(57)【要約】【課題】作業領域の必要な部分のみを所定の低露点領域にすることができるのみならず、その内部での作業の自由度を高めることができると共に、製造ラインの入れ替え性にも優れたドライチャンバを提供する。【解決手段】開口部２０ａが設けられたケーシング２０と、ドライエア供給配管系１４と、ドライエア回収配管系１６と、前記開口部２０ａの上部側を開閉する上部フラップ３４と、前記開口部２０ａの下部側を開閉する下部フラップ３８とで構成されると共に、前記上部フラップ３４が、前面板３４ａと、該前面板３４ａの背面側にて間隔を置いて配設された後面板３４ｂとで構成され、前記前面板３４ａと前記後面板３４ｂとの間に形成される通気層３４ｃに供給されたドライエアｄが下端面に設けられたドライエア吹出口３４ｅからエアカーテンとなって流下することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に開口部が設けられた箱状のケーシングと、
下流端が前記ケーシングに接続され、前記ケーシングの内部にドライエアを供給するドライエア供給配管系と、
上流端が前記ケーシングに接続され、前記ケーシングの内部を通流して湿気を帯びたドライエアを回収するドライエア回収配管系と、
その上端部が前記開口部の上縁側に回動自在に蝶着され、且つその長さが前記開口部の高さよりも短く形成されて前記開口部の上部側を開閉する上部フラップと、
その下端部が前記開口部の下縁側に回動自在に蝶着され、且つその長さが前記開口部の高さよりも短く形成されて前記開口部の下部側を開閉する下部フラップとで構成されると共に、
前記上部フラップが、前面板と、該前面板の背面側にて間隔を置いて配設された後面板と、その下端面に設けられ、前記前面板及び前記後面板の間に形成される通気層に供給されたドライエアをエアカーテンとして吹き出すドライエア吹出口とで構成されていることを特徴とするドライチャンバ。
【請求項２】
複数台の前記ドライチャンバをモジュール化してその内部空間同士が互いに連通するドライチャンバ列を形成すると共に、複数の前記ドライチャンバ列をその内部空間同士が連通するように連結し、
各ドライチャンバ列に露点温度が異なるドライエアを供給してそれぞれ独立した露点温度環境を形成させたことを特徴とするドライチャンバシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタの製造工程などで使用されるドライチャンバ及びこれを用いたドライチャンバシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リチウムイオン二次電池の製造工場では、湿度の管理が極めて重要であり、ドライルームを設置して厳密な湿度管理を行っている。また、近年開発が進められている次世代の蓄電池或いは電気二重層キャパシタでは、露点温度(以下、「ＤＰ」と略す)−６０℃以下と言うようなより低露点領域での生産が求められている。しかしながら、ドライルームでは、その内部で作業する作業者の呼気や発汗などからの湿度負荷が発生するため、ＤＰ−６０℃程度まで除湿するには、馬力の大きな(エネルギー消費量の多い)除湿装置が何台も必要であり、ドライルームでかかる湿度条件を実現するのは事実上困難であるという問題があった。また、仮にドライルームをＤＰ−６０℃程度の低湿分状態とした場合、その内部で作業する作業者の眼が乾いたり風邪を引き易くなるなどの症状が現れ、作業者の健康に対してあまり好ましいものではないという問題もあった。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決し得る技術として、低湿分空気の供給を受けてワークの作業領域を低湿分状態に保持する作業チャンバを設置するとともに、これをワーク搬入路に沿って延長することにより搬入チャンバを形成し、前記ワーク搬入路に向けた低湿分空気の吹出口を前記搬入チャンバに設置して、搬入ワークの後方に随伴する高湿分空気を低湿分空気に置換可能としたドライチャンバが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
かかるドライチャンバを用いれば、作業領域の必要な部分のみを所定の低露点領域にすることができ、除湿装置大型化の問題や作業者の健康問題を解消することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０８３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようなドライチャンバを用いた製造ラインでは、チャンバ内での作業の自由度が極めて低いという問題があった。つまり、上記従来のドライチャンバでは、作業チャンバにおけるワーク搬入路以外の部分が完全に密閉されているため、作業チャンバの内部に設置した製造装置にちょっとしたトラブルが生じた場合であっても、製造ライン及びドライチャンバ両方の運転を全て停止してトラブルシューティングを行わなければならなかった。
【０００７】
また、ドライチャンバ内の製造ラインの入れ替えなどを行う際にも、狭隘なワーク搬入路を通してでしか入れ替え作業を行うことができず、製造ラインの入れ替えに時間とコストが掛かるという問題があった。
【０００８】
それゆえに、本発明の主たる課題は、作業領域の必要な部分のみを所定の低露点領域にすることができるのみならず、その内部での作業の自由度を高めることができると共に、製造ラインの入れ替え性にも優れたドライチャンバとこれを用いたドライチャンバシステムとを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
「請求項１」に記載した発明は、
(1)  前面に開口部２０ａが設けられた箱状のケーシング２０と、
(2)  下流端が前記ケーシング２０に接続され、前記ケーシング２０の内部にドライエアｄを供給するドライエア供給配管系１４と、
(3)  上流端が前記ケーシング２０に接続され、前記ケーシング２０の内部を通流して湿気を帯びたドライエアｗを回収するドライエア回収配管系１６と、
(4)  その上端部が前記開口部２０ａの上縁側に回動自在に蝶着され、且つその長さが前記開口部２０ａの高さよりも短く形成されて前記開口部２０ａの上部側を開閉する上部フラップ３４と、
(5)  その下端部が前記開口部２０ａの下縁側に回動自在に蝶着され、且つその長さが前記開口部２０ａの高さよりも短く形成されて前記開口部２０ａの下部側を開閉する下部フラップ３８とで構成されると共に、
(6)  前記上部フラップ３４が、前面板３４ａと、該前面板３４ａの背面側にて間隔を置いて配設された後面板３４ｂと、その下端面に設けられ、前記前面板３４ａ及び前記後面板３４ｂの間に形成される通気層３４ｃに供給されたドライエアｄをエアカーテンとして吹き出すドライエア吹出口３４ｅとで構成されている
(7)  ことを特徴とするドライチャンバ１０、である。
【００１０】
この発明では、上部フラップ３４の前面板３４ａと後面板３４ｂとの間に形成される通気層３４ｃに供給されたドライエアｄを、該上部フラップ３４の下端面に設けられたドライエア吹出口３４ｅからエアカーテンとして吹き出すようにしているので、下部フラップ３８を回動させて開口部２０ａの下部側を開放しても、ケーシング２０の内部に湿気が混入するのを防止することができる。このため、下部フラップ３８を開放してケーシング２０内部に手を入れて自由に作業を行っても該ケーシング２０内部の低湿分状態を維持することができる。
【００１１】
また、下部フラップ３８のみならず、上部フラップ３４も回動させて、ケーシング２０の前面に設けられた開口部２０ａ全体を大きく開放することができるので、ケーシング２０の内部に設置した製造ラインの入れ替え作業等をドライチャンバ１０の正面側から容易に行うことができる。
【００１２】
「請求項２」に記載した発明は、請求項１に記載のドライチャンバ１０を用いたドライチャンバシステムＸに関するものであり、
(a)  複数台の前記ドライチャンバ１０をモジュール化してその内部空間同士が互いに連通するドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…を形成すると共に、
(b)  複数の前記ドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…をその内部空間同士が連通するように連結し、
(c)  各ドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…に露点温度が異なるドライエアｄを供給してそれぞれ独立した露点温度環境を形成させた
(d)  ことを特徴とするドライチャンバシステムＸ、である。
【００１３】
この発明では、上記ドライチャンバ１０の技術的特長に加えて、各ドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…毎に露点温度環境を調節することができる、つまり各ドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…毎に露点のすみ分けができるので、必要な露点温度環境を必要な部分にだけ経済的に効率よく実現することができる。それゆえ、露点温度環境実現時の省エネルギー化に資することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、作業領域の必要な部分のみを所定の低露点領域にすることができるのみならず、その内部での作業の自由度を高めることができると共に、製造ラインの入れ替え性にも優れたドライチャンバとこれを用いた省エネルギー性に優れたドライチャンバシステムとを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のドライチャンバを用いたドライチャンバシステムの概略を示す構成図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の一実施例のドライチャンバ(製造ライン入れ替え時)の要部を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施例のドライチャンバ(製造ライン運転時)の要部を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施例のドライチャンバ(チャンバ内作業時)の要部を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。図１は、本発明における一実施例のドライチャンバ１０を用いたドライチャンバシステムＸの概略を示す構成図である。この図が示すように、本実施例のドライチャンバシステムＸは、大略、複数台(本実施例の場合は４台)のドライチャンバ１０がその内部空間同士を互いに連通するようにして幅方向に連接された複数(本実施例の場合２列)のドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…と、各ドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…それぞれに別個にドライエアｄを供給する複数台(本実施例の場合は２台)の除湿装置１２と、各除湿装置１２と各ドライチャンバ１０との間に配設され、除湿装置１２で生成したドライエアｄを各ドライチャンバ１０へと供給するドライエア供給配管系１４と、各ドライチャンバ１０と各除湿装置１２との間に配設され、ドライチャンバ１０内を循環して湿気を帯びたドライエアｗを回収して除湿装置１２へと戻すドライエア回収配管系１６とで構成されている。
【００１７】
ドライチャンバ１０は、図２に示すように、キャスター付き架台１８に載置された箱状のケーシング２０を有する。
【００１８】
このケーシング２０は、ステンレス(ＳＵＳ)などの金属で形成された容器体で、前面全体に開口部２０ａが設けられている。このケーシング２０における内部の天面側には、パンチングメタルや金属製の格子などで形成され、ドライエアｄが通流する上部仕切板２２が取り付けられており、底面側には、上部仕切板２２と同様にパンチングメタルや金属製の格子などで形成され、ケーシング２０内を流下して湿気を帯びた(使用済みの)ドライエアｗが通流する下部仕切板２４が取り付けられている。このため、上部仕切板２２と下部仕切板２４とで挟まれた空間が、製造ラインなどが組み込まれる実質的な作業領域２０ｂとなる。
【００１９】
また、ケーシング２０内部の背面側には、その上端がケーシング２０の天面に接続され、下端が下部仕切板２４に接続された回収ダクト２６が取り付けられている。この回収ダクト２６は、ドライエア回収配管系１６の一部を構成するものであり、ケーシング２０の底面と下部仕切板２４との間の空間に向けて開口したその下端開口部には、ケーシング２０内を流下して湿気を帯びたドライエアｗを回収ダクト２６へと送給するためのファン２８が取り付けられている(図２参照)。
【００２０】
さらに、ケーシング２０の天面には、後述するドライエア供給配管系１４のエアカーテン用個別供給配管３０及び調湿用個別供給配管３２の下流端がそれぞれ接続されている。
【００２１】
そして、ケーシング２０の前面に設けられた開口部２０ａの上縁側には、該開口部２０ａの上部側を開閉する上部フラップ３４の上端部がヒンジ３６を介して回動自在に蝶着されており、開口部２０ａの下縁側には、上部フラップ３４では対応できない開口部２０ａの下部側を開閉する下部フラップ３８の下端部がヒンジ４０を介して開口部２０ａの下縁側に回動自在に蝶着されている(図２参照)。
【００２２】
上部フラップ３４は、図２に示すように、その表面を形成する前面板３４ａと、該前面板３４ａの背面側にて間隔を置いて配設された後面板３４ｂとを具備しており、前面板３４ａと後面板３４ｂとの間には、その上端側から供給されたドライエアｄが通流する通気層３４ｃが形成され、且つその幅方向両側縁は密閉されている。そして、この上部フラップ３４の下端面には、通気層３４ｃを通流してきたドライエアｄをエアカーテンとして吹き出すためのドライエア吹出口３４ｅが設けられている。また、この上部フラップ３４の背面上部とケーシング２０の天面との間にダンパ４２が架設されている。
【００２３】
ここで、上部フラップ３４を構成する前面板３４ａ及び後面板３４ｂは、共に透明板材によって形成されている。このように透明板材を用いることによって、当該上部フラップ３４を開けることなく、ケーシング２０内部の低湿分状態を保ったまま、その内部状態を視認することができるからである。なお、前面板３４ａ及び後面板３４ｂを形成する透明板材としては、ガラス板や、ポリカーボネート樹脂或いはポリメタクリル酸エステル樹脂(アクリル樹脂)等からなる合成樹脂板などを挙げることができるが、このうち、静電気を帯びにくく耐衝撃性が高いと云った特性を有する合成樹脂板を用いるのが特に好ましい。
【００２４】
下部フラップ３８は、上述したように、上部フラップ３４では対応できない開口部２０ａの下部側を開閉する板状の部材で、上部フラップ３４と同様に透明板材で形成するのが好ましい。
【００２５】
また、開口部２０ａを閉塞した際におけるこの下部フラップ３８の上端位置は、上部フラップ３４の下端よりも上側に位置し、且つ上部フラップ３４よりもケーシング２０の外側に配置されるようにするのが好ましい。こうすることにより、上部フラップ３４と下部フラップ３８との間からケーシング２０内部に流入してくる気体の流れと上部フラップ３４から吹き出すエアカーテンの流れとが共に順流となり、当該エアカーテンの作用と相俟って、ケーシング２０内への湿気の流入を効果的に抑制することができると共に、図示実施例のように開口部２０ａの広い面積の開閉を上部フラップ３４が担うような場合には、下部フラップ３８が上部フラップ３４に対するロックとして働き、上部フラップ３４が簡単に開放してケーシング２０内に多量の湿気を含む空気が混入するのを防止することができるからである。
【００２６】
ただし、上部フラップ３４の下端と下部フラップ３８の上端との位置関係は上述の例に限定されるものではなく、上部フラップ３４の下端と下部フラップ３８の上端との高さ位置が一致するようにしてもよいし、上部フラップ３４の下端と下部フラップ３８の上端とが多少の空間を介して離間するようにしてもよい。このように上部フラップ３４の下端と下部フラップ３８の上端とが多少の空間を介して離間するような場合であっても、上部フラップ３４の下端面から吹き出すドライエアｄのエアカーテンによって、ケーシング２０内部への湿気の混入を効果的に防止することができるからである。換言すれば、上部フラップ３４及び下部フラップ３８は、共に開口部２０ａの高さよりも短い長さで形成されていればよい。
【００２７】
なお、図２中の符号４４は、エアカーテン用個別供給配管３０から供給されたドライエアｄを上部フラップ３４の通気層３４ｃへと案内するためのガイド部材であり、符号４６は、上部フラップ３４のドライエア吹出口３４ｅから流下してエアカーテンを形成したドライエアｄをファン２８の吸い込み側へと案内するための整流板である。
【００２８】
以上のように構成されたドライチャンバ１０は単独で使用することも可能であるが、通常は上述したようにドライチャンバシステムＸとして使用される。その際、ケーシング２０の側面には、図２に示すように、必要に応じて開窓部４８が設けられ、この開窓部４８を介して隣接するドライチャンバ１０の内部空間同士が連通するようになる。
【００２９】
除湿装置１２は、空気中の湿気を除去して所定の露点温度に調整したドライエアｄを供給するためのもので、例えば、ハニカム構造の除湿ローターを用いたダイキン工業(株)社製の乾式除湿機「ハニードライ(登録商標)」などを使用することができる。なお、図示実施例では、各ドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２のそれぞれに別個の除湿装置１２が接続されており、各除湿装置１２は必要に応じてそれぞれ異なった露点温度のドライエアｄを供給するようになっている。
【００３０】
ドライエア供給配管系１４は、除湿装置１２で生成したドライエアｄをドライチャンバ１０に供給するための配管系で、上流端が除湿装置１２の吐出側に接続されたメイン供給配管１４ａと、このメイン供給配管１４ａの下流端に接続されるダクト１４ｂとを有する。そしてこのダクト１４ｂには、ドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…を構成するドライチャンバ１０の数と同数のエアカーテン用個別供給配管３０及び調湿用個別供給配管３２の上流端が接続されており、このエアカーテン用個別供給配管３０及び調湿用個別供給配管３２までを含めてドライエア供給配管系１４が構成されている。
【００３１】
なお、エアカーテン用個別供給配管３０及び調湿用個別供給配管３２は、それぞれの途中に流量調整用のバルブ３０ａ及び３２ａが取り付けられると共に、その下流端が、上述したようにドライチャンバ１０のケーシング２０の天面に接続され、エアカーテン用個別供給配管３０についてはガイド部材４４で囲まれた通気層３４ｃとの連通空間４４ａに、又、調湿用個別供給配管３２についてはケーシング２０内部にドライエアｄを供給するようになっている。
【００３２】
ドライエア回収配管系１６は、ケーシング２０の内部を通流して湿気を帯びたドライエアｗを回収して除湿装置１２に戻すための配管系で、ドライチャンバ１０におけるケーシング２０内部の底面側から背面側にかけて設けられた回収ダクト２６と、その上流端が回収ダクト２６の下流端に接続され、その下流端が除湿装置１２の吸込側に接続されるメイン回収配管１６ａとで構成されている。
【００３３】
次に、以上のように構成されたドライチャンバシステムＸの作用について説明する。複数台のドライチャンバ１０を接続して形成した複数のドライチャンバ列Ｌ１，Ｌ２…のそれぞれに、例えばリチウムイオン二次電池の製造に必要な製造ラインを組み込む或いは入れ替える際には、まず始めに図３及び図１の(ａ)に示すように、下部フラップ３８及び上部フラップ３４をこの順で大きく回動させてケーシング２０の前面(正面)に設けられた開口部２０ａを大きく開放させる。こうすることにより、ドライチャンバ１０内部への製造ラインの組み込みを短時間で容易に行うことができる。
【００３４】
続いて、所定の露点温度環境(低湿分状態)で製造ラインを運転させる際には、図４及び図１の(ｃ)に示すように、上部フラップ３４及び下部フラップ３８をこの順で大きく回動させて各フラップ３４，３８の幅方向両側縁を密着させるようにしてケーシング２０の開口部２０ａを閉塞し、ケーシング２０の内部に所定の露点温度のドライエアｄを供給すると共に、上部フラップ３４のドライエア吹出口３４ｅからドライエアｄをエアカーテン状に吹き出す。これにより、ケーシング２０内部への湿気を帯びた空気の混入を防止することができる。
【００３５】
そして、製造ライン運転中に当該ラインを止めることなく対応が可能な簡単なトラブルが生じた場合等には、図５及び図１の(ｂ)に示すように、下部フラップ３８のみを回動操作して開口部２０ａの下側のみを開放する。ここで、下部フラップ３８を回動させて開放した開口部２０ａの所にはドライエアｄからなるエアカーテンが流下しているので、この部分からケーシング２０の内部に手腕を挿入してケーシング２０内で作業を行ったとしても、ケーシング２０内部の湿度が急激に変動(特に上昇)する心配はない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
上述の説明では、本発明のドライチャンバおよびこれを用いたドライチャンバシステムをリチウムイオン二次電池などのバッテリー関連用途に適用する場合を中心に説明してきたが、本発明のドライチャンバ及びこれを用いたドライチャンバシステムの用途はこれに限定されるものではなく、所定の調湿環境が必要なあらゆる用途に利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…ドライチャンバ
１２…除湿装置
１４…ドライエア供給配管系
１６…ドライエア回収配管系
２０…ケーシング
２０ａ…開口部
２２…上部仕切板
２４…下部仕切板
２６…回収ダクト
２８…ファン
３０…エアカーテン用個別供給配管
３２…調湿用個別供給配管
３４…上部フラップ
３４ａ…前面板
３４ｂ…後面板
３４ｃ…通気層
３４ｅ…ドライエア吹出口
３８…下部フラップ
４８…開窓部
ｄ…ドライエア
ｗ…湿気を帯びたドライエア
Ｘ…ドライチャンバシステム
Ｌ１，Ｌ２…ドライチャンバ列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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