JPH0436800B2

JPH0436800B2 -

Info

Publication number: JPH0436800B2
Application number: JP21209888A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimada; Giichiro Kowada
Original assignee: Kikusui Seisakusho Ltd
Current assignee: Kikusui Seisakusho Ltd
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1992-06-17
Also published as: JPH0259198A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］この発明は、圧縮成形時の圧縮力の変化を電気
信号に変換して設定機に入力し、その設定器に設
定された設定値（制御限界）と成形時の圧縮力の
変化とを比較し、その制御限界を超えた場合にそ
の超えた値にもとづき臼孔に充填される粉末量を
自動的に調節する回転式錠剤製造機等の回転式粉
末圧縮成形機の成形品の重量制御方法に関するも
のであり、更に詳しく言えば、そのような成形品
の重量制御方法において、室温や変化や成形機の
発熱によつて杆や圧縮ロール等の機器が膨張又は
収縮することにより発生する成形品の厚みのばら
つきや圧縮圧力の変化に影響されることのない回
転式粉末圧縮成形機の成形品の重量制御方法に関
するものである。［従来の技術］一般に、成形品の重量は、ホツパ内にある粉末
の密度やホツパよりフイードシユに供給される粉
末の量及び粉末の大小によつて変化するものであ
り、これらの粉末の物性等により均質な成形品を
連続的に作り出すことは困難である。そこで、従来、特公昭45−16085号公報（特願
昭41−37865号）に開示されるごとく、圧縮成形
時に於ける圧縮ロール又はポンチに掛る荷重の変
化を電気的歪計によつて電気量の変化に変換し、
該電気量の限界以上の変化によつてリレー及び原
動機が作動するようにし、該原動機の作動によつ
て重量レールが上下に昇降するようにし、この重
量レールの昇降によつてこの上の下杵の高さを変
化させて下杵の高さによつて決定される臼の容積
を増減させ、これによつて粉末の臼への供給量を
調整すようにした粉末圧縮成形機に於ける成形品
の重量自動調整方法があり、また、特公昭57−
48319号公報（特開昭48−57889号）および特公昭
58−54920号公報（特開昭57−165200号）に開示
されるごとく、圧縮成形時の圧縮力を電気的信号
に変換し、予め制御限界が定められた多段の設定
器に入力して比較し、各設定器の制御限界に基づ
いて臼への粉末供給量を調節し、上記特公昭58−
54920号公報のものは、それらに加えて、秤量器
によりサンプリングした成形品の重量を基準重量
と比較して、設定器に入力する電気信号レベルを
変化させる等の粉末圧縮成形機における成形品の
重量調節方法がある。［発明が解決しようとする課題］このような従来技術にあつも、一応均質な成形
品は出来るのであるが、成形機の長時間の運転に
よる機械の発熱や粉末の圧縮成形時の発熱等によ
る温度変化により、上杵や下杵あるいは圧縮ロー
ル等が膨張または収縮し、そのために重量が変化
していないにもかかわらず圧縮成形時の圧縮力は
変化すると共に成形品の厚みが変化する。即ち、温度上昇に伴つて、上杵や下杵の長さが
延びると共に圧縮ロールの径が増加して圧縮ロー
ル間隔が減少し、結局上杵と下杵との圧縮面の間
隔によつて決定される圧縮間隔が変化し、同量の
粉末を圧縮した場合にもその圧縮間隔の変化分だ
け圧縮力は変化すると共に成形品の厚みが変化す
る。したがつて、この温度による圧縮圧力の変化に
より、上記圧縮力を測定することによりおこなう
重量制御は、実際の成形品の重量が変化していな
いにもかかわらず臼孔への粉末充填量を変化させ
てしまう結果成形品を重量誤差が発生すると共に
成形品の厚みも一定しないものであつた。また、上記特公昭58−54920号公報のように、
秤量器を用いて、成形品をサンプリングして真の
成形品重量を測定し、その真の重量に基づいて電
気信号レベル（圧縮圧力の変化）を修正しようと
するものも、稼動するにしたがつて変化する温度
による影響を何ら考慮されておらず、正確な重量
制御ができないと共に成形品の厚みが一定になら
ないという問題点があつた。以下に錠剤製造機における温度変化が圧縮圧力
（圧縮荷重）等におよぼす影響を実験値により説
明すれば、次の通りである。表１は、杵径８mm、β乳糖98％、ステアリンサ
ンマグネシウム１％、タルク１％から成る粉末に
より、隅角平面状の錠剤を製造する場合に、粉末
充填深さ5.45mmとしたものを回数１とし、回数２
以後を0.05mmずつ順次下杵を上昇させて回数10が
5.00mmとし、その１回から10回までの各回毎に
50T（Ｔは錠剤数）を取り出し、その中のものを
10Tずつ３回測定して、それの1T当りの重量と
打錠圧力（圧縮成形圧力）との関係を示したもの
であり、これによると圧縮比２（充填量体積と成
形錠剤体積の比率）を回数１とした時の打錠圧力
が1340Kgであつた。

【表】

【表】表３の説明上ロールの下面と下ロールの上面の間を270mm
に固定する。上杵と下杵の合計は266.7mmで上記270mmとの差
3.3mmは、圧縮成形後取り出した錠剤が膨張する
寸法を見込した値である。熱膨張による圧縮圧力の変化を例示的に見る
と、H₁＝上杵の寸法差、H₂＝下杵の寸法差、H₃
＝上下ロール間の寸法差、ｈ＝１回分の充填深
さ、Kg＝１回分の圧力差、圧縮比を２とした場
合、圧力差＝２Kg（H₁＋H₂＋H₃）／ｈ−Kg・H₂／ｈ＝２
×50×（0.023＋0.03＋0.025）／0.05−50×0.03／0.05
＝126Kg 表１においてたとえば、打錠圧力1030Kg、平均
重量202mgの時熱膨張にて上記126Kgの圧力増加と
なり、この圧力増加分を重量が増加したものとし
て重量調整の補正をしたとすると、197mgの重量
の錠剤となり、真の錠剤重量に変化がなく厚みだ
けが薄くなつたにもかかわらず、５mg不足の錠剤
を作ることとなる。［課題を解決するための手段］このような課題を解決するために、この発明に
よれば、粉末成型における圧縮成形時の圧縮力の
変化を荷重電気信号に変化して多段の設定器に入
力し、該設定器に設定された制御限界を超える上
記電気信号にもとづき臼孔に充填される粉末量を
調節する回転式粉末圧縮成形機の成形品の重量制
御方法において、成形品を秤量して適正品の基本
重量との変化を重量電気信号に変換し、該信号に
基づいて分量レールを調節して以後の成形品の重
量が正しく成る様にし、その時の成形荷重に基づ
き上記多段の設定器の設定値を設定し、成形品を
再度秤量して基本重量と比較しその重量変化が上
記重量変化と同一方向の場合は圧縮ロール高さを
調整するようにしたことを特徴とする回転式粉末
圧縮成形機の成形品の重量制御方法が提供され
る。上記構成において、設定器に設定された設定値
は、圧縮力の変化である電気信号を適数回サンプ
リングして適正品の荷重標準偏差を算出し、該標
準偏差に基づき演算して多段の設定器の基準値と
し、その基準値に基づき各設定器の設定値を演算
決定されたものとすることができる。このようにした場合は、設定器の設定値（制御
限界）の設定作業が、従来は試験的に圧縮成形し
た成形品の厚みと重量より良品とみなされた時の
圧縮荷重の電気信号から経験的に決定され、作業
者の高度に熟練した技術と時間を要していたのに
比較して、誰にでも短時間で自動的に決定するこ
とができるものである。［作用］上記の技術的手段は、次の様に作用する。前述したように、杵や圧縮ロールの材質によつ
て温度変化に伴い一定の割合の伸縮が有ることが
わかる。即ち、温度変化によつて、上杵と下杵との間隔
が変化し、それによつて成形時に生ずる圧縮圧力
は成形品の重量が正しい場合にも変化する。そこで、通常の圧縮成形における荷重電気信号
を設定器に入力してその設定値と比較して行う重
量制御とは別に、適宜成形品をサンプリングして
成形品の重量を検出し重量電気信号とする。そして、その成形品の重量が予め設定された適
正品の基本重量の電気信号と比較して、もし一定
量以上変化がある時は、その変化の電気信号に基
づいて、まず重量を修正すべく分量レールを調節
する。次に、成形品の重量が補正された状態での成形
品の成形荷重に基づいて多段の設定器の設定値を
設定する。すなわち、その状態（粉末の物性等に
よる影響を含んだ状態）における重量適正成形品
を得るための設定値の修正を行う。そして、成形品を再度サンプリングして秤量
し、基本重量と比較し、もしその重量変化が上記
重量変化と同一方向の場合は、粉末充填容積に変
化すなわち杵の伸縮等の温度変化に伴う影響が有
すると判断できると共に、その重量変化量によつ
て温度変化による影響の大小すなわち圧縮ロール
高さの必要調節量が判断できる。［実施例］この発明の実施例を図面について説明すれば、
４は成形金型である臼３が配設される臼取付盤
（回転式粉末圧縮成形機においては回転盤）であ
り、この臼３内に下杵５の上部が挿入されてお
り、その臼３内に粉末材料を充填し、上杵２と上
記下杵５とを上ロール１と下ロール６との加圧機
構にて上下に加圧し、臼３内の粉末を圧縮成形す
るようになつている。７はロードセル等の荷重電気変換器であり、該
荷重電気変換器は、上ロール１あるいは下ロール
６のいずれか例えば上ロール１の支持体に接して
設けられており、その出力端は、増幅器等から成
る信号処理装置８に接続されて、粉末成形におけ
る圧縮荷重の変化を電気信号に変換する。この信号処理装置８の出力端は、各段の設定器
１０，１１，１２，１３，１４，１５にそれぞれ
接続されていると共に、演算処理装置９に接続さ
れている。この演算処理装置９は、任意又は定期あるいは
室内または成形機に配設された温度センサーによ
る温度変化に連動して例えばサンプリングされた
成形圧力の波高値の最大値を演算処理して標準偏
差を算出し、この標準偏差に基づいて設定器の基
準値を演算し、該基準値に基づいて各段の設定器
１０，１１，１２，１３，１４，１５の制御レベ
ルであるそれぞれの設定値を演算して決定する。そして、演算処理装置９と各段の設定器１０，
１１，１２，１３，１４，１５とはそれぞれ
SET１，２，３，４，５，６として接続されて
おり、上記決定されたそれぞれの設定値は自動的
に各段の設定器１０，１１，１２，１３，１４，
１５に入力される。２１は圧縮成形された成形品の重量を測る秤量
器であり、該秤量器２１は、上記演算処理装置９
に接続されており、所定時間毎等にサンプリング
された成形品の重量変化を重量電気信号に変換し
てその処理装置９に入力される。そして、処理装置９に記憶された基本重量と比
較してその成形品の重量が所定量より多いか又は
少ない時は、その重量差を修正するために処理装
置９は分量レール調節信号を発すると共にその重
量が修正された成形品の成形荷重に基づいて各段
の設定器１０，１１，１２，１３，１４，１５の
設定値を設定するそして、処理装置９は、定期的な秤量とは別に
再度成形品を秤量し、その重量変化と上記重量変
化とを比較し、同方向たとえば再び基本重量より
軽いと判断された時は圧縮ロールの昇降装置を作
動（軽い時はロール間隔を広げるように）するべ
く信号を発する。勿論、秤量により基本重量内と判断されれば再
度秤量はしない。各段の設定器を説明すれば、設定器１０は、制
御限界域上限を設定するものであり、演算処理装
置９よりSET１として出力された設定値と信号
処理装置８からの成形による電気信号である出力
Ｐとを比較し、この出力Ｐが上記設定値を超えた
場合にOUT１を出力するものである。設定器１１は、上限排除レベルを設定するもの
であり、上記同様SET２として出力された設定
値と出力Ｐとを比較し、出力Ｐが上記設定値を超
えた場合にOUT２を出力し、この超えた場合が
別に定めた回数以上連続した場合にOUT３を出
力するものである。設定器１２は、上限側の制御開始を設定するも
のであり、上記同様SET３として出力された設
定値と出力Ｐとを比較し、出力Ｐが上記設定値を
超えて別に定めた回数連続した場合にOUT４を
出力するものである。設定器１３は、下限側の制御開始を設定するも
のであり、演算処理装置９よりSET４として出
力された設定値と信号処理装置からの成形による
電気信号である出力Ｐとを比較し、この出力Ｐが
上記設定値を超えて別に定めた回数連続した場合
にOUT５を出力するものである。設定器１４は、下限排除レベルを設定するもの
であり、上記同様SET５として出力された設定
値と出力Ｐとを比較し、出力Ｐが上記設定値を超
えた場合にOUT６を出力し、この超えた場合が
別に定めらた回数以上連続した場合にOUT７を
出力するものである。設定器１５は、制御限界域下限を設定するもの
であり、上記同様SET６として出力された設定
値と出力Ｐとを比較し、この出力Ｐが上記設定値
を超えた場合にはOUT８を出力するものである。上記OUT１及びOUT８は、それぞれ機械停止
理由をメツセージ（表示）として出力すると共
に、機械を停止すべく機械制御系に出力するもの
である。上記OUT３及びOUT７は、それぞれ機械停止
理由をメツセージ（表示）として出力すると共
に、機械を停止すべく機械制御系に出力するもの
である。上記OUT２及びOUT６は、それぞれ成形品
（製品）排除理由をメツセージ（表示）として出
力すると共に、成形品を排除すべく機械制御系に
出力するものである。上記OUT４及びOUT５は、それぞれ充填量調
節理由をメツセージ（表示）として出力すると共
に、臼３内に充填された粉末量を調節すべく下杵
５の高さを決める重量レール等の重量調整機構を
制御する充填量調節系に出力するものである。上記演算処理装置９は、製品品種切換時等の稼
動前に任意にサンプリングを行うことは勿論、定
時間毎または定成形回数毎あるいは外部の任意な
信号等により、稼動中である成形圧縮中に逐次サ
ンプリングを行い、新たな状態の標準偏差を算出
して各段の設定器の設定値を自動的に設定し直す
ことができると共に、所定回数（回転式の場合は
１回転中の臼３の数）の平均荷重値１６、最大荷
重値１７、最小荷重値１８、標準偏差１９、変動
係数２０、そして、図示しない秤量された成形品
重量、基本重量との変化量あるいは圧縮ロール調
節量等をデイスプレー表示あるいは記録して出力
できものである。２６は下ロール６の昇降装置であり、該装置２
６は、パルスモータ２２、ウオーム２３、ウオー
ムギヤー２４、ねじ棒２５から形成されており、
そのモータ２２の回動により下ロール６を上下
し、上杵２と下杵５との圧縮間隔を変えるもので
ある。なお、本発明は、上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、秤量は成形品１個の単品でも
良いし複数個をまとめて秤量した偏差重量を計測
するものでもよく、また、所定時間毎サンプリン
グする秤量を総て２回行うようにして、初めの秤
量で成形品重量が正常な場合にも精度向上や確認
の為に再度秤量してもよい。また、圧縮ロール高さを調節した場合は直ちに
設定器の設定値を元にもどすあるいは新たな成形
荷重に基づき設定値を設定してもよく任意であ
る。更に、圧縮ロール高さの調節が必要と判断され
た場合にも室温や成形機温度の変化と比較してあ
る一定以上温度変化がある時のみ調節する等の確
認手段を付加することも任意である。［発明の効果］以上に説明したように本発明は、成形品の重量
制御方法において、温度変化により発生する成形
品の厚みのばらつき及び重量調節誤差をなくすこ
とができ、より高精度な成形品を提供することが
できる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明による回転式粉末圧縮成形機に
おける成形品の重量調節方法を示すものであり、
第１図は一実施例を示す説明図である。図面において、１は上ロール、２は上杵、３は
臼、４は臼取付盤、５は下杵、６は下ロール、７
は荷重電気変換器、８は信号処理装置、９は演算
処理装置、１０，１１，１２，１３，１４，１５
は設定器、１６は平均荷重値、１７は最大荷重
値、１８は最少荷重値、１９は標準偏差、２０は
変動係数、２１は変換処理器、２６は昇降装置を
示すものである。

Claims

【特許請求の範囲】１粉末成型における圧縮成形時の圧縮力の変化
を荷重電気信号に変換して多段の設定器に入力
し、該設定器に設定された制御限界を超える上記
電気信号にもとづき臼孔に充填される粉末量を調
節する回転式粉末圧縮成形機の成形品の重量制御
方法において、成形品を秤量して適正品の基本重
量との変化を重量電気信号に変換し、該信号に基
づいて分量レールを調節して以後の成形器の重量
が正しく成る様にし、その時の成形荷重に基づき
上記多段の設定器の設定値を設定し、成形品を再
度秤量して基本重量と比較しその重量変化が上記
重量変化と同一方向の場合は圧縮ロール高さを調
節するようにしたことを特徴とする回転式粉末圧
縮成形機の成形品の重量制御方法。２粉末成形における圧縮成形時の圧縮力の変化
を荷重電気信号に変換し、該電気信号を適宜適数
回サンプリングをおこなつて荷重標準偏差を算出
し、該標準偏差に基づき演算して多段の設定器の
基準値とし、該算出された基準値に基づき多段の
設定器のそれぞれの設定値を演算決定することに
より設定し、その後の成形による荷重電気信号を
各設定値と比較することにより充填粉末量等を自
動制御する回転式粉末圧縮成形機の成形品の重量
制御方法において、成形品を秤量して適正品の基
本重量との変化を重量電気信号に変換し、該信号
に基づいて分量レールを調節して以後の成形品の
重量が正しく成る様にし、その時の成形荷重に基
づき上記多段の設定器の設定値を設定し、成形品
を再度秤量して基本重量と比較しその重量変化が
上記重量変化と同一方向の場合は圧縮ロール高さ
を調節するようにしたことを特徴とする回転式粉
末圧縮成形機の成形品の重量制御方法。