(57)【要約】【課題】網枠に張ったふるい網を超音波振動させてふるい分けの処理を行うふるい装置において、網枠の保持によるふるい網の超音波振動に対する影響を抑制して、ふるい網をより大きく超音波振動させ得るふるい装置を提供することを目的とする。【解決手段】ふるい装置１は、周縁に被保持部５５を有する環状の網枠５０と、この内側に配置され、超音波振動させられる振動部材７０と、網枠５０及び振動部材７０に架け渡して張られたふるい網８０と、網枠５０を保持する中枠３０の連結フランジ部３２及び上枠４０の連結フランジ部４２とを有している。このふるい装置１では、振動部材７０と網枠５０とは、網枠５０に形成された第１介在部５１であって、網枠５０のうち被保持部５５の連結フランジ部３２，４２による保持で、振動部材７０の超音波振動が抑制されることを低減する、柔結合構造を有する第１介在部５１を介して、互いに結合されている。【選択図】図２
2008110308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の網枠と、
上記網枠の内側に配置され、超音波振動させられる振動部材と、
上記網枠及び上記振動部材に架け渡して張られたふるい網と、
上記網枠を保持する保持部材と、を備え、
上記網枠は、この網枠のうちその周縁に、上記保持部材に保持されてなる被保持部を有する、
ふるい装置であって、
上記振動部材と上記網枠とは、
両者の少なくともいずれかに形成された第１介在部であって、
上記網枠のうち上記被保持部の上記保持部材による保持で、上記振動部材の上記超音波振動が抑制されることを低減する、
柔結合構造を有する上記第１介在部を介して、
互いに結合されてなる
ふるい装置。
【請求項２】
請求項１に記載のふるい装置であって、
前記第１介在部は、
前記網枠全体を揺動させる所定のふるい振動数では、前記振動部材と上記網枠とを一体的に揺動可能に結合してなる
ふるい装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のふるい装置であって、
前記網枠は、
前記被保持部の内側で、前記振動部材との間に、前記第１介在部を有すると共に、
上記第１介在部と同形状で、上記網枠のうちの上記第１介在部が存在する部分を除き、全周にわたって、上記網枠の周方向に延設され、上記ふるい網のうち上記網枠の内側に位置する内側網部と前記被保持部との間に介在する第２介在部を有する
ふるい装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のふるい装置であって、
前記第１介在部は、
前記振動部材に加えられた前記超音波振動が、この第１介在部を通じて、前記網枠の径方向外側に位置する前記被保持部に伝わる経路が、屈曲した経路となる
形態とされてなる
ふるい装置。
【請求項５】
請求項４に記載のふるい装置であって、
前記第１介在部は、
前記網枠の径方向に、Ｕ字状に屈曲する形態を有する
ふるい装置。
【請求項６】
請求項５に記載のふるい装置であって、
前記網枠は、金属からなり、
前記第１介在部のうち、前記Ｕ字状に屈曲する部位で構成された溝部には、樹脂またはゴムのいずれかの材料からなる柔軟部材が配置されてなる
ふるい装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、網枠に張ったふるい網を超音波振動させて、粉体、粒体などの被処理物をふるい分け、混合攪拌等するふるい装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、網枠に張ったふるい網に、低周波のふるい振動と共に、あるいは単独で超音波振動を加えて、ふるい分けを行うものが知られている（特許文献１，２）。
このうち、特許文献１には、ふるい網を張設した環状の網枠の外周に耳部を一体に形成し、この耳部を振動容器の外部に突出させると共に、この耳部に超音波振動子を固設してなる振動ふるい機が記載されている。
また、特許文献２には、ふるい網を張設した環状の網枠の内側に板状の突出振動部を一体に形成し、中枠に固設された超音波振動子からの超音波振動を二次元振動方向変換体により９０°方向変換してこの突出振動部及びこれを通じてふるい網に超音波振動を伝えるふるい装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４５０５１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３０４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の振動ふるい機は、環状の網枠の外周に耳部を設けおり、超音波振動子による超音波振動は、耳部から環状の網枠に伝わり、この網枠を介してふるい網に伝えられる。しかるに、網枠は、振動ふるい機に保持、拘束されているので、ふるい網に生じる超音波振動が小さくなる。
一方、特許文献２に記載のふるい装置では、超音波振動子から伝わる超音波振動は、突出振動部から網枠に向けて伝わるが、環状の網枠の周縁を上枠及び下枠で保持させて拘束している。このため、網枠と一体とされた突出振動部も拘束され、超音波振動がし難い。その結果、特許文献１の振動ふるい機と同様に、ふるい網に生じる超音波振動が小さくなる。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、網枠に張ったふるい網を超音波振動させてふるい分けの処理を行うふるい装置において、網枠の保持によるふるい網の超音波振動に対する影響を抑制して、ふるい網をより大きく超音波振動させ得るふるい装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
その解決手段は、環状の網枠と、上記網枠の内側に配置され、超音波振動させられる振動部材と、上記網枠及び上記振動部材に架け渡して張られたふるい網と、上記網枠を保持する保持部材と、を備え、上記網枠は、この網枠のうちその周縁に、上記保持部材に保持されてなる被保持部を有する、ふるい装置であって、上記振動部材と上記網枠とは、両者の少なくともいずれかに形成された第１介在部であって、上記網枠のうち上記被保持部の上記保持部材による保持で、上記振動部材の上記超音波振動が抑制されることを低減する、柔結合構造を有する上記第１介在部を介して、互いに結合されてなるふるい装置である。
【０００７】
本発明のふるい装置では、振動部材と網枠との少なくともいずれかに第１介在部が形成されている。この第１介在部は、保持部材により網枠の被保持部を保持させても、振動部材の超音波振動が抑制されることを低減する柔結合構造を有している。
このように、振動部材は、第１介在部で網枠と柔結合しているので、保持部材で被保持部が保持されていても、振動部材は、保持部材による被保持部の拘束の影響を受け難く、振動部材及びふるい網をより大きく超音波振動させることができる。
【０００８】
また、振動部材を超音波振動させる超音波振動子等への負荷も、第１介在部を設けない場合よりも小さくなる。
【０００９】
なお、ふるい装置としては、超音波振動によるふるいのほか、超音波振動と併せてこれより低周波の、モータ等を用いたふるい振動数での揺動を加えてふるいを行うものが挙げられる。
【００１０】
また、網枠としては、例えば、平板から環状に打ち抜き成形したもの、帯状板材や断面がＬ字形状の棒材を環状に成形したもの等が挙げられる。なお、網枠の被保持部も、環状であるのが好ましい。網枠を全周にわたって確実に固定できるからである。
また、第１介在部は、網枠または振動部材のいずれか一方に形成されたものであっても良いし、あるいは網枠及び振動部材の両者に、それぞれ一部ずつを構成したものであっても良い。
【００１１】
また、振動部材を超音波振動させるには、例えば、直接超音波振動子により超音波振動させるほか、超音波振動子との間に、超音波伝送体や超音波ホーン、超音波振動が伝わる向きを変換させる方向変換体などの部材を介在させて間接に超音波振動させる場合もある。
【００１２】
さらに、上述のふるい装置であって、前記第１介在部は、前記網枠全体を揺動させる所定のふるい振動数では、前記振動部材と上記網枠とを一体的に揺動可能に結合してなるふるい装置とすると良い。
【００１３】
本発明のふるい装置では、第１介在部が存在しても、所定のふるい振動数では、振動部材と網枠とが一体的に揺動可能に結合している。
このため、ふるい装置において、ふるい振動数で網枠を揺動させた場合には、振動部材もいっしょに揺動する。これにより、振動部材を、保持部材による被保持部の拘束の影響を受け難くしつつ、大きく超音波振動させることができる上、第１介在部及び振動部材の存在に拘わらず、網枠及びふるい網をふるい振動数で揺動させることができる。
【００１４】
なお、第１介在部において、所定のふるい振動数で振動部材と網枠とが一体的に揺動可能に結合させる構成としては、例えば、超音波振動の周波数においては柔結合となる一方、ふるい振動数においては、第１介在部が剛体として作用する厚さで、第１介在部を構成したものが挙げられる。
【００１５】
さらに、上述のいずれかに記載のふるい装置であって、前記網枠は、前記被保持部の内側で、前記振動部材との間に、前記第１介在部を有すると共に、上記第１介在部と同形状で、上記網枠のうちの上記第１介在部が存在する部分を除き、全周にわたって、上記網枠の周方向に延設され、上記ふるい網のうち上記網枠の内側に位置する内側網部と前記被保持部との間に介在する第２介在部を有するふるい装置とすると良い。
【００１６】
本発明のふるい装置では、網枠は、被保持部の内側で、振動部材との間に、第１介在部を有すると共に、ふるい網のうち網枠の内側に位置する内側網部と被保持部との間に、第２介在部を有している。この第２介在部は、第１介在部と同形状で、網枠のうちの第１介在部が存在する部分を除き、全周にわたって、網枠の周方向に延設されている。
このふるい装置では、第１介在部を有しているので、振動部材と網枠とは、第１介在部で網枠と柔結合しており、保持部材で被保持部が保持されていても、振動部材に伝わる超音波振動は、保持部材による被保持部の拘束の影響を受け難くなっている。
【００１７】
さらに、網枠に、第１介在部と同形状の第２介在部を、第１介在部が存在する部分を除く全周にわたって有しているので、振動部材から超音波振動が第２介在部に伝わり、振動部材からのみならずこの第２介在部を介しても、ふるい網の内側網部に超音波振動を伝えることができる。このため、ふるい網の内側網部を、より適切にかつ大きく超音波振動させることができる。
しかも、第２介在部が存在するので、この第２介在部の超音波振動がその外側に位置する被保持部の保持部材の保持による拘束の影響を受け難いので、第２介在部の超音波振動、特に、第２介在部のうち、その内側に位置する部分における超音波振動の影響を大きく保つことができる。
【００１８】
さらに、上述のいずれかに記載のふるい装置であって、前記第１介在部は、前記振動部材に加えられた前記超音波振動が、この第１介在部を通じて、前記網枠の径方向外側に位置する前記被保持部に伝わる経路が、屈曲した経路となる形態とされてなるふるい装置とすると良い。
【００１９】
本発明のふるい装置では、第１介在部を、そのうち被保持部に超音波振動が伝わる経路が屈曲した経路となる形状としているので、第１介在部を柔結合構造にすることを容易に実現できる。
【００２０】
さらに、上述のふるい装置であって、前記第１介在部は、前記網枠の径方向に、Ｕ字状に屈曲する形態を有するふるい装置とすると良い。
【００２１】
本発明のふるい装置では、第１介在部を、網枠の径方向にＵ字状に屈曲する形態とすることにより、この第１介在部を、振動部材と網枠とを柔に結合する柔結合構造にすることができる。したがって、第１介在部に伝えられた超音波振動は、この第１介在部から径方向外側にある被保持部に伝わり難くなる。
しかも、第１介在部は、網枠の径方向にＵ字状に屈曲した形態とするだけで形成できるので、その構造は簡単である。
【００２２】
さらに、上述のふるい装置であって、前記網枠は、金属からなり、前記第１介在部のうち、前記Ｕ字状に屈曲する部位で構成された溝部には、樹脂またはゴムのいずれかの材料からなる柔軟部材が配置されてなるふるい装置とすると良い。
【００２３】
本発明のふるい装置では、第１介在部のうちＵ字状に屈曲する部位で構成された溝部に、樹脂またはゴムのいずれかの材料からなる柔軟部材が配置されている。
これにより、このふるい装置で処理をする被処理物が溝部内に入り込むことが防止される。その上、柔軟部材を樹脂またはゴムのいずれかの材料としているので、第１介在部に伝えられた超音波振動を、柔軟部材によって拘束することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態に係るふるい装置１は、モータ１６１により発生させた低周波のふるい振動数の揺動で、粉体ＦＦのふるい分けを行うふるい装置であり、この揺動に加えて、後述するように、ふるい網８０に超音波振動子９０で発生させた超音波振動を伝えて目詰まり等を防止し、さらに効率よくふるい分けを可能とした装置である。
このふるい装置１は、図１に示すように、架台１１、下枠２０、中枠３０、上枠４０、網枠５０、振動部材７０、ふるい網８０、超音波振動子９０、モータ１６１、振動体１６５及び振動体ベース１７０等から構成されている。
このふるい装置１は、有底円筒型の架台１１内に設置されたモータ１６１の回転を、第１プーリ１６２と第２プーリ１６３との間に架け渡したＶベルト１６４で振動体１６５に伝える。この振動体１６５の上下には、非平衡重りである第１ウェイト１６８及び第２ウェイト１６９が偏芯して取り付けられており、振動体１６５は偏芯しつつ回転する。
なお、振動体１６５と第２プーリ１６３とは、弦巻バネからなる第１スプリング１６６で接続されているので、振動体１６５が偏芯して回転してもその振動が第１プーリ１６２、モータ１６１及び架台１１には伝わらないようになっている。
【００２５】
このふるい装置１では、振動体１６５が回転自在に取り付けられてなる皿状の振動体ベース１７０が、架台１１との間に多数の第２スプリング１６７を介して架台１１から浮き上がるようにして、柔に保持されている。このため、振動体１６５に生じる偏芯振動に応じて、振動体ベース１７０も振動することとなる。振動体１６５及び第２ウェイト１６９の上方には、略円錐形状の振動容器１２が配置されており、その周囲を円筒状の筒状部２１を有する下枠２０が取り囲んでいる。この下枠２０の径方向外側には、排出口２４に通じる排出路２３が設けられている。
【００２６】
一方、下枠２０の上方には、下枠２０の筒状部２１と同径同心状の筒状部３１を有する中枠３０が同心状に積み重なって配置されている。
具体的には、図２に示すように、ゴムリング１８１を介して、下枠２０の連結フランジ部２２と中枠３０の連結フランジ部３２とが、金属バンド１８６で結束されている。これにより、中枠３０と下枠２０とは、互いに連結されると共に、連結部分での粉体の漏れ出しや異物の混入が防止されている。
【００２７】
さらに、この中枠３０の上方には、図１及び図２に示すように、上枠４０、網枠５０、振動部材７０及びふるい網８０が配置されている。この上枠４０、網枠５０及びふるい網８０は、いずれも同心状となっている。
これらのうち、ふるい網８０は、図３に示すように、外形が円形状に裁断された、所定のメッシュをなす市販品の金属網である。ふるい網８０の径は、網枠５０の外径と同径とされている。このふるい網８０は、網枠５０より径方向内側に位置する内側網部８１と、ふるい網８０の周縁に位置する周縁網部８２を含む。
【００２８】
振動部材７０は、図３及び図４に示すように、金属からなり、後述する超音波振動子９０により超音波振動させられる略半円形状の平板である。この振動部材７０は、網枠５０の径方向内側に配置され、本実施形態では、網枠５０の一部と一体に固着されている。具体的には、この振動部材７０は、次述する網枠５０の第１介在部５１から網枠５０の径方向内側に向けて膨出する形態で、網枠５０に溶接されている。
この振動部材７０は、網固着面７０ａ及びこれとは反対側の面である振動伝達面７０ｂを有する（図２参照）。この網固着面７０ａには、ふるい網８０が配置され、接着剤で固着されている。一方、振動伝達面７０ｂには、図２に示すように、ステンレスからなる断面凸字状で二段円柱状の変換体取付部材１５０が、中央部分に溶接により固着されている。
【００２９】
なお、この振動部材７０と網枠５０との間に補強リブ７１を設けて、振動部材７０が下方に屈曲変形するのを防止している（図２参照）。
【００３０】
網枠５０は、ステンレスからなり、図３及び図４に示すように、環状に形成されている。この網枠５０は、この中心に位置する平面視円形状で、ふるい網８０を網枠５０の中央部分で支える支持部５８、第１介在部５１及び第２介在部６１を有する。また、この網枠５０は、この第２介在部６１から延びて支持部５８を四方から支える４つの枠内リブ５９、及び、網枠５０の周縁に位置する被保持部５５を有する。
【００３１】
網枠５０のうち、被保持部５５は、図５及び図６に示すように、ふるい網８０の周縁網部８２を配置して、これを接着剤で固着する平坦面５５ａを有している。この被保持部５５は、ふるい網８０の周縁網部８２と共に、ゴムリング１８２，１８３に挟まれ、さらに、これらを中枠３０の連結フランジ部３２及び上枠４０の連結フランジ部４２で挟み込まれて拘束されている（図２参照）。
【００３２】
網枠５０のうち、第１介在部５１は、図３〜図５に示すように、被保持部５５より径方向内側で、振動部材７０との間に位置しており、網枠５０の径方向にＵ字状に屈曲する形態に形成されている。この網枠５０は、第１介在部５１のうち、Ｕ字状に屈曲する部位で構成された溝部５２を含む。
また、第１介在部５１は、図５に示すように、被保持部５５と一体に繋がっており、被保持部５５の平坦面５５ａと面一である網固着面５１ａを有している。この網固着面５１ａにも、ふるい網８０が配置され、接着剤で固着されている。
【００３３】
この第１介在部５１は、ふるい装置１で粉体ＦＦのふるい分けを行うとき、モータ１６１を回転させることにより、被保持部５５から伝えられる網枠５０全体を揺動させる９００〜２１００（V.P.M）程度の所定のふるい振動数では、各部が剛体として作用する寸法を有している。このため、図７に実線と２点鎖線とで示すように、ふるい振動では、振動部材７０と網枠５０とは一体的に振動可能としてこれらを結合している（図７参照）。
【００３４】
また、第２介在部６１は、図３及び図４に示すように、第１介在部５１と同形状で、網枠５０のうちの第１介在部５１が存在する部分を除き、全周にわたって網枠５０の周方向に延設され、ふるい網８０のうちの網枠５０の内側に位置する内側網部８１と被保持部５５との間に位置している。この第２介在部６１は、図６に示すように、第１介在部５１と同様、被保持部５５と一体に繋がっており、被保持部５５の平坦面５５ａと面一である網固着面６１ａを有している。この網固着面６１ａにも、ふるい網８０が配置され、接着剤で固着されている。
【００３５】
具体的には、網枠５０のうちの第１介在部５１及び第２介在部６１は、本実施形態では、図５において、その径方向の幅（図５中、左右方向の長さ）Ｗ１がＷ１＝１２（ｍｍ）、高さＴがＴ＝１５（ｍｍ）とされている。また、第１，２介在部５１，６１で構成される溝部５２，６２は、その径方向の幅Ｗ２がＷ２＝３（ｍｍ）、深さ（図５中、上下方向の長さ）ＨがＨ＝１２（ｍｍ）とされ、第１，２介在部５１，６１における径方向のほぼ中央の位置に設けられている。また、この第１，２介在部５１，６１は、その高さＴ（図５中、上下方向）が被保持部５５の厚さよりも大きくされており、厚さ方向の一方側において第１介在部５１の網固着面５１ａと第２介在部６１の網固着面６１ａとが面一になっている。
【００３６】
なお、本実施形態では、第１介在部５１の溝部５２及び第２介在部６１の溝部６２には、図２及び図３に示すように、ゴム状弾性を有する柔軟な樹脂からなる柔軟部材５３が充填されている。これにより、このふるい装置１でふるい処理される粉体ＦＦが溝部５２，６２内に入り込むことが防止される。その上、柔軟部材５３に柔軟な樹脂を用いているので、第１，２介在部５１，６１に伝えられた超音波振動を、柔軟部材５３によって拘束することがない。
【００３７】
ふるい網８０の中心に位置する支持部５８は、円形の網固着面５８ａを有している。この網固着面５８ａは、図１及び図２に示すように、第１介在部５１の網固着面５１ａ、第２介在部６１の網固着面６１ａ及び被保持部５５の平坦面５５ａと面一となるように配置されている。ふるい網８０の中央付近でのたるみを防止するため、この支持部５８の網固着面５８ａにも、ふるい網８０が接着剤で固着されている。
かくして、本実施形態では、被保持部５５、第１介在部５１、第２介在部６１、支持部５８及び振動部材７０の間に互いの架け渡すように、ふるい網８０が架け渡して張られている。
【００３８】
この網枠５０には、前述したように、第２介在部６１から４本の枠内リブ５９が支持部５８に向けて延び、この支持部５８をその四方から支えている（図１、図４及び図５参照）。
【００３９】
ふるい装置１のうち、上枠４０は、図１に示すように、上方に向かって開いた円錐台の側面（斜面）の形状に形成されたテーパ部４１を有している。また、前述したように、中枠３０の連結フランジ部３２と上枠４０の連結フランジ部４２との間には、図２に示すように、ゴムリング１８２，１８３を介装して網枠５０の被保持部５５が挟み込まれている。そして、連結フランジ部３２と連結フランジ部４２とを金属バンド１８７で結束することにより、中枠３０、網枠５０及び上枠４０は、互いに連結している。これにより、上枠４０と網枠５０と中枠３０とが、互いに連結されると共に、連結部分での粉体の漏れ出しや異物の混入が防止されている。
なお、連結フランジ部３２を有する中枠３０及び連結フランジ部４２を有する上枠４０が、本発明の保持部材に対応する。
【００４０】
さらに、中枠３０の筒状部３１において、振動部材７０の配置された位置に対応する位置に、この筒状部３１から径方向外側（図２中、右側）に突出する円管状の振動子保持筒部３３が設けられている。この振動子保持筒部３３内には、次述する超音波振動子９０が挿入、固着されている。
【００４１】
この超音波振動子９０は、圧電セラミックと金属ブロックとをボルト締め構造に組み上げた、いわゆるボルト締めランジュバン型超音波振動子であり、ステンレスからなる前面板９１が超音波振動するように構成された超音波振動子である。この超音波振動子９０は、内部構造を図示しないが、振動子ケース９４で囲んで内部を密閉した公知の防爆、防塵構造を有し、前面板９１の一部だけを振動子ケース９４の外部に突出させた形態となっている。この超音波振動子９０では、前面板９１の先端（図２中、左方）面である振動伝達面９１ａは、超音波振動の腹の位置となっている。
【００４２】
この振動子ケース９４は、前面板９１のうち超音波振動の節となる部分を機械的に保持する構造となっており、この超音波振動子９０に超音波振動を発生させても、この振動子ケース９４には振動を生じない。この振動子ケース９４には、その後端（図２中、右端）に、径方向外側（図２中、上下方向）に突出するケースフランジ部９６が設けられている。このケースフランジ部９６は、図２に示すように、ゴムリング１８４，１８５によって挟まれ、さらに、振動子保持筒部３３の振動子連結フランジ部３４と、別途用意した外付けフランジ４３とで挟み込まれている。そして、振動子連結フランジ部３４と外付けフランジ４３とを金属バンド１８８で結束することで、中枠３０の振動子保持筒部３３に超音波振動子９０が固着されている。これにより、超音波振動子９０が、中枠３０の振動子保持筒部３３内に固着されると共に、固着部分での粉体の漏れ出しや異物の混入が防止されている。
【００４３】
この超音波振動子９０では、その前面板９１と、振動部材７０に固着した変換体取付部材１５０との間には、図２に示すように、平面視、略十字型の二次元振動方向変換体１００が介在している。この二次元振動方向変換体１００は、特開２００６−１３０４３３号公報に開示された振動伝達部材である。この二次元振動方向変換体１００は、ステンレスからなり、所定長さの２本の円柱体を、その第１軸線１００Ｊ１及び第２軸線１００Ｊ２が直交するように組み合わせた形状を有している。
【００４４】
この二次元振動方向変換体１００では、交差部１１０を中心として、図２中、これと、その右側の外方伸延部１２０と、左側の内方伸延部１３０とが第１軸線１００Ｊ１に沿って延びる円柱形状をなしている。しかもその長さは、超音波振動子９０で発生する超音波振動がこの円柱部分を伝わるときの１／２波長分の長さに相当する寸法とされ、外方伸延部１２０の振動伝達面１２０ａ及び内方伸延部１３０の振動伝達面１３０ａが、それぞれ超音波振動の腹の位置となっている。
また、交差部１１０を中心として、図２中、これと、その上側の直交結合部１４０と、下側の直交伸延部１４５とが第２軸線１００Ｊ２に沿って延びる円柱形状をなしている。しかもその長さは、超音波振動子９０で発生する超音波振動がこの円柱部分を伝わるときの１／２波長分の長さに相当する寸法とされ、直交結合部１４０の振動伝達面１４０ａが超音波振動の腹の位置となっている。
【００４５】
この二次元振動方向変換体１００のうち、直交結合部１４０は、その第２軸線１００Ｊ２と変換体取付部材１５０の軸線１５０Ｊとが一致するように、薄板状のスペーサ１５１を介挿した状態で、ネジ締結により変換体取付部材１５０と緊密に密着されている。
一方、外方伸延部１２０は、その第１軸線１００Ｊ１と超音波振動子９０の軸線９０Ｊとが一致するように、スペーサ１５２を介挿した状態で、振動子保持筒部３３内に挿通した超音波振動子９０前面板９１と、ネジ締結により緊密に密着されている。
【００４６】
このようにして、超音波振動子９０に接続された二次元振動方向変換体１００及び振動部材７０について、超音波振動子９０を駆動して、第１軸線１００Ｊ１に沿う方向に伸縮する超音波振動（縦波）を発生させると、前面板９１の振動伝達面９１ａを振動の腹として、二次元振動方向変換体１００に超音波振動が伝えられる。この二次元振動方向変換体１００では、外方伸延部１２０の振動伝達面１２０ａ及び内方伸延部１３０の振動伝達面１３０ａが超音波振動の腹となり、交差部１１０が節となる振動が励起されると共に、この二次元振動方向変換体１００をなす金属のポアソン比に従って第２軸線１００Ｊ２方向にも超音波振動が励起される。このため、直交結合部１４０及び変換体取付部材１５０を通じて、振動部材７０がその厚さ方向（図２中、上下方向、第２軸線１００Ｊ２に沿う方向）に超音波振動させられる。
【００４７】
ところで、本実施形態に係るふるい装置１では、網枠５０に第１介在部５１を形成している。この第１介在部５１は、中枠３０の連結フランジ部３２及び上枠４０の連結フランジ部４２により網枠５０の被保持部５５を保持させても、振動部材７０の超音波振動が抑制されることを低減する柔結合構造となっている。
具体的には、例えば、図８に実線及び２点鎖線で示すように、振動部材７０が超音波振動させられると、網枠５０のうち第１介在部５１の部分が変形してこの超音波振動が、被保持部５５に伝わらないようにされている。逆に言えば、被保持部５５を拘束しても、第１介在部５１の存在により、振動部材７０を大きく超音波振動させることができる。
また、超音波振動子９０側から見た負荷も、第１介在部５１を設けない場合よりも小さくできる。
【００４８】
一方、前述したように、本実施形態に係るふるい装置１では、第１介在部５１が存在しても、所定のふるい振動数では、振動部材７０と網枠５０とが一体的に揺動可能に結合している。
このため、このふるい装置１において、ふるい振動数で、網枠５０を揺動させた場合には、この網枠５０と同様に、振動部材７０もふるい網８０も揺動させることができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るふるい装置１では、前述したように、網枠５０は、その被保持部５５の内側で、振動部材７０との間に、第１介在部５１を有すると共に、これを除くふるい網８０の内側網部８１とこの被保持部５５との間全周に、第２介在部６１を有している。
このため、振動部材７０から超音波振動が第２介在部６１に伝わり、振動部材７０からのみならずこの第２介在部６１、特に、そのうち、内側に位置する内側部６１ｂへも伝わる。これにより、この第２介在部６１（内側部６１ｂ）からも、ふるい網８０の内側網部８１へ超音波振動を伝えることができる。このため、ふるい網８０の内側網部８１の各部を、より適切にかつ大きく超音波振動させることができる。
しかも、本実施形態では、網枠５０の内側部分には、第１介在部５１と同様の柔結合構造の第２介在部６１が存在するので、この第２介在部６１に伝えられた超音波振動が、その外側に位置する網枠５０の被保持部５５における中枠３０の連結フランジ部３２及び上枠４０の連結フランジ部４２の拘束の影響を受け難い。
このため、第２介在部６１の超音波振動、特に内側部６１ｂにおける超音波振動を大きく保つことができるから、内側網部８１を大きく超音波振動させうる。
【００５０】
ふるい装置１における網枠５０の第１介在部５１及び第２介在部６１の効果について、以下の手法により調査確認をした。図９は、調査確認で用いた比較形態に係る網枠２５０を示す図であり、第１介在部５１及び第２介在部６１を非屈曲部２５６に代えた網枠２５０を示す断面図である。図１０は、網枠５０の第１介在部５１及び第２介在部６１の効果に関する調査方法を説明する説明図である。図１１は、調査における実験形態及び比較形態に係るふるい網８０（内側網部８１）における測定位置の説明図である。表１は、実験形態及び比較形態に係る網枠５０，２５０を用いた場合の、ふるい網８０（内側網部８１）における超音波振動の振幅及び振動速度についての測定結果をそれぞれまとめた表である。図１２は、表１のうち、実験形態及び比較形態に係る網枠５０，２５０を用いた場合の、ふるい網８０（内側網部８１）における超音波振動の振幅についての測定結果をそれぞれ示すグラフである。
この調査は、実施形態及び比較形態とも、ふるい網８０の周縁網部８２と共に網枠５０，２５０の被保持部５５，２５５を、中枠３０の連結フランジ部３２及び上枠４０の連結フランジ部４２で保持させて行った。
【００５１】
この調査では、ふるい網８０の網面８０ａの所定位置に、所定形状の反射フィルム３１０を配置した後、ふるい網８０を超音波振動させながら、非接触により、反射フィルム３１０を介して、各所定位置におけるふるい網８０の振幅（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）の大きさと、振動速度を測定した。
本調査では、図１０に示すように、ふるい網８０の振幅を測定するにあたり、市販のレーザドップラ振動計測装置３００及びこれに接続したオシロスコープ３２０を用いた。また、ふるい網装置１のうち、超音波振動子９０に超音波を発生させるための超音波発振装置２９０の発振周波数ｆをｆ＝３７．９（ｋＨｚ）とした。
【００５２】
なお、測定は、図１１に示すように、網枠５０の支持部５８の位置を基準としてＸ方向及びＹ方向を決め、実施形態及び比較形態とも、ふるい網８０の内側網部８１において、Ｘ方向について、網枠５０の支持部５１を中心に＋Ｘ側及び−Ｘ側にそれぞれ５箇所と、Ｙ方向について、支持部５１を中心に＋Ｙ側及び−Ｙ側にそれぞれ５箇所との計２０箇所の測定位置で実施した。なお、各測定位置は、隣り合う測定位置同士は等間隔で離間して配置し、各測定位置にＰ１からＰ２０までの番号を付した。そして、この測定位置の番号に対応させて測定結果を表１及び図１０に示した。
【００５３】
測定では、レーザドップラ振動計測装置３００の照射部３０１から、各測定位置の反射フィルム３１０に向けてレーザビーム（入射ビーム）を照射し、反射フィルム３１０からの反射光を受波する。レーザドップラ振動計測装置３００では、反射フィルム３１０から反射されたレーザビーム（反射ビーム）の周波数と、入射ビームの周波数との周波数差に基づいて、反射フィルム３１０の振動速度を算出するための速度信号を検出する。
この後、この速度信号をオシロスコープ３２０に表示させて、反射フィルム３１０の振動速度を読み取る。また、この振動速度とふるい網８０（内側網部８１）における超音波振動時の周波数とから振動変位を算出して、反射フィルム３１０、したがって、ふるい網８０（内側網部８１）の各測定位置Ｐ１〜Ｐ２０における振動変位（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋの振幅）を得た。
【００５４】
【表１】
2008110308.tif 000003
【００５５】
調査の結果を表１及び図１２に示す。図１２によれば、実施形態に係る網枠５０では、比較形態に係る網枠２５０に比して、いずれの測定位置においても、大きな振幅が得られていることが判る。
これは、網枠５０に、その径方向にＵ字状に屈曲する形態の第１介在部５１を設けたこと、さらには、これと同形状の第２介在部６１とを設けたことにより、ふるい網８０（内側網部８１）全体が大きく超音波振動可能になったためであると考えられる。
つまり、実施形態では、振動部材７０と網枠５０とを第１介在部５１で柔結合することで、中枠３０の連結フランジ部３２及び上枠４０の連結フランジ部４２により網枠５０の被保持部５５が保持、拘束されていても、振動部材７０は、被保持部５５での拘束の影響を受けず大きく超音波振動できたためと考えられる。
さらに、網枠５０の内側に、第２介在部６１を、第１介在部５１が存在する部分を除く全周にわたって設けることで、振動部材７０から第２介在部６１に超音波振動を伝え、振動部材７０からのみならず、この第２介在部６１からもふるい網８０の内側網部８１に超音波振動を伝えたからであると考えられる。
【００５６】
これに対し、比較形態では、網枠２５０の非屈曲部２５６は、容易に屈曲しないので、連結フランジ部３２及び連結フランジ部４２で網枠２５０の被保持部２５５を拘束すると、振動部材７０まで拘束されて、振動部材７０の超音波振動が抑制される。また、超音波振動が振動部材７０から非屈曲部２５６に伝えられても、この非屈曲部２５６も自身が被保持部２５５を介して連結フランジ部３２及び連結フランジ部４２に拘束されているので、振動部材７０から伝えられた超音波振動が抑制されるためであると考えられる。
かくして、網枠５０に第１介在部５１を、さらには第２介在部６１を設けることで、振動部材７０及びふるい網８０（内側網部８１）を、より適切にかつ大きく超音波振動させることができることが確認できた。
【００５７】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態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、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、本実施形態では、第１介在部５１を網枠５０に設けたが、第１介在部は、振動部材に形成しても良く、あるいは、網枠と振動部材の両者に第１介在部の一部ずつを形成しても良い。また、第１介在部は、振動部材及び網枠の両方にそれぞれ形成しても良い。
【００５８】
また、本実施形態では、第１介在部５１を、網枠５０の径方向にＵ字状に屈曲する形態とした。しかしながら、ふるい装置では、第１介在部の形態は、振動部材に加えられた超音波振動が、この第１介在部を通じて、網枠の径方向外側に位置する被保持部に伝わる経路が、屈曲した経路となる形態であれば、適宜変更可能である。
具体的な変形形態として、例えば、図１３に示す断面形状を有する網枠３５０を用いたふるい装置が挙げられる。この網枠３５０は、その径方向（図１３中、左右方向）断面において、概略Ｌ字状を有しており、網枠３５０の内周側（図１３中、左側）に位置する内周部３５８と、網枠３５０の外周側（図１３中、右側）に位置する被保持部３５５と、これらの間に位置する第１介在部３５１とを有している。このうち第１介在部３５１は、内周部３５８と被保持部３５５との間において、網枠３５０の厚み方向（図１３中、上下方向）の両側に、それぞれ凹溝３５９を交互に凹設した形態である。この変形形態の網枠３５０でも、第１介在部３５１を、そのうち被保持部３５５に超音波振動が伝わる経路が屈曲した経路となる形状としているので、振動部材７０と第１介在部３５１とを柔結合することができている。
【００５９】
また、本実施形態では、ふるい網８０を、モータ１６１による低周波の揺動と、超音波振動子９０による超音波振動とで振動させるふるい装置１を例示した。しかしながら、ふるい装置は、超音波振動子による超音波振動だけでふるい網を振動させるふるい装置として構成しても良い。
また、本実施形態では、ふるい網８０よりも下方に、超音波振動子９０や二次元振動方向変換体１００を配置した例を示したが、ふるい網よりも上方から超音波振動子の超音波振動を振動部材に伝え、これを通じてふるい網を超音波振動させても良い。
また、本実施形態では、略十字型の二次元振動方向変換体１００を用いて、超音波振動子９０の超音波振動の方向を変換した例を示した。しかしながら、超音波振動子が発生する超音波振動を振動部材に伝えることができればよく、超音波振動子と振動部材とを直接結合しても良いし、あるいは超音波振動子と振動部材との間に超音波ホーンを介在させて、超音波振動子からの超音波振動を振動部材に伝える構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態に係るふるい装置の構造を、一部に断面図を用いて示す部分縦断面図である。
【図２】図１において、網枠、振動部材、超音波振動子など、本発明にかかる要部を拡大して示すＡ−Ａ矢視部分拡大断面図である。
【図３】本実施形態に係るふるい装置のうち、網枠に張設したふるい網を上方から見た平面図である。
【図４】本実施形態に係るふるい装置のうち、振動部材と一体化した網枠を上方から見た平面図である。
【図５】本実施形態に係るふるい装置の網枠を説明するための説明図であり、図４におけるＣ−Ｃ矢視方向から見た断面図である。
【図６】本実施形態に係るふるい装置のうち、網枠の第２介在部を説明するための説明図であり、図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図７】本実施形態に係るふるい装置において、振動部材と網枠とを一体的に揺動する様子を説明するための説明図である。
【図８】本実施形態に係るふるい装置において、振動部材が超音波振動させられる様子を説明するための説明図である。
【図９】比較形態に係る網枠を示す図であり、図４のＣ−Ｃ矢視と同方向から見た断面図である。
【図１０】本実施形態に係るふるい装置のうち、網枠の第１介在部及び第２介在部の効果に関する調査方法を説明する説明図である。
【図１１】網枠の第１介在部及び第２介在部の効果についての調査において、実験形態及び比較形態に係るふるい網における測定位置の説明図である。
【図１２】実験形態及び比較形態に係る網枠を用いた場合の、ふるい網における超音波振動の振幅についての測定結果をそれぞれ示すグラフである。
【図１３】変形形態に係る網枠の形態を示す図であり、図４のＣ−Ｃ矢視と同方向から見た断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ふるい装置
３０  中枠（保持部材）
４０  上枠（保持部材）
５０，２５０，３５０  網枠
５１，３５１  第１介在部
５２  溝部
６１  第２介在部
６１ｂ  内側部（第２介在部のうち内側に位置する部分）
７０  振動部材
８０  ふるい網
８１  内側網部
【図１】
2008110308.tif 000004
【図２】
2008110308.tif 000005
【図３】
2008110308.tif 000006
【図４】
2008110308.tif 000007
【図５】
2008110308.tif 000008
【図６】
2008110308.tif 000009
【図７】
2008110308.tif 000010
【図８】
2008110308.tif 000011
【図９】
2008110308.tif 000012
【図１０】
2008110308.tif 000013
【図１１】
2008110308.tif 000014
【図１２】
2008110308.tif 000015
【図１３】
2008110308.tif 000016