JP6549602B2 - カートリッジから流動可能な成分を分配するためのピストン - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分による、カートリッジから流動可能な成分を分配（ｄｉｓｐｅｎｓｅ）するためのピストンに関する。

カートリッジから流動可能な成分を分配するためのピストンが国際特許出願公開第２０１１／０７６６６３号に記載されており、このピストンは、ベース・ボディ及び通気要素（ｖｅｎｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を有する。ベース・ボディは、成分サイドと、作動サイドと、成分サイド及び作動サイドを接続し、且つ通路開口部を有する通路とを有する。通気要素は、通気要素をベース・ボディに接続するのを可能にする内側接続要素と、ベース・ボディの通路開口部内に部分的に配置されるピンとを有する。内側接続要素及びピンはばね要素によって接続され、このばね要素もまた接続ラインに沿って内側接続要素に接続される。通気要素のピンは封止位置及び曝気（ａｅｒａｔｉｎｇ）位置をとることができる。封止位置では、ピンは軸方向に沿うように位置合わせされて通路開口部を気密状態で閉じる。曝気位置では、ピンは、成分サイドと作動サイドとの間で通路を介して空気を交換するのを可能にするようにベース・ボディに対して配置される。この点に関して、通気要素は、ばね要素によってピンを封止位置へと付勢するように配置及び構成されている。

カートリッジを充填する場合、流動可能な成分は、通常、出口の反対側に配置される入口を介してカートリッジ内に充填される。次いでピストンがカートリッジ内に挿入され、それによってカートリッジが入口方向において閉じられる。可能な場合、成分とピストンとの間に空気が存在するべきではなく、その理由は、空気が存在する場合、成分と空気の成分とが反応することがあり、その場合に成分の品質に悪影響を与える可能性があるからである。したがって、ピストンをカートリッジ内に挿入する間又は少なくともその終了時に通気要素のピンが曝気位置へと移動され、その結果、成分とピストンとの間の空気が通路を介して逃げることができ、したがってカートリッジが通気される。曝気位置に設定する場合、ピンはばね要素の復元力に逆らって成分サイドの方向に付勢され、その結果、通路を通して空気を交換することが可能となる。充填後、ピンは可能な限り安定した状態で封止位置に留まるべきであり、それによりカートリッジの入口の方向において成分を気密状態で閉じ込めるべきである。

流動可能な成分を分配する場合、ピストンが軸方向においてカートリッジの出口の方向に変位させられる。この目的のため、ピストンは、プランジャによる作動サイドへの作動力の作用を受ける。ピストン及びプランジャのデザインによっては、この点に関して通気要素のピンは曝気位置へ動かされ、したがって、ピンは作動力の作用の終了後に成分を気密状態で閉じ込めるために封止位置に送り戻される必要がある。

国際特許出願公開第２０１１／０７６６６３号

これを考慮して、本発明の目的は、具体的には、一方で通気を行うのを可能にし、他方でカートリッジを確実に気密状態で閉じるのを可能にするような、カートリッジから流動可能な成分を分配するためのピストンを提案することである。本発明によれば、この目的は請求項１の構成（ｆｅａｔｕｒｅｓ）を有するピストンによって達成される。

ピストンがベース・ボディ及び通気要素を有する。ベース・ボディは、成分サイドと、作動サイドと、成分サイド及び作動サイドを接続し、且つ通路開口部を有する通路とを有する。通気要素は、通気要素をベース・ボディに接続するのを可能にする内側接続要素と、ベース・ボディの通路開口部内に部分的に配置されるピンとを有する。内側接続要素及びピンはばね要素によって接続され、このばね要素もまた接続ラインに沿って内側接続要素に接続される。通気要素のピンは封止位置及び曝気位置をとることができる。封止位置では、ピンが軸方向に沿うように位置合わせされて通路開口部を気密状態で閉じる。曝気位置では、ピンは、成分サイドと作動サイドとの間で通路を介して空気を交換するのを可能にするように配置される。この点に関して、通気要素は、ばね要素によりピンを封止位置へと付勢するように配置及び構成される。

本発明によれば、ばね要素は、作動サイドの方向における内側接続要素に対する接続ラインのところで、ピンの封止位置において軸方向に対して最大８０°の角度を有するように構成される。このようにすることで特に大きい予荷重の力（ｐｒｅｌｏａｄ ｆｏｒｃｅ）が得られ、これがばね要素によりピンに対して軸方向に作用してピンを封止位置へと付勢し、封止位置においてピンが通路開口部の周縁の封止エッジに接触し、それにより通路開口部を気密状態で閉じる。本発明によるピストンのデザインにより、具体的には、有利なことに、曝気位置に何度も設定した後でもピンが再び封止位置へと確実に移動する。これは、上述したように、曝気位置が成分を分配するのにも使用され、加えて、成分が一度に分配されずに代わりにより少量で順番に複数回で分配され、分配ごとにピストンが軸方向においてカートリッジの出口の方向に変位させられるような場合に、特に有利である。

言及した接続ラインは、作動サイドの方向に位置合わせされる通気要素の側のラインであって、内側接続要素がばね要素に結合されるラインとして理解されたい。接続要素とばね要素との間にいわゆる底部の半径（ｂｏｔｔｏｍ ｒａｄｉｕｓ）が形成される場合、接続ラインは底部の半径の端部にてばね要素の方向に得られる。

言及した角度は、具体的には、ピンの中心を軸方向と平行に通過する断面で決定される。したがってこの角度は、作動サイドの方向に位置合わせされるばね要素の輪郭のところでの接続ラインの点における接線と軸方向との間に得られる。

ばね要素は、例えば０．３〜０．８ｍｍ、特には０．４〜０．５ｍｍの厚さを有する。

流動可能な成分は、例えば接着剤として構成される。本発明によるピストンはまた、２つの異なる成分を互いに別個に受け入れることができるいわゆる２成分カートリッジでも頻繁に使用される。２つの成分は分配されるときに互いに混合され、通常は混合された成分を硬化させる化学反応が起こる。このような２成分カートリッジは、例えば、歯科の分野においていわゆる印象材に対して使用されることも、建築の領域においていわゆるケミカル・ドエル（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｏｗｅｌ）に対しても使用されることもある。２成分カートリッジの２つの個別のカートリッジは互いに隣り合うように配置され得、又は互いの中に配置され得る。したがって、本発明によるピストンは円筒形のベース形状又は環状のベース形状を有することができる。環状のベース形状を有するピストンはリング・ピストンとも呼ばれる。

ベース・ボディ及び通気要素は、具体的には、カートリッジ内に挿入される前に本発明によるピストンを形成するように組み合わされる２つの別個の構成要素として構成される。

通気要素のピンは具体的には円筒形のベース形状を有し、特にはその直径が軸方向において変化し、その結果ピンに円錐形セクションが形成される。ピンは具体的にはピストンの作動サイドの方向に向かって先細である。ピンの円錐形セクションの外側の輪郭は具体的には通路開口部の内側の輪郭に対応しており、その結果、ピンと通路開口部との間の領域に封止表面が得られ、それによりピンの封止位置において通路開口部を確実に封止することが可能となる。

ばね要素は、作動サイドの方向における内側接続要素に対する接続ラインのところで、ピンの封止位置において軸方向に対して６５°から７５°の間、特には６９°から７１°の間の角度を有することが特に有利である。

本発明の一実施例では、ばね要素は、接続要素に対する接続ラインの領域において円錐台形の輪郭を有する。それにより、ピンに対して特に大きい予荷重の力が得られる。

本発明の一実施例では、通気要素の内側接続要素が概して円筒形のベース形状を有し、内側のラッチ（掛合）接続部を介してベース・ボディに接続される。内側ラッチ接続部は、具体的には、第１の凹部及び第２の凹部と、対応する第１及び第２のディンプルとを有し、第１及び第２の凹部が軸方向において離間するように配置される。これにより、通気要素とベース・ボディとが特に安定して確実に接続されるようになる。これにより、ピンを通気位置へと付勢するときにベース・ボディを基準として通気要素を変位させずに、ばね要素のみをたわませることが可能となる。このようにして、ばね要素が封止位置の方向の理想的な復元力をピンに対して加えることができる。接続要素がディンプルを有し、ベース・ボディが凹部を有することが可能である。また、逆の構成も可能であり、さらには、両方の構成要素がディンプル及び凹部の両方を有することも可能である。

本発明の一実施例では、ピストンが内側接続要素に加えて外側接続要素を有し、この外側接続要素によって通気要素がベース・ボディに対して追加的に接続され得るようになる。この点に関して、内側接続要素は外側接続要素とピンとの間に配置される。これにより、通気要素とベース・ボディとを特に安定させて確実に接続することが可能となる。この点に関して、外側接続要素は一般に内側接続要素と同様に設計されていてよい。しかし、ベース・ボディに接続された後でベース・ボディの別のディンプルを通過し得ることがないように構成されたディンプルを接続要素が有することも可能である。この場合、ベース・ボディに接続されるとき、外側接続要素はベース・ボディに対して掛合（ラッチ係合）される。

本発明の一実施例では、ベース・ボディ及び通気要素は、特には異なる材料から、射出形成プロセスによって製造される。したがって、一つにはピストンを安価に製造することができ、また材料を要求に正確に適合させることができる。ベース・ボディは、例えばポリエチレン、ポリプロピレン又はポリアミドを有することができ、通気要素は、例えばガラス繊維の混合材を含む、ポリアミド又はポリプロピレンを有することができる。

実施例の以下の説明及び図面を参照することにより本発明の別の利点、特徴及び詳細が得られ、これらの図面では、同じ要素、又は同じ機能を有する要素は、等しい参照符号を付される。

単に指摘されたカートリッジ内のピストンを示す断面図である。 図１のピストンの詳細を示す拡大図である。

図１によれば、単に指摘されているだけのカートリッジ１１から流動可能な成分を分配するためのピストン１０が、ベース・ボディ１２及び通気要素１３を有している。カートリッジ１１は、少なくとも、ピストン１０が配置される領域において環状断面を有する。したがって、図示されない第１の成分のための外側貯蔵空間１４と、外側貯蔵空間１４内に配置される、同様に図示されない第２の成分のための内側貯蔵空間１５とが得られる。ピストン１０はいわゆるリング・ピストンとして構成され、したがって外側貯蔵空間１４内に配置される。内側貯蔵空間１５内の第２の成分を分配するために、図示されない内側ピストンが設けられる。カートリッジ１１は、例えば５０〜１５００ｍｌの容積を有する。

ベース・ボディ１２は作動サイド１６を有し、この作動サイド１６を介して、ベース・ボディ１２及びひいてはピストン１０が、図示されないプランジャによる作動力の作用を受けることができ、その結果、カートリッジ１１内で、軸方向１７の方向に、カートリッジ１１の図示されない出口の方向に変位させられ得る。このようにして、外側容積空間１４内に位置する第１の成分が分配され得る。ベース・ボディ１２は作動サイド１８の反対側に配置される側に成分サイド１８をさらに有し、通気要素１３は、上記成分サイドに配置される。通気要素１３は、周縁の境界領域１９を除いてベース・ボディ１２の成分サイド１８の全体を覆うように設計される。

ベース・ボディ１２は、その外側境界領域に周縁溝２０を有し、この周縁溝２０の中に、通気要素１３の概して中空の円筒形の外側接続要素２１が侵入している。溝２０及び接続要素２１は対応する突出部を有し、これら突出部はこれ以上詳細には図示されないが、外側接続要素２１を溝２０に掛合（ラッチ係合）させるように構成される。

ベース・ボディ１２は、ピストン１０の所定の領域にカップ形状の通路２２を有し、このカップ形状の通路２２の基部に概して円筒形の通路開口部２３が配置される。通路２２は、ピストン１０のベース・ボディ１２の作動サイド１６及び成分サイド１８を接続する。図１に示されるピストン１０を通る断面が、通路２２の中心を通って延びている。通路２２を備えるピストン１０の領域が図２に拡大された形で示されている。

通気要素１３はがピン２４を有し、このピン２４はベース・ボディ１２の通路２２内に部分的に配置され、通路開口部２３を通って突出している。ピン２４は、ばね要素２５を介して概して中空の円筒形の内側接続要素２６に接続され、ばね要素２５から接続要素２６への移行部分上に円形の接続ライン２７が得られる。ばね要素２５は約０．５ｍｍの厚さを有する。内側接続要素２６は、ベース・ボディ１２の対応する凹部２８の中に侵入している。内側接続要素２６は２つのディンプル２９、３０を有し、これらのディンプル２９、３０は軸方向１７に互いにオフセットされるように配置される。ベース・ボディ１２の凹部２８が２つの対応する凹部３１、３２を有し、示されるピストン１０の組み付け状態では２つのディンプル２９、３０がこれらの凹部２９、３０内に掛合（ラッチ）され、それによりベース・ボディ１２に対して接続要素２６が確実に固定され、ひいては通気要素１３全体が固定される。したがって、ディンプル２９、３０及び対応する凹部３１、３２は内側接続要素２６とベース・ボディ１２との間に内側ラッチ接続を形成する。

図１及び２に示される封止位置では、ピン２４がベース・ボディ１２の通路開口部２３を気密状態で閉じており、したがって作動サイド１６と成分サイド１８との間で空気の交換が行われ得ない。確実に封止することを達成するために、ピン２４は所定の領域内にわずかに円錐形である部分を有しており、したがってピン２４は作動サイド１６の方向に向かってわずかに先細（テーパ）である。通路開口部２３は、対応する輪郭を有し、それにより大きい封止表面が得られる。ピン２４は封止位置で軸方向１７に沿って位置合わせされる。図示されないプランジャによりばね要素２５の予荷重の力に逆らってピン２４を成分サイド１８の方向へ変位させることによって、ピン２４は図示される封止位置から図示されない曝気位置へと送られ得る。曝気位置において、ピン２４は、ピン２４と通路開口部２３との間に環状の曝気用の隙間を形成してこの環状の曝気用の隙間を介して成分サイド１８と作動サイド１６との間で空気の交換を可能にするように、通路開口部２３に対して配置される。

ばね要素２５は、接続要素２６への接続ライン２７の領域において、円錐台形の輪郭を有する。ばね要素２５は、作動サイド１６の方向における内側接続要素２６への接続ライン２７のところで、ピン２４の封止位置において軸方向１７に対して約７０°の角度αを有するように構成及び配置される。接続ライン２７は、作動サイド１６の方向に位置合わせされる通気要素１３の側のラインであって、そこで内側接続要素２６がばね要素２５に結合されるものとして理解されたい。この場合、図２では、作動サイド１６の方向に位置合わせされるばね要素２５の輪郭のところで、接続ライン２７の点における接線３３と軸方向１７との間に角度αが得られる。より明瞭にするために、成分サイド１８の方向に変位させた接線も追加的に示される（参照符号３３’）。

ベース・ボディ１２及び通気要素１３は、各々が射出成形プロセスによって製造される。この点に関して、ベース・ボディ１２がポリエチレンを有し、通気要素１３がポリアミドを有する。

Claims (9)

1. ベース・ボディ（１２）と、
   通気要素（１３）と
   を有する、カートリッジから流動可能な成分を分配するためのピストンであって、
   前記ベース・ボディ（１２）が、成分サイド（１８）と、作動サイド（１６）と、前記成分サイド（１８）及び前記作動サイド（１６）を接続し、且つ通路開口部（２３）を有する通路（２２）とを有し、
   前記通気要素（１３）が、該通気要素（１３）を前記ベース・ボディ（１２）に接続するのを可能にする、概して円筒形のベース形状の内側接続要素（２６）と、前記ベース・ボディ（１２）の前記通路（２２）内に少なくとも部分的に配置されるピン（２４）と、前記内側接続要素（２６）及び前記ピン（２４）を接続し、且つ接続ライン（２７）に沿って前記内側接続要素（２６）に接続されたばね要素（２５）とを有し、
   前記通気要素（１３）の前記ピン（２４）は、
   前記ピン（２４）が軸方向（１７）に沿って位置合わせされて前記通路開口部（２３）を気密状態で閉じる封止位置と、
   前記成分サイド（１８）及び前記作動サイド（１６）の間で前記通路（２２）を介して空気を交換するのを可能にする曝気位置と
   をとることができ、
   前記通気要素（１３）が、前記ばね要素（２５）のみをたわませることによって前記ピン（２４）を前記封止位置へと付勢するように配置及び構成されている
   ピストンにおいて、
   前記ばね要素（２５）が、前記作動サイド（１６）の方向における前記内側接続要素（２６）への前記接続ライン（２７）のところで、前記ピン（２４）の前記封止位置において前記軸方向（１７）に対して最大８０°の角度αを有するように構成されていることを特徴とする、ピストン。
2. 前記角度αが６５°から７５°の間の大きさであることを特徴とする、請求項１に記載のピストン。
3. 前記角度αが６９°から７１°の間の大きさであることを特徴とする、請求項２に記載のピストン。
4. 前記ばね要素（２５）が、前記内側接続要素（２６）に対する前記接続ライン（２７）の領域において円錐台形の輪郭を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載のピストン。
5. 前記内側接続要素（２６）が、内側ラッチ接続部（２９、３０、３１、３２）を介して前記ベース・ボディ（１２）に接続されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載のピストン。
6. 前記内側ラッチ接続部（２９、３０、３１、３２）が、第１の凹部（２９）及び第２の凹部（３０）と、対応する第１のディンプル（３１）及び第２のディンプル（３２）とを有し、前記第１の凹部（２９）及び前記第２の凹部（３０）が前記軸方向（１７）において離間するように配置されていることを特徴とする、請求項５に記載のピストン。
7. 前記通気要素（１３）を前記ベース・ボディ（１２）に接続することができる外側接続要素（２１）であって、前記内側接続要素（２６）が前記外側接続要素（２１）と前記ピン（２４）との間に配置される外側接続要素（２１）を特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載のピストン。
8. 前記ベース・ボディ（１２）及び前記通気要素（１３）が射出成形プロセスによって製造されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載のピストン。
9. 前記ベース・ボディ（１２）及び前記通気要素（１３）が異なる材料を有することを特徴とする、請求項８に記載のピストン。

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