KR101706184B1

KR101706184B1 - 디스펜서용 플런저

Info

Publication number: KR101706184B1
Application number: KR1020147028312A
Authority: KR
Inventors: 오사무 미조구치; 히토시 츠지카와; 쿄타 이마이
Original assignee: 가가 와크스 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2017-02-13
Also published as: US9598223B2; WO2013150683A1; JP5101743B1; KR20140134319A; JP2013212466A; US20150069091A1

Abstract

본 발명은, 중실(中實) 구조의 제1 부분(80)과, 중공(中空) 구조의 제2 부분(82)을 갖는 공압 디스펜서용 플런저(10)에 있어서, 제1 부분(80)의 외주면은, 제1 링홈(92)과 제1 랜드(94)를 갖고, 제2 부분(82)은, 내주면(86)이 테이퍼면임과 함께, 제1 부분(80)으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 육후가 감소하는 주벽부(周壁部; 84)를 갖고, 또한, 제2 부분(82)의 외주면은, 제2 링홈(102)과 제2 랜드(104)를 갖고, 제1 랜드(94)의 외경은, 플런저(10)에 외력이 작용하지 않는 자유 상태에 있어서, 제2 랜드(104)의 외경보다 작은 것이다. 당해 구성에 의하면, 디스펜서에 점성 재료를 충전(充塡)하는 경우는, 공기 빼기가 가능함과 함께, 점성 재료의 누출을 방지할 수 있고, 디스펜서로부터 점성 재료를 토출하는 경우는, 점성 재료측으로의 압축 공기의 누출을 방지할 수 있다.

Description

디스펜서용 플런저{PLUNGER FOR DISPENSER}

본 발명은, 압축 공기를 이용하여 점성 재료를 토출하는 공압 디스펜서의 실린더에 끼워맞춤되어 사용되는 플런저에 관한 것이다.

점성 재료를 취급하는 분야가 이미 존재한다. 그러한 점성 재료의 용도로서는, 기계 부품 또는 전자 부품의 실런트, 접착제, 전기·전자 회로 형성용 페이스트, 전자 부품 실장용 땜납 등이 있다. 그러한 점성 재료는, 예를 들면, 항공 우주 산업이나, 전기·전자 기기 산업에 있어서 사용된다.

점성 재료를 목표 대상물에 도포하기 위해, 압축 공기를 이용하여 점성 재료를 토출하는 공압 디스펜서가 사용된다. 이러한 종류의 공압 디스펜서에 있어서는, 플런저 즉 피스톤이 실린더에 끼워맞춤된다.

이러한 종류의 공압 디스펜서를 사용하여 점성 재료를 목표 대상물을 향하여 토출하기 위해, 우선, 그 점성 재료를 공압 디스펜서의 실린더에 충전(充塡)하는 것이 필요하다. 그 충전 후, 공압 디스펜서에 있어서 플런저를 가압함으로써, 점성 재료를 목표 대상물을 향하여 토출한다.

본 출원인이 출원한 특허 출원에 따른 특허문헌 1은, 이러한 종류의 공압 디스펜서에 있어서 이용되는 착탈 가능한 카트리지, 즉, 플런저가 실린더에 끼워맞춤되어 이루어지는 유닛의 몇 가지의 종래예와, 그 실린더의 토출구로부터 점성 재료를 그 실린더 내에 충전하는 장치 및 방법의 각각의 몇 가지의 종래예를 개시하고 있다. 또한 특허문헌 2는, 이러한 종류의 공압 디스펜서의 일 종래예를 개시하고 있다.

일본특허공보 제4659128호 일본특허공고공보 평7-106331호

본 발명자들은, 종래의 플런저가 실린더에 끼워맞춤되어 이루어지는 종래의 카트리지 내에 점성 재료를 충전하고, 그 충전 후, 그 카트리지를 공압 디스펜서에 장착하여 그 공압 디스펜서로부터 점성 재료를 토출한다는 실험을 반복하여 행했다.

그 결과, 본 발명자들은, 다음과 같은 인식을 얻었다. 즉, 충전 단계에 있어서는, 카트리지 내에 있어서 점성 재료가 충전되어야 하는 충전실 내에 존재하는 공기가 플런저와 실린더와의 사이의 클리어런스를 통과하여 빠지도록 하고 싶다는 요망(예정된 공기 빼기)과, 플런저에 접촉하는 점성 재료로부터 받는 힘에 의해 플런저가 변형되고(예를 들면, 플런저의 강성 부족이 원인), 그 플런저와 실린더와의 사이의 기밀성이 저하되어, 점성 재료가 충전실로부터 누출되어 버리는 것을 방지하고 싶다는 요망(점성 재료 누출 방지)을 동시에 실현하는 것이 중요하다.

또한, 토출 단계에 있어서는, 플런저에 작용하는 압축 공기로부터 받는 힘에 의해 플런저가 변형되고(예를 들면, 플런저의 강성 부족이 원인), 그 플런저와 실린더와의 사이의 기밀성이 저하되어, 압축 공기가 플런저로부터 누출되어 버리고, 그 결과, 공압 디스펜서로부터 점성 재료가 정상적으로 토출되지 않는 것을 방지하고 싶다는 요망(압축 공기 누출 방지)과, 플런저나 실린더의 제조 치수 불균일 등이 원인으로 그들 플런저와 실린더와의 사이의 기밀성이 저하되어(예를 들면, 플런저의 유연성 부족이 원인), 압축 공기가 플런저와 실린더와의 사이로부터 누출되어 상기 충전실 내에 진입해 버리는 것을 방지하고 싶다는 요망(압축 공기 누출 방지)을 동시에 실현하는 것이 중요하다.

이상 설명한 인식에 기초하여, 본 발명은, 압축 공기를 이용하여 점성 재료를 토출하는 공압 디스펜서의 실린더에 끼워맞춤되어 사용되는 플런저로서, 실린더로의 점성 재료의 충전 단계에 있어서, 예정된 공기 빼기를 실현하면서, 예정 외의 점성 재료 누출을 방지함과 함께, 점성 재료의 공압 디스펜서로부터의 토출 단계에 있어서, 예정 외의 압축 공기 누출을 방지하는 것을 제공하는 것을 과제로 하여 이루어진 것이다.

본 발명에 의해 하기의 각 태양(態樣)이 얻어졌다. 각 태양은, 항으로 구분하고, 각 항에는 번호를 붙여, 필요에 따라서 다른 항의 번호를 인용하는 형식으로 기재한다. 이것은, 본 발명이 채용할 수 있는 기술적 특징의 일부 및 그 조합의 이해를 용이하게 하기 위함이며, 본 발명이 채용할 수 있는 기술적 특징 및 그 조합이 이하의 태양에 한정된다고 해석해서는 안 된다. 즉, 하기의 태양에는 기재되어 있지 않지만 본 명세서에는 기재되어 있는 기술적 특징을 본 발명의 기술적 특징으로서 적절히 추출하여 채용하는 것은 방해할 수 없다고 해석해야 할 것이다.

또한, 각 항을 다른 항의 번호를 인용하는 형식으로 기재하는 것이 반드시, 각 항에 기재된 기술적 특징을 다른 항에 기재된 기술적 특징으로부터 분리시켜 독립시키는 것을 방해하는 것을 의미하는 것은 아니며, 각 항에 기재된 기술적 특징을 그 성질에 따라서 적절히 독립시키는 것이 가능하다고 해석해야 할 것이다.

(1) 압축 공기를 이용하여 점성 재료를 토출하는 공압 디스펜서의 실린더에 끼워맞춤되어 사용되는 플런저로서,

상기 실린더의 내부 공간은, 상기 플런저의 끼워맞춤에 의해, 서로 축방향으로 나열된, 상기 점성 재료를 수용하는 제1 부분 공간과, 상기 압축 공기가 도입되는 제2 부분 공간으로 분리되고,

상기 실린더의 양단부(兩端部) 중, 상기 제1 부분 공간에 연통하는 단부는, 상기 점성 재료를 토출하기 위한 토출구를 갖고,

상기 플런저는, 상기 제1 부분 공간에 접촉하는 제1 부분과, 상기 제2 부분 공간에 접촉하는 제2 부분을 서로 동축적으로 갖고,

상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은, 모두, 대체로 원형을 이루는 실루엣을 갖는 단면(斷面)을 갖고 상기 실린더와 동축적으로 연장되어 있고,

상기 제2 부분은, 상기 실린더와 동축인 주벽부(周壁部)를 갖는 중공(中空) 구조이고,

그 주벽부는, 상기 플런저의 직경 방향으로 탄성 변형하는 탄성체로서 기능하고,

그 주벽부의 내주면은, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 대경화(大徑化)하는 테이퍼면을 갖고,

그 주벽부는, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 감소하는 육후 치수를 갖고, 그에 따라, 상기 주벽부는, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 굽힘 강성이 저하되어 직경 방향으로 탄성 변형하기 쉬워지고,

상기 제1 부분은, 상기 제2 부분보다 두꺼운 육후를 갖는 중실(中實) 구조이며, 상기 제2 부분에 대하여 상대적으로 강체로서 기능하고,

그 제1 부분은, 상기 제2 부분의 내부 공간을 상기 제1 부분의 중실부로부터 격리하는 격벽면을 갖는 공압 디스펜서용 플런저.

(2) 압축 공기를 이용하여 점성 재료를 토출하는 공압 디스펜서의 실린더에 끼워맞춤되어 사용되는 플런저로서,

상기 실린더의 양단부 중, 상기 제1 부분 공간에 연통하는 단부는, 상기 점성 재료를 토출하기 위한 토출구를 갖고,

상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은, 모두, 대체로 원형을 이루는 실루엣을 갖는 단면을 갖고 상기 실린더와 동축적으로 연장되어 있고,

상기 제2 부분은, 상기 실린더와 동축인 주벽부를 갖는 중공 구조이고, 그 주벽부는, 상기 플런저의 직경 방향으로 탄성 변형하는 탄성체로서 기능하고,

상기 제1 부분은, 상기 제2 부분보다 두꺼운 육후를 갖고, 상기 제2 부분에 대하여 상대적으로 강체로서 기능하고,

상기 제1 부분의 외주면은, 모두, 상기 플런저의 축선 주위에 둘레 방향으로 연장되는 제1 링홈과 제1 랜드를 갖고,

상기 제1 부분은, 상기 제1 랜드에 있어서 상기 실린더의 내주면에 국부적으로 대향하고,

상기 제1 랜드는, 상기 제1 부분 공간 내에 존재하는 공기가 상기 제2 부분 공간을 향하는 흐름을 허용하는 공기 빼기와, 동일한 방향의 상기 점성 재료의 흐름을, 그 점성 재료의 점성을 이용하여 실질적으로 저지하는 점성 재료 블록이 실현되도록, 상기 실린더의 내주면과의 사이의 반경 방향 클리어런스를 가짐과 함께, 상기 플런저의 축선에 대하여 직경 방향으로 변위하지 않는 고정 랜드로서 기능하고,

상기 제2 부분의 외주면은, 모두, 상기 플런저의 축선 주위에 둘레 방향으로 연장되는 제2 링홈과 제2 랜드를 갖고,

상기 제2 부분은, 상기 제2 랜드에 있어서 상기 실린더의 내주면에 국부적으로 접촉하고,

상기 제2 랜드는, 상기 공기 빼기와, 상기 점성 재료 블록과, 상기 제2 부분 공간 내의 상기 압축 공기가 상기 제2 랜드와 상기 실린더와의 사이로부터 누출되어 상기 제1 부분 공간 내를 향하는 흐름을 실질적으로 저지하는 공기 누출 방지가 실현되도록, 상기 실린더의 내주면에 실질적으로 접촉함과 함께, 상기 플런저의 축선에 대하여 직경 방향으로 변위하는 가동 랜드로서 기능하는 공압 디스펜서용 플런저.

(3) 상기 주벽부는, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 감소하는 육후 치수를 갖고, 그에 따라, 상기 주벽부는, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 굽힘 강성이 저하되어 직경 방향으로 탄성 변형하기 쉬워지는 (2)항에 기재된 공압 디스펜서용 플런저.

(4) 상기 주벽부의 내주면은, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 대경화하는 테이퍼면인 한편, 상기 주벽부의 외주면은, 비(非)테이퍼면인 (3)항에 기재된 공압 디스펜서용 플런저.

(5) 상기 플런저는, 또한, 상기 주벽부의 내부에 있어서, 상기 플런저의 축선에 대하여 경사진 작용면을 갖는 디플렉터를 갖고,

그 디플렉터는, 상기 공압 디스펜서의 작동 중에 상기 압축 공기의 흐름을 상기 작용면에 있어서 받으면, 그 압축 공기의 흐름으로부터, 상기 주벽부를 확경 시키는 방향의 힘을 생성하고, 그 힘을 상기 주벽면에 작용시키는 (2) 내지 (4)항 중 어느 한 항에 기재된 공압 디스펜서용 플런저.

(6) 상기 제1 부분은, 상기 제2 부분보다 두꺼운 육후를 갖는 중실 구조이고,

그 제1 부분은, 상기 제2 부분의 내부 공간을 상기 제1 부분의 중실부로부터 격리하는 격벽면을 갖는 (2) 내지 (5)항 중 어느 한 항에 기재된 공압 디스펜서용 플런저.

(7) 상기 플런저는, 또한, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분과의 환상 경계선을 따라 연장되는 제3 랜드를 갖고,

그 제3 랜드는, 상기 공기 빼기와, 상기 점성 재료 블록이 실현되도록, 상기 실린더의 내주면과의 사이의 반경 방향 클리어런스를 갖고,

상기 플런저는, 그 제3 랜드와, 상기 제1 랜드 및 제2 랜드에 있어서 국부적으로, 상기 실린더의 내주면에 대향하는 (2) 내지 (6)항 중 어느 한 항에 기재된 공압 디스펜서용 플런저.

(8) 상기 플런저를 대표하는 축방향 치수는, 동일한 플런저를 대표하는 직경 방향 치수의 약 70％ 이상인 (1) 내지 (7)항 중 한 항에 기재된 공압 디스펜서용 플런저.

(9) 상기 플런저의 표면은, 그 표면보다 점착성이 낮은 재료 특성을 갖는 합성 수지에 의해 코팅되어 있고, 그에 따라, 상기 플런저는, 거기에 부착한 상기 점성 재료를 세정에 의해 제거하여 재이용하는 것이 가능한 (1) 내지 (8)항 중 어느 한 항에 기재된 공압 디스펜서용 플런저.

본 발명에 의하면, 플런저의 형상이 적정화됨으로써, 점성 재료의 충전 단계에 있어서는, 예정된 공기 빼기를 실현하면서, 예정 외의 점성 재료 누출을 방지함과 함께, 점성 재료의 토출 단계에 있어서는, 예정 외의 압축 공기 누출을 방지하는 것이 용이해진다.

도 1은, 본 발명의 예시적인 일 실시 형태에 따른 플런저를 이용하는 카트리지를, 공압 디스펜서에 장전되어 있는 상태로 나타내는 부분 단면 측면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 카트리지를 나타내는 측면 단면도이다.
도 3(a)는, 도 1에 나타내는 플런저를 나타내는 측면도이고, 도 3(b)는, 도 1에 나타내는 플런저를 나타내는 단면도이다.
도 4(a)는, 박육(薄肉) 플런저를 도 1에 나타내는 플런저와의 비교예로서 나타내는 단면도이고, 도 4(b)는, 도 4(a)에 나타내는 박육 플런저를 이용하는 카트리지 내에 점성 재료를 충전한 경우에 그 점성 재료가 상기 비교예로부터 누출된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 도 2에 나타내는 카트리지에 점성 재료를 충전하는 충전 방법을 실시하기 위해 사용되는 충전 장치에 있어서의 용기 세트로서 용기 내에 압출 피스톤이 삽입되어 이루어지는 것을 나타내는 부분 단면 측면도이다.
도 6은, 상기 충전 장치를 나타내는 부분 단면 정면도이다.
도 7은, 상기 충전 장치를 나타내는 부분 단면 측면도이다.
도 8은, 상기 충전 장치의 요부(要部)를 사용 상태에 있어서 나타내는 부분 단면 정면도이다.
도 9는, 상기 충전 방법을, 그에 앞서 실시되는 점성 재료 제조 방법과 함께 나타내는 공정도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 더욱 구체적이고 또한 예시적인 실시의 형태 중 몇 가지를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1에는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 플런저(10)가 실린더(18)에 끼워맞춤되어 이루어지는 카트리지(12)가 부분 단면 측면도로 나타나 있다. 카트리지(12)는, 실린더(18)가 점성 재료(14)로 미리 충전되고, 또한, 실린더(18)의 선단(先端)에 토출 노즐(16)이 착탈 가능하게 장착되고, 또한, 카트리지(12)가 손에 들 수 있는 모양(도 1에 나타내는 총 형이라도, 스트레이트형이라도 가능)의 디스펜서(20)에 착탈 가능하게 장전되는 상태(조립 상태이고 또한 사용 상태)로 나타나 있다.

우선, 디스펜서(20)를 설명하자면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 디스펜서(20)는, 원통 형상의 리테이너(22)와, 그 리테이너(22)에 착탈 가능하게 장착되는 본체부(24)를 갖는다. 본체부(24)는, 작업자에 의해 잡히는 핸들(26)과, 그 핸들(26)에 대하여 상대적으로 변위 가능하게 장착된 트리거(레버, 스위치, 버튼 등이라도 좋으며, 어느 쪽이든, 조작 부재의 일 예)(28)를 갖는다.

본체부(24)는, 또한, 공압 제어 유닛(30)을 갖는다. 그 공압 제어 유닛(30)은, 트리거(28)에 의해 조작되는 밸브(32)를 갖고, 그 밸브(32)는, 플런저(10)의 배후에 위치하는 챔버(33)와, 호스 접속구(34)를 서로 유체적으로 또한 선택적으로 접속한다. 그 호스 접속구(34)에는, 플렉시블 호스(36)를 개재하여, 압축 공기를 공급하는 고압원(38)이 접속되어 있다.

작업자에 의해 트리거(28)가 당겨지면, 밸브(32)가 폐위치로부터 개위치로 전환되고, 그 결과, 고압원(38)으로부터 압축 공기가 밸브(32)를 통과하여 챔버(33) 내에 도입된다. 플런저(10)의 배후에 압축 공기가 작용하면, 플런저(10)가 실린더(18)에 대하여 상대적으로 전진하고(도 1에 있어서는, 좌측으로 이동하고), 그에 따라, 점성 재료(14)가 실린더(18)로부터 토출된다. 점성 재료(14)의 일 예는, 고점성이고 또한 비도전성의 실런트이며, 그 실런트의 용도의 일 예는, 항공기 부품의 시일이다.

다음으로, 카트리지(12)를 개략적으로 설명하자면, 측면 단면도인 도 2에 나타내는 바와 같이, 카트리지(12)는, 플런저(10)가 실린더(18) 내에 끼워맞춤됨으로써, 구성되어 있다. 플런저(10)는, 합성 고무(예를 들면, NBR)를 단일의 재료로서 이용하여 사출 성형에 의해 일부품으로서 형성되어 있고, 카트리지(12) 내에 있어서 소위 피스톤으로서 기능한다. 합성 고무라는 재료는, 예를 들면 PP(폴리프로필렌)와 같은 합성 수지보다 강성이 낮고, 그 대신에 탄성이 높다. 단, 플런저(10)의 소재는, PP로 변경하거나, PP와 거의 동등한 탄성을 갖는 재료로 변경하거나, PP보다 높은 탄성을 갖는 재료로 변경하는 것이 가능하다.

다음으로, 실린더(18)를 보다 상세하게 설명하자면, 실린더(18)는, 원통 형상의 내부 공간(70)을 갖고, 그 내부 공간(70) 내에 플런저(10)가 착탈 가능하고 또한 실질적으로 기밀하고 또한 축방향 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤된다.

구체적으로는, 실린더(18)는, 같은 단면에서 똑바로 연장되는 통 형상의 본체부(60)와, 그 본체부(60)의 양단부 중 한쪽에 접속된 중공의 저부(底部; 62)를, 서로 동축적으로 갖고 있다. 저부(62)는, 그 선단에 있어서, 본체부(60)보다 소경(小徑)의 통부(64)를 갖는 한편, 본체부(60)와 접속되는 측에 있어서, 테이퍼부(66)를 갖고 있다. 통부(64) 내의 관통공이, 실린더(18)의 토출구(67)이며, 통부(64)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 토출 노즐(16)이 착탈 가능하게(예를 들면, 나사 맞춤에 의해) 장착된다. 본체부(60)의 다른 한쪽의 단부는, 개구부(68)이다. 실린더(18)를 구성하는 재료의 일 예는, PP(폴리프로필렌)이지만, 이것에 한정되지 않는다.

본 실시 형태에 있어서는, 점성 재료(14)가, 외부(도 5에 나타내는 용기( 112))로부터 카트리지(12) 내로, 그 카트리지(12)의 토출구(67)를 통과하도록 충전되고, 그 충전 후, 점성 재료(14)를 토출하여 사용하기 위해, 그 점성 재료(14)가, 카트리지(12)로부터, 동일한 통로, 즉, 토출구(67) 내의 통로(실린더(18) 중 가장 소경인 통로)를 통과하여 배출된다. 즉, 점성 재료(14)의, 카트리지(12)에 대한 출입이, 최소경 통로인 토출구(67)를 통과하도록 행해지는 것이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 실린더(18)의 내부 공간(70)은, 플런저(10)에 의해, 서로 축방향으로 나열된, 점성 재료(14)를 수용하는 제1 부분 공간(72)과, 상기 압축 공기가 도입되는 제2 부분 공간(74)으로 분리되어 있다. 제1 부분 공간(72)은, 토출구(67)에 연통하는 한편, 제2 부분 공간(74)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 밸브(32)를 개재하여 고압원(38)에 접속된다.

다음으로, 플런저(10)를 보다 상세하게 설명하자면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 플런저(10)는, 제1 부분 공간(72)에 접촉하는 제1 부분(80)과, 제2 부분 공간(74)에 접촉하는 제2 부분(82)을, 서로 동축적으로, 또한, 서로 결합된 상태로 갖고 있다. 제1 부분(80)은, 대체로 원형을 이루는 실루엣을 갖는 단면을 갖고 축방향으로 연장되어 있다. 제2 부분(82)도, 동일하게, 대체로 원형을 이루는 실루엣을 갖는 단면을 갖고 축방향으로 연장되어 있다.

제1 부분(80)은, 중실이며, 한편, 제2 부분(82)은, 중공이며, 실린더(18)와 동축인 중공의 주벽부(84)를 갖고, 그 주벽부(84)는, 내주면(86)과 외주면(88)을 갖는다. 제2 부분(82)은, 힘이 반경 방향 외향으로 작용하면, 동일한 방향으로 탄성 변형하여 확경하는 한편, 힘이 반경 방향 내향으로 작용하면, 동일한 방향으로 탄성 변형하여 축경하는 탄성체로서 기능한다. 이에 대하여, 제1 부분(80)은, 제2 부분(82)과는 상이하게, 중실이며, 제2 부분(82)보다 육후가 두꺼운 점에서, 제2 부분(82)에 대하여 상대적으로 강체로서 기능한다. 즉, 제1 부분(80)은, 중실 부분, 고강성 부분 및 저탄성 부분이고, 이에 대하여, 제2 부분(82)은, 중공 부분, 저강성 부분 또는 고탄성 부분인 것이다.

제1 부분(80)은, 제2 부분(82)의 내부 공간을 제1 부분(80)의 중실부로부터 격리하는 격벽면(89)을 갖는다. 그 격벽면(89)은, 플런저(10)의 축선에 직교하고, 또한, 제2 부분(82)의 측을 향하고 있는 평면이다.

주벽부(84)는, 제1 부분(80)으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 감소하는 육후 치수를 갖고, 그에 따라, 주벽부(84)는, 제1 부분(80)의 격벽면(89)으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 굽힘 강성이 저하되어 직경 방향으로 탄성 변형하기 쉬워진다. 구체적으로는, 주벽부(84)의 내주면(86)은, 제1 부분(80)의 격벽면(89)으로부터 멀어짐에 따라 대경화하는 테이퍼면인 한편, 주벽부(84)의 외주면(88)은, 비테이퍼면이다.

제1 부분(80)의 외주면(90)은, 폭이 넓은 제1 링홈(92)과, 폭이 좁은 제1 랜드(환상 돌기)(94)를, 서로 동축적으로 갖는다. 제1 링홈(92)의 저면의 단면을 나타내는 원의 직경은, 제1 랜드(94)의 정면(頂面)의 단면을 나타내는 원의 직경보다 크다. 또한, 제1 링홈(92)의 폭, 즉, 제1 링홈(92)의, 플런저(10)의 축선을 따른 치수는, 제1 랜드(94)의 폭, 즉, 제1 랜드(94)의, 플런저(10)의 축선을 따른 치수보다 길다.

플런저(10)가 실린더(18) 내에 삽입된 상태에 있어서, 제1 부분(80)의 외주면(90)은, 전체적으로 실린더(18)의 내주면(96)에 대향하는 것이 아니라, 제1 랜드(94)에만 있어서 국부적으로 대향한다. 제1 랜드(94)는, 제1 부분 공간(72) 내에 존재하는 공기가 제2 부분 공간(74)을 향하는 흐름을 허용하는 공기 빼기와, 동일한 방향의 점성 재료(14)의 흐름을, 그 점성 재료(14)의 점성을 이용하여 실질적으로 저지하는 점성 재료 블록이 실현되도록, 실린더(18)의 내주면(96)과의 사이의 반경 방향 클리어런스(이하, 「제1 클리어런스(CL1)」라고 함)를 갖는다.

즉, 제1 랜드(94)는, 공기에 대해서는, 제1 부분 공간(72)과 제2 부분 공간(74)과의 사이에 있어서의 쌍방향의 흐름을 허용하지만, 점성 재료(14)에 대해서는 쌍방향의 흐름을 저지하도록 작용하는 것이다.

제1 부분(80)은, 또한, 볼록 형상 곡면을 이루는 선단면(98)을 갖고, 그 선단면(98)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 실린더(18)의 저부(62) 중 테이퍼부(66)의 내주면(오목 형상 곡면)을 부분적으로 보완한다. 이를 대신하여 선단면(98)을, 테이퍼부(66)의 내주면을 실질적으로 완전하게 보완하도록 설계하면, 플런저(10)가 실린더(18) 내에 있어서 보터밍했을 때에, 그 실린더(18) 내에 잔존하는 점성 재료(14)의 양이 실질적으로 0이 되어, 그 결과, 카트리지(12)는, 거기에 충전된 점성 재료(14)를, 실질적으로 낭비없이, 토출할 수 있다. 선단면(98)은, 제1 랜드(94)에 대하여, 축방향으로 극간없이 인접하도록 배치되어 있다.

제2 부분(82)의 외주면(88)은, 폭이 넓은 제2 링홈(102)과, 폭이 좁은 제2 랜드(환상 돌기)(104)를, 서로 동축적으로 갖는다. 제2 링홈(102)의 저면의 단면을 나타내는 원의 직경은, 제2 랜드(104)의 정면(頂面)의 단면을 나타내는 원의 직경보다 크다. 또한, 제2 링홈(102)의 폭은, 제2 랜드(104)의 폭보다 넓다.

플런저(10)가 실린더(18) 내에 삽입된 상태에 있어서, 제2 부분(82)의 외주면(88)은, 전체적으로 실린더(18)의 내주면(96)에 접촉하는 것이 아니라, 제2 랜드(104)에만 있어서 국부적으로 접촉한다. 제2 랜드(104)는, 상기 공기 빼기와, 상기 점성 재료 블록과, 제2 부분 공간(74) 내의 상기 압축 공기가 제2 랜드(104)와 실린더(18)와의 사이로부터 누출되어 제1 부분 공간(72) 내를 향하는 흐름을 실질적으로 저지하는 공기 누출 방지가 실현되도록, 실린더(18)의 내주면(96)과의 사이의 반경 방향 클리어런스(이하, 「제2 클리어런스(CL2)」라고 함)를 갖는다. 제2 랜드(104)는, 플런저(10)의 후단 위치에 위치한다.

즉, 제2 랜드(104)는, 공기에 대해서는, 제1 부분 공간(72)으로부터 제2 부분 공간(74)을 향하는 방향의 흐름은 허용하지만, 그 역방향의 흐름은 저지한다는 바와 같이, 역지 작용을 갖고, 점성 재료(14)에 대해서는, 제1 부분 공간(72)과 제2 부분 공간(74)과의 사이에 있어서의 쌍방향의 흐름을 저지하도록 작용하는 것이다.

플런저(10)는, 또한, 제1 부분(80)과 제2 부분(82)과의 경계선 상에, 제3 랜드(환상 돌기)(106)를 갖는다. 제3 랜드(106)는, 제1 링홈(92) 및 제2 링홈(102)보다 대경이다. 제3 랜드(106)는, 제1 랜드(94)와 제2 랜드(96)와의 사이의, 축방향에 있어서의 거의 중심 위치에 위치한다. 제3 랜드(106)는, 상기 공기 빼기와, 상기 점성 재료 블록이 실현되도록, 실린더(18)의 내주면(96)과의 사이의 반경 방향 클리어런스(이하, 「제3 클리어런스(CL3)」라고 함)를 갖는다.

제2 랜드(104)와 실린더(18)의 내주면(96)과의 사이의 기밀성을 높이는 것은, 특히 상기 공기 누출 방지를 향상시키기 위해 중요하다. 제2 랜드(104)는, 제1 랜드(94)와는 상이하며, 반경 방향에 있어서의 탄성 변형이 용이하기 때문에, 제2 랜드(104)는, 실린더(18)로의 삽입 전에 있어서는, 실린더(18)의 내경의 실제값(예를 들면, 내경의 불균일 범위 중 최대값(상기 반경 방향 클리어런스가 확대되는 방향에 있어서의 내경 불균일의 최대값)보다 근소하게 큰 외경을 갖는다. 제2 랜드(104)는, 실린더(18)에 끼워맞춤되면, 실린더(18)의 실제의 내경에 맞추어, 반경 방향 내향으로 탄성 변형하여 축경하고, 그 결과, 조임 끼워맞춤이 행해진다. 그에 따라, 양자 간의 반경 방향 클리어런스(즉, 제2 클리어런스(CL2))가 실질적으로 0이 되어, 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이에 고도의 기밀성이 실현된다.

이와 같이, 제2 랜드(104)는, 가동 랜드로서 기능하며, 자신의 반경 방향 탄성 변형에 의해, 실린더(18)의 내경 불균일을 흡수하는 기능을 갖지만, 제1 랜드(94)는, 실질적으로 강체이기 때문에, 고정 랜드로서 기능하며, 불균일 흡수 기능을 갖지 않는다. 그 때문에, 제1 랜드(94)는, 어떠한 실치수의 실린더(18)에도 과대하게 간섭하지 않도록, 실린더(18)의 내경보다도, 제2 랜드(104)의 외경보다도 작은 외경을 갖도록 설계된다.

다음으로, 플런저(10)의 외경 치수를 상세하게 설명한다.

플런저(10)의 실린더(18)로의 삽입 전(제조 직후, 즉, 외력이 작용하고 있지 않은 자유 상태)에 있어서는, 제1 랜드(94)의 직경 D1과 제2 랜드(104)의 직경 D2와의 사이에,

D2＞D1

이 성립한다.

또한, 플런저(10)가 실린더(18) 내에 삽입된 상태에 있어서는, 제2 랜드(104)가 실린더(18)의 내경에 의해 탄성적으로 수축되기 때문에, D2는 감소하고, 그 결과, 제2 클리어런스(CL2)는, 상기 공기 빼기가 행해지는 타이밍을 제외하고, 0이 된다. 이에 대하여, 플런저(10)가 실린더(18) 내에 삽입되어도, 제1 랜드(94)가 실린더(18)의 내주면(96)에 접촉하지 않기 때문에, D1은 변화하지 않고, 나아가서는, 제1 클리어런스(CL1)도 변화하지 않는다. 따라서, 플런저(10)가 실린더(18) 내에 삽입된 상태에 있어서도,

D2＞D1

이 성립한다.

또한, 제3 랜드(106)의 외경 D3은, 제1 랜드(94)의 외경 D1과 실질적으로 동등하다. 즉, 플런저(10)의 실린더(18)로의 삽입 전후를 불문하고,

D3＝D1

이 실질적으로 성립하는 것이다.

다음으로, 플런저(10)의, 측면에서 보았을 때에 있어서의 애스펙트비(比)(종횡비)를 설명한다.

플런저(10)를 대표하는 축방향 치수(예를 들면, 제1 랜드(94)의 전단 에지 위치에서, 제2 랜드(104)의 후단 에지 위치까지의 축방향 길이)는, 동일한 플런저(10)를 대표하는 직경 방향 치수(예를 들면, 제2 랜드(104)의 외경)의 약 70％ 이상이다. 이러한 치수 효과에 의해, 플런저(10)가, 실린더(18) 내에 있어서, 압축 공기의 작용시에, 그 압축 공기에 의해 예정 외로 경도되어 반경 방향 클리어런스가 확대되는 것이 원인으로, 압축 공기가 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이를 통과하여 제1 내부 공간(72) 내로 누출되어 버리는 경향이 억제된다. 플런저(10)를 대표하는 축방향 치수의, 동일한 플런저(10)를 대표하는 직경 방향 치수에 대한 비율인 애스펙트비는, 약 100％ 이상으로 하거나, 약 150％ 이상으로 하는 것이 가능하고, 그 애스펙트비가 클수록, 플런저(10)의, 실린더(18) 내에서의 경도 방지 효과가 증가한다.

또한, 플런저(10) 중 제1 부분(80)은, 제2 부분(82)보다 강성이 높고, 탄성변형되기 어렵다는 재료 특성 효과가 있으며, 이에 의해서도, 외력에 대한 플런저(10)의 형상 유지 특성이 향상하고, 그 결과, 외력에 기인하는 실린더(18) 내에 있어서의 플런저(10)의 경도가 억제된다.

다음으로, 플런저(10)의 기능을, 점성 재료(14)가 카트리지(12) 내에 충전되는 충전 단계와, 충전된 점성 재료(14)가, 공압 디스펜서(20)를 이용하여, 카트리지(12)로부터 토출되는 토출 단계로 나누어 설명한다.

우선, 플런저(10)의 기능을 충전 단계에 대해서 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 점성 재료(14)의 카트리지(12)로의 충전은, 점성 재료(14)를 토출구(67)로부터 카트리지(12)의 제1 부분 공간(72) 내에 충전함으로써 행해진다. 제1 부분 공간(72) 내에 점성 재료(14)가 충전되면, 제1 부분 공간(72) 내의 공기가 점성 재료(14)에 의해 밀어 내어지고, 그 결과, 제1 부분 공간(72) 내의 공기의 압력이 제2 부분 공간(74) 내의 공기의 압력(이 압력은, 충전 단계에 있어서는, 거의 대기압과 동일함)보다 상승하고, 그에 따라, 제1 부분 공간(72)과 제2 부분 공간(74)과의 사이에 차압이 발생한다. 그 차압 덕분에, 제1 부분 공간(72) 내의 공기(점성 재료(14)에 의해 밀어 내어진 공기)가, 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이의 반경 방향 클리어런스(CL1, CL2 및 CL3)를 통과하여 제2 부분 공간(74)을 향하여 유출된다.

그런데, 제1 부분 공간(72) 내로의 점성 재료(14)의 충전이 완료된 시점에서, 그 제1 부분 공간(72) 내에 공기가 존재하는 것은 바람직하지 않다. 제1 부분 공간(72) 내에 공기가 존재하는 상태로, 공압 디스펜서(20)에 의해 점성 재료(14)를 제1 부분 공간(72)으로부터 토출하고자 하면, 어느 타이밍에서, 점성 재료(14)가 아니라 공기가 제1 부분 공간(72)으로부터 토출되어 버린다. 이 경우에는, 목표 대상물에 도포된 점성 재료(14) 내에 공기가 예정 외로 혼입해 버릴 가능성이 있다.

전술한 바와 같이, 제1 랜드(94)도 제2 랜드(104)도 제3 랜드(106)도, 상기 공기 빼기가 가능하기 때문에, 제1 부분 공간(72) 내로의 점성 재료(14)의 충전 중, 제1 부분 공간(72) 내의 공기가 제2 부분 공간(74)을 향하여 배출된다. 따라서, 제1 부분 공간(72) 내로의 점성 재료(14)의 충전이 완료된 시점에서, 그 제1 부분 공간(72) 내에 공기가 존재하는 것이 방지된다.

다음으로 도 5를 참조하여 상술되는 용기(112)로부터 제1 부분 공간(72) 내에 점성 재료(14)가 충전될 때, 제1 부분 공간(72) 내의 점성 재료(14)가 플런저(10)에 강하게 눌러대어질 가능성이 있다. 점성 재료(14)가 플런저(10)에 강하게 눌러대어지고, 플런저(10)가, 그 때에 작용하는 힘에 의해, 변형되어 버리면, 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이의 반경 방향 클리어런스(CL1, CL2 및 CL3)가 확대되고, 그 결과, 점성 재료(14)가 제1 부분 공간(72)으로부터 제2 부분 공간(74)으로 유출되어 버릴 가능성이 있다.

플런저(10) 전체는 고무에 의해 제조되어 있기 때문에, 그 전체를 폴리프로필렌과 같은 합성 수지에 의해 제조하는 경우보다, 탄성 변형하기 쉽다. 그럼에도 불구하고, 플런저(10) 중, 강성을 높이는 것이 허용되는 부분(실린더(18)와의 사이의 기밀성이 저하되어도 허용되는 부분), 즉, 제1 부분(80)이 중실로 되어짐으로써, 제2 부분(82)보다 강성이 높아져 있다.

그 결과, 제1 부분 공간(72) 내의 점성 재료(14)가 제1 부분(80)의 선단면(98)에 강하게 눌러대어져도, 그 제1 부분(80)은, 자신의 고강성 덕분에, 거의 탄성 변형하지 않고 끝난다. 따라서, 제1 랜드(94)가 변형하여 제1 클리어런스(CL1)가 국부적으로 확대되지 않고 끝나, 그 결과, 점성 재료(14)가 제1 부분 공간(72)으로부터 제2 부분 공간(74)으로 유출되어 버리는 것이 저지된다.

또한, 제1 부분(80)은, 제1 부분 공간(72) 내의 점성 재료(14)와 제2 부분(82)을 서로 격리하는 격벽으로서 작용한다. 그 결과, 제1 부분(80)이 개재되는 덕분에, 제1 부분 공간(72)의 압력의 영향이 제2 부분(82)에 이르지 않고 끝나, 제2 부분(82)이 탄성 변형되지 않고 끝난다. 따라서, 제2 랜드(104)가 변형하여 제2 클리어런스(CL2)가 국부적으로 확대되지 않고 끝나, 그 결과, 점성 재료(14)가 제1 부분 공간(72)으로부터 제2 부분 공간(74)으로 유출되어 버리는 것이 저지된다.

용기(112)로부터 제1 부분 공간(72) 내에 점성 재료(14)가 충전될 때, 제1 부분 공간(72) 내의 점성 재료(14)가 제1 랜드(94)와 실린더(18)와의 사이의 제1 클리어런스(CL1)를 통과하고자 할 가능성이 있다. 그러나, 제1 부분 공간(72) 내의 점성 재료(14)가 제1 클리어런스(CL1)를 통과하고자 해도, 자신의 점성에 의해, 제1 클리어런스(CL1) 내에서 막혀 블록되어, 점성 재료(14)가 제2 부분 공간(74) 내에 진입해 버리는 일은 없다.

만일, 점성 재료(14)가 제1 클리어런스(CL1)를 통과해도, 제3 랜드(106)와 실린더(18)와의 사이의 제3 클리어런스(CL3)(제1 클리어런스(CL1)와 동일한 치수) 내에서 막혀 블록되기 때문에, 점성 재료(14)가 제2 부분 공간(74) 내에 진입해 버리는 일은 없다.

또한, 만일, 점성 재료(14)가 제3 클리어런스(CL3)를 통과해도, 제2 랜드(104)와 실린더(18)와의 사이의 제2 클리어런스(CL2)(제1 클리어런스(CL1) 및 제3 클리어런스(CL3)보다 좁음) 내에서 막혀 블록되기 때문에, 점성 재료(14)가 제2 부분 공간(74) 내에 진입해 버리는 일은 없다.

이와 같이, 점성 재료(14)에 대해서는, 축방향으로 직렬로 나열된 제1 랜드(94), 제3 랜드(106) 및 제2 랜드(104)에 의한 3중의 점성 재료 블록에 의해, 제1 부분 공간(72)으로부터 제2 부분 공간(74)으로의 점성 재료(14)의 누출이 방지된다.

본 발명자들은, 충전 단계에 있어서 점성 재료(14)가 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이에서 누출되지 않는다는, 플런저(10)의 효과를 확인하기 위한 실험을 행했다. 이 실험은, 도 3에 나타내는 플런저(10)를 이용하여 충전을 행하는 제1 실험과, 도 4(a)에 나타내는 비교예인 박육 플런저(108)를 이용하여 충전을 행하는 제2 실험을 포함하고 있다.

그 박육 플런저(108)는, 플런저(10)와 동일한 재료를 이용하여 사출 성형된 것이지만, 플런저(10)와는 상이하며, 중실부(제1 부분(80)의 내용물)도 테이퍼면( 제2 부분(82)의 내주면(86))도 가지고 있지 않아, 전체가 동일한 육후를 갖는다.

우선, 실험 조건을 설명하자면, 그들 제1 및 제2 실험은 모두, 후술의 2액 혼합 타입의 점성 재료(14)를 이용하고, 또한, 도 6-도 9를 이용하여 후술하는 충전 장치(210)를 이용하여 행해졌다.

다음으로, 실험 결과를 설명하자면, 제1 실험에 있어서는, 점성 재료(14)가 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이에서 일절 누출되지 않았다. 이에 대하여, 제2 실험에 있어서는, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 점성 재료(14)의 일부(110)(동 도면에 있어서 흑색으로 착색하여 나타냄)가 박육 플런저(108)와 실린더(18)와의 사이에서 누출되었다.

마지막으로, 그 실험 결과를 고찰하면, 점성 재료(14)가 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이에서 누출되지 않도록 하기 위해, 플런저(10)에 있어서의 중실부 및 테이퍼면의 존재가 중요하다는 것이 확인되었다.

다음으로, 플런저(10)의 기능을 토출 단계에 대해서 설명한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 점성 재료(14)를 카트리지(12)로부터 토출하기 위해 작업자에 의해 트리거(28)가 당겨지면, 고압원(38)으로부터 압축 공기가 밸브(32)를 통과하여 챔버(33) 내에 도입된다. 플런저(10)의 배후에 압축 공기가 작용하면, 플런저(10)가 실린더(18)에 대하여 상대적으로 전진하고, 그에 따라, 점성 재료(14)가 실린더(18)로부터 토출된다.

이때, 챔버(33)(즉, 제2 부분 공간(74)) 내의 압축 공기는, 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이의 반경 방향 클리어런스(CL1, CL2 및 CL3)를 통과하여, 플런저(10)의 전방에 있는 챔버(즉, 제1 부분 공간(72))로 유출하려고 한다. 그러나, 플런저(10)의, 가동 랜드로서 기능하는 제2 랜드(104)가 실린더(18)에 조임 끼워맞춤되어 있어, 실린더(18)의 내경 불균일에도 불구하고, 제2 랜드(104)가 실린더(18)에 밀착한다. 그 결과, 압축 공기가 챔버(33)로부터 누출되는 것이 저지된다. 따라서, 압축 공기가 점성 재료(14) 내에 혼입되어 버리는 것도, 카트리지(12)로부터 공기가 토출되어 버리는 것도 방지된다.

여기에서, 주벽부(84)의 내주면(86)이 테이퍼면임으로써 얻어지는 효과를 설명한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 주벽부(84)의 내주면(86)이 테이퍼면임으로써, 주벽부(84)의 탄성 변형하기 쉬움이 제1 부분(80)으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 증가한다. 한편, 제2 랜드(104)는, 주벽부(84) 중, 제1 부분(80)으로부터 가장 떨어진 위치에 위치한다. 그 결과, 주벽부(84)는, 제2 랜드(104)의 위치에 있어서, 다른 상이한 축방향 위치에 있어서보다, 큰 탄성 변형량을 나타낸다. 이것은, 주벽부(84)의 내주면(86)이 테이퍼면임으로써, 제2 랜드(104)의, 가동 랜드로서의 성질이 향상하는 것을 의미한다.

다음으로, 주벽부(84)의 내주면(86)이 테이퍼면임으로써 얻어지는 다른 효과를 설명한다.

공압 디스펜서(20)의 작동 중에는, 플런저(10)가, 그의 배후로부터 상기 압축 공기의 흐름을 받는다. 대체로 축방향으로 운동하는 압축 공기는, 주벽부(84)의 내주면(86) 및 격벽면(89)에 맞닿는다. 대체로 축방향으로 운동하는 압축 공기 중, 격벽면(89)에 맞닿는 부분으로부터, 플런저(10)를 전진시키는 힘이 생성된다. 이에 대하여, 대체로 축방향으로 운동하는 압축 공기 중, 내주면(86)에 맞닿는 부분으로부터, 그 내주면(86)의 사면 효과에 의해, 주벽부(84)를 반경 방향 외향으로 누르는 가압시 반경 방향력(CRF)이 생성된다.

플런저(10)는 실린더(18) 내에, 제2 랜드(104)가 반경 방향 내향으로 수축된 상태로 삽입된다. 그 결과, 그 삽입 후로써, 공압 디스펜서(20)의 작동 전(압축 공기의 유속이 존재하지 않는 정압(靜壓) 상태)에 있어서는, 제2 랜드(104)가 실린더(18)의 내주면(96)에 초기 반경 방향력(IRF)으로 밀어붙여진다.

이에 대하여, 공압 디스펜서(20)의 작동 중(압축 공기의 유속이 존재하는 동압 상태)에 있어서는, 초기 반경 방향력(IRF)에 가압시 반경 방향력(CRF)이 가산된다. 그에 따라, 제2 랜드(104)의 외주면이 실린더(18)의 내주면(96)에 밀어붙여지는 힘이, 공압 디스펜서(20)의 작동 전보다 증가하고, 그 결과, 공압 디스펜서(20)의 작동 중, 제2 랜드(104)와 실린더(18)와의 사이의 기밀성을 향상시킨다. 그 기밀성의 향상은, 상기 점성 재료 블록, 특히, 상기 공기 누출 방지에 기여한다.

이와 같이, 테이퍼면인 내주면(86)은, 주벽부(84)의 내부에 있어서, 플런저(10)의 축선에 대하여 경사진 작용면을 갖는 디플렉터로서 기능한다. 그 디플렉터는, 공압 디스펜서(20)의 작동 중에 상기 압축 공기의 흐름을 상기 작용면에 있어서 받으면, 디플렉터의 사면 효과에 의해, 그 압축 공기의 흐름으로부터, 주벽부(84)를 확경시키는 방향의 힘을 생성하여, 그 힘을 주벽면(84)에 작용시킨다.

다음으로, 플런저(10)가 격벽면(89)을 가짐으로써 얻어지는 효과를 설명한다. 격벽면(89)은, 제1 부분(80)의 중실 구조를 이용하여 형성되어 있기 때문에, 플런저(10)가 격벽면(89)을 가짐으로써 얻어지는 효과는, 제1 부분(80)이 중실 구조임으로써 얻어지는 효과이기도 하다.

공압 디스펜서(20)의 작동 중에는, 플런저(10)가, 그 배후로부터 상기 압축 공기의 흐름을 받는다. 운동 중의 압축 공기는, 주벽부(84)의 내주면(86) 및 격벽면(89)에 맞닿는다.

격벽면(89)은, 내주면(86)의 전단 위치와 동일한 위치에 배치되어 있으며, 그 때문에, 제2 부분 공간(74) 내에 도입된 압축 공기는, 격벽면(89) 덕분에, 내주면(86)보다 전방으로 이동하는 부분을 갖지 않는다. 그 결과, 도입된 압축 공기 중 일부가, 내주면(86)보다 전방으로 이동해 버리는 경우와 비교하여, 그 도입된 압축 공기가 효과적으로 내주면(86)에 분사된다. 그에 따라, 가압시 반경 방향력(CRF)이 보다 큰 값으로써 생성되고, 그 결과, 제2 랜드(104)와 실린더(18)와의 사이의 기밀성이 더욱 향상된다.

다음으로, 플런저(10)의 재이용에 대해서 설명한다.

플런저(10)의 표면은, 그 플런저(10)의 표면보다 점착성이 낮은 재료 특성을 갖는 합성 수지(예를 들면, 불소 수지, 테플론(등록 상표))에 의해 코팅되어 있다. 플런저(10)는, 표면 점착성(예를 들면, 다공성)이 높은 재료로 제조되어 있으면서, 저점착성 합성 수지 코팅 덕분에, 플런저(10)에 부착한 점성 재료(14)를, 그 코팅이 없는 경우보다, 세정에 의해 간단하게 제거하여 재이용하는 것이 가능하다.

다음으로, 점성 재료(14)를 카트리지(12) 내에 충전하는 충전 방법을 설명한다.

카트리지(12)로의 충전에 앞서, 점성 재료(14)는, 도 5에 나타내는 용기(112) 내에 있어서 제조되어 보존된다. 그 후, 용기(112) 내에 수용된 점성 재료(14)가, 용기(112)로부터 복수개의 카트리지(12)에 분배된다. 용기(112) 내의 점성 재료(14)는, 그 용기(112) 내에 압출 피스톤(122)이 압입됨으로써, 용기(112)로부터 압출된다. 압출된 점성 재료(14)는, 실린더(18) 내에 충전된다.

도 5에는, 용기(112)가 측면 단면도로 나타나 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 동일한 용기(112)가, 점성 재료(14)의 제조(후에 상술하는 2액 혼합)와, 그 제조 후에 있어서의 점성 재료(14)의 탈포(후에 상술하는 교반기에 의한 진공 원심 탈포)와, 카트리지(12)로의 충전에 앞선 점성 재료(14)의 저장·수송과, 카트리지(12)로의 충전에 사용된다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 용기(112)는, 축방향으로 연장되는 중공의 하우징(150)과, 그 하우징(150) 내에 동축적으로 형성된 원통 형상의 챔버(152)를 갖고 있다. 그 챔버(152)는, 개구부(154)와 저부(156)를 갖고 있다. 저부(156)는, 대체로 반구 형상을 이루는 오목부를 갖고 있다. 이와 같이 저부(156)가 연속적인 형상을 가짐으로써, 챔버(152) 내에 있어서 점성 재료(14)가, 저부(156)가 평면인 경우보다 부드럽게 흐르고, 그 결과, 점성 재료(14)의 교반 효율이 향상된다. 용기(112)를 구성하는 재료의 일 예는, POM(폴리아세탈)이며, 다른 예는, 테플론(등록상표)이지만, 그것들에 한정되지 않는다.

챔버(152)의 저부(156)에는, 그 챔버(152) 내에 수용되어 있는 점성 재료(14)(A액과 B액과의 혼합물)를, 실린더(18)를 향하여 배출하기 위한 배출 통로(157)가 형성되어 있고, 그 배출 통로(157)는, 착탈 가능한 플러그(도시하지 않음)에 의해 선택적으로 폐색된다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 용기(112)로부터 점성 재료(14)를 배출하기 위해, 그 용기(112)의 챔버(152) 내에 압출 피스톤(122)이 압입된다. 그 압출 피스톤(122)은, 본체부(158)와, 그 본체부(158)의 후단부에 형성된 걸어맞춤부(159)를 갖고 있다. 본체부(158)는, 용기(112)의 챔버(152)의 내면 형상을 보완하는 외면 형상(예를 들면, 대체로 반구 형상을 이루는 볼록부를 갖는 형상)을 갖고 있다. 걸어맞춤부(159)는, 본체부(158)보다 소경이며, 거기에 외력이 충전 장치(210)로부터 부하됨으로써, 압출 피스톤(122)이 전진된다. 압출 피스톤(122)이 챔버(152) 내를 배출 통로(157)를 향하여 접근함에 따라, 그 배출 통로(157)로부터 점성 재료(14)가 압출된다.

도 6에는, 점성 재료(14)를 용기(112)로부터 카트리지(12)로 이송하여 충전하는 충전 장치(210)가 부분 단면 정면도로 나타나고, 도 7에는, 그 충전 장치(210)가 부분 단면 측면도로 나타나 있다. 도 8에는, 사용 상태에 있는 충전 장치(210) 중 요부가, 확대된 부분 단면 정면도로 나타나 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 점성 재료(14)를 용기(112)로부터 카트리지(12)로 옮겨 바꿀 때, 용기(112)가, 도 8에 나타내는 바와 같이, 챔버(152)의 개구부(154)가 아래를 향하는 한편, 저부(156)의 배출 통로(157)가 위를 향하는 자세(거꾸로 자세)로 공간 내에 보유지지(保持)된다. 이 상태로, 압출 피스톤(122)이 챔버(152) 내를 상승시킨다. 그 결과, 챔버(152)로부터 점성 재료(14)가 상향으로 압출된다.

또한, 점성 재료(14)를 용기(112)로부터 카트리지(12)로 옮겨 바꿀 때, 카트리지(12)가, 개구부(68)가 위를 향하는 한편, 저부(62)가 아래를 향하는 자세로 공간 내에 보유지지된다. 이 상태로, 용기(112)로부터 상향으로 압출된 점성 재료(14)가, 카트리지(12)의 저부(62)로부터 주입된다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 충전 장치(210)는, 그 하부에 있어서, 용기(112)를 착탈 가능하게 보유지지하는 용기 홀더 기구(270)를 갖는 한편, 상부에 있어서, 카트리지(12)를 착탈 가능하게 보유지지하는 카트리지 홀더 기구(272)를 갖고 있다.

용기 홀더 기구(270)는, 설치되는 베이스 플레이트(280)와, 그 베이스 플레이트(280)보다 상방에 위치하는 승강 불능인 톱 플레이트(282)와, 그들 베이스 플레이트(280) 및 톱 플레이트(282)에 의해 양단을 각각 고정된, 수직으로 또한 서로 평행하게 연장되는 복수개의 샤프트(본 실시 형태에 있어서는, 용기 홀더 기구(270)의 수직 중심선을 두고 서로 대칭적으로 배치된 2개의 샤프트)(284)를 갖고 있다. 톱 플레이트(282)는, 관통공(290)을 갖는다. 그 관통공(290)은, 용기 홀더 기구(270)의 수직 중심선과 동축이다.

톱 플레이트(282)의 하면에 가이드 플레이트(292)가 고정되어 있다. 이 가이드 플레이트(292)는, 관통공(290)과 동축의 가이드공(294)을 갖는다. 가이드공(294)은, 가이드 플레이트(292)를, 두께 방향으로, 같은 단면에서 관통되어 있다. 이 가이드공(294)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 용기(112)의 저부(156)의 외경보다 근소하게 큰 내경을 갖고 있으며, 용기(112)는 가이드공(294) 내에 움직임없이 끼워맞춤하는 것이 가능하다. 이 가이드공(294) 덕분에, 용기(112)가, 수평 방향(용기(112)의 직경 방향)에 있어서의 위치에 관하여, 톱 플레이트(282)에 대하여 상대적으로 위치 맞춤된다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 용기(112)의 저부(156)가 가이드공(294)에 끼워맞춤되어 있는 상태에 있어서, 용기(112)는, 그 저부(156)의 선단면(동일 평면 상에 있음)에 있어서 톱 플레이트(282)의 하면에 부딪힌다. 이에 따라, 용기(112)는, 수직 방향(용기(112)의 축선 방향)에 있어서의 위치에 관하여, 톱 플레이트(282)에 대하여 상대적으로 위치 맞춤된다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 용기 홀더 기구(270)는, 추가로, 승강 가능한 가동 플레이트(300)를 갖는다. 가동 플레이트(300)는, 샤프트(284)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤하는 복수개의 슬리브(302)를 갖고 있다. 작업자는, 로크 기구(304)를 조작함으로써, 가동 플레이트(300)를, 수직 방향에 있어서의 임의의 위치에 이동시켜 정지시키는 것이 가능하다.

가동 플레이트(300)는, 단이 있는 위치 결정 구멍(306)을, 가이드공(294)과 동축적으로 갖고 있다. 그 위치 결정 구멍(306)은, 가동 플레이트(300)를 두께 방향으로 관통하고 있다. 이 위치 결정 구멍(306)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 가이드공(294)에 가까운 측에 대경공(310)을 갖는 한편, 반대측에 소경공(312)을 갖고 있으며, 그들 대경공(310)과 소경공(312)과의 사이에, 가이드공(294) 측을 향하는 견면(肩面; 314)을 갖고 있다.

대경공(310)은, 용기(112)의 개구부(154)의 외경보다 근소하게 큰 내경을 갖고 있어, 이에 따라, 용기(112)는, 수평 방향(용기(112)의 직경 방향)에 있어서의 위치에 관하여, 가동 플레이트(300)(나아가서는 톱 플레이트(282))에 대하여 상대적으로 위치 맞춤된다.

견면(314)에는, 용기(112)의 개구부(154)의 선단면(동일 평면 상에 있음)이 부딪히고, 이에 따라, 용기(112)는, 수직 방향(용기(112)의 축선 방향)에 있어서의 위치에 관하여, 가동 플레이트(300)(나아가서는 톱 플레이트(282))에 대하여 상대적으로 위치 맞춤된다.

소경공(312)은, 압출 피스톤(122)의 외경보다 근소하게 큰 내경을 갖고 있으며, 이 소경공(312)에 압출 피스톤(122)이 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤한다. 소경공(312)은, 압출 피스톤(122)의 축방향 운동을 가이드하는 가이드공으로서 기능한다.

용기(112)에 압출 피스톤(122)이 삽입됨으로써 용기 세트가 구성되고, 그 용기 세트는, 가동 플레이트(300)가, 톱 플레이트(282)로부터 하방으로 충분히 퇴피된 상태로, 톱 플레이트(282)에 세트된다. 그 후, 가동 플레이트(300)가, 용기(112)의 개구부(154)의 선단면이 견면(314)에 부딪힐 때까지, 상승된다. 이 위치에 있어서, 가동 플레이트(300)가 샤프트(284)에 고정된다. 이에 따라, 용기 세트의, 용기 홀더 기구(270)로의 보유지지 작업이 종료한다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 용기 홀더 기구(270)는, 추가로, 액추에이터로서의 에어 실린더(320)를, 가이드공(294)과 동축적으로 갖고 있다. 승강 부재로서의 로드(322)가 에어 실린더(320)로부터 상방으로 연출되어 있고, 그 로드(322) 선단에 푸셔(324)가 장착되어 있다. 푸셔(324)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 용기 홀더 기구(270)에 보유지지된 용기 세트 중 압출 피스톤(122)의 걸어맞춤부(159)에 걸어맞춤한다. 그 걸어맞춤 상태에 있어서는, 푸셔(324)의 전진에 수반하여, 압출 피스톤(122)이 용기(112)에 대하여 전진하여, 챔버(152)의 용적을 감소시킨다.

에어 실린더(320)는 복동식이며, 푸셔(324)의, 초기 위치에서 작용 위치까지의 전진(가압에 의한 상승)과, 작용 위치에서 비작용 위치까지의 후퇴(가압에 의한 하강)와, 임의의 위치에서의 정지(에어 실린더(320) 내의 양가스실로부터의 배기가 저지됨)가 작업자의 조작에 따라서 선택적으로 행해진다. 에어 실린더(320)는, 전환 밸브를 갖는 공압 제어 유닛(325a)을 개재하여 고압원(1차압의 높이는, 예를 들면, 0.2M㎩)(325b)에 접속되어 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 용기 홀더 기구(270)는, 추가로, 댐퍼로서의 가스 스프링(326)을 구비하고 있다. 가스 스프링(326)은, 수직으로 연장됨과 함께, 그 양단부에 있어서, 베이스 플레이트(280)와 가동 플레이트(300)에 각각, 피벗 가능하게 연결되어 있다. 가스 스프링(326)은, 로크 기구(304)가 언로크 상태에 있을 때에, 가동 플레이트(300)가 자중으로 하강하는 운동을 제한하기 위해 설치되어 있다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 카트리지 홀더 기구(272)는, 톱 플레이트(282)에 고정된 베이스 프레임(330)과, 액추에이터로서의 에어 실린더(332)와, 톱 프레임(334)과, 가동 프레임(336)을 구비하고 있다.

에어 실린더(332)는, 수직으로 연장되고, 톱 플레이트(282)와 톱 프레임(334)에 고정된 본체부(340)와, 그 본체부(340)에 대하여 직선 운동되는 승강 로드(342)를 갖고 있다. 승강 로드(342)의 상단부(본체부(340)로부터 돌출한 단부)는, 가동 프레임(336)에 고정되어 있다.

에어 실린더(332)는 복동식이며, 승강 로드(342)의, 초기 위치에서 작용 위치까지의 전진(가압에 의한 상승)과, 작용 위치에서 비작용 위치까지의 후퇴(가압에 의한 하강)와, 임의의 위치에서의 부동(에어 실린더(332) 내의 양가스실로부터의 배기가 모두 허가됨)이 작업자의 조작에 따라서 선택적으로 행해진다. 즉, 에어 실린더(332)는, 전진 모드와, 후퇴 모드와, 부동 모드에 선택적으로 이행하도록 되어 있는 것이다. 에어 실린더(332)는, 공압 제어 유닛(325a)을 개재하여 고압원(325a)에 접속되어 있다.

본체부(340)에는, 복수개의 슬리브(본 실시 형태에 있어서는, 에어 실린더(332)를 두고 서로 대칭적으로 배치된 2개의 평행 슬리브)(344)가 고정되어 있다. 그들 슬리브(344)에, 수직으로 연장되는 복수개의 샤프트(346)가 슬라이딩 가능하게 끼워맞춤되어 있다. 그들 샤프트(346)의 상단부는 모두, 가동 프레임(336)에 고정되어 있다.

카트리지 홀더 기구(272)에 있어서는, 베이스 프레임(330), 톱 프레임(334), 본체부(340) 및 슬리브(344)가 각각 정지 부재인 데에 대하여, 가동 프레임(336), 승강 로드(342) 및 샤프트(346)는 각각, 서로 일체적으로 승강되는 가동 부재이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 카트리지 홀더 기구(272)는, 추가로, 댐퍼로서의 가스 스프링(350)을 구비하고 있다. 가스 스프링(350)은, 베이스 프레임(330)과, 가동 프레임(336)과의 사이를 수직으로 연장되어 있다. 가스 스프링(350)은, 가스실(도시하지 않음)을 갖는 실린더(352)와, 그 실린더(352)에 대하여 신축되는 로드(354)를 구비하고 있다. 실린더(352)는, 그의 일단부에 있어서 베이스 프레임(330)에, 피벗 가능하게 연결되어 있다.

로드(354)의 선단부는, 가동 프레임(336)의 하면에 분리 가능하게 걸어맞춤되어 있다. 따라서, 로드(354)는, 가동 프레임(336)에 의해 압축되는 경우는 있지만, 신장되는 경우는 없다. 로드(354)는, 압축 상태에 있어서, 가동 프레임(336)에 상향의 힘을 부여하고, 그에 따라, 가동 프레임(336)이 상승하는 것을 어시스트한다.

본 실시 형태에 있어서는, 용기(112)와 카트리지(12)가, 예를 들면 수나사와 암나사와의 나사 맞춤에 의해, 서로 직접적으로 접속됨으로써, 용기(112)가 충전 장치(210)에 보유지지되어 있는 상태에 있어서, 카트리지(12)가, 직경 방향과 축선방향과의 쌍방에 관하여, 용기(112)에 대하여 위치 맞춤된다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 용기 세트가 용기 홀더 기구(270)에 의해서 보유지지되고, 또한, 그 용기 세트에 카트리지(12)가 접속되어 있는 상태로, 로드(360)가 카트리지(12) 내에 삽입된다.

그 로드(360)는, 카트리지 홀더 기구(272)에 의해 보유지지되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 카트리지 홀더 기구(272)가, 로드(360)을 보유지지하여, 그 로드(360)가 카트리지(12) 내에 삽입됨으로써, 결과적으로, 카트리지(12)가 카트리지 홀더 기구(272)에 의해 보유지지되어 있다.

로드(360)는, 강성을 갖고 똑바로 연장되는 튜브로서 구성되어 있다. 이 로드(360)는, 강제의 파이프(합성 수지제의 파이프라도 가능)이며, 축방향으로 압축력을 전달하는 것이 가능하다.

로드(360)는, 그의 선단면에 있어서, 스토퍼(362)에 의해 실질적으로 기밀하게 폐색되어 있다. 로드(360)는, 스토퍼(362)의 선단면에 있어서, 플런저(10)의 격벽면(89)에 부딪히고, 이에 따라, 플런저(10)에 대한 로드(360)의 접근 한도가 일의적으로 결정된다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 압출 피스톤(122)이 용기(112) 내에 압입됨으로써, 그 용기(112)로부터 점성 재료(14)가 저부(156)로부터 압출되고, 그 압출된 점성 재료(14)는, 제1 내부 공간(72)에 충전된다. 그 충전되는 점성 재료(14)의 용적이 증가함에 따라, 플런저(10)가, 그 점성 재료(14)에 의해 눌려, 실린더(18)에 대하여 상승된다. 그에 수반하여, 로드(360)가 카트리지(12)에 대하여 상승된다.

도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 로드(360)가, 가동 프레임(336)에 고정되어 있다. 로드(360)는, 충전 장치(210)의 수직 중심선(가이드공(294)의 중심선과 동축)과 동축적으로 연장되어 있다. 충전 장치(210)에 의해, 카트리지(12)의, 톱 플레이트(282)에 대한 위치에 관하여, 위치 맞춤된다.

다음으로, 본 충전 방법을, 도 9에 나타내는 공정도를 참조하여 구체적으로 설명하지만, 그에 앞서, 점성 재료(14)의 제조 방법을 설명한다.

점성 재료(14)는, 고점성의 합성 수지이고, 또한, 일정 온도(예를 들면, 50℃) 이상으로 가열되면 경화되고, 일단 경화되면, 온도가 저하되어도 성상(性狀)이 복원되지 않는 열가소성을 갖는다. 점성 재료(14)는, 경화되어 있지 않는 상태로, 일정 온도(예를 들면, －20℃) 이하로 냉동되면, 점성 재료(14)에 있어서의 화학 반응의 진행(경화)이 정지한다. 그 후, 점성 재료(14)를 가열하여 해동하면, 점성 재료(14)에 있어서의 화학 반응의 진행(경화)이 재개된다는 성질을 갖는다.

본 실시 형태에 있어서는, 점성 재료(14)는, 2액 혼합 타입이며, A액(경화제) 및 B액(주제)이라는 2액을 혼합시킴으로써 제공된다. A액의 일 예는, 미국 PRC-DeSoto International사의 PR-1776 B-2, Part A(촉진제이며, 이산화 망간 분산임)이며, 이에 조합되는 B액의 일 예는, 미국 PRC-DeSoto International사의 PR-1776 B-2, Part B(베이스 성분이며, 충전 변성 폴리술피드 수지임)이다.

따라서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 점성 재료(14)를 제조하기 위해, 우선, 스텝 S11에 있어서, 용기(112) 내에 있어서 2액이 혼합된다. 다음으로, 스텝 S12에 있어서, 용기(112) 내에 수용된 점성 재료(14)에 대하여 교반 탈포가 교반기(도시하지 않음)를 이용하여 행해진다. 본 실시 형태에 있어서는, 동일한 용기(112)가, 점성 재료(14)를 제조하기 위한 2액의 혼합과, 점성 재료(14)의, 교반기에 의한 교반 탈포에 사용된다.

교반기의 일 예가, 일본공개특허공보 평11-104404호에 개시되어 있으며, 이 공보의 내용은, 전체적으로, 인용에 의해 본 명세서에 합체된다. 본 실시 형태에 있어서는, 이러한 종류의 교반기가, 점성 재료(14)로 충전된 용기(112)를, 진공압하에 있어서, 공전축 주위로 공전시키면서, 그 공전축에 대하여 편심된 자전축 주위로 자전시키고, 그에 따라, 용기(112) 내에 있어서 점성 재료(14)를 교반하면서 탈포한다.

교반기 내에 있어서, 점성 재료(14)는, 교반기에 의한 유성(遊星) 운동에 기인한 원심력에 의해, 교반된다. 또한, 점성 재료(14) 내에 혼입한 기포는, 교반기에 의한 유성 운동에 기인한 원심력과, 진공 분위기에 기인한 부압과의 공동 작용에 의해, 점성 재료(14)로부터 배출되고, 그 결과, 점성 재료(14)가 탈포된다. 이에 따라, 점성 재료(14)에 보이드가 발생하는 것이 완전히 또는 충분히 방지된다.

이상과 같이 하여 점성 재료(14)가 용기(112) 내에 있어서 혼합되어 교반 탈포되면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 충전 장치(210)를 이용하여 점성 재료(14)를 용기(112)로부터 카트리지(12)로 이송하여 충전하는 작업이 개시된다.

우선, 스텝 S21에 있어서, 작업자가, 도 5에 나타내는 바와 같이, 점성 재료(14)로 충전된 용기(112) 내에 압출 피스톤(122)을 삽입함으로써, 상기 용기 세트를 준비한다.

다음으로, 스텝 S22에 있어서, 작업자가, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 용기 세트를 거꾸로 자세로 충전 장치(210) 중의 용기 홀더 기구(270)에 세트함으로써, 상기 용기 세트를 충전 장치(210)에 보유지지시킨다.

구체적으로는, 가동 플레이트(300)는, 상기 용기 세트가 용기 홀더 기구(270)에 보유지지되는 데에 앞서, 상기 용기 세트로부터 하방으로 퇴피되어 있다. 작업자는, 우선, 퇴피되어 있는 가동 플레이트(300)에 상기 용기 세트를 거꾸로 자세로 소정 위치에 싣는다. 그 후, 작업자는, 가동 플레이트(300)를, 상기 용기 세트와 함께, 용기(112)가 톱 플레이트(282)에 부딪힐 때까지 상승시킨다. 마지막으로, 작업자는, 가동 플레이트(300)를 그 위치에 고정한다.

계속하여, 스텝 S23에 있어서, 작업자가, 도 8에 나타내는 바와 같이, 카트리지(12) 내에 플런저(10)를 삽입함으로써, 카트리지(12)를 준비한다.

그 후, 스텝 S24에 있어서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 먼저 충전 장치(210)에 의해 거꾸로 자세로 보유지지되어 있는 용기 세트에, 카트리지(12)를 실질적으로 기밀하게 접속하고, 그에 따라, 카트리지(12)를 충전 장치(210)에 보유지지시킨다.

카트리지(12)의 충전 장치(210)로의 장착에 앞서, 에어 실린더(332)는, 전술의 전진 모드에 있어, 승강 로드(342)를 압출하고 있고, 그 결과, 로드(360)는, 카트리지(12)로부터 상방으로 퇴피한 위치에 있다. 즉, 카트리지(12)의 충전 장치(210)로의 장착이 로드(360)에 의해 방해받지 않도록 되어 있는 것이다.

계속하여, 스텝 S25에 있어서, 에어 실린더(332)가, 전술의 후퇴 모드로 전환되고, 승강 로드(342)를 끌어 당김으로써, 퇴피 위치에 있는 로드(360)을, 카트리지(12) 내에 삽입한다. 로드(360)의 스토퍼(362)가, 카트리지(12) 내에 먼저 존재하는 플런저(10)에 부딪힐 때까지, 로드(360)가 에어 실린더(332)에 의해 하강된다. 플런저(10)의 전진 한도는, 예를 들면, 용기(112)의 저부(156) 중, 배출 통로(157)를 형성하는 부분의 선단부와의 맞닿음에 의해 규정된다.

그 후, 에어 실린더(332)는, 전술의 부동 모드로 전환되고, 그 결과, 전술의, 가스 스프링(350)에 의한 어시스트를 무시하면, 로드(360)로부터 플런저(10)에는, 로드(360)의 중량, 및, 그 로드(360)와 함께 승강하는 부재의 중량과의 합으부터 슬라이딩 저항을 제외한 값을 갖는 힘이 작용한다. 그 힘은, 플런저(10)를 카트리지(12)의 저부(62)를 향하여 밀어붙이는 방향의 힘으로써, 제1 부분 공간(72)의 용적을 감소시키는 방향의 힘이다.

계속하여, 스텝 S26에 있어서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 압출 피스톤(122)이 상승하여 용기(112) 내에 압입된다. 그에 수반하여, 용기(112)로부터 점성 재료(14)가, 중력에 저항하여 압출되고, 그에 따라, 제1 부분 공간(72) 내로의 충전이 개시된다.

점성 재료(14)가 용기(112)로부터 카트리지(12)의 제1 부분 공간(72) 내에 유입되면, 제1 부분 공간(72) 내에 존재하는 공기가, 유입된 점성 재료(14)에 의해 압축된다.

그에 따라, 카트리지(12) 내에 있어서, 제1 부분 공간(72)이, 카트리지(12)의 외부에 연통한 제2 부분 공간(74)(대기압)보다 고압이라는 차압이 발생한다. 그 차압에 의해, 제1 부분 공간(72) 내의 공기가, 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이의 반경 방향 클리어런스를 통과하여, 구체적으로는, 제1 랜드(94)와 실린더(18)의 내주면(96)과의 사이의 제1 클리어런스(CL1)와, 제3 랜드(106)와 실린더(18)의 내주면(96)과의 사이의 제3 클리어런스(CL3)와, 제2 랜드(104)와 실린더(18)의 내주면(96)과의 사이의 제2 클리어런스(CL2)를 그러한 순서로 통과하여, 제2 부분 공간(74)에 유입되고, 나아가서는, 카트리지(12)의 개구부(68)로부터 외부로 배출된다. 이에 따라, 제1 부분 공간(72)의 공기에 대하여, 공기 빼기가 행해진다.

그 결과, 본 실시 형태에 의하면, 제1 부분 공간(72) 내로의 점성 재료(14)의 충전 중에, 제1 부분 공간(72)으로부터 공기가 제2 부분 공간(74)으로 배출되어, 제1 부분 공간(72) 내의 점성 재료(14) 내에 공기가 혼입되는 일도, 제1 부분 공간(72) 내에 점성 재료(14)가 공기와 공존하는 일도 일어나지 않고 끝난다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 카트리지(12) 내의 플런저(10)에, 제1 부분 공간(72)의 용적이 감소하는 방향의 힘이 로드(360)에 의해 부여된다. 그 부여되는 힘은, 카트리지(12) 내에 유입한 점성 재료(14)에 플런저(10)가 접근하는 방향의 힘이다.

따라서, 본 실시 형태에 의하면, 로드(360)에 의한 힘의 부여에 의해서도, 전술의 차압이 발생하여, 로드(360)에 의한 힘의 부여가 존재하지 않는 경우보다, 카트리지(12)에 큰 차압이 발생한다. 그에 따라, 제1 부분 공간(72) 내에 존재하는 공기가, 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이의 반경 방향 클리어런스를 통과하여 제2 부분 공간(74)에 유입되는 현상이 촉진된다.

결국, 도 8에 나타내는 초기 상태(플런저(10)의 하단 위치)에 있는 제1 부분 공간(72) 내의 공기 전부가 점성 재료(14)로 충전되기(제1 부분 공간(72) 내의 원래의 공기가 모두 점성 재료(14)로 치환됨)에 이른다. 계속하여, 점성 재료(14)의 충전이 계속되면, 제1 부분 공간(72)의 용적이 증가하고, 그에 수반하여, 플런저(10), 로드(360) 및 가동 프레임(336)이 상승하려고 한다. 이 때, 제1 부분 공간(72) 내의 점성 재료(14)는, 전술의 3중의 점성 재료 블록에 의해, 제2 부분 공간(74)으로의 유출이 저지된다.

본 실시 형태에 있어서는, 점성 재료(14)가 플런저(10)에, 그의 개구부(68)로부터가 아니라, 토출구(67)로부터 충전되고, 그에 따라, 충전이 개시된 당초의 제1 부분 공간(72) 내에 있어서는, 플런저(10)에 가까운 쪽으로 공기의 층(상층)이 형성되고, 그 공기의 층보다 하방에 점성 재료(14)의 층이 형성된다. 그 결과, 제1 부분 공간(72) 내에 공기가 존재하는 한, 점성 재료(14)가 플런저(10)에 접촉하지 않도록 되어 있다.

점성 재료(14)가 제1 부분 공간(72) 내를 상승하여, 제1 부분 공간(72) 내의 공기가 완전하게 빠지면, 점성 재료(14)가 플런저(10)에 접촉하고, 그 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이의 클리어런스에 점성 재료(14)가 진입한다. 그 결과, 상기 점성 재료 블록을 행하는 시일이 그들 플런저(10)와 실린더(18)와의 사이에 형성된다. 그 시일 완성 후는, 쌍방향의 공기 누출도 저지된다.

점성 재료(14)의 카트리지(12) 내로의 충전에 앞서, 도 7에 나타내는 가스 스프링(350)은, 가동 프레임(336)에 의해 압축되어 있는 상태에 있다. 그 반작용으로서, 가스 스프링(350)은, 가동 프레임(336)을 로드(360)와 함께 상승시키는 힘을, 가동 프레임(336)에 부여하고 있다.

따라서, 도 8에 나타내는 초기 상태(플런저(10)의 하단 위치)에 있어서의 제1 부분 공간(72) 내의 공기 전체가 점성 재료(14)로 충전되기에 이른 후, 제1 부분 공간(72)의 용적이 더욱 증가하면, 그에 수반하여, 플런저(10), 로드(360) 및 가동 프레임(336)이, 제1 부분 공간(72) 내의 점성 재료(14)의 압력을 그만큼 상승시키는 일 없이, 상승하는 것이 가능해진다.

즉, 스텝 S27에 있어서, 로드(360) 및 가동 프레임(336)의 상승이, 가스 스프링(152)에 의해 기계적으로 어시스트되는 것이다.

그 후, 스텝 S28에 있어서, 실린더(18)에 충전된 점성 재료(14)의 양이 규정량에 이르러, 로드(360)가 규정 위치까지 상승하는 것이 기다려진다. 로드(360)가 규정 위치까지 상승하면, 에어 실린더(320)의 전환에 의해 압출 피스톤(122)의 전진이 정지되고, 그 후, 에어 실린더(332)가 승강 로드(342)를 압출함으로써, 플런저(10)를 실린더(18) 내에 남긴 채, 로드(360)를 상승시키고, 그에 따라, 로드(360)를 카트리지(12)로부터 뽑아낸다.

계속하여, 스텝 S29에 있어서, 카트리지(12)가, 용기(112) 및 충전 장치(120)로부터 떼어내진다. 그 후, 스텝 S30에 있어서, 상기 용기 세트가, 충전 장치(210)으로부터 떼어내진다. 이상으로, 1개의 용기(112)로부터 1개의 카트리지(12)로의 점성 재료(14)의 이송 충전이 완료된다.

본 명세서는, 여기에 기재되어 있는 기술의 실시 태양 중 몇 가지의 예에 있어서의 조성물, 방법, 시스템 및/또는 구조물 그리고 용도에 대한 충분한 설명을 제공한다. 당해 기술의 여러 가지의 실시 태양을, 어느 정도의 구체성을 갖는지, 또는 적어도 하나의 개별 실시 태양을 참조하여 전술했지만, 당업자라면, 그 개시된 실시 태양에 대한 다수의 변경을, 당해 기술의 정신으로부터도 범위로부터도 일탈하는 일 없이, 행하는 것이 가능하다. 또한, 반대의 것이 청구의 범위의 란에 있어서 명시되어 있지 않거나, 특정 순서가 청구 범위 중의 용어에 의해 본질적으로 불가결이 되어 있지 않는 한, 어떠한 작동을 어떠한 순서로 행해도 좋다는 것을 이해해야 할 것이다. 상기 설명에 포함됨과 함께 첨부 도면에 도시되는 모든 사항은, 특정 실시 태양에 대해서만 예시로서 해석해야만 하며, 그들 사항은, 설명되어 있는 실시 태양에 한정되는 것이 아니라는 것을 의도하고 있다. 상세부 또는 구조의 변경은, 후술하는 청구 범위의 란 중에 특정되어 있는 당해 기술의 기본적인 요소로부터 일탈하는 일 없이, 행할 수 있다.

Claims

점성 재료를 토출하는 디스펜서의 실린더에 끼워맞춤되어 사용되는 플런저로서,
상기 실린더의 내부 공간은, 당해 플런저의 끼워맞춤에 의해, 서로 축방향으로 나열된, 상기 점성 재료를 수용하는 제1 부분 공간과, 당해 플런저의 배후에 위치되는 제2 부분 공간으로 분리되고,
상기 실린더의 양단부(兩端部) 중, 상기 제1 부분 공간에 연통하는 단부는, 상기 점성 재료를 토출하기 위한 토출구를 갖고,
당해 플런저는, 상기 제1 부분 공간에 접촉하는 제1 부분과, 상기 제2 부분 공간에 접촉하는 제2 부분을 서로 동축으로 갖고,
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은, 모두, 대체로 원형을 이루는 실루엣을 갖는 단면(斷面)을 갖고 상기 실린더와 동축으로 연장되어 있고,
상기 제2 부분은, 상기 실린더와 동축인 주벽부(周壁部)를 갖는 중공(中空) 구조이고,
그 주벽부는, 당해 플런저의 직경 방향으로 탄성 변형하는 탄성체로서 기능하고,
상기 제1 부분은, 실질적인 중실(中實) 구조이며, 상기 제2 부분에 대하여 상대적으로 강체로서 기능하고,
상기 제1 부분의 외주면은, 모두, 당해 플런저의 축선 주위에 둘레 방향으로 연장되는 제1 링홈과 제1 랜드를 갖고,
상기 제1 부분은, 상기 제1 랜드에 있어서 상기 실린더의 내주면에 국부적으로 대향하고,
상기 제1 랜드는, 상기 제1 부분 공간 내에 존재하는 공기가 상기 제2 부분 공간을 향하는 흐름을 허용하는 공기 빼기와, 동일한 방향의 상기 점성 재료의 흐름을, 그 점성 재료의 점성을 이용하여 실질적으로 저지하는 점성 재료 블록이 실현되도록, 상기 실린더의 내주면과의 사이의 반경 방향 클리어런스를 가짐과 함께, 당해 플런저의 축선에 대하여 직경 방향으로 변위하지 않는 고정 랜드로서 기능하고,
상기 제2 부분의 외주면은, 모두, 당해 플런저의 축선 주위에 둘레 방향으로 연장되는 제2 링홈과 제2 랜드를 갖고,
상기 제2 부분은, 상기 제2 랜드에 있어서 상기 실린더의 내주면에 국부적으로 접촉하고,
상기 제2 랜드는, 상기 공기 빼기와, 상기 점성 재료 블록과, 상기 제2 부분 공간 내의 공기가 상기 제2 랜드와 상기 실린더와의 사이로부터 누출되어 상기 제1 부분 공간 내를 향하는 흐름을 실질적으로 저지하는 공기 누출 방지가 실현되도록, 상기 실린더의 내주면에 접촉함과 함께, 당해 플런저의 축선에 대하여 직경 방향으로 변위하는 가동 랜드로서 기능하고,
상기 제1 랜드의 외경은, 당해 플런저에 외력이 작용하지 않는 자유 상태에 있어서, 상기 제2 랜드의 외경보다 작은 디스펜서용 플런저.
제1항에 있어서,
당해 플런저는, 또한, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분과의 사이의 환상 경계선을 따라 연장되는 제3 랜드를 갖고,
그 제3 랜드는, 상기 공기 빼기와, 상기 점성 재료 블록이 실현되도록, 상기 실린더의 내주면과의 사이의 반경 방향 클리어런스를 갖고,
당해 플런저는, 그 제3 랜드와, 상기 제1 랜드에 있어서 각각 국부적으로, 상기 실린더의 내주면에 대향하는 디스펜서용 플런저.
제2항에 있어서,
상기 제3 랜드의 외경은, 상기 제1 랜드의 외경과 실질적으로 동일한 디스펜서용 플런저.
제1항에 있어서,
상기 주벽부는, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 감소하는 육후 치수를 갖고, 그에 따라, 상기 주벽부는, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 굽힘 강성이 저하되어 직경 방향으로 탄성 변형하기 쉬워지는 디스펜서용 플런저.
제4항에 있어서,
상기 주벽부의 내주면은, 상기 제1 부분으로부터 축방향으로 멀어짐에 따라 대경화(大徑化)하는 테이퍼면인 한편, 상기 주벽부의 외주면은, 비(非)테이퍼면인 디스펜서용 플런저.
제1항에 있어서,
상기 플런저는, 추가로, 상기 주벽부의 내부에 있어서, 상기 플런저의 축선에 대하여 경사진 작용면을 갖는 디플렉터를 갖고,
그 디플렉터는, 상기 디스펜서의 작동 중에 공기의 흐름을 상기 작용면에 있어서 받으면, 그 공기의 흐름으로부터, 상기 주벽부를 확경 시키는 방향의 힘을 생성하여, 그 힘을 상기 주벽부에 작용시키는 디스펜서용 플런저.
제1항에 있어서,
상기 제1 부분은, 상기 제2 부분의 내부 공간을 상기 제1 부분의 중실부로부터 격리하는 격벽면을 갖는 디스펜서용 플런저.
제1항에 있어서,
상기 플런저를 대표하는 축방향 치수는, 동일한 플런저를 대표하는 직경 방향 치수의 약 70％ 이상인 디스펜서용 플런저.
제1항에 있어서,
상기 플런저의 표면은, 그 표면보다 점착성이 낮은 재료 특성을 갖는 합성 수지에 의해 코팅되어 있고, 그에 따라, 상기 플런저는, 거기에 부착한 상기 점성 재료를 세정에 의해 제거하여 재이용하는 것이 가능한 디스펜서용 플런저.