JP5912863B2 - 磁気選別回収装置及び切粉の選別回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、切削加工等によって生じた切粉から、磁性金属と非磁性金属とを選別し、それぞれを回収する磁気選別回収装置、および切粉の選別回収方法に関するものである。

従来、円柱状の一部を切欠いて中心角を１８０度より大きくしてなる扇型に形成され、円柱状の中心部を固定的に支持される磁気ドラムと、磁気ドラムの全体を包囲し、磁気ドラムの固定軸と同軸上に回転可能に設けられた非磁性材料による円筒スリーブとを備えた磁気選別回収装置がよく知られている（例えば、特許文献１および２）。

これらの磁気選別回収装置では、円筒スリーブの上方から磁性金属および非磁性金属の双方を含む切粉が投入されると、非磁性金属は円筒スリーブの表面を滑るように自由落下し、非磁性金属回収口から排出される。他方、磁性金属は円筒スリーブを介在しつつ磁気ドラムの磁気によって吸着され、円筒スリーブの回転とともに移動されることとなり、磁気ドラムの切欠き部分において、磁気による吸着が途切れる位置で落下し、磁性金属回収口から排出されるものであった。

実公昭５８―５１９４５号公報 特開２００２−３３１４３５号公報

上記文献に開示される従来技術は、磁気ドラムを扇型としたことにより、円筒スリーブが回転する範囲には、磁気ドラムの磁気が作用する領域と、磁気が作用しない領域とに区分されることとなり、磁気が作用する領域において磁性金属と非磁性金属とを分離し、その後、磁気が作用しない領域において磁性金属を円筒スリーブから離脱させるものであり、効率的に選別回収を可能とするものであった。
ところが、従来の磁気選別回収装置は、切粉が切削液等によって湿気を含んでいる状態では、切粉同士が付着している場合、特に、磁性金属と非磁性金属とが付着している場合、いずれか一方が他方に伴って移動することとなり、両者の選別性能が著しく低下してしまう結果となっていた。このため、予め切粉を乾燥させ、切削液等による湿気を排除した後に磁気選別回収装置に投入しなければならなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、湿気を帯びた切粉であっても、磁性金属と非磁性金属とを選別回収できる磁気選別回収装置を提供することを目的としている。また、併せて湿気を帯びた切粉であっても、磁性金属と非磁性金属とを選別回収できる切粉の選別回収方法を提供することを目的としている。

発明者は、湿気を帯びた切粉は互いに強く付着しており、これを分離させるためには、乾燥させるのではなく、逆に水又はその他の水溶液（以下、単に「液体」または機能を含めて「分離液」と称する場合がある。）を加えればよいと考えた。そして、鋭意実験を重ねた結果、本発明を完成するに至ったものである。

すなわち、本発明は、切削加工によって生じた切粉から、磁性金属と非磁性金属とを選別し、それぞれを回収する磁気選別回収装置であって、適宜量の液体を貯留することができるとともに切粉の投入を許容するタンクと、内部に磁石が設けられ、前記タンクに液体が貯留されるときの液中領域から液外領域に至る範囲に該磁石による吸着可能部位を移動させるように、該タンク内に回転可能に支持された回転体と、前記回転体に吸着される磁性金属を前記液外領域において回収する磁性金属回収手段と、前記液中領域内に存在する非磁性金属を回収する非磁性金属回収手段と、を備え、前記回転体は、大径部と小径部とを交互に配置してなり、該大径部の内部に前記磁石が設けられている回転体であることを特徴としたものである。

上記構成によれば、タンクに水又はその他の水溶液による液体を貯留させて切粉を投入すると、投入された切粉は、液体によって、相互に付着した切粉同士が分離される。また、回転体が回転することにより、液体が撹拌され、さらに切粉同士の分離が促進される。分離された切粉のうち磁性金属は、内部に磁石が設けられた回転体に吸着されて液中領域から液外領域に移動させられ、磁性金属回収手段によって回収される。そして、液中領域に存在する非磁性金属は、非磁性金属回収手段によって回収される。これらによって、湿気を帯びた切粉であっても、磁性金属と非磁性金属とを選別回収することができるのである。

また、本発明は、切削加工によって生じた切粉から、磁性金属と非磁性金属とを選別し、それぞれを回収する磁気選別回収装置であって、適宜量の液体を貯留することができるとともに切粉の投入を許容するタンクと、内部に磁石が設けられ、前記タンクに液体が貯留されるときの液中領域から液外領域に至る範囲に該磁石による吸着可能部位を移動させるように、該タンク内に回転可能に支持された回転体と、前記回転体に吸着される磁性金属を前記液外領域において回収する磁性金属回収手段と、前記液中領域内に存在する非磁性金属を回収する非磁性金属回収手段と、を備え、前記非磁性金属回収手段は、前記液中領域と前記液外領域との境界近傍で、かつ、前記回転体が該液中領域から該液中領域に移動する側に位置する前記タンクの側面を開口して形成された非磁性金属回収口と、前記回転体の軸心下方から前記非磁性金属回収口に至る範囲を、該回転体が回転するときの最外縁による円形軌跡と同心の円弧状断面に形成された前記タンクの底面と、前記回転体に設けられるとともに前記回転体と一体になって回転し、前記タンクの底面に堆積する非磁性金属を掻き出して前記非磁性金属回収口に移動させる非磁性金属掻出部とを備えた構成とすることができる。この構成によれば、回転体を回転させることで磁性金属も非磁性金属も回収することができ、効率的である。

また、本発明の磁気選別回収装置は、さらに、前記回転体に吸着される磁性金属に付着する非磁性金属に対し、前記液外領域において衝撃を与え、該磁性金属から該非磁性体を分離させるとともに、前記液中領域に落下させる非磁性金属落下手段を備えることができる。落下させる方法は、タンクに貯留された液体と同種の液体を噴き掛ける、エアを吹き付ける、振動を与える、フォーク状のスクレーパで引っ掻く等いずれでもよい。この構成によれば、例えばアルミ等の高価値な非磁性金属が磁性体と一緒に回収されることを防ぐことができる。

また、本発明は、切粉の選別回収方法としても適用できる。すなわち、切削加工によって生じた切粉から、磁性金属と非磁性金属とを選別回収する方法であって、相互に付着する切粉の分離を促進させる水又はその他の水溶液による分離液に切粉を浸漬する工程と、切粉が浸漬された前記分離液を撹拌する工程と、磁力を発生する吸着部材を前記分離液の液中に移動させた後、前記分離液の外方に移動させる工程と、前記吸着部材によって前記分離液の外方に移動された磁性金属に対し、前記分離液と同種の液体を噴き掛け、磁性金属に付着している非磁性金属を分離させるとともに、該非磁性金属を前記分離液に戻す工程と、前記吸着部材に吸着された磁性金属を回収する工程と、前記分離液中に堆積した非磁性金属を回収する工程とを含むことを特徴とするというものである。

上記構成によれば、分離液に浸漬された切粉は、分離液によって、相互に付着した切粉同士が分離される。また、分離液を撹拌することによって、さらに切粉同士の分離が促進される。分離された切粉のうち磁性金属は、磁力を発生する吸着部材に吸着されて分離液の外方に移動させられ、分離液と同種の液体を噴き掛けられる。これにより、磁性金属に付着している非磁性金属は、磁性金属から分離し、分離液上に落下する。落下せず吸着部材に吸着されたままの磁性金属は、磁性金属回収手段によって回収される。そして、タンク内に堆積した非磁性金属は、非磁性金属回収手段によって回収される。これら一連の工程によって、湿気を帯びた切粉であっても、磁性金属と非磁性金属とを選別回収することができる。

本発明によれば、湿気を帯びた切粉であっても、乾燥機にかける等の手間をかけることなく、磁性金属と非磁性金属とを選別回収できる。

実施の形態１に係る磁気選別回収装置１の正面図である。 Ａ−Ａ断面図である。 実施の形態１に係る回転体２０の詳細図である。 Ｂ−Ｂ部分端面図である。 実施の形態１に係るスクレーパ４１のＣ−Ｃ端面図である。 実施の形態１に係る液体５０の流れを表した図である。 実施の形態２に係る磁気選別回収装置２の平面図である。 Ｄ−Ｄ断面図である。 実施の形態２に係る回転体１２０ａ，１２０ｂの詳細図である。 実施の形態３に係る回転体２２０の詳細図である。

以下、本発明である磁気選別回収装置を具現化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

［実施の形態１］
まず、第１の実施形態について説明する。図１および図２は本実施形態の概略を示す図であり、図１は正面図であり、図２は、左側面視における断面（図１中のＡ−Ａ断面）図である。これらの図に示すように、本実施形態の磁気選別回収装置１は、タンク１０、回転体２０、非磁性金属回収手段３０および磁性金属回収手段４０を備えた構成である。

タンク１０は、磁力の影響を受けないためにステンレス製により構成され、内部に回転体２０を収容できる大きさの概略直方体に形成され、さらに底部に液体５０を貯留できるようになっている。このタンク１０の両側面には軸受１１，１２が設けられ、後述の回転体２０の軸部２２を回転可能に支持するようになっている。また、タンク１０の正面側の下部には、非磁性金属回収口１３が開口して設けられており、背面側の下部には磁性金属回収口１４が開口して設けられている。磁性金属回収口１４は、回転体２０の軸部２２よりも若干下方に設けられており、非磁性金属回収口１３は、磁性金属回収口１４よりさらに若干下方に設けられている。また、本実施形態には、タンク１０の背面側の下部において、非磁性金属回収口１３よりも若干下位で開口する液体排出口７０が設けられている。この液体排出口７０は、タンク１０に貯留される液体５０を所定の量に維持させるためのものであり、液体排出口７０の高さからオーバーフローした液体５０を自然流下させ、タンク１０の外方に排出させるものである（図１中の一点鎖線が液体５０の液面を示す）。これにより、タンク１０の底面から液体排出口７０の高さまでの間に、液体５０を貯留できる領域（液中領域）が形成されるようになっている。なお、液体排出口７０は必須の構成ではなく、これを設けない構成としてもよい。この場合、液体５０は、非磁性金属回収口１３から自然流下されることとなり、液中領域は、タンク１０の底面から非磁性金属回収口１３の高さまでの間に形成されることとなる。

また、タンク１０の底面１５は、回転体２０の軸心下方から非磁性金属回収口１３にかけて、回転体２０が回転するときの最外縁による円形軌跡と同心の円弧状断面に形成されている。これにより、タンク１０の底面に非磁性金属が堆積する空間を形成することができるとともに、回転体２０の周辺部との間に適宜間隔を設けることにより、回転体２０の回転により非磁性金属を非磁性金属回収口１３へ誘導させることができるのである。他方、回転体２０の軸心下方から磁性金属回収口１４方向へは、回転体２０が回転するときの最外縁による円形軌跡と同心の円弧状断面に連続して、直線状断面となるよう形成されている。これは、タンク１０の磁性金属回収口１４側底部付近に非磁性金属が溜まる空間を形成するためのものであり、この空間については後述する。
なお、タンク１０の上部は開放されており、この開放部分から切粉を投入することができるものである。また、図示のように、上記開放部分に傾斜した底面を有する切粉投入口９０を設けることにより、切粉を滑落させつつタンク１０内に投入することができる。

回転体２０は、タンク１０の軸受１１，１２に支持される軸部２２に固着され、軸部２２の回転に伴ってタンク１０内で回転可能となっている。この回転体２０は、少なくとも１個設けられ、本実施形態では、図示のように同じ軸部２２に４個の回転体２０が並列に設けられている。これら４個の回転体２０は全て同じ形状になっており、相互に適宜間隔（図は等間隔）を有して配置されている。回転体２０の回転方向は、周縁部がタンク１０の底面の最下部に最も接近した後、非金属回収手段１３に向かって移動する方向（図１における反時計回り）となっている。なお、軸部２２は、片方の軸受１１から延出して設けられ、図示しない減速機を介し、図示しないモータに連結されている。

ところで、本実施形態の回転体２０は、図３に詳細を示すように、大径部と小径部とを備え、両者が交互に１０個ずつ配置されており、大径部を山形に形成することにより小径部が谷状となり、側面２１の全体が概略星型に形成されている。回転体２０の内部は中空となっており、磁石２５を配置できるようになっている。また、大径部のうち最も突出する部分（凸頂点）２３と、小径部のうち最も径の小さい部分（凹頂点）２４は、同心円上に設けられているが、凹頂点２４の位置は、隣り合う凸頂点２３の中央に配置されているのではなく、回転方向後方側に接近する状態で僅かに中央からずれた状態で設けられている。本実施形態では、∠凸頂点２３は９０°、∠凹頂点２４は２３４°となっている。また、凸頂点２３とタンク１０の底面１５との間には、隙間が設けられ、回転体２０が回転する際に、大径部の凸頂点がタンク１０の底面１５に接触しないようになっている。なお、回転体２０には、磁石２５が内蔵されるものであるが、この回転体２０は磁力の影響を受けないためにステンレス製で構成されている。

大径部および小径部の幅方向（軸部２２の軸線方向）は、適宜幅寸法による平面（外周面）３１が形成され、この外周面３１は、図３に示されるように、長さの違う２種類の長方形板３２，３３が交互に連設されることによって形成されている。これらの長方形板３２，３３が設けられることにより、回転体２０の断面形状を星型の側面２１と略同形に形成している。ただし、図４に示すとおり、厳密には外周面３１の形状と側面２１の外周形状とは完全には一致しておらず、短い長方形板３３の部分は、側面２１の外周端縁よりも若干軸心側に設けられている。そして、この短い長方形板３３と両側側面２１とで形成される溝状の部分が非磁性金属掻出部３４として機能するものである。すなわち、非磁性金属回収手段３０は、非磁性金属回収口１３と、タンク１０の底面１５と、非磁性金属掻出部３４で構成されるものであって、この非磁性金属掻出部３４の溝状部分がタンク１０の底面１５との間で所定空間を形成し、この空間が回転体２０の回転に伴って非磁性金属回収口１３に移動することとなるから、タンク１０の底面１５に堆積する非磁性金属を移動させる（掻き出す）ことができるのである。そして、この構成によれば、回転体２０を回転させることのみによって、極めて効率よく磁性金属も非磁性金属も回収することができるのである。

本実施形態の回転体２０がこのような形状であるのは、非磁性金属回収口１３に非磁性金属掻出部３４の端部が接近したときに、非磁性金属が自重によって確実に排出される角度が必要であること、タンク１０の底部に沈んだ磁性金属を確実に回転体２０に吸着させるため、回転体２０の内部に配設する磁石２５をできるだけ回転体２０の外周に近付けたいこと、非磁性金属掻出部３４の回転前方に非磁性金属が入り込む一定の空間を必要とすること等による。従って、同様の効果をもたらすものであれば、凸および凹頂点の数、角度等は本実施形態に限定されるものではない。なお、タンク１０内に貯留される後述する液体５０は、できるだけ多いほうが切粉同士を分離する効果が大きいため、液体排出口７０はできるだけ高い位置にするのが望ましく、結果的に非磁性金属回収出口１３もできるだけ高い位置にするのが望ましいが、非磁性金属回収口１３の高さは、上述のとおり、非磁性金属掻出部３４との兼ね合いにより決まるものである。

回転体２０の内部には、図３および図４に示すとおり、磁石２５が配設されている。磁石２５は、直方体形状であり、２個の同種の磁石２５，２５を一組として鉄製のヨーク２６に固定され、そのヨーク２６が回転体２０の内部に固定されている。ヨーク２６は、板状ヨーク２７と、棒状ヨーク２８，２９の二種類で構成され、板状ヨーク２７は所定の厚みを有する長方形に形成され、棒状ヨーク２８，２９は、四角形の棒状に形成されるとともに、上記板状ヨーク２７の片面長方形部分の長手方向端縁と短手方向端縁に沿って固定されている。そこで、磁石２５は、回転体２０の内部表面と板状ヨーク２７の間に挟まれた状態で配置され、上記棒状ヨーク２８，２９も同様に回転体２０と板状ヨーク２７の間に配置されるものであり、両棒状ヨーク２８，２９の厚さ寸法は、磁石２５の厚さ寸法と同じにしている。板状ヨーク２７に設けられる一組の磁石２５，２５は、長尺の棒状ヨーク２９の長手方向に整列して配置され、短尺の棒状ヨーク２８に近接する側の磁石２５が、回転体２０の表面に向かってＳ極となるように、短尺の棒状ヨーク２８から離れている側の磁石２５がＮ極となるように、それぞれ固定されている。このヨーク２６の効果により、側面２１の方向にのみ磁力が及び、外周面３１には磁力が及ばないようになっている。一組の磁石２５が固定されたヨーク２６は、回転体１０の側面２１一つに対し、凸頂点２３と同数の１０個が配設されている。これにより、回転体２０は、側面２１の外周付近に磁性金属を吸着させ、上方へ移動させることができるのである。回転体２０の内部空間は液密に形成されている。

本実施形態では、図１に示したとおり、回転体２０は４個設けられている。これらの回転体２０は、前述のとおり、それぞれ同形であるが、内部構造が異なるものとなっている。すなわち、中央の２個は磁石２５が左右両側面２１の内側に配設され、両端の２個はタンク１０中心方向の側面２１の内側にしか配設されていない。要するに、複数の回転体２０が所定の間隔を有して配置されるときの当該間隔側に、磁石２５が設けられ、当該磁石による吸着可能部位が形成されるのである。また、軸部２２の軸線方向に、各凸頂点２３の位置（各磁石の位置）が９°毎ずれるように各回転体２０が設けられ、星型形状が、軸線方向に完全に一致しないようになっている。完全に一致していると非磁性金属掻出部３４が非磁性金属を掻き出すタイミングが同時になってしまい、タンク１０内の液体５０が波打って、磁気選別回収装置１全体の振動が激しくなるからである。

磁性金属回収手段４０は、スクレーパ４１と磁性金属回収口１４で構成される。スクレーパ４１は、ステンレス製で、図５に示すとおり、細長い長方形の底面部４２と、この底面部４２の長手方向の両辺に連設する側板部４３とで形成されている。側板部４３は底面部４２に対して１３５°の角度を有する斜状に設けられ、スクレーパ４１が全体として上部を広くする溝形状としている。このような構成のスクレーパ４１は、図２に示すとおり、底面部４２の長手方向の一端が磁性金属回収口１４に連続し、他端が回転体２０方向の斜め上方に延びるように固定されている。また、スクレーパ４１は、片側の側板部４３の上辺が回転体２０の側面２１に摺接するように設けられるものであって、磁石２５が内側に配設された６枚の側面２１に対し、それぞれ個別に設置されるものである。このように、スクレーパ４１が回転体２０の側面２１に摺接されることによって、回転体２０の回転に伴って磁石による吸着部位が移動し、その吸着部位に付着した磁性金属を掻き落し、掻き落した磁性金属が自重によって磁性金属回収口１４に移動するようにしたものである。従って、同様の効果をもたらすものであれば、本実施形態の構成に限定されるものではない。

また、本実施形態では、上記構成に加えて、切粉流しノズル（液体供給手段）６０、フラッシングノズル（液体供給手段及び撹拌手段）６１、非磁性金属掃いノズル（液体供給手段及び非磁性金属落下手段）６２、および、カバー（切粉誘導手段）８０，８１を備えている。ただし、これらは、その一部を備える構成とすることもできる。

切粉流しノズル６０は、切粉投入口９０の上方に４個設けられ、それぞれが液体５０を斜め下方に向けて扇状に噴射させるようになっている。すなわち、切粉流しノズル６０は、タンク１０内に液体５０を供給しつつ、切粉投入口９０に投入された切粉をタンク１０内に均等に流し入れる役割を果たすものである。液体５０の詳細については、後述する。

フラッシングノズル６１は、隣り合う回転体２０の間で、非磁性金属回収口１３の斜め下方に３個設けられ、それぞれが液体５０を磁性金属回収口１４側に向けて水平に勢いよく噴射させるようになっている。すなわち、フラッシングノズル６１は、タンク１０内に液体５０を供給しつつ、タンク１０の底部に沈殿している切粉を撹拌し、互いに絡みついている切粉同士を分離させる役割を果たすものである。また、タンク１０の底面と回転体２０との間に形成される種々の空間のうち、非磁性金属掻出部３４の回転前方の空間に非磁性金属を入り込ませるとともに、磁性金属回収口１４側（装置背面側）底部付近の空間に一部の非磁性金属を追いやり、そこに溜まった非磁性金属を水流の勢いで液体５０中に巻き上がらせ、液体５０に浮遊する非磁性金属と一緒に液体排出口７０から排出させる効果をも奏するものである。

非磁性金属掃いノズル６２は、隣り合う回転体２０の間で、非磁性金属回収口１３の斜め上方に６個設けられ、それぞれが液体５０を側面２１の磁力発生部位に向けて噴射させるようになっている。すなわち、非磁性金属掃いノズル６２は、タンク１０内に液体５０を供給しつつ、磁性金属に付着した非磁性金属を磁性金属から分離させ、タンク１０内に落下させる役割を果たすものである。

ところで、タンク１０に貯留される液体５０、並びに、切粉流しノズル６０、フラッシングノズル６１および非磁性金属掃いノズル６２から供給される液体５０は、いずれも同種のものが使用される。具体的には、切削加工に用いられるクーラントと同質ものであるが、切削加工時に使用されるクーラントよりも溶液の濃度が低いものである。その理由を詳述する。図６は、液体５０の流れを表した図である。この図に示すように、液体５０は、磁気選別回収装置１外部のクーラントタンク５１からポンプＰを用いて、切粉流しノズル６０、フラッシングノズル６１、非磁性金属掃いノズル６２に供給される。すなわち、切粉流しノズル６０、フラッシングノズル６１、非磁性金属掃いノズル６２から噴射される液体５０は、すべて同じ濃度のクーラントである。そして、各部から供給された液体５０の一部は、非磁性金属回収口１３から非磁性金属に付着した状態で排出され、磁性金属回収口１４から磁性金属に付着した状態で排出され、さらに、その他の液体５０は、液体排出口７０を通して、タンク１０から排出される。その後、排出された液体５０は、それぞれ金網等の濾過器５２，５３，５４で濾過され、再びクーラントタンク５１に戻るようになっている。ここで、タンク１０内に投入される切粉は、切削加工時に使用されたクーラントを付着しており、湿ってはいるものの水分がかなり蒸発しており、付着しているクーラントの濃度が高くなっている。これにより、タンク１０から排出される液体５０は、タンク内に供給したときよりも濃度が高くなり、クーラントタンク５１内の液体５０は徐々に濃度が高くなってしまう。このため、クーラントタンク５１内の液体５０を例えば、通常の濃度の３分の１にし、運転を始めるのである。そして、運転を始めてクーラントタンク５１内の液体５０が通常の濃度になったところで、タンク内の液体５０を３分の２回収し、回収したのと同量の水を追加する。これで、また液体５０は、通常の濃度の３分の１になる。このように、液体５０の濃度は、上下動するものの、通常用いられるものより低くなっているのである。なお、この構成では、回収した液体５０を切削加工等に再利用することができ、非常に好適であるが、切粉に付着しているクーラントの再利用を考慮しなければ、この構成に限定されるものではない。

カバー８０は、ステンレス製で、図１および図２に示すとおり、４個の回転体２０のうち、中央の２個に対し、それぞれ回転体２０の上部を覆うように設けられている。カバー８１は、同じくステンレス製で、図１および図２に示すとおり、４個の回転体２０のうち、両端の２個に対し、それぞれ回転体２０の内側上部を覆うように設けられている。すなわち、カバー８０、８１は、タンク１０内に投入された切粉を液体５０上に誘導し、液体５０上に落下する前に、回転体２０に吸着されるのを防止するものである。従って、例えば漏斗のようなものを用いて切粉を液体５０上に誘導させる等、同様の効果をもたらすものであれば、本実施形態の構成に限定されるものではない。また、本実施形態では、カバー８０，８１は、連結部材８５によって連結されており、この連結部材８５によって、タンク内に投入された切粉が直接スクレーパ４１上に落下し、磁性金属として回収されることを防止している。

−磁気選別回収装置１の動作説明−
続いて、磁気選別回収装置１の一連の動作について説明する。ここで説明する一連の動作は、上記実施形態の磁気選別回収装置１の作動態様であるとともに、選別回収方法に係る発明の実施形態を併せて説明するものである。まず、湿気を帯びた切粉は、切粉投入口９０に投入されると、切粉流しノズル６０から噴射された液体５０によって、均等にタンク１０内に落下する。その際、カバー８０，８１によって、液体５０上に落下する前に、回転体２０に吸着されないようになっている。液体５０中に沈降する切粉は、切粉に付着していた切削液等の表面張力がなくなるため、磁性金属や非磁性金属の粒同士が分離する。ここまでが切粉を分離液に浸漬する工程となる。また、フラッシングノズル６１から噴射された液体５０によって、互いに絡みついている磁性金属と非磁性金属とが分離する。これが分離液を撹拌する工程に相当する。磁性金属は、回転体２０に吸着され、液面より上方に移動させられる（磁性金属を移動させる工程）が、その際、非磁性金属掃いノズル６２から噴射された液体５０によって、磁性金属に付着した非磁性金属がタンク１０内に落下する（非磁性金属を分離液に戻す工程）。回転体２０に付着したままの磁性金属は、スクレーパ４１によって、掻き落され、磁性金属回収口１４から排出される（磁性金属を回収する工程）。タンク１０内に堆積した非磁性金属は、回転体２０と一体に形成された非磁性金属掻出部３４によって上方に移動させられ、非磁性金属回収口１３から排出される（非磁性金属を回収する工程）。また、一部の非磁性金属は、液体５０と一緒に液体排出口７０から排出される（これも非磁性金属を回収する工程）。上記のように一連の動作により、切粉から磁性金属と非磁性金属とを選別しつつ回収することができるのである。なお、本実施形態では、非磁性金属回収口１３から回収された非磁性金属よりも液体排出口７０から回収した非磁性金属のほうが純度が高いことが、実験の結果わかっている。

［実施の形態２］
つぎに、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、説明を省略する。また、第２の実施形態では、第１の実施形態で設けられていた液体排出口７０、切粉流しノズル６０、フラッシングノズル６１、カバー８０，８１は設けられていない。図７は本実施形態の概略を示す平面図であり、図８はその左側面視における断面（図７中のＤ−Ｄ断面）図である。これらの図に示すように、本実施形態の磁気選別回収装置２は、タンク１１０、回転体１２０а，１２１ｂ、非磁性金属回収手段１３０および磁性金属回収手段４０を備えた構成である。なお、図７は、回転体１２０に設けられる非磁性金属掻出部１３４について、連結部材１３５を水平とした状態を示している。また、非磁性金属掃いノズル６２（図２参照）は省略している。

タンク１１０は、第１の実施形態のタンク１０とほぼ同様の構成であるが、液体排出口７０（図２）は設けられていない。このため、液体５０を貯留できる領域（液中領域）は、タンク１０の底面から非磁性金属回収口１３の高さまでの間となっている。また、タンク１１０の底面１１５は、回転体１２０а，１２０ｂの軸心下方から非磁性金属回収口１３にかけて、回転体１２０а，１２０ｂが回転するときの最外縁による円形軌跡と同心の円弧状断面に形成されている。これにより、タンク１１０の底面に非磁性金属が堆積する空間を形成することができるとともに、回転体１２０а，１２０ｂに設けられた非磁性金属掻出部１３４が回転体１２０а，１２０ｂと一体になって回転し、非磁性金属を非磁性金属回収口１３へ誘導させることができるのである。他方、タンク１１０の底面１１５は、回転体１２０а，１２０ｂの軸心下方から磁性金属回収口１４方向へかけても、ほぼ回転体１２０а，１２０ｂが回転するときの最外縁による円形軌跡と同心の円弧状断面に形成されている。また、図示のように、磁性金属回収口１４に接するように切粉投入口９０を設け、切粉を滑落させつつタンク１０内に投入することができる。

回転体１２０а，１２０ｂは、タンク１１０の軸受１１，１２に支持される軸部２２に固着され、軸部２２の回転に伴ってタンク１０内で回転可能となっている。この回転体１２０ａ，１２０ｂは、少なくとも１個設けられ、本実施形態では、図示のように同じ軸部２２に２個ずつの回転体１２０ａ，１２０ｂが並列に設けられている。これら４個の回転体１２０ａ，１２０ｂは、相互に適宜間隔（図は等間隔）を有して配置されている。回転体１２０ａ，１２０ｂの回転方向は、周縁部がタンク１０の底面の最下部に最も接近した後、非金属回収手段１３に向かって移動する方向（図８における反時計回り）となっている。

ところで、本実施形態の回転体１２０ａ，１２０ｂは、図９に詳細を示すように、側面１２１の全体が円形に形成されている。回転体１２０ａ，１２０ｂの内部は中空となっており、磁石２５を配置できるようになっている。なお、回転体１２０ａ，１２０ｂには、磁石２５が内蔵されるものであるが、この回転体１２０ａ，１２０ｂは磁力の影響を受けないためにステンレス製で構成されている。軸部２２の軸線方向には、適宜幅寸法による平面（外周面）１３１ａ，１３１ｂが形成されているが、回転体１２０ａと１２０ｂとの違いは、この外周面１３１ａと１３１ｂの軸方向の長さの違いだけである。この外周面１３１ａ，１３１ｂは、図９に示されるように、側面１２１と同形の円周状断面に形成されている。側面１２１の外周とタンク１０の底部との間には、隙間が設けられている。

回転体１２０ａ，１２０ｂの内部には、図９に示すとおり、磁石２５が配設されている。磁石２５は、直方体形状であり、２個一組が鉄製のヨーク１２６に固定され、そのヨーク１２６が回転体１２０ａ，１２０ｂの内部に固定されている。ヨーク１２６は、長方形状の板状ヨーク１２７と棒状ヨーク１２９とで構成され、板状ヨーク１２７は所定の厚みを有する長方形に形成され、棒状ヨーク１２９は、四角形の棒状に形成されるとともに、上記板状ヨーク１２７の片面長方形部分の一方の長辺縁に沿って固定されている。そこで、磁石２５は、回転体１２０ａ，１２０ｂの内部表面と板状ヨーク１２７の間に挟まれた状態で配置され、上記棒状ヨーク１２９も同様に回転体１２０ａ，１２０ｂと板状ヨーク１２７の間に配置されるものであり、棒状ヨーク１２９の厚さ寸法は、磁石２５の厚さ寸法と同じにしている。ヨーク１２６は、回転体１２０ａ，１２０ｂの円形に対して板状ヨーク１２７の長方形の長辺が弦方向となるように、かつ、上記長方形の二つの長辺のうち、棒状ヨーク１２９が固定されている長辺が回転体１２０ａ，１２０の周縁側に沿うように固定されている。板状ヨーク１２７に設けられる一組の磁石２５，２５は、棒状ヨーク１２９の長手方向に整列して配置され、回転体１２０ａ，１２０ｂの回転方向前方に位置する側の磁石２５が、回転体２０の表面に向かってＳ極となるように、後方に位置する側の磁石２５がＮ極となるように、それぞれ固定されている。このヨーク１２６の効果により、側面１２１の方向にのみ磁力が及び、外周面１３１ａ，１３１ｂには磁力が及ばないようになっている。一組の磁石２５が固定されたヨーク１２６は、等間隔に１０個が配設されている。これにより、回転体１２０ａ，１２０ｂは、側面１２１の外周付近に磁性金属を吸着させ、上方へ移動させることができる。回転体１２０ａ，１２０ｂの内部空間は液密に形成されている。

本実施形態では、回転体１２０ａ，１２０ｂは２個ずつ設けられているが、中央の２個である回転体１２０ａは磁石２５が左右両側の側面１２１の内側に配設され、両端の２個である回転体１２０ｂはタンク１０中心方向の側面１２１の内側にしか配設されていない。回転体１２０ａは、磁気選別回収装置１の回転体２０に比べて軸方向の長さが短く形成されている。回転体１２０ｂは、回転体１２０ａよりも軸方向の長さがさらに短く形成されている。

ところで、本実施形態では、図７〜図９に示されているように、非磁性金属掻出部１３４が各回転体１２０ａ，１２０ｂの中間に形成される間隙部分に配置されている。すなわち、回転体１２０ａ，１２０ｂを構成する両側の側面１２１のうち、片方の側面１２１に装着されるのである。ただし、間隙部分は３個所であることから、全ての回転体１２０ａ，１２０ｂに設けられるのではなく、いずれかを選択して設けられるのである。本実施形態では、図７中に記載の最も左に配置される回転体１２０ｂには、非磁性金属掻出部１３４は設けられていない。非磁性金属掻出部１３４は、磁石２５の影響を受けないためにステンレス製で、連結部材１３５と掻出部材１３６とで構成されている。連結部材１３５は、長方形の長手方向の一端が側面１２１の径方向に沿って固定され、他端が側面１２１に対し垂直方向に延びた基部と、基部の他端から側面１２１と平行に維持され、回転体１２０ａ，１２０ｂの外周方向に向かって延出する連結部とでＬ字状に形成される板状部材である。他方、掻出部材１３６は、長方形の長手方向の一端が連結部材１３５の先端に連接され、他端が側面１２１の外周方向よりも回転体１２０ａ，１２０ｂの回転方向の後方に延出するように形成されている。掻出部材１３６の連結部材１３５に対する角度は、１２６°である。また、掻出部材１３６の先端はタンク１０の底面１５に摺接し、回転体１２０ａ，１２０ｂの回転によってタンク１０の底面に堆積する非磁性金属を掻き出すことができるようになっている。なお、連結部材１３５は、ヨーク１２６上の２つの磁石２５の中心を通る半径上に固定されており、それぞれのヨーク１２６に対し一つずつ設けられている。

非磁性金属回収手段１３０は、非磁性金属回収口１３と、タンク１１０の底面１１５と、非磁性金属掻出部１３４で構成されるものであって、この非磁性金属掻出部１３４の掻出部材１３６がタンク１１０の底面１１５との間で所定空間を形成し、この空間が回転体１２０ａ，１２０ｂの回転に伴って非磁性金属回収口１３に移動することとなるから、タンク１１０の底面１１５に堆積する非磁性金属を移動させる（掻き出す）ことができるのである。そして、この構成によれば、回転体１２０ａ，１２０ｂを回転させることのみによって、極めて効率よく磁性金属も非磁性金属も回収することができるのである。

非磁性金属掻出部１３４がこのような形状をしているのは、スクレーパ４１に干渉しないようにするためである。なお、本実施形態では、非磁性金属掻出部１３４は、回転体１２０ａ，１２０ｂの正面左側の側面１２１にだけ設けられているが、内側に磁石２５が配設された側面１２１全てに設けてもよい。また、非磁性金属掻出部１３４は、タンク１０の底面１５に摺接しないよう隙間を設けてもよい。

［実施の形態３］
つぎに、第３の実施形態について説明するが、第３の実施形態は、第２の実施形態の回転体１２０ａ，１２０ｂを異なる構成の回転体２２０に置換するものであるので、この点についてのみ図１０を参照して説明する。また、回転体２２０においても、第２の実施形態と同様の構成に関しては説明を省略する。図１０は、本実施形態に係る磁気選別回収装置３の回転体２２０を示す詳細図である。図１０に示すように、回転体２２０は、タンク１１０の軸受１１，１２に支持される中空の軸部２２２に固着され、軸部２２２の回転に伴ってタンク１０内で回転可能となっている。

また、回転体２２０の内部には磁気ドラム２２５が配設されている。磁気ドラム２２５はタンク１１０に固定される軸部２３５に固着され、回転しないようになっている。磁気ドラム２２５は、軸心方向から見ると中心角が１８０度より大きい扇型をしており、軸心後方斜め上方から軸心後方斜め下方までが欠けた形状をしている。磁気ドラム２２５は図示される網掛け部分のみが側面２２１方向に磁力を発生させ、網掛け部分よりも内側および外周面２３１側には磁力を発生させないような構成となっている。

スクレーパ４１は、第２の実施の形態では、回転体１２０ａ，１２０ｂ側の側板４３の上辺が側面１２１に摺接していたが、本実施形態では、近接していればよい。なお、側板４３の上端は、磁気ドラム２２５が欠けた範囲内になるように固定されている。この構成によれば、スクレーパ４１は、側面２２１に接していないため、側面２２１およびスクレーパ４１の摩耗を防ぐことができる。

以上、これまで、本発明の実施形態の構成を例示したが、それぞれの構成は、同様の効果を奏するものであればよく、本実施形態に限定されないのはもちろんである。

１：磁気選別回収装置
１０，１１０：タンク
１３：非磁性金属回収口
１４：磁性金属回収口
１５，１１５：タンク底面
２０，１２０ａ，１２０ｂ，２２０：回転体
２１，１２１，２２１：回転体の側面
２２，２２２：回転体の軸部
２５：磁石
２６，１２６：ヨーク
２７，１２７：板状ヨーク
２８，２９：棒状ヨーク
３０：非磁性金属回収手段
３１，１３１ａ，１３１ｂ，２３１：回転体の外周面
３２，３３：長方形板
３４，１３４：非磁性体掻出部
４０：磁性金属回収手段
４１：スクレーパ
４２：底面部
４３ 側板部
５０：液体（クーラント）
５１：クーラントタンク
５２，５３，５４：濾過器
６０：切粉流しノズル（液体供給手段）
６１：フラッシングノズル（液体供給手段・撹拌手段）
６２：非磁性金属掃いノズル（液体供給手段・非磁性金属落下手段）
７０：液体排出口
８０，８１：カバー（切粉誘導手段）
９０：切粉投入口
１３５：連結部材
１３６：掻出部材
２２５：磁気ドラム
２３５：磁気ドラムの軸部

Claims (10)

1. 切削加工によって生じた切粉から、磁性金属と非磁性金属とを選別し、それぞれを回収する磁気選別回収装置であって、
   適宜量の液体を貯留することができるとともに切粉の投入を許容するタンクと、
   内部に磁石が設けられ、前記タンクに液体が貯留されるときの液中領域から液外領域に至る範囲に該磁石による吸着可能部位を移動させるように、該タンク内に回転可能に支持された回転体と、
   前記回転体に吸着される磁性金属を前記液外領域において回収する磁性金属回収手段と、
   前記液中領域内に存在する非磁性金属を回収する非磁性金属回収手段と、
   を備え、
   前記回転体は、大径部と小径部とを交互に配置してなり、該大径部の内部に前記磁石が設けられている回転体である磁気選別回収装置。
2. 前記回転体は、前記磁石による吸着力を前記大径部の側面に作用させる回転体であり、前記磁性金属回収手段は、前記回転体の側面に摺接されるスクレーパを備えた磁性金属回収手段である請求項１に記載の磁気選別回収装置。
3. 前記非磁性金属回収手段は、
   前記液中領域と前記液外領域との境界近傍で、かつ、前記回転体が該液中領域から該液外領域に移動する側に位置する前記タンクの側面を開口して形成された非磁性金属回収口と、
   前記回転体の軸心下方から前記非磁性金属回収口に至る範囲を、該回転体が回転するときの最外縁による円形軌跡と同心の円弧状断面に形成された前記タンクの底面と、
   前記回転体に設けられるとともに前記回転体と一体になって回転し、前記タンクの底面に堆積する非磁性金属を掻き出して前記非磁性金属回収口に移動させる非磁性金属掻出部とを備えた非磁性金属回収手段である請求項１又は２に記載の磁気選別回収装置。
4. 切削加工によって生じた切粉から、磁性金属と非磁性金属とを選別し、それぞれを回収する磁気選別回収装置であって、
   適宜量の液体を貯留することができるとともに切粉の投入を許容するタンクと、
   内部に磁石が設けられ、前記タンクに液体が貯留されるときの液中領域から液外領域に至る範囲に該磁石による吸着可能部位を移動させるように、該タンク内に回転可能に支持された回転体と、
   前記回転体に吸着される磁性金属を前記液外領域において回収する磁性金属回収手段と、
   前記液中領域内に存在する非磁性金属を回収する非磁性金属回収手段と、
   を備え、
   前記非磁性金属回収手段は、
   前記液中領域と前記液外領域との境界近傍で、かつ、前記回転体が該液中領域から該液外領域に移動する側に位置する前記タンクの側面を開口して形成された非磁性金属回収口と、
   前記回転体の軸心下方から前記非磁性金属回収口に至る範囲を、該回転体が回転するときの最外縁による円形軌跡と同心の円弧状断面に形成された前記タンクの底面と、
   前記回転体に設けられるとともに前記回転体と一体になって回転し、前記タンクの底面に堆積する非磁性金属を掻き出して前記非磁性金属回収口に移動させる非磁性金属掻出部とを備えた非磁性金属回収手段である磁気選別回収装置。
5. さらに、前記タンク内に液体を供給する液体供給手段を備えた請求項１〜４のいずれかに記載の磁気選別回収装置。
6. さらに、前記回転体に吸着される磁性金属に付着する非磁性金属に対し、前記液外領域において衝撃を与え、該磁性金属から該非磁性体を分離させるとともに、前記液中領域に落下させる非磁性金属落下手段を備えた請求項１〜５のいずれかに記載の磁気選別回収装置。
7. さらに、前記タンク内に投入された切粉を含む前記液体を撹拌する撹拌手段を備えた請求項１〜６のいずれかに記載の磁気選別回収装置。
8. さらに、前記タンクに設けられ、所定量を超える液体を排出する液体排出口を備えた請求項１〜７のいずれかに記載の磁気選別回収装置。
9. さらに、前記タンク内に投入された直後の切粉を前記液中領域に誘導するための切粉誘導手段を備えた請求項１〜８のいずれかに記載の磁気選別回収装置。
10. 切削加工によって生じた切粉から、磁性金属と非磁性金属とを選別回収する方法であって、
    相互に付着する切粉の分離を促進させる水又はその他の水溶液による分離液に切粉を浸漬する工程と、
    切粉が浸漬された前記分離液を撹拌する工程と、
    磁力を発生する吸着部材を前記分離液の液中に移動させた後、前記分離液の外方に移動させる工程と、
    前記吸着部材によって前記分離液の外方に移動された磁性金属に対し、前記分離液と同種の液体を噴き掛け、磁性金属に付着している非磁性金属を分離させるとともに、該非磁性金属を前記分離液に戻す工程と、
    前記吸着部材に吸着された磁性金属を回収する工程と、
    前記分離液中に堆積した非磁性金属を回収する工程と、
    を含むことを特徴とする切粉の選別回収方法。

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