筐体解体装置及使用该筐体解体装置的解体方法

摘要

一种筐体解体装置，由支承于转轴(S1、S2)且具有与所述转轴(S1、S2)正交的端面(R11、R21)的第一旋转体(R10)和第二旋转体(R20)构成，两旋转体(R10、R20)被配置成所述两端面(R11、R21)相对且所述端面(R11、R21)彼此倾斜，所述两端面(R11、R21)的间隔比其它部分大的部位被设为被解体物的投入口，其它部分被设为对投入的被解体物施加压力且将解体片排出的部位。通过该结构，不会使零件严重破坏，就能使具有包含稀有金属的零件的筐体解体。

说明书

技术领域

本发明涉及一种筐体解体装置及使用该筐体解体装置的解体方法，特别地，涉及一种使用下述装置的解体方法，该装置用于将使用完的电子设备等具有半导体元件的装置解体，使可用于回收主要包含于这些半导体元件、其配线基盘中的稀有元素的部分与筐体分离。

背景技术

实现所谓城市矿山并回收稀有资源即稀有元素并将其再利用，这对于保护地球环境并维持发展高度的现代文明具有重要的意义。特别地，若能将比其它装置具有更多稀有金属的半导体元件、显示面板或配线基盘等与不包含这些稀有金属的筐体部分分离来加以回收，则可以预测，提高城市矿山的效率并实现比从自然矿山收集的效率高的效率的可能性是很大的。

然而，在使用完的电子设备等的再利用中，不易将为确保消费者的安全性、产品的可靠性而设计、制造得牢固的筐体部分破坏以进行解体，现在的情况是，需要由人来进行解体作业。其较大的理由是，如专利文献1至5所示，在以如何才能高效率地使被投入的所有非破碎物破碎作为课题而作成的现有破碎技术中，含有较多稀有元素的部分也与筐体部分一起同样地被粉碎，不易进行使它们分离的作业，且含有稀有元素的部分可能被粉碎得过小而不能回收。

由于决定性的粉碎作业会导致作为最终目的的稀有元素的回收效率降低的结果，因此，需要由人进行解体作业。

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明鉴于上述实际情况而作，其目的在于尽可能避免含有较多稀有元素的部位被破碎，从而能减少或取消筐体部分的由人进行的解体作业。

解决技术问题所采用的技术方案

发明一的筐体解体装置的特征是，上述筐体解体装置由支承于转轴且具有与上述转轴正交的端面的第一旋转体和第二旋转体构成，两旋转体被配置成上述两端面相对且上述端面彼此倾斜，上述两端面的间隔比其它部分大的部位被设为被解体物的投入口，其它部分被设为对投入的被解体物施加压力且将解体片排出的部位。

发明二的筐体解体装置是在发明一的筐体解体装置的基础上，其特征是，在上述端面中的至少一个端面上安装有多个突起。

发明三的筐体解体装置是在发明二的筐体解体装置的基础上，其特征是，在一个端面的周围以具有与排出的解体片大小对应的规定间隔的方式设有突起。

发明四的解体方法是使用发明一至发明四中任一发明的筐体解体装置的方法，其特征是，为了以对应于电子设备等的被解体物的方式设定上述投入口的间隔和加压力，调节使用两端面的相对倾斜角和相对于垂直方向的倾斜角。

发明效果

在发明一的筐体解体装置中，对被投入相对倾斜的端面间的被解体物的筐体施加压力以将该筐体破坏，藉此，使收纳于筐体内的半导体基板等脱离筐体并变成较小的解体片。此外，该解体片不会受到更大的压力，就能从该装置中排出。

其结果是，能以不破碎的方式使半导体基板等元件、电路解体，并能以与目前通过手动作业进行的解体作业相同的效率从筐体内取出并回收半导体基板等回收对象。

另外，在发明二中，通过在端面配置合适的突起，当筐体通过最小间隔的部位时，因施加压力而突入筐体部分的突起以扯拉筐体部分的方式起作用，因此，对筐体不仅加压还施加撕裂的力，不会对内部的基板造成损伤，就能产生使筐体分离的作用，并能进一步有效地解体筐体。

此外，通过采用发明三的结构，使得筐体在端面间反复承受加压和扯拉直至筐体变为合适的大小为止，即便是仅通过一个循环不能解体的筐体，也能以不使半导体基板等的元件、电路破碎的方式，将其可靠地解体为一定水平以下的小片。

另外，通过发明四的方法，能以适应于被解体物的大小、其筐体的强度或要回收的零件的筐体内配置的方式在最佳的状态下发挥上述效果。

通过本方法，能容易地进行对于移动电话等使用完的家电的再利用中原本困难的筐体部分和基板部分的解体、分离，从而能将筐体的塑料、铝、螺钉等用于材料再利用，并能将基板部分直接投入熔炼炉中熔化来进行有价值金属的回收，并进一步通过其它粉碎、分离等方法进行有价值成分的浓缩。

附图说明

图1是表示筐体解体装置的实施例的局部切开主视图。

图2是表示安装于端面的突起的主视图和俯视图，图2(a)是表示锥头形突起的主视图和俯视图，图2(b)是表示圆锥形突起的主视图和俯视图，图2(c)是表示骰子状突起的主视图和俯视图，图2(d)是表示四角锥状突起的主视图和俯视图，图2(e)是表示倒锥头形突起的主视图和俯视图，图2(f)是表示六棱柱状突起的主视图和俯视图。

图3是表示第一旋转体的端面的侧视图和主视图。

图4是表示第二旋转体的端面的侧视图和主视图。

图5是使用实施例所示的方法解体后的解体物的照片。

图6是使用实施例所示的方法解体后的解体物的照片。

图7是实施例的自动控制系统的流程。

图8是表示图1的解体装置的局部切开侧视图。

(符号说明)

(1)第一旋转体

(2)第二旋转体

(Ba)基盘

(Ba1)(Ba2)支承板

(Ca)摄像机

(G1)(G2)可动基盘

(H)输送机

(H1)电动机

(H2)传送带

(H3)输送机的终端

(J1)(J2)液压千斤顶

(M1)(M2)驱动电动机

(P)铰链

(P1)(P2)驱动轴

(P1)(P2)框架

(PC)计算机

(R10)(R20)旋转圆板

(R11)(R21)相对面(端面)

(W)盖

(W1)被解体物投入口

(W2)(W2)盖前后开口

(W4)盖侧面开口

(a1)(b1)(c1)(d1)(e1)(f1)突起

(a2)(b2)(c2)(d2)(e2)(f2)突起的阳螺纹部

(a3)(b3)(c3)(e3)供销钉扳手(pin wrench)插入的孔

(θ1)(θ2)倾斜角度

具体实施方式

从手动解体作业的经验可知：大量的电子设备若使筐体解体，则收纳于内部的基板等零件容易被解体而成为较小的零件，本发明利用这点，进行机械解体以省去手动作业。

特别地，在筐体部分的材质具有高强度且变形性优异的情况下，有效地利用该特性，不仅施加加压力，还施加“撕裂”力，从而不对内部的零件施加过大的压力，就能进行解体。

藉此，首先，含有多种稀有金属等的电路基板以半导体芯片、镀金零件等的脱落较少、作为基板集合在一起的方式被从筐体部剥下，仅对该电路基板部集中地进行下一个工序的再利用。

这样，一次解体处理变为有意地仅将电路基板取出的“手动解体”，从而使手动解体的再利用的成本大幅降低，并能推进再利用。

另外，对于被剥下后的筐体材料来说，从撕裂力与其材料的强度之间的关系可知，金属、塑料被分别单个地剥下，因此，也可容易地解体上述材料并用于再利用。

在实施例中，使用了移动电话，但通过调节端面的间隔、尺寸也能适用于任意大小的尺寸，从而能基本应用于使用相对具有强度的筐体作为外壳的产品。

例如，对于交流适配器这样的小构件，通过缩小端面间隔并增加电动机的动力，也能使筐体的高强度塑料解体，从而能从内部取出铜线部分等。

另外，能容易地想到，对于计算机、DVD播放器等，也可通过扩大端面的间隔进行操作来解体(是指破坏筐体并按零件进行解体，以下相同)。此外，也能对硬盘等二次构成零件再次进行处理来将其解体。

实施例1

参照图1至图4及图8，示出了筐体解体装置的实施例。

第一旋转体(1)和第二旋转体(2)分别由驱动电动机(M1)(M2)、旋转圆板(R10)(R20)、可动基盘(G1)(G2)、铰链(P)及液压千斤顶(J1)(J2)构成，其中，上述旋转圆板(R10)(R20)固定于上述电动机的驱动轴(P1)(P2)，上述可动基盘(G1)(G2)通过对上述电动机进行支承的框架(P1)(P2)来支承上述电动机，上述铰链(P)使上述可动基盘(G1)(G2)的一端部连接，上述液压千斤顶(J1)(J2)使上述可动基盘(G1)(G2)分别以上述铰链(P)为中心在上下方向上摆动来调节角度(θ1)(θ2)。

上述铰链(P)的轴和液压千斤顶(J1)(J2)的下端固定于基盘(Ba)，并将上述基盘(Ba)作为上述角度(θ1)(θ2)的起点。

这样，使上述旋转圆板(R10)(R20)的相对面(端面)(R11)(R21)相对向，并利用上述液压千斤顶(J1)(J2)来调节它们的相对倾斜角(θ1)+(θ2)。

符号(W)是将上述两旋转体(1)(2)的圆板(R10)(R20)的外周覆盖的盖，在其上部设有被解体物投入口(W1)，在其下部设有用于供搬出解体片的输送机(H)穿过的开口(W2)(W3)。另外，在其两侧面设有使上述电动机(M1)(M2)位于外部的开口(W4)。利用该开口(W4)使侧壁尽可能地靠近旋转圆板(R10)(R20)，从而挡住从旋转圆板间飞出的未解体物并使其弹回。

上述输送机(H)以电动机(H1)和传送带(H2)作为主要的构成零件，利用辊子和惰辊来张设该传送带(H2)，其中，上述辊子利用上述电动机(H1)来使环状的传送带(H2)移动。上述辊子、电动机保持于在上述基盘(Ba)上固定的支承板(Ba1)(Ba2)上。

这样，从投入口(W1)投入的被解体物在上述两圆板(R10)(R20)之间被解体，解体后的解体片下落至上述输送机(H)上，并从输送机的终端(H3)被排出至装置的外部。

在上述旋转圆板(R10)(R20)上设有沿旋转圆板的厚度方向贯穿的多个螺钉孔(H)。

该螺钉孔(H)用于供图2所示的突起(a1)(b1)(c1)(d1)(e1)(f1)选择性地安装，在该突起上分别一体地设有用于安装的阳螺纹部(a2)(b2)(c2)(d2)(e2)(f2)。

对于圆形的突起(a1)(b1)(c1)(e1)，难以使用用于松紧的一般工具即扳钳、扳手，因而设置了供销钉扳手插入的孔(a3)(b3)(c3)(e3)。

这样，对应于被解体物的筐体的大小、强度及零件的配置、大小等，能一边施加恰当的撕裂力一边进行解体。

图3、图4表示设有这种突起的例子。

如图4所示，在第二旋转体(2)的圆板(R20)的端面(R21)的外周附近以一定的间隔配置有突起(a1)，通过采用这种结构，能防止被解体物未被解体就落下，此外利用该突起的间隔，能防止除某种程度上被解体而变小的物体以外的其它物体落下。

另外，通过使两旋转体(1)(2)的相对旋转速度变化，不仅能施加单位压力，还能施加撕裂力，因此，不对内部的零件施加过量的压力，就能解体筐体。

此外，若设定成具有电路基板厚度的物体能从端面(R11)(R21)的间隔内最窄的部位(下部)落下而超过电路基板厚度的较大物体不易落下的间隔时，能将该电路基板大致原样地取出。

上述突起(a1)(b1)(c1)(d1)(e1)(f1)和旋转圆板(R10)(R20)的材质只有是具有比要解体的筐体的拉伸强度大的变形强度的材料即可，可以是金属、陶瓷、复合材料、高强度高分子材料中的任一种材料或是它们的组合。

突起(a1)(b1)(c1)(d1)(e1)(f1)的形状

突起的形状为前端变圆的圆筒状、桶状的突起在强度上优异，且通用性较广，但在将变形性较优异的筐体材料作为对象的情况等下，前端尖锐的圆锥状的物体容易固定柔软的材料。另外，可期待以下效果：主体部的直径比前端的直径小的突起(e1)能更可靠地固定大型筐体等中的突起物。此外，对于主要由硬质物质构成的筐体产品，前端尖锐且主体膨胀的突起(b1)(d1)等枪状物是有效的。

能将这些横截面形成为圆形和多边形(f1)(c1)，此外，不仅能通过旋转对称体来调节撕裂效果，还能通过椭圆、长方形等非对称形状来调节撕裂效果。

突起的数量和配置

需要能形成以下最低密度的突起的数量，该密度使突起能提供在装置内部在两处以上固定目的对象物所需的间隔。另外，在配置成欲使压缩效果比撕裂效果优先的情况下，通过使突起排列成放射线状来使固定部位于法线方向上以与端面一起移动，从而也能极力抑制拉伸。

一般而言，通过形成放射状以具有不规则性而使固定部的位置偏离法线方向，能带来更大的撕裂力。

另外，对于突起的密度，通过使外周部变密或是使内部变密来使间隔窄的部分的固定位置间隔变化，由此，也能调节所获得的解体物的尺寸。

突起的高度

突起的高度不能超过两端面的最小间隔。可能的话，可采用该最小间隔的1/2以下的高度，由此来仅撕裂较厚的筐体部分，从而能几乎不产生影响地将内部的电路基板取出。

突起的高度也可以相同，但通过增加内周部的高度能使筐体的咬入变得容易，从而能适用于筐体较小的产品。另外，通过增加外周部的高度能使即将脱离前的咬入较深，从而能适用于更硬的筐体材料。此外，通过随机设定高度，也能适用于复杂形状的筐体。

监视控制装置

本装置利用对将被解体物排出至外部的上述输送机(H)的终端附近进行拍摄的摄像机(Ca)来监视解体片的形状、大小。将该监视摄像机(Ca)的图像输入计算机(PC)，以利用以下程序进行处理。

图7是在该计算机内执行的程序的流程。

将被解体物、使该被解体物解体时的旋转体的倾斜角(θ1)(θ2)、旋转速度及解体片的图像作为一个数据存储到DB1中，此外在DB1中还存储有这些要素改变后的数据。较为理想的是，对图像数据进行处理以容易进行数字比较。

另外，在DB2中记录有各电动机(M1)(M2)的旋转速度调节程序和各液压千斤顶(J1)(J2)的调节程序。

这样，利用FP对上述摄像机(Ca)的输入进行与上述DB1的存储数据相同的处理，并将处理后的图像数据送入PC1。在PC1中，从DB1的存储数据中检索出最接近Ca处理图像的图像，将与其相关的倾斜角(θ1)(θ2)值、旋转速度值及被解体物数据输入PC2。此外，在PC2中，从DB1中检索出被解体物数据的最佳数据，并将该最佳数据和上述当前数据输入CP。在CP中，根据输入的两数据分别运算出电动机的旋转差分、千斤顶的差分，并将该结果输入PC3。

在PC3中，从DB2中检索出适于修正这些差分的调节程序，并将该调节程序输入OUTP。

在该OUTP中，从驱动电动机(M1)(M2)、液压千斤顶(J1)(J2)始终输入有表示当前状态的信号，利用从PC3输入的控制程序，来控制各当前状态以朝向最佳状态进行自动调节。

通过以一定间隔进行这种自动调节，能在与投入的被解体物相对应的最佳状态下自动地进行调节。

试制装置

以下是试制装置的例子。在该装置中，圆盘直径为300mm，轴的角度为4.2度，且在一侧均匀地配置有呈半椭圆旋转体状的突起。间隙部的间隔可从5mm变至100mm，电动机的功率为90W且最高转速为30rpm。

在图5、图6中示出了使用该设备来进行解体。

移动电话的解体例

以下是使用本装置将移动电话解体的例子。在旋转条件为25rpm下，处理大致耗时13秒。

筐体部分被撕裂，此时，螺钉等强度较强的部分成为支点，从而增加了撕裂的效果。电路基板脱离筐体，从而能单独取出。另外，筐体材料为金属的部分的强度与筐体材料为塑料的部分的强度不同，因此，能分别撕裂成不同的部位，使得随后的分离变得容易。

移动电话的更细分的解体例

当变成旋转条件为25rpm、旋转圆板间隙部间隔为12mm、突起为34个的条件来进行工作时，能更细地解体至电路基板部分。该解体适用于后续的分离工序是风选等简单的工序，能将大部分插入熔化炉等的情况。

实施例2

在本实施例中，例示了上述实施例1的变更例。

作为千斤顶(J1)(J2)，例示了容易适用于上述自动控制的液压千斤顶，但并不限于此，也能同样地使用步进电动机式的螺旋千斤顶等。

另外，圆板(R10)(R20)未必一定是板状，为加强刚度等能容易地想到形成箱状、桶状。

突起并不限于图示的形状。另外，即便没有突起，根据电子设备的种类不同，有时也能进行解体。

此外，在对限定的相同的电子设备进行解体的情况下，通过数次尝试，能将转速、倾斜角度设定为合适的数值，因此，有时也无需进行自动控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特许3022313

专利文献2：日本专利特许3157682

专利文献3：日本专利特许2696008

专利文献4：日本专利特许0975569(日本专利特公昭54-5531)

专利文献5：日本专利特开2007-319760