JP4261402B2 - 篩分けによる粒状体選別装置 - Google Patents

Description

本発明は、穀物、植物種子、あるいは樹脂ペレットや金属チップといった工業用資源などにおいて、粒径の異なる粒状物が混じっている集団を、篩の目詰りに起因した経時的な分離性能の低下を招くことなく、粒径が一定未満の集団と、それ以上の集団に選別する、粒状体篩分け装置に関するものである。

従来の粒状体選別装置は、種々の粒状体が混合する被選別体を、その大きさや形状によって選別するものであり、また、異物を除去する方法としては、被選別体を振動する篩の上から落下させ、篩の目を通過するものと、通過しないものに分けることによって選別、あるいは異物の除去を行うものがあり、多段階のクラスに分類するためには、使用する篩の目の大きさを変えて、この作業を何回か繰り返してしていた。
この方法は、工業用の生産過程では自動化され、また、種々の装置が使用されている。さらにこの選別方法に加えて、異物除去のために、篩分け以外の方法を同時に行うものもあり、その一例としては、「穀粒搬送工程中に設置する異物除去装置」（特許文献１）などがある。

上述した従来の自動化された装置における篩分け選別方法は、種々の形態、構造の篩を振動させ、篩の目を通過したものを集めて一定未満の大きさの細かい粒状体（以下、細粒という。）とし、篩の目を通過しないものを集めて一定以上の大きさの粗い粒状体（以下、粗粒という。）とするものである。その場合、前記細粒の収集は、単に篩の下側に収集ダクトの開口部を配置している。一方、前記粗粒は、篩面上の一端に移動させ、そこから落下させて捕集するよう構成している。この場合、篩目と同じかやや大きな粒径の粒状体は、篩の開孔に嵌り込み、容易には篩面上を移動したり遊離したりしないようになり、徐々に有効篩面積を減少させる。これを解消するために様々な工夫がなされているが、完全に篩の目詰りを解消できるものはなかった。また、そのための構造は複雑となり、装置の完全な自動化が困難で、作業効率も悪いという欠点があった。
特開平１１ー１５６３００号公報

本発明の課題は、篩の目詰りが全く発生することなく、連続的に使用可能な篩分けによる粒状体選別装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第１の発明は、細粒（Ｇ1 ）と前記細粒（Ｇ1 ）より大きい粗粒（Ｇ2 ）が混じっている被選別体（Ｇ）から、前記細粒（Ｇ1 ）と前記粗粒（Ｇ2 ）とを選別する装置であって、それぞれが原車（１１ａ、あるいは１１ｂ）と従車（１２ａと１２ｂ、あるいは１３ａと１３ｂ）と媒介物（１４ａ、あるいは１４ｂ）とからなる一対の巻掛け伝動部（１０ａ、１０ｂ）と、前記媒介物（１４ａ、１４ｂ）の回転面に直角に並列状態に配置され、両端が前記媒介物（１４ａ、１４ｂ）のそれぞれの他端に固定される細長い多数の篩板（２０）と、前記一対の媒介物（１４ａ、１４ｂ）を回転させるために前記原車（１１ａ、１１ｂ）を駆動する回転駆動部（１７）と、を含む篩分けによる粒状体選別装置である。

第２の発明は、第１の発明の篩分けによる粒状体選別装置において、一端が前記媒介物（１４ａ、１４ｂ）の外側面に固定され、他端が篩板（２０）の端部に固定されるスペーサー（１５ａ、あるいは１５ｂ）を備えたこと、を特徴とする篩分けによる粒状体選別装置である。
第３の発明は、第１又は第２の発明の篩分けによる粒状体選別装置において、前記篩板（２０）を前記媒介物（１４ａ、１４ｂ）の回転面の直角方向に振動させるために前記巻掛け伝動部（１０ａ、１０ｂ）を駆動する振動駆動部（１８）を備えたこと、を特徴とする篩分けによる粒状体選別装置である。

第４の発明は、第１から第３までのいずれか１つの発明の篩分けによる粒状体選別装置において、前記装置に前記被選別体（Ｇ）を供給するために、前記多数の篩板（２０）で形成される筒形の下部の略平坦な面の上側に供給口（１ｂ）を備える被選別体供給部（１）と、前記篩板（６）を挟んで前記供給口（１ｂ）の下側に配置され、隣接する篩板同士（２０と２０）の隙間を通過する前記細粒（Ｇ1 ）を集めて装置外に排出する細粒排出部（４）と、前記細粒排出部（４）付近より前記回転により前記篩板（２０）が移動して前記略平坦な面から上方向に立ち上がる曲面の部分で、隣接する篩板同士（２０と２０）の隙間から排出される前記粗粒（Ｇ2 ）を集めて装置外に排出する粗粒排出部（５）と、を備えたことを特徴とする篩分けによる粒状体選別装置である。

第５の発明は、第１から第４までのいずれか１つの発明の篩分けによる粒状体選別装置において、前記篩板は、それぞれ隣接して配置される篩板（２１）との対向面の少なくとも一方に複数個の突出部（２１ａ、２１ａ・・・２１ａ）が設けられていることを特徴とする篩分けによる粒状体選別装置である。
第６の発明は、第１から第４までのいずれか１つの発明の篩分けによる粒状体選別装置において、前記篩板（２２と２２、２３と２３）は、隣接して配置される篩板の対向面のそれぞれに対向する複数の切り欠き（２２ａ、２２ａ・・・２２ａ、あるいは２３ａ、２３ａ・・・２３ａ）が設けられていることを特徴とする篩分けによる粒状体選別装置である。

本発明によれば、以下のような効果がある。
（１）一対の巻掛け伝動部の回転面に直角に多数の細長い篩板を並べて配置し、それぞれの両端を前記巻掛け伝動部の媒介物の外側にスペーサーで一定の距離をとって固定し、前記巻掛け伝動部を、その回転面の直角方向に振動させるとともに回転させながら、一連の前記篩板で形成される筒形状の下部の略平坦な面の上側から被選別体を落下させ、隣接する篩板の隙間を通過する粒状体を集めて小ランクの細粒とし、篩板の筒形状の回転とともに、前記略平坦な面から上方向に立ち上がる曲面の部分に移動したところで、隣接する篩板の隙間から排出される粒状体を集めて大ランクの粗粒として装置外に取り出すが、前記曲面では、隣接する篩板同士の隙間が大きくなるので粒状体が自重で落下し、よって、粗粒の収集が容易であり、篩板同士の間に、粒状体による目詰りが全く発生することなく、篩分けによる粒状体選別が連続して自動的に行うことができる。

（２）また、上記の篩板を、それぞれ隣接して配置される篩板との対向面の少なくとも一方に複数個の突出部を設けたものとすることによって、その突起の大きさと、突起同士の間隔を適当に設定することによって、簡単な構成の篩板で、選別される粒状体の形状や、通過する粒状体の大きさを設定することができる。
（３）また、上記の篩板を、それぞれ隣接して配置される篩板との対向面の対向位置に複数個の切り欠きを設ける場合は、その切り欠きの形状によって通過する粒状体の形状を選択することができる。

本発明は、篩を構成する面を無限軌道状にし、その篩面の平坦な場所と、丸い曲面の場所とで、篩の目に相当する粒状体通過孔の大きさが変わるように構成し、前記無限軌道状の篩面を回転させながら振動させ、先ず篩面の平坦な場所で、細粒を通過させ、次に篩面の丸い曲面の場所で、粗粒を排出させることによって、目詰りが全く発生することのない連続する自動選別を実現した。

以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本実施例の篩分けによる粒状体選別装置の主要部を示す斜視図である。
図１の図中の大きい円で囲んだ部分は、同図の点線の小さい円で囲んだ部分を拡大して示したものである。
図２は、本実施例の篩分けによる粒状体選別装置の正面図である。
図３は、本実施例の篩分けによる粒状体選別装置の本体と駆動部の関係を示す説明図（平面図）である。
図４は、図３のＸ−Ｘで切断して示した説明図（右側面断面図）である。

図１〜図４に示すように、本実施例の篩分けによる粒状体選別装置は、選別部２に、篩板２０、２０・・・２０を取り付けた一対の巻掛け伝動部１０ａ、１０ｂが設けられている。
巻掛け伝動部１０ａは、原車１１ａ、従車１２ａ、１３ａ、及び媒介物１４ａで構成されている。巻掛け伝動部１０ｂは、原車１１ｂ、従車１２ｂ、１３ｂ、及び媒介物１４ｂで構成されている。
巻掛け伝動部１０ａは、図示の都合で図１〜図３には示されていないが、構成及び形状は、巻掛け伝動部１０ｂと同一である。なお、媒介物１４ａの位置のみは、媒介物１４ｂとともに図３に示してある。

媒介物１４ａ（１４ｂ）は、環状のチェーンあるいはタイミングベルトである。図１の媒介物１４ｂは、チェーンのものを示してある。図１の原車１１ａ（１１ｂ）及び従車１２ａ（１２ｂ）と１３ａ（１３ｂ）は、いずれも歯車である。
媒介物１４ａ（１４ｂ）は、原車１１ａ（１１ｂ）の回転力を従車１２ａ（１２ｂ）と１３ａ（１３ｂ）に伝えながらそれぞれ回転する。
媒介物１４ａ（１４ｂ）の外側面には、多数のスペーサー１５ａ、１５ａ・・・１５ａ（１５ｂ、１５ｂ・・・１５ｂ）が僅かな間隔で一列に配置されている。
スペーサー１５ａ（１５ｂ）のそれぞれは、根元側の一端は、媒介物１４ａ（１４ｂ）の外側面に固定され、先端側の他端は、それぞれ多数の篩板２０、２０・・・２０の中の一方の端部に固定されている。
篩板２０、２０・・・２０は、細長い板状で、その長手方向が媒介物１４ａ（１４ｂ）の回転面に直角になる状態で、並列に配置されている。

図３には、回転駆動部１７、及び振動駆動部１８の平面上の配置例を示し、図４には、右側面から見た配置例を示す。
回転駆動部１７は、一対の媒介物１４ａと１４ｂを同時に同スピードで回転させるために、原車１１ａと１１ｂ共通の軸Ｃに回転力を与える。
この回転力は、モーター１７ａからベルト１７ｂによって軸Ｃに伝えられる。
モーター１７ａは、巻掛け伝動部１０ａ、１０ｂを支持する選別部２のフレーム２ｆ（図４に図示す。）に固定されている。

Ｌ1 、Ｌ2 は、篩板２０、２０・・・２０の振動を可能とさせるためのスライド機構である。スライド機構Ｌ1 、Ｌ2 は、それぞれ可動部のレールとなるシャフトＦと、シャフトＦにスライド自在に係合する可動部Ｍ1 、Ｍ2 の組み合わせからなっている。シャフトＦは、粒状体排出部３の台枠３ａの上面に固定され、可動部Ｍ1 、Ｍ2 は、フレーム２ｆの下部に固定されている。したがって、篩板２０、２０・・・２０を含む選別部２は、これを支持する台枠３ａに対し、滑らかにスライドさせることができる。

振動駆動部１８は、篩板２０、２０・・・２０を媒介物回転面の直角方向に振動させるために、巻掛け伝動部１０ａ、１０ｂを固定するフレーム２ｆを、図１に示すｚ方向に往復運動させる。
この振動は、モーター１８ａの回転力が変換機１８ｂによって往復運動に変換され、バー１８ｃによって、フレーム２ｆに伝えられる。変換機１８ｂは、一般に周知の従来技術を使用しており、細部の図示および詳細説明は省略する。

被選別体供給部１の粒状体供給口１ｂは、被選別体Ｇを、篩板２０、２０・・・２０で形成される筒形の内部にあって、その下側の略平坦な面上に散布することができる。散布された被選別体Ｇは、その形状や大きさに応じて隣接する篩板２０と２０の隙間を通過し、細粒排出部４、あるいは粗粒排出部５によって装置外に排出される。

細粒排出部４は、隣接する篩板２０と２０の狭い隙間から細粒Ｇ1 を集めて装置外に排出するためのものである。
粗粒排出部５は、隣接する篩板２０と２０の隙間が広がった位置において、その隙間から排出される粗粒Ｇ2 を集めて装置外に排出するためのものである。
細粒排出部４の上方開放面４ａは、篩板２０、２０・・・２０を挟んで粒状体供給口１ｂの下側に配置されている。
粗粒排出部５の上方開放面５ａは、細粒排出部４の上方開放面４ａに隣接し、篩板２０、２０・・・２０の進行方向先に続いて配置されている。

図５は、篩板２０、２０・・・２０が前記立ち上がる曲面の部分で、隣接する篩板同士２０と２０の隙間が広くなる状況を示す説明図である。図５は、図１の図中で大きい円に囲んだ部分に相当する。
図に示すように、チエーンなどの媒介物１４ｂ（１４ａ）は、原車１１ｂ（１１ａ）などの歯車に沿っているところでは円弧状となるが、歯車に沿っていないところでは、直線状である。
媒介物１４ｂ（１４ａ）が直線状の場合は、篩板同士２０と２０の隙間Ｓ1 は狭いが、円弧状の場合は、その隙間はＳ2 となり広くなる。

隙間Ｓ1 は、媒介物１４ｂ（１４ａ）に対する篩板２０の取り付け位置と篩板２０の幅Ｗによって決まる。隙間Ｓ2 は、隙間Ｓ1 に対し、媒介物１４ｂ（１４ａ）の曲率半径Ｒが小さいほど大きく、また、篩板２０と媒介物１４ｂ（１４ａ）との距離Ｄが大きいほど大きくなる。
隙間Ｓ1 は、通過する細粒Ｇ1 の大きさの最大値を規制し、隙間Ｓ2 は、通過する粗粒Ｇ2 の大きさの最大値を規制する。

粒状体を選別するときは、篩板２０、２０・・・２０全体は、図１の図中の矢印によって示す方向に回転すると同時に、ｚ方向に往復運動で振動させられている。
粒状体供給口１ｂから落下し略平坦な面上に散布された被選別体Ｇは、揺すられながら、直線状の平坦な篩板２０、２０・・・２０の内面に沿って、篩板とともに水平に移動するが、細粒Ｇ1 は、その付近の篩板２０と２０の狭い隙間Ｓ1 を通過し、細粒排出部４の上方開放面４ａに落下し、細粒排出口４ｂから装置外に排出される。
隙間Ｓ1 を通過しなかった粗粒Ｇ2は、篩板の移動とともに、上方開放面４ａ付近の略平坦な面から上方向に立ち上がる曲面に移行したところで、広くなった隣接篩板同士２０と２０の隙間Ｓ2 から排出され、粗粒排出部５の上方開放面５ａ上に落下し、粗粒排出口５ｂから装置外に排出される。

篩板２０・・・２０が立ち上がる曲面の場所では、篩板２０の移行速度が遅い場合は、隙間Ｓ2 より小さいのに、直ちに隙間Ｓ2から排出されなかったものも、曲面に沿って上がって行く途中で、曲面の内側を篩板２０の進行に逆行して滑り落ち、曲面の下部付近に戻って、通過する。また、篩板２０の移行速度が速い場合は、粒状体に遠心力が掛かるので、曲面の高い位置でも、容易に隙間Ｓ2 から排出される。

図６〜図８は、篩板の形状例の一部を示す説明図（平面図）である。
図６は、隣接して配置される篩板２１に対向する面のうちの一方に、複数個の突出部２１ａ、２１ａ・・・２１ａを設けた篩板２１（実線で示す。）の部分を、前記隣接篩板２１（二点鎖線で示す。）とともに拡大して示したものである。
粒状体を通過させる孔２１ｂは細長いが、球形のみならず角張ったものや細長いものを除去したい場合には、このように篩板の片側だけに突出部を設けた単純な形状のもので十分である。

図７の（ａ）は、図６の例とは異なる篩板２２の中央を切り縮めて全体を示し、（ｂ）は、（ａ）の図中に点線で丸く囲った部分を拡大し、隣接する篩板２２（二点鎖線で示す。）とともに示したものである。
図７の篩板２２の場合は、粒状体を通過させる孔２２ｂは、ほぼ正方形である。この場合の孔２２ｂと通過する粒状体の形状、寸法との関係は、従来の篩のメッシュの目における場合とほぼ同様である。
図８は、図６、図７とはさらに異なる篩板２３を、図７の（ｂ）に準じた形で示したものである。
篩板２３の場合は、粒状体を通過させる孔２３ｂは、ほぼ円形である。この場合は、すべて球形あるいはそれに近いものを、効率よく除去したい場合に適当である。

（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）例えば、スペーサーは、それぞれの一端が媒介物の表面に固定され、他端が篩板の一端に固定されているが、スペーサーは媒介物の一部に、あるいは篩板の両端部に、一体化された構成でもよい。
（２）前記媒介物、スペーサー、篩板の組み合わせにおいて、篩板の形状、寸法や、隣接篩板同士の間隔の異なるものを幾つか用意しておき、粒状体の選別用途に応じて、交換可能な構造にしてもよい。
（３）一対の巻掛け伝動部は一つの原車と二つの従車と、媒介物で構成する例について説明したが、従車の数を増やしてもよい。媒介物の環の下側で従車に沿う場所で隣接する篩板同士の間隔が広がることを利用して、細粒と粗粒の中間の粗さの粒状体の選別を同時に行えるようにしてもよい。

本発明の実施例による篩分けによる粒状体選別装置の主要部を示す斜視図である。 本実施例による篩分けによる粒状体選別装置の正面図である。 本実施例による篩分けによる粒状体選別装置の説明図（平面図）である。 図３のＸ−Ｘで切断して示した説明図（右側面断面図）である。 隣接する篩板同士の隙間が広くなる状況を示す説明図（正面図）である。 篩板の形状例の一部を示す説明図（平面図）である。 他の異なる篩板の形状例の一部を示す説明図（平面図）である。 他の異なる篩板の形状例の一部を示す説明図（平面図）である。

符号の説明

１ 被選別体供給部
２ 選別部
３ 粒状体排出部
１０ａ、１０ｂ 巻掛け伝動部
１１ａ、１１ｂ 原車
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ 従車
１４ａ、１４ｂ 媒介物
１５ａ、１５ｂ スペーサー
２０、２１、２２、２３ 篩板

Claims (4)

1. 一定未満の大きさの粒状体と前記粒状体より大きい他の粒状体が混じっている被選別体から、前記一定未満の大きさの粒状体と前記他の粒状体とを選別する装置であって、歯車からなる原車及び従車並びに媒介物からなる一対の巻掛け伝動部と、
   前記媒介物の回転面に直角に並列状態に配置され、両端が前記一対の巻掛け伝動部における一対の前記媒介物にわたって固定される細長い多数の篩板と、
   一端が前記媒介物の外側面に固定され、他端が前記篩板の端部に固定され、互いに隙間をあけて隣接する多数のスペーサーと、
   前記一対の媒介物を回転させるために前記原車を駆動する回転駆動部と、
   前記多数の篩板で形成される筒形の下部の略平坦な面の上側に供給口を有し、前記被選別体を供給する被選別体供給部と、
   前記篩板を挟んで前記供給口の下側に配置され、隣接する篩板同士の隙間を通過する前記一定未満の大きさの粒状体を集めて装置外に排出する細粒排出部と、
   前記細粒排出部付近より前記回転により前記篩板が移動して前記略平坦な面から上方向に立ち上がる曲面の部分で、隣接する篩板同士の隙間から排出される前記他の粒状体を集めて装置外に排出する粗粒排出部と、を備え、
   前記篩板は、前記原車及び前記従車の回転に従って移動するように構成され、
   互いに隣接する前記スペーサー同士の前記隙間は、前記歯車に沿った曲面では広くなるように構成された篩分けによる粒状体選別装置。
2. 請求項１に記載の篩分けによる粒状体選別装置において、
   前記篩板を前記媒介物の回転面の直角方向に振動させるために前記巻掛け伝動部を駆動する振動駆動部を備えたこと、
   を特徴とする篩分けによる粒状体選別装置。
3. 請求項１又は２に記載の篩分けによる粒状体選別装置において、
   前記篩板は、それぞれ隣接して配置される篩板との対向面の少なくとも一方に複数個の突出部が設けられていること、
   を特徴とする篩分けによる粒状体選別装置。
4. 請求項１又は２に記載の篩分けによる粒状体選別装置において、
   前記篩板は、隣接して配置される篩板の対向面のそれぞれに対向する複数の切り欠きが設けられていること、
   を特徴とする篩分けによる粒状体選別装置。

Images