JP4592691B2 - 回転式粉末圧縮成形機 - Google Patents

Description

本発明は、粉末を圧縮して錠剤等を成形するための回転式粉末圧縮成形機に関する。

従来、この種の回転式粉末圧縮成形機を用いて、医薬品錠剤を製造する場合、薬物処方成分のみで錠剤の原料粉末を構成すると、杵や臼に錠剤の原料粉末や錠剤がこびりつくといったいわゆるスティッキング等の障害が生じる場合がある。この障害を防止するため、ステアリン酸マグネシウム等の粉末滑沢剤を薬物処方成分に混合して錠剤の原料粉末を構成し打錠する方法が、錠剤の製造上容易であるため、従来一般的に用いられている。

一方、近年、老人医療分野が重要視されつつあることとあいまって、老人等が飲み下しやすいように口の中で溶けやすくした錠剤や、嚥下後直ぐに溶けて薬効を発揮し得る錠剤の需要が増加している。しかしながら、上述した従来の製法による錠剤では、混入している粉末滑沢剤が、錠剤の崩壊、溶融を阻止するため、このような需要に対応することが難しかった。また、粉末滑沢剤の混入によって錠剤が割れやすくなるという不具合もあった。

スティッキングの防止という粉末滑沢剤の目的を考慮すれば、粉末滑沢剤は、薬物処方成分に混合させる必要はなく、杵表面等のスティッキングの生じる部位にのみ付着させ、薬物処方成分のみからなる原料粉末を用いることができるはずである。この点に着目し、打錠前に上杵、下杵、臼孔にあらかじめ微量の粉末滑沢剤を噴射して付着させるようにしたものが考えられている。

このような粉末滑沢剤を噴射して付着させる構成のものにおいては、微量の粉末滑沢剤を噴射手段に供給する必要がある。微量の粉末滑沢剤の供給装置としては、例えば特許文献１に示されるもののように、粉末滑沢剤を一旦貯槽に貯蔵し、その後にスクリューフィーダを介して供給体に供給するように構成したものが知られている。

特開２００１‐２３９１５０号公報

このような構成において、粉末滑沢剤は錠剤の製造中に消費されるので、常時適量が貯槽に貯蔵されているように補充する必要がある。ところで、粉末滑沢剤は微粉体であるので、貯槽に補充を行うと、貯蔵されていた粉末滑沢剤と補充された粉末滑沢剤とで粒径が異なることがある。このため、補充された後の貯槽内では粉末滑沢剤の粒度分布が変化し、粒度分布が変化することによって貯槽から供給体に供給される粉末滑沢剤の量が微妙に変化する。この粉末滑沢剤の量の微妙な変化は、供給体から噴射手段への供給量にも影響を与えるため、粉末滑沢剤の上杵、下杵及び臼孔への付着量が変動することになる。つまり、供給体自体は一定量の粉末滑沢剤を噴射手段に対して供給しているように作動しているにもかかわらず、実際には粉末滑沢剤の粒度分布に応じて、噴射手段への供給量言い換えれば供給体の送出量が増減するものとなった。

したがって、粉末滑沢剤の送出量が増加した場合には、杵先や臼孔に塗布されなかった余剰の粉末滑沢剤が回転式圧縮成形機内部に飛散することになり、コンタミ問題を拡大することになった。また、逆に、送出量が減少した場合には、十分な粉末滑沢剤の付着が確保できないため、スティッキングなどの不具合を引き起こす要因となった。

本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る回転式粉末圧縮成形機は、フレーム内に回転盤を立シャフトを介して回転可能に配設し、その回転盤に臼孔を有する臼を設けるとともに、臼の上下に上杵及び下杵を上下摺動可能に保持させておき、上杵と下杵とのそれぞれの端面及び臼孔に粉末の充填に先立って粉末滑沢剤を噴射手段により噴射して付着させ、その後それぞれの杵先を臼孔内に挿入した状態で上杵及び下杵を互いに相寄る向きに移動、押圧することにより、臼孔内に充填した粉末を上杵下端面及び下杵上端面間で圧縮成形するようにした回転式粉末圧縮成形機において、貯蔵部を備えて貯蔵部に貯蔵された粉末滑沢剤のうちの所定量を連続的に噴射手段に供給する粉末滑沢剤供給手段と、粉末滑沢剤供給手段における粉末滑沢剤の供給量を検出する供給量検出手段と、供給量検出手段が検出した供給量が目標量になるように粉末滑沢剤供給手段を制御する制御手段とを備えてなり、供給量検出手段が、粉末滑沢剤供給手段の重量を計測する重量測定手段と、重量測定手段により前回測定された重量と今回測定された重量とから粉末滑沢剤の供給量を演算する供給量演算手段とを備え、制御手段が、供給量検出手段により検出した供給量の変化特性を演算する特性演算手段と、特性演算手段により演算した変化特性と目標値の特性とに基づいて粉末滑沢剤供給手段を制御する送出量制御手段とを具備してなる構成である。

このような構成のものであれば、粉末滑沢剤供給手段が貯蔵部に貯蔵してある粉末滑沢剤の所定量を連続的に噴射手段に供給する。これにより、噴射手段に供給される粉末滑沢剤の供給量が粉末滑沢剤供給手段において供給量検出手段により検出される。そして、検出された供給量が目標値となるように制御手段が粉末滑沢剤供給手段を制御するので、測定誤差の要因となる部分を最小限に抑えて安定して精度よく噴射手段に所定量の粉末滑沢剤を供給することが可能になる。又、粉末滑沢剤供給手段の重量の変化を測定しているだけで粉末滑沢剤の供給量が検出し得るものとなる。それゆえ、供給量検出手段の構成を簡素化することが可能になる。

このため、粉末滑沢剤を効率よく使用することが可能になり、使用量を最小限に抑えることができる。また、余剰の粉末滑沢剤の量を減少させることができるので、圧縮成形する粉末への混入を可及的に少量に抑制することが可能になり、また杵や回転盤等に不要に付着してそのまま粉末滑沢剤の塊となり、ある程度の大きさに成長した時点で落下すると言った不具合を防ぐことができる。それゆえ、このようにして成長した粉末滑沢剤が回転盤上に落下して砕け、その粉末滑沢剤が粉末内に混入することをも未然に回避することができる。

粉末滑沢剤の噴射効率及び付着効率を高くするためには、噴射手段が、粉末滑沢剤を所定の方向に噴射する噴射ノズルを備えてなり、噴射ノズルは、杵の端面に対向する凹面を有して粉末滑沢剤を凹面に案内させて噴射するものが好ましい。

以上の構成において、供給量が、単位時間当たりの粉末滑沢剤の重量に基づくものであるものが好適である。この場合、供給量は単位時間当たりの粉末滑沢剤の重量自体、重量の積算量などであってよい。このように、単位時間当たりの粉末滑沢剤の重量に基づくものにより供給量を検出すれば、単位時間毎の供給量の変化特性を容易に検出することが可能になる。

粉末滑沢剤の微量を精度よく噴射手段に供給するためには、粉末滑沢剤送出手段が、単位時間当たりの粉末滑沢剤の送出量を設定し得る回転ドラムを備える回転ドラム機構を備え、制御手段がその回転ドラムの回転数を制御するものが好ましい。

また、本発明に係る回転式粉末圧縮成形機の上杵、下杵及び臼に噴射される粉末滑沢剤の供給量の制御方法は、粉末滑沢剤の供給量を検出し、検出した供給量が目標値になるように粉末滑沢剤の供給量を制御するものであって、供給量の検出は、貯蔵部を備えて貯蔵部に貯蔵された粉末滑沢剤のうちの所定量を連続的に供給する粉末滑沢剤供給手段の重量を計測し、前回測定された重量と今回測定された重量とから粉末滑沢剤の供給量を演算してなし、検出した供給量の変化特性を演算し、演算した変化特性と目標値の特性とに基づいて粉末滑沢剤供給手段を制御することを特徴とする。

このような構成によれば、粉末滑沢剤をほぼ過不足なく上杵、下杵及び臼に付着させることができる。したがって、回転式粉末圧縮成形機において発生する可能性のある少なくともスティッキングを防止することができる。

本発明は、以上説明したような構成であり、測定誤差の要因となる部分を最小限に抑えて安定して精度よく噴射手段に所定量の粉末滑沢剤を供給することができ、しかも供給量検出手段の構成を簡素化することができる。

本発明の一実施例を示す回転式粉末圧縮成形機の全体正断面図である。 同実施例の回転盤上を示す模式的な平面図である。 同実施例の回転盤をその回転方向において展開して示す展開図である。 同実施例の粉末滑沢剤噴射部を拡大して示す平面図である。 図４のＡ‐Ａ線に沿った端面図である。 図４のＢ‐Ｂ線に沿った端面図である。 同実施例の上側（下側）ノズルのノズル先端の側面図である。 図７のＣ‐Ｃ線に沿った断面図である。 同実施例の粉末滑沢剤供給装置の概略構成を示すブロック図である。 同実施例の供給量検出手段及び制御手段の機能を示す機能ブロック図である。 同実施例の制御装置のハードウェアの概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の回転式粉末圧縮成形機の全体構成を示している。この回転式粉末圧縮成形機は、粉末滑沢剤Ｌを供給する粉末滑沢剤供給噴射装置ＬＳを具備してなり、フレーム１内に回転盤３を立シャフト２を介して水平回転可能に配設し、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。

詳述すれば、フレーム１のほぼ中央部には軸受２１により軸支された立シャフト２が配設してあり、この立シャフト２の下端近傍にウォームホィール２２が固定してあって、このウォームホィール２２にウォーム２３及びベルト２４を介してモータ２５の回転駆動力が伝達されるようになっている。そして、この立シャフト２のヘッド近傍に、２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、その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３２と、その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とともに、前記上杵保持部３２に対面する位置に臼４を着脱可能に嵌装するための臼取付孔を同一円周上に複数個設けてなる臼部３３とから構成されている。上杵保持部３２及び臼部３３には、上杵５及び下杵６を摺動移動可能に保持する杵保持孔がそれぞれ複数穿設されている。この回転盤３において、下杵６と上杵５と臼４とが、各中心線を一致させて上下に配置されるように、それぞれの杵保持孔と臼取付孔とが穿設されている。上杵５の上端部、下杵６の下端部には、図３に示すように、それぞれ大径部を設けてあり、この大径部を後述する各カム等に係合案内させて、上下動するように構成してある。臼４には上杵５、下杵６の杵先を挿入させるための臼孔４１が上下に貫通させてある。また、上杵５の下端部分には、後述する粉末滑沢剤Ｌが上杵５の胴部分に付着しないように、上杵保持部３２の下面に上端が固定され下端が上杵５下端部に設けられた環状溝５ｍに嵌合して、上杵５が突出した際にその胴部を被覆する蛇腹５ｎが設けてある（図５）。

この回転式粉末圧縮成形機には、図２〜図３に示すように、粉末充填部７と、粉末摺切部８と、圧縮成形部９と、製品取出部１０と、粉末滑沢剤噴射部Ｋとが、回転盤３の回転方向に沿って順次に設けてある。

粉末充填部７は、下杵６を低下器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。

粉末摺切部８は、分量レール８２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８３により臼４上から除去するようにしたものである。

圧縮成形部９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９１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上、下予圧縮ロール９２、９３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上、下本圧縮ロール９４、９５とを具備してなる。

製品取出部１０は、図２〜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１００と、下杵６を上方に付勢して臼４内の製品である錠剤ＰＬを完全に臼４外に押出す押上レール１０６と、押出された錠剤ＰＬを側方に案内してシュート１０４に導く案内板１０５とを具備してなる。

粉末滑沢剤噴射部Ｋは、製品取出部１０と粉末充填部７との間に設けるものである。この粉末滑沢剤噴射部Ｋは、図４及び図５に示すように、上杵５の下端面５ａ、下杵６の上端面６ａ及び臼孔４１の内周面に粉末滑沢剤Ｌを飛散を防止して供給するように、上杵５のための粉末滑沢剤Ｌが通過する貫通孔Ｋ１、及び空気流からなるエアカーテンＡＣが吸入される吸入口Ｋ２を除いて粉末滑沢剤Ｌが連続して噴射される空間を包囲する箱体ＢＸを有してなり、その箱体ＢＸ内に上杵５に粉末滑沢剤Ｌを噴射する上側ノズルＮＵと、下杵６及び臼孔４１に粉末滑沢剤Ｌを噴射する下側ノズルＮＢとの先端を内包し、貫通孔Ｋ１の上方をエアカーテンＡＣが吸入孔Ｋ２に向かって噴射されるように構成されている。

すなわち、粉末滑沢剤噴射部Ｋにおいて上杵５、下杵６及び臼孔４１に粉末滑沢剤Ｌを噴射する噴射手段は、図４〜図６に示すように、凹面ＮＵａ，ＮＢａを有し粉末滑沢剤Ｌのそれぞれの供給位置において上杵５及び下杵６のそれぞれの端面に対向し粉末滑沢剤Ｌを凹面ＮＵａ，ＮＢａに案内させてほぼ一方向に噴射する噴射ノズルたる上側ノズルＮＵ及び下側ノズルＮＢと、上杵下端面５ａ近傍に空気流を噴射して上側ノズルＮＵ及び下側ノズルＮＢから噴射されて余剰となった粉末滑沢剤Ｌの上方向への飛散を阻止するエアカーテンＡＣを含む空気流供給機構ＡＳとを具備するものである。上側ノズルＮＵ及び下側ノズルＮＢは箱体ＢＸに取り付けられ、ごく微量の粉末滑沢剤Ｌを計量し加圧気体により圧送する粉末滑沢剤供給噴射装置ＬＳに接続してある。

上側及び下側ノズルＮＵ，ＮＢは、そのノズル先端ＮＵ１，ＮＢ１がノズル本体ＮＵ２，ＮＢ２から取り外しできるようになっている。ノズル先端ＮＵ１，ＮＢ１は、図７及び図８に示すように、三次元曲面からなる凹面ＮＵａ，ＮＢａを有しており、その凹面ＮＵａ，ＮＢａに連通するように軸端から導入孔ＮＵｃ，ＮＢｃが設けてある。導入孔ＮＵｃ，ＮＢｃは、その内周面が凹面ＮＵａ，ＮＢａと面一にはなっておらず、凹面ＮＵａ，ＮＢａとの間でわずかに段差を形成するように凹面ＮＵａ，ＮＢａ側に開口している。このような構造により、粉末滑沢剤Ｌは噴射の際に凹面ＮＵａ，ＮＢａに付着することなく、目的の方向に案内されるものとなる。このノズル先端ＮＵ１，ＮＢ１は、その凹面ＮＵａ，ＮＢａが上杵５及び下杵６に対向するようにして取り付けてある。すなわち、上側ノズルＮＵのノズル先端ＮＵ１は、その凹面ＮＵａを上に向けてその取付軸を回転盤３に平行にして取り付けてあり、下側ノズルＮＢのノズル先端ＮＢ１は、その凹面ＮＢａを下に向けて上側ノズルＮＵと同様に取り付けてある。上側ノズルＮＵにあっては、凹面ＮＵａの先端側の部分が貫通孔Ｋ１のほぼ直下に来るように設定してある。

箱体ＢＸは、案内板１０５のフィードシューに対向する面に固定されるもので、エアカーテン用空気の供給路ＳＰが内部に設けられた第１側壁ＢＸ１と、第１側壁ＢＸ１から水平方向に固定され上杵５の対応位置に貫通孔Ｋ１が設けられた第１上壁ＢＸ２と、第１上壁ＢＸ２に連続して設けられその連続する部分の近傍においてエアカーテンＡＣを吸入口Ｋ２に案内するとともに吸入口Ｋ２が設けられた第２上壁ＢＸ３と、エアカーテン用空気を供給路ＳＰに案内する案内路を有して案内板１０５に平行になるように第１側壁ＢＸ１に固定される第２側壁ＢＸ４と、第２側壁ＢＸ４に平面視直角に取り付けられる第３側壁ＢＸ５と、回転盤３と第１側壁ＢＸ１、上側及び下側ノズルＮＵ，ＮＢの下面部との間隙を封鎖する弾性部材ＢＸ６，ＢＸ７とからなる。この箱体ＢＸの第３側壁ＢＸ５には、上側ノズルＮＵと下側ノズルＮＢと吸塵用管路Ｐとが取り付けられる。第２側壁ＢＸ４の端面には第３側壁ＢＸ５を介してエアカーテン用空気を導入する接続部ＣＰが取り付けられる。この接続部ＣＰには、エアカーテンＡＣを形成するための高圧空気を発生させるエアコンプレッサＡＣＰ（図５及び図６に模式的に示す）に接続されるもので、エアコンプレッサＡＣＰ、供給路ＳＰ、接続部ＣＰにより空気流供給機構ＡＳが構成されるものである。また、吸塵用管路Ｐには、吸塵機ＬＳ５が接続され、箱体ＢＸとともに粉末吸引機構を構成するものである。

粉末滑沢剤供給手段を構成する粉末滑沢剤供給噴射装置ＬＳは、図９に示すように、粉末滑沢剤Ｌを貯蔵する貯蔵部であるホッパＬＳ３を有し、ホッパＬＳ３に貯蔵された粉末滑沢剤Ｌのうちの所定量を連続的に上側及び下側ノズルＮＵ，ＮＢに供給する粉末滑沢剤供給手段たる粉末滑沢剤供給部ＬＳ１と、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１の重量を測定する重量測定手段として機能する電子秤ＬＳ２と、電子秤ＬＳ２から出力される出力信号に基づいて粉末滑沢剤Ｌの供給量を演算して、その演算結果に応じて粉末滑沢剤供給部ＬＳ１のモータＭＴを制御する制御装置ＬＳ４とを備えている。

粉末滑沢剤供給部ＬＳ１は、ホッパＬＳ３と、回転ドラムＤ及びその回転ドラムＤを回転駆動するモータＭＴからなるドラム機構とを備えてなり、ホッパＬＳ３に貯蔵された粉末滑沢剤Ｌを回転ドラムＤの外周面に設けられた溝に充填しておき、溝に充填された粉末滑沢剤Ｌを加圧空気により細管内に押し入れ圧送することにより上側及び下側ノズルＮＵ，ＮＢに送出するものである。この溝は、粉末滑沢剤Ｌの計量部として機能するもので、溝へ充填された粉末滑沢剤Ｌを所定の加圧空気により送出することにより、単位時間当たりの送出量言い換えれば流量を制御できるものである。したがって、溝への充填に際しては、過剰に充填されないように、また溝近傍に付着した余分な粉末滑沢剤Ｌが細管に入らないように、回転ドラムＤの外周面をさらうならし板により余分な粉末滑沢剤Ｌを外周面から除去するようにしてある。このような粉末滑沢剤供給部ＬＳ１において、送出する粉末滑沢剤Ｌの量したがって粉末滑沢剤Ｌの供給量は、例えば１時間当たり５〜２５ｇである。この粉末滑沢剤Ｌの供給量は、杵の本数及び回転盤３の回転数により、言い換えれば圧縮成形能力に応じて設定するものであり、杵の本数が多くなるほど、また回転盤３の回転数が高くなるほど増加するものである。

この微量な粉末滑沢剤Ｌの送出量（供給量）は、電子秤ＬＳ２と制御装置ＬＳ４とで構成される供給量検出手段Ｍ１により検出される。電子秤ＬＳ２は、例えばロードセルを使用したもので、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１の総重量つまり粉末滑沢剤Ｌが入っている使用中の貯留部ＬＳ３、モータＭＴ及び回転ドラムＤなどを含む装置自体の重量を測定し、重量に対応した例えばデジタルデータをほぼリアルタイムで所定時間間隔で継続して出力する。

制御装置ＬＳ４は、粉末滑沢剤Ｌの供給量を検出し、検出した供給量が目標値になるように粉末滑沢剤Ｌの供給量を制御するようにプログラムされているものである。具体的には、制御装置ＬＳ４は、電子秤ＬＳ２から出力されるデジタルデータである重量データを所定時間毎に抽出し、得られた重量データが示す重量を積算して粉末滑沢剤Ｌの供給量を演算し、供給量の変化特性に基づいて回転ドラムＤの回転状態を制御するものである。すなわち、制御装置ＬＳ４は、電子秤ＬＳ２から出力される重量を所定時間間隔で抽出して記憶し、記憶した重量を積算して粉末滑沢剤Ｌの供給量を演算する供給量演算手段Ｍ２として機能するとともに、電子秤ＬＳ２と供給量演算手段Ｍ２とにより構成される供給量検出手段Ｍ１により検出した供給量の変化特性を演算する特性演算手段Ｍ３と、特性演算手段Ｍ３により演算した変化特性と目標値の特性とに基づいて粉末滑沢剤供給部ＬＳ１を制御する送出量制御手段Ｍ４として機能するものである。特性演算手段Ｍ３と送出量演算手段Ｍ４とで、供給量検出手段Ｍ１が検出した供給量が目標量になるように粉末滑沢剤供給部ＬＳ１を制御する制御手段Ｍ５が構成される。上述した機能ブロック構成を、図１０に示す。

以上のような機能を有する制御装置ＬＳ４は、図１１に示すように、マイクロプロセッサＬＳ４ａとメモリＬＳ４ｂと入力インターフェースＬＳ４ｃと出力インターフェースＬＳ４ｄとを備えている。マイクロプロセッサＬＳ４ａは、メモリＬＳ４ｂに記憶された、以下に説明する粉末滑沢剤Ｌの供給量の変化特性を求めるためのプログラムを繰り返し実行して、メモリＬＳ４ｂに更新可能に記憶される電子秤ＬＳ２から出力されるデジタルデータである重量データなどから、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１のモータＭＴの回転数を制御する定量回転数信号及び回転数制御信号を出力するものである。また、入力インターフェースＬＳ４ｃを介して電子秤ＬＳ２から出力される重量データを所定時間間隔で抽出してメモリＬＳ４ｂに記憶するように制御する。この重量データは、粉末滑沢剤Ｌの供給量の変化特性を演算した場合に消去される。粉末滑沢剤Ｌの供給量は、上述の所定時間を整数倍して得られる単位時間当たりの重量データの積算値で表されるものである。言い換えれば、単位時間は、重量データの数が所定データ数Ｎとなるまでの時間である。

粉末滑沢剤Ｌの供給量の変化特性は、次のようにして求めることができる。

まず、目標となる粉末滑沢剤Ｌの供給量の特性すなわち目標特性を示す目標直線Ｆ（ｔ）は、粉末滑沢剤Ｌの目標供給総量Ｗとその目標供給総量Ｗを供給する目標時間Ｔとにより、次の式（１）にて示される。

Ｆ（ｔ）＝（Ｗ／Ｔ）ｔ＝Ａｔ （１）
ただし、ｔは重量データ積算のための単位時間である。

この式（１）により、理論上の粉末滑沢剤Ｌの目標特性における傾きＡは、Ｗ／Ｔとなる。

これに対して、実際に粉末滑沢剤Ｌを噴射した場合の粉末滑沢剤Ｌの供給量の変化を示す特性である変化特性を示す実測値直線Ｐ（ｔ）は、式（２）により示される。

Ｐ（ｔ）＝ａｔ＋ｂ （２）
ただし、ａは傾き（回帰係数）、ｂは定数項であり、最小二乗法による直線回帰式より求める。

ａ＝｛ｎ^*ΣｔＰ（ｔ）−Σｔ^*ΣＰ（ｔ）｝／｛ｎ^*Σｔ²−（Σｔ）²｝
・・・（３）
ｂ＝｛ΣＰ（ｔ）−ａ^*Σｔ｝／ｎ （４）
ただし、ｎはデータ数である。

以上において、測定した粉末滑沢剤Ｌの供給量すなわちメモリＬＳ４ｂに記憶された重量データ及び時間データから上式（３）により実測値直線Ｐ（ｔ）の傾きａを演算する。そして、目標直線の傾きＡを実測値直線Ｐ（ｔ）の傾きａにより除して制御量補正係数Ｇを演算する。
Ｇ＝Ａ／ａ

制御量補正係数Ｇは、目標となる粉末滑沢剤Ｌの供給量の変化の傾向から実際の粉末滑沢剤Ｌの供給量の変化の傾向がどの程度ずれているかを示すものであり、両者が同じつまりずれていない状態であれば１となり、実際の供給量が目標の供給量を下回っている場合は１を上回り、逆に実際の供給量が目標の供給量を上回っている場合は１を下回る。このようにして得られた制御量補正係数Ｇが所定条件を満足する場合に、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１の回転ドラムＤの回転数が所望の回転数となるようにモータＭＴを駆動する定量回転数信号を制御量補正係数Ｇにより補正するものである。所定条件としては、モータＭＴの回転数制御がハンチングを起こして不安定にならないように、ヒステリシスＨを考慮して設定されるもので、例えばＧ＜１−Ｈ及びＧ＞１＋Ｈ（Ｈは、１未満の数）に設定される。

このような構成において、粉末滑沢剤Ｌの上側及び下側ノズルＮＵ，ＮＢへの供給を開始した後、記憶した重量データのデータ数が所定データ数Ｎを上回った時点から、回帰分析を行って実測値直線Ｐ（ｔ）の傾きａを演算する。すなわち、重量データのデータ数を所定データ数Ｎを数えることにより、単位時間当たりの粉末滑沢剤Ｌの重量の積算量が供給量となり、その供給量により実測値直線Ｐ（ｔ）の傾きａを演算するものである。

次に、目標直線Ｆ（ｔ）の傾きＡを得られた傾きａで除して、制御量補正係数Ｇを演算する。そして、制御量補正係数Ｇが上述の所定条件（Ｇ＜１−Ｈ， Ｇ＞１＋Ｈ）を満たすか否かを判定し、所定条件を満たしている場合には、今回得られた制御量補正係数Ｇをその時点の定量回転数信号に乗じて補正し、補正した定量回転数信号すなわち回転数制御信号を粉末滑沢剤供給部ＬＳ１のモータＭＴに出力する。制御量補正係数Ｇが１である場合は、回転数制御信号は定量回転数信号と等しくなる。このようにして、モータＭＴの制御を行い、制御量補正係数Ｇの演算が完了した場合は、重量データの計数をリセットつまり初期化して、再度重量データの計数を開始し、この後の粉末滑沢剤Ｌの供給量の変化を検出し、モータＭＴを制御して粉末滑沢剤Ｌの供給量を繰り返し制御する。

以上のように、実際の供給量が目標の供給量を下回っている場合、制御量補正係数Ｇが１を上回り、逆に実際の供給量が目標の供給量を上回っている場合は１を下回る。このようにして、制御量補正係数Ｇの値が目標の供給量に応じて変化するので、この制御量補正係数Ｇを定量回転数信号に乗じることにより、実際の供給量が目標の供給量を下回っている場合には定量回転数信号による回転数より回転数を上げるように機能する回転数制御信号をモータＭＴに出力するとともに、実際の供給量が目標の供給量を上回っている場合には定量回転数信号による回転数より回転数を下げるように機能する回転数制御信号をモータＭＴに出力する。なお、定量回転数信号を制御量補正係数Ｇにより補正して得られた回転数制御信号によりモータＭＴを駆動した際に、ハンチングが発生する場合には、定量回転数信号Ｇに制御係数を乗じる、所定データ数Ｎを大きくする、ヒステリシスＨを大きくするなどにより、回転数制御信号をハンチングが生じない大きさに調整するものである。

これにより、例えば粉末滑沢剤ＬがホッパＬＳ３に補充されることによりその粒度分布が変化した場合に、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１から送出される粉末滑沢剤Ｌの送出量したがって実際の供給量が変化することがあっても、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１の重量を計測して供給量の変化特性を検知しているので、目標量に近似するように常時迅速にかつ高精度に制御することができる。すなわち、電子秤ＬＳ２と制御装置ＬＳ４とにより粉末滑沢剤供給部ＬＳ１の重量を計測して、その重量の計測から粉末滑沢剤Ｌの供給量の変化を検出し、検出した供給量の変化が目標の供給量の変化からどの程度異なっているかによりモータＭＴの回転数を制御するので、測定誤差の要因となる要素例えば飛散による減少や回収不足などを最小限に抑えて、安定して精度よく上側及び下側ノズルＮＵ，ＮＢに所定量の粉末滑沢剤Ｌを供給することができる。

このため、粉末滑沢剤Ｌを効率よく使用することが可能になり、使用量を最小限に抑えることができる。また、余剰の粉末滑沢剤Ｌを減少させることができるので、圧縮成形する粉末への混入を可及的に少量に抑制することが可能になり、また上杵５、下杵６や回転盤３等に不要に付着してそのまま粉末滑沢剤Ｌの塊となり、ある程度の大きさに成長した時点で落下すると言った不具合を防ぐことができる。それゆえ、このようにして成長した粉末滑沢剤Ｌが回転盤３上に落下して砕け、その粉末滑沢剤Ｌが粉末内に混入することをも未然に回避することができる。

このような構成において、粉末滑沢剤Ｌは、以下に説明するタイミングで噴射される。この噴射のタイミングを錠剤ＰＬの成形工程を交えて図３を参照して説明する。なお、同図中、符号Ｔ０〜Ｔ５は、位相を示している。製品取出部１０を通過した段階での上杵５及び下杵６は、最も高い位置に保持される（Ｔ０）。その後、これら上杵５及び下杵６が回転盤３の回転により、上杵５及び下杵６が最も高い位置に保持されるまま滑沢剤噴射部Ｋに移行する（Ｔ１）。この位置で、まず上杵５に対して粉末滑沢剤Ｌが噴射される。次に、回転盤３が回転すると、下杵６は、低下器７１の始端部において、臼孔４１の内周面が下杵６の杵先上方に露出する位置まで降下する。この位置において、下杵６及び臼４に対して粉末滑沢剤Ｌが噴射される（Ｔ２）。したがって、下杵上端面６ａと臼孔４１の製品の厚みに相当する深さの内周面に、粉末滑沢剤Ｌが付着し得るようになる。

このように、上杵５が最も高い位置に保持された時点で、粉末滑沢剤Ｌが上側ノズルＮＵから噴射されるので、噴射された粉末滑沢剤Ｌが上杵下端面５ａに集中的に付着する。この後、この上杵５と対をなす下杵６及び臼４が、上記した位置に保持された状態で下側ノズルＮＢの下を通過するので、下杵６と臼孔４１の内周面に下側ノズルＮＢから噴射された粉末滑沢剤Ｌが付着する。粉末滑沢剤Ｌは、上側及び下側ノズルＮＵ，ＮＢの凹面ＮＵａ，ＮＢａに案内されて噴射されるので、上杵下端面５ａ、下杵上端面６ａ及び臼孔４１の内周面に対してほぼ均等に拡散する。すなわち、凹面ＮＵａ，ＮＢａは、三次元曲面であるので、粉末滑沢剤Ｌが導入孔ＮＵｃ，ＮＢｃから噴出してこの凹面ＮＵａ，ＮＢａに衝突すると、導入孔ＮＵｃ，ＮＢｃからの噴出方向及びその噴出方向を横切る方向のそれぞれの方向において、粉末滑沢剤Ｌは凹面ＮＵａ，ＮＢａに沿って移動する。上側ノズルＮＵの場合、凹面ＮＵａはその直上にある貫通孔Ｋ１に対向しているので、粉末滑沢剤Ｌはその貫通孔Ｋ１を通過して上杵下端面５ａに達する。また、下側ノズルＮＢの場合、凹面ＮＢａに案内された粉末滑沢剤Ｌが直接に下杵下端面６ａ及び臼孔４１の内周面に達する。したがって、粉末滑沢剤Ｌは上杵下端面５ａと下杵上端面６ａと臼孔４１の所定の深さの内周面のほぼ全面にそれぞれ、ほぼ均一に付着することになる。この場合、上杵下端面５ａより上側にエアカーテンＡＣが存在するので、上杵下端面５ａに付着しなかった粉末滑沢剤Ｌは、エアカーテンＡＣの空気流に沿って吸入口に達し、吸塵管路Ｐから吸塵機ＬＳ５により回収される。また、下側ノズルＮＢの場合、凹面ＮＢａは下側に向いており、下杵上端面６ａ及び回転盤３で反射して上昇した余剰の粉末滑沢剤Ｌは、第１上壁Ｋ１に沿って吸塵管路Ｐに流れるとともに、貫通孔Ｋ１から流出したものは上側ノズルＮＵの場合と同様にエアカーテンＡＣの空気流により吸入口Ｋ２から吸塵管路Ｐへと流入する。

この後、下杵６が回転盤３の回転により粉末充填部７に移行すると、その下杵６がまず低下器７１の前半部分の案内作用によって中段位置まで降下させられ、後半部分の案内作用によってさらに低い位置まで引き下げられる（Ｔ３）。その途上において、粉末供給機構７３から回転盤３上に供給された粉末が、フィードシュー７２の粉末案内作用によってまんべんなく導入される。しかる後、下杵６が分量レール８２に乗り上げることによって、該下杵６が若干量持ち上げられて所定高さ位置に達し、臼４内に設定量の粉末が充填されることになる。この状態で摺切板８３を通過することによって、臼４上に溢れ出た粉末が摺り切られ、回転盤３の中心寄りに集められる。この間、上杵５はガイドレール１０２によって最も高い位置に保持されている。

その後、上杵５が上杵降下カム９１の案内作用により降下させられ（Ｔ４）、その杵先が臼４内に挿入される。そして、それら上杵５と下杵６が上、下予圧縮ローラ９２、９３間、及び、上、下本圧縮ローラ９４、９５間を通過することによって、臼４内の粉末が圧縮成形される（Ｔ５）。

成形後、製品取出部１０においてまず上杵５が上杵上昇カム１００の案内作用により上昇させられてその杵先が臼４から抜き取られ、しかる後に下杵６が押上レール１０６により押上げられて臼４内の錠剤ＰＬが回転盤３上に押し出される。そして、その錠剤ＰＬは、案内板１０５の案内作用よってシュート１０４上に導かれ、該圧縮成形機Ａの外部に導出される。この後、上杵５は上杵上昇カム１００に案内されて、さらに上昇する。以上のようにして、繰り返し連続的に粉末を圧縮成形して所定の錠剤ＰＬを製造することができる。

このように構成した本実施例の回転式粉末圧縮成形機によれば、噴射する粉末滑沢剤Ｌの量つまり上側及び下側ノズルＮＵ，ＮＢに供給する供給量を、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１の重量の変化に基づいて検出し、その重量の変化の傾向が目標の重量の変化の傾向に対してどのような関係にあるかを判定して、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１のモータＭＴの回転数を制御して回転ドラムＤの回転数を制御するので、粉末滑沢剤供給部ＬＳ１の送出する粉末滑沢剤Ｌの量を微妙に調整することができ、噴射する粉末滑沢剤Ｌの量を最適に調整することができ、粉末滑沢剤Ｌの無駄な供給量を最小限にすることができる。また、必要最小限の粉末滑沢剤Ｌを噴射することができるので、圧縮成形する粉末への混入を可及的に少量に抑制することができる。

しかも、余剰の粉末滑沢剤Ｌの量を減らすことができ、またエアカーテンＡＣにより噴射した粉末滑沢剤Ｌが上昇するのを抑制し、かつ箱体ＢＸ内外の飛散した余剰の粉末滑沢剤Ｌを回収するので、上杵５や回転盤３等に不要に付着してそのまま粉末滑沢剤Ｌの塊となり、ある程度の大きさに成長した時点で落下すると言った不具合を防ぐことができ、このようにして成長した粉末滑沢剤Ｌが回転盤３上に落下して砕け、その粉末滑沢剤Ｌが錠剤ＰＬとなる粉末内に混入することをも未然に回避することができる。

その上、粉末圧縮を行う際に、粉末に接触する部分、すなわち上杵下端面５ａ、下杵上端面６ａ、及び臼孔４１の内周面に、粉末の圧縮に先立って毎回粉末滑沢剤Ｌが上側ノズルＮＵ及び下側ノズルＮＢのそれぞれの凹面ＮＵａ，ＮＢａに案内されて噴射されるので、ほぼ均一な状態で付着し、確実にスティッキングを防止することができる。また、粉末滑沢剤Ｌが均一な状態で付着しているため、必要最小限の微量の粉末滑沢剤Ｌにより、粉末が上杵５、下杵６あるいは臼孔４１に残存すると言った不具合を防止することができる。したがって、粉末滑沢剤Ｌの混合されてない粉末を用いて、十分な硬度に錠剤ＰＬを製造することができる。

しかも、粉末滑沢剤噴射部Ｋにおける上杵５の位置の下端部近傍にエアカーテンＡＣが設けてあり、かつ蛇腹５ｎが設けてあるので、粉末滑沢剤噴射部Ｋの箱体ＢＸから漏洩した余剰の粉末滑沢剤Ｌが上杵５に不必要に付着するのを確実に防止することができる。その上、上杵５及び下杵６の端面近傍で微量を噴射し、余剰の粉末滑沢剤ＬをエアカーテンＡＣの空気流を利用して回収するようにしているので、コンタミ問題を防止できるだけでなく、余剰の粉末滑沢剤Ｌの飛散を確実に防止することができる。

なお、本発明は以上に説明した実施例に限定されるものではない。

その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

以上のように、本発明によれば、例えば各種の医薬品錠剤を製造する場合に、錠剤用の原料粉末に混入することを極力抑制して、上杵、下杵及び臼の要所に所望量の粉末滑沢剤を供給することにより、いわゆるスティッキングなどの不具合を生じさせることなく原料粉末を圧縮成形し得る回転式粉末圧縮成形機に適用できる。

１…フレーム
２…立シャフト
３…回転盤
４…臼
５…上杵
６…下杵
４１…臼孔
ＬＳ１…粉末滑沢剤供給部
ＬＳ２…電子秤
ＬＳ３…ホッパ
Ｍ１…供給量検出手段
Ｍ２…供給量演算手段
Ｍ３…特性演算手段
Ｍ４…送出量制御手段
Ｍ５…制御手段
ＮＵ…上側ノズル
ＮＢ…下側ノズル

Claims (5)

1. フレーム内に回転盤を立シャフトを介して回転可能に配設し、その回転盤に臼孔を有する臼を設けるとともに、臼の上下に上杵及び下杵を上下摺動可能に保持させておき、上杵と下杵とのそれぞれの端面及び臼孔に粉末の充填に先立って粉末滑沢剤を噴射手段により噴射して付着させ、その後それぞれの杵先を臼孔内に挿入した状態で上杵及び下杵を互いに相寄る向きに移動、押圧することにより、臼孔内に充填した粉末を上杵下端面及び下杵上端面間で圧縮成形するようにした回転式粉末圧縮成形機において、
   貯蔵部を備えて貯蔵部に貯蔵された粉末滑沢剤のうちの所定量を連続的に噴射手段に供給する粉末滑沢剤供給手段と、
   粉末滑沢剤供給手段における粉末滑沢剤の供給量を検出する供給量検出手段と、
   供給量検出手段が検出した供給量が目標量になるように粉末滑沢剤供給手段を制御する制御手段とを備えてなり、
   供給量検出手段が、粉末滑沢剤供給手段の重量を計測する重量測定手段と、重量測定手段により前回測定された重量と今回測定された重量とから粉末滑沢剤の供給量を演算する供給量演算手段とを備え、
   制御手段が、供給量検出手段により検出した供給量の変化特性を演算する特性演算手段と、特性演算手段により演算した変化特性と目標値の特性とに基づいて粉末滑沢剤供給手段を制御する送出量制御手段とを具備してなる回転式粉末圧縮成形機。
2. 噴射手段が、粉末滑沢剤を所定の方向に噴射する噴射ノズルを備えてなり、噴射ノズルは、杵の端面に対向する凹面を有して粉末滑沢剤を凹面に案内させて噴射するものである請求項１記載の回転式粉末圧縮成形機。
3. 供給量が、単位時間当たりの粉末滑沢剤の重量に基づくものである請求項１又は２記載の回転式粉末圧縮成形機。
4. 粉末滑沢剤供給手段が、単位時間当たりの粉末滑沢剤の送出量を設定し得る回転ドラムを備える回転ドラム機構を備え、制御手段がその回転ドラムの回転数を制御する請求項１又は２記載の回転式粉末圧縮成形機。
5. 粉末滑沢剤の供給量を検出し、
   検出した供給量が目標値になるように粉末滑沢剤の供給量を制御するものであって、
   供給量の検出は、貯蔵部を備えて貯蔵部に貯蔵された粉末滑沢剤のうちの所定量を連続的に供給する粉末滑沢剤供給手段の重量を計測し、前回測定された重量と今回測定された重量とから粉末滑沢剤の供給量を演算してなし、
   検出した供給量の変化特性を演算し、
   演算した変化特性と目標値の特性とに基づいて粉末滑沢剤供給手段を制御することを特徴とする、回転式粉末圧縮成形機の上杵、下杵及び臼に噴射される粉末滑沢剤の供給量の制御方法。

Images