(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が供給されるトラフ（１６）を加振手段（１７）で振動させることによりトラフ（１６）の先端から粉体を送り出す粉体フィーダ（２）において、
前記加振手段（１７）の出力周波数を制御して順次変化させつつトラフ（１６）の共振点を検出し、その周波数に加振手段（１７）の出力周波数を合わせ、かつ、前記トラフ（１６）への粉体供給及び加振開始からトラフ先端に到達した粉体が排出されるまでの時間を測定することにより粉体の流動性を判定し、その流動性の良否に応じて加振手段（１７）の初期出力を適宜設定するようにしたことを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項２】
前記トラフ（１６）が空の状態とトラフ（１６）上に粉体が積載された状態とについて、前記加振手段（１７）の出力周波数を制御して順次変化させつつトラフ（１６）の共振点（ｆ０ｘ、ｆ０ｐ）をそれぞれ検出し、その両共振点（ｆ０ｘ、ｆ０ｐ）の差が一定値以下であれば、前記トラフ（１６）が空の状態の共振周波数に加振手段（１７）の出力周波数を合わせるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の粉体フィーダ。
【請求項３】
粉体が供給されるトラフ（１６）を加振手段（１７）で振動させることによりトラフ（１６）の先端から粉体を送り出す粉体フィーダ（２）において、
前記トラフ（１６）が空の状態とトラフ（１６）上に粉体が積載された状態とについて、前記加振手段（１７）の出力周波数を制御して順次変化させつつトラフ（１６）の共振点（ｆ０ｘ、ｆ０ｐ）をそれぞれ検出し、前記加振手段（１７）の出力周波数を粉体積載状態の共振点（ｆ０ｘ）に設定して運転を開始し、トラフ（１６）の振動の減衰に応じてトラフ空状態の共振点（ｆ０ｐ）の方向へ加振手段（１７）の出力周波数を変化させるようにしたことを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項４】
請求項３に記載の粉体フィーダ（２）において、前記トラフ（１６）への粉体供給及び加振開始からトラフ先端に到達した粉体が排出されるまでの時間を測定することにより粉体の流動性を判定し、その流動性の良否に応じて加振手段（１７）の初期出力を適宜設定するようにしたことを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の粉体フィーダ（２）において、前記加振手段（１７）が圧電素子から成ることを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の粉体フィーダ（２）において、前記加振手段が電磁式のものであることを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の粉体フィーダ（２）において、前記トラフ（１６）の振動を振動センサ（２５）で感知し、その出力の変化によって共振点（ｆ０ｘ、ｆ０ｐ）を検出することを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の粉体フィーダ（２）において、前記トラフ（１６）の振動を加速度センサで感知し、その出力の変化によって共振点（ｆ０ｘ、ｆ０ｐ）を検出することを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の粉体フィーダ（２）において、前記加振手段への印加電圧を感知し、その変化によって共振点（ｆ０ｘ、ｆ０ｐ）を検出することを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載の粉体フィーダ（２）において、前記加振手段（１７）の出力を時間の経過に伴い増大させるようにしたことを特徴とする粉体フィーダ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の粉体フィーダ（２）において、前記トラフ（１６）に粉体を供給するホッパ（１５）の開口角度を時間の経過に伴い大きくするようにしたことを特徴とする粉体フィーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、散薬等の粉体を例えば分配装置へ供給する粉体フィーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
病院等において散薬を分包するには、例えば、図２に示すように、一定速度で回転する分配皿１の環状Ｕ溝１ａに粉体フィーダ２によって散薬を供給し、その散薬を回転掻き出し器３で所要分割数に切り出す薬剤分配装置が用いられる。
【０００３】
上記粉体フィーダ２は、散薬が投入されるホッパ１５の下方にトラフ１６を設け、このトラフ１６を圧電素子１７で振動させることにより、ホッパ１５からトラフ１６に落下した散薬を分配皿１へ送り出すものである。
【０００４】
そして、圧電素子１７に印加する交流電圧の周波数は、設定入力レベルでトラフ１６が最も強く振動するように、トラフ１６及びその支持部の固有振動数に対する共振周波数（共振点）に合わせて出荷時に調整されている。共振点の測定は、フィーダ２が空の状態で行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トラフに振動センサを取り付けて印加周波数を変化させ、印加周波数と振動センサの出力電圧との関係を調べると、共振周波数の前後でトラフが強く振動する周波数の範囲は非常に狭いことがわかる（図６参照）。また、共振点の周波数は、図７及び図８に示すように、温度やトラフ上の粉体重量の変化に応じて変動する。このことは、温度や粉体重量の変化により共振点が印加周波数から少しでもずれると、トラフの振動が急速に弱くなることを示す。そして、トラフの振動が弱くなると、粉体の供給能力が低下する。
【０００６】
また、大量の粉体をホッパに投入し、共振点が印加周波数からずれた状態で強制的に出力を上げて動作を続けた場合、粉体の量が減るに従い共振点が印加周波数に近づいてトラフの振動が異常に大きくなり、供給量が必要以上に増大して不安定になる現象が起こる。このような状態になると、上述のように散薬を分包する場合には、分配皿上の散薬の分布が不均一となり、分割精度が悪化することになる。
【０００７】
そこで、この発明は、効率よく安定的に粉体を供給できるフィーダを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、粉体が供給されるトラフを加振手段で振動させることによりトラフの先端から粉体を送り出す粉体フィーダにおいて、前記加振手段の出力周波数を制御して順次変化させつつトラフの共振点を検出し、その周波数に加振手段の出力周波数を合わせ、常に共振点でトラフを振動させるようにしたのである。
【０００９】
また、前記トラフの共振点を、トラフが空の状態とトラフ上に粉体が積載された状態とについて検出し、前記加振手段の出力周波数を粉体積載状態の共振点に設定して運転を開始し、トラフの振動の減衰に応じてトラフ空状態の共振点の方向へ加振手段の出力周波数を変化させるようにすると、トラフ上の粉体重量が減少し、それに伴い共振点が移動しても、トラフの振動周波数を共振点に追従させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、従来技術として示した粉体フィーダと同一部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１１】
図１に示すように、ホッパ１５は傾斜に伴いその下端が開口するようになっている。圧電素子１７には、発振回路２７で発生し、増幅器２８により所要の出力に増幅された交流電圧が印加されている。
【００１２】
トラフ１６の裏側には振動センサ２５が設けられ、その出力電圧はＣＰＵ２９に入力される。なお、振動センサ２５に代えて、加速度センサを用いることもできる。また、トラフ１６の先端に対向して落下センサ２６が設けられ、その出力電圧もＣＰＵ２９に入力される。
【００１３】
発振回路２７には、ＣＰＵ２９の制御により発振回路２７の発振周波数を変化させる電子ボリューム３０が設けられている。電子ボリューム３０としては、可変抵抗器やバリキャップ（可変コンデンサ）が使用される。また、特殊な例として、ＲＡＭに書き込まれた種々の周波数のデジタル信号を選択し、Ａ／Ｄコンバータ出力周波数を可変する技術を採用することもできる。さらに、Ｌ／Ｃ発振回路を用いることも理論的には可能である。
【００１４】
次に、この粉体フィーダを上述の薬剤分配装置に用いた場合の制御例を図３に沿って説明する。
【００１５】
薬剤分配装置の電源が投入されると、まず、初期処理として、装置各部のリセット並びにトラフ１６及び分配皿１のクリーニングを行う（１０１）。
【００１６】
そして、トラフ１６が空の状態のときにおける共振点ｆ０ｐを検出する処理を行う（１０２）。
【００１７】
この処理では、図４に示すように、共振周波数測定のための基本出力を設定（２０１）した後、電子ボリューム３０を制御して発振回路２７の発振周波数をスイープし（２０２）、振動センサ２５に目標電圧が検知されたか確認する（２０３）。この目標電圧とは、ピーク波形となる部分が複数存在する場合、これらの波形部分のうち最大ピーク値を示す部分から共振点を得るために予め一定の値を設定したものである。ここで、目標電圧に到達していればステップ２０４に進み、目標電圧より低ければステップ２０２に戻る。
【００１８】
ステップ２０４では、振動センサ２５の出力を直前のものと比較し、後の値が先の値以下であればステップ２０５に進み、後の値が高ければステップ２０２に戻る。ステップ２０５では、共振点検出処理の成否を判断し、問題がなければ電子ボリューム３０の制御を停止し、その停止時の数値を記憶する（２０６）。共振点の検出が確認できないときはステップ２０１からやり直す。
【００１９】
その後、ホッパ１５への散薬の投入を待ち、その投入がセンサ等により検出されると、流動性の判定処理１０３に移る。
【００２０】
この処理では、図５に示すように、ホッパ１５を基準角度開口させ（３０１）、ステップ２０６で記憶した電子ボリューム３０の数値に基づいて印加周波数を設定した後（３０２）、基準出力を設定し（３０３）、タイマをスタートさせ、同時にトラフ１６を振動させる（３０４）。そして、トラフ１６の振動を続け、落下センサ２６が散薬の落下を監視し（３０５）、落下を検出するとステップ３０６に進み、未検出であれば標準タイムｋｔを越えたか否かを判断し、越えていればステップ３０６に進み、越えていなければステップ３０５に戻る。ステップ３０６では、タイマを停止させるとともに、トラフ１６の振動を停止させ、タイマの計測タイムと標準タイムｋｔと照らし合わせて流動性の良否を判定する（３０８）。その結果に基づき、後述の初期動作出力の設定時において、流動性の悪い散薬には大きな値を設定し、流動性がよいものには小さな値を設定する。
【００２１】
次に、トラフ１６上に散薬が積載された状態で、上述の共振点検出処理と同様に、共振点ｆ０ｘを検出する（１０４）。そして、この共振点ｆ０ｘと前記共振点ｆ０ｐとを比較し（１０５）、その差が一定値より大きければステップ１０６に進み、それ以下であればステップ１０７に進む。
【００２２】
ステップ１０６では、初期動作周波数に散薬積載時の共振点ｆ０ｘの値を設定し、上述のように、流動性判定の結果に基づいて初期動作出力を設定して（１０８）、フィーダを動作させる（１０９）。この動作により、散薬はトラフ１６の先端から払い出されて減少していく。この動作中に、振動センサ２５の出力変化を監視し（１１０）、出力が減衰すれば電子ボリューム３０を調節して発振回路２７の周波数をトラフ空時の共振点ｆ０ｐの方向へ変化させ（１１１）、減衰しなければその周波数でステップ１０９のフィーダ動作を続ける。この間、落下センサ２６により散薬の落下の有無をチェックし（１１２）、落下センサ２６が散薬の落下を検出しなくなれば、散薬の供給処理は終了する。
【００２３】
ステップ１０７では、初期動作周波数にトラフ空時の共振点ｆ０ｐの値を設定し、上述のように、流動性判定の結果に基づいて初期動作出力を設定して（１１３）、フィーダを動作させる（１１４）。この間、落下センサ２６により散薬の落下の有無をチェックし（１１５）、落下センサ２６が散薬の落下を検出しなくなれば、散薬の供給処理は終了する。
【００２４】
このように、散薬の供給が終了すると、回転掻き出し器３による分配皿１上の散薬の分割に移行する。
【００２５】
その後、散薬の供給を繰り返す場合には、トラフ空時の共振点ｆ０ｐの検出処理を再度行う。これは、時間の経過に伴い環境温度が変化し、共振点ｆ０ｐが変動している可能性があるからである。同様の理由により、処理中断後等にインチングモードを抜けた場合にも、この処理を行う。
【００２６】
以上のような粉体フィーダでは、環境温度やトラフ１６上の粉体重量が変化し、それに伴い共振点が移動しても、トラフ１６の振動周波数を共振点に追従させることができるので、振動の強さを維持できる。また、製品出荷時の周波数調整も不要となる。
【００２７】
なお、上記ステップ１０６以下の処理において、散薬の供給速度を向上させるため、圧電素子１７の動作出力が時間の経過に従って１０％、２０％、・・・と増強されるように設定しておき、この増強率よりも振動センサ２５の出力増加率が下回るとき、電子ボリューム３０を調節して周波数を調整するようにしてもよい。
【００２８】
また、ホッパ１５を時間の経過に伴い次第に大きく傾斜させ、その開口角度が拡大していくようにしてもよい。
【００２９】
そのほか、天秤で測定された薬剤量データや処方データを取り込むことが可能ならば、そのデータを上述の処理に活用することもできる。例えば、共振点の移動がほとんど見られない３０ｇ以下の散薬が投入された場合、散薬積載状態の共振点ｆ０ｘ検出処理（１０４）を省略し、即座にステップ１０７以降を実行すればよい。
【００３０】
さらに、薬剤名データが受信できる場合には、各薬剤の流動性データを予め記憶しておけば、上述のような流動性判定処理（１０３）を行うことなく、その薬剤の流動性を知ることができる。これに加えて、共振点の移動データを記憶させておけば、共振点ｆ０ｐ、ｆ０ｘ検出処理（１０２、１０４）を省略することもできるので、供給処理開始までの所要時間を大幅に短縮することができる。
【００３１】
また、共振点では圧電素子１７の印加電圧が低下するので（図６参照）、この電圧低下のピークを検出することにより、振動センサ２５を使用しなくても上述の制御を行うことができる。
【００３２】
そのほか、トラフ１６の加振手段は、圧電素子１７だけでなく、電磁式のものであってもよい。
【００３３】
また、初期処理（１０１）時や、トラフ空状態の共振点ｆ０ｐ検出処理（１０２）時におけるホッパ１５への散薬の投入を防止するため、警告のＬＥＤを設けたり、ホッパ１５の投入口をシャッタで覆うようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、トラフの振動周波数を順次変化させつつ共振点を検出し、その周波数でトラフを振動させるようにしたので、トラフが効率的に振動し、安定して精度よく粉体が供給される。
【００３５】
また、出荷時にトラフの振動周波数を調整する必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る粉体フィーダの構成を示す概略図
【図２】粉体フィーダを備えた薬剤分配装置を示す概略図
【図３】この発明に係る粉体フィーダの主処理のフローチャート
【図４】同上の共振点検出処理のフローチャート
【図５】同上の流動性判定処理のフローチャート
【図６】トラフの振動周波数と振動センサの出力の関係を示す図
【図７】温度変化と共振点の移動の関係を示す図
【図８】トラフ上の積載粉体重量と共振点の移動の関係を示す図
【符号の説明】
２  粉体フイーダ
１５  ホッパ
１６  トラフ
１７  圧電素子
２５  振動センサ
２６  落下センサ
２７  発振回路
２８  増幅器
２９  ＣＰＵ
３０  電子ボリューム
ｆ０ｐ  トラフ空時の共振点
ｆ０ｘ  粉体積載時の共振点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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