(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解対象となる電化製品の電気部品又は基板からネジ又はリベットを分解する用具であって、
円柱状の本体は延在方向に振動させながら振動方向に押圧可能であり、本体端面から、ネジ又はリベットの頭に被さる凹部を先端に形成した押圧突起を前記振動方向に突設して構成され、
電気部品又は基板の法線方向からネジ又はリベットの頭に押圧突起の凹部を宛てがった状態で本体を振動させながら前記ネジ又はリベットの頭を押圧することにより電気部品又は基板からネジ又はリベットを電気部品又は基板の法線方向に押し外すことが可能であることを特徴とする振動分解具。
【請求項２】
分解対象となる電化製品の電気部品又は基板からネジ又はリベットを分解する用具であって、
板状の本体は延在方向に振動させながら振動方向に押圧可能であり、延在方向の本体端面に、ネジ又はリベットの頭に被さる凹部を形成して構成され、
電気部品又は基板の接線方向からネジ又はリベットの頭に本体端面の凹部を被せた状態で本体を振動させながら前記ネジ又はリベットの頭を押圧することにより電気部品又は基板からネジ又はリベットを剪断して外すことが可能であることを特徴とする振動分解具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分解対象となる電化製品の電気部品又は基板からネジ又はリベットを効率よく分解するための振動分解具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源の再生利用の気運が高まり、これまで大量消費されてきた電化製品についても、再生可能な電気部品は回収し、廃棄する電気部品又は基板の総量を減らす努力がなされている。とりわけ、急速に普及しつつあるパソコンは、世代交代が短期間の内に進められることもあり、廃棄される旧型パソコンが少なくない。こうした旧型パソコンは、外観をなす樹脂ケース、電磁遮蔽用の金属板のほか、電源周りの電気部品や多数のチップ（LSI等）や電気素子を搭載した基板に分けることができる。問題は、複数の電気素子や要素からなる電気部品や基板の分解にある。
【０００３】
電化製品の電気部品や基板の分解は、主として位置固定のためのネジ又はリベットと、チップ固定のためのチップの脚の半田結線とに大別できる。各個の分離は、さほど難しいものではないが、廃棄されるパソコンが大量であり、かつ各パソコンに多数のネジ又はリベットやチップの脚があるために、手作業では時間と手間がかかる上、コスト的に採算割れする虞れが多い。そこで、電気部品や基板の分解を自動化する試みがなされている。
【０００４】
基板の分解方法又は装置としては、例えば特開平10-247779号「部品実装プリント基板からの部品の分離方法及び分離装置」を示すことができる。これは、基板上の電気素子に基板と平行な外力を加えて、電気素子を基板から分離する方法及び装置を提示している。外力を加える手段としては、ローラを例示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記分解方法又は装置では、あくまで基板から電気素子等を取り除く点に主眼をおき、電気素子の破損や基板の損傷は無視している。しかし、電気素子は多数の材料で構成され、基板も複数の配線パターンと絶縁樹脂との積層構造を形成しているので、不用意に破損や損傷を招くと複数材料の粉塵が舞ってしまう。この粉塵は、基板の分解作業現場の環境を悪化させることになるが、材料の種類によっては粉塵自体に有害物質が含まれることもある。そこで、あくまで電気部品や基板におけるネジ又はリベットやチップの脚の分解に際し、粉塵を伴わない分解を効率よく実現するため、前記各結合部位の分離を担う分解具の開発を試みた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
検討の結果開発したものが、まずネジ又はリベットを分解する用具として、円柱状の本体は延在方向に振動させながら振動方向に押圧可能であり、本体端面から、ネジ又はリベットの頭に被さる凹部を先端に形成した押圧突起を前記振動方向に突設して構成され、電気部品又は基板の法線方向からネジ又はリベットの頭に押圧突起の凹部を宛てがった状態で本体を振動させながら前記ネジ又はリベットの頭を押圧することにより電気部品又は基板からネジ又はリベットを電気部品又は基板の法線方向に押し外すことが可能である振動分解具（以下、垂直押出具と呼ぶ）である。本体の振動又は押圧を可能にするため、電気部品又は基板の上方に空間が空いている場合に利用しやすい。
【０００７】
本体は、水平方向に働く力を等価にする意味から、円柱状にする。垂直押出具における凹部は、ネジ又はリベットの頭に被さる大きさ、好ましくは、前記頭より少し径の小さな半球状凹部にする。垂直押出具は、凹部がネジ又はリベットの頭を捉えるので、本体の振動及び押圧をネジ又はリベットの頭に加えてもずれることがなく、ネジ又はリベットの頭のみに振動又は押圧力を加えることができる。これに対し、本体端面の外径は、ネジ又はリベットの頭の電気部品又は基板の貫通径よりも大きくする。これにより、本体がネジ又はリベットを押し出した際に押圧突起を除く本体端面が電気部品又は基板を捉えて止まり、過剰に電気部品又は基板を損傷しなくなる。垂直押出具は、ネジ又はリベットが電気部品又は基板からそのまま分離する。
【０００８】
ネジ又はリベットの分解については、次のような振動分解具でもよい。すなわち、板状の本体は延在方向に振動させながら振動方向に押圧可能であり、延在方向の本体端面に、ネジ又はリベットの頭に被さる凹部を形成して構成され、電気部品又は基板の接線方向からネジ又はリベットの頭に本体端面の凹部を被せた状態で本体を振動させながら前記ネジ又はリベットの頭を押圧することにより電気部品又は基板からネジ又はリベットを剪断して外すことが可能である振動分解具（以下、水平押出具と呼ぶ）である。本体の振動又は押圧を可能にするため、電気部品又は基板の側方に空間がある場合に利用しやすい。
【０００９】
本体は、側方からネジ又はリベットの頭を確実に捉える意味から、延在方向の本体端面の幅が少なくともネジ又はリベットの頭より広くなる板状にする。水平押出具における凹部は、ネジ又はリベットの頭に被さる大きさで、例えば半円柱状凹部を本体端面下縁に直径が一致するように形成する。水平押出具は、凹部がネジ又はリベットの頭を捉えているので、本体の振動及び押圧をネジ又はリベットの頭に加えてもずれることがなく、ネジ又はリベットの頭のみに振動又は押圧力を加えることができる。ネジ又はリベットは、本体から振動又は押圧力を加えられる部分だけが側方へ押し出されるようにして剪断されるので、当然に電気部品又は基板を損傷することがない。つまり、水平押出具では、ネジ又はリベットの頭のみを電気部品又は基板から分離する。
【００１０】
本発明を応用して、チップの脚を分解する用具を構成できる。すなわち、振動及びこの振動方向に押圧可能な本体からなり、本体端面に断面が鋭角で、かつ延在方向が本体の振動方向に対して斜行する刃部を形成し、電気部品又は基板の接線方向からチップの脚に前記刃部を宛てがった状態で本体の振動及び押圧によりチップの脚を剪断する振動分解具（以下、水平剪断具と呼ぶ）である。この水平剪断具は、基本的には、チップの脚等の剪断、分離に適している。
【００１１】
本体の形状は自由であるが、側方から接近するチップの脚を確実に捉える意味から、刃部が少なくともチップの脚より広い板状が好ましい。水平剪断具は、チップの脚の延在方向に対して直交方向から本体を近付け、斜行する刃部でチップの脚を端から順に剪断していく。チップの脚を一度に剪断すると過剰な剪断応力が発生するため、電気部品又は基板の破損が免れない。斜行した刃部をチップの脚に宛てがったチップの脚へ端から順に本体の振動及び押圧を加えると、少ない力で徐々にチップの脚を剪断でき、電気部品又は基板を損傷しなくなる。この水平剪断具では、チップの脚により支持されている電気素子、チップのみを電気部品又は基板から分離する。
【００１２】
本発明の振動分解具は、過剰な外力を加えてネジ又はリベットやチップの脚を分解するのではなく、各結合部位に加える振動による疲労破壊や衝撃破壊を利用し、加える外力を小さくする。これにより、目的とするネジ又はリベットやチップの脚を容易に分解しながら、その結合部位周囲の基板を破損させることがなくなり、粉塵による作業環境の悪化を防止できるようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。図１は本発明の垂直押出具１の一例をネジ２の頭３に宛てがった状態を表した正面図、図２は同垂直押出具１をボルト４の頭５に宛てがった状態を表した図１相当正面図、図３は同垂直押出具１の使用条件を超えた場合を表した図１相当正面図、図４は基板６からネジ２を押し出した状態を表した図１相当正面図である。
【００１４】
本例の垂直押出具１は、分解装置の振動機（図示略）先端に装着し、図１に見られるように、分解対象となる基板６のネジ２に押圧突起７の凹部８を垂直方向から宛てがって、振動ｆ及び押圧力Ｐを加え、基板６裏面へとネジ２を押し出すように分解する。押圧突起７の凹部８は、ネジ２の頭３より小さな半径を有する略半球状で、振動ｆを加えた際でもネジ２の頭３を捉えて押圧突起７がずれないようにする。図２に見られるように、ボルト４の頭５でも、この凹部８に捉えられる限り、押圧突起７がボルト４の頭５からずれずに振動ｆを加え、押圧できる。
【００１５】
円柱状の本体10の下端に形成される本体端面９は、ネジ２を基板６から押し出したときに基板６に掛止して、本体10が基板６を打ち抜かないようにする役割を持っていている。前記役割は、基板６からネジ２を押し出しても、ネジ２を大きく超える範囲で基板６が破損されないことを前提に、本体端面９の大きさがネジ２を大きく上回るように各部の大きさの関係を決定していることで実現している。このため、例えば図３に見られるように、分解対象となるネジ２の頭３の径が本体端面９の径を超えるような場合は、本例の垂直押出具１は基本的に使用不可となる。
【００１６】
図１の状態から、本体10に振動ｆ及び押圧力Ｐを加えていくと、振動による疲労破壊や衝撃破壊が徐々にネジ２に加えられ、図４に見られるように、やがて基板６を撃ち破るようにネジ２が基板６裏面へと押し出され、分解が実現される。このとき、基板６のネジ孔11周辺は、ネジ２の頭３が基板６を通過するために必要な範囲で基板６裏面へとめくれるが、本体端面９の径がネジ２の頭３の径より十分に大きければ、ネジ孔11周辺には本体端面９を掛止するに足りる程度に基板６が残り、垂直押出具１が基板６を撃ち破って基板６裏面に突出しない。
【００１７】
図５は本発明における水平押出具12の一例をネジ２の頭３に宛てがった状態を表した斜視図、図６は同水平押出具12をネジ２の頭３に宛てがった状態を表した側面図、図７は同水平押出具12をボルト４の頭５に宛てがった状態を表した側面図、図８は基板６からネジ２の頭３を剪断して分離した状態を表した図７相当側面図である。
【００１８】
本例の水平押出具12は、分解装置の振動機（図示略）先端に装着し、図５に見られるように、分解対象となる基板６のネジ２の頭３に、板状の本体10の延在方向に形成される扁平な本体端面９の凹部13を水平方向から宛てがって、振動ｆ及び押圧力Ｐを加え、基板６と平行にネジ２の頭３を押し出して剪断、分解する。押圧突起７の凹部８は、ネジ２の頭３に十分被さる大きさの略半円柱状で、振動ｆを加えた際でもネジ２の頭３を捉えて本体端面９の範囲からずれないようにする。図６に見られるように、ボルト４の頭５であっても、この凹部13に捉えられる限り、本体端面９の範囲からボルト４の頭５からずれずに振動ｆを加え、押圧できる。
【００１９】
本例の水平押出具12は、基板６を破損せずネジ２を基板６から分解することを第一とするので、本体10が基板６と平行となるようにネジ２に凹部13を宛てがえない場合は、基本的に使用不可となる。図６の状態から、本体10に振動ｆ及び押圧力Ｐを加えていくと、振動による疲労破壊や衝撃破壊が徐々にネジ２に加えられ、図８に見られるように、やがてネジ２の頭３を基板６と平行に押し出すように剪断して、分解を実現する。振動による疲労破壊や衝撃破壊は微量であるため、ネジ２の頭３のみが引きちぎられるわけである。ネジ３の頭３を取り除くことにより、例えば基板６が別の電気部品（図示せず）に接合されている場合でも、基板６と電気部品とを分離することができる。残るネジ２は、ネジ孔11に螺合しているだけなので、容易に引き抜き可能になっている。
【００２０】
図９は本発明を応用した水平剪断具14の一例をチップ15の脚に宛てがった状態を表した斜視図、図10は同水平剪断具14の平面図、図11は同水平剪断具14の側面図で、図12は基板６からチップ15の脚16を剪断して分離した状態を表した図11相当側面図である。
【００２１】
参考例の水平押出具12は、分解装置の振動機（図示略）先端に装着し、図９に見られるように、分解対象となる基板６上のチップ15の脚16に刃部17を水平方向かつ脚16の配列方向（並び方向）に斜行するようにから宛てがって振動ｆ及び押圧力Ｐを加え、基板６と平行にチップ15の脚16を押し出して剪断、分解する。刃部17は、基板６と平行な本体10の裏面から昇り斜面を有する断面形状で、図11に見られるように、分解対象となるチップ15に向けて前縁18を潜り込ませるように押圧する。振動ｆを加えてチップ15の脚16の剪断が進んでいくと、振動による疲労破壊や衝撃破壊により順番に脚16が剪断されていくと共に、図12に見られるようにチップ15が刃部17の斜面に乗り上げていき、基板６上にチップ15が残らないようにすることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、電気部品や基板におけるネジ又はリベットやチップの脚の分解に際して、粉塵を伴わず、効率良く分解できるようになる。本発明は、ネジ又はリベットやチップの脚それぞれに適切な構成の分解具を割り当てることで、過剰な力をかけずに電気部品又は基板の分解を実現する。過剰な力が不要であるため、分解に際して電気部品や基板を損傷する虞れがなくなり、粉塵を伴わなくなるわけである。また、本発明における各分解具に付加する振動は、効率のよいネジ又はリベットやチップの脚の分解を可能にする利点もある。現在は、既に電気部品や基板の分解ラインは種々構築されている。本発明の各分解具は、前記各ラインに設置する分解装置の振動機に装着して使用するため、特別な装置が必要なく、導入コストを低く抑える効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】垂直押出具の一例をネジの頭に宛てがった状態を表した正面図である。
【図２】同垂直押出具をボルトの頭に宛てがった状態を表した図１相当正面図である。
【図３】同垂直押出具の使用条件を超えた場合を表した図１相当正面図である。
【図４】基板からネジを押し出した状態を表した図１相当正面図である。
【図５】水平押出具の一例をネジの頭に宛てがった状態を表した斜視図である。
【図６】同水平押出具をネジの頭に宛てがった状態を表した側面図である。
【図７】同水平押出具をボルトの頭に宛てがった状態を表した側面図である。
【図８】基板からネジの頭を剪断して分離した状態を表した図７相当側面図である。
【図９】水平剪断具の参考例をチップの脚に宛てがった状態を表した斜視図である。
【図10】同水平剪断具の平面図である。
【図11】同水平剪断具の側面図である。
【図12】基板からチップの脚を剪断して分離した状態を表した図11相当側面図である。
【符号の説明】
１  垂直押出具
６  基板
７  押圧突起
８  凹部
９  本体端面
10  本体
12  水平押出具
13  水平押出具の凹部
14  水平剪断具
17  刃部
18  前縁
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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