圧縮機の解体装置および解体方法
【課題】 ルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機に使用されているモータに含まれる磁石等の貴重な資源を部品単位で回収することができる圧縮機の解体装置および解体方法を提供する。
【解決手段】 圧縮機１００の外郭を切断し除去する切断部１０と、モータ１０４のロータ１０７に接合された回転シャフト１０５をロータ１０７から外す押し抜き部２０と、ロータ１０７内の磁石１０９を脱磁する脱磁部３０と、ロータ１０７の電磁鋼板１０８とロータウェイト１１０ａ、１１０ｂとを固定しているリベット１１１を切断して電磁鋼板１０８とロータウェイト１１０ａ、１１０ｂとを分離させる解体部４０とを備える。
【解決手段】 圧縮機１００の外郭を切断し除去する切断部１０と、モータ１０４のロータ１０７に接合された回転シャフト１０５をロータ１０７から外す押し抜き部２０と、ロータ１０７内の磁石１０９を脱磁する脱磁部３０と、ロータ１０７の電磁鋼板１０８とロータウェイト１１０ａ、１１０ｂとを固定しているリベット１１１を切断して電磁鋼板１０８とロータウェイト１１０ａ、１１０ｂとを分離させる解体部４０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄されたルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機の解体に関するものであり、特に圧縮機に使用されているモータのロータに内蔵された磁石等の回収を行う解体装置および解体方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄されたルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の家電製品を解体する場合は、冷媒回路内の冷媒フロンを回収後、主要部品を手作業で取り外し、破砕して選別し、金属、プラスチック等を回収している。圧縮機に関しては、製品から取り出されて電気炉で溶解、または破砕機で破砕されている（例えば、特許文献１、２参照）。または、圧縮機は鉄や銅等の有用金属で構成されているため、素材回収業者等に有価で引き渡されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１３２１０号公報（請求項１、図１０）
【特許文献２】特開２００１−１１０６３６号公報（請求項１、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、これら圧縮機に使用されているモータが有する金属素材の需要が急激に拡大してきている。ルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機に使用されているモータには磁石埋込み型のロータが主に使われており、このロータは、回転時のバランスを取るための黄銅製のロータウェイト、電磁鋼板および磁石で構成されている。黄銅は銅や亜鉛が含有された貴重な金属資源であり、電磁鋼板は鉄損が少なく、主に発電所の発電機、変電所の変圧器、家庭の冷蔵庫、ハイブリッドカー等のモータやノートパソコン等のＩＴ機器の精密モータの鉄芯に幅広く採用され、利用範囲は一層拡大している。また、磁石に関しては、新たな磁石に再生することで様々な製品に利用することができる。
【０００５】
これらの金属材料は原形を保った状態で回収した方が高純度となり価値が高まるため、上記の特許文献１、２の圧縮機の処理方法のように他の金属材料と混同する破砕による処理は不向きであった。しかしながら、モータのロータは高速回転駆動に耐えられるように複数のリベットで固定されていると共に回転シャフトに焼きばめ接合等で強固に固定されているため、これらの部品を破損させることなく解体することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機に使用されているモータに含まれる磁石等の貴重な資源を他の材料と混同させることなく、部品単位で回収することができる圧縮機の解体装置および解体方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る解体装置は、モータが内蔵された圧縮機の外郭を切断し除去する切断部と、切断部で外郭が除去された圧縮機を載置し、モータのロータに接合された回転シャフトをロータから外す押し抜き部と、押し抜き部で回転シャフトが外されたロータを載置し、ロータ内の磁石を脱磁する脱磁部と、脱磁部で脱磁処理されたロータを載置し、ロータの電磁鋼板とロータウェイトとを固定しているリベットを切断して電磁鋼板とロータウェイトとを分離させる解体部と、を備えた圧縮機の解体装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、圧縮機の外郭を除去する切断部、回転シャフトをロータから外す押し抜き部、ロータ内の磁石を脱磁する脱磁部、ロータを固定するリベットを切断する解体部の順に圧縮機を解体することで、ロータに含まれる磁石等の貴重な資源を他の材料と混同させることなく、部品単位で回収することができる。また、ロータを単品の状態にして解体することで、圧縮機に取り付けられた状態のロータを解体する場合よりも解体する対象物が小さくなるので装置を小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る解体装置にて処理されるルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機の構成を示す図であり、図１（ａ）は圧縮機の側面図、図１（ｂ）は圧縮機を分解した状態の側面図である。
【図２】図１の圧縮機に使用されているモータのロータの断面図であり、図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）は横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る解体装置の全体構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る切断装置の構成を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る切断装置の構成を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る押し抜き装置の構成を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る脱磁装置の構成を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る脱磁装置の構成を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る脱磁装置の構成を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る解体装置の構成を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る解体装置にて処理されるロータの電磁鋼板の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
まず本願発明の実施の形態を説明するにあたって、本実施の形態に係る解体装置にて処理されるルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機について説明する。
図１は実施の形態１に係る解体装置にて処理されるルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機の構成を示す図であり、図１（ａ）は圧縮機の側面図、図１（ｂ）は圧縮機を分解した状態の側面図である。なお、図１には圧縮機の一例としてロータリー型圧縮機を示しているが、この圧縮機に限定するものではない。
【００１１】
図１に示すように、圧縮機１００は、圧縮機１００の外郭を形成する金属製の密閉型のシェル部１０１と、シェル部１０１の側面と配管を介して接続され、液冷媒とガス冷媒を分離しガス冷媒をシェル部１０１内に供給するマフラー部１０２を備えている。シェル部１０１内には、ガス冷媒の圧縮が行われる圧縮室１０３と、圧縮室１０３を駆動させるモータ１０４とが設けられている。モータ１０４は、圧縮室１０３に回転可能に連結されたシャフト１０５と、銅線が取り付けられたドーナツ型のステータ１０６と、ステータ１０６の内側に設けられ、シャフト１０５に焼ばめ接合されたロータ１０７とから構成されている。なお、図１（ｂ）ではステータ１０６をロータ１０７から取り外した状態を示している。
【００１２】
図２はロータ１０７の断面図であり、図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）は横断面図である。図２に示すように、ロータ１０７は、円盤状の薄い板厚の鉄系部材が複数重ねられた電磁鋼板１０８と、重ねられた電磁鋼板１０８内に設けられた収容部に収容された矩形状の磁石１０９と、電磁鋼板１０８の上面側と下面側に取り付けられたロータウェイト１１０ａ、１１０ｂと、周方向に等間隔に配置され、電磁鋼板１０８とロータウェイト１１０ａ、１１０ｂとを固定するリベット１１１とを備えている。
【００１３】
電磁鋼板１０８およびロータウェイト１１０ａ、１１０ｂの中心には、モータ１０４のシャフト１０５が挿入される穴１１２が形成されている。磁石１０９は、磁石１０９の最広面がロータ１０７の長手方向に対して略平行となる向きで設けられている。また、磁石１０９はシャフト１０５が挿入される穴１１２を囲むように６つ設けられている。
【００１４】
なお、図２（ｂ）では、磁石１０９が電磁鋼板１０８の外周面に沿って環状に設けられたロータ１０７を示しているが、磁石１０９が電磁鋼板１０８の中心部から外周面に向かって放射状に配置されたロータもある。また、図２（ｂ）では、４本のリベット１１１で固定したロータ１０７を示しているが、３本のリベット１１１で固定したロータもある。実施の形態１に係る解体装置では、このような磁石１０９の配置やリベット１１１の本数等が異なるロータも処理することができ、図２に示すロータ１０７と同様に解体することが可能である。
【００１５】
以上説明したロータ１０７を備えた圧縮機１００を処理する実施の形態１に係る解体装置について、以下説明する。
図３は実施の形態１に係る解体装置の全体構成を示す図である。図３に示すように、解体装置１は、圧縮機１００のシェル部１０１、マフラー部１０２を切断し除去する切断装置１０と、ロータ１０７からシャフト１０５を取り外し、ロータ１０７を単品にする押し抜き装置２０と、単品となったロータ１０７を脱磁する脱磁装置３０と、ロータ１０７のリベット１１１を切断し、ロータ１０７を解体する解体装置４０とを備えている。
【００１６】
以下、切断装置１０、押し抜き装置２０、脱磁装置３０、解体装置４０については、図４〜図１０を参照して詳細に説明する。図４、５は実施の形態１に係る切断装置の構成を説明する図である。図６は実施の形態１に係る押し抜き装置の構成を説明する図である。図７〜９は実施の形態１に係る脱磁装置の構成を説明する図である。図１０は実施の形態１に係る解体装置の構成を説明する図である。
【００１７】
ルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の製品本体から予め取り出された圧縮機１００は、コンベアなどによって切断装置１０へ送られる。図４、５に示すように、切断装置１０は、マフラー部１０２とシェル部１０１とを接続する配管を切断し、マフラー部１０２を除去するマフラー部除去装置１０ａと、マフラー部１０２が除去された圧縮機のシェル部１０１を切断、除去するシェル部除去装置１０ｂとを備えている。なお、圧縮機１００は作業者などの人手によって切断装置１０へ送られるようにしてもよい。
【００１８】
マフラー部除去装置１０ａは、図４に示すように、圧縮機１００が載置される台１１と、台１１から圧縮機１００の上方にかけて延在したアーム部１２と、アーム部１２の先端部分に設けられたカッター１３と、カッター１３を上下方向にスライドさせる駆動機構１４とを備えている。
【００１９】
まず、圧縮機１００は、不図示のコンベアの駆動によって運ばれ、マフラー部１０２とシェル部１０１とを接続する配管がカッター１３の直下となる位置に載置される。そして、駆動機構１４を駆動させ、カッター１３を下方にスライドさせてカッター１３を配管の上方から押し付けることで配管を切断する。なお、図４には駆動機構１４によってカッター１３をスライドさせるものを示したが、作業者がレバー等を引くことでカッター１３をスライドさせるものでもよい。
【００２０】
シェル部除去装置１０ｂは、図５に示すように、マフラー部１０２が除去された圧縮機１００ａが載置される回転台１５と、回転台１５を回転させるモータ部１６と、２つのカッター１７を有し、回転台１５に向かって移動可能に設けられたアーム部１８と、アーム部１８を移動させる駆動機構１９とを備えている。
【００２１】
まず、不図示のコンベアの駆動によって、圧縮機１００ａが回転台１５に載置される。そして、モータ１６を駆動させて回転台１５を回転させ、圧縮機１００ａを回転させる。その後、アクチュエーター１９を駆動させ、アーム部１８を圧縮機１００ａ側に移動させる。そして、２つのカッター１７を圧縮機１００ａのシェル部１０１の側面の上部と下部とにそれぞれ押し付け、圧縮機１００ａが回転することによってシェル部１０１全周を切断する。切断されたシェル部１０１は除去され、圧縮機１００ａは、圧縮室１０３、モータ１０４が露出した状態となる。
【００２２】
このように、始めに切断装置１０でシェル部１０１、マフラー部１０２を取り除くことで圧縮機１００内のモータ１０４等が露出するため、圧縮機１００からロータ１０７を取り出しやすくすることができる。また、シェル部１０１を取り除くことで圧縮機１００内の圧縮室１０３が露出するため、この圧縮機を上下逆さにするなどをして圧縮室１０３内に溜まっている潤滑油の多くを取り出すことができ、後工程における油垂れ等を防止することができる。さらに、シェル部１０１等を取り除くことで、処理対象物が小さくなり後工程の装置を小型にすることができる。
【００２３】
切断装置１０で取り除かれたシェル部１０１、マフラー部１０２は、鉄系の金属として回収され別途処理される。また、このときモータ１０４のステータ１０６も取り除かれ、ステータ１０６に取り付けられた銅線は銅系の金属として回収され、銅線以外の部分は鉄系の金属として回収され別途処理される。
【００２４】
なお、予めマフラー部１０２が除去された圧縮機を切断装置１０へ送るようにしてもよく、その場合にはマフラー除去手段が不要となり切断装置１０を小型にすることができる。
【００２５】
切断装置１０でシェル部１０１等が取り除かれた半解体状態の圧縮機は、次にコンベアなどによって押し抜き装置２０へ送られる。なお、半解体状態の圧縮機は作業者などの人手によって押し抜き装置２０へ送られるようにしてもよい。
【００２６】
図６に示すように、押し抜き装置２０は、半解体状態の圧縮機１００ｂが載置される台２１と、台２１に載置された圧縮機１００ｂの側方に設けられ、不図示の駆動機構によって水平方向にスライドされる一対の板状のロータ受け台２２と、ロータ受け台２２によって支持される圧縮機１００ｂのシャフト１０５の上方に設けられた押し棒２３と、押し棒２３に対して下方に荷重を加え、シャフト１０５がロータ１０７から外れる位置まで押し棒２３を下方に押し込む油圧式のプレスシリンダー２４とを備えている。
【００２７】
一対のロータ受け台２２は、互いに対向する位置に設けられており、台２１に載置される圧縮機１００ｂに向かってそれぞれスライドするようになっている。押し棒２３は、シャフト１０５の軸線上に設けられており、押し棒２３を下方に移動させたときに押し棒２３の下端面がシャフト１０５の上端面に当たるようになっている。また、押し棒２３は、シャフト１０５の外径と同じ又はシャフト１０５の外径よりも小さい幅となっている。なお、ロータ受台２２、押し棒２３には、ロータ１０７内の磁石１０９の磁力に影響しない非磁性材が使われている。
【００２８】
一対のロータ受け台２２でロータ１０７を支持することで、シャフト１０５を挟むようにしてロータ１０５を支持することができ、シャフト１０５が取り付けられた状態のロータ１０７を安定して支持することができる。また、押し棒２３の外径をシャフト１０５の外径よりも小さくすることで、押し棒２３がロータ１０７の穴１１２に挿入可能な大きさとなるので、シャフト１０５がロータ１０７から完全に外れる位置まで押し棒２３を押し込むことができる。
【００２９】
まず、不図示のコンベアの駆動によって、圧縮機１００ｂが台２１の中心部に載置される。そして、不図示の駆動機構の駆動によってロータ受け台２２を圧縮機１００ｂ側にスライドさせ、ロータ受け台２２の先端部をロータ１０７と圧縮室１０３の隙間に挿入させる。その後、台２１を下降させ、ロータ１０７の下面をロータ受台２２の上面で受けロータ１０７を支持する。なお、圧縮機１００ｂをアーム等で挟持し、圧縮機１００ｂを上方に移動させてからロータ受台２２をロータ１０７と圧縮室１０３の隙間に挿入させ、ロータ１０７を支持するものでもよい。
【００３０】
ロータ受け台２２によって圧縮機１００ｂの支持が完了すると、プレスシリンダー２４によって押し棒２３を下方に移動させ、シャフト１０５の上端面に押し棒２３の下端面を当てる。そして、プレスシリンダー２４でさらに押し棒２３を下方に向けて例えば２トンの荷重で押す。荷重が加えられたシャフト１０５は徐々に下降し、ロータ１０７からシャフト１０５が外れ、シャフト１０５と圧縮室１０３が下方に脱落する。ロータ１０７から外されたシャフト１０５、圧縮室１０３は、鉄系の金属として回収され別途処理される。
【００３１】
このように、押し抜き装置２０でロータ１０７を単品にすることで、シャフト１０５や圧縮室１０３が取り付けられた状態のものと比べて、後工程における処理対象物が大幅に小さくなるので装置を大幅に小型にすることが可能となる。また、潤滑油が多く付着している圧縮室１０３を取り外すことで、後工程において油垂れなどが発生することがなくなるので、装置の油汚染や故障等を防止することができる。さらに、ロータ１０７に焼きばめ接合されたシャフト１０５を取り外すことで、後工程においてロータ１０７を容易に解体することができる。
【００３２】
押し抜き装置２０で単品となったロータ１０７は、次にアームなどによって挟持され脱磁装置３０へ送られる。図７、８に示すように、脱磁装置３０は、ロータ１０７の穴１１２とほぼ同じ外径のピン３１ａが設けられ、ロータ１０７の穴１１２にこのピン３１ａを挿入し、ロータ１０７を支持する支持台３１と、交番減衰磁界を発生し、ロータ１０７の磁石１０９の脱磁を行う交番減衰磁界脱磁コイル３２を備えている。
【００３３】
図７に示すように、まず、アーム２００で挟持されたロータ１０７が支持台３１の上方に運ばれる。そして、ロータ１０７の中心にある穴１１２に支持台３１のピン３１ａを挿入させて、ロータ１０７を支持する。このとき、ロータ１０７の穴１１２はロータ１０７の中心に設けられているため、支持台３１のピン３１ａの中心はロータ１０７の中心部に位置することになる。ロータ１０７の支持が完了すると、アーム２００がロータ１０７から外され、支持台３１に載置されたロータは交番減衰磁界脱磁コイル３２へ送られる。なお、支持台３１には、ロータ１０７内の磁石１０９の磁力に影響しない非磁性材が使われている。
【００３４】
このように、ロータ１０７を単品にしたことでロータ１０７の穴１１２にピン３１ａを挿入させることが可能となり、ロータ１０７を容易に支持することができると共に、ロータ１０７の中心をこのピン３１ａの中心に基づいて容易に認識することができるので、次工程における脱磁処理を効率的に行うことができる。
【００３５】
図８に示すように、交番減衰磁界脱磁コイル３２に送られたロータ１０７は、ドーナツ型の交番減衰磁界脱磁コイル３２の内側に挿入される。そして、交番減衰磁界脱磁コイル３２に電圧が印加することで、図８に矢印で示すように交番減衰磁界Ａを発生させる。なお、交番減衰磁界による常温脱磁では潤滑油の発煙の心配はない。
【００３６】
支持台３１によってロータ１０７の中心を認識することができるので、支持台３１のピン３１ａの中心と交番減衰磁界脱磁コイル３２の中心とを一致させるように、支持台３１を移動させロータ１０７を交番減衰磁界脱磁コイル３２の内側に挿入させることで、ロータ１０７を交番減衰磁界脱磁コイル３２の内側の中央に配置させることができる。交番減衰磁界脱磁コイル３２の中央に配置されたロータ１０７には交番減衰磁界Ａがロータ１０７全体に均等にかかるため、効率よく磁石１０９の脱磁を行うことができる。
【００３７】
また、ロータ１０７を交番減衰磁界脱磁コイル３２の中央に縦置きに配置することで、磁石１０９の長手方向が交番減衰磁界Ａの方向に対して並行の向きになる。このように、ロータ１０７を縦置きに配置することで、交番減衰磁界Ａが磁石１０９の長手方向に均等にかかるため、ロータ１０７を動かすことなく全ての磁石１０９の脱磁を行うことができる。
【００３８】
なお、交番減衰磁界Ａの強さは磁石１０９のグレード、極数に応じた適切な値に設定されており、適切な値であれば１、２回交番減衰磁界をかけることで磁石１０９の脱磁を行うことができる。また、交番減衰磁界による脱磁を行う場合、交番減衰磁界Ａ内に配置されたロータ１０７が交番減衰磁界Ａの影響を受けて振動するおそれがあるため、図示していないが、交番減衰磁界脱磁コイル３２の上方にはロータ１０７の飛び出し防止用のカバーが設けられている。
【００３９】
ここで、図９に示すように、交番減衰磁界脱磁コイル３２内にロータ１０７を横置きに配置させて脱磁を行ってもよい。ロータ１０７を横置きに配置することで、磁石１０９の長手方向が交番減衰磁界Ａの方向に対して略垂直となる向きになり、磁石１０９の最広面に交番減衰磁界Ａが直交するため、交番減衰磁界Ａが磁石１０９に作用しやすくなり脱磁の効率を高めることができる。
【００４０】
この場合、図２（ｂ）に示したように、ロータ１０７内には複数の磁石１０９が環状に設けられているため、ロータ１０７を周方向に回転させる機構を設け、すべての磁石１０９の最広面に交番減衰磁界Ａを直交させるようにすることでさらに効率よく脱磁を行うことが可能となる。また、縦置きの場合に比べ、脱磁効率がよいため交番減衰磁界Ａの強さが小さい低容量の電源で済み、脱磁装置が安価で済む。例えば、ルームエアコン用の希土類磁石を使用したロータの場合は４テスラ以上の磁束密度が必要だが、横置きの場合には最大４テスラで脱磁が可能となる。
【００４１】
なお、脱磁手段として、交番減衰磁界脱磁コイル３２に換えて高周波誘導加熱コイルを用いた高周波誘導加熱による脱磁を行ってもよい。ロータ１０７は、交番減衰磁界脱磁コイル３２の場合と同様に支持台３１によって支持される。図２（ｂ）に示したロータ１０７のように磁石１０９が電磁鋼板１０８の外周面に沿って環状に設けられた場合には、電磁鋼板１０８の表面が赤熱するまで加熱をすると、磁石１０９の外側にある電磁鋼板１０８の表面部分が焼き切れ、磁石１０９が露出する。このように、高周波誘導加熱による脱磁の場合には、磁石１０９の脱磁と取出しが一度にでき作業時間を短縮させることができる。
【００４２】
また、高周波誘導加熱による脱磁を行う場合、加熱により潤滑油が発煙するため別途煙処理装置が必要となるが、押し抜き装置２０でロータ１０７を単品にしたことで、半解体状態の圧縮機１００ｂに比べ潤滑油の付着が少なく発煙量も少なくなるため、小型の安価な煙処理装置設備で対応することができ、コストを抑えることができる。
【００４３】
脱磁装置３０で磁石１０９の脱磁が行われたロータ１０７は、次にアームなどによって挟持され解体装置４０へ送られる。図１０に示すように、解体装置４０は、台４１上に設けられ、ロータ１０７の穴１１２とほぼ同じ外径のピン４２ａを有する保持台４２と、台４１から上方に延在したアーム部４３と、アーム部４３に上下方向に移動可能に設けられるとともに、水平方向にスライド可能に設けられた押切刃４４と、押切刃４４を移動させる駆動機構４５とを備えている。
【００４４】
押切刃４４は２つ設けられており、互いに対向する位置で、ロータ１０７が載置される中央部に向かってスライドする向きに設けられている。なお、図１０では左側の押切刃４４の一部を省略しているが、右側の押切刃４４と同様にアーム部に設けられている。
【００４５】
まず、解体装置４０に送られたロータ１０７は保持台４２に送られ、ロータ１０７の穴１１２に保持台４２のピン４２ａが挿入される。そして、保持台４２によって保持されたロータ１０７が２つの押切刃４４の中央に載置される。その後、不図示のセンサーによって、リベット１１１の位置を検出し、検出された位置に基づいて駆動機構４５が押切刃４４を上下方向に移動させ、押切刃４４の刃先端部がリベット１１１に当たる位置に押切刃４４をセットする。そして、駆動機構４５によって、２つの押切刃４４を同時にロータ１０７に向かって素早くスライドさせ、リベット１１１を切断する。
【００４６】
このように、対向する一対の押切刃４４でリベット１１１を切断することで、ロータ１０７を部品単位に解体することが可能な状態にすることができる。そして、一対の押切刃４４を互いに対向する位置に配置させ、ロータ１０７に向かって同時にスライドさせてリベット１１１を切断することで、切断時の衝撃を打ち消し合うことができるので、電磁鋼板１０８や磁石１０９に伝わる衝撃を最小限に抑えることできる。切断時の衝撃を抑えることで電磁鋼板１０８内の磁石１０９の収容部の変形を抑えることができるので、後工程において磁石１０９を容易に取り出すことが可能となる。
【００４７】
また、保持台４２によって、ロータ１０７の下方側を支持してロータ１０７の側方と上方とを開放させた状態でロータ１０７を保持することで、リベット１１１切断時に発生する衝撃がロータ１０７の側方と上方とに逃げ、電磁鋼板１０８、磁石１０９及びロータウェイト１１０ａ、１１０ｂの変形や破損を抑制することができる。
【００４８】
ここで、不図示のセンサーによって、ロータウェイト１１０ａと電磁鋼板１０８の境界部分を検出し、この境界部分に押切刃４４の刃先端部が当たる位置に押切刃４４をセットし、リベット１１１を切断するようにしてもよい。その場合、図１０に示すようにロータウェイト１１０ａと電磁鋼板１０８の境界部分に押切刃４４が入り込み、ロータウェイト１１０ａを電磁鋼板１０８から分離させるようにしてリベット１１１の切断が行われるので、押切刃４４の接触によるロータウェイト１１０ａと電磁鋼板１０８の変形や破損を最小限に抑えることができ、より原形を保った状態で各部品を解体することが可能となる。
【００４９】
また、除去されたロータウェイト１１０ａは、切断時の衝撃により上方に飛び出すおそれがあるため、図１０に示すように解体装置４０の上方にロータウェイト１１０ａの飛散防止用のカバー４６を設けることで、ロータウェイト１１０ａの飛散を防止することができ安全性を確保することができる。このカバー４６はアクリル等の中が見える透明材料で作られており、解体状況の確認をすることも可能となっている。なお、取り除かれたロータウェイト１１０ａは、黄銅材料として回収され別途処理される。
【００５０】
なお、押切刃４４に代えて、例えば円盤状のカッター等でリベット１１１の切断をするものにした場合、歯の寿命を考慮する必要がありランニングコストが増加するおそれがある。また、グラインダー等でリベット１１１の頭を研磨するものにした場合には、除去時間が長くなり時間効率が大幅に悪化するおそれがある。したがって、図１０に示した押切刃４４によるリベット１１１の切断が最適である。
【００５１】
ここで、３本のリベットで固定されたロータの場合について説明する。３本のリベットで固定されたロータに対して２つの押切刃でリベットの切断を行うと、１方の押切刃で１つのリベット、もう一方の押切刃で２つのリベットを切断することとなり、切断時の衝撃がそれぞれの押切刃で異なってしまい衝撃を十分に打ち消すことができないおそれがある。この場合、それぞれのリベットに対応した３つの押切刃を設け、３つの押切刃を同時にロータに向かってスライドさせてリベットの切断を行えば切断時の衝撃を抑えることができる。
【００５２】
ロータのリベットの本数は一般的には４本と３本のものが多いので、リベットの本数の検出を予め画像センサーなどで行い、検出結果に応じて押切刃の位置と、ロータの向きを適切にセットするようにすれば、それぞれのロータのリベットの切断を最適に行うことができる。また、ロータの形状をパターン化して装置に記憶させることで、この２種類以外のリベットを備えたロータにも対応させることが可能となる。
【００５３】
なお、図１０ではロータ１０７を縦置きにし、ロータ１０７の左右方向から押切刃４４をスライドさせてリベット１１１を切断し、ロータウェイト１１０ａを除去するものを示したが、ロータ１０７を横向きに保持する保持台を設け、横向きになったロータ１０７の上下方向から押切刃４４をスライドさせてリベット１１１を切断し、ロータウェイト１１０ａを除去するようにしてもよい。その場合には、除去されたロータウェイト１１０ａが下方に落下するので、ロータウェイト１１０ａを所定の位置に落下させることができるので回収が容易になり、作業性を向上させることができる。
【００５４】
解体装置４０でリベット１１１が切断されたロータ１０７は、次に解体装置１から搬出される。解体装置１から搬出されたロータ１０７は、電磁鋼板１０８内から磁石１０９が取り出される。磁石１０９は、ロータ１０７を逆さにして振動を加えることで、容易に取り出すことができる。仮に電磁鋼板１０８が若干変形して磁石１０９が電磁鋼板１０８に引っかかる場合には、長尺状の治具等を磁石１０９の収容部に挿入させ押し出すことで容易に取り出すことができる。磁石１０９が取り出されたロータ１０７は、部品ごとに解体され材料別に回収される。
【００５５】
図１１は実施の形態１に係る解体装置にて処理されるロータの電磁鋼板の構成を示す図である。図１１に示すように、ロータ１０７の電磁鋼板１０８は薄い板状部材が複数枚重ねられ、かしめ部１１３によって固定されて形成されている。かしめ部１１３は、電磁鋼板１０８の最上部から最下部のまでの部材をすべてかしめて固定している。このように、電磁鋼板１０８はかしめ部１１３によって一体に固定されているため、磁石１０９が取り出された後も原形は保った状態で回収することが可能であり、素材メーカ等に高品位の鉄として売却することができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態に係る解体装置１は切断装置１０、押し抜き装置２０、脱磁装置３０、解体装置４０の順に圧縮機１００を解体するものである。このような順番で解体することで、圧縮機１００のモータ１０４に含まれる磁石１０９等の貴重な資源を他の材料と混同させることなく、効率よく回収することが可能となる。
【００５７】
具体的には、始めに切断装置１０で圧縮機１００のモータ１０４等を露出させることで、モータ１０４のステータ１０６を取り除くことができると共に、次の押し抜き装置２０にてシャフト１０５を外す処理が可能となる。次に、押し抜き装置２０でシャフト１０５と圧縮室１０３をロータ１０７から外すことで、磁石１０９等の貴重な資源を有するロータ１０７を単品の状態にし、次の脱磁装置３０にて効率よく脱磁処理を行うことができる。次に、脱磁装置３０にてロータ１０７の磁石１０９を脱磁処理することで、最後の解体装置４０にて磁石１０９の磁力に影響されずにロータ１０７を解体することができる。
【００５８】
仮に、シャフト１０５と圧縮室１０３が付いた状態で脱磁処理を行うとすると、ロータ１０７単品の状態に比べ、大きくて重く、また圧縮室１０３に多くの潤滑油が付着しているため取り扱いが難しく作業性が悪化するおそれがある。また、シャフト１０５を外さずにロータ１０７から飛び出た部分のシャフト１０５を切断して解体を進めると、脱磁装置３０における処理対象物は小さくなるものの、ロータ１０７の穴１１２にはシャフト１０５が焼きばめ接合されている状態のため、最後の解体装置４０でリベット１１１を切断したとしてもロータ１０７を解体することが困難となる。さらに、磁石１０９の脱磁処理を行わずに解体装置４０でリベット１１１の切断を行うと、押切刃４４が磁石１０９の影響を受け正常にリベット１１１を切断することができず、電磁鋼板１０８や磁石１０９が変形してしまうおそれがある。
【００５９】
切断装置１０、押し抜き装置２０、脱磁装置３０、解体装置４０の順に圧縮機１００を解体することで、これらの弊害が発生することなく圧縮機１００を効率よく解体することができ、ロータ１０７に含まれる磁石１０９等の貴重な資源を他の材料と混同させることなく、部品単位で回収することが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 解体装置、１０ 切断装置（切断部）、１３ カッター、１５ 回転台、１７ カッター、２０ 押し抜き装置（押し抜き部）、２２ ロータ受け台、２３ 押し棒、２４ プレスシリンダー、３０ 脱磁装置（脱磁部）、３１ 支持台、３２ 交番減衰磁界脱磁コイル、４０ 解体装置（解体部）、４２ 保持台、４４ 押切刃、４６ カバー、１００ 圧縮機、１０１ シェル部、１０２ マフラー部、１０３ 圧縮室、１０４ モータ、１０５ シャフト、１０６ ステータ、１０７ ロータ、１０８ 電磁鋼板、１０９ 磁石、１１０ａ、１１０ｂ ロータウェイト、１１１ リベット、１１２ 穴、１１３ かしめ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄されたルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機の解体に関するものであり、特に圧縮機に使用されているモータのロータに内蔵された磁石等の回収を行う解体装置および解体方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄されたルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の家電製品を解体する場合は、冷媒回路内の冷媒フロンを回収後、主要部品を手作業で取り外し、破砕して選別し、金属、プラスチック等を回収している。圧縮機に関しては、製品から取り出されて電気炉で溶解、または破砕機で破砕されている（例えば、特許文献１、２参照）。または、圧縮機は鉄や銅等の有用金属で構成されているため、素材回収業者等に有価で引き渡されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１３２１０号公報（請求項１、図１０）
【特許文献２】特開２００１−１１０６３６号公報（請求項１、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、これら圧縮機に使用されているモータが有する金属素材の需要が急激に拡大してきている。ルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機に使用されているモータには磁石埋込み型のロータが主に使われており、このロータは、回転時のバランスを取るための黄銅製のロータウェイト、電磁鋼板および磁石で構成されている。黄銅は銅や亜鉛が含有された貴重な金属資源であり、電磁鋼板は鉄損が少なく、主に発電所の発電機、変電所の変圧器、家庭の冷蔵庫、ハイブリッドカー等のモータやノートパソコン等のＩＴ機器の精密モータの鉄芯に幅広く採用され、利用範囲は一層拡大している。また、磁石に関しては、新たな磁石に再生することで様々な製品に利用することができる。
【０００５】
これらの金属材料は原形を保った状態で回収した方が高純度となり価値が高まるため、上記の特許文献１、２の圧縮機の処理方法のように他の金属材料と混同する破砕による処理は不向きであった。しかしながら、モータのロータは高速回転駆動に耐えられるように複数のリベットで固定されていると共に回転シャフトに焼きばめ接合等で強固に固定されているため、これらの部品を破損させることなく解体することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機に使用されているモータに含まれる磁石等の貴重な資源を他の材料と混同させることなく、部品単位で回収することができる圧縮機の解体装置および解体方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る解体装置は、モータが内蔵された圧縮機の外郭を切断し除去する切断部と、切断部で外郭が除去された圧縮機を載置し、モータのロータに接合された回転シャフトをロータから外す押し抜き部と、押し抜き部で回転シャフトが外されたロータを載置し、ロータ内の磁石を脱磁する脱磁部と、脱磁部で脱磁処理されたロータを載置し、ロータの電磁鋼板とロータウェイトとを固定しているリベットを切断して電磁鋼板とロータウェイトとを分離させる解体部と、を備えた圧縮機の解体装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、圧縮機の外郭を除去する切断部、回転シャフトをロータから外す押し抜き部、ロータ内の磁石を脱磁する脱磁部、ロータを固定するリベットを切断する解体部の順に圧縮機を解体することで、ロータに含まれる磁石等の貴重な資源を他の材料と混同させることなく、部品単位で回収することができる。また、ロータを単品の状態にして解体することで、圧縮機に取り付けられた状態のロータを解体する場合よりも解体する対象物が小さくなるので装置を小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る解体装置にて処理されるルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機の構成を示す図であり、図１（ａ）は圧縮機の側面図、図１（ｂ）は圧縮機を分解した状態の側面図である。
【図２】図１の圧縮機に使用されているモータのロータの断面図であり、図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）は横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る解体装置の全体構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る切断装置の構成を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る切断装置の構成を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る押し抜き装置の構成を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る脱磁装置の構成を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る脱磁装置の構成を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る脱磁装置の構成を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る解体装置の構成を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る解体装置にて処理されるロータの電磁鋼板の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
まず本願発明の実施の形態を説明するにあたって、本実施の形態に係る解体装置にて処理されるルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機について説明する。
図１は実施の形態１に係る解体装置にて処理されるルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の圧縮機の構成を示す図であり、図１（ａ）は圧縮機の側面図、図１（ｂ）は圧縮機を分解した状態の側面図である。なお、図１には圧縮機の一例としてロータリー型圧縮機を示しているが、この圧縮機に限定するものではない。
【００１１】
図１に示すように、圧縮機１００は、圧縮機１００の外郭を形成する金属製の密閉型のシェル部１０１と、シェル部１０１の側面と配管を介して接続され、液冷媒とガス冷媒を分離しガス冷媒をシェル部１０１内に供給するマフラー部１０２を備えている。シェル部１０１内には、ガス冷媒の圧縮が行われる圧縮室１０３と、圧縮室１０３を駆動させるモータ１０４とが設けられている。モータ１０４は、圧縮室１０３に回転可能に連結されたシャフト１０５と、銅線が取り付けられたドーナツ型のステータ１０６と、ステータ１０６の内側に設けられ、シャフト１０５に焼ばめ接合されたロータ１０７とから構成されている。なお、図１（ｂ）ではステータ１０６をロータ１０７から取り外した状態を示している。
【００１２】
図２はロータ１０７の断面図であり、図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）は横断面図である。図２に示すように、ロータ１０７は、円盤状の薄い板厚の鉄系部材が複数重ねられた電磁鋼板１０８と、重ねられた電磁鋼板１０８内に設けられた収容部に収容された矩形状の磁石１０９と、電磁鋼板１０８の上面側と下面側に取り付けられたロータウェイト１１０ａ、１１０ｂと、周方向に等間隔に配置され、電磁鋼板１０８とロータウェイト１１０ａ、１１０ｂとを固定するリベット１１１とを備えている。
【００１３】
電磁鋼板１０８およびロータウェイト１１０ａ、１１０ｂの中心には、モータ１０４のシャフト１０５が挿入される穴１１２が形成されている。磁石１０９は、磁石１０９の最広面がロータ１０７の長手方向に対して略平行となる向きで設けられている。また、磁石１０９はシャフト１０５が挿入される穴１１２を囲むように６つ設けられている。
【００１４】
なお、図２（ｂ）では、磁石１０９が電磁鋼板１０８の外周面に沿って環状に設けられたロータ１０７を示しているが、磁石１０９が電磁鋼板１０８の中心部から外周面に向かって放射状に配置されたロータもある。また、図２（ｂ）では、４本のリベット１１１で固定したロータ１０７を示しているが、３本のリベット１１１で固定したロータもある。実施の形態１に係る解体装置では、このような磁石１０９の配置やリベット１１１の本数等が異なるロータも処理することができ、図２に示すロータ１０７と同様に解体することが可能である。
【００１５】
以上説明したロータ１０７を備えた圧縮機１００を処理する実施の形態１に係る解体装置について、以下説明する。
図３は実施の形態１に係る解体装置の全体構成を示す図である。図３に示すように、解体装置１は、圧縮機１００のシェル部１０１、マフラー部１０２を切断し除去する切断装置１０と、ロータ１０７からシャフト１０５を取り外し、ロータ１０７を単品にする押し抜き装置２０と、単品となったロータ１０７を脱磁する脱磁装置３０と、ロータ１０７のリベット１１１を切断し、ロータ１０７を解体する解体装置４０とを備えている。
【００１６】
以下、切断装置１０、押し抜き装置２０、脱磁装置３０、解体装置４０については、図４〜図１０を参照して詳細に説明する。図４、５は実施の形態１に係る切断装置の構成を説明する図である。図６は実施の形態１に係る押し抜き装置の構成を説明する図である。図７〜９は実施の形態１に係る脱磁装置の構成を説明する図である。図１０は実施の形態１に係る解体装置の構成を説明する図である。
【００１７】
ルームエアコン、冷蔵庫、除湿機等の製品本体から予め取り出された圧縮機１００は、コンベアなどによって切断装置１０へ送られる。図４、５に示すように、切断装置１０は、マフラー部１０２とシェル部１０１とを接続する配管を切断し、マフラー部１０２を除去するマフラー部除去装置１０ａと、マフラー部１０２が除去された圧縮機のシェル部１０１を切断、除去するシェル部除去装置１０ｂとを備えている。なお、圧縮機１００は作業者などの人手によって切断装置１０へ送られるようにしてもよい。
【００１８】
マフラー部除去装置１０ａは、図４に示すように、圧縮機１００が載置される台１１と、台１１から圧縮機１００の上方にかけて延在したアーム部１２と、アーム部１２の先端部分に設けられたカッター１３と、カッター１３を上下方向にスライドさせる駆動機構１４とを備えている。
【００１９】
まず、圧縮機１００は、不図示のコンベアの駆動によって運ばれ、マフラー部１０２とシェル部１０１とを接続する配管がカッター１３の直下となる位置に載置される。そして、駆動機構１４を駆動させ、カッター１３を下方にスライドさせてカッター１３を配管の上方から押し付けることで配管を切断する。なお、図４には駆動機構１４によってカッター１３をスライドさせるものを示したが、作業者がレバー等を引くことでカッター１３をスライドさせるものでもよい。
【００２０】
シェル部除去装置１０ｂは、図５に示すように、マフラー部１０２が除去された圧縮機１００ａが載置される回転台１５と、回転台１５を回転させるモータ部１６と、２つのカッター１７を有し、回転台１５に向かって移動可能に設けられたアーム部１８と、アーム部１８を移動させる駆動機構１９とを備えている。
【００２１】
まず、不図示のコンベアの駆動によって、圧縮機１００ａが回転台１５に載置される。そして、モータ１６を駆動させて回転台１５を回転させ、圧縮機１００ａを回転させる。その後、アクチュエーター１９を駆動させ、アーム部１８を圧縮機１００ａ側に移動させる。そして、２つのカッター１７を圧縮機１００ａのシェル部１０１の側面の上部と下部とにそれぞれ押し付け、圧縮機１００ａが回転することによってシェル部１０１全周を切断する。切断されたシェル部１０１は除去され、圧縮機１００ａは、圧縮室１０３、モータ１０４が露出した状態となる。
【００２２】
このように、始めに切断装置１０でシェル部１０１、マフラー部１０２を取り除くことで圧縮機１００内のモータ１０４等が露出するため、圧縮機１００からロータ１０７を取り出しやすくすることができる。また、シェル部１０１を取り除くことで圧縮機１００内の圧縮室１０３が露出するため、この圧縮機を上下逆さにするなどをして圧縮室１０３内に溜まっている潤滑油の多くを取り出すことができ、後工程における油垂れ等を防止することができる。さらに、シェル部１０１等を取り除くことで、処理対象物が小さくなり後工程の装置を小型にすることができる。
【００２３】
切断装置１０で取り除かれたシェル部１０１、マフラー部１０２は、鉄系の金属として回収され別途処理される。また、このときモータ１０４のステータ１０６も取り除かれ、ステータ１０６に取り付けられた銅線は銅系の金属として回収され、銅線以外の部分は鉄系の金属として回収され別途処理される。
【００２４】
なお、予めマフラー部１０２が除去された圧縮機を切断装置１０へ送るようにしてもよく、その場合にはマフラー除去手段が不要となり切断装置１０を小型にすることができる。
【００２５】
切断装置１０でシェル部１０１等が取り除かれた半解体状態の圧縮機は、次にコンベアなどによって押し抜き装置２０へ送られる。なお、半解体状態の圧縮機は作業者などの人手によって押し抜き装置２０へ送られるようにしてもよい。
【００２６】
図６に示すように、押し抜き装置２０は、半解体状態の圧縮機１００ｂが載置される台２１と、台２１に載置された圧縮機１００ｂの側方に設けられ、不図示の駆動機構によって水平方向にスライドされる一対の板状のロータ受け台２２と、ロータ受け台２２によって支持される圧縮機１００ｂのシャフト１０５の上方に設けられた押し棒２３と、押し棒２３に対して下方に荷重を加え、シャフト１０５がロータ１０７から外れる位置まで押し棒２３を下方に押し込む油圧式のプレスシリンダー２４とを備えている。
【００２７】
一対のロータ受け台２２は、互いに対向する位置に設けられており、台２１に載置される圧縮機１００ｂに向かってそれぞれスライドするようになっている。押し棒２３は、シャフト１０５の軸線上に設けられており、押し棒２３を下方に移動させたときに押し棒２３の下端面がシャフト１０５の上端面に当たるようになっている。また、押し棒２３は、シャフト１０５の外径と同じ又はシャフト１０５の外径よりも小さい幅となっている。なお、ロータ受台２２、押し棒２３には、ロータ１０７内の磁石１０９の磁力に影響しない非磁性材が使われている。
【００２８】
一対のロータ受け台２２でロータ１０７を支持することで、シャフト１０５を挟むようにしてロータ１０５を支持することができ、シャフト１０５が取り付けられた状態のロータ１０７を安定して支持することができる。また、押し棒２３の外径をシャフト１０５の外径よりも小さくすることで、押し棒２３がロータ１０７の穴１１２に挿入可能な大きさとなるので、シャフト１０５がロータ１０７から完全に外れる位置まで押し棒２３を押し込むことができる。
【００２９】
まず、不図示のコンベアの駆動によって、圧縮機１００ｂが台２１の中心部に載置される。そして、不図示の駆動機構の駆動によってロータ受け台２２を圧縮機１００ｂ側にスライドさせ、ロータ受け台２２の先端部をロータ１０７と圧縮室１０３の隙間に挿入させる。その後、台２１を下降させ、ロータ１０７の下面をロータ受台２２の上面で受けロータ１０７を支持する。なお、圧縮機１００ｂをアーム等で挟持し、圧縮機１００ｂを上方に移動させてからロータ受台２２をロータ１０７と圧縮室１０３の隙間に挿入させ、ロータ１０７を支持するものでもよい。
【００３０】
ロータ受け台２２によって圧縮機１００ｂの支持が完了すると、プレスシリンダー２４によって押し棒２３を下方に移動させ、シャフト１０５の上端面に押し棒２３の下端面を当てる。そして、プレスシリンダー２４でさらに押し棒２３を下方に向けて例えば２トンの荷重で押す。荷重が加えられたシャフト１０５は徐々に下降し、ロータ１０７からシャフト１０５が外れ、シャフト１０５と圧縮室１０３が下方に脱落する。ロータ１０７から外されたシャフト１０５、圧縮室１０３は、鉄系の金属として回収され別途処理される。
【００３１】
このように、押し抜き装置２０でロータ１０７を単品にすることで、シャフト１０５や圧縮室１０３が取り付けられた状態のものと比べて、後工程における処理対象物が大幅に小さくなるので装置を大幅に小型にすることが可能となる。また、潤滑油が多く付着している圧縮室１０３を取り外すことで、後工程において油垂れなどが発生することがなくなるので、装置の油汚染や故障等を防止することができる。さらに、ロータ１０７に焼きばめ接合されたシャフト１０５を取り外すことで、後工程においてロータ１０７を容易に解体することができる。
【００３２】
押し抜き装置２０で単品となったロータ１０７は、次にアームなどによって挟持され脱磁装置３０へ送られる。図７、８に示すように、脱磁装置３０は、ロータ１０７の穴１１２とほぼ同じ外径のピン３１ａが設けられ、ロータ１０７の穴１１２にこのピン３１ａを挿入し、ロータ１０７を支持する支持台３１と、交番減衰磁界を発生し、ロータ１０７の磁石１０９の脱磁を行う交番減衰磁界脱磁コイル３２を備えている。
【００３３】
図７に示すように、まず、アーム２００で挟持されたロータ１０７が支持台３１の上方に運ばれる。そして、ロータ１０７の中心にある穴１１２に支持台３１のピン３１ａを挿入させて、ロータ１０７を支持する。このとき、ロータ１０７の穴１１２はロータ１０７の中心に設けられているため、支持台３１のピン３１ａの中心はロータ１０７の中心部に位置することになる。ロータ１０７の支持が完了すると、アーム２００がロータ１０７から外され、支持台３１に載置されたロータは交番減衰磁界脱磁コイル３２へ送られる。なお、支持台３１には、ロータ１０７内の磁石１０９の磁力に影響しない非磁性材が使われている。
【００３４】
このように、ロータ１０７を単品にしたことでロータ１０７の穴１１２にピン３１ａを挿入させることが可能となり、ロータ１０７を容易に支持することができると共に、ロータ１０７の中心をこのピン３１ａの中心に基づいて容易に認識することができるので、次工程における脱磁処理を効率的に行うことができる。
【００３５】
図８に示すように、交番減衰磁界脱磁コイル３２に送られたロータ１０７は、ドーナツ型の交番減衰磁界脱磁コイル３２の内側に挿入される。そして、交番減衰磁界脱磁コイル３２に電圧が印加することで、図８に矢印で示すように交番減衰磁界Ａを発生させる。なお、交番減衰磁界による常温脱磁では潤滑油の発煙の心配はない。
【００３６】
支持台３１によってロータ１０７の中心を認識することができるので、支持台３１のピン３１ａの中心と交番減衰磁界脱磁コイル３２の中心とを一致させるように、支持台３１を移動させロータ１０７を交番減衰磁界脱磁コイル３２の内側に挿入させることで、ロータ１０７を交番減衰磁界脱磁コイル３２の内側の中央に配置させることができる。交番減衰磁界脱磁コイル３２の中央に配置されたロータ１０７には交番減衰磁界Ａがロータ１０７全体に均等にかかるため、効率よく磁石１０９の脱磁を行うことができる。
【００３７】
また、ロータ１０７を交番減衰磁界脱磁コイル３２の中央に縦置きに配置することで、磁石１０９の長手方向が交番減衰磁界Ａの方向に対して並行の向きになる。このように、ロータ１０７を縦置きに配置することで、交番減衰磁界Ａが磁石１０９の長手方向に均等にかかるため、ロータ１０７を動かすことなく全ての磁石１０９の脱磁を行うことができる。
【００３８】
なお、交番減衰磁界Ａの強さは磁石１０９のグレード、極数に応じた適切な値に設定されており、適切な値であれば１、２回交番減衰磁界をかけることで磁石１０９の脱磁を行うことができる。また、交番減衰磁界による脱磁を行う場合、交番減衰磁界Ａ内に配置されたロータ１０７が交番減衰磁界Ａの影響を受けて振動するおそれがあるため、図示していないが、交番減衰磁界脱磁コイル３２の上方にはロータ１０７の飛び出し防止用のカバーが設けられている。
【００３９】
ここで、図９に示すように、交番減衰磁界脱磁コイル３２内にロータ１０７を横置きに配置させて脱磁を行ってもよい。ロータ１０７を横置きに配置することで、磁石１０９の長手方向が交番減衰磁界Ａの方向に対して略垂直となる向きになり、磁石１０９の最広面に交番減衰磁界Ａが直交するため、交番減衰磁界Ａが磁石１０９に作用しやすくなり脱磁の効率を高めることができる。
【００４０】
この場合、図２（ｂ）に示したように、ロータ１０７内には複数の磁石１０９が環状に設けられているため、ロータ１０７を周方向に回転させる機構を設け、すべての磁石１０９の最広面に交番減衰磁界Ａを直交させるようにすることでさらに効率よく脱磁を行うことが可能となる。また、縦置きの場合に比べ、脱磁効率がよいため交番減衰磁界Ａの強さが小さい低容量の電源で済み、脱磁装置が安価で済む。例えば、ルームエアコン用の希土類磁石を使用したロータの場合は４テスラ以上の磁束密度が必要だが、横置きの場合には最大４テスラで脱磁が可能となる。
【００４１】
なお、脱磁手段として、交番減衰磁界脱磁コイル３２に換えて高周波誘導加熱コイルを用いた高周波誘導加熱による脱磁を行ってもよい。ロータ１０７は、交番減衰磁界脱磁コイル３２の場合と同様に支持台３１によって支持される。図２（ｂ）に示したロータ１０７のように磁石１０９が電磁鋼板１０８の外周面に沿って環状に設けられた場合には、電磁鋼板１０８の表面が赤熱するまで加熱をすると、磁石１０９の外側にある電磁鋼板１０８の表面部分が焼き切れ、磁石１０９が露出する。このように、高周波誘導加熱による脱磁の場合には、磁石１０９の脱磁と取出しが一度にでき作業時間を短縮させることができる。
【００４２】
また、高周波誘導加熱による脱磁を行う場合、加熱により潤滑油が発煙するため別途煙処理装置が必要となるが、押し抜き装置２０でロータ１０７を単品にしたことで、半解体状態の圧縮機１００ｂに比べ潤滑油の付着が少なく発煙量も少なくなるため、小型の安価な煙処理装置設備で対応することができ、コストを抑えることができる。
【００４３】
脱磁装置３０で磁石１０９の脱磁が行われたロータ１０７は、次にアームなどによって挟持され解体装置４０へ送られる。図１０に示すように、解体装置４０は、台４１上に設けられ、ロータ１０７の穴１１２とほぼ同じ外径のピン４２ａを有する保持台４２と、台４１から上方に延在したアーム部４３と、アーム部４３に上下方向に移動可能に設けられるとともに、水平方向にスライド可能に設けられた押切刃４４と、押切刃４４を移動させる駆動機構４５とを備えている。
【００４４】
押切刃４４は２つ設けられており、互いに対向する位置で、ロータ１０７が載置される中央部に向かってスライドする向きに設けられている。なお、図１０では左側の押切刃４４の一部を省略しているが、右側の押切刃４４と同様にアーム部に設けられている。
【００４５】
まず、解体装置４０に送られたロータ１０７は保持台４２に送られ、ロータ１０７の穴１１２に保持台４２のピン４２ａが挿入される。そして、保持台４２によって保持されたロータ１０７が２つの押切刃４４の中央に載置される。その後、不図示のセンサーによって、リベット１１１の位置を検出し、検出された位置に基づいて駆動機構４５が押切刃４４を上下方向に移動させ、押切刃４４の刃先端部がリベット１１１に当たる位置に押切刃４４をセットする。そして、駆動機構４５によって、２つの押切刃４４を同時にロータ１０７に向かって素早くスライドさせ、リベット１１１を切断する。
【００４６】
このように、対向する一対の押切刃４４でリベット１１１を切断することで、ロータ１０７を部品単位に解体することが可能な状態にすることができる。そして、一対の押切刃４４を互いに対向する位置に配置させ、ロータ１０７に向かって同時にスライドさせてリベット１１１を切断することで、切断時の衝撃を打ち消し合うことができるので、電磁鋼板１０８や磁石１０９に伝わる衝撃を最小限に抑えることできる。切断時の衝撃を抑えることで電磁鋼板１０８内の磁石１０９の収容部の変形を抑えることができるので、後工程において磁石１０９を容易に取り出すことが可能となる。
【００４７】
また、保持台４２によって、ロータ１０７の下方側を支持してロータ１０７の側方と上方とを開放させた状態でロータ１０７を保持することで、リベット１１１切断時に発生する衝撃がロータ１０７の側方と上方とに逃げ、電磁鋼板１０８、磁石１０９及びロータウェイト１１０ａ、１１０ｂの変形や破損を抑制することができる。
【００４８】
ここで、不図示のセンサーによって、ロータウェイト１１０ａと電磁鋼板１０８の境界部分を検出し、この境界部分に押切刃４４の刃先端部が当たる位置に押切刃４４をセットし、リベット１１１を切断するようにしてもよい。その場合、図１０に示すようにロータウェイト１１０ａと電磁鋼板１０８の境界部分に押切刃４４が入り込み、ロータウェイト１１０ａを電磁鋼板１０８から分離させるようにしてリベット１１１の切断が行われるので、押切刃４４の接触によるロータウェイト１１０ａと電磁鋼板１０８の変形や破損を最小限に抑えることができ、より原形を保った状態で各部品を解体することが可能となる。
【００４９】
また、除去されたロータウェイト１１０ａは、切断時の衝撃により上方に飛び出すおそれがあるため、図１０に示すように解体装置４０の上方にロータウェイト１１０ａの飛散防止用のカバー４６を設けることで、ロータウェイト１１０ａの飛散を防止することができ安全性を確保することができる。このカバー４６はアクリル等の中が見える透明材料で作られており、解体状況の確認をすることも可能となっている。なお、取り除かれたロータウェイト１１０ａは、黄銅材料として回収され別途処理される。
【００５０】
なお、押切刃４４に代えて、例えば円盤状のカッター等でリベット１１１の切断をするものにした場合、歯の寿命を考慮する必要がありランニングコストが増加するおそれがある。また、グラインダー等でリベット１１１の頭を研磨するものにした場合には、除去時間が長くなり時間効率が大幅に悪化するおそれがある。したがって、図１０に示した押切刃４４によるリベット１１１の切断が最適である。
【００５１】
ここで、３本のリベットで固定されたロータの場合について説明する。３本のリベットで固定されたロータに対して２つの押切刃でリベットの切断を行うと、１方の押切刃で１つのリベット、もう一方の押切刃で２つのリベットを切断することとなり、切断時の衝撃がそれぞれの押切刃で異なってしまい衝撃を十分に打ち消すことができないおそれがある。この場合、それぞれのリベットに対応した３つの押切刃を設け、３つの押切刃を同時にロータに向かってスライドさせてリベットの切断を行えば切断時の衝撃を抑えることができる。
【００５２】
ロータのリベットの本数は一般的には４本と３本のものが多いので、リベットの本数の検出を予め画像センサーなどで行い、検出結果に応じて押切刃の位置と、ロータの向きを適切にセットするようにすれば、それぞれのロータのリベットの切断を最適に行うことができる。また、ロータの形状をパターン化して装置に記憶させることで、この２種類以外のリベットを備えたロータにも対応させることが可能となる。
【００５３】
なお、図１０ではロータ１０７を縦置きにし、ロータ１０７の左右方向から押切刃４４をスライドさせてリベット１１１を切断し、ロータウェイト１１０ａを除去するものを示したが、ロータ１０７を横向きに保持する保持台を設け、横向きになったロータ１０７の上下方向から押切刃４４をスライドさせてリベット１１１を切断し、ロータウェイト１１０ａを除去するようにしてもよい。その場合には、除去されたロータウェイト１１０ａが下方に落下するので、ロータウェイト１１０ａを所定の位置に落下させることができるので回収が容易になり、作業性を向上させることができる。
【００５４】
解体装置４０でリベット１１１が切断されたロータ１０７は、次に解体装置１から搬出される。解体装置１から搬出されたロータ１０７は、電磁鋼板１０８内から磁石１０９が取り出される。磁石１０９は、ロータ１０７を逆さにして振動を加えることで、容易に取り出すことができる。仮に電磁鋼板１０８が若干変形して磁石１０９が電磁鋼板１０８に引っかかる場合には、長尺状の治具等を磁石１０９の収容部に挿入させ押し出すことで容易に取り出すことができる。磁石１０９が取り出されたロータ１０７は、部品ごとに解体され材料別に回収される。
【００５５】
図１１は実施の形態１に係る解体装置にて処理されるロータの電磁鋼板の構成を示す図である。図１１に示すように、ロータ１０７の電磁鋼板１０８は薄い板状部材が複数枚重ねられ、かしめ部１１３によって固定されて形成されている。かしめ部１１３は、電磁鋼板１０８の最上部から最下部のまでの部材をすべてかしめて固定している。このように、電磁鋼板１０８はかしめ部１１３によって一体に固定されているため、磁石１０９が取り出された後も原形は保った状態で回収することが可能であり、素材メーカ等に高品位の鉄として売却することができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態に係る解体装置１は切断装置１０、押し抜き装置２０、脱磁装置３０、解体装置４０の順に圧縮機１００を解体するものである。このような順番で解体することで、圧縮機１００のモータ１０４に含まれる磁石１０９等の貴重な資源を他の材料と混同させることなく、効率よく回収することが可能となる。
【００５７】
具体的には、始めに切断装置１０で圧縮機１００のモータ１０４等を露出させることで、モータ１０４のステータ１０６を取り除くことができると共に、次の押し抜き装置２０にてシャフト１０５を外す処理が可能となる。次に、押し抜き装置２０でシャフト１０５と圧縮室１０３をロータ１０７から外すことで、磁石１０９等の貴重な資源を有するロータ１０７を単品の状態にし、次の脱磁装置３０にて効率よく脱磁処理を行うことができる。次に、脱磁装置３０にてロータ１０７の磁石１０９を脱磁処理することで、最後の解体装置４０にて磁石１０９の磁力に影響されずにロータ１０７を解体することができる。
【００５８】
仮に、シャフト１０５と圧縮室１０３が付いた状態で脱磁処理を行うとすると、ロータ１０７単品の状態に比べ、大きくて重く、また圧縮室１０３に多くの潤滑油が付着しているため取り扱いが難しく作業性が悪化するおそれがある。また、シャフト１０５を外さずにロータ１０７から飛び出た部分のシャフト１０５を切断して解体を進めると、脱磁装置３０における処理対象物は小さくなるものの、ロータ１０７の穴１１２にはシャフト１０５が焼きばめ接合されている状態のため、最後の解体装置４０でリベット１１１を切断したとしてもロータ１０７を解体することが困難となる。さらに、磁石１０９の脱磁処理を行わずに解体装置４０でリベット１１１の切断を行うと、押切刃４４が磁石１０９の影響を受け正常にリベット１１１を切断することができず、電磁鋼板１０８や磁石１０９が変形してしまうおそれがある。
【００５９】
切断装置１０、押し抜き装置２０、脱磁装置３０、解体装置４０の順に圧縮機１００を解体することで、これらの弊害が発生することなく圧縮機１００を効率よく解体することができ、ロータ１０７に含まれる磁石１０９等の貴重な資源を他の材料と混同させることなく、部品単位で回収することが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 解体装置、１０ 切断装置（切断部）、１３ カッター、１５ 回転台、１７ カッター、２０ 押し抜き装置（押し抜き部）、２２ ロータ受け台、２３ 押し棒、２４ プレスシリンダー、３０ 脱磁装置（脱磁部）、３１ 支持台、３２ 交番減衰磁界脱磁コイル、４０ 解体装置（解体部）、４２ 保持台、４４ 押切刃、４６ カバー、１００ 圧縮機、１０１ シェル部、１０２ マフラー部、１０３ 圧縮室、１０４ モータ、１０５ シャフト、１０６ ステータ、１０７ ロータ、１０８ 電磁鋼板、１０９ 磁石、１１０ａ、１１０ｂ ロータウェイト、１１１ リベット、１１２ 穴、１１３ かしめ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータが内蔵された圧縮機の外郭を切断し除去する切断部と、
前記切断部で外郭が除去された圧縮機を載置し、前記モータのロータに接合された回転シャフトを該ロータから外す押し抜き部と、
前記押し抜き部で回転シャフトが外された前記ロータを載置し、前記ロータ内の磁石を脱磁する脱磁部と、
前記脱磁部で脱磁処理された前記ロータを載置し、前記ロータの電磁鋼板とロータウェイトとを固定しているリベットを切断して前記電磁鋼板と前記ロータウェイトとを分離させる解体部と、
を備えた圧縮機の解体装置。
【請求項２】
前記押し抜き部は、
前記ロータの側方に互いに対向する位置に設けられ、前記ロータに向かってスライドし前記ロータの下面を支持する一対のロータ受け台と、
前記回転シャフトの上方で且つ前記回転シャフトの軸線上に設けられ、前記回転シャフトの外径よりも小さい外径を有する押し棒と、
前記回転シャフトが前記ロータから外れる位置まで前記押し棒を下方に押し込むプレスシリンダーと、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の解体装置。
【請求項３】
前記脱磁部は、
前記ロータの前記シャフトが取り付けられていた開口部に挿入される突起を有し、該突起を該開口部に挿入して前記ロータを支持する支持台と
前記支持台によって支持された前記ロータを囲うように設けられ、交番減衰磁界を発生させて前記磁石を脱磁する交番減衰磁界脱磁コイルと、
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧縮機の解体装置。
【請求項４】
前記支持台は、前記磁石の長手方向が前記交番減衰磁界の向きに対して略並行となる向きに前記ロータを支持することを特徴とする請求項３記載の圧縮機の解体装置。
【請求項５】
前記支持台は、前記磁石の長手方向が前記交番減衰磁界の向きに対して略垂直となる向きに前記ロータを支持することを特徴とする請求項３記載の圧縮機の解体装置。
【請求項６】
前記脱磁部は、前記ロータを囲うように設けられ、高周波誘導加熱により前記磁石を脱磁する高周波誘導加熱コイルを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧縮機の解体装置。
【請求項７】
前記解体部は、
前記ロータの前記シャフトが取り付けられていた開口部に挿入される突起を有し、該突起を該開口部に挿入して前記ロータを保持する保持台と、
前記保持台によって保持された前記ロータの側方に互いに対向する位置に設けられ、前記ロータに向かって同時にスライドして前記リベットを切断する一対の押切刃と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の圧縮機の解体装置。
【請求項８】
前記押切刃は、前記押切刃の先端が前記ロータの前記ロータウェイトと前記電磁鋼板との境界部分に当たる位置でスライドすることを特徴とする請求項７記載の圧縮機の解体装置。
【請求項９】
モータが内蔵された圧縮機の外郭を切断し除去する切断工程と、
前記切断工程後に、前記モータのロータを前記モータの回転シャフトから外す押し抜き工程と、
前記押し抜き工程後に、前記回転シャフトが外された前記ロータ内の磁石を脱磁する脱磁工程と、
前記脱磁工程後に、前記ロータの電磁鋼板とロータウェイトとを固定しているリベットを切断して前記電磁鋼板と前記ロータウェイトとを分離させる解体工程と、
を備えた圧縮機の解体方法。
【請求項１】
モータが内蔵された圧縮機の外郭を切断し除去する切断部と、
前記切断部で外郭が除去された圧縮機を載置し、前記モータのロータに接合された回転シャフトを該ロータから外す押し抜き部と、
前記押し抜き部で回転シャフトが外された前記ロータを載置し、前記ロータ内の磁石を脱磁する脱磁部と、
前記脱磁部で脱磁処理された前記ロータを載置し、前記ロータの電磁鋼板とロータウェイトとを固定しているリベットを切断して前記電磁鋼板と前記ロータウェイトとを分離させる解体部と、
を備えた圧縮機の解体装置。
【請求項２】
前記押し抜き部は、
前記ロータの側方に互いに対向する位置に設けられ、前記ロータに向かってスライドし前記ロータの下面を支持する一対のロータ受け台と、
前記回転シャフトの上方で且つ前記回転シャフトの軸線上に設けられ、前記回転シャフトの外径よりも小さい外径を有する押し棒と、
前記回転シャフトが前記ロータから外れる位置まで前記押し棒を下方に押し込むプレスシリンダーと、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機の解体装置。
【請求項３】
前記脱磁部は、
前記ロータの前記シャフトが取り付けられていた開口部に挿入される突起を有し、該突起を該開口部に挿入して前記ロータを支持する支持台と
前記支持台によって支持された前記ロータを囲うように設けられ、交番減衰磁界を発生させて前記磁石を脱磁する交番減衰磁界脱磁コイルと、
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧縮機の解体装置。
【請求項４】
前記支持台は、前記磁石の長手方向が前記交番減衰磁界の向きに対して略並行となる向きに前記ロータを支持することを特徴とする請求項３記載の圧縮機の解体装置。
【請求項５】
前記支持台は、前記磁石の長手方向が前記交番減衰磁界の向きに対して略垂直となる向きに前記ロータを支持することを特徴とする請求項３記載の圧縮機の解体装置。
【請求項６】
前記脱磁部は、前記ロータを囲うように設けられ、高周波誘導加熱により前記磁石を脱磁する高周波誘導加熱コイルを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧縮機の解体装置。
【請求項７】
前記解体部は、
前記ロータの前記シャフトが取り付けられていた開口部に挿入される突起を有し、該突起を該開口部に挿入して前記ロータを保持する保持台と、
前記保持台によって保持された前記ロータの側方に互いに対向する位置に設けられ、前記ロータに向かって同時にスライドして前記リベットを切断する一対の押切刃と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の圧縮機の解体装置。
【請求項８】
前記押切刃は、前記押切刃の先端が前記ロータの前記ロータウェイトと前記電磁鋼板との境界部分に当たる位置でスライドすることを特徴とする請求項７記載の圧縮機の解体装置。
【請求項９】
モータが内蔵された圧縮機の外郭を切断し除去する切断工程と、
前記切断工程後に、前記モータのロータを前記モータの回転シャフトから外す押し抜き工程と、
前記押し抜き工程後に、前記回転シャフトが外された前記ロータ内の磁石を脱磁する脱磁工程と、
前記脱磁工程後に、前記ロータの電磁鋼板とロータウェイトとを固定しているリベットを切断して前記電磁鋼板と前記ロータウェイトとを分離させる解体工程と、
を備えた圧縮機の解体方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−９９７１４（Ｐ２０１３−９９７１４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４４３５（Ｐ２０１１−２４４４３５）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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