JP2017088185A - 充填装置、充填方法、及び材料充填済み容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料の粘性が高い場合であっても、シリンジ等の容器へ良好に材料充填を行うことができる充填装置を提供する。【解決手段】充填装置１は、可撓性を有する第１容器１０と、該第１容器１０に保持された材料Ｍの移送を受け得る第２容器２０とを連結可能な連結部３０と、第１容器１０を押圧することで変形させ、連結部３０を介して材料Ｍを第２容器２０へ移送可能な押圧部４０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、容器に材料を充填する充填装置、及び充填方法に関する。併せて、本発明は、それらを用いた材料充填済み容器の製造方法に関する。

材料を収納した容器を自転させながら公転させることによって材料を撹拌及び脱泡する装置が知られている（特許文献１参照）。この装置は、一般に自転公転式の撹拌脱泡装置と呼ばれる。そして、この装置は、はんだペーストや液晶パネルのシーラント剤などの電子部品材料の製造等に利用される。

ところで、上記の電子部品材料は、シリンジやバレル（以下、総称して「シリンジ」という。）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及び吐出されることが一般的である。一方で、上記自転公転式の撹拌脱泡装置では、効率性等の観点から一括して材料の処理を行うことが一般的である。従って、この一括して処理した材料は、改めて複数のシリンジに分けて充填しなければならない。

このような状況を鑑みてか、特許文献２には、プランジャ（ピストン）により材料を押圧して押し出すことで、シリンジに材料を充填する充填装置が開示されている。

特開2000-271465号公報 特開2012-46248号公報

しかしながら、材料の粘性が高い場合には、材料の流動性が悪いことに起因して、ピストンを移動させるために大きな力が必要となる。このことは、シリンジへの材料充填を困難とさせる要因となる。この問題は、材料の粘性が高い場合（例えば、１０［Ｐａ・ｓ］以上。特に１００［Ｐａ・ｓ］以上。）に顕在化する。

本発明は、上記事情を鑑みなされたものであって、粘性が高い材料であっても、シリンジ等の容器へ良好に充填できる充填装置、及び充填方法を提供することを目的とする。併せて、本発明は、それらを用いた材料充填済み容器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一つの実施態様は、可撓性を有する第１容器と、該第１容器に保持された材料の移送を受け得る第２容器とを連結可能な連結部と、前記第１容器を押圧することで変形させ、前記連結部を介して前記材料を前記第２容器へ移送可能な押圧部と、を備える充填装置を提供する。

本充填装置は、連結部が、可撓性を有する第１容器と、それより材料の移送を受け得る第２容器とを連結している。そして、本充填装置では、押圧部が、押圧することで第１容器を変形させる。これにより、本充填装置では、第１容器に保持された材料を絞り出し、連結部を介して第２容器へ移送し充填する。このように構成される本充填装置では、ピストンを用いて材料を押すことに比して、効率的に材料を移送し、第２容器に充填できる。

この充填装置において、前記押圧部は、前記第１容器の側面を２方向から挟持することで、当該第１容器を変形させてもよい。

この充填装置において、更に、中空箱状に形成されて、内部に前記第１容器と前記押圧部とを保持する保持部を備え、前記押圧部は、内部に流体が導入されることで膨らみ、前記保持部に裏面が支持されつつ、表面で前記第１容器を押圧してもよい。

本発明の別の実施態様は、連結部を介して、可撓性を有する第１容器と、該第１容器に保持された材料の移送を受け得る第２容器とを連結する連結ステップと、該連結ステップの後に、前記第１容器を押圧することで変形させ、前記連結部を介して前記材料を前記第２容器に移送する押圧ステップと、を備える充填方法を提供する。

本充填方法は、連結ステップにて、可撓性を有する第１容器と、それより材料の移送を受け得る第２容器とを連結する。そして、本充填方法は、押圧ステップにて、押圧することで第１容器を変形させる。これにより、本充填方法では、第１容器に保持された材料を絞り出し、第２容器へ移送し充填する。このようなことから、本充填方法では、ピストンを用いて材料を押すことに比して、効率的に材料を移送し、第２容器へ充填できる。

本発明の別の実施態様は、上記何れかの充填装置、又は、上記充填方法を用いて、前記材料が充填された前記第２容器を製造する材料充填済み容器の製造方法を提供する。

本製造方法では、上記に基づき、材料の粘性の高い場合であっても、簡便に当該材料が充填された第２容器を製造することができる。

本発明によれば、粘性が高い材料であっても、シリンジ等の容器へ良好に充填できる充填装置、及び充填方法が提供できる。又、本発明によれば、それらを用いた材料充填済み容器の製造方法が提供できる。

本実施の形態に係る充填装置の概略断面図である。 本充填装置の概略平面図である。 本充填装置のブロック図である。 本充填装置の動作状態を説明する説明図である。

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

（１）充填装置１の構成
以下、本実施の形態に係る充填装置１の構成について説明する。充填装置１は、図１〜図３に示すように、第１容器１０と、第２容器２０と、それらの間を連結する連結部３０と、第１容器１０を押圧可能な押圧部４０とを備える。又、充填装置１は、第１容器１０及び押圧部４０を内部に収容可能な保持部５０と、押圧部４０を駆動する駆動部６０と、第２容器への材料Ｍの充填量を検知する検知部７０と、検知部７０による検知結果等に基づき駆動部６０を制御する制御部８０とを備える。

充填装置１は、第１容器１０内に保持された材料Ｍを第２容器２０に移送することで、当該第２容器２０を材料Ｍにより充填できるものである。

第１容器１０は、図１及び図２に示すように、フィルム等の可撓性材料を貼り合せ部１２で貼り合せることで構成されるものであり、所謂パウチ容器と呼ばれるものである。この第１容器１０の内部領域１４には、材料Ｍが保持される。又、第１容器１０の一端側１６には、内部領域１４から材料Ｍを吐出させるための吐出口１８が形成されている。尚、第１容器１０としては、所謂ラミネートチューブ等も採用可能である。即ち、第１容器１０は、容易に変形が可能でありつつ、内部に材料Ｍを保持できるものであればよい。

第２容器２０は、図１及び図２に示すように、樹脂や金属等により形成された筒状のものであり、一端側２２が開口して、材料Ｍを充填可能な中空領域２４を備えるものである。又、第２容器２０は、図示するように他端側２６も開口可能なものであってよい。

ここで、第２容器２０は、一般的に、シリンジ、又はバレルであるが、連結部３０を介して第１容器１０と連結させて材料Ｍを充填できるものであれば、上記に限定されず、その他の容器であっても良い。

連結部３０は、図１に示すように、内部に材料Ｍを通過させるための流路３２が形成された部材であって、流路３２が、第１容器１０の吐出口１８と接続される一端側３４、及び第２容器２０の一端側２２と接続される他端側３６で夫々開口している。尚、連結部３０の外観形状は任意であってよく、例えば図示するようにＬ字状としてよい。又、連結部３０の一端側３４の第１容器１０の吐出口１８との接続、及び他端側３６の第２容器２０の一端側２２との接続は、任意の方法で行ってよいが、例えば図示しないねじ機構を利用して行ってよい。

押圧部４０は、図１及び図２に示すように、保持部５０内に第１容器１０を挟んで２つ設けられる。この押圧部４０は、側面４２が所謂蛇腹構造となっており、かつ、裏面４４が保持部５０の壁面５４に当接する。又、押圧部４０は、内部領域１４に材料Ｍを保持した状態の第１容器１０を変形させるに足る強度を有している。以上に基づき、押圧部４０は、その内部に空気等のガス、水等の液体等の流体を導入した際に膨らんで、表面４６が第１容器１０に向かって移動し、当該第１容器１０を押圧して変形させることができる（図４参照）。

保持部５０は、図１及び図２に示すように、有底箱状に形成されて、保持されている２つの押圧部４０の間に、開口端５２を介して第１容器１０を挿入可能に形成される。この保持部５０の押圧部４０の裏面４４に対向する壁面５４は、押圧部４０の支持面となる。又、保持部５０の底面５６には、第１容器１０の吐出口１８を挿通するための貫通孔５８が形成される。

駆動部６０は、図３に示すように、制御部８０によりコントロールされて、押圧部４０に流体を導入したり、排出させたりすることで、当該押圧部４０を駆動する。この駆動部６０は、例えばポンプにより構成することができる。

検知部７０は、図３に示すように、制御部８０に検知結果を送信するものであり、第２容器２０に充填された材料Ｍの量を検知する。例えば、検知部７０は、連結部３０の流路３２を通過した材料Ｍの流量を検知するセンサであってよい。

制御部８０は、図３に示すように、検知部７０による検知結果や、あらかじめ設定された第２容器２０への材料Ｍの充填量等に基づき、駆動部６０の動作を制御する。この制御部８０は、ＣＰＵ、メモリー、各種インターフェース等を含み構成してよい。

（２）材料Ｍ
材料Ｍは、流体として挙動する高粘性（１０［Ｐａ・ｓ］以上。特に１００［Ｐａ・ｓ］以上）のものである。この材料Ｍの組成や用途は、特に限定されるものではない。例えば、はんだペーストや液晶パネルのシーラント剤であってよい。

（３）材料Ｍ充填済み第２容器２０の製造方法
以下では、充填装置１を用いた材料Ｍ充填済み第２容器２０の製造方法を説明する。本製造方法では、ユーザーが、まず、材料Ｍを保持した第１容器１０を、保持部５０の開口端５２から挿入する。この際、第１容器１０は、保持部５０内の２つの押圧部４０の間に位置し、且つ、吐出口１８が、保持部５０の底面５６に形成された貫通孔５８を挿通するように挿入される。

続いて、ユーザーは、第１容器１０と第２容器２０とを連結部３０を介して接続する。これは、保持部５０の貫通孔５８を挿通した第１容器１０の吐出口１８と、連結部３０の一端側３４とを接続すると共に、第２容器２０の一端側２２と、連結部３０の他端側３６とを接続することで行われる。これにより、第１容器１０の内部領域１４と第２容器２０の中空領域２４とは、連結部３０の流路３２を介して連通することとなる。

続いて、制御部８０は、ユーザーの指示等により、駆動部６０を制御する。これにより、駆動部６０は、押圧部４０の内部に流体を供給する。これにより、押圧部４０は、側面４２が伸びて、裏面４４と表面４６とを離間させるように変形することとなる。そして、押圧部４０は、裏面４４が保持部５０の壁面５４に当接することから、表面４６が第１容器１０に向かって移動する。

ここで、押圧部４０は、保持部５０内で、第１容器１０を挟んで２つ配設されているため、第１容器１０の貼り合せ部１２を介した両側面を表面４６で挟持することとなる。そして、押圧部４０は、内部領域１４に材料Ｍを保持した状態の第１容器１０を変形させるに足る強度を有している。これらにより、押圧部４０は、第１容器１０を変形させて、内部領域１４の体積を減少させ、当該内部領域１４内の材料Ｍを吐出口１８を介して絞りだすことになる（図４参照）。

この内部領域１４から絞り出された材料Ｍは、連結部３０の流路３２を通って、第２容器２０の中空領域２４内に移送される。即ち、第２容器２０は、材料Ｍにより充填されることとなる。

続いて、制御部８０は、検知部７０による第２容器２０への材料Ｍの充填量の検知結果を参照して、所望の充填が行われたと判断した場合、駆動部６０に動作の変更を指示する。指示を受けた駆動部６０は、押圧部４０内への流体の供給を停止する。この際、駆動部６０が、引き続き押圧部４０内からの流体の排出を行うようにしても良い。このようにすることで、第１容器１０の内部領域１４内から過剰に材料Ｍが絞り出されることをより確実に防止できる。

以上により、充填装置１を用いた材料Ｍ充填済み第２容器２０の製造が完了する。製造された材料Ｍ充填済みの第２容器２０は、ユーザーが連結部３０より取り外すことで利用できる。

（４）作用効果
以下、本実施の形態における充填装置１が奏する作用効果について説明する。

充填装置１では、フィルム等の可撓性材料を貼り合せること等で構成された第１容器１０を、連結部３０を介してシリンジ等である第２容器２０に連結している。そして、充填装置１では、押圧部４０により第１容器１０を変形させることで材料Ｍを絞り出し、連結部３０を介して第２容器２０へ移送し充填する。

このように構成される充填装置１では、ピストンを用いて材料Ｍを押すことに比して、効率的に材料Ｍを移送できる。即ち、充填装置１では、材料Ｍの粘性が高い場合であっても、容易に第２容器２０へ充填できる。

特に充填装置１では、第１容器１０の貼り合せ部１２を挟んだ両側面を押圧部４０により挟持するので、無駄なく第１容器１０の内部領域１４に保持された材料Ｍを絞り出すことができる。

又、充填装置１では、内部に流体を導入させることで膨らむよう押圧部４０を構成している。これにより、充填装置１では、駆動部６０を用いて押圧部４０内に流体を送り込むというシンプルな構成にて、第１容器１０を押圧し変形させることができる。このことは、充填装置１の低コスト化等に資する。

（５）変形例
充填装置１では、モータを含むように駆動部６０を構成しても良い。この場合における押圧部４０は、駆動部６０から与えられた回転力で表面４６を移動できるように、ギヤ等の機械要素を含み構成される。

又、充填装置１では、押圧部４０を図示しないローラを含むように構成し、当該ローラ面を表面４６としてもよい。この場合において、充填装置１では、第１容器１０の両側面を２つのローラ面（表面４６）で挟持することとなる。そして、上記ローラは、保持部５０の底面５６に対しても進退自在に構成される。このように構成された充填装置１であっても、第１容器１０の内部領域１４に保持された材料Ｍを絞りだし、連結部３０を介して第２容器２０へ移送し充填できる。

その他、充填装置１は、第１容器１０を挟んで２つ配置される押圧部４０の内、一方の押圧部４０の表面４６のみが、第１容器１０（他方の表面４６）に向かって移動するように構成することも想定される。この様な充填装置１であっても、移動する表面４６が、他方の表面４６との間に第１容器１０を挟持して変形させることで、その内部領域１４の体積を減少させる。これにより、内部領域１４内の材料Ｍは吐出口１８を介して絞りだされる。尚、このように構成した充填装置１は、可動部がより少ないため、一層の低コスト化を実現する。

１…材料充填装置、 第１容器…１０、 貼り合せ部…１２、 内部領域…１４、 一端側…１６、 吐出口…１８、 第２容器…２０、 一端側…２２、 中空領域…２４、 他端側…２６、 連結部…３０、 流路…３２、 一端側…３４、 他端側…３６、 押圧部…４０、 側面…４２、 裏面…４４、 表面…４６、 保持部…５０、 開口端…５２、 壁面…５４、 底面…５６、 貫通孔…５８、 駆動部…６０、 検知部…７０、 制御部…８０、 材料…Ｍ

Claims (5)

1. 可撓性を有する第１容器と、該第１容器に保持された材料の移送を受け得る第２容器とを連結可能な連結部と、
   前記第１容器を押圧することで変形させ、前記連結部を介して前記材料を前記第２容器へ移送可能な押圧部と、
   を備える充填装置。
2. 前記押圧部は、前記第１容器の側面を２方向から挟持することで、当該第１容器を変形させる請求項１記載の充填装置。
3. 更に、中空箱状に形成されて、内部に前記第１容器と前記押圧部とを保持する保持部
   を備え、
   前記押圧部は、内部に流体が導入されることで膨らみ、前記保持部に裏面が支持されつつ、表面で前記第１容器を押圧する請求項１又は請求項２に記載の充填装置。
4. 連結部を介して、可撓性を有する第１容器と、該第１容器に保持された材料の移送を受け得る第２容器とを連結する連結ステップと、
   該連結ステップの後に、前記第１容器を押圧することで変形させ、前記連結部を介して前記材料を前記第２容器に移送する押圧ステップと、
   を備える充填方法。
5. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の充填装置、又は、請求項４記載の充填方法を用いて、前記材料が充填された前記第２容器を製造する材料充填済み容器の製造方法。
   
   

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