| 【発明の名称】 |
糸状液体を空気の支援で押し出す万能分配システム |
| 【発明者】 |
【氏名】チャールズ エー．グレセット，ジュニア
【氏名】デーヴィッド イー．ハーディ
【氏名】ジョン エム．リネイ
【氏名】ローレンス ビー．セッドマン
【氏名】ポール シュミット
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| 【要約】 |
【課題】糸状液体を空気の支援で押し出す万能分配システムを提供する。
【解決手段】異なる形状の空気支援繊維化すなわち糸状体の運動（例えば溶融吹出し、被制御繊維化）で液体材料を分配するシステム。特に、選択されたノズルを装着するための前方からのアクセスは、１つのレバーと１つのファスナの調節のみ必要とする。ノズルが使用を通してダイ本体に密着した場合も、レバーとノズルとの特徴はノズルの排出を支援する。加えて、ダイ本体のノズル取付け面は様々なタイプのノズルに対して万能の界面を提供する。ダイ本体の空気の空洞と、選択されたタイプのノズルの空気トラフとは空気の流れを平衡にしかつ調節する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】加圧されたプロセス空気により支援される液体の糸状体を分配する装置において、ａ）１）液体供給通路と、２）プロセス空気供給通路と、３）前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とが開口するノズル取付け面と、を有するハウジングと、ｂ）前記取付け面に隣接して配置される入口側と、少なくとも１つの液体放出オリフィス及び前記液体放出オリフィスに隣接した複数のプロセス空気放出通路を有する出口側とを有するノズルであって、前記液体放出オリフィスと前記プロセス空気放出通路とがそれぞれ前記ハウジングの前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とに流体連通するようにされたノズルと、ｃ）前記ハウジングに枢着されたノズル排出レバーであって、前記ノズルを前記取付け面に隣接して封止装着させて前記プロセス空気放出通路が前記プロセス空気供給通路と流体連通し、かつ前記液体放出オリフィスが前記液体供給通路と流体連通する第１の位置から、前記排出レバーが前記ノズルを前記取付け面から移動させる第２の位置へ回動可能なノズル排出レバーと、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記排出レバーは前記ノズルと係合可能な表面を含み、前記排出レバーの、第１の位置から第２の位置への回転が前記ノズルを前記取付け面から押し離すようにすることを特徴とする装置。
【請求項３】請求項２に記載の装置において、該装置は前記ハウジングに枢結された締付けレバーと、前記締付けレバーに結合されて前記締付けレバーを弛緩位置と締付け位置との間で前記ノズルに対して移動させることができるファスナとをさらに含み、前記締付けレバーが前記締付け位置において前記ノズルを前記取付け面に対して保持し封止できることを特徴とする装置。
【請求項４】請求項３に記載の装置において、前記ノズルはカム表面を含み、さらに前記締付けレバーは前記締付け位置への移動中前記カム表面と係合して前記ノズルを前記取付け面に対して保持し封止することを特徴とする装置。
【請求項５】請求項３に記載の装置において、前記締付けレバーと前記ノズル排出レバーとは同じ軸を中心として回動することを特徴とする装置。
【請求項６】請求項１に記載の装置において、該装置は、液体入口と、液体出口と、前記出口を通る液体の流動を選択的に阻止したり許したりできる弁部材とを有した分配弁をさらに備え、前記液体出口が連結されて前記ハウジングの前記液体供給通路と流体連通することを特徴とする装置。
【請求項７】加圧されたプロセス空気により支援される液体の糸状体を分配する装置において、ａ）１）液体供給通路と、２）プロセス空気供給通路と、３）前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とが開口するノズル取付け面を備えた凹部と、を有するハウジングと、ｂ）前記取付け面に隣接して配置される入口側と、少なくとも１つの液体放出オリフィス及び前記液体放出オリフィスに隣接した複数のプロセス空気放出通路を有する出口側とを有したノズルであって、前記液体放出オリフィスと前記プロセス空気放出通路とがそれぞれ前記ハウジングの前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とに流体連通するようにされたノズルと、ｃ）前記ハウジングに枢着されたノズル位置決めレバーであって、前記ノズルを前記凹部内で前記取付け面に隣接して封止装着させる第１の位置から、前記ノズルを前記凹部に保持して前記プロセス空気放出通路が前記プロセス空気供給通路と流体連通し、かつ前記液体放出オリフィスが前記液体供給通路と流体連通する第２の位置へ回動可能なノズル位置決めレバーと、を備えることを特徴とする装置。
【請求項８】請求項７に記載の装置において、前記凹部は壁部を含む第１の側部と位置決めレバーが枢着される第２の側部とを含み、前記位置決めレバーが前記壁部に対して接近離反移動可能な表面を有して前記位置決めレバーの、前記第２の位置から前記第１の位置へ向う回転が前記ノズルを前記壁部と前記取付け面とに向って付勢することを特徴とする装置。
【請求項９】請求項８に記載の装置において、前記ノズルは第１のカム表面を含み、前記凹部は前記壁部から伸長する相手側のカム表面を含み、前記第１のカム表面と前記相手側のカム表面とは、前記ノズルが前記位置決めレバーにより前記壁部に向って付勢されるにつれて係合し、これにより前記ノズルが前記取付け面に対して移動することを特徴とする装置。
【請求項１０】前記ハウジングに枢結された締付けレバーと、前記締付けレバーに結合されて前記締付けレバーを前記凹部に対して弛緩位置と締付け位置との間を移動させ得るファスナとをさらに含み、前記締付けレバーが前記締付け位置において前記ノズルを前記取付け面に対して保持し封止できることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の装置において、前記ノズルは第２のカム表面を含み、また前記締付けレバーは前記締付け位置への移動中前記カム表面と係合して前記ノズルを前記取付け面に対して保持し封止することを特徴とする装置。
【請求項１２】請求項７に記載の装置において、前記ハウジングの前記取付け面は前記取付け面から伸長する心合せ部材を含み、また前記ノズルは心合せ凹部を含み、該心合せ凹部は、前記ノズルが前記取付け面に隣接して装着されると前記心合せ部材を収容するよう配置されて、前記プロセス空気放出通路が前記プロセス空気供給通路と流体連通しかつ前記液体放出オリフィスが前記液体供給通路と流体連通することを特徴とする装置。
【請求項１３】請求項７に記載の装置において、前記ノズルは前記入口側に、前記ノズルの前記プロセス空気放出通路と前記ハウジングの前記プロセス空気供給通路とに流体連通するようにされた空気トラフをさらに含み、前記トラフが、前記ノズルの前記入口側と前記プロセス空気放出通路との間を流動するプロセス空気のための曲がりくねった通路をさらに形成して、前記プロセス空気放出通路から流出するプロセス空気の速度を低下させることを特徴とする装置。
【請求項１４】請求項７に記載の装置において、該装置は、液体入口と、液体出口と、前記出口を通る液体の流動を選択的に阻止したり許したりできる弁部材とを有した分配弁をさらに備え、前記液体出口が連結されて前記ハウジングの前記液体供給通路と流体連通することを特徴とする装置。
【請求項１５】加圧されたプロセス空気により支援される液体の糸状体を分配する装置において、ａ）１）液体供給通路と、２）プロセス空気供給通路と、３）第１のカム表面と、前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とが開口するノズル取付け面とを有する凹部と、を有したハウジングと、ｂ）前記取付け面に隣接して配置された入口側と、少なくとも１つの液体放出オリフィス及び前記液体放出オリフィスに隣接した複数のプロセス空気放出通路を有する出口側とを有し、さらに第２と第３のカム表面を含むノズルであって、前記液体放出オリフィスと前記プロセス空気放出通路とがそれぞれ前記ハウジングの前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とに流体連通するようにされたノズルと、ｃ）前記ハウジングに枢着された、第４のカム表面を含む締付けレバーであって、前記ノズルを前記取付け面に隣接して前記凹部に挿着させ前記各プロセス空気放出通路が流体連通する第１の位置から、前記第１と第２のカム表面を一緒に付勢しかつ前記第３と第４のカム表面も一緒に付勢して、前記ノズルの前記入口側を前記取付け面に対して封止し前記プロセス空気供給通路と前記液体放出オリフィスとが前記液体供給通路と流体連通する第２の位置へ回動可能な締付けレバーと、を備えることを特徴とする装置。
【請求項１６】請求項１５に記載の装置において、該装置は、前記締付けレバーに結合されて回転して前記締付けレバーを前記締付け位置と弛緩位置との間で移動させることのできるファスナをさらに含むことを特徴とする装置。
【請求項１７】請求項１６に記載の装置において、前記締付け部材は、前記ファスナと前記第４のカム表面との間の位置で前記ハウジングに枢結され、前記ファスナはこれにより、前記ファスナが回転すると、前記第４のカム表面を前記第３のカム表面に対して回動させることを特徴とする装置。
【請求項１８】加圧されたプロセス空気により支援される、液体の糸状体を分配しかつ２つの糸状体分配パターンを変換できるシステムにおいて、ａ）１）前記分配弁の前記液体出口と流体連通する液体供給通路と、２）プロセス空気供給通路と、３）前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とが開口するノズル取付け面を有する凹部と、を有したハウジングと、ｂ）前記凹部内に前記取付け面に隣接して配置される入口側と、少なくとも１つの液体放出オリフィス及び第１の形状をなして前記液体放出オリフィスに隣接して配設された複数のプロセス空気放出通路を有する出口側とを有した第１のノズルであって、前記液体放出オリフィスと前記プロセス空気放出通路とがそれぞれ前記ハウジングの前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とに流体連通するようにされた第１のノズルと、ｃ）前記第１のノズルの代わりとなるようにされた、入口側と出口側とを有する第２のノズルであって、前記第２のノズルの前記入口側が前記凹部内に前記取付け面に隣接して配置されて前記取付け面と封止係合状態で装着でき、前記出口側が少なくとも１つの液体放出オリフィスと、第１の形状とは異なる第２の形状をなして配設されかつ前記第２のノズルの前記液体放出オリフィスに隣接して配置された複数のプロセス空気放出通路とを有し、前記第２のノズルを前記第１のノズルの代用として前記凹部内に前記取付け面に対して装着すると、前記第２のノズルの前記液体放出通路と前記プロセス空気放出通路とがそれぞれ前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とに流体連通するようにされた第２のノズルと、を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１９】請求項１８に記載の装置において、前記第１と第２のノズルは、溶融吹出し糸状体を製造するようにされた液体放出オリフィス及びプロセス空気放出通路を有するノズルと、旋回糸状体を製造するようにされた液体放出オリフィス及びプロセス空気放出通路を有するノズルとから成るグループからそれぞれ選択されることを特徴とする装置。
【請求項２０】第１のカム表面を備えた取付け凹部と第２のカム表面を備えた締付け部材とを有する、分配器に結合するようにされたノズルであって、前記ノズルは加圧された空気により支援される液体の糸状体を分配するようにされたノズルにおいて、液体入口とプロセス空気入口とを含む頂部と、前記液体入口と流体連通した液体放出オリフィスと前記プロセス空気入口と流体連通した複数のプロセス空気放出通路とを含む底部と、複数の側壁部とを有したノズル本体と、前記分配器の第１と第２のカム表面と個々に係合するようにされたカム表面をそれぞれに含む、前記頂部側と底部側とを伸長する第１と第２の対向する側壁部と、を備えることを特徴とするノズル。
【請求項２１】請求項２０に記載のノズルにおいて、該ノズルは前記ノズル本体に複数の液体放出オリフィスをさらに備え、前記液体放出オリフィスと前記プロセス空気放出通路とが溶融吹出し糸状体を製造するようにされることを特徴とするノズル。
【請求項２２】請求項２１に記載のノズルにおいて、該ノズルは第１の先端部を有した第１の峰をさらに備え、前記液体放出オリフィスが前記第１の先端部に配置され、また第２と第３の峰が、前記第１の峰の両側に配置されかつ前記第１の峰を越えて突出する個々の第２と第３の先端部を含むことを特徴とするノズル。
【請求項２３】請求項２０に記載のノズルにおいて、該ノズルは前記ノズル本体に複数の液体放出オリフィスをさらに備え、前記液体放出オリフィスと前記プロセス空気放出通路とが前記液体放出オリフィスの各々から旋回糸状体を製造するようにされることを特徴とするノズル。
【請求項２４】請求項２０に記載のノズルにおいて、前記液体放出オリフィスとプロセス空気放出通路とは旋回糸状体を製造するようにされることを特徴とするノズル。
【請求項２５】請求項２０に記載のノズルにおいて、該ノズルは前記頂部側に、前記ノズルの前記プロセス空気入口及び前記プロセス空気放出通路とに流体連通するようにされた空気トラフをさらに含み、前記トラフが、前記ノズルの前記頂部側と前記プロセス空気放出通路との間を流動するプロセス空気のための曲がりくねった通路を形成して、前記プロセス空気放出通路から流出するプロセス空気の速度を前記トラフに進入するプロセス空気の速度に対して低下させることを特徴とするノズル。
【請求項２６】液体の糸状体を分配する装置において、ａ）１）液体供給通路と、２）前記液体供給通路と前記プロセス空気供給通路とが開口するノズル取付け面と、を有したハウジングと、ｂ）前記取付け面に隣接して配置される入口側と、糸状体を分配する少なくとも１つの液体放出オリフィスを有する出口側とを有したノズルであって、前記液体放出オリフィスが前記ハウジングの前記液体供給通路と流体連通するようにされたノズルと、ｃ）前記ハウジングに枢着されたノズル締付け／排出レバーであって、該レバーは、前記ノズルを前記取付け面に隣接して封止装着して前記液体放出オリフィスが前記液体供給通路と流体連通する第１の位置から、前記締付け／排出レバーが前記ノズルを前記取付け面に対して締付ける第２の位置へ回動でき、前記締付け／排出レバーの、前記第１の位置への戻り回動がさらに前記ノズルを前記取付け面から移動させるよう作動するようにされたノズル締付け／排出レバーと、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２７】請求項２６に記載の装置において、該装置は前記入口側と前記出口側とを伸長する前記ノズルの第１の側壁部と、前記ハウジングの前記ノズル取付け面から伸長する、スロットを含んだ第２の側壁部とをさらに備え、前記第１の側壁部からはタブが突出し、前記タブが前記スロットに収容されるようにされて前記ノズルを前記ノズル取付け面に所望の位置において整列させることを特徴とする装置。
【請求項２８】請求項２７に記載の装置において、該装置は前記第１の側壁部から前記ノズルの反対側にある第３の側壁部と、前記第２の側壁部から前記ノズル取付け面の反対側にある、第２のスロットを含んだ第４の側壁部とをさらに備え、前記第３の側壁部からは第２のタブが突出し、前記第２のタブが前記第２のスロットに収容されるようにされて前記ノズルを前記ノズル取付け面に所望の位置において整列させることを特徴とする装置。
【請求項２９】請求項２７に記載の装置において、前記ノズル締付け／排出レバーはその回動中に前記タブと係合して、前記ノズルを前記ノズル取付け面から排出させることを特徴とする装置。
【請求項３０】請求項２９に記載の装置において、前記ノズル取付け／排出レバーはさらに、前記ノズルと係合可能な第１の締付け部材と、前記第１の締付け部材に結合されかつ前記ノズルと係合可能な第２の締付け部材と、前記第１と第２の締付け部材との間にあるスロットと、を備え、前記レバーの排出部位は前記第１と第２の締付け部材間を伸長し、さらに前記排出部位は前記レバーの回動中前記タブと係合して、前記ノズルを前記ノズル取付け面から移動させる、ことを特徴とする装置。
【請求項３１】請求項２６に記載の装置において、前記レバーは締結／固定ファスナを含み、該ファスナは前記ハウジングに対して締結かつ固定されるようにされて前記レバーを移動させかつ前記ノズルに対して前記レバーを締付け位置において固定することを特徴とする装置。
【請求項３２】請求項２６に記載の装置において、前記ハウジングはさらにプロセス空気供給通路を含み、また前記ノズルはさらに前記液体放出オリフィスに隣接した複数のプロセス空気放出通路を含み、前記プロセス空気供給通路が前記プロセス空気放出通路と流体連通することを特徴とする装置。
【請求項３３】加圧されたプロセス空気により支援される液体の糸状体を分配する弁において、液体放出通路と、開閉位置間を移動して前記液体放出通路を通る液体の流れを選択的に許したり阻止したりする往復弁部材とを収容する内部を有した弁ハウジングと、アクチュエータハウジングであって、前記弁部材に結合されて前記弁部材を前記閉位置へ付勢するばね戻し機構と、前記弁部材に結合されたダイアフラムを含み第１及び第２の部位に分割される室と、前記第１の部位と連通し加圧空気を投入させて前記ダイアフラム及び前記弁部材を前記閉位置へ付勢する第１の空気供給ポートと、前記第２の部位と連通し加圧空気を投入させて前記ダイアフラム及び前記弁部材を前記開位置へ付勢する第２の空気供給ポートと、前記第１の部位と連通する排出ポートと、前記排出ポートを選択的に開閉して前記第１の空気供給ポートへ導入される空気を前記第１の部位から排出させるプラグとを含むアクチュエータハウジングと、を備えることを特徴とする弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液体材料を応用するための分配システムに関し、特に糸状体すなわち熱溶融接着剤などの液体の糸状体を基板に分配するための分配システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の液体分配システムは、空気支援（air assisted）押出しノズルを用いて熱可塑性材料などの粘性の材料を移動する基板の上に応用している。これらのシステムは多くの場合不織製品を形成するのに用いられる。例えば、溶融吹出し（meltblowing）システムは、おむつや女性の衛生用品等の製品を製造する時に使用できる。一般に、溶融吹出しシステムは液体の熱可塑性材料の供給源と、加圧されたプロセス空気の供給源と、液体材料とプロセス空気とを分配するマニホルドをと含む。複数のモジュールすなわち分配弁はマニホルドに取り付けられて液体とプロセス空気とを受け取り細長い糸状体の液体材料を分配できる。糸状体は空気により希薄化、降下させされ、基板上にランダムに応用される。一般に、溶融吹出しダイの先端部すなわちノズルは列状に配設された複数の液体放出オリフィスと、液体放出オリフィスの列の各側部に空気を分配するスロットとを含む。スロットの代わりに、液体放出オリフィスの列に平行な、２列の空気放出オリフィスを用いることもよく知られている。
【０００３】繊維化制御式分配システムもまた空気支援の押出しノズルを用いる。一方、これらのシステムの加圧プロセス空気を用いて、押し出された糸状液体を旋回させる。従来の旋回ノズルすなわちダイの先端部は一般的に複数のプロセス空気放出通路により囲繞された中心液体放出通路を有する。液体放出通路は突出部に中心的に配置される。突出部の一般的な形状は円錐形すなわち、液体放出通路が頂点で開口した円錐台（frustoconical）である。プロセス空気放出通路は一般的に突出部の基部に配置される。プロセス空気放出通路は通常、中心液体放出通路を中心として半径方向に対称なパターンで配設される。プロセス空気放出通路は液体放出オリフィスとほぼ接するように方向づけられ、すべて中心液体放出通路を中心として時計回りか反時計回り方向に曲げられている。
【０００４】本願において二放射ノズルと称する他のタイプの空気支援ノズルは、頂点に収束する一対の側面を持つ楔形部材を含む。液体放出通路は楔形部材と頂点とを通る軸に沿って伸長する。楔形部材は液体放出通路に関して半径方向に非対称に伸長する。４つのプロセス空気放出通路は楔形部材の基部に配置される。少なくとも１つのプロセス空気放出通路は各側面に隣接して配置され、各プロセス空気放出通路は概して液体放出通路に向かって複雑に曲げられ、液体放出通路の軸線から偏向している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これら並びにその他のタイプの空気支援押出しノズルは、塵の蓄積や硬化した液体材料、またはその他の理由により概して周期的な保守を必要とする。各分配弁は少なくとも２つのボルトを緩めてマニホルドから外さなければならない。次にノズルを分配弁から除去して、別のノズルを弁に取り付ける。必要であれば、弁をマニホルドに再度取り付ける。したがって、このような修理は弁とノズルとの除去及び交換の、必要運転停止時間を延長しかねない。装着されたノズル付きの分配弁全体を除去することは、応用対象を変更する際の（例えば溶融吹出しから繊維化制御式へ）必要条件である。
【０００６】これらの理由により、従来の液体分配システムについての様々な問題に遭遇せずに、ダイアセンブリのノズルを素早く変更する装置並びに方法を提供することは望ましい。空気支援押出しノズルに簡単な保守並びに交換を提供することもまた望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、加圧されたプロセス空気により支援可能な、あるいは支援の要のない糸状液体分配方法を提供する。装置はハウジングを備え、ハウジングは液体供給通路とハウジングの凹部内に配置できるノズル取付け面とを有する。ノズルは取付け面に隣接して位置する入口側と、少なくとも１つの液体放出オリフィスを有する出口側と、オプションとして液体放出オリフィスに隣接した複数のプロセス空気放出通路とを含む。適切に取り付けられて取付け面に対して整列すると、液体放出オリフィスとプロセス空気放出の空気通路とは、それぞれハウジングの液体供給通路と、適用されればプロセス空気供給通路とに流体連通する。本発明の一の態様において、ノズル排出レバーはハウジングに枢着され第１の位置から第２の位置へ回動する。第１の位置においてノズルは上述の如く取付け面に隣接して装着でき、排出レバーが第２の位置へ移動するにつれてノズルは取付け面から引きはがされる。このことは、熱可塑性液体やその他の理由により、ハウジングに密着するかもしれないノズルを取り除く助けとなる。
【０００８】本発明の他の態様において、ノズル位置決めレバーはハウジングに枢着されて第１と第２の位置間を移動する。第１の位置において、位置決めレバーはノズルをハウジングの凹部内で、取付け面に隣接して封止装着させる。第２の位置において位置決めレバーはノズルを凹部に保持し、プロセス空気放出通路がプロセス空気供給通路と流体連通し、さらに液体放出オリフィスが液体供給通路と流体連通する。好ましい実施形態において、位置決めレバーと排出レバーは１つの同じものとすることができ、レバーの異なる部位が位置決めと排出の機能を遂行する。
【０００９】本発明の他の態様において、締付けレバーはハウジングに枢着され、ノズルとハウジングとの各カム表面と関連して動作しノズルをハウジングの凹部内で締め付ける。好ましい実施形態において、位置決めレバーはまずノズルを凹部内に位置させるのに用いられ一時的にノズルを凹部内に保持する。次に締付けレバーを用いて分配動作中ノズルを凹部内に固定的に固着する。ノズルの交換、修理及びその他保守目的には、締付けレバーを緩めることができ、位置決め／排出レバーを用いてノズルを凹部から少なくとも部分的に除去できる。
【００１０】本発明の他の実施形態において、締付け／排出レバーを設け、単独のレバーによりノズルをハウジングの適所に締付け固定し、さらにノズルをハウジングとノズル取付け面とから排出できるようにする。このレバーはハウジングに枢着でき、その１つの部位は１以上のカム表面で形成される。レバーの各カム表面はノズルの１以上のカム表面と係合して、ノズルをハウジングの適所に締付け固定する。レバーの他の部位はレバーを反対方向に回転させてノズルを排出する時に使用できる。好ましくはノズルとハウジングとはそれぞれ、ハウジングに対してノズルを整列させる係合部を含むようにする。この実施形態において、これらの部位はノズル取付け面に隣接した、ノズルの１以上のタブとハウジングの１以上の整列したスロットとの形状をとる。レバーの排出部位はタブと係合してノズルを排出するに必要な抉開力を提供できる。
【００１１】本発明のさらなる態様において、分配弁は上方の空気作動部位を含み、上方空気作動部位はダイアフラム／ピストン装置を有して弁を開閉することができる。このダイアフラムは上方、下方の加圧空気供給ポートを有した室に収容できる。上方の室はこの態様において、栓閉塞可能な、あるいはその要のないさらなるポートを含む。栓閉塞時には、上方の室の加圧空気はダイアフラム／ピストンアセンブリを下方に付勢して弁を閉じるのに使用できる。栓を除去すると、この上方室に導入された加圧空気は直ちに排出され、ばね戻し機構が弁閉塞機構を継承する。
【００１２】本発明の液体分配装置に複数のノズルを設けて、各ノズルが異なる糸状体パターンを放出するようにする。例えば、第１のノズルを溶融吹出し糸状体を分配するように構成し、第２のノズルを旋回糸状体のパターンを分配するように構成できる。各ノズルは凹部に収容されるよう構成され、ノズルの液体放出オリフィスとプロセス空気放出通路とがそれぞれハウジングの液体供給通路とプロセス空気供給通路とに流体連通するようにされる。ノズルが１８０°回転でき、さらにハウジングの凹部内を回転できるように各ノズルは対称的に設計される。これに関して、ノズルはその両側壁部位にカム表面を含み、両側壁部位はそれぞれ締付けレバーのカム表面、すなわち凹部の壁部に形成されたカム表面と交換可能に係合できる。
【００１３】本発明の様々な利点、目的、及び特徴は添付図面と併せ好ましい実施形態についての以下の詳細な記述を検討すれば当業者にはより容易に明らかとなろう。添付図面は上述した本発明の概要と共に本発明の実施形態を示し、以下に述べる実施形態の詳細な説明は本発明の原理を明白にするのに役立つ。
【００１４】
【発明の実施の形態】好ましい実施形態を記述するため「上方」、「垂直」、「水平」、「右」、「左」など方向を示す言語は、図面と併せて明瞭にする目的のために用いる。周知のように、液体分配装置は実質的に任意の方位に配向できるから、これらの方向を示す言語を用いて、本発明と結びついた装置に対し特定の絶対的方向を示唆すべきではない。
【００１５】本発明の記述を簡単にするため、以下、熱で溶融する熱可塑性接着剤など熱可塑性液体を分配する幾つかのタイプのノズルに関連して説明的な実施形態を述べるが、当業者は本発明を他の材料の分配及び他のタイプのノズルへの応用を容易に諒解されよう。
【００１６】図１及び特に図２に、糸状液体を空気の支援により押し出す液体分配装置１０が示される。分配装置１０は分配弁すなわちダイモジュール１２と、マニホルド１４とを含む。１以上のダイモジュール１２は、液体材料と加圧空気とを各ダイモジュール１２へ分配するマニホルド１４と並立関係に取り付けることができる。各分配弁すなわちダイモジュール１２はハウジング１８において空気弁機構１６を含む。空気弁機構１６は、液体材料を受け取りハウジング１８の液体材料流動通路に至るマニホルド１４と流体連通する。弁はまた電気的に作動されて分配弁１２を通る液体材料の流れを制御できる。空気弁機構１６の詳細な記述は、本発明の譲受人Nordson Corporationに譲渡された「液体分配装置（Liquid Dispensing Device）」と題した米国特許第６，０５６，１５５号に規定されている。同６，０５６，１５５号の開示は本願にそのまま引用し援用される。
【００１７】ハウジング１８はマニホルド１４から加圧空気を受け取るようにされた空気供給通路２２と、液体材料流動通路２０の各側部にあってこれに平行な２つの空気流動通路２４、２６とを含む。対の空気流動通路２４、２６は異なるタイプのノズルを装着させるが、空気供給通路２２から異なる空気流動路の間隔はもたらさない。このため、ハウジング１８の環状空気室２８は空気供給通路２２と空気流動通路２４、２６の双方と流体連通して空気の流れの平衡を保つ。異なるタイプのノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃは空気の流れの均等な分配から利点を得る。図示した実施形態において、これらの異なるタイプのノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃには溶融吹出し型、繊維化制御式（以下「旋回」）、及び今日製造され商標ＳＵＭＭＩＴＴＭの下、本発明の譲受人Nordson Corporationにより販売されているノズルがある。ＳＵＭＭＩＴＴＭノズルは以下二放射ノズルと称する。
【００１８】分配弁１２の各部位はノズルアセンブリ３０を形成し、異なるタイプの空気支援押出しノズル３２ａを選択的かつ迅速にハウジング１８に装着する。特に、ノズルアセンブリ３０は締付け構造体を含み、これによりマニホルド１４の反対の前面側から、分配弁１２に対するノズル３２ａの取外し及び取付けのためのアクセスが可能となる。ノズル３２ａはハウジング１８の固定部材すなわち壁部３８の抵抗と、位置決めレバー４０とによりノズル取付け面３６と接触して摩擦保持され、位置決めレバー４０はノズル取付け面３６と平行な位置決め及び一時的な締付け力を創出する。一時的支持はノズル３２ａの手動保持が長引くのを回避する。これにより一般的に熱い分配弁１２の表面にユーザーが触れなければならない時間が有益に短縮され、同時に取付けはより便利になる。位置決めレバー４０からのこの摩擦力がノズル３２ａを有利に支持する一方、回動する締付けレバー４２はノズル３２ａをノズル取付け面３６に固定する。特に、ソケットヘッド押えねじ４４はハウジング１８に対して内方にねじ込まれ、締付けレバー４２の上方部位４６をピボットピン４８を中心として外方に回動させる。これにより締付けレバー４２の下方部位５０はノズル３２ａの下に回動する。具体的には、下方部位５０のカム表面５２がノズル３２ａの前方カム表面５４と内方かつ上方の接触をなし、ノズル３２ａの後方カム表面５６が固定部材すなわち壁部３８のカム表面５８により同様に支持される。
【００１９】以下さらに詳細に述べるように、異なるタイプの空気支援押出しノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃは選択してノズルアセンブリ３０へ装着できる。各ノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃの空気入口６０、６２及び液体入口６４はハウジング１８の液体材料流動通路２０と空気流動通路２４、２６とにそれぞれ流体連通するように整列される。加圧されたプロセス空気の流れは１以上の空気トラフ６６により拡散される。空気トラフ６６はノズル３２ａを通る曲がりくねった空気流動路を提供し、プロセス空気放出通路６８から退出する空気の流動速度を減速する。
【００２０】図３に、追加的特徴を説明するためノズル３２ａとノズルアセンブリ３０とを分解した分配弁１２を示す。位置決めレバー４０と締付けレバー４２とは同じピボットピン４８によりハウジング１８に枢着される。位置決めレバー４０は締付けレバー４２のスロット７２内に常駐し、締付けレバー４２は回動するレバーがロックを解除されたすなわち緩められた状態にある際、位置決めレバー４０を上方に排出位置まで回動させる。押えねじ４４は止め輪７６により締付けレバー４２のねじ込み孔７４に保持される。ノズル３２ａの上方表面７８は対称的パターンの空気入口６０、６２と液体入口６４とを含んで、１つが互いから１８０°回転する２つの位置のうちの１つにノズル３２ａを挿着できる。上方表面７８はさらに、ノズル取付け表面３６（図１及び図２に図示）に固定された心合せピン９０を収容するよう整列された対称配置の心合せ凹部８６、８８をも含み、これら凹部８６、８８はノズル取付け面３６に対する上部表面７８の位置決めの助けとなる。
【００２１】図４に、空気支援押出しの１タイプである二放射ノズル３２ａを装着したノズルアセンブリ３０を示す。二放射ノズル３２ａの詳細な記述は、同一出願人に譲渡された「制御されたパターンの液体材料を分配するためのモジュール並びにノズル（Module And Nozzle For Dispensing Controlled Patterns Of Liquid Material）」と題した同時係属中の米国特許出願第０９／５７１，７０３号に開示されている。その開示は本願にそのまま引用し援用される。ファントムで示した溶融吹出しノズル３２ｂと旋回ノズル３２ｃとは二放射ノズル３２ａと同様に整形されてハウジング１８の凹部９１に選択的に収容される。
【００２２】図５〜図７に、ノズル３２ａの装着と排出との助けとなる位置決めレバー４０の使用法が示され、締付けレバー４２は押えねじ４４を外方に調節することでロック解除位置へ調節される。このため、図５に説明する締付けレバー４２のカム表面５２はファントム線で示したように、ノズル取付け表面３６に接近して上方に移動する未装着ノズル３２ａを妨害しない。ノズルの後方心合せ凹部８６は十分な大きさを持って心合せピン９０と整列し、ノズルは幾分前方へずれて、凹部９１の後方境界をもたらす固定部材すなわち壁部３８を傷つけないようにする。位置決めレバー４０が排出位置にある場合、ノズル３２ａのさらなる上方運動が位置決めレバー４０の突出部９２を圧迫し、位置決めレバー４０を図６に示した係合位置へ回動させる。特に、カム表面４０ａはノズル３２ａの前方表面４１との摩擦接触をもたらす。このことは後方カム表面５６を付勢して固定部材すなわち壁部３８のカム表面５８と係合させ、これによりノズル３２ａはノズル取付け面３６に対して付勢される。このことはノズル３２ａを一時的に凹部９１内に整列させ締付ける。この点において、締付けレバー４２は分配弁１２の使用期間中締結ファスナ４４（図２に最良に図示）によりロック位置に移動できる。このことはカム表面５２をカム表面５４に対して付勢し、これによりノズル３２ａは上方へ付勢され取付け面３６に対して締付けられた、封止係合へと至る。
【００２３】図７について説明すると、ノズル３２ａが修理または他のノズルとの交換を必要とする場合、締付けレバー４２を図示したようにロック解除位置へ移動させる。次に位置決めレバー４０が排出レバーとして用いられ、排出位置に向って上方に回動される。位置決めレバー４０が上方に回動されるにつれて、突出部９２はノズル３２ａの上方カム表面５５を下方に圧迫する。位置決めレバー４０によりこのようにノズル３２ａに加えられる抉開力は、使用中蓄積された液体材料の粘着作用を克服する。
【００２４】図８〜図１５は、分配弁１２に汎用的に装着するようにされた３つの例示的タイプの空気支援押出しノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃを示す。
【００２５】図９〜図１１について説明すると、繊維化制御式ノズル３２ｃは、中心の液体入口９６を囲繞する円形の空気トラフ９４を有する。空気トラフ９４において拡散され減速されて空気噴射孔９８が直接加圧空気を受け取らないようにされた後、各空気噴射孔９８はハウジング１８の２つの空気流動通路２４、２６から加圧空気を受け取る。したがって空気の流れは、中心液体入口９６から液体材料を受け取る液体オリフィス１００の周りに配列された、すべての空気噴射孔９８に対してより均一となる。
【００２６】図８、図１２及び図１３に、図３に示した溶融吹出しノズル３２ｂが示され、そのオリフィス１０２の列の側部には空気噴射孔１０４の列が配されている。図１３に示すように、これらの空気噴射孔１０４への空気の流れは平衡にされ、オリフィス１０２には調和した液体の流れが供給される。ノズル３２ｂの上方表面７８は、ハウジング１８の液体流動通路２０からの液体材料をオリフィス１０２の列の端から端まで伝達させる中央の細長いスロット１０６を含む。２つの細長い空気トラフ１０８、１１０は各空気流動通路２４、２６からそれぞれに空気噴射孔１０４の列への空気の流れを拡散し減速する。
【００２７】同様に、図１４及び図１５について説明する。二放射ノズル３２ａは、液体材料をオリフィス７０の列へ供給する細長い中央のスロット１１２と２つの細長い空気トラフ６６とを含み、各空気流動通路２４、２６からそれぞれオリフィス７０の周りに非放射状に配置された空気噴射孔６８の列への空気の流れは拡散され減速される。
【００２８】上記の理由で、またその他の利点に加えて、液体分配システム１０の分配弁１２のノズルアセンブリ３０は、多様なタイプの空気支援押出しノズル３２ａ、３２ｂ、３２ｃに対して容易に再構成でき、マニホルド１４から分配弁１２を分解したり複数のファスナを除去する必要はない。
【００２９】図１６は弁本体１２２からなる別の分配弁すなわちダイモジュール１２０を示している。弁本体１２２は弁本体１２２の前側部でツールと係合できる個々のファスナ１２４により、液体と空気の供給マニホルド（図示せず）などの適当な支持体に締結可能である。この図面では、内部の弁機構を明瞭にするため省略してある。弁本体１２２の下方端部にあるノズルアセンブリ１３０はノズル１３２ａと締付け／排出アセンブリ１３４とを含み、アセンブリ１３４は弁本体１２２の下方部位１４０に固定されたピボットピン１３８を中心として矢印の方向１３６に回動できる。具体的には、アセンブリ１３４は、２つの締付け部材１４２ａ、１４２ｂを有するレバー１４２を含む。以下にさらに議論するように、このレバー１４２を用いて、弁本体１２２の凹部１４８内で表面１４６（図１７）に対してボルト１４４を締結することによりノズル１３２ａを適所に締付けることができる。ノズル１３２ａは弁本体１２２の凹部１５２内に挿着できる。先の実施形態のように、適当な液体と空気の供給通路を弁本体１２２に設け、ノズル１３２ａのリンク通路と連通させる。これに関して、通路１５４を設けて液体をノズル１３２ａに供給させ、さらに通路１５６（４つのうち２つを図示）を設けてプロセス空気をノズル１３２ａに仕向けることができる。当業者には諒解されるように、通路１５４と１５６とはスロット状など他の形状をとることができる。
【００３０】図１６及び図１７について説明すると、カム表面１６０が凹部１５２に形成され、相手側のカム表面１６２がノズル１３２ａに形成される。反対側に、カム表面１６４がノズル１３２ａに形成され、このカム表面１６４は締付け部材１４２ａ、１４２ｂのそれぞれのカム表面１６６、１６８と係合する。ノズル１３２ａの両側部のタブ１７０、１７２はレバー１４２と弁本体１２２とのそれぞれのスロット１７３、１７４内に整列する。図１７に示すように、組み立てられた状態で、ノズル１３２ａと凹部１５２とのそれぞれの表面１７６、１７８は係合するから、液体供給通路１５４は液体放出通路１８０と連通し、プロセス空気通路１５６はノズル１３２ａのプロセス空気放出通路１８２と連通する。このため、熱溶融接着剤などの液体とプロセス空気とはノズル１３２ａの部位１８４を通って放出される。ノズル１３２ａはこの例のように、接着剤の旋回ビーズを放出するノズル部分でもよい。また、液体のビーズや糸状体をプロセス空気の支援なしに押し出すノズルも使用できる。
【００３１】作動時に、図１７に見るようにレバー１４２が反時計回りに一部回転できる程度にボルト１４４を緩めることで、ノズル１３２ａは凹部１５２に挿着される。これによりノズル１３２ａの挿着が可能となり、タブ１７０、１７２はそれぞれのスロット１７４、１７３を通って移動する。ノズル１３２ａを凹部１５２に配置すると、ボルト１４４は表面１４６に対して締め付けられる。このことはレバーを時計回りに回転させて、カム表面１６６、１６８をカム表面１６４に対して付勢し、さらにカム表面１６０、１６２も一緒に付勢して、ノズルとハウジングとの取付け面１７６、１７８を一緒に締め付ける。ノズル１３２ａを排出するには、ボルト１４４を十分に緩めて、図１７に見るようにレバー１４２が反時計回りに部分回転できるようにする。これによりレバー１４２の表面部位１４２ｃがタブ１７２に対して付勢されて表面１７６、１７８を互いから抉じ開け、ノズル１３２ａを排出する。
【００３２】図１８は分配弁１２０の上方作動部位２００を示し、上方作動部位２００は、軸すなわちロッド２０４とピストンすなわちダイアフラム部材２０６とを有する往復ピストンアセンブリ２０２を含む。ばね戻し機構２１０は軸すなわちロッド２０４の頂部に力を及ぼし、ロッド２０４を、したがって弁１２０を通常に閉いた位置に保持する。空気ポート２１２を設けて、加圧空気をピストンすなわちダイアフラム２０６の下に導入し軸すなわちロッド２０４を持ち上げ、従って弁１２０を解放するようにする。第２のポート２１４を設けてピストンすなわちダイアフラム２０６の上の室２１６と連通させ、加圧空気を「空気上の空気」構成によりダイアフラム２０６の上に導入できるようにする。本発明の他の態様によれば、上方の室２１６と連通する別のポート２１８が弁本体１２２に設けられる。このポート２１８は図１６に示したねじ切りプラグ２２０を収容できる。図１８に示したように、ねじ切りプラグ２２０を取り外すと、上方の供給ポート２１４を介して導入される加圧空気は直ちにこのポート２１８を通って排出される。この場合、ばねアセンブリ２１０だけが弁１２０の閉塞力を提供する。
【００３３】図１９及び図２０は、分配弁１２０においてノズル１３２ａと交換可能な２つの追加的代替ノズル１３２ｂ、１３２ｃを示す。ノズル１３２ｂは溶融吹出しノズルであり、中央の峰すなわち先端部２３２に複数の液体放出オリフィス２３０と、この中央の峰２３２の両側に２つの同じ一連のプロセス空気放出通路２３４（一連のみ図示）とを有するのは前述した通りである。２つの追加的な峰すなわち先端部２３６、２３８は中央の峰２３２の両側に配置され、中央の峰２３２を含む面を越える程度に突き出ている。このため、ノズル１３２ｂがその放出側に落とされ、すなわち支えられると、２つの外側の峰２３６、２３８が直接ノズルを支持し、オリフィス２３０からの液体の放出を逆作用させるかもしれない損傷から中央の峰２３２を保護する。ノズル１３２ｂはさらに、先端部２３６、２３８を有した外側の峰の部分を構成するのが好ましいカム表面２４０、２４２を含む。これらのカム表面２４０、２４２は、ノズル１３２ａのカム表面１６２、１６４に関して述べたように動作する。加えて、ノズル１３２ｂはノズル１３２ａに関して述べたタブ１７０、１７２と同様に動作するタブ２４４、２４６を含む。
【００３４】ノズル１３２ｃは上述したように放出部位２５０を有した二放射ノズルの設計である。ノズル１３２ｃはさらに上述したカム表面１６２、１６４及びカム表面２４０、２４２と同様に動作するカム表面２５２、２５４を含む。一対のタブ２５６、２５８は上述したタブ１７０、１７２及びタブ２４４、２４６と同様に動作する。
【００３５】本発明を様々な好ましい実施形態を記述することで説明し、これらの実施形態を幾分詳細に記述したが、特許請求の範囲をそのような細目に制限したりいかなる点においても限定したりするのは出願人の本意ではない。追加的な利点及び変形は当業者にとって容易に見えてこよう。本発明の様々な特徴は、ユーザーの必要性と好みにとにより単独にあるいは幾多の組合せにおいて用いることができる。これは本発明及び本発明を実施する既知の好ましい方法についての記述である。しかしながら本発明自身は請求項によってのみ定義されるべきである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９１０１９１２０
【氏名又は名称】ノードソン コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＤＳＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
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| 【出願日】 |
平成１４年３月２２日（２００２．３．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４４４７
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 正夫 （外１０名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３６１１２３（Ｐ２００２−３６１１２３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月１７日（２００２．１２．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−７９９４０（Ｐ２００２−７９９４０） |
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