(57)【要約】【課題】金属切り屑を剪断し引きちぎって小さく破砕し、破砕された切り屑を、速やかに装置外へと排出できる、新規な方式を採用した金属切り屑処理装置を提供すること。【解決手段】金属切り屑処理装置は、金属切り屑が装入される装入室１１をもつ基体１２と、装入室１１内の金属切り屑を剪断し引きちぎって小さく破砕する破砕手段とを具備する。基体１２には、金属切り屑が係合可能な切り屑係合部１４が保持されている。更に基体１２には、金属切り屑が係合可能なスパイラル状係合部２２をもつスパイラル回転手段１８が回転可能に保持され、スパイラル状係合部２２の軸長方向両端には各１か所、計２か所の鍔３５、３６を具備する。【選択図】　図１
2004074124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属切り屑が装入される装入室をもつ基体と、
前記基体に保持され金属切り屑が係合可能な金属切り屑係合部と、
前記基体に回転可能に保持され、金属切り屑が係合可能なスパイラル状係合部をもつスパイラル回転手段と、
前記基体の、前記スパイラル回転手段の軸長方向両端部付近にそれぞれ具備された、金属切り屑を外部に排出するための金属切り屑排出手段と、
前記スパイラル状係合部をもつスパイラル回転手段により金属切り屑を前記金属切り屑排出手段へと誘導し、前記金属切り屑排出手段から速やかに外部へと排出させるために、前記スパイラル状係合部の軸長方向両端部に、それぞれ金属切り屑誘導手段を具備することを特徴とする金属切り屑処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記スパイラル回転手段の前記スパイラル状係合部により、破砕された金属切り屑を前記金属切り屑排出手段へと誘導し、速やかに金属切り屑処理装置の外部へと排出させるために、
前記スパイラル回転手段の前記スパイラル状係合部の軸長方向両端部に、それぞれ鍔を具備する事を特徴とする金属切り屑処理装置。
【請求項３】
請求項１における前記金属切り屑処理装置を、軸長方向に傾斜をもたせて産業機械などの金属切り屑排出部に具備すると共に、
傾斜をもたせた前記金属切り屑処理装置を構成する前記基体の傾斜下部方向に、クーラント排出用の排出口を具備することを特徴とする金属切り屑処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、産業機械等より排出された金属切り屑を破砕して小さくすることができる、金属切り屑処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業界では、搬送性、リサイクル性等の向上のため、産業機械等から発生した金属切り屑を破砕して小さくすることが要望されている。特に、金属切り屑が疑似螺旋形状にカールしている場合には、金属切り屑の後処理が容易ではなく、破砕して小さくすることが要望されている。
【０００３】
そこで従来より、金属切り屑処理装置として、図７に示すように、２個一対の回転ドラム４６、４９を基体５２の装入室５３に並設したものが提供されている。
回転ドラム４６は、軸状の回転体４７と、回転体４７の外周部に設けられた複数個の円盤状の刃体４８とを備えている。他方の回転ドラム４９も、軸状の回転体５０と、回転体５０の外周部に設けられた複数個の円盤状の刃体５１とを備えている。
【０００４】
一方の回転ドラム４６の刃体４８、他方の回転ドラム４９の刃体５１は、回転ドラム４６、４９の軸長方向において互い違いに配置されている。よって一方の回転ドラム４６の刃体４８は、他方の回転ドラム４９の刃体５１間の凹部に噛み合っている。同様に、他方の回転ドラム４９の刃体５１は、一方の回転ドラム４６の刃体４８間の凹部に噛み合っている。
【０００５】
上記した装置の使用の際には、回転ドラム４６を矢印５４方向に、回転ドラム４９を矢印５５方向に回転させた状態で、基体５２の装入室５３に金属切り屑を装入する。金属切り屑は、回転ドラム４６の刃体４８、回転ドラム４９の刃体５１により押し潰され、これにより金属切り屑が破砕されて小さくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に係る請求項１は、上記した方式とは異なり、金属切り屑の破砕にスパイラル回転手段を採用することにより、金属切り屑の破砕時に、金属切り屑にたとえばボルト等の異物が混入している場合であっても、異物による損傷を抑制するのに有利であり、更に、破砕すると同時に破砕した金属切り屑の搬送、および外部への排出にも有利であると共に、省エネにも貢献できる金属切り屑処理装置を提供することを課題とする。
【０００７】
本発明に係る請求項２は、スパイラル回転手段のスパイラル状係合部に係合し、破砕された金属切り屑を金属切り屑排出手段へと誘導し、速やかに金属切り屑処理装置の外部へと排出することにより、基体内での金属切り屑の成長や詰まりを抑制するのに有利な金属切り屑処理装置を提供することを課題とする。
【０００８】
本発明に係る請求項３は、金属切り屑に付着したクーラントの、金属切り屑処理装置外部への持ち出しを抑制するのに有利な金属切り屑処理装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る金属切り屑処理装置は、金属切り屑が装入される装入室をもつ基体と、
基体に保持され金属切り屑が係合可能な金属切り屑係合部と、
基体に回転可能に保持され、金属切り屑が係合可能なスパイラル状係合部をもつスパイラル回転手段と、
基体の、スパイラル回転手段の軸長方向両端部付近にそれぞれ具備された、金属切り屑を外部へと排出するための金属切り屑排出手段と、
スパイラル状係合部をもつスパイラル回転手段により、金属切り屑を金属切り屑排出手段へと誘導し、金属切り屑排出手段から速やかに外部へと排出させるために、スパイラル状係合部の軸長方向両端部にそれぞれ金属切り屑誘導手段を具備することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る金属切り屑処理装置は、請求項１において、
スパイラル回転手段のスパイラル状係合部により、破砕された金属切り屑を金属切り屑排出手段へと誘導し、速やかに金属切り屑処理装置の外部へと排出させるために、
スパイラル回転手段のスパイラル状係合部の軸長方向両端部に、それぞれ鍔を具備する事を特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る金属切り屑処理装置は、
請求項１における金属切り屑処理装置を、軸長方向に傾斜をもたせて産業機械などの金属切り屑排出部に具備すると共に、
傾斜をもたせた基体の傾斜下部方向に、クーラント排出用の排出口を具備することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本実施形態に係る金属切り屑処理装置は、旋盤等の産業機械で切削加工する際に発生した疑似螺旋形状にカールした繊維状の金属切り屑（材質：例えば炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼等の鉄系、アルミ系合金、銅系合金等の軽金属系、チタン系合金など）を破砕して小さくする装置である。
【００１３】
なお、旋盤等の産業機械で発生する金属切り屑は、金属切り屑の材質や産業機械の種類等にもよるが、一般的には、長さが３０〜３００ｍｍ程度である。金属切り屑は、前述したように搬送性、リサイクル性の向上等のため、破砕して小さくすることが要望されている。
以下、本発明の代表的な実施形態を図面を参照して説明する。
ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、形状、材質、その相対位置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１４】
本実施形態に係る金属切り屑処理装置では、図１、図２、および図４から理解できるように、産業機械から排出された切り屑が装入される装入室１１をもつケース状の基体１２が設けられている。
【００１５】
基体１２の上部には、装入室１１に連通する切り屑入り口用の開口１３が形成されている。基体１２の装入室１１内には、切り屑が係合可能な１か所の切り屑係合部１４が、基体１２に沿って配置されている。
切り屑係合部１４は、第１取り付けボルト１５および第２取り付けボルト１６により基体１２の固定部１７に保持されている。
【００１６】
切り屑係合部１４は、後述するスパイラル回転手段１８の回転体１９に近接する方向、および遠ざかる方向に、つまり矢印２０、２１方向に位置調整可能にされている。基体１２の装入室１１内には、スパイラル回転手段１８が回転可能に保持されている。スパイラル回転手段１８は、本実施形態においてはスパイラル回転手段１８の斜め上方部において、切り屑係合部１４と係合可能となるように配置されている。
スパイラル回転手段１８は、円筒形状の外周部をもつ横軸型の回転体１９と、回転体１９の外周部にスパイラル状に配設されたスパイラル状係合部２２とを備えている。
【００１７】
スパイラル回転手段１８の回転体１９の軸長方向両端部には、基体１２に軸受け２３、２４を介して回転可能に支持される支持軸部２５、２６が延設され、その一端部は、駆動源として機能する減速機付き電動機２７と連結されている。
【００１８】
スパイラル回転手段１８の回転体１９の回転速度は、切り屑の材質、長さ、要請される処理量などの要因に応じて選択でき、例えば、１〜６０ｒｐｍ程度にできる。ただしこの範囲に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更できるものである。
なお基体１２の軸長方向下部両端部には、破砕した切り屑を機外へと排出するための排出口２８、２９を具備する。
【００１９】
図６は、切り屑係合部１４の平面図を示す。図６に示すように切り屑係合部１４は、四角盤形状をなしている。切り屑係合部１４の長辺部には、耐磨耗性を向上させるための焼き入れ層の硬質層３０が互いに背向して形成されている。
従って、切り屑係合部１４は、反転して使用することもできる。
【００２０】
スパイラル状係合部２２は、立壁面３１と外周壁面３２とをもち、外周壁面３２には、等間隔に配設された数か所の欠切部３３が具備され、スパイラル状をなすスパイラル状係合部２２の周囲には、これと隣接する通路３４が形成されている。
スパイラル状係合部２２の軸長方向両端部には、円盤状の鍔３５、３６を具備する。
【００２１】
基体１２の下部には台車搬入空間３７が形成されており、台車搬入空間３７には走行車輪３８により走行可能な可動台車３９が配置されている。破砕された切り屑は、可動台車３９の収容室４０内へと排出される。
【００２２】
さて、本実施形態での使用の際には、旋盤などの産業機械から排出された切り屑が、開口１３から切り屑処理装置内へと投入される。
切り屑処理装置内へと投入された切り屑は、切り屑係合部１４に係合すると共に、スパイラル回転手段１８のスパイラル状係合部２２に係合する。そして、切り屑係合部１４に係合した切り屑は、剪断されると共に、スパイラル回転手段１８の回転に伴い、矢印４１方向に沿って強制的に引っ張られる。このことによりカール状の切り屑には引張力が作用し、切り屑は、引きちぎられることによっても破砕し小さくなる。
【００２３】
従って本実施形態では、切り屑係合部１４とスパイラル回転手段１８は、引きちぎり手段としても機能できる。剪断され、引きちぎられて破砕された切り屑は、小さくなり、スパイラル回転手段１８によりその軸長方向へと搬送される。
スパイラル状係合部２２の両端部には、スパイラル状係合部２２と同時に回転する円盤状の鍔３５、３６が具備され、
スパイラル回転手段１８の軸長方向（スラスト方向）に連続して搬送される破砕後の小さくなった切り屑は、スパイラル状係合部２２の両端部に具備された、２か所の円盤状の鍔３５、３６のうち、その進行方向側の鍔に到達すると、スパイラル回転手段１８の軸長に対し、軸長方向（スラスト方向）から軸長に対し垂直方向（ラジアル方向）へと、切り屑の搬送方向を変えることにより、切り屑を基体１２内に蓄積させることなく、２か所の排出口２８、２９のうち、その進行方向側の排出口から可動台車３９の収容室４０内へと排出することができ、そのため、基体１２内での切り屑の成長抑制、切り屑の詰まり抑制に有利である。
【００２４】
そのため、従来のスパイラル回転手段１８のみでは、切り屑がスパイラル回転手段１８と基体１２の間に挟まることによる摩擦が発生し、結果的にその摩擦力を加味した大容量の減速機付き電動機２７が必要であったのに対し、
今回スパイラル回転手段１８の両端部に鍔３５、３６を一体的に設けることにより、従来のスパイラル回転手段１８と基体１２との間の摩擦力は発生せず、従来と比較し小容量の減速機付き電動機２７が使用できる。
【００２５】
なお、スパイラル回転手段１８は、後述するように正・逆回転が可能な構造となっているため、前述のように、スパイラル状係合部２２の軸長方向両端部に、円盤状の鍔を２か所（３５、３６）具備していると共に、基体１２の軸長方向両端下部に切り屑の排出口を２か所（２８、２９）具備している。
【００２６】
本実施形態では、装入された切り屑の量が設定値を大きく越え、処理すべき切り屑の量が過剰となり過負荷となった場合には、過負荷検知手段４２がこれを検知し、電動機制御回路４３により減速機付き電動機２７が逆回転し、スパイラル回転手段１８が所定時間逆方向（つまり矢印４１と逆の方向）に回転する。その後、再び減速機付き電動機２７が所定時間正回転し、スパイラル回転手段１８が正回転（つまり矢印４１方向）する。
このような逆回転、正回転の繰り返しは、過負荷が解消されるまで実行される。
【００２７】
このように、本実施形態では、過負荷の場合にスパイラル回転手段１８が正回転、逆回転を繰り返すため、破砕前の切り屑の過剰な絡みが解消され、過負荷が解消されやすい。なお、過負荷が解消された後には、減速機付き電動機２７は、正常回転（正回転）を継続する。
ところで、切り屑にはボルト等の異物が混じったりすることが往々にしてある。この場合には、産業機械から排出される切り屑と共に、開口１３から基体１２内へと投入される。
【００２８】
このような異物が投入された場合には、図７に示す従来技術によれば、刃体４８、５１による異物の噛み込みが発生し、刃体４８、５１が損傷するおそれがある。
この点本実施形態では、スパイラル状をなすスパイラル状係合部２２の周囲には、通路３４が形成されている。この通路３４は、ボルト等の異物が退避できる退避空間としても機能できる。従って、破砕前の切り屑に異物が混入している場合であっても、異物に起因するスパイラル状係合部２２の損傷を、抑制するのに有利である。
【００２９】
なお、通路３４内の異物は、破砕後の切り屑と共にスパイラル回転手段１８内を軸長方向へと搬送され、スパイラル状係合部２２の軸長方向両端に具備された２か所の円盤状の鍔３５、３６のうち、その進行方向の鍔により、前述のように、基体１２の軸長方向両端部の下面に具備された２か所の排出口２８、２９のうち、その進行方向の排出口より落下し、可動台車３９の収容室４０内へと収容される。
【００３０】
前述したように、剪断され、引きちぎられて小さくなった切り屑は、小さくなる前に比較して、圧縮して固める等の後処理が容易となる。よって、切り屑のリサイクル性、搬送性が向上する。
【００３１】
図３、および図５は、本実施形態に係る金属切り屑処理装置を、その軸長方向に傾斜をもたせて産業機械などの金属切り屑排出部に具備した一例を示す。
【００３２】
産業機械から排出される金属切り屑は、そのほとんどの場合、産業機械での機械加工時に、切削性の向上、加工ワークの冷却、などのために使用されるクーラントが付着された状態で排出され、金属切り屑と共に廃却されていた。
本実施形態における、軸長方向に傾斜をもたせた金属切り屑処理装置の目的は、金属切り屑を破砕すると同時に、前述の金属切り屑に付着したクーラントを回収し再使用することにある。
【００３３】
軸長方向に傾斜をもたせた金属切り屑処理装置は、図３、および図５から理解できるように、
基体１２、金属切り屑を破砕し搬送するための切り屑係合部１４とスパイラル回転手段１８、破砕された金属切り屑を基体１２から排出するための排出口２８、２９などから構成される前述の金属切り屑処理装置を、
水平線に対し、例えば２〜３０°の軸長方向への傾斜をもたせて、産業機械の金属切り屑排出部に具備している。
ただしこの傾斜角度は、この範囲に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更できるものである。
【００３４】
産業機械の切り屑排出口に対し、前述の、例えば２〜３０°の軸長方向への傾斜をもたせた金属切り屑処理装置は、基体１２の傾斜部下部の下面にクーラント排出口４４を設け、基体１２の傾斜部下部の側面に切り屑の排出口４５を具備する。
【００３５】
産業機械の切り屑排出口から、２〜３０°の軸長方向への傾斜をもたせた金属切り屑処理装置の基体１２の装入室１１内へと排出された、クーラントを付着した切り屑は、基体１２内での切り屑の破砕時に発生する切り屑の絞り作用、あるいは切り屑に加えられる振動などにより、切り屑に付着したクーラントが切り屑から分離されて基体１２下部をその傾斜に沿って流れ落ち、基体１２の傾斜部下部の下面に具備されたクーラント排出口４４から排出される。
一方切り屑は、前述のように小さく破砕されて、基体１２の傾斜部下部の側面に具備された切り屑の排出口４５から排出される。
なお、クーラント排出口４４から排出されたクーラントは、産業機械に戻すことにより、再使用することもできる。
その他、本発明装置は、上記しかつ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に係る金属切り屑処理装置では、スパイラル回転手段のスパイラル状係合部の回転に伴い、スパイラル状係合部と金属切り屑係合部において、金属切り屑が、剪断と引きちぎりにより小さく破砕され、同時に小さく破砕された金属切り屑は、スパイラル回転手段の下部に２か所具備された金属切り屑の排出口の内、スパイラル回転手段の進行方向に応じた金属切り屑の排出口へと搬送し、可動台車内へと速やかに排出し収容することができる。
このように、請求項１に係る装置によれば、金属切り屑が小さく破砕されるため、金属切り屑の後処理が容易となる。例えば、金属切り屑を固めるのが容易となる。
更に、請求項１に係る金属切り屑処理装置では、スパイラル状係合部に隣接する部位には、異物退避空間として機能できる通路が形成されるため、異物の異常噛み込みを抑制でき、従って異物による損傷を抑えるのに有利である。
【００３７】
請求項２に係る金属切り屑処理装置では、スパイラル状係合部をもつスパイラル回転手段により金属切り屑を金属切り屑排出手段へと誘導し、金属切り屑排出手段から金属切り屑処理装置外部へと速やかに排出することが可能なため、
基体内に具備されたスパイラル回転手段内への、金属切り屑の蓄積や詰まりによる過負荷を抑えるのに有利であり、
そのため、従来、スパイラル回転手段と基体の間への、金属切り屑の蓄積や詰まりによる摩擦力を加味した大容量の減速機付き電動機が必要であったものが、従来に比較し、小容量の減速機付き電動機を採用することができる。
【００３８】
請求項３に係る金属切り屑処理装置では、切り屑に付着したクーラントの外部への持ち出しを抑制することにより、破砕した切り屑の後処理を容易にすると共に、省エネにも貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の正面図である。
【図２】装置の平面図である。
【図３】基体に傾斜をもたせた装置の正面図である。
【図４】装置の金属切り屑破砕部の断面図である。
【図５】基体に傾斜をもたせた装置の、金属切り屑破砕部の断面図である。
【図６】金属切り屑係合部の平面図である。
【図７】従来装置の平面図である。
【符号の説明】
１１・・・装入室　　　　　　　　　　１２・・・基体
１３・・・開口　　　　　　　　　　　１４・・・切り屑係合部
１５・・・第１取り付けボルト　　　　１６・・・第２取り付けボルト
１７・・・固定部　　　　　　　　　　１８・・・スパイラル回転手段
１９・・・回転体　　　　　　　　　　２０・・・矢印
２１・・・矢印　　　　　　　　　　　２２・・・スパイラル状係合部
２３・・・軸受　　　　　　　　　　　２４・・・軸受
２５・・・支持軸部　　　　　　　　　２６・・・支持軸部
２７・・・減速機付き電動機　　　　　２８・・・排出口
２９・・・排出口　　　　　　　　　　３０・・・硬質層
３１・・・立壁面　　　　　　　　　　３２・・・外周壁面
３３・・・欠切部　　　　　　　　　　３４・・・通路
３５・・・鍔　　　　　　　　　　　　３６・・・鍔
３７・・・台車搬入空間　　　　　　　３８・・・走行車輪
３９・・・可動台車　　　　　　　　　４０・・・収容室
４１・・・矢印　　　　　　　　　　　４２・・・過負荷検知手段
４３・・・電動機制御回路　　　　　　４４・・・クーラント排出口
４５・・・排出口　　　　　　　　　　４６・・・回転ドラム
４７・・・回転体　　　　　　　　　　４８・・・刃体
４９・・・回転ドラム　　　　　　　　５０・・・回転体
５１・・・刃体　　　　　　　　　　　５２・・・基体
【図１】
2004074124.tif 000003
【図２】
2004074124.tif 000004
【図３】
2004074124.tif 000005
【図４】
2004074124.tif 000006
【図５】
2004074124.tif 000007
【図６】
2004074124.tif 000008
【図７】
2004074124.tif 000009