JP4154849B2 - 比重差選別機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、比重差を利用して被選別物を上下に選別できるようにした比重差選別機に係り、詳しくは、被選別物の種類や形状、大きさ等といった性状の異なりに対応して良好に選別できるようにする技術に関する。被選別物としては、廃棄処分された家電製品や産業廃棄物等がある。
【０００２】
【従来の技術】
比重差選別機とは、多種の材料が混在する被選別物（混合材或いは原料）から、各材料間の比重の違い利用して材料の被選別物（分別）回収を行う機器である。従来では、図６に示すように、多数の空気孔を設けた傾斜板（網）３３を振動させるとともに、その下から風を吹き上げる。風の影響により、軽比重物は傾斜板３３上を浮遊して傾斜板３３下方側に移動し、傾斜板３３上に滞留する重比重物は振動によって傾斜板３３上方側に移動して排出されるとともに、さらに比重の小さい材料は比重差選別機上部のダクト３４等で吸引されて回収される。
【０００３】
傾斜板３３は、その下方側に揺動するときには下降し、上方側に揺動するときには上昇するように揺動方向が設定されており、傾斜板３３上に載っている被選別物には上方側に向けて飛ばされる力が作用するので、重比重物はその作用を明確に受けて上方側に移動して行くようになる。これに対して、軽比重物は傾斜による下降移動成分の方が勝る状態になり、下方側に移動するようになる。つまり、比重差を用いて被選別物を比重別に選別・回収できるのである。
【０００４】
このような基本構造を有した比重差選別機の一例としては、特許第２８６４９５９号公報に示されたものが知られている。これは、ベースに対して防振支持された機台上に、送風機による風の吹き上げが併用される箱型振動篩（本願に言う選別ケース）を、振動手段を介して連結して成る選別装置であり、振動手段は、アームとばねを介して機台に連結される箱型振動篩を、モータ利用の起振源によって振動（揺動）させるように構成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
被選別物が載置される網面に多数の空気孔が形成された傾斜状の選別ケースを振動させるとともにその下から風を吹き上げることにより、比重の大なるものは選別ケース上方へ、かつ、比重の小なるものは選別ケース下方へと別れて移動させて選別できるようにした従来の比重差選別機においては、材料（被選別物）の性状の異なりには、選別ケースの傾斜角度を変更調節することで対処していた。例えば、揺動機構が連結される下部ケース部と、この下部ケース部に支持されるケース本体とで選別ケースを構成し、ケース本体の下部ケース部に対する角度を調節自在とする構造等である。
【０００６】
しかしながら、傾斜角度を調節しても、揺動機構によって選別ケースに付与される加速力方向（往復揺動方向又は振動方向）は同じであるため、所期した程の効果を奏するには至らないものであり、良好な選別作用を得るには改善の余地が残されているものであった。
【０００７】
本発明の目的は、被選別物の性状が異なっても、その異なり対応できて良好に選別できる比重差選別機を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の構成は、被選別物が搭載される選別ケースを、揺動機構を介して往復揺動自在に台枠に支持するとともに、選別ケースの往復揺動によって比重差選別された被選別物のうちの比重の大なるものを回収する第１回収部と、比重の小なるものを回収する第２回収部とを備えてある比重差選別機において、選別ケースの台枠に対する揺動移動方向を変更設定可能な角度調節機構を設けてあり、前記揺動機構が、前記台枠と前記選別ケースとがこれら双方に相対固定される弾性部材を介して連結されることにより、前記弾性部材の弾性変形によって前記選別ケースを往復揺動自在に前記台枠に支持するものに構成されるとともに、前記角度調節機構が、前記台枠及び前記選別ケースと前記弾性部材との相対角度を夫々変更設定可能に相対固定することによって構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の構成によれば、角度調節機構によって選別ケースの台枠に対する揺動移動方向を変更設定可能であるので、被選別物の種類、大きさ、形状等の性状の異なりに対して、選別ケースの揺動移動方向を変更設定する対策を採れるようになる。つまり、前述した選別ケースの傾斜角度変更と合わせた複合調節が行えるようになるので、傾斜角度調節のみしか行えなかった従来に比べて、良好な選別作用を発揮させるための調節範囲を大きく広げることが可能になった。
【００１０】
因みに、従来の比重差選別機では、図７に示すように、板バネ１７と選別ケース７及び台枠１６とは、夫々相対移動不能に固定されており、角度調節できる構造では無かった。
【００１２】
請求項１の構成によれば、次のような作用が得られる。即ち、選別ケースの往復揺動移動を、選別ケースと機枠との双方に相対固定される弾性部材の有する弾性変形によって行わせるものであり、ガイドレールとローラの組合わせや平行リンク機構を設ける手段に比べて、摺動部を皆無にでき、かつ、構造も簡単化できるので、耐久性やコストでより有利な手段になる。そして、選別ケースや機枠と弾性部材との相対角度の変更設定可能な相対固定手段としては、例えば、ボルトを用いる場合には、ボルト取付孔を多数設けるといった簡単な改造を施すことで実現可能であり、角度調節機構を廉価に構成できるようになる。又、台枠と選別ケースとの相対角度を、弾性部材の上下の各々において変更設定することが可能である。
【００１３】
請求項２の構成は、被選別物が搭載される選別ケースを、揺動機構を介して往復揺動自在に台枠に支持するとともに、前記選別ケースの往復揺動によって比重差選別された前記被選別物のうちの比重の大なるものを回収する第１回収部と、比重の小なるものを回収する第２回収部とを備えてある比重差選別機であって、前記選別ケースの前記台枠に対する揺動移動方向を変更設定可能な角度調節機構を設けてあり、揺動機構が、台枠と選別ケースとがこれらのうちの一方に相対固定される弾性部材を介して連結されることにより、弾性部材の弾性変形によって選別ケースを往復揺動自在に台枠に支持するものに構成されるとともに、角度調節機構が、一方と弾性部材とをこれら両者の相対角度が変更設定可能に相対固定することによって構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２の構成によれば、角度調節機構によって選別ケースの台枠に対する揺動移動方向を変更設定可能であるので、被選別物の種類、大きさ、形状等の性状の異なりに対して、選別ケースの揺動移動方向を変更設定する対策を採れるようになる。つまり、前述した選別ケースの傾斜角度変更と合わせた複合調節が行えるようになるので、傾斜角度調節のみしか行えなかった従来に比べて、良好な選別作用を発揮させるための調節範囲を大きく広げることが可能になった。また、次のような作用が得られる。即ち、機枠と弾性部材とは相対固定し、かつ、選別ケースと弾性部材とは枢支連結するといった具合に構成して、選別ケースの往復揺動移動を、板バネ等の弾性部材の有する弾性変形によって行わせるものであり、ガイドレールとローラの組合わせや平行リンク機構を設ける手段に比べて、摺動部を減少でき、かつ、構造も簡単化できるので、耐久性やコストで有利な手段になる。
【００１５】
そして、選別ケース又は機枠と弾性部材との相対角度の変更設定可能な相対固定手段としては、請求項１の構成の場合と同様に、ボルト取付孔を多数設けるといった簡単な改造を施すことによって、角度調節機構を廉価に構成することができる。又、台枠と選別ケースとの相対角度を、弾性部材の上下の一方のみにおいて変更設定可能であり、請求項１の構成に比べて構造の簡単化が図れる。
【００１６】
請求項１の構成では、弾性部材を選別ケースと機枠との双方に相対固定、即ち剛結されていて、所謂両持ち梁状態に支持されることになるから、弾性部材の弾性変形はせん断方向に作用するものとなる。これに対して、選別ケースと機枠との一方が弾性部材に剛結されていて、弾性部材が所謂片持ち梁状態に支持されることになる請求項２の構成では、弾性変形は曲げモーメントとして作用するものとなる。
【００１７】
つまり、同じ弾性部材を用いた場合では、請求項２の手段の方が弾性部材のバネ定数が小さくなって変形し易いので、選別ケースは大きい振幅でもってゆっくりと往復揺動され、請求項１の手段の方は、弾性部材のバネ定数が大きくなって変形し難いので、選別ケースは小さい振幅でもって素早く往復揺動されるようになる。従って、選別ケース及び機枠と弾性部材との取付方を異ならせることによって被選別物に与える揺動条件を変更することも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明による比重差選別機Ａの概略構成図を示す。この比重差選別機Ａは、被選別物である混合材の供給部１と、主選別回収部２と、吸引回収部３とから構成されている。先ず、概略の選別・回収作用を説明すると、供給部１からの混合材を搬入ホッパ２０から主選別回収部２に投入し、振動的に往復揺動される選別ケース７上において混合材に選別作用を付与し、混合材のうちの比重の大なるものは傾斜配置されている選別ケース７の傾斜上手側に運ばれ、第１回収部８に落下回収される。
【００１９】
比重の小さいものは選別ケース７の傾斜下手側の運ばれ、第２回収部９に落下回収される。そして、比重のさらに小さなものは選別風によって選別ケース７の上方に吹き上げられ、第２ブロワ１０の吸引力によってサイクロン１１に吸引搬送され、その下方の第３回収部１２に回収されるのである。つまり、混合材を比重の大、中、小の３種に選別して回収するようになっている。次に、各部の構造について説明する。
【００２０】
供給部１は、混合材を貯留するホッパ４と、このホッパ４の下方に配置される電磁フィーダ５とから構成され、主選別回収部２の上方に配置されている。電磁フィーダ５は、弾性支持される下部５Ａの上側に、混合材を受け入れるケース５Ｂを載置して構成されており、ホッパ４に貯めている混合材を主選別回収部２に供給するための機能を有している。尚、ホッパ４に投入される混合材は、磁選機（図外）等によって予め鉄類が取り除かれた状態になっている。
【００２１】
主選別回収部２は、混合材を搭載する選別ケース７と、選別ケース７を揺動機構ａを介して往復揺動自在に支持する台枠１６と、台枠１６を防振バネ１４を介して防振支持（弾性支持）する枠体１３と、選別ケース７に吹き上げ力を付与する送風装置１５とを備えて構成されている。
【００２２】
選別ケース７は、左右で高さが異なるように傾斜が付けられた平面視矩形で無蓋状の箱体によって構成されており、前後左右の計４個の板バネ１７を介して台枠１６に支持されている。選別ケース７の上側は、袋状のカバー（スクリーン）１９で覆われており、このカバー１９の上部に、供給部１からの混合材を受け入れるための漏斗状の入口である搬入ホッパ２０と、吸引回収部３の吸入口２２ａとが、隙間が無い状態で配置されている。
【００２３】
揺動機構ａは、前述の４個の板バネ１７と、台枠１６に振動を付与する起振部１８とから構成されている。板バネ１７は、その下端部を台枠１６に、かつ、上端部を選別ケース７に夫々ボルト２１によって相対移動不能に剛結されている。つまり、選別ケース７と台枠１６とが、夫々に相対固定される板バネ（弾性部材の一例）１７を介して連結されることにより、板バネ１７の弾性変形によって選別ケース７を振動（往復揺動）自在に台枠１６に支持するものに構成されている。そして、電気モータ（図示せず）利用の起振部１８によって台枠１６を振動させることにより、板バネ１７を介して連結された選別ケース７が振動的に左右に往復揺動移動され、それによって選別ケース７上の混合材に比重差による選別作用を与えることができる。
【００２４】
選別ケース７の往復揺動によって比重差選別された混合材のうちの比重の大なるものを回収する第１回収部８と、比重の中なるものを回収する第２回収部９とを備えてある。第１回収部８は、選別ケース７の傾斜上側端に連結された第１排出路８ａと、第１回収容器８ｂとで構成されるとともに、第２回収部９は、選別ケース７の傾斜下側端に連結された第２排出路９ａと、第２回収容器９ｂとで構成されている。
【００２５】
吹出し用の第１ブロワで構成される送風装置１５は、選別ケース７の下方に配置されており、その先拡がり状の排風口１５ａが選別ケース７における網状の底面（図示せず）に臨むようにしてある。つまり、排風口１５ａから上方に向かう風が選別ケース７上の混合材に下方から作用するので、混合材のうちの比重の小なるものの中で更に比重の小なるものは、吹き上げられて選別ケース７の上方にて浮遊して吸入口２２ａに吸い込まれ、第３回収部１３にて回収される。混合材のうちの比重の小なるものは第２回収部９で回収される。
【００２６】
吸引回収部３は、吸引用の第２ブロワ１０と、サイクロン１１と第３回収部１２と、吸引ダクト２２等から構成されている。つまり、選別ケース７の上方空間にて浮遊しているゴミ、ホコリ、ポリ袋の破片といった比重の小なる材料を吸引ダクト２２で吸引してサイクロン１１にて吸引風と分離して落下させ、漏斗状の排出経路１２ａから第３回収箱１２ｂに回収できるように構成されている。
【００２７】
次に、角度調節機構Ｂについて説明する。図２〜図４に示すように、本比重差選別機Ａには、選別ケース７の台枠１６に対する揺動移動方向を変更設定可能な角度調節機構Ｂを設けてある。角度調節機構Ｂは、台枠１６及び選別ケース７と板バネ１７との相対角度を夫々変更設定可能に相対固定することによって構成されている。
【００２８】
すなわち、選別ケース７及びその側面に溶着された補強板２３に、Ｌ字ステー２４が固着された上取付けプレート２５を、かつ、台枠１６の側面に、Ｌ字ステー２４が固着された下取付けプレート２６を、夫々２個の連結ボルト２７，２７を用いて固定してあり、各Ｌ字ステー２４，２４にボルト２１を用いて板バネ１７を固定してある。台枠１６及び選別ケース７の連結ボルト２７挿通用の孔は、板バネ１７の長手方向中央部の仮想支点Ｐを中心とした円弧長孔２８，２９，３０，３１に形成してある。
【００２９】
４箇所の各円弧長孔２８，２９，３０，３１は、連結ボルト２７の仮想支点Ｐに対する左右の調節角度を全てθ１，θ２としてあり、板バネ１７と選別ケース７又は台枠１６との傾斜角度βが最も小さい姿勢［図４（イ）参照］と、傾斜角度βが最も大きい姿勢［図４（ロ）参照］との間の任意の角度位置で固定維持自在である。この構造では、板バネ１７に対する台枠１６と選別ケース７との角度移動量が互いに同じで、かつ、互いに反対方向に向くので、連結ボルト２７を操作して角度調節しても、相対的に板バネ１７の角度が変更するだけで、台枠１６と選別ケース７との相対位置は変化しない利点がある。この作用により、カバー１９の位置も変更せずに済むので好ましい。
【００３０】
混合材（被選別物）の一例としては、クラッシャにて破砕された冷蔵庫等の廃家電品がある。この廃家電品のうちの大比重物としては、銅、アルミ類、被覆電線等であり、中比重物としては、プラスチック、パッキン、ゴム等であり、軽比重物としては、ウレタン、スポンジ、発泡スチロール等である。尚、前述したように、冷蔵庫のコンプレッサといった鉄類は、供給部１に搬入される前工程において取り除かれている。
【００３１】
台枠１６（又は選別ケース７）に直交する方向と板バネ１７長手方向とがなす角度、すなわち、９０度から傾斜角度βを減じた角度のことを振動角度と言い、振動角度α＝９０−βである。振動角度αを大きくすると（傾斜角度βを小さくすると）、選別ケース７上の混合材は、より上向きに高く放り出されるようになり、重比重物等の混合材の選別ケース７の傾斜上手側への移動が行われ難くなるとともに、より選別風の影響を受ける状態になる。振動角度αを小さくすると（傾斜角度βを大きくすると）、選別ケース７上の混合材は、上向きには小さいが横向きには大きく放り出されるようになり、重比重物等の混合材の選別ケース７の傾斜上手側への移動が行われ易くなるとともに、選別風の影響を受け難くなる。
【００３２】
振動角度αを調節する具体例としては次のようである。先ず、条件として、重比重物として銅を、中比重物としてプラスチックを回収するものとし、第１回収部８には銅だけを回収するのが望ましく、第２回収部９にはプラスチックだけを回収するのが望ましいとする。混合材に銅が多く存在しているのに、第１回収部８における銅の回収が芳しくないとき（銅の回収率が悪いとき）や、第２回収部９にて、プラスチック以外に銅が多く回収されてしまっているとき等には、振動角度αを小さく（傾斜角度βを大きく）する。そして、第１回収部８にて、銅以外にプラスチックが多く回収されているときや、第２回収部９にて、プラスチックがあまり回収されていない（つまり、別の回収部にて回収されている）ときには、振動角度αを大きく（傾斜角度βを小さく）するのである。
【００３３】
〔別実施形態〕
図５に示すように、板バネ１７上端にボス１７Ａを取付けて、支点Ｐで揺動自在に選別ケース７に枢支し、かつ、板バネ１７と台枠１６との取付けは本実施形態のものと同じとした構造でも良い。この場合の構造は、請求項２の構成に相当しており、本実施形態における板バネ１７と同じものを用いたとすれば、片持ちの構造上、バネ定数が柔らかくなるので、揺動移動速度が遅くなるとともに振幅も大きくなる。この場合には、台枠１６の円弧長孔３０，３１は、選別ケース７と板バネ１７との枢支点Ｐとすれば好都合である。
【００３４】
円弧長孔２８〜３１を、板バネ１７の中心点以外の箇所を中心としたものに形成しても良いとともに、角度調節によって台枠１６と選別ケース７との相対位置関係が変化するものでも可である。又、円弧長孔に代えて、複数のボルト挿通用の孔を形成することにより、板バネ１７の取付角度を変更できるようにしても良い。弾性部材としては、板バネの他、コイルバネ、ソリッドゴム、ＦＲＰ等の複合材料等、種々のものが考えられる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１〜２のいずれに記載の比重差選別機でも、選別ケースの揺動移動方向の角度調節を可能としたことにより、被選別物の性状に合わせて揺動移動方向を調節することができ、被選別物が種々に異なりに対応して良好な選別作用を発揮し得る汎用性の高いものにできた。
【００３６】
請求項１に記載の比重差選別機では、選別ケース及び台枠と弾性部材との夫々を角度調節可能に固定して角度調節機構を構成することにより、選別ケースの揺動移動自在な支持構造が比較的簡単化でき、経済的、合理的である。
【００３７】
請求項２に記載の比重差選別機では、選別ケース若しくは台枠と弾性部材とを角度調節可能に固定することで角度調節機構を構成することにより、選別ケースの揺動移動自在な支持構造が簡単化でき、経済的、合理的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】比重差選別機の全体側面図
【図２】揺動機構の要部を示す側面図
【図３】角度調節機構の構造を示す側面図
【図４】板バネの取付角度変更例を示す作用図
【図５】揺動機構の別構造を示す要部の側面図
【図６】比重差選別機の作用原理を示すモデル図
【図７】従来の選別ケースの支持構造を示す側面図
【符号の説明】
７ 選別ケース
８ 第１回収部
９ 第２回収部
１６ 台枠
１７ 弾性部材
ａ 揺動機構
Ｂ 角度調節機構

Claims (2)

1. 被選別物が搭載される選別ケースを、揺動機構を介して往復揺動自在に台枠に支持するとともに、前記選別ケースの往復揺動によって比重差選別された前記被選別物のうちの比重の大なるものを回収する第１回収部と、比重の小なるものを回収する第２回収部とを備えてある比重差選別機であって、
   前記選別ケースの前記台枠に対する揺動移動方向を変更設定可能な角度調節機構を設けてあり、
   前記揺動機構が、前記台枠と前記選別ケースとがこれら双方に相対固定される弾性部材を介して連結されることにより、前記弾性部材の弾性変形によって前記選別ケースを往復揺動自在に前記台枠に支持するものに構成されるとともに、前記角度調節機構が、前記台枠及び前記選別ケースと前記弾性部材との相対角度を夫々変更設定可能に相対固定することによって構成されている比重差選別機。
2. 被選別物が搭載される選別ケースを、揺動機構を介して往復揺動自在に台枠に支持するとともに、前記選別ケースの往復揺動によって比重差選別された前記被選別物のうちの比重の大なるものを回収する第１回収部と、比重の小なるものを回収する第２回収部とを備えてある比重差選別機であって、
   前記選別ケースの前記台枠に対する揺動移動方向を変更設定可能な角度調節機構を設けてあり、
   前記揺動機構が、前記台枠と前記選別ケースとがこれらのうちの一方に相対固定される弾性部材を介して連結されることにより、前記弾性部材の弾性変形によって前記選別ケースを往復揺動自在に前記台枠に支持するものに構成されるとともに、前記角度調節機構が、前記一方と前記弾性部材とをこれら両者の相対角度が変更設定可能に相対固定することによって構成されている比重差選別機。

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