JP3942799B2 - 樹脂成形品のインサート金具分離方法および分離装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄処分される自動車のインテークマニホールド等の樹脂成形品からインサート金具だけを分離するための、樹脂成形品のインサート金具分離方法、および、該分離方法に用いられる分離装置に関し、特に、樹脂を劣化させることなしに、インサート金具のみを摘出分離して両者の再利用を可能とする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、樹脂製インテークマニホールドの成形工程で発生した不良品等は、樹脂と金属(インサート金具)が一体となっているため、その処理方法としては、そのままの状態で産業廃棄物として処理するか、もしくは、金属部分をカッター等で分離した状態で樹脂部分をリサイクルするという方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、産業廃棄物として処理することは、コストが高く付くと共に産業廃棄物処理場がなくなりつつある関係で、不法投棄問題を発生させるという問題がある。
また、樹脂部分をリサイクルするには、樹脂部分を劣化させることなしに、樹脂部分から金具部分のみ分離する必要があるが、従来この分離作業を効率的に行う手段がなく、カッター等で金具部分を分離するしかなかった。このため、例えば、樹脂製インテークマニホールド等のように、多数の金具がインサートされている樹脂成形品にあっては、金具部分の分離作業に多く時間と労力を必要とするという問題があった。
【0004】
なお、樹脂成形品のインサート金具分離方法及び分離装置としては、例えば、特開平6−166769号公報「金属と樹脂の剥離方法及び剥離装置」に開示されたものがある。
即ち、この従来例は、接着剤の塗布された金属体の表面に樹脂を成形して成る複合成形体を、その接着力が低下する温度まで加熱した状態で、該複合成形体を圧延ローラで加圧することにより金属から樹脂を剥離するようにしたものである。従って、インサート金具が圧延ローラで加圧分離可能な板材である場合にのみ実施可能な技術であって、厚みを有する金具がインサートされた樹脂成形品には適用することができない。また、もし分離自体は可能であったとしても、分離されたインサート金具は加圧により変形するため、分離された金具をそのままの状態で部品(インサート金具)として再利用することはできず、金属材料としての再利用しかできない。
【0005】
本発明の解決しようとする課題は、樹脂とインサート金具とが完全に分離可能であると共に、樹脂部分を高効率でリサイクルでき、かつ、インサート金具をそのまま部品(インサート金具)として再利用することが可能な樹脂成形品のインサート金具分離方法および分離装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明請求項1記載の樹脂成形品のインサート金具分離方法では、金具がインサートされた樹脂成形品のうち前記インサート金具の一部が樹脂成形品の表面に露出しかつ金属製の治具を装着可能な状態で金具がインサートされた樹脂成形品のインサート金具分離方法であって、前記各インサート金具の雌ねじ穴に治具の先端雄ねじ部をねじ込み装着し、該治具の外周を囲繞する状態で高周波誘導加熱コイル部をインサート金具に近接配置させた状態で該加熱コイル部に高周波交流電流を印加して治具にうず電流を発生させて加熱することによりインサート金具を加熱する第1工程と、インサート金具に接する樹脂部分が加熱溶融した時点で治具を介してインサート金具を樹脂成形品から抜き取る第2工程と、から成るから成る手段とした。
【0007】
請求項2記載の樹脂成形品のインサート金具分離方法では、請求項1において、前記第2工程に続き、樹脂成形品から抜き取られたインサート金具をさらに加熱することにより、インサート金具に付着した樹脂を灰化させて除去する第3工程が附加された手段とした。
【0008】
請求項3記載の樹脂成形品のインサート金具分離方法では、請求項1において、前記樹脂成形品を構成する樹脂としてポリアミド樹脂が用いられ、前記第2工程に続き、樹脂成形品から抜き取られたインサート金具を蟻酸もしくは濃硫酸等の樹脂溶解剤で処理することにより、インサート金具に付着したポリアミド樹脂を溶解除去する第3工程が附加された手段とした。
【0009】
請求項4記載の樹脂成形品のインサート金具分離装置では、金具がインサートされた樹脂成形品のうち前記インサート金具の一部が樹脂成形品の表面に露出しかつ金属製の治具を装着可能な状態で金具がインサートされた樹脂成形品のインサート金具分離装置であって、前記樹脂成形品を固定可能な装着台と、前記インサート金具に脱着自在に装着して引き抜き可能な金属製の治具と、該治具の外周を囲繞する状態でインサート金具に近接配置可能な高周波誘導加熱コイル部を有する高周波誘導加熱装置と、を備えている手段とした。
【0010】
【作用および効果】
請求項1記載の発明では、上述のように構成されるため、まず、第1工程において、各インサート金具の雌ねじ穴に治具の先端雄ねじ部をねじ込み装着し、該治具の外周を囲繞する状態で高周波誘導加熱コイル部をインサート金具に近接配置させた状態で該加熱コイル部に高周波交流電流を印加し、治具にうず電流を発生させて加熱してインサート金具を加熱することにより、該インサート金具に接する樹脂部分のみを加熱し、続く第2工程においては、インサート金具に接する樹脂部分が加熱溶融した時点で治具を介してインサート金具を樹脂成形品から抜き取ることにより、樹脂を劣化させることなく、かつ、インサート金具を変形させることなしに、樹脂とインサート金具を容易かつ能率的に分離することができる。従って、樹脂部分を高効率でリサイクルできると共に、インサート金具は全く寸法変化していないため、部品(インサート金具)として再利用することが可能になるという効果が得られる。
また、治具の外周を囲繞する状態で高周波誘導加熱コイル部をインサート金具に近接配置させた状態で該加熱コイル部に高周波交流電流を印加するようにしたことで、高周波誘導加熱コイル部の軸心部に高密度のうず電流が発生し、急速にその近傍にある導電体である金属製の治具だけでなくインサート金具が加熱されると同時に、大量のうず電流が貫通して加熱された治具からの伝導熱による加熱が加わり、インサート金具を急速に加熱することができる。
【0011】
請求項2記載の発明では、前記第2工程に続き、第3工程において、樹脂成形品から抜き取られたインサート金具をさらに加熱することにより、インサート金具に付着した樹脂を灰化させて除去することにより、インサート金具をそのまま部品(インサート金具)として再利用することができるようになる。
【0012】
請求項3記載の発明では、前記第2工程に続き、第3工程において、樹脂成形品から抜き取られたインサート金具を蟻酸もしくは濃硫酸等の樹脂溶解剤で処理し、インサート金具に付着したポリアミド樹脂を溶解除去することにより、インサート金具を高温加熱による劣化を生じさせることなしに、そのまま部品(インサート金具)として再利用することができるようになる。
【0013】
請求項4記載の発明では、上述のように構成されるため、樹脂成形品を装着台に固定した状態で、各インサート金具の雌ねじ穴に治具の先端雄ねじ部をねじ込み装着し、高周波誘導加熱装置の高周波誘導加熱コイル部を治具の外周を囲繞する状態でインサート金具に近接配置させ、高周波誘導加熱コイル部に高周波交流電流を印加し、治具にうず電流を発生させて加熱することによりインサート金具を加熱させ、加熱されたインサート金具に接する樹脂部分のみを加熱溶融させる。そして、インサート金具に接する樹脂部分が加熱溶融した時点で治具を介してインサート金具を装着台に固定された樹脂成形品から抜き取ることにより、樹脂を劣化させることなく、かつ、インサート金具を変形させることなしに、樹脂とインサート金具を容易かつ能率的に分離することができる。
従って、樹脂部分を高効率でリサイクルできると共に、インサート金具は寸法変形していないため、部品(インサート金具)として再利用することが可能になるという効果が得られる。
また、治具の外周を囲繞する状態で高周波誘導加熱コイル部をインサート金具に近接配置させた状態で該加熱コイル部に高周波交流電流を印加することで、高周波誘導加熱コイル部の軸心部に高密度のうず電流が発生し、急速にその近傍にある導電体である金属製の治具だけでなくインサート金具が加熱されると同時に、大量のうず電流が貫通して加熱された治具からの伝導熱による加熱が加わり、インサート金具を急速に加熱することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(発明の実施の形態1)
この発明の実施の形態1の樹脂成形品のインサート金具分離方法および分離装置は、請求項1、2、4記載の発明に対応する。
【0015】
まず、分離装置の構成を説明する。
図1はこの発明の実施の形態1の樹脂成形品のインサート金具分離装置を示す説明図であり、図において、1は高周波誘導加熱装置、2は装着台、3は樹脂成形品をそれぞれ示す。
【0016】
まず、前記樹脂成形品3は、この発明の実施の形態1では、図2にその詳細斜視図を示すように、自動車における樹脂製インテークマニホールドが例示されている。そして、この樹脂成形品3の本体部はナイロン樹脂(ナイロン66)31で成形されると共に、このナイロン樹脂31には多数のインサート金具32がインサートされている。なお、このインサート金具32の一部は、図3にその要部拡大断面図を示すように、軸心部に雌ねじ穴33を有する筒状の真鍮製ナット金具で構成されている。また、図示は省略するが、このインサート金具32は、その外表面にローレット加工による網目状の溝が切ってあり、樹脂成形品3の成形時にこの溝に樹脂が流れ込み、インサート金具32が樹脂成形品3に強固に埋設されるようになっている。
【0017】
図1に戻り、前記高周波誘導加熱装置1は、ケーシング11内に収容されたトランジスタインバータ部12と、前記ケーシング11の上面側に設けられた加熱操作盤13と、前記ケーシング11とコード14で接続されると共に台座15の上面に設けられた高周波変流器16と、前記台座15および高周波変流器16から側方に突出するアーム17の先端から下方へ向けて突設された高周波誘導加熱コイル部18とで構成されている。そして、前記加熱コイル部18は、図3にその詳細な要部拡大図を示すように、円弧状コイル部18の軸心線が垂直方向を向くように設けられている。また、この加熱コイル部18は、中空パイプで形成されていて、内部に冷却水を循環させることにより、加熱コイル部18自体が加熱するのを防止している。
【0018】
図1に戻り、前記装着台2は、図示を省略したが、その上面に前記樹脂成形品3を固定可能なチャック装置等の固定手段を備えると共に、前記加熱コイル部18に対するインサート金具32の位置合わせが可能なように平面方向および上下方向に移動可能な移動手段を備えていて、図3に示すように、分離すべき各インサート金具32の露出面が加熱コイル部18の下方に近接する状態に配置可能に構成されている。
【0019】
そして、加熱コイル部18の軸心部を貫通する状態で治具4を挿入すると共に、その先端雄ねじ部41をインサート金具32の雌ねじ穴33にねじ込むことによりインサート金具32に対する治具4の装着が行えるようになっている。
【0020】
次に、上述の分離装置を用いた、樹脂成形品のインサート金具分離方法を説明する。
[第1工程]
図3の(イ)に示すように、各インサート金具32に治具4の先端雄ねじ部41を装着した状態で、高周波誘導加熱コイル部18に高周波交流電流(75V(20A))を印加することにより、軸心部に挿通された導電性の治具4を貫通して高密度のうず電流が発生し、急速にその近傍にある導電体(治具4およびインサート金具32)を加熱する。特に、大量のうず電流が貫通する治具4は、直ちに赤熱状態(約700℃)になり、うず電流による加熱と、この赤熱状態の治具4からの伝導熱による加熱によりインサート金具32も直ちに400℃近くまで加熱される。これにより、該インサート金具32に接するナイロン樹脂31部分は選択的に加熱され、瞬時に溶融する。この間の加熱時間は、約12秒程度である。なお、印加電流は、インサート金具32部分の加熱温度が、ナイロン66の融点である270℃以上に樹脂を加熱可能な範囲で、なるべく低い温度(300〜400℃)になるように設定される。
【0021】
[第2工程]
以上のような加熱により、インサート金具32に接するナイロン樹脂31部分が十分に加熱溶融した時点で、図3の(ロ)に示すように、治具4を介してインサート金具32を垂直上方に引き上げ、樹脂成形品3のナイロン樹脂31部分からインサート金具32を抜き取る。
以上の[第1工程]、[第2工程]の際には、非導電性の樹脂成形品3には、うず電流が透過しないので、樹脂成形品3が直接高温に加熱されることはない。これにより、インサート金具32に密着したごく限られた部分の樹脂のみが選択的に、かつ、ごく短時間加熱されるだけなので、樹脂成形品3全体が熱劣化することはない。
【0022】
[第3工程]
以上のようにして、樹脂成形品3から抜き取られたインサート金具32を、更に加熱コイルにより高温(550〜600℃)で加熱することにより、インサート金具32に付着したナイロン樹脂31を灰化させる。この灰化されたナイロン樹脂31をブラッシング等により除去することにより、インサート金具32を得る。
この一連の工程により、インサート金具32は、そのまま再利用可能な状態で分離回収することができる。
【0023】
以上詳細に説明してきたように、この発明の実施の形態1の樹脂成形品のインサート金具分離方法および分離装置によれば、ナイロン樹脂31部分を劣化させることなく、かつ、インサート金具32を変形させることなしに、ナイロン樹脂31とインサート金具32を容易かつ能率的に分離することができ、従って、ナイロン樹脂31部分を高効率でリサイクルできるようになると共に、インサート金具32は全く寸法変化していないため、部品(インサート金具)としてそのまま再利用することが可能になるという効果が得られる。
【0024】
(発明の実施の形態2)
この発明の実施の形態2の樹脂成形品のインサート金具分離方法は、請求項1、3、4に記載の発明に対応する。なお、この発明の実施の形態2の樹脂成形品のインサート金具分離方法は、樹脂成形品3から抜き取られたインサート金具32に付着したナイロン樹脂31を除去する工程(第3工程)を異にするもので、その他の構成は前記発明の実施の形態1と同様であるため、相違点についてのみ説明する。
【0025】
即ち、この発明の実施の形態2の第3工程においては、樹脂成形品3から抜き取られたインサート金具32を蟻酸もしくは濃硫酸等の樹脂溶解剤に所定時間浸漬して攪拌することにより、インサート金具32に付着したナイロン樹脂31を溶解除去する。
【0026】
従って、この発明の実施の形態2の樹脂成形品のインサート金具分離方法によれば、前記発明の実施の形態1と同様の効果が得られると共に、インサート金具32を高温(550〜600℃)加熱する必要がないため、熱の影響を可及的に少なくして、そのまま部品(インサート金具)として再利用することができるようになるという追加の効果が得られる。
【0027】
以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上述の発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【0028】
例えば、発明の実施の形態では、樹脂成形品として樹脂製インテークマニホールドを例にとったが、金具がインサートされた樹脂成形品のうち前記インサート金具の一部が樹脂成形品の表面に露出しかつ金属製の治具を装着可能な状態で金具がインサートされた樹脂成形品全てに適用することができる。
【0029】
また、発明の実施の形態では、樹脂成形品を構成する樹脂としてナイロン66を例示したが、加熱溶融可能な樹脂であれば全て適用することができる。
即ち、インサート金具を埋設するナイロン6、ポリプロピレン等の樹脂成形品に広く利用することができる。この場合は、それらの樹脂の性状に応じた作業条件が用いられる。また、ポリプロピレン樹脂を用いた場合は、樹脂材と金属材との接着力が小さいので、インサート金具に付着している樹脂は、ブラッシング等機械的処理だけで、取り除くことができる。
【0030】
また、発明の実施の形態では、治具として雄ねじ部を有する形態のものを例示したが、インサート金具の構造によっては単なる係合形式や、クランプ形式のもの等、要するに、インサート金具に対して引き抜き可能に装着係止できる全ての構造ものもの、または、磁力を利用するもの等も含まれる。
【0031】
また、発明の実施の形態1では、その第3工程において、樹脂を灰化するための加熱方法として加熱コイルを用いたが、それ以外の加熱方法をとることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態1の樹脂成形品のインサート金具分離装置を示す説明図である。
【図2】樹脂成形品を構成する樹脂製インテークマニホールドを示す斜視図である。
【図3】発明の実施の形態1の樹脂成形品のインサート金具分離方法を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 高周波誘導加熱装置
2 装着台
3 樹脂成形品
4 治具
31 ナイロン樹脂
32 インサート金具
33 雌ねじ穴
11 ケーシング
12 トランジスタインバータ部
13 加熱操作盤
14 コード
15 台座
16 高周波変流器
17 アーム
18 加熱コイル部
41 先端雄ねじ部
Claims (4)
- 金具がインサートされた樹脂成形品のうち前記インサート金具の一部が樹脂成形品の表面に露出しかつ金属製の治具を装着可能な状態で金具がインサートされた樹脂成形品のインサート金具分離方法であって、
前記各インサート金具の雌ねじ穴に治具の先端雄ねじ部をねじ込み装着し、該治具の外周を囲繞する状態で高周波誘導加熱コイル部をインサート金具に近接配置させた状態で該加熱コイル部に高周波交流電流を印加して治具にうず電流を発生させて加熱することによりインサート金具を加熱する第1工程と、
インサート金具に接する樹脂部分が加熱溶融した時点で治具を介してインサート金具を樹脂成形品から抜き取る第2工程と、
から成ることを特徴とする樹脂成形品のインサート金具分離方法。 - 前記第2工程に続き、樹脂成形品から抜き取られたインサート金具をさらに加熱することにより、インサート金具に付着した樹脂を灰化させて除去する第3工程が附加されることを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形品のインサート金具分離方法。
- 前記樹脂成形品を構成する樹脂としてポリアミド樹脂が用いられ、
前記第2工程に続き、樹脂成形品から抜き取られたインサート金具を蟻酸もしくは濃硫酸等の樹脂溶解剤で処理することにより、インサート金具に付着したポリアミド樹脂を溶解除去する第3工程が附加されることを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形品のインサート金具分離方法。 - 金具がインサートされた樹脂成形品のうち前記インサート金具の一部が樹脂成形品の表面に露出しかつ金属製の治具を装着可能な状態で金具がインサートされた樹脂成形品のインサート金具分離装置であって、
前記樹脂成形品を固定可能な装着台と、前記各インサート金具の雌ねじ穴にねじ込み装着する先端雄ねじ部を有し該先端雄ねじ部を前記インサート金具に脱着自在に装着して引き抜き可能な金属製の治具と、該治具の外周を囲繞する状態でインサート金具に近接配置させた状態で加熱コイル部に高周波交流電流を印加して治具にうず電流を発生させて加熱することによりインサート金具を加熱する高周波誘導加熱コイル部を有する高周波誘導加熱装置と、を備えていることを特徴とする樹脂成形品のインサート金具分離装置。
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