JP4496413B2 - 永久磁石形モータの減磁装置、減磁方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮機などのモータの永久磁石を減磁するための減磁装置および減磁方法、永久磁石を有する製品の解体装置および解体方法に関するものである。

従来は、モータ、圧縮機などの永久磁石を有する製品は、永久磁石を減磁することなく、永久磁石の磁力を保持したままの状態で解体装置（破砕機）にかけて破砕した後、磁石部分とその他の部分との分別を行っていた。

また、永久磁石を有するモータなど製品を減磁する方法として、製品の温度を永久磁石のキュリー温度（永久磁石の磁力がなくなる温度であり約４００℃以上の高温）以上まで上昇させて、永久磁石の減磁を行うことが知られており、モータ等製品の温度を上昇させるのに炉などに入れて温度を上昇させて減磁していた。

従来は以上のようにモータや圧縮機など永久磁石を用いた製品を解体装置にて破砕する場合、解体装置（破砕機）の各部に永久磁石の破砕片が付着して解体装置に悪影響を及ぼし故障や劣化の原因となっていた。特に、解体装置の各部（破砕部の刃部や収容部など）や破砕された鉄屑に付着し、破砕片が解体装置や破砕機から出てこないことがあり、この場合、解体装置を分解して装置の各部に付着した磁石片を取り除かなければならず、多大の労力と時間を必要としていた。また、解体装置や破砕機から出てきた磁石片を選別した場合でも、鉄屑に付着した磁石片は、鉄屑と同じ所に回収されるため、鉄の品質が下がるという問題があった。

また、モータなどの永久磁石を有する製品は、破砕する前に製品の永久磁石を減磁するのが良いが、製品全体を永久磁石のキュリー温度（フェライト磁石の場合は約４６０℃、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系燒結磁石の場合は３２０℃）以上に加熱して減磁する方法では、製品の温度を上昇させるのに大きな炉などで大きな容量の加熱設備が必要であり、設備費も高く、多大なエネルギーも費やしていた。そのため、リサイクル時のコストＵＰになっていた。また、圧縮機などのようにモータが密閉容器内部に収納されている場合は、モータを圧縮機の密閉容器から取り出してモータ単体を加熱するようにしても良いが、この場合は、密閉容器を切断するなどして解体しなければならず、多大の時間とコスト、労力を費やしていた。

また、圧縮機などのように永久磁石形モータが組み込まれ、製品化されたものでは、モータ以外の部品に温度制約条件が存在する場合があり、リサイクル時に製品ごとキュリー温度まで上昇させることが必ずしも許されるとは限らないという問題があった。

本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、永久磁石を有する製品のリサイクル時のコスト低減を目的とする。また、永久磁石を有する製品のリサイクル時のリサイクル率向上を目的とする。また、モータや圧縮機などの永久磁石を有する製品を簡単な設備で減磁する方法を提供することを目的とする。また、減磁する際に、モータのみの加熱が可能な設備を提供することを目的とする。また、簡単な構造で永久磁石を有する製品を減磁する方法及び減磁装置を提供することを目的とする。また、簡単な構造で永久磁石を有する製品を減磁して解体する解体方法および解体装置を提供することを目的とする。また、解体時あるいは破砕時に解体装置や破砕装置に破砕された磁石片が付着するのを防止することを目的とする。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、高周波電圧を発生させる高周波電源と、高周波電源より発生した高周波電圧を永久磁石を有するモータの巻線の少なくとも２つの端子間に印加する電圧印加手段と、電圧印加手段により印加される電圧の大きさあるいは電圧の周波数あるいは電圧印加時間のうち少なくとも１つを制御する制御手段と、を備え、制御手段により制御された電圧を印加することによってモータを加熱して永久磁石を減磁するようにしたものである。

また、本発明は、容器内部に収納された永久磁石形モータに通電するため容器に設けられた密封端子を有する圧縮機と、密封端子の少なくとも２つの端子間に容器の外部より高周波電圧を印加する電圧印加手段と、電圧印加手段により印加される電圧の大きさ、電圧の周波数、電圧印加時間のうち少なくとも１つを制御する制御手段と、を備え、制御手段により制御された電圧を印加することによってモータを加熱して永久磁石を減磁するようにしたものである。

また、本発明は、印加する電圧の周波数を可変にする可変周波数制御手段を設けたものである。

また、本発明は、モータの温度を検知する温度検知手段を備え、温度検知手段により検知されたモータの温度が予め設定された温度になった場合に電圧の印加を停止するようにしたものである。

また、本発明は、モータの巻線の抵抗値を検知する抵抗検知手段と、抵抗検知手段により検知された抵抗値をもとにモータの温度を推定する温度推定手段と、を備え、温度推定手段により推定されたモータの温度が予め設定された温度以上になった場合に電圧の印加を停止するようにしたものである。

また、本発明は、永久磁石を有するモータの巻線の少なくとも２つの端子間に高周波電圧を印加する高周波電圧印加ステップと、高周波電圧印加ステップにより高周波電圧をモータに印加することによってモータを加熱するモータ加熱ステップと、を備え、モータの永久磁石が減磁されるまでの間モータを加熱するようにしたものである。

また、本発明は、容器内部に収納された永久磁石形モータの巻線に通電するため容器に設けられた密封端子に容器外部から高周波電圧を引加する電圧印加ステップと、電圧印加ステップにより電圧を密封端子に印加することによって容器内部のモータを加熱する加熱ステップと、加熱ステップにより加熱されたモータの巻線の抵抗値を検知する抵抗検知ステップと、抵抗検知ステップにて検知された巻線の抵抗値からモータの温度を推定する温度推定ステップと、を備え、温度推定ステップにより推定された温度に基づいて高周波電圧の印加時間を制御するようにしたものである。

以上のように、本発明は、高周波電圧を発生させる高周波電源と、高周波電源より発生した高周波電圧を永久磁石を有するモータの固定子巻線の少なくとも２つの端子間に印加する電圧印加手段と、電圧印加手段により印加される電圧の大きさあるいは電圧の周波数あるいは電圧印加時間のうち少なくとも１つを制御する制御手段と、を備え、制御手段により制御された電圧を印加することによってモータを加熱して永久磁石を減磁するようにしたので、電源のみの簡単な設備だけで永久磁石の減磁を容易に行うことのできる減磁装置を得ることができる。

また、本発明は、容器内部に収納された永久磁石形モータに通電するため容器に設けられた密封端子を有する圧縮機と、密封端子の少なくとも２つの端子間に容器の外部より高周波電圧を印加する電圧印加手段と、電圧印加手段により印加される電圧の大きさ、電圧の周波数、電圧印加時間のうち少なくとも１つを制御する制御手段と、を備え、制御手段により制御された電圧を印加することによってモータを加熱して永久磁石を減磁するようにしたので、モータを容器から取り出すことなく永久磁石の減磁を容易に行うことのできる減磁装置を得ることができる。

また、本発明は、印加する電圧の周波数を可変にする可変周波数制御手段を設けたので、永久磁石を有するモータのロータ構造や材質に依存せず、永久磁石の減磁を行うことのできる減磁装置を得ることができる。

また、本発明は、モータの温度を検知する温度検知手段を備え、温度検知手段により検知されたモータの温度が予め設定された温度になった場合に電圧の印加を停止するようにしたので、温度検知手段よりの検知された温度に基づいて、モータに電圧を印加する時間を決めることができ、さらにモータの温度が直接検知できるため確実に減磁できるモータの減磁装置を得ることができる。

また、本発明は、モータの巻線の抵抗値を検知する抵抗検知手段と、抵抗検知手段により検知された抵抗値をもとにモータの温度を推定する温度推定手段と、を備え、温度推定手段により推定されたモータの温度が予め設定された温度以上になった場合に電圧の印加を停止するようにしたので、巻線の抵抗から推定したモータの温度に基づいてモータに電圧を印加する時間を決めることができ温度検出手段を別途設ける必要のない低コストな減磁装置を得ることができる。

また、本発明は、永久磁石を有するモータの巻線の少なくとも２つの端子間に高周波電圧を印加する高周波電圧印加ステップと、高周波電圧印加ステップにより高周波電圧をモータに印加することによってモータを加熱するモータ加熱ステップと、を備え、モータの永久磁石が減磁されるまでの間モータを加熱するようにしたので、電圧を印加するだけの簡単な設備で永久磁石の減磁を容易に行うことのできる減磁方法を得ることができる。

また、本発明は、容器内部に収納された永久磁石形モータの巻線に通電するため容器に設けられた密封端子に容器外部から高周波電圧を引加する電圧印加ステップと、電圧印加ステップにより電圧を密封端子に印加することによって容器内部のモータを加熱する加熱ステップと、加熱ステップにより加熱されたモータの巻線の抵抗値を検知する抵抗検知ステップと、抵抗検知ステップにて検知された巻線の抵抗値からモータの温度を推定する温度推定ステップと、を備え、温度推定ステップにより推定された温度に基づいて高周波電圧の印加時間を制御するようにしたので、常時、温度や抵抗値をモニターしなくて良く、効率的に電圧の印加時間を決めるこができる減磁方法を得ることができる。

実施の形態１．
図１は一般的な３相４極の永久磁石を有するモータの構造の一例を示す断面図である。図において、１は内周面に軸方向へ延びる複数のスロット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆが設けられている円筒状のステータコアであり、スロット２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆの各隣接するスロット間にはティース部３a、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆが形成されている。４はティース部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆに直接巻き付けられている巻線である。５はステータコア１及びコイル４を有するステータである。

６はステータ５の軸線上に配置され、ステータ５に対して回転可能なロータ軸、７はロータ軸６に固定されているロータコア、８はロータコア７の外周面に固定されている複数の永久磁石であり、これらの永久磁石８は、フェライト又はネオジなどを主成分に構成され、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互になるように着磁され配置されている。また、ロータが高速回転駆動した場合であっても永久磁石８が遠心力で飛び散らないように、ＳＵＳの筒状の保持リング１９などが圧入や焼きばめなどによりで永久磁石８の外周に固定されている。９はロータ軸６、ロータコア７及び永久磁石８、保持リング１９を有するロータであり、このロータ９とステータ５との間には、空隙１０が設けられている。

図２は、モータの内径側から展開して見たコイルの結線図であり、本実施例では、巻線はＵ相とＶ相とＷ相の３つの相より構成され、３相Ｙ結線となるように集中巻線が施されている。また、図３、図４、図５は永久磁石を有するモータの別の一例のロータの断面図であり、磁石埋め込み形ロータの断面図である。図において、６はロータ軸、７は０．３〜０．５ｍｍ程度の電磁鋼板を打ち抜いて積層したロータコア、７０はロータコア７の積層された電磁鋼鈑を軸方向にかしめるリベット、８はロータコア７中に埋め込まれた永久磁石である。

９はロータ軸６、ロータコア７及び永久磁石８を有するロータであり、図１で説明したような保持リング１９を有せず圧入などによりロータコア７に固定されている。これらのロータ構造は、永久磁石の形状や配置によって他にも様々な構造のものが考えられるが、いずれの場合も磁石埋め込み形のロータ構造であれば、ロータ９の表面部は図１の場合はステンレス鋼板（ＳＵＳ）で、図３、図４、図５の場合は電磁鋼鈑であり、いずれも電気伝導率の良い（導電性の良い）材料になるように構成している。

次に、図６、図７、図８を用いて、永久磁石を有するモータの永久磁石を減磁する方法について示す。図６は本実施の形態１を表す永久磁石を有するモータを備えた圧縮機の断面図である。図６に示すようにルームエアコンや冷蔵庫などに用いられている圧縮機１２の密閉容器１３の内壁にステータ５が焼きばめや圧入などによって固定されている。１４は密閉容器１２に設けられたガラス端子（密封端子）であり、ステータ５の巻線４と密閉容器１２の内部で接続され、外部よりステータ５の巻線４への通電を可能にしている。また、ロータ９はロータ軸６に焼きばめや圧入などによって固定され一体化されている。ロータ軸６は軸受け部１５Ａ、１５Ｂなどにより保持されている。

図７は、３相Ｙ結線されたモータに電圧を印加して減磁する場合の結線図を表し、図８は印加される電圧波形の一例を表した図である。図７において、１１は単相電源、１１１は印加する電圧の大きさ、周波数、印加時間などを予め設定された値に制御する制御手段、１１Ａ、１１Ｂは電源１１の接続端子、１６はステータ５の巻線のＵ相の端子、１７はＶ相の端子、１８はＷ相の端子である。本実施の形態のステータは図に示すようにＹ結線されている。また、図８において、横軸は印加される時間を、縦軸は印加される電圧の大きさを表している。

ここで、圧縮機内に設けられた永久磁石を有するモータの永久磁石を減磁するには、まず、Ｕ相の端子１６を、単相の電源１１の端子１１Ａに接続し、Ｖ相の端子とＷ相の端子を電源１１のもう一方の端子１１Ｂに接続する。次に、電源１１よりモータの各端子１１Ａ、１１Ｂに図８で示すように数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ｖ程度の高周波電圧を印加する。これにより、ロータ９表面のＳＵＳの保持リングや電磁鋼鈑などの鉄部に誘導電流が流れ、ジュール熱が発生しロータの表面が発熱する。この熱が、ロータ表面より永久磁石に伝わり永久磁石を加熱し、永久磁石の温度がキュリー温度に達し永久磁石を減磁させる。このように永久磁石を減磁した後、モータは圧縮機に組み込まれた状態で破砕処理され、リサイクルされる。この時、ロータは拘束された状態になっており、回転することはない。

ここで、モータに印可される電圧の大きさ、周波数、印加時間などは、制御手段１１１により最適に制御される。モータに印可される電圧の大きさ、周波数、印加時間などは、予め実験などで最適な値を把握して制御手段１１１に入力しておけば良い。

また、圧縮機以外に使用される永久磁石を有するモータの実施例を図９に示す。図９は本実施の形態の永久磁石を有するモータの別の断面図である。図において、図１と同じ部品は同じ符号を付して説明は省略する。図９に示すように本実施例では、図１に示したようなロータ９の表面に永久磁石８を保持する導電性を有する金属の保持部材１９を有していない。このようなロータの場合は、永久磁石８は接着剤やネジなどでロータコア７に固定されている。

このような永久磁石８の保持部材１９を有しないロータでは、永久磁石の材料によって導電性がことなり、鉄系の永久磁石の場合は導電性が良いので保持部材１９がなくても誘導電流が流れジュール熱によりロータの永久磁石は加熱できる。しかしフェライト系の永久磁石の場合は、導電性が悪くロータ表面に導電性の良い材料が存在しないため、誘導電流が流れにくいので、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚよりもさらに高い数十ＭＨｚ程度の周波数の高周波電圧を印加することで、高周波エネルギーの電界作用によって、永久磁石を構成する各分子が１秒間に数千万回のオーダで回転・衝突・振動・摩擦などの激しい運動を起こすことにより永久磁石が発熱し、永久磁石がキュリー温度以上まで温度上昇して熱減磁することができる。

また、磁石の保持リングが有る場合と無い場合など、異なるロータ構造が混在している場合は、制御手段１１１に周波数を連続的に可変できる可変周波数制御部を設けて、モータに印加する電圧の周波数を数ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの範囲で可変するようにすればよい。ここで、図１０はモータに印加する電圧の周波数を可変にした場合の印加する電圧波形の一例を示してある。図において、横軸は印加時間を、縦軸は印加する電圧の大きさを表している。図に示したように時間とともに印可される電圧の周波数が連続的に変化している。ここで、周波数は数ｋＨｚ〜数十ＭＨｚまで時間と共に連続的に変化するようにしている。この時間とともに連続的に変化する周波数の電圧を印可することによって、上述したようにどの様なロータ構造であっても、ロータの温度を永久磁石が減磁できる温度まで上昇させることができるので、永久磁石を確実に減磁させることができる。このとき、ロータの温度上昇によりモータの絶縁紙などが焼損してしまうこともあるが、リサイクル時などには問題とならず差し支えない。

以上のように、ステータ５の巻線４の所定の端子間に、高周波電圧を印加することで、モータを圧縮機１２の密閉容器１３から取り出すことなく、電源１１のみの簡単な設備だけで永久磁石の減磁を容易に行うことができる。また、破砕時に破砕機の刃や破砕装置の各部に永久磁石を有する破砕片が付着することによる破砕機の故障や劣化を防止できる。

なお、本実施の形態では、６スロットで４極の集中巻線のモータを例に説明したが、スロット数と極数の組み合わせは、全てのモータに適用可能である。また、本実施の形態では、ティースに直接巻線を巻き付ける集中巻線を例に説明したが、集中巻線の変わりに分布巻線を用いても同様の効果を得ることができる。また、巻線の結線はＹ結線について説明したがΔ結線のものでも同様の効果を得ることができる。また、圧縮機単体を減磁する場合は、電圧印加時にロータががたついたり動いたりする可能性もあるので、固定するのが望ましい。また、外部にロータの加熱する熱が逃げてロータの温度が上昇しにくい場合は、モータの周りに囲いを設ければ良い。

また、本実施の形態では、ルームエアコンや冷蔵庫に用いられている圧縮機用モータを例に説明したが、その他、例えば、洗濯機駆動用モータ、ファンモータ、クリーナ、ＦＤＤ、電気自動車駆動用モータなど、永久磁石を有するモータを搭載した全ての製品に適用可能であることは言うまでもない。モータ単体を減磁する場合は、ステータ５とロータ９をセットで設置して、巻線４の所定の端子に上述した高周波電圧を印加することによって減磁することが可能である。

図１１は温度を検知する温度センサーをモータに直接取り付けた状態を表す図である。図において１００はモータを保持する保持部、４はステータ５の巻線、６はロータ軸、７はロータコアである。１０３、１０４は温度を検知する温度検知センサーや熱電対などの温度検知手段であり、ステータ５の表面やロータコア７の表面に取り付けられている。したがって、モータ単体やモータが外部に露出している場合は、図のように熱電対や温度センサーなどの温度検知手段１０３、１０４をモータに直接貼り付けるなどして取りつければ、温度検知手段よりの検知された温度に基づいて、モータへの電圧印加を停止するなどモータに電圧を印加する時間を決めることができる。

この場合、温度検出手段は永久磁石に近い場所がよく、ロータ９に取りつけるのが望ましい。ステータに取りつける場合は、予め温度検出手段と永久磁石部の温度の相関を測定しておけばよい。したがって、この方法だとモータの温度が直接検知できるため確実に減磁でき、減磁時間も余裕を見る必要がなくなるため短縮できる。また、電圧印加時間が短縮できるため電気代が低減できる。

また、モータが密閉容器などの内部に収納されており、モータが外部に露出していない場合あるいは温度検出手段の取りつけが困難な場合は、ステータの巻線の抵抗を検知する抵抗検知手段を設け、ステータの巻線抵抗を検知するようにすれば、巻線の抵抗から巻線の温度が推定でき、この巻線の温度からモータの温度を推定することが可能となる。したがって、巻線の抵抗から推定したモータの温度に基づいてモータに電圧を印加する時間を決めることができる。したがって、この方法だとモータの温度が推定できるため確実に減磁でき、無駄に電圧を印加する必要がなくなる。

さらに、上記温度検知手段よりの温度情報あるいは抵抗検知手段よりの抵抗情報を制御手段１１１に入力するようにすれば、この入力情報により制御手段１１１がモータへの電圧印加時間を制御することができる。図１２は温度検知手段に基づいて電圧印加時間を制御する場合のフローチャート図である。図において、ＳＴ１１はスタート、ＳＴ１２はモータに電圧を印加する電圧印加ステップ、ＳＴ１３は印加電圧の周波数、電圧の大きさを制御する周波数制御ステップ、ＳＴ１４はモータを加熱するモータ加熱ステップ、ＳＴ１５はモータの温度を検知あるいは推定するモータ温度検知ステップ、ＳＴ１６はモータの温度が予め設定された温度以下かどうかを判断する温度判断ステップ、ＳＴ１７はＳＴ１６により判断された温度情報に基づきモータ温度が設定温度より大きくなった場合に電圧印加を停止する電圧印加停止ステップ、ＳＴ１８はエンドである。

ＳＴ１２にてモータの所定の相に電圧を印加し、ＳＴ１３にて印加電圧の周波数、電圧の大きさ、印加時間などを設定された値になるように制御しながら電圧を印加する。ここで、電圧の大きさは大きい程大きな電流が流れるので加熱時間が短くて済むが、モータが絶縁破壊してしまう恐れがあるので、予め電圧の大きさ、周波数とモータの温度上昇の関係を実験などにより把握しておくのが望ましい。そして電圧が印加されることによってＳＴ１４にてモータが加熱される。そして、ＳＴ１５にてモータ温度を温度検知手段１０３あるいは１０４により検知したり、あるいは電圧印加を一旦停止するなどして巻線抵抗を測定し巻線抵抗から温度推定して永久磁石を有するロータの温度を把握する。ＳＴ１６にて把握したロータの温度が予め設定された温度（永久磁石が減磁できる温度）より大きくなった場合はＳＴ１７にて電圧の印加を停止する。ＳＴ１６にて把握したロータの温度が予め設定された温度以下の場合はＳＴ１３に戻り、電圧の印加は続けられる。

したがって、検知あるいは推定したモータの温度が予め設定された温度（永久磁石が減磁できる温度）になると電圧の印加を停止するようにしたので、簡単な手段によりモータの温度を把握でき、しかも低コストな設備でモータの種類が変わっても確実に減磁できる。また、温度を検知して電圧の印加を停止するので無駄に電圧を印加する必要もなくなり電気代が低減できる。また、常時、モータの温度や巻線の抵抗値が検知できない場合は、ある時間に測定した何点かの温度や抵抗値の情報から温度の上昇度合いを推定して、電圧の印加時間を決定するような制御を行ってもよい。

図１３は温度検知手段に基づいて電圧印加時間を制御する場合のフローチャート図である。図において、ＳＴ１１１はスタート、ＳＴ１１２はモータに電圧を印加する電圧印加ステップ、ＳＴ１１３は印加電圧の周波数、電圧の大きさを制御する周波数制御ステップ、ＳＴ１１４はモータを加熱するモータ加熱ステップ、ＳＴ１１５は予め設定された温度や抵抗値を検知する時間になったかどうかを判断する検知時間判断ステップ、ＳＴ１１６はモータの温度を検知あるいは推定するモータ温度検知ステップ、ＳＴ１１７はモータの温度の上昇度合いを予測し予め設定された温度以下になる時間を推定し、この推定された時間を電圧印加停止時間に設定する電圧印加時間設定ステップ、ＳＴ１１８はＳＴ１１７により設定された電圧印加停止時間になったかどうかを判断する電圧印加時間判定ステップ、ＳＴ１１９は電圧印加時間判定ステップＳＴ１１８にて電圧印加停止時間になっていた場合に電圧の印加を停止する電圧印加停止ステップ、ＳＴ１１９はエンドである。

ＳＴ１１２にてモータの所定の相に電圧を印加し、ＳＴ１１３にて印加電圧の周波数、電圧の大きさなどを設定された値になるように制御し、電圧が印加されることによりＳＴ１１４にてモータが加熱される。そして、ＳＴ１１５にて予め設定されたモータの温度あるいは巻線の抵抗を検知する時間になったかどうかを判断し、もし検知時間になっていた場合は、ＳＴ１１６にてモータ温度を温度検知手段１０３あるいは１０４により検知したり、あるいは電圧印加を一旦停止するなどして巻線抵抗を測定し巻線抵抗から温度推定して永久磁石を有する部分の温度を把握する。

そしてＳＴ１１７にて把握した温度より予め設定された温度（永久磁石が減磁できる温度）に到達する時間を推定し、電圧を印加する時間を測定時点からの時間にリセットして設定する。時間を推定する場合、最低二回の検知で行い、検知回数が増加するたびに推定精度を上げていくようにすれば良い。ＳＴ１１８にてＳＴ１１７で設定された電圧印加停止時間になったかどうか判断し、電圧印加停止時間になっていた場合は、ＳＴ１１９にて電圧の印加を停止する。ＳＴ１１８にて電圧停止時間になっていない場合はＳＴ１１３に戻り、電圧の印加は続けられる。

したがって、常時、温度や抵抗値をモニターしなくて良く、電圧の印加を一時停止して温度を瞬時に測定し、再度電圧の印加を再開するようにすればよいので、抵抗を検知している間の電圧印加の停止時間が小さくて済み効率的に電圧の印加と温度の測定ができる。また、モータを密閉容器から取り出さなくても密閉容器内部の永久磁石形モータの減磁ができるので、密閉容器を解体する時間が短縮できるともに、解体に費やす労力及び解体費用が低減できる。よって、リサイクル時のコストＵＰも抑制できる。

また、本実施の形態では、密閉容器にて構成される密閉型圧縮機について説明したが、別に密閉型圧縮機出なくても良く、ボルトなどにより分解可能な半密閉型の圧縮機に適用しても、わざわざボルトなどをはずしてモータを取り出さなくても減磁できるので、分解する手間と時間が短縮できる。

実施の形態２
図１４は、この発明の実施の形態２を表す永久磁石を有する製品を破砕する解体（破砕）装置の簡略図である。図において、２１は圧縮機などの製品を投入するための投入口、２２は投入口２１に投入された製品を砕いて破砕するための刃部を有するローラ状の破砕部、２３は破砕部２２によって破砕された破砕片を排出する排出口、２４は排出された破砕片を収容するため収容部、２５ａは、破砕部２２の近傍でたとえば破砕部２２の上部に取り付けられ破砕部２２と略直行する方向に磁界を印加するための第１コイル、２５ｂは収容部２４の近傍たとえば収容部２４の下部に取り付けられ、収容部と略直交する方向に磁界を印加するための第２コイル、１１はコイル２５ａ、２５ｂの各端子に接続され電力を供給する電源、１１２は、各端子に供給する電圧の大きさ、周波数、印加時間を制御する制御手段、２０は解体（破砕）装置であり、投入口２１、破砕部２２、排出口２３、収容部２４、コイル２５ａ、２５ｂ、電源１１などで構成されている。

次に、解体（破砕）装置の動作を図１５を用いて説明する。図１５は解体（破砕）装置の動作を表すフローチャート図である。図において、ＳＴ２１はスタート、ＳＴ２２は製品などのワークを投入する投入ステップ、ＳＴ２３はワークを破砕する破砕ステップ、ＳＴ２４は破砕ステップにて破砕されたワークの破砕片を排出する排出ステップ、ＳＴ２５は破砕片を収容部に収容する収容ステップ、ＳＴ２６はエンドである。

また、ＳＴ２７は破砕部に付着した破砕片を加熱し永久磁石を熱的に減磁する熱減磁あるいは破砕部に付着した破砕片に磁界を与えて永久磁石を電気的に減磁する電気減磁のうちのいずれか一方を行う破砕部減磁ステップ、ＳＴ２８は排出口に付着した破砕片を加熱し永久磁石を熱的に減磁する熱減磁あるいは排出口に付着した破砕片に磁界を与えて永久磁石を電気的に減磁する電気減磁のうちのいずれか一方を行う排出口減磁ステップ、ＳＴ２９は収容部に付着した破砕片を加熱し永久磁石を熱的に減磁する熱減磁あるいは収容部に付着した破砕片に磁界を与えて永久磁石を電気的に減磁する電気減磁のうちのいずれか一方を行う収容部減磁ステップである。

まず、投入ステップＳＴ２２での永久磁石を有する圧縮機などの製品を解体（破砕）装置２０の投入口２１より投入した後、破砕ステップＳＴ２３で投入されたワークが破砕部２２に導かれ、刃部を有する破砕部２２によってワークは破砕片に破砕される。次に排出ステップＳＴ２４で破砕された破砕片は排出口２３から排出され、収容ステップＳＴ２５にて収容部２４に収容される。ここで、永久磁石の破砕片が強磁性体でできている破砕部２２や排出口２３に付着する。また、排出口２３を通過した永久磁石片は、同時に破砕された鉄屑などに付着した状態で収容部２４に収容される。また、収容部２４が強磁性体で構成されている場合、収容部２４の壁面に永久磁石の破砕片が付着してしまう。

そこで、本実施の形態では破砕ステップＳＴ２３でワークの破砕を行っている間あるいは破砕ステップＳＴ２３でのワークの破砕が完了した後に、破砕部減磁ステップＳＴ２７にて、破砕部２２あるいは破砕部２２の近傍に設けられたヒータやバーナーなどの加熱部（図示せず）によって破砕部２２に付着した永久磁石を有する破砕片を加熱し、減磁可能な温度まで上昇させて熱的に減磁を行うか、あるいは破砕部２２あるいは破砕部２２の近傍に設けられたコイル２５ａに通電することによって破砕部２２に付着した永久磁石を有する破砕片に磁界を与えて電気的に減磁を行うかのどちらかの方法により減磁を行った後、排出ステップＳＴ２４に進むようにしている。

同様に、排出ステップＳＴ２４にて破砕片の排出を行っている間あるいは排出ステップＳＴ２４での破砕片の排出が完了した後に、排出口減磁ステップＳＴ２８にて、排出口２３あるいは排出口２３の近傍に設けられたヒータなど加熱部（図示せず）によって排出口２３に付着した永久磁石を有する破砕片を加熱して減磁可能な温度まで上昇させて熱的に減磁を行うか、あるいは排出口２３あるいは排出口２３の近傍に設けられたコイル２５ａに通電することによって排出口２３に付着した永久磁石を有する破砕片に磁界を与えて電気的に減磁を行うかのどちらかの方法により減磁を行った後、収容ステップＳＴ２５に進むようにしている。

さらに、収容ステップＳＴ２５にて破砕片の収容を行っている間あるいは収容ステップＳＴ２５での破砕片の収容が完了した後に、収容部減磁ステップＳＴ２９にて、収容部２４あるいは収容部の近傍に設けられた加熱部２５ｂによって収容部２４に付着した永久磁石を有する破砕片を加熱して減磁可能な温度まで上昇させて熱的に減磁を行うか、あるいは収容部２４あるいは収容部２４の近傍に設けられたコイル２５ａに通電することによって収容部２４に付着した永久磁石を有する破砕片に磁界を与えて電気的に減磁を行うかのどちらかの方法により減磁を行った後、一連の工程を終了するようにしている。したがって、破砕装置２０の破砕部２２、排出口２３あるいは収容部２４に永久磁石を有する破砕片が付着するのを抑制でき、装置の故障や劣化が防止できる。ここで、破砕部減磁ステップＳＴ２７、排出口減磁ステップＳＴ２８および収容部減磁ステップＳＴ２９の３つのステップは３つとも行う必要は無く、どれか１つのステップを行えば減磁できるので、同様の効果が得られる。

ここで、コイル２５ａ、２５ｂに印加する電圧の一例について図１６を用いて説明する。図１６は本実施の形態の印加する電圧波形の一例を表す図である。図において、横軸は印加される時間を、縦軸は印加される電圧の大きさを表している。制御手段１１２を有する電源１１を用いてコイル２５ａ及び２５ｂに図１６に示すように時間の経過と共に減衰する数十Ｈｚ、数ｋＶ程度の交流電圧を瞬時〜数分程度印加する。これにより、永久磁石には徐々に振幅が小さくなる交番磁界が印加されるので、永久磁石中の磁気モーメントの方位が平均化され、ヒステリシス現象による残留磁気が徐々に減少し、交流磁界の強さが零に至ると、永久磁石を有する破砕片を減磁することができる。また、コイル２５ａ、コイル２５ｂには同時に電圧を印加しても良いし、別々に電圧を印加しても良い。

したがって、簡単な設備で破砕部や収容部の壁面などに付着した永久磁石の破砕片を取り除くことができるので、装置に付着した破砕片を装置を分解するなどして装置から取り除く手間と時間が短縮できる。また、鉄屑に付着した永久磁石も分離できるので、わざわざ分離する必要がなくなり時間が短縮でき、分離するためのコストも低減できる。さらに、この方法だと磁界を与えるので、永久磁石を有する破砕片の温度をキュリー温度以上まで上昇させる必要がなくなる。したがって、キュリー温度まで上昇させると許容温度を超えてリサイクル時に使用できなくなる部品が生じなくなり、使用不可部品を仕分けする必要もなくなる。また、キュリー点以上まで温度を上昇させないので、省エネ化およびリサイクル率の向上が図れ、リサイクルコストの低減も行える。また、印加する電圧は、実施の形態１で説明した図１０に示すような数ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの高周波電圧であっても、同様に減磁できる。

図１７にフェライト磁石の減磁カーブを示す。また、図１８にネオジウム、鉄、ボロンなどを主成分として構成される希土類磁石の減磁カーブを示す。図において、横軸は保持力を示しており、保持力が小さいほど小さな減磁界（小さな電流）で永久磁石の減磁を行えることを示している。また、縦軸は磁束密度であり、自足密度が大きいほど磁石の磁力が大きいことを示している。図よりフェライト磁石の場合、温度が低温になるほど、保持力（減磁できる電流値）が小さくなるという特性を有するのが分かる。また、希土類磁石の場合は、逆に温度が高温になるほど、保持力（減磁できる電流値）が小さくなるという特性を有するのが分かる。

したがって、永久磁石の減磁特性は、永久磁石を構成する素材によって異なり、永久磁石の素材がフェライトを主成分に構成されている場合は、永久磁石の温度を常温より低い温度とし、また、永久磁石の素材がネオジウム、鉄、ボロンなどを主成分として構成されている場合は、永久磁石の温度を常温より高い温度にした後、減磁電流を印加するようにすることで、キュリー点以上まで永久磁石の温度を上昇させることなく、常温時よりも小さな電流で減磁することができ、信頼性が高く電気代の安い減磁を確実に行うことができる。

以上のように、コイル２５ａ、２５ｂに電圧を印加することによって破砕片に磁界を与えることにより、破砕部２２や収容部の壁面及び鉄屑に付着した永久磁石を有する破砕片を簡単に短時間で減磁させることができるので、永久磁石素材の回収率を向上させることができる。また、永久磁石を有する破砕片が鉄屑に付着することがなくなり、回収した鉄の品質を向上させることができる。また、収容部を予め非磁性体で構成すれば、収容部の壁面に永久磁石を有する破砕片が付着することがなくなり、永久磁石片の回収率をより一層向上させることができる。

また、コイルに高周波磁界を印加する電気的減磁方法の代わりに、永久磁石を有する破砕片をキュリー温度以上まで加熱して減磁させる方法があるが、この方法としては永久磁石を有する破砕片を強制的に加熱する熱的減磁方法であっても同様な効果が得られる。また、加熱方法としては、ニクロム線ヒータや電熱線、燃焼による炎や熱風による直接加熱などキュリー温度以上まで加熱して熱減磁できる方法であれば何でも良い。

実施の形態１を表す一般的な３相４極の永久磁石を有するモータの構造を示す断面図である。 実施の形態１を表すモータの内径側から展開して見たコイルの結線図である。 実施の形態１の永久磁石を有するモータの別の一例を表すロータの断面図である。 実施の形態１の永久磁石を有するモータの別の一例を表すロータの断面図である。 実施の形態１の永久磁石を有するモータの別の一例を表すロータの断面図である 本実施の形態１を表す永久磁石を有するモータを備えた圧縮機の断面図である。 実施の形態１を表す３相Ｙ結線されたモータに電圧を印加して減磁する場合の結線図である。 実施の形態１の印加される電圧波形の一例を表した図である。 本実施の形態の永久磁石を有するモータの別の断面図である。 モータに印加する電圧の周波数を可変にした場合の印加する電圧波形の一例である。 実施の形態１の温度を検知する温度センサーをモータに直接取り付けた状態を表す図である。 実施の形態１を表す電圧印加を停止する場合のフローチャート図である。 実施の形態１を表す電圧印加時間を制御する場合のフローチャート図である。 実施の形態２を表す永久磁石を有する製品を破砕する破砕装置の簡略図である。 実施の形態２を表す破砕装置の動作を表すフローチャート図である。 本実施の形態の印加する電圧波形の一例を表す図である。 フェライト磁石の減磁カーブである。 希土類磁石の減磁カーブである。

符号の説明

１ ステータコア、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ スロット、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ ティース部、４ 巻線、５ ステータ、６ ロータ軸、７ ロータコア、８ 永久磁石、９ ロータ、１０ 空隙、１１ 電源、１１Ａ、１１Ｂ 接続端子、１２ 圧縮機、１３ 密閉容器、１４ ガラス端子、１５Ａ、１５Ｂ 軸受け部、１６ Ｕ相端子、１７ Ｖ相端子、１８ Ｗ相端子、１９ 保持リング、２０ 解体装置、２１ 投入口、２２ 破砕部、２３ 排出口、２４ 収容部、２５ａ 第１コイル、２５ｂ 第２コイル、１００、保持部、１０３、１０４ 温度検知手段、１１１、１１２ 制御手段。

Claims (7)

1. 高周波電圧を発生させる高周波電源と、圧縮機の容器の内部に収納され永久磁石がロータコアに埋め込まれたロータあるいは永久磁石がロータコアの外周面に固定され保持リングによって前記永久磁石が前記永久磁石の外周側から保持されたロータを有するモータと、前記モータのステータ巻線の端子間に前記圧縮機の容器の外部から前記高周波電源より発生した高周波電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により印加される電圧の大きさ、電圧の周波数及び電圧印加時間のうち少なくとも１つを制御する制御手段と、を備え、前記モータが前記圧縮機の容器に収納されたまま、前記電圧印加手段が前記制御手段により制御された電圧を印加し前記ロータコアあるいは前記保持リングの導電材料に誘導電流を流しジュール熱を発生させ、前記導電材料が前記永久磁石に前記ジュール熱を伝え前記永久磁石を熱減磁させることを特徴とする永久磁石形モータの減磁装置。
2. 数十ＭＨｚの周波数の高周波電圧を発生させる高周波電源と、フェライト系永久磁石がロータコアの外周面に固定されたロータとステータコアのティース部に巻線が直接巻き付けられたステータとを有するモータと、前記ロータコアが固定された前記ロータのロータ軸が前記ステータの軸線上に配置されるように設置された前記モータの前記巻線の端子間に前記高周波電源より発生した高周波電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段により印加される電圧の大きさ、電圧の周波数及び電圧印加時間のうち少なくとも１つを制御する制御手段と、を備え、前記電圧印加手段が前記制御手段により制御された電圧を印加し前記フェライト系永久磁石を構成する分子を激しく運動させ前記フェライト系永久磁石を熱減磁させることを特徴とする永久磁石形モータの減磁装置。
3. 印加する電圧の周波数を可変にする可変周波数制御手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の永久磁石形モータの減磁装置。
4. モータの温度を検知する温度検知手段を備え、前記温度検知手段により検知された前記モータの温度が予め設定された温度になった場合に電圧の印加を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの１項に記載の永久磁石形モータの減磁装置。
5. モータの巻線の抵抗値を検知する抵抗検知手段と、前記抵抗検知手段により検知された抵抗値をもとにモータの温度を推定する温度推定手段と、を備え、前記温度推定手段により推定された前記モータの温度が予め設定された温度以上になった場合に電圧の印加を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの１項に記載の永久磁石形モータの減磁装置。
6. 請求項４乃至５のいずれかに記載の永久磁石形モータの減磁装置において、前記モータの前記ロータコアに設けた前記永久磁石が減磁される温度まで前記モータを加熱することを特徴とする永久磁石形モータの減磁方法。
7. 請求項４乃至５のいずれかに記載の永久磁石形モータの減磁装置において、前記モータの温度に基づいて前記高周波電圧の印加時間を制御することを特徴とする永久磁石形モータの減磁方法。

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