JP5390492B2 - ワーク搬出入装置及び乾燥処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの搬出入に用いるワーク搬出入装置と、このワーク搬出入装置を適用した乾燥処理装置に関する。

従来、各種の電子機器に使用されるリチウム電池には、円筒型リチウム二次電池がある（例えば、特許文献１参照）。この円筒型電池等のワークの製造工程には、ワークである電極材料をロール状に巻いた状態で乾燥処理を行う乾燥処理工程が含まれる場合がある。

特開２００４−３５６０４７号公報

しかしながら、上述した乾燥処理工程では、容器内へのワークの搬入や、乾燥処理後の容器内からのワークの搬出をしなければならないが、作業者は、ワークを持ち上げたり、下ろしたり、という作業を人力だけで行う必要があった。

本発明の目的は、ワークの搬出入を容易に行うことのできるワーク搬出入装置及び乾燥処理装置を提供することである。

第１の発明に係るワーク搬出入装置は、操作部と、操作部の移動に応じた駆動力を発生する駆動力発生装置とを備えたワーク搬出入装置であって、操作部は、ワークを保持し、その保持されたワークをスライド可能なアーム部材を有し、前記アーム部材の先端部は、前記ワークを収容可能な容器内に設けられた支持部材の一端部に接続可能であり、前記支持部材の前記一端部又は前記アーム部材の前記先端部のいずれか一方は、接続溝を有しており、他方の前記先端部又は前記一端部は、前記接続溝に接続可能な接続突起を有しており、前記接続突起又は前記接続溝のいずれか一方には、前記アーム部材又は前記支持部材の軸方向と交差する方向に突出する突出片が形成されており、前記接続溝又は前記接続突起の他方には、前記突出片が、前記アーム部材又は前記支持部材の軸方向と交差する方向から挿入可能な規制溝が形成されている。

このワーク搬出入装置では、作業者が、ワークを保持した操作部を移動させると、駆動力発生装置によって操作部の移動に応じた駆動力が発生されるので、この駆動力によって、作業者が操作部を容易に移動させることができる。これにより、従来のように、人力だけで、ワークを持ち上げたり、下ろしたり、といった作業を行う必要がなく、アーム部材に保持されたワークをスライドさせるだけで、ワークの搬出入を行うことができる。従って、従来と比べて、ワークの搬出入を容易に行うことができる。
また、このワーク搬出入装置では、ワークが保持されたアーム部材の先端部と、容器内に設けられた支持部材の一端部とを接続することで、ワークをアーム部材から支持部材に向けてスライドさせることができる。
また、アーム部材の先端部と支持部材の一端部とが接続された状態で、規制溝によってアーム部材が前後方向に抜けることを規制できるので、安定した接続状態を維持することができる。

なお、本発明の「搬出入」には、「搬送」の意味が含まれ、「搬入」のみを行う場合や、「搬出」のみを行う場合が含まれる。

第２の発明に係るワーク搬出入装置は、第１の発明に係るワーク搬出入装置において、ワークをアーム部材に対して固定する固定機構を備えている。

このワーク搬出入装置では、アーム部材に対してワークを固定した状態で、アーム部材から支持部材に向けたワークの搬出入を実施できるので、ワークの位置ズレ等を防止でき、アーム部材から支持部材に向けたワークの搬出入の作業性を向上させることができる。

第３の発明に係るワーク搬出入装置は、第１又は第２の発明に係るワーク搬出入装置において、アーム部材は、その上面とワークの保持面とが当接した状態でワークを保持可能であって、アーム部材の上面が、アーム部材の軸方向から見たときに、ワークの保持面と同一形状に形成されている。

このワーク搬出入装置では、アーム部材の上面が、アーム部材の軸方向から見たときに、ワークの保持面と同一形状に形成されているので、アーム部材の上面をワークがスライドする際にガタツクことがなく、アーム部材の上面に対してワークを安定した状態でスライドさせることができる。

また、アーム部材の上面が、アーム部材の軸方向から見たときに、ワークの保持面と同一の曲率を有する場合は、ワークのアーム部材に対する平面内での回転を防止できる。従って、ワークの位置ズレ等を防止でき、ワークの搬出入の作業性をより向上させることができる。

第４の発明に係るワーク搬出入装置は、第３の発明に係る乾燥処理装置において、アーム部材の上面が、アーム部材の軸方向から見たときに、支持部材の上面と同一形状に形成されている。

このワーク搬出入装置では、アーム部材の上面が、アーム部材の軸方向から見たときに、支持部材の上面と同一形状に形成されているので、アーム部材の上面及び支持部材の上面をワークがスライドする際にガタツクことがなく、アーム部材の上面及び支持部材の上面に対してワークを安定した状態でスライドさせることができる。

また、アーム部材の上面が、アーム部材の軸方向から見たときに、支持部材の上面と同一の曲率を有する場合には、ワークのアーム部材や支持部材に対する平面内での回転を防止できる。従って、ワークの位置ズレ等を防止でき、ワークの搬出入の作業性をより向上させることができる。

第５の発明に係るワーク搬出入装置は、第１〜第４の発明のいずれかに係るワーク搬出入装置において、アーム部材に対してスライド可能に構成されたワーク取出機構を備えており、ワーク取出機構は、ワークを保持した状態でアーム部材に対してスライドすることによってワークを容器内から取り出す。

このワーク搬出入装置では、ワークを保持した状態でアーム部材に対してスライドさせるだけでワークを容器内から取り出すことができるので、手作業でワークを引き出す等して容器内から取り出す場合と比べて、ワークの取り出し作業の作業性を向上させることができる。

第６の発明に係るワーク搬出入装置は、第５の発明に係るワーク搬出入装置において、ワーク取出機構は、ワークを吸着することによってワークを保持する。

このワーク搬出入装置では、ワークにワーク取出機構が吸着可能な面さえあれば、ワークを吸着することができる。従って、ワークの吸着に当たって複雑な機構は必要なく簡易な機構で、ワークを保持することができる。

第７の発明に係るワーク搬出入装置は、第５の発明に係るワーク搬出入装置において、ワーク取出機構は、ワークの芯部分に設けられた溝に爪を引っ掛けることで、ワークを保持する。

このワーク搬出入装置では、ワークの芯部分に設けられた溝に爪を引っ掛けるだけの簡易な機構で、ワークを保持することができる。

第８の発明に係る乾燥処理装置は、第１〜第７の発明のいずれかに係るワーク搬出入装置と、アーム部材に接続される支持部材が設けられた乾燥処理用の容器とを備える。

この乾燥処理装置では、第１〜第７の発明に係るワーク搬出入装置と同様の効果を得ることができる。

本実施形態に係る乾燥処理装置を示す斜視図である。 ワーク搬出入装置の操作部を示す斜視図である。 固定機構の動作を示す動作説明図である。 （ａ）密閉容器の前面側を示す斜視図である。（ｂ）密閉容器の背面側を示す斜視図である。 （ａ）密閉容器の内部構造を示す水平断面視図である。（ｂ）密閉容器の内部構造を示す側断面視図である。 （ａ）、（ｂ）吸着機構の動作を示す斜視図である。（ｃ）吸着機構の吸着本体の正面視図である。 ワークの搬出入工程を示すフローチャートである。 ワークの取り付け工程を示す側断面視図である。 アーム部材と支持部材との接続工程を示す側断面視図であって、（ａ）は接続前の状態を示し、（ｂ）は接続後の状態を示している。 ワークの搬入工程を示す側断面視図である。 ワークの乾燥処理工程を示す側断面視図である。 ワークの搬出工程を示す側断面視図である。 ワークの搬出工程を示す側断面視図である。 （ａ）ワーク取出機構を示す斜視図である。（ｂ）支持部材に支持されたワークの芯部分を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）ワーク取出機構の爪と芯部分の係合溝との係合手順を示す説明図である。 本発明の密閉容器の変形例を示した図である。

以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るワーク搬出入装置及び乾燥処理装置について説明する。なお、図５、図８〜図１０、図１２及び図１３では、説明の便宜上、密閉容器２の蓋部材１６の図示を省略している。

＜乾燥処理装置＞
図１に示されるように、乾燥処理装置１００は、図中に二点鎖線で示すワーク３に乾燥処理を施すものであって、ワーク３の搬出入を行うワーク搬出入装置１と、ワーク３が収容される密閉容器（容器）２とを有している。なお、本発明で用いられるワーク３は、例えばリチウムイオンバッテリー（ＬｉＢ）の電極材であり、２５ｋｇ程度の重量があり、ロール形状を有している。また、このワーク３の両面には、電極材が荷崩れすることを防止することを目的とした円盤状の保護ディスクＤ（図６（ｂ）参照）が取り付けられている。

＜ワーク搬出入装置＞
ワーク搬出入装置１は、ワーク３の密閉容器２の内部への搬出入を行うためのものであって、操作部４と、荷重バランサー装置（駆動力発生装置）５と、操作部４に着脱可能な別部品の吸着機構２０（図６（ａ）参照）を有している。

＜駆動力発生装置＞
図１に示されるように、荷重バランサー装置５は、操作部４の移動に応じた駆動力を発生する駆動源となるエアシリンダ（図示省略）が搭載された丸棒状の駆動本体１１と、駆動本体１１に対して回転可能に接続された２本の角材状の昇降アーム１２と、各昇降アーム１２を介して駆動本体１１に接続された丸棒状の上連結部１３と、上連結部１３に対して回転可能に設けられた丸棒状の下連結部１４と、下連結部１４に対して回転可能に接続された２本の角材状の昇降アーム９と、各昇降アーム９を介して下連結部１４に接続された丸棒状の軸部材６ａとを有している。そして、軸部材６ａの下端には、操作部４の後述する操作本体６が接続されており、この操作本体６は軸部材６ａに対して回転可能に構成されている。

上述したように、駆動本体１１の内部には、エアシリンダが搭載されており、このエアシリンダからの駆動力によって、駆動本体１１に対して２本の昇降アーム１２が移動することで、上連結部１３を移動させることができる。また、同様に、下連結部１４の内部には図示しないエアシリンダが搭載されており、このエアシリンダからの駆動力によって、下連結部１４に対して２本の昇降アーム９が移動することで、軸部材６ａを移動させることができる。

また、荷重バランサー装置５では、操作本体６に設けられたエアレギュレータによって、予めワーク３の荷重とバランスを取るように調圧された圧縮空気を先述の駆動本体１１及び下連結部１４の内部に搭載されたエアシリンダに供給することで、駆動本体１１や下連結部１４は、人手でもワーク３の持ち上げが簡単にできるように荷重をバランス・サポートする。

＜操作部＞
図１及び図２に示されるように、操作部４は、エアレギュレータ（図示省略）が搭載された箱体状の操作本体６と、操作本体６の前面側に設けられた長尺な棒状のアーム部材７と、固定機構８と、一対の把持部材１０とを有している。

アーム部材７は、ワーク３の内周面に挿入されることで、ワーク３（図２に示す二点鎖線）を保持可能であって、その保持されたワーク３を軸方向に沿ってスライド可能に構成されている。アーム部材７の先端部７０には、アーム部材７の軸方向に関して先端から離れるにつれて幅が狭くなる略Ｖ字状の接続溝７１が形成されている。また、先端部７０において、接続溝７１の両脇には、後述する突出片１８２が挿入される略半円状の規制溝７２が形成されている。そして、アーム部材７は、この接続溝７１を介して、密閉容器２の支持部材１８の一端部１８０に対して接続可能となっている。

固定機構８は、操作本体６の前面側に設けられた長尺な棒状の固定部材８ａと、操作本体６の内部に搭載され且つ固定部材８ａの駆動源となるエアシリンダ（図示省略）とを有している。固定部材８ａは、ワーク３の内周面に挿入されるとともに、エアシリンダの駆動力を受けてアーム部材７の軸方向と垂直な方向に昇降動する。図２や図３に示されるように、固定部材８ａは、アーム部材７とともにワーク３の内周面に挿入された状態で、図３（ｃ）中に二点鎖線で示す初期位置から下方向（図３（ｃ）に示す矢印方向）に向けて移動することにより、その外周面でワーク３の内周面を押圧する。そして、この押圧によって、アーム部材７の上面７３とワーク３の保持面３０とが当接する。この結果、ワーク３がアーム部材７に対して固定される。なお、ワーク３の保持面３０とは、図３（ｃ）中にハッチングで示す部分であって、ワーク３の外周面のうち、アーム部材７の上面７３が当接する面を示している。また、アーム部材７の上面７３は、アーム部材７の軸方向から見たときに、ワーク３の保持面３０と同一の曲率を有している。従って、図３（ｃ）に示されるように、アーム部材７の軸方向から見たときに、アーム部材７の上面７３とワーク３の保持面３０とは、同一形状に形成されており、略隙間の無い状態で接触している。

把持部材１０は、作業者によって把持可能な部位であって、Ｕ字状に形成され、操作本体６の背面側に設けられている。

＜密閉容器＞
密閉容器２は、ワーク３の乾燥に適した雰囲気環境を形成するためのものである。より具体的には、密閉容器２内が、窒素ガスで充たされたり、真空状態で維持されたりする。図１に示されるように、密閉容器２は、ワーク３が収納される容器本体１５と、容器本体１５の両端部に設けられた蓋部材１６及び閉塞部材１７と、略円筒状に形成され且つ容器本体１５の軸方向に延びる支持部材１８とを有している。これにより、容器本体１５の軸方向に関して前面側端部の開口１５０は、蓋部材１６によって覆われるとともに、背面側端部の開口１５１は閉塞部材１７により覆われている。

図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、容器本体１５は、径の異なる内管１５２と外管１５３とを組み合わせた二重構造を有している。そして、両管の間に形成された隙間を利用して、熱媒油を循環させるためのジャケット層１５４が設けられている。そして、図４（ｂ）に示されるように、密閉容器２の閉塞部材１７には、ジャケット層１５４の内部で熱媒油を循環させるための熱媒吸入管１５５ａ及び熱媒吐出管１５５ｂが設けられている。そして、図４（ｂ）に示されるように、ジャケット層１５４の内部は、熱媒吸入管１５５ａ及び熱媒吐出管１５５ｂを介して、密閉容器２の外部に設けられた熱媒油供給ユニットＵ１に接続されている。これにより、ジャケット層１５４の内部と熱媒油供給ユニットＵ１との間で熱媒油を循環可能となっている。従って、ジャケット層１５４内に供給された熱媒油からの輻射熱によって、密閉容器２の内部に収容されたワーク３を効率良く加熱することができるようになっている。

また、図４（ｂ）に示されるように、密閉容器２の閉塞部材１７には、密閉容器２の内部に高温の窒素ガスを吸入するための窒素ガス吸入管１５５ｃが設けられている。そして、窒素ガス吸入管１５５ｃの密閉容器２内の先端には、図５（ａ）に示されるように、窒素ガスを吹き出し可能なねじ込み継手式のノズル１９が接続されている。また、閉塞部材１７には、密閉容器２の内部から窒素ガスを吐出するための窒素ガス吐出管１７ａが設けられている。そして、図４（ｂ）に示されるように、密閉容器２の内部は、窒素ガス吸入管１５５ｃ及び窒素ガス吐出管１７ａを介して、密閉容器２の外部に設けられた窒素ガス供給ユニットＵ２に接続されている。これにより、密閉容器２の内部と窒素ガス供給ユニットＵ２との間で窒素ガスを循環可能となっている。従って、密閉容器２内で生じた窒素ガスの対流によって、窒素ガスの熱をワーク３に対して効率良く伝達することができるようになっている。

蓋部材１６は、密閉容器２の軸方向と垂直な方向に延びる水平軸Ｓ（図５（ｂ）中の破線部分参照）を中心として左右方向に９０°強の角度範囲で揺動可能な状態に支持されており、その揺動に応じて開閉可能となっている。従って、蓋部材１６が開いた状態にある密閉容器２は、その内部に開口１５０を介してワーク３を収容可能となっている。つまり、開口１５０は、ワーク搬出入装置１と密閉容器２の間でワーク３の受け渡しを行う際の搬出入口としての役割を有している。一方、蓋部材１６が閉じた状態にある密閉容器２では、容器本体１５と蓋部材１６及び閉塞部材１７の内側と支持部材１８の外周部の外側とに密閉空間が形成される。

図４及び図５に示されるように、閉塞部材１７には、密閉容器２の内部を真空状態で維持するための真空引き管１７ｂが設けられている。そして、図４（ａ）に示されるように、密閉容器２の内部は、真空引き管１７ｂを介して、密閉容器２の外部に設けられた真空引きユニットＵ３に接続されている。これにより、密閉容器２の内部が真空状態になるように変更可能であって、乾燥中のワーク３から発生した揮発分を真空引きによって密閉容器２の内部から抜き出すことができ、密閉容器２内に揮発分が発生することによる密閉容器２内の圧力上昇を抑制できるようになっている。

図５に示されるように、支持部材１８は、その内部に中空空間１８３が形成されている。そして、図４（ｂ）に示されるように、支持部材１８の背面には、中空空間１８３の内部で熱媒油を循環させるための熱媒吸入管１８ａ及び熱媒吐出管１８ｂが設けられている。そして、中空空間１８３の内部は、熱媒吸入管１８ａ及び熱媒吐出管１８ｂを介して、上述した熱媒油供給ユニットＵ１に接続されている。これにより、中空空間１８３の内部と、熱媒油供給ユニットＵ１との間で熱媒油を循環させることが可能である。従って、中空空間１８３の内部を循環する熱媒油からの熱伝達（熱輻射）によって支持部材１８の外周部が加熱され、加熱された外周部からの熱伝導によって、支持部材１８に支持されているワーク３を効率的に加熱することが可能となっている。なお、本実施形態では、コスト面を考慮して、上述したジャケット層１５４の内部を循環させる熱媒油と、中空空間１８３の内部を循環させる熱媒油は、同じものが使用されている。また、支持部材１８は、高温加熱に適するものであれば、任意の材料を用いることができる。

また、ワーク３が摺動自在に支持部材１８に挿入される。支持部材１８は、密閉容器２の内部に収容されたワーク３を保持するために設けられており、本実施形態では、支持部材１８は、計６個のワーク３を保持可能に構成されている。また、支持部材１８は、ワーク搬出入装置１との間でワーク３の受け渡しを行う際に、ワーク搬出入装置１のアーム部材７に接続される役割を有している。従って、図１に示されるように、支持部材１８の一端部１８０には、アーム部材７の先端部７０に形成された接続溝７１と同じ略Ｖ字形状のテーパ状の接続突起１８１が形成されている。より具体的に、この接続突起１８１は、支持部材１８の軸方向に関して一端部１８０に向かうにつれて幅が狭くなる先細り形状を有している。また、一端部１８０において、接続突起１８１の両側面には、支持部材１８の軸方向と垂直な方向に突出する棒状の一対の突出片１８２が形成されている。

また、支持部材１８の上面は、アーム部材７の軸方向から見たときに、ワーク３の保持面３０と同一の曲率を有している。つまり、本実施形態において、アーム部材７の軸方向から見たときに、支持部材１８の上面は、アーム部材７の上面７３と同一の曲率を有しており、同一形状に形成されている。

＜吸着機構＞
図６（ａ）の破線に示されるように、吸着機構（ワーク取出機構）２０は、アーム部材７に保持された状態でアーム部材７に対してアーム部材７の軸方向（図中の矢印方向）にスライド可能に構成されている。吸着機構２０は、ロール形状を有する吸着本体２１と、吸着本体２１の前面に設けられた４つの吸盤部２２と、吸着本体２１の背面に設けられ且つ作業者によって把持可能な一対の把持部材２３と、操作部４と吸着本体２１とを接続するとともに、伸縮自在な伸縮ホース２４とを有している。

吸着本体２１は、その内周面にアーム部材７が挿入されるとともに、アーム部材７に保持された状態で、アーム部材７の軸方向に沿ってスライド可能に構成されている。また、この吸着本体２１は、図６（ｂ）に示されるように、アーム部材７に接続された支持部材１８の軸方向に沿ってスライド可能であり、操作部４と密閉容器２内部との間を往復自在に移動することが可能となっている。また、本実施形態において、アーム部材７の上面７３は、アーム部材７の軸方向から見たときに、吸着本体２１の保持面と同一の曲率を有しており、同一形状に形成されている。同様に、支持部材１８の上面と吸着本体２１の保持面も同一の曲率を有している。

４つの吸盤部２２は、図６（ｃ）に示されるように、吸着本体２１の中心軸の回りに互いに９０°離れた位置に配置されている。そして、吸盤部２２は、ワーク３の保護ディスクＤの前面に吸着可能であり、この吸着により、ワーク３を保持することが可能となっている。

図６（ａ）に示されるように、螺旋状に巻回された伸縮ホース２４は、吸着本体２１の移動に応じて伸縮自在に構成されている。伸縮ホース２４の一端部は、操作本体６の側壁部に形成された接続部（図示省略）に接続され、他端部は、吸着本体２１の側面に取り付けられている。

＜ワークの搬出入手順＞
次に、図７〜図１３を参照しつつ、ワーク３の搬出入手順について説明する。

まず、図７のステップＳ１において、台車１０１からのワーク３の取り付け作業が行われる。より具体的には、図８に示されるように、台車１０１に予め載置されたワーク３の内周面にアーム部材７及び固定部材８ａの一部が挿入される。そして、この状態で、固定部材８ａを下方向（図中の矢印方向）に移動させることにより、ワーク３をアーム部材７に対して固定する。

そして、ワーク３がアーム部材７に対して固定された後に、荷重バランサー装置５は、操作本体６の移動に従って、駆動本体１１や下連結部１４の内部に搭載されたエアシリンダを制御する。

次いで、図７のステップＳ２において、アーム部材７と支持部材１８との接続作業が行われる。より具体的に、この接続作業は、アーム部材７の上面の位置が、支持部材１８の上面の高さの位置よりも少し上になるまで、アーム部材７を上方向に移動させる。そして、アーム部材７と支持部材１８との接続は、図９（ｂ）に示されるように、アーム部材７の接続溝７１を、支持部材１８の接続突起１８１に接続することによって行われる。本実施形態において、アーム部材７の先端部７０と支持部材１８の一端部１８０とは、各軸の左右方向の中心が一致した状態で接続される。

そして、接続が完了すれば、図７のステップＳ３において、ワーク３の搬入作業が行われる。より具体的に、この搬入作業は、図１０（ａ）中の破線で示すワーク３をアーム部材７及び支持部材１８の軸方向に沿って密閉容器２内部の奥側に向かう方向（図中の矢印方向）に所定の位置（図１０（ｂ）中の実線で示す位置）までスライドさせることによって行われる。そして、図７のステップＳ１〜Ｓ３の各作業が残り５回繰り返されることにより、計６個のワーク３が所定の間隔をおいて支持部材１８に支持されることで、図７のステップＳ４において、全てのワーク３の密閉容器２の内部への搬入が完了する（図１０（ｃ）参照）。

次いで、図７のステップＳ５では、各ワーク３の乾燥処理が施される。より具体的には、図１１に示されるように、蓋部材１６が閉じられた状態で、密閉容器２において、容器本体１５と蓋部材１６及び閉塞部材１７の内側と支持部材１８の外周部の外側とに密閉空間が形成される。この密閉状態で、容器本体１５のジャケット層１５４の内部や、支持部材１８の中空空間１８３の内部と、熱媒油供給ユニットＵ１との間で熱媒油を循環させたり、密閉容器２の内部と窒素ガス供給ユニットＵ２との間で、高温の窒素ガスを循環させたり、乾燥中のワーク３から発生した揮発分が真空引きユニットＵ３によって抜き出されたりすることによって、ジャケット層１５４内に供給された熱媒油からの輻射熱や、熱媒油により加熱された支持部材１８の外周部からの熱伝導や、密閉容器２内に吸入された高温の窒素ガスの対流によって各ワーク３の真空乾燥処理が施される。

そして、図７のステップＳ６において、ワーク３の搬出を行う前段階として、アーム部材７と支持部材１８との接続作業が行われる。より具体的に、この接続作業は、上述したステップＳ２と同様に、蓋部材１６を開けた状態で、アーム部材７を上方向に移動させると共に、アーム部材７の接続溝７１を、支持部材１８の接続突起１８１に接続することによって行われる。

そして、接続が完了すれば、図７のステップＳ７において、ワーク３の搬出作業が行われる。より具体的に、この搬出作業は、支持部材１８に支持された６つのワーク３のうち、容器本体１５の開口１５０に近い側に支持された３つのワーク３は、開口１５０から作業者の手が届く範囲に配置されているので、手作業による搬出が行われる。より具体的に、図１２（ａ）、（ｂ）に示されるように、開口１５０に最も近いワーク３が支持部材１８からアーム部材７に向かう方向（図中の矢印方向）にスライドされる。この後、支持部材１８とアーム部材７との接続が解除され、アーム部材７に支持されたワーク３は、操作部４の操作に応じて、所定の格納場所まで運搬される。

そして、手作業による搬出作業が、作業者の手が届く範囲内に配置された残り２つのワーク３についても繰り返された後、図１３（ａ）、（ｂ）に示されるように、容器本体１５の開口１５１に近い側に支持された残り３つのワーク３、つまり、開口１５０から作業者の手が届かない範囲に配置された３つのワーク３について、吸着機構２０を用いた搬出作業が行われる。より具体的に、この搬出作業では、作業者による把持部材２３の操作に応じて、吸着本体２１が、アーム部材７及び支持部材１８の軸方向に沿って図１３（ａ）に示す矢印方向に向けてスライドされ、ワーク３の保護ディスクＤに吸盤部２２が吸着される。そして、この吸着状態で、図１３（ｂ）に示されるように、吸着本体２１を支持部材１８からアーム部材７に向けて図１３（ｂ）に示す矢印方向に向けてスライドさせることによりワーク３が搬出される。そして、支持部材１８とアーム部材７との接続が解除され、アーム部材７に支持されたワーク３は、操作部４の操作に応じて、所定の格納場所まで運搬される。そして、吸着機構２０を用いた搬出作業が、残り２つのワーク３についても繰り返された後、全てのワーク３の搬出作業が完了する。

[本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００の特徴]
以上、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、作業者が、アーム部材７にワーク３が保持された操作部４を移動させると、荷重バランサー装置５によって操作部４の移動に応じた駆動力が発生されるので、この駆動力によって、作業者が操作部４を容易に移動させることができる。これにより、従来のように、人力だけで、ワーク３を持ち上げたり、下ろしたり、といった作業を行う必要がなく、アーム部材７に保持されたワーク３をスライドさせるだけで、密閉容器２の内部へのワーク３の搬出入を行うことができる。従って、従来と比べて、ワーク３の搬出入を容易に行うことができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、ワーク３が保持されたアーム部材７の先端部７０と、密閉容器２内に設けられた支持部材１８の一端部１８０とを接続することで、ワーク３をアーム部材７から支持部材１８に向けてスライドさせることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、アーム部材７の先端部７０は、その左右方向の軸中心が支持部材１８の一端部１８０の軸中心と一致した状態で接続されるので、アーム部材７と支持部材１８との芯ズレを防止でき、ワーク３の搬出入作業の作業性をより向上させることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、アーム部材７の接続溝７１を支持部材１８の接続突起１８１に近づけていくことで、支持部材１８の一端部１８０とアーム部材７の先端部７０の軸を容易に合わせることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、接続溝７１が接続突起１８１に接続されることで、接続溝７１が障害となって接続突起１８１が接続溝７１よりも外側に抜けることを規制できる。従って、支持部材１８に接続されたアーム部材７の位置ズレを確実に防止できる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、固定機構８によりアーム部材７に対してワーク３を固定することができるので、ワーク３の位置ズレ等を防止でき、アーム部材７から支持部材１８に向けたワーク３の搬出入の作業性を向上させることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、アーム部材７の上面７３が、アーム部材７の軸方向から見たときに、ワーク３の保持面３０と同一形状に形成されているので、アーム部材７の上面７３をワーク３がスライドする際にガタツクことがなく、アーム部材７の上面に対してワーク３を安定した状態でスライドさせることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、アーム部材７の上面７３が、アーム部材７の軸方向から見たときに、ワーク３の保持面３０と同一の曲率を有しているので、ワーク３がアーム部材７に対して平面内で回転することを防止できる。従って、ワーク３の位置ズレ等を防止でき、ワーク３の密閉容器２に対する搬出入の作業性をより向上させることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、アーム部材７の上面７３が、アーム部材７の軸方向から見たときに、支持部材１８の上面と同一形状に形成されているので、アーム部材７の上面７３及び支持部材１８の上面をワーク３がスライドする際にガタツクことがなく、アーム部材７の上面７３及び支持部材１８の上面に対してワーク３を安定した状態でスライドさせることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、アーム部材７の上面７３が、アーム部材７の軸方向から見たときに、支持部材１８の上面と同一の曲率を有しているので、ワーク３がアーム部材７や支持部材１８に対して平面内で回転することを防止できる。従って、ワーク３の位置ズレ等を防止でき、ワーク３の密閉容器２に対する搬出入の作業性をより向上させることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、ワーク３を保持した状態でアーム部材７に対してスライドさせるだけでワーク３を密閉容器２内から取り出すことができるので、手作業でワークを引き出す等して密閉容器内から取り出す場合と比べて、ワークの取り出し作業の作業性を向上させることができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、ワーク３の保護ディスクＤに吸着機構２０の吸盤部２２が吸着可能な吸着面さえあれば、ワーク３を吸着させた状態で密閉容器２内から取り出すことができる。従って、ワーク３の吸着に当たって複雑な機構は必要なく簡易な機構で、ワーク３の取り出し作業を実現することができる。

また、本実施形態のワーク搬出入装置１及び乾燥処理装置１００では、アーム部材７の先端部７０と支持部材１８の一端部１８０とが接続された状態で、規制溝７２によってアーム部材７が前後方向に抜けることを規制できるので、安定した接続状態を維持することができる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述した実施形態では、ワーク３または吸着本体２１の保持面の曲率と、アーム部材７及び支持部材１８の上面の曲率とが同一である例について述べたが、各曲率が同一である必要はない。より具体的には、ワーク３や吸着本体２１の挿入穴が円形状を有していなくてもよく、例えば矩形状を有していてもよい。また、アーム部材７及び支持部材１８の径の大きさは同じであっても異なっていてもよい。

上述した実施形態では、アーム部材７の先端部７０に略Ｖ字状の接続溝７１を形成すると共に、支持部材１８の一端部１８０に接続溝７１と同じ形状の接続突起１８１が形成され、アーム部材７の先端部７０と支持部材１８の一端部１８０とを接続する例について述べたが、本実施形態はこれに限定されず、支持部材１８の一端部１８０に略Ｖ字状の接続溝を形成すると共に、アーム部材７の先端部７０に、この接続溝と同じ略Ｖ字状の接続突起を形成することによって、アーム部材７の先端部７０と支持部材１８の一端部１８０とを接続してもよい。また、規制溝７２と突出片１８２の態様も他の態様でもよい。また、支持部材１８との接続時にアーム部材７が動かないように固定できれば、規制溝７２と突出片１８２を設けなくてもよい。

上述した実施形態では、吸着機構２０を用いて、密閉容器２内のワーク３を搬出する例について述べたが、本実施形態はこれに限定されず、ワーク取出機構１２０を用いて、密閉容器２内のワーク３を搬出してもよい。図１４（ａ）に示されるように、ワーク取出機構１２０は、作業者によって把持される操作部１２３を有し、アーム部材７及び支持部材１８の各外周面をスライド可能に挿入される筒状の取り出し本体１２４と、取り出し本体１２４の外周部に形成され且つアーム部材７の軸方向に沿って突出する３つの突出部１２５と、突出部１２５の先端部に形成された３つの爪１２６とを有している。なお、図１４（ａ）中の破線部分は、同図中に実線で示すワーク取出機構１２０が所定距離だけアーム部材７の軸方向にスライドした状態を示している。

一方、図１４（ｂ）に示されるように、ワーク１０３は、その内周面に装着される筒状の芯部分１２７を有しており、この芯部分１２７は、アーム部材７及び支持部材１８の各外周面をスライド自在に形成されている。芯部分１２７には、径方向内側に向けて凸状に窪んだ係合溝（溝）１２８が形成されている。なお、この係合溝１２８は、芯部分１２７の全周に亘って形成されている。この構成によれば、ワーク取出機構１２０の爪１２６をワーク１０３の係合溝１２８に係合させた状態で、作業者が操作部１２３を、アーム部材７及び支持部材１８の軸方向に沿ってワーク３の搬出方向に向けて取り出すことによって、密閉容器２の内部からワーク１０３を容易に搬出することができる。また、この構成では、吸着機構２０を用いる場合のように、必ずしもワーク３が保護ディスクＤを有している必要はないので、汎用性が高い。なお、係合溝１２８は、芯部分１２７の全周に亘って形成されていなくてもよく、爪１２６と係合さえできればよい。

なお、図１５は、爪１２６と係合溝１２８との係合手順を示している。まず、図１５（ａ）に示されるように、爪１２６と係合溝１２８の位置合わせが行われる。次いで、図１５（ｂ）に示されるように、駆動機構により爪１２６が径方向内側に進行し、爪１２６の先端が係合溝１２８の奥面と当接することで、爪１２６と係合溝１２８との係合が完了する。また、吸着機構２０やワーク取出機構１２０は、ワーク３の搬出時のみならず、搬入時に用いてもよく、搬入のみに用いてもよい。また、一部のワークの搬出や搬入だけでなく、全てのワークの搬入や搬出に用いてもよい。

上述した実施形態では、密閉容器２に緊急避難用のエジェクタ機構が設けられていない例について述べたが、図１６に示す密閉容器１０２のように、エジェクタ機構２２０を設けてもよい。このエジェクタ機構２２０は、作業者によって回動操作可能なハンドル部２２１と、作業者による回動操作を受けて、図中の矢印で示す搬出方向に向けてワークを強制的に押し出す押出板２２２とを有している。なお、ワークの押し出しは、手動操作に限らず、エアシリンダ等のアクチュエータを駆動源に使用してもよい。また、緊急避難用のエジェクタ機構は、押出板２２２に雌ネジ部（ナット部材）を形成し、先端部に雄ネジ部（ボルト部材）が形成された別部品のステッキ状のハンドル部材を用いて、このハンドル部材を押出板２２２に固定すると共に、このハンドル部材を図中の矢印で示す搬出方向に向けて引っ張ることで、ワークを強制的に取り出してもよい。

上述した実施形態では、ワーク３を加熱するために、容器本体１５のジャケット層１５４の内部や支持部材１８の中空空間１８３に熱媒油を循環させる例について述べたが、本実施形態はこれに限定されない。ワークの種類や用途によっては、ワークを冷却するために、容器本体１５のジャケット層１５４の内部や支持部材１８の中空空間１８３に冷媒油を循環させもよい。

上述した実施形態では、ワーク３として、リチウムイオンバッテリーの電極材を使用する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されず、リチウムイオンバッテリー以外の電極材、あるいは、全く種類の異なる様々な試料を搭載できる。また、上述した実施形態では、ワーク３がロール形状を有する例について述べたが、この形状に限らず、任意の形状に形成できる。

上述した実施形態では、密閉容器２をワークの真空乾燥処理に適用する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されず、密閉容器２は処理材料の加圧熱処理や低温真空処理（フリーズドライ）や低温高圧処理等にも適用できる。

上述した実施形態では、ワーク３の乾燥処理工程において、密閉容器２内に窒素を供給する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。密閉容器の用途に応じて、密閉容器内に酸素を供給した場合には、密閉容器内に収容されたワークの熱酸化を促進させることができる。また例えば、密閉容器内を硫化ガスで充填した場合には、密閉容器内に収容されたワークの腐食試験を行うことができる。また、本発明は、ワークを乾燥するための容器に搬出入する場合に限らず、ワークを搬出入するものであれば、種々の用途に適用することができる。

上述した実施形態では、荷重バランサー装置５の駆動源として、エアシリンダからなるアクチュエータを使用する例について述べたが、これ以外にも、例えば、油圧シリンダ等の流体アクチュエータや、電磁アクチュエータを使用できる。

上述した実施形態では、ワーク３を１つずつ搬出入する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されず、ワークを複数まとめて搬出入してもよい。

本発明を利用すれば、ワークの搬出入を容易に行うことのできるワーク搬出入装置及び乾燥処理装置を得ることができる。

１ ワーク搬出入装置
２、１０２ 密閉容器（容器）
３、１０３ ワーク
４ 操作部
５ 荷重バランサー装置（駆動力発生装置）
７ アーム部材
８ 固定機構
１８ 支持部材
２０ 吸着機構（ワーク取出機構）
３０ 保持面
７０ 先端部
７１ 接続溝
１００ 乾燥処理装置
１２０ ワーク取出機構
１２６ 爪
１２７ 芯部分
１２８ 係合溝（溝）
１８０ 一端部
１８１ 接続突起

Claims (8)

1. 操作部と、前記操作部の移動に応じた駆動力を発生する駆動力発生装置とを備えたワーク搬出入装置であって、
   前記操作部は、ワークを保持し、その保持されたワークをスライド可能なアーム部材を有し、
   前記アーム部材の先端部は、前記ワークを収容可能な容器内に設けられた支持部材の一端部に接続可能であり、
   前記支持部材の前記一端部又は前記アーム部材の前記先端部のいずれか一方は、接続溝を有しており、他方の前記先端部又は前記一端部は、前記接続溝に接続可能な接続突起を有しており、
   前記接続突起又は前記接続溝のいずれか一方には、前記アーム部材又は前記支持部材の軸方向と交差する方向に突出する突出片が形成されており、前記接続溝又は前記接続突起の他方には、前記突出片が、前記アーム部材又は前記支持部材の軸方向と交差する方向から挿入可能な規制溝が形成されていることを特徴とするワーク搬出入装置。
2. 前記ワークを前記アーム部材に対して固定する固定機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のワーク搬出入装置。
3. 前記アーム部材は、その上面と前記ワークの保持面とが当接した状態で前記ワークを保持可能であって、
   前記アーム部材の上面が、前記アーム部材の軸方向から見たときに、前記ワークの保持面と同一形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク搬出入装置。
4. 前記アーム部材の上面が、前記アーム部材の軸方向から見たときに、前記支持部材の上面と同一形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のワーク搬出入装置。
5. 前記アーム部材に対してスライド可能に構成されたワーク取出機構を備えており、
   前記ワーク取出機構は、前記ワークを保持した状態で前記アーム部材に対してスライドすることによって前記ワークを前記容器内から取り出すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク搬出入装置。
6. 前記ワーク取出機構は、前記ワークを吸着することによって前記ワークを保持することを特徴とする請求項５に記載のワーク搬出入装置。
7. 前記ワーク取出機構は、前記ワークの芯部分に設けられた溝に爪を引っ掛けることで、前記ワークを保持することを特徴とする請求項５に記載のワーク搬出入装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載されたワーク搬出入装置と、
   前記アーム部材に接続される前記支持部材が設けられた乾燥処理用の容器とを備えたことを特徴とする乾燥処理装置。
   

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