ブリケット成形装置
【課題】 多量のブリケットを連続して成形することのできるブリケット成形装置を提供すること。
【解決手段】 ブリケット成形装置１０に、上端部が材料充填口２１ｂで下端部がブリケット取出口に形成された成形用凹部２１ａを備えた成形用金型２１、材料充填口２１ｂを開閉する上蓋２９ｂ、ブリケット取出口を開閉する下蓋２５、成形材料を押圧するプランジャ２２および駆動装置３０を設けた。そして、駆動装置３０の作動により、上蓋２９ｂ、下蓋２５およびプランジャ２２が連動して移動して、成形材料を成形用凹部２１ａ内で成形し、ブリケットＢにしたのちにブリケット取出口から取り出すようにした。また、ホッパー１５から供給される成形材料を成形用凹部２１ａに充填する材料搬送部２６と、ブリケットＢをブリケット取出口に移動させる押出部ピン２４とを設けた。
【解決手段】 ブリケット成形装置１０に、上端部が材料充填口２１ｂで下端部がブリケット取出口に形成された成形用凹部２１ａを備えた成形用金型２１、材料充填口２１ｂを開閉する上蓋２９ｂ、ブリケット取出口を開閉する下蓋２５、成形材料を押圧するプランジャ２２および駆動装置３０を設けた。そして、駆動装置３０の作動により、上蓋２９ｂ、下蓋２５およびプランジャ２２が連動して移動して、成形材料を成形用凹部２１ａ内で成形し、ブリケットＢにしたのちにブリケット取出口から取り出すようにした。また、ホッパー１５から供給される成形材料を成形用凹部２１ａに充填する材料搬送部２６と、ブリケットＢをブリケット取出口に移動させる押出部ピン２４とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状の金属材料を成形してブリケットにするためのブリケット成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、空缶等の使用済み材料を再生処理してブリケットを製造することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、空き缶を、シュレッダー等によって所定の大きさに砕き、ロータリーキルン等によって加熱処理することにより塗料等の不純物を除去している。そして、粒状に成形したのちに、プレス機を用いて加圧することにより粒状の材料を所定の形状のブリケットに成形している。ブリケットがスチールで構成される場合は主として溶解用の材料として再利用される。また、ブリケットがアルミニウムで構成される場合は、主として鉄や鋼を溶融して所定の加工を施す際に、溶融金属中に含まれる酸素ガスを除去するための脱酸剤として用いられる。
【特許文献１】特開平７−１１８７６５号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のプレス機を用いたブリケットの製造方法では、ブリケットを連続して成形することができないため効率のよい製造ができないという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、多量のブリケットを連続して成形することのできるブリケット成形装置を提供することにある。
【０００５】
前述した目的を達成するため、本発明に係るブリケット成形装置の構成上の特徴は、粒状の金属材料を成形してブリケットにするためのブリケット成形装置であって、成形用凹部と、成形用凹部の上部に形成された材料充填口と、成形用凹部の下部に形成されたブリケット取出口とを備えた成形金型と、材料充填口を開閉する充填開閉手段と、ブリケット取出口を開閉する取出開閉手段と、成形用凹部に対して略水平方向に進退可能で成形用凹部の内部側に移動することにより成形用凹部内に充填された金属材料を押圧して成形する押圧部と、充填開閉手段と、取出開閉手段と、押圧部とをそれぞれ連動して作動させることにより、材料充填口を介して成形用凹部に充填された金属材料を、成形用凹部で成形してブリケットにしたのちにブリケット取出口からブリケットを取り出す駆動装置とを備えたことにある。
【０００６】
このように構成したブリケット成形装置では、成形金型におけるブリケットを成形する成形用凹部に上方から金属材料を取り込むための材料充填口を設けるとともに、成形用凹部から下方へブリケットを取り出すためのブリケット取出口を設けている。そして、材料充填口を開閉する充填開閉手段を設置している。このため、充填開閉手段を作動することにより、材料充填口を開けて成形用凹部内に金属材料を充填したり、材料充填口を閉塞したりできる。また、ブリケット取出口を開閉する取出開閉手段を設置している。
【０００７】
さらに、成形用凹部の内部側に移動することにより成形用凹部内に充填された金属材料を成形する押圧部を成形用凹部に対して進退可能に設置している。そして、駆動装置の作動によって、充填開閉手段と、取出開閉手段と、押圧部とがそれぞれ連動して作動するようにしている。このため、材料充填口から成形用凹部内に金属材料を順次充填することにより、成形用凹部内に充填された金属材料を押圧部により成形し、成形されたブリケットをブリケット取出口から取り出す一連の操作を連続的に行うことができる。この結果、多量のブリケットを効率よく成形することができる。この場合の駆動装置としては、充填開閉手段、取出開閉手段および押圧部をそれぞれ作動させる複数の駆動装置で構成してもよいし、充填開閉手段、取出開閉手段および押圧部を移動させることのできる一つの駆動装置で構成してもよい。
【０００８】
本発明に係るブリケット成形装置の他の構成上の特徴は、充填開閉手段を、成形金型の上面に沿って移動することにより材料充填口を開閉する上蓋で構成し、取出開閉手段を、成形金型の下面に沿って移動することによりブリケット取出口を開閉する下蓋で構成したことにある。
【０００９】
このブリケット成形装置では、成形金型の上面に、材料充填口を開閉する上蓋を設置し、成形金型の下面に、ブリケット取出口を開閉する下蓋を設置している。このため、上蓋を成形金型の上面で移動させることにより、材料充填口を開けて成形用凹部内に金属材料を充填したり、材料充填口を閉塞したりできる。また、下蓋を成形金型の下面で移動させることにより、成形されたブリケットをブリケット取出口から取り出したり、ブリケット取出口を閉塞して成形用凹部内の金属材料が外部に落下することを防止したりすることができる。
【００１０】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、成形金型を、一方の金型に対して他方の金型が略水平方向に相対的に進退可能になり互いの対向面に成形用凹部が形成された一対の金型で構成するとともに、ブリケット取出口を一方の金型に対して他方の金型が離間する方向に移動することにより形成される金型間の隙間で構成し、充填開閉手段を、成形金型の上面に沿って移動することにより材料充填口を開閉する上蓋で構成し、取出開閉手段を、互いに進退可能な前記一対の金型で構成したことにある。
【００１１】
このように構成したブリケット成形装置では、成形金型におけるブリケットを成形する成形用凹部の上部に金属材料を取り込むための材料充填口を設けるとともに、成形されたブリケットを下方に取り出すためのブリケット取出口を、一方の金型に対して他方の金型が離間する方向に移動することにより形成される金型間の隙間で構成している。そして、成形金型の上面に、材料充填口を開閉する上蓋を設置している。このため、上蓋を成形金型の上面で移動させることにより、材料充填口を開けて成形用凹部内に金属材料を充填したり、材料充填口を閉塞したりできる。また、一方の金型に対して他方の金型を金型の対向方向に移動することにより金型間を開閉してブリケット取出口を開閉することができる。
【００１２】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、上下に貫通する材料溜部を備え、駆動装置の駆動によって成形金型の上側で略水平方向に往復移動することにより、一方の位置で材料収容部から供給される金属材料を材料溜部で受けるとともに、他方の位置で材料溜部を材料充填口に連通させて材料溜部内の金属材料を成形用凹部に充填する材料搬送部を設けたことにある。これによると、例えば、材料収容部を材料搬送部の上方に設置して材料収容部から落下してくる金属材料を順次材料溜部で受けるようにすると、材料搬送部を往復移動させるだけで、金属材料を一定時間の間隔で断続的に成形用凹部に充填することができる。なお、材料溜部と材料充填口とが連通していないときには、材料溜部の下端開口は所定の部分によって閉塞されるようにする。
【００１３】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、駆動装置の駆動によって、成形金型の成形用凹部を形成する周面における押圧部と対向する面から成形用凹部に対して進退する押出部を設けて、押圧部が成形用凹部から後退し、ブリケット取出口が開いたときに、押出部が成形用凹部内で成形されたブリケットをブリケット取出口に移動させるようにしたことにある。これによると、押圧部の押圧により成形されたブリケットを取り出す際に、押圧部が成形用凹部から後退すると、下蓋と押出部とが、または一対の金型の他方と押出部とが一緒に移動して、ブリケット取出口が開くとともに、成形されたブリケットが押出部によってブリケット取出口側に押し出される。このため、多量のブリケットの成形を連続的に行っても、ブリケットの取出しが確実かつスムーズに行える。
【００１４】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、駆動装置を、複数の駆動部を備えた軸の回転運動を複数の駆動部に対応する変位部の略水平方向に沿った往復運動に変える軸機構と、軸を回転させるモータとで構成したことにある。
【００１５】
軸の回転運動を略水平方向に沿った往復運動に変える機構として、クランク軸の回転運動を複数の変位部の略水平方向に沿った往復運動に変えるクランク機構が可能である。この場合、例えば、クランク軸における異なる部分を駆動部としてその複数の駆動部に複数の連結棒等の一端を回転可能に接続する。そして、その連結棒等の他端を変位部とし、各変位部に上蓋、下蓋、押圧部等の往復移動する部材を接続することができる。これによると、上蓋、下蓋、押圧部等をそれぞれタイミングや移動幅を変えて往復移動させることができる。
【００１６】
この結果、材料充填口を開いて金属材料を成形用凹部内に充填するときには、ブリケット取出口を閉じて押圧部を成形用凹部から後退させ、押圧部を成形用凹部の内部側に移動させて金属材料を成形するときには、上蓋で材料充填口を閉塞するとともにブリケット取出口を閉塞し、ブリケット取出口を開けてブリケットを取り出すときには、押圧部を成形用凹部から後退させることができる。また、本発明によると、駆動装置が一つの装置で済むため、ブリケット成形装置の構造が単純になる。なお、駆動装置により作動されるものの例えとして、上蓋、下蓋、押圧部等を挙げているが、充填開閉手段や前記取出開閉手段を構成する他のものについても同様に駆動装置により作動される。また、軸の回転運動を略水平方向に沿った往復運動に変える機構としては、軸に複数の異なるカムを取り付けて構成されるカム機構を用いることも可能である。
【００１７】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、前記成形用凹部のブリケットを形成する部分を、押圧部の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成したことにある。これによると、成形されるブリケットの形状が、押出方向に円錐、三角錐、四角錐等のすそ広がり状になるため、ブリケットの成形用凹部からの取出しが容易になる。この場合、ブリケット取出口は、成形されたブリケットが通過できる形状に形成しておく。また、成形用凹部における最終的にブリケットが形成される部分以外の部分については、特に、押圧部の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成しなくともよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係るブリケット成形装置を図面を用いて説明する。図１および図２は同実施形態に係るブリケット成形装置１０を示している。ブリケット成形装置１０は、前後（図２における左右）よりも左右（図１における左右）に長くなった基台１１と、基台１１の上面における左側端部の前後両側および中央部の前後両側にそれぞれ設けられた４本の柱等からなる高台１２とを備えている。また、基台１１上における左端部側部分と右端部との間における前後方向の両端側部分を除いた部分に基台１１よりも幅の小さな装置本体設置台１３が設置され、装置本体設置台１３上の右端側部分を除いた部分に箱状の筐体部１４が設置されている。
【００１９】
そして、図３ないし図５に示したように、筐体部１４上における高台１２の内部側に位置する部分に成形部２０が設置され、筐体部１４上の右側部分と装置本体設置台１３の右端側部分とに亘って成形部２０を作動させる駆動装置３０が設置されている。また、高台１２の上部には、本発明の材料収容部としてのホッパー１５が設置されている。このホッパー１５内には、本発明の金属材料としてのアルミ二ウムの粒状体からなる成形材料（図示せず）が収容されている。
【００２０】
成形部２０は、成形金型２１、本発明の押圧部としての４個のプランジャ２２、４個のプランジャ２２を成形金型２１に対して進退させる移動支持板２３、本発明の押出部としての４個の押出ピン２４、下蓋２５および材料搬送部２６等を備えている。成形金型２１は、筐体部１４の上面左側に設置されており、内部には、図６および図７に示したように、左右に延びる４個の成形用凹部２１ａが前後に一定間隔を保って平行に形成されている。
【００２１】
各成形用凹部２１ａの右側部分の断面形状は略正方形に形成されているが、各成形用凹部２１ａにおけるブリケットＢが最終的に形成される左側部分の縦断面（成形用凹部２１ａの延び方向（左右方向）に沿った垂直断面）および水平断面はいずれも、台形の上下の方向を成形用凹部２１ａの延び方向とするとともに台形の上が左側に位置して台形の下が右側に位置する形状に形成されている。すなわち、成形用凹部２１ａのブリケットＢを最終的に形成する部分は、後で詳説するプランジャ２２の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成されている。そして、成形金型２１における成形用凹部２１ａの上部の左右方向の中央には、外部に連通する材料充填口２１ｂが形成され、成形金型２１における成形用凹部２１ａ下部の左右方向の略中央部分には、外部に連通するブリケット取出口（図示せず）が形成されている。
【００２２】
プランジャ２２は、成形金型２１に組み込まれた軸体からなっており、後端部が移動支持板２３に連結されている。そして、プランジャ２２の先端部は、移動支持板２３の左右方向への往復移動にともなって成形用凹部２１ａ内を移動し、このプランジャ２２の移動にともなう押圧によって成形材料は成形されてブリケットＢ（図８参照）が得られる。ブリケットＢは、プランジャ２２の押圧方向へ頭部を向けてかつ頭部を裁断した態様の裁頭四角錐状のものが可能である。なお、図８中、Ａはプランジャ２２の押圧方向を示す。また、押出ピン２４は、成形用凹部２１ａを形成する周面におけるプランジャ２２と対向する面（成形用凹部２１ａの左側面）から成形用凹部２１ａ内に進退可能に設けられており、成形用凹部２１ａの内部側に移動することにより、成形用凹部２１ａ内で成形されたブリケットＢをブリケット取出口側に移動させる。
【００２３】
押出ピン２４は、駆動力伝達部２７を介して、後述する駆動装置３０のクランク軸３１に連結されており、クランク軸３１の回転にともなって左右に往復移動する。駆動力伝達部２７は、クランク軸３１側に連結された主軸２７ａと、押出ピン２４側に連結された副軸２７ｂと、主軸２７ａの往復移動を方向を変えて副軸２７ｂに伝達するレバー部２７ｃとを備えている。レバー部２７ｃは、長手方向の略中央部を支軸２７ｄによって回転可能に支持されている。このため、主軸２７ａが左側に移動すると押出ピン２４は右側に移動し、主軸２７ａが右側に移動すると押出ピン２４は左側に移動する。
【００２４】
下蓋２５は、成形金型２１の下面で左右方向に移動可能になっており、左側に移動することによりブリケット取出口を閉塞し、右側に移動することによりブリケット取出口を開口する。下蓋２５は、一対の連結棒２５ａを介して副軸２７ｂに連結されており、駆動力伝達部２７の作動によって押出ピン２４と一緒に左右に移動する。このため、押出ピン２４が右側に移動してブリケットＢをブリケット取出口側に移動させるときに、ブリケット取出口が開口して、ブリケットＢはブリケット取出口から下方に落下する。
【００２５】
なお、移動支持板２３と主軸２７ａとは、ともにクランク軸３１側の所定部分に連結されているが、連結部分が異なっているため互いにタイミングをずらして左右に往復移動する。また、クランク軸３１の後部側部分にはカム（図示せず）が取り付けられておりこのカムを介してクランク軸３１の回転が主軸２７ａの左右への往復移動に変わる。主軸２７ａのカムとは反対側の端部（左端部）には、主軸２７ａを支持する支持部材との間に付勢手段としてのコイルばね２７ｅが設けられて、主軸２７ａがカムによって押され、コイルばね２７ｅの弾性付勢力によって押し戻されるようになっている。
【００２６】
材料搬送部２６は、上下に貫通する孔からなる４個の材料溜部２６ａが前後に一定間隔で形成された板体で構成されており、移動支持板２３に連結されて、プランジャ２２とともに、左右に移動する。また、材料搬送部２６は、枠状のガイド部２８によって移動可能に支持されており、材料搬送部２６が移動範囲の左端に位置したときに各材料溜部２６ａの下端部が位置するガイド部２８の下部側部分には材料通過穴２８ａが形成されている。また、材料搬送部２６が移動範囲の右端に位置したときに各材料溜部２６ａの上端部が位置するガイド部２８の上部側部分には、下部側から上部側に向って徐々に直径が大きくなった材料受穴２８ｂが形成されている。
【００２７】
そして、各材料通過穴２８ａの下部側には下方に延びるシュート２９がそれぞれ設置され、各シュート２９の下端部の下方には、成形金型２１の材料充填口２１ｂに連通可能な４個の材料受部２９ａが設置されている。この材料受部２９ａは、漏斗状に形成されており、シュート２９内を落下してくる成形材料を受ける。また、材料受部２９ａの下端開口は、板状の上蓋２９ｂによって開閉される。この上蓋２９ｂは、連結部材（図示せず）を介してクランク軸３１に連結されており、移動支持板２３とタイミングをずらして左右に往復移動することにより、材料受部２９ａの下端開口と材料充填口２１ｂとの間を連通させたり遮断させたりする。
【００２８】
そして、各材料受穴２８ｂの上部には、ホッパー１５から延びてくる材料供給管１５ａ（図２では２個しか図示していない。）の下端部がそれぞれ位置している。材料搬送部２６は、右側に位置したときに、ホッパー１５から材料供給管１５ａ内を通過して落下してくる成形材料を、材料受穴２８ｂを介して受けて材料溜部２６ａ内に収容する。そして、材料搬送部２６は、その状態で左側に移動し、材料溜部２６ａが材料通過穴２８ａの上端に位置したときに、材料溜部２６ａ内の成形材料は材料通過穴２８ａを通過してシュート２９内に落下する。
【００２９】
このとき、上蓋２９ｂが材料充填口２１ｂを閉じてなければ、成形材料は材料受部２９ａおよび材料充填口２１ｂを通過して各成形用凹部２１ａ内に充填される。また、上蓋２９ｂが材料充填口２１ｂを閉じていれば、成形材料は材料受部２９ａ内に溜まった状態になる。また、成形金型２１の下方には、ブリケット取出口から装置本体設置台１３の前方側に向って傾斜して延びるブリケット排出管１６が設置されており、ブリケット排出管１６の下端部の下方には、ブリケット排出管１６から出てくるブリケットＢを所定の収集場所に搬送するコンベア１７が設置されている。
【００３０】
駆動装置３０は、クランク軸３１を含むクランク部と、クランク軸３１を回転させるモータ３５を含むモータ部とで構成されている。クランク部は、クランク軸３１を回転可能に支持する支持部３２と、クランク軸３１の両端に設けられた一対の駆動プーリ３３とで構成されている。クランク軸３１は、中心軸に対して偏心した複数のカム部３１ａを備えており、図９および図１０に示したように、クランクロッド３４、クランクロッドピン３４ａおよび移動ブロック３４ｂを介して移動支持板２３に連結されている。また、クランク軸３１と、主軸２７ａおよび上蓋２９ｂとの間は、それぞれ異なるカム部に連結部材（図示せず）を介して連結されている。なお、図９および図１０は、クランク軸３１の説明のために示した概略図で、図１０では、プランジャ２２の二つを省略する等、他の図面とは異なる部分もある。
【００３１】
各連結部材は、クランク軸３１の回転を水平方向の往復移動に変えてそれぞれ移動支持板２３、主軸２７ａおよび上蓋２９ｂに伝達する。そして、クランク軸３１が軸周りに１回転すると、移動支持板２３が左右に往復移動して元の位置に戻り、移動支持板２３の移動にともなって、プランジャ２２と材料搬送部２６も左右に往復移動する。また、押出ピン２４と下蓋２５は、駆動力伝達部２７の作用等によってプランジャ２２と材料搬送部２６との移動と若干タイミングをずらして左右に往復移動する。そして、上蓋２９ｂもプランジャ２２や押出ピン２４等と若干タイミングをずらして左右に往復移動する。
【００３２】
モータ部は、モータ３５と、モータ３５の駆動力を駆動プーリ３３に伝達する伝達プーリ３６とを備えている。モータ３５は、回転軸３５ａを後部側に突出させた状態で、装置本体設置台１３の右端部側に設けられた支持台３７の上部に設置されている。そして、回転軸３５ａは、ベルト３５ｂを介して伝達プーリ３６に接続されている。伝達プーリ３６の中心には支軸３６ａが固定されており、この支軸３６ａの両端部は、装置本体設置台１３上における支持台３７の両側に設けられた一対の軸受３８に回転可能に支持されている。
【００３３】
伝達プーリ３６は、支軸３６ａの後端側（支持台３７の後部）に取付けられており、支軸３６ａの前端部には、小径の伝達プーリ３６ｂが取付けられている。そして、伝達プーリ３６ｂと一対の駆動プーリ３３のうちの前部に位置する駆動プーリ３３との間にベルト３３ａが掛け渡されている。また、このブリケット成形装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭおよび各種の回路等で構成された制御装置（図示せず）を備えており、ブリケット成形装置１０を構成する各装置は、この制御装置によってその作動を制御される。
【００３４】
つぎに、このように構成されたブリケット成形装置１０を用いて、ブリケットＢを成形する場合について説明する。この場合に使用される成形材料は、例えば、加熱工程と造粒工程とを備えた再生処理によって粒状にされるもので、まず、アルミ缶をロータリーキルン等によって加熱した状態で掻き回すことにより、表面に塗布された塗料等の不純物を燃焼して除去するとともに、缶本体と蓋部とを分離させる。そして、不純物が除去されたアルミニウム材を、ハンマー等を備えた造粒機で小さく打ち砕くことによって粒状に形成する。
【００３５】
このようにして、使用済みのアルミ缶から得られた成形材料を、まず、ホッパー１５内に投入する。つぎに、制御装置の電源をオン状態にして制御装置が備える各操作部を操作することによって、各種の設定を行いブリケット成形装置１０を作動させる。これによって、モータ３５が作動して、回転軸３５ａが回転する。回転軸３５ａの回転は、ベルト３５ｂ、伝達プーリ３６、支軸３６ａ、伝達プーリ３６ｂ、ベルト３３ａおよび駆動プーリ３３を介してクランク軸３１に伝達され、クランク軸３１が回転する。
【００３６】
このクランク軸３１の回転によって、移動支持板２３と主軸２７ａとが左右に往復移動するため、プランジャ２２、材料搬送部２６、押出ピン２４および下蓋２５もそれぞれ所定のタイミングと移動幅で左右に往復移動する。同時に、上蓋２９ｂも左右に往復移動する。この場合、移動支持板２３が後退して材料搬送部２６の材料溜部２６ａがガイド部２８の材料受穴２８ｂの真下に位置したときに、ホッパー１５から材料供給管１５ａを通過して落下してくる成形材料が材料溜部２６ａ内に充填される。ついで、移動支持板２３が前進して材料搬送部２６の材料溜部２６ａがガイド部２８の材料通過穴２８ａの真上に位置したときに、材料溜部２６ａ内の成形材料は、材料通過穴２８ａおよびシュート２９の内部を通過して材料受部２９ａ内に落下する。
【００３７】
このとき、材料受部２９ａの下端開口は、上蓋２９ｂによって閉塞されており、成形材料は材料受部２９ａ内に溜まる。つぎに、再度、移動支持板２３が後退したときに、材料供給管１５ａ内を落下してくる成形材料が材料溜部２６ａ内に充填される。また、プランジャ２２も移動支持板２３とともに後退する。そして、上蓋２９ｂが右側に移動して材料受部２９ａと材料充填口２１ｂとを連通させると、材料受部２９ａ内の成形材料は、成形用凹部２１ａ内に充填される。ついで、上蓋２９ｂが左側に移動して材料充填口２１ｂを閉塞すると、移動支持板２３が前進して、プランジャ２２が成形用凹部２１ａ内の成形材料を押圧して成形する。このとき、材料溜部２６ａ内の成形材料は、材料受部２９ａ内に落下する。
【００３８】
この間、押出ピン２４と下蓋２５とは左側に後退した状態に維持されているが、ブリケットＢが形成されてプランジャ２２が後退すると、押出ピン２４と下蓋２５とが右側に向って前進する。これによって、ブリケット取出口が開くとともに、ブリケットＢが押出ピン２４の押圧により右側に移動してブリケット取出口からブリケット排出管１６に排出される。そして、ブリケットＢは、コンベア１７によって収集場所に搬送される。ついで、押出ピン２４と下蓋２５とは左側に後退し、上蓋２９ｂは右側に移動する。これによって、材料受部２９ａ内の成形材料は、成形用凹部２１ａ内に充填される。このようなブリケット成形装置１０の作動が繰り返し行われ、その間順次ブリケットＢが成形されていく。
【００３９】
このように、このブリケット成形装置１０では、駆動装置３０の作動によって、プランジャ２２、押出ピン２４、下蓋２５、材料搬送部２６および上蓋２９ｂが連動して移動するようにしている。このため、材料搬送部２６が搬送してくる成形材料を、材料受部２９ａを介して材料充填口２１ｂから成形用凹部２１ａ内に充填し、プランジャ２２の押圧によりその成形材料を成形し、成形されたブリケットＢをブリケット取出口から取り出す一連の操作が連続的に行われるようになる。これによって、多量のブリケットＢを効率よく成形することができる。
【００４０】
また、本発明における駆動装置３０は、クランク部とモータ部とからなる一つの装置で構成されているため、ブリケット成形装置１０の構造が単純になるとともに安価につく。さらに、本発明に係るブリケット成形装置１０は、押出ピン２４を備えているため、多量のブリケットＢの成形を連続的に行っても、ブリケットＢの取出しが確実かつスムーズに行える。また、成形用凹部２１ａの左側部分、すなわちブリケットＢを最終的に形成する部分を、プランジャ２２の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成したため、ブリケットＢの成形用凹部２１ａからの取出しが容易になる。
【００４１】
また、前述した実施形態では、ブリケットＢを成形するための金属材料をアルミニウムとしているが、この金属材料としては、アルミ二ウムに限らず、スチール等、ブリケットとして使用できるものであれば、どのような金属材料からなる粒状体でも使用することができる。また、前述したブリケット成形装置１０では、成形用凹部２１ａ、シュート２９等をそれぞれ４個設けているが、これらの数は、さらに多くの複数個にすることもできるし、３個以下にすることもできる。また、前述した実施形態では、一つの駆動装置３０でプランジャ２２等のすべての往復移動する部材を移動させているが、各プランジャ２２等をそれぞれ異なる駆動装置の作動で移動させるようにしてもよいし、特定のもの、例えば、上蓋２９ｂだけを駆動装置３０以外の駆動装置によって移動させるようにしてもよい。
【００４２】
また、前述した実施形態では、成形用凹部２１ａの上部に材料充填口２１ｂを形成し、成形金型２１の上面に沿って上蓋２９ｂを移動することにより材料充填口２１ｂを開閉するようにして、材料充填口２１ｂを開閉する充填開閉手段を構成している。また、成形用凹部２１ａの下部にブリケット取出口を形成し、成形金型２１の下面に沿って下蓋２５を移動することによりブリケット取出口を開閉するようにして、ブリケット取出口を開閉する取出開閉手段を構成している。さて、本発明に係る充填開閉手段及び取出開閉手段は、前述したものに限られるものではない。例えば、取出開閉手段としては、次に説明する他の実施形態に係るブリケット成形装置のものが可能である。
【００４３】
すなわち、図１１に示したように、本実施形態のブリケット成形装置４０では、成形用凹部４１ａを形成する成形金型４１が、略水平方向で対向して左右に位置し一方に対し他方が進退する２つの金型で構成されている。なお、左右は、図１１上における左右を示す。一方の金型である左側の固定型４１ｂは、成形用凹部４１ａの中のブリケットＢが最終的に形成される部分に対応している。他方の金型である右側の移動型４１ｃは、成形用凹部４１ａの中の残部に対応している。移動型４１ｃには材料充填口４１ｄが形成されている。移動型４１ｃの右方から成形用凹部４１ａ内にプランジャ４２が進退し、固定型４１ｂの左方から成形用凹部４１ａ内に押出ピン４４が進退する。
【００４４】
前述した一の実施形態では、下蓋２５が一対の連結棒２５ａを介して副軸２７ｂに連結されているが、本実施形態では、下蓋がなく、移動型４１ｃが取出開閉手段とされて、図１２に示したように、一対の連結棒４７ａを介して副軸４７ｂに連結されている。移動型４１ｃが移動することにより金型間がブリケット取出口４３（図１１（ｃ））として開閉される。金型間の開状態（金型の対向端面が離れた状態）では、ブリケット取出口４３が形成されて開き、金型間の閉状態（金型の対向端面が当接した状態）ではブリケット取出口４３が無くなって閉じられる。駆動力伝達部４７の作動によって押出ピン４４と一緒に移動型４１ｃが左右に移動する。押出ピン４４が右側に移動するとともに移動型４１ｃが右側に移動すればブリケット取出口４３が形成されて開き、ブリケット取出口４３からブリケットＢが落下する。
【００４５】
なお、図１２に示したように、駆動力伝達部４７の主軸４７ａは、クランク軸５１に取り付けられたカム５２に押圧されるように配置されており、カム機構を介して伝達されるクランク軸５１の回転によって主軸４７ａが左右に往復移動する。主軸４７ａのカム５２とは反対側の端部（左端部）には、主軸４７ａを支持する支持部材との間に付勢手段としてのコイルばね４７ｅが設けられており、主軸４７ａがこの右端部でカム５２によって押され、コイルばね４７ｅの弾性付勢力によって押し戻されるようになっている。
【００４６】
本実施形態は、移動型４１ｃの移動によりブリケット取出口４３が開口するもので、前述した一の実施形態のように下蓋２５の移動によりブリケット取出口が開口するものとは異なる。また、プランジャ４２を図１１（ａ）の状態から図１１（ｂ）の状態へ前進させて金属材料を押圧してブリケットＢを形成する。図１１（ｃ）に示したように、ブリケットＢが形成されてプランジャ４２が後退すると、押出ピン４４が右側に向かって前進するとともに、移動型４１ｃも右側に向かって移動する。そして、移動型４１ｃと固定型４１ｂとの間が開くと、ブリケット取出口４３が形成され、ブリケットＢが押出ピン４４の押圧によって右側に移動してブリケット取出口４３からブリケット排出管（図示せず）に排出される。
【００４７】
駆動装置の作動によって、プランジャ４２、押出ピン４４、移動金型４１ｃ、材料搬送部（図示せず）および上蓋４９ｂが連動して移動するようにしている。なお、本実施形態では、移動型４１ｃを移動するようにしたが、右側の金型を固定型とし、左の金型を移動型とすることも可能であり、また、両者の金型を移動することも可能である。一方の金型が他方の金型に対して相対的に移動して金型間にブリケット取出口が形成されるものであればよい。この実施形態に係るブリケット成形装置４０のそれ以外の部分の構成は、前述したブリケット成形装置１０と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。また、この実施形態に係るブリケット成形装置４０の作用効果についても前述したブリケット成形装置１０と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るブリケット成形装置を示した正面図である。
【図２】図１に示したブリケット成形装置を示した側面図である。
【図３】ブリケット成形装置の成形部と駆動装置とを示した平面図である。
【図４】ブリケット成形装置の成形部と駆動装置とを示した正面図である。
【図５】駆動装置を示した側面図である。
【図６】成形部を正面側から見た状態を示した断面図である。
【図７】成形部を側面側から見た状態を示した断面図である。
【図８】ブリケットを示した斜視図である。
【図９】駆動装置の要部を示した側面図である。
【図１０】駆動装置の要部を示した平面図である。
【図１１】他の実施形態に係り、（ａ）は、成形部を正面側から見た状態を示した断面図、（ｂ）は、押圧ピンを前進させた状態を示した（ａ）に対応する図、（Ｃ）は、ブリケットを取り出す状態を示した（ａ）に対応する図である。
【図１２】他の実施形態に係り、ブリケット成形装置の成形部と駆動装置との要部を示した平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，４０…ブリケット成形装置、１５…ホッパー、２１，４１…成形金型、２１ａ，４１ａ…成形用凹部、２１ｂ，４１ｄ…材料充填口、２２，４２…プランジャ、２３…移動支持板、２４，４４…押出ピン、２５…下蓋、２６…材料搬送部、２６ａ…材料溜部、２９ｂ，４９ｂ…上蓋、３０…駆動装置、３１，５１…クランク軸、３５…モータ、Ｂ…ブリケット、４１ｂ…固定型、４１ｃ…移動型、４３…ブリケット取出口、５２…カム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒状の金属材料を成形してブリケットにするためのブリケット成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、空缶等の使用済み材料を再生処理してブリケットを製造することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。この場合、空き缶を、シュレッダー等によって所定の大きさに砕き、ロータリーキルン等によって加熱処理することにより塗料等の不純物を除去している。そして、粒状に成形したのちに、プレス機を用いて加圧することにより粒状の材料を所定の形状のブリケットに成形している。ブリケットがスチールで構成される場合は主として溶解用の材料として再利用される。また、ブリケットがアルミニウムで構成される場合は、主として鉄や鋼を溶融して所定の加工を施す際に、溶融金属中に含まれる酸素ガスを除去するための脱酸剤として用いられる。
【特許文献１】特開平７−１１８７６５号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のプレス機を用いたブリケットの製造方法では、ブリケットを連続して成形することができないため効率のよい製造ができないという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、多量のブリケットを連続して成形することのできるブリケット成形装置を提供することにある。
【０００５】
前述した目的を達成するため、本発明に係るブリケット成形装置の構成上の特徴は、粒状の金属材料を成形してブリケットにするためのブリケット成形装置であって、成形用凹部と、成形用凹部の上部に形成された材料充填口と、成形用凹部の下部に形成されたブリケット取出口とを備えた成形金型と、材料充填口を開閉する充填開閉手段と、ブリケット取出口を開閉する取出開閉手段と、成形用凹部に対して略水平方向に進退可能で成形用凹部の内部側に移動することにより成形用凹部内に充填された金属材料を押圧して成形する押圧部と、充填開閉手段と、取出開閉手段と、押圧部とをそれぞれ連動して作動させることにより、材料充填口を介して成形用凹部に充填された金属材料を、成形用凹部で成形してブリケットにしたのちにブリケット取出口からブリケットを取り出す駆動装置とを備えたことにある。
【０００６】
このように構成したブリケット成形装置では、成形金型におけるブリケットを成形する成形用凹部に上方から金属材料を取り込むための材料充填口を設けるとともに、成形用凹部から下方へブリケットを取り出すためのブリケット取出口を設けている。そして、材料充填口を開閉する充填開閉手段を設置している。このため、充填開閉手段を作動することにより、材料充填口を開けて成形用凹部内に金属材料を充填したり、材料充填口を閉塞したりできる。また、ブリケット取出口を開閉する取出開閉手段を設置している。
【０００７】
さらに、成形用凹部の内部側に移動することにより成形用凹部内に充填された金属材料を成形する押圧部を成形用凹部に対して進退可能に設置している。そして、駆動装置の作動によって、充填開閉手段と、取出開閉手段と、押圧部とがそれぞれ連動して作動するようにしている。このため、材料充填口から成形用凹部内に金属材料を順次充填することにより、成形用凹部内に充填された金属材料を押圧部により成形し、成形されたブリケットをブリケット取出口から取り出す一連の操作を連続的に行うことができる。この結果、多量のブリケットを効率よく成形することができる。この場合の駆動装置としては、充填開閉手段、取出開閉手段および押圧部をそれぞれ作動させる複数の駆動装置で構成してもよいし、充填開閉手段、取出開閉手段および押圧部を移動させることのできる一つの駆動装置で構成してもよい。
【０００８】
本発明に係るブリケット成形装置の他の構成上の特徴は、充填開閉手段を、成形金型の上面に沿って移動することにより材料充填口を開閉する上蓋で構成し、取出開閉手段を、成形金型の下面に沿って移動することによりブリケット取出口を開閉する下蓋で構成したことにある。
【０００９】
このブリケット成形装置では、成形金型の上面に、材料充填口を開閉する上蓋を設置し、成形金型の下面に、ブリケット取出口を開閉する下蓋を設置している。このため、上蓋を成形金型の上面で移動させることにより、材料充填口を開けて成形用凹部内に金属材料を充填したり、材料充填口を閉塞したりできる。また、下蓋を成形金型の下面で移動させることにより、成形されたブリケットをブリケット取出口から取り出したり、ブリケット取出口を閉塞して成形用凹部内の金属材料が外部に落下することを防止したりすることができる。
【００１０】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、成形金型を、一方の金型に対して他方の金型が略水平方向に相対的に進退可能になり互いの対向面に成形用凹部が形成された一対の金型で構成するとともに、ブリケット取出口を一方の金型に対して他方の金型が離間する方向に移動することにより形成される金型間の隙間で構成し、充填開閉手段を、成形金型の上面に沿って移動することにより材料充填口を開閉する上蓋で構成し、取出開閉手段を、互いに進退可能な前記一対の金型で構成したことにある。
【００１１】
このように構成したブリケット成形装置では、成形金型におけるブリケットを成形する成形用凹部の上部に金属材料を取り込むための材料充填口を設けるとともに、成形されたブリケットを下方に取り出すためのブリケット取出口を、一方の金型に対して他方の金型が離間する方向に移動することにより形成される金型間の隙間で構成している。そして、成形金型の上面に、材料充填口を開閉する上蓋を設置している。このため、上蓋を成形金型の上面で移動させることにより、材料充填口を開けて成形用凹部内に金属材料を充填したり、材料充填口を閉塞したりできる。また、一方の金型に対して他方の金型を金型の対向方向に移動することにより金型間を開閉してブリケット取出口を開閉することができる。
【００１２】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、上下に貫通する材料溜部を備え、駆動装置の駆動によって成形金型の上側で略水平方向に往復移動することにより、一方の位置で材料収容部から供給される金属材料を材料溜部で受けるとともに、他方の位置で材料溜部を材料充填口に連通させて材料溜部内の金属材料を成形用凹部に充填する材料搬送部を設けたことにある。これによると、例えば、材料収容部を材料搬送部の上方に設置して材料収容部から落下してくる金属材料を順次材料溜部で受けるようにすると、材料搬送部を往復移動させるだけで、金属材料を一定時間の間隔で断続的に成形用凹部に充填することができる。なお、材料溜部と材料充填口とが連通していないときには、材料溜部の下端開口は所定の部分によって閉塞されるようにする。
【００１３】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、駆動装置の駆動によって、成形金型の成形用凹部を形成する周面における押圧部と対向する面から成形用凹部に対して進退する押出部を設けて、押圧部が成形用凹部から後退し、ブリケット取出口が開いたときに、押出部が成形用凹部内で成形されたブリケットをブリケット取出口に移動させるようにしたことにある。これによると、押圧部の押圧により成形されたブリケットを取り出す際に、押圧部が成形用凹部から後退すると、下蓋と押出部とが、または一対の金型の他方と押出部とが一緒に移動して、ブリケット取出口が開くとともに、成形されたブリケットが押出部によってブリケット取出口側に押し出される。このため、多量のブリケットの成形を連続的に行っても、ブリケットの取出しが確実かつスムーズに行える。
【００１４】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、駆動装置を、複数の駆動部を備えた軸の回転運動を複数の駆動部に対応する変位部の略水平方向に沿った往復運動に変える軸機構と、軸を回転させるモータとで構成したことにある。
【００１５】
軸の回転運動を略水平方向に沿った往復運動に変える機構として、クランク軸の回転運動を複数の変位部の略水平方向に沿った往復運動に変えるクランク機構が可能である。この場合、例えば、クランク軸における異なる部分を駆動部としてその複数の駆動部に複数の連結棒等の一端を回転可能に接続する。そして、その連結棒等の他端を変位部とし、各変位部に上蓋、下蓋、押圧部等の往復移動する部材を接続することができる。これによると、上蓋、下蓋、押圧部等をそれぞれタイミングや移動幅を変えて往復移動させることができる。
【００１６】
この結果、材料充填口を開いて金属材料を成形用凹部内に充填するときには、ブリケット取出口を閉じて押圧部を成形用凹部から後退させ、押圧部を成形用凹部の内部側に移動させて金属材料を成形するときには、上蓋で材料充填口を閉塞するとともにブリケット取出口を閉塞し、ブリケット取出口を開けてブリケットを取り出すときには、押圧部を成形用凹部から後退させることができる。また、本発明によると、駆動装置が一つの装置で済むため、ブリケット成形装置の構造が単純になる。なお、駆動装置により作動されるものの例えとして、上蓋、下蓋、押圧部等を挙げているが、充填開閉手段や前記取出開閉手段を構成する他のものについても同様に駆動装置により作動される。また、軸の回転運動を略水平方向に沿った往復運動に変える機構としては、軸に複数の異なるカムを取り付けて構成されるカム機構を用いることも可能である。
【００１７】
本発明に係るブリケット成形装置のさらに他の構成上の特徴は、前記成形用凹部のブリケットを形成する部分を、押圧部の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成したことにある。これによると、成形されるブリケットの形状が、押出方向に円錐、三角錐、四角錐等のすそ広がり状になるため、ブリケットの成形用凹部からの取出しが容易になる。この場合、ブリケット取出口は、成形されたブリケットが通過できる形状に形成しておく。また、成形用凹部における最終的にブリケットが形成される部分以外の部分については、特に、押圧部の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成しなくともよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係るブリケット成形装置を図面を用いて説明する。図１および図２は同実施形態に係るブリケット成形装置１０を示している。ブリケット成形装置１０は、前後（図２における左右）よりも左右（図１における左右）に長くなった基台１１と、基台１１の上面における左側端部の前後両側および中央部の前後両側にそれぞれ設けられた４本の柱等からなる高台１２とを備えている。また、基台１１上における左端部側部分と右端部との間における前後方向の両端側部分を除いた部分に基台１１よりも幅の小さな装置本体設置台１３が設置され、装置本体設置台１３上の右端側部分を除いた部分に箱状の筐体部１４が設置されている。
【００１９】
そして、図３ないし図５に示したように、筐体部１４上における高台１２の内部側に位置する部分に成形部２０が設置され、筐体部１４上の右側部分と装置本体設置台１３の右端側部分とに亘って成形部２０を作動させる駆動装置３０が設置されている。また、高台１２の上部には、本発明の材料収容部としてのホッパー１５が設置されている。このホッパー１５内には、本発明の金属材料としてのアルミ二ウムの粒状体からなる成形材料（図示せず）が収容されている。
【００２０】
成形部２０は、成形金型２１、本発明の押圧部としての４個のプランジャ２２、４個のプランジャ２２を成形金型２１に対して進退させる移動支持板２３、本発明の押出部としての４個の押出ピン２４、下蓋２５および材料搬送部２６等を備えている。成形金型２１は、筐体部１４の上面左側に設置されており、内部には、図６および図７に示したように、左右に延びる４個の成形用凹部２１ａが前後に一定間隔を保って平行に形成されている。
【００２１】
各成形用凹部２１ａの右側部分の断面形状は略正方形に形成されているが、各成形用凹部２１ａにおけるブリケットＢが最終的に形成される左側部分の縦断面（成形用凹部２１ａの延び方向（左右方向）に沿った垂直断面）および水平断面はいずれも、台形の上下の方向を成形用凹部２１ａの延び方向とするとともに台形の上が左側に位置して台形の下が右側に位置する形状に形成されている。すなわち、成形用凹部２１ａのブリケットＢを最終的に形成する部分は、後で詳説するプランジャ２２の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成されている。そして、成形金型２１における成形用凹部２１ａの上部の左右方向の中央には、外部に連通する材料充填口２１ｂが形成され、成形金型２１における成形用凹部２１ａ下部の左右方向の略中央部分には、外部に連通するブリケット取出口（図示せず）が形成されている。
【００２２】
プランジャ２２は、成形金型２１に組み込まれた軸体からなっており、後端部が移動支持板２３に連結されている。そして、プランジャ２２の先端部は、移動支持板２３の左右方向への往復移動にともなって成形用凹部２１ａ内を移動し、このプランジャ２２の移動にともなう押圧によって成形材料は成形されてブリケットＢ（図８参照）が得られる。ブリケットＢは、プランジャ２２の押圧方向へ頭部を向けてかつ頭部を裁断した態様の裁頭四角錐状のものが可能である。なお、図８中、Ａはプランジャ２２の押圧方向を示す。また、押出ピン２４は、成形用凹部２１ａを形成する周面におけるプランジャ２２と対向する面（成形用凹部２１ａの左側面）から成形用凹部２１ａ内に進退可能に設けられており、成形用凹部２１ａの内部側に移動することにより、成形用凹部２１ａ内で成形されたブリケットＢをブリケット取出口側に移動させる。
【００２３】
押出ピン２４は、駆動力伝達部２７を介して、後述する駆動装置３０のクランク軸３１に連結されており、クランク軸３１の回転にともなって左右に往復移動する。駆動力伝達部２７は、クランク軸３１側に連結された主軸２７ａと、押出ピン２４側に連結された副軸２７ｂと、主軸２７ａの往復移動を方向を変えて副軸２７ｂに伝達するレバー部２７ｃとを備えている。レバー部２７ｃは、長手方向の略中央部を支軸２７ｄによって回転可能に支持されている。このため、主軸２７ａが左側に移動すると押出ピン２４は右側に移動し、主軸２７ａが右側に移動すると押出ピン２４は左側に移動する。
【００２４】
下蓋２５は、成形金型２１の下面で左右方向に移動可能になっており、左側に移動することによりブリケット取出口を閉塞し、右側に移動することによりブリケット取出口を開口する。下蓋２５は、一対の連結棒２５ａを介して副軸２７ｂに連結されており、駆動力伝達部２７の作動によって押出ピン２４と一緒に左右に移動する。このため、押出ピン２４が右側に移動してブリケットＢをブリケット取出口側に移動させるときに、ブリケット取出口が開口して、ブリケットＢはブリケット取出口から下方に落下する。
【００２５】
なお、移動支持板２３と主軸２７ａとは、ともにクランク軸３１側の所定部分に連結されているが、連結部分が異なっているため互いにタイミングをずらして左右に往復移動する。また、クランク軸３１の後部側部分にはカム（図示せず）が取り付けられておりこのカムを介してクランク軸３１の回転が主軸２７ａの左右への往復移動に変わる。主軸２７ａのカムとは反対側の端部（左端部）には、主軸２７ａを支持する支持部材との間に付勢手段としてのコイルばね２７ｅが設けられて、主軸２７ａがカムによって押され、コイルばね２７ｅの弾性付勢力によって押し戻されるようになっている。
【００２６】
材料搬送部２６は、上下に貫通する孔からなる４個の材料溜部２６ａが前後に一定間隔で形成された板体で構成されており、移動支持板２３に連結されて、プランジャ２２とともに、左右に移動する。また、材料搬送部２６は、枠状のガイド部２８によって移動可能に支持されており、材料搬送部２６が移動範囲の左端に位置したときに各材料溜部２６ａの下端部が位置するガイド部２８の下部側部分には材料通過穴２８ａが形成されている。また、材料搬送部２６が移動範囲の右端に位置したときに各材料溜部２６ａの上端部が位置するガイド部２８の上部側部分には、下部側から上部側に向って徐々に直径が大きくなった材料受穴２８ｂが形成されている。
【００２７】
そして、各材料通過穴２８ａの下部側には下方に延びるシュート２９がそれぞれ設置され、各シュート２９の下端部の下方には、成形金型２１の材料充填口２１ｂに連通可能な４個の材料受部２９ａが設置されている。この材料受部２９ａは、漏斗状に形成されており、シュート２９内を落下してくる成形材料を受ける。また、材料受部２９ａの下端開口は、板状の上蓋２９ｂによって開閉される。この上蓋２９ｂは、連結部材（図示せず）を介してクランク軸３１に連結されており、移動支持板２３とタイミングをずらして左右に往復移動することにより、材料受部２９ａの下端開口と材料充填口２１ｂとの間を連通させたり遮断させたりする。
【００２８】
そして、各材料受穴２８ｂの上部には、ホッパー１５から延びてくる材料供給管１５ａ（図２では２個しか図示していない。）の下端部がそれぞれ位置している。材料搬送部２６は、右側に位置したときに、ホッパー１５から材料供給管１５ａ内を通過して落下してくる成形材料を、材料受穴２８ｂを介して受けて材料溜部２６ａ内に収容する。そして、材料搬送部２６は、その状態で左側に移動し、材料溜部２６ａが材料通過穴２８ａの上端に位置したときに、材料溜部２６ａ内の成形材料は材料通過穴２８ａを通過してシュート２９内に落下する。
【００２９】
このとき、上蓋２９ｂが材料充填口２１ｂを閉じてなければ、成形材料は材料受部２９ａおよび材料充填口２１ｂを通過して各成形用凹部２１ａ内に充填される。また、上蓋２９ｂが材料充填口２１ｂを閉じていれば、成形材料は材料受部２９ａ内に溜まった状態になる。また、成形金型２１の下方には、ブリケット取出口から装置本体設置台１３の前方側に向って傾斜して延びるブリケット排出管１６が設置されており、ブリケット排出管１６の下端部の下方には、ブリケット排出管１６から出てくるブリケットＢを所定の収集場所に搬送するコンベア１７が設置されている。
【００３０】
駆動装置３０は、クランク軸３１を含むクランク部と、クランク軸３１を回転させるモータ３５を含むモータ部とで構成されている。クランク部は、クランク軸３１を回転可能に支持する支持部３２と、クランク軸３１の両端に設けられた一対の駆動プーリ３３とで構成されている。クランク軸３１は、中心軸に対して偏心した複数のカム部３１ａを備えており、図９および図１０に示したように、クランクロッド３４、クランクロッドピン３４ａおよび移動ブロック３４ｂを介して移動支持板２３に連結されている。また、クランク軸３１と、主軸２７ａおよび上蓋２９ｂとの間は、それぞれ異なるカム部に連結部材（図示せず）を介して連結されている。なお、図９および図１０は、クランク軸３１の説明のために示した概略図で、図１０では、プランジャ２２の二つを省略する等、他の図面とは異なる部分もある。
【００３１】
各連結部材は、クランク軸３１の回転を水平方向の往復移動に変えてそれぞれ移動支持板２３、主軸２７ａおよび上蓋２９ｂに伝達する。そして、クランク軸３１が軸周りに１回転すると、移動支持板２３が左右に往復移動して元の位置に戻り、移動支持板２３の移動にともなって、プランジャ２２と材料搬送部２６も左右に往復移動する。また、押出ピン２４と下蓋２５は、駆動力伝達部２７の作用等によってプランジャ２２と材料搬送部２６との移動と若干タイミングをずらして左右に往復移動する。そして、上蓋２９ｂもプランジャ２２や押出ピン２４等と若干タイミングをずらして左右に往復移動する。
【００３２】
モータ部は、モータ３５と、モータ３５の駆動力を駆動プーリ３３に伝達する伝達プーリ３６とを備えている。モータ３５は、回転軸３５ａを後部側に突出させた状態で、装置本体設置台１３の右端部側に設けられた支持台３７の上部に設置されている。そして、回転軸３５ａは、ベルト３５ｂを介して伝達プーリ３６に接続されている。伝達プーリ３６の中心には支軸３６ａが固定されており、この支軸３６ａの両端部は、装置本体設置台１３上における支持台３７の両側に設けられた一対の軸受３８に回転可能に支持されている。
【００３３】
伝達プーリ３６は、支軸３６ａの後端側（支持台３７の後部）に取付けられており、支軸３６ａの前端部には、小径の伝達プーリ３６ｂが取付けられている。そして、伝達プーリ３６ｂと一対の駆動プーリ３３のうちの前部に位置する駆動プーリ３３との間にベルト３３ａが掛け渡されている。また、このブリケット成形装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭおよび各種の回路等で構成された制御装置（図示せず）を備えており、ブリケット成形装置１０を構成する各装置は、この制御装置によってその作動を制御される。
【００３４】
つぎに、このように構成されたブリケット成形装置１０を用いて、ブリケットＢを成形する場合について説明する。この場合に使用される成形材料は、例えば、加熱工程と造粒工程とを備えた再生処理によって粒状にされるもので、まず、アルミ缶をロータリーキルン等によって加熱した状態で掻き回すことにより、表面に塗布された塗料等の不純物を燃焼して除去するとともに、缶本体と蓋部とを分離させる。そして、不純物が除去されたアルミニウム材を、ハンマー等を備えた造粒機で小さく打ち砕くことによって粒状に形成する。
【００３５】
このようにして、使用済みのアルミ缶から得られた成形材料を、まず、ホッパー１５内に投入する。つぎに、制御装置の電源をオン状態にして制御装置が備える各操作部を操作することによって、各種の設定を行いブリケット成形装置１０を作動させる。これによって、モータ３５が作動して、回転軸３５ａが回転する。回転軸３５ａの回転は、ベルト３５ｂ、伝達プーリ３６、支軸３６ａ、伝達プーリ３６ｂ、ベルト３３ａおよび駆動プーリ３３を介してクランク軸３１に伝達され、クランク軸３１が回転する。
【００３６】
このクランク軸３１の回転によって、移動支持板２３と主軸２７ａとが左右に往復移動するため、プランジャ２２、材料搬送部２６、押出ピン２４および下蓋２５もそれぞれ所定のタイミングと移動幅で左右に往復移動する。同時に、上蓋２９ｂも左右に往復移動する。この場合、移動支持板２３が後退して材料搬送部２６の材料溜部２６ａがガイド部２８の材料受穴２８ｂの真下に位置したときに、ホッパー１５から材料供給管１５ａを通過して落下してくる成形材料が材料溜部２６ａ内に充填される。ついで、移動支持板２３が前進して材料搬送部２６の材料溜部２６ａがガイド部２８の材料通過穴２８ａの真上に位置したときに、材料溜部２６ａ内の成形材料は、材料通過穴２８ａおよびシュート２９の内部を通過して材料受部２９ａ内に落下する。
【００３７】
このとき、材料受部２９ａの下端開口は、上蓋２９ｂによって閉塞されており、成形材料は材料受部２９ａ内に溜まる。つぎに、再度、移動支持板２３が後退したときに、材料供給管１５ａ内を落下してくる成形材料が材料溜部２６ａ内に充填される。また、プランジャ２２も移動支持板２３とともに後退する。そして、上蓋２９ｂが右側に移動して材料受部２９ａと材料充填口２１ｂとを連通させると、材料受部２９ａ内の成形材料は、成形用凹部２１ａ内に充填される。ついで、上蓋２９ｂが左側に移動して材料充填口２１ｂを閉塞すると、移動支持板２３が前進して、プランジャ２２が成形用凹部２１ａ内の成形材料を押圧して成形する。このとき、材料溜部２６ａ内の成形材料は、材料受部２９ａ内に落下する。
【００３８】
この間、押出ピン２４と下蓋２５とは左側に後退した状態に維持されているが、ブリケットＢが形成されてプランジャ２２が後退すると、押出ピン２４と下蓋２５とが右側に向って前進する。これによって、ブリケット取出口が開くとともに、ブリケットＢが押出ピン２４の押圧により右側に移動してブリケット取出口からブリケット排出管１６に排出される。そして、ブリケットＢは、コンベア１７によって収集場所に搬送される。ついで、押出ピン２４と下蓋２５とは左側に後退し、上蓋２９ｂは右側に移動する。これによって、材料受部２９ａ内の成形材料は、成形用凹部２１ａ内に充填される。このようなブリケット成形装置１０の作動が繰り返し行われ、その間順次ブリケットＢが成形されていく。
【００３９】
このように、このブリケット成形装置１０では、駆動装置３０の作動によって、プランジャ２２、押出ピン２４、下蓋２５、材料搬送部２６および上蓋２９ｂが連動して移動するようにしている。このため、材料搬送部２６が搬送してくる成形材料を、材料受部２９ａを介して材料充填口２１ｂから成形用凹部２１ａ内に充填し、プランジャ２２の押圧によりその成形材料を成形し、成形されたブリケットＢをブリケット取出口から取り出す一連の操作が連続的に行われるようになる。これによって、多量のブリケットＢを効率よく成形することができる。
【００４０】
また、本発明における駆動装置３０は、クランク部とモータ部とからなる一つの装置で構成されているため、ブリケット成形装置１０の構造が単純になるとともに安価につく。さらに、本発明に係るブリケット成形装置１０は、押出ピン２４を備えているため、多量のブリケットＢの成形を連続的に行っても、ブリケットＢの取出しが確実かつスムーズに行える。また、成形用凹部２１ａの左側部分、すなわちブリケットＢを最終的に形成する部分を、プランジャ２２の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成したため、ブリケットＢの成形用凹部２１ａからの取出しが容易になる。
【００４１】
また、前述した実施形態では、ブリケットＢを成形するための金属材料をアルミニウムとしているが、この金属材料としては、アルミ二ウムに限らず、スチール等、ブリケットとして使用できるものであれば、どのような金属材料からなる粒状体でも使用することができる。また、前述したブリケット成形装置１０では、成形用凹部２１ａ、シュート２９等をそれぞれ４個設けているが、これらの数は、さらに多くの複数個にすることもできるし、３個以下にすることもできる。また、前述した実施形態では、一つの駆動装置３０でプランジャ２２等のすべての往復移動する部材を移動させているが、各プランジャ２２等をそれぞれ異なる駆動装置の作動で移動させるようにしてもよいし、特定のもの、例えば、上蓋２９ｂだけを駆動装置３０以外の駆動装置によって移動させるようにしてもよい。
【００４２】
また、前述した実施形態では、成形用凹部２１ａの上部に材料充填口２１ｂを形成し、成形金型２１の上面に沿って上蓋２９ｂを移動することにより材料充填口２１ｂを開閉するようにして、材料充填口２１ｂを開閉する充填開閉手段を構成している。また、成形用凹部２１ａの下部にブリケット取出口を形成し、成形金型２１の下面に沿って下蓋２５を移動することによりブリケット取出口を開閉するようにして、ブリケット取出口を開閉する取出開閉手段を構成している。さて、本発明に係る充填開閉手段及び取出開閉手段は、前述したものに限られるものではない。例えば、取出開閉手段としては、次に説明する他の実施形態に係るブリケット成形装置のものが可能である。
【００４３】
すなわち、図１１に示したように、本実施形態のブリケット成形装置４０では、成形用凹部４１ａを形成する成形金型４１が、略水平方向で対向して左右に位置し一方に対し他方が進退する２つの金型で構成されている。なお、左右は、図１１上における左右を示す。一方の金型である左側の固定型４１ｂは、成形用凹部４１ａの中のブリケットＢが最終的に形成される部分に対応している。他方の金型である右側の移動型４１ｃは、成形用凹部４１ａの中の残部に対応している。移動型４１ｃには材料充填口４１ｄが形成されている。移動型４１ｃの右方から成形用凹部４１ａ内にプランジャ４２が進退し、固定型４１ｂの左方から成形用凹部４１ａ内に押出ピン４４が進退する。
【００４４】
前述した一の実施形態では、下蓋２５が一対の連結棒２５ａを介して副軸２７ｂに連結されているが、本実施形態では、下蓋がなく、移動型４１ｃが取出開閉手段とされて、図１２に示したように、一対の連結棒４７ａを介して副軸４７ｂに連結されている。移動型４１ｃが移動することにより金型間がブリケット取出口４３（図１１（ｃ））として開閉される。金型間の開状態（金型の対向端面が離れた状態）では、ブリケット取出口４３が形成されて開き、金型間の閉状態（金型の対向端面が当接した状態）ではブリケット取出口４３が無くなって閉じられる。駆動力伝達部４７の作動によって押出ピン４４と一緒に移動型４１ｃが左右に移動する。押出ピン４４が右側に移動するとともに移動型４１ｃが右側に移動すればブリケット取出口４３が形成されて開き、ブリケット取出口４３からブリケットＢが落下する。
【００４５】
なお、図１２に示したように、駆動力伝達部４７の主軸４７ａは、クランク軸５１に取り付けられたカム５２に押圧されるように配置されており、カム機構を介して伝達されるクランク軸５１の回転によって主軸４７ａが左右に往復移動する。主軸４７ａのカム５２とは反対側の端部（左端部）には、主軸４７ａを支持する支持部材との間に付勢手段としてのコイルばね４７ｅが設けられており、主軸４７ａがこの右端部でカム５２によって押され、コイルばね４７ｅの弾性付勢力によって押し戻されるようになっている。
【００４６】
本実施形態は、移動型４１ｃの移動によりブリケット取出口４３が開口するもので、前述した一の実施形態のように下蓋２５の移動によりブリケット取出口が開口するものとは異なる。また、プランジャ４２を図１１（ａ）の状態から図１１（ｂ）の状態へ前進させて金属材料を押圧してブリケットＢを形成する。図１１（ｃ）に示したように、ブリケットＢが形成されてプランジャ４２が後退すると、押出ピン４４が右側に向かって前進するとともに、移動型４１ｃも右側に向かって移動する。そして、移動型４１ｃと固定型４１ｂとの間が開くと、ブリケット取出口４３が形成され、ブリケットＢが押出ピン４４の押圧によって右側に移動してブリケット取出口４３からブリケット排出管（図示せず）に排出される。
【００４７】
駆動装置の作動によって、プランジャ４２、押出ピン４４、移動金型４１ｃ、材料搬送部（図示せず）および上蓋４９ｂが連動して移動するようにしている。なお、本実施形態では、移動型４１ｃを移動するようにしたが、右側の金型を固定型とし、左の金型を移動型とすることも可能であり、また、両者の金型を移動することも可能である。一方の金型が他方の金型に対して相対的に移動して金型間にブリケット取出口が形成されるものであればよい。この実施形態に係るブリケット成形装置４０のそれ以外の部分の構成は、前述したブリケット成形装置１０と同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。また、この実施形態に係るブリケット成形装置４０の作用効果についても前述したブリケット成形装置１０と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るブリケット成形装置を示した正面図である。
【図２】図１に示したブリケット成形装置を示した側面図である。
【図３】ブリケット成形装置の成形部と駆動装置とを示した平面図である。
【図４】ブリケット成形装置の成形部と駆動装置とを示した正面図である。
【図５】駆動装置を示した側面図である。
【図６】成形部を正面側から見た状態を示した断面図である。
【図７】成形部を側面側から見た状態を示した断面図である。
【図８】ブリケットを示した斜視図である。
【図９】駆動装置の要部を示した側面図である。
【図１０】駆動装置の要部を示した平面図である。
【図１１】他の実施形態に係り、（ａ）は、成形部を正面側から見た状態を示した断面図、（ｂ）は、押圧ピンを前進させた状態を示した（ａ）に対応する図、（Ｃ）は、ブリケットを取り出す状態を示した（ａ）に対応する図である。
【図１２】他の実施形態に係り、ブリケット成形装置の成形部と駆動装置との要部を示した平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，４０…ブリケット成形装置、１５…ホッパー、２１，４１…成形金型、２１ａ，４１ａ…成形用凹部、２１ｂ，４１ｄ…材料充填口、２２，４２…プランジャ、２３…移動支持板、２４，４４…押出ピン、２５…下蓋、２６…材料搬送部、２６ａ…材料溜部、２９ｂ，４９ｂ…上蓋、３０…駆動装置、３１，５１…クランク軸、３５…モータ、Ｂ…ブリケット、４１ｂ…固定型、４１ｃ…移動型、４３…ブリケット取出口、５２…カム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状の金属材料を成形してブリケットにするためのブリケット成形装置であって、
成形用凹部と、前記成形用凹部の上部に形成された材料充填口と、前記成形用凹部の下部に形成されたブリケット取出口とを備えた成形金型と、
前記材料充填口を開閉する充填開閉手段と、
前記ブリケット取出口を開閉する取出開閉手段と、
前記成形用凹部に対して略水平方向に進退可能で前記成形用凹部の内部側に移動することにより前記成形用凹部内に充填された前記金属材料を押圧して成形する押圧部と、
前記充填開閉手段と、前記取出開閉手段と、前記押圧部とをそれぞれ連動して作動させることにより、前記材料充填口を介して前記成形用凹部に充填された前記金属材料を、前記成形用凹部で成形してブリケットにしたのちに前記ブリケット取出口から前記ブリケットを取り出す駆動装置と
を備えたことを特徴とするブリケット成形装置。
【請求項２】
前記充填開閉手段を、前記成形金型の上面に沿って移動することにより前記材料充填口を開閉する上蓋で構成し、前記取出開閉手段を、前記成形金型の下面に沿って移動することにより前記ブリケット取出口を開閉する下蓋で構成した請求項１に記載のブリケット成形装置。
【請求項３】
前記成形金型を、一方の金型に対して他方の金型が略水平方向に相対的に進退可能になり互いの対向面に前記成形用凹部が形成された一対の金型で構成するとともに、前記ブリケット取出口を前記一方の金型に対して前記他方の金型が離間する方向に移動することにより形成される金型間の隙間で構成し、前記充填開閉手段を、前記成形金型の上面に沿って移動することにより前記材料充填口を開閉する上蓋で構成し、前記取出開閉手段を、互いに進退可能な前記一対の金型で構成した請求項１に記載のブリケット成形装置。
【請求項４】
上下に貫通する材料溜部を備え、前記駆動装置の駆動によって前記成形金型の上側で略水平方向に往復移動することにより、一方の位置で材料収容部から供給される前記金属材料を前記材料溜部で受けるとともに、他方の位置で前記材料溜部を前記材料充填口に連通させて前記材料溜部内の前記金属材料を前記成形用凹部に充填する材料搬送部を設けた請求項１ないし３のいずれか一つに記載のブリケット成形装置。
【請求項５】
前記駆動装置の駆動によって、前記成形金型の成形用凹部を形成する周面における前記押圧部と対向する面から前記成形用凹部に対して進退する押出部を設けて、前記押圧部が前記成形用凹部から後退し、前記ブリケット取出口が開いたときに、前記押出部が前記成形用凹部内で成形されたブリケットを前記ブリケット取出口に移動させるようにした請求項１ないし４のいずれか一つに記載のブリケット成形装置。
【請求項６】
前記駆動装置を、複数の駆動部を備えた軸の回転運動を前記複数の駆動部に対応する変位部の略水平方向に沿った往復運動に変える軸機構と、前記軸を回転させるモータとで構成した請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載のブリケット成形装置。
【請求項７】
前記成形用凹部のブリケットを形成する部分を、押圧部の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成した請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載のブリケット成形装置。
【請求項１】
粒状の金属材料を成形してブリケットにするためのブリケット成形装置であって、
成形用凹部と、前記成形用凹部の上部に形成された材料充填口と、前記成形用凹部の下部に形成されたブリケット取出口とを備えた成形金型と、
前記材料充填口を開閉する充填開閉手段と、
前記ブリケット取出口を開閉する取出開閉手段と、
前記成形用凹部に対して略水平方向に進退可能で前記成形用凹部の内部側に移動することにより前記成形用凹部内に充填された前記金属材料を押圧して成形する押圧部と、
前記充填開閉手段と、前記取出開閉手段と、前記押圧部とをそれぞれ連動して作動させることにより、前記材料充填口を介して前記成形用凹部に充填された前記金属材料を、前記成形用凹部で成形してブリケットにしたのちに前記ブリケット取出口から前記ブリケットを取り出す駆動装置と
を備えたことを特徴とするブリケット成形装置。
【請求項２】
前記充填開閉手段を、前記成形金型の上面に沿って移動することにより前記材料充填口を開閉する上蓋で構成し、前記取出開閉手段を、前記成形金型の下面に沿って移動することにより前記ブリケット取出口を開閉する下蓋で構成した請求項１に記載のブリケット成形装置。
【請求項３】
前記成形金型を、一方の金型に対して他方の金型が略水平方向に相対的に進退可能になり互いの対向面に前記成形用凹部が形成された一対の金型で構成するとともに、前記ブリケット取出口を前記一方の金型に対して前記他方の金型が離間する方向に移動することにより形成される金型間の隙間で構成し、前記充填開閉手段を、前記成形金型の上面に沿って移動することにより前記材料充填口を開閉する上蓋で構成し、前記取出開閉手段を、互いに進退可能な前記一対の金型で構成した請求項１に記載のブリケット成形装置。
【請求項４】
上下に貫通する材料溜部を備え、前記駆動装置の駆動によって前記成形金型の上側で略水平方向に往復移動することにより、一方の位置で材料収容部から供給される前記金属材料を前記材料溜部で受けるとともに、他方の位置で前記材料溜部を前記材料充填口に連通させて前記材料溜部内の前記金属材料を前記成形用凹部に充填する材料搬送部を設けた請求項１ないし３のいずれか一つに記載のブリケット成形装置。
【請求項５】
前記駆動装置の駆動によって、前記成形金型の成形用凹部を形成する周面における前記押圧部と対向する面から前記成形用凹部に対して進退する押出部を設けて、前記押圧部が前記成形用凹部から後退し、前記ブリケット取出口が開いたときに、前記押出部が前記成形用凹部内で成形されたブリケットを前記ブリケット取出口に移動させるようにした請求項１ないし４のいずれか一つに記載のブリケット成形装置。
【請求項６】
前記駆動装置を、複数の駆動部を備えた軸の回転運動を前記複数の駆動部に対応する変位部の略水平方向に沿った往復運動に変える軸機構と、前記軸を回転させるモータとで構成した請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載のブリケット成形装置。
【請求項７】
前記成形用凹部のブリケットを形成する部分を、押圧部の押圧方向の反対方向に行くにしたがって断面が広がっていくように形成した請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載のブリケット成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１１９５３０（Ｐ２００９−１１９５３０Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７７５３１（Ｐ２００８−１７７５３１）
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（５０１３９５６４９）株式会社アールニッセイ (5)
【出願人】（５０１０６２３９４）株式会社太陽機械工作所 (1)
【出願人】（５０７３０５３１４）ワールド・ワン株式会社 (2)
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月８日（２００８．７．８）
【出願人】（５０１３９５６４９）株式会社アールニッセイ (5)
【出願人】（５０１０６２３９４）株式会社太陽機械工作所 (1)
【出願人】（５０７３０５３１４）ワールド・ワン株式会社 (2)
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