JPH04200672A - 液体ディスペンサーのシリンジ用プランジャー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、シリンジ内に充填された、ペースト状、ク
リーム状などを呈する電子材料、接着剤その他の中高粘
土液体材料を微量吐出および／または高頻度吐出するに
際して用いられる液体ディスペンサーにおいて、シリン
ジ内の液体の、常に適正なる圧下をもたらすシリンジ用
プランジャーに関するものである。

（従来の技術） 液体ディスペンサーは、液体材料が充填されているシリ
ンジに、加圧エアをエアパルスとしで供給し、そのエア
パルスをもってその液体材料を押圧することにより、シ
リンジの先端に取付けたニードルから所定量の液体を吐
出するものであり、シリンジ内の液面レベルはその吐出
の都度低下することになるが、その液体が中高粘度のも
のである場合には、シリンジ壁面への液体の付着量が多
（なって、シリンジの中心部の液面レベルだけがとくに
低下することになり、ひいてはその液体にエアが貫通す
ることになるため、液体の定量吐出を確実ならしめるこ
とが困難であった。

そしてこのことは、不透明な液体材料の吐出を行う場合
にとくに重大であり、不透明な液体材料が、通常は透明
なシリンジの壁面に付着したときには、その液面レベル
の低下を外部からの目視をもっては確認することができ
ないが故に、加圧エアが液体に貫通したままの状態での
吐出作業を継続するおそれがあった。

そこで、かかる現象の発生を防止すべく、シリンジ内に
充填された中高粘度の液体材料上に、第４図（ａ）に示
すような円柱上のプランジャー、第４図（ｂ）に示すよ
うに、円柱体の周面にシールリングを配設したプランジ
ャー、第４図（Ｃ）に示すように、庇付円筒体の周面に
上下２段のフランジを形成したプランジャーなどを配置
し、そのプランジャーによって、液体材料の表面全体を
ほぼ均一に押圧し、かつ、その液体材料の、シリンジ壁
面への付着を防止しようとの試みがなされていた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、かかる従来技術のうち、第４図（ａ）に示す
ように、シリンジａの内径よりわずかに小径の円柱上プ
ランジャーｂによって液体材料Ｃを押圧する場合には、
その液、体材料Ｃがたとえばクリーム半田のように固形
物を含むものであるときには、その固形物がシリンジａ
と円柱状プランジャーｂとの間に挟み込まれることによ
って、そのプランジャーｂの円滑なる作動が阻害されて
、所定量の液体を吐出し得なくなる問題があり、逆に、
円柱状プランジャーｂの直径が、第４図（ｄ）に示すよ
うに、シリンジａの内径よりはるかに小さい場合には、
それらの間への固形物の挟み込みのおそれはな（なるも
のの、それら両者間への液体材料Ｃの通過量が多くなっ
て、プランジャーｂが液体内に沈み込むことになるため
、プランジャーｂがそれ本来の機能を発揮することが不
可能となる他、外部からの液面レベルの視認もまた不可
能となる。

また、第４図（ｂ）に示すように、円柱体の周面にシー
ルリングｄを配設したプランジャーｅにあっては、シリ
ンジａとプランジャーｅとの間への液体材料Ｃ通過は十
分に防止し得るものの、軟質なシールリングｄの変形下
で、それとシリンジｅとの間に、液体材料Ｃに含まれる
固形物が挟み込まれることによって、そのプランジャー
ｅの円滑なる作動が妨げられるという問題があった。

さらに、第４図（Ｃ）に示すようなフランジ付きのプラ
ンジャーｆにおいては、そのフランジｇとシリンジａと
の摺接により、プランジャーｆとシリンジａとの間への
液体材料Ｃの通過および、液体材料Ｃに含まれる固形物
の、フランジｇとシリンジａとの間への噛み込みのそれ
ぞれを有効に防止することができるが、そのプランジャ
ーｆへの加圧エアの供給によって液体材料Ｃをニードル
から吐出させた場合には、そのプランジャーｆへの加圧
エアの供給を停止した瞬間に、それまで圧縮力を受けて
いた液体材料Ｃの圧縮反力により、プランジャーｆにそ
れを押し戻そうとする力が作用し、これによって、とく
には上側に位置するフランジｇの下側に、その上方側か
らエアｈを吸い込むことがあり、このようにして−旦吸
い込まれたエアｈは、液体材料Ｃの通常の吐出工程にて
はフランジｇの上方側へ抜は出し得ないのみならず、吐
出工程の繰り返しによってむしろ増加する傾向にあり、
このことは、第４図（ｂ）に示すように、円柱体の周面
にシールリングｄを配設してなるプランジャーｅにおい
てもまたほぼ同様である。

そして、その吸い込みエアｈの増加に伴い、プランジャ
ーｅ、ｆにパルス状に供給される加圧エアの圧力が、圧
縮変形を行う吸い込みエアｈを介して液体材料Ｃに伝達
されることになるため、それの液体材料Ｃへの伝達速度
が遅くなり、ひいては、ニードルから吐出される液体材
料Ｃの吐出量に変動をきたし、甚だしくは、液体材１４
　ｃが全く吐出されないことも起り得る。

なお、このことは、加圧エアによって、フランジｇの、
シリンジ壁面への密着をもたらすタイプのプランジャー
ｆにおいてと（に重大であった。

この発明は、従来技術のかかる問題をことごとく解決す
るものであり、液体材料に含まれる固形物の、プランジ
ャーとシリンジとの間へ、の挟み込みを十分に防止する
とともに、それらの間への液体材料の通過をもまた十分
に防止し、しかも、加圧エアの供給停止に伴う外部エア
の吸い込みをきわめて効果的に防止して、パルス状に供
給される加圧エアを液体材料に適確に伝達することがで
きる、液体ディスペンサーのシリンジ用プランジャーを
提供するものである。

（課題を解決するための手段） この発明の、液体ディスペンサーのシリンジ用プランジ
ャーは、全体形状がほぼ砲弾状をなすプランジャーであ
って、後端部がシリンジの内径より幾分小さい外径を有
する、テーパ状、球面状などの先細り先端部分を設ける
とともに、先細り先端部分の後方隣接位置に、均一外径
形状、テーパ状、捩れ形状などとすることができる小径
胴部を形成し、この小径胴部のさらに後方に、シリンジ
内径よりわずかに大きい外径を有する、薄肉の筒状部分
を隣接させて設け、さらに、その筒状部分に、シリンジ
の軸線方向にのびて筒状部分の縦方向の弾性変形を許容
すべくも機能する少なくとも一本、好ましくは、直径方
向に対抗して位置する複数本の排出溝を設けたものであ
り、ここで、より好ましくは、前記先細り先端部分の後
端部にもまた、シリンジの軸線方向にのびる少なくとも
一本の案内溝を設ける。

また、この発明の他のプランジャーは、前述した排出溝
に併せて、先細り先端部分から、筒状部分の内側まで貫
通する少なくとも一本の排出孔を設けたもの、または、
小径胴部から、筒状部分の内側まで貫通する他の排出孔
を少なくとも一本設けたものである。

（作用） このプランジャーでは、それのシリンジへの挿入に際し
、先細り先端部分の、シリンジ内径より幾分小径の後端
部および、そのシリンジ内径よりわずかに大径の筒状部
分のそれぞれが、シリンジ内壁との接触下で、プランジ
ャーの、シリンジに対する傾きを十分に防止する。

そしてまた、この挿入に際し、先細り先端部分は、液体
材料を、たとえそこに固形物が含まれている場合であっ
ても、その後端部とシリンジとの間の適正なるクリアラ
ンスの下で、筒状部分側へ押出す。この一方において、
シリンジの上方側に押出された液体材料を、その筒状部
分より下方に有効に堰止める。

従ってここでは、シリンジ内へのプランジャーの挿入お
よび、その後に続く吐出作業においても、液体材料の、
シリンジ壁面への付着残留が、その壁面への薄肉筒状部
分の摺接によって効果的に防止されることになり、これ
がため、その筒状部分に設けた排出溝と対応する部分で
は、シリンジ壁面に、液体材料がわずかに付着残留する
ことになるも、シリンジの外側からの液面レベルの正確
な視認を極めて容易ならしめることができる。

その後、シリンジ内のプランジャーに、加圧エアをパル
ス状に供給すると、その加圧エアは、プランジャーを介
して液体材料を押圧するとともに、筒状部分に設けた排
出溝を経てその液体材料を直接的に押圧し、このことに
より液体材料は、シリンジの先端部に取付けられたニー
ドルから、エア圧力およびパルス長に応じた所定量だけ
吐出される。

なお、このような吐出工程において、液体材料に含まれ
ている固形物が筒状部分に達することがあっても、その
筒状部分は、硬質材料からなり、しかも、シリンジ壁面
に、弾性変形状態にて緊密に接触していることから、そ
の固形物が筒状部分をシリンジとの間に挟み込まれるお
それはな（、それ故に、プランジャーの、常に円滑な作
動が担保されることになる。

この場合において、液体材料に含まれることのある固形
物が、筒状部分に形成した排出溝に達したときには、そ
の排出溝の断面寸法を、固形物の寸法より十分大きなも
のとしておくことによって、その固形物を排出溝に容易
に通過させることができるので、このときにもまた、プ
ランジャーの円滑な作動が妨げられるおそれはない。

ところで、パルス状の加圧エアのプランジ￥−への供給
を停止すると、その瞬間には、液体材料の圧縮反力がそ
のプランジャーに作用することになるも、ここでは、そ
の圧縮反力は、先細り先端部分の作用下で、小径胴部と
シリンジどの間へ逃され、そして、筒状部分に設けた排
出溝を経てプランジャーの上方へ排出されるので、液体
材料が圧縮性を有すると否とにかかわらず、また、液体
材料がたとえ気泡を内包している場合であっても、プラ
ンジャーそれ自身の上昇変位、ひいては、その上昇変位
に起因する、筒状部分の下方側への外部エアの吸い込み
をほぼ確実に防止することができる。

なお、ここにおいて、先細り先端部分の後端部に、シリ
ンジの軸線方向にのびる少なくとも一本、これも好まし
くは、直径方向に対抗して位置する複数本の案内溝を設
けた場合には、その後端部とシリンジ内壁とのクリアラ
ンスを、液体材料に含まれることのある固形物の通過を
許容するに必要最小限のものとすることによって、シリ
ンジに対するプランジャーの傾きを一層有効に防止する
ことができ、この一方において、エアおよび液体材料の
、筒状部分側への押出し流動を、それらの案内溝の作用
下で十分円滑ならしめることができる。

以上この発明に係るーのプランジャーの作用効果につい
て述べたが、このことは、前記プランジャーの、筒状部
分に設けた排出溝と併せて、先細り先端部分から筒状部
分の内側まで貫通する、または、小径胴部から筒状部分
の内側まで貫通する少なくとも一本の排出孔を設けた他
のプランジャーにおいてもほぼ同様であり、その作用効
果は、前記各排出孔を併設した場合、さらには、それら
の両排出孔に加えて、先細り先端部分の後端部に、少な
くとも一本の案内溝を設けた場合に一層顕著なものとな
る。

なお、ここにおける排出孔は、いずれも、液体材料中の
固形物を通過させるに十分な孔径を有するものである。

（実施例） 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示す斜視図および縦断
面図であり、図中１は円錐状その他の形状とすることが
できる先細り先端部分を、２は、先細り先端部分の後方
に隣接する小径胴部をそれぞれ示し、また、３は、この
小径胴部２のさらに後方に隣接し、直円筒状もしくは、
少なくとも外径が後方にむけて漸増する形状をなす薄肉
筒状部分を示し、これらの各部は、同一の軸線上で一体
をなす。

そしてここでは、先細り先端部分１の後端部４の外径を
、第１図（ｂ）に示すところから明らかなように、シリ
ンジ５の内径より幾分小径として、それらの間に、空気
および液体材料はもちろん、その液体材料に含まれるこ
とのある固形物も流動可能ならしめ、また、その後端部
４に、シリンジ５の軸線方向にのびる少なくとも一本、
図では直径方向に対抗して位置する二本の案内溝６を設
け、それらによって、液体材料その他の、上方への押出
し流動を十分円滑ならしめる。

この一方において、筒状部分３の外径、その外径が長さ
方向に変化する場合にはそれの最大径を、シリンジ内径
よりわずかに大きい寸法とし、これにより、それのシリ
ンジ５への嵌め合わせ状態においては、その筒状部分３
を、後述する排出溝の変形に基づ（それ自身の弾性変形
により、シリンジ壁面に十分緊密に線もしくは面接触さ
せて、それらの間への固形物の侵入および、シリンジ壁
面への液体材料の付着残留をほぼ確実に防止し、併せて
、その筒状部分３の外周に、シリンジ５の軸線方向にの
びる少なくとも一本、これも図では、直径方向に対抗し
て位置する二本の排出溝７を設け、これらの排出溝７に
よって、筒状部分３の縦径方向へ弾性変形に加え、シリ
ンジ内のエア、液体材料の一部、その液体材料の圧縮反
力などの外部への排出を可能ならしめる。

ところで、この筒状部分３は、それの弾性変形下にてシ
リンジ壁面に摺接することから、シリンジ内径の幾分の
ばらつきを十分に吸収することができる。

以上のように構成してなるプランジャーの作用を、第２
図に基づいて以下に説明する。

予め液体材料を充填したシリンジ内へのプランジャーを
挿入する場合には、手指により、または押込具を用いて
、第２図（ａ）に示すようにそのプランジャーを押込む
ことにより、プランジャーは、先細り先端部分１の後端
部４および筒状部分３の、シリンジ内壁への接触によっ
て、シリンジ５に対する傾きを防止されてシリンジ内へ
円滑に進入する。

ここで、先細り先端部分１が、液体材料内へ図示のよう
に進入すると、液体材料８の一部および封入エア９が、
その先細り先端部分１によって、押しのけられ、その進
入のさらなる進行により、それらは、先細り先端部分１
のその後端部４に設けた案内溝６とシリン壁面との間、
小さな流動抵抗の下で、迅速に通過して小径胴部２の周
りに至り、ついには、第２図（ｂ）に示すように、シリ
ンジ壁面に緊密に摺接する筒状部分３に達する。

なお、液体材料８の一部および封入エア９がこのように
して、筒状部分３に到達するに先だち、小径胴部２の周
りに、第２図（ａ）に示すように、予め存在するエア１
０は、液体材料８および封入エア９が小径胴部２の周り
に流入するにつれて、筒状部分３に設けた排出溝７を経
てプランジャーの上方へ徐々に排出されることになる。

ところで、筒状部分３に達した液体材料８および封入エ
ア９は、その筒状部分３のシリンジ壁面への摺接に基づ
き、通常はそこに堰止められることになるも、プランジ
ャーの押込量との関連において、ときとしてそれらの一
部が、第２図（ｂ）に示すように、筒状部分３に設けた
排出溝７を経て、シリンジ壁面にわずかに付着残留する
こともある。

このようにしてプランジャーをシリンジ内へ押込むに当
り、先細り先端部分１とシリンジ壁面との間に、液体材
料８に含まれる固形物が入り込むことがあっても、それ
らの間のクリアランスは、固形物が通過するに十分なも
のに選択されているので、固形物がそこに挟み込まれる
おそれは全くない。また、その固形物が筒状部分３まで
達することがあっても、そこでは、剛性材料からなるそ
の筒状部分３が、シリンジ壁面に緊密に接触しているこ
とから、固形物がそれらの間に入り込む余地はなく、従
って、ここでもまた、固形物の挟み込みのおそれは全く
ない。

ここで、筒状部分３に設けた排出溝７に、固形物が入り
込むことも考えられるが、このことに対しては、その排
出溝７の断面寸法を、固形物のそれより大きくすること
により十分に対処することができる。

このようなプランジャー各部の作用は、その押込みに際
してのみならず、その後に続く吐出工程においても全く
同様である。

そしてその後は、プランジャーに、加圧エアをパルス状
に供給することによって、液体材料８の吐出を行い、吐
出量が所定値に達したときにそこへの加圧エアの供給を
停止する。

ここで、プランジャーへの加圧エアの供給停止に際して
は、液体材料８が圧縮性を有すると否とにかかわらず、
また、それが気泡を内包していいると否とにかかわらず
、そのプランジャーには、液体材料８の圧縮反力が作用
することになるところ、このプランジャーでは、その圧
縮反力を、先細り先端部分１の作用下で、それとシリン
ジ壁面との間を経て、小径胴部２とシリンジ壁面との間
へ逃がし、さらにそこから、筒状部分３に設けた排出溝
７を経て、プランジャーの上方側へ逃がすことから、プ
ランジャーそれ自身には、それをシリンジ５に対して相
対上昇させるほどの大きな圧縮反力が作用することはな
く、これがため、プランジャーが圧縮反力によって上昇
変位することに起因する、筒状部分３の下側へのエアの
吸い込みを完全に防止することができる。

なお、排出溝７による、上述したような圧縮反力の排出
その他により、その排出溝７と対向するシリンジ壁面に
は、第２図（Ｃ）に断面斜視図で示すように、液体材料
８が筋状に付着残留することになるが、その付着量は極
めてわずかであるので、それらによって、液面レベルの
、外側からの視認が妨げられることはない。

かくして、このプランジャーによれば、シリンジとそれ
との間への固形物の挟み込みを十分に防止して、プラン
ジャーの常に円滑な作動を担保することができるととも
に、シリンジの外側からの、液面レベルの正確な視認を
容易にならしめることができ、しかも、加圧エアの供給
停止に伴うプランジャーの上昇変位を完全に防止して、
筒状部分３の下側へのエアの吸い込みを有効に回避する
ことができる。

第３図は、他の実施例を示す縦断面図であり、これは、
前述したところに加え、そのプランジャーの中心に貫通
する排出孔１１と平行にのびる排出孔１２と、小径胴部
２から筒状部分３の内側に達する排出孔１３との三種類
の排出孔を形成したものであり、これらの排出孔１１．
１２．１３はいずれも、少な（とも排出溝７と同様に機
能するものである。

従って、この実施例において、三種類の排出孔の内の二
種類を省いても前述した実施例と同様の作用効果をもた
らすことができる。

（発明の効果） 以上に述べたところから明らかなように、この発明によ
れば、シリンジ内の液面レベルを、シリンジの外側から
、容易にかつ明確に視認できることはもちろん、シリン
ジ内でのプランジャーの作動を常に円滑ならしめること
ができ、しかも、プランジャーに作用するエア圧力を、
液体材料に直接的に伝達して、所期した通りの量の液体
を確実に吐出させることができ、併せて、圧縮された吸
込みエアが加工エアの供給停止後に再膨張することに起
因する、ニードル先端からの液体材料のたれ落ちをほぼ
完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を示す説明図、第２図は、
プランジャーの作動を示す説明図、 第３図は、他の実施例を示す縦断面図、第４図は、従来
例を示す縦断面図である。 １・・・先細り先端部分、　２・・・小径胴部、３・・
・筒状部分、　　　　　４・・・後端部、５・・・シリ
ンジ、　　　　　６・・・案内溝、７・・・排出溝、　
　１１．１２．１３・・・排出孔特許出願人　武藏エン
か７’Ｊンク株式会社代理人　弁理士　　小　川　順　
三 代理人　弁理士　　中　　村　盛　夫 第１ （α） （ｂ） 第２表 （。）（ｂ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、後端部がシリンジ内径より幾分小さい外径を有する
   先細り先端部分を、先細り先端部分の後方に隣接して位
   置する小径胴部と、この小径胴部のさらに後方に隣接し
   て位置し、シリンジ内径よりわずかに大きい外径を有す
   る筒状部分と、この筒状部分に形成されて、シリンジの
   軸線方向にのびる少なくとも一本の排出とを具えてなる
   液体ディスペンサーのシリンジ用プランジャー。 ２、先細り先端部分の後端部に、シリンジの軸線方向に
   のびる少なくとも一本の案内溝を設けてなる請求項１記
   載のプランジャー。 ３、後端部がシリンジ内径より幾分小さい外径を有する
   先細り先端部分を、先細り先端部分の後方に隣接して位
   置する小径胴部と、この小径胴部のさらに後方に隣接し
   て位置し、シリンジ内径よりわずかに大きい外径を有す
   る筒状部分と、前記先細り先端部分から筒状部分の内側
   に達するまたは、前記小径胴部から筒状部分の内側に達
   する少なくとも一本の排出孔とを具えてなる液体ディス
   ペンサーのシリンジ用プランジャー。