(57)【要約】【課題】  ペットボトルの再資源化には多くの問題があり、そのリサイクルは頓挫の危機さえむかえている。ペットボトルの特性故でもあるが、その解体には多額のコストがかかりすぎる。小型で安価な解体機が随所にあれば、低コストで再資源化できる。【解決手段】  ペットボトル巻き込み用ブレードが連動する、一対の小径の回転刃の作用でペットボトルを帯状に切断し、それを回転して細断する細断用回転刃によって、ペットボトルを解体する。強度の強い底部は切り裂き、頭部は切り離す。  ペットボトル移動用容器の移動に連動する、切り裂き刃の移動により底部を切り裂き、切断用刃物によって頭部を切り落とし、上記の機構に挿入すれば、強度のある底部は強度をなくし、硬い頭部は無いので、低労力でペットボトルを解体出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸−４−を中心にペットボトル巻き込み用羽根−５−と連動する回転刃−２−を設け、固定軸−４−に固定されたカム−１３−に作用され、開閉しながら回転するペットボトル巻き込み用羽根−５−と回転刃−２−が同時に回転する。前述の機構のものが、２個一対となり、互いに逆回転し、ペットボトル巻き込みよう羽根−５−によってペットボトルを巻き込み、回転刃−２−によって帯状に切断される機構。
【請求項２】
回転する細断用回転刃−１０−と固定刃−７−とによって帯状に切断されて送りこまれたペットボトルー１−を、細断する、請求項１のペットボトル細断の機構。
【請求項３】
ペットボトル移動用容器−２６−の移動に伴い、アーム−２０−に取り付けられた、切り裂き刃−２４−がアーム押し部品−１９−の作用によって開くことにより、ペットボトル−１−の底部を切り開き、頭部（注ぎ口部）を切断用刃物−３０−によって切り取る機構を備えた請求項２の、ペットボトル細断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、固定された軸とカムの周囲を、回転する円盤状の刃と、カムによって開閉する、ペットボトル巻き込み用羽根によって、構成された物に、固定刃と細断用回転刃との組み合わせを次工程の機構とする、ペットボトルの細断機である。
【背景技術】
【０００２】  液体の容器としてのペットボトルは、大変便利なものであり、現代社会に於いては必要不可欠な物である。しかしその使用後は厄介なゴミになってしまう。ゴミ戦争のさなか、正味に比して外寸の大きい高分子化合物は、ゴミ処理問題に大きな障害になる。又、再資源化や地球温暖化の点から考えてもペットボトルの再利用は社会の大きな要望である。
ペットボトルは正味に比してその外寸が大きいばかりで無く、肉厚の厚い部分と薄い部分とをもっている。構造的にも強度の大きいところ（三次元的な角部やエンボス加工をされた所等。特に底部の三次元的な角。）がある。強度や弾力の違いが大きな障害となり、複雑で費用のかかる解体機械でペットボトルを解体することになる。多大な費用による機械、装置であるから多くの場所にはおけない。そこで少ない拠点を設け、多額の運賃をかけて運搬をする。空気を運ぶような運搬を嫌いペットボトルをつぶして多くのペットボトルを運ぶ。そこで運搬の他に、ペットボトルをつぶすという仕事が加わる。リサイクル前のペットボトルはただのゴミである。その為に多くの費用をかけるわけにはいかない。それ故にペットボトルのリサイクルは、進展しないばかりか、頓挫の危機をむかえている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  安価にして小型のペットボトル細断機が生まれれば、随所で解体されたペットボトルは、その場でゴミから資源にうまれかわる。
多大な運賃や押しつぶす労力もなく、低コストでペットボトルを再生、資源化する事により、コミ問題の解決やエネルギー危機回避、地球温暖化防止の一翼を担い得る。本発明は小型で、安直にペットボトルを解体出来る機械、機構を提供するものである。
【課題を解決する為の手段】
【０００４】  それを図面について説明すれば、固定軸−４−と、それに固定されたカム−１３−とを具備したものが一対、左右対称の二つで構成される。その固定軸−４−を中心に、ドラム−３−、回転刃−２−とを各々逆方向に回転させる。そのときドラム−３−、回転刃−２−に連動し、同一回転をするペットボトル巻き込み用羽根−５−（以後、羽根と呼ぶ。）も同時に、不動のカム−１３−の作用で、開閉しながら回転する。羽根−５−は、図１、図２に示すように、ペットボトル−１−を、巻き込む動作をする。（図３、図４も参照）。
巻き込まれたペットボトルは、回転刃−２−の回転によって、進行しながら帯状に裁断される。裁断されたペットボトル−１−はなおも進み、ガイド−９−を通過し、細断用回転刃−１０−と、固定刃−７−に到達し、進行しながら細断される。細断用回転刃−１０−は固定刃−７−とともにその機構をなし、細断用回転刃−１０−が回転することにより固定刃−７−とともにペットボトル−１−を切る。図３に示すように、細断用回転刃−１０−は、シャー角として少しテーパがついているのが望ましい。円筒状の刃物なので、その形状は螺旋になる。又その回転が回転刃−２−の回転に比して速ければ、ペットボトル−１−は細かく切断される。
一対のドラム−３−、回転刃−２−、羽根−５−、とを逆回転させるには、様々な方法が考えられるが、一例として、図１、図２に示すように、ドラム−３−によって、回転刃−２−と連動する、平歯車−６−を直接噛み合わせることにより、羽根−５−がペットボトル−１−をくわえ込む方向に回転する機構を提案する。又平歯車−６−、及び細断用回転刃−１０−の駆動については、図１の−１２−に示すように、平歯車の組み合わせによる物を一例として提案する。図２に於いては、平歯車−６−を駆動する以外の細断用回転刃の駆動は、平歯車−６−の側でも、その反対側でもよく、機械の中でも外でも良いので、図示しない。
ペットボトルは前述の如く、その構造により、解体には強度や弾力の違いが、大きな障害となる。頭部（注ぎ口部）は肉厚ゆえに切断が困難である。底部は三次元的な構造故に潰すことが困難である。
注ぎ口部については、平成１２年１１月１日に、当方が提出した、特許願、「ペットボトル頭部の、注ぎ口部分を切断する機構。」を発展させた機構を用い、頭部を切り離すことが出来る。（固定部品は要らない。）
底部を潰す力に対しての抵抗力を軽減させるには、図５、図６に示すように、ペットボトルの底部の角近辺の胴体を、一方の平面だけを残して切り裂けば、図１の−１−のような形状となり、その抵抗が大幅に軽減される。又底部が平面的で、ペットボトル本体についている為に、本体と同時に、回転刃−２−及び羽根−５−によって、一工程で切断することが出来る。底部全体を本体から切り離す必要はない。
それを図５、図６について説明すれば、ペットボトル移動用容器−２６−に入ったペットボトル−１−は、切断用刃物−３０−に向かって移動する。ペットボトル−１−の頭部（注ぎ口部）は、首部が切断用刃物−３０−を通過する際に切断される。
ペットボトル−１−の底部は切り裂き刃−２４−に到達し、切り裂き刃−２４−に突き刺される。切り裂き刃−２４−がペットボトル−１−に、ある程度突き入った時点で、アーム−２０−に、切り裂き刃物固定具−２２−によって固定された切り裂き刃−２４−は外に開きペットボトル−１−の底部を切り裂く。この間、ペットボトル−１−はなおも進行する。切り裂き刃−２４−の形状は、ペットボトル−１−を突き刺し得る程に鋭角で、開く方向に刃のついたものを要し（図５）、２枚で一対をなす。
アーム−２０−は、図５に示す形状をなし、切り裂き刃−２４−の反対側に、機械本体−８−に固定された回転軸−２３−を持つ。ペットボトル移動用容器−２６−に具備されたアーム押し部品固定具−１８−に固定したアーム押し部品−１９−（スライドするため、図に於いてはベアリングを表記している。）は、切り裂き刃−２４−がペットボトル−１−に突き刺さり、突き入った時点（図に於ける、−２１−）まで作用しない。ペットボトル移動用容器−２６−の移動に伴い、アーム押し部品−１９−の作用によって、アーム−２０−とその可動端に取り付けられた切り裂き刃−２４−は、押し広げられる。その後、ペットボトル移動用容器−２６−の移動に伴い切り裂き刃−２４−は広がる。切り裂き刃−２４−が広がり、切り裂き刃−２４−を残してアーム−２０−がペットボトル−１−の移動線の外に出た時、アーム−２０−はペットボトル−１−の移動線と平行になり、広がることを止める。ペットボトル−１−が切り裂き刃−２４−を通過すると、ペットボトル−１−は一平面のみを残して切り開かれる。この行程を経て前述の機構におくる。
ペットボトル−１−の抵抗力が大幅に軽減され、容易に細断し得る。ペットボトル移動用容器−２６−は、ペットボトル−１−を前進させるのみならず、その姿勢を安定させ、切断用刃物−３０−や切り裂き刃−２４−の力を受ける為にもある。
切り裂き刃固定具−２２−は、アーム−２０−とアーム押し部品−１９−とが干渉しあわないように設けてある。
回転刃−２−を通過しガイド−９−に入ったペットボトル−１−の後端は、進行力を失うが、次のペットボトルによって押し出される。
【発明の効果】
【０００５】  本発明は、前述の如く構成されたペットボトルの細断機であるが、羽根−５−をカム−１３−によって開閉させながら工程を行う為に、回転刃−２−の外径が小さくても、ペットボトル−１−を確実にくわえ込む。形が小さく、モーメントが小さい為、力も多くを必要としない。その為、製作費用も安価で、大変小型の機械となる。
一機あたりの制作費をおさえ、小型とし、随所にこれを設置すれば、ペットボトルの消費地の近くで解体作業を行える。細断されたゴミはその場で資源となり、容積を格段にへらした資源は運搬も容易である。
この後工程として、粉砕、洗浄を経て製品となるが、これは粉砕機、洗浄機共にいえることで、本発明が最初の工程にはなるが、本発明が小型なために、その組み合わせはその仕事に合わせて自在である。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【０００６】  本発明を実施するに於いては、本発明が機械としての態を為さねばならない。
図７によって説明すれば、機械本体−２８−に固定された切断用刃物取り付け具−２９−は、一対の回転刃−２−の中央部でのペットボトル−１−の通過を妨げず、切断用刃物−３０−をペットボトル−１−の首部を待ち受ける位置で固定する。
ペットボトル−１−を収容するペットボトル移動用容器−２６−は、ペットボトル移動用容器スライド部品−３３−を備え、機械本体−２８−に固定されたレール−２７−を移動する。図７に於いては、ベアリング−３４−がレール−２７−内を転がるという、一例を示す。ペットボトル侵入防止具−２５−は次のペットボトルが機械内に入りこむのを防止するためにある、という一例をしめす。
図５に於けるペットボトル移動用容器−２６−の、形状についてであるが、コの字型の物の外側に板状の物をあてがってあるのは、内部に空間を設け円形のペットボトルでも容器内に収容できるように考慮されたものである。（本図に於いては、２リットル用と１．５リットル用のペットボトルを想定しているが、２リットル用は角型が多く、１．５リットル用は丸型が多い。又０．５リットル用、１リットル用等、別のサイズのペットボトルもあるが、サイズに違いはあってもその機構には変わりがない。）アームの回転軸−２３−側にある折は補強として図示した。
移動しながら底部を切り裂かれ、頭部を切り離されたペットボトル−１−は、一対の回転刃−２−の中央の上部に位置した所まで移動し、その時点で回転刃−２−に挿入される。図同様の上下関係であれば引力に頼ることもできる。−３２−の鎖線はペットボトル−１−の軌跡である。ペットボトル−１−を回転刃−２−に送り込んだペットボトル移動用容器−２６−と切り裂き刃−２４−は、元にもどり次のペットボトルを迎え入れる。ペットボトル移動用容器−２６−とアーム−２０−の元の位置への復元は、バネ等の弾性体によっても可能である。
この時、回転しながらペットボトル−１−を待ち受ける羽根−５−は、開いた状態で、ペットボトル−１−をくわえ込み、回転刃−２−に送り込む。羽根−５−はペットボトル−１−を回転刃−２−に送り込みながら、羽根−５−どうしが干渉しあわないように閉じる。羽根−５−の形状であるが、閉じた状態ではドラム−３−と同一線上になるのが望ましい。その数は１方の回転刃−２−に対して複数ならば、より効果がある。ペットボトル−１−をくわえ込む部分は一線でもよく、凹凸をつければ、効率良くペットボトル−１−をくわえ込むことができる。
切り落とされた頭部は、機構の邪魔をしないように頭部受け具−３１−を経て外部に出るが、元々同一材料であるので、細断されたペットボトルと同一箇所に送り込むのが望ましい。頭部は粉砕機により処理できる。なお、回転刃−２−は図２に於いては、片方が他方をくわえ込むという形の表示をしているが、互い違いの組み合わせでも構わない。片方が他方をくわえる形になると、ペットボトル−１−が刃の間に挟まり、ガイド−９−に頼るところが大きくなる。しかし刃がずれて刃としての仕事に負担がかかることはない。互い違いに配置すると、ペットボトル−１−が、刃の間に挟まることは無いが、刃のずれを懸念し施策を施さねばならない。どちらも一長一短がある。刃の数は片側で２枚、計４枚と図示されているが、その数にはこだわらない。刃数が多ければ、ペットボトル−１−が帯状に切断されるのが細かくなる。
回転刃−２−を通り、帯状に切断されたペットボトル−１−は、ガイド−９−を通り細断用回転刃−１０−と固定刃−７−に達し細断される。
細断されたペットボトルは、飛散せぬように、細断用回転刃−１１−を覆い機械外部に排出するのが望ましい。回転刃−２−、細断用回転刃−１０−、ペットボトル移動用容器−２６−の連動は、カムやリンクなどにより、同一動力によるのも、複数の動力によるのも自在である。
但し上記、切り裂き刃−２４−、と切断用刃物−３０−による機構はきり裂き刃−２４−、切断用刃物−３０−によらずとも、その用は為し得る。例えば、回転する薄刃によってペットボトル−１−の所定の箇所を切断しても、その用を達する。
又、回転刃−２−と細断用回転刃−１０−とによる機構と、同一の機械内に収めることは無い。別の機構として独立し、その作用をしても、目的を達成できる。刃物あるいはそれに類するものでペットボトル−１−の所定の箇所を切断し、回転刃−２−と細断用回転刃−１０−とによる機構内にそれを収めれば、その用を達する。その工程は人力によっても、動力によっても同様である。ただ少し能率が下がるだけのことである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  本発明の側面図
【図２】  本発明の平面図
【図３】  本発明の正面図
【図４】  図３の説明図
【図５】  本発明実施時の平面図
【図６】  本発明実施時の側面図
【図７】  本発明実施時の側面図
【符号の説明】
【０００８】  １、ペットボトル    ２、回転刃    ３、ドラム    ４、固定軸    ５、ペットボトル巻き込み用羽根    ６、平歯車    ７、固定刃    ８、固定刃支持具    ９、ガイド    １０、細断用回転刃    １１、細断用回転刃の回転軸    １２、噛み合わせた平歯車    １３、カム    １４、ペットボトル巻き込み用羽根の回転軸    １５、ペットボトル巻き込み用羽根のカムへの接触部品（ベアリング）    １６、羽根が閉じている時の１５の位置    １７、カムのハブ    １８、アーム押し部品固定具    １９、アーム押し部品    ２０、アーム    ２１、アーム押し部品がアームに作用する直前の位置    ２２、切り裂き刃固定具    ２３、アームの回転軸    ２４、切り裂き刃    ２５、ペットボトル侵入防止具    ２６、ペットボトル移動用容器    ２７、レール    ２８、機械本体    ２９、切断用刃物取り付け具    ３０、切断用刃物    ３１、頭部受け具    ３２、ペットボトルの軌跡    ３３、ペットボトル移動用容器スライド部品    ３４、ベアリング
矢印は回転方向又は移動方向を指す。
【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】
2007175851.tif 000007
【図６】
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【図７】
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