JPH08141432A - マグネットを用いた分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非分離物質の内部に磁性不純物が含まれてい
るものでも分離することができる分離装置を得ること。 【構成】 マグネット棒体７と非マグネット棒体との間
に掛けられた無端ベルト９の搬送速度で被分離物質Ｗ1
、Ｗ2 に慣性力（Ａ）、（Ｂ）を発生させ、マグネッ
ト棒体７の磁力による吸着力および被分離物質Ｗ1 、Ｗ
2 の自重との間の関係により、磁性不純物を含まない被
分離物質Ｗ1 と磁性不純物を含む被分離物質Ｗ2 の抛り
出す方向（慣性力Ａ、Ｂ方向）を違えて分離する。これ
により磁性不純物を磁力により吸着保持して分離するの
は勿論のこと、吸着保持されない磁性不純物を内部に含
む被分離物質をも確実に分離することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被分離物質に混在して
いる磁石に吸着される不純物（以下磁性不純物という）
のみならず、被分離物質の内部に磁性不純物を含んでい
る被分離物質をも分離することができるマグネットを用
いた分離方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネットを利用して磁性不純物を吸着
除去することは一般的に行われている。図11にその一例
を示して説明すると、ホッパ１に貯留されている被分離
物質を振動フィーダ２でベルト３の幅方向に薄く広げな
がら、矢印（イ）で示すようにベルト３に移載し、マグ
ネット棒体４のところでマグネット棒体４に吸着されな
い被分離物質は、自然落下ないしはベルト３の搬送速度
によって発生する慣性力によって矢印（ロ）のように抛
りだされ、マグネット棒体４に吸着された磁性不純物
は、吸着されたままマグネット棒体４の外周面に吸着さ
れて移送され、マグネット棒体４の外周面から離れたと
ころで、マグネット棒体４の吸着力が消失して矢印
（ハ）で示すように自然落下し、磁性不純物が分離され
るようになっている。また、矢印（ロ）のように抛りだ
される（または自然落下）被分離物質を、受け箱６内に
導くための分離板５が回動可能に設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のこのような、マ
グネットの吸着力を利用した分離は、あくまでも磁性不
純物をマグネットに吸着保持して除去するものであるの
で、次のような問題がある。例えば、コーンフレークや
粟おこしなどの加工食品とか工業材料であるプラスチッ
クペレットなどの被分離物質には、その内部に磁性不純
物を含んでいる場合がある。このように、分離物質の内
部に磁性不純物を含んでいるものにあっては、マグネッ
トの吸着力では被分離物質を吸着保持することができな
い場合があり、内部に磁性不純物を含んでいる被分離物
質を実質的に分離することができないという問題があ
る。

【０００４】本発明はマグネットに吸着保持されるもの
は勿論のこと、マグネットに吸着保持されにくい内部に
磁性不純物を含んでいる被分離物質の分離をも確実に行
えるマグネットを用いた分離方法を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係る手段は、マグネット棒体と非マグネット
棒体との間に掛けられた無端ベルトで被分離物質を移送
し、無端ベルトの搬送速度で発生する被分離物質の慣性
力とマグネット棒体の磁力による吸着力および被分離物
質の自重との間の関係により、被分離物質を分離するこ
とを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明はこのように構成したので次の通りの作
用がある。すなわち、被分離物質を移送する無端ベルト
の搬送速度を利用して、被分離物質に慣性力を発生させ
ることにより、磁性不純物を含んでいない被分離物質は
マグネット棒体の吸着力の影響を受けないでそのまま抛
り出され、一方において内部に磁性不純物を含んでいる
被分離物質は、マグネット棒体の吸着力の影響を受ける
ことから、この吸着力と被分離物質の自重と被分離物質
の慣性力との間の力の釣り合いにより、磁性不純物を含
んでいない被分離物質とは違った方向に抛り出される。

【０００７】

【実施例】

【０００８】以下本発明の一実施例について説明する。
先ず、方法を実施するための装置について説明する。図
１において、マグネット棒体７と非マグネット棒体８の
間に無端ベルト９が掛けられており、無端ベルト９の搬
送面側にはホッパ10が支持部材11により上下動可能に設
けられている。このように、ホッパ10を上下動可能に設
けることにより、ホッパ10の下端と無端ベルト９の搬送
面との間の隙間を調整して、無端ベルト９の搬送面に被
分離物質を薄い層に移載して、マグネット棒体７での磁
性不純物および磁性不純物を含んでいる分離物質の吸引
性を確保すると共に、分離物質を壊さないようにしてい
る。この隙間は被分離物質の大きさの２〜３倍にするの
が好ましい。また、この隙間をある程度高い精度で調節
できるように、無端ベルト９の裏面側に無端ベルト９を
ほぼ水平な状態で保持するためのベルト保持部材17が設
けられている。

【０００９】そして、ホッパ10は図２に示すように無端
ベルト９の搬送幅Ｗにほぼ等しい幅になっており、無端
ベルト９の搬送面の幅方向に被分離物質をほぼ均一な層
に供給するようにして、マグネット棒体７の上記吸引性
を確保するようにしている。図11で説明したように、振
動フィ−ダを用いた場合には被分離物質がフィ−ダ上で
跳ねて外部にこぼれ落ちるので、処理量が制限され必要
な処理量を得るためには装置を大型化しなければならな
いが、上記のようにホッパ10の幅を無端ベルト９の幅Ｗ
にほぼ等しくし、かつ、ホッパ10の下端と無端ベルト９
の搬送面との間の隙間を調節して、被分離物質を無端ベ
ルト９の搬送面に敷くように供給することにより、被分
離物質の跳ね上がりがなく、無端ベルト９の搬送速度に
応じた量の処理をすることができる。また、図２におい
てマグネット棒体７（被マグネット棒体８側を駆動側と
してもよい）の軸はカップリング14を介してモータ12に
接続されており、図４に示すコンバータ16にてモータ12
の回転速度を制御し、被分離物質の種類に応じて無端ベ
ルト９の搬送速度が自由に変えられるようにして、被分
離物質に与える慣性力を制御するようにしている。

【００１０】図２に示すようにマグネット棒体７はフレ
ーム18を貫通してシール性を保つようにし、軸13をシー
ル性のある軸受け15で支持すると共に、シール部材19
（他の側の図示は省略されている）にてシールして、ホ
ッパ10から供給される被分離物質が無端ベルト９の内側
に入るのを防止するようにしている。これにより、マグ
ネット棒体７と無端ベルト９の間に被分離物質が挟まっ
て、無端ベルト９がマグネット棒体７の外周面から浮き
上がらないようにして、無端ベルト９表面の磁力に影響
を与えないようにしている。また同様の理由により、無
端ベルト９の両側には図２および図３に示すように、被
分離物質の落下を防止するための落下防止板20が設けら
れている。

【００１１】図１において、マグネット棒体７側には無
端ベルト９の全幅を覆うようにカバー21が設けられてお
り、無端ベルト９の搬送速度によって抛り出された被分
離物質が飛び出ないようにしている。22は軸23に回動可
能に設けられた選別板であり、磁性不純物を含んでいな
い被分離物質が抛り出される軌跡と磁性不純物を含んで
いる被分離物質がマグネット棒体７（無端ベルト９表
面）の吸引力、被分離物質の自重、および慣性力との関
係で抛り出される軌跡により、選別板23の角度を調整
し、両者を選別するようにしている。24および25は選別
板23で選別された被分離物質をそれぞれ捕獲箱26と27に
入れるためのシュートである。28は図３にも現れている
ように、無端ベルト９の張力を調整するためのベルト張
力調整部材である。なお、架台29にはスタンド30および
キャスター31が設けられている。

【００１２】図１におけるマグネット棒体７は、図７に
示すように中心に軸孔 702をあけ、その回りに固定ボル
ト用孔 703をあけた円盤状の永久磁石 701により形成さ
れている。図５および図６はこれを組み立てた状態を示
す図であり、永久磁石 701の磁極をＮＳ−ＳＮ−ＮＳ−
ＳＮという具合にスペ−サ（軟鉄） 704を介在して組み
合わせ、軸孔 702に軸13の螺子部 705を挿入してナット
709にて締結すると共に、固定ボルト用孔 703に固定ボ
ルト 707を挿入し、締付部材 706を介してナット 708に
て締結している。図８は直径が小さいマグネット棒体７
であり、円盤状の永久磁石 701の中心にあけた軸孔に螺
子棒 705′を挿入し、この螺子棒 705′の両端を軸13に
設けた雌螺子部に螺合して締結している。この場合も同
様に永久磁石 701の磁極をＮＳ−ＳＮ−ＮＳ−ＳＮとい
う具合にスペ−サ（軟鉄） 704を介在して組み合わされ
ている。また、永久磁石 701の直径が大きいほど強い磁
力が得られるので、被分離物質の種類に応じて使い分け
をする。

【００１３】次に分離方法について説明する。ホッパ10
に被分離物質を投入しホッパ10の下端と無端ベルト９の
搬送面との間の隙間を調整する。この隙間の調整は次に
説明する無端ベルト９の搬送速度との関係において、被
分離物質がその搬送面に薄い層で敷きつめられ、かつ、
被分離物質が壊れないように行う。一方において、イン
バータ制御にてモータ12の回転数を制御し、無端ベルト
９の搬送速度を制御する。この搬送速度の制御はマグネ
ット棒体７（無端ベルト９表面）の磁力および直径、被
分離物質の重量により、予め実験などによって求められ
ている、磁性不純物が含まれていない被分離物質と磁性
不純物が含まれている被分離物質が慣性力によって抛り
出されて、分離できる限度において行われる。

【００１４】図10において、無端ベルト９によって搬送
されてきた磁性不純物を含んでいない被分離物質Ｗ1 は
マグネット棒体７の磁力の影響を受けないことから、無
端ベルト９の搬送速度によって与えられる自重に相当し
た慣性力（矢印Ａ）により、水平方向に抛り出され、放
物線を描いて落下する。一方磁性不純物を含んでいる被
分離物質Ｗ2 はマグネット棒体７の磁力によって吸引さ
れ、その外周面（無端ベルト９の面）に付着した状態
で、マグネット棒体７の回転角度αだけ移送される。

【００１５】この移送の間において被分離物質Ｗ2 には
磁力による吸引力−遠心力＝Ｆ2 、被分離物質Ｗ2 の自
重Ｆ1 および慣性力−Ｆ2 ≒Ｆ3 の力が働き、Ｆ3 ＞慣
性力の状態で、被分離物質Ｗ2 が無端ベルト９の表面に
吸引付着される。そして、Ｆ1 およびＦ2 は一定である
ことから、回転角度αが大きくなるにしたがってＦ3が
小さくなり、ついにＦ3 ＜慣性力となって無端ベルト９
の表面から離れ、磁性不純物を含んだ被分離物質Ｗ2 は
矢印（Ｂ）方向の慣性力により抛り出され、Ｗ1 とＷ2
を分離することが可能となる。

【００１６】また、磁性不純物Ｗ3 は無端ベルト９の表
面に最後まで吸引保持されることから、回転角度αが 1
80度を過ぎた時点で無端ベルト９表面の磁力による吸引
力が消失し、慣性力により矢印（Ｃ）方向に抛り出され
て分離することができる。そして、選別板22の角度を矢
印（Ａ）および矢印（Ｂ）の方向に放物線を描いて抛り
出される軌跡に合わせて設定することにより、シュート
24および25を介して、被分離物質Ｗ1 とＷ2 を分離回収
する。

【００１７】上記分離の方法を実証するために、図１に
示した装置を用いて次の実験を行った。実験に使用した
被分離物質として、直径２ｍｍ長さ３ｍｍのABS 樹脂ペ
レットを使用し、磁性不純物を含んでいないペレットを
白色に、磁性不純物を含んでいるペレットを黒色にして
色分けしたものを、５ｋｇ作り、その数をカウントし
て、白と黒の混合割合を求めた。

【００１８】実験の諸元はマグネット棒体７の直径が60
ｍｍ、ベルト表面の磁力が8000ガウスのものを使用し、
無端ベルト９の搬送速度を変化させた。その実験結果を
図９に示す。この図において×印の曲線は黒色の回収率
を表し、△印の曲線は白色中に混在している黒色の割合
を示し、●印の曲線はベルトの速度（横軸）と処理量
（縦軸）との関係を示している。

【００１９】この実験においてベルトの速度が50cm/sec
の近辺（1.6ton/hr 〜1.7ton/hr ）で、白と黒とが確実
に分離されていることが確認された。また、このベルト
の速度50cm/secを境にして、ベルトの速度が遅いところ
では磁性不純物を含んでいない白と含んでいる黒には十
分な慣性力が発生せず、かつ、黒色はベルトの表面に吸
着保持されないことから、白黒共にマグネット棒体７の
ところで自然落下し、白黒が混在した状態になり、ベル
トの速度を50cm/secに近づけるに従い白黒が次第に分離
されることが確認された。すなわち、ベルトの速度を上
げるにしたがって、Ｆ3 ＞慣性力の関係からＦ3 ＜慣性
力の関係に移行するものと考えられる。

【００２０】また、ベルトの速度が50cm/sec以上のとこ
ろでは、磁性不純物が含まれている黒色の被分離物質の
遠心力が大きくなってベルト表面の磁力による吸引力に
打ち勝って、磁力による吸引力−遠心力＝Ｆ2 が小さく
なり、回転角度αが小さい段階でＦ3 ＜慣性力の関係が
成立し、黒色の被分離物質が早期にベルトの表面から離
れて抛り出され、白黒が混在したものと考えられる。

【００２１】この図９に示した実験データは直径２ｍｍ
長さ３ｍｍのABS 樹脂ペレットについてのものであり、
慣性力や遠心力は被分離物質の重量（質量）に関係する
ことから、被分離物質の種類によってマグネット棒体７
の直径および磁力、ベルトの速度との関係で適正な値が
あり、またこの値は実験によって予め求めておくことが
できる。あるいはこの実験によって求めた値を基準にし
て、実際の分離作業において、ベルトの速度を制御し適
正な値を見い出すようにすることもできる。

【００２２】上記樹脂ペレット以外の被分離物質につい
ても実験をし、適正なマグネット棒体７の直径および磁
力、ベルトの速度を求めたので以下に示す。（実験１）
マグネット棒体の直径25mm、ベルト表面の磁力7500ガウ
ス、被分離物質は直径2mm 長さ3mm の樹脂、ベルト速度
は30cm/secである。（実験２）マグネット棒体の直径25
mm、ベルト表面の磁力7500ガウス、被分離物質はコーヒ
豆、ベルト速度は30cm/secである。（実験３）マグネッ
ト棒体の直径60mm、ベルト表面の磁力8000ガウス、被分
離物質は粟おこし1.5 〜２mmの球形、ベルト速度は50cm
/secである。（実験４）マグネット棒体の直径60mm、ベ
ルト表面の磁力8000ガウス、被分離物質はカットワカ
メ、ベルト速度は30cm/secである。（実験５）マグネッ
ト棒体の直径25mm、ベルト表面の磁力7500ガウス、被分
離物質はコ−ンフレ−ク、ベルト速度は15cm/secであ
る。また上記実験１は図９に示した実験との対比におい
て、マグネット棒体７の直径とベルト表面の磁力を違え
たものであり、マグネット棒体７の直径とベルト表面の
磁力を大きくするほど、ベルト速度を速くしても、分離
をすることができることが判る。したがって、処理能力
を上げるにはマグネット棒体７の直径とベルト表面の磁
力を大きくすればよいこともこの実験で確認することが
できる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、マグ
ネット棒体と非マグネット棒体との間に掛けられた無端
ベルトの搬送速度で被分離物質に慣性力を発生させ、マ
グネット棒体の磁力による吸着力および被分離物質の自
重との間の関係により、磁性不純物を含まない被分離物
質と磁性不純物を含む被分離物質の抛り出す方向を違え
て分離するので、磁性不純物は勿論のこと、磁性不純物
を内部に含む被分離物質をも確実に分離することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる方法を実施するための装置の側
面図である。

【図２】図１の左側から見た図である。

【図３】図１の一部平面図である。

【図４】図１におけるマグネット棒体とモータとの取り
合い関係を示す平面図である。

【図５】図１におけるマグネット棒体の縦断面図であ
る。

【図６】図５の側面図である。

【図７】図５における永久磁石の平面図である。

【図８】図１におけるマグネット棒体の他の実施例の縦
断面図である。

【図９】図１に示す装置を用いて実験した結果を示す線
図である。

【図10】図１に示す装置での分離原理を示す概念図であ
る。

【図11】従来例の模式図である。

【符合の説明】

７ マグネット棒体 ８ 非マグネット棒体 ９ 無端ベルト 10 ホッパ 12 モータ 17 ベルト保持部材 21 カバー 22 選別板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネット棒体と非マグネット棒体との
   間に掛けられた無端ベルトで被分離物質を移送し、無端
   ベルトの搬送速度で発生する被分離物質の慣性力とマグ
   ネット棒体の磁力による吸着力および被分離物質の自重
   との間の関係により、被分離物質を分離するマグネット
   を用いた分離方法。