(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に処理液の流入口を、他端に処理液の流出口をそれぞれ有する処理タンク内に磁石を内蔵したマグネットドラムを配設し、前記マグネットドラムを回転させてその外周面に処理液中の金属粉を吸着させると共に、該吸着された金属粉を処理液の上方でスクレーパーにより分離する金属粉除去装置において、前記マグネットドラムを、処理液の流れ方向に沿って縦置きに配設すると共に、該マグネットドラムの軸を、水平方向に対し処理液の流れの下流側へ向けて下方傾斜させたことを特徴とする金属粉除去装置。
【請求項２】
処理タンクに処理液を受ける受槽を併設し、該受槽の底部に処理タンクの流入口を開口させたことを特徴とする請求項１に記載の金属粉除去装置。
【請求項３】
処理タンクの底を、水平方向に対し処理液の流れの下流側へ向けて上方傾斜させたことを特徴とする請求項１または２に記載の金属粉除去装置。
【請求項４】
磁石が角形乃至円形の平板形状をなし、磁石の複数が、マグネットドラム内に同心に配設した円筒状ヨークの外周面に磁極を半径方向に向けかつ隣接する同士で磁極を逆向きにして所定のピッチで配列されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の金属粉除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クーラント液、切削油、洗浄液等の処理液中に混入している金属粉を磁力を利用して除去する金属粉除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の金属粉除去装置は、図１０に示すように、一端に処理液Ｌの流入口１を、他端に処理液Ｌの流出口２をそれぞれ有する処理タンク３内に磁石を内蔵したマグネットドラム４を配設し、このマグネットドラム４を軸５を中心に時計回り方向Ｂへ回転させて、その外周面に処理液Ｌ中の金属粉Ｍを吸着させ、処理タンク３の上方に配設した絞りローラ６をマグネットドラム４に接触させて脱水した後、スクレーパー７によりマグネットドラム４から金属粉Ｍを分離して、収納箱８に落下させる構造となっていた（例えば、実開平６−１１９４５号公報参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の金属粉除去装置によれば、マグネットドラム４が、処理液Ｌの流れ方向Ａに直交する横置きの状態となっているため、流入口１から処理タンク３内に流入する処理液Ｌの流れに対して大きな抵抗となり、乱流が生じて処理液Ｌ中の金属粉Ｍが四方に拡散し、その捕捉効率が低下するという問題があった。
また、流入口１から処理タンク１内に流入した処理液Ｌがマグネットドラム４の円弧面に沿って円周方向に流れるため、図１１に示すように処理液Ｌの流入量が少くなった場合に、処理液Ｌとマグネットドラム４との接触時間がわずかとなり、金属粉の捕捉効率が著しく低下するという問題もあった。
【０００４】
本発明は、上記した従来の問題点を解決することを課題としてなされたもので、その目的とするところは、処理液の乱流や接触時間の短縮に起因する金属粉の捕捉効率の低下に有効に対処できる金属粉除去装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、一端に処理液の流入口を、他端に処理液の流出口をそれぞれ有する処理タンク内に磁石を内蔵したマグネットドラムを配設し、前記マグネットドラムを回転させてその外周面に処理液中の金属粉を吸着させると共に、該吸着された金属粉を処理液の上方でスクレーパーにより分離する金属粉除去装置において、前記マグネットドラムを、処理液の流れ方向に沿って縦置きに配設すると共に、該マグネットドラムの軸を、水平方向に対し処理液の流れの下流側へ向けて下方傾斜させたことを特徴とする。
【０００６】
このように構成した金属粉除去装置においては、マグネットドラムが処理液の流れ方向に縦置きとなっているので、流入口から処理タンク内に流入する処理液に対するマグネットドラムの衝突面積が可及的に減じ、処理液の乱流が抑制される。
また、処理タンク内の処理液はマグネットドラムの外周面に沿って軸方向に流れるので、マグネットドラムを横置きした場合に比べて、処理液とマグネットドラムとの接触時間が延長する。
さらに、上記マグネットドラムは、その軸を水平方向に対し処理液の流れの下流側へ向けて下方傾斜させているので、流入口から処理タンク内に流入する処理液の流れに対してマグネットドラムの端面が正対せず、その整流化が促進される。また、処理液の流入量が少なくなっても、マグネットドラムの一部が処理液中に浸漬された状態となり、その上、処理液の流出口側でマグネットドラムと処理タンクの底との間隙（流路）が狭くなって、いわゆるせき効果によって処理液の流れの上流側の液面が上昇し、処理液の流入量が少ない場合でも金属粉の捕捉が可能になる。
【０００７】
本発明は、上記処理タンクに処理液を受ける受槽を併設し、該受槽の底部に処理タンクの流入口を開口させる構成とすることができる。この場合は、流入口から処理タンク内に流入する処理液が直接マグネットドラムに衝突することがないので、その整流化が促進される。
【０００９】
ここで、上記せき効果を得るには、上記したようにマグネットドラムの軸を傾斜させることなく、処理タンクの底を処理液の流れの下流側に向けて上方傾斜させても、あるいはマグネットドラムの軸と処理タンクの底との双方を傾斜させるようにしてもよく、このように処理タンクの底を傾斜させたもの、あるいはマグネットドラムの軸と処理タンクの底との双方を傾斜させたものも、本発明の範囲に含まれる。
【００１０】
本発明において、上記磁石は、特にその形状、設置態様を問うものではないが、角形乃至円形の平板形状となし、その複数を、マグネットドラム内に同心に配設した円筒ヨークの外周面に磁極を半径方向に向けかつ隣接する同士で磁極を逆向きにして所定のピッチで配列する構成とすることができる。このように磁石を配設することで、マグネットドラムの周りに半径方向の磁気が効率よく作用し、金属粉の吸着能力が向上する。本発明は、この磁石の種類を特に問うものではないが、磁気特性、製造性、コスト等を考慮してフェライト磁石特にフェライト異方性磁石を採用するのが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１２】
図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形態としての金属粉除去装置の構造を示したものである。これらの図において、１０は、一端に処理液Ｌの流入口１１を、他端に処理液Ｌの流出口１２をそれぞれ有する処理タンク、１３は、この処理タンク１０の一端側に併設された、処理液Ｌを受ける受槽（ます）で、前記流入口１１は、受槽１３の底部に開口するように設けられている。１４は、後に詳述する磁石１５（図４、５）を内蔵するマグネットドラムで、前記処理タンク１０内に、その軸Ｃを処理液Ｌの流れ方向Ａと平行をなす水平方向へ延ばして縦置きに配設されている。
【００１３】
より詳しくは、上記マグネットドラム１４は、その軸Ｃ上を延ばされ、処理タンク１０の左・右側壁間に橋架した前・後支持フレーム１６，１６上の軸受１７，１７に両端部が支承された回転軸１８に回転不能に取付けられている。回転軸１８の一端部にはスプロケット１９が固定されており、このスプロケット１９には、処理タンク１０の上方に配設した架台２０上のモータ２１の回転が、その出力軸端に取付けたスプロケット２２およびチェーン２３を介して伝達されるようになっている。すなわち、回転軸１８はモータ２１によって回転駆動され、これに応じてマグネットドラム１４が、図２の時計回り方向Ｂへ所定の回転速度で回転するようになっている。なお、処理タンク１０の上方にはマグネットドラム１４に接触して脱水する絞りローラ２４と、マグネットドラム１４に吸着されている金属粉Ｍをマグネットドラム１４から分離するスクレーパー２５とが配設されている。また、フロア上にはスクレーパー２５により分離した金属粉Ｍを受ける収納箱２６が配設されている。
【００１４】
ここで、マグネットドラム１４に内蔵した磁石１５は、図４および図５に示すように四角板状（一例として、縦40mm×横40mm×厚さ10mm）をなし、その両面が軸極Ｎ，Ｓとなっている。各磁石１５は、マグネットドラム１４を構成する筒状本体３０内に同心に配設した筒状ヨーク３１の外周面に、その磁極Ｎ，Ｓを半径方向へ向けかつ相互に隣接する同士で磁極Ｎ，Ｓを逆向きにして固定されている。マグネットドラム１４の筒状本体３０の両端開口は端板３２，３２により被蓋されており、前記ヨーク３１はこの両端板３２，３２に複数のボルト３３を用いて締付け固定されている。なお、両端板３２，３２には、前記回転軸１８を挿通させるための軸孔３４が形成されている。
【００１５】
本第１の実施の形態において、上記マグネットドラム１４の筒状本体３０は比較的耐摩耗性に富む非磁性材料（例えば、SUS 304 ）から、その端板３１は比較的軽量な非磁性材料（例えば、アルミニウム）からそれぞれ形成されており、両者は、シールを兼用する接着剤３５を介して結合されている。一方、筒状ヨーク３１は強磁性材料（例えば、鋼管）から形成されており、その外周面には、磁石１５を取付けるための軸方向の平坦面３６（図５）が円周方向に等配して複数設けられている。各磁石１５は、前記ヨーク３１の平坦面３６のそれぞれに接着剤により接合されている。磁石１５は、各平坦面３６に所定のピッチで複数個（ここでは、６個）接合されており、したがって、その全体の数は前記各平坦面３６上の数に該平坦面３７の数を乗じた数となる。因みに、平坦面３７の数を１０とすると、６×１０＝６０個の磁石１５がヨーク３１の外周面上に配置されることになる。
【００１６】
上記磁石１５は、ここでは磁気特性に優れたフェライト異方性磁石からなっており、一方、筒状ヨーク３１は、各磁石１５が筒状本体３０の内面との間にわずかの間隙を形成するようにその外径が設定されており、これにより、マグネットドラム１４の周りには半径方向の強力な磁気が作用している。金属粉Ｍの除去に際しては、予めモータ２１により回転軸１８を介してマグネットドラム１４を回転させ、受槽１３を経て流入口１１から処理タンク１０内に処理液Ｌを流入させる。すると、処理液Ｌ中の金属粉Ｍがマグネットドラム１４の外周面に効率よく吸着され、この吸着された金属粉Ｍは、マグネットドラム１４の回転に応じて処理液Ｌの上方に移動し、絞りローラ２４による脱水作用を受けた後、スクレーパー２５によりマグネットドラム４から分離され、収納箱２６に落下する。
【００１７】
しかして、マグネットドラム１４が処理液Ｌの流れ方向Ａに縦置きとなっているので、従来のようにマグネットドラム４を横置きにした場合（図１０、１１）に比べて、流入口１１から処理タンク１０内に流入する処理液Ｌに対するマグネットドラム１４の衝突面積が減じて、処理液Ｌの乱流が抑制され、その分、金属粉Ｍの捕捉効率が向上する。また、処理タンク１０内の処理液Ｌはマグネットドラム１４の外周面に沿って軸方向に流れるので、同じくマグネットドラム１４を横置きにした場合に比べて、処理液Ｌとマグネットドラム１４との接触時間が延長し、この面からも金属粉Ｍの捕捉効率は向上する。さらに、本第１の実施の形態においては、処理タンク１０に処理液Ｌを受ける受槽１３を併設し、該受槽１４の底部に処理タンク１０の流入口１１を開口させるようにしているので、流入口１１から処理タンク１０内に流入する処理液Ｌが直接マグネットドラム１４に衝突することがなく、その整流化が促進されて、金属粉Ｍの捕捉効率はより一層向上するようになる。
【００１８】
ここで、上記第１の実施の形態においては、マグネットドラム１４を、その軸Ｃが処理液Ｌの流れ方向Ａに平行をなす水平方向へ延びるように配設したが、このマグネットドラム１４は、図６に示すように、その軸Ｃが水平面内で処理液Ｌの流れ方向Ａとわずかの角度θ1 （５〜１０度）だけ傾斜するように配設してもよいものである。この場合は、流入口１１から処理タンク１０内に流入する処理液Ｌの流れにマグネットドラム１０の端板３２（端面）が正対しないので、処理液Ｌの整流化が促進され、金属粉Ｍの捕捉効率はより一層向上する。
【００１９】
なお、上記第１の実施の形態において、磁石１５として四角平板状のものを用いたが、この磁石の形状は、角形から円形の範囲内で任意の形状を選択することができる。また、この磁石１５は、上記筒状ヨーク３１の外周面に２枚または３枚以上重ねて配置してもよいもので、複数重ねとした場合は、より磁力が強くなって捕捉効率が向上する。
【００２０】
図７は、本発明の第２の実施の形態として金属粉除去装置を示したものである。なお、本金属粉除去装置の全体構造は前出図１および２示したものと同じであるので、ここでは、要部のみを示し、同一部分には同一符号を付すこととする。本第２の実施の形態の特徴とするところは、マグネットドラム１４を、その軸Ｃが水平方向に対して処理液の流れの下流側へ向けて所定の角度θ2 （５〜１０度）だけ下方傾斜させるように配設した点にある。このようにマグネットドラム１４を傾斜させることで、流入口１１から処理タンク１０内に流入する処理液Ｌの流れに対してマグネットドラム１０の端板３２（図４）が正対せず、その整流化が促進される。また、図７に示すように処理液Ｌの流入量が少なくなっても、マグネットドラム１０の一部が処理液Ｌ中に浸漬された状態となり、その上、処理液Ｌの流出口１２側でマグネットドラム１４と処理タンク１０の底１０ａとの間隙（流路）Ｓが狭くなって、いわゆるせき効果によって処理液Ｌの流れの上流側の液面Ｌａが上昇し、処理液Ｌの流入量が少ない場合でも金属粉Ｍの捕捉が可能になる。
【００２１】
図８は、本発明の第３の実施の形態として金属粉除去装置を示したものである。なお、本金属粉除去装置の全体構造もまた、前出図１および２示したものと同じであるので、ここでは、要部のみを示し、同一部分には同一符号を付すこととする。本第３の実施の形態の特徴とするところは、マグネットドラム１４を、第１の実施の形態と同様に、その軸Ｃを処理液Ｌの流れ方向Ａに平行をなす水平方向へ延ばして縦置きに配設する一方で、処理タンク１０の底１０ａを、処理液Ｌの流れの下流側へ向けて所定角度θ3 （５〜１０度）だけ上方傾斜させるようにした点にある。この場合、処理液Ｌの流出口１２側でマグネットドラム１４と処理タンク１０の底１０ａとの間隙（流路）Ｓが狭くなるので、同図に示すように処理液Ｌの流入量が少なくなっても、いわゆるせき効果によって処理液Ｌの流れの上流側の液面Ｌａが上昇し、金属粉Ｍの捕捉が可能になる。
【００２２】
なお、上記せき効果による液面上昇を期待する場合は、図９に示すようにマグネットドラム１４の軸Ｃを水平方向に対して処理液の流れの下流側へ向けて所定角度θ4 （３〜６度）だけ下方傾斜させると共に、処理タンク１０の底１０ａを、処理液Ｌの流れの下流側へ向けて所定角度θ5 （３〜６度）だけ上方傾斜させるようにしてもよい。この場合も、処理液Ｌの流出口１２側でマグネットドラム１４と処理タンク１０の底１０ａとの間隙（流路）Ｓが狭くなり、第３の実施の形態と同様に処理液Ｌの流入量が少なくなっても、いわゆるせき効果によって金属粉Ｍの捕捉が可能になる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る金属粉除去装置によれば、マグネットドラムが処理液の流れ方向に縦置きとなっているので、従来のように横置きにマグネットドラムを配設した場合に比べて、処理液の乱流が抑制されると共に、処理液とマグネットドラムとの接触時間が延長し、金属粉の捕捉効率が向上する。
また、マグネットドラムを水平方向から処理液の流れの下流側へ向けて下方傾斜させたので、処理液の整流化が促進されるばかりか、処理液の流入量が少ない場合でも有効に対処できる。
さらに、磁石として、角形乃至円形の平板形状をなすものを用い、その複数を、マグネットドラム内に同心に配設した円筒ヨークの外周面に磁極を半径方向に向けかつ隣接する同士で磁極を逆向きにして所定のピッチで配列した場合は、マグネットドラムの周りに半径方向の磁気が効率よく作用し、金属粉の吸着能力がより一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態として金属粉除去装置の全体構造を示す縦断面図である。
【図２】本金属粉除去装置の全体構造を示す横断面図である。
【図３】本金属粉除去装置におけるマグネットドラムの配設状態を模式的に示す平面図である。
【図４】本金属粉除去装置で用いるマグネットドラムの内部構造を示す断面図である。
【図５】本金属粉除去装置で用いるマグネットドラムにおける磁石の配列状態を示す斜視図である。
【図６】第１の実施の形態の変形としてマグネットドラムの配設状態を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態としての金属粉除去装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。
【図８】第２の実施の形態の変形としてマグネットドラムの配設状態を模式的に示す縦断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態としての金属粉除去装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。
【図１０】従来の金属粉除去装置の要部構造を模式的に示す断面図である。
【図１１】従来の金属粉除去装置における不具合発生例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０  処理タンク
１０ａ  処理タンクの底
１１  流入口
１２  流出口
１３  受槽
１４  マグネットドラム
１５  磁石
１８  回転軸
２１  回転軸駆動用モータ
３０  マグネットドラムの本体
３１  ヨーク
３２  マグネットドラムの端板
Ａ    処理液の流れ方向
Ｂ    マグネットドラムの回転方向
Ｃ    マグネットドラムの軸
【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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【図１１】
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