JP2005319461A - 液体材料吐出装置のための統合されたマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】液体材料吐出装置のためのマニホールドでは、液体と空気とでは加熱の要求条件が異なるので、代表的に、それぞれの加熱器には異なったタイプの加熱要素が用いられ、製造コストを高騰させると共に、多数の保守部品を確保しておく必要性を生じる。
【解決手段】 液体材料吐出装置のためのマニホールドは、一体的なマニホールド本体に、プロセス空気と液体材料との流路が形成される。プロセス空気と液体材料とを加熱するための加熱器は、いずれも、マニホールド本体に直接に結合されていて、空気と液体材料とを同時に加熱すべく協働する。空気及び液体材料のための加熱器は、マニホールド本体に対して、略垂直な方向に、または、水平な方向に配置される。ひとつの実施形態においては、プロセス空気加熱器は、実質的にプロセス空気にさらされるような円筒部材を備え、円筒部材からプロセス空気への熱伝達を最適化する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般的には、液体材料の吐出装置に関し、より詳しくは、熱可塑性材料を制御されたパターンにて基板に吐出させるための塗布装置に関する。

液体材料やフィラメントその他の形態の物質を供給するための吐出装置は、従来より、おむつや衛生ナプキン、外科用の被覆生地、及びその他の基板の製造において、様々な基板に、例えばホットメルト接着剤などの熱可塑性物質を塗布するために使用されている。代表的には、液体材料と加圧空気とを吐出装置に供給して、該吐出装置にて両者を加熱してから、基板に塗布を行う１または複数の吐出モジュールに分配している。加熱された液体材料は吐出モジュールから放出され、加圧空気を吐出された液体へ向けて導くことで、吐出された液体材料を細めたり引き下ろしたりして、液体材料が基板に塗布される際の液体材料のパターンを制御している。

従来より、液体材料の吐出装置においては、加圧空気と液体材料とを加熱し、吐出モジュールに供給するために、別々のマニホールドを使用している。従って、空気用と液体材料用との別々のマニホールドでは、それぞれ空気と液体材料とを加熱するための専用の加熱器が用いられる。一般的に、液体と空気とでは加熱の要求条件が異なるので、代表的に、それぞれの加熱器には異なったタイプの加熱要素が用いられ、加熱要素は別々に制御される。このことは、製造コストを高騰させると共に、多数の保守部品を確保しておく必要性を生じさせる。また、空気用と液体材料用とに別々のマニホールドを備えることで、吐出装置のサイズを小型化することは困難になる。空気用の加熱器と液体材料用の加熱器とが別々に制御されるために、一方の加熱器が発生させた熱が、他方の物質の温度制御に干渉することがある。例えば、制御装置が、加圧空気の温度を低下させようとして、空気を加熱する加熱器をオフに切り替えたとしても、液体材料の加熱器から発生した熱は引き続き空気を加熱し続けて、この結果、空気加熱器で空気温度を制御しようとすることが困難になる。最後に、別々のマニホールドをもった吐出装置では、製造時間が長くなり、というのは、接着剤吐出装置を作るために個々のマニホールドを組み立てる必要があるからである。

接着剤吐出装置は、一般的に、固定された数の接着剤吐出モジュールを収容できるように構成されたマニホールドを有している。しかしながら、吐出装置のマニホールドを互いに結合させたり、あるいは分離させたりして、与えられた用途に使用できるように、モジュール数を増減できるフレキシビリティが得られるようなモジュール式の構成である接着剤吐出装置がしばしば要望される。そうしたモジュール式の接着剤吐出装置には、固有の難点が存し、例えば液体材料を均一に基板に吐出させるためには、すべてのモジュールにわたって均一な加熱を維持しなければならず、特に、それぞれのマニホールドの端部に配置された吐出モジュールにあっては、マニホールドの端部からの熱損失に起因して、液体材料に伝達されるマニホールド加熱器からの熱は少なくなる。
米国特許第６０８９４１３号明細書

従って、上述したような従来技術による吐出装置の様々な欠点を解決できるような、改良された液体材料吐出装置に対する要望が存在する。

本発明は、吐出装置のための統合化されたマニホールドを提供すると共に、マニホールドを備えた吐出装置を提供し、かかる装置は好ましくは、ホットメルト接着剤を空気で補助しつつ吐出するために使用される。吐出装置においては、マニホールドに結合された、少なくともひとつの吐出モジュールから、液体材料とプロセス空気とが吐出される。本発明によるマニホールドでは、プロセス空気の分配部分と、液体の分配部分とを、共通の、一体的なマニホールド本体ないしブロックに統合するようになっていて、かかるマニホールドは好ましくはアルミニウムの押出成形から作られる。従来技術によるホットメルト接着剤装置とは異なって、プロセス空気の加熱に必要な電力についての要求条件は、流入するプロセス空気を加熱すべく特別にデザインされた加熱器と、液体材料とプロセス空気との双方を加熱するものである、少なくともひとつの追加的な加熱器とによって分担される。

より詳しくは、一体的に形成されたマニホールド本体は、その上に１または複数の吐出モジュールを受けるように構成されていると共に、内部空気加熱器流路を含んでいる。マニホールド本体の内部には、液体及びプロセス空気のための供給流路が設けられる。マニホールド本体の内部には、複数の液体流路が設けられ、これが液体供給流路に連通していることで、液体材料はモジュールに供給される。マニホールド本体の内部には、複数のプロセス空気流路が設けられ、これがプロセス空気供給流路に連通していることで、プロセス空気はモジュールに供給される。内部空気加熱器流路の中には、第１の加熱部材が配置され、第１の加熱部材とマニホールド本体との間には、隙間が形成されている。隙間は、プロセス空気供給流路の一部分を形成している。第２の加熱部材は、液体流路の近傍においてマニホールド本体に結合されていて、液体流路の中にある液体材料と、隙間及びプロセス空気流路の中にあるプロセス空気とに対して熱を供給する。

第１の温度センサは、マニホールド本体において、第１の温度センサが、プロセス空気流路からモジュールに供給されるプロセス空気の温度についての近似値を検出するような箇所であると共に、第２の加熱部材が第１の温度センサに与える熱的影響が最小限であるような箇所に配置されている。第２の温度センサは、マニホールド本体において、第２の温度センサが、液体流路からモジュールに供給される液体材料の温度についての近似値を検出するような箇所であると共に、第１の加熱部材が第２の温度センサに与える熱的影響が最小限であるような箇所に配置されている。第１及び第２の加熱部材は、同一の加熱要素から構成することが有利である。開示される第１及び第２の実施形態においては、それぞれ、第１及び第２の加熱部材は、マニホールド本体の長手方向範囲に対して実質的に平行に、または、横方向に延在している。マニホールド本体はさらに第１及び第２の端部を備えていて、それぞれの端部は、吐出装置における吐出モジュールの数を拡張すべく、マニホールド本体を横並びの関係にて別のマニホールド本体と結合させるような固定具要素を有している。かかる構成は、加熱部材が横方向に延在しているような実施形態に、特に適合している。

第１の加熱部材ないしプロセス空気加熱部材は、さらに好ましくは、細長い円筒部材を備えている。円筒部材は、適切な直径をもったカートリッジ型の加熱要素で良いが、好ましい実施形態においては、細長い円筒部材は、長さ方向に延在した中心流路と、中心流路の内部に配置された細長い電気動作式の可変加熱要素とを備えている。円筒部材の外面には溝が設けられ、溝は少なくとも実質的に細長い円筒部材における円周まわりに延在している。溝は、細長い円筒部材によって加熱されるべきプロセス空気を受容するように構成されている。プロセス空気は、隙間の片側においては、マニホールドブロックによって加熱され、隙間の他方の側においては、第１の加熱部材によって加熱される。マニホールドブロックは、第２の加熱部材によって直接的に加熱されるので、プロセス空気の加熱負荷は、第１の加熱部材と第２の加熱部材とで分担される。また、第１の加熱部材、例えば細長い円筒部材は、前述した隙間だけマニホールドブロックから隔てられているので、プロセス空気に供給された熱は、隙間を通り抜けるプロセス空気によって効果的に運び去られる。このことは、第１の加熱部材によってプロセス空気に供給された熱の変動が、マニホールド本体における液体部分に影響を与えることを最小化する。従って、プロセス空気の温度は第１の加熱部材の電力制御によって可変されるので、液体の温度はより精密に設定点に維持される。

本発明の特徴及び様々な利益に関しては、好ましい実施形態についての以下の説明とこれに関連した添付図面とによって、当業者に容易に明らかになるだろう。

図１を参照すると、本発明による例示的な、液体材料吐出装置１０が示されている。液体材料吐出装置１０は、一体的なマニホールド本体１２を備えていて、該マニホールド本体は、詳しくは後述されるような、様々な液体吐出装置の構成部品が取り付けられるように形成されて、機械加工されている。マニホールド本体１２は、対向して配置された前面１４及び後面１６と、対向して配置された上面１８及び下面２０と、対向して配置された長手方向端部２２及び２４とを有している。マニホールド本体１２は、マニホールド本体１２の上面１８に取り付けられた、支持部材２５ａ及び２５ｂによって支持される。

マニホールド本体１２の前面１４には、固定具３２によって、複数の液体吐出モジュール３０が固定されている。吐出モジュール３０は、オン／オフ式のモジュールであって、内部にバルブ構造を備え、液体材料を１又は複数のフィラメントの形態にて選択的に吐出させる。このタイプの例示的なモジュールは、本願出願人に公式に譲渡された、特許文献１に開示されているので、同出願の全体をここで参照して引用する。

個々のモジュール３０には、マニホールド本体１２を介して、ホットメルト接着剤などの液体材料と、加圧されたプロセス空気とが供給されて、液体材料のビーズやフィラメントが基板に対して吐出される。吐出装置１０はさらに、空気と液体材料とを加熱するために、第１のプロセス空気加熱部材３４ａ及び３４ｂと、第２の液体材料加熱部材３６ａ及び３６ｂとを備えているが、これについての詳細は後述する。マニホールド本体１２には、モジュール３０に供給される液体材料から汚染物を濾過して取り出すためのフィルタ３８ａ及び３８ｂが据え付けられていると共に、液体材料とプロセス空気との温度を測定するための温度センサ４０ａ，４０ｂ及び４２ａ，４２ｂが据え付けられている。温度センサ４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂからの信号は、制御装置（図示せず）に伝えられて、該制御装置は、空気用加熱器３４ａ及び３４ｂと液体用加熱器３６ａ及び３６ｂとを制御して、モジュール３０から吐出される空気及び接着剤の温度を調節する。上述した各構成部品は、図示の如く、一体的なマニホールド本体１２に取り付けられている。以下の説明において、図１に示した吐出装置は、マニホールド本体を通り抜ける２組のプロセス空気流路と、２組のプロセス空気用加熱器とを備えている。しかしながら、流路と加熱器とはいずれも同一のものであるので、片方だけについて説明するけれども、かかる説明は他方の流路及び加熱器についても適用可能であることを理解されたい。

図２を参照すると、図１に示した液体材料吐出装置１０について、横断面図が示されていて、マニホールド本体１２を通って吐出モジュール３０へ至る、プロセス空気の経路が示されている。プロセス空気は、加圧空気源（図示せず）から吐出装置１０に供給されて、相互に連結された一連の流路を経由して、個々のモジュール３０へ導かれる。プロセス空気は、マニホールド本体１２の後面１６に形成された、空気入口ポート５０を介して、吐出装置１０に導入される。空気入口ポート５０には取付具５２が結合されていて、加圧空気源に結合された空気配管を、容易に取り付けられるようになっている。
第１の垂直なボア孔５４は、マニホールド本体１２の上面１８に穿設され、マニホールド本体１２の内部を下方へ延在して、空気供給流路５６につながっている。また、第１のボア孔５４は、空気入口ポート５０にも連通していて、該ボア孔のサイズは、流入するプロセス空気を加熱するための第１の加熱部材３４ａを受け入れられるように定められている。図示の実施形態においては、第１の加熱部材３４ａは、第１のボア孔５４の中に受け入れられる細長い円筒部材６０を備え、該円筒部材が、第１のボア孔５４の側壁から間隔を隔てていることで、円筒部材６０の長さに沿ってクリアランス隙間６２が形成されている。ひとつの実施形態においては、クリアランス隙間６２は、およそ０．０１５〜０．０２５インチの寸法になっていて、各モジュールあたり、およそ０．５〜２[標準立方フィート／分]の流量のプロセス空気が、マニホールド本体を通して供給される。円筒部材６０は、図２Ａにさらに明瞭に示されていて、同図は、もうひとつの第１のボア孔５４から第１の加熱部材３４ｂを取り出した様子を示している。

図２及び図２Ａを参照すると、円筒部材６０における空気入口ポート５０に隣接した箇所には、第１の円周溝６４が形成されていて、これにより、流入したプロセス空気は、円筒部材６０のまわりに均等に分配されてから、空気供給流路５６へ向かって隙間６２を押し流される。空気供給流路５６とは反対側である、円筒部材６０の第１の端部７０には、第２の円周溝６８が形成され、該第２の円周溝６８には、Ｏリング６６が設けられていて、第１のボア孔５４をシールしていると共に、第１のボア孔５４の内部にて円筒部材６０をセンタリングする助けになっている。例示的な実施形態においては、Ｏリング６６は、例えばＶｉｔｏｎ（登録商標）など、耐熱性の材料から形成されている。

円筒部材６０は、例えば金属などの伝熱材料から形成されていて、第１の端部７０から空気供給流路５６へ向けた長手軸線に沿って、中心流路７２を延在させて有している。中心流路７２の内部には、第１の加熱要素７４が配置されていて、導管７７によって保護された電線７６を介して、適当な電源（図示せず）に接続されている。加熱要素７４と円筒部材６０とは、クランプ７５とネジ固定具７９とによって、マニホールド本体の上面１８に固定されている。図示の実施形態においては、加熱要素７４はカートリッジ加熱器になっているけれども、加熱要素７４はその他の任意の当業者に知られている加熱要素でも良いことを理解されたい。従って、電線７６を介して加熱要素７４に電流を供給すると、加熱要素７４は円筒部材６０を加熱し、該円筒部材は、入口ポート５０から流入して隙間６２に沿って空気供給流路５６へ向けて流れるプロセス空気を加熱する。かかる構成による第１の加熱部材３４ａによれば、プロセス空気に熱を伝達するための効率的な手段が得られる。特に、円筒部材６０は、円筒部材６０がマニホールド本体１２にシールされている第１の端部７０を除けば、実質的にプロセス空気によって包囲されているので、円筒部材からの熱は、プロセス空気を通り抜けなければならない。

図２に示すように、空気供給流路５６は、第１のボア孔５４と、空気分配流路８０とを連通させていて、該空気分配流路は、一体的なマニホールド本体１２の内部を長手方向に、つまり並べられた液体吐出モジュール３０に対して平行な方向に沿って延通している。図示の例示的な実施形態においては、空気供給流路５６は、マニホールド本体１２の後面１６から機械加工で穿設された、めくら穴として形成されている。後面１６には、空気供給流路５６を密封するための栓８２が設けられていて、該栓は着脱可能になっていて、空気供給流路５６を清掃及び／又は保守することができる。再言するが、ひとつのプロセス空気加熱器３４ａと、一組の空気流路５０，５４，５６とだけについて図示して説明したけれども、図１に示した実施形態は、２組の空気流路と２組のプロセス空気加熱器とを備えていて、もうひとつの空気流路と第２のプロセス空気加熱器３４ｂとは、上述したものと同じ構成になっている。

引き続き図２を参照すると、マニホールド本体１２の前面１４には、複数の空気出口流路８４が形成され、該流路は空気分配流路８０につながっており、これらによって、プロセス空気は、空気分配流路８０から、出口流路８４を通って、マニホールド本体１２の前面１４に固定された各モジュール３０へ供給される。その後、プロセス空気は、モジュール３０の内部に形成された様々な空気流路を経て、各モジュール３０に結合された吐出ダイ８８における空気吐出出口８６から吐出されるが、これについては当業者に良く知られている通りである。

図１及び図２に示すように、第１の温度センサ４０ａは、マニホールド本体１２において、第１の加熱部材３４ａと隣接するように、第１のボア孔５４に対して平行に延在すべく上面１８に穿設されたボア孔８９に通されて据え付けられている。第１の温度センサ４０ａの配置位置は、モジュール３０から放出されるプロセス空気の温度に対して、密接的に対応した温度が検出されるように選ぶことが有利である。第１の温度センサ４０ａの配置位置は、例えば有限要素分析によって定めることができる。

次に、図３及び図３Ａを参照すると、一体的なマニホールド本体１２について、別の箇所における横断面図が示されていて、マニホールド１２を通って吐出モジュール３０へ至る、液体材料の経路が示されている。図１に示した実施形態は、２組の液体材料用のフィルタ及び加熱器を備えているけれども、一組の流路とこれに関連するフィルタ及び加熱器とだけについて説明することとし、かかる説明は他方の液体流路、フィルタ及び加熱器についても同様に当てはまることを理解されたい。

図３及び図３Ａに示すように、液体材料はマニホールド本体１２の後面１６に設けられている液体材料入口ポート９２に結合された取付具９０を介して、マニホールド本体１２に供給される。入口ポート９２は、マニホールド本体１２の上面１８から垂直方向に形成されているフィルタキャビティ９４につながっていて、該キャビティのサイズは、流入する液体材料から汚染物を取り除くためのフィルタ３８を受け入れられるように定められている。マニホールド本体１２の長手方向には、入口流体供給流路９６が形成され、これが２つの液体材料フィルタ３８ａと３８ｂとの間を連通させていて、２つのフィルタ及び関連する流路間において、液体材料が分配されるようになっている。フィルタ３８ｂは、マニホールド本体１２の上面１８からフィルタキャビティ９４の内部に挿入されていて、キャビティ９４の上端をシールするためのＯリング９８を有している。本実施形態において示されているフィルタ３８ｂについては、出願されて本願出願人に譲渡された、発明の名称を「液体吐出装置のためのフィルタ組立体("A FILTER ASSEMBLY FOR A LIQUID DISPENSING APPARATUS")」とする、係属中の米国特許出願に開示されている(Attorney Docket NO. NOR-1184 and Express Mail No. EV372583247US)。

液体材料は、円周方向に間隔を隔てられた入口１００を通ってフィルタ３８ｂの中に入り、フィルタ３８ｂを循環して通った後、濾過された液体材料は、フィルタキャビティ９４の底部１０２へ向けて排出される。次に、液体材料は、フィルタキャビティ９４に連通している接着剤分配流路１０４に流入するが、該接着剤分配流路は、列をなした液体吐出モジュール３０に隣接するように、マニホールド本体１２の長手方向に沿って延在していて、プロセス空気分配流路８０及び入口供給流路９６に対して平行に設けられている。図３に示すように、マニホールド本体１２の前面１４から形成された複数の液体出口流路１０６は、液体分配流路１０４につながっていて、これらによって、液体材料は、液体分配流路１０４から、液体出口流路１０６を流れて、マニホールド本体１２の前面１４に取り付けられた各吐出モジュール３０へ供給される。液体材料は、モジュール３０の内部に形成された様々な液体流路を経て、各モジュール３０に結合された吐出ダイ８８における１又は複数の液体吐出出口１０８から吐出されるが、これについては当業者に良く知られている通りである。

引き続き図３及び図３Ａを参照すると、マニホールド本体１２における液体流路９２，９４，１０４，１０６を通り抜けた液体材料は、第２の加熱部材３６ｂによって加熱されるが、該第２の加熱部材は、マニホールド本体１２の上面１８からマニホールド本体１２の内部へ向けて穿設された、第２の垂直なボア孔１１２の中に配置されている。図示の実施形態においては、第２の加熱部材３６ｂは、フィルタキャビティ９４に隣接するように配置されていて、加熱部材３６ｂの熱はマニホールド本体１２に熱伝導して、フィルタキャビティ９４及びその他の液体流路９２，１０４，１０６を通り抜ける液体材料を加熱するようになっている。本実施形態においては、第２の加熱部材３６ｂは、カートリッジ型の加熱器であって、ネジ固定具１１５にてマニホールド本体１２の上面１８に取り付けられた、クランプ１１４によって、垂直なボア孔１１２の内部に固定されている。加熱器カートリッジから伸びる電線１１６は、保護導管１１８を経由して、当業者に知られているような、適当な電源に接続されている。

図１及び図３Ａに示すように、第２の温度センサ４２ｂは、吐出モジュール３０から放出される液体材料の温度に対して、密接的に対応した温度が検出されるような位置において、マニホールド本体１２に取り付けられる。別の実施形態においては、第１及び第２の温度センサ４０ａ及び４２ａの配置位置は、他方の温度センサに関連した加熱器によって受ける影響が最小限になるように選ばれて、熱的に適切に分離された装置を構成するようにしても良い。これによれば、制御装置は、液体材料とプロセス空気とを所望の動作範囲に加熱すべく、それぞれの加熱器をより精密に制御することができる。

第１の加熱部材３４ａ及び３４ｂと、第２の加熱部材３６ａ及び３６ｂとはいずれも、マニホールド本体１２の内部に直接的に取り付けられているため、また、液体または接着剤の流路が一体的なマニホールド本体１２を通り抜けるように形成され、第２の加熱部材３６ａ及び３６ｂが発生させた熱は、マニホールド本体１２に熱伝導して、液体材料を加熱するのみならず、プロセス空気流路を流れるプロセス空気をも加熱する。特に、第２の加熱部材３６ａ及び３６ｂからマニホールド本体１２に熱伝導した熱は、マニホールド本体１２における第１のボア孔５４を取り囲む部分に熱を提供し、かかる熱は、第１の加熱部材３４ａ及び３４ｂと協働して、クリアランス隙間６２及びその他の空気流路５０，５４，５６を通り抜けるプロセス空気を加熱することになる。

しかしながら、第１の加熱部材３４ａ及び３４ｂが発生させる熱は、クリアランス隙間６２を通って流れるプロセス空気によって、マニホールド本体１２の残余の部分から実質的に隔離されているために、かかる熱は、マニホールド本体１２を通り抜ける液体材料の温度に対しては、それほど影響することがない。このような構成は、前述した第１の加熱部材３４ａ及び３４ｂの構成と併せて、プロセス空気を加熱するための堅牢で効率的なメカニズムを提供すると共に、第１の加熱部材３４ａ及び３４ｂとプロセス空気との間における熱損失を最小にすることができる。第１の加熱部材３４ａ及び３４ｂからの熱損失が最小限になることから、第１の加熱部材３４ａ及び３４ｂにおける加熱要素７４は、プロセス空気の所望の温度上昇を得るために、過剰仕様に設計する必要がない。

再び図１を参照すると、本発明による接着剤吐出装置１０は、マニホールド本体１２のそれぞれの長手方向の端部２２及び２４に、端部断熱プレート１２０を取り付けられて備えている。端部プレート１２０が、マニホールド本体の端部２２及び２４を経由する熱損失を最小化する助けになることで、吐出装置１０の熱効率を改善するのが有利である。

図示して説明した液体吐出装置１０は、２組の第１及び第２の加熱部材、フィルタ、及び関連する空気及び液体の流路を有していたけれども、変形例による液体吐出装置としては、１組だけの加熱器、フィルタ、及び関連する空気及び液体の流路を備えるように構成したり、あるいは、特定の用途の求めに応じて、２組以上の加熱器、フィルタ、及び流路を備えたりすることもできることを理解されたい。さらに、加熱器とフィルタとが垂直に配置されているために、より多数の液体吐出モジュール３０に対応すべく、追加的なマニホールド部分をつけ加えたり、あるいは、追加的な加熱器、フィルタ、関連する流路を提供して、共通のマニホールドを構成したりすることが容易である。

図４及び図５を参照すると、本発明の別の実施形態による、接着剤吐出装置１５０が示されている。本実施形態による図示の接着剤吐出装置１５０は、図１〜３に示した吐出装置１０に類似しているけれども、前記実施形態においては加熱部材が垂直に配置されていたのとは異なって、第１及び第２の加熱部材１５２及び１５４を収容している、一体的なマニホールド本体１６０に設けられた第１及び第２のボア孔１５６及び１５８のそれぞれの長手軸線は、マニホールド本体１６０の長手方向に対して実質的に平行であるような方向に延びている。マニホールド本体１６０は、上面１６２及び下面１６４と、前面１６６及び後面１６８と、対向して配置された長手方向端部１７０及び１７２とを有している。列をなした液体吐出モジュール３０は、図１〜３に示した吐出装置１０において説明したのと同様なやり方にて、マニホールド本体１６０の前面１６６に結合されている。本実施形態においては、マニホールド本体１６０を液体材料及びプロセス空気の供給配管に結合させるための様々な取付具と、加熱部材１５２及び１５４や液体フィルタ１７４ａ及び１７４ｂのためのアクセス開口ないしボア孔とは、マニホールド本体１６０の上面１６２に設けられるのではなく、詳しくは後述するように、後面１６８と長手方向端部１７０及び１７２に設けられている。

次に図６及び図７を参照して、本実施形態によるマニホールド本体１６０を通って流れるプロセス空気の経路２００について説明する。マニホールド本体１６０には、いずれもマニホールド本体１６０の後面１６８に配置された、２つのプロセス空気入口ポート１８０ａ及び１８０ｂが備えられている。第１及び第２の空気入口ポート１８０ａ及び１８０ｂには、空気入口ポート１８０ａ及び１８０ｂを加圧空気源（図示せず）に結合するための適当な取付具１８２が据え付けられている。空気入口ポート１８０ａ及び１８０ｂは、マニホールド本体１６０の長手軸線に対して方向である方向に沿って、マニホールド本体１６０に貫設された、第１のボア孔１８４に連通している。

一対の第１の空気加熱部材１５２ａ及び１５２ｂは、マニホールド本体１６０の長手方向両端１７０及び１７２から、第１のボア孔１８４に挿入されている。第１のボア孔１８４における長手方向両端は、図１〜３に示した実施形態について説明したのと同様なやり方にて、第１の加熱部材１５２ａ及び１５２ｂに設けたＯリング１８５によってシールされている。

第１の加熱部材１５２ａ及び１５２ｂは、細長い円筒部材１８６から形成されていて、前記実施形態と同様に、加熱要素１９０を受け入れるための中心流路１８８を有している。図示の実施形態においては、加熱要素１９０はカートリッジ式の加熱器であって、カートリッジ加熱器を適当な電源に接続するための電線を備えている。円筒部材は、ボア孔１８４に対して間隔を隔てていて、円筒部材１８６の長さに沿って延びるような、環状の隙間１９２ａ及び１９２ｂが形成されている。空気入口ポート１８０ａ及び１８０ｂは、第１のボア孔１８４に連通していて、空気源からの空気は、入口ポート１８０ａ及び１８０ｂを通り、第１のボア孔１８４に導かれ、円筒部材１８６と第１のボア孔１８４との間に設けられた隙間１９２ａ及び１９２ｂに沿って流れる。図１〜３に関連して説明したのと同様に、空気が隙間１９２ａ及び１９２ｂを通って流れるとき、空気は加熱部材１５２ａ及び１５２ｂによって加熱される。

引き続き図６及び図７を参照すると、空気分配流路２００は、図１〜３における空気分配流路８０と同様に、列をなした吐出モジュール３０に隣接するように、マニホールド本体１６０の長手方向に沿って延在している。

空気分配流路２００は、第１のボア孔１８４に連通していて、両者の間には、両者を接続すべく３つの空気供給流路２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃが延びている。

マニホールド本体１６０の前面１６６から形成された複数の空気出口流路２０４は、空気分配流路２００につながっていて、これらによって、マニホールド１６０に流入する空気は、入口ポート１８０ａ及び１８０ｂを通り、第１のボア孔１８４に導かれ、空気供給流路２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを経て、空気分配流路２００を通り、空気出口流路２０４を流れて、各吐出モジュール３０へ供給される。

第１の温度センサ２０３ａ及び２０３ｂは、第１のボア孔１５６に隣接するように、マニホールド本体における長手方向端部１７０及び１７２に穿設された、長手方向キャビティに通されて、マニホールド本体１６０の中心部へ向けて延びるようにして、マニホールド本体１６０に結合されている。本実施形態においては、温度センサは、空気流路を通って吐出モジュール３０から放出されるプロセス空気の温度に対して、密接的に対応した温度が検出されるような位置に配置されている。

次に図６及び図８を参照して、吐出装置１５０を通る、液体材料の流れについて説明する。空気流路と液体流路とは、一体的なマニホールド本体１６０において異なった箇所を通るように形成されているので、マニホールド本体１６０の内部における空気流路と液体流路との相対的な位置関係は、これらの図面と併せて、両方の流路を示した部分断面図である、図９を参照することによって、理解できるだろう。

図８に最も明瞭に示されているように、吐出装置１５０のマニホールド本体１６０は、液体材料をマニホールド本体１６０に供給するために４つのポートを備えていて、２つのポート２２０ａ及び２２０ｂはマニホールド本体１６０の後面１６８に設けられ、追加的なポート２２２ａ及び２２２ｂはそれぞれ長手方向端部１７０及び１７２に設けられている。

図示の実施形態においては、マニホールド本体１６０における第２端部１７２に設けられたポート２２０ｂには、液体入口取付具２２４ｂが結合されていて、マニホールド本体１６０における後面１６８に設けられた入口ポート２２０ｂには、第２の入口取付具２２４ｂが結合されている。

残りの入口ポート２２０ａ及び２２２ｂは、ネジ付き栓２２６によって密封されているけれども、特定の用途における求めに応じて、取付具は、これらのうちの別のポートに固定することもできることを理解されたい。

マニホールド本体１６０には、複数の液体入口ポート２２０ａ，２２０ｂ及び２２２ａ，２２２ｂ（以下、これらを包括的に符号２２０及び２２２にて示す。）が設けられているために、都合に応じて便利に液体供給配管（図示せず）を吐出装置１５０に結合することが可能である。液体入口ポート２２０及び２２２は、マニホールド本体１６０を長手方向に延通している液体材料入口供給流路２３０によって、第１及び第２のフィルタキャビティ２２８ａ及び２２８ｂに連通していて、これらによって、適当な液体源（図示せず）からマニホールド本体１６０に供給された液体材料は、フィルタ１７４ａ及び１７４ｂを通り、フィルタキャビティ２２８ａ及び２２８ｂの底部から排出されるが、この点は図１〜３を参照して前述したのと同じである。

液体分配流路２２２は、図１〜３における液体分配流路１０４と同様に、マニホールド本体１６０の長手方向に延在していて、フィルタキャビティ２２８ａ及び２２８ｂの底部に連通している。マニホールド本体１６０の前面１６６から形成された液体出口流路２３４は、液体分配流路２３２につながっていて、これらによって、入口ポート２２０及び２２２から供給された液体材料は、液体フィルタ１７４ａ及び１７４ｂとフィルタキャビティ２２８ａ及び２２８ｂとを通り、液体分配流路２３２を通り、液体出口流路２３４を流れて、各吐出モジュール３０へ供給されて該モジュール３０から吐出されるが、この点も前述した通りである。

図６及び図８に示すように、第２の加熱部材１５４ａ及び１５４ｂは、第１及び第２の長手方向端部１７０及び１７２を通って、マニホールド本体１６０の長手方向に沿って吐出装置１５０の中心部へ延びるようにして、マニホールド本体１６０に結合されている。図示の実施形態においては、第２の加熱部材１５４ａ及び１５４ｂは、前述の如く、適当な電源に接続されることで発熱するような、カートリッジ式の加熱器になっている。熱は、マニホールド本体１６０から液体流路２２８，２３０，２３２，２３４に熱伝導されて、これにより、液体流路を流れる液体材料が加熱される。第２の温度センサ２４０ａ及び２４０ｂは、液体分配流路２３２に隣接して、それぞれの長手方向端部１７０及び１７２からマニホールド本体１６０に沿って長手方向に延在するようにして、マニホールド本体１６０に結合されていて、マニホールド本体１６０における当該箇所の温度を測定するようになっている。

第２の温度センサ２４０ａ及び２４０ｂの配置位置は、液体分配流路２３２の中を流れてモジュール３０に供給される液体材料の温度に対して、極めて近い温度が検出されるように選ぶことが有利である。別の実施形態においては、第１及び第２の温度センサ２０３ａ，２０３ｂ及び２４０ａ，２４０ｂの配置位置は、他方の温度センサに関連した加熱器によって受ける影響が最小限になるように選ばれて、熱的に適切に分離された装置を構成するようにしても良い。これによれば、制御装置は、液体材料とプロセス空気とを所望の動作範囲に加熱すべく、それぞれの加熱器をより精密に制御することができる。さらに、第２の加熱部材１５４ａ及び１５４ｂは、第１の加熱部材１５２ａ及び１５２ｂと協働して、クリアランス隙間１９２及び１９２ｂ及びその他の空気流路１８４，２００，２０２ａ〜２０２ｃを通り抜けるプロセス空気を加熱するけれども、第１の加熱部材１５２ａ及び１５２ｂは液体材料の温度に対しては影響しないことは、前述した通りである。

本願の実施形態によるマニホールド本体は、押出成形方法によって製造するのに適している。特に、マニホールド本体における上面及び下面と、前面及び後面とは均一な輪郭を有しているので、長手方向の押出成形によってマニホールド本体を容易に形成することができる。

押出成形を行なった後に、長手方向には延在していないような、ネジ溝や様々なボア孔及びキャビティなど、様々な特徴部分をマニホールド本体に対して機械加工する。さらに、長手方向に延在しているキャビティ及びボア孔については、押出成形中にマニホールド本体に形成することができることが理解できるだろう。例えば、図１〜３Ａの実施形態における、液体入口供給流路９６や、液体分配流路１０４は、押出成形によってマニホールド本体１２に形成できる。図４〜１０の実施形態においては、第１のボア孔１８４、空気分配流路２００、液体材料入口供給流路２３０、及び液体分配流路２３２は、押出成形によってマニホールド本体１６０に形成できる。部品間に厳密な公差が求められる場合であっても、押出成形によってこれらのボア孔及び流路を公称寸法に形成した後、機械加工を施すことで所望の寸法に仕上げれば、全体的な製造時間を短縮することができる。

本発明による様々な実施形態を例示して、充分に詳細であると考えられる程度に開示したけれども、特許請求の範囲をそうした詳細に限定することをなんら意図したものではない。追加的な利点や変形例は当業者にとって明らかである。従って、本発明の広義による観点は、特定の詳細事項や、代表的な装置及び方法、並びに図示説明した例示に限定されるものではない。よって、出願人が考えている発明の概念の範囲及び精神から逸脱せずに、そうした詳細に変更を加えることができるものである。

この明細書の一部を構成するものとして組み入れられた添付図面は、本発明の実施形態を例示しているものであって、前述した発明の概要、並びに詳細な説明と併せて、好ましい実施形態についての詳細を説明する上で役に立つものである。

本発明による例示的な液体材料吐出装置を示した斜視図である。 図１の線２−２に沿って示した、液体材料吐出装置の横断面図である。 図１において円で囲んだ領域について、詳細を示した分解図である。 図１の線３−３に沿って示した、液体材料吐出装置の横断面図である。 図３の線３Ａ−３Ａに沿って示した液体材料吐出装置の横断面図である。 本発明による別の例示的な液体材料吐出装置を示した斜視図である。 図４に示した液体材料吐出装置について、後面から見た分解斜視図である。 図６は、線６−６に沿って示した液体材料吐出装置の横断面図である。 図６の線７−７に沿って示した液体材料吐出装置の横断面図である。 図６の線８−８に沿って示した液体材料吐出装置の横断面図である。 図７の横断面図と図８の横断面図とを組み合わせた図であって、マニホールドにおける液体に関する部分と空気に関する部分との両方を示した図である。

Claims (13)

1. 液体材料とプロセス空気とを少なくともひとつの吐出モジュールから吐出するようになっている吐出システムのための統合化されたマニホールドであって、該マニホールドが、
   吐出モジュールを受けるように構成された一体的なマニホールド本体であって、内部空気加熱器流路を有しているような前記マニホールド本体と、
   前記マニホールド本体の内部に設けられた液体供給流路と、
   前記マニホールド本体の内部に設けられたプロセス空気供給流路と、
   前記マニホールド本体の内部に設けられ、液体材料をモジュールに供給すべく、前記液体供給流路に連通する複数の液体流路と、
   前記マニホールド本体の内部に設けられ、プロセス空気をモジュールに供給すべく、前記プロセス空気供給流路に連通する複数のプロセス空気流路と、
   前記内部空気加熱器流路の中に配置された第１の加熱部材と、
   前記第１の加熱部材と前記マニホールド本体との間に形成された隙間であって、前記プロセス空気供給流路の一部分を形成する隙間と、
   前記液体流路の近傍において前記マニホールド本体に動作可能に結合された第２の加熱部材であって、前記液体流路の中にある液体材料と、前記隙間及び前記プロセス空気流路の中にあるプロセス空気とに対して熱を供給するように動作可能な上記第２の加熱部材と、
   を備えていることを特徴とする統合化されたマニホールド。
2. 請求項１に記載の統合化されたマニホールドであって、さらに、
   前記マニホールド本体に設けられた第１の温度センサであって、前記第１の温度センサは、前記プロセス空気流路からモジュールに供給されるプロセス空気の温度についてのおおよその温度を検出するような箇所であると共に、前記第２の加熱部材が前記第１の温度センサに与える熱的影響が最小限であるような箇所に配置されている該第１の温度センサと、
   前記マニホールド本体に設けられた第２の温度センサであって、前記第２の温度センサは、前記液体流路からモジュールに供給される液体材料の温度についての近似値を検出するような箇所であると共に、前記第１の加熱部材が前記第２の温度センサに与える熱的影響が最小限であるような箇所に配置されている該第２の温度センサとを備えることを特徴とする統合化されたマニホールド。
3. 請求項１に記載の統合化されたマニホールドであって、
   前記第１の加熱部材および第２の加熱部材は、同一の加熱要素を含んでいることを特徴とする統合化されたマニホールド。
4. 請求項１に記載の統合化されたマニホールドであって、
   前記マニホールド本体の長手方向範囲に沿って、複数の吐出モジュールが結合されるように適合していて、前記第１の加熱部材及び第２の加熱部材は、前記長手方向範囲に対して実質的に平行に延在していることを特徴とする統合化されたマニホールド。
5. 請求項１に記載の統合化されたマニホールドであって、
   前記マニホールド本体の長手方向範囲に沿って、複数の吐出モジュールが結合されるように適合していて、前記第１の加熱部材および第２の加熱部材は、前記長手方向範囲に対して実質的に横方向に延在していることを特徴とする統合化されたマニホールド。
6. 請求項５に記載の統合化されたマニホールドであって、
   前記マニホールド本体はさらに第１の端部および第２の端部を備えていて、それぞれの端部は、吐出装置における吐出モジュールの数を拡張すべく、前記マニホールド本体を横並びの関係にて別のマニホールド本体と結合させるような固定具要素を有していることを特徴とするマニホールド。
7. 請求項１に記載の統合されたマニホールドであって、
   前記第１の加熱部材はさらに、細長い円筒部材を備えていることを特徴とする統合化されたマニホールド。
8. 請求項７に記載の統合化されたマニホールドであって、
   前記細長い円筒部材は、前記細長い円筒部材の長手方向に延在した中心流路を備えていて、さらに、前記中心流路の内部には細長い加熱要素が配置されていることを特徴とする統合化されたマニホールド。
9. 液体材料とプロセス空気とを吐出するための液体材料吐出装置であって、該液体材料吐出装置が、
   一体的に形成されたマニホールド本体と、
   前記マニホールド本体に結合された複数の液体吐出モジュールと、
   プロセス空気を受けるべく、前記マニホールド本体に形成されたプロセス空気入口ポートと、
   前記マニホールド本体に形成され、前記プロセス空気入口ポートに連通しているような第１のボア孔と、
   前記マニホールド本体に形成され、プロセス空気を前記吐出モジュールに供給すべく、前記第１のボア孔に流体的に連通しているような複数のプロセス空気出口流路と、
   液体材料を受けるべく、前記マニホールド本体に形成された液体入口ポートと、
   前記マニホールド本体に形成され、液体材料を前記吐出モジュールに供給すべく、前記液体入口ポートに流体的に連通しているような複数の液体出口流路と、
   前記マニホールド本体に形成された第２のボア孔と、
   前記第１のボア孔の内部に配置された第１の加熱部材と、
   前記第１のボア孔の内部において、前記第１の加熱部材と前記マニホールド本体との間に形成された隙間であって、前記隙間は、前記プロセス空気入口ポート及び前記プロセス空気出口流路に流体的に連通しているような該隙間と、
   前記第２のボア孔の内部に配置された第２の加熱部材と、
   を備えていることを特徴とする液体材料吐出装置。
10. 請求項９に記載の液体材料吐出装置であって、
    前記第１の加熱部材は前記第１のボア孔の内部に長手方向に延在している細長い円筒部材を備え、
    前記隙間は前記細長い円筒部材の円周まわりに延在していると共に、前記細長い円筒部材の実質的な長さの部分に沿って延在していることを特徴とする液体材料吐出装置。
11. 請求項１０に記載の液体材料吐出装置であって、
    前記細長い円筒部材は、さらに、その長手方向に延在している中心流路を備え、
    さらに、前記円筒部材における前記中心流路の内部に配置された細長い加熱要素を備えていることを特徴とする液体材料吐出装置。
12. 請求項９に記載の液体材料吐出装置であって、前記マニホールド本体は押出成形されたものであることを特徴とする液体材料吐出装置。
13. 液体材料とプロセス空気とを受けて加熱すべく適合したマニホールドにおいて使用するためのプロセス空気加熱器であって、
    外面と第１の端部および第２の端部とを有し、熱的に加熱要素に結合されているような、細長い円筒部材と、
    前記外面に設けられ、少なくとも実質的に前記細長い円筒部材における円周まわりに延在しているような溝であって、前記細長い円筒部材によって加熱されるべきプロセス空気を受容するように構成されている溝とを備えることを特徴とするプロセス空気加熱器。
    

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