JP2023020733A - グリッパ - Google Patents

Abstract

【課題】 複数種類の物品について、それぞれ異なる処理を可能とする。【解決手段】 容器１（物品）を保持するとともに、搬送手段４の搬送経路に沿って移動するように構成されたグリッパ１４に関する。上記搬送手段４は、搬送経路ごとに異なる処理が行われる少なくとも２つの内側搬送経路ＣＡと外側搬送経路ＣＢとに沿って容器１を搬送する。そして各グリッパ１４は、上記シリンジ１Ａを内側搬送経路ＣＡの位置で保持する内側保持部１６ａと、バイアル１Ｂを外側搬送経路ＣＢの位置で保持する外側保持部１６ｂとを備え、かつ上記内側保持部１６ａと外側保持部１６ｂとでシリンジ１Ａ、バイアル１Ｂを同時に保持するように構成されている。【選択図】 図４

Description

本発明はグリッパに関し、詳しくは物品を保持するとともに、搬送手段の搬送経路に沿って移動するように構成されたグリッパに関する。

従来、物品を搬送する搬送手段と、上記搬送手段による物品の搬送経路に沿って設けた物品処理手段とを備えた物品処理装置が知られ、このような搬送手段は上記物品を保持するとともに、搬送手段の搬送経路に沿って移動するように構成されたグリッパを備えている。
一方、上記物品処理装置として、物品を保持する保持手段を環状の搬送経路に沿って移動させるものや（特許文献１）、複数種類の物品（デバイス）を処理するために上記物品処理手段のヘッドを交換可能にしたものが知られている（特許文献２）。

特開２０２０－１９２６４２号公報 特開２０１２－１１６４９５号公報

しかしながら、上記特許文献１の物品処理装置は、隣接する物品処理手段と物品処理手段との間に冗長な空間が必要とされ、また特許文献２の物品処理装置についても、複数種類の物品の処理が可能であるものの作業空間を確保するために冗長な空間が必要であることから、機械が大型化してしまうという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は搬送される複数種類の物品に対して異なる処理を可能とするグリッパを提供するものである。

すなわち請求項１の発明にかかるグリッパは、物品を保持するとともに、搬送手段の搬送経路に沿って移動するように構成されたグリッパにおいて、
上記搬送手段は、搬送経路ごとに異なる処理が行われる少なくとも２つの内側搬送経路と外側搬送経路とに沿って物品を搬送し、
各グリッパは、上記物品を内側搬送経路の位置で保持する内側保持部と、外側搬送経路の位置で保持する外側保持部とを備え、かつ上記内側保持部と外側保持部とで異なる物品を同時に保持することを特徴としている。

上記発明によれば、各グリッパが内側保持部と外側保持部とで異なる物品を同時に保持した状態で搬送手段の搬送経路に沿って移動すると、これらの物品に対して内側搬送経路と外側搬送経路とでそれぞれ異なる処理を行うことが可能となる。
これにより、装置の大型化を抑制できるとともに、物品処理手段が内側搬送経路および外側搬送経路で異なる処理を行うことから、複数種類の物品に対する処理を同時に行うことが可能となり、物品の効率的な処理も行うことができる。

本実施例にかかる充填装置の平面図 充填装置の側面図 搬送手段を構成する保持手段の平面図 搬送手段の部分断面図

以下図示実施例について説明すると、図１は物品としての容器１に液体を充填する物品処理装置としての充填装置２を示し、本実施例の充填装置２は容量の異なる２種類の容器１に同じ液体を充填するようになっている。
上記充填装置２は、内部が無菌状態に維持された無菌チャンバ３と、無菌チャンバ３の内部に設けられるとともに上記容器１を搬送する搬送手段４と、無菌チャンバ３の内部に空の容器１を供給する容器供給手段５と、上記容器１に液体を充填する充填手段６と、上記容器１にキャップを装着するキャッパ７と、上記容器１を排出する容器排出手段８とを備え、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。

上記本実施例の充填装置２は上記容量の大きな大容器１Ａと、容量の小さな小容器１Ｂを処理することが可能となっており、これらの容器１の上部にはそれぞれキャップが装着される口部が形成され、本実施例では大容器１Ａと小容器１Ｂの口部には形状の異なるキャップが装着されるようになっている。
このように、上記大容器１Ａと小容器１Ｂとは形状が異なり、液体の充填量や装着するキャップが異なることから、従来は別々の充填装置２を用いて液体の充填を行うか、もしくは同じ充填装置２であっても大容器１Ａ用と小容器１Ｂ用とで型替えを行う必要があったが、本実施例ではこれらの大容器１Ａ用と小容器１Ｂを一台の充填装置２で同時に処理することを可能としている。

上記無菌チャンバ３の内部空間は、上述した上記搬送手段４や充填手段６等を収容可能な大きさに形成されており、無菌チャンバ３の外部には、図示しないが無菌エアを供給するための給気手段と、無菌チャンバ３内の空気を排出するための排気手段とが設けられている。
図２に示すように、上記給気手段は上記無菌チャンバ３の上部に設けた給気口１１から無菌エアを供給するようになっており、図１には図示しないが、上記給気口１１は無菌チャンバ３の複数個所に設けられている。
これに対し、上記排気手段は無菌チャンバ３の下部に排気口１２を備えており、また上記排気口１２には従来公知のＨＥＰＡユニットが設けられており、排出する空気を清浄化するようになっている。
このような構成とすることで、無菌チャンバ３の内部の給気口１１から供給された無菌エアは、当該無菌チャンバ３の上方から下方に向けてラミナフローを形成して、上記排気口１２から排出されるようになっている。

そして本実施例の排気口１２は、上記搬送手段４の内側、具体的には上記搬送手段４を構成するグリッパ１４の移動経路の内周側に配置されており、また排気口１２は上記搬送手段４による容器１の搬送高さよりも低い位置に設けられている。
このように、排気口１２を搬送手段４の内側に配置することで、当該排気口１２が無菌チャンバ３の略中央に配置されることとなり、上述したように上記搬送手段４や充填手段６といった物品処理手段を収容可能な大きな内部空間を有する無菌チャンバ３の内部において、空気の流れが滞りやすい中央部分に空気の流れを形成し、無菌状態を維持するようになっている。
さらに、後述するように本実施例の搬送手段４の駆動手段はグリッパ１４の移動経路よりも内周側に設けられているため、駆動手段より発生した粉塵を搬送手段４の内側に設けた排気口１２より吸引して、容器１や液体に粉塵が進入しないようにすることができる。
なお上記排気口１２については、上記搬送手段４の内側であれば複数個所に設けるようにしてもよい。

上記搬送手段４は、上記種類の異なる大容器１Ａおよび小容器１Ｂを、平行に設けた内側搬送経路ＣＡおよび外側搬送経路ＣＢを用いて搬送するようになっている。
具体的には、上記大容器１Ａを内側搬送経路ＣＡによって搬送し、上記小容器１Ｂを上記内側搬送経路ＣＡと並行に設けた外側搬送経路ＣＢによって搬送するようになっている。
上記搬送手段４は、無端状の長円状に設けられたレール１３と、上記レール１３に沿って移動するとともに上記大容器１Ａおよび小容器１Ｂを同時に保持する複数のグリッパ１４と、上記グリッパ１４を上記レール１３に沿って個別に移動させる駆動手段１５とを備えている。
上記レール１３は上記直線部分と円弧状部分とからなる略長円状に配置されており、また図２に示すように当該レール１３は複数間隔で設けられた柱状部材１３ａによって上記無菌チャンバ３の床面に対して所要の高さに設けられている。
このように上記レール１３を複数の柱状部材１３ａによって支持することで、無菌チャンバ３内を流通する空気は柱状部材１３ａと柱状部材１３ａとの間を流通して、上記搬送手段４の内側に配置された排気口１２に向けて流通するようになっている。

図３は上記グリッパ１４の平面図を示し、大容器１Ａおよび小容器１Ｂを把持する一対の把持部材１６と、上記把持部材１６を開閉させる開閉手段１７とを備えている。
上記把持部材１６には、上記大容器１Ａを保持するための内側保持部１６ａと、上記小容器１Ｂを保持するための外側保持部１６ｂが形成されている。
上記内側保持部１６ａおよび外側保持部１６ｂは、把持部材１６における対向した位置に形成された凹部によって構成され、上記把持部材１６を閉鎖すると、上記凹部によって大容器１Ａや小容器１Ｂが把持されるようになっている。
そして内側保持部１６ａによって上記大容器１Ａを保持すると、当該大容器１Ａは上記内側搬送経路ＣＡに位置するようになっており、また外側保持部１６ｂによって小容器１Ｂを保持すると、当該小容器１Ｂは上記外側搬送経路ＣＢに位置するようになっている。

上記開閉手段１７は、揺動軸１７ａに対して揺動可能に設けられた２つのアーム１７ｂを備え、各アーム１７ｂの一方の端部にはそれぞれ上記把持部材１６が固定されるとともに、これらのアーム１７ｂには図示しないカムが設けられている。これにより、両アーム１７ｂが連動して揺動して上記把持部材１６が開閉するようになっている。
上記両アーム１７ｂの把持部材１６側の端部にはバネ１７ｃが設けられており、当該バネ１７ｃは上記把持部材１６を接近させる方向、すなわちグリッパ１４を閉鎖状態に付勢するようになっている。
また一方のアーム１７ｂは上記レール１３側に突出するように設けられており、その先端にはカムフォロア１７ｄが設けられている。上記カムフォロア１７ｄを押圧すると、上記アーム１７ｂが上記揺動軸１７ａを中心に揺動するため、上記把持部材１６が開閉するようになっている。

そして上記カムフォロア１７ｄの内側には、図示しない駆動手段によって駆動される開閉バー１８が設けられており、当該開閉バー１８は容器１の搬送経路に沿って直交する方向に進退動するように設けられている。
上記開閉バー１８によって上記カムフォロア１７ｄをレール１３の内側から外側に向けて押圧すると、上記把持部材１６が揺動して開放状態となり、その状態から開閉バー１８が外側から内側に向けて移動すると、上記把持部材１６が上記バネ１７ｃの付勢力によって閉鎖状態となる。
上記開閉バー１８は、図１に示すように上記搬送手段４に沿って設けられた上記容器供給手段５、容器排出手段８のそれぞれに隣接した位置に設けられており、また複数のグリッパ１４のカムフォロア１７ｄを同時に押圧して同時に開閉させるよう、搬送方向に所定の長さを有している。

上記駆動手段１５は従来公知のリニア駆動によって上記グリッパ１４を移動させるようになっており、図４に示すように、上下に平行に設けられたレール１３とレール１３との間に設けられた複数の電磁コイル１９と、上記グリッパ１４を保持するとともに上記電磁コイル１９との間で生じさせた電磁誘導により移動するシャトル２０とによって構成されている。
上記シャトル２０は、上記電磁コイル１９に近接した位置に設けられた永久磁石２０ａと、上記永久磁石２０ａの上下に設けられるとともに上記レール１３に係合するローラ２０ｂとを備えている。
上記構成により、上記制御手段が各電磁コイル１９を制御することで、各シャトル２０を移動させることができ、当該シャトル２０に設けられたグリッパ１４を移動させることが可能となっている。

上記容器供給手段５は、空の大容器１Ａや小容器１Ｂを無菌チャンバ３の外部から搬入するようになっており、空の大容器１Ａおよび小容器１Ｂを搬送するベルトコンベヤ５ａと、当該ベルトコンベヤ５ａから大容器１Ａや小容器１Ｂを取り出して上記搬送手段４のグリッパ１４に受け渡すロボット５ｂとを備えている。
上記ベルトコンベヤ５ａは、搬送した空の大容器１Ａや小容器１Ｂを上記搬送手段４に隣接した位置に停止させ、上記搬送手段４は例えば４個のグリッパ１４を容器供給手段５に隣接した位置に停止させる。そして上記グリッパ１４の停止位置には上記開閉バー１８が設けられている。
上記ロボット５ｂは複数の保持ヘッドを備えており、具体的には搬送方向に設けた大容器１Ａを保持する４個の保持ヘッドと、これと並行に設けた小容器１Ｂを保持する４個の保持ヘッドとを備え、上記大容器１Ａを保持する保持ヘッドと小容器１Ｂを保持する保持ヘッドとは上記内側搬送経路ＣＡと上記外側搬送経路ＣＢと同じ間隔で設けられている。
このような構成により、上記ロボット５ｂがベルトコンベヤから大容器１Ａと小容器１Ｂとを取り出し、上記保持ヘッドをベルトコンベヤ５ａに隣接した位置で停止したグリッパ１４まで移動させる。
その状態でグリッパ１４を開放状態から閉鎖状態とすることにより、４個のグリッパ１４における内側保持部１６ａと外側保持部１６ｂに、それぞれ大容器１Ａおよび小容器１Ｂが保持されるようになっている。

上記充填手段６は、上記大容器１Ａに液体を充填する充填ノズル６ａＡと、上記小容器１Ｂに液体を充填する充填ノズル６ａＢとを備えており、これらは図示しない昇降手段によって昇降可能に設けられるとともに、図示しない液体供給手段から液体が供給されるようになっている。
上記大容器１Ａに液体を充填する充填ノズル６ａＡは上記内側搬送経路ＣＡにそって４個設けられ、上記小容器１Ｂに液体を充填する充填ノズル６ａＢも上記外側搬送経路ＣＢに沿って４個設けられており、充填ノズル６ａＡと充填ノズル６ａＢとは搬送経路に対して直交する方向に設けられている。
このように充填ノズル６ａＡ、６ａＢを配置することで、上記搬送手段４が充填手段６にグリッパ１４を移動させると、大容器１Ａに液体を充填する４個の充填ノズル６ａＡの下方に４個の大容器１Ａが位置し、小容器１Ｂに液体を充填する４個の充填ノズル６ａＢの下方に４個の小容器１Ｂが位置することとなる。
なお、上記大容器１Ａに液体を充填する４個の充填ノズル６ａＡと、上記小容器１Ｂに液体を充填する４個の充填ノズル６ａＢとを、搬送経路に沿って上流側および下流側に離隔させて配置し、大容器１Ａと小容器１Ｂに対する液体の充填タイミングを異ならせてもよい。

上記キャッパ７は、上記充填手段６と同様、上記大容器１Ａにキャップを装着するための４個のキャッピングヘッド７ａＡと、上記小容器１Ｂにキャップを装着するための４個のキャッピングヘッド７ａＢとを備えており、これらは図示しない昇降手段によって昇降可能に設けられるとともに、図示しないキャップ供給手段からキャップが供給されるようになっている。
上記大容器１Ａにキャップを装着するキャッピングヘッド７ａＡおよび小容器１Ｂにキャップを装着するキャッピングヘッド７ａＢも、上記充填手段６の充填ノズル６ａＡ、６ａＢと同様の配置で設けられている。
これにより、上記搬送手段４がキャッパ７にグリッパ１４を移動させると、大容器１Ａのための４個のキャッピングヘッド７ａＡの下方にそれぞれ大容器１Ａが位置し、小容器１Ｂのための４個のキャッピングヘッド７ａＢの下方にそれぞれ小容器１Ｂが位置することとなる。
なお、キャッパ７についても、大容器１Ａのためのキャッピングヘッド７ａＡを設ける位置と、小容器１Ｂのためのキャッピングヘッド７ａＢを設ける位置を搬送経路に沿って上流側および下流側に離隔させて配置してもよい。

上記容器排出手段８は、上記キャッパ７の下流側に隣接した位置に設けられたベルトコンベヤ８ａと、当該ベルトコンベヤ８ａに隣接して設けられたロボット８ｂによって構成され、搬送手段４には容器排出手段８の位置に開閉バー１８が設けられている。
このような構成により、上記大容器１Ａおよび小容器１Ｂを把持したグリッパ１４が上記ベルトコンベヤ８ａに隣接した位置に停止すると、上記ロボット８ｂが上記グリッパ１４に把持された大容器１Ａおよび小容器１Ｂを受け取る。
続いてロボット８ｂは把持した大容器１Ａおよび小容器１Ｂをベルトコンベヤ８ａ上に載置し、ベルトコンベヤ８ａは当該大容器１Ａおよび小容器１Ｂを無菌チャンバ３の外部に設けられた図示しない後工程へと搬送する。

以下、上記構成を有する充填装置２の動作について説明する。
最初に、上記容器供給手段５のベルトコンベヤ５ａが大容器１Ａと小容器１Ｂを搬送し、このとき搬送手段４は４個のグリッパ１４をベルトコンベヤ５ａに隣接した位置に待機させるとともに、開閉バー１８によって開放状態としておく。
続いて容器供給手段５のロボット５ｂがベルトコンベヤ５ａ上の大容器１Ａおよび小容器１Ｂを保持してこれを搬送手段４のグリッパ１４に受け渡す。これにより、上記グリッパ１４の内側搬送経路ＣＡ側に大容器１Ａが保持され、外側搬送経路ＣＢ側に小容器１Ｂが保持されることとなる。

次に、制御手段は搬送手段４を制御して、４個のグリッパ１４を充填手段６に移動させる。
充填手段６では内側搬送経路ＣＡおよび外側搬送経路ＣＢの上方にそれぞれ４個ずつ充填ノズル６ａＡ、６ａＢが位置しており、充填手段６が充填ノズル６ａＡ、６ａＢを下降させることで、大容器１Ａおよび小容器１Ｂに対して液体の充填が行われる。
このとき、内側搬送経路ＣＡの充填ノズル６ａＡは大容器１Ａの容量に合わせて液体を充填し、外側搬送経路ＣＢの充填ノズル６ａＢは小容器１Ｂの容量に合わせて液体を充填する。
液体の充填が終了して充填ノズル６ａＡ、６ａＢが上方に退避すると、搬送手段４はグリッパ１４を下流側のキャッパ７へと移動させる。

キャッパ７では内側搬送経路ＣＡおよび外側搬送経路ＣＢの上方にそれぞれ４個ずつキャッピングヘッド７ａＡ、７ａＢが位置しており、上記キャッピングヘッド７ａＡ、７ａＢは上記大容器１Ａおよび小容器１Ｂに対してキャップの装着を行う。
このとき、内側搬送経路ＣＡのキャッピングヘッド７ａは大容器１Ａに適合するキャップを装着し、外側搬送経路ＣＢのキャッピングヘッド７ａは小容器１Ｂに適合するキャップを装着する。
そして、制御手段は上記グリッパ１４を上記容器排出手段８へと移動させ、上記ロボット８ｂが上記グリッパ１４の大容器１Ａおよび小容器１Ｂをベルトコンベヤ８ａに移載し、その後ベルトコンベヤ８ａが大容器１Ａおよび小容器１Ｂを図示しない後工程へと搬送する。

また上記実施例によれば、形状の異なる大容器１Ａおよび小容器１Ｂを、それぞれ内側搬送経路ＣＡおよび外側搬送経路ＣＢに沿って搬送するとともに、上記充填手段６やキャッパ７といった物品処理手段は、容量や装着するキャップの異なる大容器１Ａおよび小容器１Ｂに対してそれぞれ対応する処理を行うようになっている。
これにより、従来は大容器１Ａおよび小容器１Ｂのそれぞれについて専用の充填装置２を用いて液体の充填を行っていたのを、一台の充填装置２によって処理することが可能となる。

なお上記実施例では容量の異なる２種類の大容器１Ａおよび小容器１Ｂに対して同じ液体を充填するようになっているが、そのほかにも内側搬送経路ＣＡおよび外側搬送経路ＣＢとで、物品に対して異なる処理を行うようにすることができる。
例えば、同形状の容器を内側搬送経路ＣＡおよび外側搬送経路ＣＢを用いて搬送し、充填手段６において大容器１Ａと小容器１Ｂとに対して異なる種類の液体を充填することも可能である。
また上記実施例では、大容器１Ａおよび小容器１Ｂに液体を充填する充填装置２について説明したが、無菌チャンバ３の内部で物品を保持するグリッパ１４を循環移動させる搬送手段４を備えた物品処理装置であれば、その他の物品を処理するものであってもよい。

１ 容器（物品） １Ａ シリンジ
１Ｂ バイアル ３ 無菌チャンバ
４ 搬送手段 ５ 容器供給手段
６ 充填手段 ７ キャッパ
１４ グリッパ １５ 駆動手段
１６ａ 内側保持部 １６ｂ 外側保持部
ＣＡ 内側搬送経路 ＣＢ 外側搬送経路

Claims (1)

1. 物品を保持するとともに、搬送手段の搬送経路に沿って移動するように構成されたグリッパにおいて、
   上記搬送手段は、搬送経路ごとに異なる処理が行われる少なくとも２つの内側搬送経路と外側搬送経路とに沿って物品を搬送し、
   各グリッパは、上記物品を内側搬送経路の位置で保持する内側保持部と、外側搬送経路の位置で保持する外側保持部とを備え、かつ上記内側保持部と外側保持部とで異なる物品を同時に保持することを特徴とするグリッパ。

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