JP6090779B2 - 圧縮梱包装置とその制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、段ボールや新聞、雑誌等の故紙や、ペットボトルなどのリサイクル可能な廃材を圧縮してブロック状の塊に梱包するための圧縮梱包装置とその制御方法に関する。

圧縮梱包装置として、従来から図４に示すようなラム切断式の構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の圧縮梱包装置は、ラムと称する移動圧縮ブロック４０が圧縮室１１内を往復直線移動する構成となっている。故紙等の廃材は、ホッパ２０と称する廃材投入筒へその上部に形成した投入口（図示せず）から投入され、ホッパ２０内を落下して、圧縮室１１の上面に開けられた供給口１０（入口部分）から圧縮室１１内に供給される。続いて、移動圧縮ブロック４０が前進し、圧縮室１１内で廃材を圧縮しながら前方へと移送する。

圧縮室１１内の前方には、圧縮済みの廃材が圧縮塊となって並べられる。そして、次の廃材が圧縮移送されてくる毎に、順次前方へ押し出されていく。このように圧縮梱包装置の前方に並べられた廃材の圧縮塊は、複数個をまとめて番線と称するワイヤで結束されて、圧縮梱包装置から排出される。

ここで、ワイヤで結束された複数の圧縮塊の全体長さは、供給される廃材の種類にかかわらず、ほぼ一定にしたほうが、その後の運搬作業に都合がよい。そこで、上記従来の圧縮梱包装置にあっては、供給される廃材の種類に応じて、適宜、結束してまとめる圧縮塊の個数を変えたり、移動圧縮ブロック４０の始動位置を供給口１０の中間位置に配置することで、供給口１０を任意の面積だけ移動圧縮ブロック４０の上面で閉塞するようにして、供給口１０からの廃材の供給量を調整できるようにしてある。これにより、段ボールと新聞など密度の異なる廃材が供給されても、廃材の圧縮塊をほぼ一定の長さ単位でまとめて結束することがきる。

しかし、上述したように移動圧縮ブロック４０の始動位置を供給口１０の中間位置に配置して、供給口１０を移動圧縮ブロック４０の上面で一部閉塞した場合、ホッパ２０内を落下してきた廃材が、供給口１０を閉塞する移動圧縮ブロック４０の上面に堆積し、ホッパ２０内に滞留してしまう。このため、供給口１０の開口部分へ円滑に廃材を導き入れることができず、ホッパ２０内で廃材の詰まりが頻繁に生じるおそれがあった。

そこで、特許文献２に開示された従来装置では、ホッパ内にガイド板（同文献における図２の符号３や図３の符号２１）を設けて、ホッパ内に投入された廃材を、このガイド板の表面に沿って滑らせ、供給口（接続口）の開口部分へ導く構成が付加されている。
しかし、この種の従来技術を付加しても、ガイド板によりホッパ内における廃材の通過する水平断面積が小さくなる結果、そこで廃材の詰まりが生じる可能性がある。そして、いったんホッパ内で廃材が詰まると、圧縮梱包装置の稼働を停止させ、人手をもってホッパ内に詰まった廃材を除去する煩雑な作業が必要になり、圧縮梱包装置の稼働効率が著しく低下してしまうおそれがあった。

特開２００４−７４３４３号公報 特許第４２０７１８６号公報

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的はホッパ内での廃材の詰まりを容易に除去できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明の圧縮梱包装置は、圧縮梱包される廃材を供給する供給口が上面に開口する圧縮室と、
鉛直方向に延び、上方に廃材の投入口が形成され、下端開口が供給口に連通するホッパと、
圧縮室内を前後方向に往復移動可能であり、供給口から供給された廃材を、当該圧縮室内で圧縮しながら前方へ移送する移動圧縮ブロックと、
ホッパ内に揺動自在に設けられ、移動圧縮ブロックが供給口を一部閉塞する位置から移動を開始するときに、当該移動圧縮ブロックの上方に供給口の開口部分へと廃材を導く傾斜面を形成するダンパ部材と、
供給口付近での廃材の滞留を検知する第１廃材検知センサと、
ホッパ内での廃材の滞留を検知する第２廃材検知センサと、
第１廃材検知センサが廃材を検知せず、かつ第２廃材検知センサが廃材を検知したとき、ダンパ部材を揺動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

上述した構成の本発明によれば、ホッパ内でダンパ部材に廃材が引っ掛かって廃材の詰まりが生じた場合に、ダンパ部材を揺動させることで、引っ掛かっている廃材に外力を作用させたり、ホッパ内で廃材の通過する水平断面積を拡げたりすることができる。これだけの操作で、ダンパ部材に引っ掛かっていた廃材を落下させて、ホッパ内での廃材の詰まりを容易に除去することができる。

ここで、ダンパ部材は、ホッパ内に投入された廃材を受け供給口の開口部分に向かって滑落させる面に、当該滑落させる廃材をホッパ内の中央領域から両側方領域に向かって分散させる分散壁を設けた構成としてある。
このような分散壁を設けることで、圧縮室内の中央領域に堆積しがちな廃材を、その両側方領域にも分散して供給することができる。これにより、廃材の圧縮を全体領域で均一化することができ、荷崩れしにくいブロック形状の集積圧縮塊を形成することが可能となる。
なお、ダンパ部材は、例えば、板状に形成され、水平軸を中心に下端縁が揺動自在となっている。

また、本発明の圧縮梱包装置は、供給口の開口面における前端から後方に向かう一部の領域を開閉するとともに、閉塞動作に伴い供給口から溢れている廃材を圧縮室内に押し込む機能を備えた開閉圧縮蓋と、
移動圧縮ブロックの前部上端縁に設けた移動切断刃と、
圧縮室における供給口の前端縁部分に設けた第１固定切断刃と、
開閉圧縮蓋が供給口の一部領域を閉塞した状態において、開口する供給口の前端縁に相当する開閉圧縮蓋の縁部に設けた第２固定切断刃と、
を備えた構成としてもよい。

かかる構成によれば、供給口から溢れ出た廃材の一部を、開閉圧縮蓋によって適度に圧縮して圧縮室内に押し込むことができる。その後、移動圧縮ブロックの前進動作に伴い、移動切断刃と第２固定切断刃の剪断作用によって供給口から溢れ出た残りの廃材を切断し、且つ移動圧縮ブロックの押圧力をもって圧縮室内の廃材を圧縮しながら前方へ移送していく。
このように開閉圧縮蓋を用いて、供給口から溢れ出た廃材の一部を圧縮室内に押し込むことで、移動切断刃と固定切断刃による廃材の切断距離が短くなるため、当該切断に要するパワーが小さくて済む。しかも、開閉圧縮蓋で圧縮室内に押し込まれた廃材は、圧縮室内での密度が高くなるため、圧縮室内での圧縮効率が向上する。

一方、廃材によっては切断が容易で、開閉圧縮蓋を用いる必要がないものもある。その場合には開閉圧縮蓋を用いないで、移動圧縮ブロックの前進動作に伴い、移動切断刃と第１固定切断刃の剪断作用によって供給口から溢れ出た廃材を切断し、且つ移動圧縮ブロックの押圧力をもって圧縮室内の廃材を圧縮しながら前方へ移送することもできる。

ここで、開閉圧縮蓋は、供給口の斜め上方から直線移動して当該供給口の一部を閉塞する構成とすることが好ましい。このように構成すれば、ヒンジを中心とした回転式の開閉蓋に比べ、簡単な構成で、かつ直線的な駆動力をすべて廃材の圧縮力に変えることができるので、小さなパワーで大きな圧縮率を得ることが可能となる。

また、本発明に係る圧縮梱包装置の制御方法は、第１廃材検知センサが廃材を検知せず、かつ第２廃材検知センサが廃材を検知したとき、ダンパ部材を揺動させる方法としてある。なお、ここで第２廃材検知センサによる廃材の検知は、単に第２廃材検知センサによる検知領域を廃材が通過しただけの一時的な検知ではなく、第２廃材検知センサによる検知領域に廃材が一定時間以上継続的に滞留している状況下での廃材の検知を意味している。

以上説明したように、本発明によれば、ダンパ部材を揺動させるだけの操作で、ダンパ部材に引っ掛かっていた廃材を落下させて、ホッパ内での廃材の詰まりを容易に除去することができる。

本発明の実施形態に係る圧縮梱包装置の構成を模式的に示す正面断面図である。 ダンパ部材の構成を拡大して示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施形態に係る圧縮梱包装置の制御装置を示すブロック図である。 従来の圧縮梱包装置の構成を示す正面断面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る圧縮梱包装置の構成を模式的に示す正面断面図である。
同図に示すように、本実施形態の圧縮梱包装置は、前後方向に延びるとともに、上面の一部に廃材の供給口１０が開口した圧縮室１１と、鉛直方向に延び、上方に廃材の投入口（図示せず）が形成され、下端開口が供給口１０に連通するホッパ２０と、このホッパ２０内に揺動自在に設けられたダンパ部材３０と、圧縮室１１内を前後方向に往復移動可能な移動圧縮ブロック４０と、供給口１０の一部領域を開閉する開閉圧縮蓋５０と、圧縮された廃材の塊を複数個まとめてワイヤにて結束する結束機６０とを備えている。

圧縮室１１は、横断面が四角形状の中空部が前後方向に延びた空間を形成している。供給口１０は、圧縮室１１を形成する天井壁の後端部付近を四角形状に切り欠いて形成されている。この供給口１０は、上述したようにその上方に設けられたホッパ２０の下端開口に連通している。

ホッパ２０の上方に形成された投入口（図示せず）からは、図示しない投入コンベアによって搬送されてきた廃材が投入される。そして、廃材は、自然落下にて供給口１０を通して圧縮室１１内に供給される。
なお、梱包対象となる廃材は、新聞、雑誌、段ボールなどの故紙や、ペットボトルなど、リサイクル可能な廃棄物である。

移動圧縮ブロック４０は、図示しない駆動シリンダの駆動力を受けて圧縮室１１内を前後方向に往復移動する。この移動圧縮ブロック４０の前面は、圧縮室１１の横断面と同じ四角形状の平坦面で、当該横断面よりも僅かに小さな面積としてあり、圧縮室１１の内壁との間に摩擦が生じない程度の隙間が形成されている。この移動圧縮ブロック４０は、圧縮室１１内に供給された廃材を圧縮して塊とするだけの圧力に十分耐えることのできる強度を有している。
移動圧縮ブロック４０は、圧縮室１１内の供給口１０の後端縁よりも後方から、供給口１０の形成部位を抜け、さらに前方に至る範囲を移動可能となっている。

図２はダンパ部材の構成を拡大して示す図である。
本実施形態では、ダンパ部材３０は、同図に示すように四角い平板状の金属部材で形成してあり、上端縁３０ａがヒンジ３１を介してホッパ２０の内壁に回動自在に取り付けられている。回動軸となるヒンジ３１は、水平軸に沿って設けられている。平板状のダンパ部材３０は、ホッパ２０の内壁２０ａと平行な姿勢から当該内壁２０ａに対し任意の角度傾斜した姿勢まで、任意の角度範囲で揺動することができる。
ダンパ部材３０は、図示しない駆動モータの駆動力をもって揺動し、その駆動モータは後述する制御装置７０により制御されている（図３参照）。なお、本明細書では、かかる駆動モータをダンパ部材３０に含めて、その制御動作等を説明する。

ダンパ部材３０は、後述するように移動圧縮ブロック４０が供給口１０を一部閉塞する位置から移動を開始するときに、当該移動圧縮ブロック４０の上方を覆うように配置され、当該移動圧縮ブロック４０の上方に落下してきた廃材を、圧縮室１１における供給口１０の開口部分へと導く傾斜面を形成する。

また、ダンパ部材３０には、ホッパ２０内に投入された廃材を受け、供給口１０の開口部分に向かって滑落させる表面に分散壁３２が突出して形成してある。この分散壁３２は、ダンパ部材３０の表面ほぼ中央部分に設けられ、縦方向に延びる断面三角形状の山形に形成してある。さらに、分散壁３２は、その山形の稜線がダンパ部材３０の縦方向中央部から下端縁に向かって徐々に高さを増していく形状としてあり、これによりダンパ部材３０の表面で滑落させる廃材を、ホッパ２０内の中央領域から両側方領域に向かって分散させることが可能となる。

開閉圧縮蓋５０は、供給口１０の上方に設けたホッパ２０の内壁を突き抜けて供給口１０へと、斜め上方から直線移動して、供給口１０の一部領域を閉塞する構成となってる。この開閉圧縮蓋５０は、図示しない駆動シリンダからの駆動力を受けて往復直線移動する。開閉圧縮蓋５０の底面５０ａは、供給口１０と同一平面上に配置されるように角度設定されており、この底面５０ａが供給口１０の開口面における前端から後方に向かう一部の領域（以下、開閉領域という）を開閉する。当該開閉領域の広さは任意に設定することができるが、その形状は四角形状の供給口１０に対して同一の幅で前端から任意長さの四角形状に設定してある。
図１に示すように、開閉圧縮蓋５０は、待機位置をホッパ２０の内壁の外側に設定して、廃材が落下してくるホッパ２０の中空部から退避させることが好ましい。開閉圧縮蓋５０は、当該待機位置からホッパ２０の中空部を抜け、供給口１０の開閉領域を閉塞する。このとき同時に、開閉圧縮蓋５０は、当該開閉領域から上方に溢れ出している廃材を押圧して、圧縮室１１内に押し込む。

移動圧縮ブロック４０の前部上端縁には、移動切断刃４１が設けてある。また、開閉圧縮蓋５０には、供給口１０の開閉領域を閉塞した状態において、開口する供給口１０の前端縁に相当する開閉圧縮蓋５０の縁部に、第２固定切断刃５１が設けてある。移動圧縮ブロック４０の前進移動に伴い、これら移動切断刃４１と第２固定切断刃５１が協働して、供給口１０から上方に溢れ出している廃材を切断する。

また、圧縮室１１における供給口１０の前端縁部分には、第１固定切断刃１２が設けてある。既述したように、廃材によっては切断が容易で、開閉圧縮蓋５０を用いる必要がないものもある。その場合には開閉圧縮蓋５０を用いないで、移動圧縮ブロック４０の前進動作に伴い、これら移動切断刃４１と第１固定切断刃１２が協働して、供給口１０から上方に溢れ出している廃材を切断する。

結束機６０は、移動圧縮ブロック４０によって圧縮室１１内を順次前方へと圧縮移送されてきた複数の廃材の圧縮塊に対し、その周囲に番線と称する金属製のワイヤを水平面上で巻回して結束する機能を有している。すなわち、圧縮室１１の前方領域には、圧縮されて圧縮塊となった複数の廃材が並んで接触しており、これら複数個の廃材の圧縮塊に対して、ワイヤを一方の側面から前面に回し、さらに他方の側面と背面を経由して一周させて結束する。ワイヤによる結束は、縦方向に一定の間隔をおいた複数箇所に対して同時に行われる。

図３は本実施形態に係る圧縮梱包装置の制御装置を示すブロック図である。
廃材の投入コンベア８０、移動圧縮ブロック４０、ダンパ部材３０、開閉圧縮蓋５０、結束機６０は、制御装置７０により作動が制御されている。制御装置７０は、例えば、圧縮梱包装置の制御プログラムが組み込まれたコンピュータにより構成される。装置の制御条件は、制御装置７０に接続されたタッチパネルなどの入力装置７３から入力される。
また、制御装置７０は、第１廃材検知センサ７１及び第２廃材検知センサ７２からの検知信号をそれぞれ入力する。第１廃材検知センサ７１は、圧縮室１１の供給口１０付近での廃材の滞留を検知する。また、第２廃材検知センサ７２は、ホッパ２０内におけるあらかじめ設定した高さ位置（ダンパ部材３０よりも高い位置）での廃材の滞留を検知する。

次に、本実施形態に係る圧縮梱包装置の制御方法について説明する。
廃材の種類などに応じた制御条件は、入力装置７３からあらかじめ入力されている。制御条件としては、例えば、移動圧縮ブロック４０の始動開始位置、ダンパ部材３０の揺動位置、開閉圧縮蓋５０の使用の有無などがある。

これらの制御条件に基づき、まず移動圧縮ブロック４０が始動開始位置に配置されるとともに、ダンパ部材３０が揺動して、移動圧縮ブロック４０の上方を覆うとともに、圧縮室１１における供給口１０の開口部分へと廃材を導く位置へ配置される。
なお、圧縮室１１の供給口１０をすべて開口して稼働するときは、図１の実線で示すように、移動圧縮ブロック４０の前端面を、供給口１０の後端縁の下方位置かそれよりも後方（図示左方向）の位置に停止させておく。このときダンパ部材３０は、ホッパ２０の内側面と平行になるよう垂下した位置に配置しておく。

次に、ホッパ２０内の撹拌部材（図示せず）を作動させるとともに、廃材の投入コンベア（図示せず）を駆動して、ホッパ２０の投入口（図示せず）から廃材を投入していく。ホッパ２０内に投入された廃材は、図示しない撹拌部材で撹拌されて、ホッパ２０内を落下していき供給口１０から圧縮室１１内に供給される。このとき、ダンパ部材３０がホッパ２０の内側面に対して傾斜した位置に配置されていれば、当該ダンパ部材３０の表面にそって廃材が滑り落ちるとともに、分散壁３２の作用によりホッパ２０内の中央領域から両側方領域に向かって廃材を分散させる。

圧縮室１１内に廃材が堆積していき、供給口１０から溢れ出すと、第１廃材検知センサ７１が廃材を検知する。この検知信号は、制御装置７０に出力される。その後も廃材が堆積していき、第２廃材検知センサ７２が廃材を検知すると、その検知信号が制御装置７０に出力される。
制御装置７０は、これら第１廃材検知センサ７１と第２廃材検知センサ７２から、順次検知信号を入力したとき、廃材の投入コンベア（図示せず）を停止して廃材の投入を止める。

続いて、開閉圧縮蓋５０を使用する場合は、開閉圧縮蓋５０を作動させて、供給口１０の開閉領域から上方に溢れ出している廃材を押圧して、圧縮室１１内に押し込むとともに、当該開閉領域を閉塞する。その後、移動圧縮ブロック４０を駆動して、圧縮室１１内に供給された廃材を圧縮する。これら一連の動作をあらかじめ設定した回数繰り返した後、結束機を駆動して、複数の廃材の圧縮塊をワイヤでまとめて結束する。

さて、廃材がダンパ部材３０に引っ掛かりホッパ２０内で詰まると、第１廃材検知センサ７１が廃材を検知する前に、第２廃材検知センサ７２が廃材を検知して検知信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、このように第１廃材検知センサ７１からの検知信号を入力せず、第２廃材検知センサ７２からの検知信号のみを入力したとき、ホッパ２０内で廃材の詰まりが生じていると判断し、ダンパ部材３０を揺動させる。
ここで、制御装置７０は、単に第２廃材検知センサ７２による検知領域を廃材が通過しただけの一時的な検知は除外し、第２廃材検知センサ７２による検知領域に廃材が一定時間以上継続的に滞留しているとき、ホッパ２０内で廃材の詰まりが生じていると判断する。
このようにダンパ部材３０を揺動させることで、引っ掛かっている廃材に外力を作用させたり、ホッパ２０内で廃材の通過する水平断面積を拡げたりすることができる。この操作により、ダンパ部材３０に引っ掛かっていた廃材が落下して、ホッパ２０内での廃材の詰まりが高い確率で除去される。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々変形実施や応用実施が可能であることは勿論である。

１０：供給口、１１：圧縮室、１２：第１固定切断刃、２０：ホッパ、３０：ダンパ部材、３２：分散壁、４０：移動圧縮ブロック、４１：移動切断刃、５０：開閉圧縮蓋、５１：第２固定切断刃、６０：結束機、７０：制御装置、７１：第１廃材検知センサ、７２：第２廃材検知センサ、７３：入力装置、８０：投入コンベア

Claims (4)

1. 圧縮梱包される廃材を供給する供給口が上面に開口する圧縮室と、
   鉛直方向に延び、上方に廃材の投入口が形成され、下端開口が前記供給口に連通するホッパと、
   前記圧縮室内を前後方向に往復移動可能であり、前記供給口から供給された廃材を、当該圧縮室内で圧縮しながら前方へ移送する移動圧縮ブロックと、
   前記ホッパ内に揺動自在に設けられ、前記移動圧縮ブロックが前記供給口を一部閉塞する位置から移動を開始するときに、当該移動圧縮ブロックの上方に前記供給口の開口部分へと廃材を導く傾斜面を形成するダンパ部材と、
   前記供給口付近での廃材の滞留を検知する第１廃材検知センサと、
   前記ホッパ内での廃材の滞留を検知する第２廃材検知センサと、
   前記第１廃材検知センサが廃材を検知せず、かつ前記第２廃材検知センサが廃材を検知したとき、前記ダンパ部材を揺動させる制御手段と、
   を備え、
   前記ダンパ部材は、前記ホッパ内に投入された廃材を受け前記供給口の開口部分に向かって滑落させる面に、当該滑落させる廃材をホッパ内の中央領域から両側方領域に向かって分散させる分散壁を設けたことを特徴とする圧縮梱包装置。
2. 前記供給口の開口面における前端から後方に向かう一部の領域を開閉するとともに、閉塞動作に伴い前記供給口から溢れている廃材を前記圧縮室内に押し込む機能を備えた開閉圧縮蓋と、
   前記移動圧縮ブロックの前部上端縁に設けた移動切断刃と、
   前記圧縮室における前記供給口の前端縁部分に設けた第１固定切断刃と、
   前記開閉圧縮蓋が前記供給口の一部領域を閉塞した状態において、開口する供給口の前端縁に相当する前記開閉圧縮蓋の縁部に設けた第２固定切断刃と、
   を備えたことを特徴とする請求項１の圧縮梱包装置。
3. 前記開閉圧縮蓋は、前記供給口の斜め上方から直線移動して当該供給口の一部を閉塞する構成であることを特徴とする請求項２の圧縮梱包装置。
4. 請求項１に記載した圧縮梱包装置の制御方法であって、
   前記第１廃材検知センサが廃材を検知せず、かつ前記第２廃材検知センサが廃材を検知したとき、前記ダンパ部材を揺動させることを特徴とする圧縮梱包装置の制御方法。

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