JP2023032257A - 振動篩機 - Google Patents

Abstract

【課題】篩下の粉体回収量の増加を容易に図ることができる振動篩機を提供する。【解決手段】網具４０が組み込まれた状態の篩枠体７を振動させることにより、網具４０上に投下された分級対象の粉体を篩い分ける振動篩機１であって、粉体に振動を付与可能に篩枠体７の両側に配設されるバイブレータ３０を備え、バイブレータ３０は、二極モータ３１と偏心ウエイト３２とを有するものとする。【選択図】図２

Description

本発明は、網具が組み込まれた状態の篩枠体を振動させることにより、網具上に投下された分級対象の粉体を篩い分ける振動篩機に関する。

この種の振動篩機として、篩枠体の両側にバイブレータ（振動モータ）が配設された直下型の振動篩機が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この直下型の振動篩機においては、バイブレータの作動により、篩枠体を介して網具上の粉体に対し振動を与えることで篩い分けを行うように構成されており、機体高さを低く抑えることができるという利点を有している。

ここで、篩い分けとは、網具上に投下された粉体を、網目を通る粉体（篩下）と、網目を通らない粉体（篩上）とに分ける操作のことである。

特許文献１の振動篩機において、バイブレータは、四極モータ（誘導電動機）と偏心ウエイトとを備えて構成されている。特許文献１の振動篩機によれば、バイブレータの作動に伴う篩枠体の振動により、網具上の粉体が跳ね上げられその後網に衝突することで凝集状態にある粉体が解砕・分散されるため、篩下として回収できる粉体の量を増すことができる。

国際公開第２０１９／０８２６４４号

特許文献１の振動篩機においては、篩枠体と共に網具が振動する。網具の振幅は、網具の構造上、外周寄りの部分よりも中央部の方が相対的に大きい。このため、一般に網具の外周寄りの部分は分級効率が低いが、中央部の方に向かうに従って分級効率が向上する。従って、篩下の粉体回収量の増加を図るためには、網具の中央部及びその付近を用いて粉体を篩い分けることが重要である。

しかし、分級対象の粉体を網具の中央部に投下しても、粉体の粒径や密度、凝集力等の分級対象側の条件によっては、篩枠体の振幅の大きさの影響が過剰に作用してしまい、すなわち網具の中央部から外周寄りの部分へと粉体を弾き出すような作用が強くなり過ぎてしまい、粉体投下後程なくして網具の中央部から外周寄りの部分へと粉体が流れてしまい、篩下の粉体回収量の増加を思うように図ることができない。

そこで、四極モータの回転数を大きくすることにより、モータ回転数に比例する篩枠体の振動数を大きくするようにすれば、篩枠体の振動数の二乗に反比例する篩枠体の振幅を効果的に小さくすることができ、篩枠体の振幅が小さくなれば、網具の中央部から外周寄りの部分に向かって粉体を弾き出すような作用が抑えられるので、網具の中央部及びその付近に長く留まる粉体の量が増え、粉体回収量の増加を図ることができると考えられる。

ところで、モータ回転数は、極数に反比例する。このため、比較的極数が多い四極モータでは、回転数を大きくすることが構造上困難である。従って、特許文献１の振動篩機では、篩下の粉体回収量の増加を思うように図ることができない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、篩下の粉体回収量の増加を容易に図ることができる振動篩機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る振動篩機の特徴構成は、
網具が組み込まれた状態の篩枠体を振動させることにより、前記網具上に投下された分級対象の粉体を篩い分ける振動篩機であって、
前記粉体に振動を付与可能に前記篩枠体の両側に配設されるバイブレータを備え、
前記バイブレータは、二極モータと偏心ウエイトとを有することにある。

本構成の振動篩機によれば、二極モータと偏心ウエイトとを有するバイブレータの作動により、篩枠体の両側から篩枠体を介して網具上の粉体に対し振動が与えられて篩い分けが行われる。二極モータは、極数が最小のモータであり、回転数を大きくすることが構造上容易である。このため、二極モータの回転数を大きくして、二極モータの回転数に比例する篩枠体の振動数を大きくすることにより、篩枠体の振動数の二乗に反比例する篩枠体の振幅を効果的に小さくすることができる。篩枠体の振幅が小さくなれば、網具の中央部から外周寄りの部分に向かって粉体を弾き出すような作用が抑えられるので、網具の中央部及びその付近に長く留まる粉体の量が増えることになる。従って、篩下の粉体回収量の増加を容易に図ることができる。

本発明に係る振動篩機において、
前記粉体の篩い分けを行う篩分モードと前記粉体の排出を行う排出モードとを切り替えるモード切替手段と、
前記二極モータを制御するモータ制御手段と、
をさらに備え、
前記篩分モードに切り替えられた場合、前記モータ制御手段は、前記粉体の篩い分けに適した回転数で回転するように前記二極モータを制御し、
前記排出モードに切り替えられた場合、前記粉体の排出に適した回転数で回転するように前記二極モータを制御することが好ましい。

本構成の振動篩機によれば、篩分モードに切り替えられた場合、粉体の篩い分けに適した回転数で回転するように二極モータがモータ制御手段によって制御される。これにより、分級効率の良い篩い分けが行われ、篩下の粉体回収量の増加を確実に図ることができる。排出モードに切り替えられた場合、粉体の排出に適した回転数で回転するように二極モータがモータ制御手段によって制御される。これにより、篩上の残留粉体を速やかに排出することができ、次の篩い分け動作にスムーズに移行することができ、生産性を向上させることができる。

本発明に係る振動篩機において、
前記粉体の篩い分けに適した回転数は、２０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ未満であり、
前記粉体の排出に適した回転数は、４０００ｒｐｍ以上であることが好ましい。

本構成の振動篩機によれば、粉体の篩い分けに適した回転数が、２０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ未満に設定されており、この回転数域であれば、分級効率の良い網具の中央部及びその付近に粉体が留まる時間を十分に確保することができて、篩下として回収できる粉体の量を確実に増加させることができる。一方、粉体の排出に適した回転数が４０００ｒｐｍ以上に設定されており、４０００ｒｐｍ以上であれば、粉体に対して作用する鉛直方向の振動成分がより一層抑えられることによって、粉体に対して水平方向の振動成分が相対的に優位に作用するため、網具の中央部から外周寄りの部分へと粉体を速やかに流すことができて、篩上の残留粉体を速やかに排出することができる。

本発明に係る振動篩機において、
前記バイブレータは、前記篩枠体の振幅が１．７～４．０ｍｍとなるように振動を付与することが好ましい。

本構成の振動篩機によれば、バイブレータによって篩枠体の振幅が１．７～４．０ｍｍに設定されるので、網具の中央部から外周寄りの部分へと粉体を弾き出すような作用を抑えつつ、網具上の粉体を適度に跳ね上げてその後網に衝突させることができ、分級効率の良い網具の中央部及びその付近での粉体の滞留時間を十分に確保しつつ、粉体を効果的に解砕・分散させることができる。

本発明に係る振動篩機において、
前記偏心ウエイトは、固定ウエイトと、前記固定ウエイトに対する相対位置を調整可能な調整ウエイトとを含むことが好ましい。

本構成の振動篩機によれば、固定ウエイトに対する調整ウエイトの相対位置を調整することにより、遠心力を調整することができるので、細かい遠心力設定が可能となり、最適な振動状態を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る振動篩機を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る振動篩機を示し、（ａ）は図１（ｂ）のＡ矢視図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢ－Ｂ線断面の拡大図である。 図３は、バイブレータの偏心ウエイトを二極モータの軸方向から見た正面図である。 図４は、本発明の一実施形態の振動篩機で使用される網具を示し、（ａ）は篩過網の一部を破断して示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図、（ｃ）は（ｂ）のＤ矢視図である。 図５は、モータ制御系の概略構成を示すブロック図である。 図６は、実施例１に係る篩い分け動作の様子を示し、（ａ）は篩分初期状態図、（ｂ）は篩分中期状態図、（ｃ）は篩分終期状態図である。 図７は、実施例２に係る篩い分け動作の様子を示し、（ａ）は篩分初期状態図、（ｂ）は篩分中期状態図、（ｃ）は篩分終期状態図である。 図８は、実施例３に係る篩い分け動作の様子を示し、（ａ）は篩分初期状態図、（ｂ）は篩分中期状態図、（ｃ）は篩分終期状態図である。 図９は、比較例１に係る篩い分け動作の様子を示し、（ａ）は篩分初期状態図、（ｂ）は篩分中期状態図、（ｃ）は篩分終期状態図である。 図１０は、比較例２に係る篩い分け動作の様子を示し、（ａ）は篩分初期状態図、（ｂ）は篩分中期状態図、（ｃ）は篩分終期状態図である。 図１１は、比較例３に係る篩い分け動作の様子を示し、（ａ）は篩分初期状態図、（ｂ）は篩分中期状態図、（ｃ）は篩分終期状態図である。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。

＜振動篩機の概略構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る振動篩機１を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、振動篩機１は、機体高さを低く抑えることが可能な直下型のものであり、例えば、医薬品、食料品、鉱産物、金属、樹脂原材料等の各種の粉体を振動により分級する機能を有している。この振動篩機１は、架台２の上方に配される振動プレート３を備えている。

振動プレート３は、後述する篩容器６を取り付けるための取付用孔を中央に有する平面視八角リング形状で所要厚みの板状部材からなるものである。振動プレート３と架台２との間には、振動プレート３の周方向に沿って複数（本例では１２本）の圧縮コイルばね（弾性支持体）４が所定の配置で設置されており、これらの圧縮コイルばね４によって振動プレート３が振動自在に支持されている。

振動プレート３には、その外周縁に沿って補強板５が設けられている。この補強板５は、振動プレート３の外周縁形状に合わせて帯状板材を折り曲げ形成してなるものであって、振動プレート３の略全周に亘って振動プレート３の下側板面から鉛直下方に突出するように固着されている。これにより、振動プレート３の重量増を抑えつつ振動プレート３の剛性を向上させることができる。従って、後述する高出力のバイブレータ３０を採用したとしても、振動プレート３が撓んだり、捩りが生じたりするのを未然に防ぐことができ、これによって高出力のバイブレータ３０の採用が可能となり、分級能力の向上を図ることができる。

振動プレート３の取付用孔には、篩容器６が組み付けられている。篩容器６は、主として、分級対象の粉体が投入される上下に開口した篩枠体７と、篩枠体７の上側開口に着脱可能に装着される蓋体８とにより構成されている。蓋体８の中央部には、分級対象の粉体の投入口８ａが形成されている。

＜篩枠体＞
図２は、本発明の一実施形態に係る振動篩機１を示し、（ａ）は図１（ｂ）のＡ矢視図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢ－Ｂ線断面の拡大図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、篩枠体７は、上下に分離可能な上側分割篩枠７ａと下側分割篩枠７ｂとを組み合わせて構成されている。

図２（ｂ）に示すように、上側分割篩枠７ａは、上下に開口された円筒形状の上側分割篩枠本体１０と、上側分割篩枠本体１０の下端部から周方向全域に亘って径方向外側に張り出されるフランジ部１１と、上側分割篩枠本体１０の上端部から周方向全域に亘って外向きで上方に傾斜するように張り出されるテーパフランジ部１２とにより構成されている。この上側分割篩枠７ａのフランジ部１１には、全周に亘って円環状のパッキン１３が装着されている。

図２（ａ）に示すように、上側分割篩枠７ａにおける前後方向の一側（図２（ａ）において左側）には、上側分割篩枠本体１０の円筒壁面から突出するように排出ダクト１４が取り付けられている。この排出ダクト１４は、分級処理の際に後述する網具４０上に残留している残留粉体（篩上の残留粉体）を外部へと導出する役目をする。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、上側分割篩枠７ａ（上側分割篩枠本体１０）には、排出ダクト１４に対応するように排出口１０ａが開設されている。また、上側分割篩枠本体１０の内部には、後述する分級処理動作時に、後述する網具４０の外周近傍部分において、網具４０上を時計回りに流れる分級対象の粉体を排出口１０ａへと案内するガイド部材７０が配設されている。

図２（ｂ）に示すように、下側分割篩枠７ｂは、下側分割篩枠本体２０と、上側分割篩枠７ａにおけるフランジ部１１に対応するように下側分割篩枠本体２０の上端部から周方向全域に亘って径方向外側に張り出されるフランジ部２１とにより構成されている。この下側分割篩枠７ｂのフランジ部２１には、全周に亘って円環状のパッキン２２が装着されている。

下側分割篩枠本体２０は、上下に開口された円筒形状の円筒部２５を有し、図２（ａ）に示すように、この円筒部２５の下側に下方に向けて先細る漏斗状のシュート部２６を一体的に連設し、このシュート部２６の下側にそのシュート部２６内の粉体を下方へと落下・排出する排出口部２７を一体的に連設して構成されている。

＜バイブレータ＞
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、下側分割篩枠７ｂには、左右方向に貫通するようにビーム部材２８が一体的に配設され、このビーム部材２８の両端にそれぞれモータ取付板２９が固着され、各モータ取付板２９にバイブレータ３０が固定状態で取り付けられている。

図２（ａ）に示すように、バイブレータ３０は、二極の誘導電動機である二極モータ３１と、二極モータ３１の回転軸（ロータ軸）３１ａの両端部に取り付けられる偏心ウエイト３２とを有し、二極モータ３１の作動により偏心ウエイト３２を回転させることで振動を発生させるように構成されている。

バイブレータ３０においては、その回転軸３１ａの軸線Ｓが水平面Ｈに対してなす角度θが５５°～６５°の範囲に設定され、本例ではθ＝６０°で傾斜配置されている。なお、左右それぞれのバイブレータ３０において、一方のバイブレータ３０と他方のバイブレータ３０とは、互いに逆位相をなすように、つまり左右方向の一側から見たときに、その左右方向と直角をなす鉛直面上に投影された一方のバイブレータ３０の軸線Ｓと他方のバイブレータ３０の軸線Ｓとが、それらの軸線Ｓの交点を通る、鉛直面上の鉛直軸線を基準として対称の関係となるように配置されている。こうして、必要な水平方向の振動成分を確保しつつ鉛直方向の振動成分を最大限確保することができ、振動による波動で後述する網具４０上の粉体が跳ね上げられ、後述する網４３，４４に衝突することによって、粉体粒子の凝集が解砕・分散されるため、分級能力をより向上させることができる。

図３は、バイブレータ３０の偏心ウエイト３２を二極モータ３１の軸方向から見た正面図である。図３に示すように、偏心ウエイト３２は、固定ウエイト３２ａと調整ウエイト３２ｂとを含む。固定ウエイト３２ａ、及び調整ウエイト３２ｂは何れも、回転軸３１ａの軸方向から見て扇形状に形成されており、回転軸３１ａが挿通可能に中心角部に形成される挿通孔３３と、周方向端部において挿通孔３３から円弧部３４に向って延在するスリット３５とを有している。固定ウエイト３２ａ、及び調整ウエイト３２ｂの何れにおいても、スリット３５の延在方向と交差する方向にボルト３６が締付可能に螺合されている。固定ウエイト３２ａ、及び調整ウエイト３２ｂにおいては何れも、ボルト３６を締め付けることにより、挿通孔３３が縮径して挿通孔３３の内周面によって回転軸３１ａの外周面を強力に挟み付け、これによって回転軸３１ａに固定される。

バイブレータ３０の振動力を設定する際には、固定ウエイト３２ａに対する調整ウエイト３２ｂの相対位置を調整して遠心力を調整する。すなわち、調整ウエイト３２ｂに取り付けられたボルト３６を緩め、必要な振動力に応じて調整ウエイト３２ｂのインジケータ３７を回転軸３１ａの端面に貼着された目盛板（図示省略）の目盛に回し合わせ、ボルト３６を締め付けて回転軸３１ａに固定する。固定ウエイト３２ａに対する調整ウエイト３２ｂの相対位置は、無段階で調整が可能であるため、細かい遠心力設定が可能となり、最適な振動状態を得ることができる。なお、固定ウエイト３２ａは、固定ウエイト３２ａに取り付けられたボルト３６の締付によって基本的に固定状態のままである。従って、遠心力設定を行う際には、固定状態の固定ウエイト３２ａに対する調整ウエイト３２ｂの回転軸３１ａの回りの相対位置を調整する。

図２（ｂ）に示すように、蓋体８の外周縁と上側分割篩枠７ａのテーパフランジ部１２との間には、両者の隙間を密封する蓋パッキン５１がリングプレート５２に支持された状態で介挿されている。蓋体８と上側分割篩枠７ａとの突合せ部分には、蓋体８の外周縁と上側分割篩枠７ａのテーパフランジ部１２とを挟むことができる断面Ｖの字状の締結バンド５３が巻き掛けられ、この締結バンド５３で緊縛することにより、蓋体８と上側分割篩枠７ａとを締結することができる一方、この締結バンド５３の緊縛を解除することにより、上側分割篩枠７ａに対して蓋体８を取り外すことができる。

＜網具＞
図２（ｂ）に示すように、篩枠体７における上側分割篩枠７ａと下側分割篩枠７ｂとの間には、網具４０が組み込まれている。網具４０は、主として、網具本体４１を構成する網具フレーム４２及び補強網４３と、篩過網４４と、締付バンド４５とにより構成されている。

図２（ｂ）中の部分拡大図に示すように、網具フレーム４２は、上側円環状板面部４２ａ、下側円環状板面部４２ｂ、外側円筒部４２ｃ及び内側円筒部４２ｄを有し、断面四角環状の角パイプ材を円環状に曲成してなるものである。こうして、網具４０の軽量化を図りつつ、分割篩枠７ａ，７ｂによって挟持されても使用不可となるまで押し潰されないような強度を容易に確保することができる。

網具フレーム４２が分割篩枠７ａ，７ｂによって挟持される際には、上側円環状板面部４２ａが上側分割篩枠７ａのフランジ部１１に対向するとともに、下側円環状板面部４２ｂが下側分割篩枠７ｂのフランジ部２１に対向し、これら円環状板面部４２ａ，４２ｂがパッキン１３，２２を介して分割篩枠７ａ，７ｂのフランジ部１１，２１に挟持される。こうして、網具フレーム４２が完全に分割篩枠本体１０，２０の枠外に配され、分級対象の粉体の篩い分けに実質的に機能する補強網４３及び篩過網４４が上下の分割篩枠本体１０，２０の枠内全域に配されることになり、粉体の篩い分けに機能する補強網４３及び篩過網４４の有効面積の最大化を図ることができ、分級対象の粉体をより効率良く篩い分けることができる。また、分割篩枠７ａ，７ｂと網具４０との間から分級対象の粉体が漏れるのをパッキン１３，２２によって確実に防ぐことができる。

図４は、本発明の一実施形態の振動篩機１で使用される網具４０を示し、（ａ）は篩過網４４の一部を破断して示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図、（ｃ）は（ｂ）のＤ矢視図である。図４（ａ）に示すように、補強網４３は、網具フレーム４２の開口を塞ぐように張設され、網具フレーム４２の開口に張った状態で例えばシーム溶接等の固着手段によって内側円筒部４２ｄの上縁部に固着されている。補強網４３としては、例えばステンレス製で網目が比較的粗目のものが用いられる。

篩過網４４は、補強網４３を覆うとともに補強網４３上から網具フレーム４２の外周面に垂れ掛けられるように網具本体４１に被せられている。篩過網４４としては、補強網４３よりも網目が細かいシート状の例えばナイロン製（ステンレス製でも勿論可）のものが用いられる。そして、篩過網４４を間に挟むように網具フレーム４２（外側円筒部４２ｃ）の外周面側に巻き掛けられる締付バンド４５の締め付けにより、篩過網４４が網具本体４１に緊縛・固定される一方、締付バンド４５を緩めることにより、篩過網４４を網具本体４１から取り外すことができるように、篩過網４４が網具本体４１に着脱可能に装着されている。

こうして、網具フレーム４２に張設される補強網４３が篩過網４４を下側から支える補強材として機能し、補強網４３を覆うように網具本体４１に着脱可能に装着される篩過網４４が粉体の分級処理に実質的に貢献する網として機能するので、篩過網４４を交換するだけで網具４０の機能回復を図る網換えを容易に行うことができる。

図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、締付バンド４５は、バンド部材４６及びバンド径調節機構４７により構成されている。

バンド部材４６は、網具フレーム４２（外側円筒部４２ｃ）の外周面との間に篩過網４４を挟み込むように網具フレーム４２の外周面側に巻くことができるように環状に曲げ成形されてなり、例えばステンレス等の金属材料によって作製されている。

バンド径調節機構４７は、バンド部材４６の外周面側に付設されており、ハウジング４８、スピンドル４９及び複数のウォーム溝５０を備え、バンド部材４６のバンド径の大きさを調節する機能を有している。ここで、ハウジング４８は、バンド部材４６の一端側に取り付けられている。スピンドル４９は、ハウジング４８に回転自在に支承される軸部を有し、軸部の外周には、ハウジング４８の内部に配される図示されないウォーム歯が形成されている。複数のウォーム溝５０は、バンド部材４６の他端側にスピンドル４９のウォーム歯と噛合するように形成されている。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、上側分割篩枠７ａの外周面には、周方向に所定ピッチで複数の掛止ブラケット６０が突設されている。この掛止ブラケット６０は、上側分割篩枠７ａの径方向外側に開放された受入口６０ａの両側に一対の掛止部６０ｂを設けてなるものである。

振動プレート３の上面には、該振動プレート３側に伏臥させた伏臥状態位置と、該振動プレート３と掛止ブラケット６０との間に掛け渡すように起立される起立状態位置との間で揺動自在なスイングボルト６１が設置されている。そして、起立状態位置にある各スイングボルト６１に螺合して掛止ブラケット６０に着座するナット６２の締め付けにより、上側分割篩枠７ａと下側分割篩枠７ｂとが締結されるように構成されている。

図５は、モータ制御系の概略構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施形態の振動篩機１は、バイブレータ３０の二極モータ３１を制御するための制御盤８０を備えている。制御盤８０は、主として、インバータ装置８１、及び操作設定表示装置８２により構成されている。インバータ装置８１は、二極モータ（三相交流誘導電動機）３１の電源８３の周波数を自在に変化させることにより、二極モータ３１の回転数を制御する。操作設定表示装置８２は、例えば、液晶表示装置にタッチスクリーンを貼り付けてなるタッチパネル形式の操作設定装置であって、表示画面上の表示ボタン等を押すことにより、運転の開始・停止や、運転パラメータの設定、運転結果の表示などの各種操作を行うことができるように構成されている。本実施形態において、操作設定表示装置８２は、前記各種操作を行うための操作ボタン（図示省略）の他に、粉体の篩い分けを行う篩分モードと粉体の排出を行う排出モードとを切り替えるモード切替手段としての篩分選択ボタン８５、及び排出選択ボタン８６を備えている。

例えば、バイブレータ３０において、定格回転数が３３７５ｒｐｍの二極モータを用い、調整ウエイト３２ｂによる遠心力調整で振動力を最大振動力の９０％に設定し、二極モータ３１に供給される電源８３の周波数（電源周波数）をインバータ装置８１により、４０Ｈｚ、４５Ｈｚ、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、６０Ｈｚ、６５Ｈｚ、７０Ｈｚに変化させた場合、二極モータ３１の回転数に比例する篩枠体７の振動数、篩枠体７の振動数の二乗に反比例する篩枠体７の振幅を表１に示すように変化させることができる。このように、本例では、電源周波数は、ほぼ篩枠体７の振動数であると見做しても差し支えない。また、本例の場合、粉体の篩い分けに適した回転数は、２３８８～３８８８ｒｐｍであり、この回転数域が篩分モードに対応する一方、粉体の排出に適した回転数は、４１１６ｒｐｍであり、この回転数が排出モードに対応する。

＜分級処理＞
以上に述べたように構成される振動篩機１において、分級対象の粉体を篩い分け動作により分級する分級処理は、次のようにして行われる。すなわち、図２（ａ）に示す振動篩機１において、蓋体８の中央部に設けられた投入口８ａを通して、分級対象の粉体を網具４０（図２（ｂ）参照）の中央部を目掛けて投入する。

次いで、必要であれば投入口８ａを図示しない蓋で塞いだ後、篩分選択ボタン８５（図５参照）を押す。これにより、粉体の篩い分けを行う篩分モードに切り替えられる。篩分モードに切り替えられた場合、モータ制御手段としてのインバータ装置８１（図５参照）は、粉体の篩い分けに適した回転数で回転するように二極モータ３１を制御する。ここで、粉体の篩い分けに適した回転数は、好ましくは２０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ未満であり、より好ましくは２７００～３８００ｒｐｍであり、さらに好ましくは３０００～３６００ｒｐｍである。

回転数が２０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ未満の回転数域に設定されていれば、分級効率の良い網具４０の中央部及びその付近に粉体が留まる時間を十分に確保することができて、篩下として回収できる粉体の量を確実に増加させることができる。回転数が２０００ｒｐｍ未満の場合、篩枠体７の振幅が大きくなり過ぎてしまい、網具４０の中央部から外周寄りの部分へと粉体を弾き出すような作用が強くなり過ぎて、粉体投下後程なくして網具４０の中央部から外周寄りの部分へと粉体が流れてしまい、篩下の粉体回収量の増加を図ることができない。一方、回転数が４０００ｒｐｍ以上である場合、粉体に対して作用する鉛直方向の振動成分がより一層抑えられることによって、粉体に対して水平方向の振動成分が相対的に優位に作用するため、網具４０の中央部から外周寄りの部分へと粉体が流れてしまい、篩下の粉体回収量の増加を図ることができない。

バイブレータ３０により付与される篩枠体７の振幅は、好ましくは１．７～４．０ｍｍであり、より好ましくは１．９～２．８ｍｍであり、さらに好ましくは２．０～２．５ｍｍである。

篩枠体７の振幅が１．７～４．０ｍｍに設定されていれば、網具４０の中央部から外周寄りの部分へと粉体を弾き出すような作用を抑えつつ、網具４０上の粉体を適度に跳ね上げてその後網に衝突させることができ、分級効率の良い網具４０の中央部及びその付近での粉体の滞留時間を十分に確保しつつ、粉体を効果的に解砕・分散させることができる。篩枠体７の振幅が１．７ｍｍ未満の場合、網具４０上の粉体を跳ね上げる量が不足するため、分級効率が低下する。篩枠体７の振幅が４．０ｍｍを超えると、網具４０の中央部から外周寄りの部分へと粉体を弾き出すような作用が強くなり過ぎて、網具４０の中央部及びその付近に粉体が留まる時間が短くなり、分級効率が低下する。

二極モータ３１は、極数が最小のモータであり、回転数を大きくすることが構造上容易である。このため、二極モータ３１の回転数を大きくして、二極モータ３１の回転数に比例する篩枠体７の振動数を大きくすることにより、篩枠体７の振動数の二乗に反比例する篩枠体７の振幅を効果的に小さくすることができる。篩枠体７の振幅が小さくなれば、網具４０の中央部から外周寄りの部分に向かって粉体を弾き出すような作用が抑えられる。

篩分モードにおいては、網具４０の中央部及びその付近に長く留まる粉体の量が増えることになり、網具４０の中央部及びその付近で粉体が鉛直方向の振動成分により跳ね上げられその後網４３，４４に衝突することで、粉体粒子の凝集が解砕・分散される。こうして、分級効率の良い篩い分けが行われ、篩下の粉体回収量の増加を確実に図ることができる。かかる分級処理で篩過網４４を通過した粉体（篩下）は、下側分割篩枠７ｂの排出口部２７から外部へと排出される。

篩過網４４上に残留している残留粉体（篩上）を排出する際には、排出選択ボタン８６（図５参照）を押す。これにより、粉体の排出を行う排出モードに切り替えられる。排出モードに切り替えられた場合、モータ制御手段としてのインバータ装置８１（図５参照）は、粉体の排出に適した回転数で回転するように二極モータ３１を制御する。ここで、粉体の排出に適した回転数は、好ましくは４０００ｒｐｍ以上である。４０００ｒｐｍ以上であれば、粉体に対して作用する鉛直方向の振動成分がより一層抑えられることによって、粉体に対して水平方向の振動成分が相対的に優位に作用するため、網具４０の中央部から外周寄りの部分へと粉体を速やかに流すことができて、篩上の残留粉体を速やかに排出することができる。

排出モードにおいては、篩過網４４上に残留している残留粉体（篩上）が、水平方向の振動成分により網具４０の中央部から外周寄りの部分へと流れ、網具４０の外周近傍部において時計回りに流れながらガイド部材７０（図１（ａ）参照）による案内作用により排出口１０ａへと導かれ、排出口１０ａから排出ダクト１４を介して外部へと排出される。こうして、篩上の残留粉体を速やかに排出することができ、次の篩い分け動作にスムーズに移行することができ、生産性を向上させることができる。

以下、本発明の振動篩機１の具体的な実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１～３）
バイブレータ３０において、定格回転数が３３７５ｒｐｍの二極モータ３１を用い、調整ウエイト３２ｂによる遠心力調整で振動力を最大振動力の９０％に設定し、二極モータ３１に供給される電源８３の周波数（電源周波数）をインバータ装置８１により、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、６０Ｈｚに変化させて粉体の篩い分けを行った。

（比較例１～３）
バイブレータにおいて、定格回転数が１７００ｒｐｍの四極モータを用い、調整ウエイトによる遠心力調整で振動力を最大振動力の８０％に設定し、四極モータに供給される電源の周波数（電源周波数）をインバータ装置により、５０Ｈｚ、５５Ｈｚ、６０Ｈｚに変化させて粉体の篩い分けを行った。

上記実施例１～３、及び比較例１～３における、篩枠体７の振幅、及び振動数の実測値、並びに粉体の篩い分け、及び排出に要した時間を表２に示す。ここで、表２中に示す所要時間は、実施例１～３、及び比較例１～３において、モータ回転数を表２中に示す回転数に一定に保った状態で粉体の篩い分け、及び排出の一連の処理を行った場合に、その一連の処理に要した時間である。なお、実施例１～３において、篩分モード（モータ回転数：２９９４ｒｐｍ、３２９４ｒｐｍ、３５８８ｒｐｍ）で所定時間、篩い分けを行って篩下の粉体を十分に回収した後、排出モード（モータ回転数４１１６ｒｐｍ）に切り替えて、篩上の残留粉体を速やかに排出するようにすれば、篩下の粉体回収量の増加を図りつつ、粉体の篩い分け、及び排出の一連の処理に要する時間の短縮を図ることができる。

図６、図７、及び図８は、それぞれ実施例１、実施例２、及び実施例３に係る篩い分け動作の様子を示し、（ａ）は篩分初期状態図、（ｂ）は篩分中期状態図、（ｃ）は篩分終期状態図である。

実施例１～３においては、図６（ａ）、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、網具４０の中央部を目掛けて投入された分級対象の粉体（図中記号「Ｋ」で示す。）は、小刻みに跳ね上げられその後網に衝突することで凝集状態にある粉体が解砕・分散され、篩上と篩下とに分けられる。篩い分けの中期において、篩上の粉体の大部分は、図６（ｂ）、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、網具４０の中央部及びその付近に留まり、一部分が網具４０の外周寄りの部分へと広がり、この状態で小刻みに跳ね上げられて、さらに篩上と篩下とに分けられる。実施例１及び２においては、図６（ｃ）、及び図７（ｃ）に示すように、篩い分けの終期においても、篩上の粉体の大部分が、網具４０の中央部及びその付近に留まり、この状態で小刻みに跳ね上げられて、さらに篩上と篩下とに分けられる。実施例３においては、図８（ｃ）に示すように、篩い分けの終期において、網具４０の中央部に留まる粉体は少なくなるものの、網具４０の中央部付近に篩上の粉体が留まり、この状態で小刻みに跳ね上げられて、さらに篩上と篩下とに分けられる。そして、実施例１～３の何れにおいても、最終的には、網具４０上に残留している残留粉体が、バイブレータ３０の水平方向の振動成分により網具４０の中央部から外周寄りの部分へと流れ、網具４０の外周近傍部において時計回りに流れながらガイド部材７０による案内作用により排出口１０ａへと導かれ、排出口１０ａから排出ダクト１４（図１（ａ）参照）を介して外部へと排出される。

実施例１～３においては、篩い分け動作の殆どが、網具４０の中央部及びその付近を用いて行われ、篩い分け動作が実施される時間も比較的長時間（５７１[ｓｅｃ]、３５０[ｓｅｃ]、１７２[ｓｅｃ]）であるため、篩下として十分な量の粉体を回収することができた。

図９、図１０、及び図１１は、それぞれ比較例１、比較例２、及び比較例３に係る篩い分け動作の様子を示し、（ａ）は篩分初期状態図、（ｂ）は篩分中期状態図、（ｃ）は篩分終期状態図である。

比較例１～３においては、図９（ａ）、図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示すように、網具４０の中央部を目掛けて投入された分級対象の粉体（図中記号「Ｋ」で示す。）は、激しく跳ね上げられその後網に衝突することで凝集状態にある粉体が解砕・分散され、篩上と篩下とに分けられる。分級対象の粉体を網具４０の中央部に投下しても、篩枠体７の振幅の大きさの影響が過剰に作用してしまい、すなわち網具４０の中央部から外周寄りの部分へと粉体を弾き出すような作用が強くなり過ぎてしまい、篩い分けの初期段階から中期段階に移行する間において、篩上の粉体の大部分は、図９（ｂ）、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示すように、網具４０の中央部から外周寄りの部分へと流れてしまう。網具４０の外周寄りの部分において、篩上の粉体が跳ね上げられるも、程なくして、図９（ｃ）、図１０（ｃ）及び図１１（ｃ）に示すように、網具４０の外周近傍部において時計回りに流れながらガイド部材７０による案内作用により排出口１０ａへと導かれ、排出口１０ａから排出ダクト１４（図１（ａ）参照）を介して外部へと排出される。

比較例１～３においては、網具４０の中央部及びその付近を用いた篩い分け動作が殆ど行われず、主として、網具４０の外周寄りの部分を用いた篩い分け動作であり、しかも篩い分け動作が実施される時間も比較的短時間（９５[ｓｅｃ]、１０３[ｓｅｃ]、１４５[ｓｅｃ]）であるため、篩下として十分な量の粉体を回収することができなかった。

本発明の振動篩機は、例えば、医薬品、食料品、鉱産物、金属、樹脂原材料等の各種の粉体の分級処理の用途に好適に用いることができる。

１ 振動篩機
７ 篩枠体
３０ バイブレータ
３１ 二極モータ
３２ 偏心ウエイト
３２ａ 固定ウエイト
３２ｂ 調整ウエイト
４０ 網具
８１ インバータ装置（モータ制御手段）
８５ 篩分選択ボタン（モード切替手段）
８６ 排出選択ボタン（モード切替手段）

Claims (5)

1. 網具が組み込まれた状態の篩枠体を振動させることにより、前記網具上に投下された分級対象の粉体を篩い分ける振動篩機であって、
   前記粉体に振動を付与可能に前記篩枠体の両側に配設されるバイブレータを備え、
   前記バイブレータは、二極モータと偏心ウエイトとを有する振動篩機。
2. 前記粉体の篩い分けを行う篩分モードと前記粉体の排出を行う排出モードとを切り替えるモード切替手段と、
   前記二極モータを制御するモータ制御手段と、
   をさらに備え、
   前記篩分モードに切り替えられた場合、前記モータ制御手段は、前記粉体の篩い分けに適した回転数で回転するように前記二極モータを制御し、
   前記排出モードに切り替えられた場合、前記粉体の排出に適した回転数で回転するように前記二極モータを制御する請求項１に記載の振動篩機。
3. 前記粉体の篩い分けに適した回転数は、２０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ未満であり、
   前記粉体の排出に適した回転数は、４０００ｒｐｍ以上である請求項２に記載の振動篩機。
4. 前記バイブレータは、前記篩枠体の振幅が１．７～４．０ｍｍとなるように振動を付与する請求項１～３の何れか一項に記載の振動篩機。
5. 前記偏心ウエイトは、固定ウエイトと、前記固定ウエイトに対する相対位置を調整可能な調整ウエイトとを含む請求項１～４の何れか一項に記載の振動篩機。

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