JP2000280138A

JP2000280138A - 切り粉圧縮装置

Info

Publication number: JP2000280138A
Application number: JP11089932A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yamamoto; 健一山本
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】スパイラルスクリューの周囲に切り粉のブリ
ッジが形成されても自動的にこれを壊し、切り粉をホッ
パー内に滞留させることなく排出して圧縮機構部に送
る。【解決手段】ホッパー４は、上部フレーム２ｃに固定
される上ホッパー２２と回転可能な下ホッパー２４とを
含んで構成される。下ホッパー２４の内壁には、羽根状
の攪拌部材２８が複数固定されている。モーター４０の
駆動により、下ホッパー２４が一方向へ回転し、かつホ
ッパー４の軸線と同心的に設けらたスパイラルスクリュ
ー３２がこれとは逆向きに回転する。下ホッパー２４の
回転で切り粉のブリッジが解消し、スパイラルスクリュ
ー３２の回転で切り粉が下方へ強制的に移動させられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属の切り粉を圧
縮して、それをブロック状に成形する切り粉の圧縮装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、旋盤、フライス盤、ボー
ル盤等の工作機械から出た切り粉を回収し、これを再利
用のため切削油等の油の大部分を除去しつつ、ブロック
状に圧縮成形する圧縮装置が知られている。このような
圧縮装置では、切り粉は一旦ホッパーに投じられ、ホッ
パー底部にある排出口を通過して圧縮機構部に供給され
る。このホッパー内に、軸形態であって外周部分にらせ
ん状の溝(羽根)を有するスパイラルスクリューがホッパ
ーの傾斜壁に沿って斜めに設けられる場合がある。この
ようなスパイラルスクリューを備えたホッパーでは、例
えば切削油等が付着して粘着性を有する切り粉を投入し
ても、スパイラルスクリューの強制的な送り出し作用に
よって、切り粉が排出口から円滑に排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧縮装置では、例えばホッパーに供給された切り粉がス
パイラルスクリューの周囲でブリッジを形成することが
ある。一旦ブリッジが形成されると、切り粉はスパイラ
ルスクリューが回転していてもホッパー内に滞留したま
まで、排出口から排出されない状態に陥る。この場合、
作業者が棒等を用いて、そのブリッジを壊さなければな
らず煩雑である。また、装置の自動化の観点からも好ま
しくない。

【０００４】本発明は、このようなホッパー内のスパイ
ラルスクリューの周囲に切り粉のブリッジが形成されて
も、自動的にこのブリッジを壊し、ホッパー内に滞留さ
せることなく排出し、圧縮機構部に供給する切り粉圧縮
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】この課題
を解決するため、本発明の切り粉圧縮装置は、金属の切
り粉を圧縮して、それをブロック状に成形する切り粉圧
縮装置であって、切り粉が供給されるホッパーを有し、
そのホッパー内に切り粉を下方の排口部へ移動させるス
パイラルスクリューが設けられ、さらに前記ホッパーが
回転する構造とされたことを特徴とする。

【０００６】このように、スパイラルスクリューを回転
させるとともに、ホッパー自体をも回転させることによ
り、スパイラルスクリューの周囲に形成されたブリッジ
が、そのホッパーの回転に基づく攪拌作用を受けて壊さ
れやすくなる。

【０００７】本発明の切り粉圧縮装置は、好ましくは、
回転するホッパーの内側に羽根状又は突起状等の攪拌部
材を設けることができる。こうすれば、ホッパーの回転
に伴って羽根状又は突起状の攪拌部材も回転するため攪
拌機能が高まり、その結果スパイラルスクリューとホッ
パーの間に形成されたブリッジ部分を効果的に消滅させ
ることができる。また、ブリッジの形成を予防すること
にもなる。

【０００８】さらに、スパイラルスクリューは、その回
転軸線がホッパーの回転軸線と平行になるように(同芯
的な形態を含む)配置され、かつ、スパイラルスクリュ
ーの回転方向とホッパーの回転方向とを相対的に逆方向
にすることができる。これによりスパイラルスクリュー
とホッパー間に生じる切り粉のブリッジは大きなせん断
作用を受けて破壊されやすく、またそのようなブリッジ
を生じにくくなる。

【０００９】また、本発明の切り粉圧縮装置において、
ホッパーを上下に分割し、下側のホッパー(部分)のみを
回転させ、上側のホッパー(部分)は回転しない構造とす
ることができる。こうすれば、ブリッジが形成され易い
ホッパー下部を回転部にし、これを回転させてブリッジ
を破壊するとともに、ブリッジが形成されにくいホッパ
ーの上部はフレーム等に固定し、ホッパーの支持構造を
強固かつ簡単にすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照しつつ説明する。図１はその一実施
例である切り粉圧縮装置の正面図、図２はその平面図で
ある。ただし、図２は中板８（図１）を除いたものであ
る。切り粉圧縮装置１は、例えば、旋盤、フライス盤、
ボール盤等の工作機械による加工によって生じた金属性
の切り粉を回収して投入し、これをブロック形状に圧縮
成形する装置である。切り粉をブロック状に圧縮して、
切り粉のかさを減少させることにより、再利用のための
輸送、保管を容易にする。

【００１１】図１及び図２に示すように、切り粉圧縮装
置１は概ね直方体フレーム形状の架台２に、ホッパー
４、油圧シリンダ６、制御ボックス７等の機器を配置し
て構成される。架台２は、例えば角パイプフレームを組
んで形成されるが、その底部フレーム２ａの内側には鉄
板が溶接等で取り付けられて底面２ｂを形成している。
また、架台２の上部フレーム２ｃと底部フレーム２ａと
の間には、中板８がその一端を側部フレーム２ｄに溶接
されて支持されている。中板８の他端は、四隅を支柱１
２上に固定された別の中板１０の端部に溶接等で接合さ
れて、水平に支持されている。この中板８によって装置
１の左側の空間部が、中板１０によって右側の空間部の
一部が、それぞれ上下に仕切られている。そして、中板
８の上面には、オイルタンク１４、油圧ポンプ１６が固
定されている。

【００１２】装置１の右方には、その上部を上部フレー
ム２ｃから上に突出した状態でホッパー４が配置されて
いる。ホッパー４は、全体としてすり鉢状の形態を有
し、主に、その上部を形成する上ホッパー２２、下部を
形成する下ホッパー２４、及び切り粉Ｐを排出する切り
粉誘導管２６（以下、誘導管２６と略称する）とで構成
される。上ホッパー２２は、架台２の上部フレーム２ｃ
に溶接等で固定されている。一方、図６に示すように、
下ホッパー２４は、その上端内周部２４ａが上ホッパー
２２の下端外周部２２ａを所定の重ねしろで外側から包
むようにして、配置されている。ここで上ホッパー２２
の中心軸線Ｌ１と、下ホッパー２４の中心軸線Ｌ２とは
一致し、また、下ホッパー２４は全周にわたって重ねし
ろ部で上ホッパー２２と軽く接触した状態にある。

【００１３】一方、図４に示すように、下ホッパー２４
の下端外周部２４ｂには、上端にフランジ部２７を有す
る円筒状の切り粉誘導管２６が全周にわたって溶接さ
れ、下ホッパー２２と誘導管２６は一体化されている。
そして、誘導管２６は中板１０に開けられ軸受け部材を
有する軸孔２９を貫通し、回転可能な状態で中板１０に
支持されている。また、誘導管２６の下端部は開口して
排出口３０を形成し、その排出口３０は後述の導入口部
材８６（図７）の上面の間近に位置する。

【００１４】ホッパー４の内部には、機械油等が付着し
て粘着性の切り粉Ｐを、強制的に下方の排出口３０から
排出させるために、スパイラルスクリュー３２が備えら
れている。スパイラルスクリュー３２は軸状の形態で、
その外周部分にその先端まで延びるらせん状の突起又は
溝を有する。なお、図１、図４、図５において、この溝
は簡略化して表している。図２及び図４に示すように、
スパイラルスクリュー３２は、懸垂状態でアームフレー
ム３４に支持されている。すなわち、上部フレーム２ｃ
に一端を支持され架台２の内側に伸びるアームフレーム
３４の先端部に、軸受け部材を有する軸孔３６が形成さ
れ、その軸孔３６に上端部が差し込まれ、スパイラルス
クリュー３２は回転可能な状態で支持されている。スパ
イラルスクリュー３２は、ホッパー４内に供給され滞積
した切り粉Ｐの中に沈み込み、その軸線周りに回転する
ことにより、主にみぞ部に入り込んだ切り粉Ｐをホッパ
ー４の下方に送り出す。また、スパイラルスクリュー３
２の先端部は、上述の誘導管２６の排出口３０近傍に位
置するよう位置調整され、誘導管２６内での切り粉Ｐの
排出を補助する。

【００１５】ホッパー４の内部下方の下ホッパー２４の
内周面２４ａには、所定数（図２において４枚）の攪拌
部材２８が、下ホッパー２４の内側に設けられている。
各攪拌部材２８は、例えば短冊形状を有し、下ホッパー
２４の回転軸線Ｌ２を含む面と内周面２４ａとの交差線
の一部を基端部として、回転軸線Ｌ２を含む面上で先端
部が内側にスパイラルスクリューに干渉しない程度に突
出した形態で溶接等で固定されている。この攪拌部材２
８は、スパイラルスクリュー３２と下ホッパー２４との
間の空間に切り粉Ｐのブリッジが形成された場合に、下
ホッパー２４とともに回転することにより、ブリッジを
破壊する役割を果たす。

【００１６】次に、図１及び図４に示すように、架台２
の底面２ｂ上には、モーター４０を外側に突出した形態
で支持するギヤボックス４２が固定されている。ギヤボ
ックス４２内には図示しないウォームギヤが内蔵され、
モータ軸に固定されたウォームと駆動軸４４の下端部に
固定されたウォームホイールとが噛み合っている。ま
た、駆動軸４４は、上方の中板１０に開けられた軸孔４
５、上ホッパー２２、さらに、アームフレーム３４に開
けられた軸孔４７も貫通し、アームフレーム３４の上面
からその上端部を突出している。各貫通部には軸受け部
材が取り付けられ、、駆動軸４４は、軸孔４５、４７で
回転可能な状態で支持されている。

【００１７】図２及び図４に示すように、駆動部４４の
中板１０のすぐ上には、平歯車４８が固定されている。
一方、前述の下ホッパー２４の下端部に固定された誘導
管２６にも、そのフランジ部２７のすぐ下の円筒部３１
の外周部分に平歯車５０がはめ込まれ、溶接等で固定さ
れている。これら平歯車４８と平歯車５０は同じ高さ位
置に調整され噛み合っている。そして、モータ４０が回
転すると、その回転駆動力が駆動軸４４に伝わり、さら
に平歯車４８、５０、誘導管２６を介して、下ホッパー
２４が駆動軸４４と反対方向に回転するようになってい
る。

【００１８】さらに、駆動軸４４の上端部にはスプロケ
ット５２が取り付けられている。また、スパイラルスク
リュー３２の上端部にもスプロケット５４が取り付けら
れている。これらスプロケット５２、５４間は、チェー
ン５６が懸け渡され、駆動軸４４が回転すると、これら
スプロケット５２、５４を介してスパイラルスクリュー
３２が、駆動軸４４と同方向に回転するようになってい
る。よって、攪拌部材２８を有する下ホッパー２４と、
その中心部に突入するスパイラルスクリュー３２とは、
互いに逆向きに回転することとなる。

【００１９】次に、図１及び図３に示すように、架台２
の底面２ｂにシリンダーステー７０が固定されている。
シリンダーステー７０は、衝立形状を有し、その支持部
７２は底面２ｂに対しほぼ垂直に立ち上がる。支持部７
０ａの左側面にはシリンダー６が例えば、ボルト・ナッ
ト等で取り付けられている。また、支持部７２の中央に
は、図示しない貫通孔が設けられ、これにシリンダー６
のシリンダーロッドが通される。一方、支持部７２の反
対側面には、フランジ部７６を有する筒体７８が取り付
けられる。筒体７８も、フランジ部７６をボルト・ナッ
ト等でフランジステー７０に固定されるが、支持部７２
から突出するピストンロッドを自己の中心軸孔８０に差
し込んで、スライド可能なように、位置決めされてい
る。

【００２０】図５に示すように、筒体７８の中心軸孔８
０に差し込まれたピストンロッドの先端には、圧縮棒８
２が固定されている。圧縮棒８２は、ピストンロッドの
伸縮に伴って中心軸孔８０内をスライドし、中心軸孔８
０内に供給された切り粉Ｐを右方に押しやり圧縮する。
圧縮棒８２のストロークは、その先端が後退時において
ホッパー直下より少し後方寄りの位置（図５に示す位
置）、前進時において筒体７８の先端部を少し過ぎる程
度に設定され、スライド移動中の位置は複数の近接セン
サー６１、６２、６３（図３）によって検知されるよう
になっている。

【００２１】また、中心軸孔８０は、筒体７８の先端で
開口しており、さらに、ホッパー４から切り粉Ｐの供給
を受けるため、ホッパー４の直下位置で上方にも開口し
ている。図７に示すように、その開口部が形成する導入
空間８４は、下径を中心軸孔８０の径に、上径を誘導管
２６の径にほぼ等しく形成され、全体としてすり鉢状形
態を有する。また、誘導管２６と筒体７８との間にでき
る隙間を塞ぎ切り粉Ｐの漏出を防止するために、両者に
連通する貫通孔を有する導入口部材８６が筒体７８側に
取り付けられている。

【００２２】図３及び図５に示すように、筒体７８の先
端開口部はスライドブロック８８によって開閉されるよ
うになっている。スライドブロック８８は、架台２の底
面２ｂ上に固定された油圧シリンダー８７のピストンロ
ッドの先端に取り付けられ、断面コの字状の案内部材９
０の内側にスライド可能にはめ込まれている。そして、
ピストンロッドの伸縮に伴い、案内部材９０に案内され
ながらスライド移動する。スライドブロック８８は、筒
体７８の中心軸孔８０内で圧縮棒８２が切り粉Ｐを圧縮
する際には、筒体７８の開口部を塞ぐように位置し、圧
縮される切り粉Ｐを前方側で受ける。また、圧縮成形し
た切り粉Ｐを排出する際には後退して原位置に静止し、
その状態で圧縮棒８２が前進し、圧縮成形された切り粉
Ｐ（以下、切り粉ブロックＰＢという）を開口部８０ａ
から排出したら、これを側方に押し出す。

【００２３】以下、本装置１の作動を説明する。図５に
示すように、ホッパー４に投入され滞積した切り粉Ｐの
一部が、回転するスパイラルスクリュー３２のらせん状
の溝に入り込む。そして、順次下方に誘導されて排出口
３０から排出される。そして、切り粉導入空間８４を介
して筒体７８の中心軸孔８０に供給される。一方、スパ
イラルスクリュー３２に巻き込まれない切り粉Ｐは、滞
積量の減少とともにホッパー４内を徐々に降下する。と
きにその切り粉Ｐの一部が集まってブリッジを形成する
場合があるが、形成されたブリッジはホッパー４の下方
で攪拌部材２８に打撃されて破壊される。その結果ホッ
パー４に供給された切り粉Ｐはスパイラルスクリュー３
２に巻き込まれながら円滑に排出される。

【００２４】ホッパー４から切り粉Ｐを供給されて中心
軸孔８０内の空間がほぼ一杯になると、筒体７８の圧縮
棒８２が前進して、中心軸孔８０内の切り粉Ｐを前方に
押し進める。移動した切り粉Ｐは先端の開口部を塞いで
いるスライドブロック８８の側面に押し当てられながら
圧縮棒８２により圧縮される。ここで、筒体７８の開口
部３０に位置した切り粉Ｐは、スライド移動する圧縮棒
８２によりせん断力を受けて切断される。切り粉Ｐの圧
縮が終了すると、圧縮棒８２は後退し原位置に戻る。そ
して、中心軸孔８０の前端には圧縮により形成された切
り粉ブロックＰＢが残される。

【００２５】中心軸孔８０には、ホッパー４から切り粉
Ｐがさらに供給され、先と同様に、中心軸孔８０がほぼ
一杯になった時点で、圧縮棒８２が前進し、切り粉Ｐを
圧縮して先に形成した切り粉ブロックＰＢの厚みを増大
させる。かかる圧縮工程を数回繰り返し、中心軸孔８０
の前端部に一定長さの切り粉ブロックＰＢが形成される
と、スライドブロック８８が後退し、中心軸孔８０の開
口部８０ａが解放される。この状態で、圧縮棒８２が切
り粉ブロックＰＢを開口部から押し出す。筒体７８から
押し出された切り粉ＰブロックＰＢは、前方にスライド
するスライドブロック８８により押され、シューター９
２(図３)を滑り降りて装置１外に排出される。

【００２６】以上の説明では、ホッパーは、その貯留部
分を２分割し、その上部を固定し下部を回転させる形態
であった。しかし、本発明の圧縮装置は、このようなホ
ッパーに限定するものではなく、例えばホッパー全体を
回転させる形態としても、ホッパー内の切り粉が形成し
たブリッジを破壊する作用を生ずる。

【００２７】さらに、下ホッパーに取付ける攪拌部材
は、下ホッパーの回転軸線を含む面上に形成する場合に
限定されない。例えば、図８に示すように、回転軸線Ｌ
２を含む面に対し、所定の角度θ傾けて攪拌部材９４を
下ホッパーの内側に、スパイラルスクリューと干渉しな
い程度に突出する形態で設けることもできる。このよう
な形態の攪拌部材９４では、下ホッパー２４の回転に伴
い、攪拌部材９４が切り粉Ｐを下方に押す作用が加わ
り、スパイラルスクリュー３２の切り粉排出作用を補助
する。言い換えれば、攪拌部材９４を、下ホッパーの回
転に伴い切り粉を下方へ押す分力を生じるように傾けて
取り付けるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である切り粉圧縮装置を示す
正面図。

【図２】図１の圧縮装置の中板１０を除いた状態での平
面図。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面図。

【図５】切り粉の圧縮機構を説明する断面図。

【図６】上ホッパーと下ホッパーの係合状態を説明する
拡大断面図。

【図７】ホッパーの切り粉誘導管と筒体との係合状態を
説明する拡大断面図。

【図８】下ホッパーに取付ける攪拌部材の別の形態を示
す断面図。

【符号の説明】

１切り粉圧縮装置４ホッパー２２上ホッパー２４下ホッパー２８、９２攪拌部材３２スパイラルスクリュー４４駆動軸４８、５０平歯車５２、５４スプロケット７８筒体８２圧縮棒８８スライドブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属の切り粉を圧縮して、それをブロッ
ク状に成形する切り粉圧縮装置であって、切り粉が供給されるホッパーを有し、そのホッパー内に
切り粉を下方の排口部へ移動させるスパイラルスクリュ
ーが設けられ、さらに前記ホッパーが回転する構造とさ
れたことを特徴とする切り粉圧縮装置
【請求項２】前記回転するホッパーの内側に羽根状又
は突起状等の攪拌部材が設けられた請求項１記載の切り
粉圧縮装置。
【請求項３】前記ホッパーの回転軸と平行に(同芯的
な形態を含む)、前記スパイラルスクリューを有し、か
つホッパーの回転方向とスパイラルスクリューの回転方
向が相対的に逆向きとされた請求碩１又は２記載の切り
粉圧縮装置。【諦求項４】前記ホッパーが上下に分割され、下側の
ホッパーのみが回転させられ、上側のホッパーは回転し
ない構造とされた請求項１ないし３のいずれかに記載の
切り粉圧縮装置。