(57)【要約】【課題】  紫外線硬化型インキのような粘度の高い流体が摺動摩擦によって硬化されることなく圧送可能なプランジャポンプを提供する。【解決手段】  プランジャポンプ１は、吸入口６と、一方が吸入口６に連通し他方が吐出ブロック部９と連通するシリンダ４と、シリンダ４に着脱可能に取り付けられた吐出口９１が開口する吐出空間を有する吐出口ブロック部９と、吐出口ブロック部９に着脱可能に取り付けられたリテーナ部８と、リテーナ部８の内側に設けられるシールハウジング部７と、シリンダ４に往復自在に挿通されるプランジャ２と、プランジャ２の一端に設けられた弁機構のピストン３と、吸入口６に設けられた吸入側ポンプ弁４２とから構成されており、ピストンボディ３０とシリンダ４との間には所定のクリアランスが設けられ、さらに、ピストンボディ３０外周には、そのクリアランス部分のシール用の溝３２が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口が開口する吸入空間と、一方が吸入空間に連通するシリンダと、前記シリンダに着脱可能に取り付けられ、吐出口が開口する吐出空間を有する吐出ブロック部と、前記吐出ブロック部に着脱可能に取り付けられたリテーナ部と、前記リテーナ部の内側に設けられるシールハウジング部と、前記シリンダに往復自在に挿通されるプランジャと、前記プランジャの一端に設けられるピストンと、前記吸入口に設けられ前記プランジャが吐出空間側移動するときに開弁し、前記プランジャが吸入空間側へ移動するときに閉弁する第１の弁機構と、前記ピストンに設けられ前記プランジャが吐出空間側移動するときに閉弁し、前記プランジャが吸入空間側へ移動するときに開弁する第２の弁機構と、を少なくとも具備するプランジャポンプにおいて、
前記第２の弁機構は、ピストンボディとピストンバルブによって構成され、
前記ピストンボディ外径と前記シリンダの内径部の間に所定のクリアランスを設けると共に、
前記ピストンボディの外径に複数の溝を設けたことを特徴とするプランジャポンプ。
【請求項２】
前記シールハウジング部には、シールを行うＯリング部と前記プランジャが当接する低摩擦部分からなる組合せシールが設けられ、
さらに前記リテーナ部にドレンポートが設けられたことを特徴とする請求項１に記載のプランジャポンプ。
【請求項３】
前記シールハウジング部と前記プランジャとの間にクリアランスを設けると共に、
前記シールハウジング部の内径に複数の溝が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のプランジャポンプ。
【請求項４】
前記プランジャの表面は、非粘着物処理が施されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプランジャポンプ。
【請求項５】
前記プランジャの外周に非粘着物処理が施された円筒状の部材を装着したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプランジャポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線硬化型インキのような粘度の高い流体の圧送に用いられるプランジャポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるインク供給ポンプは、大きな摩擦力を受けたときに硬化するような粘性流体であっても硬化が起こりにくいインク供給ポンプの提供を目的とする。このインク供給ポンプは、少なくともシリンダと該シリンダ内で往復する往復運動するピストンを備えたインク供給用ポンプにおいて、前記ピストン及び該ピストンと接する内面の材質の接触角が、少なくともいずれか一方が１００°以上であって、他方が８０°以上であることを特徴とする（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９０６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたインク供給ポンプは、ピストンにＯリングを有しており、たとえば、インキ圧送時のピストンの往復運動において、シリンダの内表面とシリンダのＯリングが擦り合わされ、発生した摺動摩擦により粘性流体が硬化してピストンの往復運動が妨げられるため、インキの圧送ができず装置が故障する虞がある。また、ピストンの往復運動の動力を伝えるプランジャには、外部へのインキの漏れを防止するためにＯリングが設けられており、このＯリングによりプランジャとシリンダとの間に摺動摩擦が引き起こされ、上述したインキが硬化する問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、紫外線硬化型インキのような粘度の高い流体が摺動摩擦によって硬化されることなく圧送可能なプランジャポンプを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、本発明のプランジャポンプは、吸入口が開口する吸入空間と、一方が吸入空間に連通するシリンダと、前記シリンダに着脱可能に取り付けられ、吐出口が開口する吐出空間を有する吐出ブロック部と、前記吐出ブロック部に着脱可能に取り付けられたリテーナ部と、前記リテーナ部の内側に設けられるシールハウジング部と、前記シリンダに往復自在に挿通されるプランジャと、前記プランジャの一端に設けられるピストンと、前記吸入口に設けられ前記プランジャが吐出空間側移動するときに開弁し、前記プランジャが吸入空間側へ移動するときに閉弁する第１の弁機構と、前記ピストンに設けられ前記プランジャが吐出空間側移動するときに閉弁し、前記プランジャが吸入空間側へ移動するときに開弁する第２の弁機構と、を少なくとも具備するプランジャポンプにおいて、前記第２の弁機構は、ピストンボディとピストンバルブによって構成され、前記ピストンボディ外径と前記シリンダの内径部の間に所定のクリアランスを設けると共に、前記ピストンボディの外径に複数の溝を設けたことを特徴としている（請求項１）。
【０００７】
ピストンボディとプランジャとの間に所定のクリアランスを設けたことにより、シリンダの内面との接触面積の低減を図り、これらの部位における摺動摩擦の低減を図ることができるため、高粘度の流体の硬化を防ぐことが可能となる。また、ピストンボディの外径に溝を設けることで、ピストンボディとプランジャとの間にシール機構が形成され、前記クリアランスでのシール性を確保することができるものである。
【０００８】
前記シールハウジング部には、シールを行うＯリング部と前記プランジャが当接する低摩擦部分からなる組合せシールが設けられ、さらに前記リテーナ部にドレンポートが設けられたことを特徴としている（請求項２）。
【０００９】
前記組合せシールをシールハウジング部に設けたことによって、プランジャとの摩擦を減らすことができ、ＵＶインキの硬化を防止することが可能となる。また、リテーナ部にドレンポートを設けたことにより、前記組合せシールとの間に流入したインキを排出することが可能となる。
【００１０】
前記シールハウジング部と前記プランジャとの間にクリアランスを設けると共に、前記シールハウジング部の内径に複数の溝が設けられたことを特徴としている（請求項３）。
【００１１】
シールハウジング部とプランジャとの間にクリアランスを設けることによって、プランジャとの摩擦をさらに低減することが可能となる。また、シールハウジング部の内径に溝を形成することにより、シールハウジング部とプランジャとの間のクリアランスに対してシール機構を形成してインキの流入を防ぐことができる。
【００１２】
前記プランジャの表面は、非粘着物処理が施されていることが好ましい（請求項４）。これにより、摺動する部材表面におけるインキの付着を防ぐことが可能となる。
【００１３】
前記プランジャの外周に非粘着物処理が施された円筒状の部材を装着することが望ましい（請求項５）。
【００１４】
これにより、プランジャの摺動に伴う摩擦を低減すると共に、インキの付着を防止することが可能となる。また、上記の非粘着物処理は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニルなどをはじめとするフッ素樹脂によるコーティングであることを示すものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、ピストンボディとプランジャとの間に所定のクリアランスを設けたことによってシリンダとの接触面積の低減を図り、また、ピストンボディの外径に溝を設けることで、ピストンボディとプランジャとの間にシール機構を形成して、前記クリアランスにインキが流入することを防ぐため、紫外線硬化型インキのような粘度の高い流体を摩擦によって硬化することなく圧送することができ、装置の故障を防ぐことが可能となる。
【００１６】
また、プランジャとシールハウジング部とが接触する部位に、摩擦に低い部材から形成された組合せシールが設けられるので、摺動摩擦をさらに低減させることができ、インキの硬化を防ぐことが可能となる。
【００１７】
シールハウジング部とプランジャとの間にクリアランスを設けることによって、プランジャとの摩擦をさらに低減することを図り、また、シールハウジング部の内径に溝を有することにより、シールハウジング部とプランジャとの間のクリアランスに対してシール機構を形成してインキの流入を防ぐことが可能となる。
【００１８】
また、プランジャの表面は、非粘着物処理が施されていることにより、摺動する部材表面におけるインキの付着を防ぐことが可能となる。
【００１９】
さらにまた、シリンダとプランジャとの間に非粘着物処理が施された円筒状の部材を挿入したことにより、プランジャ表面への非粘着物処理を行う必要がなくなるため、作業を簡易化してプランジャの摺動に伴う摩擦を低減すると共に、インキの付着を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明に係るプランジャポンプのプランジャが上昇した時の状態を示した概略構成断面図である。
【図２】本願発明に係るプランジャポンプのプランジャが下降した時の状態を示した概略構成断面図である。
【図３】ピストンボディとシリンダの間の状態を示した一部拡大断面図である。
【図４】組合せシールとプランジャの当接状態を示した一部拡大断面図である。
【図５】シールハウジング部とプランジャの間の状態を示した一部拡大断面図である。
【図６】プランジャに低摩擦スリーブを設けたプランジャポンプを示した概略構成断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のプランジャポンプについて図面を参照して説明する。尚、高い粘度の流体の一例として紫外線硬化型インキ（ＵＶインキ）を用いて説明するが、特には限定されず、種々のせん断力に敏感な高粘度流体を用いることができる。
【００２２】
図１及び図２において、ＵＶインキを圧送するプランジャポンプ１が示され、このプランジャポンプ１は、一端は、図示しないエアシリンダなどの動力源にジョイントにより接続され、他端は、ピストン３を備えたプランジャ２と、プランジャ２を摺動自在に保持するリテーナ部８が装着され、図示しない印刷機にインキを供給する吐出口９１を有する吐出口ブロック部９と、この吐出口ブロック部９に一端が嵌め込まれ、他端にはワイパ５が取り付けられている吸入口６を有しているシリンダ４とから少なくとも構成される。
【００２３】
シリンダ４の一端には、第１のポンプ室４１内へのインキの流入のみを許容する逆止弁として機能する吸入側ポンプ弁４２（第１の弁機構）が設けられている。
【００２４】
ピストン３（第２の弁機構）は、第１のポンプ室４１と第２のポンプ室４３とを隔離するピストンボディ３０と、バルブの開閉によって弁通路３３へのインキの流入を調整するピストンバルブ３１と、第２のポンプ室４３へのインキの通路である弁通路３３とによって構成されている。
【００２５】
リテーナ部８の内側には、ＵＶインキを装置の外部に漏らさないためにシールハウジング部７が設けられている。
【００２６】
また、リテーナ部８には、プランジャ２の外径とシールハウジング部７との間に入り込んだインキを外部に排出するドレンポート８１がピストン３の摺動位置よりも上位の位置に（下流）に設けられている。
【００２７】
以上の構成のプランジャポンプ１において、プランジャ２の上昇工程、すなわち、図１においてプランジャ２が吐出口９１側に移動するとき、吸入側ポンプ弁４２が開かれて第１のポンプ室４１に吸入口６からインキが流入する。次いで、プランジャ２の下降工程、すなわち、図２においてプランジャ２が吸入口６側に移動するとき、吸入側ポンプ弁４２が閉じられる一方で、ピストンバルブ３１が開かれ、第１のポンプ室４１のインキが弁通路３３を通ってポンプ室４３に流入すると同時に、インキが吐出口９１から排出される。続いて、プランジャ２の上昇工程では、第２のポンプ室４３に流入したインキが吐出口９１から排出されると同時に、第１のポンプ室４１にインキが流入する。
【実施例１】
【００２８】
以上のようなプランジャポンプ１の動作において、ピストンボディ３０の外径とシリンダ４の内径には、プランジャ２の摺動により摩擦が発生するため、ＵＶインキが硬化して圧送の妨げとなる虞がある。このため、本実施例は、ピストンボディ３０とシリンダ４との間の接触面積の減少を図ることを目的として、ピストンボディ３０とシリンダ４との間に所定のクリアランス３４を設けるようにしたものである。
【００２９】
しかしながら、クリアランス３４を設けた場合、ピストンボディ３０とシリンダとの間のシール性が低下するため、図３に示すように、ピストンボディ３０の外径にシール用の溝３２を設けるものである。このピストンボディの溝３２は、ネジ溝のように螺旋状に形成しても良いし、リング状のものを複数形成しても良い。
【００３０】
以上のように、ピストンボディ３０とシリンダ４との間に所定のクリアランス３４を設けたことによって、シリンダ４との接触面積の低減を図り、また、ピストンボディ３０の外径に溝を設けることで、ピストンボディ３０とシリンダ４との間にシールが形成されるため、前記クリアランス３４におけるインキの流入を防ぐことができる。
【実施例２】
【００３１】
シールハウジング部７に備えられた従来のＯリングでは、プランジャ２の摺動により摩擦が生じ、流入したインキが硬化する虞がある。このため、本実施例では、図４に示すように、前記シールハウジング部７に、シール部材として組合わせシール７１が嵌め込まれている。この組合わせシール７１は、Ｏリング部分と、このＯリング部分に一体に形成され、前記プランジャ２の摺動を容易にするための低摩擦部分とによって構成され、これによって、プランジャ２の摺動により発生する摩擦の低下が図られるものである。
【００３２】
前記組合せシール７１は、低摩擦素材から形成されるか、低摩擦素材でコーティングされていることが望ましい。この低摩擦素材は、いわゆるテフロン（登録商標）が一般的であるが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニルなどのフッ素樹脂である。
【００３３】
以上のように、組合せシール７１を用いることによって、摺動摩擦をさらに減らすことが可能となる。
【実施例３】
【００３４】
プランジャ２とシールハウジング部７との摩擦は、接触面積の減少を図ることで、さらに低下させることが可能となる。また、プランジャ２にインキが付着すると硬化して、往復運動の妨げとなる場合がある。本実施例では、シールハウジング部７とプランジャ２との間に所定のクリアランス７４を設けてプランジャ２との接触面積を減少させ、また、シールハウジング部７の内径に溝を設けてこのクリアランス７４に対するシール機構を形成し、さらにプランジャ２に非粘着物処理を施してインキの付着を防止する。
【００３５】
このように、図５に示すように、プランジャ２とシールハウジング部７との間には、所定のクリアランス７４が設けられているが、この部分でのシール性を保持するために、シールハウジング部７にシール用の溝７３を設けることが望ましい。この溝７３は、ピストンボディの溝３２と同様に、ネジ溝のように螺旋状に形成しても良いし、リング状の溝を複数形成しても良い。
【００３６】
また、プランジャ２の表面は、プランジャ２の外径表面にインキが付着した場合でも容易に剥離することができるように、非粘着処理が施される。非粘着処理は、上記のようなテフロン（登録商標）をはじめとするフッ素樹脂が好ましい。
【００３７】
以上のように、プランジャ２とシールハウジング部７との間に所定のクリアランス７４を設けることで接触面積を減少させてインキの硬化を防ぐことができる。また、シールハウジング部７の溝７３を設けることで、プランジャ２との間にシール機構を形成してインキの浸入を防ぐことが可能となる。さらに、非粘着物処理をプランジャ２に施すことで、インキがプランジャ２に付着することを予防でき、さらに、付着した場合においても、容易に剥離することが可能となるものである。
【実施例４】
【００３８】
本実施例では、図６に示すように、プランジャ２の外周に、非粘着物素材から形成された部材７２、例えばスリーブを配設し、シールハウジング部７との間の摩擦を軽減するものである。また、このスリーブ７２は、非粘着物素材から形成したものであっても、表面に非粘着処理を行ったものであっても良い。
【００３９】
以上のように、プランジャ２の周囲に非粘着処理を行うことで、プランジャ２の摺動位置におけるインキの付着および固着を防止する。
【符号の説明】
【００４０】
１  プランジャポンプ
２  プランジャ
３  ピストン
４  シリンダ
５  ワイパ
６  吸入口
７  シールハウジング部
８  リテーナ部
９  吐出口ブロック部
３０  ピストンボディ
３１  ピストンバルブ
３２  ピストンボディの溝
３３  弁通路
３４  ピストンボディとシリンダとのクリアランス
４１  第１のポンプ室
４２  吸入側ポンプ弁
４３  第２のポンプ室
７１  組合せシール
７２  スリーブ
７３  シールハウジング部の溝
７４  プランジャとシールハウジングとのクリアランス
８１  ドレンポート
９１  吐出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010203382.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010203382.tif 000007
【図６】
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