ペットボトル処理装置
【課題】ペットボトルの破砕前にラベルを分離する、構造の簡単なペットボトル処理装置を提供する。
【解決手段】ペットボトル処理装置１は、搬送手段５と、回転軸２と、搬送手段５上をペットボトルＡの搬送方向に回転する回転盤３と、切断手段７と、回転盤３から突設しペットボトルＡを突き刺して切断手段７上に引き込みラベルＬを切断するとともに搬送方向後方へ引き込む回転スパイク４と、ペットボトルＡに当接して回転スパイク４の先端かつ下方側へ押しやり、ボトル本体Ｂの自重による力がボトル本体Ｂと回転スパイク４の摩擦力より大きいことを利用してボトル本体Ｂを回転スパイク４から落下させ、ラベルＬの自重による力がラベルＬと回転スパイク４との間の摩擦力より小さいことを利用してラベルＬを回転スパイク４に係留させて、ラベルＬをボトル本体Ｂから分離させる離脱手段８とを備える。
【解決手段】ペットボトル処理装置１は、搬送手段５と、回転軸２と、搬送手段５上をペットボトルＡの搬送方向に回転する回転盤３と、切断手段７と、回転盤３から突設しペットボトルＡを突き刺して切断手段７上に引き込みラベルＬを切断するとともに搬送方向後方へ引き込む回転スパイク４と、ペットボトルＡに当接して回転スパイク４の先端かつ下方側へ押しやり、ボトル本体Ｂの自重による力がボトル本体Ｂと回転スパイク４の摩擦力より大きいことを利用してボトル本体Ｂを回転スパイク４から落下させ、ラベルＬの自重による力がラベルＬと回転スパイク４との間の摩擦力より小さいことを利用してラベルＬを回転スパイク４に係留させて、ラベルＬをボトル本体Ｂから分離させる離脱手段８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ペットボトルを破砕する前にラベルを分離する処理を行うペットボトル処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ペットボトルは、市町村がゴミを分別して回収したり、小売店の店頭や駅の構内へ専用回収ボックスを設置したりする等の取り組みにより、リサイクルが進み各種樹脂製品の原料として用途を拡大している。このペットボトルは、破砕してフレークやペレットにした状態で再利用されるが、ペットボトルのラベルやキャップ、封緘リングは、ボトル本体とは材質が異なるため、破砕を行う前後でこれらを分離しておく必要がある。
【０００３】
そこで、ペットボトルからラベル等を分離する各種の装置が提案されており、例えば、特許文献１では、ラベルを縦方向に切断する丸鋸歯と、キャップや封緘リングを一体的に分離するためにペットボトルを頭部ごと横方向に切断する別の丸鋸歯とを備えたペットボトルの回収システムが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、ペットボトルの頭部をキャップごと胴体部から切断する横切断刃とラベルをペットボトルの胴部ごと縦方向に切断する縦切断刃とからなる押し切り式のＴ字歯を備えたプラスチックボトル切断分別装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３８３２７号公報
【特許文献２】特開２００６−０３５６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のシステムや特許文献２の装置では、ペットボトルからラベルを分離するために、ラベルを吸着する吸着パッドが別途設けられており、この吸着パッドは、ラベル等を切断する切断刃とは別の駆動装置により駆動されるため、装置が複雑で高価になる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構造でペットボトルのラベルの切断及び分離を行えるペットボトル処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、ペットボトルのボトル本体からラベルを分離する処理を行うペットボトル処理装置であって、前記ペットボトルを搬送する搬送手段と、前記搬送手段の上方に設けられ、前記ペットボトルの搬送方向と略直交する方向に延びる回転軸と、前記回転軸に回転一体に連結され、前記回転軸の下方において前記ペットボトルの搬送方向に沿って回転駆動される回転盤と、前記回転軸の下方において前記ペットボトルの搬送方向に沿って刃が形成されるように前記搬送手段上に固定された切断手段と、前記回転盤の外周端に周方向等間隔おきに突設され、前記搬送手段上を搬送されてきた前記ペットボトルを下降して突き刺しながら前記ペットボトルを前記切断手段上に引き込んで当該ペットボトルのラベルを切断するとともに、前記ペットボトルの搬送方向後方へ前記ペットボトルを引き込む複数の回転スパイクと、前記回転スパイクが後方に引きこんだ前記ペットボトルを当接させて前記回転スパイクから離脱させる離脱手段と、を備え、前記離脱手段は、前記回転スパイクの先端が下方を向いているうちに前記ペットボトルに当接して前記ペットボトルを回転スパイクの先端側へ押しやり、ボトル本体の自重による力がボトル本体と回転スパイクとの間の摩擦力より大きいことを利用してボトル本体を前記回転スパイクから落下させる一方、ラベルの自重による力がラベルと回転スパイクとの間の摩擦力より小さいことを利用してラベルを前記回転スパイクに係留させることで、切断されたラベルをボトル本体から分離させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のペットボトル処理装置によれば、回転スパイクで突き刺してペットボトルを切断手段上に引き込むため、ペットボトルが暴れて逃げることがなく、効率よく切断手段上にペットボトルを引き込むことができる。また、ペットボトルを切断手段上に引き込むことで、ペットボトルに巻回されたラベルを切断するよう構成されており、ラベルをボトル本体から分離可能な状態とすることができる。そして、ラベルの上からペットボトルの本体に突き刺さっている回転スパイクをペットボトルから離脱させる際、回転スパイクの先端が下方を向いている状態で、離脱手段がペットボトルを下方に押しやるように構成されており、離脱手段に押されて動き出した状態のボトル本体と回転スパイクの間の摩擦力（動摩擦力）が、ボトル本体が回転スパイクに対して静止していた状態の摩擦力（静止摩擦力）より減少するため、ボトル本体は回転スパイクとの摩擦力で自重を支え切れなくなり回転スパイクから滑って離脱する。これに対し、ラベルは軽いため、自重が摩擦力を上回ることがなく回転スパイクから離脱しない。こうして、ボトル本体からラベルが分離される。
尚、ここで「ラベル」とは、ペットボトルの本体に接着材等で貼着されることなく巻回され、ラベルを縦方向（ペットボトルの上下方向）に一端から他端まで切断すれば、ボトル本体から分離可能になるラベルをいうものとする。
【００１０】
本発明のペットボトル処理装置は、前記搬送手段の上面に前記回転軸の軸芯方向へ列設される複数の固定プレス台を備え、前記切断手段は、前記固定プレス台の上面に設けられる固定プレス面に固設されている一方、前記回転盤は、前記回転軸の軸芯方向に複数が列設され、前記回転軸の半径方向外側へ突出する複数のアーム部を備えており、前記アーム部は、先端に回転プレス面を有し、前記回転スパイクは、前記回転プレス面から突設され、前記複数の固定プレス台及び回転盤は、前記回転軸の軸芯方向に交互に並ぶよう設けられており、前記回転プレス面が隣接する切断手段の間を通過し、かつ前記回転スパイクが隣接する固定プレス面の間を通過するようにして、前記回転プレス面と前記固定プレス面とが対面するように設けられており、前記離脱手段は、前記回転軸の軸芯方向に複数が列設され、前記回転スパイクが隣接する離脱手段の間を通過するように構成されていることが好ましい。
【００１１】
このように、回転スパイクが固定プレス面と固定プレス面の間を通過する際、回転プレス面と固定プレス面が対面するよう設けることで、回転スパイクに突き刺されて回転軸下方に引き込まれたペットボトルを、回転プレス面と固定プレス面の間で挟んで押しつぶすことができる。また、回転スパイクによりペットボトルを引きずり、ラベルを固定プレス面に擦りつけることで、ラベルを破断させることができる。このように、切断手段以外にもラベルを一端から他端まで分断する手段を設けることで、ボトル本体からラベルが分離可能な状態となるペットボトルの割合を増やすことできる。
また、離脱手段が、回転軸の軸芯方向に複数列設され、回転スパイクが隣接する離脱手段の間を通過するよう構成されていることで、回転スパイクで突き刺されたペットボトルが、回転スパイクを挟む２つの離脱手段に当接して回転スパイクから離脱することになる。この際、ボトル本体は肉厚で変形しにくいのに対し、ラベルは薄くて変形しやすいため、ペットボトルから回転スパイクが引き抜かれる際、ラベルだけが回転スパイクとの摩擦力により引っ張られて変形し回転スパイクに追随するため、ラベルをボトル本体からより効率的に分離することができる。
【００１２】
本発明のペットボトル処理装置は、ペットボトルが前記回転スパイクに突き刺される位置の前記ペットボトルの搬送方向後方において、前記搬送手段上に出没する突き出しスパイクを備えることが好ましい。こうすることで、突き出しスパイクによりペットボトルを突き刺したり引っ掻いたりすることができ、突き出しスパイクによってもボトル本体からラベルを分離することができる。
【００１３】
また、本発明のペットボトル処理装置は、前記回転軸を駆動する駆動装置と、前記回転軸側から前記駆動装置側へと戻る戻り部、及び前記駆動装置側から前記回転軸側へと送り出される送り部を有し前記駆動装置の回転を前記回転軸に伝達する環状の索状体と、前記戻り部に外側から当接し、前記索条体の内側向きの第１方向及び前記第１方向と逆向きの第２方向に摺動可能に設けられるスライド部材と、前記スライド部材に連結され、前記スライド部材を前記第１方向に付勢して、前記スライド部材を介して前記戻り部の中央部分を前記第1方向へ引っ張る付勢手段と、を備え、前記突き出しスパイクは、前記スライド部材の摺動に連動して、前記搬送手段上に出没する動きを繰り返す一方、前記スライド部材は、前記戻り部に引っ張り力が働いて前記戻り部が直線状に張ると前記第２方向に摺動し、前記戻り部が緩むと前記付勢ばねによる付勢力で前記第１方向へ摺動するように構成されていることが好ましい。
【００１４】
このように、駆動装置から回転軸へ動力を伝える索条体が緊張したり緩んだりすることを利用して、突き出しスパイクを搬送手段上へ出没させる構成とすることで、駆動装置を増やすことなく、突き出しスパイクを設けることができる。
【００１５】
本発明のペットボトル処理装置は、前記索条体の送り部に前記索条体の外側から当接する補助スライド部材を備え、前記補助スライド部材は、前記索条体の戻り部が直線状に張って前記スライド部材を前記第２方向に摺動させた際に前記スライド部材と一体的に第２方向に摺動して前記送り部を押圧して屈曲させるように構成されていることが好ましい。
このような補助スライド部材を設けることで、索条体の戻り部が緊張した際の送り部の緩みにより、索条体が、回転軸や駆動装置のプーリ等から外れることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明のペットボトル処理装置によれば、簡単な構成によりペットボトルのラベルを分離する処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るペットボトル処理装置の部分断面正面図である。
【図２】図１に示したペットボトル処理装置が、処理したペットボトルを投入台へ戻すためのベルトコンベアを備える場合の側面図である。
【図３】図１のペットボトル処理装置の回転盤周辺の側面断面図である。
【図４】図１のペットボトル処理装置の回転盤周辺の背面図である。
【図５】図１のペットボトル処理装置において突き出しスパイクを駆動する機構を示した側面図である。
【図６】図５の突き出しスパイクを駆動する機構の背面図である。
【図７】ペットボトルから回転スパイクを引き抜く際にラベルが分離する様子を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係るペットボトル処理装置（以下「処理装置」ともいう）１である。処理装置１は、主に回転軸２、回転盤３、回転スパイク４、搬送板（搬送手段）５、固定プレス台６、切断手段７、当接板（離脱手段）８、突き出しスパイク９、駆動装置１０及び索条体１１を備えている。
尚、本発明のペットボトル処理装置は、以下の実施形態に限られるものではない。
【００１９】
回転軸２は、図１に示すように、処理装置１のケーシングの側板１２により水平に軸支され、回転軸２の下方に設けられる駆動装置１０により駆動される。回転軸２のプーリ２ａと、駆動装置１０のプーリ１０ａは、索条体１１により連結されている。索条体１１としては、ベルト状のもの、チェーン状のものを適宜用いることができる。索条体１１として、チェーンを用いる場合は、プーリ２ａ，１０ａとして、スプロケットを用いることができる。
【００２０】
回転盤３は、図３及び図４に示すように、回転軸２に回転一体に連結され、回転軸２の半径方向外側へ突出するアーム部３ａを有している。アーム部３ａは、回転盤３の周方向に等間隔で６本設けられている。アーム部３ａの先端には、回転軸２の軸芯に略平行で、回転軸２の軸芯方向が長手となる矩形の回転プレス面３ｂが設けられている。回転盤３は、同形状のものが回転軸２の軸芯方向に複数設けられており、全ての回転盤の６本のアーム３ａ，…が同位相で回転するように、即ち隣接する回転盤のアーム３ａ，…が軸芯方向に一列に並ぶようにして回転するように設けられている。
【００２１】
アーム部３ａは、図３に示すように、回転スパイク４が真下を向いた際に、回転軸２のペットボトルＡの搬送方向前側（以下単に「前側」ともいい、ペットボトルＡの搬送方向後側を単に「後側」ともいう）の端面３ｄが、ペットボトルＡの搬送方向前方に傾けて設けられている。こうすることで、前後するアーム部３ａ，３ａの間に挟み込まれたペットボトルＡを、端面３ｄで、次に下りてくるアーム部３ａ側へ押し留め、次に下りてくるアーム部３ａの回転スパイク４で突き刺すことを容易にしている。また、アーム部３ａは、回転軸２の後方側の端面３ｅが、水平面に略垂直となるように設けられている。こうすることで後方側の端面３ｅでペットボトルＡを回転軸２の下方へ引き込みやすくしている。
【００２２】
回転スパイク４は、先の尖った棒状であり、図４に示すように、矩形の回転プレス面３ｂの長手方向（回転軸２の軸芯方向）の略中央に垂設されている。図３、図４に示すように、スパイク４の先端は、３つの平面状の傾斜面４ａを設けることにより先が尖るよう形成れており、隣り合う平面４ａ，４ａの交線は、スパイク４の軸芯方向に延びる稜線４ｂとなっている。稜線４ｂを設けることで、ペットボトルＡからスパイク４を引き抜くときに、稜線４ｂにラベルＬが引っかかるため、ラベルＬをボトル本体Ｂから、より分離しやすくすることができる。回転スパイク４としては、具体的には高炭素鋼や特殊鋼等により形成されたコンクリート釘を用いることができる。
【００２３】
搬送板５は、図３に示すように、回転軸２の下方から前方かつ上方へ傾斜する傾斜部５ａと、回転軸２の下方から後方へ、水平に延びる水平部５ｂとからなる。傾斜部５ａは、図５に示すように、上端で投入台１４と連結している。投入台１４は両端に側壁が設けられた滑り台状で、処理されるペットボトルＡは、投入台１４上及び搬送板５の傾斜部５ａ上を滑って回転盤３の前方斜め下へ投入される。また、水平部５ｂには、回転軸２の軸芯の直下よりやや後方において、隣接する固定プレス台６，６の間に突き出しスパイク９が突き出る貫通孔５ｃが設けられている。
【００２４】
固定プレス台６は、図３に示すように、帯状の長板であり、図１に示すように、長手方向を回転軸２の軸芯方向と垂直（ペットボトルＡの搬送方向と平行）にして回転軸2の軸芯方向に複数が列設され、搬送板５の水平部５ｂ上に固定されている。固定プレス台６の上面に、固定プレス面６ａが形成されている。図３に示すように、固定プレス面６ａと傾斜部５ａの上面は、段差なく連続するよう構成されている。これにより、ペットボトルＡをスムーズに固定プレス面６ａの上へ引き込むことができる。
【００２５】
切断手段７は、図３に示すように帯鋸歯であり、鋸歯が並ぶ端面７ａを上にして固定プレス面６ａの幅方向（回転軸２の軸芯方向）の略中央を固定プレス面６ａの長手方向に延びるように垂設されている。切断手段７を帯鋸歯とすることで、切断手段７に、ラベルを切断するだけでなく、ボトル本体ＢからラベルＬを引き剥がす機能を持たせることができる。切断手段７の歯は、左右の角をテーパー状に削り落として略三角形状に加工されている。このように鋸歯の先端を尖らせることで、ラベルＬやボトル本体Ｂからでる切りくずを低減させることができる。このような切りくずはペットボトルを洗浄する際に、洗浄水とともに流出してしまうことが多いが、切りくずの発生を低減することで、樹脂の回収率を向上させることができる。
【００２６】
回転プレス面３ｂ及び固定プレス面６ａは、図１及び図４に示すように、回転軸２の軸芯方向に交互に並ぶよう設けられ、回転プレス面３ｂが隣接する切断手段７の間を通過するように、かつ回転スパイク４が隣接する固定プレス面６の間を通過するようにして、回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとが対面するよう設けられている。回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとは、最接近した状態でも数ｍｍ程度の間隙を残して対面するよう構成されており、両プレス面３ｂ，６ａの間にペットボトルＡが噛み込んで、駆動装置１０に過度の負担がかかることが抑制されている。
【００２７】
図４に示すように切断手段７の鋸歯が並ぶ端面７ａは、回転プレス面３ｂよりも回転軸２の軸芯に近くなるように、即ち回転プレス面３ｂが最下方に下りてきた際に、回転プレス面３ｂより、鋸歯７ａが上に突出するように設けられている。これにより、切断手段７の両側で回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとに挟まれたペットボトルＡを切断手段７で効率よく切断することができる。
【００２８】
また、回転スパイク４の先端は、図４に示すように、固定プレス面６ａよりも回転軸２の軸芯から遠くなるように、即ち、回転スパイク４の先端が、隣接する固定プレス台６，６の間において、固定プレス面６ａよりも下方を通過するように構成されている。これにより、回転スパイク４の両側で回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとに挟まれたペットボトルＡを回転スパイク４で効率よく突き刺すことができる。
【００２９】
当接板（離脱手段）８は、図３に示すように矩形の平板であり、図４に示すように回転軸２と垂直に設けられ、隣接する回転盤３，３の間隙に挿入されて、上側の端面がケーシングの天板１３に固定されている。当接板８は、下側の端面８ａが回転軸２の軸芯よりやや下方に位置するよう設けられており、回転軸２の後方に回った回転スパイク４の先端が斜め下方を向いている位置において、端面８ａに回転スパイク４に刺さったペットボトルＡが当接するよう設けられている。
【００３０】
本実施形態のペットボトル処理装置１は、図５に示すように、回転スパイク４に加え、突き出しスパイク９を備えている。突き出しスパイク９も、回転スパイク４と同様、ラベルＬの上からペットボトルＡを突き刺し、ラベルＬが切断された後に、ペットボトルＡから引き抜かれるよう構成されている。
【００３１】
突き出しスパイク９は、図１に示すように、先端の尖った棒条であり、搬送板５の水平部５ｂの下側に設けられる長板状の基板１８の上端面に複数本が垂設されている。基板１８は、図５、図６に示すように、側板１２に軸支される回動軸１９に、側板１２の内側において固定され、回動軸１９回りに回動するよう設けられている。突き出しスパイク９は、基板１８が回動軸１９回りに回動することにより、搬送板５の水平部５ｂに設けられた貫通孔５ｃを通して、搬送板５の水平部５ｂの上面側へ出没する。突き出しスパイク９は、固定プレス台６と固定プレス台６の間から回転スパイク４が最も下がる位置（回転軸２の軸芯の直下）のやや後方で、回転スパイク４から抜け落ちる前のペットボトルＡを突き上げるよう構成されている。
【００３２】
図６に示すように、回動軸１９の側板１２より外側に突出した部分には、回動軸１９の径方向かつ上方へ延出し、回動軸１９とともに回動するレバー２０が設けられている。レバー２０の先端部分には、レバー２０を後方へ付勢する付勢ばね（付勢手段）２１の一端が連結されている。付勢ばね２１の他端は、図５に示すように、レバー２０の後方において、側壁１２に固定されている。
【００３３】
索条体１１は、図５に示すように、環状で、回転軸２のプーリ２ａと駆動装置１０のプーリ１０ａとを連結しており、回転軸２のプーリ２ａから駆動装置１０のプーリ１０ａへと戻る戻り部１１ａと、プーリ１０ａからプーリ２ａへと送り出される送り部１１ｂとを有している。ただし、戻り部１１ａ及び送り部１１ｂは、索条体１１をプーリ２ａ，１０ａから取り外した状態での特定の部分をいうものではない。
索条体１１は、ベルトでもチェーンでもよく、プーリ２ａ及びプーリ１０ａは、スプロケットでもよい。
【００３４】
スライド部材１５は、図５に示すように、円筒状の部材であり、外周面の後側部分が、索条体１１の戻り部１１ａに概ね常時当接するよう設けられている。スライド部材１５は、スライド部材１５と同形の補助スライド部材１６と共に略トラック形をしたスライド基板１７の外側面の水平方向の両端に軸芯方向を水平にして固定されている。
【００３５】
スライド基板１７は、側壁１２の外面に設けられるガイドレール２２により、前後方向（第1方向及び第２方向、図５においては左右方向）に摺動可能に支持されている。スライド基板１７は、上端辺から斜め後方に延出するローラ基台部１７ａと、ローラ基台部１７ａの上端部内面に設けられる水平軸まわりに回転可能なローラ１７ｂを有している。
【００３６】
ローラ１７ｂは、その側面を後方からレバー２０の後側端面２０ａに当接させている。ローラ１７ｂは、レバー２０に押されて後方へ移動する際や、逆にローラ１７ｂがレバー２０を前方へ押す際には、レバー２０の後側端面２０ａを上下に転がるよう構成されている。
【００３７】
補助スライド部材１６は、外周面が、索条体１１の送り部１１ｂに後方から当接しており、スライド基板１７及びスライド部材１５と共に前後方向（第1方向及び第２方向、図５では左右方向）に摺動する。スライド部材１５が索条体１１の戻り部１１ａに押されて前方（第２方向）に摺動すると、補助スライド部材１６も共に後方（第２方向）に摺動して索条体１１の緩んだ送り部１１ｂをくの字に屈曲させて送り部１１ｂの緩みを解消し、索条体１１がプーリ２ａやプーリ１０ａから外れることを防止する。
【００３８】
次に、本実施形態に係るペットボトル処理装置１を用いてペットボトルを処理する場合の各構成による作用及び効果について説明する。
投入台１４の上方からペットボトルＡを投入すると、ペットボトルＡは投入台１４上及び搬送板５の傾斜部５ａを滑り落ちて、回転盤３の前方斜め下に投入される。図３に示すように、回転盤３がＸ方向に回転すると、回転スパイク４がペットボトルＡの上方から下りてきて、回転スパイク４の先端と搬送板５の傾斜部５ａとの間にペットボトルＡを挟みこんで、ペットボトルＡを突き刺す。回転スパイク４は、先端がラベルＬの有るところに当たった場合は、ラベルＬの上からペットボトルＡを突き刺す。
【００３９】
回転スパイク４に突き刺されたペットボトルＡは、回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａの間に引き込まれて押しつぶされる。この際、予めキャップＣが外されていなくても、回転スパイクによりボトル本体Ｂには、回転スパイク４により孔が開けられているため、ボトル本体Ｂが空気を閉じ込めて破裂することがない。
【００４０】
また、ペットボトルＡは、回転スパイク４に突き刺されたまま、後方の切断手段７の鋸歯上に引き込まれるため、ペットボトルＡは、切断手段７により切断される。この際、ペットボトルＡは、任意の姿勢で搬送板５の傾斜部５ａ上を搬送されてくるが、ペットボトルＡの上下方向が、搬送方向と平行に近い場合は、円筒状のラベルＬが上端から下端まで切断され、ボトル本体Ｂから分離可能な状態となる。
【００４１】
また、ペットボトルＡは、切断手段７で切断されると同時に、切断手段７の軸芯方向の両側に設けられる固定プレス面６ａと、回転プレス面３ｂの間で押しつぶされる。この際、ペットボトルＡのラベルＬは、ボトル本体Ｂの下側の部分が固定プレス面６ａに擦りつけられて後方へ引っ張られるため、これによってもラベルＬを引き裂くことができる。特に、ラベルＬに切断用の糸目が設けられている場合には、その糸目に従ってラベルＬを効果的に引き裂くことができる。
これにより、ペットボトルＡの上下方向が搬送方向に対して大きく傾いている場合、例えば、ペットボトルＡが、上下方向を切断手段７の端面７ａに垂直にして投入され、切断手段７では、ラベルＬを輪切りにしかできないような場合でも、ラベルＬを一端から他端まで引き裂いてボトル本体Ｂから分離可能な状態とすることができる。
【００４２】
ラベルＬをボトル本体Ｂから分離する仕組みについて説明すると、図７に示すように、回転スパイク４に突き刺されたペットボトルＡは、ラベルＬが切断されたあと、板状の当接板（離脱手段）８の下端８ａに当接して、下方かつ回転スパイク４の先端方向に押しやられる。この際、ボトル本体Ａ及びラベルＬは、回転スパイク４との摩擦力により回転スパイク４に係止されているが、この摩擦力（静止摩擦力）は、ボトル本体Ｂが動き出すことにより（動摩擦力となって）低減するため、ボトル本体Ｂの重量を支え切れなくなり、ボトル本体Ｂが回転スパイク４から離脱する。一方、ラベルＬは、摩擦力が低減しても、軽いためにそのまま回転スパイクに係止される。
また、図７に示すように、隣接する当接板（離脱手段）８は、間隔をおいてペットボトルＡに当接するため、剛性の大きいボトル本体Ａがほとんど変形せずに当接板８に係止される一方で、ラベルＬは剛性が小さく変形しやすいため、変形しながら回転スパイク４に追随する。こうしてボトル本体ＢとラベルＬの間が離間していき、ラベルＬをボトル本体Ｂから分離することができる。
【００４３】
ペットボトルＡのキャップＣ、及び封緘リングＤ（図示せず）は、回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａの間に挟み込まれ、押しつぶされることでボトル本体Ｂから取り外し易くなる。
【００４４】
次に、突き出しスパイク９が出没する仕組み及びその効果について説明する。
ペットボトルＡが回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａの間に挟まれると、回転軸２に制動が働き、索条体１１の戻り部１１ａが引っ張られて直線状に張る（図５の仮想線参照）。するとスライド部材１５が戻り部１１ａに押されて前方（第２方向）へ摺動する。これとともに、スライド基板１７が前方（第２方向）へ摺動し、ローラ１７ｂがレバー２０を介して回動軸１９を回動させる。回動軸１９が回動することにより、回動軸１９に固定された基板１８が上昇し、突き出しスパイク９が搬送板５の水平部５ｂに設けられた貫通孔５ｃから突出する。突き出しスパイク９は、図３に示すように、ペットボトルＡが回転スパイク４から抜ける前に、ペットボトルＡに突き刺さる。こうして、さらにペットボトルＡに孔を開けることができる。また、ペットボトルＡは、回転スパイクＡと突き出しスパイクＢの両方に引かれる格好になり、これによってもラベルＬをボトル本体Ｂから分離することができる。
突き出しスパイク９がペットボトルＡにうまく突き刺さらないような場合でも、突き出しスパイク９の先端がラベルＬを引っ掻いたり、ボトル本体Ａを回転スパイク４から突き落としたりして、ラベルＬがボトル本体Ｂから分離することを促進することができる。
【００４５】
処理の終わったペットボトルＡは、図２に示すように、排出口２３から排出台２４に排出される。ここで、ボトル本体ＢからラベルＬやキャップＣ、封緘リングＤが仕分けられる。キャップＣ及び封緘リングＤは、回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとの間でほとんどが潰されているため、処理装置１から排出された後、人手により容易にボトル本体Ｂから分離することができる。
【００４６】
また、本発明の処理装置１で処理したボトル本体Ｂは、回転スパイク４や突き出しスパイク９により孔が開けられ、切断手段７によって切れ目が入れられており、かつ回転プレス面３ｂ及び固定プレス面６ａにより押しつぶされているため、洗浄用の水槽に投入した場合に、内部に水が入りやすく、内部の洗浄が容易であり、また水に沈みやすいため、水に浮くラベルＬやキャップＣ等を分離しやすい。
【００４７】
また、図２に示すように、処理装置１は、ラベルＬ等が十分にボトル本体Ｂから分離されていないペットボトルＡを投入台１４に戻すベルトコンベア３０及びホッパー２５を備えることが好ましい。これにより、ラベルＬ等の分離が不十分なペットボトルを再度処理することができるため、効率よくボトル本体ＢからラベルＬやキャップＣ、封緘リングＤを分離することができる。また、ベルトコンベア３０は、回転軸２に連結されて駆動されるため、駆動装置を別途設ける必要がない。
【００４８】
本発明のペットボトル処理装置は、上記の実施形態に限られるものではなく、例えば、突き出しスパイクを、直接駆動装置１０や回転軸２とクランクで連結して出没運動をさせるようにしてもよい。回転スパイク及び突き出しスパイクは、外見が先の尖った棒状であれば、筒状でもよいし、断面が円形ではなく、多角形状でもよい。回転盤に設けられる回転スパイクの数は５個以下でも７個以上でもよい。切断手段は、帯鋸歯に限られず、直線状又は曲線状の刃線を有するものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のペットボトル処理装置は、簡単な構造でペットボトルのラベルを分離することができるため、ペットボトルの破砕を行う前のペットボトルの処理に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ ペットボトル処理装置
２ 回転軸
３ 回転盤
３ａ アーム部
３ｂ 回転プレス面
４ 回転スパイク
５ 搬送板（搬送手段）
５ａ 傾斜部
５ｂ 水平部
６ 固定プレス台
６ａ 固定プレス面
７ 切断手段
８ 当接板（離脱手段）
９ 突き出しスパイク
１０ 駆動装置
１１ 索条体
１１ａ 戻り部
１１ｂ 送り部
１２ 側板
１３ 天板
１４ 投入台
１５ スライド部材
１６ 補助スライド部材
１７ スライド基板
１７ａ ローラ基台部
１７ｂ ローラ
１８ 基板
１９ 回動軸
２０ レバー
２１ 付勢ばね
２２ ガイドレール
２３ 投入口
２４ 排出口
２５ 投入台
２６ ホッパー
３０ ベルトコンベア
Ａ ペットボトル
Ｂ ボトル本体
Ｃ キャップ
Ｌ ラベル
Ｘ 回転方向
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ペットボトルを破砕する前にラベルを分離する処理を行うペットボトル処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ペットボトルは、市町村がゴミを分別して回収したり、小売店の店頭や駅の構内へ専用回収ボックスを設置したりする等の取り組みにより、リサイクルが進み各種樹脂製品の原料として用途を拡大している。このペットボトルは、破砕してフレークやペレットにした状態で再利用されるが、ペットボトルのラベルやキャップ、封緘リングは、ボトル本体とは材質が異なるため、破砕を行う前後でこれらを分離しておく必要がある。
【０００３】
そこで、ペットボトルからラベル等を分離する各種の装置が提案されており、例えば、特許文献１では、ラベルを縦方向に切断する丸鋸歯と、キャップや封緘リングを一体的に分離するためにペットボトルを頭部ごと横方向に切断する別の丸鋸歯とを備えたペットボトルの回収システムが提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、ペットボトルの頭部をキャップごと胴体部から切断する横切断刃とラベルをペットボトルの胴部ごと縦方向に切断する縦切断刃とからなる押し切り式のＴ字歯を備えたプラスチックボトル切断分別装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３８３２７号公報
【特許文献２】特開２００６−０３５６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のシステムや特許文献２の装置では、ペットボトルからラベルを分離するために、ラベルを吸着する吸着パッドが別途設けられており、この吸着パッドは、ラベル等を切断する切断刃とは別の駆動装置により駆動されるため、装置が複雑で高価になる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構造でペットボトルのラベルの切断及び分離を行えるペットボトル処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、ペットボトルのボトル本体からラベルを分離する処理を行うペットボトル処理装置であって、前記ペットボトルを搬送する搬送手段と、前記搬送手段の上方に設けられ、前記ペットボトルの搬送方向と略直交する方向に延びる回転軸と、前記回転軸に回転一体に連結され、前記回転軸の下方において前記ペットボトルの搬送方向に沿って回転駆動される回転盤と、前記回転軸の下方において前記ペットボトルの搬送方向に沿って刃が形成されるように前記搬送手段上に固定された切断手段と、前記回転盤の外周端に周方向等間隔おきに突設され、前記搬送手段上を搬送されてきた前記ペットボトルを下降して突き刺しながら前記ペットボトルを前記切断手段上に引き込んで当該ペットボトルのラベルを切断するとともに、前記ペットボトルの搬送方向後方へ前記ペットボトルを引き込む複数の回転スパイクと、前記回転スパイクが後方に引きこんだ前記ペットボトルを当接させて前記回転スパイクから離脱させる離脱手段と、を備え、前記離脱手段は、前記回転スパイクの先端が下方を向いているうちに前記ペットボトルに当接して前記ペットボトルを回転スパイクの先端側へ押しやり、ボトル本体の自重による力がボトル本体と回転スパイクとの間の摩擦力より大きいことを利用してボトル本体を前記回転スパイクから落下させる一方、ラベルの自重による力がラベルと回転スパイクとの間の摩擦力より小さいことを利用してラベルを前記回転スパイクに係留させることで、切断されたラベルをボトル本体から分離させるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明のペットボトル処理装置によれば、回転スパイクで突き刺してペットボトルを切断手段上に引き込むため、ペットボトルが暴れて逃げることがなく、効率よく切断手段上にペットボトルを引き込むことができる。また、ペットボトルを切断手段上に引き込むことで、ペットボトルに巻回されたラベルを切断するよう構成されており、ラベルをボトル本体から分離可能な状態とすることができる。そして、ラベルの上からペットボトルの本体に突き刺さっている回転スパイクをペットボトルから離脱させる際、回転スパイクの先端が下方を向いている状態で、離脱手段がペットボトルを下方に押しやるように構成されており、離脱手段に押されて動き出した状態のボトル本体と回転スパイクの間の摩擦力（動摩擦力）が、ボトル本体が回転スパイクに対して静止していた状態の摩擦力（静止摩擦力）より減少するため、ボトル本体は回転スパイクとの摩擦力で自重を支え切れなくなり回転スパイクから滑って離脱する。これに対し、ラベルは軽いため、自重が摩擦力を上回ることがなく回転スパイクから離脱しない。こうして、ボトル本体からラベルが分離される。
尚、ここで「ラベル」とは、ペットボトルの本体に接着材等で貼着されることなく巻回され、ラベルを縦方向（ペットボトルの上下方向）に一端から他端まで切断すれば、ボトル本体から分離可能になるラベルをいうものとする。
【００１０】
本発明のペットボトル処理装置は、前記搬送手段の上面に前記回転軸の軸芯方向へ列設される複数の固定プレス台を備え、前記切断手段は、前記固定プレス台の上面に設けられる固定プレス面に固設されている一方、前記回転盤は、前記回転軸の軸芯方向に複数が列設され、前記回転軸の半径方向外側へ突出する複数のアーム部を備えており、前記アーム部は、先端に回転プレス面を有し、前記回転スパイクは、前記回転プレス面から突設され、前記複数の固定プレス台及び回転盤は、前記回転軸の軸芯方向に交互に並ぶよう設けられており、前記回転プレス面が隣接する切断手段の間を通過し、かつ前記回転スパイクが隣接する固定プレス面の間を通過するようにして、前記回転プレス面と前記固定プレス面とが対面するように設けられており、前記離脱手段は、前記回転軸の軸芯方向に複数が列設され、前記回転スパイクが隣接する離脱手段の間を通過するように構成されていることが好ましい。
【００１１】
このように、回転スパイクが固定プレス面と固定プレス面の間を通過する際、回転プレス面と固定プレス面が対面するよう設けることで、回転スパイクに突き刺されて回転軸下方に引き込まれたペットボトルを、回転プレス面と固定プレス面の間で挟んで押しつぶすことができる。また、回転スパイクによりペットボトルを引きずり、ラベルを固定プレス面に擦りつけることで、ラベルを破断させることができる。このように、切断手段以外にもラベルを一端から他端まで分断する手段を設けることで、ボトル本体からラベルが分離可能な状態となるペットボトルの割合を増やすことできる。
また、離脱手段が、回転軸の軸芯方向に複数列設され、回転スパイクが隣接する離脱手段の間を通過するよう構成されていることで、回転スパイクで突き刺されたペットボトルが、回転スパイクを挟む２つの離脱手段に当接して回転スパイクから離脱することになる。この際、ボトル本体は肉厚で変形しにくいのに対し、ラベルは薄くて変形しやすいため、ペットボトルから回転スパイクが引き抜かれる際、ラベルだけが回転スパイクとの摩擦力により引っ張られて変形し回転スパイクに追随するため、ラベルをボトル本体からより効率的に分離することができる。
【００１２】
本発明のペットボトル処理装置は、ペットボトルが前記回転スパイクに突き刺される位置の前記ペットボトルの搬送方向後方において、前記搬送手段上に出没する突き出しスパイクを備えることが好ましい。こうすることで、突き出しスパイクによりペットボトルを突き刺したり引っ掻いたりすることができ、突き出しスパイクによってもボトル本体からラベルを分離することができる。
【００１３】
また、本発明のペットボトル処理装置は、前記回転軸を駆動する駆動装置と、前記回転軸側から前記駆動装置側へと戻る戻り部、及び前記駆動装置側から前記回転軸側へと送り出される送り部を有し前記駆動装置の回転を前記回転軸に伝達する環状の索状体と、前記戻り部に外側から当接し、前記索条体の内側向きの第１方向及び前記第１方向と逆向きの第２方向に摺動可能に設けられるスライド部材と、前記スライド部材に連結され、前記スライド部材を前記第１方向に付勢して、前記スライド部材を介して前記戻り部の中央部分を前記第1方向へ引っ張る付勢手段と、を備え、前記突き出しスパイクは、前記スライド部材の摺動に連動して、前記搬送手段上に出没する動きを繰り返す一方、前記スライド部材は、前記戻り部に引っ張り力が働いて前記戻り部が直線状に張ると前記第２方向に摺動し、前記戻り部が緩むと前記付勢ばねによる付勢力で前記第１方向へ摺動するように構成されていることが好ましい。
【００１４】
このように、駆動装置から回転軸へ動力を伝える索条体が緊張したり緩んだりすることを利用して、突き出しスパイクを搬送手段上へ出没させる構成とすることで、駆動装置を増やすことなく、突き出しスパイクを設けることができる。
【００１５】
本発明のペットボトル処理装置は、前記索条体の送り部に前記索条体の外側から当接する補助スライド部材を備え、前記補助スライド部材は、前記索条体の戻り部が直線状に張って前記スライド部材を前記第２方向に摺動させた際に前記スライド部材と一体的に第２方向に摺動して前記送り部を押圧して屈曲させるように構成されていることが好ましい。
このような補助スライド部材を設けることで、索条体の戻り部が緊張した際の送り部の緩みにより、索条体が、回転軸や駆動装置のプーリ等から外れることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明のペットボトル処理装置によれば、簡単な構成によりペットボトルのラベルを分離する処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るペットボトル処理装置の部分断面正面図である。
【図２】図１に示したペットボトル処理装置が、処理したペットボトルを投入台へ戻すためのベルトコンベアを備える場合の側面図である。
【図３】図１のペットボトル処理装置の回転盤周辺の側面断面図である。
【図４】図１のペットボトル処理装置の回転盤周辺の背面図である。
【図５】図１のペットボトル処理装置において突き出しスパイクを駆動する機構を示した側面図である。
【図６】図５の突き出しスパイクを駆動する機構の背面図である。
【図７】ペットボトルから回転スパイクを引き抜く際にラベルが分離する様子を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係るペットボトル処理装置（以下「処理装置」ともいう）１である。処理装置１は、主に回転軸２、回転盤３、回転スパイク４、搬送板（搬送手段）５、固定プレス台６、切断手段７、当接板（離脱手段）８、突き出しスパイク９、駆動装置１０及び索条体１１を備えている。
尚、本発明のペットボトル処理装置は、以下の実施形態に限られるものではない。
【００１９】
回転軸２は、図１に示すように、処理装置１のケーシングの側板１２により水平に軸支され、回転軸２の下方に設けられる駆動装置１０により駆動される。回転軸２のプーリ２ａと、駆動装置１０のプーリ１０ａは、索条体１１により連結されている。索条体１１としては、ベルト状のもの、チェーン状のものを適宜用いることができる。索条体１１として、チェーンを用いる場合は、プーリ２ａ，１０ａとして、スプロケットを用いることができる。
【００２０】
回転盤３は、図３及び図４に示すように、回転軸２に回転一体に連結され、回転軸２の半径方向外側へ突出するアーム部３ａを有している。アーム部３ａは、回転盤３の周方向に等間隔で６本設けられている。アーム部３ａの先端には、回転軸２の軸芯に略平行で、回転軸２の軸芯方向が長手となる矩形の回転プレス面３ｂが設けられている。回転盤３は、同形状のものが回転軸２の軸芯方向に複数設けられており、全ての回転盤の６本のアーム３ａ，…が同位相で回転するように、即ち隣接する回転盤のアーム３ａ，…が軸芯方向に一列に並ぶようにして回転するように設けられている。
【００２１】
アーム部３ａは、図３に示すように、回転スパイク４が真下を向いた際に、回転軸２のペットボトルＡの搬送方向前側（以下単に「前側」ともいい、ペットボトルＡの搬送方向後側を単に「後側」ともいう）の端面３ｄが、ペットボトルＡの搬送方向前方に傾けて設けられている。こうすることで、前後するアーム部３ａ，３ａの間に挟み込まれたペットボトルＡを、端面３ｄで、次に下りてくるアーム部３ａ側へ押し留め、次に下りてくるアーム部３ａの回転スパイク４で突き刺すことを容易にしている。また、アーム部３ａは、回転軸２の後方側の端面３ｅが、水平面に略垂直となるように設けられている。こうすることで後方側の端面３ｅでペットボトルＡを回転軸２の下方へ引き込みやすくしている。
【００２２】
回転スパイク４は、先の尖った棒状であり、図４に示すように、矩形の回転プレス面３ｂの長手方向（回転軸２の軸芯方向）の略中央に垂設されている。図３、図４に示すように、スパイク４の先端は、３つの平面状の傾斜面４ａを設けることにより先が尖るよう形成れており、隣り合う平面４ａ，４ａの交線は、スパイク４の軸芯方向に延びる稜線４ｂとなっている。稜線４ｂを設けることで、ペットボトルＡからスパイク４を引き抜くときに、稜線４ｂにラベルＬが引っかかるため、ラベルＬをボトル本体Ｂから、より分離しやすくすることができる。回転スパイク４としては、具体的には高炭素鋼や特殊鋼等により形成されたコンクリート釘を用いることができる。
【００２３】
搬送板５は、図３に示すように、回転軸２の下方から前方かつ上方へ傾斜する傾斜部５ａと、回転軸２の下方から後方へ、水平に延びる水平部５ｂとからなる。傾斜部５ａは、図５に示すように、上端で投入台１４と連結している。投入台１４は両端に側壁が設けられた滑り台状で、処理されるペットボトルＡは、投入台１４上及び搬送板５の傾斜部５ａ上を滑って回転盤３の前方斜め下へ投入される。また、水平部５ｂには、回転軸２の軸芯の直下よりやや後方において、隣接する固定プレス台６，６の間に突き出しスパイク９が突き出る貫通孔５ｃが設けられている。
【００２４】
固定プレス台６は、図３に示すように、帯状の長板であり、図１に示すように、長手方向を回転軸２の軸芯方向と垂直（ペットボトルＡの搬送方向と平行）にして回転軸2の軸芯方向に複数が列設され、搬送板５の水平部５ｂ上に固定されている。固定プレス台６の上面に、固定プレス面６ａが形成されている。図３に示すように、固定プレス面６ａと傾斜部５ａの上面は、段差なく連続するよう構成されている。これにより、ペットボトルＡをスムーズに固定プレス面６ａの上へ引き込むことができる。
【００２５】
切断手段７は、図３に示すように帯鋸歯であり、鋸歯が並ぶ端面７ａを上にして固定プレス面６ａの幅方向（回転軸２の軸芯方向）の略中央を固定プレス面６ａの長手方向に延びるように垂設されている。切断手段７を帯鋸歯とすることで、切断手段７に、ラベルを切断するだけでなく、ボトル本体ＢからラベルＬを引き剥がす機能を持たせることができる。切断手段７の歯は、左右の角をテーパー状に削り落として略三角形状に加工されている。このように鋸歯の先端を尖らせることで、ラベルＬやボトル本体Ｂからでる切りくずを低減させることができる。このような切りくずはペットボトルを洗浄する際に、洗浄水とともに流出してしまうことが多いが、切りくずの発生を低減することで、樹脂の回収率を向上させることができる。
【００２６】
回転プレス面３ｂ及び固定プレス面６ａは、図１及び図４に示すように、回転軸２の軸芯方向に交互に並ぶよう設けられ、回転プレス面３ｂが隣接する切断手段７の間を通過するように、かつ回転スパイク４が隣接する固定プレス面６の間を通過するようにして、回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとが対面するよう設けられている。回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとは、最接近した状態でも数ｍｍ程度の間隙を残して対面するよう構成されており、両プレス面３ｂ，６ａの間にペットボトルＡが噛み込んで、駆動装置１０に過度の負担がかかることが抑制されている。
【００２７】
図４に示すように切断手段７の鋸歯が並ぶ端面７ａは、回転プレス面３ｂよりも回転軸２の軸芯に近くなるように、即ち回転プレス面３ｂが最下方に下りてきた際に、回転プレス面３ｂより、鋸歯７ａが上に突出するように設けられている。これにより、切断手段７の両側で回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとに挟まれたペットボトルＡを切断手段７で効率よく切断することができる。
【００２８】
また、回転スパイク４の先端は、図４に示すように、固定プレス面６ａよりも回転軸２の軸芯から遠くなるように、即ち、回転スパイク４の先端が、隣接する固定プレス台６，６の間において、固定プレス面６ａよりも下方を通過するように構成されている。これにより、回転スパイク４の両側で回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとに挟まれたペットボトルＡを回転スパイク４で効率よく突き刺すことができる。
【００２９】
当接板（離脱手段）８は、図３に示すように矩形の平板であり、図４に示すように回転軸２と垂直に設けられ、隣接する回転盤３，３の間隙に挿入されて、上側の端面がケーシングの天板１３に固定されている。当接板８は、下側の端面８ａが回転軸２の軸芯よりやや下方に位置するよう設けられており、回転軸２の後方に回った回転スパイク４の先端が斜め下方を向いている位置において、端面８ａに回転スパイク４に刺さったペットボトルＡが当接するよう設けられている。
【００３０】
本実施形態のペットボトル処理装置１は、図５に示すように、回転スパイク４に加え、突き出しスパイク９を備えている。突き出しスパイク９も、回転スパイク４と同様、ラベルＬの上からペットボトルＡを突き刺し、ラベルＬが切断された後に、ペットボトルＡから引き抜かれるよう構成されている。
【００３１】
突き出しスパイク９は、図１に示すように、先端の尖った棒条であり、搬送板５の水平部５ｂの下側に設けられる長板状の基板１８の上端面に複数本が垂設されている。基板１８は、図５、図６に示すように、側板１２に軸支される回動軸１９に、側板１２の内側において固定され、回動軸１９回りに回動するよう設けられている。突き出しスパイク９は、基板１８が回動軸１９回りに回動することにより、搬送板５の水平部５ｂに設けられた貫通孔５ｃを通して、搬送板５の水平部５ｂの上面側へ出没する。突き出しスパイク９は、固定プレス台６と固定プレス台６の間から回転スパイク４が最も下がる位置（回転軸２の軸芯の直下）のやや後方で、回転スパイク４から抜け落ちる前のペットボトルＡを突き上げるよう構成されている。
【００３２】
図６に示すように、回動軸１９の側板１２より外側に突出した部分には、回動軸１９の径方向かつ上方へ延出し、回動軸１９とともに回動するレバー２０が設けられている。レバー２０の先端部分には、レバー２０を後方へ付勢する付勢ばね（付勢手段）２１の一端が連結されている。付勢ばね２１の他端は、図５に示すように、レバー２０の後方において、側壁１２に固定されている。
【００３３】
索条体１１は、図５に示すように、環状で、回転軸２のプーリ２ａと駆動装置１０のプーリ１０ａとを連結しており、回転軸２のプーリ２ａから駆動装置１０のプーリ１０ａへと戻る戻り部１１ａと、プーリ１０ａからプーリ２ａへと送り出される送り部１１ｂとを有している。ただし、戻り部１１ａ及び送り部１１ｂは、索条体１１をプーリ２ａ，１０ａから取り外した状態での特定の部分をいうものではない。
索条体１１は、ベルトでもチェーンでもよく、プーリ２ａ及びプーリ１０ａは、スプロケットでもよい。
【００３４】
スライド部材１５は、図５に示すように、円筒状の部材であり、外周面の後側部分が、索条体１１の戻り部１１ａに概ね常時当接するよう設けられている。スライド部材１５は、スライド部材１５と同形の補助スライド部材１６と共に略トラック形をしたスライド基板１７の外側面の水平方向の両端に軸芯方向を水平にして固定されている。
【００３５】
スライド基板１７は、側壁１２の外面に設けられるガイドレール２２により、前後方向（第1方向及び第２方向、図５においては左右方向）に摺動可能に支持されている。スライド基板１７は、上端辺から斜め後方に延出するローラ基台部１７ａと、ローラ基台部１７ａの上端部内面に設けられる水平軸まわりに回転可能なローラ１７ｂを有している。
【００３６】
ローラ１７ｂは、その側面を後方からレバー２０の後側端面２０ａに当接させている。ローラ１７ｂは、レバー２０に押されて後方へ移動する際や、逆にローラ１７ｂがレバー２０を前方へ押す際には、レバー２０の後側端面２０ａを上下に転がるよう構成されている。
【００３７】
補助スライド部材１６は、外周面が、索条体１１の送り部１１ｂに後方から当接しており、スライド基板１７及びスライド部材１５と共に前後方向（第1方向及び第２方向、図５では左右方向）に摺動する。スライド部材１５が索条体１１の戻り部１１ａに押されて前方（第２方向）に摺動すると、補助スライド部材１６も共に後方（第２方向）に摺動して索条体１１の緩んだ送り部１１ｂをくの字に屈曲させて送り部１１ｂの緩みを解消し、索条体１１がプーリ２ａやプーリ１０ａから外れることを防止する。
【００３８】
次に、本実施形態に係るペットボトル処理装置１を用いてペットボトルを処理する場合の各構成による作用及び効果について説明する。
投入台１４の上方からペットボトルＡを投入すると、ペットボトルＡは投入台１４上及び搬送板５の傾斜部５ａを滑り落ちて、回転盤３の前方斜め下に投入される。図３に示すように、回転盤３がＸ方向に回転すると、回転スパイク４がペットボトルＡの上方から下りてきて、回転スパイク４の先端と搬送板５の傾斜部５ａとの間にペットボトルＡを挟みこんで、ペットボトルＡを突き刺す。回転スパイク４は、先端がラベルＬの有るところに当たった場合は、ラベルＬの上からペットボトルＡを突き刺す。
【００３９】
回転スパイク４に突き刺されたペットボトルＡは、回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａの間に引き込まれて押しつぶされる。この際、予めキャップＣが外されていなくても、回転スパイクによりボトル本体Ｂには、回転スパイク４により孔が開けられているため、ボトル本体Ｂが空気を閉じ込めて破裂することがない。
【００４０】
また、ペットボトルＡは、回転スパイク４に突き刺されたまま、後方の切断手段７の鋸歯上に引き込まれるため、ペットボトルＡは、切断手段７により切断される。この際、ペットボトルＡは、任意の姿勢で搬送板５の傾斜部５ａ上を搬送されてくるが、ペットボトルＡの上下方向が、搬送方向と平行に近い場合は、円筒状のラベルＬが上端から下端まで切断され、ボトル本体Ｂから分離可能な状態となる。
【００４１】
また、ペットボトルＡは、切断手段７で切断されると同時に、切断手段７の軸芯方向の両側に設けられる固定プレス面６ａと、回転プレス面３ｂの間で押しつぶされる。この際、ペットボトルＡのラベルＬは、ボトル本体Ｂの下側の部分が固定プレス面６ａに擦りつけられて後方へ引っ張られるため、これによってもラベルＬを引き裂くことができる。特に、ラベルＬに切断用の糸目が設けられている場合には、その糸目に従ってラベルＬを効果的に引き裂くことができる。
これにより、ペットボトルＡの上下方向が搬送方向に対して大きく傾いている場合、例えば、ペットボトルＡが、上下方向を切断手段７の端面７ａに垂直にして投入され、切断手段７では、ラベルＬを輪切りにしかできないような場合でも、ラベルＬを一端から他端まで引き裂いてボトル本体Ｂから分離可能な状態とすることができる。
【００４２】
ラベルＬをボトル本体Ｂから分離する仕組みについて説明すると、図７に示すように、回転スパイク４に突き刺されたペットボトルＡは、ラベルＬが切断されたあと、板状の当接板（離脱手段）８の下端８ａに当接して、下方かつ回転スパイク４の先端方向に押しやられる。この際、ボトル本体Ａ及びラベルＬは、回転スパイク４との摩擦力により回転スパイク４に係止されているが、この摩擦力（静止摩擦力）は、ボトル本体Ｂが動き出すことにより（動摩擦力となって）低減するため、ボトル本体Ｂの重量を支え切れなくなり、ボトル本体Ｂが回転スパイク４から離脱する。一方、ラベルＬは、摩擦力が低減しても、軽いためにそのまま回転スパイクに係止される。
また、図７に示すように、隣接する当接板（離脱手段）８は、間隔をおいてペットボトルＡに当接するため、剛性の大きいボトル本体Ａがほとんど変形せずに当接板８に係止される一方で、ラベルＬは剛性が小さく変形しやすいため、変形しながら回転スパイク４に追随する。こうしてボトル本体ＢとラベルＬの間が離間していき、ラベルＬをボトル本体Ｂから分離することができる。
【００４３】
ペットボトルＡのキャップＣ、及び封緘リングＤ（図示せず）は、回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａの間に挟み込まれ、押しつぶされることでボトル本体Ｂから取り外し易くなる。
【００４４】
次に、突き出しスパイク９が出没する仕組み及びその効果について説明する。
ペットボトルＡが回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａの間に挟まれると、回転軸２に制動が働き、索条体１１の戻り部１１ａが引っ張られて直線状に張る（図５の仮想線参照）。するとスライド部材１５が戻り部１１ａに押されて前方（第２方向）へ摺動する。これとともに、スライド基板１７が前方（第２方向）へ摺動し、ローラ１７ｂがレバー２０を介して回動軸１９を回動させる。回動軸１９が回動することにより、回動軸１９に固定された基板１８が上昇し、突き出しスパイク９が搬送板５の水平部５ｂに設けられた貫通孔５ｃから突出する。突き出しスパイク９は、図３に示すように、ペットボトルＡが回転スパイク４から抜ける前に、ペットボトルＡに突き刺さる。こうして、さらにペットボトルＡに孔を開けることができる。また、ペットボトルＡは、回転スパイクＡと突き出しスパイクＢの両方に引かれる格好になり、これによってもラベルＬをボトル本体Ｂから分離することができる。
突き出しスパイク９がペットボトルＡにうまく突き刺さらないような場合でも、突き出しスパイク９の先端がラベルＬを引っ掻いたり、ボトル本体Ａを回転スパイク４から突き落としたりして、ラベルＬがボトル本体Ｂから分離することを促進することができる。
【００４５】
処理の終わったペットボトルＡは、図２に示すように、排出口２３から排出台２４に排出される。ここで、ボトル本体ＢからラベルＬやキャップＣ、封緘リングＤが仕分けられる。キャップＣ及び封緘リングＤは、回転プレス面３ｂと固定プレス面６ａとの間でほとんどが潰されているため、処理装置１から排出された後、人手により容易にボトル本体Ｂから分離することができる。
【００４６】
また、本発明の処理装置１で処理したボトル本体Ｂは、回転スパイク４や突き出しスパイク９により孔が開けられ、切断手段７によって切れ目が入れられており、かつ回転プレス面３ｂ及び固定プレス面６ａにより押しつぶされているため、洗浄用の水槽に投入した場合に、内部に水が入りやすく、内部の洗浄が容易であり、また水に沈みやすいため、水に浮くラベルＬやキャップＣ等を分離しやすい。
【００４７】
また、図２に示すように、処理装置１は、ラベルＬ等が十分にボトル本体Ｂから分離されていないペットボトルＡを投入台１４に戻すベルトコンベア３０及びホッパー２５を備えることが好ましい。これにより、ラベルＬ等の分離が不十分なペットボトルを再度処理することができるため、効率よくボトル本体ＢからラベルＬやキャップＣ、封緘リングＤを分離することができる。また、ベルトコンベア３０は、回転軸２に連結されて駆動されるため、駆動装置を別途設ける必要がない。
【００４８】
本発明のペットボトル処理装置は、上記の実施形態に限られるものではなく、例えば、突き出しスパイクを、直接駆動装置１０や回転軸２とクランクで連結して出没運動をさせるようにしてもよい。回転スパイク及び突き出しスパイクは、外見が先の尖った棒状であれば、筒状でもよいし、断面が円形ではなく、多角形状でもよい。回転盤に設けられる回転スパイクの数は５個以下でも７個以上でもよい。切断手段は、帯鋸歯に限られず、直線状又は曲線状の刃線を有するものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のペットボトル処理装置は、簡単な構造でペットボトルのラベルを分離することができるため、ペットボトルの破砕を行う前のペットボトルの処理に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ ペットボトル処理装置
２ 回転軸
３ 回転盤
３ａ アーム部
３ｂ 回転プレス面
４ 回転スパイク
５ 搬送板（搬送手段）
５ａ 傾斜部
５ｂ 水平部
６ 固定プレス台
６ａ 固定プレス面
７ 切断手段
８ 当接板（離脱手段）
９ 突き出しスパイク
１０ 駆動装置
１１ 索条体
１１ａ 戻り部
１１ｂ 送り部
１２ 側板
１３ 天板
１４ 投入台
１５ スライド部材
１６ 補助スライド部材
１７ スライド基板
１７ａ ローラ基台部
１７ｂ ローラ
１８ 基板
１９ 回動軸
２０ レバー
２１ 付勢ばね
２２ ガイドレール
２３ 投入口
２４ 排出口
２５ 投入台
２６ ホッパー
３０ ベルトコンベア
Ａ ペットボトル
Ｂ ボトル本体
Ｃ キャップ
Ｌ ラベル
Ｘ 回転方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペットボトルのボトル本体からラベルを分離する処理を行うペットボトル処理装置であって、
前記ペットボトルを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の上方に設けられ、前記ペットボトルの搬送方向と略直交する方向に延びる回転軸と、
前記回転軸に回転一体に連結され、前記回転軸の下方において前記ペットボトルの搬送方向に沿って回転駆動される回転盤と、
前記回転軸の下方において前記ペットボトルの搬送方向に沿うように刃が形成されるように前記搬送手段上に固定された切断手段と、
前記回転盤の外周端に周方向等間隔おきに突設され、前記搬送手段上を搬送されてきた前記ペットボトルを下降して突き刺しながら前記ペットボトルを前記切断手段上に引き込んで当該ペットボトルのラベルを切断するとともに、前記ペットボトルの搬送方向後方へ前記ペットボトルを引き込む複数の回転スパイクと、
前記回転スパイクが後方に引きこんだ前記ペットボトルを当接させて前記回転スパイクから離脱させる離脱手段と、
を備え、
前記離脱手段は、前記回転スパイクの先端が下方を向いているうちに前記ペットボトルに当接して前記ペットボトルを回転スパイクの先端側へ押しやり、ボトル本体の自重による力がボトル本体と回転スパイクとの間の摩擦力より大きいことを利用してボトル本体を前記回転スパイクから落下させる一方、ラベルの自重による力がラベルと回転スパイクとの間の摩擦力より小さいことを利用してラベルを前記回転スパイクに係留させることで、切断されたラベルをボトル本体から分離させるようにしたことを特徴とする前記ペットボトル処理装置。
【請求項２】
前記搬送手段の上面に前記回転軸の軸芯方向へ列設される複数の固定プレス台を備え、
前記切断手段は、前記固定プレス台の上面に設けられる固定プレス面に固設されている一方、
前記回転盤は、前記回転軸の軸芯方向に複数が列設され、前記回転軸の半径方向外側へ突出する複数のアーム部を備えており、
前記アーム部は、先端に回転プレス面を有し、
前記回転スパイクは、前記回転プレス面から突設され、
前記複数の固定プレス台及び回転盤は、前記回転軸の軸芯方向に交互に並ぶよう設けられており、前記回転プレス面が隣接する切断手段の間を通過し、かつ前記回転スパイクが隣接する固定プレス面の間を通過するようにして、前記回転プレス面と前記固定プレス面とが対面するように設けられており、
前記離脱手段は、前記回転軸の軸芯方向に複数が列設され、前記回転スパイクが隣接する離脱手段の間を通過するように構成されている請求項１に記載のペットボトル処理装置。
【請求項３】
ペットボトルが前記回転スパイクに突き刺される位置の前記ペットボトルの搬送方向後方において、前記搬送手段上に出没する突き出しスパイクを備える請求項１又は請求項２に記載のペットボトル処理装置。
【請求項４】
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸側から前記駆動装置側へと戻る戻り部、及び前記駆動装置側から前記回転軸側へと送り出される送り部を有し前記駆動装置の回転を前記回転軸に伝達する環状の索状体と、
前記戻り部に外側から当接し、前記索条体の内側向きの第１方向及び前記第１方向と逆向きの第２方向に摺動可能に設けられるスライド部材と、
前記スライド部材に連結され、前記スライド部材を前記第１方向に付勢して、前記スライド部材を介して前記戻り部の中央部分を前記第1方向へ引っ張る付勢手段と、
を備え、
前記突き出しスパイクは、前記スライド部材の摺動に連動して、前記搬送手段上に出没する動きを繰り返す一方、
前記スライド部材は、前記戻り部に引っ張り力が働いて前記戻り部が直線状に張ると前記第２方向に摺動し、前記戻り部が緩むと前記付勢ばねによる付勢力で前記第１方向へ摺動するように構成されている請求項３に記載のペットボトル処理装置。
【請求項５】
前記索条体の送り部に前記索条体の外側から当接する補助スライド部材を備え、
前記補助スライド部材は、前記索条体の戻り部が直線状に張って前記スライド部材を前記第２方向に摺動させた際に前記スライド部材と一体的に第２方向に摺動して前記送り部を押圧して屈曲させるように構成されている請求項４に記載のペットボトル処理装置。
【請求項１】
ペットボトルのボトル本体からラベルを分離する処理を行うペットボトル処理装置であって、
前記ペットボトルを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の上方に設けられ、前記ペットボトルの搬送方向と略直交する方向に延びる回転軸と、
前記回転軸に回転一体に連結され、前記回転軸の下方において前記ペットボトルの搬送方向に沿って回転駆動される回転盤と、
前記回転軸の下方において前記ペットボトルの搬送方向に沿うように刃が形成されるように前記搬送手段上に固定された切断手段と、
前記回転盤の外周端に周方向等間隔おきに突設され、前記搬送手段上を搬送されてきた前記ペットボトルを下降して突き刺しながら前記ペットボトルを前記切断手段上に引き込んで当該ペットボトルのラベルを切断するとともに、前記ペットボトルの搬送方向後方へ前記ペットボトルを引き込む複数の回転スパイクと、
前記回転スパイクが後方に引きこんだ前記ペットボトルを当接させて前記回転スパイクから離脱させる離脱手段と、
を備え、
前記離脱手段は、前記回転スパイクの先端が下方を向いているうちに前記ペットボトルに当接して前記ペットボトルを回転スパイクの先端側へ押しやり、ボトル本体の自重による力がボトル本体と回転スパイクとの間の摩擦力より大きいことを利用してボトル本体を前記回転スパイクから落下させる一方、ラベルの自重による力がラベルと回転スパイクとの間の摩擦力より小さいことを利用してラベルを前記回転スパイクに係留させることで、切断されたラベルをボトル本体から分離させるようにしたことを特徴とする前記ペットボトル処理装置。
【請求項２】
前記搬送手段の上面に前記回転軸の軸芯方向へ列設される複数の固定プレス台を備え、
前記切断手段は、前記固定プレス台の上面に設けられる固定プレス面に固設されている一方、
前記回転盤は、前記回転軸の軸芯方向に複数が列設され、前記回転軸の半径方向外側へ突出する複数のアーム部を備えており、
前記アーム部は、先端に回転プレス面を有し、
前記回転スパイクは、前記回転プレス面から突設され、
前記複数の固定プレス台及び回転盤は、前記回転軸の軸芯方向に交互に並ぶよう設けられており、前記回転プレス面が隣接する切断手段の間を通過し、かつ前記回転スパイクが隣接する固定プレス面の間を通過するようにして、前記回転プレス面と前記固定プレス面とが対面するように設けられており、
前記離脱手段は、前記回転軸の軸芯方向に複数が列設され、前記回転スパイクが隣接する離脱手段の間を通過するように構成されている請求項１に記載のペットボトル処理装置。
【請求項３】
ペットボトルが前記回転スパイクに突き刺される位置の前記ペットボトルの搬送方向後方において、前記搬送手段上に出没する突き出しスパイクを備える請求項１又は請求項２に記載のペットボトル処理装置。
【請求項４】
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸側から前記駆動装置側へと戻る戻り部、及び前記駆動装置側から前記回転軸側へと送り出される送り部を有し前記駆動装置の回転を前記回転軸に伝達する環状の索状体と、
前記戻り部に外側から当接し、前記索条体の内側向きの第１方向及び前記第１方向と逆向きの第２方向に摺動可能に設けられるスライド部材と、
前記スライド部材に連結され、前記スライド部材を前記第１方向に付勢して、前記スライド部材を介して前記戻り部の中央部分を前記第1方向へ引っ張る付勢手段と、
を備え、
前記突き出しスパイクは、前記スライド部材の摺動に連動して、前記搬送手段上に出没する動きを繰り返す一方、
前記スライド部材は、前記戻り部に引っ張り力が働いて前記戻り部が直線状に張ると前記第２方向に摺動し、前記戻り部が緩むと前記付勢ばねによる付勢力で前記第１方向へ摺動するように構成されている請求項３に記載のペットボトル処理装置。
【請求項５】
前記索条体の送り部に前記索条体の外側から当接する補助スライド部材を備え、
前記補助スライド部材は、前記索条体の戻り部が直線状に張って前記スライド部材を前記第２方向に摺動させた際に前記スライド部材と一体的に第２方向に摺動して前記送り部を押圧して屈曲させるように構成されている請求項４に記載のペットボトル処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９３４（Ｐ２０１３−９３４Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２２０８（Ｐ２０１１−１３２２０８）
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（５１１１４４５４９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（５１１１４４５４９）
【Ｆターム（参考）】
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