破袋装置
【課題】破袋率を顕著に向上させ、破袋後の包装材内部への内容物残りを減少させて包装材と内容物との選別を確実に行うことができ、また、異物処理の作業軽減や巻き付き防止において大きな効果を発揮する破袋装置を提供すること。
【解決手段】この破袋装置Ｓは、廃棄物Ｇを投入する投入口２と、軸部材１４と送りブレード１６とを有して投入口２の下方に配置された送りローター４と、送りローター４の斜め上方に、回転軌跡Ｒ２が回転軌跡Ｒ１と部分的に重複するように配置され、包装材Ｇ２を破断する破袋ローター８と、送りローター４の斜め下方に、回転軌跡Ｒ３が回転軌跡Ｒ１と部分的に重複するように配置され、包装材Ｇ２から内容物Ｇ１を取り出す取り出しローター１０と、ガイドプレート６と、ローター４，８，１０を回転駆動する駆動モータＭとを有している。
【解決手段】この破袋装置Ｓは、廃棄物Ｇを投入する投入口２と、軸部材１４と送りブレード１６とを有して投入口２の下方に配置された送りローター４と、送りローター４の斜め上方に、回転軌跡Ｒ２が回転軌跡Ｒ１と部分的に重複するように配置され、包装材Ｇ２を破断する破袋ローター８と、送りローター４の斜め下方に、回転軌跡Ｒ３が回転軌跡Ｒ１と部分的に重複するように配置され、包装材Ｇ２から内容物Ｇ１を取り出す取り出しローター１０と、ガイドプレート６と、ローター４，８，１０を回転駆動する駆動モータＭとを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、破袋装置に係り、特に多数の回転軸により廃棄物の包装材の破断・除去と内容物の取り出しとを効率的に行う破袋装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、袋詰めされた廃棄物の包装材を破断する破袋装置が知られている。例えば、特許文献１には、無端コンベヤに設けられた移動爪とプレートに設けられた固定刃とによって破袋する用のカッターが列状に配置され、コンベヤを回転させることにより包装材を破断する装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、揺動可能に回転するカッターと固定刃とによって廃棄物の包装材を破断する装置が開示されている。これらの装置においては、回転又は移動するカッター（又は移動爪）と固定刃との相対移動により廃棄物の包装材を引き裂くようになっている。そして、廃棄物から包装材を除去して、その内容物を包装材と選別することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１７３３７号公報
【特許文献２】特開２００８−６８２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示のものは、無端コンベヤの駆動により破袋を行うものであり、構造が複雑でかつ大型になってしまう。それに伴い、必然的に装置コストも高いものとなってしまう。また、上記特許文献１，２に開示のものは、固定刃とカッター（又は移動爪）との相対移動により破袋を行うので、１つの廃棄物に対する破袋の機会が少なく、充分な破袋率（投入した廃棄物個数のうち、包装材が破断された廃棄物個数の割合）を獲得することが難しい。包装材を破断したものの、内容物が破断された包装材の内部に引っかかるように残っているものも多く、排出後に内容物と包装材との分離を作業員による手作業で行う必要がある。
【０００６】
また、破袋装置は、そもそもゴミのようなある程度予想可能な粒度、重量のゴミを内容物として、それらがゴミ袋等の包装材に内包される廃棄物を処理することを想定している。したがって、例えば電子レンジ等の比較的大きな粒度、重量のある家電製品等の処理を想定していないが、万一そのような物が装置内に投入された場合は、異物として除去しなければならない。
【０００７】
しかしながら、従来のものは、これらの異物の除去を作業員の手作業で行わなければならず、作業が煩雑で、かつ安全面においても懸念があった。回転軸やカッターに廃棄物の一部が巻き付いた場合にも、手作業で頻繁に除去しなければならず、やはり作業が大変であった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、破袋率を顕著に向上させ、破袋後の包装材内部への内容物残りを減少させて包装材と内容物との分離を確実に行うことができ、また、異物処理の作業軽減や巻き付き防止において大きな効果を発揮する破袋装置を提供することを例示的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての破袋装置は、内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の包装材を破断し、内容物を包装材から外部に取り出す破袋装置であって、廃棄物を投入する投入口と、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する送りブレードとを有して投入口の下方に配置され、投入口から投入された廃棄物を送りブレードの回転により排出口へ向けて送り出す送りローターと、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する破袋ブレードとを有して、送りローターの斜め上方に、破袋ブレードの回転軌跡が送りブレードの回転軌跡と部分的に重複するように配置された破袋ローターと、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する取り出しブレードとを有して、送りローターの斜め下方に、取り出しブレードの回転軌跡が送りブレードの回転軌跡と部分的に重複するように配置された取り出しローターと、送りローター、破袋ローター及び取り出しローターを回転駆動する１又は複数の駆動源と、を有することを特徴とする。
【００１０】
送りローターの回転と破袋ローターの回転とにより破袋処理を行うので、１つの廃棄物に対する破袋ブレードの接触機会を大きく増大させることができる。送りローターの回転方向と破袋ローターの回転方向とを逆回転とすれば、送りブレードと破袋ブレードとの相対速度を増大させることができる。したがって、相対速度向上と引き裂き機会の増大との相乗効果により、破袋率を大きく向上させることができる。
【００１１】
しかも、本発明によれば、送りローターの斜め下方に、取り出しローターも配置されている。この取り出しローターは、破袋ローターで破断しきれなかった包装材の破断、包装材の中に更に小袋に包装された内容物が内包されている場合のその小袋の破断、破袋後の包装材からの内容物の弾き出し（取り出し）の機能を発揮するようになっている。したがって、この取り出しローターの回転方向を送りローターの回転方向と逆方向とすることにより、取り出しブレードと送りブレードとの相対速度向上、１つの廃棄物に対する取り出しローターの接触機会の向上を図ることができる。その結果、更なる破袋率の向上、小袋破袋率の向上、包装材と内容物との分離の確実を実現することができる。
【００１２】
その破袋装置において、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下であることが望ましい。また、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードや取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複が小さ過ぎると包装材の破袋率や小袋の破袋率が低下し、また、解れ率（投入した廃棄物個数のうち、内容物と包装材とが分離された廃棄物個数の割合）も低下する。
【００１４】
一方、ブレード同士の重複が大き過ぎると、駆動源による所要動力が大きくなり、消費電力の増大を招いてしまう。また、ブレードへの廃棄物の噛み込みも増加してしまい、駆動源の負荷増大にも繋がってしまう。送りブレードと破袋ブレードとの重複や送りブレードと取り出しブレードとの重複には適正な範囲が存在し、その適正範囲内に設定することが、処理効率向上や駆動源の負荷軽減にとって望ましい。本発明においては、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法を２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下に設定することにより、高い破袋率、高い解れ率及び駆動源の負荷軽減（消費電力低減を含む）を実現することができる。
【００１５】
なお、上述のように、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との重複寸法と、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との重複寸法とは、異なる寸法であることが望ましい。より具体的には、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との重複寸法よりも、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との重複寸法の方が大きいことが望ましい。そうすることにより、包装材の破断が主目的とする破袋ローターと、包装材の破断に加えて小袋の破断や内容物の取り出しをも目的とする取り出しローターとが、共に良好に機能発揮することができる。
【００１６】
また、取り出しローターは、破袋後の包装材からの内容物の確実な弾き出しを主目的としている。したがって、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法の適正範囲は、送りブレードと破袋ブレードとの適正重複範囲よりも全体として大きく、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下となっている。
【００１７】
その破袋装置において、送りローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率が２０倍以上かつ４０倍以下であることが望ましい。
【００１８】
包装材の破断の機会を増大させるには、送りローターの回転数に対して破袋ローターの回転数を大きくすることが望ましい。一方で、破袋ローターの回転数を過大にすると、やはり駆動源の消費電力や負荷の点で望ましくなく、適正な範囲が存在する。本発明においては、送りローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率を２０倍以上かつ４０倍以下とすることにより、高い破袋率と駆動源の負荷軽減を実現することができる。なお、送りローターの回転数に対する取り出しローターの回転数の比率も、同様に２０倍以上かつ４０倍以下とすることにより、高い解れ率と駆動源の負荷軽減を実現することができる。
【００１９】
送りローター、破袋ローター及び取り出しローターのうち少なくともいずれかの軸部材が、その軸直交面内における断面形状が少なくとも３つの頂角を有する非円形状である多角形状部を有することが望ましい。
【００２０】
回転軸式を採用した場合、長尺の廃棄物や破袋後の包装材などが軸部材に巻き付き易い。また、巻き付いた長尺廃棄物や包装材には円周方向に均一に引っ張り応力が発生し、その引っ張り応力は円中心方向に向かう均一な締め付け力を生じる。したがって、一旦巻き付いてしまった長尺廃棄物等は、バランスよく均等に作用する応力のために安定的に巻き付き状態を維持し、なかなか軸部材から除去されない。
【００２１】
しかしながら、軸部材の直径を大きくし、軸周長を一般的な収集袋長よりも長くすることで、その収集袋の軸への巻き付きを低減することができる。また、仮に巻き付いた場合であっても、引っ張り応力が均一でなく頂角部分と辺部分とで引っ張り応力に不均衡が生じ、安定的に巻き付き状態を維持することが難しい。したがって、容易に軸部材から除去することができる。
【００２２】
より具体的には、軸部材の直径を大きくすることにより、主に包装材の軸部材への巻き付きを軽減することができ、軸部材が多角形状部を有することにより、巻き付いてしまった包装材の軸部材からの脱落を促進することができる。例えば、軸部材の直径をφ≧２７０ｍｍとすれば、一般的に使用されるゴミ袋等の包装材が軸部材の全周長に至らず、軸部材の全周に亘って包装材が巻き付くのを防止することができる。そのため、包装材はなかなか軸部材へとしっかり巻き付くことができない。
【００２３】
一方、軸部材が多角形状部を有すると、引張り応力のアンバランスが生じるので、仮に包装材が巻き付いた場合であっても、外乱の影響（例えば、回転停止や逆回転など）によって簡単に包装材が軸部材から脱落する。その結果、巻き付いた包装材が徐々に堆積していくことが防止される。
【００２４】
軸部材への廃棄物の巻き付き厚さを検出する巻き付き検出手段と、巻き付き検出手段からの出力に応じて駆動源を制御する制御手段と、を更に有することが望ましい。
【００２５】
軸部材へ長尺廃棄物等が多量に巻き付いてしまうと、駆動源への過負荷となり、駆動源の回転が停止してしまったり、過電流等の不具合の原因となり得る。また、破袋処理へも悪影響を与え、破袋率や解れ率の低下を招いてしまう。巻き付き検出手段により軸部材への長尺廃棄物等の巻き付きを検出し、その検出結果に応じて駆動源を制御することにより、上記のような不都合を回避することができる。
【００２６】
ここで、巻き付き検出手段には、例えば、軸部材の見かけ半径（巻き付きにより、見かけ半径が増大する）が一定値以上となったことを検出する非接触タイプの投受光センサーや、軸部材に当接付勢された検出ロッドとその検出ロッドの角度位置を検出する位置センサーとの組合せ等を適用することができる。また、制御手段による駆動源の制御には、例えば回転数を減速させる減速制御や逆回転させる逆回転制御等を含む。
【００２７】
破袋ローター及び取り出しローターと送りローターとの間を実質的に遮蔽すると共に、破袋ブレードを送りローター側に貫通させる上部スリットと、取り出しブレードを送りローター側に貫通させる下部スリットとが形成され、かつ下部スリットと取り出しブレードとの軸方向における隙間が上部スリットと破袋ブレードとの軸方向における隙間よりも大きく形成されたガイドプレートを更に有することが望ましい。
【００２８】
投入された廃棄物が、送りブレードとガイドプレートとに挟まれるようにして円滑に排出口へと導かれる。送りブレードとガイドプレートとにより挟まれるようにして導かれるので、廃棄物の逃げを防止して確実に廃棄物にせん断力を発生させることができる。
【００２９】
また、ガイドプレートの上部スリットにおける隙間よりも下部スリットにおける隙間を大きく形成している。ガイドプレートに対して破袋ローター及び取り出しローターが配置される側では、主に破袋後の収集袋等の包装材の取り出しを目的としている。したがって、ガイドプレートに対して送りローターが配置される側では、包装材が除去された残りの内容物が多く存在する。この内容物は、上部スリット側よりも下部スリット側近傍に多く存在し、そのため、下部スリットにおける隙間が小さいとその隙間に多くの内容物が詰まってしまう。その結果、取り出しブレードが挟まってしまって動作不良や故障の原因となる可能性がある。しかしながら、この発明においては、下部スリットにおける隙間を大きくしているので、内容物のスリットへの詰まりが予防される。
【００３０】
なお、これらの上部スリット及び下部スリットを通過して送りローター側から破袋ローター側へと破袋された包装材及び各スリット幅より小さいものが引き出されるようになっている。その結果、内容物はガイドプレートの送りローター側、包装材及び各スリット幅より小さいものは破袋ローター側と、両者の効率的な分離が可能となっている。
【００３１】
投入口からの異物の投入を検出する異物検出手段と、異物検出手段からの出力に応じて駆動源を逆回転制御する制御手段と、送りローターの逆回転により異物を排出させる排出口とは異なる異物排出口と、を更に有することが望ましい。
【００３２】
投入口から異物が投入された場合に、わざわざ作業員の手作業によって異物を取り出す必要がなく、異物排出口から自動排出させることができる。ここで、異物検出手段には、例えば駆動源の電流異常（過電流）を検出する電流計を適用することができる。大型の家電製品等の異物が投入され、送りローターが停止してしまったような場合に、過電流を検出することにより異物投入を検知することができる。
【００３３】
そして、異物検知をした場合に、送りローターを逆回転させることにより、通常の排出口とは異なる異物排出口から異物をスムーズに排出することができるので、通常の廃棄物と異物との分離を確実に行うことができる。
【００３４】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、包装材や小袋の破袋率の向上や解れ率の向上を実現することができる。また、回転軸への巻き付きを予防したり、異物投入の場合の排出をスムーズに行うことにより、破袋処理の効率向上と装置の耐久性や信頼性の確保及び作業員の安全確保を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る破袋装置の内部構造の概略を示す構造図である。
【図２】図１に示す送りローターの概略を示す外観斜視図である。
【図３】図１に示すガイドプレートの正面図である。
【図４】送りローターの軸部材の軸直交面での断面図である。
【図５】図１に示す破袋ブレードの概略形状を示す二面図である。
【図６】破袋ブレードの他の例を示す二面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る破袋装置の内部構造の概略を示す構造図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る破袋装置の内部構造の概略を示す構造図である。
【図９】図８に示す案内ガイドプレートの正面図である。
【図１０】本発明の実施例１において、送りローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率と破袋率及び解れ率との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例２において、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法と破袋率との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例３において、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法と破袋率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓについて、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓの内部構造の概略を示す構造図である。図１は、破袋装置Ｓの内部を側方から見た図である。この破袋装置Ｓは、全体として略立方体形状を呈し、投入口２、送りローター４、ガイドプレート６、破袋ローター８、取り出しローター１０、排出口１２、駆動モータ（駆動源）Ｍ及び制御装置（制御手段）Ｃを有して大略構成される。
【００３８】
投入口２は、この破袋装置Ｓ内に廃棄物Ｇを投入するための開口であって、破袋装置Ｓの上部に開口形成されている。廃棄物Ｇは、例えば紙くず、プラスチック容器、缶等の内容物Ｇ１を内包し、その外側をプラスチックゴミ袋等の包装材Ｇ２で包んだものである。廃棄物Ｇの中には、包装材Ｇ２内部に小袋に包装された内容物Ｇ１が含まれている場合もあり、この破袋装置Ｓは、外側の包装材Ｇ２のみならず、その内部の小袋をも破断する必要がある。投入口２から投入された廃棄物Ｇは、その下方に配置された送りローター４へと落下するようになっている。
【００３９】
送りローター４は、投入口２から落下してきた廃棄物を排出口１２へと送るための回転部材である。送りローター４は、図１における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材１４とその軸部材１４に取り付けられ略放射状に突出する送りブレード１６とを有して構成されている。図２は、この送りローター４の概略を示す外観斜視図である。略放射状に３つの送りブレード１６が１組で取り付けられ、その１組が軸部材１４の軸方向に等間隔で配置されている。
【００４０】
送りローター４は、図中矢印Ｘ方向に回転し、投入口２から落下してきた廃棄物Ｇを送りブレード１６とガイドプレート６とで挟み込むようにしながら排出口１２にまで送出する。その送出の過程において、ガイドプレート６と破袋ローター８及び取り出しローター１０によって包装材Ｇ２が破断され内容物Ｇ１が包装材Ｇ２の中から弾き出されるようになっている。
【００４１】
ガイドプレート６は、破袋装置Ｓの内部で軸方向に延びるプレートであって、破袋ローター８及び取り出しローター１０によって引っ張られた廃棄物Ｇを固定し、破断作用を発生させると共に、投入口２から投入された廃棄物Ｇを排出口１２にまで案内する案内路を形成する案内部材である。ガイドプレート６は、送りローター４が配置される側と、破袋ローター８や取り出しローター１０が配置される側との間を実質的に遮蔽し、廃棄物Ｇの大きい内容物Ｇ１が破袋ローター８側へと紛れ込んでしまうのを防止している。
【００４２】
図３は、ガイドプレート６の正面図である。図１における紙面垂直方向（軸方向）を、図３における矢印Ｙ方向としている。ガイドプレート６の上部側には、破袋ブレード１８の配置位置に対応するように、上部スリット６ａが形成されている。この上部スリット６ａは、略長方形状に形成されて破袋ブレード１８の貫通を許容している。上部スリット６ａの形成により、破袋ブレード１８が送りローター４側に侵入してその回転軌跡と送りブレード１６の回転軌跡とがオーバーラップできるようになっている。
【００４３】
上部スリット６ａの軸方向寸法（幅寸法）は、破袋ブレード１８の軸方向寸法（厚さ寸法）よりも若干大きく形成されており、例えば、破袋ブレード１８の厚さ９ｍｍに対して上部スリット６ａの幅寸法は３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定されている。この上部スリット６ａと破袋ブレード１８との隙間から、破袋後の包装材Ｇ２が送りローター４側から破袋ローター８側へと破袋ブレード１８により引き出されるようになっている。したがって、ガイドプレート６を挟んで、送りローター４側にスリット６ａより大きな内容物Ｇ１、破袋ローター８側に包装材Ｇ２及びスリット６ａより小さな内容物というように、大きな内容物Ｇ１と包装材Ｇ２及び小さな内容物との分離が行われるようになっている。
【００４４】
ガイドプレート６の下部側には、取り出しブレード２０の配置位置に対応するように、下部スリット６ｂが形成されている。この下部スリット６ｂも、略長方形状に形成されて取り出しブレード２０の貫通を許容している。下部スリット６ｂの形成により、取り出しブレード２０が送りローター４側に侵入してその回転軌跡と送りブレード１６の回転軌跡とがオーバーラップできるようになっている。
【００４５】
下部スリット６ｂの幅寸法と取り出しブレード２０の厚さ寸法との隙間は、上部スリット６ａの幅寸法と破袋ブレード１８の厚さ寸法との隙間よりも大きく形成されている。より具体的には、取り出しブレード２０の厚さが破袋ブレード１８の厚さと同寸の９ｍｍである場合に、下部スリット６ｂの幅寸法は８０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下に設定されている。
【００４６】
下部スリット６ｂの近傍においては、取り出しブレード２０による内容物Ｇ１の弾き出しが行われ、内容物Ｇ１やその粉砕物が付近に散乱する状態となっている。したがって、下部スリット６ｂと取り出しブレード２０との隙間が上部スリット６ａにおける隙間同様に小さいと、内容物Ｇ１やその粉砕物が隙間に挟まってしまい、破袋装置Ｓの異常停止等の不具合を生じてしまう。したがって、下部スリット６ｂにおいては、上部スリット６ａにおける場合よりも隙間を大きく設定し、破袋装置Ｓへの不具合を防止している。なお、この下部スリット６ｂと取り出しブレード２０との隙間からも、送りローター４側に残存する包装材Ｇ２が取り出しローター１０側へと取り出しブレード２０によって引き出されるようになっている。
【００４７】
包装材Ｇ２の破断は、主に以下のような原理に基づき行われる。すなわち、送りローター４とガイドプレート６との挟み込みにより廃棄物Ｇが略固定され、その廃棄物Ｇに対して破袋ブレード１８や取り出しブレード２０が突き刺さる。そして、ブレード１８，２０の回転により、ブレード１８，２０とスリット６ａ，６ｂとの間でせん断力が生じ、包装材Ｇ２から内容物Ｇ１が弾き出されつつ包装材Ｇ２が引き裂かれるのである。引き裂かれた包装材Ｇ２は、ブレード１８，２０に刺さっているので、そのままスリット６ａ，６ｂを通り抜けて破袋ローター８及び取り出しローター１０が配置される側へと引きずり出される。
【００４８】
送りローター４の軸部材１４は、図２及び図４に示すように軸方向直交面内における断面形状が非円形状である多角形状部１４ａを有している。また、この多角形状部１４ａの各頂角ｋを結ぶ仮想円Ｊの直径は望ましくはφ２７０ｍｍ以上、より望ましくはφ３４０ｍｍ以上、更に望ましくはφ４６０ｍｍ以上と大径に構成されている。
【００４９】
直径が大きいだけでなく、その断面形状が頂角ｋを有する多角形状とされているので、破袋後の包装材Ｇ２や長尺の廃棄物等が巻き付いてしまった場合にも引っ張り応力のアンバランスにより外れ易くなっている。したがって、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きを予防又は軽減している。
【００５０】
破袋ローター８は、廃棄物Ｇの包装材Ｇ２を破断するための回転部材である。図１における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材２２とその軸部材２２に取り付けられ略放射状に突出する破袋ブレード１８とを有して構成され、図中矢印Ｚ方向に回転している。破袋ローター８においては、略放射状に４つの破袋ブレード１８が１組で軸部材２２に取り付けられ、その１組が軸部材２２の軸方向に等間隔で配置されている。なお、破袋ブレード１８と送りブレード１６とは、相互に干渉しないように軸方向位置がずれて配置され、いわゆる入れ子状に配置されている。
【００５１】
図５は、この破袋ブレード１８の概略形状を示す二面図である。破袋ブレード１８は、その先端に包装材Ｇ２を破断するための爪部１８ａを有している。この爪部１８ａの頂角における二等分線Ｌは、この破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ１の爪部１８ａにおける接線方向Ｌ２よりも角度θ分だけ外向きに傾斜している。この角度θの設定により爪部１８ａが円周外方向に向いて設定されることとなる。したがって、爪部１８ａによる包装材Ｇ２への突き刺しや包装材Ｇ２の上部スリット６ａを通しての引きずり出しを充分に機能達成しつつ、爪部１８ａに突き刺さった状態の包装材Ｇ２が、破袋ブレード１８の回転に伴い容易に脱落するようになっている。
【００５２】
なお、破袋ブレード１８が図６に示すように、その先端に突出部を有さない形状である場合であっても、ブレード１８の頂角が爪部１８ａとして機能する。そして、爪部１８ａとしての頂角の二等分線Ｌがこの破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ１の爪部１８ａにおける接線方向Ｌ２よりも角度θ分だけ外向きに傾斜していればよい。
【００５３】
破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ１と送りブレード１６の回転軌跡Ｒ２とは、図１に示すように部分的に重複しており、その中心間における重複寸法Ｗ１は、望ましくは２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下、より望ましくは３０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下に設定されている。これにより、包装材Ｇ２の確実な破断を実現しつつ、内容物Ｇ１やその粉砕物の不用意な引っ掛かりを防止している。
【００５４】
また、破袋ローター８の回転数は、送りローター４の回転数よりもかなり高く設定され、望ましくは送りローター４の回転数の２０倍以上かつ４０倍以下、より望ましくは２５倍以上かつ３５倍以下に設定されている。例えば、送りローター４の回転数：４．３ｒｐｍに対し、破袋ローター８の回転数：１５０ｒｐｍに設定される。廃棄物Ｇが送りローター４で送られる間に、数多くの破袋ブレード１８との接触機会を付与することができる。したがって、確実な破袋を実現することができる。
【００５５】
取り出しローター１０は、破袋ローター８により破断されなかった残りの包装材Ｇ２を破断したり、包装材Ｇ２内の小袋を破断することも目的とするが、加えて、破袋後の包装材Ｇ２から内容物Ｇ１を弾き出す（取り出す）ことを主目的とする回転部材である。また、破袋後の包装材Ｇ２や小袋を下部スリット６ｂを介して取り出しローター１０側に分離することも目的の１つとしている。図１における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材２６とその軸部材２６に取り付けられ略放射状に突出する取り出しブレード２０とを有して構成され、図中矢印Ｚ方向に回転している。破袋ローター８の場合と同様に、取り出しローター１０においても、略放射状に４つの取り出しブレード２０が１組で軸部材２６に取り付けられ、その１組が軸部材２６の軸方向に等間隔で配置されている。なお、取り出しブレード２０は、送りブレード１６及び破袋ブレード１８と相互に干渉しないように軸方向位置がずれて配置され、いわゆる入れ子状に配置されている。なお、取り出しブレード２０の概略形状は、図５に示す破袋ブレード１８と略同様であるので、図示及び説明を省略する。
【００５６】
取り出しブレード２０の回転軌跡Ｒ３と送りブレード１６の回転軌跡Ｒ２とは、図１に示すように部分的に重複しており、その中心間における重複寸法Ｗ２は、望ましくは４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下、より望ましくは６０ｍｍ以上かつ１４０ｍｍ以下に設定されている。これにより、包装材Ｇ２からの内容物Ｇ１の確実な弾き出しを実現している。
【００５７】
また、取り出しローター１０の回転数は、破袋ローター８の場合と同様に、望ましくは送りローター４の回転数の２０倍以上かつ４０倍以下、より望ましくは２５倍以上かつ３５倍以下に設定されている。例えば、送りローター４の回転数：４．３ｒｐｍに対し、取り出しローター１０の回転数：１５０ｒｐｍに設定される。廃棄物Ｇが送りローター４で送られる間に、数多くの取り出しブレード２０との接触機会を付与することができ、内容物Ｇ１の確実な弾き出しにより解れ率の向上を実現している。また、包装材Ｇ２内部の小袋の破袋率向上にも寄与している。
【００５８】
排出口１２は、送りローター４の下方に配置され、送りローター４によって送り出された廃棄物Ｇを破袋装置Ｓ外へと排出するための開口である。なお、破袋ローター８及び取り出しローター１０の機能により、大半の包装材Ｇ２はガイドプレート６の破袋ローター８側へと引き出されているので、排出口１２から排出される廃棄物Ｇの大半は内容物Ｇ１である。
【００５９】
駆動モータＭは、送りローター４、破袋ローター８及び取り出しローター１０を回転駆動するための駆動源であり、制御装置Ｃによってその動作が制御される。１つの駆動モータＭによって３つのローター４，８，１０のすべてを回転駆動してもよいし、３つの駆動モータＭ１〜Ｍ３が各々３つのローター４，８，１０を回転駆動してもよい。
【００６０】
送りローター４を回転駆動する駆動モータＭ１には、その駆動電流を検出する電流計（異物検出手段）Ｐが接続されている。この電流計Ｐは、投入口２に異物が投入された等により、送りローター４が回転不能に陥った場合に、駆動モータＭ１への過大電流を検知し、異常信号を制御装置Ｃへと送信する機能を有する。
【００６１】
異常信号を受信した制御装置Ｃは、駆動モータＭ１の回転駆動を速やかに停止し、続いて駆動モータＭ１を低速で逆回転に回転駆動する。それにより、送りローター４が矢印Ｘの逆方向へと回転し、投入された異物等は、排出口１２とは別に形成された異物排出口３０から破袋装置Ｓ外へと排出されるようになっている。異物を異物排出口３０へと導く案内ガイドプレート３２は、異物を異物排出口３０へと円滑に案内するように、送りローター４の軸部材１４の外周近傍から異物排出口３０に架けて配置されている。この案内ガイドプレート３２は、軸部材１４近傍においてスクレーパとしての機能を発揮している。すなわち、案内ガイドプレート３２の一端３２ａは、軸部材１４の外径から所定距離分だけ離れた半径位置に固定されており、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きが一定以上となるのを防止している。
【００６２】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る破袋装置Ｓの内部構造の概略を示す構造図である。この破袋装置Ｓは、送りローター４の軸部材１４の近傍に、軸方向に向けて検出光を投受光する投受光センサー（巻き付き検出手段）４０を備えている。この検出光は、送りローター４の回転中心から半径方向に一定距離ｒａ離れた位置において、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きが一定厚さ以上とならないことを検出している。
【００６３】
長尺廃棄物等の巻き付きが一定厚さ以上となって検出光を遮光すると、投受光センサー４０は、制御装置Ｃに向けて報知信号を送信するようになっている。制御装置Ｃは、報知信号を受信すると、破袋装置Ｓの筐体外壁に配置された警告ランプ（図示せず）を点滅制御し、長尺廃棄物等の巻き付き厚さが一定以上となって処理効率が低下していることを報知する。もちろん、投受光センサー４０は、報知信号と共に減速信号又は停止信号を制御装置Ｃに向けて送信し、制御装置Ｃが減速信号又は停止信号に基づき送りローター４を回転駆動する駆動モータＭ１を減速／停止させるようになっていてもよい。
【００６４】
[実施の形態３]
図８は、本発明の実施の形態３に係る破袋装置Ｓの内部構造の概略を示す構造図である。この破袋装置Ｓは、セルフクリーニング機能を有しており、このセルフクリーニング機能に基づいて、軸部材１４，２２，２６へ巻き付いてしまった包装材Ｇ２等の除去が可能となっている。セルフクリーニング機能は、以下に説明する案内ガイドプレート３２、スクレーパ３３，３４、開閉扉３５の往復揺動動作及び送りローター４、破袋ローター８、取り出しローター１０の正逆回転動作により実現される。
【００６５】
この破袋装置Ｓは、可動式の案内ガイドプレート３２及びスクレーパ３３，３４を有しており、これら案内ガイドプレート３２及びスクレーパ３３，３４は、各々駆動モータＭ４〜Ｍ６によって往復揺動するように構成されている。スクレーパ３３，３４は各々破袋ローター８の軸部材２２及び取り出しローター１０の軸部材２６から包装材Ｇ２等の巻き付き物を除去するためのものである。
【００６６】
更に、異物排出口３０の近傍には、可動式の開閉扉３５を有しており、この開閉扉３５は駆動モータＭ７によって往復陽動するようになっている。そして、これら駆動モータＭ４〜Ｍ７及び駆動モータＭ１〜Ｍ３は、制御手段Ｃによってその動作（回転／停止、回転速度、回転方向など）が制御されるようになっている。
【００６７】
通常の破袋処理時においては、案内ガイドプレート３２、スクレーパ３３，３４、開閉扉３５は、退避位置（図８中の二点鎖線部）にある。しかし、セルフクリーニングモードに設定されると、駆動モータＭ４〜Ｍ７が案内ガイドプレート３２、スクレーパ３３，３４、開閉扉３５をα方向へと揺動動作させ、クリーニング位置（図８中の実線部）に位置させる。これにより、案内ガイドプレート３２、スクレーパ３３，３４が軸部材１４，２２，２６に巻き付いた包装材Ｇ２等を除去することが可能となる。
【００６８】
なお、案内ガイドプレート３２を正面方向（図８における紙面左から右へ向く方向）から矢視すると、おおよそ図９に示すような形状をしている。案内ガイドプレート３２の切り欠き部３２ｂが送りブレード１６との干渉を回避しており、先端（一端）３２ａが軸部材１４に巻き付いた包装材Ｇ２等の巻き付き物を除去する機能を発揮している。また、スクレーパ３３，３４の外観形状も、大略案内ガイドプレート３２と同様である。案内ガイドプレート３２と開閉扉３５とは、破袋処理動作時においては協働して異物排出口３０を閉鎖している。そして、クリーニングモードにおいては、案内ガイドプレート３２と開閉扉３５とが動作することにより、破袋装置Ｓの側面に異物排出口３０が開口されることとなる。
【００６９】
このクリーニングモードは、破袋装置Ｓに配置された図示しないクリーニングボタン等の押圧によって機能するものであってもよいし、一定時間の破袋処理動作ごとに行われたり、一定量の巻き付き物の堆積を検知することによって行われるものであってもよい。
【００７０】
次に、送りローター４、破袋ローター８、取り出しローター１０の正逆回転制御に基づくクリーニング動作について説明する。
【００７１】
上記で説明したクリーニングボタンの押圧、一定時間の破袋処理動作又は一定量の巻き付き物の堆積の検知に基づき、クリーニングモードが設定され、クリーニング処理が開始する。クリーニング処理においては、一旦駆動モータＭ１〜Ｍ３が停止され、送りローター４、破袋ローター８、取り出しローター１０が回転停止する。
【００７２】
その後、下記に示すいずれかの動作パターンに基づき、駆動モータＭ１〜Ｍ３を回転駆動し、送りローター４及び／又は破袋ローター８及び／又は取り出しローター１０を回転させる。それにより、軸部材１４，２２，２６に巻き付いた包装材Ｇ２等の巻き付き物が円滑に除去され、巻き付きの堆積量が減少するようになっている。なお、各表１〜３において、正回転方向は、破袋処理時における回転方向と同方向であることを意味し、回転速度比は、破袋処理時における回転速度に対する回転速度比を意味する。
【００７３】
【表１】
【００７４】
【表２】
【００７５】
【表３】
なお、上記のパターン１−１〜１−３、パターン２−１〜２−６、パターン３−１〜３−６のうち、いずれか１つのパターンのみでもクリーニング効果を得ることができるが、もちろん、上記の中から適宜選択される複数のパターンの組合せによって、更に高いクリーニング効果を得ることができる。
【００７６】
特に、パターン１−１〜１−３の中から選択される１つのパターンと、パターン２−１〜２−６の中から選択される１つのパターンと、パターン３−１〜３−６の中から選択される１つのパターンとを組み合わせて動作させることにより、非常に高いクリーニング効果を発揮する。これらの選択された３つのパターンは、順次動作させるように制御してもよいし、同時的に動作させるように制御してもよい。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【実施例１】
【００７８】
図１０及び表４は、本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓを用いて廃棄物Ｇの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例１においては、送りローター４の回転数に対する破袋ローター８の回転数（取り出しローター１０の回転数も同一回転数）の比率Ｔを変化させ、包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１、包装材Ｇ２内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表４において、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【００７９】
図１０は、横軸を比率Ｔ、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２及び解れ率Ｖ３としたグラフである。図１０には、比率Ｔが２０倍を下回ると包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１が９０％を下回ることが示されている。また、表４には、比率Ｔが４０倍を超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となることが示されている。
【００８０】
【表４】
【実施例２】
【００８１】
図１１及び表５は、本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓを用いて廃棄物Ｇの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例２においては、送りブレード１６の回転軌跡Ｒ１と破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ２との回転中心間における重複寸法Ｗ１を変化させ、包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１、包装材Ｇ２内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表５においても、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【００８２】
図１１は、横軸を重複寸法Ｗ１、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２としたグラフである。図１１には、重複寸法Ｗ１が２０ｍｍを下回ると包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１が９０％を下回ることが示されている。また、表５には、重複寸法Ｗ１が５０ｍｍを超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となり始めることが示されている。
【００８３】
【表５】
【実施例３】
【００８４】
図１２及び表６は、本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓを用いて廃棄物Ｇの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例３においては、送りブレード１６の回転軌跡Ｒ１と取り出しブレード２０の回転軌跡Ｒ３との回転中心間における重複寸法Ｗ２を変化させ、包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１、包装材Ｇ２内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表６においても、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【００８５】
図１２は、横軸を重複寸法Ｗ２、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２としたグラフである。図１２には、重複寸法Ｗ２が４０ｍｍを下回ると小袋の破袋率Ｖ２が９０％を下回ることが示されている。また、表６には、重複寸法Ｗ２が１６０ｍｍを超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となることが示されている。
【００８６】
【表６】
【符号の説明】
【００８７】
θ：角度
Ｃ：制御装置（制御手段）
Ｇ：廃棄物
Ｇ１：内容物
Ｇ２：包装材
Ｊ：仮想円
ｋ：頂角
Ｌ：二等分線
Ｌ２：接線方向
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ７：駆動モータ（駆動源）
Ｐ：電流計（異物検出手段）
Ｒ１〜Ｒ３：回転軌跡
Ｓ：破袋装置
ｒａ：一定距離
Ｗ１，Ｗ２：重複寸法
Ｘ，Ｙ，Ｚ：矢印
２：投入口
４：送りローター
６：ガイドプレート
６ａ：上部スリット
６ｂ：下部スリット
８：破袋ローター
１０：取り出しローター
１２：排出口
１４，２２，２６：軸部材
１４ａ：多角形状部
１６：送りブレード
１８：破袋ブレード
１８ａ：爪部
２０：取り出しブレード
３０：異物排出口
３２：案内ガイドプレート
３２ａ：一端
３２ｂ：切り欠き部
３３，３４：スクレーパ
３５：開閉扉
４０：投受光センサー（巻き付き検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、破袋装置に係り、特に多数の回転軸により廃棄物の包装材の破断・除去と内容物の取り出しとを効率的に行う破袋装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、袋詰めされた廃棄物の包装材を破断する破袋装置が知られている。例えば、特許文献１には、無端コンベヤに設けられた移動爪とプレートに設けられた固定刃とによって破袋する用のカッターが列状に配置され、コンベヤを回転させることにより包装材を破断する装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、揺動可能に回転するカッターと固定刃とによって廃棄物の包装材を破断する装置が開示されている。これらの装置においては、回転又は移動するカッター（又は移動爪）と固定刃との相対移動により廃棄物の包装材を引き裂くようになっている。そして、廃棄物から包装材を除去して、その内容物を包装材と選別することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１７３３７号公報
【特許文献２】特開２００８−６８２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示のものは、無端コンベヤの駆動により破袋を行うものであり、構造が複雑でかつ大型になってしまう。それに伴い、必然的に装置コストも高いものとなってしまう。また、上記特許文献１，２に開示のものは、固定刃とカッター（又は移動爪）との相対移動により破袋を行うので、１つの廃棄物に対する破袋の機会が少なく、充分な破袋率（投入した廃棄物個数のうち、包装材が破断された廃棄物個数の割合）を獲得することが難しい。包装材を破断したものの、内容物が破断された包装材の内部に引っかかるように残っているものも多く、排出後に内容物と包装材との分離を作業員による手作業で行う必要がある。
【０００６】
また、破袋装置は、そもそもゴミのようなある程度予想可能な粒度、重量のゴミを内容物として、それらがゴミ袋等の包装材に内包される廃棄物を処理することを想定している。したがって、例えば電子レンジ等の比較的大きな粒度、重量のある家電製品等の処理を想定していないが、万一そのような物が装置内に投入された場合は、異物として除去しなければならない。
【０００７】
しかしながら、従来のものは、これらの異物の除去を作業員の手作業で行わなければならず、作業が煩雑で、かつ安全面においても懸念があった。回転軸やカッターに廃棄物の一部が巻き付いた場合にも、手作業で頻繁に除去しなければならず、やはり作業が大変であった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、破袋率を顕著に向上させ、破袋後の包装材内部への内容物残りを減少させて包装材と内容物との分離を確実に行うことができ、また、異物処理の作業軽減や巻き付き防止において大きな効果を発揮する破袋装置を提供することを例示的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての破袋装置は、内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の包装材を破断し、内容物を包装材から外部に取り出す破袋装置であって、廃棄物を投入する投入口と、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する送りブレードとを有して投入口の下方に配置され、投入口から投入された廃棄物を送りブレードの回転により排出口へ向けて送り出す送りローターと、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する破袋ブレードとを有して、送りローターの斜め上方に、破袋ブレードの回転軌跡が送りブレードの回転軌跡と部分的に重複するように配置された破袋ローターと、軸部材とその軸部材から略放射状に突出する取り出しブレードとを有して、送りローターの斜め下方に、取り出しブレードの回転軌跡が送りブレードの回転軌跡と部分的に重複するように配置された取り出しローターと、送りローター、破袋ローター及び取り出しローターを回転駆動する１又は複数の駆動源と、を有することを特徴とする。
【００１０】
送りローターの回転と破袋ローターの回転とにより破袋処理を行うので、１つの廃棄物に対する破袋ブレードの接触機会を大きく増大させることができる。送りローターの回転方向と破袋ローターの回転方向とを逆回転とすれば、送りブレードと破袋ブレードとの相対速度を増大させることができる。したがって、相対速度向上と引き裂き機会の増大との相乗効果により、破袋率を大きく向上させることができる。
【００１１】
しかも、本発明によれば、送りローターの斜め下方に、取り出しローターも配置されている。この取り出しローターは、破袋ローターで破断しきれなかった包装材の破断、包装材の中に更に小袋に包装された内容物が内包されている場合のその小袋の破断、破袋後の包装材からの内容物の弾き出し（取り出し）の機能を発揮するようになっている。したがって、この取り出しローターの回転方向を送りローターの回転方向と逆方向とすることにより、取り出しブレードと送りブレードとの相対速度向上、１つの廃棄物に対する取り出しローターの接触機会の向上を図ることができる。その結果、更なる破袋率の向上、小袋破袋率の向上、包装材と内容物との分離の確実を実現することができる。
【００１２】
その破袋装置において、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下であることが望ましい。また、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードや取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複が小さ過ぎると包装材の破袋率や小袋の破袋率が低下し、また、解れ率（投入した廃棄物個数のうち、内容物と包装材とが分離された廃棄物個数の割合）も低下する。
【００１４】
一方、ブレード同士の重複が大き過ぎると、駆動源による所要動力が大きくなり、消費電力の増大を招いてしまう。また、ブレードへの廃棄物の噛み込みも増加してしまい、駆動源の負荷増大にも繋がってしまう。送りブレードと破袋ブレードとの重複や送りブレードと取り出しブレードとの重複には適正な範囲が存在し、その適正範囲内に設定することが、処理効率向上や駆動源の負荷軽減にとって望ましい。本発明においては、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法を２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下に設定することにより、高い破袋率、高い解れ率及び駆動源の負荷軽減（消費電力低減を含む）を実現することができる。
【００１５】
なお、上述のように、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との重複寸法と、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との重複寸法とは、異なる寸法であることが望ましい。より具体的には、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との重複寸法よりも、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との重複寸法の方が大きいことが望ましい。そうすることにより、包装材の破断が主目的とする破袋ローターと、包装材の破断に加えて小袋の破断や内容物の取り出しをも目的とする取り出しローターとが、共に良好に機能発揮することができる。
【００１６】
また、取り出しローターは、破袋後の包装材からの内容物の確実な弾き出しを主目的としている。したがって、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法の適正範囲は、送りブレードと破袋ブレードとの適正重複範囲よりも全体として大きく、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下となっている。
【００１７】
その破袋装置において、送りローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率が２０倍以上かつ４０倍以下であることが望ましい。
【００１８】
包装材の破断の機会を増大させるには、送りローターの回転数に対して破袋ローターの回転数を大きくすることが望ましい。一方で、破袋ローターの回転数を過大にすると、やはり駆動源の消費電力や負荷の点で望ましくなく、適正な範囲が存在する。本発明においては、送りローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率を２０倍以上かつ４０倍以下とすることにより、高い破袋率と駆動源の負荷軽減を実現することができる。なお、送りローターの回転数に対する取り出しローターの回転数の比率も、同様に２０倍以上かつ４０倍以下とすることにより、高い解れ率と駆動源の負荷軽減を実現することができる。
【００１９】
送りローター、破袋ローター及び取り出しローターのうち少なくともいずれかの軸部材が、その軸直交面内における断面形状が少なくとも３つの頂角を有する非円形状である多角形状部を有することが望ましい。
【００２０】
回転軸式を採用した場合、長尺の廃棄物や破袋後の包装材などが軸部材に巻き付き易い。また、巻き付いた長尺廃棄物や包装材には円周方向に均一に引っ張り応力が発生し、その引っ張り応力は円中心方向に向かう均一な締め付け力を生じる。したがって、一旦巻き付いてしまった長尺廃棄物等は、バランスよく均等に作用する応力のために安定的に巻き付き状態を維持し、なかなか軸部材から除去されない。
【００２１】
しかしながら、軸部材の直径を大きくし、軸周長を一般的な収集袋長よりも長くすることで、その収集袋の軸への巻き付きを低減することができる。また、仮に巻き付いた場合であっても、引っ張り応力が均一でなく頂角部分と辺部分とで引っ張り応力に不均衡が生じ、安定的に巻き付き状態を維持することが難しい。したがって、容易に軸部材から除去することができる。
【００２２】
より具体的には、軸部材の直径を大きくすることにより、主に包装材の軸部材への巻き付きを軽減することができ、軸部材が多角形状部を有することにより、巻き付いてしまった包装材の軸部材からの脱落を促進することができる。例えば、軸部材の直径をφ≧２７０ｍｍとすれば、一般的に使用されるゴミ袋等の包装材が軸部材の全周長に至らず、軸部材の全周に亘って包装材が巻き付くのを防止することができる。そのため、包装材はなかなか軸部材へとしっかり巻き付くことができない。
【００２３】
一方、軸部材が多角形状部を有すると、引張り応力のアンバランスが生じるので、仮に包装材が巻き付いた場合であっても、外乱の影響（例えば、回転停止や逆回転など）によって簡単に包装材が軸部材から脱落する。その結果、巻き付いた包装材が徐々に堆積していくことが防止される。
【００２４】
軸部材への廃棄物の巻き付き厚さを検出する巻き付き検出手段と、巻き付き検出手段からの出力に応じて駆動源を制御する制御手段と、を更に有することが望ましい。
【００２５】
軸部材へ長尺廃棄物等が多量に巻き付いてしまうと、駆動源への過負荷となり、駆動源の回転が停止してしまったり、過電流等の不具合の原因となり得る。また、破袋処理へも悪影響を与え、破袋率や解れ率の低下を招いてしまう。巻き付き検出手段により軸部材への長尺廃棄物等の巻き付きを検出し、その検出結果に応じて駆動源を制御することにより、上記のような不都合を回避することができる。
【００２６】
ここで、巻き付き検出手段には、例えば、軸部材の見かけ半径（巻き付きにより、見かけ半径が増大する）が一定値以上となったことを検出する非接触タイプの投受光センサーや、軸部材に当接付勢された検出ロッドとその検出ロッドの角度位置を検出する位置センサーとの組合せ等を適用することができる。また、制御手段による駆動源の制御には、例えば回転数を減速させる減速制御や逆回転させる逆回転制御等を含む。
【００２７】
破袋ローター及び取り出しローターと送りローターとの間を実質的に遮蔽すると共に、破袋ブレードを送りローター側に貫通させる上部スリットと、取り出しブレードを送りローター側に貫通させる下部スリットとが形成され、かつ下部スリットと取り出しブレードとの軸方向における隙間が上部スリットと破袋ブレードとの軸方向における隙間よりも大きく形成されたガイドプレートを更に有することが望ましい。
【００２８】
投入された廃棄物が、送りブレードとガイドプレートとに挟まれるようにして円滑に排出口へと導かれる。送りブレードとガイドプレートとにより挟まれるようにして導かれるので、廃棄物の逃げを防止して確実に廃棄物にせん断力を発生させることができる。
【００２９】
また、ガイドプレートの上部スリットにおける隙間よりも下部スリットにおける隙間を大きく形成している。ガイドプレートに対して破袋ローター及び取り出しローターが配置される側では、主に破袋後の収集袋等の包装材の取り出しを目的としている。したがって、ガイドプレートに対して送りローターが配置される側では、包装材が除去された残りの内容物が多く存在する。この内容物は、上部スリット側よりも下部スリット側近傍に多く存在し、そのため、下部スリットにおける隙間が小さいとその隙間に多くの内容物が詰まってしまう。その結果、取り出しブレードが挟まってしまって動作不良や故障の原因となる可能性がある。しかしながら、この発明においては、下部スリットにおける隙間を大きくしているので、内容物のスリットへの詰まりが予防される。
【００３０】
なお、これらの上部スリット及び下部スリットを通過して送りローター側から破袋ローター側へと破袋された包装材及び各スリット幅より小さいものが引き出されるようになっている。その結果、内容物はガイドプレートの送りローター側、包装材及び各スリット幅より小さいものは破袋ローター側と、両者の効率的な分離が可能となっている。
【００３１】
投入口からの異物の投入を検出する異物検出手段と、異物検出手段からの出力に応じて駆動源を逆回転制御する制御手段と、送りローターの逆回転により異物を排出させる排出口とは異なる異物排出口と、を更に有することが望ましい。
【００３２】
投入口から異物が投入された場合に、わざわざ作業員の手作業によって異物を取り出す必要がなく、異物排出口から自動排出させることができる。ここで、異物検出手段には、例えば駆動源の電流異常（過電流）を検出する電流計を適用することができる。大型の家電製品等の異物が投入され、送りローターが停止してしまったような場合に、過電流を検出することにより異物投入を検知することができる。
【００３３】
そして、異物検知をした場合に、送りローターを逆回転させることにより、通常の排出口とは異なる異物排出口から異物をスムーズに排出することができるので、通常の廃棄物と異物との分離を確実に行うことができる。
【００３４】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、包装材や小袋の破袋率の向上や解れ率の向上を実現することができる。また、回転軸への巻き付きを予防したり、異物投入の場合の排出をスムーズに行うことにより、破袋処理の効率向上と装置の耐久性や信頼性の確保及び作業員の安全確保を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る破袋装置の内部構造の概略を示す構造図である。
【図２】図１に示す送りローターの概略を示す外観斜視図である。
【図３】図１に示すガイドプレートの正面図である。
【図４】送りローターの軸部材の軸直交面での断面図である。
【図５】図１に示す破袋ブレードの概略形状を示す二面図である。
【図６】破袋ブレードの他の例を示す二面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る破袋装置の内部構造の概略を示す構造図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る破袋装置の内部構造の概略を示す構造図である。
【図９】図８に示す案内ガイドプレートの正面図である。
【図１０】本発明の実施例１において、送りローターの回転数に対する破袋ローターの回転数の比率と破袋率及び解れ率との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例２において、送りブレードの回転軌跡と破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法と破袋率との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施例３において、送りブレードの回転軌跡と取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法と破袋率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［実施の形態１］
本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓについて、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓの内部構造の概略を示す構造図である。図１は、破袋装置Ｓの内部を側方から見た図である。この破袋装置Ｓは、全体として略立方体形状を呈し、投入口２、送りローター４、ガイドプレート６、破袋ローター８、取り出しローター１０、排出口１２、駆動モータ（駆動源）Ｍ及び制御装置（制御手段）Ｃを有して大略構成される。
【００３８】
投入口２は、この破袋装置Ｓ内に廃棄物Ｇを投入するための開口であって、破袋装置Ｓの上部に開口形成されている。廃棄物Ｇは、例えば紙くず、プラスチック容器、缶等の内容物Ｇ１を内包し、その外側をプラスチックゴミ袋等の包装材Ｇ２で包んだものである。廃棄物Ｇの中には、包装材Ｇ２内部に小袋に包装された内容物Ｇ１が含まれている場合もあり、この破袋装置Ｓは、外側の包装材Ｇ２のみならず、その内部の小袋をも破断する必要がある。投入口２から投入された廃棄物Ｇは、その下方に配置された送りローター４へと落下するようになっている。
【００３９】
送りローター４は、投入口２から落下してきた廃棄物を排出口１２へと送るための回転部材である。送りローター４は、図１における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材１４とその軸部材１４に取り付けられ略放射状に突出する送りブレード１６とを有して構成されている。図２は、この送りローター４の概略を示す外観斜視図である。略放射状に３つの送りブレード１６が１組で取り付けられ、その１組が軸部材１４の軸方向に等間隔で配置されている。
【００４０】
送りローター４は、図中矢印Ｘ方向に回転し、投入口２から落下してきた廃棄物Ｇを送りブレード１６とガイドプレート６とで挟み込むようにしながら排出口１２にまで送出する。その送出の過程において、ガイドプレート６と破袋ローター８及び取り出しローター１０によって包装材Ｇ２が破断され内容物Ｇ１が包装材Ｇ２の中から弾き出されるようになっている。
【００４１】
ガイドプレート６は、破袋装置Ｓの内部で軸方向に延びるプレートであって、破袋ローター８及び取り出しローター１０によって引っ張られた廃棄物Ｇを固定し、破断作用を発生させると共に、投入口２から投入された廃棄物Ｇを排出口１２にまで案内する案内路を形成する案内部材である。ガイドプレート６は、送りローター４が配置される側と、破袋ローター８や取り出しローター１０が配置される側との間を実質的に遮蔽し、廃棄物Ｇの大きい内容物Ｇ１が破袋ローター８側へと紛れ込んでしまうのを防止している。
【００４２】
図３は、ガイドプレート６の正面図である。図１における紙面垂直方向（軸方向）を、図３における矢印Ｙ方向としている。ガイドプレート６の上部側には、破袋ブレード１８の配置位置に対応するように、上部スリット６ａが形成されている。この上部スリット６ａは、略長方形状に形成されて破袋ブレード１８の貫通を許容している。上部スリット６ａの形成により、破袋ブレード１８が送りローター４側に侵入してその回転軌跡と送りブレード１６の回転軌跡とがオーバーラップできるようになっている。
【００４３】
上部スリット６ａの軸方向寸法（幅寸法）は、破袋ブレード１８の軸方向寸法（厚さ寸法）よりも若干大きく形成されており、例えば、破袋ブレード１８の厚さ９ｍｍに対して上部スリット６ａの幅寸法は３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下に設定されている。この上部スリット６ａと破袋ブレード１８との隙間から、破袋後の包装材Ｇ２が送りローター４側から破袋ローター８側へと破袋ブレード１８により引き出されるようになっている。したがって、ガイドプレート６を挟んで、送りローター４側にスリット６ａより大きな内容物Ｇ１、破袋ローター８側に包装材Ｇ２及びスリット６ａより小さな内容物というように、大きな内容物Ｇ１と包装材Ｇ２及び小さな内容物との分離が行われるようになっている。
【００４４】
ガイドプレート６の下部側には、取り出しブレード２０の配置位置に対応するように、下部スリット６ｂが形成されている。この下部スリット６ｂも、略長方形状に形成されて取り出しブレード２０の貫通を許容している。下部スリット６ｂの形成により、取り出しブレード２０が送りローター４側に侵入してその回転軌跡と送りブレード１６の回転軌跡とがオーバーラップできるようになっている。
【００４５】
下部スリット６ｂの幅寸法と取り出しブレード２０の厚さ寸法との隙間は、上部スリット６ａの幅寸法と破袋ブレード１８の厚さ寸法との隙間よりも大きく形成されている。より具体的には、取り出しブレード２０の厚さが破袋ブレード１８の厚さと同寸の９ｍｍである場合に、下部スリット６ｂの幅寸法は８０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下に設定されている。
【００４６】
下部スリット６ｂの近傍においては、取り出しブレード２０による内容物Ｇ１の弾き出しが行われ、内容物Ｇ１やその粉砕物が付近に散乱する状態となっている。したがって、下部スリット６ｂと取り出しブレード２０との隙間が上部スリット６ａにおける隙間同様に小さいと、内容物Ｇ１やその粉砕物が隙間に挟まってしまい、破袋装置Ｓの異常停止等の不具合を生じてしまう。したがって、下部スリット６ｂにおいては、上部スリット６ａにおける場合よりも隙間を大きく設定し、破袋装置Ｓへの不具合を防止している。なお、この下部スリット６ｂと取り出しブレード２０との隙間からも、送りローター４側に残存する包装材Ｇ２が取り出しローター１０側へと取り出しブレード２０によって引き出されるようになっている。
【００４７】
包装材Ｇ２の破断は、主に以下のような原理に基づき行われる。すなわち、送りローター４とガイドプレート６との挟み込みにより廃棄物Ｇが略固定され、その廃棄物Ｇに対して破袋ブレード１８や取り出しブレード２０が突き刺さる。そして、ブレード１８，２０の回転により、ブレード１８，２０とスリット６ａ，６ｂとの間でせん断力が生じ、包装材Ｇ２から内容物Ｇ１が弾き出されつつ包装材Ｇ２が引き裂かれるのである。引き裂かれた包装材Ｇ２は、ブレード１８，２０に刺さっているので、そのままスリット６ａ，６ｂを通り抜けて破袋ローター８及び取り出しローター１０が配置される側へと引きずり出される。
【００４８】
送りローター４の軸部材１４は、図２及び図４に示すように軸方向直交面内における断面形状が非円形状である多角形状部１４ａを有している。また、この多角形状部１４ａの各頂角ｋを結ぶ仮想円Ｊの直径は望ましくはφ２７０ｍｍ以上、より望ましくはφ３４０ｍｍ以上、更に望ましくはφ４６０ｍｍ以上と大径に構成されている。
【００４９】
直径が大きいだけでなく、その断面形状が頂角ｋを有する多角形状とされているので、破袋後の包装材Ｇ２や長尺の廃棄物等が巻き付いてしまった場合にも引っ張り応力のアンバランスにより外れ易くなっている。したがって、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きを予防又は軽減している。
【００５０】
破袋ローター８は、廃棄物Ｇの包装材Ｇ２を破断するための回転部材である。図１における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材２２とその軸部材２２に取り付けられ略放射状に突出する破袋ブレード１８とを有して構成され、図中矢印Ｚ方向に回転している。破袋ローター８においては、略放射状に４つの破袋ブレード１８が１組で軸部材２２に取り付けられ、その１組が軸部材２２の軸方向に等間隔で配置されている。なお、破袋ブレード１８と送りブレード１６とは、相互に干渉しないように軸方向位置がずれて配置され、いわゆる入れ子状に配置されている。
【００５１】
図５は、この破袋ブレード１８の概略形状を示す二面図である。破袋ブレード１８は、その先端に包装材Ｇ２を破断するための爪部１８ａを有している。この爪部１８ａの頂角における二等分線Ｌは、この破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ１の爪部１８ａにおける接線方向Ｌ２よりも角度θ分だけ外向きに傾斜している。この角度θの設定により爪部１８ａが円周外方向に向いて設定されることとなる。したがって、爪部１８ａによる包装材Ｇ２への突き刺しや包装材Ｇ２の上部スリット６ａを通しての引きずり出しを充分に機能達成しつつ、爪部１８ａに突き刺さった状態の包装材Ｇ２が、破袋ブレード１８の回転に伴い容易に脱落するようになっている。
【００５２】
なお、破袋ブレード１８が図６に示すように、その先端に突出部を有さない形状である場合であっても、ブレード１８の頂角が爪部１８ａとして機能する。そして、爪部１８ａとしての頂角の二等分線Ｌがこの破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ１の爪部１８ａにおける接線方向Ｌ２よりも角度θ分だけ外向きに傾斜していればよい。
【００５３】
破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ１と送りブレード１６の回転軌跡Ｒ２とは、図１に示すように部分的に重複しており、その中心間における重複寸法Ｗ１は、望ましくは２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下、より望ましくは３０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下に設定されている。これにより、包装材Ｇ２の確実な破断を実現しつつ、内容物Ｇ１やその粉砕物の不用意な引っ掛かりを防止している。
【００５４】
また、破袋ローター８の回転数は、送りローター４の回転数よりもかなり高く設定され、望ましくは送りローター４の回転数の２０倍以上かつ４０倍以下、より望ましくは２５倍以上かつ３５倍以下に設定されている。例えば、送りローター４の回転数：４．３ｒｐｍに対し、破袋ローター８の回転数：１５０ｒｐｍに設定される。廃棄物Ｇが送りローター４で送られる間に、数多くの破袋ブレード１８との接触機会を付与することができる。したがって、確実な破袋を実現することができる。
【００５５】
取り出しローター１０は、破袋ローター８により破断されなかった残りの包装材Ｇ２を破断したり、包装材Ｇ２内の小袋を破断することも目的とするが、加えて、破袋後の包装材Ｇ２から内容物Ｇ１を弾き出す（取り出す）ことを主目的とする回転部材である。また、破袋後の包装材Ｇ２や小袋を下部スリット６ｂを介して取り出しローター１０側に分離することも目的の１つとしている。図１における紙面垂直方向を軸方向とする軸部材２６とその軸部材２６に取り付けられ略放射状に突出する取り出しブレード２０とを有して構成され、図中矢印Ｚ方向に回転している。破袋ローター８の場合と同様に、取り出しローター１０においても、略放射状に４つの取り出しブレード２０が１組で軸部材２６に取り付けられ、その１組が軸部材２６の軸方向に等間隔で配置されている。なお、取り出しブレード２０は、送りブレード１６及び破袋ブレード１８と相互に干渉しないように軸方向位置がずれて配置され、いわゆる入れ子状に配置されている。なお、取り出しブレード２０の概略形状は、図５に示す破袋ブレード１８と略同様であるので、図示及び説明を省略する。
【００５６】
取り出しブレード２０の回転軌跡Ｒ３と送りブレード１６の回転軌跡Ｒ２とは、図１に示すように部分的に重複しており、その中心間における重複寸法Ｗ２は、望ましくは４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下、より望ましくは６０ｍｍ以上かつ１４０ｍｍ以下に設定されている。これにより、包装材Ｇ２からの内容物Ｇ１の確実な弾き出しを実現している。
【００５７】
また、取り出しローター１０の回転数は、破袋ローター８の場合と同様に、望ましくは送りローター４の回転数の２０倍以上かつ４０倍以下、より望ましくは２５倍以上かつ３５倍以下に設定されている。例えば、送りローター４の回転数：４．３ｒｐｍに対し、取り出しローター１０の回転数：１５０ｒｐｍに設定される。廃棄物Ｇが送りローター４で送られる間に、数多くの取り出しブレード２０との接触機会を付与することができ、内容物Ｇ１の確実な弾き出しにより解れ率の向上を実現している。また、包装材Ｇ２内部の小袋の破袋率向上にも寄与している。
【００５８】
排出口１２は、送りローター４の下方に配置され、送りローター４によって送り出された廃棄物Ｇを破袋装置Ｓ外へと排出するための開口である。なお、破袋ローター８及び取り出しローター１０の機能により、大半の包装材Ｇ２はガイドプレート６の破袋ローター８側へと引き出されているので、排出口１２から排出される廃棄物Ｇの大半は内容物Ｇ１である。
【００５９】
駆動モータＭは、送りローター４、破袋ローター８及び取り出しローター１０を回転駆動するための駆動源であり、制御装置Ｃによってその動作が制御される。１つの駆動モータＭによって３つのローター４，８，１０のすべてを回転駆動してもよいし、３つの駆動モータＭ１〜Ｍ３が各々３つのローター４，８，１０を回転駆動してもよい。
【００６０】
送りローター４を回転駆動する駆動モータＭ１には、その駆動電流を検出する電流計（異物検出手段）Ｐが接続されている。この電流計Ｐは、投入口２に異物が投入された等により、送りローター４が回転不能に陥った場合に、駆動モータＭ１への過大電流を検知し、異常信号を制御装置Ｃへと送信する機能を有する。
【００６１】
異常信号を受信した制御装置Ｃは、駆動モータＭ１の回転駆動を速やかに停止し、続いて駆動モータＭ１を低速で逆回転に回転駆動する。それにより、送りローター４が矢印Ｘの逆方向へと回転し、投入された異物等は、排出口１２とは別に形成された異物排出口３０から破袋装置Ｓ外へと排出されるようになっている。異物を異物排出口３０へと導く案内ガイドプレート３２は、異物を異物排出口３０へと円滑に案内するように、送りローター４の軸部材１４の外周近傍から異物排出口３０に架けて配置されている。この案内ガイドプレート３２は、軸部材１４近傍においてスクレーパとしての機能を発揮している。すなわち、案内ガイドプレート３２の一端３２ａは、軸部材１４の外径から所定距離分だけ離れた半径位置に固定されており、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きが一定以上となるのを防止している。
【００６２】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る破袋装置Ｓの内部構造の概略を示す構造図である。この破袋装置Ｓは、送りローター４の軸部材１４の近傍に、軸方向に向けて検出光を投受光する投受光センサー（巻き付き検出手段）４０を備えている。この検出光は、送りローター４の回転中心から半径方向に一定距離ｒａ離れた位置において、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きが一定厚さ以上とならないことを検出している。
【００６３】
長尺廃棄物等の巻き付きが一定厚さ以上となって検出光を遮光すると、投受光センサー４０は、制御装置Ｃに向けて報知信号を送信するようになっている。制御装置Ｃは、報知信号を受信すると、破袋装置Ｓの筐体外壁に配置された警告ランプ（図示せず）を点滅制御し、長尺廃棄物等の巻き付き厚さが一定以上となって処理効率が低下していることを報知する。もちろん、投受光センサー４０は、報知信号と共に減速信号又は停止信号を制御装置Ｃに向けて送信し、制御装置Ｃが減速信号又は停止信号に基づき送りローター４を回転駆動する駆動モータＭ１を減速／停止させるようになっていてもよい。
【００６４】
[実施の形態３]
図８は、本発明の実施の形態３に係る破袋装置Ｓの内部構造の概略を示す構造図である。この破袋装置Ｓは、セルフクリーニング機能を有しており、このセルフクリーニング機能に基づいて、軸部材１４，２２，２６へ巻き付いてしまった包装材Ｇ２等の除去が可能となっている。セルフクリーニング機能は、以下に説明する案内ガイドプレート３２、スクレーパ３３，３４、開閉扉３５の往復揺動動作及び送りローター４、破袋ローター８、取り出しローター１０の正逆回転動作により実現される。
【００６５】
この破袋装置Ｓは、可動式の案内ガイドプレート３２及びスクレーパ３３，３４を有しており、これら案内ガイドプレート３２及びスクレーパ３３，３４は、各々駆動モータＭ４〜Ｍ６によって往復揺動するように構成されている。スクレーパ３３，３４は各々破袋ローター８の軸部材２２及び取り出しローター１０の軸部材２６から包装材Ｇ２等の巻き付き物を除去するためのものである。
【００６６】
更に、異物排出口３０の近傍には、可動式の開閉扉３５を有しており、この開閉扉３５は駆動モータＭ７によって往復陽動するようになっている。そして、これら駆動モータＭ４〜Ｍ７及び駆動モータＭ１〜Ｍ３は、制御手段Ｃによってその動作（回転／停止、回転速度、回転方向など）が制御されるようになっている。
【００６７】
通常の破袋処理時においては、案内ガイドプレート３２、スクレーパ３３，３４、開閉扉３５は、退避位置（図８中の二点鎖線部）にある。しかし、セルフクリーニングモードに設定されると、駆動モータＭ４〜Ｍ７が案内ガイドプレート３２、スクレーパ３３，３４、開閉扉３５をα方向へと揺動動作させ、クリーニング位置（図８中の実線部）に位置させる。これにより、案内ガイドプレート３２、スクレーパ３３，３４が軸部材１４，２２，２６に巻き付いた包装材Ｇ２等を除去することが可能となる。
【００６８】
なお、案内ガイドプレート３２を正面方向（図８における紙面左から右へ向く方向）から矢視すると、おおよそ図９に示すような形状をしている。案内ガイドプレート３２の切り欠き部３２ｂが送りブレード１６との干渉を回避しており、先端（一端）３２ａが軸部材１４に巻き付いた包装材Ｇ２等の巻き付き物を除去する機能を発揮している。また、スクレーパ３３，３４の外観形状も、大略案内ガイドプレート３２と同様である。案内ガイドプレート３２と開閉扉３５とは、破袋処理動作時においては協働して異物排出口３０を閉鎖している。そして、クリーニングモードにおいては、案内ガイドプレート３２と開閉扉３５とが動作することにより、破袋装置Ｓの側面に異物排出口３０が開口されることとなる。
【００６９】
このクリーニングモードは、破袋装置Ｓに配置された図示しないクリーニングボタン等の押圧によって機能するものであってもよいし、一定時間の破袋処理動作ごとに行われたり、一定量の巻き付き物の堆積を検知することによって行われるものであってもよい。
【００７０】
次に、送りローター４、破袋ローター８、取り出しローター１０の正逆回転制御に基づくクリーニング動作について説明する。
【００７１】
上記で説明したクリーニングボタンの押圧、一定時間の破袋処理動作又は一定量の巻き付き物の堆積の検知に基づき、クリーニングモードが設定され、クリーニング処理が開始する。クリーニング処理においては、一旦駆動モータＭ１〜Ｍ３が停止され、送りローター４、破袋ローター８、取り出しローター１０が回転停止する。
【００７２】
その後、下記に示すいずれかの動作パターンに基づき、駆動モータＭ１〜Ｍ３を回転駆動し、送りローター４及び／又は破袋ローター８及び／又は取り出しローター１０を回転させる。それにより、軸部材１４，２２，２６に巻き付いた包装材Ｇ２等の巻き付き物が円滑に除去され、巻き付きの堆積量が減少するようになっている。なお、各表１〜３において、正回転方向は、破袋処理時における回転方向と同方向であることを意味し、回転速度比は、破袋処理時における回転速度に対する回転速度比を意味する。
【００７３】
【表１】
【００７４】
【表２】
【００７５】
【表３】
なお、上記のパターン１−１〜１−３、パターン２−１〜２−６、パターン３−１〜３−６のうち、いずれか１つのパターンのみでもクリーニング効果を得ることができるが、もちろん、上記の中から適宜選択される複数のパターンの組合せによって、更に高いクリーニング効果を得ることができる。
【００７６】
特に、パターン１−１〜１−３の中から選択される１つのパターンと、パターン２−１〜２−６の中から選択される１つのパターンと、パターン３−１〜３−６の中から選択される１つのパターンとを組み合わせて動作させることにより、非常に高いクリーニング効果を発揮する。これらの選択された３つのパターンは、順次動作させるように制御してもよいし、同時的に動作させるように制御してもよい。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【実施例１】
【００７８】
図１０及び表４は、本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓを用いて廃棄物Ｇの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例１においては、送りローター４の回転数に対する破袋ローター８の回転数（取り出しローター１０の回転数も同一回転数）の比率Ｔを変化させ、包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１、包装材Ｇ２内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表４において、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【００７９】
図１０は、横軸を比率Ｔ、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２及び解れ率Ｖ３としたグラフである。図１０には、比率Ｔが２０倍を下回ると包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１が９０％を下回ることが示されている。また、表４には、比率Ｔが４０倍を超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となることが示されている。
【００８０】
【表４】
【実施例２】
【００８１】
図１１及び表５は、本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓを用いて廃棄物Ｇの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例２においては、送りブレード１６の回転軌跡Ｒ１と破袋ブレード１８の回転軌跡Ｒ２との回転中心間における重複寸法Ｗ１を変化させ、包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１、包装材Ｇ２内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表５においても、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【００８２】
図１１は、横軸を重複寸法Ｗ１、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２としたグラフである。図１１には、重複寸法Ｗ１が２０ｍｍを下回ると包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１が９０％を下回ることが示されている。また、表５には、重複寸法Ｗ１が５０ｍｍを超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となり始めることが示されている。
【００８３】
【表５】
【実施例３】
【００８４】
図１２及び表６は、本発明の実施の形態１に係る破袋装置Ｓを用いて廃棄物Ｇの破袋処理を行った場合の実験結果を示すものである。この実施例３においては、送りブレード１６の回転軌跡Ｒ１と取り出しブレード２０の回転軌跡Ｒ３との回転中心間における重複寸法Ｗ２を変化させ、包装材Ｇ２の破袋率Ｖ１、包装材Ｇ２内部の小袋の破袋率Ｖ２、解れ率Ｖ３、駆動モータＭ１の所要動力、軸部材１４への長尺廃棄物等の巻き付きの程度（巻き付き厚さ）の変化の度合いを評価した。なお、表６においても、◎〜×は観察者による評価の程度を表し、◎は優、○は良、△は可、×は不可を意味する。
【００８５】
図１２は、横軸を重複寸法Ｗ２、縦軸を破袋率Ｖ１，Ｖ２としたグラフである。図１２には、重複寸法Ｗ２が４０ｍｍを下回ると小袋の破袋率Ｖ２が９０％を下回ることが示されている。また、表６には、重複寸法Ｗ２が１６０ｍｍを超えると、駆動モータＭ１の所要動力が過大となることが示されている。
【００８６】
【表６】
【符号の説明】
【００８７】
θ：角度
Ｃ：制御装置（制御手段）
Ｇ：廃棄物
Ｇ１：内容物
Ｇ２：包装材
Ｊ：仮想円
ｋ：頂角
Ｌ：二等分線
Ｌ２：接線方向
Ｍ，Ｍ１〜Ｍ７：駆動モータ（駆動源）
Ｐ：電流計（異物検出手段）
Ｒ１〜Ｒ３：回転軌跡
Ｓ：破袋装置
ｒａ：一定距離
Ｗ１，Ｗ２：重複寸法
Ｘ，Ｙ，Ｚ：矢印
２：投入口
４：送りローター
６：ガイドプレート
６ａ：上部スリット
６ｂ：下部スリット
８：破袋ローター
１０：取り出しローター
１２：排出口
１４，２２，２６：軸部材
１４ａ：多角形状部
１６：送りブレード
１８：破袋ブレード
１８ａ：爪部
２０：取り出しブレード
３０：異物排出口
３２：案内ガイドプレート
３２ａ：一端
３２ｂ：切り欠き部
３３，３４：スクレーパ
３５：開閉扉
４０：投受光センサー（巻き付き検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の該包装材を破断し、前記内容物を前記包装材から外部に取り出す破袋装置であって、
前記廃棄物を投入する投入口と、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する送りブレードとを有して前記投入口の下方に配置され、該投入口から投入された前記廃棄物を該送りブレードの回転により排出口へ向けて送り出す送りローターと、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する破袋ブレードとを有して、前記送りローターの斜め上方に、該破袋ブレードの回転軌跡が前記送りブレードの回転軌跡と部分的に重複するように配置された破袋ローターと、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する取り出しブレードとを有して、前記送りローターの斜め下方に、該取り出しブレードの回転軌跡が前記送りブレードの回転軌跡と部分的に重複するように配置された取り出しローターと、
前記送りローター、前記破袋ローター及び前記取り出しローターを回転駆動する１又は複数の駆動源と、を有する破袋装置。
【請求項２】
前記送りブレードの回転軌跡と前記破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下である請求項１に記載の破袋装置。
【請求項３】
前記送りブレードの回転軌跡と前記取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の破袋装置。
【請求項４】
前記送りローターの回転数に対する前記破袋ローターの回転数の比率が２０倍以上かつ４０倍以下である請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の破袋装置。
【請求項５】
前記送りローター、前記破袋ローター及び前記取り出しローターのうち少なくともいずれかの軸部材が、
その軸直交面内における断面形状が少なくとも３つの頂角を有する非円形状である多角形状部を有する請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の破袋装置。
【請求項６】
前記軸部材への前記廃棄物の巻き付き厚さを検出する巻き付き検出手段と、
該巻き付き検出手段からの出力に応じて前記駆動源を制御する制御手段と、を更に有する請求項５に記載の破袋装置。
【請求項７】
前記破袋ローター及び前記取り出しローターと前記送りローターとの間を実質的に遮蔽すると共に、
前記破袋ブレードを前記送りローター側に貫通させる上部スリットと、前記取り出しブレードを前記送りローター側に貫通させる下部スリットとが形成され、かつ該下部スリットと前記取り出しブレードとの軸方向における隙間が前記上部スリットと前記破袋ブレードとの軸方向における隙間よりも大きく形成されたガイドプレートを更に有する請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の破袋装置。
【請求項８】
前記投入口からの異物の投入を検出する異物検出手段と、
該異物検出手段からの出力に応じて前記駆動源を逆回転制御する制御手段と、
前記送りローターの逆回転により前記異物を排出させる前記排出口とは異なる異物排出口と、を更に有する請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の破袋装置。
【請求項１】
内容物を包装材で内包して構成される廃棄物の該包装材を破断し、前記内容物を前記包装材から外部に取り出す破袋装置であって、
前記廃棄物を投入する投入口と、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する送りブレードとを有して前記投入口の下方に配置され、該投入口から投入された前記廃棄物を該送りブレードの回転により排出口へ向けて送り出す送りローターと、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する破袋ブレードとを有して、前記送りローターの斜め上方に、該破袋ブレードの回転軌跡が前記送りブレードの回転軌跡と部分的に重複するように配置された破袋ローターと、
軸部材とその軸部材から略放射状に突出する取り出しブレードとを有して、前記送りローターの斜め下方に、該取り出しブレードの回転軌跡が前記送りブレードの回転軌跡と部分的に重複するように配置された取り出しローターと、
前記送りローター、前記破袋ローター及び前記取り出しローターを回転駆動する１又は複数の駆動源と、を有する破袋装置。
【請求項２】
前記送りブレードの回転軌跡と前記破袋ブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、２０ｍｍ以上かつ６０ｍｍ以下である請求項１に記載の破袋装置。
【請求項３】
前記送りブレードの回転軌跡と前記取り出しブレードの回転軌跡との回転中心間における重複寸法が、４０ｍｍ以上かつ１６０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の破袋装置。
【請求項４】
前記送りローターの回転数に対する前記破袋ローターの回転数の比率が２０倍以上かつ４０倍以下である請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の破袋装置。
【請求項５】
前記送りローター、前記破袋ローター及び前記取り出しローターのうち少なくともいずれかの軸部材が、
その軸直交面内における断面形状が少なくとも３つの頂角を有する非円形状である多角形状部を有する請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の破袋装置。
【請求項６】
前記軸部材への前記廃棄物の巻き付き厚さを検出する巻き付き検出手段と、
該巻き付き検出手段からの出力に応じて前記駆動源を制御する制御手段と、を更に有する請求項５に記載の破袋装置。
【請求項７】
前記破袋ローター及び前記取り出しローターと前記送りローターとの間を実質的に遮蔽すると共に、
前記破袋ブレードを前記送りローター側に貫通させる上部スリットと、前記取り出しブレードを前記送りローター側に貫通させる下部スリットとが形成され、かつ該下部スリットと前記取り出しブレードとの軸方向における隙間が前記上部スリットと前記破袋ブレードとの軸方向における隙間よりも大きく形成されたガイドプレートを更に有する請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の破袋装置。
【請求項８】
前記投入口からの異物の投入を検出する異物検出手段と、
該異物検出手段からの出力に応じて前記駆動源を逆回転制御する制御手段と、
前記送りローターの逆回転により前記異物を排出させる前記排出口とは異なる異物排出口と、を更に有する請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の破袋装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２０７６９０（Ｐ２０１０−２０７６９０Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５４３８（Ｐ２００９−５５４３８）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【出願人】（５０２１６５３００）富士電機サーモシステムズ株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【出願人】（５０２１６５３００）富士電機サーモシステムズ株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]