(57)【要約】【課題】  オゾンを発生させるような放電による予備帯電を必要としなくても、クーロン力によって確実な分別が可能な分別装置を提供すること。【解決手段】  被分別物の搬送経路を挟んで上下に対向した一対の電極板１１，１２のうち、上方に位置する一方の電極板１１を直流高電位にし、下方において上記搬送経路に接触あるいは近接して位置する他方の電極板１２を接地あるいは一方の電極板１１と逆極性の直流高電位にし、上記一方の電極板と搬送経路との間で移動する絶縁帯１４を設け、一対の電極板１１，１２間に形成された電場によって分極した複数の物体のうち小さい質量の物体を、その物体の上部に偏在した電荷に起因して発生する、上記一方の電極板の方向に作用するクーロン力で絶縁帯１４に引き付けて上記絶縁帯に付着させる構成にした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量の異なる複数の物体を含んだ被分別物の搬送経路を挟んで上下に対向した一対の電極板のうち、上方に位置する一方の電極板を直流高電位にし、下方において上記搬送経路に接触あるいは近接して位置する他方の電極板を接地あるいは上記一方の電極板と逆極性にした直流高電位にし、
上記一方の電極板と搬送経路との間で上記被分別物の搬送方向あるいは逆方向もしくは搬送方向に交差する方向に移動する絶縁帯を設け、
上記一対の電極板間に形成された電場によって分極した複数の物体のうち小さい質量の物体を、その物体の上部に偏在した電荷に起因して発生する、上記一方の電極板の方向に作用するクーロン力で上記絶縁帯に引き付けて上記絶縁帯に付着させる構成にした分別装置。
【請求項２】
上記互いに対向する一対の電極板は面積を等しくして正対した請求項１に記載の分別装置。
【請求項３】
上記他方の電極板であって一方の電極板と対向する面を上記搬送経路とした請求項１又は２に記載の分別装置。
【請求項４】
浮かせ機構を設け、この浮かせ機構によって、上記一対の電極板間における上記搬送経路上の被分別物を上記搬送経路から浮かせる構成にした請求項１〜３のいずれか１に記載の分別装置。
【請求項５】
上記搬送経路は、搬送方向上流から下流に向かって下る斜面で構成された請求項１〜４のいずれかに記載の分別装置。
【請求項６】
上記搬送経路の幅方向両側には、それぞれ搬送方向に沿った仕切り部材を設け、両仕切り部材間を搬送経路幅とするとともに、この搬送経路幅を、上記一対の電極板が正対している範囲よりも小さくした請求項１〜５のいずれか１に記載の分別装置。
【請求項７】
上記一方の電極板は、上記搬送経路における搬送方向に沿って配置された逆極性の関係にある第１，２電極板からなる請求項１〜６のいずれか１に記載の分別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、質量の異なる物体を分別するための分別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、比較的細かい物体を、静電気を利用して分別する装置が知られていた。
例えば、特許文献１に記載されたこの種の装置は、図７に示すようにベルトコンベア１で搬送される被分別物２中に混入した毛髪等の異物を静電気によって吸引して取り除くための装置である。ベルトコンベア１の上方に配置した分別装置は、異物を静電吸引するための帯電電極板３を備えている。この帯電電極板３はベルトコンベア１の幅方向に長く、ベルトコンベア１の長さ方向に所定の長さを有する長方形の金属平板で、ベルトコンベア１の表面に平行に対向配置されている。
また、上記帯電電極板３で吸引された異物を捕獲するために、使い捨ての粘着テープ４のロール４ａを支持する繰り出しリール５と異物が付着した粘着テープを巻き取る巻取りリール６とを図示しないフレームに取り付けている。
【０００３】
このようにした分別装置において、被分別物２をベルトコンベア１で搬送しながら、上記帯電電極板３を直流高電位にし、上記粘着テープ４を巻き取りリール６によって巻き取ると、ベルトコンベア１上で被分別物２中に混入している、静電吸引可能な毛髪などの異物は、クーロン力によって上記帯電電極板３に吸引されて浮き上がり、粘着テープ４に付着する。粘着テープ４は、巻き取りロール６によって巻き取られ、粘着テープ４の粘着面に付着した異物は粘着テープ４とともに廃棄されるというものである。
【０００４】
このような従来の分別装置は、上記したように板状の帯電電極板３が、異物を電気的に吸引して浮き上がらせることによって粘着テープ４に接着させるものである。
具体的には、まず、ベルトコンベア１上の被分別物２は帯電器９によってイオンが照射され、表面が予備帯電させられる。この予備帯電工程で帯電させられた極性は上記帯電電極板３とは逆極性になる。
【０００５】
そして、上記帯電器９によって表面を帯電させられた毛髪等の異物を含んだ被分別物２は、ベルトコンベア１に乗って帯電電極板３の下に搬送されて来ると、その表面の帯電部と帯電電極板３との間にクーロン力が作用することになる。
このクーロン力が重力より強い場合、つまり、小さい質量の毛髪等の異物は、帯電電極板３に向かって浮き上がっていき、その間にある粘着テープ４に付着して回収される。逆に、重力がクーロン力より強い場合、つまり、大きい質量の物体は、そのままベルトコンベア１に乗って流れていく。
そして、被分別物２が帯電電極板３を通り過ぎたら、除電器１０によってベルトコンベア１の表面を除電する。無端状のベルトコンベア１が、上記帯電器９によって帯電蓄積していき、クーロン力を調整することが出来なくなることを防止するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−０７０３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載の従来の分別装置では、上記ベルトコンベア１の搬送方向において、上記帯電電極板３の上流側に、帯電器９を設け、搬送される被分別物２に対して、帯電電極板３とは逆極性のイオンを照射して物体表面を予備帯電させなければならない。言い換えれば、予備帯電工程で確実な帯電ができなければ、確実な分別ができず、分別効率が下がってしまう。
そのため、高電圧発生回路を有する上記帯電器９による予備帯電工程が必要となり、その分、装置全体が大掛かりになってしまう。
【０００８】
また、上記除電器９及び上記帯電電極板３のいずれも高電位を必要とするため、エネルギー消費量も多くなるという問題もあった。
さらに、被分別物２を帯電させるイオンを生成する帯電器９の周囲には、放電によってオゾンが生成される。オゾンは酸化作用が強いので、この帯電器９を用いる従来の分別装置は酸化を嫌う被分別物、例えば食品などの分別処理には適さなかった。
【０００９】
この発明の目的は、予備帯電工程を必要としなくても、クーロン力によって確実な分別が可能な分別装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、質量の異なる複数の物体を含んだ被分別物の搬送経路を挟んで上下に対向した一対の電極板のうち、上方に位置する一方の電極板を直流高電位にし、下方において上記搬送経路に接触あるいは近接して位置する他方の電極板を接地あるいは上記一方の電極板と逆極性にした直流高電位にし、上記一方の電極板と搬送経路との間で上記被分別物の搬送方向あるいは逆方向もしくは搬送方向に交差する方向に移動する絶縁帯を設け、上記一対の電極板間に形成された電場によって分極した複数の物体のうち小さい質量の物体を、その物体の上部に偏在した電荷に起因して発生する、上記一方の電極板の方向に作用するクーロン力で上記絶縁帯に引き付けて上記絶縁帯に付着させる構成にしたことを特徴とする。
なお、上記他方の電極板が「搬送経路に近接して」とは、搬送経路中の被分別物が上記他方の電極板上に直接載っているのではなく、被分別物と他方の電極板との間に別の部材などが介在していたとしても、被分別物の下部の電荷が他方の電極板へ移動可能な程度に、被分別物と他方の電極板とが近い状態のことである。
【００１１】
第２の発明は、上記互いに対向する一対の電極板は面積を等しくして正対したことを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、上記他方の電極板であって一方の電極板と対向する面を上記搬送経路としたことを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、浮かせ機構を設け、この浮かせ機構によって、上記一対の電極板間における上記搬送経路上の被分別物を上記搬送経路から浮かせる構成にしたことを特徴とする。
上記浮かせ機構とは、クーロン力などの電気的な力を利用しないで被分別物を搬送経路上で浮かせる機構である。この浮かせ機構には、例えば、振動によって被分別物を跳ね上げたり、風力によって被分別物を巻き上げたりする機構などが含まれる。
【００１４】
第５の発明は、上記搬送経路が、搬送方向上流から下流に向かって下る斜面で構成されたことを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、上記搬送経路の幅方向両側に、それぞれ搬送方向に沿った仕切り部材を設け、両仕切り部材間を搬送経路幅とするとともに、この搬送経路幅を、上記一対の電極板が正対している範囲よりも小さくしたことを特徴とする。
【００１６】
第７の発明は、上記一方の電極板が、上記搬送経路における搬送方向に沿って配置された逆極性関係にある第１，２電極板からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、被分別物の搬送経路を挟んだ一対の電極板間に形成される電場によって被分別物を上下に分極させ、上部に偏在した電荷に基づくクーロン力で、小さい質量の物体を上方の一方の電極板に引き付けて絶縁帯に付着させ、質量の大小によって被分別物を分別することができる。
この発明では、搬送経路を挟んで一対の電極板を設けているので、形成される電場を必要な大きさに調整することができ、分極によって偏在した電荷と一方の電極板との間に作用するクーロン力によって確実な分別が可能になる。
特に、他方の電極板を搬送経路に接触あるいは近接させることによって、分極した被分別物の表面下部の電荷を逃がしやすくしている。そのため、被分別物の表面電荷の上下の偏りが大きくなり、一方の電極板の方向に作用するクーロン力を大きくすることができる。
【００１８】
このように、分極によって偏在した電荷と一方の電極板との間に作用するクーロン力のみで分別が可能になるため、予備帯電が必要ではなく、装置を単純化できるとともに、省エネになる。
また、予備帯電時に発生するオゾンの影響もないので、酸化を嫌う物体の分別にも利用できる。
さらに、電場を調整してクーロン力による吸引力を強くすれば、絶縁帯に対する付着力も強くなるため、粘着力のない絶縁帯を用いることも可能になる。
絶縁帯として、従来装置のような粘着テープを用いた場合には、分離した物体を粘着テープとともに廃棄しなければならないが、粘着力のない絶縁帯を用いた場合には、付着した物体を回収することもできる。
また、絶縁帯を、粘着テープのように使い捨てにせず、繰り返し使用でき、経済的である。
【００１９】
第２の発明によれば、一対の対向電極板間に形成される電場の偏りが少なくなるので、被分別物に作用するクーロン力を均一にすることができる。したがって、一方の電極板に吸引されるべき物体を吸引し損なったり、吸引する必要のない物体を吸引してしまったりすることを少なくでき、的確な分別ができる。
【００２０】
第３の発明によれば、他方の電極板が搬送経路を兼ねることになり、他方の電極板と別に搬送経路を形成する部材を設ける必要がない。その結果、装置を単純化することができる。
【００２１】
第４の発明によれば、搬送経路中の被分別物を浮かせ機構で浮かせることによって、大きい質量の物体の中に埋もれている小さい質量の物体を分別して回収することができる。例えば、小さい質量の物体の上に大きい質量の物体が載っていると、下敷きになっている物体に大きなクーロン力が作用しても、上に載っている物体が重しになってしまって、上向きのクーロン力の作用を阻害してしまう。しかし、この発明によれば、浮かせ機構によって重しとなる物体をどかすことができるため、小さい質量の物体の吸引が妨げられることがない。
【００２２】
第５の発明によれば、搬送経路が斜面で形成されているため、斜面上を滑らせたり、転がしたりすることによって被分別物を搬送できる。したがって、ベルトコンベアなどの搬送機構を省略したり、単純化したりすることができる。
【００２３】
第６の発明によれば、絶縁帯に一旦付着した物体が、一対の仕切り部材の外側であって一対の対向電極板の端部を過ぎて電場が弱くなった部分で、落下して搬送経路内に入ることを防止できる。
【００２４】
第７の発明によれば、第１電極板で引き付けられなかった被分別物中の小さい質量の物体を、逆極性にした第２電極板で引き付けることができ、分別効率を上げることができる。
分極のしやすさに偏りがあったり、予めいずれかの極性に偏っていたりした物体は、第１電極板が形成する一方向の電場中で十分にクーロン力が作用しないことがあり得る。しかし、第２電極板が形成する逆方向の電場によって十分なクーロン力が作用し、上方に位置する第２電極板で引き付けて、分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の主要部の概略図である。
【図２】図２は第２実施形態の主要部の斜視図である。
【図３】図３は図２のIII-III断面図である。
【図４】図４は第３実施形態における被分別物の搬送経路と平行な面での断面図である。
【図５】図５は第３実施形態における被分別物の搬送経路に直交する面での断面図である。
【図６】図６は、第３実施形態の作用を説明する説明図である。
【図７】図７は従来の分別装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
この発明の分別装置は、質量の大小によって物体を分別するものであるが、以下では、大きい質量の物体と小さい質量の物体とを含んだ被分別物２を、質量の大小で分別する例を用いて、この発明の実施形態を説明する。
図１に示すこの発明の第１実施形態は、大きい質量の物体（以下「大質量物体」という）と小さい物体（以下「小質量物体」という）とが混合した被分別物２をベルトコンベア１で搬送しながら、クーロン力を利用して小質量物体をベルトコンベア１上から取り除くものである。
【００２７】
この第１実施形態の分別装置はベルトコンベア１の上面と平行に対向配置されたこの発明の絶縁帯である粘着テープ４を備えている。この粘着テープ４は、図７に示した上記従来例の粘着テープ４と同様に、繰り出しリール５から巻き取りリール６へ巻き取られるようにしている。なお、この第１実施形態において上記従来例と同じ構成要素には、同じ符号を用いている。
また、上記粘着テープ４に沿って直流高電圧電源７に接続したこの発明の一方の電極板である高電位電極板１１を設けているが、この高電位電極板１１は従来の帯電電極板３と同様の金属平板で、ベルトコンベア１の幅に対応する幅と所定の長さを備えている。
【００２８】
さらに、ベルトコンベア１のベルトの裏面側において、上記高電位電極板１１と対向する他方の電極板である接地電極板１２を設けている。この接地電極板１２は、形状及び大きさを上記高電位電極板１１と同じにし、上記高電位電極板１１と正対している。
また、この接地電極板１２は、ベルトコンベア１のベルトの裏面に接触している。そして、上記ベルトは絶縁物であっても被分別物２を搬送するベルトコンベア１上の電荷を接地に逃がすことができる程度に厚みが薄く、上記接地電極板１２がベルトコンベア１の面に近接していることになる。なお、ベルトコンベア１のベルトを導電体とした場合には、このベルトと上記接地電極板１２とが相まってこの発明の他方の電極板を構成することになる。
そして、この接地電極板１２と上記高電位電極板１１との間に形成された電場によって、被分別物２に混入している小質量物体を浮き上がらせて粘着テープ４に接着させるようにしている。
【００２９】
上記小質量物体が粘着テープ４に接着する作用は、以下のとおりである。
すなわち、被分別物２は、それを挟んで対向する高電位電極板１１と接地電極板１２との間に形成される電場Ｅ［Ｖ／ｍ］によって分極するとともに、表面下部の電荷が接地に逃げ、表面上部に偏在した電荷と高電位電極板１１との間にクーロン力Ｆ［Ｎ］が作用する。このクーロン力Ｆ［Ｎ］が重力ｍ・ｇ［Ｎ］より強いとき、その物体が高電位電極板１１に引き付けられて浮き上がる。クーロン力Ｆ［Ｎ］は、大質量物体と小質量物体のどちらにも作用するが、クーロン力Ｆ［Ｎ］に比べて重力ｍ・ｇ［Ｎ］が弱い場合となる小質量物体の方が高電位電極板１１に引き付けられて粘着テープ４に付着することになる。なお、上記高電位電極板１１の電位を調整して上記電場Ｅ［Ｖ／ｍ］を設定することで、実際に大小の質量を分別する基準を変更することができる。
また、上記ｍは質量、ｇは重力加速度である。
【００３０】
この第１実施形態では、上記高電位電極板１１と正対する接地電極板１２をベルトコンベア１に接触させて設けているため、電場分極した物体の表面下部の電荷が接地へ逃げやすい。その結果、十分なクーロン力Ｆ［Ｎ］を高電位電極板１１の方向に作用させることができる。そのため、小質量物体を確実に上記粘着テープ４に接着させることができ、矢印αで示すベルトコンベア１の搬送方向終端に設けた第１収容容器１３には、大質量物体のみを収容することができる。
このように、第１実施形態では、高電位電極板１１と接地電極板１２とを対向配置することによって、十分なクーロン力を高電位電極板１１の方向に作用させることができるため、被分別物２にイオンを照射する予備帯電を行わなくても、例えば、異物などの小質量物体を確実に除去することができる。しかも、被分別物２がオゾンによって酸化される心配もない。したがって、この第１実施形態の分別装置は、酸化を嫌う食品などの分別処理に用いることもできる。
【００３１】
図２，３に示す第２実施形態は、被分別物２の搬送経路上方に設ける絶縁帯を、無端状の絶縁フィルム１４とするとともに、この絶縁フィルム１４の移動方向を被分別物２の搬送方向に直交させた点が特徴であるが、その他の構成は上記第１実施形態と同じである。
【００３２】
上記ベルトコンベア１の上方には、ベルト幅より大きな間隔を保って平行に配置された一対の第１ローラー１５，第２ローラー１６を設け、第１ローラー１５，第２ローラー１６に無端状の絶縁フィルム１４を架け渡している。上記第１ローラー１５，第２ローラー１６は、上記ベルトコンベア１とともに、図示しないフレームに支持され、上記第１ローラー１５には回転駆動機構を連結するとともに、第２ローラー１６は、回転自在に支持されている。
そして、上記第１ローラー１５を矢印方向に回転させると、上記絶縁フィルム１４が、上記ベルトコンベア１に対向する側において、矢印αで示した、被分別物２の搬送方向に直交する矢印β方向（図２、３参照）に移動する。
【００３３】
また、この第２実施形態においても、図２，３に示すように、上記ベルトコンベア１に対向する側の絶縁フィルム１４の上には、第１実施形態と同様の高電位電極板１１を設け、被分別物２の搬送経路の下方には接地電極板１２を設けている。上記高電位電極板１１は、図２では省略している直流高電圧電源に接続され、直流高電位にしている。
そして、上記高電位電極板１１と上記接地電極板１２との間に、クーロン力の作用によって小質量物体を吸引するための電場Ｅ［Ｖ／ｍ］（図３参照）を形成するようにしている。
【００３４】
また、図２，３に示すように、上記第２ローラー１６側における上記絶縁フィルム１４の下方には、小質量物体を収容するための第２収容容器１７を設けている。
さらに、上記第２収容容器１７と上記絶縁フィルム１４との間には、絶縁フィルム１４とともに、この絶縁フィルム１４に付着している小質量物体を除電するための除電器１８を設けている。この除電器１８は上記絶縁フィルム１４の全幅分以上の長さを備えている。
さらに、除電器１８よりも上記絶縁フィルム１４の移動方向下流側には絶縁フィルム１４の全幅分以上の長さに対応する吸引ノズル１９を設け、これを吸引ホース２０によって吸引装置２１に接続している。
【００３５】
以下に、この実施形態の作用を説明する。
上記高電位電極板１１を直流高電位にした状態で、ベルトコンベア１上に質量の異なる物体が混入した被分別物２を供給する。
上記被分別物２は、図３に示すように、高電位電極板１１と接地電極板１２とで形成される電場Ｅ［Ｖ／ｍ］内に入ると上部が負、下部が正に分極する。分極した被分別物２は、ベルトコンベア１に接触した側の正電荷が接地に逃げ、被分別物２には負の帯電物体と同様に、高電位電極板１１の方向にクーロン力Ｆ［Ｎ］が作用する。
【００３６】
上記クーロン力Ｆ［Ｎ］が重力ｍ・ｇ［Ｎ］より強い場合、その物体は高電位電極板１１に向かって移動することになる。そこで、クーロン力Ｆ［Ｎ］が重力ｍ・ｇ［Ｎ］より強い場合となる小質量物体は、上記高電位電極板１１で吸引されて絶縁フィルム１４に付着し、逆に、重力ｍ・ｇ［Ｎ］がクーロン力Ｆ［Ｎ］より強い場合となる大質量物体はベルトコンベア１上に残される。ベルトコンベア１上に残された大質量物体はベルトコンベア１の搬送方向終端から第１収容容器１３内に落下して収容される（図２、３参照）。
【００３７】
一方、絶縁フィルム１４は第１ローラー１５の回転に応じて移動し、表面に付着した小質量物体を矢印β方向へ搬送する。
図３に示すように、上記絶縁フィルム１４が矢印β方向へ移動し、付着した小質量物体が上記高電位電極板１１と接地電極板１２との対向間隔から外れると、上記電場Ｅ［Ｖ／ｍ］によるクーロン力Ｆ［Ｎ］の作用が弱くなるため、小質量物体は絶縁フィルム１４から自然落下して第２収容容器１７内に収容される。
【００３８】
しかし、中には絶縁フィルム１４との間で摩擦帯電及び剥離帯電によるクーロン力で強固に付着している小質量物体もあり、そのような小質量物体は上記高電位電極板１１と接地電極板１２との対向間隔から外れても落下しないで絶縁フィルム１４に付着したまま移動してしまう。このような小質量物体は、絶縁フィルム１４とともに上記除電器１８で除電されることで付着力が弱まり、第２収容容器１７内に落下する。
なお、上記絶縁フィルム１４はその厚みが薄いので、小質量物体が付着している面の裏面に除電器１８を対向させていても、その除電機能は反対側の面にも作用し、上記小質量物体を落とすことができる。
また、上記除電器１８は、小質量物体を落とすだけでなく、絶縁フィルム１４と第１ローラー１５、第２ローラー１６との摩擦帯電及び剥離帯電による帯電蓄積を防止して絶縁フィルム１４の電位を安定させる役割も果たす。
また、絶縁フィルム１４が第２ローラー１６に沿って方向転換する部分では、小質量物体に遠心力が作用するので、小質量物体は絶縁フィルム１４から脱落しやすくなる。特に、第１ローラー１５及び第２ローラー１６の回転速度が速いほど、遠心力が強くなるので、上記小質量物体は脱落しやすくなる。
【００３９】
さらに、絶縁フィルム１４の移動方向下流側では、上記吸引ノズル１９が絶縁フィルム１４の表面に残されている小質量物体を吸引除去し、絶縁フィルム１４から、小質量物体を完全に除去することができる。このように、小質量物体が除去された絶縁フィルム１４は、上記ベルトコンベア１と対向して、新たに小質量物体を付着させるために繰り返し利用できる。
なお、上記絶縁フィルム１４に付着した小質量物体を完全に取り除くため、上記吸引ノズル１９のように絶縁フィルム１４に非接触で作用するものが適しているが、ブラシやパッド、スクレーパーなどを用いることもできる。但し、このように絶縁フィルム１４に接触して作用するものを使用する場合には、接触したものが異物として混入しないように十分注意する必要がある。
【００４０】
以上のプロセスによって、被分別物２を質量に応じて分別することができる。しかも、この第２実施形態の分別装置も、被分別物２をオゾン下に晒すことがないので、酸化を嫌う食品などの分別に用いることもできる。
さらに、この第２実施形態では、粘着テープ４の代わりに、非粘着性の絶縁フィルム１４を用いているので、搬送経路上からクーロン力で取り除かれた小質量物体も、第２収容容器１７に収容することができる。
【００４１】
したがって、上記粘着テープ４を用いた第１実施形態のように、小質量物体を粘着テープ４とともに破棄することなく回収できる。例えば、樹脂部品中に混在した樹脂微粉を小質量物体として回収し、再利用することもできる。
また、絶縁フィルム１４も繰り返し使用できるので、経済的である。
なお、上記第１，２実施形態では、高電位電極板１１と接地電極板１２とを面積を等しくして正対させている。そのため、両電極板１１，１２間に形成される電場の偏りを少なくでき、クーロン力の偏りも小さくできる。但し、上記両電極板１１，１２は、必ずしも、同面積にして正対させなくてもよい。
【００４２】
図４〜６に示す第３実施形態は、被分別物体２を搬送する搬送経路を、ベルトコンベア１ではなく、接地した導電性の搬送板２２に替えたものである。つまり、この搬送板２２が、上記搬送経路を構成するとともに、搬送経路の下方に設置され、接地された他方の電極板を兼ねる。そして、この接地電極板は搬送経路と接触していることになる。
また、上記搬送板２２を水平面Ｓ（図４参照）に対して角度θだけ傾斜させて設け、上記被分別物２が、搬送板２２の表面を滑ったり転がったりして斜面の上方から下方へ向かって矢印α方向へ移動するようにしている。
そして、傾斜した上記搬送板２２の下端側には大質量物体を収容するための第１収容容器１３を設けている。
【００４３】
また、図４に示すように、搬送板２２の下面にはこの発明の浮かせ機構である加振装置２５を設けている。この加振装置２５によって搬送板２２を上下に振動させると、搬送板２２上に供給された被分別物２が、上記振動によって跳ね上がりながら搬送板２２の斜面に沿って下方へ搬送される。
さらに、図５に示すように、上記搬送板２２の両脇には、幅方向端部から所定の間隔を保った位置に、一対の仕切り部材２６，２７を配置している。
【００４４】
被分別物２の分別時には、搬送板２２に上記加振装置２５で振動を与えながら、上記一対の仕切り部材２６，２７間に、上記搬送板２２の上端から被分別物２を供給し、斜面の下方に向かって移動させるようにする。具体的には、大、小質量物体を含んだ被分別物２を、図示しないホッパーから搬送板２２の上端付近へ落とすようにする。つまり、上記搬送板２２の上面であって上記仕切り部材２６，２７間が、被分別物２の搬送経路である。
【００４５】
さらに、上記第２実施形態と同様に、図５に示すように上記絶縁フィルム１４と上記第２収容容器１７との間には、除電器１８を設けるとともに、絶縁フィルム１４の移動方向においてさらに下流側には吸引ノズル１９を設けている。
これら、除電器１８及び吸引ノズル１９は、上記第２実施形態の除電器１８及び吸引ノズル１９と同じものである。したがって、ここでは詳細な説明は省略する。
【００４６】
一方、上記搬送板２２の上方には、第２実施形態と同様に、搬送板２２の幅より大きな間隔を保って平行に配置された一対の第１ローラー１５，第２ローラー１６と、絶縁フィルム１４を設けている。但し、上記絶縁フィルム１４が、傾斜した上記搬送板２２と平行に対向するように、上記第１ローラー１５，第２ローラー１６も水平面Ｓに対して傾斜するようにして図示しないフレームに支持されている。
そして、図５に示すように、上記第１ローラー１５，第２ローラー１６を矢印方向に回転させることによって、上記絶縁フィルム１４が、上記搬送板２２に対向する側において矢印β方向（図３参照）に移動するようにしている。
また、上記絶縁フィルム１４の第２ローラー１６側の下方であって、上記矢印β方向の移動端付近には、第２収容容器１７を設けている。
【００４７】
さらに、図４に示すように、上記搬送板２２に対向する側の絶縁フィルム１４の上には、矢印αで示すコーヒー豆の搬送方向に沿って第１電極板２３及び第２電極板２４を設け、これら第１電極板２３，第２電極板２４でこの発明の一方の電極板を構成している。これら一対の第１電極板２３，第２電極板２４は、上記絶縁フィルム１４を介して上記搬送板２２と平行に対向配置され、それぞれ上記搬送板２２と同等の幅を備えた長方形をしている。そして、第１電極板２３，第２電極板２４は逆極性の直流高電圧電源に接続され、互いに逆極性の関係にある。ここでは第１電極板２３を負の電位にし、第２電極板２４を正の電位にしている。そして、上記第１電極板２３，第２電極板２４と接地電極板となる上記搬送板２２との間に、電場を形成する。
【００４８】
以下に、この実施形態の作用を説明する。
上記第１電極板２３，第２電極板２４のそれぞれを直流高電位にした状態で、搬送板２２上に質量の異なる物体が混在した被分別物２を供給する。
この時、搬送板２２には上記加振装置２５によって振動を与え、被分別物２は搬送板２２上を跳ねながら斜面下方へ移動して行く。
【００４９】
上被分別物２は、図６に示すように、第１電極板２３と接地電極板である搬送板２２とで形成される電場Ｅ１［Ｖ／ｍ］内に入るとこの電場Ｅ１［Ｖ／ｍ］で上部が正、下部が負に分極する。分極した被分別物２は、搬送板２２に接触した側の負の電荷が接地に逃げ、正の帯電物体と同様に、第１電極板２３の方向にクーロン力Ｆ［Ｎ］が作用する。このクーロン力Ｆ［Ｎ］が重力ｍ・ｇ［Ｎ］より強いとき、被分別物２は第１電極板２３に向かって移動する。実際には、重力ｍ・ｇ［Ｎ］が弱い場合となる小質量物体が第１電極板２３で吸引されて絶縁フィルム１４に付着するが、大質量物体は重力ｍ・ｇ［Ｎ］が大きくなるため、絶縁フィルム１４に付着しない。
【００５０】
搬送板２２上の上記被分別物２が、第１電極板２３よりさらに斜面下方へ移動し、第２電極板２４と搬送板２２との間に形成される電場Ｅ２［Ｖ／ｍ］内に入ると（図６参照）、この電場Ｅ２［Ｖ／ｍ］によって分極し、被分別物２には負の荷電物体と同様第２電極板２４の方向にクーロン力Ｆ［Ｎ］が作用する。そして、表面上部に偏在した負電荷を持つ小質量物体が正の第２電極板２４に引き付けられ、絶縁フィルム１４に付着する。
このようにして、小質量物体のみが絶縁フィルム１４に付着し、搬送板２２上に残された大質量物体は搬送板２２に沿って移動し、その下端から第１容容器１３内に落下して収容される（図４参照）。
【００５１】
一方、絶縁フィルム１４は第１ローラー１５の回転に応じて移動し、表面に付着した小質量物体を矢印β方向へ移動させる。付着した小質量物体は第１電極板２３，第２電極板２４と搬送板２２との対向間隔から外れると、上記電場によるクーロン力の作用が弱くなるため、上記絶縁フィルム１４から自然落下して第２収容容器１７内に収容される。
なお、上記したように上記搬送板２２の幅方向両脇には、一対の仕切り部材２６，２７を配置させて搬送経路幅を固定しているため、搬送板２２の幅から外れて絶縁フィルム１４から落下する小質量物体が搬送経路内に再混入してしまうことを防止できる。このような仕切り部材２６，２７を、上記第１，２実施形態のベルトコンベア１に設ければ、この実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、上記第１電極板２３及び第２電極板２４と搬送板２２との対向間隔から外れても落下せずに絶縁フィルム１４に付着した小質量物体は、除電器１８で除電されるとともに、第２ローラー１６に沿って方向転換する際に生じる遠心力や、吸引ノズル１９などによって完全に除去される点は、上記第２実施形態と同じである。
したがって、上記絶縁フィルム１４は、上記搬送板２２と対向して、新たに小質量物体を付着させるために繰り返し利用される。
そして、この第３実施形態の分別装置も、被分別物をオゾン下に晒すことがなく、確実に分別ができるので、酸化を嫌う食品などにも利用できる。
【００５３】
また、この第３実施形態では、搬送経路の上方に配置する一方の電極板として極性を逆にした第１電極板２３，第２電極板２４を用いているが、このように負と正の電極板を連続的に設けることによって、小質量物体をより確実に吸引することができる。例えば、搬送板２２上に供給される時点で小質量物体が正負のいずれかに帯電していると、一方向の電場では上方の電極板に引き付けられないことがあるが、その場合にも逆方向の電場を形成することによって上方の電極板に引き付けることができる。そして、上記第１電極板２３，第２電極板２４の極性は、いずれを正にしても負にしてもかまわない。
【００５４】
また、第１電極板２３と第２電極板２４との間には、両者が短絡しない程度の間隔を設けている。このような間隔では電場の方向が図６に破線で示したように搬送経路に沿った方向になるため、被分別物２を浮き上がらせる力が弱くなる。その分、搬送板２２に対する被処理部物２の垂直抗力が大きくなるので、被分別物２と搬送板２２の表面との摩擦力が大きくなる。したがって、被分別物２が斜面に沿って下方へ向かう移動速度が遅くなる。
このように第１電極板２３と第２電極板２４との間で、一旦、移動速度が遅くなることで、第２電極板２４と搬送板２２との間を通過する被分別物２の通過時間が長くなり、絶縁フィルム１４に引き付けられるために必要な時間を稼ぐことができるので、小質量物体の吸着精度を上げることができる。つまり、分別効率を上げることができる。
【００５５】
さらに、上記搬送板２２を上記加振装置２５によって振動させているため、搬送板２２の斜面に沿った被分別物２を跳ね上がらせて下方への移動をスムーズにすることができるとともに、例えば大質量物体の下敷きになった小質量物体を浮き上がらせることもできる。
例えば、図７に示した従来の装置では、被分別物２を帯電器による予備帯電し、帯電電極板３によって、被分別物２の中の小質量物体をクーロン力で回収する仕組みを持っている。しかし、この装置において大質量物体の中に小質量物体が埋もれていた場合には、埋もれている小質量物体を回収することができないことがあった。小質量物体に対し、重力よりも第１電極板２３または第２電極板２４の方向のクーロン力が強く作用し、浮かびあがらせる力が働いたとしても、この浮かび上がらせる力よりも、上に載っている大質量物体の重力の方が強い場合には、下敷きになっている小質量物体を回収することはできないからである。
【００５６】
そのため、上記加振装置２５など、浮かせ機構を用いない場合には、被分別物２が多層にならないように、搬送板２２への供給量を少なくしなければならない。しかし、この第３実施形態のように上記加振装置２５を用いて搬送板２２を振動させれば、分別量を多くすることができ、分別速度を上げることができる。
また、搬送経路上の被分別物２を浮かせ、埋もれた物体に載っている重しをどかすことができる浮かせ機構は、上記加振装置２５に限らない。例えば、気流を吹き付けることによって被分別物２を舞い上がらせるようにしてもよい。但し、酸化を嫌う食品などの分別においては、酸素を含まない気体を用いるようにすることが好ましい。
【００５７】
なお、この第３実施形態では、接地電極板を兼ねた搬送板２２を傾斜させて搬送経路を形成しているが、被分別物２を移動させる手段を別に備えれば、上記搬送板２２は傾斜させなくてもよい。上記のように、搬送板２２を傾斜させれば、ベルトコンベアなどの搬送手段を必要とせず、全体構成を簡略化できるメリットがある。
また、搬送板２２は傾斜していても水平であっても、接地電極板を兼ねることによって、搬送板２２上で分極した被分別物２の下部の電荷を接地に逃げやすくすることができる。その結果、第１電極板２３の方向または第２電極板２４の方向のクーロン力を、被分別物２に作用させることができる。
【００５８】
さらに、上記第１，２実施形態においても、一方の電極板を、逆極性の関係にある第１，２電極板で構成してもよい。
また、第３実施形態のように、他方の電極板を兼ねる搬送板２２を傾斜させた分別装置において、小質量物体を付着させる絶縁フィルム１４を粘着テープ４に替えてもよい。
【００５９】
上記第１〜３実施形態では、他方の電極板を接地電極板としているが、他方の電極板は一方の電極板と逆極性の電位にしてもよい。一方の電極板と他方の電極板とを逆極性の電位にすれば、他方の電極板を接地にした場合よりも、電場を強くすることができる。
但し、この場合には、上下の両電極板が高電位になるため、高電位の電極板に人や物が近づいたりしないように注意する必要がある。特に、第３実施形態のように搬送板２２を電極板とした場合に、搬送板２２に被分別物を供給するホッパーなどと上記搬送板２２との間で放電が起こらないようにする対策が必要になる。
【００６０】
さらに、上記各実施形態では一方の電極板として金属平板を用いているが、一方の電極板、例えばメッシュやパンチングボードなど貫通孔を形成した板状の部材を用いてもよい。その場合に、絶縁帯を透明フィルムにすれば、装置の上方から被分別物２の分別状況を観察することができる。
但し、貫通孔を有する電極板を用いた場合には、貫通孔の周囲で電場の偏りが生じるので、一定の範囲の電場を均一にするためには孔のない電極板を用いることが好ましい。
また、一方の電極板及び他方の電極板は、導電体であればよく、材質は特に限定されない。
【００６１】
以上、２種類物体の分別について説明したが、３種類以上の分別も可能である。その手段として、電極板の電位の高さの違いやその極性の違い、また、被分別物が分別した際の表面下部の電荷の逃げやすさ等の現象及び小質量物体の回収経路の方向の違い等を利用することが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
質量が異なり、静電吸着可能な様々な物体を分別することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１      ベルトコンベア
２      被分別物
１１    高電位電極板
１２    接地電極板
２２    搬送板
２３    第１電極板
２４    第２電極板
２５    加振装置
２６，２７    仕切り部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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