(57)【要約】【課題】迅速かつ簡便に交換できることによりダウンタイム及び全費用を減らすシールアセンブリを有する、ホットメルト接着剤等の粘稠液体を吐出する装置を提供することが目的である。【解決手段】液体を吐出する装置は、液体通路及び空気通路を有するディスペンサ本体を備える。ディスペンサ本体には弁棒が取り付けられ、液体の流れを許す開位置と液体の流れを阻止する閉位置との間で往復運動する。予め組み立てられた一体シールアセンブリは、ディスペンサ本体に螺合し、穴が貫通しているハウジングを備える。ハウジングは、穴内に配置される第１のシール部材及び第２のシール部材を備え、それぞれが弁棒とともに動的シールを形成して空気及び液体が空気通路及び液体通路から漏出することを防止する。ハウジングはさらに、ハウジングの外面とディスペンサ本体との間に静的シールを備える。弁棒は、ピストンに作用する加圧空気によって開位置に移動し、ばね復帰機構によって閉位置に移動して、液体を選択的に吐出することができる。【選択図】図２
2006175437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘稠液体を吐出する装置であって、
液体通路及び空気通路を有するディスペンサ本体であって、前記液体通路は、液体を受け取る液体入口及び液体を排出する排出口を含み、前記液体入口及び前記排出口は、前記液体通路と流体連通し、前記空気通路は、該空気通路と流体連通して加圧空気を供給する空気入口を含むディスペンサ本体と、
前記ディスペンサ本体内に取り付けられた弁棒であって、前記排出口からの液体の流れを許す開位置と前記排出口からの液体の流れを阻止する閉位置との間で前記ディスペンサ本体に対して移動するようになっている弁棒と、
前記ディスペンサ本体内の前記液体通路と前記空気通路との間に配置される、予め組み立てられた一体シールアセンブリであって、
前記ディスペンサ本体と取り外し可能に結合されるねじが設けられた外面を有するハウジングであって、近位端、遠位端、及び前記近位端から前記遠位端へ延在する穴を有し、該穴は前記弁棒の一部を受け入れる、ハウジング、
前記穴の第１の部分内に配置され、前記弁棒とともに動的シールを形成することにより、空気が前記空気通路から漏出することを防止する第１のシール部材、
前記穴の第２の部分内に配置され、前記弁棒とともに動的シールを形成することにより、液体が前記液体通路から漏出することを防止する第２のシール部材、及び
前記ハウジングと前記ディスペンサ本体との間に設けられ、液体が前記液体通路から漏出することを防止する静的シール
を備える、予め組み立てられた一体シールアセンブリと
を備える装置。
【請求項２】
前記第１のシール部材は、複数のディスクシールを含み、複数のディスクシールのそれぞれは、前記弁棒の一部を受け入れる中央開口を有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２のシール部材は、前記弁棒の一部を受け入れる中央開口を有するリップシールであり、前記リップシールは、前記弁棒に当接する縁部分を有する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記静的シールはさらに、前記ハウジングにより保持されるＯリングを備えている請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ハウジングはさらに、該ハウジングの前記近位端に隣接し、前記ディスペンサ本体に対して前記シールアセンブリを螺挿又は螺脱させるための工具を受け入れるようになっている工具係合部分を含む請求項１に記載の装置。
【請求項６】
粘稠液体を吐出する装置用の予め組み立てられた一体シールアセンブリであって、前記装置は、ディスペンサ本体を含み、前記ディスペンサ本体は、液体通路、空気通路、及び前記ディスペンサ本体内に取り付けられ、前記装置から液体を選択的に吐出するように前記ディスペンサ本体に対して移動可能な弁棒を有し、該予め組み立てられた一体シールアセンブリは、
ねじ要素を有するハウジングであって、前記ねじ要素は、該ハウジングを前記ディスペンサ本体に取り外し可能に結合するようになっており、該ハウジングは、近位端、遠位端、及び前記近位端から前記遠位端へ延在する穴を有し、前記穴は、前記弁棒の一部を受け入れるようになっているハウジングと、
前記穴の第１の部分内に配置され、前記弁棒とともに動的シールを形成することにより、空気が前記空気通路から漏出することを防止するようになっている第１のシール部材と、
前記穴の第２の部分内に配置され、前記弁棒とともに動的シールを形成することにより、液体が前記液体通路から漏出することを防止するようになっている第２のシール部材と、
前記ハウジングと前記ディスペンサ本体との間に設けられ、液体が前記液体通路から漏出することを防止する静的シールと
を備えるシールアセンブリ。
【請求項７】
前記第１のシール部材は、複数のディスクシールを含み、複数のディスクシールのそれぞれは、前記弁棒の一部を受け入れるようになっている中央開口を有する請求項６に記載のシールアセンブリ。
【請求項８】
前記第２のシール部材は、前記弁棒の一部を受け入れるようになっている中央開口を有するリップシールである請求項７に記載のシールアセンブリ。
【請求項９】
前記静的シールはさらに、前記ハウジングにより保持されるＯリングを備える請求項６に記載のシールアセンブリ。
【請求項１０】
前記ハウジングはさらに、該ハウジングの前記近位端に隣接し、前記ディスペンサ本体に対して前記シールアセンブリを螺挿又は螺脱させるための工具を受け入れるようになっている工具係合部分を含む請求項６に記載のシールアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、加熱された液体を吐出する液体吐出装置に関し、より詳細には、改良型シールアセンブリを有する、加熱された液体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットメルト接着剤等の液体を供給するための通常の吐出装置は、概して、吐出オリフィスを開閉する弁棒を有するディスペンサ本体を備える。弁棒は、通常、加圧空気によって個別量の加圧液体を吐出するよう動作する。装置内の１つ又は複数の液体シールにより、装置の液体通路と空気通路との間で液体が移動することが防止される。
【０００３】
概して本発明に関する装置は、吐出オリフィスに隣接する液体通路と、装置の反対端にある空気通路すなわち空気室とを含む。空気通路は、弁棒に接続されたピストンを片側に収容し、その反対側にばね復帰機構を含み得る。十分な空気圧力下では、ピストン及び弁棒は、弁座から離れる方向に移動して液体を排出することができる。ピストンの片側の空気圧力が解除されると、ばね復帰機構が弁棒を弁座に当接する常閉位置へ自動的に戻す。空気圧力は、同様に、又は代替的に、弁棒を閉じるために用いることができる。ばね復帰機構を用いて、その圧縮を変えること等により弁ストロークを調節し、それにより弁を開くのに必要な空気圧力の量を変えることができる。ばね圧縮を調整することにより、弁を閉じるのに用いられる付勢力も調整される。
【０００４】
本発明に関する吐出装置は、概して、ディスペンサ本体と弁棒との間に少なくとも１つの動的シールを配置することにより、液体が液体通路から漏出して空気通路へ入ることを防止する。動的シールは従来、互いに対して移動する２つの面間をシールすると理解されている。例えば、多くの吐出装置は、環状リップを弁要素に対して付勢する半径方向内向きの力を供給するコイルばねを有する、１つ又は複数のリップシールを用いる。環状リップは、概して、弁棒がシールに対して移動するとワイピング作用をもたらす当接（軸受）縁を含む。他の吐出装置では、標準的なＯリング又はばね付勢式カップシール等のシールが弁棒の周りにきつく嵌まり、ディスペンサ本体の内面に沿って弁棒とともに軸方向に移動する。いずれの場合も、弁棒とディスペンサ本体との相対運動により、シールが磨耗するため、適切にシールすることができなくなる。
【０００５】
したがって、液体が空気通路へ移動して吐出装置に大きな損傷を与えることを防止するために、シールは概して、日常的な社内保守プログラムの一部として交換される。保守を行うには、吐出装置を分解してシールを交換できるように、生産ラインを一時的に停止する。しかしながら、生産ラインを停止すると、生産の損失及び時間の損失により費用が増す。したがって、シールを交換するのに要する時間を最短にすることが望ましい。しかしながら、現在の吐出装置は、正しい方法で分解して正しい方法で再び組み立てなければならない多くの個別部品を含む、複雑なシール設計を有する。その結果、現在の吐出装置のシール交換は、生産ラインのダウンタイムが長くなるとともに費用が増す、冗長で時間のかかるプロセスとなり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、迅速かつ簡便に交換できることによりダウンタイム及び全費用を減らす改良型シールアセンブリを有する、ホットメルト接着剤等の粘稠液体を吐出する改良型装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、液体通路及び空気通路を内部に有するディスペンサ本体を有する吐出装置を提供することにより、従来の装置に関連するこれら及び他の欠点に対処する。液体通路は、液体を受け入れる液体入口、及び装置から液体を吐出する排出口を含む。液体入口及び排出口は、液体通路と流体連通している。空気通路は空気入口を含み、空気入口は空気通路と流体連通して空気通路に加圧空気を供給する。ディスペンサ本体内には弁棒が取り付けられ、排出口からの液体の流れを許す開位置と排出口からの液体の流れを阻止する閉位置との間でディスペンサ本体に対して移動するようになっている。装置はさらに、予め組み立てられた一体シールアセンブリを備えており、シールアセンブリは、ディスペンサ本体内の液体通路と空気通路との間に配置されて、空気及び液体がそれぞれの通路から漏出することを防止する。
【０００８】
シールアセンブリは、ねじが設けられた外面を有するハウジングを備えており、ねじでハウジングをディスペンサ本体と取り外し可能に結合される。ハウジングはさらに、近位端、遠位端、及び近位端から遠位端まで延びる穴を有し、穴を通して弁棒の一部が受け入れられる。穴の第１の部分内には、第１のシール部材が配置され、弁棒とともに動的シールを形成することにより、空気が空気通路から漏出することを防止する。穴の第２の部分内には、第２のシール部材が配置され、同様に弁棒とともに動的シールを形成することにより、液体が液体通路から漏出することを防止する。ハウジングとディスペンサ本体との間には、静的シールが位置付けられ、すなわち形成される。静的シールは、液体がディスペンサ本体とシールアセンブリのハウジングとの間で液体通路から漏出することを防止する。
【０００９】
本発明の例示的な実施形態では、ハウジングは、ほぼ円筒形であり、概して近位部分、中間部分、及び遠位部分を含む。ハウジング内の穴は、対応する近位穴部分、中間穴部分、及び遠位穴部分を概して画定する段状構成を有する。近位穴部分と中間穴部分との間には、ハウジング内で第１のシール部材を支持する第１の肩部が画定される。このために、近位穴部分の直径は中間穴部分の直径よりも大きく、それにより第１の肩部を画定する。第１のシール部材は、弁棒を受け入れる中央開口を有する複数のディスクシール、好ましくは４つのディスクシールを含む。ディスクシールは、第１の肩部と係合するように近位穴部分に挿入され、穴壁と摩擦係合する止め輪によってそこに固定される。中間穴部分と遠位穴部分との間には、ハウジング内で第２のシール部材を支持する第２の肩部が画定される。このために、中間穴部分の直径は遠位穴部分の直径よりも小さく、それにより第２の肩部を画定する。第２のシール部材は、弁棒を受け入れる中央開口及び弁棒に当接（軸受）する縁部分を有する、リップシールであり得る。リップシールは、第２の肩部と係合するように遠位穴部分に挿入される。遠位部分に沿ったハウジングの外面は、ハウジングとディスペンサ本体との間に静的シールを形成する第３のシール部材を受け入れる溝を含み得る。例えば、例示的な実施形態では、静的シールは、ハウジングにより保持されるＯリングで形成される。しかしながら、静的シールは、ねじ上のＰＴＦＥ等のシール材料の有無を問わずシールアセンブリのハウジングの外面にねじを延ばすこと、又は他の金属間シール方法若しくは金属−非金属間シール方法等、他の方法で形成することができる。
【００１０】
本装置はさらに、アクチュエータを含み、アクチュエータは、弁棒に動作可能に結合されて、開位置と閉位置との間で弁棒を作動させる。例示的な実施形態では、アクチュエータは、ピストンを含み、ピストンは弁棒に結合されるとともに空気通路内に配置されている。空気入口からの加圧空気は、弁棒を空気作動させるようピストンに作用する。弁棒を閉位置へ付勢するためにばね復帰機構を設けてもよい。
【００１１】
本発明のこれら及び他の目的、利点、及び特徴は、添付図面とともに以下の詳細な説明を読めば当業者には容易に明らかとなるであろう。
【００１２】
本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を説明するものであり、上述の本発明の概説及び以下の詳細な説明と合わせて、本発明を説明する役割を果たす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［発明の実施形態］
図１及び図２に示すように、本発明による予め組み立てられた一体シールアセンブリ１２を有する、ホットメルト接着剤等の加熱された粘稠液体を吐出する装置１０は、概して、個別量の液体を選択的に吐出するように作動されるようになっている弁棒１６を有する、ディスペンサ本体１４を含む。ディスペンサ本体１４は、加熱されるようになっており、アルミニウム、真鍮、ステンレス鋼等の伝熱可能な非相互作用性金属から作られる。ディスペンサ本体１４はさらに、１つ又は複数の取り付け用締結具２０によって、図２に仮想線で示すマニホルド１８に結合される。マニホルド１８は通常、そこに取り付けられる１つ又は複数の吐出装置１０に加熱された液体及び空気を分配する。このために、マニホルド１８は、加熱された液体を搬送する液体出口ポート２２と、弁棒１６を作動させる加圧空気を供給する空気出口ポート２４とを含む。マニホルド１８は、装置１０から吐出される液体のパターンを制御する加圧空気を供給する第２の空気出口ポート２６も含み得る。マニホルド１８の動作は、当業者には十分に理解されており、液体出口ポート２２、空気出口ポート２４、及び空気出口ポート２６それぞれを介してディスペンサ本体１４へ、加熱された液体、作動空気、及びパターン空気を送る。
【００１４】
ディスペンサ本体１４は、液体出口ポート２２と流体連通して加熱された液体を受け入れる液体入口２８と、液体入口２８と連通する液体通路３０と、液体通路３０と連通する排出口３２とが設けられた下側部分を含む。当該技術分野で既知のように、排出口３２に隣接して、ディスペンサ本体１４にノズル（図示せず）を結合することができる。このために、ディスペンサ本体１４は、ノズルを受け入れるようになっている溝３６を有する接続部材３４、及びノズルをディスペンサ本体１４に固定する保持ボルト３８を含むことができる。ディスペンサ本体１４は、空気入口４２と連通する空気通路４０が設けられた上側部分も含み、空気入口４２は、空気出口ポート２４から加圧空気を受け入れて空気通路４０へ導く。以下でより詳細に説明するように、空気通路４０を用いて弁棒１６を動作させる。ディスペンサ本体１４はさらに、空気入口４６と連通する第２の空気通路（複数可）４４を液体通路３０の下に含むことができ、空気入口４６は、空気出口ポート２６から加圧空気を受け入れて空気通路（複数可）４４へ導く。空気通路（複数可）４４を用いて、排出口３２から吐出される液体のパターンを制御する。入口２８、４２、４６それぞれの周りにＯリング４８が配置されて、これらの接続部をシールする。液体入口２８、空気入口４２、及び空気入口４６は、マニホルド１８でシールされるようにＯリング４８の内径にわずかに干渉する環状リップを有し得る。
【００１５】
本発明の例示的な一実施形態では、ディスペンサ本体１４は、ほぼ長手方向の軸線５４に沿ってディスペンサ本体１４内に延びる第１の通路部分５２ａ、第２の通路部分５２ｂ、及び第３の通路部分５２ｃを概して有する、中央通路５２を含む。中央通路５２は、第１の通路部分５２ａと第２の通路部分５２ｂとの間に第１の肩部５６を画定し、第２の通路部分５２ｂと第３の通路部分５２ｃとの間に第２の肩部５８を画定する。例えば、肩部５６、５８は、図２に示すように、中央通路５２の直径の縮小により画定され得る。そして、空気通路４０は中央通路５２の第１の肩部５６の上に配置される。そして、液体通路３０は中央通路５２の第１の肩部５６と第２の肩部５８との間に配置される。そして、空気通路（複数可）４４は、中央通路５２の周りの第２の肩部５８の下に配置され得る。以下でより詳細に説明するように、中央通路５２の段状構成は、装置１０の種々の構成部品に支持面を提供する。
【００１６】
図２を参照すると、装置１０は弁棒１６を含み、弁棒１６は、ディスペンサ本体１４の中央通路５２内に取り付けられるとともに、長手方向軸線５４にほぼ沿って開位置と閉位置との間でディスペンサ本体１４に対して往復移動するように構成されている。このために、ディスペンサ本体１４は、液体入口２８と排出口３２との間に位置する弁座６０を含む。弁棒１６は、ボール６２等の弁要素を含み、弁要素は、弁座６０と協働して排出口３２からの液体の流れを選択的に許すか又は阻止する。開位置では、ボール６２が弁座６０から離脱することにより、ボール６２と弁座６０との間に空隙が形成され、液体が排出口３２から吐出されることを可能にする。閉位置では、ボール６２が弁座６０と係合することにより、液体が排出口３２から吐出されることが阻止される。したがって、弁棒１６が開位置と閉位置との間で移動することにより、装置１０からの液体の吐出が制御される。弁座６０は概して、超硬材料（炭化物）でできており、第２の肩部５８と係合するように中央通路５２に挿入される。第２の肩部５８及び弁座６０付近の中央通路５２の直径は、弁座６０を中央通路５２内に圧入して弁座６０をディスペンサ本体１４内に固定することができるような寸法にされている。当業者に認識されるように、弁座６０をディスペンサ本体１４内に固定するために他の方法を用いてもよい。
【００１７】
本発明の有利な一態様では、一体シールアセンブリ１２は、液体通路３０と空気通路４０との間で中央通路５２内に配置される。シールアセンブリ１２は、空気が空気通路４０から漏出して液体通路３０へ入ることにより飛散及び不均一な液体の吐出が起こることを防止するように動作する。シールアセンブリ１２はさらに、液体が液体通路３０から漏出して空気通路４０へ入ることにより弁棒１６を拘束したり、あるいは装置１０の適切な動作を妨げたりすることを防止するように動作する。シールアセンブリ１２は、予め組み立てられた一体構成であるが、生産ラインのダウンタイム及び全費用を減らすように、ディスペンサ本体１４内の動的シールの迅速かつ簡便な交換を可能にすることが有利である。このために、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、シールアセンブリ１２は、ハウジング６６を含み、ハウジング６６は、近位端６８、遠位端７０、及び近位端６８から遠位端７０まで延びる穴７２を有する。ハウジング６６は、真鍮、アルミニウム、ステンレス鋼、及び他の適当な材料からできていてもよい。穴７２は、開位置と閉位置との間でハウジング６６に対して移動する弁棒１６の一部を受け入れるように構成される。シールアセンブリ１２は、第１のシール部材７４を含み、第１のシール部材７４は、穴７２内に配置されてハウジング６６に固定されている。第１のシール部材７４は、弁棒１６の往復移動の間、弁棒１６の周りに流体密な動的シールを形成して、空気が空気通路４０から漏出して第１のシール部材７４を通って液体通路３０へ入ることを防止する。シールアセンブリ１２はさらに、第２のシール部材７６を含み、第２のシール部材７６は、穴７２内に配置されて第１のシール部材７４から離間している。第２のシール部材７６も同様に、弁棒１６の周りに流体密な動的シールを形成して、液体が液体通路３０から漏出して第２のシール部材７６を通って空気通路４０へ入ることを防止する。
【００１８】
シールアセンブリ１２の例示的な一実施形態では、ハウジング６６は、ほぼ円筒形であり、近位部分７８、中間部分８０、及び遠位部分８２を含む。穴７２は、ハウジング６６内で、近位穴部分７２ａ、中間穴部分７２ｂ、及び遠位穴部分７２ｃを画定する段状構成を有する。穴７２は、近位穴部分７２ａと中間穴部分７２ｂとの間に第１の肩部８４を画定し、中間穴部分７２ｂと遠位穴部分７２ｃとの間に第２の肩部８６を画定する。例えば、肩部８４、８６は、図３Ｂに示すように、穴７２の直径の変化により画定され得る。このために、近位穴部分７２ａは直径Ｄ１を有することができ、中間穴部分７２ｂは直径Ｄ２を有することができ、Ｄ２はＤ１よりも小さいことにより、ハウジング６６の近位端６８に面する第１の肩部８４を画定する。同様に、遠位穴部分７２ｃは、Ｄ２よりも大きな直径Ｄ３を有することにより、ハウジング６６の遠位端７０に面する第２の肩部８６を画定することができる。第１のシール部材７４は、第１の肩部８４によりハウジング６６内で支持されるように、近位穴部分７２ａに配置される。第２のシール部材７６は、第２の肩部８６によりハウジング６６内で支持されるように、遠位穴部分７２ｃに配置される。
【００１９】
例示的な実施形態では、第１のシール部材７２は、複数のディスクシール８８、好ましくは、４つのディスクシール８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄを含む。ディスクシール８８は、概ね平坦な薄いディスク形のシールであり、ディスク形のシールは、外径と、ハウジング６６内に延在している弁棒１６の一部を受け入れるようになっている中央開口とを有する。ディスクシール８８は、概して、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）等のＰＴＦＥ材料、又はＲＵＬＯＮ（登録商標）等の強化ＰＴＦＥ材料からできていてもよい。ディスクシール８８は、内側リップ９０を含み、内側リップ９０は、ディスクシール８８の平面から好ましい方向に延在している。リップ９０は、ハウジング６６を通る弁棒１６の一部を受け入れて、弁棒１６が開位置と閉位置との間でディスクシール８８に対して移動する時に弁棒１６をシールするように構成されている。ディスクシール８８は、各ディスクシール８８が別のディスクシール８８と隣接して図３Ｂに示すような積み重ね構成を形成するように配置される。例示的な実施形態では、ディスクシール８８ａ、８８ｂは、遠位端７０に向かって延在するリップ９０を有し、ディスクシール８８ｃ、８８ｄは、近位端６８に向かって延在するリップ９０を有する。しかしながら、ディスクシール８８は他の構成でリップ９０を有して積み重ねられてもよいため、本発明はそのように限定されない。
【００２０】
ディスクシール８８の外径は、近位穴部分７２ａの直径Ｄ１とほぼ等しく構成される。このように、ディスクシール８８は、穴７２内にぴったりと嵌まり、ディスクシール８８ａが第１の肩部８４と係合するまで穴７２に沿って移動することができる。ディスクシール８８をハウジング６６内に固定するために、シールアセンブリ１２はさらに、積重ねたディスクシール８８の上にディスクシール８８ｄに隣接して載った座金９２と、座金９２に隣接した止め輪９４とを含むことにより、ディスクシール８８が止め輪９４と第１の肩部８４との間に並置される。止め輪９４は、その周縁から円周方向に離間して延びる複数のタブ９６を含む。止め輪９４は、タブ９４の縁が穴７２の壁と摩擦係合するような寸法にされている。タブ９４は、止め輪９４の平面に対して角度を付けられて近位端６８に向かって延在している。この構成により、止め輪９４を近位部分７８の穴７２に挿入することはできるが、止め輪９４をそこから取り外すことはできなくなるか、又は取り外しが少なくとも困難になる。このように、ディスクシール８８をハウジング６６内に固定して、ハウジング６６に対して移動できないようにすることができる。
【００２１】
さらに、例示的な実施形態では、第２のシール部材７６はばね付勢式リップシール９８であり得る。リップシール９８は、ほぼＪ字形の断面を有し、弁棒１６に当接する環状リップ１００を含む。リップシール９８内には、リップ１００に対して半径方向内向きの力を供給するコイルばね１０２が収容されることにより、リップ１００の縁１０４が弁棒１６に当接（軸受）するようになる。リップ１００の縁１０４、及びリップ１００と弁棒１６との間の接触領域は、コイルばね１０２の直径に沿ってほぼ配置される。これにより、弁棒１６に対してリップ１００の最適な力及びワイピング作用が与えられる。リップシール９８は、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）として市販されているフルオロエラストマー等の種々のエラストマー、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む他の適当な材料からできていてもよい。リップシール９８は、遠位端７０から遠位穴部分７２ｃに挿入される。リップシール９８の外径は、遠位穴部分７２ｃの直径Ｄ３とほぼ等しい。このように、リップシール９８は、穴７２内にぴったりと嵌まり、リップシール９８が第２の肩部８６と係合するまで穴７２に沿って移動することができる。後述するように、リップシール９８は、ディスペンサ本体１４による弁棒１６の往復移動の間、ハウジング６６内に保持される。当業者が認識するように、他のタイプのシールを第１のシール部材７４及び第２のシール部材７６として用いてもよい。したがって、本発明は、本明細書で説明するディスクシール８８及びリップシール９８に限定されない。
【００２２】
再び図２を参照すると、シールアセンブリ１２は、ハウジング６６の遠位端７０が第１の肩部５６と係合するようにディスペンサ本体１４内に配置される。シールアセンブリ１２をディスペンサ本体１４内に固定するために、ハウジング６６の外面は雄ねじ１０６を含み、中央通路５２は対応する一組の雌ねじ１０８を含み、ねじ１０６、１０８は協働して、シールアセンブリ１２をディスペンサ本体１４と取り外し可能に結合する。図３に示すように、ハウジング６６は、第３のシール１０９を含むことができ、第３のシール１０９は、ハウジング６６とディスペンサ本体１４との間に流体密な静的シールを形成して、液体が液体通路３０から漏出することを防止する。このために、ハウジング６６の遠位部分８２は、ハウジング６６とディスペンサ本体１４の中央通路５２との間に静的シールを形成するように、Ｏリング１１２を受け入れるようになっている溝１１０を含むことができる。装置１０をマニホルド１８に固定する取り付け用締結具２０を設けるために、ハウジング６６は、ハウジング６６の中間部分８０の外面に形成される切欠部分、好ましくは環状の弓形凹部１１４を含む。凹部１１４は、装置１０をマニホルド１８に取り付けるように取り付け用締結具２０が装置１０に挿入されると、締結具２０の形状に適合する。さらに、ハウジング６６は、第１のシール部材７４と第２のシール部材７６との間に少なくとも１つの液抜き穴１１５を含み得る。液抜き穴１１５は、弁棒１６と連通し、第２のシール部材７６を通って漏れる液体が第１のシール部材７４及び空気通路４０に達する前にこのような液体を逃がすことができる。
【００２３】
図２に示すように、装置１０はさらに、アクチュエータを含み、アクチュエータは、弁棒１６に動作可能に結合されて、開位置と閉位置との間で弁棒１６を作動させることにより排出口３２から液体を選択的に吐出させることができる。例示的な実施形態では、アクチュエータは、２つの剛性の金属ディスク１２０と１２２との間に挟まれたガラス含浸ＰＴＦＥディスクシール１１８（フューロンカンパニーによるＲＵＬＯＮ（登録商標）タイプＡＲとして販売）を含むピストン１１６を含む。弁棒１６は、ピストン１１６を受け入れる溝を内部に含み、ねじ１１７等の締結具を用いて、ピストン１１６を弁棒１６に固定することができる。ピストン１１６は、ピストン１１６の底面が空気通路４０を塞いでピストンシール１１８によりシールされるように、空気通路４０内に配置される。上述のように、加圧空気を空気通路４０に導入して、ピストン１１６、弁棒１６、及びボール６２を弁座６０から離れるように移動させ、排出口３２から液体が流れるようにすることができる。
【００２４】
装置１０はばね復帰機構１２４も含むことができ、ばね復帰機構１２４は弁棒１６に動作可能に結合されるとともに、ピストン１１６、弁棒１６、及びボール６２を下方に付勢して弁座６０と係合させるように構成されている。このために、空気通路４０が減圧されると、ばね１２６が下向きの力を加えて、ボール６２を弁座６０と係合させ、排出口３２からの液体の流れを阻止する。当業者であれば、アクチュエータの他の構成を認識するであろう。例えば、ばね復帰機構１２４の代わりに、ピストンの両側に空気通路がある複動ピストンを用いてもよい。代替的に、電気アクチュエータを用いて、開位置と閉位置との間で弁棒１６を選択的に移動させてもよい。
【００２５】
動作時には、液体通路３０が満たされるまで、液体が圧力によって液体入口２８に導入される。十分な加圧空気は、空気通路４０へ送られてピストン１１６に作用することにより、ばね１２６の力に抗して、ピストン１１６、弁棒１６、及びボール６２を弁座６０から離れるように移動する。続いて、液体通路３０内の加圧液体は、排出口３２から流出する。空気通路４０内の加圧空気が十分に減少すると、ばね１２６からの力がピストン１１６、弁棒１６、及びボール６０を弁座６０に向かって付勢することでボール６２が弁座６０と係合し、それにより排出口３２を閉じて、排出口３２からの液体の流れを阻止する。弁棒１６の往復運動の間、シールアセンブリ１２、特にハウジング６６内の第１のシール部材７４及び第２のシール部材７６は、弁棒１６との流体密な動的シールを維持することにより、空気が空気通路４０から漏出することを防止し、さらに、液体が液体通路３０から漏出することを防止する。
【００２６】
シールアセンブリ１２は、一体構造を有し、図４に示すように予め組み立てることができる。したがって、シールアセンブリ１２を組み立てるには、ディスクシール８８ａ〜８８ｄをハウジング６６の近位端６８に挿入し、ディスクシール８８ａが第１の肩部８４と係合するまで近位穴部分７２ａに沿って移動させる。続いて、座金９２及び止め輪９４それぞれをハウジング６６の近位端６８に挿入し、近位穴部分７２ａに沿って移動させて、そこにディスクシール８８を固定する。続いて、リップシール９８をハウジング６６の遠位端７０に挿入し、リップシール８８が第２の肩部８６と係合するまで遠位穴部分７２ｃに沿って移動させる。さらに、続いて、Ｏリング１１２を遠位部分８２の溝１１０内に配置する。すると、次に説明するように、本発明による一体シールアセンブリ１２はディスペンサ本体１４に挿入される準備ができる。
【００２７】
本発明によるシールアセンブリ１２を備える装置１０を組み立てるために、中央通路５２が内部に形成されたディスペンサ本体１４が設けられる。中央通路５２は、近位端１２８等の一端から機械加工することにより、ディスペンサ本体１４に形成されることが有利である。これは、中央通路がディスペンサ本体の両端から機械加工される多くの現在の装置とは対照的である。中央通路５２を一端のみから機械加工することにより、ディスペンサ本体１４内の種々の通路及び部品の位置ずれの可能性が回避される。中央通路５２は、通路５２の幅寸法が近位端１２８から遠位端１３０にかけて徐々に小さくなるように形成される。これにより、中央通路５２を一端から機械加工することが可能になるだけでなく、前述のように中央通路５２に第１の肩部５６及び第２の肩部５８も設けられる。
【００２８】
図５に示すように、装置１０を組み立てるには、弁座６０を近位端１２８から中央通路５２に挿入する。ガラス含浸ＰＴＦＥディスクシール１３２を弁座６０とともに挿入して、弁座６０とディスペンサ本体１４との間にシールを提供することができる。弁座６０は、第２の通路部分５２ｂ内に圧入され、第２の肩部５８と係合する。続いて、上述のように組み立てられたシールアセンブリ１２を、中央通路５２に挿入し、ねじ１０６及び１０８によってディスペンサ本体１４の第１の通路部分５２ａ内に取り外し可能に結合する。ハウジング６６の遠位端７０が第１の肩部５６と係合するまで、シールアセンブリ１２を第１の通路部分５２ａに螺入する。このように配置すると、ハウジング６６の遠位端７０にある第２のシール部材７６は、ハウジング６６の第２の肩部８６とディスペンサ本体１４の第１の肩部５６との間に並置される。このように、第２のシール部材７６は、弁棒１６の往復運動の間、移動することが防止される。
【００２９】
続いて、前述のように組み立てられたピストン１１６を弁棒１６に結合して、弁棒アセンブリ１３４を形成する。ピストン１１６は、ねじ１１７によって弁棒１６に結合することができる。続いて、締結具１４０等によってピストンキャップ１３８をディスペンサ本体１４の近位端１２８に結合して、中央通路５２を塞ぐ。ピストンキャップ１３８は、ばね１２６を含み、ばね１２６がディスペンサ本体１４に結合されるとピストン１１６の上面に作用してピストン１１６を下方に付勢するように構成される。続いて、組み立てられた装置１０を取り付け用締結具２０によってマニホルド１８に取り付けることができる。
【００３０】
本発明の有利な一態様では、予め組み立てられた一体シールアセンブリ１２は、ディスペンサ本体１４内の動的シールの迅速かつ簡便な交換を可能にする。これを行うために、装置１０は、取り付け用締結具２０を取り外すことによってマニホルド１８から取り外すことができる。続いて、締結具１４０を取り外すことによってピストンキャップ１３８を取り外す。次に、弁棒アセンブリ１３４を中央通路５２から取り外す。続いて、シールアセンブリ１２を中央通路５２から取り外すことができる。シールアセンブリ１２の挿入及び取り外しを容易にするために、ハウジング６６の近位端６８は、１つ又は複数のノッチ１４２を含むこと等により、工具係合部分を含み得る。このように、近位端６８の形状と相補的な形状を有する工具（図示せず）を用いて、シールアセンブリ１２をディスペンサ本体１４に対して螺入／螺脱させるようにハウジング６６を回転させることができる。ハウジング６６の近位部分７８はさらに、１つ又は複数の開口１４４を含むことができ、開口１４４は、シールアセンブリ１２を中央通路５２から取り外す時に、Ｏリング１１２と中央通路５２との間の摩擦に抗することができるように、工具（図示せず）用の把持点を与える。
【００３１】
続いて、ハウジング６６が第１の肩部５６と係合するように、新たなシールアセンブリ１２を中央通路５２に挿入し戻し、所定位置に螺入することができる。続いて、弁棒アセンブリ１３４を、中央通路５２に挿入してハウジング６６に通すことができる。続いて、ピストンキャップ１３８を元に戻し、締結具１４０によって固定する。続いて、交換されたシールアセンブリ１２を有する装置１０を、取り付け用締結具２０を用いてマニホルド１８に再び取り付けることができる。すると、生産ラインを再始動させることができる。シールアセンブリ１２の一体的な態様により、シールの交換中に用いられる個別構成部品の数が減り、シールを交換するためのダウンタイムの量が減り、それにより全製造費用が減る。さらに、個々のシールを現場で交換するのとは対照的に、工場で予め組み立てられたシールアセンブリによって装置のシールを交換することにより、シール交換プロセスの信頼性及び一貫性が増す。
【００３２】
本発明を種々の好ましい実施形態の説明により説明し、これらの実施形態を幾分詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲をこのような詳細に制限又はいかなる形にせよ限定することは、本出願人の意図するところではない。さらなる利点及び変更は、当業者には容易に明らかとなるであろう。本発明の種々の特徴は、使用者のニーズ及び嗜好に応じて単独で、又は多くの組み合わせで用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】例示的な液体吐出装置を示す。
【図２】本発明によるシールアセンブリを有する、全体的に線２−２に沿って切り取った図１の例示的な液体吐出装置の断面図を示す。
【図３Ａ】図２に示す装置の例示的なシールアセンブリを示す。
【図３Ｂ】全体的に線３Ｂ−３Ｂに沿って切り取った図３Ａのシールアセンブリの断面図である。
【図４】図３Ａのシールアセンブリの構成部品の分解図を示す。
【図５】図３Ａのシールアセンブリを組み込んだ、図２の液体吐出装置の構成部品の分解図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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