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公開番号2021090929
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210617
出願番号2019224352
出願日20191212
発明の名称混練機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類B01F 3/12 20060101AFI20210521BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】溶媒と混練される粉体の減少を抑制すること。
【解決手段】混練機10は、強磁性体からなる活物質を含む粉体を溶媒と混練することで電極用合剤を製造する。タンク11は非磁性体であり、タンク底部12と、タンク底部12より上側のタンク本体部13と、を有する。粉体は、投入部16からタンク11内に投入される。攪拌羽根21は、タンク11内で粉体及び溶媒を攪拌する。磁石移動部30は、タンク本体部13の外側からタンク本体部13を介して粉体を引き寄せる磁石31を有する。磁石移動部30は、タンク本体部13の上部から下部に向けてタンク本体部13の外面に沿って磁石31を移動可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
強磁性体からなる活物質を含む粉体を溶媒と混練することで電極用合剤を製造する混練機であって、
タンク底部と、前記タンク底部より上側のタンク本体部と、を有する非磁性体からなるタンクと、
前記タンク内に前記粉体を投入する投入部と、
前記タンク内で前記粉体及び前記溶媒を攪拌する攪拌羽根と、
前記タンク本体部の外側から前記タンク本体部を介して前記粉体を引き寄せる磁石を有する磁石移動部と、を備え、
前記磁石移動部は、前記タンク本体部の上部から下部に向けて前記タンク本体部の外面に沿って前記磁石を移動可能であることを特徴とする混練機。
続きを表示(約 280 文字)【請求項2】
前記磁石移動部は、前記タンク本体部の上部と下部との間で前記タンク本体部の外面に沿って延びるとともに、前記タンク本体部の軸線の延びる方向に延びる経路部を備え、
前記磁石は、前記経路部に沿って移動可能である請求項1に記載の混練機。
【請求項3】
前記磁石移動部は、前記タンク本体部の外面に沿って螺旋状をなすように、前記タンク本体部の上部と下部との間で前記タンク本体部の軸線の延びる方向に変位しつつ前記タンクの周方向に延びる経路部を備え、
前記磁石は、前記経路部に沿って移動可能である請求項1に記載の混練機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、混練機に関する。
続きを表示(約 5,300 文字)【背景技術】
【0002】
従来から、EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug-in Hybrid Vehicle)などの車両に搭載される蓄電装置としては、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池などがよく知られている。これらの二次電池が備える正極電極は、活物質を含む電極用合剤を集電体の表面に塗布して形成された活物質層を備える。
【0003】
上記電極用合剤は、例えば、活物質及び溶媒を含む原材料を混練機で混練することで製造される。特許文献1に記載の混練機では、活物質を含む粉体をタンク内の溶媒へと投入した後、タンク内で攪拌羽根を回転させることによって粉体と溶媒とを混練する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2009−22890号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献1に記載の混練機では、タンク内への粉体の投入時にタンクの内面に粉体が付着するおそれがある。タンクの内面に粉体が付着したまま、粉体と溶媒との混練を行うと、付着した粉体の分だけ溶媒と混練される粉体が減ってしまうため、好ましくない。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、溶媒と混練される粉体の減少を抑制できる混練機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決する混練機は、強磁性体からなる活物質を含む粉体を溶媒と混練することで電極用合剤を製造する混練機であって、タンク底部と、前記タンク底部より上側のタンク本体部と、を有する非磁性体からなるタンクと、前記タンク内に前記粉体を投入する投入部と、前記タンク内で前記粉体及び前記溶媒を攪拌する攪拌羽根と、前記タンク本体部の外側から前記タンク本体部を介して前記粉体を引き寄せる磁石を有する磁石移動部と、を備え、前記磁石移動部は、前記タンク本体部の上部から下部に向けて前記タンク本体部の外面に沿って前記磁石を移動可能であることを特徴とする。
【0008】
上記構成によれば、タンク本体部の内面に付着した粉体が、タンク本体部を介して磁石に引き寄せられる。引き寄せられた粉体は、磁石の移動と共にタンク本体部の下部に向けて移動する。磁石移動部は、タンク本体部の上部から下部に向けて磁石を移動させるため、タンク本体部における上部から下部にてタンク本体部の内面に付着した粉体を磁石に引き寄せることができる。タンク本体部の外面において、磁石の位置がタンク内の粉体と溶媒との混合物の液面より下部に至ると、磁石に引き寄せられた粉体が混合物と共に攪拌羽根によって攪拌される。したがって、タンク本体部の内面に付着していた粉体を含んで、粉体と溶媒との混練を行うことができるため、溶媒と混練される粉体の減少を抑制できる。
【0009】
混練機において、前記磁石移動部は、前記タンク本体部の上部と下部との間で前記タンク本体部の外面に沿って延びるとともに、前記タンク本体部の軸線の延びる方向に延びる経路部を備え、前記磁石は、前記経路部に沿って移動可能であることが好ましい。
【0010】
上記構成によれば、タンク本体部の外面における経路部の設置範囲を調整することにより、タンク本体部の外面における磁石の移動範囲を調整できる。したがって、タンク本体部において磁石の磁力を作用させる部分を容易に調整できる。
【0011】
混練機において、前記磁石移動部は、前記タンク本体部の外面に沿って螺旋状をなすように、前記タンク本体部の上部と下部との間で前記タンク本体部の軸線の延びる方向に変位しつつ前記タンクの周方向に延びる経路部を備え、前記磁石は、前記経路部に沿って移動可能であることが好ましい。
【0012】
上記構成によれば、全体が繋がった1つの経路部をタンク本体部の外面に設けることができるため、複数の経路部をタンク本体部の外面に設ける場合と比較して、簡易な構成によって磁石をタンク本体部の外面に沿って移動させることができる。
【発明の効果】
【0013】
この発明によれば、溶媒と混練される粉体の減少を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
混練機を模式的に示す断面図。
混練機を模式的に示す側面図。
磁石の移動を説明するための図。
磁石の移動を説明するための図。
磁石の移動を説明するための図。
別例における混練機を模式的に示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、混練機の一実施形態について説明する。
図1に示すように、混練機10は、タンク11と、攪拌羽根21と、攪拌羽根21を駆動させるモータ29と、を備える。混練機10は、粉体を溶媒とタンク11内で混練するバッチ式の混練機である。本実施形態の粉体は、強磁性体からなる活物質、バインダ、及び導電剤を含むものである。強磁性体からなる活物質としては、例えば、コバルトやニッケルが挙げられる。また、以下の説明において、上とは鉛直方向の上を示し、下とは鉛直方向の下を示す。
【0016】
タンク11は、円形状のタンク底部12と、タンク底部12より上側のタンク本体部13と、を有する。タンク本体部13は、タンク底部12から上部に立設する円筒状のタンク側部14と、タンク側部14の上部を塞ぐタンク蓋部15と、タンク蓋部15から上部に立設する円筒状の投入部16と、を備える。タンク底部12、タンク側部14、及びタンク蓋部15によって区画形成された空間によって、タンク11の収容部11aが形成されている。
【0017】
投入部16は、タンク蓋部15の一部分が開口して形成された投入口16hを備える。投入口16hを介して、収容部11aと投入部16の内部空間とが連通している。本実施形態のタンク11は、非磁性体からなる。タンク11の材質に採用される非磁性体としては、例えばアルミニウムや銅が挙げられる。
【0018】
攪拌羽根21は、シャフト22と、シャフト22の第1端部22aに設けられる攪拌部23と、を備える。シャフト22の第2端部22bにモータ29が設けられている。モータ29の駆動によって、攪拌羽根21がタンク11内で回転する。攪拌羽根21の回転速度は、モータ29に流す電流量によって制御できる。攪拌羽根21の回転によって、攪拌羽根21がタンク11内で粉体及び溶媒を攪拌する。
【0019】
図示は省略しているが、混練機10は、タンク11内に粉体を投入する粉体投入装置と、タンク11内に溶媒を投入する溶媒投入装置と、をさらに備える。粉体投入装置は、投入部16の上部に接続されている。粉体投入装置から投入部16へと粉体が投入されることにより、タンク11の上部からタンク11内へと粉体が投入される。すなわち、投入部16がタンク11内に粉体を投入する投入通路として機能する。タンク11内に投入される粉体量は、粉体投入装置によって第1規定量に調整される。タンク11内に投入される溶媒量は、溶媒投入装置によって第2規定量に調整される。
【0020】
タンク11内に粉体及び溶媒が投入されることで、タンク11の収容部11aには粉体と溶媒とが混合された混合物Mが収容されることになる。混練機10は、混合物Mを混練することで、蓄電装置の正極電極に用いられる電極用合剤を製造する装置である。電極用合剤が集電体の表面に塗布されることで、正極電極の活物質層が形成される。
【0021】
図1及び図2に示すように、混練機10は、磁石31を移動させる磁石移動部30を備える。磁石移動部30は、磁石31と、磁石31が取り付けられた環状のチェーン32と、経路部33と、アクチュエータ35と、を備える。
【0022】
磁石31は、長四角板状をなす永久磁石である。磁石31の長辺の延びる方向が上下方向に一致した状態で、磁石31の厚み方向の一端に位置する磁石第1端部31aがN極となっており、磁石31の厚み方向の他端に位置する磁石第2端部31bがS極となっている。磁石第1端部31aがチェーン32の外側に向いており、磁石第2端部31bがチェーン32の内側に向いている。
【0023】
チェーン32は、図示しないスプロケットに巻き掛けられている。スプロケットは、アクチュエータ35によって回転駆動されている。アクチュエータ35によるスプロケットの回転によって、チェーン32は磁石31と一体的に回転可能である。
【0024】
経路部33は、環状をなすレール部材である。磁石31及びチェーン32は、経路部33の外周面上に支持されながら、経路部33に沿って移動可能である。経路部33によって支持される磁石31の部分は、磁石第2端部31bを含む磁石31の一部である。磁石第1端部31aは経路部33から露出している。
【0025】
経路部33は、タンク側部14の上部と下部との間でタンク側部14の外面に沿って延びる第1経路部33aと、上下方向における第1経路部33aの両端部を繋ぐ第2経路部33bと、で構成されている。第1経路部33aは、タンク本体部13の軸線Aの延びる方向である上下方向に延びている。第2経路部33bにおける第1経路部33aとの接続部分は、水平方向においてタンク側部14から離間するように第1経路部33aから延びている。第2経路部33bは、水平方向において第1経路部33aよりもタンク側部14から離間した位置にある。
【0026】
経路部33は、タンク底部12の周縁部の延びる方向に沿う方向であるタンク11の周方向に複数配置されている。複数の経路部33の第1経路部33aによって、タンク側部14の外面が覆われている。経路部33毎に磁石31及びチェーン32が設けられている。
【0027】
各チェーン32に巻き掛けられたスプロケットは、1つのアクチュエータ35によって回転駆動されている。これにより、複数の経路部33上で磁石31及びチェーン32が同期して回転移動する。第1経路部33a上を磁石31が移動するとき、全ての磁石31はタンク側部14の周方向に並んで移動する。このように、経路部33毎で第1経路部33aに沿って磁石31を移動させることで、磁石移動部30は、タンク側部14の上部から下部に向けてタンク側部14の外面に沿って磁石31を移動可能である。
【0028】
次に、混練機10による混練方法について、本実施形態の作用と共に説明する。
混練機10による粉体及び溶媒の混練に際しては、粉体投入装置からタンク11内に粉体が投入されるとともに、溶媒投入装置からタンク11内に溶媒が投入される。粉体は、粉体投入装置から投入部16に投入された後、投入口16hを介して収容部11aに流入する。収容部11aは、粉体及び媒体が混合された混合物Mが収容されるようになる。なお、収容部11aに混合物Mが収容された状態で、収容部11aにおける下部は混合物Mで満たされる一方で、収容部11aにおける上部は混合物Mが満たされずに空間のままとなっている。
【0029】
タンク11内への粉体の投入時には、収容部11aに流入した粉体の一部がタンク側部14の内面に付着するおそれがある。タンク側部14の内面に付着した粉体を以下では粉体Sという。タンク側部14の内面への粉体Sの付着を解消すべく、タンク11内への粉体の投入が行われている間、アクチュエータ35による磁石31及びチェーン32の回転駆動が行われる。
【0030】
図1及び図3に示すように、チェーン32の回転に伴って磁石31が第1経路部33aに沿って移動すると、磁石31が上下方向におけるタンク側部14の上部から下部に向けてタンク側部14の外面に沿って移動する。磁石31が第1経路部33a上に位置する間は、磁石第1端部31aがタンク側部14の外面に向いているため、磁石31の磁力がタンク側部14に向けて発生する。この磁力によって磁石31は、タンク側部14の内面に付着した粉体Sを、タンク本体部13の外側からタンク本体部13を介して引き寄せることができる。
(【0031】以降は省略されています)

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