JPS63252700A

JPS63252700A - 回転式粉末圧縮成形機における成形品の重量調節方法

Info

Publication number: JPS63252700A
Application number: JP8518787A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimada; 島田　泰男; Giichiro Kowada; 古和田　儀一郎
Original assignee: Kikusui Seisakusho Ltd
Current assignee: Kikusui Seisakusho Ltd
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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量に変換
して設定器に入力し、その設定器に設定された制御限界
（設定値）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は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における成形品の重量調節方
法に関するものであり、更に詳しく言えば、そのような
成形品の重量調節方法において、室温の変化や成形機の
発熱によって杵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における成形品の重量調節
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、ホッパ内にある粉末の密度や
ホッパよりフィードシュに供給される粉末の量及び粉末
の大小によっ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
的歪計によって電気量の変化に変換し、該電気量の限界
以上の変化によっ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っ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ってこの上の下
杵の高さを変化させて下杵の高さによって決定される臼
の容積を増減させ、これによって粉末の臼への供給量を
調整する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問題点）このような従来技術にあっても、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。

即ち、温度上昇に伴って、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って決定される
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。

したがって、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調節は、実
際の成形品の重量が変化していないにもかかわらす臼孔
への粉末充填量を変化させてしまう結果成形品の重量誤
差が発生するものであった。

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は、第１に、
成形後に測定するものであって、しかも、サンプリング
という抜き取り的な測定であり、事後確認的にしか修正
できないものであり、第２に、高価で高精度な秤量器が
必要であると共に、成形品を自動的に秤量する等のこと
も必要となり、設備が複雑高価になると共に容易に実施
できないという問題点があった。

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、柱径８ｆｉ、β乳＄１３９８％、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．
４５ｍ５としたものを回数１とし、回数２以後を０．０
５ｍ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５０７　（Ｔ
は錠剤数）を取り出し、その中のものをＩＯＴずつ３回
測定して、それのＩＴ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であった。

表１表３表３の説明上ロールの下面と下ロールの上面の間を２７０鶴に固定
する。

上杵と下杵の合計は２６６．７ｍで上記２７０鶴との差
３．３鶴は、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、■１−
上杵の寸法差、Ｈ，＝下杵の寸法差、■３＝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、悶　１２６ｋｇ表１においてたとえば、打錠圧力１０３０　ｋｇ　、平
均型１ｉ　２０２■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
して重量調整の修正をしたとすると、１９７■の重量の
錠剤となり、真の錠剤重量に変化がないにもかかわらず
、５■不足の錠剤を作ることとなる。

（問題点を解決するための手段）このような問題点を解決するために、この発明によれば
、臼孔に充填される粉末を上杵と下杵とにより圧縮成形
し、該圧縮成形時の圧縮力の変化を電気量に変換して多
段の設定器に入力し、該設定器に設定された制御限界を
超える上記電気量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における成形品の重量調
節方法において、圧縮成形時に発生する加圧熱と機械の
駆動熱等とから生ずる温度変化を検出し、該検出温度に
もとづいて予め記憶させた該温度変化に伴う圧力増減分
だけ各設定器の制御限界または設定器に入力される電気
量の変化を自動的に修正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における成形品の重量調節方法
が提供される。

上記構成において、設定器に設定された制御限界は、圧
縮力の変化である電気量を適数口サンプリングして適正
品の標準偏差を算出し、該標準偏差に基づき演算して決
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、設定器の制御限界（設定値）の
設定作業が、従来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量から経
験的に決定され、作業者の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って温度変
化に伴い一定の割合の伸縮が有ることがわかる。

即ち、温度変化によって、上杵と下杵との間隔が変化し
、それによって成形時に生ずる圧縮圧力も変化する。

そこで、杵や圧縮ロールまたは臼や雰囲気中等の温度変
化を検出することにより、その変化に伴う圧縮間隔の変
化がわかる。

この場合、実際の温度センサーによる検出温度の変化よ
り圧縮圧力の変化を実測して、温度変化に伴う圧力の増
減分として予め記憶してもよい。

そして、この圧力の増減分く電気量の変化）は、粉末の
物性等より生じたものではなく、すべて温度変化による
ものであるから、圧縮力の電気量の変化に基づき設定器
の各制御限界と比較する場合に、その電気量の変化より
上記温度変化による電気量の増減分を修正すれば、その
比較より温度変化による重量変化の要因を除去するごと
く作用する。

また、比較する側の設定器の各制御限界（設定値）を、
上記温度変化による電気量の増減分だけ修正しても、上
記同様に重量変化の要因を除去するごとく作用する。

（実施例）この発明の１実施例を図面について説明すれば、第１図
は本発明の一実施例を示すものである。

（４）は成形金型である日（３）が配設される臼取付Ｉ
！１（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
、その日（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（１１と下口−／Ｌ／　（６
１ト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っている。

（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ｆｌ）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ＱＩ
　Ｑｖ＠α３　Ｇ４１　（１５１にそれぞれ接続されて
いると共に、演算処理装置（９）に接続されており、こ
の演算処理装置（９）によって、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ＱＩ　Ｑυ（１
２）（１ｍ　Ｇ４）　ＯＳ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αＩＱＩ）
叫０３）　Ｇ４１０５１とはそれぞれＳ　Ｅ　Ｔ　＋１
１　（２）　（３１（４１（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αωαυ−０３Ｇ４）　ＱＳＩに入力され
る。

（Ｓｌ）及び（Ｇ２）は上杵保持盤と下杵保持盤（図示
しない）にそれぞれ配設された温度センサーであり、該
温度センサー（Ｓｌ）、　（Ｇ２）により検出された温
度差はそれぞれ変換処理器（２１）に入力されて電気量
に変換され、演算処理装置（９）に接続されて予め記憶
された圧力と温度の相関脈々係と比較し、温度変化に伴
う圧力の増減分を電気信号に変換して、温度変化に伴う
電気信号の増減分が一定量あった時に上記基準値を自動
的に修正するようになっている。

各段の設定器を説明すれば、設定器αのは、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５
ＥＴ（１）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ＯＵ　Ｔ　（１
１を出力するものである設定器αυは、上限排除レベル
を設定するものであり、上記同様Ｓ　Ｅ　Ｔ　（２１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ＯＵ　Ｔ　（２）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０Ｕ
Ｔ３を出力するものである。

設定器（２）は、上限側の制御開始を設定するものであ
り、上記同様Ｓ　Ｅ　Ｔ　（３１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０ＵＴ４を出力するもので
ある。

設定器ａｉ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Ｓ　Ｅ　Ｔ　（４１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ＯＵ　Ｔ　＋５１
を出力するものである。

設定器Ｑ４１は、下限排除レベルを設定するものであり
、上記同様Ｓ　Ｅ　Ｔ　（５１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ＯＵ　Ｔ　＋６１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０ＵＴ（７）を出力するも
のである。

設定器ａつは、制御限界域下限を設定するものであり、
上記同様Ｓ　Ｅ　Ｔ　＋６１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ＯＵ　Ｔ　１８１を出力するものである。

上記ＯＵ　Ｔ　（１１及びＯＵ　Ｔ　（８１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ＯＵ　Ｔ　（３１及びＯＵ　Ｔ　＋７１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ＯＵ　Ｔ　（２１及びＯＵ　Ｔ　（６）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ＯＵ　Ｔ　（４）及びＯＵ　Ｔ　＋５１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）内に充填される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′Ｗｋ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０・
、最大荷重値αη、最小荷重値Ｑｌ、標準偏差θ優、変
動係数（至）等をディスプレー表示あるいは記録して出
力できるものである。

なお、上記実施例においては、温度センサー（Ｓｌ）　
（Ｓ２）はどちらか一方でも実施できるものであり、複
数の温度センサーを配設することにより、精度及び信幀
性が向上できるものである。

第２図は本発明の他の実施例を示すものであり、日取付
盤（４）に配設された温度センサー（Ｓ３）により検出
された温度差は変換処理器（２１）に入力され、電気量
に変換されると共に予め記憶された圧力と温度の相間々
係と比較して、温度変化に伴う圧力の増減分を電気信号
に変換し、この変換処理器（２１）からの信号は、成形
による電気信号である出力Ｐに演算処理装置（９）を介
して接続されており、この出力Ｐが各設定値と比較され
る場合に、温度変化に伴う電気信号の増減分だけを自動
的に修正するものである。

（２６）は下ロール（６）の昇降装置であり、該装置（
２６）は、モータ（２２）、ウオーム（２３）、ウォー
ムギ中−（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
のであり、温度変化に伴う圧力増減分が所定量より多い
場合等に演算処理袋Ｒ（９）の判断により成形品の厚み
を修正するもので、この場合には予め記憶させた温度変
化に伴う電気信号の増減分も演算処理装置（９）により
自動的に修正し、その修正した増減分に基づいて上記出
力Ｐを自動的に修正するものであって、他は前記実施例
と同様である。

なお、上記実施例において、昇降装置（２６）が無い場
合には、変換処理器（２１）からの信号は、演算処理装
置（９）を介することなく直接に出力Ｐを修正できるも
のである。

（発明の効果）以上に説明したように本発明は、成形品の重量調節方法
において、温度変化により発生する重量調節誤差（温度
によるばらつき要因）をなくすことができ、より高精度
な重量調節をすることができると共に、簡単な構造にお
いて安価に実施でき、しかも既成の設備を大幅に変更す
ることなく容易に実施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、第２図は他の実施例を示す説明図であ
る。図面において、（ＳＬ）　（Ｓ２）　（５３）は温度セ
ンサー、（ｌ）は上ロール、（２）は上杵、（３）は臼
、（４）は日取付盤、（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、αＩＯυ（財）αｉ　（１４１α
りは設定器、Ｑｌ９は平均荷重値、面は最大荷重値、Ｑ
ｌは最少荷重値、ｒｓは標準偏差、Ｑｌ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　臼孔に充填される粉末を上杵と下杵とにより圧縮成
形し、該圧縮成形時の圧縮力の変化を電気量に変換して
多段の設定器に入力し、該設定器に設定された制御限界
を超える上記電気量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における成形品の重量
調節方法において、圧縮成形時に発生する加圧熱と機械
の駆動熱等とから生ずる温度変化を検出し、該検出温度
にもとづいて予め記憶させた該温度変化に伴う圧力増減
分だけ各設定器の制御限界または設定器に入力される電
気量の変化を自動的に修正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における成形品の重量調節方
法。