(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023075625
(43)【公開日】2023-05-31
(54)【発明の名称】部品剥離ユニット及び破砕装置
(51)【国際特許分類】
B02C 13/16 20060101AFI20230524BHJP
B09B 3/20 20220101ALI20230524BHJP
【ＦＩ】
B02C13/16 ZAB
B09B3/00 301Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021188641
(22)【出願日】2021-11-19
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構、「物理選別による廃電子基板からの製錬忌避元素の低減技術の開発」委託研究、産業技術力強化法（平成１２年法律第４４号）第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(72)【発明者】
【氏名】大木 達也
(72)【発明者】
【氏名】野口 智弘
【テーマコード（参考）】
4D004
4D065
【Ｆターム（参考）】
4D004AA24
4D004BA05
4D004BA10
4D004CA04
4D004CB13
4D004DA03
4D065AA17
4D065BB03
4D065EB20
4D065EE08
4D065EE12
4D065EE19
(57)【要約】
【課題】基板から剥離対象の部品を効率よく剥離する部品剥離ユニット及び破砕装置を提供すること。
【解決手段】円筒状の側壁及び平面視で円形状の底壁をもつ破砕容器と、底壁の中央の箇所に設けられた回転支持部と、を有する破砕装置の、回転支持部に取り付けられる部品剥離ユニット。部品剥離ユニットは、可撓性を有し、回転支持部に一端部が取り付けられる線状部材と、線状部材の他端部に連結される打撃部材と、を有する。打撃部材は、線状部材に連結される連結部と、連結部の線状部材とは反対側に接続され、柱状に形成された柱状部と、を有する。柱状部は、その長さが線状部材の幅よりも長くなるように形成されている。
【選択図】図２
【解決手段】円筒状の側壁及び平面視で円形状の底壁をもつ破砕容器と、底壁の中央の箇所に設けられた回転支持部と、を有する破砕装置の、回転支持部に取り付けられる部品剥離ユニット。部品剥離ユニットは、可撓性を有し、回転支持部に一端部が取り付けられる線状部材と、線状部材の他端部に連結される打撃部材と、を有する。打撃部材は、線状部材に連結される連結部と、連結部の線状部材とは反対側に接続され、柱状に形成された柱状部と、を有する。柱状部は、その長さが線状部材の幅よりも長くなるように形成されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒状の側壁及び平面視で円形状の底壁をもつ破砕容器と、前記底壁の中央の箇所に設けられた回転支持部と、を有する破砕装置の、前記回転支持部に取り付けられる部品剥離ユニットであって、
可撓性を有し、前記回転支持部に一端部が取り付けられる線状部材と、
前記線状部材の他端部に連結される打撃部材と、を有し、
前記打撃部材は、
前記線状部材に連結される連結部と、
前記連結部の前記線状部材とは反対側に接続され、柱状に形成された柱状部と、を有し、
前記柱状部は、柱軸方向の長さが前記線状部材の幅よりも長くなるように形成されている、部品剥離ユニット。
可撓性を有し、前記回転支持部に一端部が取り付けられる線状部材と、
前記線状部材の他端部に連結される打撃部材と、を有し、
前記打撃部材は、
前記線状部材に連結される連結部と、
前記連結部の前記線状部材とは反対側に接続され、柱状に形成された柱状部と、を有し、
前記柱状部は、柱軸方向の長さが前記線状部材の幅よりも長くなるように形成されている、部品剥離ユニット。
【請求項2】
前記柱状部は、柱軸方向の長さが４０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下である、請求項１に記載の部品剥離ユニット。
【請求項3】
前記打撃部材は、
前記柱状部の前記連結部とは反対側に連結され、柱状に形成された調整部材をさらに有し、
前記調整部材は、柱軸方向の長さが前記線状部材の幅よりも長くなるように形成されている、請求項１又は２に記載の部品剥離ユニット。
前記柱状部の前記連結部とは反対側に連結され、柱状に形成された調整部材をさらに有し、
前記調整部材は、柱軸方向の長さが前記線状部材の幅よりも長くなるように形成されている、請求項１又は２に記載の部品剥離ユニット。
【請求項4】
円筒状の側壁及び平面視で円形状の底壁をもつ破砕容器と、前記底壁の中央の箇所に設けられた回転支持部と、を有する破砕装置の、前記回転支持部に取り付けられる部品剥離ユニットであって、
可撓性を有し、前記回転支持部に一端部が取り付けられる線状部材と、
前記線状部材の他端部に連結される連結部と、前記連結部の前記線状部材とは反対側に接続され、柱状に形成された柱状部と、前記柱状部の前記連結部とは反対側に連結され、柱状に形成された調整部材と、を備える打撃部材と、を有し、
前記調整部材は、柱軸方向の長さが前記線状部材の幅よりも長くなるように形成されている、部品剥離ユニット。
可撓性を有し、前記回転支持部に一端部が取り付けられる線状部材と、
前記線状部材の他端部に連結される連結部と、前記連結部の前記線状部材とは反対側に接続され、柱状に形成された柱状部と、前記柱状部の前記連結部とは反対側に連結され、柱状に形成された調整部材と、を備える打撃部材と、を有し、
前記調整部材は、柱軸方向の長さが前記線状部材の幅よりも長くなるように形成されている、部品剥離ユニット。
【請求項5】
前記調整部材は、柱軸方向の長さが、前記柱状部の柱軸方向の長さ以上である、請求項３又は４に記載の部品剥離ユニット。
【請求項6】
前記調整部材は、柱軸方向の長さが４０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下である、請求項３～５の何れか一項に記載の部品剥離ユニット。
【請求項7】
前記打撃部材の前記線状部材とは反対側の端面と破砕容器の側壁の内面との間の距離であるクリアランスは、前記破砕容器に投入される被破砕物のサイズ及び剥離対象の部品の高さに基づいて設定される、請求項１～６の何れか一項に記載の部品剥離ユニット。
【請求項8】
円筒状の側壁及び平面視で円形状の底壁をもつ破砕容器と、
前記底壁の中央の箇所に設けられた回転支持部と、
前記回転支持部に取り付けられる請求項１～７の何れか一項に記載の部品剥離ユニットと、を有する、破砕装置。
前記底壁の中央の箇所に設けられた回転支持部と、
前記回転支持部に取り付けられる請求項１～７の何れか一項に記載の部品剥離ユニットと、を有する、破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リサイクルの対象となる廃製品に備わる基板から部品を剥離する部品剥離ユニット及び破砕装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、破砕容器に投入された被破砕物を破砕する破砕装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の破砕装置は、破砕容器底部の回転軸に設けられた線状体の回転により被破砕物を破砕するようになっている。
【0003】
ところで、リサイクルを念頭に置いた場合、廃製品とはいえ、必ずしも粉々に破砕すべきではない場合もある。例えば、基板に装着されている部品を該基板から剥離したい場合は、基板を過度に破砕することなく部品を剥離できるよう、被破砕物に対する打撃力を調整する必要がある。この点、特許文献１のような破砕装置は、チェーン等からなる線状体の先端部が基板上の部品に衝突すれば、その部品の剥離に成功することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００２－３２０８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１のような破砕装置では、基板上の部品に、チェーンの先端部だけが衝突する。つまり、従来のように、線状体を基板上の部品に衝突させる構成では、該部品に衝突し得る部分の面積が小さいため、部品を効率よく剥離することはできない。こうした実情を踏まえ、基板から部品を効率よく剥離する部品剥離ユニット及び破砕装置が望まれている。
【0006】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、基板から剥離対象の部品を効率よく剥離する部品剥離ユニット及び破砕装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る部品剥離ユニットは、円筒状の側壁及び平面視で円形状の底壁をもつ破砕容器と、底壁の中央の箇所に設けられた回転支持部と、を有する破砕装置の、回転支持部に取り付けられる部品剥離ユニットであって、可撓性を有し、回転支持部に一端部が取り付けられる線状部材と、線状部材の他端部に連結される打撃部材と、を有し、打撃部材は、線状部材に連結される連結部と、連結部の線状部材とは反対側に接続され、柱状に形成された柱状部と、を有し、柱状部は、その長さが線状部材の幅よりも長くなるように形成されている。
【0008】
本発明の一態様に係る破砕装置は、円筒状の側壁及び平面視で円形状の底壁をもつ破砕容器と、底壁の中央の箇所に設けられた回転支持部と、回転支持部に取り付けられる上記の部品剥離ユニットと、を有するものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、線状部材に連結される打撃部材が連結部及び柱状部を有すると共に、柱状部の長さが線状部材の幅よりも長くなっていることから、基板上の部品に衝突させる部分の面積を相対的に大きくすることができるため、基板から剥離対象の部品を効率よく剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態に係る破砕装置の構成を概略的に例示した構成図である。
【図6】本実施の形態における種々の部品剥離ユニットとチェーンとを剥離率の観点から比較したグラフである。
【図9】本発明の実施の形態の変形例１に係る部品剥離ユニットの一例を示す概略構成図である。
【図10】本発明の実施の形態の変形例２に係る部品剥離ユニットの一例を示す概略構成図である。
【図11】本発明の実施の形態の変形例２に係る部品剥離ユニットの他の例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施の形態．
図１～図３を参照して、本発明の実施の形態における破砕装置及び部品剥離ユニットの構成例について説明する。図１に示すように、破砕装置１００は、円筒状の側壁４１と、平面視で円形状の底壁４２と、を備えた破砕容器４０を有している。
図１～図３を参照して、本発明の実施の形態における破砕装置及び部品剥離ユニットの構成例について説明する。図１に示すように、破砕装置１００は、円筒状の側壁４１と、平面視で円形状の底壁４２と、を備えた破砕容器４０を有している。
【0012】
破砕容器４０には、側壁４１の上端部に設けられた第１連結部４１ａを介して、開閉式の上蓋５０が取り付けられている。上蓋５０は、破砕容器４０の上部の開口を開閉可能に設けられている。上蓋５０は、被破砕物が投入される投入フード５１と、投入フード５１に投入された被破砕物が通過する投入ゲート５２と、を有している。つまり、投入フード５１から投入された被破砕物は、投入ゲート５２を通じて破砕容器４０に入る。
【0013】
また、破砕容器４０は、側壁４１の下方の一部に設けられた開口である排出ゲート４５を有している。そして、破砕容器４０には、側壁４１の高さ方向における中央の箇所に設けられた第２連結部４１ｂを介して、排出ゲート４５を開閉する排出フード５５が設けられている。
【0014】
破砕装置１００は、破砕容器４０を支持する架台７０を有している。架台７０は、台座部７１と、台座部７１の上部に接続された支持部７２と、を有している。架台７０は、支持部７２の上端部が破砕容器４０の底壁４２に固定されている。破砕装置１００は、破砕容器４０の下部における架台７０の中央の位置に駆動機構部８０を有している。駆動機構部８０は、モータ８１と、モータ８１に連結された軸部８２と、を含んで構成されている。軸部８２の破砕容器４０側の端部には、回転支持部８５が連結されている。回転支持部８５は、底壁４２の中央の箇所に設けられており、モータ８１の駆動により動作する軸部８２に連動して回転する。
【0015】
破砕装置１００は、駆動機構部８０の動作を管理する操作制御装置９０を有している。操作制御装置９０は、例えば、操作部９１と、制御部９２と、を含んで構成される。操作部９１は、例えば、モータ８１の駆動を指示する駆動ボタンや、モータ８１の駆動停止を指示する停止ボタンなどを含んで構成される。操作部９１は、モータ８１の回転数（周波数）を設定し調整する操作を受け付けるものであってよい。操作部９１は、ユーザによる操作を受け付け、受け付けた操作の内容に応じた操作信号を制御部９２へ送信する。制御部９２は、例えばインバータによりモータ８１の回転数を制御するものである。制御部９２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置と、該演算装置の動作プログラムなどの種々の情報を記憶する記憶装置と、により構成される。
【0016】
操作制御装置９０は、架台７０に併設される必要はなく、破砕装置１００の本体部から離れた位置に設けられてもよい。操作制御装置９０は、有線に限らず、無線によって駆動機構部８０を制御するものであってもよい。操作制御装置９０は、破砕装置１００の外部構成であってもよい。
【0017】
破砕装置１００は、回転支持部８５に取り付けられる部品剥離ユニット１０を有している。部品剥離ユニット１０は、可撓性を有し、回転支持部８５に一端部２１が取り付けられる線状部材２０と、線状部材２０の他端部２２に連結される打撃部材３０と、を有している。すなわち、破砕装置１００は、被破砕物を破砕する機能だけでなく、被破砕物から部品を剥離する機能を有している。ここで、「可撓性」とは、物質が外力によってしなやかにたわむ性質のことをいい、部分的に屈曲するチェーン（鎖）も、全体としては可撓性を有しているため、線状部材２０に相当する。もっとも、線状部材２０としては、チェーンに限らず、ワイヤーロープやリンク材などを採用してもよい。ただし、チェーンは、強度及び交換容易性などの観点から、線状部材２０として好適に用いることができる。本実施の形態では、線状部材２０として、環状の部品である環状部材を複数つなげて形成されたチェーンを例示している。
【0018】
部品剥離ユニット１０は、回転支持部８５の回転に伴い、底壁４２の上面と平行な状体で旋回する。以降では、部品剥離ユニット１０が回転支持部８５の回転に伴って旋回している状態を「旋回状態」という。また、旋回状態のように、線状部材２０の一端部２１から打撃部材３０までが真っ直ぐになった状態において、線状部材２０の一端部２１と打撃部材３０の中心とを結ぶ方向を「延伸方向」という。
【0019】
図２に示すように、打撃部材３０は、線状部材２０に連結される連結部３１と、連結部３１の線状部材２０とは反対側に接続され、柱状に形成された柱状部３２と、を有している。図２に例示する連結部３１は、板状に形成され、線状部材２０が連結される側に切欠きが形成されている。つまり、連結部３１は、平面視でＵ字状又は凹形状となっている。線状部材２０と連結部３１とは、連結部材１０ａにより連結されている。図２では、連結部材１０ａとして、ボルトを例示している。具体的には、例えば、連結部３１の切欠きによって二股に分かれた一方と他方の部分にネジ穴が形成される。そして、一方の部分のネジ穴を貫通した連結部材１０ａが、線状部材２０の他端部２２を含む環状部材の内側を通り、他方の部分のネジ穴に螺入されることにより、線状部材２０と連結部３１とが連結される。換言すると、連結部３１は、断面Ｕ字状又は断面凹形状に形成されており、直方体状の基部３１ａと、基部３１ａの線状部材２０側の面に間隔をあけて接続された一対の支部３１ｂと、を有している。一対の支部３１ｂの間には、棒状の連結部材１０ａが着脱自在に連結される。
【0020】
連結部３１は、その幅Ｗ１が線状部材２０の幅Ｗ０よりも長くなるように形成されている。線状部材２０としては、例えば幅Ｗ０が２８ｍｍのチェーンを採用することができる。なお、旋回状態の部品剥離ユニット１０において、連結部３１の幅Ｗ１は、延伸方向に垂直な方向（後述の柱軸方向に平行な方向）の幅であり、厚みとは異なる。柱状部３２は、柱状に延びる方向である柱軸方向に沿った長さＷ２が、線状部材２０の幅Ｗ０及び連結部３１の幅Ｗ１よりも長くなるように形成されている。柱状部３２の厚みは、連結部３１の厚みと等しくなっている。本実施の形態において、連結部３１と柱状部３２とは一体的に形成されている。図２の構成の場合、柱状部３２の長さＷ２のことを「打撃部材３０の幅」ともいう。
【0021】
図３に例示するように、部品剥離ユニット１０における打撃部材３０は、柱状部３２の連結部３１とは反対側に連結され、柱状に形成された調整部材３５を有していてもよい。調整部材３５は、柱状に延びる方向である柱軸方向に沿った長さＷ５が、線状部材２０の幅Ｗ０、連結部３１の幅Ｗ１、及び柱状部３２の長さＷ２よりも長くなるように形成されている。調整部材３５は、その柱軸方向が、柱状部３２の柱軸方向と平行になるよう、ボルトなどの締結具によって柱状部３２に取り付けられる。図３の構成の場合、調整部材３５の長さＷ５のことを「打撃部材３０の幅」ともいう。ここで、図３のように打撃部材３０が調整部材３５を有する場合、柱状部３２は、長さＷ２が線状部材２０の幅Ｗ０以下となるように形成してもよい。
【0022】
ここで、打撃部材３０において、線状部材２０とは反対側の端面のことを打撃側端面３０ｅという。図２の打撃部材３０における打撃側端面３０ｅは、柱状部３２の連結部３１とは反対側の端面である。図３の打撃部材３０における打撃側端面３０ｅは、調整部材３５の連結部３１及び柱状部３２とは反対側の端面である。
【0023】
打撃部材３０は、例えば、安価で成形しやすく、強度が高いステンレス材を用いて形成することができる。打撃部材３０は、鉄材を用いて形成してもよい。打撃部材３０は、アルミ材を用いて形成してもよい。アルミ材からなる打撃部材３０は、ステンレス材からなる打撃部材３０よりも強度は落ちるが、重量が軽くなるため、打撃力を抑えることができる。打撃部材３０は、銅材あるいは真鍮材などを用いて形成してもよいが、コストの観点からは、ステンレス材の方が好ましい。打撃部材３０は、耐摩耗性等の観点から、タングステンカーバイド、シリコンカーバイド、ジルコニア、もしくはアルミナなどを用いて形成してもよい。もっとも、打撃部材３０は、打撃力の調整等を行うために、上記の各材料などを適宜組み合わせて形成してもよい。図３に例示する打撃部材３０にあっては、連結部３１及び柱状部３２と、調整部材３５とを、異なる材料により形成してもよい。
【0024】
次に、図４及び図５を参照して、旋回状態の部品剥離ユニット１０と破砕容器４０の側壁４１との位置関係について説明する。図４では、２つの部品剥離ユニット１０が取り付けられた破砕装置１００を部分的に例示しており、図５では、１つの部品剥離ユニット１０が取り付けられた破砕装置１００を部分的に例示している。図４及び図５では、図２の部品剥離ユニット１０を例示しているが、図３の部品剥離ユニット１０と破砕容器４０の側壁４１との位置関係も同様であり、適宜調整可能となっている。なお、破砕装置１００は、図４のように、２つの部品剥離ユニット１０を取付可能に構成されてもよく、１つの部品剥離ユニット１０だけを取付可能に構成されてもよい。もっとも、破砕装置１００は、３つ以上の部品剥離ユニット１０を取付可能に構成されてもよい。
【0025】
回転支持部８５は、平面視で円形状の第１部材８６と、第１部材８６の下方に設けられる平面視で円形状の第２部材８７と、を有している。第１部材８６と第２部材８７とは、軸部８２に連結されている。回転支持部８５は、第１部材８６の外周部から第２部材８７の外周部に亘って設けられる支持棒８８を有している。図４では、２つの部品剥離ユニット１０を取り付け可能な回転支持部８５を例示しているため、回転支持部８５は、２つの支持棒８８を有している。支持棒８８は、第１部材８６と第２部材８７とに連結され、少なくとも一方の端部の連結状態が解除可能となっている。かかる構成により、線状部材２０の一端部２１を含む環状部材の内側に支持棒８８を通すことができ、部品剥離ユニット１０を回転支持部８５に連結することができる。例えば、線状部材２０としてワイヤー等を採用した場合、ワイヤー等の一端部及び他端部に、支持棒８８を通すことができる環状部を形成し、あるいは環状の部材を接続するとよい。
【0026】
打撃部材３０の線状部材２０とは反対側の端面である打撃側端面３０ｅと破砕容器の側壁４１の内面との間の距離であるクリアランスＣは、破砕容器４０に投入される被破砕物のサイズ及び剥離対象の部品（対象部品）の高さに基づいて設定される。すなわち、部品剥離ユニット１０の長さＴ０は、旋回状態の部品剥離ユニット１０における打撃側端面３０ｅと側壁４１の内面との間の距離であるクリアランスＣが、対象部品の剥離用に決められた距離となるよう設定される。なお、クリアランスＣは、部品剥離ユニット１０の旋回状態において、側壁４１の内側の半径である内半径Ｒから、破砕容器４０の中心と打撃側端面３０ｅとの間の距離である距離Ｔ１を引いた長さに相当する。破砕容器４０の中心は、回転支持部８５の回転中心と一致する。図４に示すように、長さＴ０、距離Ｔ１、及び内半径Ｒは、何れも、破砕容器４０の径方向に沿った長さである。
【0027】
より具体的に、クリアランスＣは、被破砕物の形状・大きさ等、及び被破砕物に実装されている対象部品の種類・大きさ等に応じて設定される。図５では、被破砕物として、対象部品である電子素子５ｓ等がベースボード５ｂに実装されて形成された基板５を例示している。この場合、クリアランスＣは、例えば、ベースボード５ｂの厚みである板厚ｄ、優先的に剥離したい電子素子５ｓの高さである素子高Ｓ、及びベースボード５ｂの背面が破砕容器４０の側壁４１に接触した状態での、ベースボード５ｂの底面の中心位置から側壁４１の内面までの距離である基板中心距離Ｋに応じて決められる。基板中心距離Ｋは、基板幅Ｗなどによって決まる。
【0028】
例えば、破砕容器４０の内径（２Ｒ）が７００ｍｍであり、基板幅Ｗが２５０ｍｍである場合、基板中心距離Ｋは２３ｍｍ程度となる。そして、ベースボード５ｂの板厚ｄが１．６ｍｍであり、電子素子５ｓの素子高Ｓが５ｍｍ～２５ｍｍの場合、クリアランスＣは、２７ｍｍ～４０ｍｍ程度に設定される。なお、破砕容器４０に基板を投入すると、基板は、旋回する部品剥離ユニット１０に弾き飛ばされ、図５の例のように側壁４１に追いやられる。そして、電子素子５ｓに打撃部材３０が衝突することにより、基板から電子素子５ｓが剥離される。
【0029】
続いて、図６～図８を参照して、２つの部品剥離ユニット１０を取り付けた破砕装置１００による対象部品の剥離率について説明する。ここで、基板に対し面接触的に実装され、かつ接触面積が比較的大きいＩＣ等の部品は、部品剥離ユニット１０との衝突や破砕容器４０との衝突による基板の湾曲に起因して剥離されることがある。すなわち、このような部品は、直接的な打撃を加えなくても剥離されることがある。一方、例えばアルミ電解コンデンサのような、基板に対し点接触的に実装される部品、つまり極めて狭い面積で基板に接触している部品にあっては、基板の湾曲程度では剥離されない。つまり、こうした部品は、部品剥離ユニット１０などが直接的に衝突しない限り、剥離することが困難である。
【0030】
ここで、本実施の形態における部品剥離ユニット１０及び破砕装置１００の利点を明示すべく、基板からのアルミ電解コンデンサの剥離率について、従来構成も交えて比較検証する。図６～図８には、本実施の形態における種々の部品剥離ユニット１０及びチェーンを搭載した破砕装置１００による基板からのアルミ電解コンデンサの剥離率を示す。
【0031】
図６は、本実施の形態における種々の部品剥離ユニット１０とチェーンとを剥離率の観点から比較したグラフである。図６では、破砕時間［ｓｅｃ：秒］を横軸にとり、剥離率［％］を縦軸にとったグラフである。破砕時間とは、被破砕物を破砕容器４０に投入した上で、回転支持部８５に取り付けた部品剥離ユニット１０又はチェーンを回転させた時間のことである。図６の実測にあたっては、図２の構成に係る部品剥離ユニット１０として、打撃部材３０の幅（柱状部３２の長さＷ２）が７０ｍｍのもの（以下、部品剥離ユニット１０Ａともいう。）を用い、図３の構成に係る部品剥離ユニット１０として、打撃部材３０の幅（調整部材３５の長さＷ５）が１５０ｍｍのもの（以下、部品剥離ユニット１０Ｂともいう。）を用いた。また、これらに対する比較例として、幅が２８ｍｍのチェーン（以下、従来型チェーンという。）を用いた。従来型チェーンの幅は、線状部材２０の幅Ｗ０に対応すると共に、打撃部材の幅に相当する。
【0032】
各部品剥離ユニット１０は、何れも、回転数７２９ｒｐｍで旋回させ、従来型であるチェーンは、回転数８７５ｒｐｍで旋回させた。なお、従来型チェーンについては、回転数７２９ｒｐｍでは部品を剥離するのに十分な打撃力が得られなかったため、回転数８７５ｒｐｍ］で旋回させた。部品剥離ユニット１０Ａにおいては、クリアランスＣを、２５ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍの４段階で変化させ、剥離率の実測を行った。部品剥離ユニット１０Ｂにおいては、クリアランスＣを２０ｍｍとした。従来型チェーンについては、クリアランスＣを２３ｍｍとした。
【0033】
図６からは、何れの部品剥離ユニット１０も、破砕時間が３６秒を超えると、チェーンのみの場合よりも剥離率が高くなることが分かる。より具体的に、破砕時間が１０秒を経過した時点で、全ての条件の部品剥離ユニット１０Ａの剥離率が、従来型チェーンの剥離率を上回っている。クリアランスＣを４０ｍｍにした部品剥離ユニット１０Ａの場合、そのまま効率よく部品の剥離を継続し、約２４秒で、全ての対象部品の剥離が完了した。クリアランスＣを２５ｍｍにした部品剥離ユニット１０Ａの場合、破砕時間が１０秒の時点では、クリアランスＣが４０ｍｍの場合よりも剥離率が低いものの、その後の剥離効率はクリアランスＣが４０ｍｍの場合と同程度を示している。そして、ほぼ全ての対象部品を約３４秒で剥離でき、全ての対象部品の剥離が約４３秒で完了した。
【0034】
クリアランスＣを４５ｍｍにした部品剥離ユニット１０Ａの場合、少しずつ剥離効率を低下させながらも、ほぼ全ての対象部品を約３２秒で剥離でき、全ての対象部品の剥離が約４２秒で完了した。クリアランスＣを３５ｍｍにした部品剥離ユニット１０Ａの場合は、破砕時間が１０秒を超えてしばらくの間、クリアランスＣが４０ｍｍの場合の同期間と同程度の剥離効率を示している。部品剥離ユニット１０Ｂについては、破砕時間が１０秒の時点では、部品剥離ユニット１０Ａよりも剥離率が低いものの、経過時間に応じてほぼ一定の割合で剥離率の上昇を示し、ほぼ全ての対象部品を約４８秒で剥離でき、全ての対象部品の剥離が約６０秒で完了した。
【0035】
一方、従来型チェーンについては、破砕時間が１０秒の時点で剥離率が４０％になるものの、その後しばらくは剥離率が停滞している。これは、従来型チェーンは、打撃部材の幅が相対的に短いため、その分対象部材への衝突確率が低くなるからだと推察される。したがって、破砕時間が２０秒～３０秒の間は剥離率が比較的上昇しているが、破砕時間が３０秒～６０秒の間は剥離率がほとんど上昇していない、といったように、破砕時間と剥離率との対応関係が不明確である。したがって、対象部品を剥離するための破砕時間の設定が困難であり、しかも、最終的に全ての対象部品を剥離しきれない可能性が高い。
【0036】
また、従来型チェーンの剥離率が一定時間経過後も上がらない原因としては、チェーンが破砕容器の底部に設置されているため、基板の周近傍（上下左右の４辺に沿った部分）に配置された対象部品のみが剥離され、基板の中央部に配置された対象部品が剥離されないことが挙げられる。より具体的に、例えば、被破砕物として平面視正方形状である１辺２５０ｍｍの基板を想定し、従来型チェーンで該基板の縁部分から内側に７５ｍｍの範囲の対象部品を剥離可能と考える。すると、基板の上下左右の各辺それぞれから内側へ７５ｍｍの範囲に配置された対象部品だけが剥離され、中央部の１００ｍｍ角の正方形部分に配置された対象部品は剥離されないことになる。
【0037】
図７は、図６のデータの中からクリアランスＣが同程度のものをピックアップしたグラフである。図７を参照して、各構成につき、６割程度の対象部品の剥離が完了することを目安とし、同一の破砕時間での剥離率を比較する。例えば、破砕時間が２５秒の時点でのアルミ電解コンデンサの剥離率を線形補間により求めると、従来型チェーンで５８．９％、部品剥離ユニット１０Ｂで６１．８％、部品剥離ユニット１０Ａで８４．７％となる。なお、従来型チェーンと、部品剥離ユニット１０Ｂとを比較すると、一時的に従来型チェーンの剥離率が上回ることもある。ただし、上述したとおり、従来型チェーンによる剥離率は、衝突確率の低さ等から安定しないため、全体的にみると、剥離率の観点において、部品剥離ユニット１０Ｂの方が優れているといえる。
【0038】
図８は、図７における破砕時間が２５秒のときの各データをもとに、打撃部材の幅と剥離率とを対応づけたグラフである。図８では、打撃部材の幅［ｍｍ］を横軸にとり、剥離率［％］を縦軸にとっている。図８では、図７において破砕時間が２５秒のときの従来型チェーン、部品剥離ユニット１０Ａ、及び部品剥離ユニット１０Ｂにおける剥離率をプロットすると共に、これら３点を結んだ近似曲線を破線で示している。
【0039】
ここで、従来型チェーンにおける破砕時間２５秒の剥離率５８．９％から約１０％の向上が見込めることを条件として、剥離率７０％以上に対応する打撃部材の幅を、対象部品の剥離に有効な範囲（有効範囲）とする。この場合、図８に示すとおり、打撃部材の幅の有効範囲は、４０ｍｍ～１４０ｍｍとなる。図８によると、打撃部材の幅は、６０ｍｍ～１２０ｍｍにするとより好ましく、８０ｍｍ～１００ｍｍにすると更に好ましいと考えられる。そして、打撃部材の幅は、９０ｍｍ程度にするのが最良であると推察される。
【0040】
以上のように、本実施の形態における部品剥離ユニット１０は、回転支持部８５に一端部２１が取り付けられる線状部材２０と、線状部材２０の他端部２２に連結される打撃部材３０と、を有している。打撃部材３０は、線状部材２０に連結される連結部３１と、柱状に形成された柱状部３２と、を有している。そして、柱状部３２は、柱軸方向の長さＷ２が線状部材２０の幅Ｗ０よりも長くなるように形成されている。すなわち、部品剥離ユニット１０は、打撃部材３０が連結部３１及び柱状部３２を有すると共に、柱状部３２の長さＷ２が線状部材２０の幅Ｗ０よりも長くなっている。よって、被破砕物である基板上の対象部品に衝突させる部分の面積をチェーン等よりも大きくすることができるため、基板から剥離対象の部品を効率よく剥離することができる。柱状部３２は、長さＷ２が２８ｍｍよりも長くなるように形成するとよく、長さＷ２が３０ｍｍ以上となるように形成すると、より好ましい。柱状部３２は、旋回時における安定性の観点から、長さＷ２が１５０ｍｍ以下となるように形成するとよい。
【0041】
ところで、従来のようにチェーンやワイヤーを旋回させる構成では、その先端が対象部品に衝突する確率が低いだけでなく、被破砕物が比較的大きい場合など、一度の衝突で剥離される部品の数が少なくなる。したがって、全ての対象部品あるいは一定数の対象部品を剥離するまでに、多数の衝突が必要となるため、基板が無駄に破砕されることになる。この点、部品剥離ユニット１０は打撃部材３０を有することから、旋回状態において対象部品に衝突し得る面積が従来よりも大きくなるため、対象部品の剥離の効率及び精度を高め、基板の不要な破損等を抑制することができる。
【0042】
また、従来型チェーンを用いる場合、部品との直接打撃の頻度を増やすためには、従来型チェーンと粉砕容器とのクリアランスＣを適切に調整する必要がある。しかしながら、従来型チェーンの長さは、その種類に応じた環状部材１個の長さと、環状部材の接続個数に依存し、従来型チェーンと粉砕容器とのクリアランスＣを任意に調整することは困難である。この点、部品剥離ユニット１０は、打撃部材３０のサイズ調整により、環状部材に依拠しない長さ調整を実現することができるため、クリアランスＣの最適化を図ることができる。すなわち、部品剥離ユニット１０によれば、基板の種々の実装部品を選択的に剥離させることができる。具体的には、アルミ電解コンデンサのように、相対的に高さの高い部品に対する直接打撃の頻度を増やし、該部品を効率よく剥離することができる。したがって、破砕装置１００は、例えば、銅の精錬所など、アルミを含む電子素子が剥離された基板をのぞむ提供へ向け、基板からアルミを含む電子素子を剥離する際に、好適に用いることができる。加えて、部品剥離ユニット１０によれば、所定量の部品を剥離するまでの間に、打撃部材を基板に衝突させる回数を減らすことができるため、基板や部品がなるべく破壊されないように調整しつつ、対象部品の剥離率の向上を図ることができる。
【0043】
柱状部３２は、対象部品の剥離率を高める観点から、柱軸方向の長さＷ２が４０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下となるように形成するとよい。柱状部３２は、柱軸方向の長さＷ２が、６０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように形成するとより好ましく、８０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように形成すると更に好ましい。もっとも、柱状部３２の長さＷ２は、クリアランスＣ又は回転数などに応じて適宜調整するとよい。
【0044】
打撃部材３０は、柱状部３２の連結部３１とは反対側に連結され、柱状に形成された調整部材３５を有するようにしてもよい。調整部材３５は、柱軸方向の長さＷ５が線状部材２０の幅Ｗ０よりも長くなるように形成するとよい。このようにしても、被破砕物である基板上の対象部品に衝突させる部分の面積を線状部材２０よりも大きくすることができるため、基板から対象部品を効率よく剥離することができる。また、調整部材３５を連結することにより、延伸方向の長さ調整を行うことができるため、対象部品の種類などに応じた、より柔軟なクリアランスＣの調整を行うことができる。調整部材３５は、長さＷ５が２８ｍｍよりも長くなるように形成するとよく、長さＷ５が３０ｍｍ以上となるように形成すると、より好ましい。調整部材３５は、旋回時における安定性の観点から、長さＷ５が１５０ｍｍ以下となるように形成するとよい。なお、打撃部材３０が調整部材３５を有する場合、柱状部３２の長さＷ２は、線状部材２０の幅Ｗ０以下であってもよい。
【0045】
調整部材３５は、柱軸方向の長さＷ５が柱状部３２の長さＷ２以上となるように形成するとよい。調整部材３５の長さＷ５の変更により、被破砕物である基板上の対象部品に衝突させる部分の面積の調整も可能となるため、被破砕物の過度な破砕と対象部品の剥離との柔軟なバランス調整が可能となる。そして、部品剥離ユニット１０においては、回転支持部８５側よりも側壁４１側の方が重くなるため、旋回時における部品剥離ユニット１０の安定性を高めることができる。
【0046】
調整部材３５は、対象部品の剥離率を高める観点から、柱軸方向の長さＷ５が４０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下となるように形成してもよい。調整部材３５は、柱軸方向の長さＷ５が、６０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下となるように形成するとより好ましく、８０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるように形成すると更に好ましい。もっとも、調整部材３５の長さＷ５は、クリアランスＣ又は回転数などに応じて適宜調整するとよい。
【0047】
破砕容器４０の中心から打撃部材３０の側壁４１側の端部までの長さＴ１が、側壁４１の内半径Ｒよりも短くなるように形成されている。より具体的に、打撃部材３０の線状部材２０とは反対側の端面（打撃側端面３０ｅ）と破砕容器４０の側壁４１の内面との間の距離であるクリアランスＣは、破砕容器４０に投入される被破砕物のサイズ及び対象部品の高さに基づいて設定される。すなわち、部品剥離ユニット１０は、被破砕物としての基板のサイズ及び対象部品の高さに基づき、旋回状態におけるクリアランスＣが対象部品の剥離に適した長さとなるよう、延伸方向の長さを決定し、形成するとよい。これにより、対象部品を効率よく且つ高精度に剥離することができる。
【0048】
＜変形例１＞
図９は、本発明の実施の形態の変形例１に係る部品剥離ユニットの一例を示す概略構成図である。図９に例示するように、本変形例１の打撃部材３０は、連結部３１の幅Ｗ１と、柱状部３２の長さＷ２とが等しくなるよう構成されている。すなわち、柱状部３２は、柱軸方向に沿った長さＷ２が、線状部材２０の幅Ｗ０よりも長く、連結部３１の幅Ｗ１と等しくなるように形成されている。本変形例１における部品剥離ユニット１０の他の構成は、図２に例示する部品剥離ユニット１０の構成と同様である。
図９は、本発明の実施の形態の変形例１に係る部品剥離ユニットの一例を示す概略構成図である。図９に例示するように、本変形例１の打撃部材３０は、連結部３１の幅Ｗ１と、柱状部３２の長さＷ２とが等しくなるよう構成されている。すなわち、柱状部３２は、柱軸方向に沿った長さＷ２が、線状部材２０の幅Ｗ０よりも長く、連結部３１の幅Ｗ１と等しくなるように形成されている。本変形例１における部品剥離ユニット１０の他の構成は、図２に例示する部品剥離ユニット１０の構成と同様である。
【0049】
以上のように、本変形例１における部品剥離ユニット１０は、線状部材２０に連結される打撃部材３０が連結部３１及び柱状部３２を有すると共に、柱状部３２の長さＷ２が線状部材２０の幅Ｗ０よりも長くなっている。そのため、被破砕物である基板上の部品に衝突させる部分の面積をチェーン等よりも大きくすることができるため、基板から対象部品を効率よく剥離することができる。
【0050】
本変形例１における部品剥離ユニット１０は、図３の構成例と同様、調整部材３５と組み合わせて構成してもよい。すなわち、本変形例１における部品剥離ユニット１０の打撃部材３０は、柱状部３２の連結部３１とは反対側に連結され、柱状に形成された調整部材３５を有していてもよい。調整部材３５は、柱軸方向に沿った長さＷ５が、線状部材２０の幅Ｗ０、連結部３１の幅Ｗ１、及び柱状部３２の長さＷ２よりも長くなるように形成するとよい。調整部材３５は、その柱軸方向が、柱状部３２の柱軸方向と平行になるよう、ボルトなどの締結具によって柱状部３２に取り付けられる。かかる構成を採った部品剥離ユニット１０によれば、調整部材３５の長さＷ５が線状部材２０の幅Ｗ０よりも長くなっていることから、基板上の部品に衝突させる部分の面積をチェーン等よりも大きくすることができるため、基板から対象部品を効率よく剥離することができる。
【0051】
＜変形例２＞
図２、図３、及び図９では、連結部３１の幅Ｗ１、柱状部３２の長さＷ２、及び調整部材３５の長さＷ５が延伸方向に沿って一定である構成例を示したが、これに限定されない。打撃部材３０は、連結部３１の幅Ｗ１、柱状部３２の長さＷ２、及び調整部材３５の長さＷ５のうちの少なくとも１つが、延伸方向に沿って変化するように形成してもよい。図１０及び図１１を参照して、本変形例２における打撃部材３０の構成例について説明する。
図２、図３、及び図９では、連結部３１の幅Ｗ１、柱状部３２の長さＷ２、及び調整部材３５の長さＷ５が延伸方向に沿って一定である構成例を示したが、これに限定されない。打撃部材３０は、連結部３１の幅Ｗ１、柱状部３２の長さＷ２、及び調整部材３５の長さＷ５のうちの少なくとも１つが、延伸方向に沿って変化するように形成してもよい。図１０及び図１１を参照して、本変形例２における打撃部材３０の構成例について説明する。
【0052】
図１０に例示する打撃部材３０は、連結部３１の幅Ｗ１が柱状部３２に向けて徐々に大きくなるよう形成されている。なお、図１０の打撃部材３０において、柱状部３２の長さＷ２は一定である。このようにしても、打撃部材３０は、柱状部３２の長さＷ２が線状部材の幅Ｗ０よりも長くなるように形成されているため、基板から剥離対象の部品を効率よく剥離することができる。
【0053】
図１０では、連結部３１の幅Ｗ１が延伸方向に沿って均等に大きくなる構成例（リニアに変化する構成例）を示したが、これに限定されない。例えば、打撃部材３０は、連結部３１の幅Ｗ１が二次関数的に変化するよう構成してもよい。すなわち、連結部３１の側面は、図１０のように平面である必要はなく、曲面であってもよい。ここで、連結部３１の幅Ｗ１は、全領域で線状部材の幅Ｗ０よりも長くする必要はなく、例えば、線状部材２０側の端部の幅Ｗ１は、幅Ｗ０よりも短くてもよい。
【0054】
図１１に例示する打撃部材３０は、連結部３１の形状が図１０の例と同様であり、柱状部３２の長さＷ２が連結部３１とは反対側に向けて徐々に大きくなるよう形成されている。このようにしても、打撃部材３０は、柱状部３２の長さＷ２が線状部材の幅Ｗ０よりも長くなっているため、基板から剥離対象の部品を効率よく剥離することができる。
【0055】
図１１では、柱状部３２の長さＷ２が延伸方向に沿って均等に大きくなる構成例を示したが、これに限定されない。例えば、打撃部材３０は、柱状部３２の長さＷ２が二次関数的に変化するよう構成してもよい。すなわち、柱状部３２の側面は、図１１のように平面である必要はなく、曲面であってもよい。柱状部３２の長さＷ２は、全領域で線状部材の幅Ｗ０よりも長くするとよい。
【0056】
図１１では、連結部３１の幅Ｗ１の延伸方向に沿った増加率と、柱状部３２の長さＷ２の延伸方向に沿った増加率とが等しい構成例を示しているが、これに限定されない。つまり、打撃部材３０は、連結部３１の側面の延伸方向に対する傾斜と、柱状部３２の側面の延伸方向に対する傾斜とが異なっていてもよい。すなわち、打撃部材３０は、連結部３１の側面の傾斜が、柱状部３２の側面の傾斜よりも大きくてよく、小さくてもよい。
【0057】
なお、柱状部３２は、長さＷ２が連結部３１とは反対側に向けて徐々に小さくなるよう形成してもよい。ただし、剥離効率や旋回時の安定性などの観点からは、図１１のように、長さＷ２が連結部３１とは反対側に向けて徐々に大きくなるよう形成するとよく、図１０のように、長さＷ２が一定となるように形成すると、より好ましい。
【0058】
図１０及び図１１の打撃部材３０は、連結部３１の柱状部３２側の端部の幅Ｗ１と、柱状部３２の連結部３１側の端部の長さＷ２とが異なっていてもよい。すなわち、打撃部材３０は、連結部３１の柱状部３２側の端部の幅Ｗ１が、柱状部３２の連結部３１側の端部の長さＷ２よりも短くてよく、長くてもよい。かかる構成を採ると、打撃部材３０の側面には、連結部３１と柱状部３２との境界に段差が形成される。
【0059】
図示は省略するが、調整部材３５を備えた打撃部材３０においては、調整部材３５の長さＷ５が柱状部３２とは反対側に向けて徐々に大きくなるように形成してもよい。この場合、調整部材３５は、長さＷ５が延伸方向に沿って均等に大きくなるように形成してもよく、二次関数的に変化するように形成してもよい。調整部材３５の長さＷ５は、全領域で線状部材の幅Ｗ０よりも長くするとよい。なお、調整部材３５は、長さＷ５が柱状部３２とは反対側に向けて徐々に小さくなるよう形成してもよい。ただし、剥離効率や旋回時の安定性などの観点からは、長さＷ５が柱状部３２とは反対側に向けて徐々に大きくなるよう形成するとよく、長さＷ５が一定となるように形成すると、より好ましい。
【0060】
ここで、上述した各実施の形態は、部品剥離ユニット及び破砕装置の具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、図２等では、直方体状に形成された柱状部３２を例示したが、これに限定されない。柱状部３２は、半円柱状に形成してもよく、直方体状と半円柱状とを組み合わせた形状としてもよい。ただし、剥離効率などの観点から、柱状部３２は直方体状に形成するとよい。図３では、直方体状に形成された調整部材３５を例示したが、これに限定されない。例えば、調整部材３５は、円柱状もしくは半円柱状に形成してもよく、直方体状と半円柱状とを組み合わせた形状としてもよい。ただし、剥離効率の観点から、調整部材３５は直方体状に形成するとよい。なお、本実施の形態における柱状部３２は、柱軸方向に沿った長さＷ２が、線状部材２０の幅Ｗ０よりも長くなり、連結部３１の幅Ｗ１以上となるように形成されている。
【符号の説明】
【0061】
５ 基板、５ｂ ベースボード、５ｓ 電子素子、１０、１０Ａ、１０Ｂ 部品剥離ユニット、１０ａ 連結部材、２０ 線状部材、２１ 一端部、２２ 他端部、３０ 打撃部材、３０ｅ 打撃側端面、３１ 連結部、３１ａ 基部、３１ｂ 支部、３２ 柱状部、３５ 調整部材、４０ 破砕容器、４１ 側壁、４１ａ 第１連結部、４１ｂ 第２連結部、４２ 底壁、４５ 排出ゲート、５０ 上蓋、５１ 投入フード、５２ 投入ゲート、５５ 排出フード、７０ 架台、７１ 台座部、７２ 支持部、８０ 駆動機構部、８１ モータ、８２ 軸部、８５ 回転支持部、８６ 第１部材、８７ 第２部材、８８ 支持棒、９０ 操作制御装置、９１ 操作部、９２ 制御部、１００ 破砕装置、Ｃ クリアランス。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】