希土類磁石素材回収システム
【課題】コンプレッサなどに使用されているモータ部材を部品ごとに分離または分解することにより、他の素材が混入されない希土類磁石素材を容易に回収することが可能な希土類磁石素材回収システムを提案する。
【解決手段】希土類磁石３が備えられたロータ１を有するモータ部材２から希土類磁石素材３ａを回収する希土類磁石素材回収システムであって、モータ部材２からロータ１を分離させるロータ分離手段４と、分離したロータ１を加熱して、希土類磁石３を脱磁させる脱磁手段５と、脱磁した希土類磁石素材３ａを備えたロータ１を分解する分解手段６と、分解したロータ１から希土類磁石素材３ａを分離させて回収する磁石素材分離回収手段７とを備えている。
【解決手段】希土類磁石３が備えられたロータ１を有するモータ部材２から希土類磁石素材３ａを回収する希土類磁石素材回収システムであって、モータ部材２からロータ１を分離させるロータ分離手段４と、分離したロータ１を加熱して、希土類磁石３を脱磁させる脱磁手段５と、脱磁した希土類磁石素材３ａを備えたロータ１を分解する分解手段６と、分解したロータ１から希土類磁石素材３ａを分離させて回収する磁石素材分離回収手段７とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサなどに用いられるモータ部材から希土類磁石素材を回収する希土類磁石素材回収システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネやエコロジーの観点から、ハイブリッド車や電気自動車などの次世代環境対応車が持て囃され、自動車業界は各社が次々と次世代環境対応車の開発および販売を行っている。その進歩は目覚ましいものがあり、特にハイブリッド車や電気自動車の心臓部とも言えるモータやバッテリーにおいては、小型化および高性能化が図られ、今後更なる進化が問われている。またそれに伴い、レアメタルやレアアースなどの原材料は、モータに使用される希土類磁石に使用され、その調達を危惧する声も聞こえてきている。
【０００３】
ところで、上記レアアース（希土類元素）を含有する希土類磁石は、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。特に家電製品では、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に希土類磁石が使用されている。
【０００４】
また、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、この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、リサイクルする過程において、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から希土類磁石を取り出して回収することは、殆ど実施されていないのが現状である。
【０００６】
なお、エアコンなどに使用されるコンプレッサのリサイクルは、複数業者によって事業化され、鉄、銅、珪素鋼板などの素材に分離して再資源化が行われているものの、ネオジム磁石などの希土類磁石の回収には至っていない。
【０００７】
また、コンプレッサに用いられるモータ部材を素材ごとに分離する場合に、ロータが回転体を内包したシェルと一体的に設けられたシャフトに焼嵌めにより固着されているため、当該シャフトを切断して分離する方法、または上記ロータを固定して、上記シャフトを押し込む方法、さらに上記シェルを固定し、ロータをシェルの離間方向に圧力を加えて押し上げる方法などが考えられる。
【０００８】
しかし、上記シャフト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、上記ロータを固定して上記シャフトを押し込む方法においては、上記シャフトが上記ロータから出ていないものが存在していたり、また上記シャフトの位置に押し込むための治具（押しピン）を合わせることが困難であるとともに、押しピンの強度が不足するなどの問題が生じる。さらに、上記シェルを固定して、上記ロータに圧力を加える方法においては、上記ロータが変形してしまい、上記ロータに内包された磁石が取り出せないという問題が生じる。
【０００９】
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。
【００１０】
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嵌めされていた場合でも、容易に破壊することができる。
【００１１】
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】
【００１２】
【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】
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、コンプレッサなどに使用されているモータ部材を部品ごとに分離または分解することにより、他の素材が混入されない希土類磁石素材を容易に回収することが可能な希土類磁石素材回収システムを提案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】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、希土類磁石が備えられたロータを有するモータ部材から希土類磁石素材を回収する希土類磁石素材回収システムであって、上記モータ部材から上記ロータを分離させるロータ分離手段と、分離した上記ロータを加熱して、上記希土類磁石を脱磁させる脱磁手段と、脱磁した希土類磁石素材を備えた上記ロータを分解する分解手段と、分解した上記ロータから上記希土類磁石素材を分離させて回収する磁石素材分離回収手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
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、上記モータ部材は、上記ロータの中心にシャフトが嵌合されているとともに、当該シャフトの一端部に回転体を内包するシェルが一体的に設けられ、かつ上記ロータの端部から軸線方向に挿入可能な上記希土類磁石が内包されてなり、上記ロータ分離手段は、上記ロータを固定する固定手段と、上記シェルに上記ロータから離間方向に圧力を加え、上記回転体を内包する上記シェルが一体的に設けられた上記シャフトから上記ロータを分離させる圧力負荷手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
そして、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、上記ロータは、内包された上記希土類磁石が押さえ板により固定されているとともに、当該押さえ板が上記ロータの軸線方向に挿通した少なくとも３本のピンにより固定されてなり、上記分解手段は、上記押さえ板を固定している上記ピンの位置を特定する位置特定手段と、特定した上記ピンを切削除去する切削除去手段と、上記ピンが切削除去された上記押さえ板を取り外す取外し手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記磁石素材分離回収手段は、分解した上記ロータに振動を与える振動負荷手段と、振動を与えた上記ロータに衝撃を加える衝撃負荷手段とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜４に記載の本発明によれば、モータ部材からロータを分離するロータ分離手段と、上記ロータに備えられた希土類磁石を脱磁する脱磁手段と、脱磁された希土類磁石素材を備えた上記ロータを分解する分解手段と、分解した上記ロータから上記希土類磁石素材を分離して回収する磁石素材分離回収手段とを備えているため、上記希土類磁石が備えられた上記ロータを有する上記モータ部材を部品ごとに分離または分解するとともに、上記ロータに備えられた希土類磁石を脱磁して、脱磁された希土類磁石素材を上記ロータから容易に分離させることができる。これにより、上記希土類磁石素材に異なる素材を混入させずに回収することができるとともに、他の部品も同一素材ごとに個別回収することができ、素材ごとに再資源化して利用することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、上記ロータ分離手段は、上記ロータを固定する固定手段と、回転体を内包するシェルに上記ロータから離間方向に圧力を加える圧力負荷手段とを備えているため、上記回転体を内包する上記シェルに一体的に設けられたシャフトから、上記ロータを簡便に分離させることができる。この結果、上記ロータを変形させずに分離させることができるとともに、上記ロータから上記希土類磁石素材を容易に分離させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、上記分解手段は、ピンの位置を特定する位置特定手段と、当該ピンの切削除去する切削除去手段と、当該ピンが切削除去された押さえ板を取り外す取外し手段とを備えているため、上記ロータを固定治具などに設置する際に、上記ピンの位置を気にすることなく設置することができるとともに、上記押さえ板が上記ロータに少なくとも３本の上記ピンにより固定されていても、効率良く上記ピンを切削削除して、当該押さえ板を取り外すことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、上記ロータから上記希土類磁石素材を分離させる際に、振動負荷手段と衝撃負荷手段とを用いるため、上記ロータに内包されている上記希土類磁石素材を確実に分離させて取り出すことができる。これにより、希土類磁石素材とその他素材（鉄、銅、アルミ等）とを個別回収して、各々を再資源化して利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の希土類磁石素材回収システムの前工程を模した工程図を示し、（ａ）はシェル切断工程、（ｂ）はステータ分離工程である。
【図２】本発明の希土類磁石素材回収システムの工程を模した工程図を示し、（ａ）はロータ分離工程、（ｂ）は脱磁工程、（ｃ）は分解工程、（ｄ）は磁石素材分離回収工程である。
【図３】本発明の希土類磁石素材回収システムに用いられるモータ部材の概略を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はロータの分解図である。
【図４】図２（ａ）のロータ分離工程であり、（ａ）〜（ｃ）は、ロータ分離手段による一連の流れを模した工程図である。
【図５】図２（ｂ）の脱磁工程であり、脱磁手段による一連の流れを模した工程図である。
【図６】図２（ｃ）の分解工程であり、（ａ）〜（ｆ）は、分解手段による一連の流れを模した工程図である。
【図７】図２（ｄ）の磁石素材分離回収工程であり、（ａ）〜（ｂ）は、磁石素材分離回収手段による一連の流れを模した工程図、（ｃ）はロータの孔にポールが挿入される過程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図２に示すように、本発明の希土類磁石素材回収システムの一実施形態は、ロータ分離手段４によりモータ部材２からロータ１を分離するロータ分離工程と、脱磁手段５によりロータ１に内包された希土類磁石３を脱磁する脱磁工程と、分解手段６によりロータ１を分解する分解工程と、磁石素材分離回収手段７により分解されたロータ１から希土類磁石素材３ａを分離および回収する磁石素材分離回収工程とによって概略構成されている。
【００２４】
ここで、モータ部材２は、図３に示すように、回転体９を内包するシェル１０と、この回転体９の軸線方向の中心に、一体的に設けられているシャフト８と、このシャフト８に嵌合されている筒状のロータ１とにより構成されている。このロータ１は、軸線方向の中心に、シャフト８を挿入して嵌合する孔１ｄが穿設されている。また、両端端部１ａに押さえ板１ｂが設けられている。この押さえ板１ｂは、筒状のロータ１と同一径により形成されているとともに、同一円周上に、孔部１ｅが等間隔に４箇所穿設され、かつ中心部にシャフト８が挿入される孔１ｈが形成されている。
【００２５】
また、ロータ１は、図３（ｂ）に示すように、押さえ板１ｂに穿設された孔部１ｅと同一箇所に、貫通孔１ｆが４箇所穿設されている。この貫通孔１ｆと押さえ板１ｂの孔部１ｅが挿通され、ピン１ｃが挿入されている。このピン１ｃを挿入後に、その両端部をかしめることにより、押さえ板１ｂが固定されている。
【００２６】
さらに、ロータ１の円周方向に隣り合う貫通孔１ｆ間には、希土類磁石３を挿入する磁石用貫通孔１ｇが形成されている。この磁石用貫通孔１ｇは、ロータ１の軸線方向に形成されているとともに、ロータ１の端部１ａのどちらからでも挿入可能に形成されている。また、挿入されている希土類磁石３は、押さえ板１ｂにより、ロータ１の端部１ａから外方に突出しないように構成されている。なお、挿入された希土類磁石３は、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などである。
【００２７】
また、ロータ分離手段４は、図４に示すように、門型状の筐体上部の中央に、モータ部材２のロータ１を固定する固定手段１１と、上記筐体上部に固定手段１１を間に挟んで対向配置され、回転体９を内包したシェル１０に、ロータ１の離間方向に圧力を加えて、ロータ１を引き離す圧力負荷手段１２とが設けられている。また、固定手段１１は、ロータ１の側面およびロータ１のシェル１０側の押さえ板１ｂとを固定する構造になっている。そして、負荷手段１２は、固定手段１１を間に挟んで対向配置された、油圧シリンダ１２により構成されている。この油圧シリンダ１２は、各々のシリンダの稼動方向の先端部に、シェル１０の上面に当接する引き抜き板１２ａが設けられている。
【００２８】
さらに、ロータ分離手段４には、ロータ１を取り外した後の回転体９を内包したシェル１０と、このシェルと一体的に設けられたシャフト８とを回収する回収コンベア２２およびシェル下部回収ボックス３８を備えているとともに、分離したロータ１を回収するロータ回収ボックス２３を備えている。
【００２９】
また、脱磁手段５は、加熱炉２４と冷却室２５とを備えている。加熱炉２４は、設定した温度に一定時間保持することが可能な電気炉などが用いられている。また、冷却室２５は、加熱したロータ１を、例えば、空気を噴射して冷却するように構成されている。さらに、加熱炉２４には、加熱した際に発生した排ガスを吸引する吸引装置２６と、この吸引装置２６に一方側が接続され、他方側が加熱炉２４に接続された排気管２４ａが設けられている。
【００３０】
さらに、脱磁手段５には、吸引した排ガスから有害物質や不純物を取り除くバグフィルタ２７が設けられているとともに、このバグフィルタ２７を介して大気へ、排ガスを排出する排出管２８が設けられてる。また、冷却室２５には、この冷却室２５内の空気を吸引装置２６により吸引するための吸引管２５ａが設けられている。
【００３１】
また、分解手段６は、図６に示すように、ロータ１の側面をＶブロックにより挟持して固定する固定治具２９と、押さえ板１ｂを固定しているピン１ｃの位置を特定する位置特定手段１３と、位置を特定したピン１ｃを切削除去する切削除去手段１４と、ピン１ｃが切削除去された押さえ板１ｂをロータ１から取り外す取外し手段１５とが備えられている。
【００３２】
そして、位置特定手段１３は、レーザポインタ１３が用いられているとともに、切削除去手段１４は、切削ドリル１４が用いられている。また、取外し手段１５は、ロータ１の端部１ａ側を移動可能なブラシ部材１５が用いられている。そして、取外し手段１５には、取り外した押さえ板１ｂを回収する押さえ板回収ボックス３４が備えられている。
【００３３】
また、磁石素材分離回収手段７は、図７に示すように、ロータ１から希土類磁石素材３ａを分離させる振動負荷手段１６と衝撃負荷手段１７が備えられている。そして、振動負荷手段１６は、振動コンベア３０に振動を与える構造になっている。また、振動コンベア上には、ロータ１の貫通孔１ｆに挿入されるポール３０ａが等間隔に設けられている。このポールは、図７（ｃ）に示すように、ロータ１の貫通孔１ｆに挿入し易いように、ポール３０ａの先端が鋭角に形成されている。
【００３４】
そして、衝撃負荷手段１７は、振動コンベア３０の上方に配置されているとともに、ロータ１に落下させる衝撃部材が用いられている。また、振動コンベア３０の下方には、ロータ１から分離した希土類磁石素材３ａを回収する磁石素材回収コンベア３１が設けられている。さらに、振動コンベア３０の下流側には、ロータ回収ボックス３３が備えられている。また、磁石素材回収コンベア３１の下流側には、磁石素材回収ボックス３２が備えられている。
【００３５】
以上の構成からなる希土類磁石素材回収システムを用いて、希土類磁石素材３ａを回収するには、まず、前処理として、図１（ａ）のシェル切断工程に示すように、シェル切断手段１８に、作業者がコンプレッサ用のモータ部材２をセットする。このモータ部材２は、全体がシェル１０によって覆われているため、例えば、プラズマトーチ２１により、上部、中央部、下部と３つに切断する。
【００３６】
次に、切断したシェル１０の上部と中央部とをシェル回収ボックス３５によって回収する。そして、回収した後に、鉄系素材として再資源化される。また、残ったシェル１０の下部は、図３に示すモータ部材２と、このモータ部材２のロータ１に、ステータ２０が固着された状態のまま、図１（ｂ）のステータ分離工程に送られる。
【００３７】
そして、ステータ分離工程では、作業者がモータ部材２のロータ１側を下方にして、ステータ分離手段１９に落下させる。これにより、モータ部材２からステータ２０のみが分離される。分離したステータ２０は、さらに、鉄系素材と銅とに分離して、鉄系素材は鉄回収ボックス３６によって回収し、銅は銅回収ボックス３７によって回収して、鉄系素材および銅として各々再資源化される。
【００３８】
また、ステータ２０と分離したモータ部材２は、図２（ａ）に示すロータ分離工程に送られる。そして、ロータ分離工程では、図４の（ａ）に示すように、作業者がモータ部材２をロータ分離手段４にセットする。このときに、モータ部材２のロータ１を上側にして、ロータ１の側面およびロータ１のシェル１０側の押さえ板１ｂを固定手段１１により固定するとともに、ロータ１とシェル１０との間に、油圧シリンダ１２の引き抜き板１２ａを配置する。
【００３９】
そして、図４（ｂ）に示すように、２つの油圧シリンダ１２が作動することにより、各々のシリンダの先端に設けられた引き抜き板１２ａがシェル１０を押し下げる。これにより、回転体９を内包するシェルと一体的に設けられているシャフト８から、ロータ１が引き抜かれる。このときに、油圧シリンダ１２が、シェル１０を押し下げる圧力は、約２５〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２である。そして、ロータ１から分離した回転体９を内包するシェル１０は、このシェル１０に一体的に設けられたシャフト８と共に、回収コンベア２２に落下して、この回収コンベア２２の下流側に設けられたシェル下部回収ボックス３８に搬送されて回収される。そして、回収されたシェル１０は、鉄系素材として再資源化される。
【００４０】
さらに、分離したロータ１は、固定手段１１から取り外され、ロータ回収ボックス２３により回収される。回収されたロータ１は、図２（ｂ）の脱磁工程に送られる。そして、脱磁工程では、図５に示すように、ロータ１を加熱炉２４に投入して、ロータ１に内包されている希土類磁石３のキュリー温度以上に昇温し一定時間保持する。このときに、希土類磁石３が、ネオジム磁石の場合には、このネオジム磁石のキュリー温度は、３３０〜３８０℃であるため、ロータ１を加熱炉２４により、３８０℃以上の温度で加熱し１５分程度保持する。これにより、ロータ１に内包されている希土類磁石３が完全に脱磁される。
【００４１】
そして、１５分経過後に、ロータ１を加熱炉２４から取り出して、冷却室２５に搬送する。この冷却室２５では、ロータ１に、例えば、空気を噴射して、次工程に支障のない温度まで冷却する。この際に、焼却残渣が残っていることを考慮して、冷却室２５内の空気を吸引装置２６により、冷却室２５に接続された吸引管２５ａを介して吸引し、バグフィルタ２７により有害物質や不純部を取り除いた後に、排出管２８を介して、大気へ排出する。
【００４２】
また、ロータ１を加熱炉２４により加熱する際に、ロータ１に付着している油分や樹脂が気化または炭化するため、その排ガスを吸引装置２６により、加熱炉２４に接続された排気管２４ａを介して吸引し、バグフィルタ２７により有害物質や不純物を取り除いた後に、排出管２８を介して、大気へ排出する。その際に、加熱炉２４から吸引した高温の排ガスは、冷却室２５から吸引した空気により冷却されて、バグフィルタ２７に送られる。
【００４３】
そして、冷却室２５により冷却されたロータ１は、図２（ｃ）の分解工程に送られる。この分解工程では、図６（ａ）に示すように、作業者がロータ１を分解手段６の固定治具２９にセットする。このときに、ロータ１を固定治具２９の対向配置されたＶブロックの間にセットすることで、当該Ｖブロックがロータ１を挟み込み、ロータ１が固定治具２９の中央に寄って固定される。
【００４４】
次に、図６（ｂ）に示すように、作業者がロータ１と押さえ板１ｂとを固定しているピン１ｃの位置をレーザポインタ１３により特定するとともに、ピン１ｃの数量および切削深さを特定し、その情報を制御装置に設定する。この切削深さは、押さえ板１ｂの厚さに、１〜３ｍｍ加えた深さに設定される。
【００４５】
そして、図６（ｃ）に示すように、作業者が上記制御装置を操作することにより、この制御装置に設定された情報に基づいて、切削ドリル１４が、押さえ板１ｂを固定しているピン１ｃ上に移動し、設定されている深さまで切削して、ピン１ｃの上部を除去する。そして、ピン１ｃを全て切削除去した後に、図６（ｄ）に示すように、ロータ１を固定している固定治具２９を、９０°回転させて急停止させる。このときの衝撃により、押さえ板１ｂがロータ１から外れた場合には、押さえ板１ｂを押さえ板回収ボックス３４により回収する。
【００４６】
また、固定治具２９を９０°回転させたときに、押さえ板１ｂが外れなかった場合には、図６（ｅ）に示すように、ブラシ部材１５をロータ１の端部１ａ側に沿って移動させて、押さえ板１ｂを取り外す。そして、ロータ１から取り外した押さえ板１ｂを押さえ板回収ボックス３４により回収する。そして、回収した押さえ板１ｂは、真鍮、アルミニウム、鉄系素材とに分離した後に、再資源化される。
【００４７】
そして、押さえ板１ｂを取り外したロータ１は、図６（ｆ）に示すように、固定治具２９に固定されたまま９０°回転させ、もとの状態に戻して、図２（ｄ）の磁石素材分離回収工程に送られる。この磁石素材分離回収工程では、図７（ａ）に示すように、ロータ１を固定している固定治具２９を、１８０°回転させて急停止させる。このときに、ロータ１の端部１ａから希土類磁石素材３ａが、自重により落下した場合には、希土類磁石素材３ａを磁石素材回収ボックス３２により回収する。
【００４８】
次に、図７（ｂ）に示すように、ロータ１を固定した固定治具２９を振動コンベヤ３０上のガイド部材３９の位置まで移動させる。そして、固定治具２９のＶブロックを解放して、ロータ１を振動コンベア上に設けられたポール３０ａに落下させて、ロータ１の中心の孔１ｄに挿入させる。この際に、図７（ｃ）に示すように、ポール３０ａの先端が鋭角に形成されているため、ロータ１の孔１ｄに確実に挿入される。
【００４９】
また、ロータ１を落下させて、ポール３０ａに挿入させたときの衝撃により、ロータ１に内包されている希土類磁石素材３ａが、ロータ１の磁石用貫通孔１ｇから分離した場合には、振動コンベア３０の下方に配設されている磁石素材回収コンベア３１上に落下して、この磁石素材回収コンベア３１の下流側に設けられた磁石素材回収ボックス３２まで搬送され、この磁石素材回収ボックス３２により回収される。
【００５０】
そして、振動コンベア３０に設けられたポール３０ａに落下したロータ１は、孔１ｄにポール３０ａを挿入した状態のまま、振動負荷手段１６により振動が加えられて、振動コンベア３０上を搬送される。その際に、ロータ１に内包されている希土類磁石素材３ａが、振動によりロータ１の磁石用貫通孔１ｇから分離して、振動コンベア３０の下方に配設されている磁石素材回収コンベア３１上に落下する。そして、磁石素材回収コンベア３１の下流側に備えられた磁石素材回収ボックス３２まで送られて、この磁石素材回収ボックス３２により回収される。
【００５１】
また、ロータ１が振動コンベア３０により搬送されている際に、振動コンベア３０の上方に配設された衝撃負荷手段１７により衝撃部材がロータ１に落下して、ロータ１に衝撃が加えられる。これにより、振動コンベア３０の振動によって分離されなかった希土類磁石素材３ａが強制的に分離され、磁石素材回収コンベア３１上に落下して、この磁石素材回収コンベア３１の下流側に備えられた磁石素材回収ボックス３２により回収される。そして、回収した希土類磁石素材３ａが再資源化される。
【００５２】
さらに、内包されている希土類磁石素材３ａが全て分離したロータ１は、振動コンベア３０の下流側に備えられたロータ回収ボックス３３により回収され、鉄系素材として再資源化される。
【００５３】
上述の実施の形態による希土類磁石素材回収システムによれば、モータ部材２からロータ１を分離するロータ分離手段４と、ロータ１に備えられた希土類磁石３を脱磁する脱磁手段５と、脱磁された希土類磁石素材３ａを備えたロータ１を分解する分解手段６と、分解したロータ１から希土類磁石素材３ａを分離して回収する磁石素材分離回収手段７とを備えているため、希土類磁石３が備えられたロータ１を有するモータ部材２を部品ごとに分離または分解するとともに、ロータ１に備えられた希土類磁石３を脱磁して、脱磁された希土類磁石素材３ａをロータ１から容易に分離させることができる。これにより、希土類磁石素材３ａに異なる素材を混入させずに回収することができるとともに、他の部品も同一素材ごとに個別回収することができ、素材ごとに再資源化して利用することができる。
【００５４】
また、ロータ分離手段４は、ロータ１を固定する固定手段１１と、回転体９を内包するシェル１０に、ロータ１から離間方向に圧力を加える油圧シリンダ１２とを備えているため、回転体９を内包するシェル１０に一体的に設けられたシャフト８から、ロータ１を簡便に分離させることができる。この結果、ロータ１を変形させずに分離させることができる。
【００５５】
そして、分解手段５は、ピン１ｃの位置を特定するレーザポインタ１３と、ピン１ｃを切削除去する切削ドリル１４と、ピン１ｃが切削除去された押さえ板１ｂを取り外すブラシ部材１５とを備えているため、ロータ１を固定治具２９などに設置する際に、ピン１ｃの位置を気にすることなく設置することができるとともに、押さえ板１ｂがロータ１に少なくとも３本のピン１ｃにより固定されていても、効率良くピン１ｃを切削削除して、当該押さえ板を取り外すことができる。
【００５６】
さらに、ロータ１から希土類磁石素材３ａを分離させる際に、振動負荷手段１６と衝撃負荷手段１７とを用いるため、ロータ１に内包されている希土類磁石素材３ａを確実に分離させて取り出すことができる。これにより、希土類磁石素材３ａと鉄、銅、アルミ等のその他素材とを個別回収して、各々を再資源化して利用することができる。
【００５７】
なお、上記実施の形態において、ロータ１に内包されている希土類磁石３が、ネオジム磁石の場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、サマリウムコバルト磁石を用いた場合でも対応可能である。その場合、サマリウムコバルト磁石のキュリー温度が、７５０〜８００℃であるため、加熱炉２４の加熱温度は、８００℃となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
コンプレッサなどに用いられるモータ部材に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ ロータ
１ａ 端部
１ｂ 押さえ板
１ｃ ピン
２ モータ部材
３ 希土類磁石
３ａ 希土類磁石素材
４ ロータ分離手段
５ 脱磁手段
６ 分解手段
７ 磁石素材分離回収手段
８ シャフト
９ 回転体
１０ シェル
１１ 固定手段
１２ 油圧シリンダ（圧力負荷手段）
１３ レーザポインタ（位置特定手段）
１４ 切削ドリル（切削除去手段）
１５ ブラシ部材（取外し手段）
１６ 振動負荷手段
１７ 衝撃負荷手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサなどに用いられるモータ部材から希土類磁石素材を回収する希土類磁石素材回収システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネやエコロジーの観点から、ハイブリッド車や電気自動車などの次世代環境対応車が持て囃され、自動車業界は各社が次々と次世代環境対応車の開発および販売を行っている。その進歩は目覚ましいものがあり、特にハイブリッド車や電気自動車の心臓部とも言えるモータやバッテリーにおいては、小型化および高性能化が図られ、今後更なる進化が問われている。またそれに伴い、レアメタルやレアアースなどの原材料は、モータに使用される希土類磁石に使用され、その調達を危惧する声も聞こえてきている。
【０００３】
ところで、上記レアアース（希土類元素）を含有する希土類磁石は、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。特に家電製品では、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に希土類磁石が使用されている。
【０００４】
また、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、この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、リサイクルする過程において、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から希土類磁石を取り出して回収することは、殆ど実施されていないのが現状である。
【０００６】
なお、エアコンなどに使用されるコンプレッサのリサイクルは、複数業者によって事業化され、鉄、銅、珪素鋼板などの素材に分離して再資源化が行われているものの、ネオジム磁石などの希土類磁石の回収には至っていない。
【０００７】
また、コンプレッサに用いられるモータ部材を素材ごとに分離する場合に、ロータが回転体を内包したシェルと一体的に設けられたシャフトに焼嵌めにより固着されているため、当該シャフトを切断して分離する方法、または上記ロータを固定して、上記シャフトを押し込む方法、さらに上記シェルを固定し、ロータをシェルの離間方向に圧力を加えて押し上げる方法などが考えられる。
【０００８】
しかし、上記シャフト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、上記ロータを固定して上記シャフトを押し込む方法においては、上記シャフトが上記ロータから出ていないものが存在していたり、また上記シャフトの位置に押し込むための治具（押しピン）を合わせることが困難であるとともに、押しピンの強度が不足するなどの問題が生じる。さらに、上記シェルを固定して、上記ロータに圧力を加える方法においては、上記ロータが変形してしまい、上記ロータに内包された磁石が取り出せないという問題が生じる。
【０００９】
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。
【００１０】
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嵌めされていた場合でも、容易に破壊することができる。
【００１１】
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】
【００１２】
【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】
【００１３】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、コンプレッサなどに使用されているモータ部材を部品ごとに分離または分解することにより、他の素材が混入されない希土類磁石素材を容易に回収することが可能な希土類磁石素材回収システムを提案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】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、希土類磁石が備えられたロータを有するモータ部材から希土類磁石素材を回収する希土類磁石素材回収システムであって、上記モータ部材から上記ロータを分離させるロータ分離手段と、分離した上記ロータを加熱して、上記希土類磁石を脱磁させる脱磁手段と、脱磁した希土類磁石素材を備えた上記ロータを分解する分解手段と、分解した上記ロータから上記希土類磁石素材を分離させて回収する磁石素材分離回収手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
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、上記モータ部材は、上記ロータの中心にシャフトが嵌合されているとともに、当該シャフトの一端部に回転体を内包するシェルが一体的に設けられ、かつ上記ロータの端部から軸線方向に挿入可能な上記希土類磁石が内包されてなり、上記ロータ分離手段は、上記ロータを固定する固定手段と、上記シェルに上記ロータから離間方向に圧力を加え、上記回転体を内包する上記シェルが一体的に設けられた上記シャフトから上記ロータを分離させる圧力負荷手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
そして、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、上記ロータは、内包された上記希土類磁石が押さえ板により固定されているとともに、当該押さえ板が上記ロータの軸線方向に挿通した少なくとも３本のピンにより固定されてなり、上記分解手段は、上記押さえ板を固定している上記ピンの位置を特定する位置特定手段と、特定した上記ピンを切削除去する切削除去手段と、上記ピンが切削除去された上記押さえ板を取り外す取外し手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記磁石素材分離回収手段は、分解した上記ロータに振動を与える振動負荷手段と、振動を与えた上記ロータに衝撃を加える衝撃負荷手段とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜４に記載の本発明によれば、モータ部材からロータを分離するロータ分離手段と、上記ロータに備えられた希土類磁石を脱磁する脱磁手段と、脱磁された希土類磁石素材を備えた上記ロータを分解する分解手段と、分解した上記ロータから上記希土類磁石素材を分離して回収する磁石素材分離回収手段とを備えているため、上記希土類磁石が備えられた上記ロータを有する上記モータ部材を部品ごとに分離または分解するとともに、上記ロータに備えられた希土類磁石を脱磁して、脱磁された希土類磁石素材を上記ロータから容易に分離させることができる。これにより、上記希土類磁石素材に異なる素材を混入させずに回収することができるとともに、他の部品も同一素材ごとに個別回収することができ、素材ごとに再資源化して利用することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、上記ロータ分離手段は、上記ロータを固定する固定手段と、回転体を内包するシェルに上記ロータから離間方向に圧力を加える圧力負荷手段とを備えているため、上記回転体を内包する上記シェルに一体的に設けられたシャフトから、上記ロータを簡便に分離させることができる。この結果、上記ロータを変形させずに分離させることができるとともに、上記ロータから上記希土類磁石素材を容易に分離させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、上記分解手段は、ピンの位置を特定する位置特定手段と、当該ピンの切削除去する切削除去手段と、当該ピンが切削除去された押さえ板を取り外す取外し手段とを備えているため、上記ロータを固定治具などに設置する際に、上記ピンの位置を気にすることなく設置することができるとともに、上記押さえ板が上記ロータに少なくとも３本の上記ピンにより固定されていても、効率良く上記ピンを切削削除して、当該押さえ板を取り外すことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、上記ロータから上記希土類磁石素材を分離させる際に、振動負荷手段と衝撃負荷手段とを用いるため、上記ロータに内包されている上記希土類磁石素材を確実に分離させて取り出すことができる。これにより、希土類磁石素材とその他素材（鉄、銅、アルミ等）とを個別回収して、各々を再資源化して利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の希土類磁石素材回収システムの前工程を模した工程図を示し、（ａ）はシェル切断工程、（ｂ）はステータ分離工程である。
【図２】本発明の希土類磁石素材回収システムの工程を模した工程図を示し、（ａ）はロータ分離工程、（ｂ）は脱磁工程、（ｃ）は分解工程、（ｄ）は磁石素材分離回収工程である。
【図３】本発明の希土類磁石素材回収システムに用いられるモータ部材の概略を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はロータの分解図である。
【図４】図２（ａ）のロータ分離工程であり、（ａ）〜（ｃ）は、ロータ分離手段による一連の流れを模した工程図である。
【図５】図２（ｂ）の脱磁工程であり、脱磁手段による一連の流れを模した工程図である。
【図６】図２（ｃ）の分解工程であり、（ａ）〜（ｆ）は、分解手段による一連の流れを模した工程図である。
【図７】図２（ｄ）の磁石素材分離回収工程であり、（ａ）〜（ｂ）は、磁石素材分離回収手段による一連の流れを模した工程図、（ｃ）はロータの孔にポールが挿入される過程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図２に示すように、本発明の希土類磁石素材回収システムの一実施形態は、ロータ分離手段４によりモータ部材２からロータ１を分離するロータ分離工程と、脱磁手段５によりロータ１に内包された希土類磁石３を脱磁する脱磁工程と、分解手段６によりロータ１を分解する分解工程と、磁石素材分離回収手段７により分解されたロータ１から希土類磁石素材３ａを分離および回収する磁石素材分離回収工程とによって概略構成されている。
【００２４】
ここで、モータ部材２は、図３に示すように、回転体９を内包するシェル１０と、この回転体９の軸線方向の中心に、一体的に設けられているシャフト８と、このシャフト８に嵌合されている筒状のロータ１とにより構成されている。このロータ１は、軸線方向の中心に、シャフト８を挿入して嵌合する孔１ｄが穿設されている。また、両端端部１ａに押さえ板１ｂが設けられている。この押さえ板１ｂは、筒状のロータ１と同一径により形成されているとともに、同一円周上に、孔部１ｅが等間隔に４箇所穿設され、かつ中心部にシャフト８が挿入される孔１ｈが形成されている。
【００２５】
また、ロータ１は、図３（ｂ）に示すように、押さえ板１ｂに穿設された孔部１ｅと同一箇所に、貫通孔１ｆが４箇所穿設されている。この貫通孔１ｆと押さえ板１ｂの孔部１ｅが挿通され、ピン１ｃが挿入されている。このピン１ｃを挿入後に、その両端部をかしめることにより、押さえ板１ｂが固定されている。
【００２６】
さらに、ロータ１の円周方向に隣り合う貫通孔１ｆ間には、希土類磁石３を挿入する磁石用貫通孔１ｇが形成されている。この磁石用貫通孔１ｇは、ロータ１の軸線方向に形成されているとともに、ロータ１の端部１ａのどちらからでも挿入可能に形成されている。また、挿入されている希土類磁石３は、押さえ板１ｂにより、ロータ１の端部１ａから外方に突出しないように構成されている。なお、挿入された希土類磁石３は、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などである。
【００２７】
また、ロータ分離手段４は、図４に示すように、門型状の筐体上部の中央に、モータ部材２のロータ１を固定する固定手段１１と、上記筐体上部に固定手段１１を間に挟んで対向配置され、回転体９を内包したシェル１０に、ロータ１の離間方向に圧力を加えて、ロータ１を引き離す圧力負荷手段１２とが設けられている。また、固定手段１１は、ロータ１の側面およびロータ１のシェル１０側の押さえ板１ｂとを固定する構造になっている。そして、負荷手段１２は、固定手段１１を間に挟んで対向配置された、油圧シリンダ１２により構成されている。この油圧シリンダ１２は、各々のシリンダの稼動方向の先端部に、シェル１０の上面に当接する引き抜き板１２ａが設けられている。
【００２８】
さらに、ロータ分離手段４には、ロータ１を取り外した後の回転体９を内包したシェル１０と、このシェルと一体的に設けられたシャフト８とを回収する回収コンベア２２およびシェル下部回収ボックス３８を備えているとともに、分離したロータ１を回収するロータ回収ボックス２３を備えている。
【００２９】
また、脱磁手段５は、加熱炉２４と冷却室２５とを備えている。加熱炉２４は、設定した温度に一定時間保持することが可能な電気炉などが用いられている。また、冷却室２５は、加熱したロータ１を、例えば、空気を噴射して冷却するように構成されている。さらに、加熱炉２４には、加熱した際に発生した排ガスを吸引する吸引装置２６と、この吸引装置２６に一方側が接続され、他方側が加熱炉２４に接続された排気管２４ａが設けられている。
【００３０】
さらに、脱磁手段５には、吸引した排ガスから有害物質や不純物を取り除くバグフィルタ２７が設けられているとともに、このバグフィルタ２７を介して大気へ、排ガスを排出する排出管２８が設けられてる。また、冷却室２５には、この冷却室２５内の空気を吸引装置２６により吸引するための吸引管２５ａが設けられている。
【００３１】
また、分解手段６は、図６に示すように、ロータ１の側面をＶブロックにより挟持して固定する固定治具２９と、押さえ板１ｂを固定しているピン１ｃの位置を特定する位置特定手段１３と、位置を特定したピン１ｃを切削除去する切削除去手段１４と、ピン１ｃが切削除去された押さえ板１ｂをロータ１から取り外す取外し手段１５とが備えられている。
【００３２】
そして、位置特定手段１３は、レーザポインタ１３が用いられているとともに、切削除去手段１４は、切削ドリル１４が用いられている。また、取外し手段１５は、ロータ１の端部１ａ側を移動可能なブラシ部材１５が用いられている。そして、取外し手段１５には、取り外した押さえ板１ｂを回収する押さえ板回収ボックス３４が備えられている。
【００３３】
また、磁石素材分離回収手段７は、図７に示すように、ロータ１から希土類磁石素材３ａを分離させる振動負荷手段１６と衝撃負荷手段１７が備えられている。そして、振動負荷手段１６は、振動コンベア３０に振動を与える構造になっている。また、振動コンベア上には、ロータ１の貫通孔１ｆに挿入されるポール３０ａが等間隔に設けられている。このポールは、図７（ｃ）に示すように、ロータ１の貫通孔１ｆに挿入し易いように、ポール３０ａの先端が鋭角に形成されている。
【００３４】
そして、衝撃負荷手段１７は、振動コンベア３０の上方に配置されているとともに、ロータ１に落下させる衝撃部材が用いられている。また、振動コンベア３０の下方には、ロータ１から分離した希土類磁石素材３ａを回収する磁石素材回収コンベア３１が設けられている。さらに、振動コンベア３０の下流側には、ロータ回収ボックス３３が備えられている。また、磁石素材回収コンベア３１の下流側には、磁石素材回収ボックス３２が備えられている。
【００３５】
以上の構成からなる希土類磁石素材回収システムを用いて、希土類磁石素材３ａを回収するには、まず、前処理として、図１（ａ）のシェル切断工程に示すように、シェル切断手段１８に、作業者がコンプレッサ用のモータ部材２をセットする。このモータ部材２は、全体がシェル１０によって覆われているため、例えば、プラズマトーチ２１により、上部、中央部、下部と３つに切断する。
【００３６】
次に、切断したシェル１０の上部と中央部とをシェル回収ボックス３５によって回収する。そして、回収した後に、鉄系素材として再資源化される。また、残ったシェル１０の下部は、図３に示すモータ部材２と、このモータ部材２のロータ１に、ステータ２０が固着された状態のまま、図１（ｂ）のステータ分離工程に送られる。
【００３７】
そして、ステータ分離工程では、作業者がモータ部材２のロータ１側を下方にして、ステータ分離手段１９に落下させる。これにより、モータ部材２からステータ２０のみが分離される。分離したステータ２０は、さらに、鉄系素材と銅とに分離して、鉄系素材は鉄回収ボックス３６によって回収し、銅は銅回収ボックス３７によって回収して、鉄系素材および銅として各々再資源化される。
【００３８】
また、ステータ２０と分離したモータ部材２は、図２（ａ）に示すロータ分離工程に送られる。そして、ロータ分離工程では、図４の（ａ）に示すように、作業者がモータ部材２をロータ分離手段４にセットする。このときに、モータ部材２のロータ１を上側にして、ロータ１の側面およびロータ１のシェル１０側の押さえ板１ｂを固定手段１１により固定するとともに、ロータ１とシェル１０との間に、油圧シリンダ１２の引き抜き板１２ａを配置する。
【００３９】
そして、図４（ｂ）に示すように、２つの油圧シリンダ１２が作動することにより、各々のシリンダの先端に設けられた引き抜き板１２ａがシェル１０を押し下げる。これにより、回転体９を内包するシェルと一体的に設けられているシャフト８から、ロータ１が引き抜かれる。このときに、油圧シリンダ１２が、シェル１０を押し下げる圧力は、約２５〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２である。そして、ロータ１から分離した回転体９を内包するシェル１０は、このシェル１０に一体的に設けられたシャフト８と共に、回収コンベア２２に落下して、この回収コンベア２２の下流側に設けられたシェル下部回収ボックス３８に搬送されて回収される。そして、回収されたシェル１０は、鉄系素材として再資源化される。
【００４０】
さらに、分離したロータ１は、固定手段１１から取り外され、ロータ回収ボックス２３により回収される。回収されたロータ１は、図２（ｂ）の脱磁工程に送られる。そして、脱磁工程では、図５に示すように、ロータ１を加熱炉２４に投入して、ロータ１に内包されている希土類磁石３のキュリー温度以上に昇温し一定時間保持する。このときに、希土類磁石３が、ネオジム磁石の場合には、このネオジム磁石のキュリー温度は、３３０〜３８０℃であるため、ロータ１を加熱炉２４により、３８０℃以上の温度で加熱し１５分程度保持する。これにより、ロータ１に内包されている希土類磁石３が完全に脱磁される。
【００４１】
そして、１５分経過後に、ロータ１を加熱炉２４から取り出して、冷却室２５に搬送する。この冷却室２５では、ロータ１に、例えば、空気を噴射して、次工程に支障のない温度まで冷却する。この際に、焼却残渣が残っていることを考慮して、冷却室２５内の空気を吸引装置２６により、冷却室２５に接続された吸引管２５ａを介して吸引し、バグフィルタ２７により有害物質や不純部を取り除いた後に、排出管２８を介して、大気へ排出する。
【００４２】
また、ロータ１を加熱炉２４により加熱する際に、ロータ１に付着している油分や樹脂が気化または炭化するため、その排ガスを吸引装置２６により、加熱炉２４に接続された排気管２４ａを介して吸引し、バグフィルタ２７により有害物質や不純物を取り除いた後に、排出管２８を介して、大気へ排出する。その際に、加熱炉２４から吸引した高温の排ガスは、冷却室２５から吸引した空気により冷却されて、バグフィルタ２７に送られる。
【００４３】
そして、冷却室２５により冷却されたロータ１は、図２（ｃ）の分解工程に送られる。この分解工程では、図６（ａ）に示すように、作業者がロータ１を分解手段６の固定治具２９にセットする。このときに、ロータ１を固定治具２９の対向配置されたＶブロックの間にセットすることで、当該Ｖブロックがロータ１を挟み込み、ロータ１が固定治具２９の中央に寄って固定される。
【００４４】
次に、図６（ｂ）に示すように、作業者がロータ１と押さえ板１ｂとを固定しているピン１ｃの位置をレーザポインタ１３により特定するとともに、ピン１ｃの数量および切削深さを特定し、その情報を制御装置に設定する。この切削深さは、押さえ板１ｂの厚さに、１〜３ｍｍ加えた深さに設定される。
【００４５】
そして、図６（ｃ）に示すように、作業者が上記制御装置を操作することにより、この制御装置に設定された情報に基づいて、切削ドリル１４が、押さえ板１ｂを固定しているピン１ｃ上に移動し、設定されている深さまで切削して、ピン１ｃの上部を除去する。そして、ピン１ｃを全て切削除去した後に、図６（ｄ）に示すように、ロータ１を固定している固定治具２９を、９０°回転させて急停止させる。このときの衝撃により、押さえ板１ｂがロータ１から外れた場合には、押さえ板１ｂを押さえ板回収ボックス３４により回収する。
【００４６】
また、固定治具２９を９０°回転させたときに、押さえ板１ｂが外れなかった場合には、図６（ｅ）に示すように、ブラシ部材１５をロータ１の端部１ａ側に沿って移動させて、押さえ板１ｂを取り外す。そして、ロータ１から取り外した押さえ板１ｂを押さえ板回収ボックス３４により回収する。そして、回収した押さえ板１ｂは、真鍮、アルミニウム、鉄系素材とに分離した後に、再資源化される。
【００４７】
そして、押さえ板１ｂを取り外したロータ１は、図６（ｆ）に示すように、固定治具２９に固定されたまま９０°回転させ、もとの状態に戻して、図２（ｄ）の磁石素材分離回収工程に送られる。この磁石素材分離回収工程では、図７（ａ）に示すように、ロータ１を固定している固定治具２９を、１８０°回転させて急停止させる。このときに、ロータ１の端部１ａから希土類磁石素材３ａが、自重により落下した場合には、希土類磁石素材３ａを磁石素材回収ボックス３２により回収する。
【００４８】
次に、図７（ｂ）に示すように、ロータ１を固定した固定治具２９を振動コンベヤ３０上のガイド部材３９の位置まで移動させる。そして、固定治具２９のＶブロックを解放して、ロータ１を振動コンベア上に設けられたポール３０ａに落下させて、ロータ１の中心の孔１ｄに挿入させる。この際に、図７（ｃ）に示すように、ポール３０ａの先端が鋭角に形成されているため、ロータ１の孔１ｄに確実に挿入される。
【００４９】
また、ロータ１を落下させて、ポール３０ａに挿入させたときの衝撃により、ロータ１に内包されている希土類磁石素材３ａが、ロータ１の磁石用貫通孔１ｇから分離した場合には、振動コンベア３０の下方に配設されている磁石素材回収コンベア３１上に落下して、この磁石素材回収コンベア３１の下流側に設けられた磁石素材回収ボックス３２まで搬送され、この磁石素材回収ボックス３２により回収される。
【００５０】
そして、振動コンベア３０に設けられたポール３０ａに落下したロータ１は、孔１ｄにポール３０ａを挿入した状態のまま、振動負荷手段１６により振動が加えられて、振動コンベア３０上を搬送される。その際に、ロータ１に内包されている希土類磁石素材３ａが、振動によりロータ１の磁石用貫通孔１ｇから分離して、振動コンベア３０の下方に配設されている磁石素材回収コンベア３１上に落下する。そして、磁石素材回収コンベア３１の下流側に備えられた磁石素材回収ボックス３２まで送られて、この磁石素材回収ボックス３２により回収される。
【００５１】
また、ロータ１が振動コンベア３０により搬送されている際に、振動コンベア３０の上方に配設された衝撃負荷手段１７により衝撃部材がロータ１に落下して、ロータ１に衝撃が加えられる。これにより、振動コンベア３０の振動によって分離されなかった希土類磁石素材３ａが強制的に分離され、磁石素材回収コンベア３１上に落下して、この磁石素材回収コンベア３１の下流側に備えられた磁石素材回収ボックス３２により回収される。そして、回収した希土類磁石素材３ａが再資源化される。
【００５２】
さらに、内包されている希土類磁石素材３ａが全て分離したロータ１は、振動コンベア３０の下流側に備えられたロータ回収ボックス３３により回収され、鉄系素材として再資源化される。
【００５３】
上述の実施の形態による希土類磁石素材回収システムによれば、モータ部材２からロータ１を分離するロータ分離手段４と、ロータ１に備えられた希土類磁石３を脱磁する脱磁手段５と、脱磁された希土類磁石素材３ａを備えたロータ１を分解する分解手段６と、分解したロータ１から希土類磁石素材３ａを分離して回収する磁石素材分離回収手段７とを備えているため、希土類磁石３が備えられたロータ１を有するモータ部材２を部品ごとに分離または分解するとともに、ロータ１に備えられた希土類磁石３を脱磁して、脱磁された希土類磁石素材３ａをロータ１から容易に分離させることができる。これにより、希土類磁石素材３ａに異なる素材を混入させずに回収することができるとともに、他の部品も同一素材ごとに個別回収することができ、素材ごとに再資源化して利用することができる。
【００５４】
また、ロータ分離手段４は、ロータ１を固定する固定手段１１と、回転体９を内包するシェル１０に、ロータ１から離間方向に圧力を加える油圧シリンダ１２とを備えているため、回転体９を内包するシェル１０に一体的に設けられたシャフト８から、ロータ１を簡便に分離させることができる。この結果、ロータ１を変形させずに分離させることができる。
【００５５】
そして、分解手段５は、ピン１ｃの位置を特定するレーザポインタ１３と、ピン１ｃを切削除去する切削ドリル１４と、ピン１ｃが切削除去された押さえ板１ｂを取り外すブラシ部材１５とを備えているため、ロータ１を固定治具２９などに設置する際に、ピン１ｃの位置を気にすることなく設置することができるとともに、押さえ板１ｂがロータ１に少なくとも３本のピン１ｃにより固定されていても、効率良くピン１ｃを切削削除して、当該押さえ板を取り外すことができる。
【００５６】
さらに、ロータ１から希土類磁石素材３ａを分離させる際に、振動負荷手段１６と衝撃負荷手段１７とを用いるため、ロータ１に内包されている希土類磁石素材３ａを確実に分離させて取り出すことができる。これにより、希土類磁石素材３ａと鉄、銅、アルミ等のその他素材とを個別回収して、各々を再資源化して利用することができる。
【００５７】
なお、上記実施の形態において、ロータ１に内包されている希土類磁石３が、ネオジム磁石の場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、サマリウムコバルト磁石を用いた場合でも対応可能である。その場合、サマリウムコバルト磁石のキュリー温度が、７５０〜８００℃であるため、加熱炉２４の加熱温度は、８００℃となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
コンプレッサなどに用いられるモータ部材に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ ロータ
１ａ 端部
１ｂ 押さえ板
１ｃ ピン
２ モータ部材
３ 希土類磁石
３ａ 希土類磁石素材
４ ロータ分離手段
５ 脱磁手段
６ 分解手段
７ 磁石素材分離回収手段
８ シャフト
９ 回転体
１０ シェル
１１ 固定手段
１２ 油圧シリンダ（圧力負荷手段）
１３ レーザポインタ（位置特定手段）
１４ 切削ドリル（切削除去手段）
１５ ブラシ部材（取外し手段）
１６ 振動負荷手段
１７ 衝撃負荷手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類磁石が備えられたロータを有するモータ部材から希土類磁石素材を回収する希土類磁石素材回収システムであって、
上記モータ部材から上記ロータを分離させるロータ分離手段と、
分離した上記ロータを加熱して、上記希土類磁石を脱磁させる脱磁手段と、
脱磁した希土類磁石素材を備えた上記ロータを分解する分解手段と、
分解した上記ロータから上記希土類磁石素材を分離させて回収する磁石素材分離回収手段とを備えていることを特徴とする希土類磁石素材回収システム。
【請求項２】
上記モータ部材は、上記ロータの中心にシャフトが嵌合されているとともに、当該シャフトの一端部に回転体を内包するシェルが一体的に設けられ、かつ上記ロータの端部から軸線方向に挿入可能な上記希土類磁石が内包されてなり、
上記ロータ分離手段は、上記ロータを固定する固定手段と、上記シェルに上記ロータから離間方向に圧力を加え、上記回転体を内包する上記シェルが一体的に設けられた上記シャフトから上記ロータを分離させる圧力負荷手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の希土類磁石素材回収システム。
【請求項３】
上記ロータは、内包された上記希土類磁石が押さえ板により固定されているとともに、当該押さえ板が上記ロータの軸線方向に挿通した少なくとも３本のピンにより固定されてなり、
上記分解手段は、上記押さえ板を固定している上記ピンの位置を特定する位置特定手段と、特定した上記ピンを切削除去する切削除去手段と、上記ピンが切削除去された上記押さえ板を取り外す取外し手段とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の希土類磁石素材回収システム。
【請求項４】
上記磁石素材分離回収手段は、分解した上記ロータに振動を与える振動負荷手段と、振動を与えた上記ロータに衝撃を加える衝撃負荷手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の希土類磁石素材回収システム。
【請求項１】
希土類磁石が備えられたロータを有するモータ部材から希土類磁石素材を回収する希土類磁石素材回収システムであって、
上記モータ部材から上記ロータを分離させるロータ分離手段と、
分離した上記ロータを加熱して、上記希土類磁石を脱磁させる脱磁手段と、
脱磁した希土類磁石素材を備えた上記ロータを分解する分解手段と、
分解した上記ロータから上記希土類磁石素材を分離させて回収する磁石素材分離回収手段とを備えていることを特徴とする希土類磁石素材回収システム。
【請求項２】
上記モータ部材は、上記ロータの中心にシャフトが嵌合されているとともに、当該シャフトの一端部に回転体を内包するシェルが一体的に設けられ、かつ上記ロータの端部から軸線方向に挿入可能な上記希土類磁石が内包されてなり、
上記ロータ分離手段は、上記ロータを固定する固定手段と、上記シェルに上記ロータから離間方向に圧力を加え、上記回転体を内包する上記シェルが一体的に設けられた上記シャフトから上記ロータを分離させる圧力負荷手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の希土類磁石素材回収システム。
【請求項３】
上記ロータは、内包された上記希土類磁石が押さえ板により固定されているとともに、当該押さえ板が上記ロータの軸線方向に挿通した少なくとも３本のピンにより固定されてなり、
上記分解手段は、上記押さえ板を固定している上記ピンの位置を特定する位置特定手段と、特定した上記ピンを切削除去する切削除去手段と、上記ピンが切削除去された上記押さえ板を取り外す取外し手段とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の希土類磁石素材回収システム。
【請求項４】
上記磁石素材分離回収手段は、分解した上記ロータに振動を与える振動負荷手段と、振動を与えた上記ロータに衝撃を加える衝撃負荷手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の希土類磁石素材回収システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７５８２６（Ｐ２０１２−１７５８２６Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６０８１（Ｐ２０１１−３６０８１）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【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２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【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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