JP2006240738A - バイアル瓶キャッピング装置およびバイアルの瓶キャッピング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、バイアル瓶にキャップを確実に締め付けることができるバイアル瓶キャッピング装置およびバイアル瓶キャッピング方法を提供する。
【解決手段】バイアル瓶キャッピング装置は、内周に、キャップ1の外周面のネジ9と螺合するネジ56が設けられたキャップ装着リング35と、バイアル瓶1を把持する把持装置71と、キャップ装着リング35に装着されたキャップ2の内周面のネジ6とバイアル瓶1の開口部3との少なくとも一方を他方に接近させる移動装置71と、キャップ装着リング35及び把持装置71の少なくとも一方を回転させる締め付けモータ42を備える。
【選択図】図2
【解決手段】バイアル瓶キャッピング装置は、内周に、キャップ1の外周面のネジ9と螺合するネジ56が設けられたキャップ装着リング35と、バイアル瓶1を把持する把持装置71と、キャップ装着リング35に装着されたキャップ2の内周面のネジ6とバイアル瓶1の開口部3との少なくとも一方を他方に接近させる移動装置71と、キャップ装着リング35及び把持装置71の少なくとも一方を回転させる締め付けモータ42を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、キャップ係合部とバイアル瓶の回転規制部が係合してキャップの回転をロックする機能を備えたバイアル瓶のキャッピング装置およびキャッピング方法に関する。
バイアル瓶に錠剤を充填する充填装置は、図17に示すような、キャップ210をバイアル瓶220にかぶせて錠剤を密封するものである。バイアル瓶220の側面には患者に提供された薬剤情報のラベル221が貼られる。このバイアル瓶220は長い間使用されているものであるが、幼児が容易に薬剤瓶を開けられないように工夫されており、キャップ上面を瓶に押し付けて回さなければならず大人でも容易に開封することができないため煩わしい。
図18Aに示すように、キャップ210は、内面に内蓋211を備えている。内蓋211の鍔部212は、キャップ210の内側に突設した係合部213に保持されている。そして、図18Bに示すように、キャップ210は、係合部213がバイアル瓶220の回転規制部222の係合溝223に係合することで、バイアル瓶220にロックされるようになっている。内蓋211はテンション突起214を備え、キャップ210がバイアル瓶220にロックされたときに、キャップ210の内面に接触してキャップ210を上方に持ち上げて、係合部213と係合溝223の係合を維持するように作用する。バイアル瓶220の内壁には、内蓋211に設けた防湿リング215が接触する。防湿リング215は逃げ部216を備えているので、バイアル瓶220の内周に確実に接触し、錠剤は吸湿することなく品質が保たれる。キャップ210をバイアル瓶220に押し付けると、テンション突起214が潰れ、回転規制部222の係合溝223から係合部213が外れる。この状態でキャップ210を半時計回りに回転させることでキャップ210を開けることができるようになっている。
このようなキャップ210とバイアル瓶220は操作が煩わしいため、近年、図19に示すようなバイアル瓶1とキャップ2の組合せが販売され、使用されるようになってきた。このバイアル瓶1は、幼児の誤飲を防止するための構造を有する。バイアル瓶1は、バイアル瓶開口部3の外周面にバイアル瓶外周ネジ4と、その内周面にバイアル瓶内周ネジ5とが設けられ、キャップ2は、バイアル瓶1のバイアル瓶外周ネジ4に螺合するようにキャップ内周面にキャップ内周ネジ6が設けられている。また、このキャップ2は、バイアル瓶1の開口3に設けられたバイアル瓶内周ネジ5とも螺合可能にするため、キャップ内周ネジ6が設けられた大径部7よりも径が小さい小径部8を備え、その外周面にキャップ外周ネジ9が設けられている。
バイアル瓶1は、バイアル瓶外周ネジ4にキャップ2のキャップ内周ネジ6が螺合したときに、キャップ2の下縁とほぼ当接するように部分的に欠損した円盤状のつば10と、つば10の欠損部に、先端を下向きに押し下げることができるレバー11とを有し、レバー11には斜め上向きに突出する弾性を有するラッチ部材からなる回転規制部材12が設けられている。また、キャップ2は、内面の下端に突起状の係合部13が設けられており、バイアル瓶1のバイアル瓶外周ネジ4にキャップ2のキャップ内周ネジ6を螺合したときに、係合部13が回転規制部材12を押し下げて乗り越え、その後、回転規制部材12が再び上方に弾性により突出する、キャップ2を開放方向に回転しようとしても、係合部13が回転規制部材12に当接してキャップ2の回転が規制される。このため、バイアル瓶1からキャップ2を取り外すには、レバー11を押し下げて回転規制部材12を係合部13より下方に後退させてキャップ2を回転させる必要がある。幼児はこのような操作ができないため、誤飲を防止できる。また、幼児がバイアル瓶1に触れる心配のないときは、キャップ2を上下反転させて、バイアル瓶1のバイアル瓶内周ネジ5にキャップ2のキャップ外周ネジ9を螺合させることで、回転規制部材12が係合部13に係合せず、容易に取り外せるように閉塞することができるので、煩わしさを感じない。
従来のバイアル瓶キャッピング装置は、バイアル瓶を把持するための機構およびキャップを把持するための機構のいずれかを回転させてバイアル瓶にキャップを係止、又は螺合させる必要があり、装置が複雑であった。また、キャップの把持が不十分で、キャップが空回りし、キャップの締め付け不足が発生することもあった。特に、図19に示すようなバイアル瓶1にキャップ2を螺合させるキャッピング装置は、キャップ外周ネジ9を設けた小径部8を有する複雑な形状のキャップ2を把持する必要があり、装置の構造が複雑化したり、把持の信頼性が低く、キャップが空回りして締め付け不良が発生したりするという問題があった。
そこで、前記問題点に鑑みて、本発明は、簡単な構成で、バイアル瓶にキャップを確実に締め付けることができるバイアル瓶キャッピング装置およびバイアル瓶キャッピング方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明によるバイアル瓶キャッピング装置は、キャップの内周面と外周面にそれぞれネジが設けられ、バイアル瓶の開口部外周面にはネジが設けられており、前記キャップは係合部を備え、バイアル瓶は回転規制部を備え、前記キャップ内周面のネジがバイアル瓶開口部に螺合することで、バイアル瓶を閉塞し、且つ、キャップ係合部とバイアル瓶の回転規制部が係合してキャップの回転をロックするバイアル瓶のキャッピング装置であって、前記キャップの外周面のネジと螺合する内周ネジを設けたキャップ装着リングと、前記バイアル瓶を把持する把持装置と、前記キャップ装着リングに装着されたキャップの内周面のネジとバイアル瓶の開口部との少なくとも一方を他方に接近させる移動装置と、前記キャップ及びバイアル瓶の少なくとも一方を回転させる締め付けモータを備えている。
また、前記キャップ装着リングを複数備え、前記キャップ装着リングの径をバイアル瓶の径の種類に対応させてキャップ装着リングの径サイズを複数種類備えてもよい。
また、前記キャップ及びバイアル瓶の少なくとも一方を回転させる為の締め付けモータと前記キャップまたは前記バイアル瓶までの間にトルクリミッターを備えるとモータの損傷を防止できる。
また、前記キャップ及びバイアル瓶の少なくとも一方を回転させる為の締め付けモータと前記キャップまたは前記バイアル瓶までの間にトルクリミッターを備えるとモータの損傷を防止できる。
また、前記キャップ装着リングの下部に、前記キャップ装着リングと略同心になるようにキャップが供給されるキャップ供給部と、前記キャップ供給部に供給されたキャップとキャップ装着リングを接近させるように、少なくとも一方を移動する接近装置とを備えれば、キャップ装着リングに自動でキャップを装着できる。
更に、前記キャップ及び前記キャップ装着リングの少なくとも一方を回転させて前記キャップ装着リングと前記キャップ供給部に供給されたキャップとを螺合させる装着モータを備えれば、前記装着モータを回転することによって、キャップ装着リングに前記キャップ供給部に供給されたキャップを螺合して装着できる。
また、前記装着モータから前記キャップまたは前記キャップ装着リングまでの回転伝達経路にトルクリミッターを備えると、キャップ装着リングにキャップを適切なトルクで装着でき、モータの損傷を防止できる。
また、前記キャップ供給部に供給されたキャップと前記キャップ装着リングとが螺合した後、螺合したキャップとバイアル瓶の開口部の間から前記キャップ供給部を退避させる退避機構を備えれば、キャップ装着リングに供給されたキャップを螺合した後、直ちにバイアル瓶を閉塞(キャッピング)できる。
貯留するキャップを前記キャップ供給部へ供給するシュートと、前記キャップ供給部と前記シュートとの間にキャップを停止させるストッパーとを備え、前記キャップ供給部にキャップがなかったら前記ストッパーを外してキャップを供給すれば、1つずつ確実にバイアル瓶のキャッピングが行える。
また、本発明によるバイアル瓶キャッピング装置は、キャップの内周面と外周面にそれぞれネジが設けられ、バイアル瓶の開口部外周面にはネジが設けられており、前記キャップは係合部を備え、バイアル瓶は回転規制部を備え、前記キャップ内周面のネジがバイアル瓶開口部に螺合することで、バイアル瓶を閉塞し、且つ、キャップ係合部とバイアル瓶の回転規制部が係合してキャップの回転をロックするバイアル瓶のキャッピング方法において、
a)キャップ装着リングの内周に設けたネジと前記キャップの外周ネジを螺合させる手順と、
b)バイアル瓶の開口部外周面のネジとキャップ内周面のネジ部を接近させる手順と、
c)モータで前記キャップ装着リングを閉塞方向に回転させる手順とを行えば、確実にキャップ締めが行える。
a)キャップ装着リングの内周に設けたネジと前記キャップの外周ネジを螺合させる手順と、
b)バイアル瓶の開口部外周面のネジとキャップ内周面のネジ部を接近させる手順と、
c)モータで前記キャップ装着リングを閉塞方向に回転させる手順とを行えば、確実にキャップ締めが行える。
また、前記a)の手順は、キャップ係合部とバイアル瓶の回転規制部とが係合してキャップがロックするまで前記キャップ装着リングを回転させる手順とすることで、幼児の誤飲防止機能を働かせることができる。
さらに、キャップがロックした後、
d)前記キャップ装着リングを逆方向に回転させて前記キャップ装着リングのネジと前記キャップの外周ネジの螺合を外す手順を行うと、次のバイアル瓶のキャッピングを続けて行える。
d)前記キャップ装着リングを逆方向に回転させて前記キャップ装着リングのネジと前記キャップの外周ネジの螺合を外す手順を行うと、次のバイアル瓶のキャッピングを続けて行える。
さらに、
e)前記キャップ装着リングの下に設けたキャップ供給部に前記キャップ装着リングと同心になるようにキャップを搭載する手順と、
f)前記キャップ装着リングと前記キャップ供給部とを接近させる手順と、
g)前記キャップ供給部に搭載したキャップ及び前記キャップ装着リングの少なくとも一方を回転させて前記キャップと前記キャップ装着リングとを螺合させる手順とを行うと、キャップ装着リングにキャップを自動で装着できる。
e)前記キャップ装着リングの下に設けたキャップ供給部に前記キャップ装着リングと同心になるようにキャップを搭載する手順と、
f)前記キャップ装着リングと前記キャップ供給部とを接近させる手順と、
g)前記キャップ供給部に搭載したキャップ及び前記キャップ装着リングの少なくとも一方を回転させて前記キャップと前記キャップ装着リングとを螺合させる手順とを行うと、キャップ装着リングにキャップを自動で装着できる。
本発明のバイアル瓶キャッピング装置によれば、キャップのキャップ外周ネジをキャップ装着リングのリング内周ネジに螺合させるので、確実にキャップを保持できる。更に、キャップ装着リングに螺合したキャップにバイアル瓶の外周ネジに螺合させる際に、キャップをキャップ装着リングに螺合する方向にキャップ又はキャップ装着リングのトルクが作用することになるので、キャップの保持状態が安定し、簡単な構造で確実にバイアル瓶をキャッピングすることができる。
また、本発明のバイアル瓶キャッピング装置において、複数のキャップ装着リングを設ければ、口径の異なるバイアル瓶をキャッピングでき、トルクリミッターを備えれば、キャップを必要以上に締め付けてキャップを破損させたり、モータを焼損させることがない。
以上のように、本発明によって、簡単な構成で、バイアル瓶にキャップを確実に締め付けることができるバイアル瓶キャッピング装置およびバイアル瓶キャッピング方法が提供できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1、図2は、本発明のバイアル瓶キャッピング装置を備える錠剤充填装置21を示す。錠剤充填装置21は、3つのバイアル瓶収納部22と、カセット収納部23と、キャップ収納部24と、バイアル瓶排出部25と、PC収納部26とから構成されている。
バイアル瓶収納部22は、図示する片面に扉27を備え、この扉27を開放してバイアル瓶1を収納するようになっている。バイアル瓶収納部22に収納されたバイアル瓶1は1個づつ取り出されて図示しないロボットアームまで搬送される。
図1、図2は、本発明のバイアル瓶キャッピング装置を備える錠剤充填装置21を示す。錠剤充填装置21は、3つのバイアル瓶収納部22と、カセット収納部23と、キャップ収納部24と、バイアル瓶排出部25と、PC収納部26とから構成されている。
バイアル瓶収納部22は、図示する片面に扉27を備え、この扉27を開放してバイアル瓶1を収納するようになっている。バイアル瓶収納部22に収納されたバイアル瓶1は1個づつ取り出されて図示しないロボットアームまで搬送される。
カセット収納部23は、錠剤充填装置21の両側面に設けられており、図示しないロボットアームがバイアル瓶1を目的の錠剤カセット背面まで直接移動し、錠剤カセットの背面から薬剤カセットに払出し動力を与えて必要数量の錠剤をバイアル瓶1に取り出すようになっている。錠剤が充填されたバイアル瓶1はロボットアームにより後述するキャッピング装置まで搬送される。
キャップ収納部24は、後述するキャップ供給ユニット100を備え、キャップ2を1つずつキャッピング装置へ向きを揃えて搬送する。キャップ2は、扉28からキャップ収納部24に補充する。
バイアル瓶排出部25は、充填が完了した患者のバイアル瓶1を患者毎に分類して排出する窓である。
PC収納部26には、PCが収納され、LANで薬局ホストコンピュータと接続しており、薬局ホストコンピュータから受信する処方箋データを本体制御部に送信し、当該データの操作情報を操作モニター29に表示する。
バイアル瓶排出部25は、充填が完了した患者のバイアル瓶1を患者毎に分類して排出する窓である。
PC収納部26には、PCが収納され、LANで薬局ホストコンピュータと接続しており、薬局ホストコンピュータから受信する処方箋データを本体制御部に送信し、当該データの操作情報を操作モニター29に表示する。
キャッピング装置は、キャップ装着ユニット31とロボットアーム71からなっている。図3、図4、図5は、キャップ装着ユニット31を示す図である。キャップ2は、自重でシュート32上を滑降してキャップ供給部33へ、キャップ2に設けられた内周ネジ6の開口部が下向きになるように整列して供給される。キャップ供給部33は、キャップ2の供給方向と略平行に対向して設けられた1対のL字ガイド34からなっている。
キャップ供給部33の上方に、該キャップ供給部33に供給したキャップ2と略同軸になる位置にキャップ装着リング35が設けられている。キャップ装着リング35に設けた穴には支持軸36の一端が挿入され、キャップ装着リング35は支持軸36の周りに回転可能且つ支持軸36に沿って軸方向にスライドできる。支持軸36の他端は、モータブラケット37に支持されている。支持軸36の略中間部には、ベアリング38で支持された駆動ギア39が設けられている。駆動ギア39のキャップ装着リング35側にはEリングが装着されているため、駆動ギア39は支持軸36から落下しない。駆動ギア39は、モータギア40と噛み合うことで駆動される。モータギア40は、減速ギア41及びトルクリミッター41aを介して回転モータ(締め付けモータ兼、装着モータ)42によって駆動される。また、キャップ装着リング35は、支持軸36の両側に位置する一対のリング支持軸43によって駆動ギア39から垂下されている。リング支持軸43は、駆動ギア39に設けた穴をスライド可能に貫通し、上端が前記駆動ギア39の穴より大きく、下端がキャップ装着リング35の上面にネジ止めされている。また、キャップ装着リング35と駆動ギア39に設けたベアリング38との間の支持軸36の周りに圧縮バネ44を設け、キャップ装着リング35を下方に押し下げている。モータブラケット37をはじめとするキャップ装着ユニット31は昇降可能な構造とするため、昇降スライド軸45に沿って昇降可能なブラケット46に取り付けられ、ブラケット46は、昇降駆動軸47のネジによって昇降するようになっている(接近装置)。昇降駆動軸47にはベベルギア(傘歯車)48が設けられ、このベベルギア48にモータ50のベベルギア49が噛み合って、モータ50の駆動により昇降駆動軸47が回転し、ブラケット46が昇降するようになっている。昇降駆動軸47の両端部は、ベアリングで回転可能に支持され、該ベアリングと昇降スライド軸45は構造体51に取り付けられることでキャップ装着ユニット31全体を支持する。
前記ブラケット46には、位置検出用の突起片52が設けられ、構造体51には、ブラケット46の上限位置と下限位置でそれぞれ突起片62を検出する位置検出センサ53が設けられている。位置検出センサ53は、透過光検出センサであり、センサ53本体の隙間部分に突起片52が到達すると光が遮断されてブラケット46の位置を検出する。上限位置は、キャップ供給部33にキャップ2が投入されるのを阻害しない高さで、下限位置はキャップ2とバイアル瓶1を螺合する際、互いのネジ部4,6が接触可能な高さとなる位置である。
また、本発明はモータギア40を中心にして両側に駆動ギア39を設け、各駆動ギヤ39に径が相違するキャップ装着リング35を設けて、本キャップ装着ユニット31で扱うバイアル瓶1の種類に対応させているが、径が相違する以外の構成は前記説明の通りである。
また、キャップ供給部33のキャップ供給方向手前の上方には、ソレノイド54が設けられ、該ソレノイド54のプランジャーはレバー55aに連結され、該レバー55aの先端にストッパー55が取り付けられている。ストッパー55はキャップ装着時に、シュート32上に待機する次のキャップ2がキャップ供給部33へ移動してキャップ締めを阻害しないように、次のキャップ2の上部に当接してその場に停止させるようになっている。シュート32には、センサ32aが設けられ、キャップ供給部33にキャップ2があるか否かを検出する。キャップ供給部33からキャップ2がなくなったときに、ソレノイド54に電流が流れてストッパー55が上昇し、キャップ2の当接が解除され、キャップ2がキャップ供給部33へ移動する。
図6は、バイアル瓶1、キャップ2及びキャップ装着リング35の下方斜視図である。キャップ装着リング35の内周には装着リング内周ネジ56が設けられている。この装着リング内周ネジ56にキャップ2の大径部7よりも径が小さい小径部8に設けたキャップ外周ネジ9が螺合する関係にある。
図7A,7Bは、キャップ2を搭載するL字ガイド34の構成(退避機構)を示すものである。L字ガイド34は、ガイド回転軸57を中心に回転可能であり、対向するL字ガイドの回転角度を等しくするための伝達ギア58を備えている。また、対向するL字ガイド34間にはバネ59が掛け渡されており、平行な位置を限度として互いに接近し合うように付勢されている。一方のL字ガイド34には、伝達突起部60が設けられその下部にはスライド伝達レール61が設けられ、スライド伝達レール61の一端には、伝達突起部60と当接するベアリング62を備え、他端部には、ソレノイド63と接続するアーム64が連結されている。
スライド伝達レール61は、構造支持板51に貫通して取り付けられ、図示しないガイドに沿って長手方向にスライドするように設けられている。また、スライド伝達レール61の略中心には、構造支持板51に支持される位置規制ベアリング65と係合する長穴66を備えている。ソレノイド63に電源が供給されない場合、位置規制ベアリング65は、図7Aに示すように、長穴66のアーム64側に当接しており、電源が供給されると、図7Bに示すように、位置規制ベアリング65は、長穴66のL字ガイド34側に当接する。L字ガイド34は、位置規制ベアリング65が長穴66のアーム64側に当接している状態で略平行となるよう調整されている。各L字ガイド34の上方には、構造支持体51から延びる1対の支持アーム33aの先端にストッパー33bが設けられ、このストッパー33bにシュート32から滑降してきたキャップ2が当接してキャップ供給部33に正しく停止するようになっている。
図8は、キャップ装着ユニット31の下部に設けられたロボットアーム(把持装置兼、移動装置)71の斜視図である。このロボットアーム71は、充填が完了したバイアル瓶1をキャップ締めし、さらに、図1に示すバイアル瓶排出部6に搬送するものである。このロボットアーム71は、ユニット筐体部72の長手方向、両端部にレール部材73が立設され、このレール部材73に沿って昇降するようになっている。昇降の駆動源は、ユニット筐体部72と略平行の軸(不図示)を昇降範囲の上下端に設け、その軸に設けたプーリ(不図示)に架け渡した2本のタイミングベルト(不図示)の片側面をそれぞれ前記ユニット筐体部72に固定して、このタイミングベルトを回動することによって与えられる。昇降範囲の上下端には、図示しないセンサが設けられ、昇降範囲をオーバーランしないようになっている。
ユニット筐体部72には、図示しない回転軸を中心に水平方向に回転可能な水平回転ギア74が設けられている。水平回転ギア74は、水平回転駆動ギア75と係合し、水平回転駆動モータ76が回転すると、その駆動力により水平回転駆動ギア75を介して水平回転ギア74が回転するようになっている。また、水平回転ギア74は、その回転軸に図示しないエンコーダと、裏面に原点突起74aを備え、ユニット筐体部72に設けた図示しないセンサが原点突起74aを検出した回転位置を原点としている。エンコーダを用いて、原点からのスリット数、ブラインド数に応じて停止箇所等の制御ができる。さらに、平面回転ギア74上には、スライドレール支持板77を備え、該スライドレール支持板77とアームユニット支持板78との間に図示しないスライドレールを設けている。また、スライドレール支持板77には、スライドレールと略平行になるようラックギア79を配置し、このラックギア79に噛み合う伸縮ギア80と、アームユニット支持板78側に支持される伸縮駆動モータ81によって、スライドレールが伸縮し、スライドレール支持板78が移動する。ロボットアーム71は、さらに、スライド限界を検出するセンサ82を備えている。
図9は、ロボットアーム71の平面図である。アームユニット支持板78には、一対のアーム部材83がアーム軸84を中心に開閉するように支持され、両アーム部材83の中央部を貫通するように掴み取り駆動軸85が設けられており、その両端部はアームユニット支持板78にベアリングで支持されている。
図10は、ロボットアーム71の前方からの斜視図である。掴み取り駆動軸85には、略中心より左右にそれぞれ、左巻きネジと右巻きネジとが設けられ、掴み取り駆動軸85が1方向に回転すると、一対のアーム部材83が接近または離反するようになっている。掴み取り駆動軸85は、アーム部材83とそれぞれ交差する部分で、前記左巻きネジまたは右巻きネジにナット86が螺合している。このナット86は、図9(B)に示すように、姿勢修正軸87を有し、該姿勢修正軸87の上端はアーム部材83に回動可能に支持されている。これにより、アーム部材83の開閉状態に関係無く、ナット86は掴み取り駆動軸85の左巻きネジおよび右巻きネジの軸方向に一致するようになっている。掴み取り駆動軸85の一端には、掴み取り駆動プーリ88が設けられ、駆動ベルト89によって掴み取りモータプーリ90に接続されている。掴み取り駆動プーリ90は掴み取り駆動モータ91によって駆動される。アーム軸84は、開閉動作中に左右方向に移動せず、伸縮方向に移動できるように、軸径に適合する伸縮方向の長穴92でアームユニット支持板78に取り付けられている。これにより、一対のアーム部材83が接近離反すると、左右の姿勢修正軸87がアーム部材83に対して相対的に回転し、且つ前記アーム軸84は伸縮方向に軸を移動させながら、両アーム部材83の先端に取り付けられた把持部材93がバイアル瓶1を掴み取り、又は開放する。
また、掴み取り軸85に略平行に補助ガイドピン94を設けているが、これはアーム部材83が、アーム軸84部分を中心に上下方向に傾斜しないように補助的に案内している。上下方向の傾きの範囲は、前記伸縮方向の長穴92に固定されるEリングで調整することができる。アーム部材83の先端にはそれぞれ把持部材93が回転軸95によって回転可能に支持され、アーム付勢バネ96によって、把持部材93の先端が接近し合う方向に付勢されている。バイアル瓶1を把持していないときは、把持部材93の後端がアーム部材83の壁面に当接しているが、バイアル瓶1を握ると、把持部材93の後端はアーム支持部の面部から離反し、アーム付勢バネ96の付勢力でバイアル瓶1を保持できるようになっている。
また、本ロボットアーム71は、掴み取り駆動軸85に設けた左巻きネジおよび右巻きネジのナット86を左右の姿勢修正軸87で支持しており、且つ、アーム軸84で支持する構造であるため、スライドユニットより安価に製造可能である。また、アーム軸84のみによる支持では、把持部材93が掴み取り動作中、円弧に沿った掴み取り動作となるが、掴み取り駆動軸85に設けた左巻きネジ、右巻きネジのナット86を左右の姿勢修正軸87で支持する事で、アーム軸84が伸縮方向の長穴92に沿って移動し、把持部材93は左右に略直線的に移動する事になる。
図11は、キャップ供給ユニット100の正面外観図を示す。キャップ供給ユニット100は、大キャップ供給ユニット100aと小キャップ供給ユニット100bとが左右に隣接して配置されている。大キャップ供給ユニット100aの図において左側には、大キャップ導入ダクト101が取り付けられている。大キャップ導入ダクト101は、大キャップ供給ユニット100aの左側壁に形成された導入口101aから正面側に延設され、その正面の開口部101bは、前記扉28と対向している。小キャップ供給ユニット100bの正面には、小キャップ導入ダクト102が取り付けられている。小キャップ導入ダクト102は、小キャップ供給ユニット100bのカバー103と一体に形成され、このカバー103に形成された導入口102aから左側に延設され、さらに大キャップ供給ユニット100aの正面を通り越して大キャップ供給ユニット100aの左側から正面側に延設され、その正面の開口部102bは、前記扉28と対向している。図12は小キャップ導入ダクト102を取り外した状態を示す。大キャップ供給ユニット100aと小キャップ供給ユニット100bは、前記キャップ導入ダクト101,102を除き、同一の構成を有しているので、以下両者を区別することなく、説明する。
図13は、キャップ供給ユニット100の側面図を示す。キャップ供給ユニット100は、キャップの収納部104と、排出ユニット105と、撹拌ユニット106とからなっている。
収納部104は、前記キャップ導入ダクト101,102を通して投入された多数のキャップ2をランダムに収納する矩形箱形の容器である。
排出ユニット105は、収納部104の背面側の壁から底壁にかけて、2つのローラ107a,107b間に掛け渡された無端ベルト108を有し、前記無端ベルト108に一定間隔で支持部材109を設けたものである。無端ベルト108は、垂直部108aと、垂直部108aの下端から下方に斜めに延びる傾斜部108bとからなる。裏側の無端ベルト108の垂直部108aと傾斜部108bの間には内側からテンションローラ110が当接している。上側のローラ108aをモータ111によりギア111a,112を介して駆動することにより、表側の無端ベルト108は下端から斜め上方に上昇し、さらに垂直方向に上昇し、上端で折り返すように移動する。支持部材109は、図14に示すように、キャップ2の厚さよりやや大きい寸法で無端ベルト108から突出し、中央にはキャップ2が安定して支持されるように切欠き109aが形成されている。支持部材109は、図15の上部に示すように、キャップ2の開口部が無端ベルト108と反対側に向いているときは、キャップ2を安定して支持することができるが、図15の下部に示すように、キャップ2の開口部が無端ベルト108と対向しているときは支持部材109から脱落する。これは、縦向きにしたキャップ2の重心がキャップ2の肉厚の中心ではなく、開口部と反対側すなわち、閉鎖側にあるからである。
排出ユニット105の無端ベルト108の上端近傍には、支持部材109に支持されたキャップ2が折り返されるときに作動する検知レバー113と、前記検知レバー113の作動に応じてオンオフするセンサ114とが設けられている。
排出ユニット105の背後には、無端ベルト108の垂直部108aに並行に排出路115が形成されている。この排出路115は、排出ユニット105により搬送されて上端の折り返し部に到達したキャップ2を受け入れて下方に導くようになっている。排出路115の上端には、キャップ2を排出路115に案内するガイド板116が設けられている。
撹拌ユニット106は、複数のガイド117により、収納部104の内側壁に沿って垂直方向に往復移動可能に設けた撹拌板118を有している。撹拌板118の下部には、収納部104に収納されたキャップ2が係止する水平方向に延びる複数の係止孔118aが垂直方向に一定間隔で形成されている。この撹拌板118の係止孔118aは、孔に限らず、突起でも可能である。収納部104の容量を減少しない点では、係止孔118aのほうが好ましい。撹拌板118の上部には側縁に切欠き118bが形成され、この切欠き118bの上側の縁に、前記排出ユニット105のモータ111の駆動ギヤ111aと噛合するギヤ119と一体に設けたカム120の先端のローラ121が当接することで、前記排出ユニット105の無端ベルト108と連動して、垂直方向に周期的に往復移動するようになっている。
次に、バイアルキャッピング装置の動作の説明をする。
図16Aから16Fは、キャップ装着ユニット31とロボットアーム71の側面図であり、ロボットアーム71の動作を説明するものである。ロボットアーム71は、バイアル瓶1を受け渡し位置からキャップ装着ユニット31に移動させ、キャップ装着ユニット31がキャップ2を締め付け後、さらに、バイアル瓶1をバイアル瓶排出部6まで移動させる。
図16Aから16Fは、キャップ装着ユニット31とロボットアーム71の側面図であり、ロボットアーム71の動作を説明するものである。ロボットアーム71は、バイアル瓶1を受け渡し位置からキャップ装着ユニット31に移動させ、キャップ装着ユニット31がキャップ2を締め付け後、さらに、バイアル瓶1をバイアル瓶排出部6まで移動させる。
図16Aは、ロボットアーム71がバイアル瓶受け渡し位置にある状態であって、ロボットアーム71は、スライドレールが伸びて、スライド限界付近に達している状態である。なおこの位置の調整ができるように伸縮駆動モータ81にパルスモータを採用してエンコーダによるフィードバックをしたり、位置検出センサによって停止させてもよい。バイアル瓶受け渡し位置に、アーム先端の把持部材93の位置が一致したら、掴み取り駆動モータ91を駆動する。すると、掴み取り駆動プーリ90が回転して駆動ベルト89に伝達され、掴み取り駆動プーリ88が回転し、その回転は、ベアリングで支持された掴み取り駆動軸85を回転させる。掴み取り駆動軸85が回転すると、左右のネジが回転し、左巻きネジおよび右巻きネジに螺合している2つのナット86が互いに接近する。これにより、一対のアーム部材83は互いに接近し、先端の把持部材93がバイアル瓶1を掴み取る。このとき、アーム付勢バネ96の付勢力と反発力が釣り合いながら駆動モータ91の動作を続けると、アーム付勢バネ96の反力を受けて電流値が上昇し、予め設定した電流値を超えると停止するようにプログラムされている。これは、径の相違するバイアル瓶1を供用しても一定の把持力でバイアル瓶1を把持することができることを意味する。つまり、制御や検出部をバイアル瓶1の種類に対応して設定する必要がないという長所を有している。
ロボットアーム71がバイアル瓶1を把持すると、図示しないロボットアーム昇降モータを駆動してレール部材73に沿って上昇させ、続いて伸縮駆動モータ81を回転し、アームユニット支持板78をスライドレールに沿って縮める。図において把持しているバイアル瓶1は大径であるので、キャップ装着ユニット31の大径のキャップ2に適合するキャップ装着リング35直下のキャップ供給部33に来たときに伸縮駆動モータ81を停止する。また、図示しないロボットアーム昇降モータは、図16Bの待機位置に到達したとき、停止してキャップ締めを開始する。
図16Bは、キャップ回転モータ42を回転させながら、モータブラケット37を昇降駆動軸47のネジで下降させてキャップ装着ユニット31を降下している過程である。キャップ装着リング35は回転するが、キャップ供給部33にあるキャップ2はキャップ装着リング35の押し圧を受けてL字ガイド34との間の摩擦力で停止し、キャップ2のキャップ外周ネジ9にキャップ装着リング35のリング内周ネジ56が螺合する。
所定の高さまでキャップ装着リング35が下降すると、図16Cに示すように、キャップ2はキャップ装着リング35完全に螺合された状態となり、ここで、キャップセット用のトルクリミッター41aが作動する。この状態で、図7BのようにL字ガイド34を開き、ロボットアーム71を待機位置から閉塞位置に上昇させる。キャップ装着リング35に螺合したキャップ2は、キャップ装着リング35と共に回転し、キャップ2のキャップ内周ネジ6がバイアル瓶1のバイアル瓶外周ネジ4に螺合する。ここで、トルクリミッター41aが作動してキャップ2の締めすぎを防止する。なお、キャップ装着リング35に螺合したキャップ2のキャップ内周ネジ6とバイアル瓶の外周ネジ4が螺合する際に、キャップ2がキャップ装着リング35に螺合する方向にキャップ2のトルクが作用することになるので、キャップ装着リング35によるキャップ2の保持状態が安定し、簡単な構造で確実にキャッピングすることができる。
ここでは、ロボットアーム71が閉塞位置に上昇する説明としたが、ロボットアーム71を待機位置で静止したまま、キャップ装着ユニット31を更に降下させて、バイアル瓶をキャッピングしてもよいし、双方のユニットが接近してもよい。
キャップ2が完全に締めつけられると、図16Dに示すような状態で停止する。一定時間キャップ回転モータ42を回転し、閉塞状態となったであろう時間が経過したら、キャップ回転モータ42を逆転させ、キャップ装着ユニット31を上昇させて図16Eに示すように原点に戻す。このとき、バイアル瓶1の回転規制部12にキャップ2の係合部13が係合してキャップ2の回転を阻止しているので、キャップ装着リング35とキャップ2の螺合部が外れてキャップ2は、バイアル瓶1に装着される。次にL字ガイド34を閉じて、ロボットアーム71を図16Fに示す移動位置に降下させ、キャッピングされたバイアル瓶1を図1に示すバイアル瓶排出部6のいずれか該当場所へ搬送する。
本発明の大きな特徴は、キャップ2が備えるキャップ外周ネジ9と、キャップ装着リング35のリング内周ネジ56を螺合してキャップ2をしっかりと保持してからバイアル瓶1に装着することにある。上記実施形態では、L字ガイド34上のキャップ2にキャップ装着ユニット31を降下させているが、L字ガイド34に昇降手段を設けて、キャップ装着リング35へ向けてキャップ2を押し付けても良く、双方を移動してキャップ装着リング35にキャップ2を装着してもよい。また、上記実施形態では、バイアル瓶1にキャップ2を装着する際に、キャップ2を回転させているが、バイアル瓶1を回転させてもよいし、バイアル瓶1とキャップ2の両方を回転させてもよい。
1 バイアル瓶
2 キャップ
31 キャップ装着ユニット
33 キャップ供給部
34 L字ガイド
35 キャップ装着リング
42 回転モータ(締め付けモータ兼、装着モータ)
56 リング内周ネジ
71 ロボットアーム(把持装置兼、移動装置)
2 キャップ
31 キャップ装着ユニット
33 キャップ供給部
34 L字ガイド
35 キャップ装着リング
42 回転モータ(締め付けモータ兼、装着モータ)
56 リング内周ネジ
71 ロボットアーム(把持装置兼、移動装置)
Claims (12)
- キャップの内周面と外周面にそれぞれネジが設けられ、バイアル瓶の開口部外周面にはネジが設けられており、前記キャップは係合部を備え、バイアル瓶は回転規制部を備え、前記キャップ内周面のネジがバイアル瓶開口部に螺合することで、バイアル瓶を閉塞し、且つ、キャップ係合部とバイアル瓶の回転規制部が係合してキャップの回転をロックするバイアル瓶のキャッピング装置であって、
前記キャップの外周面のネジと螺合する内周ネジを設けたキャップ装着リングと、
前記バイアル瓶を把持する把持装置と、
前記キャップ装着リングに装着されたキャップの内周面のネジとバイアル瓶の開口部との少なくとも一方を他方に接近させる移動装置と、
前記キャップ装着リング及び前記把持装置の少なくとも一方を回転させる締め付けモータを備えた事を特徴とするバイアル瓶キャッピング装置。 - 前記キャップ装着リングを複数備え、前記キャップ装着リングの径をバイアル瓶の径の種類に対応させてキャップ装着リングの径サイズを複数種類備えた事を特徴とする請求項1に記載のバイアル瓶キャッピング装置。
- 前記締め付けモータとキャップ及びバイアル瓶までの間にトルクリミッターを備えた事を特徴とする請求項1ないし請求項2に記載のバイアル瓶キャッピング装置。
- 前記キャップ装着リングの下部に、前記キャップ装着リングと略同心になるようにキャップが供給されるキャップ供給部と、
前記キャップ供給部に供給されたキャップとキャップ装着リングを接近させるように、少なくとも一方を移動する接近装置とを備えた事を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のバイアル瓶キャッピング装置。 - 前記キャップ及び前記キャップ装着リングの少なくとも一方を回転させて前記キャップ装着リングと前記キャップ供給部に供給されたキャップとを螺合させる装着モータを備えたことを特徴とする請求項4に記載のバイアル瓶キャッピング装置。
- 前記装着モータから前記キャップまたは前記キャップ装着リングまでの回転伝達経路にキャップセット用のトルクリミッターを備えた事を特徴とする請求項5に記載のバイアル瓶キャッピング装置。
- 前記キャップ供給部に供給されたキャップと前記キャップ装着リングとが螺合した後、螺合したキャップとバイアル瓶の開口部の間から前記キャップ供給部を退避させる退避機構を備えた事を特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれかに記載のバイアル瓶キャッピング装置。
- 貯留するキャップを前記キャップ供給部へ供給するシュートと、
前記キャップ供給部と前記シュートとの間にキャップを停止させるストッパーとを備え、
前記キャップ供給部にキャップがなかったら前記ストッパーを外してキャップを供給する事を特徴とする請求項4ないし請求項7のいずれかに記載のバイアル瓶キャッピング装置。 - キャップの内周面と外周面にそれぞれネジが設けられ、バイアル瓶の開口部外周面にはネジが設けられており、前記キャップは係合部を備え、バイアル瓶は回転規制部を備え、前記キャップ内周面のネジがバイアル瓶開口部に螺合することで、バイアル瓶を閉塞し、且つ、キャップ係合部とバイアル瓶の回転規制部が係合してキャップの回転をロックするバイアル瓶のキャッピング方法において、
キャップ装着リングの内周に設けたネジと前記キャップの外周ネジを螺合させる手順と、
バイアル瓶の開口部外周面のネジとキャップ内周面のネジ部を接近させる手順と、
モータで前記キャップ装着リングを閉塞方向に回転させる手順とを有する事を特徴とするバイアル瓶キャッピング方法。 - 前記モータでキャップ装着リングを閉塞方向に回転させる手順は、キャップ係合部とバイアル瓶の回転規制部とが係合してキャップがロックするまで前記キャップ装着リングを回転させる手順である事を特徴とする請求項9に記載のバイアル瓶キャッピング方法。
- さらに、前記モータでキャップ装着リングを閉塞方向に回転させる手順の後に、前記キャップ装着リングを逆方向に回転させて前記キャップ装着リングのネジと前記キャップの外周ネジの螺合を外す手順を有する事を特徴とする請求項10に記載のバイアル瓶キャッピング方法。
- 前記キャップ装着リングの下に設けたキャップ供給部にキャップを搭載する手順と、
前記キャップ装着リングと前記キャップ供給部とを接近させる手順と、
前記キャップ供給部に搭載したキャップ及び前記キャップ装着リングの少なくとも一方を回転させて前記キャップと前記キャップ装着リングとを螺合させる手順とを有する事を特徴とする請求項9ないし請求項11のいずれかに記載のバイアル瓶キャッピング方法。
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-
2006
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