JP2012136284A - プランジャ挿入装置、及び、プランジャ挿入装置用のアダプタ、並びに、シリンジユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料とプランジャとの間に気泡が混入しないように、シリンジ容器にプランジャを挿入するプランジャ挿入装置、及び、プランジャ挿入装置用のアダプタ、並びに、シリンジユニットの製造方法を提供する。
【解決手段】プランジャ挿入装置１は、材料Ｍを収納したシリンジ容器を保持し、シリンジ容器を、公転軸線（回転軸線Ｌ１）を中心に公転させる容器保持部３０と、シリンジ容器の軸線上であって材料と公転軸線との間の領域にプランジャ２００を保持し、プランジャを、公転軸線を中心に、シリンジ容器と同じ公転数で公転させるプランジャ保持部４２と、シリンジ容器の材料よりも上の空間を減圧する減圧手段と、を含む。プランジャ保持部は、プランジャが所定値以上の公転数で公転したときに、遠心力の作用によりプランジャが脱落し、材料に向かって落下するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プランジャ挿入装置、及び、プランジャ挿入装置用のアダプタ、並びに、シリンジユニットの製造方法に関する。

現在、流動性材料（例えば、はんだペーストやシーラント）は、細長い外形の容器（いわゆるシリンジ容器・バレル容器）に充填された状態で取り扱われることがある。この場合には、プランジャでシリンジ容器（バレル容器）の基端側から材料を押圧することによって、容器の先端側（吐出口）から材料を吐出させることが多い。このようにプランジャを利用して材料を吐出させる場合、プランジャの移動量によって材料の吐出量を正確に制御することが可能になる。

ところで、シリンジ容器（バレル容器）に充填された材料が気泡を含んでいる場合には、プランジャを利用した吐出量の精密な制御が難しくなるところ、特許文献１には、シリンジ容器内で、材料を脱泡すると共に、材料を均一に混練する技術が提案されている。

特開平10-24231号公報

上記技術によってシリンジ容器（バレル容器）に充填された材料から気泡が除去されたとしても、シリンジ容器（バレル容器）にプランジャを挿入する際にプランジャと材料の間に気泡が混入してしまうと、当該気泡が材料の吐出精度に影響を与えることが懸念される。

本発明の一つの態様は、材料とプランジャとの間に気泡が混入しないように、シリンジ容器にプランジャを挿入するプランジャ挿入装置、及び、プランジャ挿入装置用のアダプタ、並びに、シリンジユニットの製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の一つの実施態様は、
材料を収納したシリンジ容器を保持して、前記シリンジ容器を所定の公転軸線を中心に公転させる容器保持部と、
前記シリンジ容器の軸線上であって前記材料及び前記公転軸線の間の領域にプランジャを保持し、前記プランジャを、前記シリンジ容器と同じ公転数で、前記公転軸線を中心に公転させるプランジャ保持部と、
前記シリンジ容器の前記材料よりも上の空間を減圧する減圧手段と、
を含み、
前記容器保持部は、前記シリンジ容器を、基端部が、先端部よりも前記公転軸線側であって、かつ、前記先端部よりも上方に配置されるように保持し、
前記プランジャ保持部は、前記プランジャが所定値以上の公転数で公転したときに、遠心力の作用により前記プランジャが脱落し、前記プランジャが、前記材料に向かって落下するように構成されているプランジャ挿入装置を提供する。

この実施態様によると、プランジャと材料との間に気泡が混入しないように、シリンジ容器にプランジャを挿入するプランジャ挿入装置を提供することができる。

（２）このプランジャ挿入装置において、
前記プランジャ上に配置される錘体をさらに含んでもよい。

（３）このプランジャ挿入装置において、
前記容器保持部は、所定の自転軸線を中心に自転しながら、前記公転軸線を中心に公転するように構成されていてもよい。

（４）本発明の別の実施態様は、
材料を収納したシリンジ容器を保持し、前記シリンジ容器を所定の公転軸線を中心に公転させる容器保持部に着脱可能に構成されたアダプタであって、
前記シリンジ容器の軸線上であって前記材料及び前記公転軸線の間の領域にプランジャを保持するプランジャ保持部を有し、
前記プランジャ保持部は、前記プランジャが所定値以上の公転数で公転したときに、遠心力の作用により前記プランジャが脱落し、前記プランジャが前記材料に向かって落下するように構成されているプランジャ挿入装置用のアダプタを提供する。

本実施態様によると、遠心力を利用してシリンジ容器にプランジャを挿入することが可能な、プランジャ挿入装置用のアダプタを提供することができる。

（５）本発明のさらに別の実施態様は、
材料を収納したシリンジ容器、及び、前記シリンジ容器に挿入されたプランジャを有するシリンジユニットを製造する方法であって、
前記シリンジ容器を保持して、前記シリンジ容器を所定の公転軸線を中心に公転させる容器保持部に、前記シリンジ容器を、基端部が、先端部よりも前記公転軸線側であって、かつ、前記先端部よりも上方に配置されるように保持させる工程と、
前記シリンジ容器の軸線上であって前記材料及び前記公転軸線の間の領域にプランジャを配置する工程と、
前記シリンジ容器の前記材料よりも上の空間を減圧する工程と、
前記シリンジ容器及び前記プランジャを、前記公転軸線を中心に、所定値以上の公転数で公転させることによって、遠心力の作用により前記プランジャを前記材料に向かって落下させる工程と、
を含むシリンジユニットの製造方法を提供する。

この実施態様によると、材料とプランジャとの間に気泡が混入しないように、シリンジユニットを製造する方法を提供することができる。

第１の実施形態に係るプランジャ挿入装置の構成を説明するための図。 第１の実施形態に係るプランジャ挿入装置の構成を説明するための図。 第１の実施形態に係るプランジャ挿入装置の構成を説明するための図。 第１の実施形態に係るプランジャ挿入装置の構成を説明するための図。 第１の実施形態に係るプランジャ挿入装置の構成を説明するための図。 第１の実施の形態に適用可能なシリンジ容器の構成を説明するための図。 第１の実施の形態に適用可能なプランジャの構成を説明するための図。 第１の実施形態に係るプランジャ挿入装置の動作を説明するための図。 第１の実施形態に係るプランジャ挿入方法を説明するための図。 第１の実施形態の変形例を説明するための図。 第２の実施形態に係るプランジャ挿入装置の構成を説明するための図。

以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。すなわち、以下の実施の形態で説明するすべての構成が本発明にとって必須であるとは限らない。また、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含む。

１．第１の実施の形態
以下、本発明を適用した第１の実施の形態について説明する。

（１）プランジャ挿入装置１の構成
以下、本実施の形態に係るプランジャ挿入装置１の構成について、図１〜図５を参照して説明する。

（a）筐体１０
プランジャ挿入装置１は、図１に示すように、筐体１０を有する。筐体１０の内部には、後述する種々の機構を支持するための支持基板１２が、防振ばねを介して取り付けられている。また、支持基板１２には、後述する回転体２０の回転軸２２を保持するための保持部材１４が取り付けられている。筐体１０は、開閉可能に構成されたドアを有し、当該ドア（ドア及びチャンバ７２）を開けると容器保持部３０が露出して、容器保持部３０にシリンジ容器１００を着脱することが可能になる。

（ｂ）回転体２０
プランジャ挿入装置１は、図１に示すように、回転体２０を有する。回転体２０は、支持基板１２（筐体１０）に対して回転可能に構成されている。具体的には、プランジャ挿入装置１では、回転体２０には回転軸２２が固定されており、回転軸２２が、ベアリングを介して保持部材１４に保持されている。これにより、回転体２０を、支持基板１２に対して回転可能とすることができる。なお、プランジャ挿入装置１では、回転体２０の回転軸線Ｌ１と、回転軸２２の延伸方向とが一致することになる。

（ｃ）容器保持部３０
プランジャ挿入装置１は、図１に示すように、容器保持部３０を有する。容器保持部３０は、後述するシリンジ容器１００を保持して、シリンジ容器１００を回転軸線Ｌ１を中心に公転させる役割を果たす。以下、容器保持部３０について説明する。

容器保持部３０は、回転体２０の、回転軸線Ｌ１から所定間隔離れた位置に保持されている。これにより、容器保持部３０は、回転体２０の回転に伴って、回転軸線Ｌ１を中心に公転することとなる。そのため、容器保持部３０によって、シリンジ容器１００を、回転軸線Ｌ１を中心に公転させることが可能になる。

本実施の形態では、容器保持部３０は、回転体２０に対して自転（回転）可能に保持される。具体的には、プランジャ挿入装置１では、容器保持部３０には自転軸３２が固定されており、自転軸３２が、ベアリング３４を介して回転体２０（回転体２０に固定されたベアリング保持部）に保持された構成となっている。これにより、容器保持部３０が、回転体２０に対して自転可能となる。

なお、本実施の形態では、容器保持部３０は、その自転軸線Ｌ２が、回転軸線Ｌ１（公転軸線）と斜めに交差するように構成されている。プランジャ挿入装置１では、具体的には、自転軸線Ｌ２が回転軸線Ｌ１と４５度の角度で交差するように構成されている。ただし、回転軸線Ｌ１と自転軸線Ｌ２との交差角は４５度に限定されるものではなく、適宜設定することができる。また、自転軸線Ｌ２は回転軸線Ｌ１と交差している必要はなく、容器保持部３０を、自転軸線Ｌ２及び回転軸線Ｌ１がねじれの位置となるように構成することも可能である（図示せず）。

容器保持部３０は、図１に示すように、アダプタ３６を保持するように構成されている。アダプタ３６は、シリンジ容器１００を保持する役割を果たす。容器保持部３０及びアダプタ３６をあわせて、容器保持部と称することも可能である。以下、図１〜図２（Ｄ）を参照して、アダプタ３６について説明する。なお、図２（Ａ）はアダプタ３６の斜視図であり、図２（Ｂ）はアダプタ３６の平面図である。また、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）のIIC−IIC線断面図であり、図２（Ｄ）は図２（Ｂ）のIID−IID線断面図である。

アダプタ３６は、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、保持部３７を有する。保持部３７は、シリンジ容器１００を保持する役割を果たす。保持部３７（アダプタ３６及び容器保持部３０）は、シリンジ容器１００を、基端部１０４が先端部１０２よりも回転軸線Ｌ１側に配置されるように、かつ、基端部１０４が先端部１０２よりも上方に配置されるように保持する（図１参照）。また、本実施の形態では、アダプタ３６の上面には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）、図２（Ｄ）に示すように、凹部３８が形成されている。凹部３８には、後述するプランジャ保持アダプタ４０の凸部４４の小径部４８が挿入される（図４（Ａ）参照）。

本実施の形態では、容器保持部３０は、アダプタ３６（プランジャ保持アダプタ４０）が内部で空回りすることを防止するための、空回り防止機構を備えた構成とすることも可能である（図示せず）。

本実施の形態では、容器保持部３０は、回転体２０に一つのみ取り付けられている。そして、本実施の形態では、回転体２０にはバランス錘３９が取り付けられている。バランス錘３９によって、回転体２０を安定して回転させることができる。なお、本実施の形態では、バランス錘３９は、回転軸線Ｌ１からの距離を変更することが可能に構成されている。ただし変形例として、プランジャ挿入装置を、一つの回転体２０に、複数の容器保持部３０が取り付けられた構成とすることも可能である（図示せず）。この場合、複数の容器保持部は、回転軸線Ｌ１を中心とする点対称の配置となるように取り付けることができる。

（ｄ）プランジャ保持アダプタ４０
プランジャ挿入装置１は、図１に示すように、プランジャ保持アダプタ４０を有する。本実施の形態では、プランジャ保持アダプタ４０は、アダプタ３６上に配置されて利用される。そのため、プランジャ保持アダプタ４０は、アダプタ３６（容器保持部３０）の公転に伴って公転することになる。以下、図１及び図３（Ａ）〜図３（Ｄ）を参照して、プランジャ保持アダプタ４０について説明する。

プランジャ保持アダプタ４０は、プランジャ保持部４２を有する（図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）参照）。プランジャ保持部４２は、プランジャ２００を保持する役割を果たす。本実施の形態では、プランジャ保持部４２は、プランジャ保持アダプタ４０に形成された貫通穴４１の下端部によって実現されている。すなわち、本実施の形態では、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、プランジャ保持アダプタ４０には貫通穴４１が形成されており、その下端部の径が、プランジャ２００の径よりも小さくなっている。そのため、貫通穴４１の上端からプランジャ２００を挿入すると、プランジャ２００は、貫通穴４１の下端部で保持されることになる（図１参照）。このことから、本実施の形態では、貫通穴４１の下端部を、プランジャ保持部４２と称することができる。

本実施の形態では、プランジャ保持部４２は、シリンジ容器１００の軸線上であって材料Ｍ及び回転軸線Ｌ１（公転軸線）の間の領域にプランジャ２００を保持する。これにより、回転軸線Ｌ１を中心にプランジャ２００を公転させることによって、プランジャ２００に、材料Ｍに向かう遠心力を作用させることが可能になる。なお、本実施の形態では、プランジャ保持アダプタ４０は、アダプタ３６に取り付けられて使用される。そのため、プランジャ保持アダプタ４０はアダプタ３６と一体的に挙動し、プランジャ保持部４２が、プランジャ２００を、シリンジ容器１００と同じ回転数で公転させることになる。

本実施の形態では、プランジャ保持部４２は、プランジャ２００が所定値以上の公転数で公転したときに、遠心力の作用によってプランジャ２００が脱落するように構成されている。例えば、プランジャ保持部４２の径や材質（プランジャ２００との間の摩擦係数）を調整することによって、プランジャ保持部４２でプランジャ２００を保持することが可能になるとともに、所定の条件でプランジャ２００をプランジャ保持部４２から脱落させることが可能になる。

また、本実施の形態では、プランジャ保持アダプタ４０（プランジャ保持部４２）は、プランジャ２００が脱落すると、プランジャ２００がシリンジ容器１００内の材料Ｍに向かって落下するように構成されている。プランジャ保持アダプタ４０を、シリンジ容器１００の軸線上であって材料Ｍ及び回転軸線Ｌ１の間の領域（言い換えると、材料Ｍが公転する軌跡と回転軸線Ｌ１の間の領域）にプランジャ２００を保持するように構成することにより、プランジャ２００に材料Ｍへ向かう遠心力を作用させることができるため、プランジャ２００をシリンジ容器１００内の材料Ｍに向かって落下させることができる。なお、プランジャ保持アダプタ４０を、プランジャ２００をシリンジ容器１００内に導くためのガイド部（図示せず）を有する構成とすることも可能である。

本実施の形態では、プランジャ保持アダプタ４０は、アダプタ３６（容器保持部）に着脱可能に構成されており、図３（Ｄ）に示すように、その下面から突出する凸部４４を有する。凸部４４は、大径部４６及び小径部４８を有している。凸部４４は、プランジャ保持アダプタ４０をアダプタ３６上に配置する際に、両者の位置決めをする役割を果たす。

すなわち、本実施の形態では、プランジャ保持アダプタ４０は、アダプタ３６上に配置されて使用される。このとき、プランジャ保持アダプタ４０の凸部４４の小径部４８は、図４（Ａ）に示すように、アダプタ３６の上面に形成された凹部３８に挿入される。小径部４８を凹部３８に挿入することによって、アダプタ３６（容器保持部３０）とプランジャ保持アダプタ４０とが位置決めされる。そのため、図４（Ｂ）に示すように、シリンジ容器１００上にプランジャ２００を配置することが可能になる。また、小径部４８及び凹部３８によって、プランジャ保持アダプタ４０及びアダプタ３６が相対的に回転することを防止することができ、両者を一体的に挙動させることが可能になる。そのため、本実施の形態によると、プランジャ２００が、回転軸線Ｌ１を中心に、シリンジ容器１００と同じ回転数（公転数）で回転することになる。

また、本実施の形態では、プランジャ保持アダプタ４０をアダプタ３６上に配置する際に、凸部４４の大径部４６が、図４（Ｂ）に示すように、アダプタ３６の上面に接触する。大径部４６により、図４（Ｂ）に示すように、アダプタ３６の上面（シリンジ容器１００の基端部１０４）と、プランジャ保持アダプタ４０の下面とが、間隔をあけて対向することになる。そのため、後述する減圧手段によって、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を減圧することが可能になる。なお、特に図示しないが、プランジャ保持アダプタ４０は、その上面側と下面側とを連通する空気の流路（例えば貫通穴）が設けられた構成とすることも可能である。これにより、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を、効率よく減圧することが可能になる。また、アダプタ３６の上面とプランジャ保持アダプタ４０の下面との間隔は、適宜に調整することが可能である。例えばこの間隔を、プランジャ２００の一部（先端部）がシリンジ容器１００内に配置されるように調整することも可能である（図示せず）。これによると、プランジャ保持部４２から脱落したプランジャ２００を、確実に、シリンジ容器１００内に落下させることができる。

（ｅ）駆動機構
プランジャ挿入装置１は、容器保持部３０を公転させながら自転させる駆動機構を含む。以下、図１を参照して、駆動機構の構成について説明する。

駆動機構は、モータ５２を有する。モータ５２は、回転体２０（回転軸２２）を回転させる役割を果たす。本実施の形態では、回転体２０が回転すると、容器保持部３０が公転することになる。そのため、モータ５２を、容器保持部３０（シリンジ容器１００及びプランジャ２００）を公転させるための公転駆動機構と称することができる。なお、モータ５２は、インダクションモータやサーボモータ、あるいはＰＭモータなど、既に公知となっているいずれかのモータを利用することが可能である。

駆動機構は、また、自転力付与機構を有する。本実施の形態では、自転力付与機構は、容器保持部３０の公転に伴って（回転体２０の回転に伴って）、容器保持部３０に自転力を付与するように構成されている。以下、自転力付与機構について説明する。

自転力付与機構は、自転プーリ５６を有する。自転プーリ５６は容器保持部３０に固定されており、容器保持部３０と一体的に挙動する。なお、本実施の形態では、自転プーリ５６は、容器保持部３０の外周に設けられている。また、自転力付与機構は、自転力付与プーリ５８を有する。自転力付与プーリ５８は、保持部材１４の外周に固定されている。そして、自転力付与機構は、自転プーリ５６と自転力付与プーリ５８との間で動力を伝達する自転動力伝達機構を有する。本実施の形態では、自転動力伝達機構は、回転体２０に回転可能に取り付けられた第１中継プーリ６２及び第２中継プーリ６４と、自転プーリ５６及び第１中継プーリ６２にかけまわされた第１ベルト６６と、自転力付与プーリ５８及び第２中継プーリ６４にかけまわされた第２ベルト６８とを含んで構成されている。

自転力付与機構によると、自転動力伝達機構によって、自転プーリ５６の挙動と、自転力付与プーリ５８の挙動とが関連付けられ、自転プーリ５６と自転力付与プーリ５８とが、遊星歯車機構と同様の挙動を示すことになる。そして、本実施の形態では、自転力付与プーリ５８が保持部材１４に固定されていることから、回転体２０を回転させると、自転プーリ５６は、回転軸線Ｌ１を中心に公転しながら、自転軸線Ｌ２を中心に自転することになる。すなわちプランジャ挿入装置１では、モータ５２で回転体２０を回転させると、自転プーリ５６は公転しながら自転し、自転プーリ５６に固定された容器保持部３０が、公転しながら自転することになる。

なお、変形例として、駆動機構を、自転力付与プーリ５８を保持部材１４に対して回転可能に構成し、自転力付与プーリ５８を所望の回転数で回転させるための調整機構をさらに備えた構成とすることも可能である（図示せず）。先に説明したとおり、駆動機構では、自転動力伝達機構が、自転プーリ５６の回転数と自転力付与プーリ５８の回転数とを関連付ける役割を果たしている。そのため、自転プーリ５６を公転させながら（回転体２０を回転させながら）、自転力付与プーリ５８の回転数を調整することにより、自転プーリ５６の自転数を制御することが可能になる。なお、この調整機構は、例えばモータやブレーキなど、既に公知となっているいずれかの機構によって実現することができる。

また、他の変形例として、動力伝達要素として、プーリ及びベルトにかえて、歯車を利用することも可能である（図示せず）。

（ｆ）減圧手段
プランジャ挿入装置１は、減圧手段を含む。減圧手段は、少なくとも、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を減圧する役割を果たす。以下、減圧手段の構成について説明する。

減圧手段は、所定の空間を区画するチャンバ７２を有する。チャンバ７２によって区画される空間が、減圧手段によって減圧される空間となる。そして、前述した容器保持部３０は、チャンバ７２内に配置される。なお、前述したとおり、本実施の形態では、アダプタ３６及びプランジャ保持アダプタ４０は、間隔をあけて配置される。そのため、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間はチャンバ７２によって区画される空間に連通することになり、チャンバ７２内を減圧することによって、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を減圧することができる。

減圧手段は、減圧ポンプ７４を有する。減圧ポンプ７４は、チャンバ７２内を減圧する役割を果たす。

減圧手段は、また、チャンバ７２内の気圧を測定するための圧力センサ７６や、各種バルブを備えた構成とすることができる。

（ｇ）制御手段８０
プランジャ挿入装置１は、図５に示す制御手段８０を含む。制御手段８０は、プランジャ挿入装置１の動作を統括制御する役割を果たす。以下、制御手段８０について説明する。

制御手段８０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ８２）と、公転駆動機構（モータ５２）を制御する駆動制御部８４と、チャンバ７２内の気圧を制御する気圧制御部８５とを含む。そして、ＣＰＵ８２は、運転データ（例えば、材料Ｍの処理条件に合わせてユーザが入力したデータ）に基づいて駆動制御部８４及び気圧制御部８５に各種の信号を出力することにより、プランジャ挿入装置１の動作を制御する。

先述したように、プランジャ挿入装置１では、容器保持部３０は回転体２０の回転に伴って公転することから、モータ５２の出力を制御することによって、容器保持部３０の公転数が制御される。すなわち、モータ５２の出力を制御することにより、容器保持部３０を所望の公転数で公転させることが可能になる。

例えばモータ５２としてインダクションモータを採用する場合には、駆動制御部８４は、インバータの動作を制御し、モータ５２に供給される交流電力の周波数を所定値とするためのインバータ制御部によって実現することができる。あるいは、モータ５２としてサーボモータを採用する場合には、駆動制御部８４は、専用のドライバ及びハードウェアによって実現され、モータ５２を所望の回転数で動作させるための各種処理を行う。また、駆動制御部８４を、回転センサ８６で検出された容器保持部３０の回転数情報を取得し（例えばＣＰＵ８２を介して取得し）、当該回転数情報に基づいて、回転体２０の回転数を調整するための種々の処理を行うように構成することも可能である。

また、気圧制御部８５は、減圧ポンプ７４の動作を制御するポンプ制御部と、減圧手段に含まれる各種弁（例えば調圧弁）の開閉を切り替えるスイッチング素子によって実現することができる。なお、気圧制御部８５は、圧力センサ７６が検出したチャンバ７２内の圧力情報に基づいて、減圧手段の動作を調整するための種々の処理を行うように構成することが可能である。

そして、ＣＰＵ８２は、所定のタイミングで、駆動制御部８４及び気圧制御部８５に各種の信号（容器保持部３０の目標回転数データや設定圧力データ）を送信する処理を行う。これにより、容器保持部３０を所望の回転数で回転させることができるとともに、チャンバ７２内を所望の気圧に設定することができる。

なお、本実施の形態では、ＣＰＵ８２は、回転センサ８６を介して、回転体２０の回転数情報（容器保持部３０の公転数情報）を取得することが可能に構成されている。そして、ＣＰＵ８２は、この回転数情報を、経過時間と関連付けて図示しない記憶部に格納する処理を行うことも可能である。また、ＣＰＵ８２を、回転体２０の回転数情報に基づいて容器保持部３０の自転数情報を演算処理するように構成することも可能である。すなわち、プランジャ挿入装置１では、自転力付与プーリ５８は回転不能に構成されているため、回転体２０の回転数が明らかになれば、動力伝達機構の各要素のサイズデータから導出される係数を利用して、容器保持部３０の自転数を演算することが可能になる。

さらに、ＣＰＵ８２は、操作部８８から入力された動作データを受け付けて、図示しない記憶部に格納する処理や、表示部８９に各種情報（操作部８８から入力された動作データや、プランジャ挿入装置１の運転状況等）を表示させるための処理を行う。

（２）シリンジ容器１００
次に、本実施の形態に適用可能なシリンジ容器１００について説明する。図６は、シリンジ容器１００について説明するための図である。

シリンジ容器１００は、図６に示すように、長細い筒状の形状をした容器である。シリンジ容器１００は、先端部１０２及び基端部１０４を有する。先端部１０２は、シリンジ容器１００に収納された材料Ｍを吐出させる際に材料Ｍが通過する経路であり、その径は、基端部１０４の径に比べて小さくなっている。また、シリンジ容器１００には、基端部１０４側からプランジャ２００が挿入される。プランジャ２００で基端部１０４側から材料Ｍを押圧することにより、材料Ｍを、先端部１０２から吐出させることができる。

本実施の形態では、シリンジ容器１００は、容器保持部３０に保持されて、容器保持部３０と一体的に挙動することになる（図１参照）。シリンジ容器１００は、容器保持部３０の公転に伴って生じる遠心力の方向が、基端部１０４から先端部１０２に向かう方向となるように、容器保持部３０に保持される。具体的には、シリンジ容器１００は、基端部１０４が先端部１０２よりも回転軸線Ｌ１側に配置されるように（基端部１０４がプランジャ保持アダプタ４０側を向くように）、容器保持部３０に保持される。また、本実施の形態では、シリンジ容器１００は、基端部１０４が先端部１０２よりも上方に配置されるように、容器保持部３０に保持される。さらに、本実施の形態では、シリンジ容器１００は、その軸線（先端部１０２の中心と基端部１０４の中心を結ぶ仮想直線）が容器保持部３０の自転軸線Ｌ２と平行に延びる姿勢となるように、容器保持部３０に保持される。

また、シリンジ容器１００は、図６に示すように、先端部１０２にキャップ１０６を取り付けることが可能に構成されている。キャップを取り付けることによって、先端部１０２から材料Ｍが排出されることを防止することができる。

なお、シリンジ容器１００は、用途によって、バレル容器と呼ばれることもある。

（３）プランジャ２００
次に、本実施の形態に適用可能なプランジャ２００について説明する。図７は、プランジャ２００について説明するための図である。

プランジャ２００は、基端部１０４側からシリンジ容器１００に挿入され、シリンジ容器１００内で材料Ｍを押圧することによって、先端部１０２から材料Ｍを吐出させる部材である。プランジャ２００は、図７に示すように、先端側の円錐部２０２と、基端側の円柱部２０４とを有する。プランジャ２００は、材料Ｍを押圧する際に、円柱部２０４及びシリンジ容器１００の内壁面の間から材料Ｍが流出しないように構成されている。そのため、プランジャ２００によって、シリンジ容器１００内で材料Ｍの内圧を高めることができ、材料Ｍを先端部１０２から吐出させることができる。

なお、本実施の形態では、プランジャ２００は、プランジャ保持アダプタ４０に保持され、かつ、容器保持部３０が所定値以上の公転数で公転したときにプランジャ保持アダプタ４０（プランジャ保持部４２）から脱落するように構成されている。プランジャ２００を、例えば可撓性を有する構成とすることができる。

（４）プランジャ挿入装置１の動作
次に、プランジャ挿入装置１の動作について説明する。

プランジャ挿入装置１は、図１に示すように、シリンジ容器１００、及び、プランジャ２００（プランジャ保持アダプタ４０）を保持した状態で、容器保持部３０を公転させる。これにより、プランジャ２００には、回転軸線Ｌ１から離れる方向に向かう遠心力が作用する。容器保持部３０の公転数が所定値以上になり、プランジャ２００に作用する遠心力が所定値以上になると、プランジャ保持部４２はプランジャ２００を保持しきれなくなる。そのため、プランジャ２００はプランジャ保持部４２から脱落してシリンジ容器１００に向かって落下し、シリンジ容器１００に挿入されることになる（図８（Ａ）及び図８（Ｂ）参照）。これにより、図８（Ｃ）に示すように、シリンジ容器１００、及び、その内部に収納された材料Ｍ、並びに、プランジャ２００を有するシリンジユニット１０１を製造することができる。

そして、プランジャ挿入装置１では、プランジャ２００をシリンジ容器１００に挿入する処理は、チャンバ７２内（シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間）の気圧が所定値以下になった状態で行う。これにより、プランジャ２００を挿入する際に、プランジャ２００と材料Ｍとの間に気泡が混入することを防止することができる。

（５）プランジャ挿入方法
次に、シリンジ容器１００にプランジャ２００を挿入する方法について説明する。図９は、プランジャ２００の挿入方法を説明するためのフローチャートである。なお、本方法によって、シリンジ容器１００と、材料Ｍ及びプランジャ２００とを有するシリンジユニット１０１が製造される。このことから、本方法を、シリンジユニット１０１（あるいはバレルユニット）の製造方法ととらえることも可能である。

プランジャ挿入方法は、容器保持部３０に、内部に材料Ｍを収納したシリンジ容器１００を保持させる工程（ステップＳ１０）と、シリンジ容器１００の軸線上であって材料Ｍ及び回転軸線Ｌ１の間の領域にプランジャ２００を配置する工程（ステップＳ２０）と、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を減圧する工程（ステップＳ３０）と、シリンジ容器１００及びプランジャ２００を、回転軸線Ｌ１を中心に、所定値以上の公転数で公転させることによって、遠心力の作用によりプランジャ２００を材料Ｍに向かって落下させる工程（ステップＳ４０）と、を含む。これにより、シリンジ容器１００にプランジャ２００を挿入することができる。

なお、容器保持部３０にシリンジ容器１００を保持させる工程（ステップＳ１０）では、シリンジ容器１００を、その基端部１０４が、先端部１０２よりも回転軸線Ｌ１側に配置されるように、かつ、先端部１０２よりも上方に配置されるように、容器保持部３０に保持させる。本工程は、アダプタ３６にシリンジ容器１００を保持させ、そのアダプタ３６を容器保持部３０に保持させることによって行うことも可能である。

また、プランジャ２００を配置する工程（ステップＳ２０）では、プランジャ２００を、材料Ｍと間隔をあけて対向するように配置する。本工程は、プランジャ保持アダプタ４０にプランジャ２００を保持させ、そのプランジャ保持アダプタ４０をアダプタ３６上に配置することによって行うことも可能である。

また、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を減圧する工程（ステップＳ３０）は、容器保持部３０を公転させながら（回転体２０を回転させながら）行ってもよい。この場合には、チャンバ７２内の気圧が所定値以下になるまでは、容器保持部３０の公転数は、プランジャ２００がプランジャ保持部４２から脱落しない値とする。ただし、この工程は、容器保持部３０を停止した状態で行うことも可能である。

また、プランジャ２００を材料Ｍに向かって落下させる工程（ステップＳ４０）における容器保持部３０の公転数は、プランジャ２００に、プランジャ保持部４２から脱落して材料Ｍに向かって落下する遠心力を作用させるに足る値であり、具体的な値は実験により導出することができる。

また、上記のプランジャ挿入工程（特に、プランジャ２００を配置する工程（ステップＳ２０））を行う前に、シリンジ容器１００に収納された材料Ｍを脱泡する処理を行うことも可能である。具体的には、シリンジ容器１００を容器保持部３０に保持させて、必要に応じてチャンバ７２内を減圧した状態で、容器保持部３０を公転させることによって、材料Ｍを脱泡処理することができる。なお、本実施の形態では、容器保持部３０は公転しながら自転するように構成されている。そのため、材料Ｍを脱泡処理する工程も、容器保持部３０が自転しながら行われることになり、材料Ｍが遠心分離することを防止することができる。

（６）材料Ｍ
本実施の形態に適用可能な材料Ｍは、その組成や用途は特に限定されるものではない。材料Ｍとして、流体成分（樹脂等）のみを含む材料や、流体成分のほかに粒状成分（粉状成分）を含む材料などを適用することができる。材料Ｍとして、例えば、接着剤、シーラント剤、液晶材料、ＬＥＤの蛍光体と樹脂とを含む混合材料、半田ペースト、成型に利用される硬化性の樹脂材料、歯科用印象材料、歯科用セメント（穴埋め剤等）、液状の薬剤等の種々の材料を適用することができる。

（７）作用効果
以下、本実施の形態が奏する作用効果について説明する。

本実施の形態によると、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を減圧した状態で、シリンジ容器１００にプランジャ２００を挿入することができる。そのため、シリンジ容器１００にプランジャ２００を挿入する際に、プランジャ２００と材料Ｍとの間に気泡が混入することを防止することができる。言い換えると、本実施の形態によって、シリンジ容器１００と、材料Ｍ及びプランジャ２００を有するシリンジユニットであって、材料Ｍとプランジャ２００との間に気泡が存在しないシリンジユニットを製造し、提供することが可能になる。

また、本実施の形態では、シリンジ容器１００は、基端部１０４が、先端部１０２よりも回転軸線Ｌ１側に、かつ、先端部１０２よりも上方に配置される。そのため、プランジャ２００に、シリンジ容器１００（材料Ｍ）へ向かう遠心力を作用させることができるとともに、シリンジ容器１００（基端部１０４）から材料Ｍがこぼれることを防止することができる。

また、本実施の形態では、容器保持部３０は、公転しながら自転するように構成されている。そのため、シリンジ容器１００内で材料が遠心分離することを防止することができる。また、複数のプランジャ２００を保持することが可能なプランジャ保持アダプタ４０を利用する場合に、それぞれのプランジャ２００に均等に遠心力を作用させることができるため、複数のシリンジ容器１００にプランジャ２００を挿入する処理を、効率よく行うことが可能になる。

（８）変形例
次に、図１０を参照して、本実施の形態の変形例について説明する。

本変形例では、図１０に示すように、シリンジ容器１００は、アダプタ３５を介して容器保持部３０に保持される。アダプタ３５は、図１０に示すように、シリンジ容器１００を一本のみ保持するように構成されている。

本変形例では、プランジャ挿入装置は、図１０に示すように、プランジャ保持アダプタ１４０を有する。以下、プランジャ保持アダプタ１４０について説明する。

プランジャ保持アダプタ１４０は、プランジャ２００を保持するためのプランジャ保持部１４２を有する。プランジャ保持部１４２は、プランジャ２００の径よりも小さくなっている。これにより、プランジャ保持部１４２で、プランジャ２００を保持することが可能になる。

プランジャ保持アダプタ１４０は、ガイド部１４４を有する。ガイド部１４４は、プランジャ保持部１４２とシリンジ容器１００との間に配置され、プランジャ保持部１４２から脱落したプランジャ２００を、シリンジ容器１００に導く役割を果たす。なお、本実施の形態では、ガイド部１４４には貫通穴１４６が形成されている。貫通穴１４６によって、材料Ｍとプランジャ２００との間の空間（ガイド部１４４内の空間）を減圧することが可能になる。

プランジャ保持アダプタ１４０は、フック１４８を有する。フック１４８は、シリンジ容器１００の基端部１０４のつば部と嵌め合わされ、プランジャ保持アダプタ１４０をシリンジ容器１００に固定する役割を果たす。すなわち、プランジャ保持アダプタ１４０は、シリンジ容器１００に対して着脱可能な構成となっている。

本変形例では、プランジャ挿入装置は、図１０に示すように、錘体１５０を有する。錘体１５０はプランジャ２００上に配置される。

このプランジャ挿入装置を利用した場合でも、シリンジ容器１００にプランジャ２００を挿入する際に、プランジャ２００と材料Ｍとの間に気泡が混入することを防止することができる。

特に、本変形例では、プランジャ挿入装置は錘体１５０を有する。錘体１５０を利用すると、これを利用しない場合に比べて、より小さい公転数で、プランジャ保持部１４２からプランジャ２００を脱落させることができる。すなわち、公転数を必要以上に大きくすることなく、プランジャ２００を挿入する処理を行うことができる。また、プランジャ２００（プランジャ保持部１４２）が回転軸線Ｌ１に近接している場合にも、確実にプランジャ２００を脱落させることが可能になる。なお、錘体１５０の質量は、プランジャ挿入装置やプランジャ保持アダプタ及びプランジャの形状、材料Ｍの性質に基づいて適宜選択することができ、具体的な値は実験により導出することができる。

２．第２の実施形態
以下、図１１を参照して、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。

本実施の形態に係るプランジャ挿入装置２は、図１１に示すように、回転体２１を有する。回転体２１は、回転軸線Ｌ１を中心に回転可能に構成されている。

プランジャ挿入装置２は、図１１に示すように、容器保持部３１を有する。容器保持部３１は、回転体２１の回転軸線Ｌ１から所定の間隔をあけた位置に固定されている。そのため、容器保持部３１は、回転体２１の回転に伴って、回転軸線Ｌ１を中心に公転（公転のみ）することになる。そして、容器保持部３１は、図１１に示すように、シリンジ容器１００を保持する役割を果たすことから、容器保持部３１によって、シリンジ容器１００を回転軸線Ｌ１を中心に公転させることができる。なお、プランジャ挿入装置２では、容器保持部３１は、シリンジ容器１００を、その軸線が回転軸線Ｌ１と斜めに交差する姿勢で保持するように構成されている。

プランジャ挿入装置２は、回転体１６０を有する。回転体１６０は、回転軸線Ｌ１を中心に、回転体２１と同じ回転数で回転するように構成されている。そして、回転体１６０におけるシリンジ容器１００の軸線と交差する位置には、貫通穴が形成されている。この貫通穴は、プランジャ保持部としての役割を果たす。すなわち、この貫通穴は、プランジャ２００を保持するように、かつ、プランジャ２００が所定値以上の公転数で公転したときに（回転体１６０が所定値以上の回転数で回転したときに）、プランジャ２００が脱落するように構成されている。

プランジャ挿入装置２は、特に図示しないが、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を減圧する減圧手段や、プランジャ挿入装置２の動作を統括制御する制御部をさらに有する。

プランジャ挿入装置２によると、回転体２１及び回転体１６０を回転させることにより、プランジャ２００に遠心力を作用させ、プランジャ２００を、シリンジ容器１００に挿入することができる。また、プランジャ２００をシリンジ容器１００に挿入する際に、シリンジ容器１００の材料Ｍよりも上の空間を減圧することができる。そのため、プランジャ挿入装置２を利用した場合でも、プランジャ２００と材料Ｍとの間に気泡が混入しないように、シリンジ容器１００にプランジャ２００を挿入することが可能になる。また、プランジャ挿入装置２は、容器保持部３１（シリンジ容器１００）を自転させるための機構を備えていない。そのため、プランジャ挿入装置２の構成を簡素化することができる。

１…プランジャ挿入装置、 ２…プランジャ挿入装置、 １０…筐体、 １２…支持基板、 １４…保持部材、 ２０…回転体、 ２１…回転体、 ２２…回転軸、 ３０…容器保持部、 ３１…容器保持部、 ３２…自転軸、 ３４…ベアリング、 ３５…アダプタ、 ３６…アダプタ、 ３７…保持部、 ３８…凹部、 ３９…バランス錘、 ４０…プランジャ保持アダプタ、 ４１…貫通穴、 ４２…プランジャ保持部、 ４４…凸部、 ４６…大径部、 ４８…小径部、 ５２…モータ、 ５６…自転プーリ、 ５８…自転力付与プーリ、 ６２…第１中継プーリ、 ６４…第２中継プーリ、 ６６…第１ベルト、 ６８…第２ベルト、 ７２…チャンバ、 ７４…減圧ポンプ、 ７６…圧力センサ、 ８０…制御手段、 ８２…ＣＰＵ、 ８４…駆動制御部、 ８５…気圧制御部、 ８６…回転センサ、 ８８…操作部、 ８９…表示部、 １００…シリンジ容器、 １０２…先端部、 １０４…基端部、 １０６…キャップ、 １４０…プランジャ保持アダプタ、 １４２…プランジャ保持部、 １４４…ガイド部、 １４６…貫通穴、 １４８…フック、 １５０…錘体、 １６０…回転体、 ２００…プランジャ、 ２０２…円錐部、 ２０４…円柱部、 Ｌ１…回転軸線、 Ｌ２…自転軸線、 Ｍ…材料

Claims (5)

1. 材料を収納したシリンジ容器を保持して、前記シリンジ容器を所定の公転軸線を中心に公転させる容器保持部と、
   前記シリンジ容器の軸線上であって前記材料及び前記公転軸線の間の領域にプランジャを保持し、前記プランジャを、前記シリンジ容器と同じ公転数で、前記公転軸線を中心に公転させるプランジャ保持部と、
   前記シリンジ容器の前記材料よりも上の空間を減圧する減圧手段と、
   を含み、
   前記容器保持部は、前記シリンジ容器を、基端部が、先端部よりも前記公転軸線側であって、かつ、前記先端部よりも上方に配置されるように保持し、
   前記プランジャ保持部は、前記プランジャが所定値以上の公転数で公転したときに、遠心力の作用により前記プランジャが脱落し、前記プランジャが、前記材料に向かって落下するように構成されているプランジャ挿入装置。
2. 請求項１に記載のプランジャ挿入装置において、
   前記プランジャ上に配置される錘体をさらに含むプランジャ挿入装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプランジャ挿入装置において、
   前記容器保持部は、所定の自転軸線を中心に自転しながら、前記公転軸線を中心に公転するように構成されているプランジャ挿入装置。
4. 材料を収納したシリンジ容器を保持し、前記シリンジ容器を所定の公転軸線を中心に公転させる容器保持部に着脱可能に構成されたアダプタであって、
   前記シリンジ容器の軸線上であって前記材料及び前記公転軸線の間の領域にプランジャを保持するプランジャ保持部を有し、
   前記プランジャ保持部は、前記プランジャが所定値以上の公転数で公転したときに、遠心力の作用により前記プランジャが脱落し、前記プランジャが前記材料に向かって落下するように構成されているプランジャ挿入装置用のアダプタ。
5. 材料を収納したシリンジ容器、及び、前記シリンジ容器に挿入されたプランジャを有するシリンジユニットを製造する方法であって、
   前記シリンジ容器を保持して、前記シリンジ容器を所定の公転軸線を中心に公転させる容器保持部に、前記シリンジ容器を、基端部が、先端部よりも前記公転軸線側であって、かつ、前記先端部よりも上方に配置されるように保持させる工程と、
   前記シリンジ容器の軸線上であって前記材料及び前記公転軸線の間の領域にプランジャを配置する工程と、
   前記シリンジ容器の前記材料よりも上の空間を減圧する工程と、
   前記シリンジ容器及び前記プランジャを、前記公転軸線を中心に、所定値以上の公転数で公転させることによって、遠心力の作用により前記プランジャを前記材料に向かって落下させる工程と、
   を含むシリンジユニットの製造方法。

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