(57)【要約】【課題】  情報機器や家電品を構成する部材を粉々に破砕することなく、所定の大きさに分解する自動分解装置の提供。【解決手段】  被分解物を収容する円筒状のドラムと、ドラムの内壁面であって、その回転軸方向に平行に配置された掻き揚げ羽と、ドラムの回転軸が水平の状態でドラムを回転自在に支持する支持部と、ドラムを回転させる回転駆動部を備え、ドラムの側面には内壁面から外壁面に貫通する開口を配置した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被分解物を収容する円筒状のドラムと、該ドラムの内壁面であって、前記ドラムの回転軸方向に平行させて複数個設けられた掻き揚げ羽と、前記ドラムの回転軸が水平の状態で該ドラムを回転自在に支持する支持部と、前記ドラムを回転させる回転駆動部とを備えたこと特徴とする自動分解装置。
【請求項２】
被分解物を収容する円筒状の内ドラムと、該内ドラムの内壁面であって、前記内ドラムの回転軸方向に平行させて複数個設けられた掻き揚げ羽と、前記内ドラムの側面部に内壁面から外壁面に貫通する開口と、前記内ドラム全体を同軸で外包する外ドラムと、該外ドラムの回転軸が水平の状態で前記外ドラムを回転自在に支持する支持部と、前記外ドラムを回転させる回転駆動部とを備えたこと特徴とする自動分解装置。
【請求項３】
被分解物を収容する円筒状のドラムと、該ドラムの内壁面であって、前記ドラムの回転軸方向に平行させて複数個設けられた掻き揚げ羽と、前記ドラムの内壁面に垂直な方向に設けられた円環状の仕切り板と、前記ドラムの回転軸が水平の状態で該ドラムを回転自在に支持する支持部と、前記ドラムを回転させる回転駆動部と、被分解物を前記ドラムの回転軸方向に移送する移送機構とを備えたこと特徴とする自動分解装置。
【請求項４】
前記ドラムの側面部に、内壁面から外壁面に貫通する開口が設けられていることを特徴とする請求項１または３に記載の自動分解装置。
【請求項５】
前記移送機構が、前記ドラム、前記支持部及び前記回転駆動部を傾斜させる傾斜駆動部から構成されることを特徴とする請求項３に記載の自動分解装置。
【請求項６】
前記移送機構が、前記ドラムの回転軸付近であって、前記仕切り板によって仕切られた領域に前記被分解物を移動させるためのすべり板と、該すべり板を所定の位置に挿入または退避させるための摺動機構部から構成されることを特徴とする請求項３に記載の自動分解装置。
【請求項７】
前記掻き揚げ羽の高さは、平置きした被分解物の高さよりも小さいことを特徴とする請求項１、２または３の何れかに記載の自動分解装置。
【請求項８】
前記ドラムの回転速度Ｎ（ｒｐｍ）と前記ドラムの内直径Ｄ（ｍ）との関係が、Ｎ＝Ｋ／（Ｄ）１／２、Ｋ＝１７〜３１、Ｄ＝０．３〜１０．０であることを特徴とする請求項１、２または３の何れかに記載の自動分解装置。
【請求項９】
前記開口は円形であって、その直径が２５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２または４に記載の自動分解装置。
【請求項１０】
前記被分解物が３．５インチハードディスク記憶装置であることを特徴とする請求項１、２または３の何れかに記載の自動分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク記憶装置、デジタルカメラ、携帯電話等のねじを用いて各種部品を締結することよって組み立てられた情報機器や家電製品を対象とし、これらの製品に繰返して加えられた衝撃力を利用して分解する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報機器や家電品などの工業製品に使用されているプリント基板や各種金属をリサイクルすることを目的とし、その目的に合わせてこれらの製品を分解する装置として例えば特許文献１や特許文献２に記載の粉砕装置が開示されている。これらの装置は食品、木材、岩石、コンクリート等を均一の粒子に粉砕する機能を備えている。また、非特許文献１にはドラム底部に設けた跳ね上げ羽を用いて被分解物を跳ね上げ、そしてそれらをドラム側壁に衝突させることによって被分解物を細かく破砕する衝撃破壊装置が報告されている。
【０００３】
上記した装置を用いて粉砕された情報機器や家電品などの製品はその目的に応じてリサイクル処理工程に投入され、新たな製品の原材料として再利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３２４１２６号公報
【特許文献２】特開２００７−８３１０１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日経メカニカル  Ｎｏ．５５６  Ｐ．２４−Ｐ．２７（２００１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製品を構成する部品のリサイクルということを考えたとき、上記した特許文献１や特許文献２に記載された装置では、製品が極めて細かく粉砕されてしまうため、粉砕分解後の処理において夫々の材料別に分別し、再利用することが困難であるという問題点を有している。
【０００７】
一方、非特許文献１に記載された衝撃破壊装置は特許文献１や特許文献２に記載された装置に比較すれば、製品を構成する部品の素材の種類によって大きさの異なる塊（分解片）を得ることが可能であり、その後の工程である素材選別が容易になるという効果がある。しかしながら、この衝撃破砕装置は被分解物に与えられる衝撃力が大きいため、例えばハードディスク記録装置に使用されているネオジム磁石のように脆性の高い構成部材は粉々に破砕されるため、ネオジム磁石を個別に分別し、回収するということが困難であるという欠点を有している。
【０００８】
更にまた、上記した装置では製品を構成する部材が離脱した段階でこれらを速やかにドラム外に取り出す手段の開示がなく、適切な状態で被分解物を回収することに問題がある。
【０００９】
本発明は、上記した状況に鑑みて創生された発明である。情報機器や家電製品に使用されている部材の効果的なリサイクルを図るという考えに基づき、製品を構成する部材を粉々に破砕することなく、例えばネオジム磁石の如き脆性の高い構成部材であってもリサイクル可能な形態に分解することを可能にする自動分解装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を解決するため、本発明の装置構成においては以下の機構を備えている。即ち、情報機器や家電品などの製品（被分解物）を収容する円筒状のドラムと、このドラムの内壁面であって、回転軸方向に平行させて複数個設けられた掻き揚げ羽と、ドラムの回転軸が水平の状態でドラムを回転自在に支持する支持部と、ドラムを回転させる回転駆動部から構成されている。上記したドラムの側面部には内壁面から外壁面に貫通する開口が設けられている。
【００１１】
また、他の構成として、情報機器や家電品などの製品（被分解物）を収容する円筒状の内ドラムと、この内ドラムの内壁面であって、回転軸方向に平行させて複数個設けられた掻き揚げ羽と、内ドラムの側面部に設けられた内壁面から外壁面に貫通する開口と、上記の内ドラム全体を同軸で外包する外ドラムと、外ドラム軸が水平の状態で外ドラムを回転自在に支持する支持部と、外ドラムを回転させる回転駆動部とを備えるようにした。
【００１２】
そして、別の構成として、情報機器や家電品などの製品（被分解物）を収容する円筒状のドラムと、このドラムの内壁面であって、回転軸方向に平行させて複数個設けられた掻き揚げ羽と、更にドラムの内壁面に垂直な方向に設けられた円環状の仕切り板と、ドラムの回転軸が水平の状態でドラムを回転自在に支持する支持部と、ドラムを回転させる回転駆動部から構成されている。
【００１３】
更に、上記したドラム、支持部および回転駆動部とを傾斜させる傾斜駆動部とを更に備えるようにした。
【００１４】
また、上記したドラムの回転軸中心付近の位置であって、掻き揚げ羽によってドラムの上部に持ち上げられた被分解物を滑らせて各仕切り板の間を移動させるすべり板と、このすべり板を所定の位置に挿入または退避させる摺動機構部とを更に備えるようにした。
これらのドラムの側面部には内壁面から外壁面に貫通する開口が設けられている。
【００１５】
ここで、ドラムの内壁面に形成した掻き揚げ羽の高さは、情報機器や家電品などの製品である被分解物を平置きしたときの高さより概ね小さくなるようにした。
【００１６】
そして、ドラム（内ドラム）の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）とドラム（内ドラム）の内直径Ｄ（ｍ）との関係が、Ｎ＝Ｋ／（Ｄ）１／２、Ｋ＝１７〜３１、Ｄ＝０．３〜１０．０なるようにした。
【００１７】
また、ドラム（内ドラム）の材質として非磁性体からなる材料を用い、ドラム（内ドラム）の側面に設けられた開口が直径２５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下の円形とした。
【００１８】
このような構成の装置において、情報機器や家電品などの製品である被分解物は掻き揚げ羽による保持とドラムの回転による遠心力の作用により、ドラムの回転に伴いドラムの最高点近傍まで持ち上げられ、その後自然落下してドラムの最低点近傍でドラムの内壁に衝突する。その結果、分解して所定のサイズまで小さくなった部品はドラムの側面に設けられた開口から排出され、次の工程であるリサイクル等の工程に提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ドラムを連続的に回転させることによって情報機器や家電品などの製品である被分解物に繰返して衝撃力を与えることができる。そして、この繰返し衝撃力により、被分解物を組み立てている締結ねじが緩み、最終的には構成部材を破砕させることなく被分解物から部品として外し、外部に排出させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態である自動分解装置を説明するための概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】第１の実施形態であるドラムの詳細を説明するための図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態である自動分解装置を説明するための概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態である自動分解装置を説明するための概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】第３の実施形態である自動分解装置の動作を説明するための側面図であって、（ａ）は傾斜無しの動作を示す図であり、（ｂ）は傾斜動作を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施形態である自動分解装置を説明するための概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】第４の実施形態である自動分解装置のすべり板動作を説明するための図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）及び（ｃ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明をする。
（第１の実施の形態）
本発明の第1の実施の形態である自動分解装置の構造及び動作を図１及び２を用いて説明する。図１における（ａ）は自動分解装置の正面図であり、（ｂ）はその側面図を示している。ドラム１はＤなる内直径を有し、その一端が閉じた円筒形状をしており、横向きに設置されている。そして、ドラム１の内壁面には複数の掻き揚げ羽２がドラム１の回転軸に平行で、ドラム１の開端面から閉端面までの範囲に設置されている。また、掻き揚げ羽２の高さは、情報機器や家電品などの製品（被分解物）４０ａ〜４０ｅを平置きしたときの高さより概ね小さくした。この理由は後述するが、掻き揚げ羽２に保持されて持ち上げられた被分解物４０ａ〜４０ｅが所定の位置で掻き揚げ羽２から容易に離脱させるためである。
【００２２】
ドラム１は支持ローラ３を用いて下方四隅で支持されており、支持ローラ３はベース５に固定されたホルダー４に回転自在に支承されているため、ドラム１は回転可能となっている。そして、ブラケット７に固定された駆動モータ６は、その回転軸がドラム１の閉端面に接続されており、ドラム１の回転駆動を行う。図１（ａ）において、ドラム１の回転方向は矢印Ｒの方向（反時計方向）である。
【００２３】
ベース５において、ドラム１の開端面側の下部に固定されたリンク板８は、ベース１０に固定されたホルダー９に回転自在に支承されている。
【００２４】
また、傾斜駆動シリンダ１３は、シリンダ本体上端のリンク板１２がブラケット７に固定されたホルダー１１に回転自在に支承され、また、シリンダ本体下端のリンク板１４がベース１０に固定されたホルダー１５に回転自在に支承されている。
【００２５】
図２は図１に示したドラム１の詳細を説明した概要図である。図２（ａ）はドラム１の正面図であり、図２（ｂ）はその側面図である。ドラム１の側面側には、内壁面から外壁面に貫通する開口１６が設けられている。図２（ｂ）において、開口１６が円形であって
一列に複数個、それが複数列整然と配置されているが、その配置の仕方は図２（ｂ）に限定されるものではない。必要に応じて千鳥配置などを用いることが可能である。
【００２６】
次に、本発明の自動分解装置を用いた情報機器や家電品などの製品（被分解物）４０ａ〜４０ｅが分解される過程について説明する。
図１及び図２に示された構成の自動分解装置において、ドラム１の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）とドラム１の内直径Ｄ（ｍ）に対して、両者の関係をＮ＝Ｋ／（Ｄ）１／２、Ｋ＝１７〜３１にする。例えば、ドラム１の内直径Ｄ＝１ｍの場合、ドラム１の回転速度はＮ＝１７〜３１ｒｐｍの範囲に設定する。これによりドラム１の内部に収容された被分解物４０ａ〜４０ｅは掻き揚げ羽２に保持されつつドラム１の最高点近傍まで持ち上げられ、その後、自然落下してドラム１の最低点近傍の側壁に衝突する。
【００２７】
即ち、図１（ａ）において、ドラム１の正面図を時計の文字盤に見立てると、時計の針が３時をさす位置までは被分解物はドラム１の回転と共に掻き揚げ羽２に保持されて持ち上げられる（被分解物４０ｅ）。次に、３時の位置から１２時の位置近傍まではドラム１を含む回転系に作用する遠心力によって持ち上げられる（被分解物４０ａ）。そして、自然落下後は被分解物４０ｂのように、６時の位置から８時の位置付近に落下し、被分解物自身は落下時の衝撃を受けることになる。ドラム１に作用する遠心力が強すぎると被分解物が１２時の位置近傍を過ぎても落下せず、また遠心力が弱すぎると３時から２時の位置近傍で落下するため、被分解物に十分な落下衝撃力を与えることが出来なくなる。
【００２８】
ドラム１を連続的に回転させることにより、被分解物に繰返して衝撃力を与えることができる。この繰返し衝撃力を利用することによって被分解物を組み立てている締結ねじを緩め、個々の部品に外すことができる。分解した部品はドラム１の側壁に設けられた開口１６から外部に排出される。
【００２９】
従って、ハードディスク記憶装置、デジタルカメラあるいは携帯電話等の製品を構成する構成部材の材質、締結ねじの大きさや長さなどに応じて、ドラム１の内径、その回転数、開口１６の大きさなどを適切に選択することにより、従来のように構成部材を粉々に破砕することもなく、締結ねじを緩めて所定の大きさの部品に分解し外部に取り出すことを可能にする自動分解装置を実現することが出来る。
【００３０】
また、被分解物が掻き揚げ羽２に保持されて持ち上げらに際して、掻き揚げ羽２の高さを被分解物の平置高さ寸法より小さくしたことにより、被分解物４０ｃと被分解物４０ｄとが重なり合っている場合であっても、掻き揚げ羽２が被分解物同士の摩擦力で規定される摩擦角以上の位置に到達すれば被分解物４０ｃが滑り落ちる。その結果、被分解物４０ｄだけがその後更に持ち上げられることになり、落下時に被分解物同士が衝突して落下衝撃力が減ずるということもなく、一定の落下衝撃力を確保することができる。
【００３１】
尚、傾斜駆動シリンダ１３はドラム１の開端面側が下向きになるようにベース５より上部を傾斜させるものであり、被分解物の分解が終了した時点で傾斜させることにより、ドラム１の内部にある分解後の本体部材および構成部材をドラム外に排出することが出来る。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図３は第２の実施の形態を説明するための概略図であって、図３（ａ）は正面図であり、図２（ｂ）はその側面図である。第１に実施の形態と異なる点は図から明らかのように、被分解物を処理するためのドラムが二重構造になってことである。即ち、内ドラム１ａの外壁面に固着されたステー１７は、その他端を外ドラム１ｂの内壁面に固着され、外ドラム１ｂが内ドラム１ａを同軸で外包する構成となっている。内ドラム１ａの側面には第１の実施の形態と同様に内壁面から外壁面に貫通する開口１６が複数個設けられている。この二重構造のドラムにおいて、支持ローラ３で回転自在に支持され、駆動モータ６で回転されるドラムは外ドラム１ｂである。
【００３３】
上記した装置構成を採用することによって、被分解物の分解が進み、構成部材が本体製品から離脱した段階で開口１６より小さい構成部材は内ドラム１ａの外に排出され、外ドラム１ｂ内に収容される。外ドラム１ｂの内壁面には被分解物を保持してドラムの回転と共に上部方向に移動させる掻き揚げ羽２が無いため、ドラム１ｂに収容された構成部材はそれ以降繰返し衝撃力を受けることがなく、必要以上に破砕されることを防止するという効果を奏する。
【００３４】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を図４及び図５を用いて説明する。但し、第１の実施の形態で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【００３５】
第３の実施の形態が上記した第１の実施の形態と異なる点のひとつはドラム２１の両端が開放した円筒形状を用いたことである。図４（ａ）は正面図であり、図４（ｂ）はその側面図である。この図において、第１の実施の形態で使用した四個の支持ローラ３のひとつを駆動ローラ２３とし、ベース５に固定された駆動モータ６の回転軸を駆動ローラ２３に結合して、駆動ローラ２３を介してドラム２１を回転駆動するよう構成している。そして、第１の実施の形態と異なるもうひとつの点は、ドラム２１の内壁に接する円環状仕切り板２２を設け、ドラム２１内に分割領域２４ａ〜２４ｅを配置した点である。この実施の形態の例では、円環状仕切り板２２が６ヶ所に設置されている。このとき、掻き揚げ羽２は、円環状仕切り板２２によって分断されている。その他の構成は第１の実施の形態の場合と同様であり、その説明を省略した。
【００３６】
上記のように構成された自動分解装置の動作を、図５を用いて説明する。情報機器や家電品などの製品（被分解物）は先ず、ドラム２１の内部で分割した分割領域２４ａに投入される。図５（ａ）において、被分解物４０ｆはドラム２１の最下点近傍に落下して反発しても、円環状仕切り板２２により、左隣接の分割領域２４ｂに移ることなく、また分割領域２４ａから外に飛び出すことなく、分割領域２４ａの中で循環する。
【００３７】
被分解物を分解するのに要する繰返し衝撃力の印加回数がＰ回であり、分割領域が５ヶ所である場合、分割領域２４ａではＰ／５回の繰返し衝撃力が印加される。そして、その後図５（ｂ）に示したように、ドラム２１を回転させて被分解物４０fをドラム２１の最高点近傍に持ち上げつつ、ドラム２１を被分解物の投入口側が反対側よりも高くなるように傾斜させて、被分解物４０fを左隣接の分割領域２４bへ移動させる。移動後はドラム２１の傾斜を元の位置まで戻し、次の被分解物を分割領域２４ａに投入する。
【００３８】
上記したＰ／５回毎のドラム傾斜を合計５回行うと、最初に分割領域２４ａに投入された被分解物は合計Ｐ回の繰返し衝撃力を受けて分解された後、分割領域２４ｅより外部へ排出される。これにより、被分解物４０ｆをドラム軸方向であってドラム２１の一方の端部から他方の端部に移送しながら連続的に分解処理を行うことが可能になる。
【００３９】
本実施の形態ではドラム２１の側面部には被分解物を取り出すための開口は設けられていないが、第１の実施の形態同様にドラム２１の側面部に開口を設けてもよい。この場合、被分解物にＰ／５回以下の繰返し衝撃力によって分解した構成部材（部品）はこの開口から外部に排出され、必要以上に構成部材が細分化されることを抑制させる利点がある。
【００４０】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を図６及び図７を用いて説明する。但し、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【００４１】
本実施の形態が第３の実施の形態と異なる点は、図４または図５で示したドラム傾斜駆動機構１３の代替案として、すべり板３０、摺動子３１、摺動機構３２を設けたことである。即ち、図６はその構造を説明するための概略図であり、図６（ａ）は正面図であり、図４（ｂ）はその側面図である。この図において、すべり板３０は摺動子３１に固定され、摺動子３１は摺動機構部３２によってドラム２１の軸方向に摺動可能となるよう保持されている。摺動機構３２は支柱３３も用いてベース５上に固定されている。また、本実施の形態では、分解後の被分解物を収容する回収箱３４を図示している。
【００４２】
次に、本実施の形態である自動分解装置の動作を図７を用いて説明する。図７（ａ）は正面図であり、図７（ｂ）はその側面図であり、被分解物の分解が開始されるときの状態を表わし、図７（ｃ）は被分解物の分解が終了し、回収されるときの状態を表わしている。
【００４３】
先ず、被分解物４０ｇは分割領域２４ａに投入され、分割領域２４ａの中で循環させて被分解物４０ｇに落下衝撃力を与えることは第３の実施の形態と同様である。被分解物４０ｇを分解するのに要する繰返し衝撃力の印加回数がＰ回であり、ドラム２１の内部の分割領域が５ヶ所である場合、分割領域２４ａではＰ／５回の繰返し衝撃力が与えられ、その後図７（ｂ）のように、ドラム２１を回転させて被分解物４０ｇをドラム２１の最高点近傍に持ち上げつつ、すべり板３０を挿入し、被分解物４０ｇを左隣接の分割領域２４ｂへ摺動機構部３２を用いて移動させる。移動後はすべり板３０を図６（ｂ）の位置（初期の状態）に退避させ、次の被分解物を分割領域２４ａに投入する。
【００４４】
以後、順次Ｐ／５回毎のすべり板３０挿入を合計５回行うことによって最初に分割領域２４ａに投入された被分解物４０ｇは合計Ｐ回の繰返し衝撃力を受けて分解された後、図７（ｃ）のように分割領域２４ｅより外部に排出される。この例から明らかのように、被分解物４０ｇをドラム軸方向であってドラム２１の一方の端部から他方の端部に移送しながら連続的に分解処理を行うことが可能になる。
【００４５】
以上に述べたように、第１の実施の形態乃至第４の実施の形態において、ドラム（記号１、１ａまたは２１）の内直径Ｄ（ｍ）を、Ｄ＝０．３〜１０．０とすれば３．５インチハードディスク記憶装置を必要以上に粉砕することなく、記憶装置を構成する構成部材の締結ねじを緩めて分解することが可能である。特に、ドラム１、１ａまたは２１の材質を非磁性体とし、その側壁に設けた開口１６を直径２５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下の円形とすることによって３．５インチハードディスク記憶装置に使用されている脆性の高いネオジム磁石部材が従来技術に比較して粉々に破砕されることなく取り出すことができるため、これらの部材を効率よくリサイクル処理に利用することが可能になった。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
レア金属あるいは脆性の高い部材を粉々に粉砕するのではなく、所定の大きさの部材、例えばねじ締めによって製品を構成しているときの部品単位の大きさに分解することが可能であるため、価値の高い部材の回収が極めて効率よく行われる。これにより、国内外の資源の再利用化という社会的ニーズに対して大きな効果を奏する。
【符号の説明】
【００４７】
１…ドラム、１ａ…内ドラム、１ｂ…外ドラム、２…掻き揚げ羽、３…支持ローラ、４、９、１１、１５…ホルダ、５、１０…ベース、６、２３…駆動モータ、７…ブラケット、８、１２、１４…リンク板、１３…傾斜駆動シリンダ、１６…開口、１７…ステー、２１…ドラム、２２…円環状仕切り板、３０…すべり板、３１…摺動子、３２…摺動機構部、４０ａ〜４０ｇ…被分解物
【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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【図７】
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