JP3683491B2 - バイブレーテインググリッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイブレーテインググリッドの支持装置に関する。更に詳しくは、バイブレーテインググリッドの支持装置に弾性体を有する支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から土木、建築工事に伴い発生する残土等は、可能な限りリサイクルされ再使用されているが、最近は地球環境保護の観点から非常に重要な問題として注目されている。このため残土等を篩い振動等で篩い、大きな石や木材等の異物を取り除いて、残った土等を改良土としてリサイクル使用することが、盛んに行われそれに伴って改良も繰り返し行われている。
【０００３】
この改良土を作る装置の一例として、本出願人は特開２０００−３２５８８５「バイブレーテインググリッド」を提案している。この先願の装置は、バイブレーテインググリッドであって、機台と、この機台に搭載された本体であるグリッド本体と、前記機台と前記グリッド本体との間に介在され、前記グリッド本体を弾性的に支持するための弾性支持手段と、前記グリッド本体を被篩い物を流す方向に傾斜させるための傾斜手段と、前記グリッド本体に振動を与えるための振動発生手段と、前記グリッド本体に配置され、前記被篩い物が流れる方向に沿って複数配置されたバー篩いとから構成されたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の本出願人に係る先願はそれなりに効果のあるものであるが、完全なものとは言い難い。本発明は、先願装置の一部を改良し、更に効果を高めるために改良したものである。前述した先願のグリッド本体を弾性的に支持する弾性支持手段は、ゴムが適用されている。このゴムは振動を吸収する点で効果のあるものではあるが、前述した先願の稼働が長時間に及ぶ場合、またメンテナンスの部品交換の容易性、あるいは経済性の点で問題があった。本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされたものであり、下記目的を達成するものである。
【０００５】
本発明の目的は、バイブレーテインググリッドにおいて、長時間の寿命を維持し、交換が容易な部品を使用することによってメンテナンスのし易い構成とし、また部品も高価なものでなく市販で容易に入手可能なものを使用し経済性に優れた支持構成とした支持装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のバイブレーテインググリッドは、機台と、前記機台に対して傾斜可能に設けられたグリッド支持台と、前記グリッド支持台上に弾性的に支持され、振動により篩い動作を行うグリッド本体と、前記グリッド本体に振動を与える加振装置と、前記グリッド支持台と前記グリッド本体の間に設けられ、前記グリッド支持台に対して前記グリッド本体を弾性的に支持する複数組の圧縮バネとを有し、前記圧縮バネは、下端が前記グリッド支持台に、上端が前記グリッド本体に取り付けられた２本のバネからなると共に、２本のバネの上端が略∧状になるように近接するものであり、また、前記圧縮バネは、前記グリッド本体の振動に伴って発生する荷重及び前記グリッド本体の自重の合成力が、前記圧縮バネに対する圧縮力になり、前記振動に伴って発生する荷重が、前記圧縮バネに対する伸張力にならない構成である。
また、上記のバイブレーテインググリッドにおいて、前記圧縮バネは、伸縮力の調整が可能なものであることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１、２及び図３は本発明を適用したバイブレーテインググリッドの全体構成を示しており、図１は、機台１にグリッド支持台２（グリッド支持体）を水平に位置させた場合の全体正面図、図２はそのグリッド支持台２を傾斜させて固定した場合の全体正面図で、図３はバイブレーテインググリッドの全体側面図である。バイブレーテインググリッドの構成については、同一出願人の特開２０００−３２５８８５等に詳細が述べられているが、概略次のような構成になっている。
【０００８】
図において、機台１の上方にグリッド支持台２が配置されている。このグリッド支持台２は機台１に対して揺動自在に連結されており、任意角度位置に重力からある角度傾斜させ固定することができる。このグリッド支持台２を揺動させるための駆動は、グリッド支持台２と機台１との間の両側面に配置された２つの油圧シリンダ３によっている。
【０００９】
グリッド支持台２上には、グリッド本体６を支持する弾性支持機構４が取り付けられている。さらに、ホッパー５が上部に設けられたバイブレーテインググリッドのグリッド本体６がこの弾性支持機構４を介して支持されている。この弾性支持機構４は、グリッド本体６を上下動自在に支持するための緩衝機構であり、後述する一対のバネ１０によって構成されている。この一対のバネ１０は、バネ１０ａとバネ１０ｂから構成されている。
【００１０】
一方、バイブレーテインググリッドの主要部をなすグリッド本体６の側面には、加振装置７とこれを駆動するモータ８が配置されている。このグリッド本体６の上部には、前述のとおりホッパー５が搭載されている。また、このグリッド本体６の内部には、図示していないが、１段又は上下２段の篩いが設置されている。２段篩いの場合、下段篩いは、上段篩いを通過した被篩い物を再度篩いにかけるものである。本発明は、篩いが１段であるか２段であるかは問わない。
【００１１】
このような構成のバイブレーテインググリッドにおいて、ホッパー５に被篩い物が投入されると、グリッド本体６は加振装置７により上下方向に振動し、被篩い物は１段又は、複数段の篩いにかけられる。この篩いを通過したものが落下し改良土として再利用するために使用される。通過しないものは排出口から排出される。
【００１２】
この振動しているグリッド本体６を支持しているのが弾性支持機構４である。従来の弾性支持機構４は、前述のとおりゴムで構成されているので、グリッド本体６の傾斜角度を大きくすると、被篩い物の上からの荷重によりねじり方向の力がかかり耐久性が悪くなる。このため、可能な限り垂直状態にする必要があり、グリッド支持台２を使用頻度の多い傾斜角度にしたときゴムが垂直になるように、また、グリッド本体６を水平状態にしたときは弾性支持機構４のゴムの位置をある角度をもたせて配置している。
【００１３】
図４は、偏心体が単体の場合の加振装置２０の基本構成を模式的に示した図である。この基本構成は公知のもので、バイブレーテインググリッドに適用しているものである。モータ８からベルトを介して加振装置２０の回転軸２１が回転するに伴い、偏心体２２も回転する。この偏心体２２は回転軸２１位置からＳ離れた偏心位置に重心Ｇを有するものである。
【００１４】
この重心Ｇは回転軸２１まわりに回転するので、遠心力で振られる状態で円運動する。回転軸２１は偏心体２２とともにグリッド本体６に回転可能に支持されている。従って、グリッド本体６の篩いは偏心体２２の回転により振動し篩い動作を行う。回転軸２１は振動で微小量位置を変えるが許容範囲に設定しているので、ベルトがプーリから外れることはない。
【００１５】
また他の例として、回転軸２１をモータとともに固定側に回転可能に支持し、偏心体を偏心させた状態で回転可能にグリッド本体６に支持させ、このグリッド本体６のみを振動させる方法もある。図５は、２つの偏心体を並列させ連動で回転することによって、グリッド本体６に振動を与える場合を示している。この場合はバランスのとられた振動起振の方法で、図のＸ方向のみに振動を起こす。
【００１６】
２つの偏心体７ｂを２つの回転軸７ａを介して対称的に回転させ、同じ方向の偏荷重によってＸ方向に振動を発生させる。図の場合、モータ８軸と回転軸７ａを結ぶ線Ｙに沿って２つの偏心体７ｂを対向して配置しているので、この偏心体７ｂが回転すると、この両軸を結ぶ線Ｙに直角の方向Ｘに振動が発生する。
【００１７】
このようにモータ８軸と回転軸７ａを結ぶ線Ｙに直角の方向Ｘに振動を発生させるようにすることは、回転振動に伴うベルトの脱落を防止するのに効果がある。これはＸ方向に振動したときの軸間距離のずれを最小に抑えることができるからである。また、モータ８の取り付けているベースが揺動するようになっているので、ベルトの張りは、揺動位置を変えることにより適正な状態に調整できる。
【００１８】
次に本発明の弾性支持機構４について説明する。図１および図２で示すように、グリッド支持台２にバネ１０取り付けのための支持固定具９が設けられており、この支持固定具９に一対のバネ１０の一端が各々固定されている。一対の各々のバネ１０ａとバネ１０ｂは、角度を有して向かい合わせの形で取り付けられており、他端はグリッド本体６の側壁に第２の支持固定具１１を介して取り付けられている。この取り付けは、バネ１０の伸縮力を調整できるようになっている。
【００１９】
この伸縮調整はナット１２によって行う。従って、各々のバネ１０ａ，バネ１０ｂの伸縮力を個別に行うことにより、バランスのとれた最適な伸縮状態を設定できる。また、この一対のバネ１０の取り付け角度も調整できるようになっている。これは、の支持固定具９および第２の支持固定具１１を予め角度の異なるものをいくつか準備しておき、最適なものを選択的に使用すればよい。また、単独で角度の調整のできる固定具を準備することも可能である。
【００２０】
従って、後述するように一方のバネに引っ張り方向の力がかかるのを軽減するように、２つのバネ１０ａ，バネ１０ｂの荷重をバランスさせるための角度調整も可能である。このようにすることによって、バネの跳ね上がりを防止できる。この一対のバネ１０は同形のコイルバネであり、グリッド本体６の両側に２対づつ全部で４対のバネ１０が取り付けられている。
【００２１】
ホッパー５から被ふるい物が投入され、振動をもってふるいにかけられると、グリッド本体６が加振装置７の作動で振動する。このグリッド本体６を一対のバネ１０が弾性支持の状態で支持する。２つの偏心体による振動動作の場合は力の方向が特定されるので、これを例にとってこの支持状態の力関係を次に詳述する。
【００２２】
図６、図７は、グリッド本体６が傾斜した状態で、被ふるい物を投入され振動を起こしたときのバネ１０にかかる荷重分布を示した説明図である。図６は振動方向で荷重が下向きになった場合の想定である。Ｆ１が振動に伴って発生する下向きの力、Ｆ２を自重とすると、バネに対しては合成力として下向きにＦ３がかかる。傾斜方向の分力がＦ４となる。振動方向の力が下向きの場合、バネは常に下方向に圧縮力を受けることになる。
【００２３】
図７は、振動方向の力が上向きになった場合の想定である。Ｆ１は前述とは逆に上向きの力となる。自重をＦ２として、この結果合成力Ｆ３は横方向にかかる。従って、振動に伴って発生する力は、図６と図７の間でＦ３が変化することになる。これをさらに模式的に示したのが図８である。
【００２４】
即ちバネ１０に対しては横方向に力がかかると、バネ１０の位置が図のように変化しずれＳが生じる。グリッド本体６は、加振装置７で前述のとおりＸ方向に振動を与えられているが、グリッド本体６が傾斜しているので、バネ１０に対しては圧縮以外にねじれ等の原因となる横方向にも力が加えられる。このことは、ホッパー５を介して投入される被ふるい物は、振動でふるいにかけられながら、傾斜面に沿って横方向にずれていくことになる。
【００２５】
常に圧縮方向に力がかかり下向きにバネ１０が変形している場合は、横にバネ１０の位置がずれても、バネ１０ａ、バネ１０ｂは共に圧縮方向に変形するのみである。しかし、図７のように横方向にＦ３が生じると、バネ１０が延びきったときにバネ１０の位置がずれると、バネ１０ｂは圧縮方向に力がかかるが、バネ１０ａに対しては引っ張りの方向に力がかかることが想定される。このことは、シュミレーション計算でも確認されている。
【００２６】
この計算実例を図９に示している。この図９は、一対のバネ１０の開き角度ξを変えた場合の想定計算例であるが、一対のバネ１０の開き角度ξが小さい場合に、バネ１０ａに引っ張りの力を受けていることを示している。即ち、図８において、（イ）、（ロ）は、バネ１０の開き角度ξが小さい場合で、（イ）がバネ１０ｂの、（ロ）がバネ１０ａの荷重分布状態を示している。図の縦軸がバネに加えられる荷重を示し、横軸はグリッド支持台２の傾斜角θを示している。
【００２７】
この図においては、（ロ）のバネ１０ａがグリッド支持台２の傾斜角θが大きい場合に荷重がマイナスになっている。これはこのバネ１０ａに引っ張り方向の力が加わったことを意味する。同様に、（ハ）がバネ１０ｂ、（ニ）がバネ１０ａで、バネ１０の開き角度ξが大きい場合の各バネ１０ａ，バネ１０ｂの荷重分布状態を示しているが、グリッド支持台２の傾斜角θが大きくなっても、どちらのバネもマイナスにはなっていない。
【００２８】
この計算結果は設定条件によって数字が変わるので、確定的なものは提示できないが、各バネ１０ａ，バネ１０ｂに加わる荷重傾向は変わらない。条件設定によっては、バネ１０ａに対して、グリッドの振動動作でバネが横にずれ、引っ張り方向の力が加わることが想定できるということである。２つの各バネ１０ａ，バネ１０ｂにおいて、荷重分布のバランスがとれるように、予め計算して最適な条件設定を行う必要がある。
【００２９】
このようにグリッド本体６を支持している弾性支持機構４には圧縮以外に複雑な力が生じていることが想定される。このため、ゴムの場合は耐久力が乏しく劣化しやすいが、本発明はバネとしたので、前述した想定においても十分耐久力の伴う構成が可能で長時間の稼働に耐えることができる。１つの偏心体の場合は、前述のとおり振動は円運動になるが、Ｘ方向の振動は連続的に変化したものとなり、必ずしも定常状態で、図解できるとは限らない。
【００３０】
しかし、力方向は複雑になる傾向はあるが、篩い動作に最も重要なＸ方向の振動に対して最適設定条件で設定すれば、同等の効果は期待できる。１つの偏心体であっても、バネの使用はどの方向に対しても耐久力があり、また、経済的にも極めて有効である。以上、本発明の実施の形態をコイルバネについて述べてきたが、本発明の対象はこれに限定されるものではなく、板バネであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、バイブレーテインググリッドにおいて、弾性支持機構を一対のバネ構成としたので、長時間の寿命が維持でき、メンテナンスのし易い構成になり、また経済性に優れた支持構成となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用したバイブレーテインググリッドの水平状態を示した全体図である。
【図２】図２は、本発明を適用したバイブレーテインググリッドの傾斜状態を示した全体図である。
【図３】図３は、本発明を適用したバイブレーテインググリッドの全体側面図である。
【図４】図４は、１つの偏心体を有する加振装置の基本構成を示した説明図である。
【図５】図５は、２つの偏心体を有する加振装置の基本構成を示した説明図である。
【図６】図６は、グリッド本体の振動で、バネの下方向に力がかかる場合を想定した荷重分布を示した説明図である。
【図７】図７は、グリッド本体の振動で、バネの上方向に力がかかる場合を想定した荷重分布を示した説明図である。
【図８】図８は、振動でバネが変形移動する状態を示した説明図である。
【図９】図９は、バネに加わる荷重についての計算例を示したグラフである。
【符号の説明】
１…機台
２…グリッド支持台
３…油圧シリンダ
４…弾性支持機構
６…グリッド本体
７，２０…加振装置
８…モータ
９…支持固定具
１０，１０ａ，１０ｂ…バネ

Claims (2)

1. 機台（１）と、
   前記機台（１）に対して傾斜可能に設けられたグリッド支持台（２）と、
   前記グリッド支持台（２）上に弾性的に支持され、振動により篩い動作を行うグリッド本体（６）と、
   前記グリッド本体（６）に振動を与える加振装置（７）と、
   前記グリッド支持台（２）と前記グリッド本体（６）の間に設けられ、前記グリッド支持台（２）に対して前記グリッド本体（６）を弾性的に支持する複数組の圧縮バネ（１０ａ，１０ｂ）とを有し、
   前記圧縮バネ（１０ａ，１０ｂ）は、下端が前記グリッド支持台（２）に、上端が前記グリッド本体（６）に取り付けられた２本のバネからなると共に、２本のバネの上端が略∧状になるように近接するものであり、
   また、前記圧縮バネ（１０ａ，１０ｂ）は、前記グリッド本体（６）の振動に伴って発生する荷重（Ｆ１）及び前記グリッド本体（６）の自重（Ｆ２）の合成力（Ｆ３）が、前記圧縮バネ（１０ａ，１０ｂ）に対する圧縮力になり、前記振動に伴って発生する荷重（Ｆ１）が、前記圧縮バネ（１０ａ，１０ｂ）に対する伸張力にならない構成であるバイブレーテインググリッド。
2. 請求項１に記載のバイブレーテインググリッドであって、
   前記圧縮バネ（１０ａ，１０ｂ）は、伸縮力の調整が可能なものであるバイブレーテインググリッド。

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