JPH10180193A

JPH10180193A - ガラスびん自動整列装置

Info

Publication number: JPH10180193A
Application number: JP34300996A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Enomoto; 博康榎本; Katsumi Konaka; 克己小中; Tomohiro Arasawa; 友浩荒澤
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-07-07

Abstract

(57)【要約】【課題】各サイズが混在するびんを破損させず付着した
ごみなどの影響を排除したガラスびん自動整列装置。【解決手段】びん１の搬送方向ＸとＸと直角方向Ｙに傾
斜面を有し、びん１と接触する床面１２からの寸法が、
第１位に選別すべきびん１は通過しないが第２位に選別
すべきびん１は通過可能のように設けたストッパａ９
と、第２位に選別すべきびん１は通過しないが第３位に
選別すべきびん１は通過可能のように設けたストッパｂ
１０と、第３位に選別すべきじびんが通過しないように
設けたストッパｃ１１を搬送方向と直角の方向に仕切っ
て設けたびんサイズ分別部２０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみ処理場に
おいて有用資源ごみとして回収したガラスびん類の選
別、または、カレットの色別回収システムに係り、特に
ガラスびん類の選別システムの中心である色識別装置に
設置するガラスびん自動整列装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記システムの作業内容は手作業
が主体であり、回収びんをコンベヤに載せたのち手作業
による選別ラインに搬送する。コンベヤラインでは、回
収したびんを多数の作業員の手を経て、青、緑、茶、
黒、透明などの色別に選別し、それぞれの色の回収ヤー
ドに投入する。

【０００３】近年、このような手作業選別に対し、画像
処理装置による色識別技術を用いた機械選別が試作され
ている。このシステムフローの一例を図８に示す。図８
において、受入れホッパのびんを引き出し（Ｓ８０
１）、びんサイズ予備選別装置で所定のサイズだけを予
備選別し（Ｓ８０２）、次に整列装置で１本ごとに整列
させ（Ｓ８０３）、色識別装置でびんの色を識別し（Ｓ
８０４）、次段の分類装置で識別された色毎に所定のホ
ッパとシュートを経由してカレットヤ一ドに払い出す
（Ｓ８０５）。色識別装置は、カメラ、照明、及び、カ
ラー処理機能付きの画像処理装置から構成される。ま
た、びんの色別にカレットとしての一般的価値は、高い
ものから順に、透明→茶→青→緑→黒→その他の色とな
っており、黒はその他の色に分類することがある。

【０００４】ここでサイズの予備選別の必要性を説明す
る。１つの理由は、びんのサイズの幅の広さにある。つ
まり、びんの大きさには、１升びんから小型のドリンク
用びんまで相当な変動幅があり、カメラの画角を一定と
すると、画像上でのびんの占める面積が大きく異なるた
め、判定領域の自動設定がむずかしく、全てのびんを同
じカメラの画角で一括して扱うことができない。第２の
理由は、大小のびんが混在すると、小さいびんが大きい
びんに随伴し、画像処理を効率よく実施することができ
ない。また、分類装置で色の異なる複数本のびんを一括
して排出してしまう不具合が生じやすいからである。従
って、実際の機械識別装置では、サイズ別に予備選別し
て一旦プールしたのち、カメラの画角等を再度設定しサ
イズ別に色識別を行なう。従来、サイズ選別技術の基本
原理は、何れもサイズごとにスリットを設けて、小さい
びんから順次落下させることによりサイズ分けするもの
が多い。特開昭５５−１４９６６４号公報には、びん搬
送コンベア端に前記スリットを有するシュートを設け、
このスリットの寸法は、搬送の上流では小さく、下流で
大きくすることにより、小さいびんはシュートの手前
側、大きいびんはシュートの末端部で落下させることに
よりサイズ分けを実施し、シュートに直角方向に設置し
た複数本のコンベヤにより、サイズ別に搬送する構成が
開示されている。

【０００５】実願平６−６０４７号公報には、傾斜して
設置した梯子状のチェーンコンベヤを、上段、中段、下
段の３段に平行に設置している。大びんは上段コンベヤ
の終端まで進み、中びんは上段のスリットから中段のコ
ンベヤに落下してその終端まで進み、さらに小びんは下
段のコンベヤで停止してその終端まで進み、それより小
さいものはゴミとして落下する構成が開示されている。
また、実願平７−３４９７１号公報に開示された技術
は、回転テーブルにスリットを設け、中、小のびんは、
このスリットから落下させて分離する。また、大びんは
回転テープル上から回収するものである。

【０００６】次にびんをｌ本づつ整列する技術として
は、自動びん詰め機として公開されているが、何れもび
んを直立させて抜け落ちがないようにすることを目的と
しているものである。しかし、びんのカレット回収で
は、びんの姿勢は不問であり、単に、びんが相互に離間
していれば効率のよい色識別が可能であるので、積極的
な提案は見受けられない。従ってびんをホッパからコン
ベア上に切り出す過程で、まず切り出し口の寸法を、概
ねびんｌ本の直径程度に設定して１本づつ排出するよう
にすると共に、下流側のびんの搬送速度を速くしてびん
間の距離を大きくとることが重要であると思われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には幾つ
かの問題点があった。すなわち、第ｌの問題点は、びん
を直径別に予備選別したのち、色判別を行なうため、サ
イズが区々にわたる回収びんの場合は、一括処理ができ
ず処理手順と装置が共に複雑化する。第２に、直径選別
自体の問題であるが、単にスリットの幅によってサイズ
を選別するものであり、回収びんに適用すると不可避的
にびんに付着したごみを巻き込み、このごみの影響で異
なったサイズに分類されるなど、ごみの混入を前提とし
て処理を実行するものではないから自動化に限界があ
り、ごみの除去などに人手を介することが多かった。す
なわち、びんに付着したごみが装置にからむために、ス
リット幅を小さくすることになり、正規のびんサイズに
対する選別機能を劣化させ、性能維持のために余計な人
手を必要としていた。第３に、上記第２の問題点に関連
して、ごみの付着のために搬送路にびんが詰って排出さ
れないないなどの事故が頻発した。

【０００８】第４に、上記何れの従来技術も、スリット
から下方に落下させるため、びんの破損が発生する。従
って、びんの回収再利用の条件に適合できないのみなら
ず、カレットとして回収する場合にも、破損したびんは
手選別、機械選別の何れによっても回収率の低下は避け
られないから、びんの破損は極力防止しなければならな
い。びんが相互に衝突して破損することも考慮する必要
がある。

【０００９】また、整列性能については、大きさが同一
のびんを整列させることは比較的容易であるが、サイズ
の異なるびんが混在する場合は、第１に切り出し口を最
大サイズのびんに一致させるため、中びん、小びんが複
数本同時に排出されるのを防止することができない。ま
た第２に、下流側の搬送速度を大にしても、同時に排出
されたびんは同時に進行するのでサイズ別に１本づつに
分離されない。

【００１０】本発明は、従来技術の上記問題点に鑑み、
直径などのサイズや形状の異なる各種のびんが混在した
ままで、びんを破損させることなく、１本整列させるこ
とが可能なガラスびん自動整列装置を提供し、びんに付
着したごみなどの影響を排除して連続運転を確保するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のびんサイズ選別部は、びんの搬送方向、及
び、搬送方向と直角方向の選別面に対して段差のない複
合スロープを形成した搬送路上で、高さの異なるゲー
ト、すなわち、ストッパを有しており、選別すべきびん
のサイズに応じて大、中、小に一時的に予備選別して搬
送をすることができる。この選別過程には段差は設けら
れていないから、びんが破損することはない。また、び
んサイズ選別部は、予めびんのサイズごとに搬送路が区
分されているので、びんは段差のないスロープ上で大、
中、小に選別されたのち、びんｌ本毎にびんサイズ選別
部終端の払い出しダンパを順次開閉することにより合流
シュートにおいて１本整列される。なお、サイズの選別
段階については、大、中、小の三段階のみに限定される
ものではない。びんは、合流シュートに続く色選別装置
を経て色ごとに仕分け装置において仕分けされる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１３】〈実施の形態１〉図１は、本発明に係るび
ん整列装置の実施の形態１を示す平面展開図である。図
１では、理解を容易化するため平面展開図として示され
ているから、傾斜している実機とは外観的に多少相違す
るが、詳細については以下の説明中で補足することとす
る。

【００１４】まず、受け入れホッパ２に一時的に蓄積さ
れたびん１は、大びんの直径より少し大き目の寸法を有
する導入シュート３内に導かれる。本実施の形態では、
びん１は動力を用いずに重力落下により搬送されるもの
とする。

【００１５】導入シュート３は、矢印Ｘで示すびん搬送
方向に向かって降下する傾斜を有するスロープを形成し
ている。このスロープは、導入シュート３に後に続く下
流部分も含めて、多数の丸材の長手方向を搬送方向、す
なわち、矢印Ｘ方向に一致させ、かつ、所定の間隙を有
するように互いに平行に配列して「すのこ」状の床面を
形成している。

【００１６】びん１と共に搬送される細かい小異物など
のごみは、「すのこ」状の床面に設けた間隙から床面の
スロープを移動する過程で落下する。間隙の寸法は、対
象とする最小サイズのびんがこぼれ落ちない範囲で、可
及的に大きく設定する。

【００１７】続いて、びん１はサイズ分別シュート４に
入る。サイズ分別シュート４の床面は、図２に示すよう
に、矢印Ｘなる搬送方向と直角の方向、すなわち、矢印
Ｙで示す選別方向に関しても、所定の傾斜角を有してい
る。図２は、サイズ分別シュート４の横断面図であっ
て、サイズ分別シュート４は、びん１の搬送方向矢印Ｘ
に向かって降下する傾斜角を有すると共に、矢印Ｙ方
向、すなわち、サイズ分別方向にも傾斜して二重傾斜面
を形成している。

【００１８】そして図２に示すように、大びんはストッ
パａ９で制止され装置の終端まで搬送される。ストッパ
ａ９により制止されなかった中びんは、ストッパｂ１０
で制止されて装置の終端まで進む。ストッパｂ１０によ
り制止されなかった小びんはストッパｃ１１で制止され
て終端まで進む。さらに、ストッパｃ１１により制止さ
れなかったさらに小さいびん、または、細片はストッパ
ｃ１１をすり抜けて排出される（図１も合わせて参照）
サイズ分別シュート４の終端付近は、それぞれ分別され
たびん１を一時的に蓄積するバッファ部５を構成してい
る。図２（ｂ）はバッファ部５の断面を示す図である。
各サイズごとの終端には開閉する払い出しダンパ５ａ、
５ｂ、５ｃが設けられ、バッファ板２２を有するバッフ
ァ部５により大、中、小に分別されたびん１は、各払い
出しダンパ５ａ、５ｂ、５ｃが互いに協調しながらｌ本
づつ合流シュート６により払い出すように構成されてい
る。この協調動作については制御装置１９、例えば、公
知のブログラマブルコントローラなどにより制御される
が詳細な動作については省略する。各ストッパ９、１
０、１１及びバッファ板２２は、ステンレス材を用いる
ことが好ましい。払い出されたびん１は色認識装置７に
入るが、合流シュート６の終端に設けた渋滞ダンパ６ａ
は、万一びん１が渋滞した場合のために備えられてお
り、常時は開放されている。

【００１９】色識別装置７は、広い範囲のびんサイズに
対応できる。色識別装置７の識別結果に基づいて仕分け
装置８の仕分けダンパ８ａ、８ｂ、８ｃが動作し、茶、
青、緑、透明のカレットヤードに仕分けされたびん１を
送る。また、何れにも識別されなかったものは、仕分け
装置８の終端から排出される。

【００２０】本実施の形態では、仕分けダンパ８ａ〜８
ｃを除いて、びん１の搬送やハンドリングに一切動力を
用いていない。従って、受け入れホッパ２を高所に設置
し、動力源は、受け入れホッパ２の高さまで上昇させる
ためにのみ使用することにより、省エネルギー化が可能
である。

【００２１】本実施の形態では、びん１は搬送方向矢印
Ｘと選別方向矢印Ｙに傾斜させたスロープと、びん１の
直径に対応したストッパ９、１０、１１をそれぞれ設け
ることによって、びん１をサイズ別に分別することがで
きる。従って、分別部に一切段差を設ける必要がなく、
びん１が破損することもない。また、単に高さの異なる
位置にストッパ９、１０、１１を設けることにより、び
ん１の選別サイズが変えられるので、例えば各自治体ご
とに異なる収びんサイズの分布に対応して大、中、小の
区分を変えることが可能で、これにより、バッファ部５
を有効に利用することができる。

【００２２】請求項では、びんサイズ分別部２０に設け
た各ストッパの区別は、一般数ｎを用いて表現したが、
本実施の形態のストッパａ９は、請求項１の第１ストッ
パに相当、ストッパｂ１０は請求項１の第２ストッパに
相当する。以下同様である。

【００２３】次に、これは本発明の主要部であるが、び
ん１を径別に予備選別してから１本づつ払い出すので、
大びんに小びんが随伴するようなことがなく、確実に１
本づつ色識別装置７に導入される。従ってびん１の色識
別性能が高く資源を有効に回収することができる。

【００２４】さらに、本実施の形態は、単に上方から落
下させるだけの簡易な構造により、色別の仕分けができ
る特徴を有する。従って、構造が簡単なため、日常点検
も容易で故障の発生が少なく、また、ごみの付着なども
少ないから装置の清掃頻度を少なくすることができ、実
用機としての保全性に優れた機能を備えている。

【００２５】〈実施の形態２〉図３は、本発明の実施の
形態２を示す平面展開図である。実施の形態２と、実施
形態１とは、サイズ分別シュート４、バッファ部５の構
成が相違している。すなわち、図３に示すように、びん
１の「すのこ」シュート１２の床面と同一面上に搬送方
向矢印Ｘと概ね４５°の角度をもって交差するローラコ
ンベヤ１３ａ〜１３ｅを配設したものである。

【００２６】びん１の選別作用は、例えば、サイズ分別
シュート４においてストッパａ９によって制止されたび
ん１は、ストッパａ９と接触したままバッファ部５の終
端に向かって落下しつつ進行する。このときびん１は、
「すのこ」状のシュート１２からローラコンベア１３ａ
〜１３ｅに順次引き継がれながら進行する。図４に示す
ように、ローラコンベヤ１３ａ〜１３ｅを構成するロー
ラ１４は、びん１の進行後方から見て反時計方向に回転
し、びん１はローラとの摩擦により時計方向に回転す
る。こうしてびん１は口一ラ１４上を滑走しつつ合流シ
ュート６の終端に向かって落下する。びん１は、この回
転動作によってびん１同士を引き離す効果が生ずる。例
えば、小びんが、分別シュート上で大びんより上方に位
置している場合、丁度小びんが大びんに随伴していれ
ば、ストッパａ９をくぐり抜けることなく、大びんの終
端に至る可能性があるが、この回転作用によって、小び
んが振り払われて大びんから離れるから、小びんは小び
んのシュートに落下させることができる。

【００２７】なお、回転方向の違いによる差は、本実施
の形態のように、びん１の進行方向後方からみて時計方
向にびん１を回す方が、向かって左側、すなわち上側に
随伴するびん１が、はじき出されるという効果が生ずる
から効果的である。この回転方向が反時計方向のときに
は、大びんに随伴した小びんを、逆に引き込むように回
転したまま搬送してしまう可能性が高い。

【００２８】図４に示すように、大、中、小の各ストッ
パ９、１０、１１にびん１が接触して回転するため、び
ん１の外周に付着したごみはこすり落される。図４
（ｂ）ではこのごみを受けるためのごみ受けカバー１５
を各ストッパ９、１０、１１に付属させている。本実施
の形態では、ごみ受けカバー１５を随所に突起させてび
んに当接するようにし、当接時の振動でごみを順次下側
に搬送して払い出す構造としている。これによりびん１
の外周のごみの付着を減少させ色識別性能はさらに向上
させることができる。

【００２９】〈実施の形態３〉図５は、実施の形態３の
色識別システムを示す図である。本実施の形態は、サイ
ズ分別シュート４を用いて、大、中、小の各びんのそれ
ぞれに色識別装置７を配置したものであって、色識別装
置７がサイズの限定を必要とする場合、または処理速度
がサイズ分別シュート４より遅い場合に有効である。

【００３０】〈実施の形態４〉図６は、実施の形態４の
色識別システムを示す図である。本実施の形態は、サイ
ズ分別シュート４を使用し、反復してびん１を回収する
ためのびん形状判別装置を追加したものである。この実
施の形態では、大びんとして、１升びん、中びんとし
て、ビール、酢、みりんなどのびんを想定し、小びんは
割愛した。このように、サイズによる予備分別を行なう
ことにより、形状判別装置の性能を向上させることがで
きる。

【００３１】〈実施の形態５〉図７は、実施の形態５を
示す平面図で、別の観点からの実施の形態を示し、図１
の合流シュート６の一部を非金属で形成しこの部分に金
属センサ１６を設置する。金属センサ１６は、非接触で
計測することができる渦電流方式や、ループコイル方式
などが好適であると考えられる。金属センサ１６による
感知により、払い出しダンパ１７を駆動して金属ホッパ
１８に払い出す。この機構は、主としてスチール缶やア
ルミ缶の混入防止を目的とするものである。

【００３２】上記の各実施の形態は、サイズ分別部での
びん搬送を重力により駆動するように構成したが、コン
ベヤによって駆動してもよい。本発明は、びんの搬送方
法には限定されることなく、びんサイズの選別のため
に、搬送方向と直角方向に傾く傾斜角を持たせた点に特
徴がある。

【００３３】

【発明の効果】本発明の実施により、異なるサイズのび
んを一括して選別し、カレット回収することができ、し
かもびんの１本整列を確実に実施できるので、色識別装
置の識別性能が劣化することがなく、カレット色の純度
を高度に維持することができ、これにより、設備投資資
金の回収を早くすることが可能である。また、サイズ分
別を実施するための段差や落下部を設ける必要がなく、
びんの割れが発生せず、また、投入量に対する回収量、
すなわち、びんの回収率が高く、現今社会的な問題とな
っている最終埋立処分地への投棄量を減少することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るびん整列装置の実施の形態１を示
す平面展開図である。

【図２】図１のびんサイズ分別部及びバッファ部の断面
図である。

【図３】本発明の実施の形態２を示す平面展開図であ
る。

【図４】図３のびんサイズ分別部の断面図（ａ）及び、
部分斜視図（ｂ）である。

【図５】本発明の実施の形態３の色識別システムを示す
図である。

【図６】本発明の実施の形態４の色識別システムを示す
図である。

【図７】本発明の実施の形態５を示す平面図である。

【図８】従来技術によるシステム構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…びん２…受け入れホッパ３…導入シュート４…サイズ分別シュ
ート５…バッファ部５ａ、５ｂ、５ｃ…払出しダンパ６…合流シュート７…色識別装置８…仕分け装置８ａ、８ｂ、８ｃ…仕分けダンパ９…ストッパａ１０…ストッパｂ１１…ストッパｃ１２…「すのこ」シ
ュート１３ａ〜１３ｅ…ローラコンベア１４…ローラ１５…ごみ受けカバー１６…金属センサ１７…金属払い出しダンパ１８…金属ホッパ１９…制御装置２０…びんサイズ分
別部２１…びん整列装置２２…バッファ板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒澤友浩横浜市磯子区磯子１丁目２番10号バブコック日立株式会社横浜エンジニアリングセンタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回収したびんを受け入れる受け入れホッパ
と、びんサイズ分別部を含むガラスびん自動整列装置に
おいて、びんの搬送方向並びに前記搬送方向と直角の方向に傾斜
面を有し前記びんと接触して搬送する搬送路と、前記搬送路の上面からの高さ寸法が、第１位に選別すべ
きびんは通過しないが第２位に選別すべきびんは通過可
能のように設けた第１ストッパと、第２位に選別すべき
びんは通過しないが第３位に選別すべきびんは通過可能
のように設けた第２ストッパと、以下同様に、第ｎ−１
位に選別すべきびんは通過しないが第ｎ位に選別すべき
びんは通過可能のように設けた第ｎ−１ストッパと、第
ｎ位に選別すべきびんが通過しないように設けた第ｎス
トッパを有し、第１ストッパ，第２ストッパ，…，第ｎ
−１ストッパ，第ｎストッパにより、前記搬送路を搬送
方向と直角の方向に仕切って設けたびんサイズ分別部と
を有し、前記搬送方向と直角の方向の傾斜面の上方から下方に向
かって前記第１ストッパ〜第ｎストッパを順次配設した
ことを特徴とするガラスびん自動整列装置。
【請求項２】前記搬送路は、選別すべき最小のびんの直
径よりも小さい間隔に複数の棒状材をびんの搬送方向に
沿って配列した「すのこ」状の床面を有することを特徴
とする請求項１記載のガラスびん自動整列装置。
【請求項３】前記搬送路は、びんの搬送方向に対して所
定の交叉角を有し選別すべき最小のびん直径よりも小さ
い間隔を備えて配列した多数の平行ローラからなるロー
ラコンベヤを有することを特徴とする請求項１記載のガ
ラスびん自動整列装置。
【請求項４】前記ローラコンベアは、前記ストッパの上
辺にごみ受け部と、ごみを排除するクリーニング機構を
設けたことを特徴とする請求項３記載のガラスびん自動
整列装置。
【請求項５】前記受け入れホッパに続く導入シュート
と、この導入シュートの下流に続くびんサイズ分別部
と、このびんサイズ分別部の下流に選別したびんごとの
払い出しダンパを有する合流シュートからなるびん整列
装置と、前記合流シュートの下流に設けられ、びんの色を識別す
る色識別装置と、識別された色別にびんを仕分けする仕分け装置と、前記びん整列装置、色識別装置、仕分け装置を互いに協
調動作させる制御装置を有することを特徴とする請求項
１記載のガラスびん自動整列装置。
【請求項６】非金属材料で構成した合流シュートと、金
属混入物を検知する金属センサと、この金属センサによ
り動作するダンパを有し、金属混入物の分離を行なうこ
とを特徴とする講求項５記載のガラスびん自動整列装
置。