JPWO2014054583A1 - ディスペンサー用プランジャー、ディスペンサーおよび液体材料の吐出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、かかる課題を解決するために、底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することが提案されている(特許文献1の第4図(c)参照)。
特許文献1のように排出溝を設ける構成も考えられるが、シリンジ壁面への液体の付着を防ぐ作用は弱くなるという課題がある。また、小径胴部から筒状部分の内側に達する細径の排出孔を設け、液体材料を逆流させる構成も考えられるが、プランジャーの内側に無駄になる液体材料が残るという課題や排出孔を通過した液体が乾燥して固まるなどの課題がある。そして、これらの課題は加圧エアーの圧力を強くするほど顕著なものとなるところ、高タクトの吐出用途においては課題の影響は一層大きなものとなっていた。
発明者は、プランジャーの押圧力を適度に弱めながら、液体材料を吐出するために必要な圧力を印加することを検討した。ここで、プランジャーによる押圧力は、プランジャーの有する受圧面積(プランジャー背面側の面積)と相関があることから、プランジャーの受圧面積を減らすことで押圧力を弱めることが可能であると考えた。他方で、プランジャーの受圧面積を減らすことでプランジャーから液体材料が受ける押圧力が弱まった分については、プランジャーを介さずに液体材料を直接加圧することで補えばよいと考え、本発明の創作をなした。
ディスペンサー用プランジャーに係る本発明は、シリンジ内に摺動可能に挿着されるディスペンサー用プランジャーであって、当該プランジャーは弾性樹脂材料からなり、シリンジ内壁面に当接する当接面が環状に設けられた大径胴部(23)と、大径胴部の背部に設けられた後方開口(26)と、前方開口(28)が設けられた細径胴部(22)とを備え、前方開口(28)を、加圧エアーにより液体材料を直接加圧することができ、かつ、少なくともプランジャーが液体材料の吐出消費に伴う水頭位置低下に追従して移動できる大きさに構成したことを特徴とする。
上記ディスペンサー用プランジャーに係る発明において、前方開口(28)を、プランジャーの最進出位置においてシリンジ内に残留した液体材料を加圧エアーにより吐出可能な大きさに構成したことを特徴としてもよい。
上記ディスペンサー用プランジャーに係る発明において、前方開口(28)の開口面積が、5mm2以上であることを特徴としてもよい。
上記ディスペンサー用プランジャーに係る発明において、前方開口(28)が、橋部材(31)により分割された複数の開口からなることを特徴としてもよい。
上記ディスペンサー用プランジャーに係る発明において、前方開口と連通する加圧流路(27)を備えることを特徴としてもよい。
上記ディスペンサー用プランジャーに係る発明において、前記細径胴部(22)が先細り部(21)を有することを特徴としてもよい。
上記ディスペンサー用プランジャーに係る発明において、大径胴部(23)の側面が、上方側当接面(24)、下方側当接面(25)および上方側当接面(24)と下方側当接面(25)との間に位置する中間部とから構成され、後方開口(26)内に加圧エアーが供給されると大径胴部(23)が膨張し、中間部の一部または全部がシリンジ内壁面に当接することを特徴としてもよい。
上記ディスペンサーに係る発明において、プランジャーの前方開口の径が前記シリンジの吐出孔の径より大径であることを特徴としてもよい。
上記液体材料の吐出方法に係る発明において、液体材料が、高粘性液体材料であることを特徴としてもよい。
また、プランジャーの圧縮弾性変形に起因する液体材料の応答遅れを解消することができるので、高タクトの吐出が可能となる。
さらには、プランジャーの進出移動によっては使い切ることのできない、シリンジ内の残留液体材料を無駄なく使い切ることが可能となる。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るプランジャー20の断面斜視図であり、図2は、シリンジ胴部11に挿着されたプランジャー20の断面図である。
本実施形態のプランジャー20は、先細り部21を有する筒状の細径胴部22と、筒状の大径胴部23を備えて構成され、全体として先端が平らな砲弾形状の薄肉中空構造をなしている。このプランジャー20は、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂等の比較的軟質な弾性を有する樹脂材料により形成される。
プランジャー20は、大径胴部23の上端に設けられた当接面24と下端に設けられた当接面25とでシリンジ内周面14と密着している。プランジャー20の外側面に環状に設けられた当接面24,25は、大径胴部23の最大外径となり、シリンジ胴部11の内径とほぼ同じ寸法である。当接面24,25により、シリンジ胴部内壁面14に十分緊密に面接触させて、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5の付着残留をほぼ確実に防止することが可能である。また、プランジャー20には前方開口28が設けられているので当接面24,25からのエアーの吸い込みは生じない。なお、シリンジ内壁面に付着する液体材料の掻き取り能力が低くてもよい場合には、大径胴部23の最大外径をシリンジ胴部11の内径よりも小さく構成してもよい。
また、加圧エアー非供給時は、前方開口28内に液体材料5が流入することで、シリンジやプランジャーの圧縮弾性変形などに起因する液体材料の応答遅れを解消するバッファ流路として機能する。ここで、応答遅れとは、加圧エアー非供給時には、膨張復元の影響によりプランジャーが後退するが、シリンジとプランジャーの摺動摩擦によりプランジャーの後退が遅くなることにより生じる圧力回復のタイムラグをいう。従来例のような細径の排出孔ではここを流れる液体材料の流動抵抗が大きいので、応答遅れを解消することはできない。
また、バッファ流路としての機能が害されないように、前方開口の開口面積を5mm2以上とすることが好ましく、10mm2以上とすることがより好ましい。
また、前方開口28の開口面積は、シリンジ先端の吐出孔15の内径よりも大径とすることが好ましい。プランジャーがシリンジ内の底(絞り部12の内壁)に到達した後、加圧流路27、絞り部12および吐出孔15に残留する液体材料を吐出することが容易となるからである。
なお、シリンジは必ずしもノズルと直結されている必要はなく、シリンジと吐出部とをチューブ等で接続する態様にも本発明は適用可能である。
図8(a)は第2実施形態に係るプランジャーの断面図であり、図8(b)は第3実施形態に係るプランジャーの断面図である。
第2実施形態に係るプランジャーは、受圧面の全部が水平面(フラット)からなる形態例を開示し、先細り部を有しない。このプランジャーの先端は、フラットになっており、細径胴部22の断面形状は円柱状である。
第3実施形態に係るプランジャーは、受圧面の全部が斜面からなる形態例を開示する。このプランジャーの先端は、前方開口28の部分が平らになっており、先細り部21の断面形状が円錐台状である。ここで、上記で説明したように、受圧面積はプランジャーの進行方向に対し垂直な面に投影された受圧面の面積であるから、受圧面の全部が斜面である第3実施形態では受圧面積をcosθを乗じて平面に換算する。
これらプランジャー20も、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂等の比較的軟質な弾性を有する樹脂材料により形成される。また、第1実施形態も含め、いずれのプランジャーも先端にフラット部分を有するという外観形状の特徴がある。
図9(a)は第4実施形態に係るプランジャーの下面図であり、図9(b)は第5実施形態に係るプランジャーの下面図であり、図9(c)は第6実施形態に係るプランジャーの下面図であり、図9(d)は第7実施形態に係るプランジャーの下面図である。また、図10(a)は第8実施形態に係るプランジャーの下面図であり、図10(b)は第9実施形態に係るプランジャーの下面図であり、図10(c)は第10実施形態に係るプランジャーの下面図であり、図10(d)は第11実施形態に係るプランジャーの下面図である。
図11(a)は第12実施形態に係るプランジャーの断面図であり、(b)は第13実施形態に係るプランジャーの断面図である。
第12実施形態は、先細り部21を肉厚に構成し、先細り部21に加圧流路27を設けた構成のプランジャーである。先細り部21を肉厚に構成することで、プランジャーの剛性を維持することが可能である。
第13実施形態は、加圧流路27を設けない構成のプランジャーである。シリンジやプランジャーの圧縮弾性変形などに起因する液体材料の応答遅れが小さい場合や前方開口28の開口面積が相当程度大きい場合などには、前方開口28に流れ込む液体材料の高さ(進入距離)は極わずかであるため、加圧流路27を設けなくともよい。
第9実施形態に係るプランジャーの下面図であり、(c)は第10実施形態に係るプランジャーの下面図であり、(d)は第11実施形態に係るプランジャーの下面図である。
[図11](a)は第12実施形態に係るプランジャーの断面図であり、(b)は第13実施形態に係るプランジャーの断面図である。
発明を実施するための形態
[0014]
以下に、本発明を実施するための形態例を説明する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るプランジャー20の断面斜視図であり、図2は、シリンジ胴部11に挿着されたプランジャー20の断面図である。
本実施形態のプランジャー20は、先細り部21を有する筒状の細径胴部22と、筒状の大径胴部23を備えて構成され、全体として先端が平らな砲弾形状の薄肉中空構造をなしている。このプランジャー20は、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂等の比較的軟質な弾性を有する樹脂材料により形成される。
プランジャー20は、大径胴部23の上端に設けられた当接面25と下端に設けられた当接面24とでシリンジ内周面14と密着している。プランジャー20の外側面に環状に設けられた当接面24,25は、大径胴部23の最大外径となり、シリンジ胴部11の内径とほぼ同じ寸法である。当接面24,25により、シリンジ胴部内壁面14に十分緊密に面接触させて、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5の付着残留をほぼ確実に防止することが可能である。また、プランジャー20には前方開口28が設けられているので当接面24,25からのエアーの吸い込みは生じない。なお、シリンジ内壁面に付着する液体材料の掻き取り能力が低くてもよい場合には、大径胴部23の最大外径をシリンジ胴部11の内径よりも小さく構成してもよい。
[0015]
後方開口26は、プランジャー20の上方(背面)から供給される加圧エアーを受けるための入口となる。後方開口26内に加圧エアーが供給される
数の開口からなる前方開口を例示する。第10実施形態に係るプランジャーは、円形の大開口28aを4つに分割する十字の橋部材31を設け、かつ、十字の橋部材31の中央に小開口28bを設けた構成を開示している。第11実施形態に係るプランジャーは、円形の前方開口28を5つに分割する五本の橋部材31を設けた構成を開示している。このように、橋部材を設けることで、前方開口を大径として場合でも、プランジャーの剛性を維持することが可能である。
[0030]
[第12〜13実施形態]
図11(a)は第12実施形態に係るプランジャーの断面図であり、(b)は第13実施形態に係るプランジャーの断面図である。
第12実施形態は、先細り部21を肉厚に構成し、先細り部21に加圧流路27を設けた構成のプランジャーである。先細り部21を肉厚に構成することで、プランジャーの剛性を維持することが可能である。
第13実施形態は、加圧流路27を設けない構成のプランジャーである。シリンジやプランジャーの圧縮弾性変形などに起因する液体材料の応答遅れが小さい場合や前方開口28の開口面積が相当程度大きい場合などには、前方開口28に流れ込む液体材料の高さ(進入距離)は極わずかであるため、加圧流路27を設けなくともよい。
[0031]
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態には様々な変更・改良を加えることが可能である。そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。
符号の説明
[0032]
1:吐出部、2:制御装置、3:減圧弁、4:加圧源、5:液体材料、6:ワーク、10:シリンジ、11:シリンジ胴部、12:絞り部、14:シリンジ内周面、15:吐出孔、20:プランジャー、21:先細り部、22:細径胴部、23:大径胴部、24:(下方側)当接面、25:(上方側)当接面、26:後方開口、27:加圧流路、28:前方開口、29:隆起部、
Claims (11)
- シリンジ内に摺動可能に挿着されるディスペンサー用プランジャーであって、
当該プランジャーは弾性樹脂材料からなり、シリンジ内壁面に当接する当接面が環状に設けられた大径胴部と、大径胴部の背部に設けられた後方開口と、前方開口が設けられた細径胴部とを備え、
前方開口を、加圧エアーにより液体材料を直接加圧することができ、かつ、少なくともプランジャーが液体材料の吐出消費に伴う水頭位置低下に追従して移動できる大きさに構成したことを特徴とするディスペンサー用プランジャー。 - 前方開口を、プランジャーの最進出位置においてシリンジ内に残留した液体材料を加圧エアーにより吐出可能な大きさに構成したことを特徴とする請求項1のディスペンサー用プランジャー。
- 前方開口の開口面積が、5mm2以上であることを特徴とする請求項1または2のディスペンサー用プランジャー。
- 前方開口が、橋部材により分割された複数の開口からなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかのディスペンサー用プランジャー。
- 前方開口と連通する加圧流路を備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかのディスペンサー用プランジャー。
- 前記細径胴部が先細り部を有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれかのディスペンサー用プランジャー。
- 大径胴部の側面が、上方側当接面、下方側当接面および上方側当接面と下方側当接面との間に位置する中間部とから構成され、後方開口内に加圧エアーが供給されると大径胴部が膨張し、中間部の一部または全部がシリンジ内壁面に当接することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかのディスペンサー用プランジャー。
- 請求項1ないし7のいずれかのディスペンサー用プランジャーと、
吐出孔を有するシリンジと、
シリンジに加圧エアーを供給する制御装置とを備えたディスペンサー。 - プランジャーの前方開口の径が前記シリンジの吐出孔の径より大径であることを特徴とする請求項8のディスペンサー。
- 請求項8または9のディスペンサーを用いた液体材料の吐出方法。
- 液体材料が、高粘性液体材料であることを特徴とする請求項9の液体材料の吐出方法。
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