JP2008110308A - ふるい装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ふるい装置1は、周縁に被保持部55を有する環状の網枠50と、この内側に配置され、超音波振動させられる振動部材70と、網枠50及び振動部材70に架け渡して張られたふるい網80と、網枠50を保持する中枠30の連結フランジ部32及び上枠40の連結フランジ部42とを有している。このふるい装置1では、振動部材70と網枠50とは、網枠50に形成された第1介在部51であって、網枠50のうち被保持部55の連結フランジ部32,42による保持で、振動部材70の超音波振動が抑制されることを低減する、柔結合構造を有する第1介在部51を介して、互いに結合されている。
【選択図】図2
Description
このうち、特許文献1には、ふるい網を張設した環状の網枠の外周に耳部を一体に形成し、この耳部を振動容器の外部に突出させると共に、この耳部に超音波振動子を固設してなる振動ふるい機が記載されている。
また、特許文献2には、ふるい網を張設した環状の網枠の内側に板状の突出振動部を一体に形成し、中枠に固設された超音波振動子からの超音波振動を二次元振動方向変換体により90°方向変換してこの突出振動部及びこれを通じてふるい網に超音波振動を伝えるふるい装置が記載されている。
一方、特許文献2に記載のふるい装置では、超音波振動子から伝わる超音波振動は、突出振動部から網枠に向けて伝わるが、環状の網枠の周縁を上枠及び下枠で保持させて拘束している。このため、網枠と一体とされた突出振動部も拘束され、超音波振動がし難い。その結果、特許文献1の振動ふるい機と同様に、ふるい網に生じる超音波振動が小さくなる。
このように、振動部材は、第1介在部で網枠と柔結合しているので、保持部材で被保持部が保持されていても、振動部材は、保持部材による被保持部の拘束の影響を受け難く、振動部材及びふるい網をより大きく超音波振動させることができる。
また、第1介在部は、網枠または振動部材のいずれか一方に形成されたものであっても良いし、あるいは網枠及び振動部材の両者に、それぞれ一部ずつを構成したものであっても良い。
このため、ふるい装置において、ふるい振動数で網枠を揺動させた場合には、振動部材もいっしょに揺動する。これにより、振動部材を、保持部材による被保持部の拘束の影響を受け難くしつつ、大きく超音波振動させることができる上、第1介在部及び振動部材の存在に拘わらず、網枠及びふるい網をふるい振動数で揺動させることができる。
このふるい装置では、第1介在部を有しているので、振動部材と網枠とは、第1介在部で網枠と柔結合しており、保持部材で被保持部が保持されていても、振動部材に伝わる超音波振動は、保持部材による被保持部の拘束の影響を受け難くなっている。
しかも、第2介在部が存在するので、この第2介在部の超音波振動がその外側に位置する被保持部の保持部材の保持による拘束の影響を受け難いので、第2介在部の超音波振動、特に、第2介在部のうち、その内側に位置する部分における超音波振動の影響を大きく保つことができる。
しかも、第1介在部は、網枠の径方向にU字状に屈曲した形態とするだけで形成できるので、その構造は簡単である。
これにより、このふるい装置で処理をする被処理物が溝部内に入り込むことが防止される。その上、柔軟部材を樹脂またはゴムのいずれかの材料としているので、第1介在部に伝えられた超音波振動を、柔軟部材によって拘束することがない。
本実施形態に係るふるい装置1は、モータ161により発生させた低周波のふるい振動数の揺動で、粉体FFのふるい分けを行うふるい装置であり、この揺動に加えて、後述するように、ふるい網80に超音波振動子90で発生させた超音波振動を伝えて目詰まり等を防止し、さらに効率よくふるい分けを可能とした装置である。
このふるい装置1は、図1に示すように、架台11、下枠20、中枠30、上枠40、網枠50、振動部材70、ふるい網80、超音波振動子90、モータ161、振動体165及び振動体ベース170等から構成されている。
このふるい装置1は、有底円筒型の架台11内に設置されたモータ161の回転を、第1プーリ162と第2プーリ163との間に架け渡したVベルト164で振動体165に伝える。この振動体165の上下には、非平衡重りである第1ウェイト168及び第2ウェイト169が偏芯して取り付けられており、振動体165は偏芯しつつ回転する。
なお、振動体165と第2プーリ163とは、弦巻バネからなる第1スプリング166で接続されているので、振動体165が偏芯して回転してもその振動が第1プーリ162、モータ161及び架台11には伝わらないようになっている。
具体的には、図2に示すように、ゴムリング181を介して、下枠20の連結フランジ部22と中枠30の連結フランジ部32とが、金属バンド186で結束されている。これにより、中枠30と下枠20とは、互いに連結されると共に、連結部分での粉体の漏れ出しや異物の混入が防止されている。
これらのうち、ふるい網80は、図3に示すように、外形が円形状に裁断された、所定のメッシュをなす市販品の金属網である。ふるい網80の径は、網枠50の外径と同径とされている。このふるい網80は、網枠50より径方向内側に位置する内側網部81と、ふるい網80の周縁に位置する周縁網部82を含む。
この振動部材70は、網固着面70a及びこれとは反対側の面である振動伝達面70bを有する(図2参照)。この網固着面70aには、ふるい網80が配置され、接着剤で固着されている。一方、振動伝達面70bには、図2に示すように、ステンレスからなる断面凸字状で二段円柱状の変換体取付部材150が、中央部分に溶接により固着されている。
また、第1介在部51は、図5に示すように、被保持部55と一体に繋がっており、被保持部55の平坦面55aと面一である網固着面51aを有している。この網固着面51aにも、ふるい網80が配置され、接着剤で固着されている。
かくして、本実施形態では、被保持部55、第1介在部51、第2介在部61、支持部58及び振動部材70の間に互いの架け渡すように、ふるい網80が架け渡して張られている。
なお、連結フランジ部32を有する中枠30及び連結フランジ部42を有する上枠40が、本発明の保持部材に対応する。
また、交差部110を中心として、図2中、これと、その上側の直交結合部140と、下側の直交伸延部145とが第2軸線100J2に沿って延びる円柱形状をなしている。しかもその長さは、超音波振動子90で発生する超音波振動がこの円柱部分を伝わるときの1/2波長分の長さに相当する寸法とされ、直交結合部140の振動伝達面140aが超音波振動の腹の位置となっている。
一方、外方伸延部120は、その第1軸線100J1と超音波振動子90の軸線90Jとが一致するように、スペーサ152を介挿した状態で、振動子保持筒部33内に挿通した超音波振動子90前面板91と、ネジ締結により緊密に密着されている。
具体的には、例えば、図8に実線及び2点鎖線で示すように、振動部材70が超音波振動させられると、網枠50のうち第1介在部51の部分が変形してこの超音波振動が、被保持部55に伝わらないようにされている。逆に言えば、被保持部55を拘束しても、第1介在部51の存在により、振動部材70を大きく超音波振動させることができる。
また、超音波振動子90側から見た負荷も、第1介在部51を設けない場合よりも小さくできる。
このため、このふるい装置1において、ふるい振動数で、網枠50を揺動させた場合には、この網枠50と同様に、振動部材70もふるい網80も揺動させることができる。
このため、振動部材70から超音波振動が第2介在部61に伝わり、振動部材70からのみならずこの第2介在部61、特に、そのうち、内側に位置する内側部61bへも伝わる。これにより、この第2介在部61(内側部61b)からも、ふるい網80の内側網部81へ超音波振動を伝えることができる。このため、ふるい網80の内側網部81の各部を、より適切にかつ大きく超音波振動させることができる。
しかも、本実施形態では、網枠50の内側部分には、第1介在部51と同様の柔結合構造の第2介在部61が存在するので、この第2介在部61に伝えられた超音波振動が、その外側に位置する網枠50の被保持部55における中枠30の連結フランジ部32及び上枠40の連結フランジ部42の拘束の影響を受け難い。
このため、第2介在部61の超音波振動、特に内側部61bにおける超音波振動を大きく保つことができるから、内側網部81を大きく超音波振動させうる。
この調査は、実施形態及び比較形態とも、ふるい網80の周縁網部82と共に網枠50,250の被保持部55,255を、中枠30の連結フランジ部32及び上枠40の連結フランジ部42で保持させて行った。
本調査では、図10に示すように、ふるい網80の振幅を測定するにあたり、市販のレーザドップラ振動計測装置300及びこれに接続したオシロスコープ320を用いた。また、ふるい網装置1のうち、超音波振動子90に超音波を発生させるための超音波発振装置290の発振周波数fをf=37.9(kHz)とした。
この後、この速度信号をオシロスコープ320に表示させて、反射フィルム310の振動速度を読み取る。また、この振動速度とふるい網80(内側網部81)における超音波振動時の周波数とから振動変位を算出して、反射フィルム310、したがって、ふるい網80(内側網部81)の各測定位置P1〜P20における振動変位(peak to peakの振幅)を得た。
これは、網枠50に、その径方向にU字状に屈曲する形態の第1介在部51を設けたこと、さらには、これと同形状の第2介在部61とを設けたことにより、ふるい網80(内側網部81)全体が大きく超音波振動可能になったためであると考えられる。
つまり、実施形態では、振動部材70と網枠50とを第1介在部51で柔結合することで、中枠30の連結フランジ部32及び上枠40の連結フランジ部42により網枠50の被保持部55が保持、拘束されていても、振動部材70は、被保持部55での拘束の影響を受けず大きく超音波振動できたためと考えられる。
さらに、網枠50の内側に、第2介在部61を、第1介在部51が存在する部分を除く全周にわたって設けることで、振動部材70から第2介在部61に超音波振動を伝え、振動部材70からのみならず、この第2介在部61からもふるい網80の内側網部81に超音波振動を伝えたからであると考えられる。
かくして、網枠50に第1介在部51を、さらには第2介在部61を設けることで、振動部材70及びふるい網80(内側網部81)を、より適切にかつ大きく超音波振動させることができることが確認できた。
例えば、本実施形態では、第1介在部51を網枠50に設けたが、第1介在部は、振動部材に形成しても良く、あるいは、網枠と振動部材の両者に第1介在部の一部ずつを形成しても良い。また、第1介在部は、振動部材及び網枠の両方にそれぞれ形成しても良い。
具体的な変形形態として、例えば、図13に示す断面形状を有する網枠350を用いたふるい装置が挙げられる。この網枠350は、その径方向(図13中、左右方向)断面において、概略L字状を有しており、網枠350の内周側(図13中、左側)に位置する内周部358と、網枠350の外周側(図13中、右側)に位置する被保持部355と、これらの間に位置する第1介在部351とを有している。このうち第1介在部351は、内周部358と被保持部355との間において、網枠350の厚み方向(図13中、上下方向)の両側に、それぞれ凹溝359を交互に凹設した形態である。この変形形態の網枠350でも、第1介在部351を、そのうち被保持部355に超音波振動が伝わる経路が屈曲した経路となる形状としているので、振動部材70と第1介在部351とを柔結合することができている。
また、本実施形態では、ふるい網80よりも下方に、超音波振動子90や二次元振動方向変換体100を配置した例を示したが、ふるい網よりも上方から超音波振動子の超音波振動を振動部材に伝え、これを通じてふるい網を超音波振動させても良い。
また、本実施形態では、略十字型の二次元振動方向変換体100を用いて、超音波振動子90の超音波振動の方向を変換した例を示した。しかしながら、超音波振動子が発生する超音波振動を振動部材に伝えることができればよく、超音波振動子と振動部材とを直接結合しても良いし、あるいは超音波振動子と振動部材との間に超音波ホーンを介在させて、超音波振動子からの超音波振動を振動部材に伝える構成としても良い。
30 中枠(保持部材)
40 上枠(保持部材)
50,250,350 網枠
51,351 第1介在部
52 溝部
61 第2介在部
61b 内側部(第2介在部のうち内側に位置する部分)
70 振動部材
80 ふるい網
81 内側網部
Claims (6)
- 環状の網枠と、
上記網枠の内側に配置され、超音波振動させられる振動部材と、
上記網枠及び上記振動部材に架け渡して張られたふるい網と、
上記網枠を保持する保持部材と、を備え、
上記網枠は、この網枠のうちその周縁に、上記保持部材に保持されてなる被保持部を有する、
ふるい装置であって、
上記振動部材と上記網枠とは、
両者の少なくともいずれかに形成された第1介在部であって、
上記網枠のうち上記被保持部の上記保持部材による保持で、上記振動部材の上記超音波振動が抑制されることを低減する、
柔結合構造を有する上記第1介在部を介して、
互いに結合されてなる
ふるい装置。 - 請求項1に記載のふるい装置であって、
前記第1介在部は、
前記網枠全体を揺動させる所定のふるい振動数では、前記振動部材と上記網枠とを一体的に揺動可能に結合してなる
ふるい装置。 - 請求項1または請求項2に記載のふるい装置であって、
前記網枠は、
前記被保持部の内側で、前記振動部材との間に、前記第1介在部を有すると共に、
上記第1介在部と同形状で、上記網枠のうちの上記第1介在部が存在する部分を除き、全周にわたって、上記網枠の周方向に延設され、上記ふるい網のうち上記網枠の内側に位置する内側網部と前記被保持部との間に介在する第2介在部を有する
ふるい装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のふるい装置であって、
前記第1介在部は、
前記振動部材に加えられた前記超音波振動が、この第1介在部を通じて、前記網枠の径方向外側に位置する前記被保持部に伝わる経路が、屈曲した経路となる
形態とされてなる
ふるい装置。 - 請求項4に記載のふるい装置であって、
前記第1介在部は、
前記網枠の径方向に、U字状に屈曲する形態を有する
ふるい装置。 - 請求項5に記載のふるい装置であって、
前記網枠は、金属からなり、
前記第1介在部のうち、前記U字状に屈曲する部位で構成された溝部には、樹脂またはゴムのいずれかの材料からなる柔軟部材が配置されてなる
ふるい装置。
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