JP3559555B2 - 金属屑塊成形装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属屑塊成形装置に係わり、特に金属屑をより効率的に再資源化するための金属屑塊を成形する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属を利用した製品の製造工程では金属を切削する際に生じる切粉等の金属屑が大量に発生する。近年では、これらの金属屑は回収され再資源としてリサイクルすることが進められており、より効率的な再資源化手段及び方法が考えられている。例えば、特願２００１−２８４１０５号公報では、本出願人により、リボン状等の形状を有する固形化が困難な金属屑を一旦細かく破砕してリサイクル効率が高いボール状にプレス成形することができる金属屑破砕装置及びそれを用いた金属屑プレス装置に関する発明が出願されている。
【０００３】
また、金属屑の中でも再資源化材料として需要の高いアルミニウムに関する技術として、特許文献１には、「アルミニウム切削屑のリサイクル設備」として「所定量のアルミニウム切削屑を予備成形する予備成形装置と、該予備成形装置で成形された予備成形体を非酸化性雰囲気中で４８０℃以上融点未満の温度範囲に加熱する加熱装置と、該加熱装置に隣接して配設され前記予備成形体を前記温度範囲内の所定温度に維持しながら加圧焼結するホットプレス装置とからなるアルミニウム切削屑のリサイクル設備」が開示されている。
この特許文献１に開示された発明では、切削油が付着したアルミニウム切削屑を予備成形し、非酸化性雰囲気中で加熱して切削油を除去し、そして、ホットプレスを行うことによって、アルミニウム合金に匹敵する物性を有する焼結体を得ることができる。また、装置をコンパクトにし、各工程を連続で処理することによって省スペース、省労力及び省エネルギーを図っている。
【０００４】
さらに、特許文献２には、「アルミニウム切削屑塊の製造方法」として、「アルミニウム切削屑を脱油機に入れて付着油分を２〜１０％に調整する油分調整工程と、付着油分が調整されたアルミニウム切削屑をプレス装置に入れプレスしてアルミニウム切削屑塊を造形するプレス工程と、アルミニウム切削屑塊を加熱炉に入れ加熱して油分を乾燥させる乾燥工程と、からなることを特徴とするアルミニウム切削屑塊の製造方法」が開示されている。
この特許文献２に開示された発明では、プレス工程前にアルミニウム切削屑の付着油分を２〜１０％に調整することによって、プレス時の成形型とアルミニウム切削屑との固着を防止してアルミニウム切削屑塊を造形することができる。また、プレスによりアルミニウム切削屑をブリケットに造形するので、減圧雰囲気を必要とせず、高価な設備を用いずに既存の設備を用いることができる。
【０００５】
一方、モータの制御に関する技術として、特許文献３には、「厨芥処理機」として、「厨芥を乾燥させる乾燥室と、前記乾燥室内の厨芥を攪拌する回転刃と、前記回転刃を駆動するモータと、前記乾燥室に熱風を供給する加熱乾燥手段と、前記モータに流れる電流を検知するモータ電流検出装置と、前記電流検出装置からの検出電流値が予め設定された設定値以上の場合に、前記モータの回転方向を反転させる回転方向切替装置を備えた厨芥処理機」が開示されている。この特許文献３に記載された発明では、厨芥を加熱乾燥する際に攪拌させるために回転させて用いる回転刃には、予め設定された設定値以上のトルクがかかった場合、回転刃の回転方向を反転させるという制御を備えているので、小さなトルクで粉砕を徐々に進行させることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１７６２２７号公報
【特許文献２】
特開平７−９０３９７号公報
【特許文献３】
特開２００１−１７９１２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術においては、まず、特許文献１に記載された従来の技術では、一般的な溶解炉で溶融させるアルミニウムの再資源化方法に比べると製造される焼結体ではアルミニウムを完全に溶融しないために焼結体中に不純物等が残存し満足する物性を得られないという課題があった。
また、特許文献２に記載された従来の技術では、溶解炉におけるアルミニウムの酸化を防止し効果的にアルミニウム屑を再資源化するためにアルミニウム屑をブリケット化することが考えられているが、アルミニウム屑に付着した切削油を利用しているために、切削油が付着していないものついては適用できないという課題があった。
一方、特許文献３に記載された従来の技術では、予め設定されたトルクの値に対しては回転刃の回転方向を反転させるという制御を可能にしているが、例えば、連続して変動するトルクの値に連動して回転刃等の回転物の動作を制御できないという課題があった。
【０００８】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、金属を利用した製造工程において生じる金属屑を再資源化するための中間材料である良質な金属屑塊を効率よく製造する金属屑塊成形装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である金属屑塊成形装置は、供給部と、成形部とを有する金属屑塊成形装置であって、供給部は材料を投入する供給口を有するホッパーと、このホッパーの内側に設置されるかみ合い型の２本のスクリューと、この２本のスクリューを作動させる第１の動力部とを有し、成形部は供給部の下方に設置され、互いに異方向に回転する一対の回転ロールと、この一対の回転ロールを作動させる第２の動力部とを有し、一対の回転ロールの各々のロール周面には連続して複数の凹部が一対の回転ロールで対向するように形成され、第１の動力部は、モータと、モータトルク検出部と、モータトルク検出部によって検出されるモータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて高い場合にはモータの回転数を下げると同時に第２の動力部の回転数を上げ、モータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて低い場合にはモータの回転数を上げると同時に第２の動力部の回転数を下げる制御部とを有するものである。
上記構成の金属屑塊成形装置においては、供給口から投入される材料はホッパーに添って回転する２本のスクリューによって圧縮されながら下方へ移動し、そして、回転する一対の回転ロールのロール周面の連続した凹部に順次押し込まれて複数の金属屑塊が形成されるという作用を有する。２本のスクリューは、１のスクリューの羽根によって形成される山部と他のスクリューの回転軸によって形成される谷部がかみ合うように構成され、スクリューの周囲への金属屑の膠着を防止する作用を有する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明である金属屑塊成形装置は、供給部と、成形部とを有する金属屑塊成形装置であって、供給部は材料を投入する供給口を有するホッパーと、このホッパーの底部に横設される送りスクリューと、この送りスクリューを作動させる第３の動力部と、ホッパーに連結される圧縮室と、この圧縮室に設置されるかみ合い型の２本のスクリューと、この２本のスクリューを作動させる第１の動力部とを有し、成形部は供給部の下方に設置され、互いに異方向に回転する一対の回転ロールと、この一対の回転ロールを作動させる第２の動力部とを有し、一対の回転ロールの各々のロール周面には連続して複数の凹部が一対の回転ロールで対向するように形成され、第１の動力部は、モータと、モータトルク検出部と、モータトルク検出部によって検出されるモータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて高い場合にはモータの回転数を下げると同時に第２の動力部の回転数を上げ、モータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて低い場合にはモータの回転数を上げると同時に第２の動力部の回転数を下げる制御部とを有するものである。
上記構成の金属屑塊成形装置においては、供給口から投入される材料はホッパーの底部に横設される送りスクリューによって確実に圧縮室へ送り出され、そして、圧縮室では回転する２本のスクリューによって圧縮されながら下方へ移動し、続いて、回転する一対の回転ロールのロール周面の連続した凹部に順次押し込まれて複数の金属屑塊が形成されるという作用を有する。また、スクリューが２本設けられていることの作用は、請求項１と同様である。
【００１１】
請求項３記載の発明である金属屑塊成形装置は、請求項１又は請求項２に記載の金属屑塊成形装置において、かみ合い型の２本のスクリューとこの２本のスクリューを作動させる第１の動力部に代えて、１本のスクリューと、このスクリューを作動させる第１の動力部を備えるものである。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明である金属屑塊成形装置は、請求項１乃至請求項３に記載の金属屑塊成形装置において、成形部は、一対の回転ロールの回転軸に対して垂直に跨設され一対の回転ロールを固定するケーシングを有するものである。
上記構成の金属屑塊成形装置においては、請求項１乃至請求項３に記載の発明の作用に加えて、ケーシングは一対の回転ロールが動かないように固定するという作用を有する。
【００１４】
最後に、請求項５に記載の発明である金属屑塊成形装置は、請求項１乃至請求項４に記載の金属屑塊成形装置において、凹部は、隣接する凹部との凸状の境界において、切り欠いた溝部を有するものである。
上記構成の金属屑塊成形装置においては、請求項１乃至請求項４に記載の発明の作用に加えて、投入される材料は凹部だけでなく溝部にも送り込まれるので、連続した金属屑塊を形成するという作用を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る金属屑塊成形装置の第１の実施の形態を図１乃至図７に基づき説明する。（請求項１、請求項３乃至請求項５に対応）
図１は第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の正面を示す一部断面図であり、図２は、同じく、本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の側面を示す一部断面図である。図１及び図２において、本実施の形態における金属屑塊成形装置１は、アルミニウム屑２を投入する供給口３を有する漏斗型のホッパー４と、このホッパー４の内部に２本のスクリュー５，５と、この２本のスクリュー５，５を作動させる第１のモータ６を有し、さらに、ホッパー４の下方に一対の回転軸８，８に設置された一対の回転ロール７，７が、回転ロール７，７を作動させる第２のモータ９に連結されて基台１０に設置されている。
再資源化されるアルミニウム屑２は、漏斗型のホッパー４の供給口３から投入されスクリュー５，５の羽根の隙間に巻き込まれるように回転ロール７，７へ送出される。
【００１６】
２本のスクリュー５，５はかみ合い型で異方向に回転する。したがって、細かいアルミニウム屑２がスクリュー５，５の羽根の隙間に滞留、膠着するのを防止することができる。また、スクリューを２本設置することによってアルミニウム屑２を十分に搾油し圧縮して下方の一対の回転ロール７，７へ送り出すことができる。なお、スクリューはかみ合い型でなくてもよく、また、その場合は同方向に回転させてもよい。
【００１７】
一対の回転ロール７，７は２本のスクリュー５，５の中心線の延長が圧着面になるように設置されている。また、この一対の回転ロール７，７は、一つの回転ロール７が第２のモータ９に直接接続され、他方が、図示していないが、ギアを介して第２のモータ９に接続されて駆動している。
さらに、詳しく図示していないが、一対の回転ロール７，７は回転軸８，８に対して垂直に跨設されたケーシング１１によって固定されている。このケーシング１１は圧着時の反力による回転ロール７，７の圧着方向と逆方向へのぶれを抑制することができるので、回転ロール７，７の圧着面において十分に圧力をかけることができる。
【００１８】
なお、本実施の形態においては、図１と図２を参照しながら、スクリューが２本ある場合を説明したが、スクリューが１本のみ備えられているような実施の形態でもよい。スクリュー５が１本の場合であれば、かみ合い型の２本のスクリューで得られる滞留あるいは膠着防止の作用は期待できないため、新たに、図１に示されるようなエアシリンダー１２ａを設置する。このエアシリンダー１２ａは、スクリュー５の回転軸に垂直な方向にシリンダー駆動部１２ｂで可動に設けられている。このエアシリンダー１２ａによれば、スクリュー５の羽根の隙間を埋めるアルミニウム屑２が棒状となって回転ロール７へ送出されない場合に、膠着したアルミニウム屑２をスクリュー５の回転軸と垂直方向に押して回転軸から剥がすことができるので、巻き込みのための流路を再生し回転ロール７への円滑な送出が可能となる。
エアシリンダー１２ａの設置場所は、ホッパー４と回転ロール７の中間位置であればよいが、スクリュー５が回転している最中にエアシリンダー１２ａを駆動する場合には、スクリュー５の羽根と干渉しないように同期させるとよい。
なお、１本のスクリュー５の場合には、それを駆動させる第１のモータ６の回転軸も１本となるのは言うまでもない。
【００１９】
次に、第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置におけるスクリューと回転ロールの回転数制御について図３乃至図５を参照しながら説明する。
図３は第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の制御系の構成図である。
図３において、スクリュー５には第１のモータ６が連結され、この第１のモータ６にはエンコーダ１３が設置されている。そして、サーボアンプ１４は第１のモータ６、エンコーダ１３及びコントローラ１５と電気的に接続されている。
【００２０】
エンコーダ１３は第１のモータ６の回転角等からモータトルクを検出して、これをフィードバック信号１６としてサーボアンプ１４へ送信する。そして、サーボアンプ１４では、このフィードバック信号１６と、コントローラ１５からのスクリュー５の回転数や電圧に関する指令信号１７ａとを考慮して電力の供給度合いを決定し、電力信号１８ａを第１のモータ６に送信し、第１のモータ６を作動させ、スクリュー５を回転させることができる。
また、同様に回転ロール７には第２のモータ９が連結され、この第２のモータ９はサーボアンプ１４に接続され、サーボアンプ１４はエンコーダ１３からのフィードバック信号１６とコントローラ１５からの指令信号１７ｂによって電力信号１８ｂを決定して第２のモータ９を作動させる。すなわち、第２のモータ９は第１のモータ６の回転トルクとリンクして制御される。
【００２１】
したがって、スクリュー５を作動させる第１のモータ６側では、エンコーダ１３によって過大なモータトルクを検出した場合には、電力を降下させるようにフィードバックするフィードバック信号１６を通じて、サーボアンプ１４で電力供給を下げる電力信号１８ａを発生させ、これによってスクリュー５の回転数を下げることができる。逆に、過小なモータトルクを検出した場合は、スクリュー５の回転数を上げることができる。
そして、それと同時に回転ロール７を作動させる第２のモータ９側では、エンコーダ１３ａによって第１のモータ６に過大なモータトルクが検出された場合には、回転ロール７の回転数を上げるように電力信号１８ｂを発生させて第２のモータ９が制御される。逆に第１のモータ６において過小なモータトルクを検出した場合には、回転ロール７の回転数を下げるように制御される。
なお、サーボアンプ１４では、コントローラ１５からの電圧の指令に従って、電圧を変化させて電力を供給するものである。
【００２２】
図４は、本実施の形態に係る金属屑塊成形装置の制御フローの概念図である。図４において、図３を参照しながら説明したとおり、金属屑塊成形装置の運転開始より、ステップＳ１では運転中であるか否かのフラグの確認を行う。起動スイッチをいれた直後では、まだこの運転フラグは立てられず、ＯＦＦの方、すなわちステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、スクリューモータすなわち第１のモータ６が回転を開始し、ステップＳ８でスクリュートルクをエンコーダ１３で確認して、トルクがまだ十分に上がらない状態では、ステップＳ７に戻りトルクが十分に上がると、次のステップＳ９に進む。
【００２３】
ステップＳ９では、ロールモータすなわち第２のモータ９が回転を開始する。その後、ステップＳ１０で運転中というフラグが立てられ、ステップＳ１に戻る。
なお、ステップＳ８においてトルクが十分に上がらないかあるいは適度なトルクが出ているという判断の基準は、第１のモータ６の特性によって予め設定しておくとよい。
運転中のフラグが立てられると、ステップＳ２では、スクリュートルクが所定のトルクの範囲内にあるか否かをエンコーダ１３を用いて検出し、所定の範囲内に収まっている場合には、ステップＳ２に戻るが、トルクが低下してしまった場合には、ステップＳ５に進み第１のモータ６の回転数を上げる制御がなされ、同時にステップＳ６で第２のモータ９は回転数を下げる制御がなされる。
【００２４】
このような場合には、スクリュー５に巻き込まれて送出されるアルミニウム屑などの量が減少していると考えられるため、スクリュー５を早く回転させて一定量のアルミニウム屑を供給するように制御する一方、第２のモータ９は、減少しているアルミニウム屑に対応すべく回転数を下げる制御を実行する。なお、ステップＳ２におけるスクリュートルクの高低あるいは適の設定値は、処理される金属の特性や第１のモータ６の特性などから判断される。
【００２５】
一方、トルクが高くなってしまった場合には、ステップＳ３に進み第１のモータ６の回転数を下げる制御がなされ、同時にステップＳ４で第２のモータ９の回転数を上げる制御がなされる。
このような場合には、前述の場合とは逆にスクリュー５に巻き込まれて送出されるアルミニウム屑などの量が増加していると考えられるため、スクリュー５をゆっくり回転させて一定量のアルミニウム屑を供給可能に制御し、逆に第２のモータ９では増えているアルミニウム屑の量に対応できるように回転数を上げる制御がなされる。
【００２６】
図５は第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によって検出されるモータトルクと制御されるスクリュー回転数を示す概念図である。
図５において、モータトルク１９は時間の経過とともに変動している。このとき、前述のエンコーダ１３、サーボアンプ１４及びコントローラ１５の作用によってスクリュー回転数２０をモータトルク１９の変動に応じて連続的に変化させることができる。すなわち、図４を用いて説明したようにモータトルク１９が上昇したときにはスクリュー回転数２０を減少させ、逆に、モータトルク１９が減少したときにはスクリュー回転数２０は増加させるので、常にホッパー４内のアルミニウム屑２に加わる圧力を一定に保持することができる。したがって、アルミニウム屑２は回転ロールへ均一に押し出されることが可能となる。
なお、図５においては、スクリュー５の回転数のみを表示しているが、図４を参照して説明したとおり回転ロール７の回転数はスクリュー５のそれと逆の変動を示すように、すなわちモータトルク１９と同じように制御されることになる。
【００２７】
続いて、本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の回転ロールについて図６乃至図８を参照しながら説明する。
図６（ａ）は本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の回転ロールの正面を示す概略図であり、（ｂ）は同じく回転ロールの側面を示す概略図であり、（ｃ）は同じく回転ロールのロール面の凹部を示す概略図である。
図６（ａ）において、回転ロール７のロール周面には回転方向に連続して複数のピロー型の凹部２１が凹設されている。この凹部２１には、スクリュー５によって圧縮されたアルミニウム屑２が送り込まれる。なお、凹部２１の形状はピロー型以外にも円形状やアーモンド状等の形状を凹設することができる。
【００２８】
図６（ｂ）及び図６（ｃ）において、凹部２１には、隣接する凹部２１との凸状の境界で凹部２１の略中心位置に、切り欠いた形状の溝部２２が設けられている。この溝部２２には、凹部２１と同様にスクリュー５によって圧縮されたアルミニウム屑２が送り込まれる。
なお、本第１の実施の形態においては、溝部２２は凹部２１の略中心位置に１つ設けられているが、凹部２１の両端位置に２つ設けることもでき、切欠位置及び個数は自由に設定することができる。
【００２９】
さらに、図６（ｃ）において、凹部２１と隣接する凹部２１との凸状の境界は細く設計されている。この境界が細くなっていることで、後述するアルミニウム屑塊の成形工程において、回転ロール７において隣接して成形されるアルミニウム屑塊との切れが良くなり、形状が優れたアルミニウム屑塊を成形することができる。
【００３０】
ここで、図７及び図８を用いて回転ロール７を用いた場合のアルミニウム屑塊の成形工程について説明する。
図７は第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によって成形されるアルミニウム屑塊の外形図である。
図７において、アルミニウム屑塊２３はピロー型であり、回転ロール７の凹部２１に設けられた溝部２２によって生じる線状の繋ぎ目２３ｅを有している。なお、アルミニウム屑塊２３の形状は、回転ロール７の凹部２２の型を変えることによって如何様な形状にも成形することができる。
【００３１】
また、図８は本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によるアルミニウム屑塊の成形の状態を示す概念図である。
図８において、アルミニウム屑２は一対の回転ロール７，７の凹部２１に送り込まれ、そして、一対の回転ロール７，７の圧着によって強固に圧縮されてアルミニウム屑塊２３ａとなる。
続いて、回転ロール７，７の回転によってアルミニウム屑塊２３ｂは下方へ送り出される。このとき、回転ロール７の凹部２１に設けられた溝部２２にもアルミニウム屑２が送り込まれるので、アルミニウム屑塊２３ｂはアルミニウム屑塊２３ａと繋がった形状となる。
さらに下方へ送り出されているアルミニウム屑塊２３ｃについてみると、一方は同様にアルミニウム屑塊２３ｂと繋がっているが、他方は切断されている。これは、溝部２２によって形成された線状の繋ぎ目２３ｅが落下中のアルミニウム屑塊２３ｄの自重に絶えられなくなり切断するからである。
そして、アルミニウム屑塊２３ｄは切り離され、個々のアルミニウム屑塊２３として成形されるのである。
【００３２】
一般に、金属を成形等の加工を施すと加工熱の発生により金属製の金型から成形物が剥離しにくくなるので、油や剥離剤等を使用して剥離を促している。しかし、このように回転ロール７に溝部２２を有した凹部２１を設けると、順次成形されるアルミニウム屑塊２３は繋がった形状となり、落下する際に次のアルミニウム屑塊２３をその自重によって引っ張ることによって凹部２２との剥離を容易にしているのである。したがって、剥離剤等を使用する必要がなく、低コストになる上に、不純物の混入を防止することができる。
【００３３】
このように構成された本第１の実施の形態においては、投入されるアルミニウム屑２は、２本のスクリューによって圧縮が十分になされ、第１のモータ６によって一定の圧力で回転ロール７へ送り込まれ、ケーシングで固定された一対の回転ロール７，７によって強固に圧着されるので、均一で密度の高いアルミニウム屑塊２３を成形することができる。したがって、このアルミニウム屑塊２３を溶解炉等の溶湯に投入しても浮遊することがないので、表面の酸化を防止し、効果的にアルミニウム屑２のリサイクルを行うことができる。
また、１本のスクリューにおいてもエアシリンダー１２ａを用いてアルミニウム屑２の滞留や膠着を解消するので、同様に第１のモータ６によって一定圧力で回転ロール７にアルミニウム屑２を送り込むことができる。
また、回転ロール７では、溝部２２の作用によってアルミニウム屑塊２３は凹部２１から剥離しやすいので、アルミニウム屑塊２３の凹部２１への密着によるトラブルが減少し稼働率が上がる。
【００３４】
次に、本発明に係る金属屑塊成形装置の第２の実施の形態について図９を参照しながら説明する。（請求項２に対応）
図９は、第２の実施の形態に係る横型供給式金属屑塊成形装置の正面を示す一部断面図である。
図９において、図１乃至図８に示された部分と同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。本第２の実施の形態の横型供給式金属屑塊成形装置２４は、送りスクリュー２７を設けたホッパー２６を第１の実施の形態においてはホッパー４に相当する圧縮室２９に横設したものである。
ホッパー２６に送りスクリュー２７を設けることによって、投入するアルミニウム屑２は壁面等にこびりつくことなく、確実に圧縮室２９へ運搬される。したがって、ホッパー２６内でのアルミニウム屑２の詰まりを防ぎ、清掃等の必要がなくメンテナンスが容易になる。そして、アルミニウム屑２の詰まりによって生じる装置の故障をなくし、稼働率を上げることができる。
【００３５】
このように構成された第２の実施の形態においては、投入するアルミニウム屑２は送りスクリュー２７によって壁面等に滞留することなく確実に圧縮室２９へ運搬され、スクリュー５によって十分搾油、圧縮されて、回転ロール７へ送り出され、均一で密度の高いアルミニウム屑塊２３を製造することができる。
なお、本実施の形態においてもスクリュー５を１本の構成とすることが可能であり、その際には図９では図示されないが、図１に示されるようなエアシリンダー１２ａとシリンダー駆動部１２ｂを設置することによってアルミニウム屑２の詰まりをより効果的に防止することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載の金属屑塊成形装置においては、投入される材料は２本のスクリューによって十分に圧縮されて密度の高い金属屑塊を成形することができる。また、モータの回転数が制御されることによって、回転ロールへ送り込まれる材料にかかる圧力を常に一定にすることができるので均一な金属屑塊を成形することができる。さらに、第２の動力部の回転数を同時に制御することで材料の量の変化に対応が可能となる。
【００３７】
また、本発明の請求項２に記載の金属屑塊成形装置においては、投入される材料は壁面等に滞留することなく確実に圧縮室へ運搬されるので、装置のメンテナンスが簡便となる。そして、圧縮室へ運搬された材料は２本のスクリューによって十分に圧縮されて密度の高い金属屑塊を成形することができる。さらに、モータと第２の動力部の回転数の制御による効果は請求項１と同様である。
【００３８】
さらに、本発明の請求項３に記載の金属屑塊成形装置においては、かみ合い型の２本のスクリューを１本のスクリューに減らすことができる。
【００４０】
そして、本発明の請求項４に記載の金属屑塊成形装置においては、回転ロールがケーシングによって固定されているので、回転ロールの圧着時の圧力が分散することがなく材料を十分に圧着し、良質で形状の優れた金属屑塊を成形することができる。
【００４１】
最後に、本発明の請求項５に記載の金属屑塊成形装置においては、溝部の作用によって金属屑塊は凹部から剥離しやすいので、不純物の混入の原因となる剥離剤等を使用する必要がなく、また、金属屑塊の凹部への密着によるトラブルを減少させ装置の稼働率が上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の正面を示す一部断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の側面を示す一部断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の制御系の構成図である。
【図４】第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の制御フローの概念図である。
【図５】第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によって検出されるモータトルクと制御されるスクリュー回転数を示す概念図である。
【図６】（ａ）は本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の回転ロールの正面を示す概略図であり、（ｂ）は同じく回転ロールの側面を示す概略図であり、（ｃ）は同じく回転ロールのロール面の凹部を示す概略図である。
【図７】本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によって成形されるアルミニウム塊の外形図である。
【図８】本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によるアルミニウム塊の成形の状態を示す概念図である。
【図９】本第２の実施の形態に係る横型供給式金属屑塊成形装置の正面を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１…金属屑塊成形装置 ２…アルミニウム屑 ３…供給口 ４…ホッパー ５…スクリュー ６…第１のモータ ７…回転ロール ８…回転軸 ９…第２のモータ １０…基台 １１…ケーシング １２ａ…エアシリンダー １２ｂ…シリンダー駆動部 １３…エンコーダ １４…サーボアンプ １５…コントローラ １６…フィードバック信号 １７…指令信号 １８…電力信号 １９…モータトルク ２０…スクリュー回転数 ２１…凹部 ２２…溝部 ２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…アルミニウム屑塊 ２３ｅ…繋ぎ目 ２４…横型供給式金属屑塊成形装置 ２５…供給口 ２６…ホッパー ２７…送りスクリュー ２８…第３のモータ ２９…圧縮室 ３０…エアシリンダー ３１…シリンダー駆動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属屑塊成形装置に係わり、特に金属屑をより効率的に再資源化するための金属屑塊を成形する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属を利用した製品の製造工程では金属を切削する際に生じる切粉等の金属屑が大量に発生する。近年では、これらの金属屑は回収され再資源としてリサイクルすることが進められており、より効率的な再資源化手段及び方法が考えられている。例えば、特願２００１−２８４１０５号公報では、本出願人により、リボン状等の形状を有する固形化が困難な金属屑を一旦細かく破砕してリサイクル効率が高いボール状にプレス成形することができる金属屑破砕装置及びそれを用いた金属屑プレス装置に関する発明が出願されている。
【０００３】
また、金属屑の中でも再資源化材料として需要の高いアルミニウムに関する技術として、特許文献１には、「アルミニウム切削屑のリサイクル設備」として「所定量のアルミニウム切削屑を予備成形する予備成形装置と、該予備成形装置で成形された予備成形体を非酸化性雰囲気中で４８０℃以上融点未満の温度範囲に加熱する加熱装置と、該加熱装置に隣接して配設され前記予備成形体を前記温度範囲内の所定温度に維持しながら加圧焼結するホットプレス装置とからなるアルミニウム切削屑のリサイクル設備」が開示されている。
この特許文献１に開示された発明では、切削油が付着したアルミニウム切削屑を予備成形し、非酸化性雰囲気中で加熱して切削油を除去し、そして、ホットプレスを行うことによって、アルミニウム合金に匹敵する物性を有する焼結体を得ることができる。また、装置をコンパクトにし、各工程を連続で処理することによって省スペース、省労力及び省エネルギーを図っている。
【０００４】
さらに、特許文献２には、「アルミニウム切削屑塊の製造方法」として、「アルミニウム切削屑を脱油機に入れて付着油分を２〜１０％に調整する油分調整工程と、付着油分が調整されたアルミニウム切削屑をプレス装置に入れプレスしてアルミニウム切削屑塊を造形するプレス工程と、アルミニウム切削屑塊を加熱炉に入れ加熱して油分を乾燥させる乾燥工程と、からなることを特徴とするアルミニウム切削屑塊の製造方法」が開示されている。
この特許文献２に開示された発明では、プレス工程前にアルミニウム切削屑の付着油分を２〜１０％に調整することによって、プレス時の成形型とアルミニウム切削屑との固着を防止してアルミニウム切削屑塊を造形することができる。また、プレスによりアルミニウム切削屑をブリケットに造形するので、減圧雰囲気を必要とせず、高価な設備を用いずに既存の設備を用いることができる。
【０００５】
一方、モータの制御に関する技術として、特許文献３には、「厨芥処理機」として、「厨芥を乾燥させる乾燥室と、前記乾燥室内の厨芥を攪拌する回転刃と、前記回転刃を駆動するモータと、前記乾燥室に熱風を供給する加熱乾燥手段と、前記モータに流れる電流を検知するモータ電流検出装置と、前記電流検出装置からの検出電流値が予め設定された設定値以上の場合に、前記モータの回転方向を反転させる回転方向切替装置を備えた厨芥処理機」が開示されている。この特許文献３に記載された発明では、厨芥を加熱乾燥する際に攪拌させるために回転させて用いる回転刃には、予め設定された設定値以上のトルクがかかった場合、回転刃の回転方向を反転させるという制御を備えているので、小さなトルクで粉砕を徐々に進行させることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１７６２２７号公報
【特許文献２】
特開平７−９０３９７号公報
【特許文献３】
特開２００１−１７９１２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術においては、まず、特許文献１に記載された従来の技術では、一般的な溶解炉で溶融させるアルミニウムの再資源化方法に比べると製造される焼結体ではアルミニウムを完全に溶融しないために焼結体中に不純物等が残存し満足する物性を得られないという課題があった。
また、特許文献２に記載された従来の技術では、溶解炉におけるアルミニウムの酸化を防止し効果的にアルミニウム屑を再資源化するためにアルミニウム屑をブリケット化することが考えられているが、アルミニウム屑に付着した切削油を利用しているために、切削油が付着していないものついては適用できないという課題があった。
一方、特許文献３に記載された従来の技術では、予め設定されたトルクの値に対しては回転刃の回転方向を反転させるという制御を可能にしているが、例えば、連続して変動するトルクの値に連動して回転刃等の回転物の動作を制御できないという課題があった。
【０００８】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、金属を利用した製造工程において生じる金属屑を再資源化するための中間材料である良質な金属屑塊を効率よく製造する金属屑塊成形装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である金属屑塊成形装置は、供給部と、成形部とを有する金属屑塊成形装置であって、供給部は材料を投入する供給口を有するホッパーと、このホッパーの内側に設置されるかみ合い型の２本のスクリューと、この２本のスクリューを作動させる第１の動力部とを有し、成形部は供給部の下方に設置され、互いに異方向に回転する一対の回転ロールと、この一対の回転ロールを作動させる第２の動力部とを有し、一対の回転ロールの各々のロール周面には連続して複数の凹部が一対の回転ロールで対向するように形成され、第１の動力部は、モータと、モータトルク検出部と、モータトルク検出部によって検出されるモータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて高い場合にはモータの回転数を下げると同時に第２の動力部の回転数を上げ、モータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて低い場合にはモータの回転数を上げると同時に第２の動力部の回転数を下げる制御部とを有するものである。
上記構成の金属屑塊成形装置においては、供給口から投入される材料はホッパーに添って回転する２本のスクリューによって圧縮されながら下方へ移動し、そして、回転する一対の回転ロールのロール周面の連続した凹部に順次押し込まれて複数の金属屑塊が形成されるという作用を有する。２本のスクリューは、１のスクリューの羽根によって形成される山部と他のスクリューの回転軸によって形成される谷部がかみ合うように構成され、スクリューの周囲への金属屑の膠着を防止する作用を有する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明である金属屑塊成形装置は、供給部と、成形部とを有する金属屑塊成形装置であって、供給部は材料を投入する供給口を有するホッパーと、このホッパーの底部に横設される送りスクリューと、この送りスクリューを作動させる第３の動力部と、ホッパーに連結される圧縮室と、この圧縮室に設置されるかみ合い型の２本のスクリューと、この２本のスクリューを作動させる第１の動力部とを有し、成形部は供給部の下方に設置され、互いに異方向に回転する一対の回転ロールと、この一対の回転ロールを作動させる第２の動力部とを有し、一対の回転ロールの各々のロール周面には連続して複数の凹部が一対の回転ロールで対向するように形成され、第１の動力部は、モータと、モータトルク検出部と、モータトルク検出部によって検出されるモータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて高い場合にはモータの回転数を下げると同時に第２の動力部の回転数を上げ、モータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて低い場合にはモータの回転数を上げると同時に第２の動力部の回転数を下げる制御部とを有するものである。
上記構成の金属屑塊成形装置においては、供給口から投入される材料はホッパーの底部に横設される送りスクリューによって確実に圧縮室へ送り出され、そして、圧縮室では回転する２本のスクリューによって圧縮されながら下方へ移動し、続いて、回転する一対の回転ロールのロール周面の連続した凹部に順次押し込まれて複数の金属屑塊が形成されるという作用を有する。また、スクリューが２本設けられていることの作用は、請求項１と同様である。
【００１１】
請求項３記載の発明である金属屑塊成形装置は、請求項１又は請求項２に記載の金属屑塊成形装置において、かみ合い型の２本のスクリューとこの２本のスクリューを作動させる第１の動力部に代えて、１本のスクリューと、このスクリューを作動させる第１の動力部を備えるものである。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明である金属屑塊成形装置は、請求項１乃至請求項３に記載の金属屑塊成形装置において、成形部は、一対の回転ロールの回転軸に対して垂直に跨設され一対の回転ロールを固定するケーシングを有するものである。
上記構成の金属屑塊成形装置においては、請求項１乃至請求項３に記載の発明の作用に加えて、ケーシングは一対の回転ロールが動かないように固定するという作用を有する。
【００１４】
最後に、請求項５に記載の発明である金属屑塊成形装置は、請求項１乃至請求項４に記載の金属屑塊成形装置において、凹部は、隣接する凹部との凸状の境界において、切り欠いた溝部を有するものである。
上記構成の金属屑塊成形装置においては、請求項１乃至請求項４に記載の発明の作用に加えて、投入される材料は凹部だけでなく溝部にも送り込まれるので、連続した金属屑塊を形成するという作用を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る金属屑塊成形装置の第１の実施の形態を図１乃至図７に基づき説明する。（請求項１、請求項３乃至請求項５に対応）
図１は第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の正面を示す一部断面図であり、図２は、同じく、本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の側面を示す一部断面図である。図１及び図２において、本実施の形態における金属屑塊成形装置１は、アルミニウム屑２を投入する供給口３を有する漏斗型のホッパー４と、このホッパー４の内部に２本のスクリュー５，５と、この２本のスクリュー５，５を作動させる第１のモータ６を有し、さらに、ホッパー４の下方に一対の回転軸８，８に設置された一対の回転ロール７，７が、回転ロール７，７を作動させる第２のモータ９に連結されて基台１０に設置されている。
再資源化されるアルミニウム屑２は、漏斗型のホッパー４の供給口３から投入されスクリュー５，５の羽根の隙間に巻き込まれるように回転ロール７，７へ送出される。
【００１６】
２本のスクリュー５，５はかみ合い型で異方向に回転する。したがって、細かいアルミニウム屑２がスクリュー５，５の羽根の隙間に滞留、膠着するのを防止することができる。また、スクリューを２本設置することによってアルミニウム屑２を十分に搾油し圧縮して下方の一対の回転ロール７，７へ送り出すことができる。なお、スクリューはかみ合い型でなくてもよく、また、その場合は同方向に回転させてもよい。
【００１７】
一対の回転ロール７，７は２本のスクリュー５，５の中心線の延長が圧着面になるように設置されている。また、この一対の回転ロール７，７は、一つの回転ロール７が第２のモータ９に直接接続され、他方が、図示していないが、ギアを介して第２のモータ９に接続されて駆動している。
さらに、詳しく図示していないが、一対の回転ロール７，７は回転軸８，８に対して垂直に跨設されたケーシング１１によって固定されている。このケーシング１１は圧着時の反力による回転ロール７，７の圧着方向と逆方向へのぶれを抑制することができるので、回転ロール７，７の圧着面において十分に圧力をかけることができる。
【００１８】
なお、本実施の形態においては、図１と図２を参照しながら、スクリューが２本ある場合を説明したが、スクリューが１本のみ備えられているような実施の形態でもよい。スクリュー５が１本の場合であれば、かみ合い型の２本のスクリューで得られる滞留あるいは膠着防止の作用は期待できないため、新たに、図１に示されるようなエアシリンダー１２ａを設置する。このエアシリンダー１２ａは、スクリュー５の回転軸に垂直な方向にシリンダー駆動部１２ｂで可動に設けられている。このエアシリンダー１２ａによれば、スクリュー５の羽根の隙間を埋めるアルミニウム屑２が棒状となって回転ロール７へ送出されない場合に、膠着したアルミニウム屑２をスクリュー５の回転軸と垂直方向に押して回転軸から剥がすことができるので、巻き込みのための流路を再生し回転ロール７への円滑な送出が可能となる。
エアシリンダー１２ａの設置場所は、ホッパー４と回転ロール７の中間位置であればよいが、スクリュー５が回転している最中にエアシリンダー１２ａを駆動する場合には、スクリュー５の羽根と干渉しないように同期させるとよい。
なお、１本のスクリュー５の場合には、それを駆動させる第１のモータ６の回転軸も１本となるのは言うまでもない。
【００１９】
次に、第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置におけるスクリューと回転ロールの回転数制御について図３乃至図５を参照しながら説明する。
図３は第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の制御系の構成図である。
図３において、スクリュー５には第１のモータ６が連結され、この第１のモータ６にはエンコーダ１３が設置されている。そして、サーボアンプ１４は第１のモータ６、エンコーダ１３及びコントローラ１５と電気的に接続されている。
【００２０】
エンコーダ１３は第１のモータ６の回転角等からモータトルクを検出して、これをフィードバック信号１６としてサーボアンプ１４へ送信する。そして、サーボアンプ１４では、このフィードバック信号１６と、コントローラ１５からのスクリュー５の回転数や電圧に関する指令信号１７ａとを考慮して電力の供給度合いを決定し、電力信号１８ａを第１のモータ６に送信し、第１のモータ６を作動させ、スクリュー５を回転させることができる。
また、同様に回転ロール７には第２のモータ９が連結され、この第２のモータ９はサーボアンプ１４に接続され、サーボアンプ１４はエンコーダ１３からのフィードバック信号１６とコントローラ１５からの指令信号１７ｂによって電力信号１８ｂを決定して第２のモータ９を作動させる。すなわち、第２のモータ９は第１のモータ６の回転トルクとリンクして制御される。
【００２１】
したがって、スクリュー５を作動させる第１のモータ６側では、エンコーダ１３によって過大なモータトルクを検出した場合には、電力を降下させるようにフィードバックするフィードバック信号１６を通じて、サーボアンプ１４で電力供給を下げる電力信号１８ａを発生させ、これによってスクリュー５の回転数を下げることができる。逆に、過小なモータトルクを検出した場合は、スクリュー５の回転数を上げることができる。
そして、それと同時に回転ロール７を作動させる第２のモータ９側では、エンコーダ１３ａによって第１のモータ６に過大なモータトルクが検出された場合には、回転ロール７の回転数を上げるように電力信号１８ｂを発生させて第２のモータ９が制御される。逆に第１のモータ６において過小なモータトルクを検出した場合には、回転ロール７の回転数を下げるように制御される。
なお、サーボアンプ１４では、コントローラ１５からの電圧の指令に従って、電圧を変化させて電力を供給するものである。
【００２２】
図４は、本実施の形態に係る金属屑塊成形装置の制御フローの概念図である。図４において、図３を参照しながら説明したとおり、金属屑塊成形装置の運転開始より、ステップＳ１では運転中であるか否かのフラグの確認を行う。起動スイッチをいれた直後では、まだこの運転フラグは立てられず、ＯＦＦの方、すなわちステップＳ７へ進む。
ステップＳ７では、スクリューモータすなわち第１のモータ６が回転を開始し、ステップＳ８でスクリュートルクをエンコーダ１３で確認して、トルクがまだ十分に上がらない状態では、ステップＳ７に戻りトルクが十分に上がると、次のステップＳ９に進む。
【００２３】
ステップＳ９では、ロールモータすなわち第２のモータ９が回転を開始する。その後、ステップＳ１０で運転中というフラグが立てられ、ステップＳ１に戻る。
なお、ステップＳ８においてトルクが十分に上がらないかあるいは適度なトルクが出ているという判断の基準は、第１のモータ６の特性によって予め設定しておくとよい。
運転中のフラグが立てられると、ステップＳ２では、スクリュートルクが所定のトルクの範囲内にあるか否かをエンコーダ１３を用いて検出し、所定の範囲内に収まっている場合には、ステップＳ２に戻るが、トルクが低下してしまった場合には、ステップＳ５に進み第１のモータ６の回転数を上げる制御がなされ、同時にステップＳ６で第２のモータ９は回転数を下げる制御がなされる。
【００２４】
このような場合には、スクリュー５に巻き込まれて送出されるアルミニウム屑などの量が減少していると考えられるため、スクリュー５を早く回転させて一定量のアルミニウム屑を供給するように制御する一方、第２のモータ９は、減少しているアルミニウム屑に対応すべく回転数を下げる制御を実行する。なお、ステップＳ２におけるスクリュートルクの高低あるいは適の設定値は、処理される金属の特性や第１のモータ６の特性などから判断される。
【００２５】
一方、トルクが高くなってしまった場合には、ステップＳ３に進み第１のモータ６の回転数を下げる制御がなされ、同時にステップＳ４で第２のモータ９の回転数を上げる制御がなされる。
このような場合には、前述の場合とは逆にスクリュー５に巻き込まれて送出されるアルミニウム屑などの量が増加していると考えられるため、スクリュー５をゆっくり回転させて一定量のアルミニウム屑を供給可能に制御し、逆に第２のモータ９では増えているアルミニウム屑の量に対応できるように回転数を上げる制御がなされる。
【００２６】
図５は第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によって検出されるモータトルクと制御されるスクリュー回転数を示す概念図である。
図５において、モータトルク１９は時間の経過とともに変動している。このとき、前述のエンコーダ１３、サーボアンプ１４及びコントローラ１５の作用によってスクリュー回転数２０をモータトルク１９の変動に応じて連続的に変化させることができる。すなわち、図４を用いて説明したようにモータトルク１９が上昇したときにはスクリュー回転数２０を減少させ、逆に、モータトルク１９が減少したときにはスクリュー回転数２０は増加させるので、常にホッパー４内のアルミニウム屑２に加わる圧力を一定に保持することができる。したがって、アルミニウム屑２は回転ロールへ均一に押し出されることが可能となる。
なお、図５においては、スクリュー５の回転数のみを表示しているが、図４を参照して説明したとおり回転ロール７の回転数はスクリュー５のそれと逆の変動を示すように、すなわちモータトルク１９と同じように制御されることになる。
【００２７】
続いて、本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の回転ロールについて図６乃至図８を参照しながら説明する。
図６（ａ）は本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の回転ロールの正面を示す概略図であり、（ｂ）は同じく回転ロールの側面を示す概略図であり、（ｃ）は同じく回転ロールのロール面の凹部を示す概略図である。
図６（ａ）において、回転ロール７のロール周面には回転方向に連続して複数のピロー型の凹部２１が凹設されている。この凹部２１には、スクリュー５によって圧縮されたアルミニウム屑２が送り込まれる。なお、凹部２１の形状はピロー型以外にも円形状やアーモンド状等の形状を凹設することができる。
【００２８】
図６（ｂ）及び図６（ｃ）において、凹部２１には、隣接する凹部２１との凸状の境界で凹部２１の略中心位置に、切り欠いた形状の溝部２２が設けられている。この溝部２２には、凹部２１と同様にスクリュー５によって圧縮されたアルミニウム屑２が送り込まれる。
なお、本第１の実施の形態においては、溝部２２は凹部２１の略中心位置に１つ設けられているが、凹部２１の両端位置に２つ設けることもでき、切欠位置及び個数は自由に設定することができる。
【００２９】
さらに、図６（ｃ）において、凹部２１と隣接する凹部２１との凸状の境界は細く設計されている。この境界が細くなっていることで、後述するアルミニウム屑塊の成形工程において、回転ロール７において隣接して成形されるアルミニウム屑塊との切れが良くなり、形状が優れたアルミニウム屑塊を成形することができる。
【００３０】
ここで、図７及び図８を用いて回転ロール７を用いた場合のアルミニウム屑塊の成形工程について説明する。
図７は第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によって成形されるアルミニウム屑塊の外形図である。
図７において、アルミニウム屑塊２３はピロー型であり、回転ロール７の凹部２１に設けられた溝部２２によって生じる線状の繋ぎ目２３ｅを有している。なお、アルミニウム屑塊２３の形状は、回転ロール７の凹部２２の型を変えることによって如何様な形状にも成形することができる。
【００３１】
また、図８は本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によるアルミニウム屑塊の成形の状態を示す概念図である。
図８において、アルミニウム屑２は一対の回転ロール７，７の凹部２１に送り込まれ、そして、一対の回転ロール７，７の圧着によって強固に圧縮されてアルミニウム屑塊２３ａとなる。
続いて、回転ロール７，７の回転によってアルミニウム屑塊２３ｂは下方へ送り出される。このとき、回転ロール７の凹部２１に設けられた溝部２２にもアルミニウム屑２が送り込まれるので、アルミニウム屑塊２３ｂはアルミニウム屑塊２３ａと繋がった形状となる。
さらに下方へ送り出されているアルミニウム屑塊２３ｃについてみると、一方は同様にアルミニウム屑塊２３ｂと繋がっているが、他方は切断されている。これは、溝部２２によって形成された線状の繋ぎ目２３ｅが落下中のアルミニウム屑塊２３ｄの自重に絶えられなくなり切断するからである。
そして、アルミニウム屑塊２３ｄは切り離され、個々のアルミニウム屑塊２３として成形されるのである。
【００３２】
一般に、金属を成形等の加工を施すと加工熱の発生により金属製の金型から成形物が剥離しにくくなるので、油や剥離剤等を使用して剥離を促している。しかし、このように回転ロール７に溝部２２を有した凹部２１を設けると、順次成形されるアルミニウム屑塊２３は繋がった形状となり、落下する際に次のアルミニウム屑塊２３をその自重によって引っ張ることによって凹部２２との剥離を容易にしているのである。したがって、剥離剤等を使用する必要がなく、低コストになる上に、不純物の混入を防止することができる。
【００３３】
このように構成された本第１の実施の形態においては、投入されるアルミニウム屑２は、２本のスクリューによって圧縮が十分になされ、第１のモータ６によって一定の圧力で回転ロール７へ送り込まれ、ケーシングで固定された一対の回転ロール７，７によって強固に圧着されるので、均一で密度の高いアルミニウム屑塊２３を成形することができる。したがって、このアルミニウム屑塊２３を溶解炉等の溶湯に投入しても浮遊することがないので、表面の酸化を防止し、効果的にアルミニウム屑２のリサイクルを行うことができる。
また、１本のスクリューにおいてもエアシリンダー１２ａを用いてアルミニウム屑２の滞留や膠着を解消するので、同様に第１のモータ６によって一定圧力で回転ロール７にアルミニウム屑２を送り込むことができる。
また、回転ロール７では、溝部２２の作用によってアルミニウム屑塊２３は凹部２１から剥離しやすいので、アルミニウム屑塊２３の凹部２１への密着によるトラブルが減少し稼働率が上がる。
【００３４】
次に、本発明に係る金属屑塊成形装置の第２の実施の形態について図９を参照しながら説明する。（請求項２に対応）
図９は、第２の実施の形態に係る横型供給式金属屑塊成形装置の正面を示す一部断面図である。
図９において、図１乃至図８に示された部分と同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。本第２の実施の形態の横型供給式金属屑塊成形装置２４は、送りスクリュー２７を設けたホッパー２６を第１の実施の形態においてはホッパー４に相当する圧縮室２９に横設したものである。
ホッパー２６に送りスクリュー２７を設けることによって、投入するアルミニウム屑２は壁面等にこびりつくことなく、確実に圧縮室２９へ運搬される。したがって、ホッパー２６内でのアルミニウム屑２の詰まりを防ぎ、清掃等の必要がなくメンテナンスが容易になる。そして、アルミニウム屑２の詰まりによって生じる装置の故障をなくし、稼働率を上げることができる。
【００３５】
このように構成された第２の実施の形態においては、投入するアルミニウム屑２は送りスクリュー２７によって壁面等に滞留することなく確実に圧縮室２９へ運搬され、スクリュー５によって十分搾油、圧縮されて、回転ロール７へ送り出され、均一で密度の高いアルミニウム屑塊２３を製造することができる。
なお、本実施の形態においてもスクリュー５を１本の構成とすることが可能であり、その際には図９では図示されないが、図１に示されるようなエアシリンダー１２ａとシリンダー駆動部１２ｂを設置することによってアルミニウム屑２の詰まりをより効果的に防止することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載の金属屑塊成形装置においては、投入される材料は２本のスクリューによって十分に圧縮されて密度の高い金属屑塊を成形することができる。また、モータの回転数が制御されることによって、回転ロールへ送り込まれる材料にかかる圧力を常に一定にすることができるので均一な金属屑塊を成形することができる。さらに、第２の動力部の回転数を同時に制御することで材料の量の変化に対応が可能となる。
【００３７】
また、本発明の請求項２に記載の金属屑塊成形装置においては、投入される材料は壁面等に滞留することなく確実に圧縮室へ運搬されるので、装置のメンテナンスが簡便となる。そして、圧縮室へ運搬された材料は２本のスクリューによって十分に圧縮されて密度の高い金属屑塊を成形することができる。さらに、モータと第２の動力部の回転数の制御による効果は請求項１と同様である。
【００３８】
さらに、本発明の請求項３に記載の金属屑塊成形装置においては、かみ合い型の２本のスクリューを１本のスクリューに減らすことができる。
【００４０】
そして、本発明の請求項４に記載の金属屑塊成形装置においては、回転ロールがケーシングによって固定されているので、回転ロールの圧着時の圧力が分散することがなく材料を十分に圧着し、良質で形状の優れた金属屑塊を成形することができる。
【００４１】
最後に、本発明の請求項５に記載の金属屑塊成形装置においては、溝部の作用によって金属屑塊は凹部から剥離しやすいので、不純物の混入の原因となる剥離剤等を使用する必要がなく、また、金属屑塊の凹部への密着によるトラブルを減少させ装置の稼働率が上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の正面を示す一部断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の側面を示す一部断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の制御系の構成図である。
【図４】第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の制御フローの概念図である。
【図５】第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によって検出されるモータトルクと制御されるスクリュー回転数を示す概念図である。
【図６】（ａ）は本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置の回転ロールの正面を示す概略図であり、（ｂ）は同じく回転ロールの側面を示す概略図であり、（ｃ）は同じく回転ロールのロール面の凹部を示す概略図である。
【図７】本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によって成形されるアルミニウム塊の外形図である。
【図８】本第１の実施の形態に係る金属屑塊成形装置によるアルミニウム塊の成形の状態を示す概念図である。
【図９】本第２の実施の形態に係る横型供給式金属屑塊成形装置の正面を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１…金属屑塊成形装置 ２…アルミニウム屑 ３…供給口 ４…ホッパー ５…スクリュー ６…第１のモータ ７…回転ロール ８…回転軸 ９…第２のモータ １０…基台 １１…ケーシング １２ａ…エアシリンダー １２ｂ…シリンダー駆動部 １３…エンコーダ １４…サーボアンプ １５…コントローラ １６…フィードバック信号 １７…指令信号 １８…電力信号 １９…モータトルク ２０…スクリュー回転数 ２１…凹部 ２２…溝部 ２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…アルミニウム屑塊 ２３ｅ…繋ぎ目 ２４…横型供給式金属屑塊成形装置 ２５…供給口 ２６…ホッパー ２７…送りスクリュー ２８…第３のモータ ２９…圧縮室 ３０…エアシリンダー ３１…シリンダー駆動部
Claims (5)
- 供給部と、成形部とを有する金属屑塊成形装置であって、前記供給部は材料を投入する供給口を有するホッパーと、このホッパーの内側に設置されるかみ合い型の２本のスクリューと、この２本のスクリューを作動させる第１の動力部とを有し、前記成形部は前記供給部の下方に設置され、互いに異方向に回転する一対の回転ロールと、この一対の回転ロールを作動させる第２の動力部とを有し、前記一対の回転ロールの各々のロール周面には連続して複数の凹部が一対の回転ロールで対向するように形成され、
前記第１の動力部は、モータと、モータトルク検出部と、前記モータトルク検出部によって検出されるモータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて高い場合には前記モータの回転数を下げると同時に前記第２の動力部の回転数を上げ、前記モータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて低い場合には前記モータの回転数を上げると同時に前記第２の動力部の回転数を下げる制御部とを有することを特徴とする金属屑塊成形装置。 - 供給部と、成形部とを有する金属屑塊成形装置であって、前記供給部は材料を投入する供給口を有するホッパーと、このホッパーの底部に横設される送りスクリューと、この送りスクリューを作動させる第３の動力部と、前記ホッパーに連結される圧縮室と、この圧縮室に設置されるかみ合い型の２本のスクリューと、この２本のスクリューを作動させる第１の動力部とを有し、前記成形部は前記供給部の下方に設置され、互いに異方向に回転する一対の回転ロールと、この一対の回転ロールを作動させる第２の動力部とを有し、前記一対の回転ロールの各々のロール周面には連続して複数の凹部が一対の回転ロールで対向するように形成され、
前記第１の動力部は、モータと、モータトルク検出部と、前記モータトルク検出部によって検出されるモータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて高い場合には前記モータの回転数を下げると同時に前記第２の動力部の回転数を上げ、前記モータトルクが予め定められた所定の範囲を超えて低い場合には前記モータの回転数を上げると同時に前記第２の動力部の回転数を下げる制御部とを有することを特徴とする金属屑塊成形装置。 - 前記かみ合い型の２本のスクリューとこの２本のスクリューを作動させる第１の動力部に代えて、１本のスクリューと、このスクリューを作動させる第１の動力部とを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属屑塊成形装置。
- 前記成形部は、前記一対の回転ロールの回転軸に対して垂直に跨設され前記一対の回転ロールを固定するケーシングを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の金属屑塊成形装置。
- 前記凹部は、隣接する前記凹部との凸状の境界において、切り欠いた溝部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の金属屑塊成形装置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101460593B1 (ko) * | 2007-09-12 | 2014-11-13 | 신토고교 가부시키가이샤 | 연결된 브리켓 시트를 개별 브리켓으로 분리하는 방법 및 그 장치 |
| CN104981673A (zh) * | 2012-12-07 | 2015-10-14 | 株式会社Posco | 板状热压铁块颗粒分离装置 |
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