特許 6828860 気流式分級装置、分級装置のフラップ制御機構およびその調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6828860

(24)【登録日】2021年1月25日

(45)【発行日】2021年2月10日

(54)【発明の名称】気流式分級装置、分級装置のフラップ制御機構およびその調整方法

(51)【国際特許分類】

   B07B 7/086 20060101AFI20210128BHJP

   B07B 11/04 20060101ALI20210128BHJP

   B07B 11/00 20060101ALI20210128BHJP

   F16H 1/16 20060101ALI20210128BHJP

【ＦＩ】

   B07B7/086

   B07B11/04

   B07B11/00

   F16H1/16 Z

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-231682(P2016-231682)

(22)【出願日】2016年11月29日

(65)【公開番号】特開2018-86633(P2018-86633A)

(43)【公開日】2018年6月7日

【審査請求日】2019年11月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】315008212

【氏名又は名称】株式会社パウダーシステムズ

(74)【代理人】

【識別番号】100114421

【弁理士】

【氏名又は名称】薬丸 誠一

(72)【発明者】

【氏名】稲冨 宏

【審査官】 目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１６９７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２０７８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００１２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２３６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１７４２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０８９８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４５４０９８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０７Ｂ１／００−１５／００

Ｆ１６Ｈ１／００−１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアンダブロックを備えた気流式分級装置用のフラップ制御機構であって、
筐体の側面部に回転自在に設置された少なくとも１つの回転操作用ハンドルを備え、
前記回転操作用ハンドルは、回転運動変換治具に接続され、
前記回転運動変換治具は、前記回転操作用ハンドルの回転運動を減速するとともに前記回転運動の回転ベクトル方向を９０度転換する
ことを特徴とするフラップ制御機構。

【請求項2】

前記回転操作用ハンドルには、ポジションインジケータが接続されており、
前記ポジションインジケータは、前記回転操作用ハンドルの回転数を計測する
ことを特徴とする請求項１記載のフラップ制御機構。

【請求項3】

前記回転運動変換治具は、ウォームギアであることを特徴とする請求項１または２記載のフラップ制御機構。

【請求項4】

前記回転操作用ハンドルは、カップリングを介して前記回転運動変換治具に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のフラップ制御機構。

【請求項5】

２個の第１および第２の回転操作用ハンドルを備え、それぞれ第１および第２の回転運動変換治具を介して第１および第２のカップリングに連結されており、前記第１および第２のカップリングは、２個の第１および第２のフラップを備えた気流式分級装置の前記第１および第２のフラップに、それぞれ連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のフラップ制御機構。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１項記載のフラップ制御機構を備えたことを特徴とする分級装置。

【請求項7】

請求項５記載のフラップ制御機構において、
前記第１の回転操作用ハンドルを第１の回転方向に回転操作し、前記第１の回転運動変換治具および前記第１のカップリングを介して、前記第１のフラップを回転させ、前記第１のフラップの先端を前記気流式分級装置の前記コアンダブロックの壁面から遠ざけるステップと、
前記第１の回転方向と反対方向の第２の回転方向に前記第１の回転操作用ハンドルを回転し前記コアンダブロックの壁面に前記第１のフラップの先端を接触させ、前記第１の回転操作用ハンドルに接続されている前記第１のインジケータの表示値を第１の基準値に設定するステップと、
前記第１の回転操作用ハンドルを前記第１の回転方向に回転操作し、前記気流式分級装置の前記第１のフラップの先端を前記コアンダブロックの壁面から遠ざけ、前記第２の回転操作用ハンドルを第３の回転方向に回転操作し、前記第２の回転運動変換治具および前記第２のカップリングを介して、前記第２のフラップを回転させ、前記第２のフラップの先端を前記気流式分級装置の前記コアンダブロックの壁面から遠ざけるステップと、
２つの対向した平行な側面を有する直方体の基準値設定棒を、前記コアンダブロックの壁面と、前記第１および第２のフラップの先端との間に挿入し、前記２つの対向した平行な側面の一方の側面を前記コアンダブロックの壁面に接触させるステップと、
前記第２の回転操作用ハンドルを前記第３の回転方向と反対方向の第４の方向に回転し、前記第２のフラップの先端を前記基準値設定棒の前記２つの対向した平行な側面の他方の側面に接触させるステップと、
前記第２の回転操作用ハンドルに接続されている前記第２のインジケータの表示値を第２の基準値に設定するステップと
を有することを特徴とする前記気流式分級装置の第１および第２のフラップの先端の位置調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気流式分級装置に関し、特にそのフラップ制御機構およびその調整方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

異なる粒子径または真比重を有する粉体原料を粒子径または真比重に応じて分級するため、コアンダ効果を利用した気流式分級装置（以下単に分級装置と称することがある）が用いられている。このような気流式分級装置は、粉体状の原料粉体を供給するフィード気流によってノズルを通して分級域へ導入し、コアンダ効果と粉体の慣性力の差を利用して分級を行う。
分級装置は、粉体を分級する数に応じた分級域を備えるが、通常１個または２個のフラップ（または分級エッジ）と呼ばれる仕切板で各分級域に分けられる。その分級域はフラップ先端位置と各排出口からの吸引風量によって画定される。そのため、フラップ先端の位置精度は、分級精度に大きな影響を与える要因の一つである。

【0003】

従って、気流式分級装置においては、粉体原料を高精度分級するために、フラップ先端位置の微調整が必要であり、さらに同一条件下で再現性のある分級結果を得るためには、フラップ先端位置を正確に制御する必要がある。

【0004】

従来から用いられている分級装置は、例えば特許文献１に記載されているように、フラップ先端の位置を調整するため、作業者（オペレータ）が位置調整を行っていた。
このようなフラップの位置調整は、アームハンドルをフラップに取り付けることにより、分級機を組立後に行うことが可能になる。この際、フラップの位置は、分級装置の前方側板（フロントパネル）に形成された覗き窓から目視により確認する。
また、覗き窓に直接描画もしくはシールで貼付されたスケール（目盛）を用いて、フラップの先端位置を目視で計測し、位置調整の精度を高める工夫がなされていた。

【0005】

しかし、特許文献２において指摘されるように、作業者が試行錯誤によりフラップの先端の位置を調整する場合、その位置決め精度や再現性に問題が生じることがある。作業者による目視での確認は、作業者自体や目視確認方向による差が生じやすく、その作業はかなりの熟練と労力を必要とする。
そのため、特許文献２や特許文献３には、微少な回転角度を制御可能にするため、分解能の高いステッピングモータやサーボモータを用い、作業者に依らず高い位置精度で再現性よくフラップの先端位置を自動でセットすることができる分級装置が提案されている。この場合、ステッピングモータやサーボモータに取り付けたポテンショメータによって、フラップの回転角度を検知してフラップの先端位置を算出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１−１６９７９３

【特許文献2】特開平０２−２０７８７７

【特許文献3】特開２００２−１２２５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

重量物であるフラップの位置を、手動操作により精度良く設定することは非常に困難であり、サーボモータを用いた自動位置制御機構付き分級装置においては、出力の高いサーボモータを使用することで、高い位置精度で再現性よくフラップの先端位置を自動で設定できる。しかしながら、サーボモータとその回転運動を伝達しフラップを軸周りに回動するための駆動機構および電気的な制御機構等のハードウェアに加え、制御用ソフトウェアが必要であり、装置が大型化、高額化するという問題がある。
特に、２つのフラップの回転軸間距離が狭い場合、サーボモータを２台並べるとサーボモータ間の回転軸間距離が広いため、プーリー等の複雑な回転運動伝達機構が必要となる。

【0008】

本発明は、高額なサーボモータ等を用いた自動位置制御機構を必要とせず、高い精度でフラップの位置調整が可能な気流式分級装置およびその高精度なフラップ位置の調整方法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】

【0009】

本発明におけるコアンダブロックを備えた気流式分級装置用のフラップ制御機構は、
筐体の側面部に回転自在に設置された少なくとも１つの回転操作用ハンドルを備え、
前記回転操作用ハンドルは、回転運動変換治具に接続され、
前記回転運動変換治具は、前記回転操作用ハンドルの回転運動を減速するとともに前記回転運動の回転軸方向を９０度転換することを特徴とする。

【0010】

本発明におけるコアンダブロックを備えた気流式分級装置用のフラップ制御機構は、
前記回転操作用ハンドルには、ポジションインジケータが接続されており、
前記ポジションインジケータは、前記回転操作用ハンドルの回転数を計測することを特徴とする。

【0011】

上記構成によれば、コアンダブロックを備えた気流式分級装置にフラップ制御機構を取り付け、回転運動変換治具により回転操作用ハンドルに手動操作で加えられた回転運動を減速し、フラップに伝達することで、フラップ先端の位置調整を高精度で行うことができる。
また、回転運動変換治具は、回転ベクトル方向を９０度転換するため、フラップ制御機構の奥行方向の側面に回転操作用ハンドルを設置することができる。回転運動は、カップリングを介して分級装置のフラップに伝達されるため、分級装置の側面側からフラップの回転操作が可能となる。このことは分級装置の形状がフロントパネルの幅および高さに比べ、奥行き方向が短く、例えば数十分の１であるという独特の特徴を有効に利用できる。

【0012】

本発明におけるコアンダブロックを備えた気流式分級装置用のフラップ制御機構は、
前記回転運動変換治具は、ウォームギアであることを特徴とする。

【0013】

これにより、フラップ制御機構の奥行き幅を短くし、小型軽量化するとともに、回転運動の伝達精度も向上することができる。

【0014】

本発明におけるコアンダブロックを備えた気流式分級装置用のフラップ制御機構は、
前記回転操作用ハンドルは 、カップリングを介して前記回転運動変換治具に接続されていることを特徴とする。

【0015】

前記カップリングにより、フラップ制御機構の組立を容易にする。

【0016】

本発明におけるコアンダブロックを備えた気流式分級装置用のフラップ制御機構は、
２個の第１および第２の回転操作用ハンドルを備え、それぞれ第１および第２の回転運動変換治具を介して第１および第２のカップリングに連結されており、前記第１および第２のカップリングは、２個の第１および第２のフラップを備えた気流式分級装置の前記第１および第２のフラップに、それぞれ連結されていることを特徴とする。

【0017】

これにより、フラップ制御機構は、３つの分級域に粉体を分級可能な２個のフラップを備えた分級装置のフラップ位置を、それぞれ独立して手動で正確に制御、設定することができる。

【0018】

本発明における分級装置は上記フラップ制御機構を備えたことを特徴とする。

【0019】

これにより、フラップ先端の位置を高精度に制御可能な分級装置を低価格で実現することができる。

【0020】

本発明におけるコアンダブロックを備えた気流式分級装置用の、第１の回転操作用ハンドルおよび第２の回転操作用ハンドルを備えたフラップ制御機構の位置調整方法は、
前記第１の回転操作用ハンドルを第１の回転方向に回転操作し、第１の回転運動変換治具および第１のカップリングを介して、第１のフラップを回転させ、第１のフラップの先端を気流式分級装置のコアンダブロックの壁面から遠ざけるステップと、
前記第１の回転方向と反対方向の第２の回転方向に前記第１の回転操作用ハンドルを回転し前記コアンダブロックの壁面に第１のフラップの先端を接触させ、第１の回転操作用ハンドルに接続されている第１のインジケータの表示値を第１の基準値に設定するステップと、
第１の回転操作用ハンドルを第１の回転方向に回転操作し、気流式分級装置の前記第１のフラップの先端をコアンダブロックの壁面から遠ざけ、第２の回転操作用ハンドルを第３の回転方向に回転操作し、第２の回転運動変換治具および第２のカップリングを介して、第２のフラップを回転させ、前記第２のフラップの先端を気流式分級装置のコアンダブロックの壁面から遠ざけるステップと、
２つの対向した平行な側面を有する直方体の基準値設定棒を、前記コアンダブロックと前記第１および第２のフラップの先端との間に挿入し、前記２つの対向した平行な側面の一方の側面をコアンダブロックの表面に接触させるステップと、
第２の回転操作用ハンドルを第３の回転方向と反対方向の第４の方向に回転し、前記第２のフラップの先端を前記基準値設定棒の前記２つの対向した平行な側面の他方の側面に接触させるステップと、
前記第２の回転操作用ハンドルに接続されている第２のインジケータの表示値を第２の基準値に設定するステップと
を有することを特徴とする。

【0021】

このようにフラップ位置を調整することにより、第１および第２の回転運動変換治具のバックラッシュによる位置のばらつき誤差を抑制するとともに、コアンダブロックから第１および第２のフラップの先端までの距離と、第１および第２のインジケータの表示値の相対関係を確定することができ、第１および第２のフラップの先端の位置を第１および第２のインジケータの表示値に従って、第１および第２の回転操作用ハンドルを手動操作することにより正確に制御することが可能となる。

【発明の効果】

【0022】

サーボモータ等を用いた自動の位置調整機構を備えた分級装置と比較して、低価格で小型でありながら、分級精度および再現性の高い気流式分級装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１の実施形態の統合化された分級装置の上面図。

【図2】分級機構部の内部構造を示す正面図。

【図3】分級装置をフラップ制御機構側から見た背面図。

【図4】フラップ制御機構のローレットハンドルの回転方向を示す側面図。

【図5】第１のフラップの基準位置を設定する工程の分級機構部の正面図。

【図6】第１および第２のフラップの先端部分の拡大図。

【図7】第２のフラップの基準位置を設定する工程の分級機構部の正面図。

【図8】第２のフラップの基準位置を設定する工程の第１および第２のフラップの先端部分の拡大図。

【0024】

以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。同一又は同類の部材には同一の符号を用いるか又は添え字のみ異ならせて表示するものとし、重複した説明を省略しているが、各実施形態の記載は本発明の技術的思想を理解するために合目的的に解釈され、実施形態の記載に限定解釈されるべきものではない。

【0025】

（実施形態１）
図１に、本発明の１実施形態における統合化された分級装置１の上面図を示す。
図１に示す統合化された分級装置１（以下簡単に分級装置１と称す）は、分級機構２と、分級機構２に内蔵されているフラップの位置を制御するためのフラップ制御機構３とが統合化された分級装置である。図１は、分級機構２に２つのフラップを有する例を示す。

【0026】

回転運動連結部材である第１のカップリング４と第２のカップリング５とが分級機構２とフラップ制御機構３とを連結し、その結果、統合化された分級装置１が構成されている。具体的には、第１のカップリング４は、後述する第１のフラップ２０３の第１のフラップシャフト２０８に、第２のカップリング５は、後述する第２のフラップ２０４の第２のフラップシャフト２０９に連結されている。
本実施形態においては市販されているカップリング（軸継手）の内で、特に回転運動に対して剛性が高いものを選択する必要がある。

【0027】

また、分級機構２は従来の手動によりフラップ位置を設定する気流式分級装置に相当する。分級機構２は、上述のようにコアンダ効果を用いて、粉体の分級を行うことができる。なお、図１中、Ｄで示す矢印は、分級機構２の奥行き方向の長さを示す。

【0028】

図２は、分級機構２の内部構造を示す正面図である。分級機構２は、図２に示すように、コアンダブロック２０１、気流導入口２０２、第１のフラップ２０３、第２のフラップ２０４、側壁ブロック２０５、ノズル２０６、噴出口２０７を備える。
粉体原料は、気流導入口２０２から気流とともに分級機構２内部へと導入され、噴出口２０７から噴出される。噴出口２０７から噴出された気流は、コアンダブロック２０１の壁面に沿って流れる。コアンダブロック２０１の壁面は、噴出口２０７近傍の湾曲した形状と直線形状を有する。導入された気流は、コアンダブロック２０１の湾曲した壁面に沿って曲げられる。

【0029】

コアンダブロック２０１と第１のフラップ２０３とで挟まれた第１の領域、第１のフラップ２０３と第２のフラップ２０４とで挟まれた第２の領域、第２のフラップ２０４と側壁ブロック２０５とで挟まれた第３の領域の３つの分級領域が画定される。
粉体原料は、異なった粒径の粒子粉体を含み、各粒子の慣性粒子径に依存して各分級領域に粉体が分級される。すなわち第１、第２、第３の領域に、それぞれ微細粉、中粉、粗粉に分級された粉体原料が気流とともに流入するため、それぞれの領域に流れ込んだ粉体を第１の流出口２１０、第２の流出口２１１、第３の流出口２１２を経由して回収することで、サイズに応じて分級された粉体を得ることができる。

【0030】

なお、図２において、例えば気流導入口２０２が反対側になるよう左右反転させても良い。分級装置１を用いて分級作業を行う環境に応じて、変更が可能である。

【0031】

第１のフラップ２０３、第２のフラップ２０４の先端は、各分級領域を決定するため、分級精度に直接的に影響する。第１のフラップ２０３、第２のフラップ２０４は、それぞれ第１のフラップシャフト２０８、第２のフラップシャフト２０９を回転軸として回動（回転）可能である。
第１のフラップシャフト２０８の中心から第１のフラップ２０３の先端（図中右下端部）までの距離を第１のフラップ２０３のフラップ長、第２のフラップシャフト２０９の中心から第２のフラップ２０４の先端（図中右下端部）までの距離を第２のフラップ２０４のフラップ長と定義する。

【0032】

フラップ長は、例えば１００〜１３０［ｍｍ］である。第１のフラップ２０３と第２のフラップ２０４のフラップ長は同じであっても良く、また異なっても良い。すなわち第１のフラップ２０３のフラップ長より第２のフラップ２０４のフラップ長が長くても、短くても良い。これらのフラップ長は、分級条件に合わせて設定する。

【0033】

図３は、分級装置１をフラップ制御機構３側から見た背面図であり、フラップ制御機構３の構造を示す。なお、図２の正面図、図３の背面図は、説明のための便宜的用語であり、図３を正面図と図２を背面図と定義しても良いことは言うまでもない。

【0034】

フラップ制御機構３は、手動回転操作用ハンドルである第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２、回転操作用ハンドルの回転位置を表示する第１のポジションインジケータ３０３および第２のポジションインジケータ３０４、手動回転操作の回転数の減速およびその回転方向を直角に変更する回転運動伝達治具である第１のウォームギア３０５および第２のウォームギア３０６を備え、これらは筐体３００に設置されている。

【0035】

第１のローレットハンドル３０１、第２のローレットハンドル３０２は、筐体３００の両側壁面に回転自在に設置されている。

【0036】

第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２は、それぞれ第１の連結棒３０８および第２の連結棒３０９を介して、第３のカップリング３１０および第４のカップリング３１１に機械的に連結されている。
第３のカップリング３１０および第４のカップリング３１１は、第１のウォームギア３０５および第２のウォームギア３０６に機械的に連結されている。
カップリング（回転継手）を用いることにより、接続を溶接や接着等の分解不可能な方法ではなく、分解可能な方法で行うことが出来、かつ組立時の位置ズレや芯ズレを吸収することが出来る。

【0037】

その結果、手動操作によって第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２に加えられた回転運動は、それぞれ第１のウォームギア３０５および第２のウォームギア３０６に伝達される。

【0038】

図４は、図３の左側面部を示し、第１のローレットハンドル３０１が筐体３００に設置されている状態およびその回転操作方向を示す。具体的には、第１のローレットハンドル３０１は、図中矢印で示す両方向に回転（回動）可能である。これに対して第１のフラップ２０３は、回転運動変換治具である第１のウォームギア３０５によって、図２の第１のフラップシャフト２０８を軸に回転（回動）可能である。
また、第２のローレットハンドル３０２は、図４と対向する面の筐体３００に、第１のローレットハンドル３０１と同様に回転可能に設置されている。これに対して第２のフラップ２０４は、回転運動変換治具である第２のウォームギア３０６によって、図２の第２のフラップシャフト２０９を軸に回転（回動）可能である。
なお、第１のローレットハンドル３０１と第２のローレットハンドル３０２とを筐体３００側面の同じ側に設置することも可能である。

【0039】

第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２の回転数（回転角度）は、それぞれ第１のポジションインジケータ３０３および第２のポジションインジケータ３０４により計測され、表示される。

【0040】

上述のとおり第１および第２のウォームギア３０５、３０６は、減速機としての役割を果たす。例えば、第１および第２のウォームギア３０５、３０６の減速比を５０対１とすると、第１および第２のローレットハンドル３０１、３０２が１回転すると、その回転数は５０分の１に減少される。

【0041】

また、第１および第２のウォームギア３０５、３０６は、回転運動の軸方向（あるいは回転ベクトルの方向）を９０度回転することができ、第１および第２のローレットハンドル３０１、３０２の回転運動の軸方向は、９０度転換する。従って、筐体３００の側面に垂直な軸周りの回転運動（例えば図４の矢印）は、図３で示される筐体３００の面に垂直な軸周りの回転運動に変換される。

【0042】

サーボモータを用いた分級装置の場合、サーボモータの回転軸は、フラップの回転軸と平行であり、プーリー等により回転運動を伝達し、フラップを回転してする。このような構成の場合、サーボモータの支持および制御のため、奥行き方向に長いスペースを必要とする。

【0043】

しかし、回転運動の軸を９０度転換することにより、本実施形態のフラップ制御機構３を使用した分級装置１は、その奥行きを、サーボモータを使用した分級装置と比較し、短くすることができる。このことは以下に述べるように、分級装置において、特に有用であり、大きな利点である。

【0044】

通常、分級機構２は、図１、図２に示されるように、図２の正面図から観察される幅（図中Ｗで示す）および高さ（図中Ｈで示す）の距離と比較し、図１に観察される奥行き（図中Ｄで示す）の長さは短く、例えば数十分の１程度である。実際、分級装置を使用する場合、工場あるいは試作ライン等の現場で、この独特の形状に合わせて分級装置の設置レイアウトが決められることが多い。
具体的には、図２の左右方向については、粉体原料の供給ラインや分級後に粉体の回収ラインを設置するため、充分なスペースが確保されているが、奥行き方向については、装置占有面積が少なくなるよう、工場内での装置がレイアウトされていることが多い。

【0045】

そのため、サーボモータを使用した分級装置を導入する場合、サーボモータの厚みに加え、重量のあるサーボモータを支持する筐体部分を必要とし、既存の分級装置との置き換えをする場合、しばしば他の装置を含めたレイアウト変更も必要となり、これに伴い、粉体を気流で移送するための配管系統の変更工事も必要となることがある。従って、装置の設置工事費用が増大する。

【0046】

しかし、本実施形態のフラップ制御機構３を使用した分級装置１は、奥行き方向の増大を極力抑え、フラップ調整作業を図２の左右側面側から可能とすることで、工場等における既存の装置のレイアウトを大きく変更することなく、本実施形態の高い分級装置を容易に設置することができる。

【0047】

なお、フラップ調整作業を図２の左右側面側から行うが、上述のように図２の左右方向については充分なスペースが確保されていることが多く、フラップ調整作業スペースを新たに確保する必要が無い。
さらに、フラップを正面に形成された覗き窓から、作業者が容易に目視で確認しながらフラップを手動回転操作することができる。

【0048】

また、サーボモータを使用した分級装置の場合、駆動系、制御系の電源を必要とする。しかし、分級装置自体は、電力を必要としない。そのため、既存の手動でフラップ調整を行う分級装置（以下手動式の分級装置と称す）の場合、その設置箇所に電源供給ラインが無い場合がある。このような場合、電源を必要とするサーボモータを使用した分級装置では、新たに電源ラインの設置スペースの確保と電源ラインの新たな設置工事及び工事費用が必要となることがある。

【0049】

しかし、本実施形態のフラップ制御機構３において、電源を不要とするポジションインジケータや電池式のポジションインジケータを使用することで、電源ラインの追加を不要にでき、電源供給ラインに関しても、新たな設置工事が不要となる。

【0050】

分級機構２とフラップ制御機構３とは、図１に示すように、第１および第２のカップリング４、５で連結されている。具体的には、第１のカップリング４は、第１のウォームギア３０５と第１のフラップシャフト２０８を連結し、第２のカップリング５は、第２のウォームギア３０６と第２のフラップシャフト２０９を連結する。
これにより、第１および第２のローレットハンドル３０１、３０２の回転運動は、それぞれ第１および第２のウォームギア３０５、３０６により減速され、回転軸方向が９０°転換され、筐体の正面に設置された第１および第２のカップリング４、５を介して、第１および第２のフラップシャフト２０８、２０９に伝達される。

【0051】

第１および第２のフラップ２０３、２０４は、気流により移送された粉体を分級するため、気流の影響を受けないよう剛性の高い構造物であり、重量物である。そのためフラップを移動させるために１〜３［Ｎｍ］程度の大きなトルクが必要となる。
さらに第１および第２のフラップ２０３、２０４は近接した状態で設置されている。このような配置での重量物を精度良く第１および第２のフラップシャフト２０８、２０９を軸に回転させるためには、回転運動を正確に伝達するとともに、それ以外の運動の伝達を抑制する必要がある。
しかし、上記構成とすることにより、手動操作によってもフラップ位置の微調整が可能となる。

【0052】

従って、既存の分級装置を利用して、分級装置に内蔵されているフラップの軸に、カップリングの一方を設置し、他方を本実施形態のフラップ制御機構３のウォームギアに接続することで、既存の手動式の分級装置に本実施形態のフラップ制御機構３を統合し、手動によるフラップの回転操作を伝達することができる統合化した分級装置を得ることができる。

【0053】

なお、第１および第２のローレットハンドル３０１、３０２には、それぞれ第１および第２のストッパ（固定治具）３１２、３１３が設けられており、第１および第２のローレットハンドル３０１、３０２を固定することができる。

【0054】

表１は、第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２の回転量と第１のフラップ２０３および第２のフラップ２０４の各先端の移動量との相関を示す。表１では、ウォームギアの減速比が１／５０、第１のフラップ２０３および第２のフラップ２０４のフラップ長がそれぞれ１１０および１２２［ｍｍ］の例を示すが、これらの値に限定されるものではない。

【0055】

表１

【0056】

この例の場合、第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２を１回転させると、第１のフラップ２０３および第２のフラップ２０４の先端はそれぞれ１３．８２３および１５．３３１［ｍｍ］移動する。
または、第１のフラップ２０３および第２のフラップ２０４の先端を１［ｍｍ］移動させるに必要な第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２の回転角度は、それぞれ２６．０４３および２３．４８２［°］となる。

【0057】

フラップの先端の可動範囲は、例えば２０［ｍｍ］であるが、高い分級精度を実現するため、第１のフラップ２０３および第２のフラップ２０４の先端の移動量の分解能は、例えば１［ｍｍ］となる。この場合、第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２の回転角度は、上記のとおりそれぞれ２６．０４３および２３．４８２［°］となる。
さらに高い分級精度を実現するため、第１のフラップ２０３および第２のフラップ２０４の先端の移動量の分解能を０．５［ｍｍ］とした場合でも、第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２の回転角度は、１３．０２２および１１．７４１［°］である。
これらの第１のローレットハンドル３０１および第２のローレットハンドル３０２の回転角度は、手動操作でも十分に対応可能な大きさである。
すなわち、第１および第２のフラップの先端の移動精度を、１［ｍｍ］あるは０．５［ｍｍ］とすることが可能となる。

【0058】

従って、高額なサーボモータを使用した制御システムを用いることなく、高い分級精度を再現性よく実現することが可能となる。
また、ウォームギアにより回転駆動方向を転換することにより、分級機構部の奥行き方向に、わずかにフラップ制御機構部の設置領域が延びるだけであり、装置占有面積の増大を極力抑えることができる。従って、従来の分級装置を本発明の分級装置に置き換える場合でも、現場での設置レイアウトの変更が極力抑えることができる。

【0059】

また、従来の手動操作でフラップ位置を調整する分級装置の場合、フラップを回転させるための軸を分級装置外部から操作できるようになっている。従って、この軸に対して本実施形態のフラップ制御機構を接続することで、従来の分級装置に対して容易に改造することができ、既存の資産を有効活用することもできる。

【0060】

なお、上記実施形態では、手動操作の回転運動の減速と方向転換のため、各フラップに対して１個のウォームギアを使用している、複数のギア（歯車）を組合せ、回転運動の方向転換とさらなる減速をすることも可能である。
しかし、ギアの咬みあわせ個数が増加すると、ギア同士の咬みあわせの遊び部分での誤差（バックラッシュ）が増大する。本実施形態に示すように、１個のウォームギアを使用することにより、バックラッシュの影響を極力抑えることができる。

【0061】

また、上記実施形態において、２個のフラップの位置を調整するフラップ制御機構部について説明したが、フラップの数は１個でもよく、また２個より多くても良い。ただし、実際には、フラップ数は２個である場合が多い。

【0062】

（第２実施形態）
以下では、第１の実施形態の分級装置１の第１のフラップ２０３、第２のフラップ２０４の先端部の位置調整方法について説明する。

【0063】

まず、第１のステップにおいて、一旦第１のフラップ２０３の先端が、コアンダブロック２０１の表面から遠ざかる方向に第１のフラップ２０３が回転するように、第１のローレットハンドル３０１を手動で回転させる。

【0064】

その後、第２のステップにおいて、第１のローレットハンドル３０１を逆方向に回転させ、第１のフラップ２０３の先端をコアンダブロック２０１の表面に接近させ、さらに表面に接触させる。（図５参照）
このときの第１のローレットハンドル３０１の回転位置を、第１のフラップ２０３の基準位置とし、第１のローレットハンドル３０１に接続されている第１のポジションインジケータ３０３の表示を第１の基準値、例えばゼロ（０）にセットする。
以上の工程により、第１のフラップ２０３の基準位置の設定が完了する。

【0065】

次に、第２のフラップ２０４の基準位置の設定を行う。

【0066】

コアンダ効果を利用した気流分級装置においては、コアンダブロックの湾曲表面に沿って流体を流し、粉体の慣性を応用して分級する。そのため、コアンダブロック２０１の湾曲表面のプロファイル（曲率）を基準に第１および第２のフラップ２０３、２０４の先端位置を画定することが、高精度な分級を得るために有効である。
例えば、２個のフラップの位置を決定するために、コアンダブロックの湾曲表面のプロファイルに沿った層流をシミュレーションにより算出した結果を有効に活用することができる。

【0067】

図６に示すとおり、コアンダブロック２０１の湾曲表面のプロファイルと平行で、コアンダブロック２０１の湾曲表面から所定の距離だけ離間した仮想の基準湾曲線９を準備し、この基準湾曲線９と第２のフラップ２０４の先端の旋回軌跡（以下第２の旋回軌跡１１と称す）との交点を基準に、先端位置を画定する。
図６においては、所定の距離として２５［ｍｍ］の例を示し、矢印で示す点Ｐが第２のフラップ２０４の基準位置となる交点である。
なお、第１のフラップ２０３の先端の旋回軌跡を、第１の旋回軌跡１０と称す。

【0068】

第１の旋回軌跡１０と第２の旋回軌跡１１に対して、図６に示すように、仮想的に目盛を付する。第１の旋回軌跡１０は、コアンダブロック２０１の湾曲表面との交点をゼロに設定し、第２の旋回軌跡１１は、点Ｐを基準とし、その値は、例えば２５［ｍｍ］に設定する。

【0069】

以上は、仮想的（理論的）に決定した第２のフラップ２０４の基準位置であるが、以下実際に、第２のフラップ２０４の基準位置（点Ｐ）を設定する方法（工程）について説明する。

【0070】

まず第３のステップにおいて、第２のフラップ２０４の先端がコアンダブロック２０１の表面から遠ざかる方向に第２のフラップ２０４が回転するように、第２のローレットハンドル３０２を手動で回転し、さらに第１のフラップ２０３の先端がコアンダブロック２０１の表面から遠ざかる方向に回転するように第１のローレットハンドル３０１を手動で回転させる。

【0071】

この状態で、第１および第２のフラップ２０３、２０４の先端とコアンダブロック２０１の表面に間隙を設けることができる。

【0072】

次に第４のステップにおいて、図７に示すとおり、第１および第２のフラップ２０３、２０４の先端とコアンダブロック２０１の表面との間隙に、基準値設定用バー８を挿入する。
ここで基準値設定用バー８は、長尺な直方体形状をなし、長手方向の対向する２つの面が互いに平行である。この対向する２つの面の間隔は所定の値（幅）である。
これらの２つの面の一方は、コアンダブロック２０１の表面に接触させる。これにより、コアンダブロック２０１の表面に接触した側の基準値設定用バー８の面は、コアンダブロック２０１の直線領域の延長になる。

【0073】

その後第５のステップにおいて、第２のフラップ２０４の先端がコアンダブロック２０１の表面に近づく方向（逆方向）に第２のフラップ２０４が回転するように、第２のローレットハンドル３０２を手動で回転し、第２のフラップ２０４の先端を基準値設定用バー８の表面に接触させる。
第２のフラップ２０４の先端が接触する基準値設定用バー８の表面は、コアンダブロック２０１の表面に接触した側の基準値設定用バー８の面と対向する面である。そのため、第２のフラップ２０４の先端は、コアンダブロック２０１の壁面の直線形状部分から基準値設定用バー８の幅の距離だけ離間する。

【0074】

図８は、コアンダブロック２０１の湾曲形状領域近傍での、基準値設定用バー８の位置を示す拡大図である。基準設定バー８の一方の側面（コアンダブロック２０１と反対側の側面）は、コアンダブロック２０１の湾曲形状領域近傍で、第２の旋回軌跡１１と交差点Ｑを有する。

【0075】

図８では、この交差点Ｑは、第２の旋回軌跡１１上で点Ｐから５［ｍｍ］離間した例を示している。従って第６のステップにおいて、第２のフラップ２０４の先端が基準値設定用バー８の表面接触した位置において、第２のポジションインジケータ３０４の表示値を第２の基準値として、例えば３０［ｍｍ］に設定する。 その結果、この交差点Ｑから第２の旋回軌跡１１に沿ってコアンダブロック２０１方向に５［ｍｍ］移動した点が、基準点Ｐとなる。

【0076】

すなわち、分級機構部の設計データから、コアンダブロック２０１の壁面と基準設定バー８との位置関係が既知であり、点Ｐと点Ｑとの相対関係（上記例では差分５［ｍｍ］）が既知である（理論的に算出できる）ため、上記のような実証試験により、位置を検知した点Ｑを基にして点Ｐを求めることができる。

【0077】

上記のように第２のフラップ２０４の基準点Ｐはオフセットを設け第２のポジションインジケータ３０４において２５［ｍｍ］に設定したが、ゼロと設定することも可能である。
しかし、上記のように第１および第２の基準値を定めることにより、第１および第２のフラップ先端位置を、共にコアンダブロック２０１の表面を基準にして設定することができるため、第１および第２のフラップ先端位置関係が理解し易く、分級処理条件決定作業を円滑に進めることができるという利点がある。さらに、流体シミュレーションとの結果に合わせた分級処理条件の設定も容易になる。

【0078】

なお、交差点Ｑの第２の旋回軌跡１１上の位置は３０［ｍｍ］に限るものではなく、また、基準点Ｐは第２の旋回軌跡１１上２５［ｍｍ］に限るものでもない。上記方法に従い、コアンダブロック２０１の表面を基準にして基準点を設定できれば良い。

【0079】

また、第１および第２のフラップ２０３、２０４を、ともにその先端がコアンダブロック２０１の表面から遠ざかる方向に回転した後に、コアンダブロック２０１または基準値設定用バー８の表面に近接する方向へと、同一の方向に回転させ基準点を設定する。そのため、第１および第２のフラップ２０３、２０４の基準位置を設定する場合、第１および第２のウォームギア３０５、３０６に組み込まれたギアは、共に同じ方向に回転移動しているため、個々のバックラッシュによる誤差を収束させることができる。これにより誤差の発生を防止することができる。第１および第２のフラップ２０３、２０４の先端の位置を精度良く設定することができる。

【0080】

ここで、例えば第２のフラップ２０４を回転し、その先端が図２に示す側壁ブロック２０５の表面に接触する位置を、第２のフラップ２０４の基準値を設定することも可能である。しかし、この場合、第１のフラップ２０３と第２のフラップ２０４の先端の基準位置を決定する回転操作が逆方向となり、第１および第２のウォームギア３０５、３０６間でバックラッシュの誤差が足し合わされてしまう。
従って、本実施形態の基準位置の設定方法により、このような誤差は抑制することができるため、高精度な位置の設定が可能となる。

【0081】

第１および第２のフラップ２０３、２０４の先端の位置を精度よく設定する手順は次のとおりである。
先ず、設定したい位置をコアンダブロック２０１から５ｍｍとすると、第１のフラップ２０３の基準位置からローレットハンドル３０１を逆回転させ、所望の位置を通過した位置まで回転させ、再度、基準位置設定時に回転させた方向へローレットハンドル３０１を回転させる。
このとき、所望の５ｍｍの位置でローレットハンドル３０１の回転を停止させると第１のフラップ２０３の位置が精度よく設定できることになる。
上記の手法により第２のフラップ２０４の先端の位置も設定を行う。
また、側壁ブロック２０５の表面に接触する位置を基準位置とする場合も前記と同様な手順により設定することが可能となる。

【0082】

本実施形態の方法により分級装置のフラップ位置の調整を行った場合のフラップの先端の誤差量と、サーボモータを用いた分級装置のフラップの先端の誤差量とを比較した結果を表２に示す。

【0083】

表２

【0084】

表２の結果から、手動にて位置調整を行った本実施形態のフラップ先端の位置の誤差は、サーボモータを用いて位置調整を行ったフラップ先端の位置の誤差と同等であることが分かる。実施形態１のフラップ制御機構を用い実施形態２の位置調整方法を実践することにより、手動操作の調整であるにも関わらず、高額なサーボモータを使用したフラップ位置制御装置と遜色のない、高い位置合わせ精度を実現できることが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0085】

本発明によれば、手動操作により分級装置にフラップ位置を高精度に設定することができ、高精度な分級作業を低コストで実行することができる。そのフラップ位置の調整精度は、サーボモータ等を用いたフラップ位置調整装置を備えた分級装置と遜色がない。
また、サーボモータを用いたフラップ制御装置と比較し、例えば数十分の１程度の低コストで高精度な分級装置を実現でき、さらに既存の分級装置との置き換えも容易である。
その結果、粉体の分級に要するコストを低減することができ、産業上の利用可能性は非常に大きい。

【符号の説明】

【0086】

１ 分級装置
２ 分級機構部
３ フラップ制御機構部
４ 第１のカップリング
５ 第２のカップリング
２０１ コアンダブロック
２０２ 気流導入口
２０３ 第１のフラップ
２０４ 第２のフラップ
２０５ 側壁ブロック
２０６ ノズル
２０７ 噴出口
２０８ 第１のフラップシャフト
２０９ 第２のフラップシャフト
８ 基準設定バー
３００ 筐体
３０１ 第１のローレットハンドル
３０２ 第２のローレットハンドル
３０３ 第１のポジションインジケータ
３０４ 第２のポジションインジケータ
３０５ 第１のウォームギア
３０６ 第２のウォームギア
３０８ 第１の連結棒
３０９ 第２の連結棒
３１０ 第３のカップリング
３１１ 第４のカップリング
３１２ 第１のストッパ（固定治具）
３１３ 第２のストッパ（固定治具）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】