JP3141544U

JP3141544U - 粉体の圧縮成形装置

Info

Publication number: JP3141544U
Application number: JP2008001034U
Authority: JP
Inventors: 学森岡; 吉成佐藤
Original assignee: 株式会社新栄電器製作所
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2015-07-28

Abstract

【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、成形空間に充填された粉体の粒子間にある空気を充分に逃がすことにより、均一で高密度なタブレットを成形す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】ダイ２の成形空間２ａに出入り可能な上下のパンチ３，４の駆動源５，６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によって構成するとともに、下のパンチ４を、圧縮成形の前工程で制御したストロークとサイクルによって成形空間２ａ内で繰り返し昇降させて粉体の粒子を強制的に揺動させ、粉体の粒子間にある空気を充分に逃がすことで、成形空間２ａに充填される粉体の密度を高めて、粉体の圧縮特性を改善する。
【選択図】図１

Description

本考案は、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。

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）。

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。

特開平５−５７４９６号公報

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、成形空間に充填された粉体の粒子間にある空気を充分に逃がして、粉体の圧縮特性を改善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、成形空間に充填された粉体の粒子間にある空気の逃げが充分でないと、粉体を高密度で圧縮成形できないばかりか、圧縮力が取り除かれたとき、残留空気の膨張力によりクラックが発生して、タブレットの品質を低下させる欠点がある。

本考案は、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、成形空間に充填された粉体の粒子間にある空気を充分に逃がすことにより、均一で高密度なタブレットを成形す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。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の考案に係る粉体の圧縮成形装置は、上下方向に貫通した成形空間を有するダイと、上のパンチと圧縮成形の前工程で前記成形空間内で昇降する下のパンチとを有する前記成形空間に出入り可能な上下のパンチと、サーボモータによって構成され、前記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、この駆動源の駆動を制御する制御手段と、粉体配給兼成形品移動ボックスを備え、粉体を自重による滑落で前記ダイの成形空間に供給する粉体供給手段と、前記上下のパンチと駆動源との間に介設され、該駆動源によって回転するボールねじ軸と、ボールねじ軸に螺合して昇降する昇降コマとからなる昇降手段とを備えたことを特徴としている。

これによれば、サーボモータを駆動源としていることで、制御手段からサーボモータに出力される制御信号により、上下のパンチを制御したストロークとサイクルによって成形空間内で容易かつ正確に昇降させることができる。また、ダイの成形空間内に充填されている粉体には、下のパンチの上昇による突き上げ力と、下のパンチ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、成形空間に充填された粉体の粒子を強制的に揺動して、成形空間に充填される粉体の量を均一化するように作用するとともに、粉体の粒子間にある空気を充分に逃がすことによって、成形空間に充填される粉体の密度が高められて、粉体の圧縮特性が改善されるので、高密度の圧縮成形が可能になり、かつ、圧縮力が取り除かれても、残留空気の膨張力によるクラックの発生を避けることができる。

また、本考案は、上下のパンチと駆動源との間に介設され、該駆動源によって回転するボールねじ軸と、ボールねじ軸に螺合して昇降する昇降コマとからなる昇降手段を備えている。これによると、構造が簡単であるにもかかわらず、クリアランスの小さい高精度の昇降手段を構成できるので、制御手段によって制御されたサーボモータの駆動に基づいて、上下のパンチを正確なストロークで昇降させて、ダイの成形空間内で粉体を常時均一に圧縮することが可能になって、タブレットの均一な成形に寄与することができる。

さらに、本考案は、粉体を自重による滑落でダイの成形空間に供給する粉体供給手段を備えている。これによると、粉体供給用の動力を別途必要としない簡単な構造によって、粉体を過不足なく常時均一に自動的に供給することができる。

本考案によれば、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、粉体の粒子間にある空気を充分に逃がすことによって、高密度の圧縮成形を可能にし、かつ、圧縮力が取り除かれても残留空気の膨張力によるクラックの発生を避けることによっても、タブレットの品質を高めることができる。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本考案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。

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、上のパンチ３と圧縮成形の前工程で前記成形空間２ａ内で昇降する下のパンチ４とを有する前記成形空間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手段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手段９と、粉体供給手段１０とを備えている。

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。

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を介して上の昇降手段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を介して下の昇降手段９に連結されている。

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。

上の昇降手段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、下の昇降手段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。

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ボックス１５の内部とを連通させている。なお、粉体配給兼成形品移動ボックス１５は、架台１１の上面に幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）の移動を自在に架台１１に載置されており、その内部は、図３に示すように、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。

粉体配給兼成形品移動ボックス１５は、ＡＣサーボモータからなる駆動源１６によって幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）に移動するようになっている。たとえば、駆動源１６の出力軸（図示省略）に取付けたピニオン（図示省略）を幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）にのびて同方向に移動可能なラック（図示省略）と噛み合わせ、このラックと粉体配給兼成形品移動ボックス１５とを連結部材１７によって互いに連結することで、駆動源１６の正逆方向の回転に追従して、粉体配給兼成形品移動ボックス１５を幅方向（矢印Ｗ１，Ｗ２方向）に進退させることができる。前記ＡＣサーボモータからなる駆動源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。

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を介して上の昇降手段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を介して下の昇降手段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。

今、粉体配給兼成形品移動ボックス１５と上下のパンチ３，３が図４（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ボックス１５の第１の下向き空間１５ａ内に自動的に供給されている。つまり、粉体供給用の動力を別途必要としない簡単な構造によって、粉体を過不足なく常時均一に自動的に第１の下向き空間１５ａ内に供給することができる。

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４（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。

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４（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。ここで粉体配給兼成形品移動ボックス１５を図４（ｃ）の位置に移動させると、この移動に伴って、余剰粉ａは粉体配給兼成形品移動ボックス１５の下端に設けた摺り切り片１５ｃに押されてダイ２の上部から側方に退避するとともに、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。

つぎに上のパンチ３を図４（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４（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。

つぎに、粉体配給兼成形品移動ボックス１５を図４（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ボックス１５の下端部に押されてダイ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ボックス１５が図４（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。

一方、粉体配給兼成形品移動ボックス１５が図４（ｅ）の位置から図４（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ボックス１５が図４（ｆ）の位置から図４（ｇ）の位置に移動することで、余剰粉ａは第１の下向き空間１５ａと第２の下向き空間１５ｂとの境界部１５ｄにより側方に押されて、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落とし込まれる。さらに粉体配給兼成形品移動ボックス１５が図４（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４（ｈ）および図４（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。

このように、ＡＣサーボモータによって上下の駆動源５，６を構成し、制御手段７からサーボモータに出力される制御信号により、上下のパンチ４を制御したストロークとサイクルによってダイ２の成形空間２ａ内で容易かつ正確に昇降させることができる。また、ダイ２の成形空間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ので、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、成形空間２ａに充填される粉体の量を均一化するとともに、粉体の粒子間にある空気を充分に逃がすことによって、成形空間２ａに充填される粉体の密度が高められて、粉体の圧縮特性が改善され、高密度の圧縮成形が可能になり、かつ、圧縮力が取り除かれても、残留空気の膨張力によるクラックの発生を避けることができる。したがって、高品質のタブレットの成形が可能になる。

また、上のパンチ３と上の駆動源５との間に、駆動源５によって回転するボールねじ軸８ａと、ボールねじ軸８ａに螺合して昇降する昇降コマ８ｂとからなる昇降手段８を介設し、下のパンチ４と下の駆動源６との間に、駆動源６によって回転するボールねじ軸９ａと、ボールねじ軸９ａに螺合して昇降する昇降コマ９ｂとからなる昇降手段９を介設しているので、構造が簡単であるにもかかわらず、クリアランスの小さい高精度の昇降手段８，９を構成できる。このため、制御手段７によって制御された上下の駆動源５，６の駆動に基づいて、上下のパンチ３，４を正確なストロークで昇降させて、ダイ２の成形空間２ａ内で粉体を常時均一に圧縮することが可能になって、タブレット１８の均一な成形に寄与することができる。

本考案の一実施形態を示す全体正面図である。図１の側面図である。粉体配給兼成形品移動ボックスの一実施形態を拡大して示す縦断正面図である。（ａ）〜（ｈ）は作動の説明図である。

符号の説明

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上のサーボモータ（上の駆動源）
６下のサーボモータ（下の駆動源）
７制御手段
８上の昇降手段（昇降手段）
９下の昇降手段（昇降手段）
１０粉体供給手段

Claims

上下方向に貫通した成形空間を有するダイと、上のパンチと圧縮成形の前工程で前記成形空間内で昇降する下のパンチとを有する前記成形空間に出入り可能な上下のパンチと、サーボモータによって構成され、前記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、この駆動源の駆動を制御する制御手段と、粉体配給兼成形品移動ボックスを備え、粉体を自重による滑落で前記ダイの成形空間に供給する粉体供給手段と、前記上下のパンチと駆動源との間に介設され、該駆動源によって回転するボールねじ軸と、ボールねじ軸に螺合して昇降する昇降コマとからなる昇降手段とを備えたことを特徴とする粉体の圧縮成形装置。