JP2020190523A - 気密性検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検査済みのワークを効率良く搬出できる気密性検査装置を提供する【解決手段】ワークホルダ１０は、検査対象となるワークＷを収容するための複数のチャンバー１５を有する。チャンバー１５は、直線状に水平に延びてワークホルダ１０を貫通し、その両端がワークホルダ１０の両側面１１，１２に開口している。チャンバー１５の両端の開口１５ａ，１５ｂがそれぞれ封止体６１，６２により封止された状態で、チャンバー１５にテスト圧が供給される。圧力センサ７５は、チャンバー１５内のワークＷの気密性を検査するために、チャンバー１５内の圧力の変化を監視する。【選択図】図２

Description

本発明は、ワークの気密性を検査する装置に関する。

特許文献１、２に開示されているように、開閉可能なワークカプセルにワークを収容して密封し、ワークカプセル内にテスト圧を供給して、その圧力変動を監視することにより、ワークの密封性を検査する装置は知られている。

特開２００３−１４９０７６号公報 特許５２７１０９６号公報

特許文献１、２に記載された装置では、検査後のワークをワークカプセルから搬出する作業が煩雑であるため、改良の余地があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、気密性検査装置において、
検査対象となるワークを収容するためのチャンバーを有するワークホルダを備え、上記チャンバーは、直線状に水平に延びて上記ワークホルダを貫通し、その両端が上記ワークホルダの両側面に開口しており、
さらに、上記チャンバーの両端の開口をそれぞれ封止することにより、上記チャンバーを密封する第１、第２封止体と、上記第１、第２封止体をそれぞれ上記ワークホルダに対して接近、離間する方向に移動する第１、第２駆動手段と、密封状態の上記チャンバーにテスト圧を供給するテスト圧供給手段と、上記チャンバー内のワークの気密性を検査するために、上記チャンバー内の圧力の変化を監視する圧力検出手段と、を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、気密性検査後にチャンバーに収容されたワークに一方の開口から力を付与して他方の開口から排出することが可能であり、搬出作業を効率良く行うことができる。

好ましくは、さらに、検査後のワークを排出するための排出手段を備え、上記排出手段は、押圧ロッドと、上記押圧ロッドを上記チャンバーの一方の開口から上記チャンバー内に挿入することにより、上記チャンバー内のワークを上記チャンバーの他方の開口から押し出す駆動部と、を有する。
上記構成によれば、押圧ロッドを用いることにより、確実にワークをチャンバーから排出することができる。

好ましくは、上記ワークホルダは上記チャンバーを複数有しており、上記複数のチャンバー毎に上記テスト圧供給手段および上記圧力検出手段が装備されている。
上記構成によれば、１つのワークホルダで一度に複数のワークの気密性を検査できるので、検査の効率を向上させることができる。

好ましくは、上記一対の封止体の各々は、上記複数のチャンバーの対応する開口に共通の１つの封止体により構成されており、対応する開口を一度に封止する。
上記構成によれば、封止構造を簡略化することができる。

好ましくは、上記ワークホルダが複数装備され、さらに移動機構を備え、この移動機構は上記複数のワークホルダを、初期位置から、上記チャンバーにワークを搬入する搬入ステージ、上記気密性の検査を行う検査ステージ、上記ワークを上記チャンバーから搬出する搬出ステージへと順に移動させて上記初期位置へと戻すように循環させ、上記初期位置、上記搬入ステージ、上記検査ステージおよび上記搬出ステージが垂直面上に配置されている。
上記構成によれば、装置の設置面積を大幅に減じることができる。

好ましくは、上記チャンバーは上記ワークホルダに垂直方向に等ピッチで複数形成されており、上記移動機構は上記ワークホルダの移動方向が逆の第１、第２垂直移動部を含み、上記第１垂直移動部に上記搬入ステージが配置され、上記第２垂直移動部に上記搬出ステージが配置されており、上記搬入ステージにおいて、上記第１垂直移動部によりワークホルダを上記チャンバーのピッチと等しい移動量で間欠的に移動させ、所定位置でワークを上記チャンバーに搬入し、上記搬出ステージにおいて、上記第２垂直移動部によりワークホルダを上記チャンバーのピッチと等しい移動量で間欠的に移動させ、所定位置でワークを上記チャンバーから搬出する。
上記構成によれば、搬入、搬出作業をより円滑に行なうことができる。

本発明によれば、気密性検査後のワークの排出作業を効率良く行うことができる。

本発明の一実施形態に係る気密性検査装置の全体を示す正面図である。 （Ａ）は上記気密性検査装置で用いられるワークホルダの断面図、（Ｂ）は同ワークホルダの側面図である。 上記気密性検査装置における検査ステージの構成を示す正面図である。 上記検査ステージの構成の一部をなす検査ユニットの平面図である。 上記検査ユニットの回路構成図である。

以下、本発明の一実施形態に係る気密性検査装置について、図面を参照しながら説明する。本実施形態で検査対象となるワークは、ＰＴＰ包装（一次包装）された錠剤を袋でピロー包装（二次包装）した医薬品であり、細長い形状を有している。このピロー包装に溶着不良、破れ、ピンホール等の欠陥があると、大気中の湿気や酸素が袋内に入り込み、ＰＴＰ包装された錠剤の経年劣化を早めてしまう。そのため、ピロー包装の欠陥の有無を本装置で検査するのである。なお、本実施形態の検査装置は、ピロー包装された医薬品に限らず、種々の商品を検査対象のワークとすることができるが、特に細長い形状のワークの検査に適している。

図１に示すように、気密性検査装置は、５つ（複数）のワークホルダ１０と、これらワークホルダ１０を、初期位置（例えば図１の左下隅の位置）から搬入ステージＳ１と検査ステージＳ２と排出ステージＳ３を順に経て初期位置に戻るように循環させる移動機構Ｍと、を備えている。

図２に示すように、ワークホルダ１０は直方体形状をなし、互いに平行をなす平坦かつ垂直の一対のシール面１１，１２（両側面）を有するとともに、シール面１１，１２と直角をなして水平に直線状に延びワークホルダ１０を貫通する互いに平行な８つ（複数）のチャンバー１５を有している。チャンバー１５の両端はシール面１１，１２に開口している。これら両端の開口には図において符号１５ａ，１５ｂを付す。８つのチャンバー１５は等間隔をなして横に２列、縦に４列をなして配置されている。各チャンバー１５には後述するようにワークＷ（想像線で示す）が収容されるようになっている。

シール面１１，１２には、チャンバー１５の開口１５ａ，１５ｂを囲う溝が形成されており、これら溝にゴム製のシールリング１６が嵌め込まれている。なお、チャンバー１５における一方の開口１５ａの近傍部は開口１５ａに向かって広がるテーパ部１５ｃとなっている。

図１に示すように、各ワークホルダ１０の上端には上側チャック受部１８が設けられ、下端には下側チャック受部１９が設けられ、背面には背側チャック受部（図示しない）が設けられている。

図１に示すように、移動機構Ｍは、１つの垂直面に沿って配置された左側垂直移動部２０（第１垂直移動部）と上側水平移動部３０と右側垂直移動部４０（第２垂直移動部）と下側水平移動部５０を備えており、起立した状態で設置されている。そのため、広い面積を必要とせずに設置することができる。

左側垂直移動部２０は、ワークホルダ１０を上方へ移動させるためのものであり、この移動の過程でワークホルダ１０を、最下位位置（初期位置）から、中間位置の搬入ステージＳ１と最上位位置の検査ステージＳ２に順に運ぶようになっている。

左側垂直移動部２０は、２本のガイドレール２１と、各ガイドレール２１に沿って移動する自走式のスライダ２２とを有している。図１では一方のスライダ２２は検査ステージＳ２にあり後述する封止体６２に隠れている。
２つのスライダ２２は、チャック（図示しない）を有し、このチャックがワークホルダ１０の背側チャック受部を掴んだ状態でワークホルダ１０を交互に上方へ運ぶようになっている。

上側水平移動部３０は、水平ガイド３１と、この水平ガイド３１に沿って水平移動する自走式の第１スライダ３２と、この第１スライダ３２に設けられた垂直ガイド３３と、この垂直ガイド３３に沿って垂直移動する自走式の第２スライダ３４とを有している。第２スライダ３４の下端にはチャック３５が設けられている。

上記第２スライダ３４は、左側垂直移動部２０の最上位位置の検査ステージＳ２にあるワークホルダ１０の上側チャック受部１８をチャック３５で掴み、ワークホルダ１０を上方に運ぶ。この後、第１スライダ３２によりワークホルダ１０を右方向に水平に運び、さらに第２スライダ３４によりワークホルダ１０を下方に向けて右側垂直移動部４０の最上位位置まで運ぶ。

右側垂直移動部４０は、ワークホルダ１０を下方へ移動させるためのものであり、この移動の途中で、ワークホルダ１０を搬出ステージＳ３に運ぶようになっている。
右側垂直移動部４０は左側垂直移動部２０と同様に、２本のガイドレール４１と、各ガイドレール４１に沿って移動する自走式のスライダ４２とを有している。
２つのスライダ４２は、チャック（図示しない）を有し、このチャックがワークホルダ１０の背側チャック受部を掴んだ状態でワークホルダ１０を交互に下方へ運ぶ。

下側水平移動部５０は、水平ガイド５１と、この水平ガイド５１に沿って水平移動する自走式のスライダ５２とを有している。スライダ５２の上端にはチャック５５が設けられている。
スライダ５２は、右側垂直移動部４０の最下位位置にあるワークホルダ１０の下側チャック受部１９をチャック５５で掴み、左方向に水平に移動することにより、ワークホルダ１０を左側垂直移動部２０の最下位位置（初期位置）まで運ぶ。

上記のようにして５つのワークホルダ１０は、１つの垂直面上を循環し、左側垂直移動部２０の最下位位置（初期位置）から、図１において時計回り方向に運ばれ、搬入ステージＳ１、検査ステージＳ２および搬出ステージＳ３を経て初期位置に戻るようになっている。

上記搬入ステージＳ１には、搬入コンベア１０１（図１においてその上面のみを想像線で示す）が配置されている。搬入コンベア１０１から送られてきたワークＷを、図示しない挿入治具を用いて、ワークホルダ１０のチャンバー１５の一方の開口端１５ａからチャンバー１５内に挿入する。この際、スライダ２２は、チャンバー１５の縦列のピッチ分だけ間欠的にワークホルダ１０を上方へ移動する。これにより、４列のチャンバー１５は次々と同一高さの挿入位置に送られるので、搬入作業を円滑に行うことができる。また、一方の開口１５ａはテーパ部１５ｃにより広くなっているので、ワークＷの搬入作業をより一層円滑に行なうことができる。

ワークホルダ１０は、搬入ステージＳ１から検査ステージＳ２まで、チャンバー１５の両端開口１５ａ，１５ｂが開放された状態で運ばれるが、チャンバー１５は水平であるのでワークＷの収容状態を維持することができる。

図１、図３に示すように、上記検査ステージＳ２には、ワークホルダ１０の一方のシール面１１と対向する平板形状の封止体６１（第１封止体）と、他方のシール面１２と対向する直方体形状の封止体６２（第２封止体）と、封止体６１をシール面１１に対して接近・離間する方向に水平移動させるエアシリンダ６３（第１駆動手段）と、封止体６２をシール面１２に対して接近・離間する方向に水平移動させるエアシリンダ６４（第２駆動手段）と、を備えている。
封止体６１は、８つのチャンバー１５の開口１５ａに対する共通の封止体として１つ配置されている。封止体６２は、８つのチャンバー１５の開口１５ｂに対する共通の封止体として１つ配置されている。

エアシリンダ６３により封止体６１の平坦な面がワークホルダ１０の一方のシール面１１に押し付けられることにより、８つのチャンバー１５の開口１５ａが一度に封止され、エアシリンダ６４により封止体６２の平坦な面がワークホルダ１０の他方のシール面１２に押し付けられることにより、８つのチャンバー１５の開口１５ｂが一度に封止される。
なお、一方の封止体６１には８つの突起６１ａが形成されている。これら突起６１ａは、上記チャンバー１５内に入り込みチャンバー１５の実容積を減じることにより、後述する検査精度を高める役割を担う。突起６１ａのサイズは、ワークＷの大きさに応じて変更することができる。

図１、図３に示すように、封止体６２の正面には、検査ユニット７０が取り付けられている。
図３、図４に示すように、検査ユニット７０は、上記封止体６２に固定されるベース板７０ａと、このベース板７０ａに取り付けられた８組の部品群７０ｂとを有している。
各部品群７０ｂは、３つの開閉弁７１，７２，７３と、タンク７４と、圧力センサ７５（圧力検出手段）とを備えている。

図５に示すように、封止体６２およびベース板７０ａには、チャンバー１５毎に、外部の共通の圧力源７６をチャンバー１５に連ねる主通路７７が形成されている。この主通路７７に上記開閉弁７１，７２，７３と、タンク７４と、圧力センサ７５が接続されている。なお、本実施形態では圧力源７６は、圧力レギュレータ（図示しない）を備えており、負圧（真空圧）供給と正圧供給に切り替えることができる。

開閉弁７１は圧力源７６とタンク７４との間に介在されており、通常は開き位置にあり、後述の密封性検査開始前には圧力源７６からタンク７４に所定の負圧が供給されるようになっている。圧力センサ７５によりタンク７４が上記所定の負圧（以下、タンク圧と言う）に達したことを検出したら、開閉弁７１が閉じられ、後述の密封性検査の準備状態となる。開閉弁７２はタンク７４とチャンバー１５との間に介在され、通常は閉じ位置にありタンク７４とチャンバー１５との間を遮断している。開閉弁７３は通常は開き位置にありチャンバー１５を大気に開放している。

封止体６１，６２によりチャンバー１５が封止される際、チャンバー１５が開閉弁７３を介して大気に開放されているので、チャンバー１５内の圧力は上昇せず大気圧に維持される。
上記チャンバー１５の封止後に開閉弁７３を閉じ、その後で開閉弁７２を開く。これにより、タンク７４の所定のタンク圧がチャンバー１５に供給される。

圧力センサ７５の検出圧は、開閉弁７２が閉じられた状態ではタンク圧であるが、開閉弁７２が開くと、チャンバー１５の内容積および開閉弁７２からチャンバー１５までの主通路７７の内容積に応じた圧力分だけタンク圧より上昇し、ワークＷに欠陥が無ければ（ワークＷのピロー包装の密封性に異常がなければ）、テスト圧になる。
上記説明から明らかなように、主通路７７と開閉弁７１，７２，７３とタンク７４により、テスト圧供給回路７０ｘ（テスト圧供給手段）が構成される。

ワークＷのピロー包装の密封性に異常がなければ、圧力センサ７５の検出圧は上記テスト圧に維持される。しかし、ピロー包装に欠陥があると、ピロー包装内の空気がチャンバー１５に漏れるため、圧力センサ７５の検出圧はテスト圧より高くなる。欠陥が大きい場合には、検出圧は一気にテスト圧を越え、欠陥が微小である場合には、テスト圧から時間の経過とともに徐々に高くなる。
図示しないコントローラでは、開閉弁７２が開いてから所定時間経過後の上記検出圧の上昇分が閾値未満であればワークＷを良品と判定し、閾値を超えていれば不良品と判定する。

上記判定後に、開閉弁７２の開き状態、開閉弁７３の閉じ状態を維持したまま、開閉弁７１だけを開き、圧力源７６の供給圧力を正圧に切り替える。これにより、テスト圧供給回路７０ｘ内の真空破壊を実行する。その後でシリンダ６３，６４を駆動して封止体６１．６２をワークホルダ１０から離す。上記のように真空破壊をすることにより、短い待機時間で封止体６１，６２をワークホルダ１０から離す動作を実行することができる。
次に開閉弁７２を閉じ、開閉弁７３を開き、その後で、圧力源７６からの供給圧を負圧に切り替え、タンク７４を所定の負圧に戻すことにより、検査工程が終了する。
上述したように、１つのワークホルダ１０で８つのワークＷの気密性検査を一度に行えるので、検査作業の効率を高めることができる。

なお、ワークホルダ１０を検査ステージＳ２まで搬送したスライダ２２は、封止体６１，６２がワークホルダ１０のチャンバー１５を密封しワークホルダ１０を挟持した後、ワークホルダ１０の背側チャック受部へのチャック状態を解除して下方に移動して初期位置に戻り、下側水平移動部５０により運ばれてくるワークホルダ１０をチャックして、上方へ運ぶ準備をする。ワークホルダ１０は、検査工程のある期間では、封止体６１，６２だけで保持された状態になる。

上述したように封止体６１，６２をワークホルダ１０から離す前に、上側水平移動部３０の第２スライダ３４のチャック３５がワークホルダ１０の上側チャック受部１８を掴むことにより、ワークホルダ１０を保持する。封止体６１，６２をワークホルダ１０から離した後に、ワークホルダ１０を前述したように右側垂直移動部４０まで運ぶ。

上述したように１つのワークホルダ１０が検査ステージＳ２において静止状態で気密性検査を受けている最中に、その真下にある次のワークホルダ１０は、搬入ステージＳ１において上方に間欠移動され、そのチャンバー１５にワークＷが搬入される。そのため、検査ステージＳ２において、ワークホルダ１０の気密性検査が終了した時点では、次のワーク１０は気密性検査を受ける準備がほぼ完了している。

ワークホルダ１０は、検査ステージＳ２から搬出ステージＳ３まで、チャンバー１５の両端開口１５ａ，１５ｂが開放された状態で運ばれるが、チャンバー１５は水平状態にあるので、ワークＷの安定した収容状態を維持できる。

右側垂直移動部４０の搬出ステージＳ３には、横に並んだ２つのエアシリンダ８０（排出手段）と搬出コンベア１０２（その上面のみを想像線で示す）が、右側垂直移動部４０を挟んで配置されている。２つのエアシリンダ８０は水平に配置され、シリンダ部８１（駆動部）と、シリンダ部８１から延びる押圧ロッド８２とを有している。２つのエアシリンダ８０の押圧ロッド８２は、ワークホルダ１０の横に並んだ２つのチャンバー１５とほぼ一直線上に配置されている。

エアシリンダ８０が作動すると、押圧ロッド８２がチャンバー１５の一方の開口端１５ａからチャンバー１５の長手方向に沿って挿入され、ワークＷを他方の開口端１５ｂから押し出す。押し出されたワークＷは排出コンベア１０２で次の工程へと搬送される。
このようにチャンバー１５の両端が開口されているので、エアシリンダ８０により効率良くワークＷを搬出することができる。

搬出ステージＳ３では、ワークホルダ１０はスライダ４２によりチャンバー１５の縦列のピッチ分だけ間欠的に下方に移動し、ワークホルダ１０が静止する度に、上記排出作業が実行される。このように４列のチャンバー１５は次々と同一高さの排出位置に送られるので排出作業を円滑に行うことができる。

本発明は、前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変をなすことができる。例えば、排出手段としてエア圧をチャンバーの一方の開口から供給し、チャンバー内のワークを他方の開口から排出してもよい。
テスト圧は正圧でもよい。

本発明は、ピロー包装の医薬品等のワークの気密性検査に適用できる。

１０ ワークホルダ
１１，１２ シール面（両側面）
１５ チャンバー
１５ａ，１５ｂ チャンバーの開口
２０ 左側垂直移動部（第１垂直移動部）
４０ 右側垂直移動部（第２垂直移動部）
６１ 第１封止体
６２ 第２封止体
６３ エアシリンダ（第１駆動手段）
６４ エアシリンダ（第２駆動手段）
７０ｘ テスト圧供給回路（テスト圧供給手段）
７５ 圧力センサ（圧力検出手段）
８０ エアシリンダ（排出手段）
８１ シリンダ部（駆動部）
８２ 押圧ロッド
Ｍ 移動機構
Ｓ１ 搬入ステージ
Ｓ２ 検査ステージ
Ｓ３ 搬出ステージ

Claims (6)

1. 検査対象となるワークを収容するためのチャンバーを有するワークホルダを備え、上記チャンバーは、直線状に水平に延びて上記ワークホルダを貫通し、その両端が上記ワークホルダの両側面に開口しており、
   さらに、
   上記チャンバーの両端の開口をそれぞれ封止することにより、上記チャンバーを密封する第１、第２封止体と、
   上記第１、第２封止体をそれぞれ上記ワークホルダに対して接近、離間する方向に移動する第１、第２駆動手段と、
   密封状態の上記チャンバーにテスト圧を供給するテスト圧供給手段と、
   上記チャンバー内のワークの気密性を検査するために、上記チャンバー内の圧力の変化を監視する圧力検出手段と、
   を備えたことを特徴とする気密性検査装置。
2. さらに、検査後のワークを排出するための排出手段を備え、上記排出手段は、
   押圧ロッドと、
   上記押圧ロッドを上記チャンバーの一方の開口から上記チャンバー内に挿入することにより、上記チャンバー内のワークを上記チャンバーの他方の開口から押し出す駆動部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の気密性検査装置。
3. 上記ワークホルダは上記チャンバーを複数有しており、上記複数のチャンバー毎に上記テスト圧供給手段および上記圧力検出手段が装備されていることを特徴とする請求項１または２に記載の気密性検査装置。
4. 上記一対の封止体の各々は、上記複数のチャンバーの対応する開口に共通の１つの封止体により構成されており、対応する開口を一度に封止することを特徴とする請求項３に記載の気密性検査装置。
5. 上記ワークホルダが複数装備され、
   さらに移動機構を備え、この移動機構は上記複数のワークホルダを、初期位置から、上記チャンバーにワークを搬入する搬入ステージ、上記気密性の検査を行う検査ステージ、上記ワークを上記チャンバーから搬出する搬出ステージへと順に移動させて上記初期位置へと戻すように循環させ、
   上記初期位置、上記搬入ステージ、上記検査ステージおよび上記搬出ステージが垂直面上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の気密性検査装置。
6. 上記チャンバーは上記ワークホルダに垂直方向に等ピッチで複数形成されており、
   上記移動機構は上記ワークホルダの移動方向が逆の第１、第２垂直移動部を含み、上記第１垂直移動部に上記搬入ステージが配置され、上記第２垂直移動部に上記搬出ステージが配置されており、
   上記搬入ステージにおいて、上記第１垂直移動部によりワークホルダを上記チャンバーのピッチと等しい移動量で間欠的に移動させ、所定位置でワークを上記チャンバーに搬入し、
   上記搬出ステージにおいて、上記第２垂直移動部によりワークホルダを上記チャンバーのピッチと等しい移動量で間欠的に移動させ、所定位置でワークを上記チャンバーから搬出することを特徴とする請求項５に記載の気密性検査装置。
   

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