JPH11241773A - 液体吐出装置 - Google Patents

液体吐出装置

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JPH11241773A
JPH11241773A JP10311625A JP31162598A JPH11241773A JP H11241773 A JPH11241773 A JP H11241773A JP 10311625 A JP10311625 A JP 10311625A JP 31162598 A JP31162598 A JP 31162598A JP H11241773 A JPH11241773 A JP H11241773A
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JP
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needle
valve seat
liquid
guide
needle guide
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JP10311625A
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English (en)
Inventor
David J Byerly
ジェー． バイアリイ デヴィッド
David Creg
クレグ デヴィッド
Charles P Ganzer
ピー． ガンザー チャールズ
Thomas C Jenkins
シー． ジェンキンス トーマス
Sidney K Sooudi
ケー． ソウディ シドニイ
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Nordson Corp
Original Assignee
Nordson Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05C5/0225—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work characterised by flow controlling means, e.g. valves, located proximate the outlet

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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニードルの位置合せを良好にし、液体が空気
通路に侵入することを防止する。 【解決手段】 弁座部材が本体に接続され、ニードルが
本体内に弁座部材に対して移動可能に取付けられる。第
１及び第２の互いに接続されたニードル案内体がニード
ルの横方向の移動を禁止するようにニードルの夫々の部
分を収容する。第１のニードル案内体は、ニードルが弁
座から離れるように移動された時に、液体が第１のニー
ドル案内体に隣接した液体通路を介して吐出オリフィス
に流れることを許容する。第１のニードル案内体は、圧
入によって弁座に接続されると共に、別の圧入によって
第２のニードル案内体に接続される。これらの接続され
た両ニードル案内体は本体の孔内に同様に圧入される。
また液体シールを第１及び第２のニードル案内体の間に
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の目的の為に
使用できるが、ホットメルト接着材やシール用コンパウ
ンドや塗料等の粘性液体に特に有用である液体吐出装置
に関する。このような装置は流体制御弁、又は吐出ガン
若しくは吐出モジュールと称される。更に詳述すると、
本発明は、製造やメンテナンスや交換に関するコストを
低減することができかつ信頼性が高いという特長を有す
る液体吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホットメルト接着材のような液体を供給
する典型的な吐出装置は一般に、吐出オリフィスを開閉
する弁を有する本体を具備する。この弁は通常、加圧空
気によって作動されて或る量の加圧液体を吐出する。装
置内には一個以上の液体シールが設けられ、これらの液
体シールは、装置の液体通路と空気通路との間での液体
の移動を防止する。
【０００３】本発明に一般に関する装置は、吐出オリフ
ィスに隣接した液体通路と、装置の反対側端に位置する
空気通路即ち空気室とを具備する。この空気通路は、一
方側に、弁ステム又はピンに接続されたピストンを内蔵
すると共に、他方側にバネを具備してもよい。十分な空
気圧によって、ピストンと弁ステム又はピンは、弁座か
ら離れる方向に移動され、液体を放出する。ピストンの
一方側の空気圧が取除かれると、バネがピンを弁座に対
する常閉位置に自動的に復帰させる。このように弁ステ
ム又はピンを閉止する為には、空気圧を使用してもよ
い。バネはその圧縮程度を変える為の調整部を一般に具
備し、これによって、開弁に必要な空気圧の大きさを変
えることができる。バネ圧縮程度の調整部は閉弁のため
に使用される付勢力も調整することができる。これらの
装置はストロークの調整部を更に具備してもよいし、又
はバネ調整部は、流量の調整の為に弁ステム又はピンの
ストロークを変えることもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したような装置
は、色々優れた点を有するが、しかしながらいくつかの
問題も存在する。例えば、同一構成の装置、即ちモジュ
ールであっても、或る範囲の寸法公差を夫々有する内部
部品を積み重ねるように組立てた時に、ストローク長が
種々異なってしまうことがある。更に、横方向移動に対
する弁ステム又はピンの支持が不十分となり、この結
果、ピンの周囲に使用される種々のシールの摩耗が増大
する。また、既存の吐出機は、その機械加工を吐出機本
体の両端から行わなければならない。この理由のため
に、同一の吐出機本体について、異なった機械加工の段
取りが必要となってしまう。このことは、吐出機本体内
における種々の孔や部品についての位置合せ（アライメ
ント）を不正確にする恐れがある。また、従来の吐出機
モジュール又は装置を組立てる為に必要な部品の数はか
なり多くなっており、このために、部品コスト及び製造
コストが増大してしまう。最後に、典型的なモジュール
は、復帰用バネに当接するピンの端には、強固に接続さ
れた、又は一体構成されたフランジが設けられている。
このために横荷重がバネによってピンに加えられる可能
性が増大し、これによっても、シールの摩耗が増大する
恐れがある。
【０００５】従って、既存の吐出装置又はモジュールを
現在使用している分野において容易に取り替えることが
でき、かつ上述の種々の問題を除去又は軽減した種々の
改良点を有する吐出機モジュール又は装置を提供するこ
とが望ましいであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、液体
通路を有する本体を具備する液体吐出装置を提供する。
この本体には、弁座と吐出オリフィスとを有する弁座部
材が作動的に接続される。ニードルが吐出オリフィスを
開閉する為に本体内に移動可能に取付けられる。本発明
によると、第１及び第２のニードル案内体は、ニードル
の横方向移動を禁止するように、ニードルの夫々の部分
を収容する案内部分をそれぞれ有する。第１のニードル
案内体は、弁座部材に接続されると共に、ニードルが弁
座から離れるように移動された時に液体が液体通路を介
して吐出オリフィスに流出するように構成される。第２
のニードル案内体は第１のニードル案内体に接続され
る。各部材を上述のように組合わせることによって、弁
ステム又はピンを、従来の又は既存の吐出装置又はモジ
ュールよりももっと長い距離にわたって望ましくない横
方向移動に対して支持することができる。尚、全体の寸
法は既存の吐出装置と同一又は同等のままであり、従っ
て、交換が容易である。
【０００７】第１のニードル案内体は、本発明の範囲内
で別の構成も考えられるが、第１のニードル案内体の外
表面に隣接した液体流路を形成するように構成すること
が好ましい。このような構成は、第１のニードル案内体
の外表面を第２のニードル案内体の隣接表面に対して不
連続にすることによって達成される。更に詳述すると、
第１のニードル案内体は少なくとも１個の平坦な外表面
を有し、この平坦な外表面は、非平坦な、好ましくは円
形の、第２のニードル案内体の内壁に対向する。好適実
施例にあっては、第１のニードル案内体は断面がほぼ三
角形であり、他方、第２のニードル案内体の内部収容部
分は断面が円形である。
【０００８】摩擦嵌合又は圧入が第１のニードル案内体
と弁座部材との間及び第１のニードル案内体と第２のニ
ードル案内体との間に使用されることが好ましい。この
ような摩擦嵌合又は圧入は、本体内の種々の部材を単一
軸、即ちニードルの軸に沿った方向に高精度に位置合せ
することに役立つ。好ましくは液体が第２のニードル案
内体の案内部分に隣接したニードルの周囲に配置され、
これによって液体が空気通路に侵入することを防止す
る。この液体は第１及び第２のニードル案内体の間のほ
ぼ中間に配置してもよい。こうして、もしニードルが曲
げ又は横方向移動を受けた場合にもその影響はその液体
シールの所で最も小さくなる。好ましくは、第１のニー
ドル案内体は上記液体シールを第２のニードル案内体内
の空間内に保持する。本装置の液体シール及び空気シー
ルはポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ
ｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）から作られることが好まし
い。この理由は、上記材料が機械加工性に優れ、こすり
取りエッジ（ｓｃｒａｐｉｎｇｅｄｇｅ）を鋭くするこ
とができるためである。第２のニードル案内体は、液体
シールを通って漏出した液体を収容する少なくとも１個
の液抜き孔、即ちウィープホールを更に具備する。
【０００９】ニードルは好ましくはバネ式復帰機構に接
続され、このバネ式復帰機構はニードルを常閉位置に保
持する為の復帰用バネを有する。好適実施例にあって
は、ニードルを閉位置に保持する為に、空気圧がバネ式
復帰機構の代りに又はそれに追加して使用される。これ
らの場合には、力伝達部材が、ピストンに当接し、又は
追加的に若しくはその代りにニードルの端に当接するこ
とができる。また、力伝達部材を除去してもよく、ピス
トン・ストッパーを使用して空気流をピストンに供給し
てもよい。
【００１０】一実施例にあっては、力伝達部材は、ニー
ドルの端と復帰用バネとの間に配置されてバネ力をニー
ドルに伝達する旋回可能なニードル荷重ボタン状体であ
る。このニードル荷重ボタン状体は、ニードルの長手方
向軸に対して旋回自在であり、バネ力をニードル軸に沿
った方向に向けてニードルに作用する横方向荷重を低減
する。
【００１１】別の好適な特長にあっては、弁座部材と本
体との少なくとも一方は、本体に対する弁座部材の回転
を禁止するけれども組立及び分解の為に弁座部材を本体
に軸方向に挿脱することを許容する構造体を具備する。
従って、弁座部材と本体は容易に組立てることができ、
吐出ノズルは、弁座部材の回転を引き起こすことなく、
弁座部材に螺合しかつその螺合を解くことができる。好
ましくは、本体は弁座部材を収容する多面の孔を具備
し、弁座部材は、弁座部材と本体との間の相対回転を禁
止する為に多面の孔に係合する表面を具備する。
【００１２】本発明の別の態様としては、少なくとも１
個の取付け用のファスナーが本体を貫通するように配置
され、このファスナーは、過度の液体圧力の印加時に弁
座部材から離れる方向への第２のニードル案内体の移動
を阻止するフェイルセイフ用のストッパーとして働くよ
うに、第２のニードル案内体に対して位置している。
【００１３】本発明の追加の態様として、カートリッジ
・アッセンブリが設けられ、このカートリッジ・アッセ
ンブリは上述された弁座部材と第１のニードル案内体と
第２のニードル案内体とを含む。このカートリッジ・ア
ッセンブリは、例えば、必要な弁や作動構造体が既に所
定位置に設けられている既存のマニホールド又は吐出装
置内に、使用することができる。
【００１４】装置のストローク長を永久的又は半永久的
に設定する新規な方法が提供される。この方法は全体的
に述べると、ニードルを弁座に当接するように移動する
ステップと、バネ式復帰機構のストッパー部材をニード
ルの方へ移動して、ニードルがその移動を阻止するまで
移動を続行するステップと、ストッパー部材をニードル
から所定距離だけ離れるように移動するステップと、ス
トッパー部材を本体に対して固定するステップと、を具
備する。具体的に述べると、ストッパー部材はバネ式復
帰機構に関連するスリーブであり、このスリーブは、ス
リーブとニードルとの間に配置された旋回可能な力伝達
部材に接触する。ストローク長は好ましくは、本体のク
リンプ加工によって、又はその他の方法により本体を変
形してスリーブ内に押し込むことによって、固定的に設
定される。この方法は、種々の寸法の部品を積み重ねる
ように組立てた時に生ずる装置毎のストローク長の変動
問題を軽減する。
【００１５】本発明の上述した利点及び特長とその他の
利点及び特長は、添付の図面を参照した好適実施例の以
下の詳細な説明に基づき、当業者にとって容易に明らか
になるであろう。
【００１６】
【実施例】図１乃至図３において、好適実施例の吐出装
置１０は、本体１２と、弁座部材１４と、本体１２内に
往復動可能に取付けられたニードル１６とを具備する。
このニードル１６は弁座部材１４の弁座１４ａと共に、
弁を構成する。ニードル１６はまた、約１°のテーパー
が付けられた部分１６ａを有し、このテーパー部分１６
ａによって装置１０へのニードル１６の組込みが容易に
なる。本体１２はアルミニウム製であることが好まし
く、また弁座部材１４とニードル１６とはステンレス鋼
製である。図２Ａに明示したように、装置１０は第１の
ニードル案内体１８と第２のニードル案内体２０とを有
し、これらの第１及び第２のニードル案内体１８，２０
はニードル１６の夫々の部分を収容してそのニードルの
横方向の移動を阻止する。好ましくは、ニードル案内体
１８，２０は、黄銅製であり、ニードル１６を収容する
貫通孔を有する。尚、ニードル案内体１８，２０の各々
とニードル１６との最大間隙は、０．００１インチであ
ることが好ましい。
【００１７】図２Ａに最も良く示したように、本体１２
は一般に、液体通路２２と空気通路２４とを有する。こ
の液体通路２２はニードル案内体１８，２０を通って弁
座部材１４内に延在する。従って、液体は液体通路２２
を通って、弁座部材１４に流入して、最終的に出口オリ
フィス２５へ流れる。他方、空気通路２４は後述するよ
うに弁ステム、即ちニードル１６を操作する為に使用さ
れる。液体流入ポート２６は液体通路２２に通じ、これ
によって液体を本体１２内に導入する。空気流入ポート
２８は空気通路２４に通じ、これによって、加圧空気を
通路２４内に導入する。第２の空気通路３０が吐出機本
体１２に設けられ、この第２の空気通路３０は後述の目
的の為に別の空気流入ポート３２に連通する。マニホー
ルド４０の液体通路３４と２個の空気通路３６，３８
は、夫々、液体流入ポート２６と空気流入ポート２８，
３２に連通し、これによって、加圧液体及び加圧空気が
本体１２に供給される。Ｏリング４２，４４，４６がポ
ート２６，２８，３２の周囲に夫々配置され、それらの
接続部をシールする。流入ポート２６，２８は環状の小
突起４８，５０を夫々有し、これらの小突起４８，５０
はＯリング４２，４４の内径にわずかに干渉、即ち接触
して、マニホールドと共にシールを行う。Ｏリング４６
は凹部５２内に配置され、その外径が凹部５２の壁５２
ａにわずかに干渉、即ち接触する。
【００１８】更に図２Ａに示したように、ピストン・ア
ッセンブリ６０が本体１２内に配置され、このピストン
・アッセンブリ６０は空気通路２４と３０とを分離す
る。ピストン・アッセンブリ６０は２個の硬い金属ディ
スク６６，６８の間に挟まれたディスク６２，６４を具
備し、これらの金属ディスク６６，６８はクリンプ加工
又はその他の加工によって互いに固着されている。ディ
スク６８は好ましくは、その下部の環状部分７０を変形
させてニードル１６に形成された円周溝７２内に押し込
むことによって、ニードル１６に強固に係合するように
クリンプ加工される。同様に、上部の環状クリンプ加工
部分７４は変形されて、ニードル１６の円周溝７６内に
押し込まれる。最後に、ディスク６８の上部分も、その
クランプ加工部分７８によって示されるように外方に変
形されて、ディスク６６に強固に係合され、これによっ
て、ピストン・アッセンブリ６０を保持する。加圧空気
は、ポート３２を介して通路３０内に導入されると、ニ
ードル１６を弁座１４ａに当接するように移動させる。
また、加圧空気は、ポート２８を介して空気通路２４内
に導入されると、ピストン・アッセンブリ６０とニード
ル１６とを弁座１４ａから離れるように移動し、こうし
て液体吐出運転が行われる。
【００１９】ニードル１６を弁座１４ａに当接した常閉
位置に維持する為に、バネ式の復帰機構９０を設けるこ
とが好ましい。この機構９０は、加圧空気をポート３２
を介して通路３０に導入してニードル１６を弁座１４ａ
に対する閉止位置に維持する機構に対するバックアップ
装置と考えることもできる。図２Ａ及び図４の両図にお
いて、力伝達部材９２がバネ式復帰機構９０のバネ９４
とピストン・アッセンブリ６０のディスク６６との間に
配置される。この力伝達部材９２は、ボタン状体９６
と、このボタン状体９６の一面から延在した脚部９８，
１００，１０２，１０４とを有する。これらの脚部９
８，１００，１０２，１０４はディスク６６に当接す
る。例えばこのような脚部９８，１００，１０２，１０
４を設けることによって、加圧空気は部材９２を貫通流
通することができ、これにより、部材９２は通路３０へ
の加圧空気の導入によって移動されることがなくなる。
荷重ネジ（ｌｏａｄ ｓｃｒｅｗ）１０６はバネ９４を
収容し、この荷重ネジ１０６は外ネジ部１０８を有し、
この外ネジ部１０８は後述の方法で本体１２に固定され
たスリーブ１１２の内ネジ部１１０に螺合する。好まし
くは、荷重ネジ１０６は３０３ステンレス鋼製であり、
スリーブ１１２は黄銅製である。係止ナット１１４が荷
重ネジ１０６の外面に螺合され、これによってバネ調整
機構を所定の位置に係止することができる。好ましく
は、小ネジ１１６が荷重ネジ１０６内の孔１１７を閉止
する為に使用される。この孔１１７は、例えばニードル
１６が適正に作動しているか否かを調べる目的でプロー
ブを装置１０内に挿入する為に使用することができる。
Ｏリング１１８はスリーブ１１２と本体１２との間に配
置され、通路３０内の空気圧を保持する。
【００２０】図２Ａにおいて、ストローク長ｌは、ボタ
ン状体９６の表面１２２に対するスリーブ表面１２０の
位置によって画成される。このストローク長ｌは、本体
１２及びスリーブ１１２内に押し込まれた円周方向の変
形、即ちクリンプ加工１２４によって、保持される。も
ちろん、その他の永久的又は半永久的な固定方法も使用
することができる。十分な加圧空気が空気通路２４内に
送られると、ピストン・アッセンブリ６０がニードル１
６と力伝達部材９２とを弁座１４ａから離れる方向及び
スリーブ１１２に近付く方向へ移動させ、ついに表面１
２２が表面１２０に接触する。この小距離ｌは、ニード
ル１６が弁座１４ａから離れる方向に移動する距離を決
定する。好適実施例にあっては、この距離ｌは約０．０
１８インチである。もちろん、塗布条件や所望の流量に
応じて他のストローク長を使用してもよい。このような
ストローク長ｌは、以下の方法によって、容易かつ永久
的に設定することができる。即ち、まずニードル１６を
移動して弁座１４ａに当接させ、かつスリーブ１１２を
移動して力伝達部材９２に当接させた後に、所望のスト
ローク長ｌに達するまでスリーブ１１２をバネ９４の力
によって戻すことによってストローク長ｌを設定するこ
とができる。その後に、スリーブ１１２と本体１２とを
１２４で示したように互いにクリンプ加工して、ストロ
ーク長ｌを設定する。
【００２１】図２Ａに更に示したように、シール用のナ
ット１３０が本体１２内であってかつ空気通路２４と液
体通路２２との間に配置され、このシール用ナット１３
０はこれらの通路の各々をシールする。シール用ナット
１３０の上面には工具係合用の複数の凹部１３２が設け
られ、これにより、シール用ナット１３０は、ナット１
３０及び本体１２に刻設された夫々のネジ部１３４，１
３６によって、本体１２内で回転される。Ｏリング１３
８がシール用ナット１３０の周囲に配置され、このＯリ
ング１３８は、液体通路２２と空気通路２４との間の追
加シールとして、本体１２の内部に係合する。シール用
ナット１３０の中央凹部１４２内には空気シール１４０
が配置される。この空気シール１４０は、ガラス充填
（含浸）のＰＴＦＥから構成される部分１４４と、この
部分１４４の小突起１４８をニードル１６に当接するよ
うに付勢する内部コイル・バネ１４６とを具備する。こ
のような空気シール１４０は、ニードル１６を収容し
て、一般に装置１０の運転中、加圧空気を空気通路２４
内に保持する。図示のように、空気シール１４０は、第
２のニードル案内体２０によって、所定位置に保持して
もよい。この第２のニードル案内体２０は、フランジ部
分２０ａを有し、このフランジ部分２０ａはシール用ナ
ット１３０内に形成された凹部１５０内に配置される。
第２のニードル案内体２０は排液孔（ウィープホール）
１５２を更に具備し、この排液孔１５２は、ニードル１
６に連通し、液体通路２２から漏出した液体を、空気通
路２４に到達する前に、排出する。
【００２２】本体１２は図１及び図２Ａに示したように
ファスナー用の孔１５４，１５６を更に具備する。図１
に明示したように、ファスナー用の孔１５４，１５６の
各々は好ましくは、図２Ａに示したマニホールド４０の
ような任意の適宜の吐出装置に対するシールの為に、Ｏ
リング１５８，１６０によって取囲まれている。第２の
ニードル案内体２０の表面１６２は、ファスナー孔１５
４，１５６を貫通配置された一本以上のファスナー１６
４に対するフェイルセイフ表面として、働く。こうし
て、本発明の一態様にあっては、ファスナー１６４は、
本体１２を貫通して配置されているので、液体通路２２
内の過度の液圧に起因して故障が生じた場合のストッパ
ーとして働く。即ち、例えばネジ部１３４，１３６がそ
のネジ山が摩損し又は壊れた場合には、第２のニードル
案内体２０の表面１６２の上方向（図２Ａ）移動はマニ
ホールド４０の孔１６６に螺合されたファスナー１６４
によって制限される。
【００２３】図２Ａ及び図６に示したように、液体シー
ル１７０がニードル１６の周囲及び第２のニードル案内
体２０内に配置される。この液体シール１７０は、空気
シール１４０と同様に、断面がほぼ「Ｊ」字形状であ
り、ニードル１６に当接する貫通の小突起１７２を有す
る。コイルバネ１７４が液体シール１７０内に配置さ
れ、このコイルバネ１７４は、小突起１７２の鋭いエッ
ジ１７６がニードル１６に当接するように、半径方向、
内方の力を小突起１７２に付与する。重要な点は、小突
起１７２の鋭いエッジ１７６と、小突起１７２及びニー
ドル１６間の接触領域とが図６に明示したようにコイル
バネ１７４のほぼ直径部分に配置されることである。こ
のような配置によって、ニードル１６に対する小突起１
７２の力及び拭き動作を最適にすることができる。好ま
しくは、シール１７０はポリエーテルエーテルケトン
（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）から構
成され、これを機械加工して最適の鋭いエッジ１７６を
作る。
【００２４】図２Ａに更に示したように、液体シール１
７０は、第１のニードル案内体１８によって第２のニー
ドル案内体２０の空間内に配置される。即ち、第１のニ
ードル案内体１８の３個の脚部１７８は、第１のニード
ル案内体１８が第２のニードル案内体２０の収容部分１
８０（図３）内に圧入された状態において、液体シール
１７０に接触し又は液体シール１７０に接近している。
収容部分１８０は円筒形状とすることもできる。この収
容部分１８０は、図５に示したように端スロット１８２
の形の複数の流路を具備し、これによって、液体通路２
２から弁座部材１４を介して最終的にオリフィス２５に
至る液体流路が形成される。弁座部材１４も収容部分１
８４を有し、この収容部分１８４も円筒形である。収容
部分１８４は、摩擦嵌合又は圧入によって第１のニード
ル案内体１８を保持する。図２Ａ及び図３に更に示した
ように、Ｏリングのようなシール１８６，１８８が弁座
部材１４及び第２ニードル案内体２０の外面に夫々配置
され、液体通路２２をシールする。こうして、弁座部材
１４と第１及び第２のニードル案内体１８，２０とＯリ
ング１８６，１８８は、図３に示したようにカートリッ
ジ・アッセンブリを構成し、マニホールド吐出装置（不
図示）内での使用が容易であり、又は交換が容易にな
る。
【００２５】図５において、第１のニードル案内体１８
は、断面がほぼ三角形であり、３個の平坦な側面１８ａ
と３個の頂点１８ｂとを有する。これらの頂点１８ｂ
は、その幅がスロット１８２の幅よりも小さくなるよう
に定められ、これによって、ニードル１６の長手方向軸
のまわりでの第１のニードル案内体１８の方向に無関係
に、スロット１８２を通る十分な大きさの液体流路を得
ることができる。平坦側面１８ａと収容部分１８０，１
８４の内壁（図２Ａ及び図５）との間の空間は弁座部材
１４への流路を形成する。
【００２６】弁座部材１４は、所望の吐出ノズル（不図
示）の取付け用の外ネジ部１９０を有してもよい。吐出
ノズルがネジ部１９０に螺合される時に弁座部材１４が
回転しないようにする為に、本体１２と弁座部材１４と
は夫々の係合部分１９２，１９４を有する。これらの係
合部分１９２，１９４は、好適実施例にあっては、多面
構造体から成る。図７に示したように、これらの多面構
造体は、本体１２の孔２００と弁座部材１４の六角形部
分２０２とに夫々形成された係合平坦表面１９６，１９
８を有する。従って、弁座部材１４は組立の際に孔２０
０内に軸方向に容易に挿入することができるが、しかし
ながら、その組立後は本体１２に対して回転できなくな
る。
【００２７】図８に明示したように、ニードル１６は弁
座１４ａに係合する丸められた端、即ち曲面端２１０を
有する。弁座１４ａは３個の連続する円錐台表面２１
２，２１４，２１６を有する。ニードル１６の曲面端２
１０は、ニードル１６が閉位置に存する時に、弁座１４
ａの円錐台表面２１４に当接することが好ましい。
【００２８】図２Ｂは別の代替装置１０′を示す。吐出
装置１０′は図２Ａに示された吐出装置１０と本質的に
同一であるが、しかしながら図２Ｂに示した装置１０′
はいくつかの変更が施されている。尚、両装置１０と１
０′との間では、同様の参照数字は同様の構造体及び機
能を表している。従って、図２Ｂに示した実施例の完全
な説明は必要ない。ダッシュマーク（′）が付けられた
参照数字は、上述の好適実施例の同様の数字の部材に比
べて、本代替実施例では多少変更が加えられた構造体を
表している。図２Ａ及び図２Ｂに示された実施例間の主
な差異の一つは、図２Ａの力伝達部材９２が除去されて
本質的にスリーブ１１２に併合又は一体化された点であ
る。この点について説明する。スリーブ１１２′は脚部
１０１，１０３（４個の脚部のうちの２個のみ図示）を
有し、これらの脚部１０１，１０３は図４に示した力伝
達部材９２の場合と同様に、脚部の間にスロットが形成
される。こうして、ストローク長「ｌ」は、脚部１０
１，１０３とピストン・アッセンブリ６０′との間に形
成される。上部ピストン部材６６′は、多少変更されて
もっと大径の平坦ディスクとなり、これによって、ニー
ドル１６が開位置に存する時にこの大径平坦ディスクは
脚部１０１，１０３にしっかりと係合する。空気ポート
３２′は図２Ａに示した空気ポート３２よりも多少大径
に作られている。また、Ｏリング４６′は、図２ＡのＯ
リング４２，４４について説明した方法と本質的に同一
の方法でポート３２′の周囲に配置されている。
【００２９】図２Ｂに示したように、空気シール１４
０′は、液体シール１７０に関して説明しかつ図示した
ものと同一のシールを使用することによって、図２Ａの
空気シール１４０から変更されている。空気シール１４
０′もシール１７０と同一方向に向けられている。ま
た、ネジ部１３４には従来のドライ形のネジ用シーラン
ト（不図示）を使用することによって、シール用ナット
１３０のＯリング１３８は除去されている。第２のニー
ドル案内体２０′の上部端は、ニードル１６と干渉する
ほぼ円錐形状の孔２１５を形成することによって、変更
されている。この孔２１５によって、空気シール１４
０′からこすり取られた材料がフランジ２０ａ′に形成
された開口を介して排液孔１５２内に落下する。最後
に、シール・ファスナー１６４に使用されたＯリング１
５８，１６０（図１）の代りに、ステンレス鋼のスリー
ブ２１７が、ファスナー１６４を収容する各孔内に圧入
されている。このスリーブ２１７は、マニホールド４０
（図２Ａ）への取付中に液体が本体１２′内の空気通路
に侵入することを防止する。
【００３０】吐出装置１０の別の代替実施例が吐出装置
１０″として図９に示される。この吐出装置１０″は、
図２Ａに示した吐出装置１０と本質的に同一であるが、
弁作動システムにいくつかの変更が加えられている。
尚、両装置の間において、同様の参照数字は同様の構造
及び機能を表している。従って、図９に示した実施例の
詳細な説明は不要である。また、二重のダッシュ「″」
の付いた参照数字はこの代替実施例においては、上述の
好適実施例の類似の数字の付いた部材に比べて多少の変
更が加えられた構造を表す。両本体１２と１２″との間
の本質的な差異は、本体１２″が第２の空気流入ポート
３２を具備しない点である。こうして、ニードル１６の
閉動作はバネ式の復帰機構９０″のみによって行われ
る。
【００３１】図９の代替実施例において、バネ９４とニ
ードル１６との間には力伝達部材９２の代りに、ニード
ル荷重ボタン状体２２０の形をした力伝達部材が設けら
れる。このニードル荷重ボタン状体２２０は、ニードル
１６の曲面端２２１に当接して、圧縮バネ９４によって
加えられる力をニードル１６の長手方向軸に沿った方向
に伝える。ニードル荷重ボタン状体２２０は、ニードル
１６に固着されているのではなく、ニードル１６の長手
方向軸に対して端２２１のまわりに任意の方向に旋回す
ることができる。ニードル荷重ボタン状体２２０はフラ
ンジ２２２と中央の突出部２２４とを具備する。この突
出部２２４はバネ９４内に収容され、他方、フランジ２
２２は第１の実施例と同じようにスリーブ１１２″の表
面１２０″に接触するように構成される。ストローク長
ｌは、第１実施例で説明したように表面１２０″とフラ
ンジ２２２の表面２２６との間に設定される。フランジ
２２２の反対側の表面２２８がニードル１６の局面端２
２１に接触し、この表面２２８は平坦表面が好ましい。
このようにして、バネ９４の力はニードル１６の長手方
向軸の方により多く向けられ、これによってニードル１
６の横方向の移動を防止するのに役立つ。ニードル荷重
ボタン状体２２０は好ましくは４１４０熱処理鋼から作
られる。
【００３２】本体１２，１２′又は１２″の内部孔は、
全て１回の機械加工設定、即ち段取りで作ることができ
る。これは、バネ式の復帰機構９０，９０′又は９０″
とピストン・アッセンブリ６０又は６０′とニードル１
６又は１６″とシール用ナット１３０，１３０′又は１
３０″と第１及び第２のニードル案内体１８，２０と弁
座部材１４とを内蔵する本体１２の中央の軸方向孔の構
成に起因する。即ち、これらの部品を保持する本体１
２，１２′又は１２″内の内部孔は本体１２，１２′又
は１２″の一端から他端に連続的に小さくなっているの
で、それらの機械加工は１回の段取りで実行することが
できる。
【００３３】装置１０，１０′又は１０″の作用は、図
２Ａ，図２Ｂ及び図９から明らかになるであろう。詳述
すると、液体は加圧状態で、液体流入ポート２６に導入
され、これによって、第２のニードル案内体２０の収容
部分１８０を取囲む液体通路２２に充満すると共に、ス
ロット１８２を流通し第１のニードル案内体１８を取囲
んで収容部分１８０内の空間に充満する。この液体は更
に弁座部材１４内に流入する。十分な空気圧力が空気流
入ポート２８内と空気通路２４内とに導入されると、ピ
ストン・アッセンブリ６０又は６０″は上方向（例えば
図２Ａの上方向）に移動し、これによって弁ステム即ち
ニードル１６を弁座１４ａから離すと共にバネ９４を圧
縮する。この際、図２Ａ及び図２Ｂに示した実施例にあ
ってはポート３２を介して空気通路３０に流入していた
加圧空気は、少なくとも減少され、好ましくはターンオ
フされなければならず、これによって、ピストン・アッ
センブリ６０又は６０′は上昇移動される。液体通路２
２内の加圧液体はその後にオリフィス２５及び取付けら
れたノズル又は吐出部材（不図示）を通って流出する。
【００３４】ポート２８を通った加圧空気がターンオフ
又は充分に減少されると、バネ９４によって、力伝達部
材９２（図２Ａ）又はニードル荷重ボタン状体２２０
（図９）がピストン・アッセンブリ６０（図２Ａ）又は
ニードル１６（図９）を押してニードル１６を弁座１４
ａに対して閉止し、こうして吐出オリフィス２５が閉止
される。図２Ｂの実施例にあっては、空気は、脚部１０
１，１０３の間のスロットを流通し、これによってピス
トン・アッセンブリ６０′を直接加圧する。また、図２
Ａ及び図２Ｂに示した実施例にあっては、ポート２８へ
の空気の遮断の際に、加圧空気がポート３２又は３２′
に流入し、これによってニードル１６の閉止を一層迅速
に行うことができる。このようなニードル１６の迅速閉
止は、オリフィス２５からの接着材の垂れ又は滴下を防
止し、これにより、図２Ａ及び図２Ｂの実施例では液体
の優れた切れ即ち遮断が得られる。種々の実施例の各々
において、第１及び第２のニードル案内体１８，２０
は、吐出装置１０，１０′又は１０″の開閉中のニード
ル１６の横方向又は側部方向移動に対する十分な支持体
として機能する。このような支持は、特に、ニードル１
６又は１６″を本質的に液体通路２２内で支持するニー
ドル案内体１８の存在によるものである。
【００３５】本発明の好適実施例について特に説明して
きたが、当業者であれば、本発明の精神又は範囲から逸
脱することなく、本発明には多数の変更例や置換例が存
在することが容易に理解できるであろう。例えば、第１
のニードル案内体１８は、好適実施例に示されたような
形状にする必要がなく、また必ずしも図示の方法で第２
のニードル案内体２０に接続する必要もない。また、第
１のニードル案内体によって作られる流路は、第１のニ
ードル案内体１８の図示の平坦側面以外の構造体、例え
ば或る種の孔又は凹部によって、構成してもよい。種々
の実施例間における部材の置換を含めて、その他の種々
の変更が可能であろう。結局、特許によって保護される
本発明の範囲は、本明細書に記載された詳細事項に限定
されるものではなく、添付の特許請求の範囲によっての
み定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施例に従って構成された吐出装
置を示した背面図。
【図２Ａ】図１の線２−２にほぼ沿った図１の装置の断
面図。
【図２Ｂ】装置の一部の代替実施例を示した図２Ａに類
似した部分断面図。
【図３】図１及び図２Ａに示した装置の内部カートリッ
ジ・アッセンブリの正面図。
【図４】好適実施例に使用された力伝達部材の斜視図。
【図５】線５−５にほぼ沿った装置の断面図。
【図６】図２Ａの円で囲んだ部分「６」の拡大図。
【図７】図１の線７−７に沿った図１の装置を示した端
面図。
【図８】図２Ａに示した弁座部材及びニードルの拡大
図。
【図９】装置の作動部の代替実施例を示した図２Ａに類
似の断面図。
【符号の説明】
１０ 液体吐出装置 １２ 本体 １４ 弁座部材 １６ ニードル １８ 第１のニードル案内体 ２０ 第２のニードル案内体 ２２ 液体通路 ２４ 第１空気通路 ２５ 吐出オリフィス ３０ 第２空気通路 ６０ ピストン・アッセンブリ ９０ バネ式復帰機構 ９４ バネ
フロントページの続き (72)発明者 デヴィッド クレグ アメリカ合衆国．44001 オハイオ，サウ ス アムハースト，ウエスト メイン ス トリート 111 １／２ (72)発明者 チャールズ ピー． ガンザー アメリカ合衆国．30131 ジョージア，カ ミング，コリンズ ドライヴ 7230 (72)発明者 トーマス シー． ジェンキンス アメリカ合衆国．44001 オハイオ，アム ハースト，リンカーン ストリート 711 (72)発明者 シドニイ ケー． ソウディ アメリカ合衆国．30201 ジョージア，ア ルファレッタ，グリーンマウント ダウン ズ トレイス 145

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体吐出装置において、 （ａ）液体通路を有する本体と、 （ｂ）弁座と前記液体通路に連通した吐出オリフィスと
    を有し、前記本体に作動的に接続された弁座部材と、 （ｃ）前記本体内に移動可能に取付けられ、前記吐出オ
    リフィスからの液体の流出を選択的に許容及び阻止する
    ニードルと、 （ｄ）前記弁座部材に接続され、前記ニードルの横方向
    への移動を禁止する為に前記ニードルの第１部分を収容
    する案内部分を有し、前記液体通路内に配置され、かつ
    前記ニードルが前記弁座から離れるように移動された時
    に前記吐出オリフィスへの液体の流通を許容するように
    構成された第１のニードル案内体と、 （ｅ）前記第１のニードル案内体に接続され、前記ニー
    ドルの横方向への移動を禁止する為に前記ニードルの第
    ２部分を収容する案内部分を有する第２のニードル案内
    体と、 を具備することを特徴とする液体吐出装置。
  2. 【請求項２】 ニードルが液体吐出装置からの液体の流
    出を制御するようなタイプの液体吐出装置に使用される
    カートリッジ・アッセンブリにおいて、 （ａ）弁座と吐出オリフィスとを有する弁座部材と、 （ｂ）前記弁座部材に接続され、前記ニードルの横方向
    の移動を禁止する為に前記ニードルの第１部分を収容す
    る案内部分を有し、前記カートリッジ・アッセンブリが
    前記装置内に取付けられた時に前記吐出オリフィスへの
    液体の流通を許容するように構成された第１のニードル
    案内体と、 （ｃ）前記第１のニードル案内体に接続され、前記ニー
    ドルの横方向への移動を禁止する為に前記ニードルの第
    ２部分を収容する案内部分を有する第２のニードル案内
    体と、 を具備することを特徴とするカートリッジ・アッセンブ
    リ。
  3. 【請求項３】 前記第１のニードル案内体は、それの外
    表面に隣接した液体流路を形成するように構成され、前
    記第１のニードル案内体の前記外表面の少なくとも一部
    は、前記第２のニードル案内体の隣接内表面と不連続で
    あり、これによって、液体を吐出オリフィスに流通させ
    ることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記第２のニードル案内体は前記第１の
    ニードル案内体を収容する収容部分を具備し、前記収容
    部分は断面が円形であり、前記第１のニードル案内体の
    前記不連続な外表面は平坦な外表面を更に具備すること
    を特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記第１のニードル案内体は、前記平坦
    な外表面を少なくとも３個有し、前記収容部分の壁に接
    触する少なくとも３個の追加表面を更に有することを特
    徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記第２のニードル案内体の前記案内部
    分に隣接して前記ニードルの周囲に配置された液体シー
    ルを更に具備することを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  7. 【請求項７】 前記第１のニードル案内体は前記液体シ
    ールを前記第２のニードル案内体の空間内に保持し、前
    記液体シールは前記第１のニードル案内体の前記案内部
    分と第２のニードル案内体の前記案内部分との間に配置
    されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記本体を貫通するように配置されると
    共に、過剰の液体圧力によって前記第２のニードル案内
    体が前記弁座部材から離れる方向に移動することを阻止
    するフェイルセイフのストッパーとして働くように前記
    第２のニードル案内体に対して位置する少なくとも１個
    の取付け用ファスナーを更に具備することを特徴とする
    請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記弁座部材は前記本体に着脱可能に取
    付けられ、前記弁座部材と前記本体との少なくとも一方
    は、前記本体に対する前記弁座部材の回転を禁止する
    が、組立及び分解の際に前記本体への前記弁座部材の軸
    方向移動を許容する構造体を具備することを特徴とする
    請求項１に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記本体は前記弁座部材を収容する多
    面の孔を有し、前記弁座部材は前記弁座部材と前記本体
    との間の相対回転を禁止する為に前記多面孔と係合する
    表面を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記装置はピストン・アッセンブリを
    内蔵する空気通路を更に具備し、前記ピストン・アッセ
    ンブリは、前記ニードルに接続されると共に、加圧空気
    が前記空気通路に流入した時に前記ニードルを移動する
    ように作動し、前記装置は、前記ニードルの長手方向軸
    に対して旋回可能な部材によって前記ニードルの端に作
    動的に接続されたバネ式の復帰機構を更に具備すること
    を特徴とする請求項１に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記弁座部材は前記第１のニードル案
    内体の少なくとも一部を摩擦嵌合により収容し、前記第
    ２のニードル案内体は摩擦嵌合により前記第１のニード
    ル案内体に接続されることを特徴とする請求項１に記載
    の装置。
  13. 【請求項１３】 液体吐出装置において、 （ａ）液体通路を有する本体と、 （ｂ）弁座と前記液体通路に連通する吐出オリフィスと
    を有し、前記本体に作動的に接続された弁座部材と、 （ｃ）長手方向軸を有し、前記吐出オリフィスからの液
    体の流出を選択的に許容及び阻止する為に前記本体内に
    移動可能に取付けられたニードルと、 （ｄ）前記本体の空気通路内に内蔵され、前記ニードル
    に接続されたピストンと、 （ｅ）前記ピストン及び前記ニードルを閉位置に移動し
    て前記吐出オリフィスからの液体の流出を阻止する為に
    前記空気通路に連通して加圧空気を供給するポートと、 （ｆ）前記ニードルに接続され、前記ニードルを閉位置
    に移動して前記吐出オリフィスからの液体流出を阻止す
    るバネを有し、前記バネと前記ピストンとの間に配置さ
    れてバネ力を前記ニードルの前記長手方向軸に沿った方
    向に向ける力伝達部材を有するバネ式の復帰機構と、 を具備することを特徴とする液体吐出装置。
  14. 【請求項１４】 前記バネ式の復帰機構はピストン・ス
    トッパー部材を更に有し、前記ピストンは前記ニードル
    が開位置にある時に前記ピストン・ストッパー部材に当
    接し、前記ピストン・ストッパー部材は前記ポートから
    前記ピストンへの空気の流入を許容することを特徴とす
    る請求項１３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記バネ式の復帰機構はコイルバネを
    更に具備し、前記力伝達部材はボタン状部材を更に具備
    し、前記ボタン状部材は、前記ニードルの一端と前記バ
    ネとの間に配置されて前記ニードルの前記一端のまわり
    に前記ボタン状部材が旋回運動することを許容すること
    を特徴とする請求項１３に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記ボタン状部材は、前記コイルバネ
    と前記ニードルの前記端との間に前記ボタン状部材を保
    持する為に前記コイルバネ内に突出した一部分を具備
    し、前記ニードルの前記端は丸められており、前記ボタ
    ン状部材の対向表面は平坦であることを特徴とする請求
    項１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 弁座に対してニードルを通常閉止する
    為のバネ式復帰機構を保持する本体を有する液体吐出装
    置のストローク長を設定する方法において、 （ａ）前記弁座に当接するようにニードルを移動するス
    テップと、 （ｂ）前記バネ式復帰機構のストッパー部材を前記ニー
    ドルの方へ移動し、その移動が前記ニードルによって阻
    止されるまで前記移動を続行するステップと、 （ｃ）前記ストッパー部材を前記ニードルから所定の距
    離だけ離れるように移動するステップと、 （ｄ）前記ストッパー部材を前記本体に対して固定する
    ステップと、 を具備することを特徴とする方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の（ｂ）は前記ニード
    ルの一端と前記ストッパー部材との間に配置された旋回
    可能な力伝達部材に当接するように前記ストッパー部材
    を移動するステップを更に有することを特徴とする請求
    項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１７記載の（ｄ）は前記本体を
    変形して前記ストッパー部材内に押し込むステップを更
    に有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記バネ式復帰機構はコイル復帰バネ
    を具備し、前記ストッパー部材は前記本体に内蔵された
    スリーブであり、前記スリーブは前記コイル復帰バネの
    少なくとも一部の周囲に配置されることを特徴とする請
    求項１９に記載の方法。
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