KR101510836B1 - 충전량 칭량장치 - Google Patents

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KR101510836B1
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슈지 모리모토
야수타로 와다
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가부시키가이샤 모리모토이야쿠
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    • G01GWEIGHING
    • G01G17/00Apparatus for or methods of weighing material of special form or property
    • GPHYSICS
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    • G01G15/00Arrangements for check-weighing of materials dispensed into removable containers
    • G01G15/001Volumetric pre-dispensing to an estimated weight; Gravimetric make-up device for target device
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G23/00Auxiliary devices for weighing apparatus

Abstract

본 발명은 각 스테이지간의 용기운반시간을 단축할 수 있으며, 칭량스테이지에서의 처리시간을 단축할 뿐만 아니라 용이하고 정확하게 칭량함으로써 칭량작업전체를 고속화하여 생산성을 향상시키는 충전량 칭량장치에 관한 것이다. 본 발명은 운반경로(5)에 반입스테이지(6), 전칭량스테이지(7), 충전스테이지(8), 후칭량스테이지(9), 및 반출스테이지(10)를 순서대로 마련한다. 용기수용부(4)를 구비한 운반수단(2)을 마련한다. 용기(12)를 반입스테이지(6)에서 용기수용부(4) 내에 수용하고, 이 상태에서 운반경로(5)를 따라 이동시켜 반출스테이지(10)에서 용기수용부(4)로부터 꺼낸다. 운반수단(2)은 상기 용기수용부(4)가 상기의 각 스테이지에서 일시정지하는 상태로 간헐적으로 이동시킨다. 용기(12)를 도전성 재료로 이루어진 통체(19)에 끼운 상태로, 반입스테이지(6)에서부터 반출스테이지(10)까지 운반한다.

Description

충전량 칭량장치{EQUIPMENT FOR WEIGHING FILLED AMOUNT}
본 발명은 바이알(vial)과 같은 용기에 의약품 등의 분말이나 액체 등을 소정량 충전(充塡)하여 그 충전량을 자동으로 적정하게 칭량하는 충전량 칭량장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 각 스테이지간의 용기운반시간을 단축할 수 있으며, 또한, 칭량스테이지에서의 처리시간을 단축할 뿐만 아니라 용이하고 정확하게 칭량함으로써 칭량작업전체를 고속화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 충전량 칭량장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 용기에 분말이나 입자형상물질, 액체, 농후한 유동체 등 각종 충전물을 충전하는 공정에 있어서, 그 충전량의 확인은 라인으로부터 용기를 적당히 선별하여 충전 전의 빈 용기의 중량과 충전 후의 용기의 중량을 각각 칭량하여 충전량을 산출함으로써 이루어지고 있었다. 그러나, 이 선별 조작에 따른 방법에서는 어떤 돌발적인 사유로 인해 충전량의 이상(異常)이 발생한 경우에 그 이상을 확인할 수 없다. 이 때문에, 특히 의약품에서는 충전량과 관련하여 매우 높은 정확도가 요구되며 충전불량품의 전무상태가 요구되고 있기 때문에, 이와 같은 선별칭량으로는 대처할 수 없는 문제가 있었다.
이를 해소하기 위해, 종래, 충전물이 충전된 모든 용기에 대해 충전량의 칭량을 실시하는 충전량 칭량장치가 제안되었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
이와 같은 종래의 충전량 칭량장치에서는 운반경로를 따라, 빈 용기를 받아들이는 반입스테이지와, 이 빈 용기를 제 1 전자저울로 칭량하는 전칭량스테이지와, 이 빈 용기 내로 충전기로부터 송출된 충전물을 충전하는 충전스테이지와, 충전완료된 용기를 제 2 전자저울로 칭량하는 후칭량스테이지와, 충전완료된 용기를 다음 공정으로 송출하는 반출스테이지를 순서대로 구비하고 있다.
예를 들면, 바이알 등으로 이루어진 빈 용기는 반입 컨베이어에 의해 상기 반입스테이지로 순차적으로 공급된다. 그 후, 이 반입스테이지의 빈 용기는 상기의 전칭량스테이지로 운반되어 상기의 제 1 전자저울로 칭량된다. 이어, 상기 칭량된 빈 용기는 상기의 충전스테이지로 운반되어 상기 용기 내에 분말 등의 충전물이 충전기에 의해 충전되다. 그런 후, 이 충전스테이지의 충전완료용기는 후칭량스테이지로 운반되어 제 2 전자저울에 의해 칭량된다. 그리고, 이 후칭량스테이지에서 칭량된 충전완료용기는 반출스테이지로 운반되어 다음 공정으로 송출된다.
상기의 각 스테이지는 동일 베이스 상에 직렬형태로 소정간격을 두고 나란히 마련되어 있으며, 이 베이스의 일측부에, 4개의 척(chuck)을 장착한 긴 작동바를 구비하는 용기운반장치가 설치되어 있다. 이 작동바는 구동기구로 X, Y, Z 방향으로 이동하도록 구성되어 있고, 각 척은 각각 1개의 용기를 파지하여 동일 궤적으로 이동하며, 이로써 공급 컨베이어로부터 제 1 전자저울로, 제 1 전자저울로부터 충전기로, 충전기로부터 제 2 전자저울로, 제 2 전자저울로부터 반출기쪽으로 4개를 한번에 이동시킬 수 있고, 용기 충전시에 그 전후의 빈 용기와 충전완료용기를 칭량함으로써, 모든 용기에 대해 충전량이 칭량된다.
상기 장치에서는 제 1 전자저울과 제 2 전자저울의 칭량값에 기초하여, 시간경과에 따라 변화하는 충전기의 충전량을 목표값으로 조정하고, 이로써 불량품을 극소화하여 수율을 향상시키고 있는데, 상기 장치에서는 또한 충전기의 전후에 전자저울을 배치하여, 하나의 용기에 충전물을 충전하고 있는 사이에, 전후의 전자저울로, 빈 용기의 칭량과 충전후 용기의 칭량을 실시함으로써 전수(全數) 칭량할 수 있기 때문에, 돌발적인 원인으로 인해 발생하는 충전량의 이상을 검출하여 불량품을 확실하게 배제할 수 있어, 제품의 충전량의 전수 보증을 달성할 수 있다는 이점이 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 평03-054418호 공보
상기의 종래 기술에서는 4개의 척을 구비한 이동바로 각 용기를 다음 스테이지로 이동시키고 있다. 이 때의 각 척의 동작은 소정 스테이지로 진출하고, 용기를 파지하며, 용기를 상승시키고, 다음 스테이지 상으로 수평이동하며, 용기를 하강시키고, 용기를 해방하며, 후퇴한 후, 최초의 대기위치로 돌아간다는 8개의 동작으로 이루어진다. 게다가, 전자저울 위에는 가능한 충격이 가해지지 않도록 용기를 올려놓을 필요가 있어, 용기의 이동을 과도하게 빠르게 할 수 없다. 이 때문에, 각 용기를 다음 스테이지로 운반시키는 데에 6∼8초 정도는 필요하여, 충전량의 칭량공정전체를 고속화하는 것이 용이하지 않다는 문제가 있었다.
또한, 유리제나 합성수지제 용기는 정전기를 띠기 쉽고, 한편, 분말의약품 등은 건조한 분위기에서 충전되므로, 정전기를 일으키기 쉬운 환경에 있다. 전자저울 위의 용기가 정전기를 띠고 있으면, 주위의 다른 물건과의 사이에 쿨롱의 힘이 발생하여 서로 끌어당기므로, 정확하게 칭량할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 예를 들어 의약품의 충전에 있어서는 통상적으로 클린 룸에서 조작되는데, 실내를 청정하게 유지하기 위해, 상방에서 하방으로의 일방향 기류, 소위 라미나 플로우(laminar flow)를 형성하고 있는 경우가 있으며, 상기의 전자저울 위의 용기가 이 기류나 기타 실내의 바람의 영향을 받으면, 용기의 칭량이 부정확해지는 문제가 있다.
따라서, 상기의 종래기술에서는 상기의 각 칭량스테이지에서, 용기를 전자저울에 올려놓은 후, 상방으로부터 금속제의 캡을 강하시켜 상기의 용기를 덮어씌워, 정전기나 실내의 바람에 의한 작용을 방지한 상태에서 상기의 용기를 칭량하고 있다.
그러나, 상기의 캡은 용기의 운반과 간섭이 발생하지 않도록, 척에 의한 운반시의 이동경로보다도 높은 위치로 물러나 있다. 따라서, 이 캡은 전자저울 위에 놓인 용기의 주위를 에워싸기 때문에, 용기의 높이 치수보다도 긴 거리를 하강하며, 칭량 후에는 이 거리를 상승할 필요가 있다. 이 때문에, 금속제 캡의 하강과 상승에 시간을 필요로 하므로, 각 칭량스테이지에서의 처리시간을 단축하는 것이 용이하지 않고, 충전량의 칭량공정전체를 고속화하는 것이 더 용이하지 않다는 문제가 있었다.
본 발명의 기술적 과제는 이들 문제점을 해소하여, 각 스테이지간의 용기운반시간을 단축할 수 있으며, 또한, 칭량스테이지에서의 처리시간을 단축할 뿐만 아니라 용이하고 정확하게 칭량함으로써 칭량작업전체를 고속화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 충전량 칭량장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해, 예를 들면 본 발명의 실시형태를 나타내는 도 1∼도 19를 참조하여 설명하면, 다음과 같이 구성한 것이다.
즉, 본 발명은 충전량 칭량장치에 관한 것으로, 운반경로(5)를 따라, 빈 용기(12)를 받아주는 반입스테이지(6)와, 이 빈 용기(12)를 칭량하는 전칭량스테이지(7)와, 이 칭량을 마친 빈 용기(12) 내에 충전기(14)로부터 송출된 충전물(34)을 충전하는 충전스테이지(8)와, 충전완료된 용기(12)를 칭량하는 후칭량스테이지(9)와, 이 칭량한 충전완료용기(12)를 다음 공정으로 송출하는 반출스테이지(10)를 순서대로 구비한 충전량 칭량장치로서, 용기수용부(4)를 구비한 운반수단(2)이 마련되어 있으며, 상기의 빈 용기(12)는 상기의 반입스테이지(6)에서 상기의 용기수용부(4) 내에 수용되며, 이 용기수용부(4)는 상기의 용기(12)를 수용한 상태로 상기의 운반경로(5)를 따라 이동하며, 상기의 충전완료용기(12)는 상기의 반출스테이지(10)에서 상기의 용기수용부(4)로부터 꺼내지고, 상기의 운반수단(2)은 상기의 용기수용부(4)가 상기의 각 스테이지(6, 7, 8, 9, 10)에서 일시정지하는 상태로 간헐적으로 이동하며, 상기의 용기(12)는 도전성 재료로 이루어진 통체(19)를 외측에 끼운 상태로 상기의 반입스테이지(6)로부터 반출스테이지(10)까지 운반되는 것을 특징으로 한다.
반입스테이지로 공급된 빈 용기는 운반수단에 마련한 용기수용부에 수용된다. 이 운반수단이 간헐적으로 이동하면, 용기수용부에 수용되어 있는 용기는 반출스테이지까지의 각 스테이지로 순차 운반되어간다. 그 사이, 전칭량스테이지에서 빈 용기가 칭량되며, 충전스테이지에서 충전기에 의해 소정량의 충전물이 용기 내로 충전되고, 후칭량스테이지에서 충전완료용기가 칭량된다. 이 칭량된 충전완료용기는 상기의 운반수단의 간헐적 이동에 의해 반출스테이지로 운반되며, 이 반출스테이지로부터 다음 공정으로 송출된다. 한편, 상기의 용기수용부는 운반수단이 더 이동하여 반입스테이지로 되돌아간다.
상기의 용기는 도전성 재료로 이루어진 통체가 외측에 끼워져 있으므로, 칭량시에 정전기에 의한 작용이 방지된다. 게다가 이 통체를 외측에 끼운 상태로 상기의 용기가 반입스테이지로부터 반출스테이지까지 운반되므로, 각 칭량스테이지에서의 통체의 장착 및 이탈 조작이 불필요하게 되어, 칭량스테이지에서의 처리시간이 대폭 단축된다.
또한, 상기의 용기는 이 통체에 의해 지지되며, 충전용 개구를 상방으로 향한 자세로 유지된다. 따라서, 용기가 자빠지기 쉬운 형상이나 스스로 서 있을 수 없는 형상일지라도, 충전스테이지에서 충전물이 확실하게 충전되고, 충전완료용기가 반출스테이지로 용이하게 운반된다.
상기의 도전성 재료로 이루어진 통체는 반입스테이지로 반입되기 전에 미리 빈 용기 외측에 끼워 두며, 반출스테이지로부터 송출된 후, 충전완료용기가 이 통체로부터 꺼내어지도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기의 반입스테이지 근방에, 빈 용기를 상기 통체 내에 삽입하는 삽입스테이지가 마련되어 있으며, 상기의 반출스테이지 근방에, 상기의 통체 내로부터 충전완료용기를 꺼내는 취출스테이지가 마련되어 있으며, 이 취출 스테이지와 상기 삽입 스테이지 사이에 통체회수로가 형성되어 있고, 상기 통체는 상기 통체회수로를 통해 취출스테이지로부터 삽입스테이지로 순환되도록 구성할 수 있다.
또한, 상기의 도전성 재료로 이루어진 통체는 상기의 용기수용부에 마련할 수도 있다. 이 경우, 상기의 빈 용기는 상기의 반입스테이지에서 상기 통체 내로 삽입되며, 상기의 충전완료용기는 상기의 반출스테이지에서 상기 통체 내로부터 꺼내어진다.
또한, 상기의 운반수단은 특정 형상으로 한정되지 않지만, 상기 용기 주위의 일부를 에워싸는 방풍부재와, 이 용기 주위의 나머지 부분에 형성된 용기출입구를 상기의 용기수용부에 구비하며, 상기의 전칭량스테이지와 후칭량스테이지에, 상기의 용기출입구를 덮는 상태로 덮어씌우는 보조방풍부재를 구비하고 있으면, 반입스테이지와 반출스테이지에서는 상기의 용기출입구로부터 용기를 간단하게 넣었다 뺐다 할 수 있는 것이면서, 칭량스테이지에서는 상기의 보조방풍부재가 상기의 용기출입구를 덮는 것만으로, 이 보조방풍부재와 방풍부재에 의해 용기의 주위를 에워쌀 수 있으며, 칭량시에 라미나 플로우 등 실내의 바람에 의한 작용을 막음으로, 용이하고 정확하게 칭량할 수 있어 바람직하다.
상기의 보조방풍부재는 각 칭량스테이지에 구비되어 있으며 되며, 적어도 일부가 상기의 용기수용부에 대해 진퇴이동하여 상기의 용기출입구를 개폐할 수 있도록 구성되어 있으면, 용기의 주위를 빈틈없이 에워쌀 수 있어 바람직하다. 이 경우, 보조부재는 용기수용부에 개구된 용기로 입구를 막는 것만으로 족하며, 매우 짧은 거리를 이동시키는 것만으로도 좋다. 한편, 그 칭량스테이지로 이동한 용기수용부에 대해 상기의 보조방풍부재가 근접 또는 접촉한 상태로 고정한 것이면, 구동기구를 생략하여 간단히 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 보조방풍부재를 이동시킬 때의 진동을 발생하는 일이 없이 신속하고 정확하게 측정할 수 있어 바람직하다. 또한, 상기의 방풍부재와 상기의 보조방풍부재는 적어도 그 일부가 도전성 재료로 형성되어 있으면, 바람에 의한 작용을 방지함과 아울러 정전기에 의한 작용도 방지할 수 있어 바람직하다.
상기의 용기는 예를 들면 용기수용부의 내주면과, 상기 운반경로를 따라 운반수단의 하방에 마련한 지지판으로 지지하면서 운반할 수도 있으며, 이 경우는 지지판 위를 미끄러지게 하면서 용기를 간단하게 운반할 수 있다.
그러나, 상기의 용기수용부에 협지수단을 마련하고, 이 용기수용부 내에 수용된 용기를 상기 협지수단에 의해 협지, 즉 사이에 끼워 지지하며 운반하도록 구성하고, 이 협지수단을 적어도 상기의 전칭량스테이지와 후칭량스테이지에서 상기 용기의 협지가 해제되도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기의 지지판을 병용하는 것도 가능하지만, 상기 지지판을 생략할 수도 있으며, 게다가 용기를 확실하게 운반할 수 있을 뿐만 아니라, 용기수용부에 협지수단이 마련되어 있으므로, 칭량스테이지에서 그 협지를 해제하는 것만으로 용기를 간단하게 칭량할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기의 용기수용부에 통체를 수용하고 있는 경우에는 용기수용부에 마련한 협지수단으로 그 통체를 협지하여 운반하도록 구성하고, 그 협지수단을 적어도 상기의 전칭량스테이지와 후칭량스테이지에서 상기 통체의 협지가 해제되도록 구성할 수도 있다. 이 경우도, 상기의 지지판을 병용하는 것도 가능하지만, 상기 지지판을 생략할 수도 있으며, 게다가 용기를 확실하게 운반할 수 있을 뿐만 아니라, 용기수용부에 협지수단이 마련되어 있으므로, 칭량스테이지에서 그 협지를 해제하는 것만으로 용기를 간단하게 칭량할 수 있어 바람직하다.
상기의 반입스테이지로부터 반출스테이지까지의 상기 운반경로는 용기를 원활하게 운반할 수 있는 것이면 되며, 특정 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 그 운반경로를 상하방향의 축심을 중심으로 하는 원주를 따라 배치하고, 상기의 운반수단을 상기 축심의 둘레로 수평방향으로 회전시킬 수도 있다. 이 경우는 운반수단을 회전시키는 것만으로, 상기의 용기수용부를 운반경로를 따라 용이하게 이동시킬 수 있어 바람직하다.
또한, 상기의 반입스테이지로부터 반출스테이지까지의 운반경로를 직선형태로 배치하여, 상기의 운반수단을 그 운반경로를 따라 이동시키는 것도 가능하다.
상기의 전칭량스테이지와 충전스테이지와 후칭량스테이지는 상기의 운반경로를 따라 하나씩 마련한 것이어도 좋지만, 동수의 복수개씩 마련되어 있으면, 1대의 충전량 칭량장치로 복수배의 용기에 대한 충전을 처리할 수 있고, 더욱 생산성을 향상시킬 수 있어 바람직하다. 이 경우, 상기와 같이 운반경로를 직선형태로 배치하면, 복수대의 칭량장치나 충전기를 용이하게 배치할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기의 전칭량스테이지와 충전스테이지와 후칭량스테이지는 동일한 위치의 충전·칭량스테이지에 배치하여, 이 충전·칭량스테이지에 칭량수단과 충전기를 구비하는 것도 가능하다. 이 경우, 칭량수단이 1대로 족할 뿐만 아니라, 각 스테이지의 배설위치를 겸용할 수 있으므로, 장치 전체를 콤팩트하게 구성할 수 있어 바람직하다.
상기의 후칭량스테이지와 반출스테이지의 사이에는 검사스테이지를 마련하여 불량품배제수단을 설치하고, 상기의 제 1 칭량수단과 제 2 칭량수단과의 칭량값에서 산출한 충전량이 소정의 관리폭으로부터 벗어나 있을 때에, 그 충전완료용기를 상기의 불량품배제수단으로 운반경로로부터 배출하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 용기에 충전물을 충전한 후, 바로 그 충전량 불량품을 라인으로부터 배제할 수 있을 뿐만 아니라, 충전량의 이상(異常)을 일으킨 돌발적인 사유에 대해서도 신속하게 대처할 수 있으므로, 불량품의 발생을 저감할 수 있어 바람직하다.
또한, 상기의 충전기는 특정 충전기에 한정되지 않지만, 예를 들어 오거스크류를 구비하고, 이 오거스크류의 회전에 의해 상기의 충전물을 상기의 빈 용기 내에 충전하는, 소위 오거식 분말충전기를 사용하면, 이 오거스크류의 회전량을 정확하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 그 회전량과 충전량에 양호한 비례관계가 있으므로, 상기의 칭량에 의해 산출한 값을 피드백함으로써, 충전량을 정확하게 보정할 수 있어 바람직하다.
본 발명은 상기와 같이 구성되어 작용하므로, 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 상기의 운반수단은 간헐적으로 이동하는 것만으로, 각 스테이지에 위치하는 용기를 다음 스테이지로 운반할 수 있어, 종래 기술과 달리 복잡한 대부분의 동작을 필요로 하지 않는다. 그 결과, 상기 운반수단은 예를 들면 1∼2초 이내 등 극히 짧은 시간에 각 용기를 다음 스테이지로 운반할 수 있어, 각 스테이지간의 용기운반시간을 대폭 단축할 수 있으므로, 충전량의 칭량공정전체를 용이하게 고속화하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
(2) 상기의 용기는 도전성 재료로 이루어진 통체가 외측에 끼워져 있으므로, 칭량시에 정전기에 의한 작용을 방지할 수 있어, 용기를 용이하고 정확하게 칭량할 수 있다. 게다가 이 통체를 외측에 끼운 상태에서 상기의 용기를 반입스테이지로부터 반출스테이지까지 운반하므로, 칭량스테이지에서의 통체 장착 및 이탈 조작이 불필요하게 되어, 칭량스테이지에서의 처리시간을 대폭 단축할 수 있고, 충전량의 칭량작업전체를 더욱 고속화할 수 있다.
(3) 상기의 통체는 상기의 용기 외측에 끼워져 있으므로, 그 용기가 충전용 개구를 상방으로 향하게 한 자세에서는 쉽게 넘어지거나 스스로 서 있을 수 없는 경우일지라도, 상기 용기를 그 소정 자세로 용이하게 유지할 수 있다. 그 결과, 용기의 형상이나 재질 등에 상관없이, 충전스테이지에서 충전물을 확실하게 충전할 수 있으며, 충전완료용기를 반출스테이지로 용이하게 운반할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태를 나타낸 충전량 칭량장치의 일부를 파단한 평면도.
도 2는 제 1 실시형태의 용기수용부 근방을 확대한 평면도.
도 3은 제 1 실시형태의 용기수용부 근방의 확대단면도.
도 4는 제 1 실시형태의 전칭량스테이지에서의 단면도.
도 5는 제 1 실시형태의 충전스테이지에서의 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타낸 충전량 칭량장치의 평면도.
도 7은 제 2 실시형태의 전칭량스테이지에서의 단면도.
도 8은 제 2 실시형태의 충전스테이지에서의 단면도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시형태를 나타낸 충전량 칭량장치의 평면도.
도 10은 본 발명의 제 4 실시형태를 나타낸 충전량 칭량장치의 개략 구성도.
도 11은 제 4 실시형태의 반입스테이지에서의 단면도.
도 12는 제 4 실시형태의 전칭량스테이지에서의 단면도.
도 13은 제 4 실시형태의 충전스테이지에서의 단면도.
도 14는 제 4 실시형태의 반출스테이지에서의 단면도.
도 15는 본 발명의 제 5 실시형태를 나타낸 충전량 칭량장치의 주요부를 나타낸 일부 파단 평면도.
도 16은 제 5 실시형태의 충전·칭량스테이지에서의 일부 파단 측면도.
도 17은 본 발명의 제 6 실시형태를 나타낸 충전량 칭량장치의 주요부를 나타낸 일부 파단 평면도.
도 18은 제 6 실시형태의 칭량스테이지에서의 종단측면도.
도 19는 제 2 실시형태의 변형예를 나타낸 전칭량스테이지에서의 단면도.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1∼도 5는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내며, 도 1은 충전량 칭량장치의 일부를 파단한 평면도, 도 2는 용기수용부 근방을 확대한 평면도, 도 3은 용기수용부 근방의 확대단면도, 도 4는 전칭량스테이지에서의 단면도, 도 5는 충전스테이지에서의 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기의 충전량 칭량장치(1)는 수평방향으로 배치된 원판형의 운반수단(2)을 구비하고 있으며, 이 운반수단(2)은 상하방향의 축심(3) 둘레에 회전가능하게 구성되어 있다. 이 운반수단(2)의 둘레가장자리에는 복수의 용기수용부(4)가 등간격으로 오목하게 형성되어 있으며, 이 둘레가장자리의 둘레절반부분을 따라 운반경로(5)가 마련되어 있다.
상기의 충전량 칭량장치(1)는 상기의 운반경로(5)를 따라, 반입스테이지(6)와, 전칭량스테이지(7)와, 충전스테이지(8)와, 후칭량스테이지(9)와, 반출스테이지(10)를 순서대로 구비하고 있다.
상기의 반입스테이지(6)에서는 반입 컨베이어(11)에 의해 운반되어 온 빈 용기(12)가 상기의 용기수용부(4) 내에 수용된다. 이 용기수용부(4)는 상기의 운반수단(2)의 회전에 의해, 상기의 용기(12)를 수용한 상태에서, 반출스테이지(10)까지 상기의 운반경로(5)를 따라 이동한다. 이 때, 상기의 운반수단(2)은 간헐적으로 회전되며, 상기의 용기수용부(4)는 상기의 각 스테이지(6, 7, 8, 9, 10)에서 일시 정지하도록 되어 있다.
상기의 전칭량스테이지(7)에는 제 1 전자저울(13)이 구비되어 있어, 상기의 반입스테이지(6)로부터 운반된 빈 용기(12)가 칭량된다.
상기의 충전스테이지(8)에는 충전기(14)가 구비되어 있어, 상기의 전칭량스테이지(7)로부터 운반된 칭량을 마친 빈 용기(12) 내에 충전물이 충전된다.
상기의 후칭량스테이지(9)에는 제 2 전자저울(15)이 구비되어 있어, 상기의 충전스테이지(8)로부터 운반된 충전완료용기(12)가 칭량되며, 상기의 전칭량스테이지(7)에서 칭량된 빈 용기(12)의 중량이 차감되어, 각 용기(12)로의 충전량이 산출된다. 이 산출된 충전량은 충전기(14)의 제어수단에 피드백되며, 이로써, 시간경과에 따라 변화하는 충전량이 목표값으로 조정되어, 불량품을 극소화하여 수율이 향상된다.
상기의 반출스테이지(10)에서는 상기의 후칭량스테이지(9)로부터 운반된 칭량 후의 충전완료용기(12)가 상기의 용기수용부(4)로부터 꺼내지고, 반출 컨베이어(16) 위로 옮겨져서, 마개를 막는 공정 등의 다음 공정으로 송출된다. 이 반출스테이지(10)까지 이동한 상기의 용기수용부(4)는 운반수단(2)이 더욱 회전함으로 인해, 상기의 반입스테이지(6)로 이동한다.
도 1을 참조하면서, 도 2∼도 5에 기초하여 각 스테이지를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기의 운반수단(2)은 상기 용기(12) 주위의 일부를 에워싸는 방풍부재(17)와, 이 용기(12) 주위의 나머지 부분에 형성된 용기출입구(18)를 상기의 용기수용부(4)에 구비한다. 즉, 상기의 용기수용부(4)는 용기(12) 주위의 과반부를 덮는 상태로 형성되어 있으며, 이 용기수용부(4)의 둘레벽이, 실내의 바람을 차단하는 방풍부재(17)를 구성하고 있다. 용기수용부(4) 주위의 나머지 부분은 용기출입구(18)로서 개구되어 있으며, 상기의 반입스테이지(6)에서는 이 용기출입구(18)로부터 빈 용기(12)가 용기수용부(4) 내로 보내지며, 상기의 반출스테이지(10)에서는 상기 용기출입구(18)로부터 충전완료용기(12)가 꺼내진다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 상기의 반입스테이지(6)에 보내지는 빈 용기(12)에는 도전성 재료로 이루어진 금속제의 통체(19)가 미리 외측에 끼워져 있다. 이 금속제 통체(19)의 바닥벽에는 조작용 구멍(20)이 형성되어 있다. 상기의 용기(12)는 이 금속제 통체(19)를 외측에 끼운 상태에서 용기수용부(4) 내로 수용되며, 상기의 반출스테이지(10)까지 이동하여, 이 반출스테이지(10)로부터 송출된 후, 상기의 금속제 통체(19)로부터 꺼내어진다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기의 용기수용부(4)의 내주면 중, 운반방향 상류측에는 용기출입구(18)로부터 안쪽으로 이탈방지용 돌기(21)가 형성되어 있다. 운반중의 용기(12)는 상기 돌기(21)에 의해, 용기출입구(18)로부터 튀어나오는 것이 방지된다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 용기수용부(4)의 하방에는 상기의 운반경로(5)를 따라 지지판(22)이 고정부(23)에 고정되어 있다. 상기의 용기(12)는 상기의 운반수단(2)의 회전에 의해, 용기수용부(4)의 내주면에 눌러져서, 상기 지지판(22) 위를 슬라이드하도록 이동한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 운반수단(2)의 하방에는 회전축(24)의 주위에 고정판(25)이 회전 불가능하도록 부설되어 있다. 이 고정판(25)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기의 운반경로(5)를 따르는 부분이, 위쪽에서 볼 때 운반수단(2)의 둘레가장자리보다도 외측까지 연장형성되어 있다. 상기의 지지판(22)은 상기의 고정부(23)를 통해 상기 고정판(25)에 고정되어 있다.
도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기의 전칭량스테이지(7)에 마련한 칭량수단인 제 1 전자저울(13)은, 계측부(26)가 상기 고정판(25)의 삽입관통홀(27)에 삽입관통되어 있으며, 그 상면이 상기 지지판(22)의 상면과 대략 동일한 높이에 배치되어 있다. 이 계측부(26)의 주위에는 환상의 보호부재(28)가 완충부재(29)를 통해 상기 고정판(25) 상에 부설되어 있다. 상기 용기수용부(4)는 상기 보호부재(28)에 의해 지지되어, 상기의 계측부(26)와는 접촉하지 않도록 되어 있다.
상기 전칭량스테이지(7)에는 보조방풍부재(30)가 부설되어 있다. 이 보조방풍부재(30)는 상판부(31)와 측면덮개부(32)로 이루어진다. 이 상판부(31)는 도전성 재료로 형성되며, 상기의 고정판(25)에 고정되어 있고, 상기 용기수용부(4)의 상부를 덮고 있다. 한편, 상기의 측면덮개부(32)는 상기의 고정판(25)에 지지되어 있으며, 상기 용기수용부(4)에 대해 진퇴이동함으로써, 상기의 용기출입구(18)를 개폐할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 측면덮개부(32)도 상기 보호부재(28)에 의해 지지되며, 상기의 계측부(26)와는 접촉하지 않도록 되어 있다. 그리고, 이 측면덮개부(32)가 진출하여 용기출입구(18)를 덮으면, 용기수용부(4) 내의 용기(12)에 대한 주위로부터의 바람과, 정전기의 작용이 방지된다. 이로써, 상기 용기(12)는 제 1 전자저울(13)에 의해 정확하게 칭량된다.
도 1 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기의 충전스테이지(8)에는 용기수용부(4)의 상방에 상기 충전기(14)가 배치되어 있으며, 하방에 승강수단(33)이 배치되어 있다. 상기의 충전기(14)로서는 분말충전기가 사용되고 있다. 이 충전기(14)는 분말인 충전물(34)을 수용한 펀넬(35)을 구비하고 있으며, 이 펀넬(35)의 하단에 계량부(36)가 마련되어 있고, 이 계량부(36) 내에 오거스크류(37)가 배치되어 있다. 또한, 본 발명에서는 플런저 펌프나 다이아프램 펌프, 피스톤에 의한 진공압공방식에 따른 충전기 등 다른 충전기를 사용하여, 액체 등의 다른 충전물을 충전하는 것도 가능한 것은 말할 것까지도 없다.
도 1 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 충전스테이지(8)에서는 상기의 고정판(25)에 통체지지부(38)가 마련되어 있다. 이 충전스테이지(8)에 상기 용기(12)가 반입되면, 이 통체지지부(38)에 의해 상기의 금속제 통체(19)가 고정 지지된다. 이 상태에서 상기의 승강수단(33)이 상승하면, 상기의 용기(12)가 상기 계량부(36)의 바로 아래에까지 들어 올려지고, 이어 상기의 오거스크류(37)가 회전하여, 소정량의 충전물(34)이 용기(12) 내에 충전된다. 그 후, 상기의 승강수단(33)이 하강하고, 충전완료용기(12)가 금속제 통체(19) 내에 수용되며, 운반수단(2)의 회전에 의해 다음의 후칭량스테이지(9)로 운반된다.
상기의 후칭량스테이지(9)는 상기의 전칭량스테이지(7)와 마찬가지로 구성되어 있으며, 동일하게 조작된다. 이 후칭량스테이지(9)에서의 측정값으로부터 상기 전칭량스테이지(7)에서의 측정값이 차감되어, 용기(12)에 대한 충전량이 산출된다. 이 충전량의 값은 상기 충전기(14)의 제어장치(미도시)로 피드백되며, 이 충전기(14)에 의한 충전량이 목표값으로 조정된다.
도 6∼도 8은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내며, 도 6은 충전량 칭량장치의 평면도, 도 7은 전칭량스테이지에서의 단면도, 도 8은 충전스테이지에서의 단면도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 이 제 2 실시형태는 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지로, 원판형의 운반수단(2)을 구비하며, 그 둘레가장자리의 둘레절반부를 따라, 반입스테이지(6), 전칭량스테이지(7), 충전스테이지(8), 후칭량스테이지(9), 및 반출스테이지(10)를 순서대로 구비하고 있다.
상기의 제 1 실시형태에서는 상기 용기수용부(4)의 상부를 개방해 두고, 각 칭량스테이지(7, 9)에서는 그 상부를 상기 상판부(31)로 덮도록 구성하였다. 이에 비해, 제 2 실시형태에서는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 용기수용부(4)의 상부가, 운반수단(2)에 일체로 형성한 상측덮개부(39)로 덮여 있다. 전칭량스테이지(7)에는 측면덮개부(32)로 이루어진 보조방풍부재(30)가 용기수용부(4)에 대해 진퇴이동가능하게 마련되어 있다.
상기 용기수용부(4)의 상부는 상기의 상측덮개부(39)로 덮여 있기 때문에, 상기의 용기(12)가 상기 용기수용부(4)에 수용된 상태에서는 충전기(14)에 의한 충전이 용이하지 않다. 때문에, 이 제 2 실시형태에서는 도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 충전스테이지(8)에서 상기의 용기(12)가 용기수용부(4)로부터 외측으로, 상방에서 볼 때 상측덮개부(39)로부터 벗어난 위치까지 압출되어, 충전기(14)에 의해 충전물이 충전된다.
즉, 각 용기수용부(4)에는 탄성지지스프링(40)을 구비한 압출수단(41)이 마련되어 있으며, 충전스테이지(8) 이외의 스테이지에서는 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 압출수단(41)은 탄성지지스프링(40)의 탄성압력으로 대기위치쪽(축심쪽)으로 탄성지지되어 있다.
한편, 도 8에 나타낸 바와 같이, 충전스테이지(8)에는, 상기의 압출수단(41)을 운반수단(2)의 지름방향 외측으로 가압하는 압출조작부(42)가 운반수단(2)의 하측에 마련되어 있다. 또한, 용기수용부(4)의 외측으로, 되돌리기 수단(43)이 고정판(25)에 지지판(22)을 통해 고정되어 있다.
상기 용기수용부(4)가 충전스테이지(8)에서 정지하면, 상기의 압출조작부(42)가 구동되어, 상기 압출수단(41)이 탄성지지스프링(40)의 탄성압력에 저항하여 용기(12)를 충전기(14)의 하방으로 이동시킨다. 이 때, 용기(12) 외측에 끼워져 있는 금속제 통체(19)는 압출수단(41)과 되돌리기 수단(43) 사이에 끼여 지지되어 있다. 이어, 하방에 배치한 승강수단(33)이 상승하며, 용기(12)가 충전기(14)의 계량부(36) 바로 아래에까지 들어 올려지고, 소정량의 충전물(34)이 용기(12) 내에 충전된다. 그 후, 승강수단(33)이 하강하며, 용기(12)를 금속제 통체(19) 내에 수용한 후, 압출수단(41)이 대기위치로 되돌아간다. 상기의 용기(12)는 되돌리기 수단(43)에 의해 용기수용부(4) 내에 수용되며, 운반수단(2)이 회전함으로 인해, 다음의 후칭량스테이지(9)로 운반된다. 기타의 구성은 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지이며, 동일하게 작용하므로 설명을 생략한다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시형태를 나타낸 충전량 칭량장치의 평면도이다.
이 제 3 실시형태에서는 후칭량스테이지(9)와 반출스테이지(10)와의 사이에 검사스테이지(44)가 마련되어 있다. 운반수단(2)의 각 용기수용부(4)에는 용기(12)를 배출하는 배출수단(45)이 부설되어 있다. 상기의 검사스테이지(44)에서는 이 배출수단(45)이 불량품배제수단(46)을 겸하고 있고, 제 1 전자저울(13)과 제 2 전자저울(15)과의 칭량값으로부터 산출한 충전량이 소정의 관리폭에서 벗어나 있을 때에 작동하며, 이 검사스테이지(44)에 위치하는 충전완료용기(12)를 운반경로(5)로부터 불량품 트레이(47)로 배출하도록 구성되어 있다.
또한, 상기의 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에서는 운반경로에 각 스테이지를 각각 하나씩 마련하였다. 이에 비해, 제 3 실시형태에서는 반입스테이지(6)로부터 반출스테이지(10)까지의 각 스테이지가 운반경로(5)를 따라 2개씩 마련되어 있다.
또한, 상기 반입스테이지(6)의 근방에는 삽입스테이지(48)가 마련되어 있으며, 빈 용기(12)는 상기 삽입스테이지(48)에서 금속제 통체(19) 내에 삽입된다. 또한, 상기 반출스테이지(10)의 근방에는 취출스테이지(49)가 마련되어 있으며, 충전완료용기(12)는 이 취출스테이지(49)에서 금속제 통체(19) 내로부터 꺼내어진다. 이 취출스테이지(49)와 상기 삽입스테이지(48)와의 사이에는 통체회수로(50)가 형성되어 있으며, 상기 금속제 통체(19)는 상기 통체회수로(50)를 통해 취출스테이지(49)로부터 삽입스테이지(48)로 순환된다. 기타의 구성은 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지이며, 동일하게 작용하므로 설명을 생략한다.
또한, 상기의 삽입스테이지와 취출스테이지와 통체회수로는 상기의 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에 적용하는 것도 가능하며, 또한, 이 제 3 실시형태에서 통체회수로를 생략하고, 통체 피더에 의해 삽입스테이지로 통체를 공급함과 아울러, 취출스테이지로부터 회수용기로 통체를 회수하도록 구성할 수도 있다. 그리고, 상기 검사스테이지는 상기의 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에서도 마련하면 바람직하다.
도 10∼도 14는 본 발명의 제 4 실시형태를 나타내며, 도 10은 충전량 칭량장치의 개략구성도, 도 11은 반입스테이지에서의 단면도, 도 12는 전칭량스테이지에서의 단면도, 도 13은 충전스테이지에서의 단면도, 도 14는 반출스테이지에서의 단면도이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 이 제 4 실시형태에서는 복수개의 지지아암(51)을 구비한 운반수단(2)을 구비하고 있다. 또한, 이 제 4 실시형태에서는 상기의 제 3 실시형태와 마찬가지로, 반입스테이지(6)로부터 반출스테이지(10)까지의 각 스테이지가 상기의 운반경로(5)를 따라 2개씩 마련되어 있다. 그러나, 본 발명에서는 이 제 4 실시형태의 경우도 각 스테이지를 하나씩 마련한 것이어도 좋다.
상기의 지지아암(51)의 선단에 마련된 용기수용부(4)는 금속제 통체(19)를 구비하고 있으며, 상기 용기수용부(4)의 내면에 협지수단(52)이 구비되어 있다. 상기 용기수용부(4) 내에 수용된 용기(12)는 상기 협지수단(52)에 의해 협지되어 운반된다.
도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 반입 컨베이어(11)에 의해 운반되어 온 빈 용기(12)는 반입스테이지(6)에서 승강테이블(53)에 의해 상기의 용기수용부(4) 내에 수용되며, 상기의 협지수단(52)으로 협지된다. 또한, 상기의 지지아암(51)의 기초부는 원뿔형의 커버부재(54)로 상방을 덮고 있으며, 이 커버부재(54)에는 라미나 플로우(55)의 일부를 통과시키기 위한 투공(56)이 형성되어 있다.
도 10 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 전칭량스테이지(7)에는 금속제의 덮개부재(57)가 개폐수단(58)으로 승강가능하게 배치되어 있다. 또한, 제 1 전자저울(13)의 계측부(26) 주위에는 상기 용기수용부(4)를 받치는 보호부재(28)가 부설되어 있다.
상기의 용기수용부(4)가 상기 전칭량스테이지(7)로 이동하면, 상기의 덮개부재(57)가 하강하여 상기의 금속제 통체(19) 위에 놓여진다. 상기의 지지아암(51)은 상기 덮개부재(57)를 올려놓음으로 인해 약간 하방으로 회동하며, 상기 용기수용부(4) 내의 용기(12)는 계측부(26) 상에 올려놓여지고 상기의 협지수단(52)에 의한 협지가 해제된다. 이 용기(12)는 상기의 금속제 통체(19)와 상기의 덮개부재(57)로 덮어 씌워진다. 즉, 이 금속제 통체(19)는 방풍부재(17)를 겸하고 있으며, 또한, 상기의 덮개부재(57)는 보조방풍부재(30)를 겸하고 있다. 이 때문에, 상기의 용기(12)는 실내의 바람과 정전기의 작용으로부터 보호받고 있어, 제 1 전자저울(13)로 정확하게 칭량된다. 이 칭량이 종료하면, 상기의 용기(12)는 상기의 협지수단(52)으로 재차 협지되어 상기의 덮개부재(57)가 상승된다. 상기의 지지아암(51)은 기초부 근방에 마련된 복귀 스프링(59)의 탄성압력에 의해 상방으로 약간 회동하며, 상기의 용기(12)는 계측부(26)의 상면으로부터 약간 들어올려진다. 그 후, 운반수단(2)이 회전하여, 상기의 용기(12)가 충전스테이지(8)로 운반된다.
도 10 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 상기의 충전스테이지(8)에는 상방으로 충전기(14)가 설치되어 있으며, 하방에 승강수단(33)이 배치되어 있다. 상기의 용기수용부(4)가 충전스테이지(8)로 이동하면, 상기의 용기(12)가 승강수단(33)에 의해 지지되며, 상기의 협지수단(52)에 의한 협지가 해제된 후, 이 승강수단(33)이 상승한다. 상기의 용기(12)는 충전기(14)의 계량부(36)의 바로 아래에까지 들어 올려지며, 소정량의 충전물(34)이 상기 용기(12) 내에 충전된다. 이 충전이 완료하면 상기의 승강수단(33)이 하강하고, 충전완료용기(12)가 용기수용부(4) 내에 수용되며, 상기의 협지수단(52)으로 다시 협지된다. 그리고, 운반수단(2)이 회전하여, 상기의 용기(12)는 후칭량스테이지(9)로 운반된다. 이 후칭량스테이지(9)는 상기의 전칭량스테이지(7)와 마찬가지로 구성되어 있으며, 동일하게 조작된다.
상기의 후칭량스테이지(9)에서 충전완료용기(12)의 칭량이 종료하면, 운반수단(2)이 회전하여 상기의 용기(12)가 반출스테이지(10)로 운반된다. 또한, 이 제 4 실시형태에 있어서도, 상기의 제 3 실시형태와 마찬가지로, 상기 후칭량스테이지(9)와 반출스테이지(10) 사이에 검사스테이지를 마련하면 바람직하다.
도 10 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 반출스테이지(10)에 운반된 용기(12)는 상기의 협지수단(52)에 의한 협지가 해제된 후, 제 2 승강 테이블(60)에 의해 상기의 용기수용부(4)로부터 꺼내어지며, 반출 컨베이어(16) 상에 올려져 이동되어 다음 공정으로 송출된다.
상기의 제 1 실시형태∼제 4 실시형태에서는 모두 운반경로(5)를 따라, 전칭량스테이지(7)와 충전스테이지(8)와 후칭량스테이지(9)를 상류측에서부터 순서대로 구비할 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명에서는 이들 각 스테이지를 동일한 위치에 마련한 것일 수도 있다.
즉, 도 15 및 도 16에 나타낸 제 5 실시형태의 충전량 칭량장치(1)는 상기의 제 1 실시형태와 마찬가지로, 수평방향으로 배치된 원판형의 운반수단(2)을 구비하고 있으며, 이 운반수단(2)은 상하방향의 축심(3) 둘레를 회전할 수 있다. 이 운반수단(2)의 둘레가장자리에는 예를 들면 3개의 용기수용부(4)가 등간격으로 오목하게 형성되어 있으며, 이 둘레가장자리의 약 3분의 2를 따라 운반경로(5)가 형성되어 있다. 그러나, 상기의 제 1 실시형태와 달리, 상기의 운반경로(5)의 중간부에 충전·칭량스테이지(61)가 배치되어 있으며, 이 충전·칭량스테이지(61)는 전칭량스테이지(7)와 충전스테이지(8)와 후칭량스테이지(9)를 겸용하고 있다. 그리고, 이 충전·칭량스테이지(61)로 이동한 용기수용부(4)의 하방에, 칭량수단인 전자저울(13)이 배치되어 있으며, 그 상방에 충전기(14)가 배치되어 있다.
상기의 용기수용부(4) 내에는 금속제 통체(19)를 외측에 끼운 용기(12)가 수용된다. 이 용기수용부(4)의 둘레벽은 상기 용기(12)의 과반부를 덮는 상태로 형성되어 있다. 또한, 용기수용부(4)의 상부는 상측덮개부(39)로 덮여 있다. 이 상측덮개부(39)에는 상기 충전기(14)의 계량부(36) 바로 아래에, 충전용 구멍(62)이 상하방향으로 형성되어 있다. 이 상측덮개부(39)와 상기 용기수용부(4)의 둘레벽으로 방풍부재(17)가 구성되어 있다. 한편, 상기 용기수용부(4)에는 용기(12)의 주위 중, 방풍부재(17)가 형성되어 있지 않은 나머지 부분에 용기출입구(18)가 형성되어 있다.
상기의 전칭량스테이지(7)와 후칭량스테이지(9), 즉 상기의 충전·칭량스테이지(61)에는 상기의 용기출입구(18)와 대면하는 위치에 보조방풍부재(30)가 마련되어 있다. 이 보조방풍부재(30)는 상기의 용기수용부(4)에 대해 진퇴이동할 수 있으며, 용기수용부(4) 쪽으로 진출하면, 상기의 용기출입구(18)를 덮는 상태로 덮어씌울 수 있다.
또한, 상기의 용기수용부(4)에는 협지수단(52)이 마련되어 있다. 용기수용부(4) 내에 수용된 상기의 통체(19)는, 용기(18) 외측에 끼워진 상태로 상기 협지수단(52)에 의해 협지되어, 상기의 운반경로(5)를 따라 운반된다. 상기 협지수단(52)에 의한 협지는 용기수용부(4)가 상기의 충전·칭량스테이지(61)에 도달하면 해제되고, 칭량을 마치면 상기의 통체(19)가 다시 협지된다.
상기의 충전량 칭량장치를 이용하여 충전량을 칭량하는 조작에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기의 용기(12) 외측에 금속제 통체(19)가 끼워진다. 이 통체(19)를 외측에 끼운 상태의 용기(12)는 도면 밖의 반입스테이지에서 상기의 용기출입구(18)로부터 상기의 용기수용부(4) 내로 수용되며, 상기의 협지수단(52)에 의해 상기 통체(19)가 협지된다. 이어, 상기 운반수단(2)이 3분의 1 회전함으로써, 상기의 용기수용부(4)가 운반경로(5)를 따라 지지판(22) 위를 상기의 충전·칭량스테이지(61)까지 이동한다.
상기의 용기수용부(4)가 이 충전·칭량스테이지(61)에 도달하면, 상기의 보조방풍부재(30)가 진출하여 상기의 용기출입구(18)가 덮여 씌워진다. 그리고, 상기의 협지수단(52)에 의한 협지가 해제되며, 금속제 통체(19)를 외측에 끼운 빈 용기(12)가 상기의 전자저울(13)의 계측부(26) 상에 올려 놓여져서 칭량된다. 이 때, 이 용기(12)는 상기의 방풍부재(17)와 보조방풍부재(30)에 의해 주위로부터의 바람의 작용이 방지되며, 상기의 금속제 통체(19)에 의해 정전기의 작용이 방지되므로, 정확하게 칭량된다. 그 후, 상기 충전기(14)의 계량부(36)로부터 송출된 충전물이 상기의 충전용 구멍(62)을 통해 상기의 용기(12) 내로 공급된다.
그 후, 이 충전완료용기(12)가 상기의 전자저울(13)에 의해, 빈 상태일 때와 마찬가지로 칭량되며, 상기의 협지수단(52)에 의해 통체(19)가 협지된 후, 상기의 운반수단(2)이 3분의 1 회전한다. 이로써, 상기의 용기수용부(4)는 충전·칭량스테이지(61)로부터 도면 밖의 반출스테이지로 이동하며, 상기의 협지수단(52)에 의한 협지가 해제된 후, 용기수용부(4)로부터 용기(18)가 통체(19)와 함께 꺼내진다.
상기 제 1 실시형태∼제 5 실시형태에서는 모두 상기의 운반경로를 상하방향의 축심을 중심으로 하는 원주를 따라 배치하며, 상기의 운반수단은 그 축심의 둘레를 수평방향으로 회전시킬 경우에 대해 설명하였다. 그러나 본 발명에서는 반입스테이지로부터 반출스테이지까지의 운반경로를 직선형태로 배치하고, 운반수단을 상기 운반경로를 따라 이동시키는 것이어도 된다.
즉, 도 17 및 도 18에 나타낸 제 6 실시형태에서는 도면 밖의 반입스테이지와 반출스테이지 사이의 운반경로(5)를 직선형태로 배치하여, 이 운반경로(5)에 전칭량스테이지(7)와 충전스테이지(8)와 후칭량스테이지(9)가 순서대로 배치되어 있다. 각각 2개의 용기수용부(4)를 구비한 유닛 형태의 운반수단(2)은 복수대가 순차적으로 상기의 운반경로(5)를 따라 간헐적으로 이동한다.
상기의 운반경로(5)에 따른 위치에는 운반용 레일(63)과 그 상방의 구동 스크류(64)가 배치되어 있다. 상기의 운반수단(2)은 하면에 4개의 바퀴(65)를 구비한 구동부(66)를 가지고 있으며, 이 바퀴(65)가 상기의 운반용 레일(63)을 양쪽에서 지지하고 있다. 또한, 이 구동부(66)의 상면에는 결합 베어링(67)이 마련되어 있으며, 이 결합 베어링(67)이 상기의 구동 스크류(64)의 홈부에 결합되어 있다.
상기의 운반수단(2)에는 각 용기수용부(4)에 협지수단(52)을 구비한다. 또한, 상기의 진칭량스테이지(7)와 후칭량스테이지(9)에는 각각 협지해제수단(68)이 마련되어 있다.
이 전칭량스테이지(7)에는 제 1 전자저울(13)이, 후칭량스테이지(9)에는 제 2 전자저울(15)이 각각 2대씩 배치되어 있다. 또한, 상기의 충전스테이지(8)에는 충전기(14)가 2대 배치되어 있다. 각 스테이지(7, 8, 9)에 배치된 이들 장치(13, 14, 15)는 용기수용부(4)의 배열의 3피치 간격으로 배치되어 있다.
상기의 용기수용부(4)는 둘레벽이 방풍부재(17)를 구성하고 있으며, 전방에 용기출입구(18)가 형성되어 있다. 또한, 이 용기수용부(4)의 상면은 상기의 충전기(14)로부터 충전이 가능하도록 개방되어 있다. 한편, 상기의 전칭량스테이지(7)와 후칭량스테이지(9)에는 각각 상기의 용기수용부(4)의 상면과 상기의 용기출입구(19)를 덮는 상태로 덮어씌우는 보조방풍부재(30)가 상기의 각 전저자울(13, 15)의 상방에 고정 설치되어 있다.
상기의 충전량 칭량장치(1)를 사용하여 충전량을 칭량하는 조작에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 금속제 통체(19)를 외측에 끼운 용기(12)가 도면 밖의 반입스테이지에서 상기의 용기수용부(4) 내로 수용되며, 상기의 협지수단(52)에 의해 상기의 통체(19)가 협지된다. 이 상태에서, 상기의 구동스크류(64)의 회전에 인해, 상기의 운반수단(2)이 상기의 반입스테이지로부터 상기의 전칭량스테이지(7)로 간헐적으로 운반된다.
상기의 운반수단(2)이 전칭량스테이지(7)에 도달하면, 상기의 협지해제수단(68)이 진출하여, 각 제 1 전자저울(13)의 상방에 위치하는 용기수용부(4)의 협지수단(52)에 작용함으로써, 그 협지를 해제한다. 이로써, 상기의 통체(19)를 외측에 끼운 빈 용기(12)가 상기의 제 1 전자저울(13)의 계측부(26) 상에 올려져 칭량된다. 이 때, 상기의 용기수용부(4)의 상면과 상기의 용기출입구(18)는 각각 상기의 보조방풍부재(30)로 덮는 상태로 덮여 씌워진다. 그 결과, 이 용기(12)는 상기의 방풍부재(17)와 보조방풍부재(30)에 의해 주위로부터의 바람의 작용이 방지되며, 또한 상기 금속제 통체(19)에 의해 정전기의 작용이 방지되므로, 정확하게 칭량된다.
그 후, 상기의 협지해제수단(68)이 후퇴하여, 상기의 통체(19)가 협지수단(52)에 의해 협지되며, 구동스크류(64)의 회전에 의해 운반수단(2)이 충전스테이지(8) 쪽으로 간헐적으로 이동한다. 또한,이 운반수단(2)은 용기수용부(4)의 배열의 2피치 간격으로 간헐적으로 이동한다. 한편, 이 전칭량스테이지(7)에 배치된 2대의 제 1 전자저울(13)은 용기수용부(4)의 배열의 3피치 간격으로 배치되어 있다. 그 결과, 제 1 전자저울(13)끼리의 간격을 충분히 확보할 수 있으며, 게다가 운반수단(2)의 간헐이동에 의해, 각 용기수용부(4) 내의 용기(12)를 모두 순차적으로 칭량할 수 있다. 이는 상기의 충전스테이지(8)나 후칭량스테이지(9)에서도 마찬가지이다. 또한, 일반적으로 n대의 장치를 구비하며, n피치 간격으로 운반수단을 간헐적으로 이동시킬 경우, (n+1)피치 간격 또는 (n-1)피치 간격으로 각 장치를 배열하면, 상기와 마찬가지로 작용하므로 바람직하다.
상기의 전칭량스테이지(7)에서 칭량된 빈 용기(12)는 상기의 운반수단(2)의 간헐적 이동에 의해 상기의 충전스테이지(8)로 운반되어, 충전기(14)로부터 소정의 충전물이 충전된 후, 상기의 후칭량스테이지(9)로 운반되며, 상기의 전칭량스테이지(7)와 마찬가지로 제 2 전자저울(15)로 충전완료용기(12)가 칭량된다.
그 후, 상기의 운반수단(2)은 도면 밖의 반출스테이지로 운반되며, 충전완료용기(12)가 외측에 끼운 통체(19)와 함께 용기수용부(4)로부터 꺼내진 후, 순환경로(미도시)를 통해 상기의 반입스테이지로 되돌아간다. 한편, 상기의 통체(19)로부터 꺼내진 충전완료용기(12)는 다음 공정으로 운반되며, 통체(19)는 반입스테이지의 전단계로 되돌아가 새로운 빈 용기(12) 외측에 끼워진다.
상기의 각 실시형태에서 설명한 충전량 칭량장치는 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위해 예시한 것으로, 운반수단이나 각 스테이지의 형상, 구조, 칭량장치, 충전기 등을 이들 실시형태의 것으로 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 청구범위 내에서 여러 가지 변경을 가할 수 있는 것이다.
예를 들면 상기의 각 실시형태에서는 모두 상기의 용기로서 바이알을 사용한 경우에 대해 설명하였다. 그러나 본 발명에서는 다른 형상이나 구조, 재질의 용기를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면 도 19에 나타낸 제 2 실시형태의 변형예에서는 프리필드 실린지를 용기(12)에 사용하고 있다. 이 경우, 용기(12) 외측에 끼우는 금속제 통체(19)는 바닥면이 넓게 형성되어 있어, 그 통체(19) 내에 수용된 용기(12)는 쉽게 넘어지지 않는다. 따라서, 예를 들면 전자저울(13)의 계측부(26) 상에 안정적으로 올려놓을 수 있다.
더욱 본 발명에서 적용되는 용기는 한 군데에 충전용 개구를 구비한 것이면 족하며, 캡슐과 같이 충전용 개구와는 반대측이 구면 등으로 형성되어 있는 용기나, 합성수지제 주머니 등 용이하게 스스로 설 수 없는 용기일지라도, 이 용기 외측에 통체를 끼움으로써 적용하는 것이 가능하다.
또한, 상기의 실시형태에서는 모두 충전물로서 분말을 사용하며, 오거스크류를 구비한 분말충전기로 용기 내에 충전할 경우에 대해 설명하였다. 이 분말충전기는 오거스크류의 회전량을 제어할 수 있으며, 게다가 이 회전량과 충전량에 양호한 비례관계가 있으므로, 상기의 칭량에 의해 산출한 값을 피드백함으로써, 충전량을 정확하게 보정할 수 있다는 우위점이 있다. 그러나, 본 발명은 분말이나 입자형상물질 외에, 각종 액체 등 다양한 충전물에 적용하는 것이 가능하며, 상기의 충전기는 충전물 등에 따라 다른 종류의 장치를 사용할 수 있다. 예를 들면 충전물이 액체 등인 경우에는 플런저 펌프나 다이아프램 펌프, 피스톤에 의한 진공압공방식에 따른 충전기 등의 압력제어공급기를 충전기로서 사용할 수 있다.
또한, 상기의 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에서는 상기의 충전스테이지에서 용기를 충전기의 계량부 바로 아래로 상승시킨 후 충전물을 충전하였으므로, 충전물의 비산 등을 확실하게 방지할 수 있는 이점이 있다. 그러나, 본 발명에서는 예를 들면 상기의 제 5 실시형태와 같이, 충전시에 용기를 상승시키지 않고, 용기수용부 내에 수용한 상태에서 충전기로부터 충전물을 충전할 수도 있으며, 이 경우에는 충전속도를 고속화할 수 있는 이점이 있다. 물론, 상기의 제 5 실시형태에 있어서도 충전시에 용기를 상승시킬 수도 있다.
상기의 실시형태에서는 용기의 중량을 칭량하는 칭량수단으로서 전자저울을 사용하였다. 그러나, 본 발명에서는 로드 셀을 비롯하여 기타의 칭량수단을 사용할 수도 있다. 단, 본 발명은 예를 들면 50mg이나 100mg등의 미량 충전을 정확하게 실시하여 불량품의 발생을 방지할 경우에 바람직하며, 이 때문에, 전자저울은 미량을 정밀하고 신속하게 칭량할 수 있으므로, 칭량수단으로서 바람직하다.
또한, 상기의 실시형태에서는 도전성 재료로 이루어진 통체를 금속제 통체로 구성하였다. 그러나, 본 발명에서 사용하는 통체는 정전기의 작용을 방지할 수 있는 것이면 되며, 도전성 합성수지 등 다른 재질로 이루어진 것이어도 좋다.
또한, 상기의 실시형태에서는 용기수용부가 방풍부재를 구비하므로, 칭량스테이지에서 보호캡 등을 장착할 필요가 없다. 그러나, 본 발명에서는 상기의 종래기술과 마찬가지로, 각 칭량스테이지의 상방에 도전성 재료로 이루어진 보호캡을 배치하고, 칭량수단 상에 놓여진 용기를 상기 보호캡으로 덮어씌우도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기의 충전물은 의약품에 한정되지 않으며, 건강식품이나 다른 식품을 비롯하여, 식품 이외의 물질일 수도 있고, 충전량도 50∼100mg 정도의 미량으로 한정되지 않음은 말할 것까지도 없다.
(산업상의 이용가능성)
본 발명의 충전량 칭량장치는 각 스테이지간의 용기운반시간을 단축할 수 있으며, 또한, 칭량스테이지에서의 처리시간을 단축할 뿐만 아니라 용이하고 정확하게 칭량함으로써 칭량작업전체를 고속화하여 생산성을 향상시킬 수 있으므로, 의약품 등을 바이알 등의 용기에 미량충전할 경우에 특히 바람직하며, 다른 충전물을 다양한 용기에 충전하는 경우에도 바람직하게 사용할 수 있다.
1 : 충전량 칭량장치
2 : 운반수단
3 : 축심
4 : 용기수용부
5 : 운반경로
6 : 반입스테이지
7 : 전칭량스테이지
8 : 충전스테이지
9 : 후칭량스테이지
10 : 반출스테이지
12 : 용기
13 : 제 1 칭량수단(제 1 전자저울)
14 : 충전기
15 : 제 2 칭량수단(제 2 전자저울)
17 : 방풍부재
18 : 용기출입구
19 : 통체
30 : 보조방풍부재
34 : 충전물
37 : 오거스크류
44 : 검사스테이지
46 : 불량품배제수단
48 : 삽입스테이지
49 : 취출스테이지
50 : 통체회수로
52 : 협지수단
61 : 충전·칭량스테이지

Claims (6)

  1. 운반경로(5)를 따라, 빈 용기(12)를 받아주는 반입스테이지(6)와, 상기 빈 용기(12)를 칭량하는 전칭량스테이지(7)와, 상기 칭량을 마친 빈 용기(12) 내에 충전기(14)로부터 송출된 충전물(34)를 충전하는 충전스테이지(8)와, 충전완료용기(12)를 칭량하는 후칭량스테이지(9)와, 상기 칭량한 충전완료용기(12)를 다음 공정으로 송출하는 반출스테이지(10)를 순서대로 구비한 충전량 칭량장치로서,
    용기수용부(4)를 구비한 운반수단(2)이 마련되어 있으며,
    상기의 빈 용기(12)는 상기 반입스테이지(6)에서 상기 용기수용부(4) 내에 수용되고,
    상기 용기수용부(4)는 상기의 용기(12)를 수용한 상태에서 상기 운반경로(5)를 따라 이동하며,
    상기 충전완료용기(12)는 상기 반출스테이지(10)에서 상기 용기수용부(4)로부터 꺼내지고,
    상기 운반수단(2)은 상기 용기수용부(4)가 상기의 각 스테이지(6, 7, 8, 9, 10)에서 일시정지하는 상태로 간헐적으로 이동하며,
    상기 용기(12)는 도전성 재료로 이루어진 통체(19)에 끼워진 상태로 상기의 반입스테이지(6)로부터 반출스테이지(10)까지 운반되는 것을 특징으로 하는 충전량 칭량장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기의 빈 용기(12)는 상기의 통체(19)를 미리 외측에 끼운 상태로 상기 반입스테이지(6)에서 용기수용부(4) 내에 수용되며, 상기 충전완료용기(12)는 반출스테이지(10)로부터 송출된 후 상기 통체(19)로부터 꺼내어지는 것을 특징으로 하는 충전량 칭량장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반입스테이지(6)의 근방에, 빈 용기(12)를 상기의 통체(19) 내에 삽입하는 삽입스테이지(48)가 마련되어 있으며, 상기 반출스테이지(10)의 근방에, 상기 통체(19) 내로부터 충전완료용기(12)를 꺼내는 취출스테이지(49)가 마련되어 있고, 상기 취출스테이지(49)와 상기 삽입스테이지(48) 사이에 통체회수로(50)가 형성되어 있으며, 상기 통체(19)는 상기 통체회수로(50)를 통해 취출스테이지(49)로부터 삽입스테이지(48)로 순환되는 것을 특징으로 하는 충전량 칭량장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기수용부(4)는 상기 통체(19)를 구비하고 있으며, 상기의 빈 용기(12)는 상기 반입스테이지(6)에서 상기 통체(19) 내에 삽입되며, 상기 충전완료용기(12)는 상기 반출스테이지(10)에서 상기 통체(19) 내로부터 꺼내지는 것을 특징으로 하는 충전량 칭량장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기수용부(4)는 협지수단(52)을 구비하며, 상기 용기수용부(4) 내에 수용된 용기(12)는 상기 협지수단(52)에 의해 협지되어 운반되고, 상기 협지수단(52)은 적어도 상기의 전칭량스테이지(7)와 후칭량스테이지(9)에서 상기 용기(12)의 협지를 해제하는 것을 특징으로 하는 충전량 칭량장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기수용부(4)는 협지수단(52)을 구비하며, 상기 용기수용부(4) 내에 수용된 상기 통체(19)는 상기 협지수단(52)에 의해 협지되어 운반되고, 상기 협지수단(52)은 적어도 상기의 전칭량스테이지(7)와 후칭량스테이지(9)에서 상기 통체(19)의 협지를 해제하는 것을 특징으로 하는 충전량 칭량장치.
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