JP4229978B2 - 絞りローラ及び回転ドラム型磁気分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、クーラント液に含まれる微細スラッジを回収する回転ドラム型磁気分離装置及び該装置に用いられる絞りローラに関する。

金属材料、特に鉄鋼材料に代表される磁性材料の切削加工、研削加工等において、クーラント液とともに排出される切削屑、切粉等は、液分と分離させて回収する。切削屑、切粉等は様々な形状を有していることから、回収効率の観点から種々の磁気分離(回収)装置が開発されている。

例えば、スラッジと呼ばれる切粉は、粉状であるために容易に集合して液分を含みやすい。したがって、分離回収することが困難になることから、磁気分離装置には、微細スラッジの液切れ性に優れた装置が要求される。

特許文献１に示すように、従来の回転ドラム型磁気分離装置は、箱型の本体１内にクーラント液を溜め置く液溜め部２が設けられている。液溜め部２を二分するように、本体１の中央部近傍に回転ドラム３が略水平方向に軸支されている。回転ドラム３は、ステンレス鋼等の非磁性材からなる円筒体をなしており、外周面に複数の磁石４、４、・・・を所定の配列で配置してある内筒５を外筒の内部に同軸に固定してある。複数の磁石４、４、・・・の極性は、クーラント液に含まれる切削屑、切粉等を磁着させることができるように、回転ドラム３の外周面近傍に所定の磁束を発生させるよう配置されている。

特許文献１では、回転ドラム３の液溜め部２に浸漬する部分から頂上部までの間、すなわち回転ドラム３の外周の略４分の３に相当する部分に対応する内筒５に、複数の磁石４、４、・・・が配置されている。残りの略４分の１に相当する部分には内筒５に磁石４、４、・・・が配置されておらず、磁力が作用しないように構成されている。

磁石４、４、・・・の磁力によって液溜め部２の底部にて回転ドラム３の外周面に吸着されたスラッジは、回転ドラム３の回転に伴って回転ドラム３の頂上部へと搬送され、頂上部を通過した時点で磁石４、４、・・・による吸着力を失い、回転ドラム３に当接するスクレパー７にてスラッジが掻き取られて回収される。回転ドラム３の頂上部近傍には、ゴム等の弾性体を表面に配してある絞りローラ６が設けられており、所定の押圧で回転ドラム３の外周面に当接されている。回転ドラム３と絞りローラ６との間を吸着されたスラッジが通過することにより、スラッジに含まれている液分が絞り取られ、磁力が及ばない位置にて切削屑、切粉等のみが分離される。
特開２０００−０７９３５３号公報

しかし、特許文献１では、スクレパー７がスラッジを掻き取る場合、スラッジとともに回転ドラム３表面の液分も掻き取ってしまい、回収されたスラッジが液分を含む状態となってしまうという問題点があった。特に絞りローラ６の両端部では絞り効率が比較的低下しやすく、液分が十分に絞り取れない状態となりやすい。したがって、スクレパー７近傍にて、両端部にて残留した液分が再度スラッジに吸い取られ、分離したスラッジの液切れが不十分になるという問題点もあった。

また、研削加工方法の相違、被研削材料の相違、組み合わせの相違等により、スラッジ形状も種々雑多である。例えばスラッジ形状がカール状、針状、粉状等、またスラッジの寸法も数ｍｍから数μｍまで様々である。そして、絞りローラ６に突き刺さりやすい形状である場合、数回の使用で絞りローラ６に環状のスラッジ環が形成されることにより、絞りローラ６の交換等メンテナンス回数が増大するという問題点があった。

さらに、近年の精密研削加工、例えばトラバースカット加工、シェービング加工、ホーニング加工、ラッピング加工等で発生するスラッジは超微粒子化する傾向にある。さらに水に比べて粘度が高い油性クーラント液が使用される場合も多く、超微粒子化されたスラッジからクーラント液を確実に分離することは益々困難となっている。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スラッジの形状が絞りローラに突き刺さりやすい形状であっても、絞りローラに突き刺さることが無く長期間安定してスラッジを分離することができる回転ドラム型磁気分離装置及び該装置で用いられる絞りローラを提供することを目的とする。

また本発明は、超微粒子化されたスラッジであっても、スラッジに含まれている液分を十分に絞り取ることができ、スラッジを確実に分離することができる回転ドラム型磁気分離装置及び該装置で用いられる絞りローラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る絞りローラは、複数の磁石を配置した内筒を内蔵し、固定された該内筒の周囲を非磁性材からなる外筒が回転するようにしてある回転ドラムに、該回転ドラムの回転軸と略平行な軸を中心として回転して当接するようにしてある、回転ドラム型磁気分離装置に用いられる絞りローラにおいて、前記回転ドラムと当接する面に弾性体を配してあり、該弾性体は、ポリエステルポリオールを主成分とする未架橋のポリウレタン材からなることを特徴とする。

第１発明では、複数の磁石を配置した内筒を内蔵し、固定された該内筒の周囲を非磁性材からなる外筒が回転するようにしてある回転ドラムに、該回転ドラムの回転軸と略平行な軸を中心として回転して当接するよう絞りローラを設けている。回転ドラムと当接する面には弾性体を配してあり、該弾性体は、ポリエステルポリオールを主成分とする未架橋のポリウレタン材からなる。通常のポリウレタン材を用いた場合には、スラッジに含まれている液分により弾性体表面で加水分解が発生し、絞りローラとしての使用に耐えなかった。未架橋のポリウレタン材を用いることにより、加水分解の発生を未然に回避することができ、絞りローラとしての耐久性を確保することができる。

また、ポリウレタン材特有の性状である硬度の高さに起因し、伸びが少ないものの引き裂き強度が高いことから、スラッジの形状が針状等の突き刺さりやすい形状である場合であっても絞りローラにスラッジが突き刺さりにくい。したがって、例えば微細針状のスラッジである場合であっても、スラッジが絞りローラに突き刺さることを抑制することができ、長期間安定した液絞りを行うことが可能となる。

また、第２発明に係る絞りローラは、第１発明において、両端部に、前記弾性体の軸方向への移動を抑制する抑制部材を備えることを特徴とする。

第２発明では、両端部に、弾性体の軸方向への移動を抑制する抑制部材を備える。回転ドラムと絞りローラとが当接することにより、弾性体に両端部側への逃げ部が生じるところ、該逃げ部が生じないように両端側から弾性体の軸方向への移動を抑制する抑制部材を設けることにより、逃げ部が生じることが無く、両端部における液漏れが発生しない。したがって、スラッジの液切れを十分に行うことができ、スラッジを容易に分離回収することが可能となる。

次に、上記目的を達成するために第３発明に係る回転ドラム型磁気分離装置は、上述の絞りローラを備えることを特徴とする。

第３発明では、第１発明及び／又は第２発明に係る絞りローラを備えており、弾性体の材質として未架橋のポリウレタン材を用いることにより、加水分解の発生を未然に回避することができ、絞りローラとしての耐久性を確保することができる。また、ポリウレタン材特有の性状である硬度の高さに起因し、伸びが少ないものの引き裂き強度が高いことから、スラッジの形状が針状等の突き刺さりやすい形状である場合であっても絞りローラにスラッジが突き刺さりにくい。したがって、例えば微細針状のスラッジである場合であっても、スラッジが絞りローラに突き刺さることを抑制することができ、長期間安定した液絞りを行うことが可能となる。

また、第４発明に係る回転ドラム型磁気分離装置は、第３発明において、前記回転ドラムの周面が平滑鏡面となるようにしてあることを特徴とする。

第４発明では、回転ドラムの周面を平滑鏡面となるように加工することにより、スラッジの形状が針状等の突き刺さりやすい形状である場合であっても回転ドラムの表面にて直立状態を維持することが困難となる。したがって、例えば針状のスラッジである場合であっても、スラッジが絞りローラに突き刺さることを抑制することができ、長期間安定した液絞りを行うことが可能となる。

また、第５発明に係る回転ドラム型磁気分離装置は、第３又は第４発明において、前記回転ドラムが、前記内筒周面の略４分の３に、環状に同一の極性を有する複数の磁石列を配置してあり、軸方向に隣接して配置してある複数の磁石列の極性が互いに相違するようにしてあり、前記絞りローラと当接する部分近傍にて、複数の前記磁石列とは逆の極性を有する他の複数の磁石を、軸方向に少なくとも一列配置するようにしてあることを特徴とする。

第５発明では、回転ドラムの内筒周面の略４分の３に、環状に同一の極性を有する複数の磁石列を配置してあり、軸方向に隣接して配置してある複数の磁石列の極性が互いに相違するようにしてある。一方、絞りローラと当接する部分近傍では、上述の磁石列の有する極性とは逆の極性を有する他の磁石を、軸方向に少なくとも一列配置してある。針状のスラッジは、極性の相違する磁石が対向しているギャップ部分にて回転ドラム周面の法線方向に直立する可能性が高く、絞りローラの弾性体に突き刺さる可能性が高い。絞りローラと当接する部分の近傍に逆の極性を有する他の磁石列を、軸方向に少なくとも一列配置することにより、ギャップ部分にて回転ドラム周面の法線方向に直立していた針状のスラッジが周面に沿って磁着するようになり、絞りローラの弾性体に突き刺さる可能性が低くなる。したがって、スラッジ形状が針状等の絞りローラに突き刺さりやすい形状であっても、複数回の使用で絞りローラに環状のスラッジ環が形成されることが無く、長期間安定した回転ドラム型磁気分離装置として機能させることが可能となる。

また、第６発明に係る回転ドラム型磁気分離装置は、第３又は第４発明において、前記回転ドラムが、前記内筒周面の略４分の３に、軸方向に同一の極性を有する複数の磁石列を複数配置してあり、周方向に隣接して配置してある複数の磁石列の極性が互いに相違するようにしてあることを特徴とする。

第６発明では、回転ドラムの内筒周面の略４分の３に、軸方向に同一の極性を有する複数の磁石列を複数配置してあり、周方向に隣接して配置してある複数の磁石列の極性が互いに相違するようにしてある。回転ドラムが回転する方向にて極性が相違する磁石が連続して配置されていることから、針状のスラッジは、回転ドラムの周面に沿って磁着するようになり、絞りローラの弾性体に突き刺さる可能性が低くなる。したがって、スラッジ形状が針状等の絞りローラに突き刺さりやすい形状であっても、複数回の使用で絞りローラに環状のスラッジ環が形成されることが無く、長期間安定した回転ドラム型磁気分離装置として機能させることが可能となる。

第１発明によれば、未架橋のポリウレタン材を用いることにより、加水分解の発生を未然に回避することができ、絞りローラとしての耐久性を確保することができる。また、ポリウレタン材特有の性状である硬度の高さに起因し、伸びが少ないものの引き裂き強度が高いことから、スラッジの形状が針状等の突き刺さりやすい形状である場合であっても絞りローラにスラッジが突き刺さりにくい。したがって、例えば微細針状のスラッジである場合であっても、スラッジが絞りローラに突き刺さることを抑制することができ、長期間安定した液絞りを行うことが可能となる。

第２発明によれば、回転ドラムと絞りローラとが当接することにより、弾性体に両端部側への逃げ部が生じるところ、該逃げ部が生じないように両端側から弾性体の軸方向への移動を抑制する抑制部材を設けることにより、逃げ部が生じることが無く、両端部における液漏れが発生しない。したがって、スラッジの液切れを十分に行うことができ、スラッジを容易に分離回収することが可能となる。

第３発明によれば、未架橋のポリウレタン材を用いることにより、加水分解の発生を未然に回避することができ、絞りローラとしての耐久性を確保することができる。また、ポリウレタン材特有の性状である硬度の高さに起因し、伸びが少ないものの引き裂き強度が高いことから、スラッジの形状が針状等の突き刺さりやすい形状である場合であっても絞りローラにスラッジが突き刺さりにくい。したがって、例えば微細針状のスラッジである場合であっても、スラッジが絞りローラに突き刺さることを抑制することができ、長期間安定した液絞りを行うことが可能となる。

第４発明によれば、スラッジの形状が針状等の突き刺さりやすい形状である場合であっても回転ドラムの表面にて直立状態を維持することが困難となり、例えば針状のスラッジである場合であっても、スラッジが絞りローラに突き刺さることを抑制することができ、長期間安定した液絞りを行うことが可能となる。

第５発明によれば、絞りローラと当接する部分の近傍に逆の極性を有する他の磁石列を、軸方向に少なくとも一列配置することにより、ギャップ部分にて回転ドラム周面の法線方向に直立していた針状のスラッジが周面に沿って磁着するようになり、絞りローラの弾性体に突き刺さる可能性が低くなる。したがって、スラッジ形状が針状等の絞りローラに突き刺さりやすい形状であっても、複数回の使用で絞りローラに環状のスラッジ環が形成されることが無く、長期間安定した回転ドラム型磁気分離装置として機能させることが可能となる。

第６発明によれば、回転ドラムが回転する方向にて極性が相違する磁石が連続して配置されていることから、針状のスラッジは、回転ドラムの周面に沿って磁着するようになり、絞りローラの弾性体に突き刺さる可能性が低くなる。したがって、スラッジ形状が針状等の絞りローラに突き刺さりやすい形状であっても、複数回の使用で絞りローラに環状のスラッジ環が形成されることが無く、長期間安定した回転ドラム型磁気分離装置として機能させることが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置の構成を示す回転ドラムの回転軸に直交する面での断面図である。 従来の回転ドラム型磁気分離装置における絞りローラ表面での液漏れ状態を示す二面図である。 本発明の実施の形態２に係る絞りローラの回転軸を含む面での断面図である。 本発明の実施の形態３に係る回転ドラム型磁気分離装置における回転ドラムの磁石の極性配置を示す断面図及び正面図である。 本発明の実施の形態４に係る回転ドラム型磁気分離装置における回転ドラムの磁石の極性配置を示す断面図および正面図である。

符号の説明

２ 液溜め部
３ 回転ドラム
４ 磁石
５ 内筒
６ 絞りローラ
８ 弾性体
９ 外筒
１０ 側面カラー(抑制部材)
１１ 軸芯カラー(抑制部材)

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。

(実施の形態１)
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置の構成を示す回転ドラムの回転軸に直交する面での断面図である。図１に示すように、本実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置は、箱型の本体１内にクーラント液を溜め置く液溜め部２が設けられている。液溜め部２を二分するように、本体１の中央部近傍に回転ドラム３が略水平方向に回転することが可能に軸支されている。回転ドラム３は、ステンレス鋼等の非磁性材からなる円筒体をなしており、外周面に複数の磁石４、４、・・・を所定の配列で配置してある内筒５を外筒９の内部に同軸に固定してある。複数の磁石４、４、・・・の極性は、クーラント液に含まれる切削屑、切粉等を磁着させることができるように、回転ドラム３の外周面近傍に所定の磁束を発生させるよう配置されている。

図１では、回転ドラム３の液溜め部２に浸漬する部分から頂上部までの間、すなわち回転ドラム３の外周の略４分の３に相当する部分に対応する内筒５に、複数の磁石４、４、・・・が配置されている。残りの略４分の１に相当する部分には内筒５に磁石４、４、・・・が配置されておらず、磁力が作用しないように構成されている。

磁石４、４、・・・の磁力によって液溜め部２の底部にて回転ドラム３の外周面に吸着されたスラッジは、回転ドラム３の回転に伴って回転ドラム３の頂上部へと搬送され、頂上部を通過した時点で磁石４、４、・・・による吸着力を失い、回転ドラム３に当接するスクレパー７にてスラッジが掻き取られて回収される。回転ドラム３の頂上部近傍には、ゴム等の弾性体を表面に配してある絞りローラ６が設けられており、所定の押圧で回転ドラム３の外周面に当接されている。回転ドラム３と絞りローラ６との間を吸着されたスラッジが通過することにより、スラッジに含まれている液分が絞り取られ、磁力が及ばない位置にて切削屑、切粉等のみが分離される。

本実施の形態１では、絞りローラ６の回転ドラム３との当接面に用いる弾性体として、ポリエステルポリオールを主成分とした未架橋のポリウレタン材を用いている。従来は、ポリウレタン材を用いる場合、表面に付着した液分による加水分解により弾性体が傷みやすく使用に耐えなかった。したがって、ＣＲ（クロロプレン）系ゴム、ＮＢＲ（ニトリル）系ゴム等の弾性体を用いるのが主流であった。本発明では、未架橋のポリウレタン材を液分との接触を前提としている磁気分離装置の絞りローラ６に用いることにより、加水分解を抑制しつつ、従来の材料では得ることが困難であった優れた効果を奏する。

すなわち、比較的硬質であるため伸びが少ないが、引き裂き強度が強いことから、ナイフの刃が突き刺さりにくいという性状を有する。したがって、微細針状スラッジが弾性体に突き刺さりにくく、長期間安定した液絞り効果を有することとなる。

具体的には、以下のような構成で回転ドラム型磁気分離装置を構成した。まず、ステンレス鋼で構成された回転ドラム３の周面に、温度５３０℃、窒素含有雰囲気中で４時間保持される条件下での窒化熱処理により、表層に厚さ３０μｍのフェライト組織を全面に形成し、所要の面粗度となるよう設定した。また、回転ドラム３に当接させるスクレパー７に、内径０．５ｍｍの小孔を１ｍｍ間隔で穿孔したパンチングメタルを採用した。

研削装置には、ＣＢＮ砥石を用いたトラバースカットマシンを用い、ＳＣｒ鋼の研削を行った油性クーラント液から超微細スラッジを回収する実験を行った。この場合、発生する切削屑、切粉等は比較的少ない。

本実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置に用いる絞りローラ６には、硬質系ゴムであるポリウレタンＰＵ系ゴムを弾性体として使用する。主成分は未架橋のポリエステルポリウレタンであり、硬度（ＪＩＳ−Ａ）５８、引き裂き強度３３ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ２３１ｋｇ／ｍ² 、伸び３４０％であった。比較のため、従来の回転ドラム型磁気分離装置に用いる絞りローラ６には、軟質系ゴムとしてＮＢＲ系ゴム（硬度２１、引き裂き強度６ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ３６ｋｇ／ｍ² 、伸び７００％）を、あるいは硬質系ゴムとしてＣＲ系ゴム（硬度６１、引き裂き強度１４ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ１２０ｋｇ／ｍ² 、伸び３００％）を、それぞれ用いた。

本実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置と、従来の回転ドラム型磁気分離装置とを、同一条件化での切削加工後に同量の油性クーラント液から分離回収したスラッジが含有する油分率（重量％）を、複数回の操業につき測定した。本実施の形態１では、軟質系ゴムであるＮＢＲ系ゴムを用いた場合よりも油分率が１４〜１５重量％少なくなり、硬質系ゴムであるＣＲ系ゴムを用いた場合よりも７〜１０重量％少なくなった。

また、本実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置に用いる絞りローラ６との比較を行うために、上述のＣＲ系ゴムの他、硬質系ゴムとしてＮＢＲ系ゴム（硬度６０、引き裂き強度２０ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ１５６ｋｇ／ｍ² 、伸び４００％）、架橋されているウレタンプレポリマーを主成分とするポリウレタン（ＰＵ）系ゴム（硬度６０、引き裂き強度３０ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ３１５ｋｇ／ｍ² 、伸び４６０％）を用い、絞りローラ６の経時的変化を比較した。

単位時間当たりの処理量を同一とした操業を行った結果、ＣＲ系ゴムを用いた場合には、２、３ヶ月後に絞りローラ６の弾性体表面に突き刺さった超微細スラッジにより全体が白くなり、スラッジの脱油率が著しく低下した。同時点でＮＢＲ系ゴムを用いた場合には、ＣＲ系ゴムよりは超微細スラッジの突き刺さり量は少なかった。しかし、スラッジの脱油率は低下していた。一方、ポリウレタン系ゴムを用いた場合には、いずれの場合よりも超微細スラッジの突き刺さり量は少ないが、加水分解により弾性体表面の劣化が見られ、スラッジの脱油率が低下した。これらに対し、本実施の形態１に係る絞りローラ６では、超微細スラッジの突き刺さりがほとんど見られず、弾性体表面の劣化も無く、スラッジの脱油率に特段の変化は見られなかった。

次に、研削装置としてＷＡ砥石を用いたトラバースカットマシンを用い、ＳＫ３鋼の研削を行った水性クーラント液から微細スラッジを回収する実験を行った。この場合、発生する切削屑、切粉等は比較的多量になる。

本実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置に用いる絞りローラ６には、上述と同様の硬質系ゴムであるポリウレタンＰＵ系ゴムを弾性体として使用する。主成分は未架橋のポリエステルポリウレタンであり、硬度（ＪＩＳ−Ａ）５８、引き裂き強度３３ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ２３１ｋｇ／ｍ² 、伸び３４０％であった。上述の硬質系ゴムであるＣＲ系ゴム（硬度６１、引き裂き強度１４ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ１２０ｋｇ／ｍ² 、伸び３００％）を用いた場合と、分離回収したスラッジが含有する水分率（重量％）を比較した。

すなわち、本実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置と、従来の回転ドラム型磁気分離装置とを、同一条件化で切削加工した後、同量の水性クーラント液からスラッジを分離回収した。分離回収されたスラッジが含有する水分率（重量％）を、複数回の操業につき測定した。結果として本実施の形態１では、硬質系ゴムであるＣＲ系ゴムを用いた場合よりも、水分率が１．０〜１．２重量％少なくなった。

また、絞りローラ６の回転と、回転ドラム３の回転とを同期させる強制駆動を行った場合、本実施の形態１では、硬質系ゴムであるＣＲ系ゴムを用いた場合よりも水分率が１．４〜１．６重量％少なくなった。

以上のように本実施の形態１によれば、油性クーラント液から超微細スラッジを回収する場合であっても、水性クーラント液から微細スラッジを回収する場合であっても、上述のようにスラッジの脱油(水)率が向上させることができ、バイトによる研削で発生するスラッジから、シェービング加工、ホーニング加工、ラッピング加工、超仕上加工等で発生する超微細スラッジの分離回収率も大きく向上させることができる。したがって、産業廃棄物処理にて排出される油性クーラント量を低減することができ、分離回収した金属をリサイクル資源として有効に活用することが可能となる。

(実施の形態２)
本発明の実施の形態２に係る回転ドラム型磁気分離装置の構成を示す回転ドラムの回転軸方向と直交する面での断面図は、実施の形態１と同様であり、図１と同一の番号を付することにより詳細な説明は省略する。本実施の形態２に係る回転ドラム型磁気分離装置は、絞りローラ６表面に装着されている弾性体の軸方向への移動を抑制する抑制部材を備えている点で実施の形態１と相違する。

図２は、従来の回転ドラム型磁気分離装置における絞りローラ６表面での液漏れ状態を示す二面図である。図２（ａ）は従来の回転ドラム型磁気分離装置における絞りローラ６と回転ドラム３とを回転軸方向から見た側面図を、図２（ｂ）は従来の回転ドラム型磁気分離装置における絞りローラ６と回転ドラム３との正面図を、それぞれ示している。

図２（ｂ）に示すように、従来の回転ドラム型磁気分離装置では、絞りローラ６と回転ドラム３との当接面にて絞りローラ６の両端部に液漏れ部２１、２１が生じる。液漏れ部２１、２１の大きさは、回転ドラム３の面粗度、絞りローラ６の弾性体８の硬度、絞りローラ６の押圧力、回転数、クーラント液の種類等によって相違する。

これは、絞りローラ６と回転ドラム３との当接面において、絞りローラ３を押圧することにより、絞りローラ３の弾性体８の両端部が外側へ逃げるように圧力が付与されるため、両端部にて絞りローラ６と回転ドラム３との押圧力が減少して絞りきれない液分が漏れ出てくると考えられる。そこで、本実施の形態２では、図３に示すように、絞りローラ６表面に装着されている弾性体８の軸方向への移動を抑制する抑制部材を備えている。

図３は、本発明の実施の形態２に係る絞りローラ６の回転軸を含む面での断面図である。図３（ａ）では、絞りローラ６の回転軸１２に、抑制部材として側面カラー１０、１０を外側から固着してある。側面カラー１０、１０を両端部外側から互いに押し合うように固着することにより、弾性体８の両端部分が外側へ逃げるのを抑制することができ、両端部にて絞りローラ６と回転ドラム３との押圧力が減少することが無く、液漏れを抑止することができる。

なお、側面カラー１０、１０は、絞りローラ６の回転軸１２に固着する等、絞りローラ６が回転ドラム３に当接した場合に弾性体８の両端側面を適切に押圧することが可能な構成であれば、図３（ａ）に示すような板状に限定されるものではない。例えば側面カラー１０、１０の材質が金属材、硬質樹脂材等である場合には、所要の板厚の増加、補強リブの取り付け等、形状を限定されることは無い。

また、側面カラー１０、１０の外径は、絞りローラ６の外径よりも小さいことが好ましい。すなわち、回転ドラム３との当接による変形量だけ側面カラー１０、１０の外径を小さくしておくことにより、当接した場合に弾性体８の外径よりも側面カラー１０、１０の外径が小さく、又は同等となり、回転ドラム３の表面を傷つけることを回避することができる。

さらに抑制部材として、図３（ｂ）に示すように、絞りローラ６の弾性体８内部であり、両端部の液漏れ部２１、２１に相当する部分に軸芯カラー１１、１１を内蔵しても良い。このようにすることで、弾性体８の両端部では薄肉となり、回転ドラム３との密着性を損なうことが無い。したがって、両端部においても十分な液絞り性能を発揮することができ、液漏れを防止することが可能となる。

なお、内蔵する軸芯カラー１１、１１の外径及び軸方向の長さは、弾性体８の弾性力を阻害しないよう最小限にとどめることが好ましい。軸芯カラー１１、１１の外径及び軸方向の長さは、回転ドラム３と当接した場合の弾性体８の変形量、軸芯カラー１１、１１を備えない場合に想定される液漏れ部２１、２１の幅等を考慮して、最小限の寸法が選定される。

もちろん、図３（ｃ）に示すように、抑制部材として側面カラー１０、１０を取り付けるとともに、絞りローラ６の弾性体８内部に軸芯カラー１１、１１を内蔵しても良い。この場合、軸芯カラー１１、１１の外径を小さくし、側面カラー１０、１０の板厚を大きくする等の調整を行うことで、液漏れ部２１、２１の発生をより効果的に防止することが可能となる。

具体的には、実施の形態１と同様の構成の回転ドラム型磁気分離装置にて、まず被処理液として２０μｍ〜１０００μｍのスラッジを含む１０％油性クーラント液を用い、絞りローラ６の弾性体８に硬質系ゴムであるポリウレタンＰＵ系ゴムを使用した。弾性体８の主成分は未架橋のポリエステルポリウレタンであり、硬度（ＪＩＳ−Ａ）６０、引き裂き強度３２ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ２４５ｋｇ／ｍ² 、伸び３６０％であった。

油性クーラント液から所定の操業によりスラッジの分離回収処理を行った後の液漏れ部２１、２１の軸方向の幅ΔＷを測定した。従来の構成では液漏れ部２１、２１の幅は２２ｍｍであったのに対し、側面カラー１０、１０のみを備えた場合は２０ｍｍ、軸芯カラー１１、１１のみを備えた場合は２１．５ｍｍ、両者を備えた場合には１９ｍｍと、液漏れ部２１、２１の幅は従来の構成よりもいずれも減少していることが確認できた。

また、研削装置としてＷＡ砥石を用いたトラバースカットマシンを用い、ＳＫ３鋼の研削を行った水性クーラント液から微細スラッジを回収する実験を行った。本実施の形態２に係る回転ドラム型磁気分離装置に用いる絞りローラ６には、実施の形態１と同様の硬質系ゴムであるポリウレタンＰＵ系ゴムを弾性体８として使用する。すなわち弾性体８の主成分は未架橋のポリエステルポリウレタンであり、硬度（ＪＩＳ−Ａ）５８、引き裂き強度３３ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ２３１ｋｇ／ｍ² 、伸び３４０％であった。いずれも絞りローラ６表面に装着されている弾性体８の軸方向への移動を抑制する抑制部材として、絞りローラ６の回転軸１２に、側面カラー１０、１０を外側から固着した。そして、実施の形態１と同様、両者で分離回収したスラッジが含有する水分率（重量％）を比較した。

すなわち、本実施の形態１に係る回転ドラム型磁気分離装置と、従来の回転ドラム型磁気分離装置とを、同一条件化で切削加工した後、同量の水性クーラント液からスラッジを分離回収した。分離回収されたスラッジが含有する水分率（重量％）を、複数回の操業につき測定した。結果として本実施の形態２では、硬質系ゴムであるＣＲ系ゴムを用いた場合よりも、水分率が１．０重量％少なくなった。

また、絞りローラ６の回転と、回転ドラム３の回転とを同期させる強制駆動を行った場合、本実施の形態２では、硬質系ゴムであるＣＲ系ゴムを用いた場合よりも水分率が１．７〜１．９重量％少なくなった。

以上のように本実施の形態２によれば、油性クーラント液から超微細スラッジを回収する場合であっても、水性クーラント液から微細スラッジを回収する場合であっても、上述のようにスラッジの脱油(水)率が向上させることができ、バイトによる研削で発生するスラッジから、シェービング加工、ホーニング加工、ラッピング加工、超仕上加工等で発生する超微細スラッジの分離回収率も大きく向上させることができる。さらに、液漏れ部２１、２１を減少させることができ、スラッジの脱油（水）率をさらに向上させることができる。

(実施の形態３)
本発明の実施の形態３に係る回転ドラム型磁気分離装置の構成を示す回転ドラムの回転軸方向と直交する面での断面図は、従来と同様であり、図１と同一の番号を付することにより詳細な説明は省略する。本実施の形態３に係る回転ドラム型磁気分離装置は、回転ドラム３の内筒５に配置されている複数の磁石４、４、・・・の極性配置に特徴を有する。

図４は、本発明の実施の形態３に係る回転ドラム型磁気分離装置における回転ドラム３の磁石４、４、・・・の極性配置を示す断面図及び正面図である。図４（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る回転ドラム型磁気分離装置における回転ドラム３の回転軸方向と直交する面での断面図を、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る回転ドラム型磁気分離装置における回転ドラム３の正面図を、それぞれ示している。磁石４は回転軸側と外周側とで磁石を形成しており、図４（ａ）に示すように回転軸側がＮ（Ｓ）極である場合には外周側がＳ（Ｎ）極となる。また、図４（ｂ）では、見えている側の極性のみを示している。

本実施の形態３では、環状に同一の極性配置となるよう磁石４、４、・・・を配置し、隣接する磁石列は異なる極性となるよう配置している。したがって、図４（ｂ）に示すように、左端の磁石列は表面磁極がＮ極である磁石４、４、・・・を環状に配置し、次列は表面磁極がＳ極である磁石４、４、・・・を環状に配置し、以下交互に磁石４、４、・・・を環状に配置している。

このように磁石４、４、・・・を配置することで、従来の回転ドラム型磁気分離装置においても、隣接する磁石列の極性が相違することから、特に針状のスラッジが直立しにくく、絞りローラ６の弾性体８に突き刺さりにくかった。しかし、隣接する磁石列の境界近傍で直立する針状のスラッジを排除することはできず、長期間使用した場合には、絞りローラ６の磁石列の境界に相当する位置近傍に残留スラッジが突き刺さり、白っぽいスラッジ環が形成されていた。

そこで、本実施の形態３では、絞りローラ６と当接する部分の近傍に、上述の磁石列の有する極性とは逆の極性を有する磁石４、４、・・・を、軸方向に一列配置してある。すなわち、針状のスラッジは、極性の相違する磁石列が対向しているギャップ部分にて回転ドラム３の周面の法線方向に直立する可能性が高い。そこで、図４（ｂ）のハッチングされている磁石４、４、・・・に示すように、絞りローラ６と当接する部分の近傍に逆の極性を有する他の磁石列を、軸方向に一列配置することにより、ギャップ部分にて回転ドラム３周面の法線方向に直立していた針状のスラッジが周面に沿って磁着するようになり、絞りローラ６の弾性体８に突き刺さる可能性が低くなる。

実施の形態１と同様、絞りローラ６には、硬質系ゴムであるポリウレタンＰＵ系ゴムを弾性体８として使用する。主成分は未架橋のポリエステルポリウレタンであり、硬度（ＪＩＳ−Ａ）５８、引き裂き強度３３ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ２３１ｋｇ／ｍ² 、伸び３４０％であった。該弾性体８を用いることで、従来と比べてスラッジが突き刺さりにくい上、本実施の形態３のように磁石４、４、・・・の極性を配置することにより、長期間使用した場合であってもスラッジ環はほとんど形成されなかった。したがって、スラッジ形状が針状等の絞りローラに突き刺さりやすい形状であっても、絞りローラ６の弾性体８に環状のスラッジ環が形成されることが無く、長期間安定した回転ドラム型磁気分離装置として機能させることが可能となる。

なお、上述の例では磁石列の有する極性とは逆の極性を有する磁石４、４、・・・を、軸方向に一列配置しているが、針状のスラッジが周面に沿って磁着することさえできれば、極性の相違する磁石列は一列に限定されるものではない。

(実施の形態４)
本発明の実施の形態４に係る回転ドラム型磁気分離装置の構成を示す回転ドラムの回転軸方向と直交する面での断面図は、従来と同様であり、図１と同一の番号を付することにより詳細な説明は省略する。本実施の形態４に係る回転ドラム型磁気分離装置は、回転ドラム３の内筒５に配置されている複数の磁石４、４、・・・の極性配置に特徴を有する。

図５は、本発明の実施の形態４に係る回転ドラム型磁気分離装置における回転ドラム３の磁石４、４、・・・の極性配置を示す断面図及び正面図である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る回転ドラム型磁気分離装置における回転ドラム３の回転軸方向と直交する面での断面図を、図５（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る回転ドラム型磁気分離装置における回転ドラム３の正面図を、それぞれ示している。磁石４は回転軸側と外周側とで磁石を形成しており、図５（ａ）に示すように回転軸側がＮ（Ｓ）極である場合には外周側がＳ（Ｎ）極となる。また、図５（ｂ）では、見えている側の極性のみを示している。

図５に示すように本実施の形態４では、回転軸方向に一列ずつ同一の極性配置となるよう磁石４、４、・・・を配置し、隣接する磁石列は異なる極性となるよう配置している。したがって、図５（ｂ）のハッチングされた磁石４、４、・・・に示すように、絞りローラ６に近接する第一列の磁石列は表面磁極がＮ極である磁石４、４、・・・を回転軸方向に配置し、次列は表面磁極がＳ極である磁石４、４、・・・を回転軸方向に配置し、以下交互に磁石４、４、・・・を回転軸方向に配置している。このように磁石４、４、・・・を配置することで、針状のスラッジは、回転ドラム３の周面に沿って磁着するようになり、絞りローラ６の弾性体８に突き刺さる可能性が低くなる。

実施の形態１と同様、絞りローラ６には、硬質系ゴムであるポリウレタンＰＵ系ゴムを弾性体８として使用する。主成分は未架橋のポリエステルポリウレタンであり、硬度（ＪＩＳ−Ａ）５８、引き裂き強度３３ｋｇ／ｃｍ、引張り強さ２３１ｋｇ／ｍ² 、伸び３４０％であった。該弾性体８を用いることで、従来と比べてスラッジが突き刺さりにくい上、本実施の形態４のように磁石４、４、・・・の極性を配置することにより、長期間使用した場合であってもスラッジ環はほとんど形成されなかった。したがって、スラッジ形状が針状等の絞りローラに突き刺さりやすい形状であっても、絞りローラ６の弾性体８に環状のスラッジ環が形成されることが無く、長期間安定した回転ドラム型磁気分離装置として機能させることが可能となる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において上記実施の形態に種々の変更、例えば抑制部材の種類の変更、磁石配列の変更等を付加した形態で実施することが可能である。

Claims (6)

1. 複数の磁石を配置した内筒を内蔵し、固定された該内筒の周囲を非磁性材からなる外筒が回転するようにしてある回転ドラムに、該回転ドラムの回転軸と略平行な軸を中心として回転して当接するようにしてある、回転ドラム型磁気分離装置に用いられる絞りローラにおいて、
   前記回転ドラムと当接する面に弾性体を配してあり、
   該弾性体は、ポリエステルポリオールを主成分とする未架橋のポリウレタン材からなることを特徴とする絞りローラ。
2. 両端部に、前記弾性体の軸方向への移動を抑制する抑制部材を備えることを特徴とする請求項１記載の絞りローラ。
3. 請求項１又は２記載の絞りローラを備えることを特徴とする回転ドラム型磁気分離装置。
4. 前記回転ドラムの周面が平滑鏡面となるようにしてあることを特徴とする請求項３記載の回転ドラム型磁気分離装置。
5. 前記回転ドラムは、
   前記内筒周面の略４分の３に、環状に同一の極性を有する複数の磁石列を配置してあり、
   軸方向に隣接して配置してある複数の磁石列の極性が互いに相違するようにしてあり、
   前記絞りローラと当接する部分近傍にて、複数の前記磁石列とは逆の極性を有する他の複数の磁石を、軸方向に少なくとも一列配置するようにしてあることを特徴とする請求項３又は４記載の回転ドラム型磁気分離装置。
6. 前記回転ドラムは、
   前記内筒周面の略４分の３に、軸方向に同一の極性を有する複数の磁石列を複数配置してあり、
   周方向に隣接して配置してある複数の磁石列の極性が互いに相違するようにしてあることを特徴とする請求項３又は４記載の回転ドラム型磁気分離装置。

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