JP4443302B2 - 金属スクラップブリケッティング機 - Google Patents
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Description
これらのプレス装置では、水平方向に前後に移動可能なメインシリンダの前方に予備圧縮ピストンが配設されている。
予備圧縮ピストンが内部へと進入する予備圧縮室に、たとえば給送機構によって素材が供給される。
こうして若干予備圧縮された素材を、複数の型成形室を備えた後段のディスク状の型成形ダイヘ水平方向のプレスラムにより押し込み、ブリケットを圧縮成形する。
回転可能な型成形ダイの後端壁は、耐圧プレートである固定の裏当プレートによって閉じられ、このプレートに対し水平方向のプレスラムが素材を押圧して圧縮成形を行う。
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、金属スクラップを連続してブリケット化することができる金属スクラップブリケッティング機を提供することを目的としている。
好ましくは、上記した金属スクラップブリケッティング機は、取出位置にある金型からブリケットを押出す排出機構が、メインシリンダと並行に設けられ得る。
また、上記した金属スクラップブリケッティング機は、取出位置にある金型の内周面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を有し得る。
また、上記した金属スクラップブリケッティング機は、前記プレチャージャーの摺動面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を有し得る。
さらに、前記プレチャージャーの移動量を測定するセンサを設け、センサにより得られたプレチャージャーの移動量に基づいて直前の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を判断し次回の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を調整するようスクリューフィーダーを制御するよう構成してもよい。
メインシリンダ、プレチャージャー、スクリューフィーダー及び金型ユニットは、適当な制御装置(例えば、PLC: Programable Logic Controller)により制御され得る。
また、取出位置にある金型からブリケットを押出す排出機構をメインシリンダと並行に設けることにより、排出機構により装置が大型化することがないという効果を奏する。
さらに、取出位置にある金型の内周面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を設けることにより、金型を積極的に冷却することができる。これにより、アルミ等の比較的溶着し易い金属スクラップを連続してブリケット化することが可能になる。さらに、プレス位置にある金型でプレス加工を行っている間に、取出位置にある金型を冷却することができるので、冷却のためだけの時間をとる必要がなくなり、ブリケットの生産速度が向上する。
また、プレチャージャーの摺動面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を設けることで、プレチャージャーの摺動面を常に潤滑することが可能になると共に、プレチャージャーの摺動面を積極的に冷却することができるようになる。これにより、アルミ等の比較的溶着し易い金属スクラップを連続して処理してもスクラップがプレチャージャーの摺動面に溶着してしまうことがないという効果を奏する。
さらにまた、前記プレチャージャーの移動量を測定するセンサを設け、センサにより得られたプレチャージャーの移動量に基づいて直前の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を判断し次回の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を調整するようスクリューフィーダーを制御するように構成することにより、常に一定量の金属スクラップを用いてブリケットを成形することができるようになる。これにより、高密度のブリケットを均一な密度及びサイズで生産することが可能になり、ブリケットの溶解歩留まりが大幅に向上する。このため、ブリケットを売却する場合には、品質の高いブリケットとして高価に売却することができ、また、ブリケットを再利用する場合には、溶解歩留まりが良いため原材料の新規購入量を低減させることができる。尚、完成したブリケットの固形密度レベルは、アルミニウム及びその合金類で2.0(g/cc)〜であり、鋳物材料で5.0(g/cc)〜である。
図中、符号1は基礎台であり、この基礎台1上に、メインシリンダ2が水平に設けられている。
基礎台1におけるメインシリンダ2の前方(図1における左側)には、金型ユニット3が設けられている。図2(a)は金型ユニット3とメインシリンダ2及び後述するブリケット排出手段14との位置関係を示す図であり、図2(b)は前面プレート4を図1における左側から見た図である。図2に示すように、この金型ユニット3は、二つの金型3a及び3bを有し、メインシリンダ2の軸線及び後述するプレチャージャー6の軸線と直交する方向aに移動可能に構成されている。図2(a)においては、金型ユニット3の金型3aはメインシリンダ2の軸線上にあるプレス位置に位置し、金型3bはメインシリンダ2の軸線上から外れた取出位置に位置している。尚、前記金型3a及び3bは、何れも貫通孔であり、ブリケッティング機本体のプレス位置には、そこに位置する金型3a又は3bの前面を閉鎖する前面プレート4が固定されている(図1及び図2(a)参照)。この前面プレート4は、図面に示すように、金型3a及び3bの取出位置に対応する部分に貫通する取出孔4a及び4bが設けられている。
図1に示すように、メインシリンダ2と金型ユニット3との間には、予備圧縮室5が設けられている。そして、この予備圧縮室5内に出入りできるよう垂直方向に移動可能にプレチャージャー6が設けられている。
前記プレチャージャー6には、スリットセンサ7が設けられている。
このスリットセンサ7は、図1及び図3に示すように、プレチャージャー6と共に垂直方向に移動可能なセンシング棒7aと、該センシング棒7aが上下方向に移動可能に挿入される固定された管状カバー7bとから成り、カバー7bに設けられた上下2つの近接スイッチ7c及び7dにより、センシング棒7aに形成されたスリットの数を読み取り、これにより、センシング棒7aの移動量、即ち、プレチャージャー6の移動量を測定することができるように構成されている。
メインシリンダ2の上方には、金属スクラップを導入するためのホッパー8が設けられている。ホッパー8の内部には解砕装置9が設けられており、また、ホッパー8の下部にはスクリューフィーダー10が設けられている。前記解砕装置9は、モータ11を介して回動される回転軸9aと、回転軸9aに径方向外方に伸びるように設けられた複数の解砕羽根9bとから成る。解砕装置9は、ホッパー9に投入された金属スクラップを適度にほぐした状態で下方にスクリューフィーダー10へ送り出す。
スクリューフィーダー10は、モータ12によって駆動され、金属スクラップを前方に押出して予備圧縮室5に供給する。
図1に示すように、ブリケッティング機における前記スクリューフィーダー10の下方には、プレチャージャー6の摺動面に向けて冷却・潤滑用油を噴射できるように潤滑・冷却油噴射手段13が設けられている。
また、図2に示すように、ブリケッティング機におけるメインシリンダ2には、メインシリンダ2と同期して前後に移動するブリケット排出手段14が設けられている。このブリケット排出手段14は、左右一対の排出棒14a及び14bを有し、メインシリンダ2と共に前進し、取出位置にある金型3a又は3b内のブリケットを金型の外に押出すように動作する。
図2に示すように、このブリケッティング機には、金型3a及び3bが取出位置にある時に、それらの内面に冷却・潤滑用油を噴射するための潤滑・冷却油噴射手段15及び16が設けられている。潤滑・冷却油噴射手段15は、金型3aが取出位置にある時に冷却・潤滑用油を噴射するための噴射手段であり、潤滑・冷却油噴射手段16は、金型3bが取出位置にある時に冷却・潤滑用油を噴射するための噴射手段である。
以上説明したブリケッティング機におけるメインシリンダ2、金型ユニット3、プレチャージャー6、解砕装置9、スクリューフィーダー10、潤滑・冷却油噴射手段13,15及び16の動作は、夫々、制御装置20により制御される。
制御装置20は、例えば、PLC(Programmable Logic Controller) を搭載し、不図示のコントロールパネルを介して各部材の動作(例えば、メインシリンダ2及びプレチャージャー6の圧力や、油噴射手段13,15及び16の噴射タイミング又は噴射時間等)を任意に設定できるように構成され得る。
また、制御装置20は、スリットセンサ7からの検出情報に基づいて、スクリューフィーダー10の動作制御を行う。具体的には、例えば、スリットセンサ7で検出されたプレチャージャー6の移動量が長ければ、予備圧縮室5への金属スクラップの供給量が基準値より少ないということなので、スクリューフィーダー10の作動時間を長くして予備圧縮室5に多めに金属スクラップを供給させ、逆に、スリットセンサ7で検出されたプレチャージャー6の移動量が基準値より短ければ、予備圧縮室5への金属スクラップの供給量が多いということなので、スクリューフィーダー10の作動時間を短くして予備圧縮室5に供給する金属スクラップの量を減らすようにスクリューフィーダー10を制御する。これにより、予備圧縮室5内の金属スクラップの量を安定させることができるため、高密度のブリケットを均一な密度及びサイズで生産することが可能になる。
尚、各図とも(a)は前面プレートの正面略図、(b)は金型組立体上方から見た金型ユニット、メインシリンダ及び排出手段の相関関係を示す略図、(c)は図1に対応する略図である。
ホッパー8へ金属スクラップを投入し、解砕装置9を介して金属スクラップをスクリューフィーダー10へ送り出しながら、スクリューフィーダー10を所定の時間作動させ、予備圧縮室5へ金属スクラップを所定の量供給する。
尚、初期段階における予備圧縮室への金属スクラップの供給量(即ち、スクリューフィーダー10の動作時間)は、処理すべき金属スクラップの種類や生産すべきブリケットの密度及びサイズに応じて、予め設定されている。この設定は、不図示のコントロールパネル等を介して使用者が任意に設定できるように構成され得る。
この時点では、プレチャージャー6は最上位置に位置している。
予備圧縮室5へ所定量の金属スクラップが供給された後、プレチャージャー6が下方へ移動し、予備圧縮室5内の金属スクラップを圧縮する。
この時、プレチャージャー6と共に、スリットセンサ7のセンシング棒7aも下方へ移動する。スリットセンサ7はセンシング棒7aの下方への移動量を検出し、この移動量を制御装置にフィードバックする。制御装置20は、スリットセンサ7からフィードバックされた情報に基づいて、スクリューフィーダー10の次回の動作時間を決定する。
プレチャージャー6による予備圧縮が終了した後、メインシリンダ2が作動し、プレス位置にある金型3a内に予備圧縮された金属スクラップを圧入して、さらに加圧する。
これにより、プレス位置にある金型3a内でブリケット40が完成する。
ブリケット完成後、プレチャージャー6が上昇すると共に、メインシリンダ2が後退し、金型ユニット3は、図7における矢印bで示す方向に移動する。金型ユニット3の移動により、内部でブリケットが完成している金型3aは取出位置へ、取出位置にあった金型3bがプレス位置へと入れ替わる。取出位置において金型3aは、前面プレート4の取出孔4aと合致する。
プレチャージャー6が最上位置まで上昇すると、潤滑・冷却油噴射手段13がプレチャージャー6の摺動面に油を噴射する。これにより摺動面は潤滑及び冷却される。
また、プレチャージャー6が最上位置まで上昇した後、スクリューフィーダー10が制御装置20により作動させられる。スクリューフィーダーの作動時間は、前記したようにスリットセンサからフィードバックされた情報に基づいて制御装置により決定されている。尚、図7の例では、プレチャージャー上昇後に、予備圧縮室に若干金属スクラップが残っている。この予備圧縮室内に残っている金属スクラップの量が多ければ、予備圧縮室内に多めの金属スクラップが供給されていたことになり、よって、直前のプレチャージャー6の移動量は規定の移動量より短かったことになり、予備圧縮室内に残っている金属スクラップの量が少なければ、予備圧縮室内に少なめ金属スクラップが供給されていたことになり、よって、直前のプレチャージャー6の移動量は規定の移動量より長くなる。制御装置20は、この予備圧縮室内における金属スクラップの残量と、プレチャージャー6の移動量との関係に基づいて、スリットセンサからの情報により、次回の金属スクラップの供給量を決定するようプログラムされている。
予備圧縮室5への金属スクラップの再供給が終わり、さらに、プレチャージャー6による予備圧縮工程が終了した後、先に説明したようにメインシリンダ2が作動し、予備加圧後の金属スクラップをプレス位置にある金型3b内に圧入する。
この時、メインシリンダ2と同時に、排出手段14の排出棒14a及び14bが前進し、排出棒14aにより、先に形成された金型3a内のブリケット40を金型3aから取出孔4aを介して前面プレート4の外に押出す。
これにより、金型3b内でブリケット40が完成すると同時に、先の工程で完成したブリケット40が金型3aから、即ち、ブリケット機から排出される。金型3aから排出されたブリケットは、不図示の排出レールやコンベア等により搬送される。
さらに、ブリケットが金型3aから排出されると同時に、潤滑・冷却油噴射手段15が取出位置にある金型3aの内面に油を噴射する。これにより、先の圧縮工程で加熱された金型3aは冷却され、かつ、その内面が潤滑される。
先に説明したように、メインシリンダ2が後退すると共に、プレチャージャー6が上昇し、プレチャージャー6の上昇後に、潤滑・冷却油噴射手段13による摺動面の潤滑及び冷却が行われ、スリットセンサ7からの情報に基づいてスクリューフィーダー10により適当量の金属スクラップが予備圧縮室内で再供給される。
同時、金型ユニット3が、図9における矢印cの方向へ移動し、これにより、取出位置にあった金型3aが再びプレス位置に移動し、プレス位置にあった金型3bが取出位置に移動する。この時、金型3aは既に潤滑及び冷却がされている。取出位置に移動した金型3bは、前面プレートの取出孔4bと合致する。
先に説明したように、プレチャージャー6により予備圧縮室5内の金属スクラップが予備圧縮される。
メインシリンダ2により金型3a内でブリケットが完成させられると共に、排出手段14の排出棒14bにより金型3bから取出孔4bを介して完成済みのブリケットが排出される。ブリケット排出後に、潤滑・冷却油噴射手段16が金型3bの内面に油を噴射し、金型3bを冷却すると共に、その内面を潤滑する。
また、上記した実施例では、金型ユニットの金型が断面矩形の貫通孔で形成されているが、これは本実施例に限定されることなく、例えば、断面円形の貫通孔で形成してもよい。
上記した実施例では、潤滑・冷却油噴射手段13,15及び16が、適当なタイミングで常に油を噴射する例を説明しているが、潤滑・冷却油噴射手段13,15及び16は、処理すべき金属スクラップの種類に応じて、油を噴射するか否かを決めることができる。好ましくは、乾いたアルミの金属スクラップを処理する場合には油を噴射させるが、乾燥した鋳物、湿った鋳物又は湿ったアルミの金属スクラップを処理する場合には油を噴射させない。
2 メインシリンダ
3 金型ユニット
3a 金型
3b 金型
4 前面プレート
5 予備圧縮室
6 プレチャージャー
7 スリットセンサ
7a センシング棒
7b カバー
7c 近接センサ
7d 近接センサ
8 ホッパー
9 解砕装置
9a 回転軸
9b 解砕羽根
10 スクリューフィーダー
11 モータ(解砕装置駆動用)
12 モータ(スクリューフィーダー駆動用)
13 潤滑・冷却油噴射手段
14 ブリケット排出手段
14a 排出棒
14b 排出棒
15 潤滑・冷却油噴射手段
16 潤滑・冷却油噴射手段
20 制御装置
40 ブリケット
a 金型ユニットが移動可能な方向
b 金型ユニットの移動方向
c 金型ユニットの移動方向
Claims (5)
- 複数の金型を有する金型ユニットと、
金型ユニットの一つの金型内で金属スクラップを圧縮してブリケットを形成するよう水平方向に移動可能に配置されたメインシリンダと
を同一平面上に設け、
前記メインシリンダの上方にスクリューフィーダーを有するホッパーを設け、
メインシリンダの軸線上に位置するプレス位置にある金型とメインシリンダとの間に予備圧縮室を設け、
前記スクリューフィーダーにより金属スクラップを前記予備圧縮室内に供給するように構成すると共に、
メインシリンダによる加圧前に、前記予備圧縮室内で金属スクラップを予備的に加圧するよう垂直方向に移動可能にプレチャージャーを設けて成る
金属スクラップブリケッティング機であって、
前記金型ユニットが、一つの金型がプレス位置に位置する時に、他の金型がメインシリンダの軸線上から外れた取出位置に位置するように配置され、
前記金型ユニットをメインシリンダ及びプレチャージャーの軸線に直交する方向に移動可能に構成することにより、プレス位置にある金型と取出位置に位置する金型とを切換えることができるようにした
ことを特徴とする金属スクラップブリケッティング機。 - 取出位置にある金型からブリケットを押出す排出機構が、メインシリンダと並行に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の金属スクラップブリケッティング機。 - 取出位置にある金型の内周面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を備えている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属スクラップブリケッティング機。 - 前記プレチャージャーの摺動面に、潤滑及び冷却油を噴射する油噴射装置を備えている
ことを特徴とする請求項2〜3の何れか一項に記載の金属スクラップブリケッティング機。 - 前記プレチャージャーの移動量を測定するセンサを設け、
センサにより得られたプレチャージャーの移動量に基づいて直前の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を判断し次回の予備圧縮室への金属スクラップの供給量を調整するようスクリューフィーダーを制御するように構成した
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の金属スクラップブリケッティング機。
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