(57)【要約】【課題】効果的な冷却構造を用いることにより、高磁力の永久磁石を使用し、高温度環境下においても磁力の低下を起こすことがない冷却機能付き除鉄装置を提供すること。【解決手段】この除鉄装置のマグネット構体１は、円筒状の外装スリーブ１ｃの内部に円柱状の永久磁石体１ａが嵌入されて構成される。外装スリーブ１ｃの内周と永久磁石体１ａの外周との間には間隙Ｇｐが形成され、永久磁石体１ａには軸心に沿って内空部１ｂが貫通する。外装スリーブ１ｃの一方の端部をなす封止キャップ１ｅには冷却用流体供給口及び排出口１ｆ，１ｇが設けられ、冷却用流体供給口１ｆは外装スリーブ１ｃの内部に挿通し、冷却用流体排出口１ｇは内空部１ｂに連結される。そして、常温空気などの冷却用流体Ｃｍが冷却用流体供給口１ｆから強制的に供給され、軸方向に沿って間隙Ｇｐに通流し更に内空部１ｂを通して冷却用流体排出口１ｇから排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の外装スリーブとこの外装スリーブの内部に嵌入された円柱状の永久磁石体とを有するマグネット構体を具備し、
上記外装スリーブの内周と上記永久磁石体の外周との間に間隙が形成され、
この間隙に軸方向に沿って冷却用流体が強制的に通流される
ことを特徴とする冷却機能付き除鉄装置。
【請求項２】
円筒状の外装スリーブとこの外装スリーブの内部に嵌入された円柱状の永久磁石体とを有するマグネット構体を具備し、
上記永久磁石体には軸心に沿って内空部が貫通し、
上記外装スリーブの一方の端部には、上記外装スリーブの内部に挿通する冷却用流体供給口と上記内空部に連通される冷却用流体排出口とが設けられ、
上記外装スリーブの内周と上記永久磁石体の外周との間に間隙が形成され、
上記冷却用流体供給口から冷却用流体が強制的に供給され、この冷却用流体が上記間隙に軸方向に沿って通流され更に上記内空部を通して上記冷却用流体排出口から排出される
ことを特徴とする冷却機能付き除鉄装置。
【請求項３】
円筒状の外装スリーブとこの外装スリーブの内部に軸方向移動可能に嵌入された円柱状の永久磁石体とを有するマグネット構体を具備し、
上記外装スリーブの一方の端部には、上記外装スリーブの内部に挿通する冷却用流体供給口と、同端部から上記外装スリーブの内部に向かって延びる内管に連結される冷却用流体排出口とが設けられ、
上記外装スリーブの内周と上記永久磁石体の外周との間に間隙が形成され、
上記永久磁石体には、軸心に沿って、上記内管が挿通される中空部が形成され、
上記冷却用流体供給口から冷却用流体が強制的に供給され、この冷却用流体が上記間隙を軸方向に沿って通流され更に上記中空部及び内管を通して上記冷却用流体排出口から排出される
ことを特徴とする冷却機能付き除鉄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石を使用して原材料中から磁性物を除去／選別する永久磁石式の除鉄装置に関し、より詳細にいうと、磁性粒体を吸着するための永久磁石を効果的に冷却することができる冷却機能付き除鉄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、永久磁石式除鉄装置は、例えば、特許文献１に示されるように、食品類素材や化成品類（合成樹脂）素材などの原材料中に混入している磁性物（鉄分などの磁性成分を有する磁性金属の粒子乃至小片状物体、或いは、該磁性金属を含有する粒子乃至小片状の磁性又は弱磁性物体をいう。）を永久磁石により異物として選別し除去するのに用いられ、永久磁石式異物選別機などとも呼ばれている。
【特許文献１】特開２０００−２３７６２７（図１）
【０００３】
このような永久磁石を用いた除鉄装置においては、永久磁石を収納したマグネット構体の表面に原材料中の異物を付着させて選別・除去するが、異物除去の処理対象である原材料が、例えば、合成樹脂素材のように、高温の原材料である場合には、原材料と接触する構体表面が高温の合成樹脂素材にさらされるので、構体内部の永久磁石も高い温度になってしまい磁力の低下が生じる。また、一旦、このように磁力が低下すると、温度を下げても元の磁力を回復することができないという不可逆性を呈する。従って、温度上昇による磁力低下は極めて深刻な問題となる。
【０００４】
除鉄装置に用いられるマグネット構体は、例えば、特許文献１の図１（２）に示されるように、薄肉の保護用円筒状ステンレス製外装スリーブの中に棒状永久磁石体が嵌入され、この棒状永久磁石体は、永久磁石片と軟鉄製極板を交互に挿入して両末端部を溶接止めした構造となっている。この永久磁石片に使用される永久磁石材料には、磁力が大きい所謂「超高磁力」永久磁石が用いられ、特に、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系のネオジウム・鉄・ボロン磁石（以下、「ネオジウム磁石」という）や、Ｓｍ−Ｃｏ系のサマリウム・コバルト磁石（以下、「サマリウム磁石」という）が実用化されているが、表１に示されるように、処理対象の原材料温度（常用温度）の最大値に応じて使い分けている。
【表１】
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【０００５】
すなわち、永久磁石の耐熱性には限界があり、所謂“特定温度”以上の高温環境下で使用すると、棒状永久磁石体の磁力は低下し、それに伴い、異物除去機能（除鉄能力）も低下してしまう。従って、９０℃以下の温度環境においては、図１上段のネオジウム・鉄・ボロン磁石（ネオジウム磁石）を使用することができる。この場合、原材料との接触部であるマグネット構体の外装スリーブ表面には１．０〜１．１テスラという高磁力を得ることができるので、除鉄装置には好適である。しかしながら、９０℃を超える温度環境においては、常用温度の高い図１下段のサマリウム・コバルト磁石（サマリウム磁石）を使用せざるを得ず、接触部表面磁力の低下は避けることができなかった。
【０００６】
より詳しくいうと、サマリウム磁石（Ｓｍ−Ｃｏ）を使用した場合には、ネオジウム磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）と比較して次のような問題点がある：
（１）接触部表面磁力が低く（０．８〜０．９テスラ）、従って、除鉄能力が低い。
（２）コストが高い。
【０００７】
特に、（１）の磁力低下の問題については、磁力低下によって異物混入が起こると、製造者による除鉄装置の自主回収が必要になったり、或いは、不祥事発覚による除鉄装置の返品が生じるなど、製造者の企業にとって死活問題となる。つまり、除鉄装置を使用するユーザからは、いかなる使用環境においても、少しでも表面磁力（除鉄能力）が高いマグネット構体の利用が常に求められている。
【０００８】
また、除鉄能力を優先して、実際に、ネオジウム磁石を使用した除鉄装置について９０℃以上の原材料温度環境におけるマグネット構体の特性実験をすると、やはり、次の通りの問題点が確認された：
（ａ）１００℃においては、７，０００時間経過するごとに、マグネット構体の外装スリーブ表面磁力が０．１テスラ低下する。
（ｂ）マグネット構体内部の永久磁石片は、成型強度が低下して組織が崩壊しやすくなり、永久磁石片の組織が崩壊した場合、表面磁力は大幅に低下する。
【０００９】
特に、（ｂ）の点については、外装スリーブ内で崩壊するため、外観から目視することでは崩壊が分からず、定期的に磁力測定を実施しない限り崩壊等の劣化を発見できないことも、高磁力を求める除鉄装置ユーザにとって大間題となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、このような事情に鑑み、マグネット構体の外装スリーブと構体内部の永久磁石体との間に冷却媒体を通す効果的な冷却構造を用いることにより、ネオジウム磁石のような超高磁力の永久磁石を使用することができ、しかも、例えば、９０℃を超えるような高温度環境下においても磁力の低下を起こすことがない冷却機能付き除鉄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の主たる特徴に従うと、円筒状の外装スリーブ（１ｃ）とこの外装スリーブ（１ｃ）の内部に嵌入された円柱状の永久磁石体（１ａ）とを有するマグネット構体（１）を具備し、外装スリーブ（１ｃ）の内周と永久磁石体（１ａ）の外周との間に間隙（Ｇｐ）が形成され、この間隙（Ｇｐ）に軸方向に沿って冷却用流体（Ｃｍ）が強制的に通流される冷却機能付き除鉄装置〔請求項１〕が提供される。なお、括弧書きは、理解の便の為に付した実施例の参照記号乃至用語である。
【００１２】
また、この発明の別の特徴に従うと、円筒状の外装スリーブ（１ｃ）とこの外装スリーブ（１ｃ）の内部に嵌入された円柱状の永久磁石体（１ａ）とを有するマグネット構体（１）を具備し、永久磁石体（１ａ）には軸心に沿って内空部（１ｂ；１ｉ，１ｊ）が貫通し、外装スリーブ（１ｃ）の一方の端部（１ｅ）には、外装スリーブ（１ｃ）の内部に挿通する冷却用流体供給口（１ｆ）と内空部（１ｂ；１ｉ，１ｊ）に連通される冷却用流体排出口（１ｇ）とが設けられ、外装スリーブ（１ｃ）の内周と永久磁石体（１ａ）の外周との間に間隙（Ｇｐ）が形成され、冷却用流体供給口（１ｆ）から冷却用流体（Ｃｍ）が強制的に供給され、この冷却用流体（Ｃｍ）が間隙（Ｇｐ）に軸方向に沿って通流され更に内空部（１ｂ；１ｉ，１ｊ）を通して冷却用流体排出口（１ｇ）から排出される冷却機能付き除鉄装置〔請求項２〕が提供される。
【００１３】
さらに、この発明の他の特徴に従うと、円筒状の外装スリーブ（１ｃ）とこの外装スリーブ（１ｃ）の内部に軸方向移動可能に嵌入された円柱状の永久磁石体（１ａ）とを有するマグネット構体（１）を具備し、外装スリーブ（１ｃ）の一方の端部（１ｅ）には、外装スリーブ（１ｃ）の内部に挿通する冷却用流体供給口（１ｆ）と、同端部（１ｅ）から外装スリーブ（１ｃ）の内部に向かって延びる内管（１ｊ）に連結される冷却用流体排出口（１ｇ）とが設けられ、外装スリーブ（１ｃ）の内周と永久磁石体（１ａ）の外周との間に間隙（Ｇｐ）が形成され、永久磁石体（１ａ）には、軸心に沿って、内管（１ｊ）が挿通される中空部（１ｉ）が形成され、冷却用流体供給口（１ｆ）から冷却用流体（Ｃｍ）が強制的に供給され、この冷却用流体（Ｃｍ）が間隙（Ｇｐ）に軸方向に沿って通流され更に中空部（１ｉ）及び内管（１ｊ）を通して冷却用流体排出口（１ｇ）から排出される冷却機能付き除鉄装置〔請求項３〕が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
この発明による冷却機能付き除鉄装置においては、マグネット構体（１）は、円筒状の外装スリーブ（１ｃ）の内部に円柱状の永久磁石体（１ａ）が嵌入され、外装スリーブ（１ｃ）の内周と永久磁石体（１ａ）の外周との間に間隙（Ｇｐ）が形成される構造を有し、この間隙（Ｇｐ）に、軸方向に沿って、常温空気などの冷却用流体（Ｃｍ）を強制的に連続して通流させるようにしている。従って、この発明によれば、マグネット構体は、内部を通流する常温空気などの冷却用流体によって強制冷却され、高温の原材料を処理対象としても、マグネット構体内部の温度が上昇せず、永久磁石体を一定の温度以下に抑えることができる。
【００１５】
また、この発明による冷却機能付き除鉄装置においては、マグネット構体（１）は、円筒状の外装スリーブ（１ｃ）の内部に円柱状の永久磁石体（１ａ）が嵌入されて成り、外装スリーブ（１ｃ）の内周と永久磁石体（１ａ）の外周との間に間隙（Ｇｐ）が形成されると共に、永久磁石体（１ａ）を軸心に沿って内空部（１ｂ；１ｉ，１ｊ）が貫通し、外装スリーブ（１ｃ）の一方の端部（１ｅ）に冷却用流体供給口（１ｆ）及び冷却用流体排出口（１ｇ）を設け、冷却用流体供給口（１ｆ）を外装スリーブ（１ｃ）の内部に挿通し、冷却用流体排出口（１ｇ）を内空部（１ｂ；１ｉ，１ｊ）に連通（連結乃至連絡）するという構造を有し、常温空気などの冷却用流体（Ｃｍ）を冷却用流体供給口（１ｆ）から強制的に供給して、軸方向に沿って間隙（Ｇｐ）を通流させ更に内空部（１ｂ；１ｉ，１ｊ）を通して冷却用流体排出口（１ｇ）から排出させるようにしている。従って、この発明によれば、常温空気などの冷却用流体によってマグネット構体の内部を強制冷却して、高温の原材料を処理対象としても、マグネット構体内部の永久磁石体を一定の温度以下に抑えることができ、しかも、冷却用流体の給排のために、スリーブの一端に冷却用流体の供給口及び排出口を設けるという簡便な構造を採用することができる。
【００１６】
さらに、この発明による冷却機能付き除鉄装置においては、マグネット構体（１）は、円筒状の外装スリーブ（１ｃ）の内部に円柱状の永久磁石体（１ａ）が嵌入され、外装スリーブ（１ｃ）の内周と永久磁石体（１ａ）の外周との間に間隙（Ｇｐ）が形成されると共に、外装スリーブ（１ｃ）の一方の端部（１ｅ）に冷却用流体供給口（１ｆ）及び冷却用流体排出口（１ｇ）を設け、冷却用流体供給口（１ｆ）を外装スリーブ（１ｃ）の内部に挿通し、同端部から外装スリーブ（１ｃ）の内部に向かって延びる内管に冷却用流体排出口（１ｇ）を連結し、永久磁石体（１ａ）は、軸方向に沿って形成された中空部（１ｉ）に内管（１ｊ）を挿通して、軸方向に移動可能とした構造を有し、常温空気などの冷却用流体（Ｃｍ）を冷却用流体供給口（１ｆ）から強制的に供給して、軸方向に沿って間隙（Ｇｐ）を通流させ更に中空部（１ｉ）及び内管（１ｊ）を通して冷却用流体排出口（１ｇ）から排出させるようにしている。従って、この発明によれば、常温空気などの冷却用流体によってマグネット構体の内部を強制冷却して、高温の原材料を処理対象としても、マグネット構体内部の永久磁石体を一定の温度以下に抑えることができるだけでなく、外装スリーブの一端に冷却用流体の供給口及び排出口を設けるという簡便な構造を採用し、冷却用流体排出口から移動用流体を供給することにより永久磁石体を清掃位置に移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔マグネット構体の構造例（１）〕
この発明の一実施例（第１実施形態）による冷却機能付き除鉄装置では、マグネット構体の外装スリーブと構体内部の棒状永久磁石体との間に冷却媒体を通す冷却構造を用いることによって、高温度環境下においても棒状永久磁石体の温度上昇を防止することにより、ネオジウム磁石のような超高磁力の永久磁石を使用することができる。図１は、この発明の第１実施形態による冷却機能付き除鉄装置の要部をなすマグネット構体の構造の一例を表わす図であり、図１（１）は、この除鉄装置のマグネット構体の全体図を示し、図１（２）は、図１（１）に示された枠Ｐで囲まれた部分の拡大図を示す。
【００１８】
ここで、図１を用いて、この発明の一実施例による冷却機能付き除鉄装置の要点を極く簡単に説明しておく。マグネット構体１は、円筒状の外装スリーブ１ｃの内部に円柱状の永久磁石体１ａが嵌入されて構成される。外装スリーブ１ｃの内周と永久磁石体１ａの外周との間には間隙Ｇｐが形成され、永久磁石体１ａには軸心に沿って内空部１ｂが貫通する。外装スリーブ１ｃの一方の端部をなす封止キャップ１ｅには冷却用流体供給口及び排出口１ｆ，１ｇが設けられ、冷却用流体供給口１ｆは外装スリーブ１ｃの内部に挿通し、冷却用流体排出口１ｇは内空部１ｂに連結される。そして、常温空気などの冷却用流体Ｃｍが冷却用流体供給口１ｆから強制的に供給され、軸方向に沿って間隙Ｇｐに通流し更に内空部１ｂを通して冷却用流体排出口１ｇから排出される。
【００１９】
以下、図１に従って、より詳しく説明していく。図１（１）において、マグネット構体１は、「永久棒磁石」とも呼ばれる棒状永久磁石体１ａ、円筒状の空気排出用パイプ（内管）１ｂ、円筒状のステンレス鋼製外装スリーブ１ｃ、ステンレス鋼製エンドナット１ｄ、硬質合成樹脂製封止キャップ１ｅなどを備える。
【００２０】
外装スリーブ１ｃ、円盤状のエンドナット１ｄ及び封止キャップ１ｅは、マグネット構体１の外殻要素であり、エンドナット１ｄは、外装スリーブ１ｃの底部（図示左側）内面に溶接で固定される。この除鉄装置は、このような多数のマグネット構体１を原材料供給路に設けたものであり、原材料供給路の一方の側壁２にエンドナット１ｄを固定し、これに対向する他方の側壁３に封止キャップ１ｅを固定することにより、各マグネット構体１を原材料供給路に設置することができる。
【００２１】
また、これら外殻要素１ｃ〜１ｅによって、密閉されたスリーブ内空間が形成される。封止キャップ１ｅは、外装スリーブ１ｃの頂部（図示右側）内面に結合され、軸方向に沿って形成された２つの円柱状の貫通孔には、夫々、ウレタンチューブ製の空気供給口１ｆ及び排気口１ｇが設けられる。従って、空気供給口１ｆは、一方の貫通孔を通じて図示右側のスリーブ内空間に連通する。また、排気口１ｇは、中心軸に沿う他方の貫通孔を通じて空気排出用パイプ１ｂの一方側と連通する。
【００２２】
外殻要素１ｃ〜１ｅにより形成されるスリーブ内空間内には、棒状永久磁石体１ａが収納され、棒状永久磁石体１ａと外装スリーブ１ｃとの間には、例えば、１０分の１ｍｍ（ミリメートル）オーダー（例えば、０．３ｍｍ）の微小な間隙Ｇｐが形成される。従って、この間隙Ｇｐは、軸方向に直角な断面は円環（リング）状を呈している。なお、間隙Ｇｐの断面積は空気排出用パイプ１ｂの断面積より小さいことが好ましい。さらに、排気口１ｇと連通し棒状永久磁石体１ａを貫通する空気排出用パイプ１ｂは、冷媒空気の排出路として機能する中空部材であり、他方側の末端部がエンドナット１ｄの内側の凹部に嵌入され、この末端部近傍の周面に設けられた多数の開口を通じて図示左側のスリーブ内空間に連通する。
【００２３】
棒状永久磁石体１ａは、所定の強度を有する円柱乃至円盤状の第１及び第２端部ピース（ダミーピース）Ｄｍ１，Ｄｍ２を両端に備え、両端部ピースＤｍ１，Ｄｍ２間には、円柱乃至円盤状の多数の磁石ピースＭ１，Ｍ２，…，Ｍｎが、端面磁極の極性を反対にした状態で（隣接磁石ピースの対向する端面が同極性）直列に配置される。これら磁石ピースＭ〜Ｍｎには、例えば、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂ系のネオジウム磁石などの超高磁力の永久磁石が好適に使用される。なお、両端部ピースＤｍ１，Ｄｍ２は、棒状永久磁石体１ａを組み立てるための端部材であり、各ピースＤｍ１，Ｍ１〜Ｍｎ，Ｄｍ２間には、原材料中の磁性物を外装スリーブ１ｃの表面に吸引させるための円盤状の除鉄用鉄製極板Ｐｔが介在している。
【００２４】
そして、これら第１及び第２端部ピースＤｍ１，Ｄｍ２、磁石ピースＭ１〜Ｍｎ及び極板Ｐｔは、何れも軸心部分に穴が開けられており、それらの中心軸に沿って各穴を貫通する空気排出用パイプ１ｂに固定されており、パイプ１ｂの両端に近い部分の外面に形成されたネジ山と両端部ピースＤｍ１，Ｄｍ２の軸孔面に形成されたネジ溝とがしっかりと係合されて、全体的に円柱状（棒状）を呈する棒状永久磁石体１ａが組み立てられる。
【００２５】
つまり、第１端部ピースＤｍ１のネジ溝に空気排出用パイプ１ｂの一方側のネジ山を係合させて第１端部ピースＤｍ１をパイプ１ｂにしっかりと結合した後、順次、極板Ｐｔ及び磁石ピースＭ１〜Ｍｎを交互に重ねて行き、最後に、パイプ１ｂの他方側のネジ山に第２端部ピースＤｍ２のネジ溝に係合させ、パイプ１ｂに対して端部ピースＤｍ２を緊縮方向に回転させて、極板Ｐｔ及び磁石ピースＭ１〜Ｍｎを両端から強く締め付けてパイプ１ｂに端部ピースＤｍ２をしっかりと結合することによって、パイプ１ｂで堅固に一体化された中空の棒状永久磁石体１ａが構成される。
【００２６】
封止キャップ１ｅの空気供給口１ｆは、空気供給管（チューブ）及び空気供給制御用電磁弁を介して、エアコンプレッサ（空気圧縮機）に連結され、空気供給制御用電磁弁は、制御装置により制御される（何れも図示せず）。また、排気口１ｇには、適当な排気管（チューブ）を連結することができる。
【００２７】
除鉄装置の稼働時には、原材料供給路を通過する合成樹脂素材などの高温原材料中の異物を外装スリーブ１ｃに付着させて原材料から異物を除去する。その際、上述した空気供給機構によって、制御装置で空気供給制御用電磁弁を開いて、エアコンプレッサから、例えば、０．３ＭＰａ（メガパスカル）〔＝３ｂａｒ（バール）〕程度の常温（例えば、２６℃）の空気Ｃｍを冷却媒体（冷媒）として強制的にマグネット構体１内を通流させる。この場合、空気供給口１ｆから冷却媒体としてマグネット構体１に供給される常温空気Ｃｍは、図１（１）に矢印で示されるような経路でマグネット構体１内を冷却する。
【００２８】
つまり、空気供給口１ｆから冷却用流体として供給される常温空気Ｃｍは、まず、図示右側のスリーブ内空間に導入され、次いで、図１（２）の拡大図に示すように、棒状永久磁石体１ａと外装スリーブ１ｃとの間に形成された微小な間隙Ｇｐを通過する。この間隙Ｇｐは、外装スリーブ１ｃのほぼ全内周面と棒状永久磁石体１ａの全外周面とにわたる広い面積の面の間に僅かの距離を隔てて形成される薄くて広い（表面積が大きい）空間であるため、ここを通る冷媒空気は、高温の外装スリーブ１ｃ及び外装スリーブ１ｃから熱伝達を受ける棒状永久磁石体１ａの外面側から効率よく熱を奪って熱交換を行い、これらを効果的に冷却する。
【００２９】
そして、外装スリーブ１ｃ及び棒状永久磁石体１ａ外面側との熱交換によって温度が上がった冷媒空気は、図示左側のスリーブ内空間を経て、空気排出用パイプ１ｂの円柱状のまとまった（表面積が最小）空間を通るので、パイプ１ｂにおいて、外装スリーブ１ｃ及び棒状永久磁石体１ａの外面側から奪った熱を棒状永久磁石体１ａの軸心側に殆ど放出することなく、排気口１ｇから排出される。
【００３０】
従って、図１の構造を採用した除鉄装置によると、常温空気（例えば、６０℃）Ｃｍを冷却媒体に使用しても、マグネット構体１１内の棒状永久磁石体１ａの温度を所定の目安温度（例えば、６０℃）以下にすることができ、除鉄能力を低下させることなくネオジウム磁石などの超高磁力の永久磁石を用いることができる。
【００３１】
〔実験結果の例〕
次に、実験結果の一例を示す。この実験では、アドバンテック製オイルバス“ＴＢＸ１８２ＳＡ型”及び柴田化学製スターラ“ＭＧＰ−３０１型”を用いて、シリコンオイルを常時１００℃に加熱撹拌しておき、ガラス製棒温度計（計測可能範囲０〜２００℃）で、油面下約３０ミリ位置の油温を計測、油温データの読み取り数値とした。また、このシリコンオイルにマグネット構体１を入れて、マグネット構体１内部の棒状永久磁石体１ａ及び排出空気（排気）の温度を計測するために、この棒状永久磁石体１ａを構成する永久磁石片の表面より深さ約５ミリの位置及びウレタンチューブ製排出口１ｇ内にオムロン社製シース型熱電対（リード線直出し型）“Ｅ５２−ＣＡ１５Ａ型”を固定し、オムロン社製温度指示計“Ｋ３ＭＡ−Ｌ型”にて、各熱電対の読み出し数値を℃単位でデジタル表示し、棒状永久磁石体１ａ及び排気温度データの読み取り数値とした。
【００３２】
この実験による１つの結果として、常温（２６℃）の冷媒空気Ｃｍの空気圧が０．３ＭＰａのときの経過時間、油温、棒状永久磁石体１ａの温度及び排気温度の計測結果の値を表２に示す。表２に示されるように、０．３ＭＰａの空気Ｃｍを供給したときは、供給開始時６５℃あった棒状永久磁石体１ａは約１８分で５７℃まで下がり安定した。（安定後の計測結果は省略）
【表２】
2006035113.tif 000004
【００３３】
この実験結果から、間隙Ｇｐに対して、２６℃以下の空気を０．３Ｍｐａ以上で連続供給することで、１００℃の原材料を処理しているときの棒状永久磁石体内の永久磁石片の温度を５７℃以下にすることができ、時間経過後も上昇することがないことが確認された。つまり、前述のように、マグネット構体１の棒状永久磁石体１ａと外装スリーブ１ｃとの間に形成される微小な間隙Ｇｐに常温（室温）の冷媒空気〔例えば、０．３ＭＰａ以上の２６℃空気〕Ｃｍを通流させることにより、棒状永久磁石体１ａを所定の目安温度〔例えば、６０℃〕以下に維持することができることが、実験によっても明らかとなった。
【００３４】
〔マグネット構体の構造例（２）〕
次に、この発明の一実施例（第２実施形態）によると、棒状永久磁石体内を貫通する空気排出用パイプを省略して棒状永久磁石体の組立てを簡単にすることができる。図２は、この発明の第２実施形態による冷却機能付き除鉄装置の要部の構造を示す。すなわち、図２に示すように、図１のマグネット構体１ａにおいて、空気排出用パイプ１ｂに代えて、単に、棒状永久磁石体１ａを固定しエンドナット１ｄ・封止キャップ１ｅ間で支持する軸部材１ｈを用い、排気口１ｇを封止キャップ１ｅ側からエンドナット１ｄ側に移して、側壁２の凹所に設けた開口の場所に位置させても、所望の冷却効果が得られる。
【００３５】
〔マグネット構体の構造例（３）＝清掃機能付き除鉄装置への適用例〕
この発明による基本的な技術思想は、マグネット構体において、棒状永久磁石体と外装スリーブとの間に微小な間隙を形成し、この間隙に冷媒空気を通流させる点にある。そこで、この発明の一実施例（第２実施形態）によると、このような冷媒空気の通流によりマグネット構体を冷却する技術思想を、同様の間隙を備える清掃機能付き除鉄装置に適用することができる。
【００３６】
図３は、この発明の第３実施形態による冷却機能付き除鉄装置の要部構造図であり、図３（１）は、除鉄装置が稼働中のマグネット構体を示し、図３（２）は、この除鉄装置のマグネット構体を稼働位置から清掃位置に移動する際の動作を説明するための図である。なお、この清掃機能付き除鉄装置は、既に特開平２００４−１４８１５０号公報で提案されているので、詳細はこれを参照されたい。
【００３７】
図３において、図２と同一の参照記号は、同一の構成要素を示すが、封止キャップ１ｅに設けられた空気供給口１ｆは排気口としても利用され、排気口１ｇは空気供給口としても利用される。また、空気排出路を提供する中空部材には、空気排出用パイプ１ｂに代えて、中空チューブ１ｉ及び空気給排用パイプ１ｊが用いられ、外殻要素１ｃ〜１ｅにより形成されるスリーブ内空間は、図２のマグネット構体に比べて軸方向にほぼ２倍長い。
【００３８】
第１及び第２端部ピースＤｍ１，Ｄｍ２、磁石ピースＭ１〜Ｍｎ及び極板Ｐｔは、これらの軸心を挿通する中空チューブ１ｉの両端部周面のネジ山と両端部ピースＤｍ１，Ｄｍ２のネジ溝とがしっかりと係合させることによって一体化されて、棒状永久磁石体１ａが構成される。この中空チューブ１ｉの内径は空気給排用パイプ１ｊの外径より僅かに（例えば、０．１ｍｍ以下）大きく、棒状永久磁石体１ａは中空チューブ１ｉ内に空気給排用パイプ１ｊを挿通しつつ、スリーブ内空間内を軸方向に移動することができる。そして、空気給排用パイプ１ｊは、外装スリーブ１ｃの軸心に位置するように、一端が封止キャップ１ｅ内にしっかりと固定され、他端側がスリーブ内空間の大部分に入りこんでいる。
【００３９】
この実施形態の除鉄装置では、複数の同一構造のマグネット構体１が端部固定板４及び中間支持板５に固定される。すなわち、エンドナット１ｄは、他の同一構造のマグネット構体と共に、端部固定板４に固定され、外装スリーブ１ｃの中間部も、ＯリングＯｒを介して、他のマグネット構体１と共に、中間支持板５に固定される。また、両板４，５で固定された複数のマグネット構体１は、原材料供給路の側壁３に設けられた開口部内を移動可能である。すなわち、中間支持板５は、図示しない駆動機構によって、これに固定された全てのマグネット構体１を図示の左右方向に移動させることができる。なお、単一のマグネット構体１を独立して移動させる構造を採用する場合は、端部固定板４が省略され、１つのマグネット構体１が、対応する１つの中間支持板５にそれぞれ固定される。
【００４０】
除鉄装置の稼働時には、マグネット構体１は、マグネット構体と共に、他の図３（１）の稼働位置にあり、端部固定板４は原材料供給路の側壁２の外面に密着し、遮断板とも呼ばれる中間支持板５は、側壁３の開口部を原材料供給路の外側から塞ぎ、原材料供給路を通過する合成樹脂素材などの高温原材料中の異物を外装スリーブ１ｃに付着させて原材料から異物を除去する。その際、制御装置により空気供給制御用電磁弁を開いて、エアコンプレッサから、例えば、０．３ＭＰａ程度の常温空気Ｃｍ（例えば、２６℃）を冷却媒体（冷媒）として、図３（１）に矢印で示されるような経路で、強制的にマグネット構体１内を通流させる。
【００４１】
つまり、先に図１に関して説明したように、空気供給口１ｆからの冷媒空気Ｃｍは、図示右側の広いスリーブ内空間を通った後、棒状永久磁石体１ａと外装スリーブ１ｃとの間に形成された微小な間隙Ｇｐを通過する間に、高温の外装スリーブ１ｃの内周側及び棒状永久磁石体１ａの外周側との間で効率的な熱交換を行って、これらを効果的に冷却する。
【００４２】
また、間隙Ｇｐの通過中に外装スリーブ１ｃ及び棒状永久磁石体１ａ外面側からの熱を奪って温度が上がった冷媒空気は、図示左側のスリーブ内空間を経て、棒状永久磁石体１ａの中空チューブ１ｉ及び空気給排用パイプ１ｊの円柱状のまとまった空間を通るので、中空チューブ１ｉ及び空気給排用パイプ１ｊにおいて、外装スリーブ１ｃ及び棒状永久磁石体１ａの外面側から奪った熱を棒状永久磁石体１ａの軸心側に殆ど放出することなく、排気口１ｇから排出される。
【００４３】
この除鉄装置では、所定量の稼働を終えて清掃が必要になったときは、図３（２）に示すように、制御装置による制御シーケンスに従って、自動的に、各マグネット構体１を同時に清掃位置に移動して清掃を行い、さらに、図３（１）の稼働位置に復帰させることができる。なお、この実施形態の場合、除鉄装置の稼働時即ち冷却時には、冷媒空気Ｃｍは棒状永久磁石体１ａを稼働位置に固定する方向に作用するので、棒状永久磁石体１ａが清掃位置方向に移動してしまう心配はない。
【００４４】
さて、この実施形態の清掃過程を簡単に説明しておくと、まず、清掃位置への移動の際は、中間支持板３を駆動して各マグネット構体１を全体的に図３（１）の稼働位置から端部固定板２が側壁３の開口部内面に当たる図２（２）の位置に移動する。ここで、空気供給口１ｆ及び排気口１ｇに空気送排管（チューブ）を介して連結された各空気供給制御用電磁弁を制御して、排気口１ｇを加圧空気Ａｒの供給口として機能させ、空気供給口１ｆを加圧空気の排出口として機能させる。すなわち、エアーコンプレッサからの加圧空気Ａｒ（０．７ＭＰａ程度）を、図３（２）に矢印で示すように、排気口１ｇから空気給排用パイプ１ｊを介して同図左側の狭いスリーブ内空間内に導入する。
【００４５】
この場合、冷媒空気の通路であった棒状永久磁石体１ａ・外装スリーブ１ｃ間の間隙は僅小であるため、棒状永久磁石体１ａは、エンドナット１ｂ側から加えられる加圧空気Ａｒによる圧力が有効に作用して、幅広矢印で示すように、図３（２１）に示す位置から封止キャップ１ｃに向かって移動させられる。これにより、棒状永久磁石体１ａは、最終的に、図３（２２）に示す清掃位置に到達する。この清掃位置においては、棒状永久磁石体１ａが存在せず磁力が喪失された各マグネット構体１のエンドナット１ｄ側半部の外装スリーブ１ｃの外表面に吸着されていた磁性物が自然落下し、マグネット構体外面を清掃することができる。
【００４６】
そして、清掃が終了すると、各空気供給制御用電磁弁を逆方向に制御し、図３（２２）に示す矢印とは逆方向に、加圧空気Ａｒを空気供給口１ｆから同図右側の狭いスリーブ内空間に供給して、棒状永久磁石体１ａを図３（２２）の位置から図３（２１）の位置に復帰させる。さらに、電磁弁により加圧空気の供給を停止し中間支持板３を駆動して、各マグネット構体１を全体的に図３（２１）の位置から図３（１）の稼働位置に復帰させる。そして、この清掃作業ルーチンを終了し、除鉄装置の再稼働を可能化する。
【００４７】
〔種々の実施態様〕
以上、図面を参照しつつこの発明の好適な実施例を詳述したが、この実施例は単なる一例であって、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、第３実施形態（図３）おいては、棒状永久磁石体（１ａ）を移動するために用いられる加圧空気（Ａｒ）を稼働時の冷却より高い空気圧としたが、加圧空気（Ａｒ）は、可能な空気圧であればよい。例えば、加圧空気（Ａｒ）を稼働時の冷却空気（Ｃｍ）と同じ空気圧（例えば、０．３ＭＰａ）としてもよく、清掃時には、電磁弁を切り換えるだけで、冷却用の動作空気回路をそのままの空気圧条件で使用することができる。
【００４８】
〔技術的効果の補足〕
以上説明したように、この発明による冷却機能付き除鉄装置によれば、棒状永久磁石体を構成する永久磁石ピースの材料として、これまで熱による磁力及び強度低下により使用できなかった超高磁力のネオジウム磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）を高温（例えば、１００℃）の環境下で使用することができる。また、このような超高磁力の永久磁石材料を使用することにより、少しでも高磁力を求められている除鉄装置の棒状永久磁石体につき、サマリウム磁石（Ｓｍ−Ｃｏ）と比較して高い（例えば、＋２０％）磁力改善ができる。
【００４９】
また、この発明による冷却機能付き除鉄装置によれば、冷却用流体として室温の大気を供給するだけで十分な冷却効果が得られるため、冷却媒体として空気を冷却するための大掛かりな空気冷却装置が不要となり、除鉄装置の設置箇所が空気配管のあるところであれば、どこにでも導入することができる。さらに、マグネット構体の冷却構造がシンプルでコンパクトなため、据付位置のスペース的制約を受けない、特殊な冷媒（冷却媒体）を使用していないので、トラブル時に原材料や除鉄装置周辺の環境に影響を与えない、等々、技術上の有利な諸効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の第１実施形態による冷却機能付き除鉄装置の要部構造図である。
【図２】この発明の第２実施形態による冷却機能付き除鉄装置の要部構造図である。
【図３】この発明の第３実施形態による冷却機能付き除鉄装置の要部構造図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  マグネット構体、
１ａ  永久磁石ピースＭ１〜Ｍｎ、ダミーピースＤｍ１，Ｄｍ２及び極板Ｐｔを備える棒状永久磁石体、
１ｂ  空気排出用パイプ〔内空部（材）〕、
１ｃ  外装スリーブ、
１ｄ，１ｅ  エンドナット及び封止キャップ、
１ｆ，１ｇ  空気〔冷却用流体〕供給口及び排気口、
１ｈ  軸部材、
１ｉ，１ｊ  中空チューブ及び空気給排用パイプ〔内空部（材）〕、
２，３  原材料供給路の側壁、
４，５  端部固定板及び中間支持板。
【図１】
2006035113.tif 000005
【図２】
2006035113.tif 000006
【図３】
2006035113.tif 000007