(57)【要約】【課題】リサイクル処理をするペットボトルから、楽に能率よくキャップを分離する。【解決手段】同期回転する２本のベルト４，５に、キャップの付いたペットボトルの口金部を挟んで搬送しながら、この搬送経路の途中に突出する回転刃１０により、ペットボトルの口金部を付根から切断する。ペットボトルの口金部をベルト４，５で挟んで搬送しながら切断するため、口金部の切断中にペットボトルを手で保持しておく労力が不要で作業負荷が軽減されるとともに、ペットボトルの変形に関係なく処理できる。また、ペットボトルは連続的に投入できるので処理能力が高い。更に、キャップを口金部と一緒に分離するので、口金部に残存する異種材料のキャップの一部も同時に除去され、リサイクル品質が高くなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期回転する２本のベルトからなり、キャップの付いたペットボトルの口金部を前記ベルトの間に挟んで前記ペットボトルを一方向に搬送するベルト機構と、このベルト機構により搬送される前記ペットボトルの搬送経路の途中に突出し、搬送中の前記ペットボトルの口金部を付根から切断する回転刃とを設けたことを特徴とするペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項２】
前記キャップを下にして前記ペットボトルを搬送させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項３】
前記ペットボトルの搬送経路の両側に、前記各ベルトに背面側からそれぞれ接するガイドレールと押え板とを設け、前記ガイドレールを固定して設置する一方、前記押え板を前記ガイドレールに向ってスライド可能に設置するとともにばね付勢し、前記回転刃から切断力を受ける前記ペットボトルの口金部を前記押え板で押さえるようにしたことを特徴とする請求項１記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項４】
前記ペットボトルの搬送方向を前記回転刃の回転方向に合わせたことを特徴とする請求項１記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項５】
前記ペットボトルの搬送経路の始端に、前記ベルトの間に挿入される前記口金部のフランジに被さる投入規制板を前記回転刃と同一面に揃えて設けたことを特徴とする請求項１記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項６】
前記ペットボトルの搬送経路の終端に、切断された前記口金部のフランジに被さる排出規制板を前記回転刃と同一面に揃えて設けたことを特徴とする請求項５記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項７】
前記投入規制板の入口から前記排出規制板の出口まで、前記ペットボトルのキャップの先端面に接する支持レールを設けたことを特徴とする請求項６記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項８】
前記排出規制板の出口側に切断された前記口金部を回収するシュータを設けたことを特徴とする請求項７記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項９】
前記搬送経路の中央部下方に、前記口金部の切断により生じた切粉を回収するシュータを設けたことを特徴とする請求項１記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【請求項１０】
前記搬送経路の中央部上方に、前記口金部が切断された前記ペットボトルのボトル本体を特定方向に転倒落下させる傾斜面を設けたことを特徴とする請求項２記載のペットボトルのキャップ分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ペットボトルのリサイクルのために、ペットボトル本体から口金部を分離する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分別回収したペットボトルをキャップが付いたままリサイクル処理すると、キャップはボトル本体と材質が異なるのでリサイクル品質が低下する。従って、ペットボトルはキャップを外して廃棄するよう求められているが、多くの場合はキャップと一体に回収されている。そこで、回収側ではリサイクル業者の引き取り基準に合致させるべくキャップの取り外し作業を行なっているが、手作業によるキャップの取り外しは多くの労力を要し、ペットボトルからキャップを効率よく分離する装置が求められている。
【０００３】
このような装置として、特許文献１に記載されたボトルキャップ除去装置がある。この装置は、ビンやペットボトルのキャップを挟持する挟持アームを有する回転体に、ボトル本体を手で把持してキャップを押し付け、この押し付け力で揺動する挟持アームにキャップを挟持させて、キャップをボトル本体から取り外すものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２５５６９０号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に係る上記ボトルキャップ除去装置は、次の点で改善が求められる。
（１）回転体に手でキャップを押し付けるため、キャップの回転に負けない力でボトル本体を保持する必要があり、筋肉に大きな負担がかかる。
（２）変形したペットボトルは保持が困難で対応しにくい。
（３）一個処理し終わるまで次の作業に移れないため処理能力が低い。
（４）ペットボトルではキャップ取り外し後もその一部がリング状に口金部に残るため、リサイクル品質が落ちる。
この発明の課題は、これらの問題に対処し、ペットボトルから楽に能率よくキャップを分離し、かつ高いリサイクル品質を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明のペットボトルのキャップ分離装置においては、同期回転する２本のベルトからなり、キャップの付いたペットボトルの口金部を前記ベルトの間に挟んで前記ペットボトルを一方向に搬送するベルト機構と、このベルト機構により搬送される前記ペットボトルの搬送経路の途中に突出し、搬送中の前記ペットボトルの口金部を付根から切断する回転刃とを設けるものとする（請求項１）。
【０００７】
請求項１の発明によれば、ペットボトルの口金部をベルトで挟んで搬送しながら回転刃で切断するため、口金部の切断中にペットボトルを手で保持する労力が不要になるとともに、ペットボトルの変形に関係なく処理できる。また、ペットボトルは連続的に投入できるので処理能力が高い。更に、キャップを口金部と一緒に分離するので、口金部に残存するキャップの一部も同時に除去され、リサイクル品質が高くなる。更にまた、口金部のサイズはどの容量のペットボトルでも変らないため、同一装置で種々の容量のペットボトルを処理することができる。
【０００８】
請求項１において、前記ペットボトルは前記キャップを下にして搬送させるようにするのがよい（請求項２）。これにより、ペットボトルの投入作業が容易になる。
【０００９】
請求項１において、前記ペットボトルの搬送経路の両側に、前記ベルトに背面側からそれぞれ接するガイドレールと押え板とを設け、前記ガイドレールを固定して設置する一方、前記押え板を前記ガイドレールに向ってスライド可能に設置するとともにばね付勢し、前記回転刃から切断力を受ける前記ペットボトルの口金部を前記押え板で押さえるようにするのがよい（請求項３）。これにより、切断中のペットボトルの軸振れが少なくなる。
【００１０】
請求項１において、前記ペットボトルの搬送方向は、前記回転刃の回転方向に合わせるのがよい（請求項４）。これにより、切断開始時の口金部に対する回転刃の食い付きが良好になる。
【００１１】
請求項１において、前記ペットボトルの搬送経路の始端に、前記ベルトの間に挿入される前記口金部のフランジに被さる投入規制板を前記回転刃と同一面に揃えて設けるのがよい（請求項５）。ペットボトルには一般に、口金部の付根近くにフランジが形成されている。そこで、このフランジに被さる投入規制板を回転刃と同一面に揃えて設けることにより、フランジを投入規制板の下側に挿入してペットボトルを投入し、回転刃による切断位置を常に口金部の付根位置に合わせることができる。
【００１２】
請求項５において、前記ペットボトルの搬送経路の終端に、切断された前記口金部のフランジに被さる排出規制板を前記回転刃と同一面に揃えて設けるのがよい（請求項６）。これにより、切断後の口金部の浮き上がりをフランジに被さる排出規制板で押さえることができる。
【００１３】
請求項６において、前記投入規制板の入口から前記排出規制板の出口まで、前記ペットボトルのキャップの先端面を支える支持レールを設けるのがよい（請求項７）。これにより、ペットボトルをベルトで安定的に把持することができるとともに、切断後の口金部を支持レール上に支持させ、後続のペットボトルの口金部により順次押し出して排出することができる。また、請求項７において、前記排出規制板の出口側に、切断された前記口金部を回収するシュータを設ければ、口金部の自動回収が容易になる（請求項８）。
【００１４】
請求項１において、前記搬送経路の中央下方に、前記口金部の切断により生じた切粉を回収するシュータを設けるのがよい（請求項９）。一方、前記搬送経路の中央上方に、前記口金部が切断された前記ペットボトルの本体部を特定方向に転倒落下させる傾斜面を設けるのがよく、これにより口金部切断後のボトル本体の自動回収が容易になる（請求項１０）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図８に基づいて、この発明の実施の形態を説明する。ここで、図１はキャップ分離装置の内部を示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、図５は装置の外観を示す正面図、図６は図５の左側面図、図７は図５の右側面図、図８（Ａ）は図１の要部拡大図、図８（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。これらの図において、鋼板からなる本体フレーム１、前部カバー２、後部カバー３からなる装置本体内には、同期回転する２本のベルト４及び５からなるベルト機構６と、キャップ７（図６）の付いたペットボトル８の口金部９を切断する回転刃１０が設けられている。
【００１６】
ベルト４，５はいずれも両面歯付ベルトからなり、ベルト４は左右２個の歯付プーリ１１，１２間に掛けられ、ベルト５はプーリ１１，１２と相対する左右２個の歯付プーリ１３，１４とその中間奥側の歯付プーリ１５との間に掛けられている。ベルト４，５の相対する部分４ａ，５ａは平行で、その間隔はペットボトル８の口金部９をキャップ７の上から挟んで把持する寸法に定められている。軸１６に取り付けられたプーリ１１は、減速機付モータ１７（図３）により、図１の矢印方向に回転駆動される。
【００１７】
これに対して、軸１８に取り付けられたプーリ１３は、軸１６，１８にそれぞれ取り付けられた一対の歯車１９（図３）の噛み合いにより連動し、プーリ１１と逆方向に回転駆動される。これにより、ベルト４，５は、図１の矢印方向に同期回転する。このベルト４，５は、平行部分４ａ，５ａ間に図１の左からキャップ７を下にして投入されたペットボトル８の口金部９を図６に示すように挟んで把持し、このペットボトル８を搬送経路２０に沿って右に向って搬送する。この搬送速度は、例えば毎秒２００ｍｍに設定される。
【００１８】
回転刃１０は丸ノコからなり、モータ２１（図４）により図１の矢印方向に回転駆動される。なお、図示の場合、回転刃１０はモータ２１と一体構成の電動工具が用いられている。図１に示すように、回転刃１０はプーリ１３，１４間の中心に位置して、搬送経路２０の途中に突出し、その外周切歯はベルト部分４ａの上方に達している。また、回転刃１０の高さ位置は、ベルト部分４ａ，５ａ間に挟まれる口金部９の付根のレベルに設定されている。
【００１９】
図８に示すように、ペットボトル８の搬送経路２０の両側には、ベルト部分４ａ，５ａに背面側からそれぞれ接するガイドレール２２と押え板２３とが設けられている。ガイドレール２２と押え板２３とは樹脂の平角材からなる同一形状品で、ベルト部分４ａ，５ａが接する側に溝が形成されるとともに、両端は舟形に面取りされている。ここで、ベルト部分５ａが接するガイドレール２２は固定して設置され、支持金具２４にボルト２５で締め付けられている。
【００２０】
一方、ベルト部分４ａに接する押え板２３は、ガイドレール２２に向ってスライド可能に設置されるとともにばね付勢されている。すなわち、押え板２３は、背面に植え込まれたボルト２６を介して、支持金具２７に前後にスライド可能に支持され、支持金具２７との間に圧縮ばね２８が挿入されるとともに、支持金具２７の背面からボルト２６にねじ込まれたナット２９により前後位置が規定されている。３０はボルト２６の緩み止めのナットである。
【００２１】
図１，図２及び図６に示すように、ペットボトル８の搬送経路２０の始端両側には、投入規制板３１及び３２が互いに平行に、かつ回転刃１０と同一面に揃えられて設けられている。投入規制板３１，３２は金属の板材からなり、図１において、プーリ１１，１３の手前から回転刃１０の直前に達し、各２本の支柱３３により支持されている。ここで、図６あるいは図８に示すように、ペットボトル８には一般に、口金部９の付根近傍にフランジ９ａが形成されている。そこで、投入規制板３１，３２は、ベルト４，５の間に挟み込まれる口金部９のフランジ９ａに被さり、ペットボトル８の高さ位置を規制して回転刃１０を口金部の付根に位置合わせする。
【００２２】
また、図１，図２及び図７において、ペットボトル８の搬送経路２０の終端両側には、排出規制板３４及び３５が規制板３１，３２と同様に、回転刃１０と同一面に揃えられて設けられている。排出規制板３４，３５は切断後の口金部９のフランジ９ａに被さり、移動中の口金部９の浮き上がりを押さえる。更に、図１及び図６〜図８において、投入規制板３１，３２の入口から排出規制板３４，３５の出口まで、ペットボトル８のキャップ７の先端面に接する支持レール３６が設けられている。支持レール３６は金属の丸棒からなり、２箇所で台座３７により支承されている。図６に示すように、キャップ分離装置に投入されるペットボトル８の口金部９は、投入規制板３１，３２と支持レール３６との間に挿入される。また、図７に示すように、切断された口金部９は、排出規制板３４，３５と支持レール３６との間で垂直方向に案内され、前後カバー２，３の間で横方向に案内される。
【００２３】
図１及び図７に示すように、排出規制板３４，３５の出口側には、切断された口金部９を回収するシュータ３８が設けられている。鋼板からなるシュータ３８はフレーム本体１の側面に、前方（図７の左側）に傾斜するように取り付けられている。また、図４及び図５に示すように、搬送経路２０の中央部下方には、口金部９の切断により生じた切粉を回収するシュータ３９を設けられている。鋼板からなるシュータ３９は、前方に傾斜するようにフレーム本体１内に支持されている。一方、図６に示すように、前部カバー２及び後部カバー３の上面には、前方に向って下降する傾斜面４０が形成されている。この傾斜面４０は、口金部９が切断されたペットボトル８のボトル本体を前方に転倒落下させる案内面の役割をしている。
【００２４】
上述したキャップ分離装置において、ペットボトル６の口金部９の切断は次のようにして行なう。すなわち、ペットボトル８は下向きにして、投入規制板３１，３２の入口側（図１の左側）から口金部９を投入規制板３１，３２と支持レール３６との間に挿入する。このとき、図６に示すように、投入規制板３１，３２はフランジ９ａの上側で口金部９の付根を案内し、ペットボトル８は回転刃１０が口金部９の付根を切断するように高さ位置が規制される。この状態で支持レール３６上を滑らせてペットボトル８を押し込むと、口金部９は回転中のベルト４，５に達し、自動的にベルト部分４ａ，５ａ間に挟まれて図１の右方向に搬送される。このペットボトル８は、回転中の回転刃１０に差し掛かると口金部９の切断が開始される。切断により生じた切粉はシュータ３９上に回収される。
【００２５】
この切断は口金部９が搬送経路２０の中間に達すると完了し、切り離された口金部９は引き続きベルト部分４ａ，５ａに挟まれて搬送され、排出規制板３４，３５を通過する。この口金部９はプーリ１２，１４の中心を過ぎるとベルト部分４ａ，５ａから外れて停止しようとするが、ペットボトル６が連続投入されていると、後続の口金部９に押されて進み、最後に支持レール３６から脱落してシュータ３８に回収される。その間、排出規制板３４，３５により、口金部９の浮き上がりが押さえられる。一方、口金部９が切り離されたボトル本体８ａは自由になり、傾斜面４０上で前方（図４の左方向）に転倒して、装置前面の図示しない容器に回収される。上記した搬送の際、ベルト部分４ａはばね付勢された押え板２３により一定推力で押され、またベルト部分５ａはガイドレール２２で支えられることにより、ペットボトル６の軸振れが抑えられる。
【００２６】
このようなキャップ分離装置は、以下のような利点を有している。
▲１▼  ペットボトル８は押し込むだけでよく、口金部９の切断中にボトル本体を手で保持しておく必要がないので労力がかからない。
▲２▼  ベルト４，５で挟むのは口金部９だけなので、ペットボトル８の変形に関係なく処理が可能である。
▲３▼  連続投入が可能なので処理速度が速い。回転体に１個ずつ手で押し付ける作業では、前後の動作を含めると１個の処理に３秒程度かかるのに対し、図示装置では、例えばベルト速度２００ｍｍ／秒の場合、１個０．５秒程度で処理が可能である。
▲４▼  図６において、ペットボトル８には、キャップ７を外してもその一部７ａがリング状に口金部９に残るが、口金部９は付根から切断するのでボトル本体と異種材料のキャップ残部７ａ（図８（Ｂ））も同時に分離されるので、リサイクル品質が高い。
▲５▼  図６には、数種の容量（２８０ｍＬ〜２Ｌ）のペットボトル８を示してあるが、これらのペットボトル８はボトル本体８ａの容量に関わらず口金部９のサイズは共通なので、どの容量のペットボトル８でも同一装置で処理できる。
▲６▼  投入規制板３１，３２を設けたので、ペットボトル８の投入動作が簡単であり、かつ口金部９を付根位置で常に正確に切断することができる。
▲７▼  カバー２，３の上面に口金部９を切断した後のボトル本体を特定方向（前面方向）に転倒落下させる傾斜面４０を形成したことにより、ボトル本体を不特定の方向に散乱させることなく素早く回収することができる。
▲８▼  固定したガイドレール２２とばね付勢した押え板２３をベルト部分４ａ，５ａの背面に接するように設けたので、回転刃からの切断力に対抗しつつペットボトル８を軸振れを生じさせることなく円滑に搬送することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、ペットボトルを投入するだけで、少ない労力で能率よくキャップを分離することができるとともに、異種材料を残さないのでリサイクル品質も高い。また、ペットボトルを下向きに投入することで、種々の容量のペットボトルに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のキャップ分離装置の内部を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図１の装置の外観を示す正面図である。
【図６】図５の左側面図である。
【図７】図５の右側面図である。
【図８】図８（Ａ）は図１の要部拡大図、図８（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１    本体フレーム
２    前部カバー
３    後部カバー
６    ベルト機構
７    キャップ
８    ペットボトル
９    口金部
１０    回転刃
２０    ペットボトルの移動経路
２２    ガイドレール
２３    押え板
３１    投入規制板
３２    投入規制板
３４    排出規制板
３５    排出規制板
３６    支持レール
３８    シュータ
３９    シュータ
４０    傾斜面
【図１】
2004160921.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004160921.tif 000006
【図５】
2004160921.tif 000007
【図６】
2004160921.tif 000008
【図７】
2004160921.tif 000009
【図８】
2004160921.tif 000010