(57)【要約】【課題】可撓性ベローズシールを改良し、且つ流路での運動用シールの使用に関する問題にさらに対処する液体吐出モジュールを提供すること。【解決手段】液体吐出モジュールが、ディスペンサ本体組立体、可撓性シール、ニードル、及び作動装置を備える。ディスペンサ本体組立体は、液体入口と、放出出口と、液体入口と放出出口との間に弁座を含む流路とを含む。可撓性シールは、ディスペンサ本体組立体に係合し、下流端部を含む。ニードルは、拡大部を含む。拡大部は、前記可撓性シールの下流端部に係合しこれを保持して、可撓性シールを、拡大部とディスペンサ本体組立体との間で長さ方向に圧縮されている状態に配置する。ニードルは、開位置と閉位置との間で移動する弁要素も含む。可撓性シールは、液体が流路から漏出するのを防止する。【選択図】図２
2011078959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性液体を吐出する液体吐出モジュールであって、
液体入口、放出出口、及び該液体入口から該放出出口への液体の流れを導くことができ且つ該液体入口と該放出出口との間に弁座を含む流路を含むディスペンサ本体組立体と、
作動装置と、
前記ディスペンサ本体組立体に密封係合する上流端部、及び下流端部を含み、前記作動装置から前記流路を密封するようになっている可撓性シールと、
弁要素を含み、該弁要素を前記弁座から離して前記放出出口からの液体の流れを許す開位置と、前記弁要素を前記弁座と係合させて前記放出出口からの液体の流れを防止する閉位置との間で、前記ディスペンサ本体組立体内で往復移動するように前記作動装置によって操作可能なニードルであって、該ニードルと一緒に前記可撓性シールの前記下流端部の往復移動を可能にするように、且つ前記可撓性シールを前記上流端部と前記下流端部との間で長さ方向に圧縮させるように、前記下流端部に係合しこれを保持する拡大部を含むニードルと
を備える液体吐出モジュール。
【請求項２】
前記ディスペンサ本体組立体は、横断面を有する凹部を含み、前記上流端部は、前記可撓性シールを前記横断面と前記拡大部との間で長さ方向に圧縮させるように前記横断面によって係合及び保持される請求項１に記載の液体吐出モジュール。
【請求項３】
前記可撓性シールの前記下流端部を受け入れて前記可撓性シールを長さ方向に圧縮させるように前記拡大部によって少なくとも部分的に形成される環状溝をさらに備える請求項１に記載の液体吐出モジュール。
【請求項４】
前記環状溝は、収束部をさらに備え、前記可撓性シールの前記下流端部は、前記流路を密封し且つ前記可撓性シールをさらに長さ方向に圧縮させるように前記収束部に押し込まれるようになっている請求項３に記載の液体吐出モジュール。
【請求項５】
前記ディスペンサ本体組立体は、前記可撓性シールに、長さ方向の圧縮で予荷重をかけるように調整可能に位置決めされるニードル案内部材をさらに備える請求項１に記載の液体吐出モジュール。
【請求項６】
前記可撓性シールは、前記上流端部と前記下流端部との間にあって前記ニードルとの間に内部空洞を形成するように前記ニードルから半径方向外方へ延在している中央部をさらに含み、前記作動装置は、加圧空気源と連通するようになっている作動装置室をさらに備え、前記内部空洞は、前記作動装置室と流体連通して、前記中央部が前記ニードルの上に潰れるのを防止するために前記内部空洞の空気加圧を可能にしている請求項１に記載の液体吐出モジュール。
【請求項７】
前記可撓性シールは、約６５のデュロメーター硬さを有する請求項１に記載の液体吐出モジュール。
【請求項８】
前記可撓性シールは、４０〜９０の範囲にあるデュロメーター硬さを有する請求項１に記載の液体吐出モジュール。
【請求項９】
粘性液体を吐出する液体吐出モジュールであって、
液体入口、放出出口、及び該液体入口から該放出出口への液体の流れを導くことができ且つ該液体入口と該液体出口との間に弁座を含む流路を含み、さらに、横断面を有する凹部をさらに含むディスペンサ本体組立体と、
作動装置と、
弁要素を含み、該弁要素を前記弁座から離して前記放出出口からの液体の流れを許す開位置と、前記弁要素を前記弁座と係合させて前記放出出口からの液体の流れを防止する閉位置との間で、前記ディスペンサ本体組立体内で往復移動するように前記作動装置によって操作可能なニードルと、
前記ニードルに密封係合する下流端部、及び前記横断面によって係合及び保持される上流端部を含み、前記上流端部と前記下流端部との間で長さ方向に圧縮される状態に配置されて前記作動装置から前記流路を密封するようになっている可撓性シールと
を備える液体吐出モジュール。
【請求項１０】
前記凹部は、収束部をさらに備え、前記可撓性シールの前記上流端部は、前記収束部に押し込まれて前記流路を密封し且つ前記可撓性シールをさらに長さ方向に圧縮させる請求項９に記載の液体吐出モジュール。
【請求項１１】
前記ディスペンサ本体組立体は、前記可撓性シールに、長さ方向の圧縮で予荷重をかけ、さらに、前記可撓性シールの前記上流端部を前記凹部の前記横断面に押し込んで係合させるように調整可能に位置決めされるニードル案内部材をさらに備える請求項９に記載の液体吐出モジュール。
【請求項１２】
前記可撓性シールは、前記ニードルとの間に内部空洞を形成するように前記ニードルから半径方向外方へ延在している中央部をさらに含み、前記作動装置は、加圧空気源と連通するようになっている作動装置室をさらに備え、前記内部空洞は、前記作動装置室と流体連通して、前記中央部が前記ニードルの上に潰れるのを防止するために前記内部空洞の空気加圧を可能にしている請求項９に記載の液体吐出モジュール。
【請求項１３】
前記可撓性シールは、約６５のデュロメーター硬さを有する請求項９に記載の液体吐出モジュール。
【請求項１４】
粘性液体を吐出する液体吐出モジュールで用いる組立体であって、
ディスペンサ本体組立体に密封係合するように構成される上流端部、及び下流端部を含む可撓性シールと、
前記ディスペンサ本体組立体内で往復移動するようになっている弁要素を含むニードルであって、拡大部をさらに含み、該拡大部は、前記可撓性シールの前記下流端部に係合しこれを保持し、且つ前記可撓性シールを前記拡大部と前記ディスペンサ本体組立体との間で長さ方向に圧縮する状態に配置するようになっており、前記下流端部は、前記ニードルと共に往復するようになっているニードルと、
を備える組立体。
【請求項１５】
前記ニードルを受け入れて該ニードルの往復移動を案内する通路を含み、且つ前記可撓性シールの前記上流端部に密封係合するニードル案内部材をさらに備える請求項１４に記載の組立体。
【請求項１６】
前記ニードル案内部材は、横断面を有する凹部を含み、前記上流端部は、前記可撓性シールを前記上流端部と前記下流端部との間で長さ方向に圧縮する状態に配置するように、前記横断面によって係合及び保持される請求項１５に記載の組立体。
【請求項１７】
前記拡大部によって少なくとも部分的に形成された環状溝をさらに備え、前記環状溝は、前記可撓性シールの前記下流端部を受け入れて前記可撓性シールを長さ方向に圧縮する状態に配置する請求項１５に記載の組立体。
【請求項１８】
前記環状溝は、収束部をさらに備え、前記可撓性シールの前記下流端部は、前記収束部に押し込まれる請求項１７に記載の組立体。
【請求項１９】
前記ニードル案内部材は、前記可撓性シールに、長さ方向の圧縮で予荷重をかけるように前記拡大部に対して調整可能に位置決めされる請求項１７に記載の組立体。
【請求項２０】
前記可撓性シールは、約６５のデュロメーター硬さを有する請求項１４に記載の組立体。
【請求項２１】
前記可撓性シールは、４０〜９０の範囲にあるデュロメーター硬さを有する請求項１４に記載の組立体。
【請求項２２】
粘性液体を吐出する液体吐出モジュールで用いる組立体であって、
横断面を画定する凹部を有するディスペンサ本体組立体構成部品と、
前記ディスペンサ本体組立体内で往復移動するようになっており、弁要素を含み、該弁要素が開位置と閉位置との間を移動可能なニードルと、
前記ニードルに密封係合する下流端部、及び前記横断面によって係合及び保持される上流端部を含み、前記上流端部と前記下流端部との間で長さ方向に圧縮させる状態に配置される可撓性シールと
を備える組立体。
【請求項２３】
前記ディスペンサ本体組立体構成部品は、通路を有するニードル案内部材をさらに備え、前記ニードルは、前記通路内で往復移動するように取り付けられる請求項２２に記載の組立体。
【請求項２４】
前記ニードル案内部材は、前記可撓性シールに、長さ方向の圧縮で予荷重をかけるように前記ニードルに対して調整可能に位置決めされる請求項２２に記載の組立体。
【請求項２５】
前記凹部は、収束部をさらに備え、前記可撓性シールの前記上流端部は、前記収束部に押し込まれる請求項２２に記載の組立体。
【請求項２６】
前記可撓性シールは、約６５のデュロメーター硬さを有する請求項２２に記載の組立体。
【請求項２７】
前記可撓性シールは、４０〜９０の範囲にあるデュロメーター硬さを有する請求項２２に記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、さまざまな目的で用いられる液体吐出装置に関するが、特に、ホットメルト接着剤等の粘性液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【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典型的な吐出装置は、概して、吐出オリフィスを開閉する弁要素を有するニードルを含む本体を含む。通常はニードルを加圧空気によって少なくとも１つの方向に作動させて、個別の加圧液体量を吐出する。ばね機構及び／又は加圧空気を用いて、弁要素を逆方向に弁座に対して移動させることで、吐出オリフィスからの液体の流れを止める。
【０００３】
より具体的には、液体吐出モジュールは、吐出オリフィスに隣接する流路及び装置の反対端部にある作動装置室を含む。作動装置室は、ピストン部材と通常は接続され且つ上述のようなばね復帰機構とも接続され得るニードルの一部分を収容する。ばね復帰機構を克服するのに十分な空気圧がピストン部材の片側に加えられると、ニードルの弁要素が弁座から離れる方向に移動して液体が放出される。空気圧が除去されると、ばね復帰機構は、弁要素が弁座に係合する閉位置へ向けてニードルを自動的に作動させる。
【０００４】
概してディスペンサ本体と移動するニードルとの間に、通常は運動用シールが配置されて、流路からの液体が作動装置室内に漏れるのを防止する。運動用シールは、互いに対して移動する２つの面間のシールであると理解される。これらの運動用シールは、ニードルにきつく押し当たって摩擦及びシール摩耗を引き起こし得る。摩擦が大きいほど、ニードルを移動させるための加圧空気の要件に課される要求が高くなり得る。摩擦が小さい場合でさえ、運動用シールは経時的に摩耗して適切なシール能力を失うようになる。この不十分なシールは、液体が作動装置室に入ることを許してピストンを動かなくすると共に、加圧空気が流路に入ることを許して望ましくない不連続な吐出を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
運動用シールの一代替形態は、リネイによる米国特許出願公開第２００６／００９７０１５号明細書に記載されているような可撓性ベローズシールである。この可撓性シールは、ニードルに結合されている一端部及びディスペンサ本体に結合されている別端部を含む。可撓性シールの両端部は、シールとニードル及びディスペンサ本体のいずれかとが摩擦係合しないように互いに対して移動し得る。可撓性ベローズシールを改良し、且つ流路での運動用シールの使用に関する問題にさらに対処する液体吐出モジュールを提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの例示的な実施の形態では、液体吐出モジュールが、ディスペンサ本体組立体、ニードル、可撓性シール、及び作動装置を備える。ディスペンサ本体組立体は、液体入口、放出出口、及び液体入口から放出出口への液体の流れを導く流路を備える。流路は、液体入口と放出出口との間に弁座を備える。可動性シールは、ディスペンサ本体組立体に密封係合する上流端部を含み、また、下流端部を含む。可撓性シールは、作動装置から流路を密封するようになっている。ニードルは、該弁要素が弁座から離れる開位置と、弁要素が弁座と係合する閉位置との間を、ディスペンサ本体組立体内で往復移動するようになっている弁要素を含む。放出出口を通る液体の流れは、開位置で許され、閉位置で防止される。ニードルは、可撓性シールを長さ方向に圧縮してシール機能を促進するように可撓性シールの下流端部に係合しこれを保持する拡大部も有する。下流端部は、ニードルと共に移動するようになっている。作動装置は、放出出口から液体を選択的に吐出するように開位置と閉位置との間でニードルを往復させる。
【０００７】
液体吐出モジュールのいくつかの実施の形態では、シールの上流端部は、可撓性シールを長さ方向に圧縮させるようにディスペンサ本体組立体に形成されている横断面を有する凹部によって係合及び保持される。例示的な実施の形態では、この凹部はニードル案内部材にある。可撓性シールは、上流端部と下流端部との間に中央部を有し、中央部は、内部空洞を画定するようにニードルから離れて張り出しているとよい。内部空洞は、作動装置室からの空気で加圧されて、中央部がニードルの方に潰れるのを防止するようにしてもよい。ディスペンサ本体組立体は、さらに又は代替的に、可撓性シールに長さ方向の圧縮で予荷重をかけるようにディスペンサ本体組立体内に調整可能に位置決めされるニードル案内部材を含み得る。
【０００８】
液体吐出モジュールのいくつかの実施の形態では、液体吐出モジュールは、環状溝又は環状凹部の少なくとも一方を含む。環状溝を有する液体吐出モジュールでは、環状溝は、ニードルの拡大部に形成され、可撓性シールの長さ方向の圧縮を容易にするようにシールの下流端部を受け入れて保持する。環状凹部を有する液体吐出モジュールでは、環状凹部は、ディスペンサ本体組立体に、より好ましくはニードル案内部材に形成され、可撓性シールの長さ方向の圧縮を容易にするようにシールの上流端部を受け入れて保持する。環状溝又は環状凹部は、収束部を含み得る。可撓性シールの上流端部又は下流端部は、モジュールの空気作動装置部に対する流路のシールをさらに促進するように収束部に押し込まれる。
【０００９】
別の態様では、本明細書で説明する特徴のいずれか１つ又は複数を有するニードル案内部材、ニードル、及びシールを含む液体吐出モジュールで用いる組立体が提供される。
【００１０】
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示し、上記の本発明の概説及び下記の詳細な説明と共に本発明を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】液体吐出モジュールの一実施形態を示す。
【図２】図１の液体吐出モジュールの断面図である。
【図３】液体吐出モジュールの細部をさらに示す、図２の丸で囲んだ部分３の拡大図である。
【図４】液体吐出モジュールの代替的な実施形態の断面図である。
【図５】ディスペンサ本体組立体と一体形成されているニードル案内部材を含む、液体吐出モジュールの別の代替的な実施形態の断面図である。
【図６】加圧内部空洞を含む液体吐出モジュールの代替的な実施形態の断面図である。
【図７】加圧内部空洞を含み、且つディスペンサ本体組立体と一体形成されているニードル案内部材を含む、液体吐出モジュールの代替的な実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１を参照すると、液体吐出モジュール１０の一実施形態が示されている。吐出モジュール１０の外観は、ディスペンサ本体組立体１２、接着剤又は他の液体を吐出する吐出ノズル１４、及び吐出モジュール１０をガンマニホルド又は本体（図示せず）に接続するためのボルト等の締結具１６を含む。図２及び図３は、吐出モジュール１０の断面図を提供しており、吐出ノズル１４から液体を制御して吐出するように動作するディスペンサ本体組立体１２の又はディスペンサ本体組立体１２内の内部構成部品をより明確に示している。
【００１３】
図２及び図３の図示の実施形態に示すように、ディスペンサ本体組立体１２は、液体入口１８をディスペンサ本体組立体１２に有し、放出出口２０を吐出ノズル１４に有し、且つ液体の流れを導くことができる流路２２を液体入口１８と放出出口２０との間に有する。液体入口１８は、液体入口１８の周りでディスペンサ本体組立体１２に配置される入口シール１９を含む。吐出モジュール１０は、吐出ノズル１４をディスペンサ本体組立体１２と結合するノズルキャップ２１をさらに含む。ノズルキャップ２１は、流路２２の一部を画定し、ノズルキャップ２１とディスペンサ本体組立体１２との間にＯリング等の固定用シール２３を含む。流路２２は、放出出口２０に隣接する弁座２４を含む。吐出モジュール１０は、ニードル２８、ニードル案内部材３０、及び可撓性シール３２をさらに含む。
【００１４】
ニードル２８は、ディスペンサ本体組立体１２内に位置決めされて往復運動を行う。ニードル２８は、モジュール１０から液体を選択的に吐出するように弁座２４と協働する弁要素３４を含む。図２及び図３の実施形態は、弁要素３４としてのニードル先端部を含むが、ボール等の代替的な形態の弁要素３４が可能であり、本発明の範囲内にある。ニードル２８は、開位置と閉位置との間で往復する。開位置では、弁要素３４が弁座２４から離れているので、弁要素３４と弁座２４との間に隙間が形成される。この隙間が、放出出口２０からの液体の吐出を可能にする。閉位置（図２）では、液体が放出出口２０から吐出されるのを防止するように、弁要素３４が弁座２４と係合する。したがって、開位置と閉位置との間のニードル２８の移動が、モジュール１０からの液体の吐出を制御する。
【００１５】
ニードル２８は、流路２２内に配置されている拡大部３６をさらに含む。拡大部３６は、詳細に後述するように可撓性シール３２の一端部に係合しこれを保持して流路２２を密封するようになっている。拡大部３６は、ニードル２８と一体形成されてもよく、又は代替的に、ニードル２８と別個に形成されてこれに結合されてもよい。拡大部３６は、ニードルの移動方向を横断する第２の面３７を画定する。図２及び図３の実施形態では、拡大部３６は、放出出口２０に面しない（放出出口２０から離れる方向に向いた）環状溝３８及びその反対側のフィレット半径４０を画定する、張り出し部である。環状溝３８は、第２の面３７を含む。図示の実施形態では、環状溝３８は、収束部４１を含む。収束部４１は、可撓性シール３２を環状溝３８に押し込んで密封係合させることを可能にする。収束部４１は、ニードル２８の非拡大部の第１の側面４２と、拡大部３６の第２の側面４４とによって画定され得る。第２の側面４４は、第１の側面４２に向かって内方にテーパ状を成す。代替的に、代替的な実施形態では第１の側面４２が内方にテーパ状を成す場合もある。第２の面３７及び環状溝３８は、可撓性シール３２に係合するようになっている。
【００１６】
ディスペンサ本体組立体１２は、流路２２の上に配置されているニードル案内部材３０をさらに含む。ニードル案内部材３０は、ねじ係合によって、締まり嵌めによって、又は２つの機械的要素を結合する他の既知の方法によって、取り付けられ得る。さらに後述するように、ニードル案内部材のねじ係合を用いて、シール３２に加わる調整可能な長さ方向の圧縮をもたらすニードル案内部材の位置の調整を容易にすることができる。ニードル案内部材３０は、例えば、弁要素３４と弁座２４とが閉位置で適切に係合するように、ディスペンサ本体組立体１２内でニードル２８を垂直方向に整列させて維持する。ニードル案内部材３０は、本体部４６を含み、本体部４６は、放出出口２０の方を向いている第１の端部４８と、第２の端部５０とを有する。本体部４６は、第１の端部４８及び第２の端部５０にそれぞれ隣接する円筒端部５２、５４と、狭窄中央部５６とを有する、カートリッジの形状である。狭窄中央部５６は、上述のボルト又は締結具１６がディスペンサ本体組立体１２を通過する空間を提供する。第１の端部４８に隣接する円筒部５２は、Ｏリング等の固定用シール５８を含む。
【００１７】
ニードル案内部材３０は、本体部４６の第１の端部４８の下へ突出する延長部６０を含む。延長部６０は、概ね円筒形であり、図３に最も明確に示すようなわずかにテーパ状を成している端部６２を含み得る。本体部４６及び延長部６０は、一定の長さを有してニードル２８の一部を収容するようになっているニードル通路６４を含む。ニードル２８は、開位置と閉位置との間を往復するときにニードル通路６４内でニードル案内部材３０に対して移動する。狭窄中央部５６は、ニードル通路６４及びディスペンサ本体組立体１２の別の対応の液抜き孔５９と流体連通する液抜き孔５７も含み得る。流路２２内の液体がニードル通路６４内に漏れた場合、液体は、液抜き孔５７、５９を通って液体吐出モジュール１０の前部からしみ出すことになる。液抜き孔５７、５９は、可撓性シール３２が故障したかどうかを操作者が知ることを可能にする。
【００１８】
ディスペンサ本体組立体１２は、環状凹部６６内でニードルの移動方向を横断する第１の面６５をさらに画定する。図示の実施形態では、第１の面６５及び凹部６６は、ニードル案内部材３０に形成される。凹部６６は、詳細に後述するように、可撓性シール３２の一端部に係合しこれを保持して流路２２を密封するようになっている。環状凹部６６は、収束部６７を含み、収束部６７は、ニードル案内部材３０の延長部６０にある第１の側面６８と、第２の側面７０とを含む。第２の側面７０は、第１の側面６８に向かって内方にテーパ状を成す。第１の側面６８は、後述するように、シール３２をシール状態に押し込みやすくするように同じく又は代替的にテーパ状を成している場合もある。延長部６０のわずかにテーパ状を成している端部６２は、可撓性シール３２を延長部６０の上に摺動させて環状凹部６６に滑り込ませるのを容易にすることができる。
【００１９】
流路２２内の液体は、通常は圧力下にあり、シールが設けられなければ流路２２から不所望に移動又は漏出する。したがって、液体吐出モジュール１０の図示の実施形態は、図２及び図３に示すような可撓性シール３２を含む。可撓性シール３２は、上流端部７４、下流端部７６、及び上流端部７４と下流端部７６との間の中央部７８を含む。中央部７８は、上流端部７４及び下流端部７６よりも断面が概して厚い。上流端部７４及び下流端部７６は、それぞれの開口８０、８２を有し、可撓性シール３２は、第１の開口８０と第２の開口８２との間に延在する通路８４を含む。通路８４は、ニードル２８及びニードル案内部材３０の延長部６０を可撓性シール３２内に部分的に配置させるようになっている。通路８４は、ニードル２８及び延長部６０の対応の直径よりもわずかに小さな直径を有するように構成されることにより、可撓性シール３２とニードル２８及びニードル案内部材３０との間に摩擦嵌め又は締まり嵌めを形成する。この締まり嵌めは、漏液しないように流路２２を密封するのに役立つ。可撓性シール３２は、概ねアーチ形である。より具体的には、可撓性シール３２の中央部７８は、ニードル２８から半径方向外方に全体的に張り出している。したがって、可撓性シール３２の中央部７８とニードル２８との間に環状の内部空洞８８が形成される。中央部７８が球状であると言うこともでき、又は可撓性シール３２を中央部７８において巻き付き部を１つだけ有すると言うことができる。可撓性シール３２は、図３に示すような輪郭を有する。上流端部７４は、概ね円筒形の部分８５を含む。下流端部７６も、可撓性シール３２の中央部７８に隣接する概ね円筒形の部分８７を含む。概ね円筒形の部分８７の反対側に、下流端部７６は、傾斜テーパ部８６を含む。
【００２０】
可撓性シール３２は、上流端部７４がニードル案内部材３０によって係合及び保持され、下流端部７６がニードル２８の拡大部３６によって係合及び保持されるように、液体吐出モジュール１０内に取り付けられる。可撓性シール３２の上流端部７４及び下流端部７６のこれらの係合が、可撓性シール３２を長さ方向に圧縮させる。長さ方向の圧縮は、可撓性シール３２が上流端部７４及び下流端部７６の係合点を越えた漏液から流路２２を効果的に密封することを可能にする。可撓性シール３２は、上流端部７４が第１の面６５に係合し、下流端部７６が第２の面３７に係合するように、液体吐出モジュール１０内に取り付けられる。
【００２１】
可撓性シール３２の上流端部７４は、環状凹部６６の第１の側面６８と第２の側面７０との間の収束部６７に押し込まれ、収束部６７によって所定位置に保持される。同様に、可撓性シール３２の下流端部７６は、第１の側面４２と第２の側面４４との間で環状溝３８に押し込まれて保持され、この収束部４１によって保持される。したがって、可撓性シール３２は、環状溝３８と環状凹部６６との間で長さ方向に圧縮される。好ましくは、この長さ方向圧縮予荷重は、ニードル２８が開位置及び閉位置にあるときに存在する。
【００２２】
したがって、さらに後述するように、可撓性シール３２は、モジュール１０の空気作動装置部分から流路２２を密封する。ニードル２８が開位置と閉位置との間で移動するとき、可撓性シール３２の下流端部７６がニードル２８と共に移動するため、可撓性シール３２とニードル２８とが係合している場所では可撓性シール３２とニードル２８との間に相対移動が生じない。したがって、可撓性シール３２は、ニードル２８がシール３２に対して移動しないという点で運動用シールではない。その結果、本実施形態の可撓性シール３２には、往復するニードルに用いられる従来の運動用シールに関連する、ニードルに対するシールの摩擦摩耗等の欠点がない。
【００２３】
流路２２内の液体の圧力が可撓性シール３２に作用するが、可撓性シール３２のアーチ形が、この液体圧力の大部分を上流端部７４及び下流端部７６へ伝達して、環状凹部６６内及び環状溝３８内でのシール端部７４、７６の密封係合を確保するのを助ける。上流端部７４及び下流端部７６へのこの液体圧力の伝達は、中央部７８が内部空洞８８を潰してニードル２８と接触することで運動用シールの代わりに可撓性シール３２を用いることの利益を弱めるのを防止するのにも役立つ。液体吐出モジュール１０は、代替的な実施形態で可撓性シール３２と係合するように環状溝３８又は環状凹部６６の一方のみを含んでいてもよい。これらの代替的な実施形態では、化学結合又は接着剤等の他の技法を用いて他方のシール端部７４又は７６を密封係合させることができる。さらに、可撓性シール３２の通路８４とニードル２８及びニードル案内部材３０の延長部６０のそれぞれとの締まり嵌めも、可撓性シール３２とニードル２８及びニードル案内部材３０との密封係合を確保する。
【００２４】
可撓性シール３２は、例えば、バイトン（登録商標）として市販されているフッ素ゴム等のさまざまな入手可能なエラストマー材料又はゴムから形成され得る。シールを形成するエラストマー材料がバイトン（登録商標）である場合、エラストマー材料は、４０〜９０の範囲の硬度又はデュロメーター硬さを有し得る。図示の例示的な実施形態では、エラストマー材料は約６５のデュロメーター硬さを有する。このデュロメーター硬さは、流路２２内の液圧に対する耐圧性を与え、且つ可撓性シール３２の中央部７８がニードル２８の上に潰れることで運動用シールの代わりに可撓性シール３２を用いることの利益を弱めるのを防止するのに十分なほど高い。デュロメーター硬さは、ニードル２８が開位置から閉位置へ往復するときの可撓性シール３２によるニードル２８の減衰を防止するのにも十分なほど低い。したがって、可撓性シール３２における４０〜９０の範囲のデュロメーター硬さは、可撓性シール３２が流路２２内の幅広い液圧に耐えることを可能にしつつ、ニードル２８の移動及び液体吐出モジュール１０からの液体の吐出に悪影響を及ぼすこともない。
【００２５】
さらに、ニードル案内部材３０は、ニードル２８が閉位置にあるときに可撓性シール３２がわずかに圧縮で予荷重をかけられるように、ディスペンサ本体組立体１２内に調整可能に位置決めされ得る。この圧縮は、可撓性シール３２の上流端部７４及び下流端部７６が、ニードルの移動を横断している第１の面６５及び第２の面３７と、それぞれ係合し続けることを確実にする。図２及び図３の図示の実施形態では、圧縮は、可撓性シール３２の上流端部７４及び下流端部７６が環状凹部６６及び環状溝３８内にそれぞれ押し込まれたままとなることを確実にする。ニードル２８が開位置の方へ移動するとき、可撓性シール３２の上流端部７４及び下流端部７６が互いに近付くことにより、可撓性シール３２の中央部７８をさらに圧縮する。ニードルが閉位置へ戻るとき、可撓性シール３２の上流端部７４及び下流端部７６が互いに離れることにより、可撓性シール３２の中央部７８における圧縮を「伸ばす」すなわち減らす。しかしながら、可撓性シール３２の中央部７８は、上述の圧縮予荷重によってニードル案内部材３０とニードル２８との間で圧縮されたままであることが好ましい。可撓性シール３２は、ニードル２８の拡大部３６の位置を調整すること、可撓性シール３２の長さを変更すること、又はシール３２を予荷重圧縮状態にする他の構造的変更を行うことによって、他の実施形態でも圧縮で予荷重をかけることができる。
【００２６】
可撓性シール３２は、付加的な利益も提供する。ニードル２８を開位置に移動させると、放出出口２０の付近の弁要素３４と弁座２４との間に隙間ができる。このとき、加圧液体がニードル２８の弁要素３４に上向きの力を加える。有利には、ニードル２８を開位置へ移動させると、可撓性シール３２が中央部７８に沿って圧縮される。この圧縮は、ニードル２８に対して下向きの復元力を与えて加圧液体からの上向きの力に対抗することにより、ニードル２８を液圧的にバランスする。前述のように、可撓性シール３２のデュロメーター硬さは、ニードル２８の移動を減衰させないようにも選択される。力の液圧的バランスは、吐出モジュールの開閉時、すなわち吐出動作中の弁座２４に対する弁要素３４の係合／離間時のより迅速な応答を可能にし、これは、吐出モジュール１０からの液体のより正確な吐出につながる。
【００２７】
図２の液体吐出モジュール１０は、作動装置９０を含み、作動装置９０は、ニードル２８に動作的に結合されてニードル２８を開位置と閉位置との間で作動させるようになっている。作動装置９０は、ニードル案内部材３０の第２の端部５０の上に配置されている作動室９２内に配置される。この実施形態の作動装置９０は、ニードル２８の上部９６に結合されているピストン組立体９４を含む。ピストン組立体９４は、作動室９２を下方部９２ａ及び上方部９２ｂに分ける。ピストン組立体９４は、概して、下方ピストン要素１００と上方ピストン要素１０２との間に位置決めされているピストンシール９８を含む。下方ピストン要素１００は、ピストンシール９８及び上方ピストン要素１０２と結合され、ピストン組立体９４を通るピストン通路１０４を画定する。ピストン通路１０４は、ニードル２８の上部９６に形成されている対応の環状ノッチ１０８と嵌まり合うようになっている環状突起１０６を含む。さらに、圧着リング部材１１０が、ピストン組立体９４の上でニードル２８の上部９６の周りに配置され得る。ピストン組立体９４は、圧着リング部材１１０と環状突起１０６及び環状ノッチ１０８の係合との組み合わせによって、ニードル２８に対して保持される。ピストン組立体９４は、代替的に、ねじ締結具等の代替的な締結手段によってニードル２８に結合される場合もある。
【００２８】
作動室９２の下方部９２ａは、図２において加圧空気室を画定する。ニードル案内部材３０は、ニードル案内部材３０の第２の端部５０においてニードル２８の周りに配置される運動用シール１１２をさらに含み得る。運動用シール１１２は、作動室９２の下方部９２ａからの加圧空気が流路２２及びニードル案内部材３０のニードル通路６４内に漏れるのを防止する空気圧シールである。加圧空気入口ポート１１４が、作動室９２の下方部９２ａに接続され、ディスペンサ本体組立体１２に空気入口シール１１６を含む。作動室９２の下方部９２ａが空気入口ポート１１４からの空気で加圧されると、空気は、ピストン組立体９４及びニードル２８を開位置へ上方に移動させる力を下方ピストン要素１００に加えることにより、弁要素３４を弁座２４から離させる。
【００２９】
作動装置９０は、ニードル２８に結合されて弁要素３４を弁座２４と係合させる閉位置へニードルを下方に付勢するばね復帰機構１１８をさらに含み得る。ばね復帰機構１１８は、ピストンキャップ１２０及びばね１２２を含む。ピストンキャップ１２０は、図２に示すようにディスペンサ本体組立体１２とねじ結合され、ピストンキャップ１２０とディスペンサ本体組立体１２との間にＯリング等の固定用シール１２４を含む。ばね１２２は、上方ピストン要素１０２とピストンキャップ１２０との間に延在する圧縮ばねである。したがって、作動室９２の下方部９２ａが減圧されると、ばね復帰機構１１８がピストン組立体９４に下向きの力を加えることで、弁要素３４を弁座２４と係合させる。ピストンキャップ１２０をディスペンサ本体組立体１２に沿ってねじ係合で移動させて、ピストン組立体９４の移動に対抗するように圧縮ばね１２２によって与えられるばね復帰力の量を調整することができる。作動室９２の上方部９２ｂ及び下方部９２ａにおいてピストン組立体９４の両側に空気室を有する複動ピストンなどの作動装置９０に代わる他の構成も可能であり、吐出モジュール１０の代替的な実施形態で用いてもよい。さらに、電気作動装置を用いてニードルを開位置と閉位置との間で選択的に移動させてもよい。
【００３０】
図４を参照すると、代替的な実施形態の液体吐出モジュール２１０が示されている。吐出モジュールのこの実施形態は、先の実施形態と同じ要素の多くを含んでおり、同様の参照符号を用いて上述と同じ要素が示されている。この実施形態の弁要素２１２は、ニードルの代わりにボールであり、吐出ノズル２１４は、ボール弁要素２１２に係合するのに適した弁座２１６を含むように変更されている。ノズルキャップ２１８も、先の実施形態から変更されているが、ノズルキャップ２１８は、吐出ノズル２１４及び上述のようなディスペンサ本体組立体１２と依然として係合する。先の実施形態のピストンキャップ１２０も、ディスペンサキャップ２２０に置き換えられている。ディスペンサキャップ２２０は、ディスペンサキャップ２２０とディスペンサ本体組立体１２との間に保持されているＯリング等の固定用シール１２４でディスペンサ本体組立体１２と圧入又は他の方法で係合させられる。ディスペンサキャップ２２０は、調整要素２２４及びキャップシール２２６を保持する中央開口部２２２を含む。調整要素２２４は、図示の実施形態ではねじ部材である。調整要素２２４は、作動室９２の下方部９２ａが加圧されるとニードル２８の上部９６に係合してニードル２８のさらなる上方移動を阻止するようになっている。調整要素２２４は、ニードル２８の行程、すなわち調整要素２２４がニードル２８のさらなる上方移動を阻止する前にニードル２８が上方に進むことができる距離を変更するために、ディスペンサキャップ２２０に対して上下移動させることができる。キャップシール２２６は、作動室９２の上方部９２ｂ内の加圧空気がディスペンサキャップ２２０の中央開口部２２２を通って液体吐出モジュール２１０から逃げるのを防止する。他の各態様では、吐出モジュール２１０は、ニードル案内部材３０の第１の面６５及びニードル２８の第２の面３７と係合する可撓性シール３２を含めて、先の実施形態の吐出モジュール１０の要素を含む。
【００３１】
図５を参照すると、別の代替的な実施形態の液体吐出モジュール３１０が示されている。吐出モジュールのこの実施形態は、先の実施形態と同じ要素の多くを含んでおり、同様の参照符号を用いて上述と同じ要素が示されている。この実施形態では、ニードル案内部材３０が除去されて、ディスペンサ本体組立体１２のニードル案内部３１２として一体形成されている。ニードル案内部３１２は、流路２２に面しており環状凹部６６及び延長部６０を含む第１の端部４８と、作動室９２に面しておりニードル２８に係合するための運動用シール１１２を含む第２の端部５０とを含む。この実施形態では、ニードル案内部材３０を移動させることによって可撓性シール３２に圧縮で予荷重をかけるのではなく、ニードル２８が閉位置にあるときに可撓性シール３２が圧縮状態であるように、ニードル案内部３１２の第１の端部４９及びニードル２８の拡大部３６が位置付けられる。
【００３２】
図６を参照すると、別の代替的な実施形態の液体吐出モジュール４１０が示されている。この実施形態の液体吐出モジュール４１０は、図４のモジュール２１０と実質的に同一であるが、運動用空気圧シール１１２がニードル案内部材３０から除去されている。したがって、加圧空気がニードル通路６４に沿って逃げて、可撓性シール３２の内部空洞８８を加圧することができる。先の実施形態の液抜き孔５７、５９も、加圧空気がニードル通路６４から液体吐出モジュール１０の外へ直接漏れるのを防止するために除去されている。加圧内部空洞８８は、運動用シールの代わりに可撓性シール３２を用いることの利益を弱めることになる流路２２内の液圧によって引き起こされるニードル２８の上への可撓性シール３２の圧潰にさらに耐える。とはいえ、可撓性シール３２の上流端部７４及び下流端部７６は、可撓性シール３２の長さ方向圧縮によって環状凹部６６及び環状溝３８それぞれに密封可能に係合し続ける。
【００３３】
図７を参照すると、別の代替的な実施形態の液体吐出モジュール５１０が示されている。この実施形態の液体吐出モジュール５１０は、図５のモジュール３１０と実質的に同一であるが、運動用空気圧シール１１２がニードル案内部材１１２から除去されている。したがって、加圧空気がニードル通路６４に沿って逃げて、可撓性シール３２の内部空洞８８を加圧することができる。先の実施形態の液抜き孔５７、５９も、加圧空気がニードル通路６４から液体吐出モジュール１０の外へ直接漏れるのを防止するために除去されている。加圧内部空洞８８は、運動用シールの代わりに可撓性シール３２を用いることの利益を弱めることになる流路２２内の液圧によって引き起こされるニードル２８の上への可撓性シール３２の圧潰にさらに耐える。とはいえ、可撓性シール３２の上流端部７４及び下流端部７６は、可撓性シール３２の長さ方向圧縮によって環状凹部６６及び環状溝３８それぞれに密封可能に係合し続ける。
【００３４】
本発明は、種々の好適な実施形態の説明によって示されており、これらの実施形態は、或る程度詳細に説明されているが、添付の特許請求の範囲をこうした詳細に制限又は多少なりとも限定することは本出願人の意図ではない。さらなる利点及び変更形態が、当業者には容易に明らかとなるであろう。例えば、図２のニードル弁要素３４を、ニードル案内部材に運動用シール１１２を有しないモジュール４１０、５１０と組み合わせて用いてもよい。本発明の種々の特徴は、ユーザのニーズ及び好みに応じて単独で用いても多くの組み合わせで用いてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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