JP2014238251A - 吊り下げ収納式凍結乾燥機 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送過程において発生する粉塵を減らし、凍結乾燥の製品品質を高める吊り下げ収納式凍結乾燥機を提供する。
【解決手段】吊り下げ収納式凍結乾燥機１００は、搬送機構１、複数のスタック機構３及びスタック伝動機構を備える。搬送機構１は、複数の被凍結乾燥瓶Ｂが挟持されたスタック機構３を搬送する。スタック機構３は、上スタック部材３１及び下スタック部材３２をそれぞれ有する。上スタック部材３１はクーリング部材３１１を有する。下スタック部材３２は、搬送機構１により搬送される載置部材を収容して吊り下げる。スタック伝動機構は、挟持部材２が積層されたスタック機構３を搬送し、スタック機構３を互いに積層させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、凍結乾燥機に関し、特に、被凍結乾燥瓶を無塵方式により大量搬送する吊り下げ収納式凍結乾燥機に関する。

近年、バイオテクノロジーは世界のあらゆる国で重要視され、それに含まれる範囲は非常に広く、例えば、農業、食品、医薬、エネルギー源、機械などの様々な分野はバイオテクノロジーと関係する。これらの製品は、湿気又は水分により品質が悪影響を受けることを防ぐために、凍結乾燥技術により保存期間又は寿命期間を延ばすことが一般的である。

真空環境下にある水は、三重点（約０℃、４．８５Ｔｏｒｒ）より低い場合、温度が何度であっても固体又は気体としてのみ存在する。冷凍乾燥技術は、このような特性を利用しており、まず、サンプルを冷凍させた後、高真空の環境下でサンプルの温度を上昇させ、サンプル中の水分を気体に昇華させ、凝縮器上で凍結させてサンプルを乾燥させる目的を達成する。冷凍乾燥技術は、貯蔵する製品の品質（例えば、食品の色、香り、味、形状、栄養成分など）を最良な状態に保つとともに非常に優れた復水性を備えるため、冷凍乾燥技術はバイオテクノロジーの分野のみならず、食品及び漢方薬・西洋薬の分野においてもよく利用されている。

従来の凍結乾燥機は、被凍結乾燥瓶をトレイへ設置し、ベルトコンベアにより凍結乾燥機へ搬送する前に、トレイを傾けて被凍結乾燥瓶を凍結乾燥機のクールプレート上へ押し込む。但し、搬送過程において、ベルトコンベアとトレイとの間に摩擦が生じて粉塵が発生する上、被凍結乾燥瓶をクールプレートへ押し入れるときに摩擦により粉塵が発生し、微量の浮遊粉塵により被凍結乾燥瓶内の酵素、薬品が汚染されて活性が失われ、製品に対して甚大な損害を与え、高価なハイテク製品が短時間のうちに廃棄せざるおえない状況になる虞があった。

そのため、本発明の目的は、搬送過程において発生する粉塵を減らし、凍結乾燥の製品の品質を高める吊り下げ収納式凍結乾燥機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、搬送機構、複数のスタック機構及びスタック伝動機構を備えた吊り下げ収納式凍結乾燥機であって、前記搬送機構は、複数の被凍結乾燥瓶が挟持された前記スタック機構を搬送し、前記スタック機構は、上スタック部材及び下スタック部材をそれぞれ有し、前記上スタック部材はクーリング部材を有し、前記下スタック部材は、前記搬送機構により搬送される載置部材を収容して吊り下げ、前記スタック伝動機構は、挟持部材が積層された前記スタック機構を搬送し、前記スタック機構を互いに積層させることを特徴とする吊り下げ収納式凍結乾燥機が提供される。

前記挟持部材は、金属板であり、互いに隣接した前記スタック機構中において、上側の前記スタック機構に設けられた前記下スタック部材に収容する前記挟持部材の前記被凍結乾燥瓶が、下側の前記スタック機構に設けられた前記上スタック部材の前記クーリング部材に接触されることが好ましい。

前記搬送機構は、搬送モータ及びスライドレール部材を有し、前記挟持部材を搬送することが好ましい。

前記挟持部材は、前記被凍結乾燥瓶を挟持して固定するために用いる複数の挟持孔を有することが好ましい。

前記下スタック部材は、前記搬送機構により搬送される前記挟持部材を収容する係合部材を有することが好ましい。

前記金属板と前記クーリング部材とは、表面が接触するように配設されることが好ましい。

前記スタック伝動機構は、ねじ軸部材及びスタック伝動モータを有し、前記スタック機構のそれぞれを所定位置まで搬送することが好ましい。

前記被凍結乾燥瓶の瓶底表面は、前記下側のスタック機構の前記上スタック部材の前記クーリング部材に接触されることが好ましい。

前記挟持部材は、前記被凍結乾燥瓶のボトルネックを挟持する固定杆を複数有することが好ましい。

前記挟持部材は、複数のガイド孔を有するとともに、前記ガイド孔中へ前記被凍結乾燥瓶を挟持して固定することができるように、前記被凍結乾燥瓶の瓶胴体より僅かに小さい寸法を有する挟持孔を有することが好ましい。

本発明の吊り下げ収納式凍結乾燥機は、挟持部材に発生する摩擦を低減させる吊り下げ収容方式により、被凍結乾燥瓶を凍結乾燥機中へ送り込み、搬送過程で発生する粉塵を減らして作業過程中の材料及び完成品が汚染されることを防ぎ、製品の品質を高める。また、被凍結乾燥瓶が吊り下げ方式により挟持部材に挟持されるため、被凍結乾燥瓶の底面がクーリング部材に直接接触されて温度が下がり、製品の凍結乾燥の時間を短縮させることができる。また、挟持部材は、複数の被凍結乾燥瓶を１回で凍結乾燥機中へ設置することができるため、被凍結乾燥瓶の搬送効率を高めて製品の生産時間を効果的に短縮することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機を示す斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機の被凍結乾燥瓶を挟持部材に設置したときの状態を示す斜視図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機の挟持部材を凍結乾燥機に設置したときの状態を示す側面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機の被凍結乾燥瓶を挟持部材へ設置したときの状態を示す平面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機へ挟持部材を設置したときの状態を示す側面図である。 図６は、本発明の第３実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機の挟持部材に被凍結乾燥瓶を設置したときの状態を示す斜視図である。 図７は、本発明の第３実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機に挟持部材を設置したときの状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１〜図５を参照する。図１〜図５に示すように、本発明の第１実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機１００は、少なくとも搬送機構１、挟持部材２、複数のスタック機構３及びスタック伝動機構（図示せず）から構成される。

搬送機構１は、挟持部材２を搬送するために用いるスライドレール部材１１及び搬送モータ（図示せず）を有する。スライドレール部材１１の軌道表面には、搬送する際に粉塵が発生することを防ぐために、石英又はその他高硬度の粉材が敷設されている。好適には、搬送モータにＡＣサーボモータを用いて作動する際に発生する振動を小さくし、搬送する際、挟持部材２に粉塵が発生することを防ぐ。

挟持部材２は、金属製部材であり、複数の挟持孔２１と、２組のスライドブロック２２とを有する。挟持部材２は、多数の被凍結乾燥瓶Ｂを挟持するために用いる。第１実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機の被凍結乾燥瓶Ｂの瓶胴体は凸部Ｂ１を有する。被凍結乾燥瓶Ｂは、挟持部材２の上方から挟持孔２１へ設置し、被凍結乾燥瓶Ｂの瓶胴体は、凸部Ｂ１を介して挟持孔２１中へ係合され、空中に吊り下げられた状態にする。２組のスライドブロック２２を挟持部材２の左右両側へ設置する。挟持部材２は、２組のスライドブロック２２によりスライドレール部材１１中に摺設される。搬送機構１は、スライドレールを介し、挟持部材２により挟持された被凍結乾燥瓶Ｂを搬送するベルトコンベアの搬送方式と比べ、搬送するときに発生する粉塵が非常に少なく、凍結乾燥機１００の動作全体の環境は無塵のニーズを満たすことができる。

スタック機構３は、上スタック部材３１及び下スタック部材３２を有する。上スタック部材３１は、クーリング部材３１１及び温度センサ（図示せず）を有する。クーリング部材３１１は、クーリング機構に接続された金属板であり、その上表面にはクーリング面が形成されている。温度センサは、上スタック部材３１中に設置され、クーリング部材３１１のクーリング面の温度を測定する。下スタック部材３２は、搬送機構１から搬送された挟持部材２を収納するために用いる。好適には、下スタック部材３２は、２組のＬ字状の係合部材３２１を有し、クーリング部材３１１の両側にそれぞれ設置されて上スタック部材３１の側部と接続されているため、上スタック部材３１により非常に大きな力を受けることができる。２組の係合部材３２１は、挟持部材２の左右２組のスライドブロック２２を収容することができるため、挟持部材２を介して吊り下げ方式によりスライドレール部材１１から係合部材３２１中へ摺動自在に入れられ、クーリング部材３１１の下側へ吊り下げられる。この搬送方式により、搬送する際に挟持部材２と下スタック部材３２とが摩擦されることを防いで被凍結乾燥瓶Ｂとクーリング部材３１１との間に生じる摩擦を減らすことができるため、挟持部材２の搬送過程において発生する粉塵を大幅に減らすことができる。

スタック伝動機構は、挟持部材２が積層された多数のスタック機構３を搬送し、複数のスタック機構３を積層させる。第１実施形態に係るスタック伝動機構は、ねじ軸部材（図示せず）及びスタック伝動モータ（図示せず）を有する。ねじ軸部材は、各スタック機構３に接続される。スタック伝動モータは、ねじ軸部材に接続され、ねじ軸部材により個別のスタック機構３を所定位置まで搬送する。さらに詳細には、挟持部材２は、吊り下げ方式により上側のスタック機構３の下スタック部材３２に収容され、上側のスタック機構３は、被凍結乾燥瓶Ｂの瓶底表面が最下側のスタック機構３のクーリング部材３１１に直接接触されて停止されるまで、スタック伝動モータによりねじ軸部材を降下させる。好適には、被凍結乾燥瓶Ｂの瓶蓋には、上側のスタック機構３を下降させ、クーリング部材３１１の下板面が強く圧着される。

上述の構造により、挟持部材２は、摩擦が少ない吊り下げ収容方式により、被凍結乾燥瓶Ｂを凍結乾燥機１００中へ送り込むことにより、搬送過程中の粉塵の発生を抑え、作業過程中の材料及び完成品が汚染されることを防いで製品の品質を高めることができる。また、被凍結乾燥瓶Ｂが吊り下げ方式により挟持部材２に挟持されるため、被凍結乾燥瓶Ｂの底面がクーリング部材３１１に直接接触されて温度が下がり、製品を凍結乾燥させる時間を短縮させることができる。また、挟持部材２を利用することにより、複数の被凍結乾燥瓶Ｂを１度に凍結乾燥機１００中へ設置することができるため、被凍結乾燥瓶Ｂの搬送効率を高めて製品の生産時間を大幅に短縮することができる。

（第２実施形態）
図４及び図５を参照する。図４及び図５に示すように、本発明の第２実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機１００’は、第１実施形態の凍結乾燥機１００と略同じであるが、凍結乾燥機１００’の挟持部材２’が櫛状であり、複数の固定杆２１’、本体２２’及びスライドブロック２３’を有する点で異なる。固定杆２１’は、本体２２’に摺設され、被凍結乾燥瓶Ｂ’のボトルネックの寸法に応じて固定杆２１’間の間隔を調整してもよい。被凍結乾燥瓶Ｂ’のボトルネックは、固定杆２１’間に挟持され、被凍結乾燥瓶Ｂ’が第１実施形態の方式により挟持部材２’を挟持し、吊り下げ方式によりスライドブロック２３’を介して凍結乾燥機１００’中まで搬送されるため、被凍結乾燥瓶Ｂ’とクーリング部材３１１との摩擦を減らして粉塵の発生を抑えることができる。

（第３実施形態）
図６及び図７を参照する。図６及び図７に示すように、本発明の第３実施形態に係る吊り下げ収納式凍結乾燥機１００’’は、第１実施形態の凍結乾燥機１００と略同じであるが、凍結乾燥機の挟持部材２’’が金属板であり、複数の位置ガイド孔２１’’を有する点で異なる。位置ガイド孔２１’’は、円形状であり、上孔径が下孔径より僅かに大きい。被凍結乾燥瓶Ｂ’’の瓶底には、位置ガイド孔２１’’に対応した面取り斜面が設けられている。被凍結乾燥瓶Ｂ’’を挟持部材２’’へ設置すると、面取り斜面により挟持部材２’’上へ位置決めされ、被凍結乾燥瓶Ｂ’’が上スタック部材３１のクーリング部材３１１のクーリング面に直接接触されるため、この被凍結乾燥瓶Ｂ’’も吊り下げ方式により搬送されて凍結乾燥機中へ設置され、粉塵の発生を効果的に抑えることができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１ 搬送機構
２ 挟持部材
２’ 挟持部材
２’’ 挟持部材
３ スタック機構
１１ スライドレール部材
２１ 挟持孔
２１’ 固定杆
２１’’ 位置ガイド孔
２２ スライドブロック
２２’ 本体
２３’ スライドブロック
３１ 上スタック部材
３２ 下スタック部材
１００ 凍結乾燥機
１００’ 凍結乾燥機
１００’’ 凍結乾燥機
３１１ クーリング部材
３２１ 係合部材
Ｂ 被凍結乾燥瓶
Ｂ’ 被凍結乾燥瓶
Ｂ’’ 被凍結乾燥瓶
Ｂ１ 凸部

Claims (10)

1. 搬送機構、複数のスタック機構及びスタック伝動機構を備えた吊り下げ収納式凍結乾燥機であって、
   前記搬送機構は、複数の被凍結乾燥瓶が挟持された前記スタック機構を搬送し、
   前記スタック機構は、上スタック部材及び下スタック部材をそれぞれ有し、前記上スタック部材はクーリング部材を有し、前記下スタック部材は、前記搬送機構により搬送される載置部材を収容して吊り下げ、
   前記スタック伝動機構は、挟持部材が積層された前記スタック機構を搬送し、前記スタック機構を互いに積層させることを特徴とする吊り下げ収納式凍結乾燥機。
2. 前記挟持部材は、金属板であり、
   互いに隣接した前記スタック機構中において、上側の前記スタック機構に設けられた前記下スタック部材に収容する前記挟持部材の前記被凍結乾燥瓶が、下側の前記スタック機構に設けられた前記上スタック部材の前記クーリング部材に接触されることを特徴とする請求項１に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。
3. 前記搬送機構は、搬送モータ及びスライドレール部材を有し、前記挟持部材を搬送することを特徴とする請求項１に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。
4. 前記挟持部材は、前記被凍結乾燥瓶を挟持して固定するために用いる複数の挟持孔を有することを特徴とする請求項１に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。
5. 前記下スタック部材は、前記搬送機構により搬送される前記挟持部材を収容する係合部材を有することを特徴とする請求項１に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。
6. 前記金属板と前記クーリング部材とは、表面が接触するように配設されることを特徴とする請求項２に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。
7. 前記スタック伝動機構は、ねじ軸部材及びスタック伝動モータを有し、前記スタック機構のそれぞれを所定位置まで搬送することを特徴とする請求項１に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。
8. 前記被凍結乾燥瓶の瓶底表面は、前記下側のスタック機構の前記上スタック部材の前記クーリング部材に接触されることを特徴とする請求項２に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。
9. 前記挟持部材は、前記被凍結乾燥瓶のボトルネックを挟持する固定杆を複数有することを特徴とする請求項１に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。
10. 前記挟持部材は、複数のガイド孔を有するとともに、前記ガイド孔中へ前記被凍結乾燥瓶を挟持して固定することができるように、前記被凍結乾燥瓶の瓶胴体より僅かに小さい寸法を有する挟持孔を有することを特徴とする請求項１に記載の吊り下げ収納式凍結乾燥機。