少量の粒子の分配
少量の粒子を分配するための装置であり、底部分にふるいを備えるホッパ（２０）であり、使用時にふるいを通して分配されるべき粉末を入れる粉末収容領域をふるい上方に構成しているホッパ（２０）と、ホッパのための支持体（２５）であり、使用時に分配された粉末を受け入れることになっている容器の上方にホッパを保持できるようにホッパの一部を保持する支持体（２５）と、衝撃エネルギをホッパに与え、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させる少なくとも１つのアクチュエータ（３０）と、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を許すようになっている要素とを含む装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少量の粒子を分配する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ−Ａ−０１／３３１７６が、少量の粒子、特に粉末形態の少量の薬剤を分配する装置および方法を開示している。この装置は、底面の薄膜に複数の孔を設け、ふるい状要素とした漏斗状のホッパを含み、このふるい状要素を通してホッパ内にある粉末が落下できる。好ましい方法としては、ホッパを水平方向に軽く叩くことでこのような運動を生じさせ、それによって、薄膜を通して粉末を制御しながら分配する。軽く叩くこと（軽叩打）は、衝撃エネルギをホッパに与える電気機械式アクチュエータによって達成される。この軽叩打で、ふるい状要素を通して重量測定天秤上に少数の粒子を落下させる。このアクチュエータは、水平方向に向いたソレノイドであり、一端でホッパを支持し、反対端でソレノイドを取り付けたロッドを介してホッパの側面を軽く叩く。軽叩打作用は、アクチュエータの作用に垂直成分を与え、ホッパに垂直方向の運動を与えることで行ってもよい。
【０００３】
図１は、ＷＯ−Ａ−０１／３３１７６に記載されているような精密粉末計量供給システムの分配ヘッドを概略的に示している。
【０００４】
図１を参照して、このシステムは、粉末分配ヘッドからなり、このヘッドは、粉末物質、たとえば、粉末吸入器を経て患者の肺に投与する薬剤または患者が摂食することのできるゼラチン・カプセルに充填されるべき薬剤のためのホッパ１を含む。ホッパ１は、最上部に開いた大径端２を備えたほぼ円錐台形のものである。小径端３はプレート４で塞いであり、このプレートには、複数の孔５が形成してあってふるいとしている。粉末７がホッパ１内に置かれると、まず、若干の粉末７が孔５を通って落下するが、普通は、その後、粉末７が孔５に詰まるために粉末の流れが止まる。孔５を通る粉末７の流れは、粉末の特性に一致するように孔の寸法を適切に選択することによって制御可能であり、再現可能である。代表的には、孔は、１００ミクロンから２０００ミクロンまでの範囲にある。
【０００５】
精密分配のためにこの装置を使用するためには、粉末７用の受け器８をプレート４の下に置き、次いで、位置６のところでホッパ１の側壁９を軽く叩く。この軽叩打は、たとえば、ソレノイドのような電気機械式軽叩打アクチュエータの端から制御速度で移動する質量の衝撃から生じるものであってもよい。こうして生じたホッパ１および粉末７の運動で、粉末７が衝撃に続く短い期間でプレート４の孔５を通して流れ、その後、粉末の流れが止まる。こうして、１軽叩打毎に個別量の粉末７が制御された状態で受け器８に分配される。
【０００６】
所望総量の粉末７を正確に分配するためには、複数回の軽叩打を行って各受け器８を充填し、受け器８に分配された粉末７の総重量をリアルタイムで測定し、それにより、必要な量が分配され次第直ちに軽叩打作用を止めることができる。軽叩打の率は制御コンピュータによって制御される。所望に応じて、軽叩打以外の、分配ヘッドに対する機械的な作用を制御しながら使用して粉末を分配してもよい。
【０００７】
通常、電気機械式軽叩打アクチュエータを支えているロッドにホッパをクランプ止めし、ホッパが確実にロッドに対して動けないようにすることが開示されているが、ホッパをクランプ止めせず、単にロッドにある孔内に着座させるだけで垂直方向または回転方向またはこれら両方の方向に摂動できるようにした別の配置も開示されている。アクチュエータが水平方向力を与え、この水平方向力が、おそらくはホッパ側壁のテーパによってホッパ側壁のところで部分的に垂直方向力に変換され、たとえば、ホッパが着座しているロッドの孔の平面が正確に水平でない場合の構成要素における非対称性に起因して回転が生じると考えられると記述されている。垂直方向運動が粉末粒子を流動化し、粉末粒子の分配をより容易にするのに役立つと共に、回転運動が、粒子が圧縮されるかまたは相互に固着されることを助長する可能性のあることが開示されている。
【０００８】
上記の公知分配ヘッドは、次々と行われる機械的な作用または軽叩打毎にほぼ一致した量の粉末を分配するその能力についての有効性をあてにしている。これは、任意所与の孔をまたいで架橋した粉末を壊すたび毎にほぼ同量の薬剤粉末が孔を通して放出されるためである。代表的な用途では、粉末は２０〜１００ミクロンの直径を持つ粒子からなるものであり得るし、孔は３００または４００ミクロンの直径のものであり得る。
【０００９】
この公知システムは、大多数の物質については非常に良く作動するが、凝集する傾向のある物質を装入するときにはいくつかの欠点を有する。時には、患者の身体内での薬剤の溶解、吸収を助けたり、または、他の目的のために薬剤物質を非常に小さい粒径に粉砕したりすることがある。小粒子が直径２、３ミクロン程度である場合、普通、粉末はこの技術分野では『微粉末化されている』と言われる。これらの物質は、しばしば、取り扱い時に大きくて緩い凝集体となる傾向を持つ。これらの凝集体は、粉状の雪から作った雪玉というよりもむしろ緩く集まった個々の粒子から形成されたより大きな粒子集合体の形を採る。これらの粒子集合体は、多くの異なった寸法となる可能性がある。普通は、直径数十ミクロンから直径２または３ミリメートルまでであり、それよりも大きくなりさえする。
【００１０】
いうまでもなく、凝集する傾向を持つ粉末の場合、孔がその直径よりも大きい直径を持つ凝集した粒子集合体で塞がれる可能性がある。もっと小さい粒子が若干放出されるかも知れないが、その量は非常に少ないであろうし、その結果、分配プロセスがかなり長くなる可能性があり、或る状況では、分配ヘッドによる分配プロセスが達成できなくなる可能性がある。
【００１１】
凝集体が始終一貫した寸法となっていないので、より大きい孔を有する分配ヘッドを使用することによってこれを改善する試みがなされたが、成功はほんの少しに限られていた。これの結果は、任意所与の軽叩打または機械的な作用によって分配ヘッドから放出された薬剤の量がかなり変動するということである。凝集体がもっと大きくなれば、流れが再び制限される。凝集体が局所的にもっと小さければ、多すぎる量の粉末が放出され、目標値以上に分配する可能性があり、プロセスの制御がもっと難しくなる。
【００１２】
孔内で或る程度まで垂直方向または回転方向または両方の方向に自由に動ける非クランプ止めのホッパを提供するというＷＯ−Ａ−０１／３３１７６の開示内容では、分配中に粉末に制御された、繰り返し達成可能な効果を与えて粉末粒子の凝集を確実に回避するということはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、少なくとも部分的に、分配ヘッドを使用して少量の粒子を分配する公知の装置および方法のこれらの問題を克服することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明は、少量の粒子を分配する装置であって、底部分にふるいを備えるホッパであり、使用時にふるいを通して分配されるべき粉末を入れる粉末収容領域をふるい上方に構成しているホッパと、ホッパのための支持体であり、使用時に分配された粉末を受け入れることになっている容器の上方にホッパを保持できるようにホッパの一部を保持する支持体と、ホッパに衝撃エネルギを与えて、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させる少なくとも１つのアクチュエータと、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を許すようになっている要素とを含む装置を提供する。
【００１５】
１つの好ましい態様では、この要素は、ホッパを支持体にクランプ止めするためのクランプを含み、このクランプは、クランプ止め配置のまま、ホッパを或る特定の距離にわたって垂直方向に移動させるように構成してある。
【００１６】
本装置は、さらに、ホッパをクランプ止め配置の第１位置へ片寄せるための、ホッパと支持体との間に設けた片寄せデバイスを含んでいてもよい。ホッパは、この片寄せデバイスの片寄せ力（ｂｉａｓ）に抗してクランプ止め配置の第２位置に向かって移動できる。
好ましくは、片寄せデバイスは圧縮ばねを含む。
圧縮ばねは、クランプの２つの部分の間に配置することができ、ホッパを下方へ押圧する。
【００１７】
別の実施形態において、要素は、ホッパ用のホルダ上方に離れて位置する止め部材を含み、ホルダが垂直方向に移動できる高さを制限する。
本装置は、さらに、止め部材の高さを調節するための高さ調整機構を含み得る。
【００１８】
別の好ましい態様においては、支持体は、ホッパを受け入れる孔を有する環状部分を含み、この環状部分の上面は、ホッパの制御された回転運動を付加的に生じさせる段付きラチェット構造を有し、この段付きラチェット構造上にホッパ用のホルダが載る。
【００１９】
好ましくは、段付きラチェット構造は、環状部分の上面まわりに周方向に延びる一連の当接用傾斜段部を含む。
好ましくは、これらの段部は半径方向に向いたエッジによって分離している。
好ましくは、ホルダは、ラチェット面に載る複数の下向きに延びる部材を備えている。
【００２０】
本発明は、また、少量の粒子を分配する方法であって、底部分にふるいを備えたホッパに、ふるいを通して分配されるべき粉末を入れ、分配された粉末を受け入れることになっている容器の上方にホッパを保持するようにホッパの一部を支持体で保持することによってホッパを支持し、そして支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を許すようになっている要素を設け、そして少なくとも１つのアクチュエータによってホッパに衝撃エネルギを与え、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させると共に、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を許すことからなる方法も提供する。
【００２１】
１つの好ましい態様において、要素は、ホッパを支持体にクランプ止めするためのクランプを含み、このクランプは、クランプ止め配置のまま、ホッパを或る特定の距離にわたって垂直方向に移動させるように構成してある。
【００２２】
好ましくは、ホッパをクランプ止め配置の第１位置に片寄せするための片寄せデバイスがホッパと支持体との間に配置してあり、ホッパは、この片寄せデバイスの片寄せ力に抗してクランプ止め配置の第２位置に向かって移動できる。
好ましくは、片寄せデバイスは圧縮ばねを含む。
圧縮ばねはホッパを下方へ押圧できる。
【００２３】
別の実施形態では、要素は、ホッパ用のホルダ上方に離れて位置する止め部材を含み、ホルダが垂直方向に移動できる高さを定めている。
好ましくは、止め部材の高さは調節可能である。
【００２４】
別の好ましい態様において、要素は、支持体に対するホッパの制御された回転運動を付加的に生じさせるようになっている。
【００２５】
好ましくは、支持体は、ホッパを受け入れる孔を有する環状部分を含み、この環状部分の上面は、ホッパの回転運動を生じさせる段付きのラチェット構造を有し、この段付きラチェット構造上にホッパ用のホルダが載る。
【００２６】
好ましくは、この段付きラチェット構造は、環状部分の上面まわりに周方向に延びる一連の当接用傾斜段部を含む。
好ましくは、これらの段部は半径方向に向いたエッジによって分離している。
好ましくは、ホルダは、ラチェット面に載る複数の下向きに延びる部材を備えている。
好ましくは、ホッパの回転運動は、ホッパの傾斜角度および傾斜方向のうち少なくとも一方に変化を生じさせる。
【００２７】
したがって、本発明は、ホッパ内の粉末が、粉末分配中のホッパの制御された垂直方向運動、および場合によっては付加的な回転運動、およびおそらくは傾斜の結果として解凝集作用を受け、これが、任意の凝集体を物理的に破壊することによって、または、それ以上いかなる凝集体をも生じるのを防ぐことによって、または、これら両方の作用によって、ホッパ内の粒子凝集を減らす傾向を持つ解凝集の結果として、より均質な粒径の分布を生じさせる傾向を与えるという利点を持つ。これは、また、特に目標分配重量を超える過剰分配の発生を減らして、目標重量の粉末のより正確な分配を可能にする傾向を持ち、そしてまた、継続的な同じ目標重量の投与量を得るためにより均一な分配時間を与える傾向を持つ。
【００２８】
本発明は、粉末がホッパ内にある間に分配直前に機械的に粉末を処理することによって、ホッパを制御しながら垂直方向に、そして、場合によっては付加的に回転方向に動かすことによって、および／または、孔内でホッパを傾けることによって、凝集問題が確実かつ反復性を持って軽減、または、実質的に除去され得るという本発明者等の発見に基づいている。
【００２９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明のいくつかの例示した実施形態を説明する。
図１は、粉末を受け器に分配するための公知の粉末分配装置のホッパを通る、片側面から見た概略断面図である。
図２は、受け器に粉末を分配するための本発明による粉末分配装置のホッパおよび軽叩打デバイスを通る、片側面から見た概略断面図である。
図３は、図２のホッパの、片側面から見た拡大概略断面図であり、本発明の第１実施形態によるホッパ用のクランプ止め配置を示す図である。
図４は、図２のホッパの、片側面から見た拡大概略断面図であり、本発明の第２実施形態によるホッパ用のクランプ止め配置を示す図である。
図５は、本発明の第３実施形態による粉末分配装置に組み込んだ、ホッパを支持するためのアームの概略平面図である。
図６は、図５のアームの概略側面図である。
図７は、本発明の第３実施形態による粉末分配装置に組み込んだホッパを支持しているときの図５のアームの概略側面図である。
図８は、図７のアームの概略平面図であり、ホッパ用のリングに設けた支持爪と、アームの支持リングの上面にある複数の傾斜面との接触点を示す図である。
図９は、受け器に粉末を分配するための、本発明のさらに別の実施形態によるホッパおよび軽叩打デバイスを通る、片側面から見た概略断面図である。
【００３０】
図２は、受け器に粉末を分配するための、本発明による粉末分配装置のホッパおよび軽叩打デバイスを示している。この実施形態においては、円錐台形のホッパ２０は、その小径の下端２２のところに設けた、複数のふるい分け孔を有する水平方向に向いたプレートの形をしたふるい（図示せず）と、このふるいを通して分配されるべきばら粉末、たとえば、薬剤を受け取るための大径の上端２３とを有する。ホッパ２０は、片持ちアーム２５で支持されており、この片持ちアームは、ホッパ２０の側壁２６に取り付けるか、または、それに衝接している。片持ちアーム２５内には長手方向に向いた空所２７が設けてあり、この空所２７内には、電気機械式アクチュエータを構成するソレノイド３０の長手方向に向いたソレノイド・コイル２８が配置してある。コイル２８は片持ちアーム２５にしっかりと取り付けてある。ソレノイド３０のアーマチュア３１は、コイル２８内に延びる突起部分３３を有する長手方向に延びた本体を含む。つる巻きばね３４がアーマチュア３１を片寄せてコイル２８内に部分的に位置させるように設けてある。突起部分３３は、ばね３４の片寄せ作用の結果として得られる静止位置において、空所２７のそれぞれの端面３７から隔たって位置する端壁３５を有する。
【００３１】
電流パルスがコイル２８に投入されると、アーマチュア３１が空所２７の端面３７に向かって加速され、端壁３５と衝突する。衝撃運動量は、片持ちアーム２５によって、ホッパ２０およびその中のばら粉末へ伝えられ、使用時にホッパ２０のふるいの下方に置かれた受け器（図示せず）内に個別の量の粉末を落下させる。その後、電流パルスが止まると、ばね３４がアーマチュア３１を静止位置へ戻す。
【００３２】
この配置の場合、ホッパ２０を片持ちアーム２５に沿って軽く叩くことが可能である。したがって、粉末の分配が、引き続く粉末分配作用に対応する引き続く軽叩打工程により生じる。
【００３３】
ホッパ２０およびその中のばら粉末に加える衝撃を発生させるのにソレノイド３０を使用することで、ソレノイド３０のコイル２８を駆動する電圧を制御することによって衝撃の大きさを変えることができる。パルス幅、すなわち、コイル２８をオンにしている期間を変えることによっても同じ効果を得ることができる。
【００３４】
ふるい２１上方でのホッパ２０内のばら粉末の凝集問題は、本発明によれば、ホッパ２０の制御された垂直方向運動および場合によっては付加的な回転運動を生じさせ、また、場合により、ホッパ２０の軸線を垂直線に対して或る角度に傾斜させるように、ホッパ２０用の支持体を設けることによって克服される。これらの構造は、凝集体の形成を阻止したり、または、形成されてしまった凝集体を破壊したり、または、これら両方を行う際の助けとなり得る。ホッパ支持構造の多数の異なった実施形態を以下に説明する。
【００３５】
図３を参照して、ここには、全体的に４０で示すホッパ支持構造の第１実施形態が示してあり、これによって、ホッパ２０が片持ちアーム２５上に装着される。このホッパ支持構造４０は、ホッパ２０の外壁４８まわりに取り付けた周囲リング４６と係合する端部４４を有するクランプ部材４２を含む。端部４４はリング４６の上面５２を下向きに押圧する。端部４４は、ホッパ２０の周縁まわりに完全に延びていてもよいし、部分的に延びていてもよい。クランプ部材４２は、下方へ貫通する中央孔５６と、上面５８と、下面６０とを有する本体部５４も有する。クランプ部材４２の反対側の端部４５は、支点部５０のところで片持ちアーム２５の上面６２に衝合している。ねじボルト６４が孔５６を貫いて下方に延びており、このねじボルトの端は、片持ちアーム２５に設けたねじ孔６６に入っている。つる巻圧縮ばね６８が、ボルト６４のヘッド７０とクランプ部材４２の上面５８との間でボルト６４まわりに配置してある。したがって、つる巻圧縮ばね６８は、端部４４とリング４６の係合によってホッパ２０上へ制御された下向きの片寄せ力を加える。ねじボルト６４を回して調節を行い、ホッパ２０上への下向き片寄せ力を変えることができる。ボルト６４は軸線方向漸増位置を持っているとよい。そうすれば、ボルト６４の垂直方向位置およびそれによる片寄せ力の程度およびホッパ２０が垂直方向に移動できる全距離を徐々に増分させながら変えることができる。たとえば、０.２５ｍｍ漸増分で総距離２ｍｍとすることができる。これにより、ホッパ２０にかかる片寄せ力、そしてまた、ホッパ２０が片持ちアーム２５において垂直方向に動くことができる最大距離に対して割り出し制御を行うことができる。
【００３６】
図４を参照して、ここには、片持ちアーム２５上にホッパ２０を装着するための、全体的に８０で示すホッパ支持構造を含む本発明の第２実施形態が示してある。このホッパ支持構造８０は、ホッパ２０の外壁８８まわりに取り付けた周囲リング８６を押圧できる端部８４を有するクランプ部材８２を含む。端部８４は、リング８６の周囲まわりに延びており、リング８６の上面９２を下方へ押圧できる。クランプ部材８２は、下向きに貫通する中央孔９６、上面９８および下面１００を有する本体部９４も有する。クランプ部材８２の第２の反対側の端１０２は、下方へ延びる支点部１０４を有し、この支点部１０４は片持ちアーム２５の上面１０６を押圧する。ねじボルト１０８が孔９６を通って下方へ延びており、その端が片持ちアーム２５にあるねじ孔１１０内に入っている。ボルト１１０のヘッド１１４はクランプ部材８２の上面９８と係合している。そして、片持ちアーム２５の上面１０６とクランプ部材８２の下面９８との間でボルト１１０まわりにつる巻圧縮ばね１１２が配置してある。それによって、つる巻圧縮ばね１１２は、クランプ部材８２へ制御された上向きの片寄せ力を加える。ねじボルト１１０を回して調節することで、クランプ部材８２の、支点部１０４まわりの傾斜角度、それ故、クランプ部材８２の端部８４の垂直方向位置を変えることができる。ボルト１１０は軸線方向漸増位置を持っていてもよい。そうすれば、ボルト１１０の垂直方向位置、それ故、クランプ部材８２の端部８４の垂直方向位置を漸増状態で変えることができる。図４に示すように、使用時に、ホッパは非クランプ止め位置に配置される。この位置では、端部８４は周囲リング８６から隔たって上方にある。したがって、端部８４は、衝撃を受けたときにホッパがジャンプすることができる高さ範囲を定める止め部材として作用する。それによって、支持体に対するホッパのいかなる運動の垂直成分も制御、制限される。
【００３７】
図３および図４の各実施形態の場合、ホッパ２０が図３、４に矢印で示すように軽叩打作用を受けたとき、この軽叩打作用は、ホッパ２０がアクチュエータから衝撃エネルギを受けた結果として、水平方向ばかりか垂直方向にもホッパ２０を移動させる。図３の実施形態の場合、衝撃で生じた上向きの垂直方向変位量は、つる巻きばねによって付与される片寄せ力の量によって制御される。両方の実施形態で、最大垂直方向変位はボルトの長手方向位置によって制御される。次いでこれが、クランプ部材の端部の垂直方向位置を制御する。
【００３８】
図５〜８を参照して、ここには本発明のさらに別の実施形態が示してある。この実施形態では、特に図５、６に示すように、片持ちアーム１２５は、その自由端１２６に、ホッパ１２９を可動状態で受け入れる中央孔１２８を有する環状部分１２７を備えている。環状部分１２７の上面１３０は、周方向に延び一連の当接用傾斜段部１３１を有する。これらの段部１３１は、半径方向に向いたエッジ１３２によって分離している。各段部１３１の上面１３２は水平に対して傾斜しており、すべての段部１３１が同じ方向に傾斜している。したがって、環状部分１２７の上面１３０は円周方向ラチェット面１３０となっている。各ラチェット段部エッジの段高さは、０.２から１ｍｍであってよい。
【００３９】
図７、８に目を転じて、ホッパ１２９はその傾斜した外面１３３に環状リング部材１３４を備えている。この環状リング部材１３４は、ホッパ１２９およびリング部材１３４の重心よりも上方の垂直方向高さのところでホッパ１２９に取り付けてあり、ホッパ１２９から周方向外向きに延びている。リング部材１３４は、複数の下向きに延びる爪部材１３５を備えている。各爪部材１３５の下端１３６は環状部分１２７のラチェット面１３０に載っている。爪部材１３５の数および互いの角度関係は、段部１３１の寸法および角度関係に関連して、ホッパ１２９の任意の回転位置において、爪部材１３５が、ラチェット面１３０のそれぞれの段部１３１に載るときに異なった垂直方向部位と係合するように選ぶ。これにより、片持ちアーム２５が衝撃を受けたときに片持ちアーム２５の水平運動に応答してホッパ１２９が垂直軸線まわりに回転できる。図示の実施形態では、３つの爪部材１３５が互いに１２０度の相互角度で設けてあり、そして、段部１３１の角度配置は、各爪部材１３５がそのそれぞれの段部１３１上にそれぞれの段高さで載るように選ぶ。爪部材１３５の数および爪部材１３５、段部１３１の向きは本発明の範囲内で変えることができる。クランプ部材１３６、つる巻圧縮ばね１３８およびボルト１４０は、図３の実施形態と同様の構造を持つように設ける。クランプ部材１３６の端部１４２は、ばね１３８の片寄せ力の下にリング部材１３４の上面１４４を下向きに押圧する。この片寄せ力はボルト１４０で調節できる。この構造により、リング部材１３４、それ故、ホッパ１２９が、以下により詳しく説明するように、ばね１３８の片寄せ力に抗して制御された要領で垂直方向に移動できる。これは、ホッパのいかなる運動の垂直方向成分の制限を定めるように作用する。
【００４０】
片持ちアーム１２５がアクチュエータから衝撃エネルギを受けたとき、これがホッパ１２９に水平方向衝撃を与えるばかりか、ホッパ１２９を垂直方向にジャンプさせることにもなる。ホッパ１２９がアクチュエータから水平方向に衝撃エネルギを受けたとき、アクチュエータから離れているホッパ１２９、爪部材１３５間の結合部は、充填されたホッパの重心から垂直方向上方にある支点として作用する傾向がある。これにより、ホッパがその支点まわりに上方へ回転し、ホッパの反対側が垂直方向上方へ動くことができる。この垂直方向運動は、同様に垂直軸線まわりの少なくとも小さい回転運動と関連する傾向がある。ホッパ１２９が回転すると、爪部材１３５は、ラチェット面１３０まわり周方向に角度割り出し要領で漸進的に移動しようとする。ラチェット面１３０を設けることで、ホッパ１２９を持続的に傾けるだけでなく、ホッパ１２９の回転も生じさせ、特に或る爪部材１３５がラチェット面１３０の或る段部１３１の高さに急激に落下したときに、たとえ回転運動量がほんの少しの場合でも結果的に傾斜角度および傾斜方向の両方に変動を生じさせる。１割り出し回転運動あたり最大回転角度は、各段部１３１の角度範囲によって制御される。１割り出し回転運動あたりの最大垂直方向運動は、各段部エッジ１３２の垂直方向高さによって制御される。
【００４１】
図９は、図２の粉末分配装置の変形例を示している。この変形例では、電気機械式アクチュエータ１５０は、図２におけると同様に水平方向というよりはむしろ垂直方向に向いている。したがって、電気機械式アクチュエータ１５０は、片持ちアーム２５、それ故、ホッパ２０に垂直方向の衝撃エネルギを与える。
【００４２】
本発明の実施形態の各々において、ホッパの傾斜と場合により関連した、ホッパの制御された垂直方向運動および場合によっては付加的な回転運動は、ホッパ内の粉末粒子を解凝集するのを助け、次いでこれが、ホッパからの均一かつ正確な粉末分配を改善する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】粉末を受け器に分配するための公知の粉末分配装置のホッパを通る、片側面から見た概略断面図である。
【図２】受け器に粉末を分配するための本発明による粉末分配装置のホッパおよび軽叩打デバイスを通る、片側面から見た概略断面図である。
【図３】図２のホッパの、片側面から見た拡大概略断面図であり、本発明の第１実施形態によるホッパ用のクランプ止め配置を示す図である。
【図４】図２のホッパの、片側面から見た拡大概略断面図であり、本発明の第２実施形態によるホッパ用のクランプ止め配置を示す図である。ここでは、クランプはホッパの垂直方向運動の限度を定める止め部材を構成している。
【図５】本発明の第３実施形態による粉末分配装置に組み込んだ、 ホッパを支持するためのアームの概略平面図である。
【図６】図５のアームの概略側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による粉末分配装置に組み込んだホッパを支持しているときの図５のアームの概略側面図である。
【図８】図７のアームの概略平面図であり、ホッパ用のリングに設けた支持爪と、アームの支持リングの上面にある複数の傾斜面との接触点を示す図である。
【図９】受け器に粉末を分配するための、本発明のさらに別の実施形態によるホッパおよび軽叩打デバイスを通る、片側面から見た概略断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少量の粒子を分配する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ−Ａ−０１／３３１７６が、少量の粒子、特に粉末形態の少量の薬剤を分配する装置および方法を開示している。この装置は、底面の薄膜に複数の孔を設け、ふるい状要素とした漏斗状のホッパを含み、このふるい状要素を通してホッパ内にある粉末が落下できる。好ましい方法としては、ホッパを水平方向に軽く叩くことでこのような運動を生じさせ、それによって、薄膜を通して粉末を制御しながら分配する。軽く叩くこと（軽叩打）は、衝撃エネルギをホッパに与える電気機械式アクチュエータによって達成される。この軽叩打で、ふるい状要素を通して重量測定天秤上に少数の粒子を落下させる。このアクチュエータは、水平方向に向いたソレノイドであり、一端でホッパを支持し、反対端でソレノイドを取り付けたロッドを介してホッパの側面を軽く叩く。軽叩打作用は、アクチュエータの作用に垂直成分を与え、ホッパに垂直方向の運動を与えることで行ってもよい。
【０００３】
図１は、ＷＯ−Ａ−０１／３３１７６に記載されているような精密粉末計量供給システムの分配ヘッドを概略的に示している。
【０００４】
図１を参照して、このシステムは、粉末分配ヘッドからなり、このヘッドは、粉末物質、たとえば、粉末吸入器を経て患者の肺に投与する薬剤または患者が摂食することのできるゼラチン・カプセルに充填されるべき薬剤のためのホッパ１を含む。ホッパ１は、最上部に開いた大径端２を備えたほぼ円錐台形のものである。小径端３はプレート４で塞いであり、このプレートには、複数の孔５が形成してあってふるいとしている。粉末７がホッパ１内に置かれると、まず、若干の粉末７が孔５を通って落下するが、普通は、その後、粉末７が孔５に詰まるために粉末の流れが止まる。孔５を通る粉末７の流れは、粉末の特性に一致するように孔の寸法を適切に選択することによって制御可能であり、再現可能である。代表的には、孔は、１００ミクロンから２０００ミクロンまでの範囲にある。
【０００５】
精密分配のためにこの装置を使用するためには、粉末７用の受け器８をプレート４の下に置き、次いで、位置６のところでホッパ１の側壁９を軽く叩く。この軽叩打は、たとえば、ソレノイドのような電気機械式軽叩打アクチュエータの端から制御速度で移動する質量の衝撃から生じるものであってもよい。こうして生じたホッパ１および粉末７の運動で、粉末７が衝撃に続く短い期間でプレート４の孔５を通して流れ、その後、粉末の流れが止まる。こうして、１軽叩打毎に個別量の粉末７が制御された状態で受け器８に分配される。
【０００６】
所望総量の粉末７を正確に分配するためには、複数回の軽叩打を行って各受け器８を充填し、受け器８に分配された粉末７の総重量をリアルタイムで測定し、それにより、必要な量が分配され次第直ちに軽叩打作用を止めることができる。軽叩打の率は制御コンピュータによって制御される。所望に応じて、軽叩打以外の、分配ヘッドに対する機械的な作用を制御しながら使用して粉末を分配してもよい。
【０００７】
通常、電気機械式軽叩打アクチュエータを支えているロッドにホッパをクランプ止めし、ホッパが確実にロッドに対して動けないようにすることが開示されているが、ホッパをクランプ止めせず、単にロッドにある孔内に着座させるだけで垂直方向または回転方向またはこれら両方の方向に摂動できるようにした別の配置も開示されている。アクチュエータが水平方向力を与え、この水平方向力が、おそらくはホッパ側壁のテーパによってホッパ側壁のところで部分的に垂直方向力に変換され、たとえば、ホッパが着座しているロッドの孔の平面が正確に水平でない場合の構成要素における非対称性に起因して回転が生じると考えられると記述されている。垂直方向運動が粉末粒子を流動化し、粉末粒子の分配をより容易にするのに役立つと共に、回転運動が、粒子が圧縮されるかまたは相互に固着されることを助長する可能性のあることが開示されている。
【０００８】
上記の公知分配ヘッドは、次々と行われる機械的な作用または軽叩打毎にほぼ一致した量の粉末を分配するその能力についての有効性をあてにしている。これは、任意所与の孔をまたいで架橋した粉末を壊すたび毎にほぼ同量の薬剤粉末が孔を通して放出されるためである。代表的な用途では、粉末は２０〜１００ミクロンの直径を持つ粒子からなるものであり得るし、孔は３００または４００ミクロンの直径のものであり得る。
【０００９】
この公知システムは、大多数の物質については非常に良く作動するが、凝集する傾向のある物質を装入するときにはいくつかの欠点を有する。時には、患者の身体内での薬剤の溶解、吸収を助けたり、または、他の目的のために薬剤物質を非常に小さい粒径に粉砕したりすることがある。小粒子が直径２、３ミクロン程度である場合、普通、粉末はこの技術分野では『微粉末化されている』と言われる。これらの物質は、しばしば、取り扱い時に大きくて緩い凝集体となる傾向を持つ。これらの凝集体は、粉状の雪から作った雪玉というよりもむしろ緩く集まった個々の粒子から形成されたより大きな粒子集合体の形を採る。これらの粒子集合体は、多くの異なった寸法となる可能性がある。普通は、直径数十ミクロンから直径２または３ミリメートルまでであり、それよりも大きくなりさえする。
【００１０】
いうまでもなく、凝集する傾向を持つ粉末の場合、孔がその直径よりも大きい直径を持つ凝集した粒子集合体で塞がれる可能性がある。もっと小さい粒子が若干放出されるかも知れないが、その量は非常に少ないであろうし、その結果、分配プロセスがかなり長くなる可能性があり、或る状況では、分配ヘッドによる分配プロセスが達成できなくなる可能性がある。
【００１１】
凝集体が始終一貫した寸法となっていないので、より大きい孔を有する分配ヘッドを使用することによってこれを改善する試みがなされたが、成功はほんの少しに限られていた。これの結果は、任意所与の軽叩打または機械的な作用によって分配ヘッドから放出された薬剤の量がかなり変動するということである。凝集体がもっと大きくなれば、流れが再び制限される。凝集体が局所的にもっと小さければ、多すぎる量の粉末が放出され、目標値以上に分配する可能性があり、プロセスの制御がもっと難しくなる。
【００１２】
孔内で或る程度まで垂直方向または回転方向または両方の方向に自由に動ける非クランプ止めのホッパを提供するというＷＯ−Ａ−０１／３３１７６の開示内容では、分配中に粉末に制御された、繰り返し達成可能な効果を与えて粉末粒子の凝集を確実に回避するということはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、少なくとも部分的に、分配ヘッドを使用して少量の粒子を分配する公知の装置および方法のこれらの問題を克服することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明は、少量の粒子を分配する装置であって、底部分にふるいを備えるホッパであり、使用時にふるいを通して分配されるべき粉末を入れる粉末収容領域をふるい上方に構成しているホッパと、ホッパのための支持体であり、使用時に分配された粉末を受け入れることになっている容器の上方にホッパを保持できるようにホッパの一部を保持する支持体と、ホッパに衝撃エネルギを与えて、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させる少なくとも１つのアクチュエータと、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を許すようになっている要素とを含む装置を提供する。
【００１５】
１つの好ましい態様では、この要素は、ホッパを支持体にクランプ止めするためのクランプを含み、このクランプは、クランプ止め配置のまま、ホッパを或る特定の距離にわたって垂直方向に移動させるように構成してある。
【００１６】
本装置は、さらに、ホッパをクランプ止め配置の第１位置へ片寄せるための、ホッパと支持体との間に設けた片寄せデバイスを含んでいてもよい。ホッパは、この片寄せデバイスの片寄せ力（ｂｉａｓ）に抗してクランプ止め配置の第２位置に向かって移動できる。
好ましくは、片寄せデバイスは圧縮ばねを含む。
圧縮ばねは、クランプの２つの部分の間に配置することができ、ホッパを下方へ押圧する。
【００１７】
別の実施形態において、要素は、ホッパ用のホルダ上方に離れて位置する止め部材を含み、ホルダが垂直方向に移動できる高さを制限する。
本装置は、さらに、止め部材の高さを調節するための高さ調整機構を含み得る。
【００１８】
別の好ましい態様においては、支持体は、ホッパを受け入れる孔を有する環状部分を含み、この環状部分の上面は、ホッパの制御された回転運動を付加的に生じさせる段付きラチェット構造を有し、この段付きラチェット構造上にホッパ用のホルダが載る。
【００１９】
好ましくは、段付きラチェット構造は、環状部分の上面まわりに周方向に延びる一連の当接用傾斜段部を含む。
好ましくは、これらの段部は半径方向に向いたエッジによって分離している。
好ましくは、ホルダは、ラチェット面に載る複数の下向きに延びる部材を備えている。
【００２０】
本発明は、また、少量の粒子を分配する方法であって、底部分にふるいを備えたホッパに、ふるいを通して分配されるべき粉末を入れ、分配された粉末を受け入れることになっている容器の上方にホッパを保持するようにホッパの一部を支持体で保持することによってホッパを支持し、そして支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を許すようになっている要素を設け、そして少なくとも１つのアクチュエータによってホッパに衝撃エネルギを与え、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させると共に、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を許すことからなる方法も提供する。
【００２１】
１つの好ましい態様において、要素は、ホッパを支持体にクランプ止めするためのクランプを含み、このクランプは、クランプ止め配置のまま、ホッパを或る特定の距離にわたって垂直方向に移動させるように構成してある。
【００２２】
好ましくは、ホッパをクランプ止め配置の第１位置に片寄せするための片寄せデバイスがホッパと支持体との間に配置してあり、ホッパは、この片寄せデバイスの片寄せ力に抗してクランプ止め配置の第２位置に向かって移動できる。
好ましくは、片寄せデバイスは圧縮ばねを含む。
圧縮ばねはホッパを下方へ押圧できる。
【００２３】
別の実施形態では、要素は、ホッパ用のホルダ上方に離れて位置する止め部材を含み、ホルダが垂直方向に移動できる高さを定めている。
好ましくは、止め部材の高さは調節可能である。
【００２４】
別の好ましい態様において、要素は、支持体に対するホッパの制御された回転運動を付加的に生じさせるようになっている。
【００２５】
好ましくは、支持体は、ホッパを受け入れる孔を有する環状部分を含み、この環状部分の上面は、ホッパの回転運動を生じさせる段付きのラチェット構造を有し、この段付きラチェット構造上にホッパ用のホルダが載る。
【００２６】
好ましくは、この段付きラチェット構造は、環状部分の上面まわりに周方向に延びる一連の当接用傾斜段部を含む。
好ましくは、これらの段部は半径方向に向いたエッジによって分離している。
好ましくは、ホルダは、ラチェット面に載る複数の下向きに延びる部材を備えている。
好ましくは、ホッパの回転運動は、ホッパの傾斜角度および傾斜方向のうち少なくとも一方に変化を生じさせる。
【００２７】
したがって、本発明は、ホッパ内の粉末が、粉末分配中のホッパの制御された垂直方向運動、および場合によっては付加的な回転運動、およびおそらくは傾斜の結果として解凝集作用を受け、これが、任意の凝集体を物理的に破壊することによって、または、それ以上いかなる凝集体をも生じるのを防ぐことによって、または、これら両方の作用によって、ホッパ内の粒子凝集を減らす傾向を持つ解凝集の結果として、より均質な粒径の分布を生じさせる傾向を与えるという利点を持つ。これは、また、特に目標分配重量を超える過剰分配の発生を減らして、目標重量の粉末のより正確な分配を可能にする傾向を持ち、そしてまた、継続的な同じ目標重量の投与量を得るためにより均一な分配時間を与える傾向を持つ。
【００２８】
本発明は、粉末がホッパ内にある間に分配直前に機械的に粉末を処理することによって、ホッパを制御しながら垂直方向に、そして、場合によっては付加的に回転方向に動かすことによって、および／または、孔内でホッパを傾けることによって、凝集問題が確実かつ反復性を持って軽減、または、実質的に除去され得るという本発明者等の発見に基づいている。
【００２９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明のいくつかの例示した実施形態を説明する。
図１は、粉末を受け器に分配するための公知の粉末分配装置のホッパを通る、片側面から見た概略断面図である。
図２は、受け器に粉末を分配するための本発明による粉末分配装置のホッパおよび軽叩打デバイスを通る、片側面から見た概略断面図である。
図３は、図２のホッパの、片側面から見た拡大概略断面図であり、本発明の第１実施形態によるホッパ用のクランプ止め配置を示す図である。
図４は、図２のホッパの、片側面から見た拡大概略断面図であり、本発明の第２実施形態によるホッパ用のクランプ止め配置を示す図である。
図５は、本発明の第３実施形態による粉末分配装置に組み込んだ、ホッパを支持するためのアームの概略平面図である。
図６は、図５のアームの概略側面図である。
図７は、本発明の第３実施形態による粉末分配装置に組み込んだホッパを支持しているときの図５のアームの概略側面図である。
図８は、図７のアームの概略平面図であり、ホッパ用のリングに設けた支持爪と、アームの支持リングの上面にある複数の傾斜面との接触点を示す図である。
図９は、受け器に粉末を分配するための、本発明のさらに別の実施形態によるホッパおよび軽叩打デバイスを通る、片側面から見た概略断面図である。
【００３０】
図２は、受け器に粉末を分配するための、本発明による粉末分配装置のホッパおよび軽叩打デバイスを示している。この実施形態においては、円錐台形のホッパ２０は、その小径の下端２２のところに設けた、複数のふるい分け孔を有する水平方向に向いたプレートの形をしたふるい（図示せず）と、このふるいを通して分配されるべきばら粉末、たとえば、薬剤を受け取るための大径の上端２３とを有する。ホッパ２０は、片持ちアーム２５で支持されており、この片持ちアームは、ホッパ２０の側壁２６に取り付けるか、または、それに衝接している。片持ちアーム２５内には長手方向に向いた空所２７が設けてあり、この空所２７内には、電気機械式アクチュエータを構成するソレノイド３０の長手方向に向いたソレノイド・コイル２８が配置してある。コイル２８は片持ちアーム２５にしっかりと取り付けてある。ソレノイド３０のアーマチュア３１は、コイル２８内に延びる突起部分３３を有する長手方向に延びた本体を含む。つる巻きばね３４がアーマチュア３１を片寄せてコイル２８内に部分的に位置させるように設けてある。突起部分３３は、ばね３４の片寄せ作用の結果として得られる静止位置において、空所２７のそれぞれの端面３７から隔たって位置する端壁３５を有する。
【００３１】
電流パルスがコイル２８に投入されると、アーマチュア３１が空所２７の端面３７に向かって加速され、端壁３５と衝突する。衝撃運動量は、片持ちアーム２５によって、ホッパ２０およびその中のばら粉末へ伝えられ、使用時にホッパ２０のふるいの下方に置かれた受け器（図示せず）内に個別の量の粉末を落下させる。その後、電流パルスが止まると、ばね３４がアーマチュア３１を静止位置へ戻す。
【００３２】
この配置の場合、ホッパ２０を片持ちアーム２５に沿って軽く叩くことが可能である。したがって、粉末の分配が、引き続く粉末分配作用に対応する引き続く軽叩打工程により生じる。
【００３３】
ホッパ２０およびその中のばら粉末に加える衝撃を発生させるのにソレノイド３０を使用することで、ソレノイド３０のコイル２８を駆動する電圧を制御することによって衝撃の大きさを変えることができる。パルス幅、すなわち、コイル２８をオンにしている期間を変えることによっても同じ効果を得ることができる。
【００３４】
ふるい２１上方でのホッパ２０内のばら粉末の凝集問題は、本発明によれば、ホッパ２０の制御された垂直方向運動および場合によっては付加的な回転運動を生じさせ、また、場合により、ホッパ２０の軸線を垂直線に対して或る角度に傾斜させるように、ホッパ２０用の支持体を設けることによって克服される。これらの構造は、凝集体の形成を阻止したり、または、形成されてしまった凝集体を破壊したり、または、これら両方を行う際の助けとなり得る。ホッパ支持構造の多数の異なった実施形態を以下に説明する。
【００３５】
図３を参照して、ここには、全体的に４０で示すホッパ支持構造の第１実施形態が示してあり、これによって、ホッパ２０が片持ちアーム２５上に装着される。このホッパ支持構造４０は、ホッパ２０の外壁４８まわりに取り付けた周囲リング４６と係合する端部４４を有するクランプ部材４２を含む。端部４４はリング４６の上面５２を下向きに押圧する。端部４４は、ホッパ２０の周縁まわりに完全に延びていてもよいし、部分的に延びていてもよい。クランプ部材４２は、下方へ貫通する中央孔５６と、上面５８と、下面６０とを有する本体部５４も有する。クランプ部材４２の反対側の端部４５は、支点部５０のところで片持ちアーム２５の上面６２に衝合している。ねじボルト６４が孔５６を貫いて下方に延びており、このねじボルトの端は、片持ちアーム２５に設けたねじ孔６６に入っている。つる巻圧縮ばね６８が、ボルト６４のヘッド７０とクランプ部材４２の上面５８との間でボルト６４まわりに配置してある。したがって、つる巻圧縮ばね６８は、端部４４とリング４６の係合によってホッパ２０上へ制御された下向きの片寄せ力を加える。ねじボルト６４を回して調節を行い、ホッパ２０上への下向き片寄せ力を変えることができる。ボルト６４は軸線方向漸増位置を持っているとよい。そうすれば、ボルト６４の垂直方向位置およびそれによる片寄せ力の程度およびホッパ２０が垂直方向に移動できる全距離を徐々に増分させながら変えることができる。たとえば、０.２５ｍｍ漸増分で総距離２ｍｍとすることができる。これにより、ホッパ２０にかかる片寄せ力、そしてまた、ホッパ２０が片持ちアーム２５において垂直方向に動くことができる最大距離に対して割り出し制御を行うことができる。
【００３６】
図４を参照して、ここには、片持ちアーム２５上にホッパ２０を装着するための、全体的に８０で示すホッパ支持構造を含む本発明の第２実施形態が示してある。このホッパ支持構造８０は、ホッパ２０の外壁８８まわりに取り付けた周囲リング８６を押圧できる端部８４を有するクランプ部材８２を含む。端部８４は、リング８６の周囲まわりに延びており、リング８６の上面９２を下方へ押圧できる。クランプ部材８２は、下向きに貫通する中央孔９６、上面９８および下面１００を有する本体部９４も有する。クランプ部材８２の第２の反対側の端１０２は、下方へ延びる支点部１０４を有し、この支点部１０４は片持ちアーム２５の上面１０６を押圧する。ねじボルト１０８が孔９６を通って下方へ延びており、その端が片持ちアーム２５にあるねじ孔１１０内に入っている。ボルト１１０のヘッド１１４はクランプ部材８２の上面９８と係合している。そして、片持ちアーム２５の上面１０６とクランプ部材８２の下面９８との間でボルト１１０まわりにつる巻圧縮ばね１１２が配置してある。それによって、つる巻圧縮ばね１１２は、クランプ部材８２へ制御された上向きの片寄せ力を加える。ねじボルト１１０を回して調節することで、クランプ部材８２の、支点部１０４まわりの傾斜角度、それ故、クランプ部材８２の端部８４の垂直方向位置を変えることができる。ボルト１１０は軸線方向漸増位置を持っていてもよい。そうすれば、ボルト１１０の垂直方向位置、それ故、クランプ部材８２の端部８４の垂直方向位置を漸増状態で変えることができる。図４に示すように、使用時に、ホッパは非クランプ止め位置に配置される。この位置では、端部８４は周囲リング８６から隔たって上方にある。したがって、端部８４は、衝撃を受けたときにホッパがジャンプすることができる高さ範囲を定める止め部材として作用する。それによって、支持体に対するホッパのいかなる運動の垂直成分も制御、制限される。
【００３７】
図３および図４の各実施形態の場合、ホッパ２０が図３、４に矢印で示すように軽叩打作用を受けたとき、この軽叩打作用は、ホッパ２０がアクチュエータから衝撃エネルギを受けた結果として、水平方向ばかりか垂直方向にもホッパ２０を移動させる。図３の実施形態の場合、衝撃で生じた上向きの垂直方向変位量は、つる巻きばねによって付与される片寄せ力の量によって制御される。両方の実施形態で、最大垂直方向変位はボルトの長手方向位置によって制御される。次いでこれが、クランプ部材の端部の垂直方向位置を制御する。
【００３８】
図５〜８を参照して、ここには本発明のさらに別の実施形態が示してある。この実施形態では、特に図５、６に示すように、片持ちアーム１２５は、その自由端１２６に、ホッパ１２９を可動状態で受け入れる中央孔１２８を有する環状部分１２７を備えている。環状部分１２７の上面１３０は、周方向に延び一連の当接用傾斜段部１３１を有する。これらの段部１３１は、半径方向に向いたエッジ１３２によって分離している。各段部１３１の上面１３２は水平に対して傾斜しており、すべての段部１３１が同じ方向に傾斜している。したがって、環状部分１２７の上面１３０は円周方向ラチェット面１３０となっている。各ラチェット段部エッジの段高さは、０.２から１ｍｍであってよい。
【００３９】
図７、８に目を転じて、ホッパ１２９はその傾斜した外面１３３に環状リング部材１３４を備えている。この環状リング部材１３４は、ホッパ１２９およびリング部材１３４の重心よりも上方の垂直方向高さのところでホッパ１２９に取り付けてあり、ホッパ１２９から周方向外向きに延びている。リング部材１３４は、複数の下向きに延びる爪部材１３５を備えている。各爪部材１３５の下端１３６は環状部分１２７のラチェット面１３０に載っている。爪部材１３５の数および互いの角度関係は、段部１３１の寸法および角度関係に関連して、ホッパ１２９の任意の回転位置において、爪部材１３５が、ラチェット面１３０のそれぞれの段部１３１に載るときに異なった垂直方向部位と係合するように選ぶ。これにより、片持ちアーム２５が衝撃を受けたときに片持ちアーム２５の水平運動に応答してホッパ１２９が垂直軸線まわりに回転できる。図示の実施形態では、３つの爪部材１３５が互いに１２０度の相互角度で設けてあり、そして、段部１３１の角度配置は、各爪部材１３５がそのそれぞれの段部１３１上にそれぞれの段高さで載るように選ぶ。爪部材１３５の数および爪部材１３５、段部１３１の向きは本発明の範囲内で変えることができる。クランプ部材１３６、つる巻圧縮ばね１３８およびボルト１４０は、図３の実施形態と同様の構造を持つように設ける。クランプ部材１３６の端部１４２は、ばね１３８の片寄せ力の下にリング部材１３４の上面１４４を下向きに押圧する。この片寄せ力はボルト１４０で調節できる。この構造により、リング部材１３４、それ故、ホッパ１２９が、以下により詳しく説明するように、ばね１３８の片寄せ力に抗して制御された要領で垂直方向に移動できる。これは、ホッパのいかなる運動の垂直方向成分の制限を定めるように作用する。
【００４０】
片持ちアーム１２５がアクチュエータから衝撃エネルギを受けたとき、これがホッパ１２９に水平方向衝撃を与えるばかりか、ホッパ１２９を垂直方向にジャンプさせることにもなる。ホッパ１２９がアクチュエータから水平方向に衝撃エネルギを受けたとき、アクチュエータから離れているホッパ１２９、爪部材１３５間の結合部は、充填されたホッパの重心から垂直方向上方にある支点として作用する傾向がある。これにより、ホッパがその支点まわりに上方へ回転し、ホッパの反対側が垂直方向上方へ動くことができる。この垂直方向運動は、同様に垂直軸線まわりの少なくとも小さい回転運動と関連する傾向がある。ホッパ１２９が回転すると、爪部材１３５は、ラチェット面１３０まわり周方向に角度割り出し要領で漸進的に移動しようとする。ラチェット面１３０を設けることで、ホッパ１２９を持続的に傾けるだけでなく、ホッパ１２９の回転も生じさせ、特に或る爪部材１３５がラチェット面１３０の或る段部１３１の高さに急激に落下したときに、たとえ回転運動量がほんの少しの場合でも結果的に傾斜角度および傾斜方向の両方に変動を生じさせる。１割り出し回転運動あたり最大回転角度は、各段部１３１の角度範囲によって制御される。１割り出し回転運動あたりの最大垂直方向運動は、各段部エッジ１３２の垂直方向高さによって制御される。
【００４１】
図９は、図２の粉末分配装置の変形例を示している。この変形例では、電気機械式アクチュエータ１５０は、図２におけると同様に水平方向というよりはむしろ垂直方向に向いている。したがって、電気機械式アクチュエータ１５０は、片持ちアーム２５、それ故、ホッパ２０に垂直方向の衝撃エネルギを与える。
【００４２】
本発明の実施形態の各々において、ホッパの傾斜と場合により関連した、ホッパの制御された垂直方向運動および場合によっては付加的な回転運動は、ホッパ内の粉末粒子を解凝集するのを助け、次いでこれが、ホッパからの均一かつ正確な粉末分配を改善する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】粉末を受け器に分配するための公知の粉末分配装置のホッパを通る、片側面から見た概略断面図である。
【図２】受け器に粉末を分配するための本発明による粉末分配装置のホッパおよび軽叩打デバイスを通る、片側面から見た概略断面図である。
【図３】図２のホッパの、片側面から見た拡大概略断面図であり、本発明の第１実施形態によるホッパ用のクランプ止め配置を示す図である。
【図４】図２のホッパの、片側面から見た拡大概略断面図であり、本発明の第２実施形態によるホッパ用のクランプ止め配置を示す図である。ここでは、クランプはホッパの垂直方向運動の限度を定める止め部材を構成している。
【図５】本発明の第３実施形態による粉末分配装置に組み込んだ、 ホッパを支持するためのアームの概略平面図である。
【図６】図５のアームの概略側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による粉末分配装置に組み込んだホッパを支持しているときの図５のアームの概略側面図である。
【図８】図７のアームの概略平面図であり、ホッパ用のリングに設けた支持爪と、アームの支持リングの上面にある複数の傾斜面との接触点を示す図である。
【図９】受け器に粉末を分配するための、本発明のさらに別の実施形態によるホッパおよび軽叩打デバイスを通る、片側面から見た概略断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少量の粒子を分配するための装置であって、底部分にふるいを備えるホッパであり、使用時にふるいを通して分配される粉末を入れる粉末収容領域をふるい上方に構成しているホッパと、ホッパのための支持体であり、使用時に分配された粉末を受け入れることになっている容器の上方にホッパを保持できるようにホッパの一部を保持する支持体と、衝撃エネルギをホッパに与え、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させる少なくとも１つのアクチュエータと、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動ができるようになっている要素とを含む上記装置。
【請求項２】
要素がホッパを支持体にクランプ止めするためのクランプを含み、このクランプは、クランプ止め配置のまま、ホッパを或る特定の距離にわたって垂直方向に移動させるように構成してある、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに、ホッパをクランプ止め配置の第１位置に片寄せするためにホッパと支持体との間に配置した片寄せデバイスを含み、ホッパがこの片寄せデバイスの片寄せ力に抗してクランプ止め配置の第２位置に向かって移動できる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
片寄せデバイスが圧縮ばねを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
圧縮ばねがクランプの２つの部分の間に配置してあって、ホッパを下方へ押圧する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
要素がホッパ用のホルダ上方に離れて位置する止め部材を含み、ホルダが垂直方向に移動できる高さを定めている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
さらに、止め部材の高さを調節するための高さ調節機構を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
支持体がホッパを受け入れる孔を有する環状部分を含み、この環状部分の上面が付加的にホッパを回転運動させるようになっている段付きラチェット構造と、この段付きラチェット構造上に載るホッパ用のホルダとを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
段付きラチェット構造が環状部分の上面まわりに周方向に延びる一連の当接用傾斜段部を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
段部が半径方向に向いたエッジによって分離している、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ホルダがラチェット面に載る複数の下向きに延びる部材を備えている、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
少量の粒子を分配する方法であって、底部分にふるいを備えたホッパに、ふるいを通して分配される粉末入れ；ホッパが分配された粉末を受け取ることになっている容器上方に保持されるように支持体でホッパの一部を保持することによって、ホッパを支持し、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動ができるようになっている要素を設け；そして少なくとも１つのアクチュエータによって、ホッパに衝撃エネルギを与え、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させると共に、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を可能にすることからなる方法。
【請求項１３】
要素がホッパを支持体にクランプ止めするためのクランプを含み、このクランプは、クランプ止め配置のまま、ホッパを或る特定の距離にわたって垂直方向に移動させるように構成してある、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ホッパをクランプ止め配置の第１位置に片寄せするための片寄せデバイスが、ホッパと支持体との間に配置してあり、ホッパがこの片寄せデバイスの片寄せ力に抗してクランプ止め配置の第２位置に向かって移動できる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
片寄せデバイスが圧縮ばねを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
圧縮ばねがホッパを下方へ押圧する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
要素がホッパ用のホルダ上方に離れて位置する止め部材を含み、ホルダが垂直方向に移動できる高さを定めている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
止め部材の高さが調節可能である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
要素が支持体に対するホッパの制御された回転運動を生じさせるようになっている、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
支持体はホッパを受け入れる孔を有する環状部分を含み、環状部分の上面がホッパを回転運動させるようになっている段付きラチェット構造と、この段付きラチェット構造上に載るホッパ用のホルダとを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
段付きラチェット構造が環状部分の上面まわりに周方向に延びる一連の当接用傾斜段部を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
段部が半径方向に向いたエッジによって分離している、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ホルダがラチェット面に載る複数の下向きに延びる部材を備えている、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
ホッパの回転運動がホッパの傾斜角度および傾斜方向のうち少なくとも一方に変化を生じさせる、請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
実質的に図３、図４、図５〜８または図９を参照して本明細書に述べた、少量の粒子を分配するための装置。
【請求項２６】
実質的に図３、図４、図５〜８または図９を参照して本明細書に述べた、少量の粒子を分配するための方法。
【請求項１】
少量の粒子を分配するための装置であって、底部分にふるいを備えるホッパであり、使用時にふるいを通して分配される粉末を入れる粉末収容領域をふるい上方に構成しているホッパと、ホッパのための支持体であり、使用時に分配された粉末を受け入れることになっている容器の上方にホッパを保持できるようにホッパの一部を保持する支持体と、衝撃エネルギをホッパに与え、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させる少なくとも１つのアクチュエータと、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動ができるようになっている要素とを含む上記装置。
【請求項２】
要素がホッパを支持体にクランプ止めするためのクランプを含み、このクランプは、クランプ止め配置のまま、ホッパを或る特定の距離にわたって垂直方向に移動させるように構成してある、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに、ホッパをクランプ止め配置の第１位置に片寄せするためにホッパと支持体との間に配置した片寄せデバイスを含み、ホッパがこの片寄せデバイスの片寄せ力に抗してクランプ止め配置の第２位置に向かって移動できる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
片寄せデバイスが圧縮ばねを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
圧縮ばねがクランプの２つの部分の間に配置してあって、ホッパを下方へ押圧する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
要素がホッパ用のホルダ上方に離れて位置する止め部材を含み、ホルダが垂直方向に移動できる高さを定めている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
さらに、止め部材の高さを調節するための高さ調節機構を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
支持体がホッパを受け入れる孔を有する環状部分を含み、この環状部分の上面が付加的にホッパを回転運動させるようになっている段付きラチェット構造と、この段付きラチェット構造上に載るホッパ用のホルダとを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
段付きラチェット構造が環状部分の上面まわりに周方向に延びる一連の当接用傾斜段部を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
段部が半径方向に向いたエッジによって分離している、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ホルダがラチェット面に載る複数の下向きに延びる部材を備えている、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
少量の粒子を分配する方法であって、底部分にふるいを備えたホッパに、ふるいを通して分配される粉末入れ；ホッパが分配された粉末を受け取ることになっている容器上方に保持されるように支持体でホッパの一部を保持することによって、ホッパを支持し、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動ができるようになっている要素を設け；そして少なくとも１つのアクチュエータによって、ホッパに衝撃エネルギを与え、ホッパが衝撃エネルギを受けたときにふるいを通して粉末を分配させると共に、支持体に対するホッパの制御された垂直方向運動を可能にすることからなる方法。
【請求項１３】
要素がホッパを支持体にクランプ止めするためのクランプを含み、このクランプは、クランプ止め配置のまま、ホッパを或る特定の距離にわたって垂直方向に移動させるように構成してある、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ホッパをクランプ止め配置の第１位置に片寄せするための片寄せデバイスが、ホッパと支持体との間に配置してあり、ホッパがこの片寄せデバイスの片寄せ力に抗してクランプ止め配置の第２位置に向かって移動できる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
片寄せデバイスが圧縮ばねを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
圧縮ばねがホッパを下方へ押圧する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
要素がホッパ用のホルダ上方に離れて位置する止め部材を含み、ホルダが垂直方向に移動できる高さを定めている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
止め部材の高さが調節可能である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
要素が支持体に対するホッパの制御された回転運動を生じさせるようになっている、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
支持体はホッパを受け入れる孔を有する環状部分を含み、環状部分の上面がホッパを回転運動させるようになっている段付きラチェット構造と、この段付きラチェット構造上に載るホッパ用のホルダとを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
段付きラチェット構造が環状部分の上面まわりに周方向に延びる一連の当接用傾斜段部を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
段部が半径方向に向いたエッジによって分離している、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ホルダがラチェット面に載る複数の下向きに延びる部材を備えている、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
ホッパの回転運動がホッパの傾斜角度および傾斜方向のうち少なくとも一方に変化を生じさせる、請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
実質的に図３、図４、図５〜８または図９を参照して本明細書に述べた、少量の粒子を分配するための装置。
【請求項２６】
実質的に図３、図４、図５〜８または図９を参照して本明細書に述べた、少量の粒子を分配するための方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００８−５０４１７９（Ｐ２００８−５０４１７９Ａ）
【公表日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１８６８２（Ｐ２００７−５１８６８２）
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００５／００２５２３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００３３７９
【国際公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【出願人】（５９７０１４５０１）ファイザー・リミテッド (107)
【氏名又は名称原語表記】Ｐｆｉｚｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｒａｍｓｇａｔｅ Ｒｏａｄ， Ｓａｎｄｗｉｃｈ， Ｋｅｎｔ， Ｅｎｇｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２８日（２００５．６．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００５／００２５２３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００３３７９
【国際公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【出願人】（５９７０１４５０１）ファイザー・リミテッド (107)
【氏名又は名称原語表記】Ｐｆｉｚｅｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｒａｍｓｇａｔｅ Ｒｏａｄ， Ｓａｎｄｗｉｃｈ， Ｋｅｎｔ， Ｅｎｇｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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