JP2017178490A - 加工ラインのワーク搬送方法及びワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来では、加工ラインに１つのワークを通過させてから、次のワークを投入していたため、生産効率を高めることが難しいという問題点があった。
【解決手段】夫々に密閉可能である前室１、主加工室２、及び後室３を順に配置した加工ラインにおいてワークＷを順次搬送するに際し、主加工室２を密閉状態にして前室１及び後室２を室外に開放し、室外から前室１へのワーク搬送、及び後室２から室外へのワーク搬送を行い、次に、前室１及び後室３を密閉状態にして両室１，３内の雰囲気を主加工室２内の雰囲気に置換した後、前室１及び後室３と主加工室２との間を開放して各室１〜３内でワーク搬送を行うようにし、加工ライン上に複数のワークＷを存在させて、各室１〜３を有効に使用し、生産効率の向上を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外気と異なる気体の充填や真空状態などの密閉環境が付与される加工室を備えた加工ラインにおいて、ワークを搬送する際に用いられる加工ラインのワーク搬送方法及びワーク搬送装置に関するものである。

従来、加工ラインのワーク搬送方法及びワーク搬送装置に関する技術としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。この特許文献１には、光学素子の製造に用いる装置として、入口シャッターを有する減圧室、搬入シャッタ及び搬出シャッタを有する成形室、及び出口シャッタを有する取り出し室を順に備えた製造装置（加工ライン）が記載されている。

上記の製造装置は、減圧室、成形室及び取り出し室の内部が、窒素ガス等に置換してあり、減圧室にワークを搬入して減圧することで酸素を抜き取った後、ワークを成形室に移動させて所定の加工を行う。その後、製造装置は、ワークを取り出し室に移動させ、所定の処理を経てから同ワークを室外に搬出する。なお、特許文献１には、ワークを搬送するための具体的な構成については記載されていない。

特開２０１０−２７５１３６号公報

しかしながら、上記したような従来の加工ラインでは、１つのワークを全ての工程に通過させてから、次のワークを投入して同じ工程を繰り返すようにしている。このため、従来では、生産効率を高めることが難しいという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。

本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、所定の密閉環境が付与される加工室を備えた加工ラインにおいて、生産効率の向上を図ることができるワーク搬送方法を提供することを目的としている。また、本発明は、所定の密閉環境が付与される加工室を備えた加工ラインにおいて、設備費を低く抑制しつつ生産効率の向上を実現することができるワーク搬送装置を提供することを目的としている。

本発明に係わる加工ラインのワーク搬送方法は、夫々に密閉可能である前室、主加工室、及び後室を順に配置した加工ラインにおいてワークを順次搬送する方法である。このワーク搬送方法は、主加工室を密閉状態にして前室及び後室を室外に開放し、室外から前室へのワーク搬送、及び後室から室外へのワーク搬送を行う。そして、ワーク搬送方法は、前室及び後室を密閉状態にして両室内の雰囲気を主加工室内の雰囲気に置換した後、前室及び後室と主加工室との間を開放して各室内でワーク搬送を行う構成としており、上記構成をもって従来に課題を解決するための手段としている。

上記のワーク搬送方法では、密閉状態にした主加工室内でワークに所定の加工を行っている間に、前室に次のワークを搬入すると共に、後室から加工済みのワークを搬出する。その後、前室、主加工室及び後室を密閉状態にして各室内を同じ雰囲気にするので、これらの室内で所定の加工及び処理や、各室間でのワークの搬送を行う。つまり、加工ライン上には複数のワークが存在し、これらの移動時には次工程のみが空になっていて、そこにワークが移動する。

本発明に係わる加工ラインのワーク搬送装置は、夫々に密閉可能である前室、主加工室、及び後室を順に配置した加工ラインにおいてワークを順次搬送する装置である。このワーク搬送装置は、前室のライン上流側に配置した搬入ステージと、後室のライン下流側に配置した搬出ステージと、搬入ステージから各室を経て搬出ステージに至る間でワーク保持用のパレットの移動及び停止を行う送り機構とを備えている。そして、ワーク搬送装置は、送り機構が、加工ラインに沿って配置した主駆動軸と、主駆動軸を回転駆動する軸駆動部と、搬入ステージ、各室、及び搬出ステージの夫々に配置され且つ主駆動軸の回転をパレットの送り運動に変換するための動力伝達部と、夫々の動力伝達部に対して配置され且つ動力伝達部による動力伝達を断続する動力切換部とを備えている構成としており、上記構成をもって従来に課題を解決するための手段としている。

上記のワーク搬送装置では、パレットによりワークを保持し、送り機構により、搬入ステージから各室を経て搬出ステージに至る間でパレットの移動及び停止を行う。送り機構は、軸駆動部により主駆動軸を回転駆動し、搬入ステージ、各室、及び搬出ステージの夫々に配置した動力伝達部により、主駆動軸の回転をパレットの送り運動に変換してパレットを移動させる。

また、送り機構は、各動力伝達部に対して動力切換部を備えているので、搬入ステージ、各室、及び搬出ステージのうちのいずれかで、動力切換部により、動力伝達部の動力伝達をＯＦＦにすると、主駆動軸の回転がパレット側に伝わらなくなる。これにより、送り機構は、動力切換部がＯＦＦの位置ではパレットを停止させ、動力伝達部がＯＮの位置ではパレットを移動させる。

このようにして、上記のワーク搬送装置は、主駆動軸及び軸駆動部を備えた１つの駆動系統により、加工ライン上に複数のワークを存在させて、室内での所定の加工及び処理や、ワークの搬入及び搬出を行うことが可能になる。

本発明に係わる加工ラインのワーク搬送方法によれば、所定の密閉環境が付与される加工室を備えた加工ラインにおいて、加工ライン上に複数のワークを存在させて、前室、主加工室、及び後室を有効に使用することが可能になり、生産効率の向上を図ることができる。

本発明に係わる加工ラインのワーク搬送装置によれば、所定の密閉環境が付与される加工室を備えた加工ラインにおいて、１つの駆動系統だけで、加工ライン上に複数のワークを存在させて、前室、主加工室、及び後室を有効に使用することが可能になり、設備費を低く抑制しつつ生産効率の向上を実現することができる。

本発明に係わる加工ラインのワーク搬送方法及びワーク搬送装置の第１実施形態を説明する加工ラインの正面図である。 図１に示す加工ラインの平面図である。 ワーク搬送装置の送り機構を概略的に示す説明図であって、全ての位置でパレットが移動する状態を示す説明図（Ａ）、及び一部の位置でパレットを停止させた状態を示す説明図（Ｂ）である。 送り機構を概略的に示す斜視図（Ａ）、マグネット継手を説明する正面図（Ｂ）、及びマグネットギアを説明する側面図（Ｃ）である。 送り機構を説明する断面図であって、動力伝達部がＯＮの状態を示す断面図（Ａ）、及び動力伝達部がＯＦＦの状態を示す断面図（Ｂ）である。 パレットの送り方向の位置決めを説明する正面図（Ａ）、及びパレットの横方向の位置決めを説明する側面図（Ｂ）である。 本発明に係わるワーク搬送方法の工程を順次説明する各々正面図（Ａ）~（Ｆ）である。 本発明に係わるワーク搬送方法及びワーク搬送装置の第２実施形態における工程を順次説明する各々正面図（Ａ）~（Ｄ）である。 本発明に係わるワーク搬送方法及びワーク搬送装置の第３実施形態における工程を順次説明する各々正面図（Ａ）~（Ｄ）である。 本発明に係わるワーク搬送装置の第４実施形態を説明する動力伝達ユニットの斜視図（Ａ）、及びパレットを装着した動力伝達ユニットの斜視図（Ｂ）である。 図１０に示す動力伝達ユニットの断面図（Ａ）、及び第５実施形態を説明する動力伝達ユニットの断面図（Ｂ）である。 本発明に係わるワーク搬送装置の第６実施形態を説明する動力伝達ユニットの断面図（Ａ）、及び第７実施形態を説明する動力伝達ユニットの断面図（Ｂ）である。 本発明に係わるワーク搬送方法及びワーク搬送装置の第８実施形態を説明する各室の平面図及び正面図（Ａ）、及び第９実施形態を説明する各室の平面図及び正面図（Ｂ）である。 本発明に係わるワーク搬送方法及びワーク搬送装置の第１０実施形態を説明する各室の平面図及び正面図（Ａ）、及び第１１実施形態を説明する各室の平面図及び正面図（Ｂ）である。

〈第１実施形態〉
図１及び図２に示す加工ライン（加工装置）は、基台Ｂ上に、夫々に密閉可能である前室１，主加工室２，及び後室３を水平方向に順に直列配置しており、各室１〜３にワークＷを順次搬送するためのワーク搬送装置を含む構成である。この加工ラインは、図中で右方向がワーク搬送方向であり、左側をライン上流側とし、右側をライン下流側とする。

ワークＷは、とくに限定されるものではないが、加工時に特定の密閉環境（雰囲気）が要求されるものであって、この実施形態では電池（電池前駆体を含む）である。このワークＷは、前室１において電池の外包体の開封が行われ、主加工室２において電解液の注液と外包体の封止が行われ、後室３において外包体の厚さ測定が行われる。このようなワークＷの加工には、乾燥した密閉環境が必要である。

各室１〜３は、いずれも筐体により構成したもので、エアドライヤ４及び供給配管４Ａによりドライエアが供給されるようにしてあり、図示しない排気部も備えている。前室１には、外包体を開封する開封装置５が設けてある。主加工室２には、電解液の注液装置６及び外包体の封止装置（図示略）が設けてある。後室３には、外包体の厚さ測定器７が設けてある。つまり、前室１及び後室３は、雰囲気を置換するパスボックスの機能だけでなく、所定の作業を行う加工ステージを兼ねている。

また、前室１は、ライン上流側に入口扉Ｇ１を有すると共に、主加工室２との間に第１中間扉Ｇ２を有する。後室３は、主加工室２との間に第２中間扉Ｇ３を有すると共に、ライン下流側に出口扉Ｇ４を有する。これらの扉Ｇ１〜Ｇ４は、閉塞時において各室１〜３を密閉する機能を有している。また、各扉Ｇ１〜Ｇ４は、開閉時に各室１〜３内の雰囲気を極力変化させないように、高速で開閉動作を行うものである。

ワーク搬送装置は、前室１のライン上流側（図中で左側）に配置した搬入ステージＳ１と、後室３のライン下流側に配置した搬出ステージＳ２とを備えている。また、ワーク搬送装置は、搬入ステージＳ１から各室１〜３を経て搬出ステージＳ２に至る間でワーク保持用のパレットＰの移動及び停止を行う送り機構１０を備えている。

この実施形態のパレットＰは、基板１０１と、基板１０１の前後左右の４箇所に設けた走行用の車輪１０２と、基板１０１上に配置したワーク保持用の治具１０３を備えたものである。また、パレットＰは、基板１０１の下面に、後述するフィン（１０４）を備えている。

上記のワーク搬送装置は、基台Ｂの下側に、パレットＰの回送レーン１０５を備えると共に、搬入ステージＳ１及び搬出ステージＳ２の下側に、搬入側及び搬出側の昇降機１０６，１０７を備えている。回送レーン１０５は、加工ラインの送り方向（図中で右方向）とは逆の方向にパレットＰを移動させる。搬入側昇降機１０６は、回送レーン１０５から搬入ステージＳ１にパレットＰを上昇移動させ、搬出側昇降機１０７は、搬出ステージＳ２から回送レーン１０５にパレットＰを下降移動させる。

また、ワーク搬送装置は、搬入ステージＳ１上のパレットＰにワークＷをセットする搬入ロボットＲと、搬出ステージＳ２上のパレットＰからワークＷを取り外す搬出ローダＬとを備えている。搬出ローダＬは、取り外したワークＷを、加工ラインから離れたベルトコンベアＣに移し換える。

前記送り機構１０は、図３に示すように、加工ライン（Ｓ１，１〜３，Ｓ２）の下側に沿って配置した主駆動軸１１と、主駆動軸１１を回転駆動する軸駆動部１２とを備えている。また、送り機構１０は、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２の夫々に対して配置した動力伝達部１３と、夫々の動力伝達部１３に対して配置した動力切換部１４とを備えている。動力伝達部１３は、主駆動軸１１の回転をパレットＰの送り運動に変換する。動力切換部１４は、動力伝達部１３による動力伝達を断続する。

主駆動軸１１は、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２の夫々に配置した分割駆動軸２１と、隣接する分割駆動軸２１，２１同士の回転伝達を非接触で行う駆動部２２Ａ及び従動部２２Ｂから成るマグネット継手２２とを備えている。軸駆動部１２は、その配置が限定されないが、この実施形態では、ライン上流側（図３中で左側）の端部に配置してある。図示の軸駆動部１２は、サーボモータ１２Ａと、マグネット継手２２の駆動部２２Ａを設けた出力軸１２Ｂと、サーボモータ１２Ａの回転を出力軸１２Ｂに伝達するタイミングベルト１２Ｃとを備えている。

主駆動軸１１を構成する各分割駆動軸２１は、各々の端部にマグネット継手２２の駆動部２２Ａ及び従動部２２Ｂが設けてある。このとき、送り機構１０は、上述の如く、ライン上流側に軸駆動部１２を配置している。そこで、搬入ステージＳ１の位置では、軸駆動部１２の駆動部２２Ａに対して、分割駆動軸２１のライン上流側の端部に、従動部２２Ｂを設けている。

また、各室１〜３及び搬出ステージＳ２の位置にあっても、図４（Ａ）にも示すように、各分割駆動軸２１のライン上流側の端部に、従動部２２Ｂを設けると共に、ライン下流側の端部に、駆動部２２Ａを設けている。つまり、マグネット継手２２は、軸駆動部１２の出力軸１２Ｂと分割駆動軸２１との間、及び分割駆動軸２１同士の間において、駆動部２２Ａと従動部２２Ｂが互いに対向するように配置してある。

上記のマグネット継手２２は、図４（Ｂ）に示すように、各室１〜３の隔壁８を間にして駆動部２２Ａと従動部２２Ｂが対向するように配置され、非接触状態で回転伝達を行うことができる。また、マグネット継手２２は、駆動部２２Ａ及び従動部２２Ｂが、軸心のずれ方向の許容範囲であるクリアランスＣ１を有し、このクリアランスＣ１の範囲内であれば、軸心がずれた状態での回転伝達が可能である。

動力伝達部１３は、主駆動軸１１側からパレットＰ側への動力伝達を非接触で行う駆動部１３Ａ及び従動部１３Ｂから成るマグネットギア（１３）である。この実施形態の動力伝達部１３は、図４（Ａ）にも示すように、分割駆動軸２１の両端部近傍の２箇所に配置してある。

動力伝達部１３は、図４（Ｃ）に示すように、分割駆動軸２１に駆動部１３Ａを装着すると共に、その近傍に従動部１３Ｂを配置し、非接触状態で分割駆動軸２１の回転をパレット走行用の駆動ローラ３１に伝達する。また、動力伝達部１３は、駆動部１３Ａ及び１３Ｂが、双方の間隔の許容範囲であるクリアランスＣ２を有し、このクリアランスＣ２の範囲内であれば、離れた状態での回転伝達が可能である。

ここで、送り機構１０は、図３〜図５に示すように、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２の夫々に配置する動力伝達ユニットＵを備えている。この動力伝達ユニットＵは、前記分割駆動軸２１及びマグネット継手２２、動力伝達部（マグネットギア）１３、及び動力切換部１４を含む構成である。

より詳しく説明すると、動力伝達ユニットＵは、ライン方向に長いフレーム３０を備えており、図５（Ａ）に示すように、フレーム３０の上部に、パレットＰの左右の車輪１０２を案内するためのレール部３２を有している。また、フレーム３０の下部や一方の側部（図５中で右側部）には、主軸リテーナ３３、上下のローラ軸リテーナ３４，３５、及び動力伝達部１３による動力伝達を断続する前記動力切換部１４が配置してある。

主軸リテーナ３３は、分割駆動軸２１を水平にして回転自在に保持するものであり、リニアガイド３６を介して、分割駆動軸２１の軸線に直交する水平方向に往復動可能に設置してある。上下のローラ軸リテーナ３４，３５は、軸受け３７により、前述した駆動ローラ３１のローラ軸３１Ａを垂直にして回転自在に保持している。このとき、マグネットギアである動力伝達部１３は、分割駆動軸２１に駆動部１３Ａを装着し、駆動ローラ３１のローラ軸３１Ａに従動部１３Ｂを装着している。

また、フレーム３０の他方の側部には、保持部材３８及び軸受け３９を介して、前記駆動ローラ３１と対を成す従動ローラ４０が装着してある。従動ローラ４０は、そのローラ軸４０Ａを垂直にした状態で回転自在に保持してある。この従動ローラ４０は、保持部材３８に介装したスプリング４１の反発力が付与され、駆動ローラ３１との間で、パレットＰの下側に設けたフィン１０４を挟持する。

動力切換部１４は、動力伝達部１３の駆動部１３Ａ及び従動部１３Ｂのいずれか一方をオフセットさせることで動力伝達を断続するものであって、例えばエアシリンダである。この実施形態の動力切換部１４は、分割駆動軸２１を保持する主軸リテーナ３３を水平に往復動させ、動力伝達部１３の駆動部１３Ａと従動部１３Ｂとの間隔が増大する方向に前記駆動部１３Ａをオフセットする。

上記構成を備えた動力伝達ユニットＵは、図５（Ａ）に示す状態において、分割駆動軸２１の回転を、動力伝達部１３の駆動部１３Ａ及び従動部１３Ｂを介して駆動ローラ３１に伝達する。これにより、動力伝達ユニットＵは、駆動ローラ３１と従動ローラ４０とで挟持したフィン１０４を水平方向に送り出すようにしてパレットＰを走行させる。この際、フィン１０４は、パレットＰの移動が安定的に行われるように、常に２組の駆動ローラ３１及び従動ローラ４０で挟持される長さを有している。

また、動力伝達ユニットＵは、図５（Ｂ）に示すように、動力切換部１４により主軸リテーナ３３を外側（図５中で右側）に移動させると、動力伝達部１３の駆動部１３Ａが従動部１３Ｂから離れてオフセットされ、動力伝達部１３の動力伝達がＯＦＦになる。このとき、動力伝達ユニットＵは、動力伝達部１３がＯＦＦになる一方で、隣接する動力伝達ユニットＵとの間で、分割駆動軸２１同士の軸心がずれることになる。

この際、送り機構１０では、動力切換部１４による駆動部１３Ａのオフセット量ＯＳが、マグネット継手２２のクリアランスＣ１よりも小さく、且つマグネットギア（１３）のクリアランスＣ２よりも大きいものとしている（Ｃ１＞ＯＳ＞Ｃ２）。

これにより、送り機構１０は、動力伝達部１３をＯＦＦにしても、全ての分割駆動軸２１の回転を継続することができる。すなわち、送り機構１０は、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２のうちの任意の位置で、パレットＰの走行を停止させることができる。

また、ワーク搬送装置は、図６（Ａ）に示すように、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２に、パレットＰを搬送方向に位置決めするストッパ４３を備えている。図６には、各室１〜３のストッパ４３のみを示す。これらのストッパ４３は、パレットＰの移動空間に対して、回転動作又は直線動作により突没可能である。ストッパ４３は、突出状態にすると、パレットＰの前部が当接して同パレットＰを位置決めし、パレットＰの移動時には、その移動を妨げない位置まで没入状態にする。

さらに、ワーク搬送装置は、図６（Ｂ）に示すように、ワークＷの横方向（搬送方向に対して横方向）の位置決めを行う位置決め装置４４を備えている。この位置決め装置４４は、当該加工ラインでは後室３に配置してあり、ワークＷの正面に相対向する加圧部４４Ａと、ワークＷの背面に相対向する基板部４４Ｂとを備えている。位置決め装置４４は、後室３でワークＷの厚さ測定を行う際に、加圧部４４ＡによりワークＷを基板部４４Ｂに押し付けて、同ワークＷを位置決めする。

さらに、ワーク搬送装置は、図１に示すように、主制御装置５０を備えると共に、パレットＰの位置や各室１〜３の雰囲気を検出するセンサ類（図示せず）を備えている。主制御装置５０は、エアドライヤ４、開封装置５、注液装置６、厚さ測定器７、各扉Ｇ１〜Ｇ４、搬入ロボットＲ、搬出ローダＬ、昇降機１０６，１０７及び送り機構１０等の夫々の動作を集中的に制御する。

次に、上記のワーク搬送装置の動作とともにワーク搬送方法を説明する。
すなわち、ワーク搬送方法は、夫々に密閉可能である前室１、主加工室２、及び後室３を順に配置した加工ラインにおいてワークを順次搬送する方法である。

このワーク搬送方法は、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、主加工室２を密閉状態にして前室１及び後室３を室外に開放し、室外から前室１へのワーク搬送、及び後室３から室外へのワーク搬送を行う。なお、図示例では、主加工室２及び後室３にパレットＰ及びワークＷが収容されている状態を初期状態としている。

この際、ワーク搬送装置は、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ４を開放（白で示す）すると共に、第１及び第２の中間扉Ｇ２，Ｇ３を閉塞（黒で示す）し、搬入ステージＳ１、前室１、後室３及び搬出ステージＳ２の各動力伝達ユニットＵをＯＮにし、主加工室２の動力伝達ユニットＵのみをＯＦＦにする。

つまり、ワーク搬送装置は、送り機構１０において、軸駆動部１２により主駆動軸（各分割駆動軸２１）１１を回転駆動する。このとき、各動力伝達ユニットＵでは、動力伝達部１３により、分割駆動軸２１の回転を駆動ローラ３１に伝達し、駆動ローラ３１及び従動ローラ４０によりパレットＰを移動させる。

その一方で、ワーク搬送装置は、主加工室２の動力伝達ユニットＵにおいて、動力切換部１４により、動力伝達部１３による動力伝達をＯＦＦにする。つまり、動力切換部１４は、分割駆動軸１２を移動させて、マグネットギアである動力伝達部１３の駆動部１３Ａを従動部１３Ｂからオフセットする。

このとき、ワーク搬送装置は、先述したように、動力切換部１４による駆動部１３Ａのオフセット量ＯＳが、マグネット継手２２のクリアランスＣ１よりも小さく、且つ動力伝達部（マグネットギア）１３のクリアランスＣ２よりも大きい（Ｃ１＞ＯＳ＞Ｃ２）。これにより、ワーク搬送装置は、全ての動力伝達ユニットＵの分割駆動軸１２が回転を継続しており、主加工室２の動力伝達ユニットＵのみにおいて、動力伝達部１３がＯＦＦになる。これにより、ワーク搬送装置は、主加工室２のパレットＰのみが停止し、それ以外の部分では、パレットＰが移動してワーク搬送を行うこととなる。

その後、ワーク搬送装置は、図７（Ｃ）に示すように、全ての扉Ｇ１〜Ｇ４を閉塞（黒）し、搬入ステージＳ１に次のワークＷを搬入すると共に、搬出ステージＳ２のワークＷを搬出する。ワークＷの搬入は、搬入ロボットＲにより行われ、ワークＷの搬出は、搬出ローダＬにより行われる。搬出したワークＷは、コンベアＣに移送される。この際、ワーク搬送装置は、軸駆動部１２をＯＦＦ、若しくは、軸駆動部１２をＯＮにしたままで全ての動力伝達ユニットＵの動力伝達部１３をＯＦＦにする。したがって、パレットＰ及びワークＷは移動しない。

次に、ワーク搬送方法は、図７（Ｃ）に示すように、前室１及び後室３を密閉状態にして、両室１，３内の雰囲気を主加工室２内の雰囲気に置換した後、図７（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、前室１及び後室３と主加工室２との間を開放して各室１〜３内でワーク搬送を行う。なお、ステージＳ２に残るパレットＰは、搬出側昇降機１０７、回収レーン１０５及び搬入側昇降機１０６により、搬入ステージＳ１に移送される。

つまり、ワーク搬送装置は、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ４を閉塞（黒）すると共に、第１及び第２の中間扉Ｇ２，Ｇ３を開放（白）し、各室１〜３の動力伝達ユニットＵの動力伝達部１３をＯＮにする一方で、搬入及び搬出のステージＳ１，Ｓ２の動力伝達部１３をＯＦＦにする。これにより、前室１及び主加工室２のパレットＰ及びワークＷは、主加工室２及び後室３に夫々移動する。

その後、ワーク搬送装置は、図７（Ｆ）に示すように、全ての扉Ｇ１〜Ｇ４を閉塞（黒）する。上記のワーク搬送方法及びワーク搬出装置では、図７（Ｃ）〜（Ｆ）に示すように、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ４が閉塞（黒）している状態で、各室１〜３の雰囲気の置換、各室１〜３間のワーク搬送を行うと共に、ワークＷに所定の加工や測定を行う。そして、ワーク搬送方法及びワーク搬出装置は、図７（Ｆ）に示す状態から、図７（Ａ）に示す初期状態に戻る。

上記実施形態で説明したワーク搬送方法では、密閉状態にした主加工室２内でワークＷに所定の加工を行っている間に、前室１に次のワークＷを搬入すると共に、後室３から加工済みのワークＷを搬出する。その後、前室１、主加工室２及び後室３を密閉状態にして各室１〜３内を同じ雰囲気にするので、これらの室１〜３内で所定の加工及び処理や、ワークＷの搬送を行う。つまり、加工ライン上には複数のワークＷが存在し、これらの移動時には次工程が空になっていて、そこにワークＷが移動する。

これにより、上記ワーク搬送方法によれば、所定の密閉環境が付与される加工室を備えた加工ラインにおいて、加工ライン上に複数のワークＷを存在させて、前室１、主加工室２、及び後室３を有効に使用することが可能になり、生産効率の向上を図ることができる。

上記実施形態で説明したワーク搬送装置では、パレットＰによりワークＷを保持し、送り機構１０により、搬入ステージＳ１から各室１〜３を経て搬出ステージＳ２に至る間でパレットＰの移動及び停止を行う。送り機構１０は、軸駆動部１２により主駆動軸１１を回転させ、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２の夫々に配置した動力伝達部１３により、主駆動軸１１の回転をパレットＰの送り運動に変換してパレットＰを移動させる。

また、送り機構１０は、各動力伝達部１３に対して動力切換部１４を備えているので、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２のうちのいずれかで、動力切換部１４により、動力伝達部１３の動力伝達をＯＦＦにすると、主駆動軸１１の回転がパレットＰ側に伝わらなくなる。これにより、送り機構１０は、動力切換部１３がＯＦＦの位置ではパレットＰを停止させ、動力伝達部１３がＯＮの位置ではパレットＰを移動させる。

このようにして、上記ワーク搬送装置は、主駆動軸１１及び軸駆動部１２を備えた１つの駆動系統により、加工ライン上に複数のワークＷを存在させて、室１〜３内での所定の加工及び処理や、ワークＷの搬入及び搬出を行うことが可能になる。

これにより、上記ワーク搬送装置によれば、所定の密閉環境が付与される加工室を備えた加工ラインにおいて、１つの駆動系統だけで、加工ライン上に複数のワークＷを存在させて、前室１、主加工室２、及び後室３を有効に使用することが可能になり、装置構造の簡略化により設備費を低く抑制しつつ生産効率の向上を実現することができる。

また、上記ワーク搬送装置は、送り機構１０の主駆動軸１１が、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２の夫々に配置した分割駆動軸２１と、分割駆動軸２１同士の回転伝達を非接触で行う駆動部２２Ａ及び従動部２２Ｂから成るマグネット継手２２とを備えている。これにより、ワーク搬送装置は、１つの軸駆動部１２を用いた簡単な装置構造により、任意の位置でパレットＰの移動及び停止を選択的に行う機能を得ることができ、設備費のさらなる節減のほか、保守管理の簡略化等も実現することができる。

さらに、上記ワーク搬送装置は、送り機構１０の動力伝達部１３が、主駆動軸１１側からパレット側への動力伝達を非接触で行う駆動部１３Ａ及び従動部１３Ｂから成るマグネットギアである。これにより、ワーク搬送装置は、１つの軸駆動部１２を用いた簡単な装置構造により、任意の位置でパレットＰの移動及び停止を選択的に行う機能を得ることができ、マグネット継手２２の採用と相俟って、設備費のさらなる節減や保守管理のさらなる簡略化等を実現する。

さらに、上記ワーク搬送装置は、マグネット継手２２のクリアランスＣ１が、動力伝達部１３のクリアランスＣ２よりも大きく、動力切換部１４のオフセット量ＯＳが、マグネット継手２２のクリアランスＣ１よりも小さく、且つ動力伝達部１３のクリアランスＣ２よりも大きくしている。これにより、ワーク搬送装置は、簡単な装置構造にして、設備費のさらなる節減や保守管理のさらなる簡略化等を実現しつつ、任意の位置におけるパレットＰの移動及び停止の選択的動作をより確実に実行することができる。

さらに、上記ワーク搬送装置は、送り機構１０が、搬入ステージＳ１、各室１〜３、及び搬出ステージＳ２の夫々に配置する動力伝達ユニットＵを備え、動力伝達ユニットＵが、分割駆動軸１２及びマグネット継手２２、動力伝達部１３であるマグネットギア、及び動力切換部１４を含むものとしている。これにより、ワーク搬送装置は、室外及び室内のステージの増減に容易に対処することができる。

つまり、ワーク搬送装置は、各動力伝達ユニットＵの分割駆動軸１１が、非接触の状態で回転伝達を行うものであり、動力伝達ユニットＵ同士を機械的に直接連結する必要が無いので、ステージの増減に伴う動力伝達ユニットＵの新設や撤去が容易である。

さらに、ワーク搬送方法は、パレットＰの移動及び停止を行う手段として、例えば、加工ラインに対する複数の動力伝達系統、各室毎の動力装置、あるいは自走式のパレット等を採用して実施することも可能である。しかし、この場合、設備費が嵩むと共に、保守管理が煩雑になり、ワークＷの製造コストも増加する。そこで、上記ワーク搬送方法は、上記ワーク搬送装置に適用することにより、設備費の低減、保守管理の容易化及び製造コストの低減等を図りつつ確実に実施することができる。

また、図１に示すワーク搬送装置では、回収レーン１０５に個別の駆動系を配置することも可能であるが、回収レーン１０５側に配置した駆動軸を送り機構１０の軸駆動部１２で回転駆動することも充分に可能であり、これにより、装置構造のさらなる簡略化を実現することができる。

図８〜図１４は、加工ラインのワーク搬送方法及びワーク搬送装置の第２〜第１１の実施形態を説明する図である。なお、以下の各実施形態において、第１実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

〈第２実施形態〉
図８に示す実施形態は、加工ラインを構成する主加工室２が２つの加工ステージ２Ａ，２Ｂを備えている。この加工ラインにおけるワーク搬送方法は、先の実施形態と同様であり、 図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、主加工室２を密閉状態にして前室１及び後室３を室外に開放し、室外から前室１へのワーク搬送、及び後室３から室外へのワーク搬送を行う。

この際、ワーク搬送装置は、第１及び第２の中間扉Ｇ２，Ｇ３を閉塞（黒）すると共に、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ４を開放（白）し、主加工室２の各加工ステージ２Ａ，２Ｂに配置した動力伝達ユニットＵの動力伝達部１３のみをＯＦＦにする。

次に、ワーク搬送方法は、図８（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、前室１及び後室３を密閉状態にして両室１，３内の雰囲気を主加工室２内の雰囲気に置換した後、前室１及び後室３と主加工室２との間を開放して各室１〜３内でワーク搬送を行う。

この際、ワーク搬送装置は、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ２を閉塞（黒）して、搬入ステージＳ１に次のワークＷを搬入すると共に、搬出ステージＳ２のワークＷを搬出し、前室１及び後室３の雰囲気を置換した後、第１及び第２の中間扉Ｇ２，Ｇ３を開放（白）する。

その後、ワーク搬送方法及びワーク搬送装置は、所定の加工や測定を終了した後、前室１及び後室３を開放し、且つ主加工室２を閉塞する初期状態（図８Ａ）に戻る。

上記のワーク搬送方法及びワーク搬出装置にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができ、先述したように、主加工室２が２つの加工ステージ２Ａ，２Ｂを有しているので、これらに対して動力伝達ユニットＵを容易に配置することができる。

〈第３実施形態〉
図９に示す実施形態は、加工ラインを構成する主加工室２が３つの加工ステージ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備えている。この加工ラインにおけるワーク搬送方法は、先の実施形態と同様であり、 図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、主加工室２を密閉状態にして前室１及び後室３を室外に開放し、室外から前室１へのワーク搬送、及び後室３から室外へのワーク搬送を行う。この際、ワーク搬送装置は、第１及び第２の中間扉Ｇ２，Ｇ３を閉塞（黒）すると共に、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ４を開放（白）し、主加工室２の各加工ステージ２Ａ，２Ｂ，２Ｃに配置した動力伝達ユニットＵの動力伝達部１３のみをＯＦＦにする。

次に、ワーク搬送方法は、図９（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、前室１及び後室３を密閉状態にして両室１，３内の雰囲気を主加工室２内の雰囲気に置換した後、前室１及び後室３と主加工室２との間を開放して各室１〜３内でワーク搬送を行う。この際、ワーク搬送装置は、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ２を閉塞（黒）して、搬入ステージＳ１に次のワークＷを搬入すると共に、搬出ステージＳ２のワークＷを搬出し、前室１及び後室３の雰囲気を置換した後、第１及び第２の中間扉Ｇ２，Ｇ３を開放（白）する。

その後、ワーク搬送方法及びワーク搬送装置は、 所定の加工や測定を終了した後、前室１及び後室３を開放し、且つ主加工室２を閉塞する初期状態（図９Ａ）に戻る。

上記のワーク搬送方法及びワーク搬出装置にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができ、先述したように、３つの加工ステージ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを有する主加工室３に対して、３つの動力伝達ユニットＵを容易に配置することができる。上記のワーク搬送方法及びワーク搬出装置は、主加工室２の加工ステージの数を３以上にしたり、前室１及び後室３に複数のステージを設けたりすることが可能であり、これらに対する動力伝達ユニットＵの配置にも容易に対処することができる。

〈第４実施形態〉
図１０及び図１１（Ａ）に示す実施形態は、パレットＰが、車輪（１０２）及びフィン（１０４）を有しておらず、基板１０１及び治具１０３を備えたものである。また、この実施形態の動力伝達ユニットＵは、上側及びライン上流側及び下流側に開放されたフレーム６０を備えている。図１０では、内部構成を示す都合上、フレーム６０を透明に示している。

動力伝達ユニットＵは、図１１（Ａ）に示すように、基盤６１にリニアガイド６２を介して、フレーム６０が水平動可能に配置してあり、これに対して、主軸リテーナ３３が、図示しない固定部位に配置してある。主軸リテーナ３３は、主駆動軸１１を構成する分割駆動軸２１を水平にして回転自在に保持している。分割駆動軸２１には、動力伝達部（マグネットギア）１３の駆動部１３Ａが装着してある。

動力伝達ユニットＵは、フレーム６０の上側に、軸線方向を水平にしたローラ軸６３と、ローラ軸６３の両端を回転自在に保持する軸受け６４，６４が配置してある。このローラ軸６３は、その中央に動力伝達部１３の従動部１３Ｂが装着してあると共に、両端側に、パレット走行用の車輪６５，６５が装着してある。この動力伝達部１３や一対の車輪６５は、フレーム６０の両端側となる２箇所に配置してある。

また、動力伝達ユニットＵは、動力切換部１４を備えている。この動力伝達部１４は、例えばエアシリンダであって、フレーム６０に連結してあり、その伸縮駆動によりフレーム６０を水平方向に往復動させる。

上記構成を備えた動力伝達ユニットＵは、図１１（Ａ）に示すように、分割駆動軸２１の中心と動力伝達部１３の従動軸１３Ｂの中心とが一致した状態において、分割駆動軸２１の回転を、動力伝達部１３を介して車輪６５に伝達し、車輪６５上に基板１０１を載置したパレットＰを移動させる。

また、上記の動力伝達ユニットＵは、図１１（Ａ）中に白矢印で示すように、動力切換部１４を伸長駆動してフレーム６０を移動させることにより、図中に黒矢印で示すように、動力伝達部１３の従動軸１３Ｂをオフセットする。すなわち、動力伝達ユニットＵは、フレーム６０を移動させると、分割駆動軸２１とともに固定状態にある駆動部１３Ａに対して従動部１３Ｂが移動し、動力伝達部１３がＯＦＦになる。

上記の動力伝達ユニットＵを備えた送り機構、並びにワーク搬送装置にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、上記の動力伝達ユニットＵでは、分割駆動軸２１が移動しないので、従動部１３Ｂのオフセット量ＯＳは、マグネットギアである動力伝達部１３のクリアランスＣ２以上であれば良い。したがって、ワーク搬送装置としては、単一の主駆動軸を用いることも可能である。ただし、上記の如く分割駆動軸２１を含む動力伝達ユニットＵを採用すれば、ステージの増減に容易に対処することができ、利便性の高いものとなる。

〈第５実施形態〉
図１１（Ｂ）に示す実施形態の動力伝達ユニットＵは、第４実施形態では、従動部１３Ｂをオフセットして動力伝達部１３をＯＦＦにしたのに対して、駆動部１３Ａをオフセットして動力伝達部１３をＯＦＦにする構成である。

すなわち、図示の動力伝達ユニットＵは、フレーム６０の下部に、リニアガイド６２を介して主軸リテーナ３３を配置し、動力切換部１４が、主軸リテーナ３３を水平方向に往復動させるようになっている。

上記の動力伝達ユニットＵは、図１１（Ｂ）中に白矢印で示すように、動力切換部１４を収縮駆動して主軸リテーナ３３を移動させることにより、図中に黒矢印で示すように、分割駆動軸２１とともに動力伝達部１３の従動軸１３Ｂをオフセットする。すなわち、動力伝達ユニットＵは、主軸リテーナ３３を移動させると、固定状態にある従動部１３Ｂに対して駆動部１３Ｂが移動し、動力伝達部１３がＯＦＦになる。このような動力伝達ユニットＵを備えた送り機構、並びにワーク搬送装置にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

〈第６実施形態〉
図１２（Ａ）に示す実施形態の動力伝達ユニットＵは、基盤６１上に、リニアガイド６２を介してフレーム６０を水平方向に往復動可能に配置すると共に、フレーム６０の外側に主軸リテーナ３３を固定している。動力切換部１４は、例えばエアシリンダであって、フレーム６０に連結してあり、伸縮駆動することでフレーム６０を往復動させる。

また、動力伝達ユニットＵは、フレーム６０の外側に延出するローラ軸６３を備えている。そして、動力伝達ユニットＵは、フレーム６０の外側において、分割駆動軸２１に装着した駆動部１３Ａと、ローラ軸６３に装着した従動部１３Ｂとで、マグネットギアから成る動力伝達部１３を構成している。

上記の動力伝達ユニットＵは、図１２（Ａ）中に白矢印で示すように、動力切換部１４を収縮駆動してフレーム６０を移動させることにより、図中に黒矢印で示すように、動力伝達部１３の従動軸１３Ｂをオフセットする。すなわち、動力伝達ユニットＵは、フレーム６０を移動させると、主軸リテーナ３３により固定状態にある駆動部１３Ａに対して従動部１３Ｂが移動し、動力伝達部１３がＯＦＦになる。

上記の動力伝達ユニットＵを備えた送り機構、並びにワーク搬送装置にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、従動部１３Ｂのオフセット量ＯＳは、マグネットギアである動力伝達部１３のクリアランスＣ２以上であれば良く、単一の主駆動軸を用いることも可能である。ただし、分割駆動軸２１を含む動力伝達ユニットＵにすることで、ステージの増減に対処することが容易であり、利便性が向上する。

〈第７実施形態〉
図１２（Ｂ）に示す実施形態の動力伝達ユニットＵは、基盤６１上に、フレーム６０を固定すると共に、フレーム６０の外側に、リニアガイド６２を介して主軸リテーナ３３を水平方向に往復動可能に配置している。動力切換部１４は、例えばエアシリンダであって、主軸リテーナ３３に連結してあり、伸縮駆動することで主軸リテーナ３３及び分割駆動軸２１を往復動させる。動力伝達部１３の駆動部１３Ａ及び従動部１３Ｂの構成は、第６実施形態と同様である。

上記の動力伝達ユニットＵは、図１２（Ｂ）中に白矢印で示すように、動力切換部１４を収縮駆動して主軸リテーナ３３を移動させることにより、図中に黒矢印で示すように、動力伝達部１３の駆動部１３Ａをオフセットする。すなわち、動力伝達ユニットＵは、主軸リテーナ３３を移動させると、フレーム６０により固定状態にある従動部１３Ｂに対して駆動部１３Ａが移動し、動力伝達部１３がＯＦＦになる。上記の動力伝達ユニットＵを備えた送り機構、並びにワーク搬送装置にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

〈第８実施形態〉
図１３（Ａ）に示す実施形態の加工ラインは、前室１，主加工室２及び後室３を水平方向に順に配列すると共に、前室１及び後室３の下部に、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ４を設けたものである。この加工ラインでは、前室１及び後室３の下側で、ワークＷの搬入及び排出が行われることとなり、各室１〜３に対して、送り機構１０若しくは動力伝達ユニットＵが配置される。この場合、動力伝達ユニットＵは、ワークＷの搬入及び排出を妨げないように配置すれば良く、互いに機械的に連結されないので、ワークＷの移動空間に対して進退可能に設けることも可能である。

〈第９実施形態〉
図１３（Ｂ）に示す実施形態の加工ラインは、前室１，主加工室２及び後室３を水平方向に順に配列すると共に、後室３内でワークを下降させるようにし、後室３のライン上流側（図１３中で左側）に出口扉Ｇ４を設けたものである。この場合、動力伝達ユニットＵは、各室１，２に対応する上部と、後室３に対応する下部とに配置し、上部の分割駆動軸２を下部の分割駆動軸２１とをタイミングベルト等で連結する。これにより、各動力伝達ユニットＵは、互いに回転伝達を行い、必要に応じて任意の位置で動力伝達部１３をＯＦＦにすることが可能である。

〈第１０実施形態〉
図１４（Ａ）に示す実施形態の加工ラインは、前室１，主加工室２及び後室３を水平方向に順に配列すると共に、前室１及び後室３の正面に、入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ４を有している。図示の入口扉Ｇ１及び出口扉Ｇ４は、開閉動作がより高速で行われるように、上下の扉体ＧＡ，ＧＢを備えたものである。上記の加工ラインは、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

〈第１１実施形態〉
図１４（Ｂ）に示す実施形態の加工ラインは、前室１を最上段にして、主加工室２及び後室３を垂直方向に順に配列すると共に、前室１の上下に入口扉Ｇ１及び第１中間扉Ｇ２を有し、後室３の上下に第２中間扉Ｇ３及び出口扉Ｇ４を有している。上記の加工ラインには、各室１〜３の側部に動力伝達ユニットＵを配置することができる。このような加工ラインでは、主駆動軸１１、若しくは分割駆動軸２１及びマグネット継手２２や、動力伝達部１３で動力伝達を行うことができ、その他に、パレットＰを保持しつつ下降移動させる機構を備えたものとする。

本発明に係わる加工ラインのワーク搬送方法及びワーク搬送装置は、その構成が上記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を適宜変更することが可能であり、上記各実施形態の構成を組み合わせることも可能である。

また、上記のワーク搬送方法及びワーク搬送装置は、ワークとして電池を搬送する場合を例示したが、それ以外のワーク搬送にも当然適用可能であり、外気と異なる気体の充填や真空状態などの密閉環境が付与される加工室を備えた加工ラインに有効である。

１ 前室
２ 主加工室
３ 後室
１０ 送り機構
１１ 主駆動軸
１２ 軸駆動部
１３ 動力伝達部（マグネットギア）
１３Ａ 駆動部
１３Ｂ 従動部
１４ 動力切換部
２１ 分割駆動軸
２２ マグネット継手
２２Ａ 駆動部
２２Ｂ 従動部
Ｃ１ マグネット継手のクリアランス
Ｃ２ マグネットギアのクリアランス
ＯＳ オフセット量
Ｐ パレット
Ｓ１ 搬入ステージ
Ｓ２ 搬出ステージ
Ｕ 動力伝達ユニット
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. 夫々に密閉可能である前室、主加工室、及び後室を順に配置した加工ラインにおいてワークを順次搬送するに際し、
   主加工室を密閉状態にして前室及び後室を室外に開放し、室外から前室へのワーク搬送、及び後室から室外へのワーク搬送を行い、
   次に、前室及び後室を密閉状態にして両室内の雰囲気を主加工室内の雰囲気に置換した後、前室及び後室と主加工室との間を開放して各室内でワーク搬送を行うことを特徴とする加工ラインのワーク搬送方法。
2. 夫々に密閉可能である前室、主加工室、及び後室を順に配置した加工ラインにおいてワークを順次搬送する装置であって、
   前室のライン上流側に配置した搬入ステージと、後室のライン下流側に配置した搬出ステージと、搬入ステージから各室を経て搬出ステージに至る間でワーク保持用のパレットの移動及び停止を行う送り機構とを備え、
   送り機構が、加工ラインに沿って配置した主駆動軸と、主駆動軸を回転駆動する軸駆動部と、搬入ステージ、各室、及び搬出ステージの夫々に配置され且つ主駆動軸の回転をパレットの送り運動に変換するための動力伝達部と、夫々の動力伝達部に対して配置され且つ動力伝達部による動力伝達を断続する動力切換部とを備えていることを特徴とする加工ラインのワーク搬送装置。
3. 前記送り機構の主駆動軸が、搬入ステージ、各室、及び搬出ステージの夫々に配置した分割駆動軸と、分割駆動軸同士の回転伝達を非接触で行う駆動部及び従動部から成るマグネット継手とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の加工ラインのワーク搬送装置。
4. 前記送り機構の動力伝達部が、主駆動軸側からパレット側への動力伝達を非接触で行う駆動部及び従動部から成るマグネットギアであることを特徴とする請求項２又は３に記載の加工ラインのワーク搬送装置。
5. 前記マグネット継手の駆動部及び従動部が、軸心のずれ方向の許容範囲であるクリアランスを有すると共に、そのクリアランスが、前記マグネットギアを構成する駆動部及び従動部の間隔の許容範囲であるクリアランスよりも大きく、
   前記動力切換部が、マグネットギアの駆動部及び従動部のいずれか一方をオフセットさせることで動力伝達を断続するものであって、そのオフセット量が、マグネット継手のクリアランスよりも小さく、且つマグネットギアのクリアランスよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の加工ラインのワーク搬送装置。
6. 送り機構が、搬入ステージ、各室、及び搬出ステージの夫々に配置する動力伝達ユニットを備えており、
   各動力伝達ユニットが、前記分割駆動軸及びマグネット継手、動力伝達部であるマグネットギア、及び動力切換部を含むことを特徴とする請求項５に記載の加工ラインのワーク搬送装置。

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