時のエア圧損失も小さくなる。
【００３５】
図４は本発明の実施の形態によるロータリーバルブの平面図、図５Ａは図４のIII−III線断面図、図５Ｂは図４のIV−IV線断面図であり、図１、図２Ａ、図２Ｂと同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
本発明の実施の形態において、図１、図２Ａ、図２Ｂで説明したロータリバルブと異なる点は、図４に示すように、中空部１１４の中央に第１の中空部１１４ａと第２の中空部１１４ｂとに区分けする仕切壁１１４ｃを設けている。
図６に示すように、第１の中空部１１４ａは、ホース１１９ａを介して吸気ポンプ１３４に接続されて、吸気エア通路を構成する。一方、第２の中空部１１４ｂは、図１、図２Ａ、図２Ｂで説明したロータリバルブと同様に、ホース１１９ｂを介して排気ポンプ１３６に接続される。本体１０２の上端側に形成されたエア通路１１６ａ、１１６ｂは、ホース１１７ａ，１１７ｂを介して排気ポンプ１３６が接続され、排気エア通路を構成する。
【００３６】
弁体１０６には、第１の中空部１１４ａが通気孔１１２ａを介して吸着エア通路１１０ａに連通する連通孔２１５ａ（図５Ａ）が形成されている。同様に、第１の中空部１１４ａが通気孔１１２ｂを介して吸着エア通路１１０ｂに連通する連通孔２１５ｂが、連通孔２１５ａと軸線方向に位置を違え、かつ回転方向の位相を違えて形成されている。また、弁体１０６には、第２の中空部１１４ｂが通気孔１１２ｃを介して吐出エア通路１１０ｃに連通する連通孔２１５ｃ（図５Ｂ）が形成されている。同様に、第２の中空部１１４ｂが通気孔１１２ｄを介して吸着エア通路１１０ｄに連通する連通孔２１５ｄが、連通孔２１５ｃと軸線方向に位置を違え、かつ回転方向の位相を違えて形成されている。
【００３７】
次に、このように構成されたロータリーバルブによる吸気と排気の切替え動作を図６を用いて説明する。
印刷機の回転に連動して弁体１０６が回転すると、まず、弁体１０６の連通孔２１５ｄが、スリーブ１０４の通気孔１１２ｄに対向し、排気エア通路としての第２の中空部１１４ｂおよび吐出エア通路１１０ｄが連通孔２１５ｄおよび通気孔１１２ｄを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアが第２の中空部１１４ｂおよび吐出エア通路１１０ｄを通ってノズル１３７ｂに供給され、紙のさばきが行われる（ステップＳ２１）。
続いて、弁体１０６が回転すると、弁体１０６の連通孔２１５ａが通気孔１１２ａに対向し、吸気エア通路としての第１の中空部１１４ａおよび吸着エア通路１１０ａが連通孔２１５ａおよび通気孔１１２ａを介して連通する。これにより、吸気ポンプ１３４によって吸気される吸気エアが、吸着エア通路１１０ａおよび第１の中空部１１４ａを通り、第１の吸口である吸着ヘッド１３５ａで紙の吸着が行われる（ステップＳ２２）。
【００３８】
続いて、弁体１０６が回転すると、連通孔２１５ｃがスリーブ１０４の通気孔１１２ｃに対向し、図５Ｂに示すように、排気エア通路としての第２の中空部１１４ｂおよび吐出エア通路１１０ｃが連通孔２１５ｃおよび通気孔１１２ｃを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアＢが第２の中空部１１４ｂおよび吸着エア通路１１０ｃを通って吹足であるノズル１３７ａに供給され、最上層の紙と２枚目の紙との間にエアが吹きつけられて２枚の紙が分離される（ステップＳ２３）。
続いて、弁体１０６が回転すると、弁体１０６の連通孔２１５ｂが通気孔１１２ｂに対向し、第１の中空部１１４ａおよび吸着エア通路１１０ａが連通孔２１５ｂおよび通気孔１１２ｂを介して連通する。これにより、吸気ポンプ１３４によって吸気される吸気エアが、第１の中空部１１４ａおよび吸着エア通路１１０ａを通り、第２の吸口である吸着ヘッド１３５ｂで紙の吸着が行われる（ステップＳ２４）。
【００３９】
これと同時に、切欠き１１３ａが通気孔１１２ａ，１１１ａに対向し、図５Ａに示すように、切欠き１１３ａを介して排気エア通路１１６ａおよび吐出エア通路１１０ａが連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアＢがエア通路１１６ａ，１１０ａを通って第１の吸口である吸着ヘッド１３５ａに供給され、吸着動作後の吸着ヘッド１３５ａから紙が素早く解放される（ステップＳ２５）。このため、第２の吸口である吸着ヘッド１３５ｂによって吸着された状態でフィーダボードの上方に搬送される紙が、切れたり折れ曲がったりするようなことがない。
【００４０】
紙を搬送中の第２の吸着ヘッド１３５ｂがフィーダボードの上方に位置するようになると、弁体１０６の回転により切欠き１１３ｂが通気孔１１２ｂ，１１１ｂに対向し、切欠き１１３ｂを介して排気エア通路１１６ｂおよび吐出エア通路１１０ｂとが連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアがエア通路１１６ｂ，１１０ｂを通って吸着ヘッド１３５ｂに供給され、吸着ヘッド１３５ｂから紙が解放されてフィーダボード上に給紙される（ステップＳ２６）。
【００４１】
本実施の形態によれば、吸着動作時に、第１の中空部１１４ａおよび連通孔２１５ａ、２１５ｂを介して吸気ポンプ１３４によって吸着ヘッド１３５ａ、１３５ｂからエアを吸気するようにしたので、充分な圧力のエアによって吸着動作を短時間で確実に行うことができる。また、吸着動作時において、第１の中空部１１４ａ、連通孔２１５ａ，２１５ｂ、通気孔１１２ａ，１１２ｂが略一直線上に位置するので、吸着エアの圧力損失が小さくなる。さらに、弁体１０６の断面積の大きい第１の中空部１１４ａを吸気エア通路として機能させているので、弁部におけるエアの圧力損失が小さい。
【００４７】
なお、本実施の形態では、通気孔１１１ａ，１１１ｂが形成されたスリーブ１０４を設けたが、弁体１０６を本体１０２の貫通孔１０３に直接係合させてもよい。このような構造とすれば、通気孔１１１ａ〜１１１ｄも不要になる。要するに、弁体が本体に形成されたスリーブを含むシリンダ内で回転自在に支持されればよい。
また、本実施の形態では、ロータリーバルブを給紙装置に適用した例を示したが、これに限定されず、例えば印刷機本体の反転胴装置や排紙装置等にも適用できる。また、中空部は断面円形としたが、楕円、四角、三角等種々の形状に設計変更が可能である。また、ロータリーバルブを１個のみで使用する例を示したが、複数個連ねて使用してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように発明は、ロータリーバルブの弁体が異なるエア源に接続された中空部および切欠き部を備え、これら中空部および切欠き部は所定の特性が必要とされるエア通路と組み合わされている。このため、エアの作用時間が短いエア通路には中空部を、またエアの作用時間が長いエア通路には切欠き部を用いることにより、各エア通路に必要とされる所定のエア圧力を得ることができる。また、弁体に中空部および切欠き部を形成したので、ロータリーバルブ全体をコンパクトに構成することができる。また、吸着装置からの逆吹きエアの通路も弁体に形成した中空部または切欠きで構成することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を説明するために前提となるロータリーバルブの平面図である。
【図２】 （Ａ）は図１におけるＩ−Ｉ線断面図、（Ｂ）は図１におけるII−II線断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態を説明するために前提となるロータリーバルブが適用される印刷機における給紙装置の概略構成図である。
【図４】 本発明の実施の形態によるロータリーバルブの平面図である。
【図５】 （Ａ）は図４におけるIII−III線断面図、（Ｂ）は図４におけるIV−IV線断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態によるロータリーバルブが適用される給紙装置の概略構成図である。
【図７】 従来のロータリーバルブの平面図である。
【図８】 （Ａ）は図７における VI − VI 線断面図、（Ｂ）は図７における VII − VII 線断面図である。
【図９】 吐出動作時おける図８Ｂのロータリーバルブの入出力エアの圧力の関係を示す図である。
【図１０】 （Ａ）は図８Ａに対応するロータリーバルブの他の例を示す要部断面図、（Ｂ）は図８Ｂに対応するロータリーバルブの他の例を示す要部断面図である。
【図１１】 吸引動作時おける図１０Ａのロータリーバルブの入出力エアの圧力の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０１…ロータリーバルブ、１０６…弁体、１１４，１１４ａ，１１４ｂ…中空部、２１５ａないし２１５ｄ…連通孔、１１０ａ，１１０ｂ…吸着エア通路、１１０ｃ，１１０ｄ…吐出エア通路、１１１ａないし１１１ｄ，１１２ａないし１１２ｄ…通気孔、１１３ａ，１１３ｂ…切欠き、１３４…排気エア源、１３６…吸引エア源。
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気エア源および排気エア源と吸着装置および吐出装置との間に介装されてエアの接断を行うロータリーバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
枚葉印刷機における給紙装置においては、積載紙を１枚ずつフィーダボードに給紙するために、吸気エア源に接続された吸着装置および排気エア源に接続された吐出装置が使用されている。すなわち、最上位の紙を吸着装置によって吸着するために、吸着装置のエアは吸気エア源としての吸気ポンプによって吸気されている。また、積載紙をさばいたり、吸着装置に吸着された最上層の紙と２枚目の紙とを分離するため、あるいはフィーダボードに運んだ紙を吸着装置から放す際の紙放れをよくするための逆吹きエアを吐出するために、排気エア源としての排気ポンプによって排気エアが供給されている。
吸気エアおよび排気エアのそれぞれの入／切のタイミングは、印刷機本機の回転角に対応しており、これら一連のタイミングの制御をロータリーバルブによって行っている。
【０００３】
図７は従来のロータリーバルブの平面図を示している。
図７において、全体を符号３０で示すロータリーバルブにおいて、略直方体状に形成された本体２は、給紙装置のフレーム５にブラケット５ａを介して固定されている。給紙装置には図示を省略した第１の吸口および第２の吸口、吹足、さばきが設けられている。本体２の矢印Ｙ方向の一端側の下部は、図８Ａ、８Ｂに示すように、円弧状に膨出して膨出部２ａを構成している。
膨出部２ａには、矢印Ｘ方向に延在する貫通孔３が穿設され、この貫通孔３の内周面には円筒状のスリーブ４が固着されている。６はこのスリーブ４内に係合された弁体であり、両端の端軸６ａ，６ｂが軸受７ａ，７ａを介してスリーブ４に回転自在に支持され、一方の端軸６ａを介して印刷機の回転に連動して回転する。
【０００４】
本体２の膨出部２ａに対応した上部側には、上端が開口し下端が貫通孔３に連通する４個のエア通路９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが、垂直方向（矢印Ｚ方向）に形成されている。このうち、エア通路９ａ、９ｂの上端側には、ホース１７ａ、１７ｂを介して後述する吸気ポンプが接続され、エア通路９ａ、９ｂは吸気エア通路を構成している。また、エア通路９ｃ、９ｄの上端側には、ホース１７ｃ、１７ｄを介して後述する排気ポンプが接続され、エア通路９ｃ、９ｄは排気エア通路を構成している。
【０００５】
本体２には、これら吸気エア通路９ａ，９ｂおよび排気エア通路９ｃ，９ｄのそれぞれに直交するように、エア通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが矢印Ｙ方向に延在して形成されている。これらエア通路１０ａ〜１０ｄは、一端が本体２の外部に開口し他端が貫通孔３に連通している。
このうち、エア通路１０ａ，１０ｂには、ホース１８ａ，１８ｂを介して第１および第２の吸口として機能する後述する吸着ヘッドが接続され、これらエア通路１０ａ，１０ｂは吸着エア通路を構成している。また、エア通路１０ｃ，１０ｄには、ホース１８ｃ，１８ｄを介して吹足およびさばきとして機能する後述するノズルが接続され、これらエア通路１０ｃ，１０ｄは吐出エア通路を構成している。
【０００６】
３１は吸着ヘッド用の逆吹き用エア通路であって、吸着エア通路１０ａ，１０ｂ間を、本体２の上端からスリーブ４を貫通し弁体６の周面まで穿設されている。この逆吹き用エア通路３１の上部開口端側には、図示を省略したホースを介して上述した排気ポンプが接続されている。また、逆吹き用エア通路３１の下端が弁体６のある機械回転角において、弁体６に形成された後述する切欠きを介して、吸着エア通路１０ａ，１０ｂに連通している。
【０００７】
スリーブ４には、吸気エア通路９ａ、９ｂおよび排気エア通路９ｃ、９ｄにそれぞれ対応して、通気孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが形成されている。また、スリーブ４には、吸着エア通路１０ａ、１０ｂおよび吐出エア通路１０ｃ、１０ｄに対応して、通気孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが形成されている。
【０００８】
吸気エア通路９ａおよび吸着エア通路１０ａに対応する弁体６の周面には、図８Ａに示すように、通気孔１１ａ，１２ａを連通する切欠き１３ａが形成されている。同様に、吸気エア通路９ｂおよび吸着エア通路１０ｂに対応する弁体６の周面には、切欠き１３ａと軸線方向に位置を違え、かつ弁体６の回転方向に位相を違えて、通気孔１１ｂ，１２ｂを連通する切欠き１３ｂが形成されている。
また、吸気エア通路９ｃおよび吸着エア通路１０ｃに対応する弁体６の周面には、図８Ｂに示すように、通気孔１１ｃ，１２ｃを連通する切欠き１３ｃが形成されている。同様に、吸気エア通路９ｄおよび吸着エア通路１０ｄに対応する弁体６の周面には、切欠き１３ｃと軸線方向に位置を違え、かつ弁体６の回転方向に位相を違えて、通気孔１１ｄ，１２ｄを連通する切欠き１３ｄが形成されている。
【０００９】
このような構成において、印刷機本機の回転に連動して弁体６が回転すると、まず、弁体６の切欠き１３ｄがスリーブ４の通気孔１１ｄ，１２ｄに対向し、切欠き１３ｄを介して排気エア通路９ｄと吐出エア通路１０ｄとが連通する。これにより、排気ポンプから排気された排気エアが切欠き１３ｄによって連通されたエア通路９ｄ，１０ｄを通り、ノズルから吐出されて紙のさばきが行われる。続いて、弁体６が回転すると、切欠き１３ａが通気孔１１ａ，１２ａに対向し、切欠き１３ａを介して吸気エア通路９ａと吸着エア通路１０ａとが連通する。これにより、図８Ａに示すように、吸気ポンプによって吸気される吸気エアＡが、切欠き１３ａによって連通されたエア通路９ａ，１０ａを通り、第１の吸口で紙の吸着が行われる。
【００１０】
続いて、弁体６が回転すると、切欠き１３ｃがスリーブ４の通気孔１１ｃ，１２ｃに対向し、切欠き１３ｃを介して排気エア通路９ｃと吐出エア通路１０ｃとが連通する。これにより、図８Ｂに示すように、排気ポンプから排気された排気エアＢが切欠き１３ｃによって連通されたエア通路９ｃ，１０ｃを通り、吹足であるノズルから吐出される。このとき、吸着ヘッドによって吸着されていた最上層の紙と２枚目の紙との間に吐出エアが吹き付けられ、２枚の紙が分離される。さらに、弁体６が回転すると、切欠き１３ｂが通気孔１１ｂ，１２ｂに対向し、切欠き１３ｂを介して吸気エア通路９ｂと吸着エア通路１０ｂとが連通する。これにより、吸気ポンプによって吸気された吸気エアが切欠き１３ｂによって連通されたエア通路９ｂ，１０ｂを通り、第２の吸口によって紙の吸着が行われる。
【００１１】
これと同時に、切欠き１３ａが通気孔１２ａの位置から外れ、吸気エア通路９ａと吸着エア通路１０ａとの連通が閉ざされる。これにより、吸着エアの供給が停止され、第１の吸口での紙の吸着動作が停止する。さらに、弁体６の切欠き３２ａが逆吹き用エア通路３１に対向するため、逆吹き用エア通路３１と吸着エア通路１０ａとが切欠き３２ａを介して連通する。これにより、排気ポンプから排気された排気エアがエア通路３１，１０ａを通って第１の吸口からエアが吹き出されるため、吸着動作を終了した第１の吸口から紙が素早く解放される。この結果、第２の吸口によって吸着された状態でフィーダボードの上方に搬送される紙が、切れたり折れ曲がったりするようなことがない。
【００１２】
紙を搬送中の第２の吸口がフィーダボードの上方に位置するようになると、弁体６の回転に応じて切欠き１３ｂが通気孔１２ｂの位置から外れ、吸気エア通路９ｂと吸着エア通路１０ｂとの連通が閉ざされる。これにより、吸気エアの吸気が停止されて、第２の吸口による紙の吸着動作が停止する。このとき、切欠き３２ｂが、逆吹き用エア通路３１に対向し、逆吹き用エア通路３１と吸着エア通路１０ｂとが切欠き３２ｂを介して連通する。これにより、排気ポンプから排気された排気エアがエア通路３１，１０ｂを通って第２の吸口から吹き出されるため、吸着動作を終了した第２の吸口から紙が放れてフィーダボード上に給紙される。
【００１３】
ノズルによる吐出動作において、ノズルからのエア吐出時間が吸着ヘッドからの吸引時間と比較して短い場合、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、排気ポンプからのエア通路を構成する切欠き１３ｃが吸気ポンプからのエア通路を構成する切欠き１３ａに対して小さく形成される。逆に、吸着ヘッドによる吸着動作において、吸着ヘッドからの吸引時間がノズルからのエア吐出時間と比較して短い場合には、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、切欠き１３ａが切欠き１３ｃと比較して小さく形成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８Ｂに示すように、ノズルからのエア吐出時間を短くするために切欠き１３ｃを小さくすると、弁体６の回転に伴い通気孔１１ｃの開口が拡がるにつれて通気孔１２ｃの開口が狭くなるため、ノズル側で所定のエア圧が得られなかった。
このため、ノズルからのエア量が不足してさばきが充分に行われなくなり、２枚以上の紙が吸着ヘッドで吸着されることが生じた。このような場合には、印刷機の稼動を停止する必要が生じたり、印刷機の故障の原因ともなるため、生産性が低下するという問題が生じた。また、吸着ヘッドからの逆吹きエアの供給量が不足して吸着ヘッドからの紙放れが遅れるため、紙が切れたり折れ曲がったりして印刷品質が低下するという問題も生じた。
さらに、印刷機が高速になると、ロータリーバルブ内でのエア通路の形成時間が短くなるため、上述の場合と同様に、ノズルから所定の吐出エア圧が得られないという問題も生じた。
【００１５】
一方、図１０Ａに示すように、吸着ヘッドによる吸引時間を短くするために切欠き１３ａを小さくすると、弁体６の回転に伴い通気孔１１ａの開口が拡がるにつれて通気孔１２ａの開口が狭くなる。このため、吸着ヘッドで所定のエア圧力が得られず、給紙不良が発生するという問題があった。
図９に吐出動作時における図８Ｂのロータリーバルブの入出力エアの圧力の関係を示す。図９において、ｂ１はロータリーバルブ３０に入力する排気エアの圧力であって、排気ポンプからの排気エアの圧力を示す。ｂ２はロータリーバルブから出力される吐出エアの圧力であって、ノズルからの吐出エアの圧力を示す。
【００１６】
印刷機の機械回転角がβ１になると、弁体６の切欠き１３ｃがスリーブ４の通気孔１１ｃ，１２ｃに対向し、排気ポンプから吐出エアが、排気エア通路９ｃ、切欠き１３ｃおよび吐出エア通路１０ｃを介してノズルに供給される。このとき、ノズルに供給されるエアの圧力は、圧力Ｐで示される。続いて、機械回転角がβ２になると、切欠き１３ｃが通気孔１２ｃの位置から外れ、通気孔１２ｃは弁体６の周面によって閉塞され、吐出エア通路１０ｃへの吐出エアの供給が停止される。
【００１７】
このとき、従来のロータリーバルブ３０においては、機械回転角β１〜β２の間における吐出エアの圧力ｂ３は、必要な圧力ｂ４に比較して圧力差ΔＰだけ低い圧力となる。これは、切欠き１３ｃが小さいため、弁体６の回転に伴い通気孔１１ｃの開口が拡がるにつれて通気孔１２ｃの開口が狭くなり、排気ポンプから排気されたエアが充分にノズルに供給されないからである。
図１１に吸着動作における図１０Ａのロータリーバルブの入出力エアの関係を示す。図１１に示すように、吸着動作時においても、ロータリーバルブのエアの圧力損失は発生する。ａ１はロータリーバルブ３０に入力する吸気エアの圧力であって、吸気ポンプからの吸気エアの圧力を示す。ａ２はロータリーバルブ３０から出力される吸着エアの圧力であって、吸着ヘッドによる吸着エアの圧力を示す。図１０に示すように、機械回転角β１〜β２の間における吸着エアの圧力ａ３は、必要な圧力ａ４に比較して圧力差ΔＰだけ高い圧力となる。
【００１８】
本発明の目的は、エアによる作動時間が短い場合でも、所定のエア圧力を得ることができるロータリーバルブを提供することにある。
本発明の他の目的は、内部でのエアの圧力損失の低減を図ったロータリーバルブを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係るロータリーバルブは、第１および第２のエア源と、前記第１および第２のエア源によって所定の動作を行う少なくとも１つのエア装置との間に介装され、エアの接断を行うロータリーバルブであって、シリンダ内を回転駆動される弁体と、前記弁体を回転自在に支持する本体と、前記弁体の周面に形成され、前記第１のエア源に接続される切欠きと、前記弁体の内部に軸線方向に形成され、前記第２のエア源に接続される第１の中空部とを備え、前記第１のエア源を排気エア源とし、前記第２のエア源を吸引エア源とし、この吸引エア源によりエアが吸気される吸着装置と、前記本体に設けられ、一端側が前記排気エア源に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口する排気エア通路と、前記本体に設けられ、一端側が前記吸着装置に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口し、前記切欠きを介して前記排気エア通路に接続される吸着エア通路と、前記弁体に設けられ、前記第１の中空部と前記吸着エア通路との間を接続する第１の連通孔とを備え、前記吸着装置は、前記吸着エア通路、前記切欠きおよび前記吐出エア通路を介して前記排気エア源に接続されるとともに、前記吸着エア通路、第１の連通孔および第１の中空部を介して前記吸引エア源に接続され、排気エア源からのエアが供給される吐出装置と、前記本体に設けられ、一端側が前記吐出装置に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口した吐出エア通路と、前記弁体の内部に軸線方向に形成され、前記排気エア源に接続される第２の中空部と、前記弁体に設けられ、前記第２の中空部と前記吐出エア通路との間を接続する第２の連通孔とを備え、前記吐出装置は、前記吐出エア通路、第２の連通孔および第２の中空部を介して前記排気エア源に接続されている。
したがって、第２のエア源によるエアの供給時間が短くてもエアの供給量が不足することがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図３は、後述する本発明の実施の形態を説明するために前提となる技術の概略構成を示す図である。図３において、ロータリーバルブ１０１のエア源側には、ホース１１７ａ、１１７ｂを介して吸気エア源としての吸気ポンプ１３４が接続されるとともに、ホース１１９を介して排気エア源としての排気ポンプ１３６が接続される。ロータリーバルブ１０１の吸着／吐出側には、ホース１１８ａ、１１８ｂおよびホース１１８ｃ、１１８ｄを介して吸着装置としての吸着ヘッド１３５ａ、１３５ｂおよび吐出装置としてのノズル１３７ａ、１３７ｂが接続される。吸着ヘッド１３５ａ、１３５ｂは、給紙装置において第１および第２の吸口としての機能し、ノズル１３７ａ、１３７ｂは吹足およびさばきとして機能する。
【００２１】
図１は図３に示すロータリーバルブの平面図である。図１において、ロータリーバルブ１０１の略直方体状に形成された本体１０２は、給紙装置のフレーム１０５にブラケット１０５ａを介して固定されている。本体１０２の矢印Ｙ方向の一端側の下部は、図２Ａ、２Ｂに示すように、円弧状に膨出して膨出部１０２ａを構成している。
膨出部１０２ａには、矢印Ｘ方向に延在する貫通孔１０３が穿設され、この貫通孔１０３の内周面には円筒状のスリーブ１０４が固着されている。１０６はこのスリーブ１０４内に係合された弁体であり、両端の端軸１０６ａ，１０６ｂが軸受１０７ａ，１０７ｂを介してスリーブ１０４に回転自在に支持され、一方の端軸１０６ａを介して印刷機の回転に連動して回転する。
【００２２】
本体１０２の膨出部１０２ａに対応した上部側には、上端が開口し下端が貫通孔１０３に連通する２個のエア通路１０９ａ、１０９ｂが、垂直方向（矢印Ｚ方向）に形成されている。エア通路１０９ａ、１０９ｂの上端側には、上述したようにホース１１７ａ、１１７ｂを介して吸気ポンプ１３４が接続され、エア通路１０９ａ、１０９ｂは吸気エア通路を構成している。
【００２３】
本体１０２には、吸気エア通路１０９ａ，１０９ｂに直交するように、エア通路１１０ａ、１１０ｂが矢印Ｙ方向に延在して形成されている。また、エア通路１１０ｃ、１１０ｄがエア通路１１０ａ、１１０ｂに並設されている。これらエア通路１１０ａ〜１１０ｄは、一端が本体１０２の外部に開口し他端が貫通孔１０３に接続されている。
このうち、エア通路１１０ａ，１１０ｂには、上述したように、ホース１１８ａ，１１８ｂを介して吸着ヘッド１３５ａ、１３５ｂが接続され、これらエア通路１１０ａ，１１０ｂは吸着エア通路を構成している。また、エア通路１１０ｃ，１１０ｄには、上述したように、ホース１１８ｃ，１１８ｄを介してノズル１３７ａ、１３７ｂが接続され、これらエア通路１１０ｃ，１１０ｄは吐出エア通路を構成している。
【００２４】
スリーブ１０４には、吸気エア通路１０９ａ、１０９ｂに対応して、通気孔１１１ａ、１１１ｂが形成されている。また、スリーブ１０４には、吸着エア通路１１０ａ、１１０ｂおよび吐出エア通路１１０ｃ、１１０ｄに対応して、通気孔１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄが形成されている。
【００２５】
弁体１０６の内部には、図２Ａ、２Ｂに示すように、弁体１０６の一方の端軸１０６ｂ側の端面を開口とし、矢印Ｘ方向に吸気エア通路１０９ａに対応する位置まで延在するめくら穴状の中空部１１４が形成されている。この中空部１１４の開口側には、上述したように、ホース１１９を介して排気ポンプ１３６が接続されている。したがって、中空部１１４は排気エア通路を構成している。
弁体１０６には、中空部１１４が通気孔１１２ａを介して吸着エア通路１１０ａに連通する連通孔１１５ａ（図２Ａ）が形成されている。同様に、中空部１１４が通気孔１１２ｂを介して吸着エア通路１１０ｂに連通する連通孔１１５ｂが、連通孔１１５ａと軸線方向に位置を違え、かつ回転方向の位相を違えて形成されている。
また、弁体１０６には、中空部１１４が通気孔１１２ｃを介して吐出エア通路１１０ｃに連通する連通孔１１５ｃ（図２Ｂ）が形成されている。同様に、中空部１１４が通気孔１１２ｄを介して吐出エア通路１１０ｄに連通する連通孔１１５ｄが、連通孔１１５ｃと軸線方向に位置を違え、かつ回転方向の位相を違えて形成されている。
【００２６】
吸気エア通路１０９ａおよび吸着エア通路１１０ａに対応する弁体１０６の周面には、図２Ａに示すように、通気孔１１１ａ，１１２ａ間を連通する切欠き１１３ａが形成されている。同様に、吸気エア通路１０９ｂおよび吸着エア通路１１０ｂに対応する弁体１０６の周面には、切欠き１１３ａと軸線方向に位置を違え、かつ弁体１０６の回転方向に位相を違えて、通気孔１１１ｂ，１１２ｂ間を連通する切欠き１１３ｂが形成されている。
【００２７】
したがって、今まで説明した前提技術は、弁体１０６の内部にその軸線方向に、断面が円形のめくら穴状の中空部１１４を形成し、この中空部１１４を排気エア通路とした点を特徴とする。そして、図７、図８Ａ、図８Ｂに示す従来の排気エア通路９ｃ，９ｄおよび逆吹き用エア通路３１を中空部１１４に置き換えることによって、逆吹き用エア通路３１および弁体６に形成された切欠き３２ａ，３２ｂを不要としている。
【００２８】
次に、このように構成されたロータリーバルブによる吸気および排気の切替え動作を図３を用いて説明する。
印刷機の回転に連動して弁体１０６が回転すると、まず、弁体１０６の連通孔１１５ｄが、スリーブ１０４の通気孔１１２ｄに対向し、排気エア通路としての中空部１１４および吐出エア通路１１０ｄが連通孔１１５ｄおよび通気孔１１２ｄを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアが中空部１１４およびエア通路１１０ｄを通ってノズル１３７ｂから吐出され、紙のさばきが行われる（ステップＳ１１）。
続いて、弁体１０６が回転すると、切欠き１１３ａが通気孔１１２ａ，１１１ａに対向し、切欠き１１３ａを介して吸気エア通路１０９ａと吸着エア通路１１０ａとが連通する。これにより、図２Ａに示すように、吸気ポンプ１３４によって吸気される吸気エアＡが、連通されたエア通路１０９ａ，１１０ａを通り、第１の吸口である吸着ヘッド１３５ａで紙の吸着が行われる（ステップＳ１２）。
【００２９】
続いて、弁体１０６が回転すると、連通孔１１５ｃがスリーブ１０４の通気孔１１２ｃに対向し、図２Ｂに示すように、排気エア通路としての中空部１１４および吐出エア通路１１０ｃが連通孔１１５ｃおよび通気孔１１１ｃを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアＢが中空部１１４およびエア通路１１０ｃを通って吹足であるノズル１３７ａに供給され、最上層の紙と２枚目の紙との間にエアが吹きつけられて紙が分離される（ステップＳ１３）。
続いて、弁体１０６が回転すると、切欠き１１３ｂが通気孔１１２ｂ，１１１ｂに対向し、吸気エア通路１０９ｂおよび吸着エア通路１１０ｂが切欠き１１３ｂを介して連通する。これにより、吸気ポンプ１３４からの吸気エアがエア通路１０９ｂ，１１０ｂを通って第２の吸口である吸着ヘッド１３５ｂに供給され、紙の吸着が行われる（ステップＳ１４）。
【００３０】
これと同時に、弁体１０６の連通孔１１５ａが通気孔１１２ａに対向し、中空部１１４および吸着エア通路１１０ａが連通孔１１５ａおよび通気孔１１２ａを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアが中空部１１４およびエア通路１１０ａを通って第１の吸口である吸着ヘッド１３５ａに供給され、吸着動作後の吸着ヘッド１３５ａから紙が素早く解放される（ステップＳ１５）。この結果、第２の吸口である吸着ヘッド１３５ｂによって吸着された状態でフィーダボードの上方に搬送される紙が、切れたり折れ曲がったりするようなことがない。
【００３１】
紙を搬送中の吸着ヘッド１３５ｂがフィーダボードの上方に位置するようになると、弁体１０６の回転により、連通孔１１５ｂが通気孔１１２ｂに対向し、中空部１１４および吸着エア通路１１０ｂが連通孔１１５ｂおよび通気孔１１２ｂを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアが中空部１１４およびエア通路１１０ｂを通って吸着ヘッド１３５ｂに供給され、吸着ヘッド１３５ｂから紙が解放されフィーダボード上に給紙される（ステップＳ１６）。
【００３２】
このように、エアの吐出動作時に、中空部１１４および貫通孔１１５ｃ、１１５ｄを介して排気ポンプ１３６からノズル１３７ａ、１３７ｂにエアを供給するようにしたので、充分な圧力のエアによってさばきおよび吹き足動作を短時間で確実に行うことができる。
また、エアの吐出動作時に、中空部１１４、連通孔１１５ｃ，１１５ｄ、通気孔１１１ｃ，１１１ｄおよび吐出エア通路１１０ｃ，１１０ｄが略一直線上に位置することにより、吹足およびさばきの動作時にエア損失が小さくなる。これにより、比較的小さなパワーの排気ポンプを用いることができる。
【００３３】
さらに、断面積の大きい弁体１０６の中空部１１４を介して排気エアを供給するようにしたので、弁部におけるエアの圧力損失が小さくなる。また、従来のように、本体２に形成された排気エア通路９ｃ，９ｄやスリーブ４に形成した通気孔１１ｃ，１１ｄを不要とし、弁体１０６に中空部１１４および連通孔１１５ａ〜１１５ｄを形成するだけでよい。このため、構造が簡素化されて加工が容易になる。
【００３４】
さらにまた、従来必要としていた弁体６の切欠き３２ａ，３２ｂおよび逆吹き用エア通路３１を不要としたため、構造が簡素化される。また、中空部１１４、連通孔１１５ａ，１１５ｂ、通気孔１１１ａ，１１１ｂ、吸着エア通路１１０ａ，１１０ｂが略一直線上に位置するので、逆吹き時のエア圧損失も小さくなる。
【００３５】
図４は本発明の実施の形態によるロータリーバルブの平面図、図５Ａは図４のIII−III線断面図、図５Ｂは図４のIV−IV線断面図であり、図１、図２Ａ、図２Ｂと同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
本発明の実施の形態において、図１、図２Ａ、図２Ｂで説明したロータリバルブと異なる点は、図４に示すように、中空部１１４の中央に第１の中空部１１４ａと第２の中空部１１４ｂとに区分けする仕切壁１１４ｃを設けている。
図６に示すように、第１の中空部１１４ａは、ホース１１９ａを介して吸気ポンプ１３４に接続されて、吸気エア通路を構成する。一方、第２の中空部１１４ｂは、図１、図２Ａ、図２Ｂで説明したロータリバルブと同様に、ホース１１９ｂを介して排気ポンプ１３６に接続される。本体１０２の上端側に形成されたエア通路１１６ａ、１１６ｂは、ホース１１７ａ，１１７ｂを介して排気ポンプ１３６が接続され、排気エア通路を構成する。
【００３６】
弁体１０６には、第１の中空部１１４ａが通気孔１１２ａを介して吸着エア通路１１０ａに連通する連通孔２１５ａ（図５Ａ）が形成されている。同様に、第１の中空部１１４ａが通気孔１１２ｂを介して吸着エア通路１１０ｂに連通する連通孔２１５ｂが、連通孔２１５ａと軸線方向に位置を違え、かつ回転方向の位相を違えて形成されている。また、弁体１０６には、第２の中空部１１４ｂが通気孔１１２ｃを介して吐出エア通路１１０ｃに連通する連通孔２１５ｃ（図５Ｂ）が形成されている。同様に、第２の中空部１１４ｂが通気孔１１２ｄを介して吸着エア通路１１０ｄに連通する連通孔２１５ｄが、連通孔２１５ｃと軸線方向に位置を違え、かつ回転方向の位相を違えて形成されている。
【００３７】
次に、このように構成されたロータリーバルブによる吸気と排気の切替え動作を図６を用いて説明する。
印刷機の回転に連動して弁体１０６が回転すると、まず、弁体１０６の連通孔２１５ｄが、スリーブ１０４の通気孔１１２ｄに対向し、排気エア通路としての第２の中空部１１４ｂおよび吐出エア通路１１０ｄが連通孔２１５ｄおよび通気孔１１２ｄを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアが第２の中空部１１４ｂおよび吐出エア通路１１０ｄを通ってノズル１３７ｂに供給され、紙のさばきが行われる（ステップＳ２１）。
続いて、弁体１０６が回転すると、弁体１０６の連通孔２１５ａが通気孔１１２ａに対向し、吸気エア通路としての第１の中空部１１４ａおよび吸着エア通路１１０ａが連通孔２１５ａおよび通気孔１１２ａを介して連通する。これにより、吸気ポンプ１３４によって吸気される吸気エアが、吸着エア通路１１０ａおよび第１の中空部１１４ａを通り、第１の吸口である吸着ヘッド１３５ａで紙の吸着が行われる（ステップＳ２２）。
【００３８】
続いて、弁体１０６が回転すると、連通孔２１５ｃがスリーブ１０４の通気孔１１２ｃに対向し、図５Ｂに示すように、排気エア通路としての第２の中空部１１４ｂおよび吐出エア通路１１０ｃが連通孔２１５ｃおよび通気孔１１２ｃを介して連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアＢが第２の中空部１１４ｂおよび吸着エア通路１１０ｃを通って吹足であるノズル１３７ａに供給され、最上層の紙と２枚目の紙との間にエアが吹きつけられて２枚の紙が分離される（ステップＳ２３）。
続いて、弁体１０６が回転すると、弁体１０６の連通孔２１５ｂが通気孔１１２ｂに対向し、第１の中空部１１４ａおよび吸着エア通路１１０ａが連通孔２１５ｂおよび通気孔１１２ｂを介して連通する。これにより、吸気ポンプ１３４によって吸気される吸気エアが、第１の中空部１１４ａおよび吸着エア通路１１０ａを通り、第２の吸口である吸着ヘッド１３５ｂで紙の吸着が行われる（ステップＳ２４）。
【００３９】
これと同時に、切欠き１１３ａが通気孔１１２ａ，１１１ａに対向し、図５Ａに示すように、切欠き１１３ａを介して排気エア通路１１６ａおよび吐出エア通路１１０ａが連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアＢがエア通路１１６ａ，１１０ａを通って第１の吸口である吸着ヘッド１３５ａに供給され、吸着動作後の吸着ヘッド１３５ａから紙が素早く解放される（ステップＳ２５）。このため、第２の吸口である吸着ヘッド１３５ｂによって吸着された状態でフィーダボードの上方に搬送される紙が、切れたり折れ曲がったりするようなことがない。
【００４０】
紙を搬送中の第２の吸着ヘッド１３５ｂがフィーダボードの上方に位置するようになると、弁体１０６の回転により切欠き１１３ｂが通気孔１１２ｂ，１１１ｂに対向し、切欠き１１３ｂを介して排気エア通路１１６ｂおよび吐出エア通路１１０ｂとが連通する。これにより、排気ポンプ１３６からの排気エアがエア通路１１６ｂ，１１０ｂを通って吸着ヘッド１３５ｂに供給され、吸着ヘッド１３５ｂから紙が解放されてフィーダボード上に給紙される（ステップＳ２６）。
【００４１】
本実施の形態によれば、吸着動作時に、第１の中空部１１４ａおよび連通孔２１５ａ、２１５ｂを介して吸気ポンプ１３４によって吸着ヘッド１３５ａ、１３５ｂからエアを吸気するようにしたので、充分な圧力のエアによって吸着動作を短時間で確実に行うことができる。また、吸着動作時において、第１の中空部１１４ａ、連通孔２１５ａ，２１５ｂ、通気孔１１２ａ，１１２ｂが略一直線上に位置するので、吸着エアの圧力損失が小さくなる。さらに、弁体１０６の断面積の大きい第１の中空部１１４ａを吸気エア通路として機能させているので、弁部におけるエアの圧力損失が小さい。
【００４７】
なお、本実施の形態では、通気孔１１１ａ，１１１ｂが形成されたスリーブ１０４を設けたが、弁体１０６を本体１０２の貫通孔１０３に直接係合させてもよい。このような構造とすれば、通気孔１１１ａ〜１１１ｄも不要になる。要するに、弁体が本体に形成されたスリーブを含むシリンダ内で回転自在に支持されればよい。
また、本実施の形態では、ロータリーバルブを給紙装置に適用した例を示したが、これに限定されず、例えば印刷機本体の反転胴装置や排紙装置等にも適用できる。また、中空部は断面円形としたが、楕円、四角、三角等種々の形状に設計変更が可能である。また、ロータリーバルブを１個のみで使用する例を示したが、複数個連ねて使用してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように発明は、ロータリーバルブの弁体が異なるエア源に接続された中空部および切欠き部を備え、これら中空部および切欠き部は所定の特性が必要とされるエア通路と組み合わされている。このため、エアの作用時間が短いエア通路には中空部を、またエアの作用時間が長いエア通路には切欠き部を用いることにより、各エア通路に必要とされる所定のエア圧力を得ることができる。また、弁体に中空部および切欠き部を形成したので、ロータリーバルブ全体をコンパクトに構成することができる。また、吸着装置からの逆吹きエアの通路も弁体に形成した中空部または切欠きで構成することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を説明するために前提となるロータリーバルブの平面図である。
【図２】 （Ａ）は図１におけるＩ−Ｉ線断面図、（Ｂ）は図１におけるII−II線断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態を説明するために前提となるロータリーバルブが適用される印刷機における給紙装置の概略構成図である。
【図４】 本発明の実施の形態によるロータリーバルブの平面図である。
【図５】 （Ａ）は図４におけるIII−III線断面図、（Ｂ）は図４におけるIV−IV線断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態によるロータリーバルブが適用される給紙装置の概略構成図である。
【図７】 従来のロータリーバルブの平面図である。
【図８】 （Ａ）は図７における VI − VI 線断面図、（Ｂ）は図７における VII − VII 線断面図である。
【図９】 吐出動作時おける図８Ｂのロータリーバルブの入出力エアの圧力の関係を示す図である。
【図１０】 （Ａ）は図８Ａに対応するロータリーバルブの他の例を示す要部断面図、（Ｂ）は図８Ｂに対応するロータリーバルブの他の例を示す要部断面図である。
【図１１】 吸引動作時おける図１０Ａのロータリーバルブの入出力エアの圧力の関係を示す図である。
【符号の説明】
１０１…ロータリーバルブ、１０６…弁体、１１４，１１４ａ，１１４ｂ…中空部、２１５ａないし２１５ｄ…連通孔、１１０ａ，１１０ｂ…吸着エア通路、１１０ｃ，１１０ｄ…吐出エア通路、１１１ａないし１１１ｄ，１１２ａないし１１２ｄ…通気孔、１１３ａ，１１３ｂ…切欠き、１３４…排気エア源、１３６…吸引エア源。
Claims (1)
- 第１および第２のエア源と、前記第１および第２のエア源によって所定の動作を行う少なくとも１つのエア装置との間に介装され、エアの接断を行うロータリーバルブであって、
シリンダ内を回転駆動される弁体と、
前記弁体を回転自在に支持する本体と、
前記弁体の周面に形成され、前記第１のエア源に接続される切欠きと、
前記弁体の内部に軸線方向に形成され、前記第２のエア源に接続される第１の中空部と
を備え、
前記第１のエア源を排気エア源とし、前記第２のエア源を吸引エア源とし、
この吸引エア源によりエアが吸気される吸着装置と、
前記本体に設けられ、一端側が前記排気エア源に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口する排気エア通路と、
前記本体に設けられ、一端側が前記吸着装置に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口し、前記切欠きを介して前記排気エア通路に接続される吸着エア通路と、
前記弁体に設けられ、前記第１の中空部と前記吸着エア通路との間を接続する第１の連通孔とを備え、
前記吸着装置は、前記吸着エア通路、前記切欠きおよび前記吐出エア通路を介して前記排気エア源に接続されるとともに、前記吸着エア通路、第１の連通孔および第１の中空部を介して前記吸引エア源に接続され、
排気エア源からのエアが供給される吐出装置と、
前記本体に設けられ、一端側が前記吐出装置に接続されかつ他端側が前記シリンダの内周面に開口した吐出エア通路と、
前記弁体の内部に軸線方向に形成され、前記排気エア源に接続される第２の中空部と、
前記弁体に設けられ、前記第２の中空部と前記吐出エア通路との間を接続する第２の連通孔とを備え、
前記吐出装置は、前記吐出エア通路、第２の連通孔および第２の中空部を介して前記排気エア源に接続されていることを特徴とするロータリーバルブ。
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