JP2006286759A - プリント基板を有する製品の筐体構造及びプリント基板の取り出し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板を内蔵する製品をリサイクルする際、製品から短時間でプリント基板を取り出すこと。
【解決手段】プリント基板１０１が取り付けられている製品筐体１０２の固定部分周辺部に、溝１０５や複数個の穴２０１からなる、他の製品筐体と比較して強度が弱い領域を設けた構成としておくことで、製品のリサイクル時に、製品筐体１０２中の前記強度が弱い領域を破壊して、プリント基板１０１を短時間で取り出すようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、リサイクルのために解体しやすく構成した、電気・電子機器のプリント基板を取り付ける筐体の構造及びその解体方法に関するものである。

一般的に電気・電子機器のプリント基板（回路実装基板）には有害な重金属や、有価性の高い金属が含まれている。そしてこれらプリント基板は製品の筐体にねじなどの取り付け手段を用いて固定されていることが多い。これら電気・電子機器をリサイクルする際は、製品からプリント基板を取り出し、プリント基板だけを適正に処理することが望まれる。リサイクル工程での人件費を削減するため、プリント基板を簡単に速く取り外せるような取り付け構造や筐体の構成にすることが求められている。

一方、製品全体のリサイクルを考えた場合、製品に使われている金属のリサイクルについては、破砕処理後の磁力選別で鉄を回収し、さらに渦電流選別や比重選別で銅・アルミニウムといった有価金属を回収する技術が存在する。しかし、家電製品筐体などに使われているプラスチックのリサイクル（後述するマテリアルリサイクル）については、回収素材に金属やガラスなどの異物が混入するとリサイクル材の品質が劣化するため、金属などを含有しない状態で、単一素材のプラスチック部品として取り出すことが必要とされている。

なお、表１に示すようにプラスチックのリサイクルには、洗浄や再ペレット化工程を経て再生樹脂材料として再利用するマテリアルリサイクル、高炉還元剤としての利用や油化、ガス化など化学的に再利用するケミカルリサイクル、燃焼して熱エネルギーとして回収するサーマルリサイクルが存在するが、素材ごとの分別が十分であれば環境負荷が低くなるマテリアルリサイクルが高品位で望ましいリサイクルとされており、前記のリサイクルはこのマテリアルリサイクルでの条件である。

電気・電子機器は、筐体の多くにプラスチック部品が使用されており、プリント基板を取り出しやすくする構造を実現するとともに、このプラスチック筐体もリサイクルしやすいような構成としておくことが望まれている。

従来、電気・電子機器のプリント基板を取り外し容易にした構造については、プリント基板の固定用穴の周辺部分に凹部や溝部を形成しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。図４は、前記特許文献１に記載された従来のプリント基板とそれが取り付けられている電子機器を示した模式図で、全体の斜視図とプリント基板の固定用穴周辺の拡大図を模式的に示したものである。

図４において、プリント基板１には固定穴１ａが設けられていて、ネジ３を用いて、プリント基板１を、この固定穴１ａを通して、ケース２のボス部２ａに締め付けられる構造となっている。プリント基板１の固定穴１ａの周辺には数個の孔１ｃが設けられており、この電子機器の解体時には、本プリント基板１に外力を加え、孔１ｃで基板を分割し取り外すことによって、ネジ３を外さなくてもプリント基板１を取り外すことができ、作業性が向上するとしている。

また、フレームに固定されたプリント基板の回収容易な構造としては、フレームに分割溝を設け、分割溝からたがね状の工具を差し込んでねじを切断してプリント基板を取り出す構成のものがあった（例えば、特許文献２参照）。

また、プリント基板の取り付け方法ではないが、２個のケースを固定ねじで締結する筐体構造で、ねじをはずさずにねじ周辺の筐体を破壊して製品を解体しやすくするために、ねじ固定用ボスの周辺部分に薄肉に形成した複数の凹部と凹部を分離するリブを設けた筐体構造に関するものがあった（例えば、特許文献３を参照）。
特開平１１−３１７５７０号公報 特開平７−４５９７４号公報 特開平１１−１９１６７８号公報

一般的な電気・電子機器ではプリント基板が露出しているものはほとんどなく、通常金属やプラスチックの筐体で囲まれた製品内部にプリント基板が配置されている。従って、前記特許文献１に記載の従来の構成では、リサイクル時には製品の外側筐体を解体していき、プリント基板が見えるような状態となってからプリント基板に力を加えて前記凹部や溝部で分割解体する必要があり、結局、製品の外側筐体の解体にかかる工数が大きく、十分な工数削減にならなかった。

加えて、前記構成では、プリント基板を分割取り出しした後も、残余するプリント基板の一部とねじ部が筐体に取り残されることとなり、別途この残余部を取り出さない限り、筐体に不純物として混入し、筐体のリサイクルに悪影響を及ぼすことがあった。特に、筐体がプラスチックである場合は、前述のように、金属などの異物の混入があると高品位なマテリアルリサイクルができないために、結局固定用ねじをはずすなどして工数を消費しながら、プラスチック筐体を単体で回収する必要があった。

一方、前記特許文献２に記載の従来例では、フレームに設けられた分割溝から、たがね状の工具を差込み、ねじを切断することとなっており、電気・電子機器に多用されている金属ねじの場合は切断に大きな力が必要で、逆に工数がかかることとなる。また、切断されたねじの一部がフレームに残留することとなり、筐体がプラスチック部品であった場合には前述の課題のために、マテリアルリサイクルすることが困難になる。

また、前記特許文献３に記載の従来例では、２個のケースを固定ねじで締結した筐体構造であるが、ネジが錆び付いていた場合などに筐体を解体する際には有効であっても、プリント基板配置箇所が製品の外側から視認できるわけではなく、結局工数をかけて製品を筐体から解体しなければならない。また、筐体が樹脂成形品である場合、リブの破壊のためにネジの大きさに応じた円筒形のジグでたたくとされており、円筒形ジグの準備や作業ロスが発生することとなり、十分な工数削減にはなっていない。

以上より、これまでの技術は、製品の外側からプリント基板の位置が視認できないために製品中のプリント基板位置を把握するのに時間がかかる上、筐体の締結箇所を分離もしくは破壊して製品を解体して内部の機構部品を取りはずしてプリント基板を取りはずす工程を経なければならず、工数を消費するという課題を有していた。また、前記特許文献１，２の場合には、ネジなどの金属部品が筐体に残留し、筐体が樹脂部品の場合にマテリアルリサイクルすることができなくなるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、製品の外側からプリント基板を短時間で効率的に取り出すことができ、加えて筐体をマテリアルリサイクルすることも容易な形で分離できるように製品を解体する方法及びそのための筐体構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、下記の手段を用いた。

本願の第１請求項に記載の発明は、プリント基板を取り付ける筐体において、取り付けのための固定箇所周辺部の一部に、前記固定箇所周辺部の一部を除く筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域を設けたことを特徴とする、プリント基板取り付け筐体に関する。

製品の中でプリント基板が取り付けられている筐体において、プリント基板の固定箇所周辺部の一部の強度をあらかじめ弱く設計しておくことで、製品解体時にその製品筐体の外側からこの弱い部分を破壊して、プリント基板を短時間で取り出すことが容易となる。また、プリント基板を破壊するのではなく、筐体を破壊するので、プリント基板を分離・切断することなく取り出すことができ、プリント基板上の有害な金属類を解体製品中に残留させずに取り出すことになり、リサイクル処理の観点から好ましいことになる。さらに、本構成では、外側筐体が樹脂の場合に、締結のための金属ネジもプリント基板とともに回収することができ、金属ネジを筐体側に埋設させたままにせずにすむので、筐体の樹脂部品を容易にマテリアルリサイクルすることができる。

本願の第２請求項に記載の発明は、前記筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域が、肉厚が筐体の他の部分と比べて薄い領域であることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板取り付け筐体に関する。

この構成により、製品の外側から異物やチリが製品内部に入ることなく、プリント基板の固定箇所周辺に強度の弱い領域を確保することができる。

本願の第３請求項に記載の発明は、前記筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域が、ミシン目状に複数個の穴が設けてある領域であることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板取り付け筐体に関する。

この構成により、筐体が板金などのプレス部品であった場合に、筐体の肉厚を変えずに筐体のプリント基板固定箇所周辺に前記の強度が弱い領域を確保することができる。また、筐体が樹脂成形品であった場合でも、成形時の流動性の問題から肉厚を減少させることが容易でない場合などに、本構成によるミシン目状に複数個の穴によって、プリント基板固定箇所周辺に前記強度が弱い領域を確保できる。

本願の第４請求項に記載の発明は、前記筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域に、プリント基板取り出しのための破壊すべきポイントであることを示す表示を施したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプリント基板取り付け筐体に関する。

リサイクルの現場では、同一メーカーの同一機種が連続して処理されることはほとんどなく、したがって処理する製品を見て瞬時に取り出すべき有害部材の位置情報が視認できることが望ましいが、本構成により、製品筐体の外側からプリント基板の取り付け箇所を短時間で把握でき、リサイクル工程の効率化を実現できる。

本願の第５請求項に記載の発明は、前記プリント基板を取り付ける筐体において、プリント基板取り付けのための固定箇所周辺の筐体厚みから計算される断面二次モーメントをＭ１とし、前記固定箇所周辺部の一部に設けられた筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域の断面二次モーメントをＭ２としたとき、０．０１×Ｍ１＜Ｍ２＜０．５０×Ｍ１が成立することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプリント基板取り付け筐体に関する。

筐体におけるプリント基板の固定箇所周辺部の一部に設けられた、筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域は、強度が極端に弱すぎた場合、製品の落下試験で前記強度が弱い領域が破壊されてＮＧとなるなど、使用時の製品性能・品質が確保できない。一方、前記の製品筐体中の強度の弱い領域と、筐体の他の部分との強度差が十分でないような設計の場合は、リサイクル時にプリント基板を取り出そうとして製品筐体の前記強度が弱い領域を破壊しようとしても、容易に破壊できず、工数を消費してしまう。本構成によって、筐体におけるプリント基板の固定箇所周辺部の一部を除く筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域の強度を、望ましい強度に設定することができ、使用時の製品強度を確保するとともに、リサイクル時にはプリント基板を容易に取り出すことができる。

本願の第６請求項に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のプリント基板取り付け筐体に対し、筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域を破壊し、取り付けられているプリント基板を取り外すことを特徴とするプリント基板取り付け筐体を有する製品の解体方法に関する。

製品のリサイクル工程の中では、破砕前に人手をかけて有害部材を取り除くことが求められており、本発明の解体方法によって、短時間で容易に有害部材であるプリント基板を取り除くことができる。

本願の第７請求項に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のプリント基板取り付け筐体を有し、その筐体の前記筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域が、機器の外側から視認できる配置となっていることを特徴とする電気・電子機器に関する。

電気・電子機器のほとんどに今やプリント基板が使われているが、欧州連合の環境指令であるＷＥＥＥ指令（廃電気電子機器指令（Ｗａｓｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ））等では、リサイクル工程で廃家電からプリント基板を取り出して別処理することが求められており、本構成によって機器の外側から短時間でプリント基板の搭載位置を把握できるようにすることで、電気・電子機器のリサイクル作業の効率化が実現できる。

本願の第８請求項に記載の発明はプリント基板を有する製品において、製品の外側を構成する外側筐体の一部に、前記外側筐体の他の部分と比較して強度の弱い領域を設け、当該領域にプリント基板取り出しのための破壊すべきポイントであることを表示したことを特徴とする製品に関する。

製品によっては、プリント基板が製品内部の機構部品に挟まれた状態で保持されていたり、筐体のリブに固定されていたりする場合がある。このように製品の外側筐体に直接プリント基板が固定されていない状態であっても、本構成のように製品の外側筐体の一部に、前記外側筐体の他の部分と比較して強度の弱い領域を設けておき、この領域を破壊して製品内部のプリント基板を取り出すようにすれば、リサイクル工程において短時間でプリント基板を取り外すことができる。

以上のように、本発明の、プリント基板を有する製品の筐体構造及びプリント基板の取り出し方法によれば、リサイクル工程において製品からプリント基板を短時間で取り出すことができ、かつ製品筐体をリサイクルしやすい状態で分離することができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１−Ａは、本発明の実施の形態１におけるビデオレコーダ１００の底側から見た外観斜視図であり、プリント基板１０１（点線で示す）が、製品筐体１０２に取り付けられる形で内蔵されている。図１−Ｂはこの製品筐体１０２とプリント基板１０１の締結箇所周辺の断面模式図であり、図１−Ｃは、製品筐体１０２の外側面、即ち図１−Ｂ中のＸ面から見た平面図であり、図１−Ｄは、製品筐体１０２のプリント基板１０１取り付け位置の溝１０５周辺部を示した斜視図となっている。

図１において、プリント基板１０１は、製品筐体１０２に対し、製品筐体のボス部１０３に接する構成で、金属ネジ１０４によって固定されている。プリント基板１０１が固定されている製品筐体１０２の周辺部分には、製品筐体１０２の肉厚を薄くすることによって、製品筐体１０２の外側面（Ｘ面）に溝１０５が形成され、製品筐体の他の部分と比較して強度が弱い部分となっている。

製品筐体の外側（Ｘ面）から見た場合、溝１０５はプリント基板１０１を取り囲むように位置しており、溝１０５によって囲まれている製品筐体１０２の領域１０６の面積は、プリント基板１０１の面積よりやや大きくなる構成となっている。また、製品筐体１０２の外側面には、当該箇所にプリント基板が存在することを示した「ＰＣｂｏａｒｄ」の文字が成形されている。

本実施例では、製品筐体１０２の肉厚は２ｍｍ、溝１０５が存在する薄肉部分の製品筐体１０２の肉厚は１ｍｍで、溝１０５の幅は２ｍｍ、溝１０５の底形状はＲ（半径）０．３ｍｍ、ボス１０３の高さは２ｍｍとした。また、製品筐体１０２の材質はＰＣ（ポリカーボネート）・ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）の複合樹脂材料でできており、プリント基板１０１はガラス・エポキシ樹脂製で、金属ネジ１０４は鉄製のものを用いた。

従来はビデオレコーダ１００を解体してリサイクル処理する時、プリント基板を取り外すために、製品筐体１０２の固定ネジ１０７等を緩めて製品筐体をあけ、内部のプリント基板を取り外す必要があったが、本発明の前記構成によって、溝１０５によって囲まれている製品筐体の領域１０６を、図示しないハンマーで打突して溝１０５を破壊し、前記溝１０５によって囲まれている製品筐体の領域１０６を打ち抜き、取り出すことで、プリント基板１０１を短時間で取り出すことができる。

なお、本実施例ではビデオレコーダを代表例として記述しているが、プリント基板が製品筐体に取り付けられている製品であれば、他の製品でも同様に実施可能である。また、本実施例では製品筐体１０２にＰＣ（ポリカーボネート）・ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）の複合樹脂材料を使用しているが、ポリスチレン、ポリプロピレンなど、他の樹脂でも同様に実施可能である上、他の金属鋳造品・鍛造品、たとえばアルミやマグネシウム合金のダイカスト成形品でも同様に実施可能である。

また、本実施例で使用したプリント基板１０１はガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたタイプであったが、紙フェノールなど他の材質のものでも同様に実施可能である。加えて本実施例では製品筐体１０２とプリント基板１０１の締結をボス１０３と鉄製の金属ネジ１０４を用いたものとしたが、他の材質のネジでも同様に可能である上、ネジ以外の固定手段、例えばスナップフィットや接着、はめ込み固定といった他の締結・固定手段であっても同様に実施可能である。

製品筐体の外側に示した「ＰＣｂｏａｒｄ」の表示については、当該箇所にプリント基板が存在していることが把握できる表示であればよく、日本語表示や「Ｐ」とだけの表示、あるいは何らかのマークで代用することもできる。なお、本実施例では筐体への成形で文字表記を表したが、刻印や印刷、塗装、シールなど別の表示手段を用いてもよい。

本発明において重要となるのは、製品筐体１０２の強度と、溝１０５が形成されている製品筐体の強度が弱い領域の強度との関係である。通常、製品筐体の肉厚は、基準に定められた製品の落下試験や振動試験に耐えうる強度を有するように設計されている。

本発明の考え方を進めて、製品筐体１０２の一部を極端に薄肉化してしまえば、薄肉化された箇所の強度が弱まることになって、場合によっては製品使用時や持ち運び時の振動や落下における応力発生によって品質不良を招くことになりかねない。かといって溝１０５が浅過ぎる場合、即ち製品筐体の強度が弱い領域が十分薄肉化されていない場合は、溝１０５によって囲まれている製品筐体の領域１０６をハンマーで打突しても、溝１０５を破壊するのが難しく、前記溝１０５によって囲まれている製品筐体の領域１０６を簡単に打ち抜くことができないこととなり、リサイクル工程の作業効率化を狙った本発明による効果を得ることができない。

従って、本実施例において、製品筐体１０２の肉厚に対して、溝１０５の製品筐体部分をどの程度の肉厚に設定すれば、製品の強度品質を確保しつつ、リサイクル工程での作業効率性を満足させられるかを確認するべく、シミュレーションを実施することにした。

図１−Ｄに示すように、製品筐体１０２の肉厚をｈミリメートルとし、溝１０５が形成されている部分の製品筐体の肉厚をｔミリメートルとする。単位長さをｕとしたとき、図１−Ｄの矢印方向に力を加える場合の製品筐体の断面は斜線部１０８に示すもので、一方、製品筐体の他の部分に比較して強度が弱い領域の断面は斜線部１０９である。

このモデルを元に、表２に示すような試験条件で強度解析シミュレーションを実施した。なお、本シミュレーションでは薄肉化による強度低下を定量化するために、肉厚から計算される斜線部１０８および１０９の断面二次モーメントを計算しており、製品筐体１０２（肉厚ｈミリメートル）の溝以外の部分の断面二次モーメントをＭ１、溝１０５が形成されている薄肉部分（肉厚ｔミリメートル）の部分の断面二次モーメントをＭ２として表記した。単位幅をｕとし、肉厚がｈまたはｔの直方体形状の一般的な断面二次モーメントは、次の数１、数２で求まる。

なお、この断面二次モーメントの数値が大きい構造であるほど、図１−Ｄの矢印方向の加圧や曲げの外力に対する強度が大きいことになる。本シミュレーションでは計算の簡素化のために単位幅ｕを１０ミリメートルとし、Ｍ１、Ｍ２の関係を数値化して示した。

また、試験結果として、落下試験シミュレーションによる強度品質のＯＫ／ＮＧの判定を実施するとともに、リサイクル時における、溝１０５部分のハンマーによる破壊のしやすさを○または×で示した。なお、試験での製品筐体の材質は、ＰＣ・ＡＢＳ以外にも、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＺ９１系Ｍｇ合金でシミュレーションを実施した。落下試験シミュレーションは、具体的には高さ３０ｃｍからの落下を基準とし、強度品質の評価は、製品筐体の肉厚を１ｍｍ（筐体材質がＭｇ合金の時のみ）、及び２ｍｍで設定しているときは製品重量を１０ｋｇに設定し、製品筐体の肉厚を３ｍｍに設定したときは２０ｋｇに設定した。

以上から、概ね０．０１×Ｍ１＜Ｍ２＜０．５０×Ｍ１を満たす範囲となるように、製品筐体の肉厚および製品筐体の中で他の部分と比較して強度の弱い領域の肉厚を設定すれば、製品の強度品質を確保しつつ、リサイクル工程においてはハンマーによって溝１０５を破壊しやすい製品筐体の構成を実現することができる。

なお、上記の実験では溝１０５の幅を２ｍｍとし、溝１０５の底形状をＲ（半径）０．３ｍｍとした場合であるが、溝１０５の幅は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、同半径Ｒは０．１〜１．０ｍｍの範囲で変化させて（形状が実現不能の組み合わせを除く）、上記と同様のシミュレーションを実施した場合でも、ほぼ前記０．０１×Ｍ１＜Ｍ２＜０．５０×Ｍ１の範囲で、同様の実験結果を得ることができた。

ところで、本実施例では製品筐体１０２の外側面に溝１０５が形成されているが、図１−Ｅに示すように、製品筐体１０２の内側、すなわちプリント基板１０１に対抗する面に溝１０５を形成するようにしても同様に実施可能である。この場合は、製品の外側に溝１０５が形成されないので、外観の意匠性などの制約がある場合に活用できる。

また、図１−Ｆ及び図１−Ｇに示すように、製品筐体１０２のプリント基板固定箇所の近隣にも分割溝１１０を形成しておき、前記方法と同様にしてハンマーを使用して製品筐体１０２の溝１０５を破壊してプリント基板１０１を取り出す際、分割溝１１０をも破壊して切り取られた製品筐体の一部１１１とプリント基板１０１とを分離することによって、製品筐体の一部１１１を素材単体で取り出してリサイクル処理しやすいようにし、少しでも多くの製品筐体１０２をマテリアルリサイクルすることができる構成とすることも可能である。

（実施の形態２）
図２―Ａは、本発明の実施の形態２におけるプリント基板１０１が取り付けられた筐体１０２の断面模式図を示し、図２−Ｂは製品筐体１０２の外側面（Ｘ面）から見た場合の平面図を示している。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図２において、製品筐体１０２のプリント基板１０１固定箇所周辺には、複数のミシン目状の複数個の穴２０１があけられており、プリント基板固定箇所を取り囲むように配列されている。製品筐体の外側（Ｘ面）から見た場合、複数個の穴２０１はプリント基板１０１を取り囲むように位置しており、複数個の穴２０１によって囲まれている製品筐体１０２の領域１０６の面積は、プリント基板１０１の面積よりやや大きくなる構成となっている。また、製品筐体１０２の外側面には、当該箇所にプリント基板が存在することを示した「ＰＣｂｏａｒｄ」の文字が成形されている。

本実施例では、製品筐体１０２の肉厚は２ｍｍ、複数個の穴２０１の幅は３ｍｍ、長さは１０ｍｍで、間隔５ｍｍごとに配置されており、断続穴の四隅の形状はＲ（半径）０．３ｍｍ、ボス１０３の高さは２ｍｍとした。また、製品筐体１０２の材質はＰＣ（ポリカーボネート）・ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）の複合樹脂材料でできており、プリント基板１０１はガラス・エポキシ樹脂製で、金属ネジ１０４は鉄製のものを用いた。

本発明の前記構成によって、複数個の穴２０１によって囲まれている製品筐体の領域１０６を、図示しないハンマーで打突して複数個の穴２０１をつなぎ合わせるように製品筐体１０２を破壊し、複数個の穴２０１によって囲まれていた製品筐体の領域１０６を打ち抜き、取り出すことで、プリント基板１０１を短時間で取り出すことができる。

なお、本実施例では実施の形態１と同様にビデオレコーダの筐体構造を代表例として記述しているが、プリント基板が製品筐体に取り付けられている製品であれば、他の製品でも同様に実施可能である。また、本実施例では製品筐体１０２にＰＣ（ポリカーボネート）・ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）の複合樹脂材料を使用しているが、ポリスチレン、ポリプロピレンなど、他の樹脂でも同様に実施可能である上、金属、たとえばアルミやマグネシウム合金のプレス部品などでも同様に実施可能である。特に、実施の形態１と違い、本実施の形態では、製品筐体１０２の肉厚を一定にしながら、製品筐体１０２の一部に強度の弱い領域を確保することができるため、製品筐体１０２が金属の板金プレス部品などである場合において好ましい実施形態となっている。

また、本実施例で使用したプリント基板１０１はガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたタイプであったが、紙フェノールなど他の材質のものでも同様に実施可能である。加えて本実施例では製品筐体１０２とプリント基板１０１の締結をボス１０３と鉄製の金属ネジ１０４を用いたものとしたが、他の材質のネジでも同様に可能である上、ネジ以外の固定手段、例えばスナップフィットや接着、はめ込み固定といった他の締結・固定手段であっても同様に実施可能である。

製品筐体の外側に示した「ＰＣｂｏａｒｄ」の表示については、当該箇所にプリント基板が存在していることが把握できる表示であればよく、日本語表示や「Ｐ」とだけの表示、あるいは何らかのマークで代用することもできる。なお、本実施例では筐体への成形で文字表記を表したが、刻印や印刷、塗装、シールなど別の表示手段を用いてもよい。

本発明において重要となるのは、製品筐体１０２の強度と、複数個の穴２０１が形成されている製品筐体の強度が弱い領域の強度との関係である。通常、製品筐体の肉厚は、基準に定められた製品の落下試験や振動試験に耐えうる強度を有するように設計されている。

本発明の考え方を進めて、製品筐体１０２に極端に多数のまたは極端に広い面積の穴を設け、強度の弱い領域を設計すれば、場合によっては製品使用時や持ち運び時の振動や落下における応力発生によって品質不良を招くことになりかねない。かといって穴が少ない、あるいは面積が小さい場合、即ち製品筐体の強度が弱い領域が十分確保されていない場合は、複数個の穴２０１によって囲まれている製品筐体の領域１０６をハンマーで打突しても、製品筐体１０２を破壊するのが難しく、複数個の穴２０１によって囲まれている製品筐体の領域１０６を簡単に打ち抜くことができないこととなり、リサイクル工程の作業効率化を狙った本発明による効果を得ることができない。

従って、本実施例において、製品筐体１０２に複数個の穴２０１をどの程度の個数、面積で設ける設定すれば、製品の強度品質を確保しつつ、リサイクル工程での作業効率性を満足させられるかを確認するべく、実施の形態１と同様のシミュレーションを実施することにした。

図２−Ｃに示すように、製品筐体１０２の肉厚をｈミリメートルとし、複数個の穴２０１の各穴の長さをａミリメートル、複数個の穴２０１の穴と穴の間隔をｂミリメートルとする。図２−Ｃの矢印方向に力を加える場合、複数個の穴２０１がない部分の製品筐体１０２の断面は斜線部２０２に示すもので、一方、製品筐体の他の部分に比較して強度が弱い領域となる複数個の穴２０１がある部分の断面は斜線部２０３となる。なお、断続穴の幅は３ｍｍとしておく。

このモデルを元に、表３に示すような試験条件で強度解析シミュレーションを実施した。なお、本シミュレーションでは強度低下を定量化するために、断面形状から計算される斜線部２０２および２０３の断面二次モーメントを計算しており、製品筐体１０２（横長さ（ａ＋ｂ）ミリメートル）の複数個の穴２０１がない部分の断面二次モーメントをＭ３、複数個の穴２０１が形成されている、他と比較して強度の弱い領域（横長さｂミリメートル）の断面二次モーメントをＭ４として表記した。直方体形状断面二次モーメントは、次の数３、数４で求まる。

なお、この断面二次モーメントの数値が大きい構造であるほど、図２−Ｃの矢印方向の加圧や曲げの外力に対する強度が大きいことになる。本シミュレーションでは計算の簡素化のために製品筐体の肉厚ｈを２ミリメートルとし、Ｍ３、Ｍ４の関係を数値化して示した。

また、試験結果として、落下試験シミュレーションによる強度品質のＯＫ／ＮＧの判定を実施するとともに、リサイクル時における、断続穴２０１が設けられている製品筐体１０２の強度が弱い領域の、ハンマーによる破壊のしやすさを○または×で示した。なお、試験での製品筐体の材質は、ＰＣ・ＡＢＳ以外にも、プレス板金のアルミニウム合金でシミュレーションを実施した。

以上から、概ね０．０１×Ｍ３＜Ｍ４＜０．５０×Ｍ３を満たす範囲となるように、製品筐体１０２の断続穴２０１の長さａと間隔ｂを設定すれば、製品の強度品質を確保しつつ、リサイクル工程においてはハンマーによって製品筐体の強度が弱い領域を破壊しやすい製品筐体の構成を実現することができる。

なお、上記の実験では断続穴の幅を３ｍｍとし、断続穴の四隅形状のＲ（半径）を０．３ｍｍとした場合であるが、断続穴の幅は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、同半径Ｒは０．１〜２．５ｍｍの範囲で変化させて（形状が実現不能の組み合わせを除く）、上記と同様のシミュレーションを実施した場合でも、ほぼ前記０．０１×Ｍ３＜Ｍ４＜０．５０×Ｍ３の範囲で、同様の実験結果を得ることができた。

また、図２−Ｄ及び図２−Ｅに示すように、製品筐体１０２のプリント基板固定箇所の近隣にも分割用の断続穴２０４を形成しておき、前記方法と同様にしてハンマーを使用して製品筐体１０２の強度が弱い領域を破壊してプリント基板１０１を取り出す際、分割用の断続穴２０４をも破壊して切り取られた製品筐体の一部１１１とプリント基板１０１とを分離することによって、製品筐体の一部１１１を素材単体で取り出してリサイクル処理しやすいようにし、少しでも多くの製品筐体１０２をマテリアルリサイクルすることができる構成とすることも可能である。

ところで、実施形態１では製品筐体の肉厚を制御し、実施形態２では、ミシン目上の断続穴の形成によって、製品筐体に他の部分と比較して強度が弱い領域を設けたが、これら２つの手段を混合して用いることも可能である。即ち、薄肉化されるよう溝を形成しておき、その一部分を貫通穴の断続穴とするような構成である。

また、本実施形態１及び２では、ハンマーを用いて、製品筐体の中で、他の部分と比較して強度が弱い領域を破壊することとしたが、ニッパやノコギリなど、他の切断及び破壊手段を用いて実施しても構わない。

（実施の形態３）
図３−Ａは、本発明の実施の形態３における、プリント基板１０１が取り付けられた製品としての掃除機の外観図を示し、図３−Ｂはその内部構造を模式的に示した図である。プリント基板１０１は、製品内部の機構部分３０１に取り付けられており、外側の製品筐体１０２に直接取り付けられていない。

製品筐体１０２の一部分には、プリント基板取り出しのために薄肉化した領域３０２を設け、プリント基板が搭載されている箇所であることを示す「ＰＣｂｏａｒｄ」の文字を成形して表示している。

本発明の前記構成によって、プリント基板の搭載箇所が製品の外側から視認でき、さらにプリント基板取り出しのために薄肉化した領域３０２を図示しないハンマーで破壊することで、製品筐体のネジ（図示しない）を緩めることなく、製品内部の機構部分３０１に取り付けられたプリント基板を短時間で取り出すことができる。

なお、本実施例ではプリント基板を取り出すために、製品筐体上の強度が弱い領域として薄肉化の手段を用いたが、実施形態２に示す内容と同様に、ミシン目状の複数個の穴を形成しても同様に実施可能である。

また、本実施形態３では、実施形態１及び２で記述した内容と同様に、様々な材質の製品筐体に対して適用が可能であることに加え、プリント基板搭載箇所の表示方法、製品筐体の肉厚や断続穴の長さ・間隔等に関して、実施形態１及び２の内容を反映させた形で適用することも可能である。

さらに、本実施形態では掃除機の筐体を代表として示しているが、プリント基板を内蔵する製品であれば、他のどのような製品でも同様に実施可能である。

なお、本発明では、プリント基板の取り出しを効率化するための製品筐体の構造を提供したが、プリント基板以外の有害部材、例えばマグネトロン、内蔵型電池、水銀含有スイッチ・リレー、臭素系難燃剤含有部品、蛍光灯、重金属含有ガラス、液体貯蔵タンク、圧縮気体貯蔵タンクなどの取り出しを効率化する場合でも同様に適用が可能である。ここで述べている有害部材とは、水銀、鉛、カドミウム、六価クロム、臭素系難燃剤、塩ビ、ベリリウム、アスベスト、フロン、可燃性液体、可燃性気体、その他重金属など、破砕の際に発火の危険性を持つ物質や人体に悪影響を及ぼす恐れのある物質を含有する部材のことである。

本発明のプリント基板を有する製品の筐体構造及びプリント基板の取り出し方法は、電気・電子機器のリサイクル工程で内蔵されたプリント基板を短時間で効率的に取り出す効果を有し、家電機器、産業機器、自動車など多くのプリント基板搭載製品の解体効率化の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における各種模式図（Ａ）ビデオレコーダの底側から見た外観斜視図（Ｂ）製品筐体とプリント基板の断面模式図（Ｃ）製品筐体の外側面（図１−Ｂ中のＸ面）から見た平面図（Ｄ）プリント基板取り付け位置周辺の製品筐体にある溝を示した斜視図（Ｅ）製品筐体の内側面に溝を形成場合の製品筐体とプリント基板の断面模式図（Ｆ）製品筐体に追加溝を形成した場合の製品筐体とプリント基板の断面模式図（Ｇ）製品筐体の外側面（図１−Ｆ中のＸ面）から見た平面図 本発明の実施の形態２における各種模式図（Ａ）製品筐体とプリント基板の断面模式図（Ｂ）製品筐体の外側面（図２−Ａ中のＸ面）から見た平面図（Ｃ）プリント基板取り付け位置周辺の製品筐体にある断続穴を示した斜視図（Ｄ）製品筐体に追加穴を形成した場合の製品筐体とプリント基板の断面模式図（Ｅ）製品筐体の外側面（図２−Ｄ中のＸ面）から見た平面図 本発明の実施の形態３における各種模式図（Ａ）プリント基板を内蔵する掃除機の外観図（Ｂ）掃除機内部のプリント基板位置を示した斜視図 従来のプリント基板とそれが取り付けられている電子機器を示した模式図

符号の説明

１ プリント基板
１ａ 固定穴
１ｃ 固定穴周辺の孔
２ ケース
３ ネジ
１００ ビデオレコーダ
１０１ プリント基板
１０２ 製品筐体
１０３ 製品筐体のボス部
１０４ プリント基板固定用のネジ
１０５ 製品筐体に設けられた溝
１０６ 溝１０５によって囲まれている製品筐体の領域
１０７ ビデオレコーダの筐体を固定しているネジ
１０８ 溝のない製品筐体部分の断面（単位長さｕ）
１０９ 溝のある製品筐体部分の断面（単位長さｕ）
２０１ 製品筐体に設けられた複数個の穴
２０２ 断続穴のない製品筐体部分の断面
２０３ 断続穴のある製品筐体部分の断面
３０１ プリント基板が取り付けられている製品内部の機構部品
３０２ 基板取り出しのために薄肉化した製品筐体の領域

Claims (9)

1. プリント基板を取り付ける筐体において、取り付けのための固定箇所周辺部の一部に、前記固定箇所周辺部の一部を除く筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域を設けたことを特徴とする、プリント基板取り付け筐体。
2. 前記筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域が、肉厚が筐体の他の部分と比べて薄い領域であることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板取り付け筐体。
3. 前記筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域が、ミシン目状に複数個の穴が設けてある領域であることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板取り付け筐体。
4. 前記筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域に、プリント基板取り出しのための破壊すべきポイントであることを示す表示を施したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプリント基板取り付け筐体。
5. 前記プリント基板を取り付ける筐体において、プリント基板取り付けのための固定箇所周辺の筐体厚みから計算される断面二次モーメントをＭ１とし、前記固定箇所周辺部の一部に設けられた筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域の断面二次モーメントをＭ２としたとき、０．０１×Ｍ１＜Ｍ２＜０．５０×Ｍ１が成立することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプリント基板取り付け筐体。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載のプリント基板取り付け筐体に対し、筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域を破壊し、取り付けられているプリント基板を取り外すことを特徴とするプリント基板取り付け筐体を有する製品の解体方法。
7. 請求項１乃至５のいずれかに記載のプリント基板取り付け筐体を有し、その筐体の前記筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域が、機器の外側から視認できる配置となっていることを特徴とする電気・電子機器。
8. プリント基板を有する製品において、製品の外側を構成する外側筐体の一部に、前記外側筐体の他の部分と比較して強度の弱い領域を設け、当該領域にプリント基板取り出しのための破壊すべきポイントであることを表示したことを特徴とする製品。
9. 請求項８に記載の製品において、外側筐体の他の部分と比較して強度が弱い領域に表示された破壊すべきポイントに基づき破壊してプリント基板を取り出すことを特徴とした製品の解体方法。

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