JP3204757U - 攪拌フィードシュー - Google Patents

Abstract

【課題】各攪拌羽根の回転速度や回転方向を柔軟に設定可能な攪拌フィードシューを提供する。【解決手段】粉体を圧縮成形して成形品を製造する粉体圧縮成形機の臼孔に粉体を充填するための攪拌フィードシューであって、粉体の供給を受けてこれを臼孔に注ぎ入れるハウジングと、ハウジング内で回転して粉体を攪拌する複数の攪拌羽根とを備え、各攪拌羽根の外縁の回転の軌跡が平面視重なり合わないように複数の攪拌羽根を離間させて配置している攪拌フィードシューを構成した。【選択図】図６

Description

本考案は、粉体を圧縮して医薬品の錠剤、食品、電子部品等を成形する粉体圧縮成形機に付随する攪拌フィードシューに関する。

回転盤のテーブルに臼孔を設けるとともに、各臼孔の上下に上杵及び下杵をそれぞれ摺動可能に保持させておき、テーブル及び杵を水平回転させて、臼孔がフィードシューの直下を通過するときにフィードシューから臼孔に粉体を充填し、上杵及び下杵の対が上ロール及び下ロールの間を通過するときにそれら杵により臼孔内の粉体を圧縮成形する、回転式の粉体圧縮成形機が知られている。

臼孔への粉体の充填を均一化するべく、フィードシューにおいては、回転する攪拌羽根により粉体を攪拌しながら臼孔に注ぎ入れる。一般的な攪拌フィードシュー（例えば、下記特許文献を参照）は、攪拌羽根を一対即ち二個備えている。各攪拌羽根は、中心軸となるハブから放射状に複数本の翼（または、パドル）を延出させているものであり、ハウジング内で互いに相反する方向に回転しながら粉体を攪拌し、ハウジングの下を通過する各臼孔に必要量の粉体を均等に充填する。

特開２０１２−２２３７８７号公報 実用新案登録第３０５２２８３号公報

従前の攪拌フィードシューでは、一方の攪拌羽根の外縁（即ち、翼の先端）が回転する際に描く軌跡と、他方の攪拌羽根の外縁が回転する際に描く軌跡とが、軸方向から見た平面視において重なり合っている。つまり、回転中に一方の攪拌羽根の翼の先端部と他方の攪拌羽根の翼の先端部とが干渉するおそれがある。従って、両攪拌羽根の翼同士の干渉（衝突）を避けるべく、一方の攪拌羽根の翼と翼との間隙に他方の攪拌羽根の翼が入り込むように、両攪拌羽根を同期して回転させる必要が生じる。

このようなものであると、各攪拌羽根の回転速度や回転方向を、粉体の特性（粉体の種類、粒径、水分保持量等）や環境条件（湿度、温度等）に応じて柔軟に設定することが困難となる。具体的には、一方の攪拌羽根を他方の攪拌羽根とは異なる速度で回転させたり、両攪拌羽根を同一の方向に回転させたりすることができない。

本考案は、上記の点に初めて着目してなされたものであり、各攪拌羽根の回転速度や回転方向を柔軟に設定可能な攪拌フィードシューを提供することを所期の目的としている。

本考案では、粉体を圧縮成形して成形品を製造する粉体圧縮成形機の臼孔に粉体を充填するための攪拌フィードシューであって、粉体の供給を受けてこれを臼孔に注ぎ入れるハウジングと、ハウジング内で回転して粉体を攪拌する複数の攪拌羽根とを備え、各攪拌羽根の外縁の回転の軌跡が平面視重なり合わないように複数の攪拌羽根を離間させて配置している攪拌フィードシューを構成した。

その上で、一基のモータの出力軸の回転を各攪拌羽根の軸にそれぞれ伝達する伝動機構を設けてあれば、モータ及びこれを制御する制御装置が単一で済むので、ハードウェア及びソフトウェアの両面でコストを削減でき故障のリスクも少なくなる。

あるいは、複数の攪拌羽根と同数のモータを用いて、各モータにより各攪拌羽根を個別に回転駆動するようにしても構わない。この場合には、各攪拌羽根の回転速度や回転方向を個別に変更することができるようになる。

本考案に係る粉体圧縮成形機は、上下に貫通した臼孔を設けたテーブルと、上端部が臼孔に挿入されて摺動可能である粉体圧縮用の下杵と、下端部が臼孔に挿入されて摺動可能である粉体圧縮用の上杵と、臼孔に対して粉体を充填する上述の攪拌フィードシューとを具備する。このような粉体圧縮成形機によれば、攪拌フィードシュー内の各攪拌羽根の回転速度や回転方向を、粉体の特性や環境条件に応じて柔軟に設定することができるため、より適切かつ確実に粉体を臼孔に充填することが可能となり、圧縮成形品を安定して製造でき、不良品の発生確率が低減する。

なお、粉体とは、微小個体の集合体であり、いわゆる顆粒などの粒体の集合体と、粒体より小なる形状の粉末の集合体とを含む概念である。

本考案によれば、各攪拌羽根の回転速度や回転方向を柔軟に設定可能な攪拌フィードシューを実現することができる。

本考案の一実施形態における回転式粉体圧縮成形機の側断面図。 同実施形態の回転式粉体圧縮成形機の要部平面図。 同実施形態の回転式粉体圧縮成形機の円筒図。 同実施形態の攪拌フィードシューの平面図。 同実施形態の攪拌フィードシューのＡ−Ａ線断面図。 同実施形態の攪拌フィードシューのＢ−Ｂ線断面図。 同実施形態の攪拌フィードシューの斜視図。 同実施形態の攪拌フィードシューを下方から見た斜視図。 本考案の変形例の攪拌フィードシューの斜視図。 本考案の変形例の攪拌フィードシューの斜視図。 同変形例の攪拌フィードシューを下方から見た斜視図。

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、本実施形態における回転式粉体圧縮成形機（以下「成形機」という）の全体概要を述べる。図１に示すように、本成形機のフレーム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、立シャフト２の軸回りに水平回転、即ち自転する。回転盤３は、テーブル（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に示すように、テーブル３１は略円板状をなしており、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を設けてある。臼孔４は、テーブル３１を上下方向に貫通している。テーブル３１は、複数のプレートに分割するものでもよい。また、テーブル３１自体に直接臼孔４を穿ち形成するのではなく、テーブル３１とは別体をなしテーブル３１に対して着脱可能な複数個の臼部材をテーブル３１に装着し、それら臼部材の各々に上下方向に貫通した臼孔を穿っている構成としてもよい。

各臼孔４の上下には、上杵５及び下杵６を配置する。上杵５及び下杵６は、上杵保持部３２及び下杵保持部３３により、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保持させる。上杵５の杵先５３は、臼孔４に対して出入りする。下杵６の杵先６３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及び臼孔４とともに立シャフト２の軸回りに水平回転、即ち公転する。

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。

圧縮成形品、例えば医薬品の錠剤等の原材料となる粉体は、フィードシューＸから臼孔４に充填する。本実施形態におけるフィードシューＸは、攪拌羽根Ｘ１により粉体を攪拌しながら臼孔４に充填する攪拌フィードシューＸである。フィードシューＸへの粉体の供給には、一定の流量で粉体をフィードシューＸに向けて流下させる既知の粉体供給装置（図示せず）を用いる。その粉体供給装置に対する粉体の供給は、ホッパ１９から行う。ホッパ１９は、成形機に対して着脱可能である。

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、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がある。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、臼孔４内に充填された粉体を杵先５３、６３の先端面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。

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よりも細径な胴部５２、６２とを有する。回転盤３の上杵保持部３２は、上杵５の胴部５２を上下に摺動可能に保持し、下杵保持部３３は、下杵６の胴部６２を上下に摺動可能に保持する。胴部５２、６２の先端部位５３、６３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である。杵５、６の公転により、ロール１２、１３、１４、１５は杵５、６の頭部５１、６１に接近し、頭部５１、６１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は上杵５を下方に押し下げ、下杵６を上方に押し上げる。ロール１２、１３、１４、１５が杵５、６上の平坦面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。

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１６を構成する。製品排出部１６では、下杵６の杵先６３の上端面が臼孔４の上端即ちテーブル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。この製品排出部１６は、臼孔４から押し出された成形品を案内するダンパ１７を備える。臼孔４から押し出された成形品は、回転盤３の回転によりダンパ１７に接触し、ダンパ１７に沿って成形品回収位置１８に向けて移動する。

以降、本実施形態の攪拌フィードシューＸの構造に関して詳述する。本実施形態におけるフィードシューＸは、図４ないし図８に示すように、粉体供給装置から粉体の供給を受けてこれを臼孔４に注ぎ入れるハウジングＸ２と、ハウジングＸ２内で回転して粉体を攪拌する複数の攪拌羽根Ｘ１と、攪拌羽根Ｘ１を回転駆動するための駆動力を出力する一基のモータＸ４と、モータＸ４の出力軸の回転を各攪拌羽根Ｘ１の軸にそれぞれ伝達する伝動機構Ｘ３とを主たる構成要素とする。

ハウジングＸ２は、ハウジング本体Ｘ２１の下方に底板部材Ｘ２２を固定してなる、内部に空間を包有した筐体状をなす。ハウジング本体Ｘ２１の上面には、ハウジングＸ２内に粉体を導き入れるための粉体投入口Ｘ２４を開設している。この粉体投入口は、先に述べた粉体供給装置と接続する。

底板部材Ｘ２２は、ハウジング本体Ｘ２１の内部空間の大部分を下方から閉塞する、平板な皿形状の部材である。底板部材Ｘ２２には、当該底板部材Ｘ２２を貫通する平面視略円弧状の溝Ｘ２３を開設している。溝Ｘ２３は、臼孔４に充填するべき粉体をハウジングＸ２内から臼孔４に向けて落下させる落下口となるもので、フィードシューＸを成形機における所定の取付位置に取り付けたときに臼孔４が通過する経路と重なる。

攪拌羽根Ｘ１は、中心軸となるハブＸ１１から平面視放射状に複数本（図示例では、十二本）の翼Ｘ１２が延び出している部材であり、ハウジングＸ２の内部空間に収容され、その翼Ｘ１２によってハウジングＸ２内の粉体を攪拌する。本実施形態のフィードシューＸは一対の攪拌羽根Ｘ１を備えており、各攪拌羽根Ｘ１がそれぞれハブＸ１１を回転中心として鉛直軸回りに水平回転する。その上で、図６に示しているように、一方の攪拌羽根Ｘ１の外縁即ち翼Ｘ１２の先端が回転する際に描く軌跡Ｌ１と、他方の攪拌羽根Ｘ１の外縁即ち翼Ｘ１２の先端が回転する際に描く軌跡Ｌ２とが、回転軸方向から見た平面視において重なり合わないよう、両攪拌羽根Ｘ１をハウジングＸ２内で離間させて配置している。これにより、回転中に一方の攪拌羽根Ｘ１の翼Ｘ１２と他方のそれとが干渉即ち衝突することがなくなるため、各攪拌羽根Ｘ１の回転速度や回転方向を自由に設定することが可能となる。具体的には、一方の攪拌羽根Ｘ１を他方の攪拌羽根Ｘ１とは異なる速度で回転させたり、両攪拌羽根Ｘ１を同一の方向に回転させたりすることができる。

伝動機構Ｘ３は、噛合する複数の歯車を有したギアボックスである。そして、そのうちの一つの歯車Ｘ３１にモータＸ４の出力軸を固定するとともに、何れかの歯車Ｘ３１に一方の攪拌羽根Ｘ１の軸であるハブＸ１１を固定し、かつ他の何れかの歯車Ｘ３２に他方の攪拌羽根Ｘ１の軸であるハブＸ１１を固定することで、一基のモータＸ４が出力する駆動力を両攪拌羽根Ｘ１に伝達するようにしている。図５に示すように、伝動機構Ｘ３の歯車列は、ハウジングＸ２内において攪拌羽根Ｘ１の直上の高さ位置する。モータＸ４はハウジングＸ２の上方にあり、下方に伸長した出力軸がハウジングＸ２の上面に穿ってある軸孔Ｘ２５を貫通してハウジングＸ２内に進入し歯車Ｘ３１と接続する。

各攪拌羽根Ｘ１の回転速度は、モータＸ４の回転速度及び伝動機構Ｘ３が有する歯車列の変速比により定まる。歯車列の各歯車の歯数を調整することで、一方の攪拌羽根Ｘ１の回転速度と他方の攪拌羽根Ｘ１の回転速度との比を任意に変更することができる。

さらに、モータＸ４と各攪拌羽根Ｘ１との間に介在する歯車の個数を調整することで、各攪拌羽根Ｘ１の回転方向を任意に変更することもできる。図７に示している伝動機構Ｘ３は、一方の攪拌羽根Ｘ１を他方の攪拌羽根Ｘ１とは逆の方向に回転させるものである。これに対し、図９に示している伝動機構Ｘ３は、両攪拌羽根Ｘ１を同じ方向に回転させるものである。

本実施形態では、粉体を圧縮成形して成形品を製造する粉体圧縮成形機の臼孔に粉体を充填するための攪拌フィードシューＸであって、粉体の供給を受けてこれを臼孔に注ぎ入れるハウジングＸ２と、ハウジングＸ２内で回転して粉体を攪拌する複数の攪拌羽根Ｘ１とを備え、各攪拌羽根Ｘ１の外縁の回転の軌跡Ｌ１、Ｌ２が平面視重なり合わないように複数の攪拌羽根Ｘ１を離間させて配置している攪拌フィードシューＸを構成した。本実施形態によれば、各攪拌羽根Ｘ１の回転速度や回転方向を柔軟に設定可能な攪拌フィードシューＸを実現することができる。

しかして、一基のモータＸ４の出力軸の回転を各攪拌羽根Ｘ１の軸にそれぞれ伝達する伝動機構Ｘ３を設けているため、モータＸ４及びこれを制御する制御装置が単一で済み、ハードウェア及びソフトウェアの両面でコストを削減でき、故障のリスクも少なくなる。

本実施形態の粉体圧縮成形機は、上下に貫通した臼孔４を設けたテーブル３１と、上端部が臼孔４に挿入されて摺動可能である粉体圧縮用の下杵６と、下端部が臼孔４に挿入されて摺動可能である粉体圧縮用の上杵５と、臼孔４に対して粉体を充填する上述の攪拌フィードシューＸとを具備する。このような粉体圧縮成形機により、攪拌フィードシューＸ内の各攪拌羽根Ｘ１の回転速度や回転方向を、粉体の特性や環境条件に応じて柔軟に設定することができるため、より適切かつ確実に粉体を臼孔４に充填することが可能となり、圧縮成形品を安定して製造でき、不良品の発生確率が低減する。

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。例えば、図１０及び図１１に示すように、複数の攪拌羽根Ｘ１と同数のモータＸ４を用い、各モータＸ４の出力軸をそれぞれ各攪拌羽根Ｘ１の軸となるハブＸ１１に接続することで、各モータＸ４により各攪拌羽根Ｘ１を個別に回転駆動しても構わない。このようなものであれば、各モータＸ４の回転速度や回転方向の制御を通じて、各攪拌羽根Ｘ１の回転速度や回転方向を個別に変更することができる。

攪拌フィードシューが備える攪拌羽根の数は二個には限られず、三個以上の攪拌羽根が存在していてもよい。その場合にも、各攪拌羽根の外縁の回転の軌跡が平面視重なり合うことのないよう、それら攪拌羽根を離間させて配置することとなる。また、攪拌羽根を回転駆動するモータの数は、攪拌羽根と同数としてもよく、攪拌羽根よりも少ない数としてもよい。例えば、攪拌羽根が三個の場合、モータは一基、二基または三基とする。モータの数が攪拌羽根の数よりも少ないならば、一基のモータから複数の攪拌羽根に回転駆動力を伝達できるような伝動機構を設ける必要がある。

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。

３１…テーブル
４…臼孔
５…上杵
６…下杵
Ｌ１、Ｌ２…攪拌羽根の外縁の回転の軌跡
Ｘ…攪拌フィードシュー
Ｘ１…攪拌羽根
Ｘ２…ハウジング
Ｘ３…伝動機構
Ｘ４…モータ

Claims (4)

1. 粉体を圧縮成形して成形品を製造する粉体圧縮成形機の臼孔に粉体を充填するための攪拌フィードシューであって、
   粉体の供給を受けてこれを臼孔に注ぎ入れるハウジングと、
   ハウジング内で回転して粉体を攪拌する複数の攪拌羽根とを備え、
   各攪拌羽根の外縁の回転の軌跡が平面視重なり合わないように複数の攪拌羽根を離間させて配置している攪拌フィードシュー。
2. 一基のモータにより複数の攪拌羽根を回転駆動するべく、当該モータの出力軸の回転を各攪拌羽根の軸にそれぞれ伝達する伝動機構を設けた請求項１記載の攪拌フィードシュー。
3. 複数の攪拌羽根と同数のモータを用い、各モータにより各攪拌羽根を個別に回転駆動する請求項１記載の攪拌フィードシュー。
4. 上下に貫通した臼孔を設けたテーブルと、
   上端部が臼孔に挿入されて摺動可能である粉体圧縮用の下杵と、
   下端部が臼孔に挿入されて摺動可能である粉体圧縮用の上杵と、
   臼孔に対して粉体を充填する請求項１、２、３又は４記載の攪拌フィードシューと
   を具備する粉体圧縮成形機。

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