JP2579659B2 - 微細な球状粒子の選別方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、微細な粒子群から球状の粒子を選別するた
めの方法および装置に関する。

［従来の技術］ 従来、ほぼ同一の粒径の粒子群から球状の粒子を選別
する技術として遠心力を利用した遠心式選別器が用いら
れている。

また、特開昭57−28307号公報によれば、大豆、小
豆、真珠等の球形状物体から偏平、角、異形丸等の異
物、および球形形状に近似する非球状体を分離選別する
選別機が開示されている。この装置は所定の傾きを持っ
た下部と上部の２本のロールに無端ベルトを懸架し、球
形状物体を下部のベルト面より供給し、ベルト上面には
球形状物体がかたまらないように鋸歯状板を設けてい
る。この装置では、物体の形状の違いによるベルト面の
摩擦の差により選別している。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、重量と比重が小さく、且つ、粒径が数μｍ
〜数百μｍ程度の微細な球状粒子の選別においては、前
者は、旋回に伴った気流の作用で被選別粒子が吹き飛ば
されて選別の精度が低いという欠点がある。

また、後者は、鋸歯状板とベルトとの間隙を著しくし
なければならないため、構造的に無理が生じる。

本発明の目的は、比重が小さく、且つ、微細な球状粒
子の選別に好適で選別性および生産性に優れた球状粒子
と非球状粒子との選別方法および装置の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的の達成のため、本発明は次の手段を採用し
た。

１）表面が滑らかで所定の傾斜を有するとともに、上部
に被選別粒子の係止堤、中間部に非球状粒子の搬出堤が
設けられた金属性粒子選別板上に被選別粒子を供給し、
前記粒子選別板に選別板の面方向で、且つ、水平な一方
方向に断続的に加速度を打撃により印加して、非球状粒
子に選択的に球状粒子より大きい加速度方向の変位量を
付与しながら粒子選別板上を落下させ、前記非球状粒子
の搬出堤で非球状粒子を補足して除去しながら球状粒子
を選別することを特徴とする微細な球状粒子の選別方
法。

２）表面が滑らかで傾斜を有するとともに、上部に被選
別粒子の係止堤、中間部に非球状粒子を補足するための
搬出堤が設けられた金属性粒子選別板と、前記係止堤の
上側に粒子を供給する粒子供給手段と、前記選別板の面
方向で、且つ、水平な一方方向に断続的に加速度を打撃
により付与する加速度付与手段とからなることを特徴と
する微細な球状粒子の選別装置。

３）前記搬出堤が複数段設けられたことを特徴とする特
許請求の範囲第２項に記載の微細な球状粒子の選別装
置。

転動して搬出堤に補足される。

［作用および発明の効果］ 本発明は上記構成により次の作用および効果を有す
る。

粒子が転動しやすいように、表面が滑らかで傾斜を付
けた粒子選別板上に粒子を適量づつ供給する。

これとともに、粒子選別板に、その側縁部に打撃を与
えるなどして断続的に選別板の面方向で、且つ、水平な
一方方向に加速度を付与する。

被選別粒子群は選別板の表面から摩擦力をうけるとと
もに慣性力により、粒子選別板上の係止堤の上部付近を
転動する。

非球状粒子は球状粒子と比較し、選別板の表面から受
ける摩擦力が大きく、且つ、回転しにくいため、選別板
の表面から加速度方向に高い運動エネルギーを受け、加
速度方向により変位しやすい。このため、選別板に加速
度が加えられるたびに非球状粒子は徐々に加速度方向に
大きく変位しながら重力の作用で下方に転動して搬出堤
に補足される。

球状粒子は運動エネルギーの大部分が自転エネルギー
となるため加速度方向の変位量が小さく、重力の作用で
粒子選別板の斜面に沿って下方に転動する。

上記作用により本発明の粒子選別方法および装置は、
非球状粒子も含まれ、比重が小さく、且つ微細な粒子群
の中から球状粒子を効率良くすることができる。

なお選別板の戻りの加速度は、粒子と選別板とが一体
的に移動する大きさに設定されている。

［実施例］ つぎに本発明を第１図および第２図に示す一実施例に
基づき説明する。

本発明の微細な球状粒子の選別装置Ａは、該装置Ａを
設置する基台１と、該基台１上に滑動可能に載置され、
表面21aが滑らかで傾斜を有する粒子選別板２と、該選
別板２の上部に設けられた被選別粒子３の係止堤４と、
前記選別板１の係止堤４の上側に粒子３を供給する粒子
供給手段５とを備える。基台１の側部には前記選別板２
の面方向で、且つ、水平な一方方向に断続的に加速度を
付与する加速度付与手段６が装着されている。

基台１は、20゜の傾斜角θを有する台板11と、該台板
11の下面の角に固着され、一方の一対が長く、他方の一
対が短い４本の脚12と、選別板２の下側を支持する縁13
とを有する。

粒子選別板２は、金属製で研磨、鍍着等により表面21
aが滑らかに形成された長方形の選別板本体21と、その
周囲を包囲し選別板本体21を保持する金属製枠22とから
なる。

本実施例では、第２図に示す如く、選別板本体21は、
中空箱体29上面に金属鋼板30、側面に金属製枠22を固着
して重量軽減を図っている。

選別板本体21の傾斜角θは、被選別粒子３の供給速
度、重さ、大きさ、および板の滑らか度および加速度の
強度により適時選ばれ、通常５゜〜60゜に設定される。
本実施例では前記基台１の台板11上に載置され20゜とな
っている。選別板本体21の表面21aには上部右側に前記
係止堤４、中間部左側に非球状粒子3Bの搬出堤41、下部
右側に球状粒子の収集堤42が設けられている。これら各
堤４、41、42はいずれも水平かまたは幾分左下がりに取
り付けられており、左端が粒子の吐出端となっている。
搬出堤41、および収集堤42の各左端に対応して、前記枠
22の下方縁部には球状粒子の出口となる切り欠き23が設
けられ、左側縁部には非球状粒子3Bの出口となる切り欠
き24が設けられる。切り欠き23、24と対応して枠22の外
壁面には水平の箱設置台25、26が固着され、各箱設置台
25、26にはそれぞれ球状粒子収容箱27、非球状粒子収容
箱28が載置されている。

基台１と選別板２との間には、バネ、ゴムなどの弾性
体からなる復帰手段（図示せず）が設けられている。

粒子供給手段５は、漏斗状の金属製のホッパー51と、
前記基台上側に固着され該ホッパー51を支持するするホ
ッパー支持枠52と、一端（上端）が前記ホッパー51の下
部の筒状出口に嵌着されて垂設され、内壁が滑らかで柔
軟性を有する透明性樹脂製ホース53とを備える。ホース
53の他端は、該他端を係止堤４の上側に止着するための
金具54に貫通され、粒子３を適量づつ供給させるための
ノズル55が取り付けられている。56は金具54に螺着さ
れ、捩り込まれることによりホース53の断面積を低減さ
せる粒子供給量の調節ねじである。

ホッパー51内には、被選別粒子３が収容されている。
この被選別粒子３は、平均粒径1.5μｍの酸化アルミニ
ウム（Al₂O₃）92重量％、二酸化珪素（SiO₂）４重量
％、酸化カルシウム（CaO）２重量％、酸化マグネシウ
ム（MgO）２重量％からなる混合粉末100重量部に対し
て、ポリビニルアルコール４重量部を添加し、湿式混合
し、噴霧乾燥機を用いて、目的の粒子径となるよう製造
される。

加速度付与手段６は、第２図にも示す如く、基台１の
右側部に取り付けられた２枚の取付板61、62を介して基
台１に装着された打撃装置７と、前記枠22の右側縁22A
の外面に締結された被打撃板63とからなる。

打撃装置７は、取付板61に締結された減速機64付モー
ター65、該モータ65の出力軸66に取り付けられたカム67
を有する。前記取付板61、62には、前記出力軸66に平行
してカウンターシャフト68が軸支されている。このカウ
ンターシャフト68には、下方にはローラーアーム69、上
方にハンマーアーム70が一体的に突設されたハンマー71
が軸支されている。ローラーアーム69の下端部にはロー
ラ72が枢着され、ハンマーアーム70の上端部にはハンマ
ーヘッド73が形成され、ハンマーアーム70と腕部74と基
台１の台板11との間にリターンスプリング75が張架され
ている。

つぎにこの微細な球状粒子の選別装置Ａの作用を説明
する。

モータ65の回転が所定の回転数に減速され、カム67が
回転し、ローラ72を圧接するとローラーアーム69、ハン
マーアーム70はカウンターシャフト68を中心に回動し、
ハンマーヘッド73が被打撃板63を殴打する。これにより
打撃装置７は、粒子選別板２の縁部を包囲する金属製枠
22の右側端22Aに前記加速度付与手段６により前記選別
板２の面方向で、且つ、水平な一方方向に断続的に加速
度を付与する。

ホッパー51に収容されている被選別粒子３はホース53
の先端のノズル55から適量ずつ係止堤４の上部に供給さ
れる。被選別粒子３は、まず係止堤４表面4aおよび粒子
選別板２との結合部位付近を転動し、続いて係止堤４の
縁端部4cより粒子選別板２の斜面である表面21aを転動
する。

被選別粒子群３、３……３は選別板２の表面21aから
摩擦力をうけるとともに慣性力が働く。

球状粒子3Aは非球状粒子3Bと比較し、選別板２の表面
21aから受ける摩擦力が小さく、且つ、回転しやすいた
め、選別板２の表面21aから左方向への加速度エネルギ
ーをあまりうけないので、左方向への変位が小さく、重
力の作用で、ほぼ斜面の表面21aに沿って転動し、下方
に対応して設けられた収集堤42を経て球状粒子収容箱27
に収容される。

非球状粒子3Bは選別板２に左方向の加速度が加えられ
るたびに表面21aから、重量の作用も受けながら左横方
向へ大きく変位しながら転動、摺動するため搬出堤41に
より捕捉される。該搬出堤41には加速度付与手段６の打
撃装置７からの加速度が伝導されるので、搬出堤41の表
面41a上を転動あるいは摺動し非球状粒子収容箱28に収
容される。

第３図は、本発明の微細な球状粒子の選別装置の第２
実施例を示す。

この選別装置Ｂでは、係止堤４を４段とし、４段の係
止堤群４、４……４の縁端部群4c、4c……4cに対応して
搬出堤41は41、41……41の如く、４段列設している。

球状粒子3Aは縁端部4cよりほぼ表面21aに沿って転動
し、非球状粒子3Bは縁端部4cより表面21aに対し、横方
向に転動するため搬出堤41により捕捉される。これを４
回反復して、球状粒子3Aは最下段の係止堤４の縁端部4c
に対応して取設された収集堤42を経て球状粒子収容箱27
に収容され、非球状粒子3Bは搬出堤群41、41……41によ
り捕捉され、ガイドスロープ22Bを経て非球状粒子収容
箱28に収容される。

本実施例の装置では、粒子の選別の精度をさらに高め
ることができる。

本発明は上記実施例以外に次の実施態様を含む。

（イ）上記実施例では、粒子選別板２は金属製の板を用
いているが、形状は平板に限らず曲板状でも良い。

（ロ）粒子選別板２は本実施例では縦方向にのみ傾斜し
て取設されているが、粒子３の転動や摺動を容易にする
ため横方向に傾斜させても良い。

（ハ）粒子選別板２は５゜〜60゜の範囲で傾斜角θを可
変するようにしても良い。また、懸架されていても良
い。

（ニ）係止堤４、搬出堤41は、両者の間隙、同部材の間
隔、厚さ、傾斜、長さ、材質等を必要に応じ全部あるい
は一部変えても良い、また、各々の段数を増減しても良
い。

（ホ）加速度付与手段の周期や強度を、被選別粒子３の
粒径、重量、材質、表面の粘着度、非球状粒子3Bの混じ
り具合によって適時可変するようにしても良い。また振
動発生方式は他に周期や強度（振幅）により圧電式、磁
歪式を選択しても良い。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の第１実施例の斜視図、第２図は振動発
生装置の作動を説明するための構成図、第３図は、本発
明の第２実施例の斜視図である。 図中、Ａ……選別装置、２……粒子選別板、21a……表
面、３……被選別粒子、3A……球状粒子、3B……非球状
粒子、４……係止堤、５……粒子供給手段、６……加速
度付与手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面が滑らかで所定の傾斜を有するととも
   に、上部に被選別粒子の係止堤、中間部に非球状粒子の
   搬出堤が設けられた金属性粒子選別板上に被選別粒子を
   供給し、前記粒子選別板に選別板の面方向で、且つ、水
   平な一方方向に断続的に加速度を打撃により印加して、
   非球状粒子に選択的に球状粒子より大きい加速度方向の
   変位量を付与しながら粒子選別板上を落下させ、前記非
   球状粒子の搬出堤で非球状粒子を補足して除去しながら
   球状粒子を選別することを特徴とする微細な球状粒子の
   選別方法。
2. 【請求項２】表面が滑らかで傾斜を有するとともに、上
   部に被選別粒子の係止堤、中間部に非球状粒子を補足す
   るための搬出堤が設けられた金属性粒子選別板と、前記
   係止堤の上側に粒子を供給する粒子供給手段と、前記選
   別板の面方向で、且つ、水平な一方方向に断続的に加速
   度を打撃により付与する加速度付与手段とからなること
   を特徴とする微細な球状粒子の選別装置。
3. 【請求項３】前記搬出堤が複数段設けられたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の微細な球状粒子の
   選別装置。