JP6023003B2 - 長粒・球形粒分別装置 - Google Patents

Description

本発明は、形状が異なる粒体が混合された混合粒体から、形状が異なる粒体を分別する分別装置に関し、特に、上述の混合粒体から長粒体等の１方向に長い非球形状粒体とこの有効長径より短い有効直径を持つ球形状粒体との分別、例えば、穀物等において目的とする穀物とそれ以外の夾雑物との分別に有効な分別装置に関する。

従来から、粒体中に含まれる異物や夾雑物を除去するための粒体の分級及び選別等にふるい等が用いられている。例えば、収穫地から輸送される小麦等の穀物には、収穫時または搬送時に混入した数％、例えば５％程度の夾雑物が含まれている。小麦等の穀物中の夾雑物の除去方法に、ふるい分けが用いられている。なお、夾雑物には、石、草、異種植物の種子及び茎等があることが知られている。

特許文献１の振動ふるい装置では、ふるい網の周縁部を固定してなる網固定リングをふるい枠の内部に配置し、ふるい枠の内周部に取り付けたリング押えで網固定リングを上方から押えると共に、ふるい枠とは別体に設けた支持部材で支持されたリングパッキンを網固定リングに下方から接触している。網固定リングをふるい枠の内部に配置してリング押えとリングパッキンに接触させ、この状態でふるい枠同士を連結すれば、ふるい網の取付けとふるい枠の連結を一緒に行うことができる。
特許文献２のサイズによる粒子の選別分級方法及び装置では、振動篩の篩開口の幾何学的形状を３次元構造とすることにより、具体的には、振動篩の篩開口の３次元形状を、篩開口に、その粒子の搬送方向の前方から傾斜して垂下する垂下フラップを設けた３次元通過開口、若しくは、篩開口の粒子の搬送方向の後方から傾斜してその前方に起立する起立フラップを設けた３次元通過開口とすることにより、粒子の３つの主要寸法、即ち最大主要寸法である長さ、中間主要寸法である幅、及び最小主要寸法である厚さに対応する分級ができるとしている。

実開昭６４−３２７７４号公報 特表２０１２−５３２７５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のようなふるい網を用いる振動ふるい装置では、例えば、細長い非球形状粒体、即ち長粒体と、この細長い長粒体の短径と直径が略等しい球形状粒体が混合されている場合、球形状粒体を細長い長粒体から分別しようとして、ふるい網の網目の大きさを、球形状粒体の直径よりも大きい、球形状粒体が確実に通り抜ける大きさにすると、細長い長粒体も網目を通り抜けてしまい、球形状粒体の直径よりも大きいが、細長い長粒体が確実に網目を通り抜け無い網目の大きさにすると、球形状粒体も通り抜けずに残ってしまい、網目の大きさの調整だけでは、これらの細長い非球形状粒体等の長粒体と球形状粒体とを確実に分別できないという問題点があった。
また、特許文献２に記載の垂下フラップや起立フラップを有する３次元通過開口では、長粒体等の非球形状粒体と球形状粒体とを含む混合粒体をその長さ、幅及び厚さに応じた分別や、分級ができたとしても、３次元通過開口には、垂下フラップや起立フラップがあるため、特に、起立フラップは、混合粒体の搬送方向に対向するように設けられているため、篩上の粒体が滞留しやすく、効率よく分別や、分級できないという問題点があった。
また、特許文献２に開示の技術では、上述したように、３次元通過開口に混合粒体が滞留すると当該可通過開口では分別や、分級ができなくなるため、球形状粒体も篩上に残ってしまい、高精度かつ確実な分別ができないという問題点があった。

本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、形状が異なる粒体が混合された混合粒体から、形状が異なる粒体、特に、１方向に長い非球形状粒体等の長粒体と球形状粒体とを確実かつ高精度に分別することができる分別装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、非球形状粒体と、この非球形状粒体の有効長径より短い有効直径を持つ球形状粒体を含む粒体から、前記球形状粒体と前記非球形状粒体とを分別する分別装置であって、前記粒体を搬送する一方向に延びる粒体通路と、この粒体通路に隣接して配置された、前記球形状粒体を排出するための排出開口と、前記粒体通路に設けられ、前記球形状粒体を捕捉する窪みを持ち、この窪みに捕捉された前記球形状粒体を転動させて前記排出開口に導く前記球形状粒体の選択溝とを備えるトラフ、及び前記粒体を搬送するために前記トラフを少なくとも前記一方向に沿って往復振動させる振動源を有し、前記粒体通路は、前記一方向と直交する断面形状が前記排出開口の側に向かって上昇する部分を有し、前記非球形状粒体をその長手方向を前記一方向に向けて搬送する凹型溝であり、前記粒体通路の凹型溝は、前記排出開口側と反対側に立設された壁を有し、前記選択溝の前記窪みは、前記凹型溝の前記壁を抉るように形成されており、前記非球形状粒体の有効長径は、前記選択溝の前記窪みを前記一方向に沿って跨ぐ長さであることを特徴とする分別装置を提供するものである。

ここで、前記選択溝は、前記粒体通路に、前記排出開口に向かって下降するように傾斜して設けられることが好ましい。
また、前記選択溝は、前記一方向に対して直交する方向に延在して形成されることが好ましい。
また、前記排出開口は、前記粒体通路に平行な長尺開口であり、前記選択溝は、前記長尺開口に対して複数形成されていることが好ましい。
また、２つの前記粒体通路が隣接して形成されており、前記排出開口は前記２つの粒体通路の間に設けられていることが好ましい。
また、前記トラフは、前記一方向に沿って前記粒体が搬送される上流側から下流側に向かって下降するように傾斜して配置されることが好ましい。

また、前記粒体通路は、前記粒体が供給され、前記粒体中の前記非球形状粒体及び前記球形状粒体を１個ごとに分離し、前記非球形状粒体をその長手方向を前記一方向に向け、前記非球形状粒体及び前記球形状粒体を整列させる前記粒体の搬送上流側の整列領域と、前記複数の選択溝が形成され、前記粒体中の前記球形状粒体を選択溝に捕捉して分別する前記粒体の搬送上流側と下流側のとの間の分別領域と、前記球形状粒体が分別された前記非球形状粒体を搬送する前記粒体の搬送下流側の前記非球形状粒体の搬送領域とからなることが好ましい。

また、前記非球形状粒体は、その有効短径が前記球形状粒体の前記有効直径にほぼ等しく、前記有効長径が前記有効直径より長い長粒体であることが好ましい。
また、前記粒体は、穀物、植物種子及び植物片のうち、少なくとも１つを含むものであることが好ましく、具体的には、前記非球形状粒体及び前記球形状粒体は、それぞれライ麦及び球状種子である。

本発明によれば、トラフの粒体通路上において形状が異なる複数の粒体が混合された混合粒体を搬送させた際に、球形状粒体を選択溝の窪みによって選択的に捕捉し、転動して排出開口に導くことができ、この排出開口を経てトラフの外部に排出することができる。本発明によれば、一方、１方向に長い非球形状粒体等の長粒体を選択溝の窪みに捕捉することなく粒体通路上を搬送することができる。このようにして、混合粒体から球形状粒体と細長い非球形状粒体等の長粒体とを確実かつ高精度に分別することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態の分別装置を示す模式図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の分別装置に用いられるトラフを示す模式的平面図である。 （ａ）は、図１（ｂ）に示すトラフの要部を拡大して示す模式的平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のIIＢ−IIＢ線断面図である。 （ａ）は、図２（ａ）のIIIＡ−IIIＡ線断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のIIIＢ−IIIＢ線断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態の分別装置による粒体の分別を説明するための模式的平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のIVＢ−IVＢ線断面図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の分別装置を詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態の分別装置を示す模式図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の分別装置に用いられるトラフを示す模式的平面図である。

図１（ａ）に示す分別装置１０は、形状が異なる粒体が混合された混合粒体（以下、単に混合粒体という）から、形状が異なる粒体、即ち、「非球形状粒体」と、非球形状粒体の有効長径より短い有効直径を持つ「球形状粒体」、例えば具体的には、形状の違いにより分別可能な１方向に長い非球形状粒体等の長粒体と、長粒体の有効長径より短い有効直径を持つ球形状粒体とを確実かつ高精度に分別するものである。
混合粒体としては、形状の違いにより分別可能な１方向に長い非球形状粒体等の長粒体と球形状粒体とを含むものであればどのようなものでも良く、例えば、穀物、植物種子及び植物片のうち少なくとも１つを含むものであってもよく、さらには後述するように、ライ麦Ｒと球形状種子Ｓとを含む混合粒体であってもよい。

なお、本発明において、非球形状粒体とは、例えば、ラグビーボール等の楕円体や、茶筒のような円筒形のような１方向に長い形状を持つ粒子であり、より詳しくは球形状粒体の直径より長い長径と長径より短い短径とを持つ非球形状粒子等の粒体である。このような非球形状粒子とは、中心を通る１方向に長径を、中心を通り、その１方向と直交する方向に短径を取ることができ、その有効長径と有効短径との比（有効長径／有効短径）が、２．５以上のものを言い、好ましくは、３以上のものを言う。非球形状粒体は、例えば、縦長の粒子や、横長の粒子等の１方向に長い粒子や、細長い粒子等の長粒体であるのが好ましい。

なお、本発明においては、球形状粒体の有効直径とは、球形状粒体の平均直径又は最大直径を言う。また、非球形状粒体の有効長径とは、中心を通る１方向における最大長径又は平均長径を言い、非球形状粒体の有効短径とは、中心を通る直交方向における最大短径又は平均短径を言う。
本発明においては、球形状粒体の有効直径は、非球形状粒体の有効長径より短い必要がある。即ち、非球形状粒体の有効長径は、球形状粒体の有効直径より長い必要があるが、非球形状粒体の有効短径は、球形状粒体の有効直径に略等しいか、この有効直径以下であるのが好ましい。

図１（ａ）に示すように、本発明の一実施形態に係る分別装置１０は、平らな面Ｈに設置されており、混合粒体（図示せず）を搬送しつつ分別するトラフ１２と、トラフ１２を振動させる振動源１４と、トラフ１２に混合粒体を供給する供給部１６と、トラフ１２を振動可能に支持する支持台１８と、トラフ１２で分別された互いに形状の異なる粒体をそれぞれ回収する第１回収部２２及び第２回収部２４とを有する。

分別装置１０においては、トラフ１２には振動源１４が接続されており、トラフ１２の基端１２ｃ側に混合粒体を供給する供給部１６が設けられている。
トラフ１２は、水平面に対して所定の角度θとなるように、先端１２ｄ側を下方に向けて傾斜させて振動可能に支持台１８に設けられている。こうして、トラフ１２は、支持台１８に対して傾斜状態を維持しつつ振動することができる。なお、支持台１８は、脚２０により面Ｈに立設されている。
また、トラフ１２の先端１２ｄの下方には第１回収部２２が設けられ、トラフ１２の裏面１２ｂの下方には第２回収部２４が設けられている。

図１（ｂ）に示すように、トラフ１２は、例えば縦方向Ｌに対して横方向Ｗが長い略長方形状の板で構成されている。トラフ１２は、それぞれ混合粒体が搬送される一対の粒体通路３２からなる複数の搬送部３０と、各搬送部３０の一対の粒体通路３２の間に形成された長孔からなる排出開口５０と、各粒体通路３２に排出開口５０を臨む位置に等間隔に設けられた複数の球形状粒子の選択溝４０とを有する。
このトラフ１２には、後に詳細に説明する一対の粒体通路３２が２列並んで隣接して形成された搬送部３０が横方向Ｗに複数列隣接して形成されている。搬送部３０の各粒体通路３２は、粒体の進行方向Ｆに延びている。図示例では、進行方向Ｆは、縦方向Ｌに略平行な方向とされているが、本発明はこれに限定されず、横方向Ｗと略平行な方向としても良い。

ここで、トラフ１２の傾斜角度θは、混合粉体中の非球形状粒子及び球形状粒子が粒体通路３２上を整列した状態でスムーズに搬送されると共に、混合粉体中の球形状粒子が粒体通路３２の選択溝４０に確実に捕捉できるように搬送されるのであれば、特に制限的ではなく、例えば、０°以上１０°以下であるのが好ましい。その理由は、傾斜角度θが１０°超では、混合粉体の整列搬送ができなくなったり、球形状粒子が選択溝４０に確実に捕捉できなくなる恐れがあるからである。
なお、図示例においては、トラフ１２は、水平面に対して所定の傾斜角度θだけ傾斜しているが、本発明はこれに限定されず、混合粉体中の非球形状粒子及び球形状粒子が粒体通路３２上を整列した状態で終端までスムーズに搬送されるのであれば、傾斜せず、水平に設けられていても良い。

搬送部３０において、一対の粒体通路３２は、それぞれトラフ１２の基端１２ｃ側から先端１２ｄまで凹型溝として形成される。この搬送部３０においては、混合粒体は、供給部１６からトラフ１２の基端１２ｃ側に供給され、一対の粒体通路３２上を基端１２ｃ側から先端１２ｄ側に搬送される。なお、図示例では、一対の粒体通路３２は、基端１２ｃ側においては、基端１２ｃから少し先端１２ｃ側に入った領域から形成されているが、本発明はこれに限定されず、基端１２ｃから先端１２ｄまで凹型溝として形成されていても良い。
これに対し、一対の粒体通路３２の間に形成される排出開口５０は、トラフ１２の基端１２ｃから所定距離Ｄ１だけ先端１２ｄ側に入った位置から先端１２ｄから所定距離Ｄ２だけ基端１２ｃ側に入った位置までの所定長さＤ３の長孔として形成されている。
なお、トラフ１２の形状及びサイズ（縦方向Ｌ、横方向Ｗ）、並びに、搬送部３０、粒体通路３２、選択溝４０及び排出開口５０の形状、位置、長さ及び数は、図示例のものに限定されるものではなく、分別対象となる混合粒体中の非球形状粒子及び球形状粒子の形状、サイズ及び含有量、要求される分別処理量、及び使用条件等に応じて適宜決定されるものである。

図２（ａ）は、図１（ｂ）に示すトラフの要部を詳細に示す模式的平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のIIＢ−IIＢ線断面図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のIIIＡ−IIIＡ線断面図であり、図３（ｂ）は、図２（ａ）のIIIＢ−IIIＢ線断面図である。なお、図２（ａ）及び（ｂ）において、紙面上側がトラフ１２の基端１２ｃ側であり、紙面下側がトラフ１２の先端１２ｄ側である。

図２（ａ）に示すように搬送部３０は、隣接する搬送部３０との間に設けられる２つの通路壁３４と３４とで区画され、その間に形成されており、例えば、一対の、２つの粒体通路３２を有するものである。２つの通路壁３４と３４との間には、排出開口５０が形成されていない領域、即ち、トラフ１２の基端１２ｃから所定距離Ｄ１までの領域及び先端１２ｄから所定距離Ｄ２までの領域においては、通路壁３６が設けられており、２つの粒体通路３２を分離している。即ち、２つの粒体通路３２の間には、通路壁３６及び排出開口５０が設けられており、各粒体通路３２は、通路壁３４と通路壁３６とで区画されている。通路壁３４と通路壁３６は、トラフ１２の表面１２ａに対して立設している（図３（ａ）、（ｂ）参照）。

粒体通路３２は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えば、トラフ１２の表面１２ａに対して、通路壁３４の内壁面３５、通路壁３６の内壁面３７及び内壁面３５と内壁面３７との間の傾斜底面３３によって形成される凹型溝で構成されている。粒体通路３２においては、通路壁３４の内壁面３５は、トラフ１２の表面１２ａに対して略垂直な面であり、傾斜底面３３とは曲面で滑らかに接続されて繋がり、傾斜底面３３は、横方向Ｗにおいて、通路壁３４から通路壁３６に向かうにつれて表面１２ａに近づくように、即ち上昇するように傾斜し、通路壁３６の略垂直な内壁面３７に曲面で滑らかに接続されて繋がっている。

粒体通路３２は、粒体を、その表面が通路壁３４の内壁面３５と傾斜底面３３との両方に接触する状態で振動により搬送するものである。具体的には、混合粒体中の球形状粒子は、その底面を傾斜底面３３に接触させ、その側端面を略垂直な内壁面３５に接触させた状態で粒体通路３２上を搬送される。また、混合粒体中の非球形状粒子は、その長手方向（長径方向）を粒体通路３２の進行方向Ｆに向けた状態、好ましくは両方向を一致させた状態で、その短径側の底面を傾斜底面３３に接触させ、その短径側の側端面を略垂直な内壁面３５に接触させた状態で粒体通路３２上を搬送される。
このため、傾斜底面３３は、混合粒体中の球形状粒子の側端面及び非球形状粒子の短径側の側端面を略垂直な内壁面３５に接触させることができるように、通路壁３４の内壁面３５に向かって下降するように傾斜している必要がある。ここで、トラフ１２の表面１２ａに対する傾斜底面３３の傾斜角度は、傾斜していれば特に制限的ではなく、予め分別する粒体、例えば、球形状粒子及び非球形状粒子の大きさに応じて適宜設定することができるが、例えば、４５°以下が好ましく、１５°〜４５°であるのがより好ましい。

また、粒体通路３２を構成する凹型溝の深さ、即ちトラフ１２の表面１２ａから搬送される粒体の底面が接触する傾斜底面３３までの深さは、特に制限的ではないが、少なくとも混合粒体中の球形状粒子の側端面及び非球形状粒子の短径側の側面を略垂直な内壁面３５に接触させることができる深さ以上の深さとするのが好ましい。
なお、粒体通路３２の長さや幅は、分別対象となる混合粒体中の非球形状粒子及び球形状粒子の形状、サイズ及び含有量、要求される分別処理量、及び使用条件等に応じて適宜決定すれば良い。例えば、粒体通路３２の長さや幅を、トラフ１２の縦方向Ｌや横方向の長さに応じて決めてもよい。
こうすることにより、粒体通路３２は、粒体を、通路壁３４の内壁面３５に接触させた状態で振動により搬送することができる。

なお、本発明において、粒体通路３２の構成は、図示例の凹型溝に限定されず、通路壁３４の内壁面３５の少なくとも１部（粒体の側面が接触する部分）が略垂直な形状で、かつ傾斜底面３３の少なくとも１部（粒体の底面が接触する部分）が内壁面３５に向かって下降する形状であれば、どのような形状であっても良い。例えば、傾斜底面３３は、平面で無く、曲面で構成されていても良いし、内壁面３５と傾斜底面３３との接続部分は、図示例のように滑らかな曲率半径の大きい曲面で無くても、曲率半径の小さい曲面であっても良いし、曲面で無くても良く、平面であっても良いし、鋭角に交わる角部を構成していても良い。また、通路壁３６の内壁面３７と傾斜底面３３との接続部分も、同様に、曲率半径の小さい曲面であっても良いし、曲面で無くても良く、平面であっても良いし、鋭角に交わる角部を構成していても良い。図示例では、通路壁３６の頂部は、トラフ１２の表面１２ａと同じ高さであるが、本発明はこれに限定されず、トラフ１２の表面１２ａより低い位置にあっても良い。例えば、両側の傾斜底面３３を延長して交わった交線を通路壁３６の頂部としても良い。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、各粒体通路３２には、排出開口５０が形成されている所定距離Ｄ３の領域において、粒体通路３２を形成する通路壁３４の内壁面３５から排出開口５０に至る球形状粒子を分別するための選択溝４０が進行方向Ｆに対して所定の間隔を開けて、例えば等間隔に複数設けられている。ここで、選択溝４０には、粒体が搬送される粒体通路３２の内壁面３５側に、混合粒体中の球形状粒子を捕捉する窪み４２、即ちトラップする落とし穴が設けられており、選択溝４０は、窪み４２に混合粒体中の球形状粒子を捕捉すると共に、窪み４２に捕捉された球形状粒子を転動させて排出開口５０まで導き、排出開口５０からトラフ１２の外部に排出するためのものである。排出開口５０から排出された球形状粒子は、第２回収部２４に回収される。
このため、選択溝４０は、半円筒形状の壁面４２ａを持つ窪み４２から排出開口５０に至る溝幅ｔの溝であり、その底面は、排出開口５０に向かって、トラフ１２の裏面１２ｂに近づくように、即ち表面１２ａに対して下降するように傾斜する半円筒形状の傾斜底面４４を形成する。

選択溝４０の窪み４２は、通路壁３４の内壁面３５を少しえぐる円弧面状の壁面４２ａからなる直径ｔの半円筒形状の部分を有し、その底面４２ｂは、粒体通路３２の傾斜底面３３より低い位置にあり、従って、通路壁３４の内壁面３５と傾斜底面３３との接続部分より低い位置にあり、半球面を成し、半円筒形状の傾斜底面４４の半円筒面に滑らかに繋がるように接続されている。
選択溝４０の溝幅ｔは、窪み４２の直径ｔに等しいのが好ましいが、混合粒体中の球形状粒子を選択溝４０の窪み４２に確実に捕捉できると共に、捕捉した球形状粒子を選択溝４０の傾斜底面４４上を転動させることができるように球形状粒子の有効直径より大きく、かつ、長手方向が進行方向Ｆに沿うように搬送される混合粒体中の非球形状粒子が選択溝４０の窪み４２を跨ぐ、即ち選択溝４０の溝幅ｔを跨ぐように非球形状粒子の有効長径より短く設定される。

このため、選択溝４０の傾斜底面４４は、窪み４２に捕捉された球形状粒子を転動させて確実に排出開口５０に排出できるように、排出開口５０に向かって下降するように傾斜しているのが好ましい。ここで、トラフ１２の表面１２ａに対する傾斜底面４４の傾斜角度は、傾斜していれば特に制限的ではなく、予め捕捉する球形状粒子の大きさに応じて適宜設定することができるが、例えば４５°以下が好ましく、１５°〜４５°であるのがより好ましい。

本発明においては、以上の構成により、選択溝４０の窪み４２の壁面４２ａが通路壁３４の内壁面３５に円弧面状に入り込み、粒体通路３２の傾斜底面３３が内壁面３５に向かって傾斜しているので、選択溝４０の窪み４２に捕捉された球形状粒子は、壁面４２ａに衝突し、球形状粒子に対して排出開口５０に向う反力が作用し、傾斜底面４４を転がり、選択溝４０によって排出開口５０に案内され、排出開口５０から外部に排出されることになる。また、本発明においては、１つの粒体通路３２に対して複数の選択溝４０が設けられているので、粒体搬送の上流側で選択溝４０に分別、即ち捕捉されなかった球形状粒子も、下流側のいずれか１つの選択溝４０に捕捉されるので、粒体通路３２を搬送される混合粉体の中から球形状粒子だけを確実に分別することができ、球形状粒子を含まない非球形状粒子を確実に得ることができる。

このように、粒体通路３２では混合粒体中の非球形状粒子が通路壁３４側において複数の選択溝４０を跨いで搬送され、具体的には、長手方向を進行方向Ｆに向けその側面を通路壁３４の内壁面３５に接触して状態で複数の選択溝４０を跨ぐように搬送され、複数の選択溝４０では混合粒体中の球形状粒子が確実にいずれかの選択溝４０の窪み４２に捕捉され、傾斜底面４４を転動して排出開口５０に移動し、排出開口５０から確実に外部（第２回収部２４）に排出されるように構成されている。
即ち、このようにして、混合粒体中の非球形状粒子を選択溝４０に捕捉されること無く、粒体通路３２上をその終端まで搬送して外部（第１回収部２２）に排出して、粒体通路３２を搬送されてきた球形状粒子を確実に途中の選択溝４０の窪み４２に捕捉し、その傾斜底面４４を転動させて排出開口５０から確実に外部（第２回収部２４）に排出することができる。

なお、図示例では、選択溝４０の溝幅ｔは一定に形成されているが、即ち選択溝４０は幅方向の両側面が平行であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、通路壁３４側から排出開口５０に向かうにつれて選択溝４０の溝幅ｔが広がるように、即ち、選択溝４０は幅方向の両側面の間隔が広くなるように形成されていても良い。
また、図示例では、選択溝４０の窪み４２の壁面４２ａは、通路壁３４にその内壁面３５から入り込む構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、通路壁３４の内壁面３５上に壁面４２ａが来るように、壁面４２ａが内壁面３５と一致する構成であってもよい。
更に、図示例では、選択溝４０の底面は、排出開口５０に向かって下降する傾斜底面４４としているが、本発明はこれに限定されず、傾斜することなくトラフ１２の表面１２ａと略平行であってもよい。

図示例においては、複数の選択溝４０は、１つの搬送部３０の一対の粒体通路３２において、進行方向Ｆに沿って、排出開口５０を挟んでそれぞれ同じ位置に設けられている。なお、１つの搬送部３０の一対の粒体通路３２において選択溝４０を設ける進行方向Ｆに沿った位置は同じでなくともよく、例えば、選択溝４０を各粒体通路３２で互い違いになるように設けてもよい。一対の粒体通路３２において２つの選択溝４０を同じ位置に設けると、球形状粒体の分別量、即ち粒体の処理量が多い場合には、２つの選択溝４０から球形状粒体が同時に排出開口５０に向かって排出されると衝突して球形状粒体の分別が妨げられる恐れがあるので、選択溝４０を各粒体通路３２で互い違いに設けるのが良い。
更に、全ての搬送部３０において、各粒体通路３２において設けられる選択溝４０の位置は、全て同じであっても良いし、全て異なっていても、例えば互い違いであっても良いし、一部のみ同じであっても良い。例えば、１つの搬送部３０の一対の粒体通路３２においては、選択溝４０の位置は同じであるが、隣接する搬送部３０では異なり、例えば互い違いになるようにしても良い。
１つの搬送部３０において、排出開口５０に対して、１つの粒体通路３２に対して設ける選択溝４０の数及び間隔は、特に制限的ではなく、排出開口５０の長さや、混合粒体中の球形状粒子及び非球形状粒子の形状や含有量等に応じて適宜設定することができる。

また、図示例の搬送部３０では、一対の粒体通路３２が２列に並ぶ構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１つの搬送部３０に、１つの粒体通路３２と、粒体通路３２に形成される複数の選択溝４０と、複数の選択溝４０に接続され、粒体通路３２に隣接する１つの排出開口５０とが設けられた構成であってもよい。この搬送部３０は、粒体通路３２を形成する通路壁３４の内側の内壁面３５に対向して、排出開口５０の、選択溝４０と逆側に、隣接する搬送部３０の１つの粒体通路３２を形成する通路壁３４の外側の内壁面を配置し、隣接する２つの通路壁３４の間に、１つの粒体通路３２、複数の選択溝４０及び１つの排出開口５０を形成する構成とすることができる。この場合には、通路壁３６を設けなくても良い。

図１（ｂ）、図２（ａ）、及び図３（ａ）に示すように、搬送部３０の所定距離Ｄ３の領域において、一対の粒体通路３２の間に、複数の選択溝４０が接続される長尺状の排出開口５０が形成されている。この排出開口５０は、一対の粒体通路３２間の通路壁３６の領域にトラフ１２の表面１２ａ側から裏面１２ｂ側まで貫通するように形成されるので、排出開口５０が形成されている領域の通路壁３６は取り除かれ、通路壁３６が形成されていない領域となる。
排出開口５０は、図２（ａ）に示すように、粒体通路３２に平行であり、粒体の進行方向Ｆに延在し、裏面１２ｂまで貫通する貫通長孔からなる。排出開口５０は、上述のように球形状粒子をトラフ１２の外部に排出するためのものであり、図２（ｂ）、及び図３（ａ）に示すように各粒体通路３２の複数の選択溝４０の出口に接続されている。

粒体の進行方向Ｆに沿った排出開口５０の長さは、搬送部３０の所定距離Ｄ３に等しいが、混合粒体の処理量、より具体的には混合粒体中の非球形状粒子から分別される球形状粒子の処理量に対応して定まる選択溝４０の数に応じて適宜設定すれば良い。一方、排出開口５０の幅は、選択溝４０に捕捉された球形状粒子を確実に排出することができる大きさ（サイズ）であれば、特に制限的ではなく、選択溝４０の溝幅ｔに等しいか、少し大きいサイズであるのが好ましい。
また、図示例においては、排出開口５０は、粒体通路３２に設けられる複数の選択溝４０の全てに対応する貫通長孔として形成されているが、本発明はこれに限定されず、複数の選択溝４０の出口の１つ１つに対応する位置にそれぞれ独立した円形の貫通孔として形成される複数の開口からなるものであっても良いし、これらの複数の開口に加え、更にこれらの２つ以上開口を繋ぐ貫通接続開口を含むものであっても良い。この貫通接続開口の幅は円形の貫通孔の直径以下であれば良い。

図１（ｂ）に示すように、搬送部３０の粒体通路３２は、トラフ１２の基端１２ｃから所定距離Ｄ１までの搬送上流側の領域（Ｄ１）と、トラフ１２の先端１２ｄから所定距離Ｄ２までの搬送下流側の領域（Ｄ２）と、搬送上流側の領域（Ｄ１）と搬送下流側（Ｄ２）の領域との間の所定距離Ｄ３の中間領域（Ｄ３）とを有する。
まず、粒体通路３２の内、トラフ１２の基端１２ｃから所定距離Ｄ１までの搬送上流側の領域（Ｄ１）は、排出開口５０が形成されていない領域であって、供給部１６からトラフ１２の基端１２ｃに供給された混合粒体中の非球形状粒子及び球形状粒子を分別するためにそれぞれ整列させるための整列領域である。

即ち、整列領域（Ｄ１）では、供給部１６からトラフ１２の基端１２ｃに供給された混合粒体中の非球形状粒子及び球形状粒子を、少なくとも進行方向Ｆとその逆方向に往復する振動する粒体通路３２上において、傾斜底面３３の作用により通路壁３４の内壁面３５の側に転がすと共に、振動により進行方向Ｆとその逆方向に往復運動をさせて、１個１個に分離して順序良く整列させ、非球形状粒子については分離するだけでなく、その長手方向（長径方向）が進行方向Ｆとなるように、即ち進行方向Ｆに一致するように整列させ、非球形状粒子は短径側の底面と側面とをそれぞれ、球形状粒子は底面と側面とをそれぞれ粒体通路３２の傾斜底面３３と通路壁３４の内壁面３５とに接触させて搬送する。
ここで、整列領域（Ｄ１）の長さＤ１は、混合粒体中の非球形状粒子及び球形状粒子を１個１個に分離して順序良く整列させるのに必要な長さであるので、分別の対象となる混合粒体中の非球形状粒子及び球形状粒子の形状、サイズ、処理量等に応じて適宜設定すれば良い。

次に、粒体通路３２の内、搬送上流側の領域（Ｄ１）と搬送下流側（Ｄ２）の領域との間の所定距離Ｄ３の中間領域（Ｄ３）は、排出開口５０が形成されている領域であって、整列された混合粒体の中から非球形状粒子と球形状粒子とを分別するための分別領域である。
即ち、分別領域（Ｄ３）では、整列領域（Ｄ１）で整列された混合粒体の中の非球形状粒子を、短径側の底面と側面とをそれぞれ粒体通路３２の傾斜底面３３と通路壁３４の内壁面３５とに接触させた状態で、選択溝４０の溝幅より長い長手方向の長さにより選択溝４０を跨ぐようにして搬送すると共に、混合粒体の中の球形状粒子を、粒体通路３２に設けられた選択溝４０に捕捉して転動させて排出開口５０に排出することにより分別する。排出開口５０から排出された球形状粒子は、第２回収部２４に回収される。
ここで、分別領域（Ｄ３）の長さＤ３は、混合粒体の中から非球形状粒子を残して球形状粒子を捕捉して分別するのに必要な長さであるので、分別の対象となる混合粒体中の非球形状粒子及び球形状粒子の形状、サイズ、含有量、処理量等に応じて適宜設定すれば良い。

次に、粒体通路３２の内、トラフ１２の先端１２ｄから所定距離Ｄ２までの搬送下流側の領域（Ｄ２）は、排出開口５０が形成されていない領域であって、混合粒体の中から球形状粒子が分別されて残った非球形状粒子を回収するためにトラフ１２の先端１２ｄまで搬送するための非球形状粒子の搬送流域である。
即ち、搬送領域（Ｄ２）では、分別領域（Ｄ３）で混合粒体の中から球形状粒子が分別されて残った非球形状粒子を整列された状態、即ち、短径側の底面と側面とをそれぞれ粒体通路３２の傾斜底面３３と通路壁３４の内壁面３５とに接触させた状態で、粒体通路３２の終端（トラフ１２の先端１２ｄ）まで搬送し、粒体通路３２の終端からトラフ１２の外部に排出する。粒体通路３２の終端から排出された非球形状粒子は、第１回収部２２に回収される。
ここで、搬送領域（Ｄ２）の長さＤ２は、混合粒体の中から球形状粒子を除去して分別されて残った非球形状粒子を搬送するのに必要な長さであるので、非球形状粒子の形状、サイズ、処理量等に応じて適宜設定すれば良い。

図１（ａ）に示す振動源１４は、トラフ１２を少なくとも粉体の進行方向Ｆとその逆方向に往復振動させるものである。振動源１４によるトラフ１２の振動により、粒体を、図２（ａ）に示す粒体通路３２上に載せて整列させて搬送し、粒体中の非球形状粒子を粒体通路３２の終端から排出させると共に、粒体中の球形状粒子を選択溝４０に捕捉し、排出開口５０から排出させることができる。
ここで、粒体を搬送するための振動源１４によるトラフ１２の周波数及び振幅は、粒体を粒体通路３２上に載せて整列させて搬送し、粒体中の非球形状粒子を粒体通路３２の終端から排出させると共に、粒体中の球形状粒子を選択溝４０に捕捉し、排出開口５０から排出させることができれば特に限定されるものではなく、粒体通路３２、選択溝４０及び排出開口５０等の形状やサイズ、並びに分別の対象となる混合粒体中の非球形状粒子及び球形状粒子の形状、サイズ、処理量等に応じて適宜設定すれば良い。

なお、トラフ１２の振動は、少なくとも、粒体の進行方向Ｆ及びその逆方向を往復する振動を含んでいる必要があるが、その他の振動方向の成分を含んでいても良い。トラフ１２の振動パターンは、例えば、粒体の進行方向Ｆの１次元方向に往復動する線状振動パターンであっても良いが、進行方向Ｆを含み、面Ｈに対して垂直（鉛直）な方向からなる面内を進行方向Ｆ及び垂直方向に往復動する２次元振動パターン、例えば、楕円振動パターンや円形振動パターン等であっても良く、進行方向Ｆを含み、面Ｈに対して水平な方向及び面Ｈに対して斜めの方向のうち、少なくとも１つの方向を含むものであっても良く、これらの方向を組み合わせても良い。なお、トラフ１２が水平に配置されている場合や、傾斜角度θが小さい場合には、２次元振動パターンとするのが好ましい。

また、トラフ１２を振動させる際に、振動方向毎に、振動周波数及び振幅、又は振動速度（振動周波数×振幅）のうち、少なくとも１つを変えてもよい。
振動源１４としては、トラフ１２を振動させて粒体を搬送させることができる振動源であれば、本発明は特に制限的ではなく、どのようなものでも良く、公知のものを利用可能である。例えば、振動源１４としては、公知のパーツフィーダや振動フィーダの振動源を用いることができ、これらに利用されている各種のアクチュエータを用いた振動装置、及びモータ等の駆動源とカムとを用いた振動装置等を利用することができる。公知の振動装置においても、所望のカムプロファイルによって本発明の分別装置に要求される所定の振動パターンを得ることができる。

図示例においては、支持台１８に振動可能に支持されたトラフ１２の基端１２ｃを振動源１４の振動部分に取り付けて、振動源１４によってトラフ１２を振動させているが、本発明はこれに限定されず、振動源１４の振動部分へのトラフ１２の取付はどのように行っても良く、従来公知の取付方法を用いることができ、例えば、振動源１４の振動部分を支持台１８に組み込み、振動源１４の振動部分によってトラフ１２の裏面１２ｂを支持する構成としても良い。

供給部１６は、非球形状粒体と球形状粒体との混合粒体をトラフ１２の横方向Ｗの略全域において均等にトラフ１２の基端１２ｃ側から各粒体通路３２に供給するものである。なお、供給部１６としては、混合粒体をトラフ１２の横方向Ｗの全域において均等にトラフ１２の基端１２ｃ側から各粒体通路３２に供給することができるものであれば、本発明は特に制限的ではなく、どのようなものでも良く、従来公知のものを利用可能である。供給部１６として、例えば、トラフ１２の横方向Ｗの略全域に亘り混合粒体を排出することができるホッパーと供給口とを有するロールフィーダ等を用いることができる。

図１に示す第１回収部２２は、粒体通路３２を搬送され、粒体通路３２の終端となるトラフ１２の先端１２ｄから排出される非球形状粒体を回収するためのものである。第１回収部２２としては、非球形状粒体を回収することができれば、その構成は、特に限定されるものではない。第１回収部２２としては、例えば、金属、木材または紙等で構成された箱及び袋を用いることができる。
図１に示す第２回収部２４は、粒体通路３２中の選択溝４０に捕捉され、排出開口５０からトラフ１２の外部に排出される球形状粒体を回収するためのものである。
第２回収部２４は、第１回収部２２と同じく、分別された球形状粒体を回収することができれば、その構成は、特に限定されるものではない。上述の第１回収部２２と同様に、例えば、金属、木材または紙等で構成された箱及び袋を用いることができる。
本発明の分別装置は、基本的に以上のように構成されるものである。

次に、本発明の分別装置の作用について説明する。
図４（ａ）は、本発明の実施形態の分別装置による粒体の分別を説明するための模式的平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のIVＢ−IVＢ線断面図である。
図１（ａ）に示す分別装置１０において、まず、振動源１４を駆動させてトラフ１２を振動方向となる粒体の進行方向Ｆ及び逆方向に振動させ、混合粒体を一対の粒体通路３２ａ、及び３２ｂ上を進行方向Ｆに沿って搬送可能な状態にする。
本実施形態では、混合粒体として、例えば、ライ麦Ｒと球形状種子Ｓ（以下、単に種子Ｓという）との混合粒体を一例として説明する。ライ麦Ｒが長粒体である非球形状粒子に該当し、種子Ｓが球形状粒子に該当する。なお、ライ麦Ｒの有効長径（平均長径）は、種子Ｓの有効直径（平均直径）より大きく、例えば約３倍程度であり、ライ麦Ｒの有効短径（平均短径）と種子Ｓの有効直径（平均直径）は略等しいものとする。

このように、本発明の分別装置１０は、非球形状粒子の有効長径と球形状粒子の有効直径とは明確に異なるが、非球形状粒子の有効短径と球形状粒子の有効直径とが略等しいライ麦Ｒと種子Ｓとの混合粒体中のライ麦Ｒから種子Ｓを分別するのに好適な分別装置である。その理由は、有効直径が異なる球形状粒子の分別や、非球形状粒子の有効短径と球形状粒子の有効直径（平均直径）とが明確に異なる粒子の分別には、強制篩等の従来公知の分別方法や分別装置により分別できるが、非球形状粒子の有効短径と球形状粒子の有効直径とが略等しい場合には、これらの従来公知の分別方法や分別装置により分別できないからである。

ライ麦Ｒと種子Ｓとの混合粒体を供給部１６に予め充填しておく。そして、供給部１６から混合粒体をトラフ１２の基端１２ｃの略全域に均等に供給する。
トラフ１２の基端１２ｃの略全域に均等に供給された混合粒体は、各搬送部３０の一対の粒体通路３２（３２ａ、３２ｂ：図４参照）上に落ちて移動する。
次いで、粒体通路３２では、図４（ａ）に示すように、トラフ１２の基端１２ｃから所定距離Ｄ１までの搬送上流側の整列領域（Ｄ１）において、混合粒体中の球形状粒子及び非球形状粒子を１個１個に分離すると共に、球形状粒子を、その底面及び側端面がそれぞれ傾斜底面３３及び通路壁３４の略垂直な内壁面３５に接触した状態に整列させ、非球形状粒子を、その長手方向（長径方向）を粒体通路３２の進行方向Ｆに向けて、その短径側の底面及び側端面がそれぞれ傾斜底面３３及び内壁面３５に接触した状態に整列させて搬送する。

次に、搬送部３０の一対の粒体通路３２（３２ａ、３２ｂ）では、トラフ１２の中央部の所定距離Ｄ３の分別領域（Ｄ３）において、搬送されているライ麦Ｒ及び種子Ｓの内の種子Ｓを選択溝に捕捉して分別する。
例えば、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、粒体通路３２ａにはライ麦Ｒと種子Ｓとが、粒体通路３２ｂにはライ麦Ｒが、それぞれ傾斜底面３３及び通路壁３４の内壁面３５に接触した状態で搬送されているものとする。
粒体通路３２ａ及び３２ｂにおいて、ライ麦Ｒはその長手方向を進行方向Ｆに向け、その短径側の測端面を内壁面３５に接触させて搬送されており、ライ麦Ｒの長径（長手方向の長さ）は、選択溝４０の溝幅ｔに略等しいその窪み４２のサイズ（円形の窪みの直径）ｔよりも長いので、ライ麦Ｒは、複数の選択溝４０を跨いで通り抜けることができる。その結果、ライ麦Ｒは、トラフ１２の先端１２ｄから所定距離Ｄ２までの搬送下流側の搬送領域（Ｄ２）に入り、粒体通路３２ａ及び３２ｂの終端であるトラフ１２の先端１２ｄまで搬送されて先端１２ｄから落下し、最終的に図１（ａ）に示す第１回収部２２に回収される。

一方、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、種子Ｓは、その直径が選択溝４０の溝幅ｔに略等しいその窪み４２のサイズ（円形の窪みの直径）ｔよりも小さいため、ライ麦Ｒと共に搬送されている種子Ｓは、搬送されている間に選択溝４０の窪み４２に至ると、窪み４２に捕捉される。この時、種子Ｓは、窪み４２の壁面４２ａに衝突し、種子Ｓに排出開口５０に向う力が作用する。種子Ｓにはこの力が作用すると共に、また、図示例では選択溝４０の傾斜底面４４は排出開口５０に向かって傾斜しているので、選択溝４０の窪み４２に捕捉された種子Ｓは、排出開口５０に向かって傾斜底面４４を種子Ｓが転がり、排出開口５０まで案内され、排出開口５０からトラフ１２の外部に排出されて、最終的に図１（ａ）に示す第２回収部２４に回収される。分別装置１０では、このようにしてライ麦Ｒと種子Ｓとを分別し、別々に回収することができる。

上述のように、分別装置１０においては、ライ麦Ｒ等の一方向に長い非球形状粒体（長粒体）と、このような非球形状粒体の短径（有効短径）に略等しい直径（有効直径）を持つ種子Ｓ等の球形状粒体とが混合されている場合に、従来のふるい網を用いた方法では分別できなかった、非球形状粒体と球形状粒体との分別が可能である。
なお、本実施形態の分別装置１０は、ライ麦Ｒと種子Ｓとの混合粒体等の、夾雑物が混入した穀物の分別に限定されるものではない。分別装置１０は、穀物以外に、工業的に利用される一方向に長い非球形状粒体と見做せる部品または部材と、球形状粒体と見做せる部品または部材の混合粒体について、一方向に長い非球形状粒体部品または部材と球形状粒体部品または部材との分別に利用することもできる。

以上、本発明の分別装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ 分別装置
１２ トラフ
１４ 振動源
１６ 供給部
１８ 支持台
２０ 脚
２２ 第１回収部
２４ 第２回収部
３０ 搬送部
３２、３２ａ、３２ｂ 粒体通路
３３、４４ 傾斜底面
３４、３６ 通路壁
３５、３７ 内壁面
４０ 選択溝
４２ 窪み
５０ 排出開口
Ｒ ライ麦
Ｓ 球状種子（種子）

Claims (10)

1. 非球形状粒体と、この非球形状粒体の有効長径より短い有効直径を持つ球形状粒体を含む粒体から、前記球形状粒体と前記非球形状粒体とを分別する分別装置であって、
   前記粒体を搬送する一方向に延びる粒体通路と、この粒体通路に隣接して配置された、前記球形状粒体を排出するための排出開口と、前記粒体通路に設けられ、前記球形状粒体を捕捉する窪みを持ち、この窪みに捕捉された前記球形状粒体を転動させて前記排出開口に導く前記球形状粒体の選択溝とを備えるトラフ、及び
   前記粒体を搬送するために前記トラフを少なくとも前記一方向に沿って往復振動させる振動源を有し、
   前記粒体通路は、前記一方向と直交する断面形状が前記排出開口の側に向かって上昇する部分を有し、前記非球形状粒体をその長手方向を前記一方向に向けて搬送する凹型溝であり、
   前記粒体通路の凹型溝は、前記排出開口側と反対側に立設された壁を有し、
   前記選択溝の前記窪みは、前記凹型溝の前記壁を抉るように形成されており、
   前記非球形状粒体の有効長径は、前記選択溝の前記窪みを前記一方向に沿って跨ぐ長さであり、
   前記トラフは、前記一方向に沿って前記粒体が搬送される上流側から下流側に向かって下降するように傾斜して配置されることを特徴とする分別装置。
2. 前記選択溝は、前記粒体通路に、前記排出開口に向かって下降するように傾斜して設けられる請求項１に記載の分別装置。
3. 前記選択溝は、前記一方向に対して直交する方向に延在して形成される請求項１または２に記載の分別装置。
4. 前記排出開口は、前記粒体通路が延びる前記一方向に平行な長尺開口であり、
   前記選択溝は、前記長尺開口に対して複数形成されている請求項１〜３のいずれか1項に記載の分別装置。
5. 前記粒体通路は、前記一方向に平行に複数列配列されている請求項１〜４のいずれか1項に記載の分別装置。
6. ２つの前記粒体通路が隣接して形成されており、前記排出開口は前記２つの粒体通路の間に設けられている請求項５に記載の分別装置。
7. 前記非球形状粒体は、その有効短径が前記球形状粒体の前記有効直径に等しく、前記有効長径が前記有効直径より長い長粒体である請求項１〜６のいずれか１項に記載の分別装置。
8. 前記粒体は、穀物、植物種子及び植物片のうち、少なくとも１つを含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の分別装置。
9. 前記非球形状粒体及び前記球形状粒体は、それぞれライ麦及び球状種子である請求項１〜８のいずれか１項に記載の分別装置。
10. 前記粒体通路は、前記粒体が供給され、前記粒体中の前記非球形状粒体及び前記球形状粒体を１個ごとに分離し、前記非球形状粒体をその長手方向を前記一方向に向け、前記非球形状粒体及び前記球形状粒体を整列させる前記粒体の搬送上流側の整列領域と、前記複数の選択溝が形成され、前記粒体中の前記球形状粒体を選択溝に捕捉して分別する前記粒体の搬送上流側と下流側との間の分別領域と、前記球形状粒体が分別された前記非球形状粒体を搬送する前記粒体の搬送下流側の前記非球形状粒体の搬送領域とからなる請求項１〜９のいずれか１項に記載の分別装置。

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