JP7609833B2 - 熱処理システム - Google Patents

Description

本明細書に開示する技術は、被処理物を熱処理する技術に関する。

熱処理炉（例えば、ローラーハースキルンやプッシャーキルン等）を用いて、被処理物を熱処理することがある。例えば、粉体等の被処理物を熱処理炉で熱処理する際には、被処理物は匣鉢に収容された状態で熱処理される。匣鉢は、再利用して繰り返し用いられる。例えば、特許文献１には、匣鉢に被処理物を供給する供給装置と、匣鉢内の被処理物を熱処理する熱処理炉と、匣鉢内から被処理物を回収する回収装置と、供給装置と熱処理炉と回収装置との間で匣鉢を搬送する搬送装置を備える熱処理システムの一例が開示されている。匣鉢は、搬送装置の搬送経路に沿って、供給装置と熱処理炉と回収装置との間を搬送方向に循環する。特許文献１では、匣鉢には蓋が取り付けられた状態で、熱処理炉内に投入される。一方で、匣鉢に被処理物を供給するときと、匣鉢内の被処理物を回収するときには、匣鉢本体から蓋を取り外す必要がある。特許文献１の熱処理システムは、熱処理炉と回収装置との間と、供給装置と熱処理炉との間に、匣鉢本体から蓋を取り外すと共に、匣鉢本体に蓋を取付ける蓋外し機構を備えている。２つの蓋外し機構のそれぞれは、蓋を把持するアームを備えている。アームで蓋を把持することで匣鉢本体から蓋が外され、匣鉢本体のみが回収装置や供給装置に搬送される。そして、回収装置で被処理物が回収され、あるいは、供給装置で被処理物が供給された匣鉢本体は、アームの下方に戻され、アームに把持されていた蓋が匣鉢本体に取り付けられる。このように、特許文献１の熱処理システムでは、同一の匣鉢本体には同一の蓋が取り付けられる。

特許第７０４１３０２号公報

特許文献１の熱処理システムでは、匣鉢本体と蓋との組み合わせが決められている。しかしながら、被処理物と直接接触した状態で熱処理炉内を搬送される匣鉢本体は、匣鉢本体の上部に取り付けられる蓋よりも劣化し易く、使用可能な回数が少なくなることが多い。同じ匣鉢本体に同じ蓋を取り付けて何度も熱処理に使用すると、熱処理時の熱変形により他の組み合わせで使用することができなくなることがある。このため、匣鉢本体と蓋との組み合わせが決まっていると、匣鉢本体が使用不能となったときに、蓋はまだ使用可能であっても匣鉢本体と一緒に使用できなくなる。

本明細書は、匣鉢本体と蓋をそれぞれ効率良く使用するための技術を開示する。

本明細書に開示する技術の第１の態様では、熱処理システムは、熱処理炉と蓋外し装置と本体搬送装置と蓋搬送装置と回収装置と供給装置と蓋取付け装置を備えている。熱処理炉は、匣鉢本体と匣鉢本体に取付可能な蓋とを備える匣鉢に収容される被処理物を熱処理する。熱処理炉は、搬入口と搬出口とを備え、搬入口から搬出口に匣鉢を搬送する間に匣鉢に収容された被処理物を熱処理する。蓋外し装置は、熱処理炉の搬出口から搬出された匣鉢から蓋を取り外す。本体搬送装置は、蓋外し装置で蓋が外された匣鉢本体を搬送する。蓋搬送装置は、蓋外し装置で外された蓋を搬送する。回収装置は、本体搬送装置の搬送経路上に設けられ、熱処理炉で熱処理された被処理物を匣鉢本体から回収する。供給装置は、本体搬送装置の搬送経路上であって、回収装置の下流に設けられ、被処理物が収容されていない匣鉢本体に、熱処理前の前記被処理物を供給する。蓋取付け装置は、本体搬送装置で搬送され、供給装置で熱処理前の被処理物が供給された匣鉢本体に、蓋搬送装置で搬送された蓋を取り付ける。蓋が蓋搬送装置の搬送経路の蓋外し装置側の入口から蓋取付け装置側の出口まで搬送される搬送時間は、匣鉢本体が本体搬送装置の搬送経路の蓋外し装置側の入口から蓋取付け装置側の出口まで搬送される搬送時間より短くされている。

上記の熱処理システムでは、熱処理後に匣鉢本体から取り外された蓋と匣鉢本体が異なる搬送経路で搬送される。また、蓋搬送装置で搬送される蓋は、本体搬送装置で搬送される匣鉢本体より短い搬送時間で搬送される。蓋と匣鉢本体の搬送時間が異なるため、蓋と匣鉢本体の組み合わせが固定されないように匣鉢を使用することができる。このため、例えば、匣鉢本体が使用不能となっても、蓋は使用を継続できる。このように、匣鉢本体と蓋の使用回数をそれぞれ適切に設定できる。

実施例１に係る熱処理システムの概略構成を示す図。 熱処理炉の概略構成を示す図であり、匣鉢の搬送方向に平行な平面で熱処理炉を切断したときの縦断面図。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図。 図１のＩＶ－ＩＶ線における断面図。 図１のＶ－Ｖ線における断面図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

本明細書に開示する技術の第２の態様では、上記の第１の態様において、匣鉢本体が本体搬送装置の搬送経路の蓋外し装置側の入口から蓋取付け装置側の出口まで搬送される搬送時間は、蓋が蓋搬送装置の搬送経路の蓋外し装置側の入口から蓋取付け装置側の出口まで搬送される搬送時間の１．１～５．０倍であってもよい。このような構成によると、蓋の搬送時間を好適に短くすることができる。

本明細書に開示する技術の第３の態様では、上記の第１又は第２の態様において、蓋搬送装置の搬送経路の蓋取付け装置側の出口近傍に設けられ、蓋を整列させる蓋整列機構をさらに備えていてもよい。蓋は、蓋搬送装置の搬送経路を搬送される間に蛇行し、傾く可能性がある。蓋整列機構を備えることによって、蓋搬送装置の搬送経路の蓋取付け装置側の出口で蓋を整列することができ、蓋搬送装置から蓋取付け装置に傾いていない状態の蓋を送り出すことができる。

本明細書に開示する技術の第４の態様では、上記の第１～３の態様のいずれか１つにおいて、熱処理システムは、蓋搬送装置の搬送経路に設けられ、蓋を清掃する清掃装置をさらに備えていてもよい。このような構成によると、蓋に付着した被処理物を清掃することができ、蓋を好適に再利用することができる。

本明細書に開示する技術の第５の態様では、上記の第１～４の態様のいずれか１つにおいて、熱処理システムは、蓋搬送装置の搬送経路に設けられ、蓋の不良を検査する蓋検査装置をさらに備えていてもよい。このような構成によると、蓋に割れ等の不良があるか否かを検査することができ、再利用不能な蓋を適切に排除することができる。

本明細書に開示する技術の第６の態様では、上記の第５の態様において、熱処理システムは、蓋搬送装置の搬送経路であって、蓋検査装置の下流に設けられ、蓋検査装置で不良と判定された蓋を回収する蓋回収装置をさらに備えていてもよい。このような構成によると、不良と判定された蓋を、蓋搬送装置の搬送経路から適切に回収することができる。

本明細書に開示する技術の第７の態様では、上記の第１～６の態様のいずれか１つにおいて、熱処理システムは、蓋搬送装置の搬送経路に設けられ、蓋搬送装置の搬送経路に蓋を供給する蓋供給装置をさらに備えていてもよい。このような構成によると、蓋搬送装置の搬送経路に蓋を供給可能となる。これにより、例えば蓋の破損等により蓋搬送装置で搬送される蓋の数が減少した場合であっても、蓋取付け装置で蓋が不足することを回避することができる。

本明細書に開示する技術の第８の態様では、上記の第７の態様において、熱処理システムは、蓋供給装置から供給される蓋を保管する蓋保管部をさらに備えていてもよい。

本明細書に開示する技術の第９の態様では、上記の第１～７の態様のいずれか１つにおいて、熱処理システムは、本体搬送装置の搬送経路を覆う第１フードと、蓋搬送装置の搬送経路を覆う第２フードと、をさらに備えていてもよい。蓋搬送装置の搬送面から第２フードまでの高さは、本体搬送装置の搬送面から第１フードまでの高さより小さくされていてもよい。蓋は、匣鉢上面を覆うためのものであり、蓋の高さ方向の寸法は、匣鉢本体の高さ方向の寸法よりも小さい。このため、蓋を搬送する蓋搬送装置の搬送経路を覆う第２フードの高さを、匣鉢本体を搬送する本体搬送装置の搬送経路を覆う第１フードの高さより小さくしても、蓋搬送装置は蓋を適切に搬送することができる。蓋搬送装置の搬送経路を覆う第２フードの高さを小さくすることによって、第２フードの表面積が小さくなり、第２フードを製造するコストを低減することができる。また、第２フードの重量が小さくなるため、例えばメンテナンス等の際に、第２フードを着脱するときの作業負担を低減することができる。また、第２フード全体が小さくなるため、取外した第２フードを省スペースで保管することができる。

図面を参照して、本実施例に係る熱処理システム１について説明する。図１に示すように、熱処理システム１は、熱処理炉１０と、循環搬送装置（３０、３４、３６、３８）と、蓋外し装置５０と、被処理物供給装置４０と、被処理物回収装置４２と、本体清掃装置４４と、本体割れ検知装置４６と、蓋清掃装置５２と、蓋割れ検知装置５４と、蓋回収装置５６と、蓋供給装置５８と、蓋保管庫６０と、蓋取付け装置６４を備えている。

熱処理システム１は、匣鉢２（図２参照）に収容された被処理物を熱処理する。本実施例では、匣鉢２に収容される被処理物は、リチウムイオン電池正極材の粉体である。図２及び図３に示すように、匣鉢２は、本体３と、本体３に取り付け可能な蓋４を備えている。図１に示すように、匣鉢２は、循環搬送装置（３０、３４、３６、３８）によって搬送される。匣鉢２（本体３及び蓋４）は、熱処理炉１０を搬送され、蓋外し装置５０（後に詳述）で蓋４が本体３から外され、本体３は後述の本体搬送装置３４で搬送され、蓋４は後述の蓋搬送装置３６で搬送される。すなわち、本体３と蓋４は、熱処理炉１０外の一部の区間において、異なる搬送経路で搬送される。そして、本体３と蓋４は蓋取付け装置６４（後に詳述）で合流して本体３に蓋４が取り付けられ、匣鉢２（本体３及び蓋４）は、再び熱処理炉１０を搬送される。このように、本実施例の熱処理システム１では、匣鉢２は、熱処理炉１０と各種装置（後に詳述）の間を循環するように構成されている。被処理物は、匣鉢２が熱処理炉１０内を搬送される間に熱処理される。

熱処理炉１０は、匣鉢２内の被処理物を熱処理する。図２及び図３に示すように、熱処理炉１０は、炉体１２と、搬送装置（２４、２６）を備えている。熱処理炉１０は、搬送装置（２４、２６）によって匣鉢２が炉体１２内を搬送される間に、匣鉢２内に収容される被処理物を熱処理する。

炉体１２は、外形が略直方体形状であり、その内部の熱処理空間が天井壁１４ａと、底壁１４ｂと、炉入口壁１４ｃと、炉出口壁１４ｄと、側壁１４ｅ、１４ｆによって囲まれている。図２に示すように、天井壁１４ａは、底壁１４ｂに対して平行に（すなわち、ＸＹ平面と平行に）配置されている。炉入口壁１４ｃは、搬送経路の入口端に配置されており、搬送方向に対して垂直に（すなわち、ＹＺ平面と平行に）配置されている。炉出口壁１４ｄは、搬送経路の出口端に配置されており、炉入口壁１４ｃに対して平行に（すなわち、ＹＺ平面と平行に）配置されている。図３に示すように、側壁１４ｅ、１４ｆは、搬送方向に対して平行、かつ、天井壁１４ａ及び底壁１４ｂに対して垂直に（すなわち、ＸＺ平面と平行に）配置されている。炉体１２内の熱処理空間には、複数のヒータ１６ａ、１６ｂと、複数の搬送ローラ２４が配置されている。ヒータ１６ａは、搬送ローラ２４の上方の位置に搬送方向に所定の間隔で配置され、ヒータ１６ｂは、搬送ローラ２４の下方の位置に搬送方向に所定の間隔で配置されている。ヒータ１６ａ、１６ｂが発熱することで、炉体１２内の空間１８が加熱されると共に匣鉢２内に収容される被処理物が加熱される。図２に示すように、炉入口壁１４ｃには、開口１５ａが形成されており、炉出口壁１４ｄには、開口１５ｂが形成されている。匣鉢２は、搬送装置（２４、２６）によって開口１５ａから熱処理炉１０内に搬送され、開口１５ｂから熱処理炉１０外へ搬送される。すなわち、開口１５ａは搬入口として用いられ、開口１５ｂは搬出口として用いられる。

搬送装置（２４、２６）は、複数の搬送ローラ２４と、駆動装置２６を備えている。搬送ローラ２４は、匣鉢２を搬送する。搬送装置（２４、２６）は、開口１５ａから熱処理炉１０内に匣鉢２を搬送し、開口１５ｂから匣鉢２を熱処理炉１０外に搬送する。搬送ローラ２４は円筒状であり、その軸線は搬送方向と直交する方向に（すなわち、Ｙ方向に）伸びている。複数の搬送ローラ２４は、全てが同じ直径を有しており、搬送方向に一定のピッチで等間隔に配置されている。搬送ローラ２４は、その軸線回りに回転可能に支持されており、駆動装置２６の駆動力が伝達されることによって回転する。駆動装置２６は、搬送ローラ２４を駆動する駆動装置（例えば、モータ）である。駆動装置２６は、動力伝達機構を介して、搬送ローラ２４に接続されている。駆動装置２６の駆動力が動力伝達機構（例えば、スプロケットとチェーンによる機構）を介して搬送ローラ２４に伝達されると、搬送ローラ２４は回転するようになっている。駆動装置２６は、搬送ローラ２４が略同一の速度で回転するように、搬送ローラ２４のそれぞれを駆動する。駆動装置２６は、制御装置２８によって制御されている。なお、本実施例では、複数の搬送ローラ２４は、全て同じ直径を有しているが、このような構成に限定されない。熱処理炉１０内には、異なる直径の搬送ローラが設置されていてもよい。

図１に示すように、循環搬送装置（３０、３４、３６、３８）は、熱処理炉１０の搬出口（すなわち、開口１５ｂ）から搬出された匣鉢２を、熱処理炉１０の搬入口（すなわち、開口１５ａ）まで搬送する。循環搬送装置（３０、３４、３６、３８）は、複数の搬送ローラ３２（図４及び図５参照）と、駆動装置（図示省略）を備えている。搬送ローラ３２は円筒状であり、その軸線は搬送方向と直交する方向に伸びている。複数の搬送ローラ３２は、全てが同じ直径を有しており、搬送方向に一定のピッチで等間隔に配置されている。搬送ローラ３２は、その軸線回りに回転可能に支持されており、駆動装置の駆動力が伝達されることによって回転する。駆動装置は、搬送ローラ３２を駆動する駆動装置（例えば、モータ）である。駆動装置は、動力伝達機構を介して、搬送ローラ２４に接続されている。駆動装置の駆動力が動力伝達機構（例えば、スプロケットとチェーンによる機構）を介して搬送ローラ３２に伝達されると、搬送ローラ３２は回転するようになっている。駆動装置は、搬送ローラ３２が略同一の速度で回転するように、搬送ローラ３２のそれぞれを駆動する。なお、本実施例では、複数の搬送ローラ３２は、全てが同じ直径を有しているが、このような構成に限定されない。循環搬送装置（３０、３４、３６、３８）の搬送経路には、異なる直径の搬送ローラが設置されていてもよい。

循環搬送装置（３０、３４、３６、３８）は、搬出搬送装置３０と、本体搬送装置３４と、蓋搬送装置３６と、搬入搬送装置３８を備えている。搬出搬送装置３０は、熱処理炉１０の搬出口（すなわち、開口１５ｂ）から搬出された匣鉢２を、蓋外し装置５０まで搬送する。本体搬送装置３４は、蓋外し装置５０（後に詳述）で蓋４が外された本体３を、蓋取付け装置６４まで搬送する。蓋搬送装置３６は、蓋外し装置５０で本体３から外された蓋４を、蓋取付け装置６４まで搬送する。搬入搬送装置３８は、蓋取付け装置６４（後に詳述）で本体３に蓋４が取り付けられた匣鉢２を、熱処理炉１０の搬入口（すなわち、開口１５ａ）まで搬送する。本実施例では、蓋外し装置５０で本体３から蓋４が外されると、本体３は本体搬送装置３４で搬送され、蓋４は蓋搬送装置３６で搬送され、本体３と蓋４は、蓋取付け装置６４で合流する。すなわち、本体３と蓋４によって構成される匣鉢２について、熱処理炉１０外の一部の区間では、本体３と蓋４が別の搬送経路で搬送される。また、本実施例では、蓋４が蓋搬送装置３６の搬送経路を搬送される間にかかる搬送時間は、本体３が本体搬送装置３４の搬送経路を搬送される間にかかる搬送時間より短くされている。なお、本体搬送装置３４と蓋搬送装置３６については、後に詳述する。

蓋外し装置５０は、熱処理炉１０の搬出口の下流に配置されている。蓋外し装置５０は、熱処理炉１０の搬出口から搬出された匣鉢２（詳細には、本体３に蓋４が取り付けられた匣鉢２）の本体３から蓋４を取り外す装置である。なお、蓋外し装置５０は、匣鉢２の本体３から蓋４を取り外すように構成されていればよく、具体的な構成については特に限定されない。例えば、蓋外し装置５０は、蓋４を把持する把持部を備え、把持部を本体３に対して昇降可能に構成する。蓋４を把持した把持部を本体３に対して上昇させることによって、本体３から蓋４が取り外される。蓋４が取り外されると、本体３は、本体搬送装置３４の搬送経路に送られる。本体３から取り外された蓋４は、蓋搬送装置３６の搬送経路に送られる。

本体搬送装置３４の搬送経路には、被処理物回収装置４２と、本体清掃装置４４と、本体割れ検知装置４６と、被処理物供給装置４０が配置されている。本体３は、蓋外し装置５０から搬出されると、本体搬送装置３４によって被処理物回収装置４２、本体清掃装置４４、本体割れ検知装置４６及び被処理物供給装置４０に搬送される。

被処理物回収装置４２は、本体搬送装置３４の搬送経路上に配置されている。被処理物回収装置４２は、蓋外し装置５０と本体清掃装置４４との間に配置されている。被処理物回収装置４２は、熱処理炉１０で熱処理された被処理物（すなわち、粉体）を本体３から回収する装置である。なお、被処理物回収装置４２は、本体３から粉体を回収するように構成されていればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、被処理物回収装置４２は、本体３を上下方向に反転させて回収する反転回収部と、本体３の表面に付着した被処理物（本実施例では、粉体）をエアで剥離して回収するエア回収部を備えている。反転回収部は、本体３を上下方向に反転させることによって、本体３内の粉体を回収用容器に移動させる。これにより、本体３内に収容されていた粉体のほぼ全てが回収用容器に移動する。その後、反転回収部は、本体３を再び上下方向に反転させて元の向きに戻す。エア回収部は、反転回収部で本体３内の粉体が回収された後に使用される。エア回収部は、本体３の内表面にエアを吹き付けながら本体３内のエアを吸引する。本体３の内表面にエアを吹き付けることによって、本体３の内表面に付着している粉体が内表面から剥離する。本体３の内表面にエアを吹き付けながら本体３内のエアを吸引すると、本体３の内表面から剥離された粉体がエアと共に吸引される。これにより、本体３の内表面に残留した粉体が回収され、粉体の回収率が上昇する。なお、上記の例では、被処理物回収装置４２はエア回収部を備えていたが、このような構成に限定されない。例えば、本体３の内表面に残留した粉体は、回転ブラシで本体３の内表面から剥離して回収するように構成されていてもよい。

本体清掃装置４４は、本体搬送装置３４の搬送経路上に配置されている。本体清掃装置４４は、被処理物回収装置４２と本体割れ検知装置４６との間に配置されている。本体清掃装置４４は、被処理物回収装置４２において被処理物（すなわち、粉体）が回収された後の本体３の内表面を清掃する装置である。なお、本体清掃装置４４は、本体３の内表面を清掃するように構成されていればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、本体清掃装置４４は、回転ブラシを用いて本体３の内表面に付着している物質を剥離させながら、本体３内の空気等を吸引する。吸引した空気等には、剥離された物質が含まれる。本体清掃装置４４で本体３の内表面を清掃することにより、本体３の内表面に残留した粉体等を完全に除去することができる。

本体割れ検知装置４６は、本体搬送装置３４の搬送経路上に配置されている。本体割れ検知装置４６は、本体清掃装置４４と被処理物供給装置４０との間に配置されている。本体割れ検知装置４６は、本体３の割れを検知することによって、本体３が割れていないか否かを検査するための装置である。匣鉢２は、熱処理炉１０において被処理物の熱処理に繰り返し使用される。本体割れ検知装置４６は、本体３が熱処理炉１０において被処理物の熱処理に使用された後、再使用する前に割れていないか否かを検査する。なお、本体割れ検知装置４６は、本体３の割れを検知するように構成されていればよく、具体的な構成については特に限定されない。例えば、本体割れ検知装置４６は、レーザを用いて本体３の割れを検出してもよい。また、本体割れ検知装置４６は、本体３にガスを封入し、本体３内の圧力を測定することによって本体３の割れを検出してもよい。本体３の割れが検知された場合、本体３は本体搬送装置３４の搬送経路から取り出される。すなわち、本体割れ検知装置４６は、本体３を熱処理システム１から回収する回収装置としても機能する。本体３の割れが検知されなかった場合、本体３は、本体搬送装置３４によって被処理物供給装置４０に搬送される。なお、本実施例では、本体割れ検出装置４６は、本体３の回収装置としても機能するが、本体割れ検出装置４６の下流に、本体３を熱処理システム１から回収する回収装置を設置してもよい。

被処理物供給装置４０は、本体搬送装置３４の搬送経路上に配置されている。被処理物供給装置４０は、本体割れ検知装置４６と蓋取付け装置６４との間に配置されている。被処理物供給装置４０は、本体３内に被処理物（すなわち、粉体）を供給する装置である。なお、被処理物供給装置４０は、本体３内に粉体を供給するように構成されていればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、被処理物供給装置４０は、供給部と均し部を備えている。供給部は、本体３の内部に粉体を供給するように構成されている。具体的には、供給部は、本体３の上方から本体３の内部に粉体を落下させる供給口を備えている。供給口は、供給部内に本体３を配置したときに、本体３の中心部の上方に位置するように配置されている。供給部は、位置決め装置を備えており、位置決め装置は、供給部に搬送された本体３を、供給口の下方に位置するように位置決めする。なお、供給部には、複数の供給口が配置されていてもよい。供給部は、粉体を上方から落下させることで本体３内に粉体を供給するため、供給部で本体３に粉体が供給されると、本体３内の粉体の上面は、供給口の下方の位置で盛り上がった状態となる。均し部は、供給部で本体３内に供給された粉体を均す。具体的には、均し部は、平板の側面で本体３内の粉体の上面を押さえることで粉体の上面を均すように構成されている。均し部で粉体の上面を均すことによって、本体３に収容された粉体の上面は略水平面となる。

蓋搬送装置３６の搬送経路には、蓋清掃装置５２と、蓋割れ検知装置５４と、蓋回収装置５６と、蓋供給装置５８が配置されている。蓋４は、蓋外し装置５０から搬出されると、蓋搬送装置３６によって蓋清掃装置５２、蓋割れ検知装置５４、蓋回収装置５６及び蓋供給装置５８に搬送される。

蓋清掃装置５２は、蓋搬送装置３６の搬送経路上に配置されている。蓋清掃装置５２は、蓋外し装置５０と蓋割れ検知装置５４との間に配置されている。蓋４が本体３に取り付けられたときの本体３側の表面には、本体３に収容されている被処理物（すなわち、粉体）が付着することがある。蓋清掃装置５２は、蓋４に付着した被処理物を清掃する装置である。なお、蓋清掃装置５２は、蓋４を清掃するように構成されていればよく、具体的な構造については特に限定されない。例えば、蓋清掃装置５２は、上記の本体清掃装置４４と略同一の構成を有することができる。蓋清掃装置５２で蓋４を清掃することにより、蓋４の表面に残留した粉体等を完全に除去することができる。

蓋割れ検知装置５４は、蓋搬送装置３６の搬送経路上に配置されている。蓋割れ検知装置５４は、蓋清掃装置５２と蓋回収装置５６との間に配置されている。蓋割れ検知装置５４は、蓋４の割れを検知することによって、蓋４が割れていないか否かを検査するための装置である。上述したように、匣鉢２は、熱処理炉１０において被処理物の熱処理に繰り返し使用される。蓋割れ検知装置５４は、蓋４が熱処理炉１０において被処理物の熱処理に使用された後、再使用する前に割れていないか否かを検査する。なお、蓋割れ検知装置５４は、蓋４の割れを検知するように構成されていればよく、具体的な構成については特に限定されない。例えば、蓋割れ検知装置５４は、上記の本体割れ検知装置４６と略同一の構成を有することができる。

蓋回収装置５６は、蓋搬送装置３６の搬送経路上に配置されている。蓋回収装置５６は、蓋割れ検知装置５４の下流に配置されており、本実施例では、蓋割れ検知装置５４と蓋供給装置５８との間に配置されている。蓋回収装置５６は、蓋割れ検知装置５４で割れが検知された蓋４を回収する。すなわち、蓋割れ検知装置５４で割れが検知された蓋４は、蓋回収装置５６から下流（具体的には、蓋供給装置５８）に搬送されない。蓋割れ検知装置５４で割れが検知された蓋４を蓋回収装置５６で回収することによって、不良の蓋４が再利用されることを回避することができる。蓋割れ検知装置５４で割れが検知されなかった蓋４は、蓋回収装置５６を通過して、蓋供給装置５８に搬送される。

蓋供給装置５８は、蓋搬送装置３６の搬送経路上に配置されている。蓋供給装置５８は、蓋回収装置５６と蓋取付け装置６４との間に配置されている。蓋供給装置５８は、蓋搬送装置３６の搬送経路上に新たな蓋４を供給する。具体的には、蓋回収装置５６で蓋４が回収されると、蓋供給装置５８は、新たな蓋４（すなわち、熱処理システム１内で搬送経路を循環する蓋４以外の蓋４）を蓋搬送装置３６の搬送経路に供給する。蓋回収装置５６で蓋４が回収されると、熱処理システム１内で搬送経路を循環する蓋４の数が減ってしまう。蓋供給装置５８で蓋４を供給することによって、蓋４を自動で供給することができ、本体３に取り付ける蓋４が不足することを回避することできる。

また、蓋供給装置５８の近傍には、蓋４を保管する蓋保管庫６０が配置されている。蓋保管庫６０は、蓋搬送装置３６の搬送経路とは異なる位置に配置されており、蓋供給装置５８に蓋４を補充可能な位置に配置されている。本実施例では、蓋保管庫６０は、蓋搬送装置３６の搬送経路に接続されており、蓋搬送装置３６の搬送経路の一部を介して蓋供給装置５８に蓋４を補充するように構成されている。蓋保管庫６０を配置することによって、蓋供給装置５８から供給する蓋４が不足することを抑制することができる。

蓋取付け装置６４は、熱処理炉１０の搬入口の上流に配置されている。蓋取付け装置６４では、本体搬送装置３４の搬送経路と蓋搬送装置３６の搬送経路が合流する。すなわち、蓋取付け装置６４には、本体搬送装置３４で搬送された本体３（具体的には、被処理物供給装置４０で被処理物が供給された本体３）が搬入されると共に、蓋搬送装置３６で搬送された蓋４（具体的には、蓋供給装置５８を通過した蓋４又は蓋供給装置５８から搬送経路上に供給された蓋４）が搬入される。蓋取付け装置６４は、本体搬送装置３４で搬送された本体３に、蓋搬送装置３６で搬送された蓋４を取り付ける装置である。なお、蓋取付け装置６４は、本体３に蓋４を取り付けるように構成されていればよく、具体的な構成については特に限定されない。例えば、蓋取付け装置６４は、蓋４を把持する把持部を備え、把持部は本体３に対してＸＹＺ方向に移動可能に構成される。把持部で把持された蓋４は、本体３の上方に移動され、本体３に取り付けられる。蓋取付け装置６４に搬入される前に、本体３には、被処理物供給装置４０で被処理物が供給されている。蓋取付け装置６４では、被処理物が収容された本体３に蓋４が取り付けられる。

また、蓋搬送装置３６の搬送経路の蓋取付け装置６４側の出口近傍には、蓋４を整列させる蓋整列機構６２が設置されている。図２及び図３に示すように、本実施例では、匣鉢２は上面視すると矩形であり、蓋４も上面視すると矩形である。蓋４は、蓋搬送装置３６の搬送経路を搬送される間に傾くことがある。蓋４が傾いていると、蓋取付け装置６４で蓋４を把持できないことがある。蓋整列機構６２は、蓋４の搬送方向の前面を、搬送方向に直交するように整列させる。蓋整列機構６２は、例えば、平板上のストッパにより構成することができる。蓋整列機構６２のストッパは、搬送方向に直交するように設置され、上下方向に移動可能である。蓋整列機構６２のストッパが上方に移動すると、蓋整列機構６２のストッパに蓋４の前面が当接して、蓋４の前面が搬送方向に直交した方向に整列される。蓋整列機構６２のストッパを下方に移動させると、匣鉢２は、蓋整列機構６２の上方を通過することができる。蓋整列機構６２を設置することによって、蓋取付け装置６４で蓋４をより確実に把持することができ、本体３に蓋４を適切に取り付けることができる。本体３に蓋４が取り付けられると、匣鉢２（すなわち、本体３に蓋４が取り付けられた匣鉢２）は、搬入搬送装置３８によって熱処理炉１０に搬入される。

ここで、本体搬送装置３４と蓋搬送装置３６について、さらに詳細に説明する。本実施例では、蓋４が蓋搬送装置３６の搬送経路を搬送される間にかかる搬送時間は、本体３が本体搬送装置３４の搬送経路を搬送される間にかかる搬送時間より短くされている。すなわち、本体搬送装置３４の搬送経路（すなわち、本体３が蓋外し装置５０から蓋取付け装置６４までの間）には、被処理物回収装置４２、本体清掃装置４４、本体割れ検知装置４６及び被処理物供給装置４０が配置されている。本体３が各装置４２、４４、４６、４０を搬送される際には、それぞれ作業時間が発生する。一方、蓋搬送装置３６の搬送経路（すなわち、蓋４が蓋外し装置５０から蓋取付け装置６４までの間）には、蓋清掃装置５２、蓋割れ検知装置５４、蓋回収装置５６及び蓋供給装置５８が配置されている。蓋４が蓋清掃装置５２と蓋割れ検知装置５４を搬送される際には、それぞれ作業時間が発生する。しかしながら、再利用される蓋４（蓋割れ検知装置５４で割れが検知されなかった蓋４）は、蓋回収装置５６及び蓋供給装置５８を通過するだけであり、蓋４が蓋回収装置５６及び蓋供給装置５８を通過する際には作業時間は発生しない。また、蓋４は本体３と比較して体積が小さいため、その表面積も小さく、蓋清掃装置５２と蓋割れ検知装置５４でかかる作業時間も、本体清掃装置４４と本体割れ検知装置４６でかかる作業時間より短い。このため、蓋４が蓋搬送装置３６の搬送経路を搬送される間にかかる搬送時間（以下、単に蓋４の搬送時間ともいう）は、本体３が本体搬送装置３４の搬送経路を搬送される間にかかる搬送時間（以下、単に本体３の搬送時間ともいう）より短くすることできる。具体的には、本体３の搬送時間は、蓋４の搬送時間の１．１～５．０倍である。

蓋４の搬送時間が本体３の搬送時間より短いことにより、蓋４の数を、本体３の数より少なくすることができる。本実施例では、熱処理システム１で同時に使用されている蓋４の総数を、本体３の総数よりも少なくしている。熱処理システム１をある時点でみると、熱処理炉１０と搬出搬送装置３０と搬入搬送装置３８では、蓋４の総数と本体３の総数は同数となる。このため、蓋搬送装置３６を搬送される蓋４の総数が、本体搬送装置３４を搬送される本体３の総数よりも少なくなる。匣鉢２（すなわち、本体３と蓋４）が熱処理炉１０と搬出搬送装置３０と搬入搬送装置３８を搬送される搬送時間と、本体３の搬送時間と、蓋４の搬送時間とを調整することで、熱処理炉で被処理物の熱処理を効率的に行いながら、蓋４の数を本体３の数よりも少なくすることができる。蓋４の数を本体３の数よりも少なくすることで、蓋４にかかるコストを低減できる。また、蓋４の搬送時間が本体３の搬送時間より短いことと、蓋４の数を本体３の数より少なくできることにより、蓋４と本体３は、毎回同じ組み合わせで使用されない。蓋４と本体３を同じ組み合わせで使用し続けると、熱処理時に蓋４と本体３が熱変形し、蓋４と本体３を異なる組み合わせで使用できなくなることがある。このように蓋４と本体３の組み合わせが固定されると、蓋４と本体３のどちらか一方が使用不要となったときに、他方も再利用できなくなる。本実施例では、蓋４と本体３の組み合わせが固定されないため、蓋４と本体３のどちらか一方が使用不要になっても、他方は再利用することができる。特に、本体３は、熱処理時に被処理物と直接接触するため、蓋４よりも再利用可能な回数が少ないことが多い。本実施例では、本体３と蓋４をそれぞれ適切な回数だけ再利用することができる。また、蓋４の搬送時間を短くできることにより、蓋４は、本体３と比較して、熱処理炉１０から搬出されてから再び熱処理炉１０に搬入されるまでの時間を短くすることができる。このため、蓋４は、完全に冷却される前に再び熱処理炉１０に搬入することができ、蓋４の温度を上昇させるためのエネルギーを低減することができる。なお、上述したことから明らかなように、蓋４と本体３は毎回同じ組み合わせで使用されないが、蓋４と本体３を繰り返し使用すると、蓋４と本体３が偶発的には同じ組み合わせとなることがある。しかしながら、蓋４の数に対する本体３の数を調整することで、蓋４と本体３が偶発的に同じ組み合わせとなる頻度を低く制御することができる。このため、蓋４と本体３が偶発的には同じ組み合わせとなっても、それが問題となることはない。

なお、本実施例では、本体搬送装置３４により本体３を搬送させる搬送速度（図示しない駆動装置による駆動力）と、蓋搬送装置３６により蓋４を搬送させる搬送速度（図示しない駆動装置による駆動力）は同一であるが、このような構成に限定されない。例えば、蓋搬送装置３６により蓋４を搬送させる搬送速度を、本体搬送装置３４により本体３を搬送させる搬送速度より速くしてもよい。

また、図４に示すように、本体搬送装置３４の搬送経路は、フード７０で覆われており、図５に示すように、蓋搬送装置３６の搬送経路は、フード７２で覆われている。本体搬送装置３４の搬送経路がフード７０で覆われていることにより、本体搬送装置３４を搬送される本体３に外部の異物等が付着することを抑制することができる。同様に、蓋搬送装置３６の搬送経路がフード７２で覆われていることにより、蓋搬送装置３６を搬送される蓋４に外部の異物等が付着することを抑制することができる。また、図示は省略するが、搬出搬送装置３０の搬送経路と搬入搬送装置３８の搬送経路も、フードで覆われている。このため、搬出搬送装置３０及び搬入搬送装置３８を搬送される匣鉢２に外部の異物等が付着することを抑制することができる。

また、蓋４の高さ方向の寸法は、本体３の高さ方向の寸法より小さい（図２及び３参照）。このため、図４及び図５に示すように、蓋搬送装置３６の搬送面からフード７２までの高さＴ２は、本体搬送装置３４の搬送面からフード７０までの高さＴ１より小さくすることができる。高さＴ２を高さＴ１より小さくすることによって、蓋搬送装置３６の搬送経路を覆うフード７２の高さ方向の寸法を小さくすることができ、フード７２の表面積を低減でき、フード７２にかかるコストを低減することができる。また、フード７２を小さくすることによって、フード７２の重量も軽くなる。このため、例えばメンテナンス等の際に作業者がフード７２を取り外す際に、作業者の負担を低減することができる。また、フード７２を小さくできることによって、例えば予備のフード７２等を保管するための保管場所を省スペースにすることができる。

実施例で説明した熱処理システム１に関する留意点を述べる。実施例の本体３は、「匣鉢本体」の一例であり、被処理物供給装置４０は、「供給装置」に一例であり、被処理物回収装置４２は、「回収装置」の一例であり、蓋清掃装置５２は、「清掃装置」の一例であり、蓋割れ検知装置５４は、「蓋検査装置」の一例であり、フード７０は、「第１フード」の一例であり、フード７２は、「第２フード」の一例である。

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：熱処理システム
２：匣鉢
１０：熱処理炉
３０：搬出搬送装置
３２：搬送ローラ
３４：本体搬送装置
３６：蓋搬送装置
３８：搬入搬送装置
４０：被処理物供給装置
４２：被処理物回収装置
４４：本体清掃装置
４６：本体割れ検知装置
５０：蓋外し装置
５２：蓋清掃装置
５４：蓋割れ検知装置
５６：蓋回収装置
５８：蓋供給装置
６０：蓋保管庫
６２：蓋整列装置
６４：蓋取付け装置

Claims (9)

1. 匣鉢本体と前記匣鉢本体に取付可能な蓋とを備える匣鉢に収容される被処理物を熱処理する熱処理炉であって、搬入口と搬出口とを備え、前記搬入口から前記搬出口に匣鉢を搬送する間に前記匣鉢に収容された被処理物を熱処理する、熱処理炉と、
   前記熱処理炉の前記搬出口から搬出された前記匣鉢から前記蓋を取り外す蓋外し装置と、
   前記蓋外し装置で前記蓋が外された前記匣鉢本体を搬送する本体搬送装置と、
   前記蓋外し装置で外された前記蓋を搬送する蓋搬送装置と、
   前記本体搬送装置の搬送経路上に設けられ、前記熱処理炉で熱処理された前記被処理物を前記匣鉢本体から回収する回収装置と、
   前記本体搬送装置の搬送経路上であって、前記回収装置の下流に設けられ、前記被処理物が収容されていない前記匣鉢本体に、熱処理前の前記被処理物を供給する供給装置と、
   前記本体搬送装置で搬送され、前記供給装置で熱処理前の前記被処理物が供給された前記匣鉢本体に、前記蓋搬送装置で搬送された前記蓋を取り付ける蓋取付け装置と、
   を備えており、
   前記蓋搬送装置の搬送経路は、前記本体搬送装置の搬送経路と平行であると共に、前記熱処理炉と前記本体搬送装置の搬送経路との間に配置されており、
   前記蓋が前記蓋搬送装置の搬送経路の蓋外し装置側の入口から蓋取付け装置側の出口まで搬送される搬送時間は、前記匣鉢本体が前記本体搬送装置の搬送経路の蓋外し装置側の入口から蓋取付け装置側の出口まで搬送される搬送時間より短くされている、熱処理システム。
2. 前記匣鉢本体が前記本体搬送装置の搬送経路の蓋外し装置側の入口から蓋取付け装置側の出口まで搬送される搬送時間は、前記蓋が前記蓋搬送装置の搬送経路の蓋外し装置側の入口から蓋取付け装置側の出口まで搬送される搬送時間の１．１～５．０倍である、請求項１に記載の熱処理システム。
3. 前記蓋搬送装置の搬送経路の蓋取付け装置側の出口近傍に設けられ、前記蓋を整列させる蓋整列機構をさらに備えている、請求項１に記載の熱処理システム。
4. 前記蓋搬送装置の搬送経路に設けられ、前記蓋を清掃する清掃装置をさらに備えている、請求項１に記載の熱処理システム。
5. 前記蓋搬送装置の搬送経路に設けられ、前記蓋の不良を検査する蓋検査装置をさらに備えている、請求項１に記載の熱処理システム。
6. 前記蓋搬送装置の搬送経路であって、前記蓋検査装置の下流に設けられ、前記蓋検査装置で不良と判定された蓋を回収する蓋回収装置をさらに備えている、請求項５に記載の熱処理システム。
7. 前記蓋搬送装置の搬送経路に設けられ、前記蓋搬送装置の搬送経路に蓋を供給する蓋供給装置をさらに備えている、請求項６に記載の熱処理システム。
8. 前記蓋供給装置から供給される蓋を保管する蓋保管部をさらに備えている、請求項７に記載の熱処理システム。
9. 前記本体搬送装置の搬送経路を覆う第１フードと、
   前記蓋搬送装置の搬送経路を覆う第２フードと、をさらに備えており、
   前記蓋搬送装置の搬送面から前記第２フードまでの高さは、前記本体搬送装置の搬送面から前記第１フードまでの高さより小さくされている、請求項１～８のいずれか一項に記載の熱処理システム。
   

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