(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カール状の切り屑を含む金属切り屑が装入される装入開口と、切り屑を破断する切り屑破断手段とをもつ金属切り屑処理装置であって、
前記金属切り屑を巻き付けることにより異物に対してクッション性をもつ切り屑集積体を形成する集積手段が、前記装入開口と前記切り屑破断手段との間に設けられてい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、前記集積手段は、前記装入開口に対面する位置に配置されていることを特徴とする金属切り屑処理装置。
【請求項３】
請求項１または２において、巻付ローラが前記切り屑破断手段の上方において前記装入開口に対面する位置に回転可能に設けられており、前記集積手段は、前記巻付ローラに腕部を介してスパイラル状に装備された巻付パイプで形成されていることを特徴とする金属切り屑処理装置。
【請求項４】
請求項３において、前記切り屑破断手段は、回転体と前記回転体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とを備えるスパイラル回転手段であり、
前記巻付ローラの回転中心線と前記スパイラル回転手段の前記回転体の回転中心線とはずらして配置されてい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】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属切り屑を破断して小さくす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（以下、切り屑ともいう）を破断して小さくすることが要望されている。殊に、切り屑が疑似螺旋形状にカールしている場合には、切り屑の後処理が容易ではなく、破断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６（平面図）に示すように、２個一対の回転ドラム１００、２００を基体３００の装入室３０１に並設したものが提供されている。
回転ドラム１００は、軸状の回転体１０１と、回転体１０１の外周部に設けられた複数個の円盤状の刃体１０２とを備えている。他方の回転ドラム２００も、軸状の回転体２０１と、回転体２０１の外周部に設けられた複数個の円盤状の刃体２０２とを備えている。
【０００４】
一方の回転ドラム１００の刃体１０２、他方の回転ドラム２００の刃体２０２は、回転ドラム１００、２００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１００の刃体１０２は、他方の回転ドラム２００の刃体２０２間の凹部に噛み合っている。同様に、他方の回転ドラム２００の刃体２０２は、一方の回転ドラム１００の刃体１０２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１００を矢印Ａ１方向に、回転ドラム２００をＡ２方向に回転させた状態で、基体３００の装入室３０１に切り屑を装入する。切り屑は、回転ドラム１００の刃体１０２、回転ドラム２００の刃体２０２により押し潰され、これにより切り屑が破断されて小さくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、破断処理される切り屑には、ボルト等の異物が混入していることが往々にしてある。この場合には、異物落下による衝撃、装入室３０１内で異物の詰まり等の不具合が生じる。
本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、異物による衝撃の緩和、異物の詰まり抑制を図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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は金属切り屑処理装置について鋭意開発を進め、切り屑が集積したクッション性を備えた切り屑集積体を利用することを着想し、本発明装置を開発した。
即ち、請求項１に係る金属切り屑処理装置は、カール状の切り屑を含む金属切り屑が装入される装入開口と、切り屑を破断する切り屑破断手段とをもつ金属切り屑処理装置であって、金属切り屑を巻き付けることにより異物に対してクッション性をもつ切り屑集積体を形成する集積手段が、装入開口と切り屑破断手段との間に設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
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、集積手段は、前記装入開口に対面する位置に配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
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。
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）を破断して小さくする装置である。
【００１０】
なお、旋盤等の産業機械で発生する切り屑は、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３〜３０ｃｍ程度である。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、小さくすることが望まれている。
本実施形態に係る金属切り屑処理装置では、図１から理解できるように、切り屑が装入される装入室１０をもつ箱状の基体１が設けられている。
【００１１】
基体１の上部には、装入室１０に連通する切り屑入口用の装入開口１２が形成されている。基体１の装入開口１２には、基体１の外方の切り屑を装入開口１２まで搬送する搬送コンベヤ１７が接続されている。
基体１の装入室１０内には、切り屑が係合可能な２個の切り屑係合部２、３が互いに対向するように、且つ水平方向に沿って配置されている。一方の切り屑係合部２は、第１取付ボルト２１及び第２取付ボルト２２により基体１の固定部１３ａに保持されている。他方の切り屑係合部３は、第１取付ボルト３１及び第２取付ボルト３２により基体１の固定部１３ｂに保持されている。
【００１２】
切り屑係合部２、３は、後述するスパイラル回転手段４の回転体４０に近接する方向及び遠ざかる方向に、つまり矢印Ｅ１、Ｅ２方向に位置調整可能にされている。
基体１の装入室１０内には、スパイラル回転手段４が回転可能に保持されている。図１に示すように、スパイラル回転手段４は、２個の切り屑係合部２、３の間に配置されている。スパイラル回転手段４は、円筒形状の外周部をもつ横軸型の回転体４０と、回転体４０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４１とを備えている。
【００１３】
図１から理解できるように、一方の切り屑係合部２は、回転体４０の回転中心線Ｐ１を通る仮想水平線Ｈの下側に配置されている。他方の切り屑係合部３は、仮想水平線Ｈの上側に配置されている。これにより切り屑係合部２、３は、スパイラル回転手段４の回転体４０の回転中心線Ｐ１の回りを１周する回転方向位相（３６０°）を約１８０°づつ２分割している。
【００１４】
スパイラル回転手段４の下方には、透孔５０をもつ金属製の網体５が架設されている。透孔５０の開口面積は、ボルト等の異物を落下させ得るように設定されている。
網体５は、基体１に取付られた取付部５１と、取付部５１間に延設され下方に曲成された曲成部５２とをもつ。図１から理解できるように、曲成部５２は、回転体４０の外周部に沿って略Ｕ字形状に曲成されている。
【００１５】
基体１の上部には、切り屑案内手段として機能できる横軸型の巻付ローラ７が回転可能に保持されている。巻付ローラ７は、装入開口１２に接近して対面している。巻付ローラ７は、スパイラル回転手段４の上方に配置されている。
巻付ローラ７は、回転ローラ７０と、回転ローラ７０の外周部に設けられた腕部７１と、腕部７１を介してスパイラル状に装備された集積手段として機能できる巻付パイプ７２とを備えている。
【００１６】
巻付ローラ７と基体１の壁体１ｋとの間に、切り屑が落下する落下通路１５が形成されている。落下通路１５の下方に切り屑係合部２が位置している。
図１から理解できるように、巻付ローラ７の回転中心線Ｐ２とスパイラル回転手段４の回転体４０の回転中心線Ｐ１とは、寸法Ｌ（図１参照）ずらして配置されている。これにより落下通路１５の通路幅が確保され易い。
【００１７】
基体１の下部には台車装入空間１８が形成されており、台車装入空間１８には、走行車輪８ｃにより走行可能な可動台車８が配置されている。破断した切り屑は、可動台車８の収容室８１に載せられる。
図２に示すように、前記したスパイラル回転手段４のスパイラル状係合部４１は、回転体４０の回転中心線Ｐ１の一端側にスパイラル状に巻回された第１スパイラル状係合部４２と、回転体４０の回転中心線Ｐ１の他端側にスパイラル状に巻回された第２スパイラル状係合部４３とをもつ。
【００１８】
図２に示すように、第１スパイラル状係合部４２と第２スパイラル状係合部４３とは、互いに巻き方向が逆に設定されている。
本実施形態では、図２に示すように、スパイラル回転手段４の回転体４０の一端部には、駆動源として機能する減速機付きの駆動モータ９がカップリング９０を介して連結されている。スパイラル回転手段４の回転体４０の他端部には、第１スプロケット９１が装備されている。巻付ローラ７の他端部にも第２スプロケット９２が装備されている。第２スプロケット９２は第１スプロケット９１の径よりも径大とされている。したがって第２スプロケット９２は、スパイラル回転手段４の回転速度を減速するためにスパイラル回転手段４と巻付ローラ７との間に介在する減速手段として機能できる。第１スプロケット９１と第２スプロケット９２とには、チェーン９３が架設されている。なお、スプロケット９１、９２、チェーン９３は、スパイラル回転手段４と巻付ローラ７とを連動させて同方向に回転させる連動手段として機能する。
【００１９】
本実施形態では、駆動モータ９が正常運転すると、スパイラル回転手段４の回転体４０が矢印Ｒ１方向に回転し、第１スプロケット９１、第２スプロケット９２を介して巻付ローラ７が矢印Ｒ２方向（矢印Ｒ１と同方向）に回転する。スパイラル回転手段４の回転体４０の回転速度をＶ１とし、巻付ローラ７の回転速度をＶ２とすると、Ｖ１はＶ２よりも速く設定するのが好ましい（Ｖ１＞Ｖ２）。
【００２０】
Ｖ１、Ｖ２は、切り屑の材質、長さ、要請される処理量等の要因に応じて選択する。（Ｖ１／Ｖ２）＝１．１〜１０程度、１．５〜５程度にできる。Ｖ１は例えば１〜２００ｒｐｍ程度、１０〜６０ｒｐｍ程度にできる。但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。
なお図４は切り屑係合部２、３の平面図を示す。図４に示すように、切り屑係合部２、３は四角盤形状をなしている。切り屑係合部２、３の長辺部には、耐摩耗性を向上させるための焼入層等の硬質層２ｍ、３ｍが互いに背向して形成されている。従って、切り屑係合部２、３は反転して使用することもできる。
【００２１】
図５（Ａ）はスパイラル回転手段４の側面図を示す。図５（Ａ）から理解できるように、前記したスパイラル回転手段４の回転体４０の軸長方向の両端部には、基体１に軸受を介して回転可能に支持される支持軸部４０ｐ、４０ｒが延設されている。更に図５（Ａ）から理解できるように、スパイラル回転手段４のスパイラル状係合部４１は、回転体４０の回転中心線Ｐ１の一端側にスパイラル状に巻回された第１スパイラル状係合部４２と、回転体４０の回転中心線Ｐ１の他端側にスパイラル状に巻回された第２スパイラル状係合部４３とをもつ。そして前述したように、第１スパイラル状係合部４２と第２スパイラル状係合部４３とは、互いに巻き方向が逆に設定されている。
【００２２】
図５（Ａ）から理解できるように、第１スパイラル状係合部４２はスパイラル方向の端部４２ｘ、４２ｙをもつ。端部４２ｘ、４２ｙの半径方向突出量は小さくされている。第２スパイラル状係合部４３はスパイラル方向の端部４３ｘ、４３ｙをもつ。端部４３ｘ、４３ｙの半径方向突出量は小さくされている。
更に図５（Ａ）から理解できるように、第１スパイラル状係合部４２の端部４２ｘと第２スパイラル状係合部４３の端部４３ｘとは、回転方向位相において約１８０°ずれている。
【００２３】
また図５（Ａ）から理解できるように、第１スパイラル状係合部４２は、立壁面４２ｅと外周壁面４２ｆとをもつ。同様に、第２スパイラル状係合部４３も、立壁面４３ｅと外周壁面４３ｆとをもつ。
スパイラル状をなす第１スパイラル状係合部４２の周囲には、これと隣設する通路４２ｈが形成されている。同様に、スパイラル状をなす第２スパイラル状係合部４３の周囲には、これと隣設する通路４３ｈが形成されている。
【００２４】
さて本実施形態では使用の際には、搬送コンベヤ１７で搬送した切り屑が装入開口１２から装入される。すると、初期に装入されたカール状の切り屑は、巻付ローラ７の巻付パイプ７２に巻き付く。巻き付いたカール状の切り屑は互いに絡みあい、これにより図３に示すように、巻付ローラ７の外周部に切り屑集積体ＷＫが形成される。切り屑集積体ＷＫは疑似円筒形状になり易い。切り屑集積体ＷＫは、カール状の切り屑が絡み合っているため、ボルト等の異物等に対する緩衝機能を奏することができ、クッション手段として機能できる。
【００２５】
なお切り屑集積体ＷＫの径が巻付パイプ７２の巻付径と同程度または巻付径よりもやや大きくなると、巻付パイプ７２による巻付能力が飽和し、それ以後の巻付パイプ７２への切り屑の巻き付きは規制される。なお切り屑集積体ＷＫは、巻付パイプ７２から強制的に除去しないかぎり残留する。
本実施形態では、搬送コンベヤ１７で搬送されたカール状の切り屑が、次々と装入開口１２に装入される。切り屑集積体ＷＫが形成された後においては、装入された切り屑は、矢印Ｒ２方向に回転する巻付ローラ７の切り屑集積体ＷＫにより下方に押し出され、落下通路１５を落下し、装入室１０のうち、切り屑係合部２の側に至る。
【００２６】
そして、切り屑は一方の切り屑係合部２に係合すると共に、スパイラル回転手段４のスパイラル状係合部４１に係合する。そして切り屑係合部２に係合した切り屑は、スパイラル回転手段４の回転に伴い、矢印Ｒ１方向に沿って強制的に引っ張られる。これ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て小さくなる。
【００２７】
同様に、他方の切り屑係合部３の側に移行した切り屑についても、他方の切り屑係合部３に係合するため、スパイラル回転手段４の回転に伴い、矢印Ｒ１方向に沿って強制的に引っ張られ、引きちぎられる。従って本実施形態では、切り屑係合部２、３、スパイラル回転手段４は、引きちぎり手段、ひいては切り屑破断手段として機能できる。
【００２８】
引きちぎられた切り屑は、小さくなり、網体５の透孔５０を落下し、可動台車８の収容室８１に収容される。
前述したように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。よって切り屑の搬送性、リサイクル性が向上する。
【００２９】
本実施形態では、カール状の切り屑は網体５の透孔５０に係合することも予想される。このように網体５の透孔５０に係合したカール状の切り屑についても、スパイラル回転手段４の回転に伴い、矢印Ｒ１方向に沿って引っ張られて引きちぎられて小さくなる。従って本実施形態では、切り屑係合部２、３ばかりか網体５も、カール状の切り屑を係合させる機能を備えた切り屑係合手段として機能することを期待できる。
【００３０】
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９ａがこれを検知し、モータ制御回路９ｂにより駆動モータ９が逆回転し、スパイラル回転手段４及び巻付ローラ７が所定時間逆方向（つまり矢印Ｒ１、Ｒ２と逆の方向）に回転する。その後、再び、駆動モータ９が所定時間正回転し、スパイラル回転手段４及び巻付ローラ７が正回転（つまり矢印Ｒ１、Ｒ２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。このように実施形態では過負荷の場合には、スパイラル回転手段４及び巻付ローラ７が正回転、逆回転を繰り返すため、装入室１０内の破断前の切り屑の過剰の絡みが解かれ、これにより過負荷が解消され易い。なお過負荷が除去された後には、駆動モータ９は正常運転（正回転）を継続する。
【００３１】
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。この場合には切り屑と共に搬送コンベヤ１７で搬送された異物も、装入開口１２から基体１内に装入される。
このような異物が装入された場合には、図６に示す従来技術によれば、刃体１０２、２０２による異物の噛み込みが発生し、刃体１０２、２０２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４１の周囲には、スパイラル状の通路４２ｈ、４３ｈが形成されている。この通路４２ｈ、４３ｈ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、破断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４１の損傷を、抑制するのに有利である。
【００３２】
なお通路４２ｈ、４３ｈの異物は、網体５の透孔５０から、破断後の切り屑Ｗ3 と共に落下し、可動台車８の収容室８１に収容される。
更に本実施形態では前述したように、装入初期の段階で、巻付ローラ７の外周部の巻付パイプ７２に切り屑が絡まった状態で巻付くため、破断前の切り屑が絡まった切り屑集積体ＷＫが疑似円筒形状に形成される。従って、装入開口１２から装入された切り屑の落下位置は、切り屑集積体ＷＫで規制され易くなり、この結果、装入開口１２から装入された切り屑は、落下通路１５を通過し易くなる。故に、落下通路１５の下方に配置されている切り屑係合部２に切り屑が係合する頻度を高め得る。
【００３３】
即ち本実施形態では、落下通路１５を通った切り屑を、切り屑破断手段の一部である切り屑係合部２に効率よく案内できる。故に、切り屑係合部２を利用して切り屑を破断する効率を高めるのに有利である。
また本実施形態では、切り屑集積体ＷＫにボルト等の異物が当たれば、切り屑集積体ＷＫはクッション手段としての役割を果たす。よって異物の重量がある場合であっても、異物混入による衝撃を緩和するのに有利である。
【００３４】
殊に、巻付ローラ７の巻付パイプ７２が基体１の装入開口１２に対面しているため、装入開口１２から装入された直後の異物を切り屑集積体ＷＫに直ちに当てることができ、衝撃の緩和に有利である。
更に本実施形態では、破断前の切り屑が絡まった切り屑集積体ＷＫ自身は、収縮変形容易である。そのため、基体１の装入開口１２から装入されたボルト等の異物のサイズが大きな場合であっても、切り屑集積体ＷＫ自身が収縮変形して凹むため、異物は、落下通路１５を落下できる。故に、落下通路１５を区画する基体１の壁体１ｋと巻付ローラ７との間で、異物の噛み込み、異物の詰まりが生じるのを抑制するのに有利である。
【００３５】
本実施形態では、第１スパイラル状係合部４２と第２スパイラル状係合部４３は、互いに巻き方向が逆に設定されている。従って図３から理解できるように、スパイラル回転手段４が矢印Ｒ１方向に回転すると、第１スパイラル状係合部４２の回転で変位する切り屑は矢印Ｂ１方向に移送され易く、また、第２スパイラル状係合部４３の回転で変位する切り屑は矢印Ｂ２方向に移送され易い。
【００３６】
そのため第１スパイラル状係合部４２と第２スパイラル状係合部４３との境界域Ｃ、つまりスパイラル回転手段４の軸長方向の中央域に、切り屑が移送され易い。よって装入室１０内の切り屑が基体１の壁体１ｘ、１ｙ（図３参照）に過剰に衝突することを抑制できる。従って、基体１の壁体１ｘ、１ｙへの衝突に起因する装入室１０における切り屑の成長抑制、切り屑の詰まり抑制に有利である。故に、本実施形態に係る金属切り屑処理装置の所要の能力を発揮するのに有利である。
【００３７】
ところで切り屑を破断する刃体が櫛刃状である場合には、櫛刃状の刃体が損傷するおそれがある。この点本実施形態では、前述したように切り屑係合部２、３はそれぞれ平面形態が四角形状をなす四角盤状であり、単純な形状である。そのため切り屑の破断の際に、切り屑係合部２、３が損傷することを抑制するのに有利である。
【００３８】
なお本実施形態に係る装置では、スパイラル回転手段４の回転に基づいて、カール状の切り屑を引きちぎるものであるが、そればかりでなく、スパイラル回転手段４の回転に基づいて、カール状の切り屑をせん断により破断することをも期待できる。
（他の形態）
上記した実施形態では、切り屑を集積させる集積手段として、巻付ローラ７にスパイラル状の巻付パイプ７２を設けているが、これに限らず、巻付パイプ７２はスパイラル状に限らず、複数本平行に配置しても良い。或いは、切り屑を集積させる集積手段として、切り屑を係止させて切り屑を集積させる係止爪方式でも良い。要するに、集積手段としては、カール状の切り屑を巻き付けることにより集積させ得るものであれば何でも良い。
【００３９】
また上記した実施形態では、疑似円筒形状の切り屑集積体ＷＫを形成する集積手段が設けられているが、これに限らず、場合によっては、平盤形状の切り屑集積体を形成する集積手段が設けられていても良い。
更に、図５（Ｂ）に示すように、第１スパイラル状係合部４２のうちの端部４２ｘと第２スパイラル状係合部４３のうちの端部４３ｘとを、回転方向位相において対応させても良い。
【００４０】
その他、本発明装置は上記しかつ図面に示した実施形態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。
（付記）
上記した実施形態から次の技術的思想も把握できる。
▲１▼金属切り屑処理装置は、金属切り屑が装入される装入開口と装入開口に連通する装入室とをもつ基体と、装入室内の切り屑を破断する切り屑破断手段と、装入開口と切り屑破断手段との間に設けられ、装入開口から装入された切り屑を案内する切り屑案内手段とを具備した金属切り屑処理装置であって、
切り屑案内手段は、装入開口から装入された切り屑を集積して切り屑集積体を形成する集積手段を具備していることを特徴とする。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に係る金属切り屑処理装置では、装入開口から装入された切り屑が集積した切り屑集積体を形成する集積手段が、装入開口と切り屑破断手段との間に設けられている。切り屑が絡みあった切り屑集積体は、外力が作用したとき、収縮変形容易である。従って、装入開口から装入される切り屑にボルト等の異物が混入している場合であっても、異物に押されて切り屑収縮体が収縮変形できる。そのためボルト等の異物が詰まることを防止するのに有利である。
【００４２】
更に切り屑が絡みあった切り屑集積体はクッションとしての機能も果たすため、切り屑に混入する異物の重量が比較的大きい場合であっても、異物の装入に起因する衝撃を緩和するのに有利である。
請求項２に係る金属切り屑処理装置では、集積手段は、装入開口に対面する位置に配置されているため、装入開口から装入された直後の異物を、クッションとして機能できる切り屑集積体に直ちに当てることができる。よって異物の重量がある場合であっても、衝撃の緩和に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の断面図である。
【図２】装置の異なる断面図である。
【図３】使用状態を模式的に示す装置の断面図である。
【図４】切り屑係合部の平面図である。
【図５】スパイラル状係合部をもつスパイラル回転手段の側面図である。
【図６】従来装置の平面図である。
【符号の説明】
図中、１は基体、１０は装入室、１２は装入開口、２、３は切り屑係合部（切り屑破断手段）、４はスパイラル回転手段（切り屑破断手段）、４０は回転体、４１はスパイラル状係合部、４２は第１スパイラル状係合部、４３は第２スパイラル状係合部、５は網体、７は巻付ローラ、７２は巻付パイプを示す。
【図１】
0003936783.tif 000002
【図２】
0003936783.tif 000003
【図３】
0003936783.tif 000004
【図４】
0003936783.tif 000005
【図５】
0003936783.tif 000006
【図６】
0003936783.tif 000007