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【発明の名称】 ふるい装置
【発明者】 【氏名】山森 春男

【氏名】青木 祥博

【氏名】久保田 和政

【氏名】白井 真

【氏名】北村 篤史

【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。
【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】


【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
【出願人】 【識別番号】000243364
【氏名又は名称】本多電子株式会社
【識別番号】591006520
【氏名又は名称】株式会社興和工業所
【出願日】 平成18年10月31日(2006.10.31)
【代理人】 【識別番号】110000291
【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所


【公開番号】 特開2008−110308(P2008−110308A)
【公開日】 平成20年5月15日(2008.5.15)
【出願番号】 特願2006−295488(P2006−295488)