特開 2024-138828 自動選別装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024138828

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】自動選別装置

(51)【国際特許分類】

   B07C 5/342 20060101AFI20241002BHJP

【ＦＩ】

B07C5/342

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023049532

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000241485

【氏名又は名称】豊田通商株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(74)【代理人】

【識別番号】100182718

【弁理士】

【氏名又は名称】木崎 誠司

(72)【発明者】

【氏名】北山 功志郎

(72)【発明者】

【氏名】八百川 盾

(72)【発明者】

【氏名】森 広行

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 詩織

【テーマコード（参考）】

3F079

【Ｆターム（参考）】

3F079AB00

3F079BA06

3F079CA18

3F079CA19

3F079CA20

3F079CA23

3F079CA27

3F079CB29

3F079CB35

3F079CC04

3F079CC13

3F079DA12

3F079EA01

3F079EA09

(57)【要約】

【課題】大きさの異なるシュレッダ屑を、大きさを揃えて一列にベルトコンベヤ上に供給する。
【解決手段】自動選別装置は、シュレッダ屑を搬送するベルトコンベヤと、シュレッダ屑を搬送する走路の少なくとも一部の走路幅を変化させることにより、シュレッダ屑を一列に並べてベルトコンベヤに供給するパーツフィーダと、ベルトコンベヤ上で搬送されるシュレッダ屑の材質を判別する判別部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動選別装置であって、
シュレッダ屑を搬送するベルトコンベヤと、
シュレッダ屑を搬送する走路の少なくとも一部の走路幅を変化させることにより、シュレッダ屑を一列に並べて前記ベルトコンベヤに供給するパーツフィーダと、
前記ベルトコンベヤ上で搬送されるシュレッダ屑の材質を判別する判別部と、
を備える、自動選別装置。

【請求項2】

請求項１に記載の自動選別装置であって、
前記走路は、搬送方向に進むにつれて鉛直上方に進むように傾斜しており、
前記パーツフィーダは、前記走路の内の走路幅が変化する可変走路と、前記可変走路を通過できなかったシュレッダ屑を、前記可変走路よりも上流側の前記走路に移動させるように下っているスロープを有する、自動選別装置。

【請求項3】

請求項１に記載の自動選別装置であって、
前記パーツフィーダは、
中央が凹んでいて、収容されたシュレッダ屑に振動を加えて、外周に沿って形成された前記走路によりシュレッダ屑を搬送するパーツフィーダ用ボウルと、
前記可変走路の走路幅を徐々に広げる走路幅調整部と、
を有する、自動選別装置。

【請求項4】

請求項３に記載の自動選別装置であって、
前記走路幅調整部は、前記パーツフィーダに収容されたシュレッダ屑の量に応じて、前記可変走路の走路幅を段階的に広げる速度を変化させる、自動選別装置。

【請求項5】

請求項４に記載の自動選別装置であって、
前記走路幅調整部は、前記可変走路の走路幅を広げてから所定時間が経過するまでにシュレッダ屑が前記パーツフィーダから前記ベルトコンベヤへと供給されない場合に、前記可変走路の走路幅を更に広げる、自動選別装置。

【請求項6】

請求項５に記載の自動選別装置であって、さらに、
材質ごとにシュレッダ屑を分別して回収する複数の回収ボックスを有する回収部と、
前記判別部によって材質が判別されたベルトコンベヤ上のシュレッダ屑を、材質に応じて異なる前記回収ボックスへと押し出す押出部と、
を備える、自動選別装置。

【請求項7】

請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の自動選別装置であって、
前記判別部は、前記ベルトコンベヤ上で搬送されるシュレッダ屑の画像を取得する撮影部を有し、
前記自動選別装置は、さらに、
取得されたシュレッダ屑の画像と、判別されたシュレッダ屑の材質とを対応付けた学習用の教師データを作成する教師データ作成部を備える、自動選別装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動選別装置に関する。

【背景技術】

【0002】

大きさの異なる様々なシュレッダ屑が混合した状態から、シュレッダ屑を大きさに応じて分別する技術が知られている（例えば、特許文献１－３参照）。特許文献１には、搬送方向および搬送速度が異なる複数のベルトコンベアを用いて、搬送しているシュレッダ屑が重なり合うことを抑制する物品搬送方法が記載されている。特許文献２には、回転軸回りに回転する羽根を備える分別装置が記載されている。回転軸は、シュレッダ屑を搬送するベルトコンベアの搬送面に平行、かつ、搬送方向と直交して伸びている。そのため、重なってベルトコンベア上を搬送された複数のシュレッダ屑は、回転する羽根によって、ベルトコンベア上に分散する。また、特許文献２に記載の分別装置は、ベルトコンベア上を搬送されるシュレッダ屑の撮影画像に対して、機械学習によるアルゴリズムに従って画像処理を行い、シュレッダ屑の材質を特定する。

【0003】

特許文献３には、振動フィーダを用いてシュレッダ上を搬送する選別装置が記載されている。この装置では、搬送走路上に１つのシュレッダ屑の位置が固定されるＶ字溝が複数形成されているため、複数のシュレッダ屑の重なり合いが抑制される。特許文献４には、搬送路が螺旋状に形成されて、振動により周方向の搬送路に沿ってシュレッダ屑が搬送路を搬送されるボウル型のバーツフィーダが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１１６３８２号公報

【特許文献2】特開２０２０－１９９４４４号公報

【特許文献3】特開２００８－１４２６９２号公報

【特許文献4】特開２０２０－１９３１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の物品搬送方法では、複数台のベルトコンベヤを組み合わせる必要があるため、広大な設置面積が必要となる。また、ベルトコンベヤの数に応じて、メンテナンスなどの保守等の手間が増加する。特許文献２に記載された分別装置では、ベルトコンベヤの幅方向におけるシュレッダ屑の位置を制御できないため、シュレッダ屑の回収部として、ロボットなどの幅方向にも移動できる装置が必要になる。分別装置における回収速度は、回収部としてのロボットの上限速度で制限されるため、回収速度の高速化が難しい。また、回転する羽根により分散したシュレッダ屑が、再び別のシュレッダ屑に重なってしまうなど、シュレッダ屑を分散する保証がない。特許文献４に記載のパーツフィーダでは、所定の姿勢のシュレッダ屑のみを搬送する技術が記載されるに留まり、異なる大きさのシュレッダ屑の選別方法については言及されていない。

【0006】

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、大きさの異なるシュレッダ屑を、大きさを揃えて一列にベルトコンベヤ上に供給することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。

【0008】

（１）本発明の一形態によれば、自動選別装置が提供される。この自動選別装置は、シュレッダ屑を搬送するベルトコンベヤと、シュレッダ屑を搬送する走路の少なくとも一部の走路幅を変化させることにより、シュレッダ屑を一列に並べて前記ベルトコンベヤに供給するパーツフィーダと、前記ベルトコンベヤ上で搬送されるシュレッダ屑の材質を判別する判別部と、を備える。

【0009】

この構成によれば、パーツフィーダが走路の少なくとも一部の走路幅を変化させることにより、大きいシュレッダ屑は、走路幅が変化した走路を通過できない。この結果、パーツフィーダからベルトコンベヤへと大きさを揃えられて一列に並んだシュレッダ屑が供給される。すなわち、ベルトコンベヤ上を搬送されるシュレッダ屑は、重なったりしておらず、一列に並んでいる。これにより、ベルトコンベヤ上を搬送されるシュレッダ屑の１つ１つの材質を正確に判別できる。

【0010】

（２）上記態様の自動選別装置において、前記走路は、搬送方向に進むにつれて鉛直上方に進むように傾斜しており、前記パーツフィーダは、前記走路の内の走路幅が変化する可変走路と、前記可変走路を通過できなかったシュレッダ屑を、前記可変走路よりも上流側の前記走路に移動させる用に下っているスロープを有してもよい。
この構成によれば、可変走路を通過できなかったシュレッダ屑は、スロープを下って可変走路よりも上流側の走路へと導かれ、再度、走路を登ってくる。そのため、可変走路を通過できなかったシュレッダ屑に特別な分別や回収を行わなくても、シュレッダ屑は、自動的に再度走路幅が調整された可変走路に戻ってくる。これにより、様々な大きさのシュレッダ屑を、小さい順に一列に並べることができる。

【0011】

（３）上記態様の自動選別装置において、前記パーツフィーダは、中央が凹んでいて、収容されたシュレッダ屑に振動を加えて、外周に沿って形成された前記走路によりシュレッダ屑を搬送するパーツフィーダ用ボウルと、前記可変走路の走路幅を徐々に広げる走路幅調整部と、を有してもよい。
この構成によれば、パーツフィーダ用ボウルに収容されたシュレッダ屑は、振動が加えられることにより外周に沿って登る方向に傾斜した走路を登っていく。走路を登っているシュレッダ屑は、大きさに応じて走路幅調整部により調整された可変走路の走路幅を通過できる小さいシュレッダ屑と通過できない大きいシュレッダ屑とに分けられる。そのため、調整された可変走路の走路幅を通過できた小さいシュレッダから順番に一列に並ぶ。この結果、小さい順から一列に並べられたシュレッダ屑がベルトコンベヤに供給される。

【0012】

（４）上記態様の自動選別装置において、前記走路幅調整部は、前記パーツフィーダに収容されたシュレッダ屑の量に応じて、前記可変走路の走路幅を段階的に広げる速度を変化させてもよい。
この構成によれば、シュレッダ屑の量に応じて可変走路の走路幅が一定である期間の長さが変化する。シュレッダ屑の量が増加するほど、走路を通過するシュレッダ屑の量が増加する。そのため、シュレッダ屑の量が増加するほど、走路幅調整部により調整された可変走路が一定の幅である期間を長くする。これにより、調整された可変走路を通過可能なシュレッダ屑の全てが通過した後に、更に走路幅が広げられた可変走路なら通過可能なシュレッダ屑が可変走路を通過する。この結果、シュレッダ屑の量の多い少ないにかかわらず、小さい順から一列に並べられたシュレッダ屑がベルトコンベヤに供給される。

【0013】

（５）上記態様の自動選別装置において、前記走路幅調整部は、前記可変走路の走路幅を広げてから所定時間が経過するまでにシュレッダ屑が前記パーツフィーダから前記ベルトコンベヤへと供給されない場合に、前記可変走路の走路幅を更に広げてもよい。
この構成によれば、所定の時間が経過するごとに可変走路の走路幅が広がる。ある一定の可変走路の走路幅で時間が経過すると、可変走路を通過可能なシュレッダ屑の量が減ってくる。そのため、所定の時間が経過するごとに可変走路の走路幅を広げることにより、走路幅が調整されている可変走路を通過可能なシュレッダ屑が増加する。この結果、本構成によれば、様々な大きさのシュレッダ屑を、途切れさせることなく小さい順に一列に並べることができる。

【0014】

（６）上記態様の自動選別装置において、さらに、材質ごとにシュレッダ屑を分別して回収する複数の回収ボックスを有する回収部と、前記判別部によって材質が判別されたベルトコンベヤ上のシュレッダ屑を、材質に応じて異なる前記回収ボックスへと押し出す押出部と、を備えてもよい。
この構成によれば、材質が判別された各シュレッダ屑は、材質に応じた回収ボックスへと分別される。

【0015】

（７）上記態様の自動選別装置において、前記判別部は、前記ベルトコンベヤ上で搬送されるシュレッダ屑の画像を取得する撮影部を有し、前記自動選別装置は、さらに、取得されたシュレッダ屑の画像と、判別されたシュレッダ屑の材質とを対応付けた学習用の教師データを作成する教師データ作成部を備えてもよい。
この構成によれば、シュレッダ屑の画像と、画像に写るシュレッダ屑の材質とを対応付けた教師データが作成される。この教師データが自動学習に用いられることにより、学習後の自動選別装置のシュレッダ屑の材質の判別精度が向上する。

【0016】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、自動選別装置、選別装置、搬送装置、分別装置、自動選別方法、選別方法、搬送方法、分別方法、およびこれらの装置を備える又は方法を実現するシステム、これら装置または方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態としての自動選別システムの概略ブロック図である。

【図2】自動選別システムの概略正面図である。

【図3】パーツフィーダの概略断面図である。

【図4】傾斜板の概略上面図である。

【図5】傾斜板の概略断面図である。

【図6】本実施形態のシュレッダ屑の選別方法のフローチャートである。

【図7】本実施形態のパーツフィーダによるシュレッダ屑の大きさ判定の効果についての説明図である。

【図8】変形例２の走路幅が変更可能な可変走路の概略上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜実施形態＞
１．自動選別システムの構成：
図１は、本発明の一実施形態としての自動選別システム（自動選別装置）１の概略ブロック図である。本実施形態の自動選別システム１では、パーツフィーダ２０が振動することにより、パーツフィーダ２０内の走路に沿ってシュレッダ屑が搬送される。パーツフィーダ２０内における走路の一部の走路幅が走路幅調整部２５により段階的に広がる。そのため、大きさの異なるシュレッダ屑は、走路幅を通過可能な小さいシュレッダから順番に一列に並べられてパーツフィーダ２０からベルトコンベヤ３０へと搬送される。

【0019】

図１には、自動選別システム１の概略上面図と、自動選別システム１を制御する制御装置１０の概略ブロック図とが示されている。図２は、自動選別システム１の概略正面図である。図１，２に示されるように自動選別システム１は、制御装置１０と、シュレッダ屑が投入されるパーツフィーダ２０と、シュレッダ屑を搬送するベルトコンベヤ３０と、パーツフィーダ２０とベルトコンベヤとを接続するリニアフィーダ７０と、ベルトコンベヤ上を搬送されるシュレッダ屑の撮影画像を取得するカメラ（撮影部）４０と、シュレッダ屑を材質に応じてベルトコンベヤ３０上から押し出す押出部５０と、押し出されたシュレッダ屑を回収する回収部６０とを備えている。

【0020】

なお、図１および図２に示される直交座標系ＣＳは、対応しており、図３以降に示される直交座標系ＣＳとも対応している。直交座標系ＣＳは、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸により構成されている。Ｙ軸がベルトコンベヤ３０の搬送方向に平行な軸である。Ｘ軸は、ベルトコンベヤ３０の幅方向に平行な軸である。Ｚ軸は、鉛直方向に平行な軸である。

【0021】

リニアフィーダ７０およびパーツフィーダ２０は、パーツフィーダ２０が有する振動装置２２（図２）により振動する。リニアフィーダ７０からベルトコンベヤ３０へと、パーツフィーダ２０により小さいものから順番に一列に並ばされたシュレッダ屑が供給される。なお、パーツフィーダ２０の詳細については後述する。

【0022】

カメラ４０は、ベルトコンベヤ３０上の所定の範囲を撮影する。そのため、カメラ４０は、ベルトコンベヤ３０上で並んで搬送される複数のシュレッダ屑のそれぞれの撮影画像を取得する。取得されたシュレッダ屑の撮影画像の画像データは制御装置１０へと送信される。制御装置１０は、撮影画像を用いて撮影されたシュレッダ屑の材質を判別する。なお、制御装置１０が行う各種処理の詳細については後述する。

【0023】

押出部５０は、ベルトコンベヤ３０上を搬送されるシュレッダ屑を、ベルトコンベヤ３０の外へと押し出す。図１に示されるように、本実施形態の押出部５０は、３つのアーム５１～５３を備えている。アーム５１～５３のそれぞれは、制御装置１０の制御によりエアシリンダが制御されて、ベルトコンベヤ３０の幅方向に伸縮可能である。押出部５０は、制御装置１０によるシュレッダ屑の判別結果に基づいて稼働する。そのため、本実施形態の自動選別システム１では、ベルトコンベヤ３０上を搬送されるシュレッダ屑を、アーム５１～５３のいずれかでベルトコンベヤ３０上から押し出された３種と、アーム５１～５３によりベルトコンベヤ３０上から押し出されなかった１種とに分別される。

【0024】

回収部６０は、ベルトコンベヤ３０上から供給されたシュレッダ屑を分別して回収する複数のボックス（回収ボックス）６１～６４を有する。図１に示されるように、回収部６０は、アーム５１～５３のそれぞれでベルトコンベヤ３０上から押し出されたシュレッダ屑を回収するボックス６１～６３と、アーム５１～５３によりベルトコンベヤ３０上から押し出されずにベルトコンベヤ３０の最後まで搬送されたシュレッダ屑を回収するボックス６４とを備えている。そのため、押出部５０は、材質が判別されたベルトコンベヤ３０上のシュレッダ屑を、材質に応じて異なるボックス６１～６４へと押し出すと換言できる。

【0025】

図１に示される制御装置１０は、いわゆるパーソナルコンコンピュータ（Personal Computer）で構成されている。制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００と、記憶部１１０とを備えている。記憶部１１０は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）などで構成されている。記憶部１１０は、判別データベース（判別ＤＢ）１１１と、画像データベース（画像ＤＢ）１１２と、教師データベース（教師ＤＢ）１１３とを有している。

【0026】

判別ＤＢ１１１には、カメラ４０により撮影されたシュレッダ屑の材質を判別するための判別データが記憶されている。判別データは、複数のシュレッダ屑の三次元形状と、シュレッダ屑の材質とが対応付けられたデータである。画像ＤＢ１１２には、カメラ４０により取得されたシュレッダ屑の画像データが記憶される。教師ＤＢ１１３には、カメラ４０により取得されたシュレッダ屑の画像データと、画像データに写っているシュレッダ屑の材質とを対応付けた学習用の教師データが記憶される。教師データは、後述するデータ作成部１０３により作成される。

【0027】

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）に格納されているコンピュータプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に展開して実行することにより自動選別システム１の各部を制御する。また、ＣＰＵ１００は、画像取得部１０１と、判別部１０２と、データ作成部（教師データ作成部）１０３と、押出制御部１０４と、振動制御部１０５と、走路制御部１０６として機能する。

【0028】

画像取得部１０１は、カメラ４０により取得されたシュレッダ屑の画像データを画像ＤＢ１１２に保存する。判別部１０２は、画像取得部１０１により取得されたシュレッダ屑の画像データを、判別ＤＢ１１１に記憶された判別データと照合することにより、画像データに写るシュレッダ屑の材質を判別する。データ作成部１０３は、画像取得部１０１により取得されたシュレッダ屑の画像データと、判別部１０２により判別された画像データに写るシュレッダ屑の材質とを対応付けたデータを作成する。データ作成部１０３は、画像取得部１０１により取得された全ての画像データに対して、判別された材質を対応付けたデータを教師データとして教師ＤＢ１１３に保存する。保存された教師データは、判別データを用いた判別の精度を向上させるための学習用の教師データとして用いられる。

【0029】

押出制御部１０４は、判別部１０２のシュレッダ屑の材質についての判別結果に応じて、アーム５１～５３を動作させる。本実施形態では、ベルトコンベヤ３０の搬送速度が一定である。押出制御部１０４は、カメラ４０がシュレッダ屑を撮影した時間と、ベルトコンベヤ３０の搬送速度とを用いて、材質が判別されたシュレッダ屑のベルトコンベヤ３０上の位置を特定する。押出制御部１０４は、回収部６０の４つのボックス６１～６４のいずれかに、判別されたシュレッダ屑が回収されるように、アーム５１～５３を制御する。

【0030】

振動制御部１０５は、振動装置２２（図２）を制御することにより、パーツフィーダ２０およびリニアフィーダ７０を振動させる。走路制御装置１０６は、パーツフィーダ２０が備える走路幅調整部２５を制御することにより、パーツフィーダ２０におけるシュレッダ屑が通過する走路の一部である可変走路の走路幅を変更する。本実施形態では、走路制御装置１０６は、可変走路の走路幅を設定してから所定の時間が経過してもカメラ４０によるシュレッダ屑の画像が取得されない場合に、走路幅を段階的に広げる。段階的に広げる可変走路の走路幅の量は、予め設定された値であってもよいし、図１に図示されていない入力部を介してユーザに入力されてもよい。リニアフィーダ７０は、パーツフィーダ２０から供給されたシュレッダ屑を振動しながらベルトコンベヤ３０へと搬送する。

【0031】

２．パーツフィーダの構成：
図３は、パーツフィーダ２０の概略断面図である。本実施形態のパーツフィーダ２０は、図３に示されるように、中央に凹んだ凹部ＣＰを有する本体部２１が振動装置２２により振動する。本体部２１の外周には、シュレッダ屑が搬送される螺旋状の走路が形成されている。走路は、本体部２１の外周に沿って周方向に沿う搬送方向に進むにつれて鉛直上方に進むように傾斜している。そのため、凹部ＣＰに投入された複数のシュレッダ屑は、本体部２１が振動することにより、走路を外壁に沿って登っていく。

【0032】

図２，３に示されるように、パーツフィーダ２０は、ボウル型の凹部ＣＰを有する本体部（パーツフィーダ用ボウル）２１と、本体部２１を振動させる振動装置２２と、本体部２１に形成されている可変走路の走路幅を変更する走路幅調整部２５とを備えている。走路幅調整部２５は、可変走路を形成する傾斜板（平板部）２６と、傾斜板２６の位置をモータの駆動力を用いて制御する位置制御部２７とを備えている。

【0033】

図４は、傾斜板２６の概略上面図である。図５は、傾斜板２６の概略断面図である。なお、図４では、パーツフィーダ２０の本体部２１と、傾斜板２６とにより形成される走路ＴＲにハッチングが施されている。図４，５に示されるように、本実施形態の傾斜板２６は、平板状の形状を有している。傾斜板２６は、走路ＴＲの一部であり、走路幅を変更可能な可変走路ＴＲｃｈを形成する。傾斜板２６は、位置制御部２７からの制御により、走路ＴＲを形成する外壁ＷＬを貫通して、Ｙ軸方向に沿って移動可能である。なお、傾斜板２６を形成する平板は、水平方向に対して傾斜しているが、図５では簡略化されて傾斜していない水平状態で示されている。

【0034】

本体部２１は、外壁ＷＬの内周側のうち、傾斜板２６が形成する可変走路ＴＲｃｈの鉛直下方に、径方向中心に向かって下っており、可変走路ＴＲｃｈよりも上流側の走路ＴＲに接続しているスロープＳＬを有している。換言すると、スロープＳＬの鉛直上方に傾斜板２６が配置されている。そのため、図４でハッチングにより示される走路ＴＲのように、外壁ＷＬから本体部２１の中心側にはみ出している傾斜板２６の鉛直上側の面は、可変走路ＴＲｃｈを形成する。図４に示されるように、可変走路ＴＲｃｈの走路幅は、傾斜板２６の前後で走路ＴＲを形成している走路幅よりも小さい。そのため、可変走路ＴＲｃｈの走路幅よりも大きいシュレッダ屑は、可変走路ＴＲｃｈを通過できずに、スロープＳＬを介して再度本体部２１の中心側、すなわち、走路ＴＲの上流側である凹部ＣＰへと戻される。

【0035】

位置制御部２７は、制御装置１０の走路制御装置１０６（図１）の制御信号に応じて、傾斜板２６を稼働させる。位置制御部２７は、シュレッダ屑の分別時に、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を段階的に広げる。また、本実施形態の位置制御部２７は、本体部２１に投入されたシュレッダ屑の量に応じて、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を段階的に広げる速度を変化させる。具体的には、本実施形態の位置制御部２７は、所定の時間が経過してもカメラ４０によりシュレッダ屑が撮影されない場合、すなわち、パーツフィーダ２０からベルトコンベヤ３０へとシュレッダ屑が供給されない場合に、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を広げる。ある走路幅の可変走路ＴＲｃｈを通過可能な大きさのシュレッダ屑が全てベルトコンベヤ３０へと搬送されると、現時点で設定されている走路幅の可変走路ＴＲｃｈを通過できるシュレッダ屑が存在しなくなる。そのため、本実施形態では、カメラ４０によりシュレッダ屑が撮影されなくなってから所定の時間が経過した場合に、可変走路ＴＲｃｈの走路幅が広げられる。これにより、時間の経過と共に、可変走路ＴＲｃｈを通過するシュレッダ屑の大きさが大きくなる。この結果、ベルトコンベヤ３０には、シュレッダ屑が小さいものから順番に一列に並んで供給される。なお、本実施形態では、パーツフィーダ２０とベルトコンベヤ３０とを接続するリニアフィーダ７０の搬送速度は、パーツフィーダ２０の搬送速度よりも速くなるように設定されている。そのため、パーツフィーダ２０から一列に並んで供給されるシュレッダ屑の間隔は、リニアフィーダ７０上でさらに大きくなる。すなわち、パーツフィーダ２０により一列に並んだシュレッダ屑は、リニアフィーダ７０により間隔を空けて一列に並ばされてベルトコンベヤ３０へと供給される。

【0036】

３．シュレッダ屑の選別フロー：
図６は、本実施形態のシュレッダ屑の選別方法のフローチャートである。図６の選別フローでは、初めに、選別対象である大きさの異なる複数のシュレッダ屑がパーツフィーダ２０の凹部ＣＰに投入される（ステップＳ１）。走路幅調整部２５は、パーツフィーダ２０内でシュレッダ屑が搬送される走路ＴＲの一部を形成する傾斜板２６の位置を制御することにより、傾斜板２６により形成される可変走路ＴＲｃｈの走路幅を設定する（ステップＳ２）。可変走路ＴＲｃｈの走路幅は、予め設定された初期値であってもよいし、図１に図示されていない入力端末からユーザによって入力されてもよい。

【0037】

可変走路ＴＲｃｈの走路幅が設定されると、振動制御部１０５は、振動装置２２を稼働させてパーツフィーダ２０の本体部２１およびリニアフィーダ７０の振動を開始させる（ステップＳ３）。パーツフィーダ２０が振動し始めると、投入されたシュレッダ屑は、パーツフィーダ２０内の外壁ＷＬに沿って傾斜している走路ＴＲ上を登っていく。所定の大きさ以下の小さいシュレッダ屑は、可変走路ＴＲｃｈを通過して、リニアフィーダ７０を介してベルトコンベヤ３０へと搬送される。一方で、所定の大きさよりも大きいシュレッダ屑は、可変走路ＴＲｃｈを通過できずに、スロープＳＬを介して凹部ＣＰへと戻される。

【0038】

カメラ４０は、ベルトコンベヤ３０を一列に並んで搬送されるシュレッダ屑を撮影する（ステップＳ４）。判別部１０２は、カメラ４０により取得されたシュレッダ屑の画像データを、判別ＤＢ１１１に記憶された判別データと照合することにより、撮影されたシュレッダ屑の材質を判別する（ステップＳ５）。押出部５０は、判別部１０２の判別結果に基づいて、アーム５１～５３を制御し、シュレッダ屑を材質に応じて異なるボックス６１～６４へと押し出して回収する（ステップＳ６）。

【0039】

走路制御部１０６は、カメラ４０によりベルトコンベヤ３０上を搬送されるシュレッダ屑が撮影されてから、次に搬送されるシュレッダ屑を撮影しない状態で所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。所定の時間が経過していない場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ４以降の処理が繰り返される。所定の時間が経過しても新たなシュレッダ屑がカメラ４０により撮影されない場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、走路制御部１０６は、走路幅調整部２５を制御することにより、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を一段階広げる（ステップＳ８）。所定の時間シュレッダ屑がカメラ４０により撮影されない状況は、可変走路ＴＲｃｈを通過できるシュレッダ屑が存在しないため、可変走路ＴＲｃｈの走路幅が広げられる。

【0040】

次に、パーツフィーダ２０に投入された複数のシュレッダ屑の選別が完了したか否かが判定される（ステップＳ９）。選別の完了判定は、ユーザによって行われてもよいし、可変走路ＴＲｃｈの走路幅が最大時に所定の時間内にカメラ４０によるシュレッダ屑の撮影の有無によって行われてもよい。選別が完了していないと判定された場合には（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ４以降の処理が繰り返される。選別が完了したと判定された場合には（ステップＳ９：ＹＥＳ）、選別フローが終了する。

【0041】

図７は、本実施形態のパーツフィーダ２０によるシュレッダ屑の大きさ判定の効果についての説明図である。図７には、パーツフィーダ２０に投入された選別対象としてのシュレッダ屑１２キログラムを、可変走路ＴＲｃｈの走路幅に応じて分別されたシュレッダ屑の供給量が棒グラフで示されている。なお、選別対象のシュレッダ屑は、市場で流通するアルミシュレッダ屑を３０ｍｍの目開きを有する篩にかけ、篩を通ったシュレッダ屑である。

【0042】

図７には、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を、１０，１２．５，１５，１７．５，２０，３０ｍｍの順番に広げた場合に、各走路幅でパーツフィーダ２０から供給されたシュレッダ屑の供給量（ｋｇ）が示されている。なお、最も右の棒グラフは、走路幅が最大の３０ｍｍでも可変走路ＴＲｃｈを通過できずに、パーツフィーダ２０内に残っていたシュレッダ屑の重量である。図７に示されるように、本実施形態の自動選別システム１を用いることにより、ベルトコンベヤ３０へとシュレッダ屑を小さい順に一列に並べて供給できる。

【0043】

以上のように、本実施形態の自動選別システム１では、制御装置１０の判別部１０２は、ベルトコンベヤ３０上を搬送されるシュレッダ屑の材質を判別する。パーツフィーダ２０は、走路ＴＲの一部を形成する可変走路ＴＲｃｈの走路幅を変化させることにより、一列に並べたシュレッダ屑をベルトコンベヤ３０に供給する。本実施形態では、パーツフィーダ２０が走路ＴＲの少なくとも一部である可変走路ＴＲｃｈの走路幅を変化させることにより、大きいシュレッダ屑は、走路幅が変化した可変走路ＴＲｃｈを通過できない。この結果、パーツフィーダ２０からベルトコンベヤ３０へと大きさを揃えられて一列に並んだシュレッダ屑が供給される。すなわち、ベルトコンベヤ３０上を搬送されるシュレッダ屑は、重なったりしておらず、一列に並んでいる。これにより、ベルトコンベヤ３０上を搬送されるシュレッダ屑の一つ一つの材質を正確に判別できる。

【0044】

また、本実施形態の走路ＴＲは、本体部２１の外周に沿って周方向に沿う搬送方向に進むにつれて鉛直上方に進むように傾斜している。また、パーツフィーダ２０は、可変走路ＴＲｃｈを通過できなかったシュレッダ屑が可変走路ＴＲｃｈよりも上流側の走路ＴＲへと移動させるように下っているスロープＳＬを有する。そのため、可変走路ＴＲｃｈを通過できなかったシュレッダ屑は、スロープＳＬを下って可変走路ＴＲｃｈよりも上流側の走路ＴＲへと導かれ、再度、走路ＴＲを登ってくる。これにより、可変走路ＴＲｃｈを通過できなかったシュレッダ屑に特別な分別や回収を行わなくても、シュレッダ屑は、自動的に再度走路幅が調整された可変走路ＴＲｃｈに戻ってくる。その結果、本実施形態の自動選別システム１によれば、様々な大きさのシュレッダ屑を、小さい順に一列に並べることができる。

【0045】

また、本実施形態のパーツフィーダ２０は、図３に示されるように、中央に凹んだ凹部ＣＰを有する本体部２１が振動装置２２により振動する。走路ＴＲは、本体部２１の外周に沿って形成されている。走路幅調整部２５は、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を変更する。そのため、本体部２１に収容されたシュレッダ屑は、振動が加えられることにより外周に沿って登る方向に傾斜した走路ＴＲを進む。走路ＴＲを進行しているシュレッダ屑は、大きさに応じて走路幅調整部２５により調整された可変走路ＴＲｃｈを通過できる小さいシュレッダ屑と通過できない大きいシュレッダ屑とに分けられる。そのため、可変走路ＴＲｃｈを通過できた小さいシュレッダから順番に一列に並ぶ。この結果、小さい順から一列に並べられたシュレッダ屑がベルトコンベヤに供給される。

【0046】

また、本実施形態の位置制御部２７は、本体部２１に投入されたシュレッダ屑の量に応じて、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を段階的に広げる速度を変化させる。本実施形態では、シュレッダ屑の量に応じて可変走路ＴＲｃｈの走路幅が一定である期間の長さが変化する。シュレッダ屑の量が増加するほど、走路ＴＲを通過するシュレッダ屑の量が増加する。そのため、シュレッダ屑の量が増加するほど、可変走路ＴＲｃｈが一定の幅である期間を長くする。これにより、可変走路ＴＲｃｈを通過可能なシュレッダ屑の全てが通過した後に、更に広げられた可変走路ＴＲｃｈなら通過可能なシュレッダ屑が走路ＴＲを通過する。この結果、シュレッダ屑の量の多い少ないにかかわらず、小さい順から一列に並べられたシュレッダ屑がベルトコンベヤ３０に供給される。

【0047】

また、本実施形態の位置制御部２７は、所定の時間が経過してもカメラ４０によりシュレッダ屑が撮影されない場合、すなわち、パーツフィーダ２０からベルトコンベヤ３０へとシュレッダ屑が供給されない場合に、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を広げる。可変走路ＴＲｃｈの走路幅が変化せずに所定時間が経過してもベルトコンベヤ３０にシュレッダ屑が供給されない状況は、可変走路ＴＲｃｈを通過できる大きさのシュレッダ屑がないことを表している。本実施形態では、可変走路ＴＲｃｈを通過可能なシュレッダ屑が全て通過したことを確認した後に、走路幅調整部２５が可変走路ＴＲｃｈの走路幅を広げる。この結果、様々な大きさのシュレッダ屑を小さい順に一列に並べることができる。

【0048】

また、本実施形態の押出部５０は、材質が判別されたベルトコンベヤ３０上のシュレッダ屑を、材質に応じて異なるボックス６１～６４へと押し出す。そのため、材質が判別された各シュレッダ屑は、材質に応じたボックス６１～６４へと分別される。

【0049】

また、本実施形態のデータ作成部１０３は、カメラ４０により取得されたシュレッダ屑の全ての画像データに対して、判別されたそれぞれの材質を対応付けたデータを教師データとして教師ＤＢ１１３に保存する。そのため、本実施形態で作成された教師データが自動学習に用いられることにより、学習後の自動選別システム１のシュレッダ屑の材質の判別精度が向上する。

【0050】

＜実施形態の変形例＞
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。また、上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。

【0051】

＜変形例１＞
上記実施形態では、自動選別システム１の一例について説明したが、自動選別システム１は、シュレッダ屑を一列に並べてベルトコンベヤ３０に供給するパーツフィーダ２０と、ベルトコンベヤ３０上を搬送されるシュレッダ屑の材質を判別する制御装置１０とを備える範囲で変形可能である。例えば、ベルトコンベヤ３０上を搬送されるシュレッダ屑の判別方法として、画像による判別ではなく、例えばＸ線分析やＬＩＢＳ(レーザー誘起ブレークダウン分光)分析など周知の方法が用いられてもよい。自動選別システム１は、ベルトコンベヤ３０と、パーツフィーダ２０と、判別部１０２を有する制御装置１０とを備えていればよく、例えば、押出部５０や回収部６０が他の装置として構成されていてもよい。また、制御装置１０は、データ作成部１０３による教師データを作成しなくてもよい。

【0052】

上記実施形態では、押出部５０が有するアーム数は、３つであったが、２つ以下であってもよいし、４つ以上であってもよい。アーム５１～５３は、エアシリンダによる制御ではなく、ベルトコンベヤ３０上から判別されたシュレッダ屑を取り除ける範囲で周知技術を適用できる。また、回収部６０が備えるボックスの数は、３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。回収部６０は、押出部５０により判別されたシュレッダ屑を分別して回収できる範囲で周知技術を適用できる。

【0053】

上記実施形態では、ベルトコンベヤ３０の搬送速度が一定であったが、ベルトコンベヤ３０の搬送速度が可変であってもよい。例えば、制御装置１０がベルトコンベヤ３０の搬送速度を制御し、押出制御部１０４は、制御された搬送速度を取得してアーム５１～５３を制御してもよい。また、搬送速度が可変のベルトコンベヤ３０の速度が別の装置で取得され、制御装置１０が、別の装置からベルトコンベヤ３０の搬送速度を取得してもよい。

【0054】

上記実施形態では、カメラ４０によりシュレッダ屑が撮影されなくなってから所定の時間が経過した後に、可変走路ＴＲｃｈの走路幅が広げられたが、可変走路ＴＲｃｈの走路幅を広げるタイミングについては変形可能である。例えば、カメラ４０によるシュレッダ屑の撮影とは無関係に、所定の時間が経過したか否かで走路幅が広げられてもよい。また、シュレッダ屑の供給有無がカメラ４０の撮影によって判定されるのではなく、例えば、可変走路ＴＲｃｈの下流側の端部で、シュレッダ屑の通過有無がセンサによって判定されてもよい。

【0055】

＜変形例２＞
図８は、変形例２の走路幅が変更可能な可変走路ＴＲｃｈａの概略上面図である。図８に示される変形例では、実施形態と比較して傾斜板２６ａの形状が異なる。変形例の傾斜板２６ａが形成する可変走路ＴＲｃｈａでは、上流側の走路幅ＷＤ１が、下流側の走路幅ＷＤ２よりも小さい。そのため、変形例では、上流側の狭い走路幅ＷＤ１の可変走路ＴＲｃｈａを通過できなかったシュレッダ屑は、スロープＳＬを下ってパーツフィーダ用ボウルの中央の凹みに導かれ、再度、走路ＴＲａを登っている。上流側の狭い可変走路ＴＲｃｈａを通過したシュレッダ屑は、下流側ほど可変走路ＴＲｃｈａの走路幅が大きいため、誤ってスロープＳＬを介して中央の凹みに導かれにくくなる。これにより、より短時間で様々な大きさのシュレッダ屑を、小さい順に一列に並べることができる。

【0056】

上記実施形態および変形例２では、傾斜板２６，２６ａが移動することにより、走路ＴＲ，ＴＲａの一部である可変走路ＴＲｃｈ，ＴＲｃｈａの走路幅が変化したが、走路幅を変化させる方法について変形可能である。例えば、パーツフィーダは、傾斜板２６，２６ａのような移動可能な傾斜板を備えておらず、外壁ＷＬ（図４，５）が径方向に沿って動くことで、走路の走路幅が調整されてもよい。

【0057】

パーツフィーダ２０によって周方向に形成された外壁ＷＬに沿って螺旋状の走路ＴＲが形成されたが、走路ＴＲは、螺旋状でなくてもよく、例えばＵ字型の走路であってもよい。この場合に、可変走路ＴＲｃｈは、曲線状の走路上に形成されずに、直線状の走路に形成されてもよく、走路および走路幅については変形可能である。

【0058】

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

【0059】

本発明は、以下の形態としても実現することが可能である。
［適用例１］
自動選別装置であって、
シュレッダ屑を搬送するベルトコンベヤと、
シュレッダ屑を搬送する走路の少なくとも一部の走路幅を変化させることにより、シュレッダ屑を一列に並べて前記ベルトコンベヤに供給するパーツフィーダと、
前記ベルトコンベヤ上で搬送されるシュレッダ屑の材質を判別する判別部と、
を備える、自動選別装置。
［適用例２］
適用例１に記載の自動選別装置であって、
前記走路は、搬送方向に進むにつれて鉛直上方に進むように傾斜しており、
前記パーツフィーダは、前記走路の内の走路幅が変化する可変走路と、前記可変走路を通過できなかったシュレッダ屑を、前記可変走路よりも上流側の前記走路に移動させるように下っているスロープを有する、自動選別装置。
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の自動選別装置であって、
前記パーツフィーダは、
中央が凹んでいて、収容されたシュレッダ屑に振動を加えて、外周に沿って形成された前記走路によりシュレッダ屑を搬送するパーツフィーダ用ボウルと、
前記可変走路の走路幅を徐々に広げる走路幅調整部と、
を有する、自動選別装置。
［適用例４］
適用例１から適用例３までのいずれか一項に記載の自動選別装置であって、
前記走路幅調整部は、前記パーツフィーダに収容されたシュレッダ屑の量に応じて、前記可変走路の走路幅を段階的に広げる速度を変化させる、自動選別装置。
［適用例５］
適用例１から適用例４までのいずれか一項に記載の自動選別装置であって、
前記走路幅調整部は、前記可変走路の走路幅を広げてから所定時間が経過するまでにシュレッダ屑が前記パーツフィーダから前記ベルトコンベヤへと供給されない場合に、前記可変走路の走路幅を更に広げる、自動選別装置。
［適用例６］
適用例１から適用例５までのいずれか一項に記載の自動選別装置であって、さらに、
材質ごとにシュレッダ屑を分別して回収する複数の回収ボックスを有する回収部と、
前記判別部によって材質が判別されたベルトコンベヤ上のシュレッダ屑を、材質に応じて異なる前記回収ボックスへと押し出す押出部と、
を備える、自動選別装置。
［適用例７］
適用例１から適用例６までのいずれか一項に記載の自動選別装置であって、
前記判別部は、前記ベルトコンベヤ上で搬送されるシュレッダ屑の画像を取得する撮影部を有し、
前記自動選別装置は、さらに、
取得されたシュレッダ屑の画像と、判別されたシュレッダ屑の材質とを対応付けた学習用の教師データを作成する教師データ作成部を備える、自動選別装置。

【符号の説明】

【0060】

１…自動選別システム（自動選別装置）
１０…制御装置
２０…パーツフィーダ
２１…本体部（パーツフィーダ用ボウル）
２２…振動装置
２５…走路幅調整部
２６，２６ａ…傾斜板
２７…位置制御部
３０…ベルトコンベヤ
４０…カメラ（撮影部）
５０…押出部
５１～５３…アーム
６０…回収部
６１～６４…ボックス（回収ボックス）
７０…リニアフィーダ
１００…ＣＰＵ
１０１…画像取得部
１０２…判別部
１０３…データ作成部（教師データ作成部）
１０４…押出制御部
１０５…振動制御部
１０６…走路制御部
１１０…記憶部
１１１…判別データベース
１１２…画像データベース
１１３…教師データベース
ＣＰ…凹部
ＣＳ…直交座標系
ＳＬ…スロープ
ＴＲ…走路
ＴＲｃｈ，ＴＲｃｈａ…可変走路
ＷＤ１，ＷＤ２…走路幅
ＷＬ…外壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】