JP2018186584A - Recycling method for motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、使用済みのモータから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。 The present invention relates to a motor recycling method for individually collecting materials from a used motor.
従来のモータのリサイクル方法では、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に分離した後に、ロータに使用されている磁石の種類に応じたキュリー温度までロータコアを段階的に昇温して磁石を脱磁することにより、ロータコアと磁石を分離して磁石素材を回収していた(例えば、特許文献1参照)。 In the conventional motor recycling method, the recovered single or multiple types of motors are separated into a rotor and a stator, and then the rotor core is heated stepwise up to the Curie temperature corresponding to the type of magnet used in the rotor. By demagnetizing the magnet, the rotor core and the magnet are separated and the magnet material is collected (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のようなモータのリサイクル方法においては、脱磁前の磁石が内蔵されたロータとステータを分離する必要があるため、専用の治具や磁界発生装置等の減磁装置を用いて、機種やメーカに応じた方法でロータとステータを分離しなければならず、解体・回収作業の効率向上の妨げになっているという問題点があった。 However, in the motor recycling method as described above, since it is necessary to separate the rotor and the stator containing the magnet before demagnetization, using a demagnetizing device such as a dedicated jig or a magnetic field generator, There was a problem that the rotor and the stator had to be separated by a method according to the model and manufacturer, which hindered the improvement of the efficiency of the dismantling / recovery work.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ロータ部とステータ部とを容易に分離することができ、解体・回収作業の効率を向上できるモータのリサイクル方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a motor recycling method that can easily separate the rotor portion and the stator portion, and can improve the efficiency of the dismantling / recovering operation. To do.
この発明に係るモータのリサイクル方法は、ロータ部とステータ部とを有するモータを加熱装置に投入し、モータに内蔵された永久磁石のキュリー温度以上の温度までモータを昇温させる加熱工程と、モータをロータ部とステータ部とに分離する分離工程とを備えたものである。 The motor recycling method according to the present invention includes a heating step in which a motor having a rotor portion and a stator portion is put into a heating device, and the motor is heated to a temperature equal to or higher than a Curie temperature of a permanent magnet built in the motor, and the motor And a separation step of separating the rotor portion and the stator portion.
この発明によれば、モータに内蔵された永久磁石のキュリー温度以上の温度までモータを昇温させ、永久磁石が脱磁された状態でロータ部とステータ部とを分離するため、ロータ部とステータ部との分離を容易に行うことが可能となり、解体・回収作業の効率を向上させることができる。 According to this invention, the temperature of the motor is raised to a temperature equal to or higher than the Curie temperature of the permanent magnet built in the motor, and the rotor portion and the stator portion are separated while the permanent magnet is demagnetized. It is possible to easily separate from the part, and it is possible to improve the efficiency of the dismantling / collecting work.
実施の形態1.
以下に、本発明の実施の形態1におけるモータのリサイクル方法を、図を用いて説明する。
図1は、実施の形態1におけるモータのリサイクル方法が適用されるサーボモータを示す断面図である。SPM(Surface Permanent Magnet)型のサーボモータ10は、図に示すようにロータ部11、ステータ部12及びエンコーダ部19を備えている。ロータ部11は、ベアリング22を介してステータ部12に回転可能に支持されたSUS製のシャフト13と、シャフト13の外表面に塗布された接着剤15によって接着されたネオジム磁石14、すなわち永久磁石とを有している。ステータ部12は、その内周面に積層された電磁鋼板16と、電磁鋼板16に巻きつけられた銅線コイル17とが設けられており、ロータ部11を覆っている。また、ステータ部12の周囲は、樹脂からなるモールド部18に覆われている。エンコーダ部19は、シャフト13の一端に設けられたエンコーダ板20と、エンコーダ板20を収納する樹脂ケース21を有し、ステータ部12に固定されている。
なお、ここではシャフト13の材質はSUSとしているが、これに限定されるものではない。また、接着剤15の種類は特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤を用いることができる。また、ネオジム磁石14の形状は、特に限られるものではなく、リング型でもセグメント型でもよい。
Embodiment 1 FIG.
The motor recycling method in Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a servo motor to which the motor recycling method according to the first embodiment is applied. The SPM (Surface Permanent Magnet)
Here, the material of the
図2は、本実施の形態1におけるモータのリサイクル方法を示すフロー図である。本実施の形態では、まず、図3に示す乾留ガス化焼却炉50、すなわち加熱装置の乾留ガス化炉51にサーボモータ10を投入し、サーボモータ10を1000℃以上に昇温させ(加熱工程、ST01)、乾留ガス化炉51から取り出したサーボモータ10をロータ部11とステータ部12とに分離する(分離工程、ST02)。次に、ロータ部11は、ネオジム磁石14とシャフト13に分離して(磁石分離工程、ST03)、それぞれ回収・リサイクルする。また、ステータ部12は、図4に示すハンマー破砕機60によって破砕し、鉄素材16a及び銅素材17aを含む破砕物12aとする(破砕工程、ST04)。この破砕物12aを図5に示す磁力選別機70によって鉄素材16aと銅素材17aとに選別して(磁力選別工程、ST05)、それぞれ回収・リサイクルする。
FIG. 2 is a flowchart showing a motor recycling method according to the first embodiment. In the present embodiment, first, the
本実施の形態で用いる乾留ガス化焼却炉50は、図3に示すように底面に空気孔(図示なし)が設けられた乾留ガス化炉51と、乾留ガス化炉51の上部に設置された燃焼炉52の2つの炉を有している。本実施の形態において、乾留ガス化炉51の収納スペースは、例えば、縦1.0m、横1.0m、高さ1.5mであり、複数の小型・中型のサーボモータを一括して処理することができる。
The dry
加熱工程では、まず、木屑や新聞紙などからなり、サーボモータ10とともに乾留ガス化炉51に投入した助燃材55に着火する。助燃材55に着火した後は、上記空気孔から乾留ガス化炉51内に供給する空気の量を調整することにより炉内温度を制御しながら、乾留ガス化炉51内を蒸し焼き状態にし、サーボモータ10の温度が1000℃以上に達するまでサーボモータ10を加熱する(ST01)。サーボモータ10の温度を1000℃以上に昇温させることにより、キュリー温度が350℃であるネオジム磁石14は脱磁される。また、サーボモータ10を1000℃以上に昇温させるため、モールド部18、エンコーダ部19、及びステータ部12とエンコーダ部19の固定接続部分(図示なし)は熱分解され、灰化される。これにより、また、エポキシ系接着剤は300℃以上、アクリル系接着剤は450℃以上で炭化することから、接着剤15は炭化され、その接着力は無力化される。
なお、乾留ガス化炉51内を蒸し焼き状態にすることで発生する可燃性ガスは、連通口53を通って燃焼炉52に流入する。燃焼炉52に流入した可燃性ガスは空気と混合され、1000℃以上で完全燃焼され、ダイオキシン類を除去された後、排ガスとして排気筒54から排出される。
In the heating step, first, the
Note that combustible gas generated by bringing the inside of the dry distillation gasification furnace 51 into a steamed state flows into the
サーボモータ10を1000℃以上に昇温させたら、乾留ガス化炉51への空気の供給を止め、加熱を停止する。その後、1〜5時間空冷することで乾留ガス化炉51内のサーボモータ10を冷却する。
When the temperature of the
分離工程では、冷却されたサーボモータ10を乾留ガス化炉51から取り出し、ロータ部11をステータ部12から引き抜くことで、サーボモータ10をロータ部11とステータ部12とに分離する(ST02)。ここで、ネオジム磁石14は既に脱磁されているため、専用の工具や磁界発生装置等の減磁機器を用いる必要はない。なお、ここではサーボモータ10を乾留ガス化炉51から取り出してから、サーボモータ10をロータ部11とステータ部12とに分離しているが、例えば、ロボットアーム(図示なし)を用いるなどして、サーボモータ10を乾留ガス化炉51内に入れたまま分離を行ってもよい。
In the separation step, the cooled
ここでは永久磁石としてネオジム磁石を用いているが、これに限られるものではなく、例えば、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石を用いることができる。これらの永久磁石を用いる場合も、加熱工程において、サーボモータ10をそれぞれのキュリー温度以上の温度まで昇温させることにより、永久磁石が脱磁するため、分離工程において、専用の工具や磁界発生装置等の減磁機器を用いることなく、ロータ部とステータ部とを容易に分離することができる。また、それぞれの永久磁石のキュリー温度は、フェライト磁石が600℃、サマリウムコバルト磁石が750℃〜800℃であるため、上記のようにサーボモータ10を1000℃以上に昇温させることにより、いずれの永久磁石を用いた場合でも、サーボモータ10に内蔵されている永久磁石をキュリー温度以上に昇温させて脱磁することができる。
なお、サーボモータ10を昇温させる際の温度の上限は、鉄素材16aの融点を考慮し、1500℃とすることが考えられる。
Here, a neodymium magnet is used as the permanent magnet, but the present invention is not limited to this. For example, a ferrite magnet or a samarium cobalt magnet can be used. Even in the case of using these permanent magnets, in the heating process, the permanent magnet is demagnetized by raising the temperature of the
Note that it is conceivable that the upper limit of the temperature when the
磁石分離工程では、分離工程で得られたロータ部11のシャフト13の外表面からネオジム磁石14を外すことにより、ロータ部11をシャフト13とネオジム磁石14とに分離し(ST03)、シャフト13及びネオジム磁石14を、それぞれ回収・リサイクルする。上述したように、接着剤15は加熱工程で炭化され、その接着力が無力化されているため、接着剤15の種類に応じた溶媒を用いたり、ロータ部11に衝撃を与えて破壊したりする必要はない。
In the magnet separation step, the
ハンマー破砕機60は、図4に示すように筐体内部で回転する回転ハンマー61の打撃によって投入物を破砕するものである。
破砕工程では、分離工程で得られたステータ部12をハンマー破砕機60に投入し、回転ハンマー61による打撃で破砕して破砕物12aを生成する(ST04)。このとき、電磁鋼板16及び銅線コイル17も破砕され、それぞれ鉄素材16a、銅素材17aとなる。破砕が完了したら、鉄素材16a及び銅素材17aを含む破砕物12aをハンマー破砕機60から取り出す。
As shown in FIG. 4, the
In the crushing step, the
磁力選別機70は、図5に示すように投入方向をロータ磁石71の回転方向と同じ方向にするガイド72が取り付けられ、投入物のうち、ロータ磁石71に吸着しない非鉄系金属はロータ磁石71の表面を滑らせて一方の収納部74Aに落下させ、ロータ磁石71に吸着する鉄系金属は、スクレーパー73によってそぎ落とすことで他方の収納部74Bに落下させるものである。
磁力選別工程では、破砕工程で得られた破砕物12aを磁力選別機70に投入し、ロータ磁石71に吸着しない銅素材17aはロータ磁石71の表面を滑らせて一方の収納部74Aに落下させ、ロータ磁石71に吸着する鉄素材16aは、スクレーパー73によってそぎ落とすことで他方の収納部74Bに落下させる(ST05)。このように、鉄素材16a及び銅素材17aをそれぞれ異なる収納部に落下させることで、2つの素材を選別し、それぞれの素材を回収・リサイクルする。ここで、上述のように、ステータ部12のモールド部18は加熱工程で消失しているため、モールド樹脂と銅素材17aを分離するための、渦電流選別や比重選別を実施する必要はない。
As shown in FIG. 5, the
In the magnetic sorting process, the crushed
次に、本発明の実施の形態におけるモータのリサイクル方法が適用されるサーボモータの他の例について、図6に基づいて説明する。
サーボモータ101は、図に示すようにステータ部121と、エンコーダ部191とが、樹脂ケース211及びモールド部181を貫通するネジ23によって固定されている点が、サーボモータ10と異なる。サーボモータ101についても、サーボモータ10の場合と同様に、加熱工程で1000℃以上に昇温させることにより、ネオジム磁石14をキュリー温度以上の温度まで昇温させ、脱磁させるとともに、モールド部181及びエンコーダ部191を灰化させることにより、ネジ23はステータ部121から分離するため、以降の工程はサーボモータ10の場合と同様に処理することができる。このため、回収した複数のサーボモータの中に、サーボモータ10とサーボモータ101がそれぞれ単数または複数含まれている場合でも、一括して処理することができる。
Next, another example of the servo motor to which the motor recycling method according to the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
The
実施の形態1によれば、サーボモータに内蔵されたネオジム磁石のキュリー温度以上の温度までサーボモータを昇温させ、ネオジム磁石が脱磁された状態でロータ部とステータ部とを分離するため、専用の工具や磁界発生装置等の減磁機器を用いることなく、ロータ部とステータ部との分離を容易に行うことが可能となる。このため、解体・回収作業の効率を向上させることができる。 According to the first embodiment, the servo motor is heated to a temperature equal to or higher than the Curie temperature of the neodymium magnet built in the servo motor, and the rotor part and the stator part are separated in a state where the neodymium magnet is demagnetized. The rotor portion and the stator portion can be easily separated without using a demagnetizing device such as a dedicated tool or a magnetic field generator. For this reason, the efficiency of the dismantling / collecting work can be improved.
また、加熱工程において、ステータ部の周囲のモールド部を灰化させるため、磁力選別工程の後に、銅素材からモールド樹脂を分離・除去するための渦電流選別や比重選別を実施する必要がないため、解体・回収作業の効率をさらに向上させることができるとともに、純度の高い銅素材を回収することができる。 In addition, since the mold part around the stator part is incinerated in the heating process, it is not necessary to perform eddy current selection or specific gravity selection for separating and removing the mold resin from the copper material after the magnetic force selection process. The efficiency of the dismantling / recovery operation can be further improved, and a high-purity copper material can be recovered.
また、加熱工程において、シャフトとネオジム磁石とを接着する接着剤を炭化させて、その接着力を無力化するため、シャフトとネオジム磁石を容易に分離することが可能となり、解体・回収作業の効率をさらに向上させることができる。 In addition, in the heating process, the adhesive that bonds the shaft and the neodymium magnet is carbonized to neutralize the adhesive force, so that the shaft and the neodymium magnet can be easily separated, and the efficiency of disassembly and recovery work Can be further improved.
また、加熱工程において、エンコーダ部と、ステータ部とエンコーダ部の固定接続部分を灰化させることにより、ロータ部は支えを失うため、ステータ部から容易に引き抜くことが可能となり、解体・回収作業の効率をさらに向上させることができる。 Also, in the heating process, the rotor part loses its support by ashing the encoder part and the fixed connection part of the stator part and the encoder part. Efficiency can be further improved.
以上では、主に小型・中型のサーボモータに多く用いられる、SPM型のサーボモータについて説明したが、大型のサーボモータに多く用いられるIPM(Interior Permanent Magnet)型のサーボモータについても、本発明のモータのリサイクル方法を適用することができる。IPM型のサーボモータの場合、ロータ部の永久磁石がシャフト内部に組み込まれているため、分離工程において、シャフト内部からネオジム磁石を引き抜いて分離するという点がSPM型の場合と異なるが、その他の点はSPM型の場合と同様である。 In the above, the SPM type servo motor which is mainly used for small and medium servo motors has been described. However, the IPM (Interior Permanent Magnet) type servo motor which is often used for large servo motors is also described in the present invention. A motor recycling method can be applied. In the case of an IPM type servo motor, since the permanent magnet of the rotor part is incorporated inside the shaft, the point that the neodymium magnet is pulled out and separated from the inside of the shaft in the separation step is different from the case of the SPM type. The point is the same as in the case of the SPM type.
また、本発明は、サーボモータ以外にも、例えばエアコンの室外機に利用されているファンモータのように、ロータ部に永久磁石が接着されたモータであれば適用可能である。この場合でも、加熱工程でロータ部に接着された永久磁石を脱磁することにより、ロータ部とステータ部の分離が容易になり、解体・回収作業の効率を向上させることができる。 In addition to the servo motor, the present invention can be applied to any motor in which a permanent magnet is bonded to the rotor portion, such as a fan motor used in an outdoor unit of an air conditioner. Even in this case, by demagnetizing the permanent magnet adhered to the rotor part in the heating process, the rotor part and the stator part can be easily separated, and the efficiency of the dismantling / recovery operation can be improved.
10、101 サーボモータ、11 ロータ部、 12、121 ステータ部、13 シャフト、14 ネオジム磁石、15 接着剤、18、181 モールド部、19、191 エンコーダ部、50 乾留ガス化焼却炉、51 乾留ガス化炉。 10, 101 Servo motor, 11 Rotor part, 12, 121 Stator part, 13 Shaft, 14 Neodymium magnet, 15 Adhesive, 18, 181 Mold part, 19, 191 Encoder part, 50 Distillation gasification incinerator, 51 Distillation gasification Furnace.
Claims (5)
前記モータを前記ロータ部と前記ステータ部とに分離する分離工程と
を備えたことを特徴とするモータのリサイクル方法。 A heating step of putting a motor having a rotor portion and a stator portion into a heating device and raising the temperature of the motor to a temperature equal to or higher than the Curie temperature of a permanent magnet built in the motor,
A motor recycling method comprising: a separation step of separating the motor into the rotor portion and the stator portion.
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