材料充填装置及び材料充填装置構成部品
【課題】粘度の高い材料であっても、効率よく、かつ、気泡が混入しないように充填することが可能で、さらに、複数の容器に均等に材料を充填することが可能な材料充填装置及び材料充填装置構成部品を提供する。
【解決手段】材料充填装置１は、側面２２に複数の貫通穴３０が形成された第１容器２０と、複数の第２容器１２０を保持する第２容器保持部４０とを有する材料移送ユニット１００と、材料移送ユニットを回転させて、第１容器に保持された材料Ｍに第１容器の内側面２４に向かう遠心力を作用させる回転駆動機構２００とを含む。第１容器は、材料が、遠心力の作用で内側面に押し付けられることにより、複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域に向かって移動するように構成されており、かつ、下端領域と貫通穴形成領域との間には、第１領域３６と、第１領域よりも材料の流動速度が遅くなる第２領域３８とが配列されている。
【解決手段】材料充填装置１は、側面２２に複数の貫通穴３０が形成された第１容器２０と、複数の第２容器１２０を保持する第２容器保持部４０とを有する材料移送ユニット１００と、材料移送ユニットを回転させて、第１容器に保持された材料Ｍに第１容器の内側面２４に向かう遠心力を作用させる回転駆動機構２００とを含む。第１容器は、材料が、遠心力の作用で内側面に押し付けられることにより、複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域に向かって移動するように構成されており、かつ、下端領域と貫通穴形成領域との間には、第１領域３６と、第１領域よりも材料の流動速度が遅くなる第２領域３８とが配列されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料充填装置、特に、遠心力を利用して、所与の容器に収納された材料を他の容器に充填する材料充填装置及び材料充填装置構成部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心力を利用して材料を充填する装置として、種々の装置が知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。これらの充填装置は、遠心力を利用するため、高粘度の材料であっても充填することが可能になる。また、遠心力を利用した材料の充填方法として、特許文献３のように、一つの容器（貯留タンク）内の材料（液晶Ｌ）を、複数の容器（容器）に充填する方法が知られている。さらに、材料が収納され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攪拌脱泡する装置（自転・公転方式の攪拌脱泡装置）が知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2002-80005号公報
【特許文献２】特開2003-201000号公報
【特許文献３】特開平7-281200号公報
【特許文献４】特開2000-271465号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術では、粘性材料を一旦、ロッド状、小塊状、または薄膜状の形状にしてから吐出容器に充填するため、作業効率を高めることが困難である。また、特許文献２に記載された技術では、装置構成が大型化しやすく、また、部品点数が多いため部品洗浄の手間がかかるおそれがある。さらに、特許文献３に記載された技術では、特に材料が高粘度になる程、材料を貯留タンクに移送する時間がかかり、かつ、材料を貯留タンクに移送する際に材料に空気が混入するおそれがある。
【０００５】
また、特許文献４に記載されている自転・公転方式の攪拌脱泡装置は、材料を攪拌する（混練する、混合する、分散させる）とともに、材料に内在する気泡を放出させる（すなわち脱泡する）ことが可能で、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に利用されることがあった。ところで、電子部品材料は、通常、シリンジ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・吐出されるが、自転・公転方式の攪拌脱泡装置では、材料を精度よく処理するために、シリンジとは形状の異なる専用の容器が利用されることが一般的である。そのため、上記した自転・公転方式の攪拌脱泡装置によって精度よく攪拌脱泡された材料は、攪拌脱泡の専用容器からシリンジへ充填されて使用されることになる。しかしながら、専用容器からシリンジへの充填時に、材料に気泡が混入してしまうと、自転・公転方式の攪拌脱泡装置の性能を生かしきれない事態が発生しうる。このことから、自転・公転方式の攪拌脱泡装置によって処理された材料を、専用容器から、短時間で、気泡が混入しないようにシリンジに充填することが可能な技術の出現が待たれていた。
【０００６】
本発明の一つの態様は、粘度の高い材料であっても、効率よく、かつ、気泡が混入しないように充填することが可能で、さらに、複数の容器に均等に材料を充填することが可能な材料充填装置及び材料充填装置構成部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る材料充填装置は、
第１容器に保持された材料を複数の第２容器に充填する材料充填装置であって、
側面に複数の貫通穴が形成された第１容器と、前記第１容器の外側の領域で複数の第２容器を保持する第２容器保持部とを有する材料移送ユニットと、
前記材料移送ユニットを前記第１容器の中心を通る所定の回転軸線を中心に回転させることによって、前記第１容器に保持された材料に前記第１容器の内側面に向かう遠心力を作用させる回転駆動機構と、
を含み、
前記第１容器は、前記材料が、前記遠心力の作用で前記内側面に押し付けられることにより、前記内側面の下端領域から、前記複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域に向かって移動するように構成されており、かつ、前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、第１領域と、前記第１領域よりも前記材料の流動速度が遅くなる第２領域とが配列されている。
【０００８】
本発明に係る材料充填装置によると、材料Ｍを、複数の第２容器に分配充填することができるとともに、複数の第２容器における材料Ｍの充填量のばらつきを小さくすることができる。
【０００９】
（２）この材料充填装置において、
前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、複数の前記第１領域及び前記第２領域が交互に配列されていてもよい。
【００１０】
（３）この材料充填装置において、
前記複数の第２領域は、前記貫通穴に近付くほど幅が狭くなっていてもよい。
【００１１】
（４）この材料充填装置において、
前記第１領域及び前記第２領域は、傾斜角が異なる領域であってもよい。
【００１２】
（５）この材料充填装置において、
前記第１領域及び前記第２領域は、前記材料との摩擦抵抗が異なる領域であってもよい。
【００１３】
（６）この材料充填装置において、
前記回転駆動機構を制御して前記材料移送ユニットの回転数を調整する制御手段をさらに含み、
前記制御手段は、
前記材料を前記第１容器から前記第２容器に移送させる工程中に、前記材料移送ユニットの回転数を変化させる処理を行ってもよい。
【００１４】
（７）この材料充填装置において、
前記制御手段は、前記材料を前記第１容器から前記第２容器に移送させる工程中に、前記材料移送ユニットの回転方向を変える処理を行ってもよい。
【００１５】
（８）本発明に係る材料充填装置構成部品は、
内部に収納された材料を複数の容器に移送する材料充填装置構成部品であって、
複数の貫通穴が形成された側面を有し、
前記側面の内側面は、前記複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域の径が、下端領域の径よりも広くなっており、前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、第１領域と、前記第１領域よりも前記材料の流動速度が遅くなる第２領域とが配列されており、
回転駆動機構によって回転させられることにより、内部に収納された材料が、前記複数の貫通穴を介して複数の第２容器に移送されるように構成されている。
【００１６】
本発明に係る材料充填装置構成部品によると、材料Ｍを、複数の第２容器に分配充填することができるとともに、複数の第２容器における材料Ｍの充填量のばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図３】本発明に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図４】本発明に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図５】本発明に係る材料充填装置の動作を説明するための図である。
【図６】本発明に係る材料充填装置の動作を説明するための図である。
【図７】本発明に係る材料充填装置の動作を説明するための図である。
【図８】本発明に係る材料充填装置の動作を説明するための図である。
【図９】本発明に係る材料充填方法を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る材料充填方法を説明するための図である。
【図１１】自転・公転式の攪拌脱泡装置を説明するための図である。
【図１２】変形例に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図１３】変形例に係る材料充填方法を説明するための図である。
【図１４】変形例に係る材料充填方法を説明するための図である。
【図１５】変形例に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図１６】変形例に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。また、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含む。
【００１９】
（１）材料充填装置１の構成
はじめに、本発明を適用した実施の形態に係る材料充填装置１の構成について説明する。材料充填装置１は、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第１容器２０に保持させて、その後、分配して複数の第２容器１２０に同時に充填する装置として構成される。なお、本実施の形態で適用される収納容器１１０は、上端が開口しており、内側面１１２が上端側を向く傾斜面となるように構成されている。また、収納容器１１０は、内側面１１２を水平面で切断した断面が円形となるように構成されている。
【００２０】
（ａ）充填装置ユニット１００
材料充填装置１は、充填装置ユニット１００を有する。以下、図１〜図３を参照して、充填装置ユニット１００の構成を説明する。
【００２１】
充填装置ユニット１００は、図１に示すように、収納容器保持部１０を有する。収納容器保持部１０は、収納容器１１０を保持する役割を果たす。収納容器保持部１０は、図１に示すように、収納容器１１０を、上端（開口）を上に向けた姿勢で保持するように構成されている。なお、収納容器保持部１０は、特に図示しないが、その内部で収納容器１１０が空回りすることを防止するための空回り防止機構を備えた構成とすることが可能である。
【００２２】
充填装置ユニット１００は、図１及び図２に示すように、第１容器２０を有する。第１容器２０は、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第２容器１２０に充填する際に、材料Ｍを中継する役割を果たす。すなわち、収納容器１１０に収納された材料Ｍは、第１容器２０に移送されて第１容器２０で保持され、その後、第２容器１２０に移送されることになる。なお、後で詳述するが、本実施の形態では、材料Ｍは、遠心力の作用によって第１容器２０に保持される。また、第１容器２０は、中継容器（中継部材）と称することも可能である。
【００２３】
第１容器２０は、収納容器１１０の上端を囲繞する側面２２を含む。そして、充填装置ユニット１００は、収納容器保持部１０に収納容器１１０を取り付けた時に（少なくとも材料充填処理時に）、収納容器１１０の上端が、第１容器２０（第１容器２０の内面）によって区画された区画領域Ａ１内に配置されるように構成される。なお、本実施の形態では、第１容器２０は、側面２２の下端から張り出した下部庇部２６と、側面２２の上端から張り出した上部庇部２８とを含んで構成されている。なお、下部庇部２６を、後述する第１領域３６と称することもできる。また、本実施の形態では、下部庇部２６は上視図において中央が開口した形状となっており、収納容器１１０は、該開口を貫通する（該開口に挿通される）ように配置される。
【００２４】
そして、第１容器２０は、区画領域Ａ１の周縁部（内側面２４、下部庇部２６及び上部庇部２８によって区画された領域）で、材料Ｍを中継する。言い換えると、第１容器２０は、区画領域Ａ１の周縁部で、材料Ｍを一時的に保持することになる。
【００２５】
本実施の形態では、第１容器２０の内側面２４は、鉛直方向に配置された下部領域３２及び上部領域３４を含む。また、第１容器２０は、内側面２４（区画領域Ａ１）を水平面で切断した断面が円形となるように構成されている（図２参照）。
【００２６】
本実施の形態では、図１〜図３に示すように、下部領域３２には、第１領域３６及び第２領域３８が配列されている。なお、本実施の形態では、第１領域３６と第２領域３８とは、傾斜角が異なる領域である。そして、本実施の形態では、下部領域３２には、複数の第１領域３６及び第２領域３８が、交互に配列されている。また、本実施の形態では、第１領域３６及び第２領域３８は、同心円状に広がる領域とすることができる。なお、第１領域３６及び第２領域３８の構成数は特に限定されるものではなく、材料Ｍに適した数とすることができる。例えば、下部領域３２を、第１領域３６及び第２領域３８を１つのみ有するように構成することも可能である（図示せず）。
【００２７】
そして、本実施の形態では、側面２２には、複数の貫通穴３０が形成されている。貫通穴３０は、第１容器２０（側面２２）の内側と外側（区画領域Ａ１と第２容器１２０の内部空間）とを連通するように形成されている。なお、本実施の形態では、貫通穴３０は、開口（区画領域Ａ１側の開口）が、下部領域３２及び上部領域３４の境界に配置されるように形成されている。また、本実施の形態では、複数の貫通穴３０は、すべて、同一水平面上に、等間隔に配置される。そして、内側面２４における貫通穴３０が形成された領域（第１領域３６及び第２領域３８の境界領域）を、貫通穴形成領域３３と称することができる。
【００２８】
また、本実施の形態では、第１容器２０は、下部領域３２において、図３に示すように、水平面と第１領域３６とのなす角ａ１と、水平面と第２領域３８とのなす角a２とは、９０＞a２＞a１を満たすように構成されている。言い換えると、第２領域３８は上部領域３４側を向く傾斜面となっている。すなわち、第１容器２０では、第２領域３８の法線が水平方向よりも上方を向くように傾斜している。あるいは、貫通穴形成領域３３の径が、内側面２４の下端領域の径よりも広くなるように構成されているといえる。これにより、内側面２４の下部領域３２（下端領域）に押し付けられた材料Ｍは、上部領域３４（貫通穴形成領域３３）に向かって移動する。なお、本実施の形態では、第１領域３６及び第２領域３８が、斜め上方に向かう傾斜面となっている。ただし、変形例として、第１領域３６を水平面とすることや、第１領域３６を斜め下方に向かう傾斜面とすることも可能である（図示せず）。
【００２９】
また、本実施の形態では、上部領域３４は下部領域３２側を向く傾斜面となっている。すなわち、第１容器２０では、上部領域３４の法線が水平方向よりも下方を向くように傾斜する。これにより、内側面２４の上部領域３４に押し付けられた材料Ｍは、下部領域３２（貫通穴形成領域３３）に向かって移動する。
【００３０】
すなわち、本実施の形態では、第１容器２０は、遠心力によって内側面２４に押し付けられた材料Ｍが、貫通穴形成領域３３に向かって移動するように構成されている。
【００３１】
充填装置ユニット１００は、図１及び図２に示すように、複数の第２容器保持部４０を有する。第２容器保持部４０は、第２容器１２０を保持する役割を果たす。第２容器保持部４０は、第１容器２０（側面２２）よりも外側の領域で、第２容器１２０を保持するように構成されている。本実施の形態では、第２容器保持部４０は、第２容器１２０の中央部を固定する中央固定部４２と、第２容器１２０の先端部を保持する先端保持部４４とを含んで構成されている。そして、この第１容器２０と第２容器保持部４０とを合わせて、材料移送ユニットと称することができる。
【００３２】
本実施の形態では、充填装置ユニット１００は、少なくとも材料Ｍを第２容器１２０に充填する工程で、収納容器保持部１０、及び、第１容器２０、第２容器保持部４０の相対的な位置関係が変わらないように構成されている。具体的には、充填装置ユニット１００は、第１の基板５２を有し、収納容器保持部１０は、第１の基板５２に固定されている。また、充填装置ユニット１００は、第１の基板５２に固定された４個の支持部材５４を有し、第１容器２０は支持部材５４に固定される。さらに、充填装置ユニット１００は、支持部材５４に固定された第２の基板５６を有し、第２容器保持部４０は第２の基板５６に固定されている。これにより、充填装置ユニット１００を、収納容器保持部１０、及び、第１容器２０、第２容器保持部４０の相対的な位置関係が変わらない構成とすることができる。なお、本実施の形態では、充填装置ユニット１００は、第１容器２０を着脱することが可能な構成となっている。
【００３３】
本実施の形態では、充填装置ユニット１００は、材料中継管５８をさらに含む。材料中継管５８は、一端が第１容器２０の貫通穴３０に連通するように、第１容器２０の外側面に取り付けられる。また、材料中継管５８は、他端が第２容器１２０内に配置されるように取り付けられる。
【００３４】
（ｂ）回転駆動機構２００
本実施の形態に係る材料充填装置１は、充填装置ユニット１００を回転駆動する回転駆動機構２００を有する。以下、回転駆動機構２００の構成を説明する。
【００３５】
回転駆動機構２００は、充填装置ユニット１００（第１の基板５２）に固定された回転軸６０を有する。回転軸６０は、鉛直方向に延びる棒状の部材である。そして、回転軸６０は、その延長線（中心線の延長線）が区画領域Ａ１の中心を通るように、充填装置ユニット１００に固定される。また、本実施の形態では、回転軸６０は、ベアリング３０４を介して、支持体３００（支持体３００に固定されたベアリング保持部材３０２）に取り付けられている。すなわち、回転軸６０は、支持体３００に対して回転可能に取り付けられている。これにより、充填装置ユニット１００は、第１容器２０（区画領域Ａ１）の中心を通る回転軸線を中心に回転可能な態様で、支持体３００に保持されることになる。
【００３６】
回転駆動機構２００は、さらに、モータ７０と、モータ７０の動力を回転軸６０に伝達する動力伝達機構８０とを含む。本実施の形態では、図１に示すように、動力伝達機構８０は、モータ７０の軸に固定されたモータ軸プーリー８２と、回転軸６０に固定された回転軸プーリー８４と、モータ軸プーリー８２と回転軸プーリー８４との間にかけ回されたベルト８６とを含む。なお、本実施の形態では、モータ７０として、すでに公知となっているいずれかのモータを利用することができる。例えば本実施の形態では、モータ７０として、誘導モータ（インダクションモータ）を適用することができる。なお、誘導モータの回転数は、インバータから出力される交流電力の周波数を制御することにより、任意の値に設定することが可能である。ただし、モータ７０として、サーボモータやＰＭモータを利用することも可能である。
【００３７】
これにより、充填装置ユニット１００を、区画領域Ａ１の中心を通る、鉛直方向に延びる回転軸線を中心に回転させることが可能になる。
【００３８】
（ｃ）収納容器１１０
次に、本実施の形態に適用可能な収納容器１１０について説明する。収納容器１１０は、上端が開口しており、内側面１１２が上端側を向く傾斜面となるように構成されている。すなわち、収納容器１１０は、内側面１１２を水平面で切断した断面の外形が、上端に向かって大きくなるように構成されている。また、収納容器１１０は、内側面１１２を水平面で切断した断面が円形となるように構成されている。
【００３９】
なお、収納容器１１０として、上端の開口をふさぐ蓋体を着脱することが可能な容器を適用することもできる。かかる構成とすることで、収納容器１１０を材料充填装置１（収納容器保持部１０）に取り付ける直前まで収納容器１１０内を気密に保持することができるため、不純物の混入を防止することができる。
【００４０】
（ｄ）第２容器１２０
本実施の形態に適用可能な第２容器１２０は、特に限定されるものではない。すなわち、第２容器１２０は、所望の態様で材料を保持することが可能に構成されたいずれかの部材を利用することができる。例えば、第２容器１２０として、シリンジ容器を利用することができる。あるいは、第２容器１２０として、金型や、内部空間に液晶が充填される液晶パネル用容器を適用することができる。また、第２容器１２０として、上端部にキャップが取り付けられたものを利用することも可能である（図示せず）
【００４１】
なお、第２容器１２０は、第２容器保持部４０に保持される。そのため、第２容器１２０は、第１容器２０に対して固定され、第１容器２０と第２容器１２０とは一体的に動作することになる。
【００４２】
（ｅ）減圧手段
本実施の形態に係る材料充填装置１は、さらに、充填装置ユニット１００を格納する気密性のチャンバ９２と、チャンバ９２内を減圧する減圧手段９４とを含む。本実施の形態では、支持体３００の横板３１０上に、チャンバ９２が配置される。また、ベアリング保持部材３０２と回転軸６０との間に磁性流体を配置することにより、チャンバ９２内を気密に保持することが可能になる。減圧手段９４は、減圧ポンプや配管、各種のバルブによって実現することができる。また、本実施の形態に係る材料充填装置１は、チャンバ９２内の気圧を測定するためのセンサ９６（圧力センサ）を有する構成となっている。
【００４３】
（ｆ）制御手段
本実施の形態に係る材料充填装置１は、図４に示す制御手段２１０を含む。制御手段２１０は、材料充填装置１の動作を統括制御する役割を果たす。制御手段２１０は、回転駆動機構２００を制御して充填装置ユニット１００の回転速度を調整する。制御手段２１０は、また、チャンバ９２内の気圧（真空圧）を制御する。制御手段２１０は、材料充填装置１をシーケンス制御するように構成することができる。以下、制御手段２１０について説明する。図４は、制御手段２１０について説明するための図である。
【００４４】
制御手段２１０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ２１２）と、回転駆動機構２００を制御する回転速度制御部２１４と、チャンバ９２内の真空圧（気圧）を制御する真空圧制御部２１６とを含む。そして、ＣＰＵ２１２は、所定のタイミングで回転速度制御部２１４及び真空圧制御部２１６に各種の信号を出力することにより、材料充填装置１の動作を制御する。
【００４５】
本実施の形態では、回転速度制御部２１４は、モータ７０の回転数を制御するモータ制御部２１８を含む。例えばモータ７０としてインダクションモータを採用する場合には、モータ制御部２１８は、インバータの動作を制御し、モータ７０に供給される交流電力の周波数を所定値とするためのインバータ制御部によって実現することができる。あるいは、モータ７０としてサーボモータを採用する場合には、モータ制御部２１８は、専用のドライバ及びハードウェアによって実現され、モータ７０を所望の回転数で動作させるための各種処理を行う。
【００４６】
真空圧制御部２１６は、減圧ポンプの動作を制御するポンプ制御部と、減圧手段９４に含まれる各種弁の開閉を切り替えるスイッチング素子によって実現することができる。なお、真空圧制御部２１６は、センサ９６が検出したチャンバ９２内の圧力情報に基づいて、減圧ポンプの動作を制御するように構成することが可能である。
【００４７】
そして、ＣＰＵ２１２は、所定のタイミングで、回転速度制御部２１４及び真空圧制御部２１６に各種の信号（充填装置ユニット１００の回転速度データや真空圧データ等）を送信する処理を行う。これにより、充填装置ユニット１００を所定の速度（角速度・回転数）で回転させることができ、かつ、チャンバ９２内を所望の真空圧に設定することができる。
【００４８】
また、ＣＰＵ２１２は、操作部２２４から入力された動作データ（充填装置ユニット１００の回転速度データや真空圧データ、運転時間データ等）を受け付けて、図示しない記憶部に格納する処理や、表示部２２６に各種情報（操作部２２４から入力された動作データや、充填装置ユニット１００の回転速度、チャンバ９２内の真空圧、経過時間等）を表示させるための処理を行う。
【００４９】
（２）材料充填装置１の動作
次に、本実施の形態に係る材料充填装置１の動作について、図５〜図８を参照して説明する。
【００５０】
材料充填装置１を動作させる準備として、材料Ｍが収納された収納容器１１０を収納容器保持部１０に保持させ、第２容器１２０を第２容器保持部４０に保持させて、かつ、貫通穴３０を介して第１容器２０の区画領域Ａ１と第２容器１２０とを連通させる（図１参照）。
【００５１】
そして、回転駆動機構２００の駆動を開始することによって充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）を回転させる。充填装置ユニット１００が回転すると、材料Ｍには遠心力が作用し、材料Ｍは収納容器１１０の内側面１１２に押し付けられる。ここで、内側面１１２は収納容器１１０の上端側を向く傾斜面となっているため、材料Ｍは、内側面１１２に押し付けられると、内側面１１２に沿って収納容器１１０の上端に向かう力が作用することになる。すなわち、材料Ｍは、図５に示すように、内側面１１２に沿って薄く拡がりながら（パイプ形状となりながら）、内側面１１２に沿って上端に向かって移動する。そして、本実施の形態では、収納容器１１０の上端が開口しているため、材料Ｍは、上端の開口を通して収納容器１１０から排出される。
【００５２】
ところで、充填装置ユニット１００は、第１容器２０の側面２２が、収納容器１１０の上端（開口）を囲繞するように構成されている。言い換えると、充填装置ユニット１００では、収納容器１１０の上端(開口)が、区画領域Ａ１内に配置される。また、第１容器２０も回転しているため、第１容器２０内でも、材料Ｍは遠心力の影響を受けて、区画領域Ａ１の周縁部（内側面２４）に押し付けられる。このことから、収納容器１１０の上端の開口から排出された材料Ｍは、第１容器２０に移送され、図６に示すように、区画領域Ａ１の周縁部に保持されることになる。
【００５３】
そして、第１容器２０に移送された材料Ｍは、第１容器２０内で遠心力を受けて下部領域３２に押し付けられると、下部領域３２の表面（第１領域３６及び第２領域３８）を貫通穴形成領域３３に向かって移動する。そして、材料Ｍは貫通穴３０に至り、この状態でさらに遠心力が作用するため、材料Ｍは、貫通穴３０（材料中継管５８）から排出されることになる。ここで、本実施の形態では、充填装置ユニット１００は、貫通穴３０を介して区画領域Ａ１と第２容器１２０の内部空間が連通されている。そのため、貫通穴３０から排出された材料は、図７に示すように、第２容器１２０の内部空間に移送されることになる。
【００５４】
すなわち、本実施の形態に係る材料充填装置１では、遠心力を利用して、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第１容器２０の区画領域Ａ１の周縁部に移送し、さらに、貫通穴３０（材料中継管５８）を介して第２容器１２０に移送することにより、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第２容器１２０に充填する。
【００５５】
特に、材料充填装置１では、材料Ｍが、第１領域３６及び第２領域３８上を移動して貫通穴形成領域３３に到達する。この過程で、材料Ｍは内側面２４の周方向に拡がり、内側面２４の全周に亘って、高さのばらつきが小さくなる。詳しくは、材料Ｍは第１領域３６上を移動して第２領域３８に至ると、流動速度（特に上方への流動速度）が遅くなる。そのため、材料Ｍの流動方向が変化して、材料Ｍは、第２領域３８を横方向に流動して内側面２４の周方向に拡がることになる。また、第２領域３８では、第１領域３６に比べて、材料Ｍが留まる時間が長くなるため、多くの材料Ｍが第２領域３８で保持されることになる。そして、第２領域３８で保持される材料Ｍは、遠心力によって厚みのばらつきが小さくなるように流動するため、第２領域３８で保持される材料Ｍの量が増えるほど、材料Ｍは内側面２４の周方向の広い範囲に拡がることになる。これらの作用によって、材料Ｍは、内側面２４の周方向に拡がりながら、貫通穴形成領域３３に向かって移動することになる。そして、材料Ｍが内側面２４の周方向に拡がることで、内側面２４の全周に亘って、材料の高さのばらつきが小さくなる。
【００５６】
そして、図８に示すように、収納容器１１０に収納された材料Ｍを、すべて第２容器１２０に充填させて、材料充填装置１の動作を終了させることができる。
【００５７】
また、この材料充填装置１は、上端が開口しており、内側面が上端側を向く傾斜面となっている収納容器１１０に収納された材料Ｍを、複数の第２容器１２０に充填する材料充填装置であって、
上端を上に向けた姿勢で収納容器１１０を保持する収納容器保持部１０と、上端を囲繞する側面２２を有し、内側面２４によって区画された区画領域Ａ１の周縁部で材料Ｍを中継する第１容器２０と、第１容器２０よりも外側の領域で複数の第２容器１２０を保持する第２容器保持部４０とを有する充填装置ユニット１００と、
充填装置ユニット１００を、区画領域Ａ１の中心を通り、鉛直方向に延びる回転軸線を中心に回転させることによって、第１容器２０に保持された材料Ｍに第１容器２０の内側面２４に向かう遠心力を作用させる回転駆動機構２００と、
を含み、
第１容器２０は、材料Ｍが、遠心力の作用で内側面２４に押し付けられることにより、複数の貫通穴３０が形成された貫通穴形成領域に向かって移動するように構成されており、かつ、下端領域と貫通穴形成領域との間には、第１領域３６と、第１領域３６よりも材料の流動速度が遅くなる第２領域３８とが配列されている材料充填装置であるといえる。
【００５８】
また、材料充填装置１は、チャンバ９２と、チャンバ９２内を減圧する減圧手段９４とを含んで構成されている。そのため、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第２容器１２０に充填する工程を、チャンバ９２内を減圧した状態で行うことが可能である。具体的には、収納容器１１０及び第２容器１２０を充填装置ユニット１００に保持させた後にチャンバ９２内を減圧し、その後、モータ７０を駆動させることにより、減圧環境下で、材料Ｍの充填処理を行うことが可能になる。
【００５９】
（３）材料充填方法
次に、本実施の形態に係る材料充填方法について説明する。なお、図９は、本実施の形態に係る材料充填方法を説明するためのフローチャートであり、図１０はこのときの充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）の回転数を示すタイミングチャートである。
【００６０】
本実施の形態に係る材料充填方法は、図９に示すように、充填装置ユニット１００に材料Ｍが収納された収納容器１１０及び第２容器１２０を保持させる（収納容器保持部１０に収納容器１１０を保持させ、第２容器保持部４０に第２容器１２０を保持させる）工程（ステップＳ１１０）と、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）を回転させて、材料Ｍを第２容器１２０に充填する工程（ステップＳ１２０）とを含む。
【００６１】
例えば、本実施の形態に係る材料充填方法では、ステップＳ１２０において、充填装置ユニット１００の回転数を、図１０に示すように設定することができる。すなわち、本実施の形態では、充填装置ユニット１００の回転数が所定値（ｗ）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させ、その後、当該所定値（ｗ）で充填装置ユニット１００を回転させる。そして、充填装置ユニット１００の回転開始から所定時間（ｔ）経過後に、充填装置ユニット１００の回転を停止させる処理を開始する。ここで、所定値（ｗ）及び所定時間（ｔ）は、材料Ｍを第２容器１２０に充填する処理に足る値であり、具体的な値は実験により導出することが可能である。
【００６２】
（４）材料Ｍ
本実施の形態に適用可能な材料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。材料Ｍとして、例えば、接着剤、シーラント剤、液晶材料、半田ペースト、成型に利用される硬化性の樹脂材料、歯科用印象材料、歯科用セメント（穴埋め剤等）、粘性の強い液状の薬剤や、粒状体等の種々の材料を適用することができる。
【００６３】
（５）効果
以下、本実施の形態が奏する作用効果について説明する。
【００６４】
材料充填装置１によると、遠心力を利用して、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第２容器１２０に充填する。そのため、材料Ｍに大きな力を作用させることが可能になるため、粘度の高い材料であっても、効率よく第２容器１２０に充填(移送)することができる。また、材料Ｍに大きな力を作用させることから、収納容器１１０及び第１容器２０に残る材料の量を極めて少なくすることができ、材料Ｍの効率的な利用が可能になる。
【００６５】
また、材料充填装置１によると、材料充填処理を、すべて、遠心力を利用して実現することができる。そのため、材料充填時に、ヘラなどの部材を利用する必要がなくなるため、材料に不純物が混入しないように材料充填処理を行うことが可能になる。
【００６６】
また、材料充填装置１によると、材料充填処理時に、収納容器１１０及び第２容器１２０以外では、第１容器２０（第１容器２０及び材料中継管５８）のみに材料Ｍが接触することになる。そのため、洗浄を要する部品の点数を少なくすることができる。
【００６７】
また、材料充填装置１によると、収納容器１１０は、内側面１１２が上端側を向く傾斜面となっており、かつ、収納容器保持部１０に保持されたときに上端（開口）が第１容器２０の区画領域Ａ１内に配置することが可能に構成されていればよく、その形状は限定されるものではない。そのため、種々の容器（収納容器１１０）に対応することが可能な材料充填装置を提供することができる。また、材料充填装置１によると、材料Ｍは、第１容器２０から第２容器１２０に移送される。そのため、収納容器１１０は材料Ｍを第１容器２０に移送することが可能に構成されていれば足り、厳密な加工精度が要請されるものではない。
【００６８】
また、材料充填装置１によると、材料Ｍが収納容器１１０から排出される際に、材料Ｍは、薄く拡がった状態となって、内側面１１２に沿って上端（開口）に向かって移動する（図５参照）。すなわち、材料Ｍは、厚みが小さい状態で遠心力を受けることになる。そのため、材料Ｍに混入した気泡がある場合でも、遠心力の作用により気泡を放出させることができるため、材料充填工程で材料Ｍを脱泡処理することが可能になる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、材料充填装置１は、チャンバ９２及び減圧手段９４を有する。そのため、材料充填処理時に、材料Ｍに混入した気泡を効率よく放出させることができる。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、第１容器２０（側面２２）に複数の貫通穴３０が形成されており、該複数の貫通穴３０を介して、区画領域Ａ１と複数の第２容器１２０の内部空間とが連通されている。そのため、収納容器１１０に収納された材料Ｍを、複数の第２容器１２０に分配して同時に充填することが可能な、効率のよい材料充填装置を提供することができる。なお、第１容器２０が、内側面２４の水平断面が円形となるように構成されている場合、第１容器２０の中心と各貫通穴３０との距離が等しくなるため、複数の貫通穴３０近傍では、材料Ｍには同じ大きさの力がかかることになる。そのため、複数の貫通穴３０のそれぞれから、同量の材料Ｍを排出させることができ、複数の第２容器１２０に、均等に材料Ｍを充填させることができる。
【００７１】
そして、先に説明したように、本実施の形態では、第１容器２０の内側面２４（下部領域３２）には、第１領域３６及び第２領域３８が配列されている。そのため、材料Ｍは、貫通穴３０（貫通穴形成領域３３）に至るまでに、内側面２４の全周に亘って高さのばらつきが小さくなる。そのため、材料Ｍを第２容器１２０に移送する処理の開始時において、材料Ｍを、すべての貫通穴３０に（ほぼ）同時に接触させることができる。このことから、すべての第２容器１２０への材料Ｍの移送が、（ほぼ）同時に開始されることになり、それぞれの第２容器１２０に充填される材料Ｍの量のばらつきを軽減することが可能になる。
【００７２】
特に、本実施の形態によると、収納容器１１０内に材料Ｍが偏在している場合であっても、材料Ｍを複数の第２容器１２０に均等に分配充填する処理を、短時間に行うことが可能になる。そのため、いわゆる自転・公転方式の攪拌脱泡装置で処理された材料であっても、複数の第２容器１２０に均等に分配充填することができる。詳しくは、現在主流となっている自転・公転方式の攪拌脱泡装置として、図１１（Ａ）に示すように、材料Ｍが収納された収納容器８００を、鉛直に延びる公転軸線Ｌ１を中心に公転させながら、公転軸線Ｌ１と斜めに交差する自転軸線Ｌ２を中心に自転させるように構成されている装置が知られている。この装置では材料Ｍに高い遠心力が作用するため、材料Ｍは、公転軸線Ｌ１から最も遠い領域に集められ、収納容器８００内で材料が偏在することになる。そして、材料Ｍの粘度が高い場合には、攪拌脱泡装置から収納容器８００を取り出した後であっても材料Ｍが大きく流動しないため、図１１（Ｂ）に示すように、収納容器８００内で材料が偏在した状態が維持されることがある。
【００７３】
ところで本実施の形態によると、第１容器２０内で、材料Ｍの高さのばらつきを小さくすることができる。そのため、収納容器１１０に収納された材料Ｍを、自転・公転方式の攪拌脱泡装置で処理した後に、直ちに材料Ｍの充填処理（充填装置ユニット１００の回転駆動）を開始させる場合であっても、材料Ｍを複数の第２容器１２０に均等に分配充填することが可能になる。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す例では、収納容器８００には蓋体が取り付けられており、これにより攪拌脱泡中に材料Ｍが漏れることを防止することができる。また、蓋体の中央に貫通穴が形成されていることから、減圧雰囲気中で収納容器８００を自転・公転させれば、収納容器８００の内部が減圧された状態で材料Ｍの攪拌脱泡処理を行うことが可能になるため、高い脱泡性能を実現することができる。
【００７４】
（６）変形例
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
【００７５】
（６−１）第１の変形例
本変形例では、第１容器（下部領域）は、図１２に示すように、複数の第１領域３７と複数の第２領域３９とを含む。そして、本実施の形態では、複数の第２領域３９は、その長さが異なるように構成されている。詳しくは、本変形例では、複数の第２領域３９は、貫通穴３０（第１容器２０の外側）に近づくほど、その長さが短くなるように（高さが低くなるように）構成されている。
【００７６】
材料充填装置１では、貫通穴３０に近づくほど、材料Ｍの高さのばらつきが小さくなってゆく。逆に言うと、貫通穴３０から遠い領域では、材料Ｍの高さのばらつきが大きい可能性がある。そのため、貫通穴３０から遠い領域では、確実に材料Ｍの高さのばらつきを小さくするために、第２領域３９を広くとることが好ましい。しかしながら、貫通穴３０に近い領域では、材料Ｍの高さのばらつきが小さくなっているので、第２領域３９を狭くした場合でも、材料Ｍの高さのばらつきを小さくする作用を奏することができる。また、第２領域３９を狭くすることで、材料Ｍの流動速度が速くなり、材料Ｍの充填処理を効率よく行うことができる。
【００７７】
（６−２）第２の変形例
本変形例では、材料充填装置１（制御手段２１０）は、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）を回転させて、材料Ｍを第２容器１２０に充填する工程（ステップＳ１２０）で、充填装置ユニット１００の回転数を変化させる処理を行う。具体的には、材料充填装置は、充填装置ユニット１００の回転数を低下させ、その後、上昇させる処理を行う。
【００７８】
すなわち、本変形例では、図１３に示すように、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）の回転数が第１の回転数（ｗ１）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させ、その後、充填装置ユニット１００の回転数が第２の回転数（ｗ２）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を低下させる回転数低下処理と、充填装置ユニット１００の回転数が第１の回転数（ｗ１）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させる回転数上昇処理とを繰り返す。なお、少なくとも第１の回転数（ｗ１）は、材料Ｍが収納容器１１０を上昇して上端から排出されるに足る値であり、かつ、第１容器２０に保持された材料が貫通穴３０を介して第２容器１２０へ移送されるに足る値である。第１の回転数（ｗ１）の具体的な値は、実験によって導出することが可能である。
【００７９】
そして、本変形例では、図１３に示すように、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）の回転開始から所定の時間（ｔ）経過したときに、充填装置ユニット１００の回転を停止させる処理を開始する。ここで、所定の時間（ｔ）は、材料Ｍの第２容器１２０への充填処理が終了するまでの時間であり、具体的な値は実験によって導出することが可能である。
【００８０】
本変形例によると、特に、第１容器２０に保持された材料Ｍが貫通穴３０に至るまでの間に、充填装置ユニット１００の回転数が変化する。そのため、第１容器２０内で、材料Ｍが第１容器２０の周方向に拡がりやすくなり、材料Ｍの高さのばらつきを、効率よく低減することができる。
【００８１】
なお、本変形例の他の態様として、図１４のタイミングチャートに示すように、材料充填装置（制御手段）は、充填装置ユニット１００の回転方向を変える処理を行うことも可能である。すなわち、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）の回転数が第１の回転数（ｗ１）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させ、その後、充填装置ユニット１００が停止するまで充填装置ユニット１００の回転数を低下させる。さらに、充填装置ユニット１００の回転方向を変えて第１の回転数（ｗ１）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させ、その後、充填装置ユニット１００が停止するまで充填装置ユニット１００の回転数を低下させる。これを所定時間繰り返すことによって、材料Ｍを充填する処理を行うことができる。
【００８２】
（６−３）第３の変形例
本変形例では、第１容器は、図１５に示すように、第１領域１３６及び第２領域１３８を有する。そして、本変形例では、図１５に示すように、第１領域１３６と第２領域１３８とは、傾斜角が等しくなっている。また、第１領域１３６及び第２領域１３８の、材料Ｍに対する摩擦抵抗（摩擦係数）が異なるように構成されている。詳しくは、第２領域１３８は、第１領域１３６に比べて、材料Ｍの摩擦抵抗が大きくなるように構成されている。例えば、第１領域１３６及び第２領域１３８の表面処理の方法を変えることにより、これを実現することができる。
【００８３】
本変形例によると、第２領域１３８において、材料Ｍの流動速度が、第１領域１３６よりも遅くなる。そのため、材料Ｍが貫通穴形成領域３３に至るまでに、材料Ｍの高さのばらつきを小さくすることができ、複数の第２容器１２０への材料Ｍの充填量のばらつきを小さくすることができる。
【００８４】
また、本変形例の別の態様として、第１領域１３６及び第２領域１３８を、傾斜角が異なる領域とすることも可能である（図示せず）。
【００８５】
（６−４）第４の変形例
本変形例では、充填装置ユニット（材料移送ユニット）は、図１６に示す第１容器２１を有する。第１容器２１は、底面２３を有する構成となっている。第１容器２１を利用した場合であっても、上記と同様の効果を奏することができるため、複数の第２容器１２０に充填される材料Ｍの量のばらつきを軽減することが可能になる。なお、第１容器２１は、上端に開口２５が形成されており、該開口２５を通じて、第１容器２１内に材料Ｍを収納させることが可能な構成となっている。
【符号の説明】
【００８６】
１…材料充填装置、 １０…収納容器保持部、 ２０…第１容器、 ２１…第１容器、 ２２…側面、 ２３…底面、 ２４…内側面、 ２５…開口、 ２６…下部庇部、 ２８…上部庇部、 ３０…貫通穴、 ３２…下部領域、 ３３…貫通穴形成領域、 ３４…上部領域、 ３６…第１領域、 ３７…第１領域、 ３８…第２領域、 ３９…第２領域、 ４０…容器保持部、 ４２…中央固定部、 ４４…先端保持部、 ５２…第１の基板、 ５４…支持部材、 ５６…第２の基板、 ５８…材料中継管、 ６０…回転軸、 ７０…モータ、 ８０…動力伝達機構、 ８２…モータ軸プーリー、 ８４…回転軸プーリー、 ８６…ベルト、 ９２…チャンバ、 ９４…減圧手段、 ９６…センサ、 １００…充填装置ユニット、 １１０…収納容器、 １１２…内側面、 １２０…第２容器、 １３６…第１領域、 １３８…第２領域、 ２００…回転駆動機構、 ２１０…制御手段、 ２１４…回転速度制御部、 ２１６…真空圧制御部、 ２１８…モータ制御部、 ２２４…操作部、 ２２６…表示部、 ３００…支持体、 ３０２…ベアリング保持部材、 ３０４…ベアリング、 ８００…収納容器、 Ｍ…材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料充填装置、特に、遠心力を利用して、所与の容器に収納された材料を他の容器に充填する材料充填装置及び材料充填装置構成部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心力を利用して材料を充填する装置として、種々の装置が知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。これらの充填装置は、遠心力を利用するため、高粘度の材料であっても充填することが可能になる。また、遠心力を利用した材料の充填方法として、特許文献３のように、一つの容器（貯留タンク）内の材料（液晶Ｌ）を、複数の容器（容器）に充填する方法が知られている。さらに、材料が収納され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攪拌脱泡する装置（自転・公転方式の攪拌脱泡装置）が知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2002-80005号公報
【特許文献２】特開2003-201000号公報
【特許文献３】特開平7-281200号公報
【特許文献４】特開2000-271465号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術では、粘性材料を一旦、ロッド状、小塊状、または薄膜状の形状にしてから吐出容器に充填するため、作業効率を高めることが困難である。また、特許文献２に記載された技術では、装置構成が大型化しやすく、また、部品点数が多いため部品洗浄の手間がかかるおそれがある。さらに、特許文献３に記載された技術では、特に材料が高粘度になる程、材料を貯留タンクに移送する時間がかかり、かつ、材料を貯留タンクに移送する際に材料に空気が混入するおそれがある。
【０００５】
また、特許文献４に記載されている自転・公転方式の攪拌脱泡装置は、材料を攪拌する（混練する、混合する、分散させる）とともに、材料に内在する気泡を放出させる（すなわち脱泡する）ことが可能で、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に利用されることがあった。ところで、電子部品材料は、通常、シリンジ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・吐出されるが、自転・公転方式の攪拌脱泡装置では、材料を精度よく処理するために、シリンジとは形状の異なる専用の容器が利用されることが一般的である。そのため、上記した自転・公転方式の攪拌脱泡装置によって精度よく攪拌脱泡された材料は、攪拌脱泡の専用容器からシリンジへ充填されて使用されることになる。しかしながら、専用容器からシリンジへの充填時に、材料に気泡が混入してしまうと、自転・公転方式の攪拌脱泡装置の性能を生かしきれない事態が発生しうる。このことから、自転・公転方式の攪拌脱泡装置によって処理された材料を、専用容器から、短時間で、気泡が混入しないようにシリンジに充填することが可能な技術の出現が待たれていた。
【０００６】
本発明の一つの態様は、粘度の高い材料であっても、効率よく、かつ、気泡が混入しないように充填することが可能で、さらに、複数の容器に均等に材料を充填することが可能な材料充填装置及び材料充填装置構成部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る材料充填装置は、
第１容器に保持された材料を複数の第２容器に充填する材料充填装置であって、
側面に複数の貫通穴が形成された第１容器と、前記第１容器の外側の領域で複数の第２容器を保持する第２容器保持部とを有する材料移送ユニットと、
前記材料移送ユニットを前記第１容器の中心を通る所定の回転軸線を中心に回転させることによって、前記第１容器に保持された材料に前記第１容器の内側面に向かう遠心力を作用させる回転駆動機構と、
を含み、
前記第１容器は、前記材料が、前記遠心力の作用で前記内側面に押し付けられることにより、前記内側面の下端領域から、前記複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域に向かって移動するように構成されており、かつ、前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、第１領域と、前記第１領域よりも前記材料の流動速度が遅くなる第２領域とが配列されている。
【０００８】
本発明に係る材料充填装置によると、材料Ｍを、複数の第２容器に分配充填することができるとともに、複数の第２容器における材料Ｍの充填量のばらつきを小さくすることができる。
【０００９】
（２）この材料充填装置において、
前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、複数の前記第１領域及び前記第２領域が交互に配列されていてもよい。
【００１０】
（３）この材料充填装置において、
前記複数の第２領域は、前記貫通穴に近付くほど幅が狭くなっていてもよい。
【００１１】
（４）この材料充填装置において、
前記第１領域及び前記第２領域は、傾斜角が異なる領域であってもよい。
【００１２】
（５）この材料充填装置において、
前記第１領域及び前記第２領域は、前記材料との摩擦抵抗が異なる領域であってもよい。
【００１３】
（６）この材料充填装置において、
前記回転駆動機構を制御して前記材料移送ユニットの回転数を調整する制御手段をさらに含み、
前記制御手段は、
前記材料を前記第１容器から前記第２容器に移送させる工程中に、前記材料移送ユニットの回転数を変化させる処理を行ってもよい。
【００１４】
（７）この材料充填装置において、
前記制御手段は、前記材料を前記第１容器から前記第２容器に移送させる工程中に、前記材料移送ユニットの回転方向を変える処理を行ってもよい。
【００１５】
（８）本発明に係る材料充填装置構成部品は、
内部に収納された材料を複数の容器に移送する材料充填装置構成部品であって、
複数の貫通穴が形成された側面を有し、
前記側面の内側面は、前記複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域の径が、下端領域の径よりも広くなっており、前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、第１領域と、前記第１領域よりも前記材料の流動速度が遅くなる第２領域とが配列されており、
回転駆動機構によって回転させられることにより、内部に収納された材料が、前記複数の貫通穴を介して複数の第２容器に移送されるように構成されている。
【００１６】
本発明に係る材料充填装置構成部品によると、材料Ｍを、複数の第２容器に分配充填することができるとともに、複数の第２容器における材料Ｍの充填量のばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図３】本発明に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図４】本発明に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図５】本発明に係る材料充填装置の動作を説明するための図である。
【図６】本発明に係る材料充填装置の動作を説明するための図である。
【図７】本発明に係る材料充填装置の動作を説明するための図である。
【図８】本発明に係る材料充填装置の動作を説明するための図である。
【図９】本発明に係る材料充填方法を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る材料充填方法を説明するための図である。
【図１１】自転・公転式の攪拌脱泡装置を説明するための図である。
【図１２】変形例に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図１３】変形例に係る材料充填方法を説明するための図である。
【図１４】変形例に係る材料充填方法を説明するための図である。
【図１５】変形例に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【図１６】変形例に係る材料充填装置の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。また、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含む。
【００１９】
（１）材料充填装置１の構成
はじめに、本発明を適用した実施の形態に係る材料充填装置１の構成について説明する。材料充填装置１は、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第１容器２０に保持させて、その後、分配して複数の第２容器１２０に同時に充填する装置として構成される。なお、本実施の形態で適用される収納容器１１０は、上端が開口しており、内側面１１２が上端側を向く傾斜面となるように構成されている。また、収納容器１１０は、内側面１１２を水平面で切断した断面が円形となるように構成されている。
【００２０】
（ａ）充填装置ユニット１００
材料充填装置１は、充填装置ユニット１００を有する。以下、図１〜図３を参照して、充填装置ユニット１００の構成を説明する。
【００２１】
充填装置ユニット１００は、図１に示すように、収納容器保持部１０を有する。収納容器保持部１０は、収納容器１１０を保持する役割を果たす。収納容器保持部１０は、図１に示すように、収納容器１１０を、上端（開口）を上に向けた姿勢で保持するように構成されている。なお、収納容器保持部１０は、特に図示しないが、その内部で収納容器１１０が空回りすることを防止するための空回り防止機構を備えた構成とすることが可能である。
【００２２】
充填装置ユニット１００は、図１及び図２に示すように、第１容器２０を有する。第１容器２０は、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第２容器１２０に充填する際に、材料Ｍを中継する役割を果たす。すなわち、収納容器１１０に収納された材料Ｍは、第１容器２０に移送されて第１容器２０で保持され、その後、第２容器１２０に移送されることになる。なお、後で詳述するが、本実施の形態では、材料Ｍは、遠心力の作用によって第１容器２０に保持される。また、第１容器２０は、中継容器（中継部材）と称することも可能である。
【００２３】
第１容器２０は、収納容器１１０の上端を囲繞する側面２２を含む。そして、充填装置ユニット１００は、収納容器保持部１０に収納容器１１０を取り付けた時に（少なくとも材料充填処理時に）、収納容器１１０の上端が、第１容器２０（第１容器２０の内面）によって区画された区画領域Ａ１内に配置されるように構成される。なお、本実施の形態では、第１容器２０は、側面２２の下端から張り出した下部庇部２６と、側面２２の上端から張り出した上部庇部２８とを含んで構成されている。なお、下部庇部２６を、後述する第１領域３６と称することもできる。また、本実施の形態では、下部庇部２６は上視図において中央が開口した形状となっており、収納容器１１０は、該開口を貫通する（該開口に挿通される）ように配置される。
【００２４】
そして、第１容器２０は、区画領域Ａ１の周縁部（内側面２４、下部庇部２６及び上部庇部２８によって区画された領域）で、材料Ｍを中継する。言い換えると、第１容器２０は、区画領域Ａ１の周縁部で、材料Ｍを一時的に保持することになる。
【００２５】
本実施の形態では、第１容器２０の内側面２４は、鉛直方向に配置された下部領域３２及び上部領域３４を含む。また、第１容器２０は、内側面２４（区画領域Ａ１）を水平面で切断した断面が円形となるように構成されている（図２参照）。
【００２６】
本実施の形態では、図１〜図３に示すように、下部領域３２には、第１領域３６及び第２領域３８が配列されている。なお、本実施の形態では、第１領域３６と第２領域３８とは、傾斜角が異なる領域である。そして、本実施の形態では、下部領域３２には、複数の第１領域３６及び第２領域３８が、交互に配列されている。また、本実施の形態では、第１領域３６及び第２領域３８は、同心円状に広がる領域とすることができる。なお、第１領域３６及び第２領域３８の構成数は特に限定されるものではなく、材料Ｍに適した数とすることができる。例えば、下部領域３２を、第１領域３６及び第２領域３８を１つのみ有するように構成することも可能である（図示せず）。
【００２７】
そして、本実施の形態では、側面２２には、複数の貫通穴３０が形成されている。貫通穴３０は、第１容器２０（側面２２）の内側と外側（区画領域Ａ１と第２容器１２０の内部空間）とを連通するように形成されている。なお、本実施の形態では、貫通穴３０は、開口（区画領域Ａ１側の開口）が、下部領域３２及び上部領域３４の境界に配置されるように形成されている。また、本実施の形態では、複数の貫通穴３０は、すべて、同一水平面上に、等間隔に配置される。そして、内側面２４における貫通穴３０が形成された領域（第１領域３６及び第２領域３８の境界領域）を、貫通穴形成領域３３と称することができる。
【００２８】
また、本実施の形態では、第１容器２０は、下部領域３２において、図３に示すように、水平面と第１領域３６とのなす角ａ１と、水平面と第２領域３８とのなす角a２とは、９０＞a２＞a１を満たすように構成されている。言い換えると、第２領域３８は上部領域３４側を向く傾斜面となっている。すなわち、第１容器２０では、第２領域３８の法線が水平方向よりも上方を向くように傾斜している。あるいは、貫通穴形成領域３３の径が、内側面２４の下端領域の径よりも広くなるように構成されているといえる。これにより、内側面２４の下部領域３２（下端領域）に押し付けられた材料Ｍは、上部領域３４（貫通穴形成領域３３）に向かって移動する。なお、本実施の形態では、第１領域３６及び第２領域３８が、斜め上方に向かう傾斜面となっている。ただし、変形例として、第１領域３６を水平面とすることや、第１領域３６を斜め下方に向かう傾斜面とすることも可能である（図示せず）。
【００２９】
また、本実施の形態では、上部領域３４は下部領域３２側を向く傾斜面となっている。すなわち、第１容器２０では、上部領域３４の法線が水平方向よりも下方を向くように傾斜する。これにより、内側面２４の上部領域３４に押し付けられた材料Ｍは、下部領域３２（貫通穴形成領域３３）に向かって移動する。
【００３０】
すなわち、本実施の形態では、第１容器２０は、遠心力によって内側面２４に押し付けられた材料Ｍが、貫通穴形成領域３３に向かって移動するように構成されている。
【００３１】
充填装置ユニット１００は、図１及び図２に示すように、複数の第２容器保持部４０を有する。第２容器保持部４０は、第２容器１２０を保持する役割を果たす。第２容器保持部４０は、第１容器２０（側面２２）よりも外側の領域で、第２容器１２０を保持するように構成されている。本実施の形態では、第２容器保持部４０は、第２容器１２０の中央部を固定する中央固定部４２と、第２容器１２０の先端部を保持する先端保持部４４とを含んで構成されている。そして、この第１容器２０と第２容器保持部４０とを合わせて、材料移送ユニットと称することができる。
【００３２】
本実施の形態では、充填装置ユニット１００は、少なくとも材料Ｍを第２容器１２０に充填する工程で、収納容器保持部１０、及び、第１容器２０、第２容器保持部４０の相対的な位置関係が変わらないように構成されている。具体的には、充填装置ユニット１００は、第１の基板５２を有し、収納容器保持部１０は、第１の基板５２に固定されている。また、充填装置ユニット１００は、第１の基板５２に固定された４個の支持部材５４を有し、第１容器２０は支持部材５４に固定される。さらに、充填装置ユニット１００は、支持部材５４に固定された第２の基板５６を有し、第２容器保持部４０は第２の基板５６に固定されている。これにより、充填装置ユニット１００を、収納容器保持部１０、及び、第１容器２０、第２容器保持部４０の相対的な位置関係が変わらない構成とすることができる。なお、本実施の形態では、充填装置ユニット１００は、第１容器２０を着脱することが可能な構成となっている。
【００３３】
本実施の形態では、充填装置ユニット１００は、材料中継管５８をさらに含む。材料中継管５８は、一端が第１容器２０の貫通穴３０に連通するように、第１容器２０の外側面に取り付けられる。また、材料中継管５８は、他端が第２容器１２０内に配置されるように取り付けられる。
【００３４】
（ｂ）回転駆動機構２００
本実施の形態に係る材料充填装置１は、充填装置ユニット１００を回転駆動する回転駆動機構２００を有する。以下、回転駆動機構２００の構成を説明する。
【００３５】
回転駆動機構２００は、充填装置ユニット１００（第１の基板５２）に固定された回転軸６０を有する。回転軸６０は、鉛直方向に延びる棒状の部材である。そして、回転軸６０は、その延長線（中心線の延長線）が区画領域Ａ１の中心を通るように、充填装置ユニット１００に固定される。また、本実施の形態では、回転軸６０は、ベアリング３０４を介して、支持体３００（支持体３００に固定されたベアリング保持部材３０２）に取り付けられている。すなわち、回転軸６０は、支持体３００に対して回転可能に取り付けられている。これにより、充填装置ユニット１００は、第１容器２０（区画領域Ａ１）の中心を通る回転軸線を中心に回転可能な態様で、支持体３００に保持されることになる。
【００３６】
回転駆動機構２００は、さらに、モータ７０と、モータ７０の動力を回転軸６０に伝達する動力伝達機構８０とを含む。本実施の形態では、図１に示すように、動力伝達機構８０は、モータ７０の軸に固定されたモータ軸プーリー８２と、回転軸６０に固定された回転軸プーリー８４と、モータ軸プーリー８２と回転軸プーリー８４との間にかけ回されたベルト８６とを含む。なお、本実施の形態では、モータ７０として、すでに公知となっているいずれかのモータを利用することができる。例えば本実施の形態では、モータ７０として、誘導モータ（インダクションモータ）を適用することができる。なお、誘導モータの回転数は、インバータから出力される交流電力の周波数を制御することにより、任意の値に設定することが可能である。ただし、モータ７０として、サーボモータやＰＭモータを利用することも可能である。
【００３７】
これにより、充填装置ユニット１００を、区画領域Ａ１の中心を通る、鉛直方向に延びる回転軸線を中心に回転させることが可能になる。
【００３８】
（ｃ）収納容器１１０
次に、本実施の形態に適用可能な収納容器１１０について説明する。収納容器１１０は、上端が開口しており、内側面１１２が上端側を向く傾斜面となるように構成されている。すなわち、収納容器１１０は、内側面１１２を水平面で切断した断面の外形が、上端に向かって大きくなるように構成されている。また、収納容器１１０は、内側面１１２を水平面で切断した断面が円形となるように構成されている。
【００３９】
なお、収納容器１１０として、上端の開口をふさぐ蓋体を着脱することが可能な容器を適用することもできる。かかる構成とすることで、収納容器１１０を材料充填装置１（収納容器保持部１０）に取り付ける直前まで収納容器１１０内を気密に保持することができるため、不純物の混入を防止することができる。
【００４０】
（ｄ）第２容器１２０
本実施の形態に適用可能な第２容器１２０は、特に限定されるものではない。すなわち、第２容器１２０は、所望の態様で材料を保持することが可能に構成されたいずれかの部材を利用することができる。例えば、第２容器１２０として、シリンジ容器を利用することができる。あるいは、第２容器１２０として、金型や、内部空間に液晶が充填される液晶パネル用容器を適用することができる。また、第２容器１２０として、上端部にキャップが取り付けられたものを利用することも可能である（図示せず）
【００４１】
なお、第２容器１２０は、第２容器保持部４０に保持される。そのため、第２容器１２０は、第１容器２０に対して固定され、第１容器２０と第２容器１２０とは一体的に動作することになる。
【００４２】
（ｅ）減圧手段
本実施の形態に係る材料充填装置１は、さらに、充填装置ユニット１００を格納する気密性のチャンバ９２と、チャンバ９２内を減圧する減圧手段９４とを含む。本実施の形態では、支持体３００の横板３１０上に、チャンバ９２が配置される。また、ベアリング保持部材３０２と回転軸６０との間に磁性流体を配置することにより、チャンバ９２内を気密に保持することが可能になる。減圧手段９４は、減圧ポンプや配管、各種のバルブによって実現することができる。また、本実施の形態に係る材料充填装置１は、チャンバ９２内の気圧を測定するためのセンサ９６（圧力センサ）を有する構成となっている。
【００４３】
（ｆ）制御手段
本実施の形態に係る材料充填装置１は、図４に示す制御手段２１０を含む。制御手段２１０は、材料充填装置１の動作を統括制御する役割を果たす。制御手段２１０は、回転駆動機構２００を制御して充填装置ユニット１００の回転速度を調整する。制御手段２１０は、また、チャンバ９２内の気圧（真空圧）を制御する。制御手段２１０は、材料充填装置１をシーケンス制御するように構成することができる。以下、制御手段２１０について説明する。図４は、制御手段２１０について説明するための図である。
【００４４】
制御手段２１０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ２１２）と、回転駆動機構２００を制御する回転速度制御部２１４と、チャンバ９２内の真空圧（気圧）を制御する真空圧制御部２１６とを含む。そして、ＣＰＵ２１２は、所定のタイミングで回転速度制御部２１４及び真空圧制御部２１６に各種の信号を出力することにより、材料充填装置１の動作を制御する。
【００４５】
本実施の形態では、回転速度制御部２１４は、モータ７０の回転数を制御するモータ制御部２１８を含む。例えばモータ７０としてインダクションモータを採用する場合には、モータ制御部２１８は、インバータの動作を制御し、モータ７０に供給される交流電力の周波数を所定値とするためのインバータ制御部によって実現することができる。あるいは、モータ７０としてサーボモータを採用する場合には、モータ制御部２１８は、専用のドライバ及びハードウェアによって実現され、モータ７０を所望の回転数で動作させるための各種処理を行う。
【００４６】
真空圧制御部２１６は、減圧ポンプの動作を制御するポンプ制御部と、減圧手段９４に含まれる各種弁の開閉を切り替えるスイッチング素子によって実現することができる。なお、真空圧制御部２１６は、センサ９６が検出したチャンバ９２内の圧力情報に基づいて、減圧ポンプの動作を制御するように構成することが可能である。
【００４７】
そして、ＣＰＵ２１２は、所定のタイミングで、回転速度制御部２１４及び真空圧制御部２１６に各種の信号（充填装置ユニット１００の回転速度データや真空圧データ等）を送信する処理を行う。これにより、充填装置ユニット１００を所定の速度（角速度・回転数）で回転させることができ、かつ、チャンバ９２内を所望の真空圧に設定することができる。
【００４８】
また、ＣＰＵ２１２は、操作部２２４から入力された動作データ（充填装置ユニット１００の回転速度データや真空圧データ、運転時間データ等）を受け付けて、図示しない記憶部に格納する処理や、表示部２２６に各種情報（操作部２２４から入力された動作データや、充填装置ユニット１００の回転速度、チャンバ９２内の真空圧、経過時間等）を表示させるための処理を行う。
【００４９】
（２）材料充填装置１の動作
次に、本実施の形態に係る材料充填装置１の動作について、図５〜図８を参照して説明する。
【００５０】
材料充填装置１を動作させる準備として、材料Ｍが収納された収納容器１１０を収納容器保持部１０に保持させ、第２容器１２０を第２容器保持部４０に保持させて、かつ、貫通穴３０を介して第１容器２０の区画領域Ａ１と第２容器１２０とを連通させる（図１参照）。
【００５１】
そして、回転駆動機構２００の駆動を開始することによって充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）を回転させる。充填装置ユニット１００が回転すると、材料Ｍには遠心力が作用し、材料Ｍは収納容器１１０の内側面１１２に押し付けられる。ここで、内側面１１２は収納容器１１０の上端側を向く傾斜面となっているため、材料Ｍは、内側面１１２に押し付けられると、内側面１１２に沿って収納容器１１０の上端に向かう力が作用することになる。すなわち、材料Ｍは、図５に示すように、内側面１１２に沿って薄く拡がりながら（パイプ形状となりながら）、内側面１１２に沿って上端に向かって移動する。そして、本実施の形態では、収納容器１１０の上端が開口しているため、材料Ｍは、上端の開口を通して収納容器１１０から排出される。
【００５２】
ところで、充填装置ユニット１００は、第１容器２０の側面２２が、収納容器１１０の上端（開口）を囲繞するように構成されている。言い換えると、充填装置ユニット１００では、収納容器１１０の上端(開口)が、区画領域Ａ１内に配置される。また、第１容器２０も回転しているため、第１容器２０内でも、材料Ｍは遠心力の影響を受けて、区画領域Ａ１の周縁部（内側面２４）に押し付けられる。このことから、収納容器１１０の上端の開口から排出された材料Ｍは、第１容器２０に移送され、図６に示すように、区画領域Ａ１の周縁部に保持されることになる。
【００５３】
そして、第１容器２０に移送された材料Ｍは、第１容器２０内で遠心力を受けて下部領域３２に押し付けられると、下部領域３２の表面（第１領域３６及び第２領域３８）を貫通穴形成領域３３に向かって移動する。そして、材料Ｍは貫通穴３０に至り、この状態でさらに遠心力が作用するため、材料Ｍは、貫通穴３０（材料中継管５８）から排出されることになる。ここで、本実施の形態では、充填装置ユニット１００は、貫通穴３０を介して区画領域Ａ１と第２容器１２０の内部空間が連通されている。そのため、貫通穴３０から排出された材料は、図７に示すように、第２容器１２０の内部空間に移送されることになる。
【００５４】
すなわち、本実施の形態に係る材料充填装置１では、遠心力を利用して、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第１容器２０の区画領域Ａ１の周縁部に移送し、さらに、貫通穴３０（材料中継管５８）を介して第２容器１２０に移送することにより、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第２容器１２０に充填する。
【００５５】
特に、材料充填装置１では、材料Ｍが、第１領域３６及び第２領域３８上を移動して貫通穴形成領域３３に到達する。この過程で、材料Ｍは内側面２４の周方向に拡がり、内側面２４の全周に亘って、高さのばらつきが小さくなる。詳しくは、材料Ｍは第１領域３６上を移動して第２領域３８に至ると、流動速度（特に上方への流動速度）が遅くなる。そのため、材料Ｍの流動方向が変化して、材料Ｍは、第２領域３８を横方向に流動して内側面２４の周方向に拡がることになる。また、第２領域３８では、第１領域３６に比べて、材料Ｍが留まる時間が長くなるため、多くの材料Ｍが第２領域３８で保持されることになる。そして、第２領域３８で保持される材料Ｍは、遠心力によって厚みのばらつきが小さくなるように流動するため、第２領域３８で保持される材料Ｍの量が増えるほど、材料Ｍは内側面２４の周方向の広い範囲に拡がることになる。これらの作用によって、材料Ｍは、内側面２４の周方向に拡がりながら、貫通穴形成領域３３に向かって移動することになる。そして、材料Ｍが内側面２４の周方向に拡がることで、内側面２４の全周に亘って、材料の高さのばらつきが小さくなる。
【００５６】
そして、図８に示すように、収納容器１１０に収納された材料Ｍを、すべて第２容器１２０に充填させて、材料充填装置１の動作を終了させることができる。
【００５７】
また、この材料充填装置１は、上端が開口しており、内側面が上端側を向く傾斜面となっている収納容器１１０に収納された材料Ｍを、複数の第２容器１２０に充填する材料充填装置であって、
上端を上に向けた姿勢で収納容器１１０を保持する収納容器保持部１０と、上端を囲繞する側面２２を有し、内側面２４によって区画された区画領域Ａ１の周縁部で材料Ｍを中継する第１容器２０と、第１容器２０よりも外側の領域で複数の第２容器１２０を保持する第２容器保持部４０とを有する充填装置ユニット１００と、
充填装置ユニット１００を、区画領域Ａ１の中心を通り、鉛直方向に延びる回転軸線を中心に回転させることによって、第１容器２０に保持された材料Ｍに第１容器２０の内側面２４に向かう遠心力を作用させる回転駆動機構２００と、
を含み、
第１容器２０は、材料Ｍが、遠心力の作用で内側面２４に押し付けられることにより、複数の貫通穴３０が形成された貫通穴形成領域に向かって移動するように構成されており、かつ、下端領域と貫通穴形成領域との間には、第１領域３６と、第１領域３６よりも材料の流動速度が遅くなる第２領域３８とが配列されている材料充填装置であるといえる。
【００５８】
また、材料充填装置１は、チャンバ９２と、チャンバ９２内を減圧する減圧手段９４とを含んで構成されている。そのため、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第２容器１２０に充填する工程を、チャンバ９２内を減圧した状態で行うことが可能である。具体的には、収納容器１１０及び第２容器１２０を充填装置ユニット１００に保持させた後にチャンバ９２内を減圧し、その後、モータ７０を駆動させることにより、減圧環境下で、材料Ｍの充填処理を行うことが可能になる。
【００５９】
（３）材料充填方法
次に、本実施の形態に係る材料充填方法について説明する。なお、図９は、本実施の形態に係る材料充填方法を説明するためのフローチャートであり、図１０はこのときの充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）の回転数を示すタイミングチャートである。
【００６０】
本実施の形態に係る材料充填方法は、図９に示すように、充填装置ユニット１００に材料Ｍが収納された収納容器１１０及び第２容器１２０を保持させる（収納容器保持部１０に収納容器１１０を保持させ、第２容器保持部４０に第２容器１２０を保持させる）工程（ステップＳ１１０）と、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）を回転させて、材料Ｍを第２容器１２０に充填する工程（ステップＳ１２０）とを含む。
【００６１】
例えば、本実施の形態に係る材料充填方法では、ステップＳ１２０において、充填装置ユニット１００の回転数を、図１０に示すように設定することができる。すなわち、本実施の形態では、充填装置ユニット１００の回転数が所定値（ｗ）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させ、その後、当該所定値（ｗ）で充填装置ユニット１００を回転させる。そして、充填装置ユニット１００の回転開始から所定時間（ｔ）経過後に、充填装置ユニット１００の回転を停止させる処理を開始する。ここで、所定値（ｗ）及び所定時間（ｔ）は、材料Ｍを第２容器１２０に充填する処理に足る値であり、具体的な値は実験により導出することが可能である。
【００６２】
（４）材料Ｍ
本実施の形態に適用可能な材料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。材料Ｍとして、例えば、接着剤、シーラント剤、液晶材料、半田ペースト、成型に利用される硬化性の樹脂材料、歯科用印象材料、歯科用セメント（穴埋め剤等）、粘性の強い液状の薬剤や、粒状体等の種々の材料を適用することができる。
【００６３】
（５）効果
以下、本実施の形態が奏する作用効果について説明する。
【００６４】
材料充填装置１によると、遠心力を利用して、収納容器１１０に収納された材料Ｍを第２容器１２０に充填する。そのため、材料Ｍに大きな力を作用させることが可能になるため、粘度の高い材料であっても、効率よく第２容器１２０に充填(移送)することができる。また、材料Ｍに大きな力を作用させることから、収納容器１１０及び第１容器２０に残る材料の量を極めて少なくすることができ、材料Ｍの効率的な利用が可能になる。
【００６５】
また、材料充填装置１によると、材料充填処理を、すべて、遠心力を利用して実現することができる。そのため、材料充填時に、ヘラなどの部材を利用する必要がなくなるため、材料に不純物が混入しないように材料充填処理を行うことが可能になる。
【００６６】
また、材料充填装置１によると、材料充填処理時に、収納容器１１０及び第２容器１２０以外では、第１容器２０（第１容器２０及び材料中継管５８）のみに材料Ｍが接触することになる。そのため、洗浄を要する部品の点数を少なくすることができる。
【００６７】
また、材料充填装置１によると、収納容器１１０は、内側面１１２が上端側を向く傾斜面となっており、かつ、収納容器保持部１０に保持されたときに上端（開口）が第１容器２０の区画領域Ａ１内に配置することが可能に構成されていればよく、その形状は限定されるものではない。そのため、種々の容器（収納容器１１０）に対応することが可能な材料充填装置を提供することができる。また、材料充填装置１によると、材料Ｍは、第１容器２０から第２容器１２０に移送される。そのため、収納容器１１０は材料Ｍを第１容器２０に移送することが可能に構成されていれば足り、厳密な加工精度が要請されるものではない。
【００６８】
また、材料充填装置１によると、材料Ｍが収納容器１１０から排出される際に、材料Ｍは、薄く拡がった状態となって、内側面１１２に沿って上端（開口）に向かって移動する（図５参照）。すなわち、材料Ｍは、厚みが小さい状態で遠心力を受けることになる。そのため、材料Ｍに混入した気泡がある場合でも、遠心力の作用により気泡を放出させることができるため、材料充填工程で材料Ｍを脱泡処理することが可能になる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、材料充填装置１は、チャンバ９２及び減圧手段９４を有する。そのため、材料充填処理時に、材料Ｍに混入した気泡を効率よく放出させることができる。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、第１容器２０（側面２２）に複数の貫通穴３０が形成されており、該複数の貫通穴３０を介して、区画領域Ａ１と複数の第２容器１２０の内部空間とが連通されている。そのため、収納容器１１０に収納された材料Ｍを、複数の第２容器１２０に分配して同時に充填することが可能な、効率のよい材料充填装置を提供することができる。なお、第１容器２０が、内側面２４の水平断面が円形となるように構成されている場合、第１容器２０の中心と各貫通穴３０との距離が等しくなるため、複数の貫通穴３０近傍では、材料Ｍには同じ大きさの力がかかることになる。そのため、複数の貫通穴３０のそれぞれから、同量の材料Ｍを排出させることができ、複数の第２容器１２０に、均等に材料Ｍを充填させることができる。
【００７１】
そして、先に説明したように、本実施の形態では、第１容器２０の内側面２４（下部領域３２）には、第１領域３６及び第２領域３８が配列されている。そのため、材料Ｍは、貫通穴３０（貫通穴形成領域３３）に至るまでに、内側面２４の全周に亘って高さのばらつきが小さくなる。そのため、材料Ｍを第２容器１２０に移送する処理の開始時において、材料Ｍを、すべての貫通穴３０に（ほぼ）同時に接触させることができる。このことから、すべての第２容器１２０への材料Ｍの移送が、（ほぼ）同時に開始されることになり、それぞれの第２容器１２０に充填される材料Ｍの量のばらつきを軽減することが可能になる。
【００７２】
特に、本実施の形態によると、収納容器１１０内に材料Ｍが偏在している場合であっても、材料Ｍを複数の第２容器１２０に均等に分配充填する処理を、短時間に行うことが可能になる。そのため、いわゆる自転・公転方式の攪拌脱泡装置で処理された材料であっても、複数の第２容器１２０に均等に分配充填することができる。詳しくは、現在主流となっている自転・公転方式の攪拌脱泡装置として、図１１（Ａ）に示すように、材料Ｍが収納された収納容器８００を、鉛直に延びる公転軸線Ｌ１を中心に公転させながら、公転軸線Ｌ１と斜めに交差する自転軸線Ｌ２を中心に自転させるように構成されている装置が知られている。この装置では材料Ｍに高い遠心力が作用するため、材料Ｍは、公転軸線Ｌ１から最も遠い領域に集められ、収納容器８００内で材料が偏在することになる。そして、材料Ｍの粘度が高い場合には、攪拌脱泡装置から収納容器８００を取り出した後であっても材料Ｍが大きく流動しないため、図１１（Ｂ）に示すように、収納容器８００内で材料が偏在した状態が維持されることがある。
【００７３】
ところで本実施の形態によると、第１容器２０内で、材料Ｍの高さのばらつきを小さくすることができる。そのため、収納容器１１０に収納された材料Ｍを、自転・公転方式の攪拌脱泡装置で処理した後に、直ちに材料Ｍの充填処理（充填装置ユニット１００の回転駆動）を開始させる場合であっても、材料Ｍを複数の第２容器１２０に均等に分配充填することが可能になる。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す例では、収納容器８００には蓋体が取り付けられており、これにより攪拌脱泡中に材料Ｍが漏れることを防止することができる。また、蓋体の中央に貫通穴が形成されていることから、減圧雰囲気中で収納容器８００を自転・公転させれば、収納容器８００の内部が減圧された状態で材料Ｍの攪拌脱泡処理を行うことが可能になるため、高い脱泡性能を実現することができる。
【００７４】
（６）変形例
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
【００７５】
（６−１）第１の変形例
本変形例では、第１容器（下部領域）は、図１２に示すように、複数の第１領域３７と複数の第２領域３９とを含む。そして、本実施の形態では、複数の第２領域３９は、その長さが異なるように構成されている。詳しくは、本変形例では、複数の第２領域３９は、貫通穴３０（第１容器２０の外側）に近づくほど、その長さが短くなるように（高さが低くなるように）構成されている。
【００７６】
材料充填装置１では、貫通穴３０に近づくほど、材料Ｍの高さのばらつきが小さくなってゆく。逆に言うと、貫通穴３０から遠い領域では、材料Ｍの高さのばらつきが大きい可能性がある。そのため、貫通穴３０から遠い領域では、確実に材料Ｍの高さのばらつきを小さくするために、第２領域３９を広くとることが好ましい。しかしながら、貫通穴３０に近い領域では、材料Ｍの高さのばらつきが小さくなっているので、第２領域３９を狭くした場合でも、材料Ｍの高さのばらつきを小さくする作用を奏することができる。また、第２領域３９を狭くすることで、材料Ｍの流動速度が速くなり、材料Ｍの充填処理を効率よく行うことができる。
【００７７】
（６−２）第２の変形例
本変形例では、材料充填装置１（制御手段２１０）は、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）を回転させて、材料Ｍを第２容器１２０に充填する工程（ステップＳ１２０）で、充填装置ユニット１００の回転数を変化させる処理を行う。具体的には、材料充填装置は、充填装置ユニット１００の回転数を低下させ、その後、上昇させる処理を行う。
【００７８】
すなわち、本変形例では、図１３に示すように、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）の回転数が第１の回転数（ｗ１）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させ、その後、充填装置ユニット１００の回転数が第２の回転数（ｗ２）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を低下させる回転数低下処理と、充填装置ユニット１００の回転数が第１の回転数（ｗ１）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させる回転数上昇処理とを繰り返す。なお、少なくとも第１の回転数（ｗ１）は、材料Ｍが収納容器１１０を上昇して上端から排出されるに足る値であり、かつ、第１容器２０に保持された材料が貫通穴３０を介して第２容器１２０へ移送されるに足る値である。第１の回転数（ｗ１）の具体的な値は、実験によって導出することが可能である。
【００７９】
そして、本変形例では、図１３に示すように、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）の回転開始から所定の時間（ｔ）経過したときに、充填装置ユニット１００の回転を停止させる処理を開始する。ここで、所定の時間（ｔ）は、材料Ｍの第２容器１２０への充填処理が終了するまでの時間であり、具体的な値は実験によって導出することが可能である。
【００８０】
本変形例によると、特に、第１容器２０に保持された材料Ｍが貫通穴３０に至るまでの間に、充填装置ユニット１００の回転数が変化する。そのため、第１容器２０内で、材料Ｍが第１容器２０の周方向に拡がりやすくなり、材料Ｍの高さのばらつきを、効率よく低減することができる。
【００８１】
なお、本変形例の他の態様として、図１４のタイミングチャートに示すように、材料充填装置（制御手段）は、充填装置ユニット１００の回転方向を変える処理を行うことも可能である。すなわち、充填装置ユニット１００（材料移送ユニット）の回転数が第１の回転数（ｗ１）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させ、その後、充填装置ユニット１００が停止するまで充填装置ユニット１００の回転数を低下させる。さらに、充填装置ユニット１００の回転方向を変えて第１の回転数（ｗ１）になるまで充填装置ユニット１００の回転数を上昇させ、その後、充填装置ユニット１００が停止するまで充填装置ユニット１００の回転数を低下させる。これを所定時間繰り返すことによって、材料Ｍを充填する処理を行うことができる。
【００８２】
（６−３）第３の変形例
本変形例では、第１容器は、図１５に示すように、第１領域１３６及び第２領域１３８を有する。そして、本変形例では、図１５に示すように、第１領域１３６と第２領域１３８とは、傾斜角が等しくなっている。また、第１領域１３６及び第２領域１３８の、材料Ｍに対する摩擦抵抗（摩擦係数）が異なるように構成されている。詳しくは、第２領域１３８は、第１領域１３６に比べて、材料Ｍの摩擦抵抗が大きくなるように構成されている。例えば、第１領域１３６及び第２領域１３８の表面処理の方法を変えることにより、これを実現することができる。
【００８３】
本変形例によると、第２領域１３８において、材料Ｍの流動速度が、第１領域１３６よりも遅くなる。そのため、材料Ｍが貫通穴形成領域３３に至るまでに、材料Ｍの高さのばらつきを小さくすることができ、複数の第２容器１２０への材料Ｍの充填量のばらつきを小さくすることができる。
【００８４】
また、本変形例の別の態様として、第１領域１３６及び第２領域１３８を、傾斜角が異なる領域とすることも可能である（図示せず）。
【００８５】
（６−４）第４の変形例
本変形例では、充填装置ユニット（材料移送ユニット）は、図１６に示す第１容器２１を有する。第１容器２１は、底面２３を有する構成となっている。第１容器２１を利用した場合であっても、上記と同様の効果を奏することができるため、複数の第２容器１２０に充填される材料Ｍの量のばらつきを軽減することが可能になる。なお、第１容器２１は、上端に開口２５が形成されており、該開口２５を通じて、第１容器２１内に材料Ｍを収納させることが可能な構成となっている。
【符号の説明】
【００８６】
１…材料充填装置、 １０…収納容器保持部、 ２０…第１容器、 ２１…第１容器、 ２２…側面、 ２３…底面、 ２４…内側面、 ２５…開口、 ２６…下部庇部、 ２８…上部庇部、 ３０…貫通穴、 ３２…下部領域、 ３３…貫通穴形成領域、 ３４…上部領域、 ３６…第１領域、 ３７…第１領域、 ３８…第２領域、 ３９…第２領域、 ４０…容器保持部、 ４２…中央固定部、 ４４…先端保持部、 ５２…第１の基板、 ５４…支持部材、 ５６…第２の基板、 ５８…材料中継管、 ６０…回転軸、 ７０…モータ、 ８０…動力伝達機構、 ８２…モータ軸プーリー、 ８４…回転軸プーリー、 ８６…ベルト、 ９２…チャンバ、 ９４…減圧手段、 ９６…センサ、 １００…充填装置ユニット、 １１０…収納容器、 １１２…内側面、 １２０…第２容器、 １３６…第１領域、 １３８…第２領域、 ２００…回転駆動機構、 ２１０…制御手段、 ２１４…回転速度制御部、 ２１６…真空圧制御部、 ２１８…モータ制御部、 ２２４…操作部、 ２２６…表示部、 ３００…支持体、 ３０２…ベアリング保持部材、 ３０４…ベアリング、 ８００…収納容器、 Ｍ…材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１容器に保持された材料を複数の第２容器に充填する材料充填装置であって、
側面に複数の貫通穴が形成された第１容器と、前記第１容器の外側の領域で複数の第２容器を保持する第２容器保持部とを有する材料移送ユニットと、
前記材料移送ユニットを前記第１容器の中心を通る所定の回転軸線を中心に回転させることによって、前記第１容器に保持された材料に前記第１容器の内側面に向かう遠心力を作用させる回転駆動機構と、
を含み、
前記第１容器は、前記材料が、前記遠心力の作用で前記内側面に押し付けられることにより、前記内側面の下端領域から、前記複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域に向かって移動するように構成されており、かつ、前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、第１領域と、前記第１領域よりも前記材料の流動速度が遅くなる第２領域とが配列されている材料充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載の材料充填装置において、
前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、複数の前記第１領域及び前記第２領域が交互に配列されている材料充填装置。
【請求項３】
請求項２に記載の材料充填装置において、
前記複数の第２領域は、前記貫通穴に近付くほど幅が狭くなる材料充填装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の材料充填装置において、
前記第１領域及び前記第２領域は、傾斜角が異なる領域である材料充填装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の材料充填装置において、
前記第１領域及び前記第２領域は、前記材料との摩擦抵抗が異なる領域である材料充填装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の材料充填装置において、
前記回転駆動機構を制御して前記材料移送ユニットの回転数を調整する制御手段をさらに含み、
前記制御手段は、
前記材料を前記第１容器から前記第２容器に移送させる工程中に、前記材料移送ユニットの回転数を変化させる処理を行う材料充填装置。
【請求項７】
請求項６に記載の材料充填装置において、
前記制御手段は、前記材料を前記第１容器から前記第２容器に移送させる工程中に、前記材料移送ユニットの回転方向を変える処理を行う材料充填装置。
【請求項８】
内部に収納された材料を複数の容器に移送する材料充填装置構成部品であって、
複数の貫通穴が形成された側面を有し、
前記側面の内側面は、前記複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域の径が、下端領域の径よりも広くなっており、前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、第１領域と、前記第１領域よりも前記材料の流動速度が遅くなる第２領域とが配列されており、
回転駆動機構によって回転させられることにより、内部に収納された材料が、前記複数の貫通穴を介して複数の第２容器に移送されるように構成された材料充填装置構成部品。
【請求項１】
第１容器に保持された材料を複数の第２容器に充填する材料充填装置であって、
側面に複数の貫通穴が形成された第１容器と、前記第１容器の外側の領域で複数の第２容器を保持する第２容器保持部とを有する材料移送ユニットと、
前記材料移送ユニットを前記第１容器の中心を通る所定の回転軸線を中心に回転させることによって、前記第１容器に保持された材料に前記第１容器の内側面に向かう遠心力を作用させる回転駆動機構と、
を含み、
前記第１容器は、前記材料が、前記遠心力の作用で前記内側面に押し付けられることにより、前記内側面の下端領域から、前記複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域に向かって移動するように構成されており、かつ、前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、第１領域と、前記第１領域よりも前記材料の流動速度が遅くなる第２領域とが配列されている材料充填装置。
【請求項２】
請求項１に記載の材料充填装置において、
前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、複数の前記第１領域及び前記第２領域が交互に配列されている材料充填装置。
【請求項３】
請求項２に記載の材料充填装置において、
前記複数の第２領域は、前記貫通穴に近付くほど幅が狭くなる材料充填装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の材料充填装置において、
前記第１領域及び前記第２領域は、傾斜角が異なる領域である材料充填装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の材料充填装置において、
前記第１領域及び前記第２領域は、前記材料との摩擦抵抗が異なる領域である材料充填装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の材料充填装置において、
前記回転駆動機構を制御して前記材料移送ユニットの回転数を調整する制御手段をさらに含み、
前記制御手段は、
前記材料を前記第１容器から前記第２容器に移送させる工程中に、前記材料移送ユニットの回転数を変化させる処理を行う材料充填装置。
【請求項７】
請求項６に記載の材料充填装置において、
前記制御手段は、前記材料を前記第１容器から前記第２容器に移送させる工程中に、前記材料移送ユニットの回転方向を変える処理を行う材料充填装置。
【請求項８】
内部に収納された材料を複数の容器に移送する材料充填装置構成部品であって、
複数の貫通穴が形成された側面を有し、
前記側面の内側面は、前記複数の貫通穴が形成された貫通穴形成領域の径が、下端領域の径よりも広くなっており、前記下端領域と前記貫通穴形成領域との間には、第１領域と、前記第１領域よりも前記材料の流動速度が遅くなる第２領域とが配列されており、
回転駆動機構によって回転させられることにより、内部に収納された材料が、前記複数の貫通穴を介して複数の第２容器に移送されるように構成された材料充填装置構成部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−１６５７７（Ｐ２０１１−１６５７７Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６４３０８（Ｐ２００９−１６４３０８）
【出願日】平成２１年７月１１日（２００９．７．１１）
【出願人】（３９３０３０４０８）株式会社シンキー (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１１日（２００９．７．１１）
【出願人】（３９３０３０４０８）株式会社シンキー (34)
【Ｆターム（参考）】
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