モータのリサイクル方法
【課題】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とに分離した後に、各々を各種の素材ごとに分離するとともに、当該ロータに使用されている磁石を種類ごとに回収するモータのリサイクル方法を提案する。
【解決手段】単一種類の磁石素材６’からなる磁石６または磁石素材６’が異なる複数種類の磁石６を含んだ複数のモータ１のロータコア２ａを、磁石６の種類に応じたキュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、一定時間保持して、当該キュリー温度に対応した磁石６を選択的に脱磁することにより、順次上記種類ごとに磁石素材６’を回収する。
【解決手段】単一種類の磁石素材６’からなる磁石６または磁石素材６’が異なる複数種類の磁石６を含んだ複数のモータ１のロータコア２ａを、磁石６の種類に応じたキュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、一定時間保持して、当該キュリー温度に対応した磁石６を選択的に脱磁することにより、順次上記種類ごとに磁石素材６’を回収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済みのモータから各種の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】
近年、省エネやエコロジーの観点から、ハイブリッド車や電気自動車などの次世代環境対応車が持て囃され、自動車業界は各社が次々と次世代環境対応車の開発および販売を行っている。その進歩は目覚ましいものがあり、特にハイブリッド車や電気自動車の心臓部とも言えるモータやバッテリーにおいては、小型化および高性能化が図られ、今後更なる進化が問われている。またそれに伴い、レアメタルやレアアースなどの原材料は、モータに使用される希土類磁石に使用され、その調達を危惧する声も聞こえてきている。
【０００３】
ところで、上記レアアース（希土類元素）を含有する希土類磁石は、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。特に家電製品では、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に希土類磁石が使用されている。
【０００４】
また、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、この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、リサイクルする過程において、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から希土類磁石を取り出して回収することは、殆ど実施されていないのが現状である。
【０００６】
なお、エアコンなどに使用されるコンプレッサのリサイクルは、複数業者によって事業化され、鉄、銅、珪素鋼板などの素材に分離して再資源化が行われているものの、ドラム式洗濯機に代表されるような樹脂モールドモータは、金属部分が樹脂により覆われているため、この樹脂部分を加熱するなどして除去する以外に、鉄および非鉄金属を回収することは困難であり、鉄系の素材として再利用されるのが一般的である。
【０００７】
そこで、樹脂モールドモータをロータ部とステータ部とに分離し、各々を加熱炉に投入して、樹脂を灰化させる方法が考えられる。この方法は、磁石が組み込まれたロータ部に対して、樹脂の灰化とともに、磁石を脱磁させることができるため効率的である。しかし、ステータ部に対しては、樹脂を灰化させただけでは、鉄系の素材と銅とに単体分離させることが難しく、通常の破砕機などを使用して破砕した場合には、鉄系の素材と銅とが絡み合ってしまうため、単体分離が難しく、手作業による分離が不可欠であるとともに、省エネルギーの観点からも効率的ではないという問題がある。
【０００８】
ところで、ロータ部に関しては、使用済みの洗濯機などから回収したモータごとに、ロータ部に組み込まれている磁石がモータに求められる特性により、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石など種類が異なっている。また、最近のドラム式洗濯機の中には、可変磁力モータが使用されているものがあり、異なる種類の磁石、例えば、ネオジム磁石とサマリウムコバルト磁石が混在して使用されている。また、ネオジム磁石およびサマリウムコバルト磁石は、希土類磁石の再生資源として回収する場合に、使用されている磁石の種類ごとに分けて回収する必要がある。
【０００９】
しかしながら、ロータ部を加熱炉に投入して樹脂を灰化させる上記方法では、予めロータ部に組み込まれた磁石の種類を特定して回収することが困難であるとともに、上記可変磁力モータなどの異なる磁石が使用されているロータ部においては、異なる種類の磁石を個別に回収することができない。また、回収した複数のモータを一度に処理しなければならず、使用されている磁石ごとに選別して処理することは、効率が悪いだけでなく、コストが嵩むという問題がある。
【００１０】
そこで、下記特許文献１において、第１のキュリー温度を有する希土類磁石と上記第１のキュリー温度より高い第２のキュリー温度を有する強磁性材とを含む構造物を、上記第１と第２のキュリー温度の中間温度に加熱する工程と、上記加熱された構造物の中から上記強磁性材を磁気吸引により選別し第１のシューターへ搬送する工程とを備え、上記第１のキュリー温度より高い第２のキュリー温度を有する強磁性材を第１のシューターに、第１のキュリー温度を有する希土類磁石を含む構造物を第２のシューターに収集する希土類磁石と強磁性材とを含む構造物の分別方法が提案されている。
【００１１】
この従来の方法は、希土類磁石と、希土類磁石よりもキュリー温度の高い鉄屑などの強磁性材との構造物を、希土類磁石のキュリー温度以上にすることにより、希土類磁石のみ強磁性を失わせて、その間に鉄屑などの強磁性材を磁気吸引し、各々を分別する方法である。
【００１２】
しかしながら、この従来の方法では、希土類磁石のキュリー温度以上の温度条件下でなければ分別することができないため、分別を行っている間は常に希土類磁石のキュリー温度、例えば４００℃程度の高温条件を保たねばならず、エネルギー効率が悪いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２１９０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、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とに分離した後に、各々を各種の素材ごとに分離するとともに、当該ロータに使用されている磁石を種類ごとに回収するモータのリサイクル方法を提案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】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、単一種類の磁石素材からなる磁石または磁石素材が異なる複数種類の磁石を含んだ複数のモータのロータコアを、当該磁石の種類に応じたキュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、一定時間保持して、当該キュリー温度に対応した上記磁石を選択的に脱磁することにより、順次上記種類ごとに上記磁石素材を回収することを特徴とするものである。
【００１６】
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、上記ロータコアに組み込まれた上記磁石は、ネオジム磁石および／またはフェライト磁石および／またはサマリウムコバルト磁石を含むことを特徴とするものである。
【００１７】
そして、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、上記モータを上記ロータと鉄系金属からなるヨーク材にコイルが巻回されたステータとに分離した後に、上記ステータを、回転軸とこの回転軸に一端部が固定された可撓性を有する線材とが筒体内を上記回転軸回りに回転する破砕機の上記筒体に投入して破砕し、少なくとも上記鉄系金属と上記コイルとを分離させて回収することを特徴とするものである。
【００１８】
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、上記ステータは、樹脂およびその他金属を含むとともに、上記ステータを上記破砕機に投入して破砕した際に、鉄系金属とコイルと樹脂とその他金属とを分離させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜４に記載の本発明によれば、磁石の種類に応じたキュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、上記キュリー温度に対応した磁石を選択的に脱磁することにより、順次上記種類ごとに磁石素材を回収するため、複数種類のモータのロータコアに組み込まれた異なる上記磁石素材からなる上記磁石を予め特定する必要がなく、大気雰囲気炉などの加熱炉に投入して段階的に昇温することにより、容易に上記磁石を種類ごとに脱磁し、上記磁石素材を種類ごとに回収することができる。これにより、リサイクル工場などにおいて回収されるあらゆる種類のモータのロータコアをリサイクルすることができる。
【００２０】
仮に、磁石の種類の分からない単一種類の磁石素材からなる磁石を含んだモータのロータコアを、大気雰囲気炉などの上記加熱炉に投入して、段階的に昇温することにより、上記磁石の種類に応じたキュリー温度の段階において、脱磁されて上記単一種類の磁石素材を回収することができるとともに、上記単一種類の磁石素材の種類を知ることができる。
【００２１】
また、樹脂によりモールドされたモータのロータコアの場合には、キュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、一定時間保持することにより、金属部分をモールドしている樹脂を灰化させて除去することができる。この結果、ロータコアにモールドされている樹脂を予め除去する手間が省け、効率的に磁石素材を種類ごとに選別して回収することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、上記磁石の種類が、ネオジム磁石および／またはフェライト磁石および／またはサマリウムコバルト磁石を含むため、上記モータの上記ロータコアを上記大気雰囲気炉などの加熱炉に投入して、ネオジム磁石のキュリー温度に昇温し、脱磁した磁石素材を回収した後に、フェライト磁石のキュリー温度に昇温し、脱磁した磁石素材を回収した後に、さらにサマリウムコバルト磁石のキュリー温度に昇温し、脱磁した磁石素材を回収することにより、ネオジム素材および／またはフェライト素材および／またはサマリウムコバルト素材とに選別して回収することができる。これにより、貴重なレアアース資源の再資源化を図ることができる。
【００２３】
また、上記大気雰囲気炉などの加熱炉に投入する複数種類の上記ロータコアの中に、可変磁力モータのロータコアのように、上記ネオジム磁石と上記サマリウムコバルト磁石とが混在していた場合でも、上記ネオジム磁石のキュリー温度および上記サマリウムコバルト磁石のキュリー温度に段階的に昇温することにより、上記ネオジム磁石と上記サマリウムコバルト磁石が各々のキュリー温度において脱磁され、上記ロータコアより同一種類ごとの磁石素材として回収することができる。これにより、上記モータの上記ロータに組み込まれている上記磁石の種類を気にすることなく、上記大気雰囲気炉などの加熱炉に投入することができる。この結果、今後上記ロータの仕様変更などにより、他種類の上記磁石が混在した場合でも、対応することができる。
【００２４】
そして、上記ネオジム磁石および／または上記フェライト磁石および／または上記サマリウムコバルト磁石を上記大気雰囲気炉などの加熱炉内において脱磁させるため、上記ロータコアを上記大気雰囲気炉などの加熱炉から取り出した際に、脱磁された上記ネオジム素材および／または上記フェライト素材および／またはサマリウムコバルト素材を、各々が組み込まれた上記ロータコアから容易に取り外すことができる。この結果、上記ロータコアを上記磁石素材と鉄系金属とに容易に単体分離させて、各種の素材ごとに回収することができ、各々の再資源化を図ることができる。
【００２５】
請求項３に記載の本発明によれば、ステータを、回転軸とこの回転軸に一端部が固定された可撓性を有する線材とが筒体内を上記回転軸回りに回転する破砕機の上記筒体に投入し、上記線材の打撃による衝撃力によって破砕し、少なくとも鉄系金属とコイルとを各々分離させて回収するため、珪素鋼板からなるステータコアなどの鉄系金属が、概ね変形することなく破砕されることにより、銅製のコイルを巻き込むことなく素材ごとに単体分離させることができる。これにより、単体分離された各々の素材の特性を利用して物理的に選別をすることにより、容易に各種の素材ごとに回収することができ、再資源化を容易に図ることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、上記ステータが、樹脂およびその他金属を含むとともに、上記ステータを上記破砕機に投入して破砕した際に、鉄系金属とコイルと樹脂とその他金属とを分離させるため、樹脂で覆われたモータのステータを加熱処理することなく、物理的に選別して単体分離させることができ、省エネルギーに貢献することができる。また、その他金属としてアルミニウムなどが含まれていた場合でも、物理的に選別して単体分離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のモータのリサイクル方法の一実施形態の一連の工程のフロー図である。
【図２】本発明のモータのリサイクル方法に用いられるロータの概略図を示し、（ａ）はフェライト磁石が組み込まれたロータ、（ｂ）はネオジム磁石が組み込まれたロータ、（ｃ）はネオジム磁石とサマリウムコバルト磁石とが混在したロータである。
【図３】本発明のモータのリサイクル方法のうち、ロータを大気雰囲気炉に投入して段階的に脱磁する一連の工程を模した概略図である。
【図４】本発明のモータのリサイクル方法のうち、ステータをチェーン式破砕機に投入して破砕および選別する一連の工程を模した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１に示すように、本発明のモータのリサイクル方法の一実施形態は、リサイクル工場において回収したモータ１をロータ２とステータ３とに分離した後に、ステータ３をチェーン式破砕機（破砕機）５に投入して破砕し、破砕した銅製のコイルおよび珪素鋼板もしくはアルミニウムなどのその他金属または樹脂を、各々の素材の特性を利用して各種の素材ごとに物理選別して回収するとともに、磁石素材６’が異なる複数種類の磁石６を含んだ複数のモータ１のロータ２を大気雰囲気炉４に投入し、段階的に昇温して一定時間保持し、樹脂を灰化させ、かつ脱磁された磁石６を同一種類ごとにロータコア２ａから分離させて、各々を各種の素材ごとに回収するように概略構成されている。
【００２９】
ここで、ロータ２を投入する大気雰囲気炉４は、段階的に昇温および設定した温度に一定時間保持することが可能な電気炉などが用いられている。また、大気雰囲気炉４に投入するロータ２は、例えば、図２（ａ）に示すように、フェライト磁石６ａがロータコア２ａに組み込まれ、樹脂によりモールドされたロータ２Ａ、および図２（ｂ）に示すように、ネオジム磁石６ｂがロータコア２ａに組み込まれ、樹脂によりモールドされたロータ２Ｂ、または図２（ｃ）に示すように、ネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとが混在してロータコア２ａに組み込まれたロータ２Ｃなどである。
【００３０】
また、チェーン式破砕機５は、図４に示すように、有底筒状の筒体５ｂと、この筒体５ｂの底部の中心部に立設するとともに、モータ５ｄの駆動により回転する円柱状の回転軸５ｃと、この回転軸５ｃの外周面に一端部が接続され、他端部が自由端となっているとともに、回転軸５ｃの円周方向の１８０℃離反した位置に、もう一方の一端部が接続され、他端部が自由端となっているチェーン（線材）５ａを備えている。また、チェーン５ａは、回転軸５ｃの外周面の一方側に、２本接続されている。
【００３１】
以上の構成からなるモータのリサイクル方法を用いることにより、リサイクル工場において回収した樹脂モールドモータ１を、各種の素材ごとに分離して回収し、再資源化を図る方法について、図１〜図４により説明する。
【００３２】
まず、回収した樹脂モールドモータ１をハンマーなどにより打撃し、衝撃を与えることによりロータ２とステータ３とに分離する。この際に、モータ１のロータ２とステータ３は、モータ１に衝撃を与えることにより、容易に分離させることができる。
【００３３】
（実施例１）
先ず、分離したロータ２の再資源化の方法について説明する。
図１および図３に示すように、モータ１から分離した３種類のロータ２を大気雰囲気炉４に投入する。このときに、大気雰囲気炉４に投入される３種類のロータ２は、図２（ａ）のフェライト磁石６ａがロータコア２ａに組み込まれたロータ２Ａ、図２（ｂ）のネオジム磁石６ｂがロータコア２ａに組み込まれたロータ２Ｂ、図２（ｃ）のネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとが混在してロータコア２ａに組み込まれたロータ２Ｃである。
【００３４】
そして、大気雰囲気炉４にロータ２Ａとロータ２Ｂとロータ２Ｃとを投入後に、大気雰囲気炉４の炉内温度を３８０℃まで昇温させて、３０分間保持する。このときに、大気雰囲気炉４内では、金属部分に被覆されていた樹脂が灰化して除去されるとともに、ロータ２Ｂおよびロータ２Ｃの各々のロータコア２ａに組み込まれているネオジム磁石６ｂが脱磁される。
【００３５】
なお、ネオジム磁石６ｂのキュリー温度は、３８０℃を超えないため、大気雰囲気炉４の炉内温度を３８０℃に昇温し、３０分間保持することにより、ネオジム磁石６ｂのみが脱磁されることになる。また、フェライト磁石６ａおよびサマリウムコバルト磁石６ｃは、キュリー温度が４００℃を超えているため、脱磁されない。
【００３６】
そして、大気雰囲気炉４内において、３０分間保持した後に、ロータ２Ａ、ロータ２Ｂ、ロータ２Ｃの３つを取り出して、磁力選別を行う。ここで、磁力選別とは、磁力が残っているか否かを確認することであり、磁力の有無により選別することを言い、以下同様とする。なお、磁力が残っているか否かの確認は、鉄が吸着されるか否かにより簡便に判断することができる。この磁力選別により、磁力を失ったロータ２Ｂと、ロータ２Ｃの脱磁されたネオジム素材（磁石素材）６ｂ’をロータコア２ａから外して回収する。そして、回収したロータ２Ｂとロータ２Ｃから取り外したネオジム素材６ｂ’とを振動篩機などにより、ネオジム素材６ｂ’とロータコア２ａとに単体分離して、各種の素材ごとに回収する。回収したネオジム素材６ｂ’は、レアアース資源として再資源化され、ロータコア２ａは珪素鋼板として再資源化される。
【００３７】
一方、上記磁力選別において、磁力が残っているロータ２Ａとロータ２Ｃは、再び大気雰囲気炉４に投入する。そして、大気雰囲気炉４の炉内温度を５００℃まで昇温して、１５分間保持する。このときに、大気雰囲気炉４内では、ロータ２Ａのロータコア２ａに組み込まれているフェライト磁石６ａが脱磁される。
【００３８】
なお、フェライト磁石６ａのキュリー温度は、４４０〜４８０℃であるため、大気雰囲気炉４の炉内温度を５００℃に昇温し、１５分間保持することにより、フェライト磁石６ａのみが脱磁されることになる。また、サマリウムコバルト磁石６ｃは、キュリー温度が５００℃を超えているため、脱磁されない。
【００３９】
そして、大気雰囲気炉４内において、１５分間保持した後に、ロータ２Ａ、ロータ２Ｃの２つを取り出して、磁力選別を行う。この磁力選別により、磁力を失ったロータ２Ａを回収する。そして、回収したロータ２Ａを振動篩機などにより、フェライト素材（磁石素材）６ａ’とロータコア２ａとに単体分離して、各種の素材ごとに回収する。回収したフェライト磁石６ａ’は、再資源化され、ロータコア２ａは珪素鋼板として再資源化される。さらに、上記磁力選別において、磁力が残っているロータ２Ｃは、再び大気雰囲気炉４に投入する。
【００４０】
さらに、ロータ２Ｃを投入した後に、大気雰囲気炉４の炉内温度を８００℃まで昇温して、１５分間保持する。このときに、大気雰囲気炉４内では、ロータ２Ｃのロータコア２ａに組み込まれているサマリウムコバルト磁石６ｃが脱磁される。
【００４１】
なお、サマリウムコバルト磁石６ｃのキュリー温度は、７５０〜８００℃であるため、大気雰囲気炉４の炉内温度を８００℃に昇温し、１５分間保持することにより、サマリウムコバルト磁石６ｃが脱磁される。
【００４２】
そして、大気雰囲気炉４内において、１５分間保持した後に、ロータ２Ｃを取り出して、磁力を失ったロータ２Ｃを回収する。そして、回収したロータ２Ｃを振動篩機などにより、サマリウムコバルト素材（磁石素材）６ｃ’とロータコア２ａとに分離して、個別に回収する。回収したサマリウムコバルト素材６ｃ’は、レアアース資源として再資源化され、ロータコア２ａは珪素鋼板として再資源化される。
【００４３】
このように、樹脂によりモールドされたロータ２に用いられている磁石６を予め特定することなく、磁石６の特性であるキュリー温度を利用して、段階的に温度を昇温して磁石６を加熱することにより、同一種類の磁石６ごとに回収することができる。さらに、種類ごとに脱磁させた磁石素材６’は、珪素鋼板からなるロータコア２ａから容易に分離させることができ、各々の素材ごとに回収することが可能となる。
【００４４】
（実施例２）
次に、分離したステータ３の再資源化の方法について説明する。
図１および図４に示すように、モータ１から分離した複数のステータ３をチェーン式破砕機５に投入する。このとき、チェーン式破砕機５は、モータ５ｄの駆動により、回転軸５ｃが回転するとともに、この回転軸５ｃに接続されたチェーン５ａが筒体５ｂ内を回転する。
【００４５】
また、このチェーン式破砕機５に投入したステータ３は、筒体５ｂ内を回転するチェーン５ａによって、１分程度打撃させることにより、ステータコアを形成する珪素鋼板やアルミニウムなどのその他金属および銅製のコイルが破砕されるとともに、ステータ３に被覆されていた樹脂が粉砕される。ここで、アルミなどのその他金属とは、磁着されない金属を言う。さらに、珪素鋼板およびその他金属は、可撓性を有するチェーン５ａの打撃の衝撃により破砕されるため、珪素鋼板自体が概ね変形することなく破砕されることにより、破砕された銅製のコイルと絡み合わない。
【００４６】
このように、樹脂でモールドされたステータ３を、そのままチェーン式破砕機５に投入し、１分程度チェーン５ａで打撃させることにより、被覆されていた樹脂が粉砕され、珪素鋼板からなる上記ステータコアと銅製のコイルとが絡み合うことなく破砕され、形状差が生じ、かつ素材別に単体分離できるることが判明した。
【００４７】
また、これにより、チェーン式破砕機５において、１分程度破砕させた後に、チェーン式破砕機５の筒体５ｂから破砕されたステータ３を取り出して、振動篩機８に搬送し、この振動篩機８を作動させるとともに、吊り下げ式磁力選別機７を用いて、珪素鋼板を吊り下げ式磁力選別機７により磁着させて回収することが可能となる。
【００４８】
さらに、振動篩機８に残った銅製のコイルと樹脂とその他金属との混合物を乾式比重選別機９に搬送し、この乾式比重選別機により、重量物である銅製のコイルおよびその他金属と軽量物である樹脂とを選別して、各々を各種の素材ごとに回収することも可能となる。
【００４９】
また、乾式比重選別機９により選別された重量物である銅製のコイルとその他金属との混合物を渦電流非鉄選別機１０に搬送し、この渦電流非鉄選別機１０により、線状破砕片である銅製のコイルと、塊状または板状破砕片であるその他金属とを選別して、各々を各種の素材ごとに回収することも可能となる。
【００５０】
このように、チェーン式破砕機５を用いて、樹脂でモールドされたステータ３を破砕することにより、各種の素材ごとに容易に選別して回収することができ、各々の素材の再資源化を容易にすることができる。
【００５１】
上述の実施例によるモータのリサイクル方法によれば、樹脂でモールドされた複数種類のモータ１のロータ２を大気雰囲気炉４に投入し、大気雰囲気炉４の炉内温度を予め想定される磁石６の種類に応じたキュリー温度まで、段階的に昇温して一定時間保持するため、金属部分にモールドされている樹脂を灰化させて除去することができるとともに、ネオジム磁石６ｂおよびフェライト磁石６ａまたはサマリウムコバルト磁石６ｃを同一種類ごとに脱磁させて回収することができ、かつ各々の種類の磁石素材６’が組み込まれたロータコア２ａから容易に分離させて回収することができる。これにより、回収した複数のモータ１のロータ２に樹脂がモールドされていて、使用されている磁石６が特定できない場合でも、容易にネオジム素材６ｂ’およびフェライト素材６ａ’またはサマリウムコバルト素材６ｃ’とに選別して回収することができ、貴重なレアアース資源の再資源化を図ることができる。
【００５２】
また、大気雰囲気炉４に投入する複数種類のロータ２の中に、可変磁力モータのロータ２Ｃなどのように、ネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとが混在していた場合でも、大気雰囲気炉４の温度を段階的に昇温することにより、各々の磁石６のキュリー温度において脱磁され、ロータコア２ａより同一種類の磁石素材６’ごとに回収することができる。これにより、モータ１のロータ２に組み込まれている磁石６の種類を気にすることなく、大気雰囲気炉４に投入することができる。これにより、今後ロータ２の仕様変更などにより、他種類の磁石６が混在した場合でも、対応することができる。
【００５３】
そして、ネオジム磁石６ｂおよびフェライト磁石６ａまたはサマリウムコバルト磁石６ｃを、大気雰囲気炉４内において脱磁させるため、複数のロータ２を大気雰囲気炉４から取り出した際に、ネオジム素材６ｂ’およびフェライト素材６ａ’またはサマリウムコバルト素材６ｃ’を、ロータコア２ａから容易に取り外すことができる。この結果、ロータ２を磁石素材６’と珪素鋼板とに容易に単体分離させて、各種の素材ごとに回収することができ、各々の再資源化を図ることができる。
【００５４】
さらに、樹脂によりモールドされたステータ３をチェーン式破砕機５に投入し、可撓性を有するチェーン５ａの打撃による衝撃により破砕するため、樹脂は粉砕されるとともに、珪素鋼板およびその他金属からなるステータコアが、概ね変形することなく破砕されることにより、銅製のコイルを巻き込むことなく素材ごとに単体分離して破砕される。これにより、単体分離された各々の素材の特性を利用することにより、吊り下げ式磁力選別機７および振動篩機８または乾式比重選別機９、さらには渦電流非鉄選別機１０などを用いて、容易に個別回収することができ、再資源化を図ることができる。この結果、樹脂でモールドされたモータ１のステータ３を加熱処理することなく、各種の素材ごとに分離して回収することができ、省エネルギーに貢献することができる。
【００５５】
なお、上記実施の形態において、磁石素材６’が異なる複数種類の磁石６を含んだ複数のモータ１のロータコア２ａを大気雰囲気炉４に投入して、磁石６の特性であるキュリー温度を利用し、段階的に昇温して磁石６を加熱することにより、同一種類の磁石素材６’ごとに回収する場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、樹脂などでモールドされていて、磁石の種類の分からない単一種類の磁石素材６’からなる磁石６を含んだ複数のモータ１のロータコア２ａを大気雰囲気炉４に投入して、磁石６の特性であるキュリー温度を利用し、段階的に昇温して磁石６を加熱することにより、上記単一種類の磁石素材６’からなる磁石６に応じたキュリー温度の段階において、磁石素材６’を回収する場合も対応可能である。
また、上記実施の形態において、ロータ２Ｃに混在している磁石６をネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとした場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、フェライト磁石６ａとネオジム磁石６ｂとの２種類、またはフェライト磁石６ａとネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとの３種類としても対応可能である。
さらに、破砕機５をチェーン式破砕機５を用いる場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、筒体５ｂ内に設けられた回転軸５ｃに接続されたチェーン５ａに変えて、可撓性を有するワイヤを用いたワイヤ式破砕機でも対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
回収したモータに利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ モータ
２ ロータ
２ａ ロータコア
３ ステータ
４ 大気雰囲気炉
５ チェーン式破砕機
６ 磁石
６’ 磁石素材
６ａ フェライト磁石
６ａ’フェライト素材
６ｂ ネオジム磁石
６ｂ’ネオジム素材
６ｃ サマリウムコバルト磁石
６ｃ’サマリウムコバルト素材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済みのモータから各種の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】
近年、省エネやエコロジーの観点から、ハイブリッド車や電気自動車などの次世代環境対応車が持て囃され、自動車業界は各社が次々と次世代環境対応車の開発および販売を行っている。その進歩は目覚ましいものがあり、特にハイブリッド車や電気自動車の心臓部とも言えるモータやバッテリーにおいては、小型化および高性能化が図られ、今後更なる進化が問われている。またそれに伴い、レアメタルやレアアースなどの原材料は、モータに使用される希土類磁石に使用され、その調達を危惧する声も聞こえてきている。
【０００３】
ところで、上記レアアース（希土類元素）を含有する希土類磁石は、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。特に家電製品では、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に希土類磁石が使用されている。
【０００４】
また、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、この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、リサイクルする過程において、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から希土類磁石を取り出して回収することは、殆ど実施されていないのが現状である。
【０００６】
なお、エアコンなどに使用されるコンプレッサのリサイクルは、複数業者によって事業化され、鉄、銅、珪素鋼板などの素材に分離して再資源化が行われているものの、ドラム式洗濯機に代表されるような樹脂モールドモータは、金属部分が樹脂により覆われているため、この樹脂部分を加熱するなどして除去する以外に、鉄および非鉄金属を回収することは困難であり、鉄系の素材として再利用されるのが一般的である。
【０００７】
そこで、樹脂モールドモータをロータ部とステータ部とに分離し、各々を加熱炉に投入して、樹脂を灰化させる方法が考えられる。この方法は、磁石が組み込まれたロータ部に対して、樹脂の灰化とともに、磁石を脱磁させることができるため効率的である。しかし、ステータ部に対しては、樹脂を灰化させただけでは、鉄系の素材と銅とに単体分離させることが難しく、通常の破砕機などを使用して破砕した場合には、鉄系の素材と銅とが絡み合ってしまうため、単体分離が難しく、手作業による分離が不可欠であるとともに、省エネルギーの観点からも効率的ではないという問題がある。
【０００８】
ところで、ロータ部に関しては、使用済みの洗濯機などから回収したモータごとに、ロータ部に組み込まれている磁石がモータに求められる特性により、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石など種類が異なっている。また、最近のドラム式洗濯機の中には、可変磁力モータが使用されているものがあり、異なる種類の磁石、例えば、ネオジム磁石とサマリウムコバルト磁石が混在して使用されている。また、ネオジム磁石およびサマリウムコバルト磁石は、希土類磁石の再生資源として回収する場合に、使用されている磁石の種類ごとに分けて回収する必要がある。
【０００９】
しかしながら、ロータ部を加熱炉に投入して樹脂を灰化させる上記方法では、予めロータ部に組み込まれた磁石の種類を特定して回収することが困難であるとともに、上記可変磁力モータなどの異なる磁石が使用されているロータ部においては、異なる種類の磁石を個別に回収することができない。また、回収した複数のモータを一度に処理しなければならず、使用されている磁石ごとに選別して処理することは、効率が悪いだけでなく、コストが嵩むという問題がある。
【００１０】
そこで、下記特許文献１において、第１のキュリー温度を有する希土類磁石と上記第１のキュリー温度より高い第２のキュリー温度を有する強磁性材とを含む構造物を、上記第１と第２のキュリー温度の中間温度に加熱する工程と、上記加熱された構造物の中から上記強磁性材を磁気吸引により選別し第１のシューターへ搬送する工程とを備え、上記第１のキュリー温度より高い第２のキュリー温度を有する強磁性材を第１のシューターに、第１のキュリー温度を有する希土類磁石を含む構造物を第２のシューターに収集する希土類磁石と強磁性材とを含む構造物の分別方法が提案されている。
【００１１】
この従来の方法は、希土類磁石と、希土類磁石よりもキュリー温度の高い鉄屑などの強磁性材との構造物を、希土類磁石のキュリー温度以上にすることにより、希土類磁石のみ強磁性を失わせて、その間に鉄屑などの強磁性材を磁気吸引し、各々を分別する方法である。
【００１２】
しかしながら、この従来の方法では、希土類磁石のキュリー温度以上の温度条件下でなければ分別することができないため、分別を行っている間は常に希土類磁石のキュリー温度、例えば４００℃程度の高温条件を保たねばならず、エネルギー効率が悪いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２１９０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、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とに分離した後に、各々を各種の素材ごとに分離するとともに、当該ロータに使用されている磁石を種類ごとに回収するモータのリサイクル方法を提案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】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、単一種類の磁石素材からなる磁石または磁石素材が異なる複数種類の磁石を含んだ複数のモータのロータコアを、当該磁石の種類に応じたキュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、一定時間保持して、当該キュリー温度に対応した上記磁石を選択的に脱磁することにより、順次上記種類ごとに上記磁石素材を回収することを特徴とするものである。
【００１６】
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、上記ロータコアに組み込まれた上記磁石は、ネオジム磁石および／またはフェライト磁石および／またはサマリウムコバルト磁石を含むことを特徴とするものである。
【００１７】
そして、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、上記モータを上記ロータと鉄系金属からなるヨーク材にコイルが巻回されたステータとに分離した後に、上記ステータを、回転軸とこの回転軸に一端部が固定された可撓性を有する線材とが筒体内を上記回転軸回りに回転する破砕機の上記筒体に投入して破砕し、少なくとも上記鉄系金属と上記コイルとを分離させて回収することを特徴とするものである。
【００１８】
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、上記ステータは、樹脂およびその他金属を含むとともに、上記ステータを上記破砕機に投入して破砕した際に、鉄系金属とコイルと樹脂とその他金属とを分離させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜４に記載の本発明によれば、磁石の種類に応じたキュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、上記キュリー温度に対応した磁石を選択的に脱磁することにより、順次上記種類ごとに磁石素材を回収するため、複数種類のモータのロータコアに組み込まれた異なる上記磁石素材からなる上記磁石を予め特定する必要がなく、大気雰囲気炉などの加熱炉に投入して段階的に昇温することにより、容易に上記磁石を種類ごとに脱磁し、上記磁石素材を種類ごとに回収することができる。これにより、リサイクル工場などにおいて回収されるあらゆる種類のモータのロータコアをリサイクルすることができる。
【００２０】
仮に、磁石の種類の分からない単一種類の磁石素材からなる磁石を含んだモータのロータコアを、大気雰囲気炉などの上記加熱炉に投入して、段階的に昇温することにより、上記磁石の種類に応じたキュリー温度の段階において、脱磁されて上記単一種類の磁石素材を回収することができるとともに、上記単一種類の磁石素材の種類を知ることができる。
【００２１】
また、樹脂によりモールドされたモータのロータコアの場合には、キュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、一定時間保持することにより、金属部分をモールドしている樹脂を灰化させて除去することができる。この結果、ロータコアにモールドされている樹脂を予め除去する手間が省け、効率的に磁石素材を種類ごとに選別して回収することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、上記磁石の種類が、ネオジム磁石および／またはフェライト磁石および／またはサマリウムコバルト磁石を含むため、上記モータの上記ロータコアを上記大気雰囲気炉などの加熱炉に投入して、ネオジム磁石のキュリー温度に昇温し、脱磁した磁石素材を回収した後に、フェライト磁石のキュリー温度に昇温し、脱磁した磁石素材を回収した後に、さらにサマリウムコバルト磁石のキュリー温度に昇温し、脱磁した磁石素材を回収することにより、ネオジム素材および／またはフェライト素材および／またはサマリウムコバルト素材とに選別して回収することができる。これにより、貴重なレアアース資源の再資源化を図ることができる。
【００２３】
また、上記大気雰囲気炉などの加熱炉に投入する複数種類の上記ロータコアの中に、可変磁力モータのロータコアのように、上記ネオジム磁石と上記サマリウムコバルト磁石とが混在していた場合でも、上記ネオジム磁石のキュリー温度および上記サマリウムコバルト磁石のキュリー温度に段階的に昇温することにより、上記ネオジム磁石と上記サマリウムコバルト磁石が各々のキュリー温度において脱磁され、上記ロータコアより同一種類ごとの磁石素材として回収することができる。これにより、上記モータの上記ロータに組み込まれている上記磁石の種類を気にすることなく、上記大気雰囲気炉などの加熱炉に投入することができる。この結果、今後上記ロータの仕様変更などにより、他種類の上記磁石が混在した場合でも、対応することができる。
【００２４】
そして、上記ネオジム磁石および／または上記フェライト磁石および／または上記サマリウムコバルト磁石を上記大気雰囲気炉などの加熱炉内において脱磁させるため、上記ロータコアを上記大気雰囲気炉などの加熱炉から取り出した際に、脱磁された上記ネオジム素材および／または上記フェライト素材および／またはサマリウムコバルト素材を、各々が組み込まれた上記ロータコアから容易に取り外すことができる。この結果、上記ロータコアを上記磁石素材と鉄系金属とに容易に単体分離させて、各種の素材ごとに回収することができ、各々の再資源化を図ることができる。
【００２５】
請求項３に記載の本発明によれば、ステータを、回転軸とこの回転軸に一端部が固定された可撓性を有する線材とが筒体内を上記回転軸回りに回転する破砕機の上記筒体に投入し、上記線材の打撃による衝撃力によって破砕し、少なくとも鉄系金属とコイルとを各々分離させて回収するため、珪素鋼板からなるステータコアなどの鉄系金属が、概ね変形することなく破砕されることにより、銅製のコイルを巻き込むことなく素材ごとに単体分離させることができる。これにより、単体分離された各々の素材の特性を利用して物理的に選別をすることにより、容易に各種の素材ごとに回収することができ、再資源化を容易に図ることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、上記ステータが、樹脂およびその他金属を含むとともに、上記ステータを上記破砕機に投入して破砕した際に、鉄系金属とコイルと樹脂とその他金属とを分離させるため、樹脂で覆われたモータのステータを加熱処理することなく、物理的に選別して単体分離させることができ、省エネルギーに貢献することができる。また、その他金属としてアルミニウムなどが含まれていた場合でも、物理的に選別して単体分離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のモータのリサイクル方法の一実施形態の一連の工程のフロー図である。
【図２】本発明のモータのリサイクル方法に用いられるロータの概略図を示し、（ａ）はフェライト磁石が組み込まれたロータ、（ｂ）はネオジム磁石が組み込まれたロータ、（ｃ）はネオジム磁石とサマリウムコバルト磁石とが混在したロータである。
【図３】本発明のモータのリサイクル方法のうち、ロータを大気雰囲気炉に投入して段階的に脱磁する一連の工程を模した概略図である。
【図４】本発明のモータのリサイクル方法のうち、ステータをチェーン式破砕機に投入して破砕および選別する一連の工程を模した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１に示すように、本発明のモータのリサイクル方法の一実施形態は、リサイクル工場において回収したモータ１をロータ２とステータ３とに分離した後に、ステータ３をチェーン式破砕機（破砕機）５に投入して破砕し、破砕した銅製のコイルおよび珪素鋼板もしくはアルミニウムなどのその他金属または樹脂を、各々の素材の特性を利用して各種の素材ごとに物理選別して回収するとともに、磁石素材６’が異なる複数種類の磁石６を含んだ複数のモータ１のロータ２を大気雰囲気炉４に投入し、段階的に昇温して一定時間保持し、樹脂を灰化させ、かつ脱磁された磁石６を同一種類ごとにロータコア２ａから分離させて、各々を各種の素材ごとに回収するように概略構成されている。
【００２９】
ここで、ロータ２を投入する大気雰囲気炉４は、段階的に昇温および設定した温度に一定時間保持することが可能な電気炉などが用いられている。また、大気雰囲気炉４に投入するロータ２は、例えば、図２（ａ）に示すように、フェライト磁石６ａがロータコア２ａに組み込まれ、樹脂によりモールドされたロータ２Ａ、および図２（ｂ）に示すように、ネオジム磁石６ｂがロータコア２ａに組み込まれ、樹脂によりモールドされたロータ２Ｂ、または図２（ｃ）に示すように、ネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとが混在してロータコア２ａに組み込まれたロータ２Ｃなどである。
【００３０】
また、チェーン式破砕機５は、図４に示すように、有底筒状の筒体５ｂと、この筒体５ｂの底部の中心部に立設するとともに、モータ５ｄの駆動により回転する円柱状の回転軸５ｃと、この回転軸５ｃの外周面に一端部が接続され、他端部が自由端となっているとともに、回転軸５ｃの円周方向の１８０℃離反した位置に、もう一方の一端部が接続され、他端部が自由端となっているチェーン（線材）５ａを備えている。また、チェーン５ａは、回転軸５ｃの外周面の一方側に、２本接続されている。
【００３１】
以上の構成からなるモータのリサイクル方法を用いることにより、リサイクル工場において回収した樹脂モールドモータ１を、各種の素材ごとに分離して回収し、再資源化を図る方法について、図１〜図４により説明する。
【００３２】
まず、回収した樹脂モールドモータ１をハンマーなどにより打撃し、衝撃を与えることによりロータ２とステータ３とに分離する。この際に、モータ１のロータ２とステータ３は、モータ１に衝撃を与えることにより、容易に分離させることができる。
【００３３】
（実施例１）
先ず、分離したロータ２の再資源化の方法について説明する。
図１および図３に示すように、モータ１から分離した３種類のロータ２を大気雰囲気炉４に投入する。このときに、大気雰囲気炉４に投入される３種類のロータ２は、図２（ａ）のフェライト磁石６ａがロータコア２ａに組み込まれたロータ２Ａ、図２（ｂ）のネオジム磁石６ｂがロータコア２ａに組み込まれたロータ２Ｂ、図２（ｃ）のネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとが混在してロータコア２ａに組み込まれたロータ２Ｃである。
【００３４】
そして、大気雰囲気炉４にロータ２Ａとロータ２Ｂとロータ２Ｃとを投入後に、大気雰囲気炉４の炉内温度を３８０℃まで昇温させて、３０分間保持する。このときに、大気雰囲気炉４内では、金属部分に被覆されていた樹脂が灰化して除去されるとともに、ロータ２Ｂおよびロータ２Ｃの各々のロータコア２ａに組み込まれているネオジム磁石６ｂが脱磁される。
【００３５】
なお、ネオジム磁石６ｂのキュリー温度は、３８０℃を超えないため、大気雰囲気炉４の炉内温度を３８０℃に昇温し、３０分間保持することにより、ネオジム磁石６ｂのみが脱磁されることになる。また、フェライト磁石６ａおよびサマリウムコバルト磁石６ｃは、キュリー温度が４００℃を超えているため、脱磁されない。
【００３６】
そして、大気雰囲気炉４内において、３０分間保持した後に、ロータ２Ａ、ロータ２Ｂ、ロータ２Ｃの３つを取り出して、磁力選別を行う。ここで、磁力選別とは、磁力が残っているか否かを確認することであり、磁力の有無により選別することを言い、以下同様とする。なお、磁力が残っているか否かの確認は、鉄が吸着されるか否かにより簡便に判断することができる。この磁力選別により、磁力を失ったロータ２Ｂと、ロータ２Ｃの脱磁されたネオジム素材（磁石素材）６ｂ’をロータコア２ａから外して回収する。そして、回収したロータ２Ｂとロータ２Ｃから取り外したネオジム素材６ｂ’とを振動篩機などにより、ネオジム素材６ｂ’とロータコア２ａとに単体分離して、各種の素材ごとに回収する。回収したネオジム素材６ｂ’は、レアアース資源として再資源化され、ロータコア２ａは珪素鋼板として再資源化される。
【００３７】
一方、上記磁力選別において、磁力が残っているロータ２Ａとロータ２Ｃは、再び大気雰囲気炉４に投入する。そして、大気雰囲気炉４の炉内温度を５００℃まで昇温して、１５分間保持する。このときに、大気雰囲気炉４内では、ロータ２Ａのロータコア２ａに組み込まれているフェライト磁石６ａが脱磁される。
【００３８】
なお、フェライト磁石６ａのキュリー温度は、４４０〜４８０℃であるため、大気雰囲気炉４の炉内温度を５００℃に昇温し、１５分間保持することにより、フェライト磁石６ａのみが脱磁されることになる。また、サマリウムコバルト磁石６ｃは、キュリー温度が５００℃を超えているため、脱磁されない。
【００３９】
そして、大気雰囲気炉４内において、１５分間保持した後に、ロータ２Ａ、ロータ２Ｃの２つを取り出して、磁力選別を行う。この磁力選別により、磁力を失ったロータ２Ａを回収する。そして、回収したロータ２Ａを振動篩機などにより、フェライト素材（磁石素材）６ａ’とロータコア２ａとに単体分離して、各種の素材ごとに回収する。回収したフェライト磁石６ａ’は、再資源化され、ロータコア２ａは珪素鋼板として再資源化される。さらに、上記磁力選別において、磁力が残っているロータ２Ｃは、再び大気雰囲気炉４に投入する。
【００４０】
さらに、ロータ２Ｃを投入した後に、大気雰囲気炉４の炉内温度を８００℃まで昇温して、１５分間保持する。このときに、大気雰囲気炉４内では、ロータ２Ｃのロータコア２ａに組み込まれているサマリウムコバルト磁石６ｃが脱磁される。
【００４１】
なお、サマリウムコバルト磁石６ｃのキュリー温度は、７５０〜８００℃であるため、大気雰囲気炉４の炉内温度を８００℃に昇温し、１５分間保持することにより、サマリウムコバルト磁石６ｃが脱磁される。
【００４２】
そして、大気雰囲気炉４内において、１５分間保持した後に、ロータ２Ｃを取り出して、磁力を失ったロータ２Ｃを回収する。そして、回収したロータ２Ｃを振動篩機などにより、サマリウムコバルト素材（磁石素材）６ｃ’とロータコア２ａとに分離して、個別に回収する。回収したサマリウムコバルト素材６ｃ’は、レアアース資源として再資源化され、ロータコア２ａは珪素鋼板として再資源化される。
【００４３】
このように、樹脂によりモールドされたロータ２に用いられている磁石６を予め特定することなく、磁石６の特性であるキュリー温度を利用して、段階的に温度を昇温して磁石６を加熱することにより、同一種類の磁石６ごとに回収することができる。さらに、種類ごとに脱磁させた磁石素材６’は、珪素鋼板からなるロータコア２ａから容易に分離させることができ、各々の素材ごとに回収することが可能となる。
【００４４】
（実施例２）
次に、分離したステータ３の再資源化の方法について説明する。
図１および図４に示すように、モータ１から分離した複数のステータ３をチェーン式破砕機５に投入する。このとき、チェーン式破砕機５は、モータ５ｄの駆動により、回転軸５ｃが回転するとともに、この回転軸５ｃに接続されたチェーン５ａが筒体５ｂ内を回転する。
【００４５】
また、このチェーン式破砕機５に投入したステータ３は、筒体５ｂ内を回転するチェーン５ａによって、１分程度打撃させることにより、ステータコアを形成する珪素鋼板やアルミニウムなどのその他金属および銅製のコイルが破砕されるとともに、ステータ３に被覆されていた樹脂が粉砕される。ここで、アルミなどのその他金属とは、磁着されない金属を言う。さらに、珪素鋼板およびその他金属は、可撓性を有するチェーン５ａの打撃の衝撃により破砕されるため、珪素鋼板自体が概ね変形することなく破砕されることにより、破砕された銅製のコイルと絡み合わない。
【００４６】
このように、樹脂でモールドされたステータ３を、そのままチェーン式破砕機５に投入し、１分程度チェーン５ａで打撃させることにより、被覆されていた樹脂が粉砕され、珪素鋼板からなる上記ステータコアと銅製のコイルとが絡み合うことなく破砕され、形状差が生じ、かつ素材別に単体分離できるることが判明した。
【００４７】
また、これにより、チェーン式破砕機５において、１分程度破砕させた後に、チェーン式破砕機５の筒体５ｂから破砕されたステータ３を取り出して、振動篩機８に搬送し、この振動篩機８を作動させるとともに、吊り下げ式磁力選別機７を用いて、珪素鋼板を吊り下げ式磁力選別機７により磁着させて回収することが可能となる。
【００４８】
さらに、振動篩機８に残った銅製のコイルと樹脂とその他金属との混合物を乾式比重選別機９に搬送し、この乾式比重選別機により、重量物である銅製のコイルおよびその他金属と軽量物である樹脂とを選別して、各々を各種の素材ごとに回収することも可能となる。
【００４９】
また、乾式比重選別機９により選別された重量物である銅製のコイルとその他金属との混合物を渦電流非鉄選別機１０に搬送し、この渦電流非鉄選別機１０により、線状破砕片である銅製のコイルと、塊状または板状破砕片であるその他金属とを選別して、各々を各種の素材ごとに回収することも可能となる。
【００５０】
このように、チェーン式破砕機５を用いて、樹脂でモールドされたステータ３を破砕することにより、各種の素材ごとに容易に選別して回収することができ、各々の素材の再資源化を容易にすることができる。
【００５１】
上述の実施例によるモータのリサイクル方法によれば、樹脂でモールドされた複数種類のモータ１のロータ２を大気雰囲気炉４に投入し、大気雰囲気炉４の炉内温度を予め想定される磁石６の種類に応じたキュリー温度まで、段階的に昇温して一定時間保持するため、金属部分にモールドされている樹脂を灰化させて除去することができるとともに、ネオジム磁石６ｂおよびフェライト磁石６ａまたはサマリウムコバルト磁石６ｃを同一種類ごとに脱磁させて回収することができ、かつ各々の種類の磁石素材６’が組み込まれたロータコア２ａから容易に分離させて回収することができる。これにより、回収した複数のモータ１のロータ２に樹脂がモールドされていて、使用されている磁石６が特定できない場合でも、容易にネオジム素材６ｂ’およびフェライト素材６ａ’またはサマリウムコバルト素材６ｃ’とに選別して回収することができ、貴重なレアアース資源の再資源化を図ることができる。
【００５２】
また、大気雰囲気炉４に投入する複数種類のロータ２の中に、可変磁力モータのロータ２Ｃなどのように、ネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとが混在していた場合でも、大気雰囲気炉４の温度を段階的に昇温することにより、各々の磁石６のキュリー温度において脱磁され、ロータコア２ａより同一種類の磁石素材６’ごとに回収することができる。これにより、モータ１のロータ２に組み込まれている磁石６の種類を気にすることなく、大気雰囲気炉４に投入することができる。これにより、今後ロータ２の仕様変更などにより、他種類の磁石６が混在した場合でも、対応することができる。
【００５３】
そして、ネオジム磁石６ｂおよびフェライト磁石６ａまたはサマリウムコバルト磁石６ｃを、大気雰囲気炉４内において脱磁させるため、複数のロータ２を大気雰囲気炉４から取り出した際に、ネオジム素材６ｂ’およびフェライト素材６ａ’またはサマリウムコバルト素材６ｃ’を、ロータコア２ａから容易に取り外すことができる。この結果、ロータ２を磁石素材６’と珪素鋼板とに容易に単体分離させて、各種の素材ごとに回収することができ、各々の再資源化を図ることができる。
【００５４】
さらに、樹脂によりモールドされたステータ３をチェーン式破砕機５に投入し、可撓性を有するチェーン５ａの打撃による衝撃により破砕するため、樹脂は粉砕されるとともに、珪素鋼板およびその他金属からなるステータコアが、概ね変形することなく破砕されることにより、銅製のコイルを巻き込むことなく素材ごとに単体分離して破砕される。これにより、単体分離された各々の素材の特性を利用することにより、吊り下げ式磁力選別機７および振動篩機８または乾式比重選別機９、さらには渦電流非鉄選別機１０などを用いて、容易に個別回収することができ、再資源化を図ることができる。この結果、樹脂でモールドされたモータ１のステータ３を加熱処理することなく、各種の素材ごとに分離して回収することができ、省エネルギーに貢献することができる。
【００５５】
なお、上記実施の形態において、磁石素材６’が異なる複数種類の磁石６を含んだ複数のモータ１のロータコア２ａを大気雰囲気炉４に投入して、磁石６の特性であるキュリー温度を利用し、段階的に昇温して磁石６を加熱することにより、同一種類の磁石素材６’ごとに回収する場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、樹脂などでモールドされていて、磁石の種類の分からない単一種類の磁石素材６’からなる磁石６を含んだ複数のモータ１のロータコア２ａを大気雰囲気炉４に投入して、磁石６の特性であるキュリー温度を利用し、段階的に昇温して磁石６を加熱することにより、上記単一種類の磁石素材６’からなる磁石６に応じたキュリー温度の段階において、磁石素材６’を回収する場合も対応可能である。
また、上記実施の形態において、ロータ２Ｃに混在している磁石６をネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとした場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、フェライト磁石６ａとネオジム磁石６ｂとの２種類、またはフェライト磁石６ａとネオジム磁石６ｂとサマリウムコバルト磁石６ｃとの３種類としても対応可能である。
さらに、破砕機５をチェーン式破砕機５を用いる場合のみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、筒体５ｂ内に設けられた回転軸５ｃに接続されたチェーン５ａに変えて、可撓性を有するワイヤを用いたワイヤ式破砕機でも対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
回収したモータに利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１ モータ
２ ロータ
２ａ ロータコア
３ ステータ
４ 大気雰囲気炉
５ チェーン式破砕機
６ 磁石
６’ 磁石素材
６ａ フェライト磁石
６ａ’フェライト素材
６ｂ ネオジム磁石
６ｂ’ネオジム素材
６ｃ サマリウムコバルト磁石
６ｃ’サマリウムコバルト素材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一種類の磁石素材からなる磁石または磁石素材が異なる複数種類の磁石を含んだ複数のモータのロータコアを、当該磁石の種類に応じたキュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、一定時間保持して、当該キュリー温度に対応した上記磁石を選択的に脱磁することにより、順次上記種類ごとに上記磁石素材を回収するとを特徴とするモータのリサイクル方法。
【請求項２】
上記ロータコアに組み込まれた上記磁石は、ネオジム磁石および／またはフェライト磁石および／またはサマリウムコバルト磁石を含む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】
上記モータを上記ロータと鉄系金属からなるヨーク材にコイルが巻回されたステータとに分離した後に、上記ステータを、回転軸とこの回転軸に一端部が固定された可撓性を有する線材とが筒体内を上記回転軸回りに回転する破砕機の上記筒体に投入して破砕し、少なくとも上記鉄系金属と上記コイルとを分離させて回収す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】
上記ステータは、樹脂およびその他金属を含むとともに、上記ステータを上記破砕機に投入して破砕した際に、鉄系金属とコイルと樹脂とその他金属とを分離させることを特徴とする請求項３に記載のモータのリサイクル方法。
【請求項１】
単一種類の磁石素材からなる磁石または磁石素材が異なる複数種類の磁石を含んだ複数のモータのロータコアを、当該磁石の種類に応じたキュリー温度まで段階的に昇温し、各段階において、一定時間保持して、当該キュリー温度に対応した上記磁石を選択的に脱磁することにより、順次上記種類ごとに上記磁石素材を回収するとを特徴とするモータのリサイクル方法。
【請求項２】
上記ロータコアに組み込まれた上記磁石は、ネオジム磁石および／またはフェライト磁石および／またはサマリウムコバルト磁石を含む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】
上記モータを上記ロータと鉄系金属からなるヨーク材にコイルが巻回されたステータとに分離した後に、上記ステータを、回転軸とこの回転軸に一端部が固定された可撓性を有する線材とが筒体内を上記回転軸回りに回転する破砕機の上記筒体に投入して破砕し、少なくとも上記鉄系金属と上記コイルとを分離させて回収す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】
上記ステータは、樹脂およびその他金属を含むとともに、上記ステータを上記破砕機に投入して破砕した際に、鉄系金属とコイルと樹脂とその他金属とを分離させることを特徴とする請求項３に記載のモータのリサイクル方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１４７６０８（Ｐ２０１２−１４７６０８Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２２９（Ｐ２０１１−５２２９）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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