JP2816527B2 - 粉粒体の吐出方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食品、医薬品、塗料、
粉末冶金、及びその他様々な種類の粉粒体を他の主成分
に対して微量配合し、或いは微量添加するのに好適な粉
粒体の吐出方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、医薬品としての錠剤の製造に際
しては、計量−混合−造粒−混合−製錠−検査の６工程
を経るのが一般的であるが、医薬品の能書きに微量と表
示される微量添加物の添加作業は、計量時において精密
天秤によって精秤されてから混合又は製錠工程で主薬成
分に添加されている。而して、精密天秤を用いて添加物
の精秤を行う作業にあっては、その添加物が微量で、秤
量が微小であることにより、その秤量作業を自動化する
ことが困難である。そこで、従来では、微量添加物の秤
量を作業員が手作業で行っており、このため従来ではこ
の秤量された微量添加物を主薬成分に添加する作業につ
いてもやはり作業員が手作業で行っていたのが一般的で
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように人手作業によって添加物を添加していたので
は、作業員の労力負担が大きく、作業性も劣るという難
点があった。特に、医薬品の製造については、通常バッ
チ生産であるから、生産数量分の秤量作業が必要となっ
て、作業員の労力負担は一層顕著となっており、このよ
うな難点が改善されるように強く要望されていた。

【０００４】尚、上記難点を解消する策としては、例え
ば顆粒剤の分包機に用いられる升による擦り切り方式
や、スクリューの押出しによる供給方式等に代表される
容積式の定量供給方法を採用し、添加物となる粉粒体の
秤量を行うことなく、添加物を主薬成分に対して定量供
給させることも考えられる。ところが、このような方法
では、医薬錠剤１錠あたりで微量とされる０．１〜１
〔ｍｇ〕オーダーの粉粒体の定量且つ微量の連続供給
が、粉粒体の付着性や機械の総合精度の点から困難とな
っていた。従って、錠剤の製造のように微量添加物の添
加量に非常に高い精度が要求される場合には、結局は、
その秤量を人手によって行ってから、この添加物を人手
によって主成分に添加せざるを得ない状況となってい
た。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みて提案されたもの
で、粉粒体を作業員の人手によることなく高精度で且つ
定量的に、しかも連続的に微量吐出させる方法及び装置
を提供し、もって微量添加物の添加作業の作業能率を高
めることを、その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案された請求項１に記載の本発明は、多数の小孔を
形成した多孔部を備えた容器中に粉粒体を充填させた状
態で、この容器の少なくとも多孔部をガス流中で振動さ
せることにより、この容器内の粉粒体を前記多孔部の小
孔から連続的に且つ定量的にガス流中に吐出させる、粉
粒体の吐出方法である。

【００１２】請求項２に記載の本発明は、上記請求項１
の構成において、前記容器の少なくとも多孔部を振動さ
せる手段が、ハンマリング又はバイブレータ等による機
械的手段によって容器に振動を付与する手段である。

【００１３】請求項３に記載の本発明は、上記請求項２
とは異なり、上記請求項１の構成において、前記容器の
少なくとも多孔部を振動させる手段が、前記ガス流を脈
動流又は圧縮ガスのパルス的な噴流とする手段である。

【００１４】請求項４に記載の本発明は、上記請求項１
に記載の本発明に係る粉粒体の吐出方法を実施するため
の装置であり、内部に粉粒体を収容するための空間部を
形成し且つ少なくとも先端側に多数の小孔を形成した多
孔部を備えた容器と、この容器の多孔部が配置される位
置へガス流を供給させるためのガス流供給手段とを備
え、前記容器の多孔部がガス流内で振動することにより
この容器内の粉粒体が多孔部の小孔から連続的に且つ定
量的にガス流中へ吐出されるように構成された、粉粒体
の吐出装置である。

【００１５】

【作用】上記構成を特徴とする請求項１に記載の本発明
に係る粉粒体の吐出方法においては、容器の多孔部をガ
ス流中で振動させると、容器内の粉粒体がその振動作用
によって多孔部の小孔を通過してガス流中に連続的に且
つ定量的に吐出される。而して、かかる粉粒体の吐出量
は、多孔部の小孔の開口径、数、多孔部の振動の周期、
振幅、及びガス流の状況等の条件により左右され、これ
らの各条件を所望の条件に一定化させることにより、や
はり粉粒体を微量ずつ定量的に且つ連続して吐出させる
ことができる。

【００２１】請求項３に記載の本発明に係る粉粒体の吐
出方法では、脈動流又は圧縮ガスのパルス的な噴流とさ
れたガス流によって容器の多孔部を振動させることがで
きるので、容器の多孔部を振動させるための機械的な手
段を別途設けるような必要はなく、装置構成の簡素化が
図れることとなる。

【００２２】請求項４に記載の本発明に係る粉粒体の吐
出装置においては、多孔部を備えた容器内に粉粒体を収
容させた状態で、ガス流供給手段からその容器の多孔部
にガス流を供給させて、この容器の多孔部を振動させる
ことができるので、上記請求項１に記載の本発明に係る
粉粒体の吐出方法を適切に実施することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る粉粒体
の吐出装置Ａを示す一部切欠断面正面図である。この吐
出装置Ａは、注射筒の如き形状に形成された容器３、こ
の容器３の上部に自動開閉バルブ８ｂを介して連設され
た粉粒体貯蔵ホッパー４、この粉粒体貯蔵ホッパー４や
前記容器３内へ圧縮ガス（例えば圧縮空気）を供給する
ための圧縮ガス源としてのガス圧縮機１（エアコンプレ
ッサ）、及びその他後述の各機器を具備している。

【００２４】上記のうち、容器３は、内部に粉粒体ｍを
収容するための空間部３０を形成したもので、その下端
先端側には、細長状のパイプ部２ａを有するノズル２が
装着されている。容器３の底部側は、例えばその形状が
円錐状に形成される等して、容器３内の粉粒体ｍがノズ
ル２内へスムースに流入するように配慮されている。ま
た、粉粒体ｍがノズル２の上方位置で不当に凝固して詰
まりを生じる現象（ブリッジ現象）を生じさせないよう
に、容器３内の底部に例えば陣笠状、或いはリング状の
部材（不図示）が必要に応じて設けられている。

【００２５】容器３内への粉粒体ｍの充填は、自動開閉
バルブ８ｂが開状態とされ、粉粒体貯蔵ホッパー４内に
充填されている粉粒体ｍが容器３内へ落下することによ
りなされる。容器３の側方には、粉粒体ｍの充填レベル
を検出するためのホトセンサ等で構成された粉粒体ｍの
上限検知センサ９と下限検知センサ１０ａとが設けられ
ており、容器３内の粉粒体ｍの充填レベルが下限検知セ
ンサ１０ａよりも低くなると、自動開閉バルブ８ｂが開
放して容器３内への粉粒体ｍの補給がなされる。次い
で、その後粉粒体ｍの充填レベルが上限検知センサ９の
レベルに達すると、自動開閉バルブ８ｂが閉状態となっ
て、粉粒体ｍの補給が停止される構成とされている。こ
の自動開閉バルブ８ｂの開閉動作は、別途設けられたコ
ントローラ（制御盤）１２ａによって制御されるように
構成されている。

【００２６】粉粒体貯蔵ホッパー４内には配管部２０か
ら逐次新たな粉粒体ｍを供給できるように構成されてい
る。粉粒体貯蔵ホッパー４内への粉粒体ｍの供給は、例
えば粉粒体貯蔵ホッパー４の底部に設けた下限検知セン
サ１０ｂよりも粉粒体ｍのレベルが低下すると、その時
点で配管部２０に設けられた自動開閉バルブ８ｃを開放
状態とさせて、新たな粉粒体ｍが粉粒体貯蔵ホッパー４
内へ投入されるように構成することができる。但し、こ
のような構成に代えて、例えば下限検知センサ１０ｂよ
りも粉粒体ｍのレベルが低下すると、その時点で自動開
閉バルブ８ａを閉、自動開閉バルブ８ｃを開として、容
器３内及び粉粒体貯蔵ホッパー４内を大気圧状態に復帰
させ、警報を発生させるようにしてもよい。このような
制御もコントローラ１２ａによって実行させることがで
きる。

【００２７】容器３とガス圧縮機１とは配管５を介して
相互に接続されているが、容器３に対する配管５の接続
位置は、容器３内の粉粒体ｍの上限レベルよりも上方と
されている。配管５の途中には、ガス圧縮機１から容器
３側へ供給される圧縮空気の圧力を所定の誤差の範囲又
は許容範囲内で一定化させるための圧力設定器７や自動
開閉バルブ８ａが設けられている。この自動開閉バルブ
８ａは、容器３の上部に取付けられた圧力検知センサ１
１で検出される容器３内の圧力値が所定の一定値となる
ようにコントローラ１２ａの制御によって開閉されるも
ので、容器３内の圧力値が所定の圧力値よりも低くなる
と、開状態とされて容器３内へ圧縮空気の供給を行わせ
る。そして、容器３内が所定の圧力値に達すると、その
時点で閉状態とされて容器３内への圧縮空気の供給を停
止させるように制御されている。

【００２８】ガス圧縮機１からの圧縮空気は、容器３内
へ供給されるだけではなく、分岐配管６を介して粉粒体
貯蔵ホッパー４内にも供給される。これは、粉粒体貯蔵
ホッパー４内と容器３内との圧力差をなくし、自動開放
バルブ８ｂが開放された際に容器３内の粉粒体ｍが粉粒
体貯蔵ホッパー４側へ逆流するのを防止するためであ
る。

【００２９】次に、上記粉粒体の吐出装置Ａを用いた場
合の本発明に係る粉粒体の吐出方法の一例について説明
する。先ず、容器３内に適量の粉粒体ｍを充填させた状
態において、自動開閉バルブ８ａを開放させて、ガス圧
縮機１から容器３内に圧縮空気を連続的に供給し、容器
３内が所定の一定圧に達した時点で自動開閉バルブ８ａ
を閉じればよい。これにより、容器３に供給された圧縮
空気がノズル２から排気され、これに伴って粉粒体ｍも
ノズル２から外部に吐出されることとなる。

【００３０】この粉粒体ｍの吐出量は、ノズル２等の各
部の形状や寸法的な条件を一定化させた条件下では、容
器３内の圧力を所定の値にすることにより定量化するこ
とができる。そして、この圧力値を所望の値に制御する
ことにより、粉粒体ｍの吐出量を任意の所望量に加減し
た上で、連続的に且つ定量的に微量吐出させることがで
きる。ノズル２から圧縮空気が順次排気されると容器３
内の圧力値は低下するが、この圧力値が一定値以下にな
ると自動開閉バルブ８ａが開放して圧縮空気が容器３内
に補充されるので、容器３内の圧力は略一定値に維持さ
れることとなり、粉粒体ｍの定量的な微量吐出を継続し
て実行することが可能である。

【００３１】また、本発明では、ガス圧縮機１から容器
３内に連続的に圧縮空気を供給させるだけではなく、自
動開閉バルブ８ａを一定時間の間隔で開閉させて、圧縮
空気を容器３内へ断続的に供給させるようにしている。
かかる断続的な圧縮空気の供給によれば、容器３内にパ
ルス的な圧力波を生じさせて、粉粒体ｍを強制的に振動
させることができるので、粉粒体ｍがノズル２の内部に
詰まりを生じるようなことを極力防止することが可能で
ある。

【００３２】表１に、本実施例に係る粉粒体の吐出方法
の試験条件を示す。圧縮ガスの断続供給は５０〔ミリ
秒〕ごとに自動開閉バルブ８ａを開閉させ、設定圧力に
達するまでこれを繰り返す方法で試験を行った。

【表１】

【００３３】表２に、上記表１で示した試験を１０分間
連続して試験し、それを５回繰り返した場合の１分間あ
たりの平均吐出量、及び変動係数（標準偏差÷平均吐出
量×１００〔％〕）を示す。

【表２】

【００３４】表１に示す試験条件において、ノズル２の
目詰まりは認められなかった。また、圧縮空気の吐出方
法を連続と断続の何れに変えた場合にも、変動係数に大
きな変化は認められず、粉粒体吐出の定量性に悪影響を
与えなかった。更に、圧縮空気の供給圧力やノズル径を
適切に選択することにより、定量的に任意の微量吐出量
が得られることが確認された。

【００３５】図２は、本発明の第２実施例に係る粉粒体
の吐出装置Ａａを示す要部断面図である（第１実施例と
同一部位は同一符号で示す。他の図も同様）。この吐出
装置Ａａは、ガス流供給手段１８から供給されてくるガ
ス流のガイドを行うための吐出管１６、この吐出管１６
の上部に連設された短管部１７内に一部挿入した状態に
設けられた容器１３、及びこの容器１３に自動開閉バル
ブ８ｂを介して接続された粉粒体貯蔵ホッパー４等を具
備している。

【００３６】上記のうち、ガス流供給手段１８として
は、例えば圧縮空気を一定時間間隔で断続的に供給する
ことにより圧縮空気をパルス的な噴流状態で供給すべく
構成された装置、又は空気圧が周期的に変動する脈動状
態の空気供給を行う装置が適用されている。

【００３７】容器１３は、内部に粉粒体ｍを収容するた
めの空間部３０ａを形成した筒状の容器本体１３の下端
先端部に、可撓性を有する軟質な袋状に形成されたフッ
素樹脂（商品名：テフロン）製の濾布１５がクランプバ
ンド１４ａによってクランプされて取付けられている。
この濾布１５は、例えば１５０メッシュに相当するメッ
シュ状のもので、本発明の小孔１５ａを多数形成した多
孔部に相当し、この袋状に形成された濾布１５内にも粉
粒体ｍが充填される。容器１３は、その外周に取付けら
れたフランジ部３１が短管部１７のフランジ部１７ａ上
に載置されてクランパー３２によってクランプされるこ
とにより短管部１７内に挿入された状態に取付けられ、
これにより容器１３の下端先端部に位置する濾布１５が
吐出管１６内に配置されている。

【００３８】容器１３への粉粒体ｍの投入は、容器１３
内の粉粒体ｍの充填レベルが検知センサ１９よりも下降
した時点で自動開閉バルブ８ｂが開放し、粉粒体貯蔵ホ
ッパー４内の粉粒体ｍが容器１３内へ落下することによ
りなされ、容器１３内には常に一定量以上の粉粒体ｍが
収容された状態となるように構成されている。これによ
り、容器１３の最下部に位置する濾布１５内の粉粒体ｍ
には、常に一定の粉粒体圧が作用した状態となってい
る。尚、上記のような容器１３内への粉粒体ｍの投入動
作はコントローラ１２ｂによって自動制御される。

【００３９】上記構成の粉粒体の吐出装置Ａａでは、容
器１３内へ粉粒体ｍを収容させた状態において、ガス流
供給手段１８から吐出管１６内へ圧縮空気を一定時間間
隔で断続的に供給し、或いは脈動状態の空気供給を行わ
せて、吐出管１６内に空気圧が変動するガス流を生じさ
せると、このガス流によって濾布１５を左右に揺動させ
た状態に振動させることができる。すると、この濾布１
５内に収容されている粉粒体ｍは、濾布１５の振動動作
によって濾布１５の多数の小孔１５ａ（メッシュ孔）を
通過して吐出管１６内へ微量ずつ連続して定量的に流出
することとなる。従って、吐出管１６からは、圧縮空気
のガス流と共に、微量の粉粒体ｍを連続して定量的に吐
出させることができる。

【００４０】本実施例では、ガス流として脈動空気を用
いて、表３に示す条件で試験を行った。評価方法は、第
１実施例と同様である。

【表３】

【００４１】表４に試験結果を示す。試験結果におい
て、濾布１５に目詰まりは認められず、脈動空気の脈動
周期や吐出量を変えることにより、粉粒体の吐出濃度を
任意に変化させることができた。また、脈動周期を変え
ても変動係数に大きなばらつきは認められず、吐出の定
量性に悪影響を与えなかった。

【表４】

【００４２】図３は、本発明の第３実施例に係る粉粒体
の吐出装置Ａｂの一部切欠断面図である。この吐出装置
Ａｂは、その基本的な構成は第２実施例で示した吐出装
置Ａａと共通するが、容器１３には、この容器１３に対
して振動を付与するためのバイブレータ３３が取付けら
れ、このバイブレータ３３の作動によって容器１３に振
動を付与し、その先端部の濾布１５を振動させ得るよう
に構成されている。尚、好ましくは、容器１３は短管部
１７に対してフレキシブルな状態に取付けられ、濾布１
５がバイブレータ３３の振動によって充分に大きな振幅
で振動するように配慮されている。吐出管１６内にガス
流を供給するためのガス流供給手段１８Ａとしては、第
２実施例の場合とは異なり、空気圧変動のない連続した
通常の送風動作（空気供給）を行うものが適用されてい
る。

【００４３】上記構成の吐出装置Ａｂにあっては、ガス
流供給手段１８Ａで発生されるガス流によって濾布１５
を積極的に振動させることはできないものの、濾布１５
をバイブレータ３３の振動付与作用によって吐出管１６
内のガス流中において振動させることができる。従っ
て、かかる装置構成であっても、第２実施例の場合と同
様に、濾布１５の多数の小孔１５ａから粉粒体ｍを連続
的に且つ定量的に吐出させることができ、この粉粒体ｍ
をガス流によって所定の位置へ適切に導くことが可能で
ある。

【００４４】尚、上記構成の吐出装置Ａｂにあっては、
バイブレータ３３に代えて、容器１３に対してハンマリ
ング動作を行う装置を設けた場合にも同様な作用が得ら
れる。また、請求項１〜４に記載の本発明では、容器１
３の全体を振動させるように構成してもよいが、必ずし
もこれに限定されず、例えば濾布１５の部分に機械的振
動を直接付与させて、この濾布１５の箇所のみを部分的
に振動させるようにしてもよい。

【００４５】更に、本発明では、濾布１５を必ずしも袋
状に形成する必要もない他、多孔部を濾布によって形成
する必要もない。例えば図４に示すように、容器１３Ａ
の底部にフィルター１５Ａを設けて、このフィルター孔
から粉粒体ｍが吐出されるように構成してもよい。ま
た、かかるフィルター１５Ａ以外として、例えば容器１
３Ａにパンチング孔を施すようにしても構わない。

【００４６】上記した第１〜第３の実施例では、圧縮ガ
ス又はガス流の媒体として空気を用いているが、本発明
はこれに限定されず、空気以外の気体（例えば不活性ガ
ス等）を用いてもよいことは言うまでもない。その他、
本発明では、粉粒体ｍの具体的な種類も決して限定され
ない。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項１〜３に記載の本発明に係る粉粒体の吐出方法によれ
ば、粉粒体を作業員の人手によることなく高精度で且つ
定量的に微量吐出させることができるので、食品や医薬
品等の各種分野において微量添加物を人手によって秤量
することなく、所望の主成分に対しての正確な微量添加
が行えることとなり、微量添加作業の作業能率の向上が
図れるという格別な効果が得られる。また、請求項３に
記載の本発明によれば、ガス流によって容器の多孔部を
振動させることができるので、振動付与手段としてバイ
ブレータ等の機械的手段を採用する必要がなくなり、装
置構成の簡素化が図れる利点も得られる。

【００４９】請求項４に記載の本発明に係る粉粒体の吐
出装置によれば、上記した本発明の粉粒体の吐出方法を
適切に実施でき、有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉粒体の吐出装置の一例を示す一
部切欠断面図。

【図２】本発明に係る粉粒体の吐出装置の他の例を示す
一部切欠断面図。

【図３】本発明に係る粉粒体の吐出装置の他の例を示す
一部切欠断面図。

【図４】本発明に係る粉粒体の吐出装置に適用される容
器の他の実施例を示す要部断面図。

【符号の説明】

１ 圧縮ガス源 ２ ノズル ２ａ パイプ部 ３ 容器 ４ 粉粒体貯蔵ホッパー ５ 配管 ６ 分岐配管 ７ 圧力設定器 ８ａ〜８ｃ 自動開閉バルブ ９ 上限検知センサ １０ａ，１０ｂ 下限検知センサ １１ 圧力検知センサ １２ａ，１２ｂ コントローラ １３，１３Ａ 容器 １４ａ クランプバンド １５ 濾布（多孔部） １５ａ 小孔 １５ フィルター １６ 吐出管 １７ 短管部 １７ａ フランジ部 １８，１８Ａ ガス流供給手段 １９ 検知センサ ２０ 配管部 ３０，３０ａ 空間部 ３１ フランジ部 ３２ クランパー ３３ バイブレーター ｍ 粉粒体 Ａ，Ａａ，Ａｂ 粉粒体の吐出装置

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の小孔を形成した多孔部を備えた容器
   中に粉粒体を充填させた状態で、この容器の少なくとも
   多孔部をガス流中で振動させることにより、この容器内
   の粉粒体を前記多孔部の小孔から連続的に且つ定量的に
   ガス流中に吐出させることを特徴とする粉粒体の吐出方
   法。
2. 【請求項２】請求項１において、上記容器の少なくとも
   多孔部を振動させる手段が、ハンマリング又はバイブレ
   ータ等による機械的手段によって容器に振動を付与する
   手段であることを特徴とする粉粒体の吐出方法。
3. 【請求項３】請求項１において、上記容器の少なくとも
   多孔部を振動させる手段が、上記ガス流を脈動流又は圧
   縮ガスのパルス的な噴流とする手段であることを特徴と
   する粉粒体の吐出方法。
4. 【請求項４】内部に粉粒体を収容するための空間部を形
   成し且つ少なくとも先端側に多数の小孔を形成した多孔
   部を備えた容器と、この容器の多孔部が配置される位置
   へガス流を供給させるためのガス流供給手段とを備え、
   前記容器の多孔部がガス流内で振動することによりこの
   容器内の粉粒体が多孔部の小孔から連続的に且つ定量的
   にガス流中へ吐出されるように構成されていることを特
   徴とする粉粒体の吐出装置。