(57)【要約】【課題】大きな圧縮力を必要とする金属切削屑の固形化において、大きな油圧圧縮シリンダーや大型の油圧システムを使用せずに装置の大きさを大きくすることなく大きな圧縮力を得る。【解決手段】圧縮力を発生する油圧シリンダーと油圧源の間に直径の異なる油圧シリンダーを対向させて配置させた増圧シリンダー機構を介装することで、油圧圧縮シリンダーへの最大作用圧を増大する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された金属切削屑を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた金属切削屑を破砕する破砕機構と、破砕された金属切削屑を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された金属切削屑を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えた金属切削屑圧縮装置において、直径の異なるシリンダー機構を対向させて直列に繋いだ増圧シリンダー機構を備え、圧縮シリンダー機構は、圧縮に必要な油圧を制御する電磁開閉弁と圧縮シリンダー間を繋ぐ油路が分岐され、分岐された油路は前記増圧シリンダー機構のうち直径の小さなシリンダー側に接続されてなり、前記増圧シリンダー機構のうち直径の大きなシリンダー側が前記電磁開閉弁とは別の電磁開閉弁を介して油圧源とオイルリザーバに接続されていることを特徴とする金属切削屑圧縮装置。
【請求項２】
圧縮シリンダー機構は圧縮完了を検出する検知機構を備え、圧縮シリンダー機構による金属切削屑の圧縮完了を前記検知機構が検出した段階で、前記圧縮シリンダーと油圧源およびオイルリザーバ間に接続されている油路を電磁開閉弁によって閉じると同時に、増圧シリンダー機構のうち直径の大きなシリンダー側と油圧源およびオイルリザーバの間に介装されている電磁開閉弁を作動させることで前記圧縮シリンダー機構に増圧された油圧を作用させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の金属切削屑圧縮装置
【請求項３】
増圧シリンダー機構は直径の大きなシリンダーに内蔵されているピストンが原位置にいることを検出する検知器と最大移動したことを検出する検知器を備え、前記検知器でピストンが最大移動したことを検出した際に、圧縮シリンダーと油圧源およびオイルリザーバ間に接続されている油路の電磁開閉弁を作動させて開くと同時に、前記増圧シリンダー機構のうち前記直径の大きなシリンダー側と油圧源およびオイルリザーバの間に介装されている電磁開閉弁を作動させて前記直径の大きなシリンダーを原位置に復帰させる方向に油圧を作用させた後、再び前記圧縮シリンダーと油圧源およびオイルリザーバ間に接続されている油路を前記電磁開閉弁によって閉じると同時に、増圧シリンダー機構のうち前記直径の大きなシリンダー側と油圧源およびオイルリザーバ間に介装されている前記電磁開閉弁を前記ピストンが最大変位する方向に油圧を作用させて前記圧縮シリンダー機構に増圧された油圧を作用させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の金属切削屑圧縮装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に金属切削加工時に発生する金属切削屑を圧縮して所定形状に固めるための金属切削屑圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属切削加工工程では、工作機械から金属切削屑（以下、切粉と呼称する）が大量に排出されるが、この切粉は再利用のため回収される。しかし、切削加工で生じる切粉は、リボン状、螺旋・コイル状、渦巻き状、縮れ・カール状、チップ状など様々な形態、寸法をしており、そのままでは取り扱いが煩雑になるため、これらの切粉は下記の特許文献１に示すような圧縮装置を用いて所定形状に固められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３１１５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の切粉圧縮装置では、切粉が様々な形態、寸法をしているため切粉が滑らかに圧縮成形室に入っていかないので、圧縮成形室の内径を大きくして、様々な形態、寸法の切粉を圧縮成形室に無理やり押し込むようにしておかなければならず、圧縮成形室の内径を直径とする大きな圧縮面積に見合う大きな圧縮用の動力が必要となり装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、これらの問題を解消して、小さな圧縮用の動力で圧縮成形品を得ることが出来る金属切削屑圧縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔解決手段１〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項１に記載のように、投入された金属切削屑を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた金属切削屑を破砕する破砕機構と、破砕された金属切削屑を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された金属切削屑を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えた金属切削屑圧縮装置において、直径の異なるシリンダー機構を対向させて直列に繋いだ増圧シリンダー機構を備え、圧縮シリンダー機構は、圧縮に必要な油圧を制御する電磁開閉弁と圧縮シリンダー間を繋ぐ油路が分岐され、分岐された油路は前記増圧シリンダー機構のうち直径の小さなシリンダー側に接続されてなり、前記増圧シリンダー機構のうち直径の大きなシリンダー側が前記電磁開閉弁とは別の電磁開閉弁を介して油圧源とオイルリザーバに接続されているように構成したことである。
【０００７】
〔解決手段２〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項２に記載のように、請求項１に記載の金属切削屑圧縮装置において、圧縮シリンダー機構は圧縮完了を検出する検知機構を備え、圧縮シリンダー機構による金属切削屑の圧縮完了を前記検知機構が検出した段階で、前記圧縮シリンダーと油圧源およびオイルリザーバ間に接続されている油路を電磁開閉弁によって閉じると同時に、増圧シリンダー機構のうち直径の大きなシリンダー側と油圧源およびオイルリザーバの間に介装されている電磁開閉弁を作動させて前記圧縮シリンダー機構に増圧された油圧を作用させるように構成したことである。
【０００８】
〔解決手段３〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項３に記載のように、請求項２に記載の金属切削屑圧縮装置において、増圧シリンダー機構は直径の大きなシリンダーに内蔵されているピストンが原位置にいることを検出する検知器と最大移動したことを検出する検知器を備え、前記検知器でピストンが最大移動したことを検出した際に、圧縮シリンダーと油圧源およびオイルリザーバ間に接続されている油路の電磁開閉弁を作動させて開くと同時に、前記増圧シリンダー機構のうち前記直径の大きなシリンダー側と油圧源およびオイルリザーバの間に介装されている電磁開閉弁を作動させて前記直径の大きなシリンダーを原位置に復帰させる方向に油圧を作用させた後、再び前記圧縮シリンダーと油圧源およびオイルリザーバ間に接続されている油路を前記電磁開閉弁によって閉じると同時に、増圧シリンダー機構のうち前記直径の大きなシリンダー側と油圧源およびオイルリザーバ間に介装されている前記電磁開閉弁を前記ピストンが最大変位する方向に油圧を作用させて前記圧縮シリンダー機構に増圧された油圧を作用させるように構成したことである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１にかかる発明によれば、投入された金属切削屑を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた金属切削屑を破砕する破砕機構と、破砕された金属切削屑を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された金属切削屑を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えた金属切削屑圧縮装置において、直径の異なるシリンダー機構を対向させて直列に繋いだ増圧シリンダー機構を備え、圧縮シリンダー機構は、圧縮に必要な油圧を制御する電磁開閉弁と圧縮シリンダー間を繋ぐ油路が分岐され、分岐された油路は前記増圧シリンダー機構のうち直径の小さなシリンダー側に接続されてなり、前記増圧シリンダー機構のうち直径の大きなシリンダー側が前記電磁開閉弁とは別の電磁開閉弁を介して油圧源とオイルリザーバに接続されているように構成している。
【００１０】
これにより、油圧供給源が同じ場合に、直径の大きな圧縮シリンダーを使用してピストンを移動させるには多くの作動油供給によって、圧縮完了まで多くの時間が要するのに対して、本案によれば、直径のさほど大きくない圧縮シリンダーを使用することで短い時間で一旦圧縮を完了させ、さらに増圧シリンダー機構に接続することで時間ロスが少ない同等の圧縮成型品が得られる装置を得ることが出来るという効果を奏する。
【００１１】
請求項２にかかる発明によれば、圧縮シリンダー機構は圧縮完了を検出する検知機構を備え、前記圧縮シリンダー機構による金属切削屑の圧縮完了を前記検知機構が検出した段階で、前記圧縮シリンダーと油圧源間に接続されている油路を電磁開閉弁によって閉じると同時に、増圧シリンダー機構のうち直径の大きなシリンダー側と油圧源の間に介装されている電磁開閉弁を作動させて圧縮シリンダー機構に増圧された油圧を作用させるように構成している。
【００１２】
これにより、一旦圧縮が完了した金属切削屑を前記直径の小さな圧縮シリンダーを使用してさらに圧縮することで短時間に強固な圧縮成型品を得ることが出来る。このように強固な圧縮成型品が必要な場合でも、直径の大きな圧縮シリンダーを使用して圧縮完了までシリンダーが作動するのに多大な時間が掛かることなく、増圧シリンダー機構に接続することで短時間に同等の圧縮成型品が得られるという効果を奏する。
【００１３】
請求項３にかかる発明によれば、増圧シリンダー機構は直径の大きなシリンダーに内蔵されているピストンが原位置にいることを検出する検知器と最大移動したことを検出する検知器を備え、前記検知器でピストンが最大移動したことを検出した際に、圧縮シリンダーと油圧源およびオイルリザーバ間に接続されている油路の電磁開閉弁を開くと同時に、前記増圧シリンダー機構のうち前記直径の大きなシリンダー側と油圧源およびリザーバータンクの間に介装されている電磁開閉弁を作動させて前記直径の小さなシリンダーを原位置に復帰させた後、再び前記圧縮シリンダーと油圧源間に接続されている油路を前記電磁開閉弁によって閉じると同時に、前記増圧シリンダー機構のうち前記直径の大きなシリンダー側と油圧源およびオイルリザーバ間に介装されている前記電磁開閉弁を作動させて前記圧縮シリンダー機構に増圧された油圧を作用させるように構成している。
【００１４】
これにより、強固な圧縮成型品が必要な場合において、増圧シリンダー機構に接続して加圧する際に、前記直径の大きなシリンダーが全ストロークしてもまだ加圧する余裕がある場合においても、装置に収まらないような全長の長い増圧シリンダー機構にする必要がなく、前記増圧シリンダー機構を往復動させるだけで全長の長い増圧シリンダー機構と同等の圧縮成型品が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例を示す、平面図
【図２】本発明の一実施例を示す、パネルを外し配管、配線を省略した正面図
【図３】本発明の一実施例を示す、パネルを外し配管、配線を省略した左側面図
【図４】本発明の一実施例を示す破砕機構の平面図
【図５】本発明の一実施例を示す圧縮機構の油圧回路図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
【実施例】
【００１７】
〔金属切削屑圧縮装置の全体構成〕
以下に、本発明の実施の形態を図面の記載に基づいて説明する。
本発明の金属切削屑圧縮装置は、図１乃至図３に示すように、工作機械から排出される切粉を受けるホッパー２と、ホッパー２の直下にあり切粉を破砕して小さくする破砕機構３と、破砕されて小さくなった切粉を圧縮シリンダー機構５に移送する移送機構４と、切粉を圧縮し排出する圧縮シリンダー機構５と、圧縮シリンダー機構５の油圧を生成する油圧ポンプ・モーター装置２１と、油圧を制御する油圧制御弁１７と、図示しない制御部６と、構造物を支える外枠と、内部を遮蔽するパネルを備えたものである。
【００１８】
〔ホッパー、外枠およびパネル〕
図１乃至図３に示すように、本発明の金属切削屑圧縮装置１は、略立方体形状で図示しない遮蔽パネルで外側を囲まれており、その上部に圧縮シリンダー機構５の油圧シリンダー部分が突出した外観となっている。各遮蔽パネル同士の合わせ部１２個所には、構造物の重量や負荷を支えるために外枠部材が溶接などで組み立てられている。各遮蔽パネルは、各々対向する外枠部材にビスなどでねじ止めされているが、外枠部材に一部を引っ掛ける構造としてもよい。本装置１の上部の外枠には、さらに圧縮シリンダー機構５の重量を支える補強部材が付加されている。また、本装置１の中段には、破砕機構３を支える補強部材が付加されている。本装置１の上部には、遮蔽パネルとしての天板に、切粉を一時貯留するホッパー２が形成されている。なお、ホッパー２には上方に向かって更に開口部を大きくする延長ホッパー部材を設けてもよい。
【００１９】
〔破砕機構〕
破砕機構３は、図４に示すとおり、二本の回転軸３１と、各々の軸を支える軸受３５と、破砕モーター装置２４の動力で回転軸３１を経てキーなどを介して駆動される複数の破砕刃３２と、隣り合う破砕刃３２同士の間隔を規制する間隙規制部材３３と、回転軸３１の一端に取り付けられ破砕刃３２をキーなどを介して駆動する破砕モーター装置２４と、軸受３５と破砕モーター装置２４を取り付けるボックス３４で構成されている。ボックス３４は、図示しない締め付けボルトにより、外枠の補強部材に破砕機構３全体として取り付けられている。
【００２０】
〔移送機構〕
図２乃至図３に示すように、破砕刃３２から落下する全ての切粉を受けとめるように幅広で、圧縮成形室１２の上部に設けた開口部に向かって幅狭になる平面視で三角形乃至五角形状の移送板７１と、移送板７１をボックス３４に取り付ける移送板７１に溶接結合されているプレート７２と、プレート７２とボックス３４を結合するボルト類で構成されている。なお、プレート７２は移送板７１と溶接構造としているが、ボルト結合でもよいし一体構造としてもよい。また、プレート７２とボックス３４はボルト結合に代えて溶接構造としてもよい。移送板７１は圧縮成形室１２上部に設けた開口部に向かって傾斜して取り付けられている。移送板７１の縁には移送板７１からの切粉の飛び出しを防ぐ縦壁が略垂直方向に所定の高さで設けられている。
【００２１】
ホッパー２に貯留され、破砕機構３を経て破砕された切粉は、移送板７１上に落下する。移送板７１はＶ字断面をしており、破砕されて落下した切粉は移送板７１のＶ字溝に集まりながら、圧縮成形室１２の上部に設けられた開口部に向かう傾斜により、順次開口部から圧縮成形室１２内部に集積される。
【００２２】
〔圧縮シリンダー機構〕
図２乃至図３示すように、圧縮シリンダー機構５は本装置１の上部に位置する油圧シリンダーと、油圧シリンダー内の図示しない油圧ピストンと一体的に動作する圧縮プランジャー１１と、上部に切粉が投入される開口部を有する圧縮成形室１２と、底穴１４の有無を切り換えできる底板１３と、底板１３の直下にあり片方に切り換えシリンダー１５が取り付けられ油圧シリンダーの油圧によって発生する圧縮力を受け止める反力部材１８と、前記油圧シリンダーと反力部材１８を結合する４本の支柱と、油圧ポンプ・モーター装置の一部に取り付けられている油圧制御弁１７で構成されている。圧縮プランジャー１１と圧縮成形室１２は、組み付け時に各々の芯ずれが発生しないように初期位置では上部で僅かな隙間をもって勘合している。
【００２３】
圧縮成形室１２の上部に設けられた開口部から、移送機構４から送られてきた切粉が投入される。この時は底穴１４の有無を切り換え可能な底板１３は、底穴無しの状態に切り換わっている。金属切削屑２２（切粉と呼称している）の集積状態を検出する図示しない検出器によって圧縮成形室１２が切粉で満杯であることが感知された時に切粉の投入をやめ、圧縮工程に移行する。圧縮は油圧シリンダーの油圧による圧縮力によって行われる。圧縮成形の完了は、油圧シリンダーの図示しない油圧検出器がリリーフ圧力に相当する規定油圧に達したことを感知した時に圧縮作動を停止することで行われる。
【００２４】
〔増圧シリンダー機構〕
図５に模式的に示すように、増圧シリンダー機構５１は直径の大きなシリンダーと直径の小さなシリンダーが対向して接続されている。直径の大きなシリンダーの右側の部屋に油圧が作用すると、前記シリンダーに内蔵されているピストンが左方向に移動する。前記ピストンに接続しているピストンロッドが左方向に移動し前記ピストンロッドの左端に介装されている直径の小さなシリンダーに内蔵されているピストンが左方向に移動する。これにより、直径の大きなシリンダーの断面積を直径の小さなシリンダーの断面積で除した値分だけ直径の大きなシリンダーの出力油圧が大きくなる。
【００２５】
圧縮シリンダー機構５の圧縮動作は、図５の圧縮シリンダー機構５に接続されている電磁開閉弁のうち左側の電磁コイルが励磁されることで前記油圧シリンダーの上部室（図５における左側室）に油圧が作用することで行われる。圧縮が完了した段階で前記電磁コイルの励磁が解除されることで前記電磁開閉弁は中立位置に復帰し前記油圧シリンダーの油路が閉じられる。
【００２６】
これに引き続き増圧シリンダー機構５１に接続されている電磁開閉弁のうち左側の電磁コイルが励磁されることで前記直径の大きなシリンダーの右側の部屋に油圧が作用する。前記直径の大きなシリンダーに内蔵されているピストンが左方向に移動する。前記ピストンに接続しているピストンロッドが左方向に移動し前記ピストンロッドの左端に介装されている直径の小さなシリンダーに内蔵されているピストンを左方向に押す。これにより、直径の大きなシリンダーの断面積を直径の小さなシリンダーの断面積で除した値分だけ増圧された大きな出力油圧が前記圧縮シリンダーの上部室に作用する。
【００２７】
一方、増圧シリンダー機構のうち直径の大きなシリンダーに作用する油圧が油圧源の最大油圧に達する前に直径の大きなシリンダーに内蔵されているピストンが最大移動したことを検出する検知器が、前記ピストンが最大移動したことを検出した際には、圧縮シリンダーと油圧源間に接続されている油路の電磁開閉弁を開くと同時に、増圧シリンダー機構のうち直径の大きなシリンダー側と油圧源およびリザーバータンク源の間に介装されている電磁開閉弁を作動させて前記直径の大きなシリンダーを原位置に復帰させた後、再び前記圧縮シリンダーと油圧源およびオイルリザーバ間に接続されている油路を前記電磁開閉弁によって閉じると同時に、前記増圧シリンダー機構のうち前記直径の大きなシリンダー側と油圧源とオイルリザーバ間に介装されている前記電磁開閉弁を作動させて前記圧縮シリンダー機構に増圧された油圧を作用させるように構成している。
【００２８】
これにより、増圧シリンダー機構のうち直径の小さなシリンダーに内蔵されているピストンが最大移動したことで圧縮シリンダー機構に作用する増圧された油圧が所定の値に達していない場合でも、増圧シリンダー機構を複数回作動させることで全長の長い増圧シリンダー機構に変更する必要がなくなりコンパクトな金属切削屑圧縮装置が得られる。
【００２９】
上述の実施例は、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、説明のため例示したもので、特許請求の範囲の記載から当業者が認識できる本発明の技術思想に反しない限り変更および付加が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  金属切削屑圧縮機
２  ホッパー
３  破砕機構
４  移送機構
５  圧縮シリンダー機構
６  制御部
１１  圧縮プランジャー
１２  圧縮成形室
１３  底板
１４  底穴
１５  切り換えシリンダー
１７  油圧制御弁
１８  反力部材
２１  油圧ポンプ・モーター装置
２２  金属切削屑（切粉）
２３  圧縮成形品
２４  破砕モーター装置
３１  回転軸
３２  破砕刃
３３  間隙規制部材
３４  ボックス
３５  軸受
５１  増圧シリンダー機構
７１  移送板
７２  プレート
【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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