JP2023004472A - 充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率的な容器への液体の充填と容器の計量を行うことを目的とする。【解決手段】 バイアル２（容器）は、底部に貫通穴１２ａが形成された収容部１２を備えたネスト７（収容部材）に収容された状態で移動手段３によって移動するように設けられている。計量手段４は上記ネスト７の収容部１２に形成された貫通穴１２ａを通過して上記バイアル２の下方から当接する支持部材４ａを備え、さらに上記充填手段５の充填ノズル５ａを上記支持部材４ａの上方に設けている。上記移動手段３が上記ネスト７の収容部１２を上記支持部材４ａと上記充填ノズル５ａとの間に位置させ、さらに上記ネスト７を下降させて上記支持部材４ａがバイアル２を収容部１２の底部から相対的に上方に離脱させることで、上記計量手段がバイアル２の計量を行い、充填手段５は上記計量手段４がバイアル２を計量した状態のまま液体の充填を行う。【選択図】 図４

Description

本発明は充填装置に関し、詳しくは容器を移動させる移動手段と、容器に液体を充填する充填ノズルを備えた充填手段と、上記容器の重量を計量する計量手段とを備えた充填装置に関する。

従来、液状の薬剤をバイアル等の容器に充填する充填装置では、充填手段が充填した液体の重量を計測するために、容器の重量を計量する計量手段を備えた充填装置が知られている（特許文献１、２）
上記特許文献１、２では、上記容器を収容部材に収容した状態で上記充填装置に供給するようになっており、上記計量手段は収容部材に収容された容器の重量を計量するための構成を備えている。

特表２０１８－５１７６２６号公報 特表２０１９－５２６０５４号公報

しかしながら上記特許文献１の充填装置の場合、上記計量手段によって容器の重量を計量する際、容器を一本ずつ上記収容部材から取り出して計量を行っていることから、動作が煩雑であるため動作時間にロスがあるという問題があった。
一方、特許文献２の充填装置では、容器を収容部材に収容したままロボットによって搬送し、また計量手段において収容部材に収容したまま容器の重量を計量しているが、ロボットによる充填手段と計量手段との間の移動に時間がかかるため、動作時間にロスがあるという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はより効率的に容器への液体の充填と容器の計量を行うことが可能な充填装置を提供するものである。

すなわち請求項１の発明にかかる充填装置は、容器を移動させる移動手段と、容器に液体を充填する充填ノズルを備えた充填手段と、上記容器の重量を計量する計量手段とを備えた充填装置において、
上記容器は、容器を支持する支持部に貫通穴が形成され、搬送方向に直交する方向に複数の収容部を備えた収容部材に収容された状態で上記移動手段によって移動され、
上記計量手段は、搬送方向に直交する方向に複数設けられるとともに、上記収容部の貫通穴を通過して上記容器の下方から当接する支持部材を備え、さらに上記充填手段の充填ノズルを上記支持部材の上方に設け、
上記移動手段が上記収容部材の収容部を上記支持部材と上記充填ノズルとの間に位置させ、さらに上記収容部材を下降させて上記支持部材が容器を収容部の支持部から相対的に上方に離脱させることで、上記計量手段が複数の容器の計量を同時に行い、充填手段は上記計量部材が容器を支持した状態のまま液体の充填を行うことを特徴としている。

上記発明によれば、計量手段に設けた支持部材と充填手段に設けた充填ノズルとの間に、上記移動手段が収容部材に収容された状態の容器を移動させることで、当該容器を収容部材に収容したまま、容器の重量の計量と液体の充填とを行うことが可能であり、効率的な充填が可能となっている。

本実施例にかかる充填装置の平面図 充填装置の正面図 充填装置の側面図 充填装置の拡大正面図

以下図示実施例について説明すると、図１～図３は本実施例にかかる充填装置１を示し、容器としてのバイアル２に液状の薬剤を充填する装置となっている。
上記充填装置１は、上記バイアル２を移動させる移動手段３と、バイアル２の重量を計量する計量手段４と、上記バイアル２に液体を充填する充填手段５とを備えており、これらは図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
本実施例の充填装置１は、図１に示すように上記計量手段４の上方に上記充填手段５を設けた構成となっていることから、上記移動手段３は上記バイアル２を計量手段４と充填手段５との間に移動させることで、計量と充填とを一ヶ所で行うことが可能となっている。

上記バイアル２は断面が円形を有したガラス製となっており、薬剤が充填された後は、充填装置１の下流側に設けられた図示しない打栓装置によってゴム製のキャップが打栓されるようになっている。
また上記バイアル２は収容部材としてのネスト７に収容された状態で充填装置１に供給されるようになっており、当該ネスト７は図１に示すように搬送方向（図１における図示上下方向（以下、Ｘ方向とする））に９列、搬送方向に直交する方向（以下、Ｙ方向とする）に１０列の合計９０個のバイアル２を収容可能となっている。
また本実施例のネスト７は、上記バイアル２を千鳥状、すなわちＸ方向に並んだ奇数番目のバイアルと偶数番目のバイアルがそれぞれバイアル２の直径の半分だけずれた状態で収容されている。
そして上記バイアル２は予め殺菌された状態でネスト７に収容され、ネスト７は、図示しない上方が開口する箱状をなすタブ内に収容される。さらに、タブの上部を図示しないリッドによって覆った状態で充填装置１に供給されるようになっており、充填装置１の上流側に隣接した位置には、上記リッドをタブから除去するリッド除去装置が設けられている。

図４に示すように、上記ネスト７は平板状のプレート１１と、当該プレート１１と一体的に形成されるとともに、上記バイアル２を１本ずつ収容可能に形成された有底筒状の収容部１２とから構成されている。
上記収容部１２の断面形状は上記バイアル２の断面形状と同じ円形となっており、上記バイアル２がほぼ隙間なく収容されることで、上記バイアル２は収容部１２に対して上下への移動のみが許容されるようになっている。
また、上記収容部１２の底部には貫通穴１２ａが穿設されており、当該貫通穴１２ａを上記バイアル２の直径よりも小径とすることで、バイアル２が収容部１２から脱落しないようにされている。
そして後述するようにこの貫通穴１２ａを介してバイアル２の底部を下方から支持することで、バイアル２を収容部１２の底部から上方に離脱させることが可能となっている。

上記移動手段３は上記ネスト７を支持する支持部材１３と、当該支持部材１３をＸ方向に移動させるＸ方向スライダ１４と、Ｙ方向に移動させるＹ方向スライダ１５と、垂直方向（図２、図３の図示上下方向（以下、Ｚ方向とする））に移動させるＺ方向スライダ１６とを備えている。
上記支持部材１３は上記ネスト７における上記プレート１１の外周縁を下方から支持するように構成され、図３に示すように当該支持部材１３におけるＹ方向の両端部に上記Ｚ方向スライダ１６が設けられている。
そして上記Ｚ方向スライダ１６は上記Ｙ方向スライダ１５に固定され、当該Ｙ方向スライダ１５は図３に示すように上記Ｘ方向スライダ１４に固定されている。

上記計量手段４は図２に示すようにベース部材２１の上部に設けられるとともに、図１に示すようにＹ方向に５つ設けられた秤量器４ａによって構成されている。
図３に示すように、上記秤量器４ａの間隔は上記ネスト７におけるひとつおきの収容部１２の間隔と等しく設定され、また図４に示すように、秤量器４ａの上部には上方に向けて突出する支持部材４ｂが設けられている。
上記支持部材４ｂは円柱状を有しており、その直径は上記収容部１２の底部に形成された貫通穴１２ａよりも小径となっている。
このような構成により、上記移動手段３がネスト７の収容部１２を上記秤量器４ａの支持部材４ｂの上方に位置させ、その状態でネスト７を下方に移動させると、上記支持部材４ｂが貫通穴１２ａを通過して上記バイアル２の底部に接触する。
この状態からさらにネスト７を下方に移動させると、バイアル２が収容部１２の底部から離脱し、この支持部材４ｂがバイアル２を支持した状態で上記秤量器４ａによるバイアル２の計量が可能となる。
なお、このときバイアル２の側面とネスト７の収容部１２の内面とが接触しているものの、双方の表面が平滑となっていることから計量に影響を及ぼすことはない。

上記充填手段５は図３に示すように上記計量手段４の上方に５つの充填ノズル５ａを備えており、当該充填ノズル５ａは図示しない昇降手段によってＺ方向に昇降可能に設けられている。
上記充填ノズル５ａは図３に示すようにＹ方向に設けられたステー１７によって等間隔に設けられており、当該間隔は上記計量手段４における上記秤量器４ａの間隔と等しく設定され、また充填ノズル５ａの真下に各秤量器４ａの支持部材４ｂが位置するようになっている。
そして、上記移動手段３がネスト７に収容された空バイアル２を充填ノズル５ａの下方に位置させると、充填手段５が充填ノズル５ａを下降させ、その先端を上記バイアル２の内部に挿入した状態で液体を充填するようになっている。
上記充填手段５は各充填ノズル５ａに対して液体を供給する供給手段を備えており、上記制御手段によって供給手段を制御することにより、充填ノズル５ａからの液体の排出と停止を制御するようになっている。

以下、上記構成を有する充填装置１の動作について説明する。最初に、空バイアル２を収容したネスト７を収容した図示しないタブが、充填装置内に導入される。その後、図示しないリッド除去装置により、タブを覆うリッドが除去される。
続いて、図示しない搬送手段により、上記充填装置１を構成する移動手段３にネスト７が設置される。このとき、上記ネスト７のプレート１１の外周縁が上記移動手段３の支持部材１３に載置され、これによりネスト７が移動手段３によって移動可能な状態となる。

その後、制御手段は上記充填装置１の制御を開始し、上記移動手段３によるネスト７の移動を開始させる。
制御手段は、上記ネスト７における各収容部１２の位置を記憶しているか、もしくはあらかじめ設定された動作にしたがって移動手段３を制御し、ネスト７における所要の５つの収容部１２を計量手段４と充填手段５との間に移動させる。

図１、図４は、すでに充填装置１による処理が進み、ネスト７に設けられた第９列目の収容部１２のうち、左方から数えて偶数番目に設けられた収容部１２に収容されているバイアル２に処理を行っている状態を示している。
移動手段３が上記５つの収容部１２を上記計量手段４を構成する５つの秤量器４ａの支持部材４ｂの上方に位置させると、当該５つの収容部１２の上方には上記充填手段５を構成する５つの充填ノズル５ａが位置するようになっている。
この状態から移動手段３がネスト７を下降させると、図４に示すように、上記秤量器４ａの支持部材４ｂが収容部１２の底部に形成された貫通穴１２ａを通過して上記バイアル２の底部に接触し、さらに移動手段３がネスト７を下降させることで、バイアル２が収容部１２の底部より相対的に上方に離脱する。
これにより、秤量器４ａによるバイアル２の重量の計量が可能となり、上記制御手段はこの空バイアル２の重量を記憶する。

このようにして空バイアル２の重量を計量したら、制御手段は充填手段５を制御し、上記充填ノズル５ａを下降させてその先端を上記バイアル２の内部に挿入する。このとき、充填ノズル５ａの先端がバイアル２の底部に接触しないようにする。
充填ノズル５ａの先端がバイアル２に挿入されると、充填手段５は図示しない供給手段から液体を供給し、バイアル２への液体の供給が開始される。
このとき、上記バイアル２は上記計量手段４の支持部材４ｂによって上記収容部１２の底部から上方に離脱した状態を維持しており、上記計量手段４によるバイアル２の重量の計量が継続されている状態となっている。
したがって、上記充填ノズル５ａから液体が供給されると、これに伴ってバイアル２の重量が増加することとなり、この重量の増加分が液体の充填量となる。制御手段はこの充填量を監視し、所要の充填量に達した時点で上記供給手段からの液体の供給を停止させる。
これにより、各バイアル２には所定量の液体が充填されることとなり、制御手段は上記充填ノズル５ａをバイアル２の上方に退避させ、これによりバイアル２への液体の充填が完了する。

このようにして、バイアル２への液体の充填が終了すると、移動手段３はネスト７を移動させて新たなバイアル２への液体の充填を行う。
例えば図１の状態で、第９列目の左方から偶数番目の収容部１２に収容されたバイアル２に対する液体の充填が終了すると、移動手段３は上記Ｙ方向テーブルによってネスト７をＹ方向に移動させ、第９列目の左方から奇数番目の収容部１２を、計量手段４の５つの秤量器４ａの支持部材４ｂと充填手段５の充填ノズル５ａとの間に位置させ、上述したようにバイアル２の計量を行いながら液体の充填を行う。
このようにしてネスト７に収容されたバイアル２の全てに対して液体の充填が終了すると、図示しない搬送手段によりネスト７が移動手段３より取り出されるとともに、空のバイアル２を収容したネスト７が新たに移動手段３にセットされる。

なお、上記ネスト７における上記収容部１２の配置については、上記実施例以外の配列であってもよく、収容部１２の数を増減させたり、上記実施例に対して収容部１２をＸ方向にも直線状に整列するように配置してもよい。
また上記実施例では計量手段４および充填手段５はそれぞれ５個の秤量器４ａおよび充填ノズル５ａを備えているが、例えば１０個の秤量器および充填ノズルを設けてもよく、逆に２個や１個などとしてもよい。
例えば、上記ネスト７の収容部１２をＸ方向に直線的に整列させ、かつ計量手段４の秤量器４ａおよび充填手段５の充填ノズル５ａを１０個整列させる構成とすれば、上記移動手段３におけるＹ方向スライダ１５が不要となり、より高速に処理を行うことが可能となる。

１ 充填装置 ２ バイアル（容器）
３ 移動手段 ４ 計量手段
４ａ 秤量器 ４ｂ 支持部材
５ 充填手段 ５ａ 充填ノズル
７ ネスト １２ 収容部
１２ａ 貫通穴

Claims (2)

1. 容器を移動させる移動手段と、容器に液体を充填する充填ノズルを備えた充填手段と、上記容器の重量を計量する計量手段とを備えた充填装置において、
   上記容器は、容器を支持する支持部に貫通穴が形成され、搬送方向に直交する方向に複数の収容部を備えた収容部材に収容された状態で上記移動手段によって移動され、
   上記計量手段は、搬送方向に直交する方向に複数設けられるとともに、上記収容部の貫通穴を通過して上記容器の下方から当接する支持部材を備え、さらに上記充填手段の充填ノズルを上記支持部材の上方に設け、
   上記移動手段が上記収容部材の収容部を上記支持部材と上記充填ノズルとの間に位置させ、さらに上記収容部材を下降させて上記支持部材が容器を収容部の支持部から相対的に上方に離脱させることで、上記計量手段が複数の容器の計量を同時に行い、充填手段は上記計量部材が容器を支持した状態のまま液体の充填を行うことを特徴とする充填装置。
2. 上記収容部材は、搬送方向に複数列の上記容器を収容可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の充填装置。

Images