(57)【要約】【課題】ロータ部とステータ部とを容易に分離することができ、解体・回収作業の効率を向上できるモータのリサイクル方法を提供する。【解決手段】ロータ部１１とステータ部１２とを有するサーボモータ１０を乾留ガス化焼却炉５０に投入し、サーボモータ１０に内蔵されたネオジム磁石１４のキュリー温度以上の温度までサーボモータ１０を昇温させる加熱工程と、サーボモータ１０をロータ部１１とステータ部１２とに分離する分離工程とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ部とステータ部とを有するモータを加熱装置に投入し、前記モータに内蔵された永久磁石のキュリー温度以上の温度まで前記モータを昇温させる加熱工程と、
前記モータを前記ロータ部と前記ステータ部とに分離する分離工程と
を備えたことを特徴とするモータのリサイクル方法。
【請求項２】
前記分離工程の後に、前記ロータ部をシャフトと前記永久磁石とに分離する磁石分離工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータのリサイクル方法。
【請求項３】
前記ステータ部は樹脂でモールドされ、前記加熱工程において、前記ステータ部をモールドする樹脂を灰化させることを特徴とする請求項１または２に記載のモータのリサイクル方法。
【請求項４】
前記加熱工程において、前記シャフトと前記永久磁石とを接着する接着剤を炭化させることを特徴とする請求項２に記載のモータのリサイクル方法。
【請求項５】
前記モータはエンコーダ部を備え、前記加熱工程において、前記エンコーダ部を灰化させることを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載のモータのリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、使用済みのモータから素材を個別に回収するためのモータのリサイクル方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータのリサイクル方法では、回収した単一種類または複数種類のモータをロータとステータに分離した後に、ロータに使用されている磁石の種類に応じたキュリー温度までロータコアを段階的に昇温して磁石を脱磁することにより、ロータコアと磁石を分離して磁石素材を回収していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４７６０８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなモータのリサイクル方法においては、脱磁前の磁石が内蔵されたロータとステータを分離する必要があるため、専用の治具や磁界発生装置等の減磁装置を用いて、機種やメーカに応じた方法でロータとステータを分離しなければならず、解体・回収作業の効率向上の妨げになっているという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ロータ部とステータ部とを容易に分離することができ、解体・回収作業の効率を向上できるモータのリサイクル方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るモータのリサイクル方法は、ロータ部とステータ部とを有するモータを加熱装置に投入し、モータに内蔵された永久磁石のキュリー温度以上の温度までモータを昇温させる加熱工程と、モータをロータ部とステータ部とに分離する分離工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、モータに内蔵された永久磁石のキュリー温度以上の温度までモータを昇温させ、永久磁石が脱磁された状態でロータ部とステータ部とを分離するため、ロータ部とステータ部との分離を容易に行うことが可能となり、解体・回収作業の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１におけるモータのリサイクル方法が適用されるサーボモータを示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるモータのリサイクル方法を示すフロー図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるモータのリサイクル方法の加熱工程を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるモータのリサイクル方法の破砕工程を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるモータのリサイクル方法の磁力選別工程を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１におけるモータのリサイクル方法が適用されるサーボモータの他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１におけるモータのリサイクル方法を、図を用いて説明する。
図１は、実施の形態１におけるモータのリサイクル方法が適用されるサーボモータを示す断面図である。ＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型のサーボモータ１０は、図に示すようにロータ部１１、ステータ部１２及びエンコーダ部１９を備えている。ロータ部１１は、ベアリング２２を介してステータ部１２に回転可能に支持されたＳＵＳ製のシャフト１３と、シャフト１３の外表面に塗布された接着剤１５によって接着されたネオジム磁石１４、すなわち永久磁石とを有している。ステータ部１２は、その内周面に積層された電磁鋼板１６と、電磁鋼板１６に巻きつけられた銅線コイル１７とが設けられており、ロータ部１１を覆っている。また、ステータ部１２の周囲は、樹脂からなるモールド部１８に覆われている。エンコーダ部１９は、シャフト１３の一端に設けられたエンコーダ板２０と、エンコーダ板２０を収納する樹脂ケース２１を有し、ステータ部１２に固定されている。
なお、ここではシャフト１３の材質はＳＵＳとしているが、これに限定されるものではない。また、接着剤１５の種類は特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤を用いることができる。また、ネオジム磁石１４の形状は、特に限られるものではなく、リング型でもセグメント型でもよい。
【００１０】
図２は、本実施の形態１におけるモータのリサイクル方法を示すフロー図である。本実施の形態では、まず、図３に示す乾留ガス化焼却炉５０、すなわち加熱装置の乾留ガス化炉５１にサーボモータ１０を投入し、サーボモータ１０を１０００℃以上に昇温させ（加熱工程、ＳＴ０１）、乾留ガス化炉５１から取り出したサーボモータ１０をロータ部１１とステータ部１２とに分離する（分離工程、ＳＴ０２）。次に、ロータ部１１は、ネオジム磁石１４とシャフト１３に分離して（磁石分離工程、ＳＴ０３）、それぞれ回収・リサイクルする。また、ステータ部１２は、図４に示すハンマー破砕機６０によって破砕し、鉄素材１６ａ及び銅素材１７ａを含む破砕物１２ａとする（破砕工程、ＳＴ０４）。この破砕物１２ａを図５に示す磁力選別機７０によって鉄素材１６ａと銅素材１７ａとに選別して（磁力選別工程、ＳＴ０５）、それぞれ回収・リサイクルする。
【００１１】
本実施の形態で用いる乾留ガス化焼却炉５０は、図３に示すように底面に空気孔（図示なし）が設けられた乾留ガス化炉５１と、乾留ガス化炉５１の上部に設置された燃焼炉５２の２つの炉を有している。本実施の形態において、乾留ガス化炉５１の収納スペースは、例えば、縦１．０ｍ、横１．０ｍ、高さ１．５ｍであり、複数の小型・中型のサーボモータを一括して処理することができる。
【００１２】
加熱工程では、まず、木屑や新聞紙などからなり、サーボモータ１０とともに乾留ガス化炉５１に投入した助燃材５５に着火する。助燃材５５に着火した後は、上記空気孔から乾留ガス化炉５１内に供給する空気の量を調整することにより炉内温度を制御しながら、乾留ガス化炉５１内を蒸し焼き状態にし、サーボモータ１０の温度が１０００℃以上に達するまでサーボモータ１０を加熱する（ＳＴ０１）。サーボモータ１０の温度を１０００℃以上に昇温させることにより、キュリー温度が３５０℃であるネオジム磁石１４は脱磁される。また、サーボモータ１０を１０００℃以上に昇温させるため、モールド部１８、エンコーダ部１９、及びステータ部１２とエンコーダ部１９の固定接続部分（図示なし）は熱分解され、灰化される。これにより、また、エポキシ系接着剤は３００℃以上、アクリル系接着剤は４５０℃以上で炭化することから、接着剤１５は炭化され、その接着力は無力化される。
なお、乾留ガス化炉５１内を蒸し焼き状態にすることで発生する可燃性ガスは、連通口５３を通って燃焼炉５２に流入する。燃焼炉５２に流入した可燃性ガスは空気と混合され、１０００℃以上で完全燃焼され、ダイオキシン類を除去された後、排ガスとして排気筒５４から排出される。
【００１３】
サーボモータ１０を１０００℃以上に昇温させたら、乾留ガス化炉５１への空気の供給を止め、加熱を停止する。その後、１〜５時間空冷することで乾留ガス化炉５１内のサーボモータ１０を冷却する。
【００１４】
分離工程では、冷却されたサーボモータ１０を乾留ガス化炉５１から取り出し、ロータ部１１をステータ部１２から引き抜くことで、サーボモータ１０をロータ部１１とステータ部１２とに分離する（ＳＴ０２）。ここで、ネオジム磁石１４は既に脱磁されているため、専用の工具や磁界発生装置等の減磁機器を用いる必要はない。なお、ここではサーボモータ１０を乾留ガス化炉５１から取り出してから、サーボモータ１０をロータ部１１とステータ部１２とに分離しているが、例えば、ロボットアーム（図示なし）を用いるなどして、サーボモータ１０を乾留ガス化炉５１内に入れたまま分離を行ってもよい。
【００１５】
ここでは永久磁石としてネオジム磁石を用いているが、これに限られるものではなく、例えば、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石を用いることができる。これらの永久磁石を用いる場合も、加熱工程において、サーボモータ１０をそれぞれのキュリー温度以上の温度まで昇温させることにより、永久磁石が脱磁するため、分離工程において、専用の工具や磁界発生装置等の減磁機器を用いることなく、ロータ部とステータ部とを容易に分離することができる。また、それぞれの永久磁石のキュリー温度は、フェライト磁石が６００℃、サマリウムコバルト磁石が７５０℃〜８００℃であるため、上記のようにサーボモータ１０を１０００℃以上に昇温させることにより、いずれの永久磁石を用いた場合でも、サーボモータ１０に内蔵されている永久磁石をキュリー温度以上に昇温させて脱磁することができる。
なお、サーボモータ１０を昇温させる際の温度の上限は、鉄素材１６ａの融点を考慮し、１５００℃とすることが考えられる。
【００１６】
磁石分離工程では、分離工程で得られたロータ部１１のシャフト１３の外表面からネオジム磁石１４を外すことにより、ロータ部１１をシャフト１３とネオジム磁石１４とに分離し（ＳＴ０３）、シャフト１３及びネオジム磁石１４を、それぞれ回収・リサイクルする。上述したように、接着剤１５は加熱工程で炭化され、その接着力が無力化されているため、接着剤１５の種類に応じた溶媒を用いたり、ロータ部１１に衝撃を与えて破壊したりする必要はない。
【００１７】
ハンマー破砕機６０は、図４に示すように筐体内部で回転する回転ハンマー６１の打撃によって投入物を破砕するものである。
破砕工程では、分離工程で得られたステータ部１２をハンマー破砕機６０に投入し、回転ハンマー６１による打撃で破砕して破砕物１２ａを生成する（ＳＴ０４）。このとき、電磁鋼板１６及び銅線コイル１７も破砕され、それぞれ鉄素材１６ａ、銅素材１７ａとなる。破砕が完了したら、鉄素材１６ａ及び銅素材１７ａを含む破砕物１２ａをハンマー破砕機６０から取り出す。
【００１８】
磁力選別機７０は、図５に示すように投入方向をロータ磁石７１の回転方向と同じ方向にするガイド７２が取り付けられ、投入物のうち、ロータ磁石７１に吸着しない非鉄系金属はロータ磁石７１の表面を滑らせて一方の収納部７４Ａに落下させ、ロータ磁石７１に吸着する鉄系金属は、スクレーパー７３によってそぎ落とすことで他方の収納部７４Ｂに落下させるものである。
磁力選別工程では、破砕工程で得られた破砕物１２ａを磁力選別機７０に投入し、ロータ磁石７１に吸着しない銅素材１７ａはロータ磁石７１の表面を滑らせて一方の収納部７４Ａに落下させ、ロータ磁石７１に吸着する鉄素材１６ａは、スクレーパー７３によってそぎ落とすことで他方の収納部７４Ｂに落下させる（ＳＴ０５）。このように、鉄素材１６ａ及び銅素材１７ａをそれぞれ異なる収納部に落下させることで、２つの素材を選別し、それぞれの素材を回収・リサイクルする。ここで、上述のように、ステータ部１２のモールド部１８は加熱工程で消失しているため、モールド樹脂と銅素材１７ａを分離するための、渦電流選別や比重選別を実施する必要はない。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態におけるモータのリサイクル方法が適用されるサーボモータの他の例について、図６に基づいて説明する。
サーボモータ１０１は、図に示すようにステータ部１２１と、エンコーダ部１９１とが、樹脂ケース２１１及びモールド部１８１を貫通するネジ２３によって固定されている点が、サーボモータ１０と異なる。サーボモータ１０１についても、サーボモータ１０の場合と同様に、加熱工程で１０００℃以上に昇温させることにより、ネオジム磁石１４をキュリー温度以上の温度まで昇温させ、脱磁させるとともに、モールド部１８１及びエンコーダ部１９１を灰化させることにより、ネジ２３はステータ部１２１から分離するため、以降の工程はサーボモータ１０の場合と同様に処理することができる。このため、回収した複数のサーボモータの中に、サーボモータ１０とサーボモータ１０１がそれぞれ単数または複数含まれている場合でも、一括して処理することができる。
【００２０】
実施の形態１によれば、サーボモータに内蔵されたネオジム磁石のキュリー温度以上の温度までサーボモータを昇温させ、ネオジム磁石が脱磁された状態でロータ部とステータ部とを分離するため、専用の工具や磁界発生装置等の減磁機器を用いることなく、ロータ部とステータ部との分離を容易に行うことが可能となる。このため、解体・回収作業の効率を向上させることができる。
【００２１】
また、加熱工程において、ステータ部の周囲のモールド部を灰化させるため、磁力選別工程の後に、銅素材からモールド樹脂を分離・除去するための渦電流選別や比重選別を実施する必要がないため、解体・回収作業の効率をさらに向上させることができるとともに、純度の高い銅素材を回収することができる。
【００２２】
また、加熱工程において、シャフトとネオジム磁石とを接着する接着剤を炭化させて、その接着力を無力化するため、シャフトとネオジム磁石を容易に分離することが可能となり、解体・回収作業の効率をさらに向上させることができる。
【００２３】
また、加熱工程において、エンコーダ部と、ステータ部とエンコーダ部の固定接続部分を灰化させることにより、ロータ部は支えを失うため、ステータ部から容易に引き抜くことが可能となり、解体・回収作業の効率をさらに向上させることができる。
【００２４】
以上では、主に小型・中型のサーボモータに多く用いられる、ＳＰＭ型のサーボモータについて説明したが、大型のサーボモータに多く用いられるＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）型のサーボモータについても、本発明のモータのリサイクル方法を適用することができる。ＩＰＭ型のサーボモータの場合、ロータ部の永久磁石がシャフト内部に組み込まれているため、分離工程において、シャフト内部からネオジム磁石を引き抜いて分離するという点がＳＰＭ型の場合と異なるが、その他の点はＳＰＭ型の場合と同様である。
【００２５】
また、本発明は、サーボモータ以外にも、例えばエアコンの室外機に利用されているファンモータのように、ロータ部に永久磁石が接着されたモータであれば適用可能である。この場合でも、加熱工程でロータ部に接着された永久磁石を脱磁することにより、ロータ部とステータ部の分離が容易になり、解体・回収作業の効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０、１０１  サーボモータ、１１  ロータ部、  １２、１２１  ステータ部、１３  シャフト、１４  ネオジム磁石、１５  接着剤、１８、１８１  モールド部、１９、１９１  エンコーダ部、５０  乾留ガス化焼却炉、５１  乾留ガス化炉。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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