JP7051166B1

JP7051166B1 - 撹拌脱泡装置及び流体処理方法

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Publication number: JP7051166B1
Application number: JP2021158180A
Authority: JP
Inventors: 康隆今城; 勝山村
Original assignee: EME CORPORATION
Current assignee: EME CORPORATION
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2041-09-28
Also published as: JP2023048714A; CN115869661A

Abstract

【課題】撹拌容器の自転及び公転に伴う遠心力によって撹拌及び脱泡処理の効率を高めると共に、撹拌容器の下方に生じる余分なスペースを減少させたり、又は、撹拌容器の下方のスペースを有効に利用する。【解決手段】撹拌脱泡装置は、同軸状に配置されたピニオンギアと共に第１の軸を中心として回転可能な中央回転軸と、中央回転軸の周囲において回転可能なローターと、ローターの複数の位置にそれぞれ固定された複数の容器ホルダー外周部と、複数の容器ホルダー外周部にそれぞれ挿入され、上端部にピニオンギアに噛合するリングギアが同軸状に配置されて、第２の軸を中心として回転可能な複数の容器ホルダー内周部と、中央回転軸を回転させることにより複数の容器ホルダー内周部を自転させると共に、ローターを回転させることにより複数の容器ホルダー内周部を公転させる回転駆動機構とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、主剤と硬化剤等の混合物や金属粉と液体等の混合物等のように、液状又はペースト状の流体の撹拌及び脱泡処理等を行う撹拌脱泡装置及び流体処理方法等に関する。

例えば、エポキシ樹脂等の流体を基板に塗布する際には、撹拌容器内において原料組成分を撹拌混合してペースト状の流体とし、流体中の気泡を除去する脱泡処理を施した後に、撹拌及び脱泡処理された流体をシリンジ等の被充填容器内に移送充填して使用に供している。一例として、まず、撹拌脱泡装置を用いて、撹拌容器内において原料組成分の撹拌混合と気泡の除去が行われ、次に、撹拌及び脱泡処理された流体を別の圧送用容器に移送し、圧送用ピストンによって流体を圧送して被充填容器内への充填が行われる。

関連する技術として、特許文献１には、被処理物を収容した容器を公転及び自転させて撹拌及び脱泡を行う撹拌脱泡装置が開示されている。この撹拌脱泡装置は、自転軸を備えた容器ホルダーと、軸受けを介して自転軸が回転可能に接する回転ユニットと、回転ユニットに連結された公転軸と、公転軸に第１の回転運動伝達手段により連結された公転駆動モーターと、容器ホルダーに第２の回転運動伝達手段により連結された自転駆動軸と、自転駆動軸に第３の回転運動伝達手段により連結された自転駆動モーターとを備えている。

特開２０１７－８０６４５公報（段落０００１、００２２－００２３、００３３、図１）

特許文献１の撹拌脱泡装置によれば、容器ホルダーを公転させると共に、所定の処理順序で２種の異なる回転速度で自転させて、被処理物を高精度に撹拌及び脱泡することが可能となる。なお、特許文献１には開示されていないが、撹拌及び脱泡処理の効率を高めるためには、撹拌容器の周囲の空間を密閉して減圧することが効果的である。

しかしながら、特許文献１の図１に示されている撹拌脱泡装置においては、容器１の下方に歯車１１や軸受４が設けられているので、容器１と固定ベース１９との間に歯車１１や軸受４を収納するための余分なスペースが必要となり、撹拌及び脱泡処理の効率を高める場合に密閉すべき空間のサイズが大きくなってしまう。また、撹拌及び脱泡処理された流体をシリンジ等の被充填容器に充填するためには、撹拌脱泡装置とは別の流体充填装置が必要になってしまう。

そこで、上記の点に鑑み、本発明の第１の目的は、撹拌容器に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を行う際に、撹拌容器の自転及び公転に伴う遠心力によって撹拌及び脱泡処理の効率を高めると共に、撹拌容器の下方に生じる余分なスペースを減少させたり、又は、撹拌容器の下方のスペースを有効に利用することである。また、本発明の第２の目的は、１つの撹拌脱泡装置を用いて、撹拌容器に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を行うと共に、撹拌及び脱泡処理された流体を被充填容器に充填することである。

上記課題の少なくとも１つを解決するため、本発明の第１の観点に係る撹拌脱泡装置は、同軸状に配置されたピニオンギアと共に、第１の軸を中心として回転可能な中央回転軸と、前記中央回転軸の周囲において、前記第１の軸を中心として回転可能なローターと、前記ローターの複数の位置にそれぞれ固定された複数の容器ホルダー外周部と、前記複数の容器ホルダー外周部にそれぞれ挿入された複数の容器ホルダー内周部であって、各々の容器ホルダー内周部の上部及び下部の外側と前記容器ホルダー外周部の内側との間にそれぞれベアリングが配置され、各々の容器ホルダー内周部の上端部に前記ピニオンギアに噛合するリングギアが同軸状に配置されて、前記第１の軸に対して傾斜した第２の軸を中心として回転可能な前記複数の容器ホルダー内周部と、前記中央回転軸を回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を自転させると共に、前記ローターを回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を公転させる回転駆動機構と、前記複数の容器ホルダー外周部及び内周部を含む空間を密閉するための密閉構造体とを備える撹拌脱泡装置であって、複数の撹拌容器に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を遠心力によって行う第１のモードにおいて、前記複数の撹拌容器が前記複数の容器ホルダー内周部に保持された際に、前記密閉構造体の内部において前記複数の容器ホルダー外周部及び内周部の下方に空きスペースが生じ、撹拌及び脱泡処理された流体を複数の撹拌容器から複数の被充填容器に遠心力によって充填する第２のモードにおいて、前記複数の被充填容器が装着された前記複数の撹拌容器が前記複数の容器ホルダー内周部に保持された際に、前記複数の容器ホルダー外周部及び内周部の底部に設けられた開口から下方のスペースに前記複数の被充填容器が突出する。

また、本発明の第２の観点に係る流体処理方法は、第１の軸を中心として回転可能なローターの複数の位置にそれぞれ固定された複数の容器ホルダー外周部に第２の軸を中心として回転可能に挿入された複数の容器ホルダー内周部に、流体を収容する複数の撹拌容器を保持させるステップ（Ｓ１）と、前記複数の撹拌容器を保持する前記複数の容器ホルダー内周部を含む空間を密閉して減圧するステップ（Ｓ２）と、各々の容器ホルダー内周部の上端部に同軸状に配置されたリングギアに噛合するピニオンギアに接続された中央回転軸を回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を自転させると共に、前記ローターを回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を公転させて、前記複数の撹拌容器に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を遠心力によって行うステップ（Ｓ３）と、前記複数の容器ホルダー内周部に、複数の被充填容器が装着された複数の撹拌容器を保持させて、前記複数の容器ホルダー外周部及び内周部の底部に設けられた開口から下方のスペースに前記複数の被充填容器を突出させると共に、撹拌及び脱泡処理された流体を前記複数の撹拌容器に収容するステップ（Ｓ４）と、前記複数の被充填容器が装着された前記複数の撹拌容器を保持する前記複数の容器ホルダー内周部を含む空間を密閉して減圧するステップ（Ｓ５）と、前記中央回転軸を回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を自転させると共に、前記ローターを回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を公転させて、前記複数の撹拌容器に収容された流体を前記複数の被充填容器に遠心力によって充填するステップ（Ｓ６）とを備える。

本発明の第１の観点によれば、複数の撹拌容器をそれぞれ保持する複数の容器ホルダー内周部を自転させると共に公転させて、撹拌容器の自転及び公転に伴う遠心力によって撹拌及び脱泡処理の効率を高めることができる。また、各々の容器ホルダー内周部の上部及び下部の外側と容器ホルダー外周部の内側との間にそれぞれベアリングが配置され、各々の容器ホルダー内周部の上端部にリングギアが配置されることにより、撹拌容器の下方に生じる余分なスペースを減少させたり、又は、撹拌容器の下方のスペースを有効に利用することができる。
さらに、本発明の第１又は第２の観点によれば、撹拌容器の下方のスペースを有効に利用しながら、１つの撹拌脱泡装置を用いて、撹拌容器に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を行うと共に、撹拌及び脱泡処理された流体を被充填容器に充填することができる。

本発明の一実施形態に係る撹拌脱泡装置の構成例を示す一部断面図。図１に示す左側の容器ホルダーを拡大して示す一部断面図。４個の容器ホルダーを搭載する撹拌脱泡装置におけるピニオンギアと４個のリングギアとの位置関係を示す平面図。８個の容器ホルダーを搭載する撹拌脱泡装置におけるピニオンギアと８個のリングギアとの位置関係を示す平面図。本発明の一実施形態に係る流体処理方法を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
＜撹拌脱泡装置＞
図１は、本発明の一実施形態に係る撹拌脱泡装置の構成例を示す一部断面図である。この撹拌脱泡装置は、中央回転軸１０と、ローター２０と、複数の容器ホルダー外周部３０と、複数の容器ホルダー内周部４０と、ベアリング５１及び５２と、回転駆動機構６０と、制御回路７０とを含み、エポキシ樹脂等の液状又はペースト状の材料（以下、「流体」という）の撹拌及び脱泡処理等を行うために用いられる。

ここで、撹拌及び脱泡処理の効率を高めるために、複数の撹拌容器をそれぞれ保持する複数の容器ホルダー内周部４０が、第１の軸（公転軸）Ａを中心として公転すると共に、第２の軸（自転軸）Ｂ１、Ｂ２、・・・を中心として自転するように構成されている。なお、図１に示す構成要素の一部を省略又は変更しても良いし、あるいは、図１に示す構成要素に他の構成要素を付加しても良い。

中央回転軸１０は、その上端部に同軸状に配置されたピニオンギア１１と共に、公転軸Ａを中心として回転可能であり、ローター２０は、中央回転軸１０の周囲において、公転軸Ａを中心として回転可能である。一般的に、ピニオンギアとは、駆動側の歯車を意味する。中央回転軸１０及びローター２０は、例えば、ベース板８０等に設けられた複数の回転軸受部によって、回転可能に支持されている。

複数の容器ホルダー外周部３０は、ローター２０の複数の位置にそれぞれ固定されている。例えば、各々の容器ホルダー外周部３０が、２枚の側板３１及び３２によって中央ブロック３３に固着され、さらに、中央ブロック３３が、ローター２０に固着されても良い。あるいは、複数の容器ホルダー外周部３０と、それぞれの側板３１及び３２と、中央ブロック３３とが、鋳物等で一体成型されても良い。

容器ホルダー外周部３０は、例えば、円筒形状を有している。また、複数の容器ホルダー内周部４０が、複数の容器ホルダー外周部３０にそれぞれ挿入されている。各々の容器ホルダー内周部４０の上部及び下部の外側と容器ホルダー外周部３０の内側との間には、それぞれベアリング５１及び５２が配置されている。例えば、ベアリング５１及び５２の各々は、環状のボール軸受（ボールベアリング）を含んでも良い。

また、各々の容器ホルダー内周部４０の上端部には、中央回転軸１０に接続されたピニオンギア１１に噛合するリングギア４１が同軸状に配置されている。例えば、１．５リットルの撹拌容器を用いる場合に、ピニオンギア１１の歯数が２５枚でリングギア４１の歯数が４８枚のギア群（例えば、モジュール４）を使用することができる。

撹拌及び脱泡処理等の効率を高めるために、容器ホルダー内周部４０の自転軸Ｂ１、Ｂ２、・・・は、公転軸Ａに対して傾斜している。公転軸Ａと自転軸Ｂ１、Ｂ２、・・・とがなす角度は、略３０°から略６０°までの範囲内であることが望ましい。その結果、複数の容器ホルダー内周部４０の上部と公転軸Ａとの間の距離が、複数の容器ホルダー内周部４０の下部と公転軸Ａとの間の距離よりも短くなっている。

また、リングギア４１が容器ホルダー内周部４０の上端部に配置されることにより、ピニオンギア１１も中央回転軸１０の上端部に配置されている。それにより、ピニオンギア１１の直径をできる限り小さくして容器ホルダー外周部３０をコンパクトに構成することによって、特許文献１のようにリングギア４１が容器ホルダー内周部４０の下部に配置される場合に撹拌容器の下方に生じる余分なスペースを減少させることができる。なお、一般に、「下方」とは、重力が働く方向を意味するが、容器ホルダー外周部３０及び容器ホルダー内周部４０に関しては、自転軸Ｂ１、Ｂ２、・・・が鉛直方向に対して傾いているので、自転軸Ｂ１、Ｂ２、・・・の方向に沿って「上方」と「下方」が定義される。

回転駆動機構６０は、中央回転軸１０を回転させることにより複数の容器ホルダー内周部４０を自転させると共に、ローター２０を回転させることにより複数の容器ホルダー内周部４０を公転させる。

例えば、回転駆動機構６０は、中央回転軸１０の下端部に同軸状に配置された第１のプーリー６１と、第１のプーリー６１にタイミングベルト６５で連結された第２のプーリー６２と、第２のプーリー６２を回転させる第１のモーターＭ１とを含んでいる。第１のモーターＭ１が回転することにより、中央回転軸１０を回転させて、複数の容器ホルダー内周部４０を自転させることができる。

また、回転駆動機構６０は、ローター２０の下端部に同軸状に配置された第３のプーリー６３と、第３のプーリー６３にタイミングベルト６６で連結された第４のプーリー６４と、第４のプーリー６４を回転させる第２のモーターＭ２とを含んでいる。第２のモーターＭ２が回転することにより、ローター２０を回転させて、複数の容器ホルダー内周部４０を公転させることができる。

あるいは、図１に示すようなベルトドライブ方式以外のドライブ方式、例えば、アイドラードライブ方式又はダイレクトドライブ方式を用いても良い。何れにしても、回転駆動機構６０は、ＡＣサーボモーター等で構成される第１のモーターＭ１及び第２のモーターＭ２を含み、それらのモーターの回転数を独立に設定することにより、容器ホルダー内周部４０の自転速度と公転速度とを独立に設定できるように構成されている。

あるいは、１つのモーターが容器ホルダー内周部４０を自転及び公転させるように回転駆動機構６０が構成されても良い。例えば、第２のモーターＭ２を省略して、ローター２０を中央回転軸１０に連動させれば、第１のモーターＭ１が容器ホルダー内周部４０を自転及び公転させることができる。制御回路７０は、複数の操作ボタン等を有しており、オペレーターの操作に従って、少なくとも回転駆動機構６０を制御する。

また、本実施形態に係る撹拌脱泡装置は、複数の容器ホルダー外周部３０及び複数の容器ホルダー内周部４０を含む空間を密閉するための密閉構造体（例えば、密閉可能なチャンバ）をさらに含んでも良い。その場合には、流体を収容する撹拌容器の周囲の空間を密閉して減圧し、撹拌及び脱泡処理等の効率を高めることが可能になる。

上記の密閉構造体を構成するために、例えば、図１に示す撹拌脱泡装置は、中央回転軸１０～複数の容器ホルダー内周部４０等のメカニズムを支えるベース板８０と、ベース板８０を囲み、それらのメカニズムを収納する円筒タンク等のキャビネット８１と、キャビネット８１の上部に開閉可能に設けられた蓋８２とを含んでいる。さらに、キャビネット８１の外部に真空ポンプ９０を設けて、真空ポンプ９０のダクトをキャビネット８１に接続することにより、キャビネット８１の内部空間を減圧することができる。

本実施形態によれば、複数の撹拌容器をそれぞれ保持する複数の容器ホルダー内周部４０を自転させると共に公転させて、撹拌容器の自転及び公転に伴う遠心力によって撹拌及び脱泡処理の効率を高めることができる。また、各々の容器ホルダー内周部４０の上部及び下部の外側と容器ホルダー外周部３０の内側との間にそれぞれベアリング５１及び５２が配置され、各々の容器ホルダー内周部４０の上端部にリングギア４１が配置されることにより、撹拌容器の下方に生じる余分なスペースを減少させたり、又は、撹拌容器の下方のスペースを有効に利用することができる。

＜容器ホルダーの構成＞
容器ホルダー外周部３０と容器ホルダー内周部４０とが組み合わされて、全体として容器ホルダーを構成している。容器ホルダー外周部３０及び容器ホルダー内周部４０の材料としては、例えば、金属類（ステンレス又はアルミニウム等）、セラミック類、又は、それらを組み合わせた素材を用いることができる。

本実施形態において、各々の容器ホルダー内周部４０は、汎用撹拌容器１００を保持することが可能であると共に、汎用撹拌容器１００の替わりに、所定数の被充填容器（例えば、シリンジ１０３）が装着されたノズル付き撹拌容器１０１を保持することも可能である。

図１には、図中右側の容器ホルダー内周部４０が汎用撹拌容器１００を保持し、図中左側の容器ホルダー内周部４０がノズル付き撹拌容器１０１を保持している状態が示されているが、全ての容器ホルダー内周部４０が汎用撹拌容器１００を保持しても良いし、全ての容器ホルダー内周部４０がノズル付き撹拌容器１０１を保持しても良い。

汎用撹拌容器１００、ノズル付き撹拌容器１０１、及び、シリンジ１０３の材料としては、例えば、樹脂類、ガラス類、セラミック類、金属類、又は、それらの内の幾つかを組み合わせた素材を用いることができる。さらに、汎用撹拌容器１００又はノズル付き撹拌容器１０１の上部に蓋が設けられても良い。

汎用撹拌容器１００として、汎用の１．５リットルの樹脂容器（胴径：１１４．５ｍｍ、セット全高：１６０ｍｍ）を用いる場合には、容器ホルダー内周部４０の内径Ｃを約１２０ｍｍ、深さＬ１を約１６５ｍｍとする必要がある。また、左右の容器ホルダー内周部４０に対して治具類を楽に出し入れするためには、公転軸Ａから測定した容器ホルダー内周部４０の深さ、即ち、容器ホルダー内周部４０の内側面の延長が公転軸Ａと交わる点Ｙから測定した容器ホルダー内周部４０の深さＬ２は、容器相互の挿抜時の干渉を無くすために約２５０ｍｍ以上とすることが望ましい。

例えば、複数の汎用撹拌容器１００に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を遠心力によって行う第１のモードにおいて、複数の汎用撹拌容器１００が、複数の容器ホルダー内周部４０に保持される。その際に、密閉構造体の内部において複数の容器ホルダー３０及び４０の下方に空きスペースが生じる。

また、撹拌及び脱泡処理された流体を複数のノズル付き撹拌容器１０１から複数のシリンジ１０３に遠心力によって充填する第２のモードにおいて、複数のシリンジ１０３が装着された複数のノズル付き撹拌容器１０１が、複数の容器ホルダー内周部４０に保持される。

図２は、図１に示す左側の容器ホルダーを拡大して示す一部断面図である。図１及び図２において、容器ホルダー外周部３０の底面の位置が、Ｘ－Ｘで示されている。この例においては、１つのノズル付き撹拌容器１０１に対し、分配器１０２を介して複数のシリンジ１０３が装着されている。分配器１０２は、ノズル付き撹拌容器１０１から供給される流体を複数のシリンジ１０３に分配して充填するための流路を有している。

１つのノズル付き撹拌容器１０１に装着されるシリンジの本数は、シリンジのサイズにもよる。例えば、１本の大きいシリンジ１０３をノズル付き撹拌容器１０１の下方において自転軸Ｂ２上に配置しても良い。あるいは、２本～１６本のシリンジ１０３をノズル付き撹拌容器１０１の下方において自転軸Ｂ２の周りに均等な間隔で配置しても良い。その場合に、分配器１０２として、流体を複数のシリンジ１０３に分配して充填するための２方向分配器又は多方向分配器が用いられる。

第２のモードにおいて、ノズル付き撹拌容器１０１及びシリンジ１０３の容量が所定の値以下である場合には、ノズル付き撹拌容器１０１～複数のシリンジ１０３を、自転軸Ｂ２上における公転軸Ａから容器ホルダー外周部３０の底面までの距離Ｌ３内に配置することができる。一方、ノズル付き撹拌容器１０１及びシリンジ１０３の容量が所定の値を超える場合には、複数のシリンジ１０３を、複数の容器ホルダー３０及び４０の底部に設けられた開口から下方のスペースに突出させることができる。

図１及び図２に示すように、複数のシリンジ１０３は、複数の容器ホルダー３０及び４０の底部に設けられた開口から底面の位置（Ｘ－Ｘ）よりも下方のスペースに突出している。それにより、汎用撹拌容器１００を容器ホルダー内周部４０に取り付けた場合に汎用撹拌容器１００とベース板８０との間に生じる平面視で略３角形の余分なスペースを有効に利用することができる。

＜容器ホルダーの配置＞
図１には、公転軸Ａを対称軸として１８０°間隔で配置された２個の容器ホルダーが示されているが、容器ホルダーの個数は、４個、６個、又は、８個等でも良い。ただし、ピニオンギア１１に噛合するように配置された複数のリングギア４１が互いに干渉しない範囲内で、撹拌脱泡装置に搭載される容器ホルダーの個数が選択される。逆に言えば、撹拌脱泡装置に搭載される容器ホルダーの個数に応じて、ピニオンギア１１の直径とリングギア４１の直径との適切な関係が求められる。

図３は、４個の容器ホルダーを搭載する撹拌脱泡装置におけるピニオンギアと４個のリングギアとの位置関係を示す平面図である。ここで、ピニオンギア１１に噛合するように配置された複数のリングギア４１が互いに干渉しないようにするためには、ピニオンギア１１の直径ｄとリングギア４１の直径Ｄとの間に、次式で示す関係が求められる。
Ｄ／２＜（Ｄ／２＋ｄ／２）×ｓｉｎ４５°
∴（２^１／２－１）×Ｄ＜ｄ
∴Ｄ＜ｄ／（２^１／２－１）≒２．４×ｄ

従って、リングギア４１の直径Ｄをピニオンギア１１の直径ｄの約２．４倍よりも小さくすれば、ピニオンギア１１に噛合するように配置された複数のリングギア４１が互いに干渉しないようにしながら、撹拌脱泡装置に搭載される容器ホルダーの個数を４個とすることが可能になる。

図４は、８個の容器ホルダーを搭載する撹拌脱泡装置におけるピニオンギアと８個のリングギアとの位置関係を示す平面図である。ここで、ピニオンギア１１に噛合するように配置された複数のリングギア４１が互いに干渉しないようにするためには、ピニオンギア１１の直径ｄとリングギア４１の直径Ｄとの間に、次式で示す関係が求められる。
Ｄ／２＜（Ｄ／２＋ｄ／２）×ｓｉｎ（４５°／２）
∴Ｄ＜（Ｄ＋ｄ）×ｓｉｎ２２．５°
ここで、ｓｉｎ２２．５°＝（２－２^１／２）^１／２／２≒０．３８と近似する。
Ｄ＜（Ｄ＋ｄ）×０．３８
∴（１／０．３８－１）×Ｄ≒１．６３×Ｄ＜ｄ
∴Ｄ＜ｄ／１．６３≒０．６１×ｄ

従って、リングギア４１の直径Ｄをピニオンギア１１の直径ｄの約０．６１倍よりも小さくすれば、ピニオンギア１１に噛合するように配置された複数のリングギア４１が互いに干渉しないようにしながら、撹拌脱泡装置に搭載される容器ホルダーの個数を８個とすることが可能になる。

また、６個の容器ホルダーを搭載する撹拌脱泡装置において、ピニオンギア１１に噛合するように配置された複数のリングギア４１が互いに干渉しないようにするためには、ピニオンギア１１の直径ｄとリングギア４１の直径Ｄとの間に、次式で示す関係が求められる。
Ｄ＜ｄ

従って、リングギア４１の直径Ｄをピニオンギア１１の直径ｄよりも小さくすれば、ピニオンギア１１に噛合するように配置された複数のリングギア４１が互いに干渉しないようにしながら、撹拌脱泡装置に搭載される容器ホルダーの個数を６個とすることが可能になる。

一方、リングギア４１の直径Ｄをピニオンギア１１の直径ｄ以上にする場合には、撹拌脱泡装置に搭載される容器ホルダーの個数を５個以下、偶数の場合には４個以下とする必要がある。このように、撹拌脱泡装置に搭載される容器ホルダーの個数は、ピニオンギア１１に噛合するように配置された複数のリングギア４１が互いに干渉しない範囲内で選択される。

＜流体処理方法＞
次に、図１～図４に示す撹拌脱泡装置を用いる流体処理方法の一例について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る流体処理方法を示すフローチャートである。図５において、ステップＳ１～ステップＳ３は、複数の汎用撹拌容器１００に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を遠心力によって行う第１のモードに対応しており、ステップＳ４～ステップＳ６は、撹拌及び脱泡処理された流体を複数のノズル付き撹拌容器１０１から複数のシリンジ１０３に遠心力によって充填する第２のモードに対応している。

図５のステップＳ１において、公転軸Ａを中心として回転可能なローター２０の複数の位置にそれぞれ固定された複数の容器ホルダー外周部３０に第２の軸を中心として回転可能に挿入された複数の容器ホルダー内周部４０に、オペレーターが、流体を収容する複数の汎用撹拌容器１００を保持させる。

例えば、オペレーターは、事前に複数の汎用撹拌容器１００内に流体を注入して汎用撹拌容器１００の上部に蓋を取り付けてから、複数の汎用撹拌容器１００を複数の容器ホルダー内周部４０にセットしても良い。あるいは、オペレーターは、複数の汎用撹拌容器１００を複数の容器ホルダー内周部４０にセットしてから、複数の汎用撹拌容器１００内に流体を注入して汎用撹拌容器１００の上部に蓋を取り付けても良い。その後、オペレーターは、キャビネット８１の上部に設けられた蓋８２を閉める。

ステップＳ２において、オペレーターが、制御回路７０を操作することにより、真空ポンプ９０を動作させて、複数の汎用撹拌容器１００を保持する複数の容器ホルダー内周部４０を含む空間（例えば、チャンバ内の空間）を密閉して減圧する。所定の時間が経過するか、又は、真空度が所定の値に到達したら、制御回路７０は、真空ポンプ９０を停止させても良い。

ステップＳ３において、オペレーターが、制御回路７０を操作して、各々の容器ホルダー内周部４０の上端部に同軸状に配置されたリングギア４１に噛合するピニオンギア１１に接続された中央回転軸１０を回転させることにより、複数の容器ホルダー内周部４０を自転させる。それと共に、制御回路７０は、ローター２０を回転させることにより、複数の容器ホルダー内周部４０を公転させる。その結果、撹拌脱泡装置は、汎用撹拌容器１００の自転及び公転で発生する遠心力によって、複数の汎用撹拌容器１００に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を行う。

ステップＳ４において、オペレーターが、複数の容器ホルダー内周部４０に、複数のシリンジ１０３が装着された複数のノズル付き撹拌容器１０１を保持させて、複数の容器ホルダー３０及び４０の底部に設けられた開口から下方のスペースに複数のシリンジ１０３を突出させる。また、オペレーターが、撹拌及び脱泡処理された流体を複数のノズル付き撹拌容器１０１に収容する。

例えば、オペレーターは、複数のシリンジ１０３が装着された状態で、複数のノズル付き撹拌容器１０１を複数の容器ホルダー内周部４０に保持させても良い。あるいは、オペレーターは、複数のノズル付き撹拌容器１０１を複数の容器ホルダー内周部４０に保持させてから、複数のシリンジ１０３を複数のノズル付き撹拌容器１０１に装着しても良い。その後、オペレーターは、流体を複数のノズル付き撹拌容器１０１に収容して、キャビネット８１の上部に設けられた蓋８２を閉める。

ステップＳ５において、オペレーターが、制御回路７０を操作することにより、真空ポンプ９０を動作させて、複数のシリンジ１０３が装着された複数のノズル付き撹拌容器１０１を保持する複数の容器ホルダー内周部４０を含む空間（例えば、チャンバ内の空間）を密閉して減圧する。所定の時間が経過するか、又は、真空度が所定の値に到達したら、制御回路７０は、真空ポンプ９０を停止させても良い。

ステップＳ６において、オペレーターが、制御回路７０を操作して、中央回転軸１０を回転させることにより複数の容器ホルダー内周部４０を自転させると共に、ローター２０を回転させることにより複数の容器ホルダー内周部４０を公転させる。その結果、撹拌脱泡装置は、ノズル付き撹拌容器１０１の自転及び公転で発生する遠心力によって、複数のノズル付き撹拌容器１０１に収容された流体を複数のシリンジ１０３に充填する。

以上の構成によれば、汎用撹拌容器１００の下方のスペースを有効に利用しながら、１つの撹拌脱泡装置を用いて、複数の汎用撹拌容器１００に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を行うと共に、撹拌及び脱泡処理された流体をノズル付き撹拌容器１０１からシリンジ１０３に充填することができる。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。

本発明は、液状又はペースト状の流体の撹拌及び脱泡処理を行う撹拌脱泡装置及び流体処理方法等において利用することが可能である。

１０…中央回転軸、１１…ピニオンギア、２０…ローター、３０…容器ホルダー外周部、３１～３２…側板、３３…中央ブロック、４０…容器ホルダー内周部、４１…リングギア、５１～５２…ベアリング、６０…回転駆動機構、６１～６４…第１～第４のプーリー、６５～６６…タイミングベルト、Ｍ１～Ｍ２…モーター、７０…制御回路、８０…ベース板、８１…キャビネット、８２…蓋、９０…真空ポンプ、１００…汎用撹拌容器、１０１…ノズル付き撹拌容器、１０２…分配器、１０３…シリンジ

Claims

同軸状に配置されたピニオンギアと共に、第１の軸を中心として回転可能な中央回転軸と、
前記中央回転軸の周囲において、前記第１の軸を中心として回転可能なローターと、
前記ローターの複数の位置にそれぞれ固定された複数の容器ホルダー外周部と、
前記複数の容器ホルダー外周部にそれぞれ挿入された複数の容器ホルダー内周部であって、各々の容器ホルダー内周部の上部及び下部の外側と前記容器ホルダー外周部の内側との間にそれぞれベアリングが配置され、各々の容器ホルダー内周部の上端部に前記ピニオンギアに噛合するリングギアが同軸状に配置されて、前記第１の軸に対して傾斜した第２の軸を中心として回転可能な前記複数の容器ホルダー内周部と、
前記中央回転軸を回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を自転させると共に、前記ローターを回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を公転させる回転駆動機構と、
前記複数の容器ホルダー外周部及び内周部を含む空間を密閉するための密閉構造体と、を備える撹拌脱泡装置であって、複数の撹拌容器に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を遠心力によって行う第１のモードにおいて、前記複数の撹拌容器が前記複数の容器ホルダー内周部に保持された際に、前記密閉構造体の内部において前記複数の容器ホルダー外周部及び内周部の下方に空きスペースが生じ、撹拌及び脱泡処理された流体を複数の撹拌容器から複数の被充填容器に遠心力によって充填する第２のモードにおいて、前記複数の被充填容器が装着された前記複数の撹拌容器が前記複数の容器ホルダー内周部に保持された際に、前記複数の容器ホルダー外周部及び内周部の底部に設けられた開口から下方のスペースに前記複数の被充填容器が突出する前記撹拌脱泡装置。
前記ピニオンギアに噛合するように配置された複数の前記リングギアが互いに干渉しない範囲内で選択された個数の前記容器ホルダー外周部及び内周部を備える、請求項１記載の撹拌脱泡装置。
前記複数の容器ホルダー内周部の上部と前記第１の軸との間の距離が、前記複数の容器ホルダー内周部の下部と前記第１の軸との間の距離よりも短い、請求項１又は２記載の撹拌脱泡装置。
第１の軸を中心として回転可能なローターの複数の位置にそれぞれ固定された複数の容器ホルダー外周部に第２の軸を中心として回転可能に挿入された複数の容器ホルダー内周部に、流体を収容する複数の撹拌容器を保持させるステップ（Ｓ１）と、
前記複数の撹拌容器を保持する前記複数の容器ホルダー内周部を含む空間を密閉して減圧するステップ（Ｓ２）と、
各々の容器ホルダー内周部の上端部に同軸状に配置されたリングギアに噛合するピニオンギアに接続された中央回転軸を回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を自転させると共に、前記ローターを回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を公転させて、前記複数の撹拌容器に収容された流体の撹拌及び脱泡処理を遠心力によって行うステップ（Ｓ３）と、
前記複数の容器ホルダー内周部に、複数の被充填容器が装着された複数の撹拌容器を保持させて、前記複数の容器ホルダー外周部及び内周部の底部に設けられた開口から下方のスペースに前記複数の被充填容器を突出させると共に、撹拌及び脱泡処理された流体を前記複数の撹拌容器に収容するステップ（Ｓ４）と、
前記複数の被充填容器が装着された前記複数の撹拌容器を保持する前記複数の容器ホルダー内周部を含む空間を密閉して減圧するステップ（Ｓ５）と、
前記中央回転軸を回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を自転させると共に、前記ローターを回転させることにより前記複数の容器ホルダー内周部を公転させて、前記複数の撹拌容器に収容された流体を前記複数の被充填容器に遠心力によって充填するステップ（Ｓ６）と、
を備える流体処理方法。