JP7010482B2 - シリンジ脱泡装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンジを公転させて、当該シリンジ内に充填されたペースト状の材料の脱泡を行うシリンジ脱泡装置に関する。

ペースト状の材料を回転（自転あるいは公転）させた場合、遠心力が生じ、この作用によって、材料の撹拌、脱泡を行うことができる。そのため、材料が充填された容器を自転もしくは公転させ、またはこれらを同時に行わせる構成を備えた脱泡装置が開示されている。特許文献１（特許第６２３２１５１号公報）には、公転軸に対して材料が充填された容器を傾斜させて傘状に配置し、容器を公転させると共に自転させることによって容器内に充填された材料を撹拌しつつ脱泡を行う装置が開示されている。

ところで、ペースト状の材料を充填する容器の例として、シリンジが広く用いられている。シリンジは、複数の種類が存在し、それぞれの種類に応じた定量を充填させることができる。

特許第６２３２１５１号公報

しかしながら、シリンジは、充填された材料が吐出される小径部と、プランジャが挿入される大径部と、を有する特徴的な形状の円筒形容器である。また、全長等の異なる複数の種類が存在する。したがって、そのようなシリンジを脱泡装置における公転部材（容器を公転させる部材）対して如何にして固定させるかが課題となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、シリンジを公転させて、当該シリンジ内に充填されたペースト状の材料の脱泡を行うシリンジ脱泡装置において、全長等が異なる複数種類のシリンジを公転部材に固定可能なシリンジ脱泡装置を提供することを目的とする。

本発明は、一実施形態として以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

本発明に係るシリンジ脱泡装置は、後端部に相対的に大きな内径の第１開口部を有し、先端部に相対的に小さな内径の第２開口部を有するシリンジを公転させて、該シリンジ内に充填されたペースト状の材料の脱泡を行うシリンジ脱泡装置において、前記シリンジを保持するホルダと、複数の前記ホルダを保持すると共に、回転軸を中心に回転可能に設けられて、該ホルダを該回転軸の周りに公転させる公転部材と、前記公転部材を回転駆動する駆動手段と、を備え、前記ホルダは、前記シリンジの前記先端部が第１端部側の内部に、前記後端部が第２端部よりも外部に位置するように収容可能な筒状の収容部を有すると共に、前記公転部材は、前記第１端部を径方向外方に、前記第２端部を径方向内方に向けた状態の前記ホルダを嵌合可能な嵌合溝を有すると共に、該嵌合溝に対して径方向内方側で連通する補助溝を有し、前記補助溝は、平面視において、周方向寸法が前記シリンジの前記後端部の外径寸法よりも大きく、且つ前記嵌合溝の周方向寸法よりも小さく形成されていることによって、前記嵌合溝において径方向寸法が前記ホルダの長手方向寸法と一致する支持壁を有する構造に構成されていることを要件とする。

これによれば、先端部を第１端部側から突出させない状態で収容部内部に収容させると共に後端部を第２端部側から突出させた状態で、シリンジをホルダ内に収容して保持することができる。当該ホルダを、第１端部を径方向外方に、第２端部を径方向内方に向けた状態で嵌合溝に嵌合させることによって、第２端部側から突出するシリンジの後端部を補助溝に収容させることができると共に、第２端部の側部寄りの端面を支持壁に支持させることができる。これによって、シリンジの後端部を突出させた状態であっても、径方向の移動を規制してホルダを嵌合溝に嵌合させて、嵌合溝すなわち公転部材に固定させることができる。

本発明によれば、全長等が異なる複数種類のシリンジを一種類のホルダに保持させることができる。当該ホルダは嵌合溝に嵌合させることができるため、ホルダを介してシリンジを公転部材に固定させることができる。したがって、全長等が異なる複数種類のシリンジを公転部材に固定可能なシリンジ脱泡装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るシリンジ脱泡装置の例を示す概略図（斜視図）である。 図１に示すシリンジ脱泡装置の例を示す概略図（正面方向からの断面図）である。 図１に示すシリンジ脱泡装置の例を示す概略図（平面図）である。 ペースト状の材料が充填される容器として図１のシリンジ脱泡装置に用いられるシリンジの例を示す概略図（断面図）である。 図１に示すシリンジ脱泡装置におけるホルダの例を示す概略図（斜視図）である。 図１に示すシリンジ脱泡装置におけるホルダの例を示す概略図（平面図）である。 図５に示すホルダ内に、図４に示すシリンジが収容された例を示す概略図（平面図）である。 図５に示すホルダ内に、図４に示すシリンジに対してより全長および外径の小さいシリンジが収容された例を示す概略図（平面図）である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は本発明の実施形態に係るシリンジ脱泡装置１０の例を示す斜視図（概略図）であって、上部の一部を切欠いて内部を視認できる図としている。図２はシリンジ脱泡装置１０の正面方向からの断面図（概略図）である。図３はシリンジ脱泡装置１０の平面図（概略図）であって、上面の部材を取外した状態の図とし、ホルダ５０の内部構成およびシリンジ３６を破線で示している。図４は、ペースト状の材料が充填される容器として図１のシリンジ脱泡装置１０に用いられるシリンジ３６の例を示す断面図（概略図）である。全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

先ず、図１に示す本発明の実施形態に係るシリンジ脱泡装置１０（以下、単に「装置１０」と称する場合がある）は、方形に形成されており、側面に電源スイッチ等の操作部１２を備えている。上面には、中央部から縁部近傍に亘って円形の天板１４を有し、直下に円筒形の収容空間である真空チャンバー２６を備えている。天板１４には、ヒンジ１８によって開閉可能に設けられた開閉カバー１６を有している。

次いで、装置１０の内部構成について説明する。図２に示す装置１０内部には、公転部材２４を回転駆動する駆動手段を備えている。駆動手段は、駆動軸３２および駆動モータ３４を有して構成されている。装置１０中央に回転軸の方向が鉛直方向に沿うように駆動軸３２が設けられ、装置１０下部では駆動モータ３４に固定されている一方、装置１０上部では真空チャンバー２６内に達している。そして、真空チャンバー２６内部には、駆動軸３２を中心に装置１０壁面近傍に亘って円盤上の公転部材２４が、駆動軸３２に対して垂直に設けられている。これによって、駆動モータ３４により駆動軸３２を回転駆動させて、真空チャンバー２６内の公転部材２４を回転させることができる。また、真空チャンバー２６は、底部に有する吸気配管２８を介して装置１０下部の真空ポンプ（不図示）に連結されている。当該真空ポンプによる真空度は適宜設定することができ、一例として、真空チャンバー２６内が大気圧～５０［Ｐａ］程度の真空状態とされる。

なお、真空（減圧）状態において脱泡を行うことによって、公転による遠心力の作用により分離された材料内の気泡を、減圧によって真空チャンバー２６外部への排出を促進させることができると共に、減圧による体積膨張を利用して脱泡を促進させることができるため、脱泡効果を向上させることができる。

図３に示す公転部材２４は、駆動軸３２を中心に、ホルダ５０が嵌合される嵌合溝４６が放射状に配設され、それぞれの嵌合溝４６に対して径方向内方側で連通する補助溝４８が配設されている。ホルダ５０ならびに嵌合溝４６および補助溝４８の構成については後述する。

ここで、ペースト状の材料が充填される容器として本実施形態に係るシリンジ脱泡装置１０に用いられるシリンジ３６の構成について説明する。図４に示すように、シリンジ３６は、後端部４０ａに相対的に大きな内径の第１開口部３８を有して相対的に大きな外径に形成された大径部４０と、先端部４４ａに相対的に小さな内径の第２開口部４２を有して相対的に小さな外形に形成された小径部４４とが形成された構成を有している。第２開口部４２はキャップ、ルアーロック等の閉塞手段４２ａによって閉塞されており、一方、第１開口部３８は脱泡された気泡を排出させるために通常は開口されているが、孔を有するキャップ等を装着させてもよい。なお、第１開口部３８には、つば部３８ａを有しているが、当該つば部３８ａの有無に関わらずシリンジ装置１０に用いることが可能である。

続いて、上記シリンジ３６が収容されて保持されるホルダ５０の構成について説明する。図５および図６は、ホルダ５０の例を示す概略図（図５は斜視図、図６は平面図）である。また、図７および図８は、当該ホルダ５０にシリンジ３６が収容された例を概略図（平面図）で示し、このうち、図６は相対的にサイズ（全長および外径）の大きいシリンジ３６が収容された例を、図７は相対的にサイズ（全長および外径）の小さいシリンジ３６が収容された例を、それぞれ示している。

図５および図６に示すホルダ５０は、外形が直方体状に形成され、長手方向の両面を貫通する筒状の収容部５２を備えている。収容部５２は、一端に相対的に小さな内径の第１端部５４を有して相対的に小さな内径に形成された第１収容部５６と、他端に相対的に大きな内径の第２端部５８を有して相対的に大きな内径に形成された第２収容部６０と、を有している。第１収容部５６と第２収容部６０とは、ホルダ５０内部に連通して設けられ、第２収容部６０の最奥部６０ａは第１収容部５６によって貫通されている。なお、ホルダ５０は、一例としてウレタン樹脂を用いて構成されているが、構成材料はこれに限定されない。

図７に示すように、シリンジ３６は、先端部４４ａの第２開口部４２を先にして第２端部５８からホルダ５０の収容部５２に挿入される。シリンジ３６の先端部４４ａに連続する肩部４４ｂが第２収容部６０の最奥部６０ａに達すると、小径部４４が第１収容部５６に収容されると共に、大径部４０が第２収容部６０に収容される。より具体的には、小径部４４は、先端部４４ａが第１端部５４から突出することなく内部に位置されて完全に収容部５２（第１収容部５６）に収容される一方、大径部４０は、後端部４０ａが第２端部５８よりも外部に位置されて、すなわち第２端部５８側から後端部４０ａを突出させた状態で収容部５２（第２収容部６０）に収容される。これによって、シリンジ３６の全長が異なっても一種類のホルダ５０で保持可能となって、後述のようにホルダ５０を嵌合溝４６に収容させ、突出する後端部４０ａを嵌合溝４６に連通して設けられる補助溝４８に収容させることができる。なお、符号４７は、ホルダ５０の出し入れの際に指を掛けるための孔である。

また、ホルダ５０からシリンジ３６を取外す際は、突出する後端部４０ａを引抜くことによって行うことができる。なお、第２収容部６０は、平面視において、シリンジ３６が出し入れ可能な（長手方向に動作可能な）限度において幅方向寸法がシリンジ３６と略同一に形成されていると共に後述の第１シール７０が設けられている。

また、収容部５２内のシリンジ３６は、肩部４４ｂが第２収容部６０の最奥部６０ａに当接されることによって支持されている。図７には、第２収容部６０の最奥部６０ａにストッパ６６が装着され、当該ストッパ６６に肩部４４ｂが当接される構成が示されているが、肩部４４ｂを最奥部６０ａに直接当接させる構成としても構わない。また、第２収容部６０の内周部には第１シール７０が設けられており、シリンジ３６（大径部４０）の外周部に圧接している。これによって、大径部４０の外周部を第２収容部６０に支持させることができ、当該支持手段および上記の肩部４４ｂにおける支持手段によってシリンジ３６を収容部５２、すなわちホルダ５０内にずれ、ぐらつき等が防止されるように固定させることができる。なお、ストッパ６６は、一例としてウレタン樹脂を用いて筒状部材として構成されているが、構成材料はこれに限定されない。また、第１シール７０は、一例としてゴム製のＯリングが用いられているが、形状、大きさ、数等は限定されない。また、第１シール７０が設けられる位置も限定されない。

ここで、シリンジ３６には、全長または外径の異なる複数の種類が存在する。そこで、シリンジ３６の全長、ならびに先端部４４ａおよび肩部４４ｂの形状等に対応してストッパ６６を複数種類用意して、シリンジ３６の種類に応じて選択的に使用すればよい。例えば、図８に示すように、シリンジ３６の全長が相対的に小さい場合には、第２収容部６０の最奥部６０ａに図７よりも全長の長いストッパ６６を設ければよい。これによって、小径部４４を第１収容部５６に代えてストッパ６６の筒内に収容させると共に、肩部４４ｂを第２収容部６０の最奥部６０ａに代えてストッパ６６に当接させて支持することができる。なお、シリンジ３６の種類によってはストッパ６６を用いない構成とすること、あるいは一または複数のストッパ６６を使用する構成とすることも可能である。

一方、図８に示すように、シリンジ３６の外径が相対的に小さい場合には、第２収容部６０の内部に筒状部材であるアダプタ６８が設けられる。これによって、大径部４０をアダプタ６８の筒内に収容させると共に、第２収容部６０の内周部と大径部４０の外周部との隙間を埋めることができる。当該アダプタ６８は、シリンジ３６の外周部の外径に対応して複数種類用意され、シリンジ３６の種類に応じて選択的に使用すればよい。なお、シリンジ３６の種類によってはアダプタ６８を用いない構成とすること、あるいは一または複数のアダプタ６８を使用する構成とすることも可能である。また、アダプタ６８は、一例としてウレタン樹脂を用いて構成されているが、構成材料はこれに限定されない。

上記アダプタ６８の内周部には第２シール７２が設けられており、シリンジ３６（大径部４０）の外周部に圧接している。このとき、第２収容部６０の内周部に設けられた第１シール７０は、アダプタ６８の外周部に圧接している。この構成によれば、第２シール７２に圧接させてシリンジ３６の大径部４０をアダプタ６８に支持させることができ、さらにシリンジ３６を支持するアダプタ６８を第１シール７０に圧接させて第２収容部６０に支持させることができる。すなわち、収容部５２に固定されて収容部５２と一体化したアダプタ６８に対してシリンジ３６を固定させることによって、結果としてシリンジ３６を収容部５２、すなわちホルダ５０内に固定することができる。なお、第２シール７２は、一例としてゴム製のＯリングが用いられているが、形状、大きさ、数等は限定されない。また、第２シール７２が設けられる位置も限定されない。

なお、第１シール７０および第２シール７２のいずれか一方、あるいはその両方を設けない構成とすることも可能である。ただし、それらの場合であっても、収容部５２、アダプタ６８、およびシリンジ３６それぞれの部材間の隙間は、それぞれの部材が出し入れ可能な（長手方向に動作可能な）限度において小さい構成として、ホルダ５０内におけるシリンジ３６の動作（ずれ、ぐらつき等）が防止されていることが好ましい。

続いて、ホルダ５０が嵌合（収容）される嵌合溝４６、および補助溝４８の構成について説明する。図３に示す公転部材２４に設けられる嵌合溝４６は、ホルダ５０と略同一の直方形状に形成された凹状の溝であって、嵌合溝４６に対して径方向内方側には、補助溝４８が連通して設けられている。補助溝４８は、平面視において、周方向寸法（短手方向寸法）はシリンジ３６の後端部４０ａ（つば部３８ａを有するシリンジ３６の場合は、つば部３８ａを含めた長さ）より大きく形成され、且つ径方向寸法はホルダ５０から突出する後端部４０ａより大きく形成された凹状の溝に構成されている。これによって、全長の異なるシリンジ３６によってホルダ５０からの突出量が変化した場合であっても、第１端部５４を径方向外方に、第２端部５８を径方向内方に向けた状態で、ホルダ５０を嵌合溝４６に嵌合させることによって、ホルダ５０の第２端部５８側から突出するシリンジの後端部４０ａを嵌合溝４６に連通する補助溝４８に収容させることができる。

また、上記構成によって、シリンジ３６の第２開口部４２（小径部４４）を径方向外方に向けて、第１開口部３８（大径部４０）を径方向内方に向けて、公転部材２４に配置することができる。その結果、ペースト状の材料が充填されたシリンジ３６が公転された際に、遠心力によって材料を径方向外方側の小径部４４側に、気泡を径方向内方側の大径部４０側に、それぞれ分離させ、第１開口部３８から気泡を排出させることによって脱泡を行うことができる。

さらに、補助溝４８は、平面視において、周方向寸法が嵌合溝４６より小さく形成される寸法に構成されている。そのため、嵌合溝４６と補助溝４８との連通部位において、嵌合溝４６の径方向寸法がホルダ５０の長手方向寸法と一致する支持壁７４を有する構造とすることができる。したがって、ホルダ５０の第２端部５８の側部寄りの端面を支持させることができる。すなわち、ホルダ５０の第２端部５８側において、中央から突出するシリンジ３６の後端部４０ａを補助溝４８に収容させることができると共に、側部寄りの端面を支持壁７４によって支持させることができる構成が実現される。その結果、ホルダ５０は、第２端部５８側を支持壁７４によって、それ以外の側面を嵌合溝４６の壁面によって、それぞれ支持されるため、シリンジ３６の後端部４０ａを突出させた状態であっても、径方向の移動を規制して嵌合溝４６に嵌合させることができ、嵌合溝４６すなわち公転部材２４に固定させることができる。

なお、嵌合溝４６は、直方形状に形成された凹状の溝の四方の角部が外方へ拡大するようにくり抜かれた構成に形成されている（図３、図７および図８）。これによって、嵌合溝４６をホルダ５０と略同一の直方形状に形成させた場合であっても、ホルダ５０を嵌合溝４６の高さ方向に容易に動作させることができるため、スムーズに出し入れを行うことができる。

その他、変形例として、嵌合溝４６を高さ方向に二つ重ねた状態のホルダ５０が嵌合可能な深さ寸法に形成された構成とすることもできる（不図示）。これによって、ホルダ５０を二つ重ねた状態で嵌合溝４６に嵌合させることで、一の運転でより多数のシリンジの脱泡を行うことが可能になる。また、別の変形例として、ホルダ５０を、一体に形成されて収容部５２を高さ方向に二つ有する二段ホルダとする構成とすることもできる（不図示）。これによって、当該二段ホルダを、上記の高さ方向に二つ重ねた状態のホルダ５０が嵌合可能な深さ寸法に形成された構成とした嵌合溝４６に嵌合させることで、同様に一の運転でより多数のシリンジの脱泡を行うことが可能になる。本実施形態における嵌合溝４６の数、配置は一例であって、シリンジ３６の第２開口部４２（小径部４４）を径方向外方に向けて、第１開口部３８（大径部４０）を径方向内方に向けて、公転部材２４に配置される構成である他は、上記変形例のように種々変形させることが可能である。

以上、説明した通り、本発明に係るシリンジ脱泡装置によれば、全長等の異なる複数種類のシリンジに対して、肩部を第２収容部の最奥部に当接させて、小径部は第１収容部に収容させると共に、大径部は第２端部から突出させた状態で第２収容部に収容させて、ホルダに保持させることができる。全長の異なるシリンジによってホルダからの突出量は変化するが、ホルダを嵌合溝に嵌合させることによってホルダから突出するシリンジの後端部を嵌合溝に連通する補助溝に収容させることができる。

さらに、シリンジの全長が相対的に小さい場合には収容部にストッパを設けることよってシリンジの後端部をホルダから突出させることができる。また、シリンジの外径が相対的に小さい場合には収容部にアダプタを設けることによって、収容部とシリンジとの隙間を埋めることができる。シリンジの全長または外径によって、当該ストッパおよびアダプタを選択的に設けることによって、シリンジの全長が相対的に大きく異なる場合あるいは外径が異なる場合であっても、シリンジをホルダに保持することができる。

そして、当該ホルダは、嵌合溝に形成される支持壁によって、シリンジの後端部を突出させた状態であっても、第２端部側を支持することができるため、径方向の移動を規制して嵌合溝に嵌合させて、嵌合溝すなわち公転部材に固定させることができる。

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１０ シリンジ脱泡装置（装置）
２４ 公転部材
２６ 真空チャンバー
３６ シリンジ
３８ 第１開口部
３８ａ つば部
４０ 大径部
４０ａ 後端部
４２ 第２開口部
４４ 小径部
４４ａ 先端部
４４ｂ 肩部
４６ 嵌合溝
４８ 補助溝
５０ ホルダ
５２ 収容部
５４ 第１端部
５６ 第１収容部
５８ 第２端部
６０ 第２収容部
６０ａ 最奥部
６６ ストッパ
６８ アダプタ
７０ 第１シール
７２ 第２シール
７４ 支持壁

Claims (6)

1. 後端部に相対的に大きな内径の第１開口部を有し、先端部に相対的に小さな内径の第２開口部を有するシリンジを公転させて、該シリンジ内に充填されたペースト状の材料の脱泡を行うシリンジ脱泡装置において、
   前記シリンジを保持するホルダと、
   複数の前記ホルダを保持すると共に、回転軸を中心に回転可能に設けられて、該ホルダを該回転軸の周りに公転させる公転部材と、
   前記公転部材を回転駆動する駆動手段と、を備え、
   前記ホルダは、前記シリンジの前記先端部が第１端部側の内部に、前記後端部が第２端部よりも外部に位置するように収容可能な筒状の収容部を有すると共に、
   前記公転部材は、前記第１端部を径方向外方に、前記第２端部を径方向内方に向けた状態の前記ホルダを嵌合可能な嵌合溝を有すると共に、該嵌合溝に対して径方向内方側で連通する補助溝を有し、
   前記補助溝は、平面視において、周方向寸法が前記シリンジの前記後端部の外径寸法よりも大きく、且つ前記嵌合溝の周方向寸法よりも小さく形成されていることによって、前記嵌合溝において径方向寸法が前記ホルダの長手方向寸法と一致する支持壁を有する構造に構成されていること
   を特徴とするシリンジ脱泡装置。
2. 前記ホルダは、前記シリンジの前記先端部および該先端部に連続する肩部の形状に対応して用意された複数種類のストッパを有すると共に、該ストッパが選択的に前記収容部の内部に装着されて、前記シリンジの前記肩部を支持する構成であること
   を特徴とする請求項１記載のシリンジ脱泡装置。
3. 前記ホルダは、前記シリンジの外周部の外径に対応して用意された複数種類のアダプタを有すると共に、該アダプタが選択的に前記収容部の内部に装着されて、前記シリンジの前記外周部を支持する構成であること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載のシリンジ脱泡装置。
4. 前記ホルダは、内周部に、前記アダプタが装着されない場合には前記シリンジの前記外周部に圧接し、前記アダプタが装着される場合には該アダプタの外周部に圧接する第１シールを有し、
   前記アダプタは、内周部に、前記シリンジの前記外周部に圧接する第２シールを有すること
   を特徴とする請求項３記載のシリンジ脱泡装置。
5. 前記嵌合溝は、高さ方向に二つ重ねた状態の前記ホルダが嵌合可能な深さ寸法に形成されていること
   を特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のシリンジ脱泡装置。
6. 一体に形成されて前記収容部を高さ方向に二つ有する二段ホルダをさらに備えること
   を特徴とする請求項５記載のシリンジ脱泡装置。

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