JP2018513001A5 - - Google Patents
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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。
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、液体を噴射する噴射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)を含む噴射システムに関する。
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「噴射ガン」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、噴射ガンは、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。
噴射ガンは、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、噴射ガンは閉じている。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、噴射ガンは開いている。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、又は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、そのような噴射ガンは、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、噴射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、次いで噴射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、最終的に噴射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、噴射ガンが閉じた場合における噴射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噴射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、跳ね返り粒子は、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。跳ね返り粒子を除去するためには、噴射ガンの運転を停止させる必要があり、その結果、噴射ガン及び機械の休止時間が生じる。
従って、跳ね返り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、噴射ガン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。噴射ガンは、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。
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噴射する構成物は、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、噴射ガン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、噴射ガン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、噴射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、噴射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と噴射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、ノズルア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、噴射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は、実質的に揃えられて互いに重なり合っており、噴射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、噴射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、噴射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、噴射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を有する噴射ガン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、噴射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、噴射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、噴射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、噴射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、ワークピースが噴射ガン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、噴射ガン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、「噴射ガンの動作中」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噴射ガン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、跳ね返り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、跳ね返り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)
- 噴射ガン(10)用のエアハローアセンブリ(54)であって、
前記噴射ガン(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、前記液体ノズルアセンブリ(52)に結合されて、前記液体ノズルアセンブリ(52)と流体連通しており、
前記液体ノズルアセンブリ(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、
前記液体フローストリームはワークピースに塗布されるように構成されており、
前記液体ノズルアセンブリ(52)は跳ね返り粒子を生じ、
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おり、
前記エアハロー出口は、前記液体フローストリームの周囲に前記液体フローストリーム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し、
前記気体フローは、前記跳ね返り粒子の周りに配置されて、前記、跳ね返り粒子を前記ワークピースに向けるように構成されている、エアハローアセンブリ。 - 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。 - 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。
- 前記液体ノズルアセンブリ(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、前記液体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。
- 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。
- 噴射ガン(10)用のエアハローノズルアセンブリ(50)であって、
前記噴射ガン(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、
本体(120)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)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、
前記液体フローストリームはワークピースに塗布されるように構成されており、
前記液体ノズルアセンブリ(52)は跳ね返り粒子を生じ、
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、前記液体ノズルアセンブリの本体の先端部を囲むように設けられており、前記先端部は前記液体出口(88)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おり、
前記エアハロー出口は、前記液体フローストリームの周囲に前記液体フローストリーム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し、
前記気体フローは、前記跳ね返り粒子の周りに配置されて、前記跳ね返り粒子を前記ワークピースに向けるように構成されている、エアハローノズルアセンブリ。 - 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ノズルアセンブリ。 - 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ノズルアセンブリ。
- 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ノズルアセンブリ。
- 前記噴射ガン(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、
前記噴射ガン(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。 - 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、前記液体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。
- 噴射ガン(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、
前記液体フローストリームはワークピースに塗布されるように構成されており、
前記液体ノズルアセンブリ(52)は跳ね返り粒子を生じ、
前記エアハローアセンブリ(54)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、
前記エアハロー出口(132)は、前記液体ノズルアセンブリの本体の先端部を囲むように設けられており、前記先端部は前記液体出口(88)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おり、
前記エアハロー出口は、前記液体フローストリームの周囲に前記液体フローストリーム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し、
前記気体フローは、前記跳ね返り粒子の周りに配置されて、前記跳ね返り粒子を前記ワークピースに向けるように構成されている、噴射ガン。 - 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に記載の噴射ガン。 - 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に記載の噴射ガン。
- 前記エアハローアセンブリの本体(120)は、前記液体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に記載の噴射ガン。
- 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に記載の噴射ガン。
- 前記噴射ガンの動作中、前記液体ノズルアセンブリ(52)は間欠的に開閉し、
前記噴射ガン(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に記載の噴射ガン。 - 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、前記液体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に記載の噴射ガン。
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