JP5630934B2 - 遠心機、及びそれに適用される接続機構 - Google Patents

Description

本発明は、被処理材料を公転させながら自転させることによって処理する遠心機に関する。

容器を公転させながら自転させることによって、当該容器に収納された被処理材料を処理する遠心機（自転公転式の遠心機）が知られている。この遠心機は、各種の用途に利用される。この遠心機は、例えば、被処理材料の撹拌処理と脱泡処理とを同時に行う撹拌・脱泡装置として利用される（特許文献１）。又、この遠心機は、被処理材料を粉砕するボールミルとしても利用される（特許文献２参照）。更に、この遠心機は、被処理材料を乳化する乳化装置等としても利用される（特許文献３参照）。
ここで、遠心機には、自転体に対し管体を取り付けて、被処理材料の供給、及び回収や、被処理材料の冷却等を行う熱交換媒体の循環を行う構成を有するものがある（特許文献４）。

日本国特許第4084493号公報 日本国特開2002-143706号公報 日本国特開2010-194470号公報 日本国特許第4422683号公報

ところで、特許文献４に開示される従来の遠心機では、管体が捩れて損傷することを防止するために、公転体と自転体との回転方向を逆とし、かつ、公転体と自転体との回転速度を等速にする必要がある。
一方、遠心機により処理される被処理材料の中には、シリンジ容器（バレル容器等を含むものとする。以下同様である。）と呼ばれる容器に充填され、ディスペンサによって精密に塗布・吐出されることで使用されるものがある。

ここで、従来の遠心機においては、シリンジ容器に充填された状態の被処理材料を処理することが、その粘性が高い場合等に困難となり得る。例えば、従来の遠心機では、被処理材料の撹拌漏れを生じ得る。

本発明は、上記事情を鑑みなされたものである。その第１の目的は、公転体と自転体との回転速度等に制約を求めることなく、管体が捩れて損傷することを防止できる接続機構を有する遠心機を提供することにある。又、第２の目的は、前記接続機構を有して、シリンジ容器に充填された状態の被処理材料を良好に処理できる遠心機を提供することにある。

本発明の一つの実施態様は、公転軸線を中心として回転可能な公転体と、前記公転体に保持されて、被処理材料を保持する容器を保持し、自転軸線を中心として回転可能な自転体と、前記公転体、及び前記自転体に回転力を付与する駆動部と、前記駆動部による回転力の付与中に、所定の外部機器と前記自転体又は前記容器との間で、媒体又は前記被処理材料の授受を可能とする接続機構と、を備え、前記接続機構は、順次内挿される複数の管体と、最外側に配置される前記管体から最内側に配置される前記管体まで順次対応付けされて設けられる複数の室と、互いに対応する前記管体と前記室とを回動可能に接続する接続部と、を具備する遠心機を提供する。

本遠心機は、接続機構を有している。これにより、本遠心機では、駆動部による公転体と自転体への回転力の付与中に、管体が対応する室に対して回動するので、それらが損傷することを防止できる。従って、本遠心機では、駆動部による公転体と自転体への回転力の付与中に、所定の外部機器と自転体又は容器の間で、媒体又は被処理材料の授受ができる。

尚、本願において、直交とは、数学的に厳密なものに限定されず、数学的に厳密な直交に対し、±２０度の範囲で誤差を有する場合を含む。又、平行とは、数学的に厳密なものに限定されず、数学的に厳密な平行に対し、±２０度の範囲で誤差を有する場合を含む。更に、平行には、２以上の線が重なる場合も含む。

本発明の別の実施態様は、公転軸線を中心として回転可能な公転体と、前記公転体に保持されて、被処理材料を保持する容器を保持し、前記公転軸線に対し傾斜して交差する自転軸線を中心として回転可能な自転体と、前記公転体、及び前記自転体に回転力を付与する駆動部と、前記駆動部による回転力の付与中に、前記自転軸線に対し直交する回転軸線を中心に、前記容器を所定角度回転させる回転機構と、を備え、前記回転機構は、前記自転体の一部を構成し、前記容器を保持して前記回転軸線を中心に回転させる回転駆動部と、前記回転駆動部を駆動制御する駆動制御部と、前記回転駆動部と前記駆動制御部とを接続して媒体の授受を可能とする接続機構と、を具備し、前記接続機構は、順次内挿される複数の管体と、最外側に配置される前記管体から最内側に配置される前記管体まで順次対応付けされて設けられる複数の室と、互いに対応する前記管体と前記室とを回動可能に接続する接続部と、を具備する遠心機を提供する。

本遠心機は、駆動部による公転体と自転体とへの回転力の付与中に、回転機構が、容器を自転軸線に対し直交する回転軸線を中心に所定角度回転させる。これにより、本遠心機では、容器の内壁面に付着している被処理材料を当該被処理材料の液面内に取り込み、適切に処理する。これにより、本遠心機では、被処理材料の粘性が高い場合等であっても、容器に充填された被処理材料を良好に処理することができる。
又、本遠心機は、回転機構が接続機構を具備するので、駆動部による公転体と自転体への回転力の付与中に、回転駆動部と駆動制御部との間で媒体を授受できる。これにより、本遠心機では、駆動部による公転体と自転体への回転力の付与中において、回転機構による容器の回転が可能である。

この遠心機において、複数の前記管体のうち、少なくとも１つの前記管体が内挿される選定管体に対応する前記室の内部には、前記選定管体に内挿された前記管体を、当該管体に対応する前記室に接続する前記接続部が設けられてもよい。

本発明の別の実施態様は、順次内挿される複数の管体と、最外側に配置される前記管体から最内側に配置される前記管体まで順次対応付けされて設けられる複数の室と、互いに対応する前記管体と前記室とを回動可能に接続する接続部と、を備え、公転軸線を中心として回転可能な公転体と、前記公転体に保持されて、被処理材料を保持する容器を保持し、自転軸線を中心として回転可能な自転体と、前記公転体、及び前記自転体に回転力を付与する駆動部と、を具備する遠心機に適用されて、所定の外部機器と前記自転体又は前記容器との間で、媒体又は前記被処理材料の授受を可能とする接続機構を提供する。

本接続機構では、遠心機に適用されることで、駆動部による公転体と自転体への回転力の付与中に、管体が対応する室に対して回動する。これにより、本接続機構では、管体が損傷することを防止できる。従って、本接続機構は、駆動部による公転体と自転体への回転力の付与中も、所定の外部機器と自転体又は容器との間における媒体又は被処理材料の授受を可能とする。

本発明の他の実施態様は、公転軸線を中心として回転可能な公転体と、前記公転体に保持されて、前記公転軸線に対し傾斜して交差する自転軸線を中心として回転可能な自転体と、前記自転体に保持されて、被処理材料を保持する容器と、前記公転体と、前記自転体とに回転力を付与する駆動部と、前記駆動部による回転力の付与中に、前記自転軸線に対し直交する回転軸線を中心に、前記容器を所定角度回転させる回転機構と、を備える遠心機を提供する。
本遠心機は、駆動部による公転体と自転体とへの回転力の付与中に、回転機構が、容器を自転軸線に対し直交する回転軸線を中心に所定角度回転させる。これにより、本遠心機では、容器の内壁面に付着している被処理材料を当該被処理材料の液面内に取り込み、適切に処理する。これにより、本遠心機では、被処理材料の粘性が高い場合等であっても、容器に充填された被処理材料を良好に処理することができる。
この遠心機において、前記回転軸線は、前記容器の長手方向に沿った中心線と平行な仮想線に対して直交してもよい。
この遠心機において、前記回転機構は、前記駆動部による回転力の付与終了後において、前記仮想線が前記自転軸線と平行となるように、前記回転軸線を中心に前記容器を回転させてもよい。
この遠心機において、前記回転機構は、前記駆動部による回転力の付与終了後において、前記容器の先端と比べて、前記容器の基端を前記公転軸線に近接させてもよい。
この遠心機において、前記駆動部による回転力の付与前から、前記駆動部による回転力の付与中の間で、前記仮想線と前記自転軸線とは、少なくとも１度直交してもよい。
前記駆動部による回転力の付与前において、前記仮想線と前記自転軸線とは直交してもよい。
この遠心機において、前記回転機構は、前記容器の回転開始後、前記駆動部による回転力の付与中に、前記仮想線と前記自転軸線とを１度直交させてもよい。
この遠心機において、前記駆動部による回転力の付与前において、前記仮想線と前記自転軸線とは平行であってもよい。
この遠心機において、前記回転機構は、前記容器の回転開始後、前記駆動部による回転力の付与中に、前記仮想線と前記自転軸線とを１度又は２度直交させてもよい。
この遠心機において、前記回転軸線は、前記容器の長手方向に沿った中心線と平行な仮想線に対して平行であってよい。
この遠心機において、前記回転機構は、前記回転軸線を中心とした前記容器の最大回転角度を１８０度としてもよい。
この遠心機において、前記回転機構は、前記自転体に取り付けられて前記容器を保持し、前記回転軸線を中心に前記容器を回転させる回転駆動部と、前記回転駆動部の駆動を駆動制御する駆動制御部と、前記回転駆動部と駆動制御部とを接続して、それらの間での媒体の授受を可能とする接続機構と、を備え、前記接続機構は、順次内挿される複数の管体と、壁部により形成されて、最外側に配設される前記管体から最内側に配設される前記管体まで、順次対応付けて設けられる複数の室と、対応する前記管体と前記室とを、回動可能に接続する接続部と、を具備してもよい。
この遠心機において、前記管体のうち、少なくとも１つの前記管体が内挿されている選定管体に対応する前記室内には、前記選定管体に内挿された前記管体を、前記室に接続する前記接続部が設けられてもよい。

本発明によれば、公転体と自転体との回転速度等に制約を求めることなく、管体が捩れて損傷することを防止できる接続機構を有する遠心機を提供できる。又、本発明によれば、前記接続機構を有して、シリンジ容器に充填された状態の被処理材料を良好に処理できる遠心機を提供できる。

第１の実施の形態に係る遠心機の概略断面図。 接続機構の概略拡大断面図。 容器が初期位置である遠心機を示す要部模式図。 容器が初期位置であり、図３に対し自転体が１８０度回転した状態の遠心機を示す要部模式図。 容器が初期位置から３０度回転した状態の遠心機を示す要部模式図。 容器が初期位置から３０度回転した状態であり、図５に対し自転体が１８０度回転した状態の遠心機を示す要部模式図。 容器が初期位置から９０度回転した状態の遠心機を示す要部模式図。 容器が初期位置から９０度回転した状態であり、図７に対し自転体が１８０度回転した状態の遠心機を示す模式図。 変形例に係る遠心機の概略断面図。 第２の実施の形態に係る遠心機。 変形例に係る遠心機の要部概略拡大断面図。 変形例に係る接続機構の拡大概略断面図。

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。更に、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたもの、又、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更を加えたものを含む。

（第１の実施の形態）
（１）遠心機１の構成
以下、本実施の形態に係る遠心機１の構成について説明する。遠心機１は、図１に示すように、回転軸１０と、回転軸１０に固定された公転体２０と、公転体２０に取り付けられる自転体３０、及びバランス錘４０とを備える。又、遠心機１は、公転体２０と自転体３０とを回転させる駆動部５０と、被処理材料Ｍを保持すると共に、自転体３０に保持された状態にて回転可能な容器６０とを備える。更に、遠心機１は、公転体２０、及び自転体３０に従動することなく、それらの回転と独立して容器６０を回転駆動する回転機構７０を備える。

又、遠心機１は、図１に示すように、駆動部５０等を支持する支持基板９１と、支持基板９１等を収納する収納部９２とを備える。更に、遠心機１は、支持基板９１を支持して、その振動を防止するための、防振ワイヤや防振バネ等により構成される図示しない防振機構を備えてもよい。

ここで、遠心機１は、容器６０に収納した被処理材料Ｍを処理するものである。より具体的に、遠心機１は、容器６０を公転させながら自転させることによって、被処理材料Ｍを撹拌・脱泡、粉砕、乳化等するものである。

回転軸１０は、図１に示すように、仮想の直線である公転軸線Ｌ１を中心に回転するように構成される。尚、回転軸１０は、図示するように鉛直に伸びる公転軸線Ｌ１を中心に回転するように構成する。但し、回転軸１０は、これに限定されるものでなく、例えば、水平に伸びる公転軸線Ｌ１を中心に回転するように構成され得る。

公転体２０は、図１に示すように、回転軸１０に固定されて、回転軸１０と共に公転軸線Ｌ１を中心に回転する。この公転体２０は、公転軸線Ｌ１に対し直交する一方向に延びて途中で屈曲する自転体３０を取り付けるための第１アーム２２と、第１アーム２２と逆方向に延びてバランス錘４０を取り付けるための第２アーム２４とを備える。

自転体３０は、図１に示すように、有底形状で、上端側が開口した自転体本体３２と、自転体本体３２の底部に取り付けられた自転軸３４とを備える。又、自転体３０は、自転軸３４がベアリング３６を介して、公転体２０の第１アーム２２に取り付けられる。より具体的に、自転体３０は、第１アーム２２の屈曲した部分を介して公転軸線Ｌ１から所定距離離れた位置に、自転体本体３２の開口部中心をその底部中心より公転軸線Ｌ１側に位置させた状態にて、回転可能に取り付けられる。これにより、自転体３０は、公転体２０の回転に伴って、公転軸線Ｌ１を中心に公転することになる。併せて、自転体３０は、公転体２０を通る仮想の直線である自転軸線Ｌ２を中心に回転（自転）可能となる。

尚、自転体３０は、第１アーム２２の屈曲した部分を介して公転軸線Ｌ１から所定距離離れた位置に取り付けられることに基づき、その自転中心である自転軸線Ｌ２が公転軸線Ｌ１に対し所定の角度で斜めに交差する。この角度は限定されるものではないが、例えば、４５度としてよい。

バランス錘４０は、図１に示すように、公転体２０の第２アーム２４に、公転軸線Ｌ１からの距離が変更可能に取り付けられている。このバランス錘４０は、公転体２０のバランスを調整するものであり、公転軸線Ｌ１からの距離を適宜調整することにより、遠心機１を安定して動作させる。

駆動部５０は、公転体２０と自転体３０とに回転力を付与することで、容器６０を、公転軸線Ｌ１を中心として公転させながら、自転軸線Ｌ２を中心として自転させる。駆動部５０は、図１に示すように、モータ５１、プーリー５２、プーリー５３、ベルト５４、及び自転力付与機構５５を備える。

モータ５１は、支持基板９１に固定されており、その回転軸に固定されたプーリー５２、回転軸１０に固定されたプーリー５３、プーリー５２とプーリー５３とに掛け回されるベルト５４を利用して回転軸１０に回転力を付与する。これにより、モータ５１は、公転体２０を回転させて、公転軸線Ｌ１を中心に容器６０を公転させる。

自転力付与機構５５は、自転体３０の自転軸３４に固定された自転歯車５６と、回転軸１０と同心になるように支持基板９１に固定された自転力付与歯車５７と、自転歯車５６、及び自転力付与歯車５７間で動力を伝達する自転動力伝達歯車５８とを備える。自転動力伝達歯車５８は、公転体２０にベアリング５９を介して回転可能に取り付けられており、自転歯車５６と噛み合う第１歯車と、自転力付与歯車５７と噛み合う第２歯車とを有する。

上記構成により、自転力付与機構５５は、自転動力伝達歯車５８によって、自転歯車５６、及び自転力付与歯車５７の回転角速度が関連付けされ、自転歯車５６、及び自転力付与歯車５７が遊星歯車機構と同様の挙動を示す。従って、自転力付与機構５５は、モータ５１により公転体２０が回転する回転速度に応じた回転速度にて、自転歯車５６を回転させる。これにより、自転力付与機構５５は、自転軸線Ｌ２を中心として容器６０を自転させる。

容器６０は、細長い形状をした容器であり、例えばシリンジ容器である。この容器６０は、図１に示すように、一端に開口した基端６１、及び基端６１より小径であり、他端に開口した先端６２を具備する。この容器６０には、被処理材料Ｍが充填されている。尚、容器６０は、遠心機１による被処理材料Ｍの処理中において、被処理材料Ｍが漏れないように、図示しない蓋が基端６１、及び先端６２に取り付けられている。又、容器６０は、先端６２が基端６１より小径であることを必須としない。

回転機構７０は、図１に示すように、容器６０を回転させるための回転駆動部７２と、回転駆動部７２を駆動制御するための駆動制御部７４と、回転駆動部７２、及び駆動制御部７４を接続して、それらの間で媒体の授受を可能にするための接続機構８０とを備える。

回転駆動部７２は、図１に示すように、自転体本体３２に取り付けられている。この回転駆動部７２は、容器６０を保持する。又、回転駆動部７２は、駆動制御部７４からの指示に基づき、自転軸線Ｌ２に対し直交する仮想の直線である回転軸線Ｌ３を中心に、公転体２０、及び自転体３０の回転と独立して容器６０を回転させる。尚、回転駆動部７２は、容器６０を回転させる駆動源として、任意の媒体により駆動される駆動源を含み構成される。例えば、回転駆動部７２は、任意のガス媒体により駆動されるエアーシリンダーを駆動源として含み構成される。

駆動制御部７４は、回転駆動部７２を駆動制御するものである。この駆動制御部７４は、例えば、回転駆動部７２が、駆動源としてエアーシリンダーを含み構成される場合において、図１に示すように、接続管７６、接続管７８、及び接続機構８０を介して回転駆動部７２に対して任意のガス媒体（例えば、エアー）を供給したり、回転駆動部７２からガス媒体を排出したりすることで、回転駆動部７２に容器６０を回転させる。

接続機構８０は、図１、及び図２に示すように、第１管体８１と、第１管体８１に内挿された第２管体８２と、第１管体８１に対応して設けられる第１室８３と、第２管体８２に対応して設けられる第２室８４とを備える。又、接続機構８０は、第１管体８１と第１室８３とを回動可能に接続する第１接続部８５と、第２管体８２と第２室８４とを回動可能に接続する第２接続部８６とを備える。

この接続機構８０は、第１室８３等を形成する壁部８７が、収納部９２の蓋部９５に形成された貫通穴に取り付けられる。この際、接続機構８０は、第１接続部８５、及び第２接続部８６の中心を通る仮想の直線である中心線Ｃが、公転軸線Ｌ１と一致する。

第１管体８１は、柔軟性を有する材料により構成されて、一端が第１接続部８５を介して第１室８３に接続されると共に、他端側が回転駆動部７２に連結される。

第２管体８２は、外壁が第１管体８１の内壁に対し離間可能となるように径を設定されて、当該第１管体８１に内挿されている。この第２管体８２は、第１管体８１同様の柔軟性を有する材料により構成されて、一端が第１管体８１の一端より突出して、第２接続部８６を介して第２室８４に接続される。又、第２管体８２は、他端側が回転駆動部７２に連結される。

第１室８３は、壁部８７により形成されている。この第１室８３は、壁部８７に形成された貫通穴８３ａにより、接続管７６を介して駆動制御部７４に連結できる。第２室８４は、壁部８７により第１室８３内に形成されている。この第２室８４は、壁部８７に形成された貫通穴８４ａにより、接続管７８を介して駆動制御部７４に連結できる。

第１接続部８５は、所謂回転継手により構成することができ、第１管体８１の一端と第１室８３とを回動自在に接続する。第２接続部８６は、第１接続部８５同様に、所謂回転継手により構成することができ、第１室８３内に配設されて、第２管体８２の一端と第２室８４とを回動自在に接続する。

収納部９２は、図１に示すように、一端に開口部を有して、公転体２０等を収納する収納空間９３を有する区画体９４と、区画体９４の開口部を閉塞可能な蓋部９５と、区画体９４、モータ５１、及び支持基板９１等を収納する筐体９６とを有する。蓋部９５は、区画体９４に対し着脱可能に構成される。この蓋部９５は、開けられることで、自転体本体３２を露出させて、自転体本体３２に容器６０を着脱可能とする。

（２）被処理材料Ｍ
本実施の形態に適用可能な被処理材料Ｍは、流体として挙動するものであればよく、その組成や用途は特に限定されるものではない。被処理材料Ｍとしては、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。例えば、被処理材料Ｍとしては、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、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。

（３）被処理材料Ｍの処理方法
以下では、遠心機１における被処理材料Ｍの処理方法について説明する。まず、利用者は、回転駆動部７２を介して自転体本体３２に、被処理材料Ｍを充填された容器６０を装着する。この際、容器６０は、図３に示すように、その長手方向に沿った中心線に平行な仮想の直線である仮想線Ｌ４が、自転軸線Ｌ２に対し直交すると共に、容器６０の回転中心である回転軸線Ｌ３とも直交した状態となる。尚、以下では、この容器６０の配置位置を初期位置と呼ぶことにする。又、回転駆動部７２は、図示しないエアーシリンダーを駆動源として含むものとする。

続いて、遠心機１は、駆動部５０のモータ５１を駆動させて、公転体２０、及び自転体３０を回転させる。これにより、容器６０は、公転軸線Ｌ１を中心として公転しつつ、自転軸線Ｌ２を中心に自転する。

この際、遠心機１においては、回転駆動部７２に第１管体８１、及びそれに内挿されている第２管体８２の他端側が連結されている。これにより、遠心機１では、容器６０の自転及び公転に伴って、第１管体８１、及び第２管体８２に、それらを捩じる力が作用する。

しかし、遠心機１では、第１管体８１の一端が第１接続部８５を介して回動可能に第１室８３に接続されていること、及び第１管体８１に内挿された第２管体８２の一端が第２接続部８６を介して回動可能に第２室８４に接続されていることにより、第１管体８１、及び第２管体８２が前記捩じり力により回動する。これにより、遠心機１では、第１管体８１、及び第２管体８２が損傷することなく、それらを介して、回転駆動部７２に対しエアーを供給したり、回転駆動部７２から排出したりすることができる。

又、容器６０は、初期位置にて、図３、及び図４に示す状態を繰り返しながら、公転、及び自転させられる。この際、容器６０には、被処理材料Ｍの液面（流体表面）から常に露出する内壁面の領域である露出領域６３が生じる。この露出領域６３には、付着した被処理材料Ｍがそのまま残留することが生じ得る。この場合には、被処理材料Ｍを適切に処理できない。このことは、特に、被処理材料Ｍの粘性が高い場合において顕在化する。

そこで、遠心機１では、容器６０が公転、及び自転を行っている間に、容器６０を回転機構７０により回転軸線Ｌ３を中心に所定角度回転させる。この回転は、駆動制御部７４から、接続管７６、接続管７８、及び接続機構８０を介して、回転駆動部７２にエアーを供給したり、それよりエアーを排出したりして、それが含むエアーシリンダーを駆動することで行う。

図５、及び図６には、容器６０を初期位置に対し回転軸線Ｌ３を中心に３０度回転させた状態を示す。図６に表れているように、露出領域６３の一部が被処理材料Ｍの液面内となる状態を生じている。

又、図７、及び図８には、容器６０を初期位置に対し回転軸線Ｌ３を中心に９０度回転させた状態、即ち仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し平行となった状態を示す。図８に表れているように、露出領域６３が、全域にわたり、被処理材料Ｍの液面内となる状態を生じている。

上記説明したように、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し平行となった状態にて、遠心機１は、所定時間経過後、駆動部５０のモータ５１の駆動を終了する。以上により、遠心機１による被処理材料Ｍの処理が完了する。

（４）作用効果
以下、本実施の形態における遠心機１が奏する作用効果を説明する。

遠心機１では、自転体本体３２が、回転駆動部７２を介して、被処理材料Ｍを保持した容器６０を保持する。この際、仮想線Ｌ４は、自転軸線Ｌ２、及び回転軸線Ｌ３に対し直交した状態とされる。そして、遠心機１では、この状態（容器６０が初期位置である状態）にて、まずモータ５１による公転体２０、及び自転体３０への回転力の付与を行う。これにより、被処理材料Ｍは、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し平行となるように容器６０を位置させて処理を行った場合と比べて、良好に処理される。

又、遠心機１では、モータ５１による公転体２０、及び自転体３０への回転力の付与中において、自転軸線Ｌ２に対し直交する回転軸線Ｌ３を中心に、回転機構７０を用いて容器６０を、自転体３０の回転と独立して所定角度回転させる。そして、遠心機１では、モータ５１による公転体２０、及び自転体３０のへの回転力の付与終了時に、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し平行とされる。これにより、遠心機１では、初期位置にて、容器６０を公転、及び自転させている際に生ずる露出領域６３が、全域にわたり、少なくとも所定時間、遠心力が作用している被処理材料Ｍの液面内に位置する。

以上により、遠心機１では、初期位置において、露出領域６３に付着した被処理材料Ｍが、被処理材料Ｍの液面内に取り込まれて、適切に処理される。以上により、遠心機１では、被処理材料Ｍの粘性が高い場合等であっても、容器６０に充填された被処理材料Ｍを良好に処理することができる。併せて、露出領域６３にあった空気だまりも除去することができる。

尚、回転機構７０による容器６０の回転軸線Ｌ３を中心とした回転速度は、露出領域６３に付着した被処理材料Ｍが、被処理材料Ｍの液面内に取り込まれて適切に処理できるように設定する。従って、前記回転速度の最適値は、被処理材料Ｍの粘性等の性質等に依存するが、通常、自転体３０の回転速度より遅く、その具体的な値は、実験結果、シミュレーション結果等を根拠として定めることができる。又、回転機構７０による回転軸線Ｌ３を中心とした容器６０の回転は、連続的に行われるよう構成してよく、途中で停止、回転再開を繰り返しながら行われるように構成してもよい。更に、容器６０が初期位置にて、公転、及び自転させられる時間の最適値や、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し平行とされた状態にて、容器６０が公転、及び自転させられる時間の最適値も、被処理材料Ｍの粘性等の性質等に依存する。従って、これらの具体的な値も、実験結果等を根拠として定めることができる。

又、遠心機１では、モータ５１による公転体２０、及び自転体３０への回転力の付与終了時に、容器６０の基端６１が、その先端６２と比べて、公転軸線Ｌ１に近接する。そのため、遠心機１による被処理材料Ｍの処理終了時には、被処理材料Ｍが容器６０の先端６２側に偏在した状態となる。ここで、容器６０は、実使用（被処理材料Ｍを塗布等するために使用）される際、一般に先端６２を吐出口とされる。従って、遠心機１では、容器６０をそのまま実使用可能な状態にて、被処理材料Ｍの処理を完了できる。

又、遠心機１は、接続機構８０を有している。そのため、遠心機１では、第１管体８１、及び第２管体８２に連結された回転駆動部７２を、公転軸線Ｌ１を中心として公転させながら、自転軸線Ｌ２を中心として自転させている際に、第１管体８１、及び第２管体８２が損傷することを防止できる。

従って、遠心機１では、容器６０を、公転軸線Ｌ１を中心として公転させながら、自転軸線Ｌ２を中心として自転させている間に、エアーシリンダー等の駆動源を含む回転駆動部７２に対しエアー等の媒体を供給、及び排出して、回転軸線Ｌ３を中心に容器６０を回転できる。

（５−１）変形例１
遠心機１は、モータ５１による公転体２０、及び自転体３０への回転力の付与中に、回転軸線Ｌ３を中心に、回転機構７０を用いて容器６０を１８０度回転させてもよい。即ち、遠心機１は、回転機構７０による容器６０の回転開始後、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し１度直交するまで、容器６０を回転させてもよい。このようにすることで、露出領域６３が、全域にわたり、少なくとも所定時間、遠心力が作用している被処理材料Ｍの液面内に位置することを一層確実に実現できる。

ここで、上記場合において、遠心機１は、その後、更に、回転軸線Ｌ３を中心に回転機構７０を用いて、そのままの方向に、又は、逆方向に容器６０を９０度回転させることが好ましい。即ち、容器６０が、回転機構７０により２７０度回転させられることが好ましい。このようにすることで、モータ５１による公転体２０、及び自転体３０のへの回転力の付与終了時に、仮想線Ｌ４は自転軸線Ｌ２に対し平行となる。この際、容器６０の基端６１が、その先端６２と比べて公転軸線Ｌ１に近接するようにすることが好ましい。

（５−２）変形例２
遠心機１では、駆動部５０のモータ５１による公転体２０、及び自転体３０への回転力の付与前において、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し直交した状態にて、回転駆動部７２を介して自転体本体３２に、複数の容器６０を保持させてもよい。このようにすることで、遠心機１は、一度に複数の容器６０に充填された被処理材料Ｍを処理できるので効率的である。

（５−３）変形例３
遠心機１では、被処理材料Ｍの処理を行う際、利用者が、被処理材料Ｍが充填された容器６０を、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し平行となるように、回転駆動部７２を介して自転体本体３２に装着してもよい。この場合においても、仮想線Ｌ４は、回転軸線Ｌ３と直交した状態となる。尚、以下では、容器６０のこの配置位置を初期位置と呼ぶことにする。

この場合において、遠心機１は、容器６０が公転、及び自転を行っている間に、回転機構７０により、初期位置に対し回転軸線Ｌ３を中心に、自転体３０の回転と独立して容器６０を９０度回転させる。即ち、遠心機１は、回転機構７０による容器６０の回転開始後、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し１度直交するまで、容器６０を回転させる。これにより、遠心機１では、初期位置にて、容器６０を公転、及び自転させている際に生ずる露出領域が、全域にわたり、少なくとも所定時間、遠心力が作用している被処理材料Ｍの液面内に位置する。これにより、遠心機１では、初期位置において生ずる露出領域に付着していた被処理材料Ｍが、被処理材料Ｍの液面内に取り込まれて、適切に処理される。

その後、遠心機１は、更に、回転軸線Ｌ３を中心に回転機構７０を用いて、そのままの方向に、又は、逆方向に容器を９０度回転させることが好ましい。このようにすることで、モータ５１による公転体２０、及び自転体３０への回転力の付与終了時に、仮想線Ｌ４は、自転軸線Ｌ２に対し平行となる。この際、容器６０の基端６１が、その先端６２と比べて公転軸線Ｌ１に近接するようにすることが好ましい。

（５−４）変形例４
遠心機１では、変形例３と同様の初期位置に容器６０を配置した場合において、容器６０が公転、及び自転を行っている間に、回転機構７０により、容器６０を、初期位置に対し回転軸線Ｌ３を中心に、自転体３０の回転と独立して２７０度回転させてもよい。即ち、遠心機１は、回転機構７０による容器６０の回転開始後、仮想線Ｌ４が自転軸線Ｌ２に対し２度直交するまで、容器６０を回転させてもよい。これにより、遠心機１では、初期位置において生ずる露出領域に付着していた被処理材料Ｍが、一層確実に、被処理材料Ｍの液面内に取り込まれて、適切に処理される。

その後、遠心機１は、更に、回転軸線Ｌ３を中心に回転機構７０を用いて、そのままの方向に、又は、逆方向に容器を９０度回転させることが好ましい。即ち、容器６０は、回転機構７０により３６０度回転させられることが好ましい。このようにすることで、モータ５１による公転体２０、及び自転体３０への回転力の付与終了時に、仮想線Ｌ４は、自転軸線Ｌ２に対し平行となる。この際、容器６０の基端６１が、その先端６２と比べて公転軸線Ｌ１に近接するようにすることが好ましい。

（５−５）変形例５
本発明の遠心機は、図９に示すような遠心機２のように構成してもよい。この遠心機２は、容器６０が、回転機構７０を用いて仮想線Ｌ４に対し平行な仮想の直線である回転軸線Ｌ５を中心に回転可能に構成される点で、遠心機１と相違する。従って、そのほかの構成については、遠心機１と同一であるので、同一の符号を付し説明を省略する。

遠心機２における被処理材料Ｍの処理方法について説明する。まず、利用者が、回転駆動部７２を介して自転体本体３２に、被処理材料Ｍを充填された容器６０が装着する。この際、容器６０は、仮想線Ｌ４が、自転軸線Ｌ２に対し直交すると共に、上記のように回転軸線Ｌ５に対し平行となる。尚、以下ではこの容器６０の配置位置を初期位置と呼ぶことにする。

続いて、遠心機２では、駆動部５０のモータ５１を駆動させて、公転体２０、及び自転体３０を回転させる。これにより、容器６０は、公転軸線Ｌ１を中心として公転しつつ、自転軸線Ｌ２を中心に自転する。続いて、遠心機２では、容器６０が公転、及び自転を行っている間に、回転機構７０により容器６０を、初期位置に対し回転軸線Ｌ５を中心に、自転体３０の回転と独立して１８０度させる。この状態にて所定時間経過後、駆動部５０のモータ５１の駆動を終了する。以上により、遠心機２による被処理材料Ｍの処理が完了する。

遠心機２では、初期位置にて、容器６０を公転、及び自転させている際に生ずる前記露出領域が、全域にわたり、少なくとも所定時間、遠心力が作用している被処理材料Ｍの液面内に位置する。以上により、遠心機２では、初期位置において、前記露出領域に付着した被処理材料Ｍが、被処理材料Ｍの液面内に取り込まれて、適切に処理される。

（５−６）変形例６
遠心機１、及び遠心機２は、容器６０を回転させる駆動源としてモータ等を含むように、回転機構７０（回転駆動部７２）を構成することも可能である。又、遠心機１、及び遠心機２は、自転力付与機構５５を、図示しないプーリーとベルト等を使用して構成することも可能である。

（第２の実施の形態）
（１）遠心機１０１の構成
以下、本実施の形態に係る遠心機１０１の構成について説明する。遠心機１０１は、図１０に示すように、容器６０が容器１６０に変更される点で、遠心機１と相違する。又、遠心機１０１は、回転機構７０が、その構成要素である接続機構８０のみとされる点で、遠心機１と相違する。そのほかの構成については、原則として遠心機１と同一であるので、同一の符号を付し説明を省略する。この遠心機１０１は、容器１６０を、公転軸線Ｌ１を中心に公転させながら、自転軸線Ｌ２を中心として自転させることで、被処理材料Ｍを撹拌、及び脱泡したり、粉砕したり、乳化等したりするものである。

ここで、特許文献４に開示される遠心機は、自転体に対し管体を取り付けて、被処理材料の供給、及び回収や、被処理材料の冷却等を行う熱交換媒体の循環を行う構成を有する。しかし、特許文献４が開示する遠心機では、管体が捩れて損傷することを防止するために、公転体と自転体との回転方向を逆とし、かつ、公転体と自転体との回転速度を等速にする必要がある。

これに対し、遠心機１０１は、自転体３０等に対し第１管体８１、及び第２管体８２を取り付けて、被処理材料Ｍの供給、及び回収や、被処理材料Ｍの冷却等を行う熱交換媒体の循環を行うことが可能であるだけでなく、自転体３０と公転体２０との回転速度等に制約を求めることなく、第１管体８１、及び第２管体８２が捩れて損傷することを防止できるという特徴を有したものである。

容器１６０は、図１０に示すように、底部を有する円筒状に形成されて、被処理材料Ｍを収納可能な本体部１６２と、本体部１６２の開口した部分を封止する蓋１６４とを備える。

本体部１６２は、樹脂、金属、ガラス、ジルコニア等の材質により構成される。この本体部１６２は、自転体３０の自転体本体３２の中空部に、その底部側から挿入されることで、自転体本体３２に装着されて、自転体本体３２と共に公転軸線Ｌ１を中心に公転、かつ、自転軸線Ｌ２を中心に自転可能に構成される。

蓋１６４は、図１０に示すように、本体部１６２の開口した部分に取り付けられる。蓋１６４は、例えば、本体部１６２と螺合できるようにする図示しないねじ機構を利用して、本体部１６２に取り付けられる。

ここで、遠心機１０１では、上記のように、接続機構８０を有している。
この接続機構８０は、図１０に示すように、一端が第１接続部８５を介して第１室８３に接続される第１管体８１の他端側が蓋１６４の自転軸線Ｌ２が通過する位置に設けられた貫通穴を利用して、容器１６０に連結される（第１管体８１が、容器１６０に固定されることを含む。以下同様である。）。

又、接続機構８０は、一端が第２接続部８６を介して第２室８４に接続される第２管体８２の他端側が容器１６０に連結される。この第２管体８２は、他端が容器１６０内で第１管体８１の側壁から突出している。尚、第２管体８２は、他端が第１管体８１の他端より突出するように構成してもよい。

（２）作用効果
以下、本実施の形態における遠心機１０１が奏する作用効果を説明する。

遠心機１０１では、接続機構８０を有している。これにより、遠心機１０１では、第１管体８１、及び第２管体８２に連結された容器１６０を、公転軸線Ｌ１を中心として公転させながら、自転軸線Ｌ２を中心として自転させている際に、第１管体８１、及び第２管体８２が、夫々第１室８３、及び第２室８４に対し回動するので、それらが損傷することを防止できる。

従って、遠心機１０１では、容器１６０を、公転軸線Ｌ１を中心として公転させながら、自転軸線Ｌ２を中心として自転させている間に、処理前の被処理材料Ｍの供給を行い、又、処理後の被処理材料Ｍの排出を行う等、容器１６０に対し何らかの供給、排出等を行うことができる。

例えば、遠心機１０１では、図１０に示すように、外部機器１１１から、管体１１２、第１室８３、及び第１管体８１を介して、容器１６０内に被処理材料Ｍを供給すると共に、容器１６０内から、第２管体８２、第２室８４、及び管体１１４を介して外部機器１１３に処理済みの被処理材料Ｍを排出するように構成することができる。

又、遠心機１０１では、第１管体８１に内挿される第２管体８２を、第１管体８１に対応する第１室８３内に配設される第２接続部８６にて、第２室８４に回動可能に接続している。これにより、遠心機１０１では、第１室８３内に突出する第２管体８２の一端を、第１室８３外に何らかの方法に取り出す構造を設ける必要が無い。そのため、遠心機１０１は、接続機構８０の構造を簡便なものにできる。

又、遠心機１０１では、第１接続部８５と第２接続部８６との中心が中心線Ｃ上に配置されている。これにより、第１管体８１、及び第２管体８２は、夫々、円滑に第１室８３、及び第２室８４に対し回動できる。従って、遠心機１０１では、容器１６０を、公転軸線Ｌ１を中心として公転させながら、自転軸線Ｌ２を中心として自転させている際に、第１管体８１、及び第２管体８２とが損傷することをより確実に防止できる。

又、遠心機１０１では、接続機構８０が、中心線Ｃと公転軸線Ｌ１とが重なるように配置されている。更に、遠心機１０１では、第１管体８１、及び第２管体８２の他端側が、自転軸線Ｌ２上に設けられた蓋１６４の貫通穴を利用して容器１６０に連結されている。これらにより、遠心機１０１では、容器１６０を、公転軸線Ｌ１を中心として公転させながら、自転軸線Ｌ２を中心として自転させている際に、第１管体８１、及び第２管体８２とが損傷することを一層確実に防止できる。

（３−１）変形例１
遠心機１０１は、第１管体８１、及び第２管体８２が、夫々第１室８３、及び第２室８４に対し回動でき、損傷しないことを条件に、第１接続部８５、及び第２接続部８６の位置関係、壁部８７の収納部９２に対する配設位置、及び第１管体８１や第２管体８２の自転体３０への連結位置等を任意に設定可能である。

（３−２）変形例２
遠心機１０１では、壁部８７を自転体３０に取り付け、第１管体８１、及び第２管体８２を収納部９２に連結するように構成してもよい。この場合においても、遠心機１０１では、容器１６０を公転させながら自転させている際に、第１管体８１、及び第２管体８２が、夫々第１室８３、及び第２室８４に対し回動でき、損傷しないことを条件に、壁部８７の自転体３０に対する配設位置、及び第１管体８１や第２管体８２の収納部９２への連結位置等を任意に設定可能である。

（３−３）変形例３
遠心機１０１は、図１１に示すように構成してよい。この遠心機１０１では、自転体本体３２の開口部に蓋１３１が取り付けられるように構成されている。そして、この遠心機１０１では、第１管体８１、及び第２管体８２の他端側が、蓋１３１の自転軸線Ｌ２上に設けられた貫通穴を利用して、自転体本体３２に連結されている。

この場合においては、例えば、外部機器１１１により、管体１１２、第１室８３、及び第１管体８１を介して自転体本体３２内に媒体（液体、気体）を供給する。そして、外部機器１１３により、自転体本体３２内から第２管体８２、第２室８４、及び管体１１４を介して前記媒体を排出する。このように構成した遠心機１０１は、前記媒体を利用して容器１６０、被処理材料Ｍ等を温調できる。

（３−４）変形例４
接続機構８０は、壁部８７を２つ備えて、第１管体８１、及び第２管体８２の一端に一方の壁部８７を接続し、第１管体８１、及び第２管体８２の他端に他方の壁部８７を接続してもよい。

上記のような接続機構８０を採用する場合において、遠心機１０１では、一方の壁部８７を収納部９２に取り付け、他方の壁部８７を自転体３０（容器１６０を含む。）に取り付ける。この際、第１管体８１、及び第２管体８２は、柔軟性の低い材料であっても構成できる。又、この場合においても、遠心機１０１では、容器１６０を公転させながら自転させている際に、第１管体８１、及び第２管体８２が、夫々第１室８３、及び第２室８４に対し回動でき、損傷しないことを条件に、壁部８７の収納部９２、及び自転体３０に対する配設位置等を任意に設定可能である。

（３−５）変形例５
接続機構８０は、順次内挿した複数の管体と、最外側に配設される管体から最内側に配設される管体まで、順次対応付けて設けられる複数の室と、対応する管体と室とを、各々回動可能に接続する接続部を有していればよく、管体等の個数に制限はない。この際、管体のうち、少なくとも１つの管体が内挿されている選定管体に対応する室内には、選定管体に内挿された管体を、室に接続する接続部が設けられることが好ましい。ここで、選定管体の材質等は、他の管体と同じである。

例えば、接続機構８０は、図１２に示すように管体等を３つ備えるように構成してよい。この接続機構８０は、柔軟性を有する材料により構成される第１管体８１、第２管体８２、及び第３管体１８１が、順次内挿されている。又、この接続機構８０は、第１管体８１、第２管体８２、及び第３管体１８１に夫々対応する第１室８３、第２室８４、及び第３室１８２が設けられている。これら第１室８３、第２室８４、及び第３室１８２は、壁部８７により形成される。この際、第２室８４は第１室８３内に形成されると共に、第３室１８２は第２室８４内に形成される。

更に、この接続機構８０は、第１管体８１の一端と第１室８３、第２管体８２の一端と第２室８４、及び第３管体１８１の一端と第３室１８２が、夫々回動可能に、第１接続部８５、第２接続部８６、及び第３接続部１８３により接続されている。この際、第２接続部８６は第１室８３内に設けられると共に、第３接続部１８３は第２室８４内に設けられる。又、第１接続部８５、第２接続部８６、及び第３接続部１８３の中心は、中心線Ｃ上に配置される。

尚、上記接続機構８０における第３室１８２は、第１室８３、及び第２室８４同様に、壁部８７に形成された貫通穴１８２ａにより、図示しない管体を介して図示しない外部装置に接続できる。

１…遠心機、 ２…遠心機、 １０…回転軸、 ２０…公転体、 ２２…第１アーム、 ２４…第２アーム、 ３０…自転体、 ３２…自転体本体、 ３４…自転軸、 ３６…ベアリング、 ４０…バランス錘、 ５０…駆動部、 ５１…モータ、 ５２…プーリー、 ５３…プーリー、 ５４…ベルト、 ５５…自転力付与機構、 ５６…自転歯車、 ５７…自転力付与歯車、 ５８…自転動力伝達歯車、 ５９…ベアリング、 ６０…容器、 ６１…基端、 ６２…先端、 ６３…露出領域、 ７０…回転機構、 ７２…回転駆動部、 ７４…駆動制御部、 ７６…接続管、 ７８…接続管、 ８０…接続機構、 ８１…第１管体、 ８２…第２管体、 ８３…第１室、 ８３ａ…貫通穴、 ８４…第２室、 ８４ａ…貫通穴、 ８５…第１接続部、 ８６…第２接続部、 ８７…壁部、 ９１…支持基板、 ９２…収納部、 ９３…収納空間、 ９４…区画体、 ９５…蓋部、 ９６…筐体、 １０１…遠心機、 １１１…外部機器、 １１２…管体、 １１３…外部機器、 １１４…管体、 １３１…蓋、 １６０…容器、 １６２…本体部、 １６４…蓋部、 １８１…第３管体、 １８２…第３室、 １８２ａ…貫通穴、 １８３…第３接続部、 Ｃ…中心線、 Ｌ１…公転軸線、 Ｌ２…自転軸線、 Ｌ３…回転軸線、 Ｌ４…仮想線、 Ｌ５…回転軸線、 Ｍ…被処理材料

Claims (4)

1. 公転軸線を中心として回転可能な公転体と、
   前記公転体に保持されて、被処理材料を保持する容器を保持し、自転軸線を中心として回転可能な自転体と、
   前記公転体、及び前記自転体に回転力を付与する駆動部と、
   所定の外部機器と前記自転体又は前記容器との間で、媒体又は前記被処理材料の授受を可能とする接続機構と、
   を備え、
   前記接続機構は、
   順次内挿される複数の管体と、
   最外側に配置される前記管体から最内側に配置される前記管体まで順次対応付けされて設けられる複数の室と、
   互いに対応する前記管体と前記室とを回動可能に接続する接続部と、
   を具備する遠心機。
2. 公転軸線を中心として回転可能な公転体と、
   前記公転体に保持されて、被処理材料を保持する容器を保持し、前記公転軸線に対し傾斜して交差する自転軸線を中心として回転可能な自転体と、
   前記公転体、及び前記自転体に回転力を付与する駆動部と、
   前記駆動部による回転力の付与中に、前記自転軸線に対し直交する回転軸線を中心に、前記容器を所定角度回転させる回転機構と、
   を備え、
   前記回転機構は、
   前記自転体の一部を構成し、前記容器を保持して前記回転軸線を中心に回転させる回転駆動部と、
   前記回転駆動部を駆動制御する駆動制御部と、
   前記回転駆動部と前記駆動制御部とを接続して媒体の授受を可能とする接続機構と、
   を具備し、
   前記接続機構は、
   順次内挿される複数の管体と、
   最外側に配置される前記管体から最内側に配置される前記管体まで順次対応付けされて設けられる複数の室と、
   互いに対応する前記管体と前記室とを回動可能に接続する接続部と、
   を具備する遠心機。
3. 複数の前記管体のうち、少なくとも１つの前記管体が内挿される選定管体に対応する前記室の内部には、前記選定管体に内挿された前記管体を、当該管体に対応する前記室に接続する前記接続部が設けられる請求項１又は請求項２記載の遠心機。
4. 順次内挿される複数の管体と、
   最外側に配置される前記管体から最内側に配置される前記管体まで順次対応付けされて設けられる複数の室と、
   互いに対応する前記管体と前記室とを回動可能に接続する接続部と、
   を備え、
   公転軸線を中心として回転可能な公転体と、
   前記公転体に保持されて、被処理材料を保持する容器を保持し、自転軸線を中心として回転可能な自転体と、
   前記公転体、及び前記自転体に回転力を付与する駆動部と、
   を具備する遠心機に適用されて、所定の外部機器と前記自転体又は前記容器との間で、媒体又は前記被処理材料の授受を可能とする接続機構。

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