(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮ガスによる加圧によって粘性材料を吐出する空圧ディスペンサのシリンダに嵌合されて使用されるプランジャであって、
前記シリンダの内部空間は、当該プランジャが前記シリンダに嵌合されることにより、前記粘性材料が外部から充填されるべき充填室と、前記圧縮ガスが外部から導入されるべき加圧室とに分離され、
当該プランジャは、
軸方向に延びる筒状の本体部であって、外周面を有するものと、
当該プランジャが前記シリンダに嵌合された嵌合状態において、前記外周面と前記シリンダの内周面との間に形成されるシール部と
を含み、
前記外周面は、前記嵌合状態において、前記内周面との間に実質的に全周的に半径方向クリアランスを有し、それにより、前記外周面と前記内周面との間に、軸方向にも周方向にも連続した筒状のクリアランスが連続クリアランスとして形成され、
前記粘性材料が外部から前記充填室に充填されると、前記連続クリアランスが前記粘性材料の一部によって充填され、それにより、前記シール部が形成され、その一部の粘性材料が、前記粘性材料のうち、残りの部分が前記充填室から前記加圧室に漏れることをブロックし、
前記半径方向クリアランスの寸法は、当該プランジャが前記シリンダに実質的ながたなく軸方向にスライド可能に嵌合されるために必要な半径方向クリアランスを下限値とし、前記充填室から前記粘性材料が外部に吐出される吐出工程の実質的な最終段階において、前記連続クリアランスがそれの周方向および軸方向において実質的に完全に前記粘性材料の一部によって充填されるのに必要な半径方向クリアランスを上限値とするように設定される空圧ディスペンサ用プランジャ。
【請求項２】
前記シリンダの前記内周面の断面を表す図形の内側アウトラインは、円周であり、
前記プランジャの前記本体部の前記外周面の断面を表す図形の外側アウトラインは、前記円周より小径の円周である請求項１に記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【請求項３】
前記シリンダの前記内周面の断面を表す図形の内側アウトラインは、円周であり、
前記プランジャの前記本体部の前記外周面の断面を表す図形の外側アウトラインは、前記円周より小径の円周に外接する、非円形の閉じた線である請求項１に記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【請求項４】
前記非円形の閉じた線は、楕円、長円および多角形のうちのいずれかを含む請求項３に記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【請求項５】
圧縮ガスによる加圧によって粘性材料を吐出する空圧ディスペンサに装着されるカートリッジであって、
シリンダと、
そのシリンダに嵌合されるプランジャと
を含み、
前記シリンダの内部空間は、前記プランジャが前記シリンダに嵌合されることにより、前記粘性材料が外部から充填されるべき充填室と、前記圧縮ガスが外部から導入されるべき加圧室とに分離され、
前記プランジャは、
軸方向に延びる筒状の本体部であって、外周面を有するものと、
前記プランジャが前記シリンダに嵌合された嵌合状態において、前記外周面と前記シリンダの内周面との間に形成されるシール部と
を含み、
前記外周面は、前記嵌合状態において、前記内周面との間に実質的に全周的に半径方向クリアランスを有し、それにより、前記外周面と前記内周面との間に、軸方向にも周方向にも連続した筒状のクリアランスが連続クリアランスとして形成され、
前記粘性材料が外部から前記充填室に充填されると、前記連続クリアランスが前記粘性材料の一部によって充填され、それにより、前記シール部が形成され、その一部の粘性材料が、前記粘性材料のうち、残りの部分が前記充填室から前記加圧室に漏れることをブロックし、
前記半径方向クリアランスの寸法は、前記プランジャが前記シリンダに実質的ながたなく軸方向にスライド可能に嵌合されるために必要な半径方向クリアランスを下限値とし、前記充填室から前記粘性材料が外部に吐出される吐出工程の実質的な最終段階において、前記連続クリアランスがそれの周方向および軸方向において実質的に完全に前記粘性材料の一部によって充填されるのに必要な半径方向クリアランスを上限値とするように設定される空圧ディスペンサ用カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮ガスによる加圧によって粘性材料を吐出する空圧ディスペンサのシリンダに嵌合されて使用されるプランジャに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粘性材料を取り扱う分野が既に存在する。そのような粘性材料の用途としては、機械部品または電子部品のシーラント、封入剤、コーティング剤、グリース、樹脂組成物（例えば、エポキシ樹脂）、接着剤、電気・電子回路形成用ペースト、電子部品実装用はんだなどがある。そのような粘性材料は、例えば、航空宇宙産業や、電気・電子機器産業において使用される。
【０００３】
粘性材料を目標対象物に塗布するために、圧縮ガスによる加圧によって粘性材料を吐出する空圧ディスペンサが使用される。この種の空圧ディスペンサにおいては、プランジャすなわちピストンがシリンダに嵌合される。その嵌合により、前記シリンダの内部空間が、前記粘性材料が外部から充填されるべき充填室と、前記圧縮ガスが外部から導入されるべき加圧室とに分離される。
【０００４】
この種の空圧ディスペンサを使用して粘性材料を目標対象物に向かって吐出するために、まず、その粘性材料を空圧ディスペンサのシリンダ内の充填室に充填することが必要である。その充填後、空圧ディスペンサにおいてプランジャを、加圧室内の圧縮ガスを用いて加圧することにより、粘性材料を目標対象物に向けて吐出する。
【０００５】
本発明者らは、従来のプランジャがシリンダに嵌合されて成る従来のカートリッジ内の充填室内に粘性材料を充填し、その充填後、そのカートリッジを空圧ディスペンサに装着してその空圧ディスペンサから粘性材料を吐出するという実験を繰返し行った。
【０００６】
その結果、本発明者らは、次のような知見を得た。すなわち、充填段階においては、充填室内に存在する空気がプランジャとシリンダとの間のクリアランスを通過して抜けるようにしたいという要望（予定された空気抜きすなわち粘性材料の脱気）と、その空気抜き後には、プランジャとシリンダとの間にシール部を形成し、それにより、粘性材料が充填室から加圧室に予定外に漏れてしまうことを防止したいという要望（粘性材料漏れ防止）とを同時に実現することが重要であるという知見を得たのである。
【０００７】
さらに、吐出段階においては、プランジャとシリンダとの間にシール部を形成し、それにより、圧縮ガスが加圧室から充填室に漏れてしまうことを防止すること（圧縮ガス漏れ防止）が重要であるという知見も得た。圧縮ガスが加圧室から充填室に予定外に漏れてしまうと、空圧ディスペンサから粘性材料が正常に吐出されないという問題や、これから吐出されるべき粘性材料を収容している充填室内に圧縮ガスが予定外に進入してその粘性材料内に気泡が混入してしまうという問題が発生する可能性がある。
【０００８】
上述のいくつかの要望を実現するために、本発明者らは、新たなプランジャを開発した。そのプランジャは、特許文献１に開示されている。
【０００９】
具体的に説明するに、このプランジャの外周面上に、それぞれ周方向に延びる少なくとも２つのランドが形成されている。それらランドは、前記充填室に近い第１ランドと、前記加圧室に近い第２ランドとを有する。その第２ランドは、第１ランドより大径であるため、第２ランドの先端面とシリンダの内周面との間に形成される半径方向クリアランスが、第１ランドの先端面とシリンダの内周面との間に形成される半径方向クリアランスより小さい。
【００１０】
このプランジャを前記シリンダに嵌合して空圧ディスペンサのカートリッジを構成し、そのカートリッジを用いて前記充填段階を経験すると、その当初においては、充填室内の空気が第１ランドおよび第２ランドとシリンダとの間のそれぞれのクリアランスを通過して前記加圧室内に抜ける。
【００１１】
その空気抜け（すなわち、粘性材料の脱気）が終了すると、充填室内の粘性材料の一部が、プランジャとシリンダとの間の、第１ランドより上流側の半径方向クリアランスを通過して第１ランドに到達し、それにより、その第１ランドとシリンダとの間の第１シール部が完成する。充填される対象である粘性材料の一部が第１シール部を形成するのである。
【００１２】
やがて、粘性材料の別の一部が第２ランドに到達し、それにより、その第２ランドとシリンダとの間の第２シール部が完成する。充填される対象である粘性材料の別の一部が第２シール部を形成するのである。前記充填工程においては、それら第１シール部および第２シール部の双方が完成した後、粘性材料が充填室から加圧室に漏れてしまうことが防止される。
【００１３】
後続する吐出段階においては、その当初から、第１シール部も第２シール部も完成している。したがって、加圧室内に圧縮ガスが導入されると、その圧縮ガスが第２シール部によって遮断される。よって、加圧室からの圧縮ガスが充填室に漏れてしまうことが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第５１０１７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明者らは、このプランジャを用いて実験を繰り返し、その結果、次のような新たな知見を得た。
【００１６】
すなわち、このプランジャの吐出段階においては、圧縮ガスが外部から、プランジャの背後に位置する加圧室に導入される。その結果、プランジャの背圧が充填室の圧力に対して急に上昇し、そのプランジャに推力が発生する。その推力のおかげでプランジャが充填室に向かって前進する結果、充填室から粘性材料が外部に吐出される。
【００１７】
理想的には、前記背圧が、プランジャをシリンダに対して傾倒させようとする向きのモーメントすなわちこじりモーメントがプランジャに発生しないようにプランジャに作用するように、プランジャに圧縮ガスを作用させることが重要である。
【００１８】
なぜなら、そのようなこじりモーメントが発生すると、プランジャがシリンダに対して傾倒してしまい、その結果、プランジャがある部位においては半径方向外向きに変位してシリンダの内周面に強く接触する一方、別の部位においては半径方向内向きに変位してシリンダの内周面から離間する傾向が発生するからである。
【００１９】
プランジャがシリンダの内周面から局部的に離間すると、プランジャとシリンダとの間の半径方向クリアランスが局部的に拡大し、その拡大部分を充填する粘性材料に局部的に亀裂が発生する。その亀裂に圧縮ガスが加圧室から進入すると、その亀裂が軸方向に拡大し、最悪の場合には、それを契機として、加圧室と充填室とを互いに連通させる予定外の通路が形成されてしまう。その通路は、これから吐出されるべき粘性材料であって充填室に充填されているものに圧縮ガスを予定外に導入し、その結果、粘性材料に気泡が混入してしまう。
【００２０】
しかし、実際には、プランジャに前記こじりモーメントが全く発生しないように前記背圧がプランジャに作用するようにプランジャを作動させることは不可能である。
【００２１】
それらの知見に基づき、本発明は、圧縮ガスを用いて粘性材料を吐出する空圧ディスペンサのシリンダに嵌合されて使用されるプランジャであって、空圧ディスペンサからの粘性材料の吐出段階において、プランジャがシリンダに対して予定外に傾倒する傾向を抑制し、それにより、その傾倒が原因で充填室内の粘性材料に気泡が混入してしまう可能性を軽減するものを提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈すべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきなのである。
【００２３】
さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈すべきである。
【００２４】
（１）  圧縮ガスによる加圧によって粘性材料を吐出する空圧ディスペンサのシリンダに嵌合されて使用されるプランジャであって、
前記シリンダの内部空間は、当該プランジャが前記シリンダに嵌合されることにより、前記粘性材料が外部から充填されるべき充填室と、前記圧縮ガスが外部から導入されるべき加圧室とに分離され、
当該プランジャは、
軸方向に延びる筒状の本体部であって、外周面を有するものと、
当該プランジャが前記シリンダに嵌合された嵌合状態において、前記外周面と前記シリンダの内周面との間に形成されるシール部と
を含み、
前記外周面は、前記嵌合状態において、前記内周面との間に実質的に全周的に半径方向クリアランスを有し、それにより、前記外周面と前記内周面との間に、軸方向にも周方向にも連続した筒状のクリアランスが連続クリアランスとして形成され、
前記粘性材料が外部から前記充填室に充填されると、前記連続クリアランスが前記粘性材料の一部によって充填され、それにより、前記シール部が形成され、その一部の粘性材料が、前記粘性材料のうち、残りの部分が前記充填室から前記加圧室に漏れることをブロックする空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００２５】
（２）  前記半径方向クリアランスの寸法は、当該プランジャが前記シリンダに実質的ながたなく軸方向にスライド可能に嵌合されるために必要な半径方向クリアランスを下限値とし、前記充填室から前記粘性材料が外部に吐出される吐出工程の実質的な最終段階において、前記連続クリアランスがそれの周方向および軸方向において実質的に完全に前記粘性材料の一部によって充填されるのに必要な半径方向クリアランスを上限値とするように設定される（１）項に記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００２６】
（３）  圧縮ガスによる加圧によって粘性材料を吐出する空圧ディスペンサのシリンダに嵌合されて使用されるプランジャであって、
前記シリンダの内部空間は、当該プランジャが前記シリンダに嵌合されることにより、前記粘性材料が外部から充填されるべき充填室と、前記圧縮ガスが外部から導入されるべき加圧室とに分離され、
当該プランジャは、
軸方向に延びる筒状の本体部であって、外周面を有するものと、
その外周面上に、各々、概して軸方向に延びる少なくとも１本のリッジが、そのリッジが複数本のリッジである場合にはそれらリッジがそれぞれ互いに周方向に離散するように配置されたものによって形成され、当該プランジャが前記シリンダに嵌合された状態において、前記外周面と前記シリンダの内周面との間をシールするシール部と
を含み、
前記外周面は、当該プランジャが前記シリンダに同心的に嵌合された同心嵌合状態において、前記内周面との間に実質的に全周的に半径方向クリアランスを有し、それにより、前記外周面と前記内周面との間に、軸方向にも周方向にも連続した筒状のクリアランスが連続クリアランスとして形成され、
前記粘性材料が外部から前記充填室に充填されると、前記連続クリアランスが前記粘性材料の一部によって充填され、それにより、前記シール部が形成され、その一部の粘性材料が、前記粘性材料のうち、残りの部分が前記充填室から前記加圧室に漏れることをブロックする空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００２７】
（４）  前記粘性材料が外部から前記充填室内に充填される充填工程においては、前記粘性材料の一部が前記充填室から前記連続クリアランスに進入し、それにより、その連続クリアランスが前記一部の粘性材料である充填粘性材料によって充填され、
その充填状態においては、前記充填粘性材料の前記連続クリアランス内の流動性が、前記軸方向において前記周方向におけるより高いとともに、前記外周面のうち前記リッジが形成されているリッジ領域と、前記外周面のうち前記リッジが形成されていない溝領域との間において、前記充填粘性材料が流動することが許可され、それにより、前記連続クリアランスが軸方向にも周方向にも前記充填粘性材料によって充填されることが促進され、
前記連続クリアランスが前記充填粘性材料によって完全に充填される完全充填状態においては、前記充填粘性材料自身により、前記粘性材料のうち、残りの部分が前記加圧室に漏れることが前記充填粘性材料によってブロックされ、
その完全充填状態に移行する前の不完全充填状態においては、前記充填室内に予定外に存在する予定外ガスが前記連続クリアランスのうち前記充填粘性材料によって充填されていない部分を通過して前記加圧室に抜けることが許可され、
前記完全充填状態において前記粘性材料を前記充填室から吐出するために前記圧縮ガスが前記加圧室に導入される吐出工程においては、前記圧縮ガスが前記加圧室から前記充填室に漏れることが前記充填粘性材料によってブロックされる（３）項に記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００２８】
（５）  当該プランジャは、前記少なくとも１本のリッジにおいて半径方向に弾性変形し、それにより、前記リッジの先端部が前記内周面に接触すると、そのリッジが半径方向内向きに弾性変形し、それにより、前記リッジが前記内周面に強く接触することが阻止される（３）または（４）項に記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００２９】
（６）  各リッジは、そのリッジに隣接するように前記外周面上に配置された溝より狭い幅寸法を有する（３）ないし（５）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００３０】
（７）  前記少なくとも１本のリッジのうちの少なくとも１本は、当該プランジャの長さ寸法のうちの実質的な全部にわたり延びている（３）ないし（６）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００３１】
（８）  前記少なくとも１本のリッジのうちの少なくとも１本は、前記充填室から前記加圧室に向かうにつれて増加する幅寸法を有する（３）ないし（７）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００３２】
（９）  前記少なくとも１本のリッジのうちの少なくとも１本は、前記充填室から前記加圧室に向かうにつれて増加する高さ寸法を有する（３）ないし（８）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００３３】
（１０）  前記少なくとも１本のリッジのうちの少なくとも１本は、複数のリッジ・セグメントがそれぞれ互いに離散的に軸方向に一列に並んで構成されている（３）ないし（９）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００３４】
（１１）  前記外周面は、表面凹凸を実質的に有しない平滑面または凹凸面である（３）ないし（１０）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００３５】
（１２）  当該プランジャの長さ寸法は、それの直径寸法より長い（３）ないし（１１）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００３６】
（１３）  （１）ないし（１２）項のいずれかに記載のプランジャと、
（１）ないし（１２）項のいずれかに記載のシリンダと
を含むセット。
【００３７】
（１４）  前記内周面の断面を表す図形の内側アウトラインは、円周であり、
前記外周面の断面を表す図形の外側アウトラインは、前記円周より小径の円周である（１）ないし（１２）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【００３８】
（１５）  前記内周面の断面を表す図形の内側アウトラインは、円周であり、
前記外周面の断面を表す図形の外側アウトラインは、前記円周より小径の円周に外接する、非円形の閉じた線である（１）ないし（１２）項のいずれかに記載の空圧ディスペンサ用プランジャ。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、プランジャがシリンダに嵌合されると、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間に、周方向にも軸方向にも連続するクリアランス（以下、単に「連続クリアランス」という。）が形成される。
【００４０】
その連続クリアランスが形成された状態で、シリンダ内の充填室に外部から粘性材料が充填されると、連続クリアランスが全体的に粘性材料の一部によって充填される。その一部の粘性材料で充填された連続クリアランスは、全体的にシール部として機能し、その際、充填される対象である粘性材料の一部がそのシール部を形成する。
【００４１】
よって、本発明によれば、シリンダへの粘性材料の充填段階においては、前記シール部の完成前にあっては、予定された空気抜き（すなわち、粘性材料の脱気）が実現され、また、前記シール部の完成後にあっては、予定外の粘性材料漏れが防止され、さらに、粘性材料の吐出段階においては、それの全工程を通じて、予定外の圧縮ガス漏れが防止される。
【００４２】
さらに、本発明によれば、プランジャの外周面とシリンダの内周面との間に前記連続クリアランスが形成され、それにより、外周面の外径が内周面の内径より、前述の周方向ランドが用いられる場合より大きな比率で小さくされる。
【００４３】
その結果、プランジャの外周面のうち、各瞬間において、シリンダの内周面に同時に接触する可能性がある同時接触可能部分（例えば、その同時接触可能性部分の外周面の、それの長さ全体にわたる合計面積か、その同時接触可能性部分の外周面を、特定の軸方向位置において仮想的に切断した場合に取得される曲線の、それの周方向全体にわたる合計長さ）が、前述の周方向ランドが用いられる場合より減少する。
【００４４】
その同時接触可能部分が減少すると、プランジャがシリンダを軸方向にスライドする際の抵抗が、前述の周方向ランドが用いられる場合より低減される。それにより、空圧ディスペンサからの粘性材料の吐出段階において、圧縮ガスの作用により、プランジャが、前述の周方向ランドが用いられる場合よりスムーズにスライドすることが促進される。
【００４５】
その結果、圧縮ガスがプランジャに作用させられたために、前記こじりモーメントがプランジャに予定外に発生し、プランジャがシリンダに対して傾倒して、プランジャがシリンダに局部的に接触しても、プランジャが同じ軸方向位置に滞留する可能性が減少する。プランジャのこじりによってプランジャがシリンダに固着する現象が発生せずに済むのである。
【００４６】
プランジャの固着が防止されると、プランジャの背圧の過剰な上昇が防止され、より大きなこじりモーメントの発生も防止され、プランジャがシリンダに対して大きく傾倒することも防止され、ひいては、プランジャがシリンダに局部的に強く接触することも防止される。
【００４７】
その結果、空圧ディスペンサからの粘性材料の吐出段階において、プランジャの傾倒が原因で、完成されたシール部に局部的に亀裂が発生することが防止される。その亀裂の発生が防止されると、圧縮ガスが加圧室から充填室に漏れてしまうことが防止される。
【００４８】
よって、本発明によれば、空圧ディスペンサからの粘性材料の吐出段階において、プランジャがシリンダに対して予定外に傾倒する傾向が抑制され、それにより、その傾倒が原因で充填室内の粘性材料に気泡が混入してしまう可能性が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の例示的な第１実施形態に従うプランジャを用いるカートリッジを、空圧ディスペンサに装填されている状態で示す部分断面側面図である。
【図２】図２は、図１に示すカートリッジを示す側面断面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１に示すプランジャを示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図１に示すプランジャを用いるカートリッジの要部を示す断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるＸ−Ｘ線での断面図である。
【図４】図４は、図１に示すカートリッジにおいて、外部から充填室内に粘性材料を充填しつつある場合に、その粘性材料が充填室から、プランジャとシリンダとの間のクリアランスに移動し、やがてシール部が形成される様子を概念的に示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、図１に示すプランジャの一例であって幅寸法が軸線に沿って変化しないリッジを有するものを示す側面図であり、図５（ｂ）は、図１に示すプランジャの別の例であって幅寸法が軸線に沿って徐変するリッジを有するものを示す側面図であり、図５（ｃ）は、図１に示すプランジャのさらに別の例であって複数のリッジ・セグメントが離散的に一列に並んで成るリッジを有するものを示す側面図である。
【図６】図６（ａ）は、図１に示すプランジャの一例であって高さ寸法が軸線に沿って変化しないリッジを有するものを示す側面図であり、図６（ｂ）は、図１に示すプランジャの別の例であって高さ寸法が軸線に沿って徐変するリッジを有するものを示す側面図である。
【図７】図７は、図２に示すカートリッジに粘性材料を充填する充填方法を実施するために使用される充填装置における容器セットであって容器内に押出ピストンが挿入されて成るものを部分断面側面図である。
【図８】図８は、前記充填装置を示す部分断面正面図である。
【図９】図９は、前記充填装置を示す部分断面側面図である。
【図１０】図１０は、前記充填装置の要部を使用状態において示す部分断面正面図である。
【図１１】図１１は、前記充填方法を、それに先立って実施される粘性材料製造方法と共に示す工程図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の例示的な第２実施形態に従うプランジャを用いるカートリッジの要部を示す断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＹ−Ｙ線での断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の例示的な第３実施形態に従うプランジャの一例を用いるカートリッジの要部を示す断面図であり、図１３（ｂ）は、第３実施形態に従うプランジャの別の例を用いるカートリッジの要部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明のさらに具体的でかつ例示的な実施の形態のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【００５１】
図１には、本発明の例示的な第１実施形態に従うプランジャ１０がシリンダ１８に嵌合されて成るカートリッジ１２が部分断面側面図で示されている。カートリッジ１２は、シリンダ１８が粘性材料１４で予め充填され、かつ、シリンダ１８の先端に吐出ノズル１６が着脱可能に装着され、かつ、カートリッジ１２が手持ち型（図１に示すガン型でも、図示しないストレート型でも可）のディスペンサ２０に着脱可能に装填される状態（組立状態かつ使用状態）で示されている。
【００５２】
まず、ディスペンサ２０を説明するに、図１に示すように、ディスペンサ２０は、円筒状のリテーナ２２と、そのリテーナ２２に着脱可能に装着される本体部２４とを有する。本体部２４は、作業者によって握られるハンドル２６と、そのハンドル２６に対して相対的に変位可能に装着されたトリガ（レバー、スイッチ、ボタン等でもよく、いずれにしても、操作部材の一例）２８とを有する。
【００５３】
本体部２４は、さらに、空圧制御ユニット３０を有する。その空圧制御ユニット３０は、トリガ２８によって操作されるバルブ３２を有し、そのバルブ３２は、プランジャ１０の背後に位置するチャンバ３３と、ホース接続口３４とを互いに流体的にかつ選択的に接続する。そのホース接続口３４には、フレキシブルなホース３６を介して、圧縮ガスを供給する高圧源３８が接続されている。
【００５４】
作業者によってトリガ２８が引かれると、バルブ３２が閉位置から開位置に切り換わり、その結果、高圧源３８から圧縮ガスがバルブ３２を通過してチャンバ（加圧室）３３内に導入される。プランジャ１０の背後に圧縮ガスが作用すると、プランジャ１０がシリンダ１８に対して相対的に前進し（図１においては、左方に移動し）、それにより、粘性材料１４がシリンダ１８から吐出される。粘性材料１４の一例は、高粘性かつ非導電性のシーラントであり、そのシーラントの用途の一例は、航空機部品のシールである。
【００５５】
次に、カートリッジ１２を概略的に説明するに、側面断面図である図２に示すように、カートリッジ１２は、プランジャ１０がシリンダ１８内に嵌合されることにより、構成されている。プランジャ１０の素材として、ＰＥ（ポリエチレン）やＰＰ（ポリプロピレン）を選んだり、それたとほぼ同等の弾性を有する合成樹脂を選んだり、それらより高い弾性を有する合成樹脂を選んだり、それらより低い弾性を有する合成樹脂を選んだり、合成ゴム（例えば、ＮＢＲ）を選ぶことが可能である。合成ゴムという材料は、例えばＰＥやＰＰのような合成樹脂より剛性が低く、その代わりに弾性が高い。
【００５６】
次に、シリンダ１８をより詳細に説明するに、シリンダ１８は、円筒状の内部空間７０を有し、その内部空間７０内にプランジャ１０が着脱可能かつ実質的に気密かつ軸方向摺動可能に嵌合される。
【００５７】
具体的には、シリンダ１８は、一様な断面で真っ直ぐに延びる筒状の本体部６０と、その本体部６０の両端部のうちの一方に接続された中空の底部６２とを、互いに同軸的に有している。底部６２は、それの先端において、本体部６０より小径の筒部６４を有する一方、本体部６０と接続される側において、テーパ部６６を有している。筒部６４内の貫通穴が、シリンダ１８の吐出口６７であり、筒部６４には、図１に示すように、吐出ノズル１６が着脱可能に（例えば、ねじ結合により）装着される。本体部６０の他方の端部は、開口部６８である。シリンダ１８を構成する材料の一例は、ＰＰ（ポリプロピレン）であるが、これに限定されない。
【００５８】
本実施形態においては、粘性材料１４が、外部（図７に示す容器１１２）からカートリッジ１２内へ、そのカートリッジ１２の吐出口６７を通過するように充填され、その充填後、粘性材料１４を吐出して使用するために、その粘性材料１４が、カートリッジ１２から、同じ通路、すなわち、吐出口６７内の通路（シリンダ１８のうち最も小径である通路）を通過して排出される。すなわち、粘性材料１４の、カートリッジ１２に対する出入りが、最小径通路である吐出口６７を通過するように行われるのである。
【００５９】
図２に示すように、シリンダ１８の内部空間７０は、プランジャ１０により、互いに軸方向に並んだ、粘性材料１４を収容する充填室７２と、前記圧縮ガスが導入される加圧室７４とに分離されている。充填室７２は、吐出口６７に連通する一方、加圧室７４は、図１に示すように、チャンバ３３およびバルブ３２を介して高圧源３８に接続される。
【００６０】
次に、プランジャ１０をより詳細に説明するに、図３（ａ）に示すように、プランジャ１０は、軸方向に延びる筒状の本体部８０を有する。その本体部８０は、同軸の外周面８２を有し、その外周面８２は、プランジャ１０がシリンダ１８に嵌合された状態（以下、単に「嵌合状態」という。）において、そのシリンダ１８の内周面８４に半径方向に対向する。
【００６１】
一例においては、本体部８０が、図３（ｂ）および（ｃ）に示すように、同一断面で軸方向に延びる中空の周壁部８６と、その周壁部８６の一端部を閉塞する底部８８とを有する。別の例においては、本体部８０が、図示しないが、同一断面で軸方向に延びる、完全なまたは部分的な中実部と、その中実部の一端部に形成された底部とを有する。
【００６２】
一例においては、底部８８の外面９０が、図３（ａ）および（ｃ）に示すように、外向きに凸となるが頂点を有しない曲面（例えば、半球面）である。別の例においては、底部８８の外面９０が、図示しないが、外向きに凸となるとともに頂点を有する円錐面である。
【００６３】
図３（ａ）ないし図３（ｃ）に示すように、プランジャ１０においては、本体部８０の外周面８２上に、各々、概して軸方向に延びる複数本のリッジ１００と複数本の溝１０２とが周方向に交互に配置されている。それにより、プランジャ１０の外周面８２とシリンダ１８の内周面８４との間の空間をシールするシール部１０４が構成されている。
【００６４】
図３（ｂ）に示すように、複数本のリッジ１００の先端部は、前記嵌合状態において、複数本の溝１０２よりシリンダ１８の内周面８４にそれに接触しない範囲で接近し、それにより、前記嵌合状態において、複数本のリッジ１００および複数本の溝１０２とシリンダ１８の内周面８４との間に、軸方向にも周方向にも連続した筒状のクリアランスが連続クリアランス１０６として形成される。
【００６５】
図４に示すように、粘性材料１４が外部から充填室７２に充填されると、連続クリアランス１０６が上流側の領域から下流側の領域に順次、粘性材料１４の一部によって充填される。その際、その一部の粘性材料１４は、各溝１０２においては、矢印Ａで示すように、他の部分より速やかに、主に軸方向に上流側から下流側に移動する。また、粘性材料１４の別の一部は、各リッジ１００において、矢印Ｂで示すように、主に軸方向に上流側から下流側に移動するが、粘性材料１４のさらに別の一部は、矢印Ｃ，Ｄ，ＥおよびＦで示すように、まず各溝１０２に沿って主に軸方向に移動し、やがてその溝１０２から周方向に移動して、その溝１０２に隣接するリッジ１００に移動する。
【００６６】
このように、充填段階においては、粘性材料１４の一部が、連続クリアランス１０６内を、軸方向にも周方向にも移動することにより、連続クリアランス１０６の全体が粘性材料１４の一部によって充填される。その結果、連続クリアランス１０６を充填する一部の粘性材料１４であって充填室７２から供給されたものが、粘性材料１４の別の一部が充填室７２から加圧室７４に漏れることをブロックする。すなわち、粘性材料１４の一部がシール部１０４を形成するのであり、具体的には、粘性材料１４の一部が、残りの部分をシールするために、シール部１０４を形成するのである。
【００６７】
この充填段階の終了時点、すなわち、規定量の粘性材料１４が充填室７２に充填された時点で、連続クリアランス１０６が完全に粘性材料１４によって充填され、かつ、その連続クリアランス１０６を下流側にはみ出る粘性材料１４の量が規定量を超えないように、プランジャ１０の形状（例えば、リッジ１００の本数、各リッジ１００の形状）およびサイズ（例えば、リッジ１００の幅寸法および高さ寸法）、プランジャ１０の表面粗さを含む複数のファクタがそれぞれ設定されている。
【００６８】
それらファクタの効果を例示すれば、リッジ１００の本数が多いほど、粘性材料１４が連続クリアランス１０６内を移動する際の抵抗が増加し、その移動速度が低下する。また、同様に、各リッジ１００の幅寸法が大きいほど（すなわち、各溝１０２の幅寸法が小さいほど）、粘性材料１４が連続クリアランス１０６内を移動する際の抵抗が増加し、その移動速度が低下する。また、同様に、リッジ１００の高さ寸法が小さいほど、粘性材料１４が連続クリアランス１０６内を移動する際の抵抗が増加し、その移動速度が低下する。
【００６９】
また、プランジャ１０の表面が凹凸面である場合の方が、表面凹凸を実質的に有しない平滑面である場合より、粘性材料１４が連続クリアランス１０６内を移動する際の抵抗が増加し、その移動速度が低下する。
【００７０】
粘性材料１４の挙動をさらに詳細に説明すると、粘性材料１４が外部から充填室７２内に充填される充填工程においては、粘性材料１４の一部が充填室７２から連続クリアランス１０６に進入し、それにより、その連続クリアランス１０６がその一部の粘性材料１４である充填粘性材料１４によって充填される。
【００７１】
その充填状態においては、その充填粘性材料１４の連続クリアランス１０６内の流動性が、プランジャ１０の軸方向において周方向におけるより高いとともに、互いに隣接したリッジ１００と溝１０２との間において、充填粘性材料１４が周方向に流動することが許可され、それにより、連続クリアランス１０６がプランジャ１０の軸方向にも周方向にも充填粘性材料１４によって充填されることが促進される。
【００７２】
連続クリアランス１０６が充填粘性材料１４によって完全に充填される完全充填状態においては、充填粘性材料１４により、粘性材料１４のうち、残りの部分が充填室７２から加圧室７４に漏れることが充填粘性材料１４によってブロックされる。
【００７３】
その完全充填状態に移行する前の不完全充填状態においては、充填室７２内に予定外に存在する予定外ガスが連続クリアランス１０６のうち充填粘性材料１４によって充填されていない部分を通過して加圧室７４に抜けることが許可される。
【００７４】
前記完全充填状態において粘性材料１４を充填室７２から吐出するために圧縮ガスが加圧室７４に導入される吐出工程においては、圧縮ガスが加圧室７４から充填室７２に漏れることが充填粘性材料１４によってブロックされる。
【００７５】
以上の説明から明かなように、本実施形態によれば、プランジャ１０の外周面８２上に、各々軸方向に延びる複数本のリッジ１００がそれぞれ互いに周方向において離散的に形成される。そのプランジャ１０がシリンダ１８に完全に同心的に嵌合された同心嵌合状態において、プランジャ１０の外周面８２とシリンダ１８の内周面８４との間に、周方向にも軸方向にも連続する連続クリアランス１０６が形成される。このとき、各リッジ１００の先端面とシリンダ１８の内周面８４との間にも半径方向クリアランスが形成されるため、その連続クリアランス１０６が各リッジ１００によって分断されることはない。
【００７６】
その連続クリアランス１０６が形成された状態で、シリンダ１８内の充填室７２に外部から粘性材料１４の一部が充填されると、連続クリアランス１０６が全体的にその一部の粘性材料１４によって充填される。その一部の粘性材料１４で充填された連続クリアランス１０６は、全体的にシール部１０４として機能し、その際、充填される対象である粘性材料１４の一部がそのシール部１０４を形成する。
【００７７】
よって、本実施形態によれば、粘性材料１４の充填段階においては、シール部１０４の完成前にあっては、予定された空気抜き（すなわち、充填室７２内における粘性材料１４の脱気）が実現され、また、シール部１０４の完成後にあっては、粘性材料１４の予定外の漏れが防止され、さらに、粘性材料１４の吐出段階においては、それの全工程を通じて、圧縮ガスの予定外の漏れが防止される。
【００７８】
さらに、本実施形態によれば、プランジャ１０の外周面８２とシリンダ１８の内周面８４との間に連続クリアランス１０６が形成され、それにより、外周面８２の外径が内周面８４の内径より、前述の周方向ランドが用いられる場合より大きな比率で小さくされる。
【００７９】
その結果、プランジャ１０の外周面８２のうち、各瞬間において、シリンダ１８の内周面８４に同時に接触する可能性がある同時接触可能部分（例えば、その同時接触可能性部分の外周面の、それの長さ全体にわたる合計面積か、その同時接触可能性部分の外周面を、特定の軸方向位置において仮想的に切断した場合に取得される曲線の、それの周方向全体にわたる合計長さ）が、軸方向リッジ１００に代えて前述の周方向ランドが用いられる場合より減少する。
【００８０】
その同時接触可能部分が減少すると、プランジャ１０がシリンダ１８を軸方向にスライドする際の抵抗が、軸方向リッジ１００に代えて前述の周方向ランドが用いられる場合より低減される。それにより、空圧ディスペンサ２０からの粘性材料１４の吐出段階において、圧縮ガスの作用により、プランジャ１０が、軸方向リッジ１００に代えて前述の周方向ランドが用いられる場合よりスムーズにスライドすることが促進される。
【００８１】
その結果、圧縮ガスがプランジャ１０に作用させられたために、前記こじりモーメントがプランジャ１０に予定外に発生し、プランジャ１０がシリンダ１８に対して傾倒して、プランジャ１０がシリンダ１８に局部的に接触しても、プランジャ１０が同じ軸方向位置に滞留する可能性が減少する。プランジャ１０のこじりによってプランジャ１０がシリンダ１８に固着する現象が頻繁に発生せずに済むのである。
【００８２】
プランジャ１０の固着が防止されると、プランジャ１０の背圧の過剰な上昇が防止され、より大きなこじりモーメントの発生も防止され、プランジャ１０がシリンダ１８に対して大きく傾倒することも防止され、ひいては、プランジャ１０がシリンダ１８に局部的に強く接触することも防止される。
【００８３】
その結果、空圧ディスペンサ２０からの粘性材料１４の吐出段階において、プランジャ１０の傾倒が原因で、完成されたシール部１０４に局部的に亀裂が発生することが防止される。その亀裂の発生が防止されると、圧縮ガスが加圧室７４から充填室７２に漏れてしまうことが防止される。
【００８４】
よって、本実施形態によれば、空圧ディスペンサ２０からの粘性材料１４の吐出段階において、プランジャ１０がシリンダ１８に対して予定外に傾倒する傾向が抑制され、それにより、その傾倒が原因で充填室７２内の粘性材料１４に気泡が混入してしまう可能性が軽減される。
【００８５】
次に、プランジャ１０のより具体的な構造を例示的に説明する。
【００８６】
本実施形態においては、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、プランジャ１０が８本のリッジ１００を有する。別の例においては、図５に示すように、プランジャ１０が４本のリッジ１００を有する。いずれの例においても、同じプランジャ１０に複数本のリッジ１００が存在する。
【００８７】
本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、複数本のリッジ１００が、外周面８２上に、それぞれ互いに実質的に等間隔でかつ全周的に離散している。別の例においては、図示しないが、リッジ１００の本数が１本のみである。
【００８８】
いずれにしても、プランジャ１０の外周面８２上に少なくとも１本のリッジ１００が形成されている限り、連続クリアランス１０６が、概して軸方向に延びる少なくとも１つの第１領域と、概して軸方向に延びる少なくとも１つの第２領域であって第１領域より薄い厚さを有するものとを有する。それら第１おより第２領域は、それぞれ交互に周方向に並ぶ。
【００８９】
ここに、第１領域（薄肉領域）と第２領域（厚肉領域）とを対比して説明するに、第１領域は、プランジャ１０がシリンダ１４内をできる限り傾倒することなく安定した姿勢でスライドすることを促進する機能を、第２領域にはない固有の機能として有する一方、第２領域は、粘性材料１４がプランジャ１０とシリンダ１４との間を軸方向にスムーズに流動することを促進する機能を、第１領域にはない固有の機能として有する。しかし、いずれの領域も、粘性材料１４の一部の充填によってシール機能を発揮し、それにより、粘性材料１４の残りの部分をブロックする。
【００９０】
本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、各リッジ１００が、プランジャ１０の外周面８２の１本の母線に沿って延びる直線状を成している。すなわち、各リッジ１００が、軸方向に延びる成分のみ有し、周方向に延びる成分は有しないのである。
【００９１】
別の例においては、図示しないが、各リッジ１００が、プランジャ１０の外周面８２の複数本の母線を横切るように延びるらせん状を成している。すなわち、各リッジ１００が、軸方向に延びる成分のみならず、周方向に延びる成分も有するのである。
【００９２】
さらに、いずれの例においても、それら複数本のリッジ１００がプランジャ１０の外周面８２上において互いに交差しない。リッジ１００間の交差点が存在しないのであり、仮に存在すると、粘性材料１４が外周面８２上を軸方向に円滑に流動することがその交差点によって物理的に阻害されることが予想される。
【００９３】
本実施形態においては、複数本のリッジ１００の各々が、図３（ａ）および図（ｂ）に示すように、複数本の溝１０２の各々より狭い幅寸法を有する。
【００９４】
本実施形態においては、図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、複数本のリッジ１００のうちの少なくとも１つが、プランジャ１０の長さ寸法のうちの実質的な全部にわたり延びている。各リッジ１００が長いほど、プランジャ１０がシリンダ１８に対して傾倒する角度の最大値が減少し、よって、プランジャ１０の傾倒角度を減少させるために効果的である。
【００９５】
本実施形態においては、図５（ａ）に示すように、複数本のリッジ１００のうちの少なくとも１つが、プランジャ１０の長さに沿って変化しない幅寸法を有する。
【００９６】
別の例においては、図５（ｂ）に示すように、複数本のリッジ１００のうちの少なくとも１つが、充填室７２から加圧室７４に向かうにつれて増加する幅寸法を有する。
【００９７】
図５（ｂ）に示す例においては、リッジ１００間の周方向間隔が、加圧室７４に近い位置において、充填室７２に近い位置におけるより小さくなり、よって、前記吐出段階におけるシール部１０４のシーリング能力が、加圧室７４に近い位置において、充填室７２に近い位置におけるより高い。したがって、この例によれば、吐出段階において、圧縮ガスが加圧室７４から充填室７２に漏れてしまう可能性が効果的に抑制される。
【００９８】
本実施形態においては、図６（ａ）に示すように、複数本のリッジ１００のうちの少なくとも１本が、複数本の溝１０２のうち隣接するものの底面（軸方向において一定である外径を有する）からの高さ寸法であって、プランジャ１０の長さに沿って変化しないものを有する。
【００９９】
別の例においては、図６（ｂ）に示すように、複数本のリッジ１００のうちの少なくとも１本が、複数本の溝１０２のうち隣接するものの底面からの高さ寸法であって、充填室７２から加圧室７４に向かうにつれて増加するものを有する。図６（ｂ）に示す例は、図５（ｂ）に示す例と組み合わせることが可能である。
【０１００】
図６（ｂ）に示す例においては、連続クリアランス１０６のうちの最小クリアランスの厚さ（すなわち、リッジ１００の先端面とシリンダ１８の内周面８４との間のクリアランスのうち最小の部分の厚さ）が、加圧室７４に近い位置において、充填室７２に近い位置におけるより小さくなり、よって、前記吐出段階におけるシール部１０４のシーリング能力が、加圧室７４に近い位置において、充填室７２に近い位置におけるより高い。したがって、この例によれば、吐出段階において、圧縮ガスが加圧室７４から充填室７２に漏れてしまう可能性が効果的に抑制される。
【０１０１】
一例においては、図５（ｃ）に示すように、複数本のリッジ１００のうちの少なくとも１本が、軸方向に連続しておらず、複数のリッジ・セグメント１０８がそれぞれ互いに離散的に軸方向に一列に並ぶように構成される。
【０１０２】
この例においては、１本のリッジ１００が連続的に延びる場合より、連続クリアランス１０６内における粘性材料１４の周方向流動性がリッジ１００によって阻害される傾向が軽減される。よって、連続クリアランス１０６の全体が粘性材料１４によって充填されるのに必要な時間が短縮されることが予測される。
【０１０３】
本実施形態においては、図３（ｃ）に示すように、プランジャ１０が中空構造を採用しており、本体部８０のうちの周壁部８６が半径方向に弾性変形することが、中実構造を採用する場合より容易である。
【０１０４】
本実施形態においては、プランジャ１０が、複数本のリッジ１００において半径方向に弾性変形し、それにより、複数本のリッジ１００の先端部がシリンダ１８の内周面８４に接触すると、それらリッジ１００が半径方向内向きに弾性変形する。その結果、複数本のリッジ１００がシリンダ１８の内周面８４に強く接触することが阻止される。
【０１０５】
本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、各リッジ１００の断面が、概して矩形を有する断面である。
【０１０６】
いくつかの別の例においては、各リッジ１００の断面が、他の形状を有する断面、例えば、半径方向外向きに先細となる断面（概して三角形状、半球状または台形状を成す断面）であることが可能である。
【０１０７】
それらの別の例においては、各リッジ１００の断面が矩形断面である場合より、概して三角形状、半球状または台形状を成す断面である場合の方が、粘性材料１４の周方向流動性が向上し、よって、各リッジ１００の先端面とシリンダ１４の内周面８４との間の半径方向クリアランスが粘性材料１４によって充填されることが促進される。
【０１０８】
本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、各溝１０２の断面が、概して矩形を有する断面である。
【０１０９】
いくつかの別の例においては、各溝１０２の断面が、他の形状を有する断面、例えば、半径方向内向きに先細となる断面（概して三角形状、半球状または台形状を成す断面）であることが可能である。一例においては、各リッジ１００の断面が、半径方向外向きに先細となる断面であり、一方、各溝１０２の断面が、半径方向内向きに先細となる断面である。
【０１１０】
本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、シリンダ１８の内周面８４が円形断面を有する状態で、プランジャ１０の外周面８２が円形断面を有していて、プランジャ１０の外周面８２のうち、複数本のリッジ１００を形成する部分をある軸方向位置において切断することによって取得される断面を表すプロファイル（図形）を構成する複数のセグメントのそれぞれの外側アウトラインが、プランジャ１０と同心の一つの真円上に位置し、それにより、それら外側アウトラインがそれぞれ、一つの中心点を共有する複数の円弧として記述される。
【０１１１】
別の例においては、図示しないが、シリンダ１８の内周面８４が円形断面を有する状態で、プランジャ１０の外周面８２が非円形断面を有していて、複数本のリッジ１００についての複数本の外側アウトラインが、プランジャ１０と同心の一つの閉じた線であって非円形状を成すもの（例えば、長円、楕円、多角形）上に位置する。
【０１１２】
次に、プランジャ１０の、側面視におけるアスペクト比（縦横比）を説明する。
【０１１３】
プランジャ１０を代表する軸方向寸法（例えば、図３（ｃ）において、周壁部８６の、充填室７２側のエッジ位置から、加圧室７４側のエッジ位置までの軸方向長さ）は、同じプランジャ１０を代表する直径方向寸法（例えば、図３（ｂ）において、プランジャ１０を軸方向に投影して取得されるシルエットに外接する一円周の直径）より長い。このような寸法効果により、プランジャ１０が、シリンダ１８内において、圧縮ガスの作用時に、その圧縮ガスによって予定外に傾倒する角度の最大値が減少する。
【０１１４】
プランジャ１０を代表する軸方向寸法の、同じプランジャ１０を代表する直径方向寸法に対する比率であるアスペクト比は、約１以上としたり、約１．２以上としたり、約１．５以上とすることが可能であり、そのアスペクト比が大きいほど、プランジャ１０の、シリンダ１８内での傾倒防止効果が増加する。
【０１１５】
次に、粘性材料１４をカートリッジ１２内に充填する充填方法を図７ないし図１１を参照して説明する。
【０１１６】
カートリッジ１２への充填に先立ち、粘性材料１４は、図７に示す容器１１２内において製造されて保存される。その後、容器１１２内に収容された粘性材料１４が、容器１１２から複数本のカートリッジ１２に分配される。容器１１２内の粘性材料１４は、その容器１１２内に押出ピストン１２２が押し込まれることにより、容器１１２から押し出される。押し出された粘性材料１４は、シリンダ１８内に充填される。
【０１１７】
図７には、容器１１２が側面断面図で示されている。本実施形態においては、同じ容器１１２が、粘性材料１４の製造（後に詳述する２液混合）と、その製造後における粘性材料１４の脱泡（後に詳述する攪拌機による真空遠心脱泡）と、カートリッジ１２への充填に先立つ粘性材料１４の貯蔵・輸送と、カートリッジ１２への充填とに使用される。
【０１１８】
図７に示すように、容器１１２は、軸方向に延びる中空のハウジング１５０と、そのハウジング１５０内に同軸的に形成された円筒状のチャンバ１５２とを有している。そのチャンバ１５２は、開口部１５４と底部１５６とを有している。底部１５６の内面は、概して半球状を成す凹面を有している。このように底部１５６が連続的な内面を有することにより、チャンバ１５２内において粘性材料１４が、底部１５６の内面が平面である場合よりスムーズに流れ、その結果、粘性材料１４の攪拌効率が向上する。容器１１２を構成する材料の一例は、ＰＯＭ（ポリアセタール）であり、別の例は、テフロン（登録商標）であるが、それらに限定されない。
【０１１９】
チャンバ１５２の底部１５６には、そのチャンバ１５２内に収容されている粘性材料１４（Ａ液とＢ液との混合物）を、シリンダ１８に向けて排出するための排出通路１５７が形成されており、その排出通路１５７は、着脱可能なプラグ（図示しない）によって選択的に閉塞される。
【０１２０】
図７に示すように、容器１１２から粘性材料１４を排出するために、その容器１１２のチャンバ１５２内に押出ピストン１２２が押し込まれる。その押出ピストン１２２は、本体部１５８と、その本体部１５８の後端部に形成された係合部１５９とを有している。本体部１５８は、容器１１２のチャンバ１５２の内面形状を補完する外面形状（例えば、概して半球状を成す凸部を有する形状）を有している。係合部１５９は、本体部１５８より小径であり、そこに外力が充填装置２１０（図１０参照）から負荷されることにより、押出ピストン１２２が前進させられる。押出ピストン１２２がチャンバ１５２内を排出通路１５７に向かって接近するにつれて、その排出通路１５７から粘性材料１４が押し出される。
【０１２１】
図８には、粘性材料１４を容器１１２からカートリッジ１２に移送して充填する充填装置２１０が部分断面正面図で示され、図９には、その充填装置２１０が部分断面側面図で示されている。図１０には、使用状態にある充填装置２１０のうちの要部が、拡大された部分断面正面図で示されている。
【０１２２】
本実施形態においては、粘性材料１４を容器１１２からカートリッジ１２に移し変える際、容器１１２が、図１０に示すように、チャンバ１５２の開口部１５４が下を向く一方、底部１５６の排出通路１５７が上を向く姿勢（逆さま姿勢）で空間内に保持される。この状態で、押出ピストン１２２がチャンバ１５２内を上昇させられる。その結果、チャンバ１５２から粘性材料１４が上向きに押し出される。
【０１２３】
さらに、粘性材料１４を容器１１２からカートリッジ１２に移し変える際、カートリッジ１２が、開口部６８が上を向く一方、底部６２が下を向く姿勢で空間内に保持される。この状態で、容器１１２から上向きに押し出された粘性材料１４が、カートリッジ１２の底部６２から注入される。
【０１２４】
図８および図９に示すように、充填装置２１０は、それの下部において、容器１１２を着脱可能に保持する容器ホルダ機構２７０を有する一方、上部において、カートリッジ１２を着脱可能に保持するカートリッジホルダ機構２７２を有している。
【０１２５】
容器ホルダ機構２７０は、設置されるベースプレート２８０と、そのベースプレート２８０より上方に位置する昇降不能なトッププレート２８２と、それらベースプレート２８０およびトッププレート２８２によって両端をそれぞれ固定された、垂直にかつ互いに平行に延びる複数本のシャフト（本実施形態においては、図８および図９に示すように、容器ホルダ機構２７０の垂直中心線を隔てて互いに対称的に配置された２本のシャフト）２８４とを有している。トッププレート２８２は、貫通穴２９０を有する。その貫通穴２９０は、容器ホルダ機構２７０の垂直中心線と同軸である。
【０１２６】
トッププレート２８２の下面にガイドプレート２９２が固定されている。このガイドプレート２９２は、貫通穴２９０と同軸のガイド穴２９４を有する。ガイド穴２９４は、ガイドプレート２９２を、厚さ方向に、一様な断面で貫通している。このガイド穴２９４は、図１０に示すように、容器１１２の底部１５６の外径よりわずかに大きい内径を有しており、容器１１２はガイド穴２９４内にがたなく嵌合することが可能である。このガイド穴２９４のおかげで、容器１１２が、水平方向（容器１１２の直径方向）における位置に関し、トッププレート２８２に対して相対的に位置合わせされる。
【０１２７】
図１０に示すように、容器１１２の底部１５６がガイド穴２９４に嵌合している状態において、容器１１２は、それの底部１５６の先端面（同一平面上にある）においてトッププレート２８２の下面に突き当たる。これにより、容器１１２は、垂直方向（容器１１２の軸線方向）における位置に関し、トッププレート２８２に対して相対的に位置合わせされる。
【０１２８】
図８および図９に示すように、容器ホルダ機構２７０は、さらに、昇降可能な可動プレート３００を有する。その可動プレート３００は、シャフト２８４に軸方向に摺動可能に嵌合する複数本のスリーブ３０２を有している。作業者は、ロック機構３０４を操作することにより、可動プレート３００を、垂直方向における任意の位置に移動させて停止させることが可能である。
【０１２９】
可動プレート３００は、段付きの位置決め穴３０６を、ガイド穴２９４と同軸的に有している。その位置決め穴３０６は、可動プレート３００を厚さ方向に貫通している。この位置決め穴３０６は、図１０に示すように、ガイド穴２９４に近い側に大径穴３１０を有する一方、反対側に小径穴３１２を有しており、それら大径穴３１０と小径穴３１２との間に、ガイド穴２９４の側を向く肩面３１４を有している。
【０１３０】
大径穴３１０は、容器１１２の開口部１５４の外径より僅かに大きい内径を有しており、これにより、容器１１２は、水平方向（容器１１２の直径方向）における位置に関し、可動プレート３００（ひいてはトッププレート２８２）に対して相対的に位置合わせされる。
【０１３１】
肩面３１４には、容器１１２の開口部１５４の先端面（同一平面上にある）が突き当たり、これにより、容器１１２は、垂直方向（容器１１２の軸線方向）における位置に関し、可動プレート３００（ひいてはトッププレート２８２）に対して相対的に位置合わせされる。
【０１３２】
小径穴３１２は、押出ピストン１２２の外径よりわずかに大きい内径を有しており、この小径穴３１２に押出ピストン１２２が摺動可能に嵌合する。小径穴３１２は、押出ピストン１２２の軸方向運動をガイドするガイド穴として機能する。
【０１３３】
容器１１２に押出ピストン１２２が挿入されることによって容器セットが構成され、その容器セットは、可動プレート３００が、トッププレート２８２から下方に十分に退避させられた状態で、トッププレート２８２にセットされる。その後、可動プレート３００が、容器１１２の開口部１５４の先端面が肩面３１４に突き当たるまで、上昇させられる。この位置において、可動プレート３００がシャフト２８４に固定される。これにより、容器セットの、容器ホルダ機構２７０への保持作業が終了する。
【０１３４】
図８および図９に示すように、容器ホルダ機構２７０は、さらに、アクチュエータとしてのエアシリンダ３２０を、ガイド穴２９４と同軸的に有している。昇降部材としてのロッド３２２がエアシリンダ３２０から上方に延び出しており、そのロッド３２２の先端にプッシャ３２４が装着されている。プッシャ３２４は、図１０に示すように、容器ホルダ機構２７０に保持された容器セットのうちの押出ピストン１２２の係合部１５９に係合する。その係合状態においては、プッシャ３２４の前進に伴い、押出ピストン１２２が容器１１２に対して前進し、チャンバ１５２の容積を減少させる。
【０１３５】
エアシリンダ３２０は複動式であり、プッシャ３２４の、初期位置から作用位置までの前進（加圧による上昇）と、作用位置から非作用位置までの後退（加圧による下降）と、任意の位置での停止（エアシリンダ３２０内の両ガス室からの排気が阻止される）とが作業者の操作に応じて選択的に行われる。エアシリンダ３２０は、切換バルブを有する空圧制御ユニット３２５ａを介して高圧源（一次圧の高さは、例えば、０．２ＭＰａ）３２５ｂに接続されている。
【０１３６】
図９に示すように、容器ホルダ機構２７０は、さらに、ダンパとしてのガススプリング３２６を備えている。ガススプリング３２６は、垂直に延びるとともに、それの両端部において、ベースプレート２８０と可動プレート３００とにそれぞれ、ピボット可能に連結されている。ガススプリング３２６は、ロック機構３０４がアンロック状態にあるときに、可動プレート３００が自重で下降する運動を制限するために設置されている。
【０１３７】
図８および図９に示すように、カートリッジホルダ機構２７２は、トッププレート２８２に固定されたベースフレーム３３０と、アクチュエータとしてのエアシリンダ３３２と、トップフレーム３３４と、可動フレーム３３６とを備えている。
【０１３８】
エアシリンダ３３２は、垂直に延びて、トッププレート２８２とトップフレーム３３４とに固定された本体部３４０と、その本体部３４０に対して直線運動させられる昇降ロッド３４２とを有している。昇降ロッド３４２の上端部（本体部３４０から突出した端部）は、可動フレーム３３６に固定されている。
【０１３９】
エアシリンダ３３２は複動式であり、昇降ロッド３４２の、初期位置から作用位置までの前進（加圧による上昇）と、作用位置から非作用位置までの後退（加圧による下降）と、任意の位置での浮動（エアシリンダ３３２内の両ガス室からの排気がいずれも許可される）とが作業者の操作に応じて選択的に行われる。すなわち、エアシリンダ３３２は、前進モードと、後退モードと、浮動モードとに選択的に移行するようになっているのである。エアシリンダ３３２は、空圧制御ユニット３２５ａを介して高圧源３２５ａに接続されている。
【０１４０】
本体部３４０には、複数本のスリーブ（本実施形態においては、エアシリンダ３３２を隔てて互いに対称的に配置された２本の平行スリーブ）３４４が固定されている。それらスリーブ３４４に、垂直に延びる複数本のシャフト３４６が摺動可能に嵌合されている。それらシャフト３４６の上端部はいずれも、可動フレーム３３６に固定されている。
【０１４１】
カートリッジホルダ機構２７２においては、ベースフレーム３３０、トップフレーム３３４、本体部３４０およびスリーブ３４４がそれぞれ静止部材であるのに対し、可動フレーム３３６、昇降ロッド３４２およびシャフト３４６はそれぞれ、互いに一体的に昇降させられる可動部材である。
【０１４２】
図９に示すように、カートリッジホルダ機構２７２は、さらに、ダンパとしてのガススプリング３５０を備えている。ガススプリング３５０は、ベースフレーム３３０と、可動フレーム３３６との間を垂直に延びている。ガススプリング３５０は、ガス室（図示しない）を有するシリンダ３５２と、そのシリンダ３５２に対して伸縮させられるロッド３５４とを備えている。シリンダ３５２は、それの一端部においてベースフレーム３３０に、ピボット可能に連結されている。
【０１４３】
ロッド３５４の先端部は、可動フレーム３３６の下面に分離可能に係合させられている。したがって、ロッド３５４は、可動フレーム３３６によって圧縮させられることはあるが、伸張させられることはない。ロッド３５４は、圧縮状態において、可動フレーム３３６に上向きの力を付与し、それにより、可動フレーム３３６が上昇することをアシストする。
【０１４４】
本実施形態においては、容器１１２とカートリッジ１２とが、例えばおねじとめねじとの螺合により、互いに直接的に接続されることにより、容器１１２が充填装置２１０に保持されている状態において、カートリッジ１２が、直径方向と軸線方向との双方に関し、容器１１２に対して位置合わせされる。
【０１４５】
図１０に示すように、前記容器セットが容器ホルダ機構２７０によって保持され、かつ、その容器セットにカートリッジ１２が接続されている状態で、ロッド３６０がカートリッジ１２内に挿入される。
【０１４６】
そのロッド３６０は、カートリッジホルダ機構２７２によって保持されている。本実施形態においては、カートリッジホルダ機構２７２が、ロッド３６０を保持し、そのロッド３６０がカートリッジ１２内に挿入されることにより、結果的に、カートリッジ１２がカートリッジホルダ機構２７２によって保持されている。
【０１４７】
ロッド３６０は、剛性を有して真っ直ぐに延びるチューブとして構成されている。このロッド３６０は、鋼製のパイプ（合成樹脂製のパイプでも可）であり、軸方向に圧縮力を伝達することが可能である。
【０１４８】
ロッド３６０は、それの先端面において、ストッパ３６２によって実質的に気密に閉塞されている。ロッド３６０は、ストッパ３６２の先端面において、プランジャ１０の底部８８の内面８９に突き当たり、これにより、プランジャ１０に対するロッド３６０の接近限度が一義的に決まる。
【０１４９】
図１０に示すように、押出ピストン１２２が容器１１２内に押し込まれることにより、その容器１１２から粘性材料１４が底部１５６から押し出され、その押し出された粘性材料１４は、充填室７２に充填される。その充填される粘性材料１４の容積が増加するにつれて、プランジャ１０が、その粘性材料１４によって押されて、シリンダ１８に対して上昇させられる。それに伴い、ロッド３６０がカートリッジ１２に対して上昇させられる。
【０１５０】
図８および図９に示すように、ロッド３６０が、可動フレーム３３６に固定されている。ロッド３６０は、充填装置２１０の垂直中心線（ガイド穴２９４の中心線と同軸）と同軸的に延びている。充填装置２１０により、カートリッジ１２の、トッププレート２８２に対する位置に関し、位置合わせされる。
【０１５１】
次に、本充填方法を、図１１に示す工程図を参照して具体的に説明するが、それに先立ち、粘性材料１４の製造方法を説明する。
【０１５２】
粘性材料１４は、高粘性の合成樹脂であり、また、一定温度（例えば、５０℃）以上に加熱されると硬化し、一旦硬化すると、温度が低下しても性状が復元しない熱可塑性を有する。粘性材料１４は、硬化していない状態で、一定温度（例えば、−２０℃）以下に冷凍されると、粘性材料１４における化学反応の進行（硬化）が停止する。その後、粘性材料１４を加熱して解凍すると、粘性材料１４における化学反応の進行（硬化）が再開されるという性質を有する。
【０１５３】
本実施形態においては、粘性材料１４は、２液混合タイプであり、Ａ液（硬化剤）およびＢ液（主剤）という２液を混合させることによって提供される。Ａ液の一例は、米国PRC-DeSoto International社のPR-1776 B-2, Part A（促進剤であり、二酸化マンガン分散である。）であり、これに組み合わされるＢ液の一例は、米国PRC-DeSoto International社のPR-1776 B-2, Part B（ベース成分であり、充填変性ポリスルフィド樹脂である。）である。
【０１５４】
したがって、図１１に示すように、粘性材料１４を製造するために、まず、ステップＳ１１において、容器１１２内において２液が混合される。次に、ステップＳ１２において、容器１１２内に収容された粘性材料１４に対して攪拌脱泡が攪拌機（図示しない）を用いて行われる。本実施形態においては、同じ容器１１２が、粘性材料１４を製造するための２液の混合と、粘性材料１４の、攪拌機による攪拌脱泡とに使用される。
【０１５５】
攪拌機の一例が、特開平１１−１０４４０４号公報に開示されており、この公報の内容は、全体的に、引用によって本明細書に合体させられる。本実施形態においては、この種の攪拌機が、粘性材料１４で充填された容器１１２を、真空圧下において、公転軸まわりに公転させつつ、その公転軸に対して偏心した自転軸まわりに自転させ、それにより、容器１１２内において粘性材料１４を攪拌しつつ脱泡する。
【０１５６】
攪拌機内において、粘性材料１４は、攪拌機による遊星運動に起因した遠心力により、攪拌される。さらに、粘性材料１４内に混入した気泡は、攪拌機による遊星運動に起因した遠心力と、真空雰囲気に起因した負圧との共同作用により、粘性材料１４から排出され、その結果、粘性材料１４が脱泡される。これにより、粘性材料１４にボイドが発生することが完全にまたは十分に防止される。
【０１５７】
以上のようにして粘性材料１４が容器１１２内において混合されて攪拌脱泡されると、図１０に示すように、充填装置２１０を用いて粘性材料１４を容器１１２からカートリッジ１２に移送して充填する作業が開始される。
【０１５８】
まず、ステップＳ２１において、作業者が、図７に示すように、粘性材料１４で充填された容器１１２内に押出ピストン１２２を挿入することにより、前記容器セットを準備する。
【０１５９】
次に、ステップＳ２２において、作業者が、図１０に示すように、前記容器セットを逆さま姿勢で充填装置２１０のうちの容器ホルダ機構２７０にセットすることにより、前記容器セットを充填装置２１０に保持させる。
【０１６０】
具体的には、可動プレート３００は、前記容器セットが容器ホルダ機構２７０に保持されるのに先立ち、前記容器セットから下方に退避させられている。作業者は、まず、退避している可動プレート３００に前記容器セットを逆さま姿勢で所定位置に載せる。その後、作業者は、可動プレート３００を、前記容器セットと一緒に、容器１１２がトッププレート２８２に突き当たるまで上昇させる。最後に、作業者は、可動プレート３００をその位置に固定する。
【０１６１】
続いて、ステップＳ２３において、作業者が、図１０に示すように、カートリッジ１２内にプランジャ１０を挿入することにより、カートリッジ１２を準備する。
【０１６２】
その後、ステップＳ２４において、図１０に示すように、先に充填装置２１０によって逆さま姿勢で保持されている容器セットに、カートリッジ１２を実質的に気密に接続し、それにより、カートリッジ１２を充填装置２１０に保持させる。
【０１６３】
カートリッジ１２の充填装置２１０への装着に先立ち、エアシリンダ３３２は、前述の前進モードにあって、昇降ロッド３４２を押し出しており、その結果、ロッド３６０は、カートリッジ１２から上方に退避した位置にある。すなわち、カートリッジ１２の充填装置２１０への装着がロッド３６０によって邪魔されないようになっているのである。
【０１６４】
続いて、ステップＳ２５において、エアシリンダ３３２が、前述の後退モードに切り換えられて、昇降ロッド３４２を引き込むことにより、退避位置にあるロッド３６０を、カートリッジ１２内に挿入する。ロッド３６０のストッパ３６２が、カートリッジ１２内に先に存在するプランジャ１０に突き当たるまで、ロッド３６０がエアシリンダ３３２によって下降させられる。プランジャ１０の前進限度は、例えば、容器１１２の底部１５６のうち、排出通路１５７を形成する部分の先端部との当接によって規定される。
【０１６５】
その後、エアシリンダ３３２は、前述の浮動モードに切り換えられ、その結果、前述の、ガススプリング３５０によるアシストを無視すると、ロッド３６０からプランジャ１０には、ロッド３６０の重量、および、そのロッド３６０と一緒に昇降する部材の重量との和から摺動抵抗を除外した値を有する力が作用する。その力は、プランジャ１０をカートリッジ１２の底部６２に向かって押し付ける向きの力であって、充填室７２の容積を減少させる向きの力である。
【０１６６】
続いて、ステップＳ２６において、図１０に示すように、押出ピストン１２２が上昇して容器１１２内に押し込まれる。それに伴い、容器１１２から粘性材料１４が、重力に抗して押し出され、これにより、充填室７２内への充填が開始される。
【０１６７】
粘性材料１４が容器１１２からカートリッジ１２の充填室７２内に流入すると、充填室７２内に存在する空気が、流入した粘性材料１４によって圧縮される。
【０１６８】
それにより、カートリッジ１２内において、充填室７２が、カートリッジ１２の外部に連通した加圧室７４（大気圧）より高圧であるという差圧が発生する。その差圧により、充填室７２内の空気が、プランジャ１０とシリンダ１８との間の半径方向クリアランス（シール部１０４が完成していない状態にある）を通過して、加圧室７４に流入し、ひいては、カートリッジ１２の開口部６８から外部に排出される。これにより、充填室７２の空気に対し、空気抜きが行われる。
【０１６９】
その結果、本実施形態によれば、充填室７２内への粘性材料１４の充填中に、充填室７２から空気が加圧室７４に排出され、充填室７２内の粘性材料１４内に空気が混入することも、充填室７２内に粘性材料１４が空気と共存することも起こらずに済む。
【０１７０】
さらに、本実施形態によれば、カートリッジ１２内のプランジャ１０に、充填室７２の容積が減少する向きの力がロッド２３０によって付与される。その付与される力は、カートリッジ１２内に流入した粘性材料１４にプランジャ１０が接近する向きの力である。
【０１７１】
よって、本実施形態によれば、ロッド２３０による力の付与によっても、上述の差圧が発生し、ロッド２３０による力の付与が存在しない場合より、カートリッジ１２に大きな差圧が発生する。それにより、充填室７２内に存在する空気が、プランジャ１０とシリンダ１８との間の半径方向クリアランスを通過して加圧室７４に流入する現象が促進される。
【０１７２】
やがて、図１０に示す初期状態（プランジャ１０の下端位置）にある充填室７２内の空気全部が粘性材料１４で充填される（充填室７２内のもともとの空気がすべて粘性材料１４で置換される）に至る。続いて、粘性材料１４の充填が継続すると、充填室７２の容積が増加し、それに伴い、プランジャ１０、ロッド２３０および可動フレーム３３６が上昇しようとする。
【０１７３】
このとき、充填室７２内の粘性材料１４の最初の一部が、シール部１０４を形成するために消費され、そのシール部１０４が完成すると、粘性材料１４のうちの残りの部分が、シール部１０４により、加圧室７４への流出が阻止される。シール部１０４により粘性材料ブロックが行われるのである。
【０１７４】
本実施形態においては、粘性材料１４がプランジャ１０に、それの開口部６８からではなく、吐出口６７から充填され、それにより、充填が開始された当初の充填室７２内においては、プランジャ１０に近い方に空気の層（上層）が形成され、その空気の層より下方に粘性材料１４の層が形成される。その結果、充填室７２内に空気が存在する限り、粘性材料１４がプランジャ１０に接触しないようになっている。
【０１７５】
粘性材料１４が充填室７２内を上昇し、充填室７２内の空気が完全に抜けると、粘性材料１４がプランジャ１０に接触し、そのプランジャ１０とシリンダ１８との間のクリアランスに粘性材料１４が進入する。その結果、粘性材料ブロックを行うシール部１０４がそれらプランジャ１０とシリンダ１８との間に形成される。そのシール部１０４の完成後は、双方向の空気漏れも阻止される。
【０１７６】
粘性材料１４のカートリッジ１２内への充填に先立ち、図９に示すガススプリング３５０は、可動フレーム３３６によって圧縮されている状態にある。その反作用として、ガススプリング３５０は、可動フレーム３３６をロッド２３０と共に上昇させる力を、可動フレーム３３６に付与している。
【０１７７】
したがって、図１０に示す初期状態（プランジャ１０の下端位置）における充填室７２内の空気全体が粘性材料１４で充填されるに至った後、充填室７２の容積がさらに増加すると、それに伴い、プランジャ１０、ロッド２３０および可動フレーム３３６が、充填室７２内の粘性材料１４の圧力をそれほど上昇させることなく、上昇することが可能となる。
【０１７８】
すなわち、ステップＳ２７において、ロッド２３０および可動フレーム３３６の上昇が、ガススプリング３５０によって機械的にアシストされるのである。
【０１７９】
その後、ステップＳ２８において、シリンダ１８に充填された粘性材料１４の量が規定量に達し、ロッド２３０が規定位置まで上昇することが待たれる。ロッド２３０が規定位置まで上昇すると、エアシリンダ３２０の切換えによって押出ピストン１２２の前進が停止させられ、その後、エアシリンダ３３２が昇降ロッド３４２を押し出すことにより、プランジャ１０をシリンダ１８内に残したまま、ロッド３６０を上昇させ、それにより、ロッド３６０をカートリッジ１２から引き抜く。
【０１８０】
続いて、ステップＳ２９において、作業者が、カートリッジ１２を、容器１１２および充填装置２１０から取り外す。
【０１８１】
その後、ステップＳ３０において、作業者が、前記容器セットを、充填装置２１０から取り外す。
【０１８２】
以上で、１個の容器１１２から１本のカートリッジ１２への粘性材料１４の移送充填が完了する。
【０１８３】
次に、本発明の例示的な第２実施形態に従うプランジャ１０を説明する。ただし、第１実施形態と共通する要素については、同一の名称または符号を使用して引用することにより、重複した説明を省略し、第１実施形態と異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０１８４】
図１２（ａ）は、第２実施形態に従うプランジャ１０を用いるカートリッジ１２の要部を示す断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＹ−Ｙ線での断面図である。
【０１８５】
本実施形態においては、第１実施形態と同様に、プランジャ１０がシリンダ１８に完全に同心的に嵌合された同心嵌合状態において、プランジャ１０のうちの本体部８０の外周面８２とシリンダ１８の内周面８４との間に、軸方向にも周方向にも連続した筒状のクリアランスが連続クリアランス１０６として形成される。その連続クリアランス１０６が粘性材料１４の一部によって充填されることによってシール部１０４が形成される。
【０１８６】
本実施形態においては、図１２（ａ）に示すように、シリンダ１８の内周面８４の断面を表す図形の内側アウトラインが円周である状態で、プランジャ１０の外周面８２の断面を表す図形の外側アウトラインが、前記円周より小径の円周である。
【０１８７】
したがって、本実施形態においては、プランジャ１０がシリンダ１８に完全に同心的に嵌合されている状態においては、連続クリアランス１０６の厚さが周方向に一様であるが、プランジャ１０の軸心がシリンダ１８の軸心から半径方向に外れると、連続クリアランス１０６の厚さが周方向に非一様となる。
【０１８８】
外周面８２は、プランジャ１０がシリンダ１８に嵌合した状態において、シリンダ１８の内周面８４との間に実質的に全周的に半径方向クリアランスを有する。本実施形態においては、第１実施形態とは異なり、外周面８２上にいずれのリッジ１００も形成されていない。
【０１８９】
前記半径方向クリアランスの寸法は、プランジャ１０がシリンダ１８に実質的ながたなく軸方向にスライド可能に嵌合されるために必要な半径方向クリアランスを下限値とし、充填室７２から粘性材料１４が吐出される吐出工程の実質的な最終段階において、連続クリアランス１０６がそれの周方向および軸方向において実質的に完全に粘性材料１４の一部によって充填されるのに必要な半径方向クリアランスを上限値とするように設定される。
【０１９０】
一例においては、前記半径方向クリアランスの寸法が、０．２５ｍｍと０．７５ｍｍとの間の範囲内に設定される。
【０１９１】
粘性材料１４が外部から充填室７２に充填されると、連続クリアランス１０６が粘性材料１４の一部によって充填され、それにより、シール部１０４が形成される。その一部の粘性材料１４が、粘性材料１４のうち、残りの部分が充填室７２から加圧室７４に漏れることをブロックする。
【０１９２】
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、プランジャ１０の外周面８２とシリンダ１８の内周面８４との間に連続クリアランス１０６が形成され、それにより、外周面８２の外径が内周面８４の内径より、前述の周方向ランドが用いられる場合より大きな比率で小さくされる。
【０１９３】
その結果、プランジャ１０の外周面８２のうち、各瞬間において、シリンダ１８の内周面８４に同時に接触する可能性がある同時接触可能部分（例えば、その同時接触可能性部分の外周面の、それの長さ全体にわたる合計面積か、その同時接触可能性部分の外周面を、特定の軸方向位置において仮想的に切断した場合に取得される曲線の、それの周方向全体にわたる合計長さ）が、前述の周方向ランドが用いられる場合より減少する。
【０１９４】
その同時接触可能部分が減少すると、プランジャ１０がシリンダ１８を軸方向にスライドする際の抵抗が、前述の周方向ランドが用いられる場合より低減される。それにより、空圧ディスペンサ２０からの粘性材料１４の吐出段階において、圧縮ガスの作用により、プランジャ１０が、前述の周方向ランドが用いられる場合よりスムーズにスライドすることが促進される。
【０１９５】
その結果、圧縮ガスがプランジャ１０に作用させられたために、前記こじりモーメントがプランジャ１０に予定外に発生し、プランジャ１０がシリンダ１８に対して傾倒して、プランジャ１０がシリンダ１８に局部的に接触しても、プランジャ１０が同じ軸方向位置に滞留する可能性が減少する。プランジャ１０のこじりによってプランジャ１０がシリンダ１８に固着する現象が頻繁に発生せずに済むのである。
【０１９６】
本実施形態においては、図１２（ａ）に示すように、シリンダ１８の内周面８４の断面を表す図形の内側アウトラインが円周である状態で、プランジャ１０の外周面８２の断面を表す図形の外側アウトラインも同様に、円周である。
【０１９７】
しかし、本発明は他の態様で実施することが可能であり、軸方向にも周方向にも連続した連続クリアランス１０６がプランジャ１０の外周面８２とシリンダ１４の内周面８４との間に形成され、かつ、その連続クリアランス１０６が粘性材料１４によって全域的に充填されることが可能である限り、プランジャ１０の外周面８２の断面形状の如何を問わず、例えば、その外周面８２上に周方向に延びるランドであって前記同心嵌合状態においてそれの先端面がシリンダ１４の内周面８４に接触しないものが形成される態様で本発明を実施することも可能である。
【０１９８】
本実施形態においては、他の実施形態と同様に、プランジャ１０がシリンダ１８に、両者間のシールを専ら行うパッキンやリングなどの専用のシール部材や専用のシール流体を用いることなく、従来より大きなギャップを有して、すなわち、従来よりルーズに嵌合される。さらに、そのルーズ・フィットによって形成された連続クリアランス１０６が粘性材料１４によって充填され、その充填部分があたかもシール部材として機能する。
【０１９９】
すなわち、本実施形態においては、上述のシール部材やシール流体を省略する代わりに、プランジャ１０をシリンダ１４に従来よりルーズに嵌合させ、そのうえで、そのルーズ・フィットによって形成された連続クリアランス１０６を粘性材料１４によって充填してシール機能を実現するのである。
【０２００】
次に、本発明の例示的な第３実施形態に従うプランジャ１０を説明する。ただし、第２実施形態と共通する要素については、同一の名称または符号を使用して引用することにより、重複した説明を省略し、第２実施形態と異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【０２０１】
第２実施形態においては、図１２（ａ）に示すように、シリンダ１８の内周面８４の断面を表す図形の内側アウトラインが円周である状態で、プランジャ１０の外周面８２の断面を表す図形の外側アウトラインも同様に、円周である。
【０２０２】
これに対し、本実施形態においては、図１３に示すように、シリンダ１８の内周面８４の断面を表す図形の内側アウトラインが円周である状態で、プランジャ１０の外周面８２の断面を表す図形の外側アウトラインが、非円周である閉じた線である。
【０２０３】
したがって、本実施形態においては、プランジャ１０の外周面８２の断面を表す図形の外側アウトラインが円周である場合とは異なり、プランジャ１０がシリンダ１８に完全に同心的に嵌合されているか否かを問わず、連続クリアランス１０６の厚さが周方向に非一様となり、不均一となる。その結果、プランジャ１０の外周面８２の断面を表す図形の外側アウトラインが円周である場合より大きなクリアランスを、周方向に不均一ながらも、プランジャ１０とシリンダ１８との間に確保することが容易となる。
【０２０４】
一例においては、図１３（ａ）に示すように、プランジャ１０の外周面８２の断面を表す図形の外側アウトラインが閉じた曲線、例えば、楕円、長円などである。この例においては、その閉じた曲線のうち、複数の突出部（当該閉じた曲線に外接する一円を想定した場合に、当該閉じた曲線のうち、その外接円との複数の接点を含む複数のセグメント）がそれぞれ、リッジ１００の別の例を構成すると考えることが可能である。
【０２０５】
別の例においては、図１３（ｂ）に示すように、プランジャ１０の外周面８２の断面を表す図形の外側アウトラインが多角形（それを近似する閉じた曲線が、円周であるか否かを問わない）である。この例においては、その多角形のうち、複数の突出部（当該多角形に外接する一円を想定した場合に、当該多角形のうち、その外接円との複数の接点を含む複数のセグメント）がそれぞれ、リッジ１００の別の例を構成すると考えることが可能である。
【０２０６】
本明細書は、ここに記載されている技術の実施態様のいくつかの例における組成物、方法、システムおよび／または構造物ならびに用途についての十分な説明を提供する。当該技術の種々の実施態様を、ある程度の具体性を有するか、または少なくとも一つの個別の実施態様を参照して上述したが、当業者であれば、その開示された実施態様に対する多数の変更を、当該技術の精神からも範囲からも逸脱することなく、行うことが可能である。さらに、反対のことが請求の範囲の欄において明示されていないか、特定の順序が請求の範囲中の用語によって本質的に不可欠とされていない限り、いなかる作動をいなかる順序で行ってもよいことを理解すべきである。上記の説明に含まれるとともに添付図面に図示されるすべての事項は、特定の実施態様のみについての例示として解釈すべきであって、それら事項は、説明されている実施態様に限定するものではないということを意図している。詳細部または構造の変更は、後続する請求の範囲の欄中に定義されている当該技術の基本的な要素から逸脱することなく、行うことができる。
【要約】
【課題】プランジャがシリンダに嵌合されて成る空圧ディスペンサからの粘性材料の吐出段階において、プランジャがシリンダに対して予定外に傾倒する傾向を抑制し、それにより、その傾倒が原因で、吐出されるべき粘性材料に気泡が混入する可能性を軽減する。
【解決手段】プランジャ１０は、本体部８０と、プランジャがシリンダ１８に嵌合された状態において、プランジャの外周面８２とシリンダの内周面８４との間に形成されるシール部１０４とを有する。外周面は、プランジャがシリンダに嵌合された嵌合状態において、内周面との間に実質的に全周的に半径方向クリアランスを有し、それにより、外周面と内周面との間に、軸方向にも周方向にも連続した筒状のクリアランス１０６が形成される。粘性材料が外部から充填室７２に充填されると、クリアランスが粘性材料の一部によって充填され、それにより、シール部が形成される。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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