(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に配置されたホッパーから下部に配置された受容器に材料を落下させて供給する供給装置において、
前記ホッパーに蓄えられた材料を前記受容器に導く供給通路と、
前記供給通路の内側に設けられ、膨張収縮することによって前記供給通路の通路径を変更する第一膨縮部と、
前記供給通路と前記第一膨縮部とによって画成される第一流体室と、
前記供給通路の下部から前記受容器内に垂れ下がるように配置され、前記供給通路を通過した材料を流下させる内部通路を形成する内筒部と、前記内筒部の外側に設けられる外筒部とを有し、膨張収縮することによって前記内部通路の通路径を変更する第二膨縮部と、
前記内筒部と前記外筒部とによって画成される第二流体室と、
前記第一流体室及び前記第二流体室内の流体を給排することで、前記第一膨縮部及び前記第二膨縮部を膨張収縮させる流体給排部と、を備え、
前記第一流体室内の流体を徐々に排出し、前記供給通路を閉塞するように膨張した前記第一膨縮部を収縮させることで、前記ホッパーからの材料を前記供給通路に沿って落下させ、
前記第二流体室内の流体を徐々に排出し、前記内部通路を閉塞するように膨張した前記第二膨縮部を収縮させることで、前記供給通路からの材料を前記内部通路に沿って落下させて前記受容器に供給し、
前記第二膨縮部の下端部は、前記ホッパーからの材料が前記内部通路を通って前記受容器の底部に到達した時には、前記内部通路が前記受容器の底部によって閉塞されるように位置することを特徴とする供給装置。
【請求項２】
前記受容器の上方に配置され、前記第二膨縮部を収容可能に形成される収容部をさらに備え、
前記第二流体室は、前記内筒部と前記外筒部と前記収容部とによって画成され、
前記流体給排部によって前記第二流体室内を徐々に減圧することによって、前記第二膨縮部を前記受容器から引き上げて前記収容部内に収容させることを特徴とする請求項１に記載の供給装置。
【請求項３】
前記第二膨縮部は、小径端部と大径端部とを有する円錐台状の筒部材を、前記小径端部が前記大径端部側に位置するように折り返すことによって形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の供給装置。
【請求項４】
前記第一膨縮部及び前記第二膨縮部は、可撓性シート材によって形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を落下させて供給する供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医薬品等の製造工程においては、製造された錠剤やカプセル剤、顆粒剤等の薬剤を、供給シュートを介して落下させて受容器に供給する供給装置がある。薬剤の落下速度を調整せずに自由落下させる供給装置では、落下の衝撃により錠剤やカプセル剤に欠損が生じたり、落下過程で顆粒剤の粒子分離が生じたりするという問題があった。
【０００３】
特許文献１には、筒状の供給シュートの内周に膨張収縮可能な弾性膜体を備え、弾性膜体の膨張状態を調整することで材料を緩やかに落下させる供給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２８２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の供給装置では、供給シュートでの材料の落下速度は緩やかとなるが、供給シュートの出口から排出された材料は受容器に自由落下するので、受容器に落下した材料に欠損等が生じる可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、受容器に供給される材料の欠損等を抑制することが可能な供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上部に配置されたホッパーから下部に配置された受容器に材料を落下させて供給する供給装置において、ホッパーに蓄えられた材料を受容器に導く供給通路と、供給通路の内側に設けられ、膨張収縮することによって供給通路の通路径を変更する第一膨縮部と、供給通路と第一膨縮部とによって画成される第一流体室と、供給通路の下部から受容器内に垂れ下がるように配置され、供給通路を通過した材料を流下させる内部通路を形成する内筒部と、内筒部の外側に設けられる外筒部とを有し、膨張収縮することによって内部通路の通路径を変更する第二膨縮部と、内筒部と外筒部とによって画成される第二流体室と、第一流体室及び第二流体室内の流体を給排することで、第一膨縮部及び第二膨縮部を膨張収縮させる流体給排部と、を備える。供給装置では、第一流体室内の流体を徐々に排出し、供給通路を閉塞するように膨張した第一膨縮部を収縮させることで、ホッパーからの材料を供給通路に沿って落下させ、第二流体室内の流体を徐々に排出し、内部通路を閉塞するように膨張した第二膨縮部を収縮させることで、供給通路からの材料を内部通路に沿って落下させて受容器に供給する。また、第二膨縮部の下端部は、ホッパーからの材料が内部通路を通って受容器の底部に到達した時には、内部通路が受容器の底部によって閉塞されるように位置する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第一流体室から流体を徐々に排出して第一膨縮部を収縮させることでホッパーに蓄えられた材料を供給通路に沿って緩やかに落下させ、第二流体室から流体を徐々に排出して第二膨縮部を収縮させることで供給通路からの材料を内部通路に沿って受容器に緩やかに落下させるので、落下衝撃による材料の欠損等の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による供給装置の概略縦断面図である。
【図２】供給装置の第二膨縮部を形成する筒部材の斜視図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、ホッパーに蓄えられた薬剤が供給シュートに沿って落下する状態を示す図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、薬剤が内部通路に沿って落下する状態を示す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、薬剤が受容器内に充填される状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照して、本発明の実施形態による供給装置１００の構造について説明する。図１は、供給装置１００の概略縦断面図である。
【００１１】
供給装置１００は、薬剤製造装置によって製造された錠剤やカプセル剤、顆粒剤等の薬剤を、ホッパー１から落下させて受容器２に供給する装置である。
【００１２】
ホッパー１は、すり鉢状の容器であって、供給装置１００の上部に設けられる。ホッパー１は、薬剤製造装置によって製造された薬剤を一時的に貯蔵する。ホッパー１の底部には、開口部１Ａが形成されている。
【００１３】
受容器２は、ホッパー１から落下してくる材料を受け止める略矩形状の容器である。受容器２の上部には、開口部２Ａが形成されている。供給装置１００では、受容器２に薬剤が満たされると、空の受容器２に交換される。
【００１４】
ホッパー１と受容器２との間には、供給シュート（供給通路）３が配置される。供給シュート３は上下方向に延設された筒状部材である。供給シュート３の上端部３Ａはホッパー１の開口部１Ａに接続され、下端部３Ｂは受容器２の開口部２Ａに臨むように配置される。したがって、ホッパー１から落下した薬剤は、供給シュート３を介して受容器２に導かれる。
【００１５】
供給シュート３の内部には、供給シュート３に沿って円筒状の第一膨縮部１０が設けられる。第一膨縮部１０は、ポリウレタンやゴム等の可撓性シート材によって形成される。第一膨縮部１０の上端部１０Ａはホッパー１の底部と供給シュート３の上端部３Ａとの間に固定され、第一膨縮部１０の下端部１０Ｂは供給シュート３の下端部３Ｂで折り返されて下端部３Ｂの外周に固定される。第一膨縮部１０と供給シュート３との間には、第一空気室（第一流体室）１１が画成される。第一膨縮部１０は、第一空気室１１内の空気（流体）の圧力に応じて膨張収縮し、供給シュート３の通路径を変更する。
【００１６】
受容器２の上方であって供給シュート３の周囲には、後述する第二膨縮部２０を収容可能な収容部１２が設けられる。収容部１２は円筒状であって、収容部１２の下端部１２Ｂは開口端として形成されている。収容部１２の上端部１２Ａには貫通孔１２Ｃが形成されており、この貫通孔１２Ｃを供給シュート３が挿通する。
【００１７】
供給シュート３の下端部３Ｂには、第二膨縮部２０が設置される。第二膨縮部２０は、袋状に形成された二重円筒部材であって、供給シュート３から排出された薬剤を流下させる内部通路２３を有する内筒部２１と、内筒部の外側に設けられる外筒部２２とを備える。第二膨縮部２０は、供給シュート３の下端部３Ｂから受容器２内に垂れ下がるように配置される。
【００１８】
第二膨縮部２０は、図２に示すような、ポリウレタンやゴム等の可撓性シート材により形成された円錐台状の筒部材によって構成されている。具体的には、第二膨縮部２０は、小径端部２０Ａが大径端部２０Ｂ側に位置するように、筒部材の小径端部２０Ａを内側に折り返すことによって形成される。図１に示すように、第二膨縮部２０の小径端部２０Ａは供給シュート３の下端部３Ｂの外周に固定され、大径端部２０Ｂは収容部１２の下端部１２Ｂに固定されるので、第二膨縮部２０と収容部１２と供給シュート３との間には第二空気室（第二流体室）１３が画成される。第二膨縮部２０は、第二空気室１３内の空気（流体）の圧力に応じて膨張収縮し、内部通路２３の通路径を変更する。
【００１９】
第一空気室１１及び第二空気室１３内の空気の圧力は、空気給排装置（流体給排部）３０によって調整される。空気給排装置３０は、第一空気室１１及び第二空気室１３に空気を供給する供給ポンプ４０と、第二空気室１３から空気を排出する排出ポンプ５０とを備える。
【００２０】
供給ポンプ４０は、第一供給路４１を介して第一空気室１１に空気を供給するとともに、第一供給路４１から分岐する第二供給路４２を介して第二空気室１３に空気を供給する。第一供給路４１及び第二供給路４２には、各通路をそれぞれ開閉する開閉弁４３、４４が設置される。開閉弁４３よりも下流の第一供給路４１には、第一空気室１１内の空気を外部に排出する第一排出路４５が接続する。第一排出路４５には、第一排出路４５を開閉する開閉弁４６が設置される。
【００２１】
排出ポンプ５０は、第二排出路５１を介して第二空気室１３内の空気を強制的に排出する。第二排出路５１には、第二排出路５１を開閉する開閉弁５２が設置される。開閉弁５２よりも上流の第二排出路５１には、第二空気室１３内の空気を外部に排出する第三排出路５３が接続する。第三排出路５３には、第三排出路５３を開閉する開閉弁５４が設置される。
【００２２】
空気給排装置３０は、コントローラ６０によって制御される。コントローラ６０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。
【００２３】
コントローラ６０には、ホッパー１の上部に設置された上限センサ６１及び供給シュート３の下端部３Ｂに設置された下限センサ６２からの検出データが信号として入力される。上限センサ６１は薬剤の積載面がホッパー１の上限に達したか否かを検出し、下限センサ６２は薬剤の積載面が供給シュート３の下端部３Ｂ（下限）に達したか否かを検出する。コントローラ６０は、これら入力信号等に基づいて、供給ポンプ４０や排出ポンプ５０の動作を制御するとともに、開閉弁４３、４４、４６、５２、５４を開閉駆動する。
【００２４】
次に、図３〜図５を参照して、ホッパー１に蓄えられた薬剤を受容器２に供給する時の供給装置１００の動作について説明する。
【００２５】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、ホッパー１の薬剤が供給シュート３に沿って落下する状態を示す図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、薬剤が内部通路２３に沿って落下する状態を示す図である。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、薬剤が受容器２内に充填される状態を示す図である。
【００２６】
薬剤供給前の初期状態においては、開閉弁４３、４４が開弁され、開閉弁４６、５２、５４が閉弁される。これにより、第一空気室１１及び第二空気室１３には供給ポンプ４０を介して空気が導入され、第一膨縮部１０及び第二膨縮部２０は、図３（Ａ）に示すように膨張する。第一膨縮部１０は供給シュート３を閉塞するように膨張し、第二膨縮部２０は内部通路２３を閉塞するように膨張する。供給シュート３は第一膨縮部１０によって閉塞されているので、薬剤製造装置（図示省略）によって製造された薬剤は、供給シュート３を通過できず、ホッパー１に蓄えられる。
【００２７】
薬剤の積載面がホッパー１の上限に達すると、図３（Ｂ）に示すように、開閉弁４３が閉弁されて第一空気室１１への空気の供給が停止されるとともに、開閉弁４６が開弁されて第一空気室１１内の空気が徐々に外部に排出される。第一空気室１１からの空気の排出量は、開閉弁４６の開度を調整することによって制御される。
【００２８】
このように第一空気室１１内の空気を抜くと第一膨縮部１０は収縮し、ホッパー１に蓄えられている薬剤は、その重量によって第一膨縮部１０を押し広げながら、供給シュート３を緩やかに落下する。
【００２９】
そして、図３（Ｃ）に示すように、第一空気室１１内の空気がほとんど排出されて第一空気室１１内が略大気圧になると、第一膨縮部１０の膨らみがなくなり、薬剤は供給シュート３を通過して第二膨縮部２０の内部通路２３の上部に導かれる。この時、内部通路２３は第二膨縮部２０によって閉塞されているので、薬剤は内部通路２３を通過できず落下しない。
【００３０】
第一空気室１１内が略大気圧になると、図４（Ａ）に示すように、開閉弁４４が閉弁されて第二空気室１３への空気の供給が停止され、開閉弁５４が開弁されて第二空気室１３内の空気が徐々に外部に排出される。第二空気室１３からの空気の排出量は、開閉弁５４の開度を調整することによって制御される。
【００３１】
このように第二空気室１３内の空気を抜くと、第二膨縮部２０は収縮し、第二膨縮部２０の上方に蓄えられている薬剤はその重量によって内部通路２３を押し広げながら緩やかに落下する。なお、図４（Ａ）の状態では、開閉弁４３、４６、５２は閉弁状態となっている。
【００３２】
図４（Ｂ）に示すように、ホッパー１から落下した薬剤が内部通路２３を通って受容器２の底部に到達した時には、第二膨縮部２０の下端部２０Ｃは受容器２の底部に位置する。内部通路２３の出口は受容器２の底部によって閉塞されるので、供給シュート３及び内部通路２３内の薬剤の受容器２への供給が一旦停止する。その後、薬剤製造装置によってホッパー１に供給された薬剤の積載面がホッパー１の上限に達すると、図５（Ａ）に示すように受容器２への薬剤の供給が再開される。
【００３３】
受容器２への薬剤充填時は、薬剤の積載面が供給シュート３の下端部３Ｂ（下限）に達するまでの間、開閉弁５２が開弁され、第二空気室１３内の空気が排出ポンプ５０によって徐々に排出される。
【００３４】
第二空気室１３内の空気は排出ポンプ５０によって強制的に排出されるので、第二空気室１３内は負圧となる。第二空気室１３内が負圧になると、図５（Ａ）に示すように、第二膨縮部２０の一部が収容部１２内に収容され始め、第二膨縮部２０の下端部２０Ｃが引き上げられる。これにより内部通路２３の出口が受容器２の底部から離間するので、内部通路２３内に蓄えられていた薬剤が受容器２内に供給される。
【００３５】
第二空気室１３内の負圧がさらに高くなると、図５（Ｂ）に示すように、第二膨縮部２０の半分程度が収容部１２内に収容される。第二膨縮部２０の下端部２０Ｃは図５（Ａ）の状態よりも高い位置となるので、薬剤が継続的に受容器２に供給される。
【００３６】
薬剤の受容器２への供給速度は第二膨縮部２０の引上速度と相関するため、第二膨縮部２０の引上速度は薬剤の急激な流下を避けるような引上速度に設定されている。第二膨縮部２０の引上速度は、開閉弁５２の開度によって調整される。
【００３７】
また、第二膨縮部２０の下端部２０Ｃは、内部通路２３の出口での薬剤通過時における摩擦抵抗等の作用によって、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の実線及び破線で示すように、供給シュート３の軸心に対して旋回する。このように、第二膨縮部２０の下端部２０Ｃが旋回することによって、内部通路２３から受容器２に供給された薬剤は平坦にならされる。
【００３８】
第二空気室１３内の負圧が図５（Ｂ）の状態よりも高くなると、図５（Ｃ）に示すように第二膨縮部２０のほとんどが収容部１２内に収容される。これにより第二膨縮部２０の下端部２０Ｃが最高位置に達し、全ての薬剤が受容器２に供給され、薬剤供給作業が終了する。薬剤供給作業が終了すると、薬剤で満たされた受容器２が空の受容器２に交換され、供給装置１００は初期状態に戻る。
【００３９】
上述した供給装置１００によれば、以下の効果を得ることできる。
【００４０】
供給装置１００では、第一空気室１１から空気を徐々に排出して第一膨縮部１０を収縮させることでホッパー１に蓄えられた薬剤を供給シュート３に沿って緩やかに落下させ、第二空気室１３から空気を徐々に排出して第二膨縮部２０を収縮させることで供給シュート３からの薬剤を内部通路２３に沿って受容器２に緩やかに落下させる。このように第一膨縮部１０及び第二膨縮部２０を用いて薬剤を緩やかに落下させるので、落下衝撃による錠剤やカプセル剤の欠損の発生を抑制でき、落下過程での顆粒剤の粒子分離の発生を抑制できる。
【００４１】
供給装置１００は、第二膨縮部２０を収容可能な収容部１２を備え、第二空気室１３内を徐々に減圧することで第二膨縮部２０を収容部１２内に収容する。第二膨縮部２０の下端部２０Ｃは受容器２の底部から離間するように徐々に引き上げられるので、供給シュート３及び内部通路２３内の薬剤を受容器２に緩やかに供給することができる。これにより、供給時における薬剤の欠損等の発生を抑制することができる。
【００４２】
第二膨縮部２０は、円錐台状の筒部材を折り返すことによって形成されており、収容部１２への引上時に下端部２０Ｃが旋回するので、受容器２に供給された薬剤の積載面を平坦にならす。これにより、受容器２における薬剤の充填効率を高めることができる。
【００４３】
第一膨縮部１０及び第二膨縮部２０はポリウレタンのような安価な可撓性シート材から形成されているので、第一膨縮部１０及び第二膨縮部２０の使い捨てが可能となる。したがって、第一膨縮部１０及び第二膨縮部２０の交換時に、第一膨縮部１０及び第二膨縮部２０を洗浄する必要がなく、洗浄工数等を削減することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００４５】
供給装置１００は、医薬品分野における薬剤を受容器２に供給する装置としたが、化学品分野や食料品分野における脆弱性のある材料や粉粒体材料を受容器２に供給する装置としてもよい。
【００４６】
供給装置１００では、空気を用いて第一膨縮部１０及び第二膨縮部２０の膨らみを制御したが、重量のある材料を供給する場合には水等の液体を用いて第一膨縮部１０及び第二膨縮部２０の膨らみを制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、材料を落下させて受容器に供給する供給装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１００  供給装置
１      ホッパー
２      受容器
３      供給シュート（供給通路）
１０    第一膨縮部
１１    第一空気室（第一流体室）
１２    収容部
１３    第二空気室（第二流体室）
２０    第二膨縮部
２０Ｃ  下端部
２１    内筒部
２２    外筒部
２３    内部通路
３０    空気給排装置（流体給排部）
６０    コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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