電気機器の分解方法、及び、電気機器の分解装置
【課題】 部品を基板からより容易に分離できる電気機器の分解方法及び分解装置を提供する。
【解決手段】 分解装置１は、融点以上に加熱することによって溶融する接合材料によって基板６に固定された部品７を基板６から分離する電気機器（ワーク）５の分解装置であり、ワーク５を収容する容器部１０と、容器部１０内に、接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入するシャワーヘッド２０と、容器部１０内に収容されたワーク５に振動を加える加振装置５０と、を備える。加振装置５０は、容器部１０内に収容されたワーク５に、周波数を変更しながら振動を加える。ワーク５を、接合材料の融点以上の温度の過熱蒸気に曝して接合材料を溶融させるとともに、振動を加えることによって、部品７と基板６との接合力が弱くなり、部品７が基板６から分離しやすくなる。
【解決手段】 分解装置１は、融点以上に加熱することによって溶融する接合材料によって基板６に固定された部品７を基板６から分離する電気機器（ワーク）５の分解装置であり、ワーク５を収容する容器部１０と、容器部１０内に、接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入するシャワーヘッド２０と、容器部１０内に収容されたワーク５に振動を加える加振装置５０と、を備える。加振装置５０は、容器部１０内に収容されたワーク５に、周波数を変更しながら振動を加える。ワーク５を、接合材料の融点以上の温度の過熱蒸気に曝して接合材料を溶融させるとともに、振動を加えることによって、部品７と基板６との接合力が弱くなり、部品７が基板６から分離しやすくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基板等の基板上にハンダ付け、ロウ付け、ワニス等によって固定された部品を有する電気機器の分解方法及び分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば使用済みの携帯電話機やコンピュータ等の情報通信機器に搭載される回路基板等の電気機器（本明細書、請求の範囲等では電子機器を含むものとする）には、貴金属や希少金属（レアメタル）等の有用な材料や、再利用可能なチップ、コイル等の部品が含まれるため、これらの材料や部品を、樹脂部分や他の金属部分から分離して回収し、再利用することが要望されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、接続部に用いられる金（Ａｕ）等の有価金属を回収するためのプリント基板のリサイクル方法において、プリント基板の通電時間、製造方法、分解方法等の情報を示す記号を参照しながら回路パターン等の引き剥がしを行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１４２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような電気機器の解体は、金属部分や樹脂部分を切り離すために、おもに手動または機械的に分離する方法や、機器一式を炉で溶融し、溶融状態で分離を行う方法が採用されている。
しかし、手動または機械的に分離する場合、種々の形状の部品等に切断力、引き剥がし力などの機械的な力を与えて基板から取り外すため、自動化が難しく非常に作業性が低い。
一方、溶融回収を行う場合、回収しようとする金属が混合されるため、溶融した後の分離作業に多くの手間がかかり、分離回収効率が低い。また、回収対象材料以外の材料も溶融する必要があるため、不要物の溶解に多くのエネルギを使ってしまう。
また、熱を使う方法では、樹脂等が燃焼したりコンデンサからの絶縁油等の酸化により有毒ガスが発生する場合があり、さらに分離回収した金属等の酸化変質の問題があり好ましくない。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、部品を基板からより容易に分離できる電気機器の分解方法及び分解装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に記載の発明は、融点以上に加熱することによって溶融する接合部材によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解方法であって、前記基板及び該基板上に固定された前記部品を前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気に曝して前記接合材料を溶融させながら、前記基板に、周波数を変化させながら振動を加えることによって、前記部品を前記基板から分離することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、融点以上に加熱することによって溶融する接合部材によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解方法であって、前記基板及び該基板上に固定された前記部品を前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気に曝して前記接合材料を溶融させながら、前記基板に、複数段階の周波数の振動を加えることによって、前記部品を前記基板から分離することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記過熱蒸気によって前記基板及び前記部品の周囲を低酸素雰囲気にすることを特徴とする。
なお、低酸素雰囲気とは、実質的に酸素濃度が１％以下の雰囲気を示す。
請求項４に記載の発明は、前記過熱蒸気は過熱水蒸気であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記振動の周波数の少なくとも一部は、前記部品の固有振動数と実質的に一致するように変更しながら設定することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、融点以上に加熱することによって溶融する接合材料によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解装置であって、前記基板及び該基板上に固定された前記部品を収容する容器部と、前記容器部内に、前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置と、前記容器部内に収容された前記基板に振動を加える加振装置と、を備え、前記加振装置は、前記容器部内に収容された前記基板に、周波数を変更しながら振動を加えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、融点以上に加熱することにより溶融する接合材料によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解装置であって、前記基板及び該基板上に固定された前記部品を収容する容器部と、前記容器部内に、前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置と、前記容器部内に、前記基板を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により前記容器部内に搬送された前記基板に振動を加える加振装置と、を備え、前記加振装置が、前記搬送手段の搬送方向に沿って配置された複数の加振器からなり、前記容器部内において、前記基板は前記加振器の各々から異なる周波数の振動を加えられながら搬送されることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、前記容器部内を、前記過熱蒸気の導入により低酸素雰囲気にすることを特徴とする。
なお、低酸素雰囲気とは、実質的に酸素濃度が１％以下の雰囲気を示す。
請求項９に記載の発明は、前記過熱蒸気が過熱水蒸気であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、前記振動の周波数の少なくとも一部は、前記部品の固有振動数と実質的に一致するように周波数を変更しながら設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
ワーク（電気機器）を、ハンダやロウ等の接合部材の融点以上の温度の過熱蒸気に曝すことによって、接合部材が溶融して、基板と素子等の部品との接合力が弱められる。さらに、ワークを加振することによって、分離容易になった部品（以下同じ）に振動を与え、重力と振動で基板から落下させて回収することができる。
ここで、基板に固定されている部品の寸法や重量、又は、取り付け状態は様々である。そこで、基板を加振する際に、周波数を変化させながら振動を加えることで、部品の各々の固有周波数に近い周波数の振動を加えるので、寸法や重量、あるいは、取り付け状態の異なる部品を共振させることができ、より容易に分離可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係る電気機器の分解装置の構成を模式的に説明する側面図である。
【図２】図１の電気機器の分解装置の構成を模式的に説明する平面図である。
【図３】図１の電気機器の分解装置に備えられたシャワーヘッドの構造を示す図であって、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図である。
【図４】図１の電気機器の分解装置の、過熱蒸気供給システムを説明するブロック図である。
【図５】図１の電気機器の分解装置のタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電気機器の分解装置の構成を模式的に説明する側面図である。
【図７】図６の電気機器の分解装置の構成を模式的に説明する平面図である。
【図８】図６の電気機器の分解装置のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を適用した電気機器の分解装置（以下、単に「分解装置」と称する。）の実施形態を、図面に基づいて説明する。この分解装置は、例えば携帯電話機、コンピュータ等の回路基板（ワーク）を分解するものであり、本発明の電気機器の分解方法を実行するものである。回路基板は、例えば、プリント基板等の基板上にＩＣチップ（素子）、コイル、コンデンサ等の各種部品（素子）や配線が固定されたものである。各種部品の接続端子は、プリント基板にハンダなどの接合部材により固定されている。また、ＩＣチップは、ワニスによってもプリント基板に固定されていることもある。
【００１８】
まず、図１、図２を主に参照して、本発明の第１の実施形態の分解装置の構成を説明する。
分解装置１は、ワーク５が収容されて加熱される容器部１０と、容器部１０内に過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置（シャワーヘッド）２０と、容器部１０内にワーク５を搬送する搬送手段（コンベア）３０と、容器部１０内のワーク５に振動を加える加振装置５０と、を主に備える。分解装置１によって分解されるワーク（電気機器）５は、例えばプリント基板である基板６、及び、この基板６にハンダ付けされ、さらにワニスで固められた部品７を有して構成される。
【００１９】
容器部１０は、１枚のワーク５が収容される寸法を有する箱状のものである。ワーク５は後述する搬送手段３０により搬送されて、同容器部１０のほぼ中央のワーク処理位置Ｐ２で待機する。図１に示すように、容器部１０の一方（図１、２の右側）の側面には、ワーク５の入口が開けられており、反対側（図１、２の左側）の側面には出口１２が開けられている。入口１１及び出口１２は、カーテン１３、１４で閉じられている。処理位置Ｐ２の下方の、容器部１０の底面には、基板６から分離した部品７が排出される排出口１５が開けられている。この排出口１５は、両扉式のスカート１６で閉じられている。スカート１６は、基板６から分離した部品７が当たると開き、その後自動的に閉じられる。排出口１５の下方には、基板６から分離した部品７を回収する部品容器１９が配置されている。
【００２０】
容器部１０の上方には、過熱蒸気発生装置で発生した過熱蒸気を容器部１０に導入する過熱蒸気導入装置（シャワーヘッド）２０が設けられている。シャワーヘッド２０は、図３に示すように、中空の平たい直方体状の本体部２１と、本体部２１の上面中央から突き出して設けられた過熱蒸気導入管２２とを有する。本体部２１の下面には、複数の蒸気排出口２３が分散して形成されている。排出口２３の寸法や数、位置を調整することにより、容器部１０内の過熱蒸気の分布を調整できる。図１に示すように、シャワーヘッド２０は、本体部２１が容器部１０の内部の上方に配置されて、過熱蒸気導入管２２が容器部１０の上面を貫通して上方に延びている。
【００２１】
図４に示すように、過熱蒸気導入管２２には、過熱蒸気発生装置４０から延びる過熱蒸気供給管４２が接続している。過熱蒸気発生装置４０には、ボイラ４５が接続している。ボイラ４５は、図示しない給水手段から供給される水を加熱して飽和水蒸気を発生する。この飽和水蒸気は、過熱蒸気発生装置４０に導入されて再加熱され、過熱蒸気を発生する。発生した過熱蒸気は、過熱蒸気供給管４２からシャワーヘッド２０を介して容器部１０内に噴射される。容器部１０内には温度センサ４７が取り付けられており、同部内の温度を検知する。制御器４８は、温度センサ４７が検知した温度に応じて過熱蒸気発生器４０の温度が所定の設定温度となるようにフィードバック制御する。
【００２２】
再び図１、図２を参照して説明する。
搬送手段（コンベア）３０は、容器部１０の入口１１から出口１２を貫通する循環経路を、図１の反時計方向に間欠走行する。コンベア３０は、図２に示すように、一対のチェーンコンベア３１からなり、図１に示すように、この例では４個のローラ３２に巻き回されている。１個のローラ３２は駆動ローラであり、図示しないモータに接続されている。
【００２３】
両チェーンコンベア３１間には、所定の間隔を開けて複数の基板ホルダ３３が支持されている。基板ホルダ３３は、走行方向の前端を支点として、走行面に平行な平行位置と、走行面から直立する直立位置との間を回動するようにチェーンコンベア３１に支持されている。これにより、ワーク５は、搬送方向が水平の経路上では、走行面に対して平行に保持され、搬送方向が下向きの垂直の経路上では、走行面から直立して保持される。そして、搬送方向が水平から下向きから水平方向に変わると、自重により基板ホルダ３３から落下する。
【００２４】
図１に示すように、下方向に向かう搬送経路の下方には、部品７が分離した基板６を回収する基板容器３６が配置されている。
【００２５】
加振装置５０は、図２に示すように、本体部５１と、本体部５１から延びる加振棒５２とを有する。同装置５０は、基台５５上に設置されている。基台５５は、駆動部５６によって、容器部１０に対して前進位置と後退位置をとるように移動する。前進位置においては、加振装置５０の加振棒５２は容器部１０内に延びて、処理位置Ｐ２に待機している基板ホルダ３３の下方に挿入される。そして、加振装置５０が稼働すると振動して、基板ホルダ３３に振動を加える。加振棒３３の振動の周波数は可変であり、一例で数Ｈｚから数ｋＨｚまでの周波数の振動を与えることができる。
【００２６】
次に、図５を参照して、コンベア３０、基台５５、加振装置５０の動作タイミングを説明する。
コンベア３０は、図５のタイミングチャートの上段に示すように、走行と停止を繰り返す間欠走行する。詳細には、コンベア３０は、基板ホルダ３３が、図１、図２に示す、ワーク受け入れ位置Ｐ１と、容器部１０の内部のワーク処理位置Ｐ２で停止するタイミングで間欠走行する。
【００２７】
基台５５は、コンベア３０が停止中に前進位置をとり、走行中に後退位置をとるように駆動部５６によって制御される。そして、加振装置５０は、基台５０が前進位置にあるときにオンとなり、後退位置にあるときはオフとなる。この際、加振装置５０は、図５の最下段に示すように、時間ｔ１から時間ｔ２までの間に、振動の周波数を低周波数から高周波数に連続的に変化させる。ここで、分解対象となる部品７の固有振動数（機械的共振周波数ともいう）が、最低周波数から最高周波数の間に含まれるようにする。
なお、厳密には、基台５５が後退位置から前進位置まで移動する移動時間、前進位置から後退位置に移動する移動時間が存在する。加振装置５０は、基台５５が前進位置に位置するときのみオンとなり、移動時間中はオフとなる。
【００２８】
次に、図１、図２を参照して、この分解装置１によるワーク５の分解動作を説明する。
容器部１０内には、過熱蒸気発生装置４０で発生した過熱蒸気がシャワーヘッド２０から噴射されており、空気が追い出されて過熱蒸気が充満し、高温かつ低酸素状態の還元雰囲気とされている。ここでは、酸素濃度が実質的にゼロとなっている。
【００２９】
コンベア３０は上述のように間欠走行しており、基板ホルダ３３がワーク受け入れ位置Ｐ１に停止中に、ワーク５が、図示しないローダからこの基板ホルダ３３に受け渡される。この際、ワーク５は、部品７が取り付けられた面を下側にして基板ホルダ３３に保持される。
【００３０】
そして、コンベア３０の走行に伴い、ワーク５を保持した基板ホルダ３３が入口１１から容器部１０内に搬送されて、容器部１０内の処理位置Ｐ２に停止する。
【００３１】
すると、駆動部５６により基台５５が前進し、同時に、加振装置５０が稼働する。この際、前述のように振動の周波数を低周波数から高周波数に徐々に変化させる。ワーク５は過熱蒸気に曝されているので、ハンダやロウ材等の、基板６に部品７を固定している導電性の物質（合金）の温度が上昇して（例えば約１００〜１３００℃）溶融状態となり、部品７と基板６との接合力が弱まり、基板６から分離しやすくなっている。
【００３２】
こうして部品７と基板６との接合力が弱まった状態において基板６を加振するので、部品７は基板６に対して振動し、さらに基板６から分離しやすくなる。なお、基板６に固定されている部品７の寸法や重量、あるいは、取り付け状態は様々である。一般に、重量の小さい物質は固有振動数が高く、重量の大きい物質は固有振動数が低い。また、同一の部品でも、長いリード線で取り付けられている部品ほど固有振動数が低くなる。そこで、加振棒５２の振動の周波数を低周波数から高周波数に徐々に変化させていくと、まず、重い部品（例えば、ＩＣやＬＳＩのチップ等の比較的大型の素子）がその固有振動数に近い周波数の振動を受けて共振し始め、徐々に、軽量の部品（例えば、抵抗やコンデンサ等の比較的小型の素子）がその固有振動数に近い振動を受けて共振し始める。共振すると、その部品７の振動が大きくなり、基板６との接合力が弱まって、自重により基板６から分離する。
【００３３】
こうして分離した部品７は、基板６から落下し、容器部１０のスカート１６に当たる。すると、部品７の自重によりスカート１６が開いて、部品７は排出口１５から部品容器１９に回収される。
【００３４】
その後、コンベア３０の走行に伴って、部品７が分離した基板６は容器部１０の出口１２から出て搬送経路に沿って搬送される。やがて、搬送方向が水平方向から下方向に変わると、基板６の自重によりホルダ３３が回動して、基板６は走行面から直立して保持される。そして、搬送方向が下方向から水平方向に変わる際に、その自重によりホルダ３３から落下して、基板容器３６に回収される。
【００３５】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ハンダの融点以上の温度を有する過熱蒸気でこの接合材料を溶融させることによって、部品７と基板６との接合力が弱まり、部品７を基板６から容易に分離することができる。
（２）部品７がハンダ付けに加えて、さらにワニスによって固められている場合であっても、過熱蒸気でワニスを加熱し軟化させることによって、部品７と基板６との接合力を弱めることができる。
（３）過熱蒸気によって容器部１０内の空気を追い出し、高温かつ低酸素の雰囲気とすることによって、ワニス等の樹脂の燃焼（酸化）や炭化による有害ガスの発生を抑制できる。
（４）過熱蒸気として過熱水蒸気を用いることによって、ワーク５が１００℃以下の状態では５３９ｋｃａｌ／ｋｇの潜熱を加熱に用いることができるため、例えば加熱空気の熱風を用いる場合よりも短時間で基板を昇温することができ、高速処理が可能である。
（５）ワーク５を過熱蒸気に曝しつつ加振することによって、部品７と基板６との接合力をさらに弱めることができ、部品７を重力で落下させて回収することができる。
（６）ワーク５を加振する際に、周波数を変化させながら振動を加えるので、部品７の各々の固有周波数に近い周波数の振動を加えて、寸法や重量あるいは取り付け状態の異なる部品７を共振させることができ、より容易に分離可能となる。
【００３６】
次に、図６、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る電気機器の分解装置の構成を説明する。
この例の分解装置１００は、第１の実施の形態に係る分解装置１と比較して、加振装置５０の構成が異なり、それに伴って容器部１０の構成が変更されているとともに容器部１０の寸法が大型化している。以下、加振装置５０と容器部１０の変更点について主に説明する。第１の実施の形態に係る分解装置１と同じ作用・構成を有する部品は図１、図２と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３７】
容器部１０は、この例では、搬送方向に沿って、例えば３枚のワーク５を収容できる寸法を有する。３枚のワーク５は、容器部１０内において、搬送方向上流側から、上流処理位置Ｐ１２、中央処理位置Ｐ１３、下流処理位置Ｐ１４に順に待機する。各処理位置の下方の、容器部１０の底面には、基板６から分離した部品７が排出される排出口１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが開けられている。排出口１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、両扉式のスカート１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃで閉じられている。各スカートは、基板６から分離した部品７が当たると開き、その後自動的に閉じられる。排出口１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの下方には、基板６から分離した部品７を回収する部品容器１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが配置されている。
なお、容器部１０の寸法の増大に伴って、シャワーヘッド２０の本体部２１の寸法も大きくなっている。
【００３８】
加振装置は、３台の加振器５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを備える。各加振器は、コンベア３０の搬送経路に沿って、上流処理位置Ｐ１２、中央処理位置Ｐ１３、下流処理位置Ｐ１４の各々に対応するように並んで配置されている。加振器５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの構造は、第１の実施の形態の加振装置５０と同様であり、本体部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃと、本体部から延びる加振棒５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃとを有する。各加振器は、基台５５上に設置されており、基台５５は駆動部５６によって容器部１０に対して前進位置と後退位置とをとるように移動する。前進位置においては、各加振器５０の加振棒５２は容器部１０内に延びて、各処理位置に待機している基板ホルダ３３の下方に挿入される。そして、加振器５０が稼働すると振動して、基板ホルダ３３に振動を加える。最も上流側の加振器５０Ａの振動周波数は最も低く（一例で１Ｈｚ〜１００Ｈｚ）、最も下流側の加振器５０Ｃの振動周波数は最も高く（一例で１ＫＨｚ〜１０ＫＨｚ）、中央の加振器５０Ｂの振動周波数は、両加振器５０Ａ、５０Ｂの振動数の中間（一例で１００Ｈｚ〜１ＫＨｚ）に設定されている。この例においても、分解対象となる部品７の固有振動数（機械的共振周波数ともいう）が、最低周波数から最高周波数の間に含まれるようにする。
【００３９】
次に、図８を参照して、コンベア３０、基台５５、加振装置５０の動作タイミングを説明する。
コンベア３０は、図８のタイミングチャートの上段に示すように、走行と停止を繰り返す間欠走行する。詳細には、コンベア３０は、基板ホルダ３３が、図１、図２に示す、ワーク受け入れ位置Ｐ１１と、容器部１０の内部のワーク処理位置Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４で停止するタイミングで間欠走行する。
【００４０】
基台５５は、コンベア３０が停止中に前進位置をとり、走行中に後退位置をとるように駆動部５６によって制御される。そして、加振器５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、基台５０が前進位置にあるときにオンとなり、後退位置にあるときはオフとなる。この際、前述のように、各加振器から周波数の異なる振動が加えられる。
【００４１】
次に、図６、図７を参照して、この分解装置１００によりワーク５の分解動作を説明する。
容器部１０内には、第１実施の形態と同様に、過熱蒸気発生装置４０で発生した過熱蒸気がシャワーヘッド２０から噴射されており、空気が追い出されて過熱蒸気が充満し、高温かつ低酸素状態の還元雰囲気とされている。
【００４２】
コンベア３０は上述のように間欠走行しており、基板ホルダ３３がワーク受け入れ位置Ｐ１１に停止中に、ワーク５が基板ホルダ３３に順次受け渡される。
【００４３】
コンベア３０の走行に伴い、ワーク５を保持した基板ホルダ３３が入口１１から容器部１０内に搬送されて、まず、容器部１０内の上流側処理位置Ｐ１２に停止する。
【００４４】
すると、駆動部５６により基台５５が前進し、同時に、各加振器５０が稼働する。この際、上流側処理位置Ｐ１２に待機している基板ホルダ３３には、上流側加振器５０Ａから低周波数の振動ｆ１が加えられる。ここで、同ホルダ３３に保持されているワーク５の、固有振動数の低い、重い部品が主に共振する。第１の実施の形態と同様に、ワーク５は過熱蒸気に曝されているので、ハンダやロウ材等の、基板に部品を固定している導電性の物質（合金）が溶融状態となり、部品７と基板６との接合力が弱まり、基板６から分離しやすくなっている。
【００４５】
さらに、重い部品７がその固有振動数に近い周波数の振動を受けて共振すると、その部品７の振動が大きくなり、基板６との接合力が弱まって、自重により基板６から分離する。分離した重い部品７は、基板６から落下し、下方のスカート１６Ａに当たる。すると、部品７の自重によりスカート１６Ａが開いて、部品７は排出口１５Ａから部品容器１９Ａに回収される。
【００４６】
次に、コンベア３０の走行に伴って、このワーク５が中央処理位置Ｐ１３に停止すると、基台５５が前進し、同時に、各加振器５０が稼働する。この際、中央処理位置Ｐ１３に待機している基板ホルダ３３には、中央加振器５０Ｂから中程度の周波数の振動ｆ２が加えられる。ここで、同ホルダ３３に保持されているワーク５の、固有振動数が中程度の、中程度の重量の部品７が主に共振し始める。これにより、その部品７の振動が大きくなり、基板６との接合力が弱まって、自重により基板６から分離する。分離した中程度の重量の部品７は、基板６から落下し、排出口１５Ｂから部品容器１９Ｂに回収される。
【００４７】
さらに、コンベア３０の走行に伴って、このワーク５が下流側処理位置Ｐ１４に停止すると、基台５５が前進し、同時に、各加振器５０が稼働する。この際、下流側処理位置Ｐ１４に待機している基板ホルダ３３には、下流側加振器５０Ｃから高い周波数の振動ｆ３が加えられる。ここで、同ホルダ３３に保持されているワーク５の、固有振動数が高い、軽量の部品７が主に共振し始める。これにより、その部品７の振動が大きくなり、基板６との接合力が弱まって、自重により基板６から分離する。分離した軽量の部品７は、基板６から落下し、排出口１５Ｃから部品容器１９Ｃに回収される。
【００４８】
このように、一枚のワーク５には、各処理位置Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４において、低周波数ｆ１、中程度の周波数ｆ２、高周波数ｆ３の各振動が加えられる。このため、これらの周波数に近い固有振動数を有する部品７を共振させることができ、重量が様々な部品７を振動により基板６から分離することができる。
【００４９】
この分解装置によれば、前述の（１）〜（５）と同様の効果を得られる。また、加振装置から振動を加える際に、複数段階の周波数の振動を順に加えることにより、固有振動数に一致する周波数の振動を加えることができない場合もあるが、部品と基板との接合力を弱くする効果は十分に得られる。
【００５０】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施形態では、分解対象となる電気機器は例えばハンダ付け及びワニスによって各種部品が実装されたプリント基板であるが、本発明の分解対象となる電気機器はこれに限定されない。
（２）実施形態の分解装置は、ワークをコンベアで搬送しながら過熱蒸気を吹き付けているが、本発明はこれに限らず、バッジ式処理を行うものにも適用することができる。
（３）実施形態において、ハンダ等を溶融させる蒸気は例えば水蒸気であったが、本発明はこれに特に限定されず、他の物質からなる過熱蒸気を用いて電気機器の分解を行うようにしてもよい。
（４）第１の実施形態において、加振装置の振動の周波数を低周波数から高周波数に連続的に変化させたが、高周波数から低周波数に連続的に変化させてもよい。また、段階的に変化させてもよい。
（５）第２の実施形態において、加振器を３台として、３段階の周波数の振動を加えたが、周波数の段階はこれに限らない。
【符号の説明】
【００５１】
１ 電気機器の分解装置 ５ ワーク（電気機器）
６ 基板 ７ 部品
１０ 容器部 １１ 入口
１２ 出口 １３ カーテン
１４ カーテン １５ 排出口
１６ スカート １９ 部品容器
２０ 過熱蒸気導入装置（シャワーヘッド） ２１ 本体
２２ 過熱蒸気導入管
３０ 搬送手段（コンベア） ３１ チェーンコンベア
３２ ローラ ３３ 基板ホルダ
３６ 基板容器
４０ 過熱蒸気発生器 ４２ 過熱蒸気供給管
４５ ボイラ ４７ 温度センサ
４８ 制御器
５０ 加振装置（加振器） ５１ 加振器本体
５２ 加振棒 ５５ 基台
５６ 駆動部
Ｐ１、Ｐ１１ ワーク受け入れ位置 Ｐ２ ワーク処理位置
Ｐ１２ 上流側ワーク処理位置 Ｐ１３ 中央ワーク処理位置
Ｐ１４ 下流側ワーク処理位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基板等の基板上にハンダ付け、ロウ付け、ワニス等によって固定された部品を有する電気機器の分解方法及び分解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば使用済みの携帯電話機やコンピュータ等の情報通信機器に搭載される回路基板等の電気機器（本明細書、請求の範囲等では電子機器を含むものとする）には、貴金属や希少金属（レアメタル）等の有用な材料や、再利用可能なチップ、コイル等の部品が含まれるため、これらの材料や部品を、樹脂部分や他の金属部分から分離して回収し、再利用することが要望されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、接続部に用いられる金（Ａｕ）等の有価金属を回収するためのプリント基板のリサイクル方法において、プリント基板の通電時間、製造方法、分解方法等の情報を示す記号を参照しながら回路パターン等の引き剥がしを行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１４２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような電気機器の解体は、金属部分や樹脂部分を切り離すために、おもに手動または機械的に分離する方法や、機器一式を炉で溶融し、溶融状態で分離を行う方法が採用されている。
しかし、手動または機械的に分離する場合、種々の形状の部品等に切断力、引き剥がし力などの機械的な力を与えて基板から取り外すため、自動化が難しく非常に作業性が低い。
一方、溶融回収を行う場合、回収しようとする金属が混合されるため、溶融した後の分離作業に多くの手間がかかり、分離回収効率が低い。また、回収対象材料以外の材料も溶融する必要があるため、不要物の溶解に多くのエネルギを使ってしまう。
また、熱を使う方法では、樹脂等が燃焼したりコンデンサからの絶縁油等の酸化により有毒ガスが発生する場合があり、さらに分離回収した金属等の酸化変質の問題があり好ましくない。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、部品を基板からより容易に分離できる電気機器の分解方法及び分解装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に記載の発明は、融点以上に加熱することによって溶融する接合部材によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解方法であって、前記基板及び該基板上に固定された前記部品を前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気に曝して前記接合材料を溶融させながら、前記基板に、周波数を変化させながら振動を加えることによって、前記部品を前記基板から分離することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、融点以上に加熱することによって溶融する接合部材によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解方法であって、前記基板及び該基板上に固定された前記部品を前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気に曝して前記接合材料を溶融させながら、前記基板に、複数段階の周波数の振動を加えることによって、前記部品を前記基板から分離することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記過熱蒸気によって前記基板及び前記部品の周囲を低酸素雰囲気にすることを特徴とする。
なお、低酸素雰囲気とは、実質的に酸素濃度が１％以下の雰囲気を示す。
請求項４に記載の発明は、前記過熱蒸気は過熱水蒸気であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記振動の周波数の少なくとも一部は、前記部品の固有振動数と実質的に一致するように変更しながら設定することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、融点以上に加熱することによって溶融する接合材料によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解装置であって、前記基板及び該基板上に固定された前記部品を収容する容器部と、前記容器部内に、前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置と、前記容器部内に収容された前記基板に振動を加える加振装置と、を備え、前記加振装置は、前記容器部内に収容された前記基板に、周波数を変更しながら振動を加えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、融点以上に加熱することにより溶融する接合材料によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解装置であって、前記基板及び該基板上に固定された前記部品を収容する容器部と、前記容器部内に、前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置と、前記容器部内に、前記基板を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により前記容器部内に搬送された前記基板に振動を加える加振装置と、を備え、前記加振装置が、前記搬送手段の搬送方向に沿って配置された複数の加振器からなり、前記容器部内において、前記基板は前記加振器の各々から異なる周波数の振動を加えられながら搬送されることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、前記容器部内を、前記過熱蒸気の導入により低酸素雰囲気にすることを特徴とする。
なお、低酸素雰囲気とは、実質的に酸素濃度が１％以下の雰囲気を示す。
請求項９に記載の発明は、前記過熱蒸気が過熱水蒸気であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に記載の発明は、前記振動の周波数の少なくとも一部は、前記部品の固有振動数と実質的に一致するように周波数を変更しながら設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
ワーク（電気機器）を、ハンダやロウ等の接合部材の融点以上の温度の過熱蒸気に曝すことによって、接合部材が溶融して、基板と素子等の部品との接合力が弱められる。さらに、ワークを加振することによって、分離容易になった部品（以下同じ）に振動を与え、重力と振動で基板から落下させて回収することができる。
ここで、基板に固定されている部品の寸法や重量、又は、取り付け状態は様々である。そこで、基板を加振する際に、周波数を変化させながら振動を加えることで、部品の各々の固有周波数に近い周波数の振動を加えるので、寸法や重量、あるいは、取り付け状態の異なる部品を共振させることができ、より容易に分離可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係る電気機器の分解装置の構成を模式的に説明する側面図である。
【図２】図１の電気機器の分解装置の構成を模式的に説明する平面図である。
【図３】図１の電気機器の分解装置に備えられたシャワーヘッドの構造を示す図であって、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図である。
【図４】図１の電気機器の分解装置の、過熱蒸気供給システムを説明するブロック図である。
【図５】図１の電気機器の分解装置のタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電気機器の分解装置の構成を模式的に説明する側面図である。
【図７】図６の電気機器の分解装置の構成を模式的に説明する平面図である。
【図８】図６の電気機器の分解装置のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を適用した電気機器の分解装置（以下、単に「分解装置」と称する。）の実施形態を、図面に基づいて説明する。この分解装置は、例えば携帯電話機、コンピュータ等の回路基板（ワーク）を分解するものであり、本発明の電気機器の分解方法を実行するものである。回路基板は、例えば、プリント基板等の基板上にＩＣチップ（素子）、コイル、コンデンサ等の各種部品（素子）や配線が固定されたものである。各種部品の接続端子は、プリント基板にハンダなどの接合部材により固定されている。また、ＩＣチップは、ワニスによってもプリント基板に固定されていることもある。
【００１８】
まず、図１、図２を主に参照して、本発明の第１の実施形態の分解装置の構成を説明する。
分解装置１は、ワーク５が収容されて加熱される容器部１０と、容器部１０内に過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置（シャワーヘッド）２０と、容器部１０内にワーク５を搬送する搬送手段（コンベア）３０と、容器部１０内のワーク５に振動を加える加振装置５０と、を主に備える。分解装置１によって分解されるワーク（電気機器）５は、例えばプリント基板である基板６、及び、この基板６にハンダ付けされ、さらにワニスで固められた部品７を有して構成される。
【００１９】
容器部１０は、１枚のワーク５が収容される寸法を有する箱状のものである。ワーク５は後述する搬送手段３０により搬送されて、同容器部１０のほぼ中央のワーク処理位置Ｐ２で待機する。図１に示すように、容器部１０の一方（図１、２の右側）の側面には、ワーク５の入口が開けられており、反対側（図１、２の左側）の側面には出口１２が開けられている。入口１１及び出口１２は、カーテン１３、１４で閉じられている。処理位置Ｐ２の下方の、容器部１０の底面には、基板６から分離した部品７が排出される排出口１５が開けられている。この排出口１５は、両扉式のスカート１６で閉じられている。スカート１６は、基板６から分離した部品７が当たると開き、その後自動的に閉じられる。排出口１５の下方には、基板６から分離した部品７を回収する部品容器１９が配置されている。
【００２０】
容器部１０の上方には、過熱蒸気発生装置で発生した過熱蒸気を容器部１０に導入する過熱蒸気導入装置（シャワーヘッド）２０が設けられている。シャワーヘッド２０は、図３に示すように、中空の平たい直方体状の本体部２１と、本体部２１の上面中央から突き出して設けられた過熱蒸気導入管２２とを有する。本体部２１の下面には、複数の蒸気排出口２３が分散して形成されている。排出口２３の寸法や数、位置を調整することにより、容器部１０内の過熱蒸気の分布を調整できる。図１に示すように、シャワーヘッド２０は、本体部２１が容器部１０の内部の上方に配置されて、過熱蒸気導入管２２が容器部１０の上面を貫通して上方に延びている。
【００２１】
図４に示すように、過熱蒸気導入管２２には、過熱蒸気発生装置４０から延びる過熱蒸気供給管４２が接続している。過熱蒸気発生装置４０には、ボイラ４５が接続している。ボイラ４５は、図示しない給水手段から供給される水を加熱して飽和水蒸気を発生する。この飽和水蒸気は、過熱蒸気発生装置４０に導入されて再加熱され、過熱蒸気を発生する。発生した過熱蒸気は、過熱蒸気供給管４２からシャワーヘッド２０を介して容器部１０内に噴射される。容器部１０内には温度センサ４７が取り付けられており、同部内の温度を検知する。制御器４８は、温度センサ４７が検知した温度に応じて過熱蒸気発生器４０の温度が所定の設定温度となるようにフィードバック制御する。
【００２２】
再び図１、図２を参照して説明する。
搬送手段（コンベア）３０は、容器部１０の入口１１から出口１２を貫通する循環経路を、図１の反時計方向に間欠走行する。コンベア３０は、図２に示すように、一対のチェーンコンベア３１からなり、図１に示すように、この例では４個のローラ３２に巻き回されている。１個のローラ３２は駆動ローラであり、図示しないモータに接続されている。
【００２３】
両チェーンコンベア３１間には、所定の間隔を開けて複数の基板ホルダ３３が支持されている。基板ホルダ３３は、走行方向の前端を支点として、走行面に平行な平行位置と、走行面から直立する直立位置との間を回動するようにチェーンコンベア３１に支持されている。これにより、ワーク５は、搬送方向が水平の経路上では、走行面に対して平行に保持され、搬送方向が下向きの垂直の経路上では、走行面から直立して保持される。そして、搬送方向が水平から下向きから水平方向に変わると、自重により基板ホルダ３３から落下する。
【００２４】
図１に示すように、下方向に向かう搬送経路の下方には、部品７が分離した基板６を回収する基板容器３６が配置されている。
【００２５】
加振装置５０は、図２に示すように、本体部５１と、本体部５１から延びる加振棒５２とを有する。同装置５０は、基台５５上に設置されている。基台５５は、駆動部５６によって、容器部１０に対して前進位置と後退位置をとるように移動する。前進位置においては、加振装置５０の加振棒５２は容器部１０内に延びて、処理位置Ｐ２に待機している基板ホルダ３３の下方に挿入される。そして、加振装置５０が稼働すると振動して、基板ホルダ３３に振動を加える。加振棒３３の振動の周波数は可変であり、一例で数Ｈｚから数ｋＨｚまでの周波数の振動を与えることができる。
【００２６】
次に、図５を参照して、コンベア３０、基台５５、加振装置５０の動作タイミングを説明する。
コンベア３０は、図５のタイミングチャートの上段に示すように、走行と停止を繰り返す間欠走行する。詳細には、コンベア３０は、基板ホルダ３３が、図１、図２に示す、ワーク受け入れ位置Ｐ１と、容器部１０の内部のワーク処理位置Ｐ２で停止するタイミングで間欠走行する。
【００２７】
基台５５は、コンベア３０が停止中に前進位置をとり、走行中に後退位置をとるように駆動部５６によって制御される。そして、加振装置５０は、基台５０が前進位置にあるときにオンとなり、後退位置にあるときはオフとなる。この際、加振装置５０は、図５の最下段に示すように、時間ｔ１から時間ｔ２までの間に、振動の周波数を低周波数から高周波数に連続的に変化させる。ここで、分解対象となる部品７の固有振動数（機械的共振周波数ともいう）が、最低周波数から最高周波数の間に含まれるようにする。
なお、厳密には、基台５５が後退位置から前進位置まで移動する移動時間、前進位置から後退位置に移動する移動時間が存在する。加振装置５０は、基台５５が前進位置に位置するときのみオンとなり、移動時間中はオフとなる。
【００２８】
次に、図１、図２を参照して、この分解装置１によるワーク５の分解動作を説明する。
容器部１０内には、過熱蒸気発生装置４０で発生した過熱蒸気がシャワーヘッド２０から噴射されており、空気が追い出されて過熱蒸気が充満し、高温かつ低酸素状態の還元雰囲気とされている。ここでは、酸素濃度が実質的にゼロとなっている。
【００２９】
コンベア３０は上述のように間欠走行しており、基板ホルダ３３がワーク受け入れ位置Ｐ１に停止中に、ワーク５が、図示しないローダからこの基板ホルダ３３に受け渡される。この際、ワーク５は、部品７が取り付けられた面を下側にして基板ホルダ３３に保持される。
【００３０】
そして、コンベア３０の走行に伴い、ワーク５を保持した基板ホルダ３３が入口１１から容器部１０内に搬送されて、容器部１０内の処理位置Ｐ２に停止する。
【００３１】
すると、駆動部５６により基台５５が前進し、同時に、加振装置５０が稼働する。この際、前述のように振動の周波数を低周波数から高周波数に徐々に変化させる。ワーク５は過熱蒸気に曝されているので、ハンダやロウ材等の、基板６に部品７を固定している導電性の物質（合金）の温度が上昇して（例えば約１００〜１３００℃）溶融状態となり、部品７と基板６との接合力が弱まり、基板６から分離しやすくなっている。
【００３２】
こうして部品７と基板６との接合力が弱まった状態において基板６を加振するので、部品７は基板６に対して振動し、さらに基板６から分離しやすくなる。なお、基板６に固定されている部品７の寸法や重量、あるいは、取り付け状態は様々である。一般に、重量の小さい物質は固有振動数が高く、重量の大きい物質は固有振動数が低い。また、同一の部品でも、長いリード線で取り付けられている部品ほど固有振動数が低くなる。そこで、加振棒５２の振動の周波数を低周波数から高周波数に徐々に変化させていくと、まず、重い部品（例えば、ＩＣやＬＳＩのチップ等の比較的大型の素子）がその固有振動数に近い周波数の振動を受けて共振し始め、徐々に、軽量の部品（例えば、抵抗やコンデンサ等の比較的小型の素子）がその固有振動数に近い振動を受けて共振し始める。共振すると、その部品７の振動が大きくなり、基板６との接合力が弱まって、自重により基板６から分離する。
【００３３】
こうして分離した部品７は、基板６から落下し、容器部１０のスカート１６に当たる。すると、部品７の自重によりスカート１６が開いて、部品７は排出口１５から部品容器１９に回収される。
【００３４】
その後、コンベア３０の走行に伴って、部品７が分離した基板６は容器部１０の出口１２から出て搬送経路に沿って搬送される。やがて、搬送方向が水平方向から下方向に変わると、基板６の自重によりホルダ３３が回動して、基板６は走行面から直立して保持される。そして、搬送方向が下方向から水平方向に変わる際に、その自重によりホルダ３３から落下して、基板容器３６に回収される。
【００３５】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ハンダの融点以上の温度を有する過熱蒸気でこの接合材料を溶融させることによって、部品７と基板６との接合力が弱まり、部品７を基板６から容易に分離することができる。
（２）部品７がハンダ付けに加えて、さらにワニスによって固められている場合であっても、過熱蒸気でワニスを加熱し軟化させることによって、部品７と基板６との接合力を弱めることができる。
（３）過熱蒸気によって容器部１０内の空気を追い出し、高温かつ低酸素の雰囲気とすることによって、ワニス等の樹脂の燃焼（酸化）や炭化による有害ガスの発生を抑制できる。
（４）過熱蒸気として過熱水蒸気を用いることによって、ワーク５が１００℃以下の状態では５３９ｋｃａｌ／ｋｇの潜熱を加熱に用いることができるため、例えば加熱空気の熱風を用いる場合よりも短時間で基板を昇温することができ、高速処理が可能である。
（５）ワーク５を過熱蒸気に曝しつつ加振することによって、部品７と基板６との接合力をさらに弱めることができ、部品７を重力で落下させて回収することができる。
（６）ワーク５を加振する際に、周波数を変化させながら振動を加えるので、部品７の各々の固有周波数に近い周波数の振動を加えて、寸法や重量あるいは取り付け状態の異なる部品７を共振させることができ、より容易に分離可能となる。
【００３６】
次に、図６、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る電気機器の分解装置の構成を説明する。
この例の分解装置１００は、第１の実施の形態に係る分解装置１と比較して、加振装置５０の構成が異なり、それに伴って容器部１０の構成が変更されているとともに容器部１０の寸法が大型化している。以下、加振装置５０と容器部１０の変更点について主に説明する。第１の実施の形態に係る分解装置１と同じ作用・構成を有する部品は図１、図２と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３７】
容器部１０は、この例では、搬送方向に沿って、例えば３枚のワーク５を収容できる寸法を有する。３枚のワーク５は、容器部１０内において、搬送方向上流側から、上流処理位置Ｐ１２、中央処理位置Ｐ１３、下流処理位置Ｐ１４に順に待機する。各処理位置の下方の、容器部１０の底面には、基板６から分離した部品７が排出される排出口１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが開けられている。排出口１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、両扉式のスカート１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃで閉じられている。各スカートは、基板６から分離した部品７が当たると開き、その後自動的に閉じられる。排出口１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの下方には、基板６から分離した部品７を回収する部品容器１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが配置されている。
なお、容器部１０の寸法の増大に伴って、シャワーヘッド２０の本体部２１の寸法も大きくなっている。
【００３８】
加振装置は、３台の加振器５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを備える。各加振器は、コンベア３０の搬送経路に沿って、上流処理位置Ｐ１２、中央処理位置Ｐ１３、下流処理位置Ｐ１４の各々に対応するように並んで配置されている。加振器５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの構造は、第１の実施の形態の加振装置５０と同様であり、本体部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃと、本体部から延びる加振棒５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃとを有する。各加振器は、基台５５上に設置されており、基台５５は駆動部５６によって容器部１０に対して前進位置と後退位置とをとるように移動する。前進位置においては、各加振器５０の加振棒５２は容器部１０内に延びて、各処理位置に待機している基板ホルダ３３の下方に挿入される。そして、加振器５０が稼働すると振動して、基板ホルダ３３に振動を加える。最も上流側の加振器５０Ａの振動周波数は最も低く（一例で１Ｈｚ〜１００Ｈｚ）、最も下流側の加振器５０Ｃの振動周波数は最も高く（一例で１ＫＨｚ〜１０ＫＨｚ）、中央の加振器５０Ｂの振動周波数は、両加振器５０Ａ、５０Ｂの振動数の中間（一例で１００Ｈｚ〜１ＫＨｚ）に設定されている。この例においても、分解対象となる部品７の固有振動数（機械的共振周波数ともいう）が、最低周波数から最高周波数の間に含まれるようにする。
【００３９】
次に、図８を参照して、コンベア３０、基台５５、加振装置５０の動作タイミングを説明する。
コンベア３０は、図８のタイミングチャートの上段に示すように、走行と停止を繰り返す間欠走行する。詳細には、コンベア３０は、基板ホルダ３３が、図１、図２に示す、ワーク受け入れ位置Ｐ１１と、容器部１０の内部のワーク処理位置Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４で停止するタイミングで間欠走行する。
【００４０】
基台５５は、コンベア３０が停止中に前進位置をとり、走行中に後退位置をとるように駆動部５６によって制御される。そして、加振器５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、基台５０が前進位置にあるときにオンとなり、後退位置にあるときはオフとなる。この際、前述のように、各加振器から周波数の異なる振動が加えられる。
【００４１】
次に、図６、図７を参照して、この分解装置１００によりワーク５の分解動作を説明する。
容器部１０内には、第１実施の形態と同様に、過熱蒸気発生装置４０で発生した過熱蒸気がシャワーヘッド２０から噴射されており、空気が追い出されて過熱蒸気が充満し、高温かつ低酸素状態の還元雰囲気とされている。
【００４２】
コンベア３０は上述のように間欠走行しており、基板ホルダ３３がワーク受け入れ位置Ｐ１１に停止中に、ワーク５が基板ホルダ３３に順次受け渡される。
【００４３】
コンベア３０の走行に伴い、ワーク５を保持した基板ホルダ３３が入口１１から容器部１０内に搬送されて、まず、容器部１０内の上流側処理位置Ｐ１２に停止する。
【００４４】
すると、駆動部５６により基台５５が前進し、同時に、各加振器５０が稼働する。この際、上流側処理位置Ｐ１２に待機している基板ホルダ３３には、上流側加振器５０Ａから低周波数の振動ｆ１が加えられる。ここで、同ホルダ３３に保持されているワーク５の、固有振動数の低い、重い部品が主に共振する。第１の実施の形態と同様に、ワーク５は過熱蒸気に曝されているので、ハンダやロウ材等の、基板に部品を固定している導電性の物質（合金）が溶融状態となり、部品７と基板６との接合力が弱まり、基板６から分離しやすくなっている。
【００４５】
さらに、重い部品７がその固有振動数に近い周波数の振動を受けて共振すると、その部品７の振動が大きくなり、基板６との接合力が弱まって、自重により基板６から分離する。分離した重い部品７は、基板６から落下し、下方のスカート１６Ａに当たる。すると、部品７の自重によりスカート１６Ａが開いて、部品７は排出口１５Ａから部品容器１９Ａに回収される。
【００４６】
次に、コンベア３０の走行に伴って、このワーク５が中央処理位置Ｐ１３に停止すると、基台５５が前進し、同時に、各加振器５０が稼働する。この際、中央処理位置Ｐ１３に待機している基板ホルダ３３には、中央加振器５０Ｂから中程度の周波数の振動ｆ２が加えられる。ここで、同ホルダ３３に保持されているワーク５の、固有振動数が中程度の、中程度の重量の部品７が主に共振し始める。これにより、その部品７の振動が大きくなり、基板６との接合力が弱まって、自重により基板６から分離する。分離した中程度の重量の部品７は、基板６から落下し、排出口１５Ｂから部品容器１９Ｂに回収される。
【００４７】
さらに、コンベア３０の走行に伴って、このワーク５が下流側処理位置Ｐ１４に停止すると、基台５５が前進し、同時に、各加振器５０が稼働する。この際、下流側処理位置Ｐ１４に待機している基板ホルダ３３には、下流側加振器５０Ｃから高い周波数の振動ｆ３が加えられる。ここで、同ホルダ３３に保持されているワーク５の、固有振動数が高い、軽量の部品７が主に共振し始める。これにより、その部品７の振動が大きくなり、基板６との接合力が弱まって、自重により基板６から分離する。分離した軽量の部品７は、基板６から落下し、排出口１５Ｃから部品容器１９Ｃに回収される。
【００４８】
このように、一枚のワーク５には、各処理位置Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４において、低周波数ｆ１、中程度の周波数ｆ２、高周波数ｆ３の各振動が加えられる。このため、これらの周波数に近い固有振動数を有する部品７を共振させることができ、重量が様々な部品７を振動により基板６から分離することができる。
【００４９】
この分解装置によれば、前述の（１）〜（５）と同様の効果を得られる。また、加振装置から振動を加える際に、複数段階の周波数の振動を順に加えることにより、固有振動数に一致する周波数の振動を加えることができない場合もあるが、部品と基板との接合力を弱くする効果は十分に得られる。
【００５０】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施形態では、分解対象となる電気機器は例えばハンダ付け及びワニスによって各種部品が実装されたプリント基板であるが、本発明の分解対象となる電気機器はこれに限定されない。
（２）実施形態の分解装置は、ワークをコンベアで搬送しながら過熱蒸気を吹き付けているが、本発明はこれに限らず、バッジ式処理を行うものにも適用することができる。
（３）実施形態において、ハンダ等を溶融させる蒸気は例えば水蒸気であったが、本発明はこれに特に限定されず、他の物質からなる過熱蒸気を用いて電気機器の分解を行うようにしてもよい。
（４）第１の実施形態において、加振装置の振動の周波数を低周波数から高周波数に連続的に変化させたが、高周波数から低周波数に連続的に変化させてもよい。また、段階的に変化させてもよい。
（５）第２の実施形態において、加振器を３台として、３段階の周波数の振動を加えたが、周波数の段階はこれに限らない。
【符号の説明】
【００５１】
１ 電気機器の分解装置 ５ ワーク（電気機器）
６ 基板 ７ 部品
１０ 容器部 １１ 入口
１２ 出口 １３ カーテン
１４ カーテン １５ 排出口
１６ スカート １９ 部品容器
２０ 過熱蒸気導入装置（シャワーヘッド） ２１ 本体
２２ 過熱蒸気導入管
３０ 搬送手段（コンベア） ３１ チェーンコンベア
３２ ローラ ３３ 基板ホルダ
３６ 基板容器
４０ 過熱蒸気発生器 ４２ 過熱蒸気供給管
４５ ボイラ ４７ 温度センサ
４８ 制御器
５０ 加振装置（加振器） ５１ 加振器本体
５２ 加振棒 ５５ 基台
５６ 駆動部
Ｐ１、Ｐ１１ ワーク受け入れ位置 Ｐ２ ワーク処理位置
Ｐ１２ 上流側ワーク処理位置 Ｐ１３ 中央ワーク処理位置
Ｐ１４ 下流側ワーク処理位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点以上に加熱することによって溶融する接合部材によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解方法であって、
前記基板及び該基板上に固定された前記部品を前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気に曝して前記接合材料を溶融させながら、
前記基板に、周波数を変化させながら振動を加えることによって、前記部品を前記基板から分離することを特徴とする電気機器の分解方法。
【請求項２】
融点以上に加熱することによって溶融する接合部材によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解方法であって、
前記基板及び該基板上に固定された前記部品を前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気に曝して前記接合材料を溶融させながら、
前記基板に、複数段階の周波数の振動を加えることによって、前記部品を前記基板から分離することを特徴とする電気機器の分解方法。
【請求項３】
前記過熱蒸気によって前記基板及び前記部品の周囲を低酸素雰囲気にすること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機器の分解方法。
【請求項４】
前記過熱蒸気は過熱水蒸気であること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電気機器の分解方法。
【請求項５】
前記振動の周波数の少なくとも一部は、前記部品の固有振動数と実質的に一致するように変更しながら設定したことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電気機器の分解方法。
【請求項６】
融点以上に加熱することによって溶融する接合材料によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解装置であって、
前記基板及び該基板上に固定された前記部品を収容する容器部と、
前記容器部内に、前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置と、
前記容器部内に収容された前記基板に振動を加える加振装置と、
を備え、
前記加振装置は、前記容器部内に収容された前記基板に、周波数を変更しながら振動を加えることを特徴とする電気機器の分解装置。
【請求項７】
融点以上に加熱することにより溶融する接合材料によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解装置であって、
前記基板及び該基板上に固定された前記部品を収容する容器部と、
前記容器部内に、前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置と、
前記容器部内に、前記基板を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により前記容器部内に搬送された前記基板に振動を加える加振装置と、
を備え、
前記加振装置が、前記搬送手段の搬送方向に沿って配置された複数の加振器からなり、
前記容器部内において、前記基板は前記加振器の各々から異なる周波数の振動を加えられながら搬送されることを特徴とする電気機器の分解装置。
【請求項８】
前記容器部内を、前記過熱蒸気の導入により低酸素雰囲気にすること
を特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電気機器の分解装置。
【請求項９】
前記過熱蒸気が過熱水蒸気であること
を特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の電気機器の分解装置。
【請求項１０】
前記振動の周波数の少なくとも一部は、前記部品の固有振動数と実質的に一致するように周波数を変更しながら設定されることを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載の電気機器の分解装置。
【請求項１】
融点以上に加熱することによって溶融する接合部材によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解方法であって、
前記基板及び該基板上に固定された前記部品を前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気に曝して前記接合材料を溶融させながら、
前記基板に、周波数を変化させながら振動を加えることによって、前記部品を前記基板から分離することを特徴とする電気機器の分解方法。
【請求項２】
融点以上に加熱することによって溶融する接合部材によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解方法であって、
前記基板及び該基板上に固定された前記部品を前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気に曝して前記接合材料を溶融させながら、
前記基板に、複数段階の周波数の振動を加えることによって、前記部品を前記基板から分離することを特徴とする電気機器の分解方法。
【請求項３】
前記過熱蒸気によって前記基板及び前記部品の周囲を低酸素雰囲気にすること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機器の分解方法。
【請求項４】
前記過熱蒸気は過熱水蒸気であること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電気機器の分解方法。
【請求項５】
前記振動の周波数の少なくとも一部は、前記部品の固有振動数と実質的に一致するように変更しながら設定したことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電気機器の分解方法。
【請求項６】
融点以上に加熱することによって溶融する接合材料によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解装置であって、
前記基板及び該基板上に固定された前記部品を収容する容器部と、
前記容器部内に、前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置と、
前記容器部内に収容された前記基板に振動を加える加振装置と、
を備え、
前記加振装置は、前記容器部内に収容された前記基板に、周波数を変更しながら振動を加えることを特徴とする電気機器の分解装置。
【請求項７】
融点以上に加熱することにより溶融する接合材料によって基板上に固定された部品を前記基板から分離する電気機器の分解装置であって、
前記基板及び該基板上に固定された前記部品を収容する容器部と、
前記容器部内に、前記接合材料の融点以上の温度を有する過熱蒸気を導入する過熱蒸気導入装置と、
前記容器部内に、前記基板を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により前記容器部内に搬送された前記基板に振動を加える加振装置と、
を備え、
前記加振装置が、前記搬送手段の搬送方向に沿って配置された複数の加振器からなり、
前記容器部内において、前記基板は前記加振器の各々から異なる周波数の振動を加えられながら搬送されることを特徴とする電気機器の分解装置。
【請求項８】
前記容器部内を、前記過熱蒸気の導入により低酸素雰囲気にすること
を特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電気機器の分解装置。
【請求項９】
前記過熱蒸気が過熱水蒸気であること
を特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の電気機器の分解装置。
【請求項１０】
前記振動の周波数の少なくとも一部は、前記部品の固有振動数と実質的に一致するように周波数を変更しながら設定されることを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載の電気機器の分解装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２３８７４０（Ｐ２０１０−２３８７４０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２２９０（Ｐ２００９−８２２９０）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（５９４０７３１２９）新熱工業株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（５９４０７３１２９）新熱工業株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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