粉体圧縮成形機
【課題】粉体の特性や充填する量に拘わらず、所要量の粉体をより精確に臼孔に充填することができる粉体圧縮成形機を提供する。
【解決手段】本発明の粉体圧縮成形機は、例えば８つの臼孔２１を設けたテーブル２０を主たる要素とするテーブル体２と、臼孔２１の上下に配置した上杵３１及び下杵３２の対を含む圧縮成形装置３と、臼孔２１に原料粉体を充填するフィードシュー４１を含む粉体供給装置４と、テーブル体２、圧縮成形装置３、粉体供給装置４等を内部空間に包有する筐体１とを具備し、フィードシュー４１の、中心軸６１回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構Ｘを備える。
【解決手段】本発明の粉体圧縮成形機は、例えば８つの臼孔２１を設けたテーブル２０を主たる要素とするテーブル体２と、臼孔２１の上下に配置した上杵３１及び下杵３２の対を含む圧縮成形装置３と、臼孔２１に原料粉体を充填するフィードシュー４１を含む粉体供給装置４と、テーブル体２、圧縮成形装置３、粉体供給装置４等を内部空間に包有する筐体１とを具備し、フィードシュー４１の、中心軸６１回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構Ｘを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を圧縮して錠剤、食品、又は電子部品などを成形するための粉体圧縮成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テーブルに臼孔を設け、臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、テーブル上を移動可能に設けられた攪拌フィードシューにより攪拌された粉末を臼孔内に充填し、当該粉末を圧縮成形するようにした粉末圧縮成形機が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。そしてこれら特許文献に記されている粉末圧縮成形機は、臼孔が設けられた固定のテーブルと、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵の対と、テーブルの面上を移動して臼孔に粉末を充填する粉末供給用のフィードシューとを具備しているものである。このような態様の粉末圧縮成形機は、一般にテーブルが回転可能に構成されている態様のものよりも、粉末をより精確に充填し得るとされている。
【０００３】
しかし、今日では、従前よりもさらに、粉末の特性や臼孔に充填する量に拘わらず精確な量の粉末を充填し、成形された各成形品をより精確且つばらつき無く均一なものとすることが要求されている。
【０００４】
特許文献２では、固定臼台上を旋回摺動して臼内に原料粉末を充填するフィードシューを備えるタブレット成形装置が開示されている。また、特許文献１では、位置検出手段を基にフィードシューの位置を検出し、原料粉末を臼内に充填させるため下杵を下降させる開始時間及び下降速度を設定する設定手段を備えるタブレット成形装置が開示されている。ところが、特許文献１では、フィードシュー内の原料粉末の落下位置が固定臼台上の各々臼の真上に来たときにそれらの臼の位置を角度検出器により検出し、その信号により下杵の下降開始時間及び下降速度を設定する。つまり、臼の真上にフィードシューが来てから下杵を下降させるので、臼孔内への粉体の充填時間が十分でなく、臼孔内に粉体を精確に充填することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１１８９９８号公報
【特許文献２】実公平７−４７１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような要求に着目したものであり、粉体の特性や充填する量に拘わらず、所要量の粉体をより精確に臼孔に充填することができる粉体圧縮成形機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような目的を達成するため、次のような手段を講じたものである。
【０００８】
すなわち本発明に係る粉体圧縮成形機は、少なくとも１つの臼孔が設けられた固定のテーブルと、臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵の少なくとも一対と、テーブルの面上を公転面として、テーブル面に対して鉛直方向が軸となる中心軸回りに公転して臼孔に粉体を充填する粉体供給用のフィードシューとを具備し、フィードシューにより臼孔内に充填された粉体を上杵及び下杵により臼孔内で圧縮成形する粉体圧縮成形機であって、フィードシューの中心軸回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構を備えることを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、臼孔、上杵及び下杵を公転させるのではなく、これらを固定としてフィードシューを公転させるようにしたため、上杵及び下杵の上下摺動駆動を制御し易くなり、成形品の厚みや密度のばらつきを小さくして、高精度化を図ることができる。さらにフィードシューの公転速度や公転方向を柔軟にコントロールできることから、例えば臼孔近傍でフィードシューの公転速度を落としたり、臼孔周辺でフィードシューを往復動させたりして、臼孔への粉体の充填をいっそう確実なものにできる。また、臼孔、上杵及び下杵を公転させる従来の構成では、臼孔に充填した粉体が公転によりわずかに飛散していたが、フィードシューを公転させる構成では、そのような飛散を減少させることができる。
【００１０】
次に、粉体の攪拌度合いを精確に制御することにより臼孔に充填する粉体の状態を望ましいものとするためには、前記フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有するとともに、攪拌軸の所定部位に係合する係合部材をさらに具備し、前記フィードシューにおける前記中心軸回りの公転速度と係合部材における中心軸回りの自転速度との間の、相対的な回転速度差を増減させることにより、攪拌部材の攪拌軸回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な相対的攪拌部材制御機構を備えるものが好ましい。また、このような構成のフィードシューを用いることにより、圧縮成形機内を粉体でほとんど汚さずに成形品を製造することができる。また、このような構成により、攪拌部材の攪拌軸回りの自転を間接的に制御することができ、用いる粉体の性質により攪拌部材の攪拌軸回りの自転の方向及び回転数を変化させ、最適な充填ができる。
【００１１】
そして、フィードシューの動作及び攪拌部材の動作とを併せて望ましい動作に制御するための具体的な構成として、フィードシューを中心軸回りに公転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第一の回転駆動機構と、前記係合部材を前記中心軸回りに自転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第二の回転駆動機構とを具備したものが挙げられる。
【００１２】
また他方、本発明に係る粉体圧縮成形機は、少なくとも１つの臼孔が設けられた固定のテーブルと、臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵を少なくとも一対と、
テーブル面に対して鉛直方向が軸となる中心軸と、テーブルの面上を公転面として、中心軸回りに公転して臼孔に粉体を充填する粉体供給用のフィードシューとを具備し、フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有するものである粉体圧縮成形機であって、攪拌部材の攪拌軸回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な直接的攪拌部材制御機構を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような構成であれば、フィードシューの公転軌道上の運動に影響されることなく、攪拌部材の自転運動を直接的に制御でき、攪拌部材に対して所要の動作をし得るように容易に設定できる。また、このような構成のフィードシューを用いることにより、粉体圧縮成形機内を粉体でほとんど汚さずに成形品を製造できる。
【００１４】
また上記の構成のもと、成形された成形品をむら無く安定して回収するために、テーブルの周縁部で成形品を移送させ、移送速度及び／又は移送方向を可変制御できる成形品取り出し用の成形品移送機構を備えたものが好ましい。
【００１５】
フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有する構成であり、そのフィードシューをテーブル面に対してフィードシュー上方から少なくとも一箇所以上で押え付ける押え付け器を備えることも好ましい。このような構成をとることにより、フィードシューとテーブル面の間から漏れる粉体の量をさらに低減できる。
【００１６】
また、押え付け器は、後述する天井板とフィードシューの間を弾性体により上下に押え付けるような構成で、押え付け器の天井板側部分には、例えばローラーなどの駆動部を有する構成が好ましい。押え付け器の天井板側部分の駆動部は、天井板を滑るような構成であってもよい。また、押え付け器の一つは、中心軸上にフィードシューを固定する際に用いられ、中心軸上でフィードシューをテーブル面に押え付けるような構成が好ましい。このような構成により、フィードシューがテーブル面に対して押え付けられるような状態で公転することができ、粉体圧縮成形機内での粉体飛散を低減することができる。
【００１７】
なお、上記の種々のフィードシューを１個だけでなく、複数個備える粉体圧縮成形機であってもかまわない。
【００１８】
ここで、本発明における粉体とは、微小個体の集合体であり、いわゆる顆粒などの粒体の集合体と、粒体より小なる形状の粉末の集合体とを含むものを指すものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フィードシューの回転速度や回転方向を柔軟にコントロールできることから、例えば臼孔近傍でフィードシューの回転速度を落としたり、臼孔周辺でフィードシューを往復動させたりして、臼孔への粉体の充填をいっそう確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉体圧縮成形機の正断面図。
【図２】同実施形態に係る平面視における構成説明図。
【図３】同要部の構成を説明するための断面図。
【図４】他の要部を説明するための断面図。
【図５】他の要部を説明するための外観図
【図６】他の要部を説明するための底面図
【図７】同実施形態に係る作用説明図。
【図８】同実施形態に係る要部の正断面図。
【図９】同実施形態の第１変形例に係る要部の正断面図。
【図１０】同実施形態の第２変形例に係る平面視における構成説明図。
【図１１】同実施形態の第３変形例に係る平面視における構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の粉体圧縮成形機は、図１ないし図５に示すように、例えば８つの臼孔２１を設けたテーブル２０と、臼孔２１の上下に配置した上杵３１及び下杵３２の対を含む圧縮成形装置３と、臼孔２１に原料粉体を充填する動作可能に設けられたフィードシュー４１を含む粉体供給装置４と、臼孔２１内で圧縮された成形品Ｓを回収するための成形品回収装置５と、テーブル２０を含むテーブル体２と、上杵３１及び下杵３２、フィードシュー４１等を内部空間に包有する筐体１とを具備してなる。
【００２２】
ここで、本実施形態に係る粉体圧縮成形機は、フィードシュー４１の動作、すなわち後述する中心軸６１回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構Ｘを備えることを特徴とする。
【００２３】
以下、粉体圧縮成形機の構成について説明する。
【００２４】
筐体１は、図１及び図２に示すように、土台となるフレーム１１と、フレーム１１の上方に存在する内部空間の四方を囲繞する外装体１２と、内部空間を上方から閉止する頂板１３とを要素とする。そして本実施形態では、この筐体１のフレーム１１に本発明に係る第一の回転駆動機構６を取り付けている。併せて、頂板１３には本発明に係る第二の回転駆動機構７が取り付けられている。
【００２５】
第一の回転駆動機構６は、フレーム１１中央に固設された公転用モータ６０と、テーブル２０の中央から上面側に露出している中心軸６１とを有している。公転用モータ６０は、回転速度及び回転方向を自由に変化させることができるサーボモータ、又はステッピングモータなどがある。公転用モータ６０は、中心軸６１の下端部に直結している。中心軸６１は、略直立姿勢でフレーム１１に支持させてあり、公転用モータ６０が出力する回転駆動力によって回転することにより、フィードシュー４１を公転させ得る。
【００２６】
第二の回転駆動機構７は、頂板１３に固着された自転用モータ７０と、その下方へ伸長している、自転用モータ７０の駆動力を後述する係合部材２４に伝達するための駆動軸７１とを有している。これら駆動軸７１及び自転用モータ７０の軸心は、図１及び図３に示すように、中心軸６１の軸心から径方向に沿って外方に偏倚して設けられている。自転用モータ７０は筐体１内の駆動軸７１の上端部に直結している。この自転用モータ７０もまた、公転用モータ６０と同様、回転速度及び回転方向を自由に変化させることができるサーボモータ、又はステッピングモータなどである。駆動軸７１は、その下端部には、係合部材２４と噛合する歯車７１ａを設けたものであり、自転用モータ７０によって駆動軸７１を回転駆動すると、駆動軸７１の回転が係合部材２４に伝わって係合部材２４が自転するようになっている。
【００２７】
テーブル体２は、図１及び図２に示すように、平面視略円盤状をなし、所定の円周に沿って間欠的に複数の臼孔２１を設けたテーブル２０を主たる要素としている。そして各臼孔２１は、テーブル２０を上下方向に貫通している。本実施形態では、臼孔２１の内周壁を形作る臼部材をテーブル２０とは別体としており、この臼部材はテーブル２０に対して着脱可能であるが勿論、一体に構成されたものであっても良い。テーブル２０は、フレーム１１に固定しており、不動となっている。またテーブル体２は、テーブル２０の外周縁部に設けた３本の立柱２２と、これら立柱２２によってテーブル２０面から所定寸法上方に離間した位置に支持された天井板２３とをさらに有している。次に、天井板２３は、中央部位に開いた円形の窓２３ａを設けた平面視略ドーナツ盤状をなすものであり、この窓２３ａの周縁には、後述する係合部材２４を支持するための複数のジャーナル２３ｂを設けたものである。ジャーナル２３ｂは、その周面にＶ溝を有しているものであり、係合部材２４の外周面から径方向の外方に張り出したフランジ２４ｃが各ジャーナル２３ｂのＶ溝に差し入る構造としている。なお、立柱２２の本数は３本に限られず、複数あってもかまわない。また、テーブル体２は、平面視略円盤状に限られず、どのような形状であってもよい。また、テーブル体２をケースにより全体を取り囲んだり、テーブル２０及び天井板２３を外装体１２に密着させることにより、粉体で汚染される部分を限定する構成であってもよい。
【００２８】
そして本実施形態では、この天井板２３に対して回転可能に設けられた係合部材２４を、立柱２２、天井板２３とともにテーブル体２の一要素として設けてある。この係合部材２４は上下に伸張した概略筒形をなし、自転用モータ７０が出力する回転駆動力によって中心軸６１と同心軸回りに自転する回転駆動力伝達用の部材である。この係合部材２４は、上端部に形成され上述の駆動軸７１に係り合う内歯車２４ａと、下端部に形成されフィードシュー４１に設けられた後述する攪拌軸４１ｂに係合する外歯車２４ｂと、外周面から径方向の外方に張り出して天井板２３に設けられた各ジャーナル２３ｂのＶ溝に差し入る構造をなすフランジ２４ｃとを有している。すなわち本実施形態では、係合部材２４を天井板２３の中央部位に開いた円形の窓２３ａに挿通した状態で、天井板２３の上面、窓２３ａの周縁に沿って取り付けた複数のジャーナル２３ｂ（ベアリング）によって水平旋回可能に支持させている。
【００２９】
圧縮成形装置３は、臼孔２１に充填された粉体を当該臼孔２１内で上下から圧縮して成形品Ｓの形状に成形する役割を担う。圧縮成形装置３は、各臼孔２１に上方から臨む上杵３１と、各臼孔２１に下方から臨む下杵３２と、これら上杵３１及び下杵３２の各々に付随してそれぞれを個別に上下方向に進退動作させる液圧シリンダとを要素とする。なお本実施形態では、図示した任意の一の臼孔２１に対応する圧縮成形装置３以外の圧縮成形装置３の図示を、便宜上省略して示している。また、下杵３２の下方には、下杵３２の摺動により落ちてきた粉体を吸塵する吸塵器（図示しない）を備えているものが好ましい。
【００３０】
粉体供給装置４は、テーブル２０の各臼孔２１に順次粉体を充填する役割を担う。粉体供給装置４は、図１、図２、図４、図５及び図６に示すように、テーブル２０面に対し直交した中心軸６１回りに公転して各臼孔２１を巡回する粉体充填用の回転式フィードシュー４１と、フィードシュー４１に連通してフィードシュー４１に粉体を投入する投入ダクト４２と、投入ダクト４２に粉体を絶えず補給するフィーダ４３及びホッパ４４とを要素とする。
【００３１】
フィードシュー４１は、中空構造をなすハウジング４１ａと、ハウジング４１ａの所定部位に設けた攪拌軸４１ｂと、ハウジング４１ａ内で攪拌軸４１ｂ回りに自転する攪拌部材たる攪拌羽根４１ｃと、ハウジング４１ａから粉体を臼孔２１に充填するための開口部４１ｄと、粉体をハウジング４１ａに投入するための粉体投入口４１ｅと、臼孔２１に充填された粉体をすり切るためのすり切り板４１ｇと、フィードシュー４１を公転中心である中心軸６１側に取り付けるための取付部４１ｈとを主に備える。
【００３２】
ハウジング４１ａは、図５に示すような平面視略円形状の上下に偏平な箱形の部材であり、その下壁がテーブル２０面に当接ないし極近接している。このハウジング４１ａは、中心軸６１に対して固着しており、中心軸６１と一体となって水平旋回、即ち公転する。フィードシュー４１（及び、攪拌羽根４１ｃ）の公転中心となる中心軸６１の軸心は、テーブル２０が有している複数の臼孔２１を結ぶ円周の中心と略一致する。
【００３３】
攪拌軸４１ｂは、ハウジング４１ａの上壁から上方に突出したボス状の軸受部に略直立姿勢で支持させてある。攪拌軸４１ｂは、軸受部からさらに上方に延伸しており、その上端部にて上述した係合部材２４と係合している。この攪拌軸４１ｂの上端部には、係合部材２４の外歯車２４ｂと噛合する歯車４１ｆを設けてある。要するに、これら歯車４１ｆ及び外歯車２４ｂを介して、攪拌軸４１ｂと係合部材２４とが係合している。
【００３４】
攪拌羽根４１ｃは、図２、図４及び図６に示すように攪拌軸４１ｂの下端部に固着しており、攪拌軸４１ｂと一体となって水平旋回、即ち自転する。攪拌羽根４１ｃの自転中心となる攪拌軸４１ｂの軸心は、公転中心となる中心軸６１の軸心から径方向に沿って外方に偏倚している。また攪拌羽根４１ｃは、平面視攪拌軸４１ｂを中心として放射方向に延出した例えば複数本（図示例では、六本）のブレードを持つ。各ブレードは、ハウジング４１ａの下壁の上面に当接ないし極近接しており、またその先端がハウジング４１ａの外周壁の内面近傍まで達している。攪拌羽根４１ｃをハウジング４１ａ内で自転させることで、粉体投入口４１ｅから投入された粉体をハウジング４１ａ内で攪拌しつつ、開口部４１ｄを介してテーブル２０の臼孔２１に注入できる。
【００３５】
開口部４１ｄは、ハウジング４１ａの下壁に開設され、テーブル２０の臼孔２１に平面視重なり合うことができるよう、その位置を設定してある。具体的には図６に示すように、臼孔２１に平面視重なり合うことができる円弧状に湾曲した帯状の部位の大部分が開口するよう計３箇所開口させている。また、ハウジング４１ａの上壁には、粉体投入口４１ｅを開設している。粉体投入口４１ｅは、投入ダクト４２の出口４２ａが接合しており、投入ダクト４２を下落した粉体をこの粉体投入口４１ｅを介して受け入れる。すり切り板４１ｇは、開口部４１ｄの端部に設けられた板状の部材であり、臼孔２１に充填された粉体を精確にすり切るためのものである。取付部４１ｈは、中心軸６１側にフィードシュー４１を取り付けるためのものである。本実施形態では取付部４１ｈは、テーブル２０の中央でもある公転中心でテーブル２０の面に向けて下方に押圧されながら取り付けられる。
【００３６】
投入ダクト４２は、下方にあってハウジング４１ａの粉体投入口４１ｅに接続している出口４２ａと、上方にあって出口４２ａの内径よりも大きく拡径している入口４２ｂとを管路でつないだものである。投入ダクト４２の入口４２ｂは中心軸６１の直上に位置する一方、出口４２ａは中心軸６１から見て径方向に沿って外方に偏倚している。それ故、投入ダクト４２の管路はやや傾倒している。この投入ダクト４２は、フィードシュー４１の公転に伴って中心軸６１回りに回転するが、入口４２ｂの位置は変動しない。
【００３７】
フィーダ４３は、径方向に沿った外方から内方に向かって直線的に粉体を搬送し、投入ダクト４２の入口４２ｂに落とし入れる。ホッパ４４は、筐体１の内外を連絡して、外部から補給される粉体をフィーダ４３へと送り込む。フィーダ４３及びホッパ４４は、既知の粉体圧縮成形機におけるそれをそのまま採用できる。また、本実施形態では、投入ダクト４２はテーブル２０中央部に位置するが、テーブル２０の外周部に備えるものであってもよい。
【００３８】
成形品回収装置５は、本実施形態では圧縮成形装置３によって成形された成形品Ｓをテーブル２０の中央部分から筐体１外へ移動させ、成形品Ｓを回収するものである。成形品回収装置５は、上述したフィードシュー４１に一体的に設けられてテーブル２０上を動作する回収アーム５１と、テーブル２０の中央付近から成形品Ｓを下方へ導くための成形品回収口５２と、成形品回収口５２から筐体１外へ成形品Ｓを案内する成形品搬出路５３とを有している。回収アーム５１は、本実施形態ではフィードシュー４１と共に公転することによって、下杵３２によってテーブル２０面上に押し上げられた状態にある成形品Ｓを順次テーブル２０中央に向けて案内するための中央案内面５１ａを有している。
【００３９】
本実施形態における回転式フィードシュー４１の動作について解説する。まず、本実施形態では、公転用モータ６０の回転速度及び回転方向の制御を通じて、テーブル２０に対するフィードシュー４１の中心軸６１回りの回転速度及び回転方向を自在に制御することができる。つまり、公転用モータ６０及び中心軸６１が、フィードシュー４１の公転速度及び公転方向を可変制御する第一の回転駆動機構６を構成する。すなわち本実施形態では、斯かる第一の回転駆動機構６こそが、フィードシュー４１の中心軸６１回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構Ｘを構成している。
【００４０】
また本実施形態に係る粉体圧縮成形機は、自転用モータ７０の回転速度及び回転方向の制御を通じて、テーブル２０に対する係合部材２４の中心軸６１回りの回転速度及び回転方向を自在に制御できる。つまり、自転用モータ７０及び駆動軸７１が、係合部材２４の自転速度及び自転方向を可変制御する、本発明の第二の回転駆動機構７を構成する。
【００４１】
そして、フィードシュー４１のハウジング４１ａに軸支させてある攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂは、歯車４１ｆが外歯車２４ｂと噛み合うことにより係合部材２４と係合している。このため、ハウジング４１ａ内の攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂ回りの回転速度及び回転方向は、フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度との相対的な回転速度差に応じて決定されることになる。つまり、上記の第一の回転駆動機構６及び第二の回転駆動機構７が、攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）の自転速度及び自転方向を可変制御する相対的攪拌部材制御機構Ｙを構成している。すなわち、斯かる相対的攪拌部材制御機構Ｙにより、攪拌羽根４１ｃの回転速度、方向、パターンを、臼孔内へ充填する粉体の粒度分布や流動性などの性質によって適宜調整できるものとなっている。
【００４２】
以下、フィードシュー４１及び係合部材２４を模式的に示した図７を参照しながら、フィードシュー４１が中心軸６１中心に正方向（平面視反時計回り）に公転し、かつ係合部材２４も中心軸６１中心に正方向に自転するものと仮定して、具体的な動作例を列挙する。
【００４３】
（１）フィードシュー４１の公転速度（ｒａｄ／ｓまたはｒｐｍ）と係合部材２４の自転速度（ｒａｄ／ｓまたはｒｐｍ）とが一致する場合；フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度の相対的な回転速度差は生じないため、攪拌羽根４１ｃは、ハウジング４１ａに対しては回転しない。
【００４４】
（２）フィードシュー４１の公転速度が、係合部材２４の自転速度よりも大きい場合；フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度の相対的な回転速度差が生じ、攪拌羽根４１ｃは、ハウジング４１ａに対して攪拌軸４１ｂを中心に正方向に回転する。係合部材２４が静止しておりフィードシュー４１だけが公転しているケースもこれに当たる。この場合、フィードシュー４１の公転速度の全てが、攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂを中心とする回転に換算される。また、攪拌羽根４１ｃのハウジング４１ａに対する攪拌軸４１ｂ回りの回転速度（ｒａｄ／ｓまたはｒｐｍ）は、フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度との差が大きいほど大きくなる。
【００４５】
（３）フィードシュー４１の公転速度が、係合部材２４の自転速度よりも小さい場合；フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度の相対的な回転速度差が生じ、攪拌羽根４１ｃは、ハウジング４１ａに対して攪拌軸４１ｂを中心に逆方向（平面視時計回り）に回転する。フィードシュー４１が静止しており係合部材２４だけが自転しているケースもこれに当たる。この場合、係合部材２４の自転速度の全てが、攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂを中心とする回転に換算される。また、攪拌羽根４１ｃのハウジング４１ａに対する攪拌軸４１ｂ回りの回転速度は、フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度との差が大きいほど大きくなる。
【００４６】
なお、攪拌軸４１ｂの半径及び係合部材２４の中心軸６１からの半径により、攪拌羽根４１ｃの回転速度が変化する。また、攪拌軸４１ｂと係合部材２４との間に別のギアを取り付けることにより、攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂを中心とする回転方向を、上記内容とは逆方向にすることもできる。
【００４７】
上述の通りフィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度との相対的な回転速度差を増減させることで、攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）の攪拌軸４１ｂ回りの自転速度及び自転方向を変化させることができる。また、上記の動作例以外にも、フィードシュー４１の公転する方向と係合部材２４の自転する方向とを異ならせる動作もできる。
【００４８】
続いて、前述したフィードシュー制御機構Ｘ及び相対的攪拌部材制御機構Ｙを機能させながら本実施形態に係る粉体圧縮成形機を動作させて成形品Ｓを製造する一連の工程について説明する。
【００４９】
充填前、上杵３１はフィードシュー４１の上壁の上面よりも高位置に退避して干渉を避けるとともに、下杵３２の杵先は適切な充填量を実現する容積を達成する高さ位置に降下した状態としておく。そして粉体が投入されたフィードシュー４１を臼孔２１上に位置付けることによって臼孔２１に粉体を充填する。ここで、下杵３２を降下させながら、粉体を臼孔２１内に充填してもかまわない。また、このときフィードシュー４１の回転すなわち公転速度を低減、後退、又は、フィードシュー４１を一時停止させることにより、充填時間を確保することができる。つまり、充填時間を制御できる。加えて、このフィードシュー４１は、逆方向に公転させることができるので、さらには適宜往復運動させる等、より確実な充填のための所望の積極的な動作を自由に行える。しかる後、充填したフィードシュー４１が臼孔２１の上方から退去したら、下杵３２の先端を臼孔２１内に降下させ、続いて上杵３１の杵先を臼孔２１内に降下させる。そして、上杵３１及び下杵３２の各々の杵先を互いに接近させるように臼孔２１内で粉体を圧縮し、成形品Ｓの形状に成形する。また、臼孔２１内へ粉体の充填の際には、攪拌羽根４１ｃの自転速度を一時的に上げるなど、攪拌羽根４１ｃを所望の自転速度及び／又は自転方向で動作させるよう、適宜調整できる。
【００５０】
成形品Ｓが完成したら、上杵３１をフィードシュー４１の上壁の上面よりも上方に退避させ、下杵３２を上方に押し上げ、その杵先をテーブル２０面近傍まで押し上げて成形品Ｓを臼孔２１からテーブル２０面上に押し出す。
【００５１】
押し出された成形品Ｓは回収アーム５１で引っ掛けて回収し、この回収アーム５１の中央案内面５１ａの形状に沿って成形品Ｓをテーブル２０中央部に導く。そして、テーブル２０の中央部の成形品回収口５２から落下した成形品Ｓは、成形品搬出路５３を経由して筐体１外に搬出される。さらに具体的には、図２でＡと図示している臼孔２１において、上杵３１及び下杵３２により臼孔２１内で粉体を圧縮成形する時間ｔを定めておき、次の充填箇所であるＢと図示している臼孔２１において圧縮成形する時間ｔ＋αを定めておく。そして、その時間差αの間にフィードシュー４１はＢにおいて臼孔２１に粉体を充填し終え、Ｂの位置を回避していればよく、その時間αの間においてフィードシュー４１は公転速度の低減又は後退など、どのような動きをしてもよいというものである。
【００５２】
このように、上述したプロセスを反復することにより、各臼孔２１から成形品Ｓが順次搬出される。
【００５３】
また、本実施形態の粉体圧縮成形機は、図１、図４、図５及び図８等に示すように、フィードシュー４１をテーブル２０へ向けて常に押圧するフィードシュー押圧機構として機能する押し付け器９を具備している。
【００５４】
押し付け器９は、フィードシュー４１の中心軸６１近傍部分を押圧する中央押圧部９１と、フィードシュー４１の周辺部分、詳細には周縁を押圧する周辺押圧部９２とを有している。本実施形態では、周辺押圧部９２を複数、具体的には２つ設けている。
【００５５】
中央押圧部９１は、中心軸６１の上端に配された引張コイルバネ９１ａと、この引張コイルバネ９１ａの上端に取り付けられ、当該引張コイルバネ９１ａの引っ張り力によってフィードシュー４１の取付部４１ｈを上方から押圧する押圧蓋９１ｂとを有している。
【００５６】
周辺押圧部９２は、フィードシュー４１の所定位置に立設した概略円筒形状の柱状部９２ａと、この柱状部９２ａに内蔵された圧縮コイルバネ９２ｂと、この圧縮コイルバネ９２ｂの弾性付勢力によって天井板２３を下方から押圧する押圧部９２ｃと、この押圧部９２ｃの上端に取り付けられ天井板２３の下面を転がるように設定されたローラー９２ｄとを有している。周辺押圧部９２は、フィードシュー４１の上面と天井板２３の下面との間で突っ張り、フィードシュー４１を下向きに押え付ける。
【００５７】
以上のような構成とすることにより、本実施形態に係る、フィードシュー４１の中心軸６１回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させられるフィードシュー制御機構Ｘを備えているので、フィードシュー４１の公転速度や公転方向を柔軟に制御できることから、例えば臼孔２１近傍でフィードシュー４１の公転速度を落としたり、臼孔２１周辺でフィードシュー４１を往復動させたりして、臼孔２１への粉体の充填をいっそう確実なものとしている。
【００５８】
また、粉体の攪拌度合いを精確に制御することにより臼孔２１に充填する粉体の状態を望ましいものとするために本実施形態では、フィードシュー４１が、中空構造をなすハウジング４１ａと、ハウジング４１ａの所定部位に設けられた攪拌軸４１ｂと、ハウジング４１ａ内で攪拌軸４１ｂ回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）と、粉体をハウジング４１ａ内に投入するための粉体投入口４１ｅと、フィードシュー４１が公転する際に臼孔２１に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部４１ｄとを有するとともに、攪拌軸４１ｂの所定部位に係合する係合部材２４をさらに具備するものであり、前記フィードシュー４１における前記中心軸６１回りの公転速度と係合部材２４における中心軸６１回りの自転速度との間の、相対的な回転速度差を増減させることにより、攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）の攪拌軸４１ｂ回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な相対的攪拌部材制御機構Ｙを備えたものとしている。
【００５９】
また、このようなフィードシュー４１に対し、本実施形態では押し付け器９を設けることにより、フィードシュー４１とテーブル２０面上の間から粉体が漏れにくくなる。したがって、粉体圧縮成形機内を粉体でほとんど汚さず作動させることができ、また、粉体の無駄を減らせる。加えて、すり切り板４１ｇによる粉体の精確なすり切りを担保できる。さらに本実施形態では、中央押圧部９１と２箇所に設けた周辺押圧部９２とによって平面視における都合３点でフィードシュー４１を押圧しているので、粉体をフィードシュー４１のどの方向・どの箇所からも漏らさすに作動させられる。
【００６０】
フィードシュー４１の動作及び攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）の動作とを併せて所望の動作に制御するための具体的な構成として本実施形態では、フィードシュー４１を中心軸６１回りに公転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第一の回転駆動機構６と、前記係合部材２４を前記中心軸６１回りに自転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第二の回転駆動機構７とを具備した態様を適用している。
【００６１】
＜第１変形例＞
以下、本実施形態の変形例について説明するが、当該変形例において上記実施形態に相当する構成要素については同じ符号を付すとともに、詳細な説明を省略するものとする。
【００６２】
本変形例に係る粉体圧縮成形機は、図９に示すような第二の回転駆動機構７が上記実施形態とは異なり、自転用モータ７０と、この自転用モータ７０の回転駆動力を直接攪拌軸４１ｂに伝達するユニバーサルジョイント７２とによって構成される。すなわち、攪拌軸４１ｂがユニバーサルジョイント７２を介して自転用モータ７０に接続されている。すなわち、この第二の回転駆動機構７が、攪拌部材の攪拌軸４１ｂ回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な直接的攪拌部材制御機構Ｙ１を構成していることを特徴とする。
【００６３】
このようなものであれば、フィードシュー４１の公転軌道上の運動に影響されることなく、攪拌羽根４１ｃに対して所要の自転速度及び／又は自転方向にて動作をし得るように容易に設定できる。
【００６４】
＜第２変形例＞
上記実施形態ではテーブル２０の中央部で成形品Ｓを回収する構成としたが、勿論、当該変形例のようにテーブル２０面の外周側から成形品Ｓを取り出す態様もとり得る。
【００６５】
すなわち本変形例に係る粉体圧縮成形機は、図１０に示すような、テーブル２０の周縁部で成形品Ｓを移送させ、取り出し用の搬送通路８０を備える。
【００６６】
具体的には、当該変形例では移動部材８０ａを、回収アーム５１に設けられた成形品Ｓをテーブル２０の周縁部に案内する周縁案内面５１ｂの先端側に一体に形成された平面視Ｕ字状の部材としている。すなわちこの移動部材８０ａはフィードシュー４１及び回収アーム５１と一体に搬送経路８０上を動作するものとなっている。そして本変形例では搬送経路８０の一部に開口を設け、この開口を図示しない成形品搬出路５３へと連続する成形品回収口５２としている。
【００６７】
このようなものであっても、上記実施形態同様に、成形品Ｓの品質を損なうことなく、成形品Ｓを筐体１外で回収し得る。
【００６８】
＜第３変形例＞
また、図１１に示す粉体圧縮成形機では、上記の変形例とは異なり、回収アーム５１の先端に移動部材８０a設けず、周縁案内面５１ｂによって搬送経路８０上に案内された成形品Ｓは回収アーム５１から離間する構成としている。ここで、搬送経路８０は、移送速度及び／又は移送方向を可変制御できる構成が好ましい。また、図８に示すように、搬送経路８０を回転動作させるためフィードシュー４１と搬送経路８０を接続した搬送経路動作部８１をさらに設けることにより、本発明に係る成形品移送機構８を設けたものであってもよい。このような構成であれば、フィードシュー４１に用いている駆動力を成形品Ｓの搬送のために有効に利用できる。また、この場合、周縁案内面５１ｂにより搬送通路８０に案内された成形品Ｓは、搬送経路８０の同じ場所に案内されてしまうことから、搬送経路８０上に、図示しないが例えば、のれん状であったり、又は観音開きしたりすることにより成形品Ｓを搬送経路８０上で一時的に停止させ得る成形品仮止部を備えることが好ましい。さらに同変形例では、成形品回収口５２を搬送経路８０の外側に設けるとともに、搬送経路８０上にて成形品Ｓを成形品回収口５２へと案内する案内壁５２ａを設けたものとしている。
【００６９】
このようなものであっても、上記第二変形例同様に、成形品Ｓの品質を損なうことなく、成形品Ｓを筐体１外で回収し得るものとなっている。
【００７０】
以上、本発明の実施形態並びに各変形例について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば上記実施形態においては、テーブル外周に粉体が盤面から落下することを防ぐ突条、周壁を設けても良い。また上記実施形態並びに各変形例では密閉攪拌型のフィードシューを一例として専ら開示したが、勿論開放型のフィードシューであっても良い。また上記実施形態で適用したサーボモータは、電動式が好ましいが、電動式に限定されることはなく、油圧式や電動式のモータであっても良い。加えて、上記実施形態並びに各変形例では、主に単層である錠剤すなわち成形品Ｓを成形する態様を開示したが、本発明に係る粉体圧縮成形機を用いて、二層錠などの複層成形品、または有核錠などの成形品の中に内核を有する有核成形品を成形することも可能である。
【００７１】
複層成形品を成形する場合、複数個の上記種々のフィードシューを用いることにより、容易に成形することができる。例えば、二層成形品を成形する場合、上記フィードシューを２個取り付け、それぞれのフィードシューに別々の粉体を入れ、第一粉体投入→仮圧縮→第二粉体投入→本圧縮とすることにより、容易に二層成形品を成形できる。有核成形品に関しても、同様の方法を用いて、２個のフィードシューの間に、核となる錠剤や粉体などを投入する核材投入器を取り付けることにより、第一粉体投入→仮圧縮→核投入→第二粉体投入→本圧縮とすることにより、容易に有核成形品を成形できる。なお上記実施形態ではフィードシュー押圧機構として、フィードシューを弾性付勢する押し付け器を開示したが、フィードシュー押圧機構は、バネによる弾性付勢に限られることはなく、フィードシューの全体又は一部に荷重を掛けるものであったり、例えば公転時にフィードシューに掛かる遠心力を利用してフィードシューを押圧するものであっても良い。
【００７２】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は粉体を圧縮して錠剤、食品、又は電子部品などを成形するための粉体圧縮成形機として利用できる。
【符号の説明】
【００７４】
２０…テーブル
２１…臼孔
２４…係合部材
３１…上杵
３２…下杵
４１…フィードシュー
４１ａ…ハウジング
４１ｂ…攪拌軸
４１ｃ…攪拌部材（攪拌羽根）
４１ｄ…開口部
６…第一の回転駆動機構
６１中心軸
７…第二の回転駆動機構
８…成形品移送機構
Ｘ…フィードシュー制御機構
Ｙ…相対的攪拌部材制御機構
Ｙ１…直接的攪拌部材制御機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を圧縮して錠剤、食品、又は電子部品などを成形するための粉体圧縮成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テーブルに臼孔を設け、臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、テーブル上を移動可能に設けられた攪拌フィードシューにより攪拌された粉末を臼孔内に充填し、当該粉末を圧縮成形するようにした粉末圧縮成形機が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。そしてこれら特許文献に記されている粉末圧縮成形機は、臼孔が設けられた固定のテーブルと、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵の対と、テーブルの面上を移動して臼孔に粉末を充填する粉末供給用のフィードシューとを具備しているものである。このような態様の粉末圧縮成形機は、一般にテーブルが回転可能に構成されている態様のものよりも、粉末をより精確に充填し得るとされている。
【０００３】
しかし、今日では、従前よりもさらに、粉末の特性や臼孔に充填する量に拘わらず精確な量の粉末を充填し、成形された各成形品をより精確且つばらつき無く均一なものとすることが要求されている。
【０００４】
特許文献２では、固定臼台上を旋回摺動して臼内に原料粉末を充填するフィードシューを備えるタブレット成形装置が開示されている。また、特許文献１では、位置検出手段を基にフィードシューの位置を検出し、原料粉末を臼内に充填させるため下杵を下降させる開始時間及び下降速度を設定する設定手段を備えるタブレット成形装置が開示されている。ところが、特許文献１では、フィードシュー内の原料粉末の落下位置が固定臼台上の各々臼の真上に来たときにそれらの臼の位置を角度検出器により検出し、その信号により下杵の下降開始時間及び下降速度を設定する。つまり、臼の真上にフィードシューが来てから下杵を下降させるので、臼孔内への粉体の充填時間が十分でなく、臼孔内に粉体を精確に充填することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１１８９９８号公報
【特許文献２】実公平７−４７１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような要求に着目したものであり、粉体の特性や充填する量に拘わらず、所要量の粉体をより精確に臼孔に充填することができる粉体圧縮成形機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような目的を達成するため、次のような手段を講じたものである。
【０００８】
すなわち本発明に係る粉体圧縮成形機は、少なくとも１つの臼孔が設けられた固定のテーブルと、臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵の少なくとも一対と、テーブルの面上を公転面として、テーブル面に対して鉛直方向が軸となる中心軸回りに公転して臼孔に粉体を充填する粉体供給用のフィードシューとを具備し、フィードシューにより臼孔内に充填された粉体を上杵及び下杵により臼孔内で圧縮成形する粉体圧縮成形機であって、フィードシューの中心軸回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構を備えることを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、臼孔、上杵及び下杵を公転させるのではなく、これらを固定としてフィードシューを公転させるようにしたため、上杵及び下杵の上下摺動駆動を制御し易くなり、成形品の厚みや密度のばらつきを小さくして、高精度化を図ることができる。さらにフィードシューの公転速度や公転方向を柔軟にコントロールできることから、例えば臼孔近傍でフィードシューの公転速度を落としたり、臼孔周辺でフィードシューを往復動させたりして、臼孔への粉体の充填をいっそう確実なものにできる。また、臼孔、上杵及び下杵を公転させる従来の構成では、臼孔に充填した粉体が公転によりわずかに飛散していたが、フィードシューを公転させる構成では、そのような飛散を減少させることができる。
【００１０】
次に、粉体の攪拌度合いを精確に制御することにより臼孔に充填する粉体の状態を望ましいものとするためには、前記フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有するとともに、攪拌軸の所定部位に係合する係合部材をさらに具備し、前記フィードシューにおける前記中心軸回りの公転速度と係合部材における中心軸回りの自転速度との間の、相対的な回転速度差を増減させることにより、攪拌部材の攪拌軸回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な相対的攪拌部材制御機構を備えるものが好ましい。また、このような構成のフィードシューを用いることにより、圧縮成形機内を粉体でほとんど汚さずに成形品を製造することができる。また、このような構成により、攪拌部材の攪拌軸回りの自転を間接的に制御することができ、用いる粉体の性質により攪拌部材の攪拌軸回りの自転の方向及び回転数を変化させ、最適な充填ができる。
【００１１】
そして、フィードシューの動作及び攪拌部材の動作とを併せて望ましい動作に制御するための具体的な構成として、フィードシューを中心軸回りに公転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第一の回転駆動機構と、前記係合部材を前記中心軸回りに自転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第二の回転駆動機構とを具備したものが挙げられる。
【００１２】
また他方、本発明に係る粉体圧縮成形機は、少なくとも１つの臼孔が設けられた固定のテーブルと、臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵を少なくとも一対と、
テーブル面に対して鉛直方向が軸となる中心軸と、テーブルの面上を公転面として、中心軸回りに公転して臼孔に粉体を充填する粉体供給用のフィードシューとを具備し、フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有するものである粉体圧縮成形機であって、攪拌部材の攪拌軸回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な直接的攪拌部材制御機構を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような構成であれば、フィードシューの公転軌道上の運動に影響されることなく、攪拌部材の自転運動を直接的に制御でき、攪拌部材に対して所要の動作をし得るように容易に設定できる。また、このような構成のフィードシューを用いることにより、粉体圧縮成形機内を粉体でほとんど汚さずに成形品を製造できる。
【００１４】
また上記の構成のもと、成形された成形品をむら無く安定して回収するために、テーブルの周縁部で成形品を移送させ、移送速度及び／又は移送方向を可変制御できる成形品取り出し用の成形品移送機構を備えたものが好ましい。
【００１５】
フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有する構成であり、そのフィードシューをテーブル面に対してフィードシュー上方から少なくとも一箇所以上で押え付ける押え付け器を備えることも好ましい。このような構成をとることにより、フィードシューとテーブル面の間から漏れる粉体の量をさらに低減できる。
【００１６】
また、押え付け器は、後述する天井板とフィードシューの間を弾性体により上下に押え付けるような構成で、押え付け器の天井板側部分には、例えばローラーなどの駆動部を有する構成が好ましい。押え付け器の天井板側部分の駆動部は、天井板を滑るような構成であってもよい。また、押え付け器の一つは、中心軸上にフィードシューを固定する際に用いられ、中心軸上でフィードシューをテーブル面に押え付けるような構成が好ましい。このような構成により、フィードシューがテーブル面に対して押え付けられるような状態で公転することができ、粉体圧縮成形機内での粉体飛散を低減することができる。
【００１７】
なお、上記の種々のフィードシューを１個だけでなく、複数個備える粉体圧縮成形機であってもかまわない。
【００１８】
ここで、本発明における粉体とは、微小個体の集合体であり、いわゆる顆粒などの粒体の集合体と、粒体より小なる形状の粉末の集合体とを含むものを指すものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フィードシューの回転速度や回転方向を柔軟にコントロールできることから、例えば臼孔近傍でフィードシューの回転速度を落としたり、臼孔周辺でフィードシューを往復動させたりして、臼孔への粉体の充填をいっそう確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉体圧縮成形機の正断面図。
【図２】同実施形態に係る平面視における構成説明図。
【図３】同要部の構成を説明するための断面図。
【図４】他の要部を説明するための断面図。
【図５】他の要部を説明するための外観図
【図６】他の要部を説明するための底面図
【図７】同実施形態に係る作用説明図。
【図８】同実施形態に係る要部の正断面図。
【図９】同実施形態の第１変形例に係る要部の正断面図。
【図１０】同実施形態の第２変形例に係る平面視における構成説明図。
【図１１】同実施形態の第３変形例に係る平面視における構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の粉体圧縮成形機は、図１ないし図５に示すように、例えば８つの臼孔２１を設けたテーブル２０と、臼孔２１の上下に配置した上杵３１及び下杵３２の対を含む圧縮成形装置３と、臼孔２１に原料粉体を充填する動作可能に設けられたフィードシュー４１を含む粉体供給装置４と、臼孔２１内で圧縮された成形品Ｓを回収するための成形品回収装置５と、テーブル２０を含むテーブル体２と、上杵３１及び下杵３２、フィードシュー４１等を内部空間に包有する筐体１とを具備してなる。
【００２２】
ここで、本実施形態に係る粉体圧縮成形機は、フィードシュー４１の動作、すなわち後述する中心軸６１回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構Ｘを備えることを特徴とする。
【００２３】
以下、粉体圧縮成形機の構成について説明する。
【００２４】
筐体１は、図１及び図２に示すように、土台となるフレーム１１と、フレーム１１の上方に存在する内部空間の四方を囲繞する外装体１２と、内部空間を上方から閉止する頂板１３とを要素とする。そして本実施形態では、この筐体１のフレーム１１に本発明に係る第一の回転駆動機構６を取り付けている。併せて、頂板１３には本発明に係る第二の回転駆動機構７が取り付けられている。
【００２５】
第一の回転駆動機構６は、フレーム１１中央に固設された公転用モータ６０と、テーブル２０の中央から上面側に露出している中心軸６１とを有している。公転用モータ６０は、回転速度及び回転方向を自由に変化させることができるサーボモータ、又はステッピングモータなどがある。公転用モータ６０は、中心軸６１の下端部に直結している。中心軸６１は、略直立姿勢でフレーム１１に支持させてあり、公転用モータ６０が出力する回転駆動力によって回転することにより、フィードシュー４１を公転させ得る。
【００２６】
第二の回転駆動機構７は、頂板１３に固着された自転用モータ７０と、その下方へ伸長している、自転用モータ７０の駆動力を後述する係合部材２４に伝達するための駆動軸７１とを有している。これら駆動軸７１及び自転用モータ７０の軸心は、図１及び図３に示すように、中心軸６１の軸心から径方向に沿って外方に偏倚して設けられている。自転用モータ７０は筐体１内の駆動軸７１の上端部に直結している。この自転用モータ７０もまた、公転用モータ６０と同様、回転速度及び回転方向を自由に変化させることができるサーボモータ、又はステッピングモータなどである。駆動軸７１は、その下端部には、係合部材２４と噛合する歯車７１ａを設けたものであり、自転用モータ７０によって駆動軸７１を回転駆動すると、駆動軸７１の回転が係合部材２４に伝わって係合部材２４が自転するようになっている。
【００２７】
テーブル体２は、図１及び図２に示すように、平面視略円盤状をなし、所定の円周に沿って間欠的に複数の臼孔２１を設けたテーブル２０を主たる要素としている。そして各臼孔２１は、テーブル２０を上下方向に貫通している。本実施形態では、臼孔２１の内周壁を形作る臼部材をテーブル２０とは別体としており、この臼部材はテーブル２０に対して着脱可能であるが勿論、一体に構成されたものであっても良い。テーブル２０は、フレーム１１に固定しており、不動となっている。またテーブル体２は、テーブル２０の外周縁部に設けた３本の立柱２２と、これら立柱２２によってテーブル２０面から所定寸法上方に離間した位置に支持された天井板２３とをさらに有している。次に、天井板２３は、中央部位に開いた円形の窓２３ａを設けた平面視略ドーナツ盤状をなすものであり、この窓２３ａの周縁には、後述する係合部材２４を支持するための複数のジャーナル２３ｂを設けたものである。ジャーナル２３ｂは、その周面にＶ溝を有しているものであり、係合部材２４の外周面から径方向の外方に張り出したフランジ２４ｃが各ジャーナル２３ｂのＶ溝に差し入る構造としている。なお、立柱２２の本数は３本に限られず、複数あってもかまわない。また、テーブル体２は、平面視略円盤状に限られず、どのような形状であってもよい。また、テーブル体２をケースにより全体を取り囲んだり、テーブル２０及び天井板２３を外装体１２に密着させることにより、粉体で汚染される部分を限定する構成であってもよい。
【００２８】
そして本実施形態では、この天井板２３に対して回転可能に設けられた係合部材２４を、立柱２２、天井板２３とともにテーブル体２の一要素として設けてある。この係合部材２４は上下に伸張した概略筒形をなし、自転用モータ７０が出力する回転駆動力によって中心軸６１と同心軸回りに自転する回転駆動力伝達用の部材である。この係合部材２４は、上端部に形成され上述の駆動軸７１に係り合う内歯車２４ａと、下端部に形成されフィードシュー４１に設けられた後述する攪拌軸４１ｂに係合する外歯車２４ｂと、外周面から径方向の外方に張り出して天井板２３に設けられた各ジャーナル２３ｂのＶ溝に差し入る構造をなすフランジ２４ｃとを有している。すなわち本実施形態では、係合部材２４を天井板２３の中央部位に開いた円形の窓２３ａに挿通した状態で、天井板２３の上面、窓２３ａの周縁に沿って取り付けた複数のジャーナル２３ｂ（ベアリング）によって水平旋回可能に支持させている。
【００２９】
圧縮成形装置３は、臼孔２１に充填された粉体を当該臼孔２１内で上下から圧縮して成形品Ｓの形状に成形する役割を担う。圧縮成形装置３は、各臼孔２１に上方から臨む上杵３１と、各臼孔２１に下方から臨む下杵３２と、これら上杵３１及び下杵３２の各々に付随してそれぞれを個別に上下方向に進退動作させる液圧シリンダとを要素とする。なお本実施形態では、図示した任意の一の臼孔２１に対応する圧縮成形装置３以外の圧縮成形装置３の図示を、便宜上省略して示している。また、下杵３２の下方には、下杵３２の摺動により落ちてきた粉体を吸塵する吸塵器（図示しない）を備えているものが好ましい。
【００３０】
粉体供給装置４は、テーブル２０の各臼孔２１に順次粉体を充填する役割を担う。粉体供給装置４は、図１、図２、図４、図５及び図６に示すように、テーブル２０面に対し直交した中心軸６１回りに公転して各臼孔２１を巡回する粉体充填用の回転式フィードシュー４１と、フィードシュー４１に連通してフィードシュー４１に粉体を投入する投入ダクト４２と、投入ダクト４２に粉体を絶えず補給するフィーダ４３及びホッパ４４とを要素とする。
【００３１】
フィードシュー４１は、中空構造をなすハウジング４１ａと、ハウジング４１ａの所定部位に設けた攪拌軸４１ｂと、ハウジング４１ａ内で攪拌軸４１ｂ回りに自転する攪拌部材たる攪拌羽根４１ｃと、ハウジング４１ａから粉体を臼孔２１に充填するための開口部４１ｄと、粉体をハウジング４１ａに投入するための粉体投入口４１ｅと、臼孔２１に充填された粉体をすり切るためのすり切り板４１ｇと、フィードシュー４１を公転中心である中心軸６１側に取り付けるための取付部４１ｈとを主に備える。
【００３２】
ハウジング４１ａは、図５に示すような平面視略円形状の上下に偏平な箱形の部材であり、その下壁がテーブル２０面に当接ないし極近接している。このハウジング４１ａは、中心軸６１に対して固着しており、中心軸６１と一体となって水平旋回、即ち公転する。フィードシュー４１（及び、攪拌羽根４１ｃ）の公転中心となる中心軸６１の軸心は、テーブル２０が有している複数の臼孔２１を結ぶ円周の中心と略一致する。
【００３３】
攪拌軸４１ｂは、ハウジング４１ａの上壁から上方に突出したボス状の軸受部に略直立姿勢で支持させてある。攪拌軸４１ｂは、軸受部からさらに上方に延伸しており、その上端部にて上述した係合部材２４と係合している。この攪拌軸４１ｂの上端部には、係合部材２４の外歯車２４ｂと噛合する歯車４１ｆを設けてある。要するに、これら歯車４１ｆ及び外歯車２４ｂを介して、攪拌軸４１ｂと係合部材２４とが係合している。
【００３４】
攪拌羽根４１ｃは、図２、図４及び図６に示すように攪拌軸４１ｂの下端部に固着しており、攪拌軸４１ｂと一体となって水平旋回、即ち自転する。攪拌羽根４１ｃの自転中心となる攪拌軸４１ｂの軸心は、公転中心となる中心軸６１の軸心から径方向に沿って外方に偏倚している。また攪拌羽根４１ｃは、平面視攪拌軸４１ｂを中心として放射方向に延出した例えば複数本（図示例では、六本）のブレードを持つ。各ブレードは、ハウジング４１ａの下壁の上面に当接ないし極近接しており、またその先端がハウジング４１ａの外周壁の内面近傍まで達している。攪拌羽根４１ｃをハウジング４１ａ内で自転させることで、粉体投入口４１ｅから投入された粉体をハウジング４１ａ内で攪拌しつつ、開口部４１ｄを介してテーブル２０の臼孔２１に注入できる。
【００３５】
開口部４１ｄは、ハウジング４１ａの下壁に開設され、テーブル２０の臼孔２１に平面視重なり合うことができるよう、その位置を設定してある。具体的には図６に示すように、臼孔２１に平面視重なり合うことができる円弧状に湾曲した帯状の部位の大部分が開口するよう計３箇所開口させている。また、ハウジング４１ａの上壁には、粉体投入口４１ｅを開設している。粉体投入口４１ｅは、投入ダクト４２の出口４２ａが接合しており、投入ダクト４２を下落した粉体をこの粉体投入口４１ｅを介して受け入れる。すり切り板４１ｇは、開口部４１ｄの端部に設けられた板状の部材であり、臼孔２１に充填された粉体を精確にすり切るためのものである。取付部４１ｈは、中心軸６１側にフィードシュー４１を取り付けるためのものである。本実施形態では取付部４１ｈは、テーブル２０の中央でもある公転中心でテーブル２０の面に向けて下方に押圧されながら取り付けられる。
【００３６】
投入ダクト４２は、下方にあってハウジング４１ａの粉体投入口４１ｅに接続している出口４２ａと、上方にあって出口４２ａの内径よりも大きく拡径している入口４２ｂとを管路でつないだものである。投入ダクト４２の入口４２ｂは中心軸６１の直上に位置する一方、出口４２ａは中心軸６１から見て径方向に沿って外方に偏倚している。それ故、投入ダクト４２の管路はやや傾倒している。この投入ダクト４２は、フィードシュー４１の公転に伴って中心軸６１回りに回転するが、入口４２ｂの位置は変動しない。
【００３７】
フィーダ４３は、径方向に沿った外方から内方に向かって直線的に粉体を搬送し、投入ダクト４２の入口４２ｂに落とし入れる。ホッパ４４は、筐体１の内外を連絡して、外部から補給される粉体をフィーダ４３へと送り込む。フィーダ４３及びホッパ４４は、既知の粉体圧縮成形機におけるそれをそのまま採用できる。また、本実施形態では、投入ダクト４２はテーブル２０中央部に位置するが、テーブル２０の外周部に備えるものであってもよい。
【００３８】
成形品回収装置５は、本実施形態では圧縮成形装置３によって成形された成形品Ｓをテーブル２０の中央部分から筐体１外へ移動させ、成形品Ｓを回収するものである。成形品回収装置５は、上述したフィードシュー４１に一体的に設けられてテーブル２０上を動作する回収アーム５１と、テーブル２０の中央付近から成形品Ｓを下方へ導くための成形品回収口５２と、成形品回収口５２から筐体１外へ成形品Ｓを案内する成形品搬出路５３とを有している。回収アーム５１は、本実施形態ではフィードシュー４１と共に公転することによって、下杵３２によってテーブル２０面上に押し上げられた状態にある成形品Ｓを順次テーブル２０中央に向けて案内するための中央案内面５１ａを有している。
【００３９】
本実施形態における回転式フィードシュー４１の動作について解説する。まず、本実施形態では、公転用モータ６０の回転速度及び回転方向の制御を通じて、テーブル２０に対するフィードシュー４１の中心軸６１回りの回転速度及び回転方向を自在に制御することができる。つまり、公転用モータ６０及び中心軸６１が、フィードシュー４１の公転速度及び公転方向を可変制御する第一の回転駆動機構６を構成する。すなわち本実施形態では、斯かる第一の回転駆動機構６こそが、フィードシュー４１の中心軸６１回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構Ｘを構成している。
【００４０】
また本実施形態に係る粉体圧縮成形機は、自転用モータ７０の回転速度及び回転方向の制御を通じて、テーブル２０に対する係合部材２４の中心軸６１回りの回転速度及び回転方向を自在に制御できる。つまり、自転用モータ７０及び駆動軸７１が、係合部材２４の自転速度及び自転方向を可変制御する、本発明の第二の回転駆動機構７を構成する。
【００４１】
そして、フィードシュー４１のハウジング４１ａに軸支させてある攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂは、歯車４１ｆが外歯車２４ｂと噛み合うことにより係合部材２４と係合している。このため、ハウジング４１ａ内の攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂ回りの回転速度及び回転方向は、フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度との相対的な回転速度差に応じて決定されることになる。つまり、上記の第一の回転駆動機構６及び第二の回転駆動機構７が、攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）の自転速度及び自転方向を可変制御する相対的攪拌部材制御機構Ｙを構成している。すなわち、斯かる相対的攪拌部材制御機構Ｙにより、攪拌羽根４１ｃの回転速度、方向、パターンを、臼孔内へ充填する粉体の粒度分布や流動性などの性質によって適宜調整できるものとなっている。
【００４２】
以下、フィードシュー４１及び係合部材２４を模式的に示した図７を参照しながら、フィードシュー４１が中心軸６１中心に正方向（平面視反時計回り）に公転し、かつ係合部材２４も中心軸６１中心に正方向に自転するものと仮定して、具体的な動作例を列挙する。
【００４３】
（１）フィードシュー４１の公転速度（ｒａｄ／ｓまたはｒｐｍ）と係合部材２４の自転速度（ｒａｄ／ｓまたはｒｐｍ）とが一致する場合；フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度の相対的な回転速度差は生じないため、攪拌羽根４１ｃは、ハウジング４１ａに対しては回転しない。
【００４４】
（２）フィードシュー４１の公転速度が、係合部材２４の自転速度よりも大きい場合；フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度の相対的な回転速度差が生じ、攪拌羽根４１ｃは、ハウジング４１ａに対して攪拌軸４１ｂを中心に正方向に回転する。係合部材２４が静止しておりフィードシュー４１だけが公転しているケースもこれに当たる。この場合、フィードシュー４１の公転速度の全てが、攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂを中心とする回転に換算される。また、攪拌羽根４１ｃのハウジング４１ａに対する攪拌軸４１ｂ回りの回転速度（ｒａｄ／ｓまたはｒｐｍ）は、フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度との差が大きいほど大きくなる。
【００４５】
（３）フィードシュー４１の公転速度が、係合部材２４の自転速度よりも小さい場合；フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度の相対的な回転速度差が生じ、攪拌羽根４１ｃは、ハウジング４１ａに対して攪拌軸４１ｂを中心に逆方向（平面視時計回り）に回転する。フィードシュー４１が静止しており係合部材２４だけが自転しているケースもこれに当たる。この場合、係合部材２４の自転速度の全てが、攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂを中心とする回転に換算される。また、攪拌羽根４１ｃのハウジング４１ａに対する攪拌軸４１ｂ回りの回転速度は、フィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度との差が大きいほど大きくなる。
【００４６】
なお、攪拌軸４１ｂの半径及び係合部材２４の中心軸６１からの半径により、攪拌羽根４１ｃの回転速度が変化する。また、攪拌軸４１ｂと係合部材２４との間に別のギアを取り付けることにより、攪拌羽根４１ｃの攪拌軸４１ｂを中心とする回転方向を、上記内容とは逆方向にすることもできる。
【００４７】
上述の通りフィードシュー４１の公転速度と係合部材２４の自転速度との相対的な回転速度差を増減させることで、攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）の攪拌軸４１ｂ回りの自転速度及び自転方向を変化させることができる。また、上記の動作例以外にも、フィードシュー４１の公転する方向と係合部材２４の自転する方向とを異ならせる動作もできる。
【００４８】
続いて、前述したフィードシュー制御機構Ｘ及び相対的攪拌部材制御機構Ｙを機能させながら本実施形態に係る粉体圧縮成形機を動作させて成形品Ｓを製造する一連の工程について説明する。
【００４９】
充填前、上杵３１はフィードシュー４１の上壁の上面よりも高位置に退避して干渉を避けるとともに、下杵３２の杵先は適切な充填量を実現する容積を達成する高さ位置に降下した状態としておく。そして粉体が投入されたフィードシュー４１を臼孔２１上に位置付けることによって臼孔２１に粉体を充填する。ここで、下杵３２を降下させながら、粉体を臼孔２１内に充填してもかまわない。また、このときフィードシュー４１の回転すなわち公転速度を低減、後退、又は、フィードシュー４１を一時停止させることにより、充填時間を確保することができる。つまり、充填時間を制御できる。加えて、このフィードシュー４１は、逆方向に公転させることができるので、さらには適宜往復運動させる等、より確実な充填のための所望の積極的な動作を自由に行える。しかる後、充填したフィードシュー４１が臼孔２１の上方から退去したら、下杵３２の先端を臼孔２１内に降下させ、続いて上杵３１の杵先を臼孔２１内に降下させる。そして、上杵３１及び下杵３２の各々の杵先を互いに接近させるように臼孔２１内で粉体を圧縮し、成形品Ｓの形状に成形する。また、臼孔２１内へ粉体の充填の際には、攪拌羽根４１ｃの自転速度を一時的に上げるなど、攪拌羽根４１ｃを所望の自転速度及び／又は自転方向で動作させるよう、適宜調整できる。
【００５０】
成形品Ｓが完成したら、上杵３１をフィードシュー４１の上壁の上面よりも上方に退避させ、下杵３２を上方に押し上げ、その杵先をテーブル２０面近傍まで押し上げて成形品Ｓを臼孔２１からテーブル２０面上に押し出す。
【００５１】
押し出された成形品Ｓは回収アーム５１で引っ掛けて回収し、この回収アーム５１の中央案内面５１ａの形状に沿って成形品Ｓをテーブル２０中央部に導く。そして、テーブル２０の中央部の成形品回収口５２から落下した成形品Ｓは、成形品搬出路５３を経由して筐体１外に搬出される。さらに具体的には、図２でＡと図示している臼孔２１において、上杵３１及び下杵３２により臼孔２１内で粉体を圧縮成形する時間ｔを定めておき、次の充填箇所であるＢと図示している臼孔２１において圧縮成形する時間ｔ＋αを定めておく。そして、その時間差αの間にフィードシュー４１はＢにおいて臼孔２１に粉体を充填し終え、Ｂの位置を回避していればよく、その時間αの間においてフィードシュー４１は公転速度の低減又は後退など、どのような動きをしてもよいというものである。
【００５２】
このように、上述したプロセスを反復することにより、各臼孔２１から成形品Ｓが順次搬出される。
【００５３】
また、本実施形態の粉体圧縮成形機は、図１、図４、図５及び図８等に示すように、フィードシュー４１をテーブル２０へ向けて常に押圧するフィードシュー押圧機構として機能する押し付け器９を具備している。
【００５４】
押し付け器９は、フィードシュー４１の中心軸６１近傍部分を押圧する中央押圧部９１と、フィードシュー４１の周辺部分、詳細には周縁を押圧する周辺押圧部９２とを有している。本実施形態では、周辺押圧部９２を複数、具体的には２つ設けている。
【００５５】
中央押圧部９１は、中心軸６１の上端に配された引張コイルバネ９１ａと、この引張コイルバネ９１ａの上端に取り付けられ、当該引張コイルバネ９１ａの引っ張り力によってフィードシュー４１の取付部４１ｈを上方から押圧する押圧蓋９１ｂとを有している。
【００５６】
周辺押圧部９２は、フィードシュー４１の所定位置に立設した概略円筒形状の柱状部９２ａと、この柱状部９２ａに内蔵された圧縮コイルバネ９２ｂと、この圧縮コイルバネ９２ｂの弾性付勢力によって天井板２３を下方から押圧する押圧部９２ｃと、この押圧部９２ｃの上端に取り付けられ天井板２３の下面を転がるように設定されたローラー９２ｄとを有している。周辺押圧部９２は、フィードシュー４１の上面と天井板２３の下面との間で突っ張り、フィードシュー４１を下向きに押え付ける。
【００５７】
以上のような構成とすることにより、本実施形態に係る、フィードシュー４１の中心軸６１回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させられるフィードシュー制御機構Ｘを備えているので、フィードシュー４１の公転速度や公転方向を柔軟に制御できることから、例えば臼孔２１近傍でフィードシュー４１の公転速度を落としたり、臼孔２１周辺でフィードシュー４１を往復動させたりして、臼孔２１への粉体の充填をいっそう確実なものとしている。
【００５８】
また、粉体の攪拌度合いを精確に制御することにより臼孔２１に充填する粉体の状態を望ましいものとするために本実施形態では、フィードシュー４１が、中空構造をなすハウジング４１ａと、ハウジング４１ａの所定部位に設けられた攪拌軸４１ｂと、ハウジング４１ａ内で攪拌軸４１ｂ回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）と、粉体をハウジング４１ａ内に投入するための粉体投入口４１ｅと、フィードシュー４１が公転する際に臼孔２１に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部４１ｄとを有するとともに、攪拌軸４１ｂの所定部位に係合する係合部材２４をさらに具備するものであり、前記フィードシュー４１における前記中心軸６１回りの公転速度と係合部材２４における中心軸６１回りの自転速度との間の、相対的な回転速度差を増減させることにより、攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）の攪拌軸４１ｂ回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な相対的攪拌部材制御機構Ｙを備えたものとしている。
【００５９】
また、このようなフィードシュー４１に対し、本実施形態では押し付け器９を設けることにより、フィードシュー４１とテーブル２０面上の間から粉体が漏れにくくなる。したがって、粉体圧縮成形機内を粉体でほとんど汚さず作動させることができ、また、粉体の無駄を減らせる。加えて、すり切り板４１ｇによる粉体の精確なすり切りを担保できる。さらに本実施形態では、中央押圧部９１と２箇所に設けた周辺押圧部９２とによって平面視における都合３点でフィードシュー４１を押圧しているので、粉体をフィードシュー４１のどの方向・どの箇所からも漏らさすに作動させられる。
【００６０】
フィードシュー４１の動作及び攪拌部材（攪拌羽根４１ｃ）の動作とを併せて所望の動作に制御するための具体的な構成として本実施形態では、フィードシュー４１を中心軸６１回りに公転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第一の回転駆動機構６と、前記係合部材２４を前記中心軸６１回りに自転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第二の回転駆動機構７とを具備した態様を適用している。
【００６１】
＜第１変形例＞
以下、本実施形態の変形例について説明するが、当該変形例において上記実施形態に相当する構成要素については同じ符号を付すとともに、詳細な説明を省略するものとする。
【００６２】
本変形例に係る粉体圧縮成形機は、図９に示すような第二の回転駆動機構７が上記実施形態とは異なり、自転用モータ７０と、この自転用モータ７０の回転駆動力を直接攪拌軸４１ｂに伝達するユニバーサルジョイント７２とによって構成される。すなわち、攪拌軸４１ｂがユニバーサルジョイント７２を介して自転用モータ７０に接続されている。すなわち、この第二の回転駆動機構７が、攪拌部材の攪拌軸４１ｂ回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な直接的攪拌部材制御機構Ｙ１を構成していることを特徴とする。
【００６３】
このようなものであれば、フィードシュー４１の公転軌道上の運動に影響されることなく、攪拌羽根４１ｃに対して所要の自転速度及び／又は自転方向にて動作をし得るように容易に設定できる。
【００６４】
＜第２変形例＞
上記実施形態ではテーブル２０の中央部で成形品Ｓを回収する構成としたが、勿論、当該変形例のようにテーブル２０面の外周側から成形品Ｓを取り出す態様もとり得る。
【００６５】
すなわち本変形例に係る粉体圧縮成形機は、図１０に示すような、テーブル２０の周縁部で成形品Ｓを移送させ、取り出し用の搬送通路８０を備える。
【００６６】
具体的には、当該変形例では移動部材８０ａを、回収アーム５１に設けられた成形品Ｓをテーブル２０の周縁部に案内する周縁案内面５１ｂの先端側に一体に形成された平面視Ｕ字状の部材としている。すなわちこの移動部材８０ａはフィードシュー４１及び回収アーム５１と一体に搬送経路８０上を動作するものとなっている。そして本変形例では搬送経路８０の一部に開口を設け、この開口を図示しない成形品搬出路５３へと連続する成形品回収口５２としている。
【００６７】
このようなものであっても、上記実施形態同様に、成形品Ｓの品質を損なうことなく、成形品Ｓを筐体１外で回収し得る。
【００６８】
＜第３変形例＞
また、図１１に示す粉体圧縮成形機では、上記の変形例とは異なり、回収アーム５１の先端に移動部材８０a設けず、周縁案内面５１ｂによって搬送経路８０上に案内された成形品Ｓは回収アーム５１から離間する構成としている。ここで、搬送経路８０は、移送速度及び／又は移送方向を可変制御できる構成が好ましい。また、図８に示すように、搬送経路８０を回転動作させるためフィードシュー４１と搬送経路８０を接続した搬送経路動作部８１をさらに設けることにより、本発明に係る成形品移送機構８を設けたものであってもよい。このような構成であれば、フィードシュー４１に用いている駆動力を成形品Ｓの搬送のために有効に利用できる。また、この場合、周縁案内面５１ｂにより搬送通路８０に案内された成形品Ｓは、搬送経路８０の同じ場所に案内されてしまうことから、搬送経路８０上に、図示しないが例えば、のれん状であったり、又は観音開きしたりすることにより成形品Ｓを搬送経路８０上で一時的に停止させ得る成形品仮止部を備えることが好ましい。さらに同変形例では、成形品回収口５２を搬送経路８０の外側に設けるとともに、搬送経路８０上にて成形品Ｓを成形品回収口５２へと案内する案内壁５２ａを設けたものとしている。
【００６９】
このようなものであっても、上記第二変形例同様に、成形品Ｓの品質を損なうことなく、成形品Ｓを筐体１外で回収し得るものとなっている。
【００７０】
以上、本発明の実施形態並びに各変形例について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば上記実施形態においては、テーブル外周に粉体が盤面から落下することを防ぐ突条、周壁を設けても良い。また上記実施形態並びに各変形例では密閉攪拌型のフィードシューを一例として専ら開示したが、勿論開放型のフィードシューであっても良い。また上記実施形態で適用したサーボモータは、電動式が好ましいが、電動式に限定されることはなく、油圧式や電動式のモータであっても良い。加えて、上記実施形態並びに各変形例では、主に単層である錠剤すなわち成形品Ｓを成形する態様を開示したが、本発明に係る粉体圧縮成形機を用いて、二層錠などの複層成形品、または有核錠などの成形品の中に内核を有する有核成形品を成形することも可能である。
【００７１】
複層成形品を成形する場合、複数個の上記種々のフィードシューを用いることにより、容易に成形することができる。例えば、二層成形品を成形する場合、上記フィードシューを２個取り付け、それぞれのフィードシューに別々の粉体を入れ、第一粉体投入→仮圧縮→第二粉体投入→本圧縮とすることにより、容易に二層成形品を成形できる。有核成形品に関しても、同様の方法を用いて、２個のフィードシューの間に、核となる錠剤や粉体などを投入する核材投入器を取り付けることにより、第一粉体投入→仮圧縮→核投入→第二粉体投入→本圧縮とすることにより、容易に有核成形品を成形できる。なお上記実施形態ではフィードシュー押圧機構として、フィードシューを弾性付勢する押し付け器を開示したが、フィードシュー押圧機構は、バネによる弾性付勢に限られることはなく、フィードシューの全体又は一部に荷重を掛けるものであったり、例えば公転時にフィードシューに掛かる遠心力を利用してフィードシューを押圧するものであっても良い。
【００７２】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は粉体を圧縮して錠剤、食品、又は電子部品などを成形するための粉体圧縮成形機として利用できる。
【符号の説明】
【００７４】
２０…テーブル
２１…臼孔
２４…係合部材
３１…上杵
３２…下杵
４１…フィードシュー
４１ａ…ハウジング
４１ｂ…攪拌軸
４１ｃ…攪拌部材（攪拌羽根）
４１ｄ…開口部
６…第一の回転駆動機構
６１中心軸
７…第二の回転駆動機構
８…成形品移送機構
Ｘ…フィードシュー制御機構
Ｙ…相対的攪拌部材制御機構
Ｙ１…直接的攪拌部材制御機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの臼孔が設けられた固定のテーブルと、
臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵の少なくとも一対と、
テーブルの面上を公転面として、テーブル面に対して鉛直方向が軸となる中心軸回りに公転して臼孔に粉体を充填する粉体供給用のフィードシューとを具備し、フィードシューにより臼孔内に充填された粉体を上杵及び下杵により臼孔内で圧縮成形する粉体圧縮成形機であって、
フィードシューの中心軸回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構を備えることを特徴とする粉体圧縮成形機。
【請求項２】
前記フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有するとともに、
攪拌軸の所定部位に係合する係合部材をさらに具備するものであり、
前記フィードシューにおける前記中心軸回りの公転速度と係合部材における中心軸回りの自転速度との間の、相対的な回転速度差を増減させることにより、攪拌部材の攪拌軸回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な相対的攪拌部材制御機構を備えることを特徴とする請求項１記載の粉体圧縮成形機。
【請求項３】
前記フィードシューを中心軸回りに公転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第一の回転駆動機構と、
前記係合部材を前記中心軸回りに自転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第二の回転駆動機構とを具備することを特徴とする請求項２記載の粉体圧縮成形機。
【請求項４】
少なくとも１つの臼孔が設けられた固定のテーブルと、
臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵を少なくとも一対と、
テーブルの面上を公転面として、テーブル面に対して鉛直方向が軸となる中心軸回りに公転して臼孔に粉体を充填する粉体供給用のフィードシューとを具備し、
フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有するものである粉体圧縮成形機であって、
攪拌部材の攪拌軸回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な直接的攪拌部材制御機構を備えることを特徴とする粉体圧縮成形機。
【請求項５】
前記テーブルの周縁部で成形品を移送させ、移送速度及び／又は移送方向を可変制御できる成形品取り出し用の成形品移送機構を備えることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の粉体圧縮成形機。
【請求項１】
少なくとも１つの臼孔が設けられた固定のテーブルと、
臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵の少なくとも一対と、
テーブルの面上を公転面として、テーブル面に対して鉛直方向が軸となる中心軸回りに公転して臼孔に粉体を充填する粉体供給用のフィードシューとを具備し、フィードシューにより臼孔内に充填された粉体を上杵及び下杵により臼孔内で圧縮成形する粉体圧縮成形機であって、
フィードシューの中心軸回りの公転速度及び／又は公転方向を変化させることが可能なフィードシュー制御機構を備えることを特徴とする粉体圧縮成形機。
【請求項２】
前記フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有するとともに、
攪拌軸の所定部位に係合する係合部材をさらに具備するものであり、
前記フィードシューにおける前記中心軸回りの公転速度と係合部材における中心軸回りの自転速度との間の、相対的な回転速度差を増減させることにより、攪拌部材の攪拌軸回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な相対的攪拌部材制御機構を備えることを特徴とする請求項１記載の粉体圧縮成形機。
【請求項３】
前記フィードシューを中心軸回りに公転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第一の回転駆動機構と、
前記係合部材を前記中心軸回りに自転させ、回転速度及び／又は回転方向を可変制御できる第二の回転駆動機構とを具備することを特徴とする請求項２記載の粉体圧縮成形機。
【請求項４】
少なくとも１つの臼孔が設けられた固定のテーブルと、
臼孔の上下に上杵及び下杵を上下摺動移動可能に保持させておき、杵先が臼孔内を摺動する上杵及び下杵を少なくとも一対と、
テーブルの面上を公転面として、テーブル面に対して鉛直方向が軸となる中心軸回りに公転して臼孔に粉体を充填する粉体供給用のフィードシューとを具備し、
フィードシューが、中空構造をなすハウジングと、ハウジングの所定部位に設けられた攪拌軸と、ハウジング内で攪拌軸回りに自転する粉体攪拌用の攪拌部材と、粉体をハウジング内に投入するための粉体投入部と、フィードシューが公転する際に臼孔に対し平面視重なり得る位置に設けられた粉体充填用の開口部とを有するものである粉体圧縮成形機であって、
攪拌部材の攪拌軸回りの自転速度及び／又は自転方向を変化させることが可能な直接的攪拌部材制御機構を備えることを特徴とする粉体圧縮成形機。
【請求項５】
前記テーブルの周縁部で成形品を移送させ、移送速度及び／又は移送方向を可変制御できる成形品取り出し用の成形品移送機構を備えることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の粉体圧縮成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１７７７７２（Ｐ２０１１−１７７７７２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４６４９２（Ｐ２０１０−４６４９２）
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００１４１５４３）株式会社菊水製作所 (29)
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００１４１５４３）株式会社菊水製作所 (29)
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