(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
篩網と前記篩網の周囲に配置される外枠とを有する篩を所定の位置に交換可能に載せて篩分けを行う篩分け装置であって、
前記外枠に当接して前記篩を支持し、前記所定の位置を構成するリング部材と、
前記リング部材が載せられる支持部と、
前記リング部材に取り付けられる超音波振動発生部と、
を備えることを特徴とする篩分け装置。
【請求項２】
前記外枠の外周には鍔部が形成されており、
前記リング部材は、前記鍔部に当接して前記篩を支持することを特徴とする請求項１に記載の篩分け装置。
【請求項３】
前記篩を支持する前記リング部材の内面と、当該内面に対向する前記外枠の外側面との間に、隙間が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の篩分け装置。
【請求項４】
前記リング部材の内周は、切れ目なく繋がっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の篩分け装置。
【請求項５】
前記リング部材は、前記支持部に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の篩分け装置。
【請求項６】
当該装置は、前記篩網上の試料を水で濡らすことなく篩分けを行う乾式篩分け装置であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の篩分け装置。
【請求項７】
当該装置は、負圧下で篩分けを行うことを特徴とする請求項６に記載の篩分け装置。
【請求項８】
前記支持部を有する本体部と、
前記本体部内に移動可能に配置されるノズル部と、
を更に備え、
前記支持部上に、前記リング部材、蓋体が被せられた前記篩を重ねた状態で、エアーを吸引する吸引装置を駆動させて前記篩網の下方から前記ノズル部によって位置を変更しながらエアーを吹き付けて篩分けを行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の篩分け装置。
【請求項９】
当該装置は、前記篩網上の試料を水で濡らしながら篩分けを行う湿式篩分け装置であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の篩分け装置。
【請求項１０】
前記超音波振動発生部による振動とは異なる周波数で振動する振動部と、
前記リング部材に載せられた前記篩の上方に配置される散水部と、
を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の篩分け装置。
【請求項１１】
前記振動部が前記支持部であることを特徴とする請求項１０に記載の篩分け装置。
【請求項１２】
篩網と前記篩網の周囲に配置される外枠とを有する篩を所定の位置に交換可能に載せて篩分けを行う篩分け装置であって、
前記外枠の外周に形成される鍔部に当接し、前記所定の位置を構成するリング部材と、
前記リング部材に取り付けられる超音波振動発生部と、
を備えることを特徴とする篩分け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、篩分けの際に超音波振動を利用する篩分け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波振動を利用して篩分けを行う篩分け装置が知られる。例えば、特許文献１には、超音波発振器が固設される共振リングをふるい網の下面に当接させてなる超音波発振器付振動ふるい機が開示される。共振リングは、ふるい網が張設された枠体の下側に固設される支持枠状に、複数のスプリングを介して水平に支持される。共振リングは、スプリングの弾性によってふるい網の下面に当接する。
【０００３】
また、特許文献２には、メッシュ（篩網）の下面に当接する金属製の振動板と、振動板の中央部の下面に取り付けられた超音波振動子と、を備える篩装置が開示される。振動板は、その上に配置されるメッシュと共に外枠に載せられて、外枠にネジ留めされる。更に特許文献３には、超音波変換器が取り付けられる結合素子が篩枠の一部を構成し、篩枠に振動が伝達される構成が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２８８４２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４５４４６号公報
【特許文献３】特表２００２−５０５９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１から３に開示される構成では、超音波振動を伝達する部材が篩に固設されて一体になっている。例えば、実験室レベルで篩い分けを行う場合等には、目開き（メッシュ）の異なる複数種類の篩を使用して実験を行いたい場合が多々ある。従来の構成では、目開きの異なる篩ごとに、超音波振動を伝達する部材付きの篩を準備する必要がある。又は、篩を分解して超音波振動を伝達する部材の付け替えを行う必要がある。すなわち、従来の構成では、試験費用の増大や作業負担が懸念される。
【０００６】
なお、特許文献２には、クランプ枠に超音波振動を与え、この振動を篩本体に伝える篩装置が開示される。このような構成では、目開きの異なる篩ごとに、超音波振動を伝達する部材付きの篩を準備する必要がなくなる。しかしながら、クランプ枠の付け替え作業に工具が必要となる等、付け替え作業が負担になることが懸念される。また、クランプ枠型の構成では、クランプ枠の締付によって篩網に歪みを与える虞がある。このような歪は篩分けの再現性の低下等を生じる可能性がある。
【０００７】
以上の点に鑑みて、本発明は、超音波振動を用いて篩分け行え、使い勝手の良い篩分け装置を提供することを目的とする。また、本発明は、再現性良く迅速に篩分けを行える篩分け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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の篩分け装置は、篩網と前記篩網の周囲に配置される外枠とを有する篩を所定の位置に配置して篩分けを行う篩分け装置であって、前記外枠に当接して前記篩を支持するリング部材と、前記リング部材が載せられる支持部と、前記リング部材に取り付けられる超音波振動発生部と、を備える構成（第１の構成）になっている。
【０００９】
本構成では、超音波振動を伝達するリング部材が篩の外枠に当接して篩を支持する。当該構造では、リング部材の上に篩を載せるだけで篩に超音波振動を伝達するという構成を実現できる。このために、目開きの異なる篩ごとに、超音波振動を伝達する部材付きの篩を準備する必要がない。また、本構成では、目開きの異なる複数種類の篩を用いて試験を行う場合の作業負担を軽減できる。
【００１０】
上記第１の構成の篩分け装置において、前記外枠の外周には鍔部が形成されており、前記リング部材は、前記鍔部に当接して前記篩を支持する構成（第２の構成）であるのが好ましい。例えばＪＩＳ篩等の一般的な篩は、篩網をかしめて保持するために鍔部を有する。本構成は、リング部材が当該鍔部を利用して篩を支持する構成であり、汎用性に優れる。
【００１１】
上記第２の構成の篩分け装置において、前記篩を支持する前記リング部材の内面と、当該内面に対向する前記外枠の外側面との間に、隙間が形成されている構成（第３の構成）が採用されてもよい。本構成によれば、例えば篩の製造ばらつき等に対応できる可能性が向上する。
【００１２】
上記第１から第３のいずれかの構成の篩分け装置において、前記リング部材の内周は、切れ目なく繋がっている（第４の構成）のが好ましい。本構成によれば、気密性の向上や、水漏れ防止が期待できる。
【００１３】
上記第１から第４のいずれかの構成の篩分け装置において、前記リング部材は、前記支持部に対して着脱可能である（第５の構成）のが好ましい。本構成によれば、例えば、超音波振動を取り付けるリング部材の清掃及びメンテナンスを簡単に行うことができる。
【００１４】
上記第１から第５のいずれかの構成の篩分け装置は、前記篩網上の試料を水で濡らすことなく篩分けを行う乾式篩分け装置であってよい（第６の構成）。
【００１５】
上記第６の構成の篩分け装置は、負圧下で篩分けを行う構成（第７の構成）であるのが好ましい。本構成によれば、連結具を利用することなく、リング部材と篩の外枠とが当接した状態を維持することができる。
【００１６】
上記第７の構成の篩分け装置は、前記支持部を有する本体部と、前記本体部内に移動可能に配置されるノズル部と、を更に備え、前記支持部上に、前記リング部材、蓋体が被せられた前記篩を重ねた状態で、エアーを吸引する吸引装置を駆動させて前記篩網の下方から前記ノズル部によって位置を変更しながらエアーを吹き付けて篩分けを行う構成（第８の構成）であってよい。本構成は、いわゆるエアジェットシーブ方式の篩分けの際に、篩に超音波振動を付与する構成であり、試料の篩分けを迅速且つ再現性良く行うことが可能である。
【００１７】
上記第１から第５のいずれかの構成の篩分け装置は、前記篩網上の試料を水で濡らしながら篩分けを行う湿式篩分け装置であってよい（第９の構成）。
【００１８】
上記第９の構成の篩分け装置は、前記超音波振動発生部による振動とは異なる周波数で振動する振動部と、前記リング部材に載せられた前記篩の上方に配置される散水部と、を更に備える構成（第１０の構成）であってよい。本構成によれば、篩に周波数の異なる２種類の振動を与えながら篩網上の試料に散水して篩分けを行うので、試料の篩分けを迅速且つ再現性良く行うことが可能である。また、本構成では、粒子径が非常に細かい試料の篩分けが可能になる。
【００１９】
上記第１０の構成において、前記振動部が前記支持部である構成（第１１の構成）が採用されてもよい。
【００２０】
上記目的を達成するために本発明の篩分け装置は、篩網と前記篩網の周囲に配置される外枠とを有する篩を所定の位置に配置して篩分けを行う篩分け装置であって、前記外枠の外周に形成される鍔部に当接するリング部材と、前記リング部材に取り付けられる超音波振動発生部と、を備える構成（第１２の構成）になっている。
【００２１】
例えばＪＩＳ篩等の一般的な篩は、篩網をかしめて保持するために鍔部を有する。本構成によれば、当該鍔部を利用して、リング部材によって篩を支持したり、篩によってリング部材を支持したりすることができる。そして、リング部材と鍔部との当接によって篩に超音波振動を伝達できるので、迅速且つ再現性のよい篩分けを実現できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、超音波振動を用いて篩分け行え、使い勝手の良い篩分け装置を提供できる。また、本発明によると、再現性良く迅速に篩分けを行える篩分け装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る篩分け装置の構成を示す概略平面図
【図２】図１に示す篩分け装置をＡ−Ａ位置で切断した概略断面図
【図３】本発明の第１実施形態に係る篩分け装置が備えるリング部材の概略上面図
【図４】本発明の第１実施形態に係る篩分け装置におけるリング部材と篩の関係を示す概略拡大図
【図５】本発明の第２実施形態に係る篩分け装置の構成を示す概略平面図
【図６】図５に示す篩分け装置の本体部をＢ−Ｂ位置で切断した概略一部断面図
【図７】本発明の第２実施形態に係る篩分け装置が備えるリング部材の概略上面図
【図８】本発明の第２実施形態に係る篩分け装置において、小径の篩を利用する場合の概略一部断面図
【図９】小径の篩を使用する場合におけるリング部材と篩との関係を示す模式図
【図１０】下アタッチメントの概略上面図
【図１１】上アタッチメントの概略上面図
【図１２】小径の篩に対応したリング部材の概略上面図
【図１３】実施例１の結果を纏めたグラフ
【図１４】実施例２の結果を纏めたグラフ
【図１５】実施例３の結果を纏めたグラフ
【図１６】実施例４の結果を纏めたグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る篩分け装置について図面を参照して説明する。実施形態に係る篩分け装置は、篩網と当該篩網の周囲に配置される外枠とを有する篩を、所定の位置に配置して篩分けを行う装置である。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る篩分け装置１の構成を示す概略平面図である。図２は、図１に示す篩分け装置１をＡ−Ａ位置で切断した概略断面図である。図２は、詳細には、図１に示す各パーツを重ねた状態を示している。図１及び図２に示すように、篩分け装置１は、本体部１０の支持部１０ａにリング部材１１を載せ、更にリング部材１１に蓋体１３が被せられた篩１２を載せた状態で使用される。
【００２６】
なお、篩１２は、篩網１２１と、篩網１２１の周囲に配置される外枠１２２とを有する。蓋体１３は、外枠１２２の上に載せられる。略円筒状に設けられる外枠１２２は、詳細には、円形状の篩網１２１を保持するかしめ部１２２ａを有する。かしめ部１２２ａは、本発明の外枠の外周に形成される鍔部の一例である。以下、かしめ部１２２ａは、鍔部１２２ａと記載する。鍔部１２２ａは、篩網１２１の近傍に位置する。篩１２としては、特に限定する趣旨ではないが、ＪＩＳ篩を使用できる。本実施形態では、一例として、篩１２の内径は２００ｍｍである。篩１２は、試験の目的によって適切な目開きを有するものが選択される。篩分け装置１においてはＪＩＳ篩を使用できるために、適切な目開きを有する篩を簡単に選択して実験を行うことができる。
【００２７】
篩分け装置１は、篩網１２１上の試料を水で濡らすことなく篩分けを行う乾式篩分け装置である。篩網１２１上の粉体等の試料は、篩網１２１の目開きを基準として、粗いものと細かいものとに分けられる。篩分け装置１が備える本体部１０は、上部に上面視において円形の開口１０ｂを有する。本体部１０が有する支持部１０ａは、この開口１０ｂを取り囲む。円環状の支持部１０ａの上端には、ゴムリング１０１が装着されている。なお、支持部１０ａ上端のゴムリング１０１は無くてもよい。この場合には、例えば、リング部材１１にＯリング等の振動の伝搬を抑制する部材が装着されればよい。その他、本体部１０には、篩分け装置１を動作させるための操作部等が設けられている。
【００２８】
篩分け装置１は、本体部１０内に移動可能に配置されるノズル部１０２を備える。詳細には、ノズル部１０２は、開口１０ｂ内に配置される回転軸１０３を中心として回転する。回転軸１０３は、上下方向に延びる。回転軸１０３の軸線ＡＸ上に、開口１０ｂの中心が位置する。回転軸１０３は、回転軸１０３の下方に配置されるモータを含む駆動部１０４によって回転される。ノズル部１０２は、回転軸１０３近傍から開口１０ｂの周縁近傍まで延びる。ノズル部１０２の上面には、スリット状の吹き出し口（不図示）が設けられる。
【００２９】
本体部１０内には、ノズル部１０２が配置される空間の下方に排気路１０５が設けられる。排気路１０５は、ノズル部１０２が配置される空間と繋がっている。また、排気路１０５は、本体部１０外に配置される吸引装置１０６にホース１０７を介して繋がっている。吸引装置１０６は、例えばエアクリーナー等で構成される。なお、場合によっては、吸引装置１０６は本体部１０内に配置されてもよい。また、サイクロンなどの粉体回収装置が本体部１０と吸引装置１０６との間に配置されてもよい。
【００３０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る篩分け装置１が備えるリング部材１１の概略上面図である。リング部材１１は、支持部１０ａに対して着脱可能である。なお、場合によっては、リング部材１１は支持部１０ａに固着されてもよい。図３に示すように、リング部材１１の内周は切れ目なく繋がっており、リング部材１１は略円環状である。図１及び図３に示されるように、リング部材１１は、外周に鍔部１１１を有している。支持部１０ａに載せられるリング部材１１は、詳細には鍔部１１１が支持部１０ａに支持される。支持部１０ａに載せられたリング部材１１の中心は、回転軸１０３の軸線ＡＸ上に位置する。
【００３１】
篩分け装置１は、リング部材１１に取り付けられる超音波振動発生部１４を備える。超音波振動発生部１４は、詳細には発振器（不図示）に接続されるコンバータである。超音波振動発生部１４は、発振器から電気信号を伝達されて機械的振動を発生する。超音波振動発生部１４は、例えば３０ｋＨｚ〜３８ｋＨｚ程度の振動を発生する。
【００３２】
図３に示すように、リング部材１１には超音波振動発生部１４を取り付ける取付部１１２が設けられる。取付部１１２の側面には、ネジ孔１１２ａが形成されている。超音波振動発生部１４は不図示のネジ部を備える。このネジ部とネジ孔１１２ａとの係合により、超音波振動発生部１４はリング部材１１の側面に取り付けられる。超音波振動発生部１４が振動することによって、リング部材１１も振動する。
【００３３】
なお、ネジ孔１１２ａは、外周から内周に向けて貫通しても良いが、貫通しないのが好ましい。貫通しない構成とすることによって気密性を保ち易い。また、ネジ孔１１２ａへの試料の侵入を防ぐことができる。また、取付部１１２には、上下方向（厚み方向）に貫通する貫通孔１１２ｂが形成される。この貫通孔１１２ｂは設けなくてもよい。ただし、貫通孔１１２ｂを設けることによって、軽量化を図れるとともに、超音波振動発生部１４からリング部材１１に効率良く振動を伝達できる。
【００３４】
リング部材１１は、外枠１２２に当接して篩１２を支持する。詳細には、リング部材１１は、外枠１２２の外周に形成される鍔部１２２ａの下面に当接して篩１２を支持する。リング部材１１と外枠１２２とが当接するために、超音波振動発生部１４で発生した振動が篩１２に伝達される。リング部材１１に載せられた篩１２の中心は、回転軸１０３の軸線ＡＸ上に位置する。
【００３５】
図４は、本発明の第１実施形態に係る篩分け装置１におけるリング部材１１と篩１２の関係を示す概略拡大図である。図４に示すように、篩分け装置１においては、篩１２を支持するリング部材１１の内面と、当該内面に対向する外枠１２２の外側面との間に、隙間Ｓが形成されている。このような構成でも、リング部材１１の上面と鍔部１２２ａの下面とが当接しているために、超音波振動発生部１４で発生した振動を篩１２に十分伝達することができる。また、このような隙間Ｓが形成されてよい構成を採用することによって、篩１２の製造誤差にも対応し易い。
【００３６】
図２に示すように、支持部１０ａ上にリング部材１１、蓋体１３が被せられた篩１２をこの順番で重ねる。この状態で、吸引装置１０６を駆動させる。これにより、図２に破線矢印で示すエアーの流れが生じる。すなわち、エアーが、本体部１０の下面から本体部１０内に設けられるエアー導入路１０８に取り込まれる。エアー導入路１０８に取り込まれたエアーは、ノズル部１０２内の空洞に至る。ノズル部１０２の上面には、スリット状の吹き出し口が形成されているために、ノズル部１０２から高速のエアーが篩網１２１に向けて吹き付けられる。篩網１２１上の、ノズル部１０２からエアーを吹き付けられていない位置では、エアーが排気路１０５を介して吸引装置１０６に吸引される。このエアーの流れにより、篩網１２１上の試料（粉体等）は負圧下で篩分けされる。ここで、負圧とは基準圧よりも低い圧力のことを指し、本実施形態では基準圧は大気圧である。
【００３７】
なお、ノズル部１０２は、駆動部１０４の駆動によって回転する。このために、ノズル部１０２は、篩網１２１に対するエアーの吹き付け位置を変更しながら、篩網１２１の下方からエアーを吹き付ける。
【００３８】
篩網１２１上に載せられた試料は、ノズル部１０２から吹き付けられたエアーによって渦流を付与される。これにより、試料は篩網１２１からの離間と篩網１２１への衝突を繰り返す。篩網１２１の目よりも粗い試料は篩網１２１上に残る。篩網１２１の目より細かい試料は篩網１２１を通過する。篩網１２１を通過した試料は、吸引装置１０６で回収してもよいし、吸引装置１０６の手前に回収部を設けて、そこで回収してもよい。なお、吸引装置１０６を駆動して篩分けを行う際には、超音波振動発生部１４を駆動して篩１２に振動が与えられる。この際の超音波振動発生部１４の振動周波数は、一定の値に固定されてもよいが、一定の値に固定されることなく変化させるようにしてもよい。
【００３９】
本実施形態では、超音波振動発生部１４によって篩１２に振動を与えながら篩分けを行うために、短時間で再現性の良い篩分けを実現できる。また、篩１２に超音波振動を付与することができる構成を得るために、単に、支持部１０ａと篩１２との間にリング部材１１を配置するだけでよい。このために、使用する篩１２を交換する際に工具等を使用する必要もなく、交換作業が極めて簡単である。
【００４０】
篩分けの際に、吸引装置１０６の駆動によって負圧が得られる。なお、この負圧を得るための好ましい構成として、リング部材１１の内周は切れ目なく繋がった構成としている。篩分けの際、減圧効果によって、リング部材１１の上面と、鍔部１２２ａの下面とがしっかりと当接した状態が維持される。このために、両者の面接触によって超音波振動が篩１２に十分に伝達され、迅速な篩分けを再現性良く行うことができる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る篩分け装置２の構成を示す概略平面図である。第２実施形態の篩分け装置２においても、第１実施形態と同様の篩が使用される。このために、第２実施形態でも、篩に関わる符号は第１実施形態と同一として、篩に関わる詳細な説明は省略する。なお、第２実施形態の説明にあたっては、その他にも第１実施形態と重複する部材がある。これらについても、特に必要がない場合には同一の符号を付して説明を省略することがある。
【００４２】
第２実施形態の篩分け装置２は、篩網１２１上の試料を水で濡らしながら篩分けを行う湿式篩分け装置である。図５に示すように、篩分け装置２は、試料の篩分けが行われる本体部２０と、本体部２０の動作を制御する制御ボックス４０とを備える。
【００４３】
本体部２０は、内部に回収室及び加振機構（いずれも不図示）が配置されるベース部２１を備える。回収室はベース部２１の上部に設けられ、加振機構はベース部２１の下部に設けられる。ベース部２１の上部には、略円環状の振動部２２が配置される。加振機構は、振動部２２を振動させる。加振機構による振動部２２の振動周波数は、例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚとされる。
【００４４】
振動部２２上には、超音波振動発生部１４が取り付けられるリング部材２３、篩１２、囲い２４が、この順番で載せられる。振動部２２、リング部材２３、篩１２、及び、囲い２４は、一対の連結金具２５によって連結した状態で固定される。このために、リング部材２３、篩１２及び囲い２４は、振動部２２と共に振動する。
【００４５】
なお、篩１２の内径は、第１実施形態と同様に２００ｍｍであるが、これは一例にすぎない。また、超音波振動発生部１４は、第１実施形態と同様に、発振器（不図示）に接続されて超音波振動を発生する。振動部２２は、超音波振動発生部１４による振動とは異なる周波数で振動し、リング部材２３が載せられる支持部として機能する。振動部２２は、本発明の支持部の一例である。
【００４６】
ベース部２１の側方には、上下方向に伸縮調節を行うことができる支柱２７が設けられる。支柱２７の上部には、モータ等が内蔵されるハウジング２８が設けられる。ハウジング２８の一端部側には、ハウジング２８から垂下する散水部２６が設けられる。散水部２６は、リング部材２３に載せられた篩１２の上方に位置する。
【００４７】
図６は、図５に示す篩分け装置２の本体部２０をＢ−Ｂ位置で切断した概略一部断面図である。図７は、本発明の第２実施形態に係る篩分け装置２が備えるリング部材２３の概略上面図である。図７に示すように、リング部材２３の内周は切れ目なく繋がっており、リング部材２３は略円環状である。図６に示すように、リング部材２３は、上部側と下部側との幅（直径）が異なる段差構造を有する。詳細には、下部側が上部側に比べて幅が狭い。下部側にはＯリング２９が取り付けられる。リング部材２３は、Ｏリング２９部分が振動部２２に載った状態で振動部２２に支持される。第１実施形態と同様に、リング部材２３は、支持部である振動部２２に対して着脱可能である。
【００４８】
リング部材２３には、第１実施形態と同様に、超音波振動発生部１４を取り付ける取付部２３１が設けられる。取付部２３１の側面には、ネジ孔２３１ａが形成されており、このネジ孔２３１ａを利用して超音波振動発生部１４がリング部材２３の側面に取り付けられる。超音波振動発生部１４が振動することによって、リング部材２３も超音波振動する。なお、ネジ孔２３１ａは、外周から内周に向けて貫通しても良いが、貫通しないのが好ましい。貫通しない構成とすることによって水漏れを防止し易い。また、ネジ孔２３１ａへの試料の侵入を防ぐことができる。また、取付部２３１には、第１実施形態と同様の理由で、上下方向（厚み方向）に貫通する貫通孔２３１ｂが形成される。
【００４９】
リング部材２３は、外枠１２２に当接して篩１２を支持する。詳細には、リング部材２３は、外枠１２２の外周に形成される鍔部１２２ａの下面に当接して篩１２を支持する。リング部材２３と外枠１２２とが当接するために、超音波振動発生部１４で発生した振動が篩１２に伝達される。なお、第１実施形態と同様に、篩分け装置２においては、篩１２を支持するリング部材２３の内面と、当該内面に対向する外枠１２２の外側面との間に隙間が形成されている。
【００５０】
囲い２４は、水や篩網１２１上の試料の飛散を防止する。囲い２４は略円環状に設けられる。囲い２４の外周には鍔部２４ａが設けられ、この鍔部２４ａの下にＯリング２９が装着される。囲い２４は、Ｏリング２９部分が外枠１２２の上部に載せられた状態で篩１２に支持される。なお、散水部２６にはカバー３０が設けられている。篩分けの際には、図５及び図６に示すように、このカバー３０の下部が囲い２４の上部空間に入り込む。すなわち、当該カバー３０も水等の飛散を防止する。
【００５１】
散水部２６は、ハウジング２８から垂下する中心軸２６１と、中心軸２６１の外周を囲むように中心軸２６１に被せられる回転筒２６２とを備える。中心軸２６１は筒状に設けられる。中心軸２６１の内部は、通水路として使用される。中心軸２６１内部への給水は、ハウジング２８の上面側に接続される給水管２６３が利用される（図５参照）。
【００５２】
回転筒２６２は、ハウジング２８内に収容されるモータ（不図示）によって回転される。回転筒２６２は、中心軸２６１を中心として回転する。回転筒２６２の下端には、水平方向に延在するノズルアーム２６４が取り付けられる。ノズルアーム２６４は、左右の端部寄りに一つずつ散水ノズル２６５を備える。散水ノズル２６５からは、下方に向けて水が噴出される。詳細には、散水ノズル２６５は円錐環状に水を噴出する。また、左右の散水ノズル２６５の回転中心からの距離は異なる。
【００５３】
制御ボックス４０は、その内部に、篩分け装置２の動作を電気的に制御する制御回路、超音波振動発生部１４に電気信号を伝達する発振器、散水部２６への給水を制御する水流制御回路等を含む。また、制御ボックス４０は、表面に操作部４１を有する。なお、本実施形態では、制御部が本体部と別に設けられているが、これは一例にすぎず、制御部は本体部内に設けられてよい。
【００５４】
振動部２２上に、リング部材２３、篩１２、囲い２４をこの順番で重ねて、連結金具２５で固定する。そして、散水部２６を篩１２上の適所にセットすることによって、篩分けが行われる。篩分けの際には、加振機構によって篩１２を振動するとともに、超音波振動発生部１４による振動も篩１２に伝達される。また、散水ノズル２６５を回転させながら、篩網１２１上の試料（例えば粉体）に向けて散水が行われる。なお、篩分けの際における超音波振動発生部１４の振動周波数は、一定の値に固定されてもよいが、一定の値に固定されることなく変化させるようにしてもよい。
【００５５】
散水ノズル２６５から円錐環状に噴出された水は、環状に篩網１２１上に衝突する。また、前述の環状衝突箇所は、散水ノズル２６５の回転に伴って周方向に移動される。このために、水の圧力を利用して、篩網１２１上の広い範囲で試料の解砕を行える。また、本実施形態では、超音波振動発生部１４による振動も篩１２に伝達される。このために、篩網１２１上の試料を短時間で再現性良く篩分けることができる。
【００５６】
篩網１２１の目よりも粗い試料は篩網１２１上に残る。篩網１２１の目より細かい試料は、水と共に篩１２から漏下する。篩１２から漏下した水と試料の混濁液は、ベース部２１内の回収室に回収される。回収室に集められた混濁液は、更に、排出口３１を介して外部に排出される。
【００５７】
本実施形態では、篩１２に超音波振動を付与することができる構成を得るために、単に、振動部２２と篩１２との間にリング部材２３を配置するだけでよい。このために、使用する篩１２を交換する際に工具等を使用する必要もなく、交換作業が極めて簡単である。また、連結金具２５による押し付け固定によって、リング部材２３の上面と、鍔部１２２ａの下面とがしっかりと当接し、両者の面接触によって超音波振動が篩１２に十分に伝達される。この結果、迅速な篩分けを再現性良く行うことができる。クランプ枠を用いて超音波振動を与える従来の構成では、クランプ枠の締付によって篩網１２１に歪みを与える虞がある。このような歪は篩分けの再現性の低下等を生じる可能性がある。本実施形態の構成では、超音波振動発生部付のリング部材２３上に篩１２を載せるだけであるので、前述の歪みが発生する可能性が低い。
【００５８】
なお、第２実施形態の篩分け装置２は、アタッチメントの使用により、大径（本例ではφ２００ｍｍ）の篩１２に代えて、小径の篩１２Ｓ（本例ではφ７５ｍｍ）にも対応できる。図８は、本発明の第２実施形態に係る篩分け装置２において、小径の篩１２Ｓを利用する場合の概略一部断面図である。図８は、図６と比較して見る方向が９０°異なる。図９は、小径の篩１２Ｓを使用する場合におけるリング部材３４と篩１２Ｓとの関係を示す模式図である。図９は、図６と同じ方向から見た図である。なお、小径の篩１２Ｓは、大径の篩１２と同様に、篩網１２１と、篩網１２１の周囲に配置される外枠１２２とを有する。外枠１２２の外周には鍔部１２２ａが形成されている。
【００５９】
図８に示すように、小径の篩１２Ｓを使用する場合には、振動部２２の上に下アタッチメント３３が載せられる。図１０は、下アタッチメント３３の概略上面図である。下アタッチメント３３は２重リング形状を有する。下アタッチメント３３は、外側リング３３ａが振動部２２に支持される。下アタッチメント３３の内側リング３３ｂが、超音波振動発生部１４付きのリング部材３４（図９参照）を支持する。なお、下アタッチメント３３は、本発明のリング部材３４が載せられる支持部になる。
【００６０】
小径の篩１２Ｓに対応して小径の囲い２４Ｓが使用されることに対応して、囲い２４Ｓに上アタッチメント３５が取り付けられる。上アタッチメント３５を設けたことによって、連結金具２５をそのまま利用して、下アタッチメント付きの振動部２２、リング部材３４、篩１２Ｓ、及び、囲い２４Ｓを連結した状態で固定できる。図１１は、上アタッチメント３５の概略上面図である。上アタッチメント３５は、上面視において、扁平な６角形状に設けられる。上アタッチメント３５は、中央部に囲い２４Ｓを挿通する略円形状の第１開口３５ａを有する。また、上アタッチメント３５は、第１開口３５ａを挟むように略台形状の一対の第２開口３５ｂを有する。一対の第２開口３５ｂは、連結金具２５の先端を引っ掛けるために使用される。
【００６１】
なお、小径の篩１２Ｓに対応して、散水部２６の構成も変更され、散水部２６は、小型のノズルアーム２６４Ｓと小型のカバー３０Ｓとを有する。
【００６２】
図１２は、小径の篩１２Ｓに対応したリング部材３４の概略上面図である。図９及び図１２に示すように、リング部材３４においては、超音波振動発生部１４が取り付けられるネジ孔３４１が貫通孔になっている。ネジ孔３４１を貫通させることによって、リング部材３４と水とが接触する機会を増やすことができる。超音波振動発生部１４とリング部材３４との接触箇所は熱を帯びやすい。篩分けの処理時間が長くなることが想定される場合には、冷却効果を期待してネジ孔３４１を貫通させるのも一手である。なお、前述の構成は例示にすぎず、ネジ孔３４１は貫通孔でなくてもよいし、ネジ孔３４１から水漏れが生じないようにシール部材が設けられてもよい。
【００６３】
＜変形例等＞
以上に示した実施形態や変形例の構成は、本発明の例示にすぎない。実施形態や変形例の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されてもよい。また、複数の実施形態及び変形例は、可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
【００６４】
例えば、以上に示した超音波振動発生部１４が取り付けられるリング部材１１、２３は、篩分け装置から着脱できない支持部１０ａ、２２に載せられる構成とした。しかし、これは例示にすぎない。リング部材が載せられる支持部は、篩分け装置に対して着脱されるものであってもよい。なお、図８に示す構成は、リング部材が篩分け装置に対して着脱される支持部に載せられる構成の一例に該当する。
【００６５】
また、以上においては、第２実施形態の篩分け装置２の場合についてのみ、アタッチメントを使用して複数の径の篩に対応できる構成を示した。しかし、第１実施形態の篩分け装置１についても、アタッチメントを使用して複数の径の篩に対応できるように構成してよい。
【００６６】
また、以上においては、超音波振動発生部１４が取り付けられるリング部材１１、２３、３４が、篩１２、１２Ｓを支持する構成とした。ただし、これは例示にすぎない。例えば、超音波振動発生部が取り付けられるリング部材は、鍔部１２２ａに載せられた（当接した）状態で外枠１２２の周囲に配置されてもよい。
【００６７】
また、本発明は、以上に示した構造の篩分け装置以外の篩分け装置にも広く適用可能である。例えば、本発明は、振とう式の篩分け装置に適用されても構わない。この際、振とう式の篩分け装置に吸引装置が接続されてもよい。また、超音波振動発生部が取り付けられるリング部材上に載せられる篩の数は１つでなく、複数であってもよい。また、複数の篩を重ねる場合に例えば、各篩間に超音波振動発生部付のリング部材が挟まれるようにしてもよいし、複数個おきに超音波振動発生部付のリング部材が挟まれるようにしてもよい。
【実施例１】
【００６８】
＜実施例＞
第１実施形態の乾式篩分け装置１（エアジェットシーブ）を用いて、ＪＩＳ試験用粉体１−８種（関東ローム）の篩分け試験を行った。篩１２として、φ２００×４５Ｈ、目開き２５μｍのＪＩＳ篩を使用した。篩網上に載せる試料の量は３０ｇとした。超音波振動発生部１４及びその発振器は、Artech Ultrasonic Systems社製を用いた。振動周波数３０ｋＨｚ〜３８ｋＨｚ間において自動チューニングを行い、チューニング周波数より±２５０Ｈｚ幅でのスイープ発振を行った。スイープ速度は５０Ｈｚで固定し、出力は１００％とした。篩分け試験は２回行った。当該試験により、処理時間と、篩網１２１上に残る粉体の割合の関係を調べた。試験結果を以下の表１に示す。
【００６９】
【表１】
0006630548.tif 000002
【００７０】
＜比較例＞
超音波振動発生部１４において、超音波振動を発生させない点を除いては、上記実施例と同一条件で試験を行った。試験結果を以下の表２に示す。
【００７１】
【表２】
0006630548.tif 000003
【００７２】
＜試験結果について＞
図１３は、実施例１の試験結果を纏めたグラフである。図１３において、横軸は処理時間（ｓｅｃ）、縦軸は篩上残率（％）の２回の試験の平均値である。篩上残率は、篩網１２１上に残る粉体の割合（百分率）を示す。図１３において、「超音波あり」は実施例の結果であり、「超音波なし」は比較例の結果である。
【００７３】
表１、表２、及び図１３からわかるように、リング部材１１を介して篩１２に超音波振動を与えることによって、迅速に篩分け処理を行えることがわかる。篩１２に超音波振動を与えた場合（実施例の場合）には、処理時間が６０秒の時点で篩上残率がかなり減少し、処理時間１２０秒から３００秒の間では篩上残率に殆ど変化が認められない。このために、少なくとも処理時間３００秒では篩分け処理が完了していると認められる。一方、篩１２に超音波振動を与えない場合（比較例の場合）には、処理時間５２０秒を超えても篩上残率の変化が認められ、この時点でも篩分け処理が完了していない可能性がある。
【００７４】
また、篩１２に超音波振動を与えた場合（実施例の場合）には、処理時間の初期に篩上残率にややばらつきが認められる。しかしながら篩分け処理が完了したと認められる時間で比較すると２回の試験で同じ結果が得られている。すなわち、篩１２に超音波振動を与えることによって、迅速に再現性の良い篩分け処理を行えることがわかる。
【００７５】
なお、篩１２に超音波振動を与えない場合（比較例の場合）には、処理時間に対する篩上残率の変化が小さく、細かい粒子の凝集が十分に解砕できていない可能性がある。
【実施例２】
【００７６】
＜実施例＞
第２実施形態の湿式篩分け装置２を用いて、ＪＩＳ試験用粉体１−１１種（関東ローム）の篩分け試験を行った。篩として、ＩＩＤＡ、φ７５、３１５×２３００ｍｅｓｈ（公称目開き５μｍ）を使用した。上述の小径の篩１２Ｓの使用に該当するため、アタッチメント３３、３５を使用した。篩網上に載せる試料の量は１０ｇとした。振動部２２の振動は６０Ｈｚとした。超音波振動発生部１４及びその発振器は、Artech Ultrasonic Systems社製を用いた。振動周波数３０ｋＨｚ〜３８ｋＨｚ間において自動チューニングを行い、チューニング周波数より±２５０Ｈｚ幅でのスイープ発振を行った。スイープ速度は５０Ｈｚで固定し、出力は１００％とした。なお、散水は、散水部２１を使用せず、洗瓶を利用する手供給とした。篩１２Ｓの水の排出能力は１００ｍＬ／ｍｉｎ以下であった。篩分け試験は３回行った。当該試験により、処理時間と、篩網１２１上に残る粉体の割合の関係を調べた。試験結果を以下の表３に示す。
【００７７】
【表３】
0006630548.tif 000004
【００７８】
＜比較例＞
超音波振動発生部１４において、超音波振動を発生させない点を除いては、上記実施例と同一条件で試験を行った。散水によって篩網１２１上に水が溜まり、上部から水及び試料が溢れて篩分けを行えなかった。
【００７９】
＜試験結果について＞
図１４は、実施例２の試験結果を纏めたグラフである。図１４において、横軸は運転時間（ｓｅｃ）、縦軸は篩上残率（ｐｐｍ）の３回の試験の平均値である。運転時間は処理時間と同じ意味である。篩上残率は、篩網１２１上に残る粉体の割合（ｐｐｍ）を示す。
【００８０】
表３及び図１４からわかるように、リング部材３４を介して篩１２Ｓに超音波振動を与えることによって、迅速に再現性良く篩分け処理を行えることがわかる。篩１２Ｓに超音波振動を与えた場合（実施例の場合）には、処理時間が６．５分の時点で篩上残率が十分減少し、処理時間２０分と４０分との間で篩上残率に殆ど変化が認められない。このために、処理時間４０分程度で篩分け処理が完了していると認められる。一方、篩１２Ｓに超音波振動を与えない場合（比較例の場合）には、篩分け自体が行えておらず、その差は顕著である。公称目開き５μｍの篩を用いて迅速な篩分けが実現できており、従来の篩分け装置では得られない成果が得られた。
【実施例３】
【００８１】
試料の種類を変更した以外は、実施例２と、実施例及び比較例の試験条件は同じである。篩分けの試料はシリカ（高純度化学研究所製、ＳＩＯ０８ＰＢ、純度３Ｎ、平均粒径約４μｍ）とした。実施例の結果は表４に示す。比較例では、実施例２と同様に篩分けを行えなかった。
【表４】
0006630548.tif 000005
【００８２】
図１５は、実施例３の試験結果を纏めたグラフである。図１５において、横軸は運転時間（ｓｅｃ）、縦軸は篩上残率（ｐｐｍ）の３回の試験の平均値である。運転時間は処理時間と同じ意味である。篩上残率は、篩網１２１上に残る粉体の割合（ｐｐｍ）を示す。
【００８３】
篩１２Ｓに超音波振動を与えた場合（実施例の場合）には、処理時間が６分の時点で篩上残率が十分減少し、処理時間１０分と２０分との間で篩上残率に殆ど変化が認められない。このために、処理時間２０分程度で篩分け処理が完了していると認められる。実施例２と同様に、公称目開き５μｍの篩を用いて迅速で再現性の良い篩分けを行えた。
【実施例４】
【００８４】
試料の種類を変更した以外は、実施例２と、実施例及び比較例の試験条件は同じである。篩分けの試料はチタン酸バリウム（高純度化学研究所製、ＢＡＦ１５ＰＢ、純度３Ｎ、平均粒径約１μｍ）とした。実施例の結果は表５に示す。比較例では、実施例２と同様に篩分けを行えなかった。
【表５】
0006630548.tif 000006
【００８５】
図１６は、実施例４の試験結果を纏めたグラフである。図１６において、横軸は運転時間（ｓｅｃ）、縦軸は篩上残率（ｐｐｍ）の３回の試験の平均値である。運転時間は処理時間と同じ意味である。篩上残率は、篩網１２１上に残る粉体の割合（ｐｐｍ）を示す。
【００８６】
篩１２Ｓに超音波振動を与えた場合（実施例の場合）には、処理時間が１２分の時点で篩上残率が十分減少し、処理時間２０分と２５分との間で篩上残率に殆ど変化が認められない。このために、処理時間２５分程度で篩分け処理が完了していると認められる。実施例２と同様に、公称目開き５μｍの篩を用いて迅速で再現性の良い篩分けを行えた。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の篩分け装置は、例えば粉体試料の特性を評価する際に利用する評価用装置として好適である。
【符号の説明】
【００８８】
１、２  篩分け装置
１０  本体部
１０ａ  支持部
１１、２３、３４  リング部材
１２、１２Ｓ  篩
１３  蓋体
１４  超音波振動発生部
２２  振動部（支持部）
２６  散水部
３３  下アタッチメント（支持部）
１０２  ノズル部
１０６  吸引装置
１２１  篩網
１２２  外枠
１２２ａ  鍔部
Ｓ  隙間
【図１】
0006630548.tif 000007
【図２】
0006630548.tif 000008
【図３】
0006630548.tif 000009
【図４】
0006630548.tif 000010
【図５】
0006630548.tif 000011
【図６】
0006630548.tif 000012
【図７】
0006630548.tif 000013
【図８】
0006630548.tif 000014
【図９】
0006630548.tif 000015
【図１０】
0006630548.tif 000016
【図１１】
0006630548.tif 000017
【図１２】
0006630548.tif 000018
【図１３】
0006630548.tif 000019
【図１４】
0006630548.tif 000020
【図１５】
0006630548.tif 000021
【図１６】
0006630548.tif 000022