JPH0613339B2 - 粉末充填機における充填量検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、粉末充填機における充填量検査装置に関す
る。

従来の技術 たとえば医薬品などの粉末充填機として、外周面に複数
の放射状粉末吸引凹所が等ピッチをおいて設けられたド
ージングホイールを備え、ドージングホイールが略水平
軸を中心にして凹所の１ピッチずつ間欠的に回転するこ
とにより、ドージングホイールの上部においてホッパか
ら凹所内に真空吸引した粉末をドージングホイールの下
部においてコンベヤ上を移動する容器に押出すように構
成されたものが知られている。このような粉末充填機に
おいては、真空異常、ホッパ内の粉末ブリッジ、フイル
タの目詰りなどの何らかの異常が生じると、粉末が凹所
内に充分に吸引されず、充填量に不足を生じることがあ
る。ところが、従来は、サンプリングによって粉末を充
填した容器の重量検査を行なっているだけであり、全数
について充填量の不足を検査することは困難であった。
また、ホッパが空になって凹所に粉末が吸引されなくな
ったことを自動的に検知することができないから、毎日
の各ロットの充填終了前の３０分位の間、作業者が監視
を行なう必要があった。

このため、粉末が吸引されたドージングホイールの粉末
吸引凹所に感圧ロッドを挿入し、感圧ロッドにかかる圧
力と感圧ロッドと変位とから粉末の充填量を検出するよ
うにした粉末充填機における充填量検査装置が提案され
ている（特開昭６０−１４８４０４号公報参照）。

発明が解決しようとする問題点 ところが、上記の検査装置では、感圧ロッドの圧力と変
位によって充填量を間接的に検出しているので、充填さ
れる粉末の密度、粒状などによって充填量検出にばらつ
きが生じ、正確な検査が困難である。また、ドージング
ホイールの周囲に感圧ロッドとこれを駆動するための機
構を配置するための比較的大きなスペースが必要であ
り、ここのようなスペースがないと検査ができず、装置
が大型化する。さらに、感圧ロッドの駆動機構、感圧ロ
ッドの圧力および変位の検出手段が必要であり、コスト
が比較的高くなり、実用化が困難である。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、信頼性が高
く、ドージングホイールの周囲に大きなスペースを必要
としない、コストの安い充填量検査装置を提供すること
にある。

問題点を解決するための手段 この発明による充填量検査装置は、外周面に複数の放射
状粉末吸引凹所が等ピッチをおいて設けられたドージン
グホイールを備え、ドージングホイールが略水平軸を中
心にして凹所の１ピッチずつ間欠的に回転することによ
り、ドージングホイールの上部において凹所内に真空吸
引した粉末をドージングホイールの下部において容器に
押出すように構成された粉末充填機において、反射形光
電検出器に接続された入射光用光ファイバおよび反射光
用光ファイバの先端が、粉末を吸引した状態の凹所が停
止する位置に、凹所内の粉末にドージングホイールの放
射方向外側から臨むように配置されていることを特徴と
するものである。

なお、この発明における粉末には、医薬品、工業用薬
品、食品などの粉末、細粒などが全て含まれる。

実施例 第１図は、粉末充填機（10）と充填量検査装置（11）を
示す。

充填機（10）は、軸心がほぼ水平になるように配置され
たドージングホイール（12）と、底がドージングホイー
ル（12）の上部外周面にほぼ接するように配置された粉
末ホッパ（13）と、ドージングホイール（12）の真下を
通るように配置された容器コンベヤ（14）とを備えてい
る。コンベヤ（14）上には粉末が充填される複数の容器
（15）が等ピッチをおいて並べられており、これらの容
器（15）は、コンベヤ（14）により１ピッチずつ間欠的
に送られ、ドージングホイール（12）の真下に一定時間
ずつ停止しながらコンベヤ（14）上を第１図の左から右
に移動する。ドージングホイール（12）の外周面には、
たとえば８つの放射状粉末吸引凹所（16）が等ピッチに
おいて設けられている。そして、ドージングホイール
（12）はコンベヤ（14）と同期するようにその軸心を中
心にして第１図の矢印方向に凹所（16）の１ピッチずつ
間欠的に回転し、各凹所（16）は８つのステーション
（17）（18）（19）（20）（21）（22）（23）（24）に
一定時間ずつ停止しながらドージングホイール（12）と
ともに回転する。第１ステーション（17）はドージング
ホイール（12）の軸心の真上にあり、この位置に停止し
ている凹所（16）は真上を向いて、ホッパ（13）の底の
粉末出口（図示略）に臨んでいる。また、第５ステーシ
ョン（21）はドージングホイール（12）の軸心の真下に
あり、この位置に停止している凹所（16）は真下を向い
て、コンベヤ（14）上に停止している容器（15）に臨ん
でいる。そして、第１ステーション（17）においてホッ
パ（13）の底から凹所（16）内に粉末が真空吸引され、
粉末を吸引した凹所（16）は第２〜第４ステーション
（18）（19）（20）を経て第５ステーション（21）に移
動する。凹所（16）が第２〜第４ステーション（18）
（19）（20）を通る間は凹所（16）内に粉末が吸引され
たままであり、凹所（16）が第５ステーション（21）に
停止している間に、この中に吸引されていた粉末が真下
に停止している容器（15）に押出される。このようにし
て空になった凹所（16）は第６〜第８ステーション（2
2）（23）（24）を通って第１ステーション（17）に戻
り、このような動作を繰返すことにより、コンベヤ（1
4）上を移動する容器（15）に次々に粉末が充填され
る。

なお、充填機（10）自体は公知のものであるから、詳細
な説明は省略する。

上記のように凹所（16）内に粉末を吸引した場合、正常
であると、凹所（16）内の粉末（25）の表面は第６図
（a）に示すようにドージングホイール（12）の外周面
とほぼ面一になり、容器（15）に充填される粉末の量に
不足は生じない。ところが、前記のような異常が生じる
と、凹所（16）内の粉末（25）の表面に第６図（b）
（c）（d）（e）に示すような欠け（26）が生じ、この
分だけ容器（15）に充填される粉末の量に不足が生じ
る。

充填量検査装置（11）は、このような凹所（16）内の粉
末（25）の表面の欠け（26）すなわち吸引粉末量の不足
を検査することにより容器（15）の充填粉末量の不足を
検査するものであり、光ファイバユニット（27）を利用
した４個の反射形光電検出器（28）を備えている。各光
ファイバユニツト（27）は、光ファイバコネクタ（図示
略）により光電検出器（28）に光結合されており、光電
検出器（28）の投光器（図示略）に光結合された入射光
用光ファイバ（29）と受光器（図示略）に光結合された
反射光用光ファイバ（30）とから構成されている。これ
らの光ファイバ（29）（30）はプラスチック光ファイバ
よりなり、これらの先端が、次のように、充填機（10）
のドージングホイール（12）の第２ステーション（18）
に停止した凹所（16）内の粉末にドージングホイール
（12）の放射方向外側から臨むように配置されている。

第２図〜第５図に詳細に示すように、ホッパ（13）の外
側面に角柱状の垂直突条（31）が一体状に形成され、略
Ｕ形の第１支持部材（32）が、突条（31）を挾むように
取付けられ、ボルト（33）によってこれに固定されてい
る。略Ｔ形の第２支持部材（34）の垂直基板（35）が、
第１支持部材（32）の外側面にボルト（36）によって固
定されている。これらのボルト（36）は、第１支持部材
（32）に対する第２支持部材（34）の水平方向取付位置
を調節できるように、基板（35）に設けられた横長の切
欠き（37）に通されている。第２支持部材（34）の先端
寄りの部分には、第２ステーション（18）の凹所（16）
の軸心と平行な方向にこれを貫通する孔（38）が設けら
れ、棒状の第３支持部材（39）がこの孔（38）に摺動自
在に挿入され、ボルト（40）によって固定されている。
第３支持部材（39）のドージングホイール（12）側の先
端寄りの部分に鍔（41）が形成され、鍔（41）より先端
側にはおねじ部（42）が形成されている。そして、略Ｕ
形の第４支持部材（43）の基端二股部（44）が第３支持
部材（39）のおねじ部（42）を挟むように取付けられ、
おねじ部（42）にねじはめられたナット（45）により鍔
（41）との間に挟み止められている。第４支持部材（4
3）の先端部には、第２ステーション（18）の凹所（1
6）の軸心方向にこれを貫通する孔（46）が設けられ、
ドージングホイール（12）側の側面に孔（46）を塞ぐよ
うに板状の第５支持部材（47）がねじ（48）によって固
定されている。第５支持部材（47）には、第４支持部材
（43）の孔（46）と平行な方向にこれを貫通する４対の
孔（49）（50）が第５支持部材（47）の中心線を中心に
して９０゜おきに設けられている。各対の孔（49）（5
0）は放射方向に並んで配置され、一方には入射光用光
ファイバ（29）、他方には反射光用光ファイバ（30）の
先端がそれぞれ第４支持部材（43）の孔（46）側からは
め止められている。また、第５支持部材（47）のドージ
ングホイール（12）側の面には、光ファイバ（29）（3
0）の先端を覆う透明カバー（51）が固定されている。
第４支持部材（43）の先端部のドージングホイール（1
2）の反対側の部分には、カバー（52）が取付けられ、
各光ファイバユニット（27）は、第４支持部材（43）の
孔（46）から切欠き（53）を通って外に導き出され、光
電検出器（28）まで導かれている。そして、ホッパ（1
3）の突条（31）に対する第１支持部材（32）の上下方
向取付位置、第１支持部材（32）に対する第２支持部材
（34）の水平方向取付位置、第２支持部材（34）に対す
る第３支持部材（39）の長さ方向取付位置、ならびに第
３支持部材（39）に対する第４支持部材（43）の長さ方
向取付位置および取付角度を調節することにより、第２
ステーション（18）の凹所（16）に対する光ファイバユ
ニット（27）の先端の位置が調節される。通常は、第５
支持部材（47）の中心線が第２ステーション（18）の凹
所（16）の軸心と一致し、かつ透明カバー（51）の表面
とドージングホイール（12）の外周面との間隔が５mm程
度になるように調節され、４組の光ファイバユニット
（27）の先端が第２ステーション（18）の凹所（16）の
粉末の表面の外周寄りの部分の対称な４箇所にドージン
グホイール（12）の放射方向外側から臨んでいる。

各光電検出器（28）の投光器から出た光は入射光用光フ
ァイバ（29）を通って第２ステーション（18）の凹所
（16）の粉末（25）の表面に入射し、粉末（25）の表面
からの反射光は反射光用光ファイバ（30）を通って各光
電検出器（28）の受光器に入る。そして、各対の光ファ
イバユニット（27）の前方の粉末（25）の表面に欠け
（26）がない場合は、反射光用光ファイバ（30）に入る
反射光が多く、光電検出器（28）からは欠けなし信号が
出力される。逆に、各対の光ファイバユニット（27）の
前方の粉末（25）の表面に欠け（26）がある場合は、反
射光用光ファイバ（30）に入る反射光が少なく、光電検
出器（28）からは欠けあり信号が出力される。各光電検
出器（28）の出力信号線（54）は制御装置（55）に接続
されており、充填作業中に次のようにして充填量の検査
が行なわれる。

すなわち、充填機（10）のドージングホイール（12）が
停止している間の一定時間に、制御装置（55）は４個の
光電検出器（28）の出力を調べる。その結果、全ての光
電検出器（28）から欠けなし信号が出力されているとき
には、第２ステーション（18）の凹所（16）内の粉末
（25）の表面に欠け（26）がない正常な状態と判断し、
正常信号を出力して充填作業を続行する。また、いずれ
かの光電検出器（28）から欠けあり信号が出力されてい
るときには、粉末（25）の表面に欠け（26）がある異常
な状態と判断し、異常信号を出力して、充填機（10）を
停止させるとともに、ブザー（図示略）により一定時間
警報を発する。そして、ドージングホイール（12）が凹
所（16）の１ピッチずつ間欠的に回転して停止するたび
にこのような検査を繰返すことにより、全数について充
填量の不足を検査することができる。また、各ロットの
充填が終了してホッパ（13）から凹所（16）に粉末が吸
引されなくなったときにも、これを検知して充填機（1
0）は自動的に停止する。

上記の上記の充填量検査装置（11）の場合、光電検出器
（28）が光ファイバ（29）（30）を利用したものである
から、ドージングホイール（12）の周辺部に通常の検出
器を配置することが不可能な場合であっても、光ファイ
バ（29）（30）の先端をドージングホイール（12）の周
辺部に配置して検査を行なうことができる。しかも、光
ファイバ（29）（30）は屈曲性に優れたプラスチック光
ファイバよりなるので、非常に融通性に富んでいる。し
かしながら、光ファイバの材質、数、配置などは、上記
実施例のものに限らず、適宜変更可能である。たとえ
ば、光ファイバには、１本の光ファイバのクラッド内に
入射光用コアと反射光用コアを有するいわゆるマルチコ
ア光ファイバなども含まれる。この場合、入射光用コア
の部分が入射光用光ファイバに、反射光用コアの部分が
反射光用光ファイバにそれぞれ相当する。

また、上記実施例の場合、ドージングホイール（12）の
上部の粉末の飛散の少ない部分に光ファイバ（29）（3
0）の先端が配置され、しかも光ファイバ（29）（30）
の先端が斜め下方を向いているので、光ファイバ（29）
（30）の先端またはそのカバー（51）の表面などに粉末
が付着して感度を劣化させるようなおそれがない。しか
しながら、光ファイバ（29）（30）の先端は、他の部分
たとえば第３ステーション（19）などに配置されてもよ
い。

発明の効果 この発明によれば、外周面に複数の放射状粉末吸引凹所
（16）が等ピッチをおいて設けられたドージングホイー
ル（12）を備え、ドージングホイール（12）が略水平軸
を中心にして凹所（16）の１ピッチずつ間欠的に回転す
ることにより、ドージングホイール（12）の上部におい
て凹所（16）内に真空吸引した粉末（25）をドージング
ホイール（12）の下部において容器（15）に押出すよう
に構成された粉末充填機において、反射形光電検出器
（28）に接続された入射光用光ファイバ（29）および反
射光用光ファイバ（30）の先端が、粉末（25）を吸引し
た状態の凹所（16）が停止する位置に、凹所（16）内の
粉末（25）にドージングホイール（12）の放射方向外側
から臨むように配置されているから、上述のように、充
填量の不足を全数について検査することができる。した
がって、従来のようなサンプリング検査に比べて信頼性
が非常に高く、しかも各ロットの充填の終了を自動的に
検知できるから、従来のように作業者が監視を行なうよ
うな必要がなく、充填作業の全自動化が可能になる。ま
た、反射形光電検出器により粉末を直接検出するので、
充填される粉末の密度、粒径などによる充填量検出のば
らつきが小さく、したがつて、信頼性が高く、常に正確
な検査ができる。さらに、光ファイバの先端をドージン
グホイールの周囲に配置するだけでよく、反射形光電検
出器はドージングホイールから離れた位置に配置でき、
したがって、ドージングホイールの周囲に大きなスペー
スを必要とせず、装置の小型化が可能である。しかも、
反射形光電検出器と光ファイバを設けるだけでよいの
で、コストも安くなる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は粉末充填機と
充填量検査装置の概略構成部、第２図は第１図II−II線
の拡大矢視図、第３図は第１図III−III線の拡大矢視
図、第４図は第３図IV−IV線の断面図、第５図は第４図
Ｖ−Ｖ線の断面図、第６図はドージングホイールの凹所
内に吸引された粉末の種々の状態を示す拡大断面図であ
る。 （10）……粉末充填機、（11）……充填量検査装置、
（12）……ドージングホイール、（15）……容器、（1
6）粉末吸引凹所、（25）粉末、（28）……反射形光電
検出器、（29）……入射光用光ファイバ、（30）……反
射光用光ファイバ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面に複数の放射状粉末吸引凹所（16）
   が等ピッチをおいて設けられたドージングホイール（1
   2）を備え、ドージングホイール（12）が略水平軸を中
   心にして凹所（16）の１ピッチずつ間欠的に回転するこ
   とにより、ドージングホイール（12）の上部において凹
   所（16）内に真空吸引した粉末（25）をドージングホイ
   ール（12）の下部において容器（15）に押出すように構
   成された粉末充填機において、 反射形光電検出器（28）に接続された入射光用光ファイ
   バ（29）および反射光用光ファイバ（30）の先端が、粉
   末（25）を吸引した状態の凹所（16）が停止する位置
   に、凹所（16）内の粉末（25）にドージングホイール
   （12）の放射方向外側から臨むように配置されているこ
   とを特徴とする粉末充填機における充填量検査装置。
2. 【請求項２】入射光用光ファイバ（29）および反射光用
   光ファイバ（30）がプラスチック光ファイバよりなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の粉末充填
   機における充填量検査装置。