JP2004016837A - 振動分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転を継続しながら上下部アンバランスウェイト間の角度を変更できるようにする。
【解決手段】振動付与手段を構成する上下部アンバランスウェイト２２，２４のうち下部アンバランスウェイト２４を、円板部２３ａの周縁部に軸支されたアーム部２６、アーム部２６の先端部に設けられたウェイト部２８から構成する。アーム部２６の途中部と円板部２３ａとの間には引張コイルばね３１が掛け渡されている。回転軸２０が回転されると下部アンバランスウェイト２４は引張コイルばね３１のばね力に抗して回動する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分離枠に振動を付与することにより対象物を分離する振動分離装置に関し、特に回転軸に上下に離れて設けられた２個のアンバランスウェイト間の角度を変更することにより分離枠の振動モードを変化させることができる振動分離装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
分離枠に振動を付与することにより複数の対象物を分離する振動分離装置が従来より提供されている。前記分離枠に振動を付与する手段としては、例えばモータ及び前記モータにより回転駆動される回転軸に上下に離れて取り付けられた２個のアンバランスウェイトを備えて構成されたものがある。
【０００３】
前記振動付与手段では、上下部アンバランスウェイトが回転軸と一体的に回転されることにより、分離枠が垂直方向の振動及び水平方向の振動が合成された三次元運動を起こす。この結果、分離枠内の分離面上の対象物は、周方向の移動と径方向の移動とが合成された移動をする。従って、分離面が例えば篩網から構成されている場合は、分離枠の振動に伴い所定粒度以下の対象物は効率良くふるい落とされる。
【０００４】
上下部アンバランスウェイト間の角度により分離枠の運動モードは変化するため、対象物の形状や粒度、比重などの条件や運転状態（ふるい分け運転及び排出運転）等に合わせて上下部アンバランスウェイト間の角度が調節される。
【０００５】
従来の振動分離装置では、上下部アンバランスウェイトのうちの一方、例えば上部アンバランスウェイトは嵌合等により回転軸に固定され、下部アンバランスウェイトはボルトを介して回転軸に固定されていた。そして、上下部アンバランスウェイト間の角度を変更するときは、ボルトを緩めて下部アンバランスウェイトの位置を変更した後、再びボルトを締め付けるという作業が行われる。従って、従来の振動分離装置では、上下部アンバランスウェイト間の角度を変更する場合は、しばらくの間、運転を中断しなければならず生産性が悪かった。
【０００６】
そこで、本出願人は回転軸の回転方向を変更することにより上下部アンバランスウェイト間の角度が自動的に変更される振動付与手段を備えた振動分離装置を発明し、先に出願した。この出願は既に登録されている（特許第２７３５５号）。ところが、上記振動分離装置においても、時間は短いものの、上下アンバランスウェイト間の角度を変更する際には運転を中断しなければならない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転を継続しながら上下部アンバランスウェイト間の角度を変更することができる振動分離装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の振動分離装置は、振動付与手段と、前記振動付与手段によって振動されることにより内部に収容された複数の対象物を分離する分離枠とを備え、前記振動付与手段を、前記分離枠に設けられた軸受ハウジング、前記軸受ハウジングに回転可能に支持された回転軸、前記回転軸に上下方向に離れて設けられ前記回転軸と一体的に回転する上下部アンバランスウェイト、前記回転軸を回転駆動する駆動手段、前記回転軸の回転速度を変化させる速度変更手段を備えて構成すると共に、前記上下部アンバランスウェイト間の角度を、前記回転軸の回転速度が変化されることに応じて自動的に変化するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、速度変更手段により回転軸の回転速度を変化させることにより、上下部アンバランスウェイト間の角度が変化し、この結果、分離枠の振動モードが変化する。従って、回転軸の回転速度を適宜の値に設定することにより、分離枠による対象物の分離作業、排出作業といった作業の内容に応じた振動モードを得ることができる。
【００１０】
本発明の請求項２の振動分離装置は、前記上下部アンバランスウェイトのうち少なくとも一方を、その一端部において回転軸または回転軸と一体的に回転する部材に回動可能に支持すると共に、前記一方のアンバランスウェイトと前記回転軸または前記回転軸と一体的に回転する部材との間に前記一方のアンバランスウェイトの他端部を前記回転軸の回転中心側に付勢する付勢手段を設け、前記回転軸の回転に伴い作用する遠心力により前記付勢手段の付勢力に抗して前記一方のアンバランスウェイトが反回転軸側に回動されて他方のアンバランスウェイトとの間の角度が変化するように構成したところに特徴を有する。
【００１１】
上記構成によれば、回転軸が回転すると、一方のアンバランスウェイトに遠心力が加わり、前記一方のアンバランスウェイトは回動する。この遠心力の大きさは回転軸の回転速度が変化することに応じて変化するため、回転軸の回転速度が変更されると、前記一方のアンバランスウェイトの回動量が変化し他方のアンバランスウェイトとの間の角度が変化する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。まず、図１は本実施例に係る振動分離装置の全体構成を示す図である。円筒状をなす架台１上には枠受スプリング２を介して振動体ベース３が振動自在に支持されており、この振動体ベース３に篩本体４が固定されている。篩本体４は、振動体ベース３に下円筒枠５，中円筒枠６，上円筒枠７を積み上げて構成されている。上円筒枠７の上面には、対象物を投入する投入口８が中央に形成されたテーパ状の蓋９が被せられている。そして、中円筒枠６と上円筒枠７との間には、篩網１０が挟み込まれて固定され、以て、篩本体４が上下に区画されている。
【００１３】
前記上円筒枠７には、篩網１０上の残留物を排出するための網上排出口１１が設けられている。前記上円筒枠７の外周面には、前記網上排出口１１に接続された排出口体１２が設けられている。この排出口体１２は、図５〜７に示すように、上円筒枠７に対して周方向一方側に傾けられている。
【００１４】
また、前記下円筒枠５内の下部には、篩網１０を通過した対象物を受ける円錐状の製品受け１３が設けられている。前記下円筒枠５には、前記製品受け１３で受けられた対象物を外部に排出する網下排出口（図示せず）が設けられており、この網下排出口に接続する排出口体１４が下円筒枠５の外周面に設けられている。
【００１５】
一方、架台１の内部にはモータ１５が配置されている。前記モータ１５は架台１の内面に固定されており、前記モータ１５から下方に突出する回転軸１５ａにはＶプーリ１６が連結されている。架台１内の底部中央にはＶプーリ１７が回転可能に支持されており、このＶプーリ１７と上記Ｖプーリ１６との間にＶベルト１８が掛け渡されている。
【００１６】
Ｖプーリ１７の駆動軸１７ａには、駆動スプリング１９を介して回転軸２０が連結されている。前記振動体ベース３の下面中央部には軸受ハウジングとしての振動体ハウジング２１が固定されており、前記回転軸２０は図示しない軸受を介して前記振動体ハウジング２１に回転可能に支持されている。
【００１７】
前記回転軸２０のうち振動体ハウジング２１の上方に突出する上端部には、略扇形状をなす上部アンバランスウェイト２２（図２参照）が嵌合等により固定されている。従って、上部アンバランスウェイト２２は回転軸２０と一体的に回転する。一方、回転軸２０のうち前記振動体ハウジング２１の下方に突出する下端部には、カップリング２３（回転軸と一体的に回転する部材に相当）が一体的に設けられている。前記カップリング２３は、円板部２３ａとこの円板部２３ａ（図２参照）の下面に突設された突部２３ｂとから構成されており、前記突部２３ｂに前記駆動スプリング１９の上端部が固定されている。
【００１８】
また、前記カップリング２３には、下部アンバランスウェイト２４が回動可能に設けられている。更に、架台１内には、前記モータ１５の駆動を制御する制御装置２５が配置されている。制御装置２５は、図示しない操作部の操作に基づきモータ１５の回転速度を制御可能に構成されている。
【００１９】
本実施例においては、モータ１５、回転軸２０、上下部アンバランスウェイト２２，２４、制御装置２５から振動付与手段が構成される。また、モータ１５から駆動手段、制御装置２５から速度変更手段が構成され、振動体ベース３、篩本体４、篩網１０から分離枠が構成される。
【００２０】
さて、図２ないし図７を参照しながら下部アンバランスウェイト２４の構成について説明する。下部アンバランスウェイト２４は、円板部２３ａの外周面の約半周部に沿って延びるアーム部２６と、このアーム部２６の一端部に設けられ前記円板部２３ａの周縁部に軸支される支持部２７と、前記アーム部２６の他端部に設けられたウェイト部２８とから構成されている。ウェイト部２８は、アーム部２６に比べて質量が大きく、従って、下部アンバランスウェイト２４の重心はウェイト部２８内に位置するようになっている。
【００２１】
前記アーム部２６のうち前記カップリング２３の円板部２３ａと対向する面の略中央部にはばね支持部２９が設けられている。また、前記円板部２３ａの上面には、ばね支持部３０が設けられている。これらばね支持部２９，３０の間には、付勢手段としての引張コイルばね３１が掛け渡されている。前記引張コイルばね３１により、下部アンバランスウェイト２４はウェイト部２８が回転軸２０の回転中心に近づく方向に付勢されている。このため、回転軸２０が停止しているときは、前記アーム部２６は円板部２３ａの外周面に当接している。このとき、回転軸２０の回転中心及び前記ばね支持部２９，３０は略同一直線上に位置している。
【００２２】
上記構成の振動分離装置では、モータ１５を駆動すると回転軸２０が矢印Ａ方に回転される。すると、上下部アンバランスウェイト２２，２４が回転軸２０と一体的に回転し、この結果、振動体ベース３が振動し、篩本体４及び篩網１０が振動される。
【００２３】
篩網１０の振動モードは、上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度に応じて変化し、これに伴い篩網１０上の対象物の移動モードが変化する。尚、上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度とは、上部アンバランスウェイト２２の重心と回転軸２０の中心と結ぶ直線及び下部アンバランスウェイト２４の重心と回転軸２０の中心とを結ぶ直線間の角度をいう。
【００２４】
回転軸２０の回転速度が小さく、下部アンバランスウェイト２４に作用する遠心力が引張コイルばね３１のばね力よりも小さい場合は、前記下部アンバランスウェイト２４はアーム部２６が円板部２３ａの外周に当接した状態で回転する。この状態では、上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度は０度となり、篩網１０上の対象物は中心から外周に向かって略直線状に移動する（図５に示す状態）。
【００２５】
回転軸２０の回転速度が所定の回転速度「ａ」を上回り、下部アンバランスウェイト２４に作用する遠心力が引張コイルばね３１のばね力を上回ると、下部アンバランスウェイト２４は矢印Ｂ方向に回動し始める。この結果、篩網１０上の対象物は、中心から外周に向かう径方向の移動と反矢印Ａ方向の周方向の移動とが合成された移動をする。
【００２６】
下部アンバランスウェイト２４の回動量は、遠心力とばね力との釣り合いにより決定される。下部アンバランスウェイト２４に作用する遠心力の大きさは、回転軸２０の回転速度に応じて変化するため、回転軸２０の回転速度が大きくなることに応じて上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度は大きくなる。従って、回転軸２０の回転速度、即ちモータ１５の回転速度を適宜の値に制御することにより下部アンバランスウェイト２４の位置を調整することができる。
【００２７】
例えば図３は、回転軸２０の回転速度が「ｂ」（ａ＜ｂ）となるようにモータ１５の回転速度を設定して駆動したときを示している。このとき、下部アンバランスウェイト２４は、上部アンバランスウェイト２２との角度が約４５度となる位置まで回動する。この結果、篩網１０上の対象物は中心から外周に向かって反矢印Ａ方向に渦巻くように移動する（図６参照）。
【００２８】
また、図４は、回転軸２０の回転速度が「ｃ」（ｂ＜ｃ）となるようにモータ１５の回転速度を設定して駆動したときを示している。このとき、下部アンバランスウェイト２４は、上部アンバランスウェイト２２との角度が約９０度となる位置まで回動する。この結果、篩網１０上の対象物は中心に向かって反矢印Ａ方向に渦巻くように移動する（図７参照）。
【００２９】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、回転軸２０の回転速度が「ｃ」となるようにモータ１５の回転速度を設定して駆動を開始する。そして、振動状態にある篩本体４内に投入口８から対象物を投入する。このとき、上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度は約９０度であるため、篩網１０上の対象物は中心に向かって反矢印Ａ方向に渦巻くように移動しながら篩網１０の振動によってふるい分けられる。また、このような移動モードでは、篩網１０上の対象物が、ふるい落とされる前に網上排出口１１に進入することを極力防止できる。
【００３０】
対象物のふるい分け作業が十分に進むと、回転軸２０の回転速度が「ｂ」となるようにモータ１５の回転速度の設定を変更する。この結果、下部アンバランスウェイト２４は、引張コイルばね３１のばね力により反矢印Ｂ方向に回動し、上部アンバランスウェイト２２との角度が約４５度となる位置で停止する。これにより、篩網１０上の対象物の移動モードが変わり、ふるい分け作業時に篩網１０の網目を通過せずに篩網１０上に残った対象物（残留物）は、外周に向かって反矢印Ａ方向に渦巻くように移動する。このため、篩網１０上の残留物は網上排出口１１を通じて排出口体１２から排出される。このとき、排出口体１２の延びる方向が篩網１０上の残留物の移動方向に対応しているため、前記残留物は円滑に排出口体１２に進入して排出される。
【００３１】
このような本実施例によれば、モータ１５の回転速度を変更するだけで上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度を変化させて篩網１０の振動モードを変化させることができる。従って、ふるい分け作業から排出作業に切り替える際に、モータ１５を停止させて作業を中断する必要がない。このため、従来の構成に比べて作業性を向上させることができる。
【００３２】
また、上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度に対応する篩網１０上の対象物の移動モードは、対象物の種類によって若干異なるため、対象物の種類に応じて適宜調節する必要がある。本実施例では、モータ１５の回転速度に応じて上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度を連続的に変化させることができる。従って、対象物にとって最適な振動モードが得られるように、上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度を微調整することができる。
【００３３】
しかも、本実施例では、回転軸２０の回転に伴い下部アンバランスウェイト２４に加わる遠心力により下部アンバランスウェイト２４が回動するという簡単な構成で、回転軸２０の回転速度に応じて上下部アンバランスウェイト２２，２４間の角度を自動的に変化させることができる。
【００３４】
尚、本発明は上記し且つ図面に示した実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で変形、拡張することができる。また、例えば次のような変形、拡張が可能である。
下部アンバランスウェイトは、回転軸の外周部に直接的に軸支させても良い。
【００３５】
下部アンバランスウェイトの支持部と円板部との間に付勢手段としての渦巻きばねを介装することにより、下部アンバランスウェイトを回転軸の回転中心側に回動付勢するようにしても良い。
【００３６】
モータと回転軸との間に速度変更手段としての変速装置を設けて、前記変速装置により回転軸の回転速度を変更するように構成することも可能である。
【００３７】
回転軸の回転速度が変化されることに応じて上下部アンバランスウェイトの両方が回動するように構成しても良い。この場合、回転軸の回転速度の変化に対応する両アンバランスウェイトの回動角度が異なるように構成することにより、回転軸の回転速度に応じて上下部アンバランスウェイト間の角度を変化させることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の請求項１の振動分離装置は、回転軸の回転速度が変化されることに応じて上下部アンバランスウェイト間の角度が自動的に変化するように構成したので、対象物の分離作業から排出作業に移行する際に、運転を継続したまま分離枠の振動モードを変更することができ、作業性の大幅な向上を図ることができる。
【００３９】
また、本発明の請求項２の振動分離装置は、上下部アンバランスウェイトのうちの少なくとも一方を、回転軸または回転軸と一体的に回転する部材に回動可能に設け、回転軸の回転に伴い発生する遠心力により前記一方のアンバランスウェイトが回動して他方のアンバランスウェイトとの間の角度が変化するように構成した。従って、比較的簡単な構成で、回転軸の回転速度に応じて上下部アンバランスウェイト間の角度を自動的に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すものであり、振動篩装置の全体構成を右半分を断面にて示す正面図
【図２】下部アンバランスウェイトの構成を示す上面図
【図３】モータ駆動時における下部アンバランスウェイトの回動位置の例を示す図
【図４】モータ駆動時における下部アンバランスウェイトの回動位置の他の例を示す図
【図５】下部アンバランスウェイトが図２に示す位置にあるときの篩網上の対象物の移動モードを説明するための図
【図６】下部アンバランスウェイトが図３に示す位置にあるときの篩網上の対象物の移動モードを説明するための図
【図７】下部アンバランスウェイトが図４に示す位置にあるときの篩網上の対象物の移動モードを説明するための図
【符号の説明】
図中、３は振動体ベース（分離枠）、４は篩本体（分離枠）、１０は篩網（分離枠）、１５はモータ（駆動手段）、２０は回転軸、２２は上部アンバランスウェイト、２３はカップリング（回転軸と一体的に回転する部材）、２４は下部アンバランスウェイト、２５は制御装置（速度変更手段）３１は引張コイルばね（付勢手段）を示す。

Claims (2)

1. 振動付与手段と、
   前記振動付与手段によって振動されることにより内部に収容された複数の対象物を分離する分離枠とを備える振動分離装置において、
   前記振動付与手段は、前記分離枠に設けられた軸受ハウジング、前記軸受ハウジングに回転可能に支持された回転軸、前記回転軸に上下方向に離れて設けられ前記回転軸と一体的に回転する上下部アンバランスウェイト、前記回転軸を回転駆動する駆動手段、前記回転軸の回転速度を変化させる速度変更手段を備えて構成され、
   前記上下部アンバランスウェイト間の角度は、前記回転軸の回転速度が変化されることに応じて自動的に変化するように構成されていることを特徴とする振動分離装置。
2. 上下部アンバランスウェイトのうち少なくとも一方は、その一端部において回転軸または回転軸と一体的に回転する部材に回動可能に支持されていると共に、前記一方のアンバランスウェイトと前記回転軸または前記回転軸と一体的に回転する部材との間に設けられ、前記一方のアンバランスウェイトの他端部を前記回転軸の回転中心側に付勢する付勢手段を備え、
   前記一方のアンバランスウェイトは、前記回転軸の回転に伴い作用する遠心力により前記付勢手段の付勢力に抗して反回転軸側に回動されて他方のアンバランスウェイトとの間の角度が変化するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の振動分離装置。

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