(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を形成しているダイと、パンチと、押し潰されるべき容器を間に設置可能にダイとパンチとの間隔が空いている第１相対位置とパンチがダイの開口内に伸びてパンチとダイの開口との間に環状ギャップを形成する第２相対位置との間でダイとパンチとを互いに相対移動させるための手段とを具え、ダイとパンチとの第２相対位置への移動の結果として間で押し潰された容器が少なくとも部分的に環状ギャップ内に押し込まれて変形するように構成されており、前記パンチは、押し潰されるべき容器内に挿入することができ、ダイ及びパンチが第２相対位置へと動くときに引き込まれる引き込み式ガイドペグを支持している容器押し潰し用装置。
【請求項２】
パンチがフレームに固定して取り付けられ、ダイがフレーム及びパンチに対して相対移動可能である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
パンチがフレームに対して下方に伸びており、ダイがパンチの下を垂直に移動可能である請求項２に記載の装置。
【請求項４】
フレームが固定して取り付けられたリリースペグを支持し、ダイが第１相対位置に向かって動くときダイが該リリースペグに向かって移動することにより、リリースペグがダイの開口に入り込んで開口内に残った如何なる押し潰された容器でも押し出す請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
押し潰されている容器をダイとパンチとの間で保持するための保持壁を具えている前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項６】
使用者が押し潰されるべき容器をパンチとダイとの間に挿入するための通路を提供する開閉可能なドアを具え、該ドアが保持壁を形成している請求項５に記載の装置。
【請求項７】
第２相対位置にあるときのダイの開口とパンチとの間の環状ギャップが５ｍｍと１５ｍｍとの間である前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項８】
前記環状ギャップが５ｍｍと１０ｍｍとの間である請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記環状ギャップが１０ｍｍと１５ｍｍとの間である請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記開口の直径が３０ｍｍから８０ｍｍである請求項７、８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
前記開口の直径が５０ｍｍから７０ｍｍである請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
ダイの開口がパンチに面している丸められた形状の縁部を有する前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項１３】
前記環状ギャップが、パンチが開口に入り込む方向に下向きに細くなっている前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項１４】
前記開口の直径が、パンチが開口に入り込む方向に下向きに細くなっている請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
パンチの直径が、開口に入り込むパンチの端部に向かって細くなっている請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
パンチ及びダイの開口の断面が円形である前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項１７】
パンチ及びダイの開口の断面が略四角形である請求項１乃至１５の何れか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記四角形の断面が丸められた角を有している請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
ダイの開口の周囲に拡がるダイの表面に、該表面上に設置された容器のベースを保持するための成形部が形成されている前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項２０】
引き込み式ガイドペグが放射状に延在する複数の引き込み式容器接触バーを支持している前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項２１】
第２相対位置への移動を検出するための検出器と、最初に第１相対位置から第２相対位置に向けての移動を引き起こし、ダイ及びパンチが第２相対位置にあることを検出器が検出した後に該相対移動を逆転させることができる制御器とを移動手段が具えている前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項２２】
ダイ内の所定距離まで材料が貫通したことを検出器が検出できる請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記検出器が、ダイの開口を横切ってビームを向けて該ビームの障害を検出する光検出器である請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
パンチに対するガイドペグの位置を感知するための手段と、ダイとパンチとが所定距離より更に離れているときにガイドペグが引き込まれていれば、第２相対位置に達する前に相対移動を逆転させるための手段とを具えている請求項２１、２２又は２３に記載の装置。
【請求項２５】
パンチとダイとが互いに近接しているとき、第１相対位置と第２相対位置との中間にある第３相対位置を感知するための第１センサと、第１相対位置と第３相対位置との中間にある第４相対位置を感知するための第２センサとを具え、前記制御器は、第４相対位置が感知される前にガイドペグが引き込まれていれば、第３相対位置が感知されたときに移動の方向を逆転させることができる請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記制御器を選択的に制御して、ダイとパンチとの間に容器が設置される前に、第１相対位置と第２相対位置との中間の保持位置への相対移動を引き起こすための手段と、その後、該保持位置から第２相対位置への相対移動を引き起こすための手段とを具えている請求項２１乃至２５の何れか１項に記載の装置。
【請求項２７】
パンチがばね付き引き込み可能容器リリースプレートを通って突出する前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項２８】
リリースプレートが、パンチのスロットを通って突出する１以上のアームで支持されている請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
リリースプレートが、パンチに実質的に平行に伸びる１以上のアームで支持されている請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
ダイとパンチとを繋いでいるワイヤが接続されている複数のウィンチを駆動する少なくとも１つの電気モータを移動手段が具え、ウィンチの回転によってダイとパンチとの間の相対移動が引き起こされる前記何れかの請求項に記載の装置。
【請求項３１】
それぞれのワイヤによってダイ又はパンチの何れかの移動可能運搬装置にそれぞれ接続された４つのウィンチを１つのモータが駆動し、各ワイヤは、それぞれのウィンチから運搬装置に支持されたプーリを回ってウィンチ近傍の支持体まで伸びている請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
少なくとも２本のワイヤを相互接続し、両ワイヤを支持体に対して移動可能として該ワイヤにかかる負荷の釣合いをとる請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
相互接続された２本のワイヤが比較的大きな半径の表面の周囲を自由に伸びるループを形成することにより、ワイヤがその表面に対して摺動可能である請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記表面に対するワイヤのループの移動を制限するための手段が設けられた請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
運搬装置を第１相対位置の方に付勢する少なくとも１つのばねに運搬装置が接続されている請求項３１、３２、３３、又は３４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器類、例えば、プラスチック、厚紙又は軽金属から形成された飲料又は食料容器を押し潰すための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの割合の家庭廃棄物が、食料及び飲料容器の形をしている。例えばポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)等のプラスチック材料から製造された液体容器の使用が増加している結果として、この割合は著しく増加してきている。このような容器は非常に軽量ではあるが、空であっても相当なスペースを占める。家庭廃棄物処理場で他の廃棄物と共にこのような容器を小型化することが可能であり、収集場所から家庭廃棄物処理場への輸送中に水圧破砕装置を内蔵している廃棄物収集トラックにおいて廃棄物を小型化することも可能である。しかしながら、使い捨て容器を効率よく押し潰すための満足できる手段が家庭内にはない。
【０００３】
押し潰された金属製容器は、一般的に押し潰されたときの形状を保つ。残念なことに、ＰＥＴのような材料から作製された容器は、容易に押し潰せるが押圧力を除去すると簡単に元に近い形状に戻るので、このような容器を単に押し潰すだけでは効果的でない。
【０００４】
非金属製容器を押し潰すために多くの提案がなされてきた。これらは一般的に、押し潰されるべき容器が押圧力を解除したときに元の形状に戻らないような物性を有する温度に該容器を加熱することに依存している。例えば、公開された国際特許出願ＷＯ００／２１７２５は、まずボトルを少量の蒸気で満たし、その後比較的小さな力を手で加えることによって熱可塑性材料のボトルを押し潰すための装置を記載している。使用者が加熱されたボトルと接触するのを避けるため、着脱可能な保持容器が装置の下に設けられ、その中へボトルが押圧される。しかしながら、この保持容器は、押し潰し過程自体では何らの役割をも果たさず、押し潰されたボトルを安全な方法で保管するに過ぎない。
【０００５】
上述の公開された特許出願は、押し潰されるべき容器を加熱することに依存している装置において生じる安全性の問題に具体的に言及している。しかしながら、押し潰し過程を容易にするために熱を用いることで、大きなエネルギー入力と遅延時間とが必要になることを考えれば、更に不都合な点が生じる。結果として、加熱に依存する装置は好まれていない。
ＤＥ２４１４０２は、ダイとラムとを用いてプラスチックボトルの容積を減らすための方法及び装置を記載している。圧縮段階の後、ダイに設けられた開口を通してボトルが押し出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上に概説した問題を防ぐこと、又は緩和することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、開口を形成しているダイと、パンチと、押し潰されるべき容器を間に設置可能にダイとパンチとの間隔が空いている第１相対位置とパンチがダイの開口内に伸びてパンチとダイの開口との間に環状ギャップを形成する第２相対位置との間でダイとパンチとを互いに相対移動させるための手段とを具え、ダイとパンチとの第２相対位置への移動の結果として間で押し潰された容器が少なくとも部分的に環状ギャップ内に押し込まれて変形するように構成されている容器押し潰し用装置が提供される。
【０００８】
押し潰されたボトルが環状ギャップ内に押し込まれて変形している結果として、押し潰された容器の構造に十分な塑性変形が生じ、押圧力を除去したときに押し潰された容器が大きく元に戻らないようになっている。熱を必要としないので、加熱に依存している先行技術の装置に関連した安全性及びエネルギー消費の問題が避けられる。必要な程度の塑性変形を得るには十分な力を容器に加えなければならないが、その力は比較的簡易な部品を用いて与えることができる。
【０００９】
好ましくは、パンチはフレームに固定して取り付けられ、例えばパンチが下方に伸びている状態でパンチを装置の上部に配置し、ダイをパンチの下で垂直に移動させることによって、フレーム及びパンチに対してダイが相対移動可能である。フレームは、固定して取り付けられたリリースペグを支持することもでき、ダイがパンチから離れて下方に動くときダイがリリースペグに向かって移動する。該リリースペグは、ダイの開口に入り込んで開口内に残った如何なる押し潰された容器でも押し出すように位置している。
【００１０】
パンチとダイとの間に形成された空間の周囲に延在する複数の保持壁によって、押し潰されるべき容器を保持してもよい。押し潰されるべき容器を使用者が挿入するための通路及び押し潰された容器を使用者が除去するための通路を提供する開閉可能なドアによってこれらの壁の１つを形成してもよい。適切なインターロックを設け、これによってドアが開いた状態で装置が動作することを防ぐことが可能である。
【００１１】
パンチがダイの開口内に伸びているときにパンチとその開口との間に形成される環状ギャップは、５ｍｍと１５ｍｍとの間、例えば５ｍｍと１０ｍｍとの間、又は１０ｍｍと１５ｍｍとの間とすることができる。開口自体は、３０ｍｍから８０ｍｍまで、例えば５０ｍｍと７０ｍｍとの間の内径を有するとよい。ギャップ及びダイの大きさは、押し潰されるべき容器の大きさ及び材質にある程度応じることとする。
【００１２】
パンチに面しているダイの開口縁部は、容器を形成している材料が環状ギャップ内に引き込まれるのを容易にする様、好ましくは丸められた形状である。例えば開口が下向きに細くなっていたり、パンチが下向きに細くなっていたり、又はパンチと開口との両方が下向きに細くなっていたりする結果として、環状ギャップは、パンチが開口に入り込む方向に下向きに細くなっていてもよい。パンチ及びダイの開口は、断面が円形であってもよく、或いは断面を略四角形とすることも可能であり、その四角形は好ましくは丸められた角を有している。
【００１３】
押し潰されるべき容器のベースを保持する助けとなる様、ダイの開口の周囲に拡がるダイの表面に、代表的な容器のベースの寸法に合わせた成形部を形成してもよい。
【００１４】
容器がパンチに対して側方に移動する傾向を阻止するため、押し潰されるべき容器内に挿入することができ、ダイ及びパンチが第２相対位置へと動くときに引き込まれる引き込み式ガイドペグをパンチが支持することもできる。該引き込み式ガイドペグは、放射状に延在する複数の引き込み式容器保持バーを支持することもできる。パンチに対するガイドペグの位置は感知することができ、感知されたガイドペグの相対位置に基づいてパンチとダイとの間の相対的な動きを制御することができる。例えば、押し潰し過程の始めでペグが少なくとも部分的に引き込まれていれば、パンチが開口に入り込まないように装置を制御することができる。このような構成であれば、例えば引き込み式ガイドペグを受け止められないであろう中心からはずれた開口を有する金属缶を押し潰そうとした場合、缶を著しく押し潰すことが可能であるがダイの開口に無理に押し込むことのないポイントまで缶の押し潰しが続けられる。装置の適切な制御を可能にするため、適切な相対位置検出器、例えばダイ内の所定深さまでパンチが貫通したことを検出する検出器を設けてもよい。
【００１５】
第１相対位置にあるときのダイとパンチとの間隔は、国内情況において普通に見られる最も大きな容器を収容するのに必要な大きさであればよい。押し潰されるべき容器を挿入する前に中間保持位置までダイ及びパンチを移動可能として、比較的小さな容器の取扱いをより効率的にすることもできる。
【００１６】
パンチ及びダイは、ダイとパンチとを繋いでいるワイヤが接続されている一連のウィンチを駆動する少なくとも１つの電気モータによって相対的に移動可能である。それぞれのワイヤによってダイ又はパンチの何れかの移動可能運搬装置にそれぞれ接続された４つのウィンチを１つのモータで駆動してもよく、ここで各ワイヤは、それぞれのウィンチから運搬装置に支持されたプーリを回ってウィンチ近傍の支持体まで伸びている。このような構成で、各ワイヤの最大張力が半減する。ワイヤにおける張力の釣合いをとるため、少なくとも２本のワイヤを相互接続し、支持体に対して移動可能にする。例えば、相互接続された該２本のワイヤで、比較的大きな半径の表面の周囲を自由に伸びるループを形成して、ワイヤをその表面に対して摺動可能とすることもできる。支持表面に対する中央位置に向けてワイヤのループをばね付勢してもよく、適切な機械装置によって、ループが支持体に対して過剰に移動するのを防いでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を参照して本発明の実施形態を実施例により説明する。
図面の図１乃至５に関して、図示したアセンブリは、使用にあたっては勿論、押し潰し装置を利用するために開くドアを含む適切なケーシング内に収納されている。動作構成要素の機能を説明するという目的のため、図面からケーシングを省略してこれらの構成要素を露出させた。
【００１８】
本装置は、外側ケーシング(図示省略)内に配置されたフレームワークを具え、このフレームワークは、カバープレート３及びベースプレート(図示省略)によって繋がれた２枚のメインサイドプレート１、２を具えている。垂直に伸びる４本のロッドがカバープレート３とベースとを結合しており、これらのロッドの３本を図１の参照符号４、５及び６で示している。４本目のロッド７は、図１では見られないが、例えば図３及び４に示している。一対の内側サイドプレート８及び９が、メインサイドプレート１及び２に平行に伸びている。
【００１９】
パンチ10がカバープレート３から下方に突出しており、引き込み式ガイドペグ11を支持している。パンチ10は所定の位置に固定されているが、ガイドペグ11は、パンチ10内に設けられたばね(図示省略)による付勢力に抗して押し上げられると、パンチ内に引き込まれる。
【００２０】
運搬装置に形成された断面四角形のダイ12は、パンチ10の下を垂直に移動可能であり、該ダイ12は、プレート８及び９の側縁を走る４つのローラ13を支持している。図３から最もよく理解できるように、ダイ12には、パンチ10と一直線であり、丸められた上向きの縁部を有する開口14が形成されている。開口の上縁の周囲に配置された表面成形部15によって、標準的な寸法の容器のベースを受け止めることができる四角形及び円形の輪郭をした部分が形成されている。
【００２１】
ダイ12は、ベース(図示省略)の方に下がっているためにパンチから間隔が空いている位置から、図１に示す中間位置まで、更には引き込み式ガイドペグ11が前記開口に入り込んでいるのが見える図４に示す中間位置まで、そして更にはパンチ10が前記開口に入り込んでいるのが見える図３に示す中間位置まで垂直に移動可能である。図示省略しているが、パンチ10の下面がダイ12の上面の４０ｍｍ下になるポイントまでダイ12を持ち上げることが可能である。図示した例においては、パンチ10が実質的に円筒状であると共に、開口14の主壁も円筒状であり、パンチ及び開口の壁は、パンチが開口内に完全に挿入されたとき、その間に均一な幅の環状ギャップを形成する。
【００２２】
図示省略しているが、ベースは、開口14と一直線であるリリースペグを支持しており、ダイ12が完全に下がっているとき、開口内の如何なる押し潰された容器でも取り除けるように開口を通って該ペグが上方に突出している。
【００２３】
使用にあたっては、ダイ12をベースの方に下げる。外側ケーシング(図示省略)のドアを開けて、押し潰されるべき容器をダイ12上に設置する。一般的に該容器には、引き込み式ガイドペグ11を受け入れる開口ネックが形成されているであろう。そしてケーシングのドアを閉めてダイ12を上げる。ダイ12が上がるにつれて、引き込み式ガイドペグがパンチ10内に押し戻されるポイントまで容器が徐々に潰される。更にダイ12を上げていくと、パンチが開口14に入り込む。こうして、押し潰された容器の胴体がパンチ10とダイ12との間のギャップに押し込まれ、容器の胴体が確実に十分塑性変形するので、容器は押し潰し装置から除去された後も押し潰された状態を保つ。パンチの外表面とダイの内表面との間のギャップが５ｍｍと１０ｍｍとの間である場合のパンチとダイとの組み合わせでよい結果が得られることが分かっている。
【００２４】
ダイがパンチに向かって上がっているとき、ダイを持ち上げるのに必要な力は、パンチがちょうど開口14に入り込もうとしているときに最大まで達する。パンチとダイとの間の径方向のギャップ内にパンチが容器材料を引き込むのはこのポイントである。図３に示す如く開口の上縁を丸めることで、必要とされる最大の力が小さくなる。
【００２５】
パンチとダイの開口との間のギャップの径方向幅が大きくなるにつれて、そのギャップ内に容器材料を押し込むのに必要な負荷は小さくなる。しかしながら、ギャップが広過ぎれば、容器材料が十分に変形せず、解放されたときの跳ね返りが防止されない。しかしながら、パンチがダイ内に挿入される方向に下向きにギャップの径方向幅を細くすれば、最大の力を最適化することが可能である。図示した実施形態においてはこのように徐々に細くしたものを省略している。ダイの開口若しくはパンチの何れか、又は両方を徐々に細くすることによって、ギャップを徐々に細くすることが可能である。このようにすることで、容器材料の所定の変形を得るのに必要な最大の力を小さくすることが可能である。
【００２６】
パンチとダイとの間のギャップを徐々に細くすることで、パンチをダイから引き戻すのに必要な力も小さくなる。又、押し潰しサイクルの完了後、押し潰された容器を除去するのに必要な力も小さくなる。通常、パンチをダイよりも細くすれば、ダイがパンチから離れて引き下げられるとき、圧縮物がダイから離脱してパンチに付着したままにならず常にダイに残る。ダイが下降を続けると、上方に伸びるリリースペグ(図示省略)によって押し潰された容器がダイの開口から押し出されるので、これは好ましいことである。
【００２７】
図示した実施形態において、パンチ及びダイは水平断面において円形の断面を有している。しかしながら、他の構成が可能である。例えば、パンチとダイとを両方とも、四角形又は丸められた角を有する四角形とすることもできる。
【００２８】
図示した実施形態においてはダイの開口の上縁を囲む成形部15を凹部として示しているが、これらの成形部をダイの上面に突出する突起とすることも可能であるということが理解されよう。又、固い表面被覆を有する材料からダイを作製して、磨耗及び摩擦を減らす必要があるということも理解されるであろう。
【００２９】
引き込み式ガイドペグ11は普通、例えば図１に示す位置にあるが、パンチがダイに入り込んだときには完全に引き込まれる。従って、図３には引き込み式ペグ11が示されていない。ペグ11は押し潰し動作の間３つの機能を発揮する。第１に、押し潰されるべき容器のネックの中へ伸びるような位置にある場合、常に軸方向に圧縮できる様、容器を維持し、横向きに潰れたりパンチに対して滑ったりすることを防止している。第２に、ペグは、容器の長さの途中まで下りて容器を支持するような長さである。ポリエチレンミルクボトルのような非対称の容器の場合において、ペグは、このような容器に一般にモールドされている取っ手などの部分が最初に潰れ、容器が軸方向に潰れずに半分に折れてしまうことを防止している。もし容器が半分に折れたら、上端と底とが拘束された状態で容器がダイの片方に押される傾向があり、圧縮中に不均等な負荷を与えてしまう。第３に、パンチがダイと同一平面になるまでペグは低い位置を保ち、これによって押し潰し過程の終了間際まで横向きの拘束が維持されることになる。
【００３０】
押し潰されるべき容器には、押し潰された後に元に戻らないためダイ内に押し込む必要のない材料から製造されているものもある。金属飲料缶や厚紙のパックがこのような容器の例である。使用者が、ガイドペグが容器内部に伸びている状態に容器を置かずにガイドペグの端部を容器の上向きの端部上に置いておけば、ダイ内に容器材料を押し込むことなく、このような容器についても本装置を用いることができる。ガイドペグがこのような位置にあれば、前記容器の上向きの端部がダイ上でパンチの下端と同じ高さまで上がり次第、ガイドペグはパンチ内に完全に引き込まれる。ペグ11による通常のガイドがなくても、缶の押し潰しは続けられる。ダイに対する引き込み式ペグ11の位置は感知され、ダイがパンチ10の下端部と同じ高さになるよりも前にペグが引き込まれている場合、パンチ10が開口14に入り込む前にダイ12の上昇を停止させるように動作する様、本機を構成することが可能である。こうすることで、例えば強い金属缶をダイ内に押し込もうとして損傷が生じる危険が回避される。勿論、押し潰し機構にとって強過ぎる物体を押し潰そうとした場合に損傷を防止するための代替装置を設けることも可能であろう。例えば、ダイ12を上昇させるのに用いる駆動モータを、機械的限界を超える前に停止する様、構成することも可能であり、このときは、熱又は電流感知スイッチがモータに対する電力の供給を中断するための機構を提供する。
【００３１】
押し潰されるべき容器を支持するための装置を更に設けてもよい。このような更なる支持体は、特にポリエチレンボトルに有用である。複数の簡易な壁(図示省略)によってこのような支持体を設け、これらの壁の１つを、上述したアクセスドアの内表面によって形成することも可能である。
【００３２】
圧縮中、比較的大きくパンチに付着しがちな深いカップ状の二重壁構造を形成しながらパンチの方に巻き上がる傾向を有する容器もある。このようなことが起こるのを防止するため、パンチ10の軸方向スロットを通ってペグ11から放射状に外向きに伸びる複数のサイドバーを引き込み式ペグ11に付加することも可能である。これらのバーがあれば、押し潰されている容器の材料がパンチの外側に乗り上げることを防止するのに役立つであろう。圧縮過程の最終段階になれば、ガイドペグのベースにかかる圧力又はダイ(若しくはダイの上面を取り囲んでいる押し潰された材料)から放射状バーにかかる圧力の何れかによって、ガイドペグはその引き込み位置まで押し上げられるであろう。放射状バーをガイドペグ11に取り付ける代わりに、放射状バーをパンチ10に独立してばね取付けすることも可能である。こうすれば、ペグ11と比較して放射状バーを比較的固くすることが可能となるので、放射状バーがあまり容易に歪むことがないであろう。
【００３３】
位置を固定したパンチ10と、該パンチまで上に動くダイ12とを有することの利点は、押し潰されている容器と該容器が接触している側壁との間の摩擦によって、容器材料がパンチに巻き付かずにダイの方へ動く様、促されるということである。
【００３４】
次に、ダイをパンチの方に持ち上げるために上述の実施形態において用いた機構について説明する。図４に示すモータ16はメイン駆動ギア17を駆動し、これが次にはシャフト18を駆動する。シャフト18は、アセンブリの片側に取り付けられた複数のギア19を駆動し、これらのギアが次にはそれぞれのスプール20を駆動する。ギア17に対するシャフト18の他端は、対応する一組のギアと一対のスプール21とを駆動するが、図４においてはスプール21の１つだけが示されている。
【００３５】
スプール20及び21は全て、１つのモータ16によってこのように同時に駆動される。各スプールはそれぞれのワイヤの一端に接続されている。ワイヤは各スプールから下方にそれぞれのローラ13の周囲を伸びて、カバープレート３の下の固定ポイント(図示省略)まで上に戻ってくる。ワイヤの一部22を図２に示す。このようにローラ13がプーリブロックとして作用するので、固定負荷に対してダイを引き上げるのに各ワイヤにおいて必要な張力が半分になる。実際、ワイヤの８つの異なる長さの間で全負荷が分かれるので、全てのワイヤに等しく負荷がかかれば、各ワイヤの負荷はダイ12にかかる全垂直負荷の８分の１になる。
【００３６】
ダイ12に接続された４つのウィンチシステムの間の負荷配分を略同等とすることが望ましい。上述の実施形態において、４本のワイヤはそれぞれ関連するスプール20又は21から離れた端部で独立して固定されているが、機械の片側の２本のワイヤ(例えばスプール20に接続されたもの)を独立して固定して機械のフレームワークに接続することも可能である。機械の他方では、フレームワークの上端に例えばモールドすることが可能な比較的大きな半径の摺動面の周囲を伸びるループを形成するように２本のワイヤを相互に接続することも可能である。こうすれば、ダイ12を僅かに傾けてワイヤにおける張力を均一にできるようにワイヤのループを動かすことが可能となる。過剰に傾くのを防止するため、中央の「正常」位置の方に付勢してばね取付けされた部品にワイヤのループを接続することも可能であり、又、ワイヤのループが適切な限界を超えて移動することを単に防止することも可能である。例えば、最初の組み立ての後に間隔の空いた隣接部間に保持したピンチボルトでワイヤのループを固定して、４つ全てのウィンチシステムの間で負荷が均一に分配されるまでダイが傾く様、ダイの中央に圧力をかけることを可能にすることもできる。そしてピンチボルトはワイヤに留められる。必然的に公差が生じるにも拘らず、所定の方法で終端処理したワイヤを用いて、こうして容易にシステムの使用の準備ができる。
【００３７】
スプール20(スプール21と同一である)の性質は、図５から最もよく理解することができる。各スプールは、ワイヤの径に合う溝をその表面に有し、ワイヤを重ねて巻かないようにしている。スプールの径は一定ではない。これによって、ウィンチシステムは、スプールを駆動するギアにかかる負荷とウィンチワイヤにかかる負荷との間で変動する機械的倍率を有することが可能である。上述の如く、使用中に最大負荷が必要となるのは大抵、パンチによって材料がダイ内に引き下ろされる押し潰し動作の最後である。この最大負荷は、押し潰し過程の最初に必要とされる負荷よりも大きくなり、半トンにまでなることもある。サイクルの始めの機械的倍率が低く、サイクルの終わりの機械的倍率が高いシステムを有することで、モータからスプールまでのギア比を確実に最小限にでき、所定の大きさのモータについてのサイクル時間が速くなり、モータの大きさ、従って価格が最小限になる。通常、300ワットだけ伝えるモータは、スプール20の適切な寸法決定によって、半トンのピーク負荷と約８秒のサイクル時間を発生させることができる。不測の巻き違いを防止する様、フレームワーク(図示省略)における合わせ面に対してワイヤを実際に捕らえるためにスプールの表面における溝を用いることも可能である。
【００３８】
図示したウィンチ装置はダイを上げることのみ可能である。しかしながら、押し潰し動作の完了後にダイを下げるための何らかの装置も加えて設ける必要がある。簡易なばね装置を用いてこれを得ることも可能であるが、より信頼できる方法は、ダイを上げるのに用いたものと同様のウィンチシステムを設けてダイを再度引き下げることであろう。往復ウィンチ装置であればあまり負荷がかからないので、機械の片側につき１つのスプールで十分である。この１つのスプールは、図４に示すギア列によって駆動すれば、シャフト間のギア比が約１：３となるので、ダイを上げるのに用いた巻き上げスプールの径の３分の１とすることができる。このはるかに小さなスプールであれば、メイン巻き上げスプール20又は21の間のスペース内に嵌まるであろう。
【００３９】
シャフト18のギア23は、両対の巻き上げスプールを同じギア比で駆動する。両対のスプール20、21間にギア23を配置することで、ギアの両側の歯からの負荷のバランスがある程度とられるので、ギア23が取り付けられたシャフト18にかかる合力が大きくねじれ、シャフトを支持しているベアリングに伝達されない。これによってシャフト18を比較的小さくすることができるので有意義であり、シャフト及びベアリングが比較的安価になる。又、機械全体の深さを増したり４つのメイン巻き上げスプールの大きさを縮小したりすることなく、上述の小さなダイ往復スプールをシャフトに取り付けることも可能となる。
【００４０】
ギア17は、シャフト18を中心に回転するギア23と、スプール20、21に取り付けられたギア19と同じ大きさの歯を有する。従って、ギア17が４つのスプールを全て駆動するが、好都合なことに異なるギアの組の間で約４：１の機械的減速がある。このことは、ギアの歯にかかる負荷は等しく、他よりも負荷のかかるギアが特にないということを意味する。ギア列をモータに向けて下に動かすと、モータ自体に届くまでギアは徐々に歯が小さくなると共に小さくなっていく。図示したモータは、フレームから横に突出する距離を最小限にする様、ギア列に垂直に取り付けられている。しかしながら、異なるモータ設計を用いることも可能であり、理想的にはモータは、そのシャフトをギアのシャフトに平行に取り付けた「パンケーキ」設計であろう。こうすれば、ベベルギア(図示省略)を設ける必要がないので、ギア列はより静かで効率的になる。又、モータサポートを余分に設ける必要性もなくなる。
【００４１】
適切なインターロックを設け、これによって、危険な方法、例えばドアが開いた状態で機械が動作することを防止することも可能であり、又、従来の方法で適切な制御スイッチを設けてもよいということが理解されるであろう。
【００４２】
本発明の図示した実施形態において、ダイ及びパンチは、押し潰されるべき容器が部分的にのみダイ内に押し込まれるような大きさになっており、押し潰された容器は、ダイとパンチとが動いて離れた後にダイからパンチの方に押し出される。しかしながら、ダイ及びパンチは、押し潰されるべき容器がダイ内に押し込まれてからダイを通過していくような寸法とすることも可能であるということが理解されるであろう。押し潰された容器がダイを通過した後に自動的に落ちるごみ箱の上に装置を取り付けた場合、これは特に魅力的な選択であろう。例えば、ごみ箱の上の壁に、ごみ箱の上の加工面に、或いは自立するごみ箱の上部に装置を取り付けることも可能である。
【００４３】
ある状況、例えばファーストフード店舗においては、周知の一様な大きさ及び形状の大量の容器を処分する必要がある。このような状況においては、装置のダイ及びパンチの大きさ及び形状を押し潰されるべき容器の前記周知の大きさ及び形状に合わせることも可能である。従って、大きなごみ箱に専用の装置を組み込んで、押し潰された容器を保存するのに必要なスペースをこれによって大幅に減らすことも可能である。
【００４４】
図６及び７に関して、本発明の第２実施形態を図示している。多くの点において、この第２実施形態は、図１乃至５に示した第１実施形態と共通の特徴を有している。従って、第２実施形態の詳細ではなく２つの実施形態の間の差異に集中して図６乃至１３を説明する。
【００４５】
第２実施形態はベースプレート24を具え、該ベースプレート24から２つの金属組立て部品25が垂直に上方に伸びている。組立て部品25の上端は、電気モータ27によって駆動されるウィンチアセンブリを支持している上プレート26に係合している。ダイ運搬装置28は、組立て部品25の縁部と係合しているローラ29で動く。
【００４６】
モータ27はウォームギア30を駆動し、該ウォームギア30が次には、シャフト32間を伸びるシャフト31を駆動する。シャフト31はその両端でギア33を有し、ギア33は、シャフト32に設けられたギア34と噛み合っている。
【００４７】
パンチ35がダイ運搬装置に向かって下方に伸び、ガイドペグ36を支持している。押し潰し容器リリースプレート37が、該プレート37を通ってパンチ35が突出するように配置されている。リリースプレート37は、パンチ35に平行に伸びるアーム38に取り付けられている。
【００４８】
例えばプラスチックボトルを、ガイドペグ36が該ボトルのネックの中に伸びている状態でダイ運搬装置28上に設置し、そしてダイ運搬装置28を上げると、ボトルは変形してダイ内へ押し下げられると共にある程度までパンチ35の周囲に押し上げられることになる。押し潰された容器がパンチ35の周囲に外れないくらいに噛み合いがちでも、このような傾向は弾性リリースプレート37によって阻止される。図６及び７に示した実施形態の場合においてはベース24上にリリースペグを設けていないが、このようなリリースペグを設け、図１乃至５の実施形態の場合において述べた如く押し潰された容器をダイ内から押し出すことも可能である。
【００４９】
図８に関して、これは、図６及び７に示したリリースプレート装置の構成要素を示している。パンチ35は中空の構成で、ガイドペグ36はその中を移動可能である。ガイドペグ36はばね仕掛けではなく、パンチ35に内蔵されたアセンブリ39内を単に摺動可能なものである。リリースプレート37を支えるアーム38(図７)は、図８の断面図においては見られない。ばね40が図８に示す如くピストン41を下方に付勢し、該ピストンの上部42からアーム38(図８では省略)が伸びてリリースプレート37を支持している。図８に示した装置によれば、パンチ35の外表面にスロットを設ける必要がない。押し潰された容器がパンチ35に引っ掛かってしまう危険性を軽減するためにこのようなスロットを全く有さないことが好ましい。
【００５０】
例えば弾性ゴム(図示省略)の適切な環状シールを中空パンチ35の中及びペグ36の周囲に設け、これによって流体がパンチに入るのを防止することも可能である。ガイドペグ36を低位置までばね付勢し、ガイドペグが押し潰されるべき容器との係合によって下方に伸びることを妨げられていないときにシール栓がそうすることを妨げないようにすることも適切である。
【００５１】
次に図９に関して、これは、パンチ35と、リリースプレート37と、リリースプレート37を支持してパンチ35に平行に伸びるアーム38とを示している。ギア33及び34も示す。ギア34は、ウィンチ43を含むアセンブリの一体部分である。ギア及びウィンチアセンブリ34、43を図１０により詳細に示す。ワイヤケーブル(図示省略)が、ウィンチ43の周囲と下方のそれぞれのローラ29(図７参照)とに巻かれ、上プレート26に戻ってくることになる。従って、シャフト31の回転によりギア34が回転し、これによって４つのウィンチ43が回転してダイ運搬装置28を引き上げることになる。４つのスプリングスプールアセンブリ44を図７に示しており、これらのスプリングアセンブリをそれぞれ、その周囲にスプリングストリップを巻いた状態で示しているが、使用にあたっては、これらのスプリングストリップは上方に伸び、ローラ29が取り付けられているピンの端部に係合する。従って、サポートケーブルがウィンチ43から繰り出されたとき、ダイはその最低位置まで確実に戻る。
【００５２】
図１１は、ローラ29を示すダイ運搬装置28の下面図である。運搬装置28には、光学送信器46及び光学受信器47をそれぞれ受け止めることを目的とした２つの凹部45が形成されている。送信器からの光は、運搬装置28に形成されている図示した溝を抜けて送信器と受信器との間を通過することになる。このように、送信器46と受信器47との間で光ビームが発生するが、これはダイの開口の底端部に存在する不透明材料によって遮られることになる。これを用いて、パンチ又はパンチによって押し下げられた材料の何れかがダイの開口の底に達した位置までダイがいつ移動したかを検知する。金属製組立て部品25(図６及び７)の１つの近傍でループを形成するフレキシブルケーブルによって光学装置を制御回路(図１１では省略)に接続してもよい。
【００５３】
次に図１２に関して、これは、図６及び７に示した装置の動作を制御するための１つの制御回路の構成部品を示している。ダイスイッチ48は、図１１を参照して説明した光検出器に対応している。上フレームスイッチ49は、ダイの上縁がパンチ35の下端の真下にある、組立て部品25上の位置に運搬装置28がいつ達したかを検知するために設けられる。例えば金属缶をダイ内に押し込もうとすることは望ましくないので、このような缶を押し潰すときには後述の如くこの上フレームスイッチ位置でダイ運搬装置28の上方への動きを停止させることが望ましい。下フレームスイッチは、ダイの上縁がガイドペグ36の下端の下にある中間位置にダイ運搬装置28が達したことを感知する。この位置では、ガイドペグが例えばプラスチックボトルのネックの中から胴体の長さまで下に伸びているとすれば、ガイドペグは上方に移動していないが、ガイドペグ26が例えば金属缶の上端に置かれていれば、ガイドペグは引き込まれているということになる。ペグスイッチ51は、いつガイドペグ36がパンチ35に対して上方に押されたかを示す。
【００５４】
下フレームスイッチ50及びペグスイッチ51の出力を見ることによって、ダイ上に設置された容器の種類を予想することが可能である。ガイドペグ36が容器の口の中へ自由に伸びていれば、その容器のベースがペグに接触するまでペグ36が押し上げられることがなく、この時点でダイ運搬装置28が下フレームスイッチの上になる。一方、ガイドペグ36が容器の上端に置かれていれば、ガイドペグは下フレームスイッチ50が作動する前に作動することになる。ドア閉スイッチ52は、ドア(図示省略)を閉めないうちにダイ運搬装置28が移動することを単に防止してパンチ36とダイ運搬装置28との間のスペースに手が届くことを防止するために設けられ、ベーススイッチ53は、ダイ運搬装置28が戻ってきてベース24(図６)上に置かれていることを示す。
【００５５】
制御ロジック54は、６つのスイッチ48乃至53の出力に応答し、電源56による駆動モータ55の通電を制御する。スタートボタン57の作動によって動作が開始される。比較的小さな容器を押し潰したい場合、ダイ運搬装置を中間位置(例えば図６及び７に示した位置)まで上げることになるボタン58を更に作動させてもよい。ダイはそしてその位置に保持され、ドアを開けて前記比較的小さな容器をダイ運搬装置28上に挿入することが可能となる。いったんドアを閉めると、スイッチ57を作動させることによってダイ運搬装置28の上方移動を再開することが可能である。
【００５６】
図１３に関して、これは、下フレームスイッチ50及びペグスイッチ51の作動に対する制御ロジックの応答を示している。スタートボタン57が押下されると、駆動モータが起動され、ダイ運搬装置28がベース24(図６)上に置かれている初期位置から上方に移動を始めることになる。下フレームスイッチ50及びペグスイッチ51の出力は監視される。下フレームスイッチの前にペグスイッチが作動すれば、上フレームスイッチ49が作動するとすぐにモータが逆転するので、本機構が例えば金属缶をダイ内に押し込もうとすることはない。一方、ペグスイッチの前に下フレームスイッチが作動すれば、ダイスイッチ48が作動するまでモータはダイ運搬装置28を上方駆動し続け、この時点でモータが逆転する。このように、本機構の動作は、ガイドペグ36が押し潰されるべき容器内に自由に伸びているか否かを考慮に入れて自動的に修正される。モータが逆転した後、ダイ運搬装置28がそのベース24上のスタート地点に戻るまでモータは運転を継続し、スタート地点に戻ったことはベーススイッチ53によって示される。
【００５７】
図１２に示したような一連の３つのスイッチ49、50及び53に依存してダイ位置を判断するのではなく、リニアトランスデューサによってダイの位置を感知することも可能であり、リニアトランスデューサであれば、ダイがいつ３つの位置の１つにあるかを単に出力するのではなく、連続的にダイ位置を示すことができる。この方が、例えば１つのスイッチの不具合の結果としてコントローラシステムに故障が生じても検知するのが容易であろう。
【００５８】
ローラ29は、組立て部品25の適切に成形された表面上を直接移動することもできるが、組立て部品に固定された例えばプラスチックの突出部上を移動することも可能である。ウィンチ43によって支持されたケーブル(図示省略)の端部は、単に折り重ねて図１０に示した適切な凹部59に入れておくことが可能である。図１乃至５の実施形態の場合と同様、ウィンチは適切に先が細くなっており、ダイを最初は比較的高速で移動させ、ダイがパンチに近づいて噛み合うにつれて速度が遅くなるようにしている。ダイサポートケーブルがウィンチ表面の適切な溝から外れてしまう危険性を軽減するため、図９に示す如く、ウィンチ43の表面近くまで延在するケーシング60を設けてもよい。
【００５９】
容器の押し潰しが容易になるので、好ましくは、図示の如く、パンチ35の底端部は比較的尖った角を形成している。縁部は、先が鋭くてもごく小さな曲率半径で湾曲していてもよい。ダイは、例えば適切な充填剤入り又はなしのアセタール等、如何なる適切な材料からでも形成することが可能である。側面組立て部品25を、その間に設置した比較的大きな容器を嵌め込むように成形し、ダイが上がるときの容器の座屈を回避する助けとしてもよい。
【００６０】
ダイを中間保持位置まで持ち上げる設備を有することで、ボトルのネックをガイドペグ36に係合させた状態で比較的小さなボトルを機構に設置することが容易となる。これは、比較的小さなボトルでも機構が完全に作動する前にガイドペグ36と適切に係合させることが可能であるということを意味する。ダイ運搬装置28を中間保持位置まで動かす機能の第２の利点は、その位置でケーシングのドアを開けてダイ運搬装置の下のスペースをきれいに拭くことが可能であるということである。
【００６１】
更に様々な特徴を制御回路に組み込んでもよい。例えば、ダイの巻き戻し移動の終わり、即ちダイがベースの方に下がった後に、ダイを再度上に引き戻すための短パルスのエネルギーをモータに供給してもよい。これによりポジティブブレーキがかけられ、ダイ運搬装置を支持するケーブルのオーバーランが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る実施形態の構成要素の上部を示す概略斜視図である。
【図２】図１の装置を更にその反対側から見た図である。
【図３】図１及び２の装置の構成要素を上から見た斜視図である。
【図４】図１乃至３に示す装置の駆動機構の詳細を示す図である。
【図５】図４に示すギア機構の詳細を説明する図である。
【図６】本発明の第２実施形態の構成要素を第１の方向から見た概略図である。
【図７】図６の実施形態を異なる方向から見た図である。
【図８】第２実施形態のパンチアセンブリの断面図である。
【図９】第２実施形態のウィンチ装置の断面図である。
【図１０】第２実施形態に組み込まれたウィンチの斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に組み込まれたダイ運搬装置を下から見た斜視図である。
【図１２】第２実施形態に組み込まれた制御回路を説明する概略図である。
【図１３】図１２に示す制御回路の動作を概略的に表わす図である。
【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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【図８】
0004557967.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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