JP2018513001A - エアハローノズル付きスプレーガン - Google Patents

Abstract

【解決手段】スプレーガンアセンブリ１０用のエアハローアセンブリ５４が提供される。スプレーガンアセンブリ１０は、流体供給アセンブリ１４、エア供給アセンブリ１６、及び液体ノズルアセンブリ５２を含んでいる。流体供給アセンブリ１４は、ノズルアセンブリ５２に結合されて、流体連通している。液体ノズルアセンブリ５２は、長手方向軸３６を有する液体フローストリーム３４を生成するように構成されている。エアハローアセンブリ５４は、本体６０を備えている。本体６０は、通路１２４を規定する。エアハローアセンブリの本体の通路１２４は、入口１３０及び出口１３２を含んでいる。エアハローアセンブリの本体の通路の入口１３０は、エア供給アセンブリ１６と流体連通するように構成されている。【選択図】図１

Description

［関連出願の参照］
本出願は、２０１５年３月３１日出願の米国特許出願第１４／６７４，４６８号の利益を主張し、当該出願は、引用によって本明細書の一部となる。

開示されており、特許請求の範囲に記載されている発明は、液体を噴出するように構成されたノズル、即ち、液体を噴霧するスプレーガンシステムに関しており、より詳細には、液体フローストリームの周りに広がる気体障壁を提供するエアハローノズルアセンブリ（air halo nozzle assembly）を含むスプレーガンシステムに関する。

ある種の流体分注システムは、限定はしないが、シーラント又は接着剤のような液体を基体上に分注するように構成されている。本明細書の残りの部分は、接着剤を例として用いるであろうが、液体は接着剤に限定されないことは理解される。そのような液体分注システムは、内部針によって閉じられるノズルアセンブリ、即ち「スプレーガン」を利用することがある。一般に、接着剤は、溶剤型接着剤又は水系接着剤の何れかである。幾つかの態様では、スプレーガンは、特定の種類の接着剤に適合している。例えば、溶剤型のシステムは、液体の温度を維持する温度制御を含むであろう。

スプレーガンは、排出通路を有するチャンバ、即ちノズルを有する画定するハウジングを含む。チャンバは、液体入口を含んでおり、液体出口を含んでいてよい。液体は、液体入口を介してチャンバに流入する。液体は、使用前にチャンバ内に短時間貯蔵されてよい。水性接着剤の場合、液体は、典型的にはもっぱらノズルを介して噴出される。溶剤型接着剤の場合、液体の一部はノズルを介して分注され、再循環され得る余分な液体は、出口を介してチャンバを出る。その後、液体は、システムから排出されてよく、又は再加熱されて再循環してよい。

ノズルは、略円錐台形状、つまり切頭体である細長い内部通路を規定する。ノズルは更に、内部シートを含む。このシートは、ノズル内面の一部であってよい。針は、ノズル通路の軸線と揃えられた長手方向軸線を有しており、通路をシールするのに使用される。即ち、針は、アクチュエータに結合されており、当該アクチュエータは、軸方向、つまり長手方向に針を移動させるように構成されている。針の近位端は、アクチュエータに結合されており、針の遠位端部である反対側の端は、ノズルシートの形状に概ね又は実質的に対応するように形作られている。針が前方の第１の位置にある場合、針の遠位先端部は、ノズルシートに密封係合する。この構成では、スプレーガンは閉じている。針が第２の引き込み位置にある場合、針の遠位先端部はノズルシートから完全に離間している。この構成では、スプレーガンは開いている。更に、後述するように、第１の位置と第２の位置の間における任意の場所に針を配置することができ、それによってノズルが不完全に開けられる。つまり、針が第２の位置にある、即ち、ノズル内部通路から完全に離間している場合、ノズルは基本的に塞がれておらず、ノズルの最大流量を可能にする。第２の位置にある一方で、その所定の最大流量が達成される限りにおいて、針はノズル内部通路内に配置されてもよいことに留意のこと。針が第１の位置と第２の位置の間のどこかにある場合、ノズルは不完全に開いており、液体は最大流量未満の速度で流れる。ノズルが開いている、又は不完全に開いているときは何時でも、液体は、ノズルと基体の間にストリーム、つまりスプレーを形成する。本明細書で使用されるように、出現する液体生成物は、「フローストリーム」として特定される。

通常、そのようなスプレーガンは、迅速且つ間欠的に開閉されなければならない。つまり、周期的に、ノズルは、短時間開放され、次いで短時間閉じられる。これは、例えば、スプレーガンが開いている間にある量のシーラントを対象物に塗布して、次いでスプレーガンが閉じている間に、対象物を移動させて交換することを可能にする。これは、限定ではないが、缶又はシェルなどの対象物が流体分注システムを通って移動するような自動プロセス又はアセンブリラインに有用である。

このようなシステムの欠点は、コンパウンドのフローストリームが針によって中断されると、コンパウンドが伸びて壊れることである。それが壊れると、針とノズルの周りにコンパウンドの小片が飛び散る。これらの粒は、最終的にスプレーガンのノズル又は他の部分に溜まってしまう。つまり、液体の塗布中、シェルとシェルを支持する機構の周りのエアの流れは、フローストリームに加えて、そのフローストリームの周りにあるエアに流体フローパターンを作り出してしまう。エアのフローパターンは、典型的には渦を含んでおり、即ち、ノズルに向かって逆回転する、及び／又は乱流であり得るエアの流れを含んでいる。液体のストリームの最後の部分、つまり、スプレーガンが閉じた場合におけるスプレーガンから出る最後の液体は、粒子へと壊れてしまい、それらの粒子の幾つかは、渦又は乱気流によってノズル若しくはスプレーガンのその他の部品にも戻され、又は、近くの機械構成要素に運ばれる。以下では、本明細書で使用されるように、粒子へと分解する液体ストリームの最終部分は、「跳ね返り粒子（snapback particles）」として特定される。時間が経つと、スナップバック粒子は、ノズル及び他の機械構成要素上に蓄積するので、除去する必要がある。スナップバック粒子を除去するためには、スプレーガンの運転を停止させる必要があり、その結果、スプレーガン及び機械の休止時間が生じる。

従って、スナップバック粒子を所望の基体に向けるシステムが必要とされている。このようなシステムは、既存の流体分注システムと互換性があることが更に必要である。

これらの及びその他の要請は、スプレーガンアセンブリ用のエアハローアセンブリを提供する本発明の少なくとも１つの実施形態によって満たされる。スプレーガンアセンブリは、流体供給アセンブリと、エア供給アセンブリと、エアハローノズルアセンブリとを含んでいる。エアハローノズルアセンブリは、液体ノズルアセンブリ及びエアハローアセンブリを含んでいる。流体供給アセンブリは、液体ノズルアセンブリに結合しており、液体ノズルアセンブリと流体連通している。エアハローノズルアセンブリは、長手方向軸を有する液体フローストリームを生成するように構成されている。エアハローアセンブリは、本体を含んでいる。エアハローアセンブリの本体は、通路を規定している。エアハローアセンブリの本体通路は、入口と、エアハロー出口とを含んでいる。エアハローアセンブリの本体通路の入口は、エア供給アセンブリと流体連通するように構成されている。

エアハローアセンブリの構成要素の形状及び構成は、上述の問題を解決することに留意のこと。

本発明の十分な理解は、添付の図面と併せて読めば、以下の好ましい実施形態の説明から得られる。

図１は、スプレーガンの側断面図である。 図２は、エアハローノズルアセンブリの詳細な側断面図である。 図３は、エアの管状カラムの側面図である。 図４は、エアのテーパー状カラムの側面図である。 図５は、エアの軸回り渦の側面図である。

添付の図面に示されており、本明細書に記載された特定の要素は、単に説明目的のための非限定的な例として提供されており、開示される概念の単なる例示的な実施形態であることは理解されるであろう。故に、本明細書に開示される実施形態に関する特定の寸法、向き、アセンブリ、使用される構成要素の数、実施形態の構成、及びその他の物理的特徴は、開示された概念の範囲を限定するものとみなされるべきではない。

例えば、時計回り、反時計回り、左、右、上、下、上向き、下向き、及びそれらの派生語のような、本明細書において使用される方向を示す語句は、図面に示す要素の向きに関しており、明確に記載されていない限り、特許請求の範囲に対する限定ではない。

本明細書において使用されるように、「１つの」及び「その」などの単数形は、文脈が明瞭に別様に定めていない限り、複数への言及を含んでいる。

本明細書において使用されるように、「カップリングアセンブリ」は、２つ以上のカップリング又はカップリング構成要素を含んでいる。カップリング又はカップリングアセンブリの構成要素は一般的に、同じ要素又は他の構成要素の一部ではない。そのため、「カップリングアセンブリ」の構成要素は、以下の説明において同時に記載されていない場合がある。

本明細書において使用されるように、「カップリング」又は「カップリング構成要素」は、カップリングアセンブリの１つの要素である。即ち、カップリングアセンブリは、共に結合されるように構成されている少なくとも２つの構成要素又はカップリング構成要素を含んでいる。カップリングアセンブリの要素は互いに適合することが理解される。例えば、カップリングアセンブリにおいて、一方の結合要素がスナップソケットである場合、他方の結合要素はスナッププラグであり、一方の結合要素がボルトである場合、他方の結合要素はナットである。

本明細書で使用されているように、「ファスナ」は、２つ以上の要素を連結するように構成された別個の構成要素である。従って、例えば、ボルトは「ファスナ」であるが、さねはぎ（tongue-and-groove）結合は「ファスナ」ではない。つまり、さねはぎ要素は、結合される要素の一部であって、別個の構成要素ではない。

本明細書において使用されるように、２つ以上の部品又は構成要素が「結合」されているという記載は、連結が行われている限り、それらの部品が直接的に又は間接的に、即ち、１又は複数の中間部品又は構成要素を通じて接合されている、又は共に動作することを意味するものとする。本明細書において使用されるように、「直接的に結合」されているとは、２つの要素が互いに直に接していることを意味する。可動部品は、例えば、これに限定されないが例えば回路遮断器であって、ある位置、例えば閉じた第２位置にある場合には「直接的に結合」されてもよいが、別の位置、例えば開いた第１位置にあると、「直接的に結合」されないことがあり得ることに留意のこと。本明細書において使用されるように、「固定して結合」されている、又は「固定」されているとは、２つの構成要素が、互いに対して一定の向きを維持しながら１つとなって動くように結合されていることを意味する。故に、２つの要素が結合されると、それらの要素の全ての部分が結合される。しかしながら、例えば、第１の要素の特定の部分が第２の要素に結合されているという記載、例えば、第１のホイールに結合された車軸の第１の端部という記載は、第１の要素の特定の部分は、その他の部分よりも第２の要素により近くに配置されることを意味する。

本明細書で使用されているように、「着脱自在に結合」という語句は、１つの構成要素が本質的に一時的な態様で別の構成要素と結合されることを意味する。つまり、２つの構成要素は、それら構成要素の結合又は分離が容易であって、構成要素を損傷させないように結合される。例えば、容易にアクセス可能な有限数のカップリングアセンブリを用いて互いに固定される２つの構成要素は、「着脱自在に結合」されているが、互いに溶接によって、又はファスナにアクセスするのが困難なように連結された２つの構成要素は、「着脱自在に結合」されていない。「アクセス困難なカップリングアセンブリ」とは、カップリングアセンブリにアクセスする前に１又は複数の他の構成要素の除去を必要とするものであって、「他の構成用途」とは、限定ではないがドアのようなアクセス手段ではない。

本明細書で使用されているように、「動作可能に結合」は、複数の要素又はアセンブリは、各々が第１の位置と第２の位置との間で又は第１の構成と第２の構成との間で移動可能であって、第１の要素が一方の位置／構成から他方の位置／構成に移動すると、第２の要素も位置構成間を移動することを意味する。第１の要素は、別の要素に「動作可能に結合」されてもよいが、逆が真ではないことに留意のこと。

本明細書で使用されているように、「対応する」は、２つの構造要素が互いに類似するようなサイズと形状を有しており、最低限度の摩擦で結合できることを示している。故に、部材に「対応する」開口は、部材が開口を最低限度の摩擦で通過できるように、部材よりも僅かに大きいサイズにされている。２つの構成要素が「ぴったり」と互いに嵌まる場合には、この定義は修正される。この状況では、構成要素のサイズの差は更に小さくなって、摩擦の量は増加する。開口を規定する要素及び／又は開口に挿入される構成要素が、変形可能な又は圧縮可能な材料から作られる場合、開口は、開口に挿入される構成要素よりも僅かに小さくできる。表面、外形、及び線に関して、２つ以上の「対応する」表面、外形、又は線は、ほぼ同じ大きさ、形状、及び輪郭を有している。

「（動詞）するように構成されている」とは、特定の要素又はアセンブリが、特定の動詞を実施するような形状にされ、サイズにされ、そのように配置され、結合され、及び／又は設定されているような構造を有することを意味する。例えば、「動くように構成されている」部材は、別の要素に対して可動に結合されており、部材が動くようにする要素を含んでいる。さもなければ、その部材は、他の要素又はアセンブリに応答して動くように構成されている。本明細書で使用されているように、このように、本明細書で使用されているように、「（動詞）するように構成されている」は、機能ではなく、構造を述べている。

本明細書で使用されるように、「［ｘ］が、［ｙ］の第１及び第２の位置に対応する第１の位置と第２の位置との間を移動する」という表現では、［ｘ］及び［ｙ］は要素又はアセンブリであって、要素［ｘ］が第１の位置にあると、要素［ｙ］が第１の位置にあり、要素［ｘ］が第２の位置にあると、要素［ｙ］が第２の位置にあることを意味する。「対応する」は、最終位置に関するものであって、要素が同じ速度で又は同時に移動しなければならないことを意味しないことに留意のこと。即ち、例えば、ハブキャップとそれが取り付けられた車輪とは、対応している方式で回転する。逆に、バネ付勢のラッチ部材とラッチリリースとは異なる速度で動く。つまり、例として、ラッチリリースは、ラッチ部材が解放されない第１の位置と、ラッチ部材が解放される第２の位置との間を移動する。バネ付勢のラッチ部材は、第１のラッチ位置と第２の解放位置との間を移動する。ラッチリリースは、これらの位置間でゆっくりと移動してよく、ラッチリリースが第２の位置になるまで、ラッチ部材は第１の位置にとどまる。しかし、ラッチリリースが第２の位置に達するとすぐに、ラッチ部材は解放され、第２の位置に素早く移動する。故に、上述したように、「対応する」位置は、特定された第１の位置に同時にあって、特定された第２の位置に同時にあることを意味している。

本明細書において使用されるように、２つ以上の部品又は構成要素が互いに「係合」しているという記述は、それらの部品が、直接的に、或いは１又は複数の中間部品又は構成要素を介して、互いに対して力を与えていることを意味している。更に、可動部品に関して本明細書で使用されているように、可動部品は、ある位置から別の位置へと動く間に別の要素と「係合」し、及び／又は、記載された位置に至ると他の要素と「係合」してよい。故に、「要素Ａが要素Ａの第１の位置に移動すると、要素Ａは要素Ｂと係合する」という記載と、「要素Ａが要素Ａの第１の位置にあると、要素Ａは要素Ｂと係合する」という記載とは、同じ記載であって、要素Ａが要素Ａの第１位置に移動している間に要素Ｂと係合する、或いは、要素Ａが要素Ａの第１の位置にある間は要素Ｂと係合していることを意味する。

本明細書で使用されているように、「動作可能に係合する」とは、「係合及び移動」を意味する。つまり、「動作可能に係合する」とは、移動可能又は回転可能な第２の構成要素を移動させるように構成された第１の構成要素に関して使用される場合、第１の構成要素が第２の構成要素を移動させるのに十分な力を与えることを意味する。例えば、ねじ回しは、ねじに接触させて配置できる。ねじ回しに力が加えられていない場合、ねじ回しは単にねじに「結合」されているだけである。ねじ回しに軸方向の力が加えられると、ねじ回しは、ねじに押し付けられて、ねじと「係合」する。しかしながら、ねじ回しに回転力が加えられると、ねじ回しはねじと「動作可能に係合し」て、ねじを回転させる。

本明細書において使用されるように、「一体の（unitary）」という単語は、構成要素が単一ピース又は単一ユニットとして作製されることを意味する。即ち、別個に作製されて、その後、ユニットとして共に結合されているピースを含む構成要素は、「一体の」構成要素又はボディではない。

本明細書において使用されるように、「幾つかの」という用語は、１又は２以上の整数（即ち、複数）を意味するものとする。

本明細書で使用されているように、「関連する」とは、要素が同じアセンブリの一部であること、及び／又は一緒に動作すること、或いは、何らかの方法でお互いに作用することを意味する。例えば、自動車は、４つのタイヤと４つのハブキャップを有している。これら全ての要素は、自動車の一部として結合されているが、各ハブキャップは特定のタイヤと「関連」していることは理解されるであろう。

本明細書で使用されているように、「［ｘ］は、その第１の位置と第２の位置との間を移動する」又は「［ｙ］は、［ｘ］をその第１の位置と第２の位置との間で移動させるように構成されている」という表現では、［ｘ］は、要素又はアセンブリの名前である。更に、［ｘ］が、複数の位置の間で移動する要素又はアセンブリである場合、代名詞「その」は、［ｘ］を、即ち、「その」に先行する名前付き要素又はアセンブリを意味する。

本明細書で使用するように、「ほぼ曲線」は、複数の湾曲部分を有する要素、湾曲部分と平面部分の組合せ、互いに対して角度をなして配置されてカーブを形成する複数の平面部分又はセグメントを含んでいる。

本明細書で使用されているように、「バルブ」は、少なくとも弁座と弁部材とを含んでいる。弁部材は、弁部材が弁座に係合する第１の位置と、弁座から離間した第２の位置との間を移動する。弁部材が弁座に係合する場合、流体は、全く又は実質的に弁部材を通過しない。

本明細書で使用されているように、「エアハロー出口」は、気体がそれを通って移動する構造物出口又は排出口であって、液体フローストリームの周りに、即ち、その周囲に直に隣接して広がるように、画定された細長い気体フローを生成する。この構成では、本明細書で使用されるように、「エアハロー出口」は、画定された細長いフロー内に液体フローストリームを実質的に含んでいる。堅い構造物の周りに広がった、画定された細長い気体フローを生成する出口又は排出口は、堅い構造物が内蔵されているものであり、画定された細長い気体フローには含められていないという点で「エアハロー出口」ではない。「エアハロー出口」は、本明細書で説明される例示的な実施形態では、流体ノズルからスプレーの周りで広がるエアの中空カラムを作り出す。本明細書で使用されているように、「画定された細長い気体フロー」は、実質的に均一で乱流ではない気体の流れパターンを意味しており、定義されたパターンは少なくとも０．２インチの長さにわたって維持される。更に、「エアハロー出口」によって生成される画定された細長い気体フローは、限定ではないが、缶が接着剤を塗布される環境のような非制御の工業環境を意図して、存在できる必要がある。故に、非工業環境において、画定された細長い気体フローを表向きには形成することができる環状又は輪状の出口は、本明細書で使用されているような「エアハロー出口」ではない。更に、平坦なエアカーテンを生成する構造体は、「エアハロー出口」となり得ない。何故ならば、このような画定された気体フローは、液体フローの「周り」に広がることができないからである。つまり、平面状の気体フローは液体スプレーを囲むことができない。更に、エアカーテンは、エアカーテンを横切る粒子の移動を阻止するように構成されており、画定された細長い気体フロー内に液体フローストリームを実質的に含むようには構成されていない。定義されているように、「エアハロー出口」は、気体が移動する出口又は排出口であることに特に留意のこと。つまり、気体フロー中に懸濁した液体又は粒子をスプレーする構成物は、本明細書で定義されている「エアハロー出口」ではあり得ない。

図１に示すように、スプレーガン１０は、ハウジングアセンブリ１２、流体供給アセンブリ１４、エア供給アセンブリ１６、ノズルアセンブリ１８、及び作動機構２０を含んでおり、幾つかの要素は概略的に示されている。本明細書で使用される場合、「エア」は、任意の気体又は気体の混合物を示している。例示的な実施形態では、気体が、スプレーガン１０が配置されている環境で利用可能な気体であることは理解されるであろう。例示的な実施形態では、スプレーガンのハウジングアセンブリ１２は細長く、長手方向軸２２を有している。例示的な実施形態では、スプレーガンのハウジングアセンブリは、流体チャンバ２４及び作動機構チャンバ２６を含む閉空間２３を規定している。流体チャンバ２４及び作動機構チャンバ２６は、流体チャンバ２４から作動機構チャンバ２６に流体が流入しないように、互いからシールされている。流体チャンバ２４は、流体入口３０と、例示的な実施形態では、余剰流体出口（図示せず）とを有している。更に、ノズルアセンブリ１８は、流体チャンバ２４に配置され、流体チャンバ２４と流体連通している。流体入口３０及び余剰流体出口は夫々、流体供給アセンブリ１４と結合しており、流体供給アセンブリ１４と流体連通している。流体供給アセンブリ１４は、流体入口３０を介して流体チャンバ２４に流体生成物を供給する。液体の再循環が必要な場合、余剰液体生成物は、余剰流体出口を介して流体チャンバ２４から出る。例示的な実施形態では、流体供給アセンブリ１４は、液体接着剤を供給する。

概して、ノズルアセンブリ１８は、流体チャンバ２４とスプレーガンのハウジングアセンブリ１２の外側空間と流体連通する液体通路８０を規定する。つまり、ノズルセンブリの液体通路８０は、液体出口８８である開口８６で終端する。この構成では、液体生成物は、流体入口３０を介して流体チャンバ２４に流入してよい。液体生成物又はその一部は、ノズルアセンブリ１８を通過し、ワークピース（図示せず）に塗布されてよい。周知のように、液体生成物は、液体フローストリーム３４（図３乃至図５）、つまり、流れ又はスプレーとしてノズルアセンブリ１８から出るように十分な圧力で供給される。例示的な実施形態では、液体フローストリーム３４は、概ね細長く、長手方向軸３６（図３乃至図５）を有する。例示的な実施形態では、スプレーガンのハウジングアセンブリの長手方向軸２２と流れストリームの長手方向軸３６は、実質的に揃えられて互いに重なり合っており、スプレーガンのハウジングアセンブリの長手方向軸２２とフローストリームの長手方向軸３６とは実質的に同じである。

図２に示すように、ノズルアセンブリ１８は、例示的な実施形態では、エアハローノズルアセンブリ５０である。エアハローノズルアセンブリ５０は、液体ノズルアセンブリ５２及びエアハローアセンブリ５４を含んでいる。ノズルアセンブリ１８及びその構成要素は任意の断面形状を有してよいが、例示的な実施形態では、ノズルアセンブリ１８及びその構成要素は、略円筒状、円錐状、又はトロイダル状である。つまり、ノズルアセンブリ１８及びその構成要素は一般的に、長手方向軸を中心とする円錐形の断面形状を有しており、当該長手方向軸は、例示的な実施形態では、スプレーガンハウジングアセンブリの長手方向軸２２でもある。

液体ノズルアセンブリ５２は、略テーパー状の本体６０とバルブアセンブリ９０とを含んでいる。つまり、液体ノズルアセンブリの本体６０は、カラー部分６２とテーパー部分６４とを含んでいる。液体ノズルアセンブリの本体のカラー部分６２は概して、径方向外面６８を有しており、中央通路６６を規定する矩形トーラスである。液体ノズルアセンブリの本体のカラー部分の径方向表面６８は、例示的な実施形態では、スプレーガンハウジングアセンブリの長手方向軸２２にほぼ平行に延びている。液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分６４は、例示的な実施形態では、双曲型トーラスである。

つまり、例示的な実施形態では、液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分６４は、略テーパー状の内面７０と、略双曲状の外面７２とを含んでいる。図示されていない他の実施形態では、液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分の内面７０と、液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分の外面７２とは、略双曲状の内面に加えて、限定ではないが、略円錐状、略放物線状、又は、略双曲状のその他の外形を有している。言い換えると、液体ノズルアセンブリの本体６０は、円錐体（図示せず）、放物体（parabolic body）（図示せず）、双曲体（hyperbolic body）６０、又は曲線体（curvilinear body）（図示せず）のうちの１つである。即ち、液体ノズルアセンブリの本体６０の名前、つまり液体ノズルアセンブリの本体６０を記述するために使用される形容詞は、液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分の外面７２の一般的な形状を指す。

液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分の内面７０は、液体通路８０（以下、「液体ノズルアセンブリ本体通路」という）８０を規定する。液体ノズルアセンブリ本体通路８０は、近位端８２及び遠位端８４を含んでいる。液体ノズルアセンブリ本体通路の近位端８２は、流体チャンバ２４と流体連通している。液体ノズルアセンブリ本体通路の遠位端８４は、液体ノズルアセンブリの本体６０の開口８６である。液体ノズルアセンブリ本体通路の開口８６は、後述するように液体出口８８となっている。

液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分の内面７０（以下、「液体ノズルアセンブリ本体内面」という）７０は、弁座７４（以下、「液体ノズルアセンブリ弁座」という）７４を規定している。例示的な実施形態では、液体ノズルアセンブリ本体内面７０の遠位部、つまり、液体ノズルアセンブリの本体のカラー部分６２から離間している部分のみが弁座７４を規定している。

ある実施形態では、以下に説明するように、エアハローアセンブリ５４は、スプレーガンハウジングアセンブリ１２に移動自在に結合されており、弁部材として機能するように構成されている。つまり、ハローアセンブリの本体の内面１２２は、液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分の外面７２にわたって、つまり、外面７２に対して長手方向に移動する。ここで、「液体ノズルアセンブリの本体の外面７２」は、それに対してシールするように構成されている。故に、エアハローアセンブリ５４及び／又は液体ノズルアセンブリの本体６０は、以下に説明するように、弁部材として構成されており、例示的な実施形態（図示せず）では、後述するように、エアハロー弁部材として構成されている。

液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリ９０は、細長い弁部材９２を含んでいる。液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリ９２はまた、作動機構２０の一部である。液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリ９２は、細長い、略テーパー状の本体９４を含んでいる。液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材の本体９４は、近位端部９６、中間部分９８、及び遠位端部１００を含む。液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材の本体の近位端部９６は、作動機構２０に結合され、直接的に結合され、着脱可能に結合され、又は固定されている。液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材の本体の中間部分９８は、ほぼ円柱形である。例示的な実施形態では、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材の本体の遠位端部１００は、略テーパー状である。

エアハローアセンブリ５４は、通路１２４を規定する内面１２２を含む略環状の本体１２０を含んでいる。エアハローアセンブリの本体の通路１２４は、近位の（作動機構２０に近い）入口１３０と遠位の（作動機構２０から遠い）エアハロー出口１３２とを含んでいる。エアハローアセンブリ本体通路の入口１３０は、エア供給アセンブリ１６と流体連通するように構成されている。エアハローアセンブリの本体の通路の入口１３０は、第１の断面領域を有している。エアハローアセンブリの本体の通路の出口１３２（以下、「エアハロー出口」）は、第２の断面領域を有している。第１の断面領域は、第２の断面領域よりも大きい。この構成において、エアハローアセンブリの本体の通路１２４を通過するエアは、その速度を増加させる。

更に、エアハローアセンブリの本体の通路１２４は、略円錐形の通路（図示せず）、略放物状の通路（図示せず）、略双曲状の通路（図示せず）、又は略曲線状の通路（図示せず）のうちの１つである。つまり、ある実施形態では、ハローアセンブリの本体の内面１２２は、エアハローアセンブリの本体の通路の入口１３０からエアハロー出口１３２まで概ねテーパーが付けられており、それによって略円錐形の通路が形成されている。別の実施形態では、図示されないが、ハローアセンブリの本体の内面１２２は、エアハローアセンブリの本体の通路の入口１３０からエアハロー出口１３２まで略放物状の曲線を規定しており、それによって略放物状の通路が形成される。別の実施形態では、図示されないが、ハローアセンブリの本体の内面１２２は、略曲線状であって、エアハローアセンブリの本体の通路入口１３０からエアハロー出口１３２において狭くなっており、それによって略曲線状の通路が形成される。エアハローアセンブリの本体の通路１２４の形状及び／又は輪郭は、画定された細長い気体フローのエアを生成して、上述した問題を解決することに留意のこと。

別の実施形態では、図示しないが、ハローアセンブリの本体の内面１２２は、エアハローアセンブリの本体の通路の入口１３０からエアハロー出口１３２まで略双曲線状の曲線を規定しており、それにより略双曲状の通路が形成される。更に、別の例示的な実施形態では、図示しないが、エアハローアセンブリの本体の略双曲状の通路１２４の曲率は、液体ノズルアセンブリの本体の略双曲状の外面７２の曲率にほぼ対応している。例示的なこの実施形態では、エアハローアセンブリの本体の通路１２４の輪郭は概ね、液体ノズルアセンブリの本体のテーパー部分の外面７２の輪郭に対応することが理解される。この構成では、ハローアセンブリの本体の内面１２２又はその一部（図示せず）は、エアハロー弁座となる。エアハロー弁座は、エアハロー弁部材（図示せず）と係合するように構成されている。例示的なこの実施形態では、エアハローアセンブリの本体１２０は、エアハロー弁部材である。

エアハローノズルアセンブリ５０を有するスプレーガン１０は、以下のように組み立てられる。作動機構２０が、作動機構チャンバ２６内に実質的に配置される。限定ではないが、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材９２のような作動機構２０の一部は、流体チャンバ２４内に延びている。作動機構２０は、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材９２が作動機構チャンバ２６に接近している、第１の伸長位置と、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材９２が、作動機構チャンバ２６からより離れている、第２の引き込み位置との間で、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材９２を移動させる。

流体供給アセンブリ１４は、流体チャンバ２４に結合しており、流体チャンバ２４と流体連通している。従って、液体生成物が流体チャンバ２４に供給される。エアハローノズルアセンブリ５０もまた、流体チャンバ２４に実施的に配置される。この構成では、液体ノズルアセンブリ５２と、図示されているように液体ノズルアセンブリ本体通路８０とは、流体チャンバ２４、ひいては流体供給アセンブリ１４と結合しており、流体チャンバ２４、ひいては流体供給アセンブリ１４と流体連通している。故に、液体生成物は、流体チャンバの液体ノズルアセンブリ５２に供給される。更に、液体ノズルアセンブリの弁部材９２は、液体ノズルアセンブリ本体通路８０に配置されている。この構成では、作動機構２０は、液体ノズルアセンブリの弁部材９２が液体ノズルアセンブリ弁座７４に係合する、閉じた第１の位置と、液体ノズルアセンブリの弁部材９２が液体ノズルアセンブリ弁座７４から離間している、開いた第２の位置との間で、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材９２を移動させる。故に、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材９２と液体ノズルアセンブリ弁座７４とが、液体バルブ１６０を形成する。液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリ９２は、第１の位置と第２の位置の間に配置されてもよいこと、つまり、エアハローノズルアセンブリ５０が不完全に開放されてよいことは理解される。

液体ノズルアセンブリの本体６０及びエアハローアセンブリの本体１２０の両方は、流体チャンバ２４において、スプレーガンのハウジングアセンブリ１２に結合され、直接結合され、着脱自在に結合され、又は固定される。例示的な実施形態では、液体ノズルアセンブリの本体６０及びエアハローアセンブリの本体１２０の両方が、スプレーガンのハウジングアセンブリ１２に固定されている。即ち、液体ノズルアセンブリの本体６０とエアハローアセンブリの本体１２０の何れも、スプレーガンのハウジングアセンブリ１２に対して移動しない。この実施形態では、エア供給アセンブリ１６は、概略的に示されたバルブ１７を含んでよく、バルブ１７は、エアハローアセンブリ５４を通るエアの流れを制御するように構成されている。この実施形態では、エアハローアセンブリの本体１２０は、液体ノズルアセンブリ本体６０の周りに、つまり本体６０を囲むように配置されている。つまり、エアハロー出口１３２は、液体出口８８の周りに配置される。更に、エアハローアセンブリの本体の通路のエアハロー出口１３２及びノズルアセンブリのハウジングアセンブリの本体の液体出口８８は、整列配置又はオフセット配置のうちの１つに配置される。つまり、本明細書で使用されているように、エアハローアセンブリの本体の通路のエアハロー出口１３２とノズルアセンブリのハウジングアセンブリの本体の液体出口８８とが、互いに直接隣接する、又は、同じ略平面内に位置するように配置されている場合、出口１３２，８８は「整列配置」にある。反対に、本明細書で使用されているように、エアハローアセンブリの本体の通路のエアハロー出口１３２とノズルアセンブリのハウジングアセンブリの本体の液体出口８８とが、長手方向について互いに離間している場合、つまり、スプレーガンハウジングアセンブリの長手方向軸２２に沿って離間している場合、出口１３２，８８は「オフセット配置」にある。

例示的な実施形態では、図示されていないが、出口１３２，８８はオフセットされており、液体ノズルアセンブリの本体６０はエアハロー出口１３２から延びている。この構成では、エアハロー出口１３２は、液体ノズルアセンブリの本体６０及び液体フローストリーム３４の両方にわたって、画定された細長い気体フローを生成するように構成されている。故に、液体ノズルアセンブリの本体６０にわたった画定された細長い気体フローは、上記の定義による「エアハロー出口」としての気体出口を確立しないが、液体フローストリーム３４にわたっており、連続して画定された細長い気体フローは、上記の定義による「エアハロー出口」としての気体出口を確立する。

動作中、エア供給アセンブリのバルブ１７が開かれて、画定された細長い気体フローが生成される。次に、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリ９２は、その第１の位置からその第２の位置に移動して、それによって、周囲にエアハローを有する液体生成物の流れが開始する。液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリ９２は、ワークピースがスプレーガン１０の下を移動すると、第１位置と第２位置との間を間欠的に移動する。例示的な実施形態では、エア供給アセンブリのバルブ１７は、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリ９２が第１の位置と第２の位置の間を移動する際に、開位置に維持される。言い換えると、液体ノズルアセンブリ５２は、断続的に開閉されるように構成されて、開閉し、エアハローアセンブリ５４は、スプレーガン１０の動作中、ほぼ常時開いた状態を維持するように構成されており、維持する。つまり、本明細書で使用されているように、「開いた」液体ノズルアセンブリ５２及び／又は開いたエアハローアセンブリ５４は、特定したアセンブリを通って流体が流れることを意味する。逆に、「閉じた」液体ノズルアセンブリ５２及び／又は開いたエアハローアセンブリ５４は、特定されたアセンブリを通って流体が流れないことを意味する。更に、本明細書で使用されているように、「スプレーガンの動作中」とは、液体生成物を複数のワークピースに塗布するためにスプレーガン１０が使用される期間を意味する。

別の例示的な実施形態では、図示していないが、エアハローアセンブリの本体１２０は、液体ノズルアセンブリの本体６０の周りに移動自在に配置される。この構成では、エアハローアセンブリの本体１２０はエアハロー弁部材である。つまり、エアハローアセンブリ１２０、即ちエアハロー弁部材は、エアハロー弁部材がエアハロー弁座と係合する閉じた第１位置と、エアハロー弁部材がエアハロー弁座から離間している開いた第２位置との間を移動するように構成されている。故に、エアハロー弁部材とエアハロー弁座とは、エアハローバルブを形成する。また、この構成では、エアハローバルブは、液体バルブ１６０と同心状に配置されている。

この構成では、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材９２と、エアハロー弁部材とが夫々、第２の位置から第１の位置に移動する場合、液体ノズルアセンブリのバルブアセンブリの弁部材９２とエアハロー弁部材とは、広がる順序（broadening sequence）で移動するように構成される。本明細書で使用されているように、また、同心配置バルブと関連して、「広がる順序」は、内側バルブが、外側バルブより前に、作動する又は最終位置に到達することを意味する。故に、内側の液体バルブ１６０と外側のエアハローバルブが広がる順序で閉じると、内側の液体バルブ１６０が閉じて第１の位置に移動し、その後、エアハローバルブが閉じて第１の位置に移動する。

何れの実施形態でも、エアハローノズルアセンブリ５０は、上述した細長い液体フローストリーム３４と、その周囲に配置された、画定された細長い気体フロー３５とを生成するように構成されている。即ち、画定された細長い気体フロー３５（図３乃至図５）は、液体フローストリーム３４の周りに配置されており、つまり、それを囲んでいる。図３及び図５に示す例示的な実施形態では、液体フローストリーム３４は、（ワークピース（図示せず）と接触するまでは）略円柱状である。図４に示す別の実施形態では、液体フローストリーム３４は、エアハローノズルアセンブリ５０から離れるにつれて僅かに広がる。エアハローアセンブリ５４は、エアの管状カラム、エアのテーパー状カラム、又はエアの軸回り渦のうちの１つを生成するように構成されている。図３に示すように、エアの管状カラムは、エアがエアハローアセンブリ５４から実質的に直線状に移動する、ほぼ円筒状のフローパターンである。図４に示すように、エアのテーパー状カラムは、エアがエアハローアセンブリ５４から実質的に直線的に且つ外側に移動する、概ね広がるフローパターンである。図５に示すように、エアの軸回り渦は、ほぼ円筒管状のフローパターン、又は広がる管状のフローパターン（図示せず）であり、エアは、エアハローアセンブリ５４から遠ざかる際に回転パターンで移動する。本明細書で使用されているように、エアの管状カラム、エアのテーパー状カラム、又はエアの軸回り渦はそれぞれ、「画定された細長い気体フロー」である。

運転中、エアハローバルブが閉じる前、つまり第１の位置に移動する前に、液体バルブ１６０が閉じて、第１の位置に移動する。つまり、液体フローストリーム３４は、画定された細長い気体フロー３５よりも前に止まる。液体フロー３４が止まると、スナップバック粒子が生成される。しかしながら、この構成では、画定された細長い気体フロー３５が、スナップバック粒子の周りに配置されている。画定された細長い気体フロー３５は、スナップバック粒子がランダムな方向に移動することを実質的に防止する。つまり、画定された細長い気体フロー３５は、スナップバック粒子をワークピースに実質的に向けることで、上記の問題を解決する。

開示された発明の特定の実施形態が詳細に記載されたが、当業者であれば、これらの詳細に対する種々の改良及び変形が、本開示の全体の教示を考慮して開発され得ることが理解されるであろう。従って、本開示の特定の配置は、単に説明のためのものであって、添付の特許請求の範囲の完全な広さとその任意の及び全ての均等物とで与えられ得る開示された発明の範囲に関する限定ではない。

Claims (18)

1. スプレーガンアセンブリ（１０）用のエアハローアセンブリ（５４）であって、
   前記スプレーガンアセンブリ（１０）は、流体供給アセンブリ（１４）、エア供給アセンブリ（１６）、及び液体ノズルアセンブリ（５２）を含んでおり、
   前記流体供給アセンブリ（１４）は、前記ノズルアセンブリ（５２）に結合されて、前記ノズルアセンブリ（５２）と流体連通しており、
   前記ノズルアセンブリ（５２）は、液体出口（８８）を含んでおり、
   前記液体ノズルアセンブリ（５２）は、長手方向軸（３６）を有する液体フローストリーム（３４）を生成するように構成されており、
   前記エアハローアセンブリ（５４）は、通路（１２４）を規定する本体（６０）を備えており、
   前記エアハローアセンブリの本体の通路（１２４）は、入口（１３０）及びエアハロー出口（１３２）を含んでおり、
   前記エアハローアセンブリの本体の通路の入口（１３０）は、前記エア供給アセンブリ（１６）と流体連通するように構成されている、エアハローアセンブリ。
2. 前記エアハローアセンブリの本体の通路（１２４）は、円錐状通路、放物状通路、双曲状通路、又は曲線状通路のうちの１つであり、
   前記エアハローアセンブリの本体の通路の入口（１３０）は、第１の断面領域を有し、
   前記エアハロー出口（１３２）は第２の断面領域を有し、
   前記第１の断面領域は、前記第２の断面領域よりも大きい、請求項１に記載のエアハローアセンブリ。
3. 前記エアハロー出口（１３２）が、エアの管状カラム、エアのテーパー状カラム、又はエアの軸回り渦のうちの１つを生成するように構成されている、請求項１に記載のエアハローアセンブリ。
4. 前記ノズルアセンブリ（５２）は本体（６０）を含んでおり、前記エアハローアセンブリの本体（１２０）は、前記ノズルアセンブリの本体（６０）の周りに配置される、請求項１に記載のエアハローアセンブリ。
5. 前記液体フローストリーム（３４）は略円柱状であり、前記エアハロー出口（１３２）は、エアの管状カラムを生成するように構成されている、請求項１に記載のエアハローアセンブリ。
6. スプレーガンアセンブリ（１０）用のエアハローノズルアセンブリ（５０）であって、
   前記スプレーガンアセンブリ（１０）は、流体供給アセンブリ（１４）及びエア供給アセンブリ（１６）を含んでおり、
   前記エアハローノズルアセンブリ（５０）は、
   本体（６０）及びバルブアセンブリ（６０）を含む液体ノズルアセンブリ（５２）と、
   ハウジングアセンブリ（１２）を含むエアハローアセンブリ（５４）と、
   を備えており、
   前記液体ノズルアセンブリの本体（６０）は、通路（６６）及び液体出口（８８）を規定しており、前記液体ノズルアセンブリの本体の通路（６６）は、前記ノズルアセンブリの本体の液体出口（８８）と流体連通しており、
   前記液体ノズルアセンブリの本体の通路（６６）は、前記流体供給アセンブリ（１４）と結合して、前記流体供給アセンブリ（１４）と流体連通するように構成されており、
   前記液体ノズルアセンブリ（５２）は、長手方向軸（３６）を有する液体フローストリーム（３４）を、前記液体ノズルアセンブリの本体の液体出口（８８）から生成するように構成されており、
   前記エアハローアセンブリのハウジングアセンブリ（１２）は、本体（１２０）を含んでおり、
   前記エアハローアセンブリの本体（１２０）は、通路（１２４）を規定しており、
   前記エアハローアセンブリの本体の通路（１２４）は、入口（１３０）及びエアハロー出口（１３２）を含んでおり、
   前記エアハローアセンブリの本体の通路のエアハロー出口（１３２）は、前記ノズルアセンブリのハウジングアセンブリの本体の液体出口（８８）の周りに配置されており、
   前記エアハローアセンブリの本体の通路の入口（１３０）は、前記エア供給アセンブリ（１６）と流体連通するように構成されている、エアハローノズルアセンブリ。
7. 前記エアハローアセンブリの本体の通路（１２４）は、円錐状通路、放物状通路、双曲状通路、又は曲線状通路のうちの１つであり、
   前記エアハローアセンブリの本体の通路の入口（１３０）は、第１の断面領域を有し、
   前記エアハロー出口（１３２）は第２の断面領域を有し、
   前記第１の断面領域は、前記第２の断面領域よりも大きい、請求項６に記載のエアハローアセンブリ。
8. 前記エアハロー出口（１３２）が、エアの管状カラム、エアのテーパー状カラム、又はエアの軸回り渦のうちの１つを生成するように構成されている、請求項６に記載のエアハローアセンブリ。
9. 前記液体フローストリーム（３４）は略円柱状であり、前記エアハロー出口（１３２）は、エアの管状カラムを生成するように構成されている、請求項６に記載のエアハローアセンブリ。
10. 前記スプレーガン（１０）の動作中、前記液体ノズルアセンブリ（５２）は間欠的に開閉し、
    前記スプレーガン（１０）の動作中、前記エアハローアセンブリ（５４）は、終始開いたままである、請求項９に記載のエアハローノズルアセンブリ。
11. 前記エアハローアセンブリの本体の通路のエアハロー出口（１３２）と、前記ノズルアセンブリの本体の液体出口（８８）とは、整列配置又はオフセット配置のうちの１つに配置される、請求項６に記載のエアハローノズルアセンブリ。
12. スプレーガンアセンブリ（１０）であって、
    ハウジングアセンブリ（１２）と、
    前記ハウジングアセンブリ（１２）に配置された作動機構（２０）と、
    液体ノズルアセンブリ（５２）及びエアハローアセンブリ（５４）を含んでおり、前記ハウジングアセンブリ（１２）に実質的に配置されたエアハローノズルアセンブリ（５０）と、
    前記液体ノズルアセンブリ（５２）に結合され、前記液体ノズルアセンブリ（５２）と流体連通する流体供給アセンブリ（１４）と、
    前記エアハローアセンブリ（５４）に結合され、前記エアハローアセンブリ（５４）と流体連通するエア供給アセンブリ（１６）と、
    を備えており、
    前記液体ノズルアセンブリ（５２）は、本体（６０）及びバルブアセンブリ（９０）を含んでおり、
    前記液体ノズルアセンブリの本体（６０）は、通路（６６）及び液体出口（８８）を規定しており、前記液体ノズルアセンブリの本体の通路（６６）は、前記前記液体ノズルアセンブリの本体の液体出口（８８）と流体連通しており、
    前記液体ノズルアセンブリの本体の通路（６６）は、前記流体供給アセンブリ（１４）に結合され、前記流体供給アセンブリ（１４）と流体連通するように構成されており、
    前記液体ノズルアセンブリ（５２）は、長手方向軸（３６）を有する液体フローストリーム（３４）を、前記液体ノズルアセンブリの本体の液体出口（８８）から生成するように構成されており、
    前記エアハローアセンブリ（５４）は、ハウジングアセンブリ（１２）を含んでおり、
    前記エアハローアセンブリのハウジングアセンブリ（１２）は、本体（１２０）を含んでおり、
    前記エアハローアセンブリの本体（１２０）は、通路（１２４）を規定しており、
    前記エアハローアセンブリの本体の通路（１２４）は、入口（１３０）及び出口（１３２）を含んでおり、
    前記エアハロー出口（１３２）は、前記ノズルアセンブリの本体の液体出口（８８）の周りに配置されており、
    前記エアハローアセンブリの本体の通路の入口（１３０）は、前記エア供給アセンブリ（１６）と流体連通するように構成されている、スプレーガンアセンブリ。
13. 前記エアハローアセンブリの本体の通路（１２４）は、円錐状通路、放物状通路、双曲状通路、又は曲線状通路のうちの１つであり、
    前記エアハローアセンブリの本体の通路の入口（１３０）は、第１の断面領域を有し、
    前記エアハロー出口（１３２）は第２の断面領域を有し、
    前記第１の断面領域は、前記第２の断面領域よりも大きい、請求項１２に記載のスプレーガンアセンブリ。
14. 前記エアハロー出口（１３２）が、エアの管状カラム、エアのテーパー状カラム、又はエアの軸回り渦のうちの１つを生成するように構成されている、請求項１２に記載のスプレーガンアセンブリ。
15. 前記エアハローアセンブリの本体（１２０）は、前記ノズルアセンブリの本体（６０）の周りに配置される、請求項１２に記載のスプレーガンアセンブリ。
16. 前記液体フローストリーム（３４）は略円柱状であり、前記エアハロー出口（１３２）は、エアの管状カラムを生成するように構成されている、請求項１２に記載のスプレーガンアセンブリ。
17. 前記スプレーガンの動作中、前記液体ノズルアセンブリ（５２）は間欠的に開閉し、
    前記スプレーガン（１０）の動作中、前記エアハローアセンブリ（５４）は、終始開いたままである、請求項１２に記載のスプレーガンアセンブリ。
18. 前記エアハローアセンブリの本体の通路のエアハロー出口（１３２）と、前記ノズルアセンブリの本体の液体出口（８８）とは、整列配置又はオフセット配置のうちの１つに配置される、請求項１２に記載のスプレーガンアセンブリ。

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