JP3831833B2

JP3831833B2 - プラスチックボトル材質選別装置

Info

Publication number: JP3831833B2
Application number: JP2000294627A
Authority: JP
Inventors: 登志夫橘; 正徳塚原; 耕一郎中山
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: JP2002098642A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、容器包装リサイクルの分野において、回収したボトルを材質毎に選別するプラスチックボトル材質選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、図１０に示すように、上向きボトル収容凹所81を有しかつ底壁82が角孔開きステンレス板によって形成されているターンテーブル83と、ターンテーブル83の回転の遠心力によって凹所81周面に押付けられた状態で回転搬送されるボトルＢの材質を判別するセンサ84と備えており、センサ84が、同底壁82周縁部に上方からそれぞれ臨ませられるように下向きに配置されている光照射用光源91およびセンサ受光部92とを備えているものが知られている。
【０００３】
上記装置における材質判別の原理は、つぎの通りである。光源91から照射された光は、ボトルＢを透過し、ステンレス板82表面で反射させられて反射光となり、反射光が再びボトルＢを透過して受光部92で受光される透過光Ｓと、ボトルＢの表面で反射されて反射光となり、反射光がそのまま受光部92で受光される反射光Ｒとに区分され、透過光Ｓおよび反射光Ｒに基づいて、センサ84がボトルＢの材質を判別するようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
センサ84で受光される透過光Ｓは、ボトルＢを往復２回透過させられることと、ステンレス板82表面で反射させられることにより、光量が相当低下させらせる。しかも、ステンレス板82には孔があるため、光を反射できる面積は限られ、反射光量の低下ははなはだしいものとなる。さらに、ボトルＢが汚れていると、光量の低下は一層促進される。そのため、センサ84で精度良く判別を行うためには、大容量の光源を必要とする。
【０００５】
この発明の目的は、大容量の光源を必要とすることなく、小容量の光源で材質を精度良く判別することのできるプラスチックボトル材質選別装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明によるプラスチックボトル材質選別装置は、判別ステーションを経由してボトル搬送経路がのびており、判別ステーションに材質判別センサが配置され、材質判別センサが、ボトル搬送経路を挟んでその両側にそれぞれ配置されている透過光照射用光源およびセンサ受光部と、センサ受光部と同じ側に配置されている反射光照射用光源とを備えているものである。
【０００７】
この発明によるプラスチックボトル材質選別装置では、透過光照射用光源からの光はボトルを１回透過するだけでそのままセンサで受光される。したがって、センサで受光される透過光の光量が低下させらせる心配が無くて、大容量の光源を必要とするとすることなく、小容量の光源で材質を精度良く判別することができる。
【０００８】
さらに、材質判別センサが、近赤外線センサであると、極めて短時間でボトルの材質を判別することができる。
【０００９】
また、ボトル搬送経路の始端に横断面扁平状ボトルが供給されるようになされており、ボトル搬送経路にそって、搬送されるボトルの一方の縁部が他方の縁部より高くなるように傾斜させた姿勢でボトルを受けて案内するガイドが設けられ、ガイドで案内される傾斜姿勢のボトルと交差させられた主光軸上に、透過光照射用光源およびセンサ受光部が配置され、主光軸に対して反射角度をもたされた副光軸上に、反射光照射用光源が配置されていると、扁平状ボトルを、材質の判別に都合の良い安定した傾斜姿勢で搬送することができる。
【００１０】
また、ガイドが、ボトル搬送経路にそって外拡がりに傾斜させられるように設けられかつ傾斜姿勢のボトルの低い側の側面を受ける側面ガイド板と、側面ガイドの低い側の縁部にそって側面ガイド板と反対向きに傾斜させられるように設けられかつ同ボトルの両縁間の底面を受ける底面ガイド板とよりなり、主光軸が底面ガイド板を貫通するようにのびており、底面ガイド板の主光軸貫通カ所周辺に光通過孔が形成されていると、搬送経路に対しセンサの光軸が干渉を避けうる縁が切れた関係となり、ボトルの搬送中の振動等伝達が絶たれて、誤作動の要因を完全に排除することができる。
【００１１】
また、側面ガイド板および底面ガイド板の下縁部同士間に間隙が形成され、間隙の下方にこれと平行に無限軌道が設けられ、無限軌道にボトル押動部材が間隙を通じてボトル搬送経路内に突出しうるように設けられていると、搬送中に、ボトルの滑りが発生せず、一定速度でボトルを搬送することができる。
【００１２】
また、ボトル搬送経路の判別ステーション下流にリジェクトステーションが設けられ、リジェクトステーションに、エアー噴出ノズルがボトル搬送経路に臨ませられるように配置されていると、搬送経路からボトルを瞬時にリジェクトすることができ、リジェクトにより、ボトル押動部材に負担を掛けることがない。
【００１３】
さらに、材質判別センサが、ボトル判別開始・終了信号を出力し、ボトル判別開始・終了信号に基づいて、ボトルの長さが判別されるようになされていてもよい。
【００１４】
また、ボトル判別開始・終了信号に基づいて、エアー噴出ノズルの作動が、ＯＮ・ＯＦＦ制御されるようになされていてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１６】
以下の説明において、前後とは、図１を基準として、その左側を前、これと反対側を後といい、左右とは、後方より見て、その左右の側を左右というものとする。
【００１７】
ボトル材質選別装置は、あらかじめ横断面扁平状となるように押潰したプラスチックボトルＢを材質毎に選別するためのものであって、判別ステーションＳ1およびリジェクトステーションＳ2を順次経由してのびた前後方向に細長い架台11と、架台11上に装備されかつ架台11にそって前向きにのびた搬送経路を有するコンベヤ12と、搬送経路にそって設けられているガイド13と、搬送経路にそう判別ステーションＳ1およびリジェクトステーションｓ2にそれぞれ配置されている材質判別センサ14およびリジェクタ15とを備えている。
【００１８】
コンベヤ12は、架台11頂部に立設されている前後方向にのびた左右の垂直対向帯板状サイドフレーム21と、両サイドフレーム21の前端部および後端部にそれぞれ渡されている水平駆動軸22およびテール軸23と、駆動軸22およびテール軸23にそれぞれ取付けられているヘッドプーリ24およびテールプーリ25と、ヘッドプーリ24およびテールプーリ25に巻き掛けられている搬送用エンドレス歯付ベルト26とを備えている。
【００１９】
駆動軸22の左端部には従動プーリ31が取付けられている。駆動軸22の後斜め下に位置するように架台11にモータ32が装備されており、これの出力軸に駆動プーリ33が取付けられている。従動プーリ31および駆動プーリ33に伝動用エンドレス歯付ベルト34が巻き掛けられている。
【００２０】
搬送用エンドレス歯付ベルト26は、その上側移動経路において複数のキャリヤローラ35で、その下側移動経路において複数のリターンローラ36でそれぞれ受けられている。
【００２１】
搬送用エンドレス歯付ベルト26の幅方向中央部には複数の押動部材41がベルト長さ方向にボトルＢの長さより小さい一定間隔で取付けられている。図７および図８に詳しく示すように、押動部材41は、ベルト表面に取付けられた左右方向水平ピン42より前向きに突出させられたアーム状のもので、基部に後方突出耳43を一体的に有している。さらに、押動部材41は、キックばね44によりベルト移動方向上流側に向かって回転させられるように付勢されており、これにより、押動部材41は常態では耳43をベルト表面に当接させられる起立姿勢に保持される。起立姿勢の押動部材41は、垂直線に対し３０°程度の角度をもつようになっている。押動部材41に上からの荷重が作用させられると、ばねに抗して押動部材41はベルト表面に対してほぼ平行となる横臥姿勢に倒される。
【００２２】
ガイド13は、垂直横断面略Ｖ字状をなすように組合わされた左右のガイド板51、52よりなる。左ガイド板51は、ボトル搬送経路の左縁部より、垂直線に対して３０°の角度をもたされて左上がりに傾斜させられるように立ち上がっている。右ガイド板52は、ボトル搬送経路の左右幅方向の中央より、垂直線に対して６０°の角度をもたされて右上がりに傾斜させられるように立ち上がっている。両ガイド板51、52の相対させられた下縁部間には間隙53が形成されており、間隙53を通して押動部材41がその上方に突出をさせられている。
【００２３】
図５を参照すると、判別ステーションＳ1における右ガイド板52には光通過孔54が形成されている。光通過孔54光の大きさは、前後方向長さ１００ｍｍ、左右方向幅５０ｍｍである。光通過孔54には石英ガラス55がはめ入れられている。右ガイド板52上面と石英ガラス55上面とは面一となっている。
【００２４】
材質判別センサ14は、光通過孔54の左上に配置されている透過光照射用光源61と、光通過孔54の右下に配置されているセンサ受光部62と、センサ受光部62の上、前および後の３カ所にそれぞれ配置されている３つの反射光照射用光源63（図６参照）とを備えている。
【００２５】
光通過孔54を通過して透過光照射用光源61とセンサ受光部62を結ぶ直線上に主光軸Ｍが形成されている。光通過孔54付近において主光軸Ｍと所定角度をもってそれぞれ交差されられる３つの副光軸Ｎ上に３つの反射光照射用光源63は、位置させられている。主光軸Ｍは、垂直線に対し５０°の角度をもたされており、右ガイド板52に対し１０°だけはずれているが、ほぼ直交させられている。
【００２６】
図４を参照すると、リジェクタ15は、リジェクトステーションにおけるボトル搬送経路の右側に、後から前にかけて順次配置されている複数の回収シュート71と、ボトル搬送経路を挟んで各回収シュート71の反対側に各回収シュート71に対応するように配置されている複数のジェットエアー噴出ノズル72とを備えている。
【００２７】
ガイド13の後端部には、あらかじめ１列に整列された扁平状ボトルＢが一定間隔で連続的に供給される。供給されたボトルＢは、ガイド13上において、その長さ方向を前後方向に向けて、その幅方向を左右方向に向けて、右上がりの傾斜姿勢となる。傾斜させられたボトルＢの低い側の左縁側面は、左ガイド板51で受けられ、左右両縁間の底面は、右ガイド板52で受けられる。
【００２８】
ガイド13で受けられたボトルＢにはいずれかの起立姿勢の押動部材41がその後側から係合させられる。ボトルＢに係合させられた押動部材41の１つ下流側の押動部材41は、ボトルＢの重みによって横臥姿勢に倒される。ベルト26とともに押動部材41が前進させられると、ガイド13上をボトルＢは押動部材41によって後側から押されて前向きに滑走させられる。
【００２９】
透過光照射用光源61および反射光照射用光源63は、ボトルＢに近赤外線を照射する。透過光照射用光源61から発光された近赤外線は、これを横切ろうとするボトルＢを透過してそのままセンサ受光部62に受光される。反射光照射用光源63から発光された近赤外線は、同ボトルＢの表面で反射し、その反射光がセンサ受光部62に受光される。ボトルＢに対し透過しおよび反射した近赤外線は、センサ受光部62を通じてシーケンサ（図示しない）に入力される。シーケンサでは、入力した近赤外線を特定の波長帯に分光し、分光した近赤外線の吸収特性から、ボトルＢの材質が判定し、その結果を、例えば、１ｍｓの短時間毎に出力する。判定可能なプラスチックは、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳ、ＰＥＴ等である。また、ボトルＢの表面は、印刷フィルムで覆われているが、透過光および反射光を併用しているため、印刷フィルムの影響を受けないで、ボトルＢの材質が正確に判定され。さらに、透過光については、光源からセンサ受光部62までの光路長が一定になるため、とくに透明ボトルＢについては形状に関係無く安定した判定正解率が得られる。
【００３０】
また、シーケンサでは、材質を判別すべき１つずつのボトルＢに対する判定開始時間および終了時間が記録され、これに基づいて、ボトル個々の長さが求められる。
【００３１】
そして、シーケンサは、材質を判定したボトルＢがその判定された材質に対応するシュート71に到達するまでの時間を算出し、これに基づいて、対応するエアー噴出ノズル72が作動させられせる。エアー噴出ノズル72の作動により、その直前を横切ろうとするボトルＢは吹き飛ばされてシュート71内に落下回収される。
【００３２】
上記において、左ガイド板51の垂直線に対する傾斜角度は３０〜４５°の範囲が適当であり、右ガイド板52の垂直線に対する傾斜角度は４５〜６０°の範囲が適切である。そうすると、ボトルＢを一定角度で傾斜させた状態で安定して搬送することができる。
【００３３】
また、上記光通過孔54に代えて、図９に示すように、前後方向にのびた複数の並列状スリット81としてもよい。その場合、スリット81を石英ガラス55で被覆する必要がない。材質判定のために最低限必要なスリット81の大きさは、直径３０ｍｍ程度の円に相当する面積があればよい。
【００３４】
光通過孔54を石英ガラス55で被覆する場合、石英ガラス55がボトルＢからこぼれた中身によって汚染されると、石英ガラス55を清掃する必要があるが、これに代わり、スリット81を採用すると、清掃する必要が無くなる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明によれば、大容量の光源を必要とすることなく、小容量の光源で、ボトルの材質を精度良く判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による装置の側面図である。
【図２】図１のII−II線にそう垂直横断面図である。
【図３】図１のIII−III線にそう垂直横断面図である。
【図４】図１のIV−IV線にそう垂直横断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線にそう垂直横断面図である。
【図６】図５のVI−VI線にそう矢視図である。
【図７】同装置の押動部材の側面図である。
【図８】図７のVIII−VIIIにそう垂直横断面図である。
【図９】光通過孔の変形例を示す図５相当の断面図である。
【図１０】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
13 ガイド
26 ベルト
41 押動部材
51 左ガイド板
52 右ガイド板
53 間隙
54 光通過孔
61 透過光源
62 センサ受光部
63 反射光源
72 ノズル
Ｓ1 判別ステーション
Ｓ2 リジェクトステーション
Ｂボトル

Claims

判別ステーションＳ1を経由してボトル搬送経路がのびており、判別ステーションＳ1に材質判別センサ14が配置され、材質判別センサ14が、ボトル搬送経路を挟んでその両側にそれぞれ配置されている透過光照射用光源61およびセンサ受光部62と、センサ受光部62と同じ側に配置されている反射光照射用光源63とを備えており、
ボトル搬送経路の始端に横断面扁平状ボトルＢが供給されるようになされており、ボトル搬送経路にそって、搬送されるボトルＢの一方の縁部が他方の縁部より高くなるように傾斜させた姿勢でボトルＢを受けて案内するガイド 13 が設けられ、ガイド 13 で案内される傾斜姿勢のボトルＢと交差させられた主光軸Ｍ上に、透過光照射用光源 61 およびセンサ受光部 62 が配置され、主光軸Ｍに対して反射角度をもたされた副光軸Ｎ上に、反射光照射用光源 63 が配置されているプラスチックボトル材質選別装置。
ガイド13が、ボトル搬送経路そって外拡がりに傾斜させられるように設けられかつ傾斜姿勢のボトルＢの低い側の側面を受ける側面ガイド板51と、側面ガイド51の低い側の縁部にそって側面ガイド板51と反対向きに傾斜させられるように設けられかつ同ボトルＢの両縁間の底面を受ける底面ガイド板52とよりなり、主光軸Ｍが底面ガイド板52を貫通するようにのびており、底面ガイド板52の主光軸貫通カ所周辺に光通過孔54が形成されている請求項１に記載のプラスチックボトル材質選別装置。
側面ガイド板51および底面ガイド板52の下縁部同士間に間隙53が形成され、間隙53の下方にこれと平行に無限軌道26が設けられ、無限軌道26にボトル押動部材41が間隙53を通じてボトル搬送経路内に突出しうるように設けられている請求項２に記載のプラスチックボトル材質選別装置。
ボトル搬送経路の判別ステーションＳ1下流にリジェクトステーションＳ2が設けられ、リジェクトステーションＳ2に、エアー噴出ノズル72がボトル搬送経路に臨ませられるように配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラスチックボトル材質選別装置。