JP4732733B2 - 同軸２成分カートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の同軸２成分カートリッジに関する。

この種の同軸２成分カートリッジは、好ましくは、外筒と内筒が別々に形成されるようにして、形成される。同軸カートリッジを得るために、もちろんその後２つの筒は差し込んで合体させなければならない。適切な係止によって、内筒が外筒と堅固に係止されることが、保証されなければならない。カートリッジを移送する際、および充填する際に内筒が外れることは、阻止されなければならない。自動充填の場合には、内筒がよく固定されていない、特にセンタリングされいないことですでに、充填装置が内筒をもはや見いだせなくなることにより、問題が発生する可能性がある。さらに、カートリッジを押し出す際に、カートリッジ内に構築される内圧が、内筒の底にも作用し、それによって、係止が不十分であると、内筒が外れて、カートリッジがもはや押し出せなくなってしまう。

特許文献１によれば、プラスチックからなる２成分の同軸カートリッジが知られている。その場合に係止は、外筒の首部領域内の、平面に位置する段部と、内筒に設けられた付属の係止突片によって、解決される。外筒の段部は、工具技術的に、段部の領域に分離平面が設けられていることによって、解決される。型から外す際に、分離平面の上方で筒内へ挿入された工具部分は上方へ向かって型から外され、分離平面の下方で筒内へ挿入された工具部分は、下方へ向かって型から外される。この方法によって、任意の幅を有する段部を形成することができるので、係止突片は完璧に嵌入して、留まることができる。しかし、型外しは両側から行われなければならないので、このコンセプトによっては、外筒と一体的に結合された、射出形成された蓋を有するカートリッジを形成することは、できない。むしろ、付加的な閉鎖キャップが必要とされ、それは製造コストと組立てコストの増大を意味している。

原則的に、段部をアンダーカットとして後方から型から外すことができるので、射出形成された閉鎖蓋によって閉鎖されたカートリッジを形成することができる。アンダーカットは強制的に型から外さなければならないので、段部の端縁をシャープに形成することはできず、段部の幅は十分の数ミリメートルに制限される。それが、著しく減少された、潜在的に不十分な保持力をもたらす。

特許文献２によれば、内筒がアルミニウムから形成されている、２部材の同軸カートリッジが知られている。内筒には、鋸歯状のリブが形成されている。プラスチックからなる柔らかい外筒内へ圧入する際に、アルミニウム鋸歯が食い込んで、それによって堅固な係止を形成する。この解決の欠点は、アルミニウム管の使用が高価であって、金属とプラスチックからなるカートリッジは廃棄処理の際にエコロジー的に問題になることにある。
ドイツ実用新案ＤＥ２９８０７９３８Ｕ１ ドイツ公開公報ＤＥ１９９４３８７７Ａ１

この従来技術を考慮して、本発明の課題は、コストの理由からプラスチックから形成することができ、カートリッジと一体的に結合されて、引きちぎり、切断または破断によって開放すべき閉鎖された出口に適しており、かつ内筒の係止が確実に維持されて、その中央の位置決めが保証される、２部材の同軸カートリッジを提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１に記載された特徴によって解決される。本発明の好ましい展開が、従属請求項から明らかにされる。

本発明によって、内筒を外筒に対して固定するための保持力が、内筒の首部の外側に設けられたもみの木状のリブ構造によって、外筒の首部の内側に設けられた多数の溝側面へ、そしてそれに伴って２つの首部の長さの重要な部分にわたって均一に伝達されることが達成される。このことが、溝深さがわずかであって、溝の形状が丸みを帯びている場合でも、２つの筒の互いに対する結合の固定的な嵌め合いと、安定した同軸の位置を保証する。

外筒の、互いに連続する多数の溝を有する、内側プロフィールは、好ましくは、唯一の方向の、すなわち内筒の後の組込み方向とは逆の、最終的な型外しを有する射出成形方法で、形成することができる。溝深さがわずかである場合には、強制型外しが可能であり、溝がねじとして形成されている場合には、脱螺合も可能である。

２つの筒の結合は、軸方向の圧入によって実施することができ、リブは組込み方向とは逆に屈曲されて、このように変形された状態に留まり、それによって軸方向の保持力を内筒へ及ぼすことができる。溝とリブを互いに適合するねじとして形成する場合には、結合を螺合によって形成することができ、その場合に保持力は螺合結合によってもたらされる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１の（Ａ）と（Ｂ）に示す第１の実施形態によれば、本発明に基づく２成分カートリッジ１は、円筒状の外筒２と同様の内筒３とを有している。カートリッジ１を使用する場合には、２つの筒は互いに対して同軸に配置されており、それによって中空円筒の形状の間隙４を画成し、その間隙内には、カートリッジ１から同時に押し出すように定められた、粘着物などの２つの成分の一方が設けられている。他方の成分は、内筒３の内部空間５内にある。外筒２と内筒３は、別々に形成されて、カートリッジ１に２つの成分が充填される前に、互いに結合される。

図１の（Ａ）は、内筒３を外筒２内へ導入した後の、しかし２つの筒２と３の機械的結合がもたらされる前の状態を示している。図１の（Ｂ）は、２つの筒が互いに堅固に結合されており、かつ２つの成分を充填する用意ができた状態を示している。図１の（Ａ）と（Ｂ）において２つの筒２と３の構成部分は同一であるので、両図においてすべての参照符号が記入されているわけではない。

２つの筒２と３の機械的な結合は、２つの成分の排出通路を形成する首部６ないし７の領域内で行われる。そのために外筒２の首部６は、その下方の領域の内側に、多数の同種の溝８を有しており、それらは軸方向に等間隔で連続している。溝８の深さは、射出成形で形成する際に、まだ首部６の内側において強制的な型外しが可能であるように、定められている。溝８は、首部６の下方の端部から始まって、その下半分を少し越えて軸方向に延びている。それらは、互いに対して平行な平面内に位置し、その法線方向がそれぞれカートリッジの軸方向となる。

外筒２の首部６の内側に設けられた溝８の相手片として、内筒３の首部７は、その外側に多数の同種の、一体的に形成されたリブ９を有しており、それらリブも同様に軸方向に等間隔で連続している。リブ９の軸方向のラスター寸法は、溝８のそれに相当する。リブ９を含めた内筒３の首部７の外径は、溝８の内径よりも大きい。内筒３の首部７の、リブ９が広がる領域の軸方向の長さは、外筒２の首部６の、溝８が広がる領域の軸方向の長さにほぼ相当し、すなわちリブ９の数は溝８の数と少なくともほぼ一致するが、正確に一致することは重要ではない。溝８とリブ９の数は、１０と１５の間であって、図１の（Ａ）と（Ｂ）に示す例においては、１３である。

図１の（Ｂ）から明らかなように、溝８とリブ９は、内筒３が外筒２内へストッパまで挿入された場合に、互いに噛合するように定められている。このストッパは、他のリブ１０によって定められており、そのリブは内筒３の首部７の下方の端部から始まって、その外側に沿ってほぼ半径方向に延びている。このリブ１０はその形状において、外筒２の内表面の、少なくともほぼ半径方向に延びるその前壁１２から首部６へ移行する移行部１１の領域の輪郭に適合されている。内筒３の周面にわたって少なくとも３つ、図示の例においては４つのリブ１０が均一に分配されている。リブ１０の高さが、通路の高さを定め、その通路を通って外筒２と内筒３の間に位置する中空円筒状の間隙４内にある成分が、カートリッジ１を押し出す際に首部６と７の半径方向に流れる。

図１の（Ｂ）に示すように、リブ１０が移行部１１とほぼ半径方向の前壁１２へ内側から添接した場合に、内筒２の首部７の上方の端部１２が、外筒２の首部６と一体的に結合されている、カートリッジの蓋１５の、そのために設けられている内側の環状溝１４内へ突出する。それによって内筒３の内部空間５が、２つの筒２と３の間の中空円筒状の間隙４に対して密封されるので、空間４と５内にある２つの成分はカートリッジ１内で互いに接触して反応することはできない。図１の（Ａ）と（Ｂ）において外側の首部６の外側に見られるリブ１６は、ねじであって、そのねじは利用されたカートリッジ１または２つの成分を混合するためのスタティックミキサーを再び閉鎖するための閉鎖キャップを螺合するために設けられており、かつ本発明とは関連がない。

内筒３の外側に設けられたリブ９の軸方向の厚みの、半径方向におけるその長さに対する比は、図１の（Ａ）に示す位置において所定の軸力が内筒３へ作用した場合にリブが、下方へ曲がって、内筒３の首部７が外筒２の首部６内へ、上述したように、図１の（Ｂ）に示すストッパ位置へ達するまで、導入できるように、設計されている。

内筒３の首部７を外筒２の首部６に対して軸方向にセンタリングするために、リブ１０の上方に複数の、すなわち少なくとも３つ、図示の例においては４つの突片１７が首部７に一体的に形成されており、その突片が斜めの外表面を有している。それに合わせて、外筒２の首部６へ移行する移行部１１の内側が同様に斜めにされているので、２つの筒２と３が互いにセンタリングされていない位置において内筒３に軸方向の力が加えられた場合に、まず外筒２と接触する突片１７の斜めの外表面が、移行部１１の上述した斜めにされた内側上に沿って滑り移動して、内筒３は中央の位置へ向かう方向へ移動することができる。

図１の（Ｂ）の右上は、２つの首部６と７の領域の一部を拡大して示しており、その中で外筒２と内筒３は、カートリッジ１が最終的に組み立てられた状態において、リブ９の作用によって互いに結合されている。その中で、リブ９は溝８の内幅を少し上回る、その長さに基づいて、内筒３の首部７が外筒２の首部６内へ圧入された後は、もはや半径方向外側へ突出しておらず、それに対して、特に組込み方向、すなわち上記圧入の際の内筒２の移動方向に関して逆に、少し傾斜していることが、はっきりと認識できる。カートリッジ１の最終組立て状態におけるリブ９の傾斜は、もみの木の枝の傾斜と同様であって、各リブ９は溝８内に係止されており、その端部はこの溝内の、特にその下方の側面に支持される。傾斜の程度は、リブ９を含めた首部７の外径が溝８の内幅をどの位上回っているか、に依存する。

図１の（Ｂ）の細部拡大図からも明らかなように、外側の首部６の内側の表面プロフィールはシャープな端縁を持っておらず、溝８への移行部とこの溝自体も平坦な推移を有している。このことは、射出成形で形成する場合に強制的な型外しが必要であることに基づいている。

内筒３にその組込み方向に抗して軸方向の力が加わった場合に、リブ９はその傾斜に基づいて大きな軸成分を下方のリブ側面へ伝達することができ、それによって確実に係止解除、すなわち結合の解放を阻止する。

組み立てられていない状態におけるカートリッジ１の内筒３の側面図が、図２の（Ａ）に拡大して示されている。その中では、２つの種類のリブ９と１０および突片１７が、図１の（Ａ）と（Ｂ）における２つの組立て段階の横断面図よりも、さらにはっきりと見られる。特に図２の（Ａ）は、リブ９が内筒３の首部全体の回りにリング状に延びているのではなく、周方向に個々のセグメントを形成しており、それらセグメント間にそれぞれリブのないセグメント１８が設けられていることも、示している。後者は、カートリッジ１の最終組立て状態において２つの首部６と７の間に垂直の通路を形成し、その通路を通して、外筒２と内筒３の間の間隙４内にある成分が、カートリッジ１が押し出される際に流れることができる。この通路が正確に垂直に延びていることは重要ではなく、上述した成分のために垂直方向に何らかの、たとえばねじ状に延びることもできる、通路が設けられていることが、重要である。

リブ９を含めた内筒３の首部７の外径と、外筒２の首部６の内径は、それぞれ出口端部の方向へ向かってわずかに減少している。射出成形部品において型外しに関して知られている、このわずかな円錐性は、この場合においては、内側の首部７を外側の首部６内へ圧入するのに必要な力が、圧入深さが増すにつれて、外径ないし内径が変化しない場合よりも、増大するのが少し少なくなることをもたらす。しかし、リブ９の最も上のものの高さにおける、リブを含めた内側の首部７の外径は、外側の首部６の下方の始端における内径よりもまだずっと大きいので、最も下の溝８内へ嵌入することができるようにするためには、圧入する際に最も上のリブ９がすでに下方へ屈曲されなければならない。

図２の（Ｂ）に示す、図２の（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った横断面から明らかなように、内筒３は互いに対して垂直の２本の対称軸を有しているので、首部７はリブ９を有する４つの周セグメント、４つのリブ１０およびリブなしの４つの周セグメント１８を有している。首部７は、中空円筒状に形成されておらず、そのリブのない周セグメント１８の領域において内側へ凹状に湾入しており、それによってカートリッジ１の最終組立て状態においてそこに外筒の首部６と共に形成される、カートリッジ１を押し出すための垂直の出口通路の断面が増大される。それによって内筒３の首部７のほぼ十字状の断面が得られ、それはまた内筒３の内部空間５内に設けられる成分の出口通路２０についても言えることである。図示の実施例においては、リブによって、最終組立て状態において外側の首部６の内側と内側の首部７の外側との間に設けられる横断面積の約３５％が覆われる。しかし、横断面の覆われる面積は、もっとずっと大きくすること、あるいは小さくすることもできる。

内筒３のほぼ半径方向に延びる前壁１９は、その前壁から上方へ突出するリブ１０の領域において、内筒３の外表面を越えてフランジ状に延びており、従って同様にほぼ十字の形状を有している。それによってそれに応じて大きくなる、リブ１０の長さが可能となり、その長さによって外筒２の前壁１２上で内筒３がそれに応じてより安定して支持される。

本発明の第２の実施形態が、図３の（Ａ）と（Ｂ）に示されており、図３の（Ａ）は図１の（Ｂ）と同様にカートリッジ１０１の最終組立て状態を示し、図３の（Ｂ）は図２の（Ａ）と同様に内筒１０３の側面を示している。２つの実施形態の互いに対応する構成部分の参照符号は、常に１００だけ異なっている。

第２の実施形態において、外筒１０２の形状は、上述した第１の実施形態のそれとほぼ一致する。外筒１０２に比較して、内筒１０３は第１の実施形態に比べてより大きい直径を有しているが、それは重要ではない。第１の実施形態に対する重要な差違は、むしろ、内筒１０３の首部１０７の外側に設けられたリブ１０９の形状と、それに合わせられた、外筒１０２の首部１０６の内側に設けられた溝１０８の形状にある。

図３の（Ｂ）から明らかなように、リブはそれぞれ、内筒１０３が取り付けられていない状態においては、その法線がカートリッジ１の軸方向となる平面内にはなく、リブ１０９は首部１０７の外側に螺合ねじを形成している。それに応じて首部１０６の溝１０８は、それに適合した内ねじを形成する。第２の実施形態においても射出成形後に溝１０８を強制型外ししようとする場合には、その深さは、第１の実施形態におけるのと同一の規模にある。それに対して代替的に、溝１０８を脱螺合によって型外しすることができ、それは溝１０８のより大きい深さと溝の鋭いプロフィールも可能にする。

リブ１０９は、カートリッジ１０１の軸方向において、第１の実施形態におけるよりも肉厚であり、かつこの第１の実施形態とは異なり、カートリッジ１０１を組み立てる際に変形状態にされて、最終的な組立て状態においてその変形状態を維持するようには、定められていない。むしろ、リブ１０９は、そもそも取り立てて言うほど変形されないか（これは、外筒１０２と内筒１０３の間の結合がリブ１０９によって形成される外ねじが溝１０８によって形成される内ねじ内へ螺合することによって形成される場合がそうであり）、あるいは内筒１０３の首部１０７が、第１の実施形態におけるのと同様に、外筒１０２の首部１０６内へ圧入され、一時的な弾性変形がもたらされて、ねじピッチは、２つの筒１０２と１０３の最終位置においてそれらが互いに噛合するまで、何回も飛び越える。最後に挙げた組立て方法は、もちろん、２つのねじの少なくとも一方が比較的わずかな深さであることを前提としており、好ましくは溝１０８によって形成される内ねじは、強制型外しによって型外し可能であるようにフラットに設計される。

その他においては、第２の実施形態の構造は、第１の実施形態のそれにほぼ相当するので、軸方向のストッパとして機能するリブ１１０と、垂直の出口通路を形成する、首部１０７のリブのない周セグメント１１８のような、他の構造特徴を改めて説明することは、省くことができる。

２つの実施形態の上述した説明から、当業者にとっては、本発明の一連の変形例が得られる。すなわち、たとえば、リブを有する周セグメントの数、リブのないセグメントに比較しての周方向におけるその長さおよび高さに関する周位置におけるその配置を、変化させることができる。同様に、たとえば、縦断面におけるリブと溝のプロフィールおよびリブないし溝を有する首部分の長さも可変である。当業者の裁量に任されるこの種の修正および同様な修正は、特許の保護に含まれるものである。

（Ａ）は、本発明に基づくカートリッジの第１の実施形態を、内筒と外筒の首部を係止する前の組立ての間において示す縦断面図であり、 （Ｂ）は、第１の実施形態を組立てが終了した状態で示している。 （Ａ）は、第１の実施形態の内筒を示す側面図であり、 （Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った横断面を示している。 （Ａ）は、ねじ状の係止部材を有する、本発明に基づくカートリッジの第２の実施形態を、組立てが終了した状態で示す縦断面図であって、 （Ｂ）は、第２の実施形態の内筒を示す側面図である。

符号の説明

１ カートリッジ
２ 外筒
３ 内筒
６，７ 首部
８ 溝
９，１０ リブ
１１ 移行部
１２ 端部
１７ 突片
１８ 周セグメント
１９ 前壁
２０ 出口通路

Claims (11)

1. 外筒（２）と別体の内筒（３）とを有し、それら両者がそれぞれ一方の端部においてそれぞれ首部（６，７）へ向かって細くなっており、外筒（２）の首部（６）の内側と内筒（３）の首部（７）の外側にそれぞれ係止部材が設けられており、前記係止部材は、内筒（３）を外筒（２）内へ同軸に導入した場合に、それら係止部材が内筒（３）を外筒（２）に対して同軸かつ予め定められた軸方向の位置に固定するように、互いに係合することができる、同軸２成分カートリッジ（１）において、
   外筒（２）の首部（６）の係止部材が、軸方向に互いに連続する多数の溝（８）によって形成され、内筒（３）の首部（７）の係止部材が、軸方向に互いに連続する、首部（７）に一体的に形成された多数のリブ（９）によって形成され、かつ
   リブ（９）を含む内筒（３）の首部（７）の外径が、少なくとも、溝（８）の内径の大きさとされ、
   溝（８）の深さは、射出成形で形成する際に、首部（６）の内側において強制的な型外しが可能であるように、定められ、
   かつ、
   内筒（３）の外側に設けられたリブ（９）の軸方向の厚みの、半径方向におけるその長さに対する比は、所定の軸力が内筒（３）へ作用した場合にリブ（９）の端部側が反移動方向側へ曲がって、内筒（３）の首部（７）が外筒（２）の首部（６）内へ導入でき、かつ、導入の終了後もリブ（９）の端部側が反移動方向側へ曲がっている、ように設計されている、
   ことを特徴とする、同軸２成分カートリッジ。
2. リブ（９）の軸方向の間隔が、溝（８）の間隔と一致し、従って組み立てられた状態において互いに噛合することを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
3. 溝（８）の数が、リブ（９）の数と等しいか、あるいはほぼ同じ大きさであることを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
4. リブ（９）が、内筒（３）の首部（７）の長さの少なくとも半分にわたって延びていることを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
5. リブ（９）は、内筒（３）の首部（７）の周面に沿って、多数の個々のセグメントにわたって延びており、前記セグメント間にリブ（９）のない周セグメント（１８）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
6. すべてのリブ（９）が周方向において、対応づけられた溝（８）の直径に対して等しい長さであって、かつ周方向において互いに対して等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
7. リブ（９）は、内筒（３）が取り付けられていない状態において、その中心軸に対して垂直に延びており、かつ
   溝（８）は外筒（２）の中心軸に対して垂直な平面内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
8. リブ（９）を含めた内筒（３）の首部（７）の外径と、外筒（２）の首部（６）の内径が、それぞれ出口端部の方向へ向かって細くなっていることを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
9. リブ（９）を含めた内筒（３）の外径が、溝（８）の内側直径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
10. ２つの筒（２、３）が射出成形方法でプラスチックから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。
11. 外筒（２）に、この外筒と一体的な、分離可能、引裂き可能または破断可能な栓または蓋（１５）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の同軸２成分カートリッジ。

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