JP2004275939A - 空き容器４種自動分別機 - Google Patents

Abstract

【課題】飲料用空き容器をアルミ缶、鉄缶、瓶、ペットボトルの４種に分別する４種自動分別機を提供する。また、この分別機複数台にホッパ部とコンベア部と容器の収納部を組み合わせて容器４種一括自動分別機とすれば高速で大量に分別処理が出来る。
【解決手段】センサ部は非磁性，非金属製のパイプの外周に磁気センサと金属センサを取り付けて、パイプ内を通過する鉄缶とアルミ缶を検知する。分別部は回転可能な左右２枚の分別板の軸端にスプリングを取り付けて常時は垂直壁面と成るように付勢する。他端には電磁石を取り付けてセンサ部からの信号により、分別板を回転し傾斜させて、鉄缶とアルミ缶を収納箱へ誘導する。また、ペットボトルは下方に数本の弾力性のある分別線条１９を張架して床面とし、ペットボトルは軽いので線条の上を滑走し、瓶は重いので線条間の間隔を広げつつ下方向に落下して収納箱に入るようにした空き容器４種自動分別器を提供する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は飲料用空き容器等を自動的にアルミ缶、鉄缶、瓶、ペットボトルの４種類に分別する事が出来る空き容器自動分別機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から行われている飲料用空き容器の分別回収は、容器が投棄されるような場所にゴミ箱と共に缶、瓶、ペットボトルの回収箱を別々に設置して、人が回収箱を選んで容器を投入しているが、この方法では回収箱を設置する場所を広く取る欠点があり、人が容器を選別して回収箱に投入するので煩わしく、誤分別があり再分別の必要性があった。また、従来から容器を１カ所に集めて一括して大量に分別する場合、高速で確実に分別出来る装置は無く、先ず鉄缶を電磁石で分離した後瓶、アルミ缶、ペットボトル等は多人数の人手により１個づつ拾い集めて分別する方法が主流である。なお、従来から使われている分別回収機は鉄缶、アルミ缶、瓶の３種類に分別するものが多く、ペットボトルを加えて４種類に分別できるものは少ない。
【０００３】
中でも特願平７−３４４７６９の容器分別回収装置は４種類に自動分別して圧縮減容出来るように成っているがペットボトルはその長さ（背丈）により、缶と区別するようにしている。近年背丈の短い（缶と同じ背丈）ペットボトルと背丈の長い缶（ペットボトルと同じ背丈）が出現し、この装置では原理的にペットボトルと缶の分別が不可能である。また、この装置は容器１個１個を圧縮減容しつつ缶と瓶の選別を行うので圧縮と分別に時間がかかり分別速度が遅い欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような問題点を克服して、毎日大量に排出される飲料用空き容器を原材料別に高速で大量に、しかも確実に分別回収するには。まず、本発明の容器４種自動分別機に分別回収箱を付加してゴミ箱と共に容器が投棄されるような場所に設置すれば、ゴミはゴミ箱へ、缶、瓶、ペットボトル等の容器類は４種自動分別回収機へ１個ずつ投入されるので回収箱を設置する面積を狭くすることが出来る。また、人が容器を選別して回収箱に投入する煩わしさや、誤分別がなくなり再分別の手間が省ける。次に、一カ所に集めた混在容器を一括分別する場合、図１に示した装置について、容器４種自動分別機Ｄの容器投入口に容器を一個ずつバケットで運ぶコンベア部Ｃを取り付けてセットにし、このセットを１台乃至複数台設置して、これに混在容器を一時保存するホッパ部Ｈと容器を材質別に収納する収納部を組み合わせた容器４種一括自動分別機として提供すれば高速で大量に分別回収が出来て回収作業が楽になり、資源回収効率を飛躍的に向上させる事ができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するためには先ず１個ずつ確実に分別出来る４種容器自動分別機を提供する。４種容器自動分別機は図２について、長方形の機台１を長手方向に２分割し、前部をセンサ部、後部を分別部とする。この機台はセンサ部が上になるように水平面に対して２０度〜７０度の傾斜を持って設置する。センサ部は被分別容器が通過出来る程度の内径で断面が円形又は角形の非磁性，非金属製（樹脂製等）のパイプ４で作り、パイプの中心線が機台１の長辺方向と平行になるようにして、このパイプの外周面に磁気センサと金属センサを取り付ける。このパイプの上部投入口４ａから投入された被分別容器はパイプの中を通過し下部排出口４ｂより出て、これに連結されている分別部に入る。このパイプの中を通過した磁性容器（鉄缶）は磁気センサ５，６に、非磁性金属容器（アルミ缶）は、金属センサ７，８に感知して、鉄缶通過信号とアルミ缶通過信号を発生する。
【０００６】
センサ部の下に連結して取り付けられた分別部は左右２枚の可動分別板１３，１６を壁面とし、この分別板に挟まれた空間の下方に数本の弾力性のある分別線条１９を張架して底面とし、センサ部から排出されてくる被分別容器に対して左右の壁面と底面とで通路を形成する（通路の上部は開放されている）。 左右２枚ある分別板は金属製又は合成樹脂製の長方形の薄い板でつくり、この分別板の１長辺に軸１４，１７を取り付けて軸の両端付近を分別部軸受台１１，１２に軸止し回転出来るようにする。この軸の一端には電磁石（またはモ−タ）９，１０を取り付けて電磁力により軸を回転させる。この軸の他端にはスプリング１５，１８を取り付けて、常時は左右２枚の分別板が向かい合って容器通路の垂直壁面と成るように付勢する。
【０００７】
この通路にペットボトルが入って来るとペットボトルは軽いので通路の底面に両端を固定して張架された数本のピアノ線又は不錆鋼製の弾力性のある分別線条１９の上を通路の長手方向に滑走して直進し、ペットボトル収納箱Ｐに入る。この際、左右２枚の可動分別板は容器通路の垂直壁面となり、ペットボトルの通路外への転落を防止する。
【０００８】
この通路に瓶が入って来ると瓶は重いので通路の底面に張架された数本の弾力性のある分別線条１９間の間隔を広げつつ下方向に落下して瓶収納箱Ｂに入る。この際、左右２枚の可動分別板は容器通路の垂直壁面となり、瓶の通路外への転落を防止する。
【０００９】
センサ部パイプ４の中を通過した非磁性金属容器（アルミ缶）は金属センサ７，８に感知してアルミ缶通過信号を発生し、この信号に基づいて２枚の可動分別板のうち右側（又は左側）分別板１６の軸端に取り付けた電磁石１０に通電し、右側分別板は軸と共に回転し、内側に傾斜してアルミ缶に対して滑り台を提供する。アルミ缶はこの滑り台を滑落してアルミ缶収納箱Ａに入る。この際、左側の分別板１３は垂直面を維持しアルミ缶に対して落下防止壁と成っている。
【００１０】
センサ部パイプ４の中を通過した磁性容器（鉄缶）は磁気センサ５，６に感知して鉄缶通過信号を発生し、この信号に基づいて２枚の可動分別板の内、左側（又は右側）分別板１３の軸端に取り付けた電磁石９に通電し、左側分別板は軸と共に回転し、鉄缶に対して滑り台を提供する。鉄缶はこの滑り台を滑落して鉄缶収納箱Ｆに入る。この際、右側の分別板は垂直面を維持し鉄缶に対して落下防止壁と成っている。
【００１１】
この分別機では容器が投入されてから分別して排出されるまでに要する時間（分別時間）は約０．６秒と短く、連続して容器を投入すれば１分間に約１００個の分別速度が得られる。また、両電磁石９，１０は、この分別時間以上通電するように調整する。
【００１２】
センサ部の容器通路用パイプ４の内面に容器内の残液がこぼれて粘着性が生じ、パイプ内に容器が残留した場合、事後の分別に支障を来すので赤外線センサ１０，２１によりパイプ内の容器の残留を検知し、残留物があればコンベアのモ−タを自動停止して、警報を発すると共に散水口２２から自動的に散水してパイプの内面を洗浄する。このためにパイプ外周面に赤外線発光器２０および受光器２１とパイプ上部に散水口２２を取り付ける。また、散水はパイプ内面に粘着物が付着するのを予防するため一定時間をおいて定期的に行っても良い。
【００１３】
以上のような構成と機能をもった４種自動分別機Ｄと、その容器投入口に容器を一個ずつ投入するコンベア部Ｃを取り付けてセットにし、このセットを１台乃至複数台設置して、これに混在容器を一時保存するホッパ部Ｈと容器を材質別に収納する収納部を組み合わせた容器４種一括自動分別機として構成すれば、一括投入された混在容器を資源別に高速で大量に分別処理が出来て、上記の課題を解決する事が出来る。
この分別機について、容器の分別が終了し、ホッパ部Ｈ内に被分別容器がなくなれば、ホッパ部が空である事を知らせると同時にコンベアモ−タを自動的に停止させるためにホッパ部Ｈの底部に容器の残存を検知する赤外線センサＥを取り付ける。
また、分別された容器を収納する収納箱の上部付近に赤外線センサＧを取り付けて収納箱が容器で満杯に成ったことを検知して警報を発し、コンベアモ−タを自動的に停止させるようにする。
【実施例】
【００１４】
本発明の容器４種自動分別機の一実施例を図面に基づいて説明する。図２は本発明の自動分別機の斜視図である。機台１は長方形であり、これを長手方向に２分割し、前部をセンサ部とし、後部を分別部とする。機台１はセンサ部を上にして、水平面に対し２０度〜７０度の傾斜を持って設置する。センサ部の前面板２と後面板３のほぼ中央部にそれぞれ穴４ａ，４ｂを開けて、この両穴に非磁性，非金属製（樹脂製等）のパイプ４を挿入してパイプの中心線が機台１の長辺方向と平行になるようにして両面板２，３とパイプ４を接着する。このパイプの前方を容器投入口４ａとして投入された空き容器が長手方向に１個ずつパイプ内を通過して、後方の排出口４ｂから排出されて分別部に移るようする。パイプの口径は投入される容器の外形よりやや大きくする。容器投入口４ａの直近で樹脂等製パイプ４の外周面に磁石５と磁気センサ６を取り付けパイプの中を磁性容器（鉄缶）が通過した時磁気センサ６に鉄缶通過信号を発生する。また、磁気センサ６よりやや後部のパイプ外周面に金属センサ７，８を取り付け、パイプの中を非磁性金属容器（アルミ缶）が通過した時金属センサにアルミ缶通過信号を発生させる。
分別部前面１１はセンサ部後面３の容器排出口４ｂと連結していて、分別部前面１１とその後面１２は対面し、その間に分別機構がある。分別機構はアルミ缶と鉄缶をそれぞれの収納箱に誘導する２組の分別板１３，１６と、ペットボトルと瓶を分離してそれぞれの収納箱に誘導するペットボトルガイド１９から構成されている。
鉄缶とアルミ缶をそれぞれの収納箱に誘導する２組の分別板１３，１６は金属製又は合成樹脂製の長方形の薄板で作られ、長辺の１辺に軸１４，１７を固着し、この分別板は軸と一体になって回転する。また、２組の分別板１３，１６の後端は図の様にＬ字形に折り曲げても良い。
排出口４ｂの下部の両側にセンサ部パイプ４の口径よりやや広い目の間隔に２個の軸受１１ａ，１１ｂを配置し、これと同じように分別部後面１２の同様な位置に２個の軸受け１２ａ，１２ｂを設ける。分別部前面１１と分別部後面１２に設けた１組の軸受け１１ａ，１２ａに鉄缶分別板の軸１４を通し、他の一組の軸受１１ｂ，１２ｂにアルミ缶分別板の軸１７を通して両軸が機台１の長辺と平行となるようにする。
【００１５】
分別部に設けられた２枚の分別板１３，１６の両軸１４，１７は軸受けを中心に回転可能とし、軸と軸受の間に分別板復元用スプリング１５，１８が取り付けられて常時は２枚の分別板の板面が向かい合って容器通路の垂直壁面となるように付勢されている（図２は常時の状態を示す）。この軸の一端には駆動用電磁石（またはモ−タ）９，１０を取り付け、電磁石の駆動力により分別板を垂直面より内側に約３０度〜８０度回転させて傾斜面をつくり、センサ部排出口４ｂから排出されるアルミ缶または鉄缶に対して滑り台を提供しアルミ缶または鉄缶の滑落方向を案内する。
【００１６】
分別部に設けられた分別線条１９は２組の分別板１３，１６の間で、その下部（床面）にピアノ線又は不錆鋼製の弾力性のある数本の線条を機台１の長手方向と平行して張架し、その両端を前面軸受台１１と後面軸受台１２に固定して、センサ部排出口４ｂから排出されるペットボトルと瓶に対して、通路を形成する。この通路に入って来たペットボトルは軽いので、この線条の上を滑ってペットボトル収納箱Ｐに入る。また、瓶が排出されてきた場合は瓶が重いのでこの線条と線条の間を広げつつ線条の下に落下し、瓶収納箱Ｂに入る。
【００１７】
センサ部に取り付けた磁石５によりパイプ４の内部に定常磁界を作り、この磁界内を通過する磁性体（鉄缶）によって変化する磁界を磁気センサ６（磁気抵抗素子、ホ−ル素子、電磁誘導コイル等）によって検知し、鉄缶通過信号とする。
【００１８】
センサ部に取り付けた金属センサ−は、送波用高周波コイル７によりパイプ４の内部に定常電磁界を作り、この電磁界内を通過する非磁性金属体（アルミ缶等）によって変化する電磁界を受波用高周波コイル８（このコイルは送波用高周波と共振させて電磁界の変化を鋭敏に感知させている）によって検知し、アルミ缶通過信号とする。なお、鉄缶は金属であるからこの金属センサ−に感知するが、アルミ缶通過信号よりも鉄缶通過信号を優先させて鉄缶通過信号を先に検知した時は、それに続く金属センサ−の感知信号を無視するようにする。
【００１９】
以上の構成による４種自動分別機の動作を図３について説明する。図３（ａ）の容器投入口４ａに非磁性金属容器（アルミ缶等）が投入された場合、センサ部パイプの中を通過する時金属センサ７、８に感知してアルミ缶通過信号を発生する。この信号に基づいて一定時間約０．６秒間アルミ缶分別板駆動用電磁石９に通電しアルミ缶分別板１３を垂直面から３０〜８０度回転させて傾斜面をつくりアルミ缶に対して滑り台を提供し、アルミ缶はこの滑り台を滑ってアルミ缶収納箱Ａに入る。この際、鉄缶分別板１６は動作しないので、垂直の位置を保ってアルミ缶に対しては転落防止壁となる。
次に、図３（ｂ）について容器投入口４ａに磁性容器（鉄缶）が投入されて、センサ部パイプのなかを通過する時磁気センサ５，６に感知して鉄缶通過信号を発生する。 この信号に基づいて一定時間（０．６〜１．２秒）鉄缶分別板駆動用電磁石１０に通電し鉄缶分別板１３を垂直面から３０〜８０度回転させて傾斜面をつくり鉄缶に対して滑り台を提供し、鉄缶はこの滑り台を滑って鉄缶収納箱Ｆに入る。この際、アルミ缶案内分別板１３は動作しないので、垂直の位置を保って鉄缶に対しては転落防止壁となる。
図３（Ｃ）について容器投入口４ａにペットボトルが投入された場合、ペットボトルは非磁性、非金属であるから両センサに感知しないので、分別部の電磁石には通電がなく、両分別板は回転動作をしないので、両板は垂直壁面のまま床面の分別線条１９と共にペットボトルの通路を形成する。ペットボトルは軽いので、この線条の上を滑って直進しペットボトル収納箱Ｐに入る。
容器投入口４ａに瓶が投入された場合、瓶は非磁性、非金属であるから両センサに感知しないので、分別部の電磁石には通電がなく、両分別板は回転しないので、垂直壁面のまま床面の分別線条１９と共に通路を形成し、瓶は重いので、この線条と線条の間を広げつつ線条の下に落下し、瓶収納箱Ｂに入る。
【００２０】
以上のような構成と機能をもった４種自動分別機ＤとベルトコンベアＣをセットとして組み合わせ、例えば図１のようにホッパ内の被分別容器を１個ずつ確実にベルトコンベアＣのバケットに乗せて分別機の容器投入口まで運ぶようにすれば、このセット１台で１分間当たり約１００個の容器を分別して容器収納部に送り込むことが出来る。
このセットを複数台設置して並行運転するため一括投入した容器を一時保存するホッパ部Ｈと分別された容器を材質別に入れる収納部とを組み合わせて容器４種一括自動分別機として構成すれば、一括投入された混在容器を資源別に高速で大量に分別処理をする事が出来る。
【００２１】
センサ部のパイプ内を容器が通過する際、酸や糖分を含んだ残液がこぼれてその内面に粘着物が着き、パイプ内に容器が残留した場合、事後の分別に支障を来すのでパイプの内部で直径方向に赤外線を常時通過させて、これを一定時間以上遮った場合はパイプ内に残留物があると判断して、コンベアのモ−タを自動停止して、警報を発すると共にパイプ上部に設けた散水口から自動的に散水してパイプの内面を洗浄する。また、散水を定期的に行って粘着物の付着を予防しても良い。このためにパイプ外周面に穴を開けて赤外線発光器２０と受光器２１と散水口２２を取り付ける。また、分別部の分別板１３，１６及び分別線条１９が残液で汚れるので、これを定期的に散水して洗浄するためセンサ部の容器排出口４ｂの上部に散水口２３を設ける。
【００２２】
容器４種一括自動分別機について、容器の分別が終了してホッパ部Ｈ内に被分別容器がなくなれば、ホッパ部が空である事を知らせると同時にコンベアモ−タを自動停止するためにホッパ部Ｈの底部に容器の残存を検知する赤外線センサＥを取り付ける。また、分別容器収納箱の上部付近に赤外線センサＧを取り付け収納箱が容器で満杯に成ったことを検知して警報を発し、コンベアモ−タを自動停止するようにしても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の容器４種自動分別機に容器収納箱を付けて街角にある飲料水等の自動販売機の傍にゴミ箱と共に設置すれば、設置面積を狭くすることが出来る。また、すべての容器は１カ所の投入口に投入されて、後は機械が自動的に分別するので、人が容器を選別して回収箱に投入する煩わしさや、誤分別がなくなり再分別の手間が省ける。
本発明の容器４種自動分別機にコンベアをつけてセットにし、このセットを複数台平行運転して、これにホッパ部Ｈと容器収納部を付加して容器一括自動分別機として使用すれば容器類は混在容器のまま回収出来るので回収作業が楽になる。また、一カ所に集めて一括分別を行うので、高速で大量に分別回収が出来て資源回収効率を飛躍的に向上させる事ができる。センサは電子式で容器の材質を瞬時に感知し、電磁力によって自動選別動作をするので、高速で大量に分別処理が可能である。また、本機は容器の材質を１個ずつ検知するので、容器が変形したり、容器の中に残液があっても支障なくアルミ缶、鉄缶、瓶、ペットボトルの４種類に確実に分別する事ができる。
更に、本機の容器排出口に圧縮減容装置を付加して高速自動分別圧縮減容機とすれば容器の回収がスム−スとなり資源リサイクルの一助として経済効果は多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】容器４種一括自動分別機の説明図
【図２】容器４種自動分別機の斜視図
【図３】容器４種自動分別機の分別動作説明図
【符号の説明】
Ａ アルミ缶収納箱
Ｂ 瓶収納箱
Ｃ ベルトコンベア
Ｄ 容器自動分別機
Ｅ，Ｇ 赤外線センサ
Ｆ 鉄缶収納箱
Ｈ ホッパ−
Ｐ ペットボトル収納箱
１ 機台
２ センサ部前面板
３ センサ部後面板
４ 容器通路用パイプ
４ａ 容器投入口
４ｂ 容器排出口
５ 磁石
６ 磁気センサ
７ 金属センサ送波コイル
８ 金属センサ受波コイル
９、１０ 電磁石
１１ 分別部前面軸受台
１１ａ、１１ｂ 軸受
１２ 分別部後面軸受台
１２ａ、１２ｂ 軸受
１３ 鉄缶分別板
１４、 鉄缶分別板用軸
１５、１８ スプリング
１６ アルミ缶分別板
１７ アルミ缶分別板用軸
１９ 分別線条
２０ 赤外線発光器
２１ 赤外線受光器
２２，２３ 散水口

Claims (2)

1. センサ部は非磁性，非金属製（樹脂製等）のパイプの外周に磁気センサと金属センサを取り付けてパイプ内を通過する被分別容器のうち磁性容器（鉄缶）と非磁性金属容器（アルミ缶）を検知して、それぞれの通過信号を出すようにする。分別部は長方形の板の一長辺に軸を取り付け、軸の両端付近を機台に軸止して回転可能にした分別板を左右２枚作り、分別板の軸端にスプリングを取り付けて常時は左右２枚の分別板が向かい合って容器通路の垂直壁面と成るように付勢する。軸の他端に取り付けた電磁石（またはモ−タ）はセンサ部から送られて来る容器通過信号により駆動力を発生し分別板を回転させる。左右２枚ある分別板の内、一方は磁性容器案内用で他方は非磁性金属容器案内用である。また、ペットボトルと瓶に対してセンサや電磁石は動作せず左右２枚ある分別板は垂直壁面と成り、この壁面間の空間の下方に数本の弾力性のある分別線条を張架し、その両端を固定してペットボトルと瓶に対して通路を形成する。この通路においてペットボトルは軽いので線条の上を滑走し直進する。瓶は重いので線条間の間隔を広げつつ下方向に落下する。以上の動作をする機構を特長とする空き容器４種自動分別機。
2. 請求項１の空き容器４種自動分別機の容器投入口に１個ずつ容器を投入するコンベアを組み合わせてセットにし、このセットを１台乃至複数台設置して、これに一括投入した混在容器を一時保存するホッパ部と、分別された容器を収納する収納部を組み合わせて大量の空き容器を高速で自動分別出来るようにした空き容器４種一括自動分別機。

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