JP2014079811A - 金属切削屑圧縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮成形室の内径を大きくせず金属切削屑を圧縮することで、大きな圧縮用の動力を不要として装置を小型化するとともに、金属切削屑を圧縮成形する際に滲出する切削油を筒状の容器に移送回収出来るようにするとともに、加圧成形室のメンテナンスを不要とする金属切削屑圧縮装置を提供する。
【解決手段】工作機械から排出された切粉を、内側に向かって互いに逆方向に回転する一対の回転軸３１上の複数の突起を有する破砕刃群で捕捉して破砕し、切粉の大きさを小さくして集積することで、圧縮成形室１２の内径を大きくする必要を無くし、小さな圧縮動力で圧縮成形品を得る。さらに、圧縮成形室の底部を形成する排出穴有無を有する底板１３の圧縮・排出を切り換える動力を使って、滲出する切削油を筒状の容器に移送回収しつつ、圧縮成形品を装置の高い位置から排出する動力源としても活用する。
【選択図】図９

Description

本発明は、主に金属切削加工時に発生する金属切削屑を圧縮して所定形状に固めるための金属切削屑圧縮装置に関する。

金属切削加工工程では、工作機械から金属切削屑（以下、切粉と呼称する）が大量に排出されるが、この切粉は再利用のため回収される。しかし、切削加工で生じる切粉は、リボン状、螺旋・コイル状、渦巻き状、縮れ・カール状、チップ状など様々な形態、寸法をしており、そのままでは取り扱いが煩雑になるため、これらの切粉は下記の特許文献１に示すような圧縮装置を用いて所定形状に固められている。

特開２００３−３１１５７６号公報

しかしながら、この種の切粉圧縮装置では、切粉が様々な形態、寸法をしているため切粉が滑らかに圧縮成形室に入っていかないので、圧縮成形室の内径を大きくして、様々な形態、寸法の切粉を圧縮成形室に無理やり押し込むようにしておかなければならず、圧縮成形室の内径を直径とする大きな圧縮面積に見合う大きな圧縮用の動力が必要となり装置が大型化してしまうという問題があった。

また、圧縮装置に投入される切粉は、前述のように様々な大きさ、形態をしており、その嵩比重も一様ではないため、例えばカール状のものなど嵩比重の小さい切粉が多く含まれる場合は、圧縮後の成形品の厚さが薄くなり、集積、圧縮、排出のサイクルが頻繁に発生して作動効率が低下するという問題があった。

その上、切粉を圧縮成形するための圧縮シリンダーが切粉を挟んで対向して配置してあり、切粉を圧縮成形する際に滲出する切粉に付着した切削油が広範囲に広がるため、これを集めて油受け容器に溜めるための流路が複雑になるなど種々の問題があった。

本発明の目的は、これらの問題を解消して、工作機械から排出された切粉を排出直後に捕捉して破砕し、切粉の大きさを小さくして集積することで、圧縮成形室の内径を大きくする必要がなく、小さな動力で圧縮成形品を得ることが出来るようにするとともに、嵩比重の異なる切粉であっても圧縮装置の作動効率が低下することがなく、また、切粉を圧縮する際に滲出する切削油を平たい広範囲な油受けで一旦回収して、専用の動力源を設けることなく別の筒状の伊油受け用機に移送することで、以降の切削油回収作業をやり易くするなどの特長を有する金属切削屑圧縮装置を提供することにある。

上記目的を達成するために講じた本発明の技術手段は、次の点に構成上の特徴がある。

〔解決手段１〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項１に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記破砕機構は内側に向かって互いに逆方向に回転する一対の回転軸と前記回転軸の軸方向に厚みを有する複数の円盤状の破砕刃を有してなり、前記破砕刃を破砕刃の厚みより大きい間隙をもって前記回転軸の軸方向に一枚置きに等間隔で複数枚配置し、隣合う破砕刃と破砕刃の間に、対向する回転軸上に同様に配置された複数の破砕刃同士が前記破砕刃間を埋めるように対向して配置し、前記円盤状の破砕刃は円盤外周上に複数の突起を有しており、前記ホッパーから送られる切粉を前記一対の回転軸の軸方向に配置された前記破砕刃の突起で受けとめて、対向して回転する前記破砕刃と破砕刃の角部で剪断することで切粉を破砕するように構成したことである。

〔解決手段２〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項２に記載のように、前記破砕機構において、前記回転軸上の隣合う破砕刃同士の間隔を一定に規制する間隙規制部材は、対向する回転軸上の破砕刃の突起間を結ぶ外接円径と前記間隙規制部材の外径との隙間が、切粉の寸法より小さくなるように構成したことである。

〔解決手段３〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項３に記載のように、請求項１に記載の金属切削屑圧縮装置において、圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、底穴有無を切替え可能で前記圧縮シリンダーの圧縮力を受け止める底板と、前記底板の底穴有無を切替える切替えシリンダーと、前記圧縮シリンダーの加圧、減圧と前記切替えシリンダーの切替え作動を制御する制御部で構成する圧縮シリンダー機構を具備し、前記底板が底穴無しの状態に切り換わった時に前記圧縮シリンダーを圧縮方向に作用させて切粉を圧縮した後、前記圧縮シリンダーを一旦減圧方向に作用させつつ前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作用させて圧縮済みの切粉を前記底穴から排出することで、前記圧縮シリンダー機構が切粉の圧縮シリンダーとしての機能と排出シリンダーとしての機能を兼ねるように構成したことである。

〔解決手段４〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項４に記載のように、請求項３に記載の金属切削屑圧縮装置において、圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、前記圧縮シリンダーの加圧力を検出する検出器と、前記圧縮シリンダーの変位を検出する検出器で構成する圧縮シリンダー機構を具備し、前記圧縮シリンダーの設定加圧力を超える前に設定圧縮変位を超えた場合には、前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成したことである。

〔解決手段５〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項５に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記圧縮シリンダーを上部に圧縮成形室を下部になるように略垂直方向に配置し、前記圧縮成形室は下部にスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を使ってポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し上方に開口のある平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成したことである。

〔解決手段６〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項６に記載のように、切粉を圧縮成形する際に発生する切削油を回収する前記ポンプは、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を一旦回転変位に変換し、更に回転変位を直線変位に変換するカムなどの変換機構により前記ポンプを押し下げ乃至引き上げ作動させることで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成したことである。

〔解決手段７〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項７に記載のように、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を回転変位に変換する変換機構を具備し、この変換機構の回転軸の軸方向に回転軸を回転中心とする腕を備え、前記腕の先端に圧縮シリンダー機構から排出された切粉を受け止める係止部材を有し、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された切粉を、装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成したことである。

〔解決手段８〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項８に記載のように、前記腕と前記係止部材と前記腕に対して略平行に配置された補助腕で構成されてなり、前記腕と前記係止部材間に設けた前記回転軸と平行な回転軸、および前記係止部材と前記補助腕間に設けた前記回転軸と平行な別の回転軸、さらに前記補助腕と前記圧縮シリンダー機構の一部の部材に設けた前記回転軸と平行なさらなる別の回転軸により四節のリンクを構成しており、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された金属切削屑を、略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成したことである。

〔解決手段９〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項９に記載のように、請求項３に記載の金属切削屑圧縮装置において、圧縮シリンダーは、切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮プランジャーと、前記圧縮プランジャーの内部に前記圧縮プランジャーの長手方向中心線と同軸で、前記圧縮プランジャーの外径よりも小径で長手方向に長いピンを前記圧縮プランジャー下部からその一部を長手方向に変位可能な状態で突出させて内臓しており、前記ピンは、前記底板が底穴無しの状態に切り換わって、切粉が前記圧縮成形室内に蓄積されて圧縮成形が終了するまで、前記圧縮成形室の長手方向中心に位置し、前記圧縮シリンダーが圧縮方向へ変位する際には、圧縮変位分だけ前記ピンの突出部が前記圧縮プランジャーの内部に収納されていき、圧縮成形が終了して前記圧縮シリンダーを減圧方向に作動させている間は、前記ピンが圧縮成形された切粉から離れるまで前記圧縮プランジャーと前記ピンが一体的に変位するとともに、前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作動させて圧縮済みの切粉を前記底穴から排出する際には、圧縮済みの切粉に前記ピンの突出部が当接すると同時に前記圧縮プランジャーの圧縮変位とともに前記ピンの突出部分が前記圧縮プランジャーの内部に収納されるように構成したことである。

〔解決手段１０〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項１０に記載のように、前記ピンの長手方向の外周の一部に拘束溝を設けるとともに、前記拘束溝に向かう方向に圧縮プランジャーに対する前記ピンの出入りを規制するための拘束機構を設け、前記拘束機構は前記圧縮成形室の内壁から押圧されることで作動し、前記ピンの中心軸に向かう方向に伸縮可能なスプールを有するように構成したことである。

〔解決手段１１〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項１１に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記破砕機構はこれを駆動する電動機の電流値が上昇するのに伴い前記電動機の回転数を減少し、前記電流値が過大な値を示した場合には前記電動機の回転方向を反転するように構成したことである。

請求項１にかかる発明によれば、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記破砕機構は内側に向かって互いに逆方向に回転する一対の回転軸と前記回転軸上に厚みを有する複数の円盤状の破砕刃を有してなり、前記破砕刃を破砕刃の厚みより大きい間隙をもって前記回転軸の軸方向に一枚置きに等間隔で複数枚配置し、隣合う破砕刃と破砕刃の間に、対向する回転軸上に同様に配置された複数の破砕刃同士が前記間隙を埋めるように対向して配置し、前記円盤状の破砕刃は円盤外周上に複数の突起を有しており、前記ホッパーから送られる切粉を前記一対の回転軸上に配置された前記破砕刃の突起で受けとめて、対向して回転する前記破砕刃と破砕刃の角部で剪断することで切粉を破砕するように構成している。

これにより、前記破砕刃の突起で、捕捉しようとしている切粉を確実に捕捉し破砕刃に送り込み、前記破砕刃と破砕刃の角部で剪断し切粉を破砕することで、破砕機構全体がコンパクトに収められ、破砕刃が損耗した場合でも損耗した破砕刃だけを交換することで破砕機能を簡単に回復することが出来るという効果を奏する。これにより、コンパクトな大きさの破砕機構で切粉を破砕し、切粉を小さくして集積することで、圧縮成形室の内径を大きくする必要がなくなるので、圧縮シリンダーのピストン径が小さく出来て圧縮に必要な消費液量も抑えられるので、小さな動力で圧縮成形品を得ることが出来るという効果を奏する。

請求項２にかかる発明によれば、前記破砕機構において、前記回転軸上の隣合う破砕刃同士の間隙を規制する間隙規制部材は、対向する回転軸上の破砕刃の突起間を結ぶ外接円径と前記間隙規制部材の外径との隙間が、切粉の寸法より小さくなるように構成しているので、ホッパーから投入された切粉を確実に捕捉して破砕することが出来て、破砕機構を通り抜けて破砕されずに圧縮シリンダー機構に送られることがないという効果を奏する。

請求項３にかかる発明によれば、圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、底穴有無を切替え可能で前記圧縮シリンダーの圧縮力を受け止める底板と、前記底板の底穴有無を切替える切替えシリンダーと、前記圧縮シリンダーの加圧、減圧と前記切替えシリンダーの切替え作動を制御する制御部で加圧シリンダー機構を構成し、前記底板が底穴無しの状態に切り換わった時に前記圧縮シリンダーを圧縮方向に作用させて切粉を圧縮した後、前記圧縮シリンダーを一旦減圧方向に作用させてから前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作用させて圧縮済みの切粉を前記底穴から排出することで、前記圧縮シリンダー機構が切粉の圧縮シリンダーとしての機能と排出シリンダーとしての機能を兼ねることで、圧縮シリンダーと別個に排出シリンダーを設ける必要がないという効果を奏する。

請求項４にかかる発明によれば、圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、前記圧縮シリンダーの圧縮力を検出する検出器と、前記圧縮シリンダーの変位を検出する検出器で圧縮シリンダー機構を構成し、前記圧縮シリンダーの設定圧縮力を超える前に設定圧縮変位を超えた場合には、前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成している。

これにより、圧縮装置に投入される切粉が、前述のように様々な大きさ、形態をしており、その嵩比重が均一ではなく、例えばカール状のものなど嵩比重の軽い切粉が多い場合でも、圧縮後の成形品の厚さが薄くなり集積、圧縮、排出のサイクルが頻繁に発生して圧縮装置の作動効率が低下するという現象が発生することがなく、嵩比重に関係なくほぼ一定の厚さの圧縮成形品が得られるという効果を奏する。

請求項５にかかる発明によれば、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記圧縮シリンダーを上部に圧縮成形室を下部になるように略垂直方向に配置し、前記圧縮成形室は下部にスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を使ってポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成している。

これにより、切粉を圧縮成形する際に、圧縮成形室と底板との隙間や底板に設けられた複数の切削油排出用孔から滲出する切削油を、圧縮成形室直下に設けた上方に開口のある平たい広範囲な油受けで受けておき、圧縮成形室の底板の底板有無を切り換えるスライド変位を使って切削油移送用のポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい前記油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の例えば筒状の油受け容器に移送し簡単に回収することが出来るという効果を奏する。

請求項６にかかる発明によれば、切粉を圧縮成形する際に発生する切削油を回収する前記ポンプは、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を例えばラックアンドピニオン機構を使って、スライド変位をラックギヤに伝え、ラックギヤに噛み合うピニオンギヤにより一旦回転変位に変換し、更に当該回転変位を直線変位に変換するカムなどの変換機構により前記ポンプを押し下げ乃至引き上げ作動させることで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の油受け容器に移送し回収するように構成しているので、前記ポンプ駆動用の専用の動力源を設けることなく、別の例えば筒状の油受け容器に移送し集積することで簡単に回収することが出来るという効果を奏する。

請求項７にかかる発明によれば、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を回転変位に変換する変換機構を具備し、この変換機構の回転軸上に回転軸を回転中心とする腕を備え、前記腕の先端に圧縮シリンダー機構から排出された切粉を受け止める係止部材を有し、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された切粉の圧縮成形品を、装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成している。

これにより、前記腕を駆動する専用の動力源を設ける必要がないので、装置の価格を低く抑えながら、圧縮成形室で成形された切粉の圧縮成形品を装置の下部から上部に回転移送して排出することで、排出口付近に設けた回収箱の高さを高くすることが出来るので、十分な量の切粉の圧縮成形品を貯留することで、圧縮成形品の回収頻度を大幅に下げて切削加工機械の稼動効率を向上させることが出来る効果を奏する。

請求項８にかかる発明によれば、前記排出装置は、前記腕と前記係止部材と前記腕に対して略平行に配置された補助腕で構成されてなり、前記腕と前記係止部材間に設けた前記回転軸と平行な回転軸、および前記係止部材と前記補助腕間に設けた前記回転軸と平行な別の回転軸、さらに前記補助腕と前記圧縮シリンダー機構の一部の部材に設けた前記回転軸と平行なさらなる別の回転軸により四節のリンクを構成しており、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された金属切削屑を、略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成している。

これにより、前記腕を駆動する専用の動力源を設ける必要がないので、装置の価格を低く抑えながら、圧縮成形室で成形された切粉の圧縮成形品を略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出することで出来るので、切粉の圧縮成形品を回転移送する経路周辺にある部材との隙間が狭くても排出を可能とすることが出来、排出口の大きさも小さくすることが出来るという効果を奏する。また、排出口付近に設けた回収箱の高さを高くすることが出来るので、十分な量の切粉の圧縮成形品を貯留することで、圧縮成形品の回収頻度を大幅に下げて切削加工機械の稼動効率を向上させることが出来る効果も奏する。

請求項９にかかる発明によれば、圧縮シリンダーは、切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮プランジャーと、前記圧縮プランジャーの内部に前記圧縮プランジャーの長手方向中心線と同軸で前記圧縮プランジャーの外径よりも小径で長手方向に長いピンを、前記圧縮プランジャーの下部からその一部を長手方向に変位可能な状態で突出させて内臓しており、前記ピンは、前記底板が底穴無しの状態に切り換わって、切粉が前記圧縮成形室内に蓄積されて圧縮成形が終了するまで、前記圧縮成形室の長手方向中心に位置し、前記圧縮シリンダーが圧縮方向へ変位する際には、圧縮変位分だけ前記ピンの突出部が前記圧縮プランジャーの内部に収納されていき、圧縮成形が終了して前記圧縮シリンダーを減圧方向に作動させている間は、前記ピンが圧縮成形された切粉から離れるまで前記圧縮プランジャーと前記ピンが一体的に変位するとともに、前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作動させて圧縮済みの切粉を前記底穴から排出する際には、圧縮済みの切粉に前記ピンの突出部が当接すると同時に前記圧縮プランジャーの圧縮変位とともに前記突出部分が前記圧縮プランジャーの内部に収納されるように構成している。

これにより、前記圧縮シリンダーが切粉を集積して圧縮している間は、圧縮成形品の長手方向真ん中に前記ピンが存在しており、前記圧縮成形品を前記底穴から排出する際には圧縮成形品の円筒の真ん中に前記ピンが存在していたあとの空洞が存在することになる。前記圧縮シリンダーが前記圧縮プランジャーで切粉を押圧する圧力は、前記圧縮成形室の円筒部内壁と前記底板に均等に負荷される。従って、前記圧縮プランジャーが前記底穴から前記圧縮成形品を排出する際も、前記圧縮成形品が前記圧縮成形室の円筒部内壁に、前記圧縮プランジャーで押圧された圧力で張り付いているので、本考案のピン機構を有しない通常の圧縮プランジャーの場合には、圧縮成形品を底穴から排出する際も大きな排出力が必要になるばかりか、繰り返しの排出で圧縮成形室の円筒部内壁の磨耗が促進され、定期的な円筒部の交換が必要になるが、本考案によれば、前記のとおり排出の際には前記圧縮成形品の真ん中に空洞ができており、前記圧縮プランジャーで押圧され前記圧縮成形室の円筒部内壁に作用した圧力が前記円筒中央の空洞に逃がされ、前記圧縮成形品が前記円筒部内壁に張り付く力が大幅に低下するので、前記圧縮成形品を前記底穴から排出する際も大きな排出力が不要になるばかりか、繰り返しの排出でも前記圧縮成形室の円筒部内壁の磨耗が少なく、定期的な前記円筒部の交換が不要になるという効果を奏する。

請求項１０にかかる発明によれば、前記ピンの長手方向の外周の一部に拘束溝を設けるとともに、前記拘束溝に向かう方向に加圧プランジャーに対する前記ピンの出入りを規制するための拘束機構を設け、前記拘束機構は前記圧縮成形室の内壁から押圧されることで作動し、前記ピンの中心軸に向かう方向に伸縮可能なスプールを有するように構成している。

これにより、切粉を圧縮成形する際に、圧縮成形室の軸方向中央に前記ピンを介在させた状態で切粉を圧縮成形し、圧縮成形完了時点で前記ピンを切粉の圧縮成形品から抜去することで、圧縮成形品が圧縮成形室内壁を押圧する圧力を下げて、圧縮成形室内壁と加圧成形品の摩擦力を減じることで圧縮成形室の内壁磨耗を抑制し、圧縮成形室内壁の頻繁なメンテナンスを不要に出来るという効果を奏する。

請求項１１にかかる発明によれば、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記破砕機構はこれを駆動する電動機の電流値が上昇するのに伴い前記電動機の回転数を減少し、前記電流値が過大な値を示した場合には前記電動機の回転方向を反転するように構成している。

これにより、前記ホッパーに投入された切粉の量が多く前記破砕機構から大量の破砕された切粉が前記移送機構に排出されることが予想される場合には、前記切粉の破砕作動に伴い前記電動機の駆動電流が上昇していくので、前記電動機の駆動電流値の上昇に伴い前記電動機の回転数を減少することで、前記移送機構に一時的に大量の切粉が排出されて前記移送機構が目詰まりを起こすことを防止することが出来るという効果を奏する。また、ホッパーにボルト、ナットやプレス加工の破片など前記破砕機構で破砕することが困難なものが投入された場合でも、前記電動機の過大電流を検出して前記電動機の回転方向を反転することで前記破砕機構の破損を防止することが出来るという効果を奏する。

本発明の一実施例を示す、平面図 本発明の一実施例を示す、パネルを外し配管、配線を省略した正面図 本発明の一実施例を示す、パネルを外し配管、配線を省略した左側面図 本発明の一実施例の破砕機構を示す平面図 本発明の一実施例の破砕機構を示す左側面図 本発明の一実施例の破砕機構の断面図（図４のＡ−Ａ断面図） 本発明の一実施例の破砕機構の断面図（図５のＢ−Ｂ断面図） 本発明の一実施例の破砕機構を示す拡大平面図 本発明の一実施例の、外枠、パネル、液圧ポンプ・モーター装置を省略して、破砕機構のボックスの一部を破断した斜視図 本発明の一実施例の、ポンプ機構、排出機構を示す斜視図 本発明の一実施例の、ポンプ機構、排出機構を示す正面図（図１０のＣ方向から見た図） 本発明の一実施例の切粉の圧縮、排出サイクルを示す説明図 本発明の別の実施例の切粉の圧縮、排出サイクルを示す説明図 本発明の一実施例の圧縮プランジャーと内臓ピンの出入りと拘束機構の関係を示す断面図 本発明の一実施例の圧縮プランジャー内臓ピンと拘束機構の作動を示す断面図 切粉圧縮時の圧縮荷重と変位の関係を示す特性図 本発明の一実施例の破砕機構の制御を示すフローチャート

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１６に基づいて説明する。

〔金属切削屑圧縮装置の全体構成〕
以下に、本発明の実施の形態を図面の記載に基づいて説明する。
本発明の金属切削屑圧縮装置は、図１乃至図３および図９乃至図１１に示すように、工作機械から排出される切粉を受けるホッパー２と、ホッパー２の直下にあり切粉を破砕して小さくする破砕機構３と、破砕されて小さくなった切粉を圧縮シリンダー機構５に移送する移送機構４と、切粉を圧縮し排出する圧縮シリンダー機構５と、切粉を装置の外に排出する排出機構８と、切粉の圧縮、排出を切り換える切り換えシリンダー１５と、圧縮シリンダー機構５と切り換えシリンダー１５の液圧を生成する液圧ポンプ・モーター装置２１と、液圧を制御する液圧制御弁１７と、切粉を圧縮成形する際に滲出する切削油を集めて回収するポンプ機構７と、図示しない制御部６と、構造物を支える外枠と、内部を遮蔽するパネルを備えたものである。

〔ホッパー、外枠およびパネル〕
図１乃至図３に示すように、本発明の金属切削屑圧縮装置１は、略立方体形状で図示しない遮蔽パネルで外側を囲まれており、その上部に圧縮シリンダー機構５の液圧シリンダー部分が突出した外観となっている。各遮蔽パネル同士の合わせ部１２個所には、構造物の重量や負荷を支えるために外枠部材が溶接などで組み立てられている。各遮蔽パネルは、各々対向する外枠部材にビスなどでねじ止めされているが、外枠部材に一部を引っ掛ける構造としてもよい。本装置１の上部の外枠には、さらに圧縮シリンダー機構５の重量を支える補強部材が付加されている。また、本装置１の中段には、破砕機構３を支える補強部材が付加されている。本装置１の上部には、遮蔽パネルとしての天板に、切粉を一時貯留するホッパー２が形成されている。なお、ホッパー２には上方に向かって更に開口部を大きくする延長ホッパー部材を設けてもよい。

〔破砕機構〕
破砕機構３は、図４乃至図８に詳細を示すとおり、二本の回転軸３１と、各々の軸を支える軸受３５と、破砕モーター装置２４の動力で回転軸３１を経てキーなどを介して駆動される複数の破砕刃３２と、隣合う破砕刃３２同士の間隔を規制する間隙規制部材３３と、回転軸３１の一端に取り付けられ破砕刃３２をキーなどを介して駆動する破砕モーター装置２４と、回転軸３１の他端に取り付けられ、破砕モーター装置２４の動力をもう一方の回転軸３１にキーなどを介して伝える一対のギヤ３６と、軸受３５と破砕モーター装置２４を取り付けるボックス３４で構成されている。ボックス３４は、図示しない締め付けボルトにより、外枠の補強部材に破砕機構３全体として取り付けられている。

破砕刃３２は、厚みを有する円盤状をしており円盤外径３８には切粉を捕捉する複数の突起３７が設けられている。破砕刃３２同士は回転軸３１上でキーなどを介して各々内向き回転をすることで、ホッパー２に貯留している切粉を外周の突起３７で確実に捕捉する。捕捉された切粉は、隣合う対向する破砕刃３２の円盤外径３８同士の角部で剪断されて破砕される。図８に示すとおり、対向する破砕刃３２同士は、回転軸３１の軸方向にδ１だけ離れており、なおかつ回転軸３１の軸直角方向にδ２だけ離れて配置されている。なお、δ１は０．２〜１．０ｍｍ、δ２は０．５（隙間）〜−２．０（ラップ）ｍｍ程度が適値である。

この破砕刃３２同士は、回転軸３１上でキーなどを介して各々内向き回転をすることで、図２乃至図３に示すように直上のホッパー２から落下する切粉を確実に捕捉することが出来、一対の回転軸３１上の前記δ１とδ２の組合せにより剪断、破砕し、直下の移送機構４上に落下させる。

隣合う破砕刃３２同士は、間隙規制部材３３によりお互いの取付間隔を設定されている。間隙規制部材の外径は、対向する破砕刃３２に設けられた突起３７の外接円径と間隙δ３を確保するように設定されている。δ３は切粉の大きさより小さい１〜３ｍｍ程度が適値である。なお、破砕刃３２と間隙規制部材３３は一体として形成されていてもよく、また、回転軸３１上にある全ての破砕刃３２と間隙規制部材３３を一体として形成してもよい。

回転軸３１の他端に取り付けられ、破砕モーター装置２４の動力をもう一方の回転軸３１にキーなどを介して伝える一対のギヤ３６は、図５では１：１の減速比としているが、両者を異なる減速比として、対向する破砕刃３２同士に相対回転速度を設けることで、より切粉を破砕する力を軽減することも有効である。この場合の減速比は１：１乃至１：２程度が適当である。

また、破砕機構３は、制御部６により破砕モーター装置２４の駆動電流を監視するように構成されている。切粉の投入量が増えると前記駆動電流が増えるが、駆動電流の増加に伴い破砕モーター装置２４の回転数を減少するとともに、過大電流が検出された場合には破砕モーター装置２４の回転方向を反転するように構成されている。この破砕モーター装置２４の電流値と回転の制御は、制御部６の図示しないインバータなどを経由することで行われる。

〔移送機構〕
図２乃至図３および図９に示すように、破砕刃３２から落下する全ての切粉を受けとめるように幅広で、圧縮成形室１２の上部に設けた開口部に向かって幅狭になる平面視で三角形乃至五角形状の移送板７１と、移送板７１をボックス３４に取り付ける移送板７１に溶接結合されているプレート７２と、プレート７２とボックス３４を結合するボルト類で構成されている。なお、プレート７２は移送板７１と溶接構造としているが、ボルト結合でもよいし一体構造としてもよい。また、プレート７２とボックス３４はボルト結合に代えて溶接構造としてもよい。移送板７１は、三角形状の真中にＶ字状の溝７３が形成されている。また、移送板７１は圧縮成形室１２上部に設けた開口部に向かって傾斜して取り付けられている。移送板７１の縁には移送板７１からの切粉の飛び出しを防ぐ縦壁が略垂直方向に所定の高さで設けられている。

ホッパー２に貯留され、破砕機構３を経て破砕された切粉は、移送板７１上に落下する。移送板７１はＶ字断面をしているので、破砕されて落下した切粉は移送板７１のＶ字溝７３に集まりながら、圧縮成形室１２の上部に設けられた開口部に向かう傾斜により、順次開口部から圧縮成形室１２内部に集積される。

〔圧縮シリンダー機構〕
図２乃至図３および図９、図１２に示すように、圧縮シリンダー機構５は本装置１の上部に位置する液圧シリンダーと、液圧シリンダー内の図示しない液圧ピストンと一体的に動作する圧縮プランジャー１１と、上部に切粉が投入される開口部を有する圧縮成形室１２と、底穴１４の有無を切り換えできる底板１３と、底板１３の直下にあり片方に切り換えシリンダー１５が取り付けられ液圧シリンダーの液圧によって発生する圧縮力を受け止める反力部材１８と、前記液圧シリンダーと反力部材１８を結合する４本の支柱と、液圧ポンプ・モーター装置の一部に取付られている液圧制御弁１７で構成されている。圧縮プランジャー１１と圧縮成形室１２は、組み付け時に各々の芯ずれが発生しないように初期位置では上部で僅かな隙間をもって勘合している。

図１２に示すように、（ａ）は圧縮前の切粉集積工程を、（ｂ）は切粉の圧縮工程を、（ｃ）は圧縮を解除し圧縮プランジャーを少し引き上げた排出準備工程を、（ｄ）は圧縮成形品２３の排出工程を示す。（ａ）の初期状態では、圧縮成形室１２の上部（図１２の右手側が本装置１の上部）に設けられた開口部から、移送機構４から送られてきた切粉が投入される。この時は底穴１４の有無を切り換え可能な底板１３は、底穴無しの状態に切り換わっている。金属切削屑２２（切粉と呼称している）の集積状態を検出する図示しない検出器によって圧縮成形室１２が切粉で満杯であることが感知された時に切粉の投入をやめ、（ｂ）の圧縮工程に移行する。圧縮は液圧シリンダーの液圧による圧縮力によって行われる。圧縮成形の完了は、液圧シリンダーの図示しない液圧検出器がリリーフ圧力に相当する規定液圧に達したことを感知した時に圧縮作動を停止することで行われる。

その後、（ｃ）の排出準備工程では一旦液圧シリンダーを減圧方向に作動させる。この作動終了は液圧シリンダーの変位や液圧の数値で検知してもよく、またタイマーなどで一定時間減圧作動させてもよい。この（ｃ）の工程の間に、底板１３は底穴１４有りの状態に切り換わっている。次に（ｄ）の排出工程に示すように液圧シリンダーを圧縮方向に制御して、圧縮成形品２３が底穴１４から排出されるまで変位させる。排出された圧縮成形品２３は、図９に示すスライダー２５を経て排出機構８の係止部材５２に収納される。これで１サイクル完了し（ａ）の初期状態に戻る。一連の液圧シリンダーの加圧、減圧や切り換えシリンダー１５の底板１３の底穴有無の切り替えは、液圧ポンプ・モーター装置２１で生成される液圧を液圧制御弁１７で制御することで行われる。以上が一連の切粉の集積、圧縮、排出準備・排出のサイクルである。

（ｂ）の圧縮成形工程において、液圧シリンダーの変位を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの変位に達した時に、液圧シリンダーの液圧を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの液圧に達していないことで、嵩比重の小さいカール状などの切粉が多いと判定した時には、一旦（ｂ）の圧縮工程を中断して（ａ）の初期状態に戻す。再度、切粉の集積状態を検出する検出器が、圧縮成形室１２が満杯であることを検出するまで切粉の集積が行われる。切粉の集積状態を検出する検出器が切粉の満杯状態を検出した時には（ｂ）の圧縮工程に移行することは前記と同様である。この加圧、減圧サイクルは、液圧シリンダーの変位を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの変位に達した時に、液圧シリンダーの液圧を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの液圧に達するまで繰り返されてから、次の（ｃ）の工程に移行するように設定されている。

これを図１６の切粉の圧縮特性図で見ると、Ａ乃至Ｂに示すような嵩比重の小さいカール状などの切粉の場合には、前記圧縮シリンダーの設定加圧力（Ｐ１）を越える前に、切粉の圧縮成形品の設計狙い高さ（例えば３０ｍｍ）より高さの高いｈ１に達するまで切粉を圧縮したことを検出した際（即ち図１６のグレーの四角で囲った部位に切粉の圧縮特性曲線がかかる場合）、切粉の嵩比重が小さいと判断して前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成している。即ち、切粉の集積→圧縮→集積→圧縮（→集積→圧縮）→排出準備→排出のサイクルを経ることになる。図１６のＣのような嵩比重の大きな切粉の場合には設定加圧力（Ｐ１）を越えてから設計狙い高さ（ｈ１）に達するので通常の切粉の集積→圧縮→排出準備→排出を経る。

図１３乃至図１５に圧縮シリンダー機構５の別の実施例を示す。圧縮プランジャー１１の内部には、圧縮プランジャー１１の長手方向中心線と同軸で、圧縮プランジャー１１の外径よりも小径で長手方向に長いピン１６が、圧縮プランジャー１１の下部に対してからその一部を長手方向に変位可能な状態で突出し内臓されている。ピン１６は直径５ｍｍから１０ｍｍが最適である。ピン１６は、（ａ）に示すように、切粉が圧縮成形室１２内に蓄積されている間中、圧縮プランジャー１１に内臓しているバネ６４で圧縮成形室１２の真ん中に底板１３に当接するように配置されている。圧縮成形室１２が切粉で満杯になった際に、（ｂ）に示すように、圧縮プランジャー１１が圧縮方向に変位するのに伴い、圧縮変位分だけピン１６の突出部が圧縮プランジャー１１の内部に収納されていく。

圧縮成形が終了して（ｃ）のように圧縮シリンダーが減圧方向に作動するのに伴い、ピン１６は圧縮プランジャー１１と一体的に動くように圧縮プランジャー１１の内部の拘束機構６１で拘束され、ピン１６が圧縮成形された圧縮成形品２３から離れるまで、圧縮プランジャー１１とピン１６は一体的に変位する。この（ｃ）の工程の間に、底板１３は底穴１４有りの状態に切り換わっている。（ｄ）の排出工程の際には、圧縮成形品２３にピン１６の突出部が当接すると同時に拘束機構６１の拘束が解除され、圧縮プランジャー１１の圧縮変位に応じて前記突出部が圧縮プランジャー１１の内部に収納されるように構成されている。圧縮成形品２３の真ん中の空洞部は、（ｃ）の工程で圧縮成形品２３からピン１６が離れた段階で、圧縮成形室１２の円筒部内壁から圧縮反力で押し返され縮径しているので、（ｄ）の工程でピン１６が再度この空洞部に嵌まり込む現象は発生せずさらに圧縮プランジャー１１の内部に収納されていくばかりでなく、圧縮成形室１２の円筒部内壁に作用する圧縮成形品２３の圧力が大きく低減するので、圧縮成形室１２の円筒部内壁の磨耗が抑えられ、圧縮成形品２３の排出に要する力も低減される。

〔拘束機構〕
図１４乃至図１５に示すように拘束機構６１は、圧縮プランジャー１１と、圧縮成形室１２と、ピン１６と、拘束溝６２と、拡径部６３と、付勢ばね６４と、主スプール６５と、拘束スプール６６と、主スプールばね６７と、拘束スプールばね６８で構成されている。なお、図１４乃至図１５の記号ａからｄは図１３のそれと同じくしてある。

図１４のａの状態から切粉の圧縮がはじまると、圧縮プランジャー１１は下降する（図１４の左方向に移動する）ことにより図１５のａ’の状態が出現する。図１５のａ’が示すように主スプール６５は圧縮プランジャー１１が上方（図１４の右側）にある間は、圧縮プランジャー１１の外径から突出している。さらに圧縮成形が進み圧縮プランジャー１１が下降（図１４の左側に移動）すると、圧縮成形室１２の内径に押圧されて主スプール６５はピン１６の中心軸方向に移動する。主スプール内部には拘束スプール６６が内臓されて拘束スプールばね６８で中心軸方向に付勢されており、圧縮成形工程では図１５のｃ’、ｄのような状態が生ずる。圧縮が完了すると、図１５のｂ、ｃのようにピン１６の拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌まり込む状態になる。排出準備工程（図１４のｃ）まで拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌った状態で一体的に上方に移動する。

その後圧縮プランジャー１１が下降する（図１４のｃ’）と拘束スプール６６が拘束溝６２を乗り越えて、ピン１６は更に圧縮プランジャー１１の内部に収納されていく。これは図１４のｃの工程で圧縮成形品２３からピン１６が抜去されることで、圧縮成形品２３が圧縮成形室１２の内壁から押圧される圧力で、圧縮成形品２３のピン１６が嵌っていた個所の内径が縮径されることで生じる。これにより、圧縮成形品２３が圧縮成形室１２から排出される時の摩擦力が大幅に減じられ、圧縮成形室１２の内径磨耗が抑えられる。図１４の（ｄ）は圧縮成形品２３が圧縮成形室１２から排出された直後の状態を示す。その後、加圧プランジャー１１が上昇するとピン１６は相対的に下降し、拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌った状態が生ずる。更に圧縮プランジャー１１が上昇すると、拘束機構６１が圧縮成形室１２から離れるので、図１５の（ａ’）のように主スプールが原位置に復帰する。これにより圧縮プランジャー１１とピン１６の相対位置の拘束が解除されるので、ピン１６は付勢バネ６４の作用により圧縮成形室１２の円筒部中央にセットされる。これで１サイクルが完了する。

〔ポンプ機構〕
図９乃至図１１に示すように、切り換えシリンダー１５と底板１３は連結ロッドで一体的に動作するように構成されている。ポンプ機構７は底板１３を挟んで切り替えシリンダー１５の反対側に底板１３と一体的に構成されているラックギヤ４１と、ラックギヤ４１と噛み合うピニオンギヤ４２と、ピニオンギヤ４２と同軸上に配置されているカム４３と、反力部材１８から突出し反力部材１８の一部に回転軸を有する中間板４７と、中間板４７を介してカム４３で可動部を押し下げられることで作動する切削油移送ポンプ４５と、ポンプ４５から吐出された切削油をホースを経由して貯留する油受け容器４６と、切粉の圧縮成形時に切粉から滲出し底板１３から漏れ出た切削油を一時的に受け止める油受け４４と、ポンプ４５から油受け４４までのホースで構成されている。

図１０乃至図１１は（ｄ）の排出工程の状態を図示している（底板１３の底穴１４が圧縮成形室１２に正対している）。（ａ）の切粉集積工程への移行に伴い、底板１３は図１０乃至図１１の左方向に移動して、底穴が無い部分が圧縮成形室１２の底を形成する。これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が反時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してあるカム４３も反時計方向に回転して、カム４３の突出部が中間板４７を介して切削油移送ポンプ４５の頭頂部の可動部を押し下げる。ポンプ４５は内部に吸い込み弁、吐出弁を備えており、ポンプ４５頭頂部の可動部の押し下げにより、吸い込み弁が閉じて吐出弁が開き、ポンプ４５内部に油受け４４から吸い上げてあった切削油を吐出側のチューブを経由して筒状の油受け容器４６に切削油を移送する。

さらなるカム４３の回転により、カム４３の突出部を通り過ぎるに伴い、ポンプ４５の内部に内蔵している復帰ばねがポンプ４５の頭頂部を原位置方向に復帰させる。ポンプ４５の頭頂部の原位置方向への復帰により、吸い込み弁が開き吐出弁が閉じて、ポンプ４５はチューブを経由して油受け４４に溜まった切削油を吸い上げてポンプ４５内部に貯留する。なお、（ｂ）の圧縮工程で切粉から滲出し圧縮成形室１２と底板１３の隙間などから漏れ出た切削油は、平たい広範囲な油受け４４で一時的に受け止められている。油受け４４は装置の下部を囲む遮蔽パネルの一部を切り欠いて、切り欠き部を埋めるように配置されている。

（ｃ）の排出準備工程で一旦圧縮プランジャー１１が上方に移動した際に、切り換えシリンダー１５が作動し、圧縮成形室１２の直下の底板１３を底穴１４が有る位置までスライドさせる（即ち、前記の左に移動していた底板１３が右に移動し図１０の状態が出現する）。この底板１３の右方向への移動に伴い、ラックギヤ４１も右方向に移動し図１０乃至図１１の状態になる。

これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してあるカム４３も時計方向に回転して、カム４３の突出部が中間板４７を介して切削油移送ポンプ４５の頭頂部を押し下げる。（ｄ）排出工程から（ａ）切粉集積工程に移行する時と同様に、ポンプ４５はポンプ４５内部に吸い上げてあった切削油を吐出側のチューブを経由して筒状の油受け容器４６に切削油を移送し、油受け４４に溜まった切削油を吸い上げてポンプ４５内部に貯留する。

〔排出機構〕
図９乃至図１１に示すように、排出機構８は、ラックギヤ４１と、ピニオンギヤ４２と、ピニオンギヤ４２と同軸上に配置され腕５１を駆動する連結部材５４と、腕５１と、腕５１の先端に位置し圧縮シリンダー機構５から排出された圧縮成形品２３を受け止める係止部材５２と、腕５１と略平行に配置される補助腕５３で構成される。腕５１と係止部材５２および係止部材５２と補助腕５３さらに補助腕５３と反力部材１８から延出した部材には、各々が連結部材５４の回転軸と平行で別個の回転軸をもっており、回転軸回りの動きのみ許容されている。即ち、連結部材５４の回転軸中心Ｐと、腕５１と係止部材の回転軸中心Ｑと、係止部材５１の延出部材と補助腕５３の回転軸中心Ｒと、補助腕５３と反力部材１８から延出した部材の回転軸中心Ｓとで四節の略平行リンクを構成している。

ポンプ機構と同様に、図１０乃至図１１が示す（ｄ）の排出工程から（ａ）の切粉集積工程への移行に伴い、切り換えシリンダー１５が作動し、底板１３は図１０乃至図１１の左方向への移動する。これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が反時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してある連結部材５４も反時計方向に回転して、腕５１を反時計方向に回転させる。腕５１は、回転軸Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓにより四節リンクを構成しているので、係止部材５２に排出されていた切粉の圧縮成形品２３を、略排出された姿勢のまま反時計方向に円弧を描いて図１０乃至図１１の左上部に回転移送する。腕５１が回転端に達した際に、係止部材５２が図１１で緩やかな左下がりになるように四節リンクを構成しているので、圧縮成形品は、この傾斜に沿って係止部材５２から図示しない排出板を経由して排出口から装置１の外部に排出される。

（ｂ）の圧縮工程が終了して（ｃ）の排出準備工程で一旦圧縮プランジャー１１が装置１の上方に移動した際に、切り換えシリンダー１５が作動し、圧縮成形室１２の直下の底板１３を底穴１４が有る位置までスライドさせ図１０乃至図１１の状態が出現する。この際に、ラックギヤ４１は図１０乃至図１１の右方向に移動する。ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してある連結部材５４を介して腕５１を時計方向に回転させる。腕５１と係止部材５２と補助腕５３は四節の略平行リンクを形成しているので、腕５１の回転端では、（ａ）の切粉集積工程で圧縮成形品１２を排出した姿勢から、スライダー２５から排出される圧縮成形品２３を受け止める原位置に復帰する。

特許請求の範囲の請求項７に記載の実施例としては、補助腕５３はなく、腕５１と係止部材５２の回転軸Ｑは溶接構造やボルト締結などで剛結されている。圧縮シリンダー機構５からスライダー２５に排出された圧縮成形品２３は、連結部材５４の回転軸を中心にして姿勢を変えながらが装置の上部に回転移送されて図示しない排出板を経由して排出口から装置１の外部に排出される。係止部材５２の回転軌跡周辺に十分な隙間が確保出来る場合は、この構造がコスト的に安く提供可能である。

上述の実施例は、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、説明のため例示したもので、特許請求の範囲の記載から当業者が認識できる本発明の技術思想に反しない限り変更および付加が可能である。

１ 金属切削屑圧縮機
２ ホッパー
３ 破砕機構
４ 移送機構
５ 圧縮シリンダー機構
６ 制御部
７ ポンプ機構
８ 排出機構
１１ 圧縮プランジャー
１２ 圧縮成形室
１３ 底板
１４ 底穴
１５ 切り換えシリンダー
１６ ピン
１７ 液圧制御弁
１８ 反力部材
２１ 液圧ポンプ・モーター装置
２２ 金属切削屑（切粉）
２３ 圧縮成形品
２４ 破砕モーター装置
２５ スライダー
３１ 回転軸
３２ 破砕刃
３３ 間隙規制部材
３４ ボックス
３５ 軸受
３６ ギヤ
３７ 突起
３８ 円盤外径（突起の歯底円径）
４１ ラックギヤ
４２ ピニオンギヤ
４３ カム
４４ 油受け
４５ 切削油移送ポンプ
４６ 油受け容器
４７ 中間板
５１ 腕
５２ 係止部材
５３ 補助腕
５４ 連結部材
６１ 拘束機構
６２ 拘束溝
６３ 拡径部
６４ 付勢ばね
６５ 主スプール
６６ 拘束スプール
６７ 主スプールばね
６８ 拘束スプールばね
７１ 移送板
７２ プレート
７３ 溝

本発明は、主に金属切削加工時に発生する金属切削屑を圧縮して所定形状に固めるための金属切削屑圧縮装置に関する。

金属切削加工工程では、工作機械から金属切削屑（以下、切粉と呼称する）が大量に排出されるが、この切粉は再利用のため回収される。しかし、切削加工で生じる切粉は、リボン状、螺旋・コイル状、渦巻き状、縮れ・カール状、チップ状など様々な形態、寸法をしており、そのままでは取り扱いが煩雑になるため、これらの切粉は下記の特許文献１に示すような圧縮装置を用いて所定形状に固められている。

特開２００３−３１１５７６号公報

しかしながら、この種の切粉圧縮装置では、切粉が様々な形態、寸法をしているため切粉が滑らかに圧縮成形室に入っていかないので、圧縮成形室の内径を大きくして、様々な形態、寸法の切粉を圧縮成形室に無理やり押し込むようにしておかなければならず、圧縮成形室の内径を直径とする大きな圧縮面積に見合う大きな圧縮用の動力が必要となり装置が大型化してしまうという問題があった。

また、圧縮装置に投入される切粉は、前述のように様々な大きさ、形態をしており、その嵩比重も一様ではないため、例えばカール状のものなど嵩比重の小さい切粉が多く含まれる場合は、圧縮後の成形品の厚さが薄くなり、集積、圧縮、排出のサイクルが頻繁に発生して作動効率が低下するという問題があった。

その上、切粉を圧縮成形するための圧縮シリンダーが切粉を挟んで対向して配置してあり、切粉を圧縮成形する際に滲出する切粉に付着した切削油が広範囲に広がるため、これを集めて油受け容器に溜めるための流路が複雑になるなど種々の問題があった。

本発明の目的は、これらの問題を解消して、工作機械から排出された切粉を排出直後に捕捉して破砕し、切粉の大きさを小さくして集積することで、圧縮成形室の内径を大きくする必要がなく、小さな動力で圧縮成形品を得ることが出来るようにするとともに、嵩比重の異なる切粉であっても圧縮装置の作動効率が低下することがなく、また、切粉を圧縮する際に滲出する切削油を平たい広範囲な油受けで一旦回収して、専用の動力源を設けることなく別の筒状の油受け容器に移送することで、以降の切削油回収作業をやり易くするなどの特長を有する金属切削屑圧縮装置を提供することにある。

上記目的を達成するために講じた本発明の技術手段は、次の点に構成上の特徴がある。

〔解決手段１〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項１に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記破砕機構は内側に向かって互いに逆方向に回転する一対の回転軸と前記回転軸の軸方向に厚みを有する複数の円盤状の破砕刃を有してなり、前記破砕刃を破砕刃の厚みより大きい間隙をもって前記回転軸の軸方向に一枚置きに等間隔で複数枚配置し、隣合う破砕刃と破砕刃の間に、対向する回転軸上に同様に配置された複数の破砕刃同士が前記破砕刃間を埋めるように対向して配置し、前記円盤状の破砕刃は円盤外周上に複数の突起を有しており、前記ホッパーから送られる切粉を前記一対の回転軸の軸方向に配置された前記破砕刃の突起で受けとめて取り込みながら、対向して回転する前記破砕刃と破砕刃の外周角部間で挟み込み剪断することで金属切削屑を破砕するように構成したことである。

〔解決手段２〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項２に記載のように、請求項１に記載の金属切削屑圧縮装置において、圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、前記圧縮シリンダーの加圧力を検出する検出器と、前記圧縮シリンダーの変位を検出する検出器で構成する圧縮シリンダー機構を具備し、前記圧縮シリンダーの設定加圧力を超える前に設定圧縮変位を超えた場合には、前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成したことである。

〔解決手段３〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項３に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記圧縮シリンダーを上部に圧縮成形室を下部になるように略垂直方向に配置し、前記圧縮成形室は下部にスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を使ってポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し上方に開口のある平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成したことである。

〔解決手段４〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項４に記載のように、切粉を圧縮成形する際に発生する切削油を回収する前記ポンプは、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を一旦回転変位に変換し、更に回転変位を直線変位に変換するカムなどの変換機構により前記ポンプを押し下げ乃至引き上げ作動させることで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成したことである。

〔解決手段５〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項５に記載のように、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を回転変位に変換する変換機構を具備し、この変換機構の回転軸の軸方向に回転軸を回転中心とする腕を備え、前記腕の先端に圧縮シリンダー機構から排出された切粉を受け止める係止部材を有し、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された切粉を、装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成したことである。

〔解決手段６〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項６に記載のように、前記腕と前記係止部材と前記腕に対して略平行に配置された補助腕で構成されてなり、前記腕と前記係止部材間に設けた前記回転軸と平行な回転軸、および前記係止部材と前記補助腕間に設けた前記回転軸と平行な別の回転軸、さらに前記補助腕と前記圧縮シリンダー機構の一部の部材に設けた前記回転軸と平行なさらなる別の回転軸により四節のリンクを構成しており、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された金属切削屑を、略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成したことである。

〔解決手段７〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項７に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記圧縮シリンダーは、切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮プランジャーと、前記圧縮プランジャーの内部に前記圧縮プランジャーの長手方向中心線と同軸で、前記圧縮プランジャーの外径よりも小径で長手方向に長いピンを前記圧縮プランジャー下部からその一部を長手方向に変位可能な状態で突出させて内臓しており、前記ピンは、前記底板が底穴無しの状態に切り換わって、切粉が前記圧縮成形室内に蓄積されて圧縮成形が終了するまで、前記圧縮成形室の長手方向中心に位置し、前記圧縮シリンダーが圧縮方向へ変位する際には、圧縮変位分だけ前記ピンの突出部が前記圧縮プランジャーの内部に収納されていき、圧縮成形が終了して前記圧縮シリンダーを減圧方向に作動させている間は、前記ピンが圧縮成形された切粉から離れるまで前記圧縮プランジャーと前記ピンが一体的に変位するとともに、前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作動させて圧縮済みの切粉を前記底穴から排出する際には、圧縮済みの切粉に前記ピンの突出部が当接すると同時に前記圧縮プランジャーの圧縮変位とともに前記ピンの突出部分が前記圧縮プランジャーの内部に収納されるように構成したことである。

〔解決手段８〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項８に記載のように、前記ピンの長手方向の外周の一部に拘束溝を設けるとともに、前記拘束溝に向かう方向に圧縮プランジャーに対する前記ピンの出入りを規制するための拘束機構を設け、前記拘束機構は前記圧縮成形室の内壁から押圧されることで作動し、前記ピンの中心軸に向かう方向に伸縮可能なスプールを有するように構成したことである。

請求項１にかかる発明によれば、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記破砕機構は内側に向かって互いに逆方向に回転する一対の回転軸と前記回転軸上に厚みを有する複数の円盤状の破砕刃を有してなり、前記破砕刃を破砕刃の厚みより大きい間隙をもって前記回転軸の軸方向に一枚置きに等間隔で複数枚配置し、隣合う破砕刃と破砕刃の間に、対向する回転軸上に同様に配置された複数の破砕刃同士が前記間隙を埋めるように対向して配置し、前記円盤状の破砕刃は円盤外周上に複数の突起を有しており、前記ホッパーから送られる切粉を前記一対の回転軸上に配置された前記破砕刃の突起で受けとめて取り込みながら、対向して回転する前記破砕刃と破砕刃の外周角部間で挟み込み剪断することで切粉を破砕するように構成している。

これにより、前記破砕刃の突起で、捕捉しようとしている切粉を確実に捕捉し破砕刃に送り込み、前記破砕刃と破砕刃の外周角部間で挟み込み剪断し切粉を破砕することで、破砕機構全体がコンパクトに収められ、破砕刃が損耗した場合でも損耗した破砕刃だけを交換することで破砕機能を簡単に回復することが出来るという効果を奏する。これにより、コンパクトな大きさの破砕機構で切粉を破砕し、切粉を小さくして集積することで、圧縮成形室の内径を大きくする必要がなくなるので、圧縮シリンダーのピストン径が小さく出来て圧縮に必要な消費液量も抑えられるので、小さな動力で圧縮成形品を得ることが出来るという効果を奏する。

請求項２にかかる発明によれば、圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、前記圧縮シリンダーの圧縮力を検出する検出器と、前記圧縮シリンダーの変位を検出する検出器で圧縮シリンダー機構を構成し、前記圧縮シリンダーの設定圧縮力を超える前に設定圧縮変位を超えた場合には、前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成している。

これにより、圧縮装置に投入される切粉が、前述のように様々な大きさ、形態をしており、その嵩比重が均一ではなく、例えばカール状のものなど嵩比重の軽い切粉が多い場合でも、圧縮後の成形品の厚さが薄くなり集積、圧縮、排出のサイクルが頻繁に発生して圧縮装置の作動効率が低下するという現象が発生することがなく、嵩比重に関係なくほぼ一定の厚さの圧縮成形品が得られるという効果を奏する。

請求項３にかかる発明によれば、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記圧縮シリンダーを上部に圧縮成形室を下部になるように略垂直方向に配置し、前記圧縮成形室は下部にスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を使ってポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成している。

これにより、切粉を圧縮成形する際に、圧縮成形室と底板との隙間や底板に設けられた複数の切削油排出用孔から滲出する切削油を、圧縮成形室直下に設けた上方に開口のある平たい広範囲な油受けで受けておき、圧縮成形室の底板の底板有無を切り換えるスライド変位を使って切削油移送用のポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい前記油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の例えば筒状の油受け容器に移送し簡単に回収することが出来るという効果を奏する。

請求項４にかかる発明によれば、切粉を圧縮成形する際に発生する切削油を回収する前記ポンプは、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を例えばラックアンドピニオン機構を使って、スライド変位をラックギヤに伝え、ラックギヤに噛み合うピニオンギヤにより一旦回転変位に変換し、更に当該回転変位を直線変位に変換するカムなどの変換機構により前記ポンプを押し下げ乃至引き上げ作動させることで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の油受け容器に移送し回収するように構成しているので、前記ポンプ駆動用の専用の動力源を設けることなく、別の例えば筒状の油受け容器に移送し集積することで簡単に回収することが出来るという効果を奏する。

請求項５にかかる発明によれば、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を回転変位に変換する変換機構を具備し、この変換機構の回転軸上に回転軸を回転中心とする腕を備え、前記腕の先端に圧縮シリンダー機構から排出された切粉を受け止める係止部材を有し、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された切粉の圧縮成形品を、装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成している。

これにより、前記腕を駆動する専用の動力源を設ける必要がないので、装置の価格を低く抑えながら、圧縮成形室で成形された切粉の圧縮成形品を装置の下部から上部に回転移送して排出することで、排出口付近に設けた回収箱の高さを高くすることが出来るので、十分な量の切粉の圧縮成形品を貯留することで、圧縮成形品の回収頻度を大幅に下げて切削加工機械の稼動効率を向上させることが出来る効果を奏する。

請求項６にかかる発明によれば、前記排出装置は、前記腕と前記係止部材と前記腕に対して略平行に配置された補助腕で構成されてなり、前記腕と前記係止部材間に設けた前記回転軸と平行な回転軸、および前記係止部材と前記補助腕間に設けた前記回転軸と平行な別の回転軸、さらに前記補助腕と前記圧縮シリンダー機構の一部の部材に設けた前記回転軸と平行なさらなる別の回転軸により四節のリンクを構成しており、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された金属切削屑を、略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成している。

これにより、前記腕を駆動する専用の動力源を設ける必要がないので、装置の価格を低く抑えながら、圧縮成形室で成形された切粉の圧縮成形品を略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出することで出来るので、切粉の圧縮成形品を回転移送する経路周辺にある部材との隙間が狭くても排出を可能とすることが出来、排出口の大きさも小さくすることが出来るという効果を奏する。また、排出口付近に設けた回収箱の高さを高くすることが出来るので、十分な量の切粉の圧縮成形品を貯留することで、圧縮成形品の回収頻度を大幅に下げて切削加工機械の稼動効率を向上させることが出来る効果も奏する。

請求項７にかかる発明によれば、圧縮シリンダーは、切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮プランジャーと、前記圧縮プランジャーの内部に前記圧縮プランジャーの長手方向中心線と同軸で前記圧縮プランジャーの外径よりも小径で長手方向に長いピンを、前記圧縮プランジャーの下部からその一部を長手方向に変位可能な状態で突出させて内臓しており、前記ピンは、前記底板が底穴無しの状態に切り換わって、切粉が前記圧縮成形室内に蓄積されて圧縮成形が終了するまで、前記圧縮成形室の長手方向中心に位置し、前記圧縮シリンダーが圧縮方向へ変位する際には、圧縮変位分だけ前記ピンの突出部が前記圧縮プランジャーの内部に収納されていき、圧縮成形が終了して前記圧縮シリンダーを減圧方向に作動させている間は、前記ピンが圧縮成形された切粉から離れるまで前記圧縮プランジャーと前記ピンが一体的に変位するとともに、前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作動させて圧縮済みの切粉を前記底穴から排出する際には、圧縮済みの切粉に前記ピンの突出部が当接すると同時に前記圧縮プランジャーの圧縮変位とともに前記突出部分が前記圧縮プランジャーの内部に収納されるように構成している。

これにより、前記圧縮シリンダーが切粉を集積して圧縮している間は、圧縮成形品の長手方向真ん中に前記ピンが存在しており、前記圧縮成形品を前記底穴から排出する際には圧縮成形品の円筒の真ん中に前記ピンが存在していたあとの空洞が存在することになる。前記圧縮シリンダーが前記圧縮プランジャーで切粉を押圧する圧力は、前記圧縮成形室の円筒部内壁と前記底板に均等に負荷される。従って、前記圧縮プランジャーが前記底穴から前記圧縮成形品を排出する際も、前記圧縮成形品が前記圧縮成形室の円筒部内壁に、前記圧縮プランジャーで押圧された圧力で張り付いているので、本発明のピン機構を有しない通常の圧縮プランジャーの場合には、圧縮成形品を底穴から排出する際も大きな排出力が必要になるばかりか、繰り返しの排出で圧縮成形室の円筒部内壁の磨耗が促進され、定期的な円筒部の交換が必要になるが、本発明によれば、前記のとおり排出の際には前記圧縮成形品の真ん中に空洞ができており、前記圧縮プランジャーで押圧され前記圧縮成形室の円筒部内壁に作用した圧力が前記円筒中央の空洞に逃がされ、前記圧縮成形品が前記円筒部内壁に張り付く力が大幅に低下するので、前記圧縮成形品を前記底穴から排出する際も大きな排出力が不要になるばかりか、繰り返しの排出でも前記圧縮成形室の円筒部内壁の磨耗が少なく、定期的な前記円筒部の交換が不要になるという効果を奏する。

請求項８にかかる発明によれば、前記ピンの長手方向の外周の一部に拘束溝を設けるとともに、前記拘束溝に向かう方向に加圧プランジャーに対する前記ピンの出入りを規制するための拘束機構を設け、前記拘束機構は前記圧縮成形室の内壁から押圧されることで作動し、前記ピンの中心軸に向かう方向に伸縮可能なスプールを有するように構成している。

これにより、切粉を圧縮成形する際に、圧縮成形室の軸方向中央に前記ピンを介在させた状態で切粉を圧縮成形し、圧縮成形完了時点で前記ピンを切粉の圧縮成形品から抜去することで、圧縮成形品が圧縮成形室内壁を押圧する圧力を下げて、圧縮成形室内壁と加圧成形品の摩擦力を減じることで圧縮成形室の内壁磨耗を抑制し、圧縮成形室内壁の頻繁なメンテナンスを不要に出来るという効果を奏する。

本発明の一実施例を示す、平面図 本発明の一実施例を示す、パネルを外し配管、配線を省略した正面図 本発明の一実施例を示す、パネルを外し配管、配線を省略した左側面図 本発明の一実施例の破砕機構を示す平面図 本発明の一実施例の破砕機構を示す左側面図 本発明の一実施例の破砕機構の断面図（図４のＡ−Ａ断面図） 本発明の一実施例の破砕機構の断面図（図５のＢ−Ｂ断面図） 本発明の一実施例の破砕機構を示す拡大平面図 本発明の一実施例の、外枠、パネル、液圧ポンプ・モーター装置を省略して、破砕機構のボックスの一部を破断した斜視図 本発明の一実施例の、ポンプ機構、排出機構を示す斜視図 本発明の一実施例の、ポンプ機構、排出機構を示す正面図（図１０のＣ方向から見た図） 本発明の一実施例の切粉の圧縮、排出サイクルを示す説明図 本発明の別の実施例の切粉の圧縮、排出サイクルを示す説明図 本発明の一実施例の圧縮プランジャーと内臓ピンの出入りと拘束機構の関係を示す断面図 本発明の一実施例の圧縮プランジャー内臓ピンと拘束機構の作動を示す断面図 切粉圧縮時の圧縮荷重と変位の関係を示す特性図 本発明の一実施例の破砕機構の制御を示すフローチャート

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１６に基づいて説明する。

〔金属切削屑圧縮装置の全体構成〕
以下に、本発明の実施の形態を図面の記載に基づいて説明する。本発明の金属切削屑圧縮装置は、図１乃至図３および図９乃至図１１に示すように、工作機械から排出される切粉を受けるホッパー２と、ホッパー２の直下にあり切粉を破砕して小さくする破砕機構３と、破砕されて小さくなった切粉を圧縮シリンダー機構５に移送する移送機構４と、切粉を圧縮し排出する圧縮シリンダー機構５と、切粉を装置の外に排出する排出機構８と、切粉の圧縮、排出を切り換える切り換えシリンダー１５と、圧縮シリンダー機構５と切り換えシリンダー１５の液圧を生成する液圧ポンプ・モーター装置２１と、液圧を制御する液圧制御弁１７と、切粉を圧縮成形する際に滲出する切削油を集めて回収するポンプ機構７と、図示しない制御部６と、構造物を支える外枠と、内部を遮蔽するパネルを備えたものである。

〔ホッパー、外枠およびパネル〕
図１乃至図３に示すように、本発明の金属切削屑圧縮装置１は、略立方体形状で図示しない遮蔽パネルで外側を囲まれており、その上部に圧縮シリンダー機構５の液圧シリンダー部分が突出した外観となっている。各遮蔽パネル同士の合わせ部１２個所には、構造物の重量や負荷を支えるために外枠部材が溶接などで組み立てられている。各遮蔽パネルは、各々対向する外枠部材にビスなどでねじ止めされているが、外枠部材に一部を引っ掛ける構造としてもよい。本装置１の上部の外枠には、さらに圧縮シリンダー機構５の重量を支える補強部材が付加されている。また、本装置１の中段には、破砕機構３を支える補強部材が付加されている。本装置１の上部には、遮蔽パネルとしての天板に、切粉を一時貯留するホッパー２が形成されている。なお、ホッパー２には上方に向かって更に開口部を大きくする延長ホッパー部材を設けてもよい。

〔破砕機構〕
破砕機構３は、図４乃至図８に詳細を示すとおり、二本の回転軸３１と、各々の軸を支える軸受３５と、破砕モーター装置２４の動力で回転軸３１を経てキーなどを介して駆動される複数の破砕刃３２と、隣合う破砕刃３２同士の間隔を規制する間隙規制部材３３と、回転軸３１の一端に取り付けられ破砕刃３２をキーなどを介して駆動する破砕モーター装置２４と、回転軸３１の他端に取り付けられ、破砕モーター装置２４の動力をもう一方の回転軸３１にキーなどを介して伝える一対のギヤ３６と、軸受３５と破砕モーター装置２４を取り付けるボックス３４で構成されている。ボックス３４は、図示しない締め付けボルトにより、外枠の補強部材に破砕機構３全体として取り付けられている。

破砕刃３２は、厚みを有する円盤状をしており円盤外径３８には切粉を捕捉する複数の突起３７が設けられている。破砕刃３２同士は回転軸３１上でキーなどを介して各々内向き回転をすることで、ホッパー２に貯留している切粉を外周の突起３７で確実に捕捉する。捕捉された切粉は、隣合う対向する破砕刃３２の円盤外径３８同士の外周角部間で挟み込み剪断されて破砕される。図８に示すとおり、対向する破砕刃３２同士は、回転軸３１の軸方向にδ１だけ離れており、なおかつ回転軸３１の軸直角方向にδ２だけ離れて配置されている。なお、δ１は０．２〜１．０ｍｍ、δ２は０．５（隙間）〜−２．０（ラップ）ｍｍ程度が適値である。

この破砕刃３２同士は、回転軸３１上でキーなどを介して各々内向き回転をすることで、図２乃至図３に示すように直上のホッパー２から落下する切粉を確実に捕捉することが出来、一対の回転軸３１上の前記δ１とδ２の組合せにより剪断、破砕し、直下の移送機構４上に落下させる。

隣合う破砕刃３２同士は、間隙規制部材３３によりお互いの取付間隔を設定されている。間隙規制部材の外径は、対向する破砕刃３２に設けられた突起３７の外接円径と間隙δ３を確保するように設定されている。δ３は切粉の大きさより小さい１〜３ｍｍ程度が適値である。なお、破砕刃３２と間隙規制部材３３は一体として形成されていてもよく、また、回転軸３１上にある全ての破砕刃３２と間隙規制部材３３を一体として形成してもよい。

回転軸３１の他端に取り付けられ、破砕モーター装置２４の動力をもう一方の回転軸３１にキーなどを介して伝える一対のギヤ３６は、図５では１：１の減速比としているが、両者を異なる減速比として、対向する破砕刃３２同士に相対回転速度を設けることで、より切粉を破砕する力を軽減することも有効である。この場合の減速比は１：１乃至１：２程度が適当である。

また、破砕機構３は、制御部６により破砕モーター装置２４の駆動電流を監視するように構成されている。切粉の投入量が増えると前記駆動電流が増えるが、駆動電流の増加に伴い破砕モーター装置２４の回転数を減少するとともに、過大電流が検出された場合には破砕モーター装置２４の回転方向を反転するように構成されている。この破砕モーター装置２４の電流値と回転の制御は、制御部６の図示しないインバータなどを経由することで行われる。

〔移送機構〕
図２乃至図３および図９に示すように、破砕刃３２から落下する全ての切粉を受けとめるように幅広で、圧縮成形室１２の上部に設けた開口部に向かって幅狭になる平面視で三角形乃至五角形状の移送板７１と、移送板７１をボックス３４に取り付ける移送板７１に溶接結合されているプレート７２と、プレート７２とボックス３４を結合するボルト類で構成されている。なお、プレート７２は移送板７１と溶接構造としているが、ボルト結合でもよいし一体構造としてもよい。また、プレート７２とボックス３４はボルト結合に代えて溶接構造としてもよい。移送板７１は、三角形状の真中にＶ字状の溝７３が形成されている。また、移送板７１は圧縮成形室１２上部に設けた開口部に向かって傾斜して取り付けられている。移送板７１の縁には移送板７１からの切粉の飛び出しを防ぐ縦壁が略垂直方向に所定の高さで設けられている。

ホッパー２に貯留され、破砕機構３を経て破砕された切粉は、移送板７１上に落下する。移送板７１はＶ字断面をしているので、破砕されて落下した切粉は移送板７１のＶ字溝７３に集まりながら、圧縮成形室１２の上部に設けられた開口部に向かう傾斜により、順次開口部から圧縮成形室１２内部に集積される。

〔圧縮シリンダー機構〕
図２乃至図３および図９、図１２に示すように、圧縮シリンダー機構５は本装置１の上部に位置する液圧シリンダーと、液圧シリンダー内の図示しない液圧ピストンと一体的に動作する圧縮プランジャー１１と、上部に切粉が投入される開口部を有する圧縮成形室１２と、底穴１４の有無を切り換えできる底板１３と、底板１３の直下にあり片方に切り換えシリンダー１５が取り付けられ液圧シリンダーの液圧によって発生する圧縮力を受け止める反力部材１８と、前記液圧シリンダーと反力部材１８を結合する４本の支柱と、液圧ポンプ・モーター装置の一部に取付られている液圧制御弁１７で構成されている。圧縮プランジャー１１と圧縮成形室１２は、組み付け時に各々の芯ずれが発生しないように初期位置では上部で僅かな隙間をもって勘合している。

図１２に示すように、（ａ）は圧縮前の切粉集積工程を、（ｂ）は切粉の圧縮工程を、（ｃ）は圧縮を解除し圧縮プランジャーを少し引き上げた排出準備工程を、（ｄ）は圧縮成形品２３の排出工程を示す。（ａ）の初期状態では、圧縮成形室１２の上部（図１２の右手側が本装置１の上部）に設けられた開口部から、移送機構４から送られてきた切粉が投入される。この時は底穴１４の有無を切り換え可能な底板１３は、底穴無しの状態に切り換わっている。金属切削屑２２（切粉と呼称している）の集積状態を検出する図示しない検出器によって圧縮成形室１２が切粉で満杯であることが感知された時に切粉の投入をやめ、（ｂ）の圧縮工程に移行する。圧縮は液圧シリンダーの液圧による圧縮力によって行われる。圧縮成形の完了は、液圧シリンダーの図示しない液圧検出器がリリーフ圧力に相当する規定液圧に達したことを感知した時に圧縮作動を停止することで行われる。

その後、（ｃ）の排出準備工程では一旦液圧シリンダーを減圧方向に作動させる。この作動終了は液圧シリンダーの変位や液圧の数値で検知してもよく、またタイマーなどで一定時間減圧作動させてもよい。この（ｃ）の工程の間に、底板１３は底穴１４有りの状態に切り換わっている。次に（ｄ）の排出工程に示すように液圧シリンダーを圧縮方向に制御して、圧縮成形品２３が底穴１４から排出されるまで変位させる。排出された圧縮成形品２３は、図９に示すスライダー２５を経て排出機構８の係止部材５２に収納される。これで１サイクル完了し（ａ）の初期状態に戻る。一連の液圧シリンダーの加圧、減圧や切り換えシリンダー１５の底板１３の底穴有無の切り替えは、液圧ポンプ・モーター装置２１で生成される液圧を液圧制御弁１７で制御することで行われる。以上が一連の切粉の集積、圧縮、排出準備・排出のサイクルである。

（ｂ）の圧縮成形工程において、液圧シリンダーの変位を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの変位に達した時に、液圧シリンダーの液圧を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの液圧に達していないことで、嵩比重の小さいカール状などの切粉が多いと判定した時には、一旦（ｂ）の圧縮工程を中断して（ａ）の初期状態に戻す。再度、切粉の集積状態を検出する検出器が、圧縮成形室１２が満杯であることを検出するまで切粉の集積が行われる。切粉の集積状態を検出する検出器が切粉の満杯状態を検出した時には（ｂ）の圧縮工程に移行することは前記と同様である。この加圧、減圧サイクルは、液圧シリンダーの変位を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの変位に達した時に、液圧シリンダーの液圧を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの液圧に達するまで繰り返されてから、次の（ｃ）の工程に移行するように設定されている。

これを図１６の切粉の圧縮特性図で見ると、Ａ乃至Ｂに示すような嵩比重の小さいカール状などの切粉の場合には、前記圧縮シリンダーの設定加圧力（Ｐ１）を越える前に、切粉の圧縮成形品の設計狙い高さ（例えば３０ｍｍ）より高さの高いｈ１に達するまで切粉を圧縮したことを検出した際（即ち図１６のグレーの四角で囲った部位に切粉の圧縮特性曲線がかかる場合）、切粉の嵩比重が小さいと判断して前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成している。即ち、切粉の集積→圧縮→集積→圧縮（→集積→圧縮）→排出準備→排出のサイクルを経ることになる。図１６のＣのような嵩比重の大きな切粉の場合には設定加圧力（Ｐ１）を越えてから設計狙い高さ（ｈ１）に達するので通常の切粉の集積→圧縮→排出準備→排出を経る。

図１３乃至図１５に圧縮シリンダー機構５の別の実施例を示す。圧縮プランジャー１１の内部には、圧縮プランジャー１１の長手方向中心線と同軸で、圧縮プランジャー１１の外径よりも小径で長手方向に長いピン１６が、圧縮プランジャー１１の下部に対してからその一部を長手方向に変位可能な状態で突出し内臓されている。ピン１６は直径５ｍｍから１０ｍｍが最適である。ピン１６は、（ａ）に示すように、切粉が圧縮成形室１２内に蓄積されている間中、圧縮プランジャー１１に内臓しているバネ６４で圧縮成形室１２の真ん中に底板１３に当接するように配置されている。圧縮成形室１２が切粉で満杯になった際に、（ｂ）に示すように、圧縮プランジャー１１が圧縮方向に変位するのに伴い、圧縮変位分だけピン１６の突出部が圧縮プランジャー１１の内部に収納されていく。

圧縮成形が終了して（ｃ）のように圧縮シリンダーが減圧方向に作動するのに伴い、ピン１６は圧縮プランジャー１１と一体的に動くように圧縮プランジャー１１の内部の拘束機構６１で拘束され、ピン１６が圧縮成形された圧縮成形品２３から離れるまで、圧縮プランジャー１１とピン１６は一体的に変位する。この（ｃ）の工程の間に、底板１３は底穴１４有りの状態に切り換わっている。（ｄ）の排出工程の際には、圧縮成形品２３にピン１６の突出部が当接すると同時に拘束機構６１の拘束が解除され、圧縮プランジャー１１の圧縮変位に応じて前記突出部が圧縮プランジャー１１の内部に収納されるように構成されている。圧縮成形品２３の真ん中の空洞部は、（ｃ）の工程で圧縮成形品２３からピン１６が離れた段階で、圧縮成形室１２の円筒部内壁から圧縮反力で押し返され縮径しているので、（ｄ）の工程でピン１６が再度この空洞部に嵌まり込む現象は発生せずさらに圧縮プランジャー１１の内部に収納されていくばかりでなく、圧縮成形室１２の円筒部内壁に作用する圧縮成形品２３の圧力が大きく低減するので、圧縮成形室１２の円筒部内壁の磨耗が抑えられ、圧縮成形品２３の排出に要する力も低減される。

〔拘束機構〕
図１４乃至図１５に示すように拘束機構６１は、圧縮プランジャー１１と、圧縮成形室１２と、ピン１６と、拘束溝６２と、拡径部６３と、付勢ばね６４と、主スプール６５と、拘束スプール６６と、主スプールばね６７と、拘束スプールばね６８で構成されている。なお、図１４乃至図１５の記号ａからｄは図１３のそれと同じくしてある。

図１４のａの状態から切粉の圧縮がはじまると、圧縮プランジャー１１は下降する（図１４の左方向に移動する）ことにより図１５のａ’の状態が出現する。図１５のａ’が示すように主スプール６５は圧縮プランジャー１１が上方（図１４の右側）にある間は、圧縮プランジャー１１の外径から突出している。さらに圧縮成形が進み圧縮プランジャー１１が下降（図１４の左側に移動）すると、圧縮成形室１２の内径に押圧されて主スプール６５はピン１６の中心軸方向に移動する。主スプール内部には拘束スプール６６が内臓されて拘束スプールばね６８で中心軸方向に付勢されており、圧縮成形工程では図１５のｃ’、ｄのような状態が生ずる。圧縮が完了すると、図１５のｂ、ｃのようにピン１６の拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌まり込む状態になる。排出準備工程（図１４のｃ）まで拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌った状態で一体的に上方に移動する。

その後圧縮プランジャー１１が下降する（図１４のｃ’）と拘束スプール６６が拘束溝６２を乗り越えて、ピン１６は更に圧縮プランジャー１１の内部に収納されていく。これは図１４のｃの工程で圧縮成形品２３からピン１６が抜去されることで、圧縮成形品２３が圧縮成形室１２の内壁から押圧される圧力で、圧縮成形品２３のピン１６が嵌っていた個所の内径が縮径されることで生じる。これにより、圧縮成形品２３が圧縮成形室１２から排出される時の摩擦力が大幅に減じられ、圧縮成形室１２の内径磨耗が抑えられる。図１４の（ｄ）は圧縮成形品２３が圧縮成形室１２から排出された直後の状態を示す。その後、加圧プランジャー１１が上昇するとピン１６は相対的に下降し、拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌った状態が生ずる。更に圧縮プランジャー１１が上昇すると、拘束機構６１が圧縮成形室１２から離れるので、図１５の（ａ’）のように主スプールが原位置に復帰する。これにより圧縮プランジャー１１とピン１６の相対位置の拘束が解除されるので、ピン１６は付勢バネ６４の作用により圧縮成形室１２の円筒部中央にセットされる。これで１サイクルが完了する。

〔ポンプ機構〕
図９乃至図１１に示すように、切り換えシリンダー１５と底板１３は連結ロッドで一体的に動作するように構成されている。ポンプ機構７は底板１３を挟んで切り替えシリンダー１５の反対側に底板１３と一体的に構成されているラックギヤ４１と、ラックギヤ４１と噛み合うピニオンギヤ４２と、ピニオンギヤ４２と同軸上に配置されているカム４３と、反力部材１８から突出し反力部材１８の一部に回転軸を有する中間板４７と、中間板４７を介してカム４３で可動部を押し下げられることで作動する切削油移送ポンプ４５と、ポンプ４５から吐出された切削油をホースを経由して貯留する油受け容器４６と、切粉の圧縮成形時に切粉から滲出し底板１３から漏れ出た切削油を一時的に受け止める油受け４４と、ポンプ４５から油受け４４までのホースで構成されている。

図１０乃至図１１は（ｄ）の排出工程の状態を図示している（底板１３の底穴１４が圧縮成形室１２に正対している）。（ａ）の切粉集積工程への移行に伴い、底板１３は図１０乃至図１１の左方向に移動して、底穴が無い部分が圧縮成形室１２の底を形成する。これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が反時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してあるカム４３も反時計方向に回転して、カム４３の突出部が中間板４７を介して切削油移送ポンプ４５の頭頂部の可動部を押し下げる。ポンプ４５は内部に吸い込み弁、吐出弁を備えており、ポンプ４５頭頂部の可動部の押し下げにより、吸い込み弁が閉じて吐出弁が開き、ポンプ４５内部に油受け４４から吸い上げてあった切削油を吐出側のチューブを経由して筒状の油受け容器４６に切削油を移送する。

さらなるカム４３の回転により、カム４３の突出部を通り過ぎるに伴い、ポンプ４５の内部に内蔵している復帰ばねがポンプ４５の頭頂部を原位置方向に復帰させる。ポンプ４５の頭頂部の原位置方向への復帰により、吸い込み弁が開き吐出弁が閉じて、ポンプ４５はチューブを経由して油受け４４に溜まった切削油を吸い上げてポンプ４５内部に貯留する。なお、（ｂ）の圧縮工程で切粉から滲出し圧縮成形室１２と底板１３の隙間などから漏れ出た切削油は、平たい広範囲な油受け４４で一時的に受け止められている。油受け４４は装置の下部を囲む遮蔽パネルの一部を切り欠いて、切り欠き部を埋めるように配置されている。

（ｃ）の排出準備工程で一旦圧縮プランジャー１１が上方に移動した際に、切り換えシリンダー１５が作動し、圧縮成形室１２の直下の底板１３を底穴１４が有る位置までスライドさせる（即ち、前記の左に移動していた底板１３が右に移動し図１０の状態が出現する）。この底板１３の右方向への移動に伴い、ラックギヤ４１も右方向に移動し図１０乃至図１１の状態になる。

これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してあるカム４３も時計方向に回転して、カム４３の突出部が中間板４７を介して切削油移送ポンプ４５の頭頂部を押し下げる。（ｄ）排出工程から（ａ）切粉集積工程に移行する時と同様に、ポンプ４５はポンプ４５内部に吸い上げてあった切削油を吐出側のチューブを経由して筒状の油受け容器４６に切削油を移送し、油受け４４に溜まった切削油を吸い上げてポンプ４５内部に貯留する。

〔排出機構〕
図９乃至図１１に示すように、排出機構８は、ラックギヤ４１と、ピニオンギヤ４２と、ピニオンギヤ４２と同軸上に配置され腕５１を駆動する連結部材５４と、腕５１と、腕５１の先端に位置し圧縮シリンダー機構５から排出された圧縮成形品２３を受け止める係止部材５２と、腕５１と略平行に配置される補助腕５３で構成される。腕５１と係止部材５２および係止部材５２と補助腕５３さらに補助腕５３と反力部材１８から延出した部材には、各々が連結部材５４の回転軸と平行で別個の回転軸をもっており、回転軸回りの動きのみ許容されている。即ち、連結部材５４の回転軸中心Ｐと、腕５１と係止部材の回転軸中心Ｑと、係止部材５１の延出部材と補助腕５３の回転軸中心Ｒと、補助腕５３と反力部材１８から延出した部材の回転軸中心Ｓとで四節の略平行リンクを構成している。

ポンプ機構と同様に、図１０乃至図１１が示す（ｄ）の排出工程から（ａ）の切粉集積工程への移行に伴い、切り換えシリンダー１５が作動し、底板１３は図１０乃至図１１の左方向への移動する。これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が反時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してある連結部材５４も反時計方向に回転して、腕５１を反時計方向に回転させる。腕５１は、回転軸Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓにより四節リンクを構成しているので、係止部材５２に排出されていた切粉の圧縮成形品２３を、略排出された姿勢のまま反時計方向に円弧を描いて図１０乃至図１１の左上部に回転移送する。腕５１が回転端に達した際に、係止部材５２が図１１で緩やかな左下がりになるように四節リンクを構成しているので、圧縮成形品は、この傾斜に沿って係止部材５２から図示しない排出板を経由して排出口から装置１の外部に排出される。

（ｂ）の圧縮工程が終了して（ｃ）の排出準備工程で一旦圧縮プランジャー１１が装置１の上方に移動した際に、切り換えシリンダー１５が作動し、圧縮成形室１２の直下の底板１３を底穴１４が有る位置までスライドさせ図１０乃至図１１の状態が出現する。この際に、ラックギヤ４１は図１０乃至図１１の右方向に移動する。ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してある連結部材５４を介して腕５１を時計方向に回転させる。腕５１と係止部材５２と補助腕５３は四節の略平行リンクを形成しているので、腕５１の回転端では、（ａ）の切粉集積工程で圧縮成形品１２を排出した姿勢から、スライダー２５から排出される圧縮成形品２３を受け止める原位置に復帰する。

特許請求の範囲の請求項５に記載の実施例としては、補助腕５３はなく、腕５１と係止部材５２の回転軸Ｑは溶接構造やボルト締結などで剛結されている。圧縮シリンダー機構５からスライダー２５に排出された圧縮成形品２３は、連結部材５４の回転軸を中心にして姿勢を変えながらが装置の上部に回転移送されて図示しない排出板を経由して排出口から装置１の外部に排出される。係止部材５２の回転軌跡周辺に十分な隙間が確保出来る場合は、この構造がコスト的に安く提供可能である。

上述の実施例は、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、説明のため例示したもので、特許請求の範囲の記載から当業者が認識できる本発明の技術思想に反しない限り変更および付加が可能である。

１ 金属切削屑圧縮機
２ ホッパー
３ 破砕機構
４ 移送機構
５ 圧縮シリンダー機構
６ 制御部
７ ポンプ機構
８ 排出機構
１１ 圧縮プランジャー
１２ 圧縮成形室
１３ 底板
１４ 底穴
１５ 切り換えシリンダー
１６ ピン
１７ 液圧制御弁
１８ 反力部材
２１ 液圧ポンプ・モーター装置
２２ 金属切削屑（切粉）
２３ 圧縮成形品
２４ 破砕モーター装置
２５ スライダー
３１ 回転軸
３２ 破砕刃
３３ 間隙規制部材
３４ ボックス
３５ 軸受
３６ ギヤ
３７ 突起
３８ 円盤外径（突起の歯底円径）
４１ ラックギヤ
４２ ピニオンギヤ
４３ カム
４４ 油受け
４５ 切削油移送ポンプ
４６ 油受け容器
４７ 中間板
５１ 腕
５２ 係止部材
５３ 補助腕
５４ 連結部材
６１ 拘束機構
６２ 拘束溝
６３ 拡径部
６４ 付勢ばね
６５ 主スプール
６６ 拘束スプール
６７ 主スプールばね
６８ 拘束スプールばね
７１ 移送板
７２ プレート
７３ 溝

本発明は、主に金属切削加工時に発生する金属切削屑を圧縮して所定形状に固めるための金属切削屑圧縮装置に関する。

金属切削加工工程では、工作機械から金属切削屑（以下、切粉と呼称する）が大量に排出されるが、この切粉は再利用のため回収される。しかし、切削加工で生じる切粉は、リボン状、螺旋・コイル状、渦巻き状、縮れ・カール状、チップ状など様々な形態、寸法をしており、そのままでは取り扱いが煩雑になるため、これらの切粉は下記の特許文献１に示すような圧縮装置を用いて所定形状に固められている。

特開２００３−３１１５７６号公報

しかしながら、この種の切粉圧縮装置では、切粉が様々な形態、寸法をしているため切粉が滑らかに圧縮成形室に入っていかないので、圧縮成形室の内径を大きくして、様々な形態、寸法の切粉を圧縮成形室に無理やり押し込むようにしておかなければならず、圧縮成形室の内径を直径とする大きな圧縮面積に見合う大きな圧縮用の動力が必要となり装置が大型化してしまうという問題があった。

また、圧縮装置に投入される切粉は、前述のように様々な大きさ、形態をしており、その嵩比重も一様ではないため、例えばカール状のものなど嵩比重の小さい切粉が多く含まれる場合は、圧縮後の成形品の厚さが薄くなり、集積、圧縮、排出のサイクルが頻繁に発生して作動効率が低下するという問題があった。

その上、切粉を圧縮成形するための圧縮シリンダーが切粉を挟んで対向して配置してあり、切粉を圧縮成形する際に滲出する切粉に付着した切削油が広範囲に広がるため、これを集めて油受け容器に溜めるための流路が複雑になるなど種々の問題があった。

本発明の目的は、これらの問題を解消して、工作機械から排出された切粉を排出直後に捕捉して破砕し、切粉の大きさを小さくして集積することで、圧縮成形室の内径を大きくする必要がなく、小さな動力で圧縮成形品を得ることが出来るようにするとともに、嵩比重の異なる切粉であっても圧縮装置の作動効率が低下することがなく、また、切粉を圧縮する際に滲出する切削油を平たい広範囲な油受けで一旦回収して、専用の動力源を設けることなく別の筒状の油受け容器に移送することで、以降の切削油回収作業をやり易くするなどの特長を有する金属切削屑圧縮装置を提供することにある。

上記目的を達成するために講じた本発明の技術手段は、次の点に構成上の特徴がある。

〔解決手段１〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項１に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記破砕機構は内側に向かって互いに逆方向に回転する一対の回転軸と前記回転軸の軸方向に厚みを有する複数の円盤状の破砕刃を有してなり、前記破砕刃を破砕刃の厚みより大きい間隙をもって前記回転軸の軸方向に等間隔で複数枚配置し、隣合う破砕刃と破砕刃の間に、対向する回転軸上に同様に配置された複数の破砕刃同士が前記間隙を埋めるように対向して配置され、前記円盤状の破砕刃は円盤外周上に破砕刃と略同一の厚みの複数の突起を有しており、前記ホッパーから送られる切粉を前記一対の回転軸の軸方向に配置された前記破砕刃の突起で受けとめて取り込みながら、隣合う突起間のＵ字状の歯底の角部と、対向して回転する前記破砕刃の隣合う突起間の逆Ｕ字状の歯底の角部間で、前記回転軸の回転に伴い徐々に間隔が狭まる両Ｕ字状の歯底の角部間で切粉を挟み込み剪断することで切粉を破砕するように構成したことである。

〔解決手段２〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項２に記載のように、請求項１に記載の金属切削屑圧縮装置において、圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、前記圧縮シリンダーの加圧力を検出する検出器と、前記圧縮シリンダーの変位を検出する検出器で構成する圧縮シリンダー機構を具備し、前記圧縮シリンダーの設定加圧力を超える前に設定圧縮変位を超えた場合には、前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成したことである。

〔解決手段３〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項３に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記圧縮シリンダーを上部に圧縮成形室を下部になるように略垂直方向に配置し、前記圧縮成形室は下部にスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を使ってポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し上方に開口のある平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成したことである。

〔解決手段４〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項４に記載のように、切粉を圧縮成形する際に発生する切削油を回収する前記ポンプは、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を一旦回転変位に変換し、更に回転変位を直線変位に変換するカムなどの変換機構により前記ポンプを押し下げ乃至引き上げ作動させることで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成したことである。

〔解決手段５〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項５に記載のように、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を回転変位に変換する変換機構を具備し、この変換機構の回転軸の軸方向に回転軸を回転中心とする腕を備え、前記腕の先端に圧縮シリンダー機構から排出された切粉を受け止める係止部材を有し、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された切粉を、装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成したことである。

〔解決手段６〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項６に記載のように、前記腕と前記係止部材と前記腕に対して略平行に配置された補助腕で構成されてなり、前記腕と前記係止部材間に設けた前記回転軸と平行な回転軸、および前記係止部材と前記補助腕間に設けた前記回転軸と平行な別の回転軸、さらに前記補助腕と前記圧縮シリンダー機構の一部の部材に設けた前記回転軸と平行なさらなる別の回転軸により四節のリンクを構成しており、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された切粉を、略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成したことである。

〔解決手段７〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項７に記載のように、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記圧縮シリンダー機構の圧縮シリンダーは、切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮プランジャーと、前記圧縮プランジャーの内部に前記圧縮プランジャーの長手方向中心線と同軸で、前記圧縮プランジャーの外径よりも小径で長手方向に長いピンを前記圧縮プランジャー下部からその一部を長手方向に変位可能な状態で突出させて内臓しており、前記ピンは、前記底板が底穴無しの状態に切り換わって、切粉が前記圧縮成形室内に蓄積されて圧縮成形が終了するまで、前記圧縮成形室の長手方向中心に位置し、前記圧縮シリンダーが圧縮方向へ変位する際には、圧縮変位分だけ前記ピンの突出部が前記圧縮プランジャーの内部に収納されていき、圧縮成形が終了して前記圧縮シリンダーを減圧方向に作動させている間は、前記ピンが圧縮成形された切粉から離れるまで前記圧縮プランジャーと前記ピンが一体的に変位するとともに、前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作動させて圧縮済みの切粉を前記底穴から排出する際には、圧縮済みの切粉に前記ピンの突出部が当接すると同時に前記圧縮プランジャーの圧縮変位とともに前記ピンの突出部分が前記圧縮プランジャーの内部に収納されるように構成したことである。

〔解決手段８〕
本発明の金属切削屑圧縮装置は、請求項８に記載のように、前記ピンの長手方向の外周の一部に拘束溝を設けるとともに、前記拘束溝に向かう方向に圧縮プランジャーに対する前記ピンの出入りを規制するための拘束機構を設け、前記拘束機構は前記圧縮成形室の内壁から押圧されることで作動し、前記ピンの中心軸に向かう方向に伸縮可能なスプールを有するように構成したことである。

請求項１にかかる発明によれば、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記破砕機構は内側に向かって互いに逆方向に回転する一対の回転軸と前記回転軸上に厚みを有する複数の円盤状の破砕刃を有してなり、前記破砕刃を破砕刃の厚みより大きい間隙をもって前記回転軸の軸方向に一枚置きに等間隔で複数枚配置し、隣合う破砕刃と破砕刃の間に、対向する回転軸上に同様に配置された複数の破砕刃同士が前記間隙を埋めるように対向して配置し、前記円盤状の破砕刃は円盤外周上に破砕刃と略同一の厚みの複数の突起を有しており、前記ホッパーから送られる切粉を前記一対の回転軸上に配置された前記破砕刃の突起で受けとめて取り込みながら、隣合う突起間のＵ字状の歯底の角部と、対向して回転する前記破砕刃の隣合う突起間の逆Ｕ字状の歯底の角部間で、前記回転軸の回転に伴い徐々に間隔が狭まる両Ｕ字状の歯底の角部間で切粉を挟み込み剪断することで切粉を破砕するように構成している。

これにより、前記破砕刃の突起で、捕捉しようとしている切粉を確実に捕捉し破砕刃に送り込み、前記破砕刃の隣合う突起間のＵ字状の歯底の角部と、対向して回転する前記破砕刃の隣合う突起間の逆Ｕ字状の角部間で、前記回転軸の回転に伴い徐々に間隔が狭まる両Ｕ字状の歯底の角部間で切粉を挟み込み剪断し切粉を破砕することで、破砕機構全体がコンパクトに収められ、破砕刃が損耗した場合でも損耗した破砕刃だけを交換することで破砕機能を簡単に回復することが出来るという効果を奏する。これにより、コンパクトな大きさの破砕機構で切粉を破砕し、切粉を小さくして集積することで、圧縮成形室の内径を大きくする必要がなくなるので、圧縮シリンダーのピストン径が小さく出来て圧縮に必要な消費液量も抑えられるので、小さな動力で圧縮成形品を得ることが出来るという効果を奏する。

請求項２にかかる発明によれば、圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、前記圧縮シリンダーの圧縮力を検出する検出器と、前記圧縮シリンダーの変位を検出する検出器で圧縮シリンダー機構を構成し、前記圧縮シリンダーの設定圧縮力を超える前に設定圧縮変位を超えた場合には、前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成している。

これにより、圧縮装置に投入される切粉が、前述のように様々な大きさ、形態をしており、その嵩比重が均一ではなく、例えばカール状のものなど嵩比重の軽い切粉が多い場合でも、圧縮後の成形品の厚さが薄くなり集積、圧縮、排出のサイクルが頻繁に発生して圧縮装置の作動効率が低下するという現象が発生することがなく、嵩比重に関係なくほぼ一定の厚さの圧縮成形品が得られるという効果を奏する。

請求項３にかかる発明によれば、投入された切粉を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた切粉を破砕する破砕機構と、破砕された切粉を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えてなり、前記圧縮シリンダーを上部に圧縮成形室を下部になるように略垂直方向に配置し、前記圧縮成形室は下部にスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を使ってポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の筒状の油受け容器に移送し回収するように構成している。

これにより、切粉を圧縮成形する際に、圧縮成形室と底板との隙間や底板に設けられた複数の切削油排出用孔から滲出する切削油を、圧縮成形室直下に設けた上方に開口のある平たい広範囲な油受けで受けておき、圧縮成形室の底板の底板有無を切り換えるスライド変位を使って切削油移送用のポンプを駆動することで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい前記油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の例えば筒状の油受け容器に移送し簡単に回収することが出来るという効果を奏する。

請求項４にかかる発明によれば、切粉を圧縮成形する際に発生する切削油を回収する前記ポンプは、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を例えばラックアンドピニオン機構を使って、スライド変位をラックギヤに伝え、ラックギヤに噛み合うピニオンギヤにより一旦回転変位に変換し、更に当該回転変位を直線変位に変換するカムなどの変換機構により前記ポンプを押し下げ乃至引き上げ作動させることで、切粉を圧縮成形する際に滲出し平たい広範囲な油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の油受け容器に移送し回収するように構成しているので、前記ポンプ駆動用の専用の動力源を設けることなく、別の例えば筒状の油受け容器に移送し集積することで簡単に回収することが出来るという効果を奏する。

請求項５にかかる発明によれば、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、切粉を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された切粉を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を回転変位に変換する変換機構を具備し、この変換機構の回転軸上に回転軸を回転中心とする腕を備え、前記腕の先端に圧縮シリンダー機構から排出された切粉を受け止める係止部材を有し、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された切粉の圧縮成形品を、装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成している。

これにより、前記腕を駆動する専用の動力源を設ける必要がないので、装置の価格を低く抑えながら、圧縮成形室で成形された切粉の圧縮成形品を装置の下部から上部に回転移送して排出することで、排出口付近に設けた回収箱の高さを高くすることが出来るので、十分な量の切粉の圧縮成形品を貯留することで、圧縮成形品の回収頻度を大幅に下げて切削加工機械の稼動効率を向上させることが出来る効果を奏する。

請求項６にかかる発明によれば、前記排出装置は、前記腕と前記係止部材と前記腕に対して略平行に配置された補助腕で構成されてなり、前記腕と前記係止部材間に設けた前記回転軸と平行な回転軸、および前記係止部材と前記補助腕間に設けた前記回転軸と平行な別の回転軸、さらに前記補助腕と前記圧縮シリンダー機構の一部の部材に設けた前記回転軸と平行なさらなる別の回転軸により四節のリンクを構成しており、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された切粉を、略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えるように構成している。

これにより、前記腕を駆動する専用の動力源を設ける必要がないので、装置の価格を低く抑えながら、圧縮成形室で成形された切粉の圧縮成形品を略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出することで出来るので、切粉の圧縮成形品を回転移送する経路周辺にある部材との隙間が狭くても排出を可能とすることが出来、排出口の大きさも小さくすることが出来るという効果を奏する。また、排出口付近に設けた回収箱の高さを高くすることが出来るので、十分な量の切粉の圧縮成形品を貯留することで、圧縮成形品の回収頻度を大幅に下げて切削加工機械の稼動効率を向上させることが出来る効果も奏する。

請求項７にかかる発明によれば、圧縮シリンダーは、切粉を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮プランジャーと、前記圧縮プランジャーの内部に前記圧縮プランジャーの長手方向中心線と同軸で前記圧縮プランジャーの外径よりも小径で長手方向に長いピンを、前記圧縮プランジャーの下部からその一部を長手方向に変位可能な状態で突出させて内臓しており、前記ピンは、前記底板が底穴無しの状態に切り換わって、切粉が前記圧縮成形室内に蓄積されて圧縮成形が終了するまで、前記圧縮成形室の長手方向中心に位置し、前記圧縮シリンダーが圧縮方向へ変位する際には、圧縮変位分だけ前記ピンの突出部が前記圧縮プランジャーの内部に収納されていき、圧縮成形が終了して前記圧縮シリンダーを減圧方向に作動させている間は、前記ピンが圧縮成形された切粉から離れるまで前記圧縮プランジャーと前記ピンが一体的に変位するとともに、前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作動させて圧縮済みの切粉を前記底穴から排出する際には、圧縮済みの切粉に前記ピンの突出部が当接すると同時に前記圧縮プランジャーの圧縮変位とともに前記突出部分が前記圧縮プランジャーの内部に収納されるように構成している。

これにより、前記圧縮シリンダーが切粉を集積して圧縮している間は、圧縮成形品の長手方向真ん中に前記ピンが存在しており、前記圧縮成形品を前記底穴から排出する際には圧縮成形品の円筒の真ん中に前記ピンが存在していたあとの空洞が存在することになる。前記圧縮シリンダーが前記圧縮プランジャーで切粉を押圧する圧力は、前記圧縮成形室の円筒部内壁と前記底板に均等に負荷される。従って、前記圧縮プランジャーが前記底穴から前記圧縮成形品を排出する際も、前記圧縮成形品が前記圧縮成形室の円筒部内壁に、前記圧縮プランジャーで押圧された圧力で張り付いているので、本発明のピン機構を有しない通常の圧縮プランジャーの場合には、圧縮成形品を底穴から排出する際も大きな排出力が必要になるばかりか、繰り返しの排出で圧縮成形室の円筒部内壁の磨耗が促進され、定期的な円筒部の交換が必要になるが、本発明によれば、前記のとおり排出の際には前記圧縮成形品の真ん中に空洞ができており、前記圧縮プランジャーで押圧され前記圧縮成形室の円筒部内壁に作用した圧力が前記円筒中央の空洞に逃がされ、前記圧縮成形品が前記円筒部内壁に張り付く力が大幅に低下するので、前記圧縮成形品を前記底穴から排出する際も大きな排出力が不要になるばかりか、繰り返しの排出でも前記圧縮成形室の円筒部内壁の磨耗が少なく、定期的な前記円筒部の交換が不要になるという効果を奏する。

請求項８にかかる発明によれば、前記ピンの長手方向の外周の一部に拘束溝を設けるとともに、前記拘束溝に向かう方向に加圧プランジャーに対する前記ピンの出入りを規制するための拘束機構を設け、前記拘束機構は前記圧縮成形室の内壁から押圧されることで作動し、前記ピンの中心軸に向かう方向に伸縮可能なスプールを有するように構成している。

これにより、切粉を圧縮成形する際に、圧縮成形室の軸方向中央に前記ピンを介在させた状態で切粉を圧縮成形し、圧縮成形完了時点で前記ピンを切粉の圧縮成形品から抜去することで、圧縮成形品が圧縮成形室内壁を押圧する圧力を下げて、圧縮成形室内壁と加圧成形品の摩擦力を減じることで圧縮成形室の内壁磨耗を抑制し、圧縮成形室内壁の頻繁なメンテナンスを不要に出来るという効果を奏する。

本発明の一実施例を示す、平面図 本発明の一実施例を示す、パネルを外し配管、配線を省略した正面図 本発明の一実施例を示す、パネルを外し配管、配線を省略した左側面図 本発明の一実施例の破砕機構を示す平面図 本発明の一実施例の破砕機構を示す左側面図 本発明の一実施例の破砕機構の断面図（図４のＡ−Ａ断面図） 本発明の一実施例の破砕機構の断面図（図５のＢ−Ｂ断面図） 本発明の一実施例の破砕機構を示す拡大平面図 本発明の一実施例の、外枠、パネル、液圧ポンプ・モーター装置を省略して、破砕機構のボックスの一部を破断した斜視図 本発明の一実施例の、ポンプ機構、排出機構を示す斜視図 本発明の一実施例の、ポンプ機構、排出機構を示す正面図（図１０のＣ方向から見た図） 本発明の一実施例の切粉の圧縮、排出サイクルを示す説明図 本発明の別の実施例の切粉の圧縮、排出サイクルを示す説明図 本発明の一実施例の圧縮プランジャーと内臓ピンの出入りと拘束機構の関係を示す断面図 本発明の一実施例の圧縮プランジャー内臓ピンと拘束機構の作動を示す断面図 切粉圧縮時の圧縮荷重と変位の関係を示す特性図 本発明の一実施例の破砕機構の制御を示すフローチャート

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１６に基づいて説明する。

〔金属切削屑圧縮装置の全体構成〕
以下に、本発明の実施の形態を図面の記載に基づいて説明する。本発明の金属切削屑圧縮装置は、図１乃至図３および図９乃至図１１に示すように、工作機械から排出される切粉を受けるホッパー２と、ホッパー２の直下にあり切粉を破砕して小さくする破砕機構３と、破砕されて小さくなった切粉を圧縮シリンダー機構５に移送する移送機構４と、切粉を圧縮し排出する圧縮シリンダー機構５と、切粉を装置の外に排出する排出機構８と、切粉の圧縮、排出を切り換える切り換えシリンダー１５と、圧縮シリンダー機構５と切り換えシリンダー１５の液圧を生成する液圧ポンプ・モーター装置２１と、液圧を制御する液圧制御弁１７と、切粉を圧縮成形する際に滲出する切削油を集めて回収するポンプ機構７と、図示しない制御部６と、構造物を支える外枠と、内部を遮蔽するパネルを備えたものである。

〔ホッパー、外枠およびパネル〕
図１乃至図３に示すように、本発明の金属切削屑圧縮装置１は、略立方体形状で図示しない遮蔽パネルで外側を囲まれており、その上部に圧縮シリンダー機構５の液圧シリンダー部分が突出した外観となっている。各遮蔽パネル同士の合わせ部１２個所には、構造物の重量や負荷を支えるために外枠部材が溶接などで組み立てられている。各遮蔽パネルは、各々対向する外枠部材にビスなどでねじ止めされているが、外枠部材に一部を引っ掛ける構造としてもよい。本装置１の上部の外枠には、さらに圧縮シリンダー機構５の重量を支える補強部材が付加されている。また、本装置１の中段には、破砕機構３を支える補強部材が付加されている。本装置１の上部には、遮蔽パネルとしての天板に、切粉を一時貯留するホッパー２が形成されている。なお、ホッパー２には上方に向かって更に開口部を大きくする延長ホッパー部材を設けてもよい。

〔破砕機構〕
破砕機構３は、図４乃至図８に詳細を示すとおり、二本の回転軸３１と、各々の軸を支える軸受３５と、破砕モーター装置２４の動力で回転軸３１を経てキーなどを介して駆動される複数の破砕刃３２と、隣合う破砕刃３２同士の間隔を規制する間隙規制部材３３と、回転軸３１の一端に取り付けられ破砕刃３２をキーなどを介して駆動する破砕モーター装置２４と、回転軸３１の他端に取り付けられ、破砕モーター装置２４の動力をもう一方の回転軸３１にキーなどを介して伝える一対のギヤ３６と、軸受３５と破砕モーター装置２４を取り付けるボックス３４で構成されている。ボックス３４は、図示しない締め付けボルトにより、外枠の補強部材に破砕機構３全体として取り付けられている。

破砕刃３２は、厚みを有する円盤状をしており円盤外径３８には切粉を捕捉する破砕刃３２と略同一の厚みの複数の突起３７が設けられている。破砕刃３２同士は回転軸３１上でキーなどを介して各々内向き回転をすることで、ホッパー２に貯留している切粉を外周の突起３７で確実に捕捉する。捕捉された切粉は、隣合う突起３７間のＵ字状の歯底３８の角部と、対向して回転する前記破砕刃３２の隣合う突起３７間の逆Ｕ字状の歯底３８のの角部間で、回転軸３１の回転に伴い徐々に間隔が狭まる両Ｕ字状の歯底３８の角部間で挟み込み剪断されて破砕される。図８に示すとおり、対向する破砕刃３２同士は、回転軸３１の軸方向にδ１だけ離れており、なおかつ回転軸３１の軸直角方向にδ２だけ離れて配置されている。なお、δ１は０．２〜１．０ｍｍ、δ２は０．５（隙間）〜−２．０（ラップ）ｍｍ程度が適値である。

この破砕刃３２同士は、回転軸３１上でキーなどを介して各々内向き回転をすることで、図２乃至図３に示すように直上のホッパー２から落下する切粉を確実に捕捉することが出来、一対の回転軸３１上の前記δ１とδ２の組合せにより剪断、破砕し、直下の移送機構４上に落下させる。

隣合う破砕刃３２同士は、間隙規制部材３３によりお互いの取付間隔を設定されている。間隙規制部材の外径は、対向する破砕刃３２に設けられた突起３７の外接円径と間隙δ３を確保するように設定されている。δ３は切粉の大きさより小さい１〜３ｍｍ程度が適値である。なお、破砕刃３２と間隙規制部材３３は一体として形成されていてもよく、また、回転軸３１上にある全ての破砕刃３２と間隙規制部材３３を一体として形成してもよい。

回転軸３１の他端に取り付けられ、破砕モーター装置２４の動力をもう一方の回転軸３１にキーなどを介して伝える一対のギヤ３６は、図５では１：１の減速比としているが、両者を異なる減速比として、対向する破砕刃３２同士に相対回転速度を設けることで、より切粉を破砕する力を軽減することも有効である。この場合の減速比は１：１乃至１：２程度が適当である。

また、破砕機構３は、制御部６により破砕モーター装置２４の駆動電流を監視するように構成されている。切粉の投入量が増えると前記駆動電流が増えるが、駆動電流の増加に伴い破砕モーター装置２４の回転数を減少するとともに、過大電流が検出された場合には破砕モーター装置２４の回転方向を反転するように構成されている。この破砕モーター装置２４の電流値と回転の制御は、制御部６の図示しないインバータなどを経由することで行われる。

〔移送機構〕
図２乃至図３および図９に示すように、破砕刃３２から落下する全ての切粉を受けとめるように幅広で、圧縮成形室１２の上部に設けた開口部に向かって幅狭になる平面視で三角形乃至五角形状の移送板７１と、移送板７１をボックス３４に取り付ける移送板７１に溶接結合されているプレート７２と、プレート７２とボックス３４を結合するボルト類で構成されている。なお、プレート７２は移送板７１と溶接構造としているが、ボルト結合でもよいし一体構造としてもよい。また、プレート７２とボックス３４はボルト結合に代えて溶接構造としてもよい。移送板７１は、三角形状の真中にＶ字状の溝７３が形成されている。また、移送板７１は圧縮成形室１２上部に設けた開口部に向かって傾斜して取り付けられている。移送板７１の縁には移送板７１からの切粉の飛び出しを防ぐ縦壁が略垂直方向に所定の高さで設けられている。

ホッパー２に貯留され、破砕機構３を経て破砕された切粉は、移送板７１上に落下する。移送板７１はＶ字断面をしているので、破砕されて落下した切粉は移送板７１のＶ字溝７３に集まりながら、圧縮成形室１２の上部に設けられた開口部に向かう傾斜により、順次開口部から圧縮成形室１２内部に集積される。

〔圧縮シリンダー機構〕
図２乃至図３および図９、図１２に示すように、圧縮シリンダー機構５は本装置１の上部に位置する液圧シリンダーと、液圧シリンダー内の図示しない液圧ピストンと一体的に動作する圧縮プランジャー１１と、上部に切粉が投入される開口部を有する圧縮成形室１２と、底穴１４の有無を切り換えできる底板１３と、底板１３の直下にあり片方に切り換えシリンダー１５が取り付けられ液圧シリンダーの液圧によって発生する圧縮力を受け止める反力部材１８と、前記液圧シリンダーと反力部材１８を結合する４本の支柱と、液圧ポンプ・モーター装置の一部に取付られている液圧制御弁１７で構成されている。圧縮プランジャー１１と圧縮成形室１２は、組み付け時に各々の芯ずれが発生しないように初期位置では上部で僅かな隙間をもって勘合している。

図１２に示すように、（ａ）は圧縮前の切粉集積工程を、（ｂ）は切粉の圧縮工程を、（ｃ）は圧縮を解除し圧縮プランジャーを少し引き上げた排出準備工程を、（ｄ）は圧縮成形品２３の排出工程を示す。（ａ）の初期状態では、圧縮成形室１２の上部（図１２の右手側が本装置１の上部）に設けられた開口部から、移送機構４から送られてきた切粉が投入される。この時は底穴１４の有無を切り換え可能な底板１３は、底穴無しの状態に切り換わっている。金属切削屑２２（切粉と呼称している）の集積状態を検出する図示しない検出器によって圧縮成形室１２が切粉で満杯であることが感知された時に切粉の投入をやめ、（ｂ）の圧縮工程に移行する。圧縮は液圧シリンダーの液圧による圧縮力によって行われる。圧縮成形の完了は、液圧シリンダーの図示しない液圧検出器がリリーフ圧力に相当する規定液圧に達したことを感知した時に圧縮作動を停止することで行われる。

その後、（ｃ）の排出準備工程では一旦液圧シリンダーを減圧方向に作動させる。この作動終了は液圧シリンダーの変位や液圧の数値で検知してもよく、またタイマーなどで一定時間減圧作動させてもよい。この（ｃ）の工程の間に、底板１３は底穴１４有りの状態に切り換わっている。次に（ｄ）の排出工程に示すように液圧シリンダーを圧縮方向に制御して、圧縮成形品２３が底穴１４から排出されるまで変位させる。排出された圧縮成形品２３は、図９に示すスライダー２５を経て排出機構８の係止部材５２に収納される。これで１サイクル完了し（ａ）の初期状態に戻る。一連の液圧シリンダーの加圧、減圧や切り換えシリンダー１５の底板１３の底穴有無の切り替えは、液圧ポンプ・モーター装置２１で生成される液圧を液圧制御弁１７で制御することで行われる。以上が一連の切粉の集積、圧縮、排出準備・排出のサイクルである。

（ｂ）の圧縮成形工程において、液圧シリンダーの変位を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの変位に達した時に、液圧シリンダーの液圧を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの液圧に達していないことで、嵩比重の小さいカール状などの切粉が多いと判定した時には、一旦（ｂ）の圧縮工程を中断して（ａ）の初期状態に戻す。再度、切粉の集積状態を検出する検出器が、圧縮成形室１２が満杯であることを検出するまで切粉の集積が行われる。切粉の集積状態を検出する検出器が切粉の満杯状態を検出した時には（ｂ）の圧縮工程に移行することは前記と同様である。この加圧、減圧サイクルは、液圧シリンダーの変位を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの変位に達した時に、液圧シリンダーの液圧を検出する図示しない検出器が、予め設定した液圧シリンダーの液圧に達するまで繰り返されてから、次の（ｃ）の工程に移行するように設定されている。

これを図１６の切粉の圧縮特性図で見ると、Ａ乃至Ｂに示すような嵩比重の小さいカール状などの切粉の場合には、前記圧縮シリンダーの設定加圧力（Ｐ１）を越える前に、切粉の圧縮成形品の設計狙い高さ（例えば３０ｍｍ）より高さの高いｈ１に達するまで切粉を圧縮したことを検出した際（即ち図１６のグレーの四角で囲った部位に切粉の圧縮特性曲線がかかる場合）、切粉の嵩比重が小さいと判断して前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度切粉を受け入れ可能な位置まで戻すように構成している。即ち、切粉の集積→圧縮→集積→圧縮（→集積→圧縮）→排出準備→排出のサイクルを経ることになる。図１６のＣのような嵩比重の大きな切粉の場合には設定加圧力（Ｐ１）を越えてから設計狙い高さ（ｈ１）に達するので通常の切粉の集積→圧縮→排出準備→排出を経る。

図１３乃至図１５に圧縮シリンダー機構５の別の実施例を示す。圧縮プランジャー１１の内部には、圧縮プランジャー１１の長手方向中心線と同軸で、圧縮プランジャー１１の外径よりも小径で長手方向に長いピン１６が、圧縮プランジャー１１の下部に対してからその一部を長手方向に変位可能な状態で突出し内臓されている。ピン１６は直径５ｍｍから１０ｍｍが最適である。ピン１６は、（ａ）に示すように、切粉が圧縮成形室１２内に蓄積されている間中、圧縮プランジャー１１に内臓しているバネ６４で圧縮成形室１２の真ん中に底板１３に当接するように配置されている。圧縮成形室１２が切粉で満杯になった際に、（ｂ）に示すように、圧縮プランジャー１１が圧縮方向に変位するのに伴い、圧縮変位分だけピン１６の突出部が圧縮プランジャー１１の内部に収納されていく。

圧縮成形が終了して（ｃ）のように圧縮シリンダーが減圧方向に作動するのに伴い、ピン１６は圧縮プランジャー１１と一体的に動くように圧縮プランジャー１１の内部の拘束機構６１で拘束され、ピン１６が圧縮成形された圧縮成形品２３から離れるまで、圧縮プランジャー１１とピン１６は一体的に変位する。この（ｃ）の工程の間に、底板１３は底穴１４有りの状態に切り換わっている。（ｄ）の排出工程の際には、圧縮成形品２３にピン１６の突出部が当接すると同時に拘束機構６１の拘束が解除され、圧縮プランジャー１１の圧縮変位に応じて前記突出部が圧縮プランジャー１１の内部に収納されるように構成されている。圧縮成形品２３の真ん中の空洞部は、（ｃ）の工程で圧縮成形品２３からピン１６が離れた段階で、圧縮成形室１２の円筒部内壁から圧縮反力で押し返され縮径しているので、（ｄ）の工程でピン１６が再度この空洞部に嵌まり込む現象は発生せずさらに圧縮プランジャー１１の内部に収納されていくばかりでなく、圧縮成形室１２の円筒部内壁に作用する圧縮成形品２３の圧力が大きく低減するので、圧縮成形室１２の円筒部内壁の磨耗が抑えられ、圧縮成形品２３の排出に要する力も低減される。

〔拘束機構〕
図１４乃至図１５に示すように拘束機構６１は、圧縮プランジャー１１と、圧縮成形室１２と、ピン１６と、拘束溝６２と、拡径部６３と、付勢ばね６４と、主スプール６５と、拘束スプール６６と、主スプールばね６７と、拘束スプールばね６８で構成されている。なお、図１４乃至図１５の記号ａからｄは図１３のそれと同じくしてある。

図１４のａの状態から切粉の圧縮がはじまると、圧縮プランジャー１１は下降する（図１４の左方向に移動する）ことにより図１５のａ’の状態が出現する。図１５のａ’が示すように主スプール６５は圧縮プランジャー１１が上方（図１４の右側）にある間は、圧縮プランジャー１１の外径から突出している。さらに圧縮成形が進み圧縮プランジャー１１が下降（図１４の左側に移動）すると、圧縮成形室１２の内径に押圧されて主スプール６５はピン１６の中心軸方向に移動する。主スプール内部には拘束スプール６６が内臓されて拘束スプールばね６８で中心軸方向に付勢されており、圧縮成形工程では図１５のｃ’、ｄのような状態が生ずる。圧縮が完了すると、図１５のｂ、ｃのようにピン１６の拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌まり込む状態になる。排出準備工程（図１４のｃ）まで拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌った状態で一体的に上方に移動する。

その後圧縮プランジャー１１が下降する（図１４のｃ’）と拘束スプール６６が拘束溝６２を乗り越えて、ピン１６は更に圧縮プランジャー１１の内部に収納されていく。これは図１４のｃの工程で圧縮成形品２３からピン１６が抜去されることで、圧縮成形品２３が圧縮成形室１２の内壁から押圧される圧力で、圧縮成形品２３のピン１６が嵌っていた個所の内径が縮径されることで生じる。これにより、圧縮成形品２３が圧縮成形室１２から排出される時の摩擦力が大幅に減じられ、圧縮成形室１２の内径磨耗が抑えられる。図１４の（ｄ）は圧縮成形品２３が圧縮成形室１２から排出された直後の状態を示す。その後、加圧プランジャー１１が上昇するとピン１６は相対的に下降し、拘束溝６２に拘束スプール６６が嵌った状態が生ずる。更に圧縮プランジャー１１が上昇すると、拘束機構６１が圧縮成形室１２から離れるので、図１５の（ａ’）のように主スプールが原位置に復帰する。これにより圧縮プランジャー１１とピン１６の相対位置の拘束が解除されるので、ピン１６は付勢バネ６４の作用により圧縮成形室１２の円筒部中央にセットされる。これで１サイクルが完了する。

〔ポンプ機構〕
図９乃至図１１に示すように、切り換えシリンダー１５と底板１３は連結ロッドで一体的に動作するように構成されている。ポンプ機構７は底板１３を挟んで切り替えシリンダー１５の反対側に底板１３と一体的に構成されているラックギヤ４１と、ラックギヤ４１と噛み合うピニオンギヤ４２と、ピニオンギヤ４２と同軸上に配置されているカム４３と、反力部材１８から突出し反力部材１８の一部に回転軸を有する中間板４７と、中間板４７を介してカム４３で可動部を押し下げられることで作動する切削油移送ポンプ４５と、ポンプ４５から吐出された切削油をホースを経由して貯留する油受け容器４６と、切粉の圧縮成形時に切粉から滲出し底板１３から漏れ出た切削油を一時的に受け止める油受け４４と、ポンプ４５から油受け４４までのホースで構成されている。

図１０乃至図１１は（ｄ）の排出工程の状態を図示している（底板１３の底穴１４が圧縮成形室１２に正対している）。（ａ）の切粉集積工程への移行に伴い、底板１３は図１０乃至図１１の左方向に移動して、底穴が無い部分が圧縮成形室１２の底を形成する。これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が反時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してあるカム４３も反時計方向に回転して、カム４３の突出部が中間板４７を介して切削油移送ポンプ４５の頭頂部の可動部を押し下げる。ポンプ４５は内部に吸い込み弁、吐出弁を備えており、ポンプ４５頭頂部の可動部の押し下げにより、吸い込み弁が閉じて吐出弁が開き、ポンプ４５内部に油受け４４から吸い上げてあった切削油を吐出側のチューブを経由して筒状の油受け容器４６に切削油を移送する。

さらなるカム４３の回転により、カム４３の突出部を通り過ぎるに伴い、ポンプ４５の内部に内蔵している復帰ばねがポンプ４５の頭頂部を原位置方向に復帰させる。ポンプ４５の頭頂部の原位置方向への復帰により、吸い込み弁が開き吐出弁が閉じて、ポンプ４５はチューブを経由して油受け４４に溜まった切削油を吸い上げてポンプ４５内部に貯留する。なお、（ｂ）の圧縮工程で切粉から滲出し圧縮成形室１２と底板１３の隙間などから漏れ出た切削油は、平たい広範囲な油受け４４で一時的に受け止められている。油受け４４は装置の下部を囲む遮蔽パネルの一部を切り欠いて、切り欠き部を埋めるように配置されている。

（ｃ）の排出準備工程で一旦圧縮プランジャー１１が上方に移動した際に、切り換えシリンダー１５が作動し、圧縮成形室１２の直下の底板１３を底穴１４が有る位置までスライドさせる（即ち、前記の左に移動していた底板１３が右に移動し図１０の状態が出現する）。この底板１３の右方向への移動に伴い、ラックギヤ４１も右方向に移動し図１０乃至図１１の状態になる。

これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してあるカム４３も時計方向に回転して、カム４３の突出部が中間板４７を介して切削油移送ポンプ４５の頭頂部を押し下げる。（ｄ）排出工程から（ａ）切粉集積工程に移行する時と同様に、ポンプ４５はポンプ４５内部に吸い上げてあった切削油を吐出側のチューブを経由して筒状の油受け容器４６に切削油を移送し、油受け４４に溜まった切削油を吸い上げてポンプ４５内部に貯留する。

〔排出機構〕
図９乃至図１１に示すように、排出機構８は、ラックギヤ４１と、ピニオンギヤ４２と、ピニオンギヤ４２と同軸上に配置され腕５１を駆動する連結部材５４と、腕５１と、腕５１の先端に位置し圧縮シリンダー機構５から排出された圧縮成形品２３を受け止める係止部材５２と、腕５１と略平行に配置される補助腕５３で構成される。腕５１と係止部材５２および係止部材５２と補助腕５３さらに補助腕５３と反力部材１８から延出した部材には、各々が連結部材５４の回転軸と平行で別個の回転軸をもっており、回転軸回りの動きのみ許容されている。即ち、連結部材５４の回転軸中心Ｐと、腕５１と係止部材の回転軸中心Ｑと、係止部材５１の延出部材と補助腕５３の回転軸中心Ｒと、補助腕５３と反力部材１８から延出した部材の回転軸中心Ｓとで四節の略平行リンクを構成している。

ポンプ機構と同様に、図１０乃至図１１が示す（ｄ）の排出工程から（ａ）の切粉集積工程への移行に伴い、切り換えシリンダー１５が作動し、底板１３は図１０乃至図１１の左方向への移動する。これにより、ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が反時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してある連結部材５４も反時計方向に回転して、腕５１を反時計方向に回転させる。腕５１は、回転軸Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓにより四節リンクを構成しているので、係止部材５２に排出されていた切粉の圧縮成形品２３を、略排出された姿勢のまま反時計方向に円弧を描いて図１０乃至図１１の左上部に回転移送する。腕５１が回転端に達した際に、係止部材５２が図１１で緩やかな左下がりになるように四節リンクを構成しているので、圧縮成形品は、この傾斜に沿って係止部材５２から図示しない排出板を経由して排出口から装置１の外部に排出される。

（ｂ）の圧縮工程が終了して（ｃ）の排出準備工程で一旦圧縮プランジャー１１が装置１の上方に移動した際に、切り換えシリンダー１５が作動し、圧縮成形室１２の直下の底板１３を底穴１４が有る位置までスライドさせ図１０乃至図１１の状態が出現する。この際に、ラックギヤ４１は図１０乃至図１１の右方向に移動する。ラックギヤ４１に噛み合っているピニオンギヤ４２が時計方向に回転し、ピニオンギヤ４２の同軸上に配置してある連結部材５４を介して腕５１を時計方向に回転させる。腕５１と係止部材５２と補助腕５３は四節の略平行リンクを形成しているので、腕５１の回転端では、（ａ）の切粉集積工程で圧縮成形品１２を排出した姿勢から、スライダー２５から排出される圧縮成形品２３を受け止める原位置に復帰する。

特許請求の範囲の請求項５に記載の実施例としては、補助腕５３はなく、腕５１と係止部材５２の回転軸Ｑは溶接構造やボルト締結などで剛結されている。圧縮シリンダー機構５からスライダー２５に排出された圧縮成形品２３は、連結部材５４の回転軸を中心にして姿勢を変えながらが装置の上部に回転移送されて図示しない排出板を経由して排出口から装置１の外部に排出される。係止部材５２の回転軌跡周辺に十分な隙間が確保出来る場合は、この構造がコスト的に安く提供可能である。

上述の実施例は、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、説明のため例示したもので、特許請求の範囲の記載から当業者が認識できる本発明の技術思想に反しない限り変更および付加が可能である。

１ 金属切削屑圧縮機
２ ホッパー
３ 破砕機構
４ 移送機構
５ 圧縮シリンダー機構
６ 制御部
７ ポンプ機構
８ 排出機構
１１ 圧縮プランジャー
１２ 圧縮成形室
１３ 底板
１４ 底穴
１５ 切り換えシリンダー
１６ ピン
１７ 液圧制御弁
１８ 反力部材
２１ 液圧ポンプ・モーター装置
２２ 金属切削屑（切粉）
２３ 圧縮成形品
２４ 破砕モーター装置
２５ スライダー
３１ 回転軸
３２ 破砕刃
３３ 間隙規制部材
３４ ボックス
３５ 軸受
３６ ギヤ
３７ 突起
３８ 円盤外径（突起の歯底円径）
４１ ラックギヤ
４２ ピニオンギヤ
４３ カム
４４ 油受け
４５ 切削油移送ポンプ
４６ 油受け容器
４７ 中間板
５１ 腕
５２ 係止部材
５３ 補助腕
５４ 連結部材
６１ 拘束機構
６２ 拘束溝
６３ 拡径部
６４ 付勢ばね
６５ 主スプール
６６ 拘束スプール
６７ 主スプールばね
６８ 拘束スプールばね
７１ 移送板
７２ プレート
７３ 溝

Claims (11)

1. 投入された金属切削屑を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた金属切削屑を破砕する破砕機構と、破砕された金属切削屑を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された金属切削屑を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えた金属切削屑圧縮装置であって、前記破砕機構は内側に向かって互いに逆方向に回転する一対の回転軸と前記回転軸の軸方向に厚みを有する複数の円盤状の破砕刃を有してなり、前記破砕刃を破砕刃の厚みより大きい間隙をもって前記回転軸の軸方向に一枚置きに等間隔で複数枚配置し、隣合う破砕刃と破砕刃の間に、対向する回転軸上に同様に配置された複数の破砕刃同士が前記間隙を埋めるように対向して配置され、前記円盤状の破砕刃は円盤外周上に複数の突起を有しており、前記ホッパーから送られる金属切削屑を前記一対の回転軸の軸方向に配置された前記破砕刃の突起で受けとめて、対向して回転する前記破砕刃と破砕刃の角部で剪断することで金属切削屑を破砕するように構成したことを特徴とする金属切削屑圧縮装置。
2. 前記破砕機構において、前記回転軸の軸方向で隣合う破砕刃同士の間隔を規制する間隙規制部材は、対向する回転軸上の破砕刃の突起間を結ぶ外接円径と前記間隙規制部材の外径との隙間が、金属切削屑の寸法より小さくなるように構成したことを特徴とする請求１に記載の金属切削屑圧縮装置。
3. 圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、底穴有無を切替え可能で前記圧縮シリンダーの圧縮力を受け止める底板と、前記底板の底穴有無を切替える切替えシリンダーと、前記圧縮シリンダーの加圧、減圧と前記切替えシリンダーの切替え作動を制御する制御部で構成する圧縮シリンダー機構を具備し、前記底板が底穴無しの状態に切り換わった時に、前記圧縮シリンダーを圧縮方向に作用させて金属切削屑を圧縮した後、前記圧縮シリンダーを一旦減圧方向に作用させつつ前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度加圧方向に作用させて圧縮済みの金属切削屑を前記底穴から排出することで、前記圧縮シリンダー機構が金属切削屑の圧縮シリンダーとしての機能と排出シリンダーとしての機能を兼ねるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の金属切削屑圧縮装置。
4. 圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダーと、前記圧縮シリンダーの加圧力を検出する検出器と、前記加圧シリンダーの変位を検出する検出器で構成する圧縮シリンダー機構を具備し、前記圧縮シリンダーの設定加圧力を超える前に設定圧縮変位を超えた場合には、前記圧縮シリンダーの圧縮作動を中断して減圧作動に切り換え、前記圧縮シリンダーを再度金属切削屑を受け入れ可能な位置に戻すことを特徴とする請求項３に記載の金属切削屑圧縮装置。
5. 投入された金属切削屑を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた金属切削屑を破砕する破砕機構と、破砕された金属切削屑を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された金属切削屑を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えた金属切削屑圧縮装置であって、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、金属切削屑を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された金属切削屑を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を使ってポンプを駆動することで、金属切削屑を圧縮成形する際に滲出し油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の油受け容器に移送し回収するように構成したことを特徴とする金属切削屑圧縮装置。
6. 金属切削屑を圧縮成形する際に発生する切削油を回収する前記ポンプは、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を一旦回転変位に変換し、更に回転変位を直線変位に変換するカムなどの変換機構により前記ポンプを押し下げ乃至引き上げ作動させることで、金属切削屑を圧縮成形する際に滲出し油受けに溜まった切削油を、前記ポンプで吸い上げて別の油受け容器に移送し回収するように構成したことを特徴とする請求５に記載の金属切削屑圧縮装置。
7. 投入された金属切削屑を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた金属切削屑を破砕する破砕機構と、破砕された金属切削屑を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された金属切削屑を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えた金属切削屑圧縮装置であって、前記圧縮シリンダー機構の圧縮成形室はスライド可能な底板を有しており、金属切削屑を圧縮成形する際には前記底板の穴が無い部位を使用し、圧縮成形された金属切削屑を排出する際には底板の穴が有る部位を使用すべく、底板をスライドさせて穴の有無を切り換え可能に構成されてなり、前記底板の穴の有無を切り換えるスライド変位を回転変位に変換する変換機構を具備し、この変換機構の回転軸の軸方向に前記回転軸を回転中心とする腕を備え、前記腕の先端に圧縮シリンダー機構から排出された金属切削屑を受け止める係止部材を有し、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された金属切削屑を、装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えたことを特徴とする金属切削屑圧縮装置。
8. 前記排出機構は、前記腕と前記係止部材と、前記腕に対して略平行に配置された補助腕で構成されてなり、前記腕と前記係止部材間に設けた前記回転軸と平行な回転軸、および前記係止部材と前記補助腕間に設けた前記回転軸と平行な別の回転軸、さらに前記補助腕と前記圧縮シリンダー機構の一部の部材に設けた前記回転軸と平行なさらに別の回転軸により四節のリンクを構成しており、前記底板を穴が有る部位から穴の無い部位に切り換える際のスライド変位を回転変位に変換することにより前記腕に回転変位を与えることで、前記腕の先端の前記係止部材に排出された金属切削屑を、略排出された姿勢のまま装置の下部から上部に向かって回転移送して排出する排出機構を備えたことを特徴とする請求７に記載の金属切削屑圧縮装置。
9. 圧縮シリンダーは、金属切削屑を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮プランジャーと、前記圧縮プランジャーの内部に前記圧縮プランジャーの長手方向中心線と同軸で前記圧縮プランジャーの外径よりも小径で長手方向に長いピンを前記圧縮プランジャーからその一部を長手方向に変位可能な状態で突出させて内臓しており、前記ピンは、前記底板が底穴無しの状態に切り換わって、金属切削屑が前記圧縮成形室内に蓄積されて圧縮成形が終了するまで、前記圧縮成形室の長手方向中心に位置し、前記圧縮シリンダーが圧縮方向へ変位する際には、圧縮変位分だけ前記ピンの突出部が前記圧縮プランジャーの内部に収納されていき、圧縮成形が終了して前記圧縮シリンダーを減圧方向に作動させている間は、前記ピンが圧縮成形された金属切削屑から離れるまで前記圧縮プランジャーと前記ピンが一体的に変位するとともに、前記底板を底穴有りの状態に切替えて、前記圧縮シリンダーを再度圧縮方向に作動させて圧縮済みの金属切削屑を前記底穴から排出する際には、圧縮済みの金属切削屑に前記ピンの突出部が当接すると同時に前記圧縮プランジャーの圧縮変位に伴い、前記ピンの突出部が前記圧縮プランジャーの内部に収納されることを特徴とする請求項３に記載の金属切削屑圧縮装置。
10. 前記ピンの長手方向の外周の一部に拘束溝を設けるとともに、前記拘束溝に向かう方向に前記圧縮プランジャーに対する前記ピンの出入りを規制するための拘束機構を設け、前記拘束機構は前記圧縮成形室の内壁から押圧されることで作動し、前記ピンの中心軸に向かう方向に伸縮可能なスプールを有することを特徴とする請求項９に記載の金属切削屑圧縮装置。
11. 投入された金属切削屑を受けるホッパーと、ホッパーから送られてきた金属切削屑を破砕する破砕機構と、破砕された金属切削屑を圧縮シリンダー機構に送り込む移送機構と、移送された金属切削屑を圧縮成形室内で圧縮成形する圧縮シリンダー機構を備えた金属切削屑圧縮装置であって、前記破砕機構はこれを駆動する電動機の電流値が上昇するのに伴い前記電動機の回転数を減少し、前記電流値が過大な値を示した場合には前記電動機の回転方向を反転するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の金属切削屑圧縮装置。