JP4616171B2 - フェライト永久磁石と希土類永久磁石を備えた磁力選別機 - Google Patents

Description

本発明は、永久磁石を備えた磁力選別機、特にフェライト及び希土類元素から成る永久磁石を備えた選別機に関するものであり、様々な強磁性材の引き付け作用を高め、その作用を最大限活用するものである。本出願ではプーリ型の選別機について説明するが、勿論以下に説明する永久磁石を備えることが可能な磁力選別機であれば異なる型（ドラム、プレート、ベルト等）であってもよいことは明らかである。

一般に磁力選別機は、如何なる形状や大きさの強磁性物質でも混合物質の中から引き付けて分離する必要がある全ての用途において使用される。磁力選別機の引力の強さは選別機が作る磁界（強度及び勾配）、及び分離される物質の固有誘導磁化によって決まる。この固有誘導磁化は分離される物質の形状係数（球状は最悪の形状係数である）や透磁率によって決まる。

バリウムフェライト、更に好ましくはストロンチウムフェライトのようなセラミック材によって作られた磁石回路（つまり、永久磁石）が４０年以上前から公知である。これらの磁石は中程度の固有及び残留磁気エネルギーを有しており、一定の距離内の高形状係数及び／又は中〜高透磁率の強磁性体を引き付けることが出来る。

希土類系元素として知られる高固有残留磁性エネルギーを有する焼結素材（サマリウム・コバルト、鉄・ボロン・ネオジム）で出来た他の磁石回路はこの１５〜２０年使用されている。これらの磁石は比較的狭い範囲にはなるが低形状係数及び／又は中〜低またかなり低い透磁率の物質を引き付けるのに有効性がある。しかし、その有効性が発揮されるのもほんの数ミリの範囲内だけである。

よって、本発明の目的は公知の選別機の限られた使用を克服するための磁力選別機を提供することである。この目的は、各磁極が磁極間の回路をつなぐための強磁性体と接触する底部にはフェライト磁石を、磁束線の入射／出射面となる上端部には希土類磁石を備えてなる選別機によって達成される。

主な利点は、上述した２種の永久磁石（フェライト及び希土類）の磁石特性を結合させて相互に補充し合い、形状係数の高低を問わず、また透磁率が高くても低くても時には更に低い透磁率であっても強磁性体の引き付け効果を高めることができることである。

このようにしてこれらの磁石の引き付ける範囲は大幅に拡大し、選別機は生産性が希土類磁石を備えた同様の選別機のほぼ２倍になり、選別の質はフェライト磁石を備えた同様の選別機が中〜低質であるのに対してとても高質となる。

もう１つの重要な利点として前記磁石回路はごく単純な構造なので製造が簡単でどんな種類の分離機にも適用できることが挙げられる。

本発明による分離機の更なる利点及び特徴は添付図面を参照して以下に説明する実施例の詳細な説明から当業者にとって明白なものである。

図１を参照して、永久磁石プーリ１は基本的には周囲にフェライト磁石塊３Ａが付けられた強磁性シリンダ２より成り、前記シリンダ２は非磁性物質（例えばステンレススチール）製の保護ケーシング４に囲まれ、保護ケーシング４の内部は好ましくはブロック樹脂５で埋められる。この組立体は駆動又はアイドルシャフトの端面フランジで固定されて、処理される物質８を引き込む羽部７を備えたコンベヤ６の駆動ローラとして使用しても良い。

Ｈ１の寸法は処理される物質８の層に対して引力が働く高さを示し、径が４００ｍｍのプーリでは、中〜高形状係数で高透磁率の強磁性部品に対してはＨ１≒８０〜９０ｍｍである。

図２のプーリは上記したプーリと形状やサイズが同様のものであるが、希土類元素の磁石塊３Ｂが付けられている。引力が働く高さＨ２は中〜低形状係数で低透磁率の強磁性体に対しては４０−５０ｍｍであり、透磁率がかなり低い部材に対しては表面から３０ｍｍまでである。

図３のプーリは上記したプーリと形状やサイズが同様のものであるが、本発明の混合磁石塊３Ｃが付けられている。単なる例としてここでは特に夫々の極に、約２５ｍｍの高さのフェライトブロック１２を強磁性シリンダ２の上に２個配置させて、その上に非磁性ケーシング４に近い位置に同じく約２５ｍｍの高さの希土類ブロック１３を配置させた。

詳細な図４には本発明による少なくともＮとＳの２極３Ｃを含む永久磁石回路が示されており、両極はそれぞれ、底部にフェライト磁石１２（好ましくはストロンチウムフェライト）と希土類磁石１３（好ましくは鉄・ボロン・ネオジム）からなる。フェライト磁石１２は両極間に回路を作る為に強磁性シリンダ２と接触し、希土類磁石１３はＮ極の場合は磁束線１５の出射面１４になりＳ極では入射面１６となる上部に位置し、磁場特に傾斜磁場の値を上げることができる。

図５及び６では、磁気プーリの縦方向における極の配置を例として２例挙げた。特に図５は様々なＮＳ磁極の格子状の配置を示し、図６はＮ極とＳ極が縦方向に交互の列となる配置を示す。

以下の表は、上記した３タイプの選別機で得られた指定距離での磁場の強さ及び傾斜磁場の強さを比較したものである。この表でＤは磁場を計測した距離であり、Ｇは指定距離間隔で計測された傾斜磁場である。

例えば、この新型の磁石回路を上記のプーリに適用すると、この２種の磁石の特性を、単体では能力的に乏しかった距離において非常に高めることができ、その上、単体の方が機能が高い距離においても有益である。

これはあまり磁化できない物質として問題があるフェライト材料を用いた磁石プーリについて、作用表面から５０ｍｍ以上のゾーンで、高い傾斜磁場によって性能が引き出される可能性から明らかである。
また同様に、希土類磁石プーリについて、５０ｍｍ内のゾーンでかなり平均性能が改善される可能性から明らかである。

上述した本発明の磁力選別機の例は一例に過ぎず、様々な改良が可能である。特に、各極におけるフェライト磁石と希土類磁石の有効な長さの比率は、前記図示したように２：１でもよいし、目安としては１：１から３：１の間でよいし、磁極の数、形、配置は必要に応じて自由に変更可能である。

フェライト磁石を備えた公知のプーリ型選別機の断面図である。 希土類磁石を備えた公知のプーリ型選別機の断面図である。 本発明によるフェライト及び希土類磁石を備えたプーリ型選別機の断面図である。 本発明による磁石回路の構造を詳細に示した拡大線図である。 図３の選別機における極性配置の第１例を示す一部平面図である。 図３の選別機における極性配置の第２例を示す一部平面図である。

Claims (5)

1. 少なくとも一つのＮ磁極とＳ磁極とを含む少なくとも２つの磁極（３Ｃ）間に回路を作るための強磁性体（２）を含む永久磁石を備えた磁力選別機において、各磁極（３Ｃ）は、前記回路をつなぐために前記強磁性体（２）と接触する底部にはフェライト磁石（１２）を、磁束線（１５、１６）の入射又は出射面（１４）となる上端部には希土類磁石（１３）を備えて成ることを特徴とする磁力選別機。
2. 各磁極（３Ｃ）では前記フェライト磁石（１２）と前記希土類磁石（１３）の積層方向における有効厚さの比率は１：１から３：１の間であることを特徴とする請求項１記載の磁力選別機。
3. 前記強磁性体（２）から形成され、周囲に前記磁極（３Ｃ）を設けた強磁性シリンダ（２）からなり、該シリンダ（２）は前記磁極（３Ｃ）を前記強磁性体シリンダ（２）上に固定するためのブロック樹脂（５）で内部を満たした非磁性物質製の保護ケーシング（４）で前記磁極（３Ｃ）を囲み、前記強磁性シリンダ（２）、前記磁極（３Ｃ）及び前記ブロック樹脂（５）で満たされた保護ケーシング（４）からなる組立体はシャフトに固定されて、処理される物質（８）を引き込むコンベア（６）に使用されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の磁力選別機。
4. 前記フェライト磁石（１２）はバリウムフェライト若しくはストロンチウムフェライトから成ることを特徴とする請求項１又は２項に記載の磁力選別機。
5. 前記希土類磁石（１３）はサマリウム・コバルト若しくは鉄・ボロン・ネオジムから成ることを特徴とする請求項１又は２項に記載の磁力選別機。

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