特開 2024-15028 高粘度流体ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024015028

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】高粘度流体ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 15/02 20060101AFI20240125BHJP

【ＦＩ】

F04B15/02 Z

F04B15/02 E

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023198523

(22)【出願日】2023-11-22

(62)【分割の表示】P 2020105124の分割

【原出願日】2020-06-18

(71)【出願人】

【識別番号】000179395

【氏名又は名称】株式会社ヤマダコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100090893

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 敏

(72)【発明者】

【氏名】山田 幸太郎

(72)【発明者】

【氏名】杉山 宏之

(57)【要約】

【課題】高粘度流体、特にＵＶインキ等のポンプの摺動部分で、ＵＶインキ等硬化を回避すること
【解決手段】上部往復駆動部２０にプランジャー４０を連結し、ピストン６６が嵌装されたピストンバルブ６２をプランジャー４０に連結し、その下方にフートバルブ部８０が設け、その更に下方に流体吸入口１００が設けて、ピストン６６及びピストンバルブ６２の上下動により流体を流体吐出口１１０から外部に給送する際に、プランジャー４０を覆ったグランドリテイナー４２との間隙４３に、一部を折り返して両端部を固定してあるダイアフラム４４を設けた。ピストン６６に部分球状部６６Ｓを設けて、その外側のサクションチューブ６８の内周面を摺動させる。フートバルブ部８０のフートバルブハウジング８２の下部に円形状のボール受け台８４が設けて、ボール８６を挟持する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部往復駆動部にプランジャーを連結し、ピストンが嵌装されたピストンバルブを前記プランジャーに連結し、その下方にフートバルブ部が設けられ、その更に下方に流体吸入口が設けられて、前記ピストン及び前記ピストンバルブの上下動により流体を流体吐出口から外部に給送する高粘度流体ポンプにおいて、前記ピストンは、サクションチューブに嵌装されており、前記ピストンに部分球状部を設けて、前記サクションチューブの内周面を摺動させたことを特徴とする高粘度流体ポンプ。

【請求項2】

前記ピストンの前記部分球状部は、円球の一部である請求項１記載の高粘度流体ポンプ。

【請求項3】

前記部分球状部の外表面と前記サクションチューブの内表面にクリアランスを設けた請求項２記載の高粘度流体ポンプ。

【請求項4】

前記クリアランスは０．１ｍｍ～０．２ｍｍである、請求項３記載の高粘度流体ポンプ。

【請求項5】

前記クリアランスに、高粘度流体であるＵＶインキをその間に侵入させて、前記ピストンに前記部分球状部と前記サクションチューブの内周面を非接触摺動のシール構造としたことを特徴とする請求項４の高粘度流体ポンプ。

【請求項6】

前記フートバルブ部は、フートバルブハウジングの下部に円形状のボール受け台が設けて、ボールを挟持する構造とし、前記ボールの浮沈によるバルブ開閉構造としたことを特徴とする請求項１記載の高粘度流体ポンプ。

【請求項7】

前記円形状のボール受け台の上部はテーパー状部になっており、テーパー下端で前記ボールを挟持できる請求項６記載の高粘度流体ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高粘度流体、特にＵＶインキ等のポンプの摺動部分の改良に関するものであり、特にＵＶインキ等硬化を回避出来るポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、高粘度ポンプで、ポンプ本体が、上部ボディと、サクションチューブと、バルブハウジングと、シュートによって構成され、その下部に高粘度材吸込口が設けられている。上部ボディの側面に高粘度材吐出口が開口されている。前記上部ボディに、シール部材を介してプランジャーが上下動自在に嵌合され、プランジャーの上端が、往復駆動部のドライブシャフトに取り付けられている。

【0003】

前記プランジャーに嵌合されたシール部材としてのパッキンおよびスロートベアリングが、上部ボディにねじ込まれたグランドリテーナーによりこの上部ボディ内に保持されている。また、前記プランジャーの下部にロッドの上部がねじ込まれ、このロッドの外周部に、前記サクションチューブ内で摺動するピストンが環状間隙を介して嵌合され、この環状間隙の上端は通孔を経てサクションチューブ内に連通されている。

【0004】

このプランジャー、ロッドとピストンの軸方向移動により、前記環状間隙の下端開口がロッドに形成されたシート部で開閉される。ロッドはショベルロッドと結合しており、ショベルロッドの下部に高粘度材掻上用のショベルプレートが設けられている。

【0005】

プランジャーが上昇するとロッドのシート部により環状間隙の下端開口が係止閉塞されるとともにピストンが上昇して、このピストンの上側にある高粘度材が高粘度材吐出口から吐出され、同時にショベルプレートで高粘度材吸込口に掻上げられた高粘度材が吸い上げられる。

【0006】

また、プランジャーが下降されると、シート部が環状間隙の下端開口から離れるので、プランジャーとともに下降するピストンの下側空間にある高粘度材が環状間隙および通孔を経てピストンの上側空間に移動する。
この高粘度ポンプにおいて、前記シール部材としてのパッキンにより、プランジャーの周面に附着した高粘度材をプランジャー上昇時に拭き取り、プランジャーによって外部に持出される高粘度材の漏れをできるだけなくすようにしているが、このパッキンではプランジャーの周面に強く附着した高粘度材を完全に除去することはできず、高粘度材がプランジャー１７とグランドリテーナー３３との隙間から外部に漏出するという問題があった。

【0007】

この発明は、プランジャーの周面に附着してポンプ本体から漏出した高粘度材を密封体内から循環通路を経て高粘度材吸込口に自動的に戻して、外部に漏出する問題を解決した。

【0008】

特許文献２は、複雑なシール構造を設けることなく、ポンプ内部流体の漏れを確実に防止し、通常のベローズシールを備えた往復動ポンプに比べ吐出圧の高い内部流体に対しても利用でき、有害物質や可燃性物質を含む流体を取扱うポンプとして利用した。ピストンにピストンリングまたはパッキンを設け、ピストン軸部に補助シールを設け、該補助シールより大気側のピストン軸部に可撓性部材によりシリンダー室側を大気側から密封する軸シールを備えたものである。

【0009】

特許文献３は、インキポンプ装置本体部は、インキ取り入れ口とインキを吐出する吐出口とを有するシリンダ筒、このシリンダ筒内を往復動される往復動体、往復動体の先端に取り付けられてインキを汲み上げる円盤状汲み上げ盤体とから構成されている。

【0010】

このピストンを作動させる作動ロッドにトリップロッドが連結され、トリップロッドの他端部側には切り換えスライダーブロックに係合してこの切り換えスライダーブロックをトリップロッドの往復動に基づき往復動させる切り換え爪体が設けられている。
この切り換え爪体は、作動オイルなどが用いられる駆動流体の供給を切り替えるためのものである。

【0011】

特許文献４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ーポンプであり、ピストンボディとシリンダとの間に所定のクリアランスを設け、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３０の外周面に溝を設けることで、ピストンボディとシリンダとの間にシールが形成されるため、インキの流入を防ぐことができ、前記シールハウジング部と前記プランジャー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周面に複数の溝が設けられたこと、前記シールハウジング部には、シールを行うＯリング部及び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ること、且つ、前記グランドリテーナー部にドレンポートが設けられたものである。

【0012】

以上の公知文献は何れも、シール部材を使用して、シールを行っていたが、高粘度流体は、このようなシール構造では、高粘度流体がシール部の部材同士が摺動することにより、高粘度流体が固着し、摺動部分の作動効率が低下する問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開平３－２４６３８０号公報

【特許文献2】特開２００６－１４４７４１号公報

【特許文献3】特開２００３－２８６９６８公報

【特許文献4】特許第５１９６３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

本発明は、高粘度流体ポンプのシール部分において、極力摺動を排除し、非接触摺動のシール構造を提供することを課題とする。

【0015】

従来は高粘度流体ポンプで扱う流体で、特に紫外線硬化型インキ（ＵＶインキ）の特徴は、紫外線により硬化する恐れがあり、硬化したインキを印刷機に送られてしまうことで、印刷上の不具合に繋がる。油性インキ用ポンプを使用した場合、摺動パッキンを使用しているので、ＵＶインキでは摺動パッキン等への固着が発生し、これらが抵抗になりポンプが作動しなくなってしまうという故障が生じる課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記課題を解決について、油性インキ用ポンプを使用した場合に摺動パッキンを回避することが、インキの硬化を回避できるので、プランジャーを覆ったグランドリテーナーとの間隙に、摺動パッキンを使用しないダイアフラムによるシール構造を提供して、インキの固着化を防止した。

【0017】

ピストンとサクションチューブとの摺動部分で、パッキンを使用せず、ピストンの外径部の形状について部分球状部を設けて、摺動部分の面積を狭小化し、又はピストンとサクションチューブ内径の間にクリアランスを設け、金属同士が非接触摺動のシール構造とした。

【0018】

フートバルブは、ボールの浮沈によるバルブ開閉構造にすることで、摺動部を無くした。

【0019】

本発明の請求項１乃至５記載の発明は、上部往復駆動部にプランジャーを連結し、ピストンが嵌装されたピストンバルブをプランジャーに連結し、その下方にフートバルブ部が設けられ、その更に下方に流体吸入口が設けられて、ピストン及びピストンバルブの上下動により流体を流体吐出口から外部に給送する高粘度流体ポンプにおいて、ピストンは、サクションチューブに嵌装されており、ピストンに部分球状部を設けて、サクションチューブの内周面を摺動させ、或いはピストンに部分球状部とサクションチューブの内周面との間にクリアランスを設けて非接触摺動のシール構造とした。

【0020】

本発明の請求項６、７記載の発明は、上部往復駆動部にプランジャーを連結し、ピストンが嵌装されたピストンバルブをプランジャーに連結し、その下方にフートバルブ部が設けられ、その更に下方に流体吸入口が設けられて、ピストン及びピストンバルブの上下動により流体を流体吐出口から外部に給送する高粘度流体ポンプにおいて、フートバルブ部は、フートバルブハウジングの下部に円形状のボール受け台を設けて、ボールを挟持する構造とした。

【発明の効果】

【0021】

請求項１乃至５の発明は、ピストンは、サクションチューブに嵌装されており、ピストンに部分球状部を設けて、サクションチューブの内周面を摺動するので、摺動部分が限定的となり、高粘度流体の固着が限定的となる。或いはピストンに部分球状部とサクションチューブの内周面との間にクリアランスを設けて非接触摺動のシール構造としたので、高粘度流体の固着を防止できる。

【0022】

請求項６、７の発明は、フートバルブ部は、フートバルブハウジングの下部に円形状のボール受け台を設けて、ボール受け台は内側が円形状にくり抜かれ、上部はテーパー状部になっており、テーパー下端で、ボールを挟持する構造になっているので、ボールの浮沈によるバルブ開閉構造としたから、摺動部分が無いので、高粘度流体の固着化の問題がない。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の高粘度流体であるＵＶインキポンプ１０の正面図である。

【図2】図１の上部往復駆動部２０の部分の左側面図である。

【図3】図１の高粘度流体であるＵＶインキポンプ１０のプランジャー４０以下の内部を表した模式図である。

【図4】（Ａ）は図３の高粘度流体であるＵＶインキポンプ１０の下死点のときの状態を表した模式図、（Ｂ）はボール受け台８４の拡大図である。

【図5】図４の高粘度流体であるＵＶインキポンプ１０の上死点の状態を表した模式図である。

【図6】本発明のダイアフラムの一例を表した正面図である。

【図7】図６のダイアフラムの形状を示したもので（Ａ）は上死点、（Ｃ）は下死点の状態を表した模式図であり、同（Ｂ）は、同（Ａ）の円で囲んだ部分の拡大図、同Ｄ）は、同（Ｃ）の円で囲んだ部分の拡大図である。

【図8】（Ａ）は、本発明のピストンの形状を示した斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の上方からの状態を示した上方斜視図である。

【図9】本発明のピストンとダイアフラムを表した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の高粘度流体ポンプ１０（特にＵＶインキポンプ）は、上部往復駆動部２０、プランジャー４０、ピストンバルブ部６０、フートバルブ部８０、流体吸入口１００、流体吐出口１１０から成り立っている。

【0025】

（上部往復駆動部２０）
図１に示すとおり、上部往復駆動部２０は、エアモーター２２が最上部にあり、下方に連結されているシリンダ３２とドライブシャフト２４を上下に駆動している。又、サイレンサー２６は、エアモーター２２の上部とエアモーター２２の下部をチューブ２８で接続しており、エアモーター２２から排気されるエアの排気音の消音を行っている。３０は、エア入口である。シリンダ３２からエジェクタ３４の間は、チューブ３６で接続しており、エア入口３０から供給された加圧エアがエジェクタ３４の作用により、負圧を発生させる。エジェクタ３４は、後述するプランジャー４０とグランドリテーナー４２の間の間隙
４３と連通している。

【0026】

（プランジャーとグランドリテーナー）
図２に示すとおり、ドライブシャフト２４には、プランジャー４０の上端が上下動自在に連結されている。プランジャー４０は、上方の長径部４０Ｌとその下の短径部４０Ｓからなっており、プランジャー４０の長径部４０Ｌの外側は、図３に示すとおり、グランドリテーナー４２が外装されている。プランジャー４０とグランドリテーナー４２の間は、間隙４３であり、プランジャーの長径部４０Ｌから、短径部４０Ｓにかけて、後述するシール部材としてダイアフラム４４が嵌合している。高粘度流体ポンプ１０の分解・組立時のダイアフラム４４損傷防止の為に、プランジャー４０とグランドリテーナー４２の両者
を固定可能なようにブラケット４８が設けられている。

【0027】

（ピストンバルブ）
プランジャー４０の短径部４０Ｓの下部に、ピストンバルブ部６０のピストンバルブ６２の上端部６２Ｈから延設された結合ロッド６２Ｒが嵌装されている。これにより、プランジャー４０とピストンバルブ６２とは連動して上下に往復動する。

【0028】

ピストンバルブ６２の下端部は、汲み上げ盤体６２Ｌが設けられており、汲み上げ盤体６２Ｌは、ピストンバルブ６２の中心外径が末広がりのラッパ状になっており、下端部は円盤状になっている。ピストンバルブ６２の上端部の結合ロッド６２Ｒが、プランジャー４０の短径部４０Ｓの下部と嵌合している部分には、ピストンバルブ６２の周囲に割ピン６４が、環装、固定されている。ピストンバルブ６２の上端部と下部の汲み上げ盤体６２Ｌの間は、ピストンバルブ円柱部６２Ｃになっている。

【0029】

（ピストンとピストンバルブ）
ピストンバルブ６２には、ピストン６６が嵌装されており、ピストン６６は、ピストンバルブ６２からはフリーの状態であり、ピストン６６の上部の貫通孔６６Ｐに、ピストンバルブ円柱部６２Ｃが貫通している。

【0030】

図８、図９のように、ピストン６６は、中空形状であり、上部の門型状取っ手部６６Ｇと、下部の部分球状部６６Ｓとから構成されており、上部の門型状取っ手部６６Ｇの下部は、円柱状のリング状部６６Ｒになっており、リング状部６６Ｒに部分球状部６６Ｓが連接されている。

【0031】

ピストン６６は、サクションチューブ６８に嵌装されており、上下に往復動する。サクションチューブ６８は、上方に絞られた円錐台チューブ７０を介してグランドリテーナー４２と接合している。

【0032】

ピストン６６は、ピストンバルブ６２が上昇すると汲み上げ盤体６２Ｌの上部と部分球状部６６Ｓの下端部が当設する構造になっている。

【0033】

（フートバルブ部８０）
フートバルブ部８０は、フートバルブハウジング８２に覆われており、サクションチューブ６８の下端部が、フートバルブハウジング８２の上端部と嵌合、接続している。フートバルブハウジング８２の下部は、ボール受け台８４が設けられており、ボール受け台８４は内側が円形状にくり抜かれ、上部はテーパー状部８４Ｔになっており、テーパー下端８４Ｌで、ボール８６を挟持する構造になっている（図４（Ｂ）参照）。ボールの上方で、サクションチューブ６８の下端部には、ストッパ８８が設けられ（図３参照）、流体の下部からの流入で、浮上したボールのストッパの役割を果たしている。

【0034】

フートバルブ部８０の下部はプレート９０になっており、プレート９０は中心に流体吸入口１００が設けられている。

【0035】

（流体吐出口）
サクションチューブ６８の上方の円錐台チューブ７０は、流体吐出口１１０が側面に設けられており、流体吐出口１１０と対向した部分は、流体の洗浄等に使用する排出口１１２である。

【0036】

（高粘度流体ポンプの下死点）
本発明の高粘度流体ポンプ１０の作用について説明する。図４は、エアモーター２２からドライブシャフト２４、プランジャー４０とピストンバルブ６２が、下降した状態であり、下死点の状態を示している。プランジャー４０の短径部４０Ｓ下端はピストン６６の門型状取っ手部６６Ｇの上端部分と当接しており、サクションチューブ６８の上方から下降した状態である。ピストン６６の部分球状部６６Ｓは中空であり、ピストンバルブ６２の汲み上げ盤体６２Ｌは、更に下降しており、ピストン６６とピストンバルブ６２との間には間隙がある状態になっている。このように上方からピストンバルブ６２が下降して来
る状態で、ピストン６６とピストンバルブ６２との間には間隙が出来れば、流体はＬ１の流れのように上方に押し出され、流体吐出口１１０から外部に供給される状態になっている。なおピストンバルブ６２の汲み上げ盤体６２Ｌの下降に伴い、汲み上げ盤体６２Ｌとボールの距離が短縮されることで、ボール８６は、ボール受け台８４方向に押されて、流体吸入口１００からの流体が逆流できない状態になっている。

【0037】

（高粘度流体ポンプの上死点）
図５は、エアモーター２２からドライブシャフト２４、プランジャー４０とピストンバルブ６２が、上昇した状態であり、上死点の状態を示している。

【0038】

下死点から、ピストンバルブ６２が、上昇した時点では、プランジャー４０の短径部４０Ｓ下端とピストン６６の門型状取っ手部６６Ｇの上端部分との当接状態は解消され、ピストンバルブ６２の汲み上げ盤体６２Ｌが上昇することで、ピストン６６の部分球状部６６Ｓの下端と当接する。その後のピストンバルブ６２の汲み上げ盤体６２Ｌの上昇により、ピストン６６の部分球状部６６Ｓも下方から押されて、上昇する。この間ピストンバルブ６２の汲み上げ盤体６２Ｌとピストン６６の部分球状部６６Ｓの間の間隙が無くなるので、流体は、ピストンバルブ６２の汲み上げ盤体６２Ｌの下方からは、侵入して来ないが、ピストン６６より上方の流体は上昇し、流体の流れＬ２のように上方に押し出され、流体吐出口１１０から外部に供給される状態になる。

【0039】

なおピストンバルブ６２の汲み上げ盤体６２Ｌの上昇に伴い、ボール８６は、汲み上げ盤体６２Ｌとボールの距離が離間することで、ボール８６は上昇しストッパ８８に当接する状態となるが、これにより、ボール受け台８４とボール８６の間に空間が出来、流体吸入口１００からの流体が流れＬ３の流れのように侵入して、汲み上げ盤体６２Ｌが上昇した空間に新たな流体を流入することになる。

【0040】

（高粘度流体、特にＵＶインキの特性）
本発明の適用対象である高粘度流体、特にＵＶインキは、紫外線により硬化するインキであるが、この硬化は、（i）ＵＶインキに一定温度以上の熱が加わったり、（ii）ＵＶインキに圧力が加わったり、（iii）ＵＶインキにアルミニウムや亜鉛に接触した場合、硬化（ゲル化）のきっかけになる恐れがあり、これらにより硬化したインキを印刷機に送られてしまうことで、印刷上の不具合に繋がる恐れがある。

【0041】

特に油性インキ用ポンプを使用してＵＶインキの搬送に利用する場合、油性インキ用ポンプでは、通常摺動パッキンを使用するが、ＵＶインキでは、摺動パッキン等へのインキ自体の固着が発生し、この固着が抵抗になりポンプが作動しなくなってしまう症状が見られた。

【0042】

（ダイアフラム）
特に、プランジャー４０とグランドリテーナー４２の間の間隙４３の部分まで、ＵＶインキが入り込んでくるが、この部分のシール構造は、摺動パッキンを使用した場合、インキが固着し、ポンプの作動に悪影響を及ぼすことが考えられる。

【0043】

そこで本発明では、シール部材としてダイアフラム４４を採用した。図６によれば、ダイアフラム４４は、柔軟性のある材質である外被がゴムで基布はポリエステル繊維である材質を使用する。ダイアフラム４４の形状については、図６に図示したように、全体的に円筒形状であり、中心に尻つぼみ状の胴部４４Ｂ、上端側に隆起部４４Ｐが幅方向に突出し、下端側に底部４４Ｌ、底部が中抜けになっており、中抜け部４４Ｈから構成されている。ダイアフラム４４自体が伸縮自在の素材であって、プランジャー４０の装着される部位に密着するものであれば良い。

【0044】

ダイアフラム４４は、プランジャー４０を組み立てる際にグランドリテーナー４２の下端部４２Ｐに隆起部４４Ｐを挟み込んで固定される。プランジャー４０の長径部４０Ｌからフランジ面４０Ｆまでを、胴部４４Ｂを嵌めこみ、プランジャー４０の長径部４０Ｌの底部４０ＬＢには底部４４Ｌを嵌めこんで固定される。底部４４Ｌについては、図７（Ｂ）で図示されているように、鍵状リテーナー５０が、ダイアフラム４４の底部４４Ｌを保持し、ナット５２で締め付け固定している。

【0045】

ダイアフラム４４が柔軟性のある材質である外被がゴムで基布はポリエステル繊維である材質を使用している為に、プランジャー４０の外側に密着して装着される。ダイアフラムの材質は、柔軟性のある材質であれば良く、ゴム単体でも良い。又外被がゴムで基布は別の素材の場合に、アラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド樹脂（PPS）、ナイロン、ガラス繊維、綿等特に素材は限定されない。

【0046】

ダイアフラム４４は、高粘度流体ポンプ１０が上死点に到達した場合、胴部４４Ｂの下部でかつ、プランジャー４０とグランドリテーナー４２の間の間隙４３で、垂直方向又は、ポンプの上下動方向で逆Ｕ字状に折り返している（４４Ｕ）。この折り返した内部に流体、特にＵＶインキが入り込み、シール構造になっている（図７（Ａ）参照）。

【0047】

又高粘度流体ポンプ１０の分解・組立時のダイアフラム４４損傷防止の為に、プランジャー４０とグランドリテーナー４２の両者を固定可能なようにブラケット４８が設けられていることは前述した。

【0048】

図７（Ｃ）の通り、高粘度流体ポンプ１０の下死点では、ダイアフラム４４の胴部４４Ｂの隆起部４４Ｐに近接した部分で、プランジャー４０とグランドリテーナー４２の間の間隙４３の下部で、垂直方向又はポンプの上下動方向でＵ字状に折り返している（４４Ｕ）。この折り返した内部は間隙４４Ｓであり、その間隙４４Ｓに流体、特にＵＶインキが入り込み、シール構造になっている（図７（Ｃ）（Ｄ）参照）。

【0049】

このようにダイアフラム４４は、プランジャー４０とグランドリテーナー４２の間の間隙４３のシールの役割を果たしており、しかも、高粘度流体特にＵＶインキが、ダイアフラム４４の垂直方向或いは、ポンプの上下動方向でＵ字状に折り返した内側の間隙４４Ｓに入り込むため、ダイアフラム４４の自体は、相互に直接当接せず、摺動部分が無いので、ＵＶインキは、この部分で固着することが無くなった。

【0050】

（ダイアフラムの変形実施例）
ダイアフラム４４のプランジャー４０とグランドリテーナー４２への装着方法は、以上のような装着方法に限られない。ダイアフラム４４の隆起部４４Ｐは、特に隆起形状ではなくても、前述したダイアフラム４４の底部４４Ｌの固定方法のようにリテーナーとかナットで固定する方法でも良い。反対に前述したダイアフラム４４の底部４４Ｌは、隆起部４４Ｐと似た形状にして、プランジャー４０の長径部４０Ｌと短径部４０Ｓを分割して、その間に挟み込む方法で固定しても良い。プランジャー４０とグランドリテーナー４２への装着した時に、全体的に円筒形状であり、中心に尻つぼみ状の胴部４４Ｂのある構造で
あれば、前述したプランジャー４０とグランドリテーナー４２の間の間隙４３で、垂直方向又は、ポンプの上下動方向で逆Ｕ字状に折り返して使用出来れば、十分にシール構造として利用できる。

【0051】

（ダイアフラムとエジェクタ）
ダイアフラム４４は、以上のように折り返した形状で使用しているので、その形状が保たれない場合には、ダイアフラム４４自体が、摺動部分に接触することで、高粘度流体であるＵＶインキの固化を招くことがあった。そこで、エジェクタ３４は、プランジャー４０とグランドリテーナー４２の間の間隙４３を負圧にすることを可能とした。これにより、ダイアフラム４４の高粘度流体であるＵＶインキとの非接触部分であって、プランジャー４０外側及びグランドリテーナー４２内側の接触する部分は、空気の層が排除されるために、プランジャー４０外側とダイアフラム４４、グランドリテーナー４２内側とダイア
フラム４４が接着したような状態となり、ダイアフラム４４の脱落を防止し、折り返されたダイアフラムの胴部と胴部で形成された逆Ｕ字空間である間隙４４Ｓには、高粘度流体であるＵＶインキが入り込むため、前述した直接の摺動状態は無くなり、高粘度流体であるＵＶインキが摺動部分に触れて固化するような現象が無くなった。このような構成により、従来のような摺動部分が無くなったことで、高粘度流体であるＵＶインキが固化して付着し、ポンプの上下動が円滑にいかないような状態が解消された。

【0052】

（ピストンの部分球状部）
図８、９のように、ピストン６６の下部の部分球状部６６Ｓは、円球の一部になっており、この部分では、ピストンが鉛直線から傾斜しても、ピストン６６のサクションチューブ６８に接する部分の外径は同一である。したがって多少の傾きは問題とならない構造になっている。このようにして、ピストン６６は、サクションチューブ６８に嵌装されて上下に往復動する。ピストン６６は、サクションチューブ６８の摺動部分についても、摺動部の面積を縮小することができるので、摺動による材料固着が生じにくくなる効果がある。

【0053】

ここで、ピストン６６とサクションチューブ６８の摺動部分は従来のものであれば、面で接触しており、摺動面も大きなものとなっていた。その意味では本発明の部分球状部６６Ｓを利用した場合、摺動部分が線に近似した接触になっており、摺動部分が狭小化している点で、利点がある。摺動面積が少なくなれば、高粘度流体であるＵＶインキとの接触量が減少し、インキの硬化を防止できるからである。

【0054】

なお、ピストン６６の部分球状部６６Ｓとサクションチューブ６８内径の間にはクリアランスを設ければ、前述した摺動する部分が無くなり、部分球状部６６Ｓとサクションチューブ６８は直接接触しない、非接触摺動のシール構造となる。

【0055】

部分球状部６６Ｓの外表面とサクションチューブ６８の内表面のクリアランスは、０．１ｍｍ～０．２ｍｍが好適である。部分球状部６６Ｓの外表面とサクションチューブ６８の内表面は、高粘度流体であるＵＶインキが入り込み、シールに一役買っているような構造になっている。ＵＶインキは油性インキの数倍以上の粘度があるため、適度なクリアランスであれば内部リークは少なく、ポンプ性能に大きな悪影響はない。

【0056】

なお、ピストンの部分球状部は円球の一部が望ましいが、楕円球でも同じ効果が期待できる。又球状部は、例えば薄い円盤状のものであれば、摺動面積の減少の効果がある。又円錐台形状のもので、上向き円錐台と下向き円錐台のものを合わせて、中央部分の尖った部分が円形になっているものでも代替可能である。

【0057】

以上のような構成は、摺動部分を狭小化し、あるいは摺動部分を解消するような発明であるが、このような摺動部分についても、摺動部分の部品の表面処理を施すことで、摺動性を向上させることが出来る。例えば、ピストン６６の外周部分およびサクションチューブの内周部分にフッ素系表面処理を施すことで、潤滑性の高い摺動面にすると、摩擦部分が低減され、インキ固着リスクが低減する。

【0058】

（接液部金属材質）
なお、接液部金属材質について、鋼鉄（無電解ニッケルめっき）またはステンレスを使用し、上記のインキが硬化（ゲル化）するきっかけになる材質（アルミニウム合金、電気亜鉛メッキ、等）を使用しないことは、高粘度流体であるＵＶインキの硬化を防止できる。接液部としては、プランジャー４０の外周面、ピストン６６の外周面やサクションチューブ６８の内周面、フートバルブハウジング８２の内周面、ボール受け台８４の外周面、ボール８６の外表面などが挙げられる。

【0059】

（フートバルブ）
本発明のフートバルブは、フートバルブハウジング８２の下部にボール受け台８４が設けられ、ボール受け台８４は内側が円形状にくり抜かれ、上部はテーパー状部８４Ｔになっており、テーパー下端８４Ｌで、ボール８６を挟持する構造になっているので、ボールの浮沈によるバルブ開閉構造としたから、従来の円柱台形状のものに比較して摺動部分が無いので、ＵＶインキの固着化の問題がない。

【産業上の利用可能性】

【0060】

上述の実施形態では、高粘度流体ポンプで用いられるパッキン等のシール方法について、非接触摺動のシール構造を提案するものであり、従来困難とされた高粘度流体ポンプにおけるシールの方法を画期的に改善したものである。

【0061】

なお発明は高粘度流体ポンプ、特にＵＶインキポンプについて使用されているシール構造であるが、広く高粘度流体への適用が可能である。

【符号の説明】

【0062】

１０ 高粘度流体であるＵＶインキポンプ
２０ 上部往復駆動部
２２ エアモーター
２４ ドライブシャフト
３２ シリンダ
３４ エジェクタ
４０ プランジャー
４２ グランドリテーナー
４３ 間隙
４４ ダイアフラム
４８ ブラケット
５０ 鍵状リテーナー
５２ ナット
６０ ピストンバルブ部
６２ ピストンバルブ
６２Ｌ 汲み上げ盤体
６６ ピストン
６６Ｓ 部分球状部
６６Ｇ 門型状取っ手部
６８ サクションチューブ
８０ フートバルブ部
８２ フートバルブハウジング
８４ ボール受け台
８４Ｔ テーパー状部
８４Ｌ テーパー下端
８６ ボール
９０ プレート
１００ 流体吸入口
１１０ 流体吐出口
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 流れ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】