特許 6189114 粉粒体処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6189114

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】粉粒体処理装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 2/12 20060101AFI20170821BHJP

   B01J 2/00 20060101ALI20170821BHJP

   B01L 1/00 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   B01J2/12

   B01J2/00 B

   B01L1/00 D

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-141520(P2013-141520)

(22)【出願日】2013年7月5日

(65)【公開番号】特開2015-13258(P2015-13258A)

(43)【公開日】2015年1月22日

【審査請求日】2016年2月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】591011384

【氏名又は名称】株式会社パウレック

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 信幸

(72)【発明者】

【氏名】福田 秀一郎

【審査官】 増田 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３２９９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６０２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０５５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９６７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２７８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−５７７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９６０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３６０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−３２９１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６９７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 医薬品製造における封じ込め技術紹介，ＰＨＡＲＭ ＴＥＣＨ ＪＡＰＡＮ，２００９年，Vol.25, No.7，pp.1309-1327

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２／００− ２／３０

Ｂ０１Ｆ ９／００−１３／１０

Ｂ０１Ｌ １／００−９９／００

Ｆ１６Ｈ ４９／００

Ｆ１６Ｃ ３２／００−３２／０６

Ａ６１Ｊ ３／０６

Ｃ１２Ｍ １／００− ３／１０

Ｈ０２Ｎ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部環境に対して気密に隔離された作業室と、
前記作業室の内部に収容され、回転体を有する粉粒体処理機と、
前記作業室の内部に設けられ、前記粉粒体処理機の前記回転体を回転駆動する回転駆動軸と、
前記回転駆動軸を前記作業室の内部で回転自在に支持する軸支持部と、
前記作業室の外部に設けられた回転駆動源と、
前記回転駆動源からのトルクを前記作業室の壁部を介して磁気力により非接触で前記回転駆動軸に伝達するトルク伝達部と、を備え、
相互に種類が異なる複数の前記粉粒体処理機を備え、複数の前記粉粒体処理機の中から選択された一つの前記粉粒体処理機の前記回転体が前記回転駆動軸に着脱可能に装着される粉粒体処理装置。

【請求項2】

前記軸支持部は、前記回転駆動軸が挿通された軸受ハウジングと、前記回転駆動軸を前記軸受ハウジングに対して回転自在に支持する軸受と、前記軸受ハウジングを支持する支持部材とを備えている請求項１に記載の粉粒体処理装置。

【請求項3】

複数の前記粉粒体処理機は、処理すべき粉粒体が収容される、前記回転体としての回転ドラムを備えたドラムコーティング機を含む請求項１に記載の粉粒体処理装置。

【請求項4】

複数の前記粉粒体処理機は、処理すべき粉粒体が収容される、前記回転体としての回転容器を備えた混合機を含む請求項１に記載の粉粒体処理装置。

【請求項5】

前記トルク伝達部は、前記回転駆動軸に設けられた第１磁石板と、該第１磁石板と前記作業室の壁部を介して対向し、前記回転駆動源に設けられた第２磁石板とを備えている請求項１に記載の粉粒体処理装置。

【請求項6】

前記トルク伝達部は、前記回転駆動軸に連結された磁石板を備え、前記回転駆動源は前記磁石板と前記作業室の壁部を介して対向する回転磁界コイルを備えている請求項１に記載の粉粒体処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉粒体の混合、乾燥、造粒、コーティング等の処理を行う粉粒体処理機を、外部環境に対して気密に隔離された作業室の内部に収容した粉粒体処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、高薬理活性薬物や人体に有害な化学物質などの粉粒体材料を処理する場合、作業者の保護や、外部環境の汚染防止を図るため、外部環境に対して気密に隔離された作業室内に粉粒体処理機を収容すると共に、粉粒体処理機に対して作業室の外部から所要の作業を行えるようにした粉粒体処理装置が用いられている。

【0003】

この種の粉粒体処理装置は、微量創薬の開発（研究、実験、製造、分析、測定など）に用いられることが多く、これらの粉粒体材料を処理するために、処理目的に応じて種々の粉粒体処理機が作業室の内部に配置されている。例えば特許文献１には、作業室の壁面に取付穴を有する取付部を設け、モジュール化された取付板を有する粉粒体処理機としてのサブ装置を、取付穴を気密に閉塞しつつ取付部に装着可能にしたアイソレーターが開示されている。

【0004】

特許文献１のアイソレーターにおいて、作業室の壁面に設けられた取付部は、取付穴の外周側にボルト締結穴を有し、サブ装置の取付板は、取付部のボルト締結穴に対応するねじ穴と、取付穴を囲む位置で作業室の壁面と密着可能な円環状パッキンとを有している。サブ装置の一部を取付穴に挿入し、サブ装置の取付板を円環状パッキンを介して作業室の壁面に密着させたのち、取付板のボルト締結穴と取付板のねじ穴にボルトを挿通して締結することにより、サブ装置を取付部に装着することができる。また、サブ装置を取付部から取り外して、別のサブ装置を取付部に装着することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４７６１４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のアイソレーターは、作業室の壁面に設けた取付部の取付穴にサブ装置の一部を挿入し、サブ装置の取付板を円環状パッキンを介して作業室の壁面に密着させてボルトで締結する構造であるため、円環状パッキンに経年劣化等があると、作業室の内部と外部とが取付穴を介して通じてしまい、作業室の内部の気密性が維持できないという問題がある。また、サブ装置の取付板の内側と円環状パッキンとの間、円環状パッキンと作業室の壁面との間に粉粒体材料が侵入すると、コンタミネーションの問題が生じると共に、洗浄作業が困難になる。

【0007】

また、サブ装置の取付板のねじ穴と取付部のボルト締結穴との位置を合わせや、ボルトで締結する作業が面倒であり、サブ装置の着脱作業に手間が掛かる。しかも、回転体を有するサブ装置の場合、回転駆動源を含めると比較的大きな重量になるので、着脱作業がより面倒になる。

【0008】

本発明の課題は、回転体を有する粉粒体処理機を外部環境に対して気密に離隔された作業室の内部に収容した粉粒体処理装置において、粉粒体処理機の取付部分における気密性の低下やコンタミネーションの問題を解決すると共に、着脱作業や洗浄作業を容易にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明は、外部環境に対して気密に隔離された作業室と、作業室の内部に収容され、回転体を有する粉粒体処理機と、作業室の内部に設けられ、粉粒体処理機の回転体を回転駆動する回転駆動軸と、作業室の外部に設けられた回転駆動源と、回転駆動軸を作業室の内部で回転自在に支持する軸支持部と、回転駆動源からのトルクを作業室の壁部を介して磁気力により非接触で回転駆動軸に伝達するトルク伝達部とを備え、相互に種類が異なる複数の前記粉粒体処理機を備え、複数の前記粉粒体処理機の中から選択された一つの前記粉粒体処理機の回転体が回転駆動軸に着脱可能に装着される粉粒体処理装置を提供する。このような構成とすることにより、回転駆動源を粉粒体処理機から分離して作業室の外部に配置して、作業室の内部スペースを有効活用することができると共に、従来、作業室の壁部に設けていた取付穴を不要にして、取付部分における気密性の低下やコンタミネーションを防止し、かつ、着脱作業や洗浄作業を容易にすることができる。

【0010】

上記構成において、複数の前記粉粒体処理機は、例えば、処理すべき粉粒体が収容される回転体としての回転ドラムを備えたドラムコーティング機を含み、あるいは、処理すべき粉粒体が収容される回転体としての回転容器を備えた混合機を含む。

【0011】

前記各粉粒体処理機の回転体は、それぞれ、同じ回転駆動軸に対して着脱される。換言すれば、前記各粉粒体処理機は、回転駆動軸及びその軸支持部とトルク伝達部、さらには回転駆動源とを共用し、これにより、前記各粉粒体処理機は部品点数と重量が減少して、その着脱作業や交換作業が容易になると共に、装置全体としてのコストも低減する。

【0012】

上記構成において、回転駆動軸を作業室の内部で回転自在に支持する軸支持部を設けることができ、この軸支持部は、回転駆動軸が挿通された軸受ハウジングと、回転駆動軸を軸受ハウジングに対して回転自在に支持する軸受と、軸受ハウジングを支持する支持部材とを備えた構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、トルク伝達部は、回転駆動軸に連結された第１磁石板と、第１磁石板と作業室の壁部を介して対向し、回転駆動源に連結された第２磁石板とを備えた構成とすることができる。あるいは、トルク伝達部は、回転駆動軸に連結された磁石板を備え、回転駆動源は上記磁石板と作業室の壁部を介して対向する回転磁界コイルを備えた構成としても良い。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、回転体を有する粉粒体処理機を外部環境に対して気密に離隔された作業室の内部に収容した粉粒体処理装置において、粉粒体処理機の取付部分における気密性の低下やコンタミネーションの問題を解決すると共に、着脱作業や洗浄作業を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態の粉粒体処理装置を正面側から見た図である。

【図2】実施形態の粉粒体処理装置を上側から見た図である。

【図3】実施形態の粉粒体処理装置を左側から見た図である。

【図4】実施形態の粉粒体処理装置を右側から見た図である。

【図5】ドラムコーティング機の周辺を示す縦断面図である。

【図6】ドラムコーティング機を分解した状態を示す図である。

【図7】回転駆動軸に混合機を装着した状態を示す縦断面図である。

【図8】他の実施形態に係るトルク伝達部と回転駆動源の周辺部を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１〜図４に示すように、この実施形態の粉粒体処理装置は、外部環境に対して気密に隔離された作業室１と、作業室１の内部に収容された１又は複数、この実施形態では複数の粉粒体処理機２、３、４、５（又は６）とを備えている。作業室１は、キャスター７ａを備えた架台７に搭載され、その前壁部Ａには、作業用グローブ（図示省略）が気密に取り付けられた１又は複数（この実施形態では７つ）の作業口１ａが設けられている。作業室１は、少なくとも前壁部Ａがアクリル板等の透明な材料で形成され、作業室１の内部を外部から視認することができる。また、作業者Ｍは、作業ボックス１の前壁部Ａの作業口１ａから手を挿入し、作業口１ａに装着された作業用グローブをはめて、作業室１内での所要の作業を行うことができる。作業室１の前壁部Ａは開閉可能である。また、作業ボックス１の左右壁部Ｂ、Ｃには、それぞれＲＰＴ容器１ｂが気密に接続されており、ＲＰＴ容器１ｂの扉を開くことにより、ＲＰＴ容器１ｂから作業室１内に処理原料を供給し、また、作業室１内からＲＰＴ容器１ｂに処理済品を取り出すことができる。作業室１内からＲＰＴ容器１ｂに処理済品を取り出し、ＲＰＴ容器１ｂの扉を閉じた後、ＲＰＴ容器１ｂの容器部を扉から取り外すことにより、作業室１に対して完全にクローズドな状態で処理済品を外部に取り出すことができる。

【0017】

図２に示すように、作業室１の後壁部Ｄの側には、複数の粉粒体処理機２、３、４、５（又は６）と、給気フィルタボックス８や排気フィルタボックス９等が取り付けられている。この実施形態において、複数の粉粒体処理機は、それぞれ、攪拌混合造粒機２、整粒機３、ドラムコーティング機（パンコーティング機）４、流動層処理機５、混合機（６）である。後述するように、この実施形態において、ドラムコーティング機４と混合機（６）は相互に交換可能であり、図１及び図２には、ドラムコーティング機４を装着した状態を示している。攪拌混合造粒機２は、回転する攪拌羽根を処理容器の底部に配置したもの、整粒機３は、例えば所定サイズの孔を多数設けたスクリーン（ふるい）と回転するインペラにより粉粒体粒子を所定サイズに整粒するもの、ドラムコーティング機４は、回転ドラムの内部に収容した粉粒体粒子に対してスプレー液の噴霧と通気を行って、粉粒体粒子の表面にコーティング被膜を形成するもの、流動層処理機５は、処理容器内の粉粒体粒子を処理気体によって浮遊流動させつつスプレー液を噴霧して、造粒やコーティング等の処理を行うもの、混合機（６）は、回転容器に粉粒体を入れて混合するものである。これらの粉粒体処理機２、３、４、５（又は６）として、種々の公知のものを用いることができる。

【0018】

作業室１の後壁部Ｄの外面側には、作業室１の内部に対して気密に離隔された後部室１０が設けられており、攪拌混合造粒機２の回転駆動源２１、整粒機３の回転駆動源３１、ドラムコーティング機４の回転駆動源４１、給気フィルタボックス８及び排気フィルタボックス９の一部は、それぞれ、後部室１０の内部に配置されている。攪拌混合造粒機２、整粒機３、給気フィルタボックス８と排気フィルタボックス９は、それぞれ、後壁部Ｄに設けられた取付穴を閉塞しつつ、該取付穴に装着され、流動層処理機５は、後壁部Ｄの内面側に設けられた取付部材に装着される。給気フィルタボックス８と排気フィルタボックス９の内部には、ヘパフィルタ等のフィルタが収容される。給気フィルタボックス８は、作業室１の内部で給気配管等を介してコーティング機４と流動層処理機５に接続され、作業室１の外部で図示されていない給気ラインに接続される。また、排気フィルタボックス９は、作業室１の内部で排気配管等を介してコーティング機４と流動層処理機５に接続され、作業室１の外部で図示されていない排気配管を介して排気ブロア（例えば架台７の内部に収容）に接続される。また、作業室１内の雰囲気を所望の環境（例えば陰圧）に設定し、維持するために、作業室１に対して給排気を行う給排気設備１１が設けられている。

【0019】

図５は、作業室１の内部に収容されたドラムコーティング機４の周辺を示している。ドラムコーティング機４は、処理すべき粉粒体が収容される回転ドラム４２と、回転ドラム４２を収容するケーシング４３と、回転ドラム４２の内部に収容された粉粒体に膜剤液等のスプレー液を噴霧するスプレーノズルユニット４４とを備えている。回転ドラム４２は、作業室１の後壁部Ｄの内面側に設けられた回転駆動軸４５に固定手段、例えば固定ボルト４５ａで着脱可能に装着され、回転駆動軸４５は、作業室１の内部で軸支持部４６によって回転自在に支持される。回転駆動軸４５には、作業室１の外部（後部室１０）に配置された回転駆動源（例えば減速機付きモータ）４１からのトルクが、トルク伝達部４７によって後壁部Ｄを介して磁気力により非接触で伝達され、これにより、回転駆動軸４５及びこれに連結された回転ドラム４２が回転する。

【0020】

この実施形態において、トルク伝達部４７は、回転駆動軸４５の後端に連結された第１磁石板４７ａと、回転駆動源４１の出力軸に連結され、第１磁石板４７ａと後壁部Ｄを介して対向する第２磁石板４７ｂとを備えている。例えば、第１磁石板４７ａと第２磁石板４７ｂの相対向する面に、それぞれＮ磁極の永久磁石とＳ磁極の永久磁石とが所定のパターンで配列されており、相互間の磁気吸引力により、回転駆動源４１のトルクが後壁部Ｄを介して非接触で回転駆動軸４５に伝達される。このようなトルク伝達部４７は、磁気カップリングあるいはマグネットカップリングとも呼ばれ、例えば特開２０１２−５７７９０号公報に記載され、また、株式会社ビープロによって製造販売されているものを用いることができる。尚、後壁部Ｄは、少なくとも第１磁石板４７ａと第２磁石板４７ｂとの間に介在する部分を、アクリル、ステンレス、アルミ等の非磁性材料で形成する。

【0021】

この実施形態において、軸支持部４６は、回転駆動軸４５が挿通された軸受ハウジング４６ａと、回転駆動軸４５を軸受ハウジング４６ａに対して回転自在に支持する軸受４６ｂと、軸受ハウジング４６ａを作業室１の壁部、例えば底壁部Ｅに対して支持する支持部材４６ｃとを備えている。軸受ハウジング４６ａの後端側には、軸受押え４６ｄが固定され、軸受押え４６ｄに、第１磁石板４７ａを覆うカバー４６ｅがねじで固定されている。また、軸受ハウジング４６ａの前端側には、軸受押え４６ｆが固定されると共に、ケーシング４３の後部４３ａがねじ４３ａ１で固定される。尚、後部壁Ｄの外面側にも、第２磁石板４７ｂを覆うカバー４６ｇが設けられている。

【0022】

この実施形態のコーティング機４は、図６に示す態様で分解することができる。ケーシング４３は、後部４３ａと、本体部４３ｂと、前部４３ｃとに分解可能である。本体部４３ｂには、給気配管に接続される給気部材４３ｂ１と、排気配管に接続される排気部材４３ｂ２と、後部４３ａとの着脱に用いられる摘みねじ４３ｂ３が設けられている。前部４３ｃには、粉粒体材料の投入口４３ｃ１と、スプレーノズルユニット４４とが取り付けられている。投入口４３ｃ１には、漏斗状の投入部材４３ｃ２が挿入される。

【0023】

図５に示す状態において、ケーシング４３の後部４３ａを軸受ハウジング４６ａに固定しているねじ４３ａ１を取り外し、回転ドラム４２を回転駆動軸４５に固定している固定ボルト４５ａを取り外すと、ドラムコーティング機４を回転駆動軸４５（及び軸支持部４６）から取り外すことができる。

【0024】

上記の態様でドラムコーティング機４を回転駆動軸４５から取り外すと、回転駆動軸４５及び軸支持部４６は既設状態のまま作業室１の内部に残される。また、回転駆動源４１も既設状態のまま作業室１の外部（後部室１０）に残される。そして、ドラムコーティング機４を作業室１の外部に取り出した後、回転駆動軸４５に、図７に示す態様で混合機６を装着する。混合機６は、回転容器６１と、回転容器６１の側部に固定された回転軸６２とを備えており、図７に示す例では、回転容器６１の回転軸６２が回転駆動軸４５にヘルール継手６３で接合される。そのために、回転軸６２の軸端にヘルール継手部６３ａが設けられ、回転駆動軸４５の軸端にヘルール継手部６３ｂが固定ボルト４５ａで固定される。

【0025】

図７に示す状態において、ヘルール継手６３を取り外すと、混合機６を回転駆動軸４５から取り外すことができる。そして、混合機６を作業室１の外部に取り出した後、回転駆動軸４５に、図６に示す態様でドラムコーティング機４を装着することができる。

【0026】

図８に示す他の実施形態では、トルク伝達部４７は、上述した実施形態の第１磁石板と同様の磁石板４７ａを備えているが、回転駆動源５１は、磁石板４７ａと作業室１の後壁部Ｄを介して対向する回転磁界コイル５２を備えている。回転磁界コイル５２は、例えば、磁界コイル５２ａの内部に磁性鋼からなる鉄心５２ｂを設けたコイル部を円周方向に所定のパターンで配列したもので、磁界コイル５２に所定の電流を通じることで回転磁界が発生し、磁石板４７ａとの磁気吸引力により発生するトルクが後壁部Ｄを介して非接触で回転駆動軸４５に伝達される。

【符号の説明】

【0027】

１ 作業室
Ｄ 後壁部
４ ドラムコーティング機
４１ 回転駆動源
４２ 回転ドラム
４５ 回転駆動軸
４５ａ 固定ボルト
４６ 軸支持部
４６ａ 軸受ハウジング
４６ｂ 軸受
４６ｃ 支持部材
４７ トルク伝達部
４７ａ 第１磁石板
４７ｂ 第２磁石板
６ 混合器
６１ 回転容器
６３ ヘルール継手

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】