JPH1099998A - 打錠機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 打錠機における回転盤上の粉体材料の粉面高
さを一定に維持することにより、長期間の無人運転を可
能にし、更に製品安定性に優れた錠剤の製造を可能にす
る手段を提供する。 【解決手段】 粉体材料４を圧縮成型して錠剤を製造す
る打錠部２０が外周に沿って複数配置された回転盤２
と、粉体材料４を蓄える定量器３と、定量器３内に配置
され、その回転によって粉体材料４を回転盤２上に供給
させる回転翼５とを備えた打錠機１において、回転盤２
上に供給された粉体材料４の粉面高さｈを測定する超音
波センサ１５を設けると共に、回転翼５の回転速度を調
節自在に構成し、超音波センサ１５で測定された粉面高
さｈに基づいて回転翼５の回転速度を調節することによ
り、回転盤２上に供給された粉体材料４の粉面高さを常
に一定に保つように構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体材料を圧縮成
型して例えば医薬品としての錠剤等を製造する打錠機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体材料を圧縮成型して錠剤を製造する
打錠部が外周に沿って複数配置された回転盤と、粉体材
料を蓄える定量器と、定量器内に配置され、その回転に
よって粉体材料を回転盤上に供給させる回転翼とを備え
た打錠機が公知である。かかる打錠機では、回転盤が１
回転する間に、打錠部への粉体材料の充填、粉体材料の
計量、粉体材料の圧縮成型、およびこの圧縮成型で製造
された錠剤の取出といった工程が一連に実施される。こ
うして製造された錠剤は、ベルトコンベアなどによって
搬出されるようになっている。

【０００３】このような打錠機において安定した錠剤の
製造を行うためには、回転盤上の粉体材料の粉面高さを
一定に保つことにより、回転盤上に常に一定の量の粉体
材料が存在するようにしなければならない。そのため従
来より、回転盤上に供給された粉体材料の粉面の高さを
センサを用いて測定し、その測定値に応じて定量器内の
回転翼の回転速度をフィードバック制御して回転盤上へ
の粉体材料の供給量を調節することが行われている。

【０００４】ここで従来は、回転盤上の粉体材料の粉面
高さを検出するためのセンサには、静電容量センサが一
般に使用されている。即ち、回転盤上の粉体材料の粉面
高さを静電容量の変化として電気的に検出し、粉面高さ
が高くなったと検知したときは定量器内の回転翼の回転
速度を低速にして回転盤上への粉体材料の供給量を減少
させ、逆に粉面高さが低くなったと検知したときは回転
翼の回転速度を高速にして回転盤上への粉体材料の供給
量を増加させることにより、回転盤上の粉体材料の粉面
高さを一定に保つように構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、静電容量セン
サは安定性に欠け、時間の経過に伴って回転盤上の粉体
材料の粉面高さが変化してしまうといった現象が起きて
しまう。これは、回転盤上に供給された粉体材料の乾燥
状態や粉体材料自身が静電気を帯びることによって、静
電容量センサの測定値が変化するため、正確な粉面高さ
の検出ができなくなることに起因している。また、静電
容量センサは測定を継続して長時間行うとセンサ表面に
粉体材料が付着することも、粉面高さの誤検出の原因と
考えられる。

【０００６】このように従来は時間の経過と共に回転盤
上の粉体材料の粉面高さが変化するため、例えば２〜３
時間経過する毎に静電容量センサの感度を調整しなけれ
ばならなず、作業者への大きな負担となっていた。ま
た、調整をしないで運転を継続した場合には、装置に過
負荷がかかり運転が停止する心配もあった。このため、
夜間の無人運転を阻害する要因となっていた。更に、回
転盤上の粉体材料の粉面高さの変化に伴って製造した錠
剤の重量のばらつきも大きくなり、製品安定性に欠ける
という問題もあった。

【０００７】本願発明の目的は、打錠機における回転盤
上の粉体材料の粉面高さを一定に維持することにより、
長期間の無人運転を可能にし、更に製品安定性に優れた
錠剤の製造を可能にする手段を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めの手段として、本願の請求項１の発明は、粉体材料を
圧縮成型して錠剤を製造する打錠部が外周に沿って複数
配置された回転盤と、粉体材料を蓄える定量器と、該定
量器内に配置され、その回転によって粉体材料を前記回
転盤上に供給させる回転翼とを備えた打錠機において、
前記回転盤上に供給された粉体材料の粉面高さを測定す
る超音波センサを設けると共に、前記回転翼の回転速度
を調節自在に構成し、該超音波センサで測定された粉面
高さに基づいて回転翼の回転速度を調節することによ
り、前記回転盤上に供給された粉体材料の粉面高さを常
に一定に保つように構成したことを特徴とする。

【０００９】即ち、本願発明においては、従来の静電容
量センサに代えて超音波センサを用いて回転盤上の粉体
材料の粉面高さを測定することにより、安定した粉面高
さの測定を可能にし、従来の技術的課題を解決する。な
お、超音波センサで測定された粉面高さに基づいて回転
翼の回転速度を調節するに際しては、請求項２に記載し
たように、超音波センサで測定される粉面高さが高くな
ったときは回転翼の回転速度を低速にし、粉面高さが低
くなったときは回転翼の回転速度を高速にするのが良
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本願発明の
好ましい実施の形態を説明する。図１は、本願発明の実
施の形態にかかる打錠機１の構成を概略的に示すブロッ
ク図である。

【００１１】図示の打錠機１は、回転盤２と、この回転
盤２の上方に配置された定量器３を備えている。定量器
３の内部には、例えば医薬品としての錠剤を製造するた
め原料である粉体材料４が充填されており、この粉体材
料４に埋もれるようにして回転翼５が配置されている。
回転翼５は、制御手段６によって稼働を制御されるモー
タ７の回転駆動で回転するようになっており、この回転
翼５が回転すると、その攪拌作用によって粉体材料４は
定量器３の底面の吐き出し口８からシュート９内に落下
するようになっている。

【００１２】回転翼５の回転速度は、制御手段６にてモ
ータ７の稼働を制御することによって比例制御式に調節
できるようになっている。即ち、制御手段６にてモータ
７の回転数を変化させることにより、回転翼５の回転速
度を（オンオフ動作のようなクラッチ式の断続的なもの
ではなく）連続的に調節することが可能である。回転翼
５の回転速度を低速にするとそれに対応して定量器３底
面の吐き出し口８からシュート９内に落下する粉体材料
４の流量が少なくなり、逆に回転翼５の回転速度を高速
にするとそれに対応して定量器３底面の吐き出し口８か
らシュート９内に落下する粉体材料４の流量が多くなる
ので、このように回転翼５の回転速度を比例制御するこ
とにより、定量器３底面の吐き出し口８からシュート９
内に落下する粉体材料４の流量を連続的に調節できるよ
うに構成されている。

【００１３】図示の例では、回転盤２の上面左側を覆う
ようにしてフィーダ１０が配置されている。フィーダ１
０の上面にはシュート９が接続されており、上述の回転
翼５の回転によって定量器３底面の吐き出し口８からシ
ュート９内に落下した粉体材料４が、このフィーダ１０
内に落下して回転盤２の上面に供給されるようになって
いる。フィーダ１０の内部には、こうして回転盤２の上
面に供給された粉体材料４を攪拌するための羽１１、１
２、１３が互いに連動して回転するように配置されてい
る。

【００１４】フィーダ１０の上面のほぼ中央には、こう
して回転盤２の上面に供給された粉体材料４の粉面高さ
ｈを測定するための超音波センサ１５が設けられてい
る。この超音波センサ１５によって測定された粉面高さ
ｈは、前述の制御手段６に入力されるようになってい
る。

【００１５】制御手段６は、こうして入力された粉面高
さｈに基づいて前述のモータ７の回転数を変化させるこ
とにより、回転翼５の回転速度を連続的に調節する制御
を行う。この制御手段６によって、超音波センサ１５で
測定される粉面高さｈが高くなったときは回転翼５の回
転速度を低速に制御し、粉面高さｈが低くなったときは
回転翼５の回転速度を高速に制御することにより、フィ
ーダ１０内にて回転盤２上に供給される粉体材料４の粉
面高さｈを常に一定に保つように構成している。

【００１６】また、このフィーダ１０内にて回転盤２上
に供給された粉体材料４を圧縮成型して錠剤を製造する
ための打錠部２０が回転盤２の外周に沿って配置されて
いる。なお、図１では回転盤２の一箇所のみ（即ち、回
転盤２の右側部分のみ）に打錠部２０を示しているが、
実際には回転盤２の外周に沿って複数箇所に打錠部２０
が配置されている。打錠部２０は回転盤２を上下に貫通
する筒形状に構成されており、フィーダ１０内にて打錠
部２０に粉体材料４が充填されると、その後、回転盤２
の回転に従って粉体材料４の充填の終了した打錠部２０
が図１中の右側に順次移動していく構成になっている。

【００１７】そして、回転盤２の回転によって右端位置
に来た打錠部２０には、上下から上杵２１と下杵２２が
同時に嵌入するように構成されている。これら上杵２１
と下杵２２は駆動機構２３の稼働によって昇降して打錠
部２０内にそれぞれ嵌入することにより、打錠部２０内
に充填されている粉体材料４を上杵２１の下面と下杵２
２の上面の間で挟圧し、錠剤を製造する。こうして製造
された錠剤は、その後、打錠部２０内から取り出され
て、図示しないベルトコンベアなどによって適宜搬出さ
れるようになっている。

【００１８】さて、以上のように構成された打錠機１に
あっては、定量器３の内部に充填されている粉体材料４
が回転翼５の回転によって定量器３底面の吐き出し口８
からシュート９内に落下し、フィーダ１０内にて回転盤
２の上面に粉体材料４が供給される。こうして、フィー
ダ１０内にて打錠部２０への粉体材料４の充填が行われ
る。この充填の終了後、回転盤２の回転に従って粉体材
料４の充填の終了した打錠部２０が図１中の右側に順次
移動していく。こうして右端位置に来た打錠部２０に対
して、上下から上杵２１と下杵２２が同時に嵌入し、打
錠部２０内に充填されている粉体材料４が上杵２１の下
面と下杵２２の上面の間で挟圧されて錠剤が製造され
る。こうして製造された錠剤は、その後、打錠部２０内
から取り出されて、図示しないベルトコンベアなどによ
って適宜搬出される。

【００１９】以上の工程を経て錠剤が製造されるに際し
ては、フィーダ１０内にて回転盤２の上面に供給された
粉体材料４の粉面高さｈが超音波センサ１５によって測
定され、制御手段６に入力される。制御手段６は、こう
して入力された粉面高さｈが高くなったときは回転翼５
の回転速度を低速に制御し、回転盤２の上面に供給され
る粉体材料４の流量を少なくする。また、逆に粉面高さ
ｈが低くなったときは回転翼５の回転速度を高速に制御
することにより、回転盤２の上面に供給される粉体材料
４の流量を多くするように調整する。こうして、フィー
ダ１０内にて回転盤２上に供給された粉体材料４の粉面
高さｈを常に一定に保つ操作を行う。

【００２０】こうして回転盤２上の粉体材料４の粉面高
さｈを一定に保つことにより、打錠部２０内に充填され
る粉体材料４の密度および容量が安定するので、常に一
定の重量の錠剤を製造することが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示す。

【００２２】超音波センサは、キーエンス製のＵＤ−３
１０を使用した。この超音波センサの出力は電流出力で
４−２０ｍＡであるので、キーエンス製のアナログ変換
器ＲＤ５０Ｒを用いて電圧出力に変換し、粉面高さを電
圧値として制御手段であるＤＰユニットへ入力した。そ
して、こうして測定、入力された粉面高さに基づいて回
転翼の回転速度を比例制御し、回転盤上面に供給される
粉体材料の流量を調整することにより、回転盤上の粉体
材料の粉面高さを一定に保った。実際には、超音波セン
サの設定は、回転盤上面に供給された粉体材料の粉面と
超音波センサ下面との距離が８０〜８３ｍｍで定量器の
回転翼への出力信号が４．５〜４．８Ｖになるように調
整した。そのときの各機器の設定値は次の通りである。 （ａ）超音波センサ「ＵＤ−３１０」 ６０ｍｍ→２０ｍＡ １６０ｍｍ→４ｍＡ （ｂ）アナログ変換器「ＲＤ５０Ｒ」 スパン値 １．１ シフト値 −１５

【００２３】以上の条件で実施したところ、回転盤上の
粉体材料の粉面と超音波センサとの距離は７０ｍｍ程度
で安定し、そのときの出力値が４．５〜４．８Ｖであっ
た。超音波センサによる測定、粉面高さは共に安定して
おり、超音波センサ自体の調整も全く不必要であった。
このため、作業者への負担は激減した。実施例の結果を
各項目毎に分けて示すと次のようになった。

【００２４】（１）超音波センサ自体の耐久性、測定精
度 本発明に従う打錠機にあっては、実験開始以来、超音波
センサの調整等は一度も必要なく、また回転盤上の粉体
材料の粉面は常に一定の高さに保たれていた。超音波セ
ンサ自体の耐久性、測定精度ともに非常に安定してい
る。超音波センサを使用する限り、打錠機において回転
盤上の粉体材料の粉面高さを常に一定に保つという目的
は達成される。

【００２５】（２）製造された錠剤の重量ばらつき 実施例に用いた打錠機では、錠剤の重量は約３０分ごと
にサンプリングされ、そのデータはロット毎に”重量チ
ェックシート”としてプリントアウトされる。従来のよ
うに静電容量センサを用いて回転盤上の粉体材料の粉面
高さを測定して製造した錠剤の重量チェックシートを図
２に示し、本発明に従って超音波センサを用いて回転盤
上の粉体材料の粉面高さを測定して製造した錠剤の重量
チェックシートを図３に示した。図２は比較例のデー
タ、図３は本発明の実施例のデータである。本発明の実
施例のデータの方が、比較例に比べて重量の最大（ＭＡ
Ｘ）と最小値（ＭＩＮ）の幅が小さくなっており、錠剤
の重量のばらつきが少なくなっていることが分かる。

【００２６】（３）打錠機の停止回数 図４は、ロット毎の停止回数をグラフ化したものであ
る。粉体材料の粉面高さを測定するセンサを、１月１２
日に静電容量センサから超音波センサに変更した。変更
前後を比較すると、停止回数が減っていることが分か
る。停止回数は、手動停止、自動停止、異常停止の如何
によらず、何れの要因であっても打錠機が停止した回数
を示した。中間清掃後の立ち上げ、段取り後の立ち上げ
等では停止回数が通常より増えることになる。また、休
日を挟む場合は、土曜の朝８時２０分頃に集塵機異常と
して必ず停止するようになっている。超音波センサに変
更した後は異常による停止回数が減少したといえる。

【００２７】この実施例の結果から、本発明の打錠機は
安定性の面ではかなり高い評価が得られることが分か
る。粉面高さが安定して測定できることにより、フィー
ダ内の粉面高さが安定した。それにより、まず粉面高さ
の異常による要因での夜間の停止が皆無になり、２４時
間自動運転の基礎が確立した。また、２、３時間ごとに
作業者が粉面を確認する必要が無くなり、作業者への負
荷が減少した。錠剤重量への影響は、超音波センサへの
変更前後で平均してみると最大値、最小値の重量幅は小
さくなりばらつきが減少したといえる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、従来の静電容量センサ
に代えて超音波センサを用いて打錠機における回転盤上
の粉体材料の粉面高さを測定しているので、安定した粉
面高さの測定が可能となって、粉面高さを一定に維持す
ることができるようになり、長期間の無人運転が可能に
なる。また本発明によれば、打錠に際しての粉体材料の
量が一定になるので、製品安定性に優れた錠剤の製造も
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態にかかる打錠機の構成を
概略的に示すブロック図である。

【図２】従来の静電容量センサを用いて回転盤上の粉体
材料の粉面高さを測定して製造した錠剤の重量チェック
シートである。

【図３】本発明の実施例による錠剤の重量チェックシー
トである。

【図４】打錠機の停止回数を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 打錠機 ２ 回転盤 ３ 定量器 ４ 粉体材料 ５ 回転翼 ６ 制御手段 ７ モータ １０ フィーダ １５ 超音波センサ ２０ 打錠部 ｈ 粉面高さ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体材料を圧縮成型して錠剤を製造する
   打錠部が外周に沿って複数配置された回転盤と、粉体材
   料を蓄える定量器と、該定量器内に配置され、その回転
   によって粉体材料を前記回転盤上に供給させる回転翼と
   を備えた打錠機において、 前記回転盤上に供給された粉体材料の粉面高さを測定す
   る超音波センサを設けると共に、前記回転翼の回転速度
   を調節自在に構成し、 該超音波センサで測定された粉面高さに基づいて回転翼
   の回転速度を調節することにより、前記回転盤上に供給
   された粉体材料の粉面高さを常に一定に保つように構成
   したことを特徴とする打錠機。
2. 【請求項２】 超音波センサで測定される粉面高さが高
   くなったときは回転翼の回転速度を低速にし、粉面高さ
   が低くなったときは回転翼の回転速度を高速にする請求
   項１に記載の打錠機。