JP4793693B2 - コンプレッサケーシング解体装置および解体方法 - Google Patents

Description

本発明はコンプレッサケーシング解体技術に関し、特に冷蔵庫などの家電製品の廃棄に伴って分解されるコンプレッサを安全迅速に解体処理できるようにした解体装置と解体方法に関する。

家電製品の廃棄処分に伴って、製品に内蔵されている部品に再利用価値がない場合、スクラップ処理することになる。特に冷蔵庫などの廃棄処分に伴って発生するコンプレッサをスクラップ処理するときには、潤滑油などの残留油が土壌汚染の遠因となるため、ケーシングの分割解体を行って残留油の適正な処理を行いつつ、内部部品の分別処理をする必要がある。

家電製品用のコンプレッサを解体する場合には、ケーシングを切断して圧入されている内部部品を取り出すことになる。このケーシング解体に付いては、円形胴のコンプレッサをローラ支持し、ローラによって回転させながらプラズマレーザの固定トーチによってケーシング胴を切断するようにした例がある（特許文献１）。また、コンプレッサの端部をチャッキングして回転できるように支持し、コンプレッサ外周に対面する位置で回転軸方向に移動できるプラズマトーチにより、コンプレッサ端部の切断と窓形に開口切断する例が知られている（特許文献２）。更に、コンプレッサ胴の両端をチャックしつつ回転させ、胴長方向へ移動させたりするテーブルを備え、また、回転カッタでコンプレッサ胴体を切断分離する切断機構を設け、内部部品との関係で最適な位置となる切断個所を求めつつ、この求めた最適な切断位置でコンプレッサ端部切断した後、コンプレッサ胴体から内部部品を引き抜く装置も知られている（特許文献３）。
特開２００２−１７２４７５号公報 特開２０００−１７６４３０号公報 特開２００１−２５９５９０号公報

ところで、従来の特許文献１〜２に記載されているようなコンプレッサケーシング解体装置では、内部に可燃性の油を内蔵したままプラズマ切断をすることは火災発生原因であることから極めて危険であり、処理個数が１日当たり６００個以上にも達し、作業環境も良いとはいえないところで処理するには作業者の労力が大きいという問題があった。また、特許文献３に記載の技術では、プラズマを使用しないため火災発生の危険性は小さくなるが、切断個所の特定に時間がかかり処理能力的に問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に着目し、火気を使用せずに迅速かつ安全にコンプレッサケーシングを解体処理できる装置および方法を提供することを目的とする。特に、レシプロ型コンプレッサやロータリ型コンプレッサなどサイズや形態が異なっても自動的に解体処理できる装置および方法を提供することを目的とする。また、内蔵部品の損傷を招くことなくコンプレッサケーシングのみを切断分解できる解体装置および方法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、本発明に係るコンプレッサケーシング解体装置は、水平軸回りに周回可能なソー手段を備えた円周切断ユニットと、前記円周切断ユニットに接離移動可能な走行台車に旋回テーブルを設けると共に、当該旋回テーブルにはコンプレッサの胴心が前記ソー手段の周回中心と同軸上となるように把持するクランプ機構を有してなるクランプユニットと、前記クランプユニットに把持されたコンプレッサの胴長方向に沿ってケーシング外面を直線移動可能なソー手段を備えた直線切断ユニットと、からなっている。

この場合において、前記円周切断ユニットにおけるソー手段は周回半径位置を可変とするとともに、スプリングダンパを介してコンプレッサ外面に当接可能とされ、コンプレッサケーシングの外形形状に追随可能としている。

前記ソー手段は回転歯と当該回転歯の切り込み深さを規定するリングを持ち、このリングがコンプレッサケーシングに当接して自由回転できるようにされていることが望ましい。

前記クランプユニットにおけるクランプ機構はベルクランク状に形成された一対のクランプ爪からなり、クランプ爪同士の噛み合い点が把持中心に向かう軌跡を形成するように設定され、ケーシング胴心を把持中心に合わせるようにすればよい。

本発明に係るコンプレッサケーシング解体方法は、スプリングダンパを介してコンプレッサ外面に当接可能とされ、コンプレッサケーシングの外形形状に追随可能とされているソー手段を備えた円周切断ユニットと直線切断ユニットを用い、コンプレッサの胴部分をクランプして前記円周切断ユニットにてそのソー手段をコンプレッサの周囲に倣い周回させながらケーシング端部の切断を行い、次いでコンプレッサを水平反転させてケーシング他端部の切断を行い、その後、前記直線切断ユニットを走行移動させてそのソー手段によりコンプレッサケーシングの胴部頂面を縦割り切断してコンプレッサケーシングの解体処理をなすことを特徴とする。

上記構成によれば、解体対象のコンプレッサの胴部分を一対のクランプ爪によりクランプして固定保持させる。このとき、クランプ爪をベルクランク状のフォーク爪としつつ、爪同士の交差点軌跡が把持中心に向かうように設定することでコンプレッサの胴心を把持中心に合わせることができる。斯かる状態で円周切断ユニットに移動させて最初にコンプレッサの一端部の周囲にチップソーを周回させて倣い旋回させることによりコンプレッサケーシング端部の切断が行われる。次いでコンプレッサを水平反転させてケーシングの他端部の切断を同様に行うことで、コンプレッサのケーシング両端が除去されたものとなる。この端部切断の時に、ソー手段に回転歯とその切り込み深さを規定する自由回転リングを設けることにより、ケーシング肉厚以上の切り込みをつけることはなくなり、かつリングがケーシング表面を回転するので摩擦を生じない。また、スプリングダンパを搭載しているので、ケーシング断面が円形以外の楕円形状の場合にも充分に外形の形状に追随して切断処理ができる。その後、チップソーを持つ直線切断ユニットを走行移動させてコンプレッサケーシングの胴部頂面を縦割り切断してコンプレッサケーシングの解体処理を終える。

このようなことから、本発明によれば、火気を使用せずに迅速かつ安全にコンプレッサケーシングを解体処理できる。特に、レシプロ型コンプレッサやロータリ型コンプレッサなどサイズや形態が異なっても自動的にその形態に追随して解体処理でき、かつ、内蔵部品の損傷を招くことなくコンプレッサケーシングのみを切断分解できる。

以下に、本発明に係るコンプレッサケーシング解体装置および解体方法の具体的実施の形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
図１は実施形態に係るコンプレッサケーシング解体装置の概略構成を示す斜視図であり、図２以下の図は各構成要素の詳細図である。

図示のように、実施形態に係るコンプレッサケーシング解体装置は、大きく分けてコンプレッサ１０を把持するクランプユニット１２と、ケーシング端部を切断処理する円周切断ユニット１４と、コンプレッサ１０の胴部を縦切断する直線切断ユニット１６とから構成されている。そして、これらのユニットに対し、次のような処理を行わせることで簡単に解体処理ができるようにしている。

すなわち、まず、クランプユニット１２にて、コンプレッサ１０の胴部分を一対のクランプ爪により挟持して水平保持させる。このとき、把持中心軸にコンプレッサ１０の胴心軸が一致するようにクランプさせる。そして、クランプユニット１２を走行させて、コンプレッサ１０の一端部を円周切断ユニット１４の規定位置に移動させる。このとき、クランプユニット１２の把持中心は円周切断ユニット１４のソー手段２０の旋回中心に一致するように予め設定されている。次いで、ソー手段２０を構成しているチップソーをコンプレッサ１０の周囲に倣い旋回させながらケーシング端部の切断を行う。次いでクランプユニット１２を後退移動させてコンプレッサ１０を水平反転させてケーシング他端部を円周切断ユニット１４に向け、再度前進移動してその端部の切断を行う。これによりコンプレッサ１０のケーシングは両端が切断された状態になる。その後、クランプユニット１２を元の位置に戻して固定し、今度は円周切断ユニット１４と同じソー手段２０としてのチップソーを持つ直線切断ユニット１６を走行移動させてコンプレッサケーシングの胴部頂面を縦割り切断する。これにより、内部に圧入されていた部品を取り出すことができる。切断に用いるソー手段は基本的にはチップソーなどの回転歯を用いればよい。切り込み深さが過大になると内蔵部品を損傷してしまうので、ケーシングの肉厚相当部分が切断できるように回転歯に規制リングを併設する。このリングは自由回転リングとして、ケーシング上を転動できるようにしておくことで摩擦のない切断案内ができる。このような一連の処理により簡単にコンプレッサケーシングの解体処理を実現できる。

以下に、各構成ユニット１２，１４，１６の具体的構成を説明する。
図２〜５はクランプユニット１２の詳細を示している。このクランプユニット１２は装置床上に敷設された走行レール２２に沿って移動できる走行台車２４を有している。走行台車２４の駆動手段は、一対のレール２２間にボールネジ２６を配置し、このボールネジ２６の一端部側に設けたモータ２８で回転することによりスライダ３０を移動可能としておき、この移動するスライダ３０を走行台車２４の下面部にて連結した構成となっている（図２，４）。

走行台車２４上には旋回テーブル３２が搭載されており、図５に示す旋回モータ３４により、後述のクランプ機構により把持されたコンプレッサ１０を水平回転できるようにし（実質的には１８０度の往復回転）、コンプレッサ１０のケーシング端部を円周切断ユニット１４に交互に向けられるようにしている。

旋回テーブル３２上にはクランプ機構３８が搭載されている。これは一対のクランプ爪４０（４０ａ、４０ｂ）を１８０度対向させて把持中心Ｃに向けて出入駆動できるようにしている。クランプ機構３８は旋回テーブル３２に固定されているクランプフレーム３６に保持されているが、一方を高く、他方を低く設定することによって、クランプ爪４０の操作移動方向の延長線を傾斜させている。この実施形態では、クランプ爪４０の操作移動方向線を把持中心周りに３０度傾けており、前記直線切断ユニット１６の設置スペースの小型化を図っている。

クランプ爪４０の操作駆動は、クランプ爪４０が取り付けられるエアシリンダ４２とこれを駆動するモータ４４によって行う。これらの駆動手段は、把持中心Ｃを挟んで対向している平行な面板４６（４６ａ、４６ｂ）に装備し、前記クランプフレーム３６に固定している。クランプフレーム３６は拡開されたＵ字形状とされ、一方を高くしてこれに高所面板４６ａを把持中心Ｃに対向させるように取り付け、他方を低くしてこれに低所面板４６ｂを同様に取り付けるようにしている。これによりクランプ爪４０の操作移動方向が把持中心周りに３０度傾けて配置している。

ところで、一対のクランプ爪４０ａ、４０ｂは、各々ベルクランク状に屈曲されているが、図２に示すように、両者とも下側延長部を上側より長くし、コンプレッサ１０の下側で互いのクランプ爪４０同士が噛み合うようにして、コンプレッサ１０のサイズの違いに拘わらす、挟持固定した状態では、コンプレッサ１０の胴心が把持中心Ｃに一致するようにしている。このため、図３に示すように、下側クランプ爪４０ｂは二股フォーク状に形成され、上側クランプ爪４０ａは二股フォークのスキマに嵌入するブレード状の単板部材により形成され、両者の交差する噛み合い点が、把持中心Ｃをもつ円の半径方向に沿った軌跡を形成するように設定され、サイズの如何に拘わらず、コンプレッサ１０の胴心が把持中心Ｃに一致するように設定している。

次に、図６〜８図に円周切断ユニット１４を示す。この円周切断ユニット１４はコンプレッサ１０のケーシング端部を切断除去するもので、水平軸回りに周回可能な一対のソー手段２０を備えている。まず、この円周切断ユニット１４は、装置床上に支柱４８を立設している。当該支柱４８には、垂直面に沿って回転できるようにホルダフレーム５０を回転軸５２によって支持している。ホルダフレーム５０は矩形状に形成され、長手方向に沿った両端部分に前記ソー手段２０を装備している。回転軸５２の回転によってホルダフレーム５０とともにソー手段２０は周回運動可能となる。このソー手段２０の周回のための駆動は、支柱４８の背面部側に取り付けたモータ５４により行われる。回転軸５２の回転中心、すなわちソー手段２０の旋回中心は、前述したクランプユニット１２の把持中心Ｃと一致するように設定されており、したがって、クランプユニット１２により保持されてくるコンプレッサ１０の胴心を中心にソー手段２０が周回できるものとなっている。

上記ソー手段２０はホルダフレーム５０に一対取り付けられているが、その間隔を調整できるようになっており、解体対象のコンプレッサ１０のサイズに合わせて周回半径を変更可能である。ホルダフレーム５０の前面部には、図８に示しているように、ガイドレール５６が形成され、これに沿ってスライドテーブル５８を移動できるようにしている。スライドテーブル５８はホルダフレーム５０の外端に固定したエアシリンダ６０のロッドにスプリングダンパ６２を介して連結され、当該エアシリンダ６０のロッド伸縮操作によりスライドテーブル５８の位置が決められる。スライドテーブル５８にはソー手段２０が搭載され、テーブル前面に配置した回転歯としてのチップソー６４を配備し、裏面側にソーモータ６６を設け、両者を回転軸で連結している。回転軸部はスライドテーブル５８にて軸受支持される。

ソー手段２０の具体的構成を図９〜図１０に示している。ホルダフレーム５０（二点鎖線にて図示）の端部にエアシリンダ６０が固定され、そのロッド６８の端部にスプリングダンパ６２を介してスライドテーブル５８を連結している。スプリングダンパ６２は圧縮コイルスプリング７０を伸縮ケース７２に内蔵したもので、スライドテーブル５８から押圧力を受けたときにコイルスプリング７０が収縮して押圧力の変化を吸収できるようにしている。スプリングダンパ６２はスライドテーブル５８と連結されているが、スライドテーブル５８にはこれを貫通するように、回転軸受７４が固定され、テーブル裏面側に固定したソーモータ６６の回転軸７６と連結されているソーシャフト７８の軸受を行っている。ソーシャフト７８の先端にはチップソー６４が固定され、ソーモータ６６の回転によってチップソー６４を回転駆動する。

ところで、チップソー６４によるコンプレッサケーシングを切断する際、切り込み深さをケーシング肉厚に合わせるようにしなければ、内蔵部品まで切断してしまう。このため、前記ソー手段２０はチップソー６４の切り込み深さを規定するリング８０を前記回転軸受７４の先端外周に取り付けている。規定リング８０を持ち、この規定リング８０がコンプレッサ１０のケーシング外面に当接してチップソー６４がそれ以上ケーシング内部に深入りしないようにしている。また、規定リング８０は回転軸受７４にガイドローラブッシュ８２を介して取り付けられ、チップソー６４とは独立して自由回転できるように回転軸受７４に取り付けられている。切り込み深さはこの規定リング８０を交換することで任意に設定変更できる。

図１１〜１２に直線切断ユニット１６の構成を示す。この直線切断ユニット１６は、前記クランプユニット１２に把持されたコンプレッサ１０の胴長方向に沿ってケーシング外面を直線移動可能なソー手段を備えている。ソー手段は前述した円周切断ユニット１４のソー手段２０と同一の構成である。

この直線切断ユニット１６は、クランプユニット１２と同様に、装置床上に敷設された走行レール８４に沿って移動できる台車８６を有している。走行台車８６の駆動手段は、一対のレール８４間にボールネジを配置し、このボールネジの一端部側に設けたモータ８８で回転することによりスライダ３０を移動可能としておき、この移動するスライダ３０を走行台車２４の下面部にて連結した構成となっている（図１２）。台車８６の走行方向はクランプユニット１２の走行方向と平行となるように設定されている。走行台車８６にはフレーム支柱９０が立設され、前傾姿勢となるように上部を傾斜させた支柱構成となっている。フレーム支柱９０の上部には垂直面に沿ったソー支持板９２を形成し、ここにソー手段２０を搭載している。ソー手段２０は、図９〜図１０に示している場合と同様に構成されており、ソー支持板９２にエアシリンダ６０とスプリングダンパ６２を介してスライドテーブル５８を昇降移動できるようにしておき、当該スライドテーブル５８にソー手段２０を搭載している。その他の構成も図９〜図１０の場合と同じである。

図１３は直線切断ユニット１６とクランプユニット１２との配置関係を示しており、直線切断ユニット１６のチップソー６４はコンプレッサ１０の胴部頂面に当たって縦割り切断できるようになっている。

このように構成されたコンプレッサケーシング解体装置は、最初に、クランプユニット１２により、コンプレッサ１０の胴部分をクランプする。クランプ爪４０はその挟み込み動作により、自動的にコンプレッサ１０の胴心を把持中心に合わせる。この状態から、クランプユニット１２を走行させ、円周切断ユニット１４に向けて移動する。円周切断ユニット１４はエアシリンダ６０を作用させてチップソー６４をコンプレッサケーシングの端部に押し当て、周回しながら端部の切断をなす。一方の端部の切断が終了した後、クランプユニット１２を後退させ、把持しているコンプレッサ１０を１８０度水平回転させる。そして、再度、円周切断ユニット１４に向かい、同様に他方の端部切断をなす。コンプレッサ１０の両端切断が終了したならば、クランプユニット１２を後退させて原位置に復帰させ、今度は直線切断ユニット１６を走行移動させる。この直線切断ユニット１６のチップソー６４はコンプレッサケーシングの胴頂面に一致しているので、ケーシングは縦割り切断される。これによって、コンプレッサケーシングは完全に解体されることになる。この一連の処理は図示しない制御手段によりシーケンスで行わせればよい。
なお、チップソー６４に代えて任意の回転歯を用いることができる。

本願発明は、家電製品のコンプレッサの解体処理産業に利用できる。

実施形態に係るコンプレッサケーシング解体装置の概略構成を示す斜視図である。 クランプユニットの正面図である。 クランプユニットのクランプ機構の平面図である。 クランプユニットの側面図である。 クランプユニットの走行台車部分の平面図である。 回転切断ユニットの平面図である。 回転切断ユニットの側面図である。 回転切断ユニットのホルダフレーム部分の正面図である。 ソー手段の詳細断面図である。 図９の平面図である。 直線切断ユニットの部分平面図である。 直線切断ユニットの側面図である。 直線切断ユニットとクランプユニットの配置構成図である。

符号の説明

１０………コンプレッサ、１２………クランプユニット、１４………円周切断ユニット、１６………直線切断ユニット、２０………ソー手段、２２………走行レール、２４………走行台車、２６………ボールネジ、２８………モータ、３０………スライダ、３２………旋回テーブル、３４………旋回モータ、３６………クランプフレーム、３８………クランプ機構、４０………クランプ爪、４２………エアシリンダ、４４………モータ、４６………面板、４８………支柱、５０………ホルダフレーム、５２………回転軸、５４………モータ、５６………ガイドレール、５８………スライドテーブル、６０………エアシリンダ、６２………スプリングダンパ、６４………チップソー、６６………ソーモータ、６８………ロッド、７０………圧縮コイルスプリング、７２………伸縮ケース、７４………回転軸受、７６………モータ回転軸、７８………ソーシャフト、８０………規定リング、８２………ガイドローラブッシュ、８４………走行レール、８６………走行台車、８８………モータ、９０………フレーム支柱、９２………ソー支持板。

Claims (4)

1. 水平軸回りに周回可能なソー手段を備えた円周切断ユニットと、
   前記円周切断ユニットに接離移動可能な走行台車に旋回テーブルを設けると共に、当該旋回テーブルにはコンプレッサの胴心が前記ソー手段の周回中心と同軸上となるように把持するクランプ機構を有してなるクランプユニットと、
   前記クランプユニットに把持されたコンプレッサの胴長方向に沿ってケーシング外面を直線移動可能なソー手段を備えた直線切断ユニットと、
   からなり、
   前記円周切断ユニットにおけるソー手段は周回半径位置を可変とするとともに、スプリングダンパを介してコンプレッサ外面に当接可能とされ、コンプレッサケーシングの外形形状に追随可能とされていること、
   を特徴とするコンプレッサケーシング解体装置。
2. 前記ソー手段は回転歯と当該回転歯の切り込み深さを規定するリングを持ち、このリングがコンプレッサケーシングに当接して自由回転できるようにされていることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサケーシング解体装置。
3. 前記クランプユニットにおけるクランプ機構はベルクランク状に形成された一対のクランプ爪からなり、クランプ爪同士の噛み合い点が把持中心に向かう軌跡を形成するように設定され、ケーシング胴心を把持中心に合わせるようにしていることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサケーシング解体装置。
4. スプリングダンパを介してコンプレッサ外面に当接可能とされ、コンプレッサケーシングの外形形状に追随可能とされているソー手段を備えた円周切断ユニットと直線切断ユニットを用い、コンプレッサの胴部分をクランプして前記円周切断ユニットにてそのソー手段をコンプレッサの周囲に倣い周回させながらケーシング端部の切断を行い、次いでコンプレッサを水平反転させてケーシング他端部の切断を行い、その後、前記直線切断ユニットを走行移動させてそのソー手段によりコンプレッサケーシングの胴部頂面を縦割り切断してコンプレッサケーシングの解体処理をなすことを特徴とするコンプレッサケーシング解体方法。

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