(57)【要約】【課題】  圧縮成形の前工程でダイの成形空間に充填される粉体の量を均一にするとともに、余剰粉の再利用を図り、かつ、成形されたタブレットをダイから離れた位置に無損傷状態で退避させることができる粉体の圧縮成形装置を提供する。【解決手段】  成形空間２ａを有するダイ２と、成形空間２ａに出入り可能な上下のパンチ３，４と、これら上下のパンチ３，４を昇降させて成形空間２ａに出し入れさせる駆動源５，６とを有し、ダイ２の成形空間２ａに粉体を充填するとともに、この成形空間２ａから溢れた余剰粉ａを成形空間２ａに移送して再利用し、かつ、成形空間２ａから出された圧縮成形品１８をダイ２から離れた位置に退避させるための粉体配給兼成形品移動手段１５を備え、この粉体配給兼成形品移動手段１５を制御手段７から出力される制御信号により駆動制御されるサーボモータ１６によって構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形空間を有するダイと、前記成形空間に出入り可能な上下のパンチと、これら上下のパンチを昇降させて前記成形空間に出し入れさせる駆動源とを備えた粉体の圧縮成形装置において、
前記ダイの成形空間に粉体を充填するとともに、この成形空間から溢れた余剰粉を当該成形空間に移送して再利用し、かつ、前記成形空間から出された圧縮成形品を前記ダイから離れた位置に退避させるための粉体配給兼成形品移動手段を備えていることを特徴とする粉体の圧縮成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体の圧縮成形装置において
前記粉体配給兼成形品移動手段は、前記ダイを装備した架台に進退自在に載置されているとともに、制御手段から出力される制御信号によって駆動するサーボモータによって進退するように構成したことを特徴とする粉体の圧縮成形装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の粉体の圧縮成形装置において
前記粉体配給兼成形品移動手段は、仕切部を介して前記進退方向で互いに隣接する下向きに開口した第１の空間と第２の空間とを備え、これら空間の下端開口部は前記架台の上面に接触する気密保持体によって囲まれていることを特徴とする粉体の圧縮成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を圧縮してタブレットを成形するのに好適な粉体の圧縮成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイの成形空間に供給した粉体をＡＣサーボモータによって駆動される上下のパンチによって圧縮してタブレットを成形する粉体の圧縮成形装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
前記特許文献１に記載されている粉体の圧縮成形装置は、ＡＣサーボモータをコンピュータ制御することで、ダイの成形空間に充填した粉体を上下のパンチにより圧縮して所定の形状および成形密度を備えたタブレットを成形することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２１５８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に記載されている粉体の圧縮成形装置は、圧縮成形の前工程でダイの成形空間に充填される粉体の量を均一にする機能と、ダイの成形空間から溢れ出た余剰粉を成形空間に移送して再利用する機能および成形されたタブレット（成形品）をダイから離れた位置に丁寧に退避させて回収に供する機能を備えていない。すなわち、圧縮成形の前工程でダイの成形空間に充填される粉体の量が不均一であると、タブレットの成形密度にバラツキが生じてタブレットの品質を低下させる。また、余剰粉が再利用されないと、粉体のロスが多くなり、ロスを少なく抑えるためには、余剰粉を回収して再利用に供する煩雑な手間が別途必要になる。さらに、成形されたタブレットをダイから離れた位置に丁寧に退避させて回収に供しないと、回収の前段階でタブレットが損傷し、タブレットの品質を低下させる欠点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するものであって、その目的とするところは、圧縮成形の前工程でダイの成形空間に充填される粉体の量を均一にするとともに、余剰粉の再利用を図り、かつ、成形されたタブレットをダイから離れた位置に無損傷状態で退避させることができる粉体の圧縮成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る粉体の圧縮成形装置は、成形空間を有するダイと、前記成形空間に出入り可能な上下のパンチと、これら上下のパンチを昇降させて前記成形空間に出し入れさせる駆動源とを備えた粉体の圧縮成形装置において、前記ダイの成形空間に粉体を充填するとともに、この成形空間から溢れた余剰粉を当該成形空間に移送して再利用し、かつ、前記成形空間から出された圧縮成形品を前記ダイから離れた位置に退避させるための粉体配給兼成形品移動手段を備えていることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、粉体配給兼成形品移動手段によって、圧縮成形の前工程でダイの成形空間に充填される粉体の量を均一にすることが容易であるとともに、余剰粉を回収して再利用に供する煩雑な手間を省略して、余剰粉の再利用を図ることができる。また、成形されたタブレットをダイから離れた位置に損傷させることなく退避させて回収に供することができる。
【０００９】
また、本発明は、粉体配給兼成形品移動手段を、前記ダイが装備されている架台に進退自在に載置するとともに、制御手段から出力される制御信号によって駆動するサーボモータによって進退するように構成することが望ましい。これによると、粉体配給兼成形品移動手段を制御された速度とストロークで正確に進退させるとともに、所定の位置に正確に停止させることができる。
【００１０】
このように、粉体配給兼成形品移動手段を所定の位置に正確に停止させることで、粉体配給兼成形品移動手段に保持されている粉体を、圧縮成形の前工程でダイの成形空間に均一に充填することが可能になる。また、粉体配給兼成形品移動手段を制御された速度とストロークで正確に進退させることによって、余剰粉をダイの上部から側方に退避させたのちに、空になったダイの成形空間に余剰粉を落とし込んで再利用を図ることができるとともに、制御された速度によって、成形されたタブレットをダイから離れた位置に損傷させることなく退避させて回収に供する動作を助長することができる。
【００１１】
さらに、本発明は、粉体配給兼成形品移動手段を、仕切部を介して前記進退方向で互いに隣接する下向きに開口した第１の空間と第２の空間とを備え、これら空間の下端開口部は前記架台の上面に接触する気密保持体によって囲むことが望ましい。これによると、第１の空間で粉体を漏れることなく保持し、その保持された粉体を圧縮成形の前工程でダイの成形空間に均一に充填することが容易、かつ、正確に実行できる。また、余剰粉を第２の空間に漏れることなく収容した状態で、該第２の空間とともにダイの上部から側方に退避させたのちに、空になったダイの成形空間に余剰粉を正確に落とし込んで、再利用を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、圧縮成形の前工程でダイの成形空間に充填される粉体の量が均一化されることで、タブレットの成形密度を均一化して品質を高めることができる。また、余剰粉の再利用が図れることにより、余剰粉を回収して再利用に供する煩雑な手間を省略して、粉体のロスを極力少なく抑えることができる。さらに、成形されたタブレットをダイから離れた位置に無損傷状態で退避させることができることにより、回収前段階でのタブレットの損傷を回避して、タブレットの品質低下を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】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す全体正面図、図２は、図１の側面図である。
【００１４】
図１および図２において、粉体の圧縮成形装置１は、上下方向に貫通した成形空間２ａを有するダイ２と、昇降動作によって成形空間２ａに出入り可能な上のパンチ３および下のパンチ４と、これら上下のパンチ３，４を昇降させて成形空間２ａに出し入れさせる上の駆動源５および下の駆動源６と、これら駆動源５，６の駆動を制御する制御手段７と、上のパンチ３と上の駆動源５との間に介設される上の昇降機構８と、下のパンチ４と下の駆動源６との間に介設される下の昇降機構９と、粉体供給手段１０とを備えている。
【００１５】
ダイ２は、鉛直方向の軸線Ｃを有して架台１１に着脱可能に固定されており、前記軸線Ｃ上でダイ２を挟んで上のパンチ３と下のパンチ４が対向して配置されている。
【００１６】
上の駆動源５は上のパンチ３を駆動し、下の駆動源６は下のパンチ４駆動するためのもので、それぞれはＡＣサーボモータによって構成されており、上の駆動源５は、駆動プーリ１２ａ，従動プーリ１２ｂおよび駆動プーリ１２ａと従動プーリ１２ｂに掛け渡されたタイミングベルト１２ｃからなる動力伝達機構１２を介して上の昇降機構８に連結され、下の駆動源６は、前記と同様の動力伝達機構１２を介して下の昇降機構９に連結されている。
【００１７】
制御手段７は、オペレータによって供給された作動プログラムに基づいて、ＡＣサーボモータからなる上下の駆動源５，６の駆動を制御し、上下の駆動源５，６の駆動が制御されることで、上下のパンチ３，４の作動が制御されるように構成されている。
【００１８】
上の昇降機構８は、前記軸線Ｃ上に位置して従動プーリ１２ｂとともに回転する鉛直方向のボールねじ軸８ａと、このボールねじ軸８ａに螺合して昇降する昇降コマ８ｂとを備え、昇降コマ８ｂに取付けた上のラム１３の下端部に上のパンチ３が着脱可能、かつ下向きの姿勢で取付けられている。また、下の昇降機構９は、前記軸線Ｃ上に位置して従動プーリ１２ｂとともに回転する鉛直方向のボールねじ軸９ａと、このボールねじ軸９ａに螺合して昇降する昇降コマ９ｂとを備え、昇降コマ９ｂに取付けた下のラム１４の上端部に下のパンチ４が着脱可能、かつ上向きの姿勢で取付けられている。
【００１９】
粉体供給手段１０は、漏斗型ホッパーからなる粉体貯留タンク１０ａと、フレキシブルチューブ１０ｂとを備え、フレキシブルチューブ１０ｂは、粉体貯留タンク１０ａの下端部に形成されている粉体滑落口１０ｃと粉体配給兼成形品移動手段１５の内部とを連通させている。
【００２０】
粉体配給兼成形品移動手段１５は、天井部が閉塞され下端を開口した角形箱状のもので、架台１１の上面に幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）の移動を自在に載置されている。この粉体配給兼成形品移動手段１５は、図３，図４および図５に示すように、境界部（仕切部）１５ｄを挟んで、第１の下向き空間１５ａと、この第１の下向き空間１５ａの幅Ｗ１方向に隣接して設けた第２の下向き空間１５ｂとを備え、フレキシブルチューブ１０ｂの先端開口部は第１の下向き空間１５ａに臨んでいる。
【００２１】
また、粉体配給兼成形品移動手段１５の第１の空間と第２の空間の下端開口部は、架台１１の上面に接触する気密保持体１９によって囲まれている。この気密保持体１９は、粉体配給兼成形品移動手段１５の外周部の三辺に下から嵌め込まれる部分１９ａ，１９ｂ、１９ｃと、境界部（仕切部）１５ｄに下から嵌め込まれる部分１９ｄとが、粉体配給兼成形品移動手段１５の下端から僅かに突出する若干厚肉のフエルトからなり、これらは、図６に示すように、コイルスプリング２０によって架台１１の上面に弾圧付勢されている。また、前記気密保持体１９において、粉体配給兼成形品移動手段１５の外周部の残る一辺に下から嵌め込まれる部分１９ｅと、第２の下向き空間１５ｂにおける第１の下向き空間１５ａ側に偏った部位に傾斜状態で下から嵌め込まれる一対の部分１９ｆ，１９ｆは、粉体配給兼成形品移動手段１５の下端から僅かに突出する薄肉の合成樹脂からなり、これらは、図７に示すように、コイルスプリング２０によって架台１１の上面に弾圧付勢されている。
【００２２】
図１および図２において、粉体配給兼成形品移動手段１５は、ＡＣサーボモータ１６を駆動源として幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）に進退する。すなわち、図８および図９のように、サーボモータ１６の出力軸１６ａに取付けたピニオン１６ｂを前記幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）にのびて同方向に移動可能なラック１６ｃと噛み合わせ、このラック１６ｃを、直動案内機構２１，２１によって幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）に摺動自在に支持されている移動板２２の一端部に固着し、この移動板２２と粉体配給兼成形品移動手段１５とを連結部材１７によって互いに連結することで、サーボモータ１６の正逆方向の回転に追従して、粉体配給兼成形品移動手段１５を幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）に進退させることができる。また、サーボモータ１６は、オペレータによって制御手段７に供給された作動プログラムに基づいて制御された回転角で正逆方向に回転駆動する。なお、図９において、２３は直動案内機構２１，２１を載置固定した載置板を示し、２４は、前記幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）にのびて形成した切欠部であり、連結部材１７の幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）の進退を許容する機能を備えている。
【００２３】
つぎに前記構成の作動について説明する。制御手段７は、オペレータによって供給された作動プログラムに基づいてＡＣサーボモータからなる上の駆動源５に制御信号を出力して、上の駆動源５を制御された回転角で正逆方向に回転駆動する。これにより、上の駆動源５の駆動力は、動力伝達機構１２を介して上の昇降機構８に伝達され、その昇降コマ８ｂと上のラム１３および上のパンチ３を昇降させる。また、制御手段７は、オペレータによって供給された作動プログラムに基づいてＡＣサーボモータからなる下の駆動源６に制御信号を出力して、下の駆動源６を制御された回転角で正逆方向に回転駆動する。これにより、下の駆動源６の駆動力は、動力伝達機構１２を介して下の昇降機構９に伝達され、その昇降コマ９ｂと下のラム１４および下のパンチ４を昇降させる。
【００２４】
今、粉体配給兼成形品移動手段１５と上下のパンチ３，３が図１０（ａ）の位置にあるとする。このとき、粉体供給手段１０（図１、図２参照）の粉体貯留タンク１０ａに貯留されている粉体は、その自重によりフレキシブルチューブ１０ｂ内を滑落して、粉体配給兼成形品移動手段１５の第１の下向き空間１５ａ内に自動的に供給されている。
【００２５】
一方、後述する理由によって、ダイ２の成形空間２ａにおける下のパンチ４よりも上側の領域には、すでに粉体が充填されている。ここで、下のパンチ４を制御したストロークとサイクルによって成形空間２ａ内で昇降させる（経時矢印ｘ参照）。このように下のパンチ４が昇降することで、成形空間２ａ内に充填されている粉体には、下のパンチ４の上昇による突き上げ力と、下のパンチ４の下降により発生する降下力とを交互に繰り返して作用させることができる。このため、成形空間２ａに充填された粉体の粒子を強制的に揺動して、図１０（ｂ）では成形空間２ａに充填される粉体の量を均一化することができる。また、粉体の粒子を強制的に揺動させることで、粉体の粒子間にある空気を充分に逃がすことができる。したがって、粉体は成形空間２ａに高密度で充填されて、粉体の圧縮特性が改善されることになる。
【００２６】
成形空間２ａ内での下のパンチ４の昇降が終了すると、下のパンチ４は図１０（ｂ）のようにダイ内の上死点で停止する。このとき、余剰粉ａはダイ２の上部で盛り上がって堆積している。ここで、制御手段７は、オペレータによって供給された作動プログラムに基づいてサーボモータ１６（図１および図９参照）に制御信号を出力して、該サーボモータ１６を制御された回転角で駆動する。これにより、サーボモータ１６の駆動力は、図９のラック１６ｃ、移動板２２、連結部材１７などを介して粉体配給兼成形品移動手段１５に伝達され、粉体配給兼成形品移動手段１５を図１０（ｃ）の位置に移動させる。この移動に伴って、余剰粉ａは粉体配給兼成形品移動手段１５の下端に設けた気密保持体１９の一辺１９ｅに押されてダイ２の上部から側方に漏れることなく退避するとともに、前記１９ｅが摺り切り片として機能することで、成形空間２ａに充填された粉体の上面はダイ２の上面と面一な状態に摺り切られるので、粉体を圧縮成形の前工程でダイ２の成形空間２ａに均一に充填することが可能になる。
【００２７】
つぎに上のパンチ３を図１０（ｄ）のように下降させて、上下のパンチ３，４で成形空間２ａ内の粉体を圧縮してタブレット１８を成形する。タブレット１８の成形が終了すると、上下のパンチ３，４をそれぞれ上昇させて、図１０（ｅ）のように、下のパンチ４でタブレット１８をダイ２の成形空間２ａから突き出す。
【００２８】
つぎに、粉体配給兼成形品移動手段１５を図１０（ｆ）の位置に移動させると、この移動に伴ってタブレット１８は粉体配給兼成形品移動手段１５の下端部または図３，図４，図５に示す押し部材２５に押されてダイ２の成形空間２ａから退避し、さらに粉体配給兼成形品移動手段１５が図１０（ｇ）の位置まで移動することで、タブレット１８はダイ２の側方に移動して適宜回収される。
【００２９】
一方、粉体配給兼成形品移動手段１５が図１０（ｅ）の位置から図１０（ｆ）の位置に移動して、タブレット１８がダイ２の成形空間２ａから退避した時点で下のパンチ４を下降させる。したがって、粉体配給兼成形品移動手段１５が図１０（ｆ）の位置から図１０（ｇ）の位置に移動することで、余剰粉ａは前記一対の部分１９ｆ，１９ｆ（図３参照）により側方に押されて、漏れることなくダイ２の成形空間２ａにおける下のパンチ４よりも上側の領域に落とし込まれる。さらに粉体配給兼成形品移動手段１５が図１０（ｈ）の位置に移動すると、第１の下向き空間１５ａ内にある粉体は、図１０（ｈ）および図１０（ａ）に示すように、ダイ２の成形空間２ａにおける下のパンチ４よりも上側の領域、詳しくは、下のパンチ４よりも上側の領域に落とし込まれている余剰粉ａよりも上側の領域に充填され、以後は前述の作動が連続して繰り返されることによって、タブレット１８を連続して成形して回収することができる。
【００３０】
このように、本発明は、粉体配給兼成形品移動手段１５によって、圧縮成形の前工程でダイ２の成形空間２ａに充填される粉体の量を均一にすることが容易であるので、圧縮成形の前工程でダイの成形空間に充填される粉体の量を均一化することによって、タブレットの成形密度を均一化して品質を高めることができる。また、余剰粉を回収して再利用に供する煩雑な手間を省略して、余剰粉の再利用を図れるので、粉体のロスを極力少なく抑えることができる。さらに、成形されたタブレット１８をダイ２から離れた位置に損傷させることなく退避させることができることで、回収前段階でのタブレットの損傷を回避して、タブレットの品質を低下を抑制することができる。これらのことは、制御手段７から出力される制御信号によって駆動するサーボモータ１６によって、粉体配給兼成形品移動手段１５を進退させるように構成して、粉体配給兼成形品移動手段１５を制御された速度とストロークで正確に進退させるとともに、所定の位置に正確に停止させるようにしていることによって確実に実行することができる。
【００３１】
さらに、粉体配給兼成形品移動手段１５に境界部（仕切部）１５ｄを介して進退方向で互いに隣接する下向きに開口した第１の空間１５ａと第２の空間１５ｂとを設け、これら空間１５ａ，１５ｂの下端開口部を架台１１の上面に接触する気密保持体１９によって気密に囲んでいるので、第１の空間１５ａで粉体を漏れることなく保持し、その保持された粉体を圧縮成形の前工程でダイ２の成形空間２ａに均一に充填することが容易、かつ、正確に実行できる。また、余剰粉ａを第２の空間１５ｂに漏れることなく収容した状態で、該第２の空間１５ｂとともにダイ２の上部から側方に退避させたのちに、空になったダイ２の成形空間２ａに余剰粉ａを正確に落とし込んで、再利用を図ることができるので、粉体のロスを極力少なく抑えることが助長される。
【００３２】
なお、前記実施形態では、ＡＣサーボモータからなる上下の駆動源５，６によって上下のパンチ３，４を駆動して昇降させる構成で説明しているが、本発明は、前記実施形態にのみ限定されるものではなく、上下の駆動源５，６を通常の電動モータによって構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】粉体配給兼成形品移動手段の一実施形態を拡大して示す平面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】図３の底面図である。
【図６】気密保持体における厚肉部の取付け状態の一例を拡大して示す断面図である。
【図７】気密保持体における薄肉部の取付け状態の一例を拡大して示す断面図である。
【図８】粉体配給兼成形品移動手段と直動案内機構との関係を示す拡大正面図である。
【図９】粉体配給兼成形品移動手段とサービモータとの関係を示す拡大正面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｈ）は作動の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  粉体の圧縮成形装置
２  ダイ
２ａ  成形空間
３  上のパンチ
４  下のパンチ
５  上の駆動源
６  下の駆動源
７  制御手段
１１  架台
１５  粉体配給兼成形品移動手段
１５ａ  第１の下向き空間
１５ｂ  第２の下向き空間
１６  サーボモータ
１８  タブレット（圧縮成形品）
１９  気密保持体
ａ  余剰粉
【図１】
2007030011.tif 000003
【図２】
2007030011.tif 000004
【図３】
2007030011.tif 000005
【図４】
2007030011.tif 000006
【図５】
2007030011.tif 000007
【図６】
2007030011.tif 000008
【図７】
2007030011.tif 000009
【図８】
2007030011.tif 000010
【図９】
2007030011.tif 000011
【図１０】
2007030011.tif 000012