JP2007125462A - 篩い装置、砥石製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 篩いの効率を上げることが可能な篩い装置を提供する。
【解決手段】 波形発生器１は、正弦波等の任意の波形を生成する。増幅器３は波形発生器１から出力された波形を増幅する。スピーカ５は、増幅器３の出力を受けて、音波を発生する。篩い器６は、篩い網６ａ，６ｂ，６ｃを備え、音波によって凝集している粉体を踊らせて分散させ、機械的パルス発生器６ｄから与えられる横方向の振動との相乗効果により、篩い網６ａ，６ｂ，６ｃで篩い、篩った粉体７を収納バック８で回収する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音波を利用して粉体を篩いにかける篩い装置と、篩いにかけた粉体を用いて砥石を製造する砥石製造方法に関する。

従来から、音波を利用して粉体の篩いを行う篩い装置がある（非特許文献１参照）。しかし、従来の篩い装置は、音波の出力（音量）を変えることは可能であるが、音波の波形と周波数は変えることができなかった。
株式会社 セイシン企業 「ギルソニックオートシーバー ＭＯＤＥＬ ＧＡ６」のカタログ

そのため、従来技術では、粉体の種類によっては、音波を振動源として粉体に当てて振動させても、粉体が分散することなく、反対に凝集することがあり、篩い装置としての効率が悪いという課題があった。
本発明は、前記した従来技術の課題に鑑み為されたもので、篩いの効率を上げることを目的とする。

請求項１記載の音波式篩い器は、音波を発生するスピーカと、音波を振動源にして粉体を篩にかける篩い手段とから構成される音波式篩い器において、音波の波形を変更することが可能な波形発生器を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の音波式篩い器は、請求項１記載の音波式篩い器において、音波の周波数は、波形発生器によって任意に変更することが可能であることを特徴とする。

請求項３記載の音波式篩い器は、請求項１記載の音波式篩い器において、音波の波形は、正弦波であることを特徴とする。
請求項４記載の音波式篩い器は、請求項１から請求項３の何れか一つに記載の音波式篩い器において、音波の音量を任意に変更する増幅器を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の砥石製造方法は、スピーカから発生する音波を振動源にして粉体を篩い、篩って得られた粉体をメッキ層に投入し、メッキ法により砥石を製造する砥石製造方法において、粉体を篩う際に、音波の波形を設定する工程を有することを特徴とする。

請求項６記載の砥石製造方法は、請求項５記載の砥石製造方法において、粉体を篩う際に、音波の周波数を設定する工程を有することを特徴とする。
請求項７記載の砥石製造方法は、請求項５記載の砥石製造方法において、音波の波形を設定する工程において設定される音波の波形は、正弦波であることを特徴とする。
請求項８記載の砥石製造方法は、請求項５から請求項８の何れか一つに記載の砥石製造方法において、粉体を篩う際に、音波の音量を設定する工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、篩いの効率を上げることが可能になる。

以下、添付の図面に示す実施形態により、本発明について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
図１において、１は波形発生器、２と４はケーブル、３は増幅器、５はスピーカ、６は篩い器、７は粉体、８は収納バック、９はダイヤフラム、１０はダイヤフラム固定枠である。ここで、スピーカ５は篩い器６の上部に配置されている。

本実施形態においては、スピーカ５を振動させて振動源となる音波を発生し粉体７を分散させるため、波形発生器１としては１ヘルツから２００００ヘルツまでを発生可能なもので良い。また、本波形発生器１は、波形が三角波、正弦波、矩形波など、使用者が粉体の種類に応じて変更できるものを使用した。
増幅器３は、発生した音波の出力を調整するためのもので、使用するスピーカ５の出力に応じて、上限出力が適した機器を選定する。

スピーカ５から出力された音波は、ダイヤフラム固定枠１０に固定された弾性体からなるダイヤフラム９によって振動が増幅され、その振動は空気を伝わって粉体を振動する。
また、篩い器６は、３つの篩い網６ａ、６ｂ、６ｃと、篩い器６を図面左方向から叩いて篩い器６に振動（例えば、１回／秒）を与える機械的パルス発生器６ｄとから構成されている。

さらに、篩い器６は、所望の粒径を越えた粗径粉体を除去するため多段式にして使用している。具体的には、６段の円形の枠部６−１から６−６を備えて構成されている。ここで、枠部６−１は篩い網６ａと一体に構成され、同様に枠部６−３は篩い網６ｂと一体に構成され、同様に枠部６−６は篩い網６ｃと一体に構成されている。各枠６−１から６−６は、機械的パルス発生器６ｄから与えられる図面左手方向からの振動（機械的パルス）の影響によって外れないように、複数の係合部６ｆ（一部のみ図示）を備えている。なお、枠６−１から枠６−６は、篩い器６の高さを調整（スピーカ５と収納バック８間の距離に合わせる）するものであり、段数は高さが合えば任意でよい。また、篩い網の段数も、粉体７の粒径などに応じて任意の段数でよい。

図示するように、篩い網６ａ上の粉体７は、スピーカ５から発生する音波と機械的パルス発生器６ｄから与えられる、例えば１回／秒の図面左手方向からの機械的パルスにより篩われ、篩い網６ａ、６ｂ、６ｃを通過して、収納バック８に収納される。
例えば、公称粒径が２〜６μｍの粉体のうち、１０μｍ以上の粒径の粉体を除去したい場合は、「篩い網６ｃとして１０μｍの目開き寸法の篩いを用い、篩い網６ｂとして２０μｍの目開き寸法の篩いを用い、篩い網６ａとして３０μｍの目開き寸法の篩いを用いる」というように組み合わせて使用する。

本実施形態によれば、粉体７が存在する空気中に音波が伝わる。ここで、この振動は３つの篩い網６ａ、６ｂ、６ｃの中でも篩い網６ａと６ｂに最も影響を与える。そして、音波は、粉体の分散を促進し、篩い作業を短縮化する。
しかし、粉体の種類に応じて、適した波形が異なることを発明者が見い出した。そこで、本実施形態では波形を適宜変化させることによって、高い篩い効率（粉体回収率）を実現した。

以下、第１の実施形態の実施例１について説明する。
図１に示す実施形態において、スピーカ５は外径が７５ｍｍの円錐型のものである。
ダイヤフラム９はゴムで出来ている。ダイヤフラム固定枠１０及び篩い器６の枠部６−１は全てアクリルでできていて、篩い網６ａはステンレス製、篩い網６ｂと６ｃがニッケル製である。篩い網の目開き寸法は、６ａが６０μｍ、６ｂが２０μｍ、６ｃが１０μｍである。篩い後の粉体７を収納する収納バッグ８はゴム製である。

今回、篩いを行う粉体７は、砥粒として市販されている公称粒径が２〜４μｍの人造ダイヤモンドである。
まず、予め計量しておいた３グラムの粉体７を篩い器６の最上部に位置する篩いの網６ａに投入する。
次に、波形発生器１、増幅器３の電源（不図示）を入れる。

波形発生器１の波形及び周波数と、増幅器３の出力は、各調整ツマミ（不図示）により調整する。すなわち、粉体７が目視にて最も均一に分散した状態で、かつ、篩い器６の枠部６−１から６−６に隙間ができない振動条件に調整する。
今回の粉末７に適した条件は、波形が正弦波、周波数が９０から１００ヘルツ、増幅器３の出力が２アンペア、前記正弦波の最大波高値が０．５ボルトであった。また、機械的パルス発生器６ｄから与えられる機械的パルスは、１回／秒であった。ここで、前記正弦波の最大波高値は、粉体７の踊る高さに関係すると考えられる。

この条件において、粉体７として前記した公称粒径が２〜４μｍの人造ダイヤモンドを篩い網６ａ上に３グラム投入した。その結果、３グラムのうちの約２．８グラムの人造ダイヤモンドが収納バック８に回収された。回収できなかった分は、枠部６−１、６−２等の内面に付着した。
なお、付言すれば、波形が矩形波のまま変更できない場合には、公称粒径が２〜４μｍの人造ダイヤモンドを篩い網６ａ上に３グラム投入した場合、１．０グラムに満たない人造ダイヤモンドしか収納バック８に回収できなかった。粉体の分散が十分行なわれていなかった。

以上の説明から明らかなように、第１の実施形態によれば、篩いの効率を大幅に上げることが可能な篩い装置を提供することができる。
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
図２において、７は実施例１において篩った粉体（粒径２〜４μｍの人造ダイヤモンド）、１１はメッキ槽、１２は撹拌器、１３は無電解メッキ液、２０は砥石、２１は台皿、２２は触媒層、２３は砥粒層である。以下に、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて、砥石２０の製造方法について説明する。

図２（ａ）に示すように、無電解メッキ液（例えば、上村工業株式会社製「ニムフロン」：登録商標）１３で満たされたメッキ槽１１内に粉体７（前記篩った人造ダイヤモンド）を投入し、撹拌器１２で撹拌する。同時に、無電解メッキ液１３を約９０度に過熱する。
次に、図２（ｂ）に示すように、触媒層（例えば数ミリの厚パラジウム）２２が表面に形成された台皿（例えば黄銅）２１をメッキ槽１１に入れる。ただし、台皿２１が鉄製の場合は、触媒層２２は不要である。

これによって、図２（ｃ）に示すように、触媒層２２上に砥粒層２３が形成され、取り出すと砥石２０が完成する。
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態によれば、篩いにかけた粉体７（人造ダイヤモンド）を用いて砥石２０を製造することができる。

本発明は、粉体の篩い装置および砥石製造方法等の分野において、産業上大いに利用することができる。

本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態を示す説明図である。

符号の説明

１…波形発生器、２、４…ケーブル、３…増幅器、５…スピーカ、６…篩い器、６ａ、６ｂ、６ｃ…篩い網、６ｄ…機械的パルス発生器、７…粉体、８…収納バック、１１…メッキ槽、１２…撹拌器、１３…無電解メッキ液、２０…砥石、２１…台皿、２２…触媒層、２３…砥粒層。

Claims (8)

1. 音波を発生するスピーカと、前記音波を振動源にして粉体を篩いにかける篩い手段とから構成される音波式篩い器において、
   前記音波の波形を変更することが可能な波形発生器を備えたことを特徴とする音波式篩い器。
2. 請求項１記載の音波式篩い器において、
   前記音波の周波数は前記波形発生器によって任意に変更することが可能であることを特徴とする音波式篩い器。
3. 請求項１記載の音波式篩い器において、
   前記音波の波形は正弦波であることを特徴とする音波式篩い器。
4. 請求項１から請求項３の何れか一つに記載の音波式篩い器において、
   前記音波の音量を任意に変更する増幅器を備えたことを特徴とする音波式篩い器。
5. スピーカから発生する音波を振動源にして粉体を篩い、篩って得られた粉体をメッキ層に投入し、メッキ法により砥石を製造する砥石製造方法において、
   前記粉体を篩う際に、前記音波の波形を設定する工程を有することを特徴とする砥石製造方法。
6. 請求項５記載の砥石製造方法において、
   前記粉体を篩う際に、前記音波の周波数を設定する工程を有することを特徴とする砥石製造方法。
7. 請求項５記載の砥石製造方法において、
   前記音波の波形を設定する工程において設定される前記音波の波形は、正弦波であることを特徴とする砥石製造方法。
8. 請求項５から請求項８の何れか一つに記載の砥石製造方法において、
   前記粉体を篩う際に、前記音波の音量を設定する工程を有することを特徴とする砥石製造方法。

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