(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属片を含む廃棄物の破砕片を生成させ、該破砕片の粒径を所定の大きさにすると共に、該破砕片の表面の色彩を露出させる破砕部と、該破砕片の形状を整える圧延部とからなる粒径調整機構と、
該粒径調整機構で処理された破砕片から比重３以上の破砕片を比重差によって選別する比重選別装置と、
該選別された破砕片の色彩と形状を撮像する撮像装置と、
前記選別された破砕片の電気的特性値を測定する測定装置と、
前記破砕片の色彩の特徴及び形状から大きさを検出のために画像処理し、該画像処理信号と前記電気的特性値の測定値とを用いて前記破砕片の材質の識別する材質識別装置と、
該識別結果に基づき、前記破砕片の材質毎に選別回収する選別回収装置と、を備え、
前記破砕部は、箱型の筐体に設けられた回転するロータに取り付けられた回転刃と、前記筐体に弾性部材を介して取り付けられた反発板と、粗破砕片を前記回転刃に供給する供給板と、前記筐体の下部に設けられた所定の大きさ以下の破砕片出口と、該破砕片出口の回転方向の後方に設けられた所定の大きさ以上の破砕片出口と、前記所定の大きさ以上の破砕片出口から出た破砕片を前記供給板の上部に戻す手段と、を備え、
前記測定装置は、該測定装置の磁界発生装置により発生させた交流磁界中を前記破砕片が通過した際の磁界変化を測定するように構成し、該測定を前記撮像装置による撮像と同期して行い、
前記材質識別装置は、前記撮像された色彩と形状を認識するための変換装置と、前記変換された破砕片の形状信号から該破砕片の面積を算出すると共に前記変換された破砕片の色彩信号から所定の色彩を有する面積を算出する画像処理部と、前記破砕片の面積と前記磁界変化の測定値より単位面積当りの磁界変化値を算出する演算部と、前記破砕片の材質を識別するための判別テーブルを記憶させた記憶部と、前記画像処理信号及び前記磁界変化値の演算信号を前記判別テーブルと比較し、前記破砕片の材質を識別する判別制御部とで構成した
ことを特徴とする金属の選別回収システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属の選別回収システムに係り、特に、廃棄物を破砕して生ずる金属，非金属を含む破砕片から金属の選別回収システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃棄された工業製品をシュレッダー等で破砕することで発生する金属・非金属の混在した廃棄物破砕片から鉄や非磁性金属等の有価金属を選別回収する処理としては、鉄は主に磁力選別機による選別が行われている。これに対し銅やアルミニウム等の非磁性金属に対しては風力選別機や振動式比重選別機，重液式比重選別機等の比重差を利用した選別装置や、電磁誘導を利用した選別機が用いられているが、最終的には人手による選別が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
廃棄物破砕片中の非磁性金属（Ｃｕ，Ａｌ等）を材質毎に識別し、選別回収する手段としては、例えば、特開平１１−第２５３８９２号公報には、金属片を交流磁界中に設置した際の磁界変化の測定結果と、前記金属片の質量の測定結果から、金属片の材質を識別する方法が記載されている。しかし、この方法では、例えば、磁界変化の測定結果が近い銅・真鍮を識別できないという問題があった。
【０００４】
また、他の方法を用いた装置として、特開平１１−３３３３８５号公報では、破砕片の色彩を測定して材質識別を行う装置が提供されているが、処理対象となるシュレッダーダストの状態によって、例えば汚れや変色等により選別純度が低下する可能性があるという問題があった。また、前記破砕片にメッキや着色などが施されていた場合も同様に低下する可能性があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するためになされたもので、これらの手法をシステム的、かつ効果的に組み合わせ、安定した高い識別精度を有する破砕等の前処理を含めた最適な金属の選別システムを提供することをその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る金属の回収システムの構成は、金属片を含む廃棄物の破砕片を生成させ、該破砕片の粒径を所定の大きさにすると共に、該破砕片の表面の色彩を露出させる破砕部と該破砕片の形状を整える圧延部とからなる粒径調整機構と、該粒径調整機構で処理された破砕片から比重３以上の破砕片を比重差によって選別する比重選別装置と、該選別された破砕片の色彩と形状を撮像する撮像装置と、前記選別された破砕片の電気的特性値を測定する測定装置と、前記破砕片の色彩の特徴及び形状から大きさを検出のために画像処理し、該画像処理信号と前記電気的特性値の測定値とを用いて前記破砕片の材質の識別する材質識別装置と、該識別結果に基づき、前記破砕片の材質毎に選別回収する選別回収装置と、を備え、前記破砕部は、箱型の筐体に設けられた回転するロータに取り付けられた回転刃と、前記筐体に弾性部材を介して取り付けられた反発板と、粗破砕片を前記回転刃に供給する供給板と、前記筐体の下部に設けられた所定の大きさ以下の破砕片出口と、該破砕片出口の回転方向の後方に設けられた所定の大きさ以上の破砕片出口と、前記所定の大きさ以上の破砕片出口から出た破砕片を前記供給板の上部に戻す手段と、を備え、前記測定装置は、該測定装置の磁界発生装置により発生させた交流磁界中を前記破砕片が通過した際の磁界変化を測定するように構成し、該測定を前記撮像装置による撮像と同期して行い、前記材質識別装置は、前記撮像された色彩と形状を認識するための変換装置と、前記変換された破砕片の形状信号から該破砕片の面積を算出すると共に前記変換された破砕片の色彩信号から所定の色彩を有する面積を算出する画像処理部と、前記破砕片の面積と前記磁界変化の測定値より単位面積当りの磁界変化値を算出する演算部と、前記破砕片の材質を識別するための判別テーブルを記憶させた記憶部と、前記画像処理信号及び前記磁界変化値の演算信号を前記判別テーブルと比較し、前記破砕片の材質を識別する判別制御部とで構成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る金属の選別システムの実施の形態を図１及び図１０を参照して説明する。図１は、本発明に係る金属の選別システムのフロー図、図２は、本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる破砕部の説明図、図３は、本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる圧延部の説明図、図４は、本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる比重選別装置の説明図、図５は、本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる起電力測定装置の説明図、図６は、本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる色彩による材質識別装置の説明図、図７は、本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる選別回収装置、図８は、図１の金属の選別回収システムのフローの一部拡大説明図、図９は、図８の金属の選別回収システムの変形例フローの一部拡大説明図、図１０は、図８の金属の選別回収システムの他の変形例フローの一部拡大説明図である。
【０００８】
本実施形態の金属の選別回収システムは、図１に示す如く，金属片を含む廃棄物の破砕片５の粒径をほぼ所定の大きさにし、その表面材質の色彩を露出させた破砕片５ａにする破砕部４０と、前記破砕片５ａの形状をほぼ所定の大きさにする圧延部５０からなる粒径調整機構１と、前記粒径調整機構１により処理された破砕片５ｂを比重差によって選別する比重選別装置２と、前記比重選別装置２によって選別された破砕片５ｃの色彩と形状を撮像する撮像装置１０及びその電気的特性値を測定する測定装置６０並びに前記撮像された色彩と形状を画像処理し、該画像処理結果と前記電気的特性値とから非金属と金属の種類毎に判別する材質判別装置７０とからなる材質識別装置３と、前記材質識別装置３による識別結果に基づき、前記破砕片を非金属と金属の種類毎に選別回収する選別回収装置４とを備えるものである。
【０００９】
まず、以下、図２乃至図７を参照して、本金属の選別回収システムの構成機器を説明する。図２に示す破砕部４０は、箱型の筐体４７のほぼ中央に設けられた高速に回転（回転方向は反時計方向）するロータ４１に取り付けられた回転刃４３と、前記筐体４７に弾性部材を介して取り付けられた反発板４２と、粗破砕片５ａを前記回転刃４３に供給する供給板４８と、前記筐体４７の下部には所定の大きさ以下の破砕片５ａの出口４５と、該破砕片５ａの出口４５の回転方向の後方には所定の大きさ以上の破砕片５ａの出口４６とが設けられている。具体的には、前記破砕片５ａの出口４５及び出口４６は、所定の大きさの篩目となっている。また、前記破砕片出口４６から出た破砕片５ａは、適宜な手段により前記供給板４８の上部に戻される。これを図示白矢抜き印で示されている。また、このように、所定の大きさの破砕片５ａに破砕されることにより、色彩測定(後述)のため、その表面の金属が示される色彩を露出させることができる。なお、前記供給板４８に供給された破砕片５ａは、押え鎖４４によって安定化が図られるように構成されている。
【００１０】
次に、図３に示す圧延部を説明する。
圧延部５０は、破砕片５ａを、電気特性測定（後述）のため、ほぼ所定の厚さにするものである。前記圧延部５０は、固定スタンド５１に、相互に逆方向に回転する２本の円筒状ロール５２ａ、５２ｂを軸支して取り付け、その間を破砕片５を通し、その断面積を減少させながら所定の断面形状を得るものである。破砕部４０によりほぼ所定の大きさに整えられ、表面が材質の特徴色を露出した破砕片５ａは、圧延部５０により所定の厚みと形状を有する破砕片５ｂとなる。
【００１１】
次に、図４の比重選別装置を説明する。比重選別装置２は、図示しない基礎台上に固定される取付け枠Ｆに設けられている。振動篩５３は、破砕片５ｂの選別すべき比重差に応じて所定の傾斜角に設定されており、前記振動篩５３の下方には図示しないが送風機が設置されており、図示矢印の如く空気を前記振動篩５３の下面に送っている。前記振動篩５３の両側及び上端には板部材が設けられ、該板部材と前記振動篩５３とで筐体５５が形成されている。前記取付け枠Ｆの上端部及び下端部には上部支持部材５６及び下部支持部材５７が設けられており、該筐体５５の上端側面部は、伸縮可能な構造となっている連結部材５８によって、下端側面部は伸縮可能な構造となっている連結部材５９によりそれぞれ吊持されている。
【００１２】
比重差に応じる所定の傾斜角の設定は、前記連結部材５８、５９の伸縮により設定することができる。前記筐体５５の上端部下面には、偏心クランクＣで図示しないモータによって駆動される。この偏心クランクＣの偏心運動により筐体５５及び振動篩５３は上下端の方向に振動可能となっている。白矢印で示した５２ａは図示しない破砕片５ｃの投入れホッパ出口、５２ｂは所定の比重以上の破砕片５ｃの出口、５２ｃは所定の比重以下の破砕片５ｃの出口である。
【００１３】
図５、６に示す電気的特性値と色彩による材質識別装置３を説明する。該材質識別装置３は、電気的特性値の測定装置６０と、破砕片５ｃの色彩と形状を撮像する撮像装置１０と、該測定装置６０と撮像装置１０との撮像結果から材質を判別する材質判別装置７０とから構成される。図５に示される測定装置６０は、交番磁界中に破砕片の有無により、磁界変化を生ずるが、この磁界変化を、コイル起電力の変化として測定する測定装置（以下、起電力測定装置という）である。該起電力測定装置６０は、高周波電圧を供給する高周波電源６１と、該高周波電源６１から高周波電圧が供給され、交番磁界を発生する励磁部コイル６２と、該励磁部コイル６２の発生する交番磁界により起電力変化を発生する検出部コイル６３と、該検出部コイル６３に発生した起電力を信号処理する信号処理部６４とからなっている。該信号処理部６４で処理された信号は識別制御部１４（後述）へ送られる。前記励磁部コイル６２と検出部コイル６３との位置関係は、該検出部コイル６３を該励磁部コイル６２に外設もしくは内設あるいは並設させることで一体化して構成することが好ましい。撮像装置１０は、詳細な図示を省略するが、ＣＣＤカメラ（以下、ＣＣＤカメラ１０という）を用い、破砕片５ｃに照明光９を照らし、該破砕片５ｃからの反射光により、該破砕片５ｃの色彩とその形状を撮像する。図示点線はこれらの撮像装置１０を含む部分を遮光する遮光箱の部分を示している。
【００１４】
次で、測定した起電力変化値と色彩による材質識別装置を図６を参照して説明する。図６に示す材質識別装置７０は、前処理装置としての色差画像変換部１２と、撮像装置１０で撮像された画像の特徴を検出する画像処理部１３と、ＣＣＤカメラ１０と起電力測定装置６０から撮像画像と起電力測定値とをそれぞれ入力させ、該撮像画像と入力値との特徴から、所定の判別テーブルと比較し、破砕片５ｃの種類を判別し、選別制御する識別制御部１４とから構成されている。
【００１５】
色差画像変換部１２は、いわゆる前処理装置であり、基準色に対する色差（例えばＬａｂ表色系）をグレースケール（白黒濃淡信号）に変換する。基準色には、例えば真鍮の色彩を設定する。このようにして得られた白黒濃淡信号を画像処理部１３で２値化し、２値化画像信号とする。
【００１６】
画像処理部１３は、２値化画像信号より背景を抜き出し、破砕片５ｃの面積を算出する。同様にして、破砕片５ｃの真鍮色部分の面積を、破砕片５ｃの銅色部分の面積を、破砕片５ｃの銀・灰色部分の面積をそれぞれ算出する。識別制御部１４は、前述の起電力測定装置６０の入力値と前記破砕片５ｃの面積とから破砕片５ｃの単位面積当りの起電力を算出し、前記破砕片５ｃがないときの単位面積当りの起電力とを比較して、起電力変化を算出する演算部１４ａと、予め破砕片の材質を識別する基準となる判別テーブル（表1乃至表４、後述）を記憶させている記憶部１４ｂと、前記破砕片５ｃの面積当りの起電力変化と前記画像処理部１３で算出した破砕片５ｃの真鍮色部分、銅色部分、銀・灰色部分のそれぞれの面積と、前記記憶部１４ｂに予め図示しない入力装置から入力して記憶させた判別テーブルとを比較して、金属か非金属加を判別する判別制御部１４ｃとから構成される。さらに、判別制御部１４ｃは金属と判別した場合には金属の種類を判別し、この判別結果に応じて、選別回収装置４へ制御信号を出力するようになっている。なお、ここでは、色の認識に、色差信号による認識手段が用いられているが、他の光学的方法、例えば波長分離による認識手段を用いても差し支えない。
【００１７】
図７を参照して、選別回収装置４を説明する。該選別回収装置４は、破砕片５ｃの各ガイド８毎に設けられている基本的な構成を説明する。該選別回収装置４は、前記破砕片５ｃの軌道に対し水平方向の位置にエアノズル１５が配設されており、該エアノズル１５には、該エアノズル１５から噴出するエアをオン・オフする電磁弁１５が接続されている。該電磁弁１５には、エアを供給する空気源２３と、識別制御部１４の判別制御部１４ｃ（以下、判別制御部１４ｃという）からの制御信号線とが接続されている。
【００１８】
破砕片５ｃをガイドするガイド８から電磁弁１５における水平ラインの位置までの自由落下タイムは、ほぼ一定であり予測することができる。この予測時刻の合わせて、前記判別された金属片の種類と非金属を所定の回収部に入るように、前記破砕片５ｃの軌道が定まるように、判別制御部１４ｃからの制御信号で電磁弁１５の動作、不動作が定まるようになっている。
【００１９】
実際の選別回収装置４では、上下左右に所定の間隔を隔てた複数個、例えば４個のエアノズル１５，１６、１７、１８（図８参照）が設置されている。該１５，１６、１７、１８のエアノズルには、破砕片５ｃの種類が判別された結果による制御信号により開閉する複数個の電磁弁１９、２０、２１、２２（図８参照）が接続されている。
【００２０】
電磁弁１９、２０、２１、２２の近傍から下部には、ガイド２４、２５、２６、２７（図８参照）が設けられている。該ガイド２４、２５、２６、２７は、該電磁弁１９、２０、２１、２２のいずれかが破砕片５ｃの種類に応じた判別制御部１４ｃの指令信号により、破砕片５ｃの自由落下タイムに合わせて、動作もしくはすべてが動作しないことにより、該破砕片５ｃの軌道を変更するようになっている。さらに、前記ガイド２４、２５、２６、２７の下方には、例えば４種類の金属片と非金属片に対応する回収部２９、３０、３１、３２、３３が設けられている。
【００２１】
前記金属の選別回収システムの動作を説明する。
図１乃至図７の図面については、既に説明したので、煩瑣となるので再度の説明を省略する。図８は、図１の金属の選別システムのフローの一部拡大説明図であり、材質識別装置３及び選別回収装置４の説明図である。
【００２２】
廃工業製品を粗破砕機（図示せず）により破砕して得られた金属片を含む破砕片５を予め風力選別機（図示せず）により、布、ウレタン、発泡スチロールなどの計量ダストを除去する。前記風力選別機とは、金属片を含む破砕片５を高速空気流の中に投入し、その構成成分の空気流に対する抵抗力と比重の差を利用して、軽量物と重量物とに選別する装置である。次いで、磁力選別機（図示せず）で鉄を回収しておくことが望ましい。前記磁力選別機とは、電磁石又は永久磁石を用いて磁性物を分離する装置で、例えば破砕片５の排出部に回転磁性ドラムを設置し、該破砕片５の排出方向を振り分けて分離する装置が用いられる。
【００２３】
こうして得られた粗破砕片５を、粒径調整機構１の破砕部４０に投入される。投入された粗破砕片５は、破砕部４０の供給板４８上に載置され、押え鎖４４で押さえられて安定して供給される。前記租破砕片５が回転刃４３と反発板４２との間で繰り返しの打撃を受け、破砕片５ａとなる。該破砕片５ａは、前記回転刃４３の回転方向に対して後方から下方に落下する。該落下した破砕片５ａは、表面摩擦抵抗と重力の関係で、大きい破砕片５ａが遠くまで転がり、小さいものは近くに留まる。該破砕片５ａの選別は、この転がる位置の遠近と、前記破砕片出口４５及び破砕片出口４６の位置による選別が行われる。この結果、破砕部４０によって，破砕により粒径をほぼ１０ｍｍ程度の破砕片５ａに調整される共に、表面の色彩を露出させ、前記破砕片出口４５から排出される。前記破砕片出口４６からの粒径をほぼ１０ｍｍ程度以上の破砕片の排出物は、再び破砕部４０に投入される。
【００２４】
粒径をほぼ１０ｍｍ程度の調整された前記破砕片５ａは、圧延部５０により所定の厚さに圧延される。前記圧延部５０は、固定スタンド５１に軸支して取り付けられた相互に逆方向に回転する２本の円筒状ロール５２ａ、５２ｂの間を破砕片５ａを通し、その断面積を減少させながら所定の厚みほぼ５ｍｍ、形状の大きさほぼ１５ｍｍ2を有する破砕片５ｂを得るものである。
【００２５】
すなわち、破砕部４０により所定の粒径に整えられ，且つ表面の特徴色を露出した破砕片５ａは、圧延部５０により破砕片５ａが所定の厚みと形状を有する破砕片５ｂとなる。ここで、破砕部４０の破砕片出口４５からの破砕片５ａを圧延部５０の円筒状ロール５２ａ、５２ｂ間に投入する場合には、図１の如く、ホッパを用いると、容易に可能となる。
【００２６】
粒径調整機構１、すなわち、破砕部４０と圧延部５０で、所定の大きさに調整され，且つ表面の色彩を露出させ、さらに形状及び厚みをほぼ所定状態に調整された破砕片５ｂは、続いて振動式（乾式）比重選別機２（単に、比重選別機２という）に投入される。図示しないフアンを起動し、空気流が振動篩５３の下面から篩目を通り、上方に吹き上げられる。図示しないモータにより偏心クランクＣを駆動せしめると、振動篩５３は振動状態となる。圧延部４０により所定の厚みにされた破砕片５ｂは、ホッパ出口５２ａ（図示白矢印で示す）から振動篩５３上に投入される。
【００２７】
振動篩５３に投入された破砕片５ｂは、該振動篩５３の振動により振動力を受けるが、所定の比重より大きいものは、前記振動力の伝達が大きく上端方向に移動し、上端部に達すると出口５０ｂから排出される。所定の比重より小なるものは、振動篩５３の下面から篩目を通って上方に吹き上げられる空気流によって浮遊せしめられ、前記振動篩５３の振動力をあまり受けず、下端方向に落下移動し、下端部にて達すると、排出口５０ｃから排出される。このようにして、振動篩５３の傾斜角によって定まる所定の比重差によって選別される。
【００２８】
比重選別機２を二段に用いれば、比重が２以下、比重２〜３、比重３以上の３種類にも選別することができる。また、一台の比重選別機２の比重差設定を変更して用いても３種類の選別ができる。このようにして、比重２未満であるプラスチックや木材などの軽量ダストと、比重２．７のアルミニウムと、比重３以上の比重５〜９程度の金属を含む破砕片５ｃに選別することができる。前記軽量ダスト及びアルミニウムは、その状態で回収される。
【００２９】
さらに、比重選別機２において比重３以上として選別された破砕片５ｃは、電気的特性値と色彩による材質識別装置３に送られる。以下、図８を中心にして説明する。比重選別機２において比重３以上として選別された破砕片５ｃは、ホッパ６に一時的にストックされた後、振動フィーダー７によって送り出される。振動フィーダー７のトラフ７ａは、複数列の溝を備えており、破砕片５ｃは振動によって搬送されながら、この溝に沿って複数列に整列する。この振動フィーダー７の破砕片５ｃの送出量の調整は、振動の強さを変えることによって調整される。
【００３０】
複数列の溝に整列した破砕片５ｃは、複数列のガイド８のそれぞれに沿って落下し、照明灯９によって一定の照明条件に保たれ、撮像装置であるＣＣＤカメラ１０によって撮影される領域１１（領域１１は、複数列のガイド８のそれぞれに従い１１ａ、１１ｂ、１１ｃとなる）を通過する。前記複数のガイド８における撮像側の反対側には、起電力測定装置６０が設置され、破砕片５ｃの電気特性値変化を測定されている。
【００３１】
ここで、起電力測定装置６０の測定面がＣＣＤカメラ１０の撮影面と平行になるよう設置される共に、図示しないが光センサを領域１１の近傍に設けられて、前記起電力測定装置６０の測定とＣＣＤカメラ１０による同一の破砕片５ｃの撮影とを同期して行っている。このようにすることにより、識別制御部１４には、同一の破砕片５ｃについての起電力測定装置６０の情報とＣＣＤカメラ１０による情報が取り込まれている。本実施形態を示す図８では、前記起電力測定装置６０の測定とＣＣＤカメラ１０による同一の破砕片５ｃの撮影とを同期して行う場合を示している。詳細な図示はしないが、ＣＣＤカメラ１０と起電力測定装置６０の位置とをずらし、同一の破砕片５ｃの自由落下時間（後述）のそれぞれに合わせて所定の情報が入るようにしても差し支えない。
【００３２】
起電力測定装置６０では、破砕片５ｃが、励磁部コイル６２と検出部コイル６３の間を通過すると、検出部コイル６３と励磁部コイル６２との磁束鎖交数が前記破砕片５ｃの大きさ及び材質（導電率、透磁率）に応じて変化する。この変化に対応して検出部コイル６３に発生していた誘導起電力も変化する。この起電力値を信号処理部６４でＡ／Ｄ変換し、識別制御部１４の演算部１４ａ（以下、演算部１４ａという）に送られる。該演算部１４ａでは、前記誘導起電力と前記破砕片５ｃがない場合の誘導起電力とを比較することにより、誘導起電力の変化が得られる。
【００３３】
ＣＣＤカメラ１０の撮像領域１１を通過する破砕片５ｃの撮像により得られた画像は、色差画像変換装置１２で色差信号が前処理変換、すなわち、撮像画像の基準色に対する色差（例えばＬａｂ表色系）をグレースケール（白黒濃淡信号）に変換される。基準色には、例えば真鍮の色彩を設定する。前記変換された濃淡信号は画像処理部１３に送られる。ここで、前記起電力変化の測定及びＣＣＤカメラ１０による撮像は、全ての破砕片５ｃについて行われ、さらに、該破砕片５ｃの通過する列毎の領域１１ａ、１１ｂ・・・に分けて独立に処理される。
【００３４】
画像処理部１３では、白黒濃淡信号を２値化画像信号とする。次いで、２値化画像信号により背景の色彩を抜き出し、破砕片５ｃの面積を算出する。同様にして、２値化画像信号により真鍮の色彩（黄色）、銅の色彩（赤色）、亜鉛、ステンレスなどの色彩（銀・灰色）の部分を抜き出し、これらの材質の特徴色を持つ前記破砕片５ｃの画像に含まれる部分の面積を抽出する。前記画像処理部１３では、背景の色彩、真鍮の色彩（黄色）、銅の色彩（赤色）、亜鉛、ステンレスなどの色彩（銀・灰色）が登録されており、これと比較して前記特徴部分の抜き出しが行われる。該抜き出した面積値が判別制御部１４ｃに送られる。
【００３５】
演算部１４ａは、前記の如く、破砕片５ｃがある場合の検出コイル６２の起電力と破砕片５ｃがない場合の検出コイル６２の起電力とを比較し、起電力変化量を検出し、さらに、破砕片５ｃの面積から、単位面積当りの起電力変化を算出する。この破砕片５ｃの単位面積当りの起電力変化と前記破砕片５ｃの真鍮色部分の面積、銅色部分の面積、銀・灰色部分の面積とから記憶部１４ｂに記憶させた判別テーブル〔表１〕により金属か非金属か、金属の場合は金属の種類を判別する。
【００３６】
判別テーブルを、〔表１〕に示し説明する。
【表１】
0003924432.tif 000002
破砕片５ｃの単位面積当りの起電力変化は、該破砕片５ｃの材質の電気的特性、例えばインダクタンスに依存するため、銅や真鍮は小さく、ステンレスは大きい。非金属の場合は、磁束鎖交数の破砕片５ｃの通過による変化に基づく起電力変化はない。
【００３７】
なお、前記単位面積当りの起電力変化の代わりに、単位面積当りの電流値（渦電流）を用いても良い。このときは、該破砕片５ｃの導電率に依存するため、銅や真鍮は大きく、ステンレスは小さい。非金属の場合は、磁束鎖交数の破砕片５ｃの通過による変化に基づく起電力変化はないのて、渦電流もない。
【００３８】
そこで、単位面積当りの起電力変化をパラメータとすると、該起電力変化が大きく、且つ亜鉛、ステンレスなどの色彩（銀・灰色）が大きい場合はステンレス、前記起電力変化が小さく、且つ真鍮の色彩（黄色）が大きい場合は真鍮、銅の色彩（赤色）が大きい場合は銅と判別する。前記起電力変化が小さく、且つ亜鉛、ステンレスなどの色彩（銀・灰色）が大きい場合は、亜鉛合金、鉛と判別する。該亜鉛合金、鉛は、磁束鎖交数の変化が少ないからである。前記起電力変化が無い場合は、色彩がいずれの場合も非金属と判別する。前記渦電流をパラメータとしても、同様の結果がえられる。この判別結果に基づいて、選別回収装置４に駆動信号を送る。
【００３９】
選別回収装置４には、破砕片５ｃの通過する領域１１の各列毎に４つのエアノズル１５、１６、１７、１８が設置されている。ここでは前述のＣＣＤカメラ１０の撮影領域１１ａを通過した破砕片５ｃの列を例にとって説明する。例えば、領域１１ａを通過したある破砕片５ｃの判別制御部１４ｃでの判別結果が銅であった場合、当該破砕片５ｃがエアノズル１５ａの前を通過する時刻に合わせて、前記判別制御部１４ｃからの制御信号で電磁バルブ１９ａが開かれる。
【００４０】
これにより、コンプレッサ２３により送りこまれた圧搾空気がエアノズル１５ａより噴出して破砕片５ｃの軌道を変え、ガイド２６により銅の回収部３２に案内される。同様に真鍮、ステンレス、その他非磁性金属の破砕片５ｃを、圧搾空気によって軌道を変え、それぞれの回収部２９、３０、３１に選別回収する。また、非金属と判別された場合、そのまま軌道を変えずガイド２８によって非金属の回収部３３に回収する。前記破砕片５ｃの色彩と電気特性値から、銅、真鍮、ステンレス、その他非磁性金属、非金属の５種類に選別回収される。
【００４１】
前記実施形態において、判別テーブルを、〔表２〕もしくは〔表３〕、〔表４〕を用いた金属の選別回収システムの変形例を図９、図１０を参照して説明する。
図８の実施形態の判別テーブル〔表１〕では、破砕片５ｃの判別については、色彩の特徴および電気特性である起電力変化特性が一致しなければ、その材質を判別しないようになっている。
【００４２】
しかしながら、例えば、前記破砕片５ｃの汚れ、変色の度合いが著しい場合、前記色彩の特徴に対する測定精度が低いと考えられる場合に対応する変形例であり、図９および判別テーブル〔表２〕では、起電力測定装置６０の出力値に判別のウェイトを置いたものである。
【表２】
0003924432.tif 000003
具体的には、着色されたステンレスか多数混入されていると予側される場合にステンレスの回収率の向上させるものである
【００４３】
〔表２〕の判別テーブルを用いた図９の変形例においては、図８に示した前記銅、真鍮、ステンレス、その他非磁性金属、非金属に５種類の選別回収と同様に銅、真鍮、その他非磁性金属、非金属に５種類に選別するようにしたものである。
図９において、図８と同一符号は、同一機能、同一仕様の相当品であり、構成も同一であり、再度の説明は煩瑣となるので説明を省略する。また、図９は、領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ上にある各破砕片５ｃに対して、それぞれ設けたエアノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの方向からみたところを図示しているものである。従って、図８に示すエアノズル１６、１７、１８は図示されていない。
【００４４】
判別テーブル〔表２〕では、起電力測定装置６０の出力値が小さい場合のみ、破砕片５ｃの金属の種類による特徴色、銅色、真鍮色、銀・灰色の最大の面積に従い、銅、真鍮、その他の金属と判別する。前記起電力測定装置６０の出力値が大きい場合は、すべてステンレスと判別し、前記出力値がない場合は、すべて非金属と判別する。
【００４５】
前記実施形態において、判別テーブル〔表３〕を用いた金属の選別回収システムの変形例を説明する。
【表３】
0003924432.tif 000004
本変形例は、前記変形例は起電力測定装置６０の出力値に判別のウェイトが置かれたのに対し、破砕片５ｃの金属色彩の特徴面積の大小に判別のウェイトが置かれたものである。
【００４６】
本変形例の場合は、〔表２〕の場合とは逆に、粒径調整機構１による調整が良くなく、破砕片５ｃの形状等にバラツキがあるなどの原因により、起電力測定装置６０の出力値の精度が良好でないと予測できる場合、銅・真鍮の回収率を向上させることができる。
【００４７】
判別テーブル〔表３〕では、起電力測定装置６０の出力値に関係なく、真鍮の色彩（黄色）の面積が最大の場合には真鍮、銅の色彩（赤色）が最大の場合には銅と判別する。亜鉛、ステンレスなどの色彩（銀・灰色）が最大の場合には、起電力測定装置６０の出力値が大きい場合はステンレス、前記起電力変化の出力値が小さい場合は、亜鉛合金、鉛と判別する。前記起電力測定装置６０の出力値が無い場合、すべて非金属と判別する。
【００４８】
図１０と他の判別テーブル〔表４〕とを参照して、さらに金属の選別回収システムの他の変形例を説明する。この変形例では、識別および選別回収の破砕片の種類を、有価金属としての価値が高く、且つ混入率が比較的高い銅、真鍮、アルミニウムに限定したもので、前記３種類の金属片を回収するものである。これにより装置の機構が簡素化され、低コスト、高信頼化が期待できる。
【００４９】
図１０において、図８と同一符号は、同一機能、同一仕様の相当品であり、構成もほぼ同一であり、再度の説明は煩瑣となるので説明を省略する。ただ、相違する点は、領域１１を通過する各列毎の破砕片５ｃに対して、二つのエアノズル１５、１７とこれに対応する電磁弁を設けたものである。
【００５０】
ここで、上記構成の金属の選別回収システムの動作を説明する。
ＣＣＤカメラ１０の撮像領域１１を通過した破砕片５ｃが画像特徴検出部１２で画像特徴が検出され、判別制御部１４ｃで、銅と判別された場合、該破砕片５ｃがエアノズル１５の直前を通過する時刻に合わせて、判別制御部１４ｃからの制御信号で電磁弁１９が開き、コンプレッサ２３からの圧縮空気が前記エアノズル１５から噴出して、破砕片５ｃの軌道をかえ、ガイド２６により、銅の金属回収部２６へ案内する。
【００５１】
【表４】
0003924432.tif 000005
同様に、判別制御部１４ｃの判別により、前記〔表４〕の如く、起電力測定装置６０の出力が小である場合には、色彩に従って、銅色の特徴色が最大のときは銅、真鍮色の特徴色が最大のときは真鍮、（銀・灰色）が最大の場合には、亜鉛合金、鉛と判別する。起電力測定装置６０の出力が０である場合、非金属と判別し、電磁弁１９、２１の開閉により、エアノズル１５、１７の動作、不動作で、前記銅、真鍮、亜鉛合金、鉛、非金属とし、それぞれ銅、真鍮、亜鉛合金、鉛及び非金属を回収部２９、３２、３３に回収する。
【００５２】
上記実施形態において説明した粒径調整装置１、比重選別機２、材質識別装置３、選別回収装置４等の構成は、単なる一例に過ぎず、多くの他の構成の装置がある。本発明に係る金属の選別回収システムは、これらをシステム的、かつ効果的に組み合わせ、安定した高い識別精度を有する最適な金属の選別回収システムとその方法を具現化したものであり、これらの多くの他の構成の装置を組み合わせたシステムは、本発明に係る選別回収システムと同一の技術思想の範囲内にあると考える。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如く、本発明の構成によれば、かかる従来技術の問題点を解決するためになされたもので、システム的、かつ効果的に組み合わせ、安定した高い識別精度を有する破砕等の前処理を含めた最適な金属の選別回収システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属の選別システムのフロー図である。
【図２】本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる破砕部の説明図である。
【図３】本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる圧延部の説明図である。
【図４】本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる比重選別装置の説明図である。
【図５】本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる起電力測定装置の説明図である。
【図６】本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる色彩による材質識別装置の説明図である。
【図７】本発明の１実施形態に係る金属の選別回収システムに用いられる選別回収装置の説明図である。
【図８】図１の金属の選別回収システムのフローの一部拡大説明図である。
【図９】図８の金属の選別回収システムの変形例フローの一部正面説明図である。
【図１０】図８の金属の選別回収システムの他の変形例フローの一部拡大説明図である。
【符号の説明】
１…粒径調整装置
２…．比重選別装置
３…材質識別装置
４…選別回収装置
５、５ａ、５ｂ、５ｃ…破砕片
１０…撮像装置（ＣＣＤカメラ）
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…撮像領域
１２…色差画像変換装置
１３…画像処理部
１４…識別制御部
１４ａ…演算部
１４ｂ…記憶部
１４ｃ…判別制御部
２９、３０、３１、３２、３３…回収部
６０…起電力測定装置
６２…磁界発生装置
７０…材質判別装置
【図１】
0003924432.tif 000006
【図２】
0003924432.tif 000007
【図３】
0003924432.tif 000008
【図４】
0003924432.tif 000009
【図５】
0003924432.tif 000010
【図６】
0003924432.tif 000011
【図７】
0003924432.tif 000012
【図８】
0003924432.tif 000013
【図９】
0003924432.tif 000014
【図１０】
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