JP6033923B1 - 金属切削屑圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧成形用金型の交換作業が従来よりも簡便であると共に、加圧シリンダ装置の作動不良の原因となり得る切削屑堆積を回避できる構造の金属切削屑圧縮機の提供。【解決手段】金属切削屑圧縮機において、加圧シリンダ装置が、シリンダチューブ端のシリンダフランジと基台上のベースとの間で互いに対面してフレーム構造を形成する一対の板壁状のサイドブロックと、これらサイドブロック間でベース上に取り外し可能に装着され、内部に加圧成形室を有するカップ状のブロック部材とを備え、該ブロック部材は、金属切削屑の充填用開口部を有し、その天井部から加圧シリンダ装置のピストンロッドの先端に固定されたプレスラムが往復摺動可能に貫入され、プレスラムの先端に交換可能に装着されて加圧成形室内で往復移動する加圧成形用金型を内部に備えているものとした。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば金属切削加工時に生じる切削屑を圧縮して所定形状の塊に固めるための金属切削屑圧縮機に関し、詳しくは、加圧シリンダ装置の部分構造に関するものである。

工作機による金属切削加工では、金属の切削屑が大量に排出されるため、この有用な金属切削屑は回収されて再利用される。しかし、切削加工で生じる金属屑は、リボン状で螺旋状・コイル状または渦巻き状であったり、縮れ・カール状であったり、あるいはチップ状であるなど、様々な形態、寸法を有するものであり、そのままでは扱いが煩雑になってしまう。そこで、これら金属切削屑は圧縮機を用いて所定形状の塊に固められている。

このような金属切削屑圧縮機は、金属切削屑がホッパーへ投入され、該ホッパーから送出された加圧成形室内の金属切削屑を油圧ポンプ・モータ装置で駆動される加圧シリンダ装置によって圧縮成形し、加圧圧縮後の成形品を排出シリンダ装置の駆動によって成形室外へ排出するという構成を備えたものが一般的である。

ただし、金属切削屑は様々な形態、寸法をしており、嵩密度も均一でないため、例えばカール状のものなどの嵩密度が小さいものの場合は加圧成形前の調整を行う必要がある。そこで、成形室への送出前に切削屑を細かく破砕するために、ホッパー内に寸断装置が組み込まれたものがある（特許文献１参照）。また、その上方で切削屑がブリッジ状に堆積して作業効率が悪化するのを防ぐための撹拌装置がさらに設けられている場合もある。さらに、加圧シリンダ装置の駆動方向が垂直上下方向となる縦型の方が、水平の左右方向となる横型よりも装置設置のための占有面積が小さくて済むため、主流となっている。

このような金属切削屑圧縮機における具体的な動作は、図２の部分断面図に例示する通りである。即ち、制御部３０からの指令で自動起動が行われると、まず充填工程が開始され、モータＭによってスクリューコンベアＣの回転駆動が開始され、ホッパーＨ内に投入されていた金属切削屑５０が細かく破砕されながら加圧成形室２５内へその一方の側面上方の充填用開口部Ｆから充填される。この時、図２（ａ）に示すように、圧縮成形後の成形品を外へ排出するための排出口１３に連通する加圧成形室２５の他方側面下端に設けられている排出ゲート１２は、水平方向に駆動するゲートシリンダ装置１０の排出プランジャ１１の先端で閉塞された状態となっている。

次いで、加圧成形工程が開始される。制御部による油圧装置を介した加圧シリンダ装置２０に対する作動油圧駆動制御が行われ、ピストンロッド２３の先端のプレスラム２４が加圧成形室２５内を下降することによって、そこに充填されている金属切削屑５０が加圧成形される。図２（ｂ）に示すように、この加圧成形は、その先端で排出ゲート１２を閉塞するように加圧成形室底部に伸びるゲートシリンダ装置１０の排出プランジャ１１の上で行われる。

金属切削屑の加圧成形後、排出工程が開始される。制御部による油圧装置を介した作動油圧駆動制御によりゲートシリンダ装置１０の開動作が開始され、排出プランジャ１１が後退する。この排出プランジャ１１の後退によってゲートシリンダ装置１０の開状態が得られると、その駆動は停止されるが、このとき、成形品５１は加圧成形室２５の底部に落下する。

そして、再び加圧シリンダ装置２が駆動され、図２（ｃ）に示すように、底部に落下した成形品５１に対してピストンロッド２３およびプレスラム２４の下降による最終加圧が行われる。これによって成形品５１は更に圧縮されて、排出ゲート１２の通過を容易にする厚さに調整される。

金属切削屑の最終加圧が完了すると、加圧シリンダ装置２０のピストンロッド２３はプレスラム２４と共に上昇され、次いで、ゲートシリンダ装置１０が駆動されて排出プランジャが前進する。排出プランジャ１１が前進し、その先端が排出ゲート１２の閉塞位置に達した時点で、図２（ｄ）に示すように、成形品５１は排出ゲート１２から加圧成形室２５外（排出口１３側）へ排出される。そしてゲートシリンダ装置１０の駆動が停止され、排出工程が完了する。

このように、成形品５１の排出および加圧シリンダ装置２０の戻りが完了すると、次の充填工程へ進むことができ、以降、充填工程から加圧成形工程、排出工程のサイクルが繰り返される。この繰り返されるサイクルによって、成形品５１が連続的に排出口１３側へ排出されてくるため、先の成形品５１が後の成形品５１によって押し出され、順次圧縮機外へ排出される。

以上のような動作を行う従来の金属切削屑圧縮機においては、最も大きい駆動機構は加圧シリンダ装置である。この加圧シリンダ装置の従来の構造としては、図３に示すように、シリンダチューブ２１の端部が固定されたシリンダフランジ２２と加圧成形室２５の底面を上面にもつベース１４との間に中空のブロック２８が挟み込まれ、タイロッド２７で結合されていた。このブロック２８内部でピストンロッド２３およびこれに固定されたプレスラム２４が昇降し、ブロック２８内部の下方に設けられている加圧成形室２５に充填された金属切削屑が、プレスラム２４の先端に交換可能に取り付けられた金型２６によって加圧成形される。

特許第２９５５９８１号公報

上記の如き構成を備えた金属切削屑圧縮機の加圧シリンダ装置においては、金型が消耗部品であり、必要に応じて交換される。しかしながら、金型の交換の際には、ブロックをシリンダフランジから外す必要があり、ブロックを締め付けていたタイロッドを緩めなければならなかった。

現行の金属切削屑圧縮機では、例えば１１トンもの軸力でタイロッドが締結されており、金型交換の度にこのタイロッドを緩めるのは大変な作業であった。しかも、この金型交換の際には、加圧シリンダ装置を分解し、シリンダフランジからベースにわたる長さを持つタイロッド及びブロックという重くて長大な部材を取り外すのに天井クレーンやフォークリフトが用いられ、非常に大がかりな作業となっていた。

また、従来の加圧シリンダ装置の構造においては、シリンダフランジからベースまで、即ちシリンダチューブ外の駆動部全体がブロックで囲まれた状態であるため、ピストンロッドやプレスラム周りに付着した切削屑が上方に堆積し、作動不良の原因と成る問題もあった。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、加圧成形用金型の交換作業が従来よりも簡便であると共に、作動不良の原因となり得る切削屑の堆積を回避できる構造の加圧シリンダ装置を備えた金属切削屑圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る金属切削屑圧縮機において、基台上に、金属切削屑が投入されるホッパーと、ホッパーから送られてくる金属切削屑を収容する加圧成形室と、加圧成形室内に充填された金属切削屑を加圧成形する加圧シリンダ装置と、加圧成形後の成形品を加圧成形室外へ押し出して排出するゲートシリンダ装置と、加圧シリンダ装置とゲートシリンダ装置に対する作動流体圧駆動を制御する制御部とを、を備えた金属切削屑圧縮機において、
前記加圧シリンダ装置は、シリンダチューブ端のシリンダフランジと前記基台上のベースとの間で互いに対面してフレーム構造を形成する一対の板壁状のサイドブロックと、これらサイドブロックの間で前記ベース上に取り外し可能に装着され、内部に前記加圧成形室を有するカップ状のブロック部材と、を備え、
前記加圧成形室は、前記ゲートシリンダ装置の排出プランジャの上に位置し、
前記ゲートシリンダ装置は、前記排出プランジャの上で加圧成形された成形品を、前記排出プランジャの後退によって前記加圧成形室の底部に落下させた後、前記排出プランジャの前進によって排出するものであり、
前記ブロック部材は、前記ホッパーからの金属切削屑を受け入れる充填用開口部を有し、その天井部から前記加圧シリンダ装置のピストンロッドの先端に固定されたプレスラムが往復摺動可能に貫入され、前記プレスラムの先端に装着されて前記加圧成形室内で往復移動する加圧成形用金型を内部に備え、前記金型は、前記ブロック部材のみを上方に持ち上げた状態で前記プラスラムの先端に対して交換可能であることを特徴とするものである。

本発明に金属切削屑圧縮機によれば、加圧シリンダ装置のシリンダフランジとベースとの間に互いに対面する一対の板壁状サイドブロックを設定してフレーム構造とし、その内側に、内部に加圧成形室を有するカップ状のブロック部材をベース上に取り外し可能に装着し、ピストンロッド先端に固定されたピストンラムをブロック部材の天井部から往復摺動可能に貫入させてピストンラム先端の加圧成形用金型を加圧成形室内で往復移動させる構成とすることによって、金型交換の際にはサイドブロックを取り外すことなく、ブロック部材のみを上方に持ち上げるだけで簡便に交換作業を行うことができるという効果がある。また、ブロック部材の上方空間が塞がれることがないため、切削屑の堆積による加圧シリンダ装置の作動不良を発生させる恐れもなくなる。

本発明の一実施例による金属切削屑圧縮機における加圧シリンダ装置の圧縮側部分の構造を示す概略部分構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 従来の金属切削屑圧縮機の動作を説明する部分断面図であり、（ａ）〜（ｄ）は各過程を順に示した状態図である。 従来の金属切削屑圧縮機における加圧シリンダ装置の圧縮側部分の構造を示す概略部分正面図である。

本発明による金属切削屑圧縮機は、加圧シリンダ装置において、シリンダチューブ端のシリンダフランジと基台上のベースとの間で互いに対面して設置された一対の板壁状のサイドブロックによってフレーム構造が形成され、これら一対のサイドブロックの間、即ちフレーム構造の内側に、カップ状のブロック部材がベース上に取り外し可能に装着され、ピストンロッドの先端に固定されたプレスラムがブロック部材の天井部から往復摺動可能に貫入され、ブロック部材の内部の加圧成形室にてプレスラム先端に交換可能に装着された加圧成形用金型が往復移動するものである。従って、本発明においては、加圧シリンダ装置のシリンダフランジとベースとの間で、ほぼ加圧成形室周りのみがブロック部材によって覆われることになり、該ブロック部材の上方空間を塞ぐ固定部材が存在しないため、金型交換の際には、サイドブロック等の他の部材を取り外すことなく、ブロック部材のみを上方に持ち上げるだけで金型を交換することができる。

これによって、天井クレーンやフォークリフト等を用いた大がかりな作業は必要なくなり、シリンダフランジからベースとの間を全て覆っていたブロックをタイロッドを緩めて取り外していた従来に比べて金型交換作業が格段に簡便となる。しかも、ブロック部材の上方空間が塞がれることがないため、切削屑が堆積して加圧シリンダ装置の作動不良を発生させる恐れがなくなる。

また、ブロック部材のベース上への装着方法は、ベース上にブロック部材を載置した状態で取り外し可能に固定できる機構であれば広く採用可能であるが、より簡便な機構であることが望ましい。例えば、ブロック部材を縦方向に貫通するタイロッドによってベースに締結する構成が挙げられる。この場合、金型交換時には、ブロック部材の高さ程度のタイロッドを緩めるだけで済むため、作業は容易である。

本発明の一実施例による金属切削屑圧縮機における加圧シリンダ装置の部分構造を図１に示す。図１は、加圧シリンダ装置２のシリンダチューブ２Ｘの端部に固定されたシリンダフランジ２Ｙとベース１４との間の構造を示す概略部分構成図であり、（ａ）は正面図（ｂ）は側面図でブロック部材８の内部構成を点線で示している。

図１に示すように、本実施例による加圧シリンダ装置２は、シリンダフランジ２Ｙとベース１４との間の両側に一対の板壁状のサイドブロック７を設置し、タイロッドで締結固定してフレーム構造を形成している。

このフレーム構造の内側にて、カップ状のブロック部材８がベース１４上に直接タイロッドＴによって取り外し可能に締結固定されている。このブロック部材８には、内部に加圧成形室５が設けられており、その背面側に、ホッパー（不図示）から送出されてくる金属切削屑を導入するための充填用開口部Ｆが形成されている。
また該ブロック部材８の中心軸上の天井部には貫通孔９が設けられており、ピストンロッド３の先端に固定されているプレスラム４が貫通孔９から往復摺動可能に貫入され、加圧シリンダ装置２の駆動によって加圧成形室５内を昇降するように構成されている。

従って、プレスラム４の先端に交換可能に装着された加圧成形用金型６は、プレスラム４に伴って加圧成形室５内を昇降し、加圧成形工程においては、下降駆動によって加圧成形室５内に充填された金属切削屑を圧縮して加圧成形することができる。この時、図２で示したような従来の金属切削圧縮機と同じ操作手順で加圧成形工程を実施できるため、自動運転等の駆動制御においては何ら変更を行う必要はない。

そして、経年使用によって、金型６の交換が必要になった際には、サイドブロック７を取り外すことなく、短いタイロッドＴを緩めてブロック部材８をベース１４から取り外して上方へ持ち上げるだけで金型交換作業を簡便に済ませることができる。また、加圧成形工程の間、フレーム構造内で、ブロック部材８の上方空間は開放されているため、加圧シリンダ装置２の駆動に影響するような堆積物は発生しない。

なお、上記実施例において、ブロック部材８は、タイロッドＴによってベース１４面上に直接固定されているが、本発明においては、必ずしもこの装着方法に限定されるものではない。例えば、ベース１４面上の所定位置にブロック部材８を載置した状態で、ブロック部材８の上方をサイドブロック７に連結金具等を介して解除可能にボルト止めする構成等が挙げられる。

１：金属切削屑圧縮機
２，２０：加圧シリンダ装置
２Ｘ，２１：シリンダチューブ
２Ｙ，２２：シリンダフランジ
３，２３：ピストンロッド
４，２４：プレスラム
５，２５：加圧成形室
６，２６：金型
７：サイドブロック
８：ブロック部材
Ｔ：タイロッド
９：貫通孔
１０：ゲートシリンダ装置
１１：排出プランジャ
１２：排出ゲート
１３：排出口
１４：ベース
１６：基台
Ｆ：充填用開口部
Ｈ：ホッパー
Ｍ：モータ
Ｃ：スクリューコンベア
２７：タイロッド
２８：ブロック

Claims (1)

1. 基台上に、金属切削屑が投入されるホッパーと、ホッパーから送られてくる金属切削屑を収容する加圧成形室と、加圧成形室内に充填された金属切削屑を加圧成形する加圧シリンダ装置と、加圧成形後の成形品を加圧成形室外へ押し出して排出するゲートシリンダ装置と、加圧シリンダ装置とゲートシリンダ装置に対する作動流体圧駆動を制御する制御部とを、を備えた金属切削屑圧縮機において、
   前記加圧シリンダ装置は、シリンダチューブ端のシリンダフランジと前記基台上のベースとの間で互いに対面してフレーム構造を形成する一対の板壁状のサイドブロックと、これらサイドブロックの間で前記ベース上に取り外し可能に装着され、内部に前記加圧成形室を有するカップ状のブロック部材と、を備え、
   前記加圧成形室は、前記ゲートシリンダ装置の排出プランジャの上に位置し、
   前記ゲートシリンダ装置は、前記排出プランジャの上で加圧成形された成形品を、前記排出プランジャの後退によって前記加圧成形室の底部に落下させた後、前記排出プランジャの前進によって排出するものであり、
   前記ブロック部材は、前記ホッパーからの金属切削屑を受け入れる充填用開口部を有し、その天井部から前記加圧シリンダ装置のピストンロッドの先端に固定されたプレスラムが往復摺動可能に貫入され、前記プレスラムの先端に装着されて前記加圧成形室内で往復移動する加圧成形用金型を内部に備え、前記金型は、前記ブロック部材のみを上方に持ち上げた状態で前記プラスラムの先端に対して交換可能であることを特徴とする金属切削屑圧縮機。

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