JP6661020B2

JP6661020B2 - 篩

Info

Publication number: JP6661020B2
Application number: JP2018542797A
Authority: JP
Inventors: 精鎮絹田
Original assignee: Optnics Precision Co Ltd
Current assignee: Optnics Precision Co Ltd
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2020-03-11
Anticipated expiration: 2038-02-20
Also published as: WO2018159388A1; JPWO2018159388A1; CN109311056A; KR20190005938A; US20190168260A1; KR102216533B1; US10814353B2

Description

本開示は、篩に関する。

球形の粒子を効率的に分級する作業の速度は、あらゆる産業の生産性に直接影響を与える重要な要素技術として知られている。特に、真円に近い球形粒子、例えば、ハンダボールを効率的に篩うことは、例えば、コスト、品質等の観点から極めて重要な課題となっている。

従来、篩装置を構成する篩における孔の形状は、多くが円形若しくは正方形である。また、孔の配置は、多くが方眼の位置に配置され、若しくは、稀に三角形の頂点にくるように配置され、いずれも均一に配置され、所謂「篩メッシュ」と呼ばれている。

この篩メッシュを用いる場合、篩作業中は篩に対して上下方向、左右方向のほか、ラジアル方向等に駆動させ、常に振動を与えている。このような振動作業は、粒子が篩の孔に接触した後、できる限り速く孔をすり抜けて落下させることを目的としている。

しかし、粒子は上下の振動により、篩の孔の周囲で舞うことになり、なかなか孔を通過することができないという課題がある。さらに、前後左右のいわゆる二次元平面的振動では、その速度及び加速度によっては、粒子が孔の上部を通過する機会が多いために効率的に篩うことができないという問題がある。また、篩の孔の形状が、従来の正方形又は真円に近い、すなわち最も短い孔の円弧で囲まれている場合には、粒子は窪みに填まり込むように固定してしまい、孔が詰まるという問題もあった。

粒子が孔を通過するメカニズムは、振動する粒子が孔壁に近付き、接触し、この孔壁の端部に捕捉された後に落下する。すなわち、粒子が通過しようとする孔壁の長さが長いほど、通過しようとする粒子との接触機会が多くなるため、より容易に通過することが可能となる。このため、従来の一般的な篩メッシュでは、このメッシュ平面上を横方向の力に依存しながら運動する粒子にとって、孔を通過するのに十分な機会があるとはいえず、篩い作業が効率的でないという問題があった。

なお、粒子が舞い上がる現象が生じる２０μｍオーダー以下の粒子を篩う場合には、粒子側に陽圧をかけると同時に篩われた側に陰圧をかけることにより、篩い作業が円滑になるように工夫している。しかしながら、一旦孔に粒子が捕捉されると陰圧による力で孔から粒子が離れ難い等の現象も生じ、従来の篩メッシュ孔では孔詰まりを生じ易く、効率的でないという問題もある。

これらの問題に対し、例えば特許文献１（特許第５４１４４３８号公報）において、一方向のみに延びる長孔を有する金属板の篩が提案されている。この篩では、長孔を、１つの長孔の長手方向の延長線と、該長孔の上下左右に隣接するそれぞれの長孔の長手方向の延長線とが互いに交差するように複数設けるとともに、左右方向に長い長孔と上下方向に長い長孔とが、上下、左右に交互に設けられている。

また、特許文献２（特許第５６０７３３１号公報）において、金属球を球径に応じて選別するために用いられる篩用マスクであって、多数のパターン開口が規則的に密集して配列された篩網を備えるものが提案されている。この篩用マスクでは、選別処理に寄与する単位面積当りのパターン開口面積（開口率）が、特許文献１に記載の従来例と比較して増大している。

しかしながら、上記した特許文献２に記載の従来例では、粒子の重さ等により、互いに隣り合う長孔の長辺間の細長い部分（低強度部）が変形して、長孔の幅が広がることが懸念される。長孔の幅が広がると、本来通過すべきでない大きさの粒子が長孔を通過してしまい、分級の精度が低下する。

また、長孔を用いると粒子が孔壁に接触する機会が増加するが、長孔による分級の制御は、互いに対向する２つの長辺で行われるため、粒子に長孔の幅より大きい部分があっても、この粒子に長孔の幅より小さい部分があれば、長孔を通過する可能性がある。

本開示は、篩の開口率、強度、及び分級の精度を向上させることを目的とする。

第１の態様に係る篩は、長孔と該長孔よりも短い短孔とを有する単位ブロックが上下左右に配列され、前記単位ブロックにおいて、前記長孔は、第１長手方向に延びる第１長孔と、前記第１長手方向の延長線と交差する第２長手方向に延びる第２長孔を有し、互いに隣り合う長孔の長辺の間に、前記短孔が複数個配置されている。

この篩では、単位ブロックにおいて、長孔が、第１長手方向に延びる第１長孔と、第１長手方向と交差する第２長手方向に延びる第２長孔とを有しているので、粒子を分級する際に、篩を様々な振動方向で振動させても粒子が長孔を通過し易くなり、分級速度が高くなる。したがって、篩の作業効率を向上させることができる。

また、単位ブロックに、長孔よりも短い短孔が複数個配置されているので、短孔のない構成と比較して、篩の開口率が大きくなっている。互いに隣り合う長孔の長辺の間に短孔が配置されているので、該長辺間に細長い部分（低強度部）が形成されることが抑制される。したがって、長孔の長辺同士が互いに近接している場合と比較して、強度が向上する。分級時に長孔が広がり難くなり、また、短孔を組み合わせて用いることで、分級の精度が向上する。

第２の態様は、第１の態様に係る篩において、前記第１長手方向の延長線が、前記第２長孔における前記第２長手方向の中点で交差し、前記第２長手方向の延長線は、前記第１長孔における前記第１長手方向の中点で交差する。

この構成により、第１長孔及び第２長孔が交互に配置され、各孔の配置が均一化される。したがって、篩における強度の偏りを抑制できる。

第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に係る篩において、前記短孔が、前記第２長手方向と平行に一列以上配置されている。

この構成により、長孔で捕捉できなかった粒子をより多くの短孔で捕捉することで、篩作業の効率化を図ることができる。

第４の態様は、第１〜第３の態様の何れか１態様に係る篩において、前記短孔の平面形状が、円形、楕円形及び多角形の少なくとも１種である。

この篩では、平面形状が円形、楕円形及び多角形の少なくとも１種である短孔により、粒子を分級することができる。

本開示によれば、篩の開口率、強度、及び分級の精度を向上させることができる。

第１実施形態に係る篩を示す拡大平面図である。第２実施形態に係る篩を示す拡大平面図である。第３実施形態に係る篩を示す拡大平面図である。参考例に係る篩を示す拡大平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。

［第１実施形態］
図１において、本実施形態に係る篩１０は、ニッケル、ニッケル合金又は樹脂等の材料により構成された板状部材である。この篩１０は、例えば電鋳によって製作される。篩１０には、長孔１２と、該長孔１２よりも短い短孔１４とを有する単位ブロックＢが上下左右に配列されている。長孔１２及び短孔１４は、ハンダボール等の球形の粒子１６を分級するために形成されている。したがって、長孔１２の幅Ｗと短孔１４の直径Ｄは、分級する粒子１６が通過する程度に粒子１６の直径より僅かに大きく設定されている。長孔１２の長さは、分級する粒子１６の直径よりも大きく設定されている。

単位ブロックＢにおいて、長孔１２は、第１長手方向Ｌ１に延びる第１長孔２１と、第１長手方向Ｌ１の延長線と交差する第２長手方向Ｌ２に延びる第２長孔２２を有している。第１長孔２１の長さは、第２長孔２２の長さと等しくてもよく、また異なっていてもよい。第１長孔２１及び第２長孔２２は、それぞれ例えば長方形の貫通孔である。なお、第１長孔２１及び第２長孔２２の形状を、長円形、平行四辺形、台形等としてもよい。また、第１長孔２１及び第２長孔２２は、弧状に湾曲した形状を含んでいてもよいし、Ｖ字状に屈曲した形状を含んでいてもよい。

単位ブロックＢにおける第１長孔２１と第２長孔２２は、上下左右方向にそれぞれ交互に配置されている。これに伴い、第１長孔２１における第１長手方向Ｌ１の延長線は、第２長孔２２における第２長手方向Ｌ２の中点で交差している。また、第２長手方向Ｌ２の延長線は、第１長孔２１における第１長手方向Ｌ１の中点で交差している。つまり、長孔１２は、各々の長手方向の延長線上にて、隣接する他の長孔１２に対し、該長孔１２の長手方向の中点で直交している。

短孔１４は、互いに隣り合う長孔１２の長辺の間、具体的には第１長孔２１の長辺２１Ａの間及び第２長孔２２の長孔２２Ａの間に、複数個配置されている。短孔１４の平面形状は、例えば円形である。短孔１４は、第２長手方向Ｌ２と平行に一列以上配置されている。図示の例では、短孔１４は、第２長孔２２の幅方向（第１長手方向Ｌ１）の両側に、二列ずつ配置されている。また一列につき、３個の短孔１４が配置されている。

このように、単位ブロックＢには、例えば１個の第１長孔２１、１個の第２長孔２２及び１２個の短孔１４が配置されている。

なお、篩１０の表面に、例えば、１０μｍ厚にて、０．１μｍ〜２μｍのフルオロカーボン粒子をニッケルメッキでコンポジッド電着してもよい。篩１０の耐摩耗性が向上し、篩１０の寿命が大幅に伸びるためである。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る篩１０では、単位ブロックＢにおいて、長孔１２が、第１長手方向Ｌ１に延びる第１長孔２１と、第１長手方向Ｌ１と交差する第２長手方向Ｌ２に延びる第２長孔２２とを有しているので、粒子１６を分級する際に、篩１０を様々な振動方向で振動させても粒子１６が長孔１２を通過し易くなり、分級速度が高くなる。したがって、篩の作業効率を向上させることができる。

また、単位ブロックＢに、長孔１２よりも短い短孔１４が複数個配置されているので、短孔１４のない構成と比較して、篩１０の開口率が大きくなっている。長孔１２に加えて、短孔１４でも分級が行われるので、篩の作業効率を更に向上させることができる。

更に、互いに隣り合う長孔１２の長辺の間、具体的には第１長孔２１の長辺２１Ａの間及び第２長孔２２の長孔２２Ａの間に、短孔１４がそれぞれ配置されているので、該長辺２１Ａ，２２Ａ間に細長い部分（低強度部）が形成されることが抑制される。したがって、第１長孔２１の長辺２１Ａ同士、第２長孔２２の長辺２２Ａ同士が互いに近接している場合と比較して、強度が向上する。これにより、分級時に長孔１２が広がり難くなる。また、短孔１４を組み合わせて用いることで、球形でない粒子が篩１０を通過することが抑制されるので、分級の精度が向上する。

また、本実施形態では、第１長手方向Ｌ１の延長線が、第２長孔２２における第２長手方向Ｌ２の中点で交差している。また、第２長手方向Ｌ２の延長線が、第１長孔２１における第１長手方向Ｌ１の中点で交差している。したがって、第１長孔２１及び第２長孔２２が交互に配置され、各孔の配置が均一化される。したがって、篩１０における強度の偏りを抑制できる。

更に、本実施形態では、円形の短孔１４が第２長手方向Ｌ２と平行に一列以上配置されている。したがって、長孔１２で捕捉できなかった粒子１６をより多くの短孔１４で捕捉することで、粒子１６を分級し、篩作業の効率化を図ることができる。

このように、本実施形態によれば、篩１０の開口率、強度、及び分級の精度を向上させることができる。

［第２実施形態］
図２において、本実施形態に係る篩２０では、単位ブロックＢに、例えば１個の第１長孔２１、１個の第２長孔２２及び８個の短孔２４が配置されている。短孔２４の平面形状は、楕円形とされている。この短孔２４は、第２長孔２２の幅方向（第１長手方向Ｌ１）の両側に、例えば二列ずつ配置されている。また一列につき、２個の短孔２４が配置されている。短孔２４の短径Ｄ１と第１長孔２１の幅Ｗは、分級する粒子１６が通過する程度に粒子１６の直径より僅かに大きく設定されている。短孔２４の長径Ｄ２の方向は、第２長手方向Ｌ２と平行である。

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

［第３実施形態］
図３において、本実施形態に係る篩３０では、単位ブロックＢに、例えば１個の第１長孔２１、１個の第２長孔２２及び９個の短孔３４が配置されている。単位ブロックＢにおいて、第２長孔２２は、第１長手方向Ｌ１の一方側の端部、例えば図３の下方端に配置されている。

短孔３４の平面形状は、多角形の一例たる正方形である。この短孔３４は、第２長孔２２の幅方向の一方側（第１長手方向Ｌ１の他方側）に、例えば三列ずつ配置されている。また一列につき、３個の短孔３４が配置されている。短孔３４の一辺の幅Ｗと第１長孔２１の幅Ｗは、分級する粒子１６が通過する程度に粒子１６の直径より僅かに大きく設定されている。

このように、第１長手方向Ｌ１の延長線が、第２長孔２２における第２長手方向Ｌ２の中点で交差せず、第２長手方向の延長線が、第１長孔２１における第１長手方向Ｌ１の中点で交差しない構成も可能である。

［参考例］
図４において、参考例に係る篩４０では、単位ブロックＢに、例えば１個の第１長孔２１、１個の第２長孔２２及び１２個の短孔４４が配置されている。第２長手方向Ｌ２は、単位ブロックＢにおいて、例えば平行四辺形に形成され、第１長手方向Ｌ１に対して傾斜している。第２長孔２２は、例えば単位ブロックＢの左上から、単位ブロックＢの右下に位置する第１長孔２１の下端に向けて延びている。

短孔４４の平面形状は、単位ブロックＢが長方形又は正方形であることに合わせて、多角形の一例たる三角形及び平行四辺形とされている。この短孔４４は、第２長孔２２の幅方向の両側に、例えば三列ずつ配置されている。一列当りの短孔４４の数は、場所により異なっており、第２長孔２２に最も近い列には、３個の短孔４４が配置されている。次に第２長孔２２に近い列には、２個の短孔４４が配置されている。そして最も第２長孔２２から遠い列には、１個の短孔４４が配置されている。

短孔４４の形状は一定ではないが、分級する粒子１６がちょうど通過可能な形状となっている。一例として、三角形の短孔４４においては、内接円の直径は、分級する粒子１６が通過する程度に、粒子１６の直径より僅かに大きく設定される。平行四辺形の短孔４４においては、短孔４４の幅は、分級する粒子１６が通過する程度に粒子１６の直径より僅かに大きく設定される。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

例えば、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。また、単位ブロックＢの配置は、規則的なものに限られず、ランダムに配置されていてもよい。篩１０，２０，３０，４０において、互いに隣り合う単位ブロックＢが同位相となる領域を有していてもよい。「単位ブロックＢが同位相」とは、第２長手方向Ｌ２での単位ブロックＢの位置が、複数の第１長孔２１が第１長手方向Ｌ１に並ぶように揃っていることをいう。

短孔１４，２４，３４，４４が、第２長手方向Ｌ２と平行に一例以上配置されるものとしたが、これに限られず、第２長手方向Ｌ２に対して傾斜して配置されていてもよい。また、短孔１４，２４，３４，４４が、千鳥状（上下左右方向に交互）に配置されていたり、ランダムに配置されていたりしてもよい。

短孔１４，２４，３４，４４の形状として、円形、楕円形、正方形、三角形及び平行四辺形を例示したが、これに限られず、長円形、台形等であってもよい。また、各種形状の短孔を組み合わせて用いてもよい。

２０１７年３月１日に出願された日本国特許出願２０１７−３８２６８号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims

長孔と該長孔よりも短い短孔とを有する単位ブロックが上下左右に配列され、
前記単位ブロックにおいて、前記長孔は、第１長手方向に延びる第１長孔と、延長線が前記第１長手方向と直交する第２長手方向に延びる第２長孔を有し、前記短孔が前記第１長孔と前記第２長孔の夫々の長辺に沿って複数列で且つ一列につき複数個配置されている篩。
前記第１長手方向の延長線は、前記第２長孔における前記第２長手方向の中点で交差する請求項１に記載の篩。
前記短孔の平面形状は、円形、楕円形及び多角形の少なくとも１種である請求項１又は請求項２に記載の篩。