(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め乾電池を所定の形状又は大きさに分類し、次に、所定の形状又は大きさに分類された乾電池を乾電池主成分用分類センサにより、主成分毎に分類する乾電池分類方法において、前記乾電池主成分用分類センサは、乾電池の外装を磁気飽和させるための静磁界発生用コイル、この静磁界発生用コイルに電流を供給するための直流電源装置、乾電池の外装及び内部に複数の周波数による渦電流を同時に発生させ、この渦電流の変化を検出する機能を持つ電磁誘導型近接センサ、及び、この電磁誘導型近接センサの出力を測定するための信号変換器を１組又は複数組備え、前記信号変換器により測定された２０ｋＨｚの検出出力及び前記信号変換器により測定された２００ｋＨｚの検出出力の論理積に基づいて前記乾電池を主成分毎に分類することを特徴とする乾電池分類方法。
【請求項２】
異物が除去され、一定方向に並べられて供給される乾電池を乾電池主成分用分類センサにより、大きさにより複数のグループに分類すると共に、大きさにより分類された特定グループの乾電池を主成分毎に分類する第１の分類機と、該第１の分類装置の下流側に設置され、前記第１の分類装置で分類されなかった他の大きさの乾電池を前記乾電池主成分用分類センサにより、主成分毎に分類する少なくとも１以上の第２の分類機とを備えた乾電池分類装置において、前記乾電池主成分用分類センサは、乾電池の外装を磁気飽和させるための静磁界発生用コイル、この静磁界発生用コイルに電流を供給するための直流電源装置、乾電池の外装及び内部に複数の周波数による渦電流を同時に発生させ、この渦電流の変化を検出する機能を持つ電磁誘導型近接センサ、及び、この電磁誘導型近接センサの出力を測定するための信号変換器を１組又は複数組備え、前記信号変換器により測定された２０ｋＨｚの検出出力及び前記信号変換器により測定された２００ｋＨｚの検出出力の論理積に基づいて前記乾電池を主成分毎に分類することを特徴とする乾電池分類装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は乾電池の主成分毎の分類を可能とする乾電池主成分用分類センサ、この分類センサを用いた乾電池分類方法及び乾電池分類装置に関し、乾電池を対象とする資源回収装置に適用して有用なものである。本発明では、一次電池と二次電池を問わず乾式の電池を乾電池という。
【０００２】
【従来の技術】
図６に使用済み乾電池の分類方法の一従来例として、円柱状で大きさの異なる乾電池５を、大きさ毎に分類する方法を示す。図６において、乾電池５は分類装置内で一定の方向及び姿勢を与えられ、分類用センサ部を矢印７のように通過する。分類用センサとしては超音波、光、電磁誘導等の原理を応用した近接センサ２５が使われ、近接センサ２５で乾電池５の直径を測定する。この測定結果により、乾電池５を大きさの種類（例えば、単一形、単二形、単三形等）毎に分類する。
【０００３】
この従来方法において、近接センサ２５として超音波や光を応用した近接センサを用いる場合は、乾電池５の直径の差異が検出可能であり、これにより直径の違いによる乾電池５の分類が可能となる。
【０００４】
また、近接センサ２５として電磁誘導を応用した近接センサを用いる場合は、乾電池５の外装に金属円筒が用いられていることから、この外装金属を検出することにより、乾電池５の直径の差異が検出可能であり、これにより直径の違いによる乾電池５の分類が可能となる。
【０００５】
しかしながら、上述の近接センサ２５では、乾電池５の大きさ及び形状の差異しか検出できないため、資源回収上重要となる乾電池５の主成分毎の分類は困難ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は乾電池について、その主成分毎の分類を可能とする乾電池主成分用分類センサ及び乾電池分類方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明に係る乾電池分類方法においては、予め乾電池を所定の形状又は大きさに分類し、次に、所定の形状又は大きさに分類された乾電池を乾電池主成分用分類センサにより、主成分毎に分類する乾電池分類方法において、前記乾電池主成分用分類センサは、乾電池の外装を磁気飽和させるための静磁界発生用コイル、この静磁界発生用コイルに電流を供給するための直流電源装置、乾電池の外装及び内部に複数の周波数による渦電流を同時に発生させ、この渦電流の変化を検出する機能を持つ電磁誘導型近接センサ、及び、この電磁誘導型近接センサの出力を測定するための信号変換器を１組又は複数組備え、前記信号変換器により測定された２０ｋＨｚの検出出力及び前記信号変換器により測定された２００ｋＨｚの検出出力の論理積に基づいて前記乾電池を主成分毎に分類することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明に係る乾電池分類装置においては、異物が除去され、一定方向に並べられて供給される乾電池を乾電池主成分用分類センサにより、大きさにより複数のグループに分類すると共に、大きさにより分類された特定グループの乾電池を主成分毎に分類する第１の分類機と、該第１の分類装置の下流側に設置され、前記第１の分類装置で分類されなかった他の大きさの乾電池を前記乾電池主成分用分類センサにより、主成分毎に分類する少なくとも１以上の第２の分類機とを備えた乾電池分類装置において、前記乾電池主成分用分類センサは、乾電池の外装を磁気飽和させるための静磁界発生用コイル、この静磁界発生用コイルに電流を供給するための直流電源装置、乾電池の外装及び内部に複数の周波数による渦電流を同時に発生させ、この渦電流の変化を検出する機能を持つ電磁誘導型近接センサ、及び、この電磁誘導型近接センサの出力を測定するための信号変換器を１組又は複数組備え、前記信号変換器により測定された２０ｋＨｚの検出出力及び前記信号変換器により測定された２００ｋＨｚの検出出力の論理積に基づいて前記乾電池を主成分毎に分類することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
図１〜図５に基づいて、本発明の第一の実施例を説明する。図１は本実施例に係る乾電池主成分用分類センサの構成例を示し、図２は本実施例に係る乾電池主成分用分類センサの他の構成例を示し、図３はこれらの乾電池主成分用分類センサの分類毎の出力例を示し、図４は本実施例に係る乾電池分類装置の構成例を示し、図５は本実施例に係る乾電池分類装置の他の構成例を示す。
【００１３】
［乾電池主成分用分類センサの構成例］
図１に示す乾電池主成分用分類センサ１０は基本的な構成のものであり、静磁界発生用コイル１、電磁誘導型近接センサ２、直流電源装置３、及び、信号変換器４から構成されている。図１中、５は乾電池、６は非磁性体製円筒状のガイドを示す。
【００１４】
この例では、静磁界発生用コイル１は円筒状である。この円筒状静磁界発生用コイル１は直流電源装置３から電流を供給されて励磁され、乾電池５の外装金属を磁気飽和させるに足りる強力な静磁界を内部に発生する。
【００１５】
また、この例では、電磁誘導型近接センサ２は貫通コイル型であり、静磁界発生用コイル１に内挿されている。この電磁誘導型近接センサ２は渦電流発生用コイル２１及び検出コイル２２から構成されている。ガイド６はこれら各コイル１、２１、２２内を貫通して設置され、乾電池５はガイド６に案内されて各々のコイル内を矢印７の如く通される。
【００１６】
電磁誘導型近接センサ２の渦電流発生用コイル２１及び検出コイル２２は信号変換器４に接続されており、渦電流発生用コイル２１はコイル内を通過する乾電池５の外装金属及び内部に異なった複数種の渦電流を発生させる機能を持ち、検出コイル２２はコイル内を通過する乾電池５に発生する渦電流の変化を検出し出力する機能を持つ。従って、電磁誘導型近接センサ２は渦電流型近接センサである。
【００１７】
信号変換器４は電磁誘導型近接センサ２の出力を測定する。
【００１８】
［乾電池主成分用分類センサの他の構成例］
静磁界発生用コイル１は円筒状のものに限られることなく、その形状は任意で良い。電磁誘導型近接センサ２も貫通コイル型のものに限られることなく、その形状は任意で良く、また、複数個の電磁誘導型近接センサ２を乾電池５の周囲に配置しても良い。図２に静磁界発生用コイル及び電磁誘導型近接センサの他の構成例を示す。
【００１９】
図２に例示する乾電池主成分用分類センサ１０では、略Ｃ字形状の磁極８に静磁界発生用コイル１を巻いて設けてある。この静磁界発生用コイル１は直流電源装置（図示省略）から電流を供給されて励磁され、乾電池５の外装金属を磁気飽和させるに足りる強力な静磁界を磁極８を介してその断面略円形状のギャップ部８１に発生する。乾電池５はギャップ部８１内を矢印７の如く通される。
【００２０】
また、図２では、電磁誘導型近接センサ９は磁極８のギャップ部８１近傍にて上下各１個配置してあり、それぞれ局部型の渦電流型近接センサである。各電磁誘導型近接センサ９は乾電池５の外装金属及び内部に渦電流を発生させる機能、及び、乾電池５に発生する渦電流の変化を検出し出力する機能を持ち、信号変換器（図示省略）に接続されている。局部型の各電磁誘導型近接センサ９の構造は、図１に示したものでも、そうでなくても良く、要は乾電池５の外装金属及び内部に渦電流を発生させる機能、及び、乾電池５に発生する渦電流の変化を検出し出力する機能を持てば良い。
【００２１】
［乾電池主成分用分類センサの分類毎の出力例］
次に、図３を参照して、電磁誘導型近接センサ２又は９から出力される信号の例を説明する。
【００２２】
図３（イ）は、形状及び大きさは或る同一の種類Ａであるが、主成分がａ、ｂ、ｃと互いに異なる複数の乾電池が静磁界下の乾電池主成分用分類センサ１０内を通過した場合の信号例を示す。この場合、乾電池の主成分ａ、ｂ、ｃの差異により異なった信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が出力される。また、信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、周波数により異なった大きさの関係を持つ。従って、信号の違いにより、乾電池の種類を主成分毎に分類することが可能である。
【００２３】
図３（ロ）は大きさ及び形状の種類がＡ、Ｂ、Ｃと互いに異なり、且つ、主成分もａ、ｂ、ｃと互いに異なる複数の乾電池が乾電池主成分用分類センサ１０内を通過した場合の信号例を示す。この場合、乾電池の大きさ及び形状Ａ、Ｂ、Ｃの差異により異なった信号Ｐ４、Ｐ５  、Ｐ６が出力される。更に、これらの各信号Ｐ４、Ｐ５  、Ｐ６も乾電池の主成分ａ、ｂ、ｃの差異により、斜線で示すように異なる。つまり、この場合は、乾電池の形状及び大きさの差異と、主成分の差異とによって異なって出力し、更に周波数により異なった関係を呈する。従って、出力信号の違いにより、乾電池の種類を主成分毎に、かつ、形状及び大きさ毎に分類することが可能である。
【００２４】
図３（ハ）は静磁界が与えられない場合の乾電池主成分用分類センサ１０の出力を示したものである。この場合、出力は乾電池の形状及び大きさが同一であれば、主成分の差異に関わらず、同一の信号を出力する。従って、乾電池主成分用分類センサ１０の静磁界を止めることにより、出力信号の違いから乾電池の種類を形状及び大きさ毎に分類することが可能である。
【００２５】
ここで動作原理について述べる。一般に、乾電池の外装金属は外部の静磁界により磁気飽和可能である。また、渦電流型近接センサにより乾電池に渦電流を発生する場合、外装金属が磁性体であるため、渦電流は静磁界がないと外装金属のみに流れるが、磁気飽和させることにより内部にも発生する。また、乾電池内部では、乾電池の主成分の差異により磁性及び導電性が異なるために、乾電池内部に流れる渦電流の大きさは乾電池により変化する。従って、渦電流型近接センサの出力を測定することにより、乾電池の主成分の差異による分類を可能とする分類情報が得られる。
【００２６】
更に、図１又は図２に示した乾電池主成分用分類センサ１０についていえば、強力な静磁界を発生する静磁界発生用コイル１と、この強力な静磁界下に置かれた電磁誘導型（渦電流型）近接センサ２又は９を用いているため、乾電池５が電磁誘導型近接センサ２又は９の検出範囲内に入ると、強力な静磁界で乾電池５の外装金属が磁気飽和されてその比透磁率が低下し、外装金属は非磁性体と見なせる。従って、電磁誘導型近接センサ２又は９により、乾電池５の外装金属のみならず乾電池内部の電極及び電解質部にも渦電流が発生する。この結果、電磁誘導型近接センサ２又は９の検出出力は乾電池５の形状及び大きさの差異のみならず、主成分の差異を含む信号となり、乾電池５の主成分毎の分類が可能である。
【００２７】
一方、同じ電磁誘導型近接センサ２又は９でも、静磁界を与えない場合は、乾電池５の外装金属が磁気飽和されないため、渦電流は外装金属にのみ集中して流れ、電極及び電解質部に流れる渦電流は極めて少ない。このため、電磁誘導型近接センサ２又は９の検出出力は乾電池５の主成分には殆ど依存せず、形状及び大きさによる信号となる。これは、図６に示した従来の近接センサ２５（超音波、光、電磁誘導等の原理を応用した近接センサ）と同様の検出特性といえる。
【００２８】
従って、図１又は図２に示した乾電池分類センサ１０を用いることにより、乾電池の外装を磁気飽和させた時の電磁誘導型近接センサ２又は９の出力を測定して乾電池の主成分の差異を検出し、また、乾電池の外装を磁気飽和させない場合に検出される電磁誘導型近接センサ２又は９の出力を測定して外装の形状や大きさを検出する装置あるいは方法が可能である。以下、図１又は図２に示した乾電池分類センサ１０を用いた乾電池分類装置及び乾電池分類方法の例を、図４〜図５により説明する。
【００２９】
［乾電池分類装置及び乾電池分類方法：その１］
まず、乾電池主成分用分類センサ１０を複数個用いて構成した乾電池分類装置及び乾電池分類方法の例を、図４に基づいて説明する。
【００３０】
図４に例示する乾電池分類装置は、形状又は大きさの種類がＡ（例えば、単一形）の乾電池５１と、形状又は大きさの種類がＢ（例えば、単二形）の乾電池５２と、形状又は大きさの種類がＣ（例えば、単三形）の乾電池５３を主成分ａ、ｂ、ｃ毎に分類するものとしている。各乾電池５１、５２、５３の主成分はａ、ｂ、ｃ任意とされる。
【００３１】
そこで、図４の乾電池分類装置は、形状又は大きさの分類を行うための分類センサ１４と、この分類センサ１４による形状及び大きさの分類数と同数の乾電池主成分用分類センサ１１、１２、１３を備えている。
【００３２】
分類センサ１４としては、図１又は図２に示す乾電池主成分用分類センサ１０から静磁界発生用コイル１を除外した場合あるいは同静磁界発生用コイル１の励磁を停止した場合の電磁誘導型近接センサ２又は９など静磁界を与えない電磁誘導型近接センサ、あるいは、超音波や光等の原理を応用した近接センサ等、形状又は大きさの分類を行うことが可能な任意の分類センサを用いることができる。このような分類センサ１４を乾電池５１、５２、５３が通過することにより乾電池の形状及び／又は大きさに関する分類情報（Ａ、Ｂ、Ｃ、及び、その他）が得られる。
【００３３】
各乾電池主成分用分類センサ１１〜１３は図１又は図２に示した乾電池主成分用分類センサ１０と同じ構成であり、静磁界発生用コイル１が発生する静磁界下で動作し、各分類センサ１１〜１３を乾電池５１、５２、５３が通過することにより乾電池の主成分に関する分類情報（ａ、ｂ、ｃ）が得られる。
【００３４】
上記構成の乾電池分類装置においては、予め乾電池５１、５２、５３を分類センサ１４に通過させることにより、分類情報に応じて、一定の形状及び／又は大きさの種類Ａ、Ｂ、Ｃに分類する。
【００３５】
このように一定の形状及び／又は大きさに分類した乾電池を、次に、静磁界発生用コイル１を内蔵する乾電池主成分用分類センサ１１〜１３に通過させることによって、分類情報に応じて、乾電池の主成分ａ、ｂ、ｃの違いによる分類を行う。そして、主成分ａ、ｂ、ｃの違いにより分類された各種形状及び／又は大きさの乾電池は、主成分が同一なものについて集合され、資源回収処理が行われる。
【００３６】
例えば、形状及び／又は大きさの種類がＡの乾電池５１は乾電池主成分用分類センサ１１に、形状及び／又は大きさの種類がＢの乾電池５２は乾電池主成分用分類センサ１２に、形状及び／又は大きさの種類がＣの乾電池５３は乾電池主成分用分類センサ１３に送られるという如く、分類センサ１４の分類出力に応じて図示省略の仕分け装置により、形状及び大きさに関する乾電池の仕分けが行われる。
【００３７】
また、乾電池主成分用分類センサ１１の分類出力に応じて図示省略の仕分け装置により形状及び／又は大きさの種類がＡの乾電池５１を主成分ａ、ｂ、ｃ毎に仕分けし、乾電池主成分用分類センサ１２の分類出力に応じて図示省略の仕分け装置により形状及び／又は大きさの種類がＢの乾電池５２を主成分ａ、ｂ、ｃ毎に仕分けし、乾電池主成分用分類センサ１３の分類出力に応じて図示省略の仕分け装置により形状及び／又は大きさの種類がＣの乾電池５３を主成分ａ、ｂ、ｃ毎に仕分けし、更に、主成分が同一な乾電池どうしを図示省略の集合装置により集合する。
【００３８】
［乾電池分類装置及び乾電池分類方法：その２］
次に、静磁界発生用コイル１を内蔵する１個の乾電池主成分用分類センサ１０を用いて構成した乾電池分類装置及び乾電池分類方法の例を、図５に基づいて説明する。
【００３９】
図５に例示する乾電池分類装置も、形状及び／又は大きさの種類がＡ（例えば、単一形）の乾電池５１、形状及び／又は大きさの種類がＢ（例えば、単二形）の乾電池５２、及び、形状及び／又は大きさの種類がＣ（例えば、単三形）の乾電池５３について、乾電池の形状及び大きさに関わらず、主成分ａ、ｂ、ｃの違いを直接的に分類する。各乾電池５１、５２、５３の主成分もａ、ｂ、ｃ任意とされる。
【００４０】
図５の乾電池分類装置では、図１又は図２に示した１個の乾電池主成分用分類センサ１０及びそれの信号変換回路４に加えて、信号分類回路１５を備えている。
【００４１】
乾電池主成分用分類センサ１０は静磁界発生用コイル１が発生する静磁界下で動作し、この分類センサ１０を乾電池５１、５２、５３が通過することにより乾電池の形状、大きさ及び主成分に関する分類情報が得られる。
【００４２】
つまり、乾電池主成分用分類センサ１０の出力は乾電池の形状、大きさ及び主成分によって変化し、この信号は信号分類回路１５に入力される。
【００４３】
信号分類回路１５は、請求項５に関し、乾電池の形状、大きさ及び主成分の差異毎に異なった複数の基準信号を発生するように予め設定してあり、乾電池主成分用分類センサ１０の出力をこれらの基準信号と比較し、特定の主成分の基準信号とセンサ出力の大きさ、形状が一致した場合にのみ、当該主成分に関する分類出力を出す。このような分類出力により、乾電池５１、５２、５３が主成分毎に分類され、集合されて資源回収処理が行われる。
【００４４】
例えば、信号分類回路１５の分類出力に応じて図示省略の仕分け装置により、形状及び大きさの種類Ａ、Ｂ、Ｃに関わらず、乾電池５１〜５３を主成分ａ、ｂ、ｃ毎に仕分けして主成分が同一の乾電池どうしを集合する。
このようにして、異物が除去された乾電池を請求項１記載の乾電池主成分分類センサにより、乾電池の形状、大きさを問わず、主成分毎に分類することができる。
【００４５】
図５に示した乾電池分類装置及び乾電池分類方法は、図４の場合に比べ、１個の分類センサ１０で分類を行えるという利点がある。
【００４６】
なお、図４の例でも、乾電池主成分用分類センサ１１〜１３の信号変換回路４毎にその出力信号を図５のような信号分類回路１５に与え、信号分類回路１５の分類出力に応じて図示省略の仕分け装置により、形状及び／又は大きさの種類がＡ、Ｂ、Ｃの各乾電池５１〜５３について主成分ａ、ｂ、ｃ毎に仕分けするようにしても良い。この場合は、信号分類回路の基準信号は乾電池の形状及び大きさによらず、主成分の差異毎に異なった基準信号を発生すれば良い。
【００４７】
〔実施例２〕
図７〜図９に基づいて、本発明の第二の実施例を説明する。図７は本実施例に係る乾電池分類装置の全体構成を示し、図８は上記乾電池分類装置を構成する分類機の構成を示し、図９は上記分類機を構成する電磁誘導センサの構成を示す。
【００４８】
本実施例の適用対象となる乾電池１０１は、図７に示すように、ａ，ｂ，ｃ等の主成分を有し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ等の形状を有し、一般には、プラスチック片やガラス片等の異物Ｅと共に集積されている。
【００４９】
これらの乾電池１０１は、選別機１０２に送られ、これにより異物Ｅを除去した後、整列機１３１により一定方向に並べられ、分類機１４１により大きさ（Ａ，Ｂ）と大きさ（Ｃ，Ｄ）に分類されると共に、大きさ（Ａ，Ｂ）の乾電池１０１については、大きさの影響を受けることなく、主成分ａ，ｂ，ｃとして分類される。
【００５０】
一方、分類機１４１により、大きさ（Ｃ，Ｄ）に分類された乾電池は、整列機３２により並べられた後、分類機１４２により主成分ａ，ｂ，ｃとして分類される。
分類機１４１，１４２の何れによっても主成分についての分類が出来ない乾電池は、各々ｗ１，ｗ２として分類される。
【００５１】
図８は、分類機１４１，１４２の構成例を示したものである。
図８に示すように、分類機１４１は、電磁誘導センサ１４１１、信号処理装置１４１２及び分類アーム１４１３により構成されている。
電磁誘導センサ１４１１は、整列機１３１で整列した乾電池１０１が通過する際、乾電池１０１の大きさと主成分の差異によって異なる信号を信号処理装置１４１２へ出力する。
【００５２】
信号処理装置１４１２は、電磁誘導センサ１４１１からの信号を増幅・処理し、分類アーム１４１３を駆動する。
分類アーム１４１３は、信号処理装置１４１２の指令に従って、大きさＡ，Ｂの乾電池については、主成分ａ，ｂ，ｃ毎に分類・排出する。また、大きさＣ，Ｄの乾電池１０１については、これを一群として分類して整列機１３２へ送る。
【００５３】
分類機１４２は、図８に示すように、電磁誘導センサ１４２１、信号処理装置１４２２及び分類アーム１４２３により構成され、分類機１４１と同様な原理により、主成分ａ，ｂ，ｃ毎に分類・排出する。
分類機１４１，１４２の何れによっても分類されなかった乾電池１０１は、各々ｗ１，ｗ２として分類される。
【００５４】
図９は、電磁誘導センサ１４１１，１４２１、信号処理装置１４４の構成例である。
電磁誘導センサ１４１１，１４２１は、三種類の周波数（ｆＬ，ｆＭ，ｆＨ）によって磁界を発生する円筒型の渦電流発生用コイル１４３１、このコイル４３１の内部に同軸に配置された検出コイル１４３２及びこれらのコイルの外部に設けられた円筒型の静電界発生用コイル１４３３で構成される。
【００５５】
但し、電磁誘導センサ１４２１は、電磁誘導センサ１４１１に比較し、図９に示すコイル径Ｄが小さく設定されている。
信号処理装置１４４は、静電界発生用コイル１４３３に直流励磁電流を供給する直流電源装置１４４１及び検出コイルから出力される乾電池検出出力を増幅し、乾電池の種類に応じて分類アーム１４１３，１４２３を駆動する信号に変換して出力する。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
本実施例に係る分類対象である各種乾電池についての特性の一例を表−１に示す。表−１では、図８に示す電磁誘導センサ１４１１の出力を示した。
電磁誘導センサ１４１１の出力は、周波数によって変化し、表−１の例では、２ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、２００ｋＨｚによる出力をそれぞれ、Ｌ，Ｍ，Ｈとして示した。
【００５８】
表−１によると、乾電池は大きさで四種類に分離され、各大きさについては、概略二種類の重さに分離されることが判る。
即ち、乾電池の大きさと電磁誘導センサ１４１１の出力との間には、図１０に示す関係が得られ、この関係から、乾電池はＡ，Ｂ及びＣとＤの３群に分離することができる。
【００５９】
ＣとＤについては、出力振幅が低下し、分離精度が低下するので、大きさＣ，Ｄに対応する性能を持たせた電磁誘導センサー１４２１よって大きさ、主成分の分類を行う。
電磁誘導センサー１４１１では、高周波による検出出力Ｈ、低周波による検出出力Ｌ及び高周波と低周波の中間の周波数による検出出力Ｍが同時に得られ、高周波による検出出力Ｈによっては大きさの分類が可能であった。
【００６０】
しかしながら、高周波による検出出力Ｈによっては、図１０及び図１１（１）に示すように、主成分ａ，ｂ，ｃを分離することは困難である。
即ち、大きさＡの電池については、主成分ａ，ｂ，ｃ共に同一出力振幅の信号として検出され、大きさＢの乾電池については、ｂ，ｃが同一信号として検出され、ａは差異が得られるが、この差異も少なく分離性能が低い。
一方、低周波による検出出力Ｌでは、図１１（２）に示す検出特性が得られるが、この特性によっても、例えば、主成分ａ，ｂによる分類は困難である。
【００６１】
また、図１２に示すように、高周波による検出出力Ｈと低周波による検出出力Ｌの関係に着目しても、例えば、ＢａとＢｂ或いはＢｃとＡｂの分類は困難である。
高周波と低周波の中間の周波数による検出出力Ｍと、高周波による検出出力Ｈとの関係を図１３に示す。
【００６２】
この結果によると、大きさＡ，Ｂの乾電池は、高周波と低周波の中間の周波数による検出出力Ｍと、高周波による検出出力Ｈについて、ＡＮＤをとることにより、前述の不具合を解決することができ、大きさＡ，Ｂの如何を問わず、主成分ａ，ｂ，ｃとして各々を分類することが可能となる。
従って、前述の方法により、大きさＡ，Ｂの乾電池については、成分毎の分類が可能となり、同様方法により、大きさＣ，Ｄの乾電池についても電磁誘導センサ１４２１によって成分毎の分類が可能となる。
【００６３】
このように説明したように、本実施例に係る乾電池分類装置によれば、以下の効果を奏する。
（イ）大きさの如何に係わらず、乾電池を主成分毎に分類することが可能となる。
（ロ）分類精度を高めることが同一原理に基づくセンサを複数個組み合わせる構成となるため、分類機の構成が単純となる。
（ハ）センサを非接触化できるため、装置の信頼性向上に有利となる。
【００６４】
また、本実施例の乾電池分類装置は、各種大きさの乾電池を主成分毎に分類するために電磁誘導センサ１４１１，１４２１によって乾電池１０１を検出し、この出力によって乾電池１０１を主成分ａ，ｂ，ｃ毎に分離する装置であり、高、中、低の三種類の周波数ｆＬ，ｆＭ，ｆＨにより同時に乾電池検出出力を得ることができる。
電磁誘導センサ１４１１，１４２１としては、乾電池１０１の大きさに対応した大きさの異なるものを複数個用いて分類機を構成できる。
更に、電磁誘導センサセンサ１４１１，１４２１に、静磁場発生用コイルを内蔵し、乾電池１０１の外装の影響を低減させる機能を有するようにしても良い。
【００６５】
上述したように、先ず、第１の電磁誘導センサ１４１１の高周波による検出出力Ｈによって、主成分毎に分類する乾電池１０１の大きさを特定し、大きさが特定された乾電池１０１について、中周波数及び低周波数による検出出力Ｍ，Ｌの振幅から主成分毎に分類し、次に、第２の電磁誘導センサセンサ１４２１によって、第１の電磁誘導センサ１４１１によって大きさが特定出来なかった乾電池１０１について第１の電磁誘導センサ１４１１と同様な手順により大きさを特定し、主成分毎の分類を行ことができ、更に、必要に応じ、第３以降の電磁誘導センサを用いることも出来る。
【００６６】
〔実施例３〕
図１４〜図１７に基づいて、本発明の第三の実施例を説明する。図１４は本実施例に係る乾電池分類装置の全体構成を示し、図１５、図１６、図１７は上記乾電池分類装置を構成する分類機の構成を示す。
【００６７】
本実施例の適用対象となる乾電池２０１は、図１４に示すように、ａ，ｂ，ｃ等の主成分を有し、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ等の形状を有し、一般には、プラスチック片やガラス片等の異物Ｅと共に集積されている。
これらの乾電池２０１は、選別機２０２に送られ、これにより異物Ｅを除去した後、整列機２０３により一定方向に並べられ、分類機２０４により大きさ毎（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に分類される。
【００６８】
分類機２０４により特定の大きさＡとして分類された乾電池２０１は、分類機２０５へ送られ、乾電池２０１の主成分ａ，ｂ，ｃについて分類され、本実施例では、乾電池２０１の主成分ａの乾電池がａとして分類される。
主成分ｂ，ｃによる乾電池２０１は、分類機２０５によって分類することが出来ないため、分類機２０６へ送られ、主成分ｂ及びｃとして分類される。
【００６９】
分類機２０４，２０５，２０６の何れによっても分類することの出来ない乾電池２０１は、ｗ１，ｗ２及びｗ３として分類される。
図１４において、分類機２０５，２０６は、分類機２０４の後部に１個づつ配置されているが、これらは、分類機２０４によって分類される乾電池２０１の大きさＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ毎に複数配置される。また、整列機２０４は、必要に応じ、各分類機の直前に配置する。
【００７０】
分類機２０４の構成例を図１５に示す。
図１５（１）は、機械的方法による乾電池２０１を分類する方法を示したものである。
この方法では、予め、乾電池２０１の大きさ（直径）に対応する大きさの複数の間隙２４１を設けた走行路２４２に乾電池２０１を通過させることにより、乾電池２０１の大きさに対応して分類するものである。
【００７１】
図１５（２）は、光、超音波、電磁気等の原理に基づく近接センサ２４３によって、乾電池２０１を分類する方法を示したものである。
この方法では、走行路２４２上で乾電池２０１を連続的に移動させ、走行路２４２の上部に固定された近接センサ２４３によって大きさが検出され、検出信号によって制御される分類アーム２４４によって、一定の大きさ毎に取り出され並べられる。
【００７２】
図１５（３）は、円筒型の電磁誘導型センサ２４５によって、乾電池２０１の大きさを分類する方法を示したものである。
この方法では、走行路２４２上を移動してきた乾電池２０１は円筒型の電磁誘導センサ２４５を通過するときに、乾電池２０１の直径と長さ（容積）と相関を有する信号を出力し、この信号によって制御される分類アーム２４４によって一定の大きさ毎に取り出される。
【００７３】
分類機２０５の構成例を図１６に示す。
図１６に示すように、一定の大きさの乾電池２０１は、走行路２４２を走行する過程で重量センサ２４６によって、重さが検出され、このセンサ２４６の出力によって制御される分類アーム２４４によって一定の種類（主成分）毎に取り出される。
【００７４】
分類機２０６の構成例を図１７に示す。
図１７（１）は、円筒型の電磁誘導センサ２４７により乾電池２０１を分類する方法を示したものである。
この方法では、走行路２４２の一部に円筒型の電磁誘導センサ２４７を設け、一定の大きさの乾電池２０１が通過するとき、乾電池２０１の種類（主成分）に対応した信号を出力する。この信号お大きさによって制御される分類アーム２４４によって、一定の種類毎に取り出される。
【００７５】
図１７（２）は、光学センサ２４８により乾電池２０１を分類する方法を示したものである。
この方法は、走行路２４２の一部に光学センサ２４８を組み込み、一定の大きさの乾電池２０１が通過するとき、乾電池２０１の外面の色の差異を検出し、この信号によって制御される分類アーム２４４によって主成分毎に取り出すものである。
【００７６】
電磁誘導センサ２４７の構成例を図１８に示す。
この電磁誘導センサ２４７は、図１８に示すように、直流電源装置２４７１により励磁される円筒型の静磁界発生用コイル２４７２と、このコイル２４７２に内蔵される円筒型の渦電流発生用コイル２４７３、検出コイル２４７４及び信号変換器２４７５で構成される。
【００７７】
信号変換器２４７５は、渦電流発生用コイル２４７３に低周波、高周波の電流を供給し、検出コイル２４７４に誘導する出力を低周波、高周波に分類し、各々の周波数に想到する成分の変化を出力する。
乾電池は、コイル２４７４を通過し、このときに乾電池の大きさと主成分によって異なる低周波、高周波に相当する成分の信号Ｍ，Ｈを出力する。
【００７８】
【表２】
0003605274.tif 000003
【００７９】
本実施例に係る分類対象である乾電池に関しての分類の為の情報を表−２に示す。表−２によると、分類に利用し得る情報としては以下のものがある。
（イ）直径と長さ：大きさ（例えば、単１型、単２型等）の分類
（ロ）重さ      ：大きさの分類に利用が可能で、同一の大きさであれさは、主成分に基づく分類に利用できる場合がある。
（ハ）内部の材質：主成分に基づく分類に利用できる。
（ニ）外装の色  ：主成分に基づく分類に利用できる場合がある。
また、図１５（３）、図１７（１）で示した円筒型電磁誘導センサ２４５，２４７は、その適用条件により、表−３に示す出力が得られる。
【００８０】
【表３】
0003605274.tif 000004
【００８１】
表−３に示すように、例えば、単１型電池によるセンサ出力は、電池を静磁場で励磁し、高周波で検出すると、電池の容積によって変化する出力が得られ、低周波で検出すると、同じ大きさの電池では電池の主成分によって差異が得られる。
この場合、電磁誘導センサでは、静磁場で励磁し、低周波で検出することにより、ケースの影響が低減され、電池の内部構成材の影響が良く検出され、高周波で検出することにより、電池の容積（直径、長さ）による検出信号が得られる。
【００８２】
前述した図１５、図１６、図１７及び表−３で述べた分類機の出力から乾電池の主成分を特定する為の信号の種類と条件を特定することができる。
信号の種類としては、ここでは、表−３に示す７種類（Ｄ，Ｌ，Ｗ，Ｃ，Ｍ，Ｈ，Ｒ）を対象とし、外装色については、（赤又は黒）、（金又は白）、（空、黒、金、白を除く）の３条件のいずれかについて合致した場合に主成分を特定できるものとする。
【００８３】
また、外装色を除く６種類の信号については、表中の値の±１０％の範囲で測定された場合に主成分を特定できるものとすると、例えば、単１型及び単２型の電池については、Ｗ＋Ｒの論理で３種類の主成分の差異を分類可能となる。
また、単３型、単４型の乾電池については、Ｃのみ、或いは、Ｍ＋Ｒの論理によって３種類の主成分を分類可能となる。
【００８４】
従って、乾電池の外装が汚染され、Ｃの情報が得られない場合であっても、表−３に示した１２種類の乾電池については、大きさ如何に係わらず、最小の情報としてＷ，Ｒ，Ｍを検出することにより、その主成分の分類が可能である。
また、Ｄ，Ｌ，Ｃ，Ｈの情報については、これらを分類情報として取り扱うことにより、分類性能の信頼性向上に寄与し得る。
【００８５】
このように説明したように、本実施例の乾電池分類装置は、大きさと主成分が異なる使用済みの乾電池について、乾電池の重さを検出することにより、主成分毎に分類可能である。
そして、大きさと主成分が異なる使用済みの乾電池について、乾電池の重さと電磁気的性質の差異を検出し、これらの検出値の関係から乾電池を主成分毎に分するすると分類性能が良くなる。
【００８６】
更に、乾電池の外装の色の差異を検出し、重さと電磁気的性質の差異とから乾電池を主成分毎に分類できる。
また、乾電池の電磁気的性質の差異を検出する電磁誘導型センサにおいて、乾電池の外装金属ケースを直流磁化する静磁界発生コイルと、このコイルに電流を供給する電源装置と、２〜３種類の異なった周波数で励磁される渦電流発生コイルと検出コイル及び励磁周波数成分に対応した乾電池信号を出力する信号変換器から出力する２〜３種類の異なった周波数による信号を分類の為の情報とすることができる。
【００８７】
尚、乾電池を主成分毎に分類する為に、乾電池の大きさの分類機と、重さの検出装置、電磁気的性質の検出装置、外装の色の検出装置を単独或いは複合して組み合わせ使用済み乾電池の主成分に基づく分類を行うようにすることもできる。
【００８８】
【発明の効果】
請求項１に係る発明に係る乾電池分類方法においては、予め乾電池を所定の形状又は大きさに分類し、次に、所定の形状又は大きさに分類された乾電池を乾電池主成分用分類センサにより、主成分毎に分類する乾電池分類方法において、前記乾電池主成分用分類センサは、乾電池の外装を磁気飽和させるための静磁界発生用コイル、この静磁界発生用コイルに電流を供給するための直流電源装置、乾電池の外装及び内部に複数の周波数による渦電流を同時に発生させ、この渦電流の変化を検出する機能を持つ電磁誘導型近接センサ、及び、この電磁誘導型近接センサの出力を測定するための信号変換器を１組又は複数組備えることにより、乾電池が電磁誘導型近接センサの検出範囲内に入ると、強力な静磁界で乾電池の外装金属が磁気飽和されてその比透磁率が低下し非磁性体と見なせるので、電磁誘導型近接センサにより外装金属のみならず乾電池内部の電極及び電解質部にも渦電流が発生し、乾電池の形状及び／又は大きさの差異のみならず主成分の差異を含む信号が得られる。更に、信号変換器により測定された２０ｋＨｚの検出出力及び信号変換器により測定された２００ｋＨｚの検出出力の論理積に基づくことにより、乾電池の形状、大きさを問わず、乾電池の主成分毎の分類が可能になる。
【００８９】
請求項２に係る発明に係る乾電池分類装置においては、異物が除去され、一定方向に並べられて供給される乾電池を乾電池主成分用分類センサにより、大きさにより複数のグループに分類すると共に、大きさにより分類された特定グループの乾電池を主成分毎に分類する第１の分類機と、該第１の分類装置の下流側に設置され、前記第１の分類装置で分類されなかった他の大きさの乾電池を前記乾電池主成分用分類センサにより、主成分毎に分類する少なくとも１以上の第２の分類機とを備えた乾電池分類装置において、前記乾電池主成分用分類センサは、乾電池の外装を磁気飽和させるための静磁界発生用コイル、この静磁界発生用コイルに電流を供給するための直流電源装置、乾電池の外装及び内部に複数の周波数による渦電流を同時に発生させ、この渦電流の変化を検出する機能を持つ電磁誘導型近接センサ、及び、この電磁誘導型近接センサの出力を測定するための信号変換器を備えることにより、乾電池が電磁誘導型近接センサの検出範囲内に入ると、強力な静磁界で乾電池の外装金属が磁気飽和されてその比透磁率が低下し非磁性体と見なせるので、電磁誘導型近接センサにより外装金属のみならず乾電池内部の電極及び電解質部にも渦電流が発生し、乾電池の形状及び／又は大きさの差異のみならず主成分の差異を含む信号が得られる。更に、信号変換器により測定された２０ｋＨｚの検出出力及び信号変換器により測定された２００ｋＨｚの検出出力の論理積に基づくことにより、乾電池の形状、大きさを問わず、乾電池の主成分毎の分類が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る乾電池主成分用分類センサの構成例を示す図。
【図２】乾電池主成分用分類センサの他の構成例を示す図。
【図３】これらの乾電池主成分用分類センサの分類毎の出力例を示す図。
【図４】本発明の第１の実施例に係る乾電池分類装置の構成例を示す図。
【図５】本発明の第１の実施例に係る乾電池分類装置の他の構成例を示す図。
【図６】従来の乾電池分類方法の例を示す図。
【図７】本発明の第２の実施例に係る乾電池分類装置の全体構成を示す図。
【図８】分類機の構成例を示す図。
【図９】電磁誘導センサの構成例を示す図。
【図１０】乾電池の大きさと電磁誘導センサの出力との関係を示すグラフ。
【図１１】乾電池の重さと電磁誘導センサの出力の変化を示すグラフ。
【図１２】電磁誘導センサの適用周波数による乾電池の検出出力の変化を示すグラフ。
【図１３】電磁誘導センサの適用周波数による乾電池の検出出力の変化を示すグラフ。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る乾電池分類装置の全体構成を示す図。
【図１５】分類機の構成例を示す図。
【図１６】分類機の構成例を示す図。
【図１７】分類機の構成例を示す図。
【図１８】電磁誘導センサの構成例を示す図。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  乾電池の形状及び大きさの種類
ａ、ｂ、ｃ  乾電池の主成分の種類
１  静磁界発生用コイル
２  貫通コイル型の電磁誘導型近接センサ
２１  電磁誘導型近接センサの渦電流発生用コイル
２２  電磁誘導型近接センサの渦電流変化の検出コイル
３  直流電源装置
４  信号変換器
５  乾電池
５１  形状及び大きさの種類がＡで、主成分はａ、ｂ、ｃ任意の乾電池
５２  形状及び大きさの種類がＢで、主成分はａ、ｂ、ｃ任意の乾電池
５３  形状及び大きさの種類がＣで、主成分はａ、ｂ、ｃ任意の乾電池
６  ガイド
７  乾電池の通過方向を示す矢印
８  磁極
８１  磁極のギャップ部
９  局部型の電磁誘導型近接センサ
１０、１１、１２、１３  乾電池主成分用分類センサ
１４  形状及び大きさ分類センサ
１５  信号分類回路
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  静磁界が有る場合での同一形状・大きさで主成分が違う乾電池に対する信号
Ｐ４、Ｐ５  、Ｐ６  静磁界が有る場合での形状・大きさと、主成分が異なる乾電池に対する信号
Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９  静磁界が無い場合の信号
２５  従来の乾電池分類用近接センサ
【図１】
0003605274.tif 000005
【図２】
0003605274.tif 000006
【図３】
0003605274.tif 000007
【図４】
0003605274.tif 000008
【図５】
0003605274.tif 000009
【図６】
0003605274.tif 000010
【図７】
0003605274.tif 000011
【図８】
0003605274.tif 000012
【図９】
0003605274.tif 000013
【図１０】
0003605274.tif 000014
【図１１】
0003605274.tif 000015
【図１２】
0003605274.tif 000016
【図１３】
0003605274.tif 000017
【図１４】
0003605274.tif 000018
【図１５】
0003605274.tif 000019
【図１６】
0003605274.tif 000020
【図１７】
0003605274.tif 000021
【図１８】
0003605274.tif 000022