JP5025467B2 - 位置合わせキーを用いたスプレーノズル - Google Patents

Description

［発明の技術分野］
本発明は、包括的に、塗料、ラッカー、絶縁保護コーティング材、及び他の材料を噴霧するために用いられるような材料塗布装置に関する。より詳細には、本発明は、かかる装置とともに用いられるスプレーノズルに関する。

［関連出願］
本願は、２００４年５月２５日に出願された、「NOZZLE KEY」と題する米国仮特許出願番号第６０／５７４，１０７号（その開示全体をこの参照により本明細書に完全に援用する）の優先権を主張するものである。

［発明の背景］
材料塗布システムは一般に、物体、部品、又は他の表面に液体及び粉体材料を塗布するのに用いられる。塗布され得る材料が広範であるため、スプレーノズルアセンブリの設計も広範である。一般に、スプレーノズルアセンブリ用いて、材料を霧化及び／又は静電帯電させるとともに、所望のスプレーパターンを生成する。スプレーノズルアセンブリは通常、ノズルホルダ又はアダプタ、及びノズルチップ又はオリフィスを有する。アセンブリは、例えばシール等の他の部品を有していてもよい。アセンブリは通常、保持ナット又は他の適した装置を用いてガン又はディスペンサのスプレー端部に取り付けられる。

いくつかの物体、例えば、片側が開いた複数の缶は、対象の表面への材料塗布を最適化するために制御又は指向性スプレーパターンを必要とする。制御スプレーパターンは、ノズルチップの中心軸線を中心に不均一な材料分布を有して生成される任意のスプレーパターンである。制御スプレーパターンは、コーティングされる表面に特殊な方法で材料を導くことが望まれる多くの用途において必要とされている。制御スプレーパターンの一例は、指向性スプレーパターンであり、これは、単純に、材料がノズルチップの中心軸線に対して非対称パターンでノズルチップから出るスプレーパターンである。非対称パターンは、ノズルチップの中心軸線に対して片側に重みがよっている、すなわち片側に傾いている形状を有するスプレーパターンである。これらのパターンを生成するための制御指向性スプレーパターン及びノズルの設計は、当該技術分野においてよく知られている。

制御スプレーパターンはノズル及び／又はガンの中心軸線を中心に意図的に非対称となっているため、スプレー作業を開始する前に、操作者がノズルの位置合わせを分かっている必要がある場合が多い。通常、これは、スプレーノズルの重みの大きい側を操作者に視覚的に示すマーク又は表示を有するノズルアダプタによって達成される。場合によっては、スプレーパターンの向きを視覚的に示す浅い溝が設けられる。しかしながら、これらの表示は、非常に小さく（例えば約３．１７５ミリメートル）、見えにくく、さらに、ノズルアダプタに材料をオーバースプレーしてしまうことで分かりにくくなる可能性がある。

［発明の概要］
本発明は、一態様では、ノズルの向き、より具体的には、ノズルにより生成される非対称スプレーパターンの向きを操作者が容易に確認することができる構造を意図する。一実施の形態では、操作者がノズルスプレーパターンの向きを迅速に確認することができるようにする１つ又は複数の特徴部を有するノズルチップホルダすなわちアダプタが設けられる。例示的な一実施の形態では、ノズルチップホルダは、凹部、ノッチ、孔、又はパターンの向きを示す同様の特徴部等のキー溝状構造部を有する。ノズルチップが、その構造部に対して既知の（分かっている）向きでノズルチップホルダにしっかりと挿入されるか或いはノズルチップホルダと組み合わされることで、操作者は、アダプタのキー溝を見るだけでよく、ノズルチップからのスプレーパターンの向きを目で確認する必要がないようになっている。本発明のこの態様は、非対称チップが得られるが別に挿入されるノズルチップを有さない一体型ノズルの場合にも用いられる。

本発明の別の態様によれば、ノズルチップホルダの簡単な調整によりスプレーパターンの向き又は位置を調整することができるようにする構造が意図されている。ノズルチップホルダは、ホルダの角度向きを容易に変更することができるようにしてガンに組み付けられる。一実施の形態では、ノズルチップホルダは、工具を用いてガンの軸線に対して所望の向きのスプレーパターンを選択するようにノズルアセンブリの角度向きを変更することができるようにするキー溝等の構造的特徴部をさらに有する。任意に、操作者へのスプレーパターンの向きの視覚表示が上述のように与えられる。これにより、操作者は、噴霧作業を開始する前にスプレーパターンの向きを調整することができる。視覚表示は、必要に応じて、工具の一部として含まれるか、ノズルチップホルダの上にあるか、又はそれら双方の場合とすることができる。特定の一実施の形態では、ノズルチップホルダは、工具を用いてスプレーパターンの角度向きを変更するとともにその向きの視覚表示を操作者に与えることができるようにするキー溝等の構造的特徴部を有する。別の実施の形態では、ホルダがガンにしっかりと組み付けられているため、工具を用いて、ノズルチップホルダを所望の向きに保持することができる。

本発明の別の態様によれば、ノズルチップをガンの軸線に対して所望の角度にすなわちずらしたまま保持することができる構造が意図される。一実施の形態では、ノズルチップを嵌め入れる、斜めに角度がついた凹部を有するノズルチップホルダが設けられる。本発明はさらに、そのように傾けたノズルチップの使用を含む、缶をコーティングするプロセスを意図する。さらにまた、本発明は、傾けたノズルチップ及び非対称スプレーパターンの使用を含むとともに、別の実施の形態では、例えば上述のキー溝及び工具等の構造部と組み合わせての構造を意図する。

本発明のこれらの態様及び利点及び他の態様及び利点は、添付の図面を踏まえ、例示的な実施形態の以下の詳細な説明から、当業者に理解されるであろう。

［例示的な実施形態の詳細な説明］
図１を参照すると、本発明の例示的な一実施形態によるスプレーノズルアセンブリ１０が示されている。アセンブリ１０は、任意のスプレーガン、アプリケータ（塗布装置）すなわちディスペンサ、又はアセンブリ１０が取り付けられるか又は組み付けられることができる同様の装置Ｇとともに使用することができる。装置Ｇは、通常、リテーナ（保持器）Ｒ又は同様の機能の装置を有し、このリテーナＲ又は同様の機能の装置は、例えば、リテーナが完全に締め付けられないうちにアセンブリがノズルの中心軸線Ｘを中心に回転することができるようにしてアセンブリ１０を装置Ｇに保持することができる。装置Ｇ及びリテーナＲは、明確にするために概略的に示されている。リテーナは、必要に応じて、スプレーパターンの向きを調整するように緩めてから再び締め付けることができる。本発明を使用することができる装置のいくつかの例は、以下の米国特許：米国特許第３，６９７，３１３号、同第３，７３７，１０８号、同第３，８１９，４０３号、同第５，０７８，３２５号、同第５，４９４，２２６号、同第５，９４１，４６３号、及び同第６，７４２，７３０号（これらの内容は、この参照により本明細書に完全に援用する）に記載されているが、本発明は、任意のスプレー型装置、アプリケータ、又は分配型装置（吐出型装置）Ｇとともに用いることができる。装置Ｇは、静電気的又は非静電気的であってもよく、制御スプレーパターンで塗布される液体、粉体、又は他の材料に用いることができる。本明細書において用いられているように、ノズルチップ及びオリフィスは交換可能に用いられ、材料が制御された非対称パターンで出るオリフィスが形成されている構成要素を指す。本明細書において用いられているように、ノズルチップホルダ及びノズルチップアダプタは交換可能に用いられ、ノズルチップを保持するとともに、スプレーガン若しくはディスペンサ又は他の適した装置にノズルチップを取り付けるのに用いられる構成要素を指す。

本明細書において、例示的な実施形態と組み合わせて具現されるものとして本発明の各種態様を説明及び図示してきたが、これらの各種態様は、多くの代替的な実施形態で、個別に、又は各種組み合わせ及びそれらの組み合わせの一又は複数の要素からなるもの（部分的組み合わせ）で実現されることができる。本明細書において特に除外しない限り、かかる組み合わせ及び部分的組み合わせすべては、本発明の範囲内にあることが意図される。さらにまた、代替的な材料、構造、構成、方法、装置、ソフトウェア、ハードウェア、制御ロジック等のような、本発明の各種態様及び特徴に関する各種代替的な実施形態が本明細書に記載されるが、かかる記載は、現在既知であろうと今後開発されるであろうとにかかわらず、用いられ得る代替的な実施形態の完全又は網羅的な列挙であることは意図しない。当業者は、本発明の態様、概念、又は特徴のうち１つ又は複数を、本発明の範囲内のさらなる実施形態（かかる実施形態が本明細書に特に開示されていないとしても）に容易に採用することができる。さらに、本発明のいくつかの特徴、概念、又は態様が好適な構成又は方法であるとして本明細書に記載され得るとしても、かかる記載は、特に述べない限り、そのような特徴が必要とされる又はそのような必要があることを示唆することを意図しない。さらにまた、本発明を理解するのに役立つ例示的な値又は代表的な値及び例示的な範囲又は代表的な範囲を含むことができるが、かかる値又は範囲は、限定の意味に解釈されるべきではなく、特に述べられている場合にのみ、重要な値又は範囲となることが意図される。さらに、いくつかの特徴及び態様並びにそれらの組み合わせが、特定の形態、適合性、機能、構成、又は方法を有するものとして本明細書に説明又は図示され得る場合であっても、かかる記載は、特に述べない限り、かかる説明又は図示の構造が必要とされる又はそのような必要があることを示唆することを意図しない。当業者には、本明細書に記載されている実施形態の置換又は代替として、既知の又は今後開発される付加的且つ代替的な形態、機能、構成又は方法を容易に理解されるであろう。

次に、図１を続けて参照すると、ノズルアセンブリ１０は、ノズルチップ１２とノズルチップホルダ１４とを備える。ノズルチップ１２は、この図に一部しか示されておらず、ロウ付け、プレス嵌め等（このうちのいくつかは、上記で言及した米国特許において十分に記載されている）を含む任意の適した技法によってホルダ１４に保持され得る。チップ１２がホルダ１４に固定される特定の方法は、特に本発明の一部を成さないが、チップ１２及びホルダ１４間の相対位置関係又は向きが装置Ｇへの最終的な設置前又は設置後に固定されることを意図する。換言すれば、チップ１２は、ノズルチップにより生成されるスプレーパターンの所望の向きに対応する既知の向きでホルダ１４に設けられる。

ホルダ１４は、一般的だが必ずしも円錐形状を有する必要のない本体１６を有する。ホルダ１４の後端部は、リテーナＲを用いる等、リップ若しくはフランジ、又は装置Ｇにホルダ１４を固定するのに用いることができる他の適した構造部１８を有することができるとともに、任意に、リテーナＲがゆるく取り付けられているときに中心軸線Ｘを中心にホルダ１４を回転させることができるようにしてもよい。ナットリテーナＲは、ノズルアセンブリ１０のこのような調整又は回転を可能にするように若干緩く嵌めてから、再び締め付けられて、噴霧作業の際にノズルアセンブリ１０を所定位置にしっかりと保持するように設計されていてもよい。

ノズルホルダ１４は、アセンブリ１０の向き、特に、ノズルチップ１２により生成される非対称スプレーパターンの向きを操作者に示すのに用いることができる１つ又は複数の構造的特徴部１９を有する。この例示的な実施形態では、構造的特徴部は、互いと異なる２つの非貫通孔２０、２２を含むキー溝の形態で実現される。例えば、第１の孔２０は、直径が第２の孔２２よりも著しく大きいものとすることができる。ノズルチップ１２は、ノズルホルダ１４に挿入されると、スプレーパターンの重みの大きい側が大きい方の孔２０と一致するような向きとなる。したがって、大きいほうの孔２０自体を、スプレーパターンの重みの大きい部分が生成される側を操作者に示すのに用いることができる。代替的な実施形態では、孔２０、２２は異なる形状を有していてもよく、又は、代わりに同様の情報を伝える隆起した突起であってもよい。

したがって、ノズルホルダ１４には、スプレーパターンの向きを視覚的に又は他の方法で操作者に示す構造的特徴部（単数又は複数）が設けられる。本発明のこの態様は、装置Ｇへの設置後にノズルホルダ１４の向きを調整することができるかできないかにかかわらず用いることができる。

本発明の別の態様によれば、構造的特徴部１９はまた、キー３０等の工具（ツール、治具）と協働するキー溝すなわち機械的相互作用部分の形態で又はそのようなものとしての役割を有して実現されてもよい。リテーナＲが完全に締め付けられていない場合に、キー３０を用いて、ノズルホルダ１４したがってスプレーパターンの向きを調整してもよい。さらに、キー３０をいつでもキー溝１９に挿入して、操作者が２つの孔２０、２２を判別する必要なく、スプレーパターンの向きのさらに容易な視覚的表示を与えることができる。さらにまた、リテーナＲを締め付けるときに、ノズルホルダ１４を適正に位置合わせしたまま保持するためにキー３０を用いることができる。

一実施形態では、工具３０は、操作者が把持することができる適当なハンドル又はグリップ３２と、キー溝孔２０、２２の寸法及び形状に合致する２つの脚部３４、３６を有する。脚部３４、３６が孔２０、２２に挿入されると、工具３０を用いて、ノズルホルダ１４を容易に回転させ、したがって、ノズルチップ１２を調整又は位置決めして、必要に応じてスプレーパターンを向けることができる。よって、孔２０、２２を用いて、スプレーパターンの向きを示すだけでなく、その調整も可能にすることができる。孔の代わりに、特徴部１９がノズルホルダ１４からの突起又は延長部の形態で実現される場合、工具３０は、対応する孔若しくは凹部、又は他の合致する形状を有し得る。キー状工具を用いてのノズルホルダ１４の回転調整を可能にし、任意に、キー溝、工具、又はそれらの双方によってスプレーパターンの向きも示す、多くの他の代替的な実施形態が、当業者には容易に理解されるであろう。

また、工具３０には、任意に、スプレーパターンの向きを操作者に視覚的に又は他の方法で示す表示３８又は他の特徴部が設けられてもよい。工具３０は一般に、非噴霧作業中にのみ用いられ、噴霧作業中には収納されているため、表示３８が、オーバースプレーにより分かりにくくなる可能性がない。このような特徴により、実際に工具を用いると、その間は孔２０、２２を容易に目視又は区別することができないものの、操作者が新たな向きを目で確かめることが可能となる。

したがって、本発明の代替的な形態によれば、かかるすべての代替的な形態を網羅的に列挙することは意図しないが、ノズルホルダは、形状又は向き等のノズルスプレーパターンの特徴を示すキー溝型の特徴部を有し得る。この表示は、ガンへのノズルホルダの取り付け中又は取り付け後に用いることができる。代替的に、ノズルホルダ特徴部はキーすなわち工具と係合して、回転軸線に対するノズルホルダの向きを調整することもできる。任意に、工具は向きの表示を含んでいるとよい。別の代替形態は、ノズルホルダが工具と係合して、ノズルホルダを所望の向きに回転させることができる特徴部を有していてもよく、ここでは、工具はスプレーパターンの向きを示す特徴部を有する。

図２〜図４は、本発明の別の態様を示す。図面に概ね示すように、ガン又は他のスプレー装置Ｇが、片側が開いた缶Ｃの内側に噴霧するために設けられる。ガンＧは、長手方向の基準軸線Ｘを有し、そのスプレー端部にノズルアセンブリ５０を含む。本発明の別の態様によれば、ノズルアセンブリ５０は、軸線Ｙに沿って概ね向けられるスプレーパターンを生成するように構成され、ここでは、軸線Ｙは、軸線Ｘから角度αだけずれている。したがって、ノズルアセンブリは、ガンの長手方向軸線と同軸の軸線に沿っては噴霧しないという意味で傾斜している。例示的な実施形態では、角度αは約６度とすることができるが、特定の噴霧作業の必要に応じて他の角度も用いてもよい。任意に、ガンＧは、缶Ｃの長手方向の中心軸線Ｚから側方にずれていてもよい。角度αは、ノズル５０からのスプレーパターン５２の最適化した向きを用いて缶の内表面に材料を塗布するように選択され得る。よって、傾斜ノズルアセンブリ５０により、缶Ｃへの最適化したスプレー角度が可能となるとともに、ガンＧが軸線上で缶に接近する、すなわちＸ軸線とＺ軸線とが概ね平行となる。

図３及び図４を参照すると、ノズルアセンブリ５０は、ノズルホルダすなわちアダプタ５６に保持されるノズルチップ５４を有する。ノズルホルダ５６は、その中心線Ｘに対して角度αの軸線Ｙに沿って形成すなわち傾斜している座ぐり等の凹部５７を有する。ノズルホルダ５６は、ナット５８とガン先端部６２との間のねじ係合６０等により、ナット５８によってガンＧに保持される。ノズルホルダ５６は、ガンＧにノズルアセンブリ５０を締め付けるためにナット５８のリップ６６と係合するフランジ６４を有する。

凹部５７は座部６８を有し、この座部６８にノズルチップ５４が着座する。上述の実施形態におけるように、チップ５４は、ロウ付け、プレス嵌め、又は他の適した手段によって挿入されることができる。凹部５７は、ノズルアダプタ５６を通る中央孔７０と流体連通する。ノズルチップはまた、ノズルアダプタの孔７０と流体連通する流路７２を有する。ノズルアダプタの孔７０は、ガン先端部の内側の流量制御弁アセンブリ７４に開口している。

傾斜ノズルの概念は、対称又は非対称スプレーパターンを生成するオリフィスとともに用いられ得る。非対称スプレーパターンが用いられると、ノズルホルダ５６は、孔２０、２２等を用いた、上述したキー溝１９の概念を有し得る。図１〜図４を比較することで、傾斜ノズル概念がノズルホルダ５６に組み込まれているときに、キー溝１９が傾斜凹部５７から外向きに放射状に形成され得ることが留意されるであろう。

図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、キー概念の別の実施形態が、立面図及び部分断面図で示されている。この例ではキー８０は、スプレーパターンの重みの大きい部分の向きを示す表示８４を有し得るハンドル８２を有する。また、ハンドル８２は、パターン分布の視覚表示も与える幾何学形状を有する。この実施例では、ハンドルは、パターンの重みの大きい部分の方に広くなっている一端部８２ａを有する。

本発明を、好適な実施形態を参照して説明してきた。本明細書を読み理解すれば、他の当業者には変更形態及び代替形態が想起されるであろう。添付の特許請求の範囲又はその均等物内にある限り、かかるすべての変更形態及び代替形態を含むことが意図される。

本発明による、ノズルチップ及びノズルホルダを有するノズルアセンブリの部分断面を、位置合わせ工具と合わせて示す図である。 本発明の各種態様を用いた、缶に噴霧するスプレーアプリケータを典型的な構成で示す図である。 図２の線３−３に沿った断面図である。 ノズルチップホルダの拡大断面図である。 本発明によるキー又は工具の別の実施形態の立面図である。 本発明によるキー又は工具の別の実施形態の断面図である

Claims (5)

1. スプレーノズルアセンブリであって、
   ノズルチップと、
   ノズルホルダとを備え、
   前記ノズルチップは、非対称スプレーパターンを生成し、
   前記ノズルホルダは、キー溝が形成されている本体を有し、該キー溝は、前記ノズルチップが該キー溝に対して所定の向きで前記ノズルホルダに挿入されたときに前記ノズルチップにより生成される前記非対称スプレーパターンの特徴を示すことが可能であり、
   前記スプレーノズルアセンブリは、さらに、
   前記ノズルホルダを回転させるために前記キー溝と係合することができるキーを備え、
   前記キー溝は、前記キーと係合して、前記非対称スプレーパターンを所望の向きに調整するために前記ノズルホルダを回転させることができ、
   前記キーは、前記非対称スプレーパターンの重みの大きい側を視覚的に示すスプレーノズルアセンブリ。
2. 前記キー溝は、前記ノズルホルダの前記本体に形成された２つの開口からなる請求項１に記載のスプレーノズルアセンブリ。
3. 前記キー溝は、前記ノズルホルダの前記本体に形成された２つ以上の孔からなる請求項１に記載のスプレーノズルアセンブリ。
4. 前記キーは、前記スプレーパターンの形状の表示を与える形状を有する請求項１に記載のスプレーノズルアセンブリ。
5. 前記ノズルホルダの前記本体は、その中に前記ノズルチップを嵌め入れて保持するようになっている凹部を有し、また、長手方向の中心軸線を有し、前記凹部は、前記ノズルチップが前記長手方向の中心軸線に対して所定の角度に向くように形成されている請求項１に記載のスプレーノズルアセンブリ。

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