JPH07291394A - カートリッジへの液体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 注射用アンプルなどのカートリッジに薬剤な
どの液体を充填する装置における、構造的な耐久性を向
上させかつ充填量変更への対応性を秀れたものとする。 【構成】 充填液体の供給源に接続された貯留タンク３
からの送液路を切換弁５を介してピストン室７と充填ヘ
ッド１９とに分岐接続し、ピストンロッド１１をベルト
伝導機構１３を介して回転駆動源１５に連結し、フレー
ム１に固定されたナット１７をピストンロッド１１に螺
合させ、充填ヘッド１９の下方には上昇下降可能にカー
トリッジリフター２１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はカートリッジへの液体
充填装置に関するものであり、さらに詳しくは注射用ア
ンプルなどのカートリッジに薬剤などの液体を自動充填
する技術の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような液体充填装置としては、従
来からカム方式とシリンダー方式とがあるが、自動充填
には主としてカム方式が採用されている。

【０００３】カム方式の充填装置においては、液体の供
給源に接続された貯溜タンクからの送液路が切換弁を介
して充填用ピストン室と充填部とに分岐接続されてい
る。ピストン室のピストンはピストンロッドを介して下
方の揺動レバーの先端に連結されており、揺動レバーは
接触するカム機構により駆動される。充填部は充填ヘッ
ドとその下方に設けられたカートリッジリフターとノズ
ルとから構成されている。充填ヘッド内には上下に延在
する狭路が形成されており、この狭路にノズルが遊挿さ
れている。ノズルの下端には膨大部が形成されており、
ノズルが上昇したときに狭路を閉塞できるようになって
いる。なおカートリッジリフターはピストンロッドと連
動して上昇下降するように構成されている。

【０００４】充填動作に際しては切換弁が第１の位置を
とり、貯溜タンクからの送液路をピストン室に接続す
る。この状態で貯溜タンクからの液体がまずピストン室
内に流入する。このとき充填部においてはノズルは下降
位置にあり、充填ヘッド内の狭路は開放された状態にな
っている。ついで切換弁は第２の位置になりピストン室
を充填部に接続する。この状態で揺動レバーを介してカ
ム機構に駆動されてピストンロッドが上昇する。これと
連動してカートリッジリフターも上昇し、カートリッジ
が充填ヘッドと係合する。ピストン室内の液体は上昇す
るピストンに押されて充填ヘッド内の狭路を経てカート
リッジ内に充填される。充填動作が終了すると、ノズル
が上昇してその下端の膨大部が充填ヘッドの狭路を閉塞
して、液垂れによるカートリッジの汚染を防止する。以
下ピストンロッドとカートリッジリフターとは連動下降
して、次のサイクルの充填動作に移る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記のような
従来のカム方式の液体充填装置の場合には、充填ヘッド
に狭路が形成されていること、およびカム機構によって
駆動していることが原因で、種々の問題が起きてくるの
である。

【０００６】まづ充填ヘッドに狭路が形成されているが
故に、充填時にピストン周りに過大な負荷が掛かり、こ
の過大な負荷が主としてピストンロッドに作用してピス
トンロッドが曲がってしまったり、ときには折損するこ
とがある。またこの過大な負荷の故にカムが摩耗し易
い。このような過度の負荷の発生はひとり狭路の存在の
みに起因するものではなく、例えば狭路に遊挿されてい
るノズルが故障した場合にも起きるものである。

【０００７】またカートリッジへの液体の充填量が変更
されたときには、カムを変更したり、揺動レバーの支点
を変更する必要がある。このような作業はいずれもかな
りの手間と時間を要するので、充填量の変更に対して迅
速に対応できないのである。

【０００８】この発明の目的は、カートリッジへの液体
充填装置の構造的な耐久性を向上させかつ充填量変更へ
の対応性を秀れたものとすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このためこの発明におい
ては、充填液体の供給源に接続された貯留タンクからの
送液路を切換弁を介してピストン室と充填ヘッドとに分
岐接続し、ピストンロッドをベルト伝導機構を介して回
転駆動原に連結し、フレームに固定されたナットをピス
トンロッドに螺合させ、充填ヘッドの下方には上昇下降
可能にカートリッジリフターを設けたことを要旨とする
ものである。

【００１０】

【作用】初期状態において切換弁は貯溜タンクをピスト
ン室に接続しており、貯溜タンクの液体がピストン室内
に流入する。流入が終了した状態で切換弁はピストン室
を充填ヘッドに接続する。充填動作の開始とともに回転
駆動されたピストンロッドはナットとの螺合関係の故に
上昇し、ピストン室内の液体はピストン室から押し出さ
れて充填ヘッドに送られる。充填ヘッド側においてはま
づカートリッジリフターが流体圧により駆動されて上昇
し、カートリッジが充填ヘッドと係合する。したがって
液体はカートリッジ内に充填される。充填動作が進むと
ともにカートリッジリフターはピストンロッドの上昇と
連動して下降する。充填が終了すると、ピストンロッド
は下降し、カートリッジリフターも流体圧により駆動さ
れて待機位置に下降する。

【００１１】

【実施例】図１および図２に示すのはこの発明の液体充
填装置の一例であって、フレーム１の上方には図示しな
い適宜なスタンドにより貯溜タンク３が固定支持されて
いる。この貯溜タンク３は図示しない適宜な弁を介して
充填すべき液体の供給源に接続されている。またこの貯
溜タンク３からの送液路は切換弁５を介して充填用ピス
トン室７と充填ヘッド１９とに分岐接続されている。

【００１２】切換弁５は図示しない適宜な制御機構によ
り駆動されて、貯溜タンク３を充填用ピストン室７に接
続する第１の位置と、貯溜タンク３を充填ヘッド１９に
接続する第２の位置とを、とるものである。

【００１３】充填用ピストン室７は上部フレーム１ａ上
に立設されたシリンダー内に画定されておりピストン９
を収容している。このピストン９のピストンロッド１１
は下方に延在しており、中部フレーム１ｂに固定された
ナット１７と螺合している。またこのピストンロッド１
１は１対のプーリーとベルトからなるベルト伝導機構１
３を介して中部フレーム１ｂに取り付けられた可逆転駆
動モーター１５に連結されている。なおピストンロッド
１１上のプーリーに対面してその回転量を検出するエン
コーダー４が設けられている。このエンコーダー４につ
いては後に詳述する。

【００１４】上部フレーム１ａと中部フレーム１ｂとの
間には左右２本のガイドポール２が固定されており、こ
れらのガイドポール２にはピストンロッド１１に固定さ
れたガイド板３１が遊嵌されている。すなわちピストン
ロッド１１はこれらのガイドポール２によってその上昇
下降を導かれている。

【００１５】充填ヘッド１９の下方には上昇下降可能に
カートリッジリフター２１が設けられている。また上部
フレーム１ａ上には流体圧シリンダー２５が立設固定さ
れており、その昇降用プランジャーロッド２７は下方に
延在して、仲介リンク機構２３およびリフターロッド２
９を介して、カートリッジリフター２１に連結されてい
る。この昇降用プランジャーロッド２７は充填用ピスト
ンロッド１１上のガイド板３１を遊嵌透通しているが、
その上端付近に設けられた係止片３３はガイド板３１を
通過することはできない形状寸法に形成されている。

【００１６】ここで図２に示すように、仲介リンク機構
２３は上部リンク２３ａと中部リンク２３ｂと下部リン
ク２３ｃとからなる特殊な構造を有している。上部リン
ク２３ａは上端において昇降用プランジャーロッド２７
の下端に軸承連結されるとともに、下端において中部リ
ンク２３ｂの上端に軸承連結されている。中部リンク２
３ｂは中央部分においてフレーム上のスタンド１ｃに軸
承支持されている。また中部リンク２３ｂは下端におい
て下部リンク２３ｃの下端に軸承連結されている。下部
リンク２３ｃはその上端においてリフタロッド２９の下
端に軸承連結されている。

【００１７】図３に示すように、エンコーダー４はＣＰ
Ｕシーケンサー１６に電気的に接続されており、このシ
ーケンサー１６には回転量設定器１０が接続されてい
る。またシーケンサー１６は回転制御器１２を介して回
転駆動モーター１５に接続されている。

【００１８】回転量設定器１０は作業員が選ばれた充填
量に相当する駆動モーター１５の回転量を設定するため
のもので、その出力信号をシーケンサー１６が読み取っ
てパルス数（設定パルス数）に換算する。駆動モーター
１５、ひいてはピストンロッド１１が回転を始める（充
填動作が始まる）とともにプーリーに対設されたエンコ
ーダー４から１回転毎に１個のパルス信号がシーケンサ
ー１６に入力される。シーケンサー１６はこの入力され
たにパルス信号をカウントし、その積算値が設定器１０
により設定されたパルス数に等しくなると、回転制御器
１２を介して駆動モーター１５に停止指令を与え、その
回転ひいては充填動作を終了させる。

【００１９】ついで上記のような構成のこの発明の充填
装置の作用について説明する。充填動作に先行して切換
弁５は貯留タンク３をピストン室７に接続する第１の位
置にあり、この切換弁５を介して貯留タンク３からピス
トン室７へと液体が流入する。充分な量の液体が流入し
たら、切換弁５は第２の位置にシフトしてピストン室７
を充填ヘッド１９に接続する。このタイミングで駆動モ
ーター１５が起動（正転）される。するとピストンロッ
ド１１は回転を始めるとともにナット１７との螺合関係
により上昇するから、ピストン室７内においてピストン
９が液体を押し出して充填ヘッド１９に充填する状態に
なる。

【００２０】これと並行して流体圧シリンダー２５も駆
動されて、そのプランジャーロッド２７を押し下げる。
するとリンク機構２３の中部リンク２３ｂが図２中で半
時計周りに回動し、下部リンク２３ｃを介してリフター
ロッド２９ひいてはカートリッジを支持したカートリッ
ジリフター２１が上昇する。この結果カートリッジＸが
待機位置から上昇して、充填ヘッド１９に係合して充填
される液体を受け入れ得るる状態となる。ピストン室７
からのピストン９による液体の充填はこのタイミングで
開始されるように設定されている。

【００２１】この充填開始のタイミングにおいて、プラ
ンジャーロッド２７上の係止片３３がピストンロッド１
１上のガイド板３１に係合し、以後流体圧シリンダー２
５は停止する。しかし駆動モーター１５は正転を続け
る。

【００２２】したがってピストン室７内の液体は上昇を
続けるピストンロッド１１ひいてはピストンン９により
押し出されて充填ヘッド１９と係合状態にあるカートリ
ッジＸ内に充填されていく。これと並行して、ピストン
ロッド１１とともに上昇するガイド板３１に押し上げら
れてプランジャーロッド２７も上昇する。すると今度は
図２中においてリンク機構２３の中部リンク２３ｂが時
計周りに回動し、下部リンク２３ｃとリフターロッド２
９とを介してカートリッジリフター２１が下降する。す
なわち充填が進むにつれてカートリッジＸが充填ヘッド
から離れて（下降して）つぎつぎと充填されてくる液体
の受け入れを可能とする。

【００２３】充填が終了する若干前のタイミングにおい
て駆動モーター１５が逆転駆動されて、ピストン室７内
においてピストン９が下降する。これによりカートリッ
ジＸ中に充填中の液体が若干量引き戻されることにな
り、充填終了時期におけるいわゆる液垂れが効果的に防
止される。このタイミングで切換弁７は再び第１の位置
に戻り、貯留タンク３をピストン室７に接続する。

【００２４】その後駆動モーター１５は逆転を続けて貯
留タンク３からの液体をピストン室７内に引き込む。こ
れと並行して流体圧シリンダー２５が再起動されて、プ
ランジャーロッド２７を引き上げるので、カートリッジ
リフター２１は充填ヘッド１９から離間して初期の待機
位置に戻る。以上で充填装置は１サイクルの充填動作を
終了する。

【００２５】上記の例ではエンコーダー４をピストンロ
ッド１１側のプーリーに対設させたが、ベルト伝導機構
１３の他の部位に対設してもよいことは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば充填ヘッドに狭路を設
けていないので、ピストン駆動系に過大な負荷が掛かる
こともない。また従来用いられている液垂れ防止用のノ
ズルも用いられていないので、ノズルの故障による負荷
の増加もない。カムを用いていないので摩耗という問題
も特に起こらない。総じて装置の構造的な耐久性が大幅
に向上する。

【００２７】また回転量設定器による回転量設定だけの
作業でカートリッジへの充填量を容易に変更できるの
で、充填量の変更に対して迅速かつ容易にに対処するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の液体充填装置の一例を示す側面図で
ある。

【図２】同じく前面図である。

【図３】同装置に用いる充填量制御システムの一例を示
すブロック線図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ ガイドポール ３ 液体貯留タンク ４ エンコーダー ５ 切換弁 ６ ＣＰＵシーケンサー ７ 充填用ピストン室 １０ 回転量設定器 １１ ピストンロッド １２ モーター回転制御器 １３ ベルト伝導機構 １５ 駆動モーター １７ ナット ２１ カートリッジリフター ２３ 仲介リンク機構 ２５ 流体圧シリンダー ２７ 昇降用プランジャーロッド ２９ リフターロッド ３１ ガイド板 ３３ 係止片 Ｘ カートリッジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】充填液体の供給源に接続された貯留タンク
   からの送液路が切換弁を介してピストン室と充填ヘッド
   とに分岐接続されており、ピストンロッドがベルト伝導
   機構を介して回転駆動源に連結されており、フレームに
   固定されたナットがピストンロッドに螺合しており、充
   填ヘッドの下方には上昇下降可能にカートリッジリフタ
   ーが設けられていることを特徴とするカートリッジへの
   液体充填装置。
2. 【請求項２】カートリッジリフターが仲介リンク機構を
   介してフレーム固定の流体圧シリンダーのプランジャー
   ロッドに連結されており、プランジャーロッドが充填用
   ピストンロッドに固定されたガイド用プレートを遊嵌透
   通して下方に延在するとともに係止片を有しており、充
   填動作の初期においては流体圧シリンダーに駆動されて
   カートリッジリフターが上昇し充填用ピストンロッドも
   上昇するが、ピストンロッドの上昇が所定量に達すると
   昇降用プランジャーロッド上の係止片がピストンロッド
   上のガイド用プレートに係合して、カートリッジがピス
   トンロッドの上昇に伴なって下降するごとく、上記の仲
   介リンク機構が構成されていることを特徴とする請求項
   １に記載の装置。
3. 【請求項３】前記のベルト伝導機構にエンコーダーが対
   設されており、これにより検出された駆動モータの回転
   量と設定回転量との比較によりカートリッジへの充填量
   が制御されることを特徴とする請求項１に記載の装置。