(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を減容圧縮機の処理室に送り込むためのホッパを備えた廃棄物充填機において、
前記ホッパが下部で前記処理室の入口に連通する縮径経路を備えると共に、該縮径経路の上方部において該ホッパ内にはホッパ内の廃棄物を前記縮径経路へ掻き込む繰返し運動アーム機構が設けられており、
前記繰返し運動アーム機構は、駆動機構と、該駆動機構に回転伝達系を介して連動する第１のクランク軸および第１のクランクアームよりなる第１のクランク機構と、該第１のクランクアームより長い第２のクランクアームを持つ第２のクランク機構と、一端部が所定間隔を持って第１のクランクアームの先端と第２のクランクアームの先端に一端側から順に２個所で回動可能に軸支された掻き込みアームと、を備え、
前記駆動機構の回転運動に基づき、前記回転伝達系を介して伝達された第１および第２のクランク機構の回転運動によって、前記掻き込みアームの他端が前記ホッパ内で所定の軌跡を描きながら周回運動することを特徴とする廃棄物充填機。
【請求項２】
前記第２のクランクアームの長さが可変であり、該アームの変更によって前記掻き込みアームの他端による周回軌跡を変更可能としたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物充填機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば、廃棄物などの圧縮・溶融処理を行う減容機の処理室内へ廃棄物を充填するための廃棄物充填機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、各種廃棄物を処理し、再利用する工程では、まず第１の工程として廃棄物を圧縮して梱包するか、あるいは溶融させてブロック状に加工した状態で次工程へ供給される。このような廃棄物に対して圧縮・溶融等の処理を行う装置には、一律な梱包やブロックを得るために、廃棄物の処理室への供給を一定の予め定めた量ずつ供給するホッパが設けられている。
【０００３】
例えば、ペットボトルやプラスチックシート類、発泡トレーなどの軽く嵩張る廃棄物を圧縮梱包するための減容機では、主に廃棄物を保持して予め定めた量ずつ放出するホッパ部と、ホッパ部からの廃棄物を圧縮する処理室を備えた圧縮部と、圧縮された廃棄物を結束する梱包部と、の三つの部位から構成されている。
【０００４】
従来の減容機では、通常、ホッパは、処理室の上方に形成された入口に縮径経路を介して連通しており、ホッパは予め定められた一定量の廃棄物を処理室に導入するように制御されている。
【０００５】
また、圧縮部の処理室は、ホッパから廃棄物が導入される入口とは別に圧縮された後の廃棄圧縮物を排出する出口を下方に持つ。またこの処理室内では、メインシリンダが上下に往復運動して処理室の容積を増減させることによって内部の廃棄物を圧縮する。圧縮された状態の廃棄物は、出口と対向して設けられている押出シリンダによって出口に向って押出される。
【０００６】
従って、ホッパから一定量の廃棄物が処理室に導入されると、メインシリンダが下降して廃棄物を出口の高さを通過し得る厚さに押し潰し、この圧縮物を出口側の梱包部に向かって押出シリンダが押出す。これらの作業を繰り返すことによって、一律サイズの圧縮廃棄物の梱包物が連続的に供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置は、ホッパが処理室よりも高い位置に配置されており、廃棄物を自重により落下させて処理室に導入するような構成としているため、上記のような軽い嵩張る廃棄物では流動性が悪く、ホッパの縮径経路部内へ落ち込もうとしている廃棄物同士が互いに落下を妨害して詰まり易い。
【０００８】
最後の方に供給した廃棄物の中には縮径経路に達することなく詰まった廃棄物上に積まれた状態となってしまい、更なる荷重が詰まりぐあいを強化することもある。特に、ペットボトルのような長尺形状を持つ廃棄物は、互いに絡み合いやすくお互いを支え合って縮径経路をその上方で塞いでしまう。
【０００９】
このような状態では、例えば、最近のホッパ装置に設けられている押出しドアで処理室入口手前に溜った廃棄物を処理室内へ押し込んだとしても、その押し込みドアが通過する縮径経路内にあった廃棄物のみが処理室内へ供給されるだけで、そこにできる空間上の縮径経路上方を塞いでいる廃棄物は落下しないでブリッジ状に詰まったままとなることもある。
【００１０】
従って、ホッパから予め定められた一定量の廃棄物を全て処理室内へ供給することができないため、処理室への充填率が悪くなり、実際に処理室に充填される廃棄物の量は予測した量よりも少なくなる。従って、予定したよりも処理回数が増加してしまい、作業効率も低下する。
【００１１】
本発明はの目的は、上記問題点に鑑み、ホッパにより供給された所定量の廃棄物を、途中の経路を塞ぐことなくすべて良好に処理室に充填させることが可能な廃棄物充填機を得ることにある。
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る廃棄物充填機は、廃棄物を減容圧縮機の処理室に送り込むためのホッパを備えた廃棄物充填機において、前記ホッパが下部で前記処理室の入口に連通する縮径経路を備えると共に、該縮径経路の上方部において該ホッパ内にはホッパ内の廃棄物を前記縮径経路へ掻き込む繰返し運動アーム機構が設けられており、前記繰返し運動アーム機構は、駆動機構と、該駆動機構に回転伝達系を介して連動する第１のクランク軸および第１のクランクアームよりなる第１のクランク機構と、該第１のクランクアームより長い第２のクランクアームを持つ第２のクランク機構と、一端部が所定間隔を持って第１のクランクアームの先端と第２のクランクアームの先端に一端側から順に２個所で回動可能に軸支された掻き込みアームと、を備え、前記駆動機構の回転運動に基づき、前記回転伝達系を介して伝達された第１および第２のクランク機構の回転運動によって、前記掻き込みアームの他端が前記ホッパ内で所定の軌跡を描きながら周回運動するものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明に係る廃棄物充填機は、請求項１に記載の廃棄物充填機において、前記第２のクランクアームの長さが可変であり、該アームの変更によって前記掻き込みアームの他端による周回軌跡を変更可能としたものである。
【００１６】
本発明においては、ホッパの縮径経路の上方部に繰返し運動アーム機構が設けられており、ホッパ内の廃棄物を縮径経路へ掻き込むことができるため、このアーム機構による掻き込みによってペットボトル等の軽くて流動性の悪い嵩張る廃棄物の絡み合いが弛められ、縮径経路上方を塞ぐブリッジを崩して詰まりを解除し、廃棄物を良好に縮径経路内へ落下させることができる。
【００１７】
従って、ホッパからの廃棄物の処理室への供給を行っている間中、このアーム機構による掻き込み運動を繰り返せば、予め定められた一定量の廃棄物を全て滞りなく縮径経路を介して処理室内へ供給することができ、処理室への充填率を予定通りに行えるため、予定通りの処理回数で効率の良い作業が図れる。
【００１８】
アーム機構の具体的な構成としては、例えば、モータ等の駆動機構からの回転運動を駆動源として回転する両クランク機構（互いに連動した第１のクランク機構及び第２のクランク機構）を利用した構成が簡便である。
【００１９】
即ち、ホッパ壁面に駆動機構に回転伝達系を介して連動する第１のクランク軸と第２のクランク軸をそれぞれ回転可能に設置し、各クランク軸にそれぞれ取付けられた第１のクランクアームと第２のクランクアームとの各先端とで掻き込みアームの一端部を所定間隔をもって軸支させると共に、第２のクランクアームを第１のクランクアームより長いものにすると、駆動機構からの回転運動が伝達されて第１のクランク軸を中心に第１のクランクアームが回転すると、掻き込みアームによって連結されている長い第２のクランクアームは第２のクランク軸を中心に揺動し、掻き込みアームの他端側に略上下の往復運動を行わせる。この往復運動は、掻き込みアームの他端に所定の周回軌跡を描かせる繰り返し運動を行わせるが、この運動が、ホッパの縮径経路上方における廃棄物に対する掻き込み動作となる。
【００２０】
なお、回転伝達系は、駆動機構からの回転運動を第１のクランク機構へ伝達できる構成にものであれば良いが、できるだけ構成が簡便で、ホッパ内の占有面積が小さくて済むものが好ましい。例えば、ギア系を用いる構成は設計が容易であり、占有面積も小さくて済むと同時にコストもかからない。
【００２１】
また、掻き込みアームの繰り返し周回軌跡は、第２のクランクアームの長さによって決定してしまう。即ち、掻き込みアームの他端が達する位置は第２のクランクアームの長さによって制限されてしまう。従って、場合によって掻き込みアーム他端が達しない領域で一部の廃棄物が滞ったままの状態になる可能性も考えられる。
【００２２】
そこで、掻き込みアーム他端の繰り返し周回軌跡を変更できる構成、即ち掻き込みアーム他端の達する領域を変更できる構成とすることが好ましい。この周回軌跡の変更は、第２のクランクアームの長さを変更することによって、掻き込みアーム自身を変更することなく可能である。例えば、適宜、長さの異なる第２のクランクアームに交換するか、あるいは第２のクランクアーム自体を長さ調節機構を備え、所定長さを選択・変更できる構成とすれば良い。
【００２３】
さらに、掻き込みアームによる掻き込み運動を行いながらのホッパからの廃棄物の供給においても、最終的に、処理室の入口手前でいくらかの廃棄物が溜ってしまっている場合を考慮して、それらの廃棄物を処理室内へ押し込むための押し込みドアを、本発明の繰返し運動アーム機構よりも下方に備えておくことが望ましい。
【００２４】
この押込ドアは、従来の廃棄物充填機に用いられているものと基本的に同じもので良い。即ち、通常はホッパの壁面の一部を形成するように設けられ、駆動手段による回動運動によってホッパ内の廃棄物を入口から処理室内に押し込むと同時にその入口を閉鎖する構成を持つものである。
【００２５】
但し、押込ドアより上方でまだホッパ内に廃棄物が充填されている状態でこの押込ドアを駆動する場合には、押込ドアが処理室入口を閉鎖している際にホッパ内の廃棄物が外に漏れないように、ホッパの底面を形成するホッパ閉鎖部分を有するものとする。なお、押込ドアの駆動手段は、ホッパの外側から押込ドアを駆動させる構成とし、例えば、油圧シリンダ等を用いた簡単な構成のものでよい。
【００２６】
また、本発明における掻き込みアームは一本に限る必要はない。例えば、２本の掻き込みアームとこれらアームを周回運動させるクランク機構をそれぞれ設け、両アームを回転伝達系で連動させて動作させる構成としても良い。この場合、モータ等の駆動機構は共用とし、回転伝達系によってそれぞれのクランク機構に回転運動を伝達する構成が簡便である。もちろん、２本以上の掻き込みアームを設ける構成としても良く、さらには、一本の掻き込みアームを、他端が櫛状あるいは熊手状に複数本になっているものを用いても良い。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態として、ペットボトルや発泡トレー等の軽くて嵩張る廃棄物減容機用の廃棄物充填機を図１に示す。本実施形態の繰り返しアーム機構は、一つの掻き込みアームの他端が４本爪になっており、その両側から伸びる左右２本の一端部を左右２組のクランク機構で軸支する構成とした。これら左右２組のクランク機構は、駆動源として同一の電動モータを用いるものとし、中心に配置したこの電動モータからの回転運動が回転伝達系によってそれぞれ左右２組のクランク機構に伝達され、両クランク機構の作動が同期する構成とした。図１は、廃棄物充填機の概略構成を示す側面透視図であり、図２は正面透視図である。
【００２８】
ペットボトル等の廃棄物を供給するホッパ部１を構成するホッパ２には、減容対象である廃棄物が多数保持される。ホッパ２の排出口４は、ホッパ下方の縮径経路３を介して後述する圧縮部１１の処理室１２の入口１３に連通しており、ホッパ２は予め定めた一定量の廃棄物をこの処理室１２へ導入するように制御されている。
【００２９】
廃棄物を圧縮して減容する圧縮部１１は、ホッパ２から廃棄物が導入される入口１３および圧縮された廃棄圧縮物を排出する出口（不図示）を持つ処理室１２と、上下に往復運動して処理室１２の容積を増減させ内部の廃棄物を圧縮するメインシリンダ（不図示）と、圧縮された状態の廃棄物を出口に向って押出す押出シリンダ（不図示）とから構成されている。
【００３０】
本実施形態における繰返し運動アーム機構は、ホッパ２の内側背面の上方に固定された電動モータ５と、左右２組のクランク機構系Ｃと、これらクランク機構系Ｃに電動モータ５の回転運動を伝達するギア系Ｇと、左右２組のクランク機構系Ｃによって縮径経路３の上方で所定の周回運動を行う４本爪の掻き込みアーム８とから主に構成されている。
【００３１】
２組のクランク機構系Ｃは、各々第１のクランク機構６および第２のクランク機構７との両クランク機構を構成し、第１のクランク機構６の第１のクランク軸６Ｓと第２のクランク機構７の第２のクランク軸７Ｓが各々ホッパ２の内側背面の電動モータ５の左右両側に下上位置で回動可能に軸支されることによってホッパ２に設置されている。各第１のクランク軸６Ｓには第１のクランクアーム６Ａが取付けられ、各第２のクランク軸７Ｓには第２のクランクアーム７Ａが取付けられている。
【００３２】
掻き込みアーム８の左右両側に伸びる２本の一端部は、それぞれ対応する左右のクランク機構の第１のクランクアーム６Ａの先端および第２のクランクアーム７Ａの先端に位置８ａと位置８ｂで所定間隔を持って回動可能に軸支されている。
【００３３】
さらに、第２のクランクアーム７Ａを第１のクランクアーム６Ａより長いものにすることによって、アームの短い方の第１のクランク軸６Ｓを中心に第１のクランクアーム６Ａが回転すると、掻き込みアーム８の一端部で連結されている長い第２のクランクアーム７Ａは第２のクランク軸７Ｓを中心に揺動し、掻き込みアーム他端８ｃに略上下の往復運動を行わせ、この往復運動が周回運動となる。
【００３４】
本実施形態では、左右両側の第１のクランク軸６Ｓを同一とし、その左右両側に各々の第１のクランクアーム６Ａを取付けた。従って、電動モータ５からギア系Ｇの第１ギアＧ１および従動ギアＧ２を介して伝達される回転運動は、左右両側のクランク機構Ｃへ同時に伝達され、図３の部分概略図に示すように、第１ギアＧ１の一回転（図３（ａ）〜（ｄ）は第１ギアＧ１の回転角αの各過程：α＝０°，９０°，１８０°，２７０°）に伴って第１のクランクアーム６Ａが一回転し、第２のクランクアーム７Ａを揺動させ、掻き込みアーム８の左右両側の一端部８ａを同期状態で作動させる。
【００３５】
この作動によって、掻き込みアーム８は略上下方向の往復運動を行い、その先端８ｃが、側面視で軌跡Ｌを描く周回運動を行う。このギア系Ｇおよびクランク機構Ｃによる回転運動の繰り返しによって掻き込みアーム８は往復運動を繰り返し、先端８ｃが軌跡Ｌの周回運動を繰り返す。
【００３６】
なお、第２のクランクアーム７Ａの長さを変更することによって先端８ｃの周回軌道を変更することができる。例えば、軌跡Ｌの場合よりも第２のクランクアーム７Ａをより長くすると、掻き込みアーム８自身に変更を加えることなく、別軌跡を描く軌道で周回運動を行わせることができる。
【００３７】
さらに本実施形態では、処理室１２の入口１３に嵌合する柱状の押込ドア２０が設けられている。この押込ドア２０は、一定量の廃棄物がホッパ２から供給された後に、処理室１２の外側面に設けられた回転軸２５を中心に、油圧シリンダ２６の駆動によって回動して、処理室１２の入口１３付近のホッパ２側にはみ出している廃棄物を処理室１２内に押し込んで、処理室１２の入口１３を塞ぐようになっている。
【００３８】
押込ドア２０は、中心軸がその回転軸２５となっている側面視で略扇形状の柱部材２１により構成され、柱部材２１の一端面２２がホッパ２の下方壁面の一部を兼ねるように配置されている。一方、柱部材２１の他端面２４には、回転軸２５と一体化された補助部材２５ａが取付けられており、この補助部材２５ａの裏面側に連結されている油圧シリンダ２６の駆動によって、補助部材２５ａを介して柱部材２１が他端面２４から押し上げられ、回転軸２５を中心にして柱部材２１が処理室１２側に向う方向（即ち、図１（ａ）においては、反時計回り）に回動する。
【００３９】
この押し上げにより、柱部材２１が所定角度まで回動すると、柱部材２１の一端面２２がホッパ２の縮径経路３の下端部から排出口４を通り抜けて処理室１２の入口１３に嵌り込み、結果として処理室入口１３の近傍に残留する廃棄物を圧縮室３内に押し込んで処理室１２の入口１３を閉鎖して処理室１２内壁面の一部を形成すると共に、柱部材２１の上部曲面２３でホッパ２下部の縮径経路３および排出口４を閉鎖することとなる。
【００４０】
また、油圧シリンダ２６の駆動を切換えると、補助部材２５ａと共に他端面２４を介して柱部材２１が下方へ引張られ、処理室１２から離れる方向（図１（ａ）においては時計回り）に回動する。従って、柱部材２１の一端面２２は処理室１２の入口１３から離れ、再びホッパ２の下方壁面の一部を兼ねる位置に戻ると同時に、柱部材２１の上部曲面２３がホッパ２の排出口４および縮径経路３の下端部から退いて、処理室入口１３に開放するので、再び廃棄物の供給が行える状態となる。
【００４１】
以上の構成を備えた本実施形態の廃棄物充填機の動作は以下の通りである。まず、押し込みドア２の一端面２２がホッパ２の下部壁面の一部を兼ねる位置にあり、縮径経路３及び排出口４が処理室入口１３に開放状態にあることを確認したうえで、電動モータ５を駆動させて、掻き込みアーム８の繰り返し周回運動を開始する。
【００４２】
この掻き込みアーム８の周回運動を続けさせながら、ホッパ２内へ廃棄物の供給を始める。もちろん、掻き込みアーム８を動作させなくてもホッパ２内が満量でなければ廃棄物の供給は可能であるので、ホッパ内がある程度廃棄物で満たされてから掻き込みアーム８の動作を開始しても良い。供給された廃棄物は、自重によってホッパ２下方へ落下して行くが、掻き込みアーム８の運動によるその他端８ｃの軌跡Ｌを描く周回運動によって順次縮径経路３上方で該経路３内へ掻き込まれていく。従って、連続的に供給される廃棄物は、途中の縮径経路３で互いに絡み合って詰まることなく、また、廃棄物によるブリッジが形成されていてもそれが崩されながら、スムーズに縮径経路３へ落ち込んで排出孔４から入口１３を経て処理室１２内へ導入されていく。
【００４３】
予め定められた一定量の廃棄物のホッパ２への供給が終了し、全てが掻き込みアーム８によって縮径経路３内へ掻き込まれてしまったら、電動モータ５の駆動を止めて掻き込みアーム８の運動を停止させる。
【００４４】
このとき、若干の廃棄物あるいは廃棄物の一部が入口１３付近でホッパ２側にはみ出していれば、油圧シリンダ２６を駆動させて押し込みドア２０の柱部材２１を処理室１２側へ回動させ、はみ出している廃棄物を処理室内１２へ押し込んで入口１３を閉鎖する。
【００４５】
処理室１２内に導入された廃棄物は、メインシリンダにより圧縮処理され、押出シリンダにより排出されると、再び未処理の一定量の廃棄物を導入するために、油圧シリンダ２６の駆動を切換えて押出しドア２０の柱部材２１を処理室１２から離れる方向に回動させ、再び一端面２２がホッパ２の下方壁面の一部を兼ねる位置に戻し、縮径経路３および排出口４を処理室１２の入口３に開放連通させる。
【００４６】
以上の操作を、廃棄物一定量ごと又は一定期間ごとに行うことによって、予め定めた量ずつの廃棄物を充填することができ、流動性が悪く軽くて嵩張る廃棄物であっても、予定通りの処理回数で効率よく圧縮処理を行うことができる。
【００４７】
なお、押し込みドア２０の回動の際に、柱部材２２が掻き込みアーム８に衝突することのないように設定する必要があるが、アーム他端８ｃの軌跡と上部曲面２３の軌道とを互いに交わらないものとすれば良い。
【００４８】
また、上記実施の形態では、押込ドア２０は側面視で略扇形状の柱部材２２で構成したが、この形状に限定する必要はなく、入口１３からはみ出した廃棄物を良好に処理室１２内へ押し込むんで入口１３を閉鎖すると同時に、ホッパ２の縮径経路３および排出口４を閉鎖できる構成であれば良い。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の廃棄物充填機によれば、繰り返し運動アーム機構によって、ホッパからの廃棄物の供給時に廃棄物が常にホッパの縮径経路に掻き込まれるため、廃棄物が詰まることなく予め定められた一定量ごとにの廃棄物を処理室内へ導入し、処理することができるので、流動性が悪く軽くて嵩張る廃棄物であっても予定通りの減容処理が効率よく行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態としての廃棄物充填機の概略構成を示す側面透視図である。
【図２】図１に示した廃棄物充填機の正面透視図である。
【図３】図１に示した廃棄物充填機のアーム機構の動作の説明図であり、（ａ）〜（ｄ）は掻き込みアームの各回転角での状態を示すホッパ部分透視図である。
【符号の説明】
１：ホッパ部
２：ホッパ
３：縮径経路
４：排出口
５：電動モータ
Ｇ：ギア系
Ｇ１：第１ギア
Ｇ２：従動ギア
Ｃ：クランク機構系
６：第１のクランク機構
６Ｓ：第１のクランク軸
６Ａ：第１のクランクアーム
７：第２のクランク機構
７Ｓ：第２のクランク軸
７Ａ：第２のクランクアーム
８：掻き込みアーム
８ａ：アーム軸支位置（第１のクランクアーム先端による）
８ｂ：アーム軸支位置（第２のクランクアーム先端による）
８ｃ：アーム他端
Ｌ：軌跡
１１：圧縮部
１２：処理室
１３：入口
２０：押込みドア
２１：柱部材
２２：一端面
２３：上部曲面
２４：他端面
２５：回転軸
２５ａ：補助部材
２６：油圧シリンダ
【図１】
0004346051.tif 000002
【図２】
0004346051.tif 000003
【図３】
0004346051.tif 000004