JP2023003671A

JP2023003671A - 乾燥装置

Info

Publication number: JP2023003671A
Application number: JP2021104892A
Authority: JP
Inventors: 誠二石津; Seiji Ishizu; 智彦巽; Tomohiko Tatsumi
Original assignee: Toyota Motor Corp; JTEKT Thermo Systems Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; JTEKT Thermo Systems Corp
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2023-01-17

Abstract

【課題】搬送ローラの固定部分が熱膨張によって変形したとしても、搬送ローラの平行度の悪化を抑制できる乾燥装置を提供する。【解決手段】内部に複数の搬送ローラを有する搬送路を備える乾燥装置であって、複数の搬送ローラは、搬送ローラの両端をそれぞれ保持する一対の保持部材によって保持され、保持部材の一端は固定され、他端は搬送ローラの配列方向に移動可能である。【選択図】図８

Description

本開示は乾燥装置に関する。

特許文献１には、複数の搬送ローラで確定される搬送路を有する乾燥装置が開示されている。

特開２００２－７２４３７号公報

乾燥装置内に搬送ローラが固定される場合、熱風によって、搬送ローラ自体や搬送ローラを固定する固定部分が熱膨張によって歪み、搬送ローラの平行度が悪化する虞があり、蛇行等により円滑な搬送を阻害することがある。

本開示は、搬送ローラの固定部分が熱膨張によって変形したとしても、搬送ローラの平行度の悪化を抑制できる乾燥装置を提供することを目的とする。

本願は、内部に複数の搬送ローラを有する搬送路を備える乾燥装置であって、複数の搬送ローラは、搬送ローラの両端をそれぞれ保持する一対の保持部材によって保持され、保持部材の一端は固定され、他端は搬送ローラの配列方向に移動可能である、乾燥装置を開示する。

本開示の乾燥装置によれば、搬送ローラの固定部分（保持部材や保持部材を固定する構成）が熱膨張によって変形したとしても、複数の搬送ローラの平行度の悪化を抑制でき、蛇行等の搬送の不具合の発生を抑制できる。

図１は、乾燥装置１０の構成を概念的に表した図である。図２は、乾燥装置１０の構成を概念的に表した図である。図３は、図１の一部を拡大した図である。図４は、図２の一部を拡大した図である。図５は、図１の一部を拡大した図である。図６は、図２の一部を拡大した図である。図７は、保持部材５０、柱６０を説明する図である。図８は、保持部材５０、柱６０を説明する図である。図９は、保持部材５０の一部を拡大した図である。図１０は、保持部材５０の一部を拡大した図である。図１１は、ノズル２４の外観斜視図である。

１．乾燥装置の構成
図１、図２に本開示の１つ形態にかかる乾燥装置１０の構造を模式的に表した。図１は搬送路の長手方向（搬送物Ｗが搬送される方向）に沿った方向における乾燥装置１０の各構成部材の配置を表した図で、図２のＩ－Ｉ矢視断面図に相当する図である。図２は搬送路の幅方向（搬送物Ｗが搬送される方向に直交する方向）における乾燥装置１０の各構成部材の配置を表した図で、図１のＩＩ－ＩＩ矢視断面図に相当する図である。

本形態の乾燥装置１０は、搬送ローラ２２、折り返しローラ２３により搬送路を帯状の搬送物Ｗが搬送されつつ搬送物Ｗを乾燥させる装置である。搬送物Ｗの具体的な態様は特に限定されることはないが、電池の電極を挙げることができる。リチウムイオン二次電池用電極を搬送物Ｗの一例とすれば、後で説明する図３～図６に表れているように、帯状の金属箔Ｗ_１の両面に塗工材Ｗ_２を塗工したものである（ただし図３～図６ではまだ金属箔Ｗ_１の一方の面に塗工材Ｗ_２を積層した状態である。）。塗工材Ｗ_２は、該塗工材Ｗ_２を乾燥装置１０で乾燥させることにより金属箔Ｗ_１に結着されてできる活物質の層となる。
金属箔Ｗ_１としては正極及び負極を構成する金属材料を挙げることができ、具体的には、アルミニウム、銅等を挙げることができる。
一方、塗工材Ｗ_２としても正極及び負極を構成する材料を挙げることができるが、例えば、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ_２）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）等のリチウム複合酸化物などの正極活物質や、非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、黒鉛等の炭素系物質などの負極活物質を挙げることができる。

図１、図２からわかるように乾燥装置１０は、給気部１１、乾燥部２１、及び、排気部３１を有して構成されている。以下に各構成について説明する。

１．１．給気部
給気部１１は乾燥部２１に送風する部位であり、加熱部１２、及び、送風部１３を有している。

１．１ａ．加熱部１２
加熱部１２は取り入れた乾燥用気体を加熱し、乾燥するために適する温度とする部位である。従って加熱部１２は、外部からの乾燥用気体を取り入れる給気口１２ａを有し、乾燥用気体の温度を調整するヒータ等の加熱手段を具備している。
本形態では乾燥用気体として空気を用いる例を説明する。ただし、本開示で用いる乾燥用気体は空気に限定されることはない。例えば乾燥時に酸化が問題となるような場合には窒素やその他の不活性ガスを乾燥用気体としてもよい。

１．１ｂ．送風部１３
送風部１３は加熱部１２で加熱された空気を乾燥部２１に送風する部位である。従って送風部１３にはブロワ等の送風手段が配置されるとともに、乾燥部２１に連通して送風手段からの空気が通る送風口１３ａが設けられている。
図１からわかるように本形態で送風部１３は２つ設けられており搬送路の長手方向（搬送物Ｗの搬送方向）の両端のそれぞれに配置され、搬送路の長手方向で半分ずつ送風する役割を有している。

１．２．乾燥部
乾燥部２１は、搬送物Ｗをその内側に導入して搬送路を搬送しつつ送風部１３からの空気を搬送物Ｗに当てて搬送物Ｗを乾燥させる部位である。本形態の例では上記のように金属箔Ｗ_１に積層された塗工材Ｗ_２を乾燥させる。
本形態では図１からわかるように、搬送物Ｗが途中で向きを変えるように折り返して上から下へと搬送される搬送路を構成するように配置され、本形態では折り返しが２回行われ、３段とされている。
乾燥部２１は、搬送ローラ２２、折り返しローラ２３、ノズル２４、及び、配管２５を有している。

１．２ａ．搬送ローラ
［搬送ローラの構成］
搬送ローラ２２は、搬送物Ｗが搬送路を搬送されるように、搬送物Ｗに接触して回転するローラであり、乾燥部２１の内側に搬送路に沿って所定の間隔で複数配置されている。
図３には図１にＩＩＩで示した部位の拡大図、図４には図２にＩＶで示した部位の拡大図、図５には図１にＶで示した部位の拡大図、図６には図２にＶＩで示した部位の拡大図をそれぞれ表した。
本形態では３段となるように搬送路（搬送物Ｗ）が向きを変えて折り返されるので、最も上となる１段目及び最も下となる３段目では図３、図４のように搬送ローラ２２の上に金属箔Ｗ_１が接触するように乗り、その上に塗工材Ｗ_２が配置される。一方、２段目では図５、図６のように搬送ローラ２２の下から金属箔Ｗ_１が接触するように配置され、その下に塗工材Ｗ_２が配置される。
搬送ローラ自体は公知のものを用いることができる。

［搬送ローラの保持手段］
上記した複数の搬送ローラ２２は、１つの段を構成する複数の搬送ローラ２２が１つの保持部材５０に保持され、保持部材５０が柱６０に固定されることで乾燥部２１に配置される。図１～図６では見易さのため保持部材５０、柱６０は省略している。図７～図１０に保持部材５０及び柱６０を説明する図を示した。図７は図１と同じ視点による図である。図８は図７に矢印ＶＩＩＩの方向から（上から）見た図である。

保持部材５０は枠体であり、１つの段を構成する複数の搬送ローラ２２が枠内に回転可能に保持されている。より具体的には保持部材５０は、枠材５１、枠材５１に対向するように配置される枠材５２、枠材５１の一端と枠材５２の一端とを渡すように配置された枠材５３、及び、枠材５１の他端と枠材５２の他端とを渡すように配置された枠材５４を有している。
搬送ローラ２２は回転軸方向一端が枠材５１、回転軸方向他端が枠材５２に回転可能に保持されている。従って、搬送ローラ２２は枠材５１と枠材５２とを渡すように配置され、複数の搬送ローラ２２が枠材５１、枠材５２の長手方向に沿って配列されている。

図９、図１０には、枠材５３の部位に注目した図を示した。図９、図１０からわかるように、枠材５３には枠材５１、枠材５２の長手方向に平行な方向を長手方向とする長孔５３ａが設けられている。この長孔５３ａは枠材５３の長手方向における中央に設けられることが好ましい。そしてこの長孔５３ａにボルト等の固定部材５５が通されて柱６０に固定される。
一方、枠材５４側は長孔ではなく通常の孔が設けられ、この孔にボルト等の固定部材５５が通されて柱６０に固定される。この孔は枠材５４の長手方向における中央に設けられることが好ましい。

本形態では上記のように折り返しにより３段で搬送路が構成されていることから３つの保持部材５０が鉛直方向に並べられ、それぞれに複数の搬送ローラ２２が保持されている。

柱６０は柱状の部材であり、間隔を有して対向するように２つ設けられている。そしてこの２つの柱６０を渡すように保持部材５０が配置される。より詳しくは、一方の柱６０に保持部材５０の枠材５３が固定部材５５により固定され、他方の柱６０に保持部材の枠材５４が固定部材５５により固定される。従って、２つの柱６０の間に複数の搬送ローラ２２が配列される。また、３つの保持部材５０が柱６０の長手方向（上下方向）に並べられている。

以上のような搬送ローラの保持部材によれば、乾燥部２１内における温度変化に伴う部材の変形に対しても複数の搬送ローラ２２でその平行度が変わることを抑制することができる。具体的には、図７に矢印ｚで示した高さ方向の変化については全ての搬送ローラ２２は保持部材５０を介して柱６０に連結しているためその平行度は維持される。図８に矢印ｙで示した搬送ローラ２２の軸線方向の変化については１つの段を構成する全ての搬送ローラ２２が同じ枠材５１、枠材５２に両持ちで保持されているためその平行度が維持される。そして図８に矢印ｘで示した搬送ローラ２２の配列方向の変化については上記したように長孔５３ａにより長孔５３ａの長手方向の大きさの範囲で保持部材５０が移動可能とされておりその変化を吸収することができるため搬送ローラ２２の平行度が維持される。すなわち、いずれの方向に対しても温度変化による変形に対して複数の搬送ローラ２２が平行度の悪化を抑制できるように構成されており、温度変化による搬送ローラ２２の平行度の悪化を抑制することができる。

さらに上記した枠材５１と枠材５２とは同じ材料で形成されていてもよい。枠材５１、枠材５２の材料として例えば鉄系材料を用いることができる。
また、上記した搬送ローラ２２、枠材５３、枠材５４は同じ材料で形成されていてもよい。これら搬送ローラ２２、枠材５３、枠材５４の材料として例えばステンレス鋼を用いることができる。

１．２ｂ．折り返しローラ
折り返しローラ２３は、搬送物Ｗの向きを変え、折り返して搬送するために設けられたローラであり、本形態では１段目から２段目への折り返し部分、２段目から３段目の折り返し部分に用いられる。折り返しローラ２３の具体的態様は特に限定されることはなく、公知のフリーローラを挙げることができる。

１．２ｃ．ノズル
ノズル２４は、搬送路（搬送物Ｗ）に対向して配置され、搬送物Ｗに対して給気部１１からの空気を噴射する部材である。図１１にノズル２４の外観斜視図を示した。図１１は搬送路（搬送物Ｗ）に対向する側が見える視点による図である。また、図３、図５には搬送路に沿った（搬送物Ｗの搬送方向に平行な方向に沿った）ノズル２４の断面が表れている。
図１１からわかるようにノズル２４は直方体の箱状の部材であり、配管２５から内側に導入した空気を吹き出す吹き出し口２４ａを有している。本形態で吹き出し口２４ａは搬送路の幅方向（搬送物Ｗの幅方向）に延びるスリットである。
また、本形態では図３、図５からわかるように吹き出し口２４ａは搬送方向上流側に傾くように搬送物Ｗに空気が噴射される。これにより噴射された空気が搬送方向に対して対向流を形成して効率よい乾燥が可能となる。

また、本形態でノズル２４は、搬送路（搬送物Ｗ）を挟んで搬送ローラ２２とは反対となる位置に配置されている。これによりノズル２４からの空気の噴射で搬送物Ｗを搬送ローラ２２に押し当てて搬送物Ｗの搬送の姿勢維持、及び、搬送安定性を高めることができる。
本形態では上記のように乾燥部２１内で上下方向に３段となるように折り返して搬送物Ｗが搬送されるため、１段目と３段目では図３に示したように、ノズル２４から下方に空気を噴射して搬送物Ｗを搬送ローラ２２に押し当てる。一方、２段目では図５に示したように、ノズル２４から上方に空気を噴射して搬送物Ｗを搬送ローラ２２に押し当てる。

１．２ｄ．配管
配管２５は供給部１１の送風部１３に設けられた送風口１３ａとノズル２４とを連結して供給部１１からノズル２４に空気を送る配管である。図１、図２では見易さのため配管２５は点線で表している。
配管２５の具体的態様は特に限定されることはなく公知の配管を用いることができる。

１．２ｅ．乾燥部の態様
本形態は図１に表れているように、乾燥部２１内で上下方向に３段となるように折り返す搬送路とされ、ここを搬送物Ｗが搬送される。本形態では図２に表れているように、搬送路の幅方向に第１及び第２の３段折り返しの搬送路が並べられている。第１の３段折り返し搬送路は金属箔Ｗ_１の一方の面に配置された塗工材Ｗ_２を乾燥する搬送路であり、第２の３段折り返し搬送路は金属箔Ｗ_１の一方の面に塗工材Ｗ_２が積層された搬送物の金属箔Ｗ_１の他方の面に配置された塗工材Ｗ_２を乾燥する搬送路である。従って、第１の３段折り返し搬送路を出た搬送物Ｗは第２の３段折り返し搬送路に入る前に反転及び塗工材の塗工が行われる。当該反転及び塗工は公知の装置及び方法により行われる。
これにより金属箔Ｗ_１の両面に塗工材Ｗ_２が積層された搬送物Ｗとなる。
第１の３段折り返し搬送路及び第２の３段折り返し搬送路の基本的考え方は同じであり上記の通りである。

１．３．排気部
排気部３１は乾燥部２１からの排気を外部に排気する部位である。排気部３１の具体的態様は特に限定されることはなく公知の態様を適用することができる。

２．乾燥用気体（空気）の流れ
以上のような乾燥装置１０は次のように作動する。給気部１１の送風部１３に設けられたブロアが作動して給気口１２ａから空気が流入する。給気口１２ａから流入した空気は加熱部１２に加熱されて送風部１３に入り送風口１３ａから流出し、乾燥部２１の配管２８に流入する。

２．１．搬送物の搬送
乾燥部２１では搬送物Ｗが搬送路を搬送ローラ２２、及び、折り返しローラ２３により搬送される。本形態では３段で折り返すように搬送され、１段目から２段目への折り返し搬送、２段目から３段目への折り返し搬送は折り返しローラ２３により向きが変えられ、各段の直行部は搬送ローラ２２により搬送される。

２．２．搬送物の乾燥
一方、配管２５により各ノズル２４に空気が配分されて各ノズル２４から搬送物Ｗの塗工材Ｗ_２に向けて空気が噴射され塗工材Ｗ_２を乾燥する。上記したように本形態では、１段目と３段目では図３に示したように、ノズル２４から下方に空気を噴射して搬送物Ｗを搬送ローラ２２に押し当てる。一方、２段目では図５に示したように、ノズル２４から上方に空気を噴射して搬送物Ｗを搬送ローラ２２に押し当てる。これによりノズル２４からの空気の噴射で搬送物Ｗを搬送ローラ２２に押し当てて搬送物Ｗの搬送の姿勢維持、及び、搬送安定性を高めることができる。

ノズル２７から噴射して搬送物Ｗを乾燥させた空気は、図２、図４、図６からわかるように、搬送物Ｗの幅方向（搬送路の幅方向）の両側から流れ出し、排気部３１に向かって流れて排気部３１に達し、排気される。

また、本形態によれば上記したように乾燥部２１における温度変化によっても搬送ローラ２２の平行度の変化も小さく抑えられるので搬送物Ｗの蛇行等の不具合が抑えられ、円滑な乾燥が可能である。

１０乾燥装置
１１給気部
２１乾燥部
２２搬送ローラ
２３折り返しローラ
２４ノズル
２５配管
３１排気部
５０保持部材
６０柱

Claims

内部に複数の搬送ローラを有する搬送路を備える乾燥装置であって、
複数の前記搬送ローラは、前記搬送ローラの両端をそれぞれ保持する一対の保持部材によって保持され、前記保持部材の一端は固定され、他端は前記搬送ローラの配列方向に移動可能である、
乾燥装置。