JP7330453B1 - Ｘ線検査システム、破袋システムおよび破砕システム - Google Patents
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Abstract
【課題】袋中の物品にリチウムイオン二次電池の有無を検査することができるＸ線検査システム、破袋システムおよび破砕システムを提供する。【解決手段】Ｘ線検査システム１００は、袋中にある物品に、リチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査するためのものであり、検査室２０と、検査室２０に物品を導入するためのトンネル導入部２４と、検査室２０の天井に設けられたＸ線源２６と、 検査室２０において物品が通過する搬送路の下に設けられたＸ線のＸ線センサ２８とを含む。トンネル導入部２４は、Ｘ線源２６から発したＸ線が外部に漏れないようにするためのものである。リチウムイオン二次電池の有無を判断する第１の判断部６４ａを含む。【選択図】図１
Description
本発明は、物品を検査し得るＸ線検査システム、破袋システムおよび破砕システムに関する。
回収されたゴミ袋を処分するに当たり、ゴミ袋を破り、袋の中のゴミを出し、ゴミ袋とゴミを分別することが行われている。ゴミ袋を破る際に、破袋機が用いられている（特開２００６－２１８４６８）。
リチウムイオン二次電池がゴミ袋内のゴミに混在した状態で、破袋機にかけられた場合に、破裂するなどの危険性があるため、破袋機にかける前にリチウムイオン二次電池の有無を確認する必要があるものの、自動的にリチウムイオン二次電池が混入した袋を確認することはできずにいた。
また、ごみや資源物が個別的にコンベアーで運ばれている際に、リチウムイオン電池やリチウムイオン電池を含む機器などを自動で把握することは、処理作業を行う上で、有用である。
本発明の目的は、物品にリチウムイオン二次電池の有無を検査することができるＸ線検査システム、破袋システムおよび破砕システムを提供することにある。
本発明の第１のＸ線検査システムは、
検査対象の物品または物品群にリチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査するものであり、
検査室と、
前記検査室に前記物品を導入するためのトンネル導入部と、
前記検査室の天井に設けられたＸ線源と、
前記検査室において前記物品が通過する搬送路の下に設けられたＸ線センサとを含み、
前記トンネル導入部は、Ｘ線源から発したＸ線が外部に漏れないようにするためのものであり、
前記リチウムイオン二次電池の有無を判断する第１の判断部を含む。
検査対象の物品または物品群にリチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査するものであり、
検査室と、
前記検査室に前記物品を導入するためのトンネル導入部と、
前記検査室の天井に設けられたＸ線源と、
前記検査室において前記物品が通過する搬送路の下に設けられたＸ線センサとを含み、
前記トンネル導入部は、Ｘ線源から発したＸ線が外部に漏れないようにするためのものであり、
前記リチウムイオン二次電池の有無を判断する第１の判断部を含む。
本願発明者らは、ゴミの重さからＸ線検査室の導入部に遮蔽カーテンが設けられている場合に、遮蔽カーテンの重さからゴミ袋が遮蔽カーテンを通過できないという課題を発見し、トンネル導入部を設けることで遮蔽カーテンを設けない態様または薄い遮蔽カーテンの態様でＸ線検査システムを実現することを見出した。本発明によれば、たとえば、ゴミまたは資源物の中からリチウムイオン二次電池の有無を事前に容易に確認することができる。
本発明において、
前記第１の判断部は、判断アルゴリズムまたは分類器に基づき判断がなされ、
前記判断アルゴリズムまたは分類器を学習させる第１の学習部を含むことができる。
前記第１の判断部は、判断アルゴリズムまたは分類器に基づき判断がなされ、
前記判断アルゴリズムまたは分類器を学習させる第１の学習部を含むことができる。
本発明の第２のＸ線検査システムは、
検査対象の物品または物品群にリチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査室内で検査するためのものであり、
前記検査室に設けられたＸ線源と、
前記Ｘ線源から発したＸ線が外部に漏れないようにするためのトンネル導入部と、
リチウムイオン二次電池が混在している物品を透過したＸ線を受け、当該透過Ｘ線に基づき前記リチウムイオン二次電池の有無を検査する。
検査対象の物品または物品群にリチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査室内で検査するためのものであり、
前記検査室に設けられたＸ線源と、
前記Ｘ線源から発したＸ線が外部に漏れないようにするためのトンネル導入部と、
リチウムイオン二次電池が混在している物品を透過したＸ線を受け、当該透過Ｘ線に基づき前記リチウムイオン二次電池の有無を検査する。
本願発明者らは、ゴミの重さからＸ線検査室の導入部に遮蔽カーテンが設けられている場合に、遮蔽カーテンの重さからゴミ袋が遮蔽カーテンを通過できないという課題を発見し、トンネル導入部を設けることで遮蔽カーテンを設けない態様または薄い遮蔽カーテンの態様でＸ線検査システムを実現することを見出した。本発明によれば、たとえば、ゴミまたは資源物の中からリチウムイオン二次電池の有無を事前に容易に確認することができる。
本発明において、Ｘ線が前記トンネル導入部から漏れ出た場合に、漏れ出たＸ線量は１μシーベルト／時間以下であることができる。
本発明において、少なくとも、前記物品の形状およびＸ線吸収率に基づき、リチウムイオン二次電池の有無を判断することができる。
本発明において、前記物品は、袋に入れられ、前記袋および前記袋内にある物品の総重量は５０ｋｇ以下であり、前記袋は１００リットル以下であることができる。
本発明において、前記Ｘ線源は、前記トンネル導入物の天井の位置よりも高い位置にあることができる。
本発明において、前記Ｘ線検査システムから出た物品のうち、強磁性体を含むものを抽出する強磁性体抽出部を含むことができる。
これにより、強磁性体の物品（たとえば小物鉄製品）を選別、回収することができる。
本発明において、前記強磁性体抽出部により抽出できるものかどうかを、前記Ｘ線センサが検出した前記Ｘ線の透過により得られた形状により判断する第２の判断部を含むことができる。
本発明において、前記Ｘ線源のＸ線管電圧が３０～８０ｋＶの範囲にあることができる。
本発明において、前記第２の判断部は、判断アルゴリズムまたは分類器に基づき判断がなされ、
前記判断アルゴリズムまたは分類器を学習させる第２の学習部を含むことができる。
前記判断アルゴリズムまたは分類器を学習させる第２の学習部を含むことができる。
本発明の破袋システムは、
本発明のＸ線検査システムを含み、
前記物品は、袋に入れられ、
前記Ｘ線検査システムにおいて、リチウムイオン二次電池を含んでいないと判断された物品を含む袋を破袋機に供給するものである。
本発明のＸ線検査システムを含み、
前記物品は、袋に入れられ、
前記Ｘ線検査システムにおいて、リチウムイオン二次電池を含んでいないと判断された物品を含む袋を破袋機に供給するものである。
物品群にリチウムイオン二次電池が混在されていることを考慮して、破袋機にかけずに手でゴミ袋を破ることがある。仮にリチウムイオン二次電池またはリチウムイオン二次電池が収められた機器等がゴミに入っていても破袋機にかける前にリチウムイオン二次電池等の混入の有無を判断し、入っていないものは破袋機で破袋し、リチウムイオン二次電池が入っているものは手で袋を破ることができる破袋システムを提供することができる。
本発明の破砕システムは、
本発明のＸ線検査システムを含み、
前記Ｘ線検査システムにおいて、リチウムイオン二次電池を含んでいないと判断された物品を破砕機に供給するものである。
破砕機にリチウムイオン二次電池が導入されてしまった場合、破砕機内でリチウムイオン二次電池が爆発する場合がある。仮にリチウムイオン二次電池またはリチウムイオン二次電池が収められた機器等が破砕システムに紛れ込んでしまった場合でも破砕機に入る前にリチウムイオン二次電池を回収することができる。
本発明のＸ線検査システムを含み、
前記Ｘ線検査システムにおいて、リチウムイオン二次電池を含んでいないと判断された物品を破砕機に供給するものである。
破砕機にリチウムイオン二次電池が導入されてしまった場合、破砕機内でリチウムイオン二次電池が爆発する場合がある。仮にリチウムイオン二次電池またはリチウムイオン二次電池が収められた機器等が破砕システムに紛れ込んでしまった場合でも破砕機に入る前にリチウムイオン二次電池を回収することができる。
本明細書中、「Ａ～Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下を意味する。
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
１．Ｘ線検査システム
Ｘ線検査システム１００は、図１および図２に示すように、検査対象の物品または物品群に、リチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査するためのものであり、検査室２０と、検査室２０に物品を導入するためのトンネル導入部２４と、検査室２０の天井に設けられたＸ線源２６と、検査室２０において物品が通過する搬送路１６の下に設けられたＸ線のＸ線センサ２８とを含むことができる。袋中にある物品は、たとえば、ゴミ袋中にある一般ゴミとすることができる。Ｘ線源２６は、たとえば、Ｘ線が四角錐状に広がるように発生させることができる。Ｘ線源のＸ線管電圧がたとえば３０～８０ｋＶの範囲にあることができる。
Ｘ線検査システム１００は、図１および図２に示すように、検査対象の物品または物品群に、リチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査するためのものであり、検査室２０と、検査室２０に物品を導入するためのトンネル導入部２４と、検査室２０の天井に設けられたＸ線源２６と、検査室２０において物品が通過する搬送路１６の下に設けられたＸ線のＸ線センサ２８とを含むことができる。袋中にある物品は、たとえば、ゴミ袋中にある一般ゴミとすることができる。Ｘ線源２６は、たとえば、Ｘ線が四角錐状に広がるように発生させることができる。Ｘ線源のＸ線管電圧がたとえば３０～８０ｋＶの範囲にあることができる。
Ｘ線検査システム１００は、リチウムイオン二次電池の有無を判断する第１の判断部６４ａを含むことができる。Ｘ線検査システム１００は、物品を透過したＸ線を受け、当該透過Ｘ線に基づきリチウムイオン二次電池の有無を検査してもよい。Ｘ線検査システム１００は、少なくとも、物品の形状およびＸ線吸収率に基づき、リチウムイオン二次電池の有無を判断することができる。図５に物品の形状およびＸ線吸収率と、物品との関係の一例を示す。
トンネル導入部２４は、Ｘ線源２６から発したＸ線が外部に漏れないようにするため、または、Ｘ線の漏れる量を抑えるためのものである。Ｘ線がトンネル導入部から漏れ出る場合に、漏れ出たＸ線量は１μシーベルト／時間以下であることが好ましい。具体的には、トンネル導入部２４は、Ｘ線源２６からのＸ線がトンネル導入部２４の入口から漏れ出ない程度の長さを有するものとすることができる。トンネル導入部２４の長さは、Ｘ線源２６の位置や検査室２０の大きさにもよるが、たとえば検査室２０が２ｍ程度の大きさの場合には、１ｍ程度とすることができる。Ｘ線源２６は、トンネル導入部２４の天井の位置よりも高い位置とすることができる。Ｘ線源２６を検査室２０の側部に設けてもよい。この場合においても、Ｘ線源２６からのＸ線が外に漏れないような位置に設けることができる。
検査室２０から袋を導出するためのトンネル導出部３４を設けることができる。トンネル導出部３４は、Ｘ線源２６から発したＸ線が外部に漏れないようにするためのものである。具体的には、トンネル導出部３４は、Ｘ線源２６からのＸ線がトンネル導出部３４の出口から漏れ出ない程度の長さを有するものとすることができる。トンネル導入部３４の長さは、Ｘ線源２６の位置や検査室２０の大きさにもよるが、たとえば検査室２０が２ｍ程度の大きさの場合には、１ｍ程度とすることができる。Ｘ線源２６は、トンネル導出部３４の天井の位置よりも高い位置とすることができる。
物品は、袋に入れられ、袋および袋内にある物品の総重量は５０ｋｇ以下とすることができる。袋は、たとえば、１リットル以上、１００リットル以下のものであることができる。
Ｘ線検査システム１００は、第１の学習部６６ａを含むことができる。第１の学習部６６ａは、第１の判断部６４ａの判断のアルゴリズムもしくはプログラム、または、分類器を学習させるものである。第１の学習部６６ａは、公知の機械学習やディープラーニングによる手法を用いることができる。分類器は、ＳＶＭ（Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）、ニューラルネットワークまたは線形回帰モデルとすることができる。
Ｘ線検査システム１００は、図６に示すように制御部５０を含むことができる。制御部５０は、Ｘ線源２６、Ｘ線センサ２８、後述の強磁性体抽出部３０、搬送手段を制御することができる。Ｘ線検査システム１００は、情報処理装置６０を含むことができる。情報処理装置６０は、制御装置５０に組み込まれてもよいし、別のハードウエア資源により実現してもよい。情報処理装置６０は、たとえば、ＣＰＵまたはＧＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭにより構成することができる。情報処理装置６０は、入力部６２を含むことができる。入力部６２は、第１の判断部６４ａおよび後述の第２の判断部６４ｂにおいて判断するための基礎情報を入力する機能や、第１の学習部６６ａおよび後述の第２の学習部６６ｂに教師データを入力する機能を含むことができる。たとえば、Ｘ線画像から得られる形状およびＸ線透過率の少なくとも一方と物品との関係などを第１の判断部６４ａおよび第２の判断部６４ｂのアルゴリズムまたは識別器などを学習させる際の教師データとすることができる。情報処理装置６０、たとえば、電子計算機やコンピュータにより実現することができる。第１の判断部６４ａ、第２の判断部６４ｂ、第１の学習部６６ａおよび第２の学習部６６ｂは、演算処理装置であれば特に限定されない。
２．破袋システム
破袋システム１１０は、図４に示すように、投入コンベア１０と、検査室２０と、排出コンベア１２と、分配部３２と、破袋機４０と、選別システム７０とを含む。
破袋システム１１０の処理フローは次のとおりである。
破袋システム１１０は、図４に示すように、投入コンベア１０と、検査室２０と、排出コンベア１２と、分配部３２と、破袋機４０と、選別システム７０とを含む。
破袋システム１１０の処理フローは次のとおりである。
投入コンベア１０に物品が入った袋を置き、Ｘ線検査システム１００にトンネル導入部２４に導入し、リチウムイオン二次電池が混入しているかどうか第１の判断部６４ａが判断する。Ｘ線検査システム１００から排出コンベア１２に排出され、リチウムイオン二次電池が入っていない袋は傾斜コンベア１４などにより自動で破袋機４０に移され、破袋機４０で破袋される。破袋されて袋から出てきた物品は、選別システム７０に供給される。Ｘ線検査システム１００によりリチウムイオン二次電池が入った袋と判断された袋は分配部３２により、手による破袋工程（図１でＢ１）に回され、破袋され選別システム７０に供給される。なお、選別システム７０に強磁性体抽出部３０を設け、強磁性体抽出部３０により強磁性体からなる物品が入った袋を抽出してもよい。
図３に示すように、排出コンベア１２は、投入コンベア１０およびＸ線検査システム１００に沿った方向に伸びるように設けてもよいし、投入コンベア１０およびＸ線検査システム１００に沿った方向に対して交差する方向（たとえば直角方向）に伸びるように設けてもよい。
選別システム７０には、破袋機４０により袋から出た物品のうち、強磁性体を含むものを抽出する強磁性体抽出部３０を含むことができる。強磁性体抽出部３０は、たとえば、磁石により構成することができる。これにより、強磁性体からなる金属製品（たとえば小物鉄製品）を含む物品を人力によらないで抽出し、回収することができる。破袋の前に金属の選別を行うことで、破袋機４０の劣化を抑えることができる。選別システム７０は、強磁性体抽出部３０に限定されず、他の金属を回収する技術であってもよい。なお、小物金属物は回収袋への混入確率が高いことから、破袋後に回収を行ってもよい。
情報処理装置６０は、強磁性体抽出部３０により抽出できるものかどうかを、Ｘ線センサ２８が検出した透過Ｘ線により得られた形状により判断する第２の判断部６４ｂを含むことができる。
本願発明者らは、Ｘ線検査システム１００の導入部に遮蔽カーテンがあると袋全体が軽量だった場合に、遮蔽カーテンをくぐることができないという問題を見出した。この実施の形態によれば、トンネル導入部２４によりＸ線の漏出を抑えることができるため、遮蔽カーテンをなくすことができるか、または、遮蔽カーテンを設けた場合であっても遮蔽カーテンを薄くすることができる。このため、袋全体が軽くても確実にＸ線検査システム１００内に導入することができる。本実施の形態によれば、遮蔽カーテンを設けた場合であっても、遮蔽カーテンを薄くすることができたり、遮蔽カーテンの選択の自由度を高めることができる。
また、本願発明者らは、Ｘ線検査システム１００の導出部に遮蔽カーテンがあると袋全体が軽量だった場合に、遮蔽カーテンをくぐることができないという問題を見出した。この実施の形態によれば、遮蔽カーテンでＸ線源２６からのＸ線が漏れ出るのを防ぐのではなく、トンネル導出部３４によりＸ線の漏出を防ぐため、袋全体が軽くても確実にＸ線検査システム１００から排出することができる。
本実施の形態に係るＸ線検査システム１００によれば、破袋機４０に袋が入る前にリチウムイオン二次電池が入った袋を把握し、抽出することができる。
破袋システム１００に誤ってリチウムイオン二次電池またはリチウムイオン二次電池を含む物が混在した袋が入ってしまったとしても、破袋機４０の手前でその袋を確認捕捉することができるので、破袋機４０の中でリチウムイオン二次電池が爆発することを防ぐことができる。
実施の形態に係る破袋システム１１０によれば、破袋機４０で発生するリチウムイオン二次電池の発火、爆発を未然に防ぐことができ、火災事故などを未然に防ぎ、回収現場の安全を確保することできる。
３．破砕システム
本実施の形態に係るＸ線検査システムは、袋内に入った物品の中にあるリチウムイオン二次電池の有無を検査するものではなく、個別に存在する複数の物品から構成される物品群の中からリチウムイオン二次電池の有無を検査するために利用することができる。具体的には、Ｘ線検査システムを図７に示す破砕システムに適用することができ、Ｘ線検査システムがリチウムイオン二次電池を含んでいないと判断された物品を破砕機４２に供給する破砕システムとして実現が可能である。分配部３２の設置は任意であるが、分配部３２を設けることにより、リチウムイオン二次電池を回収するために破砕機４２に向かうルートとは異なるルートに導くことができる。
本実施の形態に係るＸ線検査システムは、袋内に入った物品の中にあるリチウムイオン二次電池の有無を検査するものではなく、個別に存在する複数の物品から構成される物品群の中からリチウムイオン二次電池の有無を検査するために利用することができる。具体的には、Ｘ線検査システムを図７に示す破砕システムに適用することができ、Ｘ線検査システムがリチウムイオン二次電池を含んでいないと判断された物品を破砕機４２に供給する破砕システムとして実現が可能である。分配部３２の設置は任意であるが、分配部３２を設けることにより、リチウムイオン二次電池を回収するために破砕機４２に向かうルートとは異なるルートに導くことができる。
Ｘ線検査システムは、リチウムイオン二次電池またはリチウムイオン二次電池が内蔵された機器以外に、リチウムイオン二次電池が内蔵されていない機器や、任意に指定した物、たとえば、プリント基板、ギターエフェクター、ゲームコントローラーなどを検知してもよい。
本実施の形態に係る破砕システムによっても、トンネル導入部２４によりＸ線の漏出を抑えることができるため、遮蔽カーテンをなくすことができるか、または、遮蔽カーテンを設けた場合であっても遮蔽カーテンを薄くすることができる。このため、物品が軽くても確実にＸ線検査システム１００内に導入することができる。
本実施の形態に係るＸ線検査システム１００は、自動車などの種々の移動車両にも適用可能である。
本実施の形態は、本発明の範囲内において種々の変形が可能である。
本発明は、たとえば、回収プラスチック資源の再生工程において、回収したプラスチック資源の袋に混入しているリチウムイオン二次電池を、袋を破袋する前に取り除くための検知装置として利用することができる。リチウムイオン二次電池が破袋機で破壊され、発火や爆発等を起こすことを事前に防止することができる。産業廃棄物の処理にも有用である。
１０ 投入コンベア
１２ 排出コンベア
１４ 傾斜コンベア
１６ 搬送路
２０ 検査室
２４ トンネル導入部
２６ Ｘ線源
２８ Ｘ線センサ
３０ 強磁性体抽出部
３２ 分配部
３４ トンネル導出部
４０ 破袋機
４２ 破砕機
５０ 制御装置
６０ 情報処理装置
６２ 入力部
６４ａ 第１の判断部
６４ｂ 第２の判断部
６６ａ 第１の学習部
６６ｂ 第２の学習部
７０ 選別システム
１００ Ｘ線検査システム
１１０ 破袋システム
１２ 排出コンベア
１４ 傾斜コンベア
１６ 搬送路
２０ 検査室
２４ トンネル導入部
２６ Ｘ線源
２８ Ｘ線センサ
３０ 強磁性体抽出部
３２ 分配部
３４ トンネル導出部
４０ 破袋機
４２ 破砕機
５０ 制御装置
６０ 情報処理装置
６２ 入力部
６４ａ 第１の判断部
６４ｂ 第２の判断部
６６ａ 第１の学習部
６６ｂ 第２の学習部
７０ 選別システム
１００ Ｘ線検査システム
１１０ 破袋システム
Claims (10)
- 検査対象の物品または物品群にリチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査するためのものであり、
検査室と、
前記検査室に前記物品を導入するためのトンネル導入部と、
前記検査室の天井に設けられたＸ線源と、
前記検査室において前記物品が通過する搬送路の下に設けられたＸ線のＸ線センサとを含み、
前記トンネル導入部は、Ｘ線源から発したＸ線が外部に漏れないようにするためのものであり、
前記リチウムイオン二次電池の有無を判断する第１の判断部を含み、
少なくとも、前記物品の形状およびＸ線吸収率に基づき、リチウムイオン二次電池の有無を判断するＸ線検査システム。 - 請求項１において、
前記第１の判断部は、判断アルゴリズムまたは分類器に基づき判断がなされ、
前記判断アルゴリズムまたは分類器を学習させる第１の学習部を含むＸ線検査システム。 - 検査対象の物品または物品群にリチウムイオン二次電池が含まれているかどうかを検査室内で検査するためのものであり、
前記検査室に設けられたＸ線源と、
前記Ｘ線源から発したＸ線が外部に漏れないようにするためのトンネル導入部と、
リチウムイオン二次電池が混在している物品を透過したＸ線を受け、当該透過Ｘ線に基づき前記リチウムイオン二次電池の有無を検査し、
少なくとも、前記物品の形状およびＸ線吸収率に基づき、リチウムイオン二次電池の有無を判断するＸ線検査システム。 - 請求項１または３において、
Ｘ線が前記トンネル導入部から漏れ出た場合に、漏れ出たＸ線量は１μシーベルト／時間以下であるＸ線検査システム。 - 請求項１または３において、
前記物品は、袋に入れられ、前記袋および前記袋内にある物品の総重量は５０ｋｇ以下であり、前記袋は１００リットル以下である、Ｘ線検査システム。 - 請求項３において、
前記Ｘ線源は、前記トンネル導入部の天井の位置よりも高い位置にあるＸ線検査システム。 - 請求項１または３において、
前記Ｘ線検査システムから出た物品のうち、強磁性体を含むものを抽出する強磁性体抽出部を含むＸ線検査システム。 - 請求項１または３において、
前記Ｘ線源のＸ線管電圧が３０～８０ｋＶの範囲にあるＸ線検査システム。 - 請求項１または３に記載のＸ線検査システムを含み、
前記物品は、袋に入れられ、
前記Ｘ線検査システムにおいて、リチウムイオン二次電池を含んでいないと判断された物品を含む袋を破袋機に供給する破袋システム。 - 請求項１または３に記載のＸ線検査システムを含み、
前記Ｘ線検査システムにおいて、リチウムイオン二次電池を含んでいないと判断された物品を破砕機に供給する破砕システム。
Priority Applications (1)
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