(57)【要約】【課題】１台の充填装置で複数の容器に高精度に同時充填することが可能となる分配器を提供する。【解決手段】流体を分配する分配器において、前記分配器が、（Ａ）流入部を有する金属ハウジング、（Ｂ)流体が流れる溝を有する分岐ブロック、（Ｃ)前記（Ｂ)に積載されるパッキン、（Ｄ）前記（Ｃ）に積載される流出部を有する金属ハウジング、（Ｅ）前記（Ａ）〜（Ｄ）を固定する治具を有し、前記（Ｅ）が、４箇所の締め具を有する、流体を分配する分配器。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を分配する分配器において、前記分配器が、
（Ａ）流入部を有する金属ハウジング、
（Ｂ）流体が流れる溝を有する分岐ブロック、
（Ｃ）前記（Ｂ）に積載されるパッキン、
（Ｄ）前記（Ｃ）に積載される流出部を有する金属ハウジング、
（Ｅ）前記（Ａ）〜（Ｄ）を固定する治具を有し、
前記（Ｅ）が、４箇所の締め具を有する、流体を分配する分配器。
【請求項２】
前記流体を分配する分配器が円盤状である、請求項１に記載の流体を分配する分配器。
【請求項３】
前記締め具が、各々が対向する位置に配置されてなる、請求項１又は請求項２に記載の流体を分配する分配器。
【請求項４】
前記流体の粘度（２５℃）が５Ｐａ・ｓ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体を分配する分配器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度材料を複数の流路に分配し、高精度複数同時充填を可能にする分配器を提供する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高粘度流体を製品充填用のシリンジ等の容器に充填する際は１つの充填機構に対して１つの容器に充填している。そのため、１台あたりで単位時間当たりに充填できる本数に限界があり、より充填時間を短縮するためには充填装置を複数保有する必要があり、高い導入コストや広大な作業スペースが必要となる欠点があった(特許文献１)。また、高粘度の流体を分配する場合、高精度に分配することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３５４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の充填装置の欠点である複数装置を保有し、必要となる高い導入コストと広大な作業スペースの問題及び高い精度での分配が困難な点を解決することを目的として、1台の充填装置で複数の容器に高精度に同時充填することが可能となる分配器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
〈１〉流体を分配する分配器において、前記分配器が、
（Ａ）流入部を有する金属ハウジング、
（Ｂ）流体が流れる溝を有する分岐ブロック、
（Ｃ）前記（Ｂ）に積載されるパッキン、
（Ｄ）前記（Ｃ）に積載される流出部を有する金属ハウジング、
（Ｅ）前記（Ａ）〜（Ｄ）を固定する治具を有し、
前記（Ｅ）が、４箇所の締め具を有する、流体を分配する分配器。
〈２〉前記流体を分配する分配器が円盤状である、〈１〉に記載の流体を分配する分配器。
〈３〉前記記締め具が、各々が対向する位置に配置されてなる、〈１〉又は〈２〉に記載の流体を分配する分配器。
〈４〉前記流体の粘度（２５℃）が５Ｐａ・ｓ以上である〈１〉〜〈３〉のいずれか１項に記載の流体を分配する分配器。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の分配器を用いることによって１台の充填装置で複数の容器に同時充填することができ、また、高精度に充填することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（流体を分配する分配器）
本発明における分配器は（Ａ）流入部を有する金属ハウジング、（Ｂ）流体が流れる溝を有する分岐ブロック、（Ｃ）前記（Ｂ）に積載されるパッキン、（Ｄ）前記（Ｃ）に積載される流出部を有する金属ハウジング、（Ｅ)前記（Ａ）〜（Ｄ）を固定する治具を有し、前記（Ｅ）が、４箇所の締め具を有する。
【０００８】
（（Ａ）流入部を有する金属ハウジング）
流入部を有する金属ハウジングとは円盤型の皿部と筒状のパイプ部を有する。皿部の末端はヘルール固定用の外側に広がる傾斜を有することが好ましい。ヘルール固定用の外側に広がる傾斜を有することにより、固定される部品への圧力を均一に分散させることができる。また、パイプ部の末端もヘルール固定用の外側に広がる傾斜を有することが好ましい。ヘルール固定用の外側に広がる傾斜を有することで、ヘルール固定が可能となり、流路同士の接続が簡便になる。
前記皿部は前記（Ｂ）を積載するための凹みを有することが好ましい。前記（Ｂ）を積載するための凹みを有することにより、前記へルール固定用の外側に広がる傾斜を利用したヘルール固定が可能となる。また、前記（Ｂ）と前記（Ｃ）、前記（Ｄ）を積載する際に位置を決定するための先端が楕円状の円柱状の突起を有することが好ましい。位置を決定するための先端が楕円状の円柱状の突起を有することで、前記（Ｂ）と前記（Ｃ）、前記（Ｄ）を積載した際に前記（Ｂ）の流路と前記（Ｃ）の穴及び前記（Ｄ）の流出部の位置決めを簡便にできる。
パイプ部の末端は対向する接続部との間にドーナツ状のパッキンを積載し、専用の冶具にて挟み込む。そのため、ドーナツ状のパッキン形状に合わせた溝を有することが好ましい。ドーナツ状のパッキン形状に合わせた溝を有することで、充填時の高い圧力による接続部からの液漏れをより防止することが可能となる。
該ハウジングはステンレスからなることが好ましい。ステンレスからなることで周囲雰囲気や製品、有機溶剤等による腐食への耐性が強い。
該流入部を有する金属ハウジングの直径は６０〜３００ｍｍ程度が好ましい。６０ｍｍ未満にすると分配後の充填用の容器の設置が困難になり、３００ｍｍ以上にすると分岐後の流路が長くなり圧力損失が大きくなりすぎることと、中心付近の上下方向の圧力が小さくなり、シール性が弱くなり、精度のよい充填が困難となる。
【０００９】
（（Ｂ）流体が流れる溝を有する分岐ブロック）
流体が流れる溝を有する分岐ブロックとはポリ四フッ化エチレン樹脂からなるパイプ部と円盤部を有する。円盤部は中心に穴を有し、穴を中心として十字の溝を有することが好ましい。中心に穴を有し、穴を中心とした十字の溝を有することで、各流路の距離を統一することが容易となる。十字の溝は半円からなることが好ましい。十字の溝が半円からなることで分解した際の清掃が容易となり、また、高粘度流体が流路を流れる際に流路内に空気が残ることを防ぐことができる。
十字の溝の全末端は同心円上にあることが好ましい。十字の溝の全末端が同心円上にあることで流路の距離を統一することができる。該円盤部は前記（Ａ）の位置を決定するための突起を通す穴を有する。前記（Ａ）の位置を決定するための突起を通す穴を有することで、該分岐ブロックを前記（Ａ）に積載する際の位置決めが容易となる。前記パイプ部は円盤部の中心の穴とつながり、前記（Ａ）のパイプ部を通る。
該パイプ部の外径は前記（Ａ）のパイプ部の内径よりごくわずかに小さいことが好ましい。該パイプ部の外径が前記（Ａ）のパイプ部の内径よりごくわずかに小さいことで該パイプ部を前記（Ａ）のパイプ部に通した際のギャップが狭く、積載した際の安定性が増す。
該流体が流れる溝を有する分岐ブロックの直径は６０〜３００ｍｍ程度が好ましい。６０ｍｍ未満にすると分配後の充填用の容器の設置が困難になり、３００ｍｍ以上にすると分岐後の流路が長くなり圧力損失が大きくなりすぎることと、中心付近の上下方向の圧力が小さくなり、シール性が弱くなり、精度のよい充填が困難となる。また、流体が流れる溝の径は該分岐ブロックの直径にもよるが６〜１２ｍｍ程度が好ましい。６ｍｍ以下にすると圧力損失が大きすぎて十分な流速が得られず、１２ｍｍ以上にすると歩留り悪く、また分岐ブロック自体の厚みを増やす必要があり、分配器のサイズが大きくなり作業性が悪化する。
【００１０】
（（Ｃ）（Ｂ）に積載されるパッキン）
（Ｂ）に積載されるパッキンとは前記（Ｂ）の円盤部の外径と同じ外径の円盤であり、前記（Ａ）の角度を決定するための突起を通すための穴と高粘度流体を通すため、前記（Ｂ）の十字の溝の全末端の真上に穴を有する。前記高粘度流体を通すための穴は前記（Ｂ）の溝の径と同程度であることが好ましい。前記高粘度流体を通すための穴が前記（Ｂ）の溝の径と同程度であることで、流体の圧力損失を最小にしつつ、充填後分配器内に残る液の量を最小にすることが出来る。
該パッキンは前記（Ａ）の位置を決定するための突起を通す穴を有することが好ましい。前記（Ａ）の位置を決定するための突起を通す穴を有することで、該パッキンを前記（Ｂ）上に積載する際に位置決めが容易となる。
該（Ｂ）に積載されるパッキンの直径は６０〜３００ｍｍ程度が好ましい。６０ｍｍ未満にすると分配後の充填用の容器の設置が困難になり、３００ｍｍ以上にすると分岐後の流路が長くなり圧力損失が大きくなりすぎることと、中心付近の上下方向の圧力が小さくなり、シール性が弱くなり、精度のよい充填が困難となる。
【００１１】
（（Ｄ）（Ｃ）に積載される流出部を有する金属ハウジング）
（Ｃ）に積載される流出部を有する金属ハウジングとは容器を接続するためのＰＥＥＫ(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)からなるアダプターと前記（Ｂ）、前記（Ｃ）及び該アダプターを前記（Ａ）と対向してヘルール固定するための外側に広がる傾斜を有する。該アダプターは肉厚の筒部と肉薄の筒部を有することが好ましい。肉厚の筒部と肉薄の筒部を有することで、該流出部を有する金属ハウジングにより強く固定することが可能となる。
該ハウジングは前記（Ｂ）及び前記（Ｃ）を挿入するための円形の凹みを有することが好ましい。前記（Ｂ）及び前記（Ｃ）を挿入するための円形の凹みを有することで、前記へルール固定用の外側に広がる傾斜を利用したヘルール固定が可能となる。該ハウジングは前記（Ａ）と対向し、ヘルール固定するための外側に広がる傾斜を有することが好ましい。ヘルール固定用の外側に広がる傾斜を有することにより、固定される部品への圧力を均一に分散させることができる。該ハウジングは前記（Ａ）の位置を決定するための突起を通す穴を有することが好ましい。前記（Ａ）の位置を決定するための突起を通す穴を有することで、該流出部を有する金属ハウジングを前記（Ｃ）上に積載する際に位置決めが容易となる。
該ハウジングは前記アダプターの肉薄の筒部を通すための穴を有する。また、該ハウジングの該アダプターの肉薄の筒部を通す穴の下側には該アダプターの肉厚の筒部を挿入する凹みを有することが好ましい。該アダプターの肉厚の筒部を挿入する凹みを有することで、前記（Ｃ）と該流出を有する金属ハウジング間のギャップを最小にし、ヘルール固定時に強く前記（Ｃ）を押し、シール性を保つことが出来る。該流出部を有する金属ハウジングの肉薄の筒部を通すための穴及び肉厚の筒部を挿入するための凹みの中心は一致しており、前記（Ｃ）の穴の真上に位置することが好ましい。該穴及び該凹みが前記（Ｃ）の真上に位置することで、流路を確保し、精度よく分配することが可能となる。
該（Ｃ）に積載される流出部を有する金属ハウジングの直径は６０〜３００ｍｍ程度が好ましい。６０ｍｍ未満にすると分配後の充填用の容器の設置が困難になり、３００ｍｍ以上にすると分岐後の流路が長くなり圧力損失が大きくなりすぎることと、中心付近の上下方向の圧力が小さくなり、シール性が弱くなり、精度のよい充填が困難となる。
【００１２】
（（Ｅ）  （Ａ）〜（Ｄ）を固定する冶具）
（Ａ）〜（Ｄ）を固定する冶具を有し、前記（Ｅ）が４箇所の締め具を有する冶具とはステンレスからなる円弧を４分割した締め込み部を４本と締め込み部同士を連結する関節部が４箇所と関節部を締めたり、緩めたりするためのハンドル部を有する。該締め込み部は前記（Ａ）と前記（Ｄ）の傾斜を咥えるためのコの字の溝を有する。該溝は前記（Ａ）と前記（Ｄ）の傾斜に合わせた傾斜を有することが好ましい。前記（Ａ）と前記（Ｄ）の傾斜に合わせた傾斜を有するコの字の溝を有することで、前記（Ａ）及び前記（Ｄ）の円周方向の圧力を均一に、より強く固定することが可能となる。また、該締め込み部は一方の末端に該ハンドル部を有し、もう一方に該ハンドル部で締める際にハンドル部の力を受ける受け板を有する。該関節部は３本のピンと４枚の薄いステンレス板を有し、１本のピンは該ステンレス板２枚の末端と該ステンレス板の間に該締め込み部の受け板を有する末端とを固定し、もう一本のピンは該ステンレス板２枚の末端と該ステンレス板の間に該締め込み部のハンドル部を有する末端とを固定し、最後のピンは該ステンレス板４枚の締め込み部と固定されていない方の末端を固定することが好ましい。前記固定方法にすることで関節部の稼動域が最大となり、固定及び弛緩作業がより容易となる。
ハンドル部はステンレスからなる円柱をＬ字型に曲げた形状のハンドルを有することが好ましい。Ｌ字型に曲げた形状を有することで、受け板に力を加え固定する際により強く固定することが可能となる。該ハンドル部は２枚の薄いステンレス板と２本のピンで締め込み部に固定されることが好ましい。該固定方法により、関節部を避けてハンドル部のハンドルと締め込み部の受け板とが接触することが可能となる。該締め込み部の該ハンドル部を有する末端に２枚の該ステンレス板を１本のピンにて固定し、該ステンレス板のもう一方の末端で該ハンドルを固定する。該固定方法により、ハンドル部の稼動域が最大となり、固定及び弛緩操作がより容易となる。また、該ハンドルを該固定方法で固定する際はＬ字の屈曲部を固定することが好ましい。Ｌ字の屈曲部を固定することにより、より強く固定することが可能となる。
該（Ａ）〜（Ｄ）を固定する冶具の直径は６０〜３００ｍｍ程度が好ましい。６０ｍｍ未満にすると分配後の充填用の容器の設置が困難になり、３００ｍｍ以上にすると分岐後の流路が長くなり圧力損失が大きくなりすぎることと、中心付近の上下方向の圧力が小さくなり、シール性が弱くなり、精度のよい充填が困難となる。
【実施例】
【００１３】
充填材料の物性として、粘度１３Ｐａ・ｓ、比重１．６、目標充填重量５０ｇとして充填実験を実施した。また、前記（Ａ）から（Ｅ）の各直径は１７０ｍｍで、４本同時充填した際の充填時間は１５ｓｅｃだった。
従来の関節が２箇所、締め付け用のスイングボルトが１箇所のクランプで前記（Ａ）と前記（Ｄ）のハウジングを固定し充填した結果、４本同時に充填した際最大充填重量と最小充填重量に約０．５ｇ程度の差で分配することができた。目標充填重量５０ｇに対し、充填精度が約０．５ｇと約１％の差異で充填できたことから、均等に分配できた。
しかし、従来の関節が２箇所、締め付け用のスイングボルトが１箇所のクランプを有する分配器では円周方向に圧力のバラつきが存在し、圧力が高い部分では流路にパッキンが入り込み、流路の断面積を狭くしてしまうため、これ以上充填精度を向上することは困難であった。
【００１４】
本発明における前記（Ｅ）の前記（Ａ）〜（Ｄ）を固定する冶具を有し、前記（Ｅ）が４箇所の締め具を有する冶具は円周方向の圧力をより均一にすることが可能であった。そのため、前記（Ｂ）の各分岐流路の断面積に偏りが発生しないためより高精度に分配することが可能であった。
本発明における分配器を用いて前記実験と同条件で充填実験を実施した結果、充填精度が０．１５ｇと０．３％の差異で充填でき、従来よりも高精度に分配することができた。