JP2004347117A - 統合圧力逃し弁を備えるマニホルド - Google Patents

Abstract

【課題】流体圧力システムにおける、動的シールは、流体圧力システムの高圧側において作動するので、磨耗の増加や寿命の減少につながってしまう。さらに、圧力逃し弁とマニホルドとが統合されていることが望ましい。
【解決手段】液源に結合されるように配置され、吐出器に該液を上昇させた圧力で送るための高圧流路を有するマニホルドを備える液の吐出装置により解決する。このマニホルドでは、高圧流路からの加圧された液を排出する低圧流路を有している。圧力逃し弁は、高圧流路と低圧流路との間に結合されている。圧力逃し弁はバルブ座に対して移動するバルブ部材を有していて、バルブ座の一の側は高圧流路に連通し、他方の側は低圧流路に連通する。動的シールは、低圧側においてバルブ部材に接触し、低圧側からの液漏れを防ぐ。
【選択図】 図１

Description

この発明は、流体システムにおいて圧力を減じる装置またはその方法、特には流体システムにおける閉止装置またはその方法に関する。また特には、高温溶融接着剤吐出システムにおいて使用する圧力逃し弁に関する。

高温溶融接着剤などの材料を吐出するために使用される加圧流体システムにはさまざまなものがある。従来は、加圧流体システムが停止し、または非動作になった後においても、加圧流体システムの各部は加圧された状態となっており、手動でこの加圧流体システムから圧力をさげる必要があった。この加圧流体システム中には圧力逃し弁が組み込まれていたものの、通常は流体圧が非常に高いレベルに到達した場合にのみ作動するものであった。安全に関連するものやその他の問題を解決するために、または安全に関するさまざまな規則の要求を満たすためにも、過去数年にわたって、特別な圧力逃し弁が開発されてきた。たとえば、特許文献１は、圧力逃し弁に関している。この圧力逃し弁では、関連する溶融接着剤吐出システムにおいて、非動作状態で開放状態となる構成である。より特には、このシステムが非動作状態の際に、バルブへの圧縮空気が同時に解放され、これによりダンプバルブが開いて溶融接着剤を貯蔵タンクに戻すというものである。これにより、流体圧力システムのいかなる残留圧力も解放される。
米国特許公報第５，７１５，８６４号

特許文献１に開示された圧力逃し弁の機能も良いが、本願では、そのさまざまな改良について言及しながらそれを説明する。たとえば、特許文献１の圧力逃し弁では、往復運動中において、動的シールによりシールされるバルブ部材を含んでいる。動的シールは、流体圧力システムの高圧側において作動するので、磨耗の増加や寿命の減少につながってしまう。さらに、特許文献１の実施例における圧力逃し弁は、液分配マニホルドに取り付け可能となっているが、圧力逃し弁とマニホルドとが統合された組立体を構成し、必要に応じて、容易に取り外し、維持しおよび／又は取替え可能とすることが望ましい。ひいては、吐出システムにおいて、バルブ座領域を液流によって連続的にフラッシュできるような圧力逃し弁とすることが好ましい。

本願発明は、一般に、以下に説明する本願の目的にしたがって構成される一以上のマニホルドと圧力逃し弁とを有する液を吐出するための装置に関する。マニホルドは、液源に結合するために配置され、圧力を上昇させて少なくとも一の吐出器に液を送るための高圧流路を備えている。マニホルドは、さらに、この高圧流路から加圧された液を排出するための低圧流路を含んでいる。圧力逃し弁は、高圧流路と低圧流路との間に連結され、バルブ座に対して移動するバルブ部材を備えている。バルブ部材がバルブ座から離れている際には、液は、高圧流路から低圧流路へ流れることができる。バルブ駆動機構がバルブ部材に結合されていて、バルブ座から、またはバルブ座に対してバルブ部材の移動が容易になる。本願発明の一の目的では、動的シールはバルブ座の低圧側で該バルブ部材と接触し、バルブ駆動機構に該低圧側から該液が漏れるのを防いでいる。

好ましくは、バルブ駆動機構はバルブ部材に係合され、ピストン室に配置される空気駆動ピストンを備えている。ピストン室は、ピストンの一の側において加圧された空気口と連通し、ピストンの反対側において排出口と連通する。ピストンの反対側には、さらに、加圧空気口を通しての加圧された空気が除去された際に、ピストンとバルブ部材とを開放方向に付勢するためのバネが備えられている。空気圧が減じられて圧力逃し弁が開くように、吐出システムが停止しまたは非動作状態になった際に自動的に動作するソレノイドバルブのような適切なバルブを介して、加圧された空気が供給される構成にするのが好ましい。

本願の他の目的では、圧力逃し弁は、取り外し可能な形態でマニホルド内に取り付けられるのが好ましい。バルブ座は、圧力逃し弁の一の端部に配置され、バルブ駆動機構は圧力逃し弁の他方の端部に配置される。持続的にバルブ座を容易にフラッシュできるようにするため、バルブ座は、たとえば、マニホルド内の圧力逃し弁の最内端に、高圧流路と連通するように配置される。バルブ駆動機構は、マニホルドの外側であって、マニホルドと流体的に連通する液の貯蔵タンクの外側に配置されるのが好ましい。

添付図面と以下の詳細な説明の実施例を参照すれば、いわゆる当業者にとって、本願発明のさまざまな詳細、目的、利益とが明らかになろう。

図１は、本願発明にしたがった構成として、ポンプ１２と圧力逃し弁１６を有するマニホルド１４とを備える液吐出装置１０を示している。液吐出装置１０は、たとえば、本願の一部をなすところの２００２年１０月２３日に米国において出願されたアメリカ合衆国出願NO.１０／２７８，３９４において開示されているように、接着剤溶融器のような形で、吐出ユニットの一部をなす。

図２および図３は、それぞれ、圧力逃し弁１６の閉止状態と開放状態断面とを示している。特に、マニホルド１４は、ポンプ１２から（図１）一以上の吐出器２２，２４に液を送るための高圧流路２０を具備している。高圧流路２０は、圧力逃し弁１６の一部２８を受容するめくら孔２６と連通している。一対のＯリングシールまたは適合するそのほかのタイプのガスケット３０，３２がめくら孔２６内に配置され、マニホルドからの液材の漏れを防ぐような静的シールの働きをする。圧力逃し弁１６は、段を有するボア３６内に固定されるバルブ座３４を有している。バルブ座３４は、Ｏリング３８または適合する別のタイプのガスケットによって段を有するボア３６に対してシールされている。上側ガイド部材３４ａはバルブステム４０をガイドするのを援助し、さらにバルブ座３４が開放位置（図３）にある際に、（図２Ａによく示されているような）ボア３５を通しての流れを作ることができる。圧力逃し弁１６は、バルブ座３４に接触したり離れたりすることが可能な一端４２を有するバルブ部材たるバルブステム４０を有している。バルブステム４０は、螺子部を有する固定具４８によってその他端において、バルブ駆動機構たるピストン４６に固定され往復運動を行う。ピストン４６は、ピストン室５０内において、その室壁に接触するシールを形成するピストンの外周部とで往復運動を行う。

圧力逃がし弁１６は、ソレノイドバルブ５６の動作に基づいて、液の貯蔵源たる加圧された空気源５４から加圧空気を受け取る空気孔５２を有している。それゆえ、ソレノイドバルブ５６が開放された際には、入り口５２とピストン４６とに対して加圧空気が流れて、バルブ座３４に対してバルブステム４０が閉止位置となるように維持される。ソレノイドバルブ５６を閉めることによって加圧空気が除去された際には、たとえば、バネ５８は、ピストン４６をバルブ座３４と反対方向に移動させ、後述するようにバルブステム４０が開放位置となる。シール組立体６０はピストン室５０の下部６２に配置され、外側静的シール６４と内側動的シール６６とを具備している。動的シール６６は可動なバルブステム４０に対してシールをする。ピストン室５０はさらに弁と６８を具備し、ピストン４６の移動の際に排気をおこなう。マニホルド１４は、高温溶融接着剤の溶融器（不図示）のように、貯蔵タンク７２と流体的に連通するように結合されている低圧流路７２を具備している。圧力逃し弁１６は、さらに、たとえばＯリングシール７６などのように、ピストン室５０に対してシールされたキャップを具備している。

上記のごとく、ソレノイドバルブ５６を開くことによってピストン上のピストン室５０に加圧空気が導入された際には、バルブステム４０がバルブ座３４の方向、すなわち図の下側に付勢され、高圧流路２０からバルブ座を通して図２に示す低圧流路７０に液が流入することを防いでいる。図３に示すとおり、ソレノイドバルブ５６が閉じられて、これにより加圧空気がピストン室５０の上部から除去されると、ピストン４６は、バネ５８の力によって、キャップ７４で止まるまでバルブ座３４と反対の方向である図の上側に移動する。この位置で、バルブステム４０はバルブ座３４から離れ、高圧流路中の高圧下の液がバルブ座３４を通って低圧流路７０と貯蔵タンク７２に流れ込む。他の有効な特徴としては、ソレノイドバルブ５６は、普段はバルブを閉じた状態であって、連関する接着剤溶融ユニットなどの力を受けるときだけ開放される状態に移行する構造としてもよい。それゆえに、もしもソレノイドバルブ５６がシステム電源に連結されるならば、システム電源が遮断された後にソレノイドバルブ５６がその閉止位置に移動する。それによって、空気圧は上記ピストンから取り除かれ、バネ５８の力のもとに、バルブステム４０によってバルブが開かれる。このように、溶融器ユニットのようなシステムが切断されると、システム内の流体圧は、バルブ座３４からバルブステム４０が離れることによって、自動的に解放される。

本願発明にしたがって構成された圧力逃し弁には、さまざまな利益がある。磨耗しやすい動的シール６６は、システムの高圧部と反対になるように、システムの低圧部に配置される。それゆえに、動的シール６６は磨耗を減らすことができる。さらに、バルブ座３４はボア２６内において高圧液体流に直接さらされる。それゆえに、この場所において、炭のような材料の蓄積を減じたりまたは防ぐような一定のフラッシングを受けることになる。さらには、圧力逃し弁１６は、取り外し可能かつひとつのユニットとして統合された態様で、マニホルド１４に簡単に取り付けられる。必要に応じて、圧力逃し弁１６はマニホルドから取り外され、必要に応じた修理や交換がなされる。

なお、実施の形態の記載または実施の形態において紹介された詳細な形態を説明したが、特許請求の範囲をこのような詳細な記述の内容に限るものではない。さらなる有利な点および変形は本願発明の通常の知識にもとづけば明らかになるであろう。本願発明の有利な特徴は、それぞれ単独でも、または使用に応じて組み合わせてもよい。ここまで、現在のところ知られている本願発明を実施するうえでの好ましい方法に沿って本願発明を説明してきた。本願は、添付の特許請求の範囲によってものみ特定されるべきである。

本願発明の好ましい実施の形態にしたがった構成であるところの圧力逃し弁を有するポンプとマニホルドの組立体の立体図である。 閉止状態の圧力逃し弁であって、図１の断面２−２部に沿った圧力逃し弁と、マニホルドの断面図である。 図２の断面２Ａ−２Ａ部に沿った断面図である。 開放状態の圧力逃し弁であって、図１の断面２−２部に沿った圧力逃し弁と、マニホルドの断面図である。

符号の説明

１０ 液吐出装置
１２ ポンプ
１４ マニホルド
１６ 圧力逃し弁
２０ 高圧流路
３４ バルブ座
４０ バルブステム
５６ ソレノイドバルブ
７０ 低圧流路

Claims (12)

1. 液を吐出する液吐出装置であって、
   該液の貯蔵源に連結され、上昇させた圧力で該液を吐出器までおくるための高圧流路および加圧された液を該高圧流路から排出するための低圧流路を有するマニホルドと、
   該高圧流路と該低圧流路との間に結合される圧力逃し弁とを備える装置であって、該圧力逃し弁は、
   該高圧流路から該低圧流路までの液を流すために、一方が該高圧流路と連通する高圧側と他方が該低圧流路と連通する低圧側とで画定されるバルブ座に対して相対的に移動するバルブ部材と、
   該バルブ部材に連結されるバルブ駆動機構と、
   該低圧側で該バルブ部材と接触し、該バルブ駆動機構に該低圧側から該液が漏れるのを防ぐ動的シールとを備えることを特徴とする液吐出装置。
2. 請求項１に記載されている液吐出装置であって、
   該バルブ駆動機構は、該バルブ部材に係合してピストン室内に配置される空気駆動型ピストンを備え、
   該ピストン室は、該ピストンの一方の側で加圧空気口および該ピストンに反対側の口と連通し、
   前記ピストンの反対側には、加圧空気口を通して加圧された空気が除去された際に、該ピストンと該バルブ部材とを開放する方向に付勢するバネが備えられていることを特徴とする液吐出装置。
3. 請求項１に記載されている液吐出装置であって、
   該圧力逃し弁は、該マニホルド内に取り外し可能に挿入されていることを特徴とする液吐出装置。
4. 請求項３に記載されている液吐出装置であって、
   該バルブ座は該マニホルド内に該圧力逃し弁の最内部に配置され、
   該バルブ駆動機構は該圧力逃し弁と反対側に配置されていることを特徴とする液吐出装置。
5. 請求項４に記載されている液吐出装置であって、該装置は該液を入れる貯蔵タンクを備え、
   該バルブ駆動機構は該マニホルドおよび該貯蔵タンクの外側に配置されていることを特徴とする液吐出装置。
6. 請求項１に記載した液吐出装置であって、
   該動的シールは、該バルブ駆動機構と該低圧流路との間に配置されていることを特徴とする液吐出装置。
7. 液を吐出する液吐出装置であって、
   該液の貯蔵源に連結され、上昇させた圧力で該液を吐出器までおくるための高圧流路および加圧された液を該高圧流路から排出するための低圧流路を有するマニホルドと、
   マニホルド内に配設され、該高圧流路から該低圧流路まで液を流すためにバルブ座に対して相対的に移動するバルブ部材を備える圧力逃し弁を有する装置であって、
   該バルブ座は、一方が該高圧流路を流れる液と直接接触する高圧側と、他方が該低圧流路と連通する低圧側とで画定されることを特徴とする液吐出装置。
8. 請求項７に記載されている液吐出装置であって、
   該バルブ駆動機構は該バルブ部材に係合し、ピストン室内に配置される空気駆動型ピストンを備え、
   該ピストン室は、該ピストンの一方の側で加圧空気口および該ピストンに反対側の排出口と連通し、
   前記ピストンの反対側には、加圧空気口を通して加圧された空気が除去された際に、該ピストンと該バルブ部材とを開放する方向に付勢するバネが備えられていることを特徴とする液吐出装置。
9. 請求項７に記載されている液吐出装置であって、
   該圧力逃し弁は、該マニホルド内に取り外し可能に挿入されていることを特徴とする液吐出装置。
10. 請求項９に記載されている液吐出装置であって、該バルブ座は該マニホルド内に該圧力逃し弁の最内部に配置されていることを特徴とする液吐出装置。
11. 請求項１０に記載されている液吐出装置であって、該液吐出装置は該液を入れる貯蔵タンクを備え、
    該バルブ駆動機構は該マニホルドおよび該貯蔵タンクの外側に配置されていることを特徴とする液吐出装置。
12. 請求項７に記載した液吐出装置であって、
    該液吐出装置は、さらに、該バルブ駆動機構と該低圧流路との間に配置されている動的シールを備えることを特徴とする液吐出装置。
    

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