JP6877892B2 - 流体材料を噴射するための噴射カートリッジ、及び、その関連方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体ディスペンサに関しており、特には、流体材料を噴射するための流体ディスペンサに関している。

エポキシ樹脂、シリコン、及び、他の接着剤のような流体材料を噴射するための液体ディスペンサが知られている。噴射ディスペンサは、一般に、バルブ部材をバルブシートに急速に衝突させ、少量の流体材料または流体材料の液滴を当該ディスペンサのノズルから排出する区別可能な高圧パルスを生成することで、基材に対して少量の流体材料をディスペンス（投与）するよう作動する。少量の流体材料または流体材料の液滴は、ノズルから空気中を浮遊して、流体材料が塗布される表面ないし基材に衝突する。噴射ディスペンサと共に用いられる公知の噴射カートリッジは、バルブ部材とノズルとを収容するカートリッジ本体部を有している。当該カートリッジ本体部は、噴射ディスペンサのアクチュエータに結合するようになっている。

高温流体材料を噴射するという応用においては、加熱要素がカートリッジ本体部に結合される。当該加熱要素は、流体材料が噴射カートリッジの内部流路を通流する時に、当該流体材料に熱を伝達する。流体材料の粘度は、温度に依存し得る。従って、流体材料の粘度は、特に低粘度の流体材料が望まれるという応用において、流体材料が噴射カートリッジを通流する時に当該流体材料に熱を伝達することによって、制御され得る。

均一な流体の流れ特性とディスペンス重量の再現性とを達成するために、流体材料が噴射カートリッジを通って噴射用ノズルに流入するまで、流体材料の均一で一定の温度を維持することが望まれる。しかしながら、公知の加熱式噴射カートリッジは、流体材料が噴射カートリッジを通って噴射用ノズルに流入するまで、流体材料の均一な温度を維持することに成功していない。特に、流体材料は、しばしば、噴射カートリッジ内で不十分な時間の長さだけ熱に曝されて、それがノズルに達する時までに温度降下（すなわち、部分的な冷却）を経験する。結果として、ノズルに向かって流れる流体材料は、一定でない温度及び粘度を経験し、それによって不正確なディスペンシング性能に帰結してしまっている。

公知の加熱式の噴射カートリッジの多くは、更に、使用と使用の間の検査及び洗浄のために内部流路を完全に曝すように分解されて後で再組み立てされるようには設計されていない、という欠点がある。あるいは、分解可能な公知の加熱式噴射カートリッジは、しばしば、１以上の機械的な締結具を係合解除するためにレンチやスクリュードライバのような外部の工具の補助を要求する。従って、十分な検査及び洗浄のための公知の噴射カートリッジの内部流路の露出が、不可能ではないとしても、困難である。この点に関して、噴射カートリッジ内の隠れ（ブラインド）流路及び「デッドゾーン」は、使用中に不所望に流体を捕捉（トラップ）してしまって流体の流れを妨げ得るのであるが、適切な検査及び洗浄のために十分にアクセスできないことがある。

従って、噴射ディスペンサのための公知の噴射カートリッジに対する改良要求が存在する。

一実施形態によれば、流体材料を噴射するための噴射カートリッジは、流体材料を受容するようになっている本体部と、前記本体部内に規定され、その長手方向軸線に沿って延びる流路と、を備えている。前記流路の少なくとも一部が、前記長手方向軸線に対して斜めに延在している。付加的に、前記本体部は、加熱要素から熱を受容するようになっており、且つ、当該熱を前記流路を通流する流体材料に伝達するようになっている。

別の実施形態によれば、ある方法が、アクチュエータと当該アクチュエータに作動可能に結合されノズルを有する噴射カートリッジとを含む噴射ディスペンサによって流体材料を噴射するために提供される。本方法は、前記噴射カートリッジ内に流体材料を受容する工程と、前記噴射カートリッジを通してその長手方向軸線に沿って、当該長手方向軸線に対して斜めに、前記ノズルに向かう方向で、前記流体材料を案内する工程と、を備える。本方法は、更に、前記噴射カートリッジを通して案内される前記流体材料を目標温度にまで加熱する工程と、前記流体材料が前記ノズルに入る時に前記目標温度を維持する工程と、を備える。本方法は、更に、前記加熱された流体材料を前記ノズルから噴射する工程を備える。

別の実施形態によれば、流体材料を噴射するための噴射カートリッジは、外側本体部と、前記外側本体部内に受容された流れ挿入部と、前記外側本体部と前記流れ挿入部との間に規定された流路と、前記外側本体部と前記流れ挿入部との間の摩擦接合部と、を備えている。前記摩擦接合部は、前記外側本体部と前記流れ挿入部との間に設けられた解除可能なシール要素によって促進されており、独立の工具の使用無しで、前記流路を露出するべく係合解除されるようになっている。付加的に、前記外側本体部は、加熱要素から熱を受容するようになっており、且つ、前記流路を通流する前記流体材料に前記熱を伝達するようになっている。

本発明の様々な付加的な特徴及び利点が、添付の図面と関連して図示の実施形態の以下の詳細な説明を参酌することで、当業者にはより明らかとなるであろう。

図１は、本発明の一実施形態による噴射カートリッジを含む噴射ディスペンサの斜視図である。

図２は、カートリッジ本体部及び流れ挿入部を含む、図１の噴射カートリッジの前方斜視図である。

図３は、流れ挿入部がカートリッジ本体部から取り外された状態を示す、図２と同様の前方斜視図である。

図４は、流れ挿入部がカートリッジ本体部から取り外された状態を示し、且つ、流れ挿入部の延長部の断面を示す、図１の噴射カートリッジの後方斜視図である。

図５は、流体材料の噴射カートリッジを通る流れを示す、噴射ディスペンサのアクチュエータに結合された図１の噴射カートリッジの５−５線断面図である。

図６は、流体材料がノズルを通って噴射される状態を示す、図５と同様の断面図である。

図７は、図１の噴射カートリッジを通して案内される流体材料の、主要流路を含む、流路の概略図である。

図８は、噴射カートリッジを噴射ディスペンサのアクチュエータに結合するクランプの詳細を示す、図１の噴射カートリッジの８−８線断面図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による噴射ディスペンサ１０が図示されている。当該噴射ディスペンサ１０は、アクチュエータ１２と、当該アクチュエータ１２に作動可能に結合された噴射カートリッジ１４と、流体供給管１６を介して噴射カートリッジ１４に流体材料を供給するようになっている流体貯蔵部１５と、を備えている。流体材料は、温度依存性のある粘度を有する、エポキシ樹脂やシリコンや他の接着剤のような、熱応答性の高い粘性流体材料を含み得る。噴射ディスペンサ１０は、更に、一点鎖線で示されている加熱要素１８を含んでいる。当該加熱要素１８は、制御可能な電源供給部１９によって電力供給され、噴射カートリッジ１４及び当該噴射カートリッジ１４を通流する流体材料を加熱して、ディスペンス中の流体材料の最適な温度及び粘度を維持する。以下により詳しく説明されるように、アクチュエータ１２は、噴射カートリッジ１４から基材上に流体材料を「噴射」または「噴出」するべく噴射カートリッジ１４内でバルブ部材を起動するように作動可能である。

図２乃至図４を参照すると、噴射カートリッジ１４の詳細な構成図が図示されている。全体として、噴射カートリッジ１４は、外側カートリッジ本体部２０と、当該外側カートリッジ本体部２０内に取り外し可能に受容された流れ挿入部２２と、を有しており、当該流れ挿入部２２及び外側カートリッジ本体部２０がそれらの間に流路を規定している。これは、図５乃至図７を用いて後に詳述される。外側カートリッジ本体部２０及び流れ挿入部２２は、例えば３０３ステンレススチールのような、任意の好適な耐熱材料から形成され得る。

流れ挿入部２２は、挿入ヘッド２４と、当該挿入ヘッド２４から軸方向に延びる挿入軸２６と、を有している。挿入ヘッド２４は、平坦な上面２８と、当該上面２８を貫いて延びるアクチュエータソケット３０と、を含んでいる。アクチュエータソケット３０は、図５及び図６に最も良く示されているように、駆動ピン３４を有するアクチュエータ１２の駆動ピストン３２を受容するようなサイズ及び形状となっている。アクチュエータソケット３０は、組立中に噴射カートリッジ１４をアクチュエータ１２に整列する際のアシストのために、その上方縁において引込用の面取部３６を含み得る。挿入ヘッド２４は、更に、一対の直径方向に対向する平坦面４０を有し、当該挿入ヘッド２４の延長部４４を規定するべく径方向外側に延びる外形側方面３８を含んでいる。延長部４４は、一端でアクチュエータソケット３０に開口し反対側の端で当該延長部４４の外側面４８に開口する１以上の径方向に延びる流体漏洩通路４６を含み得る。

挿入軸２６は、図５及び図６に最も良く示されているように、挿入ヘッド２４の下方面５０から軸方向に延びていて、円筒状軸部５２とテーパ端部５４とを含んでいる。円筒状軸部５２は、少なくとも部分的に主要流路５８を規定するべく円筒状軸部５２の周縁回りに周方向に延びる流路溝５６を含んでいる。以下に説明されるように、流路溝５６及び結果としての主要流路５８は、例えば、螺旋形状である。例えばＯリングのような上方シール要素６０が、挿入ヘッド２４の下方面５０と流路溝５６との間に位置決めされたシール溝内に受容され得る。

図３及び図４に示されるように、流路溝５６は、入口端６２を含んでいる。入口端６２は、角丸めされたり、面取りされたりしてよい。流路溝５６は、また、流れ挿入部２２の長手方向軸線に沿って、挿入軸２６のテーパ端部５４に近接する出口端６３に向かって螺旋状に延び得る。図示のように、流れ挿入部２２の長手方向軸線は、外側カートリッジ本体部２０の長手方向軸線と同軸に整列されており、それによって、噴射カートリッジ１４の単一の共通の長手方向軸線を規定している。流路溝５６は、流れ挿入部２２の長手方向軸線回りに少なくとも１回りの１回転（すなわち３６０°）だけ延び得る。別の実施形態では、流路溝５６が、長手方向軸線回りに、１回転以上（すなわち３６０°以上）、例えば複数回転だけ延び得るし、あるいは、１回転より少なく（すなわち３６０°未満）延び得る。付加的に、流路溝５６は、流れ挿入部２２上ではなく、あるいは、流れ挿入部２２上に形成されるものと組み合わせて、外側カートリッジ本体部２０の内側面７６、７８に形成され得る。

螺旋状の流路溝５６は、当該螺旋状の溝５６の上方部に沿って略一定である軸方向幅で形成され得て、当該幅は、流路溝５６が出口端６３に近づくにつれて先細状となる。付加的に、流路溝５６は、当該流路溝５６の全体長さに沿って略一定である径方向幅で形成され得る。螺旋状の流路溝５６は、任意の所望の応用において最適な流れ特性を達成するように、任意の好適な軸方向幅、径方向深さ、ピッチ、螺旋回転数、で形成され得る。一実施形態では、流路溝５６は、約３．５ｍｍのピッチで形成され得る。

流路溝５６は、図示の実施形態との関連で、螺旋（ヘリカル）形状で図示されて説明されているが、流路溝５６の様々な代替形状が提供され得ることが理解される。例えば、流路溝５６は、流れ挿入部２２の長手方向軸線に沿って（例えば平行に）且つその回りに周方向に延びる任意の好適な渦巻（スパイラル）形状で形成され得る。そのような渦巻形状の１回転以上の回転が、流れ挿入部２２の長手方向軸線に対する１以上の角度を規定し得て、当該渦巻状は、螺旋状とは異なり、当該長手方向軸線回りに渦巻の１以上の直径を規定し得る。この点に関して、ここで用いられる「渦巻（状）」という用語は、流れ挿入部２２の長手方向軸線に平行に且つその回りに周方向に延びる任意の３次元路を包含する。更に、「渦巻」路は、当該長手方向軸線に対して一定の角度を規定する流路の形状に限定されないし、当該長手方向軸線回りに一定ないし不均一に変化する直径を規定する流路の形状にも限定されない。

より一般的には、流路溝５６は、螺旋状の流路溝５６によって図示されているように、少なくとも一部が長手方向軸線に対して斜めに延びるような、流れ挿入部２２の長手方向軸線に沿って延びる任意の経路を規定するような形状であってよい。換言すれば、長手方向軸線に対して斜めに延びる少なくとも一部を有することは、長手方向軸線から離れた面内で（例えば円筒状軸部５２の外面に接する面内で）、長手方向軸線を横切って（ねじれの関係を形成して）長手方向軸線に対して平行でも垂直でもない方向路を規定する流路溝５６の少なくとも一部を有することである。例えば、螺旋状の流路溝５６の各回転は、図３及び図５の側面図で見て、流れ挿入部２２の長手方向軸線に対して斜めに角度付けられていて、流路溝５６は長手方向軸線に沿って連続的に前進する一方で、同時に長手方向軸線を横切っている（ねじれの関係を形成している）。斜めの回転は、流れ挿入部２２の長手方向軸線に対して純粋な平行及び／または垂直な方向に制限されない。

前述の説明で理解されるように、流路溝５６は、螺旋状でも渦巻状でもない、流れ挿入部２２の長手方向軸線に沿って延び、且つ、少なくとも一部が長手方向軸線に対して斜めに延びるという、様々な代替形状で形成され得る。例えば、図示されていないが、流路溝５６は、互いにから軸方向に離れた１以上の斜めに延びる区分を規定するような、長手方向軸線を横切って前後に波打つジグザグ状のパターンを規定し得る。付加的に、流路溝５６は、全体として、あるいは、部分的に、流れ挿入部２２の長手方向軸線回りに周回するように（すなわち、少なくとも３６０°）、あるいは、流れ挿入部２２の長手方向軸線回りに部分周回するように（すなわち、３６０°未満）、延び得る。

外側カートリッジ本体部２０は、熱伝達シェルの形態で、平坦な上面６４と、当該上面６４を貫いて延びる挿入部ソケット６６と、を含んでおり、流れ挿入部２２の挿入軸２６を受容するサイズ及び形状となっている。外側カートリッジ本体部２０は、一対の直径方向に対向する平坦面７０を有し、当該外側カートリッジ本体部２０の延長部７２を規定するべく径方向外側に延びる外形側方面６８を含んでいる。図２に示すように、流れ挿入部２２と外側カートリッジ本体部２０とが互いに結合される時、流れ挿入部２２の側方面３８及び延長部４４は、外側カートリッジ本体部２０の側方面６８及び延長部７２と実質的に整列する。流体コネクタ７４が、後述されるように、流体貯蔵部１５からの流体材料の流れを受容するべく、延長部７２に結合され得る。

図３乃至図６を参照して、噴射カートリッジ１４の付加的な構造上の特徴が説明される。外側カートリッジ本体部２０の挿入部ソケット６６は、上方円筒面７６と、当該上方円筒面７６よりも僅かに小径の下方円筒面７８と、によって規定された円筒状部を含んでいる。角度付けられた環状肩部８０が、上方円筒面７６及び下方円筒面７８の間に規定されている。挿入部ソケット６６は、更に、下方円筒面７８から延びる下方テーパ面８２によって規定されたテーパ部を含んでいる。カートリッジ本体部２０は、更に、例えばネジ式係合部を介してノズルハブ８６を受容する下方カラー８４を含んでいる。ノズルハブ８６は、ノズルリテーナ９０によって所定位置に固定されたノズル８８を収容している。ノズルリテーナ９０は、ノズル８８の外周面とノズルハブ８６の内周面との間に位置決めされている。当該リテーナ９０は、例えば、ノズル８８をノズルハブ８６に接合してシールするエポキシ樹脂で構成され得る。

図５及び図６に最も良く示されているように、外側カートリッジ本体部２０の延長部７２は、その外側面を通って径方向に延び、挿入部ソケット６６に開口する流体入口通路９２を含んでいる。流体入口通路９２は、流体コネクタ７４をネジ式係合状態で受容するためのネジ孔を含んでいる。流体コネクタ７４は、流体入口通路９２と連通する流体入口９８を規定し、流体供給管１６に結合するための外側ネジ部１００を含み、以下に詳述される噴射のため、流体貯蔵部１５から噴射カートリッジ１４へ流体を案内する。

図５及び図６に示されているように、流れ挿入部２２のアクチュエータソケット３０は、挿入ヘッド２４と挿入軸２６の円筒状軸部５２とを貫通して延びている。アクチュエータソケット３０は、円筒面１０２によって規定された円筒状部と、テーパ面１０４によって規定されたテーパ部と、を含んでいる。円筒状部は、アクチュエータ１２の駆動ピストン３２を受容するようなサイズ及び形状となっている。流れ挿入部２２は、更に、挿入軸２６のテーパ端５４を貫通して延びて挿入部ソケット６６に開口する下方開口１０６を含んでいる。

バルブヘッド１１０と、柄部先端１１４を含むバルブ柄部１１２と、を含むバルブ部材１０８が、バネワッシャ１１６と共に流れ挿入部２２によって支持されている。バネワッシャ１１６は、テーパ面１０４の上方端で支持され得て、バルブ柄部１１２が受容される中央開口を含み、バルブヘッド１１０がバネワッシャ１１６に当接している。バルブ柄部１１２は、流れ挿入部２２の下方開口１０６を貫通して、環状バルブシール１１８によって気密に係合されている。以下に詳述されるように、バルブ部材１０８は、ノズル８８から材料を噴射するべく、上方位置と下方位置との間で急速に作動され得る。

組み立て中、流れ挿入部２２は、全体として図３及び図４に示された態様で、外側カートリッジ本体部２０と整列される。特に、挿入軸２６は、挿入部ソケット６６と同軸に整列され、流れ挿入部２２の側方面３８は、カートリッジ本体部２０の側方面６８と整列される。挿入軸２６は、その後、図１、図５及び図６に示される態様で、挿入部ソケット６６内に取り外し可能に受容される。特に、流れ挿入部２２の下方面５０は、外側カートリッジ本体部２０の上方面６４によって支持される。付加的に、流れ挿入部２２の上方シール要素６０が、カートリッジ本体部２０の上方円筒面７６と気密に解除可能に係合し、それによって、外側カートリッジ本体部２０と流れ挿入部２２との間に摩擦接合部を確立する。図示の実施形態において示されているように、流れ挿入部２２は、外側カートリッジ本体部２０と、他には何らの機械的締結具（例えばネジ）で結合されていない。従って、流れ挿入部２２は、手動で摩擦係合部を解除することで、外側カートリッジ本体部２０から容易に分解され得る。流れ挿入部２２をカートリッジ本体部２０から分解するのに、何らの独立の工具（例えば、レンチやスクリュードライバ）も必要とされない。結果的に、有利なことに、流れ挿入部２２はカートリッジ本体部２０に解除可能、すなわち取り外し可能、に結合され、これら構成要素は、迅速かつ容易に手動で分解され得て、それによって流れ挿入部２２及びカートリッジ本体部２０の対向面が検査や洗浄の目的で露出される。

図示のように、流れ挿入部２２が外側カートリッジ本体部２０によって受容される時、挿入軸２６の円筒状軸部５２は、流路溝５６を含んでいるが、挿入部ソケット６６の上方及び下方円筒面７６、７８に対面する。この態様では、流路溝５６と上方及び下方円筒面７６、７８が、集約的に、流れ挿入部２２と外側カートリッジ本体部２０との間に主要流路５８を規定する。ここで説明されている例示的な実施形態で示されているように、流路溝５６及び主要流路５８は、螺旋形状であり得る。もっとも、前述のように、流路溝５６は、様々な代替形状で形成され得て、それによって主要流路５８の様々な対応の代替形状、例えば螺旋状でない渦巻状の流路、を規定する。流路溝５６の入口端６２は、流体入口通路９２と直接的に整列され、流体入口通路９２は主要流路５８と連通する。

挿入軸２６のテーパ端５４は、挿入部ソケット６６の下方テーパ面８２の上方で吊らされていて（浮いていて）、それによって環状のテーパ状の流体チャンバ１２０を規定している。当該流体チャンバ１２０は、上方端で主要流路５８と連通し、下方端でノズルハブ８６に規定された下方流体チャンバ１２２と連通している。図示のように、バルブ柄部１１２が下方流体チャンバ１２２内に延びていて、ノズル８８の上方に吊らされている。

図５に矢印で示されているように、流体入口９８、流体入口通路９２、主要流路５８、テーパ状の流体チャンバ１２０及び下方流体チャンバ１２２は、集約的に、流体材料が案内される、噴射カートリッジ１４の流路１２４を規定している。従って、動作中、流れ挿入部２２は、流体入口通路９２を介して受容された流体材料を噴射用ノズル８８に向けて案内するための整流板（バッフル）として機能する。

組み立てられた噴射カートリッジ１４は、噴射ディスペンサ１０のアクチュエータ１２に結合されていて、駆動ピストン３２はアクチュエータソケット３０内に受容され、駆動ピン３４はバルブヘッド１１０に当接している。前述のように、アクチュエータ１２は、駆動ピン３４を下方（図６参照）及び上方（図５参照）に急速に起動するように作動可能で、それによってバルブ部材１０８を起動して、流体材料をノズル８８から噴射する。

加熱要素１８は、ここでは一点鎖線で示されているが、外側カートリッジ本体部２０の周縁に解除可能に結合されていて、当該周縁を取り囲んでいて、当該加熱要素１８は、少なくとも外側カートリッジ本体部２０の下方環状肩部１２６と直接的に接触している。別の実施形態では、加熱要素１８は、外側カートリッジ本体部２０の他の部分とも直接接触し得る。図８に最も良く示されているように、組み立てられた噴射カートリッジ１４は、加熱要素１８とクランプ１２８とを介して、アクチュエータ１２に解除可能に結合され得る。クランプ１２８は、加熱要素１８の上方部とアクチュエータ１２の下方部との周りに延在してこれらを解除可能に係合するアームを有している。この態様では、クランプ１２８が、加熱要素１８、外側カートリッジ本体部２０及び流れ挿入部２２をアクチュエータ１２に対して軸方向に圧縮状態で保持し得て、且つ、噴射カートリッジ１４から手動で、独立の工具（例えばレンチやスクリュードライバ）の使用無しで、容易に係合解除され得る。別の実施形態では、任意の他の好適な機械的締結具が採用され得る。

加熱要素１８は、電源供給部１９によってエネルギ供給されて、外側カートリッジ本体部２０を加熱する。外側カートリッジ本体部２０が、後述するように、流路１２４を通流する流体材料に熱を伝達する。電源供給部１９は、カートリッジ本体部２０及び流路１２４を通流する流体材料の所望の加熱効果を達成するべく加熱要素１８に好適な程度の電力を提供するように、制御可能である。例えば、電源供給部１９は、噴射される流体材料の温度を調整して結果的に粘度を調整するべく、噴射ディスペンサ１０の動作中に、動的に制御され得る。加熱要素１８及び／または噴射カートリッジ１４は、外側カートリッジ本体部２０の温度及び／または流路１２４を通流する流体材料の温度を検出するための１以上の熱センサ（不図示）を含み得る。電源供給部１９は、外側カートリッジ本体部２０及び／または流路１２４を通流する流体材料の目標温度を達成するか、あるいは維持するために、熱センサによって検出された温度に応じて、選択的に制御され得る。

図５乃至図７を参照して、噴射カートリッジ１４を含む噴射ディスペンサ１０の動作が詳細に説明される。図５は、上方位置にある駆動ピン３４及びバルブ部材１０８を示している。流体材料は、流体供給管１６を介して流体貯蔵部１５から流体コネクタ７４の流体入口９８へと案内される。流体材料は、その後、流体入口通路９２を通過して、流れ挿入部２２及び外側カートリッジ本体部２０の間に規定された主要流路５８内に至る。上方シール要素６０によって流れ挿入部２２及び外側カートリッジ本体部２０の間に確立された解除可能なシールが、主要流路５８内に流体材料を収容することを助ける。流体材料は、主要流路５８から、テーパ状の流体チャンバ１２０を介して、下方流体チャンバ１２２に至る。流体材料は、下方流体チャンバ１２２内において、バルブ柄部先端１１４とノズル８８との間の領域を満たす。図６との関連で後述されるように、流体材料は、その後、矢印１２５で示されるように、バルブ柄部先端１１４によってノズル８８から噴射される。

図７は、螺旋状の主要流路５８を含む流路１２４の概略図である。図７の一点鎖線は、流路溝５６を含む外側カートリッジ本体部２０及び流れ挿入部２２が、任意の好適な長さで軸方向に延びて流れ挿入部２２の長手方向軸線回りの任意の好適な回転数を有する主要流路５８を規定するべく任意の好適な軸方向寸法で形成され得ることを示している。

流体材料が主要流路５８を通過してノズル８８に向かってテーパ状の流体チャンバ１２０内に至る時、流体材料は強制的に外側カートリッジ本体部２０の内面と接触させられる。加熱要素１８によって生成される熱が、環状肩部１２６を介して外側カートリッジ本体部２０に伝達され、当該外側カートリッジ本体部２０から流路１２４を通流する流体材料へと伝達される。従って、外側カートリッジ本体部２０が熱交換器として機能する。より具体的には、熱は、外側カートリッジ本体部２０の上方及び下方円筒面７６、７８を介して、主要流路５８を通流する流体材料へと伝達され、下方テーパ面８２を介して、テーパ状の流体チャンバ１２０を通流する流体材料へと伝達される。加熱要素１８からの熱は、下方カラー８４を介して、また、ノズルハブ８６を介して、下方流体チャンバ１２２内の流体材料に伝達され得る。この態様では、噴射カートリッジ１４を通流する流体材料が、少なくとも主要流路５８及びテーパ状の流体チャンバ１２０を含む流路１２４の略全体に沿って加熱され得る。前述のように、流体材料が加熱される温度は、ディスペンシング動作中に、加熱要素１８にエネルギ供給する電源供給部１９の制御を介して、選択的に調整され得る。

図６を参照して、アクチュエータ１２は、駆動ピン３４及びバルブ部材１０８を急速に下方位置へ起動するように作動可能である。下方位置では、バルブ柄部先端１１４が強制的にノズル８８上に規定されたバルブシートに接触して、これによって加熱された流体材料がノズルを介して矢印１２５に示されるように強制排出（すなわち、噴射）される。駆動ピン３４は、その後上昇され、バネワッシャ１１６によって提供されるバネ力によってバルブ部材１０８はその上方位置に戻される。流体材料は、全体的に前述の態様で、加熱された流路１２４に沿ってノズル８８に向かって流れ続けて、バルブ部材１０８は、更なる噴射のために上方位置及び下方位置間で駆動ピン３４によって急速に起動され得る。噴射中、バルブシール１１８を上方に漏れ出てアクチュエータソケット３０に至る流体材料は、アクチュエータへの流体の進入を防止すべく、流体漏洩通路４６を介して排出される。

有利には、主要通路５８は、螺旋状でも渦巻状でも他の形態でも、ノズル８８を含む噴射カートリッジ１４内で均一な目標流体温度を確立して実質的に維持するべく、十分な時間において流体材料を熱に曝すのに十分な長さを有する、加熱される流路を規定することに貢献する。結果として、流体材料が噴射用ノズル８８に向かってそこに流れ込む時、流体材料の略一定で均一の目標粘度が、噴射カートリッジ１４の全体で維持され得る。結果として、噴射前及び噴射中のノズル８８における流体材料の不所望の温度降下が、実質的に防止される。これによって、ディスペンス重量の再現性が改善し、高スルーットの応用のための高い流体流速での噴射が可能となる。

付加的な利点も、ここで図示され説明された噴射カートリッジ１４の形態によって提供される。例えば、上方シール要素６０によって流れ挿入部２２及び外側カートリッジ本体部２０の間で確立された流体緊密シールの信頼性は、独立の工具の使用無しでの流れ挿入部２２及び外側カートリッジ本体部２０の容易な分解及び再組み立てを促進する。従って、外側カートリッジ本体部２０及び流れ挿入部２２の全ての流体接触部が、使用と使用との間の包括的な検査、洗浄、メンテナンス作業のために、迅速かつ容易に露出され得る。特に、流れ挿入部２２に形成された流路溝５６と、外側カートリッジ本体部２０の内面７６、７８、８２は、分解時に容易にアクセス可能であり、容易に検査、洗浄、メンテナンス作業、等がなされ得る。更に、流路溝５６の当該形状は、単一で連続的な流路５８を提供するので、「デッドフローゾーン（流体の流れが妨げられたり、閉塞が生じたりする）」を生成することなく、また、流路１２４に沿って空気巻き込み（エントラップメント）を生じることなく、ノズル８８に向かう流体材料の略一定で安定した流れを可能にする。

本発明は、特定の実施形態についての記述によって説明され、当該実施形態は、かなり詳しく説明された。しかしながら、添付の特許請求の範囲の請求項の範囲を、そのような詳細に制限することや、何らかの態様で限定することは、意図されていない。ここで説明された様々な特徴は、単独でも、任意の組合せでも、利用可能である。付加的な利点及び修正は、当業者にとって容易である。本発明は、その広い観点では、特定の詳細や代表的な装置及び方法や図示の例に限定されない。従って、本発明の概念の範囲または精神から逸脱することなく、そのような詳細からの発展がなされ得る。

Claims (22)

1. 流体材料を噴射するための噴射カートリッジであって、
   流体材料を受容するようになっている外側本体部と、
   前記外側本体部内に受容されるように構成された流れ挿入部と、
   前記外側本体部と前記流れ挿入部との間に規定され、その長手方向軸線に沿って延びると共に当該長手方向軸線回りに周方向に沿って延びる流路と、
   を備え、
   前記外側本体部は、ソケットを規定する内側面と、上面と、その長手方向軸線回りに周方向に延びる外側面と、を含んでおり、
   前記流れ挿入部は、軸部と、前記軸部から前記長手方向軸線に沿って区切られたヘッド部と、を有しており、
   前記ヘッド部は、前記長手方向軸線回りに周方向に延びる外側面と、底面と、を規定しており、
   前記軸部は、前記ヘッド部の前記底面が前記外側本体部の前記上面に接触するように、前記外側本体部の前記ソケット内に受容されるように構成されており、
   前記外側本体部は、加熱要素から熱を受容するようになっており、且つ、当該熱を前記流路を通流する流体材料に伝達するようになっている
   ことを特徴とする噴射カートリッジ。
2. 前記外側本体部及び前記流れ挿入部の少なくとも一方は、前記流路を少なくとも部分的に規定する溝を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。
3. 前記流れ挿入部は、円筒部を含んでおり、
   前記流路は、前記円筒部と前記外側本体部との間に規定された流路である
   ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。
4. 前記外側本体部は、前記軸部を解除可能に受容するソケットを含んでおり、
   前記流路は、前記外側本体部と前記軸部との間に規定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。
5. 前記流れ挿入部と前記外側本体部との間に確立された解除可能なシール
   を更に備え、
   当該解除可能なシールは、前記流れ挿入部及び前記外側本体部と摩擦係合して、流体材料を前記流路内に収容するようになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。
6. 前記加熱要素は、前記本体部を周方向に取り囲んでおり、
   前記本体部は、前記加熱要素から熱を受容するために当該加熱要素に直接に接触しており、
   前記加熱要素は、前記流路を通流する流体材料の目標温度を達成するべく制御可能な電源供給部によってエネルギ供給されるようになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。
7. 前記外側本体部は、前記加熱要素から熱を受容するために当該加熱要素に直接に接触している環状肩部を含んでいる
   ことを特徴とする請求項６に記載の噴射カートリッジ。
8. 前記外側本体部及び前記流れ挿入部は、前記加熱要素によって軸方向の係合状態に維持されるようになっており、
   当該噴射カートリッジは、前記加熱要素を介して噴射ディスペンサのアクチュエータに解除可能に結合可能である
   ことを特徴とする請求項６に記載の噴射カートリッジ。
9. アクチュエータと当該アクチュエータに作動可能に結合されノズルを有する噴射カートリッジとを含む噴射ディスペンサによって流体材料を噴射する方法であって、
   前記噴射カートリッジは、外側本体部と、前記外側本体部内に受容されるように構成された流れ挿入部と、を有しており、
   前記外側本体部は、ソケットを規定する内側面と、上面と、その長手方向軸線回りに周方向に延びる外側面と、を含んでおり、
   前記流れ挿入部は、軸部と、前記軸部から前記長手方向軸線に沿って区切られたヘッド部と、を有しており、
   前記ヘッド部は、前記長手方向軸線回りに周方向に延びる外側面と、底面と、を規定しており、
   前記軸部は、前記ヘッド部の前記底面が前記外側本体部の前記上面に接触するように、前記外側本体部の前記ソケット内に受容されるように構成されており、
   当該方法は、
   前記噴射カートリッジの前記外側本体部内に流体材料を受容する工程と、
   前記噴射カートリッジの長手方向軸線に沿って、且つ、当該長手方向軸線回りの周方向に沿って、前記ノズルに向かう方向で前記流体材料が案内されるように、前記外側本体部と前記流れ挿入部との間に規定された流路を介して前記流体材料を案内する工程と、
   前記噴射カートリッジを通して案内される前記流体材料を目標温度にまで加熱する工程と、
   前記流体材料が前記ノズルに入る時に前記目標温度を維持する工程と、
   前記加熱された流体材料を前記ノズルから噴射する工程と、
   を備えたことを特徴とする方法。
10. 前記噴射カートリッジを通して前記流体材料を案内する工程は、螺旋状流路に沿って前記流体材料を案内する工程を含んでいる
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記螺旋状流路に沿って前記流体材料を案内する工程は、前記噴射カートリッジの長手方向軸線回りに３６０°前記流体材料を案内する工程を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記噴射カートリッジは、外側本体部と、当該外側本体部内に受容された流れ挿入部と、を含んでおり、
    前記噴射カートリッジを通して前記流体材料を案内する工程は、前記外側本体部と前記流れ挿入部との間に規定された流路を通して前記流体材料を案内する工程を含んでいる
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
13. 前記流路を通して前記流体材料を案内する工程は、前記流れ挿入部の少なくとも一部の周りに周方向に前記流体材料を案内する工程を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記噴射カートリッジを通して案内される前記流体材料を加熱する工程は、
    前記本体部を加熱要素と直接に接触させる工程と、
    前記加熱要素に電源供給部によってエネルギ供給する工程と、
    を含み、
    前記流体材料の前記目標温度を維持する工程は、
    前記電源供給部を選択的に制御する工程
    を含んでいる
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
15. 前記流体材料の前記目標温度を維持する工程は、
    検出された温度に応じて、前記電源供給部を選択的に制御する工程
    を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 流体材料を噴射するための噴射カートリッジであって、
    上面と、その内部に規定されたソケットと、を有する外側本体部と、
    ヘッド部と、前記ヘッド部から区切られた軸部と、を有する流れ挿入部と、
    前記外側本体部と前記流れ挿入部の前記軸部との間に規定され、その長手方向軸線に沿って延びると共に当該長手方向軸線回りに周方向に沿って延びる流路と、
    前記外側本体部と前記流れ挿入部との間の摩擦接合部と、
    を備え、
    前記軸部は、前記外側本体部の前記ソケット内に受容されるようになっており、
    前記ヘッド部は、前記軸部が前記外側本体部の前記ソケット内に受容される時に前記外側本体部の前記上面に接触するように構成された底面を規定しており、当該ヘッド部の前記底面は前記外側本体部の前記上面に接触するようになっており、
    前記摩擦接合部は、前記外側本体部と前記流れ挿入部との間に設けられた解除可能なシール要素によって促進されており、
    前記摩擦接合部は、独立の工具の使用無しで、前記流路を露出するべく係合解除されるようになっており、
    前記外側本体部は、加熱要素から熱を受容するようになっており、且つ、前記流路を通流する前記流体材料に前記熱を伝達するようになっている
    ことを特徴とする噴射カートリッジ。
17. 前記流路は、当該噴射カートリッジの長手方向軸線に沿って延びている
    ことを特徴とする請求項１６に記載の噴射カートリッジ。
18. 前記加熱要素は、前記外側本体部に直接に接触して、前記外側本体部を前記流れ挿入部との軸方向の係合状態に維持しており、
    前記加熱要素は、クランプによって、噴射ディスペンサのアクチュエータに解除可能に結合可能である
    ことを特徴とする請求項１６に記載の噴射カートリッジ。
19. 前記外側本体部は、当該外側本体部と前記流れ挿入部の前記軸部との間の空間内に前記流体材料を受容するように構成されており、
    前記流体材料は、前記外側本体部に規定された挿入ソケットを介して受容される
    ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。
20. 前記外側本体部の前記外側面は、前記長手方向軸線に沿って、前記流れ挿入部の前記ヘッド部の前記外側面と整列するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。
21. 前記流れ挿入部は、前記外側本体部に対して、回転によって固定されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。
22. 前記流れ挿入部は、前記外側本体部に対して、摩擦によって固定されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の噴射カートリッジ。

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