(57)【要約】【課題】家電製品等から取りだしたモータのロータから機械的に希土類磁石を取り出すことができ、よって効率的に多量の希土類磁石をリサイクルすることが可能になる磁石回収装置を提供する。【解決手段】ロータが上記軸線を鉛直方向に向けて装着されるロータ装着部材２３，２４、２５と、これを間に挟んだ対称位置に固定された一対のバイブレータ１４と、各バイブレータ１４の取付板１６を基台１３上に相対変位自在に支持する筒状の弾性部材１８を備えた支承手段とを備え、バイブレータ１４は、互いの錘による水平方向の分力が相殺されるとともに上下方向の分力が合算されるようにモータの軸線廻りに反対方向に同期回転される。【選択図】図１
2013135562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心にシャフト孔が形成されたロータ本体に、軸線方向に貫通する孔部が形成されるとともに、当該孔部内に希土類磁石が収納されたロータから、上記希土類磁石を取り出すための磁石回収装置であって、
上記ロータが上記軸線を鉛直方向に向けて装着されるとともに上記孔部の下方が開口されたロータ装着部材と、このロータ装着部材を間に挟んだ対称位置に配置されて当該ロータ装着部材に固定された一対のバイブレータと、各々の上記バイブレータの取付板を基台上に相対変位自在に支持する支承手段とを備えてなり、
上記一対のバイブレータは、互いの回転軸の軸線を平行に、かつ水平方向に向けて配置され、各々の上記回転軸に、上記軸線に対して偏心荷重となる錘が固定されるとともに、互いの上記錘による水平方向の分力が相殺されるとともに上下方向の分力が合算されるように上記軸線廻りに反対方向に同期回転され、
かつ上記支承手段は、上記取付板の底面に垂設された第１の案内部と、上記基台の上面に上記第１の案内部と軸線を一致させるとともに先端部間に間隔を形成するように立設された第２の案内部と、上記基台と上記取付板との間に介装されて上下端部から各々上記第１の案内部と第２の案内部とが挿入された筒状の弾性部材とを有してなることを特徴とする磁石回収装置。
【請求項２】
上記弾性部材は、コイル入りラバースプリングであることを特徴とする請求項１に記載の磁石回収装置。
【請求項３】
上記ロータ装着部材は、方形筒状に形成されて対向する側壁の外面に各々上記バイブレータが固定された収納部と、この収納部の内部に水平に設けられた格子状の枠材と、この枠材の格子交差部に立設されて上記ロータのシャフト孔内に挿通されるロータ装着棒とを備え、かつ上記ロータ装着棒が上記枠材に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁石回収装置。
【請求項４】
上記ロータ装着棒は、下部が上記ロータのシャフト孔の内径よりも大きな外径寸法に形成されるとともに、上部が上記ロータのシャフト孔内に挿入される外径寸法に形成されることにより、これら上下部の間に上記ロータ端面が当接する段部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の磁石回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石素材を有する使用済みのロータから、当該希土類磁石素材を回収するための磁石回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レアアース（希土類元素）を用いた希土類磁石は、ハイブリッド車など次世代環境対応車のモータのロータだけでなく、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、上記家電製品においては、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のロータに、希土類磁石が使用されている。
【０００３】
このようなレアアースは、国際的に生産地あるいは生産国に偏りがあり、国際政治あるいは為替変動等の要因に対して安定供給を図るために、使用後のリサイクルによる有効活用が要請されている。
【０００４】
ちなみに、上記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、当該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てリサイクルを行う過程は、複数業者によって事業化されているものの、もっぱら簡易な分別設備によって鉄、銅、珪素鋼板などの素材に大別して、比較的容積比の大きな金属類を再資源化するものであり、例えばエアコンや冷蔵庫のコンプレッサ、または洗濯機から、その部品であるモータを取り外し、さらに当該モータを分解して得られたロータアッセンブリからロータのみを分離して、これに組み込まれている希土類磁石を取り出して回収することは、多大の手間を要してリサイクルコストが合致しないことから、殆ど実施されていないのが現状である。
【０００６】
ところで、このような家電製品等から取りだしたモータを分解することによって得られた希土類磁石を有するロータは、一般に、図７に示すような形状および構造を有している。
このロータは、中心にモータのシャフトが挿入されていたシャフト孔１ａが形成されたロータ本体１に、円周方向に等間隔をおいた複数箇所（例えば図示のように４箇所）に貫通孔３が穿設され、これら貫通孔３間に穿設された軸線方向に貫通する磁石用孔部４に平板状の希土類磁石５が挿入されるとともに、ロータ本体１の両端部に押さえ板６が配設され、これら押さえ板６と貫通孔３とに挿通されたピン（図示を略す。）の両端部が加締められることにより、上記希土類磁石５がロータ本体１の磁石用孔部４に収納されたものである。なお、挿入された希土類磁石５は、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などである。
【０００７】
ところで、上記ロータから希土類磁石５を回収してリサイクルするためには、先ずロータの一端部から押さえ板６を取り外し、次いでロータ本体１の磁石用孔部４から内部の板状の希土類磁石５を取り出す必要がある。
【０００８】
しかしながら、使用済みのロータにあっては、平板状の希土類磁石５を狭隘な磁石用孔部４から抜き出すためには多くの手間を要するとともに、特に、当該磁石用孔部４内に固着状態となった希土類磁石５については、手作業で抜き出すことは困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、家電製品等から取りだしたモータのロータから機械的に希土類磁石を取り出すことができ、よって効率的に多量の希土類磁石をリサイクルすることが可能になる磁石回収装置を提供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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、中心にシャフト孔が形成されたロータ本体に、軸線方向に貫通する孔部が形成されるとともに、当該孔部内に希土類磁石が収納されたロータから、上記希土類磁石を取り出すための磁石回収装置であって、上記ロータが上記軸線を鉛直方向に向けて装着されるとともに上記孔部の下方が開口されたロータ装着部材と、このロータ装着部材を間に挟んだ対称位置に配置されて当該ロータ装着部材に固定された一対のバイブレータと、各々の上記バイブレータの取付板を基台上に相対変位自在に支持する支承手段とを備えてなり、上記一対のバイブレータは、互いの回転軸の軸線を平行に、かつ水平方向に向けて配置され、各々の上記回転軸に、上記軸線に対して偏心荷重となる錘が固定されるとともに、互いの上記錘による水平方向の分力が相殺されるとともに上下方向の分力が合算されるように上記軸線廻りに反対方向に同期回転され、かつ上記支承手段は、上記取付板の底面に垂設された第１の案内部と、上記基台の上面に上記第１の案内部と軸線を一致させるとともに先端部間に間隔を形成するように立設された第２の案内部と、上記基台と上記取付板との間に介装されて上下端部から各々上記第１の案内部と第２の案内部とが挿入された筒状の弾性部材とを有してなることを特徴とするものである。
【００１１】
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、上記弾性部材は、コイル入りラバースプリングであることを特徴とするものである。
【００１２】
また、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、上記ロータ装着部材は、方形筒状に形成されて対向する側壁の外面に各々上記バイブレータが固定された収納部と、この収納部の内部に水平に設けられた格子状の枠材と、この枠材の格子交差部に立設されて上記ロータのシャフト孔内に挿通されるロータ装着棒とを備え、かつ上記ロータ装着棒が上記枠材に着脱自在に設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、上記ロータ装着棒は、下部が上記ロータのシャフト孔の内径よりも大きな外径寸法に形成されるとともに、上部が上記ロータのシャフト孔内に挿入される外径寸法に形成されることにより、これら上下部の間に上記ロータ端面が当接する段部が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明においては、ロータ装着部材に、ロータをその軸線を鉛直方向に向けて装着し、当該ロータ装着部材を間に挟む一対のバイブレータによって、上記ロータ装着部材を支承部材により基台に対して激しく上下方向に振動させることにより、ロータの軸線方向に貫通する孔部に収納されていた希土類磁石を、ロータ装着部材の開口から下方に落下させて回収することができる。
【００１５】
この際に、各々のバイブレータの取付板を、弾性部材によって基台上に支承するとともに、当該弾性部材の上下端部に挿入した第１および第２の案内部間に間隔を形成することにより、基台に対するバイブレータの水平方向への相対変位も許容する構造としている。このため、上記バイブレータの起動時あるいは停止時に、ロータ装着部材に水平方向の揺動が生じ、これによってロータ本体の磁石用孔部の内壁に付着していた希土類磁石を剥離させて、容易に当該孔部から下方に落下させることができる。
【００１６】
この結果、家電製品等から取りだしたモータの上記ロータから、機械的に希土類磁石を取り出すことができ、よって効率的に多量の希土類磁石をリサイクルすることが可能になる。
【００１７】
なお、第１および第２の案内部間に間隔を形成している結果、上記バイブレータの起動時あるいは停止時におけるロータ装着部材の水平方向の揺動に対しては、もっぱら上記弾性部材におけるせん断力によって対抗することになる。このため、設備を大型化する場合等においては、当該弾性部材として、特に請求項２に記載の発明のように、耐せん断強度に優れる鋼製のコイルを内包したラバースプリングを用いることが好適である。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明においては、ロータ装着部材を、方形筒状の収納部と、この収納部の内部に水平に設けられた格子状の枠材と、この枠材の格子交差部に立設されたロータ装着棒とを備えた構成とし、上記ロータ装着棒にロータを装着しているために、当該ロータから落下する希土類磁石を、枠材と干渉させることなく、筒状の収納部から外部へと円滑に排出させることができる。しかも、上記ロータ装着棒を、枠材に着脱自在に設けているために、長期間の使用により経時的にロータ装着棒が摩耗変形した場合にも、当該ロータ装着棒のみを交換することにより、当該装置の安定的な操業を確保することができる。
【００１９】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、ロータ装着棒のロータ内に挿入されている上部と、その下部との間にロータの端面が当接する段部が形成されているために、ロータ装着部材が上下方向に振動した際に、慣性によりロータ装着棒に対して相対運動するロータが上記段部に衝突して、当該ロータの磁石用孔部からの希土類磁石の落下を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る磁石回収装置の一実施形態を示す縦断面視した正面図である。
【図２】図１の縦断面視した右側面図である。
【図３】図１の蓋を開いた状態の平面図である。
【図４】図１のバイブレータの回転方向を模式的に示す正面図である。
【図５】図１の枠材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】図１のロータ装着棒の取付部分を拡大して示すもので、（ａ）は一部断面視した正面図、（ｂ）は平面図である。
【図７】使用済みのモータから取りだしたロータを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図６は、本発明に係る磁石回収装置の一実施形態を示すものである。なお、本実施形態の磁石回収装置は、図７に示した押さえ板６が除去されたロータのロータ本体１から希土類磁石５を回収するものであり、同図に示した構成部分については、同一符号を用いてその説明を簡略化する。
【００２２】
これらの図において、符号１０が支持部である。この支持部１０の上部には、側壁によって囲まれた方形箱状の装置本体１１が設置されており、この装置本体１１には、上部開口を開閉する蓋１２が開閉自在に設けられている。なお、符号１２ａは、装置本体１１の操作面側の蓋１２に設けられて当該蓋１２を開閉するための取っ手である。
【００２３】
そして、装置本体１１内の底部の両側部には、それぞれ支持部１０によって支持された一対の基台１３が固定され、各々の基台１３上にバイブレータ１４が設置されている。ここで、基台１３は、互いの長辺部を対向させた長方形状に形成されており、その上面には、長手方向の２箇所に、それぞれ円柱状の案内部（第２の案内部）１５が立設されている。
【００２４】
他方、バイブレータ１４は、モータ２０の両側に、当該モータ２０の回転軸に偏心荷重となるように固定された錘２１が配置されたもので、各々取付板１６上に据え付けられている。そして、各々取付板１６の下面には、錘２１のほぼ下方位置に上記案内部１５と外径が等しい円柱状の案内部（第１の案内部）１７が、上記案内部１５と軸線を一致させて垂設されている。ちなみに、案内部１５、１７の長さは、バイブレータ１４によって取付板１６が上下運動をした際にも、互いの先端部同士が干渉しない寸法に設定されている。
【００２５】
そして、各取付板１６は、基台１３と取付板１６との間に介装されて上下端部から各々案内部１５、１７が挿入された筒状の弾性部材１８（支承手段）によって上下方向および水平方向に相対変位自在に支持されており、これら取付板１６の対向縁部間に、ロータ装着部材が固定されている。ここで、上記弾性部材１８としては、鋼製のコイルを内包したコイル入りラバースプリングを用いることが好ましい。なお、図中符号１９は、取付板１６の長手方向両端部とロータ装着部材とに接合された補強用ブラケットである。
【００２６】
このロータ装着部材は、上下に開口した方形筒状の収納部２３と、この収納部２３の内部に水平に設けられた格子状の枠材２４と、この枠材２４の格子交差部に立設されてロータのシャフト孔１ａ内に挿通されるロータ装着棒２５とから概略構成されたもので、収納部２３の側壁に、当該収納部２３を間に挟むようにしてバイブレータ１４の取付板１６および補強用のブラケット１９が接合されて一体化されている。
【００２７】
ここで、枠材２４は、図５に示すように、帯板２２が互いの板面を鉛直方向に沿わせて、全体として長方形をなす格子状に組まれたもので、長手方向の両側部には、ハンドリング用の取っ手２６が設けられている。また、長辺部の両側部には、各々ボルト孔が穿設された取付部２７が設けられている。そして、この枠材２４は、収納部２３の側壁の４箇所から内方に突出する支持板２８の先端部と取付部２７とにボルトが挿入されてナットが螺合されることにより、収納部２３内に着脱自在に設けられている。
【００２８】
また、ロータ装着棒２５は、図１に示すように、下部２５ａがロータのシャフト孔１ａの内径よりも大きな外径寸法に形成されるとともに、上部２５ｂがロータのシャフト孔１ａ内に挿入される外径寸法に形成されている。これにより、これら上下部２５ａ、２５ｂの間にロータ本体１の端面が当接する段部２５ｃが形成されている。
【００２９】
さらに、図６に示すように、このロータ装着棒２５には、下端部分２９が下部２５ａから漸次拡径されて大径に形成されており、当該下端部分２９において枠材２４に着脱自在に取り付けられている。すなわち、枠材２４における帯板２２の交差部に、円板状の取付金物３０が水平に接合されており、この取付金物３０上にロータ装着棒２５の下端部分２９が載置されるとともに、取付金物３０の裏面側から当該下端部分２９内に螺合された複数本（図では２本）のボルト３１によって、枠材２４に着脱自在に取り付けられている。
【００３０】
他方、上記構成からなるロータ装着部材を間に挟んで一体化された一対のバイブレータ１４は、図４に示すように、モータ２０の回転軸の軸線を水平方向に向け、かつ互いの回転軸が平行になるように配置されているとともに、回転時に互いの錘２１による水平方向の分力が相殺されるとともに上下方向の分力が合算されるように反対方向に同期回転されるように設定されている。
【００３１】
さらに、ロータ装着部材の収納部２３は、その両側壁および後側壁の下部２３ａが、各々下方に向けて漸次中央側に傾斜するように形成されており、当該収納部２３の狭められた下部開口の下方には、落下した希土類磁石５を受けるためのトレイ３２が配置されている。また、装置本体１１の背面には、内部の粉塵を吸引して排出するためのダクト３３が接続されている。なお、図中符号３４は、バイブレータ１４の起動、停止等を操作するための操作盤である。
【００３２】
以上の構成からなる磁石回収装置によって、ロータ本体１から希土類磁石５を取り出して回収するには、先ず収納部２３の支持部２８上に水平に取り付けられている枠材２４のロータ装着棒２５の上部２５ｂに、ロータ本体１のシャフト孔１ａを挿入することにより、ロータ本体１を各々のロータ装着棒２５に装着する。
【００３３】
次いで、蓋１２を閉めた後に、操作盤３４によりバイブレータ１４を起動する。すると、これら一対のバイブレータ１４によって、取付板１６およびこれらと一体化された収納部２３が上下方向に激しく振動し、ロータ本体１の磁石用孔部４から内部の板状の希土類磁石５が落下する。
【００３４】
この際に、収納部２３内の枠材２４が上下方向に振動すると、ロータ本体１がその慣性によりロータ装着棒２５に対して相対運動し、この結果ロータがロータ装着棒２５の段部２５ｃに衝突することにより、ロータ本体１の磁石用孔部４からの希土類磁石５の落下が促進される。
【００３５】
また、バイブレータ１４の起動時あるいは停止時に、収納部２３に水平方向の揺動が生じ、これによってロータ本体１の磁石用孔部４の内壁に付着していた希土類磁石５が剥離されて、当該磁石用孔部４から下方に落下する。そして、落下した希土類磁石５は、収納部２３の下方に配置されたトレイ３２内に回収されてゆく。
【００３６】
このように、上記構成からなる磁石回収装置によれば、家電製品等から取りだしたモータの複数のロータを、各々収納部２３の内部に水平に設けられている枠材２４のロータ装着棒２５に取り付け、バイブレータ１４を操作することにより、機械的に多数の希土類磁石５を同時に取り出して回収することができ、よって効率的に多量の希土類磁石をリサイクルすることができる。
【００３７】
しかも、ロータ本体１を装着するためのロータ装着棒２５を、枠材２４にボルト３１によって着脱自在に設けているために、長期間の使用により経時的にロータ装着棒２５が摩耗変形した場合に、当該ロータ装着棒２５のみを交換することにより、磁石回収装置の安定的な操業を確保することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ロータ本体
１ａ  シャフト孔
４  磁石用孔部（孔部）
５  希土類磁石
１０  支持部
１１  装置本体
１３  基台
１４  バイブレータ
１５  案内部（第２の案内部）
１６  取付板
１７  案内部（第１の案内部）
１８  弾性部材（支承手段）
２０  モータ
２１  錘
２３  収納部
２４  枠材
２５  ロータ装着棒
２５ａ  下部
２５ｂ  上部
２５ｃ  段部
【図１】
2013135562.tif 000003
【図２】
2013135562.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013135562.tif 000006
【図５】
2013135562.tif 000007
【図６】
2013135562.tif 000008
【図７】
2013135562.tif 000009