(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り粉を一時的に蓄えるとともに、開口部がその底に形成されており、一対の対向する側壁が傾斜してラッパ状になっているホッパ部と、
前記ホッパ部の片側の傾斜した側壁に設置され、前記ホッパ部に蓄えられた前記切り粉を前記開口部から排出する際に、その切り粉の排出を補助する排出助成部と、
前記ホッパ部の底に前記開口部と共に横長形状に形成され、前記ホッパ部から排出された前記切り粉を搬送するために水平に配置された、スパイラルスクリューで構成される切り粉搬送部と、
前記切り粉搬送部の端に配置され、その切り粉搬送部によって搬送されてきた前記切り粉を、圧縮して固める圧縮部と、
を有する切り粉圧縮機であって、
前記排出助成部は、前記ラッパ状の前記ホッパ部内に位置して、傾斜して相対向している内壁面の片側の上部に配置し、
前記排出助成部は、前記スパイラルスクリューと同じ横長形状をなした押し込み部材を備え、その押し込み部材は前記スパイラルスクリューのピッチよりも広い面の押圧部を有し、その押圧部が前記ホッパ部の底の水平に配置された前記スパイラルスクリューに向けて前記内壁面に沿ってスライド自在となるように組み付けられ、
前記排出助成部の押し込み部材が、前記ホッパ部の底の開口部と前記スパイラルスクリューに向けて斜め上方からスライドすることによって、前記切り粉が前記ホッパ部において滞留してブリッジを形成した場合には、その切り粉を押して該ブリッジを崩壊させる構成になっており、
前記排出助成部は、前記切り粉を押して前記ブリッジを崩壊させながら切り粉を前記ホッパ部の開口部から排出するために前記切り粉搬送部の前記スパイラルスクリューに向けて押し出す排出状態と、前記ホッパ部の内壁面上部に位置して前記ホッパ部に切り粉が導入される状態である待機状態とが周期的に繰り返され、
前記排出助成部が待機状態のときの前記ホッパ部側には、該排出助成部の表面に切り粉が付着することを防止する切り粉付着防止用のカバー部材が、前記ホッパ部内で前記排出助成部を覆う状態で配置され、待機状態に移動する前記排出助成部に付着した前記切り粉を前記ホッパ部の底に滑り落とすとともに、
前記排出助成部が前記ホッパ部に蓄えられる前記切り粉を前記開口部から前記切り粉搬送部に押し出す排出状態のとき、横長形状の前記排出助成部の押し込み部材は前記スパイラルスクリューに向けて移動し、
前記押し込み部材は、前記スパイラルスクリューのピッチよりも広い押圧部で前記切り粉を押しながらそのスパイラルスクリューに向けて押し付け、前記切り粉搬送部への前記切り粉の排出を補助することを特徴とする切り粉圧縮機。
【請求項２】
前記排出助成部を駆動する動力源を、前記切り粉搬送部ないし前記圧縮部を駆動する動力源と併用して用いることを特徴とする請求項１に記載の切り粉圧縮機。
【請求項３】
前記排出助成部は、油圧ポンプを動力源とする油圧シリンダに組み付けられ、該排出助成部の駆動が前記油圧シリンダのスライドと同調して行われるとともに、
前記油圧ポンプは、前記切り粉を圧縮するために前記圧縮部に設けられている圧縮シリンダの動力源でもある請求項１または２に記載の切り粉圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮部が、圧縮シリンダにより前記切り粉を圧縮して固める構成とされるとともに、
前記圧縮シリンダの動力が動力伝達装置を用いて該排出助成部に伝達されて、前記圧縮シリンダの動力により前記排出助成部が駆動される請求項１または２に記載の切り粉圧縮機。
【請求項５】
前記排出助成部が、前記切り粉搬送部を駆動させるモータの動力により駆動される請求項１または２に記載の切り粉圧縮機。
【請求項６】
前記切り粉搬送部の前記切り粉を搬送する動力が、動力伝達装置を用いて前記排出助成部に伝達され、該動力により前記排出助成部が駆動される請求項１または２に記載の切り粉圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋盤、フライス盤、ボール盤等の工作機械等から出た切り粉を圧縮して固める切り粉圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
旋盤、フライス盤、ボール盤等の工作機械等により金属材料等を切削するときには、切削くずとしての切り粉が生成される。このような切り粉を再利用する際に、該切り粉を一定量固める装置として切り粉圧縮機が知られている。そのような切り粉圧縮機としては、切り粉を蓄えた後に該切り粉を順次排出するホッパと、切り粉を固めるための圧縮装置とを備えたものが知られている。また、この切り粉圧縮機においては、ホッパから排出されてきた切り粉を圧縮装置に送るための装置としてスパイラルスクリューが１ないし複数本設けられているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１本のスパイラルスクリューを有する上記従来の切り粉圧縮機には、次のような欠点があった。すなわち、該圧縮機においては切り粉の形状によって、切り粉がスパイラルスクリューの上方に滞留してブリッジを作り、切り粉を圧縮装置に排出できなくなることがあり、この場合、作業者が棒等を用いて、このブリッジを崩さなければならなかった。
【０００４】
また、大径、小径２本のスパイラルスクリューを有し、大径のスパイラルスクリューで、小径のスパイラルスクリューに切り粉を寄せる切り粉圧縮機では、片方のスパイラルスクリューに切り粉が滞留して押し上げられ、該切り粉がホッパのフタを押し上げることがあった。また、ホッパに切り粉を人為的に投入する際、大径のスパイラルスクリューに注意しつつ作業を行う必要があった。
【０００５】
本発明の課題は、人手を加えなくても、ホッパ内の切り粉を効率良く全て圧縮装置に送ることができ、安全でしかも経済的な切り粉圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明は、切り粉を一時的に蓄えるとともに、開口部がその底に形成されており、一対の対向する側壁が傾斜してラッパ状になっているホッパ部と、
該ホッパ部の片側の傾斜した側壁に設置され、ホッパ部に蓄えられた切り粉を開口部から排出する際に、その切り粉の排出を補助する排出助成部と、
該ホッパ部の底に開口部と共に横長形状に形成され、ホッパ部から排出された切り粉を搬送するために水平に配置された、スパイラルスクリューで構成される切り粉搬送部と、
該切り粉搬送部の端に配置され、その切り粉搬送部によって搬送されてきた切り粉を、圧縮して固める圧縮部と、
を有する切り粉圧縮機であって、
その排出助成部は、ラッパ状のホッパ部内に位置して、傾斜して相対向している内壁面の片側の上部に配置し、
その排出助成部は、スパイラルスクリューと同じ横長形状をなした押し込み部材を備え、その押し込み部材はスパイラルスクリューのピッチよりも広い面の押圧部を有し、その押圧部がホッパ部の底の水平に配置されたスパイラルスクリューに向けて内壁面に沿ってスライド自在となるように組み付けられ、
該排出助成部の押し込み部材が、ホッパ部の底の開口部とスパイラルスクリューに向けて斜め上方からスライドすることによって、切り粉がホッパ部において滞留してブリッジを形成した場合には、その切り粉を押して該ブリッジを崩壊させる構成になっており、
該排出助成部は、切り粉を押してブリッジを崩壊させながら切り粉をホッパ部の開口部から排出するために切り粉搬送部の前記スパイラルスクリューに向けて押し出す排出状態と、ホッパ部の内壁面上部に位置してホッパ部に切り粉が導入される状態である待機状態とが周期的に繰り返され、
排出助成部が待機状態のときのホッパ部側には、該排出助成部の表面に切り粉が付着することを防止する切り粉付着防止用のカバー部材が、ホッパ部内で排出助成部を覆う状態で配置され、待機状態に移動する排出助成部に付着した切り粉をホッパ部の底に滑り落とすとともに、
該排出助成部がホッパ部に蓄えられる切り粉を開口部から切り粉搬送部に押し出す排出状態のとき、横長形状の排出助成部の押し込み部材はスパイラルスクリューに向けて移動し、
押し込み部材は、前記スパイラルスクリューのピッチよりも広い押圧部で切り粉を押しながらそのスパイラルスクリューに向けて押し付け、切り粉搬送部への切り粉の排出を補助することを特徴とする。
【０００７】
上記のような排出助成部を設けたことにより、切り粉がホッパ部内で滞留してブリッジを作っても、排出助成部がこれを崩壊し、人手を加えることなしにホッパ部内の全ての切り粉を切り粉搬送部に排出することが可能となる。上記構成において、スライドに周期性をもたせると、排出助成部が周期的に切り粉を押すことができ、その周期により、切り粉搬送部への切り粉の排出量を調整することができるため、切り粉搬送部の単位時間当たりの搬送量を調整することも可能となる。また、斜め上方からブリッジを押す構成であるため、切り粉の自重と排出助成部の力とにより、ブリッジを崩壊させやすくなり、切り粉の排出が効率良いものとなる。
【０００８】
上記構成の切り粉圧縮機において、該カバー部材を設けることで、排出助成部が斜め上方にスライドして戻ってくる際に、すなわち排出状態から待機状態になる際に、切り粉が持ち上げられることのない切り粉圧縮機を提供することができる。これにより、ホッパ部のフタが持ち上げられたり、切り粉がホッパ部からこぼれたりすることがなくなる。また、切り粉は自重にてカバーの上を滑り落ち、排出助成部の押し込み面の下に落ちるので、排出助成部の作用をより効果的に奏することができる。
【０００９】
次に、上記構成の切り粉圧縮機を経済的なものにするために、
排出助成部を駆動する動力源を、切り粉搬送部ないし圧縮部を駆動する動力源と併用して用いるのがよい。そのような動力源としては、以下のようなものを用いることができる。
▲１▼油圧ポンプ：油圧ポンプを動力源とする油圧シリンダに排出助成部を組み付け、該排出助成部は油圧シリンダと同調してスライドされるものとすることができる。駆動される油圧源としての油圧ポンプを、圧縮用の圧縮シリンダや切り粉導入ゲート開閉用の油圧源としても共用できるため経済的である。
▲２▼圧縮シリンダの動力：圧縮部における圧縮シリンダの動力を用いることで、排出助成部駆動用の油圧シリンダ及び電磁弁等が不要となり、また、その電気制御系も不要となるため経済的となる。具体的には、排出助成部をスライド可能なボールブッシュ等の移動ガイド部に取り付け、圧縮シリンダの動力を動力伝達手段を用いてボールブッシュ等に伝達し、ボールブッシュ等のスライドと同調して排出助成部がスライドする構成とすることができる。
▲３▼切り粉搬送部駆動用のモータの動力：切り粉搬送部を駆動するためのモータを併用して排出助成部を駆動すると、排出助成部駆動用に別の動力源を設けなくてよく、また、その電気制御系も不要となるため経済的となる。
▲４▼切り粉搬送部の動力：切り粉搬送部が切り粉を搬送する動力を、動力伝達装置を用いて排出助成部に伝達し、該動力により排出助成部が駆動されるものとすることができる。この場合も、排出助成部の駆動用に別の動力源を設けなくてもよく経済的である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づき説明する。
（実施例１）
図１は本発明の一実施例たる切り粉圧縮機を排出助成部としての押し込み部材の作用とともに示す側面図であり、図２はその正面図、図３は背面図である。切り粉１２を蓄えるホッパ１はラッパ状に設けられており、その底に開口部３０が形成されている。ホッパ１には押し込み部材（排出助成部）２がスライド自在に取り付けられている。つまり、ホッパ１に軸支持部材５，６を介して軸７が固定され、この軸７に貫通したボールブッシュ（移動ガイド部）８が軸方向に移動可能に嵌合され、さらにそのボールブッシュ８に固定部材２４を介して押し込み部材２が固定されている。したがって、押し込み部材２はボールブッシュ８を介して軸７によりホッパ１の内壁面に沿って斜めに移動可能である。そして、軸支持部材６を介してホッパ１に固定されたシリンダ９のピストンロッド９ａが、ボールブッシュ８又は固定部材２４に連結されていて、このシリンダ９の作動により押し込み部材２が斜め方向において上下動する。ホッパ１はカバー３が支持金具２９を介して取り付けられ、カバー３は図１（ａ）のように、斜め上方に上がった状態（待機状態）の押し込み部材（押し込みブロック）２を覆う構成となっており、カバー３の上を切り粉１２が滑り落ちホッパ１の底に蓄積されていく。ホッパ１、カバー３、支持金具２９と押し込み部材２の隙間はシール１１で埋められている（図１３も参照）。
【００１１】
図２に示すように、ホッパ１の底には、切り粉搬送部としてのスパイラルスクリュー４が水平に配置されており、ギヤードモータ１３により回転可能となっている。ギヤードモータ１３はホッパ１の一側面に位置して、スパイラルスクリュー４を駆動し、ホッパ１の他の側面には、ギヤードモータ１３と対向する位置に圧縮シリンダブロック１０が取り付けられている。圧縮シリンダブロック１０には、図４に示すように、ホッパ１から切り粉が充填される横穴１０ａと、圧縮ロッド１５がスライドする縦穴１０ｂとが設けられている。
【００１２】
図４において、圧縮シリンダブロック１０にはスペーサー１８，１９を介して油圧シリンダ２２が取り付けられている。油圧シリンダ２２は油圧ポンプ２３により駆動され、そのピストンロッド２１には、圧縮ロッド１５がジョイント１４により連結されている。この圧縮ロッド１５が上述の圧縮シリンダブロック１０の横穴１０ｂ内に嵌まり込んで切り粉１２を圧縮する。圧縮シリンダブロック１０の背後には、貫通孔である横穴１０ｂの後側の開口を塞ぐように開閉ブロック２７（キャビテ開閉部材）が、ガイド部材としての一対のガイドブロック１６に案内されて昇降可能に設けられ、開閉ブロック２７が切り粉１２が充填されるキャビティ（横穴１０ｂ）を開閉可能に形成する。開閉ブロック２７は図７に示す油圧シリンダ２６により昇降させられ、シリンダ２６はフランジ部材２５を介してガイドブロック１６に固定され、そのピストンロッド２６ａが開閉ブロック２７に連結されている。圧縮された圧縮切り粉ブロック２８（図８）を排出する際には、開閉ブロック２７が上昇することとなる。
【００１３】
以上、まとめると、図４及び図５に示す切り粉圧縮機１００の装置全体の構成としては、次のようになる。すなわち、切り粉圧縮機１００は、切り粉１２を一時的に蓄えるホッパ１を有するホッパ部と、切り粉１２をホッパ１から外部に排出するのを補助する押し込み部材（排出助成部）２と、切り粉１２を圧縮シリンダブロック１０に搬送するスパイラルスクリュー（切り粉搬送部）４と、圧縮シリンダブロック１０において切り粉１２を圧縮ロッド１５により圧縮して固める圧縮部とが、架台２０の上に取り付けられたものである。また、圧縮ロッド１５に隣接して上述の油圧ポンプ２３を主体とする油圧ユニットが設けられ、油圧ポンプ２３は、３つのシリンダに共通の油圧源、すなわち押し込み部材２を斜め方向に駆動するブリッジ解消用の油圧シリンダ９、切り粉１２を押し固める圧縮用の油圧シリンダ２２、及び押し固めた切り粉の排出口を形成する油圧シリンダ２６に兼用の油圧源となっており、関与しない手段及び管路を経て、これらの油圧シリンダがシーケンス装置により所定のタイミングで作動する。
【００１４】
以下、実施例１の切り粉圧縮機の作用について説明する。
ホッパ１に切り粉１２が投入されると、切り粉１２はカバー３の上を滑り落ち、図１（ａ）の状態になる。スパイラルスクリュー４の回転の向きは、ギヤードモータ１３側から見て反時計回りの時、圧縮シリンダブロック１０に切り粉を送る向きで、これを正転とする。図１（ａ）のように押し込み部材２が上がった状態（待機状態）で、スパイラルスクリュー４を正転させると、導入された切り粉１２は押し込み部材２の下に寄せられる。このとき、切り粉１２は滞留してブリッジを形成することがある。次に、図１（ｂ）のように、押し込み部材２が油圧ポンプ２３によって駆動される油圧シリンダ９と同調して下降し、押し込み部材２は切り粉１２を押しながらスパイラルスクリュー４に排出する（排出状態）。この場合、例えば切り粉１２がホッパ１に滞留してブリッジを形成しても、押し込み部材２が上方から押すことでブリッジは崩され、切り粉１２は順次スパイラルスクリュー４に排出される。切り粉１２はスパイラルスクリュー４の羽の間に入り込み、スパイラルスクリュー４が回転することで、圧縮シリンダブロック１０に搬送される。
【００１５】
圧縮シリンダブロック１０の内部に切り粉１２が充填されると、図４に示す油圧ポンプ２３を動力源として油圧シリンダ２２が作動し、圧縮ロッド１５を介して切り粉１２を圧縮し、図８のような圧縮切り粉ブロック２８を形成する。次に開閉ブロック２７が油圧シリンダ２６によりスライド上昇し、圧縮シリンダブロック１０の横穴１０ｂの後方を開放（排出口）する。その後、圧縮シリンダ２２により圧縮ロッド１５が更に一定量伸張して、圧縮切り粉ブロック２８を排出する。排出された圧縮切り粉ブロック２８はシューター１７を滑り落ち、装置外に排出される。以上を繰り返し、ホッパ１内の切り粉１２を全て圧縮し排出する。
【００１６】
（実施例２）
図９に示す実施例２としての切り粉圧縮機２００は、押し込み部材３２の駆動方法が実施例１と異なる。なお、実施例１と同じ構成のものについては同じ符号を付与し、その説明は省略する。図９及び図１０に示す切り粉圧縮機２００において、押し込み部材３２は、ホッパ１にスライド自在に取り付けられている。押し込み部材３２をガイドする軸７には、板５１がスライド可能にボールブッシュ８を介して取り付けられている。一方、軸５８にはスプロケット４６が回転自在に取り付けられている。また、スプロケット４７は、板４３を介し、スペーサー４０，４１に回転自在に取り付けられている。さらに、スプロケット４８は、ホッパ１に金具４９を介して回転自在に取り付けられている。チェーン５０は一端が板４３に固定され、スプロケット４６，４７，４８を通ってもう一端が板５１に固定されている。図１０に示す軸５８に取り付けられたベアリング５７と、スペーサー４０，４１に取り付けられたガイド５５，５６とにより、ジョイント４５は回転しないようになっている。
【００１７】
切り粉を圧縮するために、ジョイント４５が圧縮シリンダブロック１０の方に動いたとき、スプロケット４６が動滑車となり、板５１をジョイント４５の移動距離の２倍の距離だけ引っ張り上げる。板５１に組み付けられたボールブッシュ８も同調して引っ張られ、固定部材２４を介してボールブッシュ８に連結された押し込み部材３２も板５１に伴って上昇する。次に、切り粉の圧縮と切り粉圧縮ブロックの排出とを終え、ジョイント４５が元の位置（圧縮シリンダブロック１０から離れる方向）に戻ると、板５１はバネ５９に引っ張られて下降する。押し込み部材３２もそれに伴い下降し、ホッパ１内に切り粉があれば、押し込み部材３２はその切り粉に乗り、そこで下降を終了する。板５１はさらに下降するが、チェーン５０は弛まない構成となっている。この場合、押し込み部材３２はその自重により、切り粉を押しながらスパイラルスクリュー４に排出する。切り粉は圧縮シリンダブロック１０に送られ、圧縮された後にシューターから排出される。以上を繰り返し、ホッパ１内の切り粉を全て圧縮して排出する。
【００１８】
（実施例３）
図１１に示す実施例３としての切り粉圧縮機は、押し込み部材６２の駆動方法が実施例１及び２と異なる。なお、実施例１及び２と同じ構成のものについては同じ符号を付与し、その説明は省略する。図１１は実施例３の切り粉圧縮機の要部を示す側面図であるが、まず、押し込み部材６２は、ホッパ１にスライド自在に取り付けられている。スプロケット７３，７４，７８（図面上では７８は７３の陰になって見えない）は金具７５，７６によりホッパ１に回転自在に取り付けられている。スプロケット７３，７８は、それぞれ同軸で固定されている。また、スプロケット７２はスパイラルスクリュー４の軸に固定されている。チェーン７１はチェーンガイド７９にガイドされ、図１２に示すようにチェーン７１にはフック７７が設けられており、フック７７は固定部材２４を介して押し込み部材６２を引っかける構成となっている。
【００１９】
ホッパ１内の切り粉を圧縮シリンダブロック１０に送るため、スパイラルスクリュー４をギヤードモータで反時計回りに回転させる。このとき、スパイラルスクリュー４に固定されているスプロケット７２も回転し、スプロケット７２の回転によりチェーン７０が回転（図面に示す矢印の方向に回転）し、スプロケット７８からスプロケット７３に動力が伝達される。結果として、チェーン７１がスプロケット７３，７４を介して回転し、チェーン７１に固定されたフック７７は固定部材２４を介して押し込み部材６２を引っ張り上げる。フック７７がスプロケット７４の位置までくると、フック７７は固定部材２４からはずれる。すると、押し込み部材６２は自重で斜めに降下し、ホッパ１内の切り粉の上に乗り、切り粉を押しながらスパイラルスクリュー４に排出する。スパイラルスクリュー４の回転が進むと、フック７７は再度固定部材２４に引っかかり、押し込み部材６２を引っ張り上げる。切り粉は圧縮シリンダブロック１０に送られ、圧縮された後にシューターから排出される。以上を繰り返し、ホッパ１内の切り粉を全て圧縮して排出する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の切り粉圧縮機の要部を、押し込み部材（排出助成部）の作用とともに示す側面図。
【図２】図１の正面図。
【図３】図１の背面図。
【図４】実施例１の切り粉圧縮機の側面図。
【図５】図４の平面図。
【図６】実施例１の切り粉圧縮機の圧縮部を示す部分拡大側面図。
【図７】同じく、実施例１の切り粉圧縮機の圧縮部を示す部分拡大正面図。
【図８】圧縮切り粉ブロックの外観図。
【図９】実施例２の切り粉圧縮機を、押し込み部材の作用とともに示す側面図。
【図１０】図９の背面矢視図。
【図１１】実施例３の切り粉圧縮機の要部を、押し込み部材の作用とともに示す側面図。
【図１２】図１１の切り粉圧縮機において、押し込み部材とチェーンとの引っかかり状態を示す部分拡大図。
【図１３】実施例１の切り粉圧縮機の押し込み部材を拡大して示す部分拡大図。
【符号の説明】
１  ホッパ（ホッパ部）
２，３２，６２  押し込み部材（排出助成部）
３  カバー（カバー部材）
４  スパイラルスクリュー（切り粉搬送部）
９  油圧シリンダ
１０  圧縮シリンダブロック（圧縮部）
１２  切り粉
１３  ギヤードモータ（モータ）
１５  圧縮ロッド
２３  油圧ポンプ
３０  開口部
【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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【図１２】
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【図１３】
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