JPH0259198A - 回転式粉末圧縮成形機の成形品の重量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、圧縮成形時の圧縮力の変化を電気信号に変
換して設定器に入力し、その設定器に設定された設定値
（制御限界）と成形時の圧縮力の変化とを比較し、その
制御限界を超えた場合にはその超えた値にもとづき臼孔
に充填される粉末量を自動的に調節する回転式錠剤製造
機等の回転式粉末圧縮成形機の成形品の重量制御方法に
関するものであり、更に詳しく言えばそのような成形品
の重量制御方法において、室温の変化や成形機の発熱に
よって杵や圧縮ロール等の機器が膨張又は収縮すること
により発生する成型品の厚みのばらつきや圧縮圧力の変
化に影響されることのない回転式粉末圧縮成形機の成形
品の重量制御方法に関するものである［従来の技術］ 一般に、成形品の重量は、ホッパ内にある粉末の密度や
ホッパよりフィードシュに供給される粉末の世及び粉末
の大小によって変化するものであり、これらの粉末の物
性等により均質な成形品を連続的に作り出すことは困難
である。

そこで、従来、特公昭４５−１６０８５号公報（特願昭
４１’−３７８６５号）に開示されるごとく、圧縮成形
時に於ける圧縮ロール又はポンチに掛る荷重の変化を電
気的歪計によって電気量の変化に変換し、該電気量の限
界以上の変化によってリレー及び原動機が作動するよう
にし、該原動機の作動によって重量レールが上下に昇降
するようにし、この重量レールの昇降によってこの上の
下杵の高さを変化させて下杵の高さによって決定される
臼の容積を増減させ、これによって粉末の臼への供給量
を調整するようにした粉末圧縮成形機に於ける成形品の
重量自動調整方法があり、また、特公昭５７−４８３１
９号公報（特開昭４８−５７８８９号）および特公昭５
Ｂ−５４９２０号公報（特開昭５７−１６５２００号）
に開示されるごとく、圧縮成形時の圧縮力を電気的信号
に変換し、予め制御限界が定められた多段の設定器に入
力して比較し、各設定器の制御限界に基づいて臼への粉
末供給量を調節し、上記特公昭５８−５４９２０号公報
のものは、それらに加えて、秤量器によりサンプリング
した成形品の重量を基準重量と比較して、設定器に入力
する電気信号レベルを変化させる等の粉末圧縮成形機に
おける成形品の重Ｎ調節方法がある。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来技術にあっても、一応均質な成形品は出
来るのであるが、成形機の長時間の運転による機械の発
熱や粉末の圧縮成形時の発熱等による温度変化により、
上杵や下杵あるいは圧縮ロール等が膨張または収縮し、
そのために重量が変化していないにもかがわらず圧縮成
形時の圧縮力は変化すると共に成形品の厚みが変化する
。

即ち、温度上昇に伴って、上杵や下杵の長さが延びると
共に圧縮ロールの径が増加して圧縮ロール間隔が減少し
、結局上杵と下杵との圧縮面の間隔によって決定される
圧縮間隔が変化し同量の粉末を圧縮した場合にもその圧
縮間隔の変化分だけ圧縮力は変化すると共に成形品の厚
みが変化する。

したがって、この温度による圧縮圧力の変化により、上
記、圧縮力を測定することによりおこなう重量制御は、
実際の成形品の重量が変化していないにもかかわらず臼
孔への粉末充填量を変化させてしまう結果成形品の重量
誤差が発生すると共に成形品の厚みも一定しないもので
あった。

また、上記特公昭５８−５４９２０号公報のように、秤
量器を用いて、成形品をサンプリングして真の成形品重
量を測定し、その真の重量に基づいて電気信号レベル（
圧縮圧力の変化）を修正しようとするものも、稼動する
にしたがって変化する温度による影響を何ら考慮されて
おらず、正確な重量制御ができないと共に成形品の厚み
が一定にならないという問題点があった以下に錠剤製造
機における温度変化が圧縮圧力（圧縮荷重）等におよぼ
す影響を実験値により説明すれば、次の通りである。

表１は、柱径８鰭、β乳ＩＪ！９８％、ステアリンサン
マグネシウム１％、タルク１％から成る粉末により、隅
角平面状の錠剤を製造する場合に粉末充填深さ５．４５
ｕ＋とじたものを回数１とし回数２以後を０．０５ｍｍ
ずつ順次下杵を上昇させて回数１０が５．ＯＯｗとし、
その１回から１０回までの各回毎に５０Ｔ　（Ｔは錠剤
数）を取り出し、その中のものをＩＯＴずつ３回測定し
て、それのＩＴ当りの重量と打錠圧力（圧縮成形圧力）
との関係を示したものであり、これによると圧縮比２（
充填量体積と成形錠剤体積の比率）を回数１とした時の
打錠圧力が１３４０ｋｇであった。

表１ 表２ 表３の説明 上ロールの下面と下ロールの上面の間を２７０１１に固
定する。

上杵と下杵の合計は２６６．７ｎで上記２７０鶴との差
３．３　ｍｓは、圧縮成形後取り出した錠剤が膨張する
寸法を見込した値である。

熱膨張による圧縮圧力の変化を例示的に見、ると、Ｈ１
＝上杵の寸法差、Ｈ２−下杵の寸法差、１１３−上下ロ
ール間の寸法差、ｈ＝１回分の充填深さ、ｋｇ＝１回分
の圧力差、圧縮比を２としだ場表１においてたとえば、
打錠圧力１０３０ｋｇ、平均重量２０２■の時熱膨張に
て上記１２６ｋｇの圧力増加となり、この圧力増加分を
重量が増加したものとして重ｆｆｉ　３７１整の修正を
したとすると、１９７■の重量の錠、剤となり、真の錠
剤型■に変化がなく厚みだけが薄くなったにもかかわら
ず、５回不足の錠剤を作ることとなる。

［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために、この発明によれば、
粉末成型における圧縮成形時・の圧縮力の変化を荷重電
気信号に変換して多段の設定器に人力し、該設定器に設
定された制御限界を超える上記電気信号にもとづき臼孔
に充填される粉末量を調節する回転式粉末圧縮成形機の
成形品の重量制御方法において、成形品を秤量して適正
品の基本重量との変化を重量電気信号に変換し、該信号
に基づいて分量レールを調節して以後の成形品の重量が
正しく成る様にし、その時の成形荷重に基づき上記多段
の設定器の設定値を設定し、成形品を再度秤量して基本
重量４１２６ｋｇ と比較しその重量変化が上記重量変化と同一方向の場合
は圧縮ロール高さを調節するようにしたことを特徴とす
る回転式粉末圧縮成形機の成形品の重量制御方法が提供
される。

上記構成において、設定器に設定された設定値は、圧縮
力の変化である電気信号を通数回サンプリングして適正
品の荷重標準偏差を算出し該標準偏差に基づき演算して
多段の設定器の基準値とし、その基準値に基づき各設定
器の設定値を演算決定されたものとすることができるこ
のようにした場合は、設定器の設定値（制御限界）の設
定作業が、従来は試験的に圧縮成形した成形品の厚みと
重量より良品とみなされた時の圧縮荷重の電気、信号か
ら経験的に決定され、作業者の高度に熟練した技術と時
間を要していたのに比較して、誰にでも短時間で自動的
に決定することができるものである。

［作用］ 上記の技術的手段は、次の様に作用する。

前述したように、杵や圧縮ロールの材質によって温度変
化に伴い一定の割合の伸縮が有ることがわかる。

即ち、温度変化によって、上杵と下杵との間隔が変化し
、それによって成形時に生ずる圧縮圧力は成形品の重量
が正しい場合にも変化するそこで、通常の圧縮成形にお
ける荷重電気信号を設定器に入力してその設定値と比較
して行う重量制御とは別に、適宜成形品をサンプリング
して成形品の重量を検出し重量電気信号とする。

そして、その成形品の重量が予め設定された適正品の基
本重量の電気信号と比較して、もし一定量以上変化があ
る時は、その変化の電気信号に基づいて、まず重量を修
正すべく分量レールを調節する。

次に、成形品の重量が修正された状態での成形品の成形
荷重に基づいて多段の設定器の設定値を設定する。すな
わち、その状態（粉末の物性等による影吉を含んだ状態
）における重量適正成形品を得るための設定値の修正を
行う。

そして、成形品を再度サンプリングして秤量し、基本重
量と比較し、もしその重量変化が上記重量変化と同一方
向の場合は、粉末充填容積に変化すなわち杵の伸縮等の
温度変化に伴う影響が有ると判断できると共に、その重
量変化量によって温度変化による影響の大小すなわ゛ち
圧縮ロール高さの必要調節量が判断できる。

［実施例］ この発明の実施例を図面について説明すれば（４）は成
形金型である臼（３）が配設される臼取付盤（回転式粉
末圧縮成形機においては回転盤）であり、この臼（３）
内に下杵（５）の上部が挿入されており、その臼（３）
内に粉末材料を充填し、上杵（２）と上記下杵（５）と
を上ロール（１）と下ロール（６）との加圧機構にて上
下に加圧し、臼（３）内の粉末を圧縮成形するようにな
っている。

（７）はロードセル等の荷重電気変換器であり、該荷重
電気変換器は、上ロール（１）あるいは下ロール（６）
のいずれか例えば上ロール（１）の支持体に接して設け
られており、その出力端は、増幅器等から成る信号処理
装置（８）に接続されて、粉末成形における圧縮荷重の
変化を電気信号に変換する。

この信号処理装置（８）の出力端は、各段の設定器ＱＯ
）　Ｑｌ）　（１２）α３１　Ｑ４）α鶏にそれぞれ接
続されていると共に、演算処理袋Ｗ（９）に接続されて
いる。

この演算処理装置（９）は、任意又は定期あるいは室内
または成形機に配設された温度センサーによる温度変化
に連動して例えばサンプリングされた成形圧力の波高値
の最大値を演算処理して標準偏差を算出し、この標準偏
差に基づいて設定器の基準値を演算し、該基準値に基づ
いて各段の設定器α０１　ａυ（ロ）（１３＋　（＋４
＋０５）の制御レベルであるそれぞれの設定値を演算し
て決定する。

そして、演算処理装置（９）と各段の設定器α０）０９
ａｍ　（＋３１　（＋４）　Ｑ！９とはそれぞれＳ　Ｅ
　Ｔ　（１）　（２）　（３）　（４１（５）　（５）
として接続されており、上記決定されたそれぞれの設定
値は自動的に各段の設定器ａω０Ｄ（２）Ｑ３）　（Ｊ
４Ｊ　ＱＳＩに入力される。

（２１）は圧縮成形された成形品の重量を測る秤量器で
あり、該秤量器（２１）は、上記演算処理装置で９）に
接続されており、所定時間毎等にサンプリングされた成
形品の重量変化を重量電気信号に変換してその処理装置
（９）に入力される。

そして、処理装置（９）に記憶された基本重量と比較し
てその成形品の重量が所定量より多いか又は少ない時は
、その重量差を修正するために処理装置（９）は分量レ
ール調節信号を発すると共にその重量が修正された成形
品の成形荷重に基づいて各段の設定器０００Ｄ（２）Ｑ
３）　Ｑ４）　ＣＪωの設定値を設定する そして、処理装置（９）は、定期的な秤量とは別に再度
成形品を秤量し、その重量変化と上記重量変化とを比較
し、同方向たとえば再び基本重量より軽いと判断された
時は圧縮ロールの昇降装置を作動（軽い時はロール間隔
を広げるように）するべく信号を発する。

勿論、秤量により基本重量内と判断されれば再度秤量は
しない。

各段の設定器を説明すれば、設定器α０）は、制御限界
域上限を設定するものであり、演算処理装置（９）より
Ｓ　Ｅ　Ｔ　（１１として出力された設定値と信号処理
装置、（８）からの成形による電気信号である出力Ｐと
を比較し、この出力Ｐが上記設定値を超えた場合にＯＵ
　Ｔ　（１１を出力するものである設定器αυは、上限
排除レベルを設定するものであり、上記同様Ｓ　Ｅ　Ｔ
　（２）として出力された設定値と出力Ｐとを比較し、
出力Ｐが上記設定値を超えた場合にＯＵ　Ｔ　（２）を
出力し、この超えた場合が別に定めた回数以上連続した
場合に０ＵＴ３を出力するものである。

設定器０３は、上限側の制御開始を設定するものであり
、上記同様Ｓ　Ｅ　Ｔ　ｆ３）として出力された設定値
と出力Ｐとを比較し、出力Ｐが上記設定値を超えて別に
定めた回数連続した場合に０ＵＴ４を出力するものであ
る。

設定器（１３）は、下限側の制御開始を設定するもので
あり、演算処理袋Ｗ（９）よりＳ　Ｅ　Ｔ　ｆ４１とし
て出力された設定値と信号処理装置からの成形による電
気信号である出力Ｐとを比較し、この出力Ｐが上記設定
値を超えて別に定めた回数連続した場合にＯＵ　Ｔ　、
（５１を出力するものである。

設定器α心は、下限排除レベルを設定するものであり、
上記同様Ｓ　Ｅ　Ｔ　（５１として出力された設定値と
出力Ｐとを比較し、出力Ｐが上記設定値を超えた場合に
ＯＵ　Ｔ　ｆ６１を出力し、この超えた場合が別に定め
た回数以上連続した場合に０ＵＴ（７）を出力するもの
である。

設定器０５）は、制御限界域下限を設定するものであり
、上記同様Ｓ　Ｅ　Ｔ　（６）として出力された設定値
と出力Ｐとを比較し、この出力Ｐが上記設定値を超えた
場合にはＯＵ　Ｔ　（８１を出力するものである。

上記ＯＵ　Ｔ　（１）及びＯＵ　Ｔ　（８）は、それぞ
れ機械停止理由をメツセージ（表示）として出力すると
共に、機械を停止すべく機械制御系に出力するものであ
る。

上記ＯＵ　Ｔ　ｆ３）及びＯＵ　Ｔ　（７）は、それぞ
れ機械停止理由をメソセージ（表示）として出力すると
共に、機械を停止すべく機械制御系に出力するものであ
る。

上記ＯＵ　Ｔ、（２１及びＯＵ　Ｔ　（６）は、それぞ
れ成形品（製品）排除理由をメツセージ（表示）として
出力すると共に、成形品を排除すべく機械制御系に出力
するものである。

上記ＯＵ　Ｔ　（４）及びＯＵ　Ｔ　（５）は、それぞ
れ充填量調節理由をメソセージ（表示）として出力する
と共に、臼（３）内に充填される粉末量を調節すべく下
杵（５）の高さを決める重量レール等の重量調整機構を
制御する充填量調節系に出力するものである。

上記演算処理装置（９）は、製品品種切換時等の稼動前
に任意にサンプリングを行うことは勿論定時間毎または
定成形回数毎あるいは外部の任意な信号等により、稼動
中である成形圧縮中に逐次サンプリングを行い　新たな
状態の標準偏差を算出して各段の設定器の設定値を自動
的に設定し直すことができると共に、所定回数（回転式
の場合は１回転中の臼（３）の数）の平均荷重値αｅ、
最大荷重値ａη、最小荷重値α鴫、標準偏差ａの、変動
係数（２ＩｊＪ、そして、図示しない秤量された成形品
重量、基本重量との変化量あるいは圧縮ロール調節量等
をデイスプレー表示あるいは記録して出力できるもので
ある。

（２６）は下ロール（６）の昇降装置であり、該装置（
２６）は、パルスモータ（２２）、ウオーム（２３）、
ウオームギヤー（２４）、ねじ棒（２５）から形成され
ており、そのモータ（２２）の回動により下ロール（６
）を上下し、上杵（２）と下杵（５）との圧縮間隔を変
えるものである。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、例えば、秤量は成形品１個の単品でも良いし複数個を
まとめて秤量した偏差重量を計測するものでもよく、ま
た、所定時間毎サンプリングする秤量を総て２回行うよ
うにして初めの秤量で成形品重量が正常な場合にも精度
向上や確認の為に再度秤量してもよい。

また、圧縮ロール高さを調節した場合は直ちに設定器の
設定値を元にもどすあるいは新たな成形荷重に基づき設
定値を設定してもよく任意である。

更に、圧縮ロール高さの調節が必要と判断された場合に
も室温や成形機温度の変化と比較しである一定以上温度
変化がある時のみ調節する等の確認手段を付加すること
も任意である。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明は、成形品の重量制御方法
において、温度変化により発生する成形品の厚みのばら
つき及び重量調節誤差をな（すことができ、より高精度
な成形品を提供することができる等の効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明による回転式粉末圧縮成形機における成
形品の重量調節方法を示すものであり、第１図は一実施
例を示す説明図である。 図面において、（１）は上ロール、（２）は上杵、（３
）は臼、（４）は日取付盤、（５）は下杵、（６）は下
ロール（７）は荷重電気変換器、（８）は信号処理装置
、（９）は演算処理装置、００）０υ（＋２１α３）　
Ｑ４１　ａωは設定器、（１１９は平均荷重値、αηは
最大荷重値、ａｎｔは最少荷重値Ｑ９１は標準偏差、Ｃ
！Φは変動係数、（２１）は変換処理器、（２６）は昇
降装置を示すものである。 代理人弁理士　青　木　　由　藏

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　粉末成型における圧縮成形時の圧縮力の変化を荷重
   電気信号に変換して多段の設定器に入力し、該設定器に
   設定された制御限界を超える上記電気信号にもとづき臼
   孔に充填される粉末量を調節する回転式粉末圧縮成形機
   の成形品の重量制御方法において、成形品を秤量して適
   正品の基本重量との変化を重量電気信号に変換し、該信
   号に基づいて分量レールを調節して以後の成形品の重量
   が正しく成る様にし、その時の成形荷重に基づき上記多
   段の設定器の設定値を設定し、成形品を再度秤量して基
   本重量と比較しその重量変化が上記重量変化と同一方向
   の場合は圧縮ロール高さを調節するようにしたことを特
   徴とする回転式粉末圧縮成形機の成形品の重量制御方法
   。 ２　粉末成形における圧縮成形時の圧縮力の変化を荷重
   電気信号に変換し、該電気信号を適宜適数回サンプリン
   グをおこなって荷重標準偏差を算出し、該標準偏差に基
   づき演算して多段の設定器の基準値とし、該算出された
   基準値に基づき多段の設定器のそれぞれの設定値を演算
   決定することにより設定し、その後の成形による荷重電
   気信号を各設定値と比較することにより充填粉末量等を
   自動制御する回転式粉末圧縮成形機の成形品の重量制御
   方法において、成形品を秤量して適正品の基本重量との
   変化を重量電気信号に変換し、該信号に基づいて分量レ
   ールを調節して以後の成形品の重量が正しく成る様にし
   、その時の成形荷重に基づき上記多段の設定器の設定値
   を設定し、成形品を再度秤量して基本重量と比較しその
   重量変化が上記重量変化と同一方向の場合は圧縮ロール
   高さを調節するようにしたことを特徴とする回転式粉末
   圧縮成形機の成形品の重量制御方法。