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公開番号2021090930
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210617
出願番号2019224353
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 15/02 20060101AFI20210521BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】粉体投入装置の重量を計測する重量計の計測値に基づいて、投入部からタンクに投入された粉体量を精度よく検出すること。
【解決手段】混練機10は、タンク11内で粉体Sと溶媒Lとを混練する。粉体投入装置20は、タンク11外からタンク11内に粉体Sを投入する投入部22を有する。重量計29は、粉体投入装置20の下部に配置され、粉体投入装置20の重量を計量する。介在部40は、投入部22とは非接触の状態でタンク11に支持されるとともに、投入部22とタンク11との間に介在する筒状をなす。介在部40内では、負圧発生部によって負圧が発生する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
タンク内で粉体と溶媒とを混練する混練機であって、
前記タンク内に前記粉体を投入する投入部を有する粉体投入装置と、
前記粉体投入装置の下部に配置され、前記粉体投入装置の重量を計量する重量計と、
前記投入部とは非接触の状態で前記タンクに支持されるとともに、前記投入部と前記タンクとの間に介在する筒状の介在部と、
前記介在部内に負圧を発生させる負圧発生部と、を備えることを特徴とする混練機。
続きを表示(約 490 文字)【請求項2】
前記負圧発生部は、
前記介在部の内面に開口する複数の吸引口を介して前記介在部内の空気を吸引する吸引ノズルと、
複数の前記吸引口のうち、空気の吸引を行う前記吸引口を切り替え可能な切替部と、を備え、
複数の前記吸引口は、前記介在部の軸線の延びる方向に並び、
前記切替部は、並ぶ複数の前記吸引口のうち、前記介在部の上端に位置する上端開口部に近接した前記吸引口から、前記介在部の軸線の延びる方向において前記上端開口部から離間した前記吸引口へと、空気の吸引を行う前記吸引口を順次切り替える請求項1に記載の混練機。
【請求項3】
前記負圧発生部は、
前記介在部の内面に開口する吸引口を介して前記介在部内の空気を吸引する吸引ノズルを備え、
前記吸引口は、フィルタによって覆われ、
前記フィルタは、前記粉体を捕集可能であり、且つ空気が通過可能である請求項1又は請求項2に記載の混練機。
【請求項4】
前記フィルタは、摩擦係数を低くする低摩擦処理が表面に施されている請求項3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 6,600 文字)【背景技術】
【0002】
従来から、タンク内で粉体と溶媒とを混練する混練機が知られている。混練機は、例えば、タンク内に粉体を投入する投入部を有する粉体投入装置を備える。また、特許文献1には、粉体投入装置の下部に配置されることにより粉体投入装置の重量を計測する重量計が記載されている。こうした重量計を上記の混練機に採用して、重量計によって粉体投入装置の重量を計測すれば、重量計による計測値の変化量に基づいて投入部からタンクに投入された粉体量を検出可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2011−131381号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、投入部とタンクとを連通させる構成としては、投入部とタンクとの間に介在部を介在させるとともに、介在部をボルト締結などによって投入部及びタンクに直接接続する構成が考えられる。この場合、重量計による計測値には、粉体投入装置の重量に加えて介在部の重量の一部が含まれるようになる。そのため、重量計による計測値の変化量が投入部からタンクに投入された粉体量と一致せず、重量計による計測値に基づいた粉体量の検出精度が低下するおそれがある。
【0005】
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、粉体投入装置の重量を計測する重量計の計測値に基づいて、投入部からタンクに投入された粉体量を精度よく検出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】
【0006】
上記課題を解決する混練機は、タンク内で粉体と溶媒とを混練する混練機であって、前記タンク内に前記粉体を投入する投入部を有する粉体投入装置と、前記粉体投入装置の下部に配置され、前記粉体投入装置の重量を計量する重量計と、前記投入部とは非接触の状態で前記タンクに支持されるとともに、前記投入部と前記タンクとの間に介在する筒状の介在部と、前記介在部内に負圧を発生させる負圧発生部と、を備えることを特徴とする。
【0007】
上記構成によれば、介在部が投入部とは非接触であるため、重量計による計測値に介在部の重量が含まれない。そのため、重量計の計測値に基づいて、投入部からタンクに投入された粉体量を精度よく検出できる。また、上記構成によれば、負圧発生部が発生させた介在部内の負圧によって、投入部から流出した粉体が介在部内に引き込まれる。したがって、投入部と介在部とが非接触であるために生じる間隙を介して、投入部から介在部の外部に粉体が漏れ出ることを抑制できる。
【0008】
混練機において、前記負圧発生部は、前記介在部の内面に開口する複数の吸引口を介して前記介在部内の空気を吸引する吸引ノズルと、複数の前記吸引口のうち、空気の吸引を行う前記吸引口を切り替え可能な切替部と、を備え、複数の前記吸引口は、前記介在部の軸線の延びる方向に並び、前記切替部は、並ぶ複数の前記吸引口のうち、前記介在部の上端に位置する上端開口部に近接した前記吸引口から、前記介在部の軸線の延びる方向において前記上端開口部から離間した前記吸引口へと、空気の吸引を行う前記吸引口を順次切り替えることが好ましい。
【0009】
上記構成によれば、空気の吸引を行う吸引口が上から下へ順次切り替えられることにより、介在部の内面での負圧発生位置が、上から下へと移動していく。吸引口に吸引された粉体も負圧の発生位置と共に移動してタンクに近づくため、介在部の内面に付着した粉体をタンク内へと投入させやすくなる。したがって、介在部の内面に粉体が残存しにくくなるため、投入部から投入された粉体量とタンクに供給された粉体量との差異を小さくしつつ、タンクに粉体を投入できる。
【0010】
混練機において、前記負圧発生部は、前記介在部の内面に開口する吸引口を介して前記介在部内の空気を吸引する吸引ノズルを備え、前記吸引口は、フィルタによって覆われ、前記フィルタは、前記粉体を捕集可能であり、且つ空気が通過可能であることが好ましい。
【0011】
上記構成によれば、吸引口に吸引された粉体がフィルタによって捕集されるため、吸引口を介して吸引ノズルの内部に粉体が吸引されることが抑制される。したがって、吸引ノズルの内部への粉体の吸引によるタンクに供給される粉体量の減少を抑制できるため、投入部から投入された粉体量とタンクに供給された粉体量との差異を小さくしつつ、タンクに粉体を投入できる。
【0012】
混練機において、前記フィルタは、摩擦係数を低くする低摩擦処理が表面に施されていることが好ましい。
上記構成によれば、吸引口を覆うフィルタの表面から粉体が離間しやすくなる。したがって、介在部の内面に粉体が残存しにくくなるため、投入部から投入された粉体量とタンクに供給された粉体量との差異をさらに小さくしつつ、タンクに粉体を投入できる。
【発明の効果】
【0013】
この発明によれば、粉体投入装置の重量を計測する重量計の計測値に基づいて、投入部からタンクに投入された粉体量を精度よく検出できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
混練機の概略構成図。
投入部及び介在部を模式的に示す断面図。
第1吸引ノズルによる吸引が行われる場合を説明するための図。
第2吸引ノズルによる吸引が行われる場合を説明するための図。
第3吸引ノズルによる吸引が行われる場合を説明するための図。
【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12と、攪拌羽根12を駆動させる第1モータM1と、粉体投入装置20と、重量計29と、制御装置30と、を備える。本実施形態において、混練機10は、空気中の異物レベル及び湿度レベルが管理されたクリーンルーム内に設置される。混練機10は、タンク11内で第1規定量に調整された粉体Sと第2規定量に調整された溶媒Lとを混練するバッチ式の混練機である。粉体Sは、活物質、バインダ、及び導電剤を含むものである。また、以下の説明においては、混練機10が水平面上に設置されるものとし、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】
攪拌羽根12は、シャフト13と、シャフト13の第1端部13aに設けられる攪拌部14と、を備える。シャフト13の第2端部13bに第1モータM1が設けられている。第1モータM1の駆動によって、攪拌羽根12がタンク11内で回転する。攪拌羽根12の回転速度は、第1モータM1に流す電流量によって制御できる。
【0017】
粉体投入装置20は、粉体Sが貯留されたホッパ21と、ホッパ21内の粉体Sをタンク11内に投入する投入部22と、を備える。粉体投入装置20は、タンク11に粉体Sを投入する。投入部22は、ホッパ21に連通している筒状の連通部23と、連通部23に連通している筒状の供給部24と、供給部24の外面から突出する突出部25と、連通部23内に配置されたスクリュー26と、スクリュー26を回転させる第2モータM2と、を備える。
【0018】
粉体投入装置20は、連通部23が水平方向に延び、供給部24が連通部23から下方に延びるように配置されている。突出部25は、供給部24の下端に位置する供給開口部24hよりも供給部24の上部に位置している。第2モータM2は、制御装置30によって駆動と駆動停止とが制御される。第2モータM2の駆動によりスクリュー26が回転することで、連通部23から供給部24に粉体Sが押し出される。連通部23から押し出された粉体Sは、供給部24からタンク11に投入される。供給部24は、タンク11の上方に設けられているため、粉体Sはタンク11の上方から投入される。このように、投入部22は、タンク11外からタンク11内に粉体Sを投入する。
【0019】
重量計29は、粉体投入装置20の下部に配置され、粉体投入装置20の重量を計量する。本実施形態では、重量計29を設置した後に、重量計29の上部に粉体投入装置20を設置することにより、重量計29が粉体投入装置20の下部に配置した状態としている。本実施形態の重量計29は電子天秤である。重量計29は、計測された粉体投入装置20の重量に基づいて、投入部22からタンク11に投入された粉体Sの量を検出する。重量計29によって検出される粉体Sの量を検出粉体量S1という。検出粉体量S1は、重量計29から制御装置30に出力される。制御装置30は、検出粉体量S1が第1規定量に達するまで第2モータM2を駆動させる。なお、図示は省略しているが、混練機10は、タンク11内に溶媒Lを投入する溶媒投入装置も備える。溶媒投入装置によって第2規定量に設定された溶媒Lがタンク11内に投入される。
【0020】
制御装置30は、CPUや、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリなどを備えている。そして、制御装置30は、メモリに記憶されたプログラムをCPUが実行することにより混練機10の制御に関する処理を実行する。
【0021】
粉体投入装置20からタンク11に第1規定量に調整された粉体Sが投入され、液体投入装置からタンク11に第2規定量に調整された溶媒Lが投入されることで、タンク11内には粉体Sと溶媒Lの混合物が収容されることになる。混練機10は、タンク11内に投入された粉体Sと溶媒Lとの混合物を混練することで、蓄電装置の電極に用いられる活物質合剤を製造する装置である。
【0022】
次に、介在部40について説明する。
混練機10は、投入部22とタンク11との間に介在する介在部40を備える。介在部40は、上下方向に延びる円筒状である。供給部24から流出した粉体Sは、介在部40の内部を通って、タンク11内に流入する。介在部40の下端に位置する介在下端部40bは、タンク11の上端面に沿って延びるフランジ40cを備える。図示は省略しているが、フランジ40cとタンク11の上端面とはボルト締結等によって固定されている。これにより、介在部40はタンク11に支持されている。
【0023】
図2に示すように、介在部40の内径は、供給部24の外径より大きく設定されている。供給開口部24hを含んだ供給部24の下端部分である供給下端部24bは、介在部40の上端に位置する上端開口部40hから、介在部40内に挿入されている。なお、本実施形態では、重量計29の上部に粉体投入装置20を設置する際に、供給下端部24bが介在部40内に挿入される。水平方向における介在部40内での供給下端部24bの位置は、水平方向における重量計29に対する粉体投入装置20の設置位置に応じた位置になる。本実施形態では、介在部40の内径が供給部24の外径より大きく設定されているため、上記の供給下端部24bの位置変動が許容される。
【0024】
供給下端部24bの外面は、介在部40の上端部分である介在上端部40aの内面と非接触となっている。すなわち、供給下端部24bの外面と介在上端部40aの内面との間には第1間隙R1が形成されている。突出部25は、介在部40から上方向に所定距離だけ離間して位置することにより、介在部40と非接触となっている。すなわち、突出部25と介在部40との間には第2間隙R2が形成されている。こうして介在部40は、供給下端部24b及び突出部25に非接触であることにより、投入部22と非接触の状態となっている。
【0025】
介在部40の内面は、粉体Sを捕集可能であり、且つ空気が通過可能なフィルタ44によって覆われている。本実施形態のフィルタ44は、介在部40の内部に面する表面に摩擦係数を低くする低摩擦処理が施されている。低摩擦処理としては、例えばDLCコートが挙げられる。DLC構造には、α−C/H(水素含有アモルファスカーボン)、硬さ60〜100HV、膜厚0.5〜2μm、処理温度60〜80℃で、ドライ環境でのSUJ2と膜との摩擦係数0.1〜0.2のものが用いられる。
【0026】
次に、負圧発生部45について説明する。
混練機10は、介在部40内に負圧を発生させる負圧発生部45を備える。負圧発生部45は、介在部40の内面に開口する複数の吸引口50hを介して介在部40内の空気を吸引する吸引ノズル50と、複数の吸引口50hのうち、空気の吸引を行う吸引口50hを切り替え可能な切替部60と、を備える。全ての吸引口50hは、介在部40の内面に位置するフィルタ44によって覆われている。
【0027】
複数の吸引口50hは、介在部40の軸線Aの延びる方向である上下方向に並ぶとともに、介在部40の周方向に並んでいる。すなわち、介在部40の周方向に並んだ複数の吸引口50hの組が、介在部40の上下方向に複数並んでいる。
【0028】
吸引口50hの組のうち、最も上端開口部40hに近接して位置する吸引口50hの組は、第1吸引ノズル51が有する第1吸引口51hによって構成されている。第1吸引口51hよりも上端開口部40hから離間した吸引口50hの組のうち、第1吸引口51hに隣接する吸引口50hの組は、第2吸引ノズル52が有する第2吸引口52hによって構成されている。第2吸引口52hよりも上端開口部40hから離間した吸引口50hの組のうち、第2吸引口52hに隣接する吸引口50hの組は、第3吸引ノズル53が有する第3吸引口53hによって構成されている。さらに、第3吸引口53hよりも上端開口部40hから離間した吸引口50hの組のうち、第3吸引口53hに隣接する吸引口50hの組は、第1吸引口51hによって構成されている。すなわち、介在部40の内面には、介在部40の軸線Aの延びる方向において、上記の第1吸引口51h、第2吸引口52h、及び第3吸引口53hの順での配置が繰り返されている。
【0029】
第1吸引ノズル51毎に第1分岐チューブ51aが接続されている。第1分岐チューブ51aにおける第1吸引ノズル51とは反対側の端部は、全ての第1分岐チューブ51aで共通した第1共通チューブ51bに接続されている。同様に、第2吸引ノズル52毎に第2分岐チューブ52aが接続され、第2分岐チューブ52aは全ての第2分岐チューブ52aで共通した第2共通チューブ52bに接続されている。第3吸引ノズル53毎に第3分岐チューブ53aが接続され、第3分岐チューブ53aは全ての第3分岐チューブ53aで共通した第3共通チューブ53bに接続されている。
【0030】
切替部60は、第1共通チューブ51bに設けられた第1ポンプ61と、第2共通チューブ52bに設けられた第2ポンプ62と、第3共通チューブ53bに設けられた第3ポンプ63と、を備える。第1ポンプ61が駆動することにより、第1吸引ノズル51、第1分岐チューブ51a、及び第1共通チューブ51bを介して介在部40内の空気が吸引される。第2ポンプ62が駆動することにより、第2吸引ノズル52、第2分岐チューブ52a、及び第2共通チューブ52bを介して介在部40内の空気が吸引される。第3ポンプ63が駆動することにより、第3吸引ノズル53、第3分岐チューブ53a、及び第3共通チューブ53bを介して介在部40内の空気が吸引される。
(【0031】以降は省略されています)

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