JPH0751162Y2 - 混合材料分離装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、混合材料中の非磁性体導電材料を他の材料か
ら分離する装置として好適な混合材料分離装置に関し、
特に廃棄物として収集される混合材料から非磁性導電材
料を分離する装置として好適な混合材料分離装置に関す
る。

（従来の技術） 廃棄物として収集される混合材料は、一般に、鉄片のよ
うな磁性材料を混合材料から除去するために磁気選別機
に送られる。この磁気選別機により大部分の磁性材料が
除去された混合材料は、次いで、混合材料分離装置によ
り、木片、紙屑のような非磁性非導電材料と、アルミ管
のような非磁性導電材料とに大別される。

この種の混合材料分離装置の一つとして、横方向へ伸び
る軸線の周りを一方向に回転駆動される非磁性材料製の
円筒体と、該円筒体内の混合材料のうち非磁性導電材料
に前記円筒体の回転方向と逆の方向への電磁作用力を及
ぼすための移動磁界発生手段とを含む装置がある（実公
昭60-7809号公報、実公昭63-352号公報、特公昭63-2474
3号公報）。

分離すべき混合材料は、円筒体の一端開口すなわち混合
材料用供給口から供給され、円筒体内を他端開口すなわ
ち混合材料用流出口へ向けて移動し、その間に移動磁界
発生手段による電磁作用力を受けて非磁性非導電材料と
非磁性導電材料とに分離される。

この種の混合材料分離装置では、円筒体の摩耗が激し
く、したがって円筒体を交換しまたは摩耗の大きい部位
に溶接機により肉盛りをする等の補修作業を頻繁に行わ
なければならない。

前記摩耗は、混合材料中の非磁性非導電材料および非磁
性導電材料に起因するというよりも、むしろ、混合材料
中に残存する磁性材料に起因する、と考察される。すな
わち、非磁性非導電材料および非磁性導電材料は移動磁
界発生手段による磁気吸着力を受けないが、磁性材料
は、移動磁界発生手段による磁気吸着力を受けて、円筒
体の内面に吸着され、その状態で円筒体に対して滑動す
るため、と考えられる。

（解決しようとする課題） しかし、この種の混合材料分離装置で用いる円筒体は一
般に大型であるから、前記補修作業が面倒であり、前記
補修作業に時間を要し、したがって補修費用が高価にな
る。特に、円筒体を一式交換する場合は、移動磁界発生
手段の分解および再組立をしなければならず、また、肉
盛り作業はそれ専用の溶接機を必要とする。

本考案は、補修に特殊な機械を必要とせず、容易に補修
することができ、補修費用が廉価になる、混合材料分離
装置を提供することを目的とする。

（解決手段、作用、効果） 本考案の混合材料分離装置は、横方向へ伸びる軸線の周
りを一方向に回転駆動される非磁性材料製の円筒体であ
って分離すべき混合材料が供給される一端開口と前記混
合材料が流出する他端開口とを有する円筒体と、該円筒
体内の混合材料のうち非磁性導電材料に前記円筒体の回
転方向と逆の方向への電磁作用力を及ぼすための移動磁
界発生手段と、前記他端開口を規定するように前記円筒
体の他端内面だけに交換可能に環状に取り付けられた非
磁性体とを含む。

円筒体に供給された混合材料は円筒体内を一端開口から
他端開口へ向けて流動し、その間に非磁性導電材料は移
動磁界発生手段による電磁作用力を受けて非磁性非導電
材料から離れる方向へ移動され、その結果混合材料は非
磁性非導電材料と非磁性導電材料とに分離される。

混合材料分離装置の使用にともなって、円筒体の内面に
摩耗が生じる。本考案者は、特に、前記摩耗は、円筒体
の他端部に対応する部位の内面が他の部位の内面より大
きいことを見い出した。これは、混合材料中の磁性材料
は円筒体の一端開口の側では円筒体の半径方向に層状に
広く分散しているから、円筒体に直接接触する磁性材料
の料が少なく、その結果円筒体の一端開口の側の摩耗量
は少ないが、混合材料が円筒内を他端開口に向けて移動
する間に磁性材料が移動磁界発生手段による磁気吸着力
により円筒体の半径方向外方へ徐々に移動され、最終的
に円筒体の他端開口の側では多くの磁性材料が円筒体の
内周面に磁気的に吸着され、その結果他端開口の側の摩
耗量が大きくなることに起因する、と考えられる。

そこで、本考案の混合材料分離装置では、摩耗の最も大
きい他端開口側の内面だけに非磁性体が交換可能に配置
されているから、該非磁性体が大きく摩耗する。非磁性
体の摩耗が大きくなると、その非磁性体が除去され、新
たな非磁性体に交換される。

上記のように、本考案によれば、非磁性体を交換するこ
とにより混合材料分離装置の補修をすることができるか
ら、補修に特殊な機械が不必要であり、容易に補修をす
ることができ、補修費用が廉価になる。

前記非磁性体は非導電材料製とすることが好ましい。こ
れにより、混合材料中の非磁性導電材料は、移動磁界発
生手段による電磁作用力を確実に受け、非磁性非導電材
料と分離される。

前記非磁性体用の非磁性非導電材料として、耐摩耗性の
高分子材料を用いることができる。

前記円筒体の前記他端開口の側の内面に周方向へ連続し
かつ前記円筒体の内側と他端開口の側とに開口する凹所
を形成し、前記非磁性体を前記凹所に配置することがで
きる。

前記非磁性体に内径が前記一端開口の側に向けて漸次増
大する環状の一端縁部を形成し、前記円筒体に前記一端
縁部を受け入れるべく前記凹所の側に開口する環状の溝
を形成することが好ましい。これにより、円筒体内を流
動する混合材料が非磁性体に係合することを防止するこ
とができる。

前記非磁性体は、前記凹所に前記円筒体の周方向に順次
配置された複数の板を含むことが好ましい。これによ
り、円筒体が大型であっても、非磁性体の交換作業が容
易になり、補修作業が容易になる。

（実施例） 第１図に示す混合材料分離装置10は、非磁性材料からな
る両端開放の円筒体12と、回転磁界を発生する移動磁界
発生手段14と、円筒体12および移動磁界発生手段14を支
持するフレーム16とを含み、円筒体12の軸線32が傾斜す
るように設置される。

円筒体12は、小径部12aと、該小径部に連続する中径部1
2bと、該中径部に連続する大径部12cとを備える。小径
部12aと中径部12bとの連続部および中径部12bと大径部1
2cとの連続部には、それぞれ、円筒体12の内周面を周方
向へ伸びる段部18および20が形成されている。小径部12
aおよび中径部12bの外周面には、それぞれ、環状の案内
部22および24が設けられている。大径部12cの開放端に
は、フランジ部12dが形成されている。

フレーム16上には、駆動ローラ26と従動ローラ28とがブ
ラケット30により回転可能に支承されている。ローラ26
および28は第１図ではそれぞれ一つのローラのみを示す
が、実際には後述する駆動ローラ48について第２図に示
すように、駆動ローラ26および従動ローラ28は、それぞ
れ、円筒体12の案内部22および24を受けるように、一対
ずつ設けられている。

円筒体12は、その案内部22,24が対応するローラ26,28に
係合するように対応するローラ26,28上に載置されてい
る。これにより、円筒体12は、その軸線32が水平面と角
度θをなしかつ小径部12a側の開放端である一端開口34a
が大径部12c側の開放端である他端開口34bより上方に位
置するようフレーム16に傾斜して支持されている。

駆動ローラ26には、フレーム16に取り付けられた駆動モ
ータ36の回転力がチェーンおよびスプロケットを用いた
伝動機構38を介して伝えられる。これにより、円筒体12
は、その軸線32の周りを円筒体12の他端開口34bの側か
ら見た第２図で時計方向へ回転される。

移動磁界発生手段14は、図示の例では、円筒体12の大径
部12cを取り巻いてこれと同軸的に配置される外輪環40
と、該外輪環の内周面に周方向に順次取り付けられた多
数の永久磁石42とを備える。永久磁石42は、第２図に示
すように、大径部12cの外周面と対向する磁極面が交互
に異極性となるように配置されている。

永久磁石42は、磁極境界線が第１図に示すように円筒体
12の軸線32と平行に伸びるように配置されている。しか
し、たとえば、実公昭63-352号公報に記載されている混
合材料分離装置にように、各永久磁石42を、その磁極境
界線が軸線32に対し傾斜するように配置してもよい。

外輪環40は、その外周面に設けられた環状の案内部44が
ブラケット46によりフレーム16に回転可能に支持された
一対の駆動ローラ48に係合するように、駆動ローラ48上
に載置されている。駆動ローラ48には、フレーム16に支
持された駆動モータ50の回転力がチェーンおよびスプロ
ケットを用いた伝動機構52を介して伝えられる。外輪環
40は、駆動モータ50により、軸線32の周りに円筒体12の
回転方向と逆の方向すなわち第２図で見て反時計方向へ
回転される。

外輪環40の回転により、永久磁石42の磁界は円筒体12の
大径部12cを取り巻いて円筒体12の回転方向と逆の方向
へ回転する。この回転磁界は、円筒体12の大径部12cの
底面を他端開口34bへ向けて流動する非磁性導電材料に
うず電流が誘起され、これにより非磁性導電材料に前記
回転磁界の回転方向すなわち円筒体12の回転方向と逆の
方向への電磁作用力Ｆ（第２図参照）を及ぼす。

電磁作用力Ｆが磁界の回転速度に比例するから、円筒体
12と独立的に回転する外輪環40を高速回転させることに
より、円筒体12内に供給される混合材料に強い遠心力を
作用させることなく、電磁作用力Ｆを強めることができ
る。

電磁作用力Ｆは、第１図に示すように、前記磁極境界線
が軸線32に実質的に平行な場合には前記回転磁界の回転
方向に沿った横方向成分のみである。しかし、実公昭63
-352号公報に記載されている混合材料分離装置のよう
に、前記磁極境界線が軸線32に沿ってねじれを有するよ
うに軸線32に対して実質的に傾斜させることにより、電
磁作用力Ｆに他端開口34bに向けて縦方向成分を含ませ
ることができる。

移動磁界発生手段14として、大径部12cの下端部に沿う
リニアモータを用いることができる。

混合材料分離装置10は、また、分離すべき混合材料を一
端開口34aの側から円筒体12内に供給するシュートのよ
うな混合材料供給手段54を含む。混合材料供給手段54
は、第２図に示すように、円筒体12の軸線32を含む垂直
面56よりも円筒体12の回転方向と同じ側に配置されてい
る。

図示の実施例では円筒体12が第２図において時計方向す
なわち右方向に回転されるから、混合材料供給手段54
は、円筒体12の他端開口34bの側より見て、円筒体12の
一端開口34aの右半に配置されている。これに対し、円
筒体12が他端開口34bの側から見て反時計方向に駆動さ
れる場合は、混合材料供給手段54は他端開口34bから見
て垂直面56よりも左半に配置される。しかし、いずれの
場合も、混合材料供給手段54を他の位置に配置してもよ
い。

混合材料分離装置10は、さらに、円筒体12内に供給され
た混合材料中に残存する磁性体を受けかつこれを他端開
口34bの側から排出するベルトコンベアのような磁性体
受け手段58を含む。磁性体受け手段58は、図示の例では
第２図に示すように、垂直面56よりも円筒体12の回転方
向と反対の側に配置されており、また、円筒体12内の一
端開口34aの側から、他端開口34bを経て下方へ伸びてい
る。

第３図に示すように、円筒体12の大径部12cの他端開口3
4b側の端部内面には、凹所60と、一端開口34aの側の凹
所60の部位に続く溝62とが形成されている。凹所60およ
び溝62は、それぞれ、円筒体12の周方向へ連続してい
る。凹所60は、大径部12cの内側と他端開口34bの側とに
開口しており、また、凹所60の底を規定する内面がほぼ
一定の直径となる形状を有する。これに対し、溝62は、
凹所60の側に開口しており、また、溝62を規定する内側
の面の直径寸法が他端開口34bの側から一端開口34aの側
に向けて漸次増大する形状を有する。

第３図に示すように、凹所60および溝62には、筒状の非
磁性体64が配置されている。非磁性体64は、直径が溝62
の断面形状に対応して他端開口34bの側から一端開口34a
の側に向けて漸次増大する環状の一端縁部66を一端開口
34aの側に有している。非磁性体64は、一端縁部66が溝6
2に嵌合し、非磁性体64の内面が円筒体12の大径部12cの
他の内面と一致するように配置されている。

非磁性体64は、その内径が円筒体12の他の部位の内径と
同じになりかつ円筒体12の他端開口34bを規定するよう
に、複数のビス68により円筒体12に取り外し可能に取り
付けられている。

なお、円筒体12に凹所60および溝62を形成し、凹所60お
よび溝62に非磁性体64を配置する代りに円筒体12の大径
部12cの内面全体に非磁性体を配置してもよい。

可動時、円筒体12および移動磁界発生手段14が回転され
た状態で、処理すべき混合材料がシュート54から円筒体
12内に連続的にまたは間欠的に供給される。この混合材
料からは、殆どの磁性材料が予め除去されている。円筒
体12内に供給された混合材料は、円筒体12の回転および
混合材料の自重により、円筒体12内をジグザグ状に他端
開口34bに向けて流動する。

混合材料を構成する各材料の絡みは、混合材料が円筒体
12内を流動する過程で、特に混合材料が段部18,20を通
過するときに解きほぐされる。混合材料が移動磁界発生
手段14の磁界域に入ると、混合材料中の非磁性導電体70
は電磁作用力Ｆを受けるが、非磁性非導電材料72は電磁
作用力を受けない。

これにより、非磁性導電材料70は電磁作用力Ｆにより円
筒体12の回転方向と逆の方向すなわち第２図において垂
直面56より右の側へ偏位されるのに対し、非磁性非導電
材料72は円筒体12の回転によりその回転方向すなわち第
２図において垂直面56より左の側へ偏位される。その結
果、非磁性導電材料70と非磁性非導電材料72とは垂直面
56に対し互いに反対の側へ偏った状態ですなわち互いに
分離された状態で円筒体12の他端開口34bから排出さ
れ、別々の容器等に回収される。

混合材料中に残存する磁性材料は、混合材料が円筒体12
内を流動する間に移動磁界発生手段14の磁界に起因する
磁気吸着力により、円筒体12の内周面の側に移動され、
円筒体12の内面に磁気的に吸着され、その状態で円筒体
12の回転にともなって周方向に移動され、最終的に磁性
材料の自重と前記吸着力との関係により定まる位置から
落下する。その結果、残存する磁性材料の多くは、円筒
体12の他端開口34bに達するまでの間に受け手段58に受
けられ、受け手段58により円筒体12の外へ排出される。

他端開口34bに到達した残りの磁性材料は、非磁性導電
材料70および非磁性非導電材料72とともに他端開口34b
から排出される。しかし、一部の磁性材料は、前記磁気
吸着力により非磁性体64の所定位置に滞留し、非磁性体
64の内面に吸着された状態で非磁性体64に対して滑動す
る。一部の磁性材料の滞留する位置は、前記磁気吸着
力、磁性材料の自重、円筒体の回転方向と移動磁界の回
転方向、円筒体および移動磁界の回転速度等により異な
る。

磁性材料が非磁性体64に対し滑動すると、非磁性体64に
周方向へ伸びる傷が形成される。この傷が大きくなる
と、該傷が他端開口34bからの混合材料の排出の障害と
なる。このような場合は、損傷された非磁性体を取り外
し、新たな非磁性体が装着される。

非磁性体64は、単一の部材からなる筒状体であってもよ
い。しかし、凹所60の曲率半径とほぼ同じ曲率半径に湾
曲されかつ凹所60に円筒体12の周方向へ順次配置された
複数の板状体から非磁性体64を構成すれば、または、円
筒状の非磁性体を周方向の複数の板状体に分割した構造
とすれば、各板状体が軽量になるから、非磁性体の交換
作業が容易になる。

非磁性体64は、第３図に示すように、半径方向へ伸びる
複数のビス68により円筒体12に取り付ける代りに、第４
図に示すように、非磁性体64の軸線32方向に平行な断面
形状を台形としすなわち非磁性体64の下端内側角部に面
取加工による傾斜部のような傾斜面74を形成し、傾斜面
74に一致する傾斜面を有する迎えフランジ76をビス78で
円筒体12の下端面に取り付け、それにより、非磁性体64
をフランジ76の前記傾斜面で軸線32方向および円筒体12
の内面に加圧することにより取り付けてもよい。このよ
うにすれば、非磁性体64の交換作業がより容易になり、
また、混合材料がビス78に接触する機械が少ないから、
ビス78を損傷するおそれがない。

円筒体12および非磁性体64は、非磁性材料製であればよ
い。しかし、円筒体12および非磁性体64を非磁性非導電
材料製とすれば、移動磁界発生手段による電磁作用力を
混合材料中の非磁性導電材料に確実に及ぼすことができ
る。また、円筒体12および非磁性体64を硬質の高分子材
料製とすれば、円筒体12および非磁性体64を廉価に製作
することができる。

上記の実施例のように、円筒体12が段部18,20を有する
ならば、混合材料が段部を通過するときに混合材料の絡
みが解きほぐされる。しかし、特公昭63-24743号公報に
記載されている分離装置のように、円筒体12に段部18,2
0を形成しなくてもよい。また、混合材料が円筒体の回
転にともなって円筒体内を流動する形状たとえば実公昭
63-352号公報に記載されている分離装置のようにラッパ
状の円筒体の場合には、円筒体の軸線が水平となるよう
に円筒体を配置してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の混合材料分離装置の一部を破断して示
す正面図、第２図は第１図の２−２線に沿って得た断面
図、第３図は円筒体の下端開口の近傍を拡大して示す断
面図、第４図は非磁性体の取付法の他の実施例を示す第
３図と同様の断面図である。 10:混合材料分離装置、12:円筒体、14:移動磁界発生手
段、16:フレーム、34a:一端開口、34:他端開口、36:円
筒体用駆動モータ、48:移動磁界発生手段用駆動モー
タ、54:混合材料用供給手段、58:磁性体用受け手段、6
0:凹所、62:溝、64:非磁性体、66:一端縁部、F:電磁作
用力。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−27022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−84651（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−36083（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭60−7809（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】横方向へ伸びる軸線の周りを一方向に回転
   駆動される非磁性材料製の円筒体であって分離すべき混
   合材料が供給される一端開口と前記混合材料が流出する
   他端開口とを有する円筒体と、該円筒体内の混合材料の
   うち非磁性導電材料に前記円筒体の回転方向と逆の方向
   への電磁作用力を及ぼすための移動磁界発生手段と、前
   記他端開口を規定するように前記円筒体の他端内面だけ
   に交換可能に環状に取り付けられた非磁性体とを含む、
   混合材料分離装置。
2. 【請求項２】前記非磁性体は非導電性の材料からなる、
   請求項（１）に記載の混合材料分離装置。
3. 【請求項３】前記非磁性体は耐摩耗性の高分子材料から
   なる、請求項（２）に記載の混合材料分離装置。
4. 【請求項４】前記円筒体は前記他端開口の側の内面に周
   方向へ連続しかつ前記円筒体の内側と前記他端開口の側
   とに開口する凹所を有し、前記非磁性体は前記凹所に配
   置されている、請求項（１）、（２）または（３）に記
   載の混合材料分離装置。
5. 【請求項５】前記非磁性体は内径が前記一端開口の側に
   向けて漸次増大する環状の一端縁部を有し、前記円筒体
   は前記一端縁部を受け入れるべく前記凹所の側に開口す
   る環状の溝を有する、請求項（４）に記載の混合材料分
   離装置。
6. 【請求項６】前記非磁性体は前記凹所に前記円筒体の周
   方向に順次配置された複数の板を含む、請求項（４）ま
   たは（５）に記載の混合材料分離装置。