JP4190067B2 - Actuator for linear filling line - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば薬剤等の充填などのようにクリーンルームや無菌空間内において、略直線的に搬送される容器に追随しながら昇降して所定の作業を行う充填ノズルやキャッピング部材の作動機構として好適な直線形充填ライン用作動装置に関する。より詳しくは、その作動装置から生じるダストの影響を削減するとともに、テーブル上に形成される作業空間に配設される作動部に対する密閉度をより容易に向上し得るように改善するための改良技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の直線的動作と昇降動作を含む直線形充填ライン用の作動装置としては、充填ノズル等の作業用部材を移動枠に昇降可能に配設するとともに、その移動枠自体を容器の動きに追随し得るように搬送方向に沿って移動可能に構成したものが知られている(実公平3−26158号公報)。ところで、薬剤等の充填などのようにダストをきらう充填作業においては、クリーンルームや無菌空間等の外気と遮断された空間で充填作業を行うと同時に、それらの空間内におけるダストの発生を抑えることがきわめて重要である。そのダストの発生源の一つとして、充填ノズル等の作業用部材を駆動するための作動装置からのダストが問題となる。特に、ダストが最も発生しやすいモータ等の駆動手段を含む駆動機構部分からのダストの遮断が問題である。因みに、前記従来技術によれば、充填ノズル等の作業用部材を設置した移動枠自体が容器の搬送方向に移動するように構成されているため、テーブル等により作業空間を仕切ろうとすると、その移動枠の走行用の開口部が大きくなりシールが技術的に困難なことから、高い密閉度を保持することは容易ではなかった。また、前記移動枠にモータ等からなる駆動機構を組込む構造を採用しているため、その駆動機構から生じるダストが作業空間に直接流入することから、この点でも従来技術をダストをきらう薬剤等の充填に適用することは困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の技術的事情に鑑みてなされたもので、作業空間におけるダストの発生を極力抑えながら、充填ノズルやキャッピング部材の作業用部材に対して、略直線的に搬送される容器に同期した追随動作と同時に昇降動作を付与し得る直線形充填ライン用作動装置を提供し、これによりクリーンな作業雰囲気における直線形の充填ラインの実施を図ることを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、同軸に構成した回転軸及び昇降軸をテーブルを貫通して設置し、それらの回転軸を駆動する揺動駆動機構及び昇降軸を駆動する昇降駆動機構を前記テーブルの下方に配設するとともに、前記回転軸のテーブルより上方に第1揺動レバーを設け、該第1揺動レバーに対して前記回転軸を中心軸とする半径方向に移動可能に昇降ガイドを配設するとともに、その昇降ガイドを容器の搬送方向に沿って移動するように案内する水平ガイドを設け、さらに前記昇降軸のテーブルより上方に第2揺動レバーを設けて、該第2揺動レバーに対して前記昇降軸を中心軸とする半径方向に移動可能に昇降体を配設し、その昇降体を前記昇降ガイドに係合して上下方向に案内するという技術手段を採用した。以上のように、ダストの発生の最も多い駆動機構はテーブルの下方に配設したので、同テーブルの介在によりダストの作業空間への浸入は回避される。しかも、直線的動作と昇降動作を同軸に構成した回転軸と昇降軸を介して実行するように構成したので、テーブルに対する相対的な移動が存在しないことから、テーブルに対する設置及びシール構成がきわめて容易であるとともに、作業空間に配設された回転及び昇降作動部に対する高い密閉度を容易に保持することができる。因みに、前記昇降ガイドは、前記第1揺動レバーに対する前記回転軸を中心軸とする半径方向の移動と、前記水平ガイドによる案内作用とが相俟って、容器の搬送方向に沿って移動することになる。また、前記昇降体は、前記昇降ガイドとの係合によって、該昇降ガイドと共に水平方向に移動し、前記第2揺動レバーに対する前記昇降軸を中心軸とする半径方向の移動を伴いながら、容器の搬送方向に沿って移動することになる。さらに、前記昇降体は、前記昇降ガイドにより上下方向に案内されながら昇降することになる。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明に係る充填ライン用作動装置は、略直線的に搬送される容器に対して同期して移動しながら昇降動作をする充填ノズルやキャッピング部材の作動機構として適用が可能である。すなわち、容器に対する追随動作と昇降動作を伴う作業用部材の作動機構として広く適用することが可能である。また、容器の搬送形態に関しては、多少の湾曲を含む場合にも適用が可能である。なお、回転軸及び昇降軸は同軸に構成されるものであれば、以下の実施例に例示するように昇降軸が内側の場合だけでなく、回転軸を内側に配設する形態も可能である。
【0006】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図1は、本発明の一実施例のレイアウトを示した概略平面図である。図示のように、本実施例では、周囲が壁板等によって外気から遮断された無菌空間1内に無端状の搬送機構2を設置し、搬入コンベヤ3及びスターホイール4を介して導入される各容器5の首部を支持しながら所定間隔で搬送し、その直線搬送部において本作動装置6を適用して充填作業を行うように構成されている。そして、充填済の容器5はキャッパ7によりキャッピングをした後、排出機構8及び搬出コンベヤ9を介してルーム外へ排出されるように構成されている。なお、前述のように、キャッピング作業を直線的な搬送部に配設する場合には、本作動装置を適用することも可能である。
【0007】
図2は、本発明に係る直線形充填ライン用の前記作動装置6を示した縦断面図である。図中、10は無菌空間1の底面を仕切るテーブルであり、このテーブル10には前記作動装置6を構成する同軸部の支持筒部11が固定部12を介して同テーブル10を貫通した状態に設置されている。支持筒部11の内方にはベアリング13,14を介して回転軸15が回転可能に配設されるとともに、その回転軸15の内方に摺動軸受部16,17を介して昇降軸18が昇降可能に配設されている。このように、本発明においては、テーブル10を貫通した状態に同軸的に回転軸15及び昇降軸18を設置し、これらの回転軸15及び昇降軸18を介して作動力を伝達するように構成した点に一つの特徴がある。
【0008】
前記回転軸15のテーブル10の下方には駆動レバー19が設けられており、その駆動レバー19に設けた案内レール20に沿ってスライド部材21を半径方向に摺動可能に配設するとともに、同スライド部材21の連結軸部22に、図示しないモータ等の駆動手段によって回転される水平方向に設置されたネジ軸23に螺合して前後に進退駆動されるように構成した雌ネジ体24の連結軸受部25を回転自在に嵌装し、そのネジ軸23の回転駆動により雌ネジ体24を進退させることによって、スライド部材21を介して駆動レバー19を揺動させることにより、回転軸15を揺動駆動し得るように構成している。すなわち、回転軸15のテーブル10の下方に、図示しない駆動手段、ネジ軸23、該ネジ軸23に螺合した雌ネジ体24、連結軸受部25と連結軸部22とからなる連結機構、スライド部材21及び駆動レバー19等から構成される揺動駆動機構が配設されている。スライド機構としては、例えば、前記スライド部材21の中央部に案内レール20を跨いだ状態で摺動し得るように嵌合用の凹溝を形成し、その凹溝の両側の内側面に案内レール20の両側面に形成した凹凸面に係合し得るように凹凸面を形成したものが用いられる。なお、揺動駆動機構は、回転軸15を所定の角度内で揺動駆動し得るものであれば、前記駆動レバー19に替えてベルトや歯車などを介して駆動する形態も可能である。
【0009】
また、前記昇降軸18のテーブル10の下方には、モータ26により回転されるように垂直方向に設置されたネジ軸27に螺合して上下に昇降駆動される雌ネジ体28が該雌ネジ体28に一体的に構成された連結部材29を介して連結されており、そのネジ軸27を回転駆動することによって雌ネジ体28を昇降し、前記連結部材29を介して昇降軸18を昇降駆動し得るように構成している。すなわち、昇降軸18のテーブル10の下方に、モータ26、ネジ軸27及びそのネジ軸27に螺合した雌ネジ体28等から構成される昇降駆動機構が配設されている。以上のように、本発明に係る直線形充填ライン用作動装置6においては、最もダストを発生しやすい、モータ等の駆動手段を含む揺動駆動機構及び昇降駆動機構を同軸構成を介してテーブルの下方に配設することによりダストの無菌空間1への侵入を遮断したものであり、この点に重要な特徴を有するものである。
【0010】
他方、前記回転軸15のテーブル10より上方には、第1揺動レバー30がキー等を用いて一体的に設けられており、その第1揺動レバー30に設置した案内レール31を介してスライド部材32が前記回転軸15を中心軸とする半径方向に移動可能に配設されている。そして、スライド部材32の連結軸部33には昇降ガイド34の連結軸受部35がベアリング等を介して回転自在に嵌装されている。すなわち、昇降ガイド34が回転軸15のテーブル10より上方に設置された第1揺動レバー30に対して前記回転軸15を中心軸とする半径方向に移動可能に配設されている。また、昇降ガイド34には、図3に示したように支持部材36,37間に前記容器5の搬送ラインに沿って設置された水平ガイド38の上下の案内エッジ部に係合して走行し得るように溝付ローラ39〜42が取付けられており、これにより容器5に追随して水平移動し得るように構成されている。さらに、昇降ガイド34には垂直ガイド部43が形成されており、その垂直ガイド部43の両側に形成された案内エッジ部に係合して上下方向に走行し得るように構成された溝付ローラ44〜47を介して昇降体48が昇降可能に配設されている。
【0011】
また、前記昇降軸18のテーブル10より上方には、第2揺動レバー49がその昇降軸18と一体的ないし回転可能に設けられており、その第2揺動レバー49に設置された案内レール50を介してスライド部材51が前記昇降軸18を中心軸とする半径方向に移動可能に配設されている。そして、そのスライド部材51の連結軸部52には連結部材53の連結軸受部54がベアリング等を介して回転自在に嵌装されるとともに、前記連結部材53の他端部は前記昇降体48に結合されている。図中、55はその結合用補助部材である。また、56は回転軸15の上端部と昇降軸18の上端部との間に配設されたダスト遮断用の蛇腹状カバー、57は前記回転軸15と支持筒部11との間に配設されたシール部材であり、これらの蛇腹状カバー56及びシール部材57によって、無菌空間1内に配設されたそれらの回転及び昇降作動部からのダストの侵入を容易かつ確実に遮断し得るように構成されている。
【0012】
図4は、前記作動装置6の要部を示した部分拡大平面図である。図示のように、昇降体48の上部にはノズル支持体58が装着されている。本実施例では、このノズル支持体58に12本のノズルを同時に装着し得るように12個の位置決め用の凹部59が形成されている。そして、図2に示したように、ノズル支持体58の凹部59には充填ノズル60が装着され、前記昇降体48を下降して同時に複数の容器5に対して充填ノズル60先端部を挿入し、例えば充填液面と充填ノズル60の下端部との間隔を一定に保つように徐々に上昇させるように動作させることになる。なお、全ての凹部59に充填ノズル60を装着して12本の容器5に対して同時に充填作業を行うように構成してもよいが、例えば前方の4個の凹部59に窒素置換用ノズル、中間の4個の凹部59に充填ノズル60、後方の4個の凹部59に窒素置換用ノズルを設置し、前方の窒素置換、中間の充填作業及び後方の窒素置換作業を同時に行うように構成することも可能である。また、それらのトータルのノズルの本数に関しても、例えば9本、15本、18本等を採用することが可能である。さらに、容器5の寸法が変化する場合には、前記雌ネジ体28自体の高さ、あるいは雌ネジ体28と連結部材29との間を位置調整可能に構成しておき、その連結部材29の高さを調整することによって昇降体48の昇降行程を相対的に調整することにより、簡便に対応することが可能である。
【0013】
しかして、容器5がスターホイール4を介して前記搬送機構2の直線搬送部に搬送されると、本実施例の場合には12本の容器5と同期して充填ノズル60が水平移動するように前記回転軸15が駆動される。すなわち、搬送機構2の駆動とタイミングを合わせて図示しない駆動手段によりネジ軸23が回転し前記雌ネジ体24を前後に進退駆動することによりスライド部材21を介して駆動レバー19が揺動され回転軸15が駆動されることになる。これにより、回転軸15の揺動に伴って第1揺動レバー30及びスライド部材32を介して昇降ガイド34が水平方向に揺動されることになるが、その場合、前記昇降ガイド34は水平ガイド38により案内されることから、搬送機構2の直線搬送部に沿って容器5に追随しながら直線的動作を行うことになる。
【0014】
また、以上の昇降ガイド34の水平方向の直線的動作と並行して、同時に前記搬送機構2の駆動とタイミングを合わせてモータ26によりネジ軸27を回転して、そのネジ軸27に螺合した雌ネジ体28を昇降することにより、連結部材29を介して昇降軸18を昇降駆動する。これにより、昇降軸18の昇降動作に伴って第2揺動レバー49が昇降し、スライド部材51及び連結部材53を介して昇降体48を昇降することになるが、その場合、前記昇降体48は昇降ガイド34の垂直ガイド部43に係合して上下に案内されている関係から、昇降ガイド34と共に水平方向の直線的な動作を伴いながら昇降動作を行うことになる。すなわち、本発明に係る作動装置6においては、昇降体48を昇降ガイド34に係合して上下に案内されるように構成することにより、一方で回転軸15及び第1揺動レバー30を介して昇降体48を容器5に同期させながら水平方向に移動させるともに、他方で前記昇降ガイド34と共に水平方向の移動しながら前記回転軸15と同軸に構成された昇降軸18及び第2揺動レバー49を介して昇降動作を行うように構成した点で特徴を有するものである。なお、以上の関連構成から第2揺動レバー49は第1揺動レバー30と共に揺動することになる。
【0015】
そして、以上の昇降体48の水平方向の直線的動作と昇降動作との組合せ動作により、充填ノズル60の本数、すなわち本実施例の場合、全ての凹部59に対応して充填ノズル60を設置した場合には12本ずつ、また前方及び後方に4本ずつの窒素置換用ノズルを配し、中間の4本を充填ノズル60として使用した場合には4本ずつの充填作業が行われ、12本あるいは4本を単位とするバッチ処理が行われることになる。すなわち、単位となる12本あるいは4本の容器5が一工程分搬送される間に、容器5に追随しながら充填作業を行い、そして始点に復帰し得るように、ネジ軸23及びネジ軸27の回転制御を介して充填ノズル60の動作を設定することになる。
【0016】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
(1)回転軸及び昇降軸の駆動機構をテーブルの下方に設置したので、主たる発生源である前記駆動機構からのダストの作業空間への侵入を遮断することが可能になる。
(2)回転軸及び昇降軸を同軸に構成した結果、テーブルに対する相対的な移動をなくすことができたので、容易に両軸をテーブルを貫通させた状態に設置することができるとともに、回転軸及び支持筒部間のシール部材や回転軸上部及び昇降軸上部間の蛇腹状カバーにより、それらの回転及び昇降作動部に対する高い密閉度を容易かつ確実に保持できるので、簡単な構成により的確なダストの遮断が可能になる。
(3)しかも、同軸に構成した回転軸側に容器に同期して水平方向に直線的に作動するように昇降ガイドを配設するとともに、その昇降ガイドに対して昇降軸側に設けた昇降体を係合して上下に案内するように構成したので、同軸構成を採用しながら簡単な構成によって充填ノズル等の作業用部材を直線的に搬送される容器に確実に追随させながら昇降させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例のレイアウトを示した概略平面図である。
【図2】 本発明に係る直線形充填ライン用作動装置の実施例を示した縦断面図である。
【図3】 同実施例における昇降ガイドの設置状態を示した部分拡大図である。
【図4】 同実施例の要部を示した部分拡大平面図である。
【符号の説明】
1…無菌空間、2…搬送機構、3…搬入コンベヤ、4…スターホイール、5…容器、6…作動装置、7…キャッパ、8…排出機構、9…搬出コンベヤ、10…テーブル、11…支持筒部、12…固定部、13,14…ベアリング、15…回転軸、16,17…摺動軸受部、18…昇降軸、19…駆動レバー、20…案内レール、21…スライド部材、22…連結軸部、23…ネジ軸、24…雌ネジ体、25…連結軸受部、26…モータ、27…ネジ軸、28…雌ネジ体、29…連結部材、30…第1揺動レバー、31…案内レール、32…スライド部材、33…連結軸部、34…昇降ガイド、35…連結軸受部、36,37…支持部材、38…水平ガイド、39〜42…溝付ローラ、43…垂直ガイド部、44〜47…溝付ローラ、48…昇降体、49…第2揺動レバー、50…案内レール、51…スライド部材、52…連結軸部、53…連結部材、54…連結軸受部、55…結合用補助部材、56…蛇腹状カバー、57…シール部材、58…ノズル支持体、59…位置決め用の凹部、60…充填ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is, for example, in a clean room or sterile spaces, such as filling agents such as actuation mechanism of the filling nozzle and the capping member which moves up and down while following the container to be conveyed substantially linearly performing predetermined work The present invention relates to a suitable actuator for a linear filling line. More specifically, an improved technique for reducing the influence of dust generated from the operating device and improving the degree of sealing with respect to the operating unit disposed in the work space formed on the table so that it can be more easily improved. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an actuating device for a linear filling line including this kind of linear operation and raising / lowering operation, a working member such as a filling nozzle is movably disposed on a moving frame, and the moving frame itself is attached to a container There is known one that is configured to be movable along the conveyance direction so as to follow the movement (Japanese Utility Model Publication No. 3-26158). By the way, in filling work that does not like dust such as filling of medicines, etc., it is possible to perform filling work in a space that is blocked from outside air such as a clean room and a sterile space, and at the same time suppress the generation of dust in those spaces. Very important. As one of the dust generation sources, there is a problem of dust from an operating device for driving a working member such as a filling nozzle. In particular, it is a problem to block dust from a drive mechanism portion including a driving means such as a motor that is most likely to generate dust. By the way, according to the prior art, the moving frame in which the working member such as the filling nozzle is installed is configured to move in the container transport direction. Since the opening for running the frame is large and sealing is technically difficult, it is not easy to maintain a high degree of sealing. In addition, since a structure in which a driving mechanism including a motor is incorporated in the moving frame is adopted, dust generated from the driving mechanism flows directly into the work space. It was difficult to apply to filling.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the conventional technical circumstances as described above, while minimizing the generation of dust in the working space, with respect to the working member of the filling nozzle and the capping member, substantially linearly The purpose of the present invention is to provide a linear filling line actuating device capable of giving a raising / lowering operation simultaneously with a follow-up operation synchronized with a container to be conveyed, thereby implementing a linear filling line in a clean working atmosphere. It is.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention includes a coaxially configured rotary shaft and a lift shaft that are installed through a table, a swing drive mechanism that drives the rotary shaft, and a lift drive mechanism that drives the lift shaft. The first swing lever is provided below the table and the rotary shaft is positioned above the table so that the first swing lever can move up and down in a radial direction with the rotary shaft as a central axis. A guide is provided, a horizontal guide is provided for guiding the lift guide so as to move along the transport direction of the container, and a second swing lever is provided above the table of the lift shaft. Employing technical means that a lifting body is disposed so as to be movable in a radial direction with the lifting shaft as a central axis with respect to the swing lever, and that the lifting body is engaged with the lifting guide and guided in the vertical direction. . As described above, since the drive mechanism that generates the largest amount of dust is disposed below the table, the penetration of dust into the work space is avoided by the presence of the table. Moreover, since the linear motion and the lifting / lowering operation are performed via the coaxially configured rotating shaft and the lifting / lowering shaft, there is no relative movement with respect to the table, so the installation and sealing configuration with respect to the table is extremely easy. In addition, it is possible to easily maintain a high degree of sealing with respect to the rotation and lifting / lowering operation unit disposed in the work space. Incidentally, the elevating guide moves along the transport direction of the container due to a combination of radial movement about the rotation axis with respect to the first swing lever as a central axis and guiding action by the horizontal guide. It will be. Further, the lifting body moves in the horizontal direction together with the lifting guide by engagement with the lifting guide, and is accompanied by a radial movement with the lifting shaft as a central axis with respect to the second swing lever. It moves along the transport direction. Further, the elevating body moves up and down while being guided in the vertical direction by the elevating guide.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Filling line operation mechanism according to the present invention can be applied as the operating mechanism of the filling nozzle and the capping member to the elevating operation while moving in synchronism relative to the container to be conveyed substantially linearly. That is, the present invention can be widely applied as an operation mechanism for a working member that involves a follow-up operation and an elevating operation with respect to a container. Further, the container transport mode can be applied to cases where the container includes a slight curve. In addition, as long as the rotating shaft and the lifting shaft are configured coaxially, as illustrated in the following embodiments, not only the lifting shaft is on the inner side but also a mode in which the rotating shaft is disposed on the inner side is possible. .
[0006]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing the layout of one embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, an
[0007]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the
[0008]
A
[0009]
Also, below the table 10 of the lifting
[0010]
On the other hand, a
[0011]
Further, a
[0012]
FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing a main part of the
[0013]
Thus, when the
[0014]
In parallel with the linear movement of the elevating
[0015]
The number of the filling
[0016]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since the drive mechanism for the rotary shaft and the lift shaft is installed below the table, it is possible to block the intrusion of dust from the drive mechanism, which is the main generation source, into the work space.
(2) Since the rotation shaft and the lifting shaft are configured coaxially, the relative movement with respect to the table can be eliminated, so that both shafts can be easily installed in a state where the table is penetrated, and the rotation shaft The seal member between the support cylinders and the bellows-like cover between the upper part of the rotating shaft and the upper part of the lifting shaft can easily and reliably maintain a high degree of sealing with respect to the rotating and raising and lowering operation parts. Can be cut off.
(3) In addition, an elevating guide is provided on the elevating shaft side of the elevating guide with respect to the elevating guide while the elevating guide is disposed on the rotating shaft side configured coaxially so as to operate linearly in the horizontal direction in synchronization with the container Since it is configured to engage and guide up and down, the working member such as the filling nozzle can be moved up and down with a simple configuration while reliably following the container conveyed linearly with a simple configuration. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a layout of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a linear filling line operating device according to the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged view showing an installed state of the lifting guide in the same embodiment.
FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing the main part of the embodiment.
[Explanation of symbols]
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