JP4189662B2

JP4189662B2 - 固形物投入装置

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Publication number: JP4189662B2
Application number: JP2003193374A
Authority: JP
Inventors: 忠敏岩渕; 洋人増田; 悟長谷川; 哲憲矢野
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2023-07-08
Also published as: JP2005029294A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固形物投入装置に係り、特に医薬品及び食品としての錠剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤等の固形物を上方から下方へ投入する固形物投入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医薬品や食品を製造する過程において、上方の容器に貯留された、材料又は製品としての、錠剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤等の固形物を、下方の容器へ供給する際に、重力落下によって投入する方法が一般的である。しかしながら、落下距離が長い場合には、固形物が容器の底、壁、又は固形物同士と勢いよく衝突するので、その衝撃により固形物の表面に割れ・欠け等の損傷が発生する。固形物の損傷、特に割れ・欠けは医薬品の品質として重大な欠陥項目である。
【０００３】
そのため、従来より上記容器への投入時において、固形物へ加わる衝撃を緩和するために数々の試みがなされている。特に、特許文献１で開示されている固形物の投入装置においては、容器内の中央に設けられた中心軸の外周面に、軸線回りに旋回する螺旋状に突出させた羽根が設けられている案内部材と、羽根の全外周端縁で羽根の上面に突出するように設けられた側壁とで構成されており、固形物が前記装置の上方から供給されると、固形物自体の自重により案内部材の羽根を伝って、中心軸に対して螺旋状に旋回しつつ容器の底部近傍まで案内されて落下する。これにより、落下衝撃による固形物表面上への割れ・欠けの発生を減少させることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１８４１１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の固形物の投入装置では落下衝撃による固形物表面上の割れ・欠け等の損傷に対してある程度の効果は見られるが、その発生率は決して低いものではない。
【０００６】
また、錠剤やカプセル剤には表面に印刷加工を施したものも存在し、投入時に固形物表面が羽根表面に直接接触しながら転落又は滑落していくので、摩擦により固形物表面上の印刷が剥がれる、いわゆる印刷欠けが発生する。これは、品質上の欠陥であるので不良品として扱われる。さらに、その剥がれた印刷が他の固形物に転写されたり付着する、いわゆる印刷転写が発生する。これも、品質上の欠陥であるので不良品として扱われる。これら不良品は、製品内に混入すると製品の品質上の重大な欠陥となるので、全て廃棄しなければならず、全体の製造効率が低下してしまう。
【０００７】
さらに、ロット及び品種の切り替えが多い製造ラインの場合、案内部材及び側壁の形状が螺旋状という複雑な構造をしているため、ロット及び品種の切り替えの際の清掃に多大な時間を要する上、装置の隙間等に前回生産時の固形物が残存して、クロスコンタミネーションという品質管理の上で深刻な問題が発生する虞がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、固形物を上方から下方へ投入する際に、固形物表面に対して損傷を与えずに、効率よく確実に投入することができる極めて優れた固形物投入装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、上方の容器に貯留された固形物を、チューブホースを介して下方の容器に投入するとともに、該チューブホースを狭窄変形させる狭窄機構が前記チューブホースの長手方向に所定の間隔をもって複数配置された固形物投入装置であって、前記狭窄機構は、前記チューブホースの外周を包囲する２枚の弾性板と、該２枚の弾性板の両端部に連結され、該両端部を互いに離れる方向に引っ張ることにより、前記２枚の弾性板で前記チューブホースを狭窄変形させる引張手段と、前記引張手段の動作を制御する開閉制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、上方の容器にはタンク、コンテナ、ホッパを含み、下方の容器には製造ラインのドラム、ホッパ、コンテナを含むものとする。また、貯留とは一次的に溜めることも含むものとする。
【００１１】
本発明の請求項１によれば、固形物投入装置において、上方の容器及び下方の容器は軟性のチューブホースで連結され、そのチューブホースの長手方向に連なるように複数の狭窄機構が設けられる。各狭窄機構間の間隔は、投入する固形物の落下強度の限界値よりも短い距離で設定される。狭窄機構は、伸縮自在の２枚の弾性板と、２枚の弾性板の両端部を互いに離れる方向に引っ張る引張手段で構成される。２枚の弾性板は、チューブホースの外周を包囲するように配置され、両端と先端とが連結した状態で設けられている。引張手段で２枚の弾性板の引っ張りを解除すると、２枚の弾性板が拡張してリング状を形成するので、狭窄機構はチューブホースを狭窄しない開成状態となる。また、引張手段で２枚の弾性板を引っ張ると、２枚の弾性板が一文字状を形成するので、狭窄機構はチューブホースを狭窄した閉成状態となる。引張手段ではチューブホースを２方向から均等な力で２枚の弾性板を引っ張るので、狭窄機構によるチューブホースのねじれやずれを防止することができる。
【００１２】
また、固形物投入装置において、開閉制御手段により各狭窄機構の開閉が制御される。開閉制御手段は第１の制御及び第２の制御を有しており、固形物投入装置は第１及び／又は第２の制御を作動させて、固形物の投入が行われる。
【００１３】
第１の制御では、全ての狭窄機構を閉成してから各狭窄機構を一定間隔をおいて上から順に開成するように各狭窄機構が制御される。段階的な落下を繰り返す段階落下輸送が行われるので、１回の重力落下で落下する距離を短くすることができ、落下時の衝撃による固形物表面の割れ・欠け等の損傷を防止することができる。また、固形物がチューブホースに充満した後は棒状を形成して落下するので、固形物表面の割れ・欠け等の損傷が発生し難くできる。一方、第２の制御では、第１の制御で段階的に一定量の固形物を落下させた後、一定量の固形物を一定間隔で落下させる間欠落下輸送を行うように各狭窄機構が制御される。これにより、固形物を追加投入する際に、間隔が空いてチューブホースに空洞が形成されることがないので、その落下衝撃による固形物表面への損傷を防止できる。さらに、投入する距離が極めて長距離の場合には、固形物自体の積圧によって生じる、下層の固形物表面への損傷の防止にも極めて有効である。
【００１４】
本発明の請求項２は前記目的を達成するために、請求項１の狭窄機構は、前記２枚の弾性板の両端部と前記引張手段とを連結する連結板を備え、該連結板は、前記２枚の弾性板の動作を制限する制限部材を有していることを特徴とする。これにより、狭窄機構の開閉時に２枚の弾性板の動作を安定して行えるため、引張手段による狭窄機構の開閉を確実に行うことができる。
【００１５】
本発明の請求項３は前記目的を達成するために、請求項１又は２の狭窄機構は、前記引張手段であるシリンダ装置の内部の圧力を測定する圧力センサと、前記ロッドの位置を測定する位置センサと、を備え、各圧力センサ同士及び各位置センサ同士の値の差が一定誤差範囲内になるように、前記シリンダ装置を制御するシリンダ制御手段を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項３によれば、狭窄機構の引張手段であるシリンダ装置が正常に動作しないと２枚の弾性板が均等に拡縮しないので、狭窄機構は確実に開閉できない上、狭窄機構を閉成したときにはチューブホースのねじれやよれが発生するので、そのねじれやよれによってチューブホースに損傷を与える可能性がある。また、チューブホース内を通過する固形物を弾性板によって挟み込むと、固形物の投入を確実に行えないばかりでなく、固形物の物性や挟み込む圧力によっては固形物を破損したり、チューブホースに損傷を与える可能性がある。
【００１７】
そこで、各シリンダ装置に、各シリンダ装置内のエア圧を測定する圧力センサと、各ロッドの作動位置を感知する位置センサとを設けて、各センサの測定値をシリンダ制御手段で制御することにより、各シリンダ装置の作動を管理することができる。即ち、狭窄機構が正常に開閉しなかったり、弾性板で固形物を挟み込んでしまった場合には、各圧力センサ同士及び各位置センサ同士の測定値に誤差が発生するので、シリンダ制御手段により固形物投入を一時停止させて、発生した要因を解消した後に投入を再開させる。これにより、チューブホースに余計な負担をかけずに固形物投入を確実に行うことができるとともに、弾性板の挟み込みによって破損された固形物の混入を防止することができる。
【００１８】
本発明の請求項４は前記目的を達成するために、請求項１〜３の何れか１の狭窄機構は、前記２枚の弾性板及び前記チューブホースへ光又は超音波を照射して受信するセンサを備え、前記センサの測定値を基に前記狭窄機構の開閉を制御する狭窄制御手段を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項４によれば、２枚の弾性板及びチューブホースに対して、光又は超音波を発信して受信することにより、その状態を監視するセンサを設けて、狭窄制御手段でセンサの測定値に基づいて狭窄機構の開閉を制御している。これにより、固形物をチューブホースを介して２枚の弾性板で挟み込んだ場合や、弾性板が損傷した場合には、センサの測定値に変化が生じる。すると、狭窄制御手段によって固形物投入装置における固形物の投入を一時停止させ、発生した要因を解消した後に投入を再開させる。これにより、弾性板の挟み込みによって破損した固形物の混入を防止するとともに、より確実な固形物の投入を行うことができる。
【００２０】
請求項５は前記目的を達成するために、請求項１〜４の何れか１の固形物投入装置は、前記チューブホースを振動させる振動手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項５及び６によれば、固形物投入装置において、狭窄機構の開閉を行うとチューブホースと接触するので、チューブホースに静電気が発生して投入される固形物がチューブホース内面に付着する可能性がある。そこで、請求項５のように、チューブホースを振動させる振動手段を設けることにより、振動手段からの振動でチューブホースに付着した固形物を表面から剥離させることができる。また、請求項６のようにチューブホースの内部及び／又は外部に除電器を設けて、チューブホースに対してイオンエアを吹き付けることにより、チューブホースで帯電して発生した静電気を除去することができるので、静電気による固形物の付着を確実に防止することができる。
【００２２】
請求項７は前記目的を達成するために、請求項１〜６の何れか１の固形物投入装置は、投入する固形物の強度に応じて前記狭窄機構を上下方向に移動させる昇降部材を備え、各昇降部材の動作を制御して間隔を調整する間隔調整手段を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項７によれば、固形物投入装置を用いて投入される固形物は、その物性により落下強度は異なる。したがって、様々な品種を扱う場合には各狭窄機構の間隔を固形物の強度に応じて調整する必要がある。そこで、各狭窄機構を上下方向に移動させて固定する昇降部材を設けて、投入される固形物の強度に応じて各狭窄機構間の距離を自動的に調整する間隔調整手段を有することにより、様々な固形物に対する投入を簡単且つ短時間で切り替えて行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って、本発明に係わる固形物投入方法及び装置における好ましい実施の形態について詳説する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態である固形物投入装置２０を備えた医薬品製造ライン１０の全体構成図である。
【００２６】
図１に示すように、医薬品製造ライン１０は天井部１０Ａと地上部１０Ｂに分かれており、天井部１０Ａには搬送コンテナ１２及び第１のホッパ１４が、地上部１０Ｂには第２のホッパ１６、製造装置１８、固形物投入装置２０、及び制御装置３４が設けられる。
【００２７】
搬送コンテナ１２とは、投入される固形物である多量の医薬品錠剤（以下錠剤とする）を収納できる容器であり、付属する足場で医薬品製造ライン１０の天井部１０Ａの上を自由に移動させて、任意の場所に固定することができる。天井部１０Ａの床には第１のホッパ１４が設置され、その上方に開閉可能なバルブ１３が配設されている。搬送コンテナ１２の下部とバルブ１３とを接続してバルブ１３を開成させると、第１のホッパ１４へと固形物が供給される。
【００２８】
地上部１０Ｂに設けられている製造装置１８は、錠剤に対して加工を施して製品化するための装置であり、上部には第２のホッパ１６が配設されている。第２のホッパ１６は、製造装置１８へ供給する錠剤を一定量貯留するためのものである。
【００２９】
第１のホッパ１４と第２のホッパ１６との間には、固形物投入装置２０が設けられる。固形物投入装置２０は、主にチューブホース２８と、複数の狭窄機構６０，６０…と、２本の支持棒４４，４４と、制御装置３４とで構成される。
【００３０】
チューブホース２８は、第１のホッパ１４と第２のホッパ１６とを連結して固形物の落下経路を形成し、その連結部には振動手段７４，７４が各々に設けられている。各振動手段７４，７４は所定の時間内に所定の間隔で振動し、その振動によりチューブホース２８が振動する。チューブホース２８には、その両端は第１のホッパ１４及び第２のホッパ１６に脱着可能な状態に装着されており、医薬品への使用に衛生上問題のない、交換可能なものを使用している。内面滑り性が良く、狭窄機構６０の開閉機能を妨げない程度の軟性を有するように、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、弗化エチレン、塩化ビニル等の樹脂材料を用いることが好ましい。
【００３１】
チューブホース２８の両側には、２本の支持棒４４，４４が並列して天井部１０Ａと地上部１０Ｂとの間で固定される。２本の支持棒４４，４４には、複数の昇降部材７２，７２…が設けられる。昇降部材７２は、支持棒４４を介して上下方向にスライドして支持棒４４上の任意の位置で固定できる構造をしている。各昇降部材７２，７２…は支持棒４４及び制御管３２を介して制御装置３４と接続し、間隔調整手段により各昇降部材７２，７２…の配置が制御される。昇降部材７２の上方及び下方には、２つの除電器７８，７８が設けられる。除電器７８ではチューブホース２８の帯電状況を検知し、その帯電状況に応じた量のイオンエアをチューブホース２８の外面に対して自動的に吹き付ける。
【００３２】
２本の支持棒４４，４４の相対する位置関係にある昇降部材７２，７２を介して、複数の狭窄機構６０，６０…がチューブホース２８の長手方向に所定の間隔をもって配置されている。図２は、狭窄機構６０を上面から見た拡大図であり、図２（Ａ）は開成した状態を、図２（Ｂ）は閉成した状態を示している。図２に示すように、狭窄機構６０は、アルミ等の軽量で剛性のある外壁６２に覆われており、外壁６２の内部には２枚の弾性板６３，６３、引張手段であるシリンダ装置６６，６６、及び挟み込みセンサ７６，７６が配置される。
【００３３】
弾性板６３は、開閉時に錠剤に対して衝撃を与えないようにシリコンゴム等の軟質のものが用いられる。上方から見て２枚の弾性板６３，６３は、引っ張ると一文字状を形成して、緩めると半楕円状を形成する構造である。弾性板６３の両端部には連結板６５，６５が付属している。その両端部を各シリンダ装置６６，６６に付属する各ロッド６８，６８の先端に固定することにより、２枚の弾性板６３，６３及び各ロッド６８，６８が連結される。各連結板６５，６５は、弾性板６３を緩めたときに外側方向へ曲折する構造をしている。
【００３４】
シリンダ装置６６は、主にシリンダ６７及びロッド６８で構成される。シリンダ６７には、前部供給口６９ａ及び後部供給口６９ｂを有し、各配管６９ｃ，６９ｃを介して電磁弁７０と連結している。電磁弁７０には、図示しない加圧エアを供給する供給管及びシリンダ６７内のエアを排気する排気管とが接続されており、制御装置３４で電磁弁７０を制御してシリンダ６７への加圧エアの供給方向を切り替えることにより、ロッド６８が伸縮する。電磁弁７０には図示しない圧力センサが内蔵されており、シリンダ６７内のエア圧を常に測定して、その測定値を制御装置３４へ送信する。また、シリンダ６７の内部には図示しない位置センサが内蔵されており、伸縮するロッド６８の位置を常に測定して、その測定値を制御装置３４へ送信する。
【００３５】
挟み込みセンサ７６は、２枚の弾性板６３，６３及びチューブホース２８を中心に相対する位置にある外壁６２内面に設けられる。挟み込みセンサ７６から２枚の弾性板６３，６３へ超音波を発振して受信することにより、２枚の弾性板６３，６３及びチューブホース２８の厚みが測定されて、その測定値を接続する制御装置３４へ送信する。
【００３６】
制御装置３４は、２つの制御管３２，３２及び２つの支持棒４４，４４を介して各狭窄機構６０，６０…及び各昇降部材７２，７２…と接続し、固形物投入装置２０における開閉制御手段、シリンダ制御手段、狭窄制御手段、及び間隔調整手段を備えている。また、制御装置３４では各シリンダ装置６６，６６…への加圧エア供給も行われ、２つの制御管３２，３２及び２つの支持棒４４，４４を介して各シリンダ装置６６，６６…に接続する。
【００３７】
次に、上記の如く構成された本発明の実施の形態である固形物投入装置２０の作用について説明する。
【００３８】
図３は、固形物投入装置２０の一部を拡大した透明斜視図である。上部の狭窄機構６０は開成した状態、下部の狭窄機構６０は閉成した状態を示している。
【００３９】
図２及び３に示すように、狭窄機構６０において、制御装置３４によって２つのシリンダ装置６６，６６の各電磁弁７０，７０が切り替えられると、加圧エアが各シリンダ６７，６７の前部供給口６９ａへ供給されるとともに、後部供給口６９ｂからエアが排気される。これにより、ロッド６８が伸張するので、各弾性板６３，６３の連結板６５，６５…が曲折し、各弾性板６３，６３が拡張してリング状を形成する。すると、狭窄機構６０は、図２（Ａ）及び図３の上方に示すような開成状態となる。なお、各連結板６５，６５は、拡張する際にチューブホース２８側に折れ込まないように各弾性板６３，６３を方向規制しているため、拡縮部６４とチューブホース２８とは接触しない状態となり、チューブホース２８は円筒状になって落下経路を形成することができる。
【００４０】
一方、制御装置３４によって２つのシリンダ装置６６，６６の各電磁弁７０，７０が切り替えられると、加圧エアが各シリンダ６７，６７の後部供給口６９ｂへ供給されて、前部供給口６９ａからエアが排気される。これにより、各ロッド６８，６８が収縮して、連結している各連結板６５，６５…が一直線状になって各弾性板６３，６３を伸張して一文字状を形成するので、間にあるチューブホースが狭窄保持される。こうして、狭窄機構６０は図２（Ｂ）及び図３の下方に示すような閉成状態となる。なお、各連結板６５，６５では、ロッド６８が伸張した際に各弾性板６３，６３がチューブホース２８側へ曲折することがないように動作が制限されているため、チューブホース２８は２枚の弾性板６３，６３によってよじれることなく確実に狭窄され、チューブホース２８内における錠剤４０の落下を停止させることができる。また、閉成時に２つのシリンダ装置６６，６６を用いて両方向から均等な力で弾性板６３，６３を伸縮させるので、挟みこんだチューブホース２８によじれやずれが生じさせないため、狭窄機構６０の開閉の際にチューブホース２８が破損することを防止できる。
【００４１】
ところで、シリンダ装置６６において、ロッド６８が正常に伸縮しなかったり、弾性板が破損した等の異常が発生した場合には、狭窄機構６０の開閉が正常に行われないので、固形物投入装置において固形物の投入を確実に行うことができない。また、狭窄機構６０を閉成したときに、チューブホース２８の内部を通過する固形物を拡縮部６４で挟み込んでしまうと、錠剤４０の投入が正確に行われないばかりでなく、狭窄機構６０の狭窄力や錠剤４０の物性によっては錠剤４０を破損する虞がある。
【００４２】
そこで、各シリンダ装置６６，６６…に圧力センサ及び位置センサを設けて、接続する制御装置３４でシリンダ内部のエア圧及びロッドの位置を常に監視するシリンダ制御手段を備えることにより、ロッド６８の伸縮に異常が発生した場合には各測定値に差異が発生するので、制御装置３４で異常が発生したと判断されて固形物投入装置２０全体の作動を自動的に一時停止させる。狭窄機構６０での異常が解消されると、制御装置３４による一時停止は解除されるので、錠剤４０の投入が再開される。また、外壁６２内面に挟み込みセンサ７６を設けて、接続する制御装置３４で常に監視する狭窄制御手段を備えることにより、２枚の弾性板６３，６３で錠剤４０を狭窄したり弾性板６３が破損した場合には、閉成時の２枚の弾性板及びチューブホース２８の厚みが変化して測定値に差異が発生するので、制御装置３４で異常が発生したと判断され固形物投入装置２０全体の作動を一時停止させる。そして、狭窄機構６０での異常が解消されると、制御装置３４による一時停止は解除されて、錠剤４０の投入を再開することができる。このように、固形物投入装置２０において、各狭窄機構６０，６０…を常に監視してその作動及び開閉を制御する作業制御機構及び狭窄制御手段を備えることにより、狭窄機構６０の誤作動や異常によって錠剤４０に損傷を与えることなく、極めて効率よく錠剤４０の投入を行うことができる。
【００４３】
狭窄機構６０は、固形物投入装置２０に上下方向に移動可能な１組の昇降部材７２，７２を介して各支持棒４４，４４に支持されており、各狭窄機構６０，６０…の間隔は投入される錠剤４０の落下強度よりも短い距離で配置されている。医薬品製造ライン１０で多品種の固形物を扱う場合には、投入される固形物の物性に応じて各狭窄機構６０，６０…の間隔を調整する必要がある。そこで、各昇降部材７２，７２…と制御装置３４と接続させて、投入される錠剤４０の強度等の情報を制御装置３４へ入力する。すると、制御装置３４により各昇降部材７２，７２…を各支持棒４４，４４上で自動的にスライドさせて位置を調整して固定することにより、各狭窄機構６０，６０…は投入される固形物の強度に応じた間隔に位置決めされる。このように、各昇降部材７２，７２…及び制御装置３４を用いて、各狭窄機構６０，６０…の間隔を自動的に調整する間隔調整手段を備えることにより、様々な種類の固形物に対して損傷を与えることなく効率よく投入を行うことができる上、品種切り替え時の各狭窄機構６０，６０…の間隔を調整する作業にかかる手間を省くことができる。
【００４４】
固形物投入装置２０において、第１のホッパ１４から第２のホッパ１６へ錠剤４０を投入する作業は、第１の制御又は第２の制御を有する開閉制御手段を備えた制御装置３４で、各狭窄機構６０，６０…の開閉を制御することにより行われる。
【００４５】
図４は、固形物投入装置２０における投入作業開始前の状態である。図４に示すように、制御装置３４により固形物投入装置２０の全ての狭窄機構６０, ６０…を閉成させる。そして、第１のホッパ１４に搬送コンテナ１２を設置してバルブ１３を開成すると、搬送コンテナ１２に貯留されている多量の錠剤４０が重力により、第１のホッパ１４を経て固形物投入装置２０における最上段の狭窄機構６０の上部まで供給される。なお、搬送コンテナ１２から最上段の狭窄機構６０までの投入の際に加わる、錠剤４０への落下衝撃及び蓄積による積圧は錠剤４０の表面に損傷を与えない距離であるので、問題はない。
【００４６】
上記の作業が終了すると、制御装置３４の投入制御手段が作動し、第１の制御又は第２の制御によって各狭窄機構６０，６０…が制御されて、錠剤４０の投入が開始される。
【００４７】
第１の制御では、先ず最初に最上段の狭窄機構６０を開成する。すると、上部に蓄積した錠剤４０が重力により落下して、２段目の狭窄機構６０の上部で停止する。落下する距離は錠剤４０の落下強度に応じた距離よりも短く設定されているので、落下衝撃による錠剤４０の表面への損傷を防止することができる。一定時間経過後、即ち錠剤４０の落下移動が終わった後、２段目の狭窄機構６０を開成すると、３段目の狭窄機構６０の上部で停止する。各狭窄機構６０, ６０…の開成のタイミングを一定時間おくことにより、落下させる際に錠剤４０に加わる落下速度を低減させることができる。上述した作業を上から下へ順番に行って最下段の狭窄機構６０を開成させると、第２のホッパ１６に錠剤４０が投入されて製造装置１８に錠剤４０が供給され、固形物投入装置２０は図５に示す状態となる。
【００４８】
このように、錠剤４０を上方から下方へ投入する際、各狭窄機構６０, ６０…を上から順番に開成させる第１の制御によって投入作業を制御することにより、固形物投入装置２０において段階的に錠剤４０を落下させる段階落下輸送を行うことができる。これにより、投入時の落下による衝撃を最小限に抑えられるので、投入時の落下衝撃による錠剤４０の表面に対する割れ・欠け等の損傷の発生を防止できる。また、従来のように錠剤４０を転落又は滑落させて落下速度を低減する方法ではないので、錠剤４０の表面は錠剤４０か滑り性の良い軟性のチューブホース２８との接触だけですみ、投入時の接触による錠剤４０の表面の印刷欠けや印刷転写の発生を大幅に低減することができる。さらに、チューブホース２８を使い捨て可能なものにすれば、ロット及び品種の切り替えや定期的なメンテナンスの際に必要であった清掃作業がチューブホース２８を交換するだけですむので、ロット及び品種の切り替え作業や清掃作業にかかる時間とコストを大幅に削減することができる。加えて、ロット及び品種の切り替え時で発生する、クロスコンタミネーションという深刻な問題をも確実に防止することができる。したがって、本発明の固形物投入装置２０を使用することにより、医薬品等を扱う上で不良発生率が低く、且つ衛生的に極めて優れた錠剤４０の投入を行うことができる。
【００４９】
ところで、設置している搬送コンテナ１２が空になり、搬送コンテナ１２を交換して再び錠剤４０の投入を開始する場合には、錠剤４０の落下強度に応じた長さよりも長い空洞が固形物投入装置２０に形成される可能性がある。そのまま追加投入してしまうと、落下した衝撃により錠剤４０表面に損傷が生じる虞がある。また、投入する距離が極めて長距離になると、錠剤４０自体の積圧により下層にある錠剤４０の表面に損傷を与えるという可能性もある。
【００５０】
そこで、制御装置３４で開閉制御手段で上下の各狭窄機構６０，６０…を段階的に開閉する第２の制御を行うことにより、固形物投入装置２０では段階的に一定量の錠剤４０を落下させた後に最上部の狭窄機構６０を閉成し、落下流路内にある錠剤４０を閉成させて落下を停止させている狭窄機構６０を開成してから、２段目のピンチバルブを閉成させる。この動作を繰り返し行って第２のホッパへ錠剤４０を供給する。そして、一定間隔を空けて最上部の狭窄機構６０を開成し、一定量の錠剤４０の投入を再び開始すると、固形物投入装置２０は図６に示すようになる。これにより、第２の制御により錠剤４０を一定間隔で一定量ずつ輸送する間欠落下輸送が行われるので、錠剤４０に対して落下衝撃や蓄積による積圧を与えずに固形物の投入を行うことができる。
【００５１】
さらに、投入装置本体２２で段階落下輸送と間欠落下輸送を組み合わせて行うことにより、投入時に発生する錠剤４０の不良率を大幅に低減できるので、医薬品製造ライン１０全体における生産効率の向上と生産コストの削減を効果的に行うことができる。
【００５２】
このように各狭窄機構６０，６０…を開閉させて錠剤４０の投入を行うと、狭窄機構６０の拡縮部６４とチューブホース２８とが接触するので、その摩擦により静電気が発生する。チューブホース２８に静電気が発生すると、内部を通過する錠剤４０がチューブホース２８の内面に付着してしまう。これは、錠剤４０の投入をスムーズに行えないだけでなく、閉成時に拡縮部で錠剤を挟み込む可能性が増す。そこで、各昇降部材７２，７２…に除電器７８，７８…を設けて、チューブホース２８の外面に対してイオンエアを吹き付けることにより、チューブホース２８の帯電が除去されるので、静電気の発生を防止することができる。また、第１及び第２のホッパ１４，１６とチューブホース２８との連結部に振動手段７４，７４を設けることにより、チューブホース２８に対して振動が加わり、その振動により付着した錠剤４０をチューブホース２８から剥離させることができる。さらに、除電器７８，７８…と振動手段７４，７４を組み合わせることにより、より効果的に錠剤４０の付着を防止することができる。
【００５３】
なお、上述した固形物投入装置２０において、各部材及び装置の個数、形状、材質等は特に限定するものではない。
【００５４】
各除電器７８，７８…は各昇降部材７２，７２…に２つずつ設けられていたが特に限定するものではなく、もう１本の支持棒をチューブホースに並設して、その支持棒の上下方向に連なるように配置してもよい。
【００５５】
また、振動手段７４は、第１及び第２のホッパ１４，１６とチューブホース２８との連結部に設けられていたが、特に限定するものではない。各狭窄機構６０，６０…のシリンダ装置６６，６６…に併設して振動させ、２枚の弾性板６３，６３を介してチューブホース２８を振動させてもよい。
【００５６】
さらに、本発明の実施の形態では、制御装置３４の第１及び第２の制御により段階落下輸送及び／又は間欠落下輸送を行って錠剤４０を投入していたが、錠剤４０の表面や印刷に損傷を与えないように、落下経路に交互に弛緩動作と収縮動作を発生させて蠕動運動を行ってもよい。蠕動運動とは、上記した段階落下輸送及び間欠落下輸送のように狭窄機構６０を完全に閉じたり開けたりするのではなく、狭窄機構６０の開閉量を制御装置３４で制御するようにしてチューブホース２８に流路断面が広い弛緩部分と流路断面が狭い収縮部分とを交互に形成し、時間とともに弛緩部分が収縮部分に変わり、収縮部分が弛緩部分に変わるようにすることである。これにより、チューブホース２８には蠕動運動が生じ、一定量の錠剤４０を第１のホッパ１４から徐々に下方へ移行させるので、落下時の衝撃による錠剤４０表面の割れ・欠け等の損傷を防止することができる。
【００５７】
また、本発明において、投入の第１ステップとして段階落下輸送を行って、落下流路に錠剤４０が充満した後、第２ステップとして落下経路を蠕動運動させる蠕動落下輸送を行うことが好ましい。この蠕動運動輸送は、弛緩と収縮の波動が上方から下方に移動するようにしてもよいが、錠剤４０の落下を停止させない程度に波動を下方から上方に移動させるようにするとよい。これにより、多数の錠剤４０が棒状になって落下する落下速度を遅くすることができるので、錠剤４０表面の割れ・欠け等の損傷を一層低減することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の固形物投入方法及び装置によれば、固形物を上方から下方へ投入する場合において、上方の容器と下方の容器とをチューブホースで連結し、チューブホースに連なるように狭窄機構を複数設けて、開閉制御手段で制御することにより、固形物に対して損傷を与えることなく固形物投入を行うことができる。
【００５９】
また、シリンダ制御手段、狭窄制御手段、振動手段、及び除電器を備えることにより、固形物の投入を確実に行うことができる。
【００６０】
さらに、ロットや品種の切り替えの場合には、チューブホースを交換して間隔調整手段で狭窄機構の間隔を自動的に調整するだけでよいので、切り替えにかかる時間及びコストを大幅に削減できる上、クロスコンタミネーションの発生を確実に防止することができる。
【００６１】
これらにより、設備コストをかけずに、不良率の低い極めて衛生的な固形物の投入を確実に行うことができるので、安全で効率のよい食品及び医薬品の製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である固形物投入装置を備えた医薬品製造ラインの全体構成図
【図２】本発明の実施の形態の固形物投入装置に設けられた狭窄機構を説明する説明図
【図３】本発明の実施の形態である固形物投入装置の拡大斜視図
【図４】本発明の実施の形態における投入作業開始前の状態の説明図
【図５】本発明の実施の形態における第１の制御による投入作業中の状態の説明図
【図６】本発明の実施の形態における第２の制御による投入作業中の状態の説明図
【符号の説明】
１０…医薬品製造ライン、１２…搬送コンテナ、１３…バルブ、１４…第１のホッパ、１６…第２のホッパ、１８…製造装置、２０…固形物投入装置、２８…チューブホース、３２…制御管、３４…制御装置、４０…錠剤、４２…固形物投入装置、４４…支持棒、６０…狭窄機構、６２…外壁、６３…弾性板、６５…連結板、６６…シリンダ装置、６７…シリンダ、６８…ロッド、６９ａ…前部供給口、６９ｂ…後部供給口、７０…電磁弁、７１…エア配管、７２…昇降部材、７４…振動手段、７６…挟み込みセンサ、７８…除電器

Claims

上方の容器に貯留された固形物を、チューブホースを介して下方の容器に投入するとともに、該チューブホースを狭窄変形させる狭窄機構が前記チューブホースの長手方向に所定の間隔をもって複数配置された固形物投入装置であって、
前記狭窄機構は、
前記チューブホースの外周を包囲する２枚の弾性板と、
該２枚の弾性板の両端部に連結され、該両端部を互いに離れる方向に引っ張ることにより、前記２枚の弾性板で前記チューブホースを狭窄変形させる引張手段と、
前記引張手段の動作を制御する開閉制御手段と、
を有することを特徴とする固形物投入装置。
前記狭窄機構は、
前記２枚の弾性板の両端部と前記引張手段とを連結する連結板を備え、該連結板は、前記２枚の弾性板の動作を制限する制限部材を有していることを特徴とする請求項１の固形物投入装置。
前記狭窄機構は、
前記引張手段であるシリンダ装置の内部の圧力を測定する圧力センサと、前記ロッドの位置を測定する位置センサと、を備え、
各圧力センサ同士及び各位置センサ同士の値の差が一定誤差範囲内になるように、前記シリンダ装置を制御するシリンダ制御手段を有することを特徴とする請求項１又は２の固形物投入装置。
前記狭窄機構は、
前記２枚の弾性板及び前記チューブホースへ光又は超音波を照射して受信するセンサを備え、前記センサの測定値を基に前記狭窄機構の開閉を制御する狭窄制御手段を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１の固形物投入装置。
前記固形物投入装置は、
前記チューブホースを振動させる振動手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１の固形物投入装置。
前記固形物投入装置は、
前記チューブホース内側及び／又は外側から前記チューブホースに対して除電を行う除電器を備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１の固形投入装置。
前記固形物投入装置は、
投入する固形物の強度に応じて前記狭窄機構を上下方向に移動させる昇降部材を備え、各昇降部材の動作を制御して間隔を調整する間隔調整手段を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか１の固形物投入装置。