ロータ分離装置
【課題】家電製品等から採りだして簡易的に分解することによって得られたモータのロータアッセンブリから、容易に希土類磁石を取り出してリサイクルすることが可能になるロータ分離装置を提供する。
【解決手段】希土類磁石を有するロータ５の中心に形成された孔部５ａにシャフト２が挿入されて嵌め合いにより固定され、シャフト２の一端部にシェル４が一体的に設けられたロータアッセンブリ１からロータ５を分離する装置であり、架台１０にロータ５のシェルとの対向部をシャフトの軸線方向に支持する支持部材１８，１９と、シェル４の対向部に当接する押出プレート２０と、押出プレート２０を支持部材による支持方向と反対方向に押圧する流体圧シリンダ１６とを設け、かつロータ５と当接する支持部材１８、１９を非磁性体によって形成した。
【解決手段】希土類磁石を有するロータ５の中心に形成された孔部５ａにシャフト２が挿入されて嵌め合いにより固定され、シャフト２の一端部にシェル４が一体的に設けられたロータアッセンブリ１からロータ５を分離する装置であり、架台１０にロータ５のシェルとの対向部をシャフトの軸線方向に支持する支持部材１８，１９と、シェル４の対向部に当接する押出プレート２０と、押出プレート２０を支持部材による支持方向と反対方向に押圧する流体圧シリンダ１６とを設け、かつロータ５と当接する支持部材１８、１９を非磁性体によって形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石素材を有するロータを備えたロータアッセンブリから、当該ロータを分離して上記希土類磁石素材を回収するためのロータ分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レアアース（希土類元素）を用いた希土類磁石は、ハイブリッド車など次世代環境対応車のモータのロータだけでなく、先端技術を駆使するＯＡ機器、家電製品にも使用されている。特に、上記家電製品においては、２０００年以降に製造された比較的新しい形式のエアコンや冷蔵庫のコンプレッサ、または洗濯機のモータのロータに、希土類磁石が使用されている。
【０００３】
このようなレアアースは、国際的に生産地あるいは生産国に偏りがあり、国際政治あるいは為替変動等の要因に対して安定供給を図るために、使用後のリサイクルによる有効活用が要請されている。
【０００４】
ちなみに、上記家電製品の使用年数が概ね１０年程度であることを踏まえると、既存の家電リサイクルルートにおいて、既に希土類磁石を使用した家電製品、特にエアコンや洗濯機が回収されていると推測される。そこで、当該家電リサイクルルートから希土類磁石を使用したエアコンや洗濯機などの家電製品を回収することにより、レアメタルやレアアースなどの再生資源を回収することが可能であると考えられる。
【０００５】
しかしながら、現在使用済みの家電製品を回収してリサイクルを行う過程は、複数業者によって事業化されているものの、もっぱら簡易な分別設備によって鉄、銅、珪素鋼板などの素材に大別して、比較的容積比の大きな金属類を再資源化するものであり、例えばエアコンや冷蔵庫のコンプレッサ、または洗濯機から、その部品であるモータを取り外し、さらに当該モータを分解して得られたロータアッセンブリからロータのみを分離して、これに組み込まれている希土類磁石を取り出して回収することは、多大の手間を要してリサイクルコストが合致しないことから、殆ど実施されていないのが現状である。
【０００６】
ところで、このような家電製品等から採りだしたモータを、さらに簡易的に分解することによって得られるロータアッセンブリは、一般に、図９（ａ）、（ｂ）に示すような形状および構造を有している。
すなわち、このロータアッセンブリ１は、当該モータの出力軸となるシャフト２に一体化された回転体３を内包するシェル４と、上記シャフト２に焼き嵌めによって固定されている円筒状のロータ５とにより概略構成されている。
【０００７】
ここで、このロータ５は、中心にシャフト２を挿入して嵌合する孔部５ａが軸線方向に穿設されるとともに、外周部には、円周方向に等間隔をおいた複数箇所（例えば図示のように４箇所）に貫通孔５ｂが穿設されている。そして、これら貫通孔５ｂ間には、平板状の希土類磁石６を挿入する磁石用貫通孔５ｃが軸線方向に貫通して穿設されている。
【０００８】
そして、上記磁石用貫通孔５ｃ内に挿入された希土類磁石６は、ロータ５の両端部に押さえ板７が配設され、これら押さえ板７と貫通孔５ｂとに挿通されたピン８の両端部が加締められることにより、ロータ５内に収納されている。なお、挿入された希土類磁石６は、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などである。
【０００９】
したがって、上記ロータアッセンブリ１から希土類磁石６を回収してリサイクルするためには、先ずロータアッセンブリ１からロータ５を分離する必要がある。
ところが、ロータ５は、回転体３を内包したシェル４と一体化されたシャフト２に焼き嵌めにより固着されている。そこで、ロータ５を分離する方法としては、当該シャフト２を切断する方法、あるいはロータ５を固定して、シャフト２を押し込む方法、さらにシェル４を固定し、ロータ５をシェル５から離間する方向に圧力を加えて押し上げる方法などが考えられる。
【００１０】
しかしながら、シャフト２を切断する方法においては、安全性や切断刃の摩耗などの問題が生じる。また、ロータ５を固定してシャフト２を押し込む方法においては、シャフト２がロータ５から突出していないものについては適用することができない。さらに、シェル４を固定して、ロータ５に圧力を加える方法においては、ロータ５が変形してしまい、ロータ５に内包された磁石が取り出せないという問題が生じる。加えて、ロータ５が磁気を帯びているために、使用する工具類と磁気的吸着して円滑な作業の妨げになるという問題点もある。
【００１１】
そこで、下記特許文献１において、鉄心、銅線および希土類を用いた永久磁石からなるモータのロータコアの窒素含有量を５００ｐｐｍ以上とした後に、破砕して材料選別を行う方法が提案されている。
【００１２】
上記従来の方法は、上記モータコアをガス軟窒化雰囲気にて焼鈍することにより、鉄心部分が脆化して、容易に破砕が可能であるとともに、破砕片の各々に複数成分が混在する割合を抑えて、鉄、銅、希土類を用いた磁石素材に分離することが可能である。また、ロータがシャフトに焼き嵌めされていた場合でも、容易に破壊することができる。
【００１３】
しかしながら、この従来の方法では、ガス軟窒化雰囲気にて焼鈍した後に、上記ロータコアを破砕し、鉄、銅、希土類を用いた磁石素材を分離させるため、容易に破砕できたとしても、その後素材ごとに分離して回収する際に、例えば、鉄に銅が混入、または鉄に磁石素材が混入してしまい、特に希土類磁石を含むロータコアは、他の素材が混入すると希土類磁石素材を再資源化することが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−１２４８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、家電製品等から採りだして簡易的に分解することによって得られたモータのロータアッセンブリから、容易に希土類磁石を取り出してリサイクルすることが可能になるロータ分離装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、希土類磁石を有するロータの中心に形成された孔部に出力軸となるシャフトが挿入されて嵌め合いにより固定され、当該シャフトの一端部に、上記ロータと間隔をおいてシェルが一体的に設けられたロータアッセンブリから上記ロータを分離する装置であって、架台に、上記ロータおよび上記シェルの対向部の一方を上記シャフトの軸線方向に支持する支持部材と、上記対向部の他方に当接する押出プレートと、この押出プレートを上記支持部材による支持方向と反対方向に押圧する流体圧シリンダとを設けるとともに、少なくとも上記ロータの上記対向部と当接する上記支持部材または押出プレートの表面を、非磁性体によって形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記架台に複数本の支柱を立設し、これら支柱によって支持された天板の下部に上記支持部材を垂設するとともに、上記支柱に、中央部に上記支持部材が挿通可能な開口部が形成された昇降板を上記天板に配設した上記流体圧シリンダによって上下方向に移動自在に設け、当該昇降板に上記支持部材を間に挟んで対向する一対の上記押出プレートを設け、かつ上記支柱および上記昇降板の少なくとも上記ロータアッセンブリ側に露出する表面を、非磁性体によって形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記支持部材が、上記ロータの上記対向部を支持し、かつ上記押出プレートは、上記シェルの上記対向部に当接するとともに、当該押出プレートの表面も非磁性体によって形成したことを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、上記ロータの孔部に挿入可能な外径を有する円柱状のプッシャーピンが立設されるとともに、当該プッシャーピンの先端を鉛直方向の下方に向けて上記昇降板に着脱自在に装着可能なプッシャーベースと、上記プッシャーピンの下方に配置され、上記シャフトの軸線方向を上記プッシャーピンの軸線と一致させて上記ロータを位置決め可能なロータ受け部とを備えてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明においては、架台に設けた支持部材によってロータまたはシェルの一方をシャフトの軸線方向に支持した状態で、他方の対向部に当接させた押出プレートを流体圧シリンダによって上記支持方向と反対方向に押圧することにより、ロータの孔部に嵌め合いによって固定されているシャフトを、容易に当該ロータから抜き出すことができる。この際に、シェルまたはロータに押圧力を加えて、シェルと一体化されているシャフトをロータから抜き出しているために、小径のシャフトが変形して、抜き出しが困難にことを防止することができる。
【００２１】
しかも、少なくとも上記ロータと当接する支持部材または押出プレートの表面を、非磁性体によって形成しているために、分離作業中に、磁気を帯びたロータが、これと当接する支持部材または押出プレートに磁気的吸着して位置ズレを生じる等の弊害を未然に防止することができる。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明によれば、架台に立設した支柱に昇降板を流体圧シリンダによって上下方向に移動自在に設け、当該昇降板に上記支持部材を間に挟むようにして一対の上記押出プレートを設けているために、これら一対の押出プレートを水平に保持しつつ当該押出プレートが当接するロータまたはシェルを確実にシャフトの軸線に沿って移動させることができる。これにより、少ない押圧力によって円滑にロータの孔部からシャフトを抜き出すことが可能になる。
【００２３】
加えて、上記支柱および昇降板の少なくともロータアッセンブリ側に露出する表面についても、同様に非磁性体によって形成しているために、ロータとこれらの部材とが磁気的吸着を生じることがない。
【００２４】
ここで、ロータおよびシェル（シャフト）を軸線方向に相対移動させてロータからシャフトを抜き出すに際しては、一方を支持部材によって固定し、他方を押出プレートを介して流体圧シリンダによって押圧すればよいが、特に請求項３に記載の発明のように、上記支持部材によってロータを支持し、押出プレートによってシェルの対向部を押圧するようにすれば、希土類磁石が組み込まれたロータに変形を生じる虞がなく好適である。
【００２５】
ところで、請求項１〜３のいずれかに記載の発明においては、ロータおよびシェルを軸線方向に相対移動させて、シェルと一体化されているシャフトをロータから抜き出しているために、当該シェルを有していないロータアッセンブリや、シャフトの腐食によって万一流体圧シリンダの押圧力によって当該シャフトが切断されてしまった場合には、ロータ内シャフトを分離することができない。
【００２６】
この点、請求項４に記載の発明においては、上記構成に加えて、さらにプッシャーピンが立設されたプッシャーベースおよびロータ受け部を備えているために、プッシャーピンの先端を鉛直方向の下方に向けてプッシャーベースを昇降板に装着するとともに、当該プッシャーピンの下方に配置されたロータ受け部に、シャフトの軸線方向をプッシャーピンの軸線と一致させてロータを位置決めし、次いで上記流体圧シリンダによって昇降板を降下させることにより、プッシャーピンによって直接シャフトを軸線方向に押圧して、ロータから分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るロータ分離装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１のＡ部拡大断面図である
【図５】図４の支持部材を示す平面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ線視した平面図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ線視した平面図である。
【図８】図４の昇降板にプッシャーベースを取り付けるとともに下方のロータ受け部にロータを取り付けた状態を模式的に示す縦断面図である。
【図９】使用済みのモータから分離された一般的なロータアッセンブリを示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）はロータの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１〜図８は、本発明に係るロータ分離装置を、図９に示したロータアッセンブリからロータを分離するための装置に提要した一実施形態を示すものである。なお、図１および図２においては、目視の便宜から周囲の壁部材の一部または全部を省略してある。
このロータ分離装置の架台１０は、下部１０ａが回収箱１０ｂを収納する箱状に形成されており、その上部に基板１１が設けられている。また、この基板１１の４隅には、それぞれ天板１３を支持する複数本（本実施形態においては４本）の支柱１２が、各々仮想長方形の角部に位置するように立設されている。
【００２９】
そして、これら支柱１２に、昇降板１４が当該支柱１２に沿って上下方向に移動自在に設けられている。この昇降板１４は、図６に示すように、底板１４ａと壁板１４ｂとによって全体として浅底の箱状に形成されたもので、中央部には、装置前方に開口する開口部１５が形成されている。
【００３０】
また、この昇降板１４の底板１４ａには、開口部１５を間に挟んだ両側方において、各々天板１３に固定された油圧シリンダ（流体圧シリンダ）１６の可動ロッド１６ａの先端部が、芯ズレおよび平行度の誤差を吸収するためのフローティングジョイント１７を介して連結されている。
【００３１】
他方、天板１３の下面中央部には、昇降板１４の最上部位置において、下端部が開口部１５の下方に位置するフックベース１８が固定されている。このフックベース１８は、装置の前面に開口する平断面視コ字状の部材で、当該開口はロータ５が緩く挿入可能となるように、当該ロータ５の直径より僅かに大きな幅寸法に形成されている。そして、このフックベース１８の下面に、ロータフック１９が設けられている。
【００３２】
このロータフック１９は、図４および図５に示すように、前面（操作面）側の端部が開口する溝部１９ａが形成されており、当該溝部１９ａの他端部は円弧状の壁面１９ｂによって閉じられている。ここで、壁面１９ｂの円弧中心は、一対の油圧シリンダ１６における可動ロッド１６ａの軸線の中間位置であり、その直径は、ロータアッセンブリ１におけるシェル４とロータ５との間のシャフト部分２ａの外径寸法より僅かに大きく、かつロータ５の外径よりも小さく設定されている。さらに、溝部１９ａの開口部分には、先端開口側に向けて漸次幅広となる案内部１９ｃが形成されている。そして、上記フックベース１８およびロータフック１９により、ロータ５のシェル４側の端面（対向部）を支持する支持部材が構成されている。
【００３３】
一方、開口部１５を間に挟む昇降板１４の底板１４ａの下面には、各々開口部１５側に突出する帯板状の押出プレート２０が、その長手方向を図４の紙面の表裏方向に向けて固定されている。ここで、押出プレート２０は、ロータアッセンブリ１のロータ５と対向するシェル４の図中上縁部（対向部）を押圧するためのもので、これら押出プレート２０の間隔は、上記シェル４の水平方向の外法寸法よりも小さく設定されている。
【００３４】
さらに、図６に示すように、ロータフック１９の溝部１９ａの延長線上後方には、プッシャー４０がエアシリンダ４１によって当該溝部１９ａに向けて進退自在に設けられている。また、この装置前面側には、エアシリンダ４２によって受け板４３が昇降板１４およびロータフック１９の下面側に沿って開口部１５側に向け、進退自在に設けられている。
【００３５】
なお、図中符号４４は、天板１３の中央に立設されて窓開閉用のホイール４５を昇降自在に支承する支柱であり、当該ホイール４５に巻回されたチェーンによって、装置の前面の壁部に形成された開口部４８を覆う窓４６が当該開口部の両側に設けられた昇降レール４７に沿って昇降することにより、上記開口部を開閉するようになっている。また、符号４９は、油圧シリンダ１６等に作動油を供給するための油圧ユニットであり、符号５０は、この装置を自動あるいは手動で運転するための操作盤である。
【００３６】
さらに、本実施形態においては、底板１４ａの下面であって、押出プレート２０に対して開口部１５からさらに離間した位置に、各々プレートガイド２１が固定されている。これらプレートガイド２１は、底板１４ａの下面から垂下する脚部２１ａの下端部に、各々開口部１５側に水平に突出する支承部２１ｂが形成された断面Ｌ字状の部材で、押出プレート２０と平行に、その長手方向を図４の紙面の表裏方向に向けてボルト２２により底板１４ａに固定されている。そして、これらプレートガイド２１間に、プッシャーベース２３が着脱自在に取り付け可能になっている。
【００３７】
このプッシャーベース２３は、図８に示すように、外観略平板状の部材で、その両側部には、上面側が外方に突出する鍔部２３ａが形成されている。そして、両側の鍔部２３ａを、各々プレートガイド２１の支承部２１ｂに載せた状態で、当該プレートガイド２１間に挿入可能になっている。また、このプッシャーベース２３の中央部には孔部が形成されており、当該孔部に円柱状のピンホルダ２４が固定されている。
【００３８】
このピンホルダ２４は、ロータフック１９の溝部１９ａ内に挿入可能な外径寸法に形成されたもので、その中心部には、プレートガイド２１間に装着状態において鉛直方向に延出するプッシャーピン２５が一体的に固定されている。このプッシャーピン２５は、ロータ５の孔部５ａよりも僅かに小径の棒状部材で、その先端は断面形状と同形の平坦面２５ａに形成されている。
【００３９】
他方、図７および図８に示すように、ロータフック１９および押出プレート２０の下方の基板１１には、分離されたシェル４等を下方の収納箱１０ｂに導くための開口部２６が形成されるとともに、この開口部２６を間に挟んで一対のレール２７が装置の前後方向に敷設されている。そして、これらレール２７に跨って、可動板２８が開口部２６を外した退避位置Ｘと、開口部２６の中央位置Ｙとの間を移動自在に設けられている。さらに、基板１１上には、上記退避位置Ｘと中央位置Ｙとにおいて、各々可動板２８を位置決めするための係止ピン２９ａ、２９ｂが立設されている。
【００４０】
また、可動板２８の中央には、上下面に貫通する貫通孔２８ａが穿設されており、この貫通孔２８ａに有底円筒状のロータ受け３０が着脱自在に設けられている。このロータ受け３０は、シャフト２を分離するロータ５の外径寸法に応じて、内径寸法が異なる複数の種類のものが用意されており、適宜の寸法のものが貫通孔２８ａを利用して設置されるようになっている。そして、これらレール２７、可動板２８およびロータ受け３０によって、ロータ受け部が構成されている。また、係止ピン２９ｂは、上方の昇降板１４下面のプレートガイド２１間にプッシャーベース２３を装着した際に、プッシャーピン２５の軸線とロータ受け３０の中心が一致する位置（上記中央位置Ｙ）において可動板２８を係止するように配置されている。
【００４１】
そしてさらに、このロータ分離装置においては、ロータ５の支持部材を構成するフックベース１８およびロータフック１９が非磁性体（以下、本実施形態においては非磁性体として全てＳＵＳ３０４が用いられている。）によって形成されている。また、昇降板１４を構成する底板１４ａおよび壁板１４ｂ並びに底板１４ａに固定されている押出プレート２０およびプレートガイド２１も、同様に非磁性体によって形成されている。
また、プッシャーベース２３、プッシャーピン２５、可動板２８およびロータ受け３０も、非磁性体によって形成されている。
【００４２】
これに対して、支柱１２においては、表面に露出する外周面に、非磁性体からなるシャフトカバー３１、３２が設けられている。すなわち、支柱１２の下側の所定長さ部分は、当該支柱１２の外形寸法とほぼ等しい内径寸法を有する円筒状のシャフトカバー３１によって覆われている。そして、支柱１２のシャフトカバー３１によって覆われている部分よりも上側の部分は、シャフトカバー３２によって囲繞されている。
【００４３】
このシャフトカバー３２は、上端部が昇降板１４の下面に固定された円筒状の部材で、その内径寸法がシャフトカバー３１の外形寸法よりも幾分大きく設定されている。また、その鉛直方向の長さは、昇降板１４が最上部に位置している際に、下端部３２ａがシャフトカバー３１の上端部分を覆う寸法に設定されている。
【００４４】
次に、以上の構成からなるロータ分離装置の作用について説明する。
先ず、図４等に示すように、ロータアッセンブリ１のシェル４とロータ５との間のシャフト部分２ａを、ロータフック１９の溝部１９ａに挿入し、当該シャフト部分２ａを円弧状の壁面１９ｃに当接させた状態で、ロータ５のシェル４側端面（対向部）をロータフック１９上に載置する。
【００４５】
この際に、当該端面が軸線に対して傾斜している場合や、当該端面にバランサー等の周方向の一部が突出する部材が固定されている結果、段部が形成されている場合には、予め上記傾斜や段部と凹凸係合してこれを吸収するスペーサを上記端面とロータフック１９との間に介装する。これにより、ロータアッセンブリ１は、ロータ５の軸線を鉛直方向に向けて、その端面がロータフック１９に水平に支持された状態でセットされる。
【００４６】
次いで、油圧ユニット４９によって油圧シリンダ１６に作動油を供給し、昇降板１４を降下させる。すると、昇降板１４の下面に固定された押出プレート２０が、シェル４の上縁部に当接し、さらにこれを鉛直方向、すなわちシャフト２の軸線方向に沿って押圧する。これにより、シャフト２がロータ５の孔部５ａから引き抜かれ、ロータ５から一体化したシェル４とともに分離されて回収箱１０ｂ内へと落下する。この際に、昇降板１４の降下に伴って、支柱１２の上部側を覆うシャフトカバー３２は、下方のシャフトカバー３１を覆いつつ降下する。
【００４７】
他方、ロータフック１９上に残ったロータ５については、図６に示すように、エアシリンダ４２によって受け板４３を開口部１５側に前進させた後に、エアシリンダ４１によってプッシャー４０を前方に突出させることにより、上記ロータ５を受け板４３上に移動させて回収する。
【００４８】
これに対して、上記操作中に、万一シャフト２が切断されることによりシェル４とは分離されたものの、依然としてロータ５の孔部５ａにシャフト２の一部が残ってしまった場合や、もともとシェルを有していないロータアッセンブリについて、ロータ５からシャフト２等を分離したい場合には、先ず図８に示すように、プレートガイド２１間にプッシャーベース２３を、プッシャーピン２５の先端２５ａを鉛直方向の下方に向けて装着する。
【００４９】
他方、基板１１の開口部２６から外れた退避位置Ｘにある可動板２８を、レール２７に沿って開口部２６側に移動させ、係止ピン２９ｂによって中央位置Ｙに位置決めする。また、可動板２８の孔部２８ａには、ロータ５の外径に対応した内径を有するロータ受け３０を選択して取り付けるとともに、孔部５ａ内にシャフト２が残存しているロータ５を当該ロータ受け３０に設置する。これにより、ロータ５は、そのシャフト２の軸線と、上方のプッシャーピン２５の軸線とを一致させた状態で、ロータ受け３０にセットされる。
【００５０】
そこで次に、油圧シリンダ１６に作動油を供給して昇降板１４を降下させと、昇降板１４の下面に装着したプッシャーベース２３も一体に降下し、そのプッシャーピン２５がシャフト２に当接して、これをさらに下方に押圧する。これにより、ロータ５の孔部５ａからシャフト２が押し出されて分離される。
【００５１】
以上のようにして、ロータアッセンブリ１から分離されたロータ５については、別途両端部の押さえ板７を取り外し、磁石用貫通孔５ｃ内の希土類磁石６を取り出して脱磁処理等を行うことにより、貴重な希土類磁石素材としてリサイクルされる。
また、シェル４やシャフト２については、既存のリサイクル工程において、鉄等の金属類としてリサイクルされる。
【００５２】
このように、上記構成からなるロータ分離装置によれば、架台１０の天板１３に固定したロータフック１９によってロータ５をシャフト２の軸線方向に支持した状態で、油圧シリンダ１６によって昇降板１４を降下させて、押出プレート２０によりシェル４の上端縁を上記支持方向と反対の鉛直方向に押圧することにより、ロータ５の孔部５ａに焼き嵌めによって固定されているシャフト２を、容易にロータから抜き出して分離することができる。
【００５３】
この際に、一対の油圧シリンダ１６にそれぞれ介装したフローティングジョイント１７により、昇降板１４の水平を保持しつつ、かつロータフック１９を間に挟む一対の押出プレート２０によってシェル４の両側を均等に押圧しているために、当該シェル４を確実にシャフト２の軸線に沿って移動させることができる。これにより、少ない押圧力によって円滑にロータ５の孔部５ａからシャフト２を抜き出すことが可能になる。
【００５４】
しかも、ロータフック１９によってロータ５の端面を支持し、押出プレート２０によってシェル４の上端縁（対向部）に押圧力を作用させてロータ５から引き抜き、下方の回収箱１０ｂに落下させるとともに、ロータフック１９上に残ったロータ５を、プッシャー４０によって前方に突出して受け板４３上に移動させて回収しているために、希土類磁石が組み込まれたロータ５に変形を生じさせることなく、回収することができる。
【００５５】
さらに、上記ロータ分離装置においては、昇降板１４の下面に設けたプレートガイド２１に着脱自在なプッシャーピン２５が立設されたプッシャーベース２３を備え、かつ下方の基板１１上に、レール２７上を移動自在な可動板２８および当該可動板２８に装着可能なロータ受け３０からなるロータ受け部を設けている。
【００５６】
このため、シェル４を有していないロータアッセンブリや、シャフト２の腐食等によって万一油圧シリンダ１６の押圧力によって当該シャフト２が切断されてその一部が依然としてロータ５内に残ってしまった場合には、プッシャーピン２５の先端を鉛直方向の下方に向けてプッシャーベース２３をプレートガイド２１間に装着するとともに、可動板２８を図７のＸ位置からＹ位置まで移動させてロータ受け３０にロータ５を位置決めした後に、油圧シリンダ１６によって昇降板１４を降下させることにより、プッシャーピン２５によって直接シャフト２を軸線方向に押圧して、ロータ５から分離することができる。
【００５７】
この際に、プッシャーピン２５の先端を、断面形状と同形の平坦面２５ａに形成しているために、仮にシャフト２の対向面が平坦面でない場合においても、プッシャーピン２５が上記対向面に当接した際に横芯ズレを生じることがなく、均一にシャフト２を軸線方向に押圧して安定的にロータ５から抜き出すことができる。
【００５８】
また、上記プッシャーベース２３を装着するためのプレートガイド２１を、底板１４ａの下面であって、押出プレート２０に対して開口部１５からさらに離間した位置に設けているために、図４に見られるように、ロータアッセンブリ１のロータ５を、ロータフック１９および押出プレート２０によって分離させる際に、当該プレートガイド２１が干渉して作業に支障を来す虞もない。
【００５９】
加えて、上記分離作業を行うに際して、磁気を帯びたロータ５に近接するフックベース１８、ロータフック１９、昇降板１４の底板１４ａおよび壁板１４ｂ、押出プレート２０、プレートガイド２１、プッシャーベース２３、プッシャーピン２５、可動板２８およびロータ受け３０を、全て非磁性体であるＳＵＳ３０４によって構成するとともに、周囲の支柱１２についても、表面に露出する外周面を非磁性体からなるシャフトカバー３１、３２によって囲繞している。
【００６０】
このため、上記分離作業中に、磁気を帯びたロータ５が、周囲の上記フックベース１９等に磁気的吸着して、位置ズレ（芯ズレ）を生じる等の弊害を未然に防止することができる。
【００６１】
ここで、支柱１２については、露出する外周面を非磁性体からなるシャフトカバー３１、３２によって覆っているために、全体を非磁性体によって構成する場合と比較して、支柱１２として汎用の部材を用いることができ、装置コストの低減化を図ることができる。
しかも、昇降板１４が昇降する際にも、シャフトカバー３２がシャフトカバー３１の外周面に沿って昇降することにより、簡易な構造で、常時支柱１２の外周面を覆っておくことができる。
【００６２】
なお、上記実施形態においては、ロータ５の外径よりもシェル４の外法寸法が大きい一般的なロータアッセンブリ１を対象としていること、および極力ロータ５側を安定的に回収することを目的としていること等から、ロータフック１９によってロータ５を支持した状態で、押出プレート２０によってシェル４側をシャフト２の軸線方向に押圧する構成についてのみ説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えばロータ５の外径よりもシェル４の外法寸法が小さい場合等においては、シェル４側を支持部材によって支持した状態で、ロータ５側を押圧プレートによって押圧する構成を採用することも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ロータアッセンブリ
２ シャフト
４ シェル
５ ロータ
５ｃ 孔部
１０ 架台
１２ 支柱
１３ 天板
１４ 昇降板
１６ 油圧シリンダ（流体圧シリンダ）
１８ フックベース（支持部材）
１９ ロータフック（支持部材）
２０ 押出プレート
２３ プッシャーベース
２５ プッシャーピン
２７ レール
２８ 可動板
２０ ロータ受け
３１、３２ シャフトカバー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石素材を有するロータを備えたロータアッセンブリから、当該ロータを分離して上記希土類磁石素材を回収するためのロータ分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レアアース（希土類元素）を用いた希土類磁石は、ハイブリッド車など次世代環境対応車のモータのロータだけでなく、先端技術を駆使するＯＡ機器、家電製品にも使用されている。特に、上記家電製品においては、２０００年以降に製造された比較的新しい形式のエアコンや冷蔵庫のコンプレッサ、または洗濯機のモータのロータに、希土類磁石が使用されている。
【０００３】
このようなレアアースは、国際的に生産地あるいは生産国に偏りがあり、国際政治あるいは為替変動等の要因に対して安定供給を図るために、使用後のリサイクルによる有効活用が要請されている。
【０００４】
ちなみに、上記家電製品の使用年数が概ね１０年程度であることを踏まえると、既存の家電リサイクルルートにおいて、既に希土類磁石を使用した家電製品、特にエアコンや洗濯機が回収されていると推測される。そこで、当該家電リサイクルルートから希土類磁石を使用したエアコンや洗濯機などの家電製品を回収することにより、レアメタルやレアアースなどの再生資源を回収することが可能であると考えられる。
【０００５】
しかしながら、現在使用済みの家電製品を回収してリサイクルを行う過程は、複数業者によって事業化されているものの、もっぱら簡易な分別設備によって鉄、銅、珪素鋼板などの素材に大別して、比較的容積比の大きな金属類を再資源化するものであり、例えばエアコンや冷蔵庫のコンプレッサ、または洗濯機から、その部品であるモータを取り外し、さらに当該モータを分解して得られたロータアッセンブリからロータのみを分離して、これに組み込まれている希土類磁石を取り出して回収することは、多大の手間を要してリサイクルコストが合致しないことから、殆ど実施されていないのが現状である。
【０００６】
ところで、このような家電製品等から採りだしたモータを、さらに簡易的に分解することによって得られるロータアッセンブリは、一般に、図９（ａ）、（ｂ）に示すような形状および構造を有している。
すなわち、このロータアッセンブリ１は、当該モータの出力軸となるシャフト２に一体化された回転体３を内包するシェル４と、上記シャフト２に焼き嵌めによって固定されている円筒状のロータ５とにより概略構成されている。
【０００７】
ここで、このロータ５は、中心にシャフト２を挿入して嵌合する孔部５ａが軸線方向に穿設されるとともに、外周部には、円周方向に等間隔をおいた複数箇所（例えば図示のように４箇所）に貫通孔５ｂが穿設されている。そして、これら貫通孔５ｂ間には、平板状の希土類磁石６を挿入する磁石用貫通孔５ｃが軸線方向に貫通して穿設されている。
【０００８】
そして、上記磁石用貫通孔５ｃ内に挿入された希土類磁石６は、ロータ５の両端部に押さえ板７が配設され、これら押さえ板７と貫通孔５ｂとに挿通されたピン８の両端部が加締められることにより、ロータ５内に収納されている。なお、挿入された希土類磁石６は、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などである。
【０００９】
したがって、上記ロータアッセンブリ１から希土類磁石６を回収してリサイクルするためには、先ずロータアッセンブリ１からロータ５を分離する必要がある。
ところが、ロータ５は、回転体３を内包したシェル４と一体化されたシャフト２に焼き嵌めにより固着されている。そこで、ロータ５を分離する方法としては、当該シャフト２を切断する方法、あるいはロータ５を固定して、シャフト２を押し込む方法、さらにシェル４を固定し、ロータ５をシェル５から離間する方向に圧力を加えて押し上げる方法などが考えられる。
【００１０】
しかしながら、シャフト２を切断する方法においては、安全性や切断刃の摩耗などの問題が生じる。また、ロータ５を固定してシャフト２を押し込む方法においては、シャフト２がロータ５から突出していないものについては適用することができない。さらに、シェル４を固定して、ロータ５に圧力を加える方法においては、ロータ５が変形してしまい、ロータ５に内包された磁石が取り出せないという問題が生じる。加えて、ロータ５が磁気を帯びているために、使用する工具類と磁気的吸着して円滑な作業の妨げになるという問題点もある。
【００１１】
そこで、下記特許文献１において、鉄心、銅線および希土類を用いた永久磁石からなるモータのロータコアの窒素含有量を５００ｐｐｍ以上とした後に、破砕して材料選別を行う方法が提案されている。
【００１２】
上記従来の方法は、上記モータコアをガス軟窒化雰囲気にて焼鈍することにより、鉄心部分が脆化して、容易に破砕が可能であるとともに、破砕片の各々に複数成分が混在する割合を抑えて、鉄、銅、希土類を用いた磁石素材に分離することが可能である。また、ロータがシャフトに焼き嵌めされていた場合でも、容易に破壊することができる。
【００１３】
しかしながら、この従来の方法では、ガス軟窒化雰囲気にて焼鈍した後に、上記ロータコアを破砕し、鉄、銅、希土類を用いた磁石素材を分離させるため、容易に破砕できたとしても、その後素材ごとに分離して回収する際に、例えば、鉄に銅が混入、または鉄に磁石素材が混入してしまい、特に希土類磁石を含むロータコアは、他の素材が混入すると希土類磁石素材を再資源化することが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００７−１２４８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、家電製品等から採りだして簡易的に分解することによって得られたモータのロータアッセンブリから、容易に希土類磁石を取り出してリサイクルすることが可能になるロータ分離装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、希土類磁石を有するロータの中心に形成された孔部に出力軸となるシャフトが挿入されて嵌め合いにより固定され、当該シャフトの一端部に、上記ロータと間隔をおいてシェルが一体的に設けられたロータアッセンブリから上記ロータを分離する装置であって、架台に、上記ロータおよび上記シェルの対向部の一方を上記シャフトの軸線方向に支持する支持部材と、上記対向部の他方に当接する押出プレートと、この押出プレートを上記支持部材による支持方向と反対方向に押圧する流体圧シリンダとを設けるとともに、少なくとも上記ロータの上記対向部と当接する上記支持部材または押出プレートの表面を、非磁性体によって形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記架台に複数本の支柱を立設し、これら支柱によって支持された天板の下部に上記支持部材を垂設するとともに、上記支柱に、中央部に上記支持部材が挿通可能な開口部が形成された昇降板を上記天板に配設した上記流体圧シリンダによって上下方向に移動自在に設け、当該昇降板に上記支持部材を間に挟んで対向する一対の上記押出プレートを設け、かつ上記支柱および上記昇降板の少なくとも上記ロータアッセンブリ側に露出する表面を、非磁性体によって形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記支持部材が、上記ロータの上記対向部を支持し、かつ上記押出プレートは、上記シェルの上記対向部に当接するとともに、当該押出プレートの表面も非磁性体によって形成したことを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、上記ロータの孔部に挿入可能な外径を有する円柱状のプッシャーピンが立設されるとともに、当該プッシャーピンの先端を鉛直方向の下方に向けて上記昇降板に着脱自在に装着可能なプッシャーベースと、上記プッシャーピンの下方に配置され、上記シャフトの軸線方向を上記プッシャーピンの軸線と一致させて上記ロータを位置決め可能なロータ受け部とを備えてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明においては、架台に設けた支持部材によってロータまたはシェルの一方をシャフトの軸線方向に支持した状態で、他方の対向部に当接させた押出プレートを流体圧シリンダによって上記支持方向と反対方向に押圧することにより、ロータの孔部に嵌め合いによって固定されているシャフトを、容易に当該ロータから抜き出すことができる。この際に、シェルまたはロータに押圧力を加えて、シェルと一体化されているシャフトをロータから抜き出しているために、小径のシャフトが変形して、抜き出しが困難にことを防止することができる。
【００２１】
しかも、少なくとも上記ロータと当接する支持部材または押出プレートの表面を、非磁性体によって形成しているために、分離作業中に、磁気を帯びたロータが、これと当接する支持部材または押出プレートに磁気的吸着して位置ズレを生じる等の弊害を未然に防止することができる。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明によれば、架台に立設した支柱に昇降板を流体圧シリンダによって上下方向に移動自在に設け、当該昇降板に上記支持部材を間に挟むようにして一対の上記押出プレートを設けているために、これら一対の押出プレートを水平に保持しつつ当該押出プレートが当接するロータまたはシェルを確実にシャフトの軸線に沿って移動させることができる。これにより、少ない押圧力によって円滑にロータの孔部からシャフトを抜き出すことが可能になる。
【００２３】
加えて、上記支柱および昇降板の少なくともロータアッセンブリ側に露出する表面についても、同様に非磁性体によって形成しているために、ロータとこれらの部材とが磁気的吸着を生じることがない。
【００２４】
ここで、ロータおよびシェル（シャフト）を軸線方向に相対移動させてロータからシャフトを抜き出すに際しては、一方を支持部材によって固定し、他方を押出プレートを介して流体圧シリンダによって押圧すればよいが、特に請求項３に記載の発明のように、上記支持部材によってロータを支持し、押出プレートによってシェルの対向部を押圧するようにすれば、希土類磁石が組み込まれたロータに変形を生じる虞がなく好適である。
【００２５】
ところで、請求項１〜３のいずれかに記載の発明においては、ロータおよびシェルを軸線方向に相対移動させて、シェルと一体化されているシャフトをロータから抜き出しているために、当該シェルを有していないロータアッセンブリや、シャフトの腐食によって万一流体圧シリンダの押圧力によって当該シャフトが切断されてしまった場合には、ロータ内シャフトを分離することができない。
【００２６】
この点、請求項４に記載の発明においては、上記構成に加えて、さらにプッシャーピンが立設されたプッシャーベースおよびロータ受け部を備えているために、プッシャーピンの先端を鉛直方向の下方に向けてプッシャーベースを昇降板に装着するとともに、当該プッシャーピンの下方に配置されたロータ受け部に、シャフトの軸線方向をプッシャーピンの軸線と一致させてロータを位置決めし、次いで上記流体圧シリンダによって昇降板を降下させることにより、プッシャーピンによって直接シャフトを軸線方向に押圧して、ロータから分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るロータ分離装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１のＡ部拡大断面図である
【図５】図４の支持部材を示す平面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ線視した平面図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ線視した平面図である。
【図８】図４の昇降板にプッシャーベースを取り付けるとともに下方のロータ受け部にロータを取り付けた状態を模式的に示す縦断面図である。
【図９】使用済みのモータから分離された一般的なロータアッセンブリを示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）はロータの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１〜図８は、本発明に係るロータ分離装置を、図９に示したロータアッセンブリからロータを分離するための装置に提要した一実施形態を示すものである。なお、図１および図２においては、目視の便宜から周囲の壁部材の一部または全部を省略してある。
このロータ分離装置の架台１０は、下部１０ａが回収箱１０ｂを収納する箱状に形成されており、その上部に基板１１が設けられている。また、この基板１１の４隅には、それぞれ天板１３を支持する複数本（本実施形態においては４本）の支柱１２が、各々仮想長方形の角部に位置するように立設されている。
【００２９】
そして、これら支柱１２に、昇降板１４が当該支柱１２に沿って上下方向に移動自在に設けられている。この昇降板１４は、図６に示すように、底板１４ａと壁板１４ｂとによって全体として浅底の箱状に形成されたもので、中央部には、装置前方に開口する開口部１５が形成されている。
【００３０】
また、この昇降板１４の底板１４ａには、開口部１５を間に挟んだ両側方において、各々天板１３に固定された油圧シリンダ（流体圧シリンダ）１６の可動ロッド１６ａの先端部が、芯ズレおよび平行度の誤差を吸収するためのフローティングジョイント１７を介して連結されている。
【００３１】
他方、天板１３の下面中央部には、昇降板１４の最上部位置において、下端部が開口部１５の下方に位置するフックベース１８が固定されている。このフックベース１８は、装置の前面に開口する平断面視コ字状の部材で、当該開口はロータ５が緩く挿入可能となるように、当該ロータ５の直径より僅かに大きな幅寸法に形成されている。そして、このフックベース１８の下面に、ロータフック１９が設けられている。
【００３２】
このロータフック１９は、図４および図５に示すように、前面（操作面）側の端部が開口する溝部１９ａが形成されており、当該溝部１９ａの他端部は円弧状の壁面１９ｂによって閉じられている。ここで、壁面１９ｂの円弧中心は、一対の油圧シリンダ１６における可動ロッド１６ａの軸線の中間位置であり、その直径は、ロータアッセンブリ１におけるシェル４とロータ５との間のシャフト部分２ａの外径寸法より僅かに大きく、かつロータ５の外径よりも小さく設定されている。さらに、溝部１９ａの開口部分には、先端開口側に向けて漸次幅広となる案内部１９ｃが形成されている。そして、上記フックベース１８およびロータフック１９により、ロータ５のシェル４側の端面（対向部）を支持する支持部材が構成されている。
【００３３】
一方、開口部１５を間に挟む昇降板１４の底板１４ａの下面には、各々開口部１５側に突出する帯板状の押出プレート２０が、その長手方向を図４の紙面の表裏方向に向けて固定されている。ここで、押出プレート２０は、ロータアッセンブリ１のロータ５と対向するシェル４の図中上縁部（対向部）を押圧するためのもので、これら押出プレート２０の間隔は、上記シェル４の水平方向の外法寸法よりも小さく設定されている。
【００３４】
さらに、図６に示すように、ロータフック１９の溝部１９ａの延長線上後方には、プッシャー４０がエアシリンダ４１によって当該溝部１９ａに向けて進退自在に設けられている。また、この装置前面側には、エアシリンダ４２によって受け板４３が昇降板１４およびロータフック１９の下面側に沿って開口部１５側に向け、進退自在に設けられている。
【００３５】
なお、図中符号４４は、天板１３の中央に立設されて窓開閉用のホイール４５を昇降自在に支承する支柱であり、当該ホイール４５に巻回されたチェーンによって、装置の前面の壁部に形成された開口部４８を覆う窓４６が当該開口部の両側に設けられた昇降レール４７に沿って昇降することにより、上記開口部を開閉するようになっている。また、符号４９は、油圧シリンダ１６等に作動油を供給するための油圧ユニットであり、符号５０は、この装置を自動あるいは手動で運転するための操作盤である。
【００３６】
さらに、本実施形態においては、底板１４ａの下面であって、押出プレート２０に対して開口部１５からさらに離間した位置に、各々プレートガイド２１が固定されている。これらプレートガイド２１は、底板１４ａの下面から垂下する脚部２１ａの下端部に、各々開口部１５側に水平に突出する支承部２１ｂが形成された断面Ｌ字状の部材で、押出プレート２０と平行に、その長手方向を図４の紙面の表裏方向に向けてボルト２２により底板１４ａに固定されている。そして、これらプレートガイド２１間に、プッシャーベース２３が着脱自在に取り付け可能になっている。
【００３７】
このプッシャーベース２３は、図８に示すように、外観略平板状の部材で、その両側部には、上面側が外方に突出する鍔部２３ａが形成されている。そして、両側の鍔部２３ａを、各々プレートガイド２１の支承部２１ｂに載せた状態で、当該プレートガイド２１間に挿入可能になっている。また、このプッシャーベース２３の中央部には孔部が形成されており、当該孔部に円柱状のピンホルダ２４が固定されている。
【００３８】
このピンホルダ２４は、ロータフック１９の溝部１９ａ内に挿入可能な外径寸法に形成されたもので、その中心部には、プレートガイド２１間に装着状態において鉛直方向に延出するプッシャーピン２５が一体的に固定されている。このプッシャーピン２５は、ロータ５の孔部５ａよりも僅かに小径の棒状部材で、その先端は断面形状と同形の平坦面２５ａに形成されている。
【００３９】
他方、図７および図８に示すように、ロータフック１９および押出プレート２０の下方の基板１１には、分離されたシェル４等を下方の収納箱１０ｂに導くための開口部２６が形成されるとともに、この開口部２６を間に挟んで一対のレール２７が装置の前後方向に敷設されている。そして、これらレール２７に跨って、可動板２８が開口部２６を外した退避位置Ｘと、開口部２６の中央位置Ｙとの間を移動自在に設けられている。さらに、基板１１上には、上記退避位置Ｘと中央位置Ｙとにおいて、各々可動板２８を位置決めするための係止ピン２９ａ、２９ｂが立設されている。
【００４０】
また、可動板２８の中央には、上下面に貫通する貫通孔２８ａが穿設されており、この貫通孔２８ａに有底円筒状のロータ受け３０が着脱自在に設けられている。このロータ受け３０は、シャフト２を分離するロータ５の外径寸法に応じて、内径寸法が異なる複数の種類のものが用意されており、適宜の寸法のものが貫通孔２８ａを利用して設置されるようになっている。そして、これらレール２７、可動板２８およびロータ受け３０によって、ロータ受け部が構成されている。また、係止ピン２９ｂは、上方の昇降板１４下面のプレートガイド２１間にプッシャーベース２３を装着した際に、プッシャーピン２５の軸線とロータ受け３０の中心が一致する位置（上記中央位置Ｙ）において可動板２８を係止するように配置されている。
【００４１】
そしてさらに、このロータ分離装置においては、ロータ５の支持部材を構成するフックベース１８およびロータフック１９が非磁性体（以下、本実施形態においては非磁性体として全てＳＵＳ３０４が用いられている。）によって形成されている。また、昇降板１４を構成する底板１４ａおよび壁板１４ｂ並びに底板１４ａに固定されている押出プレート２０およびプレートガイド２１も、同様に非磁性体によって形成されている。
また、プッシャーベース２３、プッシャーピン２５、可動板２８およびロータ受け３０も、非磁性体によって形成されている。
【００４２】
これに対して、支柱１２においては、表面に露出する外周面に、非磁性体からなるシャフトカバー３１、３２が設けられている。すなわち、支柱１２の下側の所定長さ部分は、当該支柱１２の外形寸法とほぼ等しい内径寸法を有する円筒状のシャフトカバー３１によって覆われている。そして、支柱１２のシャフトカバー３１によって覆われている部分よりも上側の部分は、シャフトカバー３２によって囲繞されている。
【００４３】
このシャフトカバー３２は、上端部が昇降板１４の下面に固定された円筒状の部材で、その内径寸法がシャフトカバー３１の外形寸法よりも幾分大きく設定されている。また、その鉛直方向の長さは、昇降板１４が最上部に位置している際に、下端部３２ａがシャフトカバー３１の上端部分を覆う寸法に設定されている。
【００４４】
次に、以上の構成からなるロータ分離装置の作用について説明する。
先ず、図４等に示すように、ロータアッセンブリ１のシェル４とロータ５との間のシャフト部分２ａを、ロータフック１９の溝部１９ａに挿入し、当該シャフト部分２ａを円弧状の壁面１９ｃに当接させた状態で、ロータ５のシェル４側端面（対向部）をロータフック１９上に載置する。
【００４５】
この際に、当該端面が軸線に対して傾斜している場合や、当該端面にバランサー等の周方向の一部が突出する部材が固定されている結果、段部が形成されている場合には、予め上記傾斜や段部と凹凸係合してこれを吸収するスペーサを上記端面とロータフック１９との間に介装する。これにより、ロータアッセンブリ１は、ロータ５の軸線を鉛直方向に向けて、その端面がロータフック１９に水平に支持された状態でセットされる。
【００４６】
次いで、油圧ユニット４９によって油圧シリンダ１６に作動油を供給し、昇降板１４を降下させる。すると、昇降板１４の下面に固定された押出プレート２０が、シェル４の上縁部に当接し、さらにこれを鉛直方向、すなわちシャフト２の軸線方向に沿って押圧する。これにより、シャフト２がロータ５の孔部５ａから引き抜かれ、ロータ５から一体化したシェル４とともに分離されて回収箱１０ｂ内へと落下する。この際に、昇降板１４の降下に伴って、支柱１２の上部側を覆うシャフトカバー３２は、下方のシャフトカバー３１を覆いつつ降下する。
【００４７】
他方、ロータフック１９上に残ったロータ５については、図６に示すように、エアシリンダ４２によって受け板４３を開口部１５側に前進させた後に、エアシリンダ４１によってプッシャー４０を前方に突出させることにより、上記ロータ５を受け板４３上に移動させて回収する。
【００４８】
これに対して、上記操作中に、万一シャフト２が切断されることによりシェル４とは分離されたものの、依然としてロータ５の孔部５ａにシャフト２の一部が残ってしまった場合や、もともとシェルを有していないロータアッセンブリについて、ロータ５からシャフト２等を分離したい場合には、先ず図８に示すように、プレートガイド２１間にプッシャーベース２３を、プッシャーピン２５の先端２５ａを鉛直方向の下方に向けて装着する。
【００４９】
他方、基板１１の開口部２６から外れた退避位置Ｘにある可動板２８を、レール２７に沿って開口部２６側に移動させ、係止ピン２９ｂによって中央位置Ｙに位置決めする。また、可動板２８の孔部２８ａには、ロータ５の外径に対応した内径を有するロータ受け３０を選択して取り付けるとともに、孔部５ａ内にシャフト２が残存しているロータ５を当該ロータ受け３０に設置する。これにより、ロータ５は、そのシャフト２の軸線と、上方のプッシャーピン２５の軸線とを一致させた状態で、ロータ受け３０にセットされる。
【００５０】
そこで次に、油圧シリンダ１６に作動油を供給して昇降板１４を降下させと、昇降板１４の下面に装着したプッシャーベース２３も一体に降下し、そのプッシャーピン２５がシャフト２に当接して、これをさらに下方に押圧する。これにより、ロータ５の孔部５ａからシャフト２が押し出されて分離される。
【００５１】
以上のようにして、ロータアッセンブリ１から分離されたロータ５については、別途両端部の押さえ板７を取り外し、磁石用貫通孔５ｃ内の希土類磁石６を取り出して脱磁処理等を行うことにより、貴重な希土類磁石素材としてリサイクルされる。
また、シェル４やシャフト２については、既存のリサイクル工程において、鉄等の金属類としてリサイクルされる。
【００５２】
このように、上記構成からなるロータ分離装置によれば、架台１０の天板１３に固定したロータフック１９によってロータ５をシャフト２の軸線方向に支持した状態で、油圧シリンダ１６によって昇降板１４を降下させて、押出プレート２０によりシェル４の上端縁を上記支持方向と反対の鉛直方向に押圧することにより、ロータ５の孔部５ａに焼き嵌めによって固定されているシャフト２を、容易にロータから抜き出して分離することができる。
【００５３】
この際に、一対の油圧シリンダ１６にそれぞれ介装したフローティングジョイント１７により、昇降板１４の水平を保持しつつ、かつロータフック１９を間に挟む一対の押出プレート２０によってシェル４の両側を均等に押圧しているために、当該シェル４を確実にシャフト２の軸線に沿って移動させることができる。これにより、少ない押圧力によって円滑にロータ５の孔部５ａからシャフト２を抜き出すことが可能になる。
【００５４】
しかも、ロータフック１９によってロータ５の端面を支持し、押出プレート２０によってシェル４の上端縁（対向部）に押圧力を作用させてロータ５から引き抜き、下方の回収箱１０ｂに落下させるとともに、ロータフック１９上に残ったロータ５を、プッシャー４０によって前方に突出して受け板４３上に移動させて回収しているために、希土類磁石が組み込まれたロータ５に変形を生じさせることなく、回収することができる。
【００５５】
さらに、上記ロータ分離装置においては、昇降板１４の下面に設けたプレートガイド２１に着脱自在なプッシャーピン２５が立設されたプッシャーベース２３を備え、かつ下方の基板１１上に、レール２７上を移動自在な可動板２８および当該可動板２８に装着可能なロータ受け３０からなるロータ受け部を設けている。
【００５６】
このため、シェル４を有していないロータアッセンブリや、シャフト２の腐食等によって万一油圧シリンダ１６の押圧力によって当該シャフト２が切断されてその一部が依然としてロータ５内に残ってしまった場合には、プッシャーピン２５の先端を鉛直方向の下方に向けてプッシャーベース２３をプレートガイド２１間に装着するとともに、可動板２８を図７のＸ位置からＹ位置まで移動させてロータ受け３０にロータ５を位置決めした後に、油圧シリンダ１６によって昇降板１４を降下させることにより、プッシャーピン２５によって直接シャフト２を軸線方向に押圧して、ロータ５から分離することができる。
【００５７】
この際に、プッシャーピン２５の先端を、断面形状と同形の平坦面２５ａに形成しているために、仮にシャフト２の対向面が平坦面でない場合においても、プッシャーピン２５が上記対向面に当接した際に横芯ズレを生じることがなく、均一にシャフト２を軸線方向に押圧して安定的にロータ５から抜き出すことができる。
【００５８】
また、上記プッシャーベース２３を装着するためのプレートガイド２１を、底板１４ａの下面であって、押出プレート２０に対して開口部１５からさらに離間した位置に設けているために、図４に見られるように、ロータアッセンブリ１のロータ５を、ロータフック１９および押出プレート２０によって分離させる際に、当該プレートガイド２１が干渉して作業に支障を来す虞もない。
【００５９】
加えて、上記分離作業を行うに際して、磁気を帯びたロータ５に近接するフックベース１８、ロータフック１９、昇降板１４の底板１４ａおよび壁板１４ｂ、押出プレート２０、プレートガイド２１、プッシャーベース２３、プッシャーピン２５、可動板２８およびロータ受け３０を、全て非磁性体であるＳＵＳ３０４によって構成するとともに、周囲の支柱１２についても、表面に露出する外周面を非磁性体からなるシャフトカバー３１、３２によって囲繞している。
【００６０】
このため、上記分離作業中に、磁気を帯びたロータ５が、周囲の上記フックベース１９等に磁気的吸着して、位置ズレ（芯ズレ）を生じる等の弊害を未然に防止することができる。
【００６１】
ここで、支柱１２については、露出する外周面を非磁性体からなるシャフトカバー３１、３２によって覆っているために、全体を非磁性体によって構成する場合と比較して、支柱１２として汎用の部材を用いることができ、装置コストの低減化を図ることができる。
しかも、昇降板１４が昇降する際にも、シャフトカバー３２がシャフトカバー３１の外周面に沿って昇降することにより、簡易な構造で、常時支柱１２の外周面を覆っておくことができる。
【００６２】
なお、上記実施形態においては、ロータ５の外径よりもシェル４の外法寸法が大きい一般的なロータアッセンブリ１を対象としていること、および極力ロータ５側を安定的に回収することを目的としていること等から、ロータフック１９によってロータ５を支持した状態で、押出プレート２０によってシェル４側をシャフト２の軸線方向に押圧する構成についてのみ説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えばロータ５の外径よりもシェル４の外法寸法が小さい場合等においては、シェル４側を支持部材によって支持した状態で、ロータ５側を押圧プレートによって押圧する構成を採用することも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ ロータアッセンブリ
２ シャフト
４ シェル
５ ロータ
５ｃ 孔部
１０ 架台
１２ 支柱
１３ 天板
１４ 昇降板
１６ 油圧シリンダ（流体圧シリンダ）
１８ フックベース（支持部材）
１９ ロータフック（支持部材）
２０ 押出プレート
２３ プッシャーベース
２５ プッシャーピン
２７ レール
２８ 可動板
２０ ロータ受け
３１、３２ シャフトカバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類磁石を有するロータの中心に形成された孔部に出力軸となるシャフトが挿入されて嵌め合いにより固定され、当該シャフトの一端部に、上記ロータと間隔をおいてシェルが一体的に設けられたロータアッセンブリから上記ロータを分離する装置であって、
架台に、上記ロータおよび上記シェルの対向部の一方を上記シャフトの軸線方向に支持する支持部材と、上記対向部の他方に当接する押出プレートと、この押出プレートを上記支持部材による支持方向と反対方向に押圧する流体圧シリンダとを設けるとともに、
少なくとも上記ロータの上記対向部と当接する上記支持部材または押出プレートの表面を、非磁性体によって形成したことを特徴とするロータ分離装置。
【請求項２】
上記架台に複数本の支柱を立設し、これら支柱によって支持された天板の下部に上記支持部材を垂設するとともに、上記支柱に、中央部に上記支持部材が挿通可能な開口部が形成された昇降板を上記天板に配設した上記流体圧シリンダによって上下方向に移動自在に設け、当該昇降板に上記支持部材を間に挟んで対向する一対の上記押出プレートを設け、
かつ上記支柱および上記昇降板の少なくとも上記ロータアッセンブリ側に露出する表面を、非磁性体によって形成したことを特徴とする請求項１に記載のロータ分離装置。
【請求項３】
上記支持部材は、上記ロータの上記対向部を支持し、かつ上記押出プレートは、上記シェルの上記対向部に当接するとともに、当該押出プレートの表面も非磁性体によって形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のロータ分離装置。
【請求項４】
上記ロータの孔部に挿入可能な外径を有する円柱状のプッシャーピンが立設されるとともに、当該プッシャーピンの先端を鉛直方向の下方に向けて上記昇降板に着脱自在に装着可能なプッシャーベースと、上記プッシャーピンの下方に配置され、上記シャフトの軸線方向を上記プッシャーピンの軸線と一致させて上記ロータを位置決め可能なロータ受け部とを備えてなることを特徴とする請求項２または３に記載のロータ分離装置。
【請求項１】
希土類磁石を有するロータの中心に形成された孔部に出力軸となるシャフトが挿入されて嵌め合いにより固定され、当該シャフトの一端部に、上記ロータと間隔をおいてシェルが一体的に設けられたロータアッセンブリから上記ロータを分離する装置であって、
架台に、上記ロータおよび上記シェルの対向部の一方を上記シャフトの軸線方向に支持する支持部材と、上記対向部の他方に当接する押出プレートと、この押出プレートを上記支持部材による支持方向と反対方向に押圧する流体圧シリンダとを設けるとともに、
少なくとも上記ロータの上記対向部と当接する上記支持部材または押出プレートの表面を、非磁性体によって形成したことを特徴とするロータ分離装置。
【請求項２】
上記架台に複数本の支柱を立設し、これら支柱によって支持された天板の下部に上記支持部材を垂設するとともに、上記支柱に、中央部に上記支持部材が挿通可能な開口部が形成された昇降板を上記天板に配設した上記流体圧シリンダによって上下方向に移動自在に設け、当該昇降板に上記支持部材を間に挟んで対向する一対の上記押出プレートを設け、
かつ上記支柱および上記昇降板の少なくとも上記ロータアッセンブリ側に露出する表面を、非磁性体によって形成したことを特徴とする請求項１に記載のロータ分離装置。
【請求項３】
上記支持部材は、上記ロータの上記対向部を支持し、かつ上記押出プレートは、上記シェルの上記対向部に当接するとともに、当該押出プレートの表面も非磁性体によって形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のロータ分離装置。
【請求項４】
上記ロータの孔部に挿入可能な外径を有する円柱状のプッシャーピンが立設されるとともに、当該プッシャーピンの先端を鉛直方向の下方に向けて上記昇降板に着脱自在に装着可能なプッシャーベースと、上記プッシャーピンの下方に配置され、上記シャフトの軸線方向を上記プッシャーピンの軸線と一致させて上記ロータを位置決め可能なロータ受け部とを備えてなることを特徴とする請求項２または３に記載のロータ分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９９０１９（Ｐ２０１３−９９０１９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６９７３（Ｐ２０１１−２３６９７３）
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【特許番号】特許第５１４６５８３号（Ｐ５１４６５８３）
【特許公報発行日】平成２５年２月２０日（２０１３．２．２０）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２８日（２０１１．１０．２８）
【特許番号】特許第５１４６５８３号（Ｐ５１４６５８３）
【特許公報発行日】平成２５年２月２０日（２０１３．２．２０）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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