JP5010118B2 - 粘性流体容器用のプランジャ - Google Patents

Description

本願発明は、モルタルやシール剤のような粘性流体（粘度の高い流体）を押し出す容器に使用するプランジャに関するものである。

シリコーン系等の建物用シール剤を包装したり、或いは、建築現場でモルタルを吐出するために合成樹脂製の容器が使用されている。この容器は、円筒状の容器本体の一端部に小径の吐出口を設けた構造になっており、吐出口にはノズルを取付けできるように雄ねじが形成されている。そして、内容物が充填された容器本体に開口部からプランジャを嵌め入れて、これを専用の押し出し用ガンに装填し、プランジャをガンのピストンで前進させることによって内容物をノズルから押し出す（吐出させる）ようになっている。また、吐出口はアルミ箔等で塞がれており、使用に際してはアルミ箔を突き破る等して吐出口を開口している。

そして、プランジャは、容器本体にきっちり嵌め入れられる筒部と、筒部を閉塞する天板部とを備えた基本構造になっており、特許文献１では、筒部と天板部との連接部であるコーナー部の断面形状を円弧状に形成し、更に、筒部のうち軸方向に沿った略中間部に２条の環状溝を形成している。

他方、特許文献２では、天板部を筒部のうち最前端よりも後ろ側に位置させることにより、天板部を筒部のうちその前端よりも手前側に連接し、更に、筒部のうち天板部の付け根個所よりも前端側に位置した部分を、最前端に行くほど厚さが小さくなるように尖った断面形状に形成している。特許文献１にしても特許文献２にしても、容器本体とプランジャとは、主としてプランジャの弾性変形を利用してきっちり嵌まり合っている。
実開昭６１−４０１７４号公報 米国特許第４１６９５４７号明細書

ところで、モルタルは砂とセメントとに水を混ぜて練ったものであるが、特許文献１のようにプランジャのコーナー部が円弧状に形成されていると、容器の内周面とプランジャのコーナー部との間に砂を誘い込むような溝ができるため、容器とプランジャとの間に砂が食い込んでプランジャが進入不能になったりモルタルの漏れが発生したりする虞がある。他方、特許文献２は筒部の前端部が薄いため、内容物の粘度が高かったり流体内に砂粒等の粒子が入っていたりすると、簡単に変形して食い込みや漏れが発生する虞があった。

また、押し出し容器でモルタルを吐出するに際しては、まず容器にモルタルを所定量入れてからプランジャを嵌め込み、次いで、吐出口を開口してから容器を専用の押し出しガンに装填するのであるが、プランジャを容器に嵌め込むに際して、容器の内部に溜まっている空気を抜くために、例えば針金を容器の内部に差し込み、その状態でプランジャを変形させながら嵌め込むようにしており、このため、プランジャと容器との間にこじれが生じてプランジャの嵌め込みがきわめて厄介であるという問題もあった。

本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。

本願発明は、円筒状の容器本体の一端部に小径の吐出口を設けた容器の内部に他端部から嵌め込んで粘性流体を押し出すための合成樹脂製プランジャであって、前記容器本体に弾性に抗してきっちり嵌め入れられる筒部と、前記筒部を前記容器本体への嵌め入れ方向に向かって前部の側で閉塞する天板部とを備えており、前記天板部は、前記筒部の前端と略同一面をなしている部分と、前記筒部のうち前記容器本体への嵌め込み方向に向かって手前側にずれた部位に繋がった曲がり部とを有しており、このため、前記筒部の前部の内側には、前記容器本体への嵌め込み方向に向かって開口した環状溝が形成されている。

そして、前記筒部のうち前記環状溝の外側に位置した前部の外周面は、前端寄りの若干の範囲の後ろに位置したストレート状の最大径部と、前記容器本体への嵌め込み方向に向かって前記最大径部よりも手前側に位置した前端側テーパ部とを有しており、前記筒部の前部のうち前記最大径部よりも前側の部位を前記容器本体との間に空間が空く小径前端部と成して当該小径前端部の付け根個所に段差面を形成することにより、前記最大径部の外周面と前記段差面との連接個所を断面視で角張ったエッジ部となしており、かつ、前記小径前端部の外周面のうち周方向に沿った複数箇所に、前記容器本体への嵌め込みをガイドするガイドリブが、前記段差面に繋がった状態で形成されている。

本願発明によると、プランジャのうち円筒状本体の内面に密着した部分の前端は角張ったエッジ部になっているため、充填した内容物がモルタルのように粒子が入っている粘性流体であっても、食い込みや漏れを生じることなく的確に押し出すことができる。

また、プランジャの前端部がガイドリブ付きの小径前端部に形成されているため、小径前端部を嵌め込みのきっかけとすることができて、プランジャを容器の内部に嵌め入れることを容易に行える。特に、モルタルを容器内に流し込んでからプランジャを嵌め込む場合のようにプランジャの嵌め込みを施行現場（工事現場）で行う場合、特に好適である。なお、粘性流体には砂を含まないモルタルや漆喰も含んでおり、本願発明のプランジャはこれらも的確に押し出すことができる。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(1).第１実施形態（図１〜図４）
図１のうち（Ａ）は容器１とプランジャ２との分離正面図、（Ｂ）はプランジャ２を天面の方向から見た斜視図、（Ｃ）はプランジャ２をひっくり返して見た斜視図、図２はプランジャ２の平面図、図３はプランジャ２を図２の III-III視方向から見た一部破断側面図、図４のうち（Ａ）は要部の分離断面図、（Ｂ）は使用状態での要部の断面図である。容器１とプランジャ２とは、例えば低密度（又は高密度）ポリエチレンのような合成樹脂を素材とした射出成形によって製造されている。

容器１は円筒状の容器本体３を備えており、その一端部には端板４を介して小径の吐出口５が一体に成形されている。吐出口５の外周面にはノズル（図示せず）を取り付けるための雄ねじ６が形成されている。図示していないが、端板４の内面には吐出口５を塞ぐ金属箔又はフィルムが貼り付けられており、使用に際しては、金属箔又はフィルムはノズル等で外側から突き破られる。なお、吐出口５を塞ぐ蓋板を一体成形して、この蓋板を刃物で切除するか、又は、蓋板に摘みやプルタブを設けて、蓋板を折損（破断）することで開封することも可能である。

プランジャ２は、その外周を構成する筒部７と、筒部７を塞ぐ天板部８とを備えている。天板部８の内面には押し出し用ガンのピストンＰが当る円筒状の中足９と、中足９から放射状に延びる複数の補強リブ１０とを形成している。

天板部８は、筒部７の前端と略同一面をなした部位を有すると共に、筒部７の内周面のうち押し込み方向に向かって手前側にずれた部位に繋がっており、このため、天板部８のうち筒部７の前端と略同一面をなした部位の外周には、押し込み方向（容器本体３への嵌め込み方向）に向かって手前側に延びる断面略Ｌ字状の曲がり部８ａが形成されており、その結果、プランジャ２には、容器１の内部に向けて開口した（すなわち押し込み方向に向かって前向き開口した）環状溝１１が形成されている。また、補強リブ１０は曲がり部８ａの付け根近傍まで延びており、かつ、中足９から遠ざかるに従って高さが低くなっている。

筒部７は、天板部８に曲がり部８ａが存在することにより、外周面及び内周面とも容器本体３の内部に露出する筒状の前部７ａを有しており、この前部７ａの外周面は、プランジャ２の最も外径が大きいストレート状の最大径部７ｂと、最大径部７ｂの前方に位置した小径前端部７ｃと、押し込み方向に向かって最大径部７ｂよりも手前側に位置した前端側テーパ部７ｄとで構成されている。小径前端部７ｃを形成したことにより、小径前端部７ｃの付け根と最大径部７ｂとの間には段差面１２が形成されており、段差面１２と最大径部７ｂの外周面との連接個所は角張った断面形状のエッジ部１３になっている。

そして、小径前端部７ｃは最前端に行くに従って外径が小さくなるテーパ状に形成されていると共に、小径前端部７ｃの外周面のうち円周方向に沿った複数（実施形態では８個）の個所に、最大径部７ｂの前端まで延びるガイドリブ１４を形成している。ガイドリブ１４は、小径前端部７ｃの前後中途部から始まっていて後端に向けて高さ（プランジャ２の放射方向の高さ）が高くなるように傾斜しており、かつ、段差面１２の周縁の側に位置した端部はストレート部１４ａになっている。ガイドリブ１４の個数は、例えば６〜１０個のように任意に設定できる。

本実施形態では、小径前端部７ｃをテーパ状に形成したことと、傾斜状の外面を有するガイドリブ１４を小径前端部７ｃに形成したこととがプランジャ２のガイド手段をなしており、更に、容器１における容器本体３の他端部には、容器１のガイド手段の一例として、最前端に向けて内径が拡大するテーパ面１５が形成されている。小径前端部７ｃの内周面は、最前端に行くに従って内径が大きくなるように傾斜している。

プランジャ２の筒部７のうち天板部８の曲がり部８ａよりも手前側には、最も小径でストレート状の基部７ｅが延びており、基部７ｅの後端には、最後端に行くに従って外径が大きくなる後端側テーパ部７ｆが形成されている。なお、基部７ｅと後端側テーパ部７ｆの長さ（軸方向の長さ）の比率は任意に設定できる。また、後端側テーパ部７ｆを形成せずに、基部７ｅを前端部が小径で最後端が大径となるように外径が徐々に変化するテーパ状に形成することも可能である。

筒部７のうち基部７ｅ及び後端がテーパ部７ｆの内周面には、成形に際しての若干の角度の抜き勾配がつけられており、また、複数の環状突起（アンダーカット）１６を設けている。

容器１の内径をＤ１、テーパ面１５の下端の直径をＤ２、プランジャ２における最大径部７ｂの外径をＤ３、小径前端部７ｃの最小径をＤ４とすると、Ｄ１はＤ３よりも小さく、Ｄ４はＤ２よりも小さく、Ｄ３はＤ２と略同じ程度に設定している（Ｄ３は、Ｄ２より僅かに小さいか又は大きくても良い。）。プランジャ２における基部７ｅの外径Ｄ５はＤ１よりもやや大きく、後端側テーパ部７ｆの最大外径Ｄ６はＤ１より大きい。容器本体３の外径は５０ｍｍ程度、内径Ｄ１は４６〜４７ｍｍ程度、プランジャ２の最大外径Ｄ３は容器本体３の内径Ｄ１よりも０．５程度小さい寸法に設定している。段差面１２の幅寸法（プランジャ２の半径方向で見た寸法）は０．２〜０．４ｍｍ程度で良い。

プランジャ２は、主として自身の弾性に抗して全体として窄まり変形することによって容器本体３の内部に入り込む。そして、前部７ａの最大径部７ｂが容器本体３の内周面に最も強く密着し、この最大径部７ｂの個所でシール性が保持される。プランジャ２は後端も容器本体３の内周面に密着する。また、場合によっては、プランジャ２の外周面は小径前端部７ｃを除いた全体（或いは相当の範囲）が容器本体３に密着することも有り得る。

プランジャ２を前進させて内容物１８を吐出させるにおいて、容器本体３の内周面の個所では内容物１８はプランジャ２のエッジ部１３で押されるが、エッジ部１３は角張っているため、内容物１８がモルタルのような粒子を含む場合であっても、食い込み（噛み込み）や漏れを生じることなく的確に押し出すことができる。つまり、エッジ部１３は角張っていてかつ相当の厚さがあって強度が高いため、粒子の誘い込みやエッジ部１２の変形は生ぜず、このため、食い込みや漏れを防止できるのである。なお、エッジ部１２は鋭角に設定することも可能である。

そして、プランジャ２はかなり弾性変形して容器本体３の内面に強く密着し、このため高いシール性を確保することができるが、小径前端部７ｃの最小外径Ｄ４よりも容器本体３におけるテーパ面１５の最大内径Ｄ２が小さいことと、プランジャ２の小径前端部７ｃにガイドリブ１４を設けたこととにより、容器本体３へのプランジャ２の嵌め込みがガイドされるため、高いシール性を確保しつつ、プランジャの嵌め込みを容易に行えるのである。

内容物１８がモルタルである場合、現場でモルタルを容器１に流し込んでから作業者がプランジャ２を嵌め込んでおり、従来はこの嵌め込み作業が頗る面倒であったが、本実施形態では嵌め込みをスムースに行えるのである。なお、本実施形態では、小径前端部７ｃを容器本体３のテーパ面１５に嵌め込むとプランジャ２は容器本体３と同心状に保持されるため、その状態のままでガンに装填してピストンＰでプランジャ２を強制的に押し込むことも可能であり、この方法を採用するとプランジャ２の嵌め込みがより一層容易になる。

プランジャ２の天板部８に曲がり部８ａを設けると、押し出し用ガンのピストンＰで押圧されることによって曲がり部８ａが半径外側に広がり勝手となり、その結果、筒部７の前部７ａが半径外側に押され勝手になるため、シール性を一層向上できる利点がある。

図４（Ａ）に一点鎖線で示すように、小径筒部７ｃに、容器本体３の内径よりも小径の誘い込み部７ｃ′を形成しても良いのであり、このように構成すると嵌め込みがより一層容易になる（プランジャ２の嵌め込みに際して空気抜きのため針金を容器本体３の内部に差し込む場合、針金を差し込んだ状態で誘い込み部７ｃ′が容器本体３の内部にスムースに嵌まるように設定しておくと、より好適である）。

(2).プランジャの他の実施形態等（図５）
図５（Ａ）〜（Ｆ）では他の実施形態と参考例とを示している。このうち（Ａ）に示す第２実施形態は第１実施形態の変形例であり、ガイドリブ１４にストレート部１４ａを設けた場合において、ガイドリブ１４を小径前端部７ｃの最前端まで伸ばしたものである。また、（Ｂ）に示す第３実施形態は、ガイドリブ１４にストレート部を設けずに全体を傾斜させたものである。更に（Ｃ）に示す第４実施形態では、小径前端部７ｃの外周面をストレート状に形成すると共に、ガイドリブ１４の小径前端部７ｃの全高にわたって延びるように形成している。

（Ｄ）に示す第５実施形態では、容器１における容器本体３の端部に、ガイド手段の一例として、ストレート状の誘い込み部２０とこれに連なるテーパ面２１とを形成している。誘い込み部２０の外径Ｄ７はプランジャ２における最大径部７ｂの外径Ｄ３よりも大径に設定している。この場合、誘い込み部２０を設けたことによって容器本体３の肉厚が厚くなることを防止するため、円容器体３のうち他端部のみの外径を他の部分よりも大径に設定しても良い。図示していないが、（Ｄ）の例でも小径前端部７ｃにガイドリブを設ける。

（Ｅ）及び（Ｆ）では第６実施形態を示している。（Ｆ）は（Ｅ）の部分的な平面図である。この実施形態は、プランジャ２における筒部７の前部の内周面の全体に、軸方向に延びる多数の溝（或いは突起）を周方向に沿って多数形成することにより、前部７ａの内周面に縦長のローレット加工を施した状態にしている。この実施形態によると、プランジャ２における筒部７の前部７ａはその直径が小さくなるように弾性変形しやすくなる利点がある。ガイドリブは省略している。

図５（Ｇ）に示すのは関連発明であり、容器本体３の端部に円筒状の補助部材２２を嵌め入れ、その内部にプランジャ２を嵌め込んでいる。保持部材２２は容器本体３に外側から嵌まり込んでおり、また、プランジャ２と補助部材２２とは、それらの弾性に抗しての変形によって簡単には抜けない状態に嵌まり合っている。補助部材２２と容器本体３との間に僅かながらクリアランスがあっても良い。この例では、補助部材２２によってプランジャ２が容器本体３と同心状に保持されるため、容器本体３に対するプランジャ２の嵌め込みがスムースになる。

なお、プランジャの天板部は前向き凸状に大きく膨らんだり、逆に、後ろ向き凸状に凹んだりというように、様々の断面形状に形成できる。

(3).嵌め込み用補助具（図６）
図６では、プランジャの嵌め込み用の補助具２５を示している。（Ａ）は断面図、（Ｂ）は使用状態の断面図である。この補助具２５はステンレス板や鋼板等の金属板を素材として製造されており、容器本体３に外側から嵌合する第１嵌合部２６と、プランジャ２が内側から嵌まるリング状の第２嵌合部２７とを備えており、両者の境界部には、容器本体３の端面に当たるストッパー部（段部）２８が形成されている。更に、第１嵌合部２６を切り起こすことにより、容器本体３の内部に入り込んだ細長い中足２９を形成している。

中足２９は円周方向に沿って略等間隔を隔てた個所に３本形成しており、このため第１嵌合部２６は３つに分断している。中足２９は１本又は２本若しくは４本以上でも良いが、プランジャ２の姿勢保持性の点からは、複数本でかつ円周方向に沿って等間隔を隔てた位置に設けるのが好ましい。第１嵌合部２６と中足２９との前端部には容器本体３への嵌め込みのガイドのための屈曲部を形成しており、また、第２嵌合部２７の後端にはプランジャ２の嵌め込みをガイドするためのテーパ部を形成している。

補助具２５を使用した容器１の使用は、例えば、次のように行われる。すなわち、予め補助具２５にプランジャ２を嵌め込み装着しておいてから、容器１を下向きの姿勢にして所定量のモルタルを入れ、次いで、下向きに姿勢にした容器１の容器本体３に補助具２５を装着し、次いで、容器１を下向きにした姿勢のままで専用のガンに装填し、その姿勢でガンのハンドルを操作して、プランジャ２をその最大径部７ｂが中足２９から離脱するまで押し込み（最大径部７ｂが中足２９から離脱すると抵抗が少なくなるため感覚で分かる）、次いで、押し込みを停止して吐出口５を開口して、例えば容器１を上向きにするなどして容器１に溜まっていた空気を上方に抜き、それから吐出口５にノズルを取付けて通常どおり吐出作業を行う。

プランジャ２の最大径部７ｂが補助具２５の中足２９に当たっている状態では、主としてプランジャ２が変形することによってプランジャ２と容器本体３との間に隙間が生じているため、容器本体３の内部の空気は抜けていき、このため、プランジャ２の最大径部７ｂが中足２９から離脱しても内圧によってプランジャ２が戻ることはない。そして、本願発明では、補助具２５を容器本体３に取付けたままでガンを操作でき、容器本体３のプランジャ２の嵌め込みを最初からガンのハンドル操作によって行えるため、プランジャ２の嵌め込みを軽快に行える。

なお、プランジャ２の嵌め込みはガンのハンドル操作によって行わず、例えば、吐出口５を地面に当てた状態で人がプランジャ２を手で下向きに押すという操作で行うことも可能である（従って、第２嵌合部２７を筒状に形成した場合、その長さはプランジャ２の長さよりもできるだけ短いのが好ましい。）。

図示の補助具２５は金属板製としているが、合成樹脂製としたり金属線材製とすることも可能である。また、補助具２５の第２嵌合部２７はプランジャ２を同心状に保持できれば足り、従って、必ずしもリング状に形成する必要はなく、例えば、プランジャ２の小径前端部７ｃのみが嵌まる程度のごく僅かの寸法しかなくても差し支えないし、中足２９の付け根個所を第２嵌合部に兼用することも可能である。

第１実施形態を示す図で、(A) は容器とプランジャとの分離正面図、(B)(C)はプランジャの斜視図である。 プランジャの平面図である。 プランジャを図２の III-III視方向から見た破断側面図である。 (A) は要部の分離断面図、(B) は使用状態での要部の断面図である。 プランジャの他の実施形態及び関連発明を示す図である。 補助具の実施形態を示す図である。

１ 容器
２ プランジャ
３ 円筒状の容器本体
５ 吐出口
７ プランジャの筒部
７ａ プランジャにおける筒部の前部
７ｂ ストレート状の最大径部
７ｃ プランジャにおける筒部の小径前端部
８ プランジャの天板部
１２ 段差面
１３ エッジ部
１４ ガイドリブ
１５ テーパ面

Claims (1)

1. 円筒状の容器本体の一端部に小径の吐出口を設けた容器の内部に他端部から嵌め込んで粘性流体を押し出すための合成樹脂製プランジャであって、
   前記容器本体に弾性に抗してきっちり嵌め入れられる筒部と、前記筒部を前記容器本体への嵌め入れ方向に向かって前部の側で閉塞する天板部とを備えており、
   前記天板部は、前記筒部の前端と略同一面をなしている部分と、前記筒部のうち前記容器本体への嵌め込み方向に向かって手前側にずれた部位に繋がった曲がり部とを有しており、このため、前記筒部の前部の内側には、前記容器本体への嵌め込み方向に向かって開口した環状溝が形成されている構成であって、
   前記筒部のうち前記環状溝の外側に位置した前部の外周面は、前端寄りの若干の範囲の後ろに位置したストレート状の最大径部と、前記容器本体への嵌め込み方向に向かって前記最大径部よりも手前側に位置した前端側テーパ部とを有しており、前記筒部の前部のうち前記最大径部よりも前側の部位を前記容器本体との間に空間が空く小径前端部と成して当該小径前端部の付け根個所に段差面を形成することにより、前記最大径部の外周面と前記段差面との連接個所を断面視で角張ったエッジ部となしており、
   かつ、前記小径前端部の外周面のうち周方向に沿った複数箇所に、前記容器本体への嵌め込みをガイドするガイドリブが、前記段差面に繋がった状態で形成されている、
   粘性流体容器用のプランジャ。

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