JPS63501789A - 粉末を正確に容器に装入する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 粉末を正確に容器に装入する方法と装置宜呈茨血 粒状材料を正確な計量された量として容器内に装入することが必要又は望ましい ことが多い０例えば１粒状材料が薬物である時は９粒状材料の高い精度の装入を 必要とする。明細書に使用する粒状材料とは粒子寸法に無関係に粉末又は粒子材 料を含む。しかし２本発明は微細に粉砕した粒状材料例えば粉末用に特に好適に 使用される。

粒状材料を装入する一方法は１粒状材料を充填可能の一連の開口を有する回転タ ーレフトを含む装置を使用する。ターレットを回転して開口を充填ステーション に一致させ、ここで粉末を開口から排出する。回転ターレフト装置は既知であり ８例えば、米国特許第４１７７９４１号、第２３１４０３１号、第４５２８８４ ８号、第１４１６１５６号がある。不幸にして、これらの装置はいずれも比較的 大量の各種粒状材料１例えば粉末状の薬物を装入するに特に希望される速度と精 度を欠如する。

充填ステーションにおいて開口から容器に粒状材料を移送するための好適な技法 は加圧ガス例えば空気の吹込みである。しかし充填すべき容器が空気によって膨 らむバッグである場合はこの方法は難点がある。既知の技法は容器の脹らみの問 題を処理しない。更に１粒状材料特に粉末を取扱う装置は、清潔を保つのが困難 であり、細分された材料が装置の可動部品の間に入る傾向がある。

究ＪＥどＬ粉 本発明は粉末を含む比較的大量の粒状材料を容器内に正確。

急速に装入する方法と装置とを提供する。本発明は粉末状の薬物等の極めて正確 に測定すべき粒状材料に使用するに特に好適である。更に１本発明は上述の容器 の脹らみの問題を解決し他の新奇、有利な特長を有する。

本発明の特長を適用し得る装置は、ある量の粒状材料を収容するホッパーと、複 数の貫通開口を有する可動板とを含む。板はホッパーの下部の位置とし、ホッパ ーからの粒状材料が重力の影響の下で開口に充填可能である。板が動いて充填さ れた開口を充填ステーションに動かし、開口内の粒状材料を充填ステーションに 搬送する。充填ステーションにおいて１粒状材料を開口から容器に移送する。板 は直線運動とすることもできるが好適な例で回転ターレットの形式とする。

本発明によって、装入粒状材料の量の精度を種々の方法によって改良する。好適 な例で、板肉の各開口の容積を選択して容器に装入すべき粒状材料の量より少な くする。この構成によって、容器内の粒状材料の正確な秤量のためには複数の粒 状材料充填開口が容器に排出する必要がある。このため、開口内に充填した粒状 材料の量の差異は平均化される。所要の平均化のためには、好適な例で少なくと も５個の開口から容器に粒状材料を移送する。更に良い結果を得るためには多数 の開口例えば１５個から粒状材料を容器に移送させる。

開口内の粒状材料の重量は開口の容積だけでなく開口内の材料の密度によって変 化する。本発明によって精度増加のためにホンパー内の粒状材料の静水頭を使用 して開口内の材料の密度を制御し、ホンパー内の粒状材料の静水頭の高さを制御 する。

各開口の完全充填によって各開口内に一定容積の材料が充填されるために、好適 な例で開口の軸線方向寸法を開口の直径以下とする。さらに攪拌器を使用してホ ンパー内の粒状材料の塊を破砕して各開口の完全充填を補助する。

脹らみ可能の容器を使用する時の容器の脹らみの問題を解決するために１本発明 によって容器内に負圧源を連通させて少なくとも一部の空気又はガスを容器内か ら除去する。好適な例でこれを１個の開口から容器への材料の各移送毎に、又は 複数の開口から容器への材料の移送の後に行う。

容器の脹らみの問題を更に減少するために９本発明によって開口から容器に移送 するための空気量を減少する。このための実施例は、ガスをほぼ管状パターンで 充填ステーションにおいて開口に向けて導入する。好適な例で、管状パターンは 充填ステーションにおける開口内径にほぼ一致し、最小の空気量で材料の完全除 去を行う。好適な例で、ガスを開口に導入する方向は開口の軸線方向円周方向の 成分を有し、少なくとも一部の粒状材料は開口から容器に移送される時に旋回す る。

好適な例で、装置は可動板の下で板の開口の下端を閉鎖する部材を有する。この 部材は充填ステーションで排出ポートを有し開口が排出ポートに一致した時に開 口から容器への粒状材料の移送を行う。好適な例で、板を割出運動させて順次に 開口を排出ボート上に動かす。

粒状材料は部材と可動板との間に入る傾向がある。本発明によって５部材の対向 面に少なくとも１本の溝を形成し、板と部材との間に入った材料を集める。この 材料は各種の方法で排出でき、真空圧力の使用を含む、更に板と部材との対向面 に硬質低摩擦被膜を被覆する。

ホッパー内の材料の高さは各種の方法で制御できるが、好適な例で、この制御装 置は第１の即ち一部ホツバーの上方の二次ホッパーと、二次ホッパーから一部ホ フバーへの材料の流れを制御する弁装置と、−次ホンバー内の粒状材料のレベル の所定レベル以下への低下に応答して弁装置を開く装置とを有する。

弁装置が粒状材料によって開位置に停止するのを防ぐために。

好適な例で、少なくとも１個の孔を有する弁座と、少なくとも１個の孔ををする 弁素子と、弁素子を弁座内で孔の半径方向に孔が部分的に一致する開位置と孔が 一致しない閉位置との間に動かす装置とをふくむ。開位置での孔の一致する最大 限度を９好適な例で調節する。

本発明の特長と利点とを明らかにするための例示とした実施例並びに図面につい て説明する。

凹皿■Ｈ爪ム脱所 第１図は本発明によって構成した装置の実施例の二次ホッパーの一部を除去した 平面図。

第２図第３図は第１図の２−２線３−３線に沿う断面図。

第４図は２個での充填ステーション付近の構造を示すための一部を除去した部分 斜視図。

第５図第６図は１個の充填ステーションでの粒状材料の容器への移送を示す拡大 部分断面図。

第７図は第５図の一部の他の実施例の空気供給ノズルを示す部分拡大断面図。

第８図は空気供給ノズルの第２の変形例を示す部分拡大断面図。

第９図は第８図の９−９線に沿う断面図。

第１０図はデフレクタ−を通る傾斜通路を示す部分断面図である。

るための又　の〉態 第１−３図に示す装置１１はハウジング１３．−次ホツバー１５．二次ホンパー １７．二次ホッパーから一部ホツバーへの粒状材料の流れを制御する弁装置１９ ．弁作動装置２１を有する。各種の異なる構成が可能であるが、ハウジング１３ は外周壁２３．外周壁に所要の取付としたベース２５．第３図に示す通り外周壁 の上端に所要の取付としたカバー２７を有する。

環状部材２９をベース２５に第３図に一部のみを示す複数の固定具３１によって ハウジング１３内で取付ける。回転板又はターレット３３の形状とした可動板を 割出駆動装置３５に所要の駆動機構３７を介して結合し、駆動機構は第３図に示 す軸３９．軸受４１．駆動素子４３．所要の固定具４５を含む。駆動機構３７は 支持構造４７に支持し、ベース２５の開口から突出し、ターレット３３を支持し て環状部材２９上又は僅かに上で回転運動させる。

粒状材料がターレット３３と環状部材２９との間に入るのを防ぎ摩擦を減少する ために、対向面を摩き、硬質澗涜面で被覆し。

再び磨く。この被覆は例えばゼネラルマクナプレート社から市販する商品名マグ ナプレートとする。

各種の構造が可能であるが１図示の例では一部ホンパー１５はターレット３３に 取付けて共に回転する外周壁４９を有する。ターレット３３はホンパー１５の床 又はホッパーと共に回転する別の部材となる。ターレット３３は第１図に示す関 口５１を外側リング上に配置し、開口５３を内側リング上に配置する。両リング の隣接孔は円周方向にオフセットする。各開口５１は同じ容量とし各開口５３は 同じ容量とする。図示の例では開口５１．５３は同形とし。

開口５Ｌ５３は薄い円筒の形状とし１円筒の軸線方向寸法は開口の直径以下とし 、好適な例で各開口の直径は開口の軸線方向高さより大きくする。

環状部材２９は第１図に示す吐出ポー）５５．５７を有し、充填ステーションに 一致し１正確な半径方向位置として孔５１．５３のリングをターレット３３の回 転間一致させる。第５．６図に示す通り吐出管５９を環状部材２９に固着して吐 出ボート５５を形成する。吐出管５９は支持構造４７を通って容器６１に達し９ 粒状材料を収容させる。図示の例で、容器６１は膨らみ可能の合成樹脂バッグと し非伸長性の壁を有する。真空導管６３が管５９から第３図に示す所要の真空源 ６４に連通ずる。吐出ボート５７は同様の吐出管５９と同様の真空導管６３とを 有する。他の容器６１を吐出ボート５７を形成する吐出管５９に直接連通させる 。

静止の空気供給管即ちノズル６５を吐出ポー）５５．５７に同心のカバー２７等 に取付ける。各ノズル６５を加圧空気供給源６７に連結し第５，６図に示す通り 、ターレフト３３の上面から僅かに離間した関係位置で終る。

第２〜４図に示す通り、環状部材２９の上面はターレット３３の下面に近接して 対向する。環状部材２９の上面に内側環状溝６９と外側の同心の環状ａ７１とを 形成する両１ｉ６９．７１　は導管７３を経て第３図に示ず只空源７４に結合す る。

第２図に示す通り粒状材料７７は二次ホッパー１７から一部ホソバー１５に弁装 置】９の制御下で供給する。第３図に示す回転攪拌器７９を所要の駆動装置８１ によって駆動して材料７７の塊を破砕し開口５１．５３の均等完全な天場を確実 にする補助となる。攪拌器７９は各種の設計があるが１例えば複数の半径方向に 延長するベーンを有する形式とする。

第３，４図に示すレベル即ち高さセンサー８３は一次ホンパー１５内の材料７７ のレベルを感知する。各種のレベルセンサを使用できるが１図示の例では腕８７ によって枢支したバドル８５を有し。

カバー２７を中心として回動し、近接スイッチ８９を有する。材料７７のレベル が上昇すれば、バドル８５は回動して腕８７を近接スイッチから離し、材料の高 さが所定の高さに達すれば停止信号を発生する。レベルが低下すれば、バドル８ ５と腕８７とはスイッチ８９に向けて反対に回動し、材料のレベルが所定レベル に低下し腕８７がスイッチ８９から所定距離の位置に達した時に、始動信号を発 生する。

停止信号始動信号は弁作動装置２１を作動して弁装置１９を開閉する。弁装置１ ９は各種の形状とし得るが９図示の例では第２図の弁座９１に複数の貫通開口９ ３を形成し、弁素子９５に同様に複数の開口９７を形成する。弁素子９５と弁座 ９１とは二次ホッパー１７の床を形成する。弁素子９５は回転して開口９７を開 口９３に一致さゼた時に材料７７は重力の影響下で二次ホッパー１７から一部ホ ツバー１５に流入する。弁座９１と弁素子９５の開口９３．９７を有する部分は 近接させ対向関係とし、弁素子９５の回転は剪断即ち切断作用として鋏と同様に 粒状材料を剪断シフ、弁装置】９が閉した時に開口９３．９７内に入った材料の 塊を剪断する。

弁素子９５の回転装置は各種あるが９図示の例では、弁作動装置２１に空気圧ア クチュエータ９９．リンク１０１２回転軸１０３．軸１０３に固着した腕１０５ ．腕１０５の外方端に取付けたビン１０７．腕１０９を有し、腕１０９の内方端 をカップリング１１１によって弁素子９５に結合し、ビン１０７を受けるスロッ ト１１３を有する。第１図の実線位置において、弁装置１９は閉鎖し開口９３． ９７は一致しない。

始動信号に応答してアクチュエータ９９を引込めれば腕】０９は時計方向に回動 して第１図の点線位置となり、開口９７を開口９３に一致させ、材料７７は重力 で開口を経て一部ホツバー１５内に流入する。停止信号に応答してアクチュエー タ９９が第１図の実線位置に伸長すれば弁装置１９を閉鎖する。レベルセンサー ８３からの停止及び始動信号は充屓制御装置１１５によって周知の通りに処理し てアクチュエータ９９を制御する。

開口９３．９７が一致する最大範囲を制御するために第１図の調節可能の停止部 材１１７の位置を変える。図示の例では、支持構造１２２に取付けた取付ブロッ ク１２１に所要の取付とした平行案内ロッド１１９に沿って停止部材＋１７を可 動に取付ける。ロッド１１９に沿う停止部材１１７の位置の調節には、ノブ】２ ３を回転してねじ１２５を回転させ、ねじが停止部材】１７内に係合する。停止 部材１１７は軸】０３に固着した腕１２６の回動運動を制限する。

腕１２６に取付けたビン１２８が第１図の点線位置で停止部材＋１７に接触する 。この調節によって、弁装置１９の最大開度を関節することができる。

二次ホッパー１７から一次ホンパー１５への更に均等な粒状材料７７の供給を行 うために、弁装置１ｉｔ１９が開いた時に二次ホッパーを振動させることができ る。このために１例えば第２図に示す固定取付の空気圧アクチュエータ】２７を 板１２９．固定具１３ｏ、所要のカンプリング１３１を介して、板１２９を弁座 ９１．弁素子９５に取付け、二次ホッパー１７と共に一次ホンパー１５に対して 垂直方向に振動させる。カラーとスロット連結装置１３３が二次ホッパー１７の 振動間に一次ホンパー１５を静止に保つ。

装置１１の作動に際して、容器６１を吐出管５９の下に置き攪拌装置７９とター レットを回転して開口５１．５３に均等に粒状材料７７を重力で充填する。割出 駆動装置３５はターレフト３３の回転運動を割出し、開口５１．５３を順次吐出 ボート５５．５７に正確に一致させて一時的にその位置に停止させ、ノズル６５ からの加圧空気ブラストが再吐出ボートの粒状材料を同時に夫々の容器に搬送さ せる。このターレフト３３０割出運動と空気供給源６７がらの空気のブラストは 所要回数繰返され、正確な量の粒状材料７７が各容器６１に入る。開口５１．５ ３からの材料７７の移送の次に真空導管６３に真空が供給され、空気供給源６７ がら容器に吹込まれた空気を容器から導出する。真空はターレフト３３の各割出 運動の度に作用させることもでき、ターレフトの所定数の割出運動毎に行うこと もできる。周期的に１例えば各容器６１の充填後に真空を導管７３に作用して、 ターレット３３と環状部材２９との管に入った材料７７と溝６９．７１に入った 材料を排出する。開口５１．５３内の粒状材料７７をほぼ一定の密度に保つため に、−次ホンパー１５内の材料７７の高さをレベルセンサー８３．弁装置１９． 弁作動装置２１によって狭い範囲に制御する。実際上、容器６１に入る材料７７ の重量に関する正確な制御は開口５１　、５３の容積がら得られる。容器６１に 入る材料７７の重量に関する微細な制御は一次ホンパー１５内の材料７７の高さ の変更によって得られ、これによって開口５１．５３内の材料の密度を変える。

開口５１．５３を夫々少なくとも５個、好適な例で１５個として精度を向上させ 、夫々の容器に所要量の材料を配分できる。

図示の例では開口５１．５３のリングは２個としたが、開口のリングは所要数と する。装置１１の作動のシーケンス化の制御は通常の技法を使用する。

第７図は別の実施例による空気ノズル６５ａを示し、管１５１に貫通中央円筒通 路１５３と２通路１５３に同心のコーン１５５を有して管１５１にロッド１５７ 及び第７図に示さない所要構造によって取付ける。コーン】５５は好適な例で管 １５１の下端と同一面として管と共働して環状オリフィス１５９を形成し、オリ フィスの外周は充填ステーションにおける開口５１ａの内周に一致し又は僅かに 内方とする。

ノズル６５ａの使用間８加圧空気は第２図の空気供給源６７がら１５９からほぼ 管状の柱又はパターンとして充場ステーションでの開口５］ａに噴出する。空気 の管状柱は開口５１ａの内周内に通合し８粒状材料７７を開口５１ａから剪断す る効果を生じ、第６図の容器６１に搬送する。空気の管状柱は、コーンを使用し ない時に管１５１から吹出す空気の全円筒柱よりも少ない空気を代表する。従っ て、少ない空気が第６図の容器６１に伝達される。

第８−１０図に示すノズル６５ｂは１貫通軸線通路１５３ｂを有する管１５１ｂ と、管１５１ｂの下端即ち吐出端に取付けたデフレクタ−１６１とを有する。こ の実施例では、デフレクタ−１６１は管１５１ｂの下端と同一面であり複数の貫 通傾斜通路１６３を有する。各通路１６３はデフレクタ−１６１の外周付近にあ り、軸線方向に延長し円周方向にデフレクタ−内を通る。第１０図に示す通り１ 通路１６３が円周方向に延長する角度Ｘは１通路１６３から排出された空気が開 口５１ｂ内の粒状材料７７ｂに旋回運動を与えるに充分な角度とする。

使用に際して、加圧空気は通路１５３ｂから通路１６３に入り、ここから旋回管 状柱又はパターンとして排出され、管状柱の外周は開口５１ｂの外周に一致し又 は僅かに内方である。これによって材料７７ｂに旋回運動を与え、材料を開口５ １ｂから第６図に示す下方の容器に最小の空気で移送する。かくして、第８−１ ０図に示す実施例は材料７７ｂを関口５１ｂからつむじ風型での排出を行うこと になる。

本発明を例示とした実施例によって説明したが１本発明の精神を逸脱することな く各種の変形、修正が可能である。

手続補正書防幻 国際調査報告 昭和６３年　４月２０日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 ２、発明の名称 粉末を正確に容器に装入する方法と装置３、補正をする者 事件との関係　出　願人 住所 名　称　ケンドーノ１ハマックゴー・ラボラトリーズ・インコーホレーテッド ４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付　昭和６３年　３月２２日　（発送日）６、補正の対象

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．所定量の粒状材料を容器内に装入する方法であって，ある量の粒状材料を収 容するホッパーと，複数の貫通開口を有しホッパーの少なくとも一部の下の可動 板とを準備し，ホッパー内の粒状材料を板の少なくとも一部の開口に流入充填さ せ， 開口内の粒状材料の密度を制御し， 板を動かして充填した開口を充填ステーションに動かし開口内の粒状材料が充填 ステーションに搬送され，複数の開口からの粒状材料を充填ステーションにおい て同じ容器に移送して充填開口内の粒状材料の量の差が平均化されることを特徴 とする粒状材料の容器装入方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の発明において，前記流入充填させる過程は，粒状 材料を重力で開口内に流入させる過程を含み，前記制御する過程はホッパー内の 粒状材料の高さを制御する過程を含む装入方法。
3. ３．請求の範囲第１項に記載の発明において，前記移送過程は少なくとも５個の 開口から同じ容器に粒状材料を移送する過程を含む装入方法。
4. ４．請求の範囲第１項に記載の発明において、前記移送過程は粒状材料をガスと 共に開口から容器内に吹込む過程を含み，この場合にガスの一部が容器内に入り 容器内部で負圧源に連通して少なくとも一部のガスが容器から除去される装入方 法。
5. ５．請求の範囲第４項に記載の発明において，前記板を動かす過程は充填された 開口を順次充填ステーションに一致させる過程を含み，板を動かす過程を間歇的 に行う装入方法。
6. ６．請求の範囲第１項に記載の発明において，前記板を動かす過程は充填ステー ションに排出ポートを有する部材の上で板を間歇的に回動させ充填された開口を 順次排出開口上に一致させる過程を含み，前記移送過程は粒状材料を少なくとも ５個の開口から容器に移送する過程を含み，前記方法は板と部材との間に真空源 を連通させて板と部材との間に入る粒状材料を除去する過程を含む装入方法。
7. ７．粒状材料を容器に装入する装置であって，ある量の粒状材料を収容するホッ パーと，複数の貫通開口を有しホッパーの下部の位置として粒状材料を重力の影 響下で開口を充填させる可動板と，ホッパー内の粒状材料の高さを制御して開口 内の粒状材料の密度を制御する装置と， 板の下で板の開口の下端を閉鎖し充填ステーションで排出ポートを有する部材と を備え，前記容器は充填ステーションにおいて粒状材料を受け， 可動板を部材上で動かして少なくとも一部の開口を順次排出ポートに一致させる 装置と，開口が排出ポートに一致した時に粒状材料を開口から容器に移送する装 置とを備えることを特徴とする粒状材料を容器に装入する装置。
8. ８．請求の範囲第７項に記載の発明において，前記開口をほぼ円形の平面形とし ，軸線方向寸法をほぼ直径以下とする装入装置。
9. ９．請求の範囲第７項に記載の発明において，前記板と部材とは硬質低摩擦被膜 で被覆した対向面を有する装入装置。
10. １０．請求の範囲第７項に記載の発明において，前記部材は板に対向する面と， 部材面に形成し板と部材との間に入った粒状材料を隻める少なくとも１本の溝と を有し，溝から粒状材料を除去する装置を有する装入装置。
11. １１．請求の範囲第１０項に記載の発明において，前記除去装置は真空圧力を溝 に連通させる装置を含む装入装置。
12. １２．請求の範囲第７項に記載の発明において，前記移送装置は加圧ガスの噴射 を充填ステーションにおける各開口に向けて開口内の粒状材料を加圧ガスの一部 と共に容器内に入らせる装置を含み，前記装置は容器内部を負圧源に連通して容 器から少なくとも一部のガスを除去する装置を含む装入装置。
13. １３．請求の範囲第７項に記載の発明において，前記ホッパーを第１のホッパー とし，前記制御装置は第１のホッパー上の第２のホッパーと，第２のホッパーか ら第１のホッパーへの粒状材料の流れを制御する弁装置と，第１のホッパー内の 粒状材料のレベルの所定レベル以下の低下に応答して弁装置を開く装置とを含む 装入装置。
14. １４．請求の範囲第１３項に記載の発明において，前記弁装置は少なくとも１個 の貫通孔を有する弁座と，少なくとも１個の貫通孔を有する弁素子と，弁素子を 弁座の孔にほぼ半径方向に両孔が少なくとも部分的に一致する開位置と両孔が一 致しない閉位置との間に動く取付とする装置とを含む装入装置。
15. １５．請求の範囲第１４項に記載の発明において，前記両孔が一致する最大限度 を変更する装置を含む装入装置。
16. １６．請求の範囲第１３項に記載の発明において，前記移送装置は各開口が充填 ステーションにある時に加圧ガスの噴射を各開口に向けて開口内の粒状材料を加 圧ガスの一部と共に容器内に入らせる装置を含み，前記装置は容器内部を負圧源 に連通させて容器から少なくとも一部のガスを除去する装置を含む装入装置。
17. １７．請求の範囲第１３項に記載の発明において，前記部材は板に対向する面と ，部材面に形成し板と部材との間に入った粒状材料を集める少なくとも１本の溝 とを有し，溝から粒状材料を除去する装置を有し，除去装置が真空圧力を溝に連 通させる装置を含む装入装置。
18. １８．前記移送装置はガスをほぼ管状パターンで充填ステーションでの開口に向 けるノズル装置を含む装入装置。
19. １９．請求の範囲第１８項に記載の発明において，前記管状パターンの外周は充 填ステーションでの開口の内周以内にある装入装置。
20. ２０．請求の範囲第１８項に記載の発明において，前記ノズル装置は充填ステー ションでの開口に向けて開口の軸線方向に延長する成分と円周方向に延長する成 分とを有する方向に導入し，少なくとも一部の粒状材料が開口から移送される時 に旋回する装入装置。