JP2011036955A - 切粉圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】蓋体による圧縮室の開閉が容易な切粉圧縮機の提供。
【解決手段】切粉圧縮機２は、圧縮室１４と、ピストンと、蓋面３４を有する蓋体２０とを備えている。この圧縮室１４は、一方向に延びて、その一方向の前端が開口されている。このピストンは、この一方向に沿って圧縮室１４内を摺動可能に構成されている。この蓋体２０がこの一方向に交差する他方向に移動可能にされている。この蓋体２０が他方向に移動して、蓋面３４が圧縮室１４の開口を塞ぐ位置と開く位置との間で移動可能に構成されている。この他方向に対して蓋面３４が傾斜させられている。この圧縮室１４の開口を塞ぐ位置から開く向きに蓋体２０が移動するときに、圧縮室１４の開口端面３５と蓋面３４との間に隙間が生じる向きに蓋面３４が傾斜させられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、切削加工により発生する切粉を圧縮する機械に関する。

切削加工では、切粉が排出される。例えば、金属部品を切削加工する工場では、金属切粉が排出される。この金属切粉は、様々な切削機械から排出される。これらの金属切粉の形状は、切削方法、加工条件、被切削金属の種類等で異なる。金属切粉の形状は、一般に薄い小さな金属片で巻かれた形状であったり、細長い帯状の金属片で螺旋形状であったりする。集積されたこれらの金属切粉は嵩張る。

嵩張る切粉は、広い保管スペースを必要とする。また、嵩張る切粉は、搬送回数も多くなる。この嵩張る切粉を圧縮して小さくすることが行われている。例えば、ホッパから供給される切粉がスクリューで圧縮室に送り込まれ、圧縮室で圧縮されて圧縮固形化される。これにより、切粉の体積を比較的小さく出来る。この様な切粉圧縮機は、特開２００２−１５９９５０公報に記載されている。

この切粉圧縮機は、圧縮室の前端に蓋体を備えている。この蓋体で圧縮室の前端が閉じられる。ピストンが蓋体に向かって切粉を圧縮する。その後、圧縮室の蓋体が移動して、圧縮室の前端が開口される。この前端の開口から圧縮された切粉が排出される。

特開２００２−１５９９５０公報

切粉は、蓋体とピストンの間で圧縮される。切粉を高い圧縮率で圧縮するためには、ピストンが大きい力で切粉を圧縮する必要がある。蓋体は、切粉を介して、このピストンの大きな力を受ける。切粉が、ピストンと蓋体との間で高い圧縮率で圧縮される。圧縮された切粉を排出するため、圧縮室の前端が開口される。この開口のため、この蓋体が移動される。この蓋体は、圧縮された切粉からピストン前方向きの力を受けている。この蓋体の移動は、圧縮された切粉により、摩擦力を受ける。高い圧縮率で圧縮された切粉では、この摩擦力が大きい。蓋体が、容易に移動し難い。蓋体の移動のために大きな力が必要となる。

本発明の目的は、蓋体による圧縮室の開閉が容易な切粉圧縮機の提供にある。

本発明に係る切粉圧縮機は、圧縮室と、ピストンと、蓋面を有する蓋体とを備えている。この圧縮室が一方向に延びて、その一方向の前端が開口されている。このピストンは、この一方向に沿って圧縮室内を摺動可能に構成されている。この蓋体は、この一方向に交差する他方向に移動可能にされている。この蓋体は、他方向に移動して蓋面が圧縮室の開口を塞ぐ位置と開く位置との間で移動可能に構成されている。この他方向に対して、蓋面は傾斜させられている。この圧縮室の開口を塞ぐ位置から開く向きに蓋体が移動するときに、圧縮室の開口端面と蓋面との間に隙間が生じる向きに蓋面が傾斜させられている。

好ましくは、この切粉圧縮機では、前記他方向に対する、前記蓋面の傾斜角度が０°より大きく１０°以下である。好ましくは、この切粉圧縮機では、前記一方向と前記他方向とは、直交している。また、好ましくは、この切粉圧縮機では、前記一方向と前記蓋面とは、直交している。

本発明に係る切粉圧縮機は、蓋体が他方向に僅かな移動することで、圧縮された切粉と蓋体との間に隙間が生じる。この蓋体は僅かな移動で、圧縮された切粉からの押し付け力が抑制されている。この蓋体の移動が容易である。

図１は、本発明の一実施形態に係る切粉圧縮機の斜視図である。 図２は、図１の切粉圧縮機の断面が示された部分側面図である。 図３は、図１の切粉圧縮機の断面が示された部分平面図である。 図４は、図１の切粉圧縮機のピストンの使用状態が示された概念図である。 図５は、図１の切粉圧縮機の蓋体の使用状態が示された概念図である。 図６は、本発明の他の実施形態に係る切粉圧縮機の断面が示された部分平面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示されるように、切粉圧縮機２は、架台４、ホッパ６及び圧縮部８を備えている。ここでは、説明の便宜上、図１の矢印Ｘを前後方向前方とし、矢印Ｙを左右方向右方向とし、矢印Ｚを上下方向上方として説明がされる。

ホッパ６は、ホッパ供給口１０及びホッパ排出口１２を備えている。ホッパ供給口１０は、ホッパ６の上部に位置する開口である。ホッパ排出口１２は、ホッパ６の底部に位置する開口である。ホッパ６は、このホッパ供給口１０からホッパ排出口１２までの前後左右の側面を囲む壁１３を備えている。このホッパ供給口１０は、ホッパ排出口１２より大きい。この壁１３に囲まれる空間の大きさは、ホッパ供給口１０からホッパ排出口１２に向かって徐々に小さくなっている。

図１及び図２に示されるように、圧縮部８は、圧縮室１４と、ピストン１６と、圧縮アクチュエータとしての油圧シリンダー１８と、蓋体２０と、案内ブロック２２と、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダー２４とを備えている。圧縮室１４は、一方向としての前後方向を長手方向に形成されている。圧縮室１４の断面は、図示されないが円形である。圧縮室１４は、圧縮供給口２６及び圧縮排出口２８を備えている。圧縮供給口２６は、圧縮室１４の上方に開けられている。この圧縮供給口２６は、上下方向に貫通している。この圧縮供給口２６は、ホッパ排出口１２と連続している。圧縮排出口２８は、圧縮室１４の前端部に位置している。この圧縮排出口２８が、圧縮室１４の前端の開口である。

圧縮室１４には、ピストン１６が挿入されている。このピストン１６の断面は、図示されないが円形である。このピストン１６の後端には油圧シリンダー１８のロッドが連結されている。ピストン１６は、油圧シリンダー１８により、圧縮室１４の長手方向に沿って摺動可能に構成されている。

案内ブロック２２の後部は、圧縮室１４の圧縮排出口２８が接続されている。案内ブロック２２の前部には、排出口３０が形成されている。この排出口３０は、圧縮排出口２８より大きい。前方から後方に向かって見て、排出口３０の内側に圧縮排出口２８が位置している。案内ブロック２２は、案内溝３２を備えている。この案内溝３２は、蓋体２０を他方向としての左右方向に摺動可能に案内する。この案内溝３２は、排出口３０と圧縮排出口２８の間に位置している。

図３に示されるように、圧縮排出口２８の前方には、蓋体２０が位置している。蓋体２０は、前述のように、案内溝３２に左右方向に移動可能に案内なされている。蓋体２０の左端に油圧シリンダー２４のロッドが連結されている。蓋体２０は、油圧シリンダー２４により、左右方向に移動可能に構成されている。蓋体２０は、左右方向右方向に移動することで、圧縮排出口２８を塞ぐように構成されている。蓋体２０は、左右方向左方向に移動することで、圧縮排出口２８を開くように構成されている。

この蓋体２０は、蓋面３４及び摺動面３６を備えている。蓋面３４は、圧縮室１４の開口端面３５に対向する面であり、圧縮排出口２８を塞ぐ面である。圧縮排出口２８は、開口端面３５と蓋面３４とが接することで塞がれている。摺動面３６は、蓋面３４と反対側に位置する面である。この摺動面３６は、ピストン１６の前進方向前方の面である。この摺動面３６は、案内溝３２に摺動する面である。この案内溝３２と摺動面３６との摺動方向は、蓋体２０の移動方向である。この蓋体２０は、左右方向に移動して、蓋面３４が圧縮排出口２８を塞ぐ位置と、その圧縮排出口２８を開く位置との間で移動可能に構成されている。

図３の直線Ｌ１は、他方向としての、蓋体２０の移動方向を表している。直線Ｌ２は、この平面視における蓋面３４を通る直線である。両矢印θ１は、蓋体２０の移動方向に対する、蓋面３４の傾斜角度である。この傾斜角度θ１は、直線Ｌ１と直線Ｌ２とのなす角度である。蓋体２０の移動方向を基準として、蓋面３４の傾斜角度が測られる。蓋体２０の移動方向と一致するとき、蓋面３４の傾斜角度θ１は０°とされる。この傾斜角度θ１は、図３の平面視において、反時計回り向きを正として測られる。図３に示された蓋体２０では、蓋面３４は、傾斜角度θ１で正の向きに傾斜させられている。この圧縮排出口２８を塞ぐ位置からこの圧縮排出口２８を開く向きに蓋体２０が移動するときに、圧縮室１４の開口端面３５と蓋面３４との間に隙間が生じる向きに蓋面３４が傾斜させられている。この切粉圧縮機２では、圧縮室１４の延びる一方向と、蓋体２０の移動方向である他方向とは、直交している。

この切粉圧縮機２での、切粉の圧縮方法が説明される。図１のホッパ６のホッパ供給口１０から切粉が投入される。この切粉は、ホッパ６に案内されて、ホッパ排出口１２に送られる。切粉は、ホッパ排出口１２から、図２に示される圧縮供給口２６へと送られる。この切粉は、圧縮供給口２６を通って、圧縮室１４に送られる。

図４（ａ）は、ピストン１６が後退端に位置する状態が示されている。図４（ｂ）は、ピストン１６が前方に位置する状態が示されている。図４（ｃ）は、圧縮された切粉の厚みが予め設定された厚みＴ１に達した状態が示されている。図４（ａ）に示された状態で、図示されない油圧シリンダー１８が、ピストン１６を前後方向前向きに摺動させる。圧縮供給口２６から圧縮室１４に送られた切粉は、ピストン１６と蓋体２０との間で圧縮される。図４（ｂ）の両矢印Ｔは、圧縮された切粉Ａの厚みを示している。このホッパ６に投入された切粉は、この圧縮方法が繰り返されて、ピストン１６と蓋体２０との間で圧縮される。図４（ｃ）に示すように、圧縮された切粉Ａの厚みが厚みＴ１に達するまで、この圧縮方法が繰り返される。

図５（ａ）は、図４（ｃ）の状態が示された平面図である。図５（ａ）では、蓋体２０は、右端に位置している。図５（ａ）は、蓋体２０が圧縮室１４の圧縮排出口２８を塞ぐ位置にある状態が示されている。図５（ｂ）は、ピストン１６が僅かに後退して、蓋体２０が僅かに左右方向左向きに後退した状態が示されている。図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態から蓋体２０が左右方向左向きに後退して、圧縮排出口２８が開けられた状態が示されている。図５（ｃ）は、蓋体２０が圧縮室１４の圧縮排出口２８を開く位置にある状態が示されている。図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態からピストン１６の前端が、圧縮室１４の前端まで前進した状態が示されている。

前述の切粉の圧縮方法が繰り返されて、図５（ａ）に示されるように、圧縮された切粉の厚みが厚みＴ１に達する。この厚みＴ１は、ピストン１６の位置検出又は油圧シリンダー１８のストローク検出で容易に確認がされる。圧縮された切粉の厚みＴ１が確認されると、ピストン１６が僅かに後退して、圧縮が解除される。蓋体２０が左向きに移動させられる。図５（ｂ）に示されるように、蓋体２０が左向きに僅かに移動すると、圧縮された切粉Ａと蓋面３４との間に隙間Ｄが生じる。この隙間Ｄは、圧縮室１４の開口端面３５と蓋面３４との間に生じた隙間である。

図５（ｃ）に示されるように、更に、蓋体２０が左向きに移動して、圧縮室１４の圧縮排出口２８が開けられる。その後、ピストン１６の前端が圧縮室１４の前端まで前進する。図５（ｄ）に示される状態に至り、圧縮された切粉Ａが圧縮排出口２８から押し出される。圧縮された切粉Ａが、排出口３０を通って排出される。

この圧縮された切粉Ａは、図示しない切粉受けに溜められる。この切粉圧縮機２では、前述の切粉の圧縮方法が一定の時間間隔で繰り返される。圧縮された切粉Ａの厚みがＤ１に達すると、その圧縮された切粉Ａが圧縮排出口２８から排出口３０を通って排出される。この圧縮された切粉Ａが、図示されない切粉受けに溜められている。この様な切粉圧縮方法は、例えば、シーケンス制御することで、容易に自動にし得る。

この切粉圧縮機２では、圧縮排出口２８を塞ぐ位置から開く向きに蓋体２０が移動するときに、開口端面３５と蓋面３４との間に隙間Ｄが生じる向きに蓋面３４が傾斜させられている。これにより、図５（ｂ）に示されるように、蓋体２０が僅かに移動することで、圧縮された切粉Ａと蓋面３４との間に隙間Ｄが生じる。この蓋体２０の僅かな移動で、蓋体２０に圧縮された切粉Ａからの押し付け力が加わらない。この蓋体２０の蓋面３４と圧縮された切粉Ａとの間に生じる摩擦抵抗が抑制されている。この蓋体２０の摺動面３６と案内溝３２との間に生じる摩擦抵抗が小さくされている。この蓋体２０は容易に移動させることが出来る。

蓋面３４の傾斜角度θ１は、０°より大きくされている。この傾斜角度θ１が大きい蓋体２０では、蓋体２０が右方向に僅かに移動することで、より大きな隙間Ｄが生じる。蓋体２０の移動に伴う摩擦抵抗がより僅かな移動で抑制される。この観点から、蓋面３４の傾斜角度θ１は、０．５°以上が好ましく、１°以上がより好ましい。一方、蓋面３４の傾斜角度θ１が小さい蓋体２０では、ピストン１６と蓋体２０との間で切粉の圧縮がより容易にされうる。この観点から、蓋面３４の傾斜角度θ１は、１０°以下が好ましく、５°以下がより好ましい。

この切粉圧縮機２では、前述の通り、蓋体２０の僅かな移動で、隙間Ｄを生じている。蓋体２０が、移動する際に、圧縮された切粉Ａから受ける押し付け力は軽減されている。これにより、そのような押し付け力を受けながら摺動する蓋体に比べ、蓋体２０の損傷が抑制されている。この蓋体２０は、保守管理にも優れている。

なお、圧縮室１４及びピストン１６の断面形状は、円形に限られない。矩形であってもよいし、楕円形であっても良い。蓋体２０の移動方向は左右方向に限られない。上下方向であってもよいし、斜め上下方向であってもよい。

図６に示されるのは、本発明に係る他の切粉圧縮機３８の一部である。この図６には、切粉圧縮機３８の圧縮室４０、蓋体４２、案内ブロック４４及び油圧アクチュエータとしての油圧シリンダー４６の一部が示されている。蓋体４２は、蓋面４８及び摺動面５０を備えている。ここでは、切粉圧縮機２と異なる構成について、説明がされる。切粉圧縮機２と同様の構成については、その説明が省略される。

図６の直線Ｌ１は、他方向としての、蓋体４２の移動方向を表している。直線Ｌ２は、この平面視における蓋面４８を通る直線である。両矢印θ２は、蓋体４２の移動方向に対する、蓋面４８の傾斜角度である。傾斜角度θ２は、直線Ｌ１と直線Ｌ２とのなす角度である。蓋体４２の移動方向を基準として、蓋面４８の傾斜角度が測られる。蓋体４２の移動方向と一致するとき、蓋面４８の傾斜角度θ２は０°とされる。この傾斜角度θ２は、図６の平面視において、反時計回り向きを正として測られる。図６に示された蓋体４２では、蓋面４８は、傾斜角度θ２で正の向きに傾けられている。

図６（ａ）に示されるように、圧縮室４０の開口端面５２と蓋面４８とが接して、圧縮室４０の開口が塞がれている。この圧縮室４０の開口を塞ぐ位置（図６（ａ）の位置）から開く向き（図６（ｂ）の位置向き）に蓋体４２が移動する。この蓋面４８が蓋体４２の移動方向に対して傾斜させられているので、この蓋体４２が僅かに移動すると、圧縮室４０の開口端面５２と蓋面４８との間に、圧縮室４０の延びる一方向の隙間が生じる。これにより、前述の切粉圧縮機２と同様の効果が得られる。この切粉圧縮機３８では、圧縮室４０の延びる一方向と蓋体４２の蓋面４８とは直交している。

ここでは、金属切粉について説明がされた。この発明は、嵩張る切粉であれば、金属切粉に限らず、木材、樹脂等の切粉でも同様の効果を得られる。

２、３８・・・切粉圧縮機
４・・・架台
６・・・ホッパ
８・・・圧縮部
１０・・・ホッパ供給口
１２・・・ホッパ排出口
１３・・・壁
１４、４０・・・圧縮室
１６・・・ピストン
１８・・・油圧シリンダー
２０、４２・・・蓋体
２２、４４・・・案内ブロック
２４、４６・・・油圧シリンダー
２６・・・圧縮供給口
２８・・・圧縮排出口
３０・・・排出口
３２・・・案内溝
３４、４８・・・蓋面
３５、５２・・・開口端面
３６、５０・・・摺動面

Claims (4)

1. 圧縮室と、ピストンと、蓋面を有する蓋体とを備えており、
   この圧縮室が一方向に延びて、その一方向の前端が開口されており、
   このピストンがこの一方向に沿って圧縮室内を摺動可能に構成されており、
   この蓋体がこの一方向に交差する他方向に移動可能にされており、
   この蓋体が他方向に移動して蓋面が圧縮室の開口を塞ぐ位置と開く位置との間で移動可能に構成されており、
   この他方向に対して蓋面が傾斜させられており、
   この圧縮室の開口を塞ぐ位置から開く向きに蓋体が移動するときに圧縮室の開口端面と蓋面との間に隙間が生じる向きに蓋面が傾斜させられている切粉圧縮機。
2. 前記他方向に対する、前記蓋面の傾斜角度が０°より大きく１０°以下である請求項１に記載の切粉圧縮機。
3. 前記一方向と前記他方向とが直交している請求項１又は２に記載の切粉圧縮機。
4. 前記一方向と前記蓋面とが直交している請求項１又は２に記載の切粉圧縮機。

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