JP2023537968A - 計量分配アセンブリ及びそれを備える塗布システム - Google Patents

Abstract

計量分配アセンブリ（１６）及び塗布システム。計量分配アセンブリは、流路（６１、６２、６３）を有する流路プレート（６）と、流路（１１）を有するノズルプレート（１）と、流路プレートとノズルプレートとの間に取り付けられたギヤ固定プレート（７）と、固定プレートの開口（７１）内に配置されたギヤセット（８）とを含む容積式キャビティポンプを含む。ギヤセットは、流体入口（８５）と、流体入口と反対側のギヤセットの側面に流体出口（８６）を有する。流体入口は流路プレートの流路と流体連通し、流体出口はノズルプレートの流路と流体連通している。流体入口と直接流体連通している流路プレートの流路の一部は、ギヤセットの回転軸に平行な方向に延在している。【選択図】図３

Description

［関連する出願に対する相互参照］
本出願は、２０２０年８月１２日に出願された中国特許出願第２０２０１０８０６０９１．３号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、容積式キャビティポンプからなる計量分配アセンブリに関し、流体流のための流路を有する流路プレートと、ノズルプレートを通る流路を有するノズルプレートと、前記流路プレートと前記ノズルプレートとの間に取り付けられ、開口を有するギヤ固定プレートと、前記ギヤ固定プレートの前記開口に位置するギヤセットとを含み、前記ギヤセットは流体入口と前記流体入口の反対側の前記ギヤセットの側面にある流体出口を有し、前記流体入口は前記流路プレートの前記流路と流体連通し、前記流体出口は前記ノズルプレートの前記流路と流体連通する。

本発明はまた、計量分配アセンブリを含む塗布システムに関する。

ホットメルト接着剤は様々な用途に広く使用されている。いくつかの用途では、比較的高い接着強度が要求され、ポリウレタン反応性ホットメルト接着剤が、その比較的高い接着強度ゆえに使用されてきた。しかしながら、これらの接着剤の他の特性は、様々な製造上の問題をもたらす。例えば、ポリウレタン反応性ホットメルト接着剤は大気と反応するため、密閉容器で溶融しなければならない。したがって、ポリウレタン反応性ホットメルト接着剤に関連する典型的な接着剤供給システムは、加熱された接着剤をギヤポンプに供給する密閉された溶融ユニットを含む。そして、接着剤は、加熱されたホースを通して分配ヘッドに供給され、所望の温度を維持する。

ポリウレタン反応性ホットメルト接着剤を、パソコン用電池パックの封止のように、１個当たりの接着剤の量が比較的少ない用途に使用する場合、加熱されたホース内での接着剤の滞留時間が接着剤の「ポットライフ」を超え、接着剤を正確な量で分配できない可能性がある。

少量のホットメルト接着剤を加工物に正確に塗布するために、様々な専用の容積式キャビティポンプ分配器が急速に開発されている。現在、この典型的な用途のためにテストされる既存の分配器が多数存在する。しかしながら、従来技術の分配器を操作すると、ノズルの先端に蓄積された明らかな液滴が常に観察され得る。この点に関して、逆ポンピング（reverse pumping）のためにプログラムで制御できるモータ逆転機能が、高機能制御ソフトウェアにおいて開発された。それにもかかわらず、ノズルの先端からの接着剤の漏出は依然として避けられないようである。

このため、接着剤の塗布終了時には、通常、被塗布物の表面に接着剤の端部が形成されて堆積し、外観上好ましくなく、製品の品質に悪影響を及ぼすことさえある。さらに、塗布システムの保守には、通常、時間と手間がかかる。

比較的少量の接着剤を正確に分配することができる分配システムを提供することが望まれる。さらに、コンパクトで、保守が容易で、応答性の良い分配システムを提供することが望まれる。

本発明の目的は、従来技術における上記欠点を除去した容積式キャビティポンプ（ＶＣＰ）組込み型塗布システムを提供することにある。

本発明の第１の態様によれば、流体流のための流路を有する流路プレートと、ノズルプレートを通る流路を有するノズルプレートと、前記流路プレートと前記ノズルプレートとの間に取り付けられ、開口を有するギヤ固定プレートと、前記ギヤ固定プレートの前記開口に位置するギヤセットとを含み、前記ギヤセットは流体入口と前記流体入口の反対側の前記ギヤセットの側面にある流体出口を有し、前記流体入口は前記流路プレートの前記流路と流体連通し、前記流体出口は前記ノズルプレートの前記流路と流体連通しており、前記流体入口と直接流体連通する前記流路プレートの前記流路の一部が、前記ギヤセットの回転軸と平行な方向に延在する、容積式キャビティポンプからなる計量分配アセンブリが提供される。

これにより、上述した容積式キャビティポンプ組込み型計量分配アセンブリによれば、ギヤセットの取付面における両側のギヤセットの圧力差をなくすことができ、及び溶融した接着剤がギヤセットの噛み合わせ部分を通過することを防止することができるので、それによりホットメルト接着剤等の流体を比較的高精度で分配することができる。

好ましくは、流路プレートは、第１の流路、第２の流路、及び第３の流路を有し、第１の流路は、バレルアセンブリの軸と平行な方向に延在し、バレルアセンブリから流体を受け取り、第２の流路は、第１の流路と第３の流路とを流体連通し、第３の流路は、流体入口と直接流体連通している。

これにより、上述した容積式キャビティポンプ組込み型計量分配アセンブリによれば、加工作業を容易にすることができ、ホットメルト接着剤等の流体を比較的高精度で分配することができる。

好ましくは、ギヤセットは、駆動ギヤと従動ギヤとを含み、駆動ギヤは駆動アセンブリによって回転駆動され、それによって従動ギヤを回転させ、駆動ギヤと従動ギヤとの歯末のたけ係数は、その頂げき係数よりも大きい。

これにより、ギヤを特別に設計することで、１回転毎に非常に小さな体積を高精度に得ることができる。

好ましくは、歯末のたけ係数は０．７であり、頂げき係数は０．３である。

これにより、最適な流体輸送性能を得ることができる。

好ましくは、従動ギヤは、ギヤシャフトを有する。

好ましくは、ギヤシャフトの一端は流路プレートに挿入され、その他端はノズルプレートに挿入される。

これにより、従動ギヤの軸は、ギヤの回転に使用されるだけでなく、位置決めピン軸とも呼ばれる。ノズルプレート、ギヤ固定プレート、頂部接着剤通路プレートの正確な位置決めに非常に重要な役割を果たす。根本的に、この設計は既存の計測システムとは全く異なる（通常、別のギヤポンプが取り付けられる）。

好ましくは、ノズルプレートの流路は直線状である。

これにより、製造コストは比較的低く、端部の堆積がない良好な切断線端部パターンを得ることができ、保守が簡便であり、流出長が短く、高粘度材料などに適している。

好ましくは、ノズルプレートの流路に、流路を開閉するために圧力制御逆止弁が設けられる。

上記の構成により、本発明は、ホットメルト接着剤等の流体の漏洩問題をより低コストで解決することができる。

好ましくは、計量分配アセンブリは、計量分配アセンブリ内の流路を開閉するためのニードルを有する制御弁アセンブリを備える。

上記の構成により、本発明におけるＶＣＰを組み込んだ高機能計量分配アセンブリは、ホットメルト接着剤などの流体の漏出問題を恒久的に解決することができる。

好ましくは、制御弁アセンブリは、ノズルプレートに取り付けられた一体型構成部品である。ノズルプレートの流路は、ギヤセットの回転軸に対して傾斜した直線状の流路である。あるいは、ノズルプレートの流路は、第１の流路及び第２の流路を含み、第１の流路はギヤセットの流体出口から延在し、第２の流路は第１の流路に対して角度をなして延在し、ニードル通路と流体連通している。

これにより、流路の設計が最適化され、製造コストが低減される。

好ましくは、制御弁アセンブリは、ニードルハウジングと頂部カバーとを含み、頂部カバーはニードルハウジングに取り付けられて内部空間を形成し、内部空間の中にニードルの一端が収容され、ノズルプレートの流路は、第１の流路、第２の流路及び第３の流路を含み、第１の流路はギヤセットの流体出口から延在し、第２の流路は第１の流路及び第３の流路を流体連通し、第３の流路はノズルプレートの吐出口に延在し、制御弁アセンブリのニードルハウジングがノズルプレートに取り付けられ、これにより制御弁アセンブリのニードルの他端が、第３の流路において移動可能となり、ノズルプレートからの流体の分配を制御する。

このように、制御弁アセンブリは、複合的な設計となっている。そのため、部品交換や保守が容易であり、塗布作業停止後の接着剤の大型の端部の形成を効果的に低減することができる。

好ましくは、流路プレートのギヤセットに対向する面には、ギヤセットの流体出口に対応する領域に溝が形成される。これにより、噛合したギヤ歯に捕捉される高い油圧が低減される。

好ましくは、第２の流路における流体の行き止まりを除去するために、流路プレートの第２の流路に挿入されるように設計されたプラグロッドが設けられる。これにより、流体の行き止まりがなくなり、接着剤通路の洗浄や保守のための接着剤通路が改善される。

好ましくは、ギヤセットのギヤの厚さは、ギヤ固定プレートの厚さと同じ公称サイズである。

本発明の第２の態様によれば、流体を収容するためのバレルを含むバレルアセンブリと、バレルアセンブリに取り付けられ、かつ、バレルアセンブリと流体連通する計量分配アセンブリと、計量分配アセンブリを駆動して、計量分配アセンブリを介してバレルアセンブリから流体を分配する駆動アセンブリと、を含む塗布システムが提供される。

この塗布システムは、ギヤセットの取付面における両側のギヤセットの圧力差をなくすことができ、溶融した接着剤がギヤセットの噛み合わせ部分を通過することを防止することができ、それによりホットメルト接着剤等の流体を比較的高精度で分配することができる。

本発明のこれら及び他の目的及び利点は、以下の図面の説明と組み合わせてより完全に具体化され、ここで、同一の参照符号は、全ての図面において同一又は類似の部分を示す。

本発明の第１の実施形態に係るＶＣＰ組込み型塗布システムの斜視図である。 塗布システムの駆動アセンブリ及びＶＣＰを断面形状で示す図である。 塗布システムのＶＣＰの部分拡大断面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。 図２のＩＶ－ＩＶ線に沿ってとった断面図の概略図であり、ギヤセットとその流体入口及び流体出口の配置が示されている。 本発明の第２の実施形態に係る塗布システムの駆動アセンブリ及びＶＣＰを断面で示す図であり、ノズルプレートに配置された圧力制御逆止弁が示されている。 圧力制御逆止弁を拡大して示す図である。 本発明の第３の実施形態によるＶＣＰ組込み型塗布システムの斜視図であり、塗布システムは制御弁アセンブリを有する。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るＶＣＰ組込み型塗布システムであり、ノズルプレートの流路の配置を断面形式で示している。 本発明の第３の実施形態に係るＶＣＰ組込み型塗布システムであり、ノズルプレートの流路の配置を断面形式で示している。 頂部流路プレートの一部を除去した部分斜視図であり、頂部流路プレートに設けられた溝が示されている。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図面の説明において、同一又は対応する部分には同一の番号及び記号を付して示し、繰り返しの説明は省略する。

以下の説明において、方向を示す「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等の用語（がある場合）は、図面を説明するためにのみ使用され、本発明に対する実質的な限定を構成しない。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るＶＣＰ組込み型塗布システムの斜視図であり、図２は、この塗布システムの駆動アセンブリ及びＶＣＰを断面形状で示す図である。本発明によるＶＣＰ組込み型塗布システムは、流体を分配するために使用される。図１を参照すると、塗布システムは、通常、バレルアセンブリ４と、流体を選択的に分配するためにバレルアセンブリ４に結合された計量分配アセンブリ１６とを含む。塗布システムは、計量分配アセンブリ１６を駆動するための駆動アセンブリ３をさらに含む。流体を貯蔵するためのバレル又はシリンジ（不図示）は、バレルアセンブリ４に配置されてもよい。流体は、例えば、反応性ホットメルト接着剤であり、これは、例えば、ポリウレタン樹脂と２成分ポリマー材料とを含有する接着剤、又は、任意の周囲温度材料又はホットメルト材料を含有する他の接着剤であるが、これらに限定されない。ホットメルト材料は、ホットメルト材料を含むバレルの予想される寿命の間に粘度変化を示すことが知られている。

図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。図３を参照すると、バレルアセンブリ４は、加熱されたシリンダ又は他の形態であってもよいバレルスリーブ又はハウジング４０を含み、その中に流体を含む使い捨てバレルを受け入れるように構成される。室温では、流体は、固形状の接着剤のような固体材料であってもよい。これに関して、ハウジング４０からバレルへの熱伝達が固体材料を変化させるか、少なくともそれを溶融状態に維持するように、ハウジング４０を加熱することができる。バレルは、ハウジング４０に挿入される前に加熱されていても、加熱されていなくてもよく、加熱されている場合には、バレルがハウジング４０に挿入されたときに、バレル内の材料が既に溶融状態であってもよい。ハウジング４０の加熱を容易にするために、バレルアセンブリ４は、加熱バレルのような一つ以上の加熱要素と、抵抗温度検出器のような一つ以上の温度測定装置とを含むことができ、温度測定装置は、当該技術分野で公知の方法で、ハウジング４０に供給される熱を制御（例えば、測定と調整）することを可能にする。ハウジング４０は、近位端４１と遠位端４２とを有し、近位端４１はバレル挿入方向の上流に位置し、遠位端４２はバレル挿入方向の下流に位置する。バレル挿入方向は、バレルアセンブリ４の長手方向軸と一致する。要件によると、バレルには逆止弁が設けられていてもよく、好ましくは、流体の逆流を防止するために、逆止弁がバレルの底部に設けられる。

好ましくは、バレルは、３０ｃｃ又は３００ｃｃの容量を有する。バレルは、ハウジング４０の近位端４１の開口を通して挿入され、ハウジング４０の内部空間に受容される。内部空間は、バレルの形状と一致する形状を有しているので、バレルは、ハウジング４０の内部にしっかりとはめ込まれる。ハウジング４０、具体的にはハウジング４０の近位端４１の外周に、カバー４３は例えばネジ止めして取り付けられる。カバー４３は、バレルをハウジング４０に対して結合することを可能にし、それによって、バレルをハウジング４０に収容するのを助ける。具体的には、カバー４３は、ハウジング４０の近位端４１に連結され、カバー４３の回転（例えば、１／４回転）によりハウジング４０に対して固定される。カバー４３がハウジング４０に固定結合されると、バレルは、例えば、ハウジング４０の内部空間に挿入され、ハウジング４０に対して固定される。

バレルは、バレル内の流体に圧力を加えるためにカバー４３を介して適切な外部源から加圧空気を受け取り、及び、ハウジング４０からの圧力下の流体をバレルアセンブリ４の外部、具体的には、計量分配アセンブリ１６に排出するための排出ポート４２１を、ハウジング４０はその遠位端４２に含む。具体的には、カバー４３は、バレルの内部と外部の空気源とを連通させることができる開閉可能なカバー通路４３０を有する。カバー通路４３０は、外部の空気源から、例えば約５ｐｓｉ～約１０ｐｓｉの間の圧力を有する空気を受け入れる。カバー４３を貫通して流体の主容積に到達するように構成された穿孔要素を設けることが考えられる。バレルの内部は、加圧空気で加圧されて、計量分配アセンブリ１６のようなバレルの外側に向かって流体の分配を促進する。

計量分配アセンブリ１６は、容積式キャビティポンプの形態を有し、バレルアセンブリ４から正確な量の流体を分配するように、後述する方法でバレルアセンブリ４に結合される。図１～３に示すように、計量分配アセンブリ１６は、頂部に流路プレート６、底部にノズルプレート１、流路プレート６とノズルプレート１との間に連結されたギヤ固定プレート７、及びギヤ固定プレート７に配置されたギヤセット８を含む。流路プレート６、ノズルプレート１、ギヤ固定プレート７及びギヤセット８は共に容積式キャビティポンプを構成する。流路プレート６は、バレルアセンブリ４、具体的にはバレルアセンブリ４の下方端４２に接続され、バレルアセンブリ４と流体連通している。ギヤ固定プレート７は、流路プレート６とノズルプレート１との間を、例えばシールリングによって気密に接続されている。ノズルプレート１には、ノズルプレート１を貫通する流路１１が設けられている。従来技術において、計量分配アセンブリは、例えば、限定されるものではないが、ピストンポンプ、スクリューポンプ、計量ロッドポンプ、サイクロイドポンプ、及び／又は蠕動ポンプを含むことができる。それらとの違いは、本発明の計量分配アセンブリ１６が、特別に設計された流路及びギヤセット８を有する容積式キャビティポンプを含むことであり、具体的には以下に説明する通りである。使用前、バレルに貯蔵される際に流体が受けるいかなる粘度変化にも依存せずに所望の量の流体を分配することを、本実施形態による容積式キャビティポンプは可能にする。

図３に示すように、ギヤセット８は、当該技術分野で公知の方法でギヤ固定プレート７に配置され、ノズルプレート１上に配置されている。流路プレート６は複数の流路を含み、その一部がギヤセット８の回転軸と平行な方向に延在し、ギヤセット８の流体入口８５（図４参照）と直接流体連通する。好ましくは、ギヤセット８の回転軸は、バレル挿入方向に平行である。従来技術では、ギヤセットの流入方向はギヤセットの回転軸に対して概して垂直であり、その流出方向はギヤセットの回転軸に対して概して平行であるか、又は、ギヤセットの流体入口及び流体出口は同じ嵌合面に配置される。また、この場合、このような取り付け方は、最終的な分配性能に悪影響を及ぼす可能性がある。具体的には、バレルアセンブリからの流体がギヤセットに衝撃を与えるため、流体の一部がギヤセットの噛み合わせ部分を直接通過して流体出口に到達することがあり、流体の分配精度が低くなる。これに対し、本発明では、流路プレート６の流路の一部がギヤセット８の回転軸と平行な方向に延在し、ギヤセット８の流体入口８５に直接流体連通する、すなわち、流路プレート６の流路のうちギヤセット８の流体入口８５に直接流体連通する部分が、ギヤセット８のギヤ面に垂直であるので、ギヤセットの入口通路と出口通路が回転軸上で反対の側に配置される。したがって、バレルアセンブリからの流体は、ギヤセットに直接衝撃を与えず、ギヤセットの上下方向の力のバランスを維持するのに役立ち、それにより流体の分配精度を向上させる。

具体的には、図３に示すように、流路プレート６は、第１の流路６１、第２の流路６２及び第３の流路６３を有し、第１の流路６１は、バレルアセンブリ４の長手方向軸と平行な方向に延在してバレルアセンブリ４からの流体を受け入れ、第２の流路６２は、第１の流路６１及び第３の流路６３と流体連通し、第３の流路６３は、ギヤセット８の回転軸と平行な方向に延在してギヤセット８の流体入口８５（図４参照）と直接流体連通する。第３の流路６３からの流体は、ギヤセットの面内方向に直接衝突しないので、流体の分配精度が向上する。

図１～図３に示すように、計量分配アセンブリ１６のノズルプレート１は、計量分配アセンブリ１６のギヤセット８と流体連通している。ノズルプレート１の流路１１は、ノズルプレート１を上下方向に貫通している。ノズルプレート１は、本体と、本体から突出する突出部１４とを有する。流路１１は、本体及び突出部１４を貫通しており、好ましくは直線的な形状を有する。ノズルプレート１の突出部１４には、例えばネジによりノズル１０が結合されていてもよい。ノズルプレート１、具体的には、ノズルプレート１の突出部１４は、吐出口１４１を有する。ノズル１０は、流体分配の様々な態様を制御することができる。

ノズル１０は、流体分配の異なる態様を制御することができる。ノズル１０は、例えば、限定されるものではないが、バレルアセンブリ４の外部に分配される流体の厚さ及び／又は流れ方向を制御するように適合させることができる。さらに、流体がノズル１０から完全に離れたときに流体を溶融状態に維持するように、ノズルプレート１及び／又はノズル１０は、例えば任意のヒータを用いて加熱されてもよい。代替的、又は、追加的に、ノズルプレート１、及び／又はノズル１０は、加熱されたハウジング４０から伝導によって熱を受けてもよい。例えば、ノズル１０を介して分配される流体の最終フィラメントの直径を決定することができる薄肉の中空管１０１を、ノズル１０は有する。薄肉中空管１０１は、ノズルプレート１（又はその突出部１４）の吐出口１４１に整列され、流体連通している。

図２（ａ）及び図４に示すように、本実施形態に係るギヤ固定プレート７は、開口７１を有し、ギヤセット８は、ギヤ固定プレート７の開口７１に配置される。ギヤセット８のギヤは、ギヤ固定プレート７とほぼ同じ厚さである。ギヤセット８は、駆動ギヤ８１と従動ギヤ８２と、駆動ギヤ８１が取り付けられた駆動シャフト８３と、従動ギヤ８２が取り付けられる従動シャフト８４とを含む。駆動ギヤ８１及び従動ギヤ８２は、一対の平歯車によって構成されていてもよい。しかし、これは限定的なものではなく、他の形態のギヤも考えられる。駆動ギヤ８１は、従動ギヤ８２と噛み合い、ギヤセットの一方の側からその他方の側へ流体を吐出することができる。

具体的には、図４に示すように、駆動ギヤ８１が反時計回りに回転すると、ギヤセット８が位置する平面の一方の側、すなわち流体入口８５からの流体は、ギヤセット８が位置する平面の他方の側、すなわち流体出口８６から流出するまで、ギヤ８１、８２の歯によって運ばれる。

特に、ギヤセット８のギヤは、標準的なギヤではなく、カスタマイズされたギヤである。言い換えれば、ギヤセット８のギヤは非標準的なギヤである。具体的には、ギヤセット８は、駆動ギヤと従動ギヤの歯末のたけ係数が頂げき係数よりも大きくなるように設計されている。本発明においては、ギヤセット８の駆動ギヤ８１と従動ギヤ８２との協働に応じて、ギヤセット８の吐出口８６に正確な量の流体を吐出させることができる。これにより、改善された流体輸送性能を得ることができる。

好ましくは、ギヤセット８の駆動ギヤ８１及び従動ギヤ８２の各々は、歯末のたけ係数０．７及び頂げき係数０．３を有する。したがって、最適な流体輸送性能を得ることができる。

したがって、一対の例えば平歯車は、ギヤの一回転毎に極めて少量の流体を高精度で得るために特別に設計される。一方、このギヤセットは、高い耐久性及び高い表面仕上げのために硬化物である工具鋼から作られてもよい。明らかに、本発明のＶＣＰ分配システムは、熱接着剤のような流体をノズルの端部に連続的かつ正確に送達することができる。

図２ａは、塗布システムのＶＣＰの部分拡大断面図である。通常、従動ギヤとして遊びギヤを用いている従来技術とは異なり、本実施形態による従動ギヤ８２は、図２ａに示すように、従動シャフト８４を有する。従動ギヤ８２は、従動シャフト８４に回転自在に支持されている。従動シャフト８４はギヤ固定プレート７を貫通している。従動シャフト８４の一端は流路プレート６に挿入され、その他端はノズルプレート１に挿入される。

このように、従動シャフト８４は、ギヤの回転に使用されるだけでなく、従動ギヤ８２を位置決めするための位置決めピンシャフトとしても使用される。位置決めピンシャフトは、ノズルプレート１、ギヤ固定プレート７及び流路プレート６を正確に位置決めするために使用される。したがって、本質的に、この設計は、既存の計量システムとは全く異なる。

計量分配アセンブリ１６の流体出口、すなわちギヤセット８の流体出口８６は、流路１１の一端、すなわち上方端と流体連通している。ギヤセット８の流体出口８６からの流体は、流路１１に沿って直線状に排出され得る。これにより、直線送り／直送モードが形成される。流路１１又は吐出口１４１の他端、すなわち下方端は、ノズル１０と流体連通している。したがって、計量分配アセンブリ１６のギヤセット８からの流体は、流路１１及びノズル１０を介して塗布システムの外部に、例えば、加工物の表面に分配される。遮断モジュールを有する容積式キャビティポンプと比較して、この直送式容積式キャビティポンプは、単純な流路設計、比較的低い製造コスト、接着剤ハンマーのない良好な遮断線端パターン、便利な保守、高粘度の材料などに適した短い流出長、という多くの利点を有する。

引き続き図２～図４を参照すると、塗布システムの駆動アセンブリ３は、ハウジング３１と、ハウジング３１に配置されたモータ３０とを含む。モータ３０は、例えば、ＤＣステッピングモータ又は逆サーボモータであり、これらの作動及び回転によって流体の選択的分配が生じるが、これに限定されない。より具体的には、モータ３０は、当該技術分野で公知の方法でモータシャフトを介して駆動ギヤ８１に結合されており、その結果、その回転により駆動ギヤ８１及び従動ギヤ８２が回転して流体を計量する。具体的には、モータロータは、撓み継手クラッチを介してモータシャフトに接続され、モータシャフトは、撓み継手クラッチを介して駆動ギヤ８１の駆動シャフト８３に順に接続される。これにより、モータシャフトの回転により駆動ギヤ８１が回転する。

塗布システムは、配線端子などを含む電気接続ボックスアセンブリ５をさらに含む。加熱ロッド及び／又は温度センサ信号配線などの加熱要素は、電気接続ボックスアセンブリ５を介して塗布システムのコントローラ（不図示）に接続される。

塗布システムが作動すると、モータロータの回転により駆動シャフト８３が回転し、ギヤ８１とギヤ８２とが噛み合う。ギヤセット８のギヤの回転のおかげで、バレルアセンブリ４からの流体は、流路プレート６の流路を流れ、ギヤセット８を通過し、ノズルプレート１の突出部１４の吐出口１４１を介して吐出されるように、ギヤセット８の吐出口８６から連続的に押し出される。容積式キャビティポンプの作動原理を考慮すると、その出力体積は非常に正確で一貫している。

図５は、本発明の第２の実施形態による塗布システムを断面形態で示す図であり、ノズルプレート１に配置された圧力制御逆止弁が示されており、図６は、圧力制御逆止弁を拡大形態で示す図である。説明を容易にするために、図５～図６における同じ参照符号は、図１～図４における同じ特徴を示し、塗布システムの特徴及び／又は機能を理解するためにこれらの同じ特徴が参照され得る。図５～図６を参照すると、塗布システムはまた、圧力制御逆止弁９を備える。圧力制御逆止弁９は、ノズルプレート１に設けられている。

図６に明確に示すように、圧力制御逆止弁９は、ボール９１と、ボールを支持するスプリング９２と、スプリング座９３と、スプリング座９３内の座流路９４とを含む。ノズルプレート１の流路１１は、小径部と大径部とを有し、小径部はギヤセット８と流体連通し、大径部は流体流方向において小径部の下流側に位置する。圧力制御逆止弁９は、ノズルプレート１の流路１１、具体的には大径部に設けられている。小径部における流体の圧力が所定の閾値よりも大きくなると、ボール９１がボール座を離れて下方に移動し、これにより、圧力制御逆止弁９が開いて流体が圧力制御逆止弁９の座流路９４を通ってノズルプレート１の吐出口１４１に流れ、ノズルプレート１の外側、例えばノズル１０を介して加工物の表面に流体を分配させる。

一方、小径部における流体の圧力が所定の閾値以下である場合には、ボール９１がボール座の上方に当接し、これにより圧力制御逆止弁９が閉じられる。したがって、流体はノズルプレート１の流路１１の小径部に保持され、流出することができない。

上記構成によれば、塗布システムの閉鎖時に、流体の漏れを時間的に効果的に抑制することができ、塗布動作の終了時に大きな流体ヘッドが形成されることを効果的に防止することができる。

図７は、本発明の第３の実施形態によるＶＣＰ組込み型塗布システムの斜視図であり、塗布システムは制御弁アセンブリを有する。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿ってとった断面図である。説明を容易にするために、図７における同じ参照符号は、図１～図６における同じ特徴を示し、塗布システムの特徴及び／又は機能を理解するために、これらの同じ特徴が参照され得る。図７～図８を参照すると、塗布システムはまた、制御弁アセンブリ２を備える。制御弁アセンブリ２は、駆動アセンブリ３のバレルアセンブリ４と略対向する側に配置され、ノズルプレート１に例えばネジで取り付けられる。

図８及び図１０に示すように、制御弁アセンブリ２は、ニードルハウジング２０１と、通路ハウジング２０２と、頂部カバー２０３とを備えている。ニードルハウジング２０１と頂部カバー２０３は、一体に取り付けられて内部空間を形成している。通路ハウジング２０２は、ニードルハウジング２０１の頂部カバー２０３とは反対側の側面でニードルハウジング２０１に取り付けられている。制御弁アセンブリ２は、ニードル２１とニードル通路２２とを有し、ニードルは、ニードル通路２２を開閉するためにニードル通路内で移動可能である。ニードル通路２２は、通路ハウジング２０２の内部に配置されている。ニードル通路２２は、例えば、ニードルハウジング２０１の移送通路２０１１及び通路ハウジング２０２の移送通路２０２１によってノズルプレート１の流路と流体連通している。ニードル２１の軸線はニードル通路２２の通路軸線と一致している。ニードル２１がニードル通路２２において下方に移動すると、ニードル２１の先端がニードル通路２２のニードル座に当接し、それによりニードル通路２２は閉じられ得る。逆に、ニードル２１がニードル通路２２において上方に移動する、すなわちニードル座から離れると、ニードル通路２２が開かれ、したがって流体はニードル通路２２から外部に流れることができる。制御弁アセンブリは、一体型の構成部品である。制御弁アセンブリ２は、ノズルプレート１とは別個に遮断モジュールを形成する。制御弁アセンブリ２は、ノズルプレート１に取り付けられ、それにより加熱効率及び流体移動性を改善するための多くの利点を有する。ノズルは、制御弁アセンブリ２の端部にさらに取り付けられてもよい。作動中、流体は、ギヤセット８の吐出口からノズルプレート１を通って流れ、その後、遮断弁として制御弁アセンブリ２に直接注入され、最後に、遮断弁の制御により流体はノズルから流出する。

独立した遮断弁を設ける場合、ノズルプレート１の流路は様々な構成をとることができる。例えば、図８に示すように、ノズルプレート１の流路は、ギヤセット８の回転軸に対して傾斜した一体型流路１１であり、一方、図１０に示すように、ノズルプレート１の流路は、第１の流路１１１と第２の流路１１２とを含み、第１の流路１１１はギヤセット８の流体出口８６から延在し、第２の流路１１２は第１の流路１１１に対して角度（好ましくは、直交に）をなして延在し、ニードル通路２２と流体連通している。

従来技術の塗布システムでは、塗布システムが閉じられた後、流体のごく一部が依然としてポンプからノズルに向かって流れ、これにより加工物の表面に流体ハンマーを発生させることになる。しかし、本発明では、図１０に明確に示すように、制御弁アセンブリ２のニードル２１が制御弁アセンブリ２の流路２２内のニードル座に当接して流体流を止めると、ポンプアセンブリ８からの流体は遮断モジュールの金型キャビティ、具体的にはニードル２１の移動空間に流入するであろうが、制御弁アセンブリ２から排出されることはない。したがって、第１の実施形態と比較して、容積式キャビティポンプが閉じられた後、加熱流体がノズルから連続的に流出することを効果的に防止する塗布システムを遮断モジュールは可能にする。

別個の遮断弁又は一体型構成部品の代替として、制御弁アセンブリ２は、ノズルプレート１によって形成することもできる。具体的には、図９に示すように、制御弁アセンブリ２は、ニードルハウジング２０１と頂部カバー２０３とを含むが、図１０に示すように流路ハウジングを有しない。ノズルプレート１の流路は、第１の流路１１１、第２の流路１１２及び第３の流路１１３とを含み、第１の流路１１１はギヤセット８の流体出口８６から延在し、第２の流路１１２は第１の流路１１１及び第３の流路１１３を流体連通し、第３の流路１１３はノズルプレート１の吐出口１４１まで延在する。制御弁アセンブリ２のニードルハウジング２０１は、制御弁アセンブリ２のニードル２１の先端が第３の流路１１３において移動可能なようにノズルプレート１に取り付けられ、ノズルプレート１からの流体の分配を制御する。これにより、ノズルプレート１の第３の流路１１３は、図１０における通路２２として機能する。

モータ３０のモータロータは、ギヤセット８に柔軟に対応するように接続されている。具体的には、モータロータは、柔軟結合クラッチＣ１を介してモータシャフト３２に接続され、モータシャフト３２は柔軟結合クラッチＣ２を介してギヤセット８の駆動シャフト８３に順に接続される（図３参照）。

したがって、図９に示す実施形態では、遮断弁としての制御弁アセンブリ２は、ノズルプレート１と一体的に設計されている。この設計の利点は、流路設計をさらに最適化し、流体の流動抵抗を低減することにより、流体の塗布効果（糊付け効果など）を改善することである。

概して、ギヤや固定プレートを製造する場合、加工公差や組立公差が確かに存在する。したがって、ギヤ歯とハウジングとの間に隙間が生じることは避けられない。この隙間により、ＶＣＰが回転を停止しても、ノズルの先端に液滴及び液漏れが発生することになる。しかしながら、本発明は、高機能塗布モジュールをＶＣＰ分配器に組み合わせ、流体は、ノズル１０を出る前に、制御弁アセンブリ２及びノズルプレート１が一緒に形成する金型キャビティに流入しなければならない。金型キャビティにおいてニードル２１は上下に移動してスイッチとして機能し、それにより、ＶＣＰが閉じられた後のノズル先端における液滴及び液漏れを防止する。

さらに、本発明の塗布システムは、通常のＶＣＰの分配機能を完全に継承している。この塗布システムは、コンパクトで精巧な設計であり、保守と操作が非常に容易であり、流体の漏れを防止する。

図１１は、頂部流路プレートの一部を除去した部分斜視図であり、頂部流路プレートの溝が示されている。図１１に示すように、流路プレート６のギヤセット８に面する側には、ギヤセット８の流体出口８６に対応する領域に溝６４が形成されている。この溝の輪郭及び位置は、噛合したギヤ歯によって捕捉される流体の油圧を低減させるように設計されている。これにより、流体の流動安定性が改善される。

さらに、塗布システムは、プラグロッド６５をさらに備える。プラグロッド６５は、塗布システムの流路に挿入され、流路の一端を塞ぐ。例えば、プラグロッド６５は、流路プレート６の略水平な流路６２に片側から挿入され、それにより、流体が流路において方向転換される。プラグロッド６５の長さ及び端部形状は、プラグロッドが流路内の流体の行き止まりを適切に除去できるように設計されている。必要に応じて、プラグロッド６５は、流路の清掃や保守の便宜のために取り外すことができる。

ギヤセット８のギヤの厚さは、ギヤ固定プレート７の厚さと同じ公称サイズである。固定プレート７の輪郭内でギヤが自由に移動できることを確保しながら、両者の厚さの公差を適切に選択することができる。

本発明による塗布システムのいずれも、速度感知装置（不図示）からのアナログ信号に応答するように構成することができ、このアナログ信号は、その装置を搭載することができる任意のロボットの速度に比例する。このようなアナログ信号は、例えば、対応するモータに電気的に結合されたマイクロプロセッサ（不図示）に供給され得る。追加の制御機構は、モータ及び／又はギヤセットの回転方向及び／又は速度を逆転させることにより、マイクロ処理装置でサイクルの終わりに接着剤の流れを反転させる機能を配置することを含む。各サイクルの終了時にモータ及び／又はポンプの回転方向及び／又は速度を逆転させることは、塗布の間に流路又は導管内に残る可能性のある流体のいくつかの部分の厳密な制御を維持するのにも役立ち得る。

本発明は、様々な実施形態の説明によって例示され、これらの実施形態はかなり詳細に説明されたが、添付の請求項の範囲をそのような詳細に制限又は限定することは、いかなる方法によっても意図されない。当業者であれば、追加の利点及び変更を容易に理解できるであろう。したがって、本発明は、その広い態様において、示され、説明された具体的な詳細、代表的な装置及び方法、並びに例示的な実施例に限定されない。その結果、一般的な発明概念の精神又は範囲から逸脱することなく、そのような詳細は逸脱され得る。

１ ノズルプレート
１０ ノズル
１０１ 薄肉中空管
１１ 流路
１１１ （第一の）流路
１１２ （第二の）流路
１１３ （第三の）流路
１４ 突出部
１４１ 吐出口
２ 制御弁アセンブリ
２０１ ニードルハウジング
２０１１ 移送通路
２０２ 通路ハウジング
２０２２ 移送通路
２０３ 頂部カバー
２１ ニードル
２２ ニードル通路
３ 駆動ハウジング
３０ モータ
３１ ハウジング
３２ モータシャフト
４ バレルアセンブリ
４０ ハウジング
４１ 近位端
４２ 遠位端
４２１ 吐出口
４３ カバー
４３０ カバー通路
５ 電気接続ボックスアセンブリ
６ 流路プレート
６１ （第一の）流路
６２ （第二の）流路
６３ （第三の）流路
６４ 溝
６５ プラグロッド
７ ギヤ固定プレート
７１ 開口
８ ギヤセット
８１ 駆動ギヤ
８２ 従動ギヤ
８３ 駆動シャフト
８４ 従動シャフト
Ｃ１ 柔軟結合クラッチ
Ｃ２ 柔軟結合クラッチ

Claims (17)

1. 容積式キャビティポンプからなる計量分配アセンブリであって、
   流体流のための流路を有する流路プレートと、
   ノズルプレートを通る流路を備えたノズルプレートと、
   前記流路プレートと前記ノズルプレートとの間に取り付けられ、開口を有するギヤ固定プレートと、
   前記ギヤ固定プレートの前記開口に位置するギヤセットであって、前記ギヤセットは流体入口と前記流体入口の反対側の前記ギヤセットの側面にある流体出口を有し、前記流体入口は前記流路プレートの前記流路と流体連通し、前記流体出口は前記ノズルプレートの前記流路と流体連通するギヤセットとを備え、
   前記流体入口と直接流体連通する前記流路プレートの前記流路の一部は、前記ギヤセットの回転軸と平行な方向に延在する、容積式キャビティポンプからなる計量分配アセンブリ。
2. 前記流路プレートは、第１の流路、第２の流路及び第３の流路を有し、前記第１の流路は、外部から流体を受け入れ、前記第２の流路は、前記第１の流路及び前記第３の流路を流体連通し、前記第３の流路は、前記流体入口と直接流体連通する、請求項１に記載の計量分配アセンブリ。
3. 前記ギヤセットは、駆動ギヤと従動ギヤとを含み、前記駆動ギヤは、回転するように駆動可能であり、それにより、前記従動ギヤを回転するように駆動し、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤは、非標準的なギヤである、請求項１に記載の計量分配アセンブリ。
4. 歯末のたけ係数は０．７であり、頂げき係数は０．３である、請求項３に記載の計量分配アセンブリ。
5. 前記従動ギヤは、ギヤシャフトを有する、請求項３又は４に記載の計量分配アセンブリ。
6. 前記ギヤシャフトの一端は前記流路プレートに挿入され、前記ギヤシャフトの他端は前記ノズルプレートに挿入される、請求項５に記載の計量分配アセンブリ。
7. 前記ノズルプレートの前記流路は、直線状である、請求項１から４のいずれか一項に記載の計量分配アセンブリ。
8. 前記ノズルプレートの前記流路に、前記ノズルプレートの前記流路を開閉するための圧力制御逆止弁が設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の計量分配アセンブリ。
9. 前記計量分配アセンブリは、前記計量分配アセンブリからの流体の分配を制御するための、ニードルを有する制御弁アセンブリを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の計量分配アセンブリ。
10. 前記制御弁アセンブリは、前記ノズルプレートに取り付けられた一体型構成部品であり、前記制御弁アセンブリは、ニードル通路を含み、前記ニードルは、前記ニードル通路において移動可能であり、前記ニードル通路は、前記ノズルプレートの前記流路と流体連通している、請求項９に記載の計量分配アセンブリ。
11. 前記ノズルプレートの前記流路は、前記ギヤセットの前記回転軸に対して傾斜した直線状の流路である、請求項１０に記載の計量分配アセンブリ。
12. 前記ノズルプレートの前記流路は、第１の流路及び第２の流路を含み、前記第１の流路は、前記ギヤセットの前記流体出口から延在し、前記第２の流路は、前記第１の流路に対して角度をなして延在し、前記ニードル通路と流体連通している、請求項１０に記載の計量分配アセンブリ。
13. 前記制御弁アセンブリは、ニードルハウジングと頂部カバーとを含み、前記頂部カバーは、前記ニードルハウジングに取り付けられて内部空間を形成し、前記内部空間の中に前記ニードルの一端が収容され、
    前記ノズルプレートの前記流路は、第１の流路、第２の流路及び第３の流路を含み、前記第１の流路は、前記ギヤセットの前記流体出口から延在し、前記第２の流路は、前記第１の流路及び前記第３の流路を流体連通し、前記第３の流路は、前記ノズルプレートの吐出口に延在し、及び、
    前記制御弁アセンブリの前記ニードルハウジングは前記ノズルプレートに取り付けられ、前記制御弁アセンブリの前記ニードルの他端が前記第３の流路において移動可能であり、前記ノズルプレートからの前記流体の分配を制御する、請求項９に記載の計量分配アセンブリ。
14. 前記流路プレートの前記ギヤセットに面する側には、前記ギヤセットの前記流体出口に対応する領域に溝が形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の計量分配アセンブリ。
15. 前記流路の流体の行き止まりを除去するため、前記計量分配アセンブリの前記流路に挿入されるように設計されたプラグロッドが設けられる、請求項１から４のいずれか一項に記載の計量分配アセンブリ。
16. 前記ギヤセットの前記ギヤの厚さは、前記ギヤ固定プレートの厚さと同じ公称サイズである、請求項１から４のいずれか一項に記載の計量分配アセンブリ。
17. 塗布システムであって、
    流体を収容するためのバレルを含むバレルアセンブリと、
    請求項１から１６のいずれか一項に記載の計量分配アセンブリであって、前記計量分配アセンブリは、前記バレルアセンブリに取り付けられ、かつ、前記バレルアセンブリと流体連通する、計量分配アセンブリと、
    前記計量分配アセンブリを駆動して、前記バレルアセンブリから前記計量分配アセンブリを介して前記流体を分配するための駆動アセンブリと、
    を備える塗布システム。