JP2015505271A - 溶融装置 - Google Patents

Abstract

ホットメルトのペレットを加熱して液状化することが可能な溶融システムは、本体部、チャンバ、収集部、流路及びヒータを備えた溶融装置を有する。熱伝導性を有した本体部は、表面積を有した内部を形成する。チャンバは、本体部の上端部分に設けられてペレットを受容する。収集部は、本体部内に設けられ、ペレットが溶融して形成された液体を受容するべくチャンバの下方に配置される。流路は、チャンバと収集部との間に延設されて内部の表面積を増大させ、流路の壁面は、熱交換面を形成する。ヒータは、本体部に熱を伝達する。【選択図】図３

Description

本発明は、概ねホットメルト接着剤を供給するためのシステムに関するものであり、より具体的にはホットメルト接着剤供給システムのための溶融装置に関する。

一般的に、ホットメルト接着剤供給システムは、製造組立ラインにおいて、箱やカートンなどの梱包材の組み立てに用いる接着剤を自動的に供給するために使用されている。従来、ホットメルト接着剤供給システムは、材料用タンク、加熱素子、ポンプ及びディスペンサを備えており、ポンプによりディスペンサに供給する前に、加熱素子を用い、タンク内で固形のポリマ材料ペレットを溶融させる。溶融したペレットは、冷えると再び凝固して固体化するので、タンクからディスペンサまでの間で温度を維持する必要がある。このため、一般的には、タンク内、ポンプ内及びディスペンサ内に加熱素子を設ける必要があるだけでなく、これら構成装置の接続に用いる配管及びホースも加熱する必要がある。更に、従来のホットメルト接着剤供給システムは、タンク内のペレットを溶融させた後、できるだけ長く供給を行うことができるよう、大容量のタンクを用いるのが一般的である。

しかしながら、タンク内の大量のペレットは、十分に溶融するのに長い時間を要するため、システムの起動時間が増大してしまう。例えば、標準的なタンクは、直方体をなす重力供給型タンクの内壁面に複数の加熱素子を備えているため、内壁面に沿って存在する溶融ペレットが、加熱素子によるタンク中央部分のペレットの効果的な溶融を妨げてしまうことになる。このようなタンクにおいてペレットを溶融させるのに必要な時間が長引くことにより、熱に晒される時間の長期化に起因した接着剤の「焦げ」、即ち黒ずみの発生可能性が増大する。

本発明によれば、ホットメルトのペレットを加熱して液状化することが可能な溶融システムは、本体部、チャンバ、収集部、流路及びヒータを備えた溶融装置を有する。熱伝導性を有した本体部は、表面積を有した内部を形成する。チャンバは、本体部の上端部分に設けられてペレットを受容する。収集部は、本体部内に設けられ、ペレットが溶融して形成された液体を受容するべくチャンバの下方に配置される。流路は、チャンバと収集部との間に延設されて内部の表面積を増大させ、流路の壁面は、熱交換面を形成する。ヒータは、本体部に熱を伝達する。

もう１つの態様として、ホットメルト供給システムは、容器、溶融装置、送給機構及び供給機構を備える。容器は、ホットメルトのペレットを収容する。熱伝導性を有した溶融装置は、ホットメルトのペレットを加熱して液状化することが可能であり、表面積を有した内部を形成すると共に、内部に配設された仕切りを備え、仕切りは溶融装置の表面積を増大させる流路を有する。送給機構は、容器から溶融装置へとホットメルトのペレットを搬送する。供給機構は、溶融装置からの液状化したホットメルトを供給する。

もう１つの態様として、ホットメルトのペレットを液状に溶融させるための方法は、ホットメルトのペレットを溶融装置のチャンバ内に供給する工程と、溶融装置を加熱し、ホットメルトのペレットを溶融させて溶融液体にする工程とを備える。この方法は、溶融装置内の複数の流路を介し、溶融液体を流動させる工程と、溶融装置の収集部内に溶融液体を収集する工程とを更に備える。

ホットメルト接着剤を供給するためのシステムの概要図である。 溶融システムの側面図である。 溶融システムの分解図である。 溶融装置を含み、一部を組み立てた状態の溶融システムを示す斜視図である。 溶融装置を含み、一部を組み立てた状態の溶融システムを示す平面図である。 図４の５−５線に沿う溶融システムの断面図である。 図４の６−６線に沿う溶融システムの断面図である。 変形例の溶融装置を示す平面図である。 変形例の溶融装置を示す斜視図である。

図１は、ホットメルト接着剤を供給するためのシステム１０の概要図である。システム１０は、低温セクション１２、高温セクション１４、エア供給源１６、エア制御バルブ１７及びコントローラ１８を備える。図１の実施形態において、低温セクション１２は、容器２０及び送給機構２２を備えており、当該送給機構２２は、減圧機構２４、送給ホース２６及び取入口２８を備える。図１の実施形態において、高温セクション１４は、溶融システム３０、ポンプ３２及びディスペンサ３４を備える。エア供給源１６は、低温セクション１２及び高温セクション１４のそれぞれにおけるシステム１０の構成部品に供給される圧縮エアの供給源である。エア制御バルブ１７は、エアホース３５Ａを介してエア供給源１６に接続されており、エアホース３５Ｂを介したエア供給源１６から減圧機構２４へのエアの流動、及びエアホース３５Ｃを介したエア供給源１６からポンプ３２のモータ３６へのエアの流動を選択的に制御する。エアホース３５Ｄは、エア制御バルブ１７を介さずに、エア供給源１６をディスペンサ３４に接続する。コントローラ１８は、エア制御バルブ１７、溶融システム３０、ポンプ３２及びディスペンサ３４などといった、システム１０のさまざまな構成部品と通信可能に接続され、システム１０の作動を制御する。

低温セクション１２の構成部品は、加熱されることなく室温で作動可能となっている。容器２０は、システム１０で使用するための固形の接着剤ペレットを収容するホッパーとすることができる。適切な接着剤には、例えば、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）またはメタロセンのような熱可塑性ポリマ接着剤が含まれる。送給機構２２は、容器２０を高温セクション１４に接続し、容器２０から高温セクション１４に接着剤ペレットを供給する。送給機構２２は、減圧機構２４及び送給ホース２６を備える。減圧機構２４は、容器２０内に設けられる。エア供給源１６及びエア制御バルブ１７からの圧縮エアが減圧機構２４に供給されて減圧状態が生成されることにより、減圧機構２４の取入口２８内に流入後、送給ホース２６を介して高温セクション１４へと至る、固形の接着剤ペレットの流動が引き起こされる。送給ホース２６は、固形の接着剤ペレットの径より十分大きな径を有することにより、固形の接着剤ペレットが支障なく送給ホース２６を流動可能な、管状体またはその他の流路からなる。送給ホース２６は、減圧機構２４を高温セクション１４に接続する。

固形の接着剤ペレットは、送給ホース２６から溶融システム３０に供給される。溶融システム３０には、容器と、固形の接着剤ペレットを溶融させて液状のホットメルト接着剤を形成する抵抗加熱体とを設けることができる。溶融システム３０は、例えば約０．５リットルといった、比較的小さな接着剤容積となる大きさとして、比較的短時間で固形の接着剤ペレットを溶融させるように構成することができる。ポンプ３２は、モータ３６により駆動され、溶融システム３０から供給ホース３８を介し、ホットメルト接着剤をディスペンサ３４に送給する。モータ３６は、エア供給源１６及びエア制御バルブ１７からの圧縮エアの波動により駆動されるエアモータとすることができる。ポンプ３２は、モータ３６により駆動される直線運動式ポンプとすることができる。図示した実施形態において、ディスペンサ３４は、マニホールド４０及び吐出モジュール４２を備える。ポンプ３２から供給されたホットメルト接着剤は、マニホールド４０に受容され、吐出モジュール４２から供給される。ディスペンサ３４は、ホットメルト接着剤を選択的に吐出し、吐出モジュール４２の吐出口４４から、パッケージ、ケース、またはシステム１０が供給するホットメルト接着剤に適合したものなどの対象物にホットメルト接着剤が噴霧される。吐出モジュール４２は、ディスペンサ３４を構成する複数のモジュールの１つとすることができる。これに代わる実施形態として、ディスペンサ３４は、手持ち式のガンタイプディスペンサのような別の構造を有するものであってもよい。溶融システム３０、ポンプ３２、供給ホース３８及びディスペンサ３４を含む、高温セクション１４における構成部品の一部または全部を加熱することにより、高温セクション１４の全域において、供給工程の間、ホットメルト接着剤を液状に維持することができるようになっている。

システム１０は、例えば、厚紙のパッケージや箱体のパッケージの梱包及び封止などを行う、産業プロセスの一部とすることができる。これに代わる実施形態として、特定の産業プロセスに適用するため、必要に応じてシステム１０を変更することも可能である。例えば、一実施形態（図示せず）において、ポンプ３２を溶融システム３０から分離して、ディスペンサ３４に装着することが可能である。この場合、供給ホース３８によって溶融システム３０をポンプ３２に接続することになる。

図２Ａは、溶融システム３０の側面図である。図示した実施形態において、溶融システム３０は、基部４６、溶融装置４８、バンドヒーター５０、遮熱部材５２、供給用キャップ５４、センサ収納体５６及びレベルセンサ５８を備える。溶融装置４８は、基部４６に載置され、基部４６によって支持されている。基部４６は、基部４６をポンプ３２（図１）に連結するためのボルト孔６０を備える。また、基部４６は、溶融装置４８からポンプ３２に流体を流動させる基部流出路６２を備える。バンドヒーター５０は、溶融装置４８に装着されて溶融装置４８を加熱し、基部４６には、基部４６を加熱する基部ヒータ６３が装着されている。基部ヒータ６３は、図６に示して後述するように、棒状をなす電気式の抵抗加熱素子である。バンドヒーター５０は、電気式の抵抗加熱素子であって、溶融装置４８に接した状態で溶融装置４８の外周に巻き付けられており、バンドヒーター５０から溶融装置４８に熱を伝達する。溶融装置４８は、接着剤ペレットを液状に溶融させ、接着剤ペレット及び液状のホットメルト接着剤を保持するための容器となっている。図示した実施形態では、溶融装置４８が実質的に円筒状をなしている。これに代わる実施形態として、溶融装置４８は、断面が楕円、正方形、長方形など、適用状況に適した別の形状を有していてもよい。遮熱部材５２は、供給用キャップ５４を溶融装置４８に結合するための結合部材である。遮熱部材５２は、比較的高温の溶融装置４８から、比較的低温の供給用キャップ５４への熱伝導を抑制することができる。遮熱部材５２は、シリコーン、または比較的低い熱伝導度を有した材料で形成することができる。これに代わる実施形態として、遮熱部材５２を省略し、直接、或いは別の適切な機構を介して、供給用キャップ５４を溶融装置４８に結合するようにしてもよい。

供給用キャップ５４は、溶融装置４８及び溶融システム３０のカバーとなるものであって、溶融装置４８の上端部分に結合される。一実施形態として、高分子材料で供給用キャップ５４を形成することができる。これに代わる実施形態として、金属など、別の材料で供給用キャップ５４を形成してもよい。供給用キャップ５４は、キャップ頂部６４とキャップ側部６６とを備える。図示した実施形態において、キャップ側部６６は実質的に円筒状をなし、キャップ頂部６４は上方から見たときに実質的に円形をなしている。供給用キャップ５４は、溶融装置４８に類似した形状を有していてもよいし、溶融装置４８とは異なる形状を有していてもよい。

キャップ頂部６４には供給口６８が設けられ、この供給口６８は、キャップ頂部６４から下方に延設された内方突出部７０を備えている。供給口６８は、キャップ頂部６４を貫通する孔であって送給ホース２６が接続されており、送給機構２２（図１）によって供給される接着剤ペレット及び圧縮エアを受け取る。送給機構２２は、容器２０（図１）から接着剤ペレットを送給する機構である。送給ホース２６は、供給口６８の内方突出部７０の中に延びている。供給用キャップ５４のキャップ側部６６は窓７４を備えており、接着剤ペレットが内方突出部７０から溶融装置４８内に落下する際に、接着剤ペレットを搬送してきた圧縮エアを大気中に放出することができるようになっている。

キャップ頂部６４にはセンサ接続部７２が設けられており、このセンサ接続部７２は、センサ収納体５６及びレベルセンサ５８に結合されている。センサ収納体５６は、レベルセンサ５８が溶融装置４８の上面の方を向くようにして、レベルセンサ５８を供給用キャップ５４に結合している。図示した実施形態において、レベルセンサ５８は、溶融装置４８内にある接着剤ペレットのレベル（上面高さ）を検出する超音波センサである。これに代わる実施形態として、レベルセンサ５８は、光学センサなど、適用状況に適した別の形式のセンサとしてもよい。

図２Ｂは、溶融システム３０の分解図である。より具体的には、溶融システム３０の構成部品が、積み重ね方向軸７４に沿って分離された状態にある。通常、溶融装置４８、プレート８６及びカートリッジヒータ８２が基部４６に着脱可能に取り付けられ、溶融装置４８及び供給用キャップ５４が遮熱部材５２に着脱可能に取り付けられ、バンドヒーター５０及びカートリッジヒータ８２が溶融装置４８に着脱可能に取り付けられる。このように着脱可能に取り付けを行うことは、２以上の構成部品が、いずれの構成部品にも恒久的な物理的変更を加えることなく、取り付けたり取り外したりすることができることを意味する。着脱可能に取り付けられる部品として示す限定されない２例には、手で相手側の部品の開口部に押し込むことが可能な部品、及び螺合により相手側部品に固定される部品が含まれる。

図示した実施形態において、積み重ね方向軸７４は、基部４６を起点とし、上方に延びている。基部４６は、ヒータ用ボア７６、凹部７８及び段部８０を備えた複数の内方加工部を有している。より具体的に説明すると、ヒータ用ボア７６は、基部４６を貫通するネジ山付きの孔であって、積み重ね方向軸７４と同軸状に、積み重ね方向軸７４に沿って延設されている。凹部７８は、図４〜図６に基づき後述するヒータ用ボア７６の上方に位置している。積み重ね方向軸７４と同軸状に、積み重ね方向軸７４に沿って延設された円形の浅い段部８０は、凹部７８の上方に位置している。ヒータ用ボア７６は、基部４６内にカートリッジヒータ８２を取り付けるために設けられる。カートリッジヒータ８２は、溶融装置４８を加熱するための棒状に形成された電気式の抵抗加熱素子であって、より具体的には、内部に電気ヒータカートリッジが設けられたアルミニウム製の加熱ハウジングを有する。段部８０は、基部４６に溶融装置４８を位置決めするために設けられている。具体的には、溶融装置４８を基部４６に近接させたときに、溶融装置４８のリム部８４が段部８０に嵌合するようになっている。

図示した実施形態の溶融システム３０を組み立てる場合、積み重ね方向軸７４に沿い、基部４６に向けてカートリッジヒータ８２を移動し、カートリッジヒータ８２が基部４６に十分に固定されるまで、ヒータ用ボア７６にカートリッジヒータ８２を螺合させて締め付ける。カートリッジヒータ８２は、作動させるためにコントローラ１８（図１）と電気的に接続される。次に、溶融装置４８を積み重ね方向軸７４に沿って下降させ、カートリッジヒータ８２をカートリッジ用ボア８３内に挿入する。そして、リム部８４が基部４６の段部８０に嵌合するまで、溶融装置４８を更に下降させる。次に、溶融装置４８より大きな開口孔を有したプレート８６を溶融装置４８の上方に配置し、積み重ね方向軸７４に沿って下降させる。その後、複数のボルト８８を用いてプレート８６を基部４６に固定することにより、段部８０とプレート８６との間で溶融装置４８が保持される。プレート８６の開口孔は、（後述する図５に示すように）リム部８４の外径より径が小さいので、溶融装置４８は保持された状態を維持する。次に、溶融装置４８の周囲にバンドヒータ５０を配置し、留め具５１によって固定し、コントローラ１８（図１）と電気的に接続する。この時点で組み立て工程を中断した場合、図３、図４、及び図６に示すような溶融システム３０の組み立て状態となる。

溶融システム３０の組み立てを完了するには、遮熱部材５２を溶融装置４８の上部に配置し、動かなくなるまで積み重ね方向軸７４に沿って下降させる。最後に、供給用キャップ５４を積み重ね方向軸７４に沿って移動し、遮熱部材５２内に供給用キャップ５４を固定する。

図示した実施形態において、溶融システム３０の構成部品は、積み重ね方向軸７４に沿って分離可能となっている。溶融システム３０の構成部品を全て組み付けて固定すると、溶融システム３０は全体として、積み重ね方向軸７４に沿って、積み重ね方向軸７４と同軸状に延びる。これは、溶融システム３０の構成部品（即ち、その形状）が概ね円筒状をなすことが主たる要因であって、具体的には、ヒータ用ボア７６、段部８０、カートリッジヒータ８２、溶融装置４８、バンドヒーター５０、遮熱部材５２及び供給用キャップ５４が概ね円筒状をなしている。

このような溶融システム３０の構成部品及び構造により、基部４６、バンドヒーター５０及びカートリッジヒータ８２に対し、溶融装置４８を着脱可能に取り付けることが可能となる。これにより、溶融装置４８の洗浄が必要な場合、或いは異なる接着剤に変更してシステム１０（図１）を作動させる必要がある場合に、溶融装置４８を交換することが可能となる。このような溶融装置４８の交換が生じた場合、溶融装置４８内に残留する接着剤を、後で使用するために保持しておくことができる。更に、バンドヒーター５０及びカートリッジヒータ８２は、基部４６及び溶融装置４８の少なくとも一方に対し、着脱可能に取り付けられる。これにより、バンドヒーター５０及びカートリッジヒータ８２のいずれかが故障した場合に、これを交換することが可能となる。

図２Ｂは、本発明の一実施形態を示すものであって、これに代わる複数の実施形態が存在する。例えば、溶融システム３０の構成部品は、その全てを積み重ね方向軸７４と同軸状に設けたり、同軸状の形状としたりする必要があるわけではない。別の例として、溶融装置４８の外周に設けたネジ山や、基部４６の内側に設けたネジ山などのように、代替の構成部品または構造を利用し、溶融装置４８を基部４６に取り付けるようにしてもよい。更に別の例として、基部４６に結合された少なくとも２つの溶融装置４８を溶融システム３０が有し、各溶融装置４８が個々に供給用キャップ５４を有するようにしてもよい。このように溶融装置４８を並設することにより、より多くの流量で接着剤を供給することが可能となる。更なる例として、積み重ねた状態の少なくとも２つの溶融装置４８を溶融システム３０が有し、１つの溶融装置４８だけが基部４６に取り付けられると共に、１つの溶融装置４８だけに供給用キャップ５４が取り付けられるようにしてもよい。このような直列配置では、溶融した接着剤の総量を増大させることが可能となり、（小流量の供給により十分な回復時間があれば）大流量で持続性を伴わない供給を、短時間で一気に行うことが可能となる。

図３は、溶融装置４８を含み、一部を組み立てた状態の溶融システム３０を示す斜視図である。溶融装置４８は、その内側の上端部分にチャンバ９０を有した本体部を備えている。図示した実施形態において、チャンバ９０は、（図５に示して後述するように）接着剤ペレットを受容する円筒状の容器となる。チャンバ９０の下方には、複数の流路９４を形成する壁を有した仕切り９２が設けられる。本実施形態において、仕切り９２は、複数の円筒状の流路９４を備えた硬質の円筒体からなる。各流路９４は、チャンバ９０に連通すると共に、溶融装置４８を貫通して下方に延設されており、各流路９４の長さは、各流路９４の径より長い。仕切り９２によって溶融装置４８内が区分けされることにより、空洞の筒に比べ、容積に対する表面積の比が増大している。より具体的には、図３に示すような仕切り９２の場合、容積に対する表面積の比が４．５９となり、これは同じサイズの空洞の筒に比べて約５倍の大きさである。このように容積に対する表面積の比が増大することにより、溶融装置４８と、固体状（ペレット）及び液体状の接着剤との間の熱交換が促進される。更に、チャンバ９０の容積は、全流路９４の総容積と実質的に同じになっている。

カートリッジヒータ８２は、カートリッジヒータ８２から溶融装置４８に熱を伝達するため、溶融装置４８に接している。溶融装置４８は熱伝導性材料で形成されているので、カートリッジヒータ８２から溶融装置４８の内部に伝達された熱は、バンドヒータ５０から溶融装置４８の外面に伝達された熱と共に、溶融装置４８にくまなく拡散する。図示した実施形態において、溶融装置４８はアルミニウム合金材からなる。このような構成により、溶融装置４８の全域にわたって実質的に均一な温度とすることができる。

溶融システム３０の構成部品及び構造により、溶融装置４８は迅速且つ均一に加熱を行うことが可能となる。図示した実施形態において、溶融装置４８及び溶融装置４８に収容されるいずれの材料も、約１０分以内に十分な実用温度まで加熱することが可能である。更に、このような加熱は、（図５に示すように）バンドヒータ５０を接着剤に触れさせることなく行われる。

図３は、本発明の一実施形態を示すものであって、これに代わる複数の実施形態が存在する。例えば、溶融装置４８は、より大きくまたは小さくすることが可能である。このような実施形態において、流路９４の実寸は実質的に変えなくてもよい。従って、溶融装置４８を拡大した場合には、流路９４の相対的な大きさが減少し、溶融装置４８を縮小した場合には、流路９４の相対的な大きさが増大する。別の例として、各流路９４の形状は、円筒状以外の任意の適切な形状としてもよい。

図４は、溶融装置４８を含み、一部を組み立てた状態の溶融システム３０を示す平面図である。図示した実施形態において、それぞれの流路９４は、実質的に垂直に延設されているので、実質的に互いに平行となっている。流路９４の直下には、凹部７８（図２Ｂ）が位置している。凹部７８は、（図５に基づき後述するように）複数の流路９４と間接的に連通している。

図示した実施形態において、流路９４のない溶融装置４８の箇所は中実部分となっている。この部分には、複数のセンサ用ポート９６（図４では、１つだけを透視して示す）が設けられる。センサ用ポート９６は、仕切り９２の温度計測を可能とするものである。この計測データは、流路９４内の温度の近似値を求めるために使用される。

図５は、図４の５−５線に沿う溶融システム３０の断面図である。図示した実施形態において、溶融装置４８は３つのセンサ用ポート９６を備えている。図５には、一番下のセンサ用ポート９６に設けられた１つの温度センサ９８のみが示されているが、必要に応じて別のセンサ用ポート９６に温度センサ９８を配置してもよいし、温度センサ９８を追加して用いることも可能である。

前述したとおり、チャンバ９０は、接着剤ペレット１０２を受容するため、溶融装置４８の上端部分に設けられており、流路９４がチャンバ９０に連通すると共に、チャンバ９０から下方に延設されている。流路９４の下端部分は収集部１００となっている。図示した実施形態において、収集部１００は、単純な円筒状に形成され、流路９４からの溶融液体１０４を受容する位置に配置されている。また、収集部１００は、カートリッジ用ボア８３を取り囲んでカートリッジ用ボア８３と同軸状に設けられた端ぐり孔である。収集部１００は、下端部分が基部４６の凹部７８に連通している。凹部７８も単純な円筒状をなしているが、基部流出路６２が凹部７８の後部に入り込むことにより、凹部７８と基部流出路６２とが連通している。

システム１０（図１）の一部として溶融システム３０が作動する際には、送給機構２２（図１）により、圧縮エアと共に接着剤ペレット１０２が、容器２０（図１）から送給ホース２６を介し、供給用キャップ５４の供給口６８を通過して搬送される。接着剤ペレット１０２は、重力によって溶融装置４８内に落下し、チャンバ９０内に実質的に均一に分散される。

次に、接着剤ペレット１０２は、溶融装置４８によって液状に溶融される。より具体的には、バンドヒータ５０及びカートリッジヒータ８２により溶融装置４８が加熱され、接着剤ペレット１０２を溶融させて溶融液体１０４にする。溶融液体１０４は、仕切り頂面９３（即ち、流路９４の上端部）の直近に液位を有する。溶融液体１０４は、チャンバ９０から流路９４を通過して収集部１００に流入する。更に、溶融液体１０４は、収集部１００から凹部７８を通過して基部流出路６２へと流動する。そして、溶融液体１０４は、ポンプ３２（図１）内に引き込まれ、例えば、パッケージ、ケース、或いはその他の対象物の接着のための塗布を行うべく、ディスペンサ３４（図１）に送給される。

図示した実施形態において、センサビーム１０８がレベルセンサ５８からチャンバ９０内の液面１０６に向けて延びる。レベルセンサ５８を超音波センサとする実施形態の場合には、超音波パルスのビームがセンサビーム１０８となる。レベルセンサ５８から液面１０６に達してレベルセンサ５８に戻るまでの時間は、レベルセンサ５８（位置がわかっている）と液面１０６との間の距離を表している。レベルセンサ５８は、液位データをコントローラ１８に送り、このデータは、溶融システム３０が十分な量の溶融液体１０４を有しているか否か、或いは接着剤ペレット１０２を追加する必要があるか否かを判定するために使用することができる。

溶融システム３０の作動中には、仕切り９２の長さと比較した場合に、液位１０６が仕切り９２の高さの２５％以下の範囲に維持される。図示した実施形態において、仕切り９２の高さは１０．２ｃｍ（４インチ）であるので、液位１０６は、最低位となる仕切り頂面９３の上方０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）から、２．５４ｃｍ（１インチ）までの範囲内に維持される。また、この範囲が仕切り９２の上端から０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）以上に設定されることにより、チャンバ９０と仕切り９２との容積比はほぼ１：１になるものの、溶融システム３０の通常の作動中には、チャンバ９０の全容積が使用されるわけではない。

システム１０（図１）の作動を停止する場合は、溶融システム３０も停止される。より具体的には、バンドヒータ５０及びカートリッジヒータ８２に電力が供給されなくなる。溶融システム３０が周囲の温度へと冷却されていくに従い、溶融装置４８及び基部４６において、溶融液体１０４が固化していく。このとき、溶融装置４８を別の溶融装置４８と交換することが可能である。例えば、次にシステム１０が作動するときに、異なる材料を用いようとする場合は、このようにすることが望ましい。このようにしない場合には、溶融装置４８内で固化した材料を溶融させて吐出口４４（図１）から排出する必要がある。

溶融装置４８を交換しない場合、バンドヒータ５０及びカートリッジヒータ８２から溶融装置４８に供給される熱により、溶融装置４８内で固化した材料を溶融させる。仕切り９２における容積に対する表面積の比が大きいため、流路９４内で固化した材料は迅速に溶融する。図示した実施形態において、冷態始動から完全な作動状態となるまでの時間は１０分足らずである。また、溶融装置４８は、バンドヒータ５０及びカートリッジヒータ８２と溶融液体１０４との間の迅速な熱伝達により、大量の接着剤ペレット１０２を溶融させることが可能である。

図６は、図４の６−６線に沿う溶融システム３０の断面図である。前述のとおり、基部流出路６２が凹部７８に連通している。図示した実施形態において、基部流出路６２は、概ね円筒状をなし、一端においてポンプ３２（図１）に接続されて連通している。基部流出路６２の他端には、プラグ１０８が設けられる。基部流出路６２の下方には、基部ヒータ６３が設けられる。基部ヒータ６３は、基部流出路６２の全長にわたり基部流出路６２に並設されている。これにより、溶融システム３０の始動時及び作動時に、基部４６内で固化している材料を加熱することが可能となる。

図７は、変形例の溶融装置２４８を示す平面図である。図８は、変形例の溶融装置２４８を示す斜視図である。以下、図７及び図８に関し、併せて説明する。変形例の溶融装置２４８の構成要素は、溶融装置４８（図３及び図４）の構成要素と同様の機能を有しており、それぞれ対応する構成要素の参照番号と同じ２桁の数字に２００を加えた参照番号を有している。

図示した実施形態において、溶融装置２４８は、その内側の上端部分にチャンバ２９０を有した円筒状の本体部を備えている。図示した実施形態において、チャンバ２９０は、接着剤ペレット（図５）を受容する単純な円筒状の容器となる。チャンバ２９０の下方には仕切り２９２が設けられる。仕切り２９２は、複数の楔状の流路２９４を形成する複数のスポーク２００を備えており、それぞれの流路２９４は、チャンバ２９０に連通すると共に、互いに平行に下方に延設されている。流路２９４は、仕切り２９２を貫通し、溶融装置２４８の下端まで延設されている。仕切り２９２によって溶融装置２４８内が区分けされることにより、単純な円筒に比べ、容積に対する表面積の比が増大している。より具体的には、図７及び図８に示すような仕切り２９２の場合、容積に対する表面積の比が約１０倍に増大している。また、図示した実施形態において、スポーク２００は厚みが１．２７ｃｍ（０．５０インチ）以下となっている。

また、仕切り２９２は、溶融装置２４８を貫通して下方に延設されたカートリッジ用ボア２８３を備えており、カートリッジヒータ８２（図３）を溶融装置２４８内に挿入することができるようになっている。更に、溶融装置２４８は、温度センサ９８（図５）を溶融装置２４８内に挿入することができるように、センサ用ポート２９６を備えている。

具体的な実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形が可能であると共に、各要素をその均等物に置換可能であることは、当業者が認めうるものである。また、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、様々な状況や構成が本発明に適合するように、様々な変更を行うことが可能である。従って、本発明は開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内に含まれるあらゆる実施の形態を包含するものである。

Claims (22)

1. ホットメルトのペレットを加熱して液状化することが可能な溶融システムであって、
   表面積を有した内部を形成し、熱伝導性を有した本体部と、
   前記本体部の上端部分に設けられて前記ペレットを受容するチャンバと、
   前記本体部内に設けられ、前記ペレットが溶融して形成された液体を受容するべく前記チャンバの下方に配置された収集部と、
   前記チャンバと前記収集部との間に延設され、それぞれの壁面が熱交換面を形成する複数の流路と、
   前記本体部に熱を伝達する第１のヒータと
   を備えた溶融装置を有することを特徴とする溶融システム。
2. 前記複数の流路は、互いに実質的に平行に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
3. 前記複数の流路は、実質的に垂直に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
4. 前記チャンバと前記収集部との間に設けられた熱伝導性の仕切りを更に備え、前記複数の流路は、前記仕切りに形成されることを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
5. 前記第１のヒータは、前記本体部の外側に配設されることを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
6. 前記第１のヒータは、前記本体部の内側に配設されることを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
7. 前記本体部の内側に配設された第２のヒータを更に備え、
   前記第１のヒータは、前記本体部の外側に配設される
   ことを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
8. 前記複数の流路のそれぞれは、実質的に円筒状をなすことを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
9. 前記複数の流路のそれぞれは、実質的に楔状をなすことを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
10. 前記溶融装置の下方に配設された基部を更に備え、
    前記基部は、前記収集部に連通する凹部と、前記凹部に連通する基部流出路とを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の溶融システム。
11. ホットメルトのペレットを収容する容器と、
    内部空間が形成されると共に当該内部空間に配設された仕切りを有し、ホットメルトのペレットを加熱して液状化することが可能であって、熱伝導性を有した溶融装置と、
    前記容器から前記溶融装置にホットメルトのペレットを搬送する送給機構と、
    前記溶融装置からの液状のホットメルトを供給する供給機構とを備え、
    前記仕切りは、前記溶融装置の熱交換面として機能する壁面によって形成された複数の流路を有する
    ことを特徴とするホットメルト供給システム。
12. 前記仕切りの上方において前記ペレットを受容し、前記複数の流路に連通するチャンバと、
    前記複数の流路の下方に設けられて前記複数の流路に連通する収集部と
    を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のホットメルト供給システム。
13. 前記複数の流路は、互いに実質的に平行に延設されていることを特徴とする請求項１１に記載のホットメルト供給システム。
14. 前記複数の流路は、実質的に垂直に延設されていることを特徴とする請求項１１に記載のホットメルト供給システム。
15. 前記溶融装置の外側に配設されて、前記溶融装置に熱を伝達する第１のヒータを更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のホットメルト供給システム。
16. 前記溶融装置の内側に配設されて、前記溶融装置に熱を伝達する第１のヒータを更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のホットメルト供給システム。
17. 前記溶融装置の外側に配設されて、前記溶融装置に熱を伝達する第２のヒータを更に備えることを特徴とする請求項１６に記載のホットメルト供給システム。
18. 前記複数の流路のそれぞれは、実質的に円筒状をなすことを特徴とする請求項１１に記載のホットメルト供給システム。
19. ホットメルトのペレットを液状に溶融させるための方法であって、
    ホットメルトのペレットを溶融装置のチャンバ内に供給する工程と、
    前記溶融装置を加熱し、前記ペレットを溶融させて溶融液体にする工程と、
    前記溶融装置内の複数の流路を介し、前記溶融液体を流動させる工程と、
    前記溶融装置の収集部内に前記溶融液体を収集する工程と
    を備えることを特徴とする方法。
20. 前記溶融液体を前記収集部からポンプに引き込む工程を更に備えることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記複数の流路は、熱交換面として機能する壁面によって形成され、
    前記溶融液体を流動させる工程は、前記溶融液体を前記溶融装置内で流動させるものであって、前記溶融液体を前記チャンバから前記複数の流路に流動させる工程を備える
    ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
22. 前記溶融装置を加熱する工程では、
    前記溶融装置の内側のヒータと前記溶融装置の外側のヒータとを用いて前記溶融装置に熱を伝達する
    ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。

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