JPH0765923B2 - 充填装置における充填量秤量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、充填装置における充填量秤量装置に関し、詳
しくは、医薬品等の製造工程において用いられ、バイア
ル、アンプル等の容器に50mg、100mg、500mg、1000mg等
の微少粉末あるいは液体を自動充填し、該充填量を秤量
する装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種の医薬品など充填工程においては、充填量
のチェックは、一般に、下記の、の方法により行わ
れている。

粉末、液体等を充填した容器をラインより手動で抜き
取り、オフラインに設置している天秤により皆掛けを計
った後、内容物（粉末等）を取り出し、空容器を計り、
差し引きをして充填量を算出している。

自動抜き取り秤量装置を生産ラインに設置した場合に
おいては、充填前の空容器を適度に抜き取って秤量した
後、ラインに戻して充填し、充填後に再度、抜き取って
秤量を行い、差し引きして充填量の算出を行っている。

上記、のいずれの場合も算出した充填量と目標量と
に差があると、適当な処置を施し、充填量の調整を行っ
ている。

一般に粉末充填装置においては、バルクのホッパーレベ
ル（仕込み量）や、比容、物性などの経時的変化により
充填量は変動し、また、液体（懸濁剤を含む）等の充填
においては、粘度の変化、針先フィルタの目詰まり、そ
の他、シリンダーの緩み等により充填量が変動するた
め、適度な頻度で上記した充填量のチェックをし、充填
量調整を行っている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、充填工程においては、上記した経時的な
変動以外に、何等かのトラブルによる突発的な事由によ
り、充填量に異常な変動が発生することがある。その
際、上記した従来の適度な抜き取りチェックでは、突発
的な事由による充填量の異常をチェックすることは出来
ない。特に、医薬品においては、充填量は極めて高い精
度を保持することが要求されると共に、不良品を絶対的
に出さないことが要求されるため、従来の抜き取り秤量
では、十分に対処出来ない問題があった。

上記問題は、充填量の秤量を全部の容器に対して行う全
数秤量により解決することができるが、従来の秤量装置
では、充填速度と比較して秤量速度が遅いため、全数秤
量をすると、生産性が著しく低下し、採用することが困
難であった。

本発明は、上記した問題を解消せんとするもので、生産
性の低下を最小限に押さえ、全数秤量を可能とする充填
装置における秤量装置を提供することを目的とするもの
である。

課題を解決するための手段 本発明は、上記した目的を達成するために、 空容器を供給するコンベヤと、 上記コンベヤから搬送された空容器を秤量する第１電子
天秤と、 上記第１電子天秤から搬送された容器へ粉末および液体
を充填する粉末充填機と、 上記充填機から搬送された充填容器を秤量する第２電子
天秤と、 上記第２電子天秤で秤量された充填容器を搬出する搬出
機と、 長尺な作動バーに所定間隔を空けてエアー駆動により開
閉を行なう４個のチャックを取り付け、該作動バーをX,
Y,Z方向へ移動する駆動機構を設けた容器搬送装置とを
備え、 上記容器搬送装置の各チャックにより夫々１個の容器を
把持して同一軌跡で移動することにより、上記供給コン
ベヤから第１電子天秤へ、第１電子天秤から充填機へ、
充填機から第２電子天秤へ、第２電子天秤から搬出機へ
４個一度に移動し、容器への充填時にその前後の容器の
空秤量と充填後秤量とを行い、全数秤量する構成とした
ことを特徴とする充填装置における秤量装置を提供する
ものである。

さらに、本発明では、上記搬出機に、第１電子天秤と第
２電子天秤との秤量値より算出した充填量が、所定管理
幅から外れている時にその搬送経路から充填容器を排出
する不良品排除装置を設置しても良く、あるいは該不良
品排除装置を上記搬出機より次工程への搬送ライン等の
適宜のラインに設けても良い。

また、上記装置において、具体的には、供給コンベヤ、
第１電子天秤、充填機、第２電子天秤および搬出機（不
良品排除装置を備えた搬出機を含む）を、基台上に同一
の一定間隔をあけて並列に設置する一方、上記と同一の
一定間隔をあけて、上記長尺な作動バーに４個のチャッ
クを取り付け、これら４個のチャックを作動バーを介し
て駆動機構でX,Y,Z方向へ同一の軌跡で移動することに
より、容器を４個一度に移動する構成としている。

上記装置は、バイアル、アンプルからなる容器に、50m
g、100mg等の微少量の粉末あるいは液体を充填する場合
に最も好適に用いられるものであり、かつ、秤量に使用
する上記第１電子天秤および第２電子天秤は、読み取り
限界が約0.1mg以下で、約0.2秒以下毎に秤量データを出
力する微少量の秤量に適するものを用いている。

かつ、上記第１電子天秤および第２電子天秤では、秤量
皿の上方に金属キャップを駆動手段により昇降自在に設
置し、空容器に秤量する時および粉末或いは液体の充填
後の容器を秤量する時に、上記金属キャップを下降して
秤量皿上に載置した容器および秤量皿自体をカバーする
ようにキャップを被せる構成としている。

また、上記粉末用の充填機として、粉末を収容するファ
ンネルの先端に円筒形のオーガーケーシングを取り付
け、該オーガーケーシング内に、回転軸に固定したオー
ガーを連結して配置し、該オーガーの回転角に対応して
粉末を計量小分けして容器へ充填するオーガー充填機を
用いている。一方、液体用の充填機として、液体タンク
より、プランジャ・ポンプあるいはダイヤフラム式等の
圧力制御供給機により、液体を計量小分けして容器へ充
填する液体充填機を用いている。

作用 上記したように、本装置では、生産ライン上において、
充填機の前後に電子天秤を配置し、しかも、４個一度に
搬送出来る容器搬送装置を設けているため、１つの容器
に粉末あるいは液体を充填している間に、前後の電子天
秤で、空容器の秤量と充填後の容器の秤量とを行うこと
が出来る。よって、本装置によれば、充填作用の能率を
低下させることなく、全数秤量を行うことが出来る。

また、電子天秤による秤量時に、容器に導電体のキャッ
プを被せることにより静電気および風による影響を排除
して、秤量精度を向上させることが出来る。

実施例 以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明す
る。

第１図から第７図は本発明の第１実施例を示し、一定量
の粉末をバイアルに充填すると共に、充填秤量後に移動
する搬出機自体に不良品排除装置を設置している。

該第１実施例の装置の全体を示す第１図において、１は
容器の一種であるバイアル、２は空バイアルの供給コン
ベヤ、３は空バイアルの秤量を行う第１電子天秤、４は
第１電子天秤３で秤量した後の空バイアルに粉末を充填
する粉末充填機、５は粉末充填後のバイアルの秤量を行
う第２電子天秤、６は秤量値が所定管理幅より外れてい
る不良品を排除する不良品排除装置付きの搬出機（以
下、不良品排除装置と略す）、７は取出コンベヤ、９は
容器搬送装置である。上記各装置にバイアル１を搬送す
るために、４個のチャック8A、8B、8C、8Dを図示のごと
く一定間隔をあけて取り付けた長尺な作動バー11を駆動
機構12に取り付けて、基台10上に設置している。

上記供給コンベヤ２、第１電子天秤３、粉末充填機４、
第２電子天秤５および不良品排除装置６は、基台10上
に、図中右側より左側へ同一の一定間隔をあけて並列に
設置している。４個のチャック8A〜8Dを同時にＸ、Ｙ、
Ｚ方向へ移動する容器搬送装置９は、図示のように、長
尺な作動バー11をX,Y,Z駆動機構12を介して基台10上に
設置しており、該作動バー11に上記並設した供給コンベ
ヤ２〜不良品排除装置６と同一間隔をあけて取り付けて
いる。該構成とすることにより、上記各チャック8A〜8D
は作動バー11に保持されて、駆動機構12により第３図に
示す軌跡で順次→→……→の位置へ循環移動し
ている。例えば、チャック8Aでは、供給コンベヤ２と対
応する後退位置を基点とし、Ｙ方向へ移動して、供給
コンベヤ２の出口位置で先端に位置しているバイアル
１をチャックで保持し、保持した後、Ｚ方向へ移動して
位置へ上昇し、ついで、X,Y方向へ移動して第１電子
天秤３との間の位置へ移動し、該位置より同様にX,Y
方向へ移動し、第１電子天秤３のバイアル設置位置上方
へ移動し、該位置よりＺ方向へ移動して下降し、第１
電子天秤３のバイアル設置位置へ移動し、該位置でチ
ャックからバイアル１を放して載置する。その後、チャ
ックのみＹ方向へ移動して後退し、位置に達すると、
Ｘ方向へ移動して元の位置へ戻している。該チャック
8Aの移動時に同時に他のチャック8B,8C,8Dも同一の軌跡
で移動する。このように、チャック8Aによる供給コンベ
ヤ２から第１電子天秤３への搬送、チャック8Bによる第
１電子天秤３から粉末充填機４への搬送、チャック8Cに
よる粉末充填機４から第２電子天秤５への搬送、チャッ
ク8Dによる第２電子天秤５から不良品排除装置６への搬
送を４つ同時に１つの容器搬送装置９により行ってい
る。

上記第１電子天秤３および第２電子天秤５は、夫々電子
天秤本体の上面中央に秤量皿14を設置しており、該秤量
皿14の上方にエアーシリンダ16によって昇降する金属キ
ャップ15を配置している。該金属キャップ15は導電体よ
りなり、秤量時に秤量皿14上のバイアル１にキャップを
するもので、その下縁の直径を秤量皿14の直径より大き
く設定しており、キャップ時、秤量皿14に接触しないと
共に、第１および第２電子天秤本体3a、5aにキャップ15
の下端面全体が当接し、十分にバイアル１をシールド出
来る大きさに設定している。秤量時に該金属キャップ15
で秤量皿14およびその上に載置しているバイアル１を外
部と遮断することにより、風圧の作用を防止することが
出来ると共に外部との磁界が遮断されて静電気力が秤量
皿14上へ外力として作用することが防止できる。よっ
て、微少秤量時における静電気および室内の風により秤
量誤差が発生することを防止でき、精度のよい秤量が行
える。該第１および第２電子天秤３、５での秤量は、第
４図に示すように、秤量皿14上にチャックでバイアル１
を載置した後、金属キャップ15を下降してバイアル１お
よび秤量皿14にキャップをかぶせ、その後、所要時間安
定化させた後、秤量を行い、秤量後、金属キャップ15を
上昇し、バイアル１を秤量皿14よりチャックにより取り
出している。尚、上記第１および第２電子天秤３、５は
所定の間隔をあけて零合わせを行っている。

上記第１電子天秤３で秤量した空のバイアル１の秤量値
と、第２電子天秤５で秤量した粉末充填後のバイアル１
の秤量値のデータは、第７図に示すように、本装置全体
の制御装置100内に設けた第１秤量データ処理装置102と
第２秤量データ処理装置103とに入力している。該制御
装置100内において、第２秤量データ処理装置103の出力
値より第１秤量データ処理装置102の出力値を差し引い
て粉末充填量を算出し、該算出値を秤量データ処理装置
104より比較器105に出力し、該比較器105で前以て入力
している目標値と比較して、設定管理幅の範囲外にあれ
ば不良品である信号をシーケンサー101に出力し、該シ
ーケンサー101からON,OFF信号により、上記不良品排除
装置６で排出するようにしている。即ち、該不良品排除
装置６は第１図および第２図に示すように、スターホイ
ール18の外周部に間隔をあけて形成したバイアル収納用
凹部18aにバイアル１を収納して第２図に示すように時
計方向に回転させている。該回転経路に取出コンベヤ７
を連設し、該連設部にシャッター19を取り付けており、
シャッター19が開き位置の時、搬送されるバイアル１は
自動的に取出コンベヤ７へ搬出される一方、シャッター
19が閉鎖した時に、連設している排除側通路20へ案内さ
れて不良品受け部30へ取り出すようにしている。上記シ
ャッター19は、上記した制御装置100のシーケンサー101
からのON,OFF信号で駆動され、排除信号が出力された時
に、閉動作して、充填量が所定管理幅から外れているバ
イアルを排除している。

本装置で使用する粉末充填機４は第５図に示す如き、オ
ーガー粉末充填機を用いており、ファンネル21内に投入
されている粉末22を、駆動装置23で回転されるオーガー
24により、その回転量に対応してスクリーン25を通し
て、ホルダー27上に搭載されるバイアル１内に所定量の
粉末を充填している。図中、26はスクリーン25の下部に
連設したスカートである。該オーガー粉末充填機４によ
る充填時の作用は第６図に示す通りであり、チャック8B
により粉末充填機４のホルダー27上に空バイアル１を載
置した後、ホルダー27を上昇し、バイアル１の上端開口
部1a内にスカート26を貫入させる。その後、オーガー24
を回転して粉末22をバイアル１内に所定量充填し、充填
終了後、ホルダー27を下降し、定位置に戻した後、バイ
アル１をチャック8Cにより取り出し、次の第２電子天秤
５へ搬送している。

第７図に示すように、上記ホルダー27の昇降作動の制御
および、前記チャック8A〜8Dの駆動機構12の制御、第１
電子天秤３および第２電子天秤５の金属キャップ15を昇
降するエアーシリンダ16の制御、前記不良品排除装置の
シャッター19の作動制御等を含む本装置全体の駆動制御
は上記制御装置100のシーケンサー101から出力されてい
るON、OFF信号により全て自動制御で行っている。尚、
第７図中、２重線矢印はデータ信号、点線矢印は同期信
号、一点鎖線はON,OFF制御信号を表している。

上記したように、本装置によると、供給コンベヤ２より
供給する空のバイアル１は全て、まず、第１電子天秤３
へ搬送され、ここで空秤量をした後、粉末充填機４へ搬
送されて粉末が充填される。粉末充填後のバイアル１は
全て第２電子天秤５へ搬送され、秤量後、不良品排出装
置６へ搬送され、不良品以外は取り出しコンベヤ７で次
工程へ搬送される。このように、全てのバイアルに対し
て、空秤量と充填後の秤量とがなされるため、突発的な
事由により充填量に異常が生じているものが確実に検出
することが出来る。

また、供給コンベヤ２→第１電子天秤３、第１電子天秤
３→粉末充填機４、粉末充填機４→第２電子天秤５、第
２電子天秤５→不良品排出装置６への４つの搬送作用が
同時に為され、１つのバイアル１に対して粉末を充填し
ている間に、前後のバイアル１を空秤量および充填後秤
量を行っているため、秤量により充填作用の生産性を阻
害することはなく、効率的に全数秤量を行うことが出来
る。

第８図は本発明の２実施例を示し、本装置の基台上に設
置する搬出機には不良品排除装置を付設しておらず、該
基台上に設置する搬出機６′とは別個に、該搬出機から
次工程への搬送コンベヤ７′の途中に設置している。即
ち、チャック8Dにより把持して第２電子天秤５からバイ
アル１を搬送する位置には、搬出機６′の搬入口６′ａ
を位置しており、第２電子天秤５で秤量後のバイアル１
をチャック8Dにより搬入口６′ａに順次搬送している。
該搬出機６′より接続したコンベヤ７′の経路途中に不
良品排除装置50を配置している。該不良品排除装置50
は、コンベヤ７′に搬送されて通過するバイアル１を検
知するセンサー51と、該センサー51の下流位置に配置す
るバイアル押出用のエアーシリンダ52とからなる。該不
良品排除装置50では、第９図および第10図に示すよう
に、前記秤量結果より不良品であると認定されたバイヤ
ル１が通過したことをセンサー51で検知すると、該検知
信号に基づいてエアーシリンダ52を駆動し、エアーシリ
ンダ52のロッド52aをコンベヤ７′上に突出して、不良
品のバイアル１をコンベヤ側方に配置した不良品受け部
30′に排出している。

このように不良品排除装置は、本充填秤量装置の搬出機
に付設してもよく、あるいは、該装置より下流のライン
の適宜な位置に別個に設置しても良い。かつ、バイアル
の排除機構としては従来公知の種々の機構が採用出来る
ことは言うまでもない。

第11図および第12図は、液体を充填・秤量する場合に用
いる本発明の第３実施例を示すもので、バイアル１に薬
液を充填するプランジャー式液体充填機60を、第１実施
例に示すオーガー粉末充填機４に代えて用いている。

該液体充填機60は図示のように、バイアル１に充填され
る薬液61を貯溜している薬液タンク62に薬液取出チュー
ブ63を接続し、該チューブ63にプランジャー・ポンプ64
を介設している。該チューブ63を昇降機構65に取り付け
ると共に、その先端に薬液充填針66を装着している。

上記液体充填時の作用は、前記粉末充填時の第１実施例
と同様であり、第１電子天秤でバイアルの空秤量を行っ
た後、チャック8Bで把持・移動して充填位置にある薬液
充填針66の下方位置に配置する。その後、上記昇降機構
65により薬液充填針66を下降してバイアル１内に挿入し
ている。ついで、プランジャー・ポンプ64を動作して所
定量の薬液61をタンク62よりチューブ63を通してバイア
ル１内に充填する。該充填後に昇降機構65により充填針
66を上昇してバイアル１より取り出す。その後、チャッ
ク8Cでバイアル１を把持・移動して第２電子天秤５へ移
動する。尚、他の作動は前記第１実施例と同様であるた
め説明を省略する。

尚、液体充填機としては、上記プランジャー式に限定さ
れず、ダイヤフラム等を利用した圧力制御式液体充填機
等、従来公知の適宜な、微少量の液体充填機が利用され
得る。

効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わる装置に
よれば、充填ラインにおいては、容器への粉末あるいは
液体を充填する充填機の前後に、空容器と充填後の容器
とを秤量する電子天秤を設置すると共に、容器を４個一
度に保持してそれぞれ相違する次の位置に搬送する容器
搬送装置を設けていることにより、容器に被充填物（粉
末、液体等）を充填している間に、効率よく前後の空容
器および充填後の容器の秤量を行うことが出来る。この
ように、秤量手段を充填工程に組み込んでいることによ
り、能率良く秤量および充填を行うことが出来、よっ
て、全数秤量を行っても充填工程の生産性を害すること
はない。

上記したように、充填量を全数秤量することにより、突
発的な原因により生じる充填量の異常を確実に検出して
不良品を確実に排除することが出来、製品の充填量の全
数保証を達成出来るという画期的な効果を有する。

さらに、本装置では、コンベヤから第１天秤へ、該第１
天秤から充填機へ、該充填機から第２天秤へ、該第２天
秤から搬出機へと容器の搬送はチャックにより個別に搬
送しているため、従来のコンベヤ等で搬送する場合に発
生しやすい容器の転倒や、スターホイールで起こりやす
い破損等を皆無として安定したハンドリングを達成する
ことが出来る。さらにまた、秤量手段では、電子天秤を
用いると共に、秤量時に金属キャップを被せる構成とし
ているため、秤量精度を高めることが出来、充填量が微
少な場合でも程度の高い秤量を行うことが出来る。か
つ、容器への粉末充填機としてオーガースクリュー充填
機を使用していることにより、充填量を精度良く制御す
ることが出来る等の種々の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる第１実施例の全体斜視図、第２
図は主要構成要件の配置関係を示す概略平面図、第３図
はチャック8A〜8Dの移動を示す線図、第４図は天秤３、
５における秤量作用を示す図面、第５図は粉末充填機の
要部断面図、第６図は充填作用を示す線図、第７図は本
装置の制御機構を示すブロック図、第８図は本発明の第
２実施例を示す第１図と同様の全体斜視図、第９図およ
び第10図は第２実施例の不良品排除作用を示す概略図、
第11図は液体充填機を用いた本発明の第３実施例を示す
図面、第12図は第11図の液体充填時の作用を示す概略図
である。 １……バイアル、２……供給コンベヤ、 ３……第１電子天秤、４……粉末充填機、 ５……第２電子天秤、 ６……不良品排除装置を備えた搬出機、 ７、７′……コンベヤ、 8A、8B、8C、8D……チャック、 ９……容器搬送装置、11……作動バー、 14……天秤皿、15……金属キャップ、 19……シャッター、27……ホルダー、 50……不良品排除装置、60……液体充填機。 100……制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭58−52918（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭61−4822（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空容器を供給するコンベヤと、 上記コンベヤから順次搬送される空容器を秤量する第１
   電子天秤と、 上記第１電子天秤から搬送される容器へ粉末あるいは液
   体を充填する充填機と、 上記充填機から搬送される充填容器を秤量する第２電子
   天秤と、 上記第２電子天秤で秤量された充填容器を搬出する搬出
   機とを、 基台上に同一の一定間隔をあけて並列に設置する一方、 上記と同一の一定間隔をあけて４個の容器把持用のチャ
   ックを取り付けた長尺な作動バーと、該作動バーを、X,
   Y,Z方向へ同一の軌跡で移動して、上記各チャックによ
   り夫々１個の容器を把持し、上記供給コンベヤから第１
   電子天秤へ、第１電子天秤から充填機へ、充填機から第
   ２電子天秤へ、第２電子天秤から搬出機へ４個一度に移
   動する駆動機構とを設けた容器搬送装置を備え、 容器への充填時にその前後の容器の空秤量と充填後秤量
   とを行い、全数秤量する構成としたことを特徴とする充
   填装置における充填量秤量装置。
2. 【請求項２】上記搬出機には、第１電子天秤と第２電子
   天秤との秤量値より算出した充填量が、所定管理幅から
   外れている時にその搬送経路から充填容器を排出する不
   良品排除装置を設置していることを特徴とする請求項１
   記載の装置。
3. 【請求項３】上記容器はバイアル、アンプルなどからな
   り、これらの容器に充填する充填物は50mg、100mgなど
   の微少量の粉末あるいは液体を充填するものであること
   を特徴とする請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】上記第１電子天秤および第２電子天秤で
   は、秤量皿の上方に金属キャップを駆動手段により昇降
   自在に設置し、空容器を秤量する時および粉末或いは液
   体の充填後の容器を秤量する時に、上記金属キャップを
   下降して秤量皿上に載置した容器および秤量皿自体をカ
   バーするようにキャップを被せる構成としていることを
   特徴とする請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】上記粉末用の充填機として、粉末を収容す
   るファンネルの先端に円筒形のオーガーケーシングを取
   り付け、該オーガーケーシング内に、回転軸に固定した
   オーガーを連結して配置し、該オーガーの回転角に対応
   して粉末を計量小分けして容器へ充填するオーガー充填
   機を用いていることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 【請求項６】上記液体用の充填機として、液体タンクよ
   り、プランジャ・ポンプあるいはダイヤフラム式等の圧
   力制御供給機により、液体を計量小分けして容器へ充填
   する液体充填機を用いていることを特徴とする請求項１
   記載の装置。