JP4190067B2

JP4190067B2 - 直線形充填ライン用作動装置

Info

Publication number: JP4190067B2
Application number: JP31132498A
Authority: JP
Inventors: 一郎濱野
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP2000142890A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば薬剤等の充填などのようにクリーンルームや無菌空間内において、略直線的に搬送される容器に追随しながら昇降して所定の作業を行う充填ノズルやキャッピング部材の作動機構として好適な直線形充填ライン用作動装置に関する。より詳しくは、その作動装置から生じるダストの影響を削減するとともに、テーブル上に形成される作業空間に配設される作動部に対する密閉度をより容易に向上し得るように改善するための改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の直線的動作と昇降動作を含む直線形充填ライン用の作動装置としては、充填ノズル等の作業用部材を移動枠に昇降可能に配設するとともに、その移動枠自体を容器の動きに追随し得るように搬送方向に沿って移動可能に構成したものが知られている（実公平３−２６１５８号公報）。ところで、薬剤等の充填などのようにダストをきらう充填作業においては、クリーンルームや無菌空間等の外気と遮断された空間で充填作業を行うと同時に、それらの空間内におけるダストの発生を抑えることがきわめて重要である。そのダストの発生源の一つとして、充填ノズル等の作業用部材を駆動するための作動装置からのダストが問題となる。特に、ダストが最も発生しやすいモータ等の駆動手段を含む駆動機構部分からのダストの遮断が問題である。因みに、前記従来技術によれば、充填ノズル等の作業用部材を設置した移動枠自体が容器の搬送方向に移動するように構成されているため、テーブル等により作業空間を仕切ろうとすると、その移動枠の走行用の開口部が大きくなりシールが技術的に困難なことから、高い密閉度を保持することは容易ではなかった。また、前記移動枠にモータ等からなる駆動機構を組込む構造を採用しているため、その駆動機構から生じるダストが作業空間に直接流入することから、この点でも従来技術をダストをきらう薬剤等の充填に適用することは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の技術的事情に鑑みてなされたもので、作業空間におけるダストの発生を極力抑えながら、充填ノズルやキャッピング部材の作業用部材に対して、略直線的に搬送される容器に同期した追随動作と同時に昇降動作を付与し得る直線形充填ライン用作動装置を提供し、これによりクリーンな作業雰囲気における直線形の充填ラインの実施を図ることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、同軸に構成した回転軸及び昇降軸をテーブルを貫通して設置し、それらの回転軸を駆動する揺動駆動機構及び昇降軸を駆動する昇降駆動機構を前記テーブルの下方に配設するとともに、前記回転軸のテーブルより上方に第１揺動レバーを設け、該第１揺動レバーに対して前記回転軸を中心軸とする半径方向に移動可能に昇降ガイドを配設するとともに、その昇降ガイドを容器の搬送方向に沿って移動するように案内する水平ガイドを設け、さらに前記昇降軸のテーブルより上方に第２揺動レバーを設けて、該第２揺動レバーに対して前記昇降軸を中心軸とする半径方向に移動可能に昇降体を配設し、その昇降体を前記昇降ガイドに係合して上下方向に案内するという技術手段を採用した。以上のように、ダストの発生の最も多い駆動機構はテーブルの下方に配設したので、同テーブルの介在によりダストの作業空間への浸入は回避される。しかも、直線的動作と昇降動作を同軸に構成した回転軸と昇降軸を介して実行するように構成したので、テーブルに対する相対的な移動が存在しないことから、テーブルに対する設置及びシール構成がきわめて容易であるとともに、作業空間に配設された回転及び昇降作動部に対する高い密閉度を容易に保持することができる。因みに、前記昇降ガイドは、前記第１揺動レバーに対する前記回転軸を中心軸とする半径方向の移動と、前記水平ガイドによる案内作用とが相俟って、容器の搬送方向に沿って移動することになる。また、前記昇降体は、前記昇降ガイドとの係合によって、該昇降ガイドと共に水平方向に移動し、前記第２揺動レバーに対する前記昇降軸を中心軸とする半径方向の移動を伴いながら、容器の搬送方向に沿って移動することになる。さらに、前記昇降体は、前記昇降ガイドにより上下方向に案内されながら昇降することになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る充填ライン用作動装置は、略直線的に搬送される容器に対して同期して移動しながら昇降動作をする充填ノズルやキャッピング部材の作動機構として適用が可能である。すなわち、容器に対する追随動作と昇降動作を伴う作業用部材の作動機構として広く適用することが可能である。また、容器の搬送形態に関しては、多少の湾曲を含む場合にも適用が可能である。なお、回転軸及び昇降軸は同軸に構成されるものであれば、以下の実施例に例示するように昇降軸が内側の場合だけでなく、回転軸を内側に配設する形態も可能である。
【０００６】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１は、本発明の一実施例のレイアウトを示した概略平面図である。図示のように、本実施例では、周囲が壁板等によって外気から遮断された無菌空間１内に無端状の搬送機構２を設置し、搬入コンベヤ３及びスターホイール４を介して導入される各容器５の首部を支持しながら所定間隔で搬送し、その直線搬送部において本作動装置６を適用して充填作業を行うように構成されている。そして、充填済の容器５はキャッパ７によりキャッピングをした後、排出機構８及び搬出コンベヤ９を介してルーム外へ排出されるように構成されている。なお、前述のように、キャッピング作業を直線的な搬送部に配設する場合には、本作動装置を適用することも可能である。
【０００７】
図２は、本発明に係る直線形充填ライン用の前記作動装置６を示した縦断面図である。図中、１０は無菌空間１の底面を仕切るテーブルであり、このテーブル１０には前記作動装置６を構成する同軸部の支持筒部１１が固定部１２を介して同テーブル１０を貫通した状態に設置されている。支持筒部１１の内方にはベアリング１３，１４を介して回転軸１５が回転可能に配設されるとともに、その回転軸１５の内方に摺動軸受部１６，１７を介して昇降軸１８が昇降可能に配設されている。このように、本発明においては、テーブル１０を貫通した状態に同軸的に回転軸１５及び昇降軸１８を設置し、これらの回転軸１５及び昇降軸１８を介して作動力を伝達するように構成した点に一つの特徴がある。
【０００８】
前記回転軸１５のテーブル１０の下方には駆動レバー１９が設けられており、その駆動レバー１９に設けた案内レール２０に沿ってスライド部材２１を半径方向に摺動可能に配設するとともに、同スライド部材２１の連結軸部２２に、図示しないモータ等の駆動手段によって回転される水平方向に設置されたネジ軸２３に螺合して前後に進退駆動されるように構成した雌ネジ体２４の連結軸受部２５を回転自在に嵌装し、そのネジ軸２３の回転駆動により雌ネジ体２４を進退させることによって、スライド部材２１を介して駆動レバー１９を揺動させることにより、回転軸１５を揺動駆動し得るように構成している。すなわち、回転軸１５のテーブル１０の下方に、図示しない駆動手段、ネジ軸２３、該ネジ軸２３に螺合した雌ネジ体２４、連結軸受部２５と連結軸部２２とからなる連結機構、スライド部材２１及び駆動レバー１９等から構成される揺動駆動機構が配設されている。スライド機構としては、例えば、前記スライド部材２１の中央部に案内レール２０を跨いだ状態で摺動し得るように嵌合用の凹溝を形成し、その凹溝の両側の内側面に案内レール２０の両側面に形成した凹凸面に係合し得るように凹凸面を形成したものが用いられる。なお、揺動駆動機構は、回転軸１５を所定の角度内で揺動駆動し得るものであれば、前記駆動レバー１９に替えてベルトや歯車などを介して駆動する形態も可能である。
【０００９】
また、前記昇降軸１８のテーブル１０の下方には、モータ２６により回転されるように垂直方向に設置されたネジ軸２７に螺合して上下に昇降駆動される雌ネジ体２８が該雌ネジ体２８に一体的に構成された連結部材２９を介して連結されており、そのネジ軸２７を回転駆動することによって雌ネジ体２８を昇降し、前記連結部材２９を介して昇降軸１８を昇降駆動し得るように構成している。すなわち、昇降軸１８のテーブル１０の下方に、モータ２６、ネジ軸２７及びそのネジ軸２７に螺合した雌ネジ体２８等から構成される昇降駆動機構が配設されている。以上のように、本発明に係る直線形充填ライン用作動装置６においては、最もダストを発生しやすい、モータ等の駆動手段を含む揺動駆動機構及び昇降駆動機構を同軸構成を介してテーブルの下方に配設することによりダストの無菌空間１への侵入を遮断したものであり、この点に重要な特徴を有するものである。
【００１０】
他方、前記回転軸１５のテーブル１０より上方には、第１揺動レバー３０がキー等を用いて一体的に設けられており、その第１揺動レバー３０に設置した案内レール３１を介してスライド部材３２が前記回転軸１５を中心軸とする半径方向に移動可能に配設されている。そして、スライド部材３２の連結軸部３３には昇降ガイド３４の連結軸受部３５がベアリング等を介して回転自在に嵌装されている。すなわち、昇降ガイド３４が回転軸１５のテーブル１０より上方に設置された第１揺動レバー３０に対して前記回転軸１５を中心軸とする半径方向に移動可能に配設されている。また、昇降ガイド３４には、図３に示したように支持部材３６，３７間に前記容器５の搬送ラインに沿って設置された水平ガイド３８の上下の案内エッジ部に係合して走行し得るように溝付ローラ３９〜４２が取付けられており、これにより容器５に追随して水平移動し得るように構成されている。さらに、昇降ガイド３４には垂直ガイド部４３が形成されており、その垂直ガイド部４３の両側に形成された案内エッジ部に係合して上下方向に走行し得るように構成された溝付ローラ４４〜４７を介して昇降体４８が昇降可能に配設されている。
【００１１】
また、前記昇降軸１８のテーブル１０より上方には、第２揺動レバー４９がその昇降軸１８と一体的ないし回転可能に設けられており、その第２揺動レバー４９に設置された案内レール５０を介してスライド部材５１が前記昇降軸１８を中心軸とする半径方向に移動可能に配設されている。そして、そのスライド部材５１の連結軸部５２には連結部材５３の連結軸受部５４がベアリング等を介して回転自在に嵌装されるとともに、前記連結部材５３の他端部は前記昇降体４８に結合されている。図中、５５はその結合用補助部材である。また、５６は回転軸１５の上端部と昇降軸１８の上端部との間に配設されたダスト遮断用の蛇腹状カバー、５７は前記回転軸１５と支持筒部１１との間に配設されたシール部材であり、これらの蛇腹状カバー５６及びシール部材５７によって、無菌空間１内に配設されたそれらの回転及び昇降作動部からのダストの侵入を容易かつ確実に遮断し得るように構成されている。
【００１２】
図４は、前記作動装置６の要部を示した部分拡大平面図である。図示のように、昇降体４８の上部にはノズル支持体５８が装着されている。本実施例では、このノズル支持体５８に１２本のノズルを同時に装着し得るように１２個の位置決め用の凹部５９が形成されている。そして、図２に示したように、ノズル支持体５８の凹部５９には充填ノズル６０が装着され、前記昇降体４８を下降して同時に複数の容器５に対して充填ノズル６０先端部を挿入し、例えば充填液面と充填ノズル６０の下端部との間隔を一定に保つように徐々に上昇させるように動作させることになる。なお、全ての凹部５９に充填ノズル６０を装着して１２本の容器５に対して同時に充填作業を行うように構成してもよいが、例えば前方の４個の凹部５９に窒素置換用ノズル、中間の４個の凹部５９に充填ノズル６０、後方の４個の凹部５９に窒素置換用ノズルを設置し、前方の窒素置換、中間の充填作業及び後方の窒素置換作業を同時に行うように構成することも可能である。また、それらのトータルのノズルの本数に関しても、例えば９本、１５本、１８本等を採用することが可能である。さらに、容器５の寸法が変化する場合には、前記雌ネジ体２８自体の高さ、あるいは雌ネジ体２８と連結部材２９との間を位置調整可能に構成しておき、その連結部材２９の高さを調整することによって昇降体４８の昇降行程を相対的に調整することにより、簡便に対応することが可能である。
【００１３】
しかして、容器５がスターホイール４を介して前記搬送機構２の直線搬送部に搬送されると、本実施例の場合には１２本の容器５と同期して充填ノズル６０が水平移動するように前記回転軸１５が駆動される。すなわち、搬送機構２の駆動とタイミングを合わせて図示しない駆動手段によりネジ軸２３が回転し前記雌ネジ体２４を前後に進退駆動することによりスライド部材２１を介して駆動レバー１９が揺動され回転軸１５が駆動されることになる。これにより、回転軸１５の揺動に伴って第１揺動レバー３０及びスライド部材３２を介して昇降ガイド３４が水平方向に揺動されることになるが、その場合、前記昇降ガイド３４は水平ガイド３８により案内されることから、搬送機構２の直線搬送部に沿って容器５に追随しながら直線的動作を行うことになる。
【００１４】
また、以上の昇降ガイド３４の水平方向の直線的動作と並行して、同時に前記搬送機構２の駆動とタイミングを合わせてモータ２６によりネジ軸２７を回転して、そのネジ軸２７に螺合した雌ネジ体２８を昇降することにより、連結部材２９を介して昇降軸１８を昇降駆動する。これにより、昇降軸１８の昇降動作に伴って第２揺動レバー４９が昇降し、スライド部材５１及び連結部材５３を介して昇降体４８を昇降することになるが、その場合、前記昇降体４８は昇降ガイド３４の垂直ガイド部４３に係合して上下に案内されている関係から、昇降ガイド３４と共に水平方向の直線的な動作を伴いながら昇降動作を行うことになる。すなわち、本発明に係る作動装置６においては、昇降体４８を昇降ガイド３４に係合して上下に案内されるように構成することにより、一方で回転軸１５及び第１揺動レバー３０を介して昇降体４８を容器５に同期させながら水平方向に移動させるともに、他方で前記昇降ガイド３４と共に水平方向の移動しながら前記回転軸１５と同軸に構成された昇降軸１８及び第２揺動レバー４９を介して昇降動作を行うように構成した点で特徴を有するものである。なお、以上の関連構成から第２揺動レバー４９は第１揺動レバー３０と共に揺動することになる。
【００１５】
そして、以上の昇降体４８の水平方向の直線的動作と昇降動作との組合せ動作により、充填ノズル６０の本数、すなわち本実施例の場合、全ての凹部５９に対応して充填ノズル６０を設置した場合には１２本ずつ、また前方及び後方に４本ずつの窒素置換用ノズルを配し、中間の４本を充填ノズル６０として使用した場合には４本ずつの充填作業が行われ、１２本あるいは４本を単位とするバッチ処理が行われることになる。すなわち、単位となる１２本あるいは４本の容器５が一工程分搬送される間に、容器５に追随しながら充填作業を行い、そして始点に復帰し得るように、ネジ軸２３及びネジ軸２７の回転制御を介して充填ノズル６０の動作を設定することになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）回転軸及び昇降軸の駆動機構をテーブルの下方に設置したので、主たる発生源である前記駆動機構からのダストの作業空間への侵入を遮断することが可能になる。
（２）回転軸及び昇降軸を同軸に構成した結果、テーブルに対する相対的な移動をなくすことができたので、容易に両軸をテーブルを貫通させた状態に設置することができるとともに、回転軸及び支持筒部間のシール部材や回転軸上部及び昇降軸上部間の蛇腹状カバーにより、それらの回転及び昇降作動部に対する高い密閉度を容易かつ確実に保持できるので、簡単な構成により的確なダストの遮断が可能になる。
（３）しかも、同軸に構成した回転軸側に容器に同期して水平方向に直線的に作動するように昇降ガイドを配設するとともに、その昇降ガイドに対して昇降軸側に設けた昇降体を係合して上下に案内するように構成したので、同軸構成を採用しながら簡単な構成によって充填ノズル等の作業用部材を直線的に搬送される容器に確実に追随させながら昇降させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のレイアウトを示した概略平面図である。
【図２】本発明に係る直線形充填ライン用作動装置の実施例を示した縦断面図である。
【図３】同実施例における昇降ガイドの設置状態を示した部分拡大図である。
【図４】同実施例の要部を示した部分拡大平面図である。
【符号の説明】
１…無菌空間、２…搬送機構、３…搬入コンベヤ、４…スターホイール、５…容器、６…作動装置、７…キャッパ、８…排出機構、９…搬出コンベヤ、１０…テーブル、１１…支持筒部、１２…固定部、１３，１４…ベアリング、１５…回転軸、１６，１７…摺動軸受部、１８…昇降軸、１９…駆動レバー、２０…案内レール、２１…スライド部材、２２…連結軸部、２３…ネジ軸、２４…雌ネジ体、２５…連結軸受部、２６…モータ、２７…ネジ軸、２８…雌ネジ体、２９…連結部材、３０…第１揺動レバー、３１…案内レール、３２…スライド部材、３３…連結軸部、３４…昇降ガイド、３５…連結軸受部、３６，３７…支持部材、３８…水平ガイド、３９〜４２…溝付ローラ、４３…垂直ガイド部、４４〜４７…溝付ローラ、４８…昇降体、４９…第２揺動レバー、５０…案内レール、５１…スライド部材、５２…連結軸部、５３…連結部材、５４…連結軸受部、５５…結合用補助部材、５６…蛇腹状カバー、５７…シール部材、５８…ノズル支持体、５９…位置決め用の凹部、６０…充填ノズル

Claims

略直線的に搬送される容器に同期して移動するとともに移動中に昇降動作を伴う充填ノズル又はキャッピング部材の作動機構として使用される直線形充填ライン用作動装置において、同軸に構成した回転軸及び昇降軸をテーブルを貫通して設置し、それらの回転軸を駆動する揺動駆動機構及び昇降軸を駆動する昇降駆動機構を前記テーブルの下方に配設するとともに、前記回転軸のテーブルより上方に第１揺動レバーを設け、該第１揺動レバーに対して前記回転軸を中心軸とする半径方向に移動可能に昇降ガイドを配設するとともに、その昇降ガイドを容器の搬送方向に沿って移動するように案内する水平ガイドを設け、さらに前記昇降軸のテーブルより上方に第２揺動レバーを設けて、該第２揺動レバーに対して前記昇降軸を中心軸とする半径方向に移動可能に昇降体を配設し、その昇降体を前記昇降ガイドに係合して上下方向に案内されるように構成したことを特徴とする直線形充填ライン用作動装置。