(57)【要約】【課題】回転ドラムを回転させつつ目詰まりを解消する。【解決手段】セパレータ１は、少なくとも２種の粒状体を含む混合物をふるいにかけて分離する回転ドラムと、回転ドラムを取り囲み、所定粒度以下の物体を通すような孔が多数設けられたふるい部２１と、ふるい部２１の内面側に設けられ、回転するふるい部２１に振動を付与する振動付与部２２とを備える。【選択図】      図１
2005205371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種の粒状体を含む混合物をふるいにかけて分離する回転ドラムを有するセパレータであって、
前記回転ドラムを取り囲み、所定粒度以下の物体を通すような孔が多数設けられたふるい部と、
前記ふるい部の内面側に設けられ、回転する当該ふるい部に振動を付与する振動付与部とを具備することを特徴とするセパレータ。
【請求項２】
前記振動付与部は、前記ふるい部の内面側に連結部材を介して係留されて当該連結部材によって規制された範囲で自由に動くことが可能な少なくとも１つの質量体であり、当該質量体は前記ドラムの回転により当該ふるい部の内面に衝撃を与えて振動させることを特徴とする請求項１に記載のセパレータ。
【請求項３】
前記質量体は前記ふるい部の内面における同一円周上に複数設けられ、各質量体の連結部材の長さは、質量体が中心軸に当たらず、かつ互いに隣接する質量体同士が干渉しない長さに設定されていることを特徴とする請求項２に記載のセパレータ。
【請求項４】
前記質量体は金属又は樹脂からなり、突部又は角部を有する多面体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセパレータ。
【請求項５】
前記ドラムを回転駆動する駆動手段と、
前記ドラムの回転によって前記質量体に作用する遠心力が、当該質量体の重力成分を超えない範囲で前記ドラムの回転数を制御する制御手段とを更に具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセパレータ。
【請求項６】
前記ふるい部の内面には、前記ドラムの一端部から投入された混合物を当該ドラムの回転によって他端部に案内するらせん状の案内板が径方向に立設されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセパレータ。
【請求項７】
前記混合物は、被加工物から取り除かれたバリと、当該被加工物に吹き付けてバリを除去するための研磨材を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のセパレータ。
【請求項８】
前記被加工物に研磨材を吹き付けてバリを除去するブラスト装置と、
前記研磨剤とバリを含む廃材をふるいにかけて分離する回転ドラムと、当該回転ドラムを取り囲み、所定粒度以下の物体を通すような孔が多数設けられたふるい部と、当該ふるい部の内面側に設けられ、回転する当該ふるい部に振動を付与する振動付与部とを有するセパレータと、
前記セパレータにより分離された研磨材を前記ブラスト装置に再度供給する研磨材供給部とを具備することを特徴とする廃材再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、研磨材を吹き付けてバリを除去するブラスト処理時に発生する研磨材とバリの混合物をふるいにかけて分離するトロンメル型の回転ドラムを有するセパレータ及び廃材再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トロンメル型の回転ドラムは採石場などで使われており、周囲に網状のふるいが取り付けられた回転ドラムを回転させながら粒度に応じて砕石等の粒状物を分離するものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１５８２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の回転ドラムは網状のふるいに目詰まりが発生するため、定期的にブラッシングしたり、叩いたりやエアを吹き付けることによって網目に詰まった物体を取り除く必要がある。
【０００４】
特に、粒状物に比重１．２程度の軽い樹脂等が含まれている場合、エアを吹き付けると樹脂が周辺に舞ってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、回転ドラムを稼動（回転）させながら、目詰まりを解消できるセパレータ及び廃材再生システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るセパレータは、少なくとも２種の粒状体を含む混合物をふるいにかけて分離する回転ドラムを有するセパレータであって、前記回転ドラムを取り囲み、所定粒度以下の物体を通すような孔が多数設けられたふるい部と、前記ふるい部の内面側に設けられ、回転する当該ふるい部に振動を付与する振動付与部とを具備する。
【０００７】
また、好ましくは、前記振動付与部は、前記ふるい部の内面側に連結部材を介して係留されて当該連結部材によって規制された範囲で自由に動くことが可能な少なくとも１つの質量体であり、当該質量体は前記ドラムの回転により当該ふるい部の内面に衝撃を与えて振動させる。
【０００８】
また、好ましくは、前記質量体は前記ふるい部の内面における同一円周上に複数設けられ、各質量体の連結部材の長さは、質量体が中心軸に当たらず、かつ互いに隣接する質量体同士が干渉しない長さに設定されている。
【０００９】
また、好ましくは、前記質量体は金属又は樹脂からなり、突部又は角部を有する多面体である。
【００１０】
また、好ましくは、前記ドラムを回転駆動する駆動手段と、前記ドラムの回転によって前記質量体に作用する遠心力が、当該質量体の重力成分を超えない範囲で前記ドラムの回転数を制御する制御手段とを更に具備する。
【００１１】
また、好ましくは、前記ふるい部の内面には、前記ドラムの一端部から投入された混合物を当該ドラムの回転によって他端部に案内するらせん状の案内板が径方向に立設されている。
【００１２】
また、好ましくは、前記混合物は、被加工物から取り除かれたバリと、当該被加工物に吹き付けてバリを除去するための研磨材を含む。
【００１３】
また、本発明の廃材再生システムは、前記被加工物に研磨材を吹き付けてバリを除去するブラスト装置と、前記研磨剤とバリを含む廃材をふるいにかけて分離する回転ドラムと、当該回転ドラムを取り囲み、所定粒度以下の物体を通すような孔が多数設けられたふるい部と、当該ふるい部の内面側に設けられ、回転する当該ふるい部に振動を付与する振動付与部とを有するセパレータと、前記セパレータにより分離された研磨材を前記ブラスト装置に再度供給する研磨材供給部とを具備する。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、回転ドラムの稼動を停止させて網目に詰まった物体を取り除く必要がなく、回転ドラムを稼動（回転）させつつ目詰まりを解消でき、稼動時間を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１６】
［セパレータの構成］
図１は本発明に係る実施形態のセパレータを示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、並びに（ａ）のＩ−Ｉ断面図（ｃ）である。図２は、セパレータの内周面側を示す図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態のセパレータ１は、両端が開口した中空円筒状の回転ドラム内に粒状体を投入して所定粒度以上の物体とそれ以外のものとをふるいにかけて分離する。この機能を実現するため、セパレータ１は、回転ドラムの骨組みとなるセパレータフレーム１１と、このセパレータフレーム１１の外周を取り囲むように取り付けられたふるい部２１とを備える。
【００１８】
セパレータフレーム１１は、両端の開口部２ａ，２ｂを含む円筒状の外形を構成する外形フレーム１２と、上記開口部２ａ，２ｂの径方向の中心を通り長手軸方向に延びる中心軸１３と、この中心軸１３から径方向に放射状に延びて外形フレーム１２に連結される中間フレーム１４とを有する。
【００１９】
上記外形フレーム１２、中心軸１３、及び中間フレーム１４は、所定強度の棒状の鋼材等を溶接等で接合して構成されている。中心軸１３は、両端の開口部２ａ，２ｂより外方に延びており、一般的な軸受を介して回転自在に軸支されている。また、中心軸１３は、例えば、チェーン等を介してモータから駆動力を伝達する駆動手段（不図示）により回転駆動される。
【００２０】
ふるい部２１は、所定粒度以下の物体のみを通すような孔がメッシュ（網目）状に多数設けられ、外形フレーム１２に取付具１５を介して取り付けられている。また、上記ふるい部２１の内周面側には、ふるい部２１が回転駆動されることによって、当該ふるい部２１に振動を付与する振動付与部２２が設けられている。
【００２１】
上記振動付与部２２は、ふるい部２１の内周面側に鎖状の連結部材２３を介して係留され、この連結部材２３によって規制された範囲で自由に動くことが可能な少なくとも１つの質量体２４（錘）であり、当該質量体２４はふるい部２１の回転により当該ふるい部２１の内面に衝撃を与えて振動させる。
【００２２】
上記質量体２４はふるい部２１の内周面において同一円周上に複数設けられ、これら同一円周上の複数の質量体２４が長手軸方向に数箇所（例えば、４〜６箇所）に配置されている（１ドラム当たり２０〜３０個程度）。そして、鎖状の連結部材２３の一端部に各質量体２４を連結し、他端部を外形フレーム１２の取付部２５に連結し、連結部材２３の長さＬは、質量体２４が鉛直下方にぶら下がった状態で中心軸１３に当たらず、かつ互いに隣接する質量体２４同士が干渉しない長さに調整される。
【００２３】
また、上記質量体２４は金属又は塩化ビニル等の樹脂からなり、好ましくは、突部又は角部を有する１５グラム程度の多面体である。
【００２４】
なお、回転ドラムの寸法は、例えば、直径φ４００ｍｍ程度、長さ５５０ｍｍ程度である。
【００２５】
回転ドラムを回転駆動する駆動手段としては、例えば、インバータ式モータが適用される。このモータの回転数は、回転ドラムの回転により質量体に作用する遠心力が質量体の重力成分を超えないように制御手段により制御される。つまり、インバータ制御によって、ふるい部に投入される粒状体の量や種類に応じて質量体の落下速度（衝撃力）が調整できるように、回転ドラムの回転数が調整できることになる。なお、少なくとも２種の粒状体が後述する研磨材とバリを含む混合物である場合、回転ドラムの回転数は、例えば、２０−５０ｒｐｍが好ましい。
【００２６】
更に、上記ふるい部２１の内周面には、回転ドラムにおける一端の開口部２ａから投入された粒状体を回転ドラムの回転によって他端の開口部２ｂに向けてスクリューの原理で送り出すらせん状の案内板３１が径方向に立設されている。
【００２７】
上記セパレータは、例えば、金属又は樹脂製の被加工物に粒状の研磨材を吹き付けてバリを除去するブラスト装置と組み合わせて、後述する廃材再生システムを構成する。
【００２８】
［目詰まりの解消］
上記回転ドラムが回転すると、ふるい部２１の下部にある質量体２４は遠心力を受けながらふるい部２１の内周面に沿って回転方向に上昇していくが、ある高さで質量体２４の重力成分が遠心力より大きくなるため、質量体２４は落下して鉛直下方にあるふるい部２１の内周面に衝突する。ふるい部２１は、この質量体２４の落下による衝撃を受けて振動し、網目に詰まった粒状体を下方に落下させるか、若しくはふるい部２１の内周面に再度戻すように作用する。このようにして、ふるい部２１の目詰まりは解消され、網目に詰まった粒状物は質量体２４により粉砕され、下方に落下され、或いは戻されて排出される。
【００２９】
また、質量体２４は、上述のようにふるい部２１に振動を与え目詰まりを解消すると共に、ドラムの回転による遠心力により網目に付着して剥がれ落ちない厚みの薄い異物に衝撃を与え、これら異物をふるい可能な大きさに破砕して分離可能にする。
【００３０】
なお、ふるい分けする粒状体の粒度や材質等によって、質量体の形状や質量等が変更される。
【００３１】
［ブラスト装置を含む廃材再生システム］
図３は、上述したセパレータを含む廃材再生システムの構成図である。
【００３２】
図３に例示する廃材再生システムは、ブラスト装置５１において使用された廃材を不図示のエアポンプから吹き出される加圧エアやプレート状のコンベア装置により配管５２を介してセパレータ１に搬送し、回転ドラムに投入されて研磨材とバリとにふるい分けされる。このとき、回転ドラムはモータＭにより回転駆動されているので上述した質量体の作用によりふるい部が振動し、かつ厚みの薄い異物を破砕して目詰まりの発生が抑制される。
【００３３】
上記廃材には研磨材（投射材ともいう）とバリが含まれている。また、研磨材の平均粒径は略一定なのに対してバリの大きさは様々である。ふるい部の網目は、研磨材及び研磨材と同程度の大きさのバリを通過させる大きさを有するので、研磨材及び研磨材と同程度の大きさのバリはセパレータの下部に配置された廃材受け部５３に落下する。一方、研磨材より大きいバリは、回転ドラムの他端の開口部２ｂから排出されて不図示のエアポンプにより吸い込まれる負圧エアやプレート状のコンベア装置により回収される。
【００３４】
上記廃材受け部５３に落下した研磨材は、配管５４を介してブラスト装置５１に運ばれて研磨材として再利用される。
【００３５】
なお、再利用される研磨材には網目を通過したバリが含まれているが、ブラスト装置５１のノズル部（不図示）から噴射される研磨材の噴射圧力が低圧であるほど、バリがノズル部に詰まり易くなり（高圧であればバリが吹き飛ぶが）、定期的（３−４時間ごと）にノズル部のクリーニングが必要となる。しかしながら、このノズル部のクリーニングは非常に煩雑な作業である。
【００３６】
よって、研磨材とバリのふるい分けは極めて重要な作業になるわけであるが、本実施形態のセパレータを用いれば、再利用される研磨材中に研磨材より大きなバリは存在しないことになるため、バリが混入していたとしてもノズル部の詰まりを大幅に低減することができる。
【００３７】
また、本実施形態のセパレータは、ブラスト装置５１に代表される加工装置等に後付けできるため、既存の装置をそのまま使用できるという利益がある。
【００３８】
更に、従来の非回転式の振動ふるい器や、ふるい器を用いないサイクロンや集塵器によって分離、回収する場合には、特に、静電気の問題で研磨材に樹脂を適用することが難しいのであるが、上記ふるい部の振動作用により静電気の問題も解決できる。
【００３９】
ここで、投射材がナイロン樹脂で直径φ及び高さが０．６ｍｍ程度の大きさの円柱状の物体の場合、ドラムの長さが５５６ｍｍ程度でドラムの回転数は４０ｒｐｍ前後が好ましい。この前提条件によると、研磨材とバリをドラム内に投入した後、出口に至る間にそれらが略完全に分離できるという結果が得られた。
【００４０】
ドラムの回転数が遅いと質量体の衝撃力が低下するため目詰まりを解消する効力が弱くなり、また速すぎるとふるい部の網目の上を投射材やバリ（異物）が踊るように出口に移動していくため、網目の内側から外側に分離されるべき物体が分離されずに出口まで来てしまう。よって、目詰まり解消効果を発揮させるため、ドラムの長さや投射材の大きさなどに応じて最適な条件に設定するため、モータ速度の変更が容易なインバータ制御を採用している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る実施形態のセパレータを示す正面図（ａ）、側面図（ｂ）、並びに（ａ）のＩ−Ｉ断面図（ｃ）である。
【図２】セパレータの内周面側を示す図である。
【図３】本実施形態のセパレータを含む廃材再生システムの構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  セパレータ
２ａ，２ｂ  開口部
１１  セパレータフレーム
１２  外形フレーム
１３  中心軸
１４  中間フレーム
１５  取付具
２１  ふるい部
２２  振動付与部
２３  鎖状の連結部材
２４  質量体
２５  取付部
３１  案内板
５１  ブラスト装置
５２，５４  配管
５３  廃材受け部
Ｍ  モータ
【図１】
2005205371.tif 000003
【図２】
2005205371.tif 000004
【図３】
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