(57)【要約】【課題】ペットボトルＰを破砕する場合に用いる処理装置において、ペットボトルＰに内容物が詰まっているか或いは空であるかに影響されることなく、ペットボトルＰを確実に破砕できるようにする。【解決手段】筒状ケーシング１２内にフィードスクリュウ１３が回転自在に挿通されたスクリュウ搬送部２と、このスクリュウ搬送部２のケーシング出口側でその内径を絞るように設けられた圧縮部４と、これらスクリュウ搬送部２と圧縮部４との間に設けられた切断部３とを有し、この切断部３にはスクリュウ搬送部２によって搬送されたペットボトルＰを切開させる内刃３８を有する切断具３７が設けられた構成とする。【選択図】図１
2008238460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケーシング（１２）内にフィードスクリュウ（１３）が回転自在に挿通されたスクリュウ搬送部（２）と、このスクリュウ搬送部（２）のケーシング出口側でその内径を絞るように設けられた圧縮部（４）と、これらスクリュウ搬送部（２）と圧縮部（４）との間に設けられた切断部（３）とを有し、この切断部（３）にはスクリュウ搬送部（２）によって搬送されたペットボトル（Ｐ）を切開させる内刃（３８）を有する切断具（３７）が設けられていることを特徴とするペットボトルの処理装置。
【請求項２】
前記スクリュウ搬送部（２）のフィードスクリュウ（１３）外径よりも切断具（３７）の内刃（３８）内径が小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載のペットボトルの処理装置。
【請求項３】
前記スクリュウ搬送部（２）のフィードスクリュウ（１３）は搬送方向の先端でスクリュウ部（１３ａ）から突出するスクリュウ軸（１４）を有しており、このスクリュウ軸（１４）の先端（１４ａ）が切断具（３７）の内刃（３８）内に突入されていることを特徴とする請求項１又は２記載のペットボトルの処理装置。
【請求項４】
前記スクリュウ搬送部（２）はペットボトル（Ｐ）を上方へ持ち上げる上向き傾斜姿勢に配置され、前記圧縮部（４）の排出側に切開圧縮されたペットボトル（Ｐ）を破砕する一軸破砕機（５）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のペットボトルの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペットボトルを切開し圧縮することができるペットボトルの処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
消費期限切れ等の理由で売れ残りとなったペットボトルの回収品を処理するには、いちいちキャップを外して内容物を廃棄したうえで破砕機へ投入するという多大な手数がかかるため、内容物が詰まったまま、一気に破砕することを試みたリサイクル装置が創案されている（特許文献１参照）。この従来公知のリサイクル装置では、内容物が詰まったままのペットボトルを搬送する途中に、モータ駆動される回転カッターを設置し、この回転カッターでペットボトルを一気に小片状に破砕しようとするもので、この破砕によって発生する小片と内容物は、その後に分離するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１２１５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ペットボトルを回転カッターで破砕しようとすると、ペットボトルが回転カッターの刃先に巧く引っかからず、弾かれてしまうということ（ボトルの踊り現象）が多発していた。このようなことは、空のペットボトル（即ち、軽量のボトル）を破砕するための破砕機でもよく見られた現象であるが、当該現象の発生要因とはやや異なり、内容物が詰まったペットボトルの場合は、内容物による内圧（ボトル表面に対する背圧）に伴ってボトルが恰もゴムボールのような弾力を生じていることに依るのが大きいと推測される。
また、内容物による内圧がボトル表面に張りを持たせ、それがボトル表面の硬度（非凹み性）を高めさせていることにも要因があると推測される。なお、従来公知のリサイクル装置（特許文献１）では、破砕によって生じた小片と内容物とを分離するために、相当に複雑で大型の分離装置が別途必要になる欠点もあった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ペットボトルに内容物が詰まっているか或いは空であるかに影響されることなく、ペットボトルを確実に破砕できるようにしたペットボトルの処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るペットボトルの処理装置１は、筒状ケーシング１２内にフィードスクリュウ１３が回転自在に挿通されたスクリュウ搬送部２と、このスクリュウ搬送部２のケーシング出口側でその内径を絞るように設けられた圧縮部４と、これらスクリュウ搬送部２と圧縮部４との間に設けられた切断部３とを有し、この切断部３にはスクリュウ搬送部２によって搬送されたペットボトルＰを切開させる内刃３８を有する切断具３７が設けられている。
【０００６】
このような構成であると、スクリュウ搬送部２によって搬送されたペットボトルＰが圧縮部４で搬送抵抗を受けるようになり、ここを基点としてスクリュウ搬送部２側へ背圧を生じさせるような状態が得られる。結果として、スクリュウ搬送部２の出口を通過するペットボトルＰにはその搬送方向の先方及び後方に適度な負荷が与えられることになり、所謂、「踊り」のような現象が生じる余裕はない。
従って、このような状態にあるペットボトルＰが、丁度、切断部３を通過するようになるので、この切断部３に設けられた切断具３７の内刃３８に対して確実な押し付け状態が生じる（切断具３７の内刃３８からペットボトルＰが逃げない）ようになるから、ペットボトルＰは確実に切開されることになる。ここにおいて、ペットボトルＰに内容物が詰まっている状態であればこの内容物が確実に排出される結果となる。
【０００７】
スクリュウ搬送部２のフィードスクリュウ１３外径よりも、切断具３７の内刃３８内径が小さく形成されているのが好適である。
すなわち、スクリュウ搬送部２のフィードスクリュウ１３によりペットボトルＰが切断部３へと押し出される方向で観察すると、フィードスクリュウ１３の外周縁部に対して切断部３に設けられた切断具３７の内刃３８がオーバーラップしている（径方向内方へ突き出している）ことになるので、ペットボトルＰに対して切断具３７の内刃３８が押し付けられる状況がより一層、確実に得られることになる。そのため、ペットボトルＰが切開されることの確実性も一層高められるものである。
【０００８】
スクリュウ搬送部２のフィードスクリュウ１３は、搬送方向の先端でスクリュウ部１３ａから突出するスクリュウ軸１４の先端１４ａを有したものとすることができ、この場合、このスクリュウ軸１４の先端１４ａは切断具３７の内刃３８内に突入されているものとするのが好適である。
すなわち、切断具３７の内刃３８内に対してスクリュウ軸１４が占める分だけペットボトルＰが通過できるスペースが狭められることになるので、それだけペットボトルＰにおいて、所謂「踊り」のような現象が生じる余裕は、益々無くなっている。そのため、ペットボトルＰに対して切断具３７の内刃３８が押し付けられる状況がより一層、確実に得られることになり、ペットボトルＰが切開されることの確実性も一層高められるのである。
【０００９】
スクリュウ搬送部２はペットボトルＰを上方へ持ち上げる上向き傾斜姿勢に配置され、前記圧縮部４の排出側に切開圧縮されたペットボトルＰを破砕する一軸破砕機５が設けられたものとすることができる。
スクリュウ搬送部２、切断部３及び圧縮部４という配置を採用することで、上記したようにペットボトルＰは確実に切開でき、且つ圧縮させることができるので、コンパクトな構成にできる特徴を有した一軸破砕機５を圧縮部４の排出側へ設置しても、ペットボトルＰを確実に破砕することができる。結果として、装置全体としてのコンパクト化が可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るペットボトルの処理装置は、ペットボトルに内容物が詰まっているか或いは空であるかに影響されることなく、ペットボトルを確実に破砕できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１乃至図６は、本発明に係るペットボトルＰの処理装置１についてその一実施形態を示したものである。この処理装置１は、内容物が詰まったままのペットボトルＰをそのまま（内容物を排出することなく）破砕することができるようになったもので、スクリュウ搬送部２と切断部３と圧縮部４を有している。
またこの処理装置１は圧縮部４の排出側に一軸破砕機５を有しており、この一軸破砕機５の排出側には搬出コンベア６を介してフレコンバック７等への取出部８が設けられている。一方、スクリュウ搬送部２の入口側には搬入コンベア９を介して投入部１０が設けられている。
【００１２】
スクリュウ搬送部２は、搬入側の端部が低位で搬出側の端部が高位となるように上向き傾斜姿勢に配置されたもので、筒状ケーシング１２内にフィードスクリュウ１３が回転自在に挿通されている。フィードスクリュウ１３は、スクリュウ軸１４のまわりにその軸方向に沿って螺旋を描くスクリュウ１５が張出形成されて成るスクリュウ部１３ａを有したもので、スクリュウ軸１４の一端部が減速機１６を介して電動モータ等の駆動部１７に接続され、回転駆動される。
筒状ケーシング１２には低位側の端部上部に投入ホッパ２０が設けられ、この投入ホッパ２０の内部でフィードスクリュウ１３へのペットボトルＰの投入が可能になっている。また上位側の端部が開放端とされ、その外周部に連結用フランジ２１が設けられている。この筒状ケーシング１２の内径をはじめとして、スクリュウ１３の張出量やリード角（螺旋ピッチ）は、変形前のペットボトルＰを収容できることを目安として形成されており、これによりスクリュウ搬送部２は、フィードスクリュウ１３の回転に伴ってペットボトルＰを上方へ持ち上げることができる。
【００１３】
筒状ケーシング１２において、傾斜姿勢とされた状態で設置床側へ面するようになる周壁の底面部分１２ａは例えば多数の孔１２ｂを有する多孔板等によって形成されており、透水性を有したものとされ、この底面部分１２ａを下から覆うように排水樋カバー２２が設けられている。この排水樋カバー２２は漏斗状に下窄み形に形成され、その下端部には排水管２３が接続されており、この排水管２３を介してペットボトルＰから取り出された内容物を回収し、廃棄できるようになっている。
圧縮部４は、スクリュウ搬送部２のケーシング出口（筒状ケーシング１２の上端開放部）側に設けられており、筒状ケーシング１２に連結される外筒部２５と、この外筒部２５内に設けられた内筒部２６と、外筒部２５に対して内筒部２６を径方向内方へ付勢するように設けられた圧縮度調整機構２７とを有している。
【００１４】
外筒部２５における両端の外周部に連結用フランジ２８，２９が設けられており、このうち一方の連結用フランジ２８がスクリュウ搬送部２の筒状ケーシング１２に設けられた連結用フランジ２１とボルト結合されるようになっている。
内筒部２６は、円筒形を周方向で分割することによって得られるような、断面円弧形をした樋部材３０を複数（例えば４個）形成させたものである。個々の樋部材３０は、スクリュウ搬送部２寄りとなる端部に、径方向外方へ折曲されたヒンジ鍔３１が設けられており、またスクリュウ搬送部２から遠のくにしたがって周方向の幅（円弧長）が徐々に狭くなるように形成されている。
【００１５】
樋部材３０全体を可撓性素材（例えば硬質ゴムや樹脂製又は金属製のバネ板等）で形成するか、又は機械的に可動となる適宜ヒンジ構造をヒンジ鍔３１の根本部分に介設させるかなどすることにより、樋部材３０はヒンジ鍔３１から先（幅狭となっている端部寄り）が所定範囲で揺動自在になっている。
圧縮度調整機構２７は、樋部材３０の外面側にバネ３２を当接させて、各樋部材３０を外筒部２５内で径方向内方へ押圧付勢させるようになっている。バネ３２は、外筒部２５の外周面にコップを伏せたように設けられたバネ受け３３内にバネ力（弾発力）を作用させた状態で収納されている。
【００１６】
バネ受け３３には、コップ底に相当する部分に調整ボルト３４が螺合され、この調整ボルト３４の先端にはバネ３２に当接するバネ押圧板３５が設けられている。そのため、バネ受け３３に対する調整ボルト３４の螺合状態を調整することで、バネ３２が樋部材３０を押圧付勢する強度を変えることができる。
例えば、調整ボルト３４を締め込めば、樋部材３０を強く付勢して、内筒部２６の内径を絞る（ペットボトルＰの通過抵抗を強める）ようにできるものとなり、反対に調整ボルト３４を緩めれば、樋部材３０の付勢力を弱め、内筒部２６の内径を広げる（ペットボトルＰの通過抵抗を弱める）ようにできるものとなる。
【００１７】
切断部３はスクリュウ搬送部２と圧縮部４との間に設けられている。この切断部３はスクリュウ搬送部２の筒状ケーシング１２内から圧縮部４の外筒部２５内へペットボトルＰが移動するのを許容させるべく、リング状に形成された切断具３７を有したもので、この切断具３７は、圧縮部４（外筒部２５）の連結用フランジ２８とスクリュウ搬送部２（筒状ケーシング１２）の連結用フランジ２１との間に挟まれる状態で、三者一体としてボルト結合されるようになっている。
この切断具３７は、リング内で径方向内方へ（リング内を通過するペットボトルＰへ向けて）突出する少なくとも一つの内刃３８を有している。この内刃３８により、スクリュウ搬送部２によって搬送されたペットボトルＰを切開させるようになっている。
【００１８】
本実施形態において内刃３８は、切断具３７のリング形において周方向に等間隔をおいて複数設けられたものとしてあり、また切断具３７のリング形を正面視した状態（図５参照）で三角形を呈するような刃形状に形成してある。なお、側面視した状態（ペットボトルＰの通過方向）に対して三角形を呈するような刃形状に形成してもよい。
図６に拡大して示すように、この切断具３７の内刃３８は、その刃先の突端によって描かれる内径Ｄが、スクリュウ搬送部２におけるフィードスクリュウ１３の外径ｄよりも小さく形成されている（Ｄ＜ｄ）。
【００１９】
すなわち、フィードスクリュウ１３によりペットボトルＰが切断部３へと押し出される方向で観察すると、フィードスクリュウ１３の外周縁部に対して、切断部３に設けられた切断具３７の内刃３８がオーバーラップしている（径方向内方へ突き出している）ことになる。
また、スクリュウ搬送部２のフィードスクリュウ１３は、スクリュウ部１３ａから更にスクリュウ軸１４の先端１４ａが突出するようになっており、この先端１４ａが切断具３７の内刃３８内に突入されている。すなわち、内刃３８内に対してスクリュウ軸１４が占める分だけペットボトルＰが通過できるスペースが狭められている。
【００２０】
前記内刃３８内の先端１４ａの直径をＳとすると、ペットボトルＰが通過できる半径方向のスペースは（Ｄ−Ｓ）／２となり、このスペースはペットボトルＰの直径より小さく、通過するペットボトルＰが確実に内刃３８と当接して切開される寸法に設定されている。
前記スクリュウ軸１４の先端１４ａの直径Ｓ及び突入量Ｌは特に限定されるものではないが、小さすぎるとペットボトルＰの通過スペースを狭める効果として不十分であり、また大きすぎても逆にペットボトルＰの通過障害を招来することになり兼ねないので、ペットボトルＰのサイズや外形状などに応じて適切な寸法とするのが好ましい。
【００２１】
一軸破砕機５は、１本の回転軸４３まわりに破砕刃４４が設けられ、回転軸４３が駆動部４５で回転されることに伴い、破砕刃４４により、切断部３及び圧縮部４によって切開され且つ圧縮された状態となったペットボトルＰを小さな小片へと破砕するところである。回転軸４３の軸径や破砕刃４４の刃形状、破砕刃４４の枚数などは特に限定されるものではないが、要は１本の回転軸４３が一方向回転することで破砕を行うという簡潔構造を有したものとして構成されている。
圧縮部４からこの一軸破砕機５へとペットボトルＰを導入する部分には、上昇傾斜ガイド筒４７と破砕機用ホッパ４８とが設けられ、この破砕機用ホッパ４８の下部に一軸破砕機５が設置されるようになっている。破砕機用ホッパ４８の内部には、上昇傾斜ガイド筒４７から送り込まれるペットボトルＰに対し、水などの洗浄水を噴射する洗浄ノズル５０が設けられている。洗浄水には水の他、湯や洗剤、アルコールなどの薬剤、或いは油などを採用することも可能である。
【００２２】
この洗浄ノズル５０からペットボトルＰへ洗浄水を噴射することで、ペットボトルＰの切開及び圧縮に伴ってボトル外へ取り出され、ペットボトルＰに付着した内容物を可及的に洗い落とすようにしてある。一軸破砕機５に後続された搬出コンベア６には漏斗状に下窄み形に形成された排水樋カバー５１が設けられ、この排水樋カバー５１の下端部には排水管５２が接続されており、この排水管５２を介して使用済みの洗浄水やペットボトルＰの内容物が回収され、廃棄されるようになっている。
なお、この搬出コンベア６には、破砕後の小片を搬送するのに適したスクリュウコンベアを採用するのが好適であり、一方、スクリュウ搬送部２に対して内容物が詰まったままのペットボトルＰを送り込むための搬入コンベア９には、ベルトコンベアなどを採用するのが好適である。ただ、これらは特に限定されるものではない。
【００２３】
以上詳説したところから明かなように、本発明に係るペットボトルＰの処理装置１では、スクリュウ搬送部２によって搬送されたペットボトルＰが圧縮部４で搬送抵抗を受けるようになり、ここを基点としてスクリュウ搬送部２側へ背圧を生じさせるような状態が得られる（図１参照）。結果として、スクリュウ搬送部２の出口を通過するペットボトルＰにはその搬送方向の先方及び後方に適度な負荷が与えられることになり、所謂、「踊り」のような現象が生じる余裕はない。
従って、このような状態にあるペットボトルＰが、丁度、切断部３を通過するようになるので、この切断部３に設けられた切断具３７の内刃３８に対して確実な押し付け状態が生じる（切断具３７の内刃３８からペットボトルＰが逃げない）ようになるから、ペットボトルＰは確実に切開されることになる。従って、ペットボトルＰに詰まっている内容物は確実にボトル外へ排出される。
【００２４】
切断部３では、フィードスクリュウ１３の外周縁部に対して切断具３７の内刃３８がオーバーラップしている（径方向内方へ突き出している）ので、ペットボトルＰに対して切断具３７の内刃３８が押し付けられる状況がより一層、確実に得られる。しかも、内刃３８内にスクリュウ軸１４の先端１４ａが突入していることから、スクリュウ軸１４が占める分だけペットボトルＰが通過できるスペースが狭められる。これらのことから、ペットボトルＰには所謂「踊り」のような現象が生じる余裕が殆ど無くなり、ペットボトルＰに対して切断具３７の内刃３８が押し付けられる状況がより一層、確実に得られることになり、ペットボトルＰが切開されることの確実性も一層高められるのである。
【００２５】
このようにして切開され、空の状態（内容物が取り出された状態）で圧縮されたペットボトルＰは、上昇傾斜ガイド筒４７を経て破砕機用ホッパ４８へと送り出され、この破砕機用ホッパ４８内にて洗浄ノズル５０から噴射される洗浄水で洗浄されながら、一軸破砕機５にて小片へと破砕される。
この一軸破砕機５では、ペットボトルＰが切開されて空の状態とされ、更に圧縮された状態にあるので、破砕刃４４に引っ掛かりやすく、確実に破砕されることになる。破砕後の小片のサイズとしては１０ｍｍ〜２５ｍｍ程度とするのが好適である。
【００２６】
そしてこの小片は、搬出コンベア６及び取出部８を介してフレコンバック７等へと取り出され、必要に応じて二次処理へと送り出される。
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば切断部３に設ける切断具３７は必ずしもリング形とする必要はなく、リング形をその周方向で複数に分割してできるような円弧形の板材を、複数連結するものでもよい。
スクリュウ搬送部２のフィードスクリュウ１３において、スクリュウ部１３ａは必ずしもその全長にわたってスクリュウ軸１４を有したものであることが限定されるものではない。すなわち、スクリュウ軸１４は、スクリュウ部１３ａとしての両端部に設けられただけのものとして形成することでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図４に対応させてペットボトルの処理状況を示した断面図である。
【図２】本発明に係るペットボトルの処理装置についてその一実施形態を示した側断面図である。
【図３】図２のＢ部を拡大して示した断面図である。
【図４】図２のＡ部を拡大して示した断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図６】図４のＤ部拡大図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      処理装置
２      スクリュウ搬送部
３      切断部
４      圧縮部
５      一軸破砕機
１２    筒状ケーシング
１３    フィードスクリュウ
１３ａ  スクリュウ部
１４    スクリュウ軸
３７    切断具
３８    内刃
Ｐ      ペットボトル
【図１】
2008238460.tif 000003
【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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