JP2012032021A - エアコン室外機の解体方法および解体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄エアコン室外機の解体リサイクルするにあたり、ラジエーターや冷媒用銅管を室外機本体部に残したままで、コンプレッサーを分離するエアコン室外機の解体方法および解体装置を提供する。
【解決手段】 実施形態のエアコン室外機の解体方法は、画像処理によって、室外機筐体と前記室外機筐体内のコンプレッサーを固定している複数のスタッドボルトの位置を特定し、前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜いて、前記コンプレッサーと前記室外機筐体を分離するものであって、前記室外機筐体の底面を上向きにした姿勢で固定し、前記コンプレッサーを固定している前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜くことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エアコン室外機の解体方法および解体装置に関する。

エアコンの室外機の主要な部材は、大気と冷媒の間で熱交換を行うラジエーター、熱交換で膨張した冷媒ガスを圧縮するコンプレッサー、冷媒循環用配管などで構成されている。これらの部材は、それぞれ異なる金属で形成されている。例えば、ラジエーターは、主にアルミと銅が使用されている。コンプレッサーは、鉄と銅が使用されている。冷媒の循環用配管は、銅が使用されている。そして、使用済みのエアコン室外機から、これらの有用金属を効率よく回収する必要がある。

これらの金属を効率よく回収するプロセスとして、まず、一般的に室外機を細かく粉砕し、磁力選別機を使用して着磁側にて鉄を回収する。次に、非着磁側の粉砕物は、渦電流選別機を使用して、アルミ、銅に分離して回収する方法が考えられる。

ところで、主要な部材の１つであるコンプレッサーは、鉄ケーシングと、冷媒ガス圧縮機と、鉄心と銅コイルから成る駆動用モータとで構成される強固な金属塊のため、容易には粉砕することができない。そのため、現状では、人手による手解体方式でコンプレッサーを分離し、そのコンプレッサーを専用装置で解体して、資源回収する方法が広く採用されている。

このコンプレッサーは、通常、室外機筐体底部に点溶接された３本〜４本のスタッドボルトをコンプレッサー脚板のボルト穴に通し、防振用スプリング、ゴムカバーを挟んで、固定用ナットで締めて固定される構造である。さらに、冷媒用銅管がラジエーターに接続され、コンプレッサー駆動制御用の電線束が制御ユニットに接続される構成である。したがって、このようなコンプレッサーを分離する場合、固定用ナットを緩め、銅管および電線束を切断することにより、室外機から分離することができるようになる。

しかしながら、コンプレッサーの周囲にはラジエーターや冷媒配管が密に配置されており、これらを取り外さないと固定用ナットを緩めることができない。その結果として、すべて手作業で分離することになっている。

このコンプレッサーの分離方法として、特許文献１の方法がある。この特許文献１の分離方法は、スタッドボルト座部の包酪線の切り抜きによる分離方法である。即ち、コンプレッサーを固定している３本〜４本のスタッドボルト座部を全て囲い込む包酪線に沿って切り抜く作業を行うものである。この場合、ガス溶断等の熱エネルギーを使用する加工法では、加工部近傍の電線、基板、プラスチックパネル等の可燃物への発火、発煙、ガス発生等、火災や後工程作業での火傷、作業安全や作業環境保全等の対策が必要となる。また、ジグソー、ニブリング、他の輪郭機械加工方式を採用する場合でも、輪郭加工に伴う全方位の加工反力を支持するクランプ装置、輪郭加工に伴う大量の加工粉処理等の付加装置が、安全、環境対策に加えて必要となる。

また、特許文献１の分離方法では、室外機の底面を横向きとした姿勢で実施する分離方法を提唱している。即ち、特許文献１の分離方法では、室外機の筐体を横向きの姿勢にした状態で、筐体の底面方向からコンプレッサー固定用スタッドボルトの座部包酪線を切り抜く。そして、筐体の底面方向からコンプレッサー取付部を磁石で把持し、室外機の筐体から水平方向に引き出すとしている。この場合、引き出す前には、コンプレッサーとラジエーターに繋がっている冷媒銅管や、コンプレッサーから駆動制御ユニットに繋がっている電線束を切断する必要がある。さらに、筐体底面の切り抜き穴からコンプレッサーを引き出すには、コンプレッサーに付属しているアキュームタンクを切り離しておく必要がある。

特開平９−６８３２９号公報

発明が解決しようとする課題は、廃棄エアコン室外機の解体リサイクルするにあたり、ラジエーターや冷媒用銅管を室外機本体部に残したままで、コンプレッサーを分離するエアコン室外機の解体方法および解体装置を提供することにある。

上記課題を解決する実施形態のエアコン室外機の解体方法は、画像処理によって、室外機筐体と前記室外機筐体内のコンプレッサーを固定している複数のスタッドボルトの位置を特定し、前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜いて、前記コンプレッサーと前記室外機筐体を分離するエアコン室外機の解体方法であって、前記室外機筐体の底面を上向きにした姿勢で固定し、前記コンプレッサーを固定している前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜くことを特徴とするものである。

上記課題を解決する実施形態のエアコン室外機の解体装置は、室外機筐体を、その底面を上向きにした姿勢で固定するクランプと、前記室外機筐体の底面を撮像する撮像カメラから取得した画像を処理して、前記室外機筐体と前記室外機筐体内のコンプレッサーを固定している複数のスタッドボルトの位置を求める画像処理部と、前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜くホールソー加工ロボットと、前記画像処理部から前記複数のスタッドボルトの位置を示す情報を取得して、前記ホールソー加工ロボットを位置決めする制御装置とを有するものである。

上記課題を解決する実施形態のエアコン室外機の解体装置は、第１のコンベアと、前記第１のコンベアと平行な第２のコンベアと、前記第１のコンベアで移送された室外機筐体を、その底面を上向きにした姿勢で固定する第１のクランプと、前記第２のコンベアで移送された室外機筐体を、その底面を上向きにした姿勢で固定する第２のクランプと、前記室外機筐体の底面を撮像する撮像カメラから取得した画像を処理して、前記室外機筐体と前記室外機筐体内のコンプレッサーを固定している複数のスタッドボルトの位置を求める画像処理部と、前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜くホールソー加工ロボットと、を有し、前記画像処理部からの前記位置の情報を取得して、前記第１のクランプにより固定された第１の室外機筐体の前記複数のスタッドボルトの周囲をホールソー加工ロボットによって切り抜く間に、前記画像処理部によって前記第２のクランプにより固定された第２の室外機筐体の前記複数のスタッドボルトの位置を求めるものである。

本発明によれば、エアコン室外機内のラジエーターや冷媒用銅管を残したままで、コンプレッサーを室外機筐体から切り離しができ、コンプレッサーの分離作業を容易に行うことができる。

エアコン室外機の概観構造を示す図。 第１の実施形態に係るホールソーによるスタッドボルト座部の切り抜き状態を示す図。 第１の実施形態に係るエアコン室外機の解体装置の構成を示す図。 第１の実施形態に係るエアコン室外機の解体装置の斜視図。 第１の実施形態に係るコンプレッサーの分離作業の工程を示すフローチャート。 第２の実施形態に係るエアコン室外機の解体装置の構成を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第1の実施形態）
図１は、エアコン室外機の概観構造を示す図である。エアコン室外機１００は、筐体１０、フロントカバー２０、コンプレッサー３０、スタッドボルト４０、固定用ナット５０、冷媒循環用銅管６０、電線束７０、ラジエーター８０等によって構成されている。そして、分離対象となるコンプレッサー３０は、筐体１０の底面に固定された３本〜４本のスタッドボルト４０にコンプレッサー３０の固定用取付穴が挿入され、その上から固定用ナット５０で固定する構成となっている。

コンプレッサー３０を分離する場合、フロントカバー２０を外して、コンプレッサー３０に接続されている冷媒循環用銅管６０及び電線束７０を切断し、固定用ナット５０を緩めればコンプレッサー３０を単体で取り外すことができるが、実際にはコンプレッサー３０の近傍にはラジエーター８０が固定されているので、固定用ナット５０を緩める作業は極めて困難な作業となる。

実施形態の分離方法では、まず、筐体１０の底面１０ａを上向きにして固定する。そして、スタッドボルト４０の周囲を切り抜くことで、筐体１０とコンプレッサー３０を分離するものである。これにより、フロントカバー２０を外すことなく、且つ固定用ナット５０を緩めることなく、分離作業が行えることとなり作業性が極めてよい。

図２は、実施形態に係るホールソーによるスタッドボルト座部の切り抜き状態を示す図である。図２では、１個のスタッドボルト４０だけを示しているが、他のスタッドボルト４０も同じ形態で固定されている。スタッドボルト４０は、筐体１０のスタッドボルト座部１１の略中央内側に垂直に溶接固定されている。スタッドボルト座部１１は、筐体内側に段差が形成されている箇所である。コンプレッサー３０の固定は、スタッドボルト４０に防振用スプリング９０を挿入し、そこにコンプレッサー３０の固定用取付穴を挿入し、固定用ナット５０により締め付ける構造となっている。さらに、防振用スプリング９０の周りは、ゴムカバー９５で覆われている。

スタッドボルト座部１１を切り取るホールソー１２０は、スタッドボルト座部１１の周辺を切り取る固定幅の切断刃１２０ａが形成されている。このホールソー１２０の軸１２０ｂを図示しない回転モータにより回転し、スタッドボルト座部１１の周辺を切り取るものである。ホールソー１２０は、各社室外機のスタッドボルト座部１１の直径に応じたものが複数用意されているものとする。

コンプレッサー３０の分離に際し、まず筐体１０の底面１０ａを上向きにした状態で固定する。そして、スタッドボルト４０が中央に固定されるスタッドボルト座部１１の段差部（図２の切り取り部１３０）をホールソー１２０で切り抜く。これを、全てのスタッドボルト座部１１に対し実施することにより、筐体１０からコンプレッサー３０を分離することができる。

ホールソー３０で切り抜く場合、後述する画像処理にて、スタッドボルト座部１１の段差部を認識し、ホールソー加工を施す。コンプレッサー３０を単体分離した後は、スタッドボルト４０と固定用ナット５０を緩めて、残った防振用スプリング９０、ゴムカバー９５を取り外すことが可能となる。

図３および図４は、実施形態に係るエアコン室外機の解体装置の構成を示す図である。コンベア１４０は、筐体１０の底面を上向きにした状態で搬送する。クランプ１５０は、筐体１０をコンベア１４０上に底面を上向きにした状態で固定する。ロボット１６０は、ホールソー１２０の位置決め、図２に示したスタッドボルト座部１１の切り抜き加工、終了処理を行う加工用ロボットである。撮像カメラ１７０は、クランプ１５０で固定された筐体１０の底面上にある３箇所〜４箇所の前記スタッドボルト座部１１を撮影する。画像処理装置１８０は、撮像カメラ１７０で得られた画像を処理して、スタッドボルト座部１１の位置座標をおよび直径データを算出する。制御装置１９０は、画像処理装置１８０の画像処理結果を受信して、ロボット１６０のホールソー１２０の位置決め、前記スタッドボルト座部１１の切り抜き加工、終了処理などの制御を行う。そして、この実施形態では、コンプレッサー３０の分離作業前に、フロン回収装置２００を用いてフロンを回収するとしている。

図５は、実施形態に係るコンプレッサー３０の分離作業の工程を示すフローチャートである。以下、図２乃至図５を参照してコンプレッサー３０の分離作業を説明する。

廃棄エアコンを受け入れると(図５のＳ１００)、室外機と室内機を仕分けする。室内機は、室内機の解体工程に移行して処理する。

室外機は、コンベア１４０の上に整列させる（図５のＳ１２０）。このとき、筐体１０の底面１０ａを上向きにしてコンベア１４０上に載置させる。

エアコン室外機の分離工程では、コンプレッサー３０内のフロンを回収する必要がある。フロンの回収工程は、コンプレッサー３０の分離前又は後のいずれで実施してもよい。フロンの回収工程では、コンプレッサー３０内の冷媒が流れ出易いように、コンプレッサー３０が逆さまになるように、筐体１０の底面１０ａを上向きにして、冷媒吐出口とフロン回収装置２００の吸引部とを繋げて作業することが要求される。したがって、筐体１０の底面１０ａを上向きにしてコンベア１４０上に載置させることによって、フロンの回収作業が行える状態が形成されている。

よって、実施形態の解体装置によって、コンプレッサー３０の分離前に、フロン回収装置２００にてコンプレッサー３０内のフロンを回収することができる（図５のＳ１３０）。フロン回収後、コンベア１４０により室外機筐体１０をクランプ１５０の位置まで移送し、筐体１０を撮像カメラ１７０の直下位置に停止してクランプ１５０で固定する。

筐体１０がクランプ１５０で固定されると、撮像カメラ１７０でコンプレッサー３０の図２に示したスタッドボルト座部１１を撮影し、その撮像画像を画像処理装置１８０に出力する。画像処理装置１８０は、その撮像画像からスタッドボルト座部１１の位置座標を算出する。例えば、底面１０ａのスタッドボルト座部１１は段差が形成されているので、このスタッドボルト座部１１に対し定常光を当てることによって照度差等による輪郭影ができる。その影を撮像カメラ１７０によって撮影し、画像処理装置１８０に出力する。画像処理装置１８０は、影の映像を画像処理することにより、スタッドボルト座部１１の位置座標および直径データを算出する（図５のＳ１４０）。なお、スタッドボルト座部１１に光を照射する光源は、撮像カメラ１７０の取り付け部の上方からリング照明やドーム照明等により定常光を照射するとよい。

画像処理装置１８０は、算出したスタッドボルト座部１１の位置座標および直径データを制御装置１９０に出力する。制御装置１９０は、その位置座標および直径データを基にロボット１６０のホールソー１２０を制御する。即ち、ロボット１６０に取り付けられたホールソー１２０を位置決め制御、および回転制御して、筐体１０の底面１０ａのスタッドボルト座部１１に対し切り抜き加工を施す（図５のＳ１５０）。

筐体底面１０ａのスタッドボルト座部１１が切り抜かれると、手作業でフロントカバー２０を外す（図５のＳ１６０）。そして、コンプレッサー３０に繋がる銅管、電線束を切断する(図５のＳ１７０)。全ての繋がりが切断されると、室外機筐体１０からコンプレッサー３０を分離する(図５のＳ１８０)。

分離された室外機筐体１０には、ラジエーター、ファンユニット、冷媒循環配管、制御ユニット等が残っているが、そのまま破砕・選別工程で資源回収され(図５のＳ１９０)、一方コンプレッサー３０は分離工程で効率的に資源回収される(図５のＳ２００)。

このように実施形態によれば、エアコン室外機の筐体１０とコンプレッサー３０を固定しているスタッドボルト４０の根元部分（段差のスタッドボルト座部）を、ホールソー１２０で切り抜くことにより、室外機筐体１０とコンプレッサー３０、およびコンプレッサー３０とスタッドボルト４０を容易かつ安全に分離することができる。即ち、従来のように、コンプレッサー周りのラジエーターなどの部品をすべて手作業で取り外した後に、固定用ナットを緩めるような作業を不要とする。また、複数の固定ボルトの根元部分の包絡線をガス切断する作業を不要とする。

また、ホールソー加工およびコンプレッサー３０の取り出し作業は、室外機の筐体１０が逆さまの姿勢のままで実施することができる。このため、筐体１０の反転工程が不要であり、分離時間の短縮および作業の安全性を向上することができる。即ち、従来のように、室外機の筐体底部１０ａを逆さまにして行われるフロン回収固定から、分離工程では底部１０ａを横向きに姿勢する作業を不要とする。

また、画像処理によりスタッドボルト座部１１の位置を検出後、スタッドボルト４０の根元部分を効率的にホールソー１２０で切り抜く、ホールソー加工を実施している。これにより、コンプレッサー３０と室外機筐体１０を固定しているスタッドボルト４０の本数や位置が異なる機種に全て対応することができる。

なお、上記の説明では、スタッドボルト座部１１を１つずつホールソー１２０で切り抜くとしたが、複数のスタッドボルト座部１１を同時に切り抜く方法であってもよい。この場合、ホールソー１２０にも複数の切断刃が取り付けられるものである。複数の切断刃は、スタッドボルト座部１１の間隔に合致するものを予め用意しておくとよい。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態のエアコン室外機の解体装置を示す図である。この実施形態では、コンベア１４０ａとコンベア１４０ｂを平行に配置する。そして、コンベア１４０ａからコンベア１４０ｂへ室外機筐体１０を横送りするコンベア１４０ｃおよびコンベア１４０ｄを、コンベア１４０ａおよびコンベア１４０ｂに直行するように配置する。

コンベア１４０ａとコンベア１４０ｂおよびコンベア１４０ｃとコンベア１４０ｄで囲まれる場所には、ロボット１６０ａおよびロボット１６０ｂを配置する。そして、ロボット１６０ａには撮像カメラ１７０を取り付け、ロボット１６０ｂにはホールソー１２０を取り付ける。これにより、ロボット１６０ａはコンベア１４０ａの流れ方向に配置され、ロボット１６０ｂはコンベア１４０ｂの流れ方向に配置される。

コンベア１４０ａからコンベア１４０ｂへ移送するコンベア１４０ｃは、ロボット１６０ａおよびロボット１６０ｂの上流に設けられていることになる。一方、コンベア１４０ａからコンベア１４０ｂへ移送するコンベア１４０ｄは、ロボット１６０ａおよびロボット１６０ｂの下流に設けられていることになる。

さらに、クランプ１５０ａをロボット１６０ａ，１０６ｂの中間付近に配置し、固定された室外機筐体１０をロボット１６０ａ，１６０ｂの動作範囲内とする。クランプ１５０ｂもロボット１６０ａ，１６０ｂの中間付近に配置し、固定された室外機筐体１０を１６０ａ，ロボット１６０ｂの動作範囲内とする。

コンベア１４０ａにフロン回収済みの室外機筐体１０の底面１０ａを上向きに載置して移送する。クランプ１５０ａが空いているときは、クランプ１５０ａで室外機の筐体１０を固定する。一方、クランプ１５０ａが空いていないときは、コンベア１４０ｃにより横移動して、コンベア１４０ｂ側に送り込む。そして、クランプ１５０ｂで室外機の筐体１０を固定する。このように、クランプ１５０ａとクランプ１５０ｂの空き状態に応じて、室外機の筐体１０をクランプ１５０ａとクランプ１５０ｂに交互に送り込むように制御する。

撮像カメラ１７０を搭載したロボット１６０ａとホールソー１２０を搭載したロボット１６０ｂは、一方がクランプ１５０ａ上で作業しているときは、他方はクランプ１５０ｂ上で作業するように相互干渉しないように、図示しない制御装置が制御する。ただし、ロボット１６０ａによる画像処理の座標検出を先に実行した後、ロボット１６０ｂによるホールソー加工が実行される。

即ち、撮像カメラ１７０を搭載したロボット１６０ａは、まずクランプ１５０ａにクランプされた室外機の筐体１０ａのスタッドボルト座部１１ａを撮影して、その座標位置を算出して、ホールソー１２０を搭載したロボット１６０ｂに加工位置を指示した後、クランプ１５０ａ上から退避する。

一方、ロボット１６０ｂは、指示された加工位置情報にしたがって、クランプ１５０ａ上のスタッドボルト座部１１ｂを搭載したホールソー１２０で加工する。

ロボット１６０ａは、ロボット１６０ｂがクランプ１５０ａ上で作業中に、反対側のクランプ１５０ｂ上の室外機筐体１０ｂのスタッドボルト座部１１ｂを撮影できることになる。よって、スタッドボルト座部１１の位置検出と、ホールソー加工の同時進行による作業時間の短縮が可能となる。

この第２の実施形態によれば、位置検出装置とホールソーをそれぞれロボットに搭載して、２つのコンベアラインで共用させることにより、一方のラインで位置検出中に他方のラインでホールソー加工を行うことができる。位置検出とホールソー加工を交互に平行して同時に行わせることで、２ライン全体としての加工時間短縮、および設備稼働効率を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０，１０ａ，１０ｂ‥筐体
１１，１１ａ，１１ｂ‥スタッドボルト座部
２０‥フロントカバー
３０‥コンプレッサー
４０‥スタッドボルト
５０‥固定用ナット
６０‥冷媒循環用銅管
７０‥電線束
８０‥ラジエーター
９０‥スプリング
９５‥ゴムカバー
１００‥室外機本体
１２０‥ホールソー
１３０‥ホールソー切り抜き部
１４０，１４０ａ，１０４ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ‥コンベア
１５０，１５０ａ，１５０ｂ‥クランプ
１６０，１６０ａ，１６０ｂ‥ロボット
１７０‥撮像カメラ
１８０‥画像処理装置
１９０‥制御装置
２００‥フロン回収装置

Claims (5)

1. 画像処理によって、室外機筐体と前記室外機筐体内のコンプレッサーを固定している複数のスタッドボルトの位置を特定し、前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜いて、前記コンプレッサーと前記室外機筐体を分離するエアコン室外機の解体方法であって、前記室外機筐体の底面を上向きにした姿勢で固定し、前記コンプレッサーを固定している前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜くことを特徴とするエアコン室外機の解体方法。
2. 前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜く前又は後で、同じ姿勢で前記コンプレッサー内のフロンを回収する請求項１に記載のエアコン室外機の解体方法。
3. 室外機筐体を、その底面を上向きにした姿勢で固定するクランプと、
   前記室外機筐体の底面を撮像する撮像カメラから取得した画像を処理して、前記室外機筐体と前記室外機筐体内のコンプレッサーを固定している複数のスタッドボルトの位置を求める画像処理部と、
   前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜くホールソー加工ロボットと、
   前記画像処理部から前記複数のスタッドボルトの位置を示す情報を取得して、前記ホールソー加工ロボットを位置決めする制御装置と
   を有するエアコン室外機の解体装置。
4. 前記複数のスタッドボルトの周囲には段差が設けられ、
   前記撮像カメラによって撮影された前記段差の影から前記画像処理部が前記複数のスタッドボルトの位置を求める請求項３に記載のエアコン室外機の解体装置。
5. 第１のコンベアと、
   前記第１のコンベアと平行な第２のコンベアと、
   前記第１のコンベアで移送された室外機筐体を、その底面を上向きにした姿勢で固定する第１のクランプと、
   前記第２のコンベアで移送された室外機筐体を、その底面を上向きにした姿勢で固定する第２のクランプと、
   前記室外機筐体の底面を撮像する撮像カメラから取得した画像を処理して、前記室外機筐体と前記室外機筐体内のコンプレッサーを固定している複数のスタッドボルトの位置を求める画像処理部と、
   前記複数のスタッドボルトの周囲を切り抜くホールソー加工ロボットと、
   を有し、
   前記画像処理部からの前記位置の情報を取得して、前記第１のクランプにより固定された第１の室外機筐体の前記複数のスタッドボルトの周囲をホールソー加工ロボットによって切り抜く間に、前記画像処理部によって前記第２のクランプにより固定された第２の室外機筐体の前記複数のスタッドボルトの位置を求めるエアコン室外機の解体装置。

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