(57)【要約】 【課題】廃棄物の圧縮減容にあたり、安価で高能率な装置と簡便な装置の開発。 【解決手段】切りくずをホッパー３に入れ、スクリュー４の先端で第１次圧縮をする。機械プレススライドに締結されたピストン１０で第２次圧縮をし、テーパダイ６との組み合わせで第３次圧縮をする。テーパでの反力で順次圧縮された圧縮物は排出部８から排出される。簡便な方法としてはスクリュー４の力を直接テーパダイ６に伝え切りくずを圧縮する。この場合切りくずの分断はモータ２の負荷状態でスクリュー４を反転させて行なう。本装置は切りくず圧縮だけでなく廃棄物の圧縮にも使える。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切りくずホッパーと先端で切りくずを第１次圧縮する切りくず送りスクリューと反転機能を持ったスクリュー駆動モータから構成される材料供給装置と、圧縮された切りくずを第2次圧縮するため先細テーパを有したダイと、圧縮物排出部と全体の動きを制御する制御装置からなる切りくず圧縮装置。
【請求項２】
プレス機械を動力とした圧縮ピストンと、１次圧縮部で圧縮した切りくずをピストンとの組み合わせで続けて第２次圧縮するシリンダーと、その先で形状を先細テーパとし切りくずを第３次圧縮する構造のダイと、圧縮物排出部と全体の動きを制御する制御装置からなる請求項１の切りくず圧縮装置。
【請求項３】
切りくずホッパーと先端で切りくずを第１次圧縮する切りくず送りスクリューとから構成される材料供給装置と、プレス機械を動力とした圧縮ピストンと、１次圧縮部で圧縮した切りくずをピストンとの組み合わせで続けて第２次圧縮するシリンダーと、その先で圧縮物を収納するポケットをもった回転テーブルと、圧縮物の排出位置でプレス機械を動力とした圧縮物排出プッシャーと、圧縮物を機外に排出する逃げ孔を有する固定台と全体の動きを制御する制御装置からなる切りくず圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切りくずを効率的に圧縮しようとするもので、生産工場での職場環境改善技術、資源の有効活用技術、地球環境保全技術に属する内容である。
【背景技術】
【０００２】
切りくずを圧縮する圧縮動力は従来空油圧シリンダーや電気モータが多用されてきた。装置として求められるポイントは、処理できる対象物がいかに幅広いか、処理能力がどのくらいあるか、使い勝手がいかに良いかである。
下図は本件に近い従来出願されている特許の代表的なものである。
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【０００３】
【特許文献１】特許公開平９−１６８８９７切りくずを横スクリューで中央に寄せ、集まったところを縦軸で圧縮室に押し込んでいる。他の装置では困難なカール状の切りくず処理にも十分対応できるところが特長である。しかし圧縮に油圧シリンダーを使っているため処理能力が低い。アルミの切りくずの場合、標準の機械で処理能力は４０−６０kg／hである。装置をスケールアップした場合でもこの種の機械では200ｋｇ／ｈであり、その場合値段が格段に高くなる。
【０００４】
【特許文献２】特許公開平９−１６８９４１ワンマシーン対応タイプとして工夫されたものである。ここではシリンダー圧で切りくずを圧縮しようとしている。対象は粉状の切りくずなどで、処理できる対象はかなり限定された切りくずとなる。また内筒の摩擦部分での保持力なので調整が難しい。
【０００５】
【特許文献３】特許公開２０００−１７６６８９嵩のある切りくず処理対策として送りスクリューに工夫がしてある。ホッパー内の先細のテーパスクリューによって第１次圧縮を行い、圧縮室でシリンダーを使い第２次圧縮をする。
【０００６】
いずれの場合も圧縮手段としてプレス機械の記述が無い。またほとんどが専用機であり、中古も含めた安価な汎用機を応用している例は見受けられない。
【０００７】
一方圧縮する方法のひとつとして機械プレスが考えられるが、ストロークが短くまた下死点が固定のため機械の損傷を危惧するあまり敬遠されてきた。また動的な瞬間圧で廃棄物が所定の圧縮ができるか疑問を呈する向きもあった。
図１はこれらのメカニズムの検証のための試験結果を示している。φ５０ｍｍのシリンダーの中に破砕切りくずを入れ、電気サーボプレスで押した状態をパンチ位置と反力を測定している。試験では図２のようなサンプルを得た。これから分かるように、必要な力は初期では不要であり最後の数ｍｍで圧縮力を必要とする。つまりフライホイールを備えたクランクプレスでも十分圧縮が可能であることを示している。というより必要な圧力曲線からすると機械プレスの方が合致する。従来油圧による圧縮が多用されてきたが初めから高い圧縮力が設定され、一定の距離を圧縮するには作動油移動時間がかかり仕事能率は低い。切り替え弁で低トルク高速移動を併用する方法もあるが多段とは行かない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
課題は切りくずを高速圧縮処理することである。一口に圧縮と言っても内容的に幅が広い。減容をまず第一義目的とする場合、１／１０圧縮する場合と１／２０に圧縮を比較した時、元の体積からすればそれぞれ９０％と９５％減となる。わずか５％の違いのため圧縮の仕事は２倍必要となる。むしろ高速で処理しようとするのに弊害となる。目的にあった圧縮を求めようとした場合、従来の空油圧圧縮方式で処理能力を上げようとすると装置が大掛かりとなり価格が高くなっていた。課題としては目的にあった処理方式の開発と高速処理能力を安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
まず切りくずを連続的に供給する装置として、切りくずホッパーにスクリューをつけ一方向に切りくずを移動させる。簡便な方法は、先端で細くなったテーパダイによって機械的に圧縮する方法である。切りくずの分断はスクリューの逆回転によって行なう。さらに圧縮を必要とする場合、圧縮動力源を機械プレスで圧縮を行なう。最近では電気サーボプレスのように下死点も無く、加工プロセスを自由に制御でき、それでいて従来のクランクプレス並みストローク回数のものもある。切りくずの連続送りスクリューと組み合わせると１つの圧縮物形状は油圧系の従来の圧縮機構に比べて小さくなるが、サイクルタイムが短くなりかつ多数個打ちも可能であり、桁違いの処理能力となる。テーパダイを使わずそのまま圧縮する場合ターンテーブルに組み込んだメス孔に挿入することによって能率よく圧縮することが出来る。勿論衝撃力をベースにしたハンマー式プレス機械でも良い。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の装置によれば、簡便に相互が分離した状態で切りくずを圧縮できる。減容密度が高くない場合に有効である。
【００１１】
請求項２に記載の装置によれば、プレス機械の駆動力または衝撃力により、高速での切りくずの減容処理が出来る。処理能力は従来に比べて少なくとも１０倍以上が期待できる。
【００１２】
請求項３に記載の装置によれば、テーパダイを用いずプレス機械の駆動力または衝撃力により、高速での切りくず減容処理が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施形態の実施例を図１から図１０を使い説明する。
【実施例１】
【００１４】
図３は請求項１の１実施例である。切りくずをホッパー３に入れ、スクリュー４で第一次圧縮部５へ進める。この例では、スクリュー４は先端に行くほどピッチが細かくなっている。第１次圧縮部の先は先が狭いテーパがついたダイ６が待ち受けている。ここで切りくずはさらにスクリュー４で押され圧縮される。ここが第２次圧縮部７である。そのあとはストレートとなっている排出部８を通過させて圧縮物が排出される。ここで問題視しないといけないのは圧縮された切りくずが連続して排出されることである。圧縮はされるが長いままでは後での処理で手まどってしまう。図４はスクリューの制御方法の一例を示している。回転トルクを電流値で監視してある値以上になったら一定時間送りモータを高速逆転させ切りくずの連続性を絶つ。これらはインバータを使うと簡便に出来る。またスクリュー４の先端にドリルのような刃部を設け逆転時切断作用するような刃具形状にしておくとさらに分断が確実になる。またアルミのような溶着しやすい材料に対しては油の注入口を設け、溶着を防ぐことは有効である。さらにテーパダイの材質もセラミック、超硬は耐摩耗性からも有効である。
【実施例２】
【００１５】
切りくずの投入から第１次圧縮までは実施例１と同じである。ここでは高速で処理することを狙っている。従来多く用いられている空油圧の圧縮手段に代わって機械プレスを用いる。この機械の特徴は衝撃力があるがストロークが短いことである。図５は動力源を機械プレスにした装置の一例を示す。また図６は圧縮の工程を説明している。この場合送りスクリュー４は絶えず回転している。図５の（５）は一連の圧縮物を○数字１番を先頭に順次製作していく過程を示している。
【００１６】
圧縮された圧縮物相互が分離しにくい場合に備えてピストン１０の先端部を工夫した例を図７に示す。ピストン先端にエッジを設け切りくずを分断しやすくしてある。（a）は２刃（ｂ）は６刃の例である。溶着を防止するのには油の注入は有効である。図５で配管の記述があるが２１は油供給のためのポンプである。またピストンエッジに磨耗が生じると切りくずが繋がりやすい。そのためには形状のほか超硬など耐磨耗材質を用いることはさらに有効である。またこれらは取り外し可能な状態にして取替え作業を容易にしておくことは重要である。機械運転初期において粉状の切りくずなどはそのまま排出されてしまう恐れがある。このようにテ‐パダイ６で十分な反力が生じな場合排出部８の出口にストッパー２１を設ける（図８）。さらに圧縮が困難な場合テーパダイ６のテーパの度合いの異なるものを用意する。図９は実際の機械プレスに組み込んだ状態を示している。
【実施例３】
【００１７】
図１０はテーパダイを用いないで圧縮物を高速で生成、排出する方法を示す請求項３の事例である。切りくずの投入から第２次圧縮までは実施例２と同じである。ここではシリンダー１１で圧縮された切りくずはシリンダー出口付近で待ち構えたターンテーブル１３のポケット１４に入り込み同時に機械プレスを動力源とするピストン１０で圧縮される。この場合圧縮物はポケット１４内で生成される。圧縮後ピストン１０が上昇したあと、ターンテーブル１３が180度回転して他端がピストン１１の直下にくる。テーブル１６には圧縮物出口９からプッシャー１５によって排出される。このプッシャーの排出力はピストン１０の駆動力と同じ機械プレスによる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】機械プレスによる圧縮過程での圧力変化の状態を示す。
【図２】アルミ切断切りくずの圧縮事例。
【図３】テーパダイとスクリューによる圧縮装置を示す。
【図４】圧縮物分断の制御のフロー図を示す。
【図５】機械ブレスを動力として図３の装置を示す。
【図６】図５の装置の廃棄物圧縮過程の説明図を示す。
【図７】エッジ付きパンチを示す。
【図８】圧縮物固化増強方法を示す。
【図９】機械プレスを使った装置の全体を示す。
【図１０】テ‐パダイを用いない機械プレスを使った圧縮装置を示す。
【符号の説明】
【００１９】
1      材料供給装置
2      モータ
3      ホッパー
4      スクリュー
5      第１次圧縮部
6      テ‐パダイ
7      第２次圧縮部
8      排出部
9      圧縮物出口
10     ピストン
11     シリンダー
12     第３次圧縮部
13     ターンテーブル
14     ポケット
15     プッシャー
16     テーブル
17     機械プレス
18     スライド
19                 
プレスベース
20                 
圧縮物容器
21                 
ストッパー
【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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