JP2005087915A - アルミニュウムの剪断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 従来の破砕・折断技術では、(1)鋳物の強度と粘りに対応する、(2)炉の搬入時に適する大きさを確保する、(3)一方・他方の半截円錐刃物の耐久性を確保する等にある。(1)〜(3)はアルミの剪断では弊害となる。理由は、(イ)アルミのカットには僅かな力で十分であり、(ロ)物性が軟らかく剪断処理で行うのが理想であり、(ハ)刃物に対する負担が少なく、強力な嵌合せ間隔は必要ない等が理由である。
【手段】 フレーム上方に枢着した一方刃物装置と、一方刃物装置と対峙するフレーム下方に枢着した他方刃物装置と、一方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、他方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、他方刃物装置を可動する剪断用の可動手段と、アルミニュウム投入用の投入開口・排出開口を設けたアルミニュウムを剪断する剪断装置であって、一方・他方刃物装置の半截角錐刃物間に形成した剪断用の僅かなクリアランスで構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アルミニュウム(アルミニュウム合金、砲金等を含む)の剪断(破砕、折断等を一部含む)装置に関する。
従来、鋳物廃材に関する破砕、折断装置に関して、本出願人は、多数の出願をした。その一例を説明すると、文献(1)として特開平6-106083号の油圧による鋳造用の堰、湯道、不良製品等の破砕・折断装置、また文献(2)として特開平6-182238号の不揃いでなる鋳造用の堰、湯道、不良製品等の破砕・折断方法、また文献(3)として米国特許の5,791,573号のCRUSHING-BREAKING APPARATUS、或いは文献(4)としてヨーロッパ出願の公開特許0865825号のMethod and apparatus for crushing-breaking long and slender weirs,runners,and other useless metal casting productsとが存在する。この文献を総括して提示文献の概要(1)とする。
特開平6-106083号 特開平6-182238号 米国特許の5,791,573号 ヨーロッパ公開特許0865825号
概要(1)の文献は、何れも、鋳物の廃材を対象とすることから、一方・他方の半截円錐刃物の左右裾部及び／又は円錐面との間に、かなりのクリアランスを形成する。そして、このクリアランスを利用して破砕・折断する技術である。このクリアランスの確保は、次のような目的にある。(1)鋳物の強度と、粘りに対応すること、(2)炉に搬入するに適する大きさを確保すること、(3)一方・他方の半截円錐刃物の耐久性を確保すること等にある。
しかし、アルミニュウム(アルミとする)の剪断においては、前述の(1)〜(3)の特徴は、弊害となる。その理由は、(イ)アルミは、僅かな力でカットする状況でよく、またこの状況が要求されること、(ロ)物性が軟らかいため、剪断処理で行うことが理想であること、(ハ)刃物に対する負担が少なく、強力な嵌め合せ間隔は必要がないこと等が理由である。
請求項1の発明は、：(イ)アルミをカットするために必要な僅かな力を確保すること、(ロ)物性の軟らかさを利用して剪断するように処理して、この処理の効率化を図ること、(ハ)刃物に対する負担を軽減し、強力な嵌め合せ間隔を回避すること等を意図する。：また一方・他方刃物装置の半截角錐刃物間に、剪断用の僅かなクリアランスを設けて、アルミの剪断に最適な剪断装置を提供することを意図する。
請求項1は、少なくとも二枚の側板で構成するフレームに上方を枢着した一方刃物装置と、この一方刃物装置と対峙する前記フレームに下方を枢着した他方刃物装置と、この一方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、前記他方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、この他方刃物装置を可動する剪断用の可動手段と、前記一方刃物装置及び他方刃物装置の自由端部に形成したアルミニュウム投入用の投入開口と、また前記一方刃物装置及び他方刃物装置の基端部に設けた支軸を介して形成した収斂形状の排出開口とを設けたアルミニュウムを剪断する剪断装置であって、
前記一方刃物装置の下方を可動する開度調整用の可動手段と、前記一方刃物装置の半截角錐刃物と、他方刃物装置の半截角錐刃物との間に形成した剪断用の僅かなクリアランスとで構成した排出開口寸法を可変可能としたアルミニュウムの剪断装置である。
請求項2の発明は、：請求項1の目的の達成を意図する。：またアルミの剪断には、比較的僅かなパワーで装置として機能することに鑑み、他方刃物装置の枢着用の支軸に改良を加えることと、この他方刃物装置に多目的な機能の付与を意図する。
請求項2は、少なくとも二枚の側板で構成するフレームに上方を枢着した一方刃物装置と、この一方刃物装置と対峙する前記フレームに下方を枢着した他方刃物装置と、この一方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、前記他方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、この他方刃物装置を可動する剪断用の可動手段と、前記一方刃物装置及び他方刃物装置の自由端部に形成したアルミニュウム投入用の投入開口と、また前記一方刃物装置及び他方刃物装置の基端部に設けた支軸を介して形成した収斂形状の排出開口とを設けたアルミニュウムを剪断する剪断装置であって、
前記一方刃物装置の下方を可動する開度調整用の可動手段と、また他方刃物装置の枢着用の支軸を軸承する前記フレームに設けた偏心軸受けと、前記一方刃物装置の半截角錐刃物と、他方刃物装置の半截角錐刃物との間に形成した剪断用の僅かなクリアランスとで構成した排出開口寸法を可変可能としたアルミニュウムの剪断装置である。
請求項3の発明は、：請求項2の目的の達成を意図する。：またこの目的を達成するために、他方刃物装置に最適な枢着用の支軸構造の提供を意図する。
請求項3は、請求項2に記載した他方刃物装置の支軸を、前記フレームに形成した枠穴と、この枠穴に挿入した多数の支持ブロックと、この支持ブロック間に回転可能に設けた軸受けと、この軸受けに偏心して設けた支軸と、前記軸受けの回転を固止する止め具とで構成したアルミニュウムの剪断装置である。
請求項4の発明は、：請求項1又は請求項2の目的の達成を意図する。：またこの目的を達成するために、一方・他方刃物装置に最適な半截角錐刃物構造の提供を意図する。
請求項4は、請求項1又は請求項2に記載した一方・他方刃物装置の半截角錐刃物の少なくとも頂面に突条を形成する構成としたアルミニュウムの剪断装置である。
請求項1の発明は、少なくとも二枚の側板で構成するフレームに上方を枢着した一方刃物装置と、一方刃物装置と対峙するフレームに下方を枢着した他方刃物装置と、一方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、他方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、他方刃物装置を可動する剪断用の可動手段と、一方刃物装置及び他方刃物装置の自由端部に形成したアルミニュウム投入用の投入開口と、また一方刃物装置及び他方刃物装置の基端部に設けた支軸を介して形成した収斂形状の排出開口とを設けたアルミニュウムを剪断する剪断装置であって、
一方刃物装置の下方を可動する開度調整用の可動手段と、一方刃物装置の半截角錐刃物と、他方刃物装置の半截角錐刃物との間に形成した剪断用の僅かなクリアランスとで構成した排出開口寸法を可変可能としたアルミニュウムの剪断装置である。
従って、請求項1は、：(イ)アルミをカットするために必要な僅かな力を確保できること、(ロ)物性の軟らかさを利用して剪断するように処理して、この処理の効率化が図れること、(ハ)刃物に対する負担を軽減し、強力な嵌め合せ間隔を回避できること等の特徴がある。：また一方・他方刃物装置の半截角錐刃物間に、剪断用の僅かなクリアランスを設けて、アルミの剪断に最適な剪断装置を提供できる実益がある。
請求項2の発明は、少なくとも二枚の側板で構成するフレームに上方を枢着した一方刃物装置と、一方刃物装置と対峙するフレームに下方を枢着した他方刃物装置と、一方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、他方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、他方刃物装置を可動する剪断用の可動手段と、一方刃物装置及び他方刃物装置の自由端部に形成したアルミニュウム投入用の投入開口と、また一方刃物装置及び他方刃物装置の基端部に設けた支軸を介して形成した収斂形状の排出開口とを設けたアルミニュウムを剪断する剪断装置であって、
一方刃物装置の下方を可動する開度調整用の可動手段と、また他方刃物装置の枢着用の支軸を軸承するフレームに設けた偏心軸受けと、一方刃物装置の半截角錐刃物と、他方刃物装置の半截角錐刃物との間に形成した剪断用の僅かなクリアランスとで構成した排出開口寸法を可変可能としたアルミニュウムの剪断装置である。
従って、請求項2は、：請求項1の目的を達成できる。：またアルミの剪断には、比較的僅かなパワーで装置として機能することに鑑み、他方刃物装置の枢着用の支軸に改良を加えることと、この他方刃物装置に多目的な機能を付与できる実益がある。
請求項3の発明は、請求項2に記載した他方刃物装置の支軸を、フレームに形成した枠穴と、枠穴に挿入した多数の支持ブロックと、支持ブロック間に回転可能に設けた軸受けと、軸受けに偏心して設けた支軸と、軸受けの回転を固止する止め具とで構成したアルミニュウムの剪断装置である。
従って、請求項3は、：請求項2の目的を達成できる。：またこの目的を達成するために、他方刃物装置に最適な枢着用の支軸構造を提供できる実益がある。
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2に記載した一方・他方刃物装置の半截角錐刃物の少なくとも頂面に突条を形成する構成としたアルミニュウムの剪断装置である。
従って、請求項4は、：請求項1又は請求項2の目的を達成できる。：またこの目的を達成するために、一方・他方刃物装置に最適な半截角錐刃物構造を提供できる実益がある。
本発明の一例を説明する。
以下、本発明の方法に使用する剪断装置の一例を、図面に基づいて説明すると、この剪断装置1は、側板2a、2b及び差渡し板2cで構成された上下開放のフレーム3と、このフレーム3に設けた一方刃物装置4及び他方刃物装置5と、この他方刃物装置5を前進後退させるシリンダー6とを主構成要素とする。この一方刃物装置4と他方刃物装置5の自由端(上方)で投入開口Aを、また一方刃物装置4と他方刃物装置5の基端部(下方)で排出開口Bを形成する。
一方刃物装置4は、フレーム3に設けた刃物台取付用の基板40と、この基板40に着脱自在に設けた刃物台41と、この刃物台41に千鳥状に多数個設けた(固定側の)半截角錐刃物42とで構成される。この半截角錐刃物42の角錐状傾斜面42aは、剪断処理したアルミが、確実かつスムーズに落下すること、また半截角錐刃物42の耐久性と剪断機能の維持、又は廃材アルミ、処理途中のアルミ(処理中アルミ)の確実な剪断、また廃材アルミ、処理中アルミ(未処理アルミも含む)を受止め得ること等の特徴がある。そして、この半截角錐刃物42の裏面42cには張出し底部43を形成する。この張出し底部43は、半截角錐刃物42の耐久性と、後述する他方刃物装置5(移動側)の半截角錐刃物52とによる剪断機能の維持、又は処理中アルミの確実な剪断等が図れる。また一例として半截角錐刃物42の先端側42dに、先端側山部44を設けることで、処理中アルミの飛散防止及び／又は押圧用として利用できる。そして、この先端側山部44は、アルミの飛散防止、耐久性等の維持、又は半截角錐刃物52との剪断関係等を考慮して上方(投入開口A)より二段とする。
他方刃物装置5(移動側)は、フレーム3に設けた刃物台取付用の基板50と、この基板50に着脱自在に設けた刃物台51と、この刃物台51に千鳥状に多数個設けた(固定側の)半截角錐刃物52とで構成される。この半截角錐刃物52の角錐状傾斜面52aは、剪断処理したアルミが、確実かつスムーズに落下すること、また半截角錐刃物52の耐久性と剪断機能の維持、又は処理中アルミの確実な剪断、また処理中アルミを受止め得ること等の特徴がある。この半截角錐刃物52の頂面には、方形状の突条52bを形成する。また半截角錐刃物52の両裾部、或いは裏面に、方形状の突条(図示せず)をそれぞれ形成することも可能である。そして、この突条52bは、処理中アルミの確実な剪断、また処理中アルミを受止め得ること等の利点がある。尚、裏面52cに張出し底部53を形成することも可能であり、半截角錐刃物52の耐久性と剪断機能の維持、又は処理中アルミの確実な剪断等が図れる。さらに先端側52dに、先端側山部54を設けることで、処理中アルミの飛散防止及び／又は押圧用として利用できる。尚、突条52bは、他方刃物装置5の上方より二段目までの半截角錐刃物52に設けることで、そのアルミの飛散防止、耐久性等の維持、又は半截角錐刃物42との剪断関係等を維持できる。また前述の先端側山部54は、アルミの飛散防止、耐久性等の維持、又は半截角錐刃物52との剪断関係等を考慮して上方より二段とする。また図中52-1は前記半截角錐刃物52の頂面に、方形状の突条52bを形成しない半截角錐刃物であって、前述の如く、この例では、他方刃物装置5の上方より二段目以下に設ける。そして、この半截角錐刃物52-1には、角錐状傾斜面52aを設けること等は同じである。
そして、この一方刃物装置4の半截角錐刃物42間には、他方刃物装置5の半截角錐刃物52が、僅かなクリアランスC(クリアランスCとする)を介して嵌合い関係に設けられており、このクリアランスCによってアルミを剪断する。また半截角錐刃物42の角錐状傾斜面42a及び／又は半截角錐刃物52の張出し底部53との間に形成される横方向のクリアランスD(クリアランスDとする)、又は半截角錐刃物52の角錐状傾斜面52a及び／又は半截角錐刃物42の張出し底部43との間に形成される横方向のクリアランス(図示せず)を設けて、前述の如く、半截角錐刃物42、52の耐久性と剪断機能の維持、又は処理中アルミの確実な剪断、また処理中アルミの落下促進等が図れる。
尚、図示しないが、排出開口Bに開閉自在のダンパーを設け、このダンパーを介してアルミの素抜け防止と、詰まり防止等を図ることも可能であり、このダンパーは、剪断装置1のフレーム又は一方刃物装置4、他方刃物装置5の何れかに装着する。
前記他方刃物装置5の基板50の上方には、シリンダー6のピストンロッド60の先端が枢着されている。従って、当該他方刃物装置5は、ピストンロッド60の拡縮を介して可動 (前進後退)する。この可動は、支軸8を支点としたテコ運動機構であって、比較的小さい動力で十分である。また他方刃物装置5の前進により、この他方刃物装置5の半截角錐刃物52と、一方刃物装置4の半截角錐刃物42とが、クリアランスCを介して嵌合い関係となって、アルミを剪断(切断)する。この剪断の際に、このクリアランスCの隙間寸法が重要な役割をしており、剪断隙間は、略0に近い寸法となっている。そして、この剪断は、アルミの後処理に極めて有効である。
また他方刃物装置5の支軸8は、軸受け80と、フレーム3に大きく開設した枠穴30に嵌合する支持ブロック81を利用して支持されている。従って、枠穴30に嵌合する支持ブロック81の抜差しを利用して、枠穴30内において左右の支持ブロック81の数を調整することで、支軸8の位置を変更できる。そして、この軸受け80には、メタル82と、偏心ブッシュ83、止め具84が設けられている。従って、止め具84の開放で偏心ブッシュ83を適宜回転し、支軸8の位置を変更する。この変更後に(この回転位置を)止め具84で緊締し、当該偏心ブッシュ83を固止する。この操作を介して支軸8の位置を変更し、かつ支軸8を変更位置で固定する。例えば、図10(イ)、(ロ)〜図11(イ)、(ロ)に変更する。この変更を利用して排出開口Bの開度及び／又は他方刃物装置5の可動位置(前後動)、或いは一方刃物装置4の半截角錐刃物42と、他方刃物装置5の半截角錐刃物52との嵌合い関係の調整等を図る。尚、支持ブロック81の左右側の数を、枠穴30内において変更しても、支軸8の位置を変更できることは勿論である。また偏心ブッシュ83は軸受け80を半截して取出し可能とする。
また一方刃物装置4に、その下方を可動可能とすることも可能であり、その一例が図12に示されている。即ち、上方に枢軸9を設け、この枢軸9に一方刃物装置4の上方を枢着する。そして、下方には一方刃物装置4に枢着したリンク90、又はシリンダー91、前記リンク90に枢着したピストンロッド92等の可動手段を設け、この可動手段により、この一方刃物装置4の下方を可動(移動)する。この一方刃物装置4の可動は、前記他方刃物装置5の可動と同じ特徴がある。
図中100はアルミニュウムの剪断装置を支持する基台、101は廃材アルミ搬送用のコンベア、102はシュータをそれぞれ示す。
アルミの投入と剪断動作の一例を説明すると、アルミは、他方刃物装置4の半截角錐刃物42とが後退限にある状況で、他方刃物装置5の半截角錐刃物52(又は表面部)と、一方刃物装置4の半截角錐刃物42(又は表面部)とで構成する投入開口Aに投入される。その後、他方刃物装置5が円弧軌道に沿って前進移動し、当該他方刃物装置5の半截角錐刃物52(押し刃)と、一方刃物装置4の半截角錐刃物42(受け刃)とが嵌合い関係となり、剪断作業が行われる。例えば、アルミは、他方刃物装置5の半截角錐刃物52の突条52b及び／又は張出し底部53と、一方刃物装置4の半截角錐刃物42の突条42b及び／又は張出し底部43と(以後、一方刃物装置4と他方刃物装置5を、双方とする)との嵌合いを介して行われる。そして、この双方の突条52bと突条42bとで構成するクリアランスCが極めて狭いことから、確実かつ効率的に剪断される。またこの突条52bと突条42bは、アルミの滑落防止としても機能する。従って、当該突条52bと突条42bは、投入開口Aより投入されたアルミをキャッチングし、この排出開口Bからのアルミの抜け防止に役立つ特徴がある。多数の突条52bと突条42bと、半截角錐刃物42間、又は半截角錐刃物52間に差渡したリブ刃420、520は、前記この突条52bと突条42bと同様な作用を有すること、またこの半截角錐刃物42、52の先端側山部44、54は、剪断と押し込み効果があり、飛散防止に役立つこと、効率的な剪断ができること、等の特徴がある。そして、剪断されたアルミは、排出開口Bより搬送手段(図示せず)を介して適所に搬送される。
尚、半截角錐刃物52と刃物台41とのクリアランスE、また半截角錐刃物42及び/又は先端側山部44と刃物第51とのクリアランスFにおいても、剪断が行われることから、効率的である。このクリアランスE等においても、極めて狭い状態を確保できること、また確保できる構造を採用したこと等を特徴とする。即ち、半截角錐刃物42、52の全ての周辺で剪断できる構成を採用する。
本発明のアルミニュウムの剪断装置の一例を示した平面図 図1の例の側面図 図1の例の一方刃物装置の正面図 図1の例の一方刃物装置の側面図 図1の例の他方刃物装置の正面図 図1の例の他方刃物装置の側面図 図1の例の一方・他方半截角錐刃物の拡大図で、(イ)は正面図、(ロ)は俯瞰図、(ハ)は側面図 図1の例の他方半截角錐刃物であって、その他方刃物装置の第一段、第二段に適する構造の拡大図で、(イ)は側面図、(ロ)は平面図 図1の例の一方・他方半截角錐刃物の嵌合い関係を示した拡大図で、(イ)は側面図、(ロ)は平面図 図1の他方刃物装置の支軸を設ける一例を示した図で、(イ)は排出開口の最小開口時の斜視図、(ロ)はその偏心ブッシュの正面図 図1の他方刃物装置の支軸を設ける一例を示した拡大図で、(イ)は排出開口の最大開口時の斜視図、(ロ)はその偏心ブッシュの正面図 図10(イ)の側面図 図1の例の背面図 図1の例の使用状態の一例を示す縮尺側面図 図1の例の他の一例を示すアルミニュウムの剪断装置の側面図
符号の説明
1 剪断装置
2a 側板
2b 側板
2c 差渡し板
3 フレーム
30 枠穴
4 一方刃物装置
40 基板
41 刃物台
42 半截角錐刃物
420 リブ刃
42a 角錐状傾斜面
42c 裏面
42d 先端側
43 張出し底部
44 先端側山部
5 他方刃物装置
50 基板
51 刃物台
52 半截角錐刃物
520 リブ刃
52a 角錐状傾斜面
52b 突条
52c 裏面
52d 先端側
53 張出し底部
54 先端側山部
6 シリンダー
60 ピストンロッド
8 支軸
80 軸受け
81 支持ブロック
82 メタル
83 偏心ブッシュ
84 止め具
9 枢軸
90 リンク
91 シリンダー
92 ピストンロッド
100 基台
101 コンベア
102 シュータ
A 投入開口
B 排出開口
C クリアランス
D クリアランス
E クリアランス
F クリアランス

Claims (4)

  1. 少なくとも二枚の側板で構成するフレームに上方を枢着した一方刃物装置と、この一方刃物装置と対峙する前記フレームに下方を枢着した他方刃物装置と、この一方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、前記他方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、この他方刃物装置を可動する剪断用の可動手段と、前記一方刃物装置及び他方刃物装置の自由端部に形成したアルミニュウム投入用の投入開口と、また前記一方刃物装置及び他方刃物装置の基端部に設けた支軸を介して形成した収斂形状の排出開口とを設けたアルミニュウムを剪断する剪断装置であって、
    前記一方刃物装置の下方を可動する開度調整用の可動手段と、前記一方刃物装置の半截角錐刃物と、他方刃物装置の半截角錐刃物との間に形成した剪断用の僅かなクリアランスとで構成した排出開口寸法を可変可能としたアルミニュウムの剪断装置。
  2. 少なくとも二枚の側板で構成するフレームに上方を枢着した一方刃物装置と、この一方刃物装置と対峙する前記フレームに下方を枢着した他方刃物装置と、この一方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、前記他方刃物装置に千鳥状に配置した半截角錐刃物と、この他方刃物装置を可動する剪断用の可動手段と、前記一方刃物装置及び他方刃物装置の自由端部に形成したアルミニュウム投入用の投入開口と、また前記一方刃物装置及び他方刃物装置の基端部に設けた支軸を介して形成した収斂形状の排出開口とを設けたアルミニュウムを剪断する剪断装置であって、
    前記一方刃物装置の下方を可動する開度調整用の可動手段と、また他方刃物装置の枢着用の支軸を軸承する前記フレームに設けた偏心軸受けと、前記一方刃物装置の半截角錐刃物と、他方刃物装置の半截角錐刃物との間に形成した剪断用の僅かなクリアランスとで構成した排出開口寸法を可変可能としたアルミニュウムの剪断装置。
  3. 請求項2に記載した他方刃物装置の支軸を、前記フレームに形成した枠穴と、この枠穴に挿入した多数の支持ブロックと、この支持ブロック間に回転可能に設けた軸受けと、この軸受けに偏心して設けた支軸と、前記軸受けの回転を固止する止め具とで構成したアルミニュウムの剪断装置。
  4. 請求項1又は請求項2に記載した一方・他方刃物装置の半截角錐刃物の少なくとも頂面に突条を形成する構成としたアルミニュウムの剪断装置。
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