JP5347149B2 - 回転式粉体圧縮成形機 - Google Patents

Description

本発明は、粉体を圧縮して錠剤、食品さらには電子部品などを成形するための回転式粉体圧縮成形機に関するものである。

従来、粉体を圧縮して例えば錠剤を成形する回転式粉体圧縮成形機では、成形時の圧力の異常により、規格外の錠剤が生じることがある。このような錠剤は、製品にできないので、製品からは除外されなければならない。したがって、回転式粉体圧縮成形機には、不良品排除装置が組み付けてある。例えば特許文献１には、制御ユニットから出力される信号により制御弁を開いて、制御弁を介して圧縮空気源からの空気を排出ノズルから噴射して、欠陥のある成形品を排除する回転式粉体圧縮成形機が記載されている。

この回転式粉体圧縮成形機においては、制御弁の故障を検出するために、圧縮空気源と制御弁との間の供給路に圧力計を設けている。そして、圧力計から出力される電気信号に基づいて供給路の静圧を監視し、その静圧があらかじめ設定された最小圧力より低い場合に、制御ユニットはエラー信号を発するものである。

国際公開第ＷＯ２００８／０３８０７０号パンフレット

一般的に、回転式粉体圧縮成形機において、何らかの理由で排出ノズルから圧縮空気を噴射しなかった場合、不良品は排除されずに良品とともに集荷されることになる。例えば、制御弁が故障した場合、排出ノズルから圧縮空気が噴射せず、不良品を排除し得ない。したがって、良品の中に、不良品が混入することがあり、一個の不良品のために、集荷した良品全てが製品として使用できなくなることがあった。

特許文献１は、上述の課題を解決するために、排出ノズルにつながる供給ラインの圧縮空気の圧力を測ることにより、排出ノズルから圧縮空気が噴射されているか確認するものである。具体的には、供給ラインの圧力を測ることにより、圧力が低ければ制御弁が開いていることがわかり、また、圧力が高ければ制御弁が閉じていること、もしくは、排出ノズルが詰まっていることがわかる。それにより、圧縮空気が噴射されているか否かを確認しようとするものである。

しかし、排出ノズルから圧縮空気が、噴射されていることが確認できても、実際は目的の成形品の軌跡を変更できたか否か、目的の成形品を回収できたか否かは、確認することができない。

また、特許文献１では、サンプルの取り出しについても言及されているが、これに関しても上記と同様の理由により、実際に目的のサンプルを回収できたか否かを確認することができない。

そこで、本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。

すなわち、本発明の回転式粉体圧縮成形機は、フレームと、フレーム内に回転可能に設けられる回転軸と、回転軸に取り付けられる回転盤と、回転盤に周方向に所定間隔で設けられる複数の臼と、各臼に対して、その上下位置に上下方向に移動可能に保持される上杵及び下杵と、臼内に充填した粉体を圧縮するように杵先を臼内に挿入した上杵及び下杵を相互に近づく方向に付勢する上ロール及び下ロールと、臼とその臼に組み合わされる上及び下杵との一組からなる成形部を指定する指定手段と、指定手段が指定した成形部が所定位置に達したことを、回転盤の回転により生じるパルスを測定することにより検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が、前記成形部が排出する指定成形品を分離する位置である指定成形品分離位置に達したことを、出力する位置検出信号に基づき、前記成形部から排出される指定成形品を指定成形品以外の成形品の集荷から分離する分離手段と、前記位置検出手段が、前記指定成形品分離位置を経過した前記成形部が前記指定成形品の存否を確認する位置に達したことを、出力する位置検出信号に基づき、前記分離手段の作動を確認する作動確認手段とを備えてなることを特徴とする。

このような構成によれば、作動確認手段が、指定成形品の動きに基づいて、分離手段の作動が正常か否かを判断するので、分離手段の不具合を正確に判断することができる。

分離手段に不具合を生じると、指定成形品を指定成形品以外の成形品から分離することができず、指定成形品の分離位置通過後の指定成形品の軌跡が、指定成形品以外の成形品の軌跡と同じになることから、作動確認手段により分離手段の作動が正常か否かを判断することができる。

したがって、例えば、排出ノズルから圧縮空気が噴出されはしたが、指定成形品の軌跡が変化しなかった場合などの不具合の発生を検出することができ、上記の課題を解決する。

分離手段の作動の判定は、具体的には、作動確認手段が、分離手段が正常に作動しなかったことを確認した場合に、異常確認信号を出力する、及び、分離手段が正常な作動をしたことを確認した場合に、正常確認信号を出力する構成が挙げられる。

指定手段としては、例えば、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の粉体にかかる圧力が所定圧力であることを検出する圧力検出手段を備えるものが挙げられる。

位置検出手段は、例えば、回転盤の回転角度を測定する角度測定手段を備えるものが好適である。パルスを測定する手段としては、回転軸の回転角度を検出するロータリエンコーダを備えるものが好適である。

以上に加えて、位置検出手段が出力する位置検出信号に基づいて、計数開始信号を出力する分離判定回路をさらに備えてなり、作動確認手段が、指定成形品が通過したことを検出して通過信号を出力する通過センサを案内部材の空気通路の先端近傍の所定の位置に備え、計数開始信号と通過センサが出力する通過信号とを照合して、異常確認信号又は正常確認信号を出力するものが挙げられる。通過センサの位置は、案内部材の空気通路の先端近傍で、かつ、成形品回収位置寄りが好ましい。

上記構成にあっては、作動確認手段が、前記通過センサとは異なる、指定成形品を指定成形品以外の成形品から分離する位置である指定成形品分離位置から指定成形品を回収する指定成形品回収位置までの間に設置される通過センサをさらに備えるものが好適である。

また、各通過センサと共に、又は各通過センサに替えて撮像装置を、各通過センサ近傍の所定の位置に取り付け、作動確認手段が、その撮像装置により成形品又は指定成形品の通過、又は進行方向を確認する構成であるものが好適である。撮像装置が監視する位置としては、指定成形品回収位置近傍がより好適である。また、撮像装置は、指定成形品回収位置を監視することにより、成形品又は指定成形品の進行方向を監視するものであってもよい。

撮像装置を取り付けることにより、分離手段が正常に作動しているか、各通過センサが正常に作動しているかを視認することができる。

撮像装置としては、高速度カメラが好ましい。

また、本発明の回転式粉体圧縮成形機における成形品分離作動を確認する方法は、フレームと、フレーム内に回転可能に設けられる回転軸と、回転軸に取り付けられる回転盤と、回転盤に周方向に所定間隔で設けられる複数の臼と、各臼に対して、その上下位置に上下方向に移動可能に保持される上杵及び下杵と、臼内に充填した粉体を圧縮するように杵先を臼内に挿入した上杵及び下杵を相互に近づく方向に付勢する上ロール及び下ロールとを備えてなる回転式粉体圧縮成形機において、臼とその臼に組み合わされる上及び下杵との一組からなる成形部を指定し、指定した成形部が指定成形品分離位置に達したことを回転盤の回転により生じるパルスを測定することにより検出し、前記成形部の指定と前記検出の結果とに基づき、指定する成形部から排出される指定成形品を指定成形品以外の成形品の集荷から分離し、前記分離が正常に行われたか否かを、前記分離手段により前記指定成形品を分離する位置である指定成形品分離位置を経過した前記成形部における前記指定成形品の存否を、前記指定成形品の存否を確認する位置に達したことを回転盤の回転により生じるパルスを測定することにより検出し、前記成形部の指定と前記検出の結果に基づき、確認することを特徴とする。

なお、本発明における粉体とは、微小固体の集合体であり、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ものを指すものである。

本発明は、以上説明したような構成であり、分離手段に不具合が生じたことを確実に確認することができる。したがって、分離すべき指定成形品が指定成形品以外の成形品に混入することを防止することができる。

これにより、指定成形品と指定成形品以外の成形品とを分けることができ、例えば、ある成形部で異常圧力が検出された場合、その成形部から排出された不良品（指定成形品）を良品（指定成形品以外の成形品）から分けることができる。また、サンプリングの取り出しなどの部分的な成形品の取り出しに使用できる。

また、成形部の選択方法によっては、回転盤が何回転か回転してから、ある成形部の成形品を取り出すといったことも可能である。

本発明の実施形態の粉体圧縮成形機の成形機本体の断面図。 同実施形態のロータリエンコーダの取付位置を示す要部の平面図。 同実施形態の回転盤を中心とする平面構成を示す要部の平面図。 同実施形態の成形圧力検出部分の概略構成を示す平面図及び側面図。 同実施形態の制御装置の構成を示すブロック図。 同実施形態の制御装置の別の構成を示すブロック図。 図６に示す制御装置における制御手順を示す概略フローチャート。 図６に示す制御装置における異なる構成の制御手順を示す概略フローチャート。 図８に示した例の変形例を示す概略フローチャート。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜５を参照して説明する。

下記に説明する実施形態では、指定手段の例としては、圧力検出手段を、位置検出手段の例としては、角度測定手段を、撮像装置の例としては、高速度カメラをそれぞれ用いており、所定圧力外（異常圧力）で成形された指定成形品を所定内圧力で成形された指定成形品以外の成形品から分離する例を説明する。

なお、本発明は、下記に説明する実施形態に限られるものではない。

この回転式粉体圧縮成形機は、図１に示すように、フレーム１内に、回転軸である立シャフト２を回転可能に配置し、その立シャフト２に回転盤３を取り付けている。回転盤３は、円板形状をしており、その外周の近傍部分に、周方向に所定間隔で複数の円筒形状の臼４が取り付けてある。回転盤３は、臼４が取り付けてある部分の上側に、上下方向に移動可能にそれぞれの臼４に対して設けられる上杵５を保持するとともに、臼４が取り付けてある部分の下側に、上下方向に移動可能にそれぞれの臼４に対して下杵６を保持している。すなわち、それぞれの臼４に対して、一対の上杵５及び下杵６を設けるものである。上杵５の杵先は、臼４に出入りし、下杵６の杵先は、常時臼４に挿入されている。成形部は、臼４とその臼４に組み合わされる上杵５及び下杵６との一組で構成される。

立シャフト２の下端には、ウォームホイール７が取り付けてある。このウォームホイール７には、図２に示すように、モータ８により駆動されるギア軸９に取り付けられたウォームギア１０が噛み合う。モータ８の駆動力は、ベルト１１によりギア軸９に伝達される。ギア軸９の端部は、ギア軸９の回転を少なくとも一つのパルス列に変換するロータリエンコーダ１２が、減速装置１３を介して接続してある。このロータリエンコーダ１２は、ギア軸９の回転によりパルス列を出力するので、立シャフト２の回転角度に対応してパルス列を出力するとみなせる。したがって、ロータリエンコーダ１２から出力されるパルス列を計数することにより、立シャフト２の回転角度、ひいては回転盤３の回転角度を測定できる。減速装置１３は、ギア軸９の回転速度をロータリエンコーダ１２の入力速度に適するように減速してロータリエンコーダ１２に伝達する。

回転盤３の回転方向の所定位置には、上杵５と下杵６とを挟むようにして、対をなす予圧上ロール１４及び予圧下ロール（図示しない）と対をなす本圧上ロール１５及び本圧下ロール１６とが配置してある。図３に示すように、予圧上ロール１４及び予圧下ロールと本圧上ロール１５及び本圧下ロール１６とは、臼４に充填された粉体を上杵５と下杵６とで圧縮するように、上杵５と下杵６との杵先を臼４内に挿入した状態で、上杵５と下杵６とを相互に近づく方向に付勢する。このために、予圧上ロール１４及び予圧下ロールと本圧上ロール１５及び本圧下ロール１６とは、臼４に粉体を充填する粉体充填部１７よりも回転盤３の回転方向において進んだ位置に設けてある。また、本圧上ロール１５及び本圧下ロール１６は、予圧上ロール１４及び予圧下ロールより回転盤３の回転が進んだ位置に設けてある。本圧上ロール１５に対しては、粉体を圧縮する際に本圧上ロール１５にかかった圧力を検出する圧力検出手段を構成するロードセル１８が設けてある。本圧上ロール１５にかかる圧力を検出することにより、上杵５及び下杵６が上ロール１５及び下ロール１６の間を通過する際に圧縮される粉体にかかる圧力を、ロードセル１８が検出することになる。

圧力検出手段を構成するロードセル１８は、図４に示すように、上ロール１５を支持する支軸１５１に対して、離れた位置に配置してあり、粉体にかかる圧力を、支軸１５１及び回動アーム１５２を介して検出する。すなわち、支軸１５１は、偏心部１５１１を備え、その偏心部１５１１に上ロール１５が回転自在に嵌められている。支軸１５１の端部には、その中心軸１５１Ｃに垂直に外側に延びるように回動アーム１５２が取り付けてある。ロードセル１８は、回動アーム１５２の自由端側に配置してあり、その荷重受け部１８１が回動アーム１５２の自由端に接触している。

このような構成において、中心軸１５１Ｃから荷重受け部１８１までの距離を上ロール１５の偏心量Ｅのｎ倍に設定する場合、粉体に圧力Ｐがかかれば、ロードセル１８が検出する圧力はＰ／ｎとなる。なお、粉体にかかる圧力は、ロードセル１８が検出した圧力Ｐ／ｎに、あらかじめ記憶装置（図示しない）に記憶させている倍率ｎ（中心軸１５１Ｃから荷重受け部１８１までの距離の係数）を乗じることにより、表示器（図示しない）に表示することが可能である。

本圧上ロール１５及び本圧下ロール１６による加圧位置から回転盤３が進んだ位置には、製品排出部１９が形成してある。この製品排出部１９では、下杵６の先端が臼４の上端とほぼ一致するまで下杵６が上昇し、臼４内の成形品が臼４から排出されるものである。製品排出部１９には、排出された成形品を集荷する成形品回収位置２０に案内する案内部材２１が設けてある。案内部材２１は、その先端が臼４の軌跡より回転盤３の中心側に延びている。したがって、下杵６により臼４から押し出された成形品は、案内部材２１に接触して、確実に成形品回収位置２０に向かって移動する。この案内部材２１の内部には、成形品の内、成形時の成形圧力が異常値を示した指定成形品を分離するための加圧空気が通る空気通路２２が形成してあるとともに、空気通路２２の先端２２ａ近傍に、成形品の通過を検出し得る通過センサ２３を設けている。

なお、通過センサ２３と共に、又は通過センサ２３に替えて高速度カメラ３０を通過センサ２３近傍の所定の位置に設置し、その高速度カメラ３０により成形品又は指定成形品の通過、又は進行方向を確認する構成であってもよい。通過センサ２３近傍の所定の位置とは、成形品又は指定成形品指定成形品分離位置から成形品回収位置２０の間での地点を監視することができる位置のことである。

空気通路２２は、指定成形品を分離する分離手段を構成するもので、案内部材２１の取付端２１ａ側から案内部材２１の先端部２１ｂまで延びており、先端部２１ｂにおいて回転盤３の半径方向外側に向いて開口するものである。空気通路２２の先端２２ａは、加圧空気の噴射ノズルとして機能し、指定成形品分離位置に対応しており、加圧空気を噴出する噴射部となる。指定成形品分離位置は、臼４から排出される成形品が最初に案内部材２１に接触する位置に設定してある。指定成形品分離位置で半径方向外側には、分離される指定成形品を受ける指定成形品回収位置４０が設けてある。

空気通路２２には、空気供給源２４で作られる加圧空気が、管路２５及び制御弁２６を介して供給される。

分離手段を構成する制御弁２６は、制御装置２７に電気的に接続され、また流体工学的には空気供給源２４に接続され、制御装置２７から出力される弁制御信号を受信した場合にのみ開いて、加圧空気を通過させる。制御弁２６は、空気通路２２の先端２２ａに取り付けられることが好適であるが、先端２２ａに近い位置に取り付けるものでもよい。

通過センサ２３は、発光ダイオードなどの発光素子２３ａと、発光素子２３ａから射出された光が成形品に反射した後入射するフォトトランジスタなどの受光素子２３ｂとを備えている。ここで、発光素子２３ａは、常時光を射出するものであってもよい。また、発光素子２３ａが射出した光を受光素子２３ｂが受光すると、通過センサ２３は、後述する作動確認回路２７ｃに対して通過信号を出力する。

この通過センサ２３は、案内部材２１に案内されて成形品回収位置２０に向かって移動する成形品の動きを検出するものであり、通過センサ２３の位置は、空気通路２２の先端２２ａの近傍で、かつ、成形品回収位置２０寄りにある。また、発光素子２３ａの位置は、成形品回収位置２０寄りにある。

制御装置２７は、図５に示すように、分離判定回路２７ａと分離タイミング回路２７ｂと作動確認回路２７ｃとを備えており、分離判定回路２７ａは、ロードセル１８から出力される電気信号と、指定成形品を分離する基準を設定する分離設定値とを比較し、上杵５及び下杵６が本圧上ロール１５及び本圧下ロール１６の間を通過する際の粉体にかかる圧力が、異常圧力であることを検出する。ここで、異常圧力とは、粉体にかかる圧力が、あらかじめ設定した所定圧力により高い場合、又は、粉体にかかる圧力が、あらかじめ設定した所定圧力より低い場合の圧力のことである。

また、分離判定回路２７ａは、異常圧力を検出するため、上分離設定値と下分離設定値とを設定する。

ここで、上分離判定値とは、粉体にかかる圧力が所定圧力より高い場合に異常圧力とする設定値であり、下分離設定値とは、粉体にかかる圧力が所定圧力より低い場合に異常圧力とする設定値のことである。

そして、分離判定回路２７ａが異常圧力を検出、つまり、異常圧力である成形部を検出すると、分離タイミング回路２７ｂと作動確認回路２７ｃに対して、計数開始信号を出力する。

この場合、指定手段は、圧力検出手段により実現され、圧力検出手段は、ロードセル１８により構成される。

分離タイミング回路２７ｂは、分離判定回路２７ａから出力された計数開始信号を受信すると、角度測定手段を構成するロータリエンコーダ１２から出力されるパルスの計数を開始して、成形部の位置を測定し、その計数したパルス数が所定数に達した時点で、制御弁２６に弁制御信号を出力する。ここで、ロータリエンコーダ１２では、回転盤３の回転角度をパルスにより測定しており、前記所定数は、加圧位置と指定成形品分離位置との間の角度に対応するパルス数により設定する。

作動確認回路２７ｃは、分離判定回路２７ａが、出力した計数開始信号と、通過センサ２３から出力される通過信号とを受信すると、モータ８へ通電を停止させる停止信号を出力する。すなわち、作動確認回路２７ｃは、計数開始信号と通過信号との両方を受信した場合に、分離手段の作動が正常に作動しなかったことを確認するものである。なお、本実施形態での作動確認手段の確認信号（異常確認信号）は、作動確認回路２７ｃから出力される停止信号のことである。

また、ここで、分離手段を構成する空気通路２２、空気供給源２４及び制御弁２６のいずれか一つに不具合が生じた場合であっても、作動確認回路２７ｃは、分離手段が正常でないことを確認することができ、異常確認信号を出力する。

なお、本実施形態では、分離手段が正常でないことを確認した際、異常確認信号が出力されるという形態であるが、分離手段が正常であることを確認した際、正常確認信号が出力されるという形態であってもよい。

このような構成において、回転式粉体圧縮成形機を運転すると、検出された成形部が、本圧上ロール１５と本圧下ロール１６との間を通過する毎に、制御装置２７の分離判定回路２７ａにロードセル１８からの電気信号が入力される。分離判定回路２７ａは、入力された電気信号と上分離信号及び下分離信号とを比較し、電気信号が上分離信号を上回っている場合、又は、電気信号が下分離信号を下回っている場合に、分離タイミング回路２７ｂと作動確認回路２７ｃとに対して計数開始信号を出力する。分離タイミング回路２７ｂは、計数開始信号を受信すると、入力されるパルスを計数し始める。そして、計数したパルスが所定数になった時点で、弁制御信号を所定時間だけ制御弁２６に出力する。この時、指定成形品は、臼４から排出されて指定成形品分離位置に達しており、指定成形品が案内部材２１に接触するのとほぼ同時に、分離タイミング回路２７ｂの弁制御信号に基づいて、制御弁２６が開く。その結果、空気供給源２４から供給される加圧空気が、空気通路２２の成形品分離位置側の端部、すなわち、先端２２ａから噴出し、分離すべき指定成形品を指定成形品回収位置４０に吹き飛ばす。所定時間は、指定成形品を指定成形品回収位置４０に吹き飛ばすに十分で、かつ、次の成形品が案内部材２１に接触するまでの長さに設定する。

これにより、指定成形品と指定成形品以外の成形品とを分離させることができる。つまり、加圧空気が指定成形品にのみ噴射されるので、その前後において空気通路２２の先端２２ａの近傍を通過する成形品に対しては、加圧空気が吹き付けられない。この結果、指定成形品分離位置を通過する指定成形品以外の成形品は、誤って指定成形品回収位置側に吹き飛ばされることがなく、指定成形品と指定成形品以外の成形品とを分離させることができる。

また、ギア軸９、ウォームホイール７及びウォームギア１０を介して、ロータリエンコーダ１２が、回転盤３の回転角度を計測しているので、臼４、上杵５及び下杵６の数が異なる別の回転盤と取り替えた場合においても、計数したパルス数と比較する所定値を設定し直すことで、容易に対応することができる。

これに対して、例えば、分離判定回路２７ａが異常圧力を検出（成形部の検出）したにもかかわらず、分離手段を構成する制御弁２６が作動しなかった場合について説明する。

制御装置２７の分離判定回路２７ａにロードセル１８からの電気信号が入力され、電気信号が上述した上下分離信号で形成される信号の許容範囲からはずれている場合、分離判定回路２７ａは計数開始信号を出力する。そして、上述したように、分離タイミング回路２７ｂから制御弁２６に対して弁制御信号を出力するが、制御弁２６が弁制御信号を受信したにもかかわらず、開かないことにより、指定成形品が分離されず案内部材２１に沿って移動しようとする。

作動確認回路２７ｃは、分離判定回路２７ａから出力される計数開始信号を受信すると、その受信した時点、つまり、成形時の異常圧力が検出された時点からの経過時間を計測する。そして作動確認回路２７ｃは、所定時間が経過した時点に、通過センサ２３から出力される通過信号を受信すると、モータ８への通電を停止させる停止信号を出力する。具体的には、制御弁２６が開かずに先端２２ａから加圧空気が噴出しないと、指定成形品は案内部材２１に沿って指定成形品以外の成形品と同じ軌跡を辿ることになる。そして、通過センサ２３の発光素子２３ａが射出した光が、指定成形品に反射して、受光素子２３ｂに入射することで、通過センサ２３により、その動きが検出され、通過センサ２３は作動確認回路２７ｃに通過信号を送信する。そして、作動確認回路２７ｃは、分離判定回路２７ａから出力される計数開始信号を受信し、所定時間経過時点で通過センサ２３から通過信号を受信することにより、制御弁２６を含む分離手段の不具合、つまり、故障を確認する。

これとは反対に、作動確認回路２７ｃが分離判定回路２７ａから出力される計数開始信号を受信し、所定時間経過時点で通過センサ２３から通過信号を受信しない場合は、制御弁２６が正常に作動していることを確認するものである。

ここで、前記通過センサ２３とは別に、指定成形品が指定成形品分離位置から指定成形品回収位置４０の間を通過したことを確認するために、その区間に通過センサ２９を取り付ける構成が好適である。

また、通過センサ２９と共に、又は通過センサ２９に替えて高速度カメラ３１を通過センサ２９近傍の所定の位置に設置し、その高速度カメラ３１により成形品又は指定成形品の通過、又は進行方向を確認する構成であってもよい。通過センサ２９近傍の所定の位置とは、成形品又は指定成形品が指定成形品分離位置から指定成形品回収位置４０の間での地点を監視することができる位置のことである。

次に、通過センサ２３に替えて高速度カメラ３０を設置した場合は、作動認識回路２７ｃが高速度カメラ３０からの画像信号を画像処理装置により処理する。したがって、作動確認回路２７ｃは、分離判定回路２７ａから出力される計数開始信号を受信し、所定時間経過時点で高速度カメラ３０から画像信号を受信することにより、制御弁２６を含む分離手段の不具合、つまり、故障を確認する。

また、通過センサ２３と共に高速度カメラ３０を通過センサ２３近傍の所定の位置に設置する場合、作動確認回路２７ｃが高速度カメラ３０からの画像信号を画像処理装置により処理する。したがって、作動確認回路２７ｃは、分離判定回路２７ａから出力される計数開始信号を受信し、所定時間経過時点で高速度カメラ３０から画像信号を受信することにより、制御弁２６を含む分離手段の不具合、つまり、故障を確認する。これにより通過センサ２３と高速度カメラ３０との二重の道筋で、分離手段に不具合がないことを確認することができ、より装置の信頼性を向上させることができる。

なお、この場合、通過センサ２３と高速度カメラ３０のどちらか一方でも分離手段の不具合が確認されたとき、回転盤３を停止させる。

次に、前記通過センサ２９に替えて高速度カメラ３１を設置した場合は、作動確認回路２７ｃが高速度カメラ３１からの画像信号を画像処理装置により処理する。したがって、作動確認回路２７ｃは、分離判定回路２７ａから出力される計数開始信号を受信し、所定時間経過時点で高速度カメラ３１から画像信号を受信することにより、制御弁２６を含む分離手段が正常に作動していることを確認する。

また、通過センサ２９と共に高速度カメラ３１を通過センサ２９近傍の所定の位置に設置する場合、作動確認回路２７ｃが高速度カメラ３１からの画像信号を画像処理装置により処理する。したがって、作動確認回路２７ｃは、分離判定回路２１ａから出力される計数開始信号を受信し、所定時間経過時点で高速度カメラ３１から画像信号を受信することにより、制御弁２６を含む分離手段が正常に作動しているとを確認する。これにより通過センサ２９と高速度カメラ３１との二重の道筋で、分離手段に不具合がないことを確認することができ、より装置の信頼性を向上させることができる。

なお、この揚合、通過センサ２９と高速度カメラ３１とのどちちか一方でも分離手段の不具合が確認されたとき、回転盤３を停止させる。また、通過センサ２３、２９及び高速度カメラ３０、３１全て取り付けている揚合は、そのうちどれか１つでも分離手段の不具合が確認されれば回転盤３を停止させる。

このように、指定成形品の動きを観察して、制御弁２６、ひいては、分離手段の不具合を間接的に検出しているので、例えば、制御弁２６は開いているにもかかわらず、空気供給源２４が故障していて指定成形品を分離し得ない、あるいは、空気通路２２の先端２２ａに粉体が詰まっているなどの場合であっても、確実にモータ８、つまり、回転盤３を停止させることができる。

したがって、分離手段の作動の不具合を確認するために、指定成形品の動きを観察する構成であるので、分離手段を構成する空気通路２２、空気供給源２４及び制御弁２６を個々に観察する必要がない。そのため、作動確認手段の構成を簡素にすることができる。加えて、指定成形品（例えば、不良品）が成形品回収位置２０に達することを未然に防ぐことで、指定成形品以外の成形品に指定成形品が混じることを防ぎ、それまでに集荷していた指定成形品以外の成形品（例えば、良品）を無駄にすることを防ぐことができ、歩留まりを向上させることができる。

上記実施形態においては、制御装置２７が分離制御回路２７ａと分離タイミング回路２７ｂと作動確認回路２７ｃとを備えるものを説明したが、コンピュータシステムを主体として、ソフトウェアにより指定成形品の検出、分離タイミングの判定及び分離すべき成形品（指定成形品）の動きに基づいて分離手段の作動の確認を行う構成であってもよい。すなわち、このような制御装置２８は、図６に示すように、中央演算装置２８ａ、記憶装置２８ｂ、入力インターフェース２８ｃ及び出力インターフェース２８ｄを備えている。ここで、高速度カメラ３０、３１からの画像信号は、画像処理装置で解析されるが、その画像処理装置は中央演算装置２８ａに含まれる。図７は、指定成形品の検出及び分離タイミングの判定の手順を示すフローチャートであり、図８は、分離手段の作動の確認の手順を示すフローチャートである。なお、ロードセル１８から出力される電気信号はアナログ信号であるので、アナログデジタル変換後の信号により圧力を検出するものである。

次に、図７に示すフローチャートを説明する。

回転式粉体圧縮成形機を運転すると、制御装置２８は、記憶装置２８ｂに格納されている制御プログラムを実行して、ステップＳ１において、入力される電気信号に基づいて圧力を検出する。次に、制御装置２８は、ステップＳ２において、検出した圧力が異常値であるか否かを判定する。ここで、前記異常値には上異常値と下異常値とがあり、上述の実施形態における上分離信号に相当する信号を上異常値と、下分離信号に相当する下異常値とを設定する。そして、制御装置２８により検出した圧力が、上異常値以上である場合、又は、検出した圧力が下異常値以下である場合に、検出した圧力が異常値であるとする。そして、制御装置２８が、検出した圧力が異常値でない場合、制御装置２８はステップＳ２における異常値の判定を繰り返し実行する。

次に、制御装置２８が検出した圧力が異常値であった場合、ステップＳ３において、ステップＳ２の判定結果に基づいて、その判定結果の時点より、制御装置２８は、ロータリエンコーダ１２が出力するパルス列に含まれるパルスの計数を開始する。ステップＳ４では、制御装置２８は、計数したパルス数が所定数か否かを判定する。この所定数とは、上述の実施形態と同じ値であり、所定数は、加圧位置と指定成形品分離位置との間の角度に対応するパルス数により設定される。この判定により、制御装置２８は、回転盤３の回転角度を測定する。そして、計数したパルス数が所定数に満たない場合、制御装置２８は、ステップＳ４における所定数の判定を繰り返し実行する。

ステップＳ４において、計数したパルス数が所定数に達したと、制御装置２８が判定した場合は、ステップＳ５において、制御弁２６を所定時間だけ開く。

次に、図８に示すフローチャートを説明する。

上記に説明したステップＳ１〜ステップＳ５の手順と並行して、制御装置２８は、ステップＳ１１〜ステップＳ１５により分離手段の不具合を確認する。まず、制御装置２８は、制御プログラムを実行して、ステップＳ１１において、検出した圧力が異常値か否かを判定する。この判定は、前記ステップＳ２と同じである。そして、制御装置２８が、異常値であると判定した場合、制御装置２８は、ステップＳ１２において、異常値を検出した時点からの経過時間の計測を開始する。

次に、ステップＳ１３において、制御装置２８が、通過センサ２３からの通過信号を、所定時間に受信したか否かを判定する。制御装置２８が、所定時間に通過センサ２３から通過信号を受信した場合は、指定成形品が、指定成形品以外の成形品と同じ軌跡を辿ったと判定し、ステップＳ１４において、モータ８への通電を止める停止信号を出力し、回転盤３を停止させる。

これとは反対に、ステップＳ１３において、制御装置２８が、所定時間に通過センサ２３から通過信号を受信していない場合は、指定成形品が指定成形品以外の成形品と同じ軌跡を辿っていないと判定し、分離手段が正常に作動していることを確認することができる。

なお、この際、正常確認信号が出力される構成であってもよい。

このように、ソフトウェアで指定成形品の検出、回転盤３の回転角度の測定及び分離手段の作動の確認を行うことにより、制御装置２８の構成を簡素化することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

上述の実施形態においては、少なくとも一つのパルス列を出力するロータリエンコーダを説明したが、位相の異なる二つのパルス列を出力するインクリメンタル方式のロータリエンコーダや、コード信号、特には、グレーコード、２進コード、２進化１０進コードなどを出力するアブソリュート方式のロータリエンコーダであってもよい。

また、上述の実施形態においては、粉体を成形する際の圧力の異常検出時点からの経過時間に基づいて、分離手段の作動を確認するものであっても、指定成形品分離位置から経過時間に基づいて、分離手段の作動を確認するものであってもよく、経過時間開始の時点は任意である。具体的には、図６に示す制御装置２８において、図９に示すフローチャートの内容の制御プログラムを実行することにより実現する。

図９に示すフローチャートを説明する。

ステップＳ２１において、制御装置２８は、検出した成形時の圧力が異常値であると判定すると、ステップＳ２２において、ロータリエンコーダ１２から出力されるパルスの計数を開始する。そして、計数したパルスが所定数に達した時点で、ステップＳ２３において、制御装置２８が、通過センサ２３から通過信号を、所定時間に受信したか否かを判定する。制御装置２８が、所定時間に通過センサ２３から通過信号を受信した場合は、指定成形品分離位置通過後の指定成形品の軌跡が、指定成形品以外の成形品の軌跡と同じと判定する。そして、ステップＳ２４において、分離手段が正常に作動していないため、制御装置２８は、回転盤３を停止させるため停止信号を出力する。

これとは反対に、ステップＳ２３において、制御装置２８が、所定時間に通過センサ２３からの通過信号を受信してない場合は、指定成形品が指定成形品以外の成形品と同じ軌跡を辿っていないと判定し、分離手段が正常に作動していることを確認することができる。

なお、この際、正常確認信号が出力される構成であってもよい。

この制御プログラムにおいて、計数するパルスの所定数は、異常圧力の検出時点から、通過センサ２３が配置されている位置に指定成形品が達するまでに回転盤３が回転して出力されるパルス数に対応させて設定するものである。

以上に説明した実施形態では、通過センサは、光の反射を利用して成形品の動きを検出する構造であるが、発光素子に受光素子を対向して配置し、発光素子と受光素子との間を成形品が通過した際に、成形品の動きを検出するものであってもよい。このような型式の通過センサにあっては、空気通路２２の先端２２ａの成形品回収位置２０寄りの位置に設ける構成であってもよい。後者の構成の場合は、通過センサ２３が指定成形品の通過を検出する場合は、分離手段が正常に作動していないと判断するものである。

また、通過センサ２３、２９としては、指定成形品が衝突することにより作動するセンサ又はスイッチであってもよい。また、前記光センサ以外に、電磁波を利用するセンサ、もしくは超音波を利用するセンサであってもよい。

成形品をサンプリングする場合の指定手段としては、キーボード、マウス、カードリーダなどの、指定する成形部を特定するための情報を入力する入力装置が好適である。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の活用例として、原料としての粉体を圧縮して製品を製造する、錠剤製造機、電子部品製造機、あるいは食品製造機などに活用することができる。

１…フレーム
２…立シャフト
３…回転盤
４…臼
５…上杵
６…下杵
１２…ロータリエンコーダ
１５…本圧上ロール
１６…本圧下ロール
１８…ロードセル
２３…通過センサ
２６…制御弁
２７…制御装置
２９…通過センサ
３０…高速度カメラ
３１…高速度カメラ

Claims (10)

1. フレームと、
   フレーム内に回転可能に設けられる回転軸と、
   回転軸に取り付けられる回転盤と、
   回転盤に周方向に所定間隔で設けられる複数の臼と、
   各臼に対して、その上下位置に上下方向に移動可能に保持される上杵及び下杵と、
   臼内に充填した粉体を圧縮するように杵先を臼内に挿入した上杵及び下杵を相互に近づく方向に付勢する上ロール及び下ロールと、
   臼とその臼に組み合わされる上及び下杵との一組からなる成形部を指定する指定手段と、
   前記指定手段が指定した成形部が所定位置に達したことを、回転盤の回転により生じるパルスを測定することにより検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段が、前記成形部が排出する指定成形品を分離する位置である指定成形品分離位置に達したことを、出力する位置検出信号に基づき、前記成形部から排出される指定成形品を指定成形品以外の成形品の集荷から分離する分離手段と、
   前記位置検出手段が、前記指定成形品分離位置を経過した前記成形部が前記指定成形品の存否を確認する位置に達したことを、出力する位置検出信号に基づき、前記分離手段の作動を確認する作動確認手段とを備えてなる回転式粉体圧縮成形機。
2. 作動確認手段が、分離手段が正常に作動しなかったことを確認した場合に、異常確認信号を出力する請求項１記載の回転式粉体圧縮成形機。
3. 作動確認手段が、分離手段が正常に作動をしたことを確認した場合に、正常確認信号を出力する請求項１記載の回転式粉体圧縮成形機。
4. 指定手段が、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の粉体にかかる圧力が所定圧力であることを検出する圧力検出手段を備える請求項１、２又は３記載の回転式粉体圧縮成形機。
5. 位置検出手段が、回転盤の回転角度を測定する角度測定手段を備える請求項１、２、３又は４記載の回転式粉体圧縮成形機。
6. 位置検出手段が出力する位置検出信号に基づいて、計数開始信号を出力する分離判定回路をさらに備えてなり、
   作動確認手段が、指定成形品が通過したことを検出して通過信号を出力する通過センサを案内部材の空気通路の先端近傍の所定の位置に備え、計数開始信号と通過信号とを照合して、異常確認信号又は正常確認信号を出力するものである請求項１、２、３、４又は５記載の回転式粉体圧縮成形機。
7. 作動確認手段が、前記通過センサとは異なる、前記指定成形品分離位置から指定成形品を回収する指定成形品回収位置までの間に設置される通過センサをさらに備える請求項６記載の回転式粉体圧縮成形機。
8. 通過センサと共に、又は通過センサに替えて撮像装置を通過センサ近傍の所定の位置に取り付け、作動確認手段が、その撮像装置により成形品又は指定成形品の通過、又は進行方向を確認する請求項６又は７記載の回転式粉体圧縮成形機。
9. 撮像装置が、高速度カメラである請求項８記載の回転式粉体圧縮成形機。
10. フレームと、
    フレーム内に回転可能に設けられる回転軸と、
    回転軸に取り付けられる回転盤と、
    回転盤に周方向に所定間隔で設けられる複数の臼と、
    各臼に対して、その上下位置に上下方向に移動可能に保持される上杵及び下杵と、
    臼内に充填した粉体を圧縮するように杵先を臼内に挿入した上杵及び下杵を相互に近づく方向に付勢する上ロール及び下ロールとを備えてなる回転式粉体圧縮成形機において、
    臼とその臼に組み合わされる上及び下杵との一組からなる成形部を指定し、
    指定した成形部が指定成形品分離位置に達したことを回転盤の回転により生じるパルスを測定することにより検出し、
    前記成形部の指定と前記検出の結果とに基づき、指定する成形部から排出される指定成形品を指定成形品以外の成形品の集荷から分離し、
    前記分離が正常に行われたか否かを、前記分離手段により前記指定成形品を分離する位置である指定成形品分離位置を経過した前記成形部における前記指定成形品の存否を、前記指定成形品の存否を確認する位置に達したことを回転盤の回転により生じるパルスを測定することにより検出し、
    前記成形部の指定と前記検出の結果に基づき、確認する回転式粉体圧縮成形機における成形品分離作動を確認する方法。