JP5752115B2 - 吐出器具及び吐出器具の充填材料の充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、粘性を有する充填材料を容器内に、若しくはノズルの口径の小さな容器内に大きな圧力を加えることなく充填することができる吐出器具及び吐出器具の充填材料の充填方法に関する。

下記の特許文献１によると、歯科治療用充填材料の使い捨て容器が開示され、使い捨て容器は、一回の使用のために十分な量の歯科用充填材料を含有し、通常は１回の使用で廃棄される。このような容器は、シリンダ状の胴部が設けられ、胴部の先端にはノズルが形成され、胴部の内部にはピストンが収容されている。ピストンは、充填材料の充填前では胴部の先端側、すなわち、ノズル側に配置される。
使い捨て容器に充填材料を注入するときには、充填材料を取り入れたストック容器が用いられる。ストック容器には、使い捨て容器のノズルの差込口が設けられ、使い捨て容器は、ノズルが押し込み口にセットされる。使い捨て容器への注入時には、ストック容器に取り入れた充填材料が加圧され、ノズルから使い捨て容器の内部に充填材料が注入され、同時に容器内のピストンが充填材料に押し込まれるようにして後退する。ピストンが所定位置まで後退すると注入が停止され、使い捨て容器内に充填材料が充填される。
充填材料の注入初期時に、使い捨て容器の胴部の先端位置にピストンを配置するのは、容器内には空気が残留しないようにするためである。すなわち、胴部の後端側から充填材料を注入した場合、充填材料は、後端側開口から先端側の充填面に向かって垂れ流されるため、胴部を流れる途中や充填面への流入時に、どうしても空気を巻き込み易くなる。これに対して、使い捨て容器の胴部の先端位置にピストンを配置し、前記ノズルから容器内部に充填材料が注入され、充填面とピストンの前端面とを密着させて、充填量の増加と共にピストンを後退させていけば、充填された材料への空気の残留は大幅に低減できる。こうして、残余空気をなくし、ピストンが所定の後退位置で充填材料の注入を停止することで、正確な充填材料の注入が可能になる。

特開２００１−３４６８１２号公報

粘性のある充填材料を例えば、直径が５ｍｍ程度の容器に充填させると、そのまま垂れ流すことによって充填させることは、その粘性のある故にある程度の圧力が必要となる。
使い捨て容器は、充填材料が注入されるノズルの径が細く、特許文献１の注入方法では、高粘性の充填材料を注入する際、例えば、歯科材料の充填材料であれば、約１００〜３００Ｎ程度の大きな圧力が加わる。また、充填材料がピストン４を後退させる負荷も加わり、液成分（モノマー）と固体成分（フィラー等の充填材）とに分離する現象や、硬化といった問題点が挙げられ、充填材料の品質を低下させる要因になる。

上述したように、充填材料の注入初期時に、使い捨て容器の胴部の先端位置にピストンを配置するのは、容器内には空気が残留しないようにするためである。
空気を抜くようにするのであれば、容器の内周面とピストンの外周面との間を緩く嵌合させればよいが、余りにも緩くすると充填材料も空気とともに抜けてしまうことがある。容器の内周面とピストンの外周面との間をきつく嵌合させると、空気が抜けなくなる。
一方、粘性の小さな充填材料については、充填材料の注入時にピストンと容器の内周面との間から空気抜きを行うようにすると、空気とともに充填材料が漏れてしまう。ピストンと容器の内周面との隙間をなくすと、注入時における圧力で、充填材料に空気が巻き込まれて気泡となり、そのまま気泡が内部に残留してしまうことがある。すなわち、低粘度であるがゆえに気泡を生じさせることなく、空気抜きのみを行うようにすることが難しく、いずれにしても比較的高価な歯科用充填材料が無駄になっていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、充填材料に大きな圧力を加えることなく容器内に充填することができる吐出器具及び吐出器具の充填材料の充填方法を提供することを目的とする。

本発明の吐出器具は上記目的を達成するために、充填材料を収容する筒状部材内に形成されている充填室と、充填材料を外部に注出する注出ノズルを備えた注出部と、前記充填材料を前記充填室の先端側へ押圧して前記注出ノズルから充填材料を注出するピストンとを備えた吐出器具において、前記注出部を前記筒状部材とは別体にして形成するとともに、前記注出部を前記筒状部材の一端側開口に装着可能に形成し、かつ前記充填室に充填材料を供給するストック容器の押出口に、前記開口を前記充填材料の充填口として接続可能に形成し、
前記ピストンの外周面と筒状部材の内周面との間は、空気が流通できる程度の密閉性を有するよう形成し、
前記ピストンが前記一端側開口に配置され、前記充填口から押出される充填材料で前記ピストンを後方へ押圧させながら前記充填室に充填材料を充填させた後、前記注出部を前記筒状部材の前記開口に連結するようにした。
上記吐出器具は、前記充填室を形成した筒状部材を着脱可能に収容する本体を設け、かつ該本体と前記注出部とを一体成形によって形成し、前記充填室を前記本体内に収容させて、前記注出部を前記充填口に連結させることができる。
上記吐出器具は、前記ピストンの押圧時において、前記充填室の容積を弾性力で増大させるよう前記筒状部材を弾性部材で形成するとともに、前記本体と前記筒状部材との間に隙間を形成し、前記ピストンの押圧終了後に、前記充填室の容積を減少させることができる。
これらの吐出器具への充填材料の充填方法は、上記目的を達成するために、充填材料を充填したストック容器から吐出器具の充填室内に、前記ストック容器に形成された押出口を介して圧入される充填材料の充填方法において、前記ストック容器の押出口に前記充填室の一端側開口を接続し、該開口側にピストンをセットする押出口セット工程と、前記ストック容器に充填した充填材料を加圧する加圧工程と、該加圧工程によって前記押出口から押出される充填材料で前記ピストンを後方へ押圧させながら前記充填室に充填材料を充填させる充填工程と、前記充填室の充填材料の充填後に、充填材料の注出ノズルを備えた注出部を前記充填室の一端側開口に連結させる装着工程とを含むようにした。
また、前記吐出器具は前記筒状部材の内周面に溝を形成し、該溝は前記ピストンの後退位置にて、筒状部材の他端側から充填室内に至るまで形成させることができる。
上記吐出器具は、前記溝の充填室側の終端部に対応させて、前記筒状部材の内周面に段差を形成し、該段差から前記充填室の一端側開口に至るまでの部分は、前記ピストンが密嵌状態で挿入される内径の縮径部とし、他方、該段差から前記充填室の他端側開口に至るまでの部分は、前記ピストンが緩嵌状態で挿入される内径の拡径部とすることができる。
これらの吐出器具への充填材料の充填方法は、上記目的を達成するために、充填材料を充填したストック容器から吐出器具の充填室内に、前記ストック容器に形成された押出口を介して圧入される充填材料の充填方法において、前記ストック容器の押出口に前記充填室の一端側開口を接続し、ピストンをその後退位置にセットする押出口セット工程と、前記ストック容器に充填した充填材料を加圧する加圧工程と、該加圧工程によって、前記充填室の空気を、筒状部材の内周面に形成した溝から抜きながら、該充填室に充填材料を充填させる充填工程と、前記充填室の充填材料の充填後に、充填材料の注出ノズルを備えた注出部を前記充填室の一端側開口に連結させる装着工程とを含むようにした。
この吐出器具への充填材料の充填方法において、吐出器具が前記筒状部材の内周面に段差を形成したものである場合には、前記充填工程において、前記充填室の空気を、筒状部材の拡径部における筒状部材の内周面と前記ピストンの外周面との間隙からも抜きながら、該充填室に充填材料を充填するように行うことができる。

本発明の吐出器具は、注出部を充填室とは別体にして形成するとともに、前記注出部を前記充填室の一端側開口に装着可能に形成し、かつ該開口を前記充填材料の充填口として形成し、前記充填材料を前記充填口から前記充填室に注入させた後、前記注出部を前記充填室に連結するようにした。このように、充填室の開口から充填材料を注入するようにしたので、充填室に充填材料の注入中に、充填材料に大きな圧力が加わることが防止される。よって、充填材料が液成分と固体成分とに分離する現象や、硬化を防止することができる。特に、従来、注出部のノズル口の径が小さいものを使用しなければならないものについては、ノズル口から充填材料を充填させなくてもよいので、特に効果を発揮する。
また、ピストンの押圧時において、前記充填室の容積を弾性力で増大させるよう前記充填室を弾性部材で形成するとともに、本体と前記充填室との間に隙間を形成し、前記ピストンの押圧終了後に、前記充填室の容積を減少させるようにしたので、注出部のノズルに充填材料が付着するのを防止することができる。
また、筒状容器に溝や段差を形成することにより、充填材料の粘度に応じた吐出器具の形成が容易になる。特に粘度の小さな充填材料に対して充填室からの空気抜きの効果や、充填材料の漏れを防止する効果がある。また、充填材料の圧力がかからないので、気泡の混入を防止することができる。

本発明の第１の実施形態による吐出器具の断面図である。 図１のＸ−Ｘ線方向における断面図である。 図１の吐出器具の分解断面図である。 図１の吐出器具への充填材料の注入手順を示し、Ａは筒状部材の一端をストック容器の押し出し口にセットした状態の断面図、Ｂはストック容器の充填材料を加圧して充填室に充填材料を注入しピストンが後退した状態の断面図、Ｃはさらに充填材料を充填しピストンがさらに後退した状態の断面図である。 Ａは充填室に充填材料が充填された状態の断面図、Ｂは筒状部材を本体の内部に挿入している状態の断面図、Ｃは筒状部材を本体の内部に収容した状態の断面図である。 本発明の第２の実施形態による吐出器具であり、Ａはストック容器から充填室に充填材料を注入した状態を示し、Ｂは充填室に注入部を装着する前の状態の断面図、Ｃは充填室に注入部を装着した状態の断面図である。 本発明の第３の実施形態による吐出器具の作用を示す図であり、Ａは充填室に充填材料を充填させた状態の断面図、Ｂはピストンによって充填材料を押し出している状態の断面図、Ｃは充填材料の押し出しを停止させる直前の断面図、Ｄは充填材料の押し出しを停止させた直後の断面図である。 本発明の第４の実施形態による吐出器具であり、Ａは吐出器具の充填材料の注入時における筒状部材とピストンの初期位置の断面図、Ｂは充填材料が途中まで注入されている状態の断面図、Ｃは充填材料の注出時における断面図である。

本発明の第１の実施形態による吐出器具及び吐出器具の充填材料の充填方法について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書では、ノズルの先端がある側は先端（前）側とし、反対側を後端（後）側とする。
図１は、本発明に係わる歯科用に用いられる吐出器具の断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線方向における断面図、図３は吐出器具の分解断面図である。
吐出器具１は、通常は１回の使用によって廃棄されるよう使用されるものであり、各々が合成樹脂で成形されている本体２、筒状部材３、ピストン４及びキャップ５から構成されている。本体２は、シリンダ形状の胴部６を設け、胴部６の先端側に注出部７、後端側に大径部８を一体成形によって形成している。胴部６は断面が円形であり、注出部７との境界部では、筒状部材３の肉厚にほぼ等しい幅を有する段部１０が内周面の径方向内側に形成されている。胴部６の後端側の大径部８では、内周面から径方向外側に段差を形成したストッパ部１１が形成されている。

注出部７は、段部１０から先端側に向かって先細りのテーパ面１５を形成し、該テーパ面１５の先端側の側部には、ノズル１２の口が注出部７の内部空間に連通するように形成されている。円筒形状のノズル１２は先端から後端まで同径である。ノズル１２は軸線が本体の軸線に対して斜め先端側へ約４５度の傾きをもって形成されている。ノズル１２の先端側には、キャップ５が被せられている。
筒状部材３は、本体２の内部に収容され、本体２の内周面が筒状部材３の外周面に密接するように収容されている。筒状部材３の後端には径方向外側に突出するフランジ部１４が形成されている。フランジ部１４の外形状は、本体２のストッパ部１１の内面形状に対応するように形成されている。したがって、筒状部材３を本体２にセットした状態では、フランジ部１４は、ストッパ部１１によって、筒状部材３の先端側への移動が阻止される。筒状部材３の先端からフランジ部１４までの長さと、本体２のストッパ部１１から段部１０までの長さは、ほぼ等しく形成されている。本体２に筒状部材３を収容するときには、接着剤などで固定することなく収容される。筒状部材３の先端側に開口９が設けられている。この開口９は、充填材料の充填口として使用される。

ピストン４は先端に円錐部１６が設けられ、後端側に円柱部１７が設けられている。円錐部１６の形状は、本体２のテーパ面１５の内周形状にほぼ等しく形成されている。円錐部１６がテーパ面１５に接すると、両者は一体的に重なり合うように形成する。円柱部１７の外径は、筒状部材３の内径に同じ若しくはほぼ等しく形成されている。筒状部材３の弾性力などを考慮して決定すればよく、ピストン４は筒状部材３の内周面を摺動するよう形成する。詳しくは、ピストン４の外周面と筒状部材３の内周面との間は、圧力が加えられると多少の空気が流通できる程度の密閉性を有するように形成する。
筒状部材３の内周面とピストン４の円錐部１６の面とによって形成される筒状部材３の内部空間が充填材料の充填室２４となる。

吐出器具１の構成部材ではないが、吐出器具１に充填部材を注入するときに、ストック容器１９が用いられる。図４を参照にしてストック容器１９は、充填材料が充填されている容器であり、一側面に充填材料の押出口２０が形成されている。押出口２０には、筒状部材３の一端側を気密にセットすることができる固定部材２２が設けられている。ストック容器１９には、充填材料を加圧して押出口２０から充填材料を注出させる加圧手段（図示せず）が設けられている。
吐出器具１の筒状部材３の内部に充填材料が注入されると、ピストン４は筒状部材３内の充填室２４を後方側に移動する。吐出器具１をストック容器１９にセットした状態では、ピストン４の最後方許容移動位置を検出する位置センサー２３が配設されている。

位置センサー２３は、ピストン４の後端に接触し、所定位置まで後退することによって、ピストン４の最後方許容移動位置を検出する。位置センサー２３がピストン４の最後方許容移動位置を検出すると、図示しない制御部によってストック容器１９から充填室２４への充填材料の注入が停止される。
なお、吐出器具１の大きさ、形状は用途などによって種々異なるが、歯科用吐出器具の内径は２〜６ｍｍであるのが好ましい。一例として、本実施形態では、筒状部材３の内径が４．１ｍｍ、軸方向長さが２３ｍｍ、ノズル１２の内径が１．９５ｍｍであり、筒状部材３の径方向断面積に比較してノズル１２の径方向断面積が充分に小さい。

次に、本実施形態における吐出器具への充填材料の充填手順について説明する。
図４のＡに示すように、吐出器具１は本体２などに対して分解された状態であって、初めに筒状部材３の先端側内周に、ピストン４をセットする。この際、ピストン４の円錐部１６を開口９側に向けて配置する。次いで、筒状部材３の先端開口９をストック容器１９の押出口２０にセットする。すなわち、固定部材２２に開口９を組み付ける。筒状部材３がストック容器１９に固定されると、ストック容器１９の充填材料が図示しない加圧手段によって加圧される。
ここで、歯科用に用いられる粘性を有する充填材料については、歯科用セメント、歯冠修復材料、歯科充填修復用コンポジットレジン等がある。
図４のＢに示すように、ストック容器１９の充填材料の加圧によって、押出口２０から筒状部材３の開口９へ充填材料が注入される。筒状部材３の内径は前記ピストン４が緩嵌状態で挿入される大きさであり、そのため筒状部材３の内周面とピストン４の外周面とは、適度な負荷で空気が抜けるような気密性に形成されるので、空気が抜けると充填室２４に充填材料が空隙なく注入される。なお、充填材料はその粘性のために抜けにくい。

図４のＣに示すように、充填材料の充填室２４への注入により、ピストン４が充填材料の押圧力で後退移動する。筒状部材３の開口９の内径（充填室２４の内径）はノズル１２の内径に比べて大きく形成する。開口９の内径を大きくすることによって、押出口２０から充填室２４に充填材料をストック容器１９の図示しない加圧手段によって加圧しながら注入しても、充填室２４にて、充填材料に大きな圧力が加わることが防止される。こうして、充填材料が液成分と固体成分とに分離する現象や、硬化といった問題点が解消される。したがって、本願発明は、ノズル１２の内径が開口９の内径より、小さくなれば小さくなるほどより効果が生じる。また、充填材料がより粘性が大きくなるほど、充填材料の押出し時に加圧力が大きくなるので、より効果が生じる。

図５のＡに示すように、充填材料が充填室２４に注入されて、ピストン４が後方移動し、位置センサー２３に当接し、位置センサー２３の検知部が所定量後退する。検知部の後退により、位置センサー２３に電気的に接続されている図示しない制御部が、ピストン４が最後方許容移動位置に到達したと判断し、充填材料の注入が停止され、充填室２４には所定量の充填材量が充填される。図４のＡの状態から、図４のＢの状態に示すように、ピストン４の先端側にある空気抜きをし、また位置センサー２３によって、充填材料の充填量を監視しているので、正確な量が充填室２４に供給される。

図５のＢに示すように、充填室２４に所定量の充填材量が充填された後は、筒状部材３をストック容器１９から取り外し、本体２の内部に筒状部材３を差し込んで収容する。筒状部材３の後端部にはフランジ部１４が形成されている。図５のＣに示すように、フランジ部１４が本体２のストッパ部１１に移動が規制されることによって、筒状部材３は本体２に位置決めされて且つ収容される。
この際、充填室２４やノズル１２の内部に、空気が残留すると変性するような充填材料であるならば、ピストン４を押圧して残余空気を充填材量で押し出してからキャップ５をノズル１２に被せればよい。

なお、吐出器具１の使用時には、ガンのようなアプリケータなどと呼ばれる押出機にセットされて、アプリケータの引き金を引くことによって、吐出器具１のピストン４がアプリケータの押出機構によって押され、充填材量が吐出される。
本実施形態では、このように、充填材量を小さな加圧力によって充填室２４に注入することができるので、充填材量の品質を低下させることなく充填室２４に充填させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態による吐出器具及び吐出器具の充填材料の充填方法について図６を参照にして説明する。
図６のＢに示すように、吐出器具３１は、各々が合成樹脂で成形されている筒状部材３２、ピストン３３及び注出部３４から構成されている。
上記第１の実施形態では、本体２を設け、筒状部材３を本体２に収容するようにしていたが、本実施形態では本体２を省略するようにしている。また、上記実施形態では本体２に注出部７を一体的に形成したが、本実施形態では、筒状部材３２に直接注出部３４を接合するようにしたことが上記実施形態とは異なる。

図６のＢに示すように、円筒状の筒状部材３２の一端開口３５の内周面には、円環溝３６が形成されている。この円環溝３６に対応させて、ノズル３８を形成している注出部３４の開口縁には、円環突出部３７が形成され、円環溝３６に円環突出部３７を嵌合させて、筒状部材３２と注出部３４とが気密にかつ一体的に形成される。これらの接合には、充填材量の材質にもよるが、溶着（熱、超音波等）、接着剤又はネジによって接合すればよい。
筒状部材３２の内部には、ピストン３３が配設される。筒状部材３２の内周面とピストン３３の円錐部４０の面とによって形成される筒状部材３２の内部空間が充填材料の充填室３９となる。
ストック容器１９と位置センサー２３については、固定部材２２の形状が多少異なるが、上記第１の実施形態と同じ符号を付し、その説明は省略する。

本実施形態における吐出器具３１への充填材料の充填手順については、図６のＡに示すように、筒状部材３２の一端（先端側）開口３５をストック容器１９に固定すればよい。それ以外の充填手順は上記第１の実施形態（図４のＡ〜Ｃ、図５のＡ）と同じである。
吐出器具３１の充填室３９への充填材料の注入が終了したら、図６のＣに示すように、筒状部材３２の開口３５部に形成した円環溝３６に注出部３４の円環突出部３７を嵌合させて、吐出器具３１を完成させる。
このように、筒状部材３２に直接注出部３４を連結させてもよく、このような構造を採用しても、上記実施形態と同様に充填室３９にて、充填材料に大きな圧力が加わることが防止される。加えて、部品点数の軽減させる効果もある。こうして、充填材料が液成分と固体成分とに分離する現象や、硬化といった問題点が解消される。さらには、充填室３９に正確な充填材料を充填することができる。

次に、本発明の第３の実施形態による吐出器具及び吐出器具の充填材料の充填方法について図７を参照にして説明する。
図７のＡを参照にして、吐出器具４１は、各々が合成樹脂で成形されている本体４２、筒状部材４３及びピストン４４を備えている。本実施形態では、上記第１の実施形態に対して、本体４２の内周面と筒状部材４３の内周面との間に隙間４６が形成されていること、筒状部材４３の材質が、一定内圧以上において弾性を有する材料で形成されることが、上記第１の実施形態と本質的に異なっている。

すなわち、本体４２には、注出部４５が一体成形によって形成され、充填室４９を形成する筒状部材４３が本体４２及び注出部４５に対して別体に形成されている。筒状部材４３の先端と、本体４２と注出部４５との境界部には、本体４２の内周面から径方向内側へ延びる段部４７が形成されている。筒状部材４３が本体４２に収容された状態では、筒状部材４３の先端側開口４８が段部４７に当接するように形成されている。
上述したように、本体４２の内周と筒状部材４３の外周面との間には隙間が形成されている。筒状部材４３は弾性を有する材質で形成され、これに対し、本体４２が弾性が比較的小さな合成樹脂材料で形成されている。

本実施形態における吐出器具４１への充填材料の充填手順については、上記第１の実施形態（図４のＡ〜Ｃ、図５のＡ）と同じであり、ストック容器１９を用い、筒状部材４３の開口４８から、充填材料を注入させる。
吐出器具４１の充填室４９への充填材料の注入が終了したら、図７のＡに示すように、充填材料が充填された筒状部材４３を本体４２に収容する。
このような構造を採用しても、上記第１の実施形態と同様に、充填室４９にて充填材料に大きな圧力が加わることが防止される。こうして、充填材料が液成分と固体成分とに分離する現象や、硬化といった問題点が解消される。さらには、充填室４９に正確な分量だけ充填材料を充填することができる。

本実施形態における吐出器具４１では、上記第１の実施形態における効果に加えて、さらに、次の効果がある。
図７のＡに示すように、注出部４５に存在する空気抜きをするときは、図７のＢに示すように、ピストン４４を前進させて、充填室４９の充填材料を押出すようにする。充填材料がノズル５０から吐出されたら図７のＣに示すように、ピストン４４の押出しを停止する。すると、図７のＣに示すノズル５０の先端部まで充填材料が充填される。これは、空気抜きの場合に限らず、吐出器具４１を複数回に分けて使用する場合、例えば２度目に使用するような場合にも、ノズル５０の先端部まで、充填材料が充填されている。
しかしながら、充填材料がノズル５０の口の外に残され、ノズル５０の先端部に付着したりして、付着した充填材料が意図しない箇所に垂れてしまったりする。充填室４９に空気が含まれているような場合は、粘性の小さな材料であれば、温度変化によって充填材料がノズル５０から噴き出すことがある。特に、冷蔵室などで保存状態にあった吐出器具４１が冷蔵室外に取り出された場合に、温度変化等による空気の膨張で充填材料がノズル５０から噴き出すようなことがあり、望ましいことではない。

本実施形態では、筒状部材４３が内圧を負荷されたときに、弾性を有する図７のＢに示すように、筒状部材４３の周壁が充填材料の内圧を受けて外周側へ一旦膨らんだ状態で、充填材料を吐出する。そして、図７のＣに示すように、所望の箇所に充填材料が吐出され、ピストンの押し込みが停止される。すると、図７のＤに示すように、充填材料の内圧に抗して筒状部材４３の周壁がもとの状態に復帰する。ここで、筒状部材４３が図７のＣに示す状態から図７のＤに示す状態に復帰するときに、筒状部材４３の容積が膨張した状態から減少する。これに伴って、ノズル５０の口部に存在していた充填材料がノズル５０内に引き戻される（図７のＤ参照）。したがって、充填材料がノズル５０の口の外に残されていても引き戻されて、ノズル５０の先端部に付着することが防止できる。更には、充填室４９に空気が含まれていても、温度変化により充填材料が噴き出すことが防止できる。特に、本実施形態の吐出器具４１では、本体４２と筒状部材４３との間の隙間に存在する空気が断熱効果を発揮するという利点もある。
筒状部材の材質及び隙間の大きさについては、特に触れなかったが、筒状部材４３が充填材料の内圧に応じて膨張するような弾性を有し、充填材料が効果的に充填室４９側に戻るように調整すればよい。筒状部材４３の膨張時において、本体４２の壁部をストッパとして一定以上の筒状部材４３の膨張を阻止するようにしてもよい。

次に、本発明の第４の実施形態による吐出器具及び吐出器具の充填材料の充填方法について図８を参照にして説明する。なお、本実施形態の筒状部材は第１の実施形態の筒状部材３とは形状が違うが、説明の便宜から同じ符号を付して説明する。
本実施形態の吐出器具１は、本体２（図１参照）、筒状部材３、ピストン４、及びキャップ５（図１参照）から構成されている。なお、本体２とキャップ５は、図１に示す上記第１の実施形態と同じものが使用されているので、図１も併せて参照する。
充填材料を収容する断面が円形の筒状部材３内部には、筒状部材３の内周面を摺動するピストン４とを備え、ピストン４よりも前側位置は充填室２４を形成する。充填室２４（筒状部材３）の一端には、充填材料の受入口となる開口９を設けている。

筒状部材３の内周面には、筒状部材の後側（他端側）から前側（一端側）に延びる直線形状の１本の溝６１を形成している。溝６１は、断面が三角形状であり、幅（三角形の底辺）は筒状部材３の内周の長さに対して０．３％〜３％が好ましく、本実施形態では０．８％である。溝６１の深さ（三角形の高さ）は、筒状部材３の周壁の厚みに対して１０〜４０％が好ましく、本実施形態では１８％である。溝６１の断面積は、筒状部材３の内空断面積（溝６１の断面積は含まない）に対して０．０１％以上あるのが好ましく、０．０２％以上あるのが特に好ましく、本実施形態では０．０４％である。なお、溝６１は、筒状部材３の内周面に対して所定の間隔を空けて複数本設けても良い。

溝６１の長さは、ピストン４が後退位置にあるとき、ピストン４の円柱部１７の外周面が筒状部材３の内周面に接している部分を越えて充填室２４側まで延びていることが必要である。すなわち、ピストン４が後退位置にあるとき、充填室２４と筒状部材３の他端側とが溝６１によって連通されている。
充填室２４側における溝６１の終端部にほぼ対応させて、筒状部材３の内周面には半径方向内側に突出する段差６２を形成している。これによって、段差６２よりも筒状部材３の後端側に至るまでは僅かではあるが内径が大きく、前記ピストンが緩嵌状態で挿入される拡径部６３を形成している。段差６２よりも開口９側は、筒状部材３の内径が後端側よりも縮径し、前記ピストンが密嵌状態で挿入される縮径部６４を形成した。

溝６１の終端部は、段差６２よりも筒状部材３の前端側へ２ｍｍ程度まで突出するように形成しても良い。本実施形態では１ｍｍだけ突出するように形成している。また、段差６２を境にして、前端側の縮径部６４の内径ａは、ピストン４の円柱部１７の外径に対して１〜６％小さくして、該ピストン４が縮径部６４に密嵌状態で挿入されるようにするのが好ましい。本実施形態では２％小さくしてあり、具体的には、４．１ｍｍである。後端側の拡径部６３の内径Ａは、ピストン４の円柱部１７の外径に対して同じか、０以上〜２％大きくして、該ピストン４が拡径部６３に緩嵌状態で挿入されるようにするのが好ましい。本実施形態では内径Ａと、円柱部１７の外径は、同じ大きさであり、具体的には４．２ｍｍである。よって、本実施形態における段差６２の幅は０．０５ｍｍである。
筒状部材は、本体２（図１）の内部に収容され、本体２の内周面が筒状部材３の外周面に密接するように収容されている。
上記第１の実施形態と同様に、ピストン４は先端に円錐部１６が設けられ、後端側に円柱部１７が設けられている。ピストン４は筒状部材３の内周面を摺動するよう形成する。

次に、本実施形態における吐出器具への充填材料の充填手順について説明する。
本実施形態では、特に、充填材料について粘性の小さな材料を充填室２４に充填するときに用いられる。上記第１の実施形態の筒状部材と同じものを粘性の小さな充填材料に用いると、充填材料の充填時や、充填材料の吐出時に筒状部材３とピストン４との間から、充填材料が漏れたり、充填材料中に気泡か混入したりするからである。なお、本実施形態における充填材料の粘度は１０〜２０００ポイズであり、より好適には５０〜１０００ポイズである。

充填材料の注入時においては、図８のＡに示すように、筒状部材３内において、ピストン４を後退位置に配置する。すなわちピストン４を充填材料が適量充填される位置若しくは適量位置よりもやや前側に配置する。この配置箇所は、筒状部材３の拡径部６３に位置する。前記したように筒状部材３の内径は、縮径部６４ではピストン４の円柱部１７の外径よりも小さくなっているため、この筒状部材３の拡径部６３に配置したピストン４は、筒状部材３を垂直に立てて充填材料の注入を行なうような場合においても、段差６２よりも先端側（縮径部６４側）に、その外周壁が進入することはない。
次いで、ストック容器１９（図４参照）からの充填材料の加圧によって、筒状部材３の開口９へ充填材料が注入される。図８のＢに示すように、充填材料が充填室２４に注入されると、充填室２４では溝６２が空気抜き通路となり、充填室２４から空気が抜ける。ピストン４は、筒状部材３の拡径部６３に位置しているため、筒状部材の内周面と前記ピストンの外周面との間隙からも、充填室２４内の空気が抜ける。空気が抜けると、ストック容器１９からの加圧は、充填材料にも大きな圧力が負荷しないので、空気を巻き込むことなく気泡の発生が防止できる。
なお、ピストン４の位置を上記第１の実施形態のように、当初から前端位置に配置すると、ピストン４の外径が縮径部６４の内径よりも大きく残留空気も残るので、ピストン４が後退しにくく円滑に操作できなくなる。また、充填材料に空気圧が負荷して気泡が発生してしまう。充填室２４に適量の充填材料が充填されると、位置センサー２３（図４）が検知して注入が終了する。

吐出器具１の注出時には、ピストン４が前進して充填室２４に内圧がかかるが、溝６１の断面積の大きさが小さいので、空気と異なり多少なりとも粘性がある充填材料は溝６１から抜けることが抑制される。ピストン４が後退位置にあり、僅かな距離を前進するだけで、ピストン４の円柱部１７が縮径部６４に至る。このようにして、円柱部１７が溝６１を閉塞し、さらに縮径部６４の内径よりも円柱部１７の外径が大きいので、ピストン４の外周面と筒状部材３の内周面が密着して充填材料の漏れが効果的に防止される。充填室２４は、空気抜きがされているので、充填材料の大きな圧力が負荷しても気泡が発生することはない。
また、ピストン４が前進するときに、段差６２にあたるが、ピストン４の先端形状が円錐形であるので、円滑に前進することができる。なお、充填材料の注入時にはピストンを縮径部に挿入すると、充填材料の注入圧に加えて充填材料に大きな負荷がかかり好ましくないが、注出時のピストンが前進するときには充填材料に注入時ほどの負荷がかからず、ピストンも縮径部６４を円滑に前進することができる。また、この前進時の適度な負荷により、充填材料が粘性の高い場合においても、その注出量の微妙なコントロールが実現でき好ましい。
段部６１の形状については、前方側が縮径する円錐（テーパ）面であってもよい。特にピストン４の形状を円柱形にするようなときには、効果的に引っ掛かりを防止することができる。

ここで、別の態様として、段差６２を形成することなく溝６１のみを形成した筒状部材３を用いて、充填材料を開口９から注入させたところ、空気抜きを行うことができた。また、吐出器具１の注出時にピストン４を押圧すると、溝６１及びピストン４の円柱部１７と筒状部材３との間から充填部材の僅かな漏れが確認された。
また、溝６１を形成することなく、拡径部６３の内径と同じ大きさで形成した筒状部材を用いて、充填材料を開口９から注入させたところ、ピストン４の後退位置にて、充填室２４に残留空気が極僅かに確認された。

これらの態様では、低粘度のものは上記のような結果となったが、粘度が中間に属すものであれば、例えば、溝６１のみを形成した筒状部材３でも溝６１の大きさを適宜変更すれば、空気のみを溝６１から逃がし、充填部材のみ漏れないようにすることは可能である。また、段差６２を形成した筒状部材３でも内周面の内径の大きさを調整すれば、空気のみをピストン４の円柱部１７と筒状部材３の内周面から逃がし、充填材料は逃がさないようにすることは可能である。
しかしながら、溝６１と段差６２を形成することによって、空気のみを充填室２４から逃がし、充填材料の漏れを防止する効果がより顕著に発揮され、その調整が容易になる。

以上、本発明を実施形態に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、更に他の変形あるいは変更が可能である。
例えば、上記第３の実施形態では、本体４２と筒状部材４３との間に隙間を形成し、筒状部材４３に弾性を与えて、ノズル５０の内部側に充填材料を戻すようにしていたが、上記第２の実施形態においても、筒状部材３２を弾性材料で形成し、ピストン３３による充填材料の押圧時に、筒状部材３２を外周方向に膨張させるようにしてもよい。ただし、本体によるストッパ効果や隙間を形成することによる断熱効果を発揮させることはできない。
また、本発明の第４の実施形態における、筒状部材３に形成した溝６１と段差６２について、第１の実施形態を用いて説明したが、第２の実施形態にも適用が可能であり、第３の実施形態でも適用が可能である。ただし、第３の実施形態では、弾性力が大きいので溝や段差の条件は異なる。
さらに、溝６１の断面形状は三角形としたが、形状については四角形や半円形など適宜変更が可能である。

１，３１，４１ 吐出器具
２，４２ 本体
３，４３ 筒状部材
４，３３，４４ ピストン
７，３４，４５ 注出部
９ 開口（充填口）
１２，３８，５０ ノズル
１９ ストック容器
２０ 押出口
２２ 固定部材
２３ 位置センサー
２４，３９，４９ 充填室
４６ 隙間
６１ 溝
６２ 段差
６３ 拡径部
６４ 縮径部

Claims (8)

1. 充填材料を収容する筒状部材内に形成されている充填室と、
   充填材料を外部に注出する注出ノズルを備えた注出部と、
   前記充填材料を前記充填室の先端側へ押圧して前記注出ノズルから充填材料を注出するピストンとを備えた吐出器具において、
   前記注出部を前記筒状部材とは別体にして形成するとともに、前記注出部を前記筒状部材の一端側開口に装着可能に形成し、かつ前記充填室に充填材料を供給するストック容器の押出口に、前記開口を前記充填材料の充填口として接続可能に形成し、
   前記ピストンの外周面と筒状部材の内周面との間は、空気が流通できる程度の密閉性を有するよう形成し、
   前記ピストンが前記一端側開口に配置され、前記充填口から押出される充填材料で前記ピストンを後方へ押圧させながら前記充填室に充填材料を充填させた後、前記注出部を前記筒状部材の前記開口に連結するようにしたことを特徴とする吐出器具。
2. 前記充填室を形成した筒状部材を着脱可能に収容する本体を設け、かつ該本体と前記注出部とを一体成形によって形成し、前記充填室を前記本体内に収容させて、前記注出部を前記充填口に連結させるようにした請求項１に記載の吐出器具。
3. 前記ピストンの押圧時において、前記充填室の容積を弾性力で増大させるよう前記筒状部材を弾性部材で形成するとともに、前記本体と前記筒状部材との間に隙間を形成し、
   前記ピストンの押圧終了後に、前記充填室の容積を減少させるようにした請求項２に記載の吐出器具。
4. 充填材料を充填したストック容器から、請求項１〜３の何れか一項に記載の吐出器具の充填室内に、前記ストック容器に形成された押出口を介して圧入される充填材料の充填方法において、
   前記ストック容器の押出口に前記充填室の一端側開口を接続し、該開口側にピストンをセットする押出口セット工程と、
   前記ストック容器に充填した充填材料を加圧する加圧工程と、
   該加圧工程によって前記押出口から押出される充填材料で前記ピストンを後方へ押圧させながら前記充填室に充填材料を充填させる充填工程と、
   前記充填室の充填材料の充填後に、充填材料の注出ノズルを備えた注出部を前記充填室の一端側開口に連結させる装着工程とを含む吐出器具への充填材料の充填方法。
5. 前記筒状部材の内周面に溝を形成し、該溝は前記ピストンの後退位置にて、筒状部材の他端側から充填室内に至るまで形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の吐出器具。
6. 前記溝の充填室側の終端部に対応させて、前記筒状部材の内周面に段差を形成し、該段差から前記充填室の一端側開口に至るまでの部分は、前記ピストンが密嵌状態で挿入される内径の縮径部とし、他方、該段差から前記充填室の他端側開口に至るまでの部分は、前記ピストンが緩嵌状態で挿入される内径の拡径部とした請求項５に記載の吐出器具。
7. 充填材料を充填したストック容器から、請求項５に記載の吐出器具の充填室内に、前記ストック容器に形成された押出口を介して圧入される充填材料の充填方法において、
   前記ストック容器の押出口に前記充填室の一端側開口を接続し、ピストンをその後退位置にセットする押出口セット工程と、
   前記ストック容器に充填した充填材料を加圧する加圧工程と、
   該加圧工程によって、前記充填室の空気を、筒状部材の内周面に形成した溝から抜きながら、該充填室に充填材料を充填させる充填工程と、
   前記充填室の充填材料の充填後に、充填材料の注出ノズルを備えた注出部を前記充填室の一端側開口に連結させる装着工程とを含む吐出器具への充填材料の充填方法。
8. 吐出器具として請求項６に記載のものを用い、前記充填工程において、前記充填室の空気を、筒状部材の拡径部における筒状部材の内周面と前記ピストンの外周面との間隙からも抜きながら、該充填室に充填材料を充填する、請求項７記載の吐出器具への充填材料の充填方法。

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