KR20070034611A

KR20070034611A - 소량의 입자의 분배

Info

Publication number: KR20070034611A
Application number: KR1020077002362A
Authority: KR
Inventors: 브루스 맥마이클; 윌 오피; 시몬 브라이언트
Original assignee: 화이자 리미티드
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2007-03-28
Also published as: ATE409642T1; WO2006003379A1; JP2008504179A; MX2007000018A; JP4607961B2; CN101031471A; EP1765673A1; US20080017669A1; ES2311229T3; EP1765673B1; DE602005010081D1; GB0414811D0; US8074835B2; BRPI0512895A; EA200701232A1; CA2571526A1; AU2005258997A1

Abstract

본 발명은 기저부에 체가 구비되어 있고 사용되는 동안 체를 통해 분배될 분말을 함유하는 분말-함유 대역을 체 위에 한정하는 호퍼(20); 사용되는 동안 분배된 분말이 수용될 용기 위에 호퍼가 유지될 수 있도록 호퍼의 일부를 유지하는, 호퍼에 대한 지지체(25); 호퍼가 충돌 에너지를 받은 때에 분말이 체를 통해 분배되도록 충돌 에너지를 호퍼에 전달하는 1 이상의 작동기(30); 및 지지체에 대한 호퍼의 조절된 수직 이동을 허용하도록 개조된 요소를 포함하는, 소량의 입자를 분배하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

소량의 입자의 분배{DISPENSING SMALL QUANTITIES OF PARTICLES}

본 발명은 소량의 입자를 분배하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

국제특허출원 공개 제WO-A-01/33176호는 소량의 입자, 구체적으로 소량의 약물을 특히 분말 형태로 분배하기 위한 장치 및 방법을 개시하고 있다. 상기 장치는 체(sieve)-유사 요소 형성하는, 호퍼(hopper)의 기저부에서 막 내에 복수의 홀(hole)을 가진 깔대기 형상의 호퍼를 포함하는 분배 상부(head)를 사용하는데, 호퍼 내에 존재하는 분말은 체-유사 요소를 통해 떨어질 수 있다. 바람직한 방법은 호퍼를 수평으로 탭핑(tapping)하여 이러한 이동을 일으킴으로써, 막을 통해 분말을 조절가능하게 분배하는 것이다. 탭핑은 충돌 에너지를 호퍼에 전달하고, 이어서 호퍼가 소수의 입자를 체-유사 요소를 통해 중량 측정 저울 위에 떨어뜨리게 하는 전기-기계적 작동기에 의해 달성된다. 작동기는 한 단부에서 호퍼를 지지하는 막대(rod)를 통해 호퍼의 측면을 탭핑하며 다른 단부에서 장착된 솔레노이드를 가지는, 수평으로 배향된 솔레노이드이다. 탭핑 작용은 작동기의 작용 또는 결과적으로 일어나는 호퍼의 이동에 대한 수직 성분을 이용하여 행할 수도 있다.

도 1은 국제특허출원 공개 제WO-A-01/33176호에 기재된 정확한 분말 계측 시스템의 분배 상부를 도식적으로 보여준다.

도 1을 참조하면, 상기 장치는 분말 물질 예를 들면, 산제 흡입기를 통해 환자의 폐로 투여하는 데 사용되는 약물 또는 환자가 먹을 수 있는 젤라틴 캡슐 내로 충진될 약물을 위한 호퍼(1)를 포함하는 분말 분배 상부로 구성된다. 호퍼(1)는 보다 큰 단부(2) 개방부 및 최상부를 가진 대체적으로 원추 형태이다. 보다 작은 단부(3)는 복수의 홀(5)이 형성되어 있는 플레이트(4)에 의해 폐쇄됨으로써 체를 형성한다. 분말(7)이 호퍼(1) 내에 배치되는 경우, 일부 분말(7)은 홀(5)을 통해 먼저 떨어질 수 있지만, 일반적으로 그 후에 분말 흐름은 홀(5) 내의 분말(7) 잼(jam)으로서 정지한다. 분말의 성질과 부합시키기에 적절한 홀 치수의 선택에 의해 조절가능하게 그리고 재생가능하게 홀(5)을 통해 분말(7)을 흐르게 할 수 있다. 전형적으로, 홀의 직경은 100 마이크론 내지 2000 마이크론이다.

정확한 분배를 위한 상기 장치를 이용하기 위해, 분말(7)을 위한 용기(8)를 플레이트(4) 아래에 배치하고, 호퍼(1)를 위치(6)에서 그의 측벽(9) 위에서 탭핑한다. 탭은 예를 들어, 솔레노이드와 같은 전기-기계적 탭핑 작동기의 단부로부터 조절된 속도로 전달되는 충돌 에너지로부터 발생되는 형태일 수 있다. 이로 인한 호퍼(1) 및 분말(7)의 이동은 충돌 후 단기간 동안 플레이트(4)의 홀(5)을 통해 분말(7)이 흐르게 하고, 상기 단기간 후 분말 흐름은 정지한다. 따라서, 분말(7)의 분리된 양이 각 탭의 결과로서 용기(8) 내로 조절가능하게 분배된다.

분말(7)의 원하는 총량을 정확히 분배하기 위해, 복수의 탭을 이용하여 각 용기(8)를 충진하고, 용기(8) 내로 분배된 분말(7)의 총 중량을 실시간으로 측정하여 필요한 양이 분배되는 즉시 탭핑이 정지될 수 있다. 탭핑 속도는 조절 컴퓨터에 의해 조절된다. 필요에 따라, 탭핑 이외의, 분배 상부에 대한 기계적 작용을 조절가능하게 이용하여 분말을 분배할 수 있다.

호퍼는 일반적으로 전기-기계적 탭핑 작동기를 보유하는 막대에 클램핑되어 있어서, 호퍼가 상기 막대에 대하여 상대적으로 움직일 수 없다고 개시되어 있다. 그러나, 호퍼가 클램핑되지 않고 단지 막대 내의 개구에 안착되어 있어서 호퍼가 수직으로 및/또는 회전적으로 방해받을 수 없는 또 다른 배열도 개시되어 있다. 작동기는 아마도 호퍼의 측벽이 점점 가늘어져 있기 때문에 호퍼 측벽에서 부분적으로 수직력으로 전환되는 수평력을 제공하는 것으로 생각되고, 회전은 예를 들면, 호퍼가 안착되어 있는 막대 내의 개구의 평면이 정확히 수평이 아닌 경우 성분에서 비대칭이기 때문인 것으로 생각된다고 기술되어 있다. 수직 이동은 분말 입자를 유동화시켜 이들이 보다 용이하게 분배되는 데 기여하고, 회전 이동은 입자가 압착되거나 아니면 서로 달라붙지 않는 데 기여할 수 있다고 개시되어 있다.

상기 공지된 분배 상부는 각각의 연속적인 기계적 작용 또는 탭을 이용하여 거의 일정한 양의 분말을 분배시키는 그의 능력에 대한 그의 효과에 의존한다. 이는 임의의 주어진 홀 위에서 분말 가교가 깨짐에 따라 각 경우에서 거의 유사한 양의 약물 분말이 홀을 통해 방출되기 때문에 일어난다. 전형적인 적용에 있어서, 분말은 20 내지 100 마이크론 직경의 입자로 구성될 수 있고, 홀의 직경은 300 또는 400 마이크론일 수 있다.

이 공지된 시스템은 대부분의 물질에서 매우 잘 작동한다. 그러나, 응집되는 경향을 가진 물질이 적재되는 경우 몇몇 단점이 있다. 종종, 약물은 환자 내에서 약물이 용이하게 용해되어 흡수되게 하기 위해 또는 다른 목적을 위해 매우 작은 입도로 연마될 수 있거나 분쇄될 수 있다. 소립자가 직경에 있어서 수 마이크론의 차수를 가진 경우, 분말은 당분야에서 전형적으로 "마이크론화된" 것으로서 기술된다. 이들 물질은 종종 취급 시 크고 느슨한 응집물을 형성하는 경향을 나타낸다. 이 응집물은 분말 형태로 된 눈으로부터 제조된 눈덩이와 유사하기보다는, 느슨하게 덩어리진 개별 입자들로부터 형성된 보다 큰 입자 조립체의 형태를 취한다. 이들 보다 큰 입자는 매우 다양한 크기 - 통상적으로 직경에 있어서 수십 마이크론부터 2 또는 3 밀리미터까지, 또는 심지어 이보다 큰 크기를 가질 수 있다.

응집하는 경향을 가진 분말을 사용하는 경우, 홀은 홀 직경보다 더 큰 직경을 가진 입자들로 구성된 응집된 조립체에 의해 폐색될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 보다 작은 일부 입자가 방출될 수 있다 하더라도, 그 양은 매우 작을 수 있으며, 따라서 분배 공정은 결과적으로 상당히 더 오래 소요될 수 있고 몇몇 경우에는 분배 상부에 의한 분배 공정이 달성될 수 없게 된다.

보다 큰 홀을 가진 분배 상부를 사용함으로써 이 문제점을 해결하고자 하는 시도는 제한적으로만 성공하는데, 이는 응집물이 일정한 크기를 가지지 않기 때문이다. 이의 결과는 임의의 주어진 탭 또는 기계적 작용에 대하여 분배 상부로부터 방출된 약물의 양이 매우 달라질 수 있다는 것이다. 응집물이 보다 커지면, 흐름은 다시 제한된다. 응집물이 국소적으로 보다 작아지면, 너무 많은 양의 분말이 방 출되어 목표값 보다 많은 분배가 일어날 수 있고, 분배 공정이 조절하기 더 어렵다.

개구에서 수직으로 및/또는 회전적으로 이동하기에 어느 정도까지 자유로운 축축하지 않은 호퍼의 제공에 대한 국제특허출원 공개 제WO-A-01/33176호의 개시내용은 분말 입자의 응집을 확실히 피할 수 있도록 분배하는 동안에 분말에 대해 조절되는 그리고 반복적으로 달성가능한 영향을 주지 못한다.

본 발명의 목적은 적어도 부분적으로, 분배 상부를 이용하여 소량의 입자를 분배하기 위한 공지된 장치 및 방법의 이러한 문제점을 극복하는 데 있다.

도 1은 분말이 용기 내로 분배되도록 하기 위한 공지된 분말 분배 장치의 호퍼를 통한 일면으로부터의 개략적 단면도이고;

도 2는 분말을 용기 내로 분배하기 위한 본 발명에 따른 분말 분배 장치의 호퍼 및 탭핑 소자를 통한 일면으로부터의 개략적 단면도이며;

도 3은 본 발명의 제 1 실시양태에 따른 호퍼의 클램핑된 구조를 보여주는 도 2의 호퍼의 일면으로부터 확장된 개략적 단면도이고;

도 4는 본 발명의 제 2 실시양태에 따른 호퍼의 클램핑된 구조를 보여주는 도 2의 호퍼의 일면으로부터의 확장된 개략적 단면도이며; 클램프는 정지 부재를 구성하여 호퍼의 수직 이동의 한계를 한정하고;

도 5는 본 발명의 제 3 실시양태에 따른 분말 분배 장치 내에 도입되어 있는 호퍼를 지지하기 위한 암(arm)의 개략적 평면도이며;

도 6은 도 5의 암의 개략적 측면도이고;

도 7은 본 발명의 제 3 실시양태에 따른 분말 분배 장치 내에 도입되어 있는 호퍼를 지지할 때의 도 5의 암의 개략적 측면도이며;

도 8은 호퍼에 대한 고리 위의 지지 멈춤쇠(pawl)와 암의 지지 고리의 상면 위의 복수의 경사진 면 사이의 접촉점을 보여주는 도 7의 암의 개략적 평면도이고;

도 9는 용기 내로 분말을 분배하기 위한 본 발명의 추가 실시양태에 따른 호퍼 및 탭핑 소자를 통한 일면으로부터의 개략적 단면도이다.

따라서, 본 발명은

기저부에 체가 구비되어 있고 사용되는 동안 체를 통해 분배될 분말을 함유하는 분말-함유 대역을 체 위에 한정하는 호퍼;

사용되는 동안 분배된 분말이 수용될 용기 위에 호퍼가 유지될 수 있도록 호퍼의 일부를 유지하는, 호퍼에 대한 지지체;

호퍼가 충돌 에너지를 받은 때에 분말이 체를 통해 분배되도록 호퍼에 충돌 에너지를 전달하는 1 이상의 작동기; 및

지지체에 대한 호퍼의 조절된 수직 이동을 허용하도록 개조된 요소

를 포함하는, 소량의 입자를 분배하기 위한 장치를 제공한다.

한 바람직한 양상에서, 상기 요소는 호퍼를 지지체에 클램핑하기 위한 클램프를 포함하고, 이때 클램프는 소정의 거리에 걸쳐 클램핑된 구조에서 호퍼가 수직으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

본 장치는 클램핑된 구조의 제 1 위치에 대해 호퍼를 편향시키기 위해 호퍼와 지지체 사이에 편향 소자를 추가로 포함할 수 있고, 이때 호퍼는 상기 편향 소자의 편향에 대하여 클램핑된 구조의 제 2 위치를 향하여 이동할 수 있다.

바람직하게는, 편향 소자는 압축 스프링을 포함한다.

압축 스프링은 클램프의 2 부분 사이에 배치되어 호퍼가 아래로 향하게 할 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 요소는 호퍼에 대한 홀더가 수직으로 이동할 수 있는 높이를 한정하기 위해 호퍼에 대한 홀더 위에 공간을 두고 배치된 정지 부재를 포함한다.

본 장치는 정지 부재의 높이를 조절하기 위한 높이 조절 기작을 추가로 포함할 수 있다.

또 다른 바람직한 양상에서, 지지체는 호퍼가 수용되는 개구를 가진 환형부(annular portion)를 포함하고, 상기 환형부의 상면은 호퍼의 조절된 회전 이동을 일으키도록 더 개조된 계단형 래치트(ratchet) 구조를 가지며, 호퍼에 대한 홀더는 계단형 래치트 구조 위에 존재한다.

바람직하게는, 계단형 래치트 구조는 환형부의 상면에서 원주를 따라 연장되어 있는 인접한 경사진 계단부의 연속을 포함한다.

바람직하게는, 계단부는 방사형으로 유도된 가장자리에 의해 분리되어 있다.

바람직하게는, 홀더는 래치트 표면 위에 존재하는, 아래를 향하여 매달려 있는 복수의 부재를 구비하고 있다.

또한, 본 발명은

기저부에 체가 구비되어 있는 호퍼 내에, 체를 통해 호퍼로부터 분배될 분말을 배치하는 단계;

분배된 분말이 수용될 용기 위에 호퍼가 유지되어 있도록 지지체로 호퍼의 일부를 유지시키고, 지지체에 대한 호퍼의 조절된 수직 이동을 허용하도록 개조된 요소를 제공함으로써 호퍼를 지지시키는 단계; 및

1 이상의 작동기로 충돌 에너지를 호퍼에 전달하여, 호퍼가 충돌 에너지를 받은 때에 분말이 체를 통해 분배되게 하고 지지체에 대한 호퍼의 조절된 수직 이동을 허용하는 단계

를 포함하는, 소량의 입자를 분배하는 방법을 제공한다.

한 바람직한 양상에서, 요소는 호퍼를 지지체에 클램핑하기 위한 클램프를 포함하며, 이때 클램프는 소정의 거리에 걸쳐 클램핑된 구조에서 호퍼가 수직으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

바람직하게는, 클램핑된 구조의 제1 위치에 대해 호퍼를 편향시키기 위해 호퍼와 지지체 사이에 편향 소자를 배치하고, 이때 호퍼는 편향 소자의 편향에 대하여 클램핑된 구조의 제 2 위치를 향하여 이동할 수 있다.

바람직하게는, 편향 소자는 압축 스프링을 포함한다.

압축 스프링은 호퍼가 아래로 향하게 할 수 있다.

바람직하게는, 정지 부재의 높이는 조절가능하다.

또 다른 바람직한 양상에서, 부재는 지지체에 대한 호퍼의 조절된 회전 이동을 일으키도록 더 개조되어 있다.

바람직하게는, 지지체는 호퍼가 수용되는 개구를 가진 환형부를 포함하고 있으며, 환형부의 상면은 호퍼의 회전 이동이 일어나도록 개조된 계단형 래치트 구조를 가지며, 호퍼에 대한 홀더는 계단형 래치트 구조 위에 존재한다.

바람직하게는, 호퍼의 회전 이동은 호퍼의 경사각 및 경사 방향 중 하나 이상을 변화시킨다.

따라서, 본 발명은 임의의 응집물의 물리적 분해 및/또는 응집물의 추가 형성 억제를 통해 호퍼 내의 입자 응집작용을 감소시키는 경향을 가진 응집물분해 작용의 결과로서, 보다 균일한 입도 분포를 형성하는 경향을 나타내는, 분말 분배 동안의 호퍼의 조절된 수직 이동, 및 경우에 따라 추가 회전 이동, 및 가능하게는 경사진 수직 이동(tilting)으로 인해 호퍼 내의 분말의 응집이 분해되게 된다는 이점을 제공한다. 이 이점으로 인해, 특히 목표 분배 중량을 초과하는 과도한 분배의 가능성을 줄이면서 목표 중량의 분말이 보다 정확하게 분배될 수 있고, 동일한 목표 중량의 연속적인 투여량에 대해 보다 균일한 분배 시간을 제공할 수도 있다.

본 발명은 분말이 호퍼 내에 있는 동안 분배 직전에 분말을 기계적으로 처리하고/하거나, 개구 내의 호퍼를 수직으로 그리고 경우에 따라 추가로 회전적으로 조절가능하게 이동시키고/시키거나, 호퍼를 경사진 상태로 수직 이동시킴으로써 응집 문제를 신뢰할 수 있게 그리고 반복가능하게 감소시키거나 실질적으로 제거시킬 수 있다는, 본 발명자들의 발견에 입각한 것이다.

본 발명의 실시양태는 첨부된 도면을 참조하면서 단지 예로서 기재될 것이다.

도 2는 분말이 용기 내로 분배되도록 하기 위한 본 발명에 따른 분말 분배 장치의 호퍼 및 탭핑 소자를 보여준다. 이 실시양태에서, 원추형 호퍼(20)는 체를 통해 분배될 벌크(bulk) 분말 예컨대, 약물을 수용하기 위해 그의 보다 작은 하부 단부(22) 및 보다 큰 상부 단부(23)에서 복수의 체 홀을 가진 수평으로 배향된 플레이트 형태의 체(도시되지 않았음)를 가진다. 호퍼(20)는 호퍼(20)의 측벽(26)에 부착되어 있거나 지지되어 있는 캔틸레버(cantilever) 암(25)에 의해 지지된다. 캔틸레버 암(25) 내에는 세로로 배향된 캐비티(cavity)(27)가 구비되어 있고, 캐비티(27)에는 전기-기계적 작동기를 포함하는, 솔레노이드(30)의 세로 배향 솔레노이드 코일(28)이 배치되어 있다. 솔레노이드 코일(28)은 캔틸레버 암(25)에 견고하게 부착되어 있다. 솔레노이드(30)의 전기자(31)는 코일(28) 내에 연장되어 있는 돌출부(33)를 가진 세로로 연장된 본체를 포함한다. 나선형 스피링(34)은 전기자(31)가 코일(28) 내에 부분적으로 위치되도록 전기자(31)를 편향시키기 위해 구비되어 있다. 돌출부(33)는 스프링(34)으로부터의 편향의 결과로서 정지 위치에서 캐비티(27)의 각 단부면(37)으로부터 공간을 두고 배치된 단부벽(35)을 가진다.

전류 펄스가 코일(28)을 통과할 때, 전기자(31)는 캐비티(27)의 단부면(37)을 향하여 가속화되고, 단부벽(35)은 단부면(37)과 충돌한다. 충돌 운동량은 캔틸레버 암(25)에 의해 호퍼(20) 및 호퍼 내의 벌크 분말로 전달되어, 사용되는 동안 분리된 양의 분말이 호퍼(20)의 체 아래에 위치된 용기(도시되지 않았음) 내로 떨어지게 한다. 그 후, 전류 펄스가 종결될 때, 스프링(34)은 전기자(31)가 정지 위치로 다시 돌아가게 한다.

이 구조에서, 캔틸레버 암(25)을 따라 호퍼(20)를 탭핑할 수 있다. 따라서, 분말 분배는 연속적인 분말 분배 작용에 상응하는 연속적인 탭핑 단계에 의해 일어난다.

호퍼 및 그 내의 벌크 분말에 대한 충돌을 발생시키기 위한 솔레노이드(30)의 사용은 솔레노이드(30)의 코일(28)을 구동시키는 전력을 조절함으로써 충돌 크기를 변화시킬 수 있게 한다. 펄스 너비 즉, 코일(28)이 스위치가 켜져 있는 기간을 변경시킴으로써 동일한 효과를 달성할 수 있다.

체(21) 위의 호퍼(20) 내 벌크 분말의 응집 문제는 호퍼(20)의 조절된 수직 이동 및 경우에 따라 추가의 회전 이동을 허용하며 경우에 따라 수직에 대하여 소정의 각도로 호퍼(20)의 축이 경사져 있게 하는, 호퍼(20)에 대한 지지체의 구비에 의해 본 발명에 따라 극복된다. 이 구조는 응집물의 형성을 방해하고/하거나 형성된 임의의 응집물을 분해시키는 데 기여할 수 있다. 호퍼 지지체 구조의 다수의 다양한 실시양태가 하기되어 있다.

도 3을 참조하면, 일반적으로 40으로서 표시된 호퍼 지지체 구조의 제 1 실시양태가 도시되어 있는데, 이 지지체에 의해 호퍼(20)는 캔틸레버 암(25) 위에 장착되어 있다. 호퍼 지지체 구조(40)는 호퍼(20)의 외벽(48) 주위에서 호퍼(20)에 부착되어 있는 주변 고리(46)와 맞물려 있는 단부 부분(44)을 가진 클램프 부재(42)를 포함한다. 단부 부분(44)은 주변 고리(46)의 상면(52) 위에서 아래를 향하여 지지되어 있다. 단부 부분(44)은 호퍼(20)의 원주를 따라 완전히 또는 부분적으로 연장될 수 있다. 클램프 부재(42)는 또한 아래를 향하여 연장되어 있는 중심 홀(56)을 가진 본체 부분(54), 상면(58) 및 하면(60)을 가진다. 클램프 부재(42)의 반대 단부 부분(45)은 받침부(50)에서 캔틸레버 암(25)의 상면(62)을 지지한다. 실 형태의(threaded) 볼트(64)는 홀(56)을 통해 아래를 향하여 연장되어 있고, 이의 단부는 캔틸레버 암(25) 내의 실 형태의 내경(66) 내에 수용되어 있다. 나선형 압축 스프링(68)은 볼트(64)의 상부(70)과 클램프 부재(42)의 하면(58) 사이에서 볼트(64) 주변에 배치되어 있다. 이로써, 나선형 압축 스프링(68)은 단부 부분(44)과 고리(46)의 맞물림을 통해 호퍼(20) 위로 조절된 하향 배향 편향을 인가한다. 실 형태의 볼트(64)를 실처럼(threadably) 조절하여 호퍼(20)에 대한 하향 배향 편향의 정도를 변경할 수 있다. 볼트(64)의 축 위치는 증가할 수 있고, 이로써 볼트(64)의 수직 위치도 증가할 수 있으며, 따라서 호퍼의 편향의 정도와, 호퍼(2))가 수직으로 이동할 수 있는 총 거리는 예를 들어, 0.25 mm씩 증가하여 총 거리 2 mm에 걸쳐 증가할 수 있다. 이는 호퍼(20)에 대한 편향, 및 호퍼(20)가 캔틸레버 암(25)에서 수직으로 이동할 수 있는 최대 거리에 대한 인덱스 조절(indexed control)을 제공한다.

도 4를 참조하면, 캔틸레버 암(25) 위에 호퍼(20)를 장착하기 위한, 일반적으로 80으로서 표시된 호퍼 지지체 구조를 도입한 본 발명의 제 2 실시양태가 도시되어 있다. 호퍼 지지체 구조(80)는 호퍼(20)의 외벽(88) 주변에서 호퍼(20)에 부착된 주변 고리(86)를 지지할 수 있는 단부 부분(84)을 가진 클램프 부재(82)를 포함한다. 단부 부분(84)은 고리(86)의 주변부 둘레에서 연장되어 있고, 고리(86)의 상면(93) 위에서 아래를 향하여 지지할 수 있다. 클램프 부재(82)는 또한 아래를 향하여 연장되어 있는 중심 홀(96)을 가진 본체 부분(94), 상면(98) 및 하면(100)을 가진다. 클램프 부재(82)의 제 2 반대 단부는 캔틸레버 암(26)의 상면(106)을 지지하는, 아래를 향하여 연장되어 있는 받침부(104)를 가진다. 실 형태의 볼트(108)는 홀(96)을 통해 아래를 향하여 연장되어 있고, 이의 단부는 캔틸레버 암(25) 내에 있는 실 형태의 내경(110) 내에 수용되어 있다. 볼트(110)의 상부(114)는 클램프 부재(82)의 상면(98)과 맞물려 있고, 나선형 압축 스프링(112)은 캔틸레버 암(25)의 상면(106)과 클램프 부재(42)의 하면(98) 사이에서 볼트(110) 주변에 배치되어 있다. 이로써, 나선형 압축 스프링(112)은 클램프 부재(82) 위로 조절된 하향 배향 편향을 인가한다. 실 형태의 볼트(110)를 실처럼 조절하여 클램프 부재(82)의 받침부(104) 주변에서의 경사각을 변경하고, 이로써 클램프 부재(82)의 단부 부분(84)의 수직 위치를 변경할 수 있다. 볼트(110)의 축 위치는 증가할 수 있고, 이로써 볼트(110)의 수직 위치도 증가할 수 있으며, 따라서 클램프 부재(82)의 단부 부분(84)의 수직 위치를 증가할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사용되는 동안 호퍼는 클램핑되지 않은 위치로 배치되어 있고, 여기서 단부(84)는 주변 고리(86)로부터 위쪽으로 떨어져 있음으로써, 충돌 시 호퍼가 점프할 수 있는 높이 범위를 한정하는 정지 부재로서 작용한다. 이로써, 지지체에 대한 호퍼의 임의의 이동의 수직 성분은 조절 방식으로 제한된다.

도 3 및 도 4의 실시양태 각각의 경우, 호퍼(20)가 도 3 및 도 4에서 화살표로 표시된 탭핑 작용을 받는 때, 탭핑 작용은 호퍼(20)가 작동기로부터 충돌 에너지를 받은 결과로서 호퍼(20)가 수평으로뿐만 아니라 수직으로도 이동하게 한다. 도 3의 실시양태의 경우, 충돌에 의해 발생된 하향 수직 이동의 양은 나선형 스프링에 의해 인가된 편향력의 양에 의해 조절된다. 두 실시양태의 경우, 최대 수직 이동은 볼트의 세로 위치에 의해 조절되고, 이는 다시 클램핑 부재의 단부 부분의 수직 위치를 조절한다.

도 5 내지 8을 참조하면, 본 발명의 추가 실시양태가 도시되어 있다. 특히 도 5 및 6에 도시된 바와 같은 이 실시양태에서, 캔틸레버 암(125)의 자유 단부(126)는 호퍼(129)가 이동가능하게 수용되어 있는 중심 개구(128)를 가진 환형부(27)를 구비하고 있다. 환형부(127)의 상면(130)에는 그 주변으로 원주를 따라 연장되어 있는 인접한 경사진 계단부(131)가 연속적으로 존재한다. 계단부(121)는 방사형으로 배향된 가장자리(132)에 의해 분리되어 있다. 각 계단부(131)의 상면(132)은 수평으로 경사져 있고, 모든 계단부(131)가 동일한 방향으로 경사져 있다. 따라서, 환형부(127)의 상면(130)은 원주형의 래치트 표면(130)으로서 형성된다. 각 래치트 계단 가장자리에서의 계단 높이는 0.2 내지 1 mm일 수 있다.

도 7 및 8로 돌아가면, 호퍼(129)의 경사진 외면(133) 위에는 호퍼(129) 및 고리 부재(134)의 중력 중심 위의 수직 높이에서 호퍼에 부착되어 있으며 호퍼(129)로부터 외부를 향하여 원주를 따라 연장되어 있는 환형 고리 부재(134)가 구비되어 있고, 고리 부재(134)에는 아래를 향하여 매달려 있는 복수의 멈춤쇠(135)가 구비되어 있다. 각 멈춤쇠 부재(135)는 환형부(127)의 래치트 표면(130) 위에 존재하는 하부 단부(136)를 가진다. 멈춤쇠 부재(135)의 수 및 이들 사이의 각도 관계는 계단부(131)의 치수 및 각도 관계와 함께, 호퍼(129)의 임의의 회전 위치에서 멈춤쇠 부재(135)가 래치트 표면(130)의 각 계단부(131) 위에 존재할 때 다양한 수직 특징을 가지도록 선택된다. 이는 캔틸레버 암(25)이 충돌될 때 캔틸레버 암(25)의 수평 이동에 반응하여 호퍼(129)가 수직 축을 중심으로 회전하게 한다. 설명된 실시양태에서, 3개의 멈춤쇠 부재(135)가 서로에 대해 120도의 상호 각도로 구비되어 있고, 각 멈춤쇠 부재(135)가 그의 각 계단부(131) 위의 각 계단 높이에서 존재하도록 계단부(131)의 각도 배열이 선택된다. 멈춤쇠 부재(135)의 수 및 멈춤쇠 부재(135) 및 계단부(131)의 배향은 본 발명의 범위 내에서 변경될 수 있다. 도 3의 실시양태와 유사한 구조를 가진 클램프 부재(136), 나선형 압축 스프링(138) 및 볼트(140)가 구비되어 있다. 클램프 부재(136)의 단부 포트(142)는 볼트(140)에 의해 조절될 수 있는, 스프링(138)의 편향 하에 고리 부재(134)의 상면(144)을 아래 방향으로 지지한다. 이 구조는 호퍼의 임의의 이동의 수직 성분의 한계를 한정하도록 작용하는 스프링(138)의 편향에 대해 조절된 방식으로, 아래에 보다 상세히 기술된 바와 같이, 고리 부재(134)를 수직으로 이동하게 하고 이로써 호퍼(129)를 수직으로 이동하게 한다.

캔틸레버 암(125)이 작동기로부터 충돌 에너지를 받은 때, 이는 호퍼(129)에 대해 수평 충돌을 부가할뿐만 아니라, 호퍼(129)가 수직으로 점프하게 한다. 호퍼(129)가 호퍼(129)를 향하여 작동기로부터 수평 방향으로 충돌 에너지를 받은 때, 작동기로부터 떨어져 있는 호퍼(129)/멈춤쇠 부재(135) 사이의 접합은 충진된 호퍼의 중력 중심 위에서 수직으로 위치되어 있는 받침부로서 작용하는 경향을 가진다. 이는 호퍼가 받침부 주위에서 위를 향하여 회전되게 함으로써, 호퍼의 반대면이 위를 향하여 수직으로 이동하게 한다. 또한, 이 수직 이동은 수직 축을 중심으로 한 적어도 작은 회전 이동과도 관련되어 있는 경향을 보인다. 호퍼(129)가 회전할 때, 멈춤쇠 부재(135)는 래치트 표면(130) 주위에서 원주형으로, 각진 인덱스 방식으로 점진적으로 이동하는 경향을 보인다. 래치트 표면(130)의 구비는 호퍼(129)를 영구적으로 경사진 상태로 수직 이동하게 할 뿐만 아니라, 호퍼(129)를 회전시키고, 결과적으로 특히 멈춤쇠 부재(135)가 래치트 표면(130)의 계단부(131)의 높이만큼 급하게 하강할 때 단지 소량의 회전 이동에 대해서 조차도 경사각 및 경사 방향 둘 다를 변동시킨다. 인덱스 회전 이동당 최대 회전 각도는 각 계단부(131)의 각도에 의해 조절된다. 인덱스 회전 이동당 최대 수직 이동은 각 계단부 가장자리(132)의 수직 높이에 의해 조절된다.

도 9는 도 2의 분말 분배 장치의 변형을 보여준다. 이 변형에서, 전기기계적 작동기(150)는 도 2에서와 같이 수평보다는 수직으로 배향되어 있다. 이로써, 전기-기계적 작동기(150)는 충돌 에너지를 수직 방향으로 캔틸레버 암(25)에 제공하고, 이로써 충돌 에너지를 수직 방향으로 호퍼(20)에 제공한다.

본 발명의 실시양태 각각에서, 경우에 따라 호퍼의 경사진 수직 이동과 커플링된, 호퍼의 조절된 수직 이동 및 경우에 따라 추가 회전 이동은 호퍼 내의 분말 입자의 응집분해를 용이하게 하고, 이는 결과적으로 호퍼로부터의 균일하고 정확한 분말 분배를 증강시킨다.

Claims

기저부에 체(sieve)가 구비되어 있고 사용되는 동안 체를 통해 분배될 분말을 함유하는 분말-함유 대역을 체 위에 한정하는 호퍼(hopper);

사용되는 동안 분배된 분말이 수용될 용기 위에 호퍼가 유지될 수 있도록 호퍼의 일부를 유지하는, 호퍼에 대한 지지체;

호퍼가 충돌 에너지를 받은 때에 분말이 체를 통해 분배되도록 충돌 에너지를 호퍼에 전달하는 1 이상의 작동기(actuator); 및

지지체에 대한 호퍼의 조절된 수직 이동을 허용하도록 개조된 요소(element)

를 포함하는, 소량의 입자를 분배하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서,

요소가 호퍼를 지지체에 클램핑시키기 위한 클램프를 포함하고, 이때 클램프는 소정의 거리에 걸쳐 클램핑된 구조에서 호퍼가 수직으로 이동하도록 구성되어 있는 장치.
제 2 항에 있어서,

클램핑된 구조의 제 1 위치에 대해 호퍼를 편향시키기 위해 호퍼와 지지체 사이에 편향 소자를 추가로 포함하며, 이때 호퍼가 편향 소자의 편향에 대하여 클램핑된 구조의 제 2 위치를 향하여 이동할 수 있는 장치.
제 3 항에 있어서,

편향 소자가 압축 스프링을 포함하는 장치.
제 4 항에 있어서,

압축 스프링이 클램프의 2개 부분 사이에 배치되어 있고 호퍼를 아래로 향하게 하는 장치.
제 1 항에 있어서,

호퍼에 대한 홀더가 수직으로 이동할 수 있는 높이를 한정하기 위해 요소가 호퍼에 대한 홀더 위에 공간을 두고 배치된 정지 부재를 포함하는 장치.
제 6 항에 있어서,

정지 부재의 높이를 조절하기 위한 높이 조절 기작을 추가로 포함하는 장치.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

지지체가 호퍼가 수용되는 개구를 가진 환형부(annular portion)를 포함하고, 환형부의 상면이 호퍼의 회전 이동을 허용하도록 더 개조된 계단형 래치트(ratchet) 구조를 가지며, 호퍼에 대한 홀더가 계단형 래치트 구조 위에 존재하는 장치.
제 8 항에 있어서,

계단형 래치트 구조가 환형부의 상면에서 원주를 따라 연장되어 있는 인접한 경사진 계단부의 연속을 포함하는 장치.
제 9 항에 있어서,

계단부가 방사형으로 유도된 가장자리에 의해 분리되어 있는 장치.
제 8 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,

홀더가 래치트 표면 위에 존재하는, 아래로 매달려 있는 복수의 부재를 구비하고 있는 장치.
기저부에 체가 구비되어 있는 호퍼 내에, 체를 통해 호퍼로부터 분배될 분말을 배치하는 단계;

분배된 분말이 수용될 용기 위에 호퍼가 유지되도록 지지체로 호퍼의 일부를 유지시키고, 지지체에 대한 호퍼의 조절된 수직 이동을 허용하도록 개조된 요소를 제공함으로써 호퍼를 지지시키는 단계; 및

1 이상의 작동기로 충돌 에너지를 호퍼에 전달하여, 호퍼가 충돌 에너지를 받은 때에 분말이 체를 통해 분배되게 하고 지지체에 대한 호퍼의 조절된 수직 이동을 허용하는 단계

를 포함하는, 소량의 입자를 분배하는 방법.
제 12 항에 있어서,

요소가 호퍼를 지지체에 클램핑시키기 위한 클램프를 포함하고, 이때 클램프는 소정의 거리에 걸쳐 클램핑된 구조에서 호퍼가 수직으로 이동하도록 구성되어 있는 방법.
제 13 항에 있어서,

클램핑된 구조의 제 1 위치에 대해 호퍼를 편향시키기 위해 호퍼와 지지체 사이에 편향 소자를 배치하고, 이때 호퍼가 편향 소자의 편향에 대하여 클램핑된 구조의 제 2 위치를 향하여 이동할 수 있는 방법.
제 14 항에 있어서,

편향 소자가 압축 스프링을 포함하는 방법.
제 15 항에 있어서,

압축 스프링이 호퍼를 아래로 향하게 하는 방법.
제 12 항에 있어서,

호퍼에 대한 홀더가 수직으로 이동할 수 있는 높이를 한정하기 위해 요소가 호퍼에 대한 홀더 위에 공간을 두고 배치된 정지 부재를 포함하는 방법.
제 17 항에 있어서,

정지 부재의 높이를 조절할 수 있는 방법.
제 12 항에 있어서,

지지체에 대한 호퍼의 조절된 회전 이동을 허용하도록 요소를 개조하는 방법.
제 19 항에 있어서,

지지체가 호퍼가 수용되는 개구를 가진 환형부를 포함하고, 환형부의 상면이 호퍼의 회전 이동을 허용하도록 개조된 계단형 래치트 구조를 가지며, 호퍼에 대한 홀더가 계단형 래치트 구조 위에 존재하는 방법.
제 20 항에 있어서,

계단형 래치트 구조가 환형부의 상면에서 원주를 따라 연장되어 있는 인접한 경사진 계단부의 연속을 포함하는 방법.
제 21 항에 있어서,

계단부가 방사형으로 유도된 가장자리에 의해 분리되어 있는 방법.
제 18 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서,

홀더가 래치트 표면 위에 존재하는, 아래로 매달려 있는 복수의 부재를 구비하고 있는 방법.
제 19 항 내지 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,

호퍼의 회전 이동이 호퍼의 경사각 및 경사 방향 중 적어도 하나를 변화시키는 방법.
도 3, 도 4, 도 5 내지 8 또는 도 9와 관련하여 상술한 바와 실질적으로 같은, 소량의 입자를 분배하기 위한 장치.
도 3, 도 4, 도 5 내지 8 또는 도 9와 관련하여 상술한 바와 실질적으로 같은, 소량의 입자를 분배하는 방법.