JP7428306B2 - 微量計量供給機 - Google Patents

Description

本発明は、微粒子医薬品などを間欠的に一定微量（極微量）ずつ整列させて供給可能な微量計量供給機に関するものである。

従来、粒状物等の原料をホッパーから次工程に供給するための供給機としては、ホッパーに傾斜配した回転パイプを具備させて連続的に原料を供給する所謂パイプフィーダが知られている。この種のものでは、ホッパーは回転せずに原料を蓄えているのみであり、そのため回転するパイプに原料を供給するために、インペラと呼ばれる様々な形状の切り出し具が必要であった。また、次工程に供給する原料を計量（又は計数）して一定量を供給しようとする場合、回転するパイプの先端部に計量カップを設け、供給の最終工程で計量を行っていた。更に、振動フィーダーを用いた計量器の場合、即停止が不可能なため、シャッター装置を設ける必要があった。

特許第５８５３２６０号公報 特開２００３－２１２３２２号公報 特開２０１１－０６３３０７号公報

しかしながら、切り出し具を使用する供給機の場合、原料を最後まで使い切ることは不可能であった。そのため、医薬品などの高価な原料を供給には不適当であった。また、パイプの先端に計量カップの設けられたものは、計量における微調整が行い難かった。また、ジャッター装置の設けられたものでは、シャッターの開閉速度に起因する計量誤差が生じ易く、正確に計量できない問題があった。

本発明者は、医薬品などの高価な原料で０．３mm程度以下の微粒子からなる原料を極微量（５０ｍｇ程度）ずつ次工程のアンプルへの充填作業に供給できないかと鋭意研究を続けてきた結果、従来のパイプフィーダーを抜本的に改良することにより、上述の問題を解決できることを見出し本発明に至ったものである。従って、本発明の目的は、上述のような問題を解決することであり、新規な微量計量供給機を提供することによりこの問題を解決することである。

本発明は、上記の目的を達成するため、略円筒状の扁平な内部中空の密閉式のホッパーと、該ホッパー内の微粒子を次工程に供給する供給用パイプとを、該供給用パイプの後部を上記ホッパー内に臨ませて同軸に結合してこれらを一体的に同軸で回転させる供給装置であって、上記ホッパーの回転方向が開口し且つ両端部も開口したガイド部材を、上記ホッパーの中心部から半径方向に向けて上記ホッパーの円筒状内側面との間に間隔を開けて上記供給用パイプ側の上記ホッパー内壁に固定し、且つ上記ガイド部材の先端部から上記ホッパーの回転方向に間隔をあけて上記ホッパーの上記円筒状内側面に捕捉切欠を設けて成り、上記ホッパーの回転に従って、上記ホッパー内下部の微粒子を上記捕捉切欠内に捕捉し、捕捉された微粒子を上記ガイド部材内に上方から落下させ、落下させた微粒子を上記ガイド部材内を移動させて上記供給パイプ内に供給するように構成したことを特徴とする微量計量供給機を提供するものである。

また、本発明の好ましい実施態様においては、ガイド部材がホッパーの一半径方向及びその反対半径方向に一対設けられており、これに対応して捕捉切欠が一対設けられている。

また、本発明の更に好ましい実施態様においては、ホッパーが低底丸鍋状のホッパー本体と該ホッパー本体に着脱可能で中心部に貫通口を有する円板状の蓋体とから成り、捕捉切欠が上記ホッパー本体の開口内縁部に設けられており、ガイド部材が上記蓋体に固定されており、供給用パイプがその後部を上記貫通口内に位置させてクランプを介し上記蓋体に着脱可能に固定されている。

本発明の微量計量供給機は、上述のように構成されているため、本発明の微量計量供給機によれば、医薬品などの高価な原料で０．３mm程度以下の微粒子からなる原料を極微量（５０ｍｇ程度）ずつ次工程のアンプルへの充填作業に供給できて、最後まで使い切ることが可能であり、原料が挟まるような箇所もないため、原料に大きなせん断応力が加わらない。また、ホッパー内に残った原料でも、再利用することが容易である。更に、供給用パイプ内を、原料を一定の極微量ずつ間隔を開けてしかも整列させて連続的に移動させることができるため、正確に計量したような状態で原料を間欠的に次工程に供給することができる。しかも、パイプ、従ってまたホッパーの回転速度を調整することにより、極微量の原料の微調整も可能である。

本発明の微量計量供給機の一実施例の模式的な断面図である。 図１の微量計量供給機の左側面図である。 図１の微量計量供給機の分解図である。 図1の模式的なA―A端面斜視図である。 図１の微量計量供給機のホッパー本体の斜視図である。 図1のA―A端面図で、ホッパーの回転に伴いガイド部材が最下点手前の位置にあることを示す図である。 図1のA―A端面図で、ホッパーの回転に伴いガイド部材が最下点を通り過ぎた位置にあることを示す図である。 図1のA―A端面図で、ホッパーの回転に伴いガイド部材が中間点の位置にあることを示す図である。 図1のA―A端面図で、ホッパーの回転に伴いガイド部材が中間点と最上点の間の位置にあることを示す図である。

図１は本発明の微量計量供給機の一実施例の模式的な断面図、図２は図１の微量計量供給機の左側面図、図３は図１の微量計量供給機の分解図であって、これらの図において、１は略円筒状の扁平な内部中空の密閉式のホッパー、２はホッパー１内の微粒子５（６図以降参照）を次工程に供給する供給用パイプである。ホッパー１と供給用パイプ２は、供給用パイプ２の後部をホッパー１内に臨ませて同軸に結合されており、従来のものとは異なり、これらは一体的に同軸で回転させるように構成されている。

ホッパー１は、図５にも示す如く低底丸鍋状のホッパー本体１１と、中心部に図４にも示す如く貫通口１２を有する円板状の蓋体１３とで構成されており、蓋体１３は、ネジ等によりホッパー本体１１に着脱可能に固定されている。そして、供給用パイプ２はその後部を貫通口１３内に実質的に位置させてクランプ１５を介し蓋体１３に着脱可能に固定されている。この固定によって、ホッパー１と供給用パイプ２は、一体的に同軸で回転する。尚、供給用パイプ２は、実施例の場合、厳密には、大径長尺の供給用パイプ本体（図示せず）とその内側に、ホッパー１側に一部を露出させてこれと一体的に固定した小径短尺の連通パイプ（図１乃至図３には符号２で示されている）とで構成されているが、これらは機能的には別体で構成される必要もないので、これらは併せて以下供給用パイプ２と記すことにする。図２において、１４はクランプ固定ネジ、１６はクランプレバーである。

３は、図４にも示す如くホッパー１の中心部から半径方向に向けてホッパー１の円筒状内側面との間に間隔を開けて供給用パイプ２側のホッパー内壁、具体的には蓋体１３に固定したガイド部材である。ガイド部材３は、ホッパー１の回転方向が開口した形状に構成されている。更に具体的には、ガイド部材３は、その横断面が蓋体１３の内面との関係においてV字型を形成するように蓋体１３の内面に固定されており、且つ蓋体１３の中心部側の先端部はL字型にホッパー１の回転方向に屈曲されており、その屈曲部の極手前を蓋体１３の貫通口１２に臨ませている。従って、ガイド部材３における蓋体１３の貫通口１２側がその反対側の半径方向先端部よりよりもホッパー１の回転に伴い低く位置した場合、若しガイド部材３と蓋体１３との間に上方から微粒子（粒状原料）５が供給されると、供給された微粒子５はガイド部材３に沿って蓋体１３の貫通口１２側に移動し、上記屈曲部から貫通口１２を経て供給用パイプ２内に導かれる。また、ガイド部材３の半径方向の反対側の先端部は開口しており、ガイド部材３における蓋体１３の貫通口１２側よりもその反対側の半径方向先端部がホッパー１の回転に伴い低く位置した場合、ガイド部材３がホッパー１下部内の微粒子５内を通過する際にガイド部材３内に捕捉された微粒子５は、ホッパー１内に下部の微粒子５から脱出した時点で、開口部１２の反対側の半径方向の先端部が開口しているため、この先端部の開口から、ホッパー１の円筒状内側面との間の間隔を介してホッパー１内に落下する。尚、この実施例では、ガイド部材３はホッパー１の一半径方向及びその反対半径方向に一対設けられている。

４は、ガイド部材３の半径方向先端部からホッパー１の回転方向に間隔をあけてホッパー１の円筒状内側面に設けられた捕捉切欠である。更に具体的には、捕捉切欠４は、図４及び図５に示す如くホッパー本体１１の開口内縁部に設けられている。捕捉切欠４のガイド部材３の間隔は近すぎても遠過ぎても好ましくなく、図４に示す程度の距離位が好ましい。
捕捉切欠４は、実施例の場合、ガイド部材３が一対設けられているのに対応させて、ホッパー本体１１の中心部に対して対称に一対設けられている。尚、図４において捕捉切欠４とガイド部材３は同一部材に設けられているように視覚されるが、この実施例の場合、捕捉切欠４はホッパー本体１１に、またガイド部材３は蓋体１３に設けられている。もっとも、蓋体１３を円板状に構成せず、蓋体１３の周縁部を円筒状に直角に突出させそこに捕捉切欠４を設けることも本発明において可能なことは云う迄もない。また、捕捉切欠４の形状には図４に示すものに限定されず、様々な形状にすることができるが、なるべく、捕捉切欠４が下方からホッパー１の中間部の水平位置までは捕捉した微粒子５がこぼれ難い形状を選択するのが好ましい。

而して、実施例の微量計量供給機は、従来の所謂パイプフィーダーと同様、供給用パイプ２が支持ローラーによって支持されつつ駆動ローラーによって回転駆動される。この回転駆動によって、供給用パイプ２に同軸に結合されたホッパー１も、実施例の場合供給用パイプ２とともに回転する。供給用パイプ２の回転速度や、供給用パイプ２の供給先端部を下方に位置させた供給用パイプの傾斜角度が適宜可能なことは従来品と同様である。

実施例の微量計量供給機は上述のように構成されているため、次に、ホッパー１の回転に従って、ホッパー１内下部の微粒子５を上記捕捉切欠４内に捕捉し、捕捉された微粒子５を上記ガイド部材３の内に上方から落下させ、落下させた微粒子５を上記ガイド部材３内を移動させて上記供給パイプ２内に供給する。以下、この動作を図６乃至図９に基づいて説明する。

図６は図1のA―A端面図で、ホッパー１の回転に伴いガイド部材３が最下点手前の位置にあることを示す図である。この状態では、ガイド部材３も捕捉切欠４もホッパー１内下部に溜まっている微粒子５内にあり、ガイド部材３内にも捕捉切欠４内にも微粒子５が捕捉されている。

６の状態からホッパー１が矢印方向に回転すると図７の状態となる。図７は、ホッパー１の回転に伴いガイド部材３が最下点を通り過ぎた位置にあることを示す図である。この状態では図６の状態と大差はなく、ガイド部材３も捕捉切欠４もホッパー１内下部に溜まっている微粒子５内にあり、ガイド部材３内にも捕捉切欠４内にも微粒子５が捕捉されている。

図８はホッパー１の回転に伴いガイド部材３が中間点の位置にあることを示す図である。図７に状態からホッパー１が矢印方向に回転し図８に至る前にガイド部材３の先端部がホッパー１内下部の微粒子５から脱出する。ガイド部材３の先端部が脱出すると、開口部１２の先端部は前述の如く開口しているため、この先端部の開口から、ガイド部材３に捕捉されていた微粒子５は、ホッパー１の円筒状内側面との間の間隔を介してホッパー１内に落下する。この落下は図８の状態に至るまでに完了し、図８の状態では、ガイド部材３内の微粒子５は空になっている。一方、捕捉切欠４内に捕捉されていた微粒子５は殆ど捕捉された状態にある。

図８の状態からホッパー１が矢印方向に回転すると、捕捉切欠４内に捕捉されていた微粒子５は極微量ずつ落下し、最初は図示の実施例の場合空になったガイド部材３内にその上方から落下せず、ガイド部材３の先端部とホッパー１の円筒状内側面との間の間隔を介して直接ホッパー１下部に落下する。図９の状態にホッパー１が回転位置する前に、捕捉切欠４内の微粒子５は、ガイド部材３内に上方から落下し始める。この落下は図９の状態で略終了する。尚、図９では微粒子５が落下しているように図示しているが、この時までに微粒子５の落下が終了しているのが通常である。図９から明らかなように、この時、一対のガイド部材３の反対側（図９のホッパー１内左下部側）のガイド部材３及びこれに対応する捕捉切欠４にはホッパー内下部の微粒子５が捕捉乃至捕捉開始されている。以後このガイド部材３と捕捉切欠４についてホッパー１の回転に伴い図６から図９に至る動作が行われ、繰り返しガイド部材３内への上方からの微粒子５がホッパー１の半回転毎に落下する。

ガイド部材３内に落下した微粒子５は、ガイド部材３に沿って蓋体１３の貫通口１２側に移動し、上記屈曲部から貫通口１２を経て供給用パイプ２内に導かれる。供給用パイプ２内に導入された供給用パイプ２の回転及び傾斜によってひと塊りになって供給用パイプ２内を次工程に向けて進行する。そして、この供給用パイプ２内への導入はホッパー１の半回転毎に間欠的に行われるから、供給用パイプ２への微粒子５は間欠的に所定量ずつ計量された状態で導入され、結果として、供給用パイプ２内では計量された所定量の微粒子５の塊りが整列した状態で進行し、次々と一定間隔で次工程の例えばアンプル詰めに供給される。

本発明の微量計量供給機において、供給する微粒子５のひと塊りの量は、捕捉切欠４の形状の大きさ、ガイド部材３の長さ、ガイド部材３と捕捉切欠４の位置関係によって調整可能であるが、供給パイプ２、従ってホッパー１の回転速度を調整することにより捕捉切欠４内の微粒子５の慣性速度が変化するため供給する微粒子５のひと塊りの量の微調整することが可能である。

本発明の微量計量供給機は、微粒子医薬品（０．３ｍｍ程度以下）などを間欠的に一定微量（極微量、例えば５０ｍｇ）ずつ整列させて供給する必要がある分野で、極めて有用であり実効的でもある。

１ ホッパー
１１ ホッパー本体
１２ 貫通口
１３ 蓋体
１４ クランプ固定ネジ
１５ クランプ
１６ クランプレバー
２ 供給用パイプ
３ ガイド部材
４ 捕捉切欠
５ 微粒子

Claims (3)

1. 略円筒状の扁平な内部中空の密閉式のホッパーと、該ホッパー内の微粒子を次工程に供給する供給用パイプとを、該供給用パイプの後部を上記ホッパー内に臨ませて同軸に結合してこれらを一体的に同軸で回転させる供給装置であって、上記ホッパーの回転方向が開口し且つ両端部が開口したガイド部材を、上記ホッパーの中心部から半径方向に向けて上記ホッパーの円筒状内側面との間に間隔を開けて上記供給用パイプ側の上記ホッパー内壁に固定し、且つ上記ガイド部材の先端部から上記ホッパーの回転方向に間隔をあけて上記ホッパーの上記円筒状内側面に捕捉切欠を設けて成り、上記ホッパーの回転に従って、上記ホッパー内下部の微粒子を上記捕捉切欠内に捕捉し、捕捉された微粒子を上記ガイド部材内に上方から落下させ、落下させた微粒子を上記ガイド部材内を移動させて上記供給パイプ内に供給するように構成したことを特徴とする微量計量供給機。
2. ガイド部材がホッパーの一半径方向及びその反対半径方向に一対設けられており、これに対応して捕捉切欠が一対設けられていることを特徴とする請求項１に記載の微量計量供給機。
3. ホッパーが低底丸鍋状のホッパー本体と該ホッパー本体に着脱可能で中心部に貫通口を有する円板状の蓋体とから成り、捕捉切欠が上記ホッパー本体の開口内縁部に設けられており、ガイド部材が上記蓋体に固定されており、供給用パイプがその後部を上記貫通口内に位置させてクランプを介し上記蓋体に着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の微量計量供給機。