JP2005175377A - 反発型マグネットローラおよび湿式磁選機 - Google Patents

Abstract

【課題】減磁磁石を設けなくとも、強力な永久磁石を用いることができる反発型マグネットローラおよび低コストで高い選別能力を実現できる湿式磁選機を得る。
【解決手段】反発型マグネットローラ２を、複数の永久磁石３とこの永久磁石３の磁極面に密着するポールピース４とが交互に同軸で回転ドラム内に格納されており、隣り合う上記永久磁石３同士が軸方向で同磁極を向け合う反発型マグネットローラにおいて、上記ポールピース４が上記永久磁石３よりも外側に突出部６を有し、この突出部６が上記回転ドラム２５の表面上に磁束を及ぼす構成とした。
【選択図】図３

Description

この発明は、永久磁石式磁選機に利用する反発型マグネットローラおよび切削粉などの磁性体が混在した使用済み切削油などの液状体から磁性体を選別するための湿式磁選機に関する。

近年、環境への配慮から、製造現場では、工作機械の使用済み切削油を再利用することが行われている。この場合、使用済み切削油中に混ざった切削屑や切削粉を十分に取り除かないと、工作刃の寿命が短くなり、加工精度も低下するため、切削油の循環ライン中に湿式磁選機を配置することが多い。

従来から利用されてきた湿式磁選機には、図６に示した湿式磁選機２０のように、流入口２１から流出口２２へ使用済み切削油が流れる流路２３を有する本体ケース２４と、本体ケース２４の天板２４ａよりも上方で一部を露出し、かつ流路２３と交差するように設置された回転ドラム２５の内部に永久磁石部ＭとポールピースＰを格納した反発型マグネットローラ３０とを備えたものがある。

本体ケース２４内には、仕切板２７が、回転ドラム２５の表面下側と間隙を空けて対面配置されている。流路２３は、本体ケース２４の壁面と仕切板２７によって形成されており、流入口２１から本体ケース２４内に入った使用済み切削油は回転ドラム２５の表面に沿ってその下側を通過し、流出口２２へと流れる。

図６、図７に示したように、反発型マグネットローラ３０は、取付け軸３１上に複数の永久磁石部Ｍとこの永久磁石部Ｍの磁極面に密着するポールピースＰとが交互に同軸で回転ドラム２５の内部に格納されており、隣り合う永久磁石部Ｍ同士が軸方向で同磁極を向け合うものである。永久磁石部ＭとポールピースＰは、同一断面形状を有し、回転ドラム２５の最下点付近から頂上まで回転ドラム２５の内周面に沿う扇形断面に形成されている。取付け軸３１は、回転ドラム２５の回転軸心と同心で本体ケース２４に固定されている。

永久磁石部Ｍの磁束は、先ずＮ極側のポールピースＰ内に誘導され、その内部においてＮ極側で隣り合う永久磁石部Ｍの磁束と反発し合って軸方向と交差する方向に曲り、そのままポールピースＰの円弧面から飛び出した後、回転ドラム２５の表面上を経てＳ極側のポールピースＰ内に誘導され、その内部においてＳ極側で隣り合う永久磁石部Ｍの磁束と反発し合ってＳ極面に入る。

反発型マグネットローラ３０は、上記のような磁束が各Ｎ極側のポールピースＰの円弧面上に分布するので、流路２３内を流れる使用済み切削油に混在した切削粉などを回転ドラム２５の表面に吸い寄せる吸引力を生じ、切削粉などを回転ドラム２５の頂上を過ぎるまで搬送することができる。

ところで、最近の精密加工水準では、再利用切削油に残る切削粉をさらに除去することが望まれており、できるだけ湿式磁選機２０の選別能力を向上させる必要がある。そのためには、どうしても永久磁石部Ｍに着磁強度の強い永久磁石を用いなければならないが、その分、ポールピースＰから飛び出す磁束がより遠くまで分布するようになるので、吸引された切削粉などが回転ドラム２５の頂上を通過しても反発型マグネットローラ３０の吸引力に引き戻されてしまい、そのまま回転ドラム２５の表面に溜まり易い。

そこで、湿式磁選機２０では、反発マグネットローラ３０の永久磁石部Ｍを着磁強度の強い吸引磁石３２とこれよりも着磁強度の弱い減磁磁石３３とから構成し、吸引磁石３２を回転ドラム２５の流路２３内に浸かる部分に、減磁磁石３３を回転ドラム２５の露出部分に配置することにより、回転ドラム２５の露出部分だけ反発型マグネットローラ３０の吸引力を弱めていた。

湿式磁選機２０では、上述のように減磁磁石３３を設けたので、高い選別能力を確保しつつ、回転ドラム２５の表面に吸引された切削粉などを、絞りロール２８で油切りした後、回転ドラム２５の頂上を通過後にうまく反発型マグネットローラ３０の吸引力から解放されるようになり、掻取り板２９によって本体ケース２４の外へ排出することができた。

しかしながら、反発型マグネットローラ３０の吸引磁石３２にＮｅ系の永久磁石など、着磁強度が１００００Ｇ以上の非常に強力な永久磁石を用いると、回転ドラム２５の露出部分における反発型マグネットローラ３０の吸引力も強力になるので、切削粉などが、ますます回転ドラム２５の表面に溜まり易くなる。

これを防ごうとすると、湿式磁選機２０では、吸引磁石３２を回転ドラム２５の露出部分からできるだけ遠ざけ、吸引磁石３２から露出部分までの間に、着磁強度の強いものから弱いものへ順に複数段階で減磁磁石を配置し、回転ドラム２５の露出部分における反発型マグネットローラ３０の吸引力を調整する必要がある。このため、湿式磁選機２０は、選別能力を向上させると、どうしても反発型マグネットローラ３０がコスト高になるという問題があった。

そこで、この発明の課題は、減磁磁石を設けなくとも、強力な永久磁石を用いることができる反発型マグネットローラおよび低コストで高い選別能力を実現できる湿式磁選機を得ることにある。

上記の課題を解決するため、この発明は、反発型マグネットローラを、複数の永久磁石とこの永久磁石の磁極面に密着するポールピースとが交互に同軸で回転ドラム内に格納されており、隣り合う上記永久磁石同士が軸方向で同磁極を向け合う反発型マグネットローラにおいて、上記ポールピースが、上記永久磁石よりも上記回転ドラムの回転方向側に、上記回転ドラムの表面上に磁束を及ぼす突出部を有する構成とした。

この発明の反発型マグネットローラによれば、上記ポールピースが、上記永久磁石よりも上記回転ドラムの回転方向側に、上記回転ドラムの表面上に磁束を及ぼす突出部を有するため、上記永久磁石のＮ極面から上記ポールピース内に誘導された磁束の内、上記突出部付近の磁束が、上記突出部の先端側に誘導され、上記永久磁石に近いところ程多く飛び出すようになる。そして、上記突出部は、上記回転ドラムの表面上に磁束を及ぼすものだから、先端側に向かう程弱まる吸引力を生じる。すなわち、この発明の反発型マグネットローラは、上記回転ドラムの表面上に上記回転ドラムの回転方向側に徐々に弱まる吸引力を生じる。

このため、この発明の反発型マグネットローラは、減磁磁石を設けなくとも、強力な永久磁石を用いることができる。また、このマグネットローラを利用することにより、低コストで高い選別能力を実現できる湿式磁選機が得られる。

この発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。なお、上記湿式磁選機２０と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。図１に示した湿式磁選機１は、流入口２１から流出口２２へ仕切板２７に沿って流れる流路２３を有する本体ケース２４と、回転ドラム２５の一部が流路２３から露出するように流路２３内に設置され、使用済み切削油などの液状体が回転ドラム２５の表面に沿って流れる反発型マグネットローラ２とを備える。

図２、図３に示すように、反発型マグネットローラ２は、複数の永久磁石３とこの永久磁石３の磁極面に密着するポールピース４とが交互に同軸で回転ドラム２５内に格納されており、隣り合う永久磁石３同士が軸方向で同磁極を向け合うものである。夫々の永久磁石３は、丸棒軸状の取付け部材５の軸心と同心で扇状断面のブロック状に形成され、かつ、軸方向に着磁されている。また、夫々のポールピース４は、取付け部材５の軸心と同心で永久磁石３よりも中心角の大きな扇状断面の板状に形成されている。

永久磁石３とポールピース４は、ポールピース４の下側扇端面４ａと永久磁石３の下側扇端面３ａとを揃えて互いの扇面同士で密着させた状態で、取付け部材５上に並べられている。したがって、ポールピース４は、その上側扇端面４ｂ側が永久磁石３の上側扇端面３ｂよりも回転ドラム２５の回転方向側に突き出た突出部６を有する。図１に示したように、この突出部６は、回転ドラム２５の絞りロール２８との接触部から頂上を過ぎたところまで回転ドラム２５の露出部分の内周面に沿うように配置されている。このようにポールピース４の突出部６を配置すると、突出部６が回転ドラム２５の表面上に磁束を及ぼすので、回転ドラム２５の表面上に回転方向に徐々に弱まる吸引力が得られる。このため、切削粉などが、絞りロール２８に油切りされる際、その表面から剥がれることを防止できると共に、回転ドラム２５の頂上通過後に突出部６の吸引力から解放されるようになる。

なお、この発明には、ポールピースの断面形状を永久磁石３と同一断面形状とし、突出部６に相当するヨークをポールピースに連設することも含まれるが、低コストで製造でき、永久磁石３の磁束を効率よく誘導できる点で、湿式磁選機１のようにポールピース４に突出部６を設けることが望ましい。

取付け部材５は、回転ドラム２５の回転軸心と同心で回転ドラム２５を貫通する長さを有し、その両端部を回転ドラム２５の栓部材７に軸受８を介して挿通させた状態で本体ケース２４に固定されている。

なお、図２に示したように、湿式磁選機１では、耐食性の悪いＮｅ系等の永久磁石を永久磁石３に使用できるようにするため、挿通孔７ａを密封するオイルシール９が栓部材７に、軸受８とシール９とに密着するスリーブ１０が取付け部材５に取付けられている。スリーブ１０には、偏磨耗や電気腐食を防ぐため、軸受８の内輪と同一素材製のものを用いるとよい。

上記構成の湿式磁選機１では、絞りロール２８の軸に結合されたモータ１１を駆動し、栓部材７に固定されたスプロケット１２と絞りロール２８の軸上に固定されたスプロケット１３とを介したチェーン駆動により回転ドラム２５を回転させると、回転ドラム２５の表面に吸引された磁性体が、回転ドラム２５の露出部分まで搬送され、この露出部分において、絞りロール２８で油切された後、回転ドラム２５の頂上通過後に反発型マグネットローラ２の吸引力から解放され、掻取り板２９によって本体ケース２４の外へ排出される。

反発型マグネットローラ２の一例として、図４に示したように、永久磁石３を中心角度１８０度、表面磁束密度が約１００００ＧのＮｅ−Ｂ−Ｆｅ焼結磁石、ポールピース４を中心角度２１０度の軟鉄厚板、反発型マグネットローラ２の外径を１００ｍｍとし、ポールピース４の円弧面と回転ドラム２５の内周面とのギャップにより、回転ドラム２５の表面における最大磁束密度を約６２００Ｇに設定したものについて述べる。

図５は、回転ドラム２５の回転方向において、反発型マグネットローラ２の表面における磁束密度の測定結果を示したグラフである。０度〜−１２０度の負角領域と０度〜１２０度の正角領域とを対比すると、突出部６の存在しない負角領域では、磁束密度が、−８０度付近まで変化しないが、それ以降では急低下し、−１２０度付近で略０Ｇとなったのに対し、突出部６が存在する正角領域では、磁束密度が、６０度付近から低下し始めるが、緩やかに低下していき、１２０度付近で約１００Ｇとなった。この例で示したように、反発型マグネットローラ２は、回転ドラム２５の回転方向において、突出部６の手前から弱まり始め、そのまま突出部６に沿って徐々に弱まる吸引力を生じることが解る。

この発明の湿式磁選機の縦断面図。 図１の湿式磁選機の回転ドラム部分の破断表示図。 図１の湿式磁選機が備える反発型マグネットローラの永久磁石部分の拡大斜視図。 図３の反発型マグネットローラの一例の側面図。 図４の例の反発型マグネットローラの回転ドラムの表面における磁束密度の測定結果を示したグラフ。 従来の湿式磁選機の縦断面図。 図６の湿式磁選機が備える反発型マグネットローラの部分拡大斜視図。

符号の説明

１、２０ 湿式磁選機
２、３０ 反発型マグネットローラ
３ 永久磁石
４、Ｐ ポールピース
５ 取付け部材
６ 突出部
２１ 流入口
２２ 流出口
２３ 流路
２４ 本体ケース
２５ 回転ドラム
Ｍ 永久磁石部

Claims (2)

1. 複数の永久磁石とこの永久磁石の磁極面に密着するポールピースとが交互に同軸で回転ドラム内に格納されており、隣り合う上記永久磁石同士が軸方向で同磁極を向け合う反発型マグネットローラにおいて、上記ポールピースが、上記永久磁石よりも上記回転ドラムの回転方向側に、上記回転ドラムの表面上に磁束を及ぼす突出部を有することを特徴とする反発型マグネットローラ。
2. 流入口から流出口へ磁性体が混在した液状体が流れる流路を有する本体ケースと、上記回転ドラムの一部が上記流路から露出するように上記流路内に設置され、上記液状体が上記回転ドラムの表面に沿って流れる上記反発型マグネットローラとを備え、上記ポールピースの上記突出部が上記回転ドラムの露出部分の内側に配置されており、上記流路内で上記回転ドラムの表面に吸引された上記磁性体が、上記回転ドラムの頂上通過後に上記反発型マグネットローラの吸引力から解放され、上記本体ケースから排出される湿式磁選機。

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