JP3344727B2 - 特に錠剤または丸剤などの試験品に対して硬度試験を行なうためのプロセスおよび装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は請求項１および５のプリアンブルに従っ
て、試験品、特に錠剤または丸剤に対して、硬度試験を
行なうためのプロセスおよび装置に関する。

先行技術 錠剤の製造における品質管理の過程において、錠剤の
物理的性質、たとえば重量、寸法、媒体内での崩壊時間
および硬度などが判定される。この目的のため、錠剤試
験システムが開発され、その各々により生産サイクルか
らの数多くの錠剤をこれらの性質の点で調べることがで
きる。バッチの錠剤は貯蔵ビンにおいて分離され、たと
えばコンベヤーベルト上で１つの測定ステーションから
次の測定ステーションまで運ばれる。

試験品の硬度は通常、力量計セルにおいて測定され、
力量計セルの重要な構成部品は圧力ピストンおよびスラ
スト軸受である。硬度試験を実行するため、試験品、す
なわち錠剤を圧力ピストンとスラスト軸受との間の領域
に運び、そこで錠剤を好ましくはスラスト軸受と接触さ
せる。次に、ステッピングモータにより、圧力ピストン
をスラスト軸受に対して移動させ、すなわちスラスト軸
受の前に置かれている錠剤に対して移動させる。モータ
の各ステップごとに圧力ピストンが発揮する力を測定し
記録する。この力は、圧力ピストンが錠剤と接触してい
ない限り、またはスラスト軸受の反対圧力がなく圧力ピ
ストンが単に試験テーブルの上で錠剤を押している場合
には一定であり、非常に小さい。一旦圧力ピストンが錠
剤と接触し、これをスラスト軸受に対して押しつける
と、圧力ピストンが発揮する力はステッピングモータの
各ステップごとに増加し、ついには錠剤はバラバラにな
る。錠剤をバラバラにするのに用いた力を記録し、錠剤
の硬度の測定値として用いる。試験品をバラバラにする
のに圧力ピストンが用いた力の突然の降下をもって測定
を終えるための終了の条件とする。圧力ピストンをその
開始位置まで引込め、次の錠剤のテストを行なう。

意義深い再現性のある硬度値をもたらすために、硬度
測定、すなわち圧力ピストンおよびスラスト軸受間での
錠剤の破砕は常に、規定された軸に沿って起こらなけれ
ばならない。このことは、錠剤の形状が対称ではない場
合に注意しなければならない。多くの場合、硬度測定と
同時に厚さ測定が実行されるという事実のみからもこの
ことには注意すべきである。したがって、硬度測定が終
了される際の圧力ピストンの位置が厚さの測定値として
用いられる。さらに、この種類の錠剤が異なった軸に沿
って異なった硬度値を有することは全くあり得ることで
ある。

細長い楕円体形状を有する錠剤の場合、試験テーブル
上での運搬中の整列は、たとえば滑り面などによって自
動的に行われ、滑り面は錠剤を運搬方向に対して横向き
に整列する。しかしながら、不規則な形状の錠剤はこの
ような態様で自動的に整列するのが困難である。そのた
め、そのような錠剤の硬度が測定される際には従来の試
験システムでは測定誤差がより大きくなることを予想す
べきであろう。

このような測定誤差を回避するため、錠剤を能動的に
整列させ、硬度がそれに沿って測定されることになる錠
剤の好ましい方向が圧力ピストンのスラスト軸受に対す
る運動の方向と一致するようにすることが知られてい
る。この目的のため、試験テーブル上の圧力ピストンと
スラスト軸受との間にある錠剤の位置および整列をカメ
ラで記録し、画像処理により評価する。その画像データ
により、試験品の好ましい軸が圧力ピストンおよびスラ
スト軸受の運動方向から何度ずれているかを判定するこ
とが可能となる。次に、この偏差を適当な方策により補
正することができる。

この目的のための装置で錠剤を回転式試験テーブル上
に位置づけるものが公知である。力量計セル、特に圧力
ピストンおよびスラスト軸受は定位置に固定される。こ
れによって硬度測定の方向が固定される。次に試験テー
ブルを−−カメラ信号の制御のもとで−−回転させ、試
験品の好ましい軸が圧力ピストンのスラスト軸受に対す
る運動方向と一致するまで回転させる。このように、硬
度測定は試験品の好ましい軸の方向において実行され
る。

しかしながら、この種類の装置の欠点は、多くの場合
試験品を圧力ピストンの運動方向に整列するのに必要な
時間が非常に長いことである。この理由は、試験品と試
験テーブルとの摩擦が低いため、試験テーブルの回転に
よる試験品の運動を制御することが非常に困難であると
いう事実にある。

この結果、試験品が試験テーブルの回転運動に部分的
にしか従わなかったり、または全く従わなかったりする
ことがしばしばある。さらに、試験品は一旦動き出す
と、試験テーブルが静止した際にもさらに回転し続け
る。このため、試験テーブルの各回転の後に試験品の位
置および好ましい軸を再び判定する必要があり、また必
要に応じて補正するために試験テーブルを回転させなけ
ればならない。これは、試験品の好ましい軸がある程度
の許容差において圧力ピストンの動きの方向と一致する
まで必要な回数だけ繰返される。こうして初めて硬度試
験を実行することができる。このように、試験品の好ま
しい軸をこうして能動的に調整することの欠点は、この
能動調整には多くの場合、調整するためにいくつかの補
正動作ステップが必要となるという事実にある。換言す
ると、この欠点は計算労力が高いことにあると言える。

技術的目的 このように、この発明は、圧力ピストンおよびスラス
ト軸受に対する試験品の整列が短時間でかつ少ない計算
労力で行われる、特に錠剤または丸剤などの試験品のた
めの硬度試験を実行するためのプロセスおよび装置を開
発する目的に基づいている。

発明の開示およびその利点 この発明によれば、この目的は、試験品が圧力ピスト
ンとスラスト軸受との間で試験テーブル上に運搬され、
試験品の硬度が圧力ピストンとスラスト軸受とを互いに
押しつけ合うことによって測定され、光学的または音響
的な態様で試験品の好ましい軸の空間的位置が判定され
る、試験品に対して硬度試験を実行するためのプロセス
によって達成される。ここで、好ましい軸とはそれに沿
って硬度試験を実行すべき軸のことであり、たとえば試
験品の長さ方向軸である。さらに、補正データが判定さ
れ、これはこれらの位置データと圧力ピストンおよびス
ラスト軸受の位置とに依存しており、これによって圧力
ピストンおよびスラスト軸受の位置は試験品の位置が判
定されるのと同じやり方で判定されるか、またはこれら
の要素を移動させるのに用いられる制御要素の位置から
電子的に判定されるか、または前の測定から判定され
る。これらの補正データに基づいて、圧力ピストンおよ
びスラスト軸受を、その位置が試験テーブル上で変化し
ない試験品に対して移動させ、試験方向、すなわち圧力
ピストンとスラスト軸受とが互いに押しつけ合う方向が
好ましい軸の方向と一致し、かつスラスト軸受が試験品
のすぐ近くに隣接させられるようにする。そこで圧力ピ
ストンを試験品に押しつけることによって試験品の硬度
が公知の態様で判定され、この間スラスト軸受の位置は
不変である。

さらに、この目的は、試験品を保持するための試験テ
ーブルと、試験テーブルの上方に配置され互いに向かっ
て可動である圧力ピストンおよびスラスト軸受とを有す
る装置であって、この装置の使用中には試験品が圧力ピ
ストンとスラスト軸受との間に位置づけられ、圧力ピス
トンとスラスト軸受とを互いに押しつけ合うのに用いら
れる力またはこれに比例する量が力量計装置によって測
定でき、こらから試験品の硬度を判定することができ
る、試験品に対する硬度試験を実行するための装置によ
って達成される。すなわち１つの制御要素によって、圧
力ピストンおよびスラスト軸受を２つの空間的方向にお
いて試験テーブルの平面上で移動させることができ、好
ましくは、これらをまた試験テーブルの平面に垂直に移
動させることもできる。装置は試験テーブル上に置かれ
た試験品の位置を検出するよう提供され、光学的または
音響的な態様で、この装置は測定場所の画像を記録し、
かつ圧力ピストンおよびスラスト軸受の空間的位置およ
び試験品の好ましい軸を用いて補正データを判定するこ
とができ、これらを出力信号として発生する。位置検出
装置はたとえば光学的または音響センサユニット−−た
とえばカメラまたはセンサアレイ、また接触センサによ
り作られるもの−−からなり、これはデータ処理システ
ムに結合される。測定場所を走査するユニットの信号を
光学的または音響的に記録し、画像に変換し、さらに−
−たとえば画像処理によって−−評価して位置情報およ
び最終的には補正データを判定する。位置検出装置の出
力信号は、試験方向が試験品の空間的に固定される好ま
しい軸の方向と一致する態様で制御要素を駆動するのに
用いられる。

好ましくは、調整プロセスを制御するためのこれらの
補正データは、圧力ピストンおよびスラスト軸受の位置
を試験品の位置に対して調整する間に幾たびか判定する
とよい。

この発明のさらなる有利な実施例は他のサブクレーム
において特徴づけられる。

この発明の装置または試験品に対して硬度試験を実行
するためのプロセスは特に、試験品の位置が硬度試験の
前および後で空間において不変であるという利点を有す
る。このように、たとえば試験テーブルの回転による試
験品の能動的な運動が有利な態様で避けられる。こうし
た運動は、試験品が試験テーブルまたは装置の別の要素
に連結されていないため、制御するのが困難である。試
験品の位置および整列は位置検出装置によってただ一度
判定されればよい。これらのデータに基づいて、圧力ピ
ストンおよびスラスト軸受を制御要素によって−−好ま
しくはコンピュータ制御のもとで−−移動させ、これら
を互いに押しつけ合わせる際にこれらの整列およびこれ
らの運動の方向が試験品の好ましい軸と一致するように
する。この場合、圧力ピストンおよびスラスト軸受の運
動を制御するのはたやすく、偶然に決まるものではな
い。これは、圧力ピストンおよびスラスト軸受がたとえ
ばモータなどの制御要素に直接または間接的に接続され
ているためである。

このように、単一の動作ステップで、スラスト軸受に
対する圧力ピストンの運動方向を試験品の好ましい軸の
方向と一致させることができる。第２の動作ステップに
おいて、スラスト軸受を好ましくは試験品に向けて前進
させ、スラスト軸受の前面が試験品を動かすことなく試
験品に触れるようにする。この開始位置は硬度試験を実
行する上で必要である。なぜなら、スラスト軸受の反対
圧力なしでは圧力ピストンが錠剤を回転させてしまうか
らである。そこで圧力ピストンを試験品に向けて前進さ
せ、公知の態様で錠剤の硬度が測定される。

圧力ピストンまたはスラスト軸受に対する錠剤の運動
はこの発見による装置では常に正確に制御できる。この
ため、原則として、試験品の位置および整列を判定する
のに位置検出装置の出力信号の評価を行なうのは一度だ
けでよい。しかしながら、画像データは好ましくは幾た
びか評価するとよく、特に圧力ピストンおよびスラスト
軸受の回転の前および後に評価して、軸の整列がうまく
実行できたかどうかをチェックするようにする。

軸を調整するために、たとえば、試験品の好ましい軸
と試験方向との間の角度を判定し、圧力ピストンおよび
スラスト軸受をともにこの角度だけ回転させる。その
後、試験品からスラスト軸受までの距離を判定し、スラ
スト軸受が試験品のすぐ近くに隣接して位置づけられる
ような態様でスラスト軸受をこの距離だけ移動させる。
この後、硬度試験を行なう。

さらに、画像データの評価を連続的に−−たとえば制
御要素を回転させる各ステップの後に−−行なってもよ
い。このため、場合によっては、回転の角度の以前の判
定を省くことも可能であり、代わりに圧力ピストンとス
ラスト軸受とをつなぐ軸と試験品の軸との一致をもっ
て、さらに回転させるのをやめさせる条件としてもよ
い。

圧力ピストンおよびスラスト軸受の運動を良好に制御
できるため、それぞれの場合においてそれぞれ対応の軸
の整列が迅速に行なわれ、軸の位置を後から補正するこ
とが避けられる。

この発明の装置では、圧力ピストンおよびスラスト軸
受は好ましくは試験テーブルのテーブル面から最大で数
ミリメートル上に位置づけられる。このため、これらを
このテーブル面にわたってほとんどまたは全く摩擦なし
で滑らせるまたは移動させることができる。試験テーブ
ルのテーブル面と圧力ピストンおよびスラスト軸受の底
側部との間の距離は常に一定であり、圧力ピストンおよ
びスラスト軸受の底側部はテーブル面に平行している。

好ましくは、圧力ピストンおよびスラスト軸受は互い
に保持ブラケットによって結合される。ここで圧力ピス
トンおよびスラスト軸受は、そのそれぞれ対応の前面の
距離が変わらない態様で１つ以上の制御要素−−たとえ
ばステッピングモータ−−によって保持ブラケットに固
定される。圧力ピストンおよびスラスト軸受の両方を制
御要素によって保持ブラケットに対して可動にするか、
または圧力ピストンのみを可動にすることができる。こ
れらの制御要素により、スラスト軸受を直接試験品に前
進させ、圧力ピストンの運動を介して硬度試験を実行す
ることができる。この目的のため、保持ブラケット全体
が調整可能であってもよい。

好ましくは、保持ブラケットは、試験テーブルに垂直
に走る回転の軸について少なくともほぼ180゜？の角度
だけ回転させてもよい。保持ブラケットの回転を介し
て、硬度試験を実行するためにそれに沿って圧力ピスト
ンがスラスト軸受に押しつけられることになる、圧力ピ
ストンとスラスト軸受とをつなぐ軸は試験品の好ましい
軸と一致するようにされる。

好ましくは、保持ブラケット全体を試験テーブルに平
行する２つの空間的方向において移動できる。したがっ
て、硬度試験を実行するために、圧力ピストンとスラス
ト軸受とをつなぐ軸を、まず、保持ブラケットの回転に
よって試験品の好ましい軸と一致するようにさせる。次
に、スラスト軸受の前面が試験品の近くのぎりぎりのと
ころでこれに接触しないような態様で保持ブラケット全
体をずらす。試験品はスラスト軸受の前面から0.1mmか
ら1mmの距離に位置づけられる。保持ブラケットを試験
テーブルに平行に移動させることができれば、スラスト
軸受を保持ブラケットに対して移動させるための制御要
素を省くことができるため、圧力ピストンを試験品まで
前進させるための制御要素のみが必要となる。

この発明のさらに有利な実施例では、保持ブラケット
を試験テーブルに対して垂直に移動させることができ
る。これにより、保持ブラケットをこれに載置される圧
力ピストンおよびスラスト軸受とともに持ち上げ、たと
えばより簡単に試験テーブルを掃除できるようにするこ
とが可能となる。

保持ブラケットの運動を可能にするため、保持ブラケ
ットは好ましくは保持アームに保持される。保持アーム
はたとえば、試験テーブル上でクレーンのような態様で
保持ブラケットを保持してもよい。さらに、この構成の
安定性を向上させるためには、ブリッジのような態様で
測定場所にわたる保持アームが有利である。

力量計セルまたは試験テーブルの上方を自由に移動さ
せることのできるスラスト軸受を備えた圧力ピストンの
さらに有利な実施例は、たとえば、圧力ピストンおよび
スラスト軸受を、テーブルの平面に平行して測定場所の
まわりに延びるリングに装着することからなる。圧力ピ
ストンおよびスラスト軸受はそこで、ステッピングモー
タによって試験品に向かって径方向に移動させられ、そ
こで、再び、まずスラスト軸受を試験品に向かって前進
させ、その後これに圧力ピストンを押しつけることによ
って硬度試験を実行する。試験方向を調整するために、
リング全体をテーブル面に対して垂直に走る−−好まし
くはリングの中心を通過する−−軸について回転させる
か、または圧力ピストンおよびスラスト軸受をリング内
でずらす。しかしながら、圧力ピストンおよびスラスト
軸受は常に互いに反対側にある。

位置検出装置は好ましくは光学的または電子的に動作
し、たとえばカメラ、特にCCDカメラであるか、または
レーザ光線による、もしくは接触センサによる物体を走
査するための装置である。さらに、位置を検出するため
に測定の音響的原理もまた可能であり、たとえば超音波
によっても可能である。

この発明のさらなる実施例では、位置検出装置は光学
または接触センサからなるマトリックスであり、これは
少なくとも測定場所の領域において試験テーブルに組込
まれ、試験テーブル上に置かれる試験品の輪郭を検出す
る能力を有する。この種類の設計は特に空間節約がで
き、振動に対して鈍感である。このマトリックスは、た
とえばCCDマトリックスまたはダイオードアレイであ
る。マトリックスを保護するためにマトリックスを透明
材料、たとえばガラスまたはアクリルガラスでできた円
板で覆ってもよい。

装置のさらなる実施例では、試験テーブルは少なくと
も部分的に光学的に透明であり、カメラが試験テーブル
の下に配置される。この場合、試験テーブルはたとえば
その全体において、または少なくとも測定場所の領域に
おいてアクリルガラスで構成される。この種類の設計
は、測定場所の上方のカメラ用のホルダを省くことが可
能となるため空間節約ができる。

画像処理によるカメラ信号の評価を簡単にするため、
試験テーブルがマーキング、特に格子を有するようにす
ることが有利である。

図面の要約 図１および図２は保持ブラケットの２つの位置におけ
る硬度試験装置の側面図である。

図３から図５は、硬度試験を実行する上での個別の動
作ステップを示すための硬度試験装置の試験テーブルの
図である。

図６および図７は、ホルダとしてリングを備えた硬度
試験装置の上面図である。

図８および図９は、位置を検出するためのセンサマト
リックスを備えた硬度試験装置の試験テーブルの上面図
である。

図10は、部分的に透明な試験テーブルおよびその下の
カメラ構成を備えた硬度試験装置の側面図である。

好ましい実施例 図１および図２は、保持ブラケット８の２つの異なっ
た位置における、硬度試験を実行するためのこの装置に
よる装置の側面図を示す。楕円体形状を有する試験品
７、たとえば錠剤、を試験テーブル１上に位置づける。
試験テーブル１は支持テーブル２を埋込まれる。試験品
を運ぶため、試験テーブル１を支持テーブル２に対して
移動させてもよく、または試験品をここに図示していな
い適当な滑り面で運ぶ。

圧力ピストン３およびスラスト軸受４は試験テーブル
１の上方で側部に向かって位置づけられ、圧力ピストン
は制御要素６によって保持ブラケット８に結合される。
制御要素６はたとえばステッピングモータである。制御
要素６により、圧力ピストン３をスラスト軸受４に向け
て滑らせ、圧力ピストン３およびスラスト軸受４それぞ
れの前面14および前面15の間の距離を変えることが可能
な態様で移動させることができる。しかしながら、その
前面は常に互いに平行する。この種類の試験装置のため
の現在のガイドライン、たとえばUSPによれば、スラス
ト軸受４は保持ブラット８に堅く固着される。このよう
にして、圧力ピストン３およびスラスト軸受４が両方と
も互いに独立して可動である場合と比較して、試験品の
硬度の判定における誤りが低減する。なぜなら、保持ブ
ラケットに硬く結合されるスラスト軸受は圧力ピストン
の圧力に降伏できず、よって測定を誤って伝えるためで
ある。

保持ブラケット８は保持アーム９に固定される。保持
アーム９はテーブル面16に対して垂直に可動である態様
で支持テーブル２上に配置される。このように、保持ブ
ラケット８はその上に配置される要素とともにテーブル
面に対して垂直に移動させることができる。保持ブラケ
ット８は、テーブル面16に対して垂直に走る回転軸11に
ついて回転できるような態様で保持アームに結合され
る。この回転はコンピュータ制御のもとでモータによっ
て生じる。この場合の回転角度は少なくともほぼ180゜
またはそれ以上である。保持ブラケット８の回転を介し
て、圧力ピストン３およびスラスト軸受４は互いに押し
つけ合わされる際の運動方向、すなわち試験方向が試験
品７の好ましい軸の方向と一致するような態様で整列さ
れる。これは図２から図４にさらに詳しく示される。

さらに、保持ブラケット８は、これに固着される圧力
ピストン３およびスラスト軸受４とともにテーブル面に
平行して移動させることができる態様で保持アーム９に
結合される。この運動は同様にコンピュータ制御のもと
でモータによって生じる。好ましくは、硬度試験が実行
される際に、まず試験方向を試験品の好ましい方向と一
致させ、次にスラスト軸受４の前面14が試験品に接触す
るような態様で保持ブラケットをずらす。図１では、こ
の発明の装置の開始位置が示される。図２には、保持ブ
ラケットを試験テーブルに平行してずらした後の圧力ピ
ストン３およびスラスト軸受４の位置が示される。図２
の破線は硬度測定そのものの間、すなわち圧力ピストン
３とスラスト軸４との間で試験品７の実際の破砕が生じ
る間の圧力ピストンの位置を示す。

圧力ピストン３およびスラスト軸受４の運動は試験テ
ーブルのテーブル面16に対して平行に起こる。テーブル
面16と、圧力ピストン３およびスラスト軸受４それぞれ
の底側部17および18との距離はここでは一定であり、最
大でも数ミリメートルである。また、圧力ピストン３お
よびスラスト軸受４は試験テーブルの上に置かれてもよ
い。この構成においてはテーブル面とその上に置かれる
またはその上方に配置される要素との強い摩擦を避ける
べきである。

試験テーブル１の上方にはカメラ10があり、カメラ10
は試験テーブルとその上に置かれた試験品７の画像と、
所望であれば圧力ピストンおよびスラスト軸受の画像と
を記録する。このカメラはたとえばCCDカメラである。
カメラ10からの画像データはここに示されていないコン
ピュータシステムに供給され、このコンピュータシステ
ムは画像処理によって試験品の好ましい軸を判定する。
圧力ピストンおよびスラスト軸受の位置、すなわちこれ
らの要素の静止位置に対応する予め設定された開始位
置、またはカメラ信号により判定されるもの、と比較す
ることによって、保持ブラケット８を回転軸11について
回転させなければならない回転角度が計算される。

回転が行なわれた後、カメラ画像をもう一度評価して
圧力ピストンおよびスラスト軸受の整列をチェックして
もよい。

回転軸11についての保持ブラケット８の回転はモータ
によって生じ、このモータはたとえば保持アーム９上に
配置される。モータの制御はたとえば、カメラ10からの
画像データを評価するのと同じくコンピュータを介して
行なわれる。

試験品７の位置および整列に加えて試験品の高さおよ
び／または幅もまたカメラ10で測定される。このよう
に、物理的性質をチェックするための対応する測定ステ
ーションを省くことが可能となる。

図３から図５には、硬度試験の実行における個別の動
作ステップを示すためにこの発明による装置の試験テー
ブル１′の上面図が示される。

開始位置は図３に示される。試験品７′は圧力ピスト
ン３′とスラスト軸受４′との間で試験テーブル１′上
に任意の整列において位置づけられ、圧力ピストンおよ
びスラスト軸受は２つのレールからなる保持ブラケット
８′に結合される。スラスト軸受４′と圧力ピストン
３′を移動するための制御要素６′とはこれらのレール
に硬く固着される。圧力ピストン３′は制御要素６′に
よってレールの方向に移動させることができ、圧力ピス
トン３′およびスラスト軸受４′それぞれの前面15′お
よび前面14′の間の距離を変えることができるようにす
る。圧力ピストン３′およびスラスト軸受４′が互いに
押しつけ合わされる方向は瞬間的な試験方向13′であ
る。実際に硬度試験が実行されることになる方向は試験
品７′の好ましい軸12′により与えられ、これは瞬間的
な試験方向13′に対してずれている。示されている圧力
ピストン、スラスト軸受および試験品の相対的な位置で
は、保持ブラケット８′の回転などの補正処置なしに錠
剤の硬度が測定される。換言すると、錠剤の硬度はその
好ましい方向に沿って測定されるのではなく、方向13′
に沿って測定される。方向12′と方向13′との間の角度
は任意であり、ここでは約30゜である。装置の目的は圧
力ピストンおよびスラスト軸受の回転を介して試験方向
13′を好ましい方向12′に調整することによって方向1
2′と方向13′とを一致させることである。

図３では、圧力ピストンおよびスラスト軸受はその前
面14′および前面15′が試験テーブルの横方向境界19、
19′に平行するような態様でその開始および静止位置に
位置づけられる。しかしながら、原則としてどんな任意
の開始位置も可能である。圧力ピストン３′およびスラ
スト軸受４′は保持ブラケット８′に固着される。制御
要素６′により圧力ピストンを試験方向13′に移動させ
ることができる。

第１の動作ステップにおいて、試験品の好ましい軸1
2′が判定され、圧力ピストンおよびスラスト軸受の互
いに向かう運動の瞬間的な試験方向13′と比較される。
圧力ピストンおよびスラスト軸受は方向12′および方向
13′が一致する態様でテーブルの平面に対して対直に走
る回転の軸について保持ブラケット８′を回転させるこ
とによって回転される。

この回転の後の装置の状態は図４に示される。ここ
で、保持ブラケット８′は圧力ピストン３′およびスラ
スト軸受４′とともに、今度は瞬間的な試験方向13′が
試験品７′の好ましい軸12′と一致するような態様で整
列されている。ここでは、試験品７′はテーブル１′上
でそのもとの位置のまま変化することなく置かれてい
る。第２の動作ステップにおいて、保持ブラケット８′
を試験方向13′にずらし、スラスト軸受４′の前面14′
が試験品７′まで前進するようにする。保持ブラケット
８′全体がテーブル面に対して平行にずらされるため、
圧力ピストンとスラスト軸受との間の距離は一定のまま
である。この前進させた位置は破線で示される。前進さ
せた位置において、スラスト軸受４′の前面14′は試験
品７′を動かすことなく、これに接触する。

この後に続く動作ステップにおいて、保持ブラケット
の位置を静止の状態のままにし、圧力ピストン３′をス
ラスト軸受４′に対して試験方向13′に押しつけ、その
間、試験方向13′は試験品７′の好ましい軸12′に一致
する。これは図４に概略的に示される。

図４には、試験テーブル１上でその位置が終わってい
ない試験品７′が示される。スラスト軸受４′は保持ブ
ラケット８′の運動により試験品７′に向かって前進さ
せられている。そこで、圧力ピストン３′とこれに関連
づけられた制御要素６′とをここで試験品７′に向かっ
て前進させる。硬度を測定できるようになったこの位置
は、圧力ピストン３′のもとの位置と対比して破線で示
される。

硬度測定の間、圧力ピストン３′は試験品７′をスラ
スト軸受４′に対して試験方向13′に押しつける。試験
品７′に対する圧力はステップごとに増加し、ついには
試験品７′はバラバラになる。試験品が砕かれる直前に
測定される最大圧力または制御要素６′もしくは圧力ピ
ストン３′の発揮する対応する力は記憶され、試験品の
硬度の測定値として用いられる。構造上の理由で、関連
づけられる力量計セルはスラスト軸受内に位置づけられ
るが、これは圧力ピストンを移動させるためのモータ制
御が保持ブラケットの他方の側に固着されており概して
すでに非常に重いためである。

スラスト軸受４′を試験物７′に向かって前進させた
後、錠剤または試験品の硬度が公知の態様で測定され
る。

試験品がバラバラになった後、図３に示されるように
圧力ピストンおよびスラスト軸受を好ましくはその開始
位置まで引込める。そこで錠剤の破片を除去することが
でき、また新しい試験品を試験テーブルに運ぶことがで
きる。

図６および図７は、この発明による装置のさらなる例
の概略上面図である。ここに示される硬度計は上記の図
から既知である要素を有しており、試験テーブル１″、
圧力ピストン３″、スラスト軸受４″および圧力ピスト
ンに属する制御要素６″を有する。上記の図に示される
装置と比較して、ここに示される圧力ピストン３″およ
びスラスト軸受４″は試験方向13において互いに個別に
可動であり、スラスト軸受は圧力ピストンと同様に制御
要素５″により動かされる。

図６には硬度測定のための構成の開始位置が示され
る。試験品７″は圧力ピストン３″とスラスト軸受４″
との間の領域において試験テーブル１″上に位置づけら
れる。これは上方から運ばれるか、またはたとえばここ
に示していない滑り面によって測定場所へ横から運ばれ
る。横から試験品を供給するために、試験テーブル１″
を細長いベルトまたは車輪として設計してもよく、これ
は前の測定場所−−たとえば重量測定−−から硬度測定
場所まで導かれる。

圧力ピストン３″およびスラスト軸受４″の開始およ
び静止位置において、それぞれ対応の前面14″、15″は
試験テーブル１″の側部19、19″に平行する。好ましく
は、ここに示されるように圧力ピストン３″およびスラ
スト軸受４″は、その前面14″、15″の距離が試験テー
ブルの幅より小さい態様で配置される。このようにし
て、前面14″、15″は試験テーブルの横方向境界を形成
し、試験サンプルが不用意に測定場所から落ちるのを防
ぐ。

圧力ピストン３″およびスラスト軸受４″の運動は図
３から図３（原文のまま）に示されるものと同様の態様
で生じる。換言すると、まず試験方向13が好ましい軸1
2″に調整され、スラスト軸受４″を−−この場合は保
持ブラケットとは独立して、すなわち圧力ピストンから
も独立して−−試験品７″に向かって前進させ、次に圧
力ピストンを試験品に対して試験方向に押しつけること
によって硬度試験を実行する。これらの個別の動作ステ
ップは図６および図７に概略的に示される。

ここに示されるこの発明の実施例では、圧力ピストン
３″およびスラスト軸受４″の回転運動が、それぞれ内
側リングおよび外側リング、21および22からなるリング
構造によって試験テーブルの平面に垂直である軸につい
て起こる。圧力ピストンおよびスラスト軸受はリング構
造によって保持され、これらの制御要素５″、６″は外
側リング22に堅く結合される。試験方向を整列させるた
めに、必ず外側リング22全体を回転させる。この目的の
ため、これはたとえば歯車として設計してもよく、これ
は規定された角度だけ回転され、モータによって正確に
制御される態様で駆動することができる。圧力ピストン
３″およびスラスト軸受４″が外側リング22に堅く固着
されるため、これらは必ず互いに直径の反対側にあり、
これらの前面14″、15″が常に互いに平行することが確
実となる。

内側リング21は、圧力ピストン３″およびスラスト軸
受４″または対応する制御要素５″、６″を滑るような
態様で案内するためのレールまたはスリットを有する。
外側リング22と比較して内側リングは静止したままであ
り、プレス装置（圧力ピストン３″およびスラスト軸受
４″ならびに制御要素５″、６″）を支持する役割を果
たす。これはシリンダとして設計してもよい。

リング構造20は、試験テーブル１″の領域においてそ
れぞれ試験品または破片の供給および除去をたやすく行
なうことが可能である態様で設計される。たとえば、内
側リング21はテーブルの領域において開口部を有し、外
側リング22と試験テーブルとの間には距離が大きく開け
られている。

圧力ピストン３″およびスラスト軸受４″が測定場所
とほぼ同じ幅であるか、または試験テーブルと同じ幅で
ある場合、試験テーブル１″に平行するリングの運動を
介して、圧力ピストン３″およびスラスト軸受４″から
なるユニットの並進運動を省くことができる。この場
合、測定場所の領域におけるすべての試験サンプルを圧
力ピストン３″およびスラスト軸受４″の純粋な回転運
動と、その後にスラスト軸受を試験品に向けてその好ま
しい軸の方向に前進させることとによって破砕すること
ができる。しかしながら、この目的のため、中心におい
て前面に接していない試験品を破砕する際のレバー効果
の結果として圧力ピストン３″およびスラスト軸受４″
がそれぞれ対応の制御要素６″および５″に向かって傾
くことを避けなければならない。

図８および図９には、試験品の位置を検出するための
装置としてのセンサマトリックス24を有する硬度試験装
置の試験テーブル32の上面図が示される。マトリックス
24は試験テーブル32に組込まれる多数の規則正しく配置
された光センサ要素25からなる。センサ要素25を保護す
るために、マトリックスは光学的に透明な材料で覆われ
ており、試験テーブルの上側部は平滑であり、摩擦が可
能な限り小さい。

マトリックス25の測定信号の適当な評価を介して試験
テーブル上の試験品28の位置が判定される。測定信号は
たとえば、影がセンサ要素の活性表面に投影される際に
光センサによって生成される。この信号をセンサの空間
的位置と関連づけることにより、試験品の位置および輪
郭が再現できる。このように、硬度を試験すべきその好
ましい方向を判定することも可能である。

さらに、マトリックス25によって圧力ピストン26およ
びスラスト軸受27の位置を判定することも可能である。
これは、これらも同様にマトリックスにより覆われる領
域の上方に位置づけられるからである。このように、圧
力ピストン26およびスラスト軸受27の位置を錠剤の位置
へ、これらのそれぞれ対応の空間的位置を比較すること
によって調整するための補正データを判定できる。同様
に、センサマトリックスの出力信号の評価を繰返すこと
によりこれらの位置の調整を反復プロセスにおいて実行
することができる。

図８には、硬度試験の開始における開始位置が示され
る。試験品28は圧力ピストン26とスラスト軸受27との間
の領域において試験テーブル上に位置づけられ、圧力ピ
ストンおよびスラスト軸受は２つのレール29および29′
によって互いに結合され、この２つのレールは保持ブラ
ケットとして機能する。図９において、図８から変って
いない錠剤28の位置への圧力ピストン26およびスラスト
軸受27の位置の調整はすでに実行されている。スラスト
軸受27の前面は試験品28のすぐ近くに隣接して位置づけ
られるが初めはこれに接触していない。なぜならば、そ
うすると試験品の位置が変えられることがあり、改めて
調整し直さなければならなくなるためである。図９にお
いて、圧力ピストン26も同様に錠剤のすぐ近くに隣接す
るよう前進させる。ここで示される装置では、圧力ピス
トンを移動させるための制御要素はスラスト軸受27の領
域に位置づけられており、力がレール29、29′を介して
与えられ、これらのレールは圧力ピストン26に堅く結合
され、硬度試験の間これをスラスト軸受27に向けて引張
る。試験方向はレール29、29′の整列を介して予め設定
される。

図10には、透明プレート31および支持テーブル33から
なる部分的に透明な試験テーブル32′を備え、その下に
カメラ23がある硬度試験装置の側面図が示される。試験
テーブル32′上には、圧力ピストン26′とスラスト軸受
27′との間の測定場所に試験品28′がある。測定場所の
下の領域では、支持テーブル33に窪みがあるため、透明
プレート33を介してカメラ23によって試験品を見ること
ができる。このように、カメラ信号を評価することによ
り、試験品28′、圧力ピストン26′およびスラスト軸受
27′の瞬間的な位置についての情報を得ることができ
る。

透明プレート31は可能な限り引掻きに耐性がありかつ
可能な限り摩擦が小さい平滑な材料からなり、好ましく
はガラスまたはアクリルガラスからなる。カメラ23は一
般的なビデオカメラまたはCCDカメラである。圧力ピス
トン26′およびスラスト軸受27′は、たとえば２つのレ
ールでできた保持ブラケット30によって互いに結合され
る。保持ブラケット30と、スラスト軸受の領域に配置さ
れる制御要素−−たとえばステッピングモータ−−とに
より、圧力ピストンがスラスト軸受に向けて引張られ
る。力量計セルの信号の記録および必要に応じた評価も
同様にスラスト軸受の領域で行われる。

商業上の適用 この発明は商業的に適用可能であり、特にあらゆる種
類の造形された薬剤固形物の製造における品質管理の過
程において適用可能である。

参照番号のリスト １、１′、１″、32、32′ 試験テーブル ２、33 支持テーブル ３、３′、３″、26、26′ 圧力ピストン ４、４′、４″、27、27′ スラスト軸受 ５″、６、６′、６″ 制御要素 ７、７′、７″、28、28′ 試験品（錠剤） ８、８′、30 保持ブラケット ９ 保持アーム 10 位置検出装置 11 回転軸 12、12′、12″ 好ましい軸 13、13′ 試験方向 14、14′、14″、15、15′、15″ 前面（圧力ピスト
ンまたはスラスト軸受） 16 テーブル面（試験テーブル） 17、18 底部（圧力ピストンまたはスラスト軸受） 19、19′ 側部（試験テーブル） 20 リング構造 21 内側リング 22 外側リング 23 カメラ 24 マトリックス 25 センサ要素 29、29′ レール 31 透明プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １９７４４２２７．７ (32)優先日 平成９年10月７日(1997．10．7) (33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ） (56)参考文献 米国特許5555768（ＵＳ，Ａ) 米国特許4641534（ＵＳ，Ａ) 米国特許4884463（ＵＳ，Ａ) 独国特許出願公開4241985（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 3/40 G01N 33/15 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】特に錠剤または丸剤などの試験品（７、
   ７′、７″、28、28′）に対して硬度試験を行なうため
   のプロセスであって、前記試験品は圧力ピストン（３、
   ３′、３″、26、26′）とスラスト軸受（４、４′、
   ４″、27、27′）との間で試験テーブル（１、１′、
   １″、32、32′）上に運ばれ、前記試験品の硬度は前記
   圧力ピストン（３、３′、３″、26、26′）および前記
   スラスト軸受（４、４′、４″、27、27′）を互いに押
   しつけ合うことによって測定される、プロセスにおい
   て、 ａ） 光学的、電子的または音響的な態様で、前記試験
   品（７、７′、７″、28、28′）の好ましい軸（12、1
   2′、12″）の空間的位置が判定され、 ｂ） 補正データが判定され、前記補正データはこれら
   の位置データと前記圧力ピストンおよび前記スラスト軸
   受の位置とに依存しており、 ｃ） これらの補正データに基づいて、前記圧力ピスト
   ン（３、３′、３″、26、26′）および前記スラスト軸
   受（４、４′、４″、27、27′）を前記試験品に対して
   移動させ、前記試験品の位置は前記試験テーブル上で不
   変であり、前記試験方向（13）、すなわち前記圧力ピス
   トン（３、３′、３″、26、26′）と前記スラスト軸受
   （４、４′、４″、27、27′）とが互いに押しつけ合う
   方向が前記好ましい軸（12、12′、12″）の方向と一致
   するようにし、前記スラスト軸受は前記試験品のすぐ近
   くに隣接するようにされ、 ｄ） 次に前記試験品の前記硬度が公知の態様で、前記
   圧力ピストンを前記試験品に対して押しつけることによ
   って判定され、その間前記スラスト軸受の前記位置が不
   変であることを特徴とする、プロセス。
2. 【請求項２】位置は光学的、電子位置、または音響的な
   態様で検出され、測定された信号は測定場所の画像に変
   換され、これに基づいて画像処理によって前記補正デー
   タが判定されることを特徴とする、請求項１に記載のプ
   ロセス。
3. 【請求項３】前記圧力ピストン（３、３′、３″、26、
   26′）および前記スラスト軸受（４、４′、４″、27、
   27′）の位置を前記試験品の位置に調整する間、数回に
   わたって、調整プロセスを制御する目的で補正データを
   判定し、前記調整が反復して行われることを特徴とす
   る、請求項１または２に記載のプロセス。
4. 【請求項４】前記試験品（７、７′、７″、28、28′）
   の前記好ましい軸（12、12′、12″）と前記試験方向
   （13）との間の角度が判定され、前記圧力ピストン
   （３、３′、３″、26、26′）および前記スラスト軸受
   （４、４′、４″、27、27′）がこの角度だけともに回
   転され、その後、前記試験品からの前記スラスト軸受
   （４、４′、４″、27、27′）までの距離が判定され、
   前記スラスト軸受（４、４′、４″、27、27′）はこの
   距離だけ移動させられ、前記試験品のすぐ近くに隣接し
   て位置づけられるようにし、そこで前記硬度試験を行な
   うことを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
5. 【請求項５】特に請求項１から４のいずれかに記載のプ
   ロセスを行なうための、試験品（７、７′、７″、28、
   28′）に対して硬度試験を行なうための装置であって、
   前記試験品（７、７′、７″、28、28′）を保持するた
   めの試験テーブル（１、１′、１″、32、32′）と、圧
   力ピストン（３、３′、３″、26、26′）およびスラス
   ト軸受（４、４′、４″、27、27′）とを有し、前記圧
   力ピストンおよびスラスト軸受は前記試験テーブル
   （１、１′、１″、32、32′）の上方に配置され、前記
   装置の使用中には前記試験品（７、７′、７″、28、2
   8′）が前記圧力ピストン（３、３′、３″、26、2
   6′）と前記スラスト軸受（４、４′、４″、27、2
   7′）との間に位置づけられ、前記圧力ピストン（３、
   ３′、３″、26、26′）と前記スラスト軸受（４、
   ４′、４″、27、27′）とを互いに押しつけ合うのに用
   いられる力またはこの力に比例する量が力量計装置によ
   って測定され、このことから前記試験品の硬度が判定で
   き、 ａ） 少なくとも１つの制御要素（５″、６、６′、
   ６″）を用いて、前記圧力ピストン（３、３′、３″、
   26、26′）および前記スラスト軸受（４、４′、４″、
   27、27′）が２つの空間的方向において前記試験テーブ
   ルの平面において可動であり、 ｂ） 前記試験テーブル（１、１′、１″、32、32′）
   上に置かれる前記試験品（７、７′、７″、28、28′）
   の位置検出装置（10）が、光学的または音響的な態様
   で、測定場所の画像を記録し、かつ前記圧力ピストン
   （３、３′、３″、26、26′）および前記スラスト軸受
   （４、４′４″、27、27′）の空間的位置と前記試験品
   （７、７′、７″、28、28′）の好ましい軸（12、1
   2′、12″）とを用いて補正データを判定することが可
   能であり、これらは出力信号として発せられ、 ｃ） 前記位置検出装置（10）の出力信号が、前記制御
   要素（５″、６、６′、６″）を駆動して試験方向（1
   3）、すなわち前記圧力ピストン（３、３′、３″、2
   6、26′）および前記スラスト軸受（４、４′、４″、2
   7、27′）の互いに対する運動の方向を前記試験品
   （７、７′、７″、28、28′）の空間的に固定される好
   ましい軸（12、12′、12″）の方向と一致させるように
   するよう用いられることを特徴とする、装置。
6. 【請求項６】前記位置検出装置（10）は画像処理機構を
   含み、特にこれは画像を処理する能力を有するデータ処
   理システムに結合されることを特徴とする、請求項５に
   記載の装置。
7. 【請求項７】前記圧力ピストン（３、３′、３″、26、
   26′）および前記スラスト軸受（４、４′、４″、27、
   27′）は保持ブラケット（８、８′、30）によって、そ
   れらのそれぞれ対応の前面（14、14′、14″または15、
   15′、15″）の距離が調整可能である態様で互いに結合
   され、前記保持ブラケット（８）は前記試験テーブル
   （１、１′、１″、32、32′）に対して垂直に走る回転
   軸（11）について少なくともほぼ180゜の角度だけ回転
   させることができ、前記保持ブラケット（８、８′、3
   0）は好ましくは保持アーム（９）によって前記試験テ
   ーブルの上方に保持されることを特徴とする、請求項５
   または６に記載の装置。
8. 【請求項８】前記圧力ピストン（３、３′、３″、26、
   26′）と前記スラスト軸受（４、４′、４″、27、2
   7′）とは互いの向かいにリング（20、21、22）に固着
   され、前記リングは前記測定場所のまわりに延在し、前
   記テーブルの平面に平行し、それぞれ対応の前面（14、
   14′、14″または15、15′、15″）の間の距離を変化さ
   せられることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
9. 【請求項９】試験方向を調整するために、前記リング
   （20、21、22）全体を回転させるか、前記リング（20、
   21、22）内で前記圧力ピストン（３、３′、３″、26、
   26′）および前記スラスト軸受（４、４′、４″、27、
   27′）を回転させるか、もしくは前記リング（20、21、
   22）によって案内されるようにすることができることを
   特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記リングは試験品を供給するための、
    または試験品の破片を除去するための横方向窪みを有す
    ることを特徴とする、請求項８または９に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記保持ブラケット（８、８′）または
    前記リング（20、21、22）は前記試験テーブルに対して
    垂直に可動であることを特徴とする、請求項７または８
    に記載の装置。
12. 【請求項１２】前記圧力ピストン（３、３′、３″、2
    6、26′）および／または前記スラスト軸受（４、
    ４′、４″、27、27′）はステッピングモータにより保
    持ブラケット（８、８′、30）に対して、または前記リ
    ング（20、21、22）に対して可動であることを特徴とす
    る、請求項７または８に記載の装置。
13. 【請求項１３】前記スラスト軸受（４、４′、４″、2
    7、27′）は保持ブラケット（８、８′、30）に堅く固
    着され、前記圧力ピストン（３、３′、３″、26、2
    6′）はステッピングモータによって前記スラスト軸受
    に向かって移動させることができることを特徴とする、
    請求項７に記載の装置。
14. 【請求項１４】前記試験テーブル（１、１′、１″、3
    2、32′）はマーキング、特に格子を有しており、前記
    試験品（７、７′、７″、28、28′）の前記位置および
    前記好ましい軸（12、12′、12″）を判定する目的のた
    めに前記位置検出装置（10）の信号を評価するのを簡単
    にするのを特徴とする、請求項１から13のいずれかに記
    載の装置。
15. 【請求項１５】前記位置検出装置（10）はカメラ（23）
    であり、特にCCDカメラであり、これは好ましくはデー
    タ処理システムに結合されることを特徴とする、請求項
    １から14のいずれかに記載の装置。
16. 【請求項１６】前記試験テーブルは少なくとも部分的に
    光学的に透明であり、前記試験品の前記位置を検出する
    ための前記カメラ（23）は前記試験テーブルの下に配置
    されることを特徴とする、請求項15に記載の装置。
17. 【請求項１７】前記位置検出装置（10）はレーザ光線に
    よって物体、ここでは前記試験品、を走査するための装
    置であり、好ましくはデータ処理システムに結合される
    ことを特徴とする、請求項５から14のいずれかに記載の
    装置。
18. 【請求項１８】前記位置検出装置（10）はマトリックス
    （24）であり、光学または接触センサ（25）でできてお
    り、好ましくはデータ処理システムに結合され、少なく
    とも測定場所の領域において前記試験テーブルに組込ま
    れており、前記試験テーブル上に置かれた試験品の輪郭
    を検出する能力を有することを特徴とする、請求項５か
    ら14のいずれかに記載の装置。
19. 【請求項１９】前記マトリックスは、CCDマトリックス
    またはダイオードアレイであることを特徴とする、請求
    項18に記載の装置。
20. 【請求項２０】前記試験品の前記位置は超音波により音
    響的に判定されることを特徴とする、請求項１から13の
    いずれかに記載の装置。