JP2010051853A - 充填装置、及び、その充填装置を用いた充填方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】斜め上向き又は上向き姿勢でしかも高粘度の硬化性樹脂であっても連続的に吐出させて充填できる充填装置を提供する。
【解決手段】硬化性樹脂1を外部に吐出させるための吐出部2を備えるとともに、当該硬化性樹脂1を収容可能な収容空間3を有するシリンダ部4を設け、シリンダ部4の内部を移動可能なピストン6を設け、ピストン6を押圧移動させるピストンロッド7を設け、回転運動入力手段による回転運動をピストンロッド7の直進運動に変換する運動変換機構を設けてある。
【選択図】図1

Description

本発明は、吐出部から硬化性樹脂を外部に吐出させて充填する充填装置、及び、その充填装置を用いた充填方法に関する。
かかる充填装置は、例えば、吐出部から硬化性樹脂としての未硬化のポリウレタン樹脂をLNG配管やLPG配管を被覆するウレタンフォームのつなぎ目に吐出させて充填することにより、ウレタンフォーム同士をつなぎ合わせる等、ウレタンフォームの現場施工ができるようにしたものである。
従来、以下のようなものが知られている。つまり、ウレタンフォームのつなぎ目に目張りテープを貼り付け、吐出部としてのロートの先端をウレタンフォームのつなぎ目に挿入するとともに、ロートに未硬化のポリウレタン樹脂を流し込み、ロートの先端から未硬化のポリウレタン樹脂をウレタンフォームのつなぎ目に吐出させる。すると、吐出された未硬化のポリウレタン樹脂がウレタンフォームのつなぎ目と目張りテープとで囲まれる空間に流入して充填されるものがあった。しかしながら、未硬化のポリウレタン樹脂の自然流下を利用するものであるため、斜め上向き又は上向き姿勢で未硬化のポリウレタン樹脂を吐出させることができない。また、未硬化のポリウレタン樹脂が高粘度の場合には、未硬化のポリウレタン樹脂がウレタンフォームのつなぎ目と目張りテープとで囲まれる空間の隅々まで流入しない虞がある。
ところで、充填装置として吐出部からコーキング材を外部に吐出させるコーキングガンが知られている。コーキングガンは、コーキング材を外部に吐出させるための吐出部を備えるとともに、当該コーキング材を収容可能な収容空間を有するシリンダ部を設け、シリンダ部の内部を移動可能なピストンを設け、ピストンを押圧移動させるピストンロッドを設け、ハンドルをシリンダ部と一体的に設け、ハンドルの基端部にレバーを揺動可能に取り付け、ハンドルとレバーとの間にばねを介装し、当該ばねの弾性力によりレバーが開き方向に付勢されるように構成し、ピストンロッドとレバーとの間にラチェット機構を介装し、レバーの閉じ方向への揺動操作に伴ってピストンロッドが直進運動してピストンを押圧するように構成してある。
そして、上述のコーキングガンを利用して未硬化のポリウレタン樹脂を吐出させて充填することが考えられる。つまり、ウレタンフォームのつなぎ目に沿って吐出部を移動させながらレバーを握ると、レバーが閉じ方向へ揺動してピストンロッドがピストンを押圧し、吐出部から未硬化のポリウレタン樹脂を吐出させるので、斜め上向き又は上向き姿勢でしかも高粘度の未硬化のポリウレタン樹脂であってもウレタンフォームのつなぎ目に吐出させて充填することができる。(尚、この様な従来技術に関しては、当業者の間で知られているものであるが、該当する構成が記載された特許文献などは見あたらないので、先行技術文献は示していない。)
従来の充填装置においては、ウレタンフォームのつなぎ目に沿って吐出部を移動させながらレバーを握る操作とレバーを離す操作とを繰り返すものであり、レバーを握るときには吐出部から未硬化のポリウレタン樹脂を吐出させるものの、レバーを離すときには吐出部から未硬化のポリウレタン樹脂を吐出させないため、未硬化のポリウレタン樹脂を連続的に吐出させて充填できないものであった。
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、斜め上向き又は上向き姿勢でしかも高粘度の硬化性樹脂であっても連続的に吐出させて充填できる充填装置、及び、その充填装置を用いた充填方法を提供する点にある。
本発明の第1特徴構成は、硬化性樹脂を外部に吐出させるための吐出部を備えるとともに、当該硬化性樹脂を収容可能な収容空間を有するシリンダ部を設け、前記シリンダ部の内部を移動可能なピストンを設け、前記ピストンを押圧移動させるピストンロッドを設け、回転運動入力手段による回転運動を前記ピストンロッドの直進運動に変換する運動変換機構を設けてある点にある。
本構成によれば、運動変換機構が回転運動入力手段による回転運動をピストンロッドの直進運動に変換することにより、ピストンロッドがピストンを連続的に押圧移動させ、吐出部から硬化性樹脂を連続的に吐出させるので、斜め上向き又は上向き姿勢でしかも高粘度の硬化性樹脂であっても連続的に吐出させて充填することができる。このため、例えば、硬化性樹脂としての未硬化のポリウレタン樹脂をウレタンフォームのつなぎ目に均等に吐出させて充填することができる等、ウレタンフォーム同士を良好につなぎ合わせることができる。
本発明の第2特徴構成は、前記運動変換機構を構成するに、前記ピストンロッドに雄ねじ部を設けるとともに、当該雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を前記シリンダ部と一体的に設けてあり、前記回転運動入力手段を前記ピストンロッドに連動連結してある点にある。
本構成によれば、回転運動入力手段によるピストンロッドの回転運動に伴ってピストンロッドが直進運動する。このため、ピストンロッドに雄ねじ部を設け、雄ねじ部と螺合する雌ねじ部をシリンダ部と一体的に設けるだけの簡素な構成にて、硬化性樹脂を連続的に吐出させることができる。
本発明の第3特徴構成は、前記運動変換機構を構成するに、前記ピストンロッドにラック部を設けるとともに、当該ラック部と噛み合い係合するピニオンギヤを回転可能にかつ前記シリンダ部と一体的に設けてあり、前記回転運動入力手段を前記ピニオンギヤに連動連結してある点にある。
本構成によれば、回転運動入力手段によるピニオンギヤの回転運動に伴ってピストンロッドが直進運動する。このため、ピストンロッドにラック部を設け、ラック部と噛み合い係合するピニオンギヤを回転可能にかつシリンダ部と一体的に設けるだけの簡素な構成にて、硬化性樹脂を連続的に吐出させることができる。
本発明の第4特徴構成は、前記回転運動入力手段が駆動モータを備える点にある。
本構成によれば、駆動モータを駆動させるだけで硬化性樹脂を労力無しに連続的に吐出させることができる。又、駆動モータにバッテリを設ければ、充填装置にコードを備えることを不要にして、作業の簡素化を図ることができる。
本発明の第5特徴構成は、前記回転運動入力手段が手動式の回転ハンドルを備える点にある。
本構成によれば、回転ハンドルを回転させるだけで電気等のエネルギー等が供給されない環境でも簡単な構造で硬化性樹脂を連続的に吐出させることができる。
本発明の第6特徴構成は、前記回転運動入力手段を装置本体に対して着脱可能に構成すると共に、前記シリンダ部に収容された前記硬化性樹脂を攪拌する攪拌部材を、前記装置本体から離脱した前記回転運動入力手段に取り付け可能に構成してある点にある。
本構成によれば、回転運動入力手段に攪拌部材を取り付けてシリンダ部に収容された硬化性樹脂を攪拌したのちに回転運動入力手段から攪拌部材を取り外し、回転運動入力手段を装置本体に対して装着して吐出部から硬化性樹脂を吐出させて充填する。つまり、回転運動入力手段を硬化性樹脂を攪拌するために用いるだけでなく、吐出部から硬化性樹脂を吐出させて充填するために用いることで、回転運動入力手段の兼用による構成の簡素化に加えて、作業性の向上を図ることができる。
本発明の第7特徴構成は、一端側に硬化性樹脂を外部に吐出させるための吐出部を備えるとともに、当該硬化性樹脂を収容可能な収容空間を有するシリンダ部を設け、前記シリンダ部の内部を移動可能なピストンを設け、前記シリンダ部における他端側の開口を閉塞して、前記ピストン背面側との間に気密空間を形成するカバー部を設け、前記気密空間に対して流体を連続的に供給してその流体圧により前記ピストンを押圧移動させる流体圧供給手段を設けてある点にある。
本構成によれば、流体圧供給手段を作動させると、カバー部とピストンとの間に形成された気密空間に対して流体を連続的に供給してその流体圧によりピストンを連続的に押圧移動させ、吐出部から硬化性樹脂を連続的に吐出させるので、斜め上向き又は上向き姿勢でしかも高粘度の硬化性樹脂であっても連続的に吐出させて充填することができる。このため、例えば、硬化性樹脂としての未硬化のポリウレタン樹脂をウレタンフォームのつなぎ目に均等に吐出させて充填することができる等、ウレタンフォーム同士を良好につなぎ合わせることができる
本発明の第8特徴構成は、前記流体圧供給手段が駆動ポンプ又はボンベである点にある。
本構成によれば、駆動ポンプを駆動させたり、ボンベの開閉弁を作動させるだけで、硬化性樹脂を連続的に吐出させることができる。
本発明の第9特徴構成は、前記硬化性樹脂が二液混合型樹脂である点にある。
又、本発明の充填方法は、上記充填装置を用いて前記吐出部から未硬化の前記二液混合型樹脂を外部に吐出させて充填するものであって、その第1特徴手段は、先ず、未硬化の前記二液混合型樹脂の二種類の原液を前記シリンダ部に充填して攪拌混合し、次に、未硬化の前記二液混合型樹脂を前記シリンダ部に保持した状態で前記シリンダ部に前記ピストンを挿入し、前記回転運動入力手段で回転運動を入力することで、前記運動変換機構による変換によって前記ピストンロッドを介して前記ピストンを押圧移動させ、前記吐出部から未硬化の前記二液混合型樹脂を吐出させて充填する点にある。
本構成及び本手段によれば、未硬化の二液混合型樹脂の二種類の原液をシリンダ部に充填して攪拌混合し、次に、未硬化の二液混合型樹脂をシリンダ部に保持した状態でシリンダ部にピストンを挿入し、回転運動入力手段で回転運動を入力することで、運動変換機構による変換によってピストンロッドを介してピストンを押圧移動させ、吐出部から未硬化の二液混合型樹脂を吐出させて充填するので、未硬化の二液混合型樹脂の二種類の原液を攪拌混合する攪拌容器を未硬化の二液混合型樹脂を収容するシリンダ部に兼用することにより、構成の簡素化を図ることに加えて、攪拌容器からシリンダ部に攪拌混合後の未硬化の二液混合型樹脂を移し替えることを不要にして、作業時間を短縮することができる。これにより、二液混合型樹脂の硬化反応が進むまえに二液混合型樹脂を吐出させ易くなり、二液混合型樹脂の充填作業を良好に行うことができる。さらに、攪拌容器からシリンダ部に未硬化の二液混合型樹脂を移し替える際に、攪拌容器に未硬化の二液混合型樹脂が残留することを防止できる等、無駄なく二液混合型樹脂を使用できる。
〔第1実施の形態〕
以下、本発明に係る充填装置について説明する。
図1、図2に示すように、充填装置Aは、硬化性樹脂としての未硬化の二液混合型のポリウレタン樹脂1を外部に吐出させるための吐出部としてのノズル2を備えるとともに、未硬化のポリウレタン樹脂1を収容可能な収容空間3を有するシリンダ部4と、シリンダ部4を装着するシリンダ装着部5と、シリンダ部4の内部を長手方向に沿って移動可能なピストン6と、ピストン6を押圧移動させるピストンロッド7と、回転運動入力手段としての電動ドライバー12によるピストンロッド7の回転運動をピストンロッド7の一方向の直進運動に変換する運動変換機構と、を備えている。そして、運動変換機構を構成するに、ピストンロッド7に雄ねじ部7aを設けるとともに、当該雄ねじ部7aと螺合する雌ねじ部としてのナット10をシリンダ部4と一体的に設けてあり、電動ドライバー12をピストンロッド7に連動連結してある。
尚、二液混合型のポリウレタン樹脂1は、ポリオール化合物とイソシアネート化合物との二液を攪拌混合して共重合させることにより合成される。したがって、未硬化のポリウレタン樹脂1とは、ポリオール化合物とイソシアネート化合物とが共重合する前の混合物の状態を指す。又、未硬化の二液混合型のポリウレタン樹脂1に発泡剤として水等を加えている。
(シリンダ部及びピストンの構成)
前記シリンダ部4は、他端が開口する有底の円筒状に構成されている、一端側の底面部4aに略円錐状のノズル2を備えている。尚、詳述はしないが、一端側の底面部4aには、外周面に雄ねじ部が形成された円筒部材が突出形成されるとともに、略円錐状のノズル2の内周面には、雌ねじ部が形成され、円筒部材の蓋シールをはがし、雌ねじ部に雄ねじ部を螺合することにより、一端側の底面部4aにノズル2が取り付けられるようになっている。ノズル2の先端には、必要に応じてチューブ9を取り付けるようにしてある。シリンダ部4の内部には、未硬化のポリウレタン樹脂1を収容可能な円筒状の収容空間3が形成されている。シリンダ部4の内部には、ピストン6が設けられている。ピストン6は、円板状の底面部6aと、その底面部6aの周縁から他端側に向かって立設する円筒状の側面部6bとを備え、側面部6bがピストン6の内周面に摺接してある。
(シリンダ装着部及び運動変換機構の構成)
前記シリンダ装着部5は、略円筒状に構成されている。円板状の一端側の底面部5a及び円筒状の側面部5bの上側が切り欠かれている。シリンダ装着部5の上方から側面部5bに形成された上側の切欠部5cを通してシリンダ装着部5にシリンダ部4を載置支持するとともに、一端側の底面部5aに形成された上側の切欠部5dからノズル2を突出する状態でシリンダ部4の一端側の底面部4aとシリンダ装着部5の一端側の底面部5aとを当接させてある。シリンダ装着部5の他端側の底面部5eには、ナット10が固定されている。シリンダ装着部5の他端側の底面部5eの穴とナット10の穴とが連通してある。ピストンロッド7の外周面には雄ねじ部7aが形成され、その雄ねじ部7aがナット10に螺合するように構成されている。ピストンロッド7の一端には、ピストン6の底面部6aに当接する円板状の当接板11が設けられている。電動ドライバー12が備える駆動モータMの駆動軸8には、ピストンロッド7の他端を挟持可能なチャック14が設けられている。これにより、チャック14を介して駆動軸8をピストンロッド7に連動連結してある。尚、シリンダ装着部5の側面部5bの他端側には、ハンドル13が固定されている。
次に、充填装置の組立作業、及び、充填装置を用いて未硬化のポリウレタン樹脂を吐出する作業について説明する。
(充填装置の組立作業)
電動ドライバー12に攪拌部材としての攪拌用プロペラつきロッド(図示しない)を取り付ける。シリンダ部4の開口から未硬化のポリウレタン樹脂1を秤量して注入する。攪拌用プロペラつきロッドをシリンダ部4に挿入し、ボタン15の押圧により電動ドライバー12を作動させて、未硬化のポリウレタン樹脂1を攪拌混合する。シリンダ部4の他端側からピストン6を挿入する。シリンダ部4をひっくり返してシリンダ部4の一端側の底面部4aにノズル2を取り付ける。ナット10にピストンロッド7の雄ねじ部7aを螺合する。電動ドライバー12から攪拌用プロペラつきロッドを取り外すとともに、電動ドライバー12にピストンロッド7を取り付ける。シリンダ装着部5にシリンダ部4を装着する。ボタン15の押圧により電動ドライバー12を作動させて当接板11をピストン6の底面部6aに当接させておく。したがって、シリンダ部4、ピストン6、ピストンロッド7、シリンダ装着部5、運動変換機構等が、電動ドライバー12を着脱可能な装置本体を構成することになる。
(充填装置を用いてポリウレタン樹脂を吐出する作業)
ウレタンフォーム(図示しない)のつなぎ目に沿ってノズル2を移動させながらボタン15の押圧により電動ドライバー12を作動させると、ピストンロッド7の回転に伴ってピストンロッド7が直進運動し、ピストンロッド7に設けられた当接板11がピストン6を連続的に押圧移動させ、ノズル2から未硬化のポリウレタン樹脂1を連続的に吐出させるので、斜め上向き又は上向き姿勢でしかも高粘度の未硬化のポリウレタン樹脂1であってもウレタンフォームのつなぎ目に吐出させて充填することができる。このため、例えば、未硬化のポリウレタン樹脂1をウレタンフォームのつなぎ目に均等に吐出させて充填することができる等、ウレタンフォーム同士を良好につなぎ合わせることができる。しかも、攪拌用プロペラつきロッドをピストンロッド7に付け替えることにより、電動ドライバー12を一台で済ませることができることに加えて、作業性も向上する。
しかも、未硬化のポリウレタン樹脂の二種類の原液をシリンダ部4に充填して攪拌混合し、次に、未硬化のポリウレタン樹脂1をシリンダ部4に保持した状態でシリンダ部4にピストン6を挿入し、電動ドライバー12を作動させることで、ピストン6を連続的に押圧移動させ、ノズル2から未硬化のポリウレタン樹脂1を吐出させて充填するので、未硬化のポリウレタン樹脂1の二種類の原液を攪拌混合する攪拌容器を未硬化のポリウレタン樹脂1を収容するシリンダ部4に兼用することにより、構成の簡素化を図ることに加えて、攪拌容器からシリンダ部4に未硬化のポリウレタン樹脂1を移し替えることを不要にして、未硬化のポリウレタン樹脂1の二種類の原液を攪拌してから充填するまでの作業時間を数秒から十数秒まで短縮することができる。
〔第2実施の形態〕
この実施形態では、第1実施形態の構成と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明を省略する。
以下、本発明に係る充填装置について説明する。
シリンダ部4における他端側の開口を閉塞して、ピストン6の背面側との間に気密空間を形成するカバー部21を設け、気密空間に対して流体としての空気を連続的に供給してその空気圧によりピストン6を押圧移動させる流体圧供給手段としてのボンベ22を設けてある。
具体的には、図3に示すように、シリンダ部4の他端に雄ねじ部が形成され、その雄ねじ部に螺合可能な雌ねじ部を有する椀状のカバー部21が設けられている。尚、シリンダ部4とカバー部21との間に、気密性を維持するためのパッキンを介装することが好ましい。カバー部21に空気ボンベ22を備えるハンドル23が固定され、カバー部21と空気ボンベ22とを連通接続する連通流路24の途中には、レバー25a付きの開閉弁25が設けられている。これにより、レバー25aを握って開閉弁25を開状態にすると、空気ボンベ22内の空気が連通流路24を通って気密空間に供給されるので、その空気圧によりピストン6を押圧移動させることになる。
〔第3実施の形態〕
この実施形態では、第1実施形態の構成と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明を省略する。
以下、本発明に係る充填装置について説明する。
シリンダ部における他端側の開口には、ナットが設けられたナット支持部が着脱可能に取り付けられ、シリンダ部の他端側には、ハンドルが固定されている。
〔別実施の形態〕
(1)上記実施の形態では、回転運動入力手段が駆動モータMを備える構成を例示したが、このような構成に代えて、回転運動入力手段が手動式の回転ハンドルを備える構成としてもよい。
(2)上記実施の形態では、流体圧供給手段がボンベ22である構成を例示したが、これに限られるものではなく、流体圧供給手段が駆動ポンプであってもよい。
(3)上記実施の形態では、運動変換機構を構成するに、ピストンロッド7に雄ねじ部7aを設けるとともに、当該雄ねじ部7aと螺合するナット10をシリンダ部4と一体的に設けてあり、回転運動入力手段をピストンロッド7に連動連結してある構成を例示したが、このような構成に代えて、運動変換機構を構成するに、ピストンロッド7にラック部を設けるとともに、当該ラック部と噛み合い係合するピニオンギヤを回転可能にかつシリンダ部4と一体的に設けてあり、回転運動入力手段をピニオンギヤに連動連結してある構成としてもよい。
(4)上記実施の形態では、電動ドライバー12から攪拌用プロペラつきロッドを取り外すとともに、電動ドライバー12にピストンロッド7を取り付ける構成を例示したが、予め電動ドライバーに攪拌用プロペラつきロッドを取り付けるとともに、それとは別の電動ドライバーにピストンロッド7を取り付けてもよい。この場合において、未硬化のポリウレタン樹脂1を攪拌混合してから吐出させるまでの時間を一層短縮することができる。
(5)上記実施の形態では、硬化性樹脂が二液混合型のポリウレタン樹脂である構成を例示したが、このような構成に限らず、例えば、硬化性樹脂が二液混合型のエキポシ樹脂やフェノール樹脂等であってもよい。さらに、硬化性樹脂が、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂、湿気硬化型樹脂、溶媒の蒸発や被着体への吸収により硬化する樹脂であったり、シーリング材、コーキング材等であってもよい。
(6)上記実施の形態では、未硬化の二液混合型のポリウレタン樹脂1に発泡剤として水等を加えているが、水を加えなくてもよい。
第1実施の形態における充填装置の全体側面図 第1実施の形態における図1のII−II矢視断面図 第2実施の形態における充填装置の全体側面図
符号の説明
1 硬化性樹脂
2 吐出部
3 収容空間
4 シリンダ部
6 ピストン
7 ピストンロッド
7a 雄ねじ部
10 雌ねじ部
12 回転運動入力手段
21 カバー部
22 流体圧供給手段、ボンベ
A 充填装置
B 駆動モータ

Claims (10)

  1. 硬化性樹脂を外部に吐出させるための吐出部を備えるとともに、当該硬化性樹脂を収容可能な収容空間を有するシリンダ部を設け、
    前記シリンダ部の内部を移動可能なピストンを設け、
    前記ピストンを押圧移動させるピストンロッドを設け、
    回転運動入力手段による回転運動を前記ピストンロッドの直進運動に変換する運動変換機構を設けてある充填装置。
  2. 前記運動変換機構を構成するに、前記ピストンロッドに雄ねじ部を設けるとともに、当該雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を前記シリンダ部と一体的に設けてあり、
    前記回転運動入力手段を前記ピストンロッドに連動連結してある請求項1に記載の充填装置。
  3. 前記運動変換機構を構成するに、前記ピストンロッドにラック部を設けるとともに、当該ラック部と噛み合い係合するピニオンギヤを回転可能にかつ前記シリンダ部と一体的に設けてあり、
    前記回転運動入力手段を前記ピニオンギヤに連動連結してある請求項1に記載の充填装置。
  4. 前記回転運動入力手段が駆動モータを備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の充填装置。
  5. 前記回転運動入力手段が手動式の回転ハンドルを備える請求項1〜3のいずれか1項に記載の充填装置。
  6. 前記回転運動入力手段を装置本体に対して着脱可能に構成すると共に、前記シリンダ部に収容された前記硬化性樹脂を攪拌する攪拌部材を、前記装置本体から離脱した前記回転運動入力手段に取り付け可能に構成してある請求項1〜5のいずれか1項に記載の充填装置。
  7. 一端側に硬化性樹脂を外部に吐出させるための吐出部を備えるとともに、当該硬化性樹脂を収容可能な収容空間を有するシリンダ部を設け、
    前記シリンダ部の内部を移動可能なピストンを設け、
    前記シリンダ部における他端側の開口を閉塞して、前記ピストン背面側との間に気密空間を形成するカバー部を設け、
    前記気密空間に対して流体を連続的に供給してその流体圧により前記ピストンを押圧移動させる流体圧供給手段を設けてある充填装置。
  8. 前記流体圧供給手段が駆動ポンプ又はボンベである請求項7に記載の充填装置。
  9. 前記硬化性樹脂が二液混合型樹脂である請求項1〜8のいずれか1項に記載の充填装置。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の充填装置を用いて前記吐出部から前記硬化性樹脂としての二液混合型樹脂を外部に吐出させて充填する充填方法であって、
    先ず、未硬化の前記二液混合型樹脂の二種類の原液を前記シリンダ部に充填して攪拌混合し、次に、未硬化の前記二液混合型樹脂を前記シリンダ部に保持した状態で前記シリンダ部に前記ピストンを挿入し、前記回転運動入力手段で回転運動を入力することで、前記運動変換機構による変換によって前記ピストンロッドを介して前記ピストンを押圧移動させ、前記吐出部から未硬化の前記二液混合型樹脂を吐出させて充填する充填方法。
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