JP3701685B2 - 二室式カートリッジから材料を分配するアプリケータ - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、二室式カートリッジから２種類以上の成分から成る材料を分配するアプリケータに関する。
背景技術
２種類以上の成分から成る材料の搬送、保存、混合および分配システムとして使用するように意図されている多くのシステムが開発されてきた。これらのシステムは、アプリケータと、アプリケータの容器内に取外し自在に収容される交換式カートリッジとを備えていることが多い。アプリケータは、一般に、互いに結合された一対のプランジャを備え、このプランジャは、各々の成分の一部分を同時にカートリッジから分配するので、個々の成分を軽量する必要はない。
二室式分配システムの一例は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第4,538,920号に記載されている。このシステムは、複数の螺旋状静止混合要素を有する出口導管を備えたカートリッジを具備する。分配の際、成分は、出口導管を通るときに十分に混合されるので、手動で混合する必要はない。
米国特許第4,538,920号に記載されているような二室式分配システムは、商工業および住宅環境において使用される各種材料を分配するために広く使用されている。こうした材料の例としては、接着剤（エポキシなど）、シーラント、塗料などがある。このカートリッジは、触媒成分を第１室に収納し、第１室から隔離された第２室に基礎成分を収納することが多く、アプリケータが作動して成分がこれらの室から排出されて静止ミキサーに送られるまで、触媒成分は基礎成分に反応しない。
二室式分配カートリッジは、型穴形成材料を保存、混合および分配するために歯科医業でも広く使用されている。多くの場合、型穴形成材料は型穴形成トレー内に分配され、その後トレーが口腔内に配置される。しかし、歯科医は、時には、１本の歯だけの型穴が必要な場合など、型穴形成材料を口腔内に直接供給するシステムを使用しようとする場合がある。残念ながら、従来の二室式カートリッジ分配システムは多少大きいので、口腔内の特定の範囲、特に手が届きにくい後方の範囲に材料を配置することを妨げる。
さらに、歯科医業の分野では最近、一人の患者を対象とした用途に特に有用な比較的小型の二室式分配システムに対する感心が高まってきた。こうした１回用のシステムは、たとえば、回復推進または歯内治療用の接着剤、基剤、ライナー、封泥剤、シーラントまたは充填剤として使用される二成分材料を分配するために使用される。比較的小型の分配システムは、歯科用の回復推進剤に使用する際に特定の長所がある。なぜなら、サイズが比較的小さいために、歯科医は、口腔内の選択した位置に材料をさらに容易に直接分配でき、適用位置を良く見ながら作業することができるからである。
同じく本発明の譲受人に譲渡された公開PCT出願第PCT/US95/02411号には、二室式カートリッジの室が、使用者がアプリケータを掴むと上下の向きに位置する歯科用分配システムが記載されている。これは、室が水平に横向きになる従来のアプリケータと対照的である。上下の向きは、手が届きにくい患者の口腔内の後方範囲に材料を配置するときに特に有用である。また、こうした上下の向きは、顎を比較的広く開けることが難しい患者に使用する際にも長所になる。
前記のPCT出願第PCT/US95/02411号に記載されている分配システムは多くの場合に有利ではあるが、使用の際にアプリケータおよびカートリッジの操作性を高めるか、または操作者が分配作業を良く見えるようにするために、アプリケータのハンドルに対するカートリッジの室の向きを変える必要がある場合がある。しかし、一人の歯科医が好むカートリッジの特定の向きは、別の歯科医が好むカートリッジの特定の向きと同じではない。さらに、一人の歯科医でも、ある場合に分配を容易にするために以前に保持した向きとは多少異なる向きにカートリッジを随時保持することが好ましいと考えるであろう。
発明の開示
本発明は、一態様では、二室式カートリッジから材料を分配するための改良アプリケータに関する。このアプリケータは、ハンドルを有する本体と、二室式カートリッジを取外し自在に収容するホルダとを具備する。このアプリケータは、並列した細長い一対のプランジャと、ホルダ内に収容されたカートリッジに向かって一定の方向に一対のプランジャを前進させる駆動手段とをさらに具備する。このプランジャの対は、本体に枢着されており、予め決められた一定方向に円弧内で選択的に移動する。ホルダは、ハンドルに対するカートリッジの回転の向きを変えるために、やはり円弧内で選択的に移動するように、カートリッジを本体に枢着する手段を具備する。
ホルダとプランジャの対は、多くの異なる回転の向きに移動できることが好ましく、無限の異なる回転の向きに移動できればさらに好ましい。その結果、使用者は、アプリケータを操作しやすく、かつアプリケータを使用するときに分配作業を見やすい向きを選択することができる。操作者は、右利きでも左利きでも、操作者が疲労せず、行おうとしている分配作業に最善の結果が得られる向きを選択することができる。
本発明の他の態様では、ハンドルを有する本体と、本体に枢着されたレバーと、本体に移動自在に結合された一対のプランジャとから成るアプリケータ組立体を提供する。レバーは、レバーが一定の距離だけ第１位置から第２位置にハンドルに対して移動する際に、プランジャを本体に対して前進させるようにプランジャに結合される。アプリケータは、容器をさらに具備する。この組立体は、容器内に取外し自在に収容され、並列した一対の室を有するカートリッジをさらに具備する。カートリッジは、これらの室内に収容されて、限られた移動経路上を室内において移動可能な一対のピストンを具備する。プランジャは、レバーが一定距離移動する際にピストンを前進させるようにピストンに接触する。これらの室はサイズが十分に小さくなっているので、ピストンは、レバーが前記の一定距離移動したときにピストンの限られた移動経路の２分の１を超える距離を移動し、その結果、室の内容の少なくとも２分の１が室から排出される。
本発明は、二室式カートリッジをアプリケータの容器内に配置するステップから成り、カートリッジが、静止ミキサーを有する出口導管を具備し、カートリッジの室が各々、分配される多成分材料の１種類の成分を含む分配方法をさらに提供する。この方法は、アプリケータのレバーを１行程で一定の距離だけ移動させて、アプリケータの一対のプランジャを前進させ、一対のカートリッジピストンをその移動経路の２分の１を超える距離を移動させて、成分の少なくとも大部分が室から排出されて、出口導管を通るステップをさらに含む。
本発明の詳細は、請求の範囲の特徴部分に定義する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の原理に従って構成されたアプリケータの正面および右側面分解図を示す。
図２は、図１に多少類似する非分解図だが、アプリケータのレバーは、分配作業を分かりやすくするために前進させた状態にある。。
図３は、図２に示したアプリケータとカートリッジの側断面図だが、レバーは、分配作業が完了した後の位置まで完全に前進させた状態にある。
図４は、図１〜図３に示した分配カートリッジのみの拡大部分側断面図である。
発明を実施するための最良の形態
２種類以上の成分から成る材料を分配するアプリケータは、図１〜図３に参照符号10により大まかに示す。アプリケータ10は、図１〜図３にアプリケータ10に関連して示す二室式カートリッジ12から成分を分配するのに適する。カートリッジ12は、図４に単独でさらに示す。
アプリケータ10は、分配ハンドル16を有する本体14を具備する。後部レバー18は、ハンドル16が垂直方向に延在した場合に水平基準軸線周囲で枢動させるピボットピン20により本体14に結合される。
本体14の前面は、内部円筒状流路22（図１）を有する環状突出部を具備する。流路22の円筒状壁は、周囲を取り巻く溝24により中断する。流路22は、両端が開いており、ハンドルの上部部分を通って延在する。
カートリッジホルダ26は、流路22に嵌合状態で収容される円筒状の後部延長部分28（図１）を備える。この延長部分28は、突起して周囲に延在するリブ30を有し、このリブは、延長部分28が完全に流路22内に挿入されたときに溝24内に収容される。リブ30は、十分な力で「スナップ嵌合」式に溝24内に収容され、メーカーが組み立てた後に普通に使用する際に、ホルダ26を本体14に結合状態で保持する。
カートリッジホルダ26は、内部通路を有する。通路の前部は、カートリッジ12を取外し自在に収容する容器32（図１）を規定する。ホルダ26は、カートリッジ12を着脱するために容器に隣接する開口部と、カートリッジ12を容器32に着脱する際に前部ノズルの通路またはカートリッジの静止ミキサー出口導管を収容するための前部スロットとを有する。容器32の形状は、カートリッジ12がきちんと収納されるように、カートリッジ12の全体の構成を補足して完全にするものであることが好ましいが、他の構成も当然可能である。
カートリッジホルダ26は、２つの平らな側面を有し、図１および図２に参照符号34により一方の側面を示す。平らな側面34によって、操作者は、必要に応じてホルダ26を掴んで動かすことができる。また、平らな側面34は、アプリケータ10の体積を少なくし、分配作業を見やすくするので、操作者が適用位置を多少見にくい場合には特に有利である。
本体14、レバー18、ピボットピン20およびカートリッジホルダ26は、剛性で加圧減菌に耐える樹脂材料であることが好ましい。適切な材料は、Amocoが市販している”RADEL”ブランドのプリフェニルスルホン、品番R5100である。
アプリケータ10は、後部に幾分半球状の拡大ヘッド40を有する細長いシャフト38を備えたプランジャ装置36（たとえば、図１参照）をさらに具備する。一対の細長い並列した円筒状プランジャ42は、シャフト38の前端に接続される。プランジャ装置36は、比較的強度の耐摩耗性で加圧減菌に耐える材料から一体成形することが好ましい。一例として、プランジャ装置36は、タイプ416のステンレス鋼などの金属から一体成形するか、またはステンレス鋼プランジャを本体に接続したプラスチック製本体から構成することができる。
プランジャ装置36は、流路22に摺動式に収容され、ホルダ26をその長手方向軸線の周囲で回転させたたときに、ホルダ26とプランジャ装置36が同時に回転するように、キー構造によりホルダ26に接続することが好ましい。図示した実施例では、一対の平たい側壁44（その一方を図１に示す）は、プランジャ装置36の対向側面に位置し、側壁44は、ホルダ26の内部通路の後部に位置して嵌合する平たい側壁と突き合わせ状態で接触する。キー構造は、プランジャ装置36とが、必要な場合にホルダ26に対して通路内で摺動することを可能にするが、ホルダ26が、プランジャ装置36がその長手方向軸線周囲の円弧内で移動する際にプランジャ装置36の回転運動と同時に回転することをさらに可能にする。
アプリケータ10の駆動手段は、一対の曲線状カム面46を具備しており、その一方を図３に示す。このカム面46は、レバー18の上部内側部分に形成され、ヘッド40の曲線状表面と摺動状態で係合するように方向付けられている。レバー18が、ピボットピン20周囲の円弧内で、図２に示す第１位置から図３に示す第２位置に移動すると、ヘッド40はカム面46に沿って上昇し、カートリッジ12がホルダ26の容器36内に収容されたときに、プランジャ装置36を前方にカートリッジ12方向に動かす。
図３を見ると最も良く分かるとおり、コイル状圧縮ばね48は、プランジャ装置36のシャフト38を囲み、ヘッド40とハンドル16内に形成された流路22の対向開口部との間に位置する。レバー18が、図３に示す圧縮位置から解放されると、ばね48はプランジャ装置36を後方に動かす。プランジャ装置36が後方に移動すると、レバー18は、ピボットピン20の周囲で枢動して、図３に示す第２位置から図２に示す第１位置に戻る。プランジャ装置36が図２に示す位置になった場合、プランジャ42の前端は、カートリッジ12を容器32から取り外すことができるように、カートリッジ12の後端のわずかに後ろに位置することが好ましい。しかし、他の構成も可能である（たとえば、プランジャ装置36を多少長くして、レバー18が図１に示す向きにならなければ、プランジャ装置36がカートリッジ12から外れないようにすることができる）。
次に図４を参照すると、カートリッジ12は、単独でさらに詳細に示され、一対の細長い並列したバレルを具備し、各々のバレルは、内部円筒状室50の１つを含む。このバレルは、細長いウェブにより互いに一体結合される。各々の室50は、２成分材料の１つの成分を収納するのに適する。各々の室50は、個々の室50の後部開放端部から成分を分離する摺動式ピストン51をさらに収容する。カートリッジ12は、バレルの前端に固定されるハウジング52をさらに備える。ハウジング52は、内部通路を有して細長く前方に延在する出口導管54を備える。この通路の後端部分は、通路を両方の室50の前端部分に連通させるフレア付き流路を備える。
静止ミキサー56は、出口導管54の通路内に収容される。静止ミキサー56は、複数の螺旋状静止混合要素を備え、溶接またはその他の手段により出口導管54に任意に固定される。レバー18が図２に示す位置から図３に示す位置に向かって移動すると、プランジャ42は、カートリッジ12のピストン51を前進させる。レバー18が図３に示す位置に達すると、ピストン51は、室50内に成分が残ったとしてもごくわずかであるように、室50の前端かまたは前端付近に接触することが好ましい。したがって、成分の少なくとも大部分および好ましくは実質的にすべては、レバー18の１行程後に室50から排出されるので、カートリッジ12が一人の患者に使用することを意図されている場合、特に有利である。
ピストン51が前進すると、成分は、室50から出口導管54に供給される。静止混合要素は、成分が出口導管54を通過するときに成分を連続的に分割、再結合および混合するので、成分は、出口導管54の前部出口58から排出された後には十分に混合されている。静止ミキサー56に適する材料としては、米国のHimontが市販している”PROFAX”ブランド、品番6331NWなどのポリプロピレンがある。
出口導管54は、混合された成分を特定の位置に塗布しやすいように、各々の図面に示すとおりその長さに沿って曲線状になっていることが好ましい。カートリッジ12は、任意に、静止ミキサー56を出口導管54に挿入し、次に、バレルをハウジング52に接着剤、溶接工程またはその他の結合手段により接続して組み立てる。もう１つの選択肢として、バレル、ハウジング52および静止ミキサー56は、成形後に互いに結合される２つの一体成形半部として構成する。
バレル、ハウジング52、カートリッジ12のピストンに適する材料としては、日本国、東京のNippon Zeon Co., Ltd.が”ZEONEX”という商標のグレード480として市販している非晶質ポリオレフィンがある。代替材料としては、テキサス州、ダラスのOccidental Chemical Corporationが”ALATHON H5618”の商標で市販しているようなポリエチレン、および米国のHimontが”PROFAX”という商標の品番6331NWとして市販しているようなポリプロピレン樹脂がある。適切な材料の詳細は、1994年２月28日に提出された係属米国特許出願第08/202,390号”DELIVERY SYSTEM FOR WATER-CONTAINING DENTAL MATERIALS”に記載されており、この出願の開示事項は、本明細書で引用することにより本明細書に明示的に包含する。
細長い金属カニューレは、任意に出口導管54の前部に取り付けられて、開口部58から外側に延在する。カニューレは図示しないが、出口58から後方、かつ静止ミキサー56の前端の前方における出口導管54に位置する外側に開いたフレア付き後部を有することが好ましい。フレア付き後部は、カニューレを出口導管54に結合した状態で保持する。フレア付き後部はさらに、カニューレが、必要に応じて出口導管54に対してカニューレの長手方向軸線周囲で旋回することを可能にする。さらに、カニューレは、混合された材料を選択した位置に塗布しやすいように、必要に応じて指で直線構成または多数の曲線構成の１つに圧力を加えて曲がることが好ましい。
図示のとおり、シャフト38の円筒状部分、本体14の円筒状流路22、およびホルダ26の円筒状後部延長部分28は、ホルダ26およびプランジャ42の対を本体14に枢着する手段となる。この枢着は、ホルダ26およびプランジャ42が、図２に参照符号60で示す円弧内で枢動することを可能にする。円弧60は、レバー18がハンドル16方向にピボットピン20の周囲で枢動する際、プランジャ42の前進方向に垂直な基準面に延在する。
したがって、操作者は、材料を直接特定の塗布位置に容易に分配できるように、アプリケータ10に対するカートリッジ12の多くの様々な向きの１つを選択することができる点が有利である。必要な場合、カートリッジ12の向きは、ホルダ26の平らな側面34を掴み、必要に応じて平らな側面34を円弧60の周囲で回すだけで変えることができる。ホルダ26がそのように移動すると、プランジャ装置36もホルダ26と同時に回転し、その結果、プランジャ42の長手方向軸線は、カートリッジ12の最終的な回転の向きに関係なく、カートリッジ12の室50の各々の長手方向軸線と整列する。
当業者は、上記に詳しく記載した現在好ましい実施例に対し、本発明の精神を逸脱せずに様々な追加および変更を行うことができることが分かるであろう。たとえば、リブ30および溝24は、図示したものより大きくても良く、延長部分28は、さらに太くても、流路22の長さを任意に延長しても良い。さらに、リブ30および溝24は、ねじ付き継手か、または取外し不能で容易に方向付けられる１つもしくは複数のピンに置き換えても良い。このピンは、流路22を囲む本体14を貫通して、延長部分28上に形成された溝内に延在する。流路22は、内径が延長部分28の内径に等しい下段部分を後部に備えると、プランジャ装置36の支持を強化することができる。
さらに、上記の回転式カートリッジ12は、一人の患者に使用するように意図されているが、複数の患者に使用するのに適する比較的大型のカートリッジも、医療もしくは歯科分野において使用するか、または商工業もしくは住宅環境における多くの作業に使用することができる。また、２つ以上の室を有するカートリッジをさらに提供する。さらに、上記の駆動手段の代わりに、空気圧式、電動または手動式ラチェット駆動機構を使用しても良い。また、拡大後部フランジを備えた従来の二室式カートリッジは、カートリッジ12の代わりに使用して、こうしたカートリッジの後部フランジを掴むようにホルダ26をそれに応じて変更することもできる。
もう１つの代替例として、二室式カートリッジは、丸い前部および後部フランジを装備して、ホルダの円筒状容器内に収容すると、カートリッジがプランジャ装置とともに、プランジャ装置の前進方向と一致するカートリッジの中心軸線周囲で枢動し、かつホルダがアプリケータ本体に対して静止しているようにすることができる。その他の多くの変形がさらに可能である。したがって、本発明は、上記に詳細に記載した特定の実施例に限定されるものとみなすべきではなく、以下の請求項の正当な範囲およびこれらと等価な範囲によってのみ限定するべきである。

Claims (1)

1. 二室式カートリッジ（12）から材料を分配するアプリケータ（10）であって、ハンドル（16）を有する本体（14）と、
   二室式カートリッジ（12）を取外し自在に収容するホルダ（26）と、
   一対の細長く並列したプランジャ（42）と、
   カートリッジ（12）が前記ホルダ（16）内に収容されたときに、前記一対のプランジャ（42）を該カートリッジ（12）に向かう一定方向に前進させる駆動手段（18、46）であって、前記一対のプランジャ（42）が、前記本体（14）に枢着されて、前記一定方向の周囲の円弧内で選択的に移動し、前記ホルダ（26）は、ハンドル（16）に対する前記カートリッジ（12）の回転の向きを変えるために前記円弧内で選択的に移動するように、前記カートリッジ（12）を前記本体（14）に枢着する手段を有する駆動手段（18、46）と、を備えるアプリケータ（10）。

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