JP2749193B2 - 液体ディスペンサーのシリンジ用プランジャー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、シリンジ内に充填された、ペースト状、
クリーム状などを呈する電子材料、接着剤その他の中高
粘度液体材料を微量吐出および／または高頻度吐出する
に際して用いられる液体ディスペンサーにおいて、シリ
ンジ内の液体の、常に適正なる圧下をもたらすシリンジ
用プランジャーに関するものである。

（従来の技術） 液体ディスペンサーは、液体材料が充填されているシ
リンジに、加圧エアをエアパルスとして供給し、そのエ
アパルスをもってその液体材料を押圧することにより、
シリンジの先端に取付けたニードルから所定量の液体を
吐出するものであり、シリンジ内の液面レベルはその吐
出の都度低下することになるが、その液体が中高粘度の
ものである場合には、シリンジ壁面への液体の付着量が
多くなって、シリンジの中心部の液面レベルだけがとく
に低下することになり、ひいてはその液体にエアが貫通
することになるため、液体の定量吐出を確実ならしめる
ことが困難であった。

そしてこのことは、不透明な液体材料の吐出を行う場
合にとくに重大であり、不透明な液体材料が、通常は透
明なシリンジの壁面に付着したときには、その液面レベ
ルの低下を外部からの目視をもっては確認することがで
きないが故に、加圧エアが液体に貫通したままの状態で
の吐出作業を継続するおそれがあった。

そこで、かかる現象の発生を防止すべく、シリンジ内
に充填された中高粘度の液体材料上に、第４図（ａ）に
示すような円柱状のプランジャー、第４図（ｂ）に示す
ように、円柱体の周面にシールリングを配設したプラン
ジャー、第４図（ｃ）に示すように、底付円筒体の周面
に上下２段のフランジを形成したプランジャーなどを配
置し、そのプランジャーによって、液体材料の表面全体
をほぼ均一に押圧し、かつ、その液体材料の、シリンジ
壁面への付着を防止しようとの試みがなされていた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、かかる従来技術のうち、第４図（ａ）に示
すように、シリンジａの内径よりわずかに小径の円柱状
プランジャーｂによって液体材料ｃを押圧する場合に
は、その液体材料ｃがたとえばクリーム半田のように固
形物を含むものであるときには、その固形物がシリンジ
ａと円柱状プランジャーｂとの間に挟み込まれることに
よって、そのプランジャーｂの円滑なる作動が阻害され
て、所定量の液体を吐出し得なくなる問題があり、逆
に、円柱状プランジャーｂの直径が、第４図（ｄ）に示
すように、シリンジａの内径よりはるかに小さい場合に
は、それらの間への固形物の挟み込みのおそれはなくな
るものの、それら両者間への液体材料ｃの通過量が多く
なって、プランジャーｂが液体内に沈み込むことになる
ため、プランジャーｂがそれ本来の機能を発揮すること
が不可能となる他、外部からの液面レベルの視認もまた
不可能となる。

また、第４図（ｂ）に示すように、円柱体の周面にシ
ールリングｄを配設したプランジャーｅにあっては、シ
リンジａとプランジャーｅとの間への液体材料ｃ通過は
十分に防止し得るものの、軟質なシールリングｄの変形
下で、それとシリンジａとの間に、液体材料ｃに含まれ
る固形物が挟み込まれることによって、そのプランジャ
ーｅの円滑なる作動が妨げられるという問題があった。

さらに、第４図（ｃ）に示すようなフランジ付きのプ
ランジャーｆにおいては、そのフランジｇとシリンジａ
との摺接により、プランジャーｆとシリンジａとの間へ
の液体材料ｃの通過および、液体材料ｃに含まれる固形
物の、フランジｇとシリンジａとの間への挟み込みのそ
れぞれを有効に防止することができるが、そのプランジ
ャーｆへの加圧エアの供給によって液体材料ｃをニード
ルから吐出させた場合には、そのプランジャーｆへの加
圧エアの供給を停止した瞬間に、それまで圧縮力を受け
ていた液体材料ｃの圧縮反力により、プランジャーｆに
それを押し戻そうとする力が作用し、これによって、と
くには上側に位置するフランジｇの下側に、その上方側
からエアｈを吸い込むことがあり、このようにして一旦
吸い込まれたエアｈは、液体材料ｃの通常の吐出工程に
てはフランジｇの上方側へ抜け出し得ないのみならず、
吐出工程の繰り返しによってむしろ増加する傾向にあ
り、このことは、第４図（ｂ）に示すように、円柱体の
周面にシールリングｄを配設してなるプランジャーｅに
おいてもまたほぼ同様である。

そして、その吸い込みエアｈの増加に伴い、プランジ
ャーｅ、ｆにパルス状に供給される加圧エアの圧力が、
圧縮変形を行う吸い込みエアｈを介して液体材料ｃに伝
達されることになるため、それの液体材料ｃへの伝達速
度が遅くなり、ひいては、ニードルから吐出される液体
材料ｃの吐出量に変動をきたし、甚だしくは、液体材料
ｃが全く吐出されないことも起り得る。

なお、このことは、図示のように、加圧エアによっ
て、フランジｇの、シリンジ壁面への密着をもたらすタ
イプのプランジャーｆにおいてとくに重大であった。

この発明は、従来技術のかかる問題をことごとく解決
するものであり、液体材料に含まれる固形物の、プラン
ジャーとシリンジとの間ヘの挟み込みを十分に防止する
とともに、それらの間への液体材料の通過をもまた十分
に防止し、しかも、加圧エアの供給停止に伴う外部エア
の吸い込みをきわめて効果的に防止して、パルス状に供
給される加圧エアを液体材料に適確に伝達することがで
きる。液体ディスペンサーのシリンジ用プランジャーを
提供するものである。

（課題を解決するための手段） この発明の、液体ディスペンサーのシリンジ用プラン
ジャーは、全体形状がほぼ砲弾状をなすプランジャーで
あって、後端部がシリンジの内径より幾分小さい外径を
有する、テーパ状、球面状などの先細り先端部分を設け
るとともに、先細り先端部分の後方隣接位置に、均一外
径形状、テーパ状、括れ形状などとすることができる、
先細り先端部分の後端部より小径の小径胴部を形成し、
この小径胴部のさらに後方に、シリンジ内径よりわずか
に大きい外径を有する、薄肉の筒状部分を隣接させて設
け、さらに、その筒状部分に、シリンジの軸線方向にの
びて筒状部分の縮径方向の弾性変形を許容すべくも機能
する少なくとも一本、好ましくは、直径方向に対抗して
位置する複数本の排出溝を設けたものであり、ここで、
より好ましくは、前記先細り先端部分の後端部にもま
た、シリンジの軸線方向にのびる少なくとも一本の案内
溝を設ける。

また、この発明の他のプランジャーは、前述した排出
溝に代え、または、それと併せて、先細り先端部分か
ら、筒状部分の内側まで貫通する少なくとも一本の排出
孔、または、小径胴部から、筒状部分の内側まで貫通す
る少なくとも一本の排出孔を設けたものである。

（作用） このプランジャーでは、それのシリンジへの挿入に際
し、先細り先端部分の、シリンジ内径より幾分小径の後
端部および、そのシリンジ内径よりわずかに大径の筒状
部分のそれぞれが、シリンジ内壁との接触下で、プラン
ジャーの、シリンジに対する傾きを十分に防止する。

そしてまた、この挿入に際し、先細り先端部分は、液
体材料を、たとえそこに固形物が含まれている場合であ
っても、その後端部とシリンジとの間の適正なるクリア
ランスの下で、筒状部分側へ押出す。この一方におい
て、プランジャーの上方側に押出された液体材料を、シ
リンジに内接する筒状部分の作用下で、それより下方に
有効に堰止める。

従ってここでは、シリンジ内へのプランジャーの挿入
および、その後に続く吐出作業においても、液体材料
の、シリンジ壁面への付着残留が、その壁面への薄肉筒
状部分の摺接によって効果的に防止されることになり、
これがため、その筒状部分に設けた排出溝と対応する部
分では、シリンジ壁面に、液体材料がわずかに付着残留
することになるも、シリンジの外側からの液面レベルの
正確な視認を極めて容易ならしめることができる。

その後、シリンジ内のプランジャーに、加圧エアをパ
ルス状に供給すると、その加圧エアは、プランジャーを
介して液体材料を押圧するとともに、筒状部分に設けた
排出溝を経てその液体材料を直接的に押圧し、このこと
により液体材料は、シリンジの先端部に取付けられたニ
ードルから、エア圧力およびパルス長に応じた所定量だ
け吐出される。

なお、このような吐出工程において、液体材料に含ま
れている固形物が筒状部分に達することがあっても、そ
の筒状部分は、硬質材料からなり、しかも、シリンジ壁
面に、弾性変形状態にて緊密に接触していることから、
その固形物が筒状部分をシリンジとの間に挟み込まれる
おそれはなく、それ故に、プランジャーの、常に円滑な
作動が担保されることになる。

この場合において、液体材料に含まれることのある固
形物が、筒状部分に形成した排出溝に達したときには、
その排出溝の断面寸法を、固形物の寸法より十分大きな
ものとしておくことによって、その固形物を排出溝に容
易に通過させることができるので、このときにもまた、
プランジャーの円滑な作動が妨げられるおそれはない。

ところで、パルス状の加圧エアのプランジャーへの供
給を停止すると、その瞬間には、液体材料の圧縮反力が
そのプランジャーに作用することになるも、ここでは、
その圧縮反力は、先細り先端部分の作用下で、小径胴部
とシリンジとの間へ逃され、そして、筒状部分に設けた
排出溝を経てプランジャーの上方へ排出されるので、液
体材料が圧縮性を有すると否とにかかわらず、また、液
体材料がたとえ気泡を内包している場合であっても、プ
ランジャーそれ自身の上昇変位、ひいては、その上昇変
位に起因する、筒状部分の下方側への外部エアの吸い込
みをほぼ確実に防止することができる。

なお、ここにおいて、先細り先端部分の後端部外周面
に、シリンジの軸線方向にのびる少なくとも一本、これ
も好ましくは、直径方向に対抗して位置する複数本の案
内溝を設けた場合には、その後端部とシリンジ内壁との
クリアランスを、液体材料に含まれることのある固形物
の通過を許容するに必要最小限のものとすることによっ
て、シリンジに対するプランジャーの傾きを一層有効に
防止することができ、この一方において、エアおよび液
体材料の、筒状部分側への押出し流動を、それらの案内
溝の作用下で十分円滑ならしめることができる。

以上この発明に係る一のプランジャーの作用効果につ
いて述べたが、このことは、前記プランジャーの、筒状
部分に設けた排出溝に代えて、またはそれと併せて、先
細り先端部分から筒状部分の内側まで貫通する排出孔お
よび、小径胴部から筒状部分の内側まで貫通する排出孔
の少なくとも一本を設けた他のプランジャーにおいても
ほぼ同様であり、その作用効果は、前記各排出孔を併設
した場合、さらには、それらの両排出孔に加えて、先細
り先端部分の後端部に、少なくとも一本の案内溝を設け
た場合に一層顕著なものとなる。

なお、ここにおける排出孔は、いずれも、液体材料中
の固形物を通過させるに十分な孔径を有するものであ
る。

（実施例） 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す斜視図および縦
断面図であり、図中１は円錐状その他の形状とすること
ができる先細り先端部分を、２は、先細り先端部分の後
方に隣接する、先細り先端部分の後端部より小径の小径
胴部をそれぞれ示し、また、３は、この小径胴部２のさ
らに後方に隣接し、直円筒状もしくは、少なくとも外径
が後方にむけて漸増する形状をなす薄肉筒状部分を示
し、これらの各部は、同一の軸線上で一体をなす。

そしてここでは、先細り先端部分１の後端部４の外径
を、第１図（ｂ）に示すところから明らかなように、シ
リンジ５の内径より幾分小径として、それらの間に、空
気および液体材料はもちろん、その液体材料に含まれる
ことのある固形物も流動可能ならしめ、また、その後端
部４に、シリンジ５の軸線方向にのびる少なくとも一
本、図では直径方向に対抗して位置する二本の案内溝６
を設け、それらによって、液体材料その他の、上方への
押出し流動を十分円滑ならしめる。

この一方において、筒状部分３の外径、その外径が長
さ方向に変化する場合にはそれの最大径を、シリンジ内
径よりわずかに大きい寸法とし、これにより、それのシ
リンジ５への嵌め合わせ状態においては、その筒状部分
３を、後述する排出溝の変形に基づくそれ自身の弾性変
形により、シリンジ壁面に十分緊密に線もしくは面接触
させて、それらの間への固形物の侵入および、シリンジ
壁面への液体材料の付着残留をほぼ確実に防止し、併せ
て、その筒状部分３の外周に、シリンジ５の軸線方向に
のびる少なくとも一本、これも図では、直径方向に対抗
して位置する二本の排出溝７を設け、これらの排出溝７
によって、筒状部分３の縮径方向への弾性変形に加え、
シリンジ内のエア、液体材料の一部、その液体材料の圧
縮反力などの外部への排出を可能ならしめる。

ところで、この筒状部分３は、それの弾性変形下にて
シリンジ壁面に摺接することから、シリンジ内径の幾分
のばらつきを十分に吸収することができる。以上のよう
に構成してなるプランジャーの作用を、第２図に基づい
て以下に説明する。

予め液体材料を充填したシリンジ内へプランジャーを
挿入する場合には、手指により、または押込具を用い
て、第２図（ａ）に示すようにそのプランジャーを押込
むことにより、プランジャーは、先細り先端部分１の後
端部４および筒状部分３の、シリンジ内壁への接触によ
って、シリンジ５に対する傾きを防止されてシリンジ内
へ円滑に進入する。

ここで、先細り先端部分１が、液体材料内へ図示のよ
うに進入すると、液体材料８の一部および封入エア９
が、その先細り先端部分１によって、押しのけられ、そ
の進入のさらなる進行により、それらは、先細り先端部
分１のその後端部４に設けた案内溝６とシンリジ壁面と
の間を、小さな流動抵抗の下で、迅速に通過して小径胴
部２の周りに至り、ついには、第２図（ｂ）に示すよう
に、シリンジ壁面に緊密に摺接する筒状部分３に達す
る。

なお、液体材料８の一部および封入エア９がこのよう
にして、筒状部分３に到達するに先だち、小径胴部２の
周りに、第２図（ａ）に示すように、予め存在するエア
10は、液体材料８および封入エア９が小径胴部２の周り
に流入するにつれて、筒状部分３に設けた排出溝７を経
てプランジャーの上方へ徐々に排出されることになる。

ところで、筒状部分３に達した液体材料８および封入
エア９は、その筒状部分３のシリンジ壁面への摺接に基
づき、通常はそこに堰止められることになるも、プラン
ジャーの押込量との関連において、ときとしてそれらの
一部が、第２図（ｂ）に示すように、筒状部分３に設け
た排出溝７を経て、シリンジ壁面にわずかに付着残留す
ることもある。

このようにしてプランジャーをシリンジ内へ押込むに
当り、先細り先端部分１とシリンジ壁面との間に、液体
材料８に含まれる固形物が入り込むことがあっても、そ
れらの間のクリアランスは、固形物が通過するに十分な
ものに選択されているので、固形物がそこに挟み込まれ
るおそれは全くない。また、その固形物が筒状部分３ま
で達することがあっても、そこでは、剛性材料からなる
その筒状部分３が、シリンジ壁面に緊密に接触している
ことから、固形物がそれらの間に入り込む余地はなく、
従って、ここでもまた、固形物の挟み込みのおそれは全
くない。

ここで、筒状部分３に設けた排出溝７に、固形物が入
り込むことも考えられるが、このことに対しては、その
排出溝７の断面寸法を、固形物のそれより大きくするこ
とにより十分に対処することができる。

このようなプランジャー各部の作用は、その押込みに
際してのみならず、その後に続く吐出工程においても全
く同様である。

そしてその後は、プランジャーに、加圧エアをパルス
状に供給することによって、液体材料８の吐出を行い、
吐出量が所定値に達したときにそこへの加圧エアの供給
を停止する。

ここで、プランジャーへの加圧エアの供給停止に際し
ては、液体材料８が圧縮性を有すると否とにかかわら
ず、また、それが気泡を内包していると否とにかかわら
ず、そのプランジャーには、液体材料８の圧縮反力が作
用することになるところ、このプランジャーでは、その
圧縮反力を、先細り先端部分１の作用下で、それとシリ
ンジ壁面との間を経て、小径胴部２とシリンジ壁面との
間へ逃がし、さらにそこから、筒状部分３に設けた排出
溝７を経て、プランジャーの上方側へ逃がすことから、
プランジャーそれ自身には、それをシリンジ５に対して
相対上昇させるほどの大きな圧縮反力が作用することは
なく、これがため、プランジャーが圧縮反力によって上
昇変位することに起因する、筒状部分３の下側へのエア
の吸い込みを完全に防止することができる。

なお、排出溝７による、上述したような圧縮反力の排
出その他により、その排出溝７と対向するシリンジ壁面
には、第２図（ｃ）に断面斜視図で示すように、液体材
料８が筋状に付着残留することになるが、その付着量は
極めてわずかであるので、それらによって、液面レベル
の、外側からの視認が妨げられることはない。

かくして、このプランジャーによれば、シリンジとそ
れとの間への固形物の挟み込みを十分に防止して、プラ
ンジャーの常に円滑な作動を担保することができるとと
もに、シリンジの外側からの、液面レベルの正確な視認
を容易ならしめることができ、しかも、加圧エアの供給
停止に伴うプランジャーの上昇変位を完全に防止して、
筒状部分３の下側へのエアの吸い込みを有効に回避する
ことができる。

第３図は、他の実施例を示す縦断面図であり、これ
は、前述したところに加え、そのプランジャーの中心に
貫通する排出孔11と、その排出孔11と平行にのびる排出
孔12と、小径胴部２から筒状部分３の内側に達する排出
孔13との三種類の排出孔を形成したものであり、これら
の排出孔11、12、13はいずれも、少なくとも排出溝７と
同様に機能するものである。

従って、この実施例において、三種類の排出孔の内の
二種類を省いても前述した実施例と同様の作用効果をも
たらすことができる。

（発明の効果） 以上に述べたところから明らかなように、この発明に
よれば、シリンジ内の液面レベルを、シリンジの外側か
ら、容易にかつ明確に視認できることはもちろん、シリ
ンジ内でのプランジャーの作動を常に円滑ならしめるこ
とができ、しかも、プランジャーに作用するエア圧力
を、液体材料に直接的に伝達して、所期した通りの量の
液体を確実に吐出させることができ、併せて、圧縮され
た吸込みエアが加工エアの供給停止後に再膨張すること
に起因する、ニードル先端からの液体材料のたれ落ちを
ほぼ完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示す説明図、 第２図は、プランジャーの作動を示す説明図、 第３図は、他の実施例を示す縦断面図、 第４図は、従来例を示す縦断面図である。 １…先細り先端部分、２…径胴部、３…筒状部分、４…
後端部、５…シリンジ、６…案内溝、７…排出溝、11、
12、13…排出孔

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後端部がシリンジ内径より幾分小さい外径
   を有する先細り先端部分と、先細り先端部分の後方に隣
   接して位置する、先細り先端部分の後端部より小径の小
   径胴部と、この小径胴部のさらに後方に隣接して位置
   し、シリンジ内径よりわずかに大きい外径を有する筒状
   部分と、この筒状部分に形成されて、シリンジの軸線方
   向にのびる少なくとも一本の排出溝とを具えてなる液体
   ディスペンサーのシリンジ用プランジャー。
2. 【請求項２】先細り先端部分の後端部に、シリンジの軸
   線方向にのびる少なくとも一本の案内溝を設けてなる請
   求項１記載のプランジャー。
3. 【請求項３】後端部がシリンジ内径より幾分小さい外径
   を有する先細り先端部分と、先細り先端部分の後方に隣
   接して位置する、先細り先端部分の後端部より小径の小
   径胴部と、この小径胴部のさらに後方に隣接して位置
   し、シリンジ内径よりわずかに大きい外径を有する筒状
   部分と、前記先細り先端部分から筒状部分の内側に達す
   る排出孔および、前記小径胴部から筒状部分の内側に達
   する排出孔の少なくとも一本とを具えてなる液体ディス
   ペンサーのシリンジ用プランジャー。