(57)【要約】  【課題】上杵及び下杵を、対をなして形成した上ロールと下ロールとの間を通過させ、互いに接近する方向に移動させることにより臼内に充填した粉末を圧縮成形する構成の粉末圧縮成形機において、杵とロールとの衝突に伴うロールの緩衝部材の劣化の進行を抑制しつつ、杵とロールとの衝突に伴う衝撃音の発生をも抑制する。  【解決手段】上ロール８１に、上杵５に当接するロール本体８１１と、このロール本体８１１を回転軸８１０に軸支させるべく設けた軸受８１２と、前記ロール本体８１１の前記上杵５に当接する当接面８１１ａと前記軸受８１２との間の部位に設けられ前記ロール本体８１１が前記上杵５又は下杵に当接した際の前記ロール本体８１１の振動エネルギーを熱エネルギーに変換する緩衝機構８１３とを具備させる。  【選択図】図４
2010023083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の中心軸に沿って対向配置した上杵と下杵との杵先を臼内に挿入し、その状態で上杵及び下杵を、対をなして形成した上ロールと下ロールとの間を通過させ、互いに接近する方向に移動させることにより前記臼内に充填した粉末を圧縮成形する構成の粉末圧縮成形機であって、
前記上ロール又は下ロールの少なくとも一方が、前記上杵又は下杵に当接するロール本体と、このロール本体を回転軸に軸支させるべく設けた軸受と、前記ロール本体の上杵又は下杵に当接する当接面と前記軸受との間の部位に設けられ前記ロール本体と異なる材質により形成しているとともに前記上杵又は下杵に当接した際の前記ロール本体の振動エネルギーを熱エネルギーに変換する機能を有する緩衝機構とを具備することを特徴とする粉末圧縮成形機。
【請求項２】
前記ロール本体の内周面と前記軸受の外周面との間に配してなり、弾性材料により形成した緩衝部材を利用して前記緩衝機構を形成していることを特徴とする請求項１記載の粉末圧縮成形機。
【請求項３】
前記上ロール又は下ロールの少なくとも一方が、前記緩衝機構の回転軸方向への移動を規制するストッパをさらに具備することを特徴とする請求項１又は２記載の粉末圧縮成形機。
【請求項４】
前記上ロールのみが前記緩衝機構を具備することを特徴とする請求項１、２又は３記載の粉末圧縮成形機。
【請求項５】
前記上杵及び下杵を、まず対をなして形成した予圧上ロールと予圧下ロールとの間を通過させ、次いで対をなして形成した本圧上ロールと本圧下ロールとの間を通過させる構成を有するとともに、前記予圧上ロールのみが前記緩衝機構を具備することを特徴とする請求項４記載の粉末圧縮成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末を圧縮して錠剤や電子部品等を成形するための回転式粉末圧縮成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転盤の周方向に所定ピッチで配設された臼内に充填した粉末を、上ロールと下ロールとの間を通過する上杵と下杵とにより圧縮して成形する回転式粉末圧縮成形機が知られている。このような回転式粉末圧縮成形機において、近年、能率を上げるために回転盤の回転速度を速くしたり、杵の本数を多くすることが行われている。
【０００３】
例えば、回転盤の回転速度を速くしていくと、上杵が上ロールに、下杵が下ロールに圧縮される際に高速で急激に接触し、その際に大きな衝撃音が発生する。そこで、上杵及び下杵に、それぞれ臼内に挿入される杵先と反対側の端部に杵頭部を備えるとともに、この杵頭部と上ロール又は下ロールとの間に接触時の衝撃を緩衝する緩衝機構を設けることによりこの不具合を解消するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】国際公開２００５／１００００４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１記載の構成では、杵頭部と上ロール又は下ロールとの間に接触時の衝撃を緩衝する緩衝機構を設けているが、この緩衝機構としては、弾性を有する合成樹脂製の環状の緩衝部材をロール本体の外周に取り付け、この緩衝部材を杵頭部に当接させる構成のものが多く用いられている。ところがこのような構成を採用すると、合成樹脂製の緩衝部材を杵頭部に当接させるようにしているため、この緩衝部材が衝撃を受けることになり、緩衝部材が急速に劣化する不具合が存在する。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決すべく、すなわち緩衝機構により杵とロールとの衝突の際の衝撃を吸収して衝撃音の発生を抑制しつつ、この緩衝機構のメンテナンスの手間を軽減させるべく構成するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る粉末圧縮成形機は、同一の中心軸に沿って対向配置した上杵と下杵との杵先を臼内に挿入し、その状態で上杵及び下杵を、対をなして形成した上ロールと下ロールとの間を通過させ、互いに接近する方向に移動させることにより前記臼内に充填した粉末を圧縮成形する構成の粉末圧縮成形機であって、前記上ロール又は下ロールの少なくとも一方が、前記上杵又は下杵に当接するロール本体と、このロール本体を回転軸に軸支させるべく設けた軸受と、前記ロール本体の上杵又は下杵に当接する当接面と前記軸受との間の部位に設けられ前記ロール本体と異なる材質により形成しているとともに前記上杵又は下杵に当接した際の前記ロール本体の振動エネルギーを熱エネルギーに変換する機能を有する緩衝機構とを具備することを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、上杵又は下杵に直接当接する部位である当接面に緩衝機構を設けるのではなく、当接面と軸受との間の部位に緩衝機構を設けているので、ロール本体を剛性の高い金属等の材料にて形成することにより杵との衝突に伴う劣化の進行を抑制しつつ、緩衝機構により杵とロールとの衝突の際発生する振動エネルギーの一部を熱エネルギーに変換して外部に放出することにより衝撃音の発生をも抑制することができる。さらに、緩衝機構をロール本体と異なる材質により形成しているので、ロール本体を軸受に直接支持させる態様のロールから固有周波数を変更させることができ、従って、杵とロールとの衝突の際における耳障りな周波数領域の衝撃音の発生を抑制することも可能である。なお、「当接面と軸受との間の部位に緩衝機構を設ける」とは、緩衝機構が当接面と軸受との間の部位に位置させる態様全般のうち、当接面に緩衝機構の一部又は全部を露出させる態様を除外したもの全般を含む概念である。
【０００８】
特に、前記ロール本体の内周面と前記軸受の外周面との間に配してなり、弾性材料により形成した緩衝部材を利用して前記緩衝機構を形成しているものであれば、杵とロールとの衝突の際に、ロール本体が前記緩衝部材に圧着し、この緩衝部材が弾性変形を行う際に振動エネルギーが熱エネルギーに変換されるので、より効果的に衝撃音の発生を抑制することができる。
【０００９】
緩衝機構により振動エネルギーをより効率的に吸収させるための構成として、前記上ロール又は下ロールの少なくとも一方が、前記緩衝機構の回転軸方向への移動を規制するストッパをさらに具備するものが挙げられる。このようなものであれば、緩衝機構が回転軸方向へずれることによりロール本体と当接する面積が減少し振動エネルギーを熱エネルギーに変換する効率が低下する不具合の発生を防げるからである。
【００１０】
従来の粉末圧縮成形機からの設計変更を最小限にしつつ前段で述べた本発明の主な効果を得るための構成として、前記上ロールのみが、ロール本体と、このロール本体を回転軸に軸支させるべく設けた軸受と、これら軸受とロール本体との間に緩衝機構とを具備するものが挙げられる。粉末の圧縮の際には、下杵が下ロールに押し上げられ、充填された粉体を介して上杵が押し上げられ、この上杵が上ロールに当接するので、より大きな衝撃音を発生することが多いからである。
【００１１】
また、前記上杵及び下杵を、まず対をなして形成した予圧上ロールと予圧下ロールとの間を通過させ、次いで対をなして形成した本圧上ロールと本圧下ロールとの間を通過させる構成を有する粉末圧縮成形機において、設計変更を最小限にしつつ前述した本発明の主な効果を得るための構成として、前記予圧上ロールのみが、ロール本体と、このロール本体を回転軸に軸支させるべく設けた軸受と、これら軸受とロール本体との間に緩衝機構とを具備するものが挙げられる。粉末の予圧圧縮の際には、下杵が下ロールに押し上げられ、充填された粉体を介して上杵が押し上げられ、この上杵が上ロールに当接するので、より大きな衝撃音を発生することが多いからである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る粉末圧縮成形機の構成によれば、上杵又は下杵に直接当接する部位ではなく、ロール本体と軸受との間に緩衝機構を設けているので、ロール本体を剛性の高い金属等の材料により形成することにより杵との衝突に伴う劣化の進行を抑制しつつ、緩衝機構により杵とロールとの衝突の際発生する振動エネルギーを吸収して衝撃音の発生をも抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好ましい実施形態を図１〜図４を参照して以下に説明する。
【００１４】
この回転式粉末圧縮成形機Ａは、図１、図２、及び図３に示すように、フレーム１内に回転盤３を立シャフト２を介して回転可能に配設し、その回転盤３に複数の臼４を所定のピッチで設けるとともに、各臼４の上下に上杵５及び下杵６を上下摺動可能に保持させてある。
【００１５】
詳述すると、フレーム１の略中央部には軸受２１により軸支された立シャフト２が配設されるとともに、この立シャフト２の下端近傍にウォームホイール２２が固定してあり、このウォームホイール２２にウォーム２３及びベルト２４を介してモータ２５の回転駆動力を伝達するようにしている。そして、立シャフト２の上端近傍に、３つの機能部分に分けられる回転盤３が固定してある。回転盤３は、上側部分に設けられて上杵５を上下摺動可能に保持する上杵保持部３１と、下側部分に設けられて下杵６を上下摺動可能に保持する下杵保持部３２と、これら上杵保持部３１と下杵保持部３２の間に設けられて、臼４を着脱可能に嵌装するための臼取付孔（図示略）を同一円周上に複数個設けてなる臼保持部３３とを具備してなる。この実施形態の回転盤３は、例えば水等の冷却媒体で冷却されるもので、成形品の熱による膨張を抑えるべくその冷却媒体が通過する流路（図示略）が臼４の近傍に設けてある。臼４は、臼保持部３３の円周側面に設けられる臼固定機構（図示略）により臼取付孔内に取り外し可能に固定されるものである。
【００１６】
また、この回転式粉末圧縮成形機Ａには、図２及び図３に示すように、粉末充填部７と、粉末摺切部Ｓと、圧縮成形部８と、製品取出部Ｇとが、回転盤３の回転方向に沿って順次に設けてある。
【００１７】
粉末充填部７は、下杵６を下杵降下器７１により降下させて回転盤３上に供給された粉末をフィードシュー７２により臼４内に導入するようにしたもので、回転盤３上への粉末の供給は、粉末供給機構７３により行われる。
【００１８】
粉末摺切部Ｓは、分量レールＳ２により下杵６を所定位置まで上昇させるとともに下杵６の上昇により臼４内から溢れ出た粉末を摺切板Ｓ３により臼４上から除去するようにしたものである。
【００１９】
圧縮成形部８は、上杵５を下り傾斜面に沿わせて降下させその杵先を臼４内に挿入させるための上杵降下カム８０と、杵先を臼４内に挿入した上杵５と下杵６とを上下から拘束して臼４内の粉末を予備的に圧縮する予圧上ロール８１及び予圧下ロール８２と、前記上杵５と下杵６とを上下から拘束して臼４内の粉末を本格的に圧縮する本圧上ロール８３及び本圧下ロール８４とを具備してなる。
【００２０】
製品取出部Ｇは、図２及び図３に示すように、上杵５を上り傾斜面に沿わせて上昇させその杵先を臼４から抜き取るための上杵上昇カムＧ０と、下杵６を上方に付勢して臼４内の製品Ｑを完全に臼４外に押出す押上レールＧ６と、押出された製品Ｑを側方に案内してシュートＧ４に導く案内板Ｇ５とを具備してなる。
【００２１】
しかして本実施形態では、予圧上ロール８１は、中央横断面図を図４に示すように、上杵５に直接当接するロール本体８１１と、このロール本体８１１を回転軸８１０に軸支させるべく設けた軸受８１２と、これら軸受８１２とロール本体８１１との間に設けられロール本体８１１が上杵５に当接した際の振動エネルギーを吸収可能な緩衝機構たる緩衝部材８１３と、この緩衝部材８１３の軸方向への移動を規制するストッパ８１４とを具備する。
【００２２】
より具体的には、前記ロール本体８１１は、金属製、特に特殊鋼製の円環状の部材であり、外周面８１１ａを上杵５に当接させることが可能であるとともに、中央部に前記軸受８１２及び前記緩衝部材８１３を収納可能な空間を有する。
【００２３】
前記緩衝部材８１３は、本実施形態では樹脂製、特にポリアミド製の弾性変形可能な部材であり、ロール本体８１１が上杵５と当接した際に、前記ロール本体８１１及び前記軸受８１２に圧着して弾性変形し、衝突の際の振動エネルギーの一部を熱エネルギーに変換して外部に放出する機能を有する。
【００２４】
前記ストッパ８１４は、本実施形態では金属製で円環状の部材であり、前記緩衝部材８１３及び前記ロール本体８１１の軸方向両側に対をなしてそれぞれ配されて互いにボルト８１５により締結される。なお、一方のストッパ８１４にはボルト８１５の頭部を収納する頭部収納穴、他方のストッパ８１４にはボルト８１５に螺合可能な雌ねじ孔をそれぞれ形成している。また、このストッパ８１４は前記緩衝部材８１３及び前記ロール本体８１１と一体的に回転可能であり、緩衝部材８１３に当接することにより該緩衝部材８１３の軸方向への移動を規制する。
【００２５】
ここで、このような予圧上ロール８１に上杵５が当接した際の各部の作用を述べる。まず、ロール本体８１１の当接面８１１ａに上杵５の上端部が当接する。すると、ロール本体８１１及び緩衝部材８１３は軸受８１２に向けて付勢される。その際、緩衝部材８１３は弾性変形するが、その際振動エネルギーの一部を熱エネルギーに変換する。すなわち、振動エネルギーの一部を熱エネルギーとして外部に放出することにより、衝撃音の音圧を低下させる。
【００２６】
以上に述べたように、本実施形態に係る回転式粉末圧縮成形機Ａの構成を採用すると、予圧上ロール８１の上杵５に直接当接する部位である当接面８１１ａに緩衝機構を設けるのではなく、ロール本体８１１が上杵５に当接した際に緩衝部材８１３がロール本体８１１と圧接してロール本体８１１及び杵５の振動エネルギーの一部を熱エネルギーに変換して外部に放出する構成を有するので、ロール本体８１１を金属製として剛性を確保することにより上杵５との衝突に伴う劣化の進行を抑制しつつ、緩衝機構８１３により上杵５と予圧上ロール８１との衝突の際発生する振動エネルギーの一部を熱エネルギーに変換して外部に放出することにより衝撃音の発生をも抑制することができる。
【００２７】
また、前記予圧上ロール８１が、回転軸８１０の延伸方向への前記緩衝部材８１３の移動を規制するストッパ８１４をさらに具備するので、緩衝部材８１３が回転軸８１０の延伸方向へずれることによりロール本体８１１と当接する面積が減少し振動エネルギーの吸収効率が低下する不具合の発生を防ぐことができ、従って緩衝部材８１３により振動エネルギーをより効率的に吸収させることができる。
【００２８】
さらに、前記予圧上ロール８１のみに前記緩衝部材８１３を備えさせているので、従来の粉末圧縮成形機からの設計変更を最小限にしつつ以上に述べたような本発明の主な効果を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。
【００３０】
例えば、上述した実施形態では、ロール本体８１１の内側面に緩衝部材８１３を当接させているが、図５に示すように、当接面Ａ８１１ａを有するロール本体Ａ８１１と、軸受８１２と、これらロール本体Ａ８１１及び軸受８１２の間に設けられる緩衝部材Ａ８１３とを具備するロールＡ８１において、緩衝部材Ａ８１３をロール本体Ａ８１１の前後いずれか一側面の内周寄りの部位にも当接可能に構成するとともに、ストッパＡ８１４をロール本体Ａ８１１の緩衝部材Ａ８１３が当接する側と反対側の側面にも当接可能に構成し、このストッパＡ８１４により緩衝部材Ａ８１３の軸方向への移動を規制してもよい。ここで、前記ストッパＡ８１４は、互いにボルトＡ８１５により締結されるようにしている。また、図６に示すように、当接面Ｂ８１１ａを有するロール本体Ｂ８１１と、軸受８１２と、これらロール本体Ｂ８１１及び軸受８１２の間に設けられる緩衝部材Ｂ８１３とを具備するロールＢ８１において、緩衝部材Ｂ８１３がロールＢ８１の前後いずれか一側面の一部を形成するようにするとともに、反対側のみにストッパＢ８１４を設け、このストッパＢ８１４により緩衝部材Ｂ８１３の軸方向への移動を規制してもよい。なお、この態様では、緩衝部材Ｂ８１３の前記一側面に雌ねじ孔Ｂ８１６ａを有する金属製雌ねじ部材Ｂ８１６を設けているとともに、ボルトＢ８１５を前記雌ねじ孔Ｂ８１６ａにねじ止めすることにより、緩衝部材Ｂ８１３とストッパＢ８１４とを締結するようにしている。
【００３１】
さらに、図７に示すように、軸受８１２と、内周にこの軸受８１２の外周を当接させてなる円環状の軸受収納部Ｃ８１１ｘ及びこの軸受収納部Ｃ８１１ｘから外方に突出し杵に当接する杵当接部Ｃ８１１ｙを有し、杵当接部Ｃ８１１ｙの外周面を当接面Ｃ８１１ａとしているロール本体Ｃ８１１と、このロール本体Ｃ８１１の軸受収納部の外方、具体的には杵当接部Ｃ８１１ｙの両側に設けられるリング状の緩衝部材Ｃ８１３と、前記ロール本体Ｃ８１１にボルトＣ８１５を介して接続され、このロール本体Ｃ８１１の軸方向への移動を規制するストッパＣ８１４とを有する構成のロールＣ８１を採用してもよい。
【００３２】
また、予圧上ロールだけでなく、本圧上ロールに上述したような緩衝機構を有するロールを採用してもよく、さらに下ロールにも上述したような緩衝機構を有するロールを採用してもよい。
【００３３】
加えて、緩衝部材とロール本体とのうち一方に周方向に延伸する突条ないし間欠的に設けた係合突起、他方にこの突条ないし係合突起と係合可能な係合溝ないし係合凹部をそれぞれ設け、これら突条及び係合溝、又は係合突起及び係合凹部を係合させてなる係合部を緩衝部材とロール本体との間に設ける方法等、他の方法で緩衝機構の外れ止めを行うようにしてもよい。
【００３４】
そして、緩衝部材の材質としては、樹脂だけでなく、ロール本体を形成する材料より弾性係数が高い材料、例えばマグネシウム合金やチタン合金を採用してもよい。
【００３５】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転式粉末圧縮成形機を示す全体正断面図。
【図２】同実施形態に係る回転盤上を示す模式的な平面図。
【図３】同実施形態に係る回転盤を展開して示す正断面図。
【図４】同実施形態に係る予圧上ロールを示す中央横断面図。
【図５】本発明の他の実施態様に係る予圧上ロールを示す中央横断面図。
【図６】本発明の他の実施態様に係る予圧上ロールを示す中央横断面図。
【図７】本発明の他の実施態様に係る予圧上ロールを示す中央横断面図。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ…粉末圧縮成形機
４…臼
５…上杵
６…下杵
８１…予圧上ロール
８１１…ロール本体
８１２…軸受
８１３…緩衝部材
８１０…回転軸
【図１】
2010023083.tif 000003
【図２】
2010023083.tif 000004
【図３】
2010023083.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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