JPS63194899A - 回転式粉末圧縮成形機における成形品の重量厚み自動調整方法 - 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、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止す
る杵圧縮ロール間隔の変化に影響されることがない回転
式錠剤製造機等の回転式粉末圧縮成形機における成形品
の重量厚み自動調整方法に関するものである。

（従来の技術） −ｍ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量及び粉末
の大小によって変化するものであり、その重量を一定に
保つために、粉末が圧縮成形される時の圧縮力を計測し
、重量レールの高さを変えて下杵を昇降させることにょ
り臼孔への粉末量を自動的に調整することは、特許出願
公告昭４５−１６０８５号公報により公知である。

また、成形品の重量の実際値を決定する秤量装置を配設
し、その実際値と予め設定された重量指示値とを電子計
算機により比較して杵圧縮ロールを調節して、成形品の
厚みを修正することも特開昭５８−３８６９８号公ｆｌ
ｉｔ　（特願昭５７−１３６８４５号）により公知であ
る。

これらのものは、成形品の重量変化（粉末充填量の変化
）および厚みのばらつき、そして成形時の圧縮荷重の変
化等の発生要因は、原料である粉末の密度、水分、粒度
および粒子組成等の粉末の性状によるものと理解されて
種々改良されてきたものである。

しかしながら、成形機の長時間の運転による機械の発熱
や粉末の圧縮形成時の発熱等によっても、上杵、下杵、
圧縮ロール等が熱膨張し、そのために圧縮圧力は変化す
る。

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自動調整は、実際の成形
品の重量が変化していないのにかかわらず臼孔への粉末
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
ものであり、また、熱変化による上下柱等の膨張や収縮
を無視して重量変化より成形品の厚みを一定にしようと
しても、その厚みが一定に出来ないばかりでなく熱影響
により逆に誤って修正を行う危険性を有するものである
。

そこで従来、特開昭６０−２６１６９７号公報（特願昭
５９−１１８７４７号）に開示される技術がある。

この技術は、圧縮成形時における圧縮ロールに掛かる荷
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
ってこの上の下杵高さを変化させて下杵の高さによって
決定される臼孔の容積を増減させ、これによって粉末の
臼孔への供給量を調整するようにした成形品の重量を自
動調整できる回転式粉末圧縮成形機おいて、成形機の連
続駆動や粉末圧縮成形時等に発生する発熱による温度変
化°　を温度センサー等によって電気量の変化に変換し
、該温度による電気量の変化にもとづいて上記荷重によ
る電気的歪計の電気量の変化を修正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における成形品の重
量自動調整方法である。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来技術にあっても、一応成形品の重量を自
動調整できるのであるが、前記したように上下の杵や圧
縮ロール等は温度変化により膨張や収縮が発生する。

即ち、この温度の影響により上杵圧縮面と下杵圧縮面と
から形成される成形品の厚みである圧縮幅が変化し、例
えば、温度変化により上杵または下杵が長くなった場合
には、その成形品の重量を測定しても正常値（粉末充填
量は正しい）を示すにもかかわらず成形品の厚みは薄く
なる。

このように、従来のものは、成形品の重量すなわち粉末
充填量は温度変化を受けることなく調整できるものであ
るが、温度変化から発生する成形品の厚みのばらつきを
自動的に調整しなければ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龍、β乳Ｉ！９８％、ステアリンサンマ
グネシウム１％、クルク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
１−としたものを回数１とし、回数２以後を０．０５１
ｍずつ順次下杵を上界させて回数ｌＯが５．００ｍｍと
し、その１回から１０回までの各回毎に５０７　（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）を口数１とし
た時の打錠圧力が１３４０ｋｇであった。

表３の説明 上ロールの下面と下ロールの上面の間を２７０１ｍに固
定する。

上杵と下杵の合計は２（ｉ６．７ｍｍで上記２７０１と
の差３．３■−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、Ｈ＋＝
上杵の寸法差、１１□−下杵の寸法差、１１３＝上下ロ
一ル間の寸法差、ｈ＝１回分の充填深さ、ｋｇ＝１回分
の圧力差、圧縮比を２とした場＝　　１２６ｋｇ 表１においてたとえば、打錠圧力１０３０ｋｇ、平均型
５３２０２ｍｇの時熱膨張にて上記１２６に＋ｒ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　３Ｊｉｌｌ整の修正をしたとすると、１９
７■の重量の錠剤となり、真の錠剤重量に変化がないに
もかかわらず、５ｎｗ不足の錠剤を作ることとなる。

（問題点を解決するための手段） このような問題点を解決するために、この発明によれば
、圧縮成形時における圧縮ロールに掛かる荷重の変化を
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
の下杵高さを変化させて下杵の高さによって決定される
臼孔の容積を増減させ、これによって粉末の臼孔への供
給量を３Ｊｉｌ　ｌするようにした成形品の重量を自動
調整できる回転式粉末圧縮成形機において、成形品の重
量を自動秤量すると共に、良品とすべき成形品が得られ
る時の圧縮荷重および重量を圧縮力基準値および重量基
準値として設定し、上記圧縮成形品における荷重が圧縮
力基準値外の時に秤量重量が重量基準値内の場合にのみ
臼孔への粉末供給型を調節することなく杵圧縮ロールの
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
圧縮成形機における成形品の重量厚み自動調整方法が提
供される。

（作用） 上記の技術的手段は次の様に作用する。

通常圧縮成形機は、下杵の高さにより粉末の臼孔への供
給量即ち粉末充ＩｙＡ量を決定し、上杵圧縮ロールと下
杵圧縮ロールとの間隔により成形品の厚みが決定されて
おり、その時の圧縮荷重と成形品の重量を、良品とすべ
き成形品が得られる数値（所定の幅を有してもよい）を
それぞれ圧縮力基準値及び重量基準値として設定する。

この重量基準値からは、成形品を秤量して比較すること
により成形品の重量の過不足がわかり、また、圧縮力基
準値からは、成形時の圧縮荷重と比較することにより、
粉末充填量の過不足および粉末の性状の変化の有無また
は温度変化による圧縮幅（成形品の厚み）の変化の有無
について判明する。

そこで、上記それぞれの比較を総合的に比較判断すれば
、圧縮力基準値と圧縮荷重との比較においては、粉末充
填量の過不足と粉末の性状の変化の有無は結局成形品の
重量の過不足となって表われるものであり、即ち、圧縮
力基準値より圧縮荷重が越えた場合であって成形品重量
が重量基準値内の場合には、必ず温度変化による圧縮幅
の変化があったことがわかる。

例えば、連続稼動および圧縮力による機械の発熱または
室内等の温度上昇により、上下の杵は伸びロール間隔は
縮む、この時、粉末の性状や充填量の変化がない場合に
は成形品を秤量しても重ｆｆｉ　５　ｉｌを傾向である
にもかかわらずその成形品の厚みは薄くなっている。そ
して、この成形品の重量は重量基準値内で正しいのであ
るから、圧縮荷重が圧縮力基準値外であってもそれを修
正する必要はなく　（もし修正したとすれば、逆に成形
品重量の過不足が生じる）、上下どちらかの圧縮ロール
の高さだけを修正して元の基準値内に圧縮荷重を戻す。

よって、成形品の重量を変化させることなく成形品の厚
みを元に戻すことができ、自動的に重量を調節できると
共に、厚みを調節できる。

（実施例） この発明の回転式粉末圧縮成形機における成形品の重同
厚み自動調整方法の一実施例を、図面について説明すれ
ば次の通りｔある。

第１図はこの発明を錠剤製造機に実施した場合の、その
作動状態を示すために、杵を配列した円周面を縦断して
これを平面に展開した要部縦断面図であり、回転盤（１
）と上杵保持盤（２）および下杵保持盤（３）とは一体
に形成されていて、錠剤製造機の回転軸の回りに回転す
るようにされている。

この回転１（１）の一定の円周面上には等間隔に多数（
図面では３個）の段付孔が設けられ、この段付孔に臼（
４）が嵌着されており、その臼（４）の臼孔の底は後述
する下杵（９）の上端が挿嵌されることにより成形室が
形成される。

上記上杵保持盤（２）および下杵保持盤（３）には、上
記回転盤（１）の臼（４）と対応する位置にそれぞれ上
杵（８）と下杵（９）がそれぞれ躍動自在に挿嵌されて
いる。

上杵（８）は、上杵保持盤（２）の上方に配置されてい
る一ト杵案内し−ルＱＱＩによってその頭部を吊り下げ
ることにより、定められた高さで図面の右方向にｆ多躬
Ｊすることができるようにされている一方下杵（９）は
、下杵保持盤（３）の下方に配置されている下杵案内レ
ールａυ、重量レール叩、重量レールθ乃の端にピンに
よって回動自在に支えられて取着された案内レールα蜀
等の面上を移動することによって定められた高さで図面
の右方向に移動することができる。

成形しようとする粉末はホッパ圓の中に入れられており
、フィードシュα５）はこのホッパ圓から落下する粉末
を少しずつ回転盤（１）の面上に供給するために回転盤
（１）の上方に配置されている叫は成形品である錠剤（
７）を取り卸すためのシュートであり、該シュート０［
ｉｌは、所望時に錠剤（７）の重量を検出できる秤量器
（５）に接続されており、この秤量器（５）は演算器（
６）に接続されている図面中（ａｌは臼孔（５）に供給
される粉末量の調整位置、（ｂｌは圧縮成形位置、（Ｃ
１は錠剤取卸位置であり、（ａ）の位置において、重量
レール（１乃の下端には重量調節用ネジ棒０力が取着さ
れ、このネジ捧０ηは、原動機（２６）のシャフトに取
着されたウオーム（２５）に噛合わされたウオームギヤ
ー０８１に螺嵌されている。

また、上記原動機（２６）は、重量調節用リレー（３０
）を介して演算器（６）に接続されている。

（ｂｌの位置において、上杵（８）および下杵（９）の
上方又は下方にはそれぞれ上ロールＱ９１および下ロー
ル１２Ｇ＋が配置され、その下ロール（２ｍの下方には
成形時の圧縮荷重を検出するロードセル（２７）が圧力
調節棒（２１）に載置されることにより配設され、その
調節棒（２１）は、圧力調節用原動ａ　（２４）のシャ
フトに取着された圧力調節用ウオーム（２３）に噛合わ
された圧力調節用ウオームギヤー（２２）に螺嵌されて
いる。

またこのロードセル（２７）は上記演算器（６）に接続
されていると共に、上記圧力調節用原動機（２４）は圧
力調節用リレー（２９）を介して演算器（６）に接続さ
れている。

（２Ｂ）は成形品である錠剤（７）が重量の上下限界を
越えて成形された場合即ち重量過不足の錠剤を良品とは
別に取り出すための排出ダンパーである。

次にこの錠剤製造機の環作について説明すれば、回転盤
（１）の回転によって上杵保持盤（２）および下杵保持
盤（３）も共に回転するから、上杵（８）および下杵（
９）は平面上を回転運動する（図面においては右方向へ
移動する）。

そしてこの運動と共に上杵（８）は上杵案内レール０φ
によって上杵保持盤（２）を上下方向に運動し、下杵（
９）は下杵案内レール０υ、重量レールθ２）、案内レ
ール０１によって下杵保持盤（３）を上下方向に運動す
る。

今ホッパ０旬から落下する粉末は、回転盤（１）の回転
につれて（ａｌより左側の位置においてフィードシュ０
りによって臼（４）の臼孔の中に供給され、。

臼孔が（ａｌの位置にくると、下杵（９）が重量レール
叩の面上に載ることにより、臼孔に供給される粉末の体
積又は重量はこの重量レール叩の高さによって決定され
る。即ち重量レール回の高さは下杵（９）の高さを決定
し、この下杵（９）の高さは臼孔の深さそして臼孔の容
積を決定するからである。

回転盤（１）が更に回転して、上杵（８）および下杵（
９）がそれぞれ上杵案内レール顛や案内レールａｌによ
ってそれらの高さを変えながら（ｂｌの位置にくると、
上杵（８）はその頭部を上ロール０９）によって押圧さ
れこれと同時に下杵（９）は下ロール（２０＋によって
押圧されるから、臼（４）の中の粉末は圧縮成形される
。

続いて上杵（８）および下杵（９）は（Ｃ１の位置まで
移動し、回転盤（１１の面上に押し上げられた錠剤（看
はシュート０ωによって取り卸される。

このように上記上杵（８）および下杵（９）が（ａｌ　
（ｂｌ　（ｃｌの位置を順に経過してこれを操り返す間
に、粉末が圧縮成形されて錠剤（７）が製造されるので
あるが、上記ｆｂｌの位置における粉末の圧縮成形時に
おいて、下ロール（２）に掛かる荷重がロードセル（２
７）に圧力の変化として検出されると共に電気量の変化
に変換され、これが増幅等されて演算器（６）に入力し
、その電気量が限界以上に変化した場合にリレー（３０
）が働いて原動ａ　（２６）を作動し、これによってウ
オーム（２５）とそれに噛合ったウオームギヤーＯｍが
回動し、これに螺嵌されているネジ捧Ｑ７）が重量レー
ルθ乃を昇降させ、臼（４）の中の粉末の体積を増減さ
せることにより、その後圧縮成形される錠剤の重量が調
整されるものである。

このように圧縮成形を繰り返す成形機の長時間運転時に
は原動機等の機械の発熱や圧縮成形時等による発熱のた
めに、上杵（８）、下杵（９）、上下の圧縮ロール０労
ヒΦ等が熱膨張し、そのことにより固定されている上、
ロール０争と下ロール１２０＋との間に上杵（８）と下
杵（９）が通過して粉末を圧縮成形する時の圧縮圧力は
高くなり、粉末重量の変化が無いにもかかわらずロード
セル（２７）は、重要を滅しる方向に重量レール仰を作
動する如き圧力信号を出し、成形された錠剤は真の錠剤
重量とはならず重量不足のものとなる。

そこで、成形された錠剤（７）を連続に又は所望時にあ
るいは定期的に秤量器（５）によって重量を検出し、こ
の検出重量を電気量の変化として演算器（６）に入力さ
れ記ｊＱされることにより、この演算器（６）は、上記
ロードセル（２７）により検出した圧縮荷重の変化が設
定された圧縮力基準値外であっても、その入力された検
出重量が重量基バ町傾向であれば上記重量調節用原動！
！（２６）等の作動による重量調整をしないものである
。

即ち、わ）未重量の変化が無いにもかかわらずロードセ
ル（２７）が検出した荷重による電気量の変化を、演算
器（６）の判断により相殺するごとく補正するものであ
る。

そして、更に演算器（６）は、圧力調節用原動機（２４
）を回動して下ロールｅｏ＋の高さを調節すべく出力し
、温度変化により生じた圧縮ロール間隔の変化を修正す
る。

即ち、上杵（８）と下杵（９）とにより押圧されて決定
される錠剤（７）の厚みを元に戻すごとく修正する。

なお、電気量の限界以上の変化や上下限界を越える電気
量の変化によってリレーを作動させる等のことは、通常
的には公知公用の技術であるから、その説明を省略する
。

また上記粉末は、広い意味での粉末であり、微粒子及び
粒子顆粒を含むものである。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば、成形品の重量検出は、サンプリングされた成形品の
標準偏差を算出し、その時の荷重の変化の標準偏差を算
出して、これを重量基準値および圧縮力基準値と比較演
算処理をしてもよく、また、演算器は、設定基準値や入
力される検出値あるいは下ロールの修正量等を、表示あ
るいは記録するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明は、厳しい重量管理や寸
法管理（成形品の硬さ管理）が要求される錠剤製造機等
において、室温や機械温度に全く影響されることがない
ので、室温や機械温度が変化して機器が収縮ギ膨張して
いる場合即ち始業時や連続運転中等においても温度変化
に対応するために重量調整をする必要がないと共に、成
形品の厚みを検査する必要もなく、自動的に成形品の重
量を調整できると共に均一な厚みの成形品を得ることが
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
形品の重量厚み自動調整方法を、錠剤製造機に応用した
場合の一実施例であり、その作動状態を示すために杵を
配列した円周面を縦断してこれを平面に展開した要部縦
断面図である。 図面において、（１１は回転盤、（２）は上杵保持盤、
（３）は下杵保持盤、（４）は臼、（５）は秤量器、（
６）は演算器、（７）は錠剤、（８）は上杵、（９）は
下杵、θφは上杵案内レール、ａυは下杵案内レール、
α乃は重量レール、Ｑ３１は案内レール、０→はホッパ
、０９はフィードシュ、αｅはシュート、α力はネジ棒
、０８１は重量調節用ウオームギヤー、Ｃ１９）は上ロ
ール、ｔ２０）は下ロール、（２１）は圧力調節棒、（
２２）は圧力調節用ウオームギヤー、（２３）は圧力調
節用ウオーム、（２４）は圧力調節用原動機、（２５）
は重量調節用ウオーム、（２６）は重量調節用原動機、
（２７）はロードセル、（２８）は排出ダンパー、（２
９）は圧力調節用リレー、（３０）は重量調節用リレー
を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　圧縮成形時における圧縮ロールに掛かる荷重の変化
   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
   上の下杵高さを変化させて下杵の高さによって決定され
   る臼孔の容積を増減させ、これによって粉末の臼孔への
   供給量を調整するようにした成形品の重量を自動調整で
   きる回転式粉末圧縮成形機において、成形品の重量を自
   動秤量すると共に、良品とすべき成形品が得られる時の
   圧縮荷重および重量を圧縮力基準値および重量基準値と
   して設定し、上記圧縮成形品における荷重が圧縮力基準
   値外の時に秤量重量が重量基準値内の場合にのみ臼孔へ
   の粉末供給量を調節することなく杵圧縮ロールの高さを
   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
   形機における成形品の重量厚み自動調整方法。