(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する容器と、
前記容器を振動させる振動手段と、
前記容器内の空間を上下に区画するよう配置された、粉体をふるい分ける篩網と、
前記篩網より上側の空間内の粉体を外部に排出する排出路と、
流体圧により膨張および収縮が可能な袋状のバルーン部材とを備え、
前記バルーン部材の膨張時には前記排出路が閉塞され、
前記バルーン部材の収縮時には前記排出路が開放され、
前記バルーン部材が収縮する際、前記排出路の断面における下部から開放されてゆく
ことを特徴とする振動篩。
【請求項２】
前記バルーン部材が空気圧により膨張および収縮する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動篩。
【請求項３】
前記バルーン部材に作用する空気圧がシーケンス制御される
ことを特徴とする請求項２に記載の振動篩。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体の分級および選別に用いられる振動篩に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、篩網の上に粉体を供給し、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粉体とにふるい分けるよう構成された振動篩が広く知られている。そして一般的な振動篩は、篩網を通過しない粉体が外部に排出される排出口を篩網の上方に備えており、粉体のふるい分けと粉体の排出とが同時に行われるよう構成されている。しかし、常時開放された排出口が篩網の上方に設けられていると、本来篩網を通過するはずの粉体までもがふるい分けの最中に排出口から排出されるという問題があった。そこで、まだふるい分けられていない粉体が排出口から排出されるのを防止するため、排出口を開閉可能に構成した振動篩が公知となっている（特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献１に係る振動篩は、電磁的に開閉するスライド式のゲートを排出口に備えており、粉体を供給してから一定時間、排出口を閉鎖したまま篩網を振動させて粉体をふるい分け、その後排出口を開放して粉体を排出するよう構成されたものである。
【０００４】
しかし特許文献１に係る振動篩においては、粉体がゲートの摺動部に進入して堆積することにより、スライド機構が固着するおそれがあった。一方で、滑らかなスライドを実現するため摺動部に潤滑油を適用すると、潤滑油で汚染された粉体が排出口から排出される可能性が生じる。また、振動によりスライド機構が摩耗および損傷するおそれがあり、そのためにゲートに隙間が生じて密閉性が保てず、結局ふるい分けられていない粉体が排出されてしまう可能性があった。
【０００５】
一方、特許文献２に係る振動篩は、ユーザーが手動で開閉する開き戸式のゲートを排出口に備えており、粉体を供給した後、排出口を閉鎖したまま振動させて粉体をふるい分け、ふるい分けが終了した後ユーザーが手動で排出口を開放し、粉体を排出するよう構成されたものである。
【０００６】
しかし、この振動篩も特許文献１に係るものと同様に、粉体が開き戸の蝶番に進入して堆積することにより、開き戸が固着するおそれがあった。一方で、滑らかな動きを実現するため蝶番に潤滑油を適用すると、潤滑油で汚染された粉体が排出口から排出される可能性が生じる。また、振動によりスライド機構が摩耗および損傷するおそれがあり、そのためにゲートに隙間が生じて密閉性が保てず、ふるい分けられていない粉体が排出されてしまうおそれがあった。さらに、ふるい分けが終了したときにユーザーが手動で排出口を開閉する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平３−２６３８４号公報
【特許文献２】実開昭５７−９９７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ふるい分けられていない粉体の排出を確実に防止するとともに、ふるい分けの際中でのユーザーによる操作を必要とせず連続運転が可能であり、また粉体を汚染することなく、故障し難く長寿命な振動篩を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、粉体を収容する容器と、前記容器を振動させる振動手段と、前記容器内の空間を上下に区画するよう配置された、粉体をふるい分ける篩網と、前記篩網より上側の空間内の粉体を外部に排出する排出路と、流体圧により膨張および収縮が可能な袋状のバルーン部材とを備え、前記バルーン部材の膨張時には前記排出路が閉塞され、前記バルーン部材の収縮時には前記排出路が開放され、前記バルーン部材が収縮する際、前記排出路の断面における下部から開放されてゆくことを特徴とする振動篩である。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、ふるい分けられていない粉体の排出を確実に防止するとともに、故障し難く長寿命であり、さらに容器から粉体をスムーズに排出することが可能な振動篩を提供することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記バルーン部材が空気圧により膨張および収縮する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動篩である。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、粉体が曝される環境を清潔に保つことが可能な振動篩を提供することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記バルーン部材に作用する空気圧がシーケンス制御されることを特徴とする請求項２に記載の振動篩である。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、ユーザーによる時間計測や操作を必要とすることなく、自動でふるい分けられた粉体を排出することが可能な振動篩を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ふるい分けられていない粉体の排出を確実に防止するとともに、故障し難く長寿命な振動篩を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る振動篩を示す部分断面側面図である。
【図２】本発明に係る振動篩を示す部分断面正面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図であり、（ａ）はバルーン部材が収縮した場合の断面図であり、（ｂ）はバルーン部材が膨張した場合の断面図である。
【図４】本発明に係る振動篩であって、他の例のバルーン部材を有する振動篩を示す部分断面正面図である。
【図５】本発明に係る振動篩のバルーン部材を作動させるための空気圧回路図である。
【図６】本発明に係る振動篩のバルーン部材を作動させるための空気圧制御のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２０】
本発明に係る振動篩の実施形態について、図１〜６に基づき説明する。図１は、本発明に係る振動篩を示す部分断面側面図であり、図２は、本発明に係る振動篩を示す部分断面正面図である。図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、（ａ）はバルーン部材が収縮した場合の断面図、（ｂ）はバルーン部材が膨張した場合の断面図である。図４は、本発明に係る振動篩であって、他の例のバルーン部材を有する振動篩を示す部分断面正面図である。図５は、本発明に係る振動篩のバルーン部材を作動させるための空気圧回路図であり、図６は、本発明に係る振動篩のバルーン部材を作動させるための空気圧制御のタイムチャートである。
【００２１】
まず最初に振動篩の機能について説明する。図１に示す振動篩１は、投入口２３ａから容器２の内部に投入された粉体を、容器２の内部に収容された篩網４によりふるい分け、所定の粒径より大きい粒径の粉体を排出口２１ｃから排出し、所定の粒径以下の粒径の粉体を排出口２２ｃから排出するよう作動するものである。
【００２２】
次に振動篩１の構成について図１，２に基づき説明する。振動篩１は、容器２と、容器２に結合された振動手段３とを有し、容器２はスプリング９を介して下台８に弾性的に支持されている。容器２は、振動手段３の振動が伝達することによって加振されるよう構成されている。
【００２３】
振動手段３は、モーター３１の出力軸（図示省略）に上部ウェイト３２および下部ウェイト３３が偏心して結合され、構成されている。偏心した上部ウェイト３２および下部ウェイト３３が出力軸周りに回転することで、振動手段３および振動手段３に結合された容器２が加振されることになる。容器２の振動モードは、上部ウェイト３２および下部ウェイト３３の位相角に応じて異なるが、上部ウェイト３２と下部ウェイト３３との間の相対的な位相角は変更可能であり、この位相角を調整することによって容器２の振動モードを設定することができる。振動モードの違いにより篩網４上での粉体の運動や滞留時間が異なるため、位相角は粉体の性質に応じて使い分けられる。
【００２４】
容器２は、中枠２１、下枠２２および蓋２３から構成されている。円筒状の下枠２２の上に円筒状の中枠２１が積み重ねられ、さらにその上に蓋２３が重ねられて、略円筒状の容器２が形成されている。中枠２１と下枠２２、および蓋２３と中枠２１は、外周から巻回されるバンド２４によってそれぞれ結合されている。
【００２５】
容器２の内部における中枠２１と下枠２２との結合部には、円板状の受皿２８がパッキン２５を介して略水平に支持されており、受皿２８の上には、複数の球状の網叩２７が移動自由に載置されている。そして受皿２８の上方には篩網４が離間して配置されており、受皿２８と篩網４との間にはリング状のパッキン２６が介在している。篩網４は、容器２の内部の空間を上側空間２ａと下側空間２ｂとに上下に区画している。
【００２６】
上側空間２ａにある粉体は、振動する篩網４によりふるい分けられ、所定の粒径より小さい粒径の粉体は篩網４を通過して下側空間２ｂに移動し、所定の粒径以上の粉体は篩網４を通過することなく上側空間２ａに留まる。篩網４の網目の大きさは、ふるい分ける粉体の粒径に応じて決定される。
【００２７】
篩網４は、網叩き２７から離間して上方に配置されているが、容器２が振動するとこれに伴って網叩２７も上下に振動し、篩網４を叩くことにより篩網４の目詰まりが阻止されるよう構成されている。なお、受皿２８は多孔に構成されており、篩網４を通過した粉体は受皿２８も通過し、さらに下に落下する。
【００２８】
中枠２１は円筒状の側壁２１ａを備え、側壁２１ａには、篩網４の上方に位置する開口２１ｂが設けられている。開口２１ｂは、側壁２１ａから突出する管状部２１ｄを通って排出口２１ｃと連通している。開口２１ｂと排出口２１ｃとを結ぶ経路は、上側空間２ａ内の粉体を外部に排出する排出路を構成する。開口２１ｂの下縁は篩網４の面と滑らかに繋がっており、排出路５は、容器２の内から外に向けて、下方に傾斜して設けられている。そのため、篩網４を通過することなく上側空間２ａに留まる粉体は、排出路５が開放されていれば、篩網４上から振動により揺り動かされて、開口２１ｂを通じて排出路５に入り、排出口２１ｃから排出されることになる。
【００２９】
下枠２２は円筒状の側壁２２ａを備えるとともに、上に凸状に形成された底板２２ｅをその底部に備える。側壁２２ａには、側壁２２ａから突出する管状部２２ｄを通って排出口２２ｃと連通する開口（図示省略）が形成されており、この開口の下縁は底板２２ｅの面と滑らかに繋がっている。そして、この開口と排出口２２ｃとを結ぶ経路は、容器２の内から外に向けて、下方に傾斜して設けられている。そのため、篩網４を通過して下側空間２ｂに入り、底板２２ｅに落下した粉体は、振動により揺り動かされて、側壁２２ａに設けられた開口を通じて排出口２２ｃから排出されることになる。
【００３０】
上側空間２ａから繋がる排出路５には、袋状のバルーン部材６が配置されている。バルーン部材６には配管７１を介して空気圧系統（図示省略）が接続されており、バルーン部材６は空気圧によって膨張および収縮が可能となっている。すなわち、バルーン部材６が加圧されると図１，図２に示すように略直方体上に膨張して排出路５が閉鎖され、バルーン部材６が除圧されると排出路５が開放されるよう構成されている。
【００３１】
バルーン部材６と排出路５との関係について、図３に基づき詳しく説明する。図３は、図１におけるＡ−Ａで示す排出路５の断面図であって、（ａ）はバルーン部材６が収縮した場合の断面図であり、（ｂ）はバルーン部材６が膨張した場合の断面図である。バルーン部材６の上部の外面には固定板６２が取り付けられており、固定板６２は、管状部２１ｄの上部の壁面の内面に固定されている。そして、バルーン部材６には配管７１に対応した位置に配管７１と連通する穴が設けられており、この穴を介して空気圧による加圧・除圧がなされる。また、バルーン部材６の内面には配管７１に対応した穴が設けられている裏当板６３が、固定板６２と対向して設けられており、これにより配管７１の気密が確保されている。
【００３２】
バルーン部材６が加圧された場合、図３（ｂ）に示すようにバルーン部材６は膨張し、バルーン部材６の外面が管状部２１ｄの壁面の内面に密着することにより、排出路５は閉塞される。このように排出路５が閉塞された場合、上側空間２ａから外部に粉体が排出されることはない。
【００３３】
バルーン部材６が除圧された場合、図３（ａ）に示すようにバルーン部材６は収縮する。このとき、バルーン部材６は上部で管状部２１ｄに結合されているため、収縮する際、排出路５は下部から徐々に開放されてゆく。また、バルーン部材６の上部は固定板６２が貼り付けられていることによって排出路５の幅方向に沿って長く支持されるため、収縮した場合でも中央で垂れ下がることがなく、確実に排出路５の下部が開放する。排出路５のうち下部が開放することにより、粉体はバルーン部材６により進行を阻害されることなく、上側空間２ａから外部にスムーズに排出されることになる。
【００３４】
なお、図３に示される固定板６２の左右両側において、管状部２１ｄの壁面とバルーン部材６との間に隙間が生じるが、本実施形態では充填部材６４を配置することで隙間が埋められている。この充填部材６４により、微量の粉体が隙間に侵入することを阻止することができる。
【００３５】
バルーン部材６には弾性体が用いられ、シリコン等の合成ゴムや生ゴムが好適に用いられる。バルーン部材６は弾性体であるため、容器２が繰り返し振動しても、容器２に損傷を与えることはなく、また摩耗により密閉性を損なうこともない。またバルーン部材６に粉体が付着しても、膨張・収縮の性能を阻害することもない。
【００３６】
なお、図１，２に示すバルーン部材６は、略直方体状に膨張するよう形成されているが、図４に示すように、バルーン部材６の一つの面が、膨張時に側壁２１ａの曲面に沿う形状となるよう形成することも可能である。このように構成すると、篩網４の上部のうちバルーン部材６によって覆われる領域が無いため、上側空間２ａに投入された粉体を全て篩網４の上に供給し、振動によりふるい分けることが可能となる。この構成は、バルーン部材６のうち形状を規定しようとする面に、伸縮性の乏しい布を取り付けることによって可能となる。
【００３７】
次に、バルーン部材６の膨張・収縮を制御する空気圧系統７について、空気圧回路図である図５に基づいて説明する。空気圧系統７は、バルーン部材６を加圧する系統７ｂと、バルーン部材６を除圧する系統７ａとに大きく分かれている。
【００３８】
バルーン部材６を加圧する系統７ｂは、圧縮空気を供給するコンプレッサー７８ｂ、空気圧を手動で調整するハンドバルブ７７ｂ、空気圧を減圧するレギュレータ７６ｂおよびバルーン部材の膨張を制御するインフレイト弁７５が直列に接続されてなり、インフレイト弁７５のポートが、バルーン部材６の配管７１に接続されている。
【００３９】
バルーン部材６を除圧する系統７ａは、圧縮空気を供給するコンプレッサー７８ａ、空気圧を手動で調整するハンドバルブ７７ａ、空気圧を減圧するレギュレータ７６ａ、真空の発生を制御するエジェクター弁７３および真空を発生させるエジェクター７２が直列に接続されてなり、エジェクター７２の排気ポートには消音器７９が接続されている。エジェクター７２の真空ポートには、中継弁７４を介して、バルーン部材６の配管７１に接続されている。
【００４０】
次に、バルーン部材６の膨張・収縮の制御について、図５および空気圧制御のタイムチャートである図６に基づき、時間経過に沿って説明する。
【００４１】
図５に示す状態は、全ての弁がオフ状態であり、この状態ではバルーン部材６は膨張も収縮もしない。ある時刻に、まず中継弁７４をオンにすると、配管７１とエジェクター７２の真空ポートとの連通が解除される。次いでインフレイト弁７５をオンにする。これにより、圧縮空気が配管７１に連通する。するとバルーン部材６の内部が加圧され、バルーン部材６が膨張する。なお、バルーン部材６の圧力が過大になった場合、安全のためにインフレイト弁７５がオフになるよう回路が構成されている。
【００４２】
次にバルーン部材６は収縮に転じる。すなわち、まずインフレイト弁７５をオフにする。これにより圧縮空気と配管７１との連通が解除される。そして、エジェクター弁７３をオンにする。これにより、エジェクター７２の真空ポートに真空が発生する。そして中継弁７４をオフにする。これにより、配管７１とエジェクター７２の真空ポートとが連通する。するとバルーン部材６の内部が除圧され、バルーン部材６が収縮する。
【００４３】
図６のタイムチャートに示すシーケンス制御を実施すると、上記のバルーン部材６の膨張・収縮を制御することができる。すなわち、排出路５の開放と閉塞とを自動で制御することができる。図６に示すタイムチャートでは、排出路５は所定の時間閉塞され、所定の時間開放するようシーケンス制御されている。ここで排出路５の閉塞が維持される時間は、所定の粒径より小さい粒径の粉体が全て篩網４を通過するに必要な時間に設定される。これにより、所定の粒径より小さい粒径の粉体が排出口２１ｃから排出されるのを防ぐことができる。また、排出路５の開放が維持される時間は、上側空間２ａに留まった所定の粒径以上の粒径の粉体が排出口２１ｃから全て排出されるのに必要な時間に設定される。
【００４４】
なお、バルーン部材６の膨張・収縮には、油圧など任意の流体圧を用いることができるが、本実施形態のように空気圧を用いた場合、粉体が曝される環境を清潔に保つことができ、またバルーンに結露が生じて粉体が堆積するなどの不具合を回避することができるため、好適である。
【００４５】
次に本実施形態に係る振動篩１を用いて粉体をふるい分ける手順について説明する。まず、バルーン部材６が膨張しており、外部に連通する排出路５が閉塞されている状態で、ふるい分けの対象となる粉体を投入口２３ａから容器２の内部に投入する。このとき、投入された粉体が容器２の内部の上側空間２ａから外部に排出されることは無い。
【００４６】
次に、振動手段３を作動させて容器２を振動させる。これにより、投入した粉体がふるい分けられる。このとき排出路５は未だ閉塞されており、ふるい分けの最中に、所定の粒径以下の粉体、すなわち本来篩網４を通過するはずの粉体が、排出口２１ｃから排出されることはなく、篩網４を通過して下側空間２ｂに移動し、排出口２２ｃから排出される。なお、容器２の振動開始は上記のように粉体を投入した後でもよいが、粉体を投入する前に容器２の振動を開始させ、容器２が振動している最中に粉体を投入することも可能である。
【００４７】
ふるい分けが終了した後、すなわち本来篩網４を通過するはずの粉体が篩網４を通過した後、バルーン部材６を収縮させて排出路５を開放する。これにより、篩網４を通過せず上側空間２ａに留まる粉体、すなわち所定の粒径以上の粒径の粉体が、排出口２１ｃから排出される。
【００４８】
そして、再度ふるい分けの対象となる粉体を投入口２３ａから容器２の内部に投入し、上記の手順を繰り返すことにより、連続してふるい分けを実施することができる。この間、振動手段３を停止させる必要はない。また、粉体の投入とバルーン部材６の膨張・収縮を共にシーケンス制御することにより、ユーザーによる操作を必要とせず、連続的に自動で粉体のふるい分けを実施することが可能となる。
【符号の説明】
【００４９】
１    振動篩
２    容器
２ａ  上側空間
２ｂ  下側空間
３    振動手段
４    篩網
５    排出路
６    バルーン部材
７    空気圧系統
７１  配管
【要約】
【課題】  ふるい分けられていない粉体の排出を確実に防止するとともに、ふるい分けの途中でのユーザーによる操作を必要とせず連続運転が可能であり、粉体を汚染することなく、故障し難く長寿命な振動篩を提供する。
【解決手段】  本発明に係る振動篩は、粉体を収容する容器２と、容器２を振動させる振動手段３と、容器２内の空間を上下に区画するよう配置された、粉体をふるい分ける篩網４と、篩網４より上側の上側空間２ａ内の粉体を外部に排出する排出路５と、流体圧により膨張および収縮が可能な袋状のバルーン部材６とを備え、バルーン部材６の膨張時には排出路５が閉塞され、バルーン部材６の収縮時には排出路５が開放される。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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