JP2000061348A - 磁力選別機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒ドラムに非接触で磁着物を回収でき、こ
れによって回収効率と向上させ、機械本体の寿命を延ば
すことができる磁力選別機を提供する。 【解決手段】 駆動源によって回転駆動される第１の円
筒ドラム１５の内側に、複数の第１の磁石１４を円弧状
に固定配置し、第１の円筒ドラム１５上に供給される原
料を磁着物と非磁着物とに分離し、磁着物を磁着物取り
出し手段１２によって第１の円筒ドラム１５から除去す
る磁力選別機１０において、磁着物取り出し手段１２
は、第１の円筒ドラム１５に隙間１６を開けて平行に配
置されて、第１の円筒ドラム１５とは反対方向に回転駆
動される第２の円筒ドラム１８と、第２の円筒ドラム１
８の内部に固定状態で配置されて、第１の磁石１４によ
って分離されて第１の円筒ドラム１５上を移動する磁着
物を第１の磁石１４の終端付近で吸着する第２の磁石２
２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内側に磁石を、外
側に回転する円筒ドラムを配置し、磁着物の分離を行う
磁力選別機に係り、特に、円筒ドラムに付着した磁着物
の取り出し手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に従来の湿式の磁力選別機７０を示
すが、非磁性体からなって回転駆動される円筒ドラム７
１の下側に円弧状に複数の永久磁石７２を配置し、一側
の側方の供給シュート７３から供給される原料を磁着物
と非磁着物に分離するものであって、前記円筒ドラム７
１を駆動モータにより回転駆動していた。投入された原
料のうち、磁着物は円筒ドラム７１の表面に吸着され、
非磁着物は貯留ホッパー７４から排出される。この場
合、貯留ホッパー７４には常に一定レベルの水を貯留し
ておくこともある。永久磁石７２は、円筒ドラム７１の
下側の円周方向に多数配置され、磁着物は、円周方向の
永久磁石７２の終端付近７７まで、円筒ドラム７１と共
に回転移動した後、回転ドラム７１の表面をすべりなが
ら滞留する。円筒ドラム７１の他側の側部には、磁着物
取り出し手段の一例であるスキンマー７５が位置し、該
スキンマー７５の円筒ドラム７１と接触する先部には、
ゴム片７６が取付けられている。該磁着物は円筒ドラム
７１に吸着されたままスキンマー７５によって掬い取ら
れ、除去される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
実公平７−１１７９５号公報に記載のように、前記磁力
選別機７０は、スキンマー７５によって掬い取る方式で
あるため、以下の問題があった。 スキンマー７５と円筒ドラム７１が接触するため、
押圧力を強くするとその部分の磁着物の一時的な除去率
は上がるが、スキンマー７５に過大な負荷がかかり、ス
キンマー７５の先部に取付けてあるゴム片７６が急激に
摩耗する。 円筒ドラム７１も同様の理由によって摩耗する。 逆に押圧力を小さくすると、磁着物の粒子が小さい
場合は、円筒ドラム７１の円周上に粒子が滞留して除去
率が悪くなり、粒子が円筒ドラム上の微少移動を繰り返
し、摩耗を促進する。 スキンマー７５の掬い取りスピードに限界があり、
磁着物の滞留が起こるので磁着物の処理量に限界があ
る。 スキンマー７５の回転による取出しは磁着物が飛散
して非磁着物側に逃げて選別効率が悪くなる。 本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、円筒ドラ
ムに非接触で磁着物を回収することができ、これによっ
て部分的な除去率を向上させ、機械本体の寿命を延ばす
ことができる磁力選別機を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の磁力選別機は、駆動源によって回転駆動される第
１の円筒ドラムの内側に、複数の第１の磁石を円弧状に
固定配置し、該第１の円筒ドラム上に供給される原料を
磁着物と非磁着物とに分離し、前記磁着物を磁着物取り
出し手段によって前記第１の円筒ドラムから除去する磁
力選別機において、前記磁着物取り出し手段は、前記第
１の円筒ドラムに隙間を開けて平行に配置されて、前記
第１の円筒ドラムとは反対方向に回転駆動される第２の
円筒ドラムと、該第２の円筒ドラムの内部に固定状態で
配置されて、前記第１の磁石によって分離されて前記第
１の円筒ドラム上を移動する磁着物を前記第１の磁石の
終端付近で吸着する第２の磁石とを備えている。

【０００５】そして、請求項２記載の磁力選別機は、請
求項１記載の磁力選別機において、前記第２の磁石は、
隣り合う磁極を異極にして複数の磁石が円弧状に配列さ
れている。請求項３記載の磁力選別機は、請求項１又は
２記載の磁力選別機において、前記第２の円筒ドラムの
周速は、前記第１の円筒ドラムの周速の１／４〜３倍の
範囲にあり、好ましくは１／２〜２倍の範囲にある。請
求項４記載の磁力選別機は、請求項１〜３のいずれか１
項に記載の磁力選別機において、円弧状に配列された前
記複数の第１の磁石による前記第１の円筒ドラム表面の
磁束密度は、回転方向に向かって弱くなっている。請求
項５記載の磁力選別機は、請求項１〜４のいずれか１項
に記載の磁力選別機において、前記第２の円筒ドラムの
周囲に、前記第２の磁石に吸着された磁着物を回転方向
に強制移動させる掻き寄せ部材を設けた。

【０００６】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。

【０００７】図１に示すように、本発明の第１の実施の
形態に係る磁力選別機１０は、磁着物吸着手段１１と、
磁着物取り出し手段１２からなる。磁着物吸着手段１１
は、図示しない駆動源によって中央の固定軸１１ａを介
して回転駆動される第１の円筒ドラム１５の内側におい
て、下部の略半周に複数の第１の磁石１４が磁石取付け
盤１３を介して円弧状に固定配置されている。磁着物取
り出し手段１２は、第１の円筒ドラム１５に隙間１６を
開け、固定軸１７を介して平行に配置されている第２の
円筒ドラム１８と、駆動ベルト１９によって、第２の円
筒ドラム１８を駆動する駆動源の一例であるモータ２０
を有する。図１〜図３に示すように第２の円筒ドラム１
８は、第１の円筒ドラム１５とは反対方向に回転駆動さ
れ、内部に磁石取付け盤２１を介して固定状態で配置さ
れて、第１の磁石１４によって吸着分離されて第１の円
筒ドラム１５上を移動する磁着物を第１の磁石１４の終
端付近で吸着する第２の磁石２２を備えている。以下、
詳細に説明する。

【０００８】前記固定軸１７は、両側を図示しない固定
軸受によって支持されていて、第２の磁石２２の取付け
角度の調整を行うことができる。第２の磁石２２は、図
２に示すように軸方向に複数の単位磁石が磁石取付け盤
２１に並べて固定され、円周方向に隣り合う磁石がＮ
極、Ｓ極と交互になるように円弧状に配置されている。
磁石の材質は任意であるが、本実施の形態では、希土類
磁石であるネオジウム系磁石を使用している。第１の円
筒ドラム１８の構造も同様である。

【０００９】前記第２の円筒ドラム１８は強度の高い物
質の一例であるステンレス（例えばＳＵＳ３０４）から
なって、側板２３、２４の中央には固定軸１７を通す為
の孔が形成されている。そして、防塵型の軸受２３ａ、
２４ａを介して前記固定軸１７に装着されている。Ｖプ
ーリ２７は、第２の円筒ドラム１８と軸心を同一にし
て、側板２３にパイプ２３ｂを介して取付けてある。Ｖ
プーリ２７は駆動ベルト１９によって、モータ２０と連
結されており、モータ２０から駆動ベルト１９を介して
伝えられる動力を第２の円筒ドラム１８に伝えている。
なお、動力伝達手段として、本実施の形態では駆動ベル
ト１９とＶプーリ２７の組み合わせを使用しているが、
回転速度が遅くてもよいのであれば、スプロケットとチ
ェーンの組み合わせを使用する方が好ましい。また、第
１の円筒ドラム１５の駆動方法は、図示しないが例え
ば、第２の円筒ドラム１８と同様にモータ、駆動ベル
ト、Ｖプーリの組み合わせによって駆動される。第１、
第２の円筒ドラム１５、１８は、Ｖプーリで減速比を調
節して、同一のモータを駆動源として使用することも可
能である。

【００１０】この磁力選別機１０を使用して水と混合さ
れた原料を磁着物と非磁着物に分ける場合には、まず、
図示しない駆動源の回転を第１の円筒ドラム１５に伝え
て回転させる。第１の円筒ドラム１５の回転スピードは
任意であるが、本実施の形態では第１の円筒ドラム１５
の周速を３０ｍ／ｍｉｎ程度にしている。なお、第２の
円筒ドラム１８の周速は、第１の円筒ドラム１５の回転
スピードの１／４倍以上３倍以下の範囲で任意である。
回転スピードが１／４倍未満になると第１の円筒ドラム
に磁着物がたまりすぎ、運転を妨げることがあり、３倍
を超えても集められる磁着物の量は変わらないので効率
が悪い。また、選別する原料によって異なるが、１／２
倍以上２倍以下の範囲の方がより好ましい。

【００１１】図１に示すように第１の円筒ドラム１５
の、第２の円筒ドラム１８の設置箇所と逆側に配置され
たシューター２８を通って第１の円筒ドラム１５の円周
面に供給される原料のうち、磁着物は第１の磁石１４の
働きによって、第１の円筒ドラム１５の表面に吸着さ
れ、非磁着物は、貯留ホッパー２９を介して、下部に形
成されたドレン孔から排出される。第１の円筒ドラム１
５に吸着された磁着物は表面に吸着されたまま回転し、
複数配置された第１の磁石１４の回転方向の終端付近で
第１の円筒ドラム１５の表面を滑りながら滞留してい
る。このとき、円周方向に隣り合う第１の磁石１４はＮ
極、Ｓ極と交互になるように配置されていて、磁着物
が、これに合わせて反転倒立しながら回転するので、巻
き込んでいた非磁着物を解放して、選別効率を良くして
いる。

【００１２】第１の磁石１４の回転方向の終端付近で滞
留している磁着物は、掻き寄せ部材３０によって掻き寄
せられ一定量ごとに集められる。掻き寄せ部材３０は、
例えばステンレス製の板からなり、第１の円筒ドラム１
５の軸方向に平行に、溶接等の方法によって取付けられ
ている。枚数は任意であるが、本実施の形態では４枚を
９０度おきに取付けている。なお、枚数を増やすと、第
１の磁石１４の終端付近で滞留している磁着物を短時間
で強制移動できるので、磁着物のすべり摩擦による第１
の円筒ドラム１５の摩耗を減少させることができる。掻
き寄せ部材３０の数は、円筒ドラムの周速を考慮して実
験等により決めるとよい。同様に、第２の円筒ドラム１
８の周囲にも、第２の磁石２２に吸着された磁着物を回
転方向に強制移動させる４枚の掻き寄せ部材３２を設け
ている。また、第１、第２の円筒ドラム１５、１８にそ
れぞれ設けられた掻き寄せ部材３０、３２の数を増減さ
せても、互いに接触しないので、運転時のトラブルは少
なくなる。

【００１３】磁着物取り出し手段１２によって第１の円
筒ドラム１５から第２の円筒ドラム１８に磁着物が移動
する経過を図４を使用して説明する。図中の数値は、第
１の円筒ドラム１５と第２の円筒ドラム１８の間の隙間
１６のそれぞれの測定点で磁束密度を測定した数値で単
位はＧａｕｓｓである。縦横方向に格子状に区切った区
画の上部にあるアルファベットＤ〜Ｍ列と、右側に縦に
並んだ１〜１６行で座標を表している。例えば（Ｍ、
１）の点の磁束密度は３０Ｇａｕｓｓである。

【００１４】第１の円筒ドラム１５の表面に吸着され、
回転して移動する磁着物は、（Ｌ、１６）付近から上方
向に向かって移動する。このときの磁束密度の変化は、
２２００Ｇａｕｓｓから徐々に下がっていく。次に横方
向の磁束密度の変化を比較すると、１６行の（Ｉ、１
６）〜（Ｍ、１６）の範囲では、９００〜２２００Ｇａ
ｕｓｓで右側の方が大きいが、１０行の範囲では、２９
００〜９００Ｇａｕｓｓで左側の方が大きくなってい
る。そして、９〜６行では、左側と右側の磁束密度の差
は、さらに広がっている。つまり、（Ｌ、１６）付近か
ら掻き寄せ部材３０によって上方向に運ばれる磁着物
は、（Ｌ、１０）付近まで運ばれたときから、徐々に左
側の第２の円筒ドラム１８に引き寄せられ、遠心力の働
きも手伝って、ついには第２の円筒ドラム１８の表面に
吸着するのである。このとき、第１の円筒ドラム１５と
第２の円筒ドラム１８の間の隙間１６は磁着物を挟み込
まない距離であればよく、本実施の形態においては、５
〜５０ｍｍの範囲で行っている。磁着物が隙間１６を移
動するときに、磁着物の間に非磁着物が巻き込まれてい
たときには、ここで非磁着物が払い落とされ、磁着物が
第２の円筒ドラム１８に吸着する。磁着物の移動距離が
大きく、非磁着物を払い落とす効果もあり、選別の効率
をよくすることができる。

【００１５】第２の円筒ドラム１８の内部には、図３に
示すように予備の磁石取付け盤３１が設けられている。
磁石取付け盤３１に磁石を追加して取付け角度調整を行
い、最上部３１ａに第２の磁石２２が取付けられた状態
にすると、第２の円筒ドラム１８の表面に吸着された磁
着物は、最上部３１ａ付近までは、第２の円筒ドラム１
８と共に回転し、その後は、重力によって左側の円周面
に沿って滑り落ち、円周面から離れて落下する。これに
よって掻き寄せ部材３２を省略することができる。

【００１６】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。本発明の第２の実施の形態に係る磁力選別機
は、第１の実施の形態に係る磁力選別機とは、第１の円
筒ドラム１５に取付けられた磁石の磁力が違うだけであ
る。その他の部分の形状は、第１の実施の形態に係る磁
力選別機１０と略同一の形状であり、第１の実施の形態
と同一の構成部材については、同一の符号を付して詳し
い説明は、省略する。本発明の第２の実施の形態に係る
磁力選別機の磁着物吸着手段１１ｂの磁石は、図５に示
すように、磁力の違う磁石３３〜４３が、第１の円筒ド
ラム１５の回転方向に沿って徐々に磁力を弱くして設け
られており、第１の円筒ドラム１５表面の磁束密度が回
転方向に向かって弱くなっている。

【００１７】第１の円筒ドラム１５に設けられる磁石３
３〜４３は、吸着の初期（磁石３３側）では、第１の円
筒ドラム１５の外部から表面に吸着するので、強い磁力
を必要とするが、その後は、吸着を保持するだけなの
で、磁力が小さくてもよい。そして、終端付近（磁石４
３付近）では、吸着している磁着物が停滞しないで第２
の円筒ドラム１８側に移動できるようにさらに磁力が小
さい方がよい。また、この場合には第１の円筒ドラム１
５の表面ですべり摩擦によって滞留している磁着物によ
る摩耗を少なくすることができる。さらに第２の円筒ド
ラム１８側の第２の磁石２２の磁力を小さくすることも
できるので、第２の磁石２２の材質の選択範囲が増え、
製造が簡易になり、費用の節約にもなる。

【００１８】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、例えば選別する原料は水と混合されて
いない乾燥物でもよい。また、前記実施の形態では原料
を第１の円筒ドラムの側方から水平方向側部に供給して
いるが、上方から供給してもよい。第１、第２の円筒ド
ラムの表面に原料が供給されるときの衝撃や原料中の磁
着物が表面を摺動することによって第１、第２の円筒ド
ラムの表面が摩耗する。これを防ぐために、第１、第２
の円筒ドラムの表面にゴムを巻いて、摩耗を防ぎ、寿命
を長くすることができる。ゴム巻きは、磁力の調整にも
用いられることがある。ゴムの厚さ分だけ磁石からの距
離が離れるので、第１、第２の円筒ドラムに取付けた第
１、第２の磁石の磁力のバランスを図るため、第１の円
筒ドラムだけ、又は第１、第２の円筒ドラムの両方に厚
さの違うゴムを巻くことができる。このとき、第１、第
２の円筒ドラムに取付けられる掻き寄せ部材は、ゴム製
のものを、ゴムと一体に成形して使用してもよいし、プ
ラスチック製のものや、金属製の物を第１、第２の円筒
ドラムの円周面に係止して使用することもできる。ま
た、掻き寄せ部材の溶接後の第１、第２の円筒ドラムの
表面にゴムライニングを施すこともできる。掻き寄せ部
材は、前記実施の形態では固定軸に平行に取付けてある
が斜めに取付けてもよい。また、波型にもできるし、Ｖ
字型、Ｕ字型にして、磁着物を軸方向の中央部に集め、
第２の円筒ドラムの磁石の幅を小さくする事も可能であ
る。

【００１９】

【発明の効果】請求項１〜５記載の磁力選別機におい
て、磁着物取り出し手段は、第１の円筒ドラムと隙間を
開けて配置されていて、接触しないので、円筒ドラムの
摩耗が減少して寿命が長くなる。また、磁着物取り出し
手段として、磁石を使用しているので、円筒ドラムの表
面を掻き取る方法に比べて部分的除去効率がよく、処理
能力もよくなる。さらに、従来のスキンマー方式に比較
して飛散物がないので選別効率が上がる。そして、磁着
物が円筒ドラム間を移動するときに、巻き込んで同時に
付着していた非磁着物を振り落とすことができ、さらに
選別効率が上がる。特に、請求項２記載の磁力選別機に
おいて、第２の磁石は、隣り合う磁極を異極にして、磁
気回路をつくり、第１の磁石から磁着物を効率よく第２
の磁石に移動させることができる。

【００２０】請求項３記載の磁力選別機において、第２
の円筒ドラムの周速は、第１の円筒ドラムの周速の１／
４〜３倍の範囲にあるので、回収量の調節が広範囲でで
きる。請求項４記載の磁力選別機において、第１の円筒
ドラム表面の磁束密度は、回転方向に向かって弱くなっ
ていて、磁着物が第１の円筒ドラムから容易に離脱でき
るので、回転速度を上げることができ、除去率が良くな
る。特に、細粒状の磁着物のような掻き取りにくい形状
の場合、特に除去率が良くなる。また、円筒ドラムと磁
着物との密着性が弱くなるので、円筒ドラムの摩耗が少
なくなる。請求項５記載の磁力選別機において、第２の
円筒ドラムの周囲に、掻き寄せ部材を設けたので、磁着
物を強制的に移動させることができ、磁石の数を減らす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁力選別機の
正断面図である。

【図２】同第２の円筒ドラムの側断面図である。

【図３】同第２の円筒ドラムの正断面図である。

【図４】同第１の円筒ドラムと第２の円筒ドラムの間の
磁束密度を表す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る磁力選別機の
第１の円筒ドラムの正断面図である。

【図６】従来例に係る磁力選別機の断面図である。

【符号の説明】

１０ 磁力選別機 １１ 磁着物吸
着手段 １１ａ 固定軸 １１ｂ 磁着物
吸着手段 １２ 磁着物取り出し手段 １３ 磁石取付
け盤 １４ 第１の磁石 １５ 第１の円
筒ドラム １６ 隙間 １７ 固定軸 １８ 第２の円筒ドラム １９ 駆動ベル
ト ２０ モータ ２１ 磁石取付
け盤 ２２ 第２の磁石 ２３ 側板 ２３ａ 軸受 ２３ｂ パイプ ２４ 側板 ２４ａ 軸受 ２７ Ｖプーリ ２８ シュータ
ー ２９ 貯留ホッパー ３０ 掻き寄せ
部材 ３１ 磁石取付け盤 ３１ａ 最上部 ３２ 掻き寄せ部材 ３３ 磁石 ３４ 磁石 ３５ 磁石 ３６ 磁石 ３７ 磁石 ３８ 磁石 ３９ 磁石 ４０ 磁石 ４１ 磁石 ４２ 磁石 ４３ 磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 俊則 福岡県北九州市小倉北区馬借３丁目６番42 号 日本磁力選鉱株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源によって回転駆動される第１の円
   筒ドラムの内側に、複数の第１の磁石を円弧状に固定配
   置し、該第１の円筒ドラム上に供給される原料を磁着物
   と非磁着物とに分離し、前記磁着物を磁着物取り出し手
   段によって前記第１の円筒ドラムから除去する磁力選別
   機において、 前記磁着物取り出し手段は、前記第１の円筒ドラムに隙
   間を開けて平行に配置されて、前記第１の円筒ドラムと
   は反対方向に回転駆動される第２の円筒ドラムと、該第
   ２の円筒ドラムの内部に固定状態で配置されて、前記第
   １の磁石によって分離されて前記第１の円筒ドラム上を
   移動する磁着物を前記第１の磁石の終端付近で吸着する
   第２の磁石とを備えていることを特徴とする磁力選別
   機。
2. 【請求項２】 前記第２の磁石は、隣り合う磁極を異極
   にして複数の磁石が円弧状に配列されている請求項１記
   載の磁力選別機。
3. 【請求項３】 前記第２の円筒ドラムの周速は、前記第
   １の円筒ドラムの周速の１／４〜３倍の範囲にある請求
   項１又は２記載の磁力選別機。
4. 【請求項４】 円弧状に配列された前記複数の第１の磁
   石による前記第１の円筒ドラム表面の磁束密度は、回転
   方向に向かって弱くなっている請求項１〜３のいずれか
   １項に記載の磁力選別機。
5. 【請求項５】 前記第２の円筒ドラムの周囲に、前記第
   ２の磁石に吸着された磁着物を回転方向に強制移動させ
   る掻き寄せ部材を設けた請求項１〜４のいずれか１項に
   記載の磁力選別機。