JP2002068376A - キャップ除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボトル軸線とキャップの把持中心線とを自動
的に合致させ、円滑にキャップを除去するキャップ除去
装置を提供する。 【解決手段】 ボトル１１の首部１１ａを３本の把持爪
１４間からキャップ挿入口２０ａに入れると、把持爪１
４でキャップ１２が外方から把持され、ボトル１１の軸
線と把持中心線とが合致する。そのままギヤドモータ１
６でキャップ１２をゆるめる方向へ把持構造体１５を回
転させると、把持爪１４が把持中心線回りに回転し、キ
ャップ１２が簡単に外れる。結果、仮にボトル１１の軸
線と把持中心線とが位置ずれしていても、把持爪１４に
よる把持時に、両線を自動的に合致させて、円滑にキャ
ップ１２を除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はキャップ除去装
置、詳しくは、例えば使用済みのＰＥＴボトルなどのボ
トルを再生利用するために、ボトルからキャップを除去
するためのキャップ除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、資源を有効活用するために、使用
済みのＰＥＴボトルを回収し、これを再生利用する技術
が多数開発されている。通常、ＰＥＴボトルを再生利用
する際には、生成品の品質低下をできるだけ抑えるため
に、回収したＰＥＴボトルからキャップやラベルを除去
している。さらに、粉砕してから比重差を利用して樹脂
成分だけを選別することで、不純物の少ない樹脂ペレッ
トを作製し、この樹脂ペレットから再生品を成形してい
る。

【０００３】従来、キャップ除去装置として、例えば特
開平１１−１４７５９５号公報の「キャップ除去装置及
びそれを用いた自動キャップ除去装置」が知られてい
る。この従来装置は、キャップが係合されるすり鉢形状
の係合面を有する解螺部材と、この解螺部材を、キャッ
プのねじ込み方向とは反対方向に回転させる電動モータ
とを備えている。この従来装置の使用にあっては、ＰＥ
Ｔボトルのキャップの角部を、電動モータにより回転中
の解螺部材の係合面の奥まった中央部に押し当ること
で、係合面とキャップ間の摩擦抵抗によって、このキャ
ップに回転力を作用させて、キャップを除去する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のキャップ除去装置にあっては、このように解螺部材
の係合面がすり鉢形状を有しているので、キャップの除
去時、作業者は握ったＰＥＴボトルを、ボトル軸線と、
解螺部材の回転軸とを合致させたまま慎重に解螺部材の
方向に近づけ、最終的にキャップの先端面の外縁部の全
域を、正確に、回転中の係合面の奥まった中心部に押し
当てなければならなかった。これは、例えばボトルの軸
線と解螺部材の軸線とが合致せず、キャップがこの係合
面に対して斜めに押し当てられたり、解螺部材の軸線と
平行な状態でこの係合面の周側部分に押し当てられたり
すると、ＰＥＴボトル自体が解螺部材の軸線回りを回転
するだけで、キャップが首部から外れることはほとんど
なかった。

【０００５】そこで、発明者は、長期にわたる鋭意研究
の結果、ボトルの軸線とキャップの把持中心線とを合致
可能な複数本の把持爪を用いてキャップを把持するよう
に構成すれば、その後、各把持爪を把持中心線を中心に
して回転させるだけで、円滑にキャップを除去すること
ができることを見出し、この発明を完成させた。すなわ
ち、必ずしも作業者は、ボトルの軸線とキャップの把持
中心線とを完全に合致させた状態でキャップを各把持爪
間に挿入するよう努力する必要がなくなる。言い換えれ
ば、ボトルの軸線と把持中心線とが若干位置ずれしてい
ても、自動的かつ円滑にキャップを除去することができ
る。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、キャップの把持爪間への挿
入時、ボトルの軸線とキャップの把持中心線との間に位
置ずれがあっても、ボトルの軸線を把持中心線に自動的
に合致させて、円滑にキャップを除去することができる
キャップ除去装置を提供することを、その目的としてい
る。また、この発明は、構造が簡単で、しかも低コスト
化が図れるキャップ除去装置を提供することを、その目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ボトルの首部に螺合されて、該首部の端面に形成さ
れた開口部を開閉自在に塞ぐキャップを除去するキャッ
プ除去装置において、前記キャップを外方から把持する
ことで、前記ボトルの軸線と前記キャップの把持中心線
とを合致させる複数本の把持爪を有する把持構造体と、
該把持構造体を、その把持中心線を中心にして回転させ
る回転手段とを備えたキャップ除去装置である。ボトル
の種類は限定されない。例えば、ＰＥＴボトルなどの樹
脂ボトル、アルミニウムなどの金属ボトル、ガラスビン
などでもよい。いずれも、ボトルの首部に合成樹脂製、
金属製などのキャップが螺合されたものとする。把持爪
の素材、形状、大きさなどは限定されない。把持爪の使
用本数も複数であれば限定されない。例えば、２本でも
よいし、３本以上でもよい。この発明によれば、キャッ
プは複数本の把持爪によって把持される。したがって、
小径のキャップから大径のキャップまで取り扱うことが
できる。ここでいう把持中心線とは、複数本の把持爪に
より外方からキャップを把持したときの把持の中心点を
通る仮想線であって、回転手段によって把持構造体を回
転させた際の回転軸線と合致する線である。

【０００８】この把持構造体の大きさ、外観形状、構成
部品の種類およびその部品点数などは限定されない。回
転手段としては、例えば一般的な電動モータのほか、ギ
ヤドモータなどが挙げられる。把持構造体は、回転手段
によって常時回転させてもよい。また、複数の把持爪間
にキャップが挿入された状態を、各種のセンサ（位置セ
ンサ、圧力センサなど）が検出した場合にだけ、回転手
段によって把持構造体を回転させてもよい。そして、１
台のキャップ除去装置を用いて、複数本のボトルのキャ
ップを同時に除去できるようにしてもよい。すなわち、
１台のキャップ除去装置に、複数個の把持構造体を搭載
するようにしてもよい。この場合、各把持構造体を回転
させる回転手段の搭載台数は、把持構造体の個数に合わ
せてもよいし、その数よりも少なくしてもよい。例え
ば、１台の回転手段によりすべての把持構造体を回転さ
せてもよい。

【０００９】請求項２に記載の発明は、前記把持構造体
が、先端面にキャップ挿入口を有して、元部が前記回転
手段に連結された筒ケーシングと、該筒ケーシングの中
空部に収納されて、該筒ケーシングの軸線方向に移動自
在となったキャップ押し当て部材と、前記筒ケーシング
に設けられて、前記キャップ押し当て部材のキャップ挿
入口からの飛び出しを規制するストッパと、前記筒ケー
シングに収納されて、前記キャップ押し当て部材を、常
時、前記キャップ挿入口の方向に付勢するばね部材とを
備え、前記各把持爪は、前記キャップ押し当て部材の外
周部に、該キャップ押し当て部材の周方向に向かって所
定角度ごとに配設された請求項１に記載のキャップ除去
装置である。

【００１０】筒ケーシングの素材、大きさなどは限定さ
れない。また、筒ケーシングの断面形状は、例えば円
形、楕円形、三角形、四角形以上の多角形でもよいし、
その他の任意形状でもよい。キャップ押し当て部材の素
材、大きさ、形状などは限定されない。ストッパの素
材、形状、使用本数および筒ケーシングにおける形成位
置などは限定されない。ばね部材の素材、大きさ、形状
および使用本数などは限定されない。例えば、大径のば
ねの中空部の中に小径のばねが収納された２重構造のば
ねでもよい。

【００１１】

【作用】この発明によれば、作業者がボトルを握り、そ
のキャップ付きの首部を複数の把持爪間からキャップ挿
入口内に挿入すると、各把持爪によってキャップが外方
から把持される。このとき、ボトルの軸線と把持爪によ
る把持中心線とが合致する。その後、回転手段によって
キャップをゆるめる方向へ把持構造体を回転させると、
キャップを把持した各把持爪が、把持中心線（ボトルの
軸線）を中心にして回転する。これにより、キャップが
ボトルの首部から簡単に除去される。このように構成し
たので、キャップの把持爪間への挿入時、仮にボトルの
軸線とキャップの把持中心線との間に位置ずれがあって
も、ボトルの軸線と把持中心線とを自動的に合致させ
て、円滑にキャップを除去することができる。

【００１２】特に、請求項２の発明によれば、まず作業
者がボトルを握り、その首部を複数の把持爪間からキャ
ップ挿入口内に挿入する。それから、キャップの先端を
キャップ押し当て部材に当接させ、さらにボトルを押し
込むと、ばね部材のばね力に抗して、キャップ押し当て
部材が筒ケーシング内を回転手段の方向へ移動する。こ
れと同時に、各把持爪も同じ方向に同じ距離だけ移動す
る。その結果、各把持爪は、筒ケーシングの中空部の形
成面とキャップの外周面との間に押し込められ、よって
キャップは、各把持爪により外方から堅固に把持（チャ
ック）される。この状態で、回転手段による筒ケーシン
グを回転することで、キャップが首部から除去される。
その後、作業者がボトルの首部をキャップ挿入口から抜
き取ると、ばね部材のばね力により、キャップ押し当て
部材および各把持爪が、キャップ挿入口方向へ押し戻さ
れる。これと同時に、首部から外されたキャップの把持
状態が解除される。その際、キャップ押し当て部材のキ
ャップ挿入口からの飛び出しは、ストッパによって規制
される。このように構成したので、キャップ除去装置の
構造が簡単で、装置の低コスト化も図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
キャップ除去装置の一部断面図を含む使用状態の側面図
である。図２は、この発明の一実施例に係るキャップ除
去装置の正面図である。図３は、この発明の一実施例に
係るキャップ除去装置に組み込まれた把持構造体の拡大
側断面図である。図４は、この発明の一実施例に係るキ
ャップ除去装置に組み込まれた把持構造体の拡大正面図
である。

【００１４】図１〜図４において、１０はこの発明の一
実施例に係るキャップ除去装置である。このキャップ除
去装置１０は、ＰＥＴボトル１１の首部１１ａに螺合さ
れて、首部１１ａの端面に形成された開口部を開閉自在
に塞ぐキャップ１２を除去する装置である。以下、その
構成を詳細に説明する。キャップ除去装置１０は、前板
に矩形状のボトル挿入口１３ａが形成された横長な外装
ケーシング１３に収納されている。このキャップ除去装
置１０は、キャップ１２を外方から把持することで、Ｐ
ＥＴボトル１１の軸線と把持中心線とを合致させる３本
の把持爪１４が組み込まれた把持構造体１５と、この把
持構造体１５を、把持中心線を中心にして回転させるギ
ヤドモータ（回転手段）１６と、このギヤドモータ１６
が固定される基台プレート１７とを備えている。外装ケ
ーシング１３の一側部には、キャップ除去装置１０を作
動させるスイッチＳが取り付けられている。この基台プ
レート１７は台座１８上に固定され、外装ケーシング１
３の前端部の下方には、キャップ１２の回収ボックス１
９が配置されている。

【００１５】次に、図３および図４を参照して、この把
持構造体１５の構造を具体的に説明する。図３および図
４に示すように、把持構造体１５は、先端面にキャップ
挿入口２０ａを有して、後端板の中央部がギヤドモータ
１６の出力軸１６ａに連結された筒ケーシング２０と、
筒ケーシング２０の中空部に収納されて、筒ケーシング
２０の軸線方向に移動自在となったキャップ押し当て部
材２１と、キャップ押し当て部材２１の元部に周方向へ
１２０度ごとに軸支された前記３本の把持爪１４と、こ
の筒ケーシング２０に設けられて、キャップ押し当て部
材２１のキャップ挿入口２０ａからの飛び出しを規制す
るストッパ２２と、筒ケーシング２０に収納されて、キ
ャップ押し当て部材２１を、常時、キャップ挿入口２０
ａの方向に付勢する大小２本のコイルばね２３，２４と
を備えている。

【００１６】筒ケーシング２０は元部側の端面が封止さ
れた円筒体であり、厚肉な円筒形状の胴板２５と、この
胴板２５の前縁に３本のボルト２６を介して締着され、
しかも中央の空間部がキャップ挿入口２０ａとなった環
状の前端板２７と、胴板２５の後縁に複数本のボルト２
８を介して締着されて、前記ギヤドモータ１６の出力軸
１６ａが挿入される挿入孔２９ａが中央部に固着され
た、薄肉な環状の後端板２９とを有している。前端板２
７の内周部の前縁には、傾斜角が４５度のテーパ加工が
施されている。また、前端板２７の内周面の形成部に
は、その周方向に向かって１２０度ごとに３つのガイド
溝２７ａが刻設されている。各ガイド溝２７ａは、各把
持爪１４によるキャップ１２の把持や把持解除に伴い、
各把持爪１４が筒ケーシング２０の中空部に出し入れさ
れるようにガイドする溝である。また、前端板２７の内
周部は、この胴板２５の内周面より若干筒ケーシング２
０の内側へ突出している。

【００１７】後端板２９は、その内面の中央部に環状の
隆起部２９ｃが一体形成されている。この隆起部２９ｃ
の内部には、前記挿入孔２９ａよりも大径で、かつこの
挿入孔２９ａと連通した大径孔２９ｂが形成されてい
る。この大径孔２９ｂには、前記出力軸１６ａと後端板
２９とをしっかりと固定するくさびリング式の軸固定構
造体３０が組み込まれている。軸固定構造体３０は、内
周面がテーパ面となった外側くさびリング３０ａと、外
周面がこのテーパ面に対応したテーパ面となった内側く
さびリング３０ｂとを具備している。軸固定構造体３０
の使用時には、対応するテーパ面を接触させた状態で、
両くさびリング３０ａ，３０ｂを重ね合わせた後、両部
材３０ａ，３０ｂを複数本のボルト３１で締め付けてい
く。これにより、外側くさびリング３０ａが内側くさび
リング３０ｂの外周面のテーパ面に案内されて徐々に拡
径化する。一方、内側くさびリング３０ｂが外側くさび
リング３０ａの内周面のテーパ面に案内されて徐々に縮
径化する。これにより、ちょうどこの大径孔２９ｂの内
部で、環状の軸固定構造体３０がその半径方向へ膨張し
た状態となる。この結果、挿入孔２９ａから大径孔２９
ｂ内に挿入された出力軸１６ａの先端部が、後端板２９
にしっかりと固定される。

【００１８】次に、前記キャップ押し当て部材２１を説
明する。このキャップ押し当て部材２１は、前記小径の
コイルばね２３が収納される円筒部２１ａと、この円筒
部２１ａの後部に一体的に形成された厚肉なフランジ部
２１ｂとを有している。キャップ把持時には、この円筒
部２１ａの先端板の表面が、キャップ１２の当接面とな
る。コイルばね２３は、円筒部２１ａの先端板の裏面
と、前記出力軸１６ａの先端面との間に、若干縮められ
た状態で収められる。また、フランジ部２１ｂの外周部
には、その周方向に向かって１２０度ごとに、３つの切
欠部２１ｃが形成されている。各切欠部２１ｃには、そ
れぞれ前記各把持爪１４の元部が、把持中心線に直交す
る方向に軸線を向けた回動ピン３３を介して、回動自在
に軸支されている。こうして、各把持爪１４は、キャッ
プ押し当て部材２１の半径方向を含む面内で回動自在と
なる。ただし、各回動ピン３３にはコイルばね３４が外
挿されている（図４参照）。このコイルばね３４によっ
て、把持爪１４は、常にキャップ押し当て部材２１の半
径方向外側に付勢された外開き状態になっている。

【００１９】また、フランジ部２１ｂの外周面には、大
小のコイルばね２３，２４のばね力により、キャップ押
し当て部材２１が、キャップ挿入口２０ａから飛び出す
のを規制する、環状のストッパ２２が一体形成されてい
る。具体的には、キャップ１２の把持解除時に、ストッ
パ２２が、胴板２５の内周面から突出した前端板２７の
内周部に当接することで、キャップ押し当て部材２１が
外部に飛び出してしまうのを防止する。ストッパ２２の
外径は、胴板２５の内径よりわずかに小径となってい
る。このストッパ２２の裏面と、後端板２９の隆起部２
９ｃとの間に、大径のコイルばね２４が、若干押し縮め
られた状態で収められている。このコイルばね２４は、
キャップ押し当て部材２１が、筒ケーシング２０の中空
部をガタつきなく円滑に移動できるようにする姿勢保持
用のばねである。

【００２０】また、各把持爪１４は厚肉な金属片であ
り、直角に内折れした元部に前記回動ピン３３の嵌入用
のピン孔が穿設されている。また、各把持爪１４の長さ
方向の中間部から先端付近にかけては、外面が傾斜面と
なるように徐々に厚肉化されている。そして、各把持爪
１４の先部はわずかに外方へ反れており、その内面に
は、キャップ１２を把持した際のすべり止め構造とな
る、爪長さ方向と平行な多数本の縦溝１４ａが刻設され
ている。

【００２１】次に、このキャップ除去装置１０の作動を
説明する。図１〜図４に示すように、まずギヤドモータ
１６のスイッチＳを入れ、把持構造体１５をキャップ１
２のねじ込み方向とは反対方向、すなわちキャップをゆ
るめる方向に、常時、回転させておく。その後、作業者
がＰＥＴボトル１１を握り、キャップ１２が螺合された
首部１１ａを、外装ケーシング１３のボトル挿入口１３
ａから外開き状態の３本の把持爪１４の間を通過させて
キャップ挿入口２０ａに挿入する。

【００２２】これにより、キャップ１２の先端が、キャ
ップ押し当て部材２１の円筒部２１ａの先端板の表面に
当接される。次いで、さらにＰＥＴボトル１１を押し込
むと、コイルばね２３，２４のばね力に抗して、キャッ
プ押し当て部材２１が筒ケーシング２０の中空部を後端
板２９側へ移動する。この際、大径なコイルばね２４に
よる姿勢保持の作用によって、このキャップ押し当て部
材２１は、常に略筒ケーシング２０の軸線に平行な状態
を保って移動する。これに伴い、各把持爪１４も同じ方
向に同じ距離だけ移動する。その結果、各把持爪１４
は、筒ケーシング２０の中空部の形成面とキャップ１２
の外周面との間に強引に引き込められる。この際、各把
持爪１４は、それぞれの先部が徐々に厚肉化されてい
る。そのため、筒ケーシング２０とキャップ１２との隙
間への引き込み距離が長くなるほど、キャップ１２は、
各把持爪１４によって外方からしっかりと把持（チャッ
ク）される。これにより、ＰＥＴボトル１１の軸線と各
把持爪１４による把持中心線とが合致する。

【００２３】このとき、把持構造体１５は、あらかじめ
ギヤドモータ１６により回転させられている。その結
果、キャップ１２は、これらの把持爪１４による把持と
同時に、把持中心線（ＰＥＴボトル１１の軸線）を中心
にしてキャップ１２をゆるめる方向に回転させられ、最
終的にキャップ１２は、首部１１ａから外れる。これに
より、キャップ１２の各把持爪１４間への挿入時、仮に
ＰＥＴボトル１１の軸線とキャップ１２の把持中心線と
の間に位置ずれがあったとしても、これらの把持爪１４
によるキャップ１２の堅固な把持によって、ＰＥＴボト
ル１１の軸線を把持中心線に自動的に合致させて、円滑
にキャップ１２を除去することができる。

【００２４】その後、作業者がＰＥＴボトル１１の押し
込みを止めて、キャップ挿入口２０ａから首部１１ａを
引き抜くと、２本のコイルばね２３，２４のばね力によ
ってキャップ押し当て部材２１および各把持爪１４がキ
ャップ挿入口２０ａの方向へ押し戻される。これと同時
に、首部１１ａから外れたキャップ１２の把持状態が解
除される。こうして開放されたキャップ１２は落下し
て、回収ボックス１９の中に収められる。なお、キャッ
プ押し当て部材２１のキャップ挿入口２０ａからの飛び
出しは、ストッパ２２が、胴板２５の内周面から突出し
た前端板２７の内周部に当接することで規制される。こ
の一実施例では、このようにキャップ除去装置１０の構
造を簡素化したので、装置の低コスト化を図ることがで
きる。

【００２５】

【発明の効果】この発明によれば、キャップを外方から
把持することで、ボトルの軸線と把持中心線とを合致さ
せる複数本の把持爪を有する把持構造体と、把持構造体
を、把持中心線を中心にして回転させる回転手段とを備
えたので、キャップの把持爪間への挿入時、仮にボトル
の軸線とキャップの把持中心線との間に位置ずれがあっ
ても、ボトルの軸線を把持中心線に自動的に合致させ
て、円滑にキャップを除去することができる。

【００２６】特に、請求項２の発明によれば、把持構造
体に筒ケーシング、キャップ押し当て部材、ストッパお
よびばね部材を備えたので、キャップ除去装置の構造を
簡素化することができ、装置の低コスト化も図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るキャップ除去装置の
一部断面図を含む使用状態の側面図である。

【図２】この発明の一実施例に係るキャップ除去装置の
正面図である。

【図３】この発明の一実施例に係るキャップ除去装置に
組み込まれた把持構造体の拡大側断面図である。

【図４】この発明の一実施例に係るキャップ除去装置に
組み込まれた把持構造体の拡大正面図である。

【符号の説明】

１０ キャップ除去装置、 １１ ＰＥＴボトル、 １１ａ 首部、 １２ キャップ、 １４ 把持爪、 １５ 把持構造体、 １６ ギヤドモータ（回転手段）、 ２０ａ キャップ挿入口、 ２０ 筒ケーシング、 ２１ キャップ押し当て部材、 ２２ ストッパ、 ２３，２４ コイルばね（ばね部材）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボトルの首部に螺合されて、該首部の端
   面に形成された開口部を開閉自在に塞ぐキャップを除去
   するキャップ除去装置において、 前記キャップを外方から把持することで、前記ボトルの
   軸線と前記キャップの把持中心線とを合致させる複数本
   の把持爪を有する把持構造体と、 該把持構造体を、その把持中心線を中心にして回転させ
   る回転手段とを備えたキャップ除去装置。
2. 【請求項２】 前記把持構造体が、 先端面にキャップ挿入口を有して、元部が前記回転手段
   に連結された筒ケーシングと、 該筒ケーシングの中空部に収納されて、該筒ケーシング
   の軸線方向に移動自在となったキャップ押し当て部材
   と、 前記筒ケーシングに設けられて、前記キャップ押し当て
   部材のキャップ挿入口からの飛び出しを規制するストッ
   パと、 前記筒ケーシングに収納されて、前記キャップ押し当て
   部材を、常時、前記キャップ挿入口の方向に付勢するば
   ね部材とを備え、 前記各把持爪は、前記キャップ押し当て部材の外周部
   に、該キャップ押し当て部材の周方向に向かって所定角
   度ごとに配設された請求項１に記載のキャップ除去装
   置。