JP3162325U - 回転式粉体圧縮成形機用の杵 - Google Patents

Abstract

【課題】回転式粉体圧縮成形機における杵の頭部とロールとの接触に伴う騒音の低減を図る杵を提供する。【解決手段】頭部５１がロールによって押圧され、この頭部５１よりも細径な軸部５２の先端で粉体を圧縮成形する。頭部５１は、略円筒状をなす外側面５１３と、外側面５１３に対して略垂直な平坦面５１１と、外側面５１３と平坦面５１１との間に介在し両者をなだらかに連続させる曲面５１２とを備える。曲面５１２が、前記平坦面５１１に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が略円弧状をなす第一の遷移部と、第一の遷移部に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が第一の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなす第二の遷移部と、第二の遷移部に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が第二の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなす第三の遷移部とを有している。【選択図】図５

Description

本考案は、粉体を圧縮して錠剤、食品、電子部品等を成形する粉体圧縮成形機用の杵に関する。

回転盤に臼孔を設け、各臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動可能に保持させておき、回転盤及び杵をともに水平回転させて、上杵及び下杵が上ロール及び下ロールの間を通過する際に臼孔内に充填された粉体（微小固体の集合体をいう。いわゆる顆粒や、粒体より小なる形状の粉末を含む）を圧縮成形（または、打錠）する回転式の粉体圧縮成形機が既知である（例えば、下記特許文献１を参照）。

この種の粉体圧縮成形機に用いられる杵は、形状や寸法が規格として定められている。図７に、上杵の規格の一例を示す。上杵の頭部は、上ロールによって下方に押圧される部位であり、略円筒状をなす外側面と、外側面に対して略垂直な上平坦面とを有し、外側面と上平坦面との間には上ロールが乗り上げるための曲面を形成してある。曲面は、側方から見た投影形状の輪郭線が略円弧状をなし、従来その曲率半径Ｒは略全域に亘って一定とされている。頭部の外側面の直径Ｄ１’が１９ｍｍのものでは、曲率半径Ｒ’は１５．８８ｍｍであり、上平坦面の直径Ｄ２’は９．５３ｍｍである。ここで述べた頭部の形状及び寸法は、下杵においても同様である。

粉体の圧縮の際には、杵の頭部とこれを押圧するロールとの接触に伴う騒音が発生する。特に、杵同士の間隔を狭くして杵の設立数を増やすべく頭部を小径化した場合には、騒音が顕著となる。かねてより、この騒音の沈静化が要望されていた。

特開２０１０−０２３０８３号公報

本考案は、回転式粉体圧縮成形機における杵の頭部とロールとの接触に伴う騒音の低減に奏効する杵を提供せんとするものである。

本考案では、頭部がロールによって押圧され、この頭部よりも細径な軸部の先端で粉体を圧縮成形する回転式粉体圧縮成形機用の杵において、その頭部を、略円筒状をなす外側面と、前記外側面に対して略垂直な平坦面と、前記外側面と前記平坦面との間に介在し外側面側の端における接線が外側面と面一になりかつ平坦面側の端における接線が平坦面と面一になる曲面とを備え、前記曲面が、前記平坦面に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が略円弧状をなす第一の遷移部と、前記第一の遷移部に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が第一の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなす第二の遷移部と、前記第二の遷移部に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が第二の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなす第三の遷移部とを有している形状に成形することとした。

粉体の圧縮の際、ロールが頭部の曲面に乗り上げて平坦面に達する（反作用で、杵がローラに押圧されて下方または上方に変位する）過程において、ロールに接する曲面の曲率半径が複数段階に変化する。これにより、杵の頭部とロールとの間で発生する騒音を緩和、改善することができる。

前記第一の遷移部の側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径は、例えば約１０ｍｍとする。

前記第二の遷移部の側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径は、例えば約７．５ｍｍとする。

前記第三の遷移部の側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径は、例えば約１ｍｍとする。

前記平坦面の高さ位置と、前記第一の遷移部の外周端の高さ位置とは、上下方向に沿って約０．７ｍｍ離れる。

前記平坦面の高さ位置と、前記第二の遷移部の外周端の高さ位置とは、上下方向に沿って約１．４２ｍｍ離れる。

前記平坦面の高さ位置と、前記第三の遷移部の外周端の高さ位置とは、上下方向に沿って約２．２５ｍｍ離れる。

前記外側面の直径が約１９ｍｍである場合、前記平坦面の直径は約８ｍｍとなる。

前記軸部における、前記頭部に連接する基端部位の直径は、その他の部位の直径よりも若干小径とする。

また、前記曲面を、側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径が前記平坦面から前記外側面へと向かうにつれて連続的に小さくなってゆくように成形することも好ましい。

本考案によれば、回転式粉体圧縮成形機における杵の頭部とロールとの接触に伴う騒音の低減を図ることができる。

本考案の杵の適用対象となる回転式粉体圧縮成形機を示す側断面図。 同回転式粉体圧縮成形機の回転盤を示す要部平面図。 同回転式粉体圧縮成形機における杵とロールとの関係を示す円筒図。 本考案の一実施形態の杵を示す側面図。 同実施形態の杵の頭部を示す要部拡大側面図。 本考案の変形例の一を示す要部拡大側面図。 従来の杵を示す側面図。

本考案の一実施形態を、図面を参照して説明する。

はじめに、本考案の杵の適用対象となる回転式粉体圧縮成形機の例を述べる。図１ないし図３に示すように、回転式粉体圧縮成形機のフレーム１内には、回転軸となる立シャフト２を設立し、その立シャフト２の上部に接続部２１を介して回転盤３を取り付けている。

回転盤３は、臼ディスク３１と、上杵保持部３２と、下杵保持部３３とからなる。図２に示しているように、臼ディスク３１は、略円板状をなし、その外周部に回転方向に沿って所定間隔で複数の臼孔４を設けてなるものである。臼ディスク３１は、複数のプレートに分割されるものであってもよい。

そして、各臼孔４の上下に、上杵５及び下杵６が、それぞれが個別に臼孔４に対して上下方向に摺動可能であるように、それぞれ上杵保持部３２と下杵保持部３３とで保持されている。上杵５の杵先は、臼孔４に対して出入りする。下杵６の杵先は、常時臼孔４に挿入してある。上杵５及び下杵６は、回転盤３とともに、立シャフト２の軸回りを水平回転する。

立シャフト２の下端側には、ウォームホイール７を取り付けている。ウォームホイール７には、ウォームギア１０が噛合する。ウォームギア１０は、モータ８により駆動されるギア軸９に固定している。モータ８が出力する駆動力は、ベルト１１によってギア軸９に伝わり、ウォームギア１０、ウォームホイール７を介して立シャフト２ひいては回転盤３及び杵５、６を回転駆動する。

図２及び図３に示しているように、杵５、６の立シャフト２の軸回りの公転軌道上には、杵５、杵６を挟むようにして上下に対をなす予圧上ロール１２及び予圧下ロール１３、本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５が存在している。予圧上ロール１２及び予圧下ロール１３、並びに本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５は、粉体充填部（フィードシュー）１６により臼孔４内に充填された原料粉体を杵先を以て上下から圧縮するべく、上下両杵５、６を互いに接近させる方向に付勢する。

本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５による加圧位置から、回転盤３及び杵５、６の回転方向に沿って先に進んだ位置には、製品排出部１７を構成している。製品排出部１７では、下杵６の杵先の先端面が臼孔４の上端即ち臼ディスク３１の上面と略同じ高さとなるまで下杵６が上昇し、臼孔４内にある成形品を臼孔４から押し出す。製品排出部１７の近傍には、臼孔４から押し出された成形品を案内する案内部材１８を取り付けている。臼孔４を出た成形品は、回転盤３の回転により案内部材１８に接触し、案内部材１８に沿って成形品回収位置１９に向けて移動する。

続いて、本考案の一実施形態に係る杵５、６の形状について詳述する。図４及び図５に示すように、上杵５、下杵６はそれぞれ、ロール１２、１３、１４、１５によって押圧される頭部５１、６１と、この頭部５１、６１よりも細径な軸部５２、６２とに大別される。軸部５２、６２の先端部位は、臼孔４内に挿入可能であるように、それ以外の部位と比べて一層細く、臼孔４の内径に略等しい直径となっている。

図５に示しているように、杵５、６の頭部５１、６１は、略円筒状をなす外側面５１３、６１３と、外側面５１３、６１３に対して略垂直な平坦面５１１、６１１と、外側面５１３、６１３と平坦面５１１、６１１との間に介在している曲面５１２、６１２とを備えている。杵５、６の立シャフト２回りの公転により、ロール１２、１３、１４、１５は杵５、６の頭部５１、６１に対して相対的に接近し、曲面５１２、６１２に乗り上げるようにして接触する。さらに、ロール１２、１３、１４、１５は平坦面５１１、６１１に向かって水平に変位し、その際に杵５、６を下方に押し下げ（上杵５の場合）、または上方に押し上げる（下杵６の場合）。ロール１２、１３、１４、１５が平坦面５１１、６１１に接している期間は、杵５、６が臼孔４内の粉体に対して一定の圧力を加え続ける。

杵５、６の頭部５１、６１の曲面５１２、６１２は、外側面５１３、６１３と平坦面５１１、６１１とをなだらかに連続させる。曲面５１２、６１２の外側面５１３、６１３側の端Ｓ３における接線は外側面５１３、６１３と面一になっており、曲面５１２、６１２の平坦面５１１、６１１側の端Ｓ０における接線もまた平坦面５１１、６１１と面一になっている。その上で、この曲面５１２、６１２に、平坦面５１１、６１１に連なる第一の遷移部と、第一の遷移部の外周に連なる第二の遷移部と、第二の遷移部の外周に連なるとともに外側面５１３、６１３に連なる第三の遷移部とを形成している。

第一の遷移部を側方から見たときの投影形状の輪郭線は、ある曲率半径を持つ略円弧状をなしている。頭部５１、６１の直径Ｄ１が１９ｍｍである杵５、６において、この曲率半径Ｒ１は約１０ｍｍである。杵５、６（の頭部５１、６１）の中心軸Ａと、第一の遷移部の外周端Ｓ１とは、水平方向に沿って約７．６８ｍｍ離れている。平坦面５１１、６１１の高さ位置と、第一の遷移部の外周端Ｓ１の高さ位置とは、上下方向に沿って約０．７ｍｍ離れている。

第二の遷移部を側方から見たときの投影形状の輪郭線は、第一の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなしている。この曲率半径Ｒ２は、約７．５ｍｍである。杵５、６の中心軸Ａと、第二の遷移部の外周端Ｓ２とは、水平方向に沿って約９．０５ｍｍ離れている。平坦面５１１、６１１の高さ位置と、第二の遷移部の外周端Ｓ２の高さ位置とは、上下方向に沿って約１．４２ｍｍ離れている。

第三の遷移部を側方から見たときの投影形状の輪郭線は、第二の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなしている。この曲率半径Ｒ３は、約１ｍｍである。平坦面５１１、６１１の高さ位置と、第三の遷移部の（外側面５１３に連なる）外周端Ｓ３の高さ位置とは、上下方向に沿って約２．２５ｍｍ離れている。

平坦面５１１、６１１の直径Ｄ２は、約８ｍｍである。

軸部５２、６２の直径Ｄ４は、先端部位を除き約１２ｍｍである。但し、軸部５２、６２における、頭部５１、６１に連接する基端部位の直径Ｄ３は、その他の部位の直径Ｄ４よりも若干小径であり、約１１．８ｍｍとなっていて、段差を生じている。

本実施形態の杵５、６によれば、粉体の圧縮の際、ロール１２、１３、１４、１５が頭部５１、６１の曲面５１２、６１２に乗り上げて平坦面５１１、６１１に達する過程において、ロール１２、１３、１４、１５に接する曲面５１２、６１２の曲率半径が複数段階に変化することから、杵５、６の頭部５１、６１とロール１２、１３、１４、１５との間で発生する騒音を緩和、改善することができる。特に、外側面５１３、６１３に連なる第三の遷移部を曲率半径の小さい曲面状に成形して、当該第三の遷移部にロール１２、１３、１４、１５を当てずに済むようにしたことが、騒音の低減に少なからず寄与している。

なお、本考案は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。まず、杵の頭部５１、６１の各所の寸法は一意に限定されない。頭部５１、６１の直径Ｄ１に応じて、平坦面５１１、６１１の直径Ｄ２及び曲面５１２、６１２における曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は増減し得る。

上記実施形態では、頭部５１、６１の曲面５１２、６１２が、曲率半径が順次小さくなる三つの遷移部を有していたが、遷移部を四つ以上設けるようにしてもよい。例えば、遷移部を四つ設ける場合、第四の遷移部は、第三の遷移部の外周に連なり、側方から見た投影形状の輪郭線が第三の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなす。

また、上記実施形態では、各遷移部の曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が段階的に小さくなっていた。これとは異なり、図６に示すように、曲面５１２、６１２の側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径が、平坦面５１１、６１１から外側面５１３、６１３へと向かうにつれて連続的に（無段階に）小さくなってゆくように曲面５１２、６１２を成形しても構わない。この場合、曲面５１２、６１２の投影形状の輪郭線について、相異なる二箇所で曲率半径Ｒ４、Ｒ５を計測すると、外周により近い箇所における曲率半径Ｒ５が常に、中心により近い箇所における曲率半径Ｒ４よりも小さくなる。

その他各部の具体的構成は、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本考案は、医薬品の錠剤、食品、電子部品等の製品を製造する回転式の粉体圧縮成形機に利用することができる。

１２、１３、１４、１５…ロール
５、６…杵
５１、６１…頭部
５１１、６１１…平坦面
５１２、６１２…曲面
５１３、６１３…外側面
５２、６２…軸部
Ｒ１…第一の遷移部の投影形状の輪郭線の曲率半径
Ｒ２…第二の遷移部の投影形状の輪郭線の曲率半径
Ｒ３…第三の遷移部の投影形状の輪郭線の曲率半径

Claims (10)

1. 頭部がロールによって押圧され、この頭部よりも細径な軸部の先端で粉体を圧縮成形する回転式粉体圧縮成形機用の杵であって、
   前記頭部が、略円筒状をなす外側面と、前記外側面に対して略垂直な平坦面と、前記外側面と前記平坦面との間に介在し外側面側の端における接線が外側面と面一になりかつ平坦面側の端における接線が平坦面と面一になる曲面とを備えており、
   前記曲面が、前記平坦面に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が略円弧状をなす第一の遷移部と、前記第一の遷移部に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が第一の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなす第二の遷移部と、前記第二の遷移部に連なり側方から見た投影形状の輪郭線が第二の遷移部よりも曲率半径の小さい略円弧状をなす第三の遷移部とを有していることを特徴とする杵。
2. 前記第一の遷移部の側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径が約１０ｍｍである請求項１記載の杵。
3. 前記第二の遷移部の側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径が約７．５ｍｍである請求項１または２記載の杵。
4. 前記第三の遷移部の側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径が約１ｍｍである請求項１、２または３記載の杵。
5. 前記平坦面の高さ位置と、前記第一の遷移部の外周端の高さ位置とが、上下方向に沿って約０．７ｍｍ離れている請求項１、２、３または４記載の杵。
6. 前記平坦面の高さ位置と、前記第二の遷移部の外周端の高さ位置とが、上下方向に沿って約１．４２ｍｍ離れている請求項１、２、３、４または５記載の杵。
7. 前記平坦面の高さ位置と、前記第三の遷移部の外周端の高さ位置とが、上下方向に沿って約２．２５ｍｍ離れている請求項１、２、３、４、５または６記載の杵。
8. 前記外側面の直径が約１９ｍｍであり、前記平坦面の直径が約８ｍｍである請求項１、２、３、４、５、６または７記載の杵。
9. 前記軸部における、前記頭部に連接する基端部位の直径が、その他の部位の直径よりも若干小径である請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の杵。
10. 頭部がロールによって押圧され、この頭部よりも細径な軸部の先端で粉体を圧縮成形する回転式粉体圧縮成形機用の杵であって、
    前記頭部が、略円筒状をなす外側面と、前記外側面に対して略垂直な平坦面と、前記外側面と前記平坦面との間に介在し外側面側の端における接線が外側面と面一になりかつ平坦面側の端における接線が平坦面と面一になる曲面とを備えており、
    前記曲面が、側方から見た投影形状の輪郭線の曲率半径が前記平坦面から前記外側面へと向かうにつれて連続的に小さくなってゆくことを特徴とする杵。

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