(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を基材上に吐出するアプリケーターであって、該アプリケーターは、
液体材料を受け取る入口通路と、前記液体材料を前記基材に向かって方向付ける吐出出口通路と、前記液体材料を再循環させる再循環出口通路とを有する本体と、
吐出モード及び再循環モードを有する一つの弁モジュールであって、該弁モジュールは、前記吐出モード時には前記吐出出口通路を通るように前記液体材料を方向付け、前記再循環モード時には前記再循環出口通路を通るように前記液体材料を方向付け、該弁モジュールは、該弁モジュールが前記吐出モードで動作する開位置と、該弁モジュールが前記再循環モードで動作する閉位置との間で可動な一つの弁ステムを備える、弁モジュールと、
前記本体に設けられ、前記再循環出口通路と連通する装置通路を有する背圧制御装置と、
を備え、前記背圧制御装置は、前記弁モジュールが前記再循環モードにある場合、前記装置通路を通るように前記液体材料を方向付け、それにより、前記再循環モード時に前記液体材料が受ける背圧は、前記吐出モード時に前記液体材料が受ける背圧と略等しくなる、アプリケーター。
【請求項２】
前記背圧制御装置は、前記本体に対して可動であり、前記装置通路の容積を調整する装置部を有する、請求項１に記載のアプリケーター。
【請求項３】
前記背圧制御装置は、ニードル及び該ニードルを受けるポートを有する弁を備え、前記ニードル及び前記ポートの間には前記装置通路が形成され、前記ニードルはテーパー部を有し、前記ポートは、前記テーパー部を受けるテーパー付きボアを有し、前記装置通路は、前記ニードルの前記テーパー部と前記ポートの前記テーパー付きボアとの間に形成されたテーパー付き環状空間を有する、請求項２に記載のアプリケーター。
【請求項４】
前記背圧制御装置は、前記装置通路が固定容積を有するように、前記本体に対して固定されている、請求項１に記載のアプリケーター。
【請求項５】
前記背圧制御装置は、前記再循環出口通路の少なくとも一部内に収納されるインサートを備え、該インサートは、前記装置通路を形成するボアを有する、請求項４に記載のアプリケーター。
【請求項６】
前記背圧制御装置は、前記弁ステムを囲むリングを備え、該リングは、径方向外壁と、径方向内壁と、該径方向内壁と該径方向外壁との間に延びる複数の周方向に離間したボアとを有し、該複数の周方向に離間したボアは、前記装置通路の少なくとも一部を形成する、請求項４に記載のアプリケーター。
【請求項７】
前記リングは、前記径方向外壁に形成されている外側環状溝と、前記径方向内壁に形成されている内側環状溝とを更に有し、前記外側環状溝は、外側環状室を少なくとも部分的に形成し、前記内側環状溝は、内側環状室を少なくとも部分的に形成し、前記装置通路は、前記外側環状室及び前記内側環状室を含む、請求項６に記載のアプリケーター。
【請求項８】
液体材料を基材上に吐出するアプリケーターであって、該アプリケーターは、
第１の弁ステムを備える第１の弁モジュール及び第２の弁ステムを備える第２の弁モジュールであって、該第１の弁モジュール及び該第２の弁モジュールのそれぞれは、液体材料を吐出する吐出モードと液体材料を再循環させる再循環モードとを有する、第１の弁モジュール及び第２の弁モジュールと、
前記第１の弁モジュールによって再循環される前記液体材料の第１の背圧を独立して制御する前記第１の弁モジュール内の第１の背圧制御装置と、
前記第２の弁モジュールによって再循環される前記液体材料の第２の背圧を独立して制御する前記第２の弁モジュール内の第２の背圧制御装置と、
を備える、アプリケーター。
【請求項９】
前記第１の背圧制御装置は装置通路を有し、前記第１の弁モジュールが前記再循環モードにある場合、前記液体材料は前記装置通路を通るように方向付けられ、前記第１の背圧制御装置は装置部を更に有し、該装置部は、前記装置通路の容積を調整するように可動であり、該装置部は、前記装置通路の前記容積を低減し、それにより、再循環される前記液体材料の前記背圧を増大させるように第１の方向に可動であり、該装置部は、前記装置通路の前記容積を増大させ、それにより、再循環される前記液体材料の前記背圧を低減するように第２の方向に可動である、請求項８に記載のアプリケーター。
【請求項１０】
アプリケーターによって液体材料を吐出する方法であって、前記アプリケーターは、入口通路を有する本体と、液体材料を吐出する開位置と液体材料を再循環させる閉位置との間で可動な一つの弁ステムを備える一つの弁モジュールと、前記本体に設けられ、前記本体に対して可動である装置部及び装置通路を有する背圧制御装置とを備え、該方法は、
前記本体に形成された前記入口通路を通して液体材料を受け取ることと、
前記液体材料を前記入口通路から前記弁ステムに向かって方向付けることと、
前記弁ステムを前記閉位置に動かすことと、
前記液体材料が背圧を受けるように前記液体材料を前記背圧制御装置の前記装置通路及び再循環出口通路を通るように方向付けることと、
前記装置通路の容積を調節するために前記装置部を動かして前記液体材料の前記背圧を増大させること、又は前記液体材料の前記背圧を低減させることと、
を含む、方法。
【請求項１１】
アプリケーターによって液体材料を吐出する方法であって、前記アプリケーターは、第１の弁モジュール及び第２の弁モジュールを備え、該方法は、
液体材料を前記第１の弁モジュール及び前記第２の弁モジュール内に受け取ることと、
前記液体材料を吐出するために前記第１の弁モジュール及び前記第２の弁モジュールを開放することと、
前記液体材料の吐出を停止するために前記第１の弁モジュール及び前記第２の弁モジュールを閉鎖することと、
前記第１の弁モジュール及び前記第２の弁モジュールが閉鎖している間、前記液体材料を再循環させることと、
前記液体材料を再循環させる間、前記第１の弁モジュールの第１の再循環背圧を、前記第２の弁モジュールの第２の再循環背圧に対して独立して制御することと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記アプリケーターは、装置通路を有する再循環背圧制御装置を備え、前記第１の再循環背圧を独立して制御することは、前記液体材料を前記再循環背圧制御装置の前記装置通路を通るように方向付けることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記再循環背圧制御装置は可動な装置部を有し、前記第１の再循環背圧を独立して制御することは、前記可動な装置部を第１の方向に動かして前記第１の再循環背圧を増大させること又は前記可動な装置部を第２の方向に動かして前記第１の再循環背圧を低減させることのうちの少なくとも一方を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記可動な装置部を動かすことは、前記装置通路の容積を調整することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記アプリケーターは、第１の再循環背圧制御装置及び第２の再循環背圧制御装置を備え、前記第１の再循環背圧を前記第２の再循環背圧に対して独立して制御することは、前記液体材料を、前記第１の弁モジュールとともに動作する前記第１の再循環背圧制御装置を通るように方向付け、前記第２の弁モジュールとともに動作する前記第２の再循環背圧制御装置を通るように方向付けることを含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、液体材料を基材上に吐出する液体吐出アプリケーターに関し、より詳細には、吐出されない液体材料を再循環させる弁モジュールを備える液体吐出アプリケーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットメルト接着剤等の熱可塑性材料は、おむつ、衛生ナプキン、外科用ドレープ、及び種々の他の不織製品の製造を含む多様な用途で吐出して使用される。この技術は、線状ビード材料塗布又は線状繊維材料塗布及び他のスプレーパターン塗布から、螺旋状繊維材料堆積及びメルトブロー（melt-blown）繊維材料堆積等のエアアシスト式塗布に発展してきた。
【０００３】
そのような熱可塑性材料を吐出するのに用いる既知の接着剤アプリケーターは、意図した接着剤堆積パターンを塗布するために、それぞれオンオフ式に動作する弁構成部品を有する、１つ又は複数の弁モジュールを備えることができる。弁モジュールの１つの例が本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，０８９，４１３号に開示されており、この米国特許の開示は、その全体が本明細書に引用することにより完全に本明細書の一部をなす。このモジュールは、吐出される材料に対してモジュールのオン状態とオフ状態とを切り替える弁構成を有する。
【０００４】
オン状態では、モジュールは吐出モードにあり、この吐出モードでは、液体入口通路を通ってモジュールに供給される加圧された液体材料が、基材上に堆積を行うために吐出出口通路を通して吐出ノズル内に方向付けられる。オフ状態では、モジュールは再循環モードに切り替わり、この再循環モードでは、モジュールに供給される加圧された液体材料が、再循環出口通路に方向転換され、アプリケーターのマニホールド内の再循環チャネルに入る。液体材料は、マニホールドの再循環チャネルを通り、次いで再循環導管を通り、アプリケーターに対して遠隔に配置された接着剤供給リザーバーへと戻るように移送される。オフ状態の間、吐出されない液体材料を再循環させることにより、モジュール内での過剰な圧力の形成が防止されることが有利である。このようにしなければ、モジュールがオン状態に戻った際、次に吐出される液体材料のパターンの形状を歪めることになる。
【０００５】
オン状態の間、モジュールを通って流れる液体材料は、吐出出口通路及び吐出ノズルに通される際に第１の圧力にさらされる。この第１の圧力は、本明細書では「吐出圧力」（「塗布圧力」としても知られる）と称する。吐出圧力とは、流量圧力と吐出背圧とを組み合わせたものである。流量圧力とは、所与の液体流量で動作する液体ポンプによって供給材料に及ぼされる力の働きによるものである。吐出背圧とは、吐出中に液体材料が通される、吐出出口通路及び吐出ノズルの内部通路を含む通路及び室の内面によって液体材料に及ぼされる力の働きによるものである。
【０００６】
オフ状態の間、モジュールを通って流れる液体材料は、方向転換されて再循環出口通路を通りマニホールドの再循環チャネルに入る際に、第２の圧力にさらされる。この第２の圧力は「再循環圧力」と称する。再循環圧力とは、流量圧力と再循環背圧とを組み合わせたものである。流量圧力とは、上述したように、液体ポンプが動作する際の液体流量の働きによるものである。再循環背圧とは、再循環中に液体材料が通される、再循環出口通路及び再循環チャネルを含む通路及び室の内面によって液体材料に及ぼされる力の働きによるものである。
【０００７】
既知の弁モジュールにおいて、オン状態中の液体材料が受ける吐出背圧は、通常、オフ状態中に受ける再循環背圧よりも大きい。弁構成部品のオフ（再循環）状態とオン（吐出）状態とを交代するのにモジュールに必要な時間量に起因して、吐出圧力と再循環圧力との間の差は、オン状態における吐出サイクルの開始時に、モジュールが正確な出力体積で吐出を行う能力を妨げるように作用する。
【０００８】
既知の吐出システムは、アプリケーターの長さに沿って１つ又は複数の弁モジュールが備え付けられたマニホールドを備えるアプリケーターを含む。このようなアプリケーターの１つの例は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，４２２，４２８号に開示されており、この米国特許の開示は、その全体が本明細書に引用することにより完全に本明細書の一部をなす。そのような吐出システムは、アプリケーターの弁モジュールのうちの１つ又は複数が、固有の液体流量で動作する及び／又は使用中に固有の吐出背圧を生じる吐出ノズルを備え付けられる柔軟性を可能にする。したがって、アプリケーターのモジュールのうちの１つ又は複数は、固有の吐出圧力及び／又は固有の再循環圧力によってもたらされる固有の圧力差で動作することができる。
【０００９】
既知の吐出システムは、液体供給リザーバーの近くでアプリケーターに対して遠隔に配置された単一の背圧制御弁を備えることもでき、モジュールのそれぞれと連通する再循環導管内の背圧を制御するように動作可能である。しかし、この単一の制御弁は、各モジュール内の背圧を個別に制御することが不可能であり、したがって、アプリケーターの複数のモジュール間の固有の圧力差を打ち消す効果はない。そのため、上述したように、弁モジュールのうちの１つ又は複数に顕著な圧力差が残り、それによりこのモジュール（複数の場合もある）の吐出性能に悪影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、上述した課題及び不都合点等の本課題及び不都合点に対処するために、依然として液体吐出アプリケーターの改良の必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の実施形態に係る、液体材料を基材上に吐出する例示的なアプリケーターは、本体と、弁モジュールと、背圧制御装置とを備える。本体は、液体材料を受け取る入口通路と、液体材料を基材に向かって方向付ける吐出出口通路と、液体材料を再循環させる再循環出口通路とを有する。弁モジュールは、吐出モード及び再循環モードを有する。弁モジュールは、吐出モード時には吐出出口通路を通るように液体材料を方向付け、再循環モード時には再循環出口通路を通るように液体材料を方向付ける。弁モジュールは、弁モジュールが吐出モードで動作する開位置と、弁モジュールが再循環モードで動作する閉位置との間で可動な弁ステムを備える。背圧制御装置は、本体に設けられ、再循環出口通路と連通する装置通路を有する。背圧制御装置は、弁モジュールが再循環モードにある場合、装置通路を通るように液体材料を方向付け、それにより、再循環モード時に液体材料が受ける背圧は、吐出モード時に液体材料が受ける背圧と略等しくなる。
【００１２】
第２の実施形態に係る、液体材料を基材上に吐出する例示的なアプリケーターは、第１の弁ステムを備える第１の弁モジュール及び第２の弁ステムを備える第２の弁モジュールを備える。第１の弁モジュール及び第２の弁モジュールのそれぞれは、液体材料を吐出する吐出モードと液体材料を再循環させる再循環モードとを有する。アプリケーターは、第１の弁モジュールによって再循環される液体材料の背圧を制御する第１の背圧制御装置と、第２の弁モジュールによって再循環される液体材料の背圧を制御する第２の背圧制御装置とを更に備える。
【００１３】
また、第１の実施形態に係る、アプリケーターによって液体材料を吐出する例示的な方法が提供される。アプリケーターは、入口通路を有する本体と、液体材料を吐出する開位置と、液体材料を再循環させる閉位置との間で可動な弁ステムを備える弁モジュールと、本体に設けられ、本体に対して可動である装置通路及び装置部を有する背圧制御装置とを備える。本方法は、本体に形成された入口通路を通して液体材料を受け取ることと、液体材料を入口通路から弁ステムに向かって方向付けることとを含む。本方法は、弁ステムを閉位置に移動させることと、背圧制御装置の装置通路及び再循環出口通路を通るように液体材料を方向付け、それにより、液体材料が所定の量の背圧を受けることとを更に含む。本方法は、装置部を第１の方向に動かして背圧を増大させること、及び／又は装置部を第２の方向に動かして背圧を低減させることを更に含む。
【００１４】
また、第２の実施形態に係る、アプリケーターによって液体材料を吐出する例示的な方法が提供される。アプリケーターは、第１の弁モジュール及び第２の弁モジュールを含む。本方法は、液体材料を第１の弁モジュール及び第２の弁モジュール内に受け取ることと、第１の弁モジュール及び第２の弁モジュールを開放して、液体材料を吐出することとを含む。本方法は、第１の弁モジュール及び第２の弁モジュールを閉鎖して、液体材料の吐出を停止することと、第１の弁モジュール及び第２の弁モジュールが閉鎖している間、液体材料を再循環させることとを更に含む。本方法は、液体材料を再循環させる間、第１の弁モジュールの第１の再循環背圧を、第２の弁モジュールの第２の再循環背圧に対して独立して制御することを更に含む。
【００１５】
本発明の種々の更なる特徴及び利点は、添付の図面と併せて例示的な実施形態の以下の詳細な説明を検討することで当業者にはより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る、調整可能な再循環背圧制御装置が設けられた、アプリケーターマニホールドに結合される正面取付け式弁モジュールを概略的に示す正面斜視図である。
【図１Ｂ】液体吐出モードの弁モジュールを示す、図１Ａの弁モジュール及びアプリケーターマニホールドの線１Ｂ−１Ｂに沿った側面断面図である。
【図１Ｃ】液体再循環モードの弁モジュールを示す、図１Ｂと同様の側面断面図である。
【図１Ｄ】液体再循環モードの弁モジュールを示す、図１Ａの弁モジュール及びアプリケーターマニホールドの線１Ｄ−１Ｄに沿った上面断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２の実施形態に係る、固定型の再循環背圧制御装置が設けられた、アプリケーターマニホールドに結合される正面取付け式弁モジュールを概略的に示す正面斜視図である。
【図２Ｂ】弁モジュールの液体再循環出口通路から取り外され、弁モジュールの液体再循環出口通路と位置合わせされている、固定型の再循環背圧制御装置を示す図２Ａの弁モジュールの背面斜視図である。
【図２Ｃ】弁モジュールの液体再循環出口通路内に収められた固定型の再循環背圧制御装置を示すとともに、液体再循環モードの弁モジュールを示す、図２Ｂの吐出モジュールの線２Ｃ−２Ｃに沿った側面断面図である。
【図３Ａ】本発明の第３の実施形態に係る、固定型の再循環背圧制御装置と組み合わされたアプリケーターマニホールドに結合される差込み式弁モジュールの正面斜視図である。
【図３Ｂ】液体再循環モードの弁モジュールを示す、図３Ａの弁モジュール及びアプリケーターマニホールドの線３Ｂ−３Ｂに沿った、拡大された側面断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの固定型の再循環背圧制御装置の斜視図である。
【図４Ａ】本発明の第４の実施形態に係る、調整可能な再循環背圧制御装置と組み合わされたアプリケーターマニホールドに結合される差込み式弁モジュールの正面斜視図である。
【図４Ｂ】液体再循環モードの弁モジュールを示す、図４Ａの弁モジュール及びアプリケーターマニホールドの線４Ｂ−４Ｂに沿った、拡大された側面断面図である。
【図４Ｃ】液体再循環モードの弁モジュールを示す、図４Ａの弁モジュール及びアプリケーターマニホールドの線４Ｃ−４Ｃに沿った、拡大された上面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１Ａ〜図１Ｄを参照すると、調整可能な再循環背圧制御装置１２が設けられた、弁モジュール１０を備える液体吐出アプリケーターの第１の実施形態が示されている。弁モジュール１０は、液体吐出アプリケーターのマニホールドセグメントとして概略的に示されているマニホールド１４に、取付けボルト１６を用いて取付け可能である。弁モジュール１０は、ホットメルト接着剤等の液体材料を基材（図示せず）上に吐出するように動作可能である。吐出アプリケーターは、並んだ関係に配置された複数のマニホールドセグメント１４を備えることができ、各マニホールドセグメント１４は、マニホールドセグメント１４に作用可能に結合された対応する弁モジュール１０を備える。これは、米国特許第６，４２２，４２８号に開示されており、この米国特許は、上記のように引用することにより本明細書の一部をなす。代替的な実施形態において、本明細書に示されているマニホールドセグメント１４は、吐出アプリケーターの単一の一体片として形成されるモノリシックなマニホールドの一体部分とすることができる。これは、米国特許第６，０８９，４１３号に開示されており、この米国特許も、上記のように引用することにより本明細書の一部をなす。これに関して、本明細書に記載の本発明の実施形態の種々の特徴は、種々の形態のマニホールドを備える液体吐出アプリケーターに適合することができることが理解される。
【００１８】
弁モジュール１０は、モジュール本体２０と、モジュール本体２０の上部と作用可能に結合されている空気用キャップ２２と、締付けねじ２８を備えるノズル保持締付具２６によって、モジュール本体２０の下部に解除可能に結合されている吐出ノズル２４とを備える。以下でより詳細に記載するように、モジュール１０は、液体ポンプ２によって、アプリケーターに対して遠隔に配置された液体材料供給リザーバー４からモジュール１０に液体材料を圧送し、続いて吐出ノズル２４から吐出する、液体吐出モードで動作可能である。モジュール１０は、モジュール１０に圧送される液体材料が吐出されるのではなく、液体供給リザーバー４へと戻るように再循環される、液体再循環モードでも動作可能である。
【００１９】
１つの実施形態において、独立した液体ポンプ２を、アプリケーターの弁モジュール１０のそれぞれとともに用いるように設けることができる。例えば、独立した各液体ポンプ２は、マニホールド１４の長さに沿った各弁モジュール位置においてアプリケーターマニホールド１４と直接結合することができる。代替的には、各液体ポンプ２は、アプリケーターに対して遠隔に設け、導管を介してマニホールド１４又はそれぞれの弁モジュール１０に連結してもよい。別の実施形態において、液体ポンプ２は、アプリケーターの弁モジュール１０の全てに液体材料を送達するように動作する単一の液体ポンプの形態であってもよい。例えば、単一の液体ポンプ２は、アプリケーターマニホールド１４に直接結合することができる。代替的には、単一の液体ポンプ２は、アプリケーターに対して遠隔に設け、導管を介してマニホールド１４又は弁モジュール１０に連結してもよい。液体ポンプ２のこれらの種々の形態を、以下に記載する本発明の更なる実施形態に適用することができることが理解される。
【００２０】
この実施形態の吐出アプリケーターは、モジュール本体２０を含む包括的な本体を有する。図１Ｂを参照すると、モジュール本体２０は内部主室３０を有する。液体供給入口通路３２は、モジュール１０の背面３４の中間下部を内方に貫通し、下方に傾斜して延び、主室３０と連通する。液体供給入口通路３２は、ポンプ２によって供給リザーバー４から送達される液体材料を受け取るようになっており、更に、液体材料を主室３０へと方向付けるようになっている。液体吐出出口通路３６は、主室３０から下方に延び、モジュール本体２０の底面３８に開口している。吐出出口通路３６は、液体吐出モード中、液体材料を吐出ノズル２４の内部通路２５に方向付けるようになっている。図１Ｄに最もよく示されている液体再循環出口通路４０は、背面３４の中間上部を貫通して傾斜して延びており、主室３０と連通する。液体再循環出口通路４０は、液体再循環モード中、液体材料を、モジュール１０から、図１Ｃ及び図１Ｄに概略的に示されているようにマニホールド１４の長さ方向に延びる液体再循環チャネル４２へと方向付けるようになっている。モジュール本体２０は、背面３４の下部を貫通し、吐出出口通路３６と連通するパターン空気入口４４を更に有することができる。パターン空気入口４４は、以下に記載するように、液体スプレーパターンを生成するパターン空気の供給を受けるようになっている。
【００２１】
モジュール本体２０の上部に結合されている空気用キャップ２２は、以下に記載するように、背面４８を貫通し、弁モジュール１０の液体吐出モードと液体再循環モードとの交代を行う加圧された駆動空気の供給を受けるようになっている駆動空気入口４６を有する。空気用キャップ２２は、以下に記載するように、正面５２を貫通し、モジュール本体２０と空気用キャップ２２との間に画定される空気室５４と連通する駆動空気通路５０を更に有する。正面５２は、駆動空気通路５０と連通する１つ又は複数の内部空気通路を有するソレノイド弁アセンブリ（図示せず）を受けるようになっている。ソレノイド弁アセンブリと空気用キャップ２２の正面５２との間には絶縁プレート（図示せず）を配置することができる。絶縁プレートは、ソレノイド弁アセンブリの内部空気通路及び空気用キャップ２２の駆動空気通路５０と連通する内部空気通路を有することができる。ソレノイド弁アセンブリは、空気室５４に進入する駆動空気を選択的に方向付けて、以下に記載する弁モジュール１０の内部構成部品を駆動し、モジュール１０の液体吐出モードと液体再循環モードとを交代するように動作可能である。
【００２２】
モジュール本体２０の主室３０は、取外し可能なカートリッジの形態で示されている弁ステムケース６０を収納する。取外し可能なカートリッジ６０は、モジュール本体２０と組み合わせて、以下に記載する複数の内部液体室及び内部液体通路を画定する。取外し可能なカートリッジ６０は、上側カートリッジ部６２と、下側カートリッジ部６４と、上側カートリッジ部６２及び下側カートリッジ部６４を軸方向に貫通し、弁ステム６８を収納するようになっている中央貫通ボア６６とを備える。弁ステム６８は、モジュール１０の、弁ステム６８が図１Ｂに示されている下方開位置にある液体吐出モードと、弁ステム６８が図１Ｃに示されている上方閉位置にある液体再循環モードとを切り替えるように、カートリッジ６０の中心軸に沿って貫通ボア６６を通って作動可能である。
【００２３】
弁ステム６８は、下側カートリッジ部６４を貫通するステム下端部７０と、上側カートリッジ部６２を貫通して空気室５４に延びるステム上端部７２とを有する。空気室５４は、主室３０を画定するモジュール本体２０の内面と、空気用キャップ２２の下面と、ピストン７４とによって集合的に画定される。ピストン７４は、ステム上端部７２において弁ステム６８に取り付けられ、下側係止ナット７６と上側係止ナット７８との間に固定される。ピストン７４は、カートリッジ軸に沿って弁ステム６８とともに空気室５４内で可動である。
【００２４】
上側カートリッジ部６２は、圧縮コイルばね８２を受ける上側リセス８０を有する。コイルばね８２は弁ステム６８を囲み、上側カートリッジ部６２に当接する下端部とピストン７４に当接する上端部とを有する。コイルばね８２は、ピストン７４及び弁ステム６８に対して、図１Ｃに示されている上方閉位置の方向に付勢力を及ぼす。
【００２５】
弁ステム６８は、ステム下端部７０付近で弁ステム６８から径方向外方に突出する下側弁部材８４と、ステム下端部７０とステム上端部７２との間の場所において弁ステム６８から径方向外方に突出する上側弁部材８６とを更に含む。下側カートリッジ部６４は上側弁座８８を含み、上側弁座８８は、弁ステム６８が図１Ｂに示されている下方開位置にある場合、上側弁部材８６にシール係合するような形状になっている。下側カートリッジ部６４は下側弁座９０を更に含み、下側弁座９０は、弁ステム６８が図１Ｃに示されている上方閉位置にある場合、下側弁部材８４にシール係合するような形状になっている。
【００２６】
下側カートリッジ部６４は、主室３０を画定するモジュール本体２０の内面と組み合わせて、液体供給入口通路３２と連通する環状液体供給室９２を画定する。周方向に離間した複数の径方向通路９４が、液体供給室９２から弁ステム６８に向かって径方向内方に延び、下側カートリッジ部６４を貫通し、中央貫通ボア６６に開口している。図示の実施形態では、カートリッジ６０は、周方向に９０度間隔で離間した４つの径方向通路９４を有する。代替的な実施形態では、カートリッジ６０は、周方向に任意の好適な間隔で離間した任意の好適な数の径方向通路９４を有することができる。
【００２７】
上側カートリッジ部６２は、主室３０を画定するモジュール本体２０の内面と組み合わせて、液体再循環出口通路４０と連通する環状液体再循環室９６を画定する。周方向に離間した複数の径方向通路９８は、弁ステム６８に向かって再循環室９６から径方向内方に延び、上側カートリッジ部６２を貫通し、中央貫通ボア６６に開口する。図示の実施形態では、上側カートリッジ部６２は、周方向に９０度間隔で離間した４つの径方向通路９８を有する。代替的な実施形態では、上側カートリッジ部６２は、周方向に任意の好適な間隔で離間した任意の好適な数の径方向通路９８を有することができる。
【００２８】
図１Ｂを参照すると、液体吐出モードの弁モジュール１０が示されている。このモードを達成するには、空気用キャップ２２の駆動空気入口４６を通して受け取った加圧された駆動空気を、ソレノイド弁アセンブリによって、駆動空気通路５０を通って空気室５４に入るように方向付ける。加圧空気は、コイルばね８２によって及ぼされる付勢力に抗してピストン７４及び弁ステム６８を動かし、上側弁部材８６が上側弁座８８にシール係合する下方開位置にする。同時に、液体材料は、ポンプ２によって、操作者が指定する流量で液体供給リザーバー４から液体供給入口通路３２に供給される。進入する液体材料は、方向矢印によって示されているように、内方へ、液体供給入口通路３２を通されて環状液体供給室９２に入り、径方向通路９４を通されて中央貫通ボア６６に入る。続いて、液体材料は、すぐ下方の下側弁部材８４を通過し、吐出出口通路３６を通って吐出ノズル２４に向かう。この段階で、液体材料が吐出ノズル２４の内部通路２５に通されて基材上に吐出される際に、スプレーパターンを生成するようにパターン空気入口４４を通して受け取られるパターン空気と液体材料とを混合することができる。
【００２９】
液体材料は、下方の下側弁部材８４を通過させ、吐出出口通路３６及び吐出ノズル２４を通す際に第１の圧力を受ける。この第１の圧力は、吐出圧力（塗布圧力としても知られる）と称する。吐出圧力とは、上述したように、流量圧力と吐出背圧とを組み合わせたものである。流量圧力とは、所与の液体流量で動作する液体ポンプ２によって液体材料に及ぼされる力の働きによるものである。吐出背圧とは、吐出中に液体材料が通される、吐出出口通路３６及び吐出ノズル２４の内部通路２５を含む通路及び室の内面によって液体材料に及ぼされる力の働きによるものである。
【００３０】
図１Ｃ及び図１Ｄを参照すると、液体再循環モードの弁モジュール１０が示されている。このモードを達成するには、ソレノイド弁アセンブリが加圧された駆動空気を空気室５４に送達するのを止め、それにより、コイルばね８２が、ピストン７４及び弁ステム６８を、下側弁部材８４が下側弁座９０にシール係合する上方閉位置へと付勢することを可能にする。したがって、上述したように径方向通路９４から中央貫通ボア６６に押し込まれた液体材料は、方向矢印によって示されているように、すぐ上方の上側弁部材８６を通過し、径方向通路９８を通って環状液体再循環室９６に入る。弁ステム６８を囲み、弁ステム６８にシール接触する上側シール１００は、液体材料が軸方向上方に中央貫通ボア６６を通って径方向通路９８を越えて流れるのを阻止する。図１Ｄに示されているように、続いて液体材料は、再循環室９６から再循環背圧制御装置１２のテーパー付き環状空間１２８を通って液体再循環出口通路４０を通るように方向付けられる。液体材料は、液体再循環出口通路４０から、アプリケーターのマニホールド１４に形成されている再循環チャネル４２へと方向付けられる。続いて、液体材料は、マニホールド１４から外部ホース等の再循環導管（図示せず）へと圧送され、この再循環導管を通って、液体材料が液体材料供給リザーバー４に向かって戻るように流れる。
【００３１】
液体材料は、上述した種々の室及び通路を通されて再循環チャネル４２に入る際に第２の圧力を受ける。この第２の圧力は再循環圧力と称する。再循環圧力とは、上述したように、流量圧力と再循環背圧とを組み合わせたものである。再循環背圧とは、再循環中に液体材料が通される、再循環出口通路４０とテーパー付き環状空間１２８と再循環チャネル４２とを含む通路及び室の内面によって液体材料に及ぼされる力の働きによるものである。以下に記載するように、再循環背圧は、テーパー付き環状空間１２８の断面積及びひいては容積を調整することによって選択的に制御又は事前決定することができる。
【００３２】
図１Ｄに示されているように、再循環背圧制御装置１２は、調整可能なニードル弁の形態であり、この調整可能なニードル弁は、ニードル１０１及びニードル１０１を受ける弁ポート１０２を備え、弁ポート１０２は、モジュール本体２０に形成されている。弁ポート１０２は、モジュール本体２０の正面１０４に開口し、再循環出口通路４０及び環状再循環室９６と連通する。弁ポート１０２は、正面１０４を背面３４に向かう方向に貫通するねじ付きカウンターボア１０６と、カウンターボア１０６から延びる円筒形ボア１０８と、円筒形ボア１０８から延びるテーパー付きボア１１０とを有する。図示のように、テーパー付きボア１１０は、側方が環状再循環室９６に開口し、遠位方向で再循環出口通路４０に開口している。
【００３３】
ニードル１０１は、頭部１１２と、頭部１１２から延びる円筒形中間部１１４と、円筒形中間部１１４から延びてニードル先端部１１８を画定するテーパー部１１６とを有する。円筒形中間部１１４は、弁ポート１０２のねじ付きカウンターボア１０６に螺合するねじ山１２０と、弁ポート１０２の円筒形ボア１０８にシール係合するシール部材１２４を受けるようになっている環状ノッチ１２２とを有する。テーパー部１１６は、弁ポート１０２のテーパー付きボア１１０内に収まる。
【００３４】
ニードル１０１の頭部１１２とモジュール本体２０の正面１０４との間には、シムワッシャー１２６を配置することができる。ニードル１０１をシムワッシャー１２６に対して締めると、シムワッシャー１２６はニードル頭部１１２に外向きの力を及ぼす。したがって、シムワッシャー１２６は、所望の回転方向においてニードル１０１を固定し、振動又は弁モジュール１０の動作に関連する他の運動に起因するニードル１０１の意図しない回転を軽減する。シムワッシャー１２６は、任意の好適な厚さで形成することができ、例えば湾曲しても、起伏があっても、平坦であってもよい。更に、好適な場合、複数のシムワッシャー１２６を用いてもよい。
【００３５】
ニードル１０１のテーパー部１１６と弁ポート１０２のテーパー付きボア１１０との間には、テーパー付き環状空間１２８が画定される。テーパー付き環状空間１２８は再循環背圧制御装置１２の装置通路を画定し、液体再循環モード時には液体材料はこの装置通路を通るように方向付けられる。ニードル１０１は、選択的に回転させて、テーパー付き環状空間１２８の断面積及び容積を増減し、それにより、液体材料がテーパー付き環状空間１２８及び再循環出口通路４０を通過する際に受ける再循環背圧を増減することができる。このようにして、弁モジュール１０を通って流れる液体材料は、所定の再循環背圧で提供することができる。
【００３６】
特に、ニードル１０１は、第１の方向（例えば時計回り）に回転させて、ニードル１０１のテーパー部１１６を弁ポート１０２のテーパー付きボア１１０に更に進入させ、それにより、テーパー付き環状空間１２８の断面積及び容積を低減することができる。したがって、再循環モード時、テーパー付き環状空間１２８によって画定される通路は容積が低減し、したがって再循環背圧が増大した液体材料がこの通路を通る。代替的には、ニードル１０１は、第１の方向とは反対の第２の方向（例えば反時計回り）に回転させて、ニードル１０１のテーパー部１１６を弁ポート１０２のテーパー付きボア１１０から引き出し、それにより、テーパー付き環状空間１２８の断面積及び容積を増大させることができる。したがって、再循環モード時、テーパー付き環状空間１２８によって少なくとも一部が画定される通路は容積が増大し、したがって再循環背圧が低減した液体材料がこの通路を通る。
【００３７】
代替的な実施形態において、ニードル１０１及び弁ポート１０２は、テーパー部１１６及びテーパー付きボア１１０を備えるが、テーパー特徴部を有せずに形成してもよい。例えば、ニードル１０１及び弁ポート１０２は、略円筒形状とすることができる。このような実施形態において、ニードル１０１は、上述したように選択的に回転させるか又は別様に動かして、弁ポート１０２内に収まるニードル１０１の長さを調整することができる。それにより、再循環モード時に液体材料が通って流れる、環状空間１２８と同様の円筒形環状空間を含む対応する空間容積を、個々の所定の再循環背圧を達成するように選択的に調整することができる。非テーパー特徴部を有する再循環背圧制御装置のそのような代替的な形態は、図４Ａ〜図４Ｃに関して以下に記載する実施形態にも適用することができることが理解される。
【００３８】
弁ポート１０２内でのニードル１０１の選択的な調整によって、再循環背圧を弁モジュール１０に対応する吐出背圧と略一致させることが可能になり、それにより、２つの背圧間の圧力差が効果的に打ち消される。例えば、モジュール１０の吐出背圧を効果的に増減させるように、異なる内部幾何形状を有する新たな吐出ノズル２４がモジュール１０に備え付けられる場合、ニードル１０１は、再循環背圧を新たな吐出背圧と一致させるように選択的に調整することができる。
【００３９】
更に、吐出アプリケーターが、アプリケーターマニホールド１４に形成される共通の再循環チャネル４２にそれぞれ供給を行う複数の弁モジュール１０を備える場合、各モジュール１０には、固有の調整可能なニードル弁１２を設けることができる。各モジュール１０は、固有の液体流量で動作する及び／又は固有の吐出ノズル２４を備え付けることができ、それにより、各モジュール１０を通って流れる液体材料は、固有の再循環圧力及び／又は固有の吐出背圧を含む吐出圧力を受ける。各モジュール１０のニードル１０１は、このモジュール１０の再循環背圧を制御して、再循環背圧をこのモジュール１０の吐出背圧と略一致させ、それにより２つの背圧間の差を打ち消すように独立して調整することができることが有利である。このようにして、各モジュール１０に対応する再循環流路は、アプリケーターの集合した複数のモジュール１０が、向上した吐出性能で同時に動作することができるように、独立して調節することができる。
【００４０】
上述したように、弁モジュールの吐出背圧と再循環背圧との差を打ち消すことにより、吐出された液体材料の出力体積の精度及び正確度が向上する。この結果は、例えば不正確な吐出動作によって過剰な量の高温の液体材料が吐出された際にダメージを受けやすい、薄い不織材料等の熱に弱い（heat-sensitive）基材上に高温の液体材料を吐出する場合に特に有利とすることができる。
【００４１】
図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、固定型の再循環背圧制御装置１３２が設けられた第２の実施形態の弁モジュール１３０が示されている。弁モジュール１３０は、以下に別途記載する点を除いて、図１Ａ〜図１Ｄに示されている弁モジュール１０と同様の構造である。これに関して、同様の参照符号は、図１Ａ〜図１Ｄに関して図示及び記載した同様の特徴部を指す。
【００４２】
図２Ｂを参照すると、固定型の再循環背圧制御装置１３２はリストリクターインサートの形態であり、このリストリクターインサートは、管状本体１３３と、管状本体１３３の端部から径方向外方に延びるフランジ１３４と、リストリクターインサート１３２の長さに沿って管状本体１３３を軸方向に貫通する中央ボア１３６とを有する。図２Ｂ及び図２Ｃに示されているように、管状本体１３３は、モジュール１３０の背面４８に形成されているカウンターボア１３８にフランジ１３４を受けるように液体再循環出口通路４０ａの外側部分に挿入されている。カウンターボア１３８は、フランジ１３４が背面４８と同一平面になるような深さで形成することができる。更に、図示のように、リストリクターインサート１３２の中央ボア１３６は、液体再循環出口通路４０ａの内側部分及び環状再循環室９６と連通する。
【００４３】
リストリクターインサート１３２の管状本体１３３及びフランジ１３４は、円形の断面形状を有して示されているが、リストリクターインサート１３２のこれらの部分は、任意の好適な断面形状で形成することができることが理解される。更に、リストリクターインサート１３２は、フランジ１３４を有せずに形成してもよい。
【００４４】
液体再循環モードの弁モジュール１３０を示す図２Ｃを参照すると、環状再循環室９６は、液体再循環出口通路４０ａと直接連通する。したがって、液体再循環モード時、液体材料は、環状再循環室９６から液体再循環出口通路４０ａに直接入り、リストリクターインサート１３２の中央ボア１３６を通って流れることができる。これに関して、再循環背圧制御装置１３２の中央ボア１３６は装置通路を画定し、液体再循環モード時には液体材料はこの装置通路を通るように方向付けられる。図示のように、中央ボア１３６は、径方向通路９８及び再循環出口通路４０ａの直径よりも小さい固定の径を有して形成される。したがって、リストリクターインサート１３２を備えることにより、液体材料は、リストリクターインサート１３２が省略されている実施形態と比較して断面積及び容積が低減した、中央ボア１３６によって画定される通路を通されることになる。結果として、再循環背圧は増大する。
【００４５】
リストリクターインサート１３２の中央ボア１３６は、モジュール１３０の個々の吐出背圧と略一致する所定の再循環背圧をもたらすように選択された任意の好適な直径を有して形成することができる。所定の再循環背圧は、上述の要因によって決定される。例えば、吐出ノズル２４が、異なる内部幾何形状を有する別のノズルと置き換えられる場合、モジュール１３０には、新たな吐出背圧と略一致する好適な寸法の直径のボア１３６を有するリストリクターインサート１３２を備え付けることができる。このようにして、リストリクターインサート１３２を備えることにより、再循環背圧を吐出背圧と略一致させる制御が可能になり、それにより、吐出背圧と再循環背圧との間の圧力差が打ち消される。
【００４６】
更に、吐出アプリケーターは、複数の弁モジュール１３０を備えることができ、各モジュール１３０は、モジュール１３０の再循環背圧をモジュール１３０の吐出背圧と略一致させる寸法及び形状の中央１３６を有するそれぞれのリストリクターインサート１３２を備える。したがって、アプリケーターのモジュール１３０のうちの１つ又は複数が、固有の液体流量で動作する及び／又は固有の吐出ノズル２４を備え付けられる場合でも、各モジュール１３０の再循環背圧は、このモジュール１３０の再循環圧力と吐出圧力との間の差を略打ち消すように独立して制御することができる。このようにして、アプリケーターの集合した複数のモジュール１３０は、向上した吐出性能で同時に動作することができる。
【００４７】
代替的な一実施形態に係るアプリケーターは、１つ又は複数の弁モジュール１０及び１つ又は複数の弁モジュール１３０を備えることができることが理解される。したがって、アプリケーターは、１つ又は複数の調整可能なニードル弁１２の形態の背圧制御装置、及び１つ又は複数の固定型のリストリクターインサート１３２を備えることができ、各背圧制御装置１２、１３２は、それぞれの弁モジュール１０、１３０の再循環圧力と吐出圧力との間の差を略打ち消すように構成されている。
【００４８】
図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、第３の実施形態の弁モジュール１５０及び固定型の再循環背圧制御装置２７２が示されている。図３Ａは、並んで配置され、取付けボルト１５６を用いて液体吐出アプリケーターのマニホールド１５４に取り付けられた２つの同一の弁モジュール１５０を示している。マニホールド１５４は、マニホールドセグメントとして示されている。図１Ａ〜図２Ｃに示されている、マニホールド１４の単一の背面４８に取り付けられる自己内蔵型の正面取付け式弁モジュール１０、１３０とは対照的に、図３Ａ〜図３Ｃに示されている弁モジュール１５０（及び図４Ａ〜図４Ｃに示されているモジュール３００）は、差込み式モジュールである。これに関して、以下により詳細に記載するように、モジュール１５０（及びモジュール３００）は、吐出アプリケーターのマニホールド１５４に形成されている室に挿入される下側部分を有する。
【００４９】
この実施形態の吐出アプリケーターは、マニホールド１５４を含む包括的な本体を有し、この本体は、並んだ関係に配置された複数のマニホールドセグメント１５４を備えることができる。図３Ａに示されているように、各マニホールドセグメント１５４は、１つ又は複数の弁モジュール１５０を受け、１つ又は複数の弁モジュール１５０と作用可能に結合することができる。代替的な実施形態において、本明細書に示されているマニホールドセグメント１５４は、吐出アプリケーターの単一の一体片として形成されるモノリシックなマニホールドの一体部分とすることができ、この一体部分に２つ以上の弁モジュール１５０を並んだ関係で取り付けることができる。これに関して、本明細書に記載の本発明の実施形態の種々の特徴を、種々の形態のマニホールドを有する液体吐出アプリケーターに適合することができることが理解される。
【００５０】
弁モジュール１５０は、モジュール中心軸に沿って同軸に延びる一連の構成部品を備える。特に、モジュール１５０は、上側ハウジング１５８と、上側ハウジング１５８の上端部に作用可能に結合されている空気用キャップ１６０と、上側ハウジング１５８の下端部に結合されている弁ステムガイド１６２と、弁ステムガイド１６２に結合されている弁ステムケース１６４と、モジュール軸に沿って弁ステムガイド１６２及び弁ステムケース１６４を貫通する弁ステム１６６とを備える。上述の弁モジュール１０、１３０と同様に、弁モジュール１５０は、液体ポンプ２を用いて液体供給リザーバー４からモジュール１５０に圧送される液体材料が吐出ノズル１６８から吐出される液体吐出モードで動作可能である。弁モジュール１５０は、以下により詳細に記載するように、モジュール１５０に圧送される液体材料が供給リザーバー４に向かって戻るように再循環される再循環モードでも動作可能である。弁ステム１６６は、図１Ｂに示されているのと同様の下方開位置（図示せず）に配置されて、液体吐出モードを確立することができ、また、図３Ｂに示す、図１Ｃに示されているのと同様の上方閉位置に配置されて、液体再循環モードを確立することができる。
【００５１】
図３Ａ及び図３Ｂに示されているように、マニホールドセグメント１５４は、取付け面１７０を有し、取付け面１７０には、取付けボルト１５６を用いてモジュール１５０を取付け及び固定することができる。また、マニホールドセグメント１５４はモジュールソケット１７２を有し、モジュールソケット１７２は、取付け面１７０を貫通し、弁ステムケース１６４をシール接触状態で受けるような寸法及び形状になっている。図示のように、弁ステムケース１６４はモジュールソケット１７２内に完全に据え付けられ、それにより、以下に記載する弁ステムガイド１６２の中間部２２６が、取付け面１７０に対面して重なる。吐出ノズル１６８は、締付けねじ１７８を備えるノズル保持締付具１７６によって、マニホールドセグメント１５４の下端部に解除可能に結合される。モジュール１０に関して上述したように、この実施形態のマニホールドセグメント１５４には、種々の吐出用途に向けた種々の形態の吐出ノズルを備え付けることができる。
【００５２】
図３Ｂを参照すると、マニホールドセグメント１５４は、液体供給入口通路１８０を更に有し、液体供給入口通路１８０は、マニホールドセグメント１５４の長さ及び幅に対して傾斜して延び、モジュールソケット１７２の下側ソケット１８２部に開口している。液体供給入口通路１８０は、ポンプ２によって供給リザーバー４から送達される液体材料を受け取り、進入する液体材料をモジュールソケット１７２へと方向付けるようになっている。液体吐出出口通路１８４は、モジュールソケット１７２の底端部１８６から下方に傾斜して延び、吐出ノズル１６８が取り付けられるマニホールドセグメント１５４の底面に開口している。吐出出口通路１８４は、以下に記載するように、液体吐出モード中に液体材料を吐出ノズル１６８に方向付けるようになっている。
【００５３】
マニホールドセグメント１５４は、液体再循環出口通路１８８を更に有し、液体再循環出口通路１８８は、モジュールソケット１７２の上側ソケット部１９０から径方向外方に延び、マニホールドセグメント１５４を長さ方向に貫通する再循環チャネル１９２に開口している。再循環出口通路１８８は、以下に記載するように、再循環モード中に液体材料をモジュール１５０から再循環チャネル１９２に方向付けるようになっている。再循環出口通路１８８は、正面ドレンポート１９４を通して工具ピースを挿入することによって形成することができる。正面ドレンポート１９４は、弁モジュール１５０の動作中、ドレンポート１９４を通って液体材料が漏れ出すのを防ぐように、ドレンプラグ１９６によってシールすることができる。
【００５４】
上述したアプリケーターマニホールド１５４の特徴部は、弁モジュール１５０が配置されるマニホールドセグメント１５４の長さに沿った単一のモジュール箇所に対応する。同様の特徴部を、追加の弁モジュール１５０が取り付けられるマニホールド１５４の長さに沿った各追加のモジュール箇所に設けることができることが理解される。これに関して、再循環チャネル１９２はアプリケーターマニホールド１５４の長さに沿って延びることができ、それにより、各モジュール箇所に対応するモジュールソケット１７２から延びる再循環出口通路１８８と直接連通することも理解される。
【００５５】
ここで、弁モジュール１５０の構造の細部を参照する。上側ハウジング１５８の上端部に結合されている空気用キャップ１６０は、弁モジュール１５０の液体吐出モードと液体再循環モードとの交代を行う加圧された駆動空気の供給を受けるようになっている駆動空気入口（図示せず）を有する。駆動空気通路１９８は、空気用キャップ１６０を貫通し、空気室２００と連通する。空気室２００は、空気用キャップ１６０と、上側ハウジング１５８と、上側ハウジング１５８内に収納され、弁ステム１６６と結合するピストン部材２０２との間に画定される。ソレノイド弁アセンブリ２０４は、空気用キャップ１６０に作用可能に結合され、空気用キャップ１６０の駆動空気通路１９８と連通する内部空気通路（図示せず）を有する。ソレノイド弁アセンブリ２０４と空気用キャップ１６０との間には熱絶縁プレート２０６を配置することができる。熱絶縁プレート２０６は、上端部においてソレノイド弁アセンブリ２０４の内部空気通路と連通し、下端部において空気用キャップ１６０の駆動空気通路１９８と連通する内部空気通路２０８を有する。ソレノイド弁アセンブリ２０４は、以下に記載するように、進入する駆動空気を空気室２００に選択的に方向付け、ピストン部材２０２を介して弁ステム１６６を駆動し、モジュール１５０の液体吐出モードと液体再循環モードとを交代するように動作可能である。
【００５６】
上側ハウジング１５８は、空気用キャップ１６０の下端部に結合され、ハウジング貫通ボア２１０を有する。ハウジング貫通ボア２１０は、それぞれモジュール軸に沿って延びる上側カウンターボア２１２に開口している。カウンターボア２１２及びハウジング貫通ボア２１０の上部は、ピストン部材２０２を摺動係合状態で受けるような寸法及び形状になっている。特に、カウンターボア２１２は、ピストン部材２０２の上側フランジ２１４を受けるような寸法及び形状になっており、ハウジング貫通ボア２１０の上部は、ピストン部材２０２の円筒形下部本体２１６を受けるような寸法及び形状になっている。ピストン部材２０２は、弁ステム１６６に結合され、弁ステム１６６とともにモジュール軸に沿って可動である。ピストン部材２０２は、弁ステム１６６を囲む圧縮コイルばね２２０の上端部を受けるような寸法の下側リセス２１８を有する。コイルばね２２０の下端部は、弁ステムガイド１６２の上側部分の上端部に当接する。したがって、コイルばね２２０は、ピストン部材２０２に対して上向きの付勢力を及ぼし、それにより、図３Ｂに示されているようにピストン部材２０２及び弁ステム１６６を上方閉位置に向かって付勢する。
【００５７】
弁ステムガイド１６２は、上側ガイド部２２２と、下側ガイド部２２４と、上側ガイド部２２２と下側ガイド部２２４との間に形成されている中間ガイド部２２６とを含む。弁ステムガイド１６２はガイド貫通ボア２２８を更に有し、ガイド貫通ボア２２８は、モジュール軸に沿って延び、弁ステム１６６を受けるような寸法になっている。上側ガイド部２２２は、ハウジング貫通ボア２１０の下部に形成されている雌ねじと螺合する雄ねじを有する。同様に、下側ガイド部２２４は、弁ステムケース１６４の上側リセス２３０に形成された雌ねじに螺合する雄ねじを有する。ガイド貫通ボア２２８の下部及び弁ステムケース１６４の上側リセス２３０は、上側ガイド部２２２と下側ガイド部２２４とをそれぞれ受けるような寸法及び形状になっている。中間ガイド部２２６は、複数の周方向に離間したボア２３２を有し、複数の周方向に離間したボア２３２は、ガイド貫通ボア２２８に向かって径方向内方に延び、ガイド貫通ボア２２８に開口しており、それにより、弁ステム１６６に形成された環状ノッチ２３４へのアクセスを提供する。
【００５８】
弁ステムケース１６４は、上側ケース部２３６と、上側ケース部２３６よりも直径が小さい下側ケース部２３８とを含む。図示のように、上側ケース部２３６は、モジュールソケット１７２の上側ソケット部１９０内に収納され、下側ケース部２３８は下側ソケット部１８２内に収納される。ケース貫通ボア２４０は、モジュール軸に沿って弁ステムケース１６４を貫通し、弁ステム１６６を収納する寸法になっている。
【００５９】
弁ステム１６６は、モジュール軸に沿って延び、上側ステム部２４２及び上側ステム部２４２に例えば螺合によって結合されている下側ステム部２４４を備える。上側ステム部２４２の上端部２４６は、低減された直径で形成され、ピストン部材２０２を軸方向に貫通し、係止ナット２４８の補助によりピストン部材２０２に結合する。上側ステム部２４２の下端部２５０は、下側ステム部２４４の上端部２５２を受けるボアを有する。
【００６０】
弁ステム１６６は、上側ステム部２４２の下端部２５０から径方向外方に突出する上側弁部材２５４と、下側ステム部２４４の下端部から径方向外方に突出する下側弁部材２５６とを更に備える。下側ケース部２３８は上側弁座２６０を有し、上側弁座２６０は、弁ステム１６６が図１Ｂに示されているのと同様の下方開位置（図示せず）にある場合、上側弁部材２５４にシール係合するような形状になっている。下側ケース部２３８は下側弁座２６２を更に有し、下側弁座２６２は、弁ステム１６６が図３Ｂに示す上方閉位置にある場合、下側弁部材２５６にシール係合するような形状になっている。
【００６１】
下側ケース部２３８は、モジュールソケット１７２の下側ソケット部１８２を画定する内面と組み合わせて、液体供給入口通路１８０と連通する環状液体供給室２６４を画定する。複数の周方向に離間した径方向通路２６６は、液体供給室２６４から弁ステム１６６に向かって下側ケース部２３８を径方向内方に貫通し、ケース貫通ボア２４０に開口している。図示の実施形態では、下側ケース部２３８は、周方向に９０度間隔で離間した４つの径方向通路２６６を有する。代替的な実施形態では、下側ケース部２３８は、任意の好適な間隔で離間した任意の好適な数の径方向通路２６６を有してもよい。
【００６２】
上側ケース部２３６は、以下に記載する固定型の再循環背圧制御装置２７２と組み合わせて、液体再循環出口通路１８８と連通する内側環状液体再循環室２６８を画定する。複数の周方向に離間した傾斜付き通路２７０は、内側再循環室２６８から弁ステム１６６に向かって、上側ケース部２３６を径方向内方かつ軸方向上方に貫通し、ケース貫通ボア２４０に開口している。図示の実施形態では、上側ケース部２３６は、周方向に９０度間隔で離間した４つの傾斜付き通路２７０を有する。代替的な実施形態では、上側ケース部２３６は、周方向に任意の好適な間隔で離間した任意の好適な数の傾斜付き通路２７０を有してもよい。
【００６３】
図３Ｂ及び図３Ｃを参照すると、固定型の再循環背圧制御装置２７２は、再循環リストリクターリングの形態で示されている。再循環リストリクターリング２７２は、環状上面２７４と、環状下面２７６と、中央のリング貫通ボア２７８とを有し、中央のリング貫通ボア２７８は、内部に下側ケース部２３８が収まるような寸法になっている。図３Ｂに示されているように、リストリクターリング２７２は、下側ケース部２３８の上端部を囲むように上側ソケット部１９０内に収納されている。リストリクターリング２７２は、環状上面２７４が上側ケース部２３６の下端部に当接し、環状下面２７６が上側ソケット部１９０の下端部に当接するように、上側ソケット部１９０に配置されている。リストリクターリング２７２は、上側ケース部２３６の外径と略等しい外径を有して形成することができる。更に、環状下面２７６は、Ｏリング等のシール部材２８０を受けるようになっている環状溝を有することができ、それにより、環状下面２７６は上側ソケット部１９０の下端部にシール係合することができる。環状上面２７４は、弁ステムケース１６４の上側ケース部２３６と下側ケース部２３８との間に形成される対応する半径に適合するように、面取り部２８２を有することができる。
【００６４】
再循環リストリクターリング２７２は、径方向内壁２８６に形成されている内側環状溝２８４と、径方向外壁２９０に形成されている外側環状溝２８８と、複数の周方向に離間した径方向ボア２９２とを更に有する。複数の周方向に離間した径方向ボア２９２は、内側環状溝２８４と外側環状溝２８８との間を径方向に貫通し、内側環状溝２８４及び外側環状溝２８８に開口している。上述したように、内側環状溝２８４は、上側ケース部２３６と組み合わせて、内側環状液体再循環室２６８を画定する。外側環状溝２８８は、モジュールソケット１７２の上側ソケット部１９０を画定する内面と組み合わせて、外側環状液体再循環室２９４を画定する。
【００６５】
図３Ｂ及び図３Ｃに示されているように、再循環リストリクターリング２７２は、等しい寸法の固定の径を有して形成され、周方向に９０度間隔で離間した４つの径方向ボア２９２を有する。以下に記載するように、代替的な実施形態では、リストリクターリングは、任意の好適な直径並びに任意の好適な数及び周方向形態を有して形成された径方向ボア２９２を有して形成されてもよい。
【００６６】
リストリクターリング２７２は、径方向ボア２９２のうちのそれぞれが、上側ケース部２３６の傾斜付き通路２７０のうちの１つと位置合わせされるように、弁ステムケース１６４に対して配置されている。更に、弁ステムケース１６４とリストリクターリング２７２との組合せは、リストリクターリング２７２の径方向ボア２９２のうちの１つと上側ケース部２３６のそれぞれの傾斜付き通路２７０とが、再循環出口通路１８８に位置合わせされるように、マニホールドセグメント１５４のモジュールソケット１７２内に配置される。
【００６７】
本明細書には示していないが、弁モジュール１５０を液体吐出モードにすることは、図１Ｂのモジュール１０に関して上述したプロセスと同様である。詳細には、空気用キャップ１６０の駆動空気入口を通して受け取った加圧された駆動空気を、ソレノイド弁アセンブリ２０４によって、駆動空気通路１９８を通して空気室２００に方向付ける。加圧空気は、コイルばね２２０によって及ぼされる付勢力に抗してピストン部材２０２及び弁ステム１６６を下方開位置に付勢し、この下方開位置では、上側弁部材２５４が上側弁座２６０にシール係合する。同時に、液体材料は、ポンプ２によって、操作者が指定する流量で液体材料供給部４から液体供給入口通路１８０に供給される。進入する液体材料は、内方へ、液体供給入口通路１８０を通されて環状液体供給室２６４に入り、下側ケース部２３８の径方向通路２６６を通されてケース貫通ボア２４０に入る。続いて、液体材料はすぐ下方の下側弁部材２５６を通過し、吐出出口通路１８４を通って吐出ノズル１６８に入る。この段階で、液体材料が吐出ノズル１６８の内部通路１７４に通されて基材上に方向付けられる際に或る特定のスプレーパターンを生成するように、パターン空気と液体材料を混合することができる。
【００６８】
液体材料は、下方の下側弁部材２５６を通過させ、吐出出口通路１８４及び吐出ノズル１６８を通す際に吐出背圧を受ける。吐出背圧とは、上述したように、吐出中に液体材料が通される、吐出出口通路１８４及び吐出ノズル１６８の内部通路１７４を含む通路及び室の内面によって液体材料に及ぼされる力の働きによるものである。
【００６９】
弁モジュール１５０を図３Ｂに示されている液体再循環モードにすることは、図１Ｃのモジュール１０に関して上述したプロセスと同様である。詳細には、ソレノイド弁アセンブリ２０４が加圧された駆動空気を空気室２００に送達するのを止め、それにより、コイルばね２２０が、ピストン部材２０２及び弁ステム１６６を、下側弁部材２５６が下側弁座２６２にシール係合する上方閉位置へと付勢することを可能にする。したがって、上述したように径方向通路２６６を通してケース貫通ボア２４０に押し込まれた液体材料は、上側弁部材２５４を通過し、傾斜付き通路２７０に入るように上方に方向転換される。弁ステム１６６を囲み、弁ステム１６６とシール接触する上側シール２９６は、液体材料が軸方向上方に貫通ボア２４０を通って傾斜付き通路２７０を越えて流れることを阻止する。液体材料は、方向矢印によって示されているように、外方へ、傾斜付き通路２７０を通されて内側環状再循環室２６８に入り、再循環リストリクターリング２７２の径方向ボア２９２を通されて外側環状再循環室２９４に入り、再循環出口通路１８８に入る。再循環出口通路１８８は、液体材料を、アプリケーターマニホールド１５４を貫通する再循環チャネル１９２に方向付ける。続いて、液体材料は、再循環チャネル１９２から外部ホース等の再循環導管（図示せず）に圧送され、この再循環導管を通って、液体材料が液体材料供給リザーバー４に向かって戻るように流れる。
【００７０】
液体材料は、種々の室及び通路を通し、再循環チャネル１９２に向かって再循環チャネル１９２を通す際に、再循環背圧を受ける。再循環背圧とは、上述したように、再循環中に液体材料が通される、傾斜付き通路２７０、内側環状再循環室２６８及び外側環状再循環室２９４、リストリクターリング２７２の径方向ボア２９２、再循環出口通路１８８、並びに再循環チャネル１９２を含む通路及び室の内面によって液体材料に及ぼされる力の働きによるものである。これに関して、内側環状溝２８４によって一部が画定される内側環状再循環室２６８と、外側環状溝２８８によって一部が画定される外側環状再循環室２９４と、再循環背圧制御装置２７２の径方向ボア２９２とは、装置通路を集合的に画定し、液体再循環モード時には液体材料はこの装置通路を通るように方向付けられる。
【００７１】
再循環リストリクターリング２７２の径方向ボア２９２のそれぞれは、下側ケース部２３８の傾斜付き通路２７０及びマニホールドセグメント１５４の再循環出口通路１８８の直径よりも小さい固定の径を有して形成される。したがって、再循環リストリクターリング２７２を備えることにより、液体材料は、リストリクターリング２７２が省略されている実施形態と比較して断面積及び容積が低減した、径方向ボア２９２を集合的に含む通路を通されることになる。それにより、再循環背圧は増大する。
【００７２】
再循環リストリクターリング２７２の径方向ボア２９２は、弁モジュール１５０の特定の吐出背圧と略一致する所定の再循環圧力を提供するために選択される、任意の好適な直径並びに任意の好適な数及び周方向構成を有して形成することができる。例えば、吐出ノズル１６８が、異なる内部幾何形状を有する別のノズルと置き換えられる場合、モジュールソケット１７２は、吐出背圧と略一致する好適な寸法の直径並びに好適な数及び周方向構成を有して形成された径方向ボア２９２を有するリストリクターリング２７２を備え付けることができる。
【００７３】
更に、図３Ａに示されているように、液体吐出アプリケーターは複数の弁モジュール１５０を備えることができ、各モジュール１５０は、このモジュール１５０の再循環背圧をその吐出背圧と略一致させるように好適に形成されているそれぞれの再循環リストリクターリング２７２を備える。したがって、アプリケーターのモジュール１５０のうちの１つ又は複数が、固有の液体流量で動作する及び／又は固有の吐出ノズル１６８を備え付けられる場合でも、各モジュール１５０の再循環背圧は、このモジュール１５０の再循環圧力と吐出圧力との間の差を略打ち消すように独立して制御することができる。このようにして、アプリケーターの集合した複数のモジュール１５０は、向上した吐出性能で同時に動作することができる。
【００７４】
図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、第４の実施形態の弁モジュール３００及び調整可能な再循環背圧制御装置３０２が示されている。モジュール３００は、以下に別途記載する点を除いて、図３Ａ及び図３Ｂに示されている弁モジュール１５０と同様の構造である。これに関して、同様の参照符号は、図３Ａ及び図３Ｂに関して図示及び記載した同様の特徴部を指す。
【００７５】
図４Ａ〜図４Ｃの実施形態において、再循環背圧制御装置３０２は、調整可能なニードル弁の形態であり、この調整可能なニードル弁は、ニードル３０３及びニードル３０３を受ける弁ポート３０４を備え、弁ポート３０４は、マニホールドセグメント１５４ａの形態である。ニードル３０３及び弁ポート３０４は、以下に別途記載する点を除いて、図１Ｄに示されている弁モジュール１０に関して上述したニードル１０１及び弁ポート１０２の構造及び機能と同様である。
【００７６】
図４Ｂ及び図４Ｃに最もよく示されているように、弁ポート３０４は、マニホールドセグメント１５４ａの正面３０６に開口しており、再循環出口通路１８８ａ及び再循環チャネル１９２に向かって内方に延び、再循環出口通路１８８ａ及び再循環チャネル１９２と連通する。弁ポート３０４は、モジュールソケット１７２ａを画定する内面と傾斜付き通路２７０付近の場所にある下側ケース部２３８との間に画定された環状液体再循環室３０７とも連通する。図４Ｃに示されているように、環状再循環室３０７は、傾斜付き通路２７０と連通する。更に、上述した再循環リストリクターリング２７２は、この実施形態の弁モジュール３００から省略され、したがって、モジュールソケット１７２ａは、弁ステムケース１６４のみをシール接触状態で受けるような寸法及び形状になっていることが理解される。
【００７７】
弁ポート３０４は、マニホールドセグメント１５４ａの正面３０６を貫通するねじ付きカウンターボア３０８と、カウンターボア３０８から延びる円筒形ボア３１０と、円筒形ボア３１０から延びるテーパー付きボア３１２と有する。円筒形ボア３１０は、側方が環状再循環室３０７に開口し、テーパー付きボア３１２は遠位方向で再循環出口通路１８８ａに開口している。
【００７８】
調整可能なニードル３０３は、弁ポート３０４内に収納され、頭部３１４と、頭部３１４から延びる円筒形中間部３１６と、円筒形中間部３１６から延びてニードル先端部３２０を画定するテーパー部３１８とを有する。円筒形中間部３１６は、弁ポート３０４のねじ付きカウンターボア３０８に螺合するねじ山３２２と、弁ポート３０４の円筒形ボア３１０にシール係合するシール部材３２６を受けるようになっている環状ノッチ３２４とを有する。テーパー部３１８は、弁ポート３０４のテーパー付きボア３１２内に収まり、ニードル先端部３２０が再循環出口通路１８８ａに向かって延びるようになっている。ニードル３０３の頭部３１４とマニホールドセグメント１５４ａとの間には、シムワッシャー３２８を配置することができる。シムワッシャー３２８は、図１Ｄに関して上述したシムワッシャー１２６と同様の構造及び機能とすることができる。
【００７９】
ニードル３０３のテーパー部３１８と弁ポート３０４のテーパー付きボア３１２との間には、テーパー付き環状空間３３０が画定される。したがって、テーパー付き環状空間３３０は、再循環背圧制御装置３０２の装置通路を画定し、液体再循環モード時には、液体材料はこの装置通路を通るように方向付けられる。図１Ｃ及び図１Ｄに関して上述したのと同様の方法で、ニードル３０３は、選択的に回転させて、テーパー部３１８を弁ポート３０４のテーパー付きボア３１２内に更に進入させるか、又はテーパー部３１８を弁ポート３０４のテーパー付きボア３１２から引き出すことができる。それにより、テーパー付き環状空間３３０の断面積及び容積を選択的に増減することができ、したがって、再循環背圧を選択的に増減し、特定の所定の再循環背圧を達成することができる。
【００８０】
図１Ｄに関して同様に上述したように、弁ポート３０４内でのニードル３０３の選択的調整によって、再循環背圧を弁モジュール３００に対応する吐出背圧と略一致させることが可能になる。それにより、これらの２つの背圧間の圧力差を効果的に打ち消すことができる。
【００８１】
更に、吐出アプリケーターが、アプリケーターマニホールド１５４ａの長さに沿って並んだモジュール箇所に配置される複数の弁モジュール３００を備える場合、独立した調整可能なニードル弁３０２は、モジュール３００のそれぞれをそれぞれのモジュール箇所において使用するように設けることができる。したがって、各モジュール３００は、固有の液体流量で動作することができ、及び／又は固有の内部幾何形状を有する吐出ノズル１６８と連通することができ、それにより、各モジュール３００を通って流れる液体材料は、固有の再循環圧力及び／又は固有の吐出背圧を含む固有の吐出圧力を受ける。それぞれのモジュール箇所において各モジュール３００に対応するそれぞれのニードル弁３０２は、このモジュール３００の再循環背圧を制御して、再循環背圧をこのモジュール３００の吐出背圧に略一致させ、それにより、このモジュール３００の吐出背圧と再循環背圧との間の差を打ち消すように独立して調整することができることが有利である。このようにして、各モジュール３００に対応する再循環流路は、集合した複数のモジュール３００が、向上した吐出性能で同時に動作することができるように、独立して調節することができる。
【００８２】
代替的な一実施形態に係るアプリケーターは、１つ又は複数の弁モジュール１５０及び１つ又は複数の弁モジュール３００を備えることができることが理解される。したがって、アプリケーターは、１つ又は複数の固定型の再循環リストリクターリング２７２及び１つ又は複数の調整可能なニードル弁３０２の形態の背圧制御装置を備えることができ、各背圧制御装置２７２、３０２は、それぞれの弁モジュール１５０、３００の再循環圧力と吐出圧力との間の差を略打ち消すように構成されている。
【００８３】
本発明の特定の実施形態の記載によって本発明を説明し、これらの実施形態をかなり詳細に記載してきたが、それらの実施形態は添付の特許請求の範囲の範囲をそのような詳細に限定するか又はいかようにも制限することは意図しない。本明細書において検討される種々の特徴は、単独で又は任意の組合せで用いることができる。更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。したがって、本発明はそのより広範な態様では、図示及び記載される特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに例示的な例に限定されない。したがって、包括的な発明の概念の範囲又は趣旨から逸脱することなくそのような詳細から逸脱することができる。
【図１Ａ】
0006804204.tif 000002
【図１Ｂ】
0006804204.tif 000003
【図１Ｃ】
0006804204.tif 000004
【図１Ｄ】
0006804204.tif 000005
【図２Ａ】
0006804204.tif 000006
【図２Ｂ】
0006804204.tif 000007
【図２Ｃ】
0006804204.tif 000008
【図３Ａ】
0006804204.tif 000009
【図３Ｂ】
0006804204.tif 000010
【図３Ｃ】
0006804204.tif 000011
【図４Ａ】
0006804204.tif 000012
【図４Ｂ】
0006804204.tif 000013
【図４Ｃ】
0006804204.tif 000014