JP5306448B2 - 容器用の充填及び密閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器用の充填及び密閉装置に関する。

例えば、製薬工業において容器（瓶、バイアル、アンプル、噴霧器等）の充填及び密閉のための包装機は公知である。容器は主として、ガラスやプラスチックから外側の多様な幾何学形状で成形されている。製薬製品の処理には、滅菌や精度に関する最も高い要求が課せられている。クリーンルームやアイソレーター又は隔離装置内での充填もまれではない。前記要求は、包装機の構成及び製作のコストを増大することになる。

独国特許出願公開第１０３３０７００Ａ１号明細書には、パッケージ（容器）の充填及び密閉のための、複数の処理ステーションを備えた機械が記載されている。処理ステーションは、それぞれ同一構造の１つのロボットを有している。処理すべき容器は、ベルトコンベヤによって１つの処理ステーションから次の処理ステーションに搬送されるようになっている。

本発明に係る、請求項１に記載の構成を有する充填及び密閉装置は、前記公知技術の機械に比べて、簡単かつ合理的な構造に基づき安価に製造可能であるという利点を有している。このことは、種々の容器及び閉鎖体への、本発明に係る充填及び密閉装置のフレキシブルな経済的な適合を可能にしている。更に、本発明に係る充填及び密閉装置は、一連の製造工程における１つのモジュールを成す構成要素として用いられるものである。このようなモジュール構造は、本発明に係る充填及び密閉装置の前若しくは後の製造工程の変更を必要とすることなしに、装置のフレキシブルな変更を可能にするものである。結果として、ユーザーからの種々の要求への、本発明に係る充填及び密閉装置の簡単な適合が可能である。公知技術とは異なり、本発明に係る充填及び密閉装置は、１つの処理ステーションから次の処理ステーションへの容器の搬送のためにベルトコンベヤを必要としていない。このことは、本発明に係る充填及び密閉装置の極めて短い構造及びアイソレーターとしての高い適性を可能にするものである。更に、完全に機械的な装置（ベルトコンベヤ）、及び該装置に関するプログラミングが省略されるので、コストが削減される。これらのことは、本発明に係る次のような構成により達成され、つまり、本発明に係る、シール充填機とも称される充填及び密閉装置は、第１のロボットアームを備える第１の処理ステーション、第２のロボットアームを備える第２の処理ステーション、及び定位置の第１のプロセスステーションを含んでおり、第１のロボットアームは、容器を定位置の第１のプロセスステーションへ搬送するようになっており、第２のロボットアームは、特に第２の搬送手段として用いられて、容器を第１のプロセスステーションから後続の１つのステーションへ搬送するようになっており、定位置の第１のプロセスステーションにおいて少なくとも１つのプロセス工程を実施するようになっている。定位置のテーションへの容器の引き渡しを、本発明に係る充填及び密閉装置は、ベルトコンベヤなしに可能にするものである。定位置のプロセスステーションは、容器のための引き渡しステーションとして用いられるものであり、各ロボットアームが搬送機能を有している。

従属請求項に本発明の有利な形態を記載してある。

本発明の有利な形態によれば、定位置の第１のプロセスステーションは、秤及び／又は充填装置を含んでいる。このような構成により、定位置の第１のプロセスステーションにおいて、空の容器が計量及び／又は充填されるようになっている。更に、充填された容器が、定位置の第１のプロセスステーションにおいて計量されるようになっている。つまり、定位置の第１のプロセスステーションは、風袋秤、総量秤及び充填ユニットとして機能するようになっている。

更に有利には、第２の処理ステーションは、後続の１つのステーションへの容器の搬送中に該容器を密封若しくは密閉するために、密閉装置を含んでいる。このような構成により、２つの作用、つまり、搬送と密閉とが同時に行われる。このことは、プロセス過程の加速につながる。

更に有利には、第３のロボットアームを備える第３の処理ステーションが、本発明に係る充填及び密閉装置内に組み込まれている。第３のロボットアームは、容器の密閉の前に別の作業工程を行うために、第１の処理ステーションと第２の処理ステーションとの間に配置されている。このような構成は、本発明に係る充填及び密閉装置のモジュール性を高めて、各ユーザーの各要求に対する個々の適合を可能にするものである。

更に有利には、第３のロボットアームは、容器を容器詰め装置に送るようになっている。例えば、第３のロボットアームは、容器を、容器詰め装置の注ぎ口及び／又は充填ノズルの下へ案内して、容器内への流動体の丁寧な充填のために、所定の円運動を行うようになっている。容器詰め装置は、第１のプロセスステーションにおける充填装置に加えて、若しくは該充填装置の代わりに設けられるものである。別の形態では、容器は、第１のプロセスステーションにおいて部分的に充填され、次いで、例えば、該容器に別の物質を充填するために、容器詰め装置へ送られる。

更に有利には、充填装置の注ぎ口及び／又は充填ノズルは、定位置の第１のプロセスステーションの真上に配置される。注ぎ口及び／又は充填ノズルを介して、定位置の第１のプロセスステーション上に置かれた容器が充填される。

有利な形態によれば、第２の処理ユニットの密閉装置は、閉鎖体連行ユニットを有している。閉鎖体連行ユニットを介して、第２のロボットは、停留することなく閉鎖体を受け取るようになっている。

更に有利には、容器にキャップを縁曲げにより取り付けるために、縁曲げステーションを、本発明に係る充填及び密閉装置内に組み込んである。有利な形態では、縁曲げステーションは、容器を搬送して解放するために、少なくとも１つの星形歯車を有している。

更に有利には、本発明に係る充填及び密閉装置は、薬品製造工場内において製薬物質の充填のために用いられるようになっている。

更に別の形態では、本発明に係る充填及び密閉装置は、アイソレーター内若しくはクリーンルーム内で用いられる。

本発明は更に、容器を充填しかつ密閉するための方法に関し、請求項９に記載の構成を有している。本発明に係る方法は、利点として、簡単かつ合理的な工程過程に基づき経済的に実施可能である。このことは、種々の容器及び閉鎖体のために方法のフレキシブルで経済的な実施を可能にしている。更に、本発明に係る方法は、一連の製造工程におけるモジュール構成要素として用いられるものである。このようなモジュール構成は、本発明に係る方法の前若しくは後の製造工程の変更を必要とすることなしに、方法のフレキシブルな変更を可能にするものである。これにより、特に、少量の充填しか行わないような実験室若しくは研究所などでの方法の実施が可能である。このために、本発明に係る方法は、
容器を充填しかつ密閉若しくはシールするために、第１のロボットアームを含む第１の処理ステーション、第２のロボットアームを含む第２の処理ステーション、及び定位置の第１のプロセスステーションを用いて行われ、次の工程を有している。つまり、第１の工程で、容器は第１のロボットアームによって受け取られる。第２の工程は、定位置の第１のプロセスステーションへの容器の搬送を含んでいる。第３の工程では、容器は定位置の第１のプロセスステーションに下ろされる。第４の工程で、定位置の第１のプロセスステーションにおいてプロセス工程が行われる。第５の工程で、容器は第２のロボットアームに受け取られる。これらの工程は、必ずしも互いに直接に連続して行われなくてよく、特に第４の工程と第５の工程との間に、別の工程が組み込まれてよいものである。

本発明に係る方法の有利な形態によれば、定位置の第１のプロセスステーションにおいて、次の３つの作業工程が設けられている。つまり、空の容器の計量工程及び／又は、容器の充填工程及び／又は、充填された容器の計量工程である。このような構成により、定位置の第１のプロセスステーションにおいては、容器は充填されるだけではなく、風袋の重量（目方）及び風袋込みの重量（総重量）のコントロールも行われるようになっている。

本発明の第１の実施の形態に係る充填及び密閉装置の平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る充填及び密閉装置の平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る充填及び密閉装置の斜視図である。

次に、図１〜図３に基づき、本発明の第１及び第２の実施の形態に係る充填及び密閉装置を詳細に説明する。両方の図示の実施の形態において、充填及び密閉装置は薬品製造工場内で用いられている。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る充填及び密閉装置８を示している。充填及び密閉装置８は、各作業工程でそれぞれ２つの容器６を処理できるように形成されている。左側にはベルトコンベヤ１３が設けられており、該ベルトコンベヤは電動モータ１４によって駆動されるようになっている。ベルトコンベヤ１３の横には第１の処理ステーション１が配置されており、該処理ステーションは第１のロボットアーム１１を含んでおり、該ロボットアームは第１の受け取り装置１２を備えている。第１の処理ステーション１の右側には、定位置の第１のプロセスステーション４を配置してあり、該プロセスステーションは、第１の容器置き部位４１及び第２の容器置き部位４２を有している。第１の容器置き部位４１は、容器詰め装置５によってほぼ被われている。容器詰め装置５は、充填装置５４及び充填ニードル５５を含んでいる。更に図１は、第２の処理ステーション２を示しており、該処理ステーションは、第２のロボットアーム２１及び第２の受け取り装置２２を備えている。第２のロボットアーム２１の作用領域には、栓整列装置２３を配置してあり、該栓整列装置は連行部位２５を含んでいる。図１の右側には縁曲げ装置７が、キャップ整列装置７１、送り装置７２、星形車７３、ベルトコンベヤ７４及び案内レール７５と一緒に配置されている。

充填及び密閉装置８は左側から右側へ作動するようになっている。従って、第１の処理ステーション１は、その作用領域が第１のベルトコンベヤ１３から定位置の第１のプロセスステーション４まで延びるように位置決めされている。第２の処理ステーション２は、実質的に、定位置の第１のプロセスステーション４と縁曲げ装置７との間に位置している。これにより、第２のロボットアーム２１は、定位置の第１のプロセスステーション４、連行部位２５及び星形車７３に達するようになっている。

第１のベルトコンベヤ１３は、充填及び密閉装置８内への容器６の走入部として機能するようになっている。このために、第１のベルトコンベヤ１３は、電動モータ１４を用いてタイミング制御に基づき駆動されて、空の各２つの容器６を並列的に供給するようになっている。両方の容器６は、第１の受け取り装置１２によって受け取られる。受け取り装置１２は、第１のロボットアーム１１の端部に配置されている。このような構成により、第１のロボットアーム１１は、第１の受け取り装置１２を介して、その都度２つの容器６を定位置の第１のプロセスステーション４へ搬送するようになっている。

定位置の第１のプロセスステーション４において、第１の処理ステーション１のロボットアーム１１は、一方の容器６を第１の容器置き部位４１に、かつ他方の容器６を第２の部位４２に同時に下ろすようになっている。第１の容器置き部位４１及び第２の容器置き部位４２は、定位置の第１のプロセスステーション４の各秤に作用接続されている。これにより、両方の容器の容器重量（風袋目方）が個別に計量されるようになっている。

計量の後に、両方の容器６は容器詰め装置５を用いて充填される。充填は、第１の実施の形態によれば、充填装置５４及び充填ニードル５５により行われる。充填装置５４は、容器詰め装置５から定位置の第１のプロセスステーション４へ延びるブラケットによって形成されている。充填すべき容器６の真上に、充填ニードル５５を配置してあり、該充填ニードルは充填装置５４に組み込まれている。図示の実施の形態では、充填装置５４は旋回可能であり、両方の容器６上へ旋回させられるようになっている。別の実施の形態では、１つの充填装置５４が、第１の容器置き部位４１及び第２の容器置き部位４２上へ延びていて、相応に２つの充填ニードル５５を備えていてよい。このような実施の形態は、両方の容器６に対する同時の充填を可能にするものである。

充填に続いて、両方の容器６は、前に述べてある秤によって新たに計量される。つまり、両方の容器６の総重量が検出（計量）される。総重量と風袋目方との差が、容器の内容物の重量であり、これによって充填過程の連続的な品質コントロールが可能である。

品質コントロールに続いて、容器６は、第２のロボットアーム２１により搬送並びに密封される。容器６を第２の受け取り装置２２により第２の処理ステーション２に受け取る前に、２つのゴム栓が連行される。ゴム栓は、栓整列装置２３によって整列され、かつ個別化されて、連行部位２５へ送られる。今や、第２の受け取り装置２２が、第２のロボットアーム２１による移動に基づき、連行運動（矢印２４）を行うようになっている。該連行運動の際に、第２の受け取り装置２２は、２つのゴム栓を連行部位２５から取り出すことになる。

両方のゴム栓の取り出し（受け取り）の後に、第２の受け取り装置２２は、両方の容器６を定位置の第１のプロセスステーション４から受け取って、縁曲げ装置７に向けて搬送する。該搬送中に、第２の受け取り装置２２は、両方のゴム栓を各容器６に押し込むようになっている。次いで、第２の受け取り装置２２は、両方の容器６を星形車７３の２つのポケット内にセットする。

容器６は、タイミング制御されて回転する星形車７３のポケット内にセットされた状態で、送り装置７２の下を通して搬送されるようになっている。送り装置７２は、キャップ整列装置７１に接続されており、アルミニウム・キャップはキャップ整列装置７１から送り装置７２を介して容器６上に載せられる。

縁曲げ装置７において、容器６は回転皿上に下ろされる。回転皿の回転中に、アルミニウム・キャップは、縁曲げにより容器６に取り付けられる。星形車７３の引き続く回転により、キャップを取り付けられた容器は、第２のベルトコンベヤ７４若しくは案内レール７５に向けて搬送される。ベルトコンベヤ７４若しくは案内レール７５から、つまり両方のいずれの出口からか、充填して密閉された容器６は、充填及び密閉装置８を離れることになる。第２のベルトコンベヤ７４を介する出口は、貯蔵ステーション若しくは集積ステーションに通じているのに対して、案内レール７５を介する出口は、容器の不良品分離のために用いられる。出口はユーザーの要求に応じて種々に形成されるものである。

図２は、本発明の第２の実施の形態に係る充填及び密閉装置９を示しており、同一の構成部分若しくは機能的に同じ構成部分には、第１の実施の形態の符号と同一の符号を付してある。

第１の実施の形態に対する相違点として、第２の実施の形態に係る充填及び密閉装置９は、第３の処理ステーション３並びに変更された容器詰め装置５を備えている。第３の処理ステーション３は、第３のロボットアーム３１から成っており、該ロボットアーム３１は第３の受け取り装置３２を備えている。更に図２は、除去装置３４及び定位置の第２のプロセスステーション３３を示している。第２の実施の形態に係る容器詰め装置５の構成は図３に示してある。

第３の処理ステーション３は、第１の処理ステーション１と第２の処理ステーション２との間に配置されている。第３のロボットアーム３１の作用領域は、定位置の第１のプロセスステーション４から、容器詰め装置５及び除去装置３４を経て定位置の第２のプロセスステーション３３まで延びている。

第３のロボットアーム３１は、定位置の第１のプロセスステーション４から両方の容器６を第３の受け取り装置３２によって受け取るようになっている。第３のロボットアーム３１により、容器６は容器詰め装置５内に保持されて、そこで充填されるようになっている。充填過程中に、第３のロボットアーム３１は、製薬物質の一様な充填を保証するために、第３の受け取り装置３２を円運動させるようになっている。充填過程の終了の後に、第３のロボットアーム３１は両方の容器６を定位置の第２のプロセスステーション３３上に下ろすようになっている。

定位置の第２のプロセスステーション３３の構成は、定位置の第１のプロセスステーション４の構成に相当するものである。つまり、定位置の第２のプロセスステーション３３は、各容器の総重量（総体量）を計量するようになっている。

除去装置３４は、欠陥のある容器６若しくは充填不良の容器６を充填及び密閉装置９から除去するために用いられている。第３のロボットアーム３１は、除去装置３４に１つ若しくは両方の容器６を引き渡すようになっている。

定位置の第２のプロセスステーション３３から、容器６は第２の処理ステーション２により受け取られて、引き続き搬送され、かつ密封される。第２の実施の形態に係る充填及び密閉装置９のその他の構成及び作動過程は、第１の実施の形態に係る充填及び密閉装置８の構成及び作動過程に相当するものである。

図３は、第２の実施の形態に係る充填及び密閉装置９を斜視図で示している。充填装置５は右側の支柱５１、左側の支柱５２及び水平部分５３から成っている。このような構成において、容器６は、第３のロボットアーム３１によって水平部分５３の下方に保持される。製薬物質は水平部分５３を介して容器６内に流し込まれる。

第１の実施の形態の構成事項と第２の実施の形態の構成事項とを組み合わせることも可能である。例えば、容器６は、定位置の第１のプロセスステーション４では充填装置５４により部分的にしか充填されないようになっていてよい。次いで、完全な充填が水平部分５３の下で行われるようになっている。このような構成は、定位置の第１のプロセスステーション４における第１の急速な充填と、水平部分５３下での第２の丁寧な充填とを可能にしている。別の実施の形態では、各容器６に、互いに異なる２種類の製薬物質を充填することも考えられる。

更に、容器６の計量は、定位置の第２のプロセスステーション３３に限定されるものではない。定位置の第２のプロセスステーション３３は、専ら、第２の処理ステーション２への引き渡しステーションとして用いられてよい。更に、定位置の第１のプロセスステーション４及び／又は定位置の第２のプロセスステーション３３を貯蔵部として利用することも考えられる。このような構成により、異なる処理ステーション間の互いに異なる処理時間が補償されるようになっている。

両方の実施の形態において、処理ステーション若しくはロボットアームは、各補助装置、例えば個別化装置、秤、充填装置、密閉装置及び整列装置から明確に分離されている。更に、処理ステーション間の搬送ベルトを不要にしている。これにより、コンパクトな見通しのきく充填及び密閉装置が得られ、その結果、操作員が本発明に係る充填及び密閉装置のあらゆる箇所に良好にアクセス可能であるので、補充過程及び整備作業を容易に実施することができる。本発明に係る充填及び密閉装置においては、洗浄若しくは洗い流しも容易に可能である。

本発明は、モジュール構造で融通性及び適合性のある充填及び密閉装置を提供するものである。本発明に係る充填及び密閉装置は、容器を１つの処理ステーションから定位置の部位（ポジション）を介して次の処理ステーションへ引き渡すことに基づき、ベルトコンベヤを不要にしている。このような構成により、例えば製薬の製造設備において容器の効果的な充填が極めて短い構成長さで可能になっている。

１，２，３ 処理ステーション、 ４ プロセスステーション、 ５ 容器詰め装置、 ６ 容器、 ７ 縁曲げ装置、 ８，９ 充填及び密閉装置、 １１ ロボットアーム、 １２ 受け取り装置、 １３ ベルトコンベヤ、 １４ 電動モータ、 ２１ ロボットアーム、 ２２ 受け取り装置、 ２３ 栓整列装置、 ３１ ロボットアーム、 ３２ 受け取り装置、 ３３ プロセスステーション、 ３４ 除去装置、 ４１，４２ 容器置き部位、 ５４ 充填装置、 ５５ 充填ニードル、 ７１ キャップ整列装置、 ７２ 送り装置、 ７３ 星形車、 ７４ ベルトコンベヤ、 ７５ 案内レール

Claims (9)

1. 容器（６）用の充填及び密閉装置であって、第１のロボットアーム（１１）を備える第１の処理ステーション（１）、第２のロボットアーム（２１）を備える第２の処理ステーション（２）、及び定位置の第１のプロセスステーション（４）を含んでおり、前記第１のロボットアーム（１１）は、前記容器（６）を前記定位置の第１のプロセスステーション（４）へ搬送するようになっており、前記第２のロボットアーム（２１）は、前記容器（６）を前記第１のプロセスステーション（４）から後続の１つのステーション（７）へ搬送するようになっており、前記定位置の第１のプロセスステーション（４）において少なくとも１つのプロセス工程を実施するようになっている形式のものにおいて、前記第２の処理ステーション（２）は、前記後続のステーション（７）への前記容器（６）の搬送中に、前記容器（６）を密閉するために、密閉装置を含んでいることを特徴とする、容器用の充填及び密閉装置。
2. 前記定位置の第１のプロセスステーション（４）は、プロセス工程として空の前記容器（６）を計量するため、及び／又は前記容器（６）を充填するため、及び／又は充填された前記容器（６）を計量するために、秤及び／又は充填装置（５４）を含んでいる請求項１に記載の充填及び密閉装置。
3. 更に、第３のロボットアーム（３１）を備える第３の処理ステーション（３）を含んでおり、前記第３のロボットアーム（３１）は、前記容器（６）を前記定位置の第１のプロセスステーション（４）から引き続き搬送するようになっている請求項１又は２に記載の充填及び密閉装置。
4. 前記第３のロボットアーム（３１）は、前記定位置の第１のプロセスステーション（４）から前記容器（６）を引き続き搬送する間に、前記容器（６）を容器詰め装置（５）に送るようになっている請求項３に記載の充填及び密閉装置。
5. 前記充填装置（５４）の注ぎ口（５５）は、前記容器（６）を充填するために、前記定位置の第１のプロセスステーション（４）の上に配置されている請求項２から４のいずれか１項に記載の充填及び密閉装置。
6. 前記密閉装置は、閉鎖体を第１の整列装置（２３）から受け取るために、閉鎖体連行ユニットを含んでいる請求項１から５のいずれか１項に記載の充填及び密閉装置。
7. 更に、キャップを前記容器（６）に縁曲げにより取り付けるために、縁曲げステーション（７）を含んでいる請求項１から６のいずれか１項に記載の充填及び密閉装置。
8. 容器（６）を充填しかつ密閉するための方法であって、第１のロボットアーム（１１）を含む第１の処理ステーション（１）、第２のロボットアーム（２１）を含む第２の処理ステーション（２）、及び定位置の第１のプロセスステーション（４）を用いる形式のものにおいて、次の工程を有しており、つまり、
   −前記容器（６）を前記第１のロボットアーム（１１）に受け取り、
   −前記容器（６）を前記第１のロボットアーム（１１）によって前記定位置の第１のプロセスステーション（４）へ搬送し、
   −前記容器（６）を前記定位置の第１のプロセスステーション（４）に下ろし、
   −前記定位置の第１のプロセスステーション（４）においてプロセス工程を行い、かつ
   −前記容器（６）を前記第２のロボットアーム（２１）に受け取り、
   −前記第２のロボットアーム（２１）により前記容器（６）を後続のステーション（７）へ搬送する方法において、
   前記後続のステーション（７）への前記容器（６）の搬送中に、前記容器（６）を密閉し、該密閉のために前記第２の処理ステーション（２）は密閉装置を含んでいる、
   ことを特徴とする、容器を充填しかつ密閉するための方法。
9. 前記定位置の第１のプロセスステーション（４）におけるプロセス工程は、次の工程を含み、つまり、
   −空の前記容器（６）の計量及び／又は、
   −前記容器（６）の充填及び／又は、
   −充填された前記容器（６）の計量を含んでいる請求項８に記載の方法。

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