JPH08182935A - 加工切屑処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属や樹脂材料などの加工切屑を工作機械よ
り水平または上下方向に離れた位置への搬送が可能でか
つ粉砕減容能力に優れた加工切屑処理装置の提供。 【構成】 破砕部１０と搬送部３からなるが、いずれも
コンベア本体２下部の半筒面部４の内周面にスクリュー
刃５，１１が所定の僅かなすき間をもって回転可能に軸
支されており、本体２上部は断面ホッパー状の枠体７か
らなり、破砕部１０に送られてきた加工切屑は、回転す
るスクリュー刃１１ａ，１１ｂにて、破砕部１０中央部
の剪断領域へと順次送り込まれて圧縮され、前記剪断領
域近傍の排出孔４ｂにひっかかった加工切屑はスクリュ
ー刃１１ａ，１１ｂと排出孔４ｂのエッジとで粉砕され
るなど、粉砕されながら剪断領域へと圧縮されて押し切
り刃１５ａ，１５ｂと固定刃１６とで剪断粉砕されて排
出孔４ｂより排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属や樹脂材料など
を機械加工した際に発生する種々形状の加工切屑を粉砕
して収納容積を減じる加工切屑処理装置に係り、複数の
工作機械からの加工切屑を搬送して粉砕、あるいは工作
機械より水平または上下方向に離れた位置へ移送して粉
砕するスクリューコンベアからなる加工切屑処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料を機械加工した際に発生する種
々形状の加工切屑を機械的に粉砕する装置として、ロー
ター軸に付設した剪断刃と固定刃との噛合による剪断力
により加工切屑を粉砕する構成とし、軟質材の切屑の粉
砕を容易にしたものが提案（特公昭６１−７３３５号）
されている。

【０００３】また、ケーシング内の中心軸上に配置した
回転軸と、回転軸との基端側の搬送領域に形成して切屑
を送るスクリューと、回転軸の先端側の剪断領域に径外
方向へ突設した剪断刃と、ケーシング内周面に設けた固
定刃と、ケーシングに形成した排出口を備え、ケーシン
グ内の一方端へスクリューで切屑を送り、固定刃と剪断
刃とで加工切屑を剪断粉砕する構成の剪断処理装置が提
案（実開平３−６５６４３号）されている。

【０００４】かかる装置で、からまった切屑を送る際
に、スクリューの刃先に設けた凹部とケーシング内周面
に設けた分散用固定刃とでほぐしながら送り込むため、
剪断領域で無理な負荷を掛けないように改良した構成も
提案（実開平４−９２１３号）されている。また、ケー
シング内の回転軸に設けたスクリューの搬送領域で予備
剪断行うために、同搬送領域のケーシング内周面に予備
剪断用固定刃を設けた構成も提案（実開平４−９２４８
号）されている。さらには、粉砕処理を必要としない加
工切屑を事前に排出するため、ケーシングの搬送領域に
当該加工切屑専用の排出口を設けた構成も提案（実開平
４−９２４９号）されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転スクリュー
剪断式の加工切屑の粉砕装置は、ケーシング内の一方端
を剪断領域として、他方側からの搬送領域を経て剪断領
域へ送り込み、固定刃と剪断刃とで粉砕する構成である
ため、スクリューを設けた回転軸に働くスラスト力が一
方向になり、装置全体としての負荷バランスが悪く、回
転軸の一方の軸受が早期に損傷する問題があった。

【０００６】また、工場のレイアウト上で加工機の加工
切屑排出口とかかる粉砕装置とが離れている場合、さら
には、ピット内にある加工機の加工切屑排出口から所要
高さの床面に加工切屑を運び出して粉砕する場合など、
加工切屑の搬送と粉砕減容を同時に行う必要がある場合
には、コンベアと粉砕減容機を個別に用意して配置する
ため、限られたスペースの工場内での設置に苦労するこ
とが多かった。

【０００７】上述した従来の回転スクリュー剪断式の加
工切屑の粉砕装置を搬送に利用することも考えられる
が、前述のごとく粉砕減容能力が劣り、容易に負荷が上
昇して停止することが多く、搬送能力が低くなり加工切
屑の搬送に利用することができなかった。

【０００８】この発明は、加工切屑の粉砕処理装置の現
状に鑑み、金属や樹脂材料などの加工切屑の搬送が可能
でかつ粉砕減容能力に優れた加工切屑処理装置の提供を
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、所要長さの
スクリューコンベアの任意位置に、搬送用のスクリュー
刃に変えて回転方向の異なる一対の破砕用スクリュー刃
を対向配置して、一対の破砕用スクリュー刃の中央部に
加工切屑を送り込み可能にし、回転軸の前記中央部に押
し切り刃を突設しかつこれと対をなす固定刃をコンベア
本体側に設け、回転軸の該中央部及び近傍のコンベア本
体下部の半筒面部に排出孔を配置した破砕部を有するこ
とを特徴とする加工切屑処理装置である。

【００１０】また、この発明は、上記の構成において、
コンベア筒本体にその上面部を開閉可能にし、かつ筒本
体内面に被搬送物の逆流防止爪部を配設し、スクリュー
刃を定期的に所要時間反転させ、再度正常回転駆動する
反転制御手段を設けた加工切屑処理装置、破砕用スクリ
ュー刃に爪部及び／または凹部を配設した加工切屑処理
装置、破砕用スクリュー刃の回転軸部にスクリュー刃の
外径より低い突起部を設けたことを特徴とする請求項１
の加工切屑処理装置、コンベア本体下部の半筒面部に配
置した排出孔の孔軸方向が破砕用スクリュー刃の回転軸
の半径方向と一致せず、かつ排出孔入口に断面Ｖ字型溝
の一部を重ねて設けた加工切屑処理装置、コンベア本体
下部の半筒面部に配置する排出孔を任意に穿孔し、該半
筒面部内周面に軸方向の断面Ｖ字型溝を任意に配設した
加工切屑処理装置、を併せて提案する。

【００１１】この発明において、破砕部本体の構成は中
央部に剪断領域とその両側に中央部への搬送スクリュー
領域を設定できれば、スクリュー形状や中央部の剪断領
域の構成、破砕部本体の位置並びにスクリューコンベア
の構成は公知のいずれの構成も採用できる。また、反転
制御手段と電源遮断制御手段には、正逆転の間にモータ
停止確認のアイドルタイムを入れて急激な正逆転からモ
ータを保護し、この正逆転運転回数が単位時間当たり許
容回数内の際には装置を停止させることがない構成であ
れば、公知の電気的素子や回路、機械的素子を用いてい
かなる構成も採用することができる。

【００１２】

【作用】この発明による加工切屑処理装置の作用を図に
基づいて詳述する。図１はこの発明による加工切屑処理
装置の上面説明図であり、図２は縦断説明図、図３はシ
ャフトの接続部の縦断説明図である。図４と図５はこの
発明による加工切屑処理装置の配置例を示す説明図であ
る。図６と図８は破砕用スクリュー刃の他の構成を示す
軸方向から見た縦断説明図、図７は破砕用スクリュー刃
の他の構成を示す正面説明図である。図９は破砕部のコ
ンベア本体下部の半筒面部に設けた排出孔の構成例を示
す軸方向から見た縦断面図である。図１及び図２に示す
加工切屑処理装置１は、図４に示すごとく、汎用の旋盤
などの工作機械の下部に設けた加工切屑排出口Ｅを出た
加工切屑を出口Ｅより一方へ所定距離Ｌだけ移送した後
これを破砕し、所定の大きさに減容した加工切屑を収容
箱Ｄに排出できるよう構成してある。なお、加工切屑処
理装置１で破砕減容した加工切屑を、さらに搬送するた
めに収容箱Ｄに換えて、他のコンベアあるいはエアー搬
送装置を併設することもできる。

【００１３】加工切屑処理装置１は、コンベア本体２が
破砕部１０と搬送部３からなるが、いずれもコンベア本
体２下部の半筒面部４の内周面にスクリュー刃５，１１
が所定の僅かなすき間をもって回転可能にコンベア本体
２両端部の軸受６，６にて軸支されており、コンベア本
体２上部は断面ホッパー状の枠体７からなり、コンベア
本体２上面には開閉可能な分割蓋８が複数設けてある。
また、搬送部３の枠体７内面には被搬送物の逆流防止用
の爪部９を所要位置に多数配設してある。爪部９はここ
では略三角形板を所要角度で傾斜、突出させた構成から
なる。

【００１４】スクリュー刃は外径は同一であるが、シャ
フトが小径で薄肉刃からなる搬送用スクリュー刃５とシ
ャフトが大径で厚肉の刃からなる破砕用スクリュー刃１
１に分かれており、図３に示すごとく、破砕用スクリュ
ー刃１１の大径シャフト１２に搬送用スクリュー刃５の
小径シャフト５ａを嵌入しテーパードピン１３にて接続
固定してあり、ここではコンベア本体２の破砕部１０側
端面の軸受６より突出した大径シャフトを減速器を介し
て電動機１４にて回転駆動する構成からなる。

【００１５】大径シャフト１２には回転方向の異なる一
対のスクリュー刃１１ａ，１１ｂを対向配置し、すなわ
ち、右巻きと左巻きのスクリュー刃１１ａ，１１ｂを大
径シャフト１２に中央部より対称に固着し、スクリュー
刃１１ａ，１１ｂの対向中心側に加工切屑を送り込み可
能に構成してある。破砕部１０のコンベア本体２下部の
半筒面部４の内径は、スクリュー刃１１ａ，１１ｂの自
在な回転を確保できるように内周面と所定のクリアラン
スを設けてある。また、スクリュー刃のピッチや形状は
加工切屑形状、寸法に応じて適宜選定される。

【００１６】また、大径シャフト１２の中央部の剪断領
域には、一対の押し切り刃１５ａ，１５ｂを突設し、さ
らにこれと対をなす固定刃１６を本体側に設けてある。
上記の大径シャフト１２の中央部及びその付近の半筒面
部４ａの下面には、排出孔４ｂを多数穿孔配置してある
が、加工切屑形状、寸法並びにスクリュー刃１１ａ，１
１ｂ形状、刃と半筒面部４ａ内周面とのクリアランスな
どを考慮して、排出孔４ｂの形状、寸法並びに配置範囲
を決定してある。ここでは、排出孔４ｂの孔軸が大径シ
ャフト１２の回転中心方向に向いている。なお、排出孔
は図面では円形であるが、楕円や角型あるいは異形孔な
どの形状としたり、円形と角型を併用するなどの種々の
構成が採用できる。

【００１７】図１並びに図４に示すごとく、加工切屑処
理装置１の一方端、図で右側のコンベア本体２の枠体７
内に投下された加工切屑は、破砕用スクリュー刃１１が
予め設定した回転数で回転しており、この回転に伴い搬
送部３を図左側へ移動し破砕部１０へ移送される。破砕
部１０に送られてきた加工切屑は、回転するスクリュー
刃１１ａ，１１ｂにて、破砕部１０中央部の剪断領域へ
と順次送り込まれて圧縮される。かかる搬送領域内でも
スクリュー刃１１ａ，１１ｂと半筒面部４ａ内周面とで
加工切屑が粉砕されたり、前記剪断領域近傍の排出孔４
ｂにひっかかった加工切屑はスクリュー刃１１ａ，１１
ｂと排出孔４ｂのエッジとで粉砕されるなど、粉砕され
ながら剪断領域へと圧縮されていく。また、中央部の剪
断領域では、加工切屑が順次送り込まれて圧縮されて押
し切り刃１５ａ，１５ｂと固定刃１６とで剪断粉砕され
て排出孔４ｂより排出される。

【００１８】さらに、搬送部３あるいは剪断領域内の加
工切屑が多すぎたり絡まったりして、電動機に過負荷が
かかる場合があるが、正逆回転制御回路と異常時停止回
路からなる制御装置を接続して、頻繁なサーマルトリッ
プによる停止を防止し、長時間の連続運転を可能でき
る。

【００１９】正逆回転制御回路は、電動機に予め設定し
た電流値以上の駆動電流が入力された際に、これをオー
バーロードとして検知し、次いで電動機を停止し、所定
のアイドルタイム後に所定時間だけ電動機を逆転駆動し
てスクリューを反転させ、再度電動機を停止し、所定の
アイドルタイム後にモータを正常回転駆動する反転制御
を行う。これはオーバーロードを検知するたびに繰り返
されが、停止時に所定のアイドルタイム後に次の作動に
移行させているため、急激な反転に伴う衝撃からモータ
を保護している。

【００２０】また、異常時停止回路は、上記の逆転駆動
運転の回数をカウントし、当該反転制御の実行回数が設
定した単位時間内に設定回数を超えないかぎり、正常と
判断して自動的にリセットされて、通常運転される。一
方、逆転駆動の回数が単位時間内に設定回数を超えた場
合には、異常と判断して電源遮断する電源遮断制御を行
う。

【００２１】

【実施例】

実施例１ 前述の図１の加工切屑処理装置において、搬送部長さ約
３ｍ、破砕部の有効シャフト長さ約５００ｍｍ、軸中央
から左右に２００ｍｍの範囲に排出孔を設け、刃厚み９
ｍｍ、ピッチ１７５ｍｍ、外径約１４０ｍｍのスクリュ
ーを設けて、旋盤加工機に装着し、普通鋼の加工に伴い
発生した５０〜１０００ｍｍ程度の加工切屑の粉砕処理
を行ったところ、約１５０ｋｇ／時間の搬送、破砕処理
が可能であった。また、図５に示すごとく、破砕部１０
側を他端よりを約１ｍ程度高く設定して、同様に搬送、
破砕処理を行ったところ、処理能力に変化はなかった。

【００２２】実施例２ 上述実施例１の加工切屑処理装置において、加工切屑の
形状によっては、破砕部１０のスクリュー刃１１ａ，１
１ｂによる噛み込みが悪い場合があるため、図６に示す
ごとく、スクリュー刃１１ａ，１１ｂに凹部１１ｃを多
数配置した。また、図７に示すごとく、スクリュー刃１
１ａ，１１ｂに凸部１１ｄを多数配置したところ、前記
凹部１１ｃとこの凸部１１ｄのいずれも、極めて細い線
条の切屑やその塊に対する噛み込み、引き込み性が著し
く向上して剪断粉砕が容易になった。また、線条以外の
形状の加工切屑に対して不利に機能することがなかっ
た。

【００２３】さらに、破砕用スクリュー刃１１のシャフ
ト１２にスクリュー刃１１の外径より低い突起部１７を
設けたところ、線条、断片状、螺旋状などのあらゆる形
状の加工切屑に対する噛み込み、引き込み性が著しく向
上した。

【００２４】実施例３ 前述の図１の加工切屑処理装置において、過負荷時にシ
ャフトを反転してサーマルトリップによる停止を防止す
る機構の他に、スクリュー刃を定期的に所要時間反転さ
せ、再度正常回転駆動する反転機構を設けた。すなわ
ち、３０秒に１回ごと、スクリュー刃のシャフトを反転
させたところ、搬送部３では、コンベア本体内面に被搬
送物の逆流防止爪部を配設したこととあいまって、過負
荷の発生頻度が激減するだけでなく、搬送時の空送りが
なくなり、破砕部１０では、実施例１の突起部を設けな
くても、加工切屑に対する噛み込み、引き込み性が著し
く向上した。

【００２５】実施例４ 図９に示す半筒面部２０は、穿孔配置した排出孔２１の
孔軸方向が破砕用スクリュー刃のシャフトの半径方向と
一致しないように構成されたもので、図ではいずれの排
出孔２１も孔軸方向がスクリュー刃の回転方向に傾斜し
ている。さらに、各排出孔２１入口には、断面Ｖ字型溝
の一部を重ねて設けた溝刃２２を形成してあり、この溝
刃２２の断面Ｖ字型溝の一方面が破砕用スクリュー刃の
シャフトの半径方向と一致するように形成したところ、
排出孔２１内に入り込んだ加工切屑の破砕効率が一段と
向上した。すなわち、排出孔２１の孔軸方向が破砕用ス
クリュー刃のシャフトの半径方向と一致する場合は、半
筒面部２０を通過した破砕切屑長さに比較的長いものが
混じることがあったが、図９の排出孔２１では溝刃２２
を併設したことと相まって、破砕切屑長さがより短くか
つ平均化されて、極端に長い切屑を排出することがなく
なった。

【００２６】実施例５ 図９に示す半筒面部２０の排出孔２１は、いずれも同様
形状に加工した例であるが、該半筒面部に配置する排出
孔の位置並びに孔軸方向を任意に選定し多数孔を穿孔し
たの後、該半筒面部内周面に軸方向の断面Ｖ字型溝を任
意に配設したところ、図９の排出孔２１に形成された溝
刃２２と同様の場合を含めて、排出孔と該Ｖ字型溝の係
り具合が種々形成されて、開口部が異形の排出孔が多数
形成されることになり、図９の実施例と同等以上の剪断
効率を得ることができた。

【００２７】

【発明の効果】この発明による加工切屑処理装置は、ス
クリュー刃による搬送部と破砕部を有し、実施例にも明
らかなように、加工切屑の投入口とと破砕場所をオフセ
ットさせなければならない場合や、工作機械の切屑出口
位置が低く、出口直下にクラッシャーをつけるスペース
がなく、ピットを掘るかコンベアで持ち上げてクラッシ
ャーに入れる必要がる場合などの工場のレアウト上の問
題点を容易に解消できる。また、スクリュー刃を定期的
に所要時間反転させ、再度正常回転駆動する反転機構を
設けたことにより、加工切屑がどのような形状であって
も、加工切屑に対する噛み込み、引き込み性がすぐれ、
かつ過剰負荷を発生させることなく効率よく破砕処理を
行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による加工切屑処理装置の上面説明図
である。

【図２】この発明による加工切屑処理装置の縦断説明図
である。

【図３】この発明による加工切屑処理装置のシャフトの
接続部の縦断説明図である。

【図４】この発明による加工切屑処理装置の配置例を示
す説明図である。

【図５】この発明による加工切屑処理装置の配置例を示
す説明図である。

【図６】この発明による破砕用スクリュー刃の他の構成
を示す軸方向から見た縦断説明図である。

【図７】この発明による破砕用スクリュー刃の他の構成
を示す正面説明図である。

【図８】この発明による破砕用スクリュー刃の他の構成
を示す軸方向から見た縦断説明図である。

【図９】この発明による破砕部のコンベア本体下部の半
筒面部に設けた排出孔の構成例を示す軸方向から見た縦
断面図である。

【符号の説明】

Ｄ 収容箱 Ｅ 出口 １ 加工切屑処理装置 ２ コンベア本体 ３ 搬送部 ４，４ａ 半筒面部 ４ｂ 排出孔 ５，１１ スクリュー刃 ５ａ 小径シャフト ６ 軸受 ７ 枠体 ８ 分割蓋 ９ 爪部 １０ 破砕部 １１ａ，１１ｂ スクリュー刃 １１ｃ 凹部 １１ｄ 凸部 １２ 大径シャフト １３ テーパードピン １４ 電動機 １５ａ，１５ｂ 押し切り刃 １６ 固定刃 １７ 突起部 ２０ 半筒面部 ２１ 排出孔 ２２ 溝刃

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要長さのスクリューコンベアの任意位
   置に、搬送用のスクリュー刃に変えて回転方向の異なる
   一対の破砕用スクリュー刃を対向配置して、一対の破砕
   用スクリュー刃の中央部に加工切屑を送り込み可能に
   し、回転軸の前記中央部に押し切り刃を突設しかつこれ
   と対をなす固定刃をコンベア本体側に設け、回転軸の該
   中央部及び近傍のコンベア本体下部の半筒面部に排出孔
   を配置した破砕部を有することを特徴とする加工切屑処
   理装置。
2. 【請求項２】 コンベア本体にその上面部を開閉可能に
   し、かつ本体内面に被搬送物の逆流防止爪部を配設し、
   スクリュー刃を定期的に所要時間反転させ、再度正常回
   転駆動する反転制御手段を設けたことを特徴とする請求
   項１の加工切屑処理装置。
3. 【請求項３】 破砕用スクリュー刃に爪部及び／または
   凹部を配設したことを特徴とする請求項１の加工切屑処
   理装置。
4. 【請求項４】 破砕用スクリュー刃の回転軸部にスクリ
   ュー刃の外径より低い突起部を設けたことを特徴とする
   請求項１の加工切屑処理装置。
5. 【請求項５】 コンベア本体下部の半筒面部に配置した
   排出孔の孔軸方向が破砕用スクリュー刃の回転軸の半径
   方向と一致せず、かつ排出孔入口に断面Ｖ字型溝の一部
   を重ねて設けたことを特徴とする請求項１の加工切屑処
   理装置。
6. 【請求項６】 コンベア本体下部の半筒面部に配置する
   排出孔を任意に穿孔し、該半筒面部内周面に軸方向の断
   面Ｖ字型溝を任意に配設したことを特徴とする請求項１
   の加工切屑処理装置。