JP4906156B2

JP4906156B2 - ラベル剥がし装置

Info

Publication number: JP4906156B2
Application number: JP2007320351A
Authority: JP
Inventors: 秀秋窪
Original assignee: 有限会社明和機工
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: JP2009143030A

Description

本発明は、使用済みとなって廃棄する樹脂製ボトルからラベルを剥がすラベル剥がし装置に関する。

近年、様々な液体状の商品が樹脂製ボトルに充填されて販売されている。一般に広く使われている樹脂製ボトルは、ポリエチレンテレフタレート樹脂を原料とするいわゆるペットボトルである。
液体状の商品が樹脂製ボトルに充填されて市場に流通する段階では、商品名等を印刷したラベルが樹脂製ボトルに装着されている。このラベルには、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂等が用いられている。したがって、樹脂製ボトルの原料となる樹脂と、ラベルの原料になる樹脂とは、互いに異なる種類の樹脂である。

使用済みの樹脂製ボトルは廃棄される。廃棄される樹脂製ボトルは分別回収され、資源として再利用される。
廃棄された樹脂製ボトルを効率よく再資源化するためには、異なる種類の樹脂を互いに分別することが好ましい。このため、廃棄された樹脂製ボトルを溶融処理する工程の前に、ラベルを樹脂製ボトルから剥がす工程が必要になる。

廃棄された樹脂製ボトルからラベルを手作業で剥がしていたのでは作業効率を高めることができない。そこで、樹脂製ボトルからラベルを剥がす作業の効率化を図る装置が提唱されている。例えば、樹脂製ボトルの一本宛を把持しながらラベルを剥がす装置がある（特許文献１参照）。
特開平１０−２４９８５７号公報

しかし、樹脂製ボトルの一本宛を把持しつつラベルを剥がしていたのでは、作業効率の向上には限度がある。近年、廃棄される樹脂製ボトルの量が増加しつつあり、上記したラベルを剥がす装置では、多量の樹脂製ボトルからラベルを効率よく剥がすことができない。
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、連続的に、効率よく、人手を必要せずに、樹脂製ボトルからラベルを剥がすラベル剥がし装置を提供することである。

本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係るラベル剥がし装置は、樹脂製ボトルからラベルを剥がすラベル剥がし装置であって、ケーシングと、当該ケーシング内に配置された回転軸と、当該回転軸の外周に巻回された螺旋状のスクリュー羽根と、当該回転軸を回転させる駆動源と、を有し、前記ケーシングは、その内周面上に、前記回転軸に向かって配置された第１の突起体を有し、前記スクリュー羽根の谷部分において、前記回転軸の外周面上に、前記ケーシングの内周面に向かって配置された第２の突起体を有し、前記ケーシングは、前記回転軸の一端側に、樹脂製ボトルの投入口を有し、前記回転軸の他端側に、樹脂製ボトル及びこの樹脂製ボトルから剥がしたラベルの排出口を有し、前記第１の突起体の頂端部と、前記第２の突起体の頂端部と、の間には、距離があいており、当該距離が、樹脂製ボトルの胴部の外径よりも小さく、前記第１の突起体と、前記回転軸と共に回転する前記第２の突起体と、は、互いに干渉せず、前記第１の突起体の頂端部と、前記スクリュー羽根の外縁と、の間には、距離があいており、当該距離が、樹脂製ボトルのネックリングの外径よりも小さく、前記第１の突起体と、前記回転軸と共に回転する前記スクリュー羽根と、は、互いに干渉しない。

スクリュー羽根が回転軸の外周面上に巻回されて螺旋状をなしており、螺旋のピッチごとにスクリュー羽根の間に谷部分が形成されており、この谷部分が回転軸の一端側から他端側まで螺旋状をなして連続している。
投入口から投入された樹脂製ボトルは、スクリュー羽根の谷部分に入る。そして、回転するスクリュー羽根の排出口側の面が、谷部分に入った樹脂製ボトルを排出口側に向けて押す。この押される力によって、樹脂製ボトルは谷部分に沿って排出口側へ移動する。

スクリュー羽根に押された樹脂製ボトルは、第１の突起体と第２の突起体とが配置された区間に達する。第１の突起体はケーシングの内周面側に配置されており、第２の突起体は回転軸の外周面上のスクリュー羽根の谷部分に配置されているので、樹脂製ボトルは、第１の突起体と第２の突起体との間に挟まれる。
第１の突起体の頂端部と第２の突起体の頂端部との間にあいている距離は、樹脂製ボトルの胴部の外径よりも小さいので、樹脂製ボトルは第１の突起体と第２の突起体との間に挟まれて押し潰される。

第１の突起体の頂端部が、押し潰された樹脂製ボトルのケーシング側の部分に当たる。押し潰された樹脂製ボトルのケーシング側の部分は、第１の突起体から回転軸の回転方向とは反対向きの力を受ける。第２の突起体の頂端部が、押し潰された樹脂製ボトルの回転軸側の部分に当たる。押し潰された樹脂製ボトルの回転軸側の部分は、第２の突起体から回転軸の回転方向の向きの力を受ける。
押し潰された樹脂製ボトルは、第１の突起体から受ける力と、第２の突起体から受ける力と、スクリュー羽根に押される力とを受けて、スクリュー羽根の谷部分に沿って排出口側へ徐々に移動する。

第１の突起体の頂端部と第２の突起体の頂端部とが樹脂製ボトルに当たる際、第１の突起体の頂端部と第２の突起体の頂端部は樹脂製ボトルに装着されているラベルにも当たる。ラベルは、第１の突起体から回転軸の回転方向とは反対向きの力を受け、第２の突起体から回転軸の回転方向の向きの力を受ける。これらの力によってラベルは引き裂かれ、樹脂製ボトルから剥がされる。樹脂製ボトルから剥がされたラベルは、スクリュー羽根の排出口側の面によって排出口側へ押され、スクリュー羽根の谷部分に沿って排出口側へ徐々に移動する。

押し潰された樹脂製ボトルと樹脂製ボトルから剥がされたラベルとは、排出口まで移動し、排出口から排出される。
樹脂製ボトルのネックリングは樹脂製ボトルの胴部よりも強度があり変形しにくい。このため、樹脂製ボトルを押し潰すと、樹脂製ボトルの胴部は大きく変形するが、ネックリングはほとんど変形しない。また、第１の突起体の頂端部とスクリュー羽根の外縁との間にあいている距離は、樹脂製ボトルのネックリングの外径よりも小さい。このため、押し潰された樹脂製ボトルが、第１の突起体の頂端部とスクリュー羽根の外縁との間に入って挟まれてしまうことはなく、押し潰された樹脂製ボトルはいつもスクリュー羽根の谷部分の中にある。

ラベル剥がし装置におけるスクリュー羽根の役割は、樹脂製ボトルや剥がされたラベルを排出口側へ押すだけであり、スクリュー羽根が樹脂製ボトルに装着されているラベルを引き裂くことはない。
押し潰された樹脂製ボトルが第１の突起体と第２の突起体との間に挟まれ、両方の突起体から力を受けつつ排出口側へ移動していく際、押し潰された樹脂製ボトルは、回転や反転や裏返りをすることがない。すなわち、押し潰された樹脂製ボトルは、向きや姿勢をほとんど変えることなく、投入口側から排出口側へ移動する。

例えば、樹脂製ボトルが投入口側で押し潰され、底面が回転軸側を向く姿勢をとった場合、樹脂製ボトルが排出口側へ移動するまでの間、底面は回転軸側を向いたままである。また、例えば、樹脂製ボトルが投入口側で押し潰され、キャップ側が排出口側を向く姿勢をとった場合、樹脂製ボトルが排出口側へ移動するまでの間、キャップ側は回転軸側を向いたままである。
このため、押し潰された樹脂製ボトルにおいて、第１の突起体が当たる箇所はいつも同じ範囲内にあり、また、第２の突起体が当たる箇所はいつも同じ範囲内にあり、ラベルの一定範囲内の箇所に第１の突起体と第２の突起体からの力が働く。この結果、ラベルは非常に引き裂かれやすくなる。

請求項２の発明に係るラベル剥がし装置は、請求項１に記載のラベル剥がし装置であって、前記スクリュー羽根の谷部分において、前記スクリュー羽根の前記投入口側の面と前排出口側の面とが対向し、これらの対向する面同士の間に、前記第２の突起体が連続して形成されており、複数の前記第２の突起体が、前記回転軸の周方向に互いに距離をあけ、かつ、前記谷部分に沿って前記投入口側から前記排出口側まで配置されている。

スクリュー羽根の谷部分の両側の面同士の間に、第２の突起体が連続して形成されている。このため、樹脂製ボトルが、スクリュー羽根に押されて第２の突起体が形成されている区間に来ると、樹脂製ボトルは必ず第２の突起体に当たる。回転軸が回転し、樹脂製ボトルの回転軸側の部分と回転軸との間に、第２の突起体がもぐり込むように進入し、この第２の突起体の上に樹脂製ボトルが乗り上げる。

回転軸は回転を続け、樹脂製ボトルはスクリュー羽根の面に押され続け、樹脂製ボトルはスクリュー羽根の谷部分に沿って排出口側へ移動し続けようとする。この結果、樹脂製ボトルの回転軸側の部分と回転軸との間に、樹脂製ボトルが乗り上げている第２の突起体に隣接する第２の突起体が、もぐりこむように進入する。この進入してきた隣接する第２の突起体の上に、樹脂製ボトルは乗り上げる。すなわち、樹脂製ボトルは互いに隣接する第２の突起体の上を排出口側へ移動する。このとき、第１の突起体が樹脂製ボトルをケーシング側から押さえつけており、第２の突起体は樹脂製ボトルと回転軸との間にもぐりこみやすい。
このようにして、樹脂製ボトルは、投入口側から前記排出口側まで配置された第２の突起体の上に順番に乗り上げ、隣接する第２の突起体を順番に乗り越え、スクリュー羽根の谷部分に沿って排出口側へ移動していく。

請求項３の発明に係るラベル剥がし装置は、請求項２に記載のラベル剥がし装置であって、隣接する前記第２の突起体同士の間の距離が、樹脂製ボトルの胴部の外径よりも小さい。
隣接する第２の突起体同士の間の距離が樹脂製ボトルの胴部の外径よりも小さいので、樹脂製ボトルの胴部が、隣接する第２の突起体同士の間の凹部の中に完全に嵌り込んで動けなくなってしまうことはない。第２の突起体が形成されている区間においては、樹脂製ボトルの胴部の一部は、常にいずれかの第２の突起体の上に乗り上げた状態になっており、樹脂製ボトルは第１の突起体と第２の突起体の両方から力を受ける。

請求項４の発明に係るラベル剥がし装置は、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置であって、前記第１の突起体が、前記ケーシングの内周面上に植設された複数本のボルトである。
ケーシングの内周面から第１の突起体の頂端部までの高さの調節は、第１の突起体をなすボルトを回すことによって行うことができる。ケーシングの内周面から第１の突起体の頂端部までの高さのメンテナンスが容易である。
また、ボルトの先端が樹脂製ボトルに装着したラベルに当たるので、ラベルが引き裂かれやすい。

請求項５の発明に係るラベル剥がし装置は、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置であって、前記第１の突起体が、前記ケーシングの内周面上に配置された板状体であり、当該板状体が、前記投入口側から前記排出口側に向かって連続しており、複数の前記板状体が、前記ケーシングの周方向に互いに距離をあけて配置されている。
第１の突起体がケーシングの内周面上に配置された細長い板状体であるので、第１の突起体を構成する部品の数を減らすことができ、メンテナンス等が容易化される。
請求項６の発明に係るラベル剥がし装置は、請求項５に記載のラベル剥がし装置であって、前記ケーシングの内周面上に突出する前記板状体の高さが調節可能である。
第１の突起体をなす板状体の頂端部が磨耗したら、ケーシングの内周面から第１の突起体の頂端部までの高さを調節する。

請求項７の発明に係るラベル剥がし装置は、請求項１から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置であって、前記スクリュー羽根の外縁に、硬化肉盛りが形成されており、当該硬化肉盛りのビッカース硬さが７００〜９５０ＨＶである。
スクリュー羽根の外縁にいわゆる硬化肉盛りが形成されているので、スクリュー羽根の外縁は耐摩耗性を有する。この結果、スクリュー羽根の外縁の磨耗が防止され、スクリュー羽根に対して行うメンテナンスの頻度が低減される。

発明者の経験によれば、スクリュー羽根の外縁の硬化肉盛りのビッカース硬さが７００ＨＶ未満であると、スクリュー羽根の外縁の磨耗の進行が早く、硬化肉盛りの効果が非常に小さくなってしまう。また、スクリュー羽根の外縁の硬化肉盛りのビッカース硬さが９５０ＨＶを超えると、硬化肉盛りにおいて割れが生じやすくなってしまう。したがって、スクリュー羽根の外縁の硬化肉盛りにおけるビッカース硬さは、７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。
硬化肉盛りをスクリュー羽根の外縁に形成する代わりに、耐磨耗性を有する金属等によってスクリュー羽根の外縁を覆うことも可能である。この場合、スクリュー羽根の外縁を覆う耐磨耗性を有する金属等のビッカース硬さは、７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。

請求項８の発明に係るラベル剥がし装置は、請求項１から請求項７のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置であって、前記第１の突起体の頂端部に、硬化肉盛りが形成されており、当該硬化肉盛りのビッカース硬さが７００〜９５０ＨＶである。
第１の突起体の頂端部にいわゆる硬化肉盛りが形成されているので、第１の突起体の頂端部は耐摩耗性を有する。この結果、第１の突起体の頂端部の磨耗が防止され、第１の突起体に対して行うメンテナンスの頻度が低減される。

発明者の経験によれば、第１の突起体の頂端部の硬化肉盛りのビッカース硬さが７００ＨＶ未満であると、第１の突起体の頂端部の磨耗の進行が早く、硬化肉盛りの効果が非常に小さくなってしまう。また、第１の突起体の頂端部の硬化肉盛りのビッカース硬さが９５０ＨＶを超えると、硬化肉盛りにおいて割れが生じやすくなってしまう。したがって、第１の突起体の頂端部の硬化肉盛りにおけるビッカース硬さは、７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。
硬化肉盛りを第１の突起体の頂端部に形成する代わりに、耐磨耗性を有する金属等によって第１の突起体の頂端部を覆うことも可能である。この場合、第１の突起体の頂端部を覆う耐磨耗性を有する金属等のビッカース硬さは、７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。

請求項９の発明に係るラベル剥がし装置は、請求項１から請求項８のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置であって、前記第２の突起体の頂端部に、硬化肉盛りが形成されており、当該硬化肉盛りのビッカース硬さが７００〜９５０ＨＶである。
第２の突起体の頂端部にいわゆる硬化肉盛りが形成されているので、第２の突起体の頂端部は耐摩耗性を有する。この結果、第２の突起体の頂端部の磨耗が防止され、第２の突起体に対して行うメンテナンスの頻度が低減される。

発明者の経験によれば、第２の突起体の頂端部の硬化肉盛りのビッカース硬さが７００ＨＶ未満であると、第２の突起体の頂端部の磨耗の進行が早く、硬化肉盛りの効果が非常に小さくなってしまう。また、第２の突起体の頂端部の硬化肉盛りのビッカース硬さが９５０ＨＶを超えると、硬化肉盛りにおいて割れが生じやすくなってしまう。したがって、第２の突起体の頂端部の硬化肉盛りにおけるビッカース硬さは、７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。
硬化肉盛りを第２の突起体の頂端部に形成する代わりに、耐磨耗性を有する金属等によって第２の突起体の頂端部を覆うことも可能である。この場合、第２の突起体の頂端部を覆う耐磨耗性を有する金属等のビッカース硬さは、７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。

上記のようなラベル剥がし装置であるので、連続的に、効率よく、人手を必要せずに、樹脂製ボトルからラベルを剥がすことができる。

本発明を実施するための最良の形態を図１〜図９を参照しつつ説明する。
図１は本発明に係るラベル剥がし装置の上面図、図２は本発明に係るラベル剥がし装置の側面図、図３は本発明に係るラベル剥がし装置の投入口側端面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線における本体の断面図、図５は図１のＶ−Ｖ線における本体の断面図、図６は図１のＶＩ−ＶＩ線断面図、図７は図５の一部分拡大図、図８はペットボトルの外観図、図９はケーシング内における押し潰されたペットボトルの動きの説明図である。

まず、樹脂製容器であるペットボトル９０について説明する。図８に示すように、ペットボトル９０は、円筒形の胴部９２とキャップ９６とを有する。胴部９２の一端側が底面９３によって塞がれ、胴部９２の他端側に口首部９４が形成されている。口首部９４の胴部９２側部分に、円環状のネックリング９５が形成されている。ネックリング９５の肉厚は胴部９２の肉厚よりも厚く、ネックリング９５は胴部９２よりも強度を有し、変形しにくい。ネックリング９５よりも先端側の口首部９４には雄螺子がきられている。キャップ９６の内側には雌螺子がきられており、キャップ９６が口首部９４に螺合している。

ペットボトル９０の胴部９２の周囲には、ポリスチレン樹脂製のラベル９８が装着されている。ペットボトル９０の全長はＬＢ１、胴部９２の外径はＬＢ２、ネックリング９５の外径はＬＢ３、キャップ９６の外径はＬＢ４である。
図１〜図３に示すように、ラベル剥がし装置１は、本体２とモータ７２とを有する。本体２とモータ７２とは基台８０上に設置されている。
図１及び図４に示すように、本体２は、ケーシング４、回転軸２０、スクリュー羽根２６を有する。

図１〜図３、図５及び図６に示すように、ケーシング４は細長い円筒形をなし、その長手方向を水平にして基台８０上に横置きされている。ケーシング４は、上側ケーシング４Ｕと下側ケーシング４Ｌとからなり、長手方向に沿って上下に２分割可能に構成されている。下側ケーシング４Ｌの両端が脚８４によって基台８０上に支承されている。
図１〜図３に示すように、下側ケーシング４Ｌの一方の側（図２における左側）の端部には、排出口１６をなすホッパが下方に向かって開口している。排出口１６と反対側（図２における右側）の上側ケーシング４Ｕの端部には、投入口１８をなす通路が上方に向かって開口している。投入口１８の回転軸２０の軸方向の開口幅は、後述するスクリュー羽根２６の螺旋のピッチの長さＬ２以上の大きさとなっている。また、排出口１６の回転軸２０の軸方向の開口幅も、螺旋のピッチの長さＬ２よりも大きい。

ケーシング４内には回転軸２０が収納されている。ケーシング４の両端の軸受け７０Ａ、７０Ｂが、回転軸２０の芯２１の両端を支承している。軸受け７０Ａがケーシング４の投入口１８側端に位置し、軸受け７０Ｂがケーシング４の排出口１６側端に位置している。回転軸２０の芯２１の両端がケーシング４の外に突出している。芯２１の突出した軸受け７０Ａ側端部には、プーリ７４Ａが装着されている。モータ７２のシャフトの先端に装着されたプーリ７４Ｂと、プーリ７４Ａとの間には、チェーン７６が架け渡されており、モータ７２によって回転軸２０が回転可能に構成されている。
ケーシング４の内周面６と回転軸２０の外周面２２との間の距離はＬ１である（図７を参照）。

図４に示すように、ケーシング４内において、回転軸２０の外周面２２上には、螺旋状のスクリュー羽根２６が形成されている。スクリュー羽根２６の螺旋は右螺子の向きとなっており、螺旋のピッチの長さはＬ２である。
回転軸２０の外周面２２からスクリュー羽根２６の外縁２８までの距離はＬ３である。（図７を参照）。
スクリュー羽根２６は２枚の面３０Ａ、３０Ｂを有し、面３０Ａが軸受け７０Ａ側（すなわち、投入口１８側）を向き、面３０Ｂが軸受け７０Ｂ側（すなわち、排出口１６側）を向いている。スクリュー羽根２６の螺旋のピッチごとに、スクリュー羽根２６の間に谷部分３２が形成される。谷部分３２に両側において、面３０Ａ、３０Ｂが対向している。谷部分３２は、回転軸２０の軸受け７０Ａ側から軸受け７０Ｂ側に向かって螺旋状をなして連続している。

図１及び図４に示すように、ケーシング４内において、スクリュー羽根２６の一端は、回転軸２０の軸受け７０Ａ側端まで達している。すなわち、投入口１８の開口部分の直下に見える回転軸２０の外周面２２Ａ上においては、この外周面２２Ａの軸受け７０Ｂ側端（すなわち、排出口１６側端）から軸受け７０Ａ側端まで、スクリュー羽根２６がある（図１を参照）。また、外周面２２Ａと下側ケーシング４Ｌの内周面との間の隙間が、空間Ｓ１を形成している。

ケーシング４内において、スクリュー羽根２６の他端は、排出口１６の開口部分の直上まで達しているが、回転軸２０の軸受け７０Ｂ側端までは達してはいない。すなわち、排出口１６の開口部分の直上に見える回転軸２０の外周面２２Ｂ上においては、この外周面２２Ｂのうちの軸受け７０Ａ側寄り（すなわち、投入口１８側寄り）の一部分にスクリュー羽根２６がある（図４を参照）。

図４に示すように、ケーシング４内において、回転軸２０の軸受け７０Ｂ側端部分の外周面２２上には、戻し羽根３６が形成されている。戻し羽根３６は、スクリュー羽根２６と同じ螺旋状の羽根であり、ピッチの長さはＬ２であるが、その螺旋が左螺子の向きである。
戻し羽根３６は２枚の面３８Ａ、３８Ｂを有し、面３８Ａが軸受け７０Ａ側を向き、面３８Ｂが軸受け７０Ｂ側を向いている。
ケーシング４内において、戻し羽根３６の一端は、回転軸２０の軸受け７０Ｂ側端まで達している。戻し羽根３６の他端は、排出口１６の開口部分の直上に達しており、排出口１６の開口部分の直上に見える回転軸２０の外周面２２Ｂ上においては、この外周面２２Ｂのうちの軸受け７０Ｂ側寄りの一部分に戻し羽根３６がある。

図４に示すように、回転軸２０の外周面２２のうち、外周面２２Ａと外周面２２Ｂとの間に位置する部分が、外周面２２Ｃをなす。外周面２２Ｃ上の谷部分３２において、谷部分３２の両側で対向する面３０Ａと面３０Ｂとの間に、第２の突起体５０をなす丸棒が設置されている。第２の突起体５０の長手方向は、回転軸２０の軸方向と平行であり、第２の突起体５０の長手方向が外周面２２Ｃに接している。第２の突起体５０の長手方向の一端が面３０Ａに接続され、他端が面３０Ｂに接続されている。すなわち、対向する面３０Ａと面３０Ｂとの間で第２の突起体５０が連続して形成されている。

図７に示すように、第２の突起体５０をなす丸棒の外径はＬ４である。回転軸２０の軸方向に垂直な断面において、回転軸２０の外周面２２Ｃから第２の突起体５０の頂端部５２までの距離はＬ４である。
図４、図５及び図７に示すように、谷部分３２において、複数本の第２の突起体５０が、回転軸２０の周方向に距離をあけて配置されており、第２の突起体５０は谷部分３２に沿って投入口１８側から排出口１６側へ向かって並んでいる。隣接する第２の突起体５０同士の距離はＬ５である（図７を参照）。
ケーシング４の内周面６のうち、回転軸２０の外周面２２Ｃと対向する部分が内周面６Ａをなす。この内周面６Ａと外周面２２Ｃとの間に挟まれた空間が区間Ｓ２を形成している。

図１、図２、図４〜図７に示すように、内周面６Ａ上には複数本のボルト４４が第１の突起体４０として植設されている。各ボルト４４はケーシング４を貫通しており、各ボルト４４の頭部がケーシング４の外周面８上に突出し、各ボルト４４の脚部が内周面６Ａ上に突出している。内周面６Ａから第１の突起体４０の頂端部４２までの距離はＬ６である（図７を参照）。距離Ｌ６は、各ボルト４４を回転させることによって、その大きさを調節可能に構成されている。

これまで述べたペットボトル９０の全長ＬＢ１、胴部９２の外径ＬＢ２、ネックリング９５の外径ＬＢ３、キャップ９６の外径ＬＢ４、ケーシング４の内周面６と回転軸２０の外周面２２との間の距離Ｌ１、スクリュー羽根２６の螺旋のピッチの長さＬ２、回転軸２０の外周面２２からスクリュー羽根２６の外縁２８までの距離Ｌ３、回転軸２０の外周面２２Ｃから第２の突起体５０の頂端部５２までの距離Ｌ４、隣接する第２の突起体５０同士の距離Ｌ５、ケーシング４の内周面６Ａから第１の突起体４０の頂端部４２までの距離Ｌ６は、次式（１）〜（８）を満たしている（図４、図７及び図８を参照）。
ＬＢ１＞ＬＢ２＞ＬＢ３＞ＬＢ４・・・（１）
ＬＢ２＞Ｌ１・・・（２）
Ｌ２＞ＬＢ１・・・（３）
Ｌ３＞Ｌ４・・・（４）
ＬＢ２＞Ｌ５・・・（５）
ＬＢ３＞Ｌ１−Ｌ３−Ｌ６・・・（６）
ＬＢ２＞Ｌ１−Ｌ４−Ｌ６・・・（７）
ＬＢ３＞Ｌ４・・・（８）
なお、Ｌ２とＬＢ１は、次式（９）を満足していればより好ましい。
Ｌ２＞２ＬＢ１・・・（９）
図１及び図４に示すように、基台８０において、ケーシング４の下方部分には穴８２が形成されており、作業員が基台８０の下側から穴８２を介して下側ケーシング４Ｌの外周面８Ｌにアクセス可能に構成されている。

次に、作用について説明する。
まず、作業員は、廃棄物として回収された空のペットボトル９０を搬入する。
次いで、作業員は、モータ７２を動かし、回転軸２０を回転させる。回転軸２０とともに、スクリュー羽根２６及び戻し羽根３６が回転する。回転軸２０の回転方向は、ラベル剥がし装置１を投入口１８側から見て、時計回りの方向（すなわち、図３における時計回りの方向）である。
第１の突起体４０の頂端部４２と第２の突起体５０の頂端部５２との間には、Ｌ１−Ｌ４−Ｌ６の距離があいている。また、第１の突起体４０の頂端部４２とスクリュー羽根２６の外縁２８との間には、Ｌ１−Ｌ３−Ｌ６の距離があいている。したがって、回転軸２０が回転しても、第１の突起体４０と第２の突起体５０とが干渉することはなく、第１の突起体４０とスクリュー羽根２６とが干渉することもない。

回転軸２０が回転したら、作業員はペットボトル９０を投入口１８に投入する。投入口１８に投入するペットボトル９０は、ラベル９８が装着されたままであってよい。また、キャップ９６は、ペットボトル９０の口首部９４から取り外しておいてもよいし、口首部９４に螺合したままであってもよい。さらに、ペットボトル９０は、押し潰されていないもとの形状のままであってもよいし、押し潰された形状であってもてよい。

ペットボトル９０は、投入口１８からケーシング４内に落下する。前述の式（３）に示したように、スクリュー羽根２６のピッチＬ２はペットボトル９０の全長ＬＢ１よりも大きいので、ケーシング４内に落下したペットボトル９０が、スクリュー羽根２６の外縁２８の上に落ちたとしても、すぐに、スクリュー羽根２６の両側にある谷部分３２のいずれか一方の中に入ってしまう。谷部分３２に入ったペットボトル９０は外周面２２Ａ上にのる。

回転する回転軸２０の外周面２２Ａが、ペットボトル９０を空間Ｓ１に引きずり込もうとする。前述の式（２）に示したように、外周面２２Ａとケーシング４の内周面６との距離Ｌ１は、ペットボトル９０の胴部９２の外径ＬＢ２よりも小さいので、空間Ｓ１に引き込まれたペットボトル９０の胴部９２は押し潰される。また、スクリュー羽根２６の面３０Ｂがペットボトル９０に当たり、面３０Ｂがペットボトル９０を排出口１６側に向かって押す。面３０Ｂに押されたペットボトル９０は、谷部分３２に沿って排出口１６側に向かって移動する。

谷部分３２に沿って移動するペットボトル９０は、区間Ｓ２に入る。区間Ｓ２に入ったペットボトル９０は、まず、最も投入口１８側に近い第２の突起体５０Ａに当たる（図４及び図６を参照）。そして、面３０Ｂに押されて第２の突起体５０Ａの頂端部５２の上に乗り上げる。また、投入口１８側に位置する第１の突起体４０Ａの頂端部４２が、ペットボトル９０に当たる。

ペットボトル９０には、第２の突起体５０Ａから回転軸２０の回転方向の力が働き、第１の突起体４０Ａから回転軸２０の回転方向と逆向きの力が働く。前述の式（７）に示したように、第２の突起体５０Ａの頂端部５２から第１の突起体４０Ａの頂端部４２までの距離は、Ｌ１−Ｌ４−Ｌ６であり、この距離はペットボトル９０の胴部９２の外径ＬＢ２よりも小さい。したがって、ペットボトル９０の胴部９２は、第１の突起体４０Ａと第２の突起体５０Ａとの間に挟まれ、押し潰される。

押し潰されたペットボトル９０は、スクリュー羽根２６の面３０Ｂから排出口１６側に押されると同時に、第２の突起体５０Ａから回転軸２０の回転方向に押される。そして、回転軸２０の回転により、第２の突起体５０Ａに隣接する第２の突起体５０Ｂが、ペットボトル９０と回転軸２０の外周面２２Ｃとの間にもぐりこむように進入する。ペットボトル９０は進入してきた第２の突起体５０Ｂの上に乗り上げ、第２の突起体５０Ａから第２の突起体５０Ｂの上へ移動する。

このようにして、ペットボトル９０は、隣接する第２の突起体５０の上に順番に乗り上げ、隣接する第２の突起体５０を順番に乗りこえ、谷部分３２に沿って排出口１６側へ向かって徐々に移動する（図９を参照）。
なお、図９において、実線で示されたペットボトル９０は、回転軸２０の回転により、一点鎖線で示したペットボトル９０の位置に移動する。そして、一点鎖線で示したペットボトル９０は、回転軸２０の回転により、二点鎖線で示したペットボトル９０の位置に移動する。

前述の式（５）に示したように、隣接する第２の突起体５０同士の間の距離Ｌ５は、ペットボトル９０の胴部９２の外径ＬＢ２よりも小さい。また、前述の式（８）に示したように、回転軸２０の外周面２２Ｃから第２の突起体５０の頂端部５２までの距離Ｌ４は、ペットボトル９０のネックリング９５の外径ＬＢ３よりも小さい。このため、隣接する第２の突起体５０同士の間の凹部の中にペットボトル９０が嵌まり込んでしまうことはなく、ペットボトル９０がこの凹部の中に嵌って動けなくなることもない。区間Ｓ２の谷部分３２にあるペットボトル９０は、その一部分が必ず第２の突起体５０の上に乗り上げた状態になっており、第１の突起体４０と第２の突起体５０とが必ずペットボトル９０に当たる。

ペットボトル９０が区間Ｓ２を排出口１６側へ向かって移動する間、外周面２２Ｃと内周面６Ａとの間において、ペットボトル９０の向きや姿勢はほとんど変化しない。
例えば、図９に示すように、ペットボトル９０が、区間Ｓ２において、その底面９３を回転軸２０の外周面２２Ｃ側に向けて押し潰されている場合、ペットボトル９０は底面９３を外周面２２Ｃ側に向けた姿勢を維持しながら排出口１６側へ向かって移動する。また、例えば、ペットボトル９０が、区間Ｓ２において、その口首部９４を排出口１６側に向けて押し潰されている場合、ペットボトル９０は口首部９４を排出口１６側に向けた姿勢を維持しながら排出口１６側へ向かって移動する。

すなわち、ペットボトル９０が区間Ｓ２を排出口１６側へ向かって移動する間、ペットボトル９０は反転や回転や裏返りをすることがない。
ペットボトル９０が区間Ｓ２を排出口１６側へ向かって移動する間、ペットボトル９０の胴部９２に装着されたラベル９８は、第１の突起体４０と第２の突起体５０の両方から力を受ける。前述したように、この区間Ｓ２において、ペットボトル９０は裏返ったりしないので、押し潰されたペットボトル９０の同じ面が常に第１の突起体４０又は第２の突起体５０に当たる。ラベル９８は、第１の突起体４０と第２の突起体５０の両方から受ける力によって引き裂かれ、ペットボトル９０の胴部９２から剥がされる。

ペットボトル９０から剥がされたラベル９８と、ラベル９８を剥がされたペットボトル９０とは、一緒に区間Ｓ２を排出口１６側へ向かって谷部分３２に沿って移動し、排出口１６の直上に達し、排出口１６に落下し、排出口１６からラベル剥がし装置１の外へ排出される。
排出口１６の直上に達したラベル９８やペットボトル９０が、排出口１６に落下せずにそのまま回転軸２０の軸受け７０Ｂ側端まで移動しようとすると、戻し羽根３６の面３８Ａに当たることになる。戻し羽根３６の螺旋は左螺子の向きであり、スクリュー羽根２６の螺旋と逆向きであるので、戻し羽根３６の面３８Ａに当たったラベル９８やペットボトル９０は、排出口１６に向かって押し戻され、排出口１６に落下して排出される。

前述の式（６）に示したように、スクリュー羽根２６の外縁２８から第１の突起体４０の頂端部４２までの距離は、Ｌ１−Ｌ３−Ｌ６であり、ペットボトル９０のネックリング９５の外径ＬＢ３よりも小さい。また、ペットボトル９０のネックリング９５は胴部９２よりはるかに強度が大きく、区間Ｓ２においてペットボトル９０の胴部９２が押し潰されて大きく変形しても、ネックリング９５はほとんど変形しない。このため、区間Ｓ２において、押し潰されたペットボトル９０がスクリュー羽根２６の外縁２８と第１の突起体４０の頂端部４２との間に入って挟まれることはない。

区間Ｓ２において、スクリュー羽根２６はペットボトル９０を排出口１６側に向けて押すだけであり、スクリュー羽根２６がラベル９８を引き裂くことはない。
長期間にわたってラベル剥がし装置１を運転し続けると、第１の突起体４０の頂端部４２が磨耗し、ケーシング４の内周面６Ａから第１の突起体４０の頂端部４２までの距離Ｌ６が小さくなってくる。距離Ｌ６が小さくなってきたら、適宜、第１の突起体４０をなすボルト４４を回し、距離Ｌ６を適切な大きさに維持する。

なお、ケーシング４の内周面６Ａ上における第１の突起体４０の配置パターンは、第１の突起体４０の頂端部４２が区間Ｓ２を移動するペットボトル９０にまんべんなく当たる配置パターンであればよい。この条件を満足していれば、内周面６Ａ上に第１の突起体４０を規則的に配置してもよいし、不規則的に配置してもよい。第１の突起体４０の配置パターンを選択する際は、ペットボトル９０の全長ＬＢ１、胴部９２の外径ＬＢ２、胴部９２に装着されたラベル９８の位置等を考慮し、第１の突起体４０の頂端部４２が必ずラベル９８に当たるようにする。

本実施の形態において、第１の突起体４０は複数本のボルト４４であるとしたが、替わりに、図１０〜図１３の変形例に示す構成とすることも可能である。
この変形例に係るラベル剥がし装置１の構成は、第１の突起体４０の構成を除いて、他は本実施の形態で説明したものと同様である。本実施の形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付する。

図１０〜図１２に示すように、ケーシング４の内周面６Ａ上に、回転軸２０の軸方向に連続して伸びる複数本のスリット１０が形成されている。これらのスリット１０は、ケーシング４の周方向に等間隔で距離をあけて並んでいる。隣接するスリット１０同士の間隔は、ペットボトル９０の胴部９２の外径ＬＢ２に応じて定めればよい。例えば、隣接するスリット１０同士の間隔をＬＢ２よりも小さな距離とし、後述する板状体４６同士の間にペットボトル９０が嵌ってしまうことを防止することができる。

図１１及び図１２に示すように、ケーシング４の外周面８上において、各スリット１０の開口部の縁には、立ち上がり部１１が形成されている。立ち上がり部１１は、ケーシング４の外側に向かって立ち上がっており、回転軸２０の軸方向に連続している。立ち上がり部１１の排出口１６側部分と投入口１８側部分とにはそれぞれボルト穴１２が形成されている。
各スリット１０内には、それぞれ、第１の突起体４０をなす板状体４６が装着されている。図１３に示すように、板状体４６は、回転軸２０の軸方向に連続して伸びる細長い板である。板状体４６は長手方向に連続する２本の縁４７Ａ、４７Ｂを有し、縁４７Ａ側部分がケーシング４の内周面６Ａ上に突出し、縁４７Ｂ側部分がケーシング４の外周面８上に突出している。

板状体４６の排出口１６側端部分と投入口１８側端部分とには、それぞれ、ボルト穴１２に対応する穴４８が形成されている。穴４８は、板状体４６の幅方向にのびる細長い穴であり、板状体４６の厚さ方向に貫通している。
ボルト穴１２と穴４８に挿通されたボルト８６が、板状体４６をスリット１０内に固定している。
ケーシング４の内周面６Ａ上に突出する板状体４６の縁４７Ａが、第１の突起体４０の頂端部４２をなす。そして、ケーシング４の内周面６Ａから板状体４６の縁４７Ａまでの距離がＬ６となっている。

他の構成は、本実施の形態と同様である。
本実施の形態と同様に、ペットボトル９０はスクリュー羽根２６の面３０Ｂに押されて区間Ｓ２に入る。区間Ｓ２に入ったペットボトル９０は、まず、第２の突起体５０Ａに当たり、面３０Ｂに押されて第２の突起体５０Ａの上に乗り上げる。また、板状体４６の縁４７Ａの投入口１８側端が、ペットボトル９０に当たる。
ペットボトル９０は、第２の突起体５０Ａから回転軸２０の回転方向の力を受け、板状体４６から回転軸２０の回転方向と逆向きの力を受け、ペットボトル９０の胴部９２は、第２の突起体５０Ａと板状体４６との間に挟まれ、押し潰される。

そして、押し潰されたペットボトル９０は、スクリュー羽根２６の面３０Ｂに押され、第２の突起体５０Ａから回転軸２０の回転方向に押され、板状体４６から回転軸２０の回転方向と逆向きに押され、第２の突起体５０Ａに隣接する第２の突起体５０Ｂの上に移動していく。
ペットボトル９０が区間Ｓ２を排出口１６側へ向かって谷部分３２に沿って移動する間、ペットボトル９０の胴部９２に装着されたラベル９８は、板状体４６と第２の突起体５０の両方から力を受ける。ラベル９８は、板状体４６と第２の突起体５０の両方から受ける力によって引き裂かれ、ペットボトル９０の胴部９２から剥がされる。

長期間にわたってラベル剥がし装置１を運転し続けると、板状体４６の縁４７Ａが磨耗し、距離Ｌ６が小さくなってくる。距離Ｌ６が小さくなってきたら、ボルト８６を緩めて、スリット１０内に板状体４６を押し込み、距離Ｌ６を適切な大きさに維持する。距離Ｌ６の調整が終わったら、再びボルト８６を締め付ける。
第１の突起体４０を板状体４６にすることによって、第１の突起体４０を形成する部品の数を少なくすることができ、距離Ｌ６を調整するときの作業の煩雑さが解消される。
また、本実施の形態、或いは、上記の変形例において、スクリュー羽根２６の外縁２８に硬化肉盛りを形成することが可能である。外縁２８の硬化肉盛りのビッカース硬さは７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。

さらに、本実施の形態、或いは、上記の変形例において、第１の突起体４０の頂端部４２に硬化肉盛りを形成することが可能である。頂端部４２の硬化肉盛りのビッカース硬さは７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。
また、本実施の形態、或いは、上記の変形例において、第２の突起体５０の頂端部５２に硬化肉盛りを形成することが可能である。頂端部５２の硬化肉盛りのビッカース硬さは７００〜９５０ＨＶであることが好ましい。

本発明に係るラベル剥がし装置の上面図である。本発明に係るラベル剥がし装置の側面図である。本発明に係るラベル剥がし装置の投入口側端面図である。図１のＩＶ−ＩＶ線における本体の断面図である。図１のＶ−Ｖ線における本体の断面図である。図１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。図５の一部分拡大図である。ペットボトルの外観図である。ケーシング内における押し潰されたペットボトルの動きの説明図である。変形例に係るラベル剥がし装置のケーシング内の説明図である。変形例に係るラベル剥がし装置の本体の断面図である。ケーシングのスリットと立ち上がり部の説明図である。板状体の外観図である。

符号の説明

１ラベル剥がし装置
２本体
４ケーシング
４Ｕ上側ケーシング
４Ｌ下側ケーシング
６、６Ａケーシングの内周面
８ケーシングの外周面
８Ｌ下側ケーシングの外周面
１０ケーシングのスリット
１１ケーシングのスリットの縁の立ち上がり部
１２ケーシングのスリットの縁の立ち上がり部のボルト穴
１６排出口
１８投入口
２０回転軸
２１回転軸の芯
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ回転軸の外周面
２６スクリュー羽根
２８スクリュー羽根の外縁
３０Ａ、３０Ｂスクリュー羽根の面
３２スクリュー羽根の谷部分
３６戻し羽根
３８Ａ、３８Ｂ戻し羽根の面
４０、４０Ａ第１の突起体
４２第１の突起体の頂端部
４４、８６ボルト
４６板状体
４７Ａ、４７Ｂ板状体の長手方向の縁
４８板状体の穴
５０、５０Ａ第２の突起体
５２第２の突起体の頂端部
７０Ａ、７０Ｂ軸受け
７２モータ
７４Ａ、７４Ｂプーリ
７６チェーン
８０基台
８２基台の穴
８４脚
９０ペットボトル
９２胴部
９３底面
９４口首部
９５ネックリング
９６キャップ
９８ラベル
Ｓ１回転軸の外周面と下側ケーシングの内周面との間の空間
Ｓ２回転軸の外周面とケーシングの内周面との間に挟まれた区間
Ｌ１ケーシングの内周面と回転軸の外周面との間の距離
Ｌ２スクリュー羽根の螺旋のピッチの長さ
Ｌ３回転軸の外周面からスクリュー羽根の外縁までの距離
Ｌ４回転軸の外周面から第２の突起体の頂端部までの距離
Ｌ５隣接する第２の突起体同士の距離
Ｌ６ケーシングの内周面から第１の突起体の頂端部までの距離
ＬＢ１ペットボトルの全長
ＬＢ２ペットボトルの胴部の外径
ＬＢ３ペットボトルのネックリングの外径
ＬＢ４ペットボトルのキャップの外径

Claims

樹脂製ボトルからラベルを剥がすラベル剥がし装置であって、
ケーシングと、当該ケーシング内に配置された回転軸と、当該回転軸の外周に巻回された螺旋状のスクリュー羽根と、当該回転軸を回転させる駆動源と、を有し、
前記ケーシングは、その内周面上に、前記回転軸に向かって配置された第１の突起体を有し、
前記スクリュー羽根の谷部分において、前記回転軸の外周面上に、前記ケーシングの内周面に向かって配置された第２の突起体を有し、
前記ケーシングは、前記回転軸の一端側に、樹脂製ボトルの投入口を有し、前記回転軸の他端側に、樹脂製ボトル及びこの樹脂製ボトルから剥がしたラベルの排出口を有し、
前記第１の突起体の頂端部と、前記第２の突起体の頂端部と、の間には、距離があいており、当該距離が、樹脂製ボトルの胴部の外径よりも小さく、前記第１の突起体と、前記回転軸と共に回転する前記第２の突起体と、は、互いに干渉せず、
前記第１の突起体の頂端部と、前記スクリュー羽根の外縁と、の間には、距離があいており、当該距離が、樹脂製ボトルのネックリングの外径よりも小さく、前記第１の突起体と、前記回転軸と共に回転する前記スクリュー羽根と、は、互いに干渉しないことを特徴とするラベル剥がし装置。
前記谷部分において、前記スクリュー羽根の前記投入口側の面と前記排出口側の面とが対向し、これらの対向する面同士の間に、前記第２の突起体が連続して形成されており、
複数の前記第２の突起体が、前記回転軸の周方向に互いに距離をあけ、かつ、前記谷部分に沿って前記投入口側から前記排出口側まで配置されていることを特徴とする請求項１に記載のラベル剥がし装置。
隣接する前記第２の突起体同士の間の距離が、樹脂製ボトルの胴部の外径よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載のラベル剥がし装置。
前記第１の突起体が、前記ケーシングの内周面上に植設された複数本のボルトであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置。
前記第１の突起体が、前記ケーシングの内周面上に配置された板状体であり、当該板状体が、前記投入口側から前記排出口側に向かって連続しており、
複数の前記板状体が、前記ケーシングの周方向に互いに距離をあけて配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置。
前記ケーシングの内周面上に突出する前記板状体の高さが調節可能であることを特徴とする請求項５に記載のラベル剥がし装置。
前記スクリュー羽根の外縁に、硬化肉盛りが形成されており、当該硬化肉盛りのビッカース硬さが７００〜９５０ＨＶであることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置。
前記第１の突起体の頂端部に、硬化肉盛りが形成されており、当該硬化肉盛りのビッカース硬さが７００〜９５０ＨＶであることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置。
前記第２の突起体の頂端部に、硬化肉盛りが形成されており、当該硬化肉盛りのビッカース硬さが７００〜９５０ＨＶであることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれかの請求項に記載のラベル剥がし装置。