JP4453014B2 - 商品入り梱包箱の分別処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、商品入り梱包箱の分別処理装置に関し、詳しくは、工場から、ペットボトルや缶に詰められた飲料等が段ボール箱に梱包されて出荷された後、賞味期限が経過した等の理由のため、工場へそのまま返品されてきた場合に、その段ボール箱を破断して中身の容器を取り出すことのできる商品入り梱包箱の分別処理装置に関する。

従来、飲料等の生産工場では、飲料等をペットボトルや缶に詰めた後、それらの容器を段ボール箱に梱包して出荷している。これらの飲料は賞味期限が経過したり、売れ残ったりすると、そのまま工場へ戻される。工場では、段ボール箱からペットボトルや缶を取り出して、段ボール箱は古紙として、ペットボトルや缶はさらに中身を取り出した後に、それぞれ分別して、廃棄していた。これらの処理のなかでは、段ボール箱を開梱する作業が自動化されていなかった。そのため、特許文献１に記載の梱包箱のように、予め、梱包箱に破断帯を設けておき、その破断帯を引き破ることで、容易に中身を取り出せるようにすることがあった。
特開２０００−３３５５５４号公報

しかしながら、上述したように段ボール箱に開梱するための破断帯を設けておいても、大量に処理する場合、段ボール箱を１個ずつ開梱する作業は大変であり、開梱作業の自動化が望まれていた。そこで、本発明は、ペットボトルや缶が梱包されている段ボール箱を自動的に開梱処理する商品入り梱包箱の分別処理装置を提案することを目的とした。

上記課題を解決するために、本発明は、中身を有する段ボール箱が投入されるホッパーと、該ホッパー内下部に水平方向かつ互いに平行に設置されて、螺旋方向が互いに同一であるとともに螺旋の羽根の軸方向投影形状が楕円または小判形である１対のスクリューと、該スクリューを内側外周が下降する方向に同一速度でかつ位相が互いに対称となるように回転駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記１対のスクリューのうち少なくとも一方のスクリューの両端を支持して他方のスクリューとの間隔を調節する横方向移動機構を備えることも可能である。
さらに、前記ホッパーの上方に段ボール箱を搬入するベルトを配設するとともに、前記ホッパーの下方に分離された段ボール箱と中身を搬出するベルトを配設することも可能である。

以上述べたように本発明によれば、中身を有する段ボール箱がホッパー内に投入されると、段ボール箱は１対の回転するスクリューに挟まれて、スクリューの軸方向に剪断力が加わり、短手方向に二分され、中身と段ボール箱の分離が可能になる。このようにして、従来、手作業でやっていた段ボール箱の開梱作業が自動化される。

以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る商品入り梱包箱の分別処理装置を用いた返品飲料のリサイクルシステムの全体構成を示すフロー図である。ペットボトルに詰められた飲料を梱包した段ボール箱が、返品されてくると、コンベア１に乗せられる。コンベア１に乗せられ段ボール箱は、商品入り梱包箱の分別処理装置２に投入される。商品入り梱包箱の分別処理装置２では、段ボール箱が破断されて、下方の作業コンベア３へ落下する。

作業コンベア３では、作業員により、破断された段ボール箱と、ペットボトルとに分離して、段ボール箱が除去される。次に、ペットボトルは、ホィールコンベア４へ送られて、混入している段ボール箱の紙粉が、下方へ落下して回収箱５に回収される。次いで、ペットボトルは、コンベア６により運ばれて、振り分けシュータ７へ送られる。振り分けシュータ７では、ペットボトルの種類に応じて、ペットボトルを振り分け、振り分けられたペットボトルは、それぞれ回収箱８，９へ収納される。

次に、図１の商品入り梱包箱の分別処理装置２について説明する。図２は図１の商品入り梱包箱の分別処理装置２を示す平面図であり、図３は図２の正面図であり、図４は図３の右側面図である。これらの図において、１１は基台であり、その上に、底のない箱状のホッパー１２が取り付けられている。ホッパー１２の下部内側には、スクリュー１３，１４が平行かつ水平に配設されている。スクリュー１３，１４は、軸の回りに、羽根を螺旋状に溶接して形成されており、螺旋の方向はともに左ねじの方向である。この羽根は軸方向に投影した形状が楕円または小判形に形成されている。図７および図８は、スクリュー１３の単体を示すものであり、軸２１の外周に、投影形状が小判形となる羽根２２を左ねじの方向に巻き付けて溶接して構成されている。

スクリュー１３，１４の軸の右端は、ホッパー１２の外側に突出して、スプロケット１５，１６が付設されている。スプロケット１５，１６は、チェンを介して、下方の減速機付のモータ１７，１８に連結されて、回転駆動される。このとき、スクリュー１３，１４の回転方向は、互いに対向する内側外周が下降する方向であり、また、回転速度は同一で、しかも羽根の位相が互いに対称となるように回転駆動される。

スクリュー１３の両端がホッパー１２を貫通して、軸支されている軸受け部分には、スクリュー１３のスクリュー１４に対する間隔を調節するための横方向移動機構１９，２０が配設されている。このねじを用いたスライド機構からなる横方向移動機構１９，２０を操作して、スクリュー１３の両端の軸受けを互いに同一量移動調節することで、スクリュー１３とスクリュー１４の間隔が、投入される段ボール箱の短手方向の寸法に応じて変更可能となる。なお、図示されていないが、スプロケット１５，１６に掛架されるチェンの途中には、それぞれアイドラーが設置されて、チェンの伸縮量を吸収調整している。

次に、上述したスクリュー１３，１４による、段ボール箱の破断作業について説明する。図５は商品入り梱包箱の分別処理装置２内のスクリュー１３，１４部分の側面図であり、図６は図５の平面図である。図５（ａ）のように、段ボール箱Ｂは、コンベアにより運ばれてきて、ホッパー１２内へ落下する。このとき、段ボール箱Ｂの長手方向をスクリュー１３，１４と平行にして、スクリュー１３，１４の中間に落下させる。次に、段ボール箱Ｂがスクリュー１３，１４の上に乗っている状態で、スクリュー１３，１４が互いの内側外周が下降するように回転して、段ボール箱Ｂはスクリュー１３，１４の間に引きずり込まれ、両側面から圧縮される。このとき段ボール箱Ｂは内部に飲料を詰めたペットボトルがあるため、空箱のように簡単に変形することなく、スクリュー１３，１４の羽根が段ボール箱Ｂに食い込みながら変形していく。

その結果、図６に示されるように、スクリュー１３，１４の羽根の螺旋運動により、段ボール箱Ｂの左側面部分は図の上方へ、段ボール箱Ｂの右側面部分は図の下方へ引きずられて、段ボール箱Ｂには剪断力が加えられる。この剪断力は、スクリュー１３，１４の回転につれて段ボール箱Ｂが下降するに従い増大し、やがて、段ボール箱Ｂはその剪断力に耐えきれなくなって、短手方向の中心部分で破断する。破断した段ボール箱Ｂと中身のペットボトルは、スクリュー１３，１４のさらなる回転により下方へ送られて落下する。このようにして、ペットボトルを梱包した段ボール箱は、自動的に、短手方向の中央部分で破断され、ペットボトルと段ボール箱とが分別可能となる。

なお、商品入り梱包箱の分別処理装置２内のスクリュー１３，１４は、投入される段ボール箱Ｂの短手方向の寸法に応じて、横方向移動機構１９，２０により、その間隔が調節される。その間隔の目安としては、スクリュー１３，１４の羽根の根元の軸部分の外周の間隔が、段ボール箱Ｂの短手方向の寸法と同一かやや狭く調節することが好ましい。また、スクリュー１３，１４の羽根の軸方向に投影した形状を楕円または小判形に形成したことで、段ボール箱Ｂに対して、スクリュー１３，１４が滑ることなく、食い込むことが可能となった。すなわち、段ボール箱Ｂと当接する部分が羽根の短径部分から長径部分に移るときに、両者の接触部の勾配が最小となって羽根と段ボール箱との滑りが０となり、羽根の段ボール箱への食い込みが開始される。また、そのためには、スクリュー１３，１４の羽根の回転位相が互いに左右対称であることが必要となる。

このように、本発明に係る商品入り梱包箱の分別処理装置は、スクリューを２本用いた比較的簡単な構造で、そのスクリュー間を調節することにより、ペットボトルを梱包した各種サイズの段ボール箱を破断して、ペットボトルと段ボール箱の分別を可能にすることができる。上述した実施形態では、ペットボトルを梱包した段ボール箱について説明したが、缶入り飲料を梱包した段ボール箱についても、同様に破断して缶と段ボール箱を分別することが可能である。

本発明は、飲料が詰められたペットボトルや缶を梱包した段ボール箱以外に、食品業界に限らず、中身のある全ての段ボール箱を、梱包状態のまま破断して、段ボール箱と中身を分別可能にすることができる。

本発明に係る商品入り梱包箱の分別処理装置を用いた返品飲料のリサイクルシステムの全体構成を示すフロー図である。 本発明に係る商品入り梱包箱の分別処理装置の平面図である。 図２の正面図である。 図３の右側面図である。 商品入り梱包箱の分別処理装置内のスクリュー部分の側面図である。 図５の平面図である。 スクリュー単体の外観図である。 図７の側面図である。

符号の説明

１ コンベア
２ 商品入り梱包箱の分別処理装置
３ 作業コンベア
４ ホィールコンベア
５ 回収箱
６ コンベア
７ 振り分けシュータ
８，９ 回収箱
１１ 基台
１２ ホッパー
１３，１４ スクリュー
１５，１６ スプロケット
１７，１８ モータ
１９，２０ 横方向移動機構
２１ 軸
２２ 羽根
Ｂ 段ボール箱

Claims (2)

1. 中身を有する段ボール箱が投入されるホッパーと、
   該ホッパー内下部に水平方向かつ互いに平行に設置されて、螺旋方向が互いに同一であるとともに螺旋の羽根の軸方向投影形状が楕円または小判形である１対のスクリューと、
   該１対のスクリューのうち少なくとも一方のスクリューの両端を支持して他方のスクリューとの間隔を調節する横方向移動機構と、
   備えた商品入り梱包箱の分別処理装置であって、
   前記１対のスクリューを内側外周が下降する方向に同一速度でかつ回転位相が互いに対称となるように回転駆動する駆動手段と、
   を備えたことを特徴とする商品入り梱包箱の分別処理装置。
2. 請求項１に記載の商品入り梱包箱の分別処理装置において、
   前記ホッパーの上方に段ボール箱を搬入するコンベアを配設するとともに、前記ホッパーの下方に分離された段ボール箱と中身を搬出するコンベアを配設したことを特徴とする商品入り梱包箱の分別処理装置。