説明

不安定容器の供給装置

【課題】特別な装置を追加せずに、不安定容器の移送速度の高速化を図ること。
【解決手段】鉛直な回転軸を中心に一方向に回転し、不安定容器を等間隔に揃えて供給するスターホイールと、多数の不安定容器を直立状態で搭載しつつ、スターホイールへ向けて移送するベルトコンベアとを具備する不安定容器の供給装置であって、前記ベルトコンベアの載置面をスターホイールへ向けて下り勾配に傾斜させ、傾斜するベルトコンベアの載置面に搭載した前記複数の不安定容器を、スターホイールへ向けて前傾姿勢で移送し得るように構成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は不安定な形状を呈する医療用アンプル等の不安定容器の供給技術に関し、詳細にはベルトコンベア上に直立状態で搭載した複数の不安定容器を、転倒させずに高速移送する不安定容器の供給装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
薬液の封入を終えたアンプルのような細長の不安定容器の周面にラベルや印刷を付す場合には、水平ベルトコンベアとホイールスターとを具備して構成する供給装置を用いてアンプルを移送している。
【0003】
図4は従来の供給装置のモデル図を示すもので、水平ベルトコンベアf上に多数のアンプルaを起立状態で搭載し、水平ベルトコンベアfを図示しないホイールスターへ向けて移送している。
アンプルaのような細長の容器は非常に自立し難い容器であるため、アンプルaの正常時の重心G1に基づき、アンプルが転倒しない移送速度Vでアンプルaを移送している。
【0004】
またアンプルの転倒防止とアンプルのブリッジ防止の両立を図る供給装置が特許文献1により開示されている。
特許文献1の供給装置は水平ベルトコンベア上にコンベアの横断方向に向けて可撓性ベルトを伸縮自在に設け、アンプル群の後方から可撓性ベルトで抱持押圧力を加え得るように構成されている。
【0005】
またブリッジ現象を解消するための供給装置が特許文献2に開示されている。
特許文献2の供給装置は、水平ベルトコンベア上の搬送路の上流側の側縁に偏流ガイドを揺動自在に設けるとともに、偏流ガイドの下流側に開放領域を形成し、偏流ガイドの揺動によって集約した多数のアンプルを開放領域で開放することで、ブリッジを防止しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−26315号公報
【特許文献2】特開平8−337314号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来の供給装置にはつぎのような問題点がある。
(1)図4に示す移送装置は、アンプルaが転倒するはずのない速度で移送しても、実際には一部のアンプルaに転倒が生じた。
その原因について検証したところ、アンプルaの重心にバラツキがあるためであることが判明した。
すなわち、アンプルaはその中間部に小径のくびれ部dが形成されている。
そのため、アンプルaの運搬セット時に生じる倒れや揺れ等によって液体cの一部が頭部e内に入り込むと、くびれ部dで液体cの表面張力がはたらくために、液体cが頭部e内に残置する。
頭部e内に液体cが残置するとアンプルaの重心G2が、正常時の重心G1位置より高くなって不安定さが増す。
アンプルaの重心にバラツキのあることを考慮すると、正常時の重心G1のアンプルaを移送する場合と比べて、アンプルaの移送速度Vをさらに減速して移送しなければならない。
(2)図4に示す移送装置は、アンプルaが転倒し易いことから、水平ベルトコンベアfの供給速度Vが低い速度に制限されていた。
そのため、従来の供給装置を組み込んだ生産ライン全体としての作業効率が悪くなってアンプルの生産性向上を図ることが困難であった。
(3)特許文献1に記載の供給装置は、可撓性ベルトや該ベルトの伸縮を制御するための蓄力引張機構を設ける必要があり、装置が複雑で高価となる。
(4)特許文献1に記載の供給装置にあっては水平ベルトコンベアの移送速度を高めると、コンベア上へのアンプル供給が追いつかず、また特許文献2に記載の供給装置にあっても、水平ベルトコンベアの移送速度を高めるとアンプルの転倒率が高くなるといった問題がある。
(5)特許文献2に記載の供給装置は、アンプル群の側方がガイド板によって支持されているもののアンプル群の後方は解放されたままになっている。
そのため、偏流ガイドの揺動運動に伴いアンプル群に押圧力が加わると、最後尾のアンプルが転倒するといった問題がある。
(6)特許文献2に記載の供給装置は、ブリッジ防止のために偏流ガイドを設ける必要があり、供給装置が複雑で高価となる。
【0008】
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、つぎの何れかひとつの不安定容器の供給装置を提供することにある。
(1)供給装置の構造が簡単で低価格であること。
(2)不安定容器の移送速度の高速化を図ること。
(3)供給装置を組み込んだ不安定容器の生産ライン全体としての生産性の向上を図ること。
(4)アンプの高速移送に適した供給装置を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、鉛直な回転軸を中心に一方向に回転し、不安定容器を等間隔に揃えて供給するスターホイールと、多数の不安定容器を直立状態で搭載しつつ、スターホイールへ向けて移送するベルトコンベアとを具備する不安定容器の供給装置であって、前記ベルトコンベアの載置面をスターホイールへ向けて下り勾配に傾斜させ、傾斜するベルトコンベアの載置面に搭載した前記複数の不安定容器を、スターホイールへ向けて前傾姿勢で移送し得るように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明はつぎの何れかひとつの効果を奏する。
(1)ベルトコンベアの載置面をスターホイールへ向けて下り勾配に傾斜させるだけの簡単で安価な構成により、自立しにくい不安定容器の転倒を防止して移送することができる。
(2)本発明の供給装置は、不安定容器を前傾させて不安定容器の重心をスターホイール側へ偏倚させて自立バランスを崩れ難くした。
そのため、ベルトコンベアの載置面を水平に配置した従来装置と比べて、特別な不安定容器の支持装置を用いることなく、大量の不安定容器の高速移送を可能とする。
(3)ベルトの載置面の両側に、互いに非対称のガイド面を形成した一対の入口ガイドを配置することにより、不安定容器の転倒防止効果がさらに高くなるだけでなく、特別なブレーカ装置を使用せずに、不安定容器群にブレーカ力を不安定容器の詰まり(ブリッジ現象)を防止することができる。
(4)ベルトコンベアの傾斜する載置面の傾斜角度を調整可能に構成すれば、不安定容器のサイズやベルトコンベアの移送速度等の移送条件に応じて、不安定容器に最適な前傾角度を選択することができる。
(5)不安定容器がアンプルである場合、アンプルは液体の一部が頭部に残置する場合があるため、個々のアンプルの重心にバラツキを生じるという特性がある。
そのため、従来はアンプルを対象とした供給装置が存在するものの、その移送速度は非常に低速なものであった。
本発明は個々のアンプルの重心にバラツキがあっても、重心のバラツキに影響を受けずにアンプルの高速移送を実現できるから、アンプルに最適な移送装置を提供することができる。
(6)アンプル等の自立しにくい不安定容器を高速で移送しても、不安定容器の転倒発生率を極めて低く抑えられるので、供給装置を組み込んだ不安定容器の生産ライン全体として大幅な生産性向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施例1に係る不安定容器の供給装置の中央縦断面図
【図2】図1の供給装置の拡大断面図
【図3】本発明の実施例2に係る不安定容器の供給装置の平面図
【図4】従来の不安定容器の供給装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に図面を参照しながら本発明に係る不安定容器の供給装置の構成について説明する。
【実施例1】
【0013】
(1)不安定容器
図2に不安定容器10の拡大図を示す。
不安定容器10は底面寸法に対して高さが大きい縦長の容器を指す。
本例の不安定容器10は、容器本体11の内部に薬液等の各種の液体12を収容して頭部13で密封したもので、容器本体11と頭部13の間に小径のくびれ部14を形成している。
本例では不安定容器10がガラス製のアンプルである場合について説明するが、アンプル以外の公知の不安定な形状の容器が含まれることは勿論である。
【0014】
(2)不安定容器の供給装置の概要
図1に不安定容器10の供給装置の中央縦断面を示す。
供給装置は不安定容器10を等間隔に揃えて一方向に供給するスターホイール20と、多数の不安定容器10をスターホイール20へ向けて移送するベルトコンベア30とを具備する。
【0015】
ベルトコンベア30はスターホイール20へ向けて下り勾配で傾斜して配設されている。
【0016】
スターホイール20は鉛直方向の回転軸21を中心に一方向(図1では時計回り方向)に向けて回転する円板で、その周面に複数の受け溝22を有する。
【0017】
ベルトコンベア30は一対のドラム31,31間にエンドレス形のベルト32を巻き掛けて構成する。ベルト32の上半の部位が載置面32aとなる。ベルト32はその下半の部位に設けた駆動ドラム33の回転を受けて回転する。
ベルトコンベア30の両側には、不安定容器10の落下を規制しつつ、不安定容器10をスターホイール20へ向けてガイドする一対のサイドガイド34が設けてある。
スターホイール20はベルトコンベア30の一方に配置され、スターホイール20の一部が載置面32aの上方に位置する。
【0018】
(3)不安定容器の後方転倒防止手段
本発明に係る供給装置は、すべての不安定容器10をスターホイール20へ向けて前傾するように、ベルトコンべア30を構成するベルト32の載置面32aが、スターホイール20へ向けて傾斜するように下りの勾配が付与されている。
すなわち、ベルト32の載置面32aが一点差線で示す水平線に対して所定の傾斜角θで傾斜している。
【0019】
本発明は少なくとも載置面32aがスターホイール20へ向けて所定の下り勾配で傾斜していればよいから、ベルトコンベア30全体を傾斜させたり、或いはベルト32のみを傾斜させることで対応することができる。
【0020】
ベルトコンベア30全体の傾斜角を調整可能にするには、例えば、ベルトコンベア30の前方(図面の左端)、または後方(図面の右端)の何れか一方または両方にはねじ送り機構等の公知の高さ調整機構を配置すればよい。
【0021】
またベルトコンベア30本体を水平にしたまま、ベルト32の載置面32aのみを傾斜させる方法としては、例えば左方のドラム31の径が右方のドラム31の径より相対的に小さくなるように一対のドラム31,31に径差を設け、この径差を利用して載置面32aを傾斜したり、或いは図示しない小径の空転式の補助ローラを右方のドラム31側に近く、該ドラム31より高い位置に設け、左方のドラム31と右方の補助ローラとの高低差で以ってベルト32の載置面32aの傾斜を実現できる。
【0022】
ベルトコンベア30の載置面32aの傾斜角度は調整不能に固定して設けてもよいが、載置面32aの傾斜角度を調整可能に構成することが望ましい。
載置面32aの傾斜角度を調整可能にするには、例えば既述した高さ調整機構によりベルトコンベア30の支持高さを調整したり、或いは既述した補助ローラの高さを調整してベルト32の一方の支持高さを調整することで実現できる。
【0023】
ベルト32の載置面32aをスターホイール20へ向けて傾斜させたのは、すべての不安定容器10を強制的にスターホイール20へ向けて前傾させて不安定容器10の自立バランスを崩れ難くするためである。
【0024】
載置面32aの傾斜角θは不安定容器10のサイズや移送速度等によって多少異なるが、3°〜10°の範囲が好適である。
【0025】
傾斜角θが3°より小さいと、不安定容器10の重心調整機能を十分に発揮できない。また傾斜角θが10°より大きくなると、不安定容器10の自立性が損なわれるために、大量の不安定容器10を搭載した場合に容器本体の負荷が増して不安定容器10が破損するおそれがある。
【0026】
(4)供給装置の作動
つぎに不安定容器10の供給装置の作動について説明する。
【0027】
(4−1)不安定容器の搭載セット
ベルトコンベア30の傾斜する載置面32a上に多数の不安定容器10を直立状態で搭載する。
多数の不安定容器10群のなかに、液体が頭部に残置した不安定容器10が混在していてもかまわない。
【0028】
(4−2)移送開始
ベルトコンベア30の回転に伴い、傾斜する載置面32a上に搭載された多数の不安定容器10は直立状態を維持したままスターホイール20へ向けて移送される。
ベルトコンベア30の両側に立設した一対のサイドガイド34は密集した不安定容器10の落下を規制しつつ、不安定容器10をスターホイール20の周面へ向けて誘導する。
スターホイール20は周面の各受け溝22に不安定容器10の胴部を収容し、不安定容器10を等間隔に揃えて次の作業工程へ供給する。次の作業工程に送り出された不安定容器10は、例えば不安定容器10の周面にラベルの貼付や印刷等が施される。
【0029】
(4−3)不安定容器の転倒防止作用
不安定容器10の移送中における転倒防止作用について従来装置と対比して説明する。
【0030】
図4に示した従来の供給装置の場合、各アンプルaは水平ベルトコンベアfの水平な載置面に搭載されている。
このとき、各アンプルaはその重心G1,G2位置における重力(自重)が、アンプルaの中心線と一致する方向に作用することで自立バランスを保っている。
ここで、水平ベルトコンベアfによる移送力やスターホイールによる押戻し力等の水平力がアンプルaに作用した場合を想定すると、アンプルaは比較的小さな水平力が加わるだけでその重心が後方へ偏倚して自立バランスが崩れる。最後尾のアンプルaはその後方に支持部材が何ら存在しないために、自立バランスが少し崩れただけで後方へ転倒する。
【0031】
これに対し本発明の供給装置は図2に示すように、不安定容器10を搭載するベルトコンベア30の載置面32aが傾斜している。そのため、すべての不安定容器10は強制的に前傾姿勢となる。
したがって、ベルトコンベア30による移送力やスターホイール20による押戻し力等の大きな水平力が不安定容器10に加わっても、不安定容器10の重心がスターホイール20側に偏倚しているため、容易に不安定容器10の自立バランスが崩れない。
その結果、最後尾の不安定容器10はその後方に支持部材が何ら存在しなくとも、後方へ向けた転倒を確実に防止できる。
【0032】
さらに、最前列の不安定容器10はスターホイール20に支持され、またベルトコンベア30の両側に位置する不安定容器10は一対のサイドガイド34で支持されるから、不安定容器10の前方と側方へ向けた転倒も防止することができる。
このように本発明に係る移送装置は、全方向へ向けた不安定容器10の転倒を防止することができる。
【0033】
不安定容器10の後方へ向けた転倒防止作用について詳しく説明する。
医療用アンプルのような不安定容器10は、液体12の一部が頭部13内に入り込んでいるか否か、或いは頭部13内に入り込む液体12の量によって不安定容器10の重心位置が変わるといった特別な性質を有する。
【0034】
図2に基づいて不安定容器10の重心の高さと、不安定容器10の重量の作用位置の関係について説明する。
【0035】
まず、すべての液体12を容器本体11に収容している不安定容器10の重心について考察すると、正常時の重心G1に鉛直方向の重力がはたらくが、この重力の作用方向は、前傾姿勢の不安定容器10の中心線に対してスターホイール20側へ偏倚してはたらく。
【0036】
同様に液体12の一部が頭部13に入り込んで正常時より高い位置に重心G2がある場合にも、高重心G2にはたらく鉛直方向の重力は、不安定容器10の中心線に対してスターホイール20側へ偏倚することになる。
【0037】
このように不安定容器10を前傾させることで、不安定容器10の重心がどの高さにあっても、常に不安定容器10の自重を不安定容器10の中心線に対してスターホイール20側へ偏倚した位置にはたらかせることが可能となる。
【0038】
尚、図2に図示した水平の矢印は、不安定容器10の後方へ向けた転倒に対抗する重量の水平分力であり、この重量の水平分力は載置面32aの傾斜角θに比例して大きくなる。
【0039】
以上のように本発明に係る供給装置は、不安定容器10を前傾させて不安定容器10の重心をスターホイール20側へ偏倚させて自立バランスを崩れ難くした。
そのため、ベルトコンベア23の速度を高速化しても、不安定容器10の後方へ向けた転倒を防止して安定した姿勢で高速移送することが可能となる。
【0040】
尚、不安定容器10が標準サイズの医療用アンプルである場合、本発明の供給装置はスターホイール20を通じて毎分500本の速度で送り出せることが試験機で実証済みである。
【実施例2】
【0041】
以降に他の実施例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例1と同一の部位は同一の符号を付してその詳しいに説明を省略する。
さらに、本実施例2においても、ベルト32の載置面32aが傾斜していることは実施例1と同様であるため、その構成や作用についての説明を省略する。
【0042】
図3にベルトコンベア30の載置面32上に第1入口ガイド55と第2入口ガイド56を追加して設置した実施例2に係る供給装置の平面図を示す。
【0043】
(1)入口ガイド
第1及び第2入口ガイド55,56はベルト32の両側に配置したガイド部材であり、スターホイール20や載置面32aと干渉しないように離隔している。
第1入口ガイド55は移送方向に沿って移送幅を徐々に狭くする縮小ガイド面55aが形成されている。
【0044】
第2入口ガイド56は移送方向に沿って移送幅を徐々に狭くする第1縮小ガイド面56aと、移送方向に沿って移送幅を徐々に広くする拡張ガイド面56bと、移送方向に沿って移送幅を徐々に狭くする第2縮小ガイド面56cとが連続的に形成されている。
【0045】
そして、第1入口ガイド55の縮小ガイド面55aと、第2入口ガイド56の第1縮小ガイド面56aとの間に絞り込み路57を形成している。
第1入口ガイド55の縮小ガイド面55aと、第2入口ガイド56の拡張ガイド面56bおよび第2縮小ガイド面56cとの間には、移送方向に沿って移送幅が徐々に広くなる開放路58を形成している。
さらに絞り込み路57と開放路58の間に最も移送幅が狭い最狭路59を形成している。
【0046】
(2)不安定容器の移送
つぎに本実施例2に係る給装置の作動について説明する。
【0047】
(2−1)不安定容器の移送開始
傾斜した載置面32a上には、多数の不安定容器10が前傾姿勢のまま搭載されている。
ベルトコンベア30を回転させて多数の不安定容器10をスターホイール20へ向けて移送を開始する。
【0048】
(2−2)不安定容器の絞込み
載置面32a上の多数の不安定容器10は絞り込み路57において、第1入口ガイド55の縮小ガイド面55aと、第2入口ガイド56の第1縮小ガイド面56aとに当接してベルト32の中央に集められる。
【0049】
(2−3)不安定容器の開放
絞り込み路57でベルト中央に集められた多数の不安定容器10は前傾姿勢のまま最狭路59を通過した後、開放路58に押し出される。
開放路58に押し出された多数の不安定容器10はスターホイール20の周面へ到達する。
スターホイール20は周面の各受け溝22に不安定容器10の胴部を収容し、不安定容器10を等間隔に揃えて次の作業工程へ供給する。
【0050】
(2−4)不安定容器の転倒防止作用
受け溝22に収容された不安定容器10は、スターホイール20の周面近くに移送された不安定容器10を押し返しながら回転移送されることになる。
その結果、スターホイール20の周面近くに位置する不安定容器10は、ベルトコンベア30の移送方向と逆行する方向へ向けて押返し力を受けることになる。
【0051】
この押返し力は開放路58に面した第1入口ガイド55の縮小ガイド面55aと、第2ガイド56の第2縮小ガイド面56cおよび拡張ガイド面56bで方向を変換される。
そのため、ベルトコンベア30の移送方向と逆行する方向へ向けて押返し力が最後尾の不安定容器10へ直接伝わらずに済むため、最後尾の不安定容器10の転倒を防止できる。
【0052】
最後尾の不安定容器10の転倒は、先の実施例1で説明したように不安定容器10を前傾させるだけで十分に効果があるが、第1入口ガイド55と第2入口ガイド56を追加して設置することで、不安定容器10の転倒防止効果がさらに高くなるため、不安定容器10の転倒の発生率を非常に低く抑えられる。
【0053】
本実施例2にあっては、ベルト32の載置面32aの傾斜に基づく不安定容器10の転倒防止効果と、一対の入口ガイド55,56による不安定容器10の転倒防止効果の両方を期待できるので、実施例1と比べて不安定容器10の移送速度のさらなる高速化が図れるといった利点がある。
【0054】
(2−5)不安定容器のブリッジ防止作用
開放路58に面した第1入口ガイド55の縮小ガイド面55aは直線形に形成され、また第2ガイド56の第2縮小ガイド面56cおよび拡張ガイド面56bはベルト32の側方へ向けてに形成されている。
【0055】
つまり、第1入口ガイド55と第2ガイド56の両ガイド面は、互いに同一形状の組合せになっていない。第1入口ガイド55と第2ガイド56の両ガイド面が非対称に形成されている。
そのため、絞り込み路57においてベルト32の中央に集められた多数の不安定容器10が最狭路59を通過する際に、不安定容器10の詰まり(ブリッジ現象)を防止することができる。
【0056】
さらに開放路58に面した第2ガイド56の第2縮小ガイド面56cおよび拡張ガイド面56bの窪んだ円弧形状も、不安定容器10の詰まり(ブリッジ現象)防止効果に機能する。
【0057】
すなわち、第2縮小ガイド面56cおよび拡張ガイド面56bの窪んだ円弧形状によって、スターホイール20の周面近くに位置する不安定容器10が受けた押返し力の作用方向を、開放路58内において反時計回り方向の旋回Aに変更する。
【0058】
開放路58内において拡張ガイド面56bの傾斜を通じて反時計回り方向に変更された力Bは、最狭路59を通過する不安定容器10に対して、ベルトコンベア30の移送方向と交差する方向から作用する。
【0059】
最狭路59に位置する不安定容器10には、ベルト32による供給方向の力Cと、拡張ガイド面56bの傾斜を通じて反時計回り方向に変更された力Bが作用することになる。本例は別途のブレーカ装置を使用せずに、不安定容器10群にブレーカ力を与えることが可能となる。
【0060】
そのため、ベルト32の中央に集められた多数の不安定容器10が最狭路59を通過する際に、不安定容器10の詰まり(ブリッジ現象)を防止することができる。
【0061】
殊に、不安定容器10の高速移送を実現する上で、不安定容器10の詰まり(ブリッジ現象)の発生は、供給装置を組み込んだ不安定容器10の製造ラインにおいて生産効率に大きな影響を与える。
【0062】
本実施例2にあっては、不安定容器10の転倒防止効果と不安定容器10の詰まり(ブリッジ現象)防止効果の確実性が高まるので、不安定容器10の移送速度の高速化を図って、不安定容器10の生産効率の向上に大きく役立つ。
【符号の説明】
【0063】
10・・・・・不安定容器
20・・・・・スターホイール
30・・・・・ベルトコンベア
32a・・・・載置面
55・・・・・第1入口ガイド
56・・・・・第2入口ガイド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉛直な回転軸を中心に一方向に回転し、不安定容器を等間隔に揃えて供給するスターホイールと、多数の不安定容器を直立状態で搭載しつつ、スターホイールへ向けて移送するベルトコンベアとを具備する不安定容器の供給装置であって、
前記ベルトコンベアの載置面をスターホイールへ向けて下り勾配に傾斜させ、
傾斜するベルトコンベアの載置面に搭載した前記複数の不安定容器を、スターホイールへ向けて前傾姿勢で移送し得るように構成したことを特徴とする、
不安定容器の供給装置。
【請求項2】
請求項1において、ベルトの載置面の両側に一対の入口ガイドを配置し、前記一対の入口ガイドのガイド面を非対称に形成し、移送方向に沿って移送幅が徐々に狭くなる絞り込み路と、最も移送幅が狭い最狭路と、移送方向に沿って移送幅が徐々に広くなる開放路の順序でスターホイールへ向けて形成したことを特徴とする、不安定容器の供給装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2において、ベルトコンベアの傾斜する載置面の傾斜角度を調整可能に構成したことを特徴とする、不安定容器の供給装置。
【請求項4】
請求項1または請求項2において、不安定容器が容器本体と頭部の間に小径のくびれ部を有するアンプルであることを特徴とする、不安定容器の供給装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−163263(P2010−163263A)
【公開日】平成22年7月29日(2010.7.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−7842(P2009−7842)
【出願日】平成21年1月16日(2009.1.16)
【出願人】(391005949)光洋自動機株式会社 (39)
【Fターム(参考)】