JP4417875B2 - エア流量調整装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エア源から負荷側に吐出または吸引するエアの流量を調整するエア流量調整装置に関するものである。
従来は、図9に示すように、給紙装置へ吸引エアを供給するエア供給通路101と、このエア供給通路101に設けられたバルブ室102と、このバルブ室102内に設けられ支軸103を介して回動するちょう形弁104とを備え、ちょう形弁104の開き角度θを調整することによって、給紙装置への吸引エアの量を調整するものがある(例えば、特許文献1参照)。また、エアポンプの吐出口または吸込口のそれぞれに接続されたエア吹き通路およびエア吸い通路と、これらエア吹き通路およびエア吸い通路と吸引車との間に設けられた切替バルブとを備え、切替バルブには断面半月状の切欠きが設けられており、この切替バルブを回動させることにより、切欠きを介して吸引車への吸引エアまたは吐出エアの供給量を調整しているものもある(例えば、特許文献2参照)。
実公平8−5806号公報(2頁左欄45行〜右欄8行、第3図) 実開昭59−162552号公報(8頁1行〜9頁9行、第7図)
上述した従来のエア流量調整装置においては、弁体の開き角度θが小さいときには、弁体の開き角度θの変化に対して弁体を通過するエアの量が相対的に少なく、弁体の開き角度θが大きいときには、弁体の開き角度θの変化に対してエアの量が相対的に多くなる。このため、弁体の開き角度と供給されるエアの圧力の変化との比が、図10に示すように一定にならない。また、上述した従来のエア流量調整装置においては、弁体によってエア通路全体が遮蔽された状態では、エア源から供給されたエアの圧力によってエア源と弁体との間の内圧が高い状態になっている。このため、弁体によってエア通路を開き始めたとき、弁体を通過するエアの量が一時的に弁体の開き角度以上の流量になるから、供給されるエアの圧力に大きな変動が発生する。したがって、上述した従来のエア流量調整装置においては、精度の高いエアの流量調整が難しいという問題があった。
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、精度の高いエアの流量調整を容易にするところにある。
この目的を達成するために、請求項1に係る発明は、負荷側に接続された第1のエア通路と、大気側に接続された第2のエア通路と、前記第1のエア通路と前記第2のエア通路とが合流しエア源に接続された第3のエア通路と、移動自在に支持され、前記第1のエア通路と前記第3のエア通路との間の第1の接続部と前記第2のエア通路と前記第3のエア通路との間の第2の接続部とを連動して開閉するエア流量調整手段とを備え、前記エア流量調整手段による前記第1の接続部の開口面積と、前記エア流量調整手段による前記第2の接続部の開口面積との総和を常に一定したものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記エア流量調整手段に前記第1の接続部と前記第2の接続部とを開口する連通窓を設け、前記連通窓および前記第1の接続部ならびに前記第2の接続部のそれぞれの断面形状を矩形に形成したものである。
請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記エア流量調整手段を1枚のプレートによって形成し、このプレートに前記第1の接続部および前記第2の接続部の断面積および断面形状と同一の形状の断面積および断面形状を有する2つの連通窓を設けたものである。
請求項1に係る発明によれば、第1の接続部の開口面積と第2の接続部の開口面積との総和を常に一定にしたことにより、第1の接続部を通過するエアの量と第2の接続部を通過するエアの量の総和を常に一定にすることができる。このため、ブロアーと第1の接続部との間の内圧を常に一定にすることができるから、第1の接続部の開口面積が「0」の状態においても内圧が高くなるようなことがない。したがって、第1の接続部が開き始めたときに、従来発生していた内圧の影響を排除することができるから、エア流量調整装置による精度の高いエアの流量調整を行うことができる。
請求項2に係る発明によれば、連通窓と第1および第2の接続部とのそれぞれの断面形状を矩形に形成したことにより、流量調整用プレートの移動量と、第1の接続部の開口面積の増減量との比が一定になる。このため、流量調整用プレートの移動量と第1の接続部を通過するエアの量との比が一定になるから、精度の高いエアの流量調整を容易に行うことができる。
請求項3に係る発明によれば、1枚の流量調整用プレートを移動させることにより、この流量調整用プレートに設けた2つの連通窓によって第1および第2の接続部の開口面積の増減を連動させて制御することができるため、制御が容易になり構造も簡素化できる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は本発明に係るエア流量調整装置を適用した枚葉輪転印刷機における排紙部の側面図、図2は本発明に係るエア流量調整装置において負圧を零とする状態を示し、同図(A)はエア流量調整装置の縦断面図、同図(B)は第1の接続部の開口状態を示し、同図(C)は第2の接続部の開口状態を示し、図3(A)は図2におけるIII(A)-III(A) 線断面図、同図(B)は図2における矢印III(B) 方向から視た流量調整用プレートの正面図である。図4は同じく負圧を零と最大の中間とする状態を示し、同図(A)はエア流量調整装置の縦断面図、同図(B)は第1の接続部の開口状態を示し、同図(C)は第2の接続部の開口状態を示し、図5は同じく負圧を最大とする状態を示し、同図(A)はエア流量調整装置の縦断面図、同図(B)は第1の接続部の開口状態を示し、同図(C)は第2の接続部の開口状態を示し、図6は同じく流量調整用プレートの移動量と調整されるエアの圧力との関係を示す特性図である。
図1に全体を符号1で示す枚葉輪転印刷機における排紙部は、略逆L字状に形成され図示を省略したステーによって連結された左右一対のフレーム2,2(一方のフレーム2は図示を省略)を備えており、これら左右のフレーム2,2には、前後一対のスプロケット3A,3Bが回転自在に支持されている。これらスプロケット3A,3B間には、原動側から駆動されるスプロケット3Aの回転により、図中矢印Aで示す紙搬送方向に走行する左右一対の排紙チェーン4,4(一方の排紙チェーン4は図示を省略)が張架されている。
これら左右の排紙チェーン4,4間には、爪軸と爪台軸とからなる複数個の爪竿5が矢印A方向に一定の間隔をおいて支架されており、これら各爪竿5には、爪と爪台とからなる複数組のくわえ爪装置6が軸方向に並設されている。これらくわえ爪装置6は、この排紙部1の紙搬送方向上流側に設けられた印刷ユニットの最終胴のくわえ爪装置から紙7をくわえ替え、排紙チェーン4の走行により搬送する。くわえ爪装置6によって搬送される紙7は、図示を省略した紙放しカムによってくわえ爪装置6の爪が爪台に対して開閉することにより、くわえ爪装置6のくわえから解放され紙積台8上に落下積載される。
9A,9B,9Cは、紙7の搬送方向に3分割された紙ガイドであって、これら紙ガイド9A,9B,9Cには、集塵機10にホース11aないし11dを介して接続されたエア吸引ダクト(図示を省略)が設けられている。12は左右のフレーム2,2間に支架され図示しないエア供給源に接続されたスプレー管であって、上記排紙チェーン4の始端部から斜め上方に向かう立ち上がり部に設けられている。このスプレー管12には、複数個のスプレーノズル13が並設されており、排紙チェーン4によって搬送される紙7にパウダーを吹き付けるように構成されている。
これらスプレー管12およびスプレーノズル13は、左右のフレーム2,2間に支架され搬送される紙7と対向する一面が開口した箱状のカバー14によって覆われている。このカバー14の前、後両壁面の全幅には、走行する爪竿5およびくわえ爪装置6に摺接するブラシ15,15が付設されている。したがって、スプレーノズル13から吐出されるパウダーは、カバー14とブラシ15とで囲まれた空間内で、搬送される紙7の印刷面に向けて吹き付けられる。
16は左右のフレーム2,2間に支架された送風装置であって、スプレーノズル13よりも紙搬送方向下流側の紙7の搬送経路上方に設けられており、搬送される紙7の印刷面に対して略平行で、かつ紙搬送方向上流側に向けてエアを送風する。17はスプレーノズル13と送風装置16との略中間に位置する紙7の搬送経路上方において左右のフレーム2,2間に支架されたエア吸引ダクトであって、送風装置16によって送風されたエアとともに、スプレーノズル13から吹き出されカバー14とブラシ15とで囲まれた空間内から漏出した余剰のパウダーを吸引する。このエア吸引ダクト17は、ホース11eおよび後述するエア流量調整装置20を介して集塵機10内のエア源としてのブロアー19に接続されており、吸引孔を有し紙搬送方向上流側に向けられた多孔板18が備えられている。
このように構成されていることにより、印刷ユニットの最終胴からくわえ爪装置6にくわえ替えられ排紙チェーン4によって搬送される紙7の印刷面には、スプレーノズル13から吐出されるパウダーが吹き付けられるため、この後搬送終端部において紙積台8に積載される紙7どうしの間で裏移り、いわゆるブロッキングが発生しない。また、スプレーノズル13から吹き出されカバー14とブラシ15とで囲まれた空間内から漏出した余剰のパウダーは、送風装置16から送風されたエアによって紙搬送方向下流側への流出が規制されるとともに、エア吸引ダクト17によって吸引される。
次に、図2ないし図5を用いて、本発明の特徴であるエア流量調整装置20について説明する。このエア流量調整装置20は、上記紙ガイド9A,9B,9Cの各エア吸引ダクトとブロアー19との間およびエア吸引ダクト17とブロアー19との間に設けられているが、どのエア流量調整装置も同じ構造を有しているので、ここではエア吸引ダクト17とブロアー19との間に設けられたエア流量調整装置について詳細に説明し、紙ガイド9A,9B,9Cの各エア吸引ダクトとブロアー19との間に設けられたエア流量調整装置については適宜必要に応じて説明する。
図2に全体を符号20で示すエア流量調整装置は、直方体状に形成された弁箱21と、この弁箱21の後述する第1のエア通路24と第3のエア通路26との間の第1の接続部27および第2のエア通路25と第3のエア通路26との間の第2の接続部28を縦断するように、矢印B−C方向へ移動自在に支持されたエア流量調整手段としての流量調整用プレート22とによって概ね構成されている。弁箱21の内部には、矢印B−C方向に延在し矢印B方向の端部が開口された扁平状の非貫通孔23が設けられており、この非貫通孔23には上記流量調整用プレート22が矢印B−C方向に移動自在に支持されている。
弁箱21の矢印B方向側の内部には、矢印D−E方向に延在し矢印E方向の端部に開口部24aが設けられ、矢印D方向側の端部が非貫通孔23に連通する第1のエア通路24が設けられている。弁箱21の矢印C方向側の内部には、矢印D−E方向に延在し矢印E方向の端部に開口部25aが設けられ、矢印D方向側の端部が非貫通孔23に連通する第2のエア通路25が設けられている。これら第1のエア通路24と第2のエア通路25とは、図3(A)に示すように矢印F−G方向において同じ位置に位置付けられ、共に断面積が同一の正方形に形成されており、互いの間隔が長さLに形成されている。第1のエア通路24の開口部24aには、上記ホース11eを介してエア吸引ダクト17が接続されており、第2のエア通路25の開口部25aは大気側に接続されている。
26は弁箱21の内部に矢印B−C方向に延在する第3のエア通路であって、矢印B方向の端部26aが第1のエア通路24側に延設され、非貫通孔23を介して第1のエア通路24と連通している。また、第3のエア通路26の矢印C方向の端部26bは第2のエア通路25側に延設され、非貫通孔23を介して第2のエア通路25と連通し、この端部26bの矢印D方向の端部は、弁箱21から開口された開口部26cが設けられており、この開口部26aには、ホース30を介して上記ブロアー19が接続されている。この第3のエア通路26の端部26aと第1のエア通路24との間の接続部27(以下、第1の接続部27という)および第3のエア通路26の端部26bと第2のエア通路25との間の接続部28(以下、第2の接続部28という)のそれぞれの断面積は、後述する第1の連通窓31および第2の連通窓32の断面積と同一の正方形に形成されている。
流量調整用プレート22には、図3(B)に示すように、共に矢印F−G方向において同じ位置に位置付けられ、矢印B−C方向に離間する第1の連通窓31と第2の連通窓32とが設けられている。これら第1および第2の連通窓31,32は、第1の連通窓31の矢印B方向の端部と、第2の連通窓32の矢印B方向の端部との間隔Lが、上記した弁箱21の第1のエア通路24と第2のエア通路25との互いの間隔Lと同一になるように形成されている。
したがって、この流量調整用プレート22を弁箱21の非貫通孔23に収容し、第2の連通窓32を、図2(A)、(C)に示すように、第2の接続部28と合致させると、第1の接続部27の全体が、同図(B)に示すように流量調整用プレート22によって遮蔽される。この状態から、流量調整用プレート22を、図4(A)に示すように矢印B方向に移動させ、流量調整用プレート22によって、同図(C)に示すように第2の接続部28を半分だけ遮蔽すると、第1の接続部27が、同図(B)に示すように第1の連通窓31によって半分だけ開口する。
さらに、流量調整用プレート22を、図5(A)に示すように矢印B方向に移動させ、流量調整用プレート22によって、同図(C)に示すように第2の接続部28の全体を遮蔽すると、第1の接続部27の全体が、同図(B)に示すように第1の連通窓31によって開口する。すなわち、このエア流量調整装置20は、流量調整用プレート22の矢印B−C方向への移動に追従して、第1の連通窓31による第1の接続部27の開口面積と、第2の連通窓32による第2の接続部28の開口面積との総和が常に一定であるように構成されている。
図2において、35はワイヤーであって、一端部側が流量調整用プレート22の矢印B方向の端部に枢着されており、他端部が操作レバー36の揺動端部36aに枢着されている。操作レバー36は中央部が軸37によって揺動自在に支持されており、操作側端部36bに対応して流量調整用プレート22の移動量を付した目盛り38が設けられている。したがって、操作レバー36を軸37を中心として時計方向または反時計方向へ回動操作することにより、ワイヤー35を介して流量調整用プレート22が矢印B方向または矢印C方向へ移動する。


次に、このような構成において、紙ガイド9A,9B,9Cの各エア吸引ダクトおよびエア吸引ダクト17へ供給する吸引エアの流量を調整する方法を説明する。予め、エア流量調整装置20の第1の接続部27の全体が、図2(B)に示すように流量調整用プレート22によって全体が遮蔽され、第2の接続部32の全体が、同図(C)に示すように第2の連通窓29と合致している。
この状態で、集塵機10のブロアー19のスイッチをONする。この場合、エア吸引ダクト17と第3のエア通路26とが連通していないから、エア吸引ダクト17への吸引エアの供給は断たれており、エア吸引ダクト17に供給される吸引エアの圧力は「0」となる。次いで、エア流量調整装置20の操作レバー36を軸32を中心として反時計方向に回動させ、図4(A)に示すように流量調整用プレート22を矢印B方向に移動させる。この移動によって、第1の連通窓31の一部が第1の接続部27に臨むため、同図(B)に示すように第1の接続部27の一部が開口し、同図(C)に示すように第2の接続部28の一部が流量調整用プレート22によって遮蔽される。
したがって、ブロアー19から第3のエア通路26に供給された吸引エアは、一部が第1の接続部27を通ってエア吸引ダクト17に負圧エアとして供給され、一部が第2の接続部28を通って大気から吸引される。エア吸引ダクト17への吸引エアの供給量を最大にするには、エア流量調整プレート22を、図5(A)に示すようにさらに矢印B方向へ移動させ、第1の接続部27の全体を、同図(B)に示すように第1の連通窓31によって開放し、第2の接続部28の全体をエア流量調整プレート22によって遮蔽する。
このエア流量の調整に当たっては、第1の接続部27の開口面積と第2の接続部28の開口面積との総和を常に一定にしたことにより、第1の接続部27を通過するエアの量と第2の接続部28を通過するエアの量の総和を常に一定にすることができる。このため、ブロアー19と第1の接続部27との間の内圧を常に一定にすることができるから、第1の接続部27の開口面積が「0」の状態においても内圧が高くなるようなことがない。したがって、第1の接続部27が開き始めたときに、従来発生していた内圧の影響を排除することができ、この時点でのエアの圧力の大きな変動を排除することができるから、精度の高いエアの流量調整を行うことができる。
また、第1および第2の連通窓31,32と第1および第2の接続部27,28とのそれぞれの断面形状を矩形に形成したことにより、流量調整用プレート22の矢印B−C方向への移動量と、第1の接続部27の開口面積の増減量との比が一定になる。このため、流量調整用プレート22の移動量と、第1の接続部27に接続されたエア吸引ダクト17におけるエアの圧力との比が、図6に示すように一定になるから、精度の高いエアの流量調整を容易に行うことができる。また、1枚の流量調整用プレート22を移動させると、この流量調整プレート22に設けた2つの連通窓31,32によって、第1および第2の接続部27,28の開口面積の増減量を連動させて制御することができるため、制御が容易になり構造も簡素化できる。
図7は本発明の第2の実施の形態を示し、同図(A)は図2におけるIII(A)-III (A)線断面図、同図(B)は図2における矢印III(B) 方向から視た流量調整用プレートの正面図である。この第2の実施の形態が上述した第1の実施の形態と異なる点は、弁箱21の第1の接続部27の断面形状および第2の接続部28の断面形状が円形に形成され、流量調整用プレート22の第1の連通窓31の断面形状および流量調整用プレート22の第2の連通窓32の断面形状が、矢印F−G方向を長軸とする長円に形成されている点にある。
第1および第2の連通窓31,32の矢印B−C方向の寸法は、第1および第2の接続部27,28の径と同一の寸法に形成されている。また、第1の連通窓31の矢印B方向の端部と第2の連通窓32の矢印B方向の端部との間隔Lが、第1の接続部27と第2の接続部28との間の間隔Lと同一の寸法に形成されている。したがって、流量調整用プレート22の矢印B−C方向への移動に追従して、上述した第1の実施の形態と同様に、第1の連通窓31による第1の接続部27の開口面積と、第2の連通窓32による第2の接続部28の開口面積との総和が常に一定であるように構成されている。
このように構成されていることにより、上述した第1の実施の形態と同様に、第1の接続部27が開き始めたときに、従来発生していた内圧の影響を排除することができるから、この時点でのエアの圧力の大きな変動を排除することができる。また、第1および第2の連通窓31,32を、矢印F−G方向を長軸とする長円に形成したことにより、仮に矢印F−G方向において、弁箱21と流量調整用プレート22との位置がずれていたとしても、第1の接続部27および第2の接続部28の開口面積が正規の開口面積よりも小さくなるようなことがない。このため、吸引ダクト17への吸引エアの供給量が所定の供給量より少なくなるようなことがなく、正確な量のエアを供給することができる。
図8は本発明の第3の実施の形態を示す構成図である。この第3の実施の形態が、上述した第1および第2の実施の形態と異なる点は、流量調整用プレートを2枚とし、これら2枚の流量調整用プレートをそれぞれのモータによって移動させるようにした点にある。すなわち、同図に符号40で示すエア流量調整装置には、吸引ダクト17に接続される第1のエア通路41と、大気に接続される第2のエア通路42と、これら第1のエア通路41と第2のエア通路42とが合流しエア源に接続される第3のエア通路43とが備えられている。
第1のエア通路41と第3のエア通路43とは、弁箱として機能する同じ第1の中空体44内に設けられており、これら第1のエア通路41と第3のエア通路43との間の第1の接続部45は、第1のモータ46の駆動によって図中上下に移動する第1の流量調整用プレート47によって遮蔽または開放される。第2のエア通路42を形成する第2の中空体48は、第1の中空体44に設けた第2の接続部としての連通孔49を介して弁箱として機能する第1の中空体44に接続されており、第2の接続部49は第2のモータ50の駆動によって図中左右に移動する第2の流量調整用プレート51によって遮蔽または開放される。第1の接続部45の断面積と、第2の接続部49の断面積とは、同一の大きさに形成されている。
52はエア吸引ダクト17に供給する吸引エアの量を入力するエア流量入力部、53はエア流量入力部52に入力された入力値に基づいて、第1のモータ46と第2のモータ50との駆動方向と駆動時間を制御する制御装置である。すなわち、この制御装置53では、第1の流量調整用プレート47による第1の接続部45の開口面積と、第2の流量調整用プレート51による第2の接続部49の開口面積との総和が常に一定になるように、第1および第2のモータ46,50の駆動を制御して、第1および第2の流量調整用プレート47,51を移動させている。
このように構成されていることにより、第1および第2の流量調整用プレート47,51の移動量と、エア吸引ダクト17におけるエアの圧力の変化の比とが一定になるから、このエア流量調整装置40によって精度の高い調整を容易に行うことができる。
なお、本実施の形態においては、エア流量調整装置20を紙粉、パウダー、埃等を吸引して除去する集塵機に適用した例を示したが、くわえ爪装置6のくわえから解放される紙の紙尻を吸引する吸引車にも適用でき、給紙装置におけるさばき、吹足等や胴周面に紙を密着させるためにノズルからエアを吹き付けるエア吹き手段のエア量の調整にも適用できる。また、エア源として吸引エアを供給するブロアーの例を示したが、吐出エアを供給する吐出ポンプであってもよく、種々の設計変更が可能である。また、上述した第1の実施の形態においては、第1および第2の接続部27,28の断面形状と、第1および第2の連通窓31,32の断面形状とを、共に正方形に形成したが、共に長方形に形成してもよく、また、第1および第2の連通窓31,32のみの断面形状を長方形としてもよい。
本発明に係るエア流量調整装置を適用した枚葉輪転印刷機における排紙部の側面図である。 本発明に係るエア流量調整装置において負圧を零とする状態を示し、同図(A)はエア流量調整装置の縦断面図、同図(B)は第1の接続部の開口状態を示し、同図(C)は第2の接続部の開口状態を示す。 同図(A)は図2におけるIII(A)-III(A) 線断面図、同図(B)は図2における矢印III(B) 方向から視た流量調整用プレートの正面図である。 本発明に係るエア流量調整装置において負圧を零と最大との中間とする状態を示し、同図(A)はエア流量調整装置の縦断面図、同図(B)は第1の接続部の開口状態を示し、同図(C)は第2の接続部の開口状態を示す。 本発明に係るエア流量調整装置において負圧を最大とする状態を示し、同図(A)はエア流量調整装置の縦断面図、同図(B)は第1の接続部の開口状態を示し、同図(C)は第2の接続部の開口状態を示す。 本発明に係るエア流量調整装置において、流量調整用プレートの移動量と調整されるエアの圧力との関係を示す特性図である。 本発明の第2の実施の形態を示し、同図(A)は図2におけるIII(A)-III(A) 線断面図、同図(B)は図2における矢印III(B) 方向から視た流量調整用プレートの正面図である。 本発明の第3の実施の形態を示す構成図である。 従来のエア流量調整装置を示し、同図(A)は斜視図、同図(B)は側面図である。 従来のエア流量調整装置において、弁体の開き角度と調整されるエアの圧力との関係を示す特性図である。
符号の説明
1…枚葉輪転印刷機の排紙部、7…紙、13…スプレーノズル、17…エア吸引ダクト、19…ブロアー(エア源)、20,40…エア流量調整装置、21…弁箱、22…流量調整用プレート(エア流量調整手段)、24,41…第1のエア通路、25,42…第2のエア通路、26,43…第3のエア通路、27,45…第1の接続部、28,49…第2の接続部、31…第1の連通窓、32…第2の連通窓、47…第1の流量調整用プレート、51…第2の流量調整用プレート。

Claims (3)

  1. 負荷側に接続された第1のエア通路と、
    大気側に接続された第2のエア通路と、
    前記第1のエア通路と前記第2のエア通路とが合流しエア源に接続された第3のエア通路と、
    移動自在に支持され、前記第1のエア通路と前記第3のエア通路との間の第1の接続部と前記第2のエア通路と前記第3のエア通路との間の第2の接続部とを連動して開閉するエア流量調整手段とを備え、
    前記エア流量調整手段による前記第1の接続部の開口面積と、前記エア流量調整手段による前記第2の接続部の開口面積との総和を常に一定したことを特徴とするエア流量調整装置。
  2. 請求項1記載のエア流量調整装置において、
    前記エア流量調整手段に前記第1の接続部と前記第2の接続部とを開口する連通窓を設け、
    前記連通窓および前記第1の接続部ならびに前記第2の接続部のそれぞれの断面形状を矩形に形成したことを特徴とするエア流量調整装置。
  3. 請求項1記載のエア流量調整装置において、
    前記エア流量調整手段を1枚のプレートによって形成し、このプレートに前記第1の接続部および前記第2の接続部の断面積および断面形状と同一の断面積および断面形状を有する2つの連通窓を設けたことを特徴とするエア流量調整装置。
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