JP2017030001A - 粉体供給装置及びそれを用いた粉体圧縮成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】充填装置の内部圧力の安定化を図る。
【解決手段】第１センサ２０１が粉体を検出した場合に粉体供給装置からの粉体の供給量を減少させる制御を行い、第２センサ２０２が粉体を検出しなかった場合に前記粉体供給装置からの粉体の供給量を増加させる制御を行い、かつ、第１センサ２０１が粉体を検出した場合において第１センサ２０１が粉体を検出しないときから第２センサ２０２が粉体を検出しないときまでの時間と、第２センサ２０２が粉体を検出していない場合において第２センサ２０２のみが粉体を検出したときから第１センサ２０１が粉体を検出したときまでの時間とが等しくなるように制御する粉体供給量制御装置２２とを備える粉体供給装置を構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、粉体を圧縮して医薬品の錠剤、食品、電子部品等を製造するための粉体圧縮成形機に関する。

従来、粉体圧縮成形機の回転盤の臼孔に安定的に粉体を充填するため、充填装置であるフィードシュー内の粉体量を調節すべく、粉体供給装置がフィードシューへの粉体の供給量を調節していた。

ところで、フィードシュー内への粉体の所定時間内の供給が所定時間内の臼孔内への粉体の充填量より多い場合、フィードシュー内の粉体量が増加しフィードシュー内の内部圧力が上がる。また、フィードシュー内への粉体の所定時間内の供給が所定時間内の臼孔内への粉体の充填量より少ない場合、フィードシュー内の粉体量が減少しフィードシュー内の内部圧力が下がる。

つまり、フィードシュー内への粉体の供給量によってフィードシュー内への内部圧力が変化する。そして、フィードシューの内部圧力が変化すれば、フィードシューから臼孔内に供給される粉体の充填量が変化し、充填量が安定しないという問題がある。

特許文献１では、フィーダ（フィードシュー）に超音波センサを設け、その超音波センサによりフィードシュー内の粉面高さを測定し、その粉面高さが高くなったときは定量器（粉体供給装置）の回転翼（回転羽根）の回転速度を調節してフィードシュー内の粉面高さを調節している。

しかし、フィードシュー内で粉面高さを測定していることから、測定段階ではすでにフィードシュー内に粉体が供給されており、フィードシュー内の内部圧力が変化している。そのため、粉面高さが調節されたとしても、フィードシュー内の内部圧力が変化し、内部圧力が安定しないという問題がある。

特許文献２では、ホッパーとフィードシューとを連通させた垂直状部において誘電率の変化をとらえる粉末レベル感知器を備えている。具体的には粉末レベル感知器で感知した粉末レベルが上限であれば、移送円盤を回転させるためのモーターを停止し、粉末レベルが下限であれば、当該モーターを駆動させるという制御をしている。

しかし、この制御はモーターを駆動させるか否かにより移送円盤の回転をオン・オフするという簡単なものであり、フィードシュー内への粉体の供給量を正確に制御できていない。そのため、フィードシュー内の内部圧力が変化し、内部圧力が安定しないという問題がある。

特開平１０−９９９９８号 実開昭６３−１０６５９９号

本発明は、充填装置の内部圧力の安定化を図ることを目的とする。

本発明は、上下に貫通した臼孔を有するテーブル、上端部が臼孔に挿入されて摺動可能である下杵、及び下端部が臼孔に挿入されて摺動可能である上杵、並びに臼孔内に粉体を充填する充填装置を備える粉体圧縮成形機における、充填装置に粉体を供給する粉体供給装置であって、前記粉体供給装置から前記充填装置に粉体を供給するための粉体供給路と、前記粉体供給路内に積もった粉体の上面の上限高さを検出するための第１センサと、前記粉体供給路内に積もった粉体の上面の下限高さを検出するための第２センサと、前記第１センサが粉体を検出した場合に前記粉体供給装置からの粉体の供給量を減少させる制御を行い、前記第２センサが粉体を検出しなかった場合に前記粉体供給装置からの粉体の供給量を増加させる制御を行い、かつ、前記第１センサが粉体を検出した場合において前記第１センサが粉体を検出しないときから前記第２センサが粉体を検出しないときまでの時間と、前記第２センサが粉体を検出していない場合において前記第２センサのみが粉体を検出したときから前記第１センサが粉体を検出したときまでの時間とが等しくなるように制御する粉体供給量制御装置とを備える粉体供給装置である。

このようなものであれば、粉体供給路内の粉体の量をほぼ一定に近づけることができる。そして、これに伴い充填装置の内部圧力の安定化を図ることができる。

また、前記粉体供給量制御装置が、前記第１センサが粉体を検出した場合において前記第１センサが粉体を検出しなかったときから前記第２センサが粉体を検出しなかったときまでの時間、及び前記第２センサが粉体を検出していない場合において前記第２センサが粉体を検出したときから前記第１センサが粉体を検出したときまでの時間の少なくともいずれかを演算する演算部を備えるものが好ましい。

演算部を備えることにより、正確に時間を計算することができる。また、前記粉体供給量制御装置が、前記演算部の演算結果に基づいて前記粉体供給装置からの粉体の供給量を制御するものが好ましい。これにより正確に粉体の供給量を制御することができる。

また、前記粉体供給量制御装置が、前記第１センサが粉体を検出した場合において前記第１センサが粉体を検出しなかったときから前記第２センサが粉体を検出しなかったときまでの時間を演算して記録するものであり、ｎ回目に演算して記録した前記時間と、ｎ−１回目に演算して記録した前記時間とを比較して、ｎ＋１回目の前記時間がｎ回目の前記時間より長くなるように制御するものが好ましい。

前記時間が長くなるということは粉体の供給量を減らすということであり、これによりフィードシュー内の内部圧力の急激な変化を抑えることができる。

また、本発明は、上下に貫通した臼孔を有するテーブル、上端部が臼孔に挿入されて摺動可能である下杵、及び下端部が臼孔に挿入されて摺動可能である上杵、並びに臼孔内に粉体を充填する充填装置を備える粉体圧縮成形機における、充填装置に粉体を供給する粉体供給装置であって、前記粉体供給装置から前記充填装置に粉体を供給するための粉体供給路と、前記粉体供給路内に積もった粉体の上面の所定高さを検出するための第３センサと、前記第３センサが粉体上面の所定高さを検出し、当該検出から所定時間経過後に前記第３センサが前記粉体供給路内に積もった粉体を検出する場合、前記粉体供給装置からの粉体の供給量を減少させ、当該検出から所定時間経過後に前記第３センサが前記粉体供給路内に積もった粉体を検出しない場合、前記粉体供給装置からの粉体の供給量を増加させる制御を行う粉体供給量制御装置とを備える粉体供給装置であってもよい。

このようなものであっても粉体供給路内の粉体の量をほぼ一定に近づけることができる。そして、これに伴い充填装置の内部圧力の安定化を図ることができる。

そして、前記粉体供給装置が回転速度を調節可能とする調節羽根を備え、前記粉体供給量制御装置が当該調節羽根の回転速度を調節することにより粉体の供給量を調節するものであるものが好ましい。また、スクリューコンベアの回転速度を調節することにより粉体の供給量を調節するものであってもよい。

このようなものであれば、調節羽根の回転速度を制御するだけで、粉体の供給量の制御を行うことができる。

そして、このような制御装置は、粉体圧縮成形機に用いられ、竪型式や回転式のいずれにも使用可能である。

本発明によれば、充填装置の内部圧力の安定化を図ることができる。

本発明の一実施形態の回転式粉体圧縮成形機を示す側断面図。 同実施形態の回転式粉体圧縮成形機の中心展開図。 本発明の一実施形態の回転式粉体圧縮成形機の一部分を示す側断面図。 同実施形態のブロック図。 同実施形態の制御手順を示す概略フローチャート。 同実施形態の制御手順を示す概略フローチャート。 同実施形態の粉面位置と時間との関係の概略を示すグラフ。 本発明の一実施形態の制御手順を示す概略フローチャート。 本発明の一実施形態の粉面位置と時間との関係の概略を示すグラフ。 本発明の一実施形態の回転式粉体圧縮成形機の一部分を示す側断面図。 同実施形態のブロック図。 同実施形態の制御手順を示す概略フローチャート。

本発明の実施形態を、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、粉体を圧縮してなる圧縮成形品（以下、「成形品」という）を製造する回転式粉体圧縮成形機である。

成形品を製造する過程は次の通りである。まず、粉体供給装置１９に粉体が供給される。次に、粉体供給装置１９内の粉体が粉体供給路２０に供給される。次に、粉体供給路２０内の粉体が充填装置であるフィードシューＸに供給される。次に、フィードシューＸ内の粉体が、テーブル３１の臼孔４内に充填される。次に、図２に示すように、上杵５及び下杵６によって臼孔４内の粉体が圧縮成形される。次に圧縮成形した成形品がダンパー１７により取り出されるというものである。詳細には、以下の通りである。

＜第１実施形態＞まず、回転式粉体圧縮成形機（以下「成形機」という）の全体概要を述べる。図１に示すように、成形機のフレーム１内には、回転軸となる立シャフト２を設け、その立シャフト２の上部に接続部２１を介して回転盤３を取り付けている。

回転盤３は、立シャフト２の軸回りに水平回転即ち自転する。回転盤３は、テーブル（臼ディスク）３１と、上杵保持部３２と、下杵保持部３３とからなる。テーブル３１は略円盤状をなしており、その外周部に回転方向に沿って所定間隔で複数の臼孔４を有する。臼孔４は、テーブル３１を上下方向に貫通している。

なお、テーブル３１は、複数のプレートに分割するものでもよい。また、テーブル３１自体に直接臼孔４を有するものでなく、テーブル３１とは別体をなしテーブル３１に対し着脱可能な複数個の臼をテーブル３１に装着し、それら臼の各々において上下方向に貫通した臼孔を有する構成でもよい。図２、図３及び図７は、臼孔４を有する臼をテーブル３１に装着する構成である。

回転盤３のテーブル３１上には充填装置であるフィードシューＸが設けられている。そして、フィードシューＸの上部には、フィードシューＸに粉体を供給する粉体供給路２０が設けられている。そして、粉体供給路２０の上部には、粉体供給装置１９が設けられている。

粉体供給装置１９は、図１に示すように、成形機の上面に設けられており、その下部に後述する粉体供給路２０が接続されている。そして、粉体供給装置１９は、粉体を貯留するホッパー１９４と、その下部に粉体を粉体供給路２０に供給するための調節羽根１９３と、当該調節羽根１９３を回転させるためのモーター１９１とを備える。モーター１９１が駆動することにより、調節羽根１９３が軸１９２を中心に回転し、ホッパー１９４内の粉体は、粉体供給路２０に供給される。

図３に示すように、モーター１９１は、粉体供給量制御装置２２に接続されている。そして、粉体供給量制御装置２２によりモーター１９１の駆動は制御され、調節羽根１９３の回転速度が調節される。

粉体供給路２０は、筒状の形状であり、その上部に粉体供給装置１９が接続され、下部にフィードシューＸが接続されている。そして、粉体供給路２０の側面側には、第１センサ２０１と第２センサ２０２が設けられている。

第１センサ２０１及び第２センサ２０２は、粉体供給路２０内に積もった粉体を検出するセンサである。例としてレベルセンサが挙げられる。レベルセンサには、静電容量式、パドル式、超音波式と様々なものがあるが、いずれであってもよい。

図３及び図４に示すように、第１センサ２０１及び第２センサ２０２のいずれも粉体供給量制御装置２２に接続されており、第１センサ２０１又は第２センサ２０２が粉体を検出すると、当該センサ（２０１、２０２）は粉体供給量制御装置２２に検出信号を送信する。そして、第１センサ２０１は、第２センサ２０２より粉体供給路２０の上方に設けられている。

第１センサ２０１が粉体供給路２０内の粉体を検出すると、第１センサ２０１は粉体供給量制御装置２２に検出信号を送信する。当該信号を受信した粉体供給量制御装置２２は、モーター１９１の駆動を制御し、調節羽根１９３の回転速度を下げる。

第２センサ２０２が粉体供給路２０内の粉体を検出すると、第２センサ２０２は粉体供給量制御装置２２に検出信号を送信する。当該信号を受信した粉体供給量制御装置２２は、第１センサ２０１からの検出信号を受信していなければ、モーター１９１の駆動を制御し、調節羽根１９３の回転速度を上げる。

粉体供給量制御装置２２は、検出信号を受信していない状態から第１センサ２０１からの検出信号を受信した時刻と、検出信号を受信していない状態から第２センサ２０２からの検出信号を受信した時刻とを記憶する。また、第１センサ２０１からの検出信号を受信していた状態から第１センサ２０１からの検出信号を受信しなくなった時刻と、第２センサ２０２からの検出信号を受信していた状態から第２センサ２０２からの検出信号を受信しなくなった時刻とを記憶する。

そして、粉体供給量制御装置２２の演算部２２ａにて、第１センサ２０１が粉体を検出していた場合において第１センサ２０１が粉体を検出しなくなったときから第２センサ２０２が粉体を検出しなくなったときまでの時間（Ｂ）と、第２センサ２０２が粉体を検出していない場合において第２センサ２０２のみが粉体を検出したときから第１センサ２０１が粉体を検出したときまでの時間（Ａ）とを計測する。

そして、粉体供給量制御装置２２は、第１センサ２０１が粉体を検出していた場合において第１センサ２０１が粉体を検出しなくなったときから第２センサ２０２が粉体を検出しなくなったときまでの時間（Ｂ）と、第２センサ２０２が粉体を検出していない場合において第２センサ２０２のみが粉体を検出したときから第１センサが粉体を検出したときまでの時間（Ａ）とが等しくなるように、モーター１９１の駆動を制御し、調節羽根１９３の回転速度を調節する。

具体的には、調節羽根１９３の回転速度を遅くすることにより粉体の供給量を減らし、粉体供給路２０内の粉体の増加量と減少量とを同程度にするようにする。このような制御を行うことにより、粉体の供給量を減らしつつ、粉体の消費量に合わせて粉体供給路２０に粉体を供給することができる。

つまり、粉体の供給量を減らしつつ、粉体供給路２０内の粉体の増加量と減少量とを同程度にすることができる。粉体の供給量が減り、粉体供給路２０内の粉体の増加量と減少量とが同程度になることにより、フィードシュー内の内部圧力に大幅な変化が生じず、臼孔４内へ安定した粉体の充填を行うことができる。

図５は具体的な制御のフローチャートである。粉体供給量制御装置２２は、粉体供給装置１９内の粉体を粉体供給路２０に供給するため調節羽根１９３を回転させる（Ｆ１）。次に粉体供給量制御装置２２は、第２センサ２０２が粉体を検出したか否か判断する（Ｆ２）。第２センサ２０２が粉体を検出しない場合は、粉体供給量制御装置２２は、モーター１９１の駆動を制御し、調節羽根１９３の回転速度を上げる（Ｆ４）。そして、再度第２センサ２０２が粉体を検出したか否か判断する。ここで、所定時間経過してもまだ第２センサ２０２が粉体を検出しなければ、調節羽根１９３の回転速度を更に上げてもよい。

次に、第２センサ２０２が粉体を検出した場合、第２センサ２０２が粉体を検出したときから第１センサ２０１が粉体を検出したときまでの時間（Ａ）の計測を開始する（Ｆ３）。そして、粉体供給量制御装置２２は、第１センサ２０１が粉体を検出したか否か判断する（Ｆ５）。

第１センサ２０１が粉体を検出しない場合、所定時間経過後、再度第１センサ２０１が粉体を検出したか否かを判断する（Ｆ７）。

第１センサ２０１が粉体を検出した場合、前記時間（Ａ）の計測を終了し粉体供給量制御装置２２が当該計測結果を記録する（Ｆ６）。そして、粉体供給量制御装置２２は、モーター１９１の駆動を制御し、調節羽根１９３の回転速度を下げる（Ｆ８）。

次に、第１センサ２０１が粉体を検出した否か判断する（Ｆ９）。

第１センサ２０１が粉体を検出した場合、粉体供給量制御装置２２は、モーター１９１の駆動を制御し、調節羽根１９３の回転速度を下げる。そして、再度第１センサ２０１が粉体を検出したか否か判断する。ここで、所定時間経過してもまだ第１センサ２０１が粉体を検出するならば、調節羽根１９３の回転速度を更に下げてもよい。

第１センサ２０１が粉体を検出しない場合、第１センサ２０１が粉体を検出しなくなったときから第２センサ２０２が粉体を検出しなくなったときまでの時間（Ｂ）の計測を開始する（Ｆ１０）。

次に、粉体供給量制御装置２２は、第２センサ２０２が粉体を検出したか否か判断する（Ｆ１１）。

第２センサ２０２が粉体を検出しなくなった場合、前記時間（Ｂ）の計測を終了し粉体供給量制御装置２２が前記時間（Ｂ）を記録する（Ｆ１２）。

第２センサ２０２が粉体を検出した場合、所定時間経過後、再度第２センサ２０２が粉体を検出しなくなったか否か判断する（Ｆ１３）。そして、この制御を繰り返し行う。

上述したように、粉体供給量制御装置２２は、第２センサ２０２が粉体を検出していない場合において第２センサ２０２のみが粉体を検出したときから第１センサ２０１が粉体を検出したときまでの時間（Ａ）と、第１センサ２０１が粉体を検出した場合において第１センサ２０１が粉体を検出しなかったときから第２センサ２０２が粉体を検出しなかったときまでの時間（Ｂ）とを計測し記録している。

前記時間（Ａ）が前記時間（Ｂ）より短い場合は、単位時間あたりの粉体の増加量が減少量に比べて多い。また、前記時間（Ａ）が前記時間（Ｂ）より長い場合は、単位時間あたりの粉体の増加量が減少量に比べて少ない。

なお、粉体の供給量を増加させると、単位時間あたりの粉体の増加量が大きくなるため、ｎ回目に記録された前記時間（Ａ）は、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ａ）より短くなり、ｎ回目に記録された前記時間（Ｂ）は、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ｂ）より長くなる。

逆に粉体の供給量を減少させると、単位時間あたりの粉体の増加量が小さくなるため、ｎ回目に記録された前記時間（Ａ）は、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ａ）より長くなり、ｎ回目に記録された前記時間（Ｂ）は、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ｂ）より短くなる。

次に、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ａ）とｎ回目に記録された前記時間（Ａ）とを比較し、ｎ＋１回目に記録される前記時間（Ａ）がｎ回目に記録された前記時間（Ａ）より長くなるように制御する。

第１センサ２０１と第２センサ２０２との間の距離は任意で定めることができるが、制御期間中その距離は一定である。そのため、ｎ回目に記録された前記時間（Ａ）が、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ａ）より長いということは、ｎ−１回目の単位時間あたりの粉体の供給量よりｎ回目の単位時間あたりの粉体の供給量のほうが少ない。そのため、前記時間（Ａ）が長くなるように制御することにより、単位時間あたりの粉体の増加量を減らすことができる。

これにより、粉体の供給量を減らすことで、前記時間（Ａ）を前記時間（Ｂ）に近づけることができる。つまり、粉体の供給量を減らすことで、粉体供給路２０内の粉体の増加量と減少量とを同程度にすることができる。そして、ｎ回目に記録された前記時間（Ａ）が、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ａ）より長くなるということは、第２センサ２０２が粉体を検出してから第１センサ２０１が粉体を検出するまでの時間が長くなるということである。

次に、図６について説明する。粉体供給量制御装置２２は、計測し記録した第２センサ２０２のみが粉体を検出したときから第１センサ２０１が粉体を検出したときまでの時間（Ａ）と、第１センサ２０１が粉体を検出しなくなったときから第２センサ２０２が粉体を検出しなくなったときまでの時間（Ｂ）とを比較する（Ｆ２１）。

次に、前記時間（Ａ）が前記時間（Ｂ）より短いか否かを検討する（Ｆ２２）。前記時間（Ａ）が、前記時間（Ｂ）より長ければ、単位時間あたりの粉体の増加量が、単位時間あたりの粉体の減少量より少ないということであるので、粉体供給量制御装置２２は、モーター１９１を制御し、調節羽根１９３の回転速度を上げる（Ｆ２４）。

前記時間（Ａ）が、前記時間（Ｂ）より短ければ、単位時間あたりの粉体の増加量が単位時間あたりの粉体の減少量より多いということであるので、粉体供給量制御装置２２は、モーター１９１を制御し、調節羽根１９３の回転速度を下げる（Ｆ２３）。

次に、ｎ回目に記録された前記時間（Ａ）が、ｎ−１回目に記録された時間（Ａ）より長いか否かを検討する（Ｆ２５）。

そして、ｎ回目に記録された前記時間（Ａ）が、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ａ）より短ければ、粉体供給量制御装置２２は、モーター１９１を制御し、調節羽根１９３の回転速度を下げる（Ｆ２６）。ただし、前記時間（Ａ）が前記時間（Ｂ）より長くなった後の場合を除く。この場合、調節羽根１９３の回転速度を上げ、単位時間あたりの粉体の増加量を多くするため、前記時間（Ａ）が必ずｎ−１回目に記録された前記時間（Ａ）よりｎ回目に記録された前記時間（Ａ）のほうが短くなるためである。

ｎ回目に記録された前記時間（Ａ）が、ｎ−１回目に記録された前記時間（Ａ）より長ければ終了し、再度この制御を繰り返す。

＜第２実施形態＞図７について説明する。図７はＹ軸を粉体供給路２０内の粉面の高さ、Ｘ軸を時間とし、時間の経過とともに変化する粉面の高さを表している。Ａ１は１回目に記録された前記時間（Ａ）を表し、Ａ２は２回目に記録された前記時間（Ａ）を表す。Ａ３、Ａ４、Ａ５も同様である。また、Ｂ１〜Ｂ５についても同様で、Ｂ１は１回目に記録された前記時間（Ｂ）を表す。Ａ１〜Ａ５からわかるように、粉体の供給量を減らす制御を行うことにより、グラフの傾きが小さくなり第２センサ２０２の位置から第１センサ２０１の位置に至るまでの時間（Ａ）が長くなる。Ａのグラフの傾きが小さくなることにより、粉体の所望の供給量に近づくことができる。なお、Ｂ５は粉体供給路２０から粉体がなくなったことを表す。また、前記時間（Ａ）が前記時間（Ｂ）より長くならないように制御をすることが好ましい。

＜第３実施形態＞第２実施形態では、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４・・・となるように制御しているが、第３実施形態では、Ａ１＜Ｂ１＜Ａ２＜Ｂ２＜Ａ３＜Ｂ３・・・となるように制御する。

図８及び図９に示すように、粉体供給装置１９の調節羽根１９３回転数の例とともに説明する。例えば調節羽根１９３の回転数が７５ｒｐｍ付近で粉体の供給量と減少量が一致するような場合、最初は調節羽根１９３の回転数がどの程度で安定するか不明であるため、仮に調節羽根１９３の回転数を９０ｒｐｍで設定したとする。

この場合、粉体の減少量より供給量のほうが多いため、粉体の上面は上昇し第２センサ２０２が粉体を検知し、その後第１センサ２０１が粉体を検知する（Ａ１）。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に８５ｒｐｍに下げたとする（Ｆ８）。この場合、７５ｒｐｍの場合より供給量が多いため、粉体の上面は下降しない。この場合、再度調節羽根１９３の回転数（回転速度）を下げる。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に７０ｒｐｍに下げたとする。この場合、７５ｒｐｍの場合より供給量が少ないため、第１センサ２０１が粉体を検知しなくなり、その後第２センサ２０２も粉体を検知しなくなる（Ｂ１）。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に８０ｒｐｍに上げたとする。この場合、７５ｒｐｍの場合より供給量が多いため、第２センサ２０２が粉体を検知し、その後第１センサ２０１が粉体を検知する（Ａ２）。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に７２ｒｐｍに下げたとする。この回転数は、Ｂ１のときの回転数より大きく、かつＡ２のときの回転数より小さい。この場合、７５ｒｐｍの場合より供給量が少ないため、第１センサ２０１が粉体を検知しなくなり、その後第２センサ２０２も粉体を検知しなくなる（Ｂ２）。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に７８ｒｐｍに上げたとする。この回転数は、Ａ２のときの回転数より小さく、かつＢ２のときの回転数より大きい。この場合、７５ｒｐｍの場合より供給量が多いため、第２センサ２０２が粉体を検知し、その後第１センサ２０１が粉体を検知する（Ａ３）。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に７３ｒｐｍに下げたとする。この回転数は、Ｂ２のときの回転数より大きく、かつＡ３のときの回転数より小さい。この場合、７５ｒｐｍの場合より供給量が少ないため、第１センサ２０１が粉体を検知しなくなり、その後第２センサ２０２が粉体を検知しなくなる（Ｂ３）。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に７７ｒｐｍに上げたとする。この回転数は、Ａ３のときの回転数より小さく、Ｂ３のときの回転数より大きい。この場合、７５ｒｐｍの場合より供給量が多いため、第２センサ２０２が粉体を検知し、その後第１センサ２０１が粉体を検知する（Ａ４）。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に７４ｒｐｍに下げたとする。この回転数は、Ｂ３のときの回転数より大きく、Ａ４のときの回転数より小さい。この場合、７５ｒｐｍの場合より供給量が少ないため、第１センサ２０１が粉体を検知しなくなり、第２センサ２０２も粉体を検知しなくなる（Ｂ４）。

次に調節羽根１９３の回転数を仮に７５ｒｐｍに上げたとする。この回転数は、Ａ４のときの回転数より小さく、Ｂ４のときの回転数より大きい。この場合、粉体の供給量と減少量が一致する。そして、これに伴いフィードシュー内の内部圧力が安定する。なお、粉体の供給量と減少量が完全に一致していなくてもよく、フィードシュー内の内部圧力が安定すればよい。

成形機における充填装置であるフィードシューＸについて述べる。図１、図２に示すように、フィードシューＸは、臼孔４内に粉体を充填するものである。フィードシューＸは、下杵６が所定高さ位置まで降下するのに伴い、臼孔４内に粉体供給路２０から供給される粉体を充填する。フィードシューＸの擦り切り板は、フィードシューＸによる粉体充填の後、下杵６の上昇によって臼孔４から溢れ出した粉体を擦り切り、臼孔４上から除去する。

次に、成形機本体について述べる。図２に示すように、各臼孔４の上下には、上杵５及び下杵６を、それぞれが個別に臼孔４に対して上下方向に摺動可能であり、上杵胴部５２を上杵保持部３２で、下杵胴部６２を下杵保持部３３で保持する。上杵５の杵先５３は、臼孔４に対して出入りする。下杵６の杵先６３は、常時臼孔４に挿入してある。上杵５及び下杵６は、回転盤３とともに立シャフト２の軸回りに水平回転、即ち公転する。

図１に示すように、立シャフト２の下端側には、ウォームホイール７を取り付けている。ウォームホイール７には、ウォームギア１０が噛合する。ウォームギア１０は、モーター８により駆動されるギア軸９に固定している。モーター８が出力する駆動力は、ベルト１１によってギア軸９に伝わり、ウォームギア１０、ウォームホイール７を介して立シャフト２ひいては回転盤３及び杵５、６を回転駆動する。

さらに図２に示すように、上杵５、下杵６の立シャフト２の軸回りの公転軌道上には、上杵５、下杵６を挟むようにして上下に対をなす予圧上ロール１２及び予圧下ロール１３、本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５がある。予圧上ロール１２及び本圧上ロール１４は、上杵５の頭部５１を押圧し、予圧下ロール１３及び本圧下ロール１５は、下杵６の頭部６１を押圧する。そして、予圧上ロール１２及び予圧下ロール１３並びに本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５は、臼孔４内に充填された粉体を杵先５３、６３の先端面で上下から圧縮するために、上下両杵５、６を互いに接近させる方向に付勢する。

本圧上ロール１４及び本圧下ロール１５による加圧位置から、回転盤３及び杵５、６の回転方向に沿って先に進んだ位置には、成形品排出部１６を構成する。

成形品排出部１６では、下杵６の杵先６３の上端面が臼孔４の上端即ちテーブル３１の上面と略同じ高さとなるまで下杵６が上昇し、臼孔４内にある成形品を臼孔４上に押し出す。この成形品排出部１６は、臼孔４から押し出された成形品を案内するダンパー１７を備える。臼孔４を出た成形品は、回転盤３の回転によりダンパー１７に接触し、ダンパー１７に沿って成形品回収位置１８に向けて移動する。

＜第４実施形態＞次に第４実施形態について説明する。第４実施形態では第１実施形態と同様の部分については説明を省略する。まず図１０及び図１１に示すように、第３センサ２０３は、粉体供給装置１９とフィードシューＸとの間にある粉体供給路２０の所定位置に位置している。第３センサの例は、第１センサ又は第２センサと同じである。

そして、第３センサ２０３は、図１０に示すように、粉体供給量制御装置２２に接続されており、第３センサ２０３が粉体供給路２０内の粉体を検出すると、第３センサ２０３は粉体供給量制御装置２２に検出信号を送信する。そして、第３センサ２０３が検出信号を送信してから所定時間経過後に再度第３センサ２０３が粉体を検出し、検出信号を送信するか否かにより、モーター１９１の駆動を制御して、調節羽根１９３の回転速度を調節する。

図１２は第４実施形態の具体的な制御のフローチャートであり、これについて説明する。まず、粉体供給量制御装置２２は、粉体供給装置１９内の粉体を粉体供給路２０に供給するため調節羽根１９３を回転させる（Ｆ４１）。

次に粉体供給量制御装置２２は、第３センサ２０３が粉体を検出したか否か判断する（Ｆ４２）。第３センサ２０３が粉体を検出しなかった場合、調節羽根１９３の回転速度を上げ、再度第３センサ２０３が粉体を検知したか否か判断する（Ｆ４４）。

次に当該検出した時刻から所定時間経過後に第３センサ２０３が再度粉体を検出したか否か判断する（Ｆ４３）。

第３センサ２０３が再度粉体を検出していた場合、粉体供給量制御装置２２は、調節羽根１９３の回転速度を下げる（Ｆ４５）。そして、再度所定時間経過後に第３センサ２０３が粉体を検出した場合、さらに調節羽根１９３の回転速度を下げ、所定時間経過後に第３センサ２０３が粉体を検出したか否か判断する。

次に、所定時間経過後に第３センサ２０３が粉体を検出しなかった場合、粉体供給量制御装置２２は、調節羽根１９３の回転速度を上げる（Ｆ４６）。そして、再度所定時間経過後に第３センサ２０３が粉体を検出しなかった場合、さらに調節羽根１９３の回転速度を上げ、所定時間経過後に第３センサ２０３が粉体を検出したか否かを判断する。

所定回数繰り返しても第３センサ２０３が粉体を検出しなかった場合、成形機の運転を停止する。

このようなものであっても粉体供給路内の粉体の量をほぼ一定に近づけることができる。そして、これに伴い充填装置の内部圧力の安定化を図ることができる。

第４実施形態において適切な制御は、第３センサ２０３が粉体を検出した後、所定時間経過後に再度粉体を検出し、その後調節羽根１９３の回転速度を下げ、その後第３センサ２０３が粉体を検出せず、その後調節羽根１９３の回転速度を上げ、その後第３センサ２０３が粉体を検出して、調節羽根１９３の回転速度を下げるというサイクルを繰り返すことである。または、第４実施形態において適切な制御は、第３センサ２０３が粉体を検出した後、所定時間経過後に粉体を検出せず、その後調節羽根１９３の回転速度を上げ、その後第３センサ２０３が粉体を検出し、その後調節羽根１９３の回転速度を下げるというサイクルを繰り返すことである。

なお、本発明は、以上に詳述した各実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は、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。

３１…テーブル
４…臼孔
５…上杵
６…下杵
１９…粉体供給装置
１９１…モーター
１９３…調節羽根
２０…粉体供給路
２０１…第１センサ
２０２…第２センサ
２０３…第３センサ
２２…粉体供給量制御装置
Ｘ…フィードシュー（充填装置）

Claims (7)

1. 上下に貫通した臼孔を有するテーブル、上端部が臼孔に挿入されて摺動可能である下杵、及び下端部が臼孔に挿入されて摺動可能である上杵、並びに臼孔内に粉体を充填する充填装置を備える粉体圧縮成形機における、充填装置に粉体を供給する粉体供給装置であって、
   前記粉体供給装置から前記充填装置に粉体を供給するための粉体供給路と、
   前記粉体供給路内に積もった粉体の上面の上限高さを検出するための第１センサと、
   前記粉体供給路内に積もった粉体の上面の下限高さを検出するための第２センサと、
   前記第１センサが粉体を検出した場合に前記粉体供給装置からの粉体の供給量を減少させる制御を行い、前記第２センサが粉体を検出しなかった場合に前記粉体供給装置からの粉体の供給量を増加させる制御を行い、かつ、前記第１センサが粉体を検出した場合において前記第１センサが粉体を検出しないときから前記第２センサが粉体を検出しないときまでの時間と、前記第２センサが粉体を検出していない場合において前記第２センサのみが粉体を検出したときから前記第１センサが粉体を検出したときまでの時間とが等しくなるように制御する粉体供給量制御装置とを備える粉体供給装置。
2. 前記粉体供給量制御装置が、前記第１センサが粉体を検出した場合において前記第１センサが粉体を検出しないときから前記第２センサが粉体を検出しないときまでの時間、及び前記第２センサが粉体を検出していない場合において前記第２センサが粉体を検出したときから前記第１センサが粉体を検出したときまでの時間の少なくともいずれかを演算する演算部を備える請求項１記載の粉体供給装置。
3. 前記粉体供給量制御装置が、前記演算部の演算結果に基づいて前記粉体供給装置からの粉体の供給量を制御する請求項２記載の粉体供給装置。
4. 前記粉体供給量制御装置が、前記第１センサが粉体を検出した場合において前記第１センサが粉体を検出しないときから前記第２センサが粉体を検出しないときまでの時間を演算して記録するものであり、ｎ回目に演算して記録した前記時間と、ｎ−１回目に演算して記録した前記時間とを比較して、ｎ＋１回目の前記時間がｎ回目の前記時間より長くなるように制御する請求項１乃至３記載の粉体供給装置。
5. 上下に貫通した臼孔を有するテーブル、上端部が臼孔に挿入されて摺動可能である下杵、及び下端部が臼孔に挿入されて摺動可能である上杵、並びに臼孔内に粉体を充填する充填装置を備える粉体圧縮成形機における、充填装置に粉体を供給する粉体供給装置であって、
   前記粉体供給装置から前記充填装置に粉体を供給するための粉体供給路と、
   前記粉体供給路内に積もった粉体の上面の所定高さを検出するための第３センサと、
   前記第３センサが粉体上面の所定高さを検出し、当該検出から所定時間経過後に前記第３センサが前記粉体供給路内に積もった粉体を検出する場合、前記粉体供給装置からの粉体の供給量を減少させ、当該検出から所定時間経過後に前記第３センサが前記粉体供給路内に積もった粉体を検出しない場合、前記粉体供給装置からの粉体の供給量を増加させる制御を行う粉体供給量制御装置とを備える粉体供給装置。
6. 前記粉体供給装置が回転速度を調節可能とする調節羽根を備え、
   前記粉体供給量制御装置が当該調節羽根の回転速度を調節することにより粉体の供給量を調節する請求項１乃至５記載の粉体供給装置。
7. 請求項１乃至６記載の粉体供給装置を備える粉体圧縮成形機。
   

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