JP2003062483A - スピンドルマグネット及びそれを用いた磁気分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性の弱い磁性体に対しても十分な分離性能
を得る。 【解決手段】 スピンドルマグネットは、軸方向に着磁
された軸方向厚が８〜１２ｍｍの環状の永久磁石と、前
記永久磁石と同径で軸方向厚が３〜５ｍｍの磁性体から
なる環状のヨークとを、交互に且つ隣接する永久磁石の
同極同士が向かい合うように複数配設してなる。周面か
ら径方向に２ｍｍ離れた位置までの磁束密度が４００ｍ
Ｔを下回らないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルトコンベアの
プーリー等に使用されるスピンドルマグネット及びそれ
を用いた磁気分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スピンドルマグネットをベル
トコンベアのプーリに使用した磁気分離装置が知られて
いる。図１は、従来の磁気分離装置の概略構成を示す図
である。ベルトコンベア１０は、駆動ローラ１１とスピ
ンドルマグネット１２との間に無端のコンベアベルト１
３を懸架してなる。コンベアベルト１３は、駆動ローラ
１１によって図中矢印に示す方向に駆動される。コンベ
アの開始端上には、ホッパ２０から磁性体が混入された
粉粒体２１が供給されている。コンベアベルト１３上を
搬送された粉粒体は、スピンドルマグネット１２上で非
磁性体（製品）２２と磁性体（混入物）２３とに分別さ
れ、それぞれのボックス２４，２５に収納される。即
ち、非磁性体２２は、ベルトコンベア１０のスピンドル
マグネット１２側の端部でボックス２４に向かって自然
落下し、磁性体２３はスピンドルマグネット１２の磁力
に吸引されてスピンドルマグネット１２の下側まで移動
する。コンベアベルト１３とスピンドルマグネット１２
が離間すると、磁性体２３はボックス２５に向かって落
下するが、落下しきれずにスピンドルマグネット１２側
に吸引された磁性体２３は、コンベアベルト１３の上面
に適当な間隔で突設されたスクレーパ１４によって掻き
落とされる。

【０００３】このような磁気分離装置で使用されるスピ
ンドルマグネット１２は、図２（ａ）に示すように、シ
ャフト３１に装着された複数の環状の永久磁石３２を環
状のヨーク３３を介して交互に配置し、両端をエンドプ
ラグ３４，３５で溶接、ねじ止め等の方法で挟持してな
るものである。永久磁石３２は、同図（ｂ）に拡大して
示すように、軸方向に着磁され、同極が向かい合うよう
に配置される。これにより、ヨーク３３の周縁部から磁
力線が径方向に出て、隣接するヨーク３３の方に磁力線
が延びる。このスピンドルマグネット１２の外周面で磁
性体２３を吸着させ、分離する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、分離対象と
なる磁性体２３としては、鉄、ニッケル、酸化鉄等の鉄
の化合物で強い磁性を持つもの、鉄やニッケル等が付着
して容易に分離できない粒体、物理的な力等が加わった
ためにマルテンサイト変態し、強い磁性を持ったステン
レス、マルテンサイト変態が不完全な弱い磁性を示すス
テンレス等がある。従来の磁気分離装置では、このう
ち、強い磁性を持つ鉄、ニッケル、酸化鉄等は比較的良
好に除去されるものの、鉄、ニッケル等が付着した粒
体、マルテンサイト変態が不完全な弱い磁性を持つステ
ンレス等を効率良く除去することが難しいという問題が
あった。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たもので、磁性の弱い磁性体についても十分な分離性能
が得られるスピンドルマグネット及びそれを用いた磁気
分離装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】分離対象物が鉄やニッケ
ル又はその化合物等の場合は、５０ｍＴ（ミリテスラ）
程度の磁束密度でマグネットに吸引される。対象物が鉄
やニッケルの付着した粒体である場合は、付着している
磁性体と非磁性体との質量比で必要な磁界強度は異なっ
てくるが、一般には１００ｍＴ〜４００ｍＴの磁束密度
を必要とする場合が多い。マルテンサイト変態をしたス
テンレスの磁性は、変態の程度と粒度とによって異な
り、粒度がφ０．１程度では３００ｍＴ程度の磁束密度
が必要になる。マルテンサイト変態が不完全な弱い磁性
を示すステンレスに対しては、４００ｍＴの磁束密度が
必要である。

【０００７】上述した要求に対し、鉄、ニッケル、鉄酸
化物等は、スピンドルマグネットの表面から５ｍｍ程度
の範囲に、１００ｍＴ以上の磁束密度の磁界を均一に生
成すれば良好に除去できる。しかしながら、ステンレス
や磁性の弱いものを吸着するためには、上述した条件で
は、十分な除去効果が得られない。

【０００８】本発明者等は、ステンレスのような弱い磁
性のものでも、スピンドルマグネットの周面から径方向
に２ｍｍ離れた位置までの磁束密度が４００ｍＴを下回
らなければ、極めて良好に除去できることを見い出し
た。本発明は、このような事実に基づきなされたもので
ある。

【０００９】即ち、本発明に係る磁気分離装置は、スピ
ンドルマグネットにコンベアベルトを介して又は直接粉
粒体を接触させて、前記粉粒体に含まれる磁性体を吸着
し、分離する磁気分離装置において、前記スピンドルマ
グネットは、軸方向に着磁された環状の永久磁石と、前
記永久磁石と同径で磁性体からなる環状のヨークとを、
交互に且つ隣接する永久磁石の同極同士が向かい合うよ
うに複数配設してなり、周面から径方向に２ｍｍ離れた
位置までの磁束密度が４００ｍＴを下回らないように前
記永久磁石及びヨークの厚みが決定されたものであるこ
とを特徴とする。

【００１０】具体的には、本発明に係るスピンドルマグ
ネットは、軸方向に着磁された軸方向厚が８〜１２ｍｍ
の環状の永久磁石と、前記永久磁石と同径で軸方向厚が
３〜５ｍｍの磁性体からなる環状のヨークとを、交互に
且つ隣接する永久磁石の同極同士が向かい合うように複
数配設してなるものであることを特徴とする。

【００１１】永久磁石とヨークの直径及び軸方向厚みを
このように設定すると、例えば希土類磁石を用いた場
合、４００ｍＴの磁束密度が得られる位置が均一化され
て、周面から径方向に２ｍｍ離れた位置までの磁束密度
が４００ｍＴを下回らないようにすることができた。こ
れにより、本発明によれば、弱い磁性体でも十分な吸着
力が得られ、磁性不純物の分離性能が大幅に向上した。
なお、永久磁石を希土類磁石とした場合、最大エネルギ
ー積は、３００ｋＪ／ｍ³で残留磁束密度は１３００ｍ
Ｔであった。

【００１２】使用する永久磁石としては、例えばネオジ
ウム、サマリウムコバルト等の希土類磁石等が望まし
く、特に使用環境において、保持力（ｉＨｃ）が１４，
０００Ｏｅ≒１，１１４ｋＡ／ｍ以上を維持できるもの
が望ましい。また、ヨークとしては、例えばＳＳ４００
等の低炭素鋼、純鉄、パーマロイ等を使用することが望
ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態を参
照して、本発明を詳細に説明する。本実施形態のスピン
ドルマグネットの構造は、基本的には図２（ａ）で示し
たものと同様である。但し、本発明では、永久磁石３２
及びヨーク３３の直径が同径で５０〜１２０ｍｍ、軸方
向厚みがそれぞれ８〜１２ｍｍ、３〜５ｍｍに設定され
ている点が従来のスピンドルマグネットと異なる。ま
た、このスピンドルマグネットは、図１に示す磁気分離
装置に組み込まれたり、直接、粉粒体と接触して磁性体
を分離する用途でも用いられる。以下、実施例を比較例
と共に説明する。

【００１４】実施例１ 直径８０ｍｍ、軸方向厚み１０ｍｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ
（ネオジウム−鉄−ボロン）製の１２個の永久磁石と直
径８０ｍｍ、軸方向厚み３ｍｍの低炭素鋼（ＳＳ４０
０）製の１３個のヨークとを交互に配置してスピンドル
マグネットを製造した。実施例２ 永久磁石の軸方向厚みを８ｍｍとし、他は実施例１と同
様のスピンドルマグネットを製造した。実施例３ 永久磁石の軸方向厚みを１２ｍｍとし、他は実施例１と
同様のスピンドルマグネットを製造した。実施例４ ヨークの厚みを５ｍｍとし、他は実施例１と同様のスピ
ンドルマグネットを製造した。比較例１ 永久磁石の軸方向厚みを７ｍｍとし、他は実施例１と同
様のスピンドルマグネットを製造した。比較例２ 永久磁石の軸方向厚みを２０ｍｍとし、他は実施例１と
同様のスピンドルマグネットを製造した。比較例３ ヨークの軸方向厚みを２ｍｍとし、他は実施例１と同様
のスピンドルマグネットを製造した。比較例４ ヨークの軸方向厚みを６ｍｍとし、他は実施例１と同様
のスピンドルマグネットを製造した。

【００１５】実施例１〜４及び比較例１〜４について、
スピンドルマグネットの周面近傍での磁束密度の分布を
測定したところ、実施例１〜４のスピンドルマグネット
では、周面から径方向に２ｍｍ離れた位置までの磁束密
度が均一で４００ｍＴを下回らなかった。図３は実施例
１の磁束密度分布を示している。

【００１６】これに対し、比較例１の場合、永久磁石の
軸方向厚みが十分でないため、４００ｍＴ以上の磁束密
度が得られず、比較例２では、永久磁石としては十分な
磁束密度が得られたものの、磁極が離れすぎているため
に、周面近傍の磁束密度のばらつきが大きく、図４に示
すように、周面から径方向に２ｍｍ離れた位置までの磁
束密度が４００ｍＴを下回る部分が発生した。また、比
較例３では、ヨークが薄すぎるため、磁気飽和を起こ
し、やはりスピンドル周面で４００ｍＴを超える十分な
磁束密度が得られなかった。逆に比較例４では、ヨーク
の厚みが厚すぎたため、磁束が分散し、やはり４００ｍ
Ｔを超える十分な磁束密度が得られなかった。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高い
磁束密度が得られる位置が均一化され、周面で高い磁束
密度を得ることができる。これにより、本発明によれ
ば、弱い磁性体でも十分な吸着力が得られ、磁性不純物
の分離性能が大幅に向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明及び従来の磁気分離装置の構成を示す
図である。

【図２】 同磁気分離装置に使用されるスピンドルマグ
ネットの断面図である。

【図３】 本発明の実施例１のスピンドルマグネットの
磁束密度分布を示すグラフである。

【図４】 比較例２のスピンドルマグネットの磁束密度
分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１０…ベルトコンベア １１…駆動ローラ １２…スピンドルマグネット １３…コンベアベルト １４…スクレーパ ２０…ホッパ ２１…粉粒体 ２２…非磁性体 ２３…磁性体 ２４，２５…ボックス ３１…シャフト ３２…永久磁石 ３３…ヨーク ３４，３５…エンドプラグ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スピンドルマグネットにコンベアベルト
   を介して又は直接粉粒体を接触させて、前記粉粒体に含
   まれる磁性体を吸着し、分離する磁気分離装置におい
   て、 前記スピンドルマグネットは、軸方向に着磁された軸方
   向厚が８〜１２ｍｍの環状の永久磁石と、前記永久磁石
   と同径で軸方向厚が３〜５ｍｍの磁性体からなる環状の
   ヨークとを、交互に且つ隣接する永久磁石の同極同士が
   向かい合うように複数配設してなるものであることを特
   徴とする磁気分離装置。
2. 【請求項２】 スピンドルマグネットにコンベアベルト
   を介して又は直接粉粒体を接触させて、前記粉粒体に含
   まれる磁性体を吸着し、分離する磁気分離装置におい
   て、 前記スピンドルマグネットは、軸方向に着磁された環状
   の永久磁石と、前記永久磁石と同径で磁性体からなる環
   状のヨークとを、交互に且つ隣接する永久磁石の同極同
   士が向かい合うように複数配設してなり、周面から径方
   向に２ｍｍ離れた位置までの範囲の磁束密度が４００ｍ
   Ｔを下回らないように前記永久磁石及びヨークの厚みが
   決定されたものであることを特徴とする磁気分離装置。
3. 【請求項３】 ベルトコンベアのプーリーとして設置さ
   れ、ベルトコンベア上を運ばれて来た粉粒体に含まれる
   磁性体をコンベアベルトを介して吸着し、分離するスピ
   ンドルマグネットにおいて、 軸方向に着磁された軸方向厚が８〜１２ｍｍの環状の永
   久磁石と、前記永久磁石と同径で軸方向厚が３〜５ｍｍ
   の磁性体からなる環状のヨークとを、交互に且つ隣接す
   る永久磁石の同極同士が向かい合うように複数配設して
   なることを特徴とするスピンドルマグネット。
4. 【請求項４】 ベルトコンベアのプーリーとして設置さ
   れ、ベルトコンベア上を運ばれて来た粉粒体に含まれる
   磁性体をコンベアベルトを介して吸着し、分離するスピ
   ンドルマグネットにおいて、 軸方向に着磁された環状の永久磁石と、前記永久磁石と
   同径で磁性体からなる環状のヨークとを、交互に且つ隣
   接する永久磁石の同極同士が向かい合うように複数配設
   してなり、周面から径方向に２ｍｍ離れた位置までの磁
   束密度が４００ｍＴを下回らないように前記永久磁石及
   びヨークの厚みが決定されたものであることを特徴とす
   るスピンドルマグネット。
5. 【請求項５】 前記永久磁石は、希土類磁石であること
   を特徴とする請求項３又は４に記載のスピンドルマグネ
   ット。