JP6478764B2

JP6478764B2 - 振動篩

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Publication number: JP6478764B2
Application number: JP2015070766A
Authority: JP
Inventors: 土井　眞; 眞土井
Original assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Current assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP2016190186A

Description

本発明は、粉体中に含まれている異物の除去等に用いられる振動篩に関するものである。

従来、内部に篩網を張設した篩枠内に粉体を供給し、振動部により篩網を振動させることにより篩網を通過する粉体と通過しない異物等の粗粉とにふるい分ける振動篩が広く知られている。振動篩には、通常、篩網を通過せずに篩網上に残留した粗粉を外部に排出する排出路が強振動環境である篩枠の側面部に篩枠と一体に設けられている。しかしながら、この排出路を常時開放すると、篩網を通過するはずの粉体が排出路から排出されることがある。したがって、排出路を開閉可能とし、篩網を通過しない粗粉を排出路から排出させる必要があるときのみ排出路を開放する振動篩が提案されている。

ここで、祖粉を外部に排出する排出路は強振動環境である篩枠と一体に設けられているため、排出路を開閉可能とするための機構は強振動環境で動作する必要があるが、強振動環境下においてエアシリンダやモータ等を用いて排出路の開閉を行うと、振動によりエアシリンダやモータ等が故障するおそれがあった。また、手動により排出路の開閉を行うと、手間がかかる等、効率が悪かった。そこで、例えば流体圧により膨張および収縮可能な袋状のバルーン部材を備え、バルーン部材を膨張させることにより排出路を閉塞し、バルーン部材を収縮させることにより排出路を開放する振動篩が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１３−８６０１６号公報

ところで、特許文献１記載の振動篩においては、バルーン部材を膨張させて排出路を閉塞するため、排出路の四隅等に微小な隙間が形成されるおそれがあり、排出路の密閉を保障するものではなかった。また、膨張し収縮するバルーン部材に粗粉が挟まれ排出されない等、すべての粗粉を排出路から排出させることができない場合があった。

本発明の目的は、強振動環境下においても故障し難く長寿命であり、篩網を通過しない粗粉を所望時に確実に排出させることができる振動篩を提供することである。

本発明の振動篩は、粉体を篩い分ける篩網と、前記篩網を内部に配設した篩枠と、前記篩網を強振動させる振動部と、前記篩枠内に投入された前記粉体を篩分けた後、前記篩網上に残留する粗粉を前記篩枠から排出する排出路と、前記排出路の出口に配置され、前記出口を閉塞する弁体と、前記弁体を駆動する空気圧式人工筋肉と、前記空気圧式人工筋肉の駆動を制御することにより前記弁体の開閉を制御する制御部と、を備える振動篩であって、矩形状の前記弁体の上辺に連結されるバーと、前記バーの一端部に取り付けられる第１アームと、前記バーの他端部に取り付けられる第２アームと、を備え、前記空気圧式人工筋肉は、前記第１アームの上端部及び下端部並びに前記第２アームの上端部及び下端部に取り付けられ、前記制御部は、前記第１アームの下端部及び前記第２アームの下端部に取り付けられている前記空気圧式人工筋肉に圧縮空気を供給して収縮させることにより前記弁体を閉じ、前記第１アームの上端部及び前記第２アームの上端部に取り付けられている前記空気圧式人工筋肉に圧縮空気を供給して収縮させることにより前記弁体を開くことを特徴とする。

また、本発明の振動篩は、前記弁体、前記バー、前記第１アーム及び前記第２アームが一体に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の振動篩は、前記排出部が前記弁体の幅方向一端部の外側に前記バーの一端部を挿通する第１の長孔と、前記弁体の幅方向他端部の外側に前記バーの他端部を挿通する第２の長孔とを有し、前記弁体が前記出口を閉塞する際に、前記バーは、前記第１及び前記第２の長孔内の何れかの位置であって、前記弁体により前記出口が完全に閉塞される位置で留まることを特徴とする。

本発明の振動篩によれば、強振動環境下においても故障し難く長寿命であり、篩網を通過しない粗粉を所望時に確実に排出させることができる振動篩を提供することができる。

実施の形態に係る振動篩の正面部分断面図である。実施の形態に係る排出路の出口が閉塞されている場合における排出部の構成を示す外観図である。実施の形態に係る排出路の出口が閉塞されている場合における排出部の構成を示す断面図である。実施の形態に係る排出路の出口が開放されている場合における排出部の構成を示す外観図である。実施の形態に係る排出路の出口が開放されている場合における排出部の構成を示す断面図である。実施の形態に係る排出路の出口が閉塞されている場合における排出部の構成を示す断面図である。実施の形態に係る排出路の出口が閉塞されている場合における排出部の構成を示す断面図である。実施の形態に係る弁体の開閉を制御する弁体開閉制御システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態に係る振動篩について説明する。図１は、この実施の形態に係る振動篩の正面部分断面図である。図１に示すように、振動篩２は、円筒形状の上部篩枠４Ａ及び下部篩枠４Ｂを有している。また、上部篩枠４Ａの上部には、上部篩枠４Ａの上部を覆う円錐台形状の蓋１６、下部篩枠４Ｂの下部には、上部篩枠４Ａ及び下部篩枠４Ｂに強振動を与える加振部５０を有している。

加振部５０は、下部篩枠４Ｂが取付けられる円形状の支え枠４０を上部に備え、支え枠４０上に下部篩枠４Ｂが取付けられている。加振部５０の振動モ−タは、回転軸の上端と下端にウエイト（図示せず）を有しており、両ウエイトは、偏心させて設置されている。偏心した両ウエイトが回転軸周りを回転することで、加振部５０は加振し、篩網１４等が加振する。加振部５０の振動モードは、上端のウエイトと下端のウエイトとの位相角に基づいて決定される。振動モードには、粉体が篩網１４上を篩網１４の中心方向へうず巻状に進行する振動モード、粉体が篩網１４上を篩網１４の外周方向へうず巻状に進行する振動モード等がある。上端のウエイトと下端のウエイトとの間の相対的な位相角を変更することにより振動モードを変更することができる。

蓋１６は、上部篩枠４Ａに対して着脱自在に設けられている。蓋１６の中央部には、粉体投入口１８が設けられている。蓋１６と上部篩枠４Ａとは、取付けバンド８Ａを外周に沿って巻回することにより結合されている。同様に、上部篩枠４Ａと下部篩枠４Ｂとは、取付けバンド８Ｂを外周に沿って巻回することにより結合されている。

上部篩枠４Ａ内の下部には、粉体を篩分けする篩網１４が水平に張設されている。また、篩網１４の下部には、篩網１４を叩く網叩きボール３８を載せた網叩き受け３２が設けられている。なお、網叩き受け３２は、粉体を通過させる多数の孔を有している。また、上部篩枠４Ａの側面部には、篩網１４を通過しなかった粗粉または異物を排出する排出部６Ａが設けられている。下部篩枠４Ｂ内の下部には、篩網１４を通過した粉体を受けるドーム形状の底板４２が設けられている。また、下部篩枠４Ｂの側面部には、篩網１４を通過した粉体を下部篩枠４Ｂから排出する排出部６Ｂが設けられている。

図２は上部篩枠４Ａの側面部に設けられている排出部６Ａの構成を示す外観図、図３はその断面図であり、図２及び図３は排出路１０の出口（図３参照）が閉塞されている場合の図である。また、図４は排出部６Ａの構成を示す外観図、図５はその断面図であり、図４及び図５は排出路１０の出口が開放されている場合の図である。また、図６は図２に示す排出部６ＡのＢ−Ｂ断面図、図７は図２に示す排出部６ＡのＣ−Ｃ断面図である。

排出部６Ａは、排出路１０、円筒排出部１２、上蓋２０を備えている。排出路１０は、上部篩枠４Ａの側面部に形成されている開口２２と円筒排出部１２とを連通しており、上部篩枠４Ａから円筒排出部１２に向けて下方に傾斜して配設されている。篩網１４を通過しなかった粗粉または異物は、開口２２から排出路１０を通って円筒排出部１２の下部排出口１２ａから排出される。

円筒排出部１２内には、図３及び図５に示すように、排出路１０の出口を閉塞するための矩形状の弁体２４、及び弁体２４の上辺に連結されるバー２６が配置されている。バー２６は、弁体２４の上辺に直接または所定部材等を介して間接的に溶接されている。即ち、弁体２４及びバー２６は、一体に形成されている。また、バー２６の一端部２６ａは上蓋２０及び円筒排出部１２により形成される長孔２７Ａ（図６参照）に、バー２６の他端部２６ｂ（図６参照）は上蓋２０及び円筒排出部１２により形成される長孔２７Ｂ（図３参照）に挿通されている。また、排出部６Ａ（円筒排出部１２）の外側には、第１アーム２８及び第２アーム２９が円筒排出部１２を挟んで配置されている。

第１アーム２８は、Ｌ字形状を有し、Ｌ字形状の屈曲部２８ａとバー２６の一端部２６ａとが連結されており、屈曲部２８ａの中心部（バー２６）を回転軸として回転可能に構成されている。第２アーム２９は、Ｌ字形状を有し、Ｌ字形状の屈曲部２９ａとバー２６の他端部２６ｂとが連結されており、屈曲部２９ａの中心部（バー２６）を回転軸として回転可能に構成されている。なお、第１アーム２８及び第２アーム２９は、バー２６に溶接されている。即ち弁体２４、バー２６、第１アーム２８及び第２アーム２９は一体に形成されている。

弁体２４は、第１アーム２８及び第２アーム２９と共にバー２６を回転軸として回動し、排出路１０の出口は、弁体２４が回動することにより開閉される。弁体２４の一方の面（排出路１０の出口側の面）にはパッキン２５が取り付けられているため、弁体２４が閉じているときパッキン２５が排出路１０の出口を塞ぎ、密閉する。

排出路１０の外側には、排出路１０の一方の側部に沿って上側に第１人工筋肉３３が、下側に第２人工筋肉３４が配置されている。また、排出路１０の外側には、排出路１０の他方の側部に沿って上側に第３人工筋肉３５が、下側に第４人工筋肉３６が配置されている。第１〜第４人工筋肉３３〜３６は、空気圧式の人工筋肉であり、伸縮性チューブの周りをナイロン繊維等の伸縮性のない網物状構造物で覆った形状を有している。第１〜第４人工筋肉３３〜３６は、圧縮空気を伸縮性チューブ内に供給することにより伸縮性チューブが断面の半径方向に膨張すると共に、その外周の網物状構造物の全長が矢印Ａ方向に収縮し、圧縮空気を伸縮性チューブ内から排出することによりその外周の網物状構造物の全長が収縮する前の全長に戻る機能を有している。

第１〜第４人工筋肉３３〜３６の一端部３３ａ〜３６ａはフレーム３７に固定されており、第１人工筋肉３３の他端部３３ｂは第１アーム２８の上端部２８ｂに、第２人工筋肉３４の他端部３４ｂは第１アーム２８の下端部２８ｃに、第３人工筋肉３５の他端部３５ｂは第２アーム２９の上端部２９ｂに、第４人工筋肉３６の他端部３６ｂは第２アーム２９の下端部２９ｃに取り付けられている。

第１〜第４人工筋肉３３〜３６に圧縮空気が供給されていない状態において、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に圧縮空気が供給され網物状構造物が矢印Ａ方向に収縮すると、第１アーム２８及び第２アーム２９がバー２６を回転軸として時計回りに回動すると共に、弁体２４もバー２６を軸として時計回りに回動する。即ち、弁体２４が開き、排出路１０の出口が開放される。一方、第１〜第４人工筋肉３３〜３６に圧縮空気が供給されていない状態において、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６に圧縮空気が供給され網物状構造物が矢印Ａ方向に収縮すると、第１アーム２８及び第２アーム２９がバー２６を回転軸として反時計回りに回動すると共に、弁体２４もバー２６を軸として反時計回りに回動する。即ち、弁体２４が閉じて、排出路１０の出口が閉塞される。

上蓋２０は、円筒排出部１２に対して着脱自在に設けられている。上蓋２０側面下部には、長孔２７Ａの上部分である半長円形状の切欠き部が形成されており、円筒排出部１２の側面上部には、長孔２７Ａの下部分である半長円形状の切欠き部が形成されている。同様に、上蓋２０側面下部には、長孔２７Ｂの上部分である半長円形状の切欠き部が形成されており、円筒排出部１２の側面上部には、長孔２７Ｂの下部分である半長円形状の切欠き部が形成されている。上蓋２０を取り外した状態で、弁体２４、第１アーム２８及び第２アーム２９と一体に形成されているバー２６が円筒排出部１２の２つの切欠き部に配置される。そして、バー２６が円筒排出部１２の２つの切欠き部に配置された状態で、上蓋２０の２つの切欠き部にバー２６の上部が収まるように上蓋２０を円筒排出部１２上に装着する。

図３及び図５に示すように、長孔２７Ａ，２７Ｂは長円形状であり、バー２６の断面は円形状であるから、バー２６は、長孔２７Ａ，２７Ｂ内を長孔２７Ａ，２７Ｂの長手方向に沿って移動可能である。また、弁体２４が排出路１０の出口を閉塞する際に、バー２６は、長孔２７Ａ，２７Ｂ内の何れかの位置であって、弁体２４により排出路１０の出口が完全に閉塞される位置まで移動し、留まる。

次に、図８に示すブロック図を参照して、弁体２４の開閉を制御する弁体開閉制御システムの構成について説明する。図８に示すように、弁体２４の開閉を統括的に制御する制御部５２には、圧縮空気供給部５４、圧力調整部５６及び選択部５８が接続されている。エアコンプレッサ等から成る圧縮空気供給部５４は、制御部５２の制御に従い、圧縮空気を供給する。圧力調整部５６は、制御部５２の制御に従い、圧縮空気供給部５４から供給される圧縮空気の圧力を調整する。選択部５８は、制御部５２の制御に従い、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５を選択、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６を選択、または第１〜第４人工筋肉３３〜３６を選択し、選択した人工筋肉に対して圧力調整部５６により圧力調整された圧縮空気を供給する。また、選択部５８は、制御部５２の制御に従い、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５を選択、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６を選択、または第１〜第４人工筋肉３３〜３６を選択し、選択した人工筋肉から圧縮空気を排出する。

この振動篩２を用いて粉体を篩分ける場合には、まず、制御部５２は、粉体が蓋１６の粉体投入口１８から上部篩枠４Ａの内部に投入される前に、弁体２４を閉じて排出路１０の出口を閉塞する。具体的には、制御部５２は、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６に所定圧力の圧縮空気を供給するために、圧縮空気供給部５４、圧力調整部５６及び選択部５８に対して制御信号を出力する。圧縮空気供給部５４は圧縮空気を供給し、圧力調整部５６は圧縮空気供給部５４から供給された圧縮空気の圧力が所定圧力になるように調整する。選択部５８は、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６を選択し、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６に対して圧力調整部５６により圧力調整された圧縮空気を供給する。なお、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に圧縮空気が供給されている場合には、選択部５８は、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５を選択し、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に供給されている圧縮空気を排出する。

第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６に圧縮空気が供給されると、図２及び図３に示すように、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６の網物状構造物が矢印Ａ方向に収縮し、第１アーム２８及び第２アーム２９と共に弁体２４がバー２６を軸として反時計回りに回動する。そして弁体２４により排出路１０の出口が閉塞される。なお、この実施の形態では第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に圧縮空気を供給しないが、弁体２４が開いた状態から動かないように、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６に供給した圧縮空気の圧力より極めて低い圧力（微圧）の圧縮空気を第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に供給してもよい。

次に、粉体を蓋１６の粉体投入口１８から上部篩枠４Ａの内部に投入すると、粉体は、篩網１４、上部篩枠４Ａ及び下部篩枠４Ｂを強振動させることにより篩分けされる。篩網１４を通過した粉体は下部篩枠４Ｂの排出部６Ｂから外部に排出され、篩網１４を通過しなかった粉体（異物等を含む粗粉）は、排出路１０の出口が閉塞されているため排出口１２ａから排出されずに残存する。

次に、粉体の篩分けが終了した後、篩網１４、上部篩枠４Ａ及び下部篩枠４Ｂを振動させた状態で、制御部５２は、弁体２４を開き排出路１０の出口を開放する。具体的には、制御部５２は、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に所定圧力の圧縮空気を供給するために、圧縮空気供給部５４、圧力調整部５６及び選択部５８に対して制御信号を出力する。圧縮空気供給部５４は圧縮空気を供給し、圧力調整部５６は圧縮空気供給部５４から供給された圧縮空気の圧力が所定圧力になるように調整する。選択部５８は、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５を選択し、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に対して圧力調整部５６により圧力調整された圧縮空気を供給する。また、選択部５８は、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６を選択し、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６に供給されている圧縮空気を排出する。

第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に圧縮空気が供給され、第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６から圧縮空気が排出されると、図４及び図５に示すように、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５の網物状構造物が矢印Ａ方向に収縮し、第１アーム２８及び第２アーム２９と共に弁体２４がバー２６を軸として時計回りに回動する。そして弁体２４が開くことにより排出路１０の出口が開放される。なお、この実施の形態では第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６に圧縮空気を供給しないが、弁体２４が閉じた状態から動かないように、第１人工筋肉３３及び第３人工筋肉３５に供給した圧縮空気の圧力より極めて低い圧力（微圧）の圧縮空気を第２人工筋肉３４及び第４人工筋肉３６に供給してもよい。

排出路１０の出口が開放されることにより、篩網１４を通過しなかった粗粉は、上部篩枠４Ａの排出部６Ａの排出路１０を通り、円筒排出部１２の排出口１２ａから外部に排出される。

この実施の形態に係る振動篩２によれば、エアシリンダやモータ等を用いずに人工筋肉を用いて弁体２４を開閉することにより排出路１０の出口を開閉するため、強振動環境下においても故障し難く長寿命化を実現することができ、振動中であっても排出路１０の出口の開閉を行うことができる。また、パッキン２５を備えた弁体２４により排出路１０の出口を閉塞するため、排出路１０の出口を確実に密閉することができる。また、所望時に排出路１０の出口を開放することができるため、篩網１４を通過しなかった粗粉を所望時に確実に排出させることができる。

また、弁体２４、バー２６、第１アーム２８及び第２アーム２９がねじ止め等されずに一体に形成されているため、強振動環境下においてもねじ止めが緩む等の不具合の発生を防止することができる。また、弁体２４、バー２６、第１アーム２８及び第２アーム２９が一体に形成されていたとしても、上蓋２０を着脱することにより、弁体２４及びバー２６を円筒排出部１２内に、且つ第１アーム２８及び第２アーム２９を円筒排出部１２外に配置させることができる。

また、バー２６が長孔２７Ａ，２７Ｂ内を移動することができるため、弁体２４が排出路１０の出口を閉塞する際に、バー２６が長孔２７Ａ，２７Ｂ内の何れかの位置まで移動し、その位置に留まる。したがって、排出路１０の出口を閉塞した際に弁体２４やバー２６等の公差による隙間の発生を防止することができ、排出路１０の出口を確実に密閉することができる。

２…振動篩、４Ａ…上部篩枠，４Ｂ…下部篩枠，６Ａ，６Ｂ…排出部、８…取付けバンド，１０…排出路、１４…篩網、２４…弁体、２６…バー、２７Ａ，２７Ｂ…長孔、２８…第１アーム、２９…第２アーム、３３…第１人工筋肉、３４…第２人工筋肉、３５…第３人工筋肉、３６…第４人工筋肉、４０…支え枠、５０…加振部、５２…制御部、５４…圧縮空気供給部、５６…圧力調整部、５８…選択部

Claims

粉体を篩い分ける篩網と、
前記篩網を内部に配設した篩枠と、
前記篩網を強振動させる振動部と、
前記篩枠内に投入された前記粉体を篩分けた後、前記篩網上に残留する粗粉を前記篩枠から排出する排出路と、
前記排出路の出口に配置され、前記出口を閉塞する弁体と、
前記弁体を駆動する空気圧式人工筋肉と、前記空気圧式人工筋肉の駆動を制御することにより前記弁体の開閉を制御する制御部と、を備える振動篩であって、
矩形状の前記弁体の上辺に連結されるバーと、
前記バーの一端部に取り付けられる第１アームと、
前記バーの他端部に取り付けられる第２アームと、を備え、
前記空気圧式人工筋肉は、前記第１アームの上端部及び下端部並びに前記第２アームの上端部及び下端部に取り付けられ、
前記制御部は、前記第１アームの下端部及び前記第２アームの下端部に取り付けられている前記空気圧式人工筋肉に圧縮空気を供給して収縮させることにより前記弁体を閉じ、前記第１アームの上端部及び前記第２アームの上端部に取り付けられている前記空気圧式人工筋肉に圧縮空気を供給して収縮させることにより前記弁体を開くことを特徴とする振動篩。
前記弁体、前記バー、前記第１アーム及び前記第２アームは、一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の振動篩。
前記排出部は、前記弁体の幅方向一端部の外側に前記バーの一端部を挿通する第１の長孔と、前記弁体の幅方向他端部の外側に前記バーの他端部を挿通する第２の長孔とを有し、前記弁体が前記出口を閉塞する際に、前記バーは、前記第１及び前記第２の長孔内の何れかの位置であって、前記弁体により前記出口が完全に閉塞される位置で留まることを特徴とする請求項２記載の振動篩。