JP5119630B2 - 金属原料用のブリケットの製造装置 - Google Patents
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Description
これによれば、硬化液供給機は油圧発生装置の熱源要素を構成するモータ、油圧ポンプ、タンク及び油圧配管のいずれか一つに近接して設置されていることから、油圧発生装置のモータ、油圧ポンプ、タンク及び油圧配管のいずれか一つからの熱を、硬化液供給機に溜められている硬化液の加熱に利用することができる。加熱された硬化液が浸漬機に供給されることで、浸漬機の硬化液の温度が上昇し、この硬化液に浸漬させた成形体の温度を上昇させたり成形体の温度の低下を抑えたりすることができる。これにより、硬化液に浸漬させた後の成形体の温度を従来よりも高くすることができ、成形体を乾燥させるために当該成形体を迅速に昇温させることができ、成形体を乾燥させるためのエネルギを低減することができる。
これによれば、前記支持手段が外側金型を支持しているため、プランジャーにより材料を金型装置の内部において圧縮成形する際、プランジャーの押出方向前方への移動に連動して外側金型を同押圧方向前方へ移動させることができる。つまり、圧縮されていく材料と共に外側金型が押出方向前方に移動でき、圧縮されていく材料の外周面と外側金型の摺接面との間で生じる摩擦抵抗を逃がす(低減する)ことができる。これにより、プランジャー側において発生させた押圧力が、前記摩擦抵抗に抗する力として費やされるのを抑えることができ、圧縮成形機における必要な動力を小さくできる。さらに、金型装置の摺接面の摩耗を低減できる。
これによれば、乾燥機と圧縮成形機及び硬化液供給機とを1つのフレームに上下二段配置として搭載しているため、装置の設置面積を小さくできる。そして、下段部を圧縮成形機及び硬化液供給機とし上段部を乾燥機としているため、安全な装置となる。つまり、高温となる乾燥機が圧縮成形機よりも上方位置にあることで、乾燥機による熱が圧縮成形機に与える影響を小さくすることができる。
図1は本発明に係る金属原料用のブリケットの製造装置の概略を示す正面図であり、図2はその平面図であり、図3は断面側面図である。
この製造装置により製造されるブリケットは、例えば、熱処理硬化された軸受用鋼や浸炭鋼などの鉄系金属部材を研削加工した際に発生する研削切粉による綿状凝集体(金属粉末を含む再資源化用の材料)が固形化されたものである。
そして、このブリケットの製造装置では、浸漬機4及び乾燥機5がフレーム6の上段部8に、かつ、圧縮成形機2及び後述する硬化液供給機45がフレーム6の下段部7となるよう、浸漬機4及び乾燥機5と、圧縮成形機2及び硬化液供給機45とが上下二段配置とされて1つの共通するフレーム6に搭載されている。そして、搬送機3がフレーム6上において下段部7と上段部8との間を連結している。
このように、軸方向に長くなるプレス機9がフレーム6の長手方向に一致するように設置され、搬送路を長くしている乾燥炉30がフレーム6の長手方向に一致するように設置されているため、装置全体をコンパクトにできる。
これにより、図1において、フレーム6の下段部7の左側部にある金型装置12において圧縮成形した成形体Wを、搬送機3により上段部8の左側部へ搬送し、上段部8の左側部に設けた浸漬機4で成形体Wに固形化補助剤を含浸させ、上段部8の乾燥炉30において、フレーム6の上段部8の左側部から右側部へ向かって成形体Wを搬送しながら乾燥させ、ブリケットを得ることができる。このように、金型装置12から乾燥炉30までの成形体Wの移動距離を短くすることができ、装置のコンパクト化が可能となる。
以上の構成を有するブリケットの製造装置によれば、装置全体のコンパクト化が図れる。なお、従来では圧縮成形機と乾燥機とを別個独立させて平面的に配設しており、従来ではこれらの必要設置面積が約9m2であったのに対して、本発明の装置によれば、必要設置面積を3m2以下にすることができる。
圧縮成形機2はプレス機9と金型装置12とを有しており、プレス機9は押圧ロッド10を有する油圧シリンダである。この押圧ロッド10が金型装置12に向かって直線的に前進動作することで、押圧ロッド10の先端部に設けたプランジャー15が金型装置12内の成形室内に供給された材料を圧縮成形する。これにより、プランジャー15が金型装置12に対して同軸心状でかつその軸方向に進退に設けられた構成となる。
そして、プランジャー15は、図1に示すようにプレス機9が有する押圧ロッド10の先端部に設けられており、プランジャー15はまず第1型13に挿入状となって前記材料を押圧するように軸方向に移動(駆動)する。受圧部材16はロッド形状とすることができ、ロッド部分が第2型14に挿入状とされており、軸方向に移動してくるプランジャー15との間で前記材料を圧縮する。
そして、図4(c)に示しているように、外側金型44において、第1型13は、プランジャー15が最大ストローク時に当該プランジャー15に貫通される位置に配置されている。また、第2型14は、プランジャー15が最大ストローク時に当該プランジャー15で圧縮された成形体Wが内部に充填される位置に配置されている。
受圧部材16の受圧面16とプランジャー15の外周面が摺接する摺動面とで構成された空間が、材料を圧縮成形するための成形室であり、成形室は横断面形状が円形である。
さらに、この支持手段は、(後に詳しく説明するが)図4(c)に示しているプランジャー15の最大ストローク時に、第1型13と第2型14の間に隙間gが形成されるように、これら両型13,14に対する移動量に差を発生させる機能を有している。
つまり、図4(a)に示すように、金型装置12の成形室内に金属粉末を含む再資源化用の材料を充填し、プレス機9の作動によりプランジャー15がこの成形室に向かって移動して、図4(b)に示すように、プランジャー15側から受圧部材16側への押圧力が材料に作用し、材料は圧縮されていく。圧縮されていく材料はキャビティC内でプレス機9の(プランジャー15による)押圧方向に直交する方向である側方に広がって、当該材料は第2型14の内周面に強く押し付けられる。これにより、材料は第1型13の内周面、第2型14の内周面との間で摩擦抵抗を生じさせながら圧縮されていく。この際、第2支持機構17(アクチュエータ18)は、支持部材21により支持されている第1型13のこの摩擦抵抗による移動を拘束することないよう、第2型14を移動可能として支持している。
そして、材料が圧縮されることで材料内に含まれていた余分な水分が搾り出され、かつ、その圧縮の際に第1型13と第2型14との間に隙間gが形成されるため、搾り出されて圧力を受けている余分な水分が隙間gを通じて、金型装置12の外部へ勢い良く排出される。
支持部材19は2本の水平状のピンから構成することができ、これら平行な2本のピンは第2型14の鉛直合わせ面から水平方向に突出するよう固定されており、第1型13には、合わせ面同士が接触した状態で、これらピンを収容するための孔部(図示せず)が形成されている。
なお、短円柱形状である成形体Wは、その下部が2本のピンにより2点で支持されているため、取り出された成形体Wはその芯の位置が常に一定とされる。これにより、前記チャック装置により成形体Wの取り出しが容易となる。
コンベア34は例えばチェーン式のコンベアとすることができ、この場合、駆動手段35は図示しないがこのチェーンを駆動させるためのモータとスプロケットとすることができる。なお、コンベア34はチェーン式以外にベルト式などであってもよい。
トレイ27は異物除去部40と成形体渡し部38とを往復動するため、トレイ27の通過領域がコンベア34のほぼ一面側のみとできるため、搬送機3全体の占有空間を小さくでき、装置のコンパクト化が可能となる。
また、成形体渡し部38において、浸漬機4が備えている搬送チャック28(図9参照)によって、3つのトレイ27から成形体Wが取り上げられ、3つのトレイ27が空になると駆動手段35が作動する。成形体渡し部38では3個のトレイ27が水平方向に等間隔で並び、トレイ27の開口部が上方を向くため、これらトレイ27の上方にある前記搬送チャック28により当該トレイ27に載置されている成形体Wを簡単に取り上げることができる。
浸漬機4はマイコンなどからなる制御手段(図示せず)を有しており、この制御手段により搬送チャック28が動作するよう構成されている。搬送チャック28は、搬送機3のトレイ27から爪部材41により3個の成形体Wを同時に掴んで取り出し、これら成形体Wを液槽29の上方位置に水平移動させる。そして、爪部材41により掴んだ状態で3個の成形体Wを液槽29内に鉛直方向降下させて硬化液中に所定時間浸漬させ、硬化液を成形体Wの表面部に滲みこませる。その後、搬送チャック28はその成形体Wを液槽29の前記上方位置まで鉛直方向上昇させ、当該上方位置である空中部で所定時間静止させて成形体Wから余分な硬化液の水切りを行う。
その後、搬送チャック28は、固形化補助剤を含浸させた3個の成形体Wを爪部材41により掴んだままの状態で乾燥機5の乾燥炉30側へ水平方向に移動させる。
水切り台42上の先の成形体Wは、後の成形体Wが当該水切り台42に搬送されてくるまでの間の所定時間、静止状態である。
熱風発生器31は、横長の乾燥炉30のうち成形体Wの搬送方向の下流部に設けた熱風供給口47と接続されており、熱風は乾燥炉30の搬送方向下流側から上流側への一方向(図1の破線矢印方向)に向かう流れとなるように構成されている。つまり、乾燥炉30内において、成形体Wの搬送方向(図10の矢印A)と熱風が流れる方向(図10の矢印B)とは逆向きである。
そして、コンベア32に運ばれて乾燥炉30を通過した成形体Wは、乾燥炉30の排出口30b(図1参照)から自動的に排出され、回収器(図示せず)に回収されていく。
4 浸漬機
5 乾燥機
6 フレーム
7 下段部
8 上段部
9 油圧圧縮機(油圧プレス機)
9a 油圧発生装置(油圧ユニット)
12 金型装置
15 プランジャー
15a 先端面
16 受圧部材
16a 受圧面
19 支持部材
W 成形体
45 硬化液供給機
Claims (4)
- 金属粉末を含む再資源化用の材料を圧縮成形して成形体を得る圧縮成形機と、固形化補助剤を含む硬化液に前記成形体を浸漬させる浸漬機と、前記硬化液を溜めると共に前記浸漬機に当該硬化液を供給する硬化液供給機と、を含み、
前記圧縮成形機は、内部に成形室が形成された金型装置と、前記成形室内に供給された前記材料を圧縮成形する油圧圧縮機と、この油圧圧縮機に作動油を供給する油圧発生装置と、を備え、
前記油圧発生装置は、モータ、油圧ポンプ、前記油圧ポンプの運転に伴い加熱された作動油が戻るタンク、及び前記作動油をタンクに戻す油圧配管からなる熱源要素を有し、
前記モータ、油圧ポンプ、タンク及び油圧配管のいずれか一つが前記硬化液供給機に近接して設置され、当該モータ、油圧ポンプ、タンク及び油圧配管のいずれか一つの熱を、前記硬化液供給機に伝導させ、当該硬化液供給機に溜められている前記硬化液を加熱することを特徴とする金属原料用のブリケットの製造装置。 - 前記油圧圧縮機は、前記成形室内に供給された前記材料を圧縮成形すべく前記金型装置に対して軸方向に進退自在に設けられたプランジャーを備え、
前記金型装置は、前記プランジャーの先端面に対向する受圧面を構成する軸方向に固定の受圧部材と、前記プランジャーの外周面に摺接する摺接面を内部に有する外側金型と、前記プランジャーの押出方向前方への移動に連動して前記外側金型が同方向前方へ移動するように当該外側金型を支持する支持手段と、を備えている請求項1に記載の金属原料用のブリケットの製造装置。 - 前記浸漬機で前記硬化液に浸漬させた前記成形体を乾燥させるための乾燥機と、前記乾燥機が上段部でかつ前記圧縮成形機及び前記硬化液供給機が下段部となるように当該乾燥機と当該圧縮成形機及び前記硬化液供給機とを上下二段配置の状態で搭載した1つのフレームと、を備えている請求項1又は2に記載の金属原料用のブリケットの製造装置。
- 前記硬化液供給機は、前記油圧発生装置の下方に近接して設置されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属原料用のブリケットの製造装置。
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