(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ロールと、前記磁気ロールの外表面から所定の距離離れて配置された対極磁石群と、前記磁気ロールと対となる従動車と、前記磁気ロールと前記従動車の間を接続し磁性物質を含む被選別物を搬送する搬送ベルトと、前記磁気ロールを回転させる駆動源と、これらを搭載するフレームとを備えた磁力選別機であって、
前記磁気ロールは、回転軸の軸方向に所定の隙間をあけて配置され、それぞれの磁極の向きが前記回転軸の軸方向に向いた複数のリング状の永久磁石と、各々の前記隙間に配置され、前記永久磁石の外径と同一、又は前記永久磁石の外径より少しの範囲で大きい強磁性体からなる磁気誘導円板とを有し、しかも前記磁気誘導円板を介して対向する前記永久磁石の磁極は同一極性であり、
前記対極磁石群は、前記被選別物に対する前記磁気ロールによる磁着選別が行われる領域内に前記磁気ロールの軸心に対して円弧状に配置され、しかも、前記磁気ロールの軸方向に設けられた前記磁気誘導円板に対し対向して配置され、
また、前記対極磁石群は前記磁気誘導円板の外周端の磁極が同一磁極性となる１つおきの該磁気誘導円板に対向して、又は、全ての該磁気誘導円板に対向して設けられ、更に前記対極磁石群は対向するそれぞれの前記磁気誘導円板の外周端の磁極とは異なる磁極性となって配置されていることを特徴とする磁力選別機。
【請求項２】
磁気ロールと、前記磁気ロールの外表面から所定の距離離れて配置された対極磁石群と、前記磁気ロールの片側円弧部に僅少の隙間を有して配置される磁気吸着部及びこれの下流側に形成された磁気分離部を備えた被選別物搬送ガイドと、前記磁気ロールを被選別物の送り方向に回転させる駆動源と、これらを搭載するフレームとを備えた磁力選別機であって、
前記磁気ロールは、回転軸の軸方向に所定の隙間をあけて配置され、それぞれの磁極の向きが前記回転軸の軸方向に向いた複数のリング状の永久磁石と、各々の前記隙間に配置され、前記永久磁石の外径と同一、又は前記永久磁石の外径より少しの範囲で大きい強磁性体からなる磁気誘導円板とを有し、しかも前記磁気誘導円板を介して対向する前記永久磁石の磁極は同一極性であり、
前記対極磁石群は、前記磁気吸着部に対向した領域内に前記磁気ロールの軸心に対して円弧状に配置され、しかも、前記磁気ロールの軸方向に設けられた前記磁気誘導円板に対し対向して配置され、
また、前記対極磁石群は前記磁気誘導円板の外周端の磁極が同一磁極性となる１つおきの該磁気誘導円板に対向して、又は、全ての該磁気誘導円板に対向して設けられ、更に前記対極磁石群は対向するそれぞれの前記磁気誘導円板の外周端の磁極とは異なる磁極性となって配置されていることを特徴とする磁力選別機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の磁力選別機において、リング状の前記永久磁石は、複数の円弧状磁石を接続して前記磁気誘導円板に固着され、前記永久磁石の外周の半径方向外側には、前記磁気誘導円板の外径に合わせて設けられた非磁性体からなる環状の保護カバーが装着されていることを特徴とする磁力選別機。
【請求項４】
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、前記磁気誘導円板は、軸方向に前記回転軸によって連結されている他、前記永久磁石の半径方向内側にあって、前記磁気誘導円板を貫通する複数の連結ねじによって連結されていることを特徴とする磁力選別機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ロールに対極磁石群を設けて磁気ロールの磁界を強くして弱磁性物質の効率的な磁力選別を可能にする磁力選別機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、磁力選別機には、永久磁石を複数配置して構成される磁気ロールが使用されている。一般に、複数の永久磁石を組み合わせて磁力線を形成する場合、永久磁石の種類や配置方法によって、形成される磁力線の強さや方向は大きく変化する。このため、磁気ロールに用いる永久磁石の種類や配置を変えることによって、形成される磁力線の方向を最適化すると共に磁力線の強さを増し、選別効率を改善する試みが行われてきた。
例えば、特公昭５７−４３３１０号公報や特公昭６２−５４５４７号公報には、ロールの周囲に所定間隔で配置される磁石を同極性にし、磁石から発生する磁力線をロールの周面に対して実質的に垂直になるようにして、選別効率を上げようとする磁力選別機が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ロールの周囲に所定間隔で配置される磁石を同極性にし、磁石から発生する磁力線をロールの周面に対して実質的に垂直になるようにしても、円周上に広がりを持つため磁束密度を上昇させることには限界が生じ、例えば、高磁束密度を有するネオジウム磁石等の希土類磁石を使用しても、その磁束密度は５０００ガウス程度であった。
更に、被選別物は、ゴムベルト上に載せられて磁力選別が行われる磁気ロールまで搬送され、ゴムベルトを介して磁性物質と非磁性物質とに分離されている。一般に、磁力は、磁石からの距離の２乗に反比例するので、使用されるゴムベルトの厚みが６〜７ｍｍ程度となると、弱磁性物質では磁着力が低下して種類や形状によっては選別が困難となり、選別効率が悪くなるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、磁気ロールに対極磁石群を設けて磁気ロールの磁界を強くして弱磁性物質の効率的な磁力選別を可能にす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】
前記目的に沿う第１の発明に係る磁力選別機は、磁気ロールと、前記磁気ロールの外表面から所定の距離離れて配置された対極磁石群と、前記磁気ロールと対となる従動車と、前記磁気ロールと前記従動車の間を接続し磁性物質を含む被選別物を搬送する搬送ベルトと、前記磁気ロールを回転させる駆動源と、これらを搭載するフレームとを備えた磁力選別機であって、前記磁気ロールは、回転軸の軸方向に所定の隙間をあけて配置され、それぞれの磁極の向きが前記回転軸の軸方向に向いた複数のリング状の永久磁石と、各々の前記隙間に配置され、前記永久磁石の外径と同一、又は前記永久磁石の外径より少しの範囲で大きい強磁性体からなる磁気誘導円板とを有し、しかも前記磁気誘導円板を介して対向する前記永久磁石の磁極は同一極性であり、前記対極磁石群は、前記被選別物に対する前記磁気ロールによる磁着選別が行われる領域内に前記磁気ロールの軸心に対して円弧状に配置され、しかも、前記磁気ロールの軸方向に設けられた前記磁気誘導円板に対し対向して配置され、
また、前記対極磁石群は前記磁気誘導円板の外周端の磁極が同一磁極性となる１つおきの該磁気誘導円板に対向して、又は、全ての該磁気誘導円板に対向して設けられ、更に前記対極磁石群は対向するそれぞれの前記磁気誘導円板の外周端の磁極とは異なる磁極性となって配置されている。
【０００５】
搬送ベルトは、屈曲性のあるシート状、又はメッシュ状の形態を有するものを使用することができ、材質としては非磁性体、例えば、ステンレス鋼、チタン、銅等の金属の他、人工皮革、天然皮革、プラスチック、布等を使用することができる。駆動源を作動させることによって、搬送ベルトを介して接続された従動車及び磁気ロールが回転する。
ここで、磁気誘導円板には、一般的に使用される強磁性体からなる鋼板を使用することができる。また、磁気誘導円板には、磁束密度をさらに高くするために、鉄損値、磁束密度、透磁率などの磁気特性の優れたけい素鋼板、低炭素鋼板及び純鉄等からなる電磁鋼板を使用することも可能である。磁気誘導円板の厚みは、例えば、１〜２０ｍｍにすることができる。また、ここでいう少しの範囲とは、磁気誘導円板の外周端の磁束密度が、弱磁性物の磁着ができる範囲内であればよく、使用する永久磁石の磁力や磁気誘導円板の厚みを考慮して決められ、例えば、１０ｍｍ以下（例えば、２、３、４、５、６ｍｍ）に設定することができる。
【０００６】
永久磁石の磁極が隣り合う永久磁石の磁極と同一極性であるので、両側の磁石から発生する磁力を合成して強くすることができ、また、隣り合う永久磁石間の隙間に磁気誘導円板を配置しているので、磁気誘導円板内を通過する磁力線を磁気ロールの外周面まで誘導して、磁気誘導円板の外周端から半径方向外側に発生する磁界を強くすることができる。
ここで、磁気ロールによる磁着が行われる領域内において、磁気誘導円板の外周端の磁極と異なる磁極となる対極磁石群を、磁気ロールの軸心に対して円弧状に配置すると、磁気誘導円板の外周端と対極磁石群とは引き合うため、対極磁石群を構成する各対極磁石と各磁気誘導円板の外周端の間では、磁気ロールの半径方向に形成される磁力線の広がりが防止されて、磁束の密度を更に向上することができる。
その結果、磁気ロールでは、磁気誘導円板の外周端において、磁気ロール半径方向外側に形成される磁力線の磁束密度が向上して、磁気誘導円板の外周端から磁気ロールの半径方向外側に発生する磁界が強くなり、搬送ベルトを介して搬送される被選別物中に含まれる磁性物質を効率的に磁着して選別することができる。また、磁気ロールに厚みの薄い搬送ベルトを取付けて使用することにより、磁気ロールに発生する磁界の強さを効率よく利用することができる。
【０００７】
前記目的に沿う第２の発明に係る磁力選別機は、磁気ロールと、前記磁気ロールの外表面から所定の距離離れて配置された対極磁石群と、前記磁気ロールの片側円弧部に僅少の隙間を有して配置される磁気吸着部及びこれの下流側に形成された磁気分離部を備えた被選別物搬送ガイドと、前記磁気ロールを被選別物の送り方向に回転させる駆動源と、これらを搭載するフレームとを備えた磁力選別機であって、前記磁気ロールは、回転軸の軸方向に所定の隙間をあけて配置され、それぞれの磁極の向きが前記回転軸の軸方向に向いた複数のリング状の永久磁石と、各々の前記隙間に配置され、前記永久磁石の外径と同一、又は前記永久磁石の外径より少しの範囲で大きい強磁性体からなる磁気誘導円板とを有し、しかも前記磁気誘導円板を介して対向する前記永久磁石の磁極は同一極性であり、前記対極磁石群は、前記磁気吸着部に対向した領域内に前記磁気ロールの軸心に対して円弧状に配置され、しかも、前記磁気ロールの軸方向に設けられた前記磁気誘導円板に対し対向して配置され、
また、前記対極磁石群は前記磁気誘導円板の外周端の磁極が同一磁極性となる１つおきの該磁気誘導円板に対向して、又は、全ての該磁気誘導円板に対向して設けられ、更に前記対極磁石群は対向するそれぞれの前記磁気誘導円板の外周端の磁極とは異なる磁極性となって配置されている。
【０００８】
被選別物搬送ガイドは、非磁性体で、剛性を有するシート状、又はメッシュ状のものを使用して構成することができ、例えば、ステンレス製の帯板、又は網状板を使用することができる。駆動源を作動させることによって磁気ロールを回転させ、被選別物を被選別物搬送ガイドの上流側に投入すると、重力により非選別物は被選別物搬送ガイドに沿って自然落下を開始し、被選別物搬送ガイド内を滑走して磁気吸着部に到達する。磁気ロールは被選別物の送り方向に回転しているため、被選別物中の磁性物質は磁気吸着部を滑走中に被選別物搬送ガイドを介して磁気ロールに磁着され、磁気吸着部内を滑走する滑走速度が低下して、磁気ロールからの磁着力の影響を受けながら被選別物搬送ガイド内を移動する。一方、非磁性物質は自由に滑走できるため、磁気吸着部内を滑走中に滑走速度を増して、磁気吸着部から離脱して自然落下する。このため、被選別物の中から磁性物質と非磁性物質を選別することができる。
ここで、磁気誘導円板には、一般的に使用される強磁性体からなる鋼板を使用することができる。また、磁気誘導円板には、磁束密度をさらに高くするために、鉄損値、磁束密度、透磁率などの磁気特性の優れたけい素鋼板、低炭素鋼板及び純鉄等からなる電磁鋼板を使用することも可能である。磁気誘導円板の厚みは、例えば、１〜２０ｍｍにすることができる。また、ここでいう少しの範囲とは、磁気誘導円板の外周端の磁束密度が、弱磁性物の磁着ができる範囲内であればよく、使用する永久磁石の磁力や磁気誘導円板の厚みを考慮して決められ、例えば、１０ｍｍ以下（例えば、２、３、４、５、６ｍｍ）に設定することができる。
【０００９】
永久磁石の磁極が隣り合う永久磁石の磁極と同一極性であるので、両側の磁石から発生する磁力を合成して強くすることができ、また、隣り合う永久磁石間の隙間に磁気誘導円板を配置しているので、磁気誘導円板内を通過する磁力線を磁気ロールの外周面まで誘導して、磁気誘導円板の外周端から半径方向外側に発生する磁界を強くすることができる。ここで、磁気ロールによる磁着が行われる領域内において、磁気誘導円板の外周端の磁極と異なる磁極となる対極磁石群を、磁気ロールの軸心に対して円弧状に配置すると、磁気誘導円板の外周端と対極磁石群とは引き合うため、対極磁石群を構成する各対極磁石と各磁気誘導円板の外周端の間では、磁気ロールの半径方向に形成される磁力線の広がりが防止されて、磁束の密度を更に向上することができる。
その結果、磁気ロールでは、磁気誘導円板の外周端において、磁気ロール半径方向外側に形成される磁力線の磁束密度が向上して、磁気誘導円板の外周端から磁気ロールの半径方向外側に発生する磁界が強くなり、被選別物中に含まれる磁性物質を磁気吸着部を滑走中に被選別物搬送ガイドを介して磁気ロールに効率的に磁着して選別することができる。また、厚みの薄い被選別物搬送ガイドを取付けて使用することにより、磁気ロールの発生する磁界の強さを効率よく利用することができる。
【００１０】
第１、第２の発明に係る磁力選別機において、対極磁石群を構成する対極磁石と磁気誘導円板の外周端の磁極は異なるため、対極磁石と磁気誘導円板の外周端は互いに引きつけ合い、磁気ロールの半径方向に形成される磁力線の広がりが防止されて、磁束密度を更に向上させることができる。このため、被選別物と磁気ロールとの間に十分な磁気吸着時間が確保できない場合においても、磁性物質を効率よく磁着して選別することができる。
【００１１】
第１、第２の発明に係る磁力選別機において、リング状の前記永久磁石は、複数の円弧状磁石を接続して前記磁気誘導円板に固着され、前記永久磁石の外周の半径方向外側には、前記磁気誘導円板の外径に合わせて設けられた非磁性体からなる環状の保護カバーが装着されていることが好ましい。
リング状の永久磁石は複数の円弧状磁石を接続して形成するので、取扱いが簡単になると共に、リング状の永久磁石の破損を防止することができる。保護カバーには、例えば、厚みの薄いステンレス鋼板を使用することができ、それぞれの保護カバーを一体的に形成して共用することもできる。保護カバーを設けることによって、永久磁石に磁性粉が付着することを防止することができる。
【００１２】
第１、第２の発明に係る磁力選別機において、前記磁気誘導円板は、軸方向に前記回転軸によって連結されている他、前記永久磁石の半径方向内側にあって、前記磁気誘導円板を貫通する複数の連結ねじによって連結することも可能である。
連結ねじは、全ての磁気誘導円板を貫通する長いねじを使用してもよく、また、長さの短い連結ねじを複数使用して２〜４枚の磁気誘導円板をそれぞれ固定するように構成してもよい。このように構成することによって、複数の磁気誘導円板及びリング状の永久磁石を、各リング状の永久磁石の反発力に対抗して確実に取付けることができる。
【００１３】
【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いて説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る磁力選別機の概念図、図２は同磁力選別機の部分側断面図、図３は同磁力選別機の部分正断面図、図４、図５は同磁力選別機の部分拡大断面図、図６は同磁力選別機の変形例に係る対極磁石群の説明図、図７は本発明の第２の実施の形態に係る磁力選別機の概念図、図８は同磁力選別機の部分正断面図、図９、図１０は本発明の実施例１における対極磁石の配置の説明図、図１１は本発明の実施例２における対極磁石群の配置の説明図である。
図１、図２、図３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、両端部を軸受１１によって支持された回転軸１２と、回転軸１２に同心上に固定配置され、被選別物１３から磁性物質１４を磁着して選別を行う磁気ロール１５と、磁気ロール１５と対となる従動車１６と、磁気ロール１５と従動車１６の間を接続し被選別物１３を搬送する搬送ベルト１７と、磁気ロール１５を回転させる駆動源１８と、磁気ロール１５による磁着選別が行われる領域内に磁気ロール１５の外表面から所定の距離離れて設けられた対極磁石群１９と、これらを搭載するフレーム２０とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。
【００１４】
磁気ロール１５の構造について、図１〜図４を参照しながら詳しく説明する。
磁気ロール１５は、回転軸１２の軸方向の両端部に固定円板２１をそれぞれ取付け、両固定円板２１の間に複数のリング状の永久磁石２２、２３を交互に設け、隣り合う永久磁石２２、２３の間に強磁性体からなる磁気誘導円板２４を挟んだ構造になっている。また、固定円板２１の対向側の外周端部には、全周に亘って切欠き部２１ａが形成されている。
ここで、磁気誘導円板２４の構造について詳しく説明する。磁気誘導円板２４には、中央に回転軸１２が挿通する軸通し孔２５が形成され、その内周の一部には、キー溝３３が形成されている。また、磁気誘導円板２４の軸方向両側の外周端部には、全周に亘って切欠き部２７が形成されている。そして、磁気誘導円板２４の半径方向内側には、連結ねじ２８が挿通する固定用孔２９が８箇所に均等配置されて形成されている。
【００１５】
次に、永久磁石２２、２３の構造について詳しく説明する。
永久磁石２２、２３は、複数の円弧状磁石３０を接続して磁気誘導円板２４に固着して形成された同一形状の部材で、永久磁石２２、２３の磁極の向きは、回転軸１２の軸方向に向けて形成され、また、磁気誘導円板２４を介して対向する永久磁石２２、２３のそれぞれの磁極は、同一極性になるように構成されている。また、永久磁石２２、２３は、軸心を磁気誘導円板２４及び回転軸１２に一致させ、固定円板２１又は磁気誘導円板２４に軸方向の片面を固着している。
永久磁石２２の半径は、磁気誘導円板２４の半径より切欠き部２７の径方向の幅ｄの分だけ小さくしている。なお、本実施の形態では、図３、図４に示すように、永久磁石２２は、周方向に１６分割された円弧状磁石３０を軸方向に２段重ねて形成されているが、これは、磁石を成形するプレスの能力や作業コストとの関係で変更可能で、例えば、８分割や４分割、又は分割しないで成形してもよい。
【００１６】
永久磁石２３は、永久磁石２２と同様に複数の円弧状磁石３０によって形成され、磁極の向きを永久磁石２２に対向するようにして、磁気誘導円板２４を挟んで永久磁石２２とは逆側に配置されている。永久磁石２２、２３は、同一極性の磁極（Ｎ極、又はＳ極）が、磁気誘導円板２４を介して対向配置されているので、対向する磁極同士が反撥して、各磁極から磁気ロール１５の周方向に向かう磁力線を、磁気ロール１５の半径方向外側に曲げることができる。また、永久磁石２２、２３の磁力が合成されるので、磁気誘導円板２４の半径方向外側に発生する磁力を強くすることができる。さらに、永久磁石２２、２３の間に設けられた磁気誘導円板２４の外周端が永久磁石２２、２３の外周より半径方向外側に突出しているので、磁気誘導円板２４内を通過する磁力線を磁気ロール１５の外周面まで誘導して、磁気ロール１５の外周面からの磁力線の立ち上がり方向を、磁気ロール１５の外周面に対してより垂直に近づけることができる。かかる構成によって、磁気ロール１５の外周面に対する垂直方向の磁束密度をより大きくして、選別される弱磁性体を効率よく磁着することができる。
【００１７】
次に、永久磁石２２、２３の外周の半径方向外側に設けられた環状の保護カバー３１について説明する。
保護カバー３１は、非磁性体、例えば、ステンレス鋼板からなり、磁気誘導円板２４の外径に合わせて形成されている。保護カバー３１は、永久磁石２２、２３の外周の半径方向外側に装着され、永久磁石２２、２３の外周と、磁気誘導円板２４の切欠き部２７と、搬送ベルト１７によって囲まれた筒状空間部３２に装着され、永久磁石２２、２３に直接磁性粉が付着するのを防止している。また、保護カバー３１は、磁気誘導円板２４の外周端と永久磁石２２、２３の外周面の間に一定の距離を保ち、磁気ロール１５の外周面の磁束密度の分布を調整している。
【００１８】
次に、永久磁石２２、２３、保護カバー３１、及び磁気誘導円板２４の配置、連結状態について説明する。
永久磁石２２、２３は、各磁気誘導円板２４の一側面にそれぞれ軸心を合わせて固着され、各永久磁石２２、２３の半径方向外側には、保護カバー３１がそれぞれ取付けられている。回転軸１２の中央部には、キー溝２６が形成され、各永久磁石２２、２３及び保護カバー３１を取付けた磁気誘導円板２４は、回転軸１２のキー溝２６及び磁気誘導円板２４のキー溝３３に嵌入されるキー３４によって軸方向に連結されている他、磁気誘導円板２４に形成された固定用孔２９に貫通して、永久磁石２２、２３の半径方向内側にある８本の連結ねじ２８と、連結ねじ２８に噛合して磁気誘導円板２４を締結固定するナット３５によって連結されている。なお、磁気誘導円板２４を固定するナット３５のうちの一方は、省略して組み立てることも可能である。また、連結ねじ２８の長さを短くして、磁気誘導円板２４を１枚ずつ固定するように構成することも可能である。
【００１９】
続いて、対極磁石群１９について詳細に説明する。
図３に示すように、被選別物１３に対する磁気ロール１５による磁着選別が行われる領域内には、磁気ロール１５の外表面から所定の距離Ｈ（例えば、１０〜５０ｍｍ）離れて、対極磁石群１９が、磁気ロール１５の軸心に対して円弧状に配置されている。また、対極磁石群１９を構成する各対極磁石３６は、例えば、希土類磁石を使用することができ、ステンレス鋼板等の非磁性体からなる各取付け板３７に固定されて、各取付け板３７を図示しないフレームで固定することにより、磁気ロール１５の外表面から所定の距離Ｈ離れて、対極磁石群１９を形成することができる。なお、図５に示すように、対極磁石群１９を構成する各対極磁石３６は、磁気誘導円板２４外周端の磁極が同一極性となる１つおきの磁気誘導円板２４に対向して設けられ、更に対極磁石３６の磁極は対向する磁気誘導円板２４の外周端の磁極と異なる磁極性となっている。このような構成とすることにより、磁気誘導円板２４の外周端と対極磁石３６とは引き合うため、磁気ロール１５の半径方向に磁気誘導円板２４によって形成される磁力線の広がりが防止されて、対極磁石３６と磁気ロール１５の間で磁束密度を更に向上させることができる。
【００２０】
次に、磁気ロール１５を用いた磁力選別機１０について説明する。
図１、図２に示すように、磁気ロール１５の回転軸１２の延長された一端側にはキー溝３８が形成され、回転軸１２は、その一端側に取付けられた、例えばＶベルト３９を介して駆動源１８に連結される。磁気ロール１５と従動車１６とを接続する搬送ベルト１７には、例えば、非磁性体の一例であるステンレス鋼からなる、厚み０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは、０．３ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の帯板、又は網状板を使用することができる。一般に、磁力は、磁石からの距離の２乗に反比例するので、搬送ベルト１７の厚みを薄くすることによって、磁気ロール１５から発生する磁界を有効に利用することができる。
【００２１】
次いで、磁力選別機１０の使用時の状態について図３を参照して説明する。
駆動源１８によって磁気ロール１５が駆動されると、搬送ベルト１７によって接続された従動車１６も回転する。被選別物１３を搬送ベルト１７の上方から投入すると、被選別物１３は、磁気ロール１５の方向に移動し、被選別物１３中の磁性物質１４は、磁気ロール１５の磁気誘導円板２４の磁力によって搬送ベルト１７の表面に吸引される。磁性物質１４が吸引された状態で磁気ロール１５が９０度回転すると、被選別物１３中の非磁性物質４０は、重力によって下方（図中の矢印Ｐ）に落下する。更に、磁気ロール１５が９０度回転すると、磁気ロール１５と搬送ベルト１７が離反するので、磁気ロール１５に吸引されている搬送ベルト１７表面の磁性物質１４は、重力と、磁気ロール１５の回転による円周方向の力によって、右下方向（図中の矢印Ｑ）に落下する。
【００２２】
また、図６は、磁力選別機１０の変形例に係る対極磁石群４１の説明図を示す。図６に示すように、対極磁石群４１を構成する各対極磁石４２は磁気ロール１５に設けられた全ての磁気誘導円板２４に対向して配置され、更に対極磁石４２の磁極は対向する磁気誘導円板２４の外周端の磁極と異なる磁極となっていることが特徴となっている。
このような構成とすることにより、磁気ロール１５に設けられた各磁気誘導円板２４と、対極磁石群４１を構成する各対極磁石４２との間には、磁束回路が形成され、磁気ロール１５の半径方向に磁気誘導円板２４によって形成される磁力線の広がりが防止されて、対極磁石４２と磁気ロール１５の間で磁束密度を更に向上させることができる。
【００２３】
次に、図７、図８を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る磁力選別機４３について説明する。
磁力選別機４３は、前述した磁気ロール１５と、磁気ロール１５の傾斜した片側円弧部に僅少の隙間を有して配置される円弧状の磁気吸着部４４及びこれの下流側にある磁気分離部４５を備えた被選別物搬送ガイド４６と、磁気ロール１５を被選別物１３の送り方向に、例えばＶベルト４７を介して回転させる駆動源４８と、磁気ロール１５による磁着選別が行われる磁気吸着部４４内に磁気ロール１５の外表面から所定の距離離れて設けられた複数の対極磁石群１９と、これらを搭載するフレーム４９とを有している。また、磁力選別機４３は、被選別物１３を搬送する搬送ベルト１７の代りに、被選別物搬送ガイド４６が設けられていることが特徴となっており、それ以外については、磁力選別機１０と同一の構成を有している。このため、被選別物搬送ガイド４６に関連する箇所に関してのみ説明する。
【００２４】
被選別物搬送ガイド４６は、例えば、ステンレス鋼板を使用して構成された幅広の樋形状を有しており、上流側には投入された被選別物１３を受ける被選別物投入部５０、被選別物投入部５０の下流側には被選別物１３の磁着選別が行われる磁気吸着部４４、磁気吸着部４４の下流側には磁気ロール１５に磁着された磁性物質１４を磁気ロール１５から引き離す磁気分離部４５が設けられている。ここで、被選別物投入部５０は磁気吸着部４４の上流側に所定の傾斜角で滑らかに連接されており、磁気分離部４５は磁気吸着部４４の下流側に徐々に磁気ロール１５の表面からの距離が増加するように連接されている。
このような構成とすることにより、被選別物１３を被選別物投入部５０に投入すると、重力により被選別物１３は被選別物投入部５０内を自然落下により滑走して磁気吸着部４４に到達し、磁着選別が行われ、磁気ロール１５に磁着して磁気分離部４５に運ばれた磁性物質１４は磁気ロール１５から引き離されて落下させることができる。
【００２５】
続いて、磁力選別機４３の使用時の状態について図７、図８を参照して説明する。
駆動源４８を作動させることによって磁気ロール１５を回転させ、被選別物１３を被選別物投入部５０に投入すると、重力により被選別物１３は被選別物投入部５０内を自然落下し磁気吸着部４４に到達する。磁気ロール１５は被選別物１３の送り方向に回転しているため、被選別物１３中の磁性物質１４は磁気吸着部４４を滑走中に磁気ロール１５に磁着され、磁気吸着部４４内を滑走する滑走速度が低下して、磁気ロール１５からの磁着力の影響を受けながら磁気吸着部４４内を移動する。磁気ロール１５に磁着されながら磁気吸着部４４内を移動し、磁気分離部４５内に進入した磁性物質１４は、磁気分離部４５内を滑走するに伴って磁気ロール１５の表面から徐々に離れていくため磁着力は徐々に減少し、磁性物質１４の重力が磁着力に勝った時点で磁気分離部４５から離脱して右下方向（図中矢印Ｓ）に落下する。従って、落下地点に磁性物質回収箱５１を設置しておくと、磁性物質１４を回収することができる。
一方、非磁性物質４０は磁気吸着部４４内を自由に滑走できるため、磁気吸着部４４内を滑走中に滑走速度を増して、磁気吸着部４４から離脱して下方向（図中の矢印Ｔ）に落下する。従って、落下地点に非磁性物質回収箱５２を設置しておくと、非磁性物質４０を回収することができる。
なお、符号５３は磁気吸着部４４から離脱して落下する非磁性物質４０が磁性物質回収箱５１内に混入するのを防止する分離板、符号５４は非磁性物質４０の落下中の発塵を防止するカバー、符号５５は被選別物１３の投入時の発塵を防止するカバーを示す。
【００２６】
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、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、磁気ロールは、８本の連結ねじで固定しているが、使用する永久磁石の強度によっては、６本、４本に減らしても、９本、１０本に増やしてもよい。
また、回転軸を固定軸に変更して、両固定円板、磁気誘導円板を固定軸に対して回転可能に設けることも可能である。
更に、駆動源は、磁気ロールを駆動する方式にしているが、従動車を駆動させてもよい。
【００２７】
［実施例１］
円弧状永久磁石として外径２９３．６ｍｍ、内径７０ｍｍ、厚み３３．８ｍｍ、中心角２０°で、厚み方向に磁極の向きを有するネオジウム磁石、磁気誘導円板として外径３００ｍｍ、内径７０ｍｍ、厚み３．２ｍｍの炭素鋼板（厚さ方向両側の外周端部には、全周に亘って径方向に深さ３．２ｍｍ、厚さ方向に深さ１ｍｍの切欠き部を形成している）、保護カバーとして外径３００ｍｍ、内径２９３．６ｍｍ、長さ３５．８ｍｍのステンレス鋼製の円筒、回転軸として外径７０ｍｍの炭素鋼棒を用いて、磁気ロールを作製した。なお、磁気ロールに厚さ１ｍｍのステンレス鋼製の搬送ベルトを取付けたときの、ベルト表面での磁束密度は１００００ガウスであった。
また、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ３５ｍｍの平板状のオジウム磁石からなる永久磁石を対極磁石として、ステンレス鋼製の取付け板を介して、被選別物に対する磁気ロールによる磁着選別が行われる領域内に、磁気ロールの外表面から所定の距離して、磁気ロールの軸方向に沿って所定間隔を設けて２個配置した。この際、対極磁石の磁極は、対向するそれぞれの磁気誘導円板の外周端の磁極と異なる磁極性となるように配置した。
【００２８】
磁気ロールの軸方向に対する対極磁石の配置に関しては、図９に示すように、各対極磁石が、磁気誘導円板の外周端の磁極性が同一磁極性となる１つおきの磁気誘導円板と対向するように、すなわち１つおきの磁気誘導円板の間隔と同一の間隔となるように配置する場合（以下、タイプ１という）と、図１０に示すように、各対極磁石は隣り合う磁気誘導円板にそれぞれ対向して配置される、すなわち隣り合う磁気誘導円板の間隔と同一の間隔で２個の対極磁石の中心を配置する場合（以下、タイプ２という）で実施した。なお、タイプ２の場合、使用した対極磁石の幅が５０ｍｍと、隣り合う磁気誘導円板の間隔よりも長いため、隣り合う磁気誘導円板の間隔の中央に相当する位置で２個の対極磁石を当接させて配置した。従って、磁束密度の測定は、タイプ１では図９に示すように、対極磁石上のａ、ｂ、ｃ、ｄの４点に対応する搬送ベルトの表面での磁束を、タイプ２では図１０に示すように、対極磁石上のｅ、ｆ、ｇ、ｈの４点に対応する搬送ベルトの表面での磁束密度を、それぞれ対極磁石表面と磁気ロール表面との距離（磁極間距離）を５０ｍｍ、及び３０ｍｍとした場合について行った。その結果を表１、表２に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
【表２】
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【００３１】
対極磁石を磁気ロールに対して対向して設けることにより、いずれの場合においても、搬送ベルトの表面の磁束密度は増加している。従って、対極磁石を設けることにより、磁気ロールと磁性物質間の磁着力を高めることができ、弱磁性物質の磁着効率を向上させることが可能となる。
【００３２】
［実施例２］
実施例１と同一の磁気ロールに対して、図１１に示すように、被選別物に対する磁気ロールによる磁着選別が行われる領域内に、磁気ロールの外表面から所定の距離して５個の対極磁石を磁気ロールの軸心に対して円弧状に、しかも、磁気ロールの軸方向に１つおきの磁気誘導円板の間隔と同一の隙間を設けて配置した。そのときの隣り合う円弧状に配置されたそれぞれ５個の各対極磁石上の中央部の位置１〜１０の１０点に対応する搬送ベルトの表面での磁束密度を、それぞれ対極磁石表面と磁気ロール表面との距離（磁極間距離）を５０ｍｍ、及び３０ｍｍとした場合について行った。その結果を表３に示す。なお、磁気ロールに厚さ１ｍｍのステンレス鋼製の搬送ベルトを取付け、対極磁石を設けない場合のベルト表面での磁束密度は１００００ガウスであった。
【００３３】
【表３】
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【００３４】
表３に示す結果から、磁気ロールの軸心に合わせて円弧状に、しかも磁気ロールの軸方向にわたって複数の対極磁石を設けることにより、ベルト表面の磁束密度を更に増加させることが確認できた。従って、対極磁石群を設けることにより、磁気ロールと磁性物質間の磁着力を高めることができ、弱磁性物質の磁着効率を向上させることが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１及びこれに従属する請求項３、４記載の磁力選別機においては、磁気ロールは、回転軸の軸方向に所定の隙間をあけて配置され、それぞれの磁極の向きが回転軸の軸方向に向いた複数のリング状の永久磁石と、各々の隙間に配置され、永久磁石の外径と同一、又は永久磁石の外径より少しの範囲で大きい強磁性体からなる磁気誘導円板とを有し、しかも磁気誘導円板を介して対向する永久磁石の磁極は同一極性であり、対極磁石群は、被選別物に対する磁気ロールによる磁着選別が行われる領域内に磁気ロールの軸心に対して円弧状に配置され、しかも、磁気ロールの軸方向に設けられた磁気誘導円板に対し対向して配置されているので、搬送された被選別物の中から弱磁性物質と非磁性体を効率的に分離して選別することができる。このため、例えば、切断等による塑性変形や、熱衝撃等によって部分的にマルテンサイト変態を生じて弱磁性体化したステンレス鋼材を磁着物として効率的に選別することが可能となる。
【００３６】
請求項２及びこれに従属する請求項３、４記載の磁力選別機においては、磁気ロールは、回転軸の軸方向に所定の隙間をあけて配置され、それぞれの磁極の向きが回転軸の軸方向に向いた複数のリング状の永久磁石と、各々の隙間に配置され、永久磁石の外径と同一、又は永久磁石の外径より少しの範囲で大きい強磁性体からなる磁気誘導円板とを有し、しかも磁気誘導円板を介して対向する永久磁石の磁極は同一極性であり、対極磁石群は、磁気吸着部に対向した領域内に磁気ロールの軸心に対して円弧状に配置され、しかも、磁気ロールの軸方向に設けられた磁気誘導円板に対し対向して配置されているので、被選別物搬送ガイド内を滑走落下する被選別物の移動中に、被選別物の中から弱磁性物質を非磁性体と効率的に分離して選別することができる。このため、例えば、切断等による塑性変形や、熱衝撃等によって部分的にマルテンサイト変態を生じて弱磁性体化したステンレス鋼材を磁着物として効率的に選別することが可能となる。
【００３７】
そして、請求項１、２記載の磁力選別機においては、対極磁石群は磁気誘導円板の外周端の磁極が同一磁極性となる１つおきの磁気誘導円板に対向して設けられ、更に対極磁石群は対向するそれぞれの磁気誘導円板の外周端の磁極とは異なる磁極性となって配置されている場合は、対極磁石と磁気磁気誘導円板の外周端の間では、磁気ロールの半径方向に形成される磁力線の広がりが防止されて磁束密度を向上することができ、弱磁性物質の磁着効率を向上させることが可能となる。
【００３８】
請求項３記載の磁力選別機においては、リング状の永久磁石は、複数の円弧状磁石を接続して磁気誘導円板に固着され、永久磁石の外周の半径方向外側には、磁気誘導円板の外径に合わせて設けられた非磁性体からなる環状の保護カバーが装着されているので、任意の大きさのリング状の永久磁石を容易に形成することが可能となる。また、保護カバーを設けることによって、衝撃力等の外力が直接リング状の永久磁石に加えられるのを防止でき、リング状の永久磁石の破損を防止することが可能となる。
請求項４記載の磁力選別機においては、磁気誘導円板は、軸方向に回転軸によって連結されている他、永久磁石の半径方向内側にあって、磁気誘導円板を貫通する複数の連結ねじによって連結されているので、複数の磁気誘導円板及びリング状の永久磁石を各永久磁石の反発力に対抗して回転軸に確実に取付けることができ、一体的に強固な磁気ロールを容易に形成することが可能となる。
【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概念図である。
【図２】同磁力選別機の部分側断面図である。
【図３】同磁力選別機の部分正断面図である。
【図４】同磁力選別機の部分拡大断面図である。
【図５】同磁力選別機の部分拡大断面図である。
【図６】同磁力選別機の変形例に係る対極磁石群の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る磁力選別機の概念図である。
【図８】同磁力選別機の部分正断面図である。
【図９】本発明の実施例１における対極磁石の配置の説明図である。
【図１０】本発明の実施例１における対極磁石の配置の説明図である。
【図１１】本発明の実施例２における対極磁石群の配置の説明図である。
【符号の説明】
１０：磁力選別機、１１：軸受、１２：回転軸、１３：被選別物、１４：磁性物質、１５：磁気ロール、１６：従動車、１７：搬送ベルト、１８：駆動源、１９：対極磁石群、２０：フレーム、２１：固定円板、２１ａ：切欠き部、２２、２３：永久磁石、２４：磁気誘導円板、２５：軸通し孔、２６：キー溝、２７：切欠き部、２８：連結ねじ、２９：固定用孔、３０：円弧状磁石、３１：保護カバー、３２：筒状空間部、３３：キー溝、３４：キー、３５：ナット、３６：対極磁石、３７：取付け板、３８：キー溝、３９：Ｖベルト、４０：非磁性物質、４１：対極磁石群、４２：対極磁石、４３：磁力選別機、４４：磁気吸着部、４５：磁気分離部、４６：被選別物搬送ガイド、４７：Ｖベルト、４８：駆動源、４９：フレーム、５０：被選別物投入部、５１：磁性物質回収箱、５２：非磁性物質回収箱、５３：分離板、５４、５５：カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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