JP5808951B2 - 振動ふるい機 - Google Patents

Description

本発明は、ふるい枠を振動させることにより当該ふるい枠内の分離対象物を分離する振動ふるい機に関する。

振動ふるい機は、ふるい枠を振動させることにより、当該ふるい枠内のふるい網上に投入された分離対象物のうち所定の大きさ以下のものをふるい落とし、これにより、ふるい枠内の分離対象物を分離する（例えば、特許文献１参照）。
ところで、この種の振動ふるい機では、ふるい枠の振動にともなって、分離対象物の一部がふるい網の周縁部に溜まるようになる。このようにふるい網の周縁部に集まった分離対象物は、塊状になるなどして分離し難く、従って、ふるい分けの効率が低下してしまうという課題がある。

特開２００５−８１３１９号公報

そこで、本発明の目的は、ふるい分けの効率を向上する振動ふるい機を提供することにある。

請求項１記載の振動ふるい機は、網状のふるい部と、前記ふるい部の径方向外側の端部に環状に設けられ、前記ふるい部を支持する外枠部材と、前記外枠部材の径方向内側に環状に設けられ、前記外枠部材との間に環状のふるい通路部を形成し、前記ふるい部を内側ふるい部と前記ふるい通路部とに区画する内枠部材と、前記外枠部材のうち前記ふるい部よりも上の部分から径方向外側へ延びて設けられ、前記ふるい通路部と外部とを接続する排出通路部と、前記内枠部材を径方向へ貫いて設けられ、前記内側ふるい部と前記ふるい通路部とを接続する接続通路部と、前記ふるい通路部に設けられ、前記ふるい部の振動にともなって前記ふるい通路部を移動しつつ振動する振動部材と、を備え、前記ふるい通路部は、壁状の仕切部を有さず、周方向に沿って環状に連なっており、前記排出通路部と前記接続通路部とは、前記ふるい通路部の周方向において半周以上かつ一周未満離れていることを特徴とする。
この構成によれば、ふるい通路部は、網状のふるい部の径方向外側の端部に環状に設けられた外枠部材とこの外枠部材の径方向内側に環状に設けられた内枠部材との間の部分、つまり、網状のふるい部のうち少なくとも内枠部材よりも外側である周縁部に位置して形成される。そして、ふるい部のうち、このふるい通路部以外の部分である内側ふるい部は、内枠部材を径方向へ貫く接続通路部によってふるい通路部に接続されている。そのため、内側ふるい部に投入された分離対象物のうち、ふるい部の振動にともなって当該ふるい部の周縁部に移動する分離対象物は、接続通路部を通過してふるい通路部内に進入するようになる。
そして、このふるい通路部内には、ふるい部の振動にともなってふるい通路部を移動しつつ振動する振動部材が備えられている。従って、ふるい通路部内に進入した分離対象物を、この振動部材によって押し砕くことができる。これにより、ふるい部の振動にともなって当該ふるい部の周縁部に移動した分離対象物、つまり、ふるい部の周縁部において塊状になるなどしてふるい分けの効率を低下させる要因となる分離対象物をも有効に分離することができるようになり、ふるい分けの効率を向上することができる。

また、請求項１記載の振動ふるい機は、排出通路部と接続通路部とは、ふるい通路部の周方向において半周以上かつ一周未満離れていることを特徴とする。
これにより、ふるい通路部の入口部として機能する接続通路部とふるい通路部の出口部として機能する排出通路部との間の距離が長くなる。つまり、振動部材が振動しながら移動するふるい通路部の入口部から出口部までの距離を長く確保することができる。これにより、ふるい通路部内に進入した分離対象物を、より長距離にわたって、且つ、より長時間にわたって、振動部材によって押し砕くことができ、これにより、ふるい分けの効率を一層向上することができる。

請求項２記載の振動ふるい機は、ふるい通路部のふるい部と反対側を覆う環状のカバー部材を備えることを特徴とする。
即ち、ふるい通路部のうち振動部材に直接的に振動を与えるふるい部とは反対側の部分がカバー部材によって覆われているため、ふるい通路部内で振動する振動部材が当該ふるい通路部内から飛び出してしまうことを防止することができる。これにより、例えば振動部材に強い振動を与えたとしても振動部材をふるい通路部内に維持することができ、振動部材による強い押し砕き作用によって、ふるい分けの効率を一層向上することができる。

一実施形態に係るものであり、振動ふるい機の構成を右半分を縦断面にして示す正面図 アンバランスウェイト間の角度とふるい枠内の分離対象物の移動状態との関係を模式的に示す図 ふるい枠の平面図 ふるい枠の周縁部のうち接続通路部を含まない部分を拡大して示す縦断面図 ふるい枠の周縁部のうち接続通路部を含む部分を拡大して示す縦断面図 接続通路部およびその周辺部分をふるい枠の内側から径方向に見て示す図

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、振動ふるい機１０の全体構成を概略的に示している。振動ふるい機１０の架台１１上には、複数の枠受スプリング１２を介して振動体ベース１３が振動自在に支持されている。この振動体ベース１３の上部には、ふるい枠１４が固定されている。ふるい枠１４は、振動体ベース１３の上部に下円筒枠１５，中円筒枠１６，上円筒枠１７を積み上げた構成である。上円筒枠１７の上面には、中央に原料投入口１８を有するテーパ状の蓋１９が被せられている。ふるい枠１４の内部には、網状のふるい部２０が張り渡されている。

振動体ベース１３の中心部の下面には、振動体ハウジング２１が固定されている。この振動体ハウジング２１には、図示しない軸受を介して回転軸２２が回転可能に支持されている。この回転軸２２のうち振動体ハウジング２１の上方に突出した上端部には、上部アンバランスウェイト２３が取り付けられている。この上部アンバランスウェイト２３は、回転軸２２に固定されており、当該回転軸２２と一体に回転する。一方、回転軸２２のうち振動体ハウジング２１の下方に突出した下端部には、下部アンバランスウェイト２４が取り付けられている。この下部アンバランスウェイト２４は、回転軸２２に回動可能に支持されている。

回転軸２２には、カップリング２５および当該カップリング２５に固定された駆動スプリング２６を介してＶプーリ２７が取り付けられている。このＶプーリ２７は、架台１１の内底面上に回転可能に支持されている。一方、架台１１の内側面には、回転軸２２を回転させる回転駆動部としてモータ２８が固定されている。この場合、モータ２８は、図示しないインバータ装置によって駆動が制御されるインバータモータで構成されている。このモータ２８の回転軸２８ａには、Ｖプーリ２９が取り付けられている。Ｖプーリ２７とＶプーリ２９との間には、Ｖベルト３０が掛け渡されている。モータ２８は、回転軸２８ａの回転を、Ｖプーリ２９、Ｖベルト３０、Ｖプーリ２７を介して回転軸２２に伝達する。これにより、モータ２８は回転軸２２を回転させる。

これら回転軸２２、上下の両アンバランスウェイト２３，２４、および、モータ２８により振動付与部３１が構成されている。この振動付与部３１は、上下の両アンバランスウェイト２３，２４を備えた回転軸２２をモータ２８によって回転させることによりふるい枠１４に振動を付与する。この場合、振動付与部３１は、振動を発生させるための駆動源となるモータ２８と、振動の発生源（振動が発生する部分）となる回転軸２２とを、Ｖプーリ２７、Ｖプーリ２９、Ｖベルト３０を介して別体に備えた構成である。

なお、この場合、振動ふるい機１０は、モータ２８によって回転軸２２を一方向のみに回転させる標準型の構成であり、図２および図３に示す矢印Ａ方向（ふるい枠１４を上方から見て時計回り方向）がモータ２８（回転軸２２）の正転方向として設定されている。
モータ２８には、図示しないインバータ装置を含む制御装置が接続されており、モータ２８の駆動は、この制御装置によって制御されるようになっている。

ふるい枠１４の一部（この場合、ふるい枠１４の上部）を構成する上円筒枠１７の外周部には、ふるい枠１４内のふるい部２０上に残った分離対象物（残留物）を振動ふるい機１０の機外に排出するための網上排出口３３が設けられている。この網上排出口３３には、当該網上排出口３３から外方に延びる排出通路部３４が設けられている。

また、ふるい枠１４の一部（この場合、ふるい枠１４の下部）を構成する下円筒枠１５の外周部には、図示しない網下排出口が設けられている。この網下排出口には、当該網下排出口から外方に延びる排出通路部３５が設けられている。下円筒枠１５の底面には、円錐状の受け部３６が設けられている。ふるい枠１４内のふるい部２０からふるい落とされ受け部３６で受けられた分離対象物、つまり、ふるい部２０の目孔の大きさよりも小さい分離対象物は、網下排出口および排出通路部３５を通して振動ふるい機１０の機外に排出される。

上述したように、上部アンバランスウェイト２３は回転軸２２に固定されている。これに対して、下部アンバランスウェイト２４は回転軸２２に回動可能に支持されている。従って、振動ふるい機１０は、上部アンバランスウェイト２３と下部アンバランスウェイト２４との間の角度が調整可能である。また、これら両アンバランスウェイト２３，２４間の角度に応じて、モータ２８が駆動して回転軸２２が回転されたときにふるい枠１４（特にふるい部２０）に発生する振動が異なることが分かっている。

そのため、上記構成の振動ふるい機１０は、ふるい枠１４の振動モードを、上下の両アンバランスウエイト２３，２４の位置を調節することによって変更可能である。ここで、上下の両アンバランスウエイト２３，２４の位置調整による振動モードの変更態様について図２を参照しながら説明する。

図２（ａ）〜（ｃ）の上段には、上下の両アンバランスウエイト２３，２４の位置関係を示している。図２（ａ）〜（ｃ）の下段には、図２（ａ）〜（ｃ）の上段に示す両アンバランスウエイト２３，２４の位置関係に対応付けて、ふるい枠１４内のふるい部２０上における分離対象物の移動状態をふるい枠１４の上方から見て示している。

図２（ａ）に示すように、下部アンバランスウェイト２４が上部アンバランスウエイト２３の左側に約９０度の角度を有して位置する状態では、回転軸２２が正転方向（矢印Ａ方向）に回転すると、その回転に伴い発生する振動により、ふるい枠１４内のふるい部２０上の分離対象物は、中心部に向かって矢印Ａ方向に渦巻くように移動する。

図２（ｂ）に示すように、下部アンバランスウェイト２４が上部アンバランスウエイト２３の左側に約６０度の角度を有して位置する状態、或いは、下部アンバランスウェイト２４が上部アンバランスウエイト２３の左側に約４５度の角度を有して位置する状態では、回転軸２２が正転方向（矢印Ａ方向）に回転すると、その回転に伴い発生する振動により、ふるい部２０上の分離対象物は、中心部から周縁部（外周部）に向かって矢印Ａ方向に渦巻くように移動する。

図２（ｃ）に示すように、上下の両アンバランスウエイト２３，２４の位置が一致する状態では、回転軸２２が正転方向（矢印Ａ方向）に回転すると、その回転に伴い発生する振動により、ふるい部２０上の分離対象物は、中心部から周縁部に向かって概ね直線状に移動する。

また、上記の各振動モードに対応する上下の両アンバランスウエイト２３，２４間の角度は、ふるい条件（例えば、ふるい枠１４内のふるい部２０上に投入する分離対象物の形状、粒度、比重など）に応じて適宜調節することができる。

次に、ふるい枠１４の構成について図３から図６を参照しながらさらに詳細に説明する。
図３に示すように、ふるい枠１４は、上記したふるい部２０と、外枠部材５１と、内枠部材５２と、上記した排出通路部３４と、接続通路部５３と、振動部材５４と、カバー部材５５と、を備える。

ふるい部２０は、網状に、つまり、多数の線材を編み込んで設けられており、全体として円形に形成され、その周縁部が、上記した中円筒枠１６と上円筒枠１７との間に挟み込まれて固定されている。このふるい部２０は、ふるい枠１４の内部を上下に区画している。

外枠部材５１は、上記した中円筒枠１６および上円筒枠１７から構成されており、従って、ふるい部２０の径方向外側の端部である周縁部に環状に設けられている。この外枠部材５１は、ふるい部２０に適度な張力を付与しつつ当該ふるい部２０を支持する機能を担う。

内枠部材５２は、上記した外枠部材５１（当該外枠部材５１の上部を構成する上円筒枠１７）の径方向内側に環状に設けられており、これにより、外枠部材５１との間に環状のふるい通路部５６を形成している。そして、この内枠部材５２は、外枠部材５１の内側に存在するふるい部２０を、内側ふるい部５７とふるい通路部５６とに区画している。内側ふるい部５７は、ふるい部２０のうちふるい通路部５６を除く部分、つまり、ふるい部２０の中央部分に円形状に形成される領域のことであり、異物などを含む分離対象物は、この内側ふるい部５７内に投入される。図４から図６に示すように、この内枠部材５２とふるい部２０との間には、振動緩衝用の部材として、例えばスポンジ状の部材からなる環状のスポンジパッキン５８が介在される。これにより、ふるい部２０の振動は、内枠部材５２には伝達し難くなっている。

排出通路部３４は、外枠部材５１の一部である上円筒枠１７から径方向外側に向かって、つまり、環状の外枠部材５１の法線方向に向かって直線状に延びて設けられており、外枠部材５１の内部に形成されたふるい通路部５６と外枠部材５１の外部とを連通接続している。

接続通路部５３は、内枠部材５２の一部を径方向へ貫いて設けられており、内側ふるい部５７とふるい通路部５６とを連通接続している。この場合、この接続通路部５３と上記した排出通路部３４とは、ふるい通路部５６の周方向のうち矢印Ａ方向（回転軸２２の正転方向）において一周よりも若干短い距離を有して離れている。この場合、接続通路部５３と排出通路部３４との間には、これら接続通路部５３および排出通路部３４が径方向に沿って重ならない程度の距離が確保されている。なお、接続通路部５３と排出通路部３４との間の距離は、ふるい通路部５６の周方向のうち矢印Ａ方向（回転軸２２の正転方向）において半周以上かつ一周未満の範囲で設定することが可能である。また、接続通路部５３の高さ寸法（内枠部材５２の軸方向に沿う寸法）は、図５に示すように、少なくとも振動部材５４の高さ寸法よりも小さく設定するとともに、図５および図６に示すように、分離対象物が通過可能な高さを確保しつつ極力短く設定するとよい。この場合、接続通路部５３は、矩形状に開口しているが、分離対象物が通過可能な開口形状であれば、例えば半円形状に開口するなど種々の開口形状を採用することができる。

振動部材５４は、この場合、円柱形状に形成されている。この振動部材５４は、ふるい通路部５６の内部に移動可能に設けられており、ふるい部２０の振動が、この振動部材５４に伝達されるようになっている。これにより、振動部材５４は、ふるい部２０の振動にともなってふるい通路部５６を移動しつつ振動する。この場合、振動部材５４の移動方向は、この振動部材５４にも分離対象物と同様の振動が伝達されることから、ふるい枠１４内、特にふるい通路部５６内の分離対象物の移動方向と一致するが、振動部材５４の移動速度は、例えば当該振動部材５４の大きさ、重さ、形状などを適宜調整することにより、ふるい通路部５６内の分離対象物の移動速度とは異なるように設定することが好ましい。

カバー部材５５は、図４および図５にも示すように、ふるい通路部５６のふるい部２０とは反対側の部分、この場合、ふるい通路部５６の上部を全周にわたって覆っている。即ち、この場合、カバー部材５５は、環状のふるい通路部５６の上部全体を覆うべく、このふるい通路部５６と同様に環状に形成されている。このカバー部材５５は、着脱可能に設けてもよいし、固着して設けてもよい。このカバー部材５５は、その複数個所にのぞき窓部５５ａを有している。これにより、ふるい通路部５６の内部、ひいては、このふるい通路部５６内を移動する分離対象物や振動部材５４を部分的に視認することができる。なお、こののぞき窓部５５ａは、例えば透明の部材（透明フィルムなど）や網状の部材によって覆う構成とするとよい。

次に、上記した構成のふるい枠１４を備えた振動ふるい機１０によって分離対象物の分級動作を行う場合の作用について説明する。なお、この場合、分離対象物が矢印Ａ方向に渦巻くように移動する振動モード（図２（ｂ）に示した振動モード）によって分離対象物を分級する場合について説明する。

即ち、上記したふるい枠１４では、ふるい通路部５６は、網状のふるい部２０の径方向外側の端部に環状に設けられた外枠部材５１とこの外枠部材５１の径方向内側に環状に設けられた内枠部材５２との間の部分、つまり、網状のふるい部２０のうち少なくとも内枠部材５２よりも外側である周縁部に位置して形成される。そして、ふるい部２０のうち、このふるい通路部５６以外の部分である内側ふるい部５７は、内枠部材５２を径方向へ貫く接続通路部５３によってふるい通路部５６に連通接続されている。そのため、内側ふるい部５７に投入された分離対象物のうち、ふるい部２０の振動にともなって当該ふるい部２０の周縁部に向かって矢印Ａ方向に渦巻くように移動する分離対象物（内側ふるい部５７内においてふるい落とされることなく残留した分離対象物）は、接続通路部５３を通過してふるい通路部５６内に進入するようになる。

そして、このふるい通路部５６内には、ふるい部２０の振動にともなってふるい通路部５６を移動しつつ振動する振動部材５４が備えられている。従って、ふるい通路部５６内に進入した分離対象物は、この振動部材５４によって押し砕かれながら移動するようになる。これにより、ふるい部２０の振動にともなって当該ふるい部２０の周縁部に移動した分離対象物、つまり、ふるい部２０の周縁部において塊状になるなどして分離し難くなった分離対象物をも、振動部材５４によって押し砕きながら有効に分離することができるようになる。

なお、ふるい通路部５６内に進入した分離対象物のうち、振動部材５４によっても押し砕くことができないもの、つまり、ふるい部２０の目孔の大きさよりも大きい異物などは、ふるい部２０からふるい落とされることなくふるい通路部５６内を矢印Ａ方向に移動し、最終的に、排出通路部３４から外部に排出される。また、ふるい通路部５６は、その出口部として機能する排出通路部３４と連通する部分に壁状の仕切部を設けておらず、従って、ふるい通路部５６は、周方向に沿って円環状に連なっている。そのため、振動部材５４は、ふるい部２０が振動している間は、排出通路部３４に導かれることなく、ふるい通路部５６内を振動しつつ周方向に移動し続ける。

以上に説明したように本実施形態によれば、環状の外枠部材５１と環状の内枠部材５２との間に環状のふるい通路部５６を形成し、このふるい通路部５６をふるい部２０の一部である内側ふるい部５７に接続通路部５３を介して連通接続するとともに、このふるい通路部５６の内部に、ふるい部２０の振動にともなってふるい通路部５６内を移動しつつ振動する振動部材５４を備えた。これにより、ふるい部２０の振動にともなって当該ふるい部２０の周縁部に移動した分離対象物、つまり、ふるい部の周縁部において塊状になるなどしてふるい分けの効率を低下させる要因となる分離対象物をも、振動部材５４によって押し砕いて有効に分離することができるようになり、ふるい分けの効率を向上することができる。

また、接続通路部５３と排出通路部３４とは、ふるい通路部５６の周方向のうち分離対象物が移動する方向である矢印Ａ方向において、一周よりも若干短い距離を有して離れている。これにより、ふるい通路部５６の入口部として機能する接続通路部５３とふるい通路部５６の出口部として機能する排出通路部３４との間の距離が長くなる。つまり、振動部材５４が振動しながら移動するふるい通路部５６の入口部から出口部までの距離をより長く確保することができる。これにより、ふるい通路部５６内に進入した分離対象物を、より長距離にわたって、且つ、より長時間にわたって、振動部材５４によって押し砕くことができるようになり、これにより、ふるい分けの効率を一層向上することができる。

また、ふるい通路部５６のうちふるい部２０とは反対側の部分は、環状のカバー部材５５によって覆われている。即ち、ふるい通路部５６のうち振動部材５４に直接的に振動を与えるふるい部２０とは反対側の部分がカバー部材５５によって覆われているため、ふるい通路部５６内で振動する振動部材５４が当該ふるい通路部５６内から飛び出してしまうことを防止することができる。これにより、例えば振動部材５４に強い振動を与えたとしても振動部材５４をふるい通路部５６内に維持することができ、振動部材５４による強い押し砕き作用によって、ふるい分けの効率を一層向上することができる。

なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。

上記ふるい枠１４は、図２（ｂ）に示す振動モードのほか、他の振動モードによって分離対象物を分級する場合にも用いることができる。要は、ふるい枠１４の振動に伴い分離対象物が接続通路部５３からふるい通路部５６内に進入する振動モードであればよい。

ふるい枠１４に投入する分離対象物としては、例えば樹脂材料など、微粉砕物や微粉砕物の凝集物からなる種々の対象物を投入して分級することができる。
接続通路部５３と排出通路部３４との間の距離は、例えば、ふるい枠１４の大きさ、振動モード（分離対象物が移動する方向）、分離対象物の種類や性質、振動ふるい機１０の分級性能などに応じて、適宜変更して設定することができる。

振動部材５４を構成する材料としては、例えば、金属、樹脂、木材など種々の材料を採用することができる。また、振動部材５４の形状としては、円柱形状に限られるものではなく、例えば球状、円錐状、矩形状、環状（リングドーナツ状）など種々の形状を採用することができる。なお、振動部材５４の形状は、分離対象物との接触面積をより広く確保すべく、その表面積が極力大きくなる形状が好ましい。また、振動部材５４の大きさも、適宜変更して実施することができる。この場合も、分離対象物との接触面積をより広く確保すべく、その表面積が極力大きくなる大きさが好ましい。

ふるい通路部５６内に設ける振動部材５４の数は、単数でもよいし複数でもよく、例えば、ふるい枠１４の大きさ、振動モード（分離対象物が移動する方向）、分離対象物の種類や性質、振動ふるい機１０の分級性能などに応じて、その数を適宜変更することができる。

カバー部材５５は、その全体を例えば透明の部材（透明フィルムなど）や網状の部材によって形成してもよい。また、カバー部材５５にのぞき窓部５５ａを設けない構成としてもよい。

ふるい枠１４は、接続通路部５３を、図３に示す状態（ふるい枠１４を上方から見た状態）において排出通路部３４を基準に反対側（図３では右側）に設けることで、図２および図３に示す矢印Ａ方向とは反対方向を正転方向とする一方向回転型の振動ふるい機にも適用することができる。

外枠部材５１、内枠部材５２、ふるい通路部５６は、円環状に限られるものではなく、環状であれば、例えば楕円環状や多角形環状に形成してもよい。要は、ふるい通路部５６内に配置された振動部材５４が当該ふるい通路部５６内を移動しつつ振動可能な環状形状であればよい。

図面中、１０は振動ふるい機、２０はふるい部、３４は排出通路部、５１は外枠部材、５２は内枠部材、５３は接続通路部、５４は振動部材、５５はカバー部材、５６はふるい通路部、５７は内側ふるい部を示す。

Claims (2)

1. 網状のふるい部と、
   前記ふるい部の径方向外側の端部に環状に設けられ、前記ふるい部を支持する外枠部材と、
   前記外枠部材の径方向内側に環状に設けられ、前記外枠部材との間に環状のふるい通路部を形成し、前記ふるい部を内側ふるい部と前記ふるい通路部とに区画する内枠部材と、
   前記外枠部材のうち前記ふるい部よりも上の部分から径方向外側へ延びて設けられ、前記ふるい通路部と外部とを接続する排出通路部と、
   前記内枠部材を径方向へ貫いて設けられ、前記内側ふるい部と前記ふるい通路部とを接続する接続通路部と、
   前記ふるい通路部に設けられ、前記ふるい部の振動にともなって前記ふるい通路部を移動しつつ振動する振動部材と、
   を備え、
   前記ふるい通路部は、壁状の仕切部を有さず、周方向に沿って環状に連なっており、
   前記排出通路部と前記接続通路部とは、前記ふるい通路部の周方向において半周以上かつ一周未満離れている振動ふるい機。
2. 前記ふるい通路部のふるい部と反対側を覆う環状のカバー部材を備える請求項１記載の振動ふるい機。

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