(57)【要約】  本発明の課題は、複数の磁石を周方向に配置したマグネットドラム及び磁気分離装置において、組み立て時における磁石の移動を抑制し、マグネットドラムの組み立てを容易に行うことにある。また、組み立て後のマグネットドラムにおいて、磁石の配置の変化を抑制し、マグネットドラムの設計上の機能を損なわないようにすることにある。  上記課題を解決するために、複数の磁石がホルダ上に周方向に沿って装着されたマグネットドラムであって、ホルダ上の周方向に沿って磁極面が向かい合うように磁石が配置されており、前記磁石は、周方向に移動しないように前記ホルダに係合されていることを特徴とするマグネットドラム及びそのマグネットドラムを備えた磁気分離装置を提供する。
2020017256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁石がホルダ上に周方向に沿って装着されたマグネットドラムであって、
ホルダ上の周方向に沿って磁極面が向かい合うように磁石が配置されており、
前記磁石は、周方向に移動しないように前記ホルダに係合されていることを特徴とする、マグネットドラム。
【請求項２】
前記磁石と前記ホルダは、凹部と凸部が嵌合することにより係止することを特徴とする、請求項１に記載のマグネットドラム。
【請求項３】
前記凹部は、溝であり、前記溝は、前記ホルダの周方向と交差する方向に沿って形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のマグネットドラム。
【請求項４】
前記溝が交差する方向は、前記ホルダの軸方向であることを特徴とする、請求項３に記載のマグネットドラム。
【請求項５】
前記ホルダは、複数のホルダ部品からなり、
前記ホルダ部品には、それぞれ磁石が装着されており、
前記磁石は、複数のホルダ部品を組み合わせた状態において、隣接する磁石が、それぞれ同極同士が向かい合うように配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマグネットドラム。
【請求項６】
複数の磁石がホルダを介して周方向に沿って装着されたマグネットドラムであって、
前記ホルダと前記磁石は、凹部と凸部の嵌合により係止し、
前記凹部は、溝であり、前記溝は、前記ホルダの周方向と交差する方向に沿って形成されていることを特徴とする、マグネットドラム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のマグネットドラムを備え、
前記マグネットドラムを回転させてクーラント液中の磁性体を分離することを特徴とする、磁気分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の磁石を配置したマグネットドラム及びマグネットドラムを備える磁気分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、研削加工等の金属加工では、クーラント液が使用される。これらの金属加工に使用されたクーラント液は、切削屑、切粉等を含むクーラント液として回収され、回収された使用済みクーラント液は、切削屑、切粉等を分離することで再利用される。そして、使用済みクーラント液から切削屑、切粉等を分離するための装置としては、磁石により切削屑や切粉等の磁性材料を分離する磁気分離装置が知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の磁石を配置したマグネットドラム（回転ドラム）を備え、使用済みクーラント液中の不要物（磁性スラッジ）を分離するマグネットドラム型磁気分離装置が記載されている。また、特許文献１には、マグネットドラムは、複数の磁石を配置した内筒と非磁性材からなる外筒を備え、内筒には周方向にＮ極、Ｓ極が向くよう複数の磁石を配置し、隣接する２つの磁石が同極同士で互いに向かい合うよう複数の磁石を周面の４分の３に環状の磁石列として配置することが記載されている。【０００４】
特許文献１に記載されたマグネットドラムにおける磁石の配置によると、隣接する２つの磁石間の磁束は、互いに反発し合い、そのほとんどが半径方向（外側方向）へ出ることになる。つまりは、外側に出る磁束密度を大きくすることができる。これにより、磁性体を微量しか含まないような磁性の小さい粒子まで吸着して分離することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４９４８５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マグネットドラムでは、組み立て時に隣接する磁石同士間に強い斥力や引力が発生し、マグネットドラムの周方向や外側方向に向かって磁石が移動する力が働く。そのため、マグネットドラムの組み立て時において、磁石が移動してしまい、組み立て作業に支障が生じるという問題がある。また、組み立て後においても、マグネットドラム内での磁石の配置が変化し、マグネットドラムの設計上の磁束密度を得られないおそれがある。【０００７】
そこで、本発明の課題は、複数の磁石を周方向に配置したマグネットドラム及び磁気分離装置において、組み立て時における磁石の移動を抑制し、マグネットドラムの組み立てを容易に行うことにある。また、組み立て後のマグネットドラムにおいて、磁石の配置の変化を抑制し、マグネットドラムの設計上の機能を損なわないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題について鋭意検討した結果、本発明者は、複数の磁石を配置したマグネットドラムにおいて、磁石がホルダの周方向に移動しないように、ホルダに係合することにより、組み立て時における磁石の移動を抑制できることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下のマグネットドラム及び磁気分離装置である。【０００９】
上記課題を解決するための本発明のマグネットドラムは、複数の磁石がホルダ上に周方向に沿って装着されたマグネットドラムであって、ホルダ上の周方向に沿って磁極面が向かい合うように磁石が配置されており、前記磁石は、周方向に移動しないように前記ホルダに係合されていることを特徴とするものである。
このマグネットドラムによれば、磁石がホルダの周方向に移動しないようにホルダに係合されているため、組み立て時における磁石の周方向の移動を抑制し、マグネットドラムの組み立てを容易に行うことができる。また、組み立て後のマグネットドラムにおいて、磁石の配置の変化を抑制し、マグネットドラムの設計上の機能を損なわないようにすることもできる。【００１０】
本発明のマグネットドラムの一実施態様としては、磁石とホルダは、凹部と凸部が嵌合することにより係止することを特徴とする。
この特徴によれば、ホルダと磁石を凹部及び凸部の嵌合により係止するため、ホルダと磁石以外の別部材を用いる必要がなく、磁石の移動を簡易な構造で抑制することが可能となる。また、部品数を少なくすることにより、作業効率を向上させることが可能となる。【００１１】
本発明のマグネットドラムの一実施態様としては、凹部は、溝であり、溝は、ホルダの周方向と交差する方向に沿って形成されていることを特徴とする。
この特徴によれば、ホルダの周方向と交差する方向に形成された溝によりホルダと磁石を係止するため、磁石が周方向へ移動する力に対して構造上の強度が高いという効果がある。【００１２】
本発明のマグネットドラムの一実施態様としては、溝が交差する方向は、ホルダの軸方向であることを特徴とする。
この特徴によれば、ホルダに形成された溝の方向をホルダの軸方向とすることで、嵌合させた磁石の固定化を確実に行うことができ、磁石がホルダの周方向に移動することをより確実に抑制することが可能となる。【００１３】
本発明のマグネットドラムの一実施態様としては、ホルダは、複数のホルダ部品からなり、前記ホルダ部品には、それぞれ磁石が装着されており、前記磁石は、複数のホルダ部品を組み合わせた状態において、隣接する磁石が、それぞれ同極同士が向かい合うように配置されることを特徴とする。
一つのホルダ上に磁石を装着すると、隣接する磁石を固定する際に、強い反発力や吸着力がかかるため、磁石の装着操作が困難である。上記の特徴によれば、ホルダが複数のホルダ部品からなるため、例えば、各ホルダにおいて予め磁石を離間して装着し、磁石を装着した各ホルダ部品を組み合わせることにより、容易にマグネットドラムを組み立てることが可能となる。【００１４】
上記課題を解決するための本発明のマグネットドラムは、複数の磁石がホルダを介して周方向に沿って装着されたマグネットドラムであって、前記ホルダと前記磁石は、凹部と凸部の嵌合により係止し、前記凹部は、溝であり、前記溝は、前記ホルダの周方向と交差する方向に沿って形成されていることを特徴とする。
この特徴によれば、ホルダの周方向と交差する方向に形成された溝によりホルダと磁石を係止するため、磁石が周方向へ移動する力に対して構造上の強度が高いという効果がある。また、組み立て後のマグネットドラムにおいて、磁石の配置の変化を抑制し、マグネットドラムの設計上の機能を損なわないようにすることができる。【００１５】
上記課題を解決するための本発明の磁気分離装置は、上述したマグネットドラムを回転させてクーラント液中の磁性体を分離することを特徴とする。
この磁気分離装置によれば、設計上の機能を維持した状態のマグネットドラムを用いることができるため、クーラント液のように磁性体を含む処理対象からの磁性体の分離を効率よく行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の磁石を周方向に配置したマグネットドラム及び磁気分離装置において、組み立て時における磁石の移動を抑制し、マグネットドラムの組み立てを容易に行うことができる。また、組み立て後のマグネットドラムにおいて、磁石の配置の変化を抑制し、マグネットドラムの設計上の機能を損なわないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施態様のマグネットドラムを備える磁気分離装置の構造を示す概略説明図である。
【図２】本発明の第一の実施態様のマグネットドラムにおけるホルダの構造を示す概略説明図（斜視図）である。
【図３】本発明の第一の実施態様のホルダを用いたマグネットドラムの組み立てに係る概略説明図（斜視図）である。
【図４】本発明の第一の実施態様のマグネットドラムを示す平面図である。
【図５】本発明の第一の実施態様のマグネットドラムにおける磁束の方向と流れを示す部分模式図である。
【図６】本発明の第一の実施態様のホルダにおける磁石係合部の他の態様を示す平面図である。
【図７】本発明の第二の実施態様のマグネットドラムを示す平面図である。
【図８】本発明の第三の実施態様のマグネットドラムのホルダにおける磁石係合部の構造を示す平面図である。
【図９】本発明の第四の実施態様のマグネットドラムのホルダにおける磁石係合部の構造を示す平面図である。
【図１０】本発明の第五の実施態様のマグネットドラムの構造を説明する概略説明図（  平面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のマグネットドラム及び磁気分離装置は、例えば、被処理液に含有する磁性スラッジ等の磁性体を磁力によって回収するものである。被処理液としては、磁性体を含むものであれば、特に制限されず、油性の液体でも、水溶性の液体でもよい。一般的な被処理液としては、例えば、磁性金属を被削材とする金属研磨加工機械におけるクーラント液や、鋼板等にメッキを施す装置におけるメッキ液等が挙げられる。本発明の磁気分離装置は、これらの被処理液から磁性体を回収して、被処理液を清浄化することができる。その他、本発明のマグネットドラム及び磁気分離装置は、例えば、産業廃棄物からの有用金属・希少金属の回収や、飲料や食用油等からの異物の除去等に利用することもできる。
【００１９】
以下に、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
〔第一の実施態様〕
＜磁気分離装置＞
図１には、本発明の第一の実施態様の磁気分離装置１００の構造を示す。本発明の磁気分離装置１００は、矩形状の筐体からなる本体１と、本体１の幅方向にわたって懸架され、磁性スラッジを磁着して被処理液の外部に排出するマグネットドラム２を具備する。また、本体１には、本体１内に磁性スラッジ（磁性体）を含む被処理液を投入する投入部５と、磁性スラッジを除去された処理液を排出する処理液排出部６ａと、磁性スラッジを排出する磁性体排出部６ｂを備えている。なお、マグネットドラム２は、投入部５と処理液排出部６ａの間に配置されている。
【００２０】
本体１の下部には、マグネットドラム２の形状に沿って形成された底板１ａが設けられ、被処理液を貯留する液溜め部１ｂが形成されている。ポンプ等により本体１へ供給された被処理液は、投入部５から流入し、液溜め部１ｂに一時的に貯留された後、マグネットドラム２と底板１ａの間を通過する。マグネットドラム２と底板１ａの間を通過する際に、マグネットドラム２の磁束により被処理液に含まれる磁性スラッジがマグネットドラム２に付着する。マグネットドラム２により磁性スラッジが除去された処理液は、底板１ａを越流して、処理液排出部６ａから排出される。
【００２１】
また、本体１の内部には、投入部５と離間して整流壁９が設置されている。整流壁９は、本体１の天面から吊り下げられた板材からなり、その下端は、液溜め部１ｂに貯留された被処理液の液面下に位置する。流入した被処理液は、整流壁９と底板１ａの間を通過する際に流速が高まるため、整流壁９は、液溜め部１ｂの底部への磁性スラッジの堆積を抑制するという効果を奏する。
【００２２】
＜マグネットドラム＞
マグネットドラム２は、磁性スラッジを磁着して被処理液から分離するものである。図１に示すように、マグネットドラム２は、被処理液の流れに対して直交する方向に、略水平に軸支され、下側略半分を被処理液の液面下に浸し、上側略半分は液面から出るように設置されている。
【００２３】
マグネットドラム２は、内筒２ａと外筒２ｂの二つの円筒体と、内筒２ａの外周にホルダ２０を介して固定された複数の磁石３により構成されている。ホルダ２０の構造及び磁石３の配置については後述するが、複数の磁石３は、外筒２ｂの外周面に所定の磁力を作用させて外筒２ｂの外周面に磁性スラッジを磁着させることができる。なお、二つの円筒体は、ステンレス鋼等の非磁性材で形成されており、円筒体からは磁力が発生しない。
【００２４】
内筒２ａは固定して設置されており、内筒２ａの外周に固定された複数の磁石３の配置により外筒２ｂの外周面に磁力を作用させる範囲を設定することができる。外筒２ｂの外周面に磁力を作用させる範囲は、マグネットドラム２の外径や、後述するスクレーパ７の位置等によって適宜設計する。第一の実施態様の磁気分離装置１００では、マグネットドラム２が液溜め部１ｂに浸漬する部分から頂上部までの外筒２ｂの外周面の略３／４の範囲に磁力を作用させている。また、外筒２ｂの外周面の残りの略１／４には、磁石を配置せず、磁力を作用させていない。
一方、外筒２ｂは内筒２ａと同軸に設置され、モータ４の駆動力により回転する。なお、外筒２ｂの回転方向は、下方を通過する被処理液の流れと逆方向（図１の紙面から見て反時計回り）である。
【００２５】
また、図１に示すように、マグネットドラム２の頂上部近傍には、マグネットドラム２に磁着した磁性スラッジから液分を搾り取るためのローラ８、液分を絞り取られた磁性スラッジをマグネットドラム２から掻き取るためのスクレーパ７が設置されている。
ローラ８は、ゴム等の弾性体を表面に配してあり、所定の押圧でマグネットドラム２の外筒２ｂの外周面に当接されている。
スクレーパ７は、磁力の作用しない領域に設置され、マグネットドラム２の外筒２ｂの外周面に当接している。
【００２６】
次に、マグネットドラム２の作動について説明する。被処理液に浸漬しているマグネットドラム２の外周面には、磁力の作用によって磁性スラッジが付着する。ここで、マグネットドラム２の外筒２ｂを回転すると、磁性スラッジは、マグネットドラム２の外周面に磁着しつつ、外筒２ｂの外周面との摩擦力によって外筒２ｂの回転方向に移動する。そして、マグネットドラム２の外周面とローラ８との間を磁着された磁性スラッジが通過することにより、磁性スラッジの液分が絞り取られるため、液分の少ない磁性スラッジを分離回収することができる。次いで、液分を絞り取られた磁性スラッジは、磁力の作用しない位置に移動し、スクレーパ７により、マグネットドラム２の外周面から掻き取られる。掻き取られた磁性スラッジＳは、磁性体排出部６ｂから排出される。
【００２７】
なお、第一の実施態様では、一つのマグネットドラム２を備えた磁気分離装置を例示したが、本発明の磁気分離装置は、複数のマグネットドラムを備えたものでもよい。
また、第一の実施態様では、内筒２ａを固定し、外筒２ｂが回転するマグネットドラムを例示したが、本発明のマグネットドラムは、外筒２ｂを固定し、内筒２ａを回転させるものとしてもよい。また、必ずしも内筒２ａや外筒２ｂが設けられていなくともよい。例えば、内筒２ａが設けられることなく回転軸部に直接ホルダ２０が固定されており、回転軸部或いは外筒２ｂが回転させることでマグネットドラムが回転するようなものであってもよい。
【００２８】
［ホルダ］
図２は、本発明の第一の実施態様のマグネットドラムにおけるホルダの構造の概略説明図（斜視図）を示す。
ホルダ２０はステンレス（ＳＵＳ３０４など）、Ｃｕ、Ａｌ、真鍮等の非磁性材で構成されており、磁石３が周方向に移動しないように、ホルダ２０と磁石３を係合するための構造である磁石係合部２１を有している。また、ホルダ２０には、磁石３同士の間にヨーク２２を挟設することができるようにヨーク固定部２３を設け、磁力の制御を行うものとしてもよい。
【００２９】
まず、ホルダ２０における磁石３の配置について説明する。図２に示すように、ホルダ２０には、磁石係合部２１が一定の間隔をあけて形成されており、磁石係合部２１には、ホルダ２０の周方向に対して隣接する磁石３の磁極面が向かい合うように磁石３が係合する。これにより、ホルダ２０に磁石３を係合する際に、磁石３同士の反発力、吸着力を抑制した状態で作業を行うことが可能となる。
【００３０】
次に、ホルダ２０における磁石３を係合する構造である磁石係合部２１について説明する。ホルダ２０と磁石３は、凹部と凸部が嵌合して係止するものであり、ホルダ２０側に設けられる磁石係合部２１の一例としては、ホルダ２０に溝を設けることが挙げられる。この溝の形状に合わせて、磁石３の一部を加工し、ホルダ２０と磁石３を嵌合することで、別部材を設けることなく、磁石３を確実にホルダ２０に固定することが可能となる。
【００３１】
また、ホルダ２０に設ける溝の方向は、ホルダ２０の周方向と交差する方向に沿って形成することが好ましい。これにより、磁石３がホルダ２０の周方向に移動する作用に対して、構造上の強度が高まるため、磁石３がホルダ２０の周方向に移動することをより確実に抑制することが可能となる。さらに、ホルダ２０に設ける溝の方向は、ホルダ２０の軸方向とすることが特に好ましい。これにより、磁石３がホルダ２０の周方向に移動する作用に対して、磁石３を係止する方向が直交する状態となるため、磁石３がホルダ２０の周方向に移動することをより抑制することが可能となる。
【００３２】
図２には、磁石係合部２１としてホルダ２０に設ける溝の形状の一例として、ホルダ２０に形成したアリ溝２１ａと、磁石３の底部をアリ溝２１ａに合わせて加工した凸部を示している。図２に示すように、アリ溝２１ａによってホルダ２０と磁石３を嵌合させることにより、ホルダ２０上の周方向における磁石３の移動を制限するだけではなく、磁石３の反発力によりホルダ２０の外側に向かって働く力に対しても、磁石３の移動を抑制することが可能となる。
【００３３】
図３は、本発明の第一の実施態様のホルダを用いたマグネットドラムの組み立てに係る概略説明図（斜視図）を示している。また、図４は、本発明の第一の実施態様のマグネットドラムの平面図である。
図３に示すように、本実施態様のマグネットドラム２は、磁石３を装着した２つのホルダ部品（第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂ）を有し、この第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂを組み合わせることでマグネットドラム２を形成している。図３におけるマグネットドラム２は、固定リング２４及び固定ボルト２５を用いて、それぞれのホルダに設けられた貫通孔２６を介して、第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂを一体として係止し、マグネットドラム２を形成している。
【００３４】
第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂを組み合わせる方法は特に限定されない。例えば、図３に示すようにボルトやねじなどを用いて係止する以外に、第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂ自体に、それぞれ嵌合可能な構造を設け、第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂを一体化するものとしてもよい。なお、第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂを一体とする際に、それぞれのホルダに装着された磁石同士の反発力が生じるため、圧縮機などにより圧力をかけて一体化することが好ましい。これにより、マグネットドラムの作製において、一つのホルダ上で複数の磁石の磁極面が向かい合うように配置していくよりも、磁石の反発力又は吸着力に起因する磁石の移動を抑制した状態でマグネットドラムの組み立てを行うことができ、作業を容易に行うことが可能となる。
【００３５】
図３に示すように、本実施態様のマグネットドラム２では、第１ホルダ部品２０ａに装着された磁石の磁極と第２ホルダ部品２０ｂに装着された磁石の磁極が、ホルダの周方向に向かってそれぞれが逆となるように装着されている。また、この第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂを組み合わせることで、図４に示すように、マグネットドラム２上の磁石３が、それぞれ同極同士が向かい合うように配置される。なお、図４中の黒い星印は、第１ホルダ部品２０ａ側であることを示し、白抜きの星印は、第２ホルダ部品２０ｂ側であることを示すものである。
このように複数の磁石３を配置することにより、隣接する２つの磁石３間の磁束は互いに反発し合い、そのほとんどはマグネットドラム２の半径方向に外部へ向かって出ていくこととなる。つまり、マグネットドラムの外筒２ｂの外周面に出る有効磁束が著しく増大することになる。
【００３６】
図３及び図４には、第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂを組み合わせた際に、マグネットドラム２上の磁石３が、それぞれ同極同士が向かい合うように配置されているものを示しているが、これに限定されるものではない。例えば、磁石が装着された２つのホルダを組み合わせてマグネットドラムを形成した際に、マグネットドラムの周方向に沿ってそれぞれの磁石の異極同士が向かい合うように配置するものであってもよい。
【００３７】
なお、図４に示すように、本実施態様のホルダ２０において複数の磁石３は、マグネットドラム２の外周面の略３／４の範囲に配置し、端部では磁石の大きさが漸次小さくなるように配置している。すなわち、磁石３よりも小さい磁石３ａを配置している。これは、マグネットドラム２の表面磁力が従来のマグネットドラムよりも高いため、このマグネットドラム２を磁気分離装置１００に用いて磁性スラッジＳを吸着した後、スクレーパ７だけでは掻き取れないという事態が生じうる。したがって、本実施態様のホルダ２０では、周方向に装着した磁石の端部においては漸次磁束密度が小さくなるよう、磁石３よりも磁力が小さい磁石３ａを配置し、かつマグネットドラムの外筒２ｂの外周面の残りの略１／４には、磁石を配置せず、磁力を作用させていない。
【００３８】
また、本実施態様のホルダ２０は、図２に示すように、ヨークを配するためのヨーク固定部２３を備え、隣接する２つの磁石３間にヨーク２２を挟設している。なお、ヨーク２２の材質については、例えばＳＰＣＣのような磁性材を用いることができる。なお、必ずしもヨーク２２が設けられていなくともよい。
ヨーク固定部２３の具体的な構造は、特に限定されず、例えば、図２に示すように、磁石係合部２１に近接して設けられたアリ溝２３ａであってもよく、磁石係合部２１とヨーク２２を一体化して構成するものであってもよい。また、ヨーク固定部２３は、磁石係合部２１に対して少なくとも片側一方に設けられるものであればよい。これにより、２つのホルダ部品（第１ホルダ部品２０ａ及び第２ホルダ部品２０ｂ）を組み合わせた際に、隣接する２つの磁石３間に１つのヨーク２２が配置されることになる。
【００３９】
このように隣接する２つの磁石間にヨーク２２を挟設することで、マグネットドラムの外筒２ｂの外周面に出る有効磁束の方向を容易に制御することができる。
図５は、本発明の第一の実施態様のマグネットドラムにおける磁束の方向と流れを示す部分模式図である。なお、図５中の矢印は磁束Ｍの方向を示している。
図５に示すように、隣接する２つの磁石３間の磁束が互いに対向している場合には反発し合い、磁束Ｍのほとんどがマグネットドラム２の半径方向に外部へ向かって出ていき、隣接するヨーク２２方向へ回り込む。一方、隣接する２つの磁石３間の磁束が互いに対向してない場合には、外部からの磁束Ｍを引き込む。つまり、外部に出た磁束Ｍを引き込むことになる。
【００４０】
なお、ホルダ２０に設ける溝の形状としては、図２に示すようなアリ溝２１ａに限定されるものではなく、他の溝の形状を用いるものとしてもよい。
図６は、本実施態様のホルダにおける磁石係合部の別の態様を示す平面図である。なお、図６は、ホルダの一部のみを図示しており、破線部分は省略していることを表している。
図６には、ホルダ２０において磁石３が装着される領域内の側壁部２７に複数本の溝２７ａを設け、磁石３の側面を溝２７ａに合わせて加工したものを嵌め込んだ状態を示している。これにより、ホルダ２０及び磁石３に対する加工に係る作業を簡略化することが可能となる。また、図６に示すように、側壁部２７は、ヨーク２２を挟設するためのヨーク固定部２３を兼ねるものであってもよい。
【００４１】
本実施態様のホルダ２０は、磁石３を直接係合しても十分な固定が可能であるが、接着剤等を用いて係合を行ってもよい。これにより、より一層の固定化が可能となる。また、ホルダ２０及び磁石３の材質の組み合わせによっては、一時的に摩擦を減少させる潤滑剤などを用いて嵌合させるものとしてもよい。これにより、ホルダ２０に対する磁石３の装着に係る作業効率を向上させることが可能となる。
【００４２】
〔第二の実施態様〕
図７に、本発明のマグネットドラムの別の態様を示す。このマグネットドラムは、１つのホルダ３０上に複数の磁石３同士が周方向に沿って近接して係合するように磁石係合部３１が設けられ、磁石３の異極同士あるいは同極同士がホルダ３０の周方向に沿って向かい合うように配置するものが挙げられる。
このとき、磁石係合部３１としては、ホルダ３０の周方向と交差する方向に沿って形成された凹部として溝を形成し、磁石３の底部に設けた凸部と溝が嵌合する構造とすることが好ましい。これにより、ホルダ３０の周方向に沿って嵌合した磁石３同士の間に働く反発力又は吸着力の係る方向に対して、磁石３を係止する方向が直交する状態となるため、磁石３がホルダ３０の周方向及び外側に向かって移動することを抑制することができる。
このような磁石係合部３１の具体例としては、第一の実施態様に示したようなアリ溝が挙げられるが、これに限定されるものではない。例えば、Ｔ溝及びその一部を加工した形状であってもよい。
なお、本実施態様のホルダ３０に、第一の実施態様に示したようなヨーク２２を挟設するためのヨーク固定部２３を設けるものとしてもよい。また、第一の実施態様に示したような磁石３よりも磁力が小さい磁石３ａを漸次的に設けるものとしてもよい。
【００４３】
また、本実施態様のホルダ３０を用いたマグネットドラムは、上述した第一の実施態様の磁気分離装置に用いることが可能である。
【００４４】
例えば、本発明のマグネットドラムのホルダにおける磁石係合部は、ホルダの周方向に沿った磁石の移動を抑制することができればよく、上述した第一及び第二の実施態様に示したような溝の構造に限定されない。
以下、本発明のマグネットドラムのホルダにおける磁石係合部の別の態様の一例を示す。なお、図８及び図９は、ホルダの一部のみを図示しており、破線部分は省略していることを表している。
【００４５】
〔第三の実施態様〕
図８に示したホルダ４０は、磁石係合部４１としてホルダの側壁４２側に爪状の構造４２ａを有し、この爪状の構造４２ａを磁石３の側面に設けた係合構造４３に係合することで磁石を係止するものである。なお、係合構造４３の具体例としては、溝あるいは凹部構造などが挙げられる。
【００４６】
〔第四の実施態様〕
図９に示したホルダ５０は、磁石係合部５１として複数の穴部５２を有し、この穴部５２を磁石３の底部に設けた突起部５３と係合することで磁石を係止するものである。なお、磁石の固定をより確実にするために、それぞれの穴部５２及び突起部５３の一部を変形するものであってもよい。
【００４７】
〔第五の実施態様〕
図１０に、本発明のマグネットドラムの別の態様を示す。なお、図１０は、ホルダの一部のみを図示しており、破線部分は省略していることを表している。このマグネットドラム２は、上述した磁石係合部２１を備えるホルダ２０に加え、装着した磁石３の外周側から磁石を係止する手段を備えるものである。特に、ホルダ上で隣接する２つの磁石が、同極同士が向かい合うように配置される場合、磁石の反発力により、ホルダの外側に向かって磁石に働く力が強くなる。したがって、装着した磁石の外周側から磁石の飛び出しを抑制するための係止手段６０を設けることが好ましい。
【００４８】
このような磁石の飛び出しを抑制する係止手段６０は特に限定されない。具体例としては、例えば、図１０に示すように、装着した磁石３の外周に合わせた紐状の係止部材６１を磁石３に巻き付けることが挙げられる。なお、紐状の係止部材６１を用いる場合、磁石の係止をより確実にするため、磁石３の外周面に溝などを設け、係止部材６１を掛けるようにしてもよい。
また、係止手段６０としては、磁石の飛び出しを抑制する手段であり、このような機能を有する構造としては、図２に示したような磁石係合部２１であるアリ溝２１ａや、図８に示したような磁石係合部４１である爪状の構造４２ａであってもよい。なお、爪状の構造４２ａは、ホルダの側壁４２に設けるものであればよく、例えばホルダの側壁４２頂部に爪状の構造４２ａを設けて、磁石の飛び出しを抑制する効果を向上させたものとしてもよい。さらに、ホルダの側壁４２頂部に爪状の構造４２ａを設ける場合、磁束密度の低下を避けるために、ホルダの側壁４２自体を、磁石３の側面（磁極面）全面ではなく、一部のみに設け、磁石３を係止するように設計することが好ましい。
【００４９】
なお、図１０では、ホルダとして第一の実施態様におけるホルダ２０を示しているが、本実施態様のホルダ及び磁石係合部の構造は、これに限定されない。例えば、上述した第一から第四の実施態様に示した他の磁石係合部を有するホルダなどを用いることができる。
【００５０】
また、本実施態様のマグネットドラムは、上述した第一の実施態様の磁気分離装置に用いることが可能である。
【００５１】
なお、上述した実施態様はマグネットドラム及び磁気分離装置の一例を示すものである。本発明に係るマグネットドラム及び磁気分離装置は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係るマグネットドラム及び磁気分離装置を変形してもよい。
【００５２】
本発明の磁石係合部としては、ホルダと磁石が係合するために、ホルダ及び磁石のそれぞれに特定の構造を設けるもの以外にも、ホルダにおいて磁石の磁極面側に一定の高さを有する側壁を設けただけのものなど、所望する磁石の固定強度、ホルダ及び磁石の加工に係る作業コストなどを勘案して選択することができる。
【００５３】
また、本発明のマグネットドラムにおいて、ホルダ上の周方向に沿ってそれぞれ磁極面が向かい合うように隣接して配置された磁石以外に、マグネットドラムの半径方向に磁極方向を向けた第２の磁石を備えるものとしてもよい。これにより、さらに強い磁力がマグネットドラムの外周面に発生する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のマグネットドラム及び磁気分離装置は、処理対象に含有する磁性体を磁力によって回収するものであり、液体（油性、水溶性）、固体を問わず高い回収率が実現される。液体から金属成分を分離、回収、除去できるような系であれば良い。例えば、処理対象としては、例えば、磁性金属を被削材とする金属研磨加工機械におけるクーラント液や、鋼板等にメッキを施す装置におけるメッキ液等が挙げられる。【００５５】
また、本発明のマグネットドラム及び磁気分離装置は、処理対象から金属等の磁性体を分離する操作であれば利用することができる。例えば、産業廃棄物からの有用金属・希少金属の回収や、飲料や食用油等からの金属粉等の異物の除去等に利用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１００…磁気分離装置、１…本体、１ａ…底板、１ｂ…液溜め部、２…マグネットドラム、２ａ…内筒、２ｂ…外筒、３，３ａ…磁石、４…モータ、５…投入部、６ａ…処理液排出部、６ｂ…磁性体排出部、７…スクレーパ、８…ローラ、９…整流壁、２０…ホルダ、２０ａ，２０ｂ…ホルダ部品、２１…磁石係合部、２１ａ…アリ溝、２２…ヨーク、２３…ヨーク固定部、２３ａ…アリ溝、２４…固定リング、２５…固定ボルト、２６…貫通孔、２７…側壁部、２７ａ…溝、３０…ホルダ、３１…磁石係合部、４０…ホルダ、４１…磁石係合部、４２…側壁、４２ａ…爪状の構造、４３…係合構造、５０…ホルダ、５１…磁石係合部、５２…穴部、５３…突起部、６０…係止手段、６１…係止部材、Ｍ…磁束、Ｓ…磁性スラッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年6月7日(2021.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁石がホルダ上に周方向に沿って装着されたマグネットドラムであって、
前記ホルダ上の周方向に沿って磁極面が向かい合うように前記磁石が配置されており、
前記磁石は、径方向に移動しないように前記ホルダに係合されていることを特徴とする、マグネットドラム。
【請求項２】
前記磁石と前記ホルダは、凹部と凸部が嵌合することにより係止することを特徴とする、請求項１に記載のマグネットドラム。
【請求項３】
前記凹部は、溝であり、前記溝は、前記ホルダの周方向と交差する方向に沿って形成されていることを特徴とする、請求項２に記載のマグネットドラム。
【請求項４】
前記溝が交差する方向は、前記ホルダの軸方向であることを特徴とする、請求項３に記載のマグネットドラム。
【請求項５】
前記ホルダは、複数のホルダ部品からなり、
前記ホルダ部品には、それぞれ磁石が装着されており、
前記磁石は、複数のホルダ部品を組み合わせた状態において、隣接する磁石が、それぞれ同極同士が向かい合うように配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のマグネットドラム。
【請求項６】
複数の磁石がホルダを介して周方向に沿って装着されたマグネットドラムであって、
前記ホルダと前記磁石は、凹部と凸部の嵌合により係止し、
前記凹部は、溝であり、前記溝は、前記ホルダの周方向と交差する方向に沿って形成されていることを特徴とする、マグネットドラム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のマグネットドラムを備え、
前記マグネットドラムを回転させてクーラント液中の磁性体を分離することを特徴とする、磁気分離装置。
【国際調査報告】
2020017256.tif 000013
2020017256.tif 000014
2020017256.tif 000015
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