特許 7527512 熱処理設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】熱処理設備

(51)【国際特許分類】

   F27B 9/39 20060101AFI20240726BHJP

   F27D 3/06 20060101ALI20240726BHJP

   F27D 3/12 20060101ALI20240726BHJP

【ＦＩ】

F27B9/39

F27D3/06 B

F27D3/12 S

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024020184

(22)【出願日】2024-02-14

【審査請求日】2024-03-21

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004293

【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド

(74)【代理人】

【識別番号】110001117

【氏名又は名称】弁理士法人ぱてな

(72)【発明者】

【氏名】小林 雄太

(72)【発明者】

【氏名】吉金 隆宏

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０８５３６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２３５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０４８０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ ９／３９

Ｆ２７Ｄ ３／０６

Ｆ２７Ｄ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入口から出口まで延びる加熱室を有し、被焼成物が収容されたサヤを前記入口から前記出口まで前記加熱室内で移動させつつ、前記被焼成物を前記サヤとともに加熱する熱処理炉と、
前記被焼成物が収容された前記サヤを挟持し、前記サヤから前記被焼成物を回収する回収装置と、
前記熱処理炉と前記回収装置とを接続し、前記出口から排出された前記被焼成物が収容された前記サヤを前記回収装置まで移動させる移動装置と、を備え、
前記回収装置は、前記サヤを挟持するクランプ機構と、
前記クランプ機構で挟持した前記サヤを上下逆にする反転機構と、を有する熱処理設備において、
前記クランプ機構及び前記反転機構の少なくとも一方は、互いに摺動関係及び干渉関係の少なくとも一方となる第１部材及び第２部材を含み、
前記クランプ機構は、水平な第１軸心方向に延び、前記第１軸心回りで回動する反転軸と、
前記反転軸の先端に固定され、上下方向に延びる反転部材と、
前記反転部材の他端部に固定され、前記上下方向及び前記第１軸心方向と直交する第２軸心方向に延びる軸孔を有する軸受部材と、
前記軸孔内に摺動可能に設けられ、前記第２軸心方向に延びる回動軸と、を有し、
前記第１部材である前記軸受部材は耐熱樹脂製であり、
前記第２部材である前記回動軸は金属製であることを特徴とする熱処理設備。

【請求項2】

入口から出口まで延びる加熱室を有し、被焼成物が収容されたサヤを前記入口から前記出口まで前記加熱室内で移動させつつ、前記被焼成物を前記サヤとともに加熱する熱処理炉と、
前記被焼成物が収容された前記サヤを挟持し、前記サヤから前記被焼成物を回収する回収装置と、
前記熱処理炉と前記回収装置とを接続し、前記出口から排出された前記被焼成物が収容された前記サヤを前記回収装置まで移動させる移動装置と、を備え、
前記回収装置は、前記サヤを挟持するクランプ機構と、
前記クランプ機構で挟持した前記サヤを上下逆にする反転機構と、を有する熱処理設備において、
前記クランプ機構及び前記反転機構の少なくとも一方は、互いに摺動関係及び干渉関係の少なくとも一方となる第１部材及び第２部材を含み、
前記クランプ機構は、水平な第１軸心方向に延び、前記第１軸心回りで回動する反転軸と、
前記反転軸の先端に固定され、上下方向に延びる反転部材と、
前記反転部材の他端部に固定され、前記上下方向及び前記第１軸心方向と直交する第２軸心方向に延びる軸孔を有する軸受部材と、
前記軸孔内に摺動可能に設けられ、前記第２軸心方向に延びる回動軸と、を有し、
前記軸受部材は、金属製の軸受部材本体と、前記軸受部材本体に固定され、前記軸孔を形成する前記第１部材である軸孔形成部とからなり、
前記軸孔形成部は耐熱樹脂製であり、
前記第２部材である前記回動軸は金属製であることを特徴とする熱処理設備。

【請求項3】

前記回収装置は、前記クランプ機構を作動させるクランプアクチュエータと、
前記反転機構を作動させ、前記反転軸を前記第１軸心回りで回動させる反転アクチュエータと、
前記サヤを内部に位置させ、前記クランプアクチュエータ及び前記反転アクチュエータを外部に位置させる隔壁と、を有している請求項１又は２記載の熱処理設備。

【請求項4】

前記サヤは、略水平に延びる底板と、前記底板と一体をなし、前記底板から上方に延びて前記底板とともに前記被焼成物を収容する収容空間を形成する側壁とからなり、
前記クランプ機構は、前記反転部材の一端部に固定されて前記第１軸心方向と平行に延び、前記サヤの一端部と当接する固定爪部をもつ固定爪と、
前記回動軸に固定され、前記回動軸の摺動によって前記固定爪に近づけば前記サヤの他端部と当接する可動爪部をもつ可動爪と、
前記可動爪部が前記固定爪部に近づくように前記可動爪を付勢する付勢力をもつコイルばねと、
前記クランプアクチュエータの作動によって前記付勢力に抗して前記可動爪を押圧して前記可動爪部を前記固定爪部から離隔する押圧片と、を有し、
前記反転機構は、前記反転アクチュエータの作動によって前記反転軸を前記第１軸心回りで回動させる回動部を有する請求項３記載の熱処理設備。

【請求項5】

前記固定爪は、金属製の固定爪本体と、前記固定爪本体に固定されたセラミック製の前記固定爪部とからなり、
前記可動爪は、金属製の可動爪本体と、前記可動爪本体に固定されたセラミック製の前記可動爪部とからなる請求項４記載の熱処理設備。

【請求項6】

耐熱樹脂は超高純度ポリイミド製である請求項１又は２記載の熱処理設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は熱処理設備に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に従来の熱処理設備が開示されている。この熱処理設備は、ローラーハースキルン（ＲＨＫ）からなる熱処理炉と、解砕装置と、回収装置と、清掃装置と、充填装置と、移動装置とをそれぞれ２基ずつ備えている。

【0003】

熱処理炉は入口から出口まで延びる加熱室を有している。加熱室内は図示しない発熱体によって加熱されるようになっている。加熱室内では、複数のサヤが入口から出口まで搬送されるようになっている。サヤは、略水平に延びる底板と、底板と一体をなす側壁とからなる。側壁は、底板から上方に延びて底板とともに被焼成物を収容する収容空間を形成する。収容空間内に収容される被焼成物は、リチウムイオン電池の電極とされる粉体等である。熱処理炉は、被焼成物が収容されたサヤを入口から出口まで加熱室内で移動させつつ、被焼成物をサヤとともに加熱する。

【0004】

移動装置は、一方の熱処理炉、解砕装置、回収装置、清掃装置、充填装置及び他方の熱処理炉を順次接続している。移動装置は、一方の熱処理炉の出口から排出された被焼成物が収容されたサヤを解砕装置、回収装置、清掃装置、充填装置及び他方の熱処理炉まで移動させるようになっている。

【0005】

解砕装置は、サヤ内の加熱処理後の被焼成物を砕くようになっている。回収装置は、被焼成物が収容されたサヤを挟持し、サヤから被焼成物を回収するようになっている。清掃装置は、被焼成物を回収した後のサヤ内を清掃するようになっている。清掃後のサヤは、破損等によって再利用不能なものを除き、充填装置によって新たな被焼成物が充填され、再利用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０２０－８５３６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、従来の熱処理設備では、熱処理炉の出口から排出されたサヤ及びその内部の被焼成物を移動装置によって長い距離移動させ、サヤ及び被焼成物が常温程度まで冷えた後で回収装置によって被焼成物の回収を行っていた。このため、被焼成物の熱処理サイクルが長時間となり、生産効率が十分でない。また、この熱処理設備では、移動装置が長く、大型化が免れない。

【0008】

しかしながら、発明者らの確認によれば、回収装置によってサヤ及び被焼成物が高温の状態で被焼成物の回収を行おうとすれば、被焼成物の品質低下を招いてしまう。

【0009】

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、被焼成物の品質低下を生じることなく、高い生産効率と小型化とを実現可能な熱処理設備を提供することを解決すべき課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った。そして、回収装置によってサヤ及び被焼成物が高温の状態で被焼成物の回収を行った場合に被焼成物の品質低下が生じる原因が以下にあることを発見し、本発明を完成させた。

【0011】

すなわち、回収装置は、サヤを挟持するクランプ機構と、クランプ機構で挟持したサヤを上下逆にする反転機構とを有し、これらが互いに摺動関係や干渉関係となる部材が多用されている。摺動関係となる部材や干渉関係となる部材は一般的にはともに鋼材等の金属製である。金属製の部材同士が高温下で摺動したり、干渉したりすれば、常温下で摺動したり、干渉したりする場合よりも、より摩耗を生じやすい。このため、その摩耗粉が金属異物となって被焼成物に混入し、被焼成物の品質低下が生じるのである。例えば、被焼成物がリチウムイオン電池の電極等の電子部品を構成する場合には、この問題が顕著となる。

【0012】

本発明の熱処理設備は、入口から出口まで延びる加熱室を有し、被焼成物が収容されたサヤを前記入口から前記出口まで前記加熱室内で移動させつつ、前記被焼成物を前記サヤとともに加熱する熱処理炉と、
前記被焼成物が収容された前記サヤを挟持し、前記サヤから前記被焼成物を回収する回収装置と、
前記熱処理炉と前記回収装置とを接続し、前記出口から排出された前記被焼成物が収容された前記サヤを前記回収装置まで移動させる移動装置と、を備え、
前記回収装置は、前記サヤを挟持するクランプ機構と、
前記クランプ機構で挟持した前記サヤを上下逆にする反転機構と、を有する熱処理設備において、
前記クランプ機構及び前記反転機構の少なくとも一方は、互いに摺動関係及び干渉関係の少なくとも一方となる第１部材及び第２部材を含み、
前記クランプ機構は、水平な第１軸心方向に延び、前記第１軸心回りで回動する反転軸と、
前記反転軸の先端に固定され、上下方向に延びる反転部材と、
前記反転部材の他端部に固定され、前記上下方向及び前記第１軸心方向と直交する第２軸心方向に延びる軸孔を有する軸受部材と、
前記軸孔内に摺動可能に設けられ、前記第２軸心方向に延びる回動軸と、を有する。
そして、前記第１部材である前記軸受部材は耐熱樹脂製であり、
前記第２部材である前記回動軸は金属製であることを特徴とする。
また、前記軸受部材は、金属製の軸受部材本体と、前記軸受部材本体に固定され、前記軸孔を形成する前記第１部材である軸孔形成部とからなり、
前記軸孔形成部は耐熱樹脂製であり、
前記第２部材である前記回動軸は金属製であることを特徴とする。

【0013】

本発明の熱処理設備では、クランプ機構や反転機構を構成し、互いに摺動関係や干渉関係となる第１部材及び第２部材の少なくとも一方が耐熱樹脂製であるため、これらが高温下で摺動したり、干渉したりしても、摩耗粉を生じ難い。このため、金属製の摩耗粉が金属異物となって被焼成物に混入し難い。

【0014】

また、この熱処理設備では、上記のように、金属製の部材同士が高温下で摺動したり、干渉したりしないことから、熱処理炉と回収装置とを近づけることが可能である。このため、熱処理設備の生産効率と、小型化とを実現できる。

【0015】

したがって、本発明の熱処理設備によれば、被焼成物の品質低下を生じることなく、高い生産効率と小型化とを実現できる。

【0016】

クランプ機構が互いに摺動関係及び干渉関係の少なくとも一方となる第１部材及び第２部材を含んでもよく、反転機構が互いに摺動関係及び干渉関係の少なくとも一方となる第１部材及び第２部材を含んでもよく、クランプ機構及び反転機構が互いに摺動関係及び干渉関係の少なくとも一方となる第１部材及び第２部材を含んでもよい。第１部材及び第２部材は、摺動関係であってもよく、干渉関係であってもよく、摺動関係及び干渉関係であってもよい。

【0017】

第１部材が耐熱樹脂製であり、第２部材が金属製やセラミック製であってもよい。第１部材が金属製やセラミック製であり、第２部材が耐熱樹脂製であってもよい。また、第１部材及び第２部材が耐熱樹脂製であってもよい。

【0018】

回収装置は、クランプ機構を作動させるクランプアクチュエータと、反転機構を作動させる反転アクチュエータと、サヤを内部に位置させ、クランプアクチュエータ及び反転アクチュエータを外部に位置させる隔壁と、を有していることが好ましい。

【0019】

この場合、隔壁によって被焼成物に異物が混入することを防止できる。この一方、隔壁内はより高温に維持され易く、本発明の作用効果が顕著になる。また、クランプアクチュエータ及び反転アクチュエータが隔壁の外部に位置されるため、クランプアクチュエータ及び反転アクチュエータを高温から隔離し、これらの故障を抑制できる。

【0020】

サヤは、略水平に延びる底板と、底板と一体をなし、底板から上方に延びて底板とともに被焼成物を収容する収容空間を形成する側壁とからなり得る。クランプ機構は、水平な第１軸心方向に延び、反転アクチュエータの作動によって第１軸心回りで回動する反転軸と、反転軸の先端に固定され、上下方向に延びる反転部材と、反転部材の一端部に固定されて第１軸心方向に延び、サヤの一端部と当接する固定爪部をもつ固定爪と、反転部材の他端部に固定され、上下方向及び第１軸心方向と直交する第２軸心方向に延びる軸孔を有する軸受部材と、軸孔内に摺動可能に設けられ、第２軸心方向に延びる回動軸と、回動軸に固定され、回動軸の摺動によって固定爪に近づけばサヤの他端部と当接する可動爪部をもつ可動爪と、可動爪部が固定爪部に近づくように可動爪を付勢する付勢力をもつコイルばねと、クランプアクチュエータの作動によって付勢力に抗して可動爪を押圧して可動爪部を固定爪部から離隔する押圧片と、を有し得る。反転機構は、反転アクチュエータの作動によって反転軸を第１軸心回りで回動させる回動部を有し得る。固定爪は、金属製の固定爪本体と、固定爪本体に固定されたセラミック製の固定爪部とからなり得る。また、可動爪は、金属製の可動爪本体と、可動爪本体に固定されたセラミック製の可動爪部とからなり得る。

【0021】

この場合、コイルばねの付勢力によって固定爪と可動爪とでサヤを挟持した後、反転アクチュエータの作動によって反転軸を反転部材とともに第１軸心回りで回動させて上下を逆にし、サヤ内の被焼成物を落下させて回収することができる。一方、反転アクチュエータの反作動によって反転軸を反転部材とともに第１軸心回りで逆方向に回動させて上下を戻した後、クランプアクチュエータの作動によって付勢力に抗して固定爪と可動爪とによるサヤの挟持を外し、サヤの再利用等を実現できる。

【0022】

この際、固定爪が金属製の固定爪本体と、セラミック製の固定爪部とからなり、可動爪が金属製の可動爪本体と、セラミック製の可動爪部とからなるため、サヤとはセラミック製の固定爪部及び可動爪部が干渉するだけである。このため、金属製の固定爪部及び可動爪部がサヤと干渉する場合と比べ、金属異物を生じ難く、被焼成物が品質低下を生じ難い。

【0023】

第１部材である軸受部材は耐熱樹脂製であり、第２部材である回動軸は金属製であることが好ましい。

【0024】

この場合、金属製の回動軸が耐熱樹脂製の軸受部材の軸孔内を摺動し、本発明の作用効果を生じる。一方、軸受部材ばかりでなく、回動軸も耐熱樹脂製としてもよいが、その場合には、金属製の回動軸を採用した場合に比べ、耐久性が懸念される。このため、軸受部材を耐熱樹脂製とし、回動軸を金属製とすることが耐久性の観点で好ましい。

【0025】

軸受部材は、金属製の軸受部材本体と、軸受部材本体に固定され、軸孔を形成する第１部材である軸孔形成部とからなり得る。そして、軸孔形成部は耐熱樹脂製であり、第２部材である回動軸は金属製であることも好ましい。

【0026】

この場合、金属製の回動軸が耐熱樹脂製の軸孔形成部の軸孔内を摺動し、本発明の作用効果を生じる。また、軸受部材全体を耐熱樹脂製にせず、軸孔を形成する軸孔形成部だけを耐熱樹脂製にしているため、高い耐久性を発揮する。

【0027】

発明者らの確認によれば、耐熱樹脂としては、超高純度ポリイミド、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone（ポリエーテルエーテルケトン））等を採用できる。発明者らの試験によれば、耐熱樹脂として、超高純度ポリイミドを採用することが最も好ましい。

【発明の効果】

【0028】

本発明の熱処理設備によれば、被焼成物の品質低下を生じることなく、高い生産効率と小型化とを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、実施例１の熱処理設備の模式の平面図である。

【図2】図２は、実施例１の熱処理設備に係り、移動装置及び回収装置の平面図である。

【図3】図３は、実施例１の熱処理設備における回収装置の一部を示す一部断面の平面図である。

【図4】図４は、実施例１の熱処理設備における回収装置の一部を示す一部断面の正面図である。

【図5】図５は、実施例１の熱処理設備における回収装置の要部斜視図である。

【図6】図６は、実施例１の熱処理設備に係り、回収装置の作動を示す一部断面の正面図である。

【図7】図７は、実施例１の熱処理設備に係り、回収装置の作動を示す一部断面の正面図である。

【図8】図８は、実施例１の熱処理設備に係り、回収装置の作動を示す一部断面の正面図である。

【図9】図９は、実施例１の熱処理設備における回収装置の軸受部材を拡大して示す断面図である。

【図10】図１０は、実施例２の熱処理設備における回収装置の軸受部材を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。

【実施例1】

【0031】

実施例１の熱処理設備は、図１に示すように、それぞれ２基ずつの熱処理炉１Ａ、１Ｂと、解砕装置３Ａ、３Ｂと、回収装置５Ａ、５Ｂと、清掃装置７Ａ、７Ｂと、充填装置９Ａ、９Ｂと、移動装置１１Ａ、１１Ｂとを備えている。

【0032】

熱処理炉１Ａ、１Ｂは同じ大きさのＲＨＫである。熱処理炉１Ａ、１Ｂは入口１３ａから出口１３ｂまで直線状に長く延びる加熱室１３ｃを有している。熱処理炉１Ｂの入口１３ａは熱処理炉１Ａの出口１３ｂ側に位置し、熱処理炉１Ｂの出口１３ｂは熱処理炉１Ａの入口１３ａ側に位置している。両加熱室１３ｃ内は図示しない発熱体によって所定の温度で加熱されるようになっている。また、両加熱室１３ｂ内では、複数のセラミック製のサヤ１５が列をなして入口１３ａから出口１３ｂまで搬送されるようになっている。

【0033】

サヤ１５は、図５に示すように、略水平に延びる底板１５ａと、底板１５ａと一体をなす側壁１５ｂとからなる。底板１５ａは略水平に延びる正方形の板状であり、側壁１５ｂは平面視で四角形の筒体である。側壁１５ｂは、底板１５ａの周縁から上方に延びて底板１５ａとともに被焼成物Ｗを収容する収容空間Ｓを形成している。収容空間Ｓ内に収容される被焼成物Ｗは、リチウムイオン電池の電極とされる粉体である。図１に示すように、熱処理炉１Ａ、１Ｂは、被焼成物Ｗが収容されたサヤ１５を入口１３ａから出口１３ｂまで加熱室１３ｃ内で移動させつつ、被焼成物Ｗをサヤ１５とともに加熱する。

【0034】

移動装置１１Ａ、１１Ｂは、図２に示すように、図示しないモータによって自転する複数個のローラ１７等によって構成されている。図１に示すように、移動装置１１Ａは、一方の熱処理炉１Ａ、解砕装置３Ａ、回収装置５Ａ、清掃装置７Ａ、充填装置９Ａ及び他方の熱処理炉１Ｂを順次接続し、熱処理炉１Ａの出口１３ｂから排出された被焼成物Ｗが収容されたサヤ１５を解砕装置３Ａ、回収装置５Ａ、清掃装置７Ａ、充填装置９Ａ及び他方の熱処理炉１Ｂまで移動させるようになっている。

【0035】

移動装置１１Ｂは、他方の熱処理炉１Ｂ、解砕装置３Ｂ、回収装置５Ｂ、清掃装置７Ｂ、充填装置９Ｂ及び一方の熱処理炉１Ａを順次接続し、熱処理炉１Ｂの出口１３ｂから排出された被焼成物Ｗが収容されたサヤ１５を解砕装置３Ｂ、回収装置５Ｂ、清掃装置７Ｂ、充填装置９Ｂ及び一方の熱処理炉１Ａまで移動させるようになっている。

【0036】

移動装置１１Ａ、１１Ｂでは、複数のサヤ１５が列をなして熱処理炉１Ａ、１Ｂの出口１３ｂから排出されるが、一つずつのサヤ１５が解砕装置３Ａ、３Ｂ、回収装置５Ａ、５Ｂ、清掃装置７Ａ、７Ｂ及び充填装置９Ａ、９Ｂに搬送された後、再び複数のサヤ１５が列をなして熱処理炉１Ａ、１Ｂの入口１３ａから搬入されるようになっている。

【0037】

解砕装置３Ａ、３Ｂは、各サヤ１５内の加熱処理後の被焼成物Ｗを砕くようになっている。回収装置５Ａ、５Ｂは、各サヤ１５を挟持し、各サヤ１５から被焼成物Ｗを回収するようになっている。清掃装置７Ａ、７Ｂは、被焼成物Ｗを回収した後の各サヤ１５内を清掃するようになっている。清掃後の各サヤ１５は、破損等によって再利用不能なものを除き、充填装置９Ａ、９Ｂによって新たな被焼成物Ｗが充填され、再利用される。

【0038】

図２～４に示すように、回収装置５Ａ、５Ｂは隔壁２１を有している。隔壁２１は上下に延びる４つの側板２１ａ～２１ｄと、側板２１ａ～２１ｄの上端を接続する天板２１ｅとを有している。隔壁２１の下端は狭められており、その下にはホッパに接続する開口２１ｆが形成されている。

【0039】

図２に示すように、移動装置１１Ａ、１１Ｂは、自己の上を移動するサヤ１５が回収装置５Ａ、５Ｂの前まで移動すると、そこでサヤ１５を一旦停止させ、そのサヤ１５をエアシリンダ１９によって隔壁２１内に搬送するようになっている。隔壁２１の側板２１ｂには、サヤ１５が搬送される時に開き、サヤ１５が搬送されれば閉じる図示しない開閉扉が設けられている。隔壁２１及び開閉扉によって被焼成物Ｗに異物が混入することを防止している。

【0040】

隔壁２１の背後には上下に延びるフレーム２３が設けられており、フレーム２３には反転アクチュエータ２５が固定されている。反転アクチュエータ２５は回転軸を水平にして突出させており、回転軸の一端には継手２７ａを介して反転駆動軸２９ａが固定され、回転軸の他端には継手２７ｂを介して反転駆動軸２９ｂが固定されている。反転駆動軸２９ａ、２９ｂはフレーム２３に回転可能に支持されている。

【0041】

隔壁２１の側板２１ａには支持装置３０ａによって反転軸３１ａが水平に設けられており、隔壁２１の側板２１ｃにも支持装置３０ｂによって反転軸３１ｂが水平に設けられている。反転軸３１ａ、３１ｂは第１軸心Ｘ１方向に延びている。側板２１ａと反転軸３１ａとの間及び側板２１ｃと反転軸３１ｂとの間には隙間が設けられており、これらは摺動関係を生じないようになっている。反転駆動軸２９ａと反転軸３１ａとの間には伝動ベルト３３ａが巻き掛けられ、反転駆動軸２９ｂと反転軸３１ｂとの間には伝動ベルト３３ｂが巻き掛けられている。反転アクチュエータ２５、フレーム２３、継手２７ａ、２７ｂ、反転駆動軸１９ａ、２９ｂ、支持装置３０ａ、３０ｂ及び伝動ベルト３３ａ、３３ｂは反転機構Ｔを構成している。フレーム２３、継手２７ａ、２７ｂ、反転駆動軸１９ａ、２９ｂ、支持装置３０ａ、３０ｂ及び伝動ベルト３３ａ、３３ｂは、反転アクチュエータ２５の作動によって反転軸３１ａ、３１ｂを第１軸心Ｘ１回りで回動させる回動部Ｔ１を構成している。

【0042】

図３及び図４に示すように、隔壁２１内に位置する反転軸３１ａの先端には上下に延びる薄い板状の反転部材３５ａが固定されている。隔壁２１内に位置する反転軸３１ｂの先端にも上下に延びる薄い板状の反転部材３５ｂが固定されている。

【0043】

図５に示すように、反転部材３５ａの下部の手前側には固定爪３７ａが固定され、反転部材３５ａの下部の奥側にも固定爪３７ｂが固定されている。固定爪３７ａ、３７ｂは対をなしている。図３に示すように、反転部材３５ｂの下部の手前側にも固定爪３７ｃが固定され、反転部材３５ｂの下部の奥側にも固定爪３７ｄが固定されている。固定爪３７ｃ、３７ｄも対をなしている。

【0044】

固定爪３７ａ、３７ｂは、図６～８に示すように、隔壁２１内に向かって水平方向に延びる鋼製の固定爪本体３９と、固定爪本体３９の先端に固定されたセラミック製の固定爪部４１とからなる。セラミックはアルミナである。固定爪部４１はサヤ１５の底板１５ａの底面と当接する。固定爪３７ｃ、３７ｄも同様である。

【0045】

図５に示すように、反転部材３５ａの上部の手前側には軸受部材４３ａが固定され、反転部材３５ａの上部の奥側にも軸受部材４３ｂが固定されている。軸受部材４３ａ、４３ｂは対をなしている。図３に示すように、反転部材３５ｂの上部の手前側にも軸受部材４３ｃが固定され、反転部材３５ｂの上部の奥側にも軸受部材４３ｄが固定されている。軸受部材４３ｃ、４３ｄも対をなしている。

【0046】

回動軸４７ａ、４７ｂは鋼製である。一方、軸受部材４３ａ～４３ｄは、図９に示すように、耐熱樹脂製、より詳細にはビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）をベースとした超高純度ポリイミド製（新日産ダイヤモンド工業（株）製「セプラ（登録商標）ＳＡ２０１」）である。

【0047】

軸受部材４３ａ～４３ｄには、反転部材３５ａや反転部材３５ｂに図示しないボルトによって固定されるための固定穴４３１、４３２が貫設されている。また、軸受部材４３ａ～４３ｄには、上下方向及び第１軸心Ｘ１方向と直交する第２軸心Ｙ１方向に延びる軸孔４３３が貫設されている。

【0048】

図５に示すように、反転部材３５ａには、軸受部材４３ａの奥側と、軸受部材４３ｂの手前側とにおいて、上下に延びる案内穴３５１（図５では、軸受部材４３ｂの手前側のみを図示）が貫設されている。両案内穴３５１には可動爪４５ａ、４５ｂが挿入されている。可動爪４５ａ、４５ｂは、対をなしており、第２軸心Ｙ１方向に延びる回動軸４７ａによって連結されている。回動軸４７ａは軸受部材４３ａ、４３ｂの両軸孔４３３内で摺動回転する。

【0049】

図３に示すように、反転部材３５ｂにも、軸受部材４３ｃの奥側と、軸受部材４３ｄの手前側とにおいて、上下に延びる案内穴３５１が貫設されている。両案内穴３５１には可動爪４５ｃ、４５ｄが挿入されている。可動爪４５ｃ、４５ｄは、対をなしており、第２軸心Ｙ１方向に延びる回動軸４７ｂによって連結されている。回動軸４７ｂは軸受部材４３ｃ、４３ｄの両軸孔４３３内に摺動回転する。

【0050】

図５に示すように、可動爪４５ａ、４５ｂの後端は第２軸心Ｙ２方向に延びる被押圧軸４９ａによって連結されている。図４に示すように、被押圧軸４９ａの中間位置にはセットカラー５１ａが固定されている。図３に示すように、可動爪４５ｃ、４５ｄの後端も第２軸心Ｙ２方向に延びる被押圧軸４９ｂによって連結されている。図４に示すように、被押圧軸４９ｂの中間位置にもセットカラー５１ｂが固定されている。第２軸心Ｙ２は第２軸心Ｙ１と平行である。

【0051】

可動爪４５ａ、４５ｂは、図６～８に示すように、隔壁２１内に向かって水平方向に延びる鋼製の可動爪本体４０と、可動爪本体４０の先端に固定されたセラミック製の可動爪部４２とからなる。セラミックはアルミナである。可動爪部４２はサヤ１５の側壁１５ｂの上面と当接する。可動爪４５ｃ、４５ｄも同様である。

【0052】

図５に示すように、固定爪３７ａの後端と可動爪４５ａの後端との間にはじゃばら５３ａに収納された状態でコイルばね５５ａが設けられている。固定爪３７ｂの後端と可動爪４５ｂの後端との間にもじゃばら５３ｂに収納された状態でコイルばね５５ｂが設けられている。図３及び図４に示すように、固定爪３７ｃの後端と可動爪４５ｃの後端との間にもじゃばら５３ｃに収納された状態でコイルばね５５ｃが設けられ、固定爪３７ｄの後端と可動爪４５ｄの後端との間にもじゃばら５３ｄに収納された状態でコイルばね５５ｄが設けられている。

【0053】

隔壁２１内には第２軸心Ｙ３方向に延びる開放軸５７ａ、５７ｂが第２軸心Ｙ３周りに揺動可能に設けられている。第２軸心Ｙ３は第２軸心Ｙ１、Ｙ２と平行である。開放軸５７ａは被押圧軸４９ａと側板２１ａとの間に配置されており、開放軸５７ｂは被押圧軸４９ｂと側板２１ｃとの間に配置されている。

【0054】

開放軸５７ａの中間位置には押圧片５９ａが固定されており、開放軸５７ｂの中間位置にも押圧片５９ｂが固定されている。図３に示すように、側壁２１ｄの外面には、開放軸５７ａを揺動させるクランプアクチュエータ６１ａと、開放軸５７ｂを揺動させるクランプアクチュエータ６１ｂとが設けられている。

【0055】

押圧片５９ａ、５９ｂは鋼製である。一方、セットカラー５１ａ、５１ｂも、耐熱樹脂製、より詳細にはビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）をベースとした超高純度ポリイミド製（新日産ダイヤモンド工業（株）製「セプラ（登録商標）ＳＡ２０１」）である。

【0056】

反転軸３１ａ、３１ｂ、反転部材３５ａ、３５ｂ、固定爪３７ａ～３７ｄ、軸受部材４３ａ～４３ｄ、回動軸４７ａ、４７ｂ、可動爪４５ａ～４５ｄ、コイルばね５５ａ～５５ｄ、被押圧軸４９ａ、開放軸５７ａ、５７ｂ及び押圧片５９ａ、５９ｂがクランプ機構Ｃを構成している。

【0057】

回収装置５Ａ、５Ｂにおいて、隔壁２１内に被焼成物Ｗが収容されたサヤ１５が搬送されれば、クランプアクチュエータ６１ａが作動する。このため、図６に示すように、開放軸５７ａが第２軸心Ｙ３周りに回動し、押圧片５９ａがセットカラー５１ａを介して被押圧軸４９ａを押圧する。このため、可動爪４５ａ、４５ｂがコイルばね５５ａ、５５ｂの付勢力に抗して可動爪部４２を開く。クランプアクチュエータ６１ｂ、開放軸５７ｂ、押圧片５９ｂ、セットカラー５１ｂ、被押圧軸４９ｂ、可動爪４５ｃ、４５ｄ、コイルばね５５ｃ、５５ｄ及び可動爪部４２も同様である。

【0058】

この後、クランプアクチュエータ６１ａが反作動し、図７に示すように、開放軸５７ａが第２軸心Ｙ３周りに逆方向に回動し、押圧片５９ａがセットカラー５１ａから離隔し、被押圧軸４９ａを押圧しなくなる。このため、可動爪４５ａ、４５ｂがコイルばね５５ａ、５５ｂの付勢力に屈して可動爪部４２を閉じる。クランプアクチュエータ６１ｂ、開放軸５７ｂ、押圧片５９ｂ、セットカラー５１ｂ、被押圧軸４９ｂ、可動爪４５ｃ、４５ｄ、コイルばね５５ｃ、５５ｄ及び可動爪部４２も同様である。このため、回収装置５Ａ、５Ｂは、被焼成物Ｗが収容されたサヤ１５をサヤ１５の４隅で挟持する。

【0059】

次いで、反転機構Ｔにおいて、反転アクチュエータ２５が作動して反転駆動軸２９ａ、２９ｂが回動し、伝動ベルト３３ａ、３３ｂによって反転軸３１ａ、３１ｂが第１軸心Ｘ１周りに回動する。このため、図８に示すように、被焼成物Ｗが収容されたサヤ１５は、反転部材３５ａ等とともに上下が逆になり、サヤ１５内の被焼成物Ｗをホッパ内に落下させて回収することができる。

【0060】

この後、反転アクチュエータ２５が反作動して反転駆動軸２９ａ、２９ｂが逆方向に回動し、伝動ベルト３３ａ、３３ｂによって反転軸３１ａ、３１ｂが第１軸心Ｘ１周りに逆方向に回動する。このため、被焼成物Ｗを落下させたサヤ１５は、反転部材３５ａ等とともに上下が元に戻る。

【0061】

次いで、クランプアクチュエータ６１ａ、６１ｂが作動し、開放軸５７ａ、５７ｂが第２軸心Ｙ３周りに回動し、押圧片５９ａ、５９ｂがセットカラー５１ａ、５１ｂを介して被押圧軸４９ａを押圧する。このため、可動爪４５ａ～４５ｄがコイルばね５５ａ～５５ｄの付勢力に抗して可動爪部４２を開く。クランプ機構Ｃによるサヤ１５の挟持が外れれば、図２に示すように、そのサヤ１５はエアシリンダ１９によって隔壁２１から搬出され、移動装置１１Ａ、１１Ｂに戻される。

【0062】

この後、清掃装置７Ａ、７Ｂがサヤ１５内を清掃する。清掃後のサヤ１５は、破損等によって再利用不能なものを除き、充填装置９Ａ、９Ｂによって新たな被焼成物Ｗが充填され、再利用される。

【0063】

これらの間、この熱処理設備では、回収装置５Ａ、５Ｂがクランプアクチュエータ６１Ａ、６１Ｂと、反転アクチュエータ２５と、隔壁２１とを有し、隔壁２１は、サヤ１５を内部に位置させ、クランプアクチュエータ６１Ａ、６１Ｂ及び反転アクチュエータ２５を外部に位置させている。このため、隔壁２１によって被焼成物Ｗに異物が混入することを防止できる。また、クランプアクチュエータ６１Ａ、６１Ｂ及び反転アクチュエータ２５が隔壁２１の外部に位置されるため、クランプアクチュエータ６１Ａ、６１Ｂ及び反転アクチュエータ２５を高温から隔離し、これらの故障を抑制できる。

【0064】

しかしながら、隔壁２１内はより高温に維持され易い。実施例１では、隔壁２１内は約４００°Ｃであった。そして、軸受部材４３ａ～４３ｄと回動軸４７ａ、４７ｂとは互いに摺動関係となる。つまり、軸受部材４３ａ～４３ｄを第１部材Ｉとすれば、回動軸４７ａ、４７ｂが第２部材ＩＩとなる。また、セットカラー５１ａ、５１ｂと押圧片５９ａ、５９ｂとは互いに摺動及び干渉関係となる。このため、セットカラー５１ａ、５１ｂを第１部材Ｉとすれば、押圧片５９ａ、５９ｂが第２部材ＩＩとなる。

【0065】

この点、この熱処理設備では、回動軸４７ａ、４７ｂが鋼製であり、軸受部材４３ａ～４３ｄが耐熱樹脂製であるため、軸受部材４３ａ～４３ｄと回動軸４７ａ、４７ｂとが高温下で摺動しても、摩耗粉を生じ難い。このため、金属製の摩耗粉が金属異物となって被焼成物Ｗに混入し難い。

【0066】

また、押圧片５９ａ、５９ｂが鋼製であり、セットカラー５１ａ、５１ｂが耐熱樹脂製であるため、セットカラー５１ａ、５１ｂと押圧片５９ａ、５９ｂとが高温下で摺動及び干渉しても、摩耗粉を生じ難い。このため、金属製の摩耗粉が金属異物となって被焼成物Ｗに混入し難い。

【0067】

さらに、この熱処理設備では、固定爪３７ａ～３７ｄが金属製の固定爪本体３９とセラミック製の固定爪部４１とからなり、可動爪４５ａ～４５ｄが金属製の可動爪本体４０とセラミック製の可動爪部４２とからなる。このため、サヤ１５とはセラミック製の固定爪部４１及び可動爪部４２が干渉するだけである。このため、金属製の固定爪部及び可動爪部がサヤと干渉する場合と比べ、金属異物を生じ難い。

【0068】

したがって、実施例１の熱処理設備によれば、被焼成物Ｗの品質低下を生じることなく、高い生産効率と小型化とを実現できる。

【0069】

また、この熱処理設備では、上記のように、金属製の部材同士が高温下で摺動したり、干渉したりしないことから、熱処理炉１Ａ、１Ｂと回収装置５Ａ、５Ｂとを近づけることが可能である。このため、熱処理設備の生産効率と、小型化とを実現できる。特に、実施例１の熱処理設備は２基ずつの熱処理炉１Ａ、１Ｂ及び回収装置５Ａ、５Ｂを備えているため、熱処理炉１Ａ、１Ｂと回収装置５Ａ、５Ｂとを近づけることによる生産効率及び小型化の効果は顕著である。

【0070】

また、この熱処理設備では、第１部材Ｉである軸受部材４３ａ～４３ｄが耐熱樹脂製であり、第２部材ＩＩである回動軸４７ａ、４７ｂが金属製であるため、耐久性が優れている。

【実施例2】

【0071】

実施例２の熱処理設備は、実施例１の軸受部材４３ａ～４３ｄに代え、図１０に示す４つの軸受部材４４を採用している。軸受装置４４は、取付部材４４１と、固定部材４４２と、軸孔形成部４４３と、ボルト４４４、４４５とからなる。

【0072】

取付部材４４１は鋼製である。取付部材４４１には、コ字状の受け部４４１ａと、受け部４４１ａの両側に位置するボルト穴４４１ｂ、４４１ｃとが形成されている。また、取付部材４４１には、実施例１の軸受部材４３ａ～４３ｄと同様、固定穴４３１、４３２が貫設されている。

【0073】

固定部材４４２も鋼製である。固定部材４４２にも、コ字状の受け部４４２ａと、受け部４４２ａの両側に位置するボルト穴４４２ｂ、４４２ｃとが形成されている。取付部材４４１、固定部材４４２及びボルト４４４、４４５が軸受部材本体に相当する。

【0074】

軸孔形成部４４３は耐熱樹脂製、より詳細にはビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）をベースとした超高純度ポリイミド製（新日産ダイヤモンド工業（株）製「セプラ（登録商標）ＳＡ２０１」）である。軸孔形成部４４３は、第２軸心Ｙ２方向の厚さが薄い正四角柱状をなし、実施例１の軸受部材４３ａ～４３ｄと同様、第２軸心Ｙ１方向に延びる軸孔４３３が貫設されている。

【0075】

軸孔形成部４４３は、取付部材４４１の受け部４４１ａと固定部材４４２の受け部４４２ａとの間に挟持され、取付部材４４１のボルト穴４４１ｂ、４４１ｃと、固定部材４４２のボルト穴４４２ｂ、４４２ｃとにボルト４４４、４４５を螺合することによって取付部材４４１及び固定部材４４２に固定される。この状態において、取付部材４４１と固定部材４４２との間には間隙が維持されているため、軸孔形成部４４３は取付部材４４１及び固定部材４４２に強固に固定されている。

【0076】

この熱処理設備における他の構成は実施例１と同様である。この熱処理設備では、軸孔形成部４４３が第１部材Ｉに相当し、回動軸４７ａ、４７ｂが第２部材ＩＩに相当する。回動軸４７ａ、４７ｂが鋼であり、軸孔形成部４４３が耐熱樹脂製であるため、実施例１と同様、軸受部材４４と回動軸４７ａ、４７ｂとが高温下で摺動しても、摩耗粉を生じ難い。

【0077】

また、この熱処理設備では、軸受部材全体を耐熱樹脂製にせず、軸孔を形成する軸孔形成部４４３だけを耐熱樹脂製にしているため、高い耐久性を発揮する。他の作用効果は実施例１と同様である。

【0078】

（試験）
発明者らは、本発明の熱処理設備にどの耐熱樹脂を用いることが好ましいか、選定を行った。耐熱樹脂としては、ＭＣナイロン（登録商標）（モノマーキャストナイロン）、ＰＥＥＫ及びセプラ（登録商標）ＳＡ２０１」を用意した。これらの耐熱樹脂の文献上における耐熱温度、引張強度、耐摩耗性及び延性（伸び率）は以下の表１記載のとおりである。

【0079】

【表1】

【0080】

表１より、耐熱樹脂としては超高純度ポリイミドやＰＥＥＫが好ましく、特にセプラ（登録商標）ＳＡ２０１」を採用することが最も好ましいことがわかる。発明者らが実機で行った種々の試験においても、耐熱樹脂としてセプラ（登録商標）ＳＡ２０１」を採用することが最も好ましかった。

【0081】

以上において、本発明を実施例１、２及び試験に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２及び試験に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

【0082】

例えば、クランプ機構及び反転機構としては、少なくとも一方が互いに摺動関係及び干渉関係の少なくとも一方となる第１部材及び第２部材を含めば、ロボットハンド等、種々のもので本発明の作用効果を享受し得る。また、サヤの形状は限定されない。

【0083】

また、実施例１、２では、固定爪部４１がサヤ１５の底板１５ａの底面と当接し、可動爪部４２がサヤ１５の側壁１５ｂの上面と当接してサヤ１５を挟持したが、固定爪部４１がサヤ１５の側壁１５ｂの一端と当接し、可動爪部４２がサヤ１５の側壁１５ｂの他端と当接してサヤ１５を挟持してもよい。

【0084】

さらに、実施例１、２では、被焼成物Ｗをリチウムイオン電池の電極とされる粉末としたが、本発明では被焼成物はこれに限定されない。被焼成物Ｗがリチウムイオン電池の電極等、電子部品を構成するものであればより顕著な効果を奏する。

【産業上の利用可能性】

【0085】

本発明は、高機能部品、電子部品等の製造方法に利用可能である。

【符号の説明】

【0086】

１３ａ…入口
１３ｂ…出口
１３ｃ…加熱室
Ｗ…被焼成物
１５…サヤ
１Ａ、１Ｂ…熱処理炉
５Ａ、５Ｂ…回収装置
１１Ａ、１１Ｂ…移動装置
Ｃ…クランプ機構
Ｔ…反転機構
６１ａ、６１ｂ…クランプアクチュエータ
２５…反転アクチュエータ
２１…隔壁
１５ａ…底板
Ｓ…収容空間
１５ｂ…側壁
Ｘ１…第１軸心
３１ａ、３１ｂ…反転軸
３５ａ、３５ｂ…反転部材
４１…固定爪部
３７ａ～３７ｄ…固定爪
Ｙ１…第２軸心
４３３…軸孔
４３ａ～４３ｄ…軸受部材（Ｉ…第１部材）
４７ａ、４７ｂ…回動軸（ＩＩ…第２部材）
４２…可動爪部
４５ａ～４５ｄ…可動爪
５５ａ～５５ｄ…コイルばね
５９ａ…押圧片
Ｔ１…回動部
３９…固定爪本体
４０…可動爪本体
４４１、４４２、４４４、４４５…軸受部材本体（４４１…取付部材、４４２…固定部材、４４４、４４５…ボルト）
４４３…軸孔形成部（Ｉ…第１部材）

【要約】

【課題】被焼成物の品質低下を生じることなく、高い生産効率と小型化とを実現可能な熱処理設備を提供する。
【解決手段】本発明の熱処理設備は、熱処理炉１Ａ、１Ｂと、回収装置５Ａ、５Ｂと、移動装置１１Ａ、１１Ｂとを備えている。回収装置５Ａ、５Ｂは、サヤ１５を挟持するクランプ機構Ｃと、クランプ機構Ｃで挟持したサヤ１５を上下逆にする反転機構Ｔとを有する。クランプ機構Ｃ及び反転機構Ｔの少なくとも一方は、互いに摺動関係及び干渉関係の少なくとも一方となる第１部材Ｉ及び第２部材ＩＩを含む。第１部材Ｉ及び第２部材ＩＩの少なくとも一方は、耐熱樹脂製である。
【選択図】図１０

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】