JP5033147B2

JP5033147B2 - 容器蓋体の結合方法

Info

Publication number: JP5033147B2
Application number: JP2009023625A
Authority: JP
Inventors: 幸代廣田
Original assignee: 株式会社ノサカテック
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: TWI507189B; CN102300543A; US8561282B2; KR101659880B1; TW201033083A; US20110277300A1; JP2010178835A; WO2010090067A1; KR20110111405A

Description

本発明は本体と蓋体が互いに嵌合して構成する容器であって、該容器に液体、粉状体、又は粒状体などを充填し、その後、容器本体に蓋体を結合する方法に関するものである。

図１は従来から知られている一般的な容器形態であり、該容器は筒状の本体と筒状の蓋体から成り、本体の外径は蓋体の外径より小さく成っている。勿論、外径の大きな筒状蓋体の方を本体と定めてもよいが、同図では外径の小さい方を本体としている。ところで、この容器には液状の薬、粉状の薬、又は粒状の薬などが充填されている。

上記容器に薬を詰める場合、蓋体を取外して本体から分離し、上端が開口した状態の本体に薬を詰めた後で蓋体を結合し、蓋体が外れないように糊付けなどでシールしてから乾燥される。蓋体が仮結合した空の容器はホッパー内にランダムに入っていて、このホッパーから一定の個数づつ取り出して蓋体を外し、該本体に薬が詰められて再び蓋体を結合し、その後、蓋体が外れないようにシールされる。

特開平１１−５９６０２号は、容器に医薬製品を充填する装置が、容器の上シェルが上側となるように容器を鉛直方向に向けるための配向装置を具備し、そのように配向された容器は上シェルを取り外すための取外装置へ逐次供給され、装置が容器の不存在を検査するための少なくとも１つの装置と、未だ閉じた状態の容器を配向装置から検査装置を通して取外装置へ移送する移送手段を具備している。

特開平６−９２３９３号に係る「薬剤を収納容器、特に容器に計量充填する装置」は、連続的に運転されると共に、容器の存在を検出する簡単で信頼性を有する装置を備え、かつ液体およびペースト状の両充填物に容易に適用されるように設計される薬剤を計量充填する装置である。
すなわち、可動ピストンにより係合される孔が形成されている回転底部分；容器を移送するベルト；薬剤用容器を有する回転頂部分；底部分および頂部分と一体の回転中央部分；中央部分に形成されている孔；各回転において各孔に沿って、容器が孔と連通すると共に、各ピストンが下方移動して薬剤内に引入れられる第１位置、およびピストンが上方移動して、開口が開口して所定量の薬剤が下方の容器内に供給される第２位置間を走行するようにされた一方のバルブ；および他方のバルブの移動を制御する機構から構成される。
特開平１１−５９６０２号公報特開平６−９２３９３号公報

このように、容器に薬又はその他の物質を充填する装置は色々存在している。基本的には蓋体を取外して容器本体に薬などが詰められ、その後、蓋体を容器本体に被せて結合している。充填物は粉体や粒状体である場合には問題は少ないが、容器本体に液体を充填する場合、蓋体を被せて結合することで該液体が漏れないように容器本体と蓋体の嵌合公差は厳しく成っている。しかし、蓋体を容器本体に被せて結合する場合、結合後の容器内圧は高くなってしまう。

すなわち、容器本体と蓋体間の嵌合公差は厳しくて、蓋体を結合するに際して内部の空気が外へ流出することが出来ず、結合後は高い内圧状態になる。その為に、容器内部の空気が外へ流出して大気圧と同じ内圧に成ろうとするが、該空気の流出と共に充填された液体が容器本体と蓋体の嵌合隙間から漏れるといった現象が発生する。

一方、容器本体と蓋体の結合時に内圧が高い場合、バンドシールするならば塗布した部分が一時的に融けて柔らかくなり、円周上の弱い部分を基点として曲がる。すなわち、容器本体と蓋体が曲がるバナナ現象を発生する。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、容器本体に蓋体を被せて結合する際に、容器内部の圧力を上昇させることがないようにして結合する方法を提供する。

本発明が対象とする容器は容器本体と蓋体で構成し、容器本体と蓋体の結合方法は、結合に際して内圧が上昇しないようにし、結合状態では内部の圧力はほぼ大気圧となるように結合する。そこで、本発明ではマイナス圧（大気圧より低い状態）の雰囲気を作り、この雰囲気内で容器本体と蓋体を結合する。

ここで、マイナス圧を作り出す具体的な手段は色々存在することから、本発明では特に限定しないこととし、例えば装置全体又は結合工程が行われる一部を密封状態として、エアーポンプやブロアーにて吸引することも出来る。又は、容器本体に蓋体が結合する限られた部分のみを吸引してマイナス圧の雰囲気を作り出す場合もある。

本発明に係る容器の結合方法は、容器本体に蓋体を被せて結合する場合、マイナス圧の雰囲気下で行われる為に、蓋体を結合することで内容積が小さくなり、大気圧にほぼ等しくなる。すなわち、蓋体結合状態での内部圧力は大気圧より高くならず、内部に充填された液体が容器本体と蓋体の間から漏れることはなく、又、蓋体が外れようとして曲がることもない。すなわち、バナナ現象は発生しない。一方、従来では蓋体の結合に際して内圧が上昇することを抑える為に蓋体の結合速度を遅くしている場合もあるが、本発明では蓋体を速く結合しても内圧が高くなることはなく、その為に生産性が向上する。

図１は容器１を示している具体例であり、容器本体２と蓋体３から成り、容器本体２の外径は蓋体３の外径より小さく、すなわち、容器本体２は蓋体３より細く成っている。本発明は、この容器本体２に液状の薬、粉状の薬、又は粒状の薬などを詰めて蓋体３を結合する方法であり、この結合工程において容器内部の圧力が大気圧以上にならないように構成している。ところで、上記液状の薬、粉状の薬、又は粒状の薬を詰める場合には蓋体３を取外して容器本体２に充填し、そして蓋体３を結合すると共に外れないように糊付け（シール）してから乾燥する。

図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る容器の結合工程を示す実施例である。（ａ）は容器本体２と蓋体３は分離し、容器本体２には液状の薬４がほぼ一杯に充填されており、容器本体２は容器本体受け４に設けた凹部５に嵌っている。そして、蓋体３は同じく蓋体受け６に形成した凹部７に嵌っている。ここで、上記凹部５と凹部７は同軸を成して形成されている。

容器本体受け４の下側にはパイプ８が配置され、パイプ８の上端は容器本体４の下面９に接し、パイプ８の中心には押上げピン１０が設けられている。そして、容器本体受け４の底にはピン穴１１が押上げピン１０と同軸を成して貫通している。又、蓋体受け６には凹部７と同軸を成し、凹部より小さい内径の穴１２が貫通している。

図３は図２（ａ）のＡ−Ａ断面拡大図であるが、同図に示すように穴１２の周りには上下方向に延びる凹溝１３，１３・・・が４箇所に設けられ、凹部底から下方へ貫通している。ここで、対向する凹溝１３，１３の外径は蓋体３の外径より小さく成っていて、凹部７に嵌った蓋体３によって凹溝１３，１３・・・の上端は塞がれる。

図４は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面拡大図を示している。すなわち、凹部５の断面拡大図である。凹部５には容器本体２が嵌っているが、凹部５の周りには凹溝１４，１４・・・が４箇所に設けられ、該凹部５の内面に沿って形成されている。又図５は図２（ａ）のピン穴１１であるＣ−Ｃ断面拡大図を示している。このピン穴１１の周りにも凹溝１５，１５・・・が４箇所に設けられ、この凹溝１５，１５・・・は上記凹部５に形成した凹溝１４，１４・・・と連通している。すなわち、互いに連続した凹溝１４と凹溝１５は容器本体受け４の上端面から下端面にかけて連続している。

図２（ｂ）は押上げピン１０が上昇して容器本体２の底にあたり、該容器本体２が上昇した場合を示している。凹部５に嵌っていた容器本体２は上昇して蓋体受け６に設けている穴１２に一部が嵌っているが、この際、穴１２の内圧を大気圧より低いマイナス圧としている。その為に、上記パイプ８をエアーポンプを使用して吸引している。

パイプ８を吸引するならば、ピン穴１１に形成した凹溝１５，１５・・・、凹部５の内周面に沿って形成した凹溝１４，１４・・・、そして穴１２の周りに設けた凹溝１３，１３・・・を通してエアーが吸い込まれ、穴１２の内圧は低下する。（ａ）に示すように容器本体２が凹部５に嵌っていても、又（ｂ）に示すように、押上げピン１０によって容器本体２が上昇しても、ピン穴１１、凹部５、及び穴１２の周りに凹溝１５，１５・・、１４，１４・・、１３，１３・・が設けられていることで、吸引されて該穴１２はマイナス圧と成る。

図２（ｃ）は押上げピン１０によって押上げられた容器本体２が蓋体３と結合した場合である。容器本体２が上昇して蓋体３と結合する際には、該蓋体３が押上げられないように上方から押圧力を付勢されるが、蓋体受け６の穴１２がマイナス圧に成ることで、容器本体２及び蓋体３の内部もマイナス圧と成り、この状態で容器本体２と蓋体３が結合する。

結合完了時の内容積は結合開始時の内容積に比較して縮小するが、前以てマイナス圧に設定されていることで、結合完了時の内圧は大気圧となる。すなわち、結合完了時の容器内圧が大気圧になるように、穴１２の内部圧を適度なマイナス圧に成るように吸引が行われる。

ところで、容器１，１・・・は蓋体３，３・・・が結合した状態でホッパー内にランダムに収容され、このホッパーから取り出された容器１は、蓋体３が取外されて内部に液状の薬が充填される。そして、前記図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように蓋体３が被されて結合し、その後、蓋体３の結合部をシールして乾燥される。

この場合、ホッパー内に収容されている容器１，１・・・はランダムであり、取出す際の向きは一定していなく、容器本体２が逆向きでは液状の薬を容器本体２に充填することも出来ない。そこで、ホッパーから取り出された容器１の向きを正し、容器本体２を下側にした状態で蓋体３を取外し、上端開口から容器本体２に液状の薬を充填する。

本発明は容器本体２と蓋体３の結合方法に関するものであり、ホッパー内にランダムに収容されている容器１，１・・・の取り出し方法、及び反転機構を限定するものではないが、例えば、ホッパー内の容器１，１・・は回転テーブルの外周に設けた回転体の収容穴に落下し、落下して収容される容器１の向きが逆向きの場合もあり、この場合には向きを反転して正しい向きに揃えられる。容器本体２を下側にした正しい向きで落下して収容された容器１はそのままとし、蓋体３を下側にして逆向きで落下した容器１のみが反転して、全ての容器１，１・・の向きが統一される。

容器本体２が下側に向いて統一されたところで、蓋体３が取外され、容器本体２に液状の薬４、又は粉状の薬や粒状の薬が充填される。そして、蓋体３が再び取付けられてからシールされ、その後、乾燥される。図６は容器１がホッパーから落下して、容器本体２に液状の薬、又は粉状の薬や粒状の薬を入れ、その後、蓋体３をして乾燥する一連の各工程を示している。
同図の（ａ）は容器本体２を下側にした正しい向きであるが、（ｂ）は蓋体３を下側にした逆向きである。そこで、（ｂ）のように、ホッパーから落下した容器１の向きが逆向きである場合には、反転してから蓋体３を外し、容器本体２に液状の薬、又は粉状の薬や粒状の薬が充填される。

図７は容器１の反転機構を表している具体例であり、同図の２９はホッパー、２６は回転テーブル、２７は回転体を示している。該ホッパー２９には多数の容器１，１・・がランダムに収容され、容器１はこのホッパー２９の中心軸の下方へ延びるパイプ１６の落し穴１７から落下する。

ホッパー２９はベース３１から起立する支柱１８の上端に取付けられ、そして、上記パイプ１６の外周には誘導パイプ１９を設け（パイプ１６は誘導パイプ１９の穴に嵌り）、該誘導パイプ１９は上下動可能に取付けられている。すなわち、誘導パイプ１９にはパイプ１６が嵌っていて、ホッパー２９の中心底にその上端が位置し、ランダムな状態にある容器１，１・・をパイプ１６の落し穴１７へ導くように作用する。そして、ベース側に設けたエアシリンダー２０の動作で、ロッド２１を介して誘導パイプ１９は上下動することが出来る。すなわち、ホッパー２９内の容器１が１個づつ落し穴１７に入るように、回転テーブル２６の間歇的回転運動に同調して上下動することが出来る。

一方、回転テーブル２６はベース３１から起立する支柱２２に支えられ、該支柱２２には支軸２３が貫通しており、該支軸２３の上端に回転テーブル２６が取着されている。支軸２３の下端部は支柱２２から下方へ延び、下端にはプーリー２４が取付けられ、タイミングベルト(図示なし)を介して該プーリー２４が回転することで、上記回転テーブル２６も回転することが出来る。この場合、該回転テーブル２６は９０°づつ間歇的に回転駆動する。

回転テーブル２６を間歇回転駆動する機構は色々あるが、一般的にはカムが使用され、タイミングベルトを介してプーリー２４と連結している他方のプーリーはカムに取付けられて間歇運動を行うように構成している。この間歇運動に関してはプレス機械へ材料を供給する送り装置などにも一般に使用されているもので、ここでの説明は省略する。

そして、回転テーブル２６の外周に半径方向に水平軸を持った回転体２７，２７・・が取付けられているが、この回転体２７は上下方向に容器１が嵌る収容穴２５を有し、外側には係合片２８を回転テーブル２６の外周から突出して設けている。そこで、ホッパー２９から落し穴１７を通って落下した容器１は回転体２７の収容穴２５に嵌る。そして、回転体２７の収容穴２５の下方には押上げピン２９が設けられ、該押上げピン２９はエアシリンダー３０にて上下動することが出来る。

容器１の高さ（長さ）寸法は色々あり、落し穴１７には複数の容器１，１・・が連続して積み重なった状態にあり、その為に、上方に位置する容器１の下端部が収容穴２５に係合することがあり、この容器１を押上げピン２９で上昇する。従って、回転体２７の収容穴２５にはあくまでも１個の容器１が収容された状態とし、そして該押上げピン２９が降下しても上方の容器１が落下して収容穴２５に侵入しないようにエアーにて吸着することが出来る。

このように、回転体２７の収容穴２５に嵌った容器１は回転テーブル２６の回転と共に９０°回転移動し、この位置で容器１の向きが検出される。図８は回転体２７の収容穴２５に収容されている容器１の状態を表している拡大図である。図８（ａ）は正しい向きであり、本体２は下側に位置し、蓋体３は上側に位置している。これに対して図８（ｂ）は容器１が逆向き状態にある場合で、本体２は上側に位置し、蓋体３は下側に位置している。

回転体２７の下側には概略リング状のベース３８が設けられ、このベース３８に形成した穴３２に本体２が嵌って下方へ突出する。しかし、（ｂ）のように逆向きに成っている場合には、蓋体３の外径が大きくて穴３２に嵌らない。従って、ベース３１の下方へ突出した本体２をセンサーで検出して容器１の向きを知ることが出来る。このように、回転体２７の収容穴２５とベース３８の穴３２とは段付き穴と成っている。

図９は回転テーブル２６の正面図であり、回転テーブル２６の外周４箇所には回転体２７，２７・・が回転可能に軸支され、各回転体２７，２７・・には細長い係合片２８，２８・・が突出している。そして、回転テーブル２６の下側にはベース３８が設けられ、該ベース３８の下側に設けたセンサー３３にて穴３２に嵌ってベース下側へ突出する容器１の本体２を検出することが出来る。そして、穴３２の下方には押上げピン３４が取付けられ、該押上げピン３４はエアシリンダー３５の動作にて上下動することが出来る。

回転テーブル２６が回転する場合、図８（ａ）のように、穴３２に嵌っている容器１の本体２を押し上げる必要があり、又、（ｂ）のように一部下端が嵌っている蓋体３を僅かに押し上げることが必要になる。この為に、上記エアシリンダー３５の動作によって押上げピン３４を上昇させて容器１を押し上げることが出来る。所定の高さに押し上げられた状態で回転テーブル２６が回転して容器１を収容した回転体２７は、その位置を９０°回転移動する。

回転テーブル２６が９０°回転移動するならば、前記図７に示しているように回転体２７の外側へ突出した係合片２８は係合部３６の凹溝に嵌って係合する。係合片２８は細長い水平部位を成している為に、回転テーブル２６が回転することで、同じく水平に切欠かれた凹溝に嵌合することになる。そこで、係合部３６が１８０°回転するならば、該係合部３６の凹溝に係合している係合片２８及び回転体２７も１８０°回転することになる。

従って、回転体２７の収容穴２５に逆向きに嵌っている容器１は、その向きが正されて本体２が下側で蓋体３は上側に位置するように反転する。同図に示す実施例では、前記図９で示したように、容器１の向きをセンサー３３によって検出し、該容器１が正しい向きにある時には上記係合部３６は回転することなく、しかし容器１の向きが逆向きにある時には、係合部３６は１８０°回転して容器１の向きを正すことが出来る。

ところで、このように、容器１の向きが正されたところで、前記図６に示す工程に従って蓋体３が取外され、本体２には液状の薬３７注入される。そして、液状の薬３７が本体２に注入されたならば、蓋体３が被さって再び結合する。この蓋体３を結合する場合に、内圧が大気圧以上に上昇しないように前記図２に示すごとく、マイナス圧の雰囲気下で結合が行われる。

このように蓋体３が取付けられたところで、該蓋体３が外れないようにシールされる。その後は、このシールに用いた糊を乾燥する為に乾燥工程へ導かれ、乾燥される。本発明では、シール方法及び乾燥方法に関しては限定しないことにする。しかも、液状の薬３７、又粉状の薬や粒状の薬の充填方法、蓋体３の取外し方法に関しても限定しない。

容器の具体例。蓋体を本体に取付ける本発明に係る蓋体の結合方法。図２（ａ）のＡ−Ａ断面拡大図。図２（ａ）のＢ−Ｂ断面拡大図。図２（ａ）のＣ−Ｃ断面拡大図。容器に物質を充填する一連の工程。本発明に係る反転機構を示す実施例。回転体の収容穴に嵌っている容器の向き。回転体を備えた回転テーブルの正面図。

１容器
２本体
３蓋体
４容器本体受け
５凹部
６蓋体受け
７凹部
８パイプ
９下面
10 押上げピン
11 ピン穴
12 穴
13 凹溝
14 凹溝
15 凹溝
16 パイプ
17 落し穴
18 支柱
19 誘導パイプ
20 エアシリンダー
21 ロッド
22 支柱
23 支軸
24 プーリー
25 収容穴
26 回転テーブル
27 回転体
28 係合片
29 ホッパー
30 エアシリンダー
31 ベース
32 穴
33 センサー
34 押上げピン
35 エアシリンダー
36 係合部
37 薬
38 ベース

Claims

容器本体と蓋体が嵌合して成る容器であって、該容器本体に液状の薬、粉状の薬、又は粒状の薬などを充填し、その後、蓋体を容器本体に嵌めて結合する方法において、蓋体受けに設けた凹部に蓋体を嵌めると共に該凹部と同軸を成す穴を貫通して設け、容器本体受けの凹部に容器本体を嵌めると共に該凹部底にはピン穴を同軸を成して貫通し、容器本体受けの下側にはパイプを配置すると共に上下動する押上げピンを設け、そして、上記穴の周囲、容器本体が嵌る凹部の内周面、及びピン穴には凹溝を形成し、これら各凹溝は互いに連通し、上記パイプからエアーを吸い込むことで蓋体受けに設けた穴を大気圧より低いマイナス圧とした状態で上記押上げピンにて容器本体を押上げて蓋体と結合することを特徴とする容器蓋体の結合方法。