(57)【要約】【課題】切削破砕手段をコンパクトに構成して、切削屑を効率良く移送、取り込むとともに破砕することができ、しかも省スペースの切削屑破砕装置およびそれに用いられる切削屑破砕手段を提供する。【解決手段】工作機械の切削加工によって生成された切削屑を破砕する破砕機２を備える切削屑破砕装置１において、破砕機２は、回転軸２６に複数の回転刃２４が並設された回転刃列２５と、回転刃列２５の隣り合う回転刃２４，２４間に交互に配置される固定刃２８と、回転刃列２５を回転可能に支持するとともに固定刃２８を固定する支持枠２７とを有するカッター部２１を備え、回転刃２４と固定刃２８とを近接交差させることにより切削屑を破砕して、その破砕片をカッター部２１の下方に排出するものとする。【選択図】          図１
2004275840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の切削加工によって生成された切削屑を破砕する切削屑破砕手段を備える切削屑破砕装置において、
前記切削屑破砕手段は、外周方向に向かい放射状に複数の刃先部が突出形成された回転刃と、前記回転刃が回転軸に複数列並設された回転刃列と、前記回転刃列の隣り合う回転刃間に交互に配置される固定刃と、前記回転刃列を回転可能に支持するとともに前記固定刃を固定する支持枠とを有するカッター部を備え、
前記固定刃上の回転刃と固定刃とを近接交差させて切削屑を破砕する剪断ポイントを、前記回転刃の回転にともない回転刃外周側から回転刃中心側に向かい変移させて、前記回転刃と固定刃とにより切削屑を破砕し、その破砕片を前記カッター部の下方に排出するものであって、
前記回転刃列は、前記回転刃の刃先部の位相をずらして複数列並設するものとすることを特徴とする切削屑破砕装置。
【請求項２】
工作機械の切削加工によって生成された切削屑を破砕する切削屑破砕手段を備える切削屑破砕装置において、
前記切削屑破砕手段は、外周方向に向かい放射状に複数の刃先部が突出形成された回転刃と、前記回転刃が回転軸に複数列並設された回転刃列と、前記回転刃列の隣り合う回転刃間に交互に配置される固定刃と、前記回転刃列を回転可能に支持するとともに前記固定刃を固定する支持枠とを有するカッター部を備え、
前記回転刃と固定刃とを近接交差させて切削屑を破砕し、その破砕片を前記カッター部の下方に排出するものであって、
前記切削屑破砕手段に切削屑を移送する切削屑移送手段を備え、
前記切削屑移送手段は、切削屑を捕集するホッパ部と、該ホッパ部と前記切削屑破砕手段との間を連結するスクリュー式コンベアの搬送部とを備え、
前記スクリュー式コンベアは、回転軸と該回転軸の外周に沿って螺旋状に形成された搬送スクリューとを備え、前記回転軸を前記ホッパ部から切削屑破砕手段に亘り延設するとともに、前記回転刃列の回転軸と略平行で且つ接近させて配設し、該回転軸の一側端を前記ホッパ部の一側壁に回転自在に軸支し、他側端を前記切削屑破砕手段の支持枠側で回転自在に軸支し、
前記切削屑移送手段及び切削屑破砕手段を駆動する駆動手段を、前記スクリュー式コンベアにおける切削屑破砕手段が配設される側端部に連結して配置することを特徴とする切削屑破砕装置。
【請求項３】
前記切削屑移送手段は、ホッパ部側から切削屑破砕手段側へ向かい上向きに傾斜して設置され、前記ホッパ部に切削液排出用孔を穿設したことを特徴とする請求項２に記載の切削屑破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械による切削加工時に発生する切削屑などの廃棄物を破砕処理する切削屑破砕装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械加工により発生した切削屑などは、チップコンベア等により工作機械から搬出して工作機械近傍に配置されたいわゆる切粉収容箱に一端収容し、その後、切粉収容箱から破砕機などの処理設備に搬送して、処理設備で破砕、加圧圧縮などの処理が行われる（非特許文献１を参照）。
【０００３】
従来の切削屑の搬送手段として、例えば、スクレーパ式コンベヤ、ヒンジベルト式コンベヤ、スクリュー式コンベヤなどの搬送コンベヤが一般に用いられている。
【０００４】
しかしながら、スクレーパ式コンベヤは、長いカール状切削屑に対してスクレーパへの切削屑に引掛りや絡み付きなどの不具合が生じやすいという問題点がある。ヒンジベルト式コンベヤは、切削屑の引掛りや絡み付きなどが生じ難いが、前記スクレーパ式コンベヤと比較して高価であるという問題がある。
【０００５】
また、スクリュー式コンベヤは、切削屑の引掛りや絡み付きなどが生じても搬送可能であり、かえって引掛りや絡み付きにより周囲の切削屑をスクリュー内へ引き込む効果があり、しかも構造がシンプルであるため安価で構成できる。しかしながら、スクリュー軸に絡み付いた切削屑を搬出するためには、スクリュー軸の排出側端部を開放端とする必要があり、長距離搬送には不適であるという問題がある。
【０００６】
また、従来の切削屑処理方式では、切削屑を収容するスペースや切削屑を搬送するコンベヤを設置するスペースが必要であり、工作機械近傍に広い設置スペースが必要となるという問題点がある。
【０００７】
そこで、工作機械に切削屑搬出手段と切削屑を破砕する破砕処理装置とを搭載したものが提案されている（特許文献１を参照）。
前記工作機械は、破砕処理装置として切削屑を搬送する処理物搬送手段と切削屑を破砕する破砕手段を備え、前記処理物搬送手段を構成するスクリューにより搬送された切削屑を前記破砕手段により破砕するように構成されている。
このように構成することで、機械加工時に発生した切削屑を機械本体近傍で処理できる省スペースな工作機械を実現できる。
【０００８】
また、省スペースな切削屑破砕装置として、切削屑破砕手段を切削屑送り込み装置の排出部に設置したものが提案されている（特許文献２を参照）。
前記切削屑破砕装置は、搬送コンベア等により搬出された切削屑を切削屑送り込み装置に一時的に貯えて、この切削屑を切削屑破砕手段に送り込みながら破砕するように構成されている。
このように構成することで、スチールの切削屑のようにカール状を呈したものであっても、切削屑同士が絡み合うことなく定量づつ切断処理することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−９４２６４号公報（第１−７頁、図１）
【特許文献２】
特開平６−２３２９５号公報（第１−４頁、図１）
【非特許文献１】
日刊工業新聞、２０００年９月４日、Ｐ．２５−２７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のような構成では、工作機械自体が大型化するとともに、汎用の工作機械に展開できないという問題点がある。また、特許文献２のような構成では、切削屑を搬送するための搬送手段が必要であり、搬送手段を含めた装置全体を考えると省スペースという点で問題がある。
【００１１】
また、従来の切削屑破砕手段の方式には、スクリュー式、カッター式、ハンマー式、引き毟り式、ミル式などがあるが、何れの方式においても、切削屑破砕装置を構成するにあたりコンパクトに構成できるものが望ましい。
しかしながら、切削屑を破砕するためには物理的破砕力を必要とするため、高出力化や高剛性化に伴い、装置が大型化してしまうという問題点がある。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、切削破砕手段をコンパクトに構成して、切削屑を効率良く移送、取り込むとともに破砕することができ、しかも省スペースの切削屑破砕装置およびそれに用いられる切削屑破砕手段を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、切削屑破砕装置に係り、工作機械の切削加工によって生成された切削屑を破砕する切削屑破砕手段を備える切削屑破砕装置において、前記切削屑破砕手段は、外周方向に向かい放射状に複数の刃先部が突出形成された回転刃と、前記回転刃が回転軸に複数列並設された回転刃列と、前記回転刃列の隣り合う回転刃間に交互に配置される固定刃と、前記回転刃列を回転可能に支持するとともに前記固定刃を固定する支持枠とを有するカッター部を備え、前記固定刃上の回転刃と固定刃とを近接交差させて切削屑を破砕する剪断ポイントを、前記回転刃の回転にともない回転刃外周側から回転刃中心側に向かい変移させて、前記回転刃と固定刃とにより切削屑を破砕し、その破砕片を前記カッター部の下方に排出するものであって、前記回転刃列は、前記回転刃の刃先部の位相をずらして複数列並設することで、従来の２軸剪断式カッター部と比較して軸数を削減でき、簡単な構成で切削破砕手段をコンパクトに構成できるので、切削屑破砕装置の小型化を実現できる。
【００１４】
また、前記回転刃を、例えば風車の如く、外周方向に向かい放射状に複数の刃先部を突出形成することで、複数の刃先部で切削屑を連続的に高効率で破砕することができる。
さらに、前記固定刃上の回転刃と固定刃とが交差する剪断ポイントを、前記回転刃の回転にともない回転刃外周側から回転刃中心側に向かい変移させることで、切削屑を回転刃から逃げないようにして破砕することができるので高効率な破砕処理を実現できる。
また、前記回転刃列の構成として、複数の回転刃を刃先部の位相をずらして並設することで、複数の回転刃による切削屑の破砕動作を分散して行うことができるので、同時に回転刃列や固定刃に高負荷をかけることなくスムーズな破砕処理を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、工作機械の切削加工によって生成された切削屑を破砕する切削屑破砕手段を備える切削屑破砕装置において、前記切削屑破砕手段は、外周方向に向かい放射状に複数の刃先部が突出形成された回転刃と、前記回転刃が回転軸に複数列並設された回転刃列と、前記回転刃列の隣り合う回転刃間に交互に配置される固定刃と、前記回転刃列を回転可能に支持するとともに前記固定刃を固定する支持枠とを有するカッター部を備え、前記回転刃と固定刃とを近接交差させて切削屑を破砕し、その破砕片を前記カッター部の下方に排出するものであって、前記切削屑破砕手段に切削屑を移送する切削屑移送手段を備え、前記切削屑移送手段は、切削屑を捕集するホッパ部と、該ホッパ部と前記切削屑破砕手段との間を連結するスクリュー式コンベアの搬送部とを備え、前記スクリュー式コンベアは、回転軸と該回転軸の外周に沿って螺旋状に形成された搬送スクリューとを備え、前記回転軸を前記ホッパ部から切削屑破砕手段に亘り延設するとともに、前記回転刃列の回転軸と略平行で且つ接近させて配設し、該回転軸の一側端を前記ホッパ部の一側壁に回転自在に軸支し、他側端を前記切削屑破砕手段の支持枠側で回転自在に軸支し、前記切削屑移送手段及び切削屑破砕手段を駆動する駆動手段を、前記スクリュー式コンベアにおける切削屑破砕手段が配設される側端部に連結して配置することで、切削屑を効率良く移送して確実に切削屑破砕手段に投入することができる。
【００１６】
また、前記切削屑移送手段の構成として、切削屑を捕集するホッパ部と、該ホッパ部と前記切削屑破砕手段との間を連結する搬送部とを備えることで、工作機械から切削屑が投入される位置と破砕片を排出する位置とが離れている場合であっても、搬送部の長さを変更することでいろいろな装置レイアウトに対応することができる。また、切削屑の搬送距離が短く搬送部を必要としない場合は、該搬送部を使用せずにレイアウトすることも可能である。
【００１７】
また、前記切削屑移送手段の構成として、スクリュー式コンベアを備えることで、絡みやすい切削屑であっても容易に搬送することができる。
さらに、前記スクリュー式コンベアの構成として、回転軸と該回転軸の外周に沿って螺旋状に形成された搬送スクリューとを備え、前記回転軸を前記ホッパ部から切削屑破砕手段に亘り延設するとともに、前記回転刃列の回転軸と略平行で且つ接近させて配設して、該回転軸の一側端を前記ホッパ部の一側壁に回転自在に軸支し、他側端を前記切削屑破砕手段の支持枠側で回転自在に軸支することで、搬送スクリューで送り込まれて回転軸に絡み付いた切削屑であっても回転刃列により容易に掻きとって破砕することができる。
また、スクリュー式コンベアの回転軸をいわゆる両持ち支持としたので装置構造の剛性を高めることができる。
【００１８】
また、前記切削屑移送手段及び切削屑破砕手段を駆動する駆動手段を、スクリュー式コンベアの切削屑破砕手段が配設された前記他側端に連結して配置することで、最も負荷のかかるカッター部が構成される切削屑破砕手段側に駆動モータや減速機を取付け、他の構成部すなわちホッパ部や搬送部の構成を軽量化することができる。さらに、工作機械から離れた位置に駆動モータ等を設置できるので、工作機械に近接して配置されるホッパ部や搬送部のように油分や温度などの影響を受けることがない。しかも、駆動系のメンテナンス性が良好となる。
【００１９】
また、前記切削屑移送手段を、ホッパ部側から切削屑破砕手段側へ向かい上向きに傾斜して設置し、前記ホッパ部に切削液排出用孔を穿設することで、切削屑の含まれた切削液や潤滑油などの不要物を移送方向上流側のホッパ部で取り除くことができるので、搬送部や切削屑破砕手段を必要以上に汚すことがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１〜図１３は発明を実施する形態の一例であって、図１は本発明に係る第１の実施形態の切削屑破砕装置の全体構成を示す説明図、図２は前記切削屑破砕装置の構成を示す側面図、図３は前記切削屑破砕装置を構成するホッパ部の構成を示す平面図、図４は前記切削屑破砕装置に搭載された破砕機の構成を示す説明図、図５は前記破砕機を構成するカッター部の構成を示す説明図、図６は前記カッター部を構成する回転刃の構成を示す説明図、図７はカッター部を構成する固定刃の構成を示す説明図、図８は前記回転刃の中心からの距離と剪断力の関係を示す説明図、図９は前記回転刃による正転時の剪断ポイントの変移を示す説明図、図１０は前記回転刃による逆転時の剪断ポイントの変移を示す説明図、図１１は前記カッター部の構成を示す側断面説明図、図１２は本実施形態の回転刃と固定刃による剪断ポイントの分散状態を示す説明図、図１３は従来の回転刃と固定刃による剪断が同時に行われる状態を示す説明図である。
【００２１】
本実施形態は、図１、図２に示すように、工作機械（図示省略）の切削加工によって生成された切削屑をチップ状に破砕する切削屑破砕手段たる破砕機２と、前記破砕機２に切削屑を投入するためのホッパ部３と備えた切削屑破砕装置１である。
図中の符号４は破砕機２の動作を制御する制御ボックス、５は破砕機２を支持する枠体、６は前記破砕機から排出される破砕された切削屑を収容する収容箱、７は移動用キャスタである。
【００２２】
前記破砕機２は、図４に示すように、切削屑を破砕するカッター部２１と前記カッター部２１に駆動を伝達する減速機２２および駆動用モータ２３を備えたいわゆるカッター式破砕機である。
【００２３】
前記カッター部２１は、図５〜図７に示すように、回転軸２６に複数の回転刃２４が並設された回転刃列２５と、前記回転軸２６を回転可能に支持する支持枠２７と、前記支持枠２７に固定されて前記回転刃列２５の隣り合う回転刃２４、２４間に交互に配置される複数の固定刃２８とを備え、前記ホッパ部３より該カッター部２１の上方から投入された切削屑を前記回転刃２４と固定刃２８とにより破砕し、その破砕片を下方に排出するように構成されている。
【００２４】
前記回転刃２４は、図６、図８に示すように、複数の刃先部２４ａが外周方向に向かい放射状に突出形成されている。前記刃先部２４ａは先細りに形成され、該刃先部２４ａの正・逆回転方向に沿った両側縁に刃部２４ａ１、２４ａ２が形成されている。
【００２５】
前記刃先部２４ａの一側縁の刃部２４ａ１は、図８に示すように、先端側が平面視で中心線に対し略平行で且つ直線的に形成され、刃基側が円弧状に湾入形成されて隣りの刃先部２４ａの他側縁の刃部２４ａ２に連続的に形成されている。また、前記刃先部２４ａの他方側縁の刃部２４ａ２は、先端側が平面視で外周側に向かうほど中心線に対して離れるように直線的に形成され、刃基側が円弧状に湾入形成されて隣りの刃先部２４ａの一側縁の刃部２４ａ１に連続的に形成されている。
【００２６】
前記固定刃２８は、図５〜図７に示すように、前記支持枠２７の内側で前記回転刃２４に対して刃幅方向に適宜に間隙をとって交互に略等間隔で複数個並設されている。また、前記固定刃２８の一側端縁（図中の上側端縁）２８ｂには、図９に示すように、長手方向の略中央部に前記回転軸２６を回転自在に嵌装する軸保持部２８ａが形成され、該軸保持部２８ａ近傍を境してその両側縁には、前記回転刃２４が正回転（時計回りに回転）又は逆回転（反時計回りに回転）する時に刃先部２４ａの刃部２４ａ１、２４ａ２と各々近接対向する刃部２８ｂ１、２８ｂ２が形成されている。
【００２７】
前記刃先部２４ａの刃部２４ａ１と近接対向する刃部２８ｂ１は、図９に示すように、入湾状に形成されている。該刃部２８ｂ１は、前記刃部２４ａ１の直線的に形成された刃部と対応する範囲で、固定刃２８の外側から中心側に向かい下方へ傾斜して直線的に形成されるとともに、前記刃部２４ａ１の刃基側の円弧状に形成された刃部と対応する範囲で、前記直線的な部分から連続的に中心側に向かい円弧状に凹んで形成されている。
【００２８】
そして、前記回転刃２４が正回転（時計回りに回転）する際に、前記刃部２８ｂ１と刃部２４ａ１の先端側との交差部すなわち剪断ポイント２８ｃ１が、固定刃２８の外側から中心側（矢印Ａ１方向）に変移するとともに、刃部２４ａ１の刃基側との剪断ポイント２８ｃ２が、固定刃２８の中心側から外側（矢印Ａ２方向）に変移するように形成されている。
【００２９】
また、前記刃先部２４ａの刃部２４ａ２と近接対向する刃部２８ｂ２は、図１０に示すように、略水平に直線的に形成されている。そして、回転刃２４が逆回転（反時計回りに回転）する際に、前記刃部２８ｂ２と刃部２４ａ２との剪断ポイント２８ｃ３が固定刃２８の中央側から外側（矢印Ａ３方向）に変移するように形成されている。
【００３０】
前記支持枠２７は、図７に示すように、矩形状で上下方向に開口した箱体を呈している。また、前記支持枠２７の内部には、その幅方向に沿って複数の固定刃２８が略平行で且つ等間隔に並列配置され、該支持枠２７の幅方向側壁２７ａに締結ボルトで固定されている。また、図５に示すように、前記支持枠２７の長手方向に沿って回転刃列２５の回転軸２６が配設され、該支持枠２７の長手方向側壁２７ｂ１、２７ｂ２に回転自在に軸支されている。
【００３１】
前記幅方向側壁２７ａには、図５、図１１に示すように、隣り合う固定刃２８、２８の間で回転刃２４の刃先部２４ａ先端と対向する位置に隔壁部２７ｃが設けられている。
【００３２】
前記隔壁部２７ｃは、回転刃２４と対向する内側端部２７ｃ１が該回転刃２４の回転軌跡と干渉しないように刃先部２４ａ先端から僅かに距離をとって円弧状に形成されている。本実施形態においては、刃先部２４ａと内側端部２７ｃ１との距離を３ｍｍとしている。
【００３３】
前記支持枠２７の上方にはホッパ部３が配設されている。前記ホッパ部３に隣接し、且つ減速機２２及び駆動用モータ２３の上方に制御ボックス４が配設されている。
【００３４】
前記ホッパ部３は、図２、図３に示すように、矩形状で上下方向に開口した箱体を呈している。前記ホッパ部３の下側開口部３ａは、前記支持枠２７の上側の開口と略同形状に形成され、カッター部２１に連通するようにされている。
【００３５】
前記ホッパ部３の上側開口部３ｂは、切削屑投入口として前記下側開口部３ａよりも大きく開口形成され、該下側開口部３ａに向かい漸次狭くなるように４方の側壁３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを傾斜させて構成されている。また、前記上側開口部３ｂの一外縁部３ｇが庇状に延設され、前記制御ボックス４の上方を覆っている。
【００３６】
また、前記上側開口部３ｂの上部には、該上側開口部３ｂおよび庇状の一外縁部３ｇを覆うように矩形状の蓋部３１が着脱自在に設けられている。
【００３７】
次に、カッター部２１における回転刃２４と固定刃２８との合わせ面（側面）の隙間調整について説明する。
本実施形態のカッター部２１による剪断は、回転刃２４と固定刃２８が交差する際にその合わせ面で行われる。この回転刃２４と固定刃２８との隙間はできる限り「０」に近い方が好ましい。例えば、切削屑の最小厚さを０．０５ｍｍ程度とした場合、回転刃２４と固定刃２８との合わせ面の隙間は０．０２ｍｍ以内にすることが好ましい。すなわち、回転刃２４と固定刃２８との隙間に切削屑が噛み込まれないように調整するわけである。
【００３８】
尚、本実施形態においては、前記回転刃２４および固定刃２８の取付けを締結ボルトなどで固定するように構成されているので、前記回転刃２４および固定刃２８の積層位置関係に自由度があり、組立て時に容易に合わせ面の隙間の調整が可能となっている。
【００３９】
次に、本実施形態に係る切削屑破砕装置１の作用について図面を参照して説明する。
切削屑破砕装置１により切削屑を破砕する場合は、図１２に示すように、回転刃列２５を正回転（時計回りに回転）させて、側面視で刃先部２４ａの刃部２４ａ１が固定刃２８に向かい接近交差するように動作させる。
【００４０】
この時、回転刃２４の刃先部２４ａは、固定刃２８の刃部２８ｂ１上で刃先側の剪断ポイント２８ｃ１と刃基側の剪断ポイント２８ｃ２とで交差し始め、回転が進むに連れて刃先部２４ａの先端側の剪断ポイント２８ｃ１は矢印Ａ１方向に移動するとともに、刃基側の剪断ポイント２８ｃ２は矢印Ａ２方向に移動する。
すなわち、回転刃２４の刃先部２４ａの先端側及び刃基側の両端側から刃部２８ｂ１の中央の剪断ポイント２８ｃｎに向かい挟み込むように交差する。
【００４１】
したがって、前記固定刃２８の刃部２８ｂ１上の切削屑は、回転刃２４の刃先部２４ａの先端側及び刃基側の両端側から破砕されるため、切削屑の逃げ場が無く確実に破砕することができる。また、回転刃２４と固定刃２８との交差部では、剪断力が集中して働くとともに、その剪断ポイントが徐々に移行するため切削屑の剪断が容易に行われる。
【００４２】
すなわち、回転刃２４と固定刃２８とがシヤー角をもって交差するため、図１３に示す従来のカッター部の一例のように、回転刃２２４の刃部２２４ａ１と固定刃２２８の刃部２２８ｂ１とが同一線上２２８ｃで交差するような場合と比較して、小さな力で効率良く、しかも刃部への負担も少なく破砕動作を行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、回転刃２４が２０°回転する間に剪断動作が行われるように構成されているので、一刃における剪断力が一時に集中することなく、回転角２０°の間に分散される。
【００４４】
以上のように構成したので、本実施形態によれば、カッター部２１に回転刃２４と固定刃２８とを設け、前記回転刃２４の刃部２４ａ１の形状を、刃先側を外周方向に向かう中心線と略平行に直線的に形成するとともに刃基側を湾曲して円弧状に形成し、前記固定刃２８の刃部２８ｂ１の形状を、前記刃部２４ａ１と近接対向する部分を湾入させて形成することで、剪断ポイントが固定刃２８の外周側から中心側へ向かうようになるのため、切削屑の剪断部への取込み性が向上するとともに、切削屑が刃部よりずれて逃げることなく確実に破砕することができる。
【００４５】
また、切削屑が剪断部の中心側に引込まれることで切削屑の密度が増すが、図８に示すように、回転刃２４による剪断力は、中心側に向かうほど剪断力も増すため、高効率な剪断が可能となる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、回転刃２４および固定刃２８の形状を、回転刃２４の回転が逆回転（反時計回りに回転）時に剪断ポイントが中心側から外周側へ変移するように形成したので、切削屑を外周側へ押し出すように作用するため剪断抵抗を減少させることができる。これにより、逆回転運転を行うことで、過負荷原因となる高密度切削屑や異物をシャッフルする動作に有効である。
【００４７】
また、本実施形態によれば、回転刃列２５を構成する複数の回転刃２４を、図６に示すように、それぞれの回転刃２４の位相をずらすことで切断動作が同期しないように構成したので、剪断による負荷が集中することなく高効率の破砕作業を行うことができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第２の実施形態）
図１４〜図２０は発明を実施する形態の一例であって、図１４は本発明に係る第２の実施形態の切削屑破砕装置の全体構成を示す説明図、図１５は前記切削屑破砕装置の構成を示す部分分解説明図、図１６は前記切削屑破砕装置の平面図、図１７は前記切削屑破砕装置の側面断面図、図１８は図１７のＢ−Ｂ断面矢視図、図１９は図１７のＣ矢視図、図２０は前記切削屑破砕装置を構成するスクリュー式コンベアの構成を示す斜視図である。
図中、前出図と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は第１の実施形態に示す切削屑粉砕装置と同様である。
【００４９】
本実施形態は、図１４、図１５に示すように、工作機械の切削加工によって生成された切削屑が投入されるホッパ部１０３と、該切削屑をチップ状に破砕する切削屑破砕手段たる破砕機１０２と、前記ホッパ部１０３から破砕機１０２に切削屑を搬送するための搬送部１０６とを備えた切削屑破砕装置１０１である。
【００５０】
前記破砕機１０２は、図１６、図１７に示すように、切削屑を破砕するカッター部１２１と、前記カッター部１２１に駆動を伝達する減速機２２と、駆動用モータ２３とを備えたいわゆるカッター式破砕機である。
前記減速機２２は、図１７に示すように、取付け面側に出力軸２２ａが突設されている。前記出力軸２２ａの端部には、該減速機２２とカッター部１２１との間の位置に駆動ギア２２ｂが一体的に取付けられている。
【００５１】
前記カッター部１２１は、図１６、図１７および図２０に示すように、回転軸２６に複数の回転刃２４が並設された回転刃列２５と、前記回転軸２６を回転可能に支持する支持枠２７と、前記支持枠２７に固定されて前記回転刃列２５の隣り合う回転刃２４、２４間に交互に配置される複数の固定刃２８とを備え、前記搬送部１０６に送られた切削屑を前記回転刃２４と固定刃２８とにより破砕し、その破砕片を下方に排出するように構成されている。
【００５２】
前記回転刃列２５の上方には、図１７、図１９に示すように、後記するスクリュー式コンベア１０７の回転軸１０７ａが略平行に近接して配設され、前記回転軸１０７ａの近傍および上方に空間部をとって切削屑搬入部１２１ａを形成している。符号１２１ｂは、カッター部１２１の上部開口を覆うカバーである。
【００５３】
前記支持枠２７は、図１９に示すように、矩形状で上下方向に開口した箱体を呈している。また、前記支持枠２７の内部には、その幅方向に沿って複数の固定刃２８が略平行で且つ等間隔に並列配置され、該支持枠２７の幅方向側壁２７ａに締結ボルトで固定されている。また、前記支持枠２７の長手方向に沿って回転刃列２５の回転軸２６が配設され、該支持枠２７の長手方向側壁２７ｂ１、２７ｂ２に回転自在に軸支されている。
【００５４】
前記幅方向側壁２７ａには、図１９に示すように、隣り合う固定刃２８、２８の間で回転刃２４の刃先部２４ａ先端と対向する位置に隔壁部２７ｃが設けられている。前記隔壁部２７ｃは、回転刃２４と対向する内側端部２７ｃ１が該回転刃２４の回転軌跡と干渉しないように刃先部２４ａ先端から僅かに距離をとって円弧状に形成されている。
【００５５】
前記回転軸２６は、図１７に示すように、減速機２２の出力軸２２ａと平行に配設されるとともに、前記支持枠２７の長手方向側壁２７ｂ１、２７ｂ２に回転自在に支持されている。前記回転軸２６の減速機２２側の端部には、前記駆動ギア２２ｂと係合する位置に伝達ギア２９が一体的に取付けられている。
【００５６】
なお、前記回転刃２４、回転刃列２５および固定刃２８の構成は、前述した第１の実施形態と同様の構成のものを採用するため説明を省略する。
図中の符号１０８は切削屑破砕装置１０１を支持するための取付けブラケットである。
【００５７】
前記ホッパ部１０３は、図１６、図１７に示すように、矩形状を呈し、上部に幅方向及び長手方向に亘り開口部１０５ａが開口された箱状の本体部１０５と、該本体部１０５内に投入された切削屑を搬送するためのスクリュー式コンベア１０７とを備えている。
【００５８】
前記本体部１０５は、上部には開口部１０５ａが形成され、長手方向一方側の側壁１０５ｂにはスクリュー式コンベア１０７を形成する回転軸１０７ａの一端部１０７ａ１が回転自在に軸支されるとともに、図１９に示すように、切削液排出用の排液孔１０５ｂ２が複数個形成されている。また、長手方向他方側の側壁１０５ｃには、スクリュー式コンベア１０７が貫通し搬送部１０６に連通する連通口部１０５ｃ１が形成されている。
【００５９】
また、前記本体部１０５は、図１９、図２０に示すように、幅方向側壁１０５ｄ、１０５ｅの上方を拡開した略Ｕ字状断面を有するとともに、底部１０５ｆがスクリュー式コンベア１０７の搬送スクリュー１０７ｂの回転軌跡に干渉しない範囲で円弧状に形成されている。
【００６０】
前記本体部１０５は、前記開口部１０５ａを切削屑投入口として、例えば、工作機械（図示省略）の切削加工が行われる部位の下方に、破砕機１０２側を上方にして傾斜した状態で配設して、切削加工時に発生する切削屑を受けるようにされている。
【００６１】
前記スクリュー式コンベア１０７は、図１６、図１７に示すように、主に回転軸１０７ａと搬送スクリュー１０７ｂとにより構成され、本体部１０５より搬送部１０６を通ってカッター部１２１に亘り、回転刃列２５の上方で、かつ、該回転刃列２５と略平行に配設されている。
【００６２】
前記回転軸１０７ａは、一端部１０７ａ１が前記本体部１０５の長手方向一方側の側壁１０５ｂに回転自在に軸支され、他端部１０７ａ２がカッター部１２１の長手方向一方側支持枠２７ｂ２を貫通して縦断するとともに長手方向他方側の支持枠２７ｂ１に回転自在に支持され、さらに、他端部１０７ａ２は前記支持枠２７ｂ１に取付けられた減速機２２を介して駆動用モータ２３に連結されている。
【００６３】
前記搬送スクリュー１０７ｂは、前記本体部１０５の長手方向一方側の側壁１０５ｂに近接して前記回転軸１０７ａの一側端１０７ａ１より搬送部１０６に亘り前記回転軸１０７ａの外周に沿って螺旋状に形成されている。
【００６４】
すなわち、前記スクリュー式コンベア１０７は、前記カッター部１２１内に位置する部分では、搬送スクリュー１０７ｂを形成しない回転軸１０７ａに回転刃列２５の刃先部２４ａを近接対向して延設されている。
【００６５】
前記搬送部１０６は、図１９、図２０に示すように、前記本体部１０５の断面形状と略形状で、上方に拡開した略Ｕ字状断面を有するとともに、底部がスクリュー式コンベア１０７の搬送スクリュー１０７ｂの回転軌跡に干渉しない範囲で円弧状を呈し、前記ホッパ部１０３と破砕機１０２との間に形成され、かつ、ホッパ部側壁部１０６ａおよび破砕機側壁部１０６ｂを開口させて前記ホッパ部１０３と破砕機１０２との内部を連通させている。図中の符号１０６ｃは上部の開口を覆うカバー、１０９はガイドレールである。
前記ガイドレール１０９は、前記スクリュー式コンベア１０７の回転中心に向かって突出する板状の部材で形成され、本体部１０５の底部１０５ｆから搬送部１０６に亘って長手方向に延在し、スクリュー式コンベア１０７の回転軸１０７ａに切削屑が巻き付くのを防止するものである。
【００６６】
次に、本実施形態に係る切削屑破砕装置１０１の作用について図面を参照して説明する。
切削屑破砕装置１０１により機械加工により発生する切削屑を破砕処理する場合は、まず、図２１に示すように、工作機械１Ａの切削部位の下方に切削屑破砕装置１０１のホッパ部１０３を配置し、該ホッパ部１０３側を破砕機１０２側より下方に傾斜させた状態で配設する。前記切削屑破砕装置１０１はブラケット１０８により工作機械１Ａの一部に固定されている。前記破砕機１０２の下方には破砕片収容箱６Ａを配置する。
【００６７】
工作機械１Ａにより金属体の切削加工が行われると切削部位の下方に切削屑が落下する。工作機械１Ａの切削部位の下方にはホッパ部１０３が配置されているため、落下した切削屑はホッパ部１０３内に収容される。
【００６８】
前記ホッパ部１０３内に落下した切削屑は、スクリュー式コンベア１０７により搬送部１０６を通って破砕機１０２のカッター部１２１内に運び込まれる。
切削屑は、スクリュー式コンベア１０７の搬送スクリュー１０７ｂによる送り作用で搬送される。
搬送部１０６からカッター部１２１内への搬送された切削屑は、搬送スクリュー１０７ｂに搬送された切削屑により回転軸１０７ａに沿って回転刃列２５の上方に押し出される。
【００６９】
前記カッター部１２１に運び込まれた切削屑は、回転刃列２５の回転により、回転刃２４に引掛りあるいは巻き込まれながら該回転刃２４と固定刃２５とにより剪断／破砕される。
破砕された切削屑は固定刃２５、２５の隙間からカッター部１２１の下方の破砕片収容箱６Ａに収容される。
【００７０】
このようにして、工作機械１Ａの機械加工時に発生した切削屑をスクリュー式コンベア１０７で搬送してカッター部１２１内で破砕するという作業工程を連続的に行うことができる。
【００７１】
なお、回転刃２４と固定刃２８とによる切削屑の切断／破砕動作は、前述した第１の実施形態に係る切削屑破砕装置１の説明と同様の動作で行われる。
すなわち、図１２に示すように、回転刃２４の刃先部２４ａは、固定刃２８の刃部２８ｂ１上で刃先側の剪断ポイント２８ｃ１と刃基側の剪断ポイント２８ｃ２とで交差し始め、回転が進むに連れて刃先部２４ａの先端側の剪断ポイント２８ｃ１は矢印Ａ１方向に移動するとともに、刃基側の剪断ポイント２８ｃ２は矢印Ａ２方向に移動する。こうして、回転刃２４の刃先部２４ａの先端側及び刃基側の両端側から刃部２８ｂ１の中央の剪断ポイント２８ｃｎに向かい挟み込むように交差する。
【００７２】
したがって、前記固定刃２８の刃部２８ｂ１上の切削屑は、回転刃２４の刃先部２４ａの先端側及び刃基側の両端側から破砕されるため、切削屑の逃げ場が無く確実に破砕することができる。また、回転刃２４と固定刃２８との交差部では、剪断力が集中して働くとともに、その剪断ポイントが徐々に移行するため切削屑の剪断が容易に行われる。
【００７３】
以上のように構成したので、本実施形態によれば、切削屑破砕装置１０１としてホッパ部１０３、搬送部１０６および破砕機１０２を設けることで、工作機械による機械加工時に発生する切削屑をホッパ部１０３で受けて搬送し、搬送部１０６で破砕機１０２に送り込むことで容易に該破砕機１０２により切断／破砕処理を行うことができる。
【００７４】
また、本実施形態によれば、切削屑移送手段としてスクリュー式コンベア１０７を採用したので、簡単な構成でかつ安価で高効率な移送手段を構成することができる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、前記スクリュー式コンベア１０７を構成する搬送スクリュー１０７ｂを搬送部１０６内まで設け、カッター部１２１内の回転刃列２５に対向する部分においては回転軸１０７ａだけで構成し、前記回転軸１０７ａに対向する範囲で回転刃列２５を近接配置したので、前記ガイドレール１０９で防ぎきれずに回転軸１０７ａに巻き付いた状態で搬送された切削屑も回転刃列２５の刃先部２４ａで容易に剥ぎ取り破砕することができるので、常に回転軸１０７ａを清浄に維持することができ、切削屑がカッター部１２１内の回転軸１０７ａに巻き付いて堆積してしまいスクリュー式コンベア１０７の搬送効率を低下させることも防止できる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、切削屑の搬送方向下流側に駆動用モータ２３および減速機２２を設け、搬送方向下流側で切削屑を破砕するように構成したので、スクリュー式コンベア１０７の一方端を回転自在に軸支するとともに、他方端を減速機２２側に一体的に構成して軸支することで、該スクリュー式コンベア１０７をいわゆる両持ち支持でき、切削屑移送動作を確実にするとともに剛性の高い装置構成を実現できる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、カッター部１２１の回転刃列２５の駆動を、前記スクリュー式コンベア１０７を駆動する出力軸２２ａから駆動ギア２２ｂおよび伝達ギアを介してとるようにしたので、切削屑移送手段の駆動と破砕手段の駆動とを一つの駆動源で行うことができる。したがって、装置構成の簡略化およびコストの低減を図ることができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、スクリュー式コンベア１０７の回転軸１０７ａを出力軸として回転刃列２５を駆動するようにしているが、本発明は、切削屑移送手段および切削屑破砕手段の駆動方式に限定されるものではなく、例えば、本実施形態とは逆に、回転刃列２５の回転軸２６を出力軸として、スクリュー式コンベア１０７を駆動するようにしたものであっても良い。このように構成するものであっても本実施形態と同様な効果が得られる。
【００７９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の切削屑破砕装置によれば、切削屑を破砕する切削破砕手段をコンパクトに構成することができるとともに、切削屑を高効率で移送、取り込み及び破砕処理を行うことができ、しかも、省スペースな切削屑破砕装置を実現できる。
詳しくは、本発明に係る切削屑破砕装置によれば、工作機械の切削加工によって生成された切削屑を破砕する切削屑破砕手段を備える切削屑破砕装置において、前記切削屑破砕手段は、外周方向に向かい放射状に複数の刃先部が突出形成された回転刃と、前記回転刃が回転軸に複数列並設された回転刃列と、前記回転刃列の隣り合う回転刃間に交互に配置される固定刃と、前記回転刃列を回転可能に支持するとともに前記固定刃を固定する支持枠とを有するカッター部を備え、前記固定刃上の回転刃と固定刃とを近接交差させて切削屑を破砕する剪断ポイントを、前記回転刃の回転にともない回転刃外周側から回転刃中心側に向かい変移させて、前記回転刃と固定刃とにより切削屑を破砕し、その破砕片を前記カッター部の下方に排出するものであって、前記回転刃列は、前記回転刃の刃先部の位相をずらして複数列並設するように構成することで、従来の２軸剪断式カッター部と比較して軸数を削減でき、簡単な構成で切削破砕手段をコンパクトに構成できるので、切削屑破砕装置の小型化を実現できる。
【００８０】
さらに、本発明は、工作機械の切削加工によって生成された切削屑を破砕する切削屑破砕手段を備える切削屑破砕装置において、前記切削屑破砕手段は、外周方向に向かい放射状に複数の刃先部が突出形成された回転刃と、前記回転刃が回転軸に複数列並設された回転刃列と、前記回転刃列の隣り合う回転刃間に交互に配置される固定刃と、前記回転刃列を回転可能に支持するとともに前記固定刃を固定する支持枠とを有するカッター部を備え、前記回転刃と固定刃とを近接交差させて切削屑を破砕し、その破砕片を前記カッター部の下方に排出するものであって、前記切削屑破砕手段に切削屑を移送する切削屑移送手段を備え、前記切削屑移送手段は、切削屑を捕集するホッパ部と、該ホッパ部と前記切削屑破砕手段との間を連結するスクリュー式コンベアの搬送部とを備え、前記スクリュー式コンベアは、回転軸と該回転軸の外周に沿って螺旋状に形成された搬送スクリューとを備え、前記回転軸を前記ホッパ部から切削屑破砕手段に亘り延設するとともに、前記回転刃列の回転軸と略平行で且つ接近させて配設し、該回転軸の一側端を前記ホッパ部の一側壁に回転自在に軸支し、他側端を前記切削屑破砕手段の支持枠側で回転自在に軸支し、前記切削屑移送手段及び切削屑破砕手段を駆動する駆動手段を、前記スクリュー式コンベアにおける切削屑破砕手段が配設される側端部に連結して配置するように構成することで、切削屑を効率良く移送して確実に切削屑破砕手段に投入することができ、しかも、切削屑破砕装置をコンパクトに構成できる。
【００８１】
また、本発明は、前記切削屑移送手段を、ホッパ部側から切削屑破砕手段側へ向かい上向きに傾斜して設置し、前記ホッパ部に切削液排出用孔を穿設することで、切削屑の含まれた切削液や潤滑油などの不要物を移送方向上流側のホッパ部で取り除くことができるので、搬送部や切削屑破砕手段を必要以上に汚すことがないという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の切削屑破砕装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】前記切削屑破砕装置の構成を示す側面図である。
【図３】前記切削屑破砕装置を構成するホッパ部の構成を示す平面図である。
【図４】前記切削屑破砕装置に搭載された破砕機の構成を示す説明図である。
【図５】前記破砕機を構成するカッター部の構成を示す説明図である。
【図６】前記カッター部を構成する回転刃の構成を示す説明図である。
【図７】前記カッター部を構成する固定刃の構成を示す説明図である。
【図８】前記回転刃の中心からの距離と剪断力の関係を示す説明図である。
【図９】前記回転刃による正転時の剪断ポイントの変移を示す説明図である。
【図１０】前記回転刃による逆転時の剪断ポイントの変移を示す説明図である。
【図１１】前記カッター部の構成を示す側断面説明図である。
【図１２】本実施形態の回転刃と固定刃による剪断ポイントの分散状態を示す説明図である。
【図１３】従来の回転刃と固定刃による剪断が同時に行われる状態を示す説明図である。
【図１４】本発明に係る第２の実施形態の切削屑破砕装置の全体構成を示す説明図である。
【図１５】前記切削屑破砕装置の構成を示す部分分解説明図である。
【図１６】前記切削屑破砕装置の平面図である。
【図１７】前記切削屑破砕装置の側面断面図である。
【図１８】図１７のＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図１９】図１７のＣ矢視図である。
【図２０】前記切削屑破砕装置を構成するスクリュー式コンベアの構成を示す斜視図である。
【図２１】前記切削屑破砕装置を工作機械に組み込んだ一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１、１０１  切削屑破砕装置
２、１０２  破砕機
３、１０３  ホッパ部
４  制御ボックス
２１、１２１  カッター部
２２  減速機
２２ｂ  駆動ギア
２３  駆動用モータ
２４、２２４  回転刃
２４ａ  刃先部
２５  回転刃列
２８、２２８  固定刃
２８ｃ１、２８ｃ２、２８ｃ３、２８ｃｎ  剪断ポイント
１０６  搬送部
１０７  スクリュー式コンベア
【図１】
2004275840.tif 000003
【図２】
2004275840.tif 000004
【図３】
2004275840.tif 000005
【図４】
2004275840.tif 000006
【図５】
2004275840.tif 000007
【図６】
2004275840.tif 000008
【図７】
2004275840.tif 000009
【図８】
2004275840.tif 000010
【図９】
2004275840.tif 000011
【図１０】
2004275840.tif 000012
【図１１】
2004275840.tif 000013
【図１２】
2004275840.tif 000014
【図１３】
2004275840.tif 000015
【図１４】
2004275840.tif 000016
【図１５】
2004275840.tif 000017
【図１６】
2004275840.tif 000018
【図１７】
2004275840.tif 000019
【図１８】
2004275840.tif 000020
【図１９】
2004275840.tif 000021
【図２０】
2004275840.tif 000022
【図２１】
2004275840.tif 000023