液体充填装置
【課題】シングルユース充填システムで、軟質樹脂製バッグ４を加圧できるようにするとともに、このバッグ４に液体を補充可能にする。
【解決手段】バッグ４から流出用チューブ８を介して充填ノズル６に液体を送り、ロードセル５２によって計測しつつ容器２内に充填する。バッグ４は、加圧容器１８に形成された圧力室内に収納され、この圧力室内に外部から圧力エアを導入することによりバッグ４を加圧して液体を送り出す。前記バッグ４には、流出用チューブ８に加えて流入用チューブ１４が接続され、この流入用チューブ１４に補充用液体を収容したタンク１６が接続されている。加圧容器１８の重量をロードセル３８により計測しており、バッグ４内の液の減少に応じてチューブポンプ８６を作動させて液体を補充する。
【解決手段】バッグ４から流出用チューブ８を介して充填ノズル６に液体を送り、ロードセル５２によって計測しつつ容器２内に充填する。バッグ４は、加圧容器１８に形成された圧力室内に収納され、この圧力室内に外部から圧力エアを導入することによりバッグ４を加圧して液体を送り出す。前記バッグ４には、流出用チューブ８に加えて流入用チューブ１４が接続され、この流入用チューブ１４に補充用液体を収容したタンク１６が接続されている。加圧容器１８の重量をロードセル３８により計測しており、バッグ４内の液の減少に応じてチューブポンプ８６を作動させて液体を補充する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッグ内に収容した液体を液体流出用チューブを介して充填ノズルに送り容器内に充填する液体充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟質樹脂製のバッグ（袋）に液体を収容し、液体流出用チューブを介して液体を充填ノズルに送り、容器内に充填する、いわゆるシングルユース充填システムが従来から行われている（例えば、特許文献１参照）。このシングルユース充填システムは、外気との接触を避けた無菌性の維持を要求される薬液等の充填に使用され、通常のステンレス製タンクや配管をベースとした充填システムと異なり、生産前後の洗浄および滅菌操作が不要な使い捨ての調製・充填システムである。
【０００３】
前記シングルユース充填システムでは、軟質樹脂製のバッグが用いられるので、バッグ内の液体を充填ノズルへ送り出すためには、バッグに圧力をかけずに送液できるペリスタルティックポンプ等のチューブポンプを使わなくてはならなかった。チューブポンプを使った充填機では、充填量の調整に手間がかかることや、シリコンチューブを扱くことによる異物発生のリスク、チューブのへたりによる充填精度のばらつきなどのチューブポンプを使用することに対する管理・運用上の課題が存在する。
【０００４】
一方で、シングルユース対応にできる他の充填方式としてウエイトフィラ（重量充填方式）やタイムプレッシャ充填機があるが、軟質樹脂製のバッグを使用する場合には、バッグ内に圧力をかけることができず、従来はこのような充填方式を選択することは不可能であった。また、シングルユース充填システムでは、バッグ内に収容されている液体を充填した後、さらに充填を行う場合には、液体が収容されている新たなバッグに交換をしなければならないという問題があった。また、一部でバッグに追加充填することも行われているが、破裂の危険性があるため慎重に充填する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、軟質樹脂製のバッグ内に収容された液体を加圧して充填ノズルへ送り出すことを可能にして、ウエイトフィラ等の充填方式によってシングルユース充填を行うことを可能にすることを目的とするものである。また、バッグを交換することなく継続して充填を行うために、バッグ内に外部から充填液を補充できるように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】
【０００７】
本発明は、液体を収容するバッグと、このバッグから液体を流出させる流出用チューブとを備え、バッグから流出用チューブを介して液体を流出させて容器に充填する液体充填装置において、前記バッグに、前記流出用チューブに加えて流入用チューブを接続するとともに、流出用チューブを押圧して流路を開閉するバルブ手段と、前記バッグを収容し、このバッグに外部から圧力をかける加圧容器と、流入用チューブに接続されたタンクと、タンク内の液体をバッグに送る送液手段とを備え、前記加圧容器内でバッグを所定圧で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して容器内に液体を充填し、また、充填を停止した状態で前記送液手段によって、タンクから加圧容器内のバッグへ液体を補充することを特徴とするものである。
【０００８】
また、第２の発明は、請求項１に記載の発明において、バッグを収容した加圧容器の質量を計測する計量手段を備え、質量からバッグ内の液の減少を検出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
液体を収容した軟質樹脂製のバッグを、加圧容器内に収納し外部から圧力をかけて、内部に収容した液体を流出用チューブを介して充填を行うとともに、バッグにタンクから液体を補充する流入用チューブを接続し、バッグから液体を送り出して充填を行うことによりバッグ内の液体が減少したときには、送液手段によってタンクから液体を補充するようにしたので、ウエイトフィラ等の充填方式でシングルユース充填を行うことを可能にし、さらに、バッグを交換することなく充填を継続するという目的を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は液体充填装置の全体の構成を示す構成図である。（実施例１）
【図２】図２は加圧容器内に収容されたバッグを拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
容器内に充填する液体を収容する軟質樹脂製のバッグと、このバッグに接続され、バッグ内の液体を流出させる流出用チューブと、流出用チューブから送られた液体を容器内に充填する充填ノズルとを備えており、さらに、前記バッグに、流出用チューブに加えて流入用チューブを接続し、これら流出用チューブと流入用チューブにそれぞれ流出弁と流入弁が設け、チューブ内の液通路を開閉できるようにしている。また、前記バッグは、密閉可能な加圧容器内に収納され、この加圧容器の圧力室に導入した圧力エアによって外部から圧力をかけることができる。さらに、流出用チューブには、チューブを押圧して充填ノズルへの流路を開閉するバルブ手段が設けられ、流入用チューブには、補充用の液体を収容するタンクが接続され、送液手段によってタンク内の液体を前記バッグに供給することができる。充填時には、圧力容器内に収納したバッグを所定圧力で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して、流出用チューブから充填ノズルへ送った液体を容器内に充填し、バッグ内の液体が減少して補充する際には、流出用チューブの流出弁を閉じて充填を停止している状態で、流入弁を開放し送液手段を作動させてタンク内に収容されている液体を、流入用チューブを介して加圧容器内に収納されているバッグ内に送って補充するという構成にしたことにより、柔軟な樹脂製バッグ内の液体を加圧して充填を行うことを可能にし、また、前記バッグに液体を補充して充填を継続して行うことを可能にするという目的を達成する。
【実施例１】
【００１２】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この液体充填装置は、容器２（この実施例ではバイアル）内に充填する液体を収容するバッグ４と、このバッグ４内の液体を充填ノズル６に送る流出用チューブ８と、アイソレータ１０内に設置された充填機構（全体として符号１２で示す）等を備えている。また、前記バッグ４内に充填液を補充する流入用チューブ１４と、この流入用チューブ１４に接続され、内部に液体を収容したタンク１６等を備えている。
【００１３】
前記バッグ４は、軟質の樹脂製であり、加圧容器１８内に収納されて使用される。このバッグ４は、図２に拡大して示すように、全周（上下左右の４つの辺）をシール（シール部を符号４ａで示す）した袋状をしており、その内部が薬液等の充填用の液体２０を収容する収容部になっている。バッグ４の外周のシール部４ａは、上部側が幅広になっており、この幅広部に、加圧容器１８に収納した際に加圧容器１８の内部に設けられたフック１８ａに取り付けるための横方向の長孔４ｂが形成されている。このバッグ４の下端には、流出用チューブ８と流入用チューブ１４をそれぞれ接続させる２つのポート（入口ポート２２と出口ポート２４）が設けられている。
【００１４】
また、このバッグ４を収納する加圧容器１８は、本体部２６と開閉可能な蓋２８とを備えており、これら本体部２６と蓋２８のそれぞれにバッグ収納用の凹部２６ａ、２８ａが形成されている。本体部２６に対し蓋２８を閉めた状態で、前記バッグ４に圧力を付与するための圧力室が形成される。前記本体部２６の両側にそれぞれロックレバー３０が設けられており、これらロックレバー３０によって本体部２６と蓋２８とを密着させて固定し、前記本体部２６と蓋２８の凹部２６ａ、２８ａによって形成された圧力室を密封する。加圧容器１８の本体部２６には、前記圧力室内に連通するエア通路３２が形成されている。このエア通路３２は、本体部２６の外部に露出した接続部３４を介して、圧力調節手段であるエア供給源３６に接続される。このエア供給源３６から前記圧力室内に圧力エアを供給してバッグ４を加圧する。この実施例では、例えば、３０〜５０ｋｐａの圧力を圧力室に加える。加圧容器１８の本体部２６は、前記バッグ４内に収容されている液体２０の重量を計測する計量手段としてのロードセル３８上に設置された本体支持部４０によって支持されている。
【００１５】
充填機構１２が設置されているアイソレータ１０の内部には、容器４を搬送する搬送手段４２が配置されている。この搬送手段４２による容器２の搬送経路の上方に、スタンド４４上に固定されたノズルホルダ４６を介して複数の充填ノズル６が配置されている。搬送手段４２は間欠的に運転されるようになっており、外部から搬入された容器２を充填ノズル６の下方まで搬送して一時停止し、充填の終了後再び移動して充填後の容器２を搬出する。この搬送手段４２は、容器２をグリッパ５０によって首部を把持して搬送し、充填に際してグリッパ５０を下降させて容器２をびん台４８上に載せて充填させる。びん台４８にはロードセル５２が連結されており、びん台４８上の容器２の重量を計測している。なお、前記グリッパ５０は、ロードセル５２による正確な計測を行うために、充填を行っている間は開放して容器２を離すようになっており、充填後は再度容器２を把持して上昇させてから搬送するようになっている。
【００１６】
加圧容器１８内に収納されたバッグ４から流出用チューブ８を介して、前記充填ノズル６に充填液が供給される。流出用チューブ８は、上流端が前記バッグ４の下端に設けられているポートの一方（出口ポート２２）に接続され、下流側がアイソレータ１０内に導入されている。この実施例では、流出用チューブ８に３個の分岐用のＴ字管５４が直列に連結されて分岐部５６が構成されており、これらＴ字管５４から４本の供給用チューブ５８（流出用チューブ８の下流部を構成している）が分岐している。これら各供給用チューブ５８が、それぞれバルブ手段６０を介して充填ノズル６に接続されている。Ｔ字管５４による分岐部５６はカバー６２によって覆われ、流出用チューブ８のこのカバー６２内への導入部は流出用チューブ８を挿通するキャップ６４によって密封されている。流出用チューブ８の上流部には流出弁６６が設けられており、流出用チューブ８内の液通路の連通遮断を行う。
【００１７】
流出用チューブ８の下流部を構成する４本の供給用チューブ５８は、それぞれバルブ手段６０によって連通遮断されるようになっている。この実施例のバルブ手段６０は、供給用チューブ５８を外方から圧迫してチューブ５８内の液通路を開閉するピンチバルブであり、供給用チューブ５８を外方から押圧する押圧体６０ａと、押圧体６０ａの逆側からチューブ５８を受ける受け部材６０ｂと、前記押圧体６０ａを進退動させるエアシリンダ６０ｃとを備えている。この実施例では、各バルブ手段６０は、上流側の第１バルブ６０Ａと下流側の第２バルブ６０Ｂの２個のバルブを備えており、第１バルブ６０Ａは、押圧手段６０ａを前進させて供給用チューブ５８を完全に押圧し、内部の液通路を遮断した状態と、押圧手段６０ａを供給用チューブ５８から離隔した位置まで後退させて液通路を完全に開放した状態の２位置に切り換えるようになっている。また、第２バルブ６０Ｂは、前記第１バルブ６０Ａと同様の、液通路を完全に遮断した状態と開放した状態の他に、押圧体６０ａによって供給用チューブ５８を途中まで押し込んで液通路を半分閉じた状態とする位置も含めて、３位置に切り換えできるようになっている。
【００１８】
前記アイソレータ１０内は、充填機構１２が設置されている部分が、上部隔壁６８と側部隔壁７０によって区画された空間になっている。上部隔壁６８の中央にＨＥＰＡフィルタ７２が配置され、側部隔壁７０によって区画された縦方向のエア通路７４の上端にブロア７６が設置されている。このブロア７６によって上部隔壁６８の上方に吹き出されたエアが、ＨＥＰＡフィルタ７２を通り下方の充填機構１２に向かって吹き付けられ、さらに、側部隔壁７０の下部の隙間から吸い上げられてブロア７６に戻るように循環している。このように充填機構１２が設けられている空間に下方向けて一方向の気流を吹き付けることにより、アイソレータ１０内部の空間に塵埃等が浮遊することを防止している。
【００１９】
容器２内に充填する液体を収容したバッグ４には、充填する液体を供給する流出用チューブ８の他に、充填によって内容量が減少したときに外部から液体を補給するための流入用チューブ１４が接続されている。この流入用チューブ１４は、下流端が前記バッグ４の下端に設けられているポートの一方（入口ポート２４）に接続され、上流端は、補充用の液体７８を収容したタンク１６の流出口８０に接続されている。このタンク１６内には補充用の薬液等の液体２０と同じ液体７８が収容され、その液体７８の上方の空間には通気口８２からフィルタ８４を介して外気が導入可能となっている。タンク１６内の液体７８は、チューブを扱いて送液するペリスタルティック方式のチューブポンプ８６からなる送液手段の作動によって流入用チューブ１４を通って前記バッグ４に送られる。バッグ４の重量はロードセル３８によって計測されており、バッグ４内の液体２０の減少に応じて制御部８８からの指令によりこのチューブポンプ８６が作動する。チューブポンプ８６の作動によりタンク１６から送り出された液体７８は、フィルタ（９０、９２、９４）を通過してバッグ４に送られる。流入用チューブ１４の上流部と下流部にそれぞれ開閉弁９６および流入弁９８が設けられており、バッグ４へ液体の補充を行わない時には、これらの弁９６、９８を閉じて流入用チューブ１４内の液通路を遮断している。なお、１００は流入用チューブ１４の上流部と下流部を接続するコネクタである。
【００２０】
以上の構成に係る液体充填装置の作動について説明する。バッグ４内に所定量の液体２０が収容され、圧力容器１８の圧力室内に収納されている。圧力室内には、エア供給源３６からエア通路３２を介して加圧エアが供給され、バッグ４にその外部から所定の圧力を付与している。充填を行う場合には、流出用チューブ８の上流部に設けられた流出弁６６を開放するとともに、下流側の各供給用チューブ５８に設けられているバルブ手段６０の、第２バルブ６０Ｂは押圧手段６０ａが後退して供給用チューブ５８内の液通路を開放し、第１バルブ６０Ａは押圧部材６０ａが前進して供給用チューブ５８を圧迫し内部の液通路を閉鎖している。また、この時点では、流入用チューブ１４の上流側と下流側にそれぞれ設けられている開閉弁９６および流入弁９８は閉じている。
【００２１】
アイソレータ１０内では、間欠的に移動する搬送手段４２によって容器２（バイアル）が搬送され、充填ノズル６の下方に停止する。搬送中はグリッパ５０によって容器２の首部が保持されているが、充填を行う際にはグリッパ５０を開放して容器２を離しておく。容器２が停止した後、閉じていた各第１バルブ６０Ａの押圧手段６０ａをエアシリンダ６０ｃによって後退させ、供給用チューブ５８内の液通路を開放する。すでに開放していた第２バルブ６０Ｂとともに第１バルブ６０Ａが開放して充填が開始される。加圧容器１８によって加圧されているバッグ４内の液体２０が流出用チューブ８を通って流出し、分岐部５６で分岐されて各供給用チューブ５８に送られ、開放している第１バルブ６０Ａおよび第２バルブ６０Ｂの位置を通って充填ノズル６から容器２内に充填される。
【００２２】
各容器２の重量はびん台４８に連結されているロードセル５２によって計測されており、所定の重量が充填されると、ロードセル５２からの信号によって制御部８８がバルブ手段６０の開閉を指示する。充填終了時には、先ず、第２バルブ６０Ｂの押圧手段６０ａを一段階前進させて液通路の開度を半開状態にする。続いて第１バルブ６０Ａの押圧手段６０ａを前進させて供給用チューブ５８を圧迫し、内部の液通路を完全に閉鎖して充填を停止する。充填を停止した後、半開状態であった第２バルブ６０Ｂの押圧手段６０ａを後退させて供給用チューブ５８内の液通路を開放する。充填を停止した後、下流側の第２バルブを開放することにより、供給用チューブ５８の閉鎖している第１バルブ６０Ａよりも下流側の容積を拡大し、サックバック作用によって充填ノズル６からの液だれを防止する。
【００２３】
充填が終了すると、前記搬送手段４２が再び作動して液体が充填された各容器２を搬出するとともに、次の容器２が充填ノズル６の下方に導入されて停止する。バルブ手段６０の第１バルブ６０Ａが閉じて第２バルブ６０Ｂが開放した状態から、前記と同様に第１バルブ６０Ａを開放して次の充填を開始する。
【００２４】
充填を行うことによりバッグ４内に収容された液体２０の量が少なくなると、その重量を計測しているロードセル３８からの信号により、制御部８８の指令によってバッグ４内に液体の補充を行う。その時には、流出用チューブ８の流出弁６６を閉じ、流入用チューブ１４の下流側に設けられている流入弁９８と上流側の開閉弁９６を開放するとともに、チューブポンプ８６を駆動する。前記バッグ４は、加圧容器１８の圧力室内に供給されている圧力調整手段３６からのエアによって、３０〜５０ｋｐａの圧力に制御されており、一方、チューブポンプ８６の給液圧は、８０〜１００ｋｐａに設定されているので、この圧力差によってタンク１６内に収容されている液体７８がバッグ４内に送り込まれる。バッグ４内に収容されている液体２０の量が所定量に達したことをロードセル３８からの信号に基づいて検出すると、チューブポンプ８６の駆動を停止するとともに、流入用チューブ１４の上流側と下流側に設けられている開閉弁９６および流入弁９８を閉じる。その後、流出用チューブ８の流出弁６６を開放して、前記工程による充填を再開する。なお、バッグ４へ液体を補充する際には、バッグ４内の液量の監視・制御を行っているが、万一その制御に異常が発生した場合でも、加圧容器１８の本体２６と蓋２８の凹部２６ａ、２８ａによって形成される圧力室の形状を、バッグ４の形状に応じて製作しており、この圧力室内にバッグ４を収納しておくことにより、製品液の過供給によるバッグ４の破裂を防ぐことができる。また、この実施例では、タンク１６内の液体７８をバッグ４へ送る送液手段として、チューブポンプ８６を使用しているが、送液手段としてはこれに限るものではなく、例えば、タンク１６に通気口８２を介してエア供給源３６のような圧力調整手段を接続し、タンク１６内の圧力を調整可能として、タンク１６内を８０〜１００ｋｐａに加圧することによって、液体７８を送液するよう送液手段として構成することもできる。
【符号の説明】
【００２５】
２ 容器
４ バッグ
８ 流出用チューブ
１４ 流入用チューブ
１６ タンク
１８ 加圧容器
３８ 計量手段
６０ バルブ手段
８６ 送液手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッグ内に収容した液体を液体流出用チューブを介して充填ノズルに送り容器内に充填する液体充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟質樹脂製のバッグ（袋）に液体を収容し、液体流出用チューブを介して液体を充填ノズルに送り、容器内に充填する、いわゆるシングルユース充填システムが従来から行われている（例えば、特許文献１参照）。このシングルユース充填システムは、外気との接触を避けた無菌性の維持を要求される薬液等の充填に使用され、通常のステンレス製タンクや配管をベースとした充填システムと異なり、生産前後の洗浄および滅菌操作が不要な使い捨ての調製・充填システムである。
【０００３】
前記シングルユース充填システムでは、軟質樹脂製のバッグが用いられるので、バッグ内の液体を充填ノズルへ送り出すためには、バッグに圧力をかけずに送液できるペリスタルティックポンプ等のチューブポンプを使わなくてはならなかった。チューブポンプを使った充填機では、充填量の調整に手間がかかることや、シリコンチューブを扱くことによる異物発生のリスク、チューブのへたりによる充填精度のばらつきなどのチューブポンプを使用することに対する管理・運用上の課題が存在する。
【０００４】
一方で、シングルユース対応にできる他の充填方式としてウエイトフィラ（重量充填方式）やタイムプレッシャ充填機があるが、軟質樹脂製のバッグを使用する場合には、バッグ内に圧力をかけることができず、従来はこのような充填方式を選択することは不可能であった。また、シングルユース充填システムでは、バッグ内に収容されている液体を充填した後、さらに充填を行う場合には、液体が収容されている新たなバッグに交換をしなければならないという問題があった。また、一部でバッグに追加充填することも行われているが、破裂の危険性があるため慎重に充填する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、軟質樹脂製のバッグ内に収容された液体を加圧して充填ノズルへ送り出すことを可能にして、ウエイトフィラ等の充填方式によってシングルユース充填を行うことを可能にすることを目的とするものである。また、バッグを交換することなく継続して充填を行うために、バッグ内に外部から充填液を補充できるように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】
【０００７】
本発明は、液体を収容するバッグと、このバッグから液体を流出させる流出用チューブとを備え、バッグから流出用チューブを介して液体を流出させて容器に充填する液体充填装置において、前記バッグに、前記流出用チューブに加えて流入用チューブを接続するとともに、流出用チューブを押圧して流路を開閉するバルブ手段と、前記バッグを収容し、このバッグに外部から圧力をかける加圧容器と、流入用チューブに接続されたタンクと、タンク内の液体をバッグに送る送液手段とを備え、前記加圧容器内でバッグを所定圧で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して容器内に液体を充填し、また、充填を停止した状態で前記送液手段によって、タンクから加圧容器内のバッグへ液体を補充することを特徴とするものである。
【０００８】
また、第２の発明は、請求項１に記載の発明において、バッグを収容した加圧容器の質量を計測する計量手段を備え、質量からバッグ内の液の減少を検出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
液体を収容した軟質樹脂製のバッグを、加圧容器内に収納し外部から圧力をかけて、内部に収容した液体を流出用チューブを介して充填を行うとともに、バッグにタンクから液体を補充する流入用チューブを接続し、バッグから液体を送り出して充填を行うことによりバッグ内の液体が減少したときには、送液手段によってタンクから液体を補充するようにしたので、ウエイトフィラ等の充填方式でシングルユース充填を行うことを可能にし、さらに、バッグを交換することなく充填を継続するという目的を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は液体充填装置の全体の構成を示す構成図である。（実施例１）
【図２】図２は加圧容器内に収容されたバッグを拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
容器内に充填する液体を収容する軟質樹脂製のバッグと、このバッグに接続され、バッグ内の液体を流出させる流出用チューブと、流出用チューブから送られた液体を容器内に充填する充填ノズルとを備えており、さらに、前記バッグに、流出用チューブに加えて流入用チューブを接続し、これら流出用チューブと流入用チューブにそれぞれ流出弁と流入弁が設け、チューブ内の液通路を開閉できるようにしている。また、前記バッグは、密閉可能な加圧容器内に収納され、この加圧容器の圧力室に導入した圧力エアによって外部から圧力をかけることができる。さらに、流出用チューブには、チューブを押圧して充填ノズルへの流路を開閉するバルブ手段が設けられ、流入用チューブには、補充用の液体を収容するタンクが接続され、送液手段によってタンク内の液体を前記バッグに供給することができる。充填時には、圧力容器内に収納したバッグを所定圧力で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して、流出用チューブから充填ノズルへ送った液体を容器内に充填し、バッグ内の液体が減少して補充する際には、流出用チューブの流出弁を閉じて充填を停止している状態で、流入弁を開放し送液手段を作動させてタンク内に収容されている液体を、流入用チューブを介して加圧容器内に収納されているバッグ内に送って補充するという構成にしたことにより、柔軟な樹脂製バッグ内の液体を加圧して充填を行うことを可能にし、また、前記バッグに液体を補充して充填を継続して行うことを可能にするという目的を達成する。
【実施例１】
【００１２】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この液体充填装置は、容器２（この実施例ではバイアル）内に充填する液体を収容するバッグ４と、このバッグ４内の液体を充填ノズル６に送る流出用チューブ８と、アイソレータ１０内に設置された充填機構（全体として符号１２で示す）等を備えている。また、前記バッグ４内に充填液を補充する流入用チューブ１４と、この流入用チューブ１４に接続され、内部に液体を収容したタンク１６等を備えている。
【００１３】
前記バッグ４は、軟質の樹脂製であり、加圧容器１８内に収納されて使用される。このバッグ４は、図２に拡大して示すように、全周（上下左右の４つの辺）をシール（シール部を符号４ａで示す）した袋状をしており、その内部が薬液等の充填用の液体２０を収容する収容部になっている。バッグ４の外周のシール部４ａは、上部側が幅広になっており、この幅広部に、加圧容器１８に収納した際に加圧容器１８の内部に設けられたフック１８ａに取り付けるための横方向の長孔４ｂが形成されている。このバッグ４の下端には、流出用チューブ８と流入用チューブ１４をそれぞれ接続させる２つのポート（入口ポート２２と出口ポート２４）が設けられている。
【００１４】
また、このバッグ４を収納する加圧容器１８は、本体部２６と開閉可能な蓋２８とを備えており、これら本体部２６と蓋２８のそれぞれにバッグ収納用の凹部２６ａ、２８ａが形成されている。本体部２６に対し蓋２８を閉めた状態で、前記バッグ４に圧力を付与するための圧力室が形成される。前記本体部２６の両側にそれぞれロックレバー３０が設けられており、これらロックレバー３０によって本体部２６と蓋２８とを密着させて固定し、前記本体部２６と蓋２８の凹部２６ａ、２８ａによって形成された圧力室を密封する。加圧容器１８の本体部２６には、前記圧力室内に連通するエア通路３２が形成されている。このエア通路３２は、本体部２６の外部に露出した接続部３４を介して、圧力調節手段であるエア供給源３６に接続される。このエア供給源３６から前記圧力室内に圧力エアを供給してバッグ４を加圧する。この実施例では、例えば、３０〜５０ｋｐａの圧力を圧力室に加える。加圧容器１８の本体部２６は、前記バッグ４内に収容されている液体２０の重量を計測する計量手段としてのロードセル３８上に設置された本体支持部４０によって支持されている。
【００１５】
充填機構１２が設置されているアイソレータ１０の内部には、容器４を搬送する搬送手段４２が配置されている。この搬送手段４２による容器２の搬送経路の上方に、スタンド４４上に固定されたノズルホルダ４６を介して複数の充填ノズル６が配置されている。搬送手段４２は間欠的に運転されるようになっており、外部から搬入された容器２を充填ノズル６の下方まで搬送して一時停止し、充填の終了後再び移動して充填後の容器２を搬出する。この搬送手段４２は、容器２をグリッパ５０によって首部を把持して搬送し、充填に際してグリッパ５０を下降させて容器２をびん台４８上に載せて充填させる。びん台４８にはロードセル５２が連結されており、びん台４８上の容器２の重量を計測している。なお、前記グリッパ５０は、ロードセル５２による正確な計測を行うために、充填を行っている間は開放して容器２を離すようになっており、充填後は再度容器２を把持して上昇させてから搬送するようになっている。
【００１６】
加圧容器１８内に収納されたバッグ４から流出用チューブ８を介して、前記充填ノズル６に充填液が供給される。流出用チューブ８は、上流端が前記バッグ４の下端に設けられているポートの一方（出口ポート２２）に接続され、下流側がアイソレータ１０内に導入されている。この実施例では、流出用チューブ８に３個の分岐用のＴ字管５４が直列に連結されて分岐部５６が構成されており、これらＴ字管５４から４本の供給用チューブ５８（流出用チューブ８の下流部を構成している）が分岐している。これら各供給用チューブ５８が、それぞれバルブ手段６０を介して充填ノズル６に接続されている。Ｔ字管５４による分岐部５６はカバー６２によって覆われ、流出用チューブ８のこのカバー６２内への導入部は流出用チューブ８を挿通するキャップ６４によって密封されている。流出用チューブ８の上流部には流出弁６６が設けられており、流出用チューブ８内の液通路の連通遮断を行う。
【００１７】
流出用チューブ８の下流部を構成する４本の供給用チューブ５８は、それぞれバルブ手段６０によって連通遮断されるようになっている。この実施例のバルブ手段６０は、供給用チューブ５８を外方から圧迫してチューブ５８内の液通路を開閉するピンチバルブであり、供給用チューブ５８を外方から押圧する押圧体６０ａと、押圧体６０ａの逆側からチューブ５８を受ける受け部材６０ｂと、前記押圧体６０ａを進退動させるエアシリンダ６０ｃとを備えている。この実施例では、各バルブ手段６０は、上流側の第１バルブ６０Ａと下流側の第２バルブ６０Ｂの２個のバルブを備えており、第１バルブ６０Ａは、押圧手段６０ａを前進させて供給用チューブ５８を完全に押圧し、内部の液通路を遮断した状態と、押圧手段６０ａを供給用チューブ５８から離隔した位置まで後退させて液通路を完全に開放した状態の２位置に切り換えるようになっている。また、第２バルブ６０Ｂは、前記第１バルブ６０Ａと同様の、液通路を完全に遮断した状態と開放した状態の他に、押圧体６０ａによって供給用チューブ５８を途中まで押し込んで液通路を半分閉じた状態とする位置も含めて、３位置に切り換えできるようになっている。
【００１８】
前記アイソレータ１０内は、充填機構１２が設置されている部分が、上部隔壁６８と側部隔壁７０によって区画された空間になっている。上部隔壁６８の中央にＨＥＰＡフィルタ７２が配置され、側部隔壁７０によって区画された縦方向のエア通路７４の上端にブロア７６が設置されている。このブロア７６によって上部隔壁６８の上方に吹き出されたエアが、ＨＥＰＡフィルタ７２を通り下方の充填機構１２に向かって吹き付けられ、さらに、側部隔壁７０の下部の隙間から吸い上げられてブロア７６に戻るように循環している。このように充填機構１２が設けられている空間に下方向けて一方向の気流を吹き付けることにより、アイソレータ１０内部の空間に塵埃等が浮遊することを防止している。
【００１９】
容器２内に充填する液体を収容したバッグ４には、充填する液体を供給する流出用チューブ８の他に、充填によって内容量が減少したときに外部から液体を補給するための流入用チューブ１４が接続されている。この流入用チューブ１４は、下流端が前記バッグ４の下端に設けられているポートの一方（入口ポート２４）に接続され、上流端は、補充用の液体７８を収容したタンク１６の流出口８０に接続されている。このタンク１６内には補充用の薬液等の液体２０と同じ液体７８が収容され、その液体７８の上方の空間には通気口８２からフィルタ８４を介して外気が導入可能となっている。タンク１６内の液体７８は、チューブを扱いて送液するペリスタルティック方式のチューブポンプ８６からなる送液手段の作動によって流入用チューブ１４を通って前記バッグ４に送られる。バッグ４の重量はロードセル３８によって計測されており、バッグ４内の液体２０の減少に応じて制御部８８からの指令によりこのチューブポンプ８６が作動する。チューブポンプ８６の作動によりタンク１６から送り出された液体７８は、フィルタ（９０、９２、９４）を通過してバッグ４に送られる。流入用チューブ１４の上流部と下流部にそれぞれ開閉弁９６および流入弁９８が設けられており、バッグ４へ液体の補充を行わない時には、これらの弁９６、９８を閉じて流入用チューブ１４内の液通路を遮断している。なお、１００は流入用チューブ１４の上流部と下流部を接続するコネクタである。
【００２０】
以上の構成に係る液体充填装置の作動について説明する。バッグ４内に所定量の液体２０が収容され、圧力容器１８の圧力室内に収納されている。圧力室内には、エア供給源３６からエア通路３２を介して加圧エアが供給され、バッグ４にその外部から所定の圧力を付与している。充填を行う場合には、流出用チューブ８の上流部に設けられた流出弁６６を開放するとともに、下流側の各供給用チューブ５８に設けられているバルブ手段６０の、第２バルブ６０Ｂは押圧手段６０ａが後退して供給用チューブ５８内の液通路を開放し、第１バルブ６０Ａは押圧部材６０ａが前進して供給用チューブ５８を圧迫し内部の液通路を閉鎖している。また、この時点では、流入用チューブ１４の上流側と下流側にそれぞれ設けられている開閉弁９６および流入弁９８は閉じている。
【００２１】
アイソレータ１０内では、間欠的に移動する搬送手段４２によって容器２（バイアル）が搬送され、充填ノズル６の下方に停止する。搬送中はグリッパ５０によって容器２の首部が保持されているが、充填を行う際にはグリッパ５０を開放して容器２を離しておく。容器２が停止した後、閉じていた各第１バルブ６０Ａの押圧手段６０ａをエアシリンダ６０ｃによって後退させ、供給用チューブ５８内の液通路を開放する。すでに開放していた第２バルブ６０Ｂとともに第１バルブ６０Ａが開放して充填が開始される。加圧容器１８によって加圧されているバッグ４内の液体２０が流出用チューブ８を通って流出し、分岐部５６で分岐されて各供給用チューブ５８に送られ、開放している第１バルブ６０Ａおよび第２バルブ６０Ｂの位置を通って充填ノズル６から容器２内に充填される。
【００２２】
各容器２の重量はびん台４８に連結されているロードセル５２によって計測されており、所定の重量が充填されると、ロードセル５２からの信号によって制御部８８がバルブ手段６０の開閉を指示する。充填終了時には、先ず、第２バルブ６０Ｂの押圧手段６０ａを一段階前進させて液通路の開度を半開状態にする。続いて第１バルブ６０Ａの押圧手段６０ａを前進させて供給用チューブ５８を圧迫し、内部の液通路を完全に閉鎖して充填を停止する。充填を停止した後、半開状態であった第２バルブ６０Ｂの押圧手段６０ａを後退させて供給用チューブ５８内の液通路を開放する。充填を停止した後、下流側の第２バルブを開放することにより、供給用チューブ５８の閉鎖している第１バルブ６０Ａよりも下流側の容積を拡大し、サックバック作用によって充填ノズル６からの液だれを防止する。
【００２３】
充填が終了すると、前記搬送手段４２が再び作動して液体が充填された各容器２を搬出するとともに、次の容器２が充填ノズル６の下方に導入されて停止する。バルブ手段６０の第１バルブ６０Ａが閉じて第２バルブ６０Ｂが開放した状態から、前記と同様に第１バルブ６０Ａを開放して次の充填を開始する。
【００２４】
充填を行うことによりバッグ４内に収容された液体２０の量が少なくなると、その重量を計測しているロードセル３８からの信号により、制御部８８の指令によってバッグ４内に液体の補充を行う。その時には、流出用チューブ８の流出弁６６を閉じ、流入用チューブ１４の下流側に設けられている流入弁９８と上流側の開閉弁９６を開放するとともに、チューブポンプ８６を駆動する。前記バッグ４は、加圧容器１８の圧力室内に供給されている圧力調整手段３６からのエアによって、３０〜５０ｋｐａの圧力に制御されており、一方、チューブポンプ８６の給液圧は、８０〜１００ｋｐａに設定されているので、この圧力差によってタンク１６内に収容されている液体７８がバッグ４内に送り込まれる。バッグ４内に収容されている液体２０の量が所定量に達したことをロードセル３８からの信号に基づいて検出すると、チューブポンプ８６の駆動を停止するとともに、流入用チューブ１４の上流側と下流側に設けられている開閉弁９６および流入弁９８を閉じる。その後、流出用チューブ８の流出弁６６を開放して、前記工程による充填を再開する。なお、バッグ４へ液体を補充する際には、バッグ４内の液量の監視・制御を行っているが、万一その制御に異常が発生した場合でも、加圧容器１８の本体２６と蓋２８の凹部２６ａ、２８ａによって形成される圧力室の形状を、バッグ４の形状に応じて製作しており、この圧力室内にバッグ４を収納しておくことにより、製品液の過供給によるバッグ４の破裂を防ぐことができる。また、この実施例では、タンク１６内の液体７８をバッグ４へ送る送液手段として、チューブポンプ８６を使用しているが、送液手段としてはこれに限るものではなく、例えば、タンク１６に通気口８２を介してエア供給源３６のような圧力調整手段を接続し、タンク１６内の圧力を調整可能として、タンク１６内を８０〜１００ｋｐａに加圧することによって、液体７８を送液するよう送液手段として構成することもできる。
【符号の説明】
【００２５】
２ 容器
４ バッグ
８ 流出用チューブ
１４ 流入用チューブ
１６ タンク
１８ 加圧容器
３８ 計量手段
６０ バルブ手段
８６ 送液手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容するバッグと、このバッグから液体を流出させる流出用チューブとを備え、バッグから流出用チューブを介して液体を流出させて容器に充填する液体充填装置において、
前記バッグに、前記流出用チューブに加えて流入用チューブを接続するとともに、流出用チューブを押圧して流路を開閉するバルブ手段と、前記バッグを収容し、このバッグに外部から圧力をかける加圧容器と、流入用チューブに接続されたタンクと、タンク内の液体をバッグに送る送液手段とを備え、
前記加圧容器内でバッグを所定圧で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して容器内に液体を充填し、また、充填を停止した状態で前記送液手段によって、タンクから加圧容器内のバッグへ液体を補充することを特徴とする液体充填装置。
【請求項２】
バッグを収容した加圧容器の質量を計測する計量手段を備え、質量からバッグ内の液の減少を検出することを特徴とする請求項１に記載の液体充填装置。
【請求項１】
液体を収容するバッグと、このバッグから液体を流出させる流出用チューブとを備え、バッグから流出用チューブを介して液体を流出させて容器に充填する液体充填装置において、
前記バッグに、前記流出用チューブに加えて流入用チューブを接続するとともに、流出用チューブを押圧して流路を開閉するバルブ手段と、前記バッグを収容し、このバッグに外部から圧力をかける加圧容器と、流入用チューブに接続されたタンクと、タンク内の液体をバッグに送る送液手段とを備え、
前記加圧容器内でバッグを所定圧で加圧した状態で、前記バルブ手段を開放して容器内に液体を充填し、また、充填を停止した状態で前記送液手段によって、タンクから加圧容器内のバッグへ液体を補充することを特徴とする液体充填装置。
【請求項２】
バッグを収容した加圧容器の質量を計測する計量手段を備え、質量からバッグ内の液の減少を検出することを特徴とする請求項１に記載の液体充填装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１１２３７９（Ｐ２０１３−１１２３７９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０６６８（Ｐ２０１１−２６０６６８）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００２５３０１９）澁谷工業株式会社 (503)
【Ｆターム（参考）】
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