(57)【要約】【課題】撹拌混合造粒装置において、処理容器の容器本体内に付着した処理品の掻き取り作業を、自動化する。【解決手段】撹拌混合造粒装置１は、処理容器２の外部に配置された関節ロボット６を備える。関節ロボット６は、三次元空間において任意方向に移動可能なロボットアーム６ａと、該ロボットアーム６ａに保持される掻き取り治具１５とを有する。粉粒体の処理後に、関節ロボット６が、ロボットアーム６ａを作動させ、ロボットアーム６ａに保持された掻き取り治具１５を、開放された開口部８ａから進入させ、容器本体８内で移動させることにより、掻き取り治具１５によって容器本体８内に付着した粉粒体の処理品を掻き取る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理すべき粉粒体を内部に収容する処理容器と、前記処理容器内の底面に配設された撹拌羽根とを備え、前記処理容器は、上端に開口部を有する容器本体と、前記開口部を開閉する蓋部とを有する撹拌混合造粒装置において、
前記処理容器の外部に配置された関節ロボットを備え、
前記関節ロボットが、三次元空間において任意方向に移動可能なロボットアームと、該ロボットアームに保持される掻き取り治具とを有し、
前記粉粒体の処理後に、前記関節ロボットが、前記ロボットアームを作動させ、前記ロボットアームに保持された前記掻き取り治具を、開放された前記開口部から進入させ、前記容器本体内で移動させることにより、前記掻き取り治具によって前記容器本体内に付着した前記粉粒体の処理品を掻き取ることを特徴とする撹拌混合造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品、食品、農薬等の粉粒体を結合させて造粒する撹拌混合造粒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品、食品、農薬等の紛、粒子、その他これらに類するもの（以下、これらを総称して粉粒体という。）を結合させて造粒するために撹拌混合造粒装置が使用されている（例えば特許文献１〜３参照）。この撹拌混合造粒装置は、通常、処理すべき粉粒体を内部に収容する処理容器と、前記処理容器内の底面に配設された撹拌羽根とを備え、前記処理容器は、上端に開口部を有する容器本体と、前記開口部を開閉する蓋部とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４５４１５号公報
【特許文献２】特開平７−８７８２号公報
【特許文献３】特開平５−１１５７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この撹拌混合造粒装置では、粉粒体の処理（造粒）後に、処理容器の容器本体内に、粉粒体の処理品が、付着していることが多い。従来では、処理品の生産量の向上のため、この付着した処理品を、作業者が手作業で治具により掻き取って、通常の処理品に加えていた。しかしながら、生産効率の観点から、この掻き取り作業の自動化が求められていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、撹拌混合造粒装置において、処理容器の容器本体内に付着した処理品の掻き取り作業を、自動化することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために創案された本発明に係る撹拌混合造粒装置は、処理すべき粉粒体を内部に収容する処理容器と、前記処理容器内の底面に配設された撹拌羽根とを備え、前記処理容器は、上端に開口部を有する容器本体と、前記開口部を開閉する蓋部とを有する撹拌混合造粒装置において、前記処理容器の外部に配置された関節ロボットを備え、前記関節ロボットが、三次元空間において任意方向に移動可能なロボットアームと、該ロボットアームに保持される掻き取り治具とを有し、前記粉粒体の処理後に、前記関節ロボットが、前記ロボットアームを作動させ、前記ロボットアームに保持された前記掻き取り治具を、開放された前記開口部から進入させ、前記容器本体内で移動させることにより、前記掻き取り治具によって前記容器本体内に付着した前記粉粒体の処理品を掻き取ることを特徴とする。
【０００７】
この構成であれば、関節ロボットのロボットアームに保持された掻き取り治具により、容器本体内に付着した粉粒体の処理品を掻き取ることができる。従って、撹拌混合造粒装置において、処理容器の容器本体内に付着した処理品の掻き取り作業を、自動化することが可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撹拌混合造粒装置において、処理容器の容器本体内に付着した処理品の掻き取り作業を、自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る撹拌混合造粒装置の概略斜視図である。
【図２】撹拌混合造粒装置の要部拡大側面図である。
【図３】撹拌混合造粒装置の蓋部の把手を示す図であり、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が平面図である。
【図４】撹拌混合造粒装置の蓋部のクランプ機構を示す図であり、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が正面図である。
【図５】撹拌混合造粒装置の蓋部のクランプ機構を示す図であり、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が正面図である。
【図６】撹拌混合造粒装置の蓋部のクランプ機構を示す図であり、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が正面図である。
【図７】撹拌混合造粒装置の蓋部固定機構部の図であり、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が平面図、（Ｃ）が（Ａ）のＡ矢視図である。
【図８】掻き取り治具の側面図である。
【図９】蓋部開閉治具の図であり、（Ａ）が側面図、（Ｂ）が底面図である。
【図１０】ジャケットを装着した関節ロボットの側面図である。
【図１１】本発明の変形例に係る撹拌混合造粒装置の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る撹拌混合造粒装置の概略斜視図であり、図２は、撹拌混合造粒装置の要部拡大側面図である。この撹拌混合造粒装置１は、処理すべき粉粒体を内部に収容する処理容器２と、処理容器２内の底面に配設された撹拌羽根３と、処理容器２の側面に配設された破砕羽根（クロススクリュウ４）と、処理容器２の側部に配設されたディスチャージ部５と、処理容器２の外部に配置された関節ロボット６と、粉粒体の処理や関節ロボット６をコントロールするためのコントロール部７とを主要な構成要素として備える。
【００１１】
撹拌混合造粒装置１は、処理容器２内の粉粒体を次のように処理する。不図示の結合剤供給部から処理容器２内に結合剤を供給しつつ粉粒体を撹拌羽根３及びクロススクリュウ４で撹拌することによって粉粒体を結合させて造粒する。詳述すれば、撹拌羽根３が回転すると、処理容器２内の粉粒体が、撹拌され、この撹拌される粉粒体が、供給された結合剤により適度に凝集する一方、クロススクリュウ４によって適当にせん断され、徐々に所望の粒径に造粒されていく。
【００１２】
処理容器２は、上端に開口部８ａを有する容器本体８と、容器本体８の開口部８ａに回動機構９を介して装着され、容器本体８に対する上下方向の回動動作によって開口部８ａを開閉可能な蓋部１０とを有する。回動機構９は、蓋部１０の一端側に配設されており、本実施形態では、ヒンジの一種である。
【００１３】
図３に示すように、蓋部１０には、手動で蓋部１０を回動動作させる際に握る把手１１が取り付けられている。把手１１は、丸棒部材で形成されている。詳述すると、把手１１は、横方向に直線状に延びる把持するための把持部１１ａと、把持部１１ａの両端を蓋部１０に取り付ける側面視Ｌ字状の一対のＬ字部１１ｂとを有する。
【００１４】
図４〜図６に示すように、容器本体８には、閉状態の蓋部１０が開かないようにするためのクランプ機構１２が複数設けられている。クランプ機構１２は、蓋部１０の上面に固定された係合片１３に係合することにより、閉状態の蓋部１０が開かないようにする。係合片１３は、蓋部１０の径方向に沿って外径側に蓋部１０から突出し、その先端には凸部１３ａが設けられている。
【００１５】
クランプ機構１２は、クランプ部１２ａとレバー部１２ｂを主要な構成要素とする。クランプ部１２ａは、係合片１３に係合するための丸棒状の係合棒部１２ｃと、その両端部に固定された一対の長板部１２ｄを有する。レバー部１２ｂは、丸棒状部材で形成された本体部１２ｅと、本体部１２ｅの先端に取り付けられたキャップ部１２ｆとを有する。更に、本体部１２ｅは、先端側の長尺部１２ｇと、基端側の短尺部１２ｈを有する。レバー部１２ｂの短尺部１２ｈは、レバー回動部１２ｉに固定されており、このレバー回動部１２ｉは、クランプ回動部１２ｊに連結部１２ｋで固定されている。レバー回動部１２ｉは、容器本体８に設けられた一対の凸片８ｂに回動自在に取り付けられている。クランプ回動部１２ｊは、クランプ部１２ａの一対の長板部１２ｄに回動自在に取り付けられている。
【００１６】
クランプ機構１２により、閉状態の蓋部１０が開かないようにするには、まず、蓋部１０を閉状態にする（図６の状態）。次に、クランプ機構１２のクランプ部１２ａの係合棒部１２ｃを、係合片１３に係合させる（図５の状態）。そして、レバー部１２ｂの先端側を押し下げる。すると、クランプ部１２ａの係合棒部１２ｃが係合片１３に係合した状態で、クランプ部１２ａが固定（ロック）される（図４の状態）。
【００１７】
また、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示すように、撹拌混合造粒装置１は、開状態の蓋部１０を固定するための蓋部固定機構１４を備える。蓋部固定機構１４は、蓋部１０において回動機構９に接続して回動する蓋部回動部１０ａに設けられた固定用板部１４ａと、容器本体８に取付板１４ｂを介して設けられた固定用ピン１４ｃを有する。
【００１８】
固定用板部１４ａは、回動機構９の回動軸線に垂直な面に沿って配設され、図７（Ａ）で全体形状がＬ字状となっている。固定用板部１４ａには、固定用ピン１４ｃが挿入される第１及び第２挿入孔１４ｄ，１４ｅが設けられている。図７（Ａ）に二点鎖線で示すように、固定用ピン１４ｃが第１挿入孔１４ｄに挿入されることにより、蓋部１０が４５°の開度で固定される。また、固定用ピン１４ｃが第２挿入孔１４ｅに挿入されることにより、蓋部１０が９０°の開度で固定される。なお、固定用板部１４ａには、手動で蓋部１０を開く際に使用される手動時挿入孔１４ｆが設けられている。固定用ピン１４ｃが手動時挿入孔１４ｆに挿入されることにより、蓋部１０が８０°の開度で固定される。
【００１９】
固定用ピン１４ｃは、その軸線が回動機構９の回動軸線に平行になるように配設されている。固定用ピン１４ｃは、取付板１４ｂに設けられたシリンダボックス１４ｇ内のシリンダ機構により、その軸線に沿って進退可能である。
【００２０】
また、取付板１４ｂには、蓋部１０の開度を検知するための第１及び第２近接スイッチ１４ｈ，１４ｉが設置されている。第１近接スイッチ１４ｈのみが固定用板部１４ａを検出した場合、蓋部１０の開度を４５°と判定し、第１及び第２近接スイッチ１４ｈ，１４ｉの両方が固定用板部１４ａを検出した場合、蓋部１０の開度を９０°と判定する。
【００２１】
関節ロボット６は、本実施形態では、６軸の垂直多関節型ロボットであるが、本発明は、これに限定されるものではない。関節ロボット６は、先端部６ｂが三次元空間において任意方向に移動可能なロボットアーム６ａと、該ロボットアーム６ａの先端部６ｂに保持される掻き取り治具１５と蓋部開閉治具１６とを有する。図１に示すように、掻き取り治具１５と蓋部開閉治具１６は、使用前には、所定の位置に配置されている。
【００２２】
図８（Ａ）に示すように、掻き取り治具１５は、粉粒体の処理品を掻き取るためのヘラ部１５ａと、ヘラ部１５ａをロボットアーム６ａの先端部６ｂに取り付けるための取付部１５ｂとを有する。ヘラ部１５ａは、例えば、ポリエチレン等の樹脂等で形成されている。取付部１５ｂは、ヘラ部１５ａが取り付けられる屈曲板部１５ｃと、屈曲板部１５ｃが取り付けられる平板部１５ｄと、ロボットアーム６ａの先端部６ｂに接続される接続基部１５ｅと、平板部１５ｄと接続基部１５ｅとを連結する複数のロッド部１５ｆを有する。
【００２３】
ヘラ部１５ａは、幅広部１５ｇと柄部１５ｈとを有する。図８（Ｂ）に示すように、ヘラ部１５ａは、屈曲板部１５ｃに対し、取り付ける方向を９０°変更可能である。また、ヘラ部１５ａの幅広部１５ｇは、先端に向かって漸次厚さが減少する。
【００２４】
また、図８（Ｃ），図８（Ｅ）に示すように、屈曲板部１５ｃは、平板部１５ｄに取り付けられる位置を変更可能である。更に、図８（Ｄ）に示すように、ロッド部１５ｆに追加ロッド部１５ｊを連結することで、平板部１５ｄと接続基部１５ｅの距離を変更可能である。
【００２５】
また、図８（Ａ）〜図８（Ｅ）では、ヘラ部１５ａの幅広部１５ｇの先端は、平面視で幅方向の直線状であるが、図８（Ｆ）に示すように、ヘラ部１５ａの幅広部１５ｇの先端に切欠き１５ｉを設けてもよい。例えば、この切欠き１５ｉの平面視での形状を、撹拌羽根３のボス部３ａの側面視での形状に合わせれば、撹拌羽根３のボス部３ａに付着した処理品を掻き取ることが容易になる。
【００２６】
図９に示すように、蓋部開閉治具１６は、蓋部１０を開閉するために使用される一対の側板部１６ａと、これら側板部１６ａの間に配置され、これら側板部１６ａを相互に接近及び離間する方向に移動させる駆動部１６ｂと、駆動部１６ｂの上方に固定され、ロボットアーム６ａの先端部６ｂに接続される接続基部１６ｆとを有する。なお、図９の左側を蓋部開閉治具１６の前側、右側を蓋部開閉治具１６の後側とする。
【００２７】
側板部１６ａの前側部分の上端及び下端には、側面視で円弧状の切欠部１６ｃが設けられており、図９（Ａ）に二点鎖線で示すように、この切欠部１６ｃにより、丸棒状の部材Ｗに係合して支持することが可能である。なお、切欠部１６ｃは、丸棒状の部材Ｗに係合可能であれば、円弧状でなくてもよく、例えば、側面視でＵ字状、コ字状等であってもよい。
【００２８】
また、それぞれの側板部１６ａの前側部分の上下方向中央の内側には、円板状の支持部材１６ｄが周方向に回転自在に取り付けられている。支持部材１６ｄの支持面１６ｅは平面状であり、一対の側板部１６ａの支持部材１６ｄの支持面１６ｅは平行である。支持部材１６ｄは、例えば、ゴム、金属等で形成される。蓋部開閉治具１６は、図９（Ｂ）に二点鎖線で示す一対の側板部１６ａが離間した状態から互いに接近することで、一対の支持部材１６ｄでクランプ部１２ａを挟持（チャック）可能である。なお、通常時、蓋部開閉治具１６の一対の側板部１６ａは互いに接近した状態である。
【００２９】
また、図１０に示すように、関節ロボット６は、関節ロボット６を覆うジャケット１７を装着可能である。このジャケット１７の装着により、関節ロボット６からの処理品へのコンタミネーションを防止することや関節ロボット６を保護することが可能である。ジャケット１７は、例えば、ポリエステルとポリウレタンの混紡の基布にポリウレタンのラミネート加工を施したもので形成されるが、勿論、これに限定されるものでは無い。
【００３０】
次に、撹拌混合造粒装置１における蓋部１０の開閉動作を、蓋部１０の開いた時の角度（開度）が４５°の場合を例にして説明する。なお、予め、関節ロボット６は、自動で、ロボットアーム６ａの先端部６ｂに蓋部開閉治具１６を保持する。
【００３１】
まず、クランプ部１２ａがロックされた状態から、蓋部１０を開く動作を説明する。
【００３２】
最初に、関節ロボット６により、図４に二点鎖線で示すように、蓋部開閉治具１６における一方の側板部１６ａの上側の切欠部１６ｃを、レバー部１２ｂの長尺部１２ｇに係合させる。そして、この状態で蓋部開閉治具１６を移動させることにより、レバー部１２ｂを上方に回動させて、クランプ部１２ａのロックを解除する。
【００３３】
次に、蓋部開閉治具１６における一対の側板部１６ａを離間させた後に互いに接近させ、図５（Ｂ）に二点鎖線で示すように、クランプ部１２ａにおける一対の長板部１２ｄの係合棒部１２ｃの側の端部を、一対の支持部材１６ｄでチャックする。そして、この状態で蓋部開閉治具１６を移動させることにより、クランプ部１２ａを下方に回動させて、図６の状態にする（図６（Ｂ）の二点鎖線参照）。
【００３４】
図６の状態になったら、蓋部開閉治具１６における一対の側板部１６ａを離間させ、一対の支持部材１６ｄによるクランプ部１２ａのチャックを解除する。そして、蓋部開閉治具１６を移動させた後、蓋部開閉治具１６の一対の側板部１６ａを互いに接近した状態にする。
【００３５】
以上の動作を全てのクランプ機構１２について行う。
【００３６】
その後、図３に示すように、把手１１の把持部１１ａに一対の側板部１６ａの切欠部１６ｃを係合させる。そして、関節ロボット６により、この状態で蓋部開閉治具１６を移動させることにより、蓋部１０を上方に回動させる。
【００３７】
蓋部１０の開度が４５°になったら、シリンダボックス１４ｇ内のシリンダ機構により、固定用ピン１４ｃを進出させ、固定用板部１４ａの第１挿入孔１４ｄに挿入する。これにより、蓋部１０が、開度４５°で固定される。
【００３８】
次に、蓋部固定機構１４により固定された状態の蓋部１０を閉じる動作を説明する。
【００３９】
最初に、第１及び第２近接スイッチ１４ｈ，１４ｉの検出結果に基づいて蓋部１０の開度を判定する。例えば、蓋部１０の開度が４５°（第１近接スイッチ１４ｈのみが固定用板部１４ａを検出）であれば、関節ロボット６により、蓋部開閉治具１６を移動させ、開度４５°で固定された蓋部１０の把手１１の把持部１１ａに、一対の側板部１６ａの切欠部１６ｃを係合させて支持させる。
【００４０】
切欠部１６ｃにより把持部１１ａを支持したら、シリンダボックス１４ｇ内のシリンダ機構により、固定用ピン１４ｃを、固定用板部１４ａの第１挿入孔１４ｄから退出させる。これで、蓋部１０の固定用ピン１４ｃによる固定が解除される。
【００４１】
そして、関節ロボット６により、蓋部開閉治具１６を移動させることにより、蓋部１０を下方に回動させる。蓋部１０が閉状態になったら、切欠部１６ｃの把持部１１ａへの係合を解除する。
【００４２】
次に、以下の動作を全てのクランプ機構１２について行う。
【００４３】
蓋部開閉治具１６における一対の側板部１６ａを離間させた後に互いに接近させ、図６（Ｂ）に二点鎖線で示すように、クランプ部１２ａにおける一対の長板部１２ｄの係合棒部１２ｃの側の端部を、一対の支持部材１６ｄでチャックする。そして、この状態で蓋部開閉治具１６を移動させることにより、クランプ部１２ａを上方に回動させて、図５の状態にする。
【００４４】
図５の状態になったら、蓋部開閉治具１６における一対の側板部１６ａを離間させ、一対の支持部材１６ｄによるクランプ部１２ａのチャックを解除する。
【００４５】
その後、蓋部開閉治具１６の一対の側板部１６ａを互いに接近した状態にし、蓋部開閉治具１６における一方の側板部１６ａの下側の切欠部１６ｃを、レバー部１２ｂの長尺部１２ｇに係合させる。そして、この状態で蓋部開閉治具１６を移動させることにより、レバー部１２ｂを下方に回動させて、クランプ部１２ａをロックする（図４の状態にする）。
【００４６】
次に、撹拌混合造粒装置１における容器本体８内の掻き取り動作を説明する。
【００４７】
粉粒体の処理後に、上記で説明したように、蓋部１０を開き、蓋部固定機構１４で固定する。その後、関節ロボット６は、自動で、ロボットアーム６ａの先端部６ｂから蓋部開閉治具１６を外し、ロボットアーム６ａの先端部６ｂに掻き取り治具１５を保持する。
【００４８】
関節ロボット６が、ロボットアーム６ａを作動させ、ロボットアーム６ａに保持された掻き取り治具１５を、開放された容器本体８の開口部８ａから進入させる。
【００４９】
続いて、図２に示すように、関節ロボット６が、ロボットアーム６ａを作動させ、ロボットアーム６ａに保持された掻き取り治具１５を、容器本体８内で移動させることにより、掻き取り治具１５によって容器本体８内に付着した粉粒体の処理品を掻き取る。
【００５０】
すると、掻き取り治具１５によって掻き取られた処理品は、下方に存在する通常の処理品の上に落下する。
【００５１】
その後、掻き取られた処理品は、通常の処理品と共に、ディスチャージ部５を介して撹拌混合造粒装置１の外部に排出される。
【００５２】
以上のように構成された撹拌混合造粒装置１では、関節ロボット６のロボットアーム６ａに保持された掻き取り治具１５により、容器本体８内に付着した粉粒体の処理品を掻き取ることができる。従って、撹拌混合造粒装置１において、処理容器２の容器本体８内に付着した処理品の掻き取り作業を、自動化することが可能である。
【００５３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでは無く、その技術的思想の範囲内で、様々な変形が可能である。例えば、高薬理活性薬物や人体に有害な化学物質などの粉粒体を処理する場合、作業者の保護や、外部環境の汚染防止を図るために、図１１に示すように、撹拌混合造粒装置１が、外部環境に対して気密に隔離された作業室Ｒを備えていてもよい。この場合には、処理容器２、ディスチャージ部５、関節ロボット６、掻き取り治具１５、蓋部開閉治具１６等は、作業室Ｒの内部に配置される。そして、この撹拌混合造粒装置１は、粉粒体の処理容器２への投入、ディスチャージ部５から排出された処理品の移動等も含め、作業室Ｒ内の全ての作業を、関節ロボット６により行うことができるように構成されている。
【符号の説明】
【００５４】
１      撹拌混合造粒装置
２      処理容器
３      撹拌羽根
６      関節ロボット
６ａ    ロボットアーム
７      コントロール部
８      容器本体
８ａ    開口部
１０    蓋部
１５    掻き取り治具
【図１】
2020006308.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020006308.tif 000007
【図６】
2020006308.tif 000008
【図７】
2020006308.tif 000009
【図８】
2020006308.tif 000010
【図９】
2020006308.tif 000011
【図１０】
2020006308.tif 000012
【図１１】
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