JP6921184B2 - 統合ドライブを有する少なくとも１つのポンプを備えたアプリケータ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年９月８日に出願された米国特許仮出願第６２／３８５，２３８号の利益を主張する。

本開示は、統合ドライブを有するポンプを伴う少なくとも１つのポンプを有する、基材上にホットメルト接着剤を分配するためのアプリケータに関する。アプリケータは、定量（metered）出力と圧送（pressure feed）された出力の両方を有するためのハイブリッドアプリケータであってよい。

ホットメルト接着剤を基材に塗布するための通常の接着剤アプリケータは、一体型マニホールド又は分割型マニホールドに接続される複数の容積式ギアポンプ（以下、「マニホールド」と称する）を有する。ノズルをそれぞれ含む複数のモジュールが、業界においてよく知られているように、マニホールド面にわたって適用される。これらのギアポンプは、全てのポンプを回して接着剤を分配するための共通の駆動シャフトを有する。共通の駆動シャフトは、ポンプを回す手段を提供する。しかし、共通の駆動シャフト構成は、欠点を有する。

例えば、全てのポンプが同じ大きさであれば、ポンプの全てが同じ速度（ｒｐｍ）で動作し、結果としてそれぞれのポンプからの流量が均一になる。更に、共通の駆動シャフト及びモータを最初にアプリケータから取り外さなければならないので、欠陥がある場合、又は異なるサイズが必要な場合は、ポンプの変更／交換に時間がかかる。

典型的なアプリケータにおいて、ポンプとマニホールドとの間の流路は多少固定されている。これにより、アプリケータの幅にわたって接着剤の流れを調整又は変更する能力がなくなる。また、上記のポンプを使用した典型的なアプリケータは、定量型アプリケータであるとみなされる。しかし、アプリケータは圧送されてもよい。しかし、典型的なアプリケータは、単一のアプリケータ設計での、定量フィードと圧送フィードとの組み合わせを含まない。

本出願の例示的実施形態の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むことでより深い理解が得られるであろう。本出願を例示するために、本開示の例示的実施形態が図面において示されている。しかし、本出願は、図示された正確な配置及び手段に限定されるものでないことを理解されたい。

本開示の実施形態に係るアプリケータの前面斜視図である。 図１に示されるアプリケータの上面図である。 図１に示されるアプリケータの背面図である。 図１に示されるアプリケータの側面図である。 アプリケータから取り外されたポンプアセンブリを図示する後面斜視図である。 図１に示されるアプリケータに使用されるポンプアセンブリの正面斜視図である。 図１に示されるアプリケータで使用されるポンプアセンブリの後方斜視図である。 図６及び図７に示すポンプアセンブリの分解図である。 図６及び図７に示すポンプアセンブリの断面図である。 図６及び図７に示すポンプアセンブリに使用されるギアアセンブリの斜視である。 図１に示されるアプリケータにおけるポンプアセンブリにおける駆動モータ部の動作を制御する、使用される制御システムの概略ブロック図である。 本開示の別の実施形態に係るアプリケータの前面斜視図である。 図１０に示されるアプリケータに使用されるポンプアセンブリの斜視図である。 図１３に示されるポンプアセンブリの分解図である。 定量入力及び圧送入力用に構成されたアプリケータを示す。

本開示の実施形態は、例えば、おしめのような個人用の使い捨て衛生製品の製造中に、ホットメルト接着剤を基材上に分配するためのアプリケータ１０を含む。図１〜図４を参照すると、アプリケータ１０は、マニホールド１２と、マニホールド１２に結合される少なくとも１つの分配モジュール１６と、分配モジュール１６に結合される少なくとも１つの空気制御弁１８と、マニホールド１２に取り外し可能に取り付けられた少なくとも１つのポンプアセンブリ２０と、を含む。マニホールド１２は、複数のマニホールドセグメント２２と、マニホールドセグメント２２の両側にある一対のエンドプレート２４及び２６を含んでいてもよい。代替的に、マニホールドは、一体型マニホールドであってもよい。アプリケータは、基材上に接着剤と吐出する、複数のノズル（図示せず）を含んでいてもよい。ノズルは、スプレーノズル又はコーティングノズルとすることができる。

本開示の様々な実施形態では、アプリケータ１０は、アプリケータ１０の処理幅を増やすために並列関係で配置されている、分配モジュール１６、マニホールドセグメント２２、及びポンプアセンブリ２０の複数の組を含んでもよい。したがって、アプリケータは、複数の分配モジュール１６と、複数のポンプアセンブリ２０とを含んでもよい。図に示すように、例えば、アプリケータ１０は、５つのポンプアセンブリ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、及び２０ｅを有する。図では、５つのポンプアセンブリ２０ａ〜２０ｅを示しているが、アプリケータ１０は、単一のポンプアセンブリ、２つのポンプアセンブリ、又は２つよりも多くのポンプアセンブリを含むことができる。明確にするために、単一のポンプアセンブリが下記に示され、参照番号２０は、参照番号２０ａ〜２０ｅと互換的に使用することができる。それぞれのポンプアセンブリ２０は、１つのマニホールドセグメント２２及び１つの分配モジュール１６と結合され、結び付けられ得る。更に、それぞれの分配モジュール１６は、１つのマニホールドセグメント２２に結合され、結び付けられる。しかし、２つ以上のポンプアセンブリ及び２つ以上の分配モジュール１６が、図２に示されるように、単一のマニホールドセグメント２２と結合されてもよい。

図１〜図４を参照して、マニホールド１２は、底部３０と、縦方向２に沿って底部３０から間隔を空けた上部３２と、第１の側面３４ａと、第２の側面３４ｂと、を有し、第２の側面３４ｂは、縦方向２と直交する横方向４に沿って第１の側面３４ａと反対側にある。第１の側面３４ａは、第１の平面Ｐ１内に位置し、第２の側面は、第１の平面Ｐ１に平行な第２の平面Ｐ２内に位置する。第１の平面Ｐ１及び第２の平面Ｐ２は、第１の側面３４ａ及び第２の側面３４ｂが互いに対して角度を有する場合、平行でない場合がある。マニホールド１２は、縦方向２及び横方向４に垂直な前後方向６に沿って互いに間隔を開けられている前部３６及び後部３８を更に有する。第１の側面３４ａ及び第２の側面３４ｂは、前部３６から後部３８へ延び、底部３０から上部３２へも延びる。前後方向６は、機械方向と称され、横方向４は、機械横断方向と称される。この段落に記載された方向に関する要素（directional component）は、アプリケータ１０の構成要素にも適用される。

図６〜図８を参照すると、ポンプアセンブリ２０は、暖められた接着剤を所定の体積流量（又は流量）で、マニホールド１２に供給するように構成されている。それぞれのポンプアセンブリ２０ａ〜２０ｅは、ポンプ４０と、ポンプ４０に動力を供給する専用の駆動モータ部６０とを含む。それぞれのポンプ４０は、専用の駆動モータ部６０を有するため、それぞれのポンプアセンブリ２０は、オペレータ及び／又は制御システム１１０（図１１に示す参照１１０）によって、更に以下に説明するように独立して制御され得る。ポンプアセンブリ２０はまた、ポンプ４０と駆動モータ部６０との間に熱隔離領域７０を含む。マニホールド１２の温度を上昇させるために熱素子（thermal element）２３を使用してもよく、これにより、それぞれのポンプアセンブリ２０におけるポンプ４０の温度が上昇する。熱隔離領域７０は、ポンプ４０から駆動モータ部６０への熱伝達を最小限に抑え、結果として駆動モータ部６０内の電子部品への温度の影響を最小限にする。

図６〜図８について続けると、駆動モータ部６０は、モータ６２と、出力駆動シャフト６６と、１つ以上のコネクタ６４（ワイヤとして図示される）と、を含み、１つ以上のコネクタ６４は、電源（図示せず）及び制御システム１１０を有する制御部１５０（図１０に示される制御システム１１０及び制御部１５０）に結合されている。駆動モータ部６０はまた、制御部１５０に電気的に結合された回転センサ６８を含んでもよい。駆動モータ部６０はまた、モータの出力駆動シャフト６６からポンプの入力駆動シャフト（図示せず）に回転運動を伝達して所望のポンプ回転速度を達成する遊星歯車などのギアアセンブリ６７を含んでもよい。出力駆動シャフト６６は、駆動軸線Ａを有し、駆動シャフト６６は、駆動軸線Ａを中心に回転する。

図３及び図４を再度参照すると、ポンプアセンブリ２０は、多くの異なる構成でマニホールド１２に取り付けられてもよい。一例では、ポンプアセンブリ２０は、出口を含むポンプ４０の前面４１がマニホールド１２に面するようにマニホールド１２に取り付けられる。駆動シャフト軸線Ａは、側面３４ａと側面３４ｂから間隔を開けた、側面３４ａと側面３４ｂとの間の位置において、ポンプアセンブリ２０の前面４１及びマニホールド１２と交差する。この構成では、駆動モータ軸線Ａは、アプリケータ１０の第１の側面３４ａ及び第２の側面３４ｂと交差しない。むしろ、ポンプアセンブリ２０は、駆動モータ部６０の駆動モータ軸線Ａが、第１の側面３４ａの第１の平面Ｐ１、及び、第２の側面３４ｂの第２の平面Ｐ２のそれぞれと平行な平面Ｙ内に位置するように、マニホールド１２において位置付けられる。それぞれのポンプアセンブリ２０ａ〜２０ｅは、第１の平面Ｐ１及び第２の平面Ｐ２に平行なそれぞれの平面内に位置するそれぞれの駆動軸線Ａを有する。

図３及び図４について続けると、ポンプアセンブリ２０は、駆動モータ軸線Ａが平面Ｙ内の任意の特定の方向に配向されるように、マニホールド１２において位置付けられ得ることを理解されたい。例えば、ポンプアセンブリ２０は、駆動モータ軸線Ａが平面Ｙ内に位置し、平面Ｘに対して角度的にオフセットされるようにマニホールド１２において位置付けられ得る。例えば、ポンプアセンブリ２０は、駆動モータ軸線Ａが平面Ｘと角度θを画定するようにマニホールド１２において位置付けられ得る。角度θは、鋭角、鈍角、又は１８０度以上の角度とすることができる。

図６〜図８を参照すると、ポンプ４０は、ハウジングアセンブリ４２と、ハウジングアセンブリ４２内に収容された１つ以上のギアアセンブリ５０（又は１つよりも多くのギアアセンブリ）と、マニホールドセグメント２２から液体を受け取るための入口５２と、液体をマニホールドセグメント２２に流し戻すための出口５４と、を含む。図示された実施形態によれば、ポンプの入口及び出口は、駆動モータの駆動モータ軸線Ａと平行な方向に配向される。

図６〜図８について続けると、ハウジングアセンブリ４２は、上側プレート４４ａと、下側プレート４４ｂと、中央ブロック４６と、を含む。上側プレート４４ａ及び下側プレート４４ｂは、駆動モータ部６０の駆動軸線Ａと整列している方向に沿って互いに間隔を開けられている。上側プレート４４ａ、中央ブロック４６、及び下側プレート４４ｂは、ボルト４８で結合されている。ボルト４８は、上側プレート４４ａ、中央ブロック４６、及び下側プレート４４ｂにおける、ボア４９ａ、４９ｂ、４９ｃ（図示せず）によりそれぞれ受容され、ボア４９ａ、４９ｂ、４９ｃ内でそれぞれ固定される。中央ブロック４６は、ギアアセンブリ５０のプロファイルに概ね適合する大きさの内部チャンバ５６（図８）を画定する。プレート４４ｂは、前面４１を画定する。駆動モータ軸線Ａは、前面４１を通って延びる。

図８〜図１０について続けると、ポンプ４０は、ギアアセンブリ５０を含む。例示的な実施形態によれば、ギアアセンブリ５０は、例えば、当業者に知られている、被動ギア５５ａ及びアイドラギア５５ｂを有する。被動ギア５５ａは、駆動シャフト６６の回転が被動ギア５５ａを回転させ、それが、ひいては、アイドラギア５５ｂを回転させるように、駆動モータ部６０の駆動シャフト６６に結合されている。被動ギア５５ａは、第１の軸線（図示せず）を中心に回転し、アイドラギアは、第２の軸線（図示せず）を中心に回転する。被動ギアの回転軸線は、駆動モータ軸線Ａと同軸である。ギアアセンブリ５０は、カップリングを介して駆動シャフト６６の端部に結合される細長ギアシャフトを含んでもよい。ギアシャフトは、被動ギア５５ａ内に延び、被動ギア５５ａを駆動するようにキー固定される（keyed）。コーティング及び包装などの封止部材を、細長ギアシャフトの周辺に配置して、ギアアセンブリの封止を促進させることができる。細長ギアシャフト、カップリング、及び封止部材は、明確に示されていない。

使用中、ギア５５ａ及び５５ｂの回転は、ポンプ中の接着剤をチャンバ５６の第１の区域５８ａからチャンバ５６の第２の区域５８ｂへと駆動し、次いで出口５４へと送る。例示的な実施形態によれば、ギアアセンブリ５０のそれぞれのギアは、その外径Ｄ以上の長さＬを有する。２つのギアを有するギアアセンブリが示されているが、ポンプ４０は、ポンプ４０の所望の流量のために任意の数のギア及び／又は任意の数のギア構成を有することができる。中央ブロック４６は、ギアのスタッキングをサポートするように分割化することができる。例えば、複数のギアアセンブリをポンプ入力シャフトに沿ってスタッキングすることができる。このような例では、ギアアセンブリは、単一の出力ストリームへと組み合わされた異なる出力を有することができる。別の例では、ギアアセンブリは、プレート４４ｂ及びマニホールド１２内に追加のポートを介して複数の出力を提供するために別個に維持され得る異なる出力を有する。

図６〜図８について続けると、熱隔離領域７０は、熱隔離プレート７２及び熱隔離プレート７２とハウジングアセンブリ４２との間の隙間７４によって画定される。ボルト７５は、ハウジングアセンブリ４２と熱隔離プレート７２との間に隙間７４が形成されるように、熱隔離プレート７２をハウジングアセンブリ４２の上部に結合する。熱隔離プレート７２は、ボルト７５の周りに配置され、熱隔離プレート７２の表面とハウジングアセンブリ４２との間に配置された複数のスペーサ７６を含むことができる。スペーサ７６は、隙間７４の奥行きを画定するように、プレート７２とモノリシックであることができ、又はプレート７２とは別体であってもよい。熱隔離領域７０は、ポンプ４０から駆動モータ部６０への熱の伝達を抑制する。熱隔離プレート７２及びスペーサは、駆動モータ部６０のハウジングアセンブリ４２及び外側ケーシング（番号なし）を形成する材料と比べて、低い熱伝導率を有する材料で作られ得る。更に、スペーサ７６を使用することによりスタンドオフ領域７４が形成され、ハウジングアセンブリと駆動モータ部６０との間の直接的な接触が最小化される。

図４及び図５を参照すると、アプリケータ１０は、アプリケータからポンプアセンブリ２０ａ〜２０ｅを取り外しやすいように構成されている。図４に示すように、ポンプアセンブリ２０ａ〜２０ｅは、エンドプレート２４及び２６と結合される細長プレート２７で固定される。締結具２９は、ポンプアセンブリ２０及び細長プレート２９に結合され、結果として、ポンプアセンブリ２０をマニホールド１２に固定する。締結具２９は、キャプティブファスナーであってもよい。ポンプアセンブリ２０（又は複数のポンプアセンブリ２０ａ〜２０ｅ）を取り外す及び／又は交換するために、オペレータは、締結具２９を細長プレート２９から緩め、次いでポンプアセンブリ２０を取り外すことができる。この特徴は、ポンプを作動させるために共通の駆動シャフトを使用する典型的なアプリケータに区画に分け、ポンプアセンブリ２０を交換及び／又は取り外すのに必要な時間を短縮する。

図１１は、ポンプアセンブリ２０の動作の態様を制御するための閉フィードバックループとして構成された制御システム１１０の概略ブロック図である。図１１に示すように、制御システム１１０は、論理ユニットであってもよい少なくとも１つの制御部１５０を含む。図１１に示されるように複数のポンプアセンブリ２０ａ、２０ｂ．．．２０ｎが使用される実施形態において、制御部１５０は、回転センサ６８ａ、６８ｂ．．．６８ｎに電気的に結合される。それぞれの回転センサ６８ａ、６８ｂ．．．６８ｎは、上述するように、対応するモータ６２ａ、６２ｂ．．．６２ｎに結合される。回転センサは、回転エンコーダ、ホール効果センサ、及び回転を測定できる任意の装置を含んでもよい。あるいは、更に、制御部１５０は、それぞれのモータ６２ａ、６２ｂ．．．６２ｎと電気的に結合される。制御部１５０は、１つ以上のメモリ、メモリに保存されている指示を実行するために使用される１つ以上のプロセッサ、及び入出力部を含んでもよい。入出力部は、制御システム１１０の他の構成要素への信号の送信、及び／又は、他の構成要素からの信号の受信が可能な典型的な送受信装置であってよい。

制御システム１１０は、ポンプ速度を目標動作範囲内に維持する閉ループフィードバックとして動作する。制御部１５０は、オペレータによって設定され、メモリに記憶された目標駆動モータ回転速度（又は「目標ＲＰＭ」）を有してもよい。エンコーダ６８は、実際の駆動モータ回転速度（又は「実際のＲＰＭ」）を判断することができる。実際のＲＰＭは、制御部１５０に送られる。制御部１５０によって実行されるソフトウェアは、１）実際のＲＰＭが目標ＲＰＭと異なっているか、及び２）もしあれば、目標ＲＰＭからの差（variance）（＋／−）の大きさが検出されているか判断する。制御部１５０が目標ＲＰＭと実際のＲＰＭとの差を判断する場合、制御部１５０は、（定量型の塗布において典型的で、妥当な処理限界の範囲内で）実際のＲＰＭが目標ＲＰＭと一致するまで、ドラフト回転速度（draft rotational speed）を上げるか、又は下げるために信号をモータ６２に送信する。このフィードバックループは、アプリケータ上に設置されたそれぞれのポンプアセンブリにわたって適用されてもよい。これにより、制御システム１１０は、駆動モータ６２における目標回転速度を維持するように機能し、その結果、時間的に一貫した体積流量を維持する。これは、従来のシステムにおいて経時的に徐々に起こり得る処理ドリフトを制限することができる。それぞれのポンプアセンブリは、独立して駆動されるので、それぞれの特定のポンプアセンブリのためのフィードバックループは個々のポンプ出力を制御するのを補助する。

図１２〜図１４は、本開示の別の実施形態を示す。図１２は、図１〜図４及び上述のアプリケータ１０に類似したアプリケータ２１０を示す。しかし、アプリケータ２１０は、横方向４に関してオフセットした方向に配向された駆動シャフト軸線Ｂをそれぞれ有するポンプアセンブリ２２０を含む。図示されるように、ポンプアセンブリ２２０は、垂直面Ｘに対して角度的にオフセットし、水平面Ｙに平行な駆動モータ軸線を有する。他のほとんどの様態では、アプリケータ１０及びアプリケータ２１０は実質的に同様である。したがって、同一の参照記号を使用してアプリケータ１０及びアプリケータ２１０に共通する特徴を識別する。

図１２〜図１４について続けると、ポンプアセンブリ２２０は、暖められた液体を所定の体積流量（又は流量）で、マニホールド１２に供給するように構成されている。それぞれのポンプアセンブリ２２０は、ポンプ２４０と、ポンプ２４０に動力を供給する専用の駆動モータ部２６０とを含む。ポンプアセンブリ２２０はまた、ポンプ２４０と駆動モータ部２６０との間に熱隔離領域２７０を含んでもよい。熱隔離領域２７０は、ポンプ２４０が発生させる熱の、駆動モータ部２６０への熱伝達を最小限に抑え、結果として駆動モータ部２６０内の電子部品への温度の影響を最小限にする。専用の駆動モータ部２６０及び熱隔離領域２７０は、図６〜図８に図示された上述の駆動モータ部６０及び熱隔離領域７０と同一である。

図１２〜図１４について続けると、駆動モータ部２６０は、モータ６２と、１つ以上のコネクタ６４（ワイヤとして図示される）と、出力駆動シャフト２６６と、を含む。コネクタ６４は、電源（図示せず）及び制御システム１１０に結合されている。駆動シャフト２６６は、駆動軸線Ｂを有し、駆動シャフト２６６は、駆動軸線Ｂを中心に回転する。ポンプアセンブリ２２０がアプリケータ２１０に結合されるとき、駆動軸線Ｂは、平面Ｙと平行な平面Ｘに対して交差し、かつ／又は角度的にオフセットされる。この構成では、駆動モータ軸線Ｂは、アプリケータ２１０の第１の側面３４ａ及び第２の側面３４ｂと交差しない。むしろ、ポンプアセンブリ２０は、駆動モータ部６０の駆動モータ軸線Ｂが、第１の側面３４ａの第１の平面Ｐ１、及び、第２の側面３４ｂの第２の平面Ｐ２のそれぞれと平行な平面Ｙ内に位置するように、マニホールド１２において位置付けられる。

ポンプ２４０は、ハウジングアセンブリ２４２と、ハウジングアセンブリ２４２内に収容された１つ以上のギアアセンブリ２５０と、マニホールドセグメント２２から液体を受け取るための入口２５２と、液体をマニホールドセグメント２２に流し戻すための出口２５４と、を含む。図示された実施形態によれば、ポンプ２４０の入口及び出口は、駆動モータ部２６０の駆動モータ軸線Ｂに垂直な方向に配向されている。

本明細書に記載のポンプアセンブリ２０、２２０、４２０は、独立して制御することができる。例えば、制御システム１１０を使用して、駆動モータ部６０のＲＰＭを独立して調整してもよい。駆動モータのＲＰＭの変化は、ポンプアセンブリ２０の体積流量、したがって分配モジュールのノズルから出る接着剤の流量を変える。したがって、分配モジュールから出る接着剤のそれぞれの流れは、駆動モータ部６０のＲＰＭを調整することにより個々に制御されてもよい。ポンプアセンブリ２０での流量の独立した調整又は制御は、ポンプを交換する必要なく可能である。更に、ポンプアセンブリ２０は、所定のＲＰＭの範囲に対して、接着剤アプリケータに使用される従来のポンプに比べて幅広い流量の範囲を有する。換言すれば、本明細書に記載の１つのポンプアセンブリ２０は、接着剤のアプリケータ用に設計された２つ以上の従来ポンプの有効動作範囲を有する。また、このようなポンプの動作範囲が、コンパクトなサイズで可能である。

ホットメルト接着剤と共に使用される従来のポンプでは、特定の動作範囲外で流量を変えるためには、ポンプを変える必要がある。例えば、あるポンプ内のギアセットは、ある入力回転速度のセット与えられる、ある範囲の流量に対して設計され得る。より高い流量（又はより低い流量）を達成するには、より高い（又はより低い）流量用に設計されたギアセットを有する、異なるポンプを使用する必要がある。以下の表１は、本開示に記載されているように、従来の小型ポンプ（「ポンプ１」）、従来の大型ポンプ（「ポンプ２」）、及びポンプアセンブリ２０、１２０、４２０についての１分あたりの立方センチメートル（ｃｃ／分）での体積流量を含む。以下の表におけるポンプ１は、１回転あたり０．１６立方センチメートル（ｃｃ／ｒｅｖ）を有する。以下の表におけるポンプ２は、０．７８６ｃｃ／ｒｅｖである。以下の表における「ポンプアセンブリ」は、０．３４ｃｃ／ｒｅｖである。ポンプ１及びポンプ２は、従来の接着剤アプリケータで使用されている小型ポンプ及び大型（又は最大）ポンプをそれぞれ代表している。

上記表に示されるように、本明細書に記載のポンプアセンブリ２０、２２０、４２０（ポンプアセンブリ４２０）は、モータＲＰＭの所定の範囲について、広範囲な体積流量を有する。１０〜１５０ｒｐｍのポンプ速度に対して、ポンプ１の体積流量は、１．６〜２４ｃｃ／分の範囲であり、ポンプ２の体積流量は、７．８６〜１１７．９ｃｃ／分の範囲である。ポンプアセンブリ２０、２２０、４２０は、広範囲のポンプ速度で、２つの異なる従来のポンプの流量と同じくらい広い範囲の体積流量を提供することができる。換言すれば、ポンプアセンブリ２０、２２０、２２０は、現在の典型的なポンプが達成するために２つの異なるポンプを必要とする体積流量を提供するように動作可能である。これにより、それぞれのポンプアセンブリは、広範囲の可能な体積流量の中で目標流量を提供するために別々に制御することができるので、より大きなプロセスの柔軟性がもたらされる。更に、この程度の制御、及び変動の可能性は、複数のポンプ及び接着剤の流れにわたって可能である。

更に、ポンプアセンブリ２０、２２０、４２０は、オペレータに、より多くのプロセス中の柔軟性を提供する。ホットメルト接着剤を使用する従来のポンプにおいて、ポンプのＲＰＭを変更又は調整する唯一の方法は、それぞれのポンプを駆動する共通駆動シャフトのＲＰＭを変更することであった。共通の駆動シャフトを使用してポンプを駆動するので、アプリケータの幅にわたって流量を変化させるためには、アプリケータの幅にわたって異なるポンプを使用する。共通の駆動ドラフト（drive draft）のＲＰＭを増加させる（又は減少させる）ことは、全てのポンプにわたる流量の同じ増加（又は減少）をもたらしていた。よって、従来のポンプ設計は、幅方向にわたる体積流量などのプロセスパラメータをライン内で調整する能力を制限している。むしろ、機械に設置されたポンプの望ましい動作範囲外の流量に変えるためには、ポンプを用途に適したサイズのポンプと交換しなければならない。上記したように、典型的なポンプを交換することは、時間がかかり、複雑である。本明細書に記載のポンプアセンブリは、個々のポンプ制御を可能にする一方で、取り外し／交換の時間も最小にする。

アプリケータ及びポンプアセンブリを使用するいくつかの追加の利点がある。上述したように、接着剤アプリケータ内のそれぞれのポンプアセンブリの体積変位は、独立して制御することができる。アプリケータの長さに沿って隣接するポンプを独立して変位制御（displacement control）すると、駆動モータの速度を変化させることにより、差動流量（differential flow rate）を変化させることができる。例えば、幅広い流量などの幅広い処理要求に対し、より少ないポンプアセンブリが必要とされる。これにより、部品数を削減し、使用中の製品切り替えを管理しやすくなる。また、接着剤の流れを、容易に追加（又は除去）できる。

本開示の別の実施形態は、ホットメルト接着剤を分配するためのハイブリッドアプリケータである。図１５は、アプリケータ４１０を示す。ハイブリッドアプリケータ４１０は、定量出力及び圧送型出力の両方に対して構成される。アプリケータ４１０は、上述したアプリケータ１０及び２１０と同様である。例えば、ハイブリッドアプリケータ４１０は、分配モジュール４１６、空気制御弁、マニホールド４１２（分割型又は一体型）を含む。

ハイブリッドアプリケータ４１０は、マニホールドにそれぞれ結合されている、少なくとも１つのポンプアセンブリ４２０（又はポンプアセンブリ２２０）及び少なくとも１つの圧送ブロック５２０を含む。本開示において、参照番号４２０は、特に明記しない限り、参照番号４２０ａ〜４２０ｃと互換的に使用することができる。図１５に図示される実施形態によると、アプリケータ１０は、３つのポンプアセンブリ４２０ａ、４２０ｂ及び４２０ｃ並びに４つの圧送ブロック５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ及び５２０ｄを含む。しかし、アプリケータ４１０は、任意の数のポンプアセンブリ及び圧送ブロックを含むことができる。

図１５について続けると、ポンプアセンブリ４２０は、上述のポンプアセンブリ２０（又はポンプアセンブリ２２０）と実質的に同一である。ポンプアセンブリ４２０は、入力４１９ｃにポーティングされている（ported）、マニホールドのフローチャネルから接着剤を受け取る。圧送ブロック５２０ａ及び５２０ｃは、入力４１９ｃを介して供給される、マニホールドからの接着剤を受け取る入口及び出口を含む。圧送ブロック５２０ｂ及び５２０ｄは、入力４１９ａ及び４１９ｂを介して接着剤が供給される。入力４１９ａ及び４１９ｂは、上流に位置する溶融部（図示せず）から接着剤を受け取る。溶融部の近くのポンプ（図示せず）は、ホースを介して、圧送ブロック５２０ｂ及び５２０ｄにそれぞれ結合される入力４１９ａ及び４１９ｂに接着剤をフィードするために使用される。マニホールド４１２からの熱は、圧送ブロック５２０ａ〜５２０ｄに伝達され、これにより、圧送ブロック５２０内の接着剤を加熱する。図示されるように、ハイブリッドアプリケータ４１０は、複数の入力継手４１９ａ〜４１９ｃを有し、それらのいくつかは、圧送ブロックと結び付けられており、異なるタイプの接着剤をアプリケータに供給するために使用することができる。

ポンプアセンブリ４２０と圧送ブロック５２０とを組み合わせることにより、アプリケータ４１０に対するプロセスの柔軟性が増大する。例えば、ポンプアセンブリ４２０は、分配モジュールからの接着剤の流れを精密に調量すること（metering）を可能とし、一方で、他の接着剤の流れは、より精密さの低い圧料金（fee）ブロック５２０に関連付けられる。ハイブリッドアプリケータ４１０は、必要に応じて、単一のマニホールドにおいて、定量型、圧送型、及びマルチゾーン圧送型の全てが可能であることを理解されたい。

本開示は、限定された数の実施形態を用いて本明細書に記載されているが、これらの特定の実施形態は、本明細書で記載及び請求されているような開示の範囲を制限することを意図しない。本明細書に記載されている物品及び方法の様々な要素及び工程の正確な順序を限定的に考慮すべきではない。例えば、方法の工程は、順序的な一連の参照記号と図形中のブロックの進行とを参照して記述されるが、方法は所望の特定の順序で実施することができる。

Claims (15)

1. 接着剤を基材に分配するためのアプリケータであって、前記アプリケータは、
   前部と、前記前部の反対側にある後部と、第１の側面と、前記第１の側面の反対側にある第２の側面と、を有するマニホールドと、
   前記マニホールドに結合された少なくとも１つの分配モジュールと、
   前記マニホールドに取り外し可能に取り付けられた少なくとも１つのモジュール式ポンプアセンブリと、を備え、
   それぞれの前記モジュール式ポンプアセンブリは、
   前記接着剤を受け取るための入口及び前記マニホールドと流体連通している出口と、
   ハウジングアセンブリ内に配置されるギアアセンブリと、
   前記ギアアセンブリに結合され、前記入口から前記出口へ前記接着剤を送り出すように動作可能な駆動モータ部と、を含み、
   前記駆動モータ部は、第１の端部と、前記第１の端部とは反対側にあり前記ギアアセンブリに面する第２の端部と、を画成するハウジングと、前記第２の端部を貫通して延在し、かつ前記ギアアセンブリに接続された駆動シャフトと、前記ハウジング内に配置され、前記マニホールドの前記第１の側面及び前記第２の側面の両方と交差しない軸線周りに前記駆動シャフトを回転するように構成されている駆動モータと、熱隔離領域と、を有し、
   前記駆動モータと前記ハウジングアセンブリは前記軸に沿って互いに整列するように前記軸は前記駆動モータ及び前記ハウジングアセンブリを通して延在し、
   前記熱隔離領域は、前記駆動モータ及び前記ギアアセンブリとの間に配置され前記ハウジング及び前記ハウジングアセンブリを互い離間させこれらの間に隙間を画成する熱隔離部材を含むように構成され、または、
   前記熱隔離領域は、前記ハウジングアセンブリ及びプレートとの間に画成されており、前記プレートは前記駆動モータ部の前記ハウジングと一体的であって前記ハウジングアセンブリに直接取り付けられている、アプリケータ。
2. 前記軸線は、前記第１の側面及び前記第２の側面と実質的に平行な平面内に整合している、請求項１に記載のアプリケータ。
3. 前記ギアアセンブリは少なくとも一つのギアを含み、該ギアはその外径以上の長さを有する、請求項１に記載のアプリケータ。
4. 前記マニホールドは、複数のマニホールドセグメントを含む、請求項１に記載のアプリケータ。
5. 前記マニホールドに結合された少なくとも１つの圧送ブロックを更に含む、請求項１に記載のアプリケータ。
6. 制御部と、前記制御部及び前記駆動モータに結合された回転センサと、を更に含み、前記回転センサは、前記駆動モータの実際の回転速度を示すデータを前記制御部に提供するように構成され、前記制御部は、前記駆動モータの目標回転速度示すデータを受け取るように構成され、前記制御部は、ａ）前記駆動モータの前記目標回転速度と、前記駆動モータの前記実際の回転速度との間の差の大きさを判断することと、ｂ）前記駆動モータの前記回転速度を調整して前記差を低減することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のアプリケータ。
7. 接着剤を分配するためのアプリケータのマニホールドに接続するように構成されているポンプアセンブリであって、前記マニホールドは、前部と、前記前部の反対側にある後部と、第１の側面と、第２の側面と、を有し、前記ポンプアセンブリは、
   前記接着剤を受け取るための入口と、
   前記マニホールドと流体連通している出口と、
   ハウジングアセンブリ内に配置されるギアアセンブリと、
   前記ギアアセンブリに結合され、前記入口から前記出口へ接着剤を送り出すように動作可能な駆動モータ部であって、第１の端部と、前記第１の端部とは反対側にあり前記ギアアセンブリに面する第２の端部と、を有するハウジングと、前記第２の端部を貫通して延在し、かつ前記ギアアセンブリに接続された駆動シャフトと、前記ハウジング内に配置され、前記ポンプアセンブリが前記マニホールドに接続された際に前記マニホールドの前記第１の側面及び前記第２の側面の両方と交差しない軸線周りに前記駆動シャフトを回転するように構成されている駆動モータと、を有する前記駆動モータ部と、
   前記駆動モータと前記ギアアセンブリとの間に配置されている熱隔離領域とを備え、
   前記駆動モータと前記ハウジングアセンブリとが前記軸に沿って互いに整列するように前記軸は前記駆動モータ及び前記ハウジングアセンブリを通して延在し、
   前記熱隔離領域は、前記ハウジング及び前記ハウジングアセンブリを互い離間させこれらの間に隙間を画成する熱隔離部材を含む、ポンプアセンブリ。
8. 前記ギアアセンブリは少なくとも一つのギアを含み、該ギアはその外径以上の長さを有する、請求項７に記載のポンプアセンブリ。
9. 各前記モジュール式ポンプアセンブリは、前面を更に備え、前記出口は前記前面にあり、前記軸線は前記前面と交差する、請求項１に記載のアプリケータ。
10. 前面を更に備え、前記出口は前記前面にあり、前記軸線は前記前面と交差する、請求項７に記載のポンプアセンブリ。
11. 前記軸線は、前記第１の側面及び前記第２の側面と実質的に平行な平面内に整合している、請求項７に記載のポンプアセンブリ。
12. 前記ハウジングアセンブリは、前記熱隔離領域を部分的に画成する上側プレートと、前記上側プレートと反対側にあり前記入口及び前記出口を画成している下側プレートと、前記上側プレートと前記下側プレートとの間に配置された中央ブロックと、を備える、請求項１に記載のアプリケータ。
13. 前記入口及び前記出口は、前記軸線と直交する方向に配向されている、請求項７に記載のポンプアセンブリ。
14. 前記少なくとも一つのモジュール式ポンプアセンブリは、独立して制御される複数のモジュール式ポンプアセンブリを含み、前記複数のモジュール式ポンプアセンブリの一つのモジュール式ポンプアセンブリの前記駆動モータは、第１の目標流量で前記接着剤を前記出口から送り出すように構成され、前記複数のモジュール式ポンプアセンブリの他の一つのモジュール式ポンプアセンブリの前記駆動モータは、前記第１の目標流量とは異なる第２の目標流量で前記接着剤を前記出口から送り出すように構成されている、請求項１に記載のアプリケータ。
15. 前記熱隔離部材は、前記ハウジングと前記ハウジングアセンブリとを結合させる、請求項７に記載のポンプアセンブリ。

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