KR102380364B1 - 바이얼 밀봉력을 측정하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내측(114)을 갖는 몸체 및 몸체(11)의 외측으로부터 내측(114)으로 접근하기 위한 개구를 포함하는 측정 장치(1)에 관한 것으로, 힘 센서(13), 목표 바이얼의 개구의 에지와 동일하게 형성된 에지(1212)를 갖는 강성 플런저(12)를 포함한다. 강성 플런저(12)는 몸체(11)의 내측(114) 내로 몸체(11)의 개구를 통하여 연장된다. 강성 플런저(12)의 에지(1212)는 몸체(11)의 외측에 배열된다. 힘 센서(13)는 몸체(11)의 내측(114)에 배열된다. 강성 플런저(12)는 몸체(11)에 대해 이동가능하고 힘 센서(13)에 결합된다. 장치(1)는 바이얼 밀폐 장치의 조절을 최적화하기 위하여 목표 바이얼의 개구의 에지에 작용하는 힘을 측정하기 위해 사용될 수 있다.

Description

바이얼 밀봉력을 측정하는 방법{MEASURING VIAL SEAL FORCES}

본 발명은 바이얼과 같은 용기의 개구의 에지에 작용하는 힘을 측정하기 위한 측정 장치에 관한 것이다.

더욱 구체적으로, 본 발명은 바이얼의 개구의 에지 상에 고무 스토퍼를 고정함으로써 바이얼을 밀폐하기 위하여 머신을 조절하는 방법에 관한 것이다. 이에 따라서, 바이얼의 개구의 에지 상에 고무 스토퍼를 고정하는 단계는 (i) 바이얼의 개구의 에지 상에서 고무 스토퍼를 가압하는 단계, (ii) 고무 스토퍼 상에 캡을 배치하는 단계 및 (iii) 바이얼의 개구의 에지 및 고무 스토퍼 주위에서 캡을 크림핑하는 단계를 포함한다.

의약품 또는 약제는 액체, 분말, 알약 및 캡슐을 비롯한 다양한 형태로 제공된다. 예를 들어, 많은 의약품은 경구 투여 또는 주사에 의해 액체 형태의 환자에게 투여된다. 의약품은 일반적으로 의약품을 직접 포장하는 일차 포장으로 제공된다. 주요 포장의 예로는 블리스터 포장, 미리충전된 주사기, 백 및 바이얼이 있다.

의약품의 일차 포장과 관련해서는 의약품에 특정한 특정 조건을 충족시킬 수 있는 것이 중요하다. 전형적으로 의약품은 변질을 막기 위해 일차 포장된다. 그 후, 통상적으로 의약품을 포함하는 일차 포장이 예를 들어 판지 상자 내에 포장되고, 편리하게는 운송, 판매 등이 된다.

언급한 바와 같이, 공통 일차 포장은 바이얼 및 주사기, 주입 백 및 카트리지와 같은 다른 용기를 포함한다. 바이얼은 전형적으로 의약품이 배열된 중공 몸체를 갖는다. 몸체는 플랜지형 에지로 둘러싸인 개방 단부를 갖는 넥을 포함한다. 바이얼을 밀폐할 때, 종종 탄성 고무 스토퍼가 개구의 에지에 배열되고 몸체의 에지 및 고무 스토퍼의 주위에 크림핑된 캡에 의해 고정된다.

바이얼의 개구를 밀봉하기 위해서는 고무 스토퍼가 개구 에지에 타이트하게 배열되어야 한다. 그 목적을 위해, 이는 보통 고무 스토퍼가 약간 변형되도록 에지에 가압된다. 고무 스토퍼는 전형적으로 플라스틱 또는 금속으로 만들어진 캡에 의해 압축된 방식으로 유지된다.

산업 수준에서 포장 머신은 통상 바이얼 내의 의약품을 기본 포장용으로 사용된다. 따라서, 그러한 머신은 종종 에지 상으로 캡을 이용하여 고무 스토퍼를 공압방식으로 압축한다. 이 상황에서, 캡은 잔여 힘이 캡에 의해 유지될 수 있도록 고무 스토퍼 및 에지 주위에 크림핑된다. 이러한 잔여 힘은 바이얼이 패키징 머신을 떠난 후에 스토퍼가 여전히 가장자리에서 가압되도록 보장한다.

이러한 포장 공정에서 일차 포장 도중 및 이후에 가해지는 압력 또는 힘이 적절하게 조정되는 것이 중요하다. 한편으로는 바이얼의 에지에서 고무 스토퍼를 누르는 힘이 너무 커서 에지 또는 스토퍼가 손상되는 것을 방지해야 한다. 다른 한편, 일차 포장 후에 플런저로부터 에지에 작용하는 잔여 힘은 개구가 밀봉방식으로 단단히 밀폐되도록 충분히 높아야 한다.

이러한 조정을 위해 현대 포장 머신은 바이얼 상에 배열된 스토퍼 및 캡에 작용하는 공압 실린더에 의해 공압적으로 가해지는 압력 또는 힘에 대한 정보를 제공한다. 그러나 상황을 정확하게 결정하기 위하여 이러한 정보만으로는 충분하지 않다. 예를 들어 캡을 크림핑하는 과정은 공압 실린더에 의해 가해진 압력 이외에 캡과 고무 스토퍼에 압력을 가한다. 그러나 이러한 추가 압력은 언급된 정보에 포함되지 않는다. 결과적으로, 공압 및 크림프 압력의 합은 스토퍼를 손상시키는 힘을 야기할 수 있고, 예를 들어 바이얼의 개구 및 넥 내로 유입된다. 또는 다른 예로서, 고무 스토퍼는 스토퍼 외측에 가해지는 압력이 실제로 바이얼의 에지에 가해지는 힘을 허용하지 않도록 상이한 형상 및 치수를 가질 수 있다.

따라서, 바이얼 또는 이와 유사한 용기의 개구 에지에 배치된 고무 스토퍼의 상태에 관한 정보를 수집하여 정밀하고 사전정해진 방식으로 바이알 또는 유사한 용기를 폐쇄할 수 있는 장치 및 방법이 필요하다.

본 발명에 따라, 이 요구는 독립항 제1항의 특징에 따른 장치 및 독립항 제14항의 특징에 따른 방법에 의해 충족된다. 선호되는 실시 형태가 종속항에 정의된다.

특히, 일 실시 형태에서, 본 발명은 목표 바이얼의 개구의 에지에 작용하는 힘을 측정하기 위한 측정 장치에 관한 것으로, 상기 측정 장치는 몸체 외부로부터 내측으로 접근하기 위한 개구 및 내측을 갖는 몸체, 목표 바이얼의 개구의 에지와 동일하게 형성된 에지를 갖는 강성 플런저, 및 힘 센서를 포함하고, 상기 강성 플런저는 몸체의 내측으로 몸체의 개구를 통해 연장되고, 강성 플런저의 에지는 몸체의 외측에 배열되고, 힘 센서는 몸체의 내측에 배열되고, 강성 플런저는 몸체에 대해 이동가능하고 힘 센서에 결합된다. 따라서, 본 발명에 따라서, 강성 플런저의 에지에 작용하는 힘이 차례로 인가된 힘을 나타내는 신호를 제공할 수 있는 힘 센서에 전달될 수 있다. 장치는 스테인리스 스틸 또는 알루미늄과 같은 금속성 재료 또는 플라스틱 재료로 제조될 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "바이얼"은 액체상, 분말형 또는 캡슐형으로 의약품 또는 약제를 저장하기 위해 종종 사용되는 문자 그대로의 의미의 바이얼, 즉 비교적 작은 용기 또는 병과 관련될 수 있다. 바이얼은 예를 들어 폴리프로필렌과 같은 유리 또는 플라스틱과 같은 멸균가능한 물질로 제조될 수 있다.

본 발명은 바이얼의 개구의 에지, 즉 목표 바이얼에 작용하는 힘을 측정하는 것에 관한 것이지만, 본 발명은 또한 주사기, 주입 백 또는 카트리지와 같은 다른 용기가 포함되는 실시 형태를 포함한다. 특히, 본 발명에 따른 측정 장치 및 그 바람직한 실시 형태는 또한 목표 주사기, 목표 주입 백 또는 목표 카트리지의 개구 에지에 작용하는 힘을 측정하도록 구현될 수 있다. 따라서, 측정 장치는 목표 바이얼뿐만 아니라 목표 주사기, 목표 주입 백 및 목표 카트리지에 대해서도 유사하게 적용될 수 있다.

목표 바이얼의 개구의 에지 및 강성 플런저의 에지와 관련하여 사용된 용어 "균등하게 성형된"은 본질적으로 동일한 각 부분의 형태와 관련될 수 있다. 특히 목표 바이얼을 밀폐하기 위한 고무 스토퍼와 접촉하는 목표 바이얼의 측면 또는 부분은 가능한 또는 실현가능한 형상과 동일할 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 포장 머신 또는 설비 또는 이의 부분의 개조를 요구하지 않고 포장 머신 또는 설비에 적용될 수 있다. 이와 같이, 장치는 목표 바이얼에 존재하는 실제 조건과 동일하거나 매우 유사한 머신 또는 설비 내의 포장 공정의 조건을 효율적으로 평가할 수 있다. 따라서, 정확한 방식으로 각각의 압력 및 힘 정보를 수집할 수 있다. 이 정보를 통해 포장 공정을 조정하여 목표 바이얼의 밀폐가 최적화될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 측정 장치에 의해, 포장 공정 내의 에지에 가해진 힘은 스토퍼와 에지 사이의 접촉 영역에서 직접 연속적으로 측정될 수 있다. 이에 따라 시간이 지남에 따라 바이얼의 밀폐 조건에서 결론을 내리는 것이 중요한 지점에서 힘을 평가할 수 있다. 실제로 스토퍼가 포함된 상황에 대해 측정값이 변환되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 포장 머신 또는 설비를 조정함으로써 목표 바이얼의 각 상황을 정확히 미리정의할 수 있는 포장 공정 전체에서 힘을 정확하게 측정할 수 있다.

바람직하게는, 강성 플런저는 몸체에 대해 선형으로 이동할 수 있다. 이 문맥에서 "선형으로 이동할 수 있는"이라는 용어는 직선 축을 따른 움직임과 관련될 수 있다. 예를 들어, 강성 플런저는 몸체 및/또는 플런저의 종방향 축을 따라 이동할 수 있다. 이러한 선형 이동성에 따라 강성 플런저의 에지로부터 힘 센서로의 힘 또는 압력을 효율적으로 전달할 수 있다.

몸체와 관련하여 강성 플런저의 이동성에 관해, 강성 플런저와 몸체 사이의 마찰이 비교적 낮은 것이 선호될 수 있다. 이러한 낮은 마찰에 따라 힘 센서에 의해 측정된 힘 신호로부터 강성 플런저의 에지에 가해지는 힘에 대해 직접적으로 결론을 이끌어 낼 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 신호 또는 측정된 힘의 보정이 방지될 수 있다.

상기 장치는 바람직하게 목표 바이얼의 높이와 본질적으로 동일한 높이를 갖는다. 이러한 장치에 따라 고무 스토퍼 및 캡을 바이얼 또는 장치에 적용하는데 포함되는 머신 또는 설비의 부품에 대한 임의의 조정을 필요로 하지 않으면서 통상적 인 포장 머신 또는 포장 설비에서 처리될 수 있다. 이를 통해 포장 공정의 실제 상황을 정확하게 평가하고 관련 매개 변수를 최적화할 수 있다.

바람직하게는, 몸체 및 강성 플런저는 공통 포장 머신 또는 포장 설비에 적용가능하도록 목표 바이얼의 외부 형상과 본질적으로 동일한 외부 형상을 갖는다. 이 문맥에서의 용어 "본질적으로 동일한 외부 형상"은 각각의 포장 머신 또는 설비에 필수적인 목표 바이얼의 이들 부분과 관련될 수 있다. 예를 들어, 포장 머신은 가공될 바이얼을 배치하고 보유하기 위한 시트를 가질 수 있다. 예를 들어, 시트는 목표 바이얼의 몸체의 하부과 아래쪽 섹션을 감싸도록 구성된다. 이러한 머신의 경우, 측정 장치의 바닥 및 하부 부분은 바이얼의 바닥 및 하부 섹션으로서 동일하게 형성될 수 있고, 이에 따라 장치가 바이얼과 같이 머신에 의해 동일하게 처리될 수 있다.

측정 장치의 힘 센서는 공압 요소 등과 같은 임의의 적합한 측정 수단을 가질 수 있다. 바람직하게는, 이는 압전 소자를 포함한다. 이러한 압전 소자는 본질적으로 원통형인 몸체의 내부에 배치되도록 치수가 정해진 링 형상 부분을 가질 수있다. 특히 이는 압전 석영이 될 수 있다.

측정 장치는 힘 센서에 의해 생성된 신호를 평가하기 위한 신호 해석 유닛을 포함하고, 신호 해석 유닛은 힘 센서에 연결되고 몸체 외측에 배열된다. 신호 해석 박스는 와이어에 의해 힘 센서에 연결될 수 있다. 힘 센서에 접근을 위해, 장치의 몸체는 몸체의 내측에 인접한 벽 내에 구멍이 제공될 수 있다. 신호 해석 유닛에 따라 특정 매개변수 또는 단위로 신호를 수집 및/또는 전송할 수 있다.

이에 따라, 힘 센서는 신호 해석 유닛에 신호를 전송하기 위한 무선 통신 트랜스미터를 가지며 신호 해석 유닛은 힘 센서로부터 신호를 수신하기 위한 무선 통신 리시버를 갖는다. 이러한 배열은 힘 센서와 신호 해석 유닛 사이의 무선 통신을 허용한다. 무선 통신은 예를 들어, 설치의 편의성, 추가 처리 또는 등에 유리할 수 있다. 이러한 배열에서, 측정 장치의 몸체는 플라스틱 재료와 같이 무선 통신을 방해하지 않는 재료로 제조될 수 있다.

측정 장치는 강성 플런저의 에지 상에 배열될 수 있는 고무 스토퍼를 포함할 수 있다. 이러한 스토퍼는 특정 목표 바이얼에 대한 필요에 따라 구성될 수 있다. 전형적으로, 고무 스토퍼는 탄성적으로 변형될 수 있고 부틸 또는 이와 유사한 것과 같은 플라스틱 재료로 제조된다. 이에 따라, 측정 장치는 또한 고무 스토퍼가 강성 플런저의 에지 상에 배열될 때 강성 플런저의 에지 및 고무 스토퍼 상에 배열될 수 있는 캡을 포함할 수 있다. 캡이 금속 또는 플라스틱으로 제조됨에 따라 캡은 소성 변형될 수 있다. 이와 같이 이는 힘이 에지 상에 작용하도록 가압 형태로 고무 스토퍼를 고정할 수 있다.

바람직하게는, 강성 플런저는 몸체의 내부로 몸체의 개구를 통하여 연장되는 피스톤 부분 및 에지를 포함하는 헤드 부분을 갖는다. 이러한 강성 플런저에 따라 힘 센서로의 압력 전달의 전제 조건과 독립적으로 에지를 구성할 수 있다. 이와 같이 강성 플런저는 정교하고 효율적으로 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 몸체는 넥에 걸쳐 돌출되고 개구 주위에 형성된 플랜지 및 다른 측면 상에서 내측에 그리고 일 측면 상에서 개구 내에서 말단을 이루는 보어를 갖는 넥을 포함한다. 강성 플런저의 헤드 부분 또는 몸체의 플랜지에 대한 용어 "넥에 걸쳐 돌출된"는 넥의 횡방향 또는 반경방향 연장부보다 더 큰 각각의 부분의 횡방향 또는 반경방향 연장부와 관련된다. 넥은 예를 들어, 목표 바이얼의 넥에 대응하도록 성형될 수 있다.

이에 따라서, 강성 플런저의 헤드 부분은 바람직하게는 몸체의 플랜지에 인접하고 몸체의 넥에 걸쳐 돌출되고, 강성 플런저의 헤드 부분의 피스톤 부분은 몸체의 내부로 몸체의 넥의 보어로 연장된다. 특히, 피스톤 부분은 넥의 보어를 통하여 전체가 또는 부분적으로 연장될 수 있다. 이에 따라서, 이 피스톤 부분은 몸체의 넥에서 말단을 이루거나 또는 몸체의 내측 내로 연장될 수 있다. 이에 따라, 에지로부터 힘 센서로의 힘이 효과적으로 전달될 수 있다.

이에 따라서, 강성 플런저는 피스톤 커넥터 및 피스톤 커넥터에 마주보는 플랜지형 센서 커넥터를 갖는 결합 부분을 포함하고 결합 부분은 헤드 부분으로부터 분리가능하고, 결합 부분의 피스톤 커넥터는 헤드 부분의 피스톤 부분에 연결되도록 형성되고, 결합 부분의 센서 커넥터는 몸체의 넥에 걸쳐 돌출되고 센서 커넥터는 몸체의 내부에서 힘 센서와 접촉할 수 있다.

바람직하게는, 몸체는 상부 부분 및 기저 부분을 가지며, 몸체의 개구는 상부 부분에 배열되고, 하부 부분은 평면 표면 상에 배열되도록 성형되고 상부 부분은 기저 부분으로부터 분리될 수 있다. 이러한 두 부분의 몸체는 이의 내측으로 용이하게 접근할 수 있다. 이는 힘 센서를 취급하는데 선호될 수 있다.

이에 따라서, 몸체의 기저 부분 및 몸체의 상부 부분은 바람직하게는 나사 조인트를 형성하는 수형 부분 및 나사산을 갖는다. 이러한 나사 조인트는 몸체의 2개의 부분을 확고히 연결 및 적절히 분리할 수 있다.

또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 바이얼의 개구의 에지 상에 고무 스토퍼를 고정함으로써 바이얼을 밀폐하기 위한 머신을 조정하는 방법에 관한 것으로, 바이얼의 개구의 에지 상에 고무 스토퍼를 고정하는 단계는 바이얼의 개구의 에지 상에서 고무 스토퍼를 가압하는 단계, 고무 스토퍼 상에 캡을 배치하는 단계 및 바이얼의 개구의 에지 및 고무 스토퍼 주위에서 캡을 크림핑하는 단계를 포함하고, 상기 방법은 바이얼 대신에 머신 내에서 전술된 항들 중 어느 한 항에 따른 측정 장치를 배열하는 단계, 측정 장치의 힘 센서에 의해 제공된 신호를 수득하기 시작하는 단계, 측정 장치의 에지 상에 고무 스토퍼를 고정하기 위하여 머신을 작동시키는 단계, 머신의 작동 중에 측정 장치의 힘 센서의 신호를 관찰하는 단계, 관찰된 신호를 평가하는 단계, 및 평가된 신호에 따라 머신을 조정하는 단계를 포함한다.

이러한 방법에 따라 머신을 조절하기 위하여 본 발명에 따른 측정 장치에 의해 제공된 신호를 평가할 수 있다. 이에 따라 머신을 조절할 때 고무 스토퍼와 에지 사이의 접촉 영역에서 실제 힘 상태(real-live force condition)가 고려될 수 있다. 이와 같이, 바이얼 또는 유사 용기가 정밀하고 미리정해진 방식으로 밀봉 또는 밀폐될 수 있다.

바람직하게는 방법은 최대 힘과 최소 힘을 미리정하는 단계를 추가로 포함하고, 머신은 머신에 의해 작동 시에 측정 장치에 의해 측정된 힘이 최대 힘을 초과하지 않고 머신에 의해 작동된 후에 측정 장치에 의해 측정된 잔여 힘이 최소 힘 미만이 아니도록 조절된다.

바람직하게는, 방법은 머신의 작동 이후에 측정 장치의 힘 센서의 신호를 관찰하는 단계 및 관찰된 신호를 평가하는 단계를 포함한다. 이와 같이, 힘은 포장 공정 이후에 측정 및 관찰될 수 있다. 이러한 측정은 머신으로부터 측정 장치를 제거하고 측정된 신호를 관찰하는 단계를 포함한다.

이와 같이, 비교적 긴 시간 동안, 예를 들어 한달 초과의 기간 동안에 폐쇄의 안정성을 연구하는 것이 가능하다. 예를 들어, 에지에 작용하는 힘의 변화는 시간 경과에 따라 관찰될 수 있으며, 예를 들어 밀봉 밀폐를 보장하는데 결정적 일 수 있는 정도로 압력 손실을 식별할 수 있다.

본 발명의 이러한 그리고 다른 태양들은 이하 설명되는 실시예들로부터 명확해질 것이며, 이들 실시예를 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 캡에 의해 고정된 고무 스토퍼에 의해 밀폐되는 목표 바이얼의 부분 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 측정 장치의 제1 실시 형태의 부분적인 단면도.
도 3은 도 2의 측정 장치의 단면도 및 사시도.
도 4는 도 2의 장치의 소프트웨어 평가 측정 결과에 의해 디스플레이되는 다이어그램.
도 5는 본 발명의 측정 장치의 제2 실시 형태의 단면도 및 사시도.

다음의 설명에서, 특정 용어는 편의상 사용되며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. "우측", "좌측", "위(up)", "아래(down)", "아래(under)" 및 "위(above)"라는 용어는 도면의 방향을 참조한다. 이 용어는 명시적으로 언급된 용어와 그 유도된 용어 및 유사한 의미의 용어를 포함한다. 또한, "아래(beneath)", "아래(below)", "아래(lower)", "위(above)", "위(upper)", "근위(proximal)", "말단(distal)" 등과 같은 공간적으로 관련된 용어는 도면에 도시된 바와 같은 하나의 요소 또는 특징의 다른 요소 또는 특징에 대한 관계를 설명하도록 사용될 수 있다. 이들 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 위치 및 배향 이외에 사용 또는 작동 중인 장치의 상이한 위치 및 배향을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 요소는 다른 요소 또는 특징의 "위(above)" 또는 "위에(over)" 있을 것이다. 따라서, "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래의 위치와 배향 모두를 포함할 수 있다. 상기 장치는 다르게 배향될 수 있거나(90도 회전되거나 다른 배향으로 회전될 수 있음), 본 명세서에서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술어는 그에 따라 해석될 수 있다. 마찬가지로 다양한 축을 중심으로 한 이동에 대한 설명에는 다양한 특수 장치 위치와 배향이 포함된다.

다양한 태양들 및 예시적인 실시예들의 도면들 및 설명에서의 반복을 피하기 위해, 많은 특징들이 많은 태양들 및 실시예들에 공통적이라는 것을 이해해야 한다. 설명이나 도면에서 한 측면을 생략한다고 해서 그 측면이 그 측면을 포함하는 실시예에서 빠져있다는 것을 의미하지는 않는다. 대신, 명확성을 위해 그리고 장황한 묘사를 피하기 위해 그 측면은 생략될 수 있다. 이러한 맥락에서 다음 내용이 이 설명의 나머지 부분에 적용된다: 도면을 명확히 하기 위해, 도면은 설명의 직접적인 관련 부분에 설명되어 있지 않은 참조 부호를 포함한다면, 이는 이전 설명 또는 다음 설명 부분에 참조된다. 또한, 명료성 때문에, 도면의 섹션에서 부분의 모든 특징에 참조 부호가 제공되는 않는 경우, 이는 동일한 도면의 다른 섹션들에 참조된다. 2개 이상의 도면에서 동일한 번호는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다.

도 1은 캡(30)에 의해 바이얼(vial, 60) 상에 고정되는 고무 스토퍼(rubber stopper, 20)에 의해 밀폐된 목표 유리 바이얼(60)의 일부를 도시한다. 바이얼(60)은 수직방향으로 연장된 종방향 축(610)을 가지며 상기 종방향 축 주위에서 바이얼(60)이 회전 대칭을 이룬다. 바이얼은 의약품이 충전되는 중공 격실 섹션(620)을 포함한다. 격실 섹션(620)은 상부 단부에서 숄더를 통하여 넥(630) 내로 형성된다. 넥(630)은 격실 섹션(620)보다 작은 직경을 갖는다. 상부 단부에서, 넥(630)은 바이얼(60)의 플랜지형 에지(640) 내로 이어진다. 넥(630)과 에지(640)는 격실 섹션(620)의 내부가 바이얼(60) 외측으로부터 접근가능한 중심 개구를 갖는다. 에지(640)의 상부 표면은 스토퍼 접촉 영역(650)을 형성한다.

도 1의 단면도에서, 고무 스토퍼(20)는 실질적으로 T-형상이다. 이에 따라, 이는 헤드 섹션(210) 및 스텝 섹션(220)을 갖는다. 헤드 섹션(210)은 스템 섹션(220)에 걸쳐 횡방향으로 연장되고 바이얼(60)의 에지(640)의 상부 표면에 접한다. 이에 따라, 헤드 섹션(640)의 하부 표면은 주변 바이얼 접촉 영역(230)을 형성한다. 스토퍼(20)의 스텝 섹션(220)은 바이얼(60)의 넥(630) 내로 수직 방향으로 연장된다. 이는 바이얼(60)의 에지(640)의 대응 주변방향 내부 요홈 내에 배열되는 주변 외부 립을 갖는다. 스토퍼(20) 및 바이얼(60)은 바이얼 접촉 영역(230) 및 스토퍼 접촉 영역(650)에서 접한다. 이들 영역에서, 밀봉력(F)이 인가되어 바이얼(60) 상으로 스토퍼(20)를 누름으로써 유도된다.

스토퍼(20)는 캡(30)에 의해 바이얼(60) 상에 고정된다. 캡(30)은 스토퍼(20)의 상부 표면과 접촉하는 단부 측면(310)을 갖는다. 단부 측면(310)으로부터, 링 형태의 림(320)은 바이얼(60)의 에지(640)에 인접하게 횡방향 및 스토퍼(20)와 좌측 및 우측에서 접촉하거나 또는 횡방향으로 하향 연장된다. 이의 하부 단부 상에서, 캡(30)은 넥(630)에 걸쳐 돌출되는 에지(640)의 하부 측면 아래로 연장되는 크림프 섹션(330)을 갖는다.

도 2에서, 본 발명에 따른 측정 장치(1)의 제1 실시 형태의 일부 부분이 도시된다. 측정 장치(1)는 몸체(11), 강성 플런저(12) 및 힘 센서(13)를 포함한다. 몸체(11)는 내측(114) 및 몸체(11) 외측으로부터 내측(114)에 접근하기 위한 개구를 갖는다. 몸체(11)는 상부 부분(112) 및 기저 부분(111)으로 구성되고 개구는 상부 부분(112) 내에 배열된다. 기저 부분(111)은 평면 표면 상에 배열되는 평평한 하부(1112)를 갖는다. 상부 부분(112)은 나사 조인트에 의해 기저 부분(111)에 연결되고, 상부 부분(112)은 나사 조인트의 수형 부분(1123)을 포함하고, 기저 부분(111)은 나사 조인트의 암형 나사산(1111)을 포함한다. 따라서, 기저 부분(111)과 상부 부분(112)은 나사 조인트에 의해 서로 분리가능하게 장착된다.

몸체(11)의 상부 부분(112)은 일 측면에서 개구에서 및 다른 측면 상에서 내측(114)에서 말단을 이루는 중심 수직 보어와 넥(1121)을 갖는다. 개구 주위에서, 플랜지(1122)가 형성되며, 이는 넥(1121)에 걸쳐 횡방향으로 돌출되고, 즉 넥(1121)의 좌측 및 우측으로 추가로 연장된다.

강성 플런저(12)는 상부 헤드 부분(121) 및 하부 결합 부분(122)을 포함한다. 헤드 부분(121)은 에지(1212) 및 중공 피스톤 부분(1211)을 갖는다. 헤드 부분(121)의 에지(1212)는 몸체(11)의 상부 부분(112)의 플랜지(1122)에 이웃하고 몸체(11)의 상부 부분(112)의 넥(1121)에 걸쳐 횡방향으로 돌출된다. 이는 몸체(11)의 외측에 배열되고 도 1의 바이얼(60)과 같이 목표 바이얼의 개구의 에지와 같이 동일하게 성형된다. 헤드 부분(121)의 피스톤 부분(1211)은 이의 내측(114)으로 몸체(11)의 상부 부분(112)의 넥(1121)의 보어 내로 수직 방향으로 연장된다. 이에 따라서, 넥(1121)의 관통 보어의 피스톤 부분(1211)은 이의 하부 단부로 전체적으로 연장된다.

강성 플런저(12)의 결합 부분(122)은 헤드 부분(121)의 실질적으로 하부 및 아래에 배열된다. 이는 피스톤 커넥터와 같은 상부 수직 포스트(1221) 및 하부 플랜지형 센서 커넥터(1222)를 포함한다. 포스트(1221)는 피스톤 부분(1211)의 하부 단부가 센서 커넥터(1222)의 상부 표면과 접하도록 헤드 부분(121)의 피스톤 부분(1211) 내로 상향 연장된다. 이와 같이, 결합 부분(122)과 헤드 부분(121)은 서로 분리가능하게 연결된다.

힘 센서(13)는 몸체(11)의 내측(114)에 배열된다. 이는 몸체(11)의 상부 부분(112) 내에 형성되는 구멍(115)을 통하여 몸체(11)로부터 외부로 연장되는 케이블 포트(132) 및 압전 요소로서 링 형태의 압전 석영을 포함한다. 강성 플런저(12)의 결합 부분(122)의 센서 커넥터(1222)의 하부 표면은 몸체(11)의 내측(114) 내의 힘 센서(13)의 상부 표면과 접한다. 몸체(11)의 하부 부분(111)은 스터브를 포함한 내부 시트(1113)를 포함한다. 힘 센서(13)의 압전 석영(131)은 압전 석영(131)의 내부 내에서 스터브가 연장되도록 몸체(11)의 하부 부분(111)의 시트(1113) 상에 배열된다.

강성 플런저(12)는 힘 센서(13)에 결합되고 몸체(11)에 대해 수직 방향으로 이동가능하다. 강성 플런저(12)와 함께 몸체(11)는 목표 바이얼의 외부 형상과 실질적으로 동일한 외부 형상을 갖는다. 장치(1)는 수직 종방향 축(113)을 가지며, 상기 축을 따라 강성 플런저(12)가 이동할 수 있다. 강성 플런저(12)와 몸체(11)의 기저 부분(111)은 축(113) 주위에서 회전 대칭을 이룬다.

강성 플런저(12)의 에지(1212)의 상부에서, 고무 스토퍼(2)와 캡(3)이 배열된다. 도 2에 도시된 상태에서, 고무 스토퍼(2)는 압축해제되고 캡(3)은 고무 스토퍼(2) 및 에지(1212)에 연결해제된다. 캡(3)의 상부에서 플립 오프 요소(flip-off element, 4)가 배열되고 캡(3)에 연결될 수 있다. 플립 오프 요소는 목표 바이얼을 개방하기 위하여 캡(3)과 함께 플립 오프되고 사용자에 의해 파지되도록 배열된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 힘 센서(13)의 케이블 포트(132)가 이의 다른 단부에서 신호 해석 유닛(15) 또는 신호 박스에 연결되는 제1 와이어(14)의 일 단부에 연결된다. 신호 해석 유닛(15)은 몸체(11)의 외측에 배열된다. 이는 제2 와이어(51)를 통하여 랩탑 컴퓨터(5)에 연결된다.

신호 해석 유닛(15)에 의해 힘 센서(13)에 의해 생성된 신호는 평가될 수 있고, 즉 직류 임피던스가 비례 전압으로서 모델링될 수 있다. 전압은 힘 센서(13)에 작용하는 힘에 직접 비례한다. 이에 따라서, 신호 해석 유닛(15)의 출력 신호는 그 뒤에 등가 회로를 통과하는 경우 힘 센서(13)에 인가된 기계적 힘에 관련된다. 이 출력 신호는 랩탑 컴퓨터(5)에 전달되고 예를 들어, 랩탑 컴퓨터(5)에서 수행되는 적절한 소프트웨어에 의해 필요에 따라 추가로 처리된다.

밀폐 또는 패키징 머신에서 처리될 때에 장치(1)에 의해 측정된 힘의 진행의 예시가 도 4에 도시된다. 머신은 일반적으로 바이얼의 개구의 에지 상에 고무 스토퍼를 고정시킴으로써 바이얼을 밀폐한다. 특히, 이러한 고정은 (i) 바이얼의 개구의 에지 상에서 고무 스토퍼를 가압하고, (ii) 고무 스토퍼 상에 캡을 배치하고, 바이얼의 개구의 에지 및 고무 스토퍼 주위에서 캡을 크림핑하는 단계를 포함한다.

도 4를 참조하면, 랩탑 컴퓨트(5)에서 실행되는 전용 소프트웨어의 GUI(graphical user interface)의 섹션이 도시된다. GUI는 측정된 힘(뉴턴)을 나타내는 y-축(72) 및 처리 시간(초)을 나타내는 x-축(71)을 갖는 다이어그램(7)을 디스플레이한다. 다이어그램(7)에서, 장치(1)에 의해 측정된 힘을 나타내는 그래프(73)가 그려진다.

그래프(73)는 장치(1)가 머신 내에 배치되지만 압력이 인가되지 않는 예압 섹션(731)을 갖는다. 이 예압 섹션(731)에서, 측정된 힘은 0이다. 대략 1.5초에서 시작 시에, 그래프(73)의 가압 섹션(732)이 개시된다. 이 섹션에서, 캡(3)을 크림핑하고 고무 스토퍼(2)의 압축 중에 측정된 힘의 코스가 도시될 수 있다. 현저하게, 측정된 힘은 고무 스토퍼(2) 상에 가해진 압력을 나타내는 특정값으로 단순히 상승되지 않지만 크림핑 힘의 효과는 또한 더욱 복잡한 곡선으로 야기되는 밀봉력 또는 측정된 힘을 함축한다. 그래프(73)의 가압 섹션(732)은 대략 235 뉴턴에서 최대값(733)를 갖는다.

그래프는 장치(1)가 머신에 의해 처리되거나 또는 밀폐된 후에 측정된 힘을 나타내는 잔여 힘 섹션(734)을 추가로 갖는다. 잔여 힘 섹션(734)은 약 2.25초에서 개시된다. 잔여 힘 섹션(734) 내에서 측정된 밀봉력은 대략 안정적이거나 또는 매우 조금 감소하고, 80 뉴턴 내지 90 뉴턴이다.

전술된 장치(1)는 예를 들어 바이얼을 밀폐하기 위하여 바이얼에 인가된 힘에 관하여 머신을 조절하도록 사용될 수 있다. 특히, 이는 다음에 따라 수행될 수 있다: 목표 바이얼 대신에 머신 내에 측정 장치(1)의 배치, 측정 장치(1)의 힘 센서(13)에 의해 제공된 신호를 수득하기 위하여 개시, 측정 장치(1)의 에지(1212) 상에 고무 스토퍼(2)를 고정하기 위하여 머신을 작동시킴, 머신의 작동 중에 장치(1)의 힘 센서(13)의 신호를 관찰함, 관찰된 신호를 평가함, 및 평가된 신호에 따라 머신을 조절함.

관찰된 신호의 평가는 랩탑 컴퓨터(5)에서 실행되는 전용 소프트웨어에 의해 수행된다. 이에 따라 그래프(73)의 잔여 힘 섹션(734)에 의해 나타나는 잔여 힘에 대응하는 최소 힘 및 다이어그램(7)의 그래프(73)의 최대값(733)에 대응하는 최대 힘이 미리정해진다. 최대 힘은 고무 스토퍼(2)와 에지(1212)가 손상 또는 파손되지 않도록 미리정해지거나 수치화된다. 최소 힘은 밀봉 및 타이트한 밀폐를 보장하도록 미리정해지거나 수치화된다.

머신은 그 뒤에 머신에 의해 작동 시에 장치(1)에 의해 측정된 힘이 최대 힘을 초과하지 않고 머신에 의해 작동된 후에 장치(1)에 의해 측정된 잔여 힘이 최소 힘 미만이지 않도록 조절된다.

게다가, 장치(1)는 바이얼의 밀폐의 지속적 거동(long term behaviour)을 관찰하기 위하여 비교적 긴 기간에 걸쳐 잔여 힘을 관찰하기 위해 사용될 수 있다. 이에 따라서, 장치(1)의 힘 센서(13)의 신호는 머신의 작동 이후에 관찰되고 관찰된 신호는 평가된다. 예를 들어, 밀폐의 체결 손실과 관련될 수 있는 밀봉력의 감소가 식별될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 측정 장치(19)의 제2 실시 형태를 도시한다. 장치(19)는 전술된 도 2 및 도 3의 측정 장치와 같이 실질적으로 동일하게 구성된다. 특히, 상이한 것으로 하기에서 기재되지 않은 전술된 섹션에 따라 기재되고 도 2 및 도 3에 도시된 모든 부분 및 특징이 동일하다.

장치(19)는 상부 부분(1129) 및 기저 부분(1119)을 갖는 몸체(119), 힘 센서(139), 강성 플랜지(129) 및 신호 해석 유닛(159)을 갖는다. 강성 플랜지(129)의 상부에 고무 스토퍼(29), 캡(39) 및 플립 오프 요소(49)가 배열된다. 신호 해석 유닛(159)은 와이어(519)에 의해 랩탑 컴퓨터(59)에 연결된다.

몸체(119)의 기저 부분(1119)은 힘 센서(139)의 무선 통신 트랜스미터와 같은 무선 트랜스미터(1329)가 배열되는 내부 챔버로 구성된다. 힘 센서(139)가 무선 트랜스미터(1329)를 갖기 때문에 케이블 포트가 필요하지 않다. 기저 부분(119)의 내부 챔버는 밀폐 나사에 의해 이의 하부 측면으로부터 밀폐된다. 신호 해석 유닛(159)은 무선 통신 리시버와 같은 무선 리시버(1519)를 갖는다. 무선 트랜스미터(1329) 및 무선 리시버(159)는 힘 센서(139)로부터 신호 해석 유닛(159)으로 신호를 전송하도록 구성된다.

장치(19)의 상부 부분(129)은 연속 측면 벽을 갖는다. 특히, 도 1의 장치(1)의 상부 부분(12)과 대조적으로 이는 구멍을 갖지 않는다. 장치의 몸체(119)는 신호 해석 유닛(159)과 힘 센서(139) 사이의 무선 통신을 방해하지 않는 재료로 제조된다. 이는 예를 들어, 강성 플라스틱 재료로 제조된다.

본 발명은 도면 및 전술한 설명에서 상세히 도시되고 설명되었지만, 그러한 예시 및 설명은 예시적이거나 설명적인 것으로 고려되어야 하며 제한적이지는 않다. 당업자는 다음의 청구범위의 사상 및 범위 내에서 변경 및 수정을 행할 수 있음을 이해할 것이다. 특히, 본 발명은 전술한 상이한 실시예들로부터의 특징들의 임의의 조합으로 추가 실시예들을 포함한다. 본 명세서 및 청구범위의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 기계적, 구성적, 구조적, 전기적 및 동작적 변화가 이루어질 수 있다. 어떤 경우에는, 잘 알려진 회로, 구조 및 기술은 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 상세하게 도시되지 않았다. 2개 이상의 도면에서 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 요소를 나타낸다.

본 발명은 또한 전술한 설명 또는 이하의 설명에서 기술되지 않았을 수도 있지만, 개별적으로 도면에 도시된 모든 추가 특징을 포함한다. 또한, 도면들 및 상세한 설명에서 설명된 실시예들의 단일의 대안들 및 그 특징들의 단일 대안들은 본 발명의 주제 또는 개시된 주제로부터 부인될 수 있다. 개시는 청구범위 또는 예시적인 실시예들에서 정의된 특징들 및 상기 특징들을 포함하는 주제로 구성된 주제를 포함한다.

또한 청구범위에서 "포함하는"이라는 단어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 부정 관사 "a" 또는 "an"은 복수를 배제하지 않는다. 단일 유닛 또는 단계는 청구범위에 열거된 여러 기능의 기능들을 수행할 수 있다. 특정 측정값이 서로 다른 종속항에 인용되어 있다는 단순한 사실만으로 이러한 측정값의 조합을 활용할 수 있도록 사용될 수 없다는 것을 의미하지는 않는다. 속성 또는 값과 관련하여 "본질적으로", "약", "대략" 등의 용어는 특히 정확하게 각각 속성 또는 정확히 값을 정확하게 정의한다. 주어진 수치 값 또는 범위와 관련하여 용어 "약"은 예를 들어 주어진 값 또는 범위의 20% 이내, 10% 이내, 5% 이내 또는 2% 이내의 값 또는 범위를 지칭한다. 청구범위 내의 임의의 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (16)

1. 목표 바이얼(60)의 개구의 에지(640)에 작용하는 힘을 측정하기 위한 측정 장치(1, 19)로서, 상기 측정 장치는
   몸체(11, 119) 외부로부터 내측(114)으로 접근하기 위한 개구 및 내측(114)을 갖는 몸체(11, 119),
   목표 바이얼(60)의 개구의 에지(640)와 동일하게 형성된 에지(1212)를 갖는 강성 플런저(12, 129), 및
   힘 센서(13, 139)를 포함하고, 상기 강성 플런저(12, 129)는 몸체(11, 119)의 내측(114)으로 몸체(11, 119)의 개구를 통해 연장되고,
   강성 플런저(12, 129)의 에지(1212)는 몸체(11, 119)의 외측에 배열되고, 힘 센서(13, 139)는 몸체(11, 119)의 내측(114)에 배열되고, 강성 플런저(12, 129)는 몸체(11, 119)에 대해 이동가능하고 힘 센서(13, 139)에 결합되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
2. 제1항에 있어서, 강성 플런저(12, 129)는 몸체(11, 119)에 대해 선형으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 측정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 목표 바이얼(60)의 높이와 실질적으로 동일한 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
4. 제3항에 있어서, 몸체(11, 119) 및 강성 플런저(12, 129)는 목표 바이얼(60)의 외부 형상과 실질적으로 동일한 외부 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
5. 제4항에 있어서, 힘 센서(13, 139)는 압전 요소(131, 1319)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
6. 제5항에 있어서, 힘 센서(13, 139)에 의해 생성된 신호를 평가하기 위한 신호 해석 유닛(15, 159)을 포함하고, 신호 해석 유닛(15, 159)은 힘 센서(13, 139)에 연결되고 몸체(11, 119) 외측에 배열되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
7. 제6항에 있어서, 힘 센서(13, 139)는 신호 해석 유닛(15, 159)에 신호를 전송하기 위한 무선 통신 트랜스미터(1329)를 가지며 신호 해석 유닛(15, 159)은 힘 센서(13, 139)로부터 신호를 수신하기 위한 무선 통신 리시버(1519)를 갖는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
8. 제7항에 있어서, 강성 플런저(12, 129)는 몸체(11, 119)의 내측(114)으로 몸체(11, 119)의 개구를 통하여 연장되는 피스톤 부분(1211) 및 에지(1212)를 포함하는 헤드 부분(121)을 갖는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
9. 제8항에 있어서, 몸체(11, 119)는 일 측면에서 개구 및 다른 측면에서 내측(114)에서 말단을 이루는 보어를 포함한 넥(1121) 및 넥(1121)에 걸쳐 돌출되고 개구 주위에 형성된 플랜지(1122)를 갖는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
10. 제9항에 있어서, 강성 플런저(12, 129)의 헤드 부분(121)의 에지(1212)는 몸체(11, 119)의 넥(1121)에 걸쳐 돌출되고, 몸체(11, 119)의 플랜지(1122)에 인접하며, 강성 플런저(12, 129)의 헤드 부분(121)의 피스톤 부분(1211)은 몸체(11, 119)의 내측(114)에 대해 몸체(11, 119)의 넥(1121)의 보어 내로 연장되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
11. 제10항에 있어서, 강성 플런저(12, 129)는 피스톤 커넥터(1221) 및 피스톤 커넥터(1221)에 마주보는 플랜지형 센서 커넥터(1222)를 갖는 결합 부분(122)을 포함하고 결합 부분(122)은 헤드 부분(121)으로부터 분리가능하고, 결합 부분(122)의 피스톤 커넥터(1221)는 헤드 부분(121)의 피스톤 부분(1211)에 연결되도록 형성되고, 결합 부분(122)의 센서 커넥터(1222)는 몸체(11, 119)의 넥(1121)에 걸쳐 돌출되고 센서 커넥터(1222)는 몸체(11, 119)의 내부(114)에서 힘 센서(13, 138)와 접촉하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
12. 제11항에 있어서, 몸체(11, 119)는 상부 부분(112)과 기저 부분(111)을 가지며, 몸체(11, 119)의 개구는 상부 부분(112) 내에 배열되고 기저 부분(111)은 표면 상에 배열되도록 성형되고 상부 부분(112)은 기저 부분(111)으로부터 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
13. 제12항에 있어서, 몸체(11, 119)의 기저 부분(111) 및 몸체(11, 119)의 상부 부분(112)은 나사 조인트를 형성하는 수형 부분(1123) 및 나사산(1111)을 갖는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
14. 바이얼(60)의 개구의 에지(640) 상에 고무 스토퍼(2, 20, 29)를 고정함으로써 바이얼(60)을 밀폐하기 위한 머신을 조정하는 방법으로서,
    바이얼(60)의 개구의 에지(640) 상에 고무 스토퍼(2, 20, 29)를 고정하는 단계는 바이얼(60)의 개구의 에지(640) 상에서 고무 스토퍼(2, 20, 29)를 가압하는 단계, 고무 스토퍼(2, 20, 29) 상에 캡(3, 30, 39)을 배치하는 단계 및 바이얼(60)의 개구의 에지(1212) 및 고무 스토퍼(2, 20, 29) 주위에서 캡(3, 30, 39)을 크림핑하는 단계를 포함하고, 상기 방법은
    바이얼(60) 대신에 머신 내에서 제1항에 따른 측정 장치(1, 19)를 배열하는 단계,
    측정 장치(1, 19)의 힘 센서(13, 139)에 의해 제공된 신호를 수득하기 시작하는 단계,
    측정 장치(1, 19)의 에지(1212) 상에 고무 스토퍼를 고정하기 위하여 머신을 작동시키는 단계,
    머신의 작동 중에 측정 장치(1, 19)의 힘 센서(13, 139)의 신호를 관찰하는 단계,
    관찰된 신호를 평가하는 단계, 및
    평가된 신호에 따라 머신을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 최대 힘과 최소 힘을 미리정하는 단계를 포함하고, 머신은 머신에 의해 작동 시에 측정 장치(1, 19)에 의해 측정된 힘이 최대 힘을 초과하지 않고 머신에 의해 작동된 후에 측정 장치(1, 19)에 의해 측정된 잔여 힘(734)이 최소 힘 미만이 아니도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 머신의 작동 이후에 측정 장치(1, 19)의 힘 센서(13, 139)의 신호를 관찰하는 단계 및 관찰된 신호를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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