JP4323486B2 - ２液カートリッジアセンブリー - Google Patents

Description

本発明は２液カートリッジアセンブリーに関し、詳しくは、カートリッジを充填する間にカートリッジ内の空気を排気し、かくして、分与されるべき流体中にエアポケットが捕捉されないようにするための通気口を備えた２液カートリッジアセンブリーに関する。

液体カートリッジアセンブリーは斯界に知られており、シングル及びマルチ式の各液体カートリッジアセンブリーが既知である。シングル液体カートリッジアセンブリーは２００２年１２月６日に出願されたＰＣＴ/ＵＳ０２/３９０４１号に記載される。そうしたシングル液体カートリッジアセンブリーは単一の流体を分与するために用いられる。

２液カートリッジアセンブリーも知られており、例えば米国特許番号第４，２２０，２６１号、同第４，９６１，５２０号、及び第５，３１０，０９１号に記載されている。そうした２液カートリッジアセンブリーは、分離状態に維持され且つ混合後は直ちに分与するべき２成分を含む、代表的には熱硬化性接着材のような流体材料を分与するために使用されることが知られている。米国特許番号第５，３１０，０９１号には、内側カートリッジ及び外側カートリッジにより夫々形成される前方チャンバ及び後方チャンバを備える形態の２液カートリッジアセンブリーが記載され、各カートリッジ内の流体を分離するためにピストンシールが使用される。従来のコーキングガンのプランジャーにより、例えば内側カートリッジを移動させると、この内側カートリッジと上方ピストンとが外側カートリッジ内を軸方向に前進し、内側カートリッジが、前方チャンバを貫いてカートリッジ出口に達する中空のピストンチューブと流体連通され、内側カートリッジが外側カートリッジ内部を更に移動すると内側カートリッジ及び外側カートリッジの各内部の流体が分与される。

このような２液カートリッジアセンブリーでは流体充填プロセス時に問題が生じる。詳しくは、充填は、先ずできるだけ多くの空気を内側及び外側の各カートリッジチャンバーから排除した後、カートリッジ出口から流体をバックフィルさせて行うが、この方法では内側及び外側の各カートリッジチャンバ内に大量の空気が捕捉されてしまう。こうして捕捉された空気は流体中にエアポケットを形成し、結局、流体の分与を非一様化させるのみならず、液体分与後の液ダレを生じる原因となる。加えて、最終混合製品中に気泡が捕捉されていると流体を満足裡に分与させることが出来ないことも知られている。

ＰＣＴ/ＵＳ０２/３９０４１号 米国特許番号第４，２２０，２６１号明細書 米国特許番号第４，９６１，５２０号明細書 米国特許番号第５，３１０，０９１号明細書

分与するべき流体中にエアポケットが捕捉されないようにするために、充填中に排気がなされる２液カートリッジアセンブリーを提供することである。

本発明によれば、従来のコーキングガンと共に使用するようになっている２液カートリッジアセンブリーが提供される。２液カートリッジアセンブリーは、内側カートリッジと、上部シールを有するピストンシール及びピストンチューブと、外側カートリッジとを含み、外側カートリッジは、流体を分与し且つ従来の混合ノズルを受ける形態を有するカートリッジ出口を備えた形態を有している。流体はこのカートリッジ出口を通して内側カートリッジ及び外側カートリッジの各流体チャンバー内にバックフィルされる。流体充填中にエアポケットが捕捉されないようにするために、内側カートリッジのベース部内に一つ以上の溝状の長孔（以下、長孔とは全て溝状形態を有するものとする）が形成される。各長孔は、内側カートリッジの内側の側壁を軸方向に沿って短距離伸延され、内側カートリッジの開口部位置に形成した切り欠き及び、外側カートリッジの内側の側壁に軸方向に形成した細長い軸方向長孔と協働して、ピストンシール及びピストンチューブが空の位置にあるときに大気への通気路を提供する。かくして、流体が内側カートリッジチャンバ内にバックフィルされると、空気はバックフィルされる流体によって内側カートリッジのベース部に形成した各長孔内に押し込まれる。押し込まれた空気は、ピストンシール及びピストンチューブの上方シールと、内側カートリッジの内側の側壁に形成した各長孔とが係合する限りカートリッジ出口に向けて逃出し、内側カートリッジの開口部位置の各切り欠きを通して排気される。外側カートリッジに形成した細長い軸方向長孔が大気への通気口を提供する。内側カートリッジに流体が充填されるに従い、内側カートリッジのベース部が、この内側カートリッジの内側の側壁に形成した各長孔の高さ位置を越えてピストンから離れると通気口が閉じる。内側カートリッジ及びピストンチューブ内の空気が充填プロセス中に大気に通気されることで流体中にエアポケットが捕捉されなくなり、製品は一様に分与されるようになる。各長孔は、大気中に空気を通気する形態とした外側カートリッジに形成することもできる。

本発明は、従来の混合ノズルに合致する形態を有し、標準的なコーキングガンを用いてワークピースに混合物流体を被着させることのできる、樹脂及び硬化剤の如き２つの別々の流体を別個に担持するための２液カートリッジアセンブリーに関する。既知の２液カートリッジアセンブリーとは異なり、本発明の２液カートリッジアセンブリーは、充填プロセス中に内側カートリッジ内の空気を大気中に逃出させて内側カートリッジ内の流体中にエアポケットが捕捉されないようにするための大気への通気口を備えた形態を有し、かくして２液カートリッジアセンブリー内の２液を一様に混合させる。捕捉したエアーを外側カートリッジにより形成されるチャンバーから通気させるための随意的な通気口を設けることもできる。

先ず図１を参照するに、本発明に従う２液カートリッジアセンブリーが全体を番号３０で例示され、２液は、プランジャー２２と、ハンドル２４と、トリガー２６と、ノーズピース２８とを含む標準的なコーキングガン２０により分与されるようになっている。本発明の２液カートリッジアセンブリー３０は、従来様式下にコーキングガン２０に挿通され、トリガー２６をハンドル２４の方向に引くとプランジャー２２がノーズピース２８の方向で軸方向に前進し、ラチェットアーム３２が図１に示す位置を取る。以下に詳しく説明されるように、プランジャー２２がコーキングガン２０のノーズピース２８方向に移動すると、内側カートリッジが外側カートリッジの内部で軸方向に移動する。内側カートリッジのこの軸方向移動により流体が分与され、分与された流体がカートリッジ出口及びノズル、例えば混合用の固定ノズルによって、米国特許番号第５，３１０，０９１号に記載されると同様の様式でワークピースに被着される。本発明の重要な様相において、本発明の２液カートリッジアセンブリー３０には大気への通気口が形成され、この通気口が、内側及び外側の各カートリッジを充填する間に内側カートリッジ内の空気を、また随意的には外側カートリッジ内の空気を大気に逃出させ、かくしてこれら各カートリッジ内にエアポケットが捕捉されるのを防止する。そうしたエアポケットが捕捉されると、内側及び外側の各カートリッジ内の流体中に流体の混合を非一様化する空隙が生じ、結局は流体の性能が低下する。
図３には本発明に従う２液カートリッジアセンブリー３０がその充填位置において例示され、図４では空の位置で例示されている。図示されるように、２液カートリッジアセンブリー３０は、外側カートリッジ３２と、内側カートリッジ３４と、下方シール３９を有する一体のピストンシール及び送りチューブあるいはピストンチューブ３６と、上方シール３８とを含んでいる。

本発明の重要な一様相に従えば、内側カートリッジ３４が図４に示すように空の、つまり非充填位置にある場合にこの内側カートリッジ３４から大気に通気する通気口が設けられる。内側カートリッジ３４はカートリッジ出口部分４０を通して充填される。カートリッジ出口部分４０は、各々流体を充填することのできる横に並んだ２つのチャンバーを形成する軸方向の隔壁４１を備える管状部材として形成される。内側カートリッジ３４は、図４に示す位置にあるとき、この内側カートリッジ３４により形成されるチャンバ内にカートリッジ出口部分４０と、ピストンシール及びピストンチューブ３６を介して流体を送り込むことにより充填される。外側カートリッジ３２も同様にカートリッジ出口４０を介して充填され得る。

図６〜図９を参照するに、内側カートリッジ３４が円形のベース部、即ちベースプレート４２と円筒状の側壁４４とを含んでいる。分離ロッド４６がベースプレート４２から上方に突出され、内側カートリッジ３４の側壁４４の開口部４３に向けて伸延される。本発明の重要な様相に従えば、長孔、例えば、全体を番号４８で示される半径方向長孔が内側カートリッジ３４のベースプレート４２に形成される。図６に最も良く示されるように、これらの半径方向長孔４８は、ベースプレートの側壁４４を軸方向にある高さにおいて伸延する軸方向長孔５０を側壁４４に形成する。図４、６、１１に最も良く示されるように、半径方向長孔４８及び軸方向長孔５０は、内側カートリッジ３４内に捕捉された空気を側壁４４に沿って逃出させ、次いで内側カートリッジ３４の開口部４３位置に形成した一つ以上の切り欠き５２を介して内側カートリッジ３４から排気させ得る。図４及び図１１に最も良く示されるように、外側カートリッジ３２の内側の側壁に形成した一つ以上の軸方向長孔５４が、内側カートリッジ３４内の空気を大気に逃出させ得る。以下に詳しく説明されるように、内側カートリッジが図４の位置から移動して、ピストンシール及びピストンチューブ３６の下方シール３９がベースプレート４２の内面から離れる方向に移動すると通気口は閉鎖される。

図１０〜１３には外側カートリッジ３２が例示され、図示されるようにベースプレート３３と、円筒状の側壁３５とを有する円筒状部材として形成されている。円筒状の側壁３５の直径は、内側カートリッジ３４は円筒状の側壁３５の内部で軸方向に自由に移動可能とするべく内側カートリッジ３４の直径よりも若干大きくされる。外側カートリッジ３２は、内側カートリッジ３４に流体を充填するため及び内側カートリッジ３４から流体を分与するために使用するカートリッジ出口部分４０を備える形態を有し、図３、５、１２に示されるように、ピストンシール及びピストンチューブ３６に連結するためのオフセットフランジ５６を含んでいる。図５に示されるように、オフセットフランジ５６と、外側カートリッジ３２と、ピストンシール及びピストンチューブ３６との各間の連結部分は弾発連結部であり得る。ピストンシール及びピストンチューブ３６のピストンチューブ部分３７が、内側カートリッジ３４からノーズ部分、即ちカートリッジ出口部分４０への導管を形成する。外側カートリッジ３２内の流体はオフセット開口６０内に分与される。従って、外側カートリッジ３２の内側壁３３に沿って形成したオフセット開口５８及び６０が、図２に示す隔壁４１と共に、内側カートリッジ３４及び外側カートリッジ３２からの流体を並列状態下にカートリッジ出口部分４０を通して分与させ得る。

図１４及び図１５にはピストンシール及びピストンチューブ３６が示される。先に説明したように、ピストンシール及びピストンチューブ３６は細長いピストンチューブ部分３７と、下方シール３９とを有している。下方シール３９は、Ｏ−リング（図示せず）を受けるために、例えば、周囲方向長孔６８を備える形態のものとされ得る。下方シール３９は内側カートリッジ３４内の流体を２液カートリッジアセンブリー３０の残余部分からシールする。先に言及したように、ピストンシール及びピストンチューブ３６の延長端部７０には、この延長端部７０に隣り合う周囲方向長孔７２を形成することができる。先に説明され且つ図５に例示されるように、この周囲方向長孔７２は、図５に示すフランジ５６に形成した合致する長孔と協働し、ピストンシール及びピストンチューブ３６とフランジ５６との間の弾発連結部を提供する。

図１６及び図１７には上方シール３８が例示される。上方シール３８は外側カートリッジ３２内の流体をシールする。図示されるように、上方シール３８には図示されないＯ−リングを受けるための周囲方向長孔７４を設けることができる。あるいは上方シール３８と下方シール３９とは、半径方向に伸延するリップとして、あるいは前記二つの形態を組み合わせた形態と同等の形態のものとすることが可能である。

作動に際し、内側カートリッジ３４にカートリッジ出口部分４０を通して流体が充填される。詳しくは、図示されない充填チューブがカートリッジ出口部分４０に挿通され、次いでオフセット開口５８に挿通される。先に説明したように、オフセット開口５８はピストンシール及びピストンチューブ３６の細長いピストンチューブ部分３７と流体連通し、このピストンチューブ部分３７が内側カートリッジ３４と流体連通する。内側カートリッジ３４が図４に示す位置にある場合、流体はピストンチューブ部分３７を通して内側カートリッジ３４の底部あるいはベースプレート４２方向に充填される。図４に示す位置では内側カートリッジの通気口が大気に開放される。詳しくは、この図４の位置にある内側カートリッジ３４に流体が充填されるに従い、空気は内側カートリッジ３４のベースプレート４２の長孔４８に押入される。引き続き流体が内側カートリッジ３４に充填されると、空気は軸方向長孔５０を通して押し上げられ、この軸方向長孔５０が下方シール３９に係合しない限りにおいて、内側カートリッジ３４の開口部４３に形成した切り欠き５２から排気される。切り欠き５２から排気される空気は外側カートリッジ３２の内側側壁に形成した軸方向長孔５４に逃出し、外側カートリッジ３２の後方から排気される。しかしながら、内側カートリッジが移動して下方シール３９が切り欠き５２の下方に位置付けられると通気口が閉じ、流体はこの通気口からは押し出されなくなる。

内側カートリッジ３４が充填されると外側カートリッジ３２に第２の流体が充填され得る。外側カートリッジ３２もまた、カートリッジ出口４０を介して充填され得るが、この場合の充填は開口６０を通して実施される。内側カートリッジ３４及び外側カートリッジ３２の充填が終了すると、図示されないキャップを用いて２液カートリッジアセンブリー３０のカートリッジ出口４０を閉鎖させ得る。

次いで、２液カートリッジアセンブリー３０内の流体は図１に示すような従来のコーキングガン２０により分与され得る。作動に際し、プランジャー２２がコーキングガン２０のノーズピース２８に向けて軸方向に前進されると内側カートリッジ３４がカートリッジ出口部分４０（図３）に向けて軸方向に移動する。内側カートリッジ３４が軸方向に前進すると、内側カートリッジ３４内の流体がピストンチューブ３６へと押し出され、次いでカートリッジ出口部分４０に流入する。内側カートリッジ３４が軸方向に前進すると上方シール３８がカートリッジ出口に向けて軸方向に前進する。図３に示すような、２液カートリッジアセンブリーが充填状態にある初期状態において、上方シール３８と下方シール３９とは横に並んでおり、内側カートリッジ３４が図４に示すように図で左側方向に前進するに従い、内側カートリッジ３４が上方シール３８を図で左側方向に押し、かくして外側カートリッジ３２内の流体がカートリッジ出口４０から押し出され、分与される。

本発明の別の様相において、２液カートリッジアセンブリー３０は外側カートリッジ３２の空気を大気中に逃出させ、かくして外側カートリッジ３２内に担持される流体中に空気が捕捉されないようにするための随意的な別の通気口を備える形態を有している。詳しくは、図１８〜図２０に示されるように、外側カートリッジ３２の円筒状の側壁３５の内側に１つ以上の通気用長孔８０が随意的に形成され得る。各通気用長孔８０は図１８に示すようにベースプレート４２（図１１及び１８）から軸方向に伸延される。これらの通気用長孔８０は例えば、図１８に全体的に示されるように、カートリッジ出口から例えば１８０°オフセットさせた位置に配置させ得る。かくして、上方シール３８が図４の位置にあると、各軸方向長孔８０が上方シール３８の周囲における通気口を提供し、外側カートリッジ３２内の空気は軸方向長孔５４（図１１）及びこれらの通気口を通して排気され得る。上方シール３８が軸方向長孔８０から脱係合すると外側カートリッジ３２のための通気口は直ちに閉鎖される。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。

本発明に従う２液カートリッジアセンブリーを例示する部分破除した従来のカートリッジガンの側面図である。 本発明に従う２液カートリッジアセンブリーの正面図である。 万充填位置における本発明に従う２液カートリッジアセンブリーを例示する、図２を線３−３で切断した断面図である。 空位置での２液カートリッジアセンブリーを例示する、図３と類似の断面図である。 内側カートリッジチューブとノーズ出口部分との連結部分を例示する部分拡大断面図である。 内側カートリッジ内に形成した通気通路を簡略化して例示した斜視図である。 内側カートリッジのベースプレートに形成した多数の半径方向長孔を例示する、内側カートリッジの右方向からの側面図である。 本発明に従う内側カートリッジの、図７を線８−８に沿って切断した断面図である。 内側カートリッジの左方向からの側面図である。 外側カートリッジの左方向からの側面図である。 本発明に従う外側カートリッジの図１０を線１１−１１に沿って切断した断面図である。 内側カートリッジの内側ノーズ出口部分の部分拡大断面図である。 外側カートリッジの外側ノーズ出口部分の部分拡大断面図である。 ピストンシール及び送りチューブの断面図である。 送りチューブの一端部の部分拡大断面図である。 本発明と共に使用するための上方ピストンシールの平面図である。 図１６を線１７−１７に沿って切断した断面図である。 別態様における本発明に従う外側カートリッジのための通気を提供する長孔を例示する、外側カートリッジの部分斜視図である。 図１８に例示する外側カートリッジの開放端部の平面図である。 通気用の各長孔を例示する外側カートリッジの一部分の部分拡大図である。

符号の説明

２０ コーキングガン
２２ プランジャー
２４ ハンドル
２６ トリガー
２８ ノーズピース
３０ ２液カートリッジアセンブリー
３２ 外側カートリッジ
３４ 内側カートリッジ
３６ ピストンシール及びピストンチューブ
３７ ピストンチューブ部分
３８ 上方シール
３９ 下方シール
４０ カートリッジ出口部分
４１ 隔壁
４２ ベースプレート
４３ 開口部
４４ 側壁
４６ 分離ロッド
４８ 半径方向長孔
５０、５４ 軸方向長孔
５２ 切り欠き
５６ オフセットフランジ
５８、６０ オフセット開口
６８、７２ 周囲方向長孔
７０ 延長端部
８０ 各通気用長孔

Claims (10)

1. ２液カートリッジアセンブリーであって、
   ａ）第１液を担持するための、カートリッジ出口を備えた外側カートリッジと、
   ｂ）外側カートリッジ内の第１液をシールするための上方シールと、
   ｃ）第２液を担持するための内側カートリッジにして、外側カートリッジの側壁の内部に位置決めされ且つ該側壁の内部で軸方向に自由に移動可能とされると共に、横に並んだ２つのチャンバーを形成する内側カートリッジと、
   ｄ）内側カートリッジから外側カートリッジのカートリッジ出口への流体流れを提供するためのピストンチューブと、
   ｅ）内側カートリッジ内の第２液をシールするための、前記ピストンチューブに設けた下方シールと、
   を含み、
   内側カートリッジが、大気に通じる通気路を備え、該通気路が、前記内側カートリッジが非充填状態にあって該内側カートリッジの内面が下方シールと接するときは下方シールによっては閉鎖されず、内側カートリッジが充填状態にあって該内側カートリッジの内面が下方シールから離れるときは下方シールによって閉鎖される形態を有している２液カートリッジアセンブリー。
2. 内側カートリッジが、ベース部分と、円筒状の側壁とを確定し且つ一端が開放された円筒状部材として形成される請求項１の２液カートリッジアセンブリー。
3. ベース部分に一つ以上の溝が形成される請求項２の２液カートリッジアセンブリー。
4. ベース部分に形成した一つ以上の溝が半径方向溝である請求項３の２液カートリッジアセンブリー。
5. ベース部分に形成した一つ以上の溝が、内側カートリッジの円筒状の側壁に形成した一つ以上の軸方向溝と流体連通される請求項４の２液カートリッジアセンブリー。
6. 内側カートリッジの開放端部位置に、内側カートリッジの円筒状の側壁に形成した一つ以上の軸方向溝から空気を排気させ得る一つ以上の切り欠きが形成される請求項５の２液カートリッジアセンブリー。
7. 外側カートリッジが、内側カートリッジからの空気を外側カートリッジから排気させ得るようにするための一つ以上の軸方向溝を備える請求項１の２液カートリッジアセンブリー。
8. 外側カートリッジが、内側カートリッジからの空気を外側カートリッジから排気させ得るようにするための通気口を備える請求項１の２液カートリッジアセンブリー。
9. 外側カートリッジがベースプレート及び円筒状の側壁を備え、該側壁には一つ以上の溝が設けられる請求項８の２液カートリッジアセンブリー。
10. 外側カートリッジの側壁に設けた一つ以上の溝が該外側カートリッジのベースプレートに隣り合って形成される請求項９の２液カートリッジアセンブリー。

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