JP2006237473A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の廃棄時における分解作業を容易することで、電子機器の解体に要する時間を大幅に短縮でき、又、必要とする人手も大幅に削減でき、電子機器の再資源化を促進するために好適な電子機器を提供すること。
【解決手段】複数の部品と、前記複数の部品と電子機器の筐体を結合する複数の結合手段とを有する電子機器において、前記複数の結合手段の中に所定温度まで達すると溶融或は分解する結合部材が存在し、電子機器を前記所定温度まで加熱すると前記結合部材が溶融或は分解し、前記結合部材によって結合された部品が前記筐体より外れることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器等の筐体において、解体性や分離性を考慮したことを特徴とする電子機器の解体方法に関するものである。

近年、地球環境問題が深刻化するに連れ、工業製品に対するリサイクル性の要求は高まってきている。それは、工業製品は大型で重く、又、非常に固い部品が含まれているために粗大ゴミ処理施設での処理が困難なものが多く存在するためである。工業製品の中でも家電製品はこれに該当するものが多く、有用な資源が多くあるにも拘らず、リサイクルが困難で大部分が埋め立てられている状況にある。

このような背景から、日本では、廃棄物の減量と資源の有効利用の観点より、廃棄物のリサイクル推進の新たな仕組みを構築するための法律、特定家庭用機器再商品化法（家電リサイクル法）が制定された。本法律は、１９９８年（平成１０年）５月に国会で成立し、同年６月に公布され、２００１年（平成１３年）４月１日より本格施行されている。この法律では、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機の４品目が特定家庭用機器として指定され、小売業者は「排出者からの引取りと製造業者等への引渡し」、製造業者等は「引取りとリサイクル（再商品化等）」といった役割をそれぞれが分担し、リサイクルを推進することが義務づけられている。この家電リサイクル法は世の中のリサイクルに対する意識の高まりを表す一例に過ぎない。

上述したように、世界中のリサイクルに対する意識が非常に高まっている中、家電製品のリサイクルだけではなく、それ以外の電子機器についてもその分解性を高めてリサイクルを容易にすることは、地球環境問題に対する取り組みとして極めて重要な課題の１つと言える。

しかしながら、従来の電子機器は解体するためにはネジを外す必要があったり、合成樹脂の嵌め合いを外す必要があったりして、解体作業に多大な時間を要し、このことによりリサイクル材料の価格が新材料の価格に比較して割高なものとなり、リサイクルが進展しない一因ともなっていた。例えば、特許文献１に記載されている装置では、部品の取り付けにフックを用いているものの、装置の分解については述べられていない。

実開平１−１１６４８６号公報

上述した背景技術では、製品として使用を終えたものを資源として再利用することについて十分な配慮がなされておらず、製品を解体する際に多大な時間と人手を必要とした。又、従来の電子機器に用いられている筐体構造では、廃棄時におけるネジの取り外し等の分解作業が煩雑なため、リサイクル効率の低下を招いていた。

本発明の目的は、電子機器の廃棄時における分解作業を容易することで、電子機器の解体に要する時間を大幅に短縮でき、又、必要とする人手も大幅に削減でき、電子機器の再資源化を促進するために好適な電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数の部品と、前記複数の部品と電子機器の筐体を結合する複数の結合手段とを有する電子機器において、前記複数の結合手段の中に所定温度まで達すると溶融或は分解する結合部材が存在し、電子機器を前記所定温度まで加熱すると前記結合部材が溶融或は分解し、前記結合部材によって結合された部品が前記筐体より外れることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記結合部材とは、少なくとも２種類以上の温度で溶融或は分解する部材であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記電子機器は、第１の部品と、第２の部品と、前記第１の部品と前記第２の部品又は電子機器の筐体と結合する第１の結合部材と、前記第２の部品と前記第１の部品又は電子機器の筐体とを結合する第２の結合部材を有し、前記第１の結合部材は第１の温度で溶融或は分解する部材であり、第２の結合部材は第１の温度よりも高温である第２の温度で溶融或は分解する部材であって、電子機器を第１の温度まで加熱すると前記第１の結合部材が溶融或は分解して前記第１の部品が前記第２の部品又は前記筐体より外れ、電子機器を第２の温度まで加熱すると前記第２の結合部材が溶融或は分解して前記第２の部品が前記第１の部品又は前記筐体より外れる構成となっており、電子機器の加熱温度を変化させることで順送りに部品を外すことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記結合手段とは、形状記憶合金を材料とするビスシャフト部と形状記憶樹脂から成るビスヘッドで構成された所定温度で分解する易解体ビス、低融点合金、或は低融点樹脂であることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、電子機器を加熱するだけで解体できるため、電子機器の廃棄時における分解作業を容易することができる。又、大量の電子機器の解体や分解にも適しているため、電子機器の解体に要する時間を大幅に短縮でき、又、同時に電子機器の解体に必要とする人手も大幅に削減できる。

請求項２及び３記載の発明によれば、電子機器の加熱を段階的に行って電子機器の解体を順送りに行うことができるため、例えば熱に弱い部品を先に解体し、その後で熱に耐性のある部品を解体することで、リサイクル比率を高めることができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３記載の発明に用いる解体用部品として特殊な部品を用いることなく電子機器を解体できるようにするため、製造メーカはリサイクル可能な電子機器を容易に提供することができる。

従って、請求項１〜４記載の発明によれば、電子機器の再資源化を促進するという効果を得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図２（ａ）は製品本体を覆っている外装を取り外した状態での製品本体の正面図である。

図２（ａ）において、製品本体は、様々な電気部品が固定される枠体Ａ、低温度で溶融する部材の低融点部材１、プリント基板及び金属板等で構成される電気ユニット２、複数の電気ユニット２を相互に接続するためのケーブル３によって構成されている。

図１は枠体Ａと電気ユニット２との接合部を拡大した図である。

電気ユニット２は、電気部品の実装されたプリント基板４と金属板のシャーシ６とで構成されており、このプリント基板４とシャーシ６はビス５によって接合されている。以下で、図６のフローチャートを用いて詳細な説明を行う。

製品の解体を行うに当たり、先ず初めに製品本体を覆っている外装を取り外す（ｓ１０１）。外装を取り外された製品本体は、図２（ａ）に示される状態のようになる。製品本体の枠体Ａには、電気ユニット２が低融点部材１によって固定されている。ここで、枠体Ａは金属であっても良く、或は樹脂であっても良い。金属の場合には、枠体Ａとして例えば、鉄やアルミニウム合金等を用いることができ、樹脂の場合には、ポリカーボネート樹脂やＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂等を使用することができる。本実施の形態においては、枠体Ａの材料としてアルミニウム合金を用いることにする。

又、低融点部材１は熱可塑性樹脂が好ましく、ポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂材を使用することができる。本実施の形態では、低融点部材１は融点１３０℃のポリエチレンを用いることにする。

そして、枠体Ａと電気ユニット２の接合状態を更に詳しく示したものが図１（ａ）である。電気ユニット２の構成部品であるシャーシ６に適当な大きさ（例えば、直径３ｍｍ）の穴が設けてあり、同様に、枠体Ａ側にもシャーシ６の穴に対応する位置に同じ径の穴が設けられ、両方の穴位置を合わせて低融点部材１が差し込まれることによってシャーシ６と枠体Ａが固定されている。

低融点部材１の形状としては、例えば、図３に示されるような形状の部材を使うことができる。この部材を用いた場合における枠体１とシャーシ６との固定方法は以下の通りである。

図３において、低融点部材１の先端部１０がシャーシ６と枠体Ａの両方の穴に矢印方向に挿入されると、低融点部材１の先端部１０が撓んで収縮して穴に入り込む。低融点部材１をさらに奥まで差し込んで先端部１０が枠体Ａの穴を完全に通過すると、それまで収縮していた先端部１０が膨らんで低融点部材１は引っ張っても抜けなくなる。

ここで、先端部１０の径はシャーシ６と枠体Ａに設けられた穴径よりも若干大きいものであり、例えば直径５ｍｍとすることができる。又同時に、低融点部材１に設けられたバネ部１１によって、低融点部材１からシャーシ６に対して圧力が加わることで、シャーシ６と枠体Ａはしっかりと固定される。低融点部材１は、電気ユニット２の大きさや重量等を考慮して適切な場所へ配置されるとともに、適切な数が配置される。

次に、低融点部材１が溶融するのに十分な温度（例えば、１５０℃）に保たれた加熱炉の中に装置本体を入れ、装置本体を加熱する（ｓ１０２）。装置本体全体が加熱されて温度が徐々に上昇して１３０℃に達すると、融点１３０℃のポリエチレンで生成された低融点部材１は溶融を開始する（ｓ１０３）。

低融点部材１が完全に溶解すると、枠体Ａとシャーシ６とを接合をしていた固定部材がなくなり、又、電気ユニット２を支える部品も存在しないため、電気ユニット２は図１（ｂ）のように自然に枠体Ａから分離する（ｓ１０４）。又、図２（ｂ）では、枠体Ａに複数の電気ユニット２が接合されている場合を示しており、複数の電気ユニット２はそれぞれ枠体Ａから分離され、電気ユニット２同士を接続しているケーブルによってひとまとめにされた状態で枠体Ａより分離される。

分離後、加熱炉から装置本体と電気ユニット２を取り出すことで、人手を介すことなく、装置本体の枠体Ａと電気ユニット２とが分離された状態でそれぞれの部品を得ることができる（ｓ１０５）。

＜実施の形態２＞
前記実施の形態１においては、製品本体の枠体と電気ユニットとを加熱炉において容易に分離する方法について記述した。本実施の形態においては、製品本体を加熱炉に投入して枠体と電気ユニットとを分離する前に、電気ユニットを構成している部品、即ちプリント基板と金属板とをより低温度の加熱炉の下で分離することを特徴とする。そうすることで、高温環境下に長時間プリント基板を晒すことがなくなり、プリント基板上の電気部品の再利用率を向上させることができるメリットがある。

以下、図７のフローチャートを用いて本実施の形態に関して詳細に説明する。

製品の解体を行うに当たり、先ず初めに製品本体を覆っている外装を取り外す（ｓ２０１）。外装を取り外された製品本体は、図２（ａ）に示される状態のようになる。製品本体の枠体Ａには、電気ユニット２が低融点部材１によって固定されている。枠体Ａの材料は実施の形態１と同様、本実施の形態においてもアルミニウム合金を用いることにする。

ここで、製品本体の枠体Ａと電気ユニット２の接合状態を更に詳しく示したものが図４（ａ）である。電気ユニット２の構成部品であるシャーシ６に適当な大きさ（例えば、直径３ｍｍ）の穴が設けてあり、同様に、枠体Ａ側にもシャーシ６の穴に対応する位置に同じ径の穴が設けられ、両方の穴位置を合わせて低融点部材１が差し込まれることによってシャーシ６と枠体Ａが固定されている。又、電気ユニット２の構成部品であるシャーシ６とプリント基板４は易解体ビス７によって固定されている。

易解体ビス７としては、形状記憶合金を利用して加熱するだけで簡単に外せるビスが存在する。図５はその一例である。易解体ビス７は、チタンとニッケルの形状記憶合金を材料とするビスシャフト９と、形状記憶樹脂製スナップフィット（ツメ形状の締結部品）からなるビスヘッド８で構成される。常温状態では、易解体ビスは図５（ａ）で示される状態にある。

ここで、易解体ビスが所定温度以上（例えば、本実施の形態では摂氏９０度以上）に加熱されると、図５（ｂ）のようにビスヘッド８のツメ形状の締結部分が外れるとともに、ビスシャフト９が収縮して自動的にビスが緩むことでシャーシ６から脱落し、ドライバー等を使用することなくシャーシ６とプリント基板４は解体される。

本実施の形態においては、先に電気ユニット２であるシャーシ６とプリント基板４の分離を行った後に、製品本体の枠体Ａとシャーシ６を分離させるため、低融点部材１の融点温度は易解体ビス７の解体温度よりも高いものを使用する必要がある。それを考慮すると、低融点部材１としてはポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ポリメタクリル酸メチル等の様々な樹脂材を使用することができる。本実施の形態では、融点１３０℃のポリエチレンを低融点部材１として用いることにする。ここで、低融点部材１の形状及び低融点部材１を用いた枠体１とシャーシ６との固定方法は前記実施の形態１と同様とする。

次に、低融点部材１が溶融するのに十分な温度（例えば１００℃）に保たれた加熱炉ａの中に装置本体を入れ、装置本体を加熱する（ｓ２０２）。装置本体全体が加熱されて温度が徐々に上昇して９０℃に達すると、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示するように、易解体ビス７のビスヘッド８が外れ、ビスシャフト９も収縮してシャーシ６から脱落し、易解体ビス７は完全に分解する（ｓ２０３）。易解体ビス７が分解すると、シャーシ６とプリント基板４とを接合する部材が無くなるため、プリント基板４が装置本体の枠体Ａから自然と分離する（ｓ２０４）。分離後、加熱炉ａから装置本体とプリント基板４を取り出すことで、人手を介すことなく、装置本体からプリント基板４が分離された状態でそれぞれの部品を得ることができる（ｓ２０５）。

プリント基板４を分離した後、製品本体の枠体Ａからシャーシ６を分離する方法は実施の形態１と同様に行うことができる。即ち、低融点部材１が溶融するのに十分な温度（例えば、１５０℃）に保たれた加熱炉ｂの中に装置本体を入れ、装置本体を加熱する（ｓ２０６）。装置本体全体が加熱されて温度が徐々に上昇して１３０℃に達すると、融点１３０℃のポリエチレンで生成された低融点部材１は溶融を開始する（ｓ２０７）。低融点部材１が完全に溶解すると、枠体Ａとシャーシ６とを接合をしている固定部材が無くなるため、図４（ｄ）のようにシャーシ６は自然に枠体Ａから分離する（ｓ２０８）。

分離後、加熱炉ｂから装置本体の枠体Ａとシャーシ６を取り出すことで、人手を介すことなく、装置本体の枠体Ａとシャーシ６とが分離された状態でそれぞれの部品を得ることができる（ｓ２０９）。

＜実施の形態３＞
前記実施の形態２においては、シャーシ６とプリント基板４を結合するビスとして易解体ビス７を例にとって説明したものの、ビスは易解体ビスに限るものではなく、低融点合金を用いたビスを使用して結合し、加熱炉の温度設定を適宜設定すれば易解体ビスを使用せずとも実施の形態２と同様に製品本体の解体を行うことができる。

低融点合金は鉛やカドミウムを含むものが多い。その一方で、ＥＵ（欧州連合）は環境対策の一環として、ＥＵ域内における「電気・電子機器に含まれる特定有害物質の使用禁止（ＲｏＨＳ）指令」を２００３年２月１３日に正式交付した経緯がある。このＲｏＨＳ指令により、２００６年７月１日以降にＥＵ域内で上市される対象製品は、鉛、水銀、カドミウム、六価クロム、ＰＢＢ（ポリ臭化ビフェ二ール）、ＰＢＤＥ （ポリ臭化ジフェニルエーテル）の６種類が使用禁止となる。そのため、本実施の形態においては、鉛やカドミウムを含まない低融点合金、例えば、スズとビスマスの合金、スズとインジウムの合金を使用する。

ここで、スズとビスマスの合金（比率：スズ４２％、ビスマス５８％）は融点１３８℃であり、ブリネル硬度も２２とアルミニウムの硬度とほぼ同等で十分であるため、低融点合金ビスとして使用するのに適している。この合金ビスをシャーシ６とプリント基板４の結合部材として使用し、更に、低融点部材１として例えば融点１７０℃のポリプロピレンを使用すれば、製品本体を加熱炉に投入するだけで簡単に分解することができる。

即ち、１５０℃に設定した加熱炉の中に製品本体を投入してシャーシ６とプリント基板４を分離し、その後、２００℃に設定した加熱炉の中にプリント基板４の分離された製品本体を投入して製品本体の枠体Ａとシャーシ６とを分離することができる。

本発明の実施の形態１に係る製品本体から電気ユニットを分離する内容を示した図である。 本発明の実施の形態１に係る製品本体から複数の電気ユニットを分離する内容を示した図である。 本発明の実施の形態１に係る低融点部材の一例を表す図である。 本発明の実施の形態２に係る製品本体からプリント基板及びシャーシを分離する内容を示した図である。 本発明の実施の形態２に係る易解体ビスの解体内容を表す図である。 本発明の実施の形態１に係る製品本体の解体手順を表したフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る製品本体の解体手順を表したフローチャートである。

符号の説明

１ 低融点部材
２ 電気ユニット
３ ケーブル
４ プリント基板
５ ビス
６ シャーシ
７ 易解体ビス
８ ビスヘッド
９ ビスシャフト
１０ 先端部
１１ バネ部
Ａ 枠体

Claims (4)

1. 複数の部品と、前記複数の部品と電子機器の筐体を結合する複数の結合手段とを有する電子機器において、
   前記複数の結合手段の中に所定温度まで達すると溶融或は分解する結合部材が存在し、電子機器を前記所定温度まで加熱すると前記結合部材が溶融或は分解し、前記結合部材によって結合された部品が前記筐体より外れることを特徴とする電子機器。
2. 前記結合部材とは、少なくとも２種類以上の温度で溶融或は分解する部材であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記電子機器は、第１の部品と、第２の部品と、前記第１の部品と前記第２の部品又は電子機器の筐体と結合する第１の結合部材と、前記第２の部品と前記第１の部品又は電子機器の筐体とを結合する第２の結合部材を有し、前記第１の結合部材は第１の温度で溶融或は分解する部材であり、第２の結合部材は第１の温度よりも高温である第２の温度で溶融或は分解する部材であって、電子機器を第１の温度まで加熱すると前記第１の結合部材が溶融或は分解して前記第１の部品が前記第２の部品又は前記筐体より外れ、電子機器を第２の温度まで加熱すると前記第２の結合部材が溶融或は分解して前記第２の部品が前記第１の部品又は前記筐体より外れる構成となっており、電子機器の加熱温度を変化させることで順送りに部品を外すことを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器。
4. 前記結合手段とは、形状記憶合金を材料とするビスシャフト部と形状記憶樹脂から成るビスヘッドで構成された所定温度で分解する易解体ビス、低融点合金、或は低融点樹脂であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子機器。

Images