JP2002274504A - 密閉ケースに充填液を充填する充填方法と充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉ケースを充分に減圧して空気を充分に排
気しながら、充填液を変質させることなく、理想的な状
態でより速やかに密閉ケースに充填する。 【解決手段】 密閉ケースに充填液を充填する方法は、
所定量の充填液３を一時貯溜室２０に蓄え、一時貯溜室
２０に蓄えた充填液３を、密閉ケース１に開口している
注液開口１Ａに連結する注液ノズル３９でもって、一時
貯溜室２０から密閉ケース１に注入する。さらに、充填
方法は、密閉ケース１内の気体を排気して密閉ケース１
内を減圧すると共に、一時貯溜室２０の気体を排気して
一時貯溜室２０を減圧し、減圧された密閉ケース１内に
一時貯溜室２０から充填液３を充填する。とくに、本発
明の充填方法は、密閉ケース１と一時貯溜室２０とを別
々に減圧し、減圧した密閉ケース１内に一時貯溜室２０
から充填液３を充填している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として、コンデ
ンサー、電池、液晶表示装置等の密閉ケースに、電解液
等の充填液を充填する方法と装置に関する。とくに、本
発明は、電池やコンデンサーのように、ケース内の隙間
が狭いために速やかに充填液を充填するのが難しい密閉
ケースに速やかに充填液を充填するのに最適な充填液の
充填方法と充填装置に関する。

【従来の技術】

【０００２】オイルコンデンサーや電池は、電極群を入
れた密閉ケースに充填液を充填した後、密閉ケースの注
液開口を閉塞して製造される。密閉ケースに充填液を充
填するとき、電極群の隙間に充填液を含浸させるには時
間がかかる。とくに、電極板を密に積層した電極群を内
部に収納した密閉ケース、たとえば、コンデンサーやリ
チウムイオン二次電池のケースは、充填液の充填に極め
て時間がかかる。それは、密閉ケースに充填液を充填し
ても、充填液は電極群の隙間にスムーズに浸透されない
からである。充填液の浸透に時間がかかると、この間
に、密閉ケース内に不純物が侵入し易くなる弊害があ
る。この弊害を防止するために、充填液を充填した密閉
ケースを最適な環境に調整されたストックヤードに保存
して静置する必要がある。さらに、静置する湿度等の環
境が適正でないと、水分が浸入して電気特性を低下させ
る等の弊害も発生する。さらにまた、多量の密閉ケース
を静置するために広いストックヤードを必要とする。ま
た、能率よくコンデンサーや電池を多量生産できない欠
点もある。

【０００３】このため、従来は、垂直に立てた密閉ケー
スに必要な所定の量の充填液を充填し、その後長い時間
静置して、電極群の隙間に徐々に充填液を浸透させてい
た。この方法は充填液を電極群に含浸させるのに時間が
かかって、能率よく充填液を充填できない欠点がある。
さらに、この方法は、密閉ケースに所定量の充填液を充
填すると、充填液が密閉ケースから溢れる。密閉ケース
に充填した充填液が漏れるのは、充填液の注液量を、電
極群に含浸された状態で適量になるように決定されるに
もかかわらず、充填液が電極群の隙間に速やかに含浸し
ないため、密閉ケースから溢れてしまうためである。し
たがって、図１に示すように、密閉ケース１の開口部
に、封口ガスケット１３で水密にカバー２を装着し、カ
バー２の内部に、必要な量の充填液３を充填して静置し
ている。密閉ケース１に一つずつカバー２を装着するに
は手間がかかり、充填液３を能率よく密閉ケース１に充
填することを難しくしている。また、充填液３を電極群
４の隙間に十分に含浸させるために、例えば２時間静置
しておく必要があり、極めて生産効率が悪い。多量生産
するためには、多くの設備が必要になり、カバー２の装
着も大変な手間となる。

【０００４】充填液を速やかに電極群に含浸させるため
に、充填液を入れた密閉ケースの開口部を気密に閉塞
し、閉塞した密閉ケースの開口部を真空ポンプで減圧す
る装置が開発されている。この装置は、密閉ケース内を
減圧するので、電極群の隙間にある空気が気泡となって
充填液の液面に浮上する。このため、静置する方法に比
較すると、相当に速い時間で充填液を電極群の隙間に充
填できる。ただ、この装置は、減圧したときに、電極群
の隙間にあった空気が気泡になるが、この気泡が微細な
ために、速やかに充填液の液面に浮上しない欠点があ
る。微細な気泡は、電極群の表面に付着し、あるいは、
電極群の隙間からスムーズに排出されず、充填液の液面
に速やかに浮上しない。このため、この装置は、充填液
を電極群の隙間に充分に浸透させる時間を、充分に満足
できる程度にまでは短くできない。充填液を電極群に浸
透させる時間は、電極群の隙間、すなわち密度にもよる
が、約数分間はかかって、１分以内に短縮することが難
しい。

【０００５】本発明者は、さらに、充填液の充填時間を
短縮するために、減圧するのに代わって、充填液を充填
した密閉ケースの開口部を閉塞して加圧する装置を開発
した。この装置は、密閉ケース内を１気圧以上に加圧で
きるので、充填液を強制的に浸透させることで、減圧す
る装置に比較すると、より短時間で充填液を浸透できる
特長がある。ただ、この装置は、いったんは電極群の隙
間に含浸させた充填液が、密閉ケースの加圧状態を開放
して大気圧に戻した瞬間に、密閉ケースから飛び出して
しまう欠点がある。それは、密閉ケースの加圧状態を開
放した瞬間に、電極群の隙間で加圧されて小さく押し潰
されていた気泡が、大きく膨張するからである。

【０００６】以上のように、密閉ケースの開口部を閉塞
して減圧する装置は、電極群の隙間にある空気をスムー
ズに排出するのが難しくて含浸に時間がかかる欠点があ
り、反対に密閉ケースを加圧する装置は、電極群の隙間
にある空気が膨張して含浸された充填液を飛び出させる
欠点がある。

【０００７】本発明者は、減圧と加圧とを特別な条件で
組み合わせることにより、従来の装置では実現できない
短い時間で、定量の充填液を充填することに成功した。
この装置は、図２に示すように、セパレータを介して積
層された電極群４の挿入された密閉ケース１を気密に閉
鎖する充填密閉シリンダー５と、この充填密閉シリンダ
ー５で閉鎖される密閉ケース１内を減圧できる減圧機
と、充填密閉シリンダー５で閉鎖される密閉ケース１の
開口部に充填液３を注入する注液ノズル７と、この注液
ノズル７に連通されている充填液３の一時貯溜室８と、
一時貯溜室８に蓄えられる充填液３を押し出して、注液
ノズル７でもって密閉ケース１に充填液３を注液するピ
ストン９と、このピストン９を駆動する押圧機構１０と
を備える。

【０００８】以上の充填装置は、図３ないし図６に示す
ように、充填密閉シリンダー５で密閉ケース１の開口部
を気密に閉塞し、減圧機で密閉ケース１内を減圧する状
態で、ピストン９を駆動して、一時貯溜室８の充填液３
を注液ノズル７から密閉ケース１に注液する。

【０００９】この装置は、下記のようにして、密閉ケー
スに充填液３を注液する。 図３に示すように、充填密閉シリンダー５が、電極
群４の挿入された密閉ケース１を気密に閉塞する。供給
ノズル１１を移動して、一時貯溜室８に充填液３を充填
する。 図４に示すように、ピストン９を降下させた後、減
圧機が充填密閉シリンダー５で閉鎖された密閉ケース１
を減圧する。この工程で、密閉ケース１内の空気が排気
される。このため、電極群４の隙間にある空気も排気さ
れる。 図５に示すように、ピストン９が一時貯溜室８の充
填液３を押し出して、密閉ケース１に注液する。密閉ケ
ース１に注液された充填液３は、空気が排気された電極
群４の微細な隙間に速やかに浸透して含浸される。ピス
トン９は減圧された密閉ケース１に充填液３を注液する
ために駆動される。すなわち、減圧機が密閉ケース１を
減圧した後にピストン９が充填液３を注液する。 減圧機は密閉ケース１内を減圧した後、図６に示す
ように、圧力を上昇させて注液された充填液３を電極の
隙間にさらに速やかに含浸させる。

【００１０】以上のようにして、充填液３を密閉ケース
１に注液する装置は、気密に閉鎖した密閉ケース１に減
圧状態で充填液３を注液する。減圧された状態で密閉ケ
ース１に充填液３を注液するので、電極群４の空隙にあ
る空気を、気泡状態として充填液３上に浮上させて排気
する必要はない。空気は、充填液３の充填される前に電
極群４の隙間を通過して、速やかに排気される。隙間か
ら空気を排気した電極群４に充填される充填液３は、速
やかに電極群４の微細な空隙に浸透する。空隙に溜る空
気が、充填液３の浸透を阻害しないからである。したが
って、減圧した状態で密閉ケース１に充填された充填液
３は、速やかに電極群４の隙間に浸透する。

【００１１】ただ、この状態において、充填液３は完全
には電極群４の隙間に含浸されない。減圧して電極群４
の隙間にある空気を完全に排気することが難しいからで
ある。空気が残存する電極群４の空隙に充填液３を強制
的に含浸させるために、この装置は、減圧機でもって、
減圧した後に密閉ケース１内の圧力を上昇させる。圧力
が上昇すると、電極群４の隙間に残存する空気の体積が
小さくなる。空気の体積は圧力に反比例するからであ
る。とくに、減圧された状態で膨張している空気は、圧
力を上昇させることによって、体積が減少される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図２の装置は、以上の
ようにして、短時間で充填液３を密閉ケース１に注入で
きる。ただ、この装置においても、一時貯溜室８に蓄え
る充填液３に気泡が含まれていると、気泡が充填液３と
一緒に密閉ケース１に注入されて、コンデンサーや電池
の電気特性を低下させる。この図の装置は、気密チャン
バー１２内の空気を排気して、注液ノズル７を介して一
時貯溜室８の上部の空気を排気できる。ただ、注液ノズ
ル７は、充填液３を密閉ケース１に注入する状態になる
と、充填液３で満たされるので、充填液３を密閉ケース
１に注入する状態においては、充填液３に含まれる気泡
を分離して排気できなくなる。このため、一時貯溜室８
で十分に気泡を分離していない充填液３が、注液ノズル
７で密閉ケース１に注入される。さらに、充填液３と一
緒に密閉ケース１に注入された気泡は、簡単に密閉ケー
ス１の外部に排出できない。とくに、注液開口が小さい
密閉ケース１に気泡が注入されると、速やかに排出する
ことが難しく、コンデンサー等の電気特性を低下させ
る。

【００１３】本発明者は、さらにこの欠点を解決するこ
とを目的に、図７ないし図１４に示す充填装置を開発し
た。この充填装置は、所定量の充填液３を一時貯溜室８
に供給して蓄えて密閉ケース１に注入する。一時貯溜室
８の充填液３は、密閉ケース１の注液開口１Ａに、注液
ノズル７を連結して、注液ノズル７でもって、閉鎖状態
の一時貯溜室８から密閉ケース１に注入される。

【００１４】この充填装置は、閉鎖状態にある一時貯溜
室８の上部に、気泡分離チャンバー６を設け、気泡分離
チャンバー６に開口された排気口１４から一時貯溜室８
の空気を排気して減圧し、減圧状態において、一時貯溜
室８に蓄えられる充填液３の気泡を浮上させて気泡分離
チャンバー６で分離する。さらに、一時貯溜室８におい
て、充填液３から気泡を分離しながら、ここに蓄える充
填液３を、注液ノズル７でもって密閉ケース１に注入す
ることができる。

【００１５】したがって、この装置は、充填液に含まれ
る気泡を分離して、密閉ケースに充填できる。しかしな
がら、この装置は、密閉ケースの空気を充分に排気する
ために、とくに、電池のように緻密な電極を最小の隙間
で入れている密閉ケースに、充填液をむらなく充填液を
速やかに短時間で充填するためには、内部に閉じ込めら
れている空気を充分に排気することが大切である。この
ことを実現するには、密閉ケース内を高真空に減圧して
内部の微細な隙間に存在する空気を充分に排気する必要
がある。しかしながら、密閉ケース内を高真空に減圧す
ると、これに連通している一時貯溜室も高真空に減圧さ
れることになる。一時貯溜室が高真空に減圧されると、
ここに蓄えている充填液の沸点が低下して、充填液自体
が沸騰してしまう。充填液が沸騰する種々の成分を含有
するものにあっては沸点が異なるので、成分が変化して
しまう弊害が発生する。また、充填液が沸騰すると、密
閉ケース内を高真空に減圧できなくなってしまう。この
ため、密閉ケース内の空気を充分に排気しながら、充填
液を成分を変更することなく速やかに充填するのが難し
い欠点があった。

【００１６】本発明は、さらにこの欠点を解消すること
を目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、密
閉ケースを充分に減圧して空気を充分に排気しながら、
充填液を変質させることなく、理想的な状態でより速や
かに密閉ケースに充填できる充填液の充填方法と充填装
置とを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の密閉ケースに充
填液を充填する方法は、所定量の充填液３を一時貯溜室
２０に蓄え、一時貯溜室２０に蓄えた充填液３を、密閉
ケース１に開口している注液開口１Ａに連結する注液ノ
ズル３９でもって、一時貯溜室２０から密閉ケース１に
注入する。さらに、充填方法は、密閉ケース１内の気体
を排気して密閉ケース１内を減圧すると共に、一時貯溜
室２０の気体を排気して一時貯溜室２０を減圧し、減圧
された密閉ケース１内に一時貯溜室２０から充填液３を
充填する。とくに、本発明の充填方法は、密閉ケース１
と一時貯溜室２０とを別々に減圧することを特徴として
いる。密閉ケース１と一時貯溜室２０とを別々に減圧し
た後、減圧した密閉ケース１内に一時貯溜室２０から充
填液３を充填している。

【００１８】充填液３の充填方法は、一時貯溜室２０を
密閉ケース１内よりも高い圧力に減圧して、充填液３を
密閉ケース１に充填することができる。とくに、一時貯
溜室２０を密閉ケース１内よりも高い圧力に減圧するこ
とによって、密閉ケース１と一時貯溜室２０との圧力差
で密閉ケース１に充填液３を充填できる。この充填方法
は、速やかに充填液３を密閉ケース１に充填できる。

【００１９】本発明の充填装置は、密閉ケース１内の気
体を排気して減圧するケース減圧機構２１と、このケー
ス減圧機構２１の気体排気路２５に開閉弁４０を介して
連結されると共に、密閉ケース１に充填する充填液３を
蓄える一時貯溜室２０と、この一時貯溜室２０を閉鎖し
て減圧する貯溜室減圧機構２２とを備える。この充填装
置は、開閉弁４０を閉弁して、ケース減圧機構２１で密
閉ケース１を減圧すると共に、貯溜室減圧機構２２で一
時貯溜室２０を減圧する。さらに、充填装置は、開閉弁
４０を開弁して、ケース減圧機構２１で減圧された密閉
ケース１内に一時貯溜室２０の充填液３を充填してい
る。

【００２０】さらに、請求項５の充填装置は、貯溜室減
圧機構２２が、内部に一時貯溜室２０を設けている充填
シリンダー３５を備える。この充填シリンダー３５は、
内部にケース減圧機構２１の気体排気路２５を有する排
気シリンダー２３を配設しており、排気シリンダー２３
を充填シリンダー３５の内部で軸方向に上下に移動でき
るように配設すると共に、排気シリンダー２３の下端に
開閉弁４０を設けている。開閉弁４０は、排気シリンダ
ー２３を上昇させると開弁し、排気シリンダー２３を降
下させると閉弁するようにしている。

【００２１】充填シリンダー３５は、下端に注液ノズル
３９を設けて、この注液ノズル３９の下端に、密閉ケー
ス１の注液開口１Ａに気密に密着されるパッキン４４を
設けることができる。この充填シリンダー３５は、パッ
キン４４によって、注液ノズル３９の下端を密閉ケース
１の注液開口１Ａに気密に密着できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための密閉ケースに充填液を充
填する充填方法と充填装置を例示するものであって、本
発明は、充填方法と充填装置を下記のものに特定しな
い。

【００２３】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。

【００２４】図１５に示す密閉ケースに充填液を充填す
る充填装置は、密閉ケース１内の気体を排気して減圧す
るケース減圧機構２１と、密閉ケース１に充填する充填
液３を蓄える一時貯溜室２０と、この一時貯溜室２０を
閉鎖して減圧する貯溜室減圧機構２２とを備える。

【００２５】ケース減圧機構２１は、内部に気体排気路
２５を有する排気シリンダー２３と、排気シリンダー２
３に連通されて密閉ケース１内の気体を排気するケース
減圧機２４を備える。

【００２６】排気シリンダー２３は、細長い円筒状で、
垂直の姿勢に配設されている。排気シリンダー２３は、
下端を弁体２７で閉塞すると共に、内部に軸方向に延長
された内側ピストン２６を挿通している。内側ピストン
２６は、排気シリンダー２３の内径よりも小さな外径の
ピストンである。排気シリンダー２３は、内側ピストン
２６を同軸に挿通しており、排気シリンダー２３の内側
であって、ピストンの外側を気体排気路２５としてい
る。

【００２７】さらに、排気シリンダー２３は、上端縁か
ら延長して外筒２８を連結している。外筒２８は、外周
を貫通して排気部２９を設けており、この排気部２９を
ケース減圧機２４に連結している。ケース減圧機２４
は、真空ポンプ２４Ａと電磁弁２４Ｂと流量調整弁２４
Ｃとを備える。ケース減圧機２４は、電磁弁２４Ｂを制
御して、気体排気路２５を介して密閉ケース１内の空気
を排気して、密閉ケース１内を減圧できるようにしてい
る。ケース減圧機２４は、密閉ケース１を、ほぼ真空状
態まで減圧する。真空状態まで減圧される密閉ケース１
は、電極群４の隙間に存在する空気の大部分が排気され
る。

【００２８】外筒２８の上端部には、内側ピストン２６
を排気シリンダー２３内で上下に移動させるピストン移
動機構３０を連結している。ピストン移動機構３０は、
内側ピストン２６を上下に移動させるエアーシリンダー
３１と、このエアーシリンダー３１に供給するエアーを
調整するエアー調整機３２を備える。エアーシリンダー
３１は、ロッド３１Ａの先端を内側ピストン２６の上端
に固定しており、空気圧でロッド３１Ａを伸縮させて内
側ピストン２６を上下に移動させる。エアー調整機３２
は、エアー源３２Ａと電磁弁３２Ｂと流量調整弁３２Ｃ
とを備える。エアー調整機３２は、エアーシリンダー３
１に供給または排気する空気を制御して、内側ピストン
２６に連結されたロッド３１Ａを伸縮させる。このピス
トン移動機構３０は、エアーシリンダー３１がロッド３
１Ａを伸長すると内側ピストン２６を押し下げて、ロッ
ド３１Ａを収縮すると内側ピストン２６を引き上げるよ
うにしている。ただ、ピストン移動機構は、エアーシリ
ンダーに代わって油圧シリンダーを使用することもでき
る。

【００２９】内側ピストン２６の下端は、排気シリンダ
ー２３の下端に連結された弁体２７まで延長されてお
り、上下に移動する内側ピストン２６の下端面と弁体２
７とで開閉弁３３を構成している。弁体２７は、中心に
通気孔２７Ａを開口しており、この通気孔２７Ａを開閉
弁３３を介して気体排気路２５に連通している。開閉弁
３３は、内側ピストン２６が降下されて、内側ピストン
２６の下端面が弁体２７の上面に当接すると、通気孔２
７Ａが閉塞されて閉弁する。逆に、開閉弁３３は、内側
ピストン２６が上昇されると、内側ピストン２６の下端
面が弁体２７から離れて開弁され、通気孔２７Ａを気体
排気路２５に連通する。開閉弁３３は、内側ピストン２
６と弁体２７との当接面にパッキンを設けて、より気密
に開閉できる。

【００３０】排気シリンダー２３は、上部に第１保持ア
ーム３４を連結している。排気シリンダー２３は、この
第１保持アーム３４を介して第１上下移動機構（図示せ
ず）に連結されている。第１上下移動機構は、第１保持
アーム３４を上下方向に移動させて、排気シリンダー２
３を垂直の姿勢で上下に移動させる。

【００３１】貯溜室減圧機構２２は、充填液３の一時貯
溜室２０を設けている充填シリンダー３５と、この充填
シリンダー３５の上方開口部を気密に閉塞する閉塞蓋３
６と、一時貯溜室２０の空気を減圧する貯溜室減圧機３
７を備える。

【００３２】充填シリンダー３５は、内側に一時貯溜室
２０を形成する上側外管３５Ａと、この充填外管３５Ａ
の下端部の内側に連結される内側連結管３５Ｂと、充填
外管３５Ａの下端に連結されて、充填外管３５Ａとで内
側連結管３５Ｂを固定する下側外管３５Ｃとを備える。

【００３３】上側外管３５Ａは、円筒状の筒体で、内側
に一時貯溜室２０を設けている。上側外管３５Ａは、内
径を、ケース減圧機構２１の排気シリンダー２３の外径
よりも大きくしており、内側に排気シリンダー２３の下
部を挿入している。上側外管３５Ａは、排気シリンダー
２３を同軸に配設しており、上側外管３５Ａの内側であ
って排気シリンダー２３の外側の空間を一時貯溜室２０
としている。一時貯溜室２０は、上方を開口しており、
この開口部を充填液３の供給部２０Ａとしている。

【００３４】内側連結管３５Ｂは、上部に、排気シリン
ダー２３の下端部が挿入される挿入部３８を有し、下部
には、密閉ケース１に充填液３を供給する注液ノズル３
９を有する。内側連結管３５Ｂは、挿入部３８の内径
を、上側外管３５Ａの内径よりも細く成形している。挿
入部３８の内径は、排気シリンダー２３の下端を挿入で
きるように、排気シリンダー２３の外径よりもやや大き
く設計している。内側連結管３５Ｂは、挿入部３８の上
部の内面を、上方に向かって次第に太くなるテーパー状
として上側外管３５Ａの内側面に連結すると共に、挿入
部３８の下部の内面を、下方に向かって次第に細くなる
テーパー状として、下端を注液ノズル３９に連通してい
る。

【００３５】充填シリンダー３５に挿入される排気シリ
ンダー２３は、充填シリンダー３５の内部で軸方向に上
下に移動できるように配設される。上下に移動する排気
シリンダー２３と内側連結管３５Ｂは、一時貯溜室２０
を注液ノズル３８に連通する開閉弁４０を備える。開閉
弁４０は、排気シリンダー２３の下端に連結された弁体
２７と、挿入部３８の下部に設けられた弁座４１とで構
成される。挿入部３８は、下部に設けられたテーパー面
を、排気シリンダー２３の下端に連結した弁体２７が当
接する弁座４１としている。図に示す開閉弁４０は、弁
座４１をテーパー面としているので、弁体２７も、弁座
４１のテーパー面に沿う、先細のテーパー形状としてい
る。さらに、弁体２７は、外周面にＯリング４２を配設
しており、弁体２７と弁座４１とを確実に、気密に閉塞
できるようにしている。この構造の開閉弁４０は、排気
シリンダー２３を上昇させて、弁体２７が弁座４１から
離れると開弁し、排気シリンダー２３を降下させて、弁
体２７が弁座４１に当接する状態では閉弁する。

【００３６】注液ノズル３９は、下方に延長された細長
い管である。注液ノズル３９は、開閉弁４０を介して一
時貯溜室２０に連通されると共に、開閉弁３３を介して
排気シリンダー２３の気体排気路２５に連通される。注
液ノズル３９は、開閉弁３３が閉弁されて開閉弁４０が
開弁された状態で一時貯溜室２０に連通されて、一時貯
溜室２０に充填された充填液３を密閉ケース１に供給す
る。また、注液ノズル３９は、開閉弁４０が閉弁されて
開閉弁３３が開弁された状態で気体排気路２５に連通さ
れて、密閉ケース１から空気を排気する。

【００３７】さらに、注液ノズル３９は、下端部に、注
液ノズル３９に対して弾性的に上下に移動する注液部４
３を設けている。注液部４３は、注液ノズル３９の外側
であって、下側外管３５Ｃの内側に配設されている。注
液部４３は、下端に密閉ケース１の注液開口１Ａに気密
に密着されるパッキン４４を有し、この部分を下側外管
３５Ｃから下方に突出させている。さらに、注液部４３
は、弾性体４５を介して内側連結部３５Ｂに連結されて
いる。図に示す弾性体４５は、押しバネで、注液部４３
を下方に弾性的に押し出している。この構造の注液部４
３は、充填シリンダー３５の下側外管３５Ｃに対して出
入して、密閉ケース１に当接して押圧された状態で密閉
ケース１の注液開口１Ａを気密に密閉できる。ただ、注
液ノズルは、弾性的に出入りする注液部を設けることな
く、下端にパッキンを設けて、直接に密閉ケースの注液
開口に密着させることもできる。

【００３８】閉塞蓋３６は、充填シリンダー３５の上方
に位置して、上下方向に移動できるように配設されてい
る。図に示す閉塞蓋３６は、排気シリンダー２３の外周
に沿って配設された筒体で、この筒体を貫通している排
気シリンダー２３に沿って上下方向に移動できるように
している。この構造の閉塞蓋３６は、排気シリンダー２
３をガイドに併用しながら閉塞蓋３６を上下に移動でき
る。逆に、排気シリンダー２３を上下に移動させるとき
は、この筒状の閉塞蓋３６がガイドの働きをする。

【００３９】閉塞蓋３６は、下端に充填シリンダー３５
の上方開口部を気密に閉塞する閉塞部３６Ａを有する。
閉塞部３６Ａは、下方に突出する凸部を有し、この凸部
を充填シリンダー３５の開口部に挿入できるようにして
いる。閉塞部３６Ａの凸部は、外周にＯリング４６を備
え、充填シリンダー３５の開口部を閉塞する状態で、気
密に閉塞できるようにしている。閉塞蓋３６は、第２保
持アーム４７で保持されており、この第２保持アーム４
７を第２上下移動機構（図示せず）に連結して、上下に
移動できるようにしている。閉塞蓋３６は、第２上下移
動機構で駆動されて一時貯溜室２０の上方開口部を閉塞
し、あるいは開放する。

【００４０】さらに、充填シリンダー３５は、一時貯溜
室２０を貯溜室減圧機３７に連結するために、上側外管
３５Ａの上端部の外周を貫通して吸引部４８を設けてお
り、この吸引部４８を貯溜室減圧機３７に連結してい
る。貯溜室減圧機３７は、真空ポンプ３７Ａと電磁弁３
７Ｂと流量調整弁３７Ｃとを備える。貯溜室減圧機３７
は、電磁弁３７Ｂを制御して、一時貯溜室２０から空気
を排気して一時貯溜室２０内を減圧できるようにしてい
る。貯溜室減圧機３７は、一時貯溜室２０を密閉ケース
１内よりも高い圧力に減圧する。密閉ケース１内の充填
液３が減圧によって沸騰するのを防止すると共に、密閉
ケース１と一時貯溜室２０との圧力差で、速やかに充填
液３を密閉ケース１に充填するためである。したがっ
て、貯溜室減圧機３７は、減圧によって充填液３が沸騰
しない範囲で一時貯溜室２０を減圧する。

【００４１】充填シリンダー３５は、下側外管３５Ｃに
第３保持アーム４９を連結しており、この第３保持アー
ム４９を介して第３上下移動機構（図示せず）に連結さ
れている。第３上下移動機構は、第３保持アーム４９を
上下方向に移動させて、充填シリンダー３５を垂直の姿
勢で上下に移動させる。

【００４２】さらに、図１６に示す充填装置は、注液ノ
ズル３９の下方に、密閉ケース１を定位置に確実に配置
させる土台５０を設けている。土台５０は、電極群４の
挿入された密閉ケース１を装着して、これを定位置に配
置する。密閉ケース１は、土台５０に垂直に挿入して定
位置に保持される。

【００４３】土台５０は、充填シリンダー３５の下部に
位置し、密閉ケース１を定位置に固定するための支持部
５０Ａを有する。支持部５０Ａは、密閉ケース１に充填
液３を充填するときに、密閉ケース１を定位置に保持す
るためのもので、例えば密閉ケース１の側面を挟着する
部材や、密閉ケース１を挿入する挿入口等の構造が使用
できる。

【００４４】さらに、土台５０は、密閉ケース１を搬送
するキャリアにも併用され、充填液３を充填しようとす
る密閉ケース１を保持して、充填シリンダー３５の下方
に移動する。ひとつの密閉ケース１に充填液３が充填さ
れると、土台５０が移動して、次に充填液３を充填する
密閉ケース１を保持している土台５０が充填シリンダー
３５の下方に移動する。順次、密閉ケース１を充填シリ
ンダー３５の下方に移送して、次々と密閉ケース１に充
填液３を充填する。また、一つの土台に一つのケースを
保持する構造の他、一つの大きな土台に複数のケースを
保持する構造も使用できる。

【００４５】充填液３の注入される密閉ケース１は、内
部に、セパレータ等を介して積層された電極群４を挿入
している。密閉ケース１は、上面に、充填液３を注入す
るための注液開口１Ａを開口している。密閉ケース１の
注液開口１Ａは、ケース１の上端に封口板を固定して、
封口板の貫通孔で設けられる。封口板に開口される注液
開口１Ａは、充填液３を注入した後に気密に閉塞され
る。したがって、封口板の注液開口１Ａは、できる限り
小さく、たとえば、１〜２ｍｍの直径に開口される。小
さい注液開口１Ａは、充填液３を注入した後に、簡単か
つ容易に、しかも確実に気密に閉塞できる。小さい注液
開口１Ａは、充填液３を短時間で注入するのが難しくな
るが、本発明の充填装置は、小さい注液開口１Ａも、ス
ムーズに短時間で充填液３を注入できる。

【００４６】充填液３を充填するケース１は、コンデン
サーや電池のケース１で、内部に電極群４を収納してお
り、充填液３を充填して閉塞する。特に、高性能化を図
るために電極板を高密度に積層した電極群４は、隙間が
ほとんどないので、充填液３の充填が困難である。本発
明の充填装置は、このような電極群を収納したケース１
に、効率よく充填液３を充填する。また、この装置は、
充填液３に限らず、隙間の狭い部分に液体を充填する他
のものにも応用できる。

【００４７】以上の構造の充填装置は、以下のようにし
て密閉ケースに充填液を充填する。 図１６に示すように、密閉ケース１を土台５０にセ
ットする。密閉ケース１は、セパレータを介して積層さ
れた電極群４を挿入しており、上端面に注液開口１Ａを
開口している。このとき、充填シリンダー３５は上昇位
置にある。密閉ケース１のセットされた土台５０を充填
シリンダー３５の下部に位置させる。

【００４８】 排気シリンダー２３を降下させて、一
時貯溜室２０の底部の開閉弁４０を閉弁する。閉塞蓋３
６を上昇させて、一時貯溜室２０の上方を開放する。一
時貯溜室２０に所定量の充填液３を供給する。充填液３
は、例えば、供給ノズル５１から供給される。供給ノズ
ル５１は、先端を充填シリンダー３５上端の開口部であ
る供給部２０Ａに位置させることができるように、供給
ノズル移動機構（図示せず）に連結される。また供給ノ
ズル５１は、充填液３の貯蔵タンク（図示せず）に連結
されており、貯蔵タンクから充填液３が定量供給され
る。充填される充填液３の量は、一本の密閉ケース１に
必要とされる量とする。一時貯溜室２０に供給された充
填液３は、開閉弁４０が閉弁されているので注液ノズル
３９から下に落ちることがなく、一時貯溜室２０に溜ま
る。

【００４９】 一時貯溜室２０に所定量の充填液３が
充填されると、図１７に示すように、閉塞蓋３６を充填
シリンダー３５に向かって降下させて、充填シリンダー
３５の上方開口部を閉塞蓋３６で閉塞する。一時貯溜室
２０が密閉された状態で、一時貯溜室２０内の空気を貯
溜室減圧機３７で排気して減圧する。このとき、貯溜室
減圧機３７は、一時貯溜室３７を完全な真空状態にまで
は減圧しない。貯溜室減圧機３７は、減圧によって充填
液３が沸騰しない範囲で減圧する。貯溜室減圧機３７
は、たとえば、大気圧から７３０〜７１０ｍｍＨｇ圧力
が低下するまで減圧する。一時貯溜室２０内を減圧する
ことによって、一時貯溜室２０に蓄えられる充填液３に
含まれる気泡は浮上して排気される。

【００５０】 図１８に示すように、充填シリンダー
３５と閉塞蓋３６と排気シリンダー２３とを、密閉ケー
スに向かって一緒に降下させる。すなわち、充填シリン
ダー３５の上端が閉塞蓋３６で密閉された状態で、か
つ、第２開閉弁４０が排気シリンダー２３で閉弁された
状態で、充填シリンダー３５と閉塞蓋３６と排気シリン
ダー２３が一体となって降下される。降下する充填シリ
ンダー３５は、注液ノズル３９の下端に設けられた注液
部４３が密閉ケース１に当接して注液開口１Ａを閉塞す
る。

【００５１】 図１９に示すように、内側ピストン２
６を上昇させて、開閉弁３３を開弁する。この状態で気
体排気路２５は、開閉弁３３と注液ノズル３９を介して
密閉ケース１の内部に連通される。気体排気路２５が密
閉ケース１に連通された状態で、密閉ケース１内の空気
をケース減圧機２４で排気して減圧する。このとき、ケ
ース減圧機２４は、ほぼ真空状態まで減圧する。真空状
態まで減圧される密閉ケース１は、この工程で、電極群
４の隙間に存在する空気の大部分が排気される。また、
気体排気路２５が一時貯溜室２０に連通されていないの
で、減圧によって充填液３が沸騰することはない。密閉
ケース１が所定の圧力まで減圧されると、内側ピストン
２６を降下させて開閉弁３３を閉弁する。

【００５２】 図２０に示すように、排気シリンダー
２３を上昇させて開閉弁４０を開弁する。一時貯溜室２
０の充填液３は、注液ノズル３９を通過して、密閉ケー
ス１に流入される。この状態で、注液ノズル３９から密
閉ケース１に充填液３を速やかに注入するために、貯溜
室減圧機３７は、一時貯溜室２０を大気に開放する。一
時貯溜室２０が大気開放されると、密閉ケース１内を減
圧しているので、一時貯溜室２０内の充填液３は、上面
と下面の圧力差で速やかに密閉ケース１に流入される。
さらに、密閉ケース１は、真空状態まで減圧されて、電
極群４の隙間の空気が除去されている。このため、充填
液３は、密閉ケース１内の空気に邪魔されることなくス
ムーズに電極群４の隙間に入り込み、極めて効率よく浸
透される。

【００５３】貯溜室減圧機３７は、一時貯溜室２０を大
気に開放することもできるが、ドライエアーの空気源、
あるいは、窒素ガス等の不活性なガス源に連結すること
もできる。さらに、貯溜室減圧機は、加圧ガス源を連結
して、一時貯溜室を加圧することもできる。この装置
は、一時貯溜室を大気圧よりもさらに高い圧力に加圧す
るので、一時貯溜室の充填液をより短時間で密閉ケース
に圧入できる。

【００５４】 所定量の充填液３が密閉ケース１内に
供給されると、図２０に示すように、充填シリンダー３
５を上昇させる。このときの、密閉ケース１内の圧力
は、大気圧に近い気圧となっている。したがって、注液
ノズル３９の注液部４３を注液開口１Ａから離して密閉
ケース１を大気に開放しても、ほとんど圧力変化はな
く、密閉ケース１内の充填液３が密閉ケース１から飛び
出すことがない。

【００５５】 充填液３の充填された密閉ケース１を
土台５０から外し、さらに充填液３を充填する別の密閉
ケースを装着し、以下同様の工程を繰り返して充填液を
充填する。

【００５６】さらに、本発明の充填装置は、図２１に示
すように。充填シリンダー３５の下部に気密シリンダー
５２を設けて、土台５０と密閉ケース１を気密に閉塞す
る気密チャンバー５３を設けることもできる。気密シリ
ンダー５２は、内側に土台５０の支持部５０Ａを気密に
挿入できる垂直な筒状に形成されている。気密シリンダ
ー５２が降下すると、支持部５０ＡのＯリング５４が気
密シリンダー５２の内面に密着して、支持部５０Ａとで
気密チャンバー５３が成形される。気密シリンダー５２
は、土台５０の支持部５０Ａの外側に挿入されて密閉ケ
ース１を気密チャンバー５３に収納する。この構造の充
填装置は、密閉ケース１の上端に封口板を固定しない
で、すなわち、上端全体を開口した状態で充填液３を充
填できる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の充填方法と充填装置は、密閉ケ
ースを充分に減圧して空気を充分に排気しながら、充填
液を変質させることなく、理想的な状態でより速やかに
密閉ケースに充填できる特長がある。それは、本発明の
充填方法と充填装置が、密閉ケースと一時貯溜室とを別
々に減圧し、減圧した密閉ケース内に一時貯溜室から充
填液を充填しているからである。本発明の充填方法と充
填装置は、密閉ケースと一時貯溜室とを別々に減圧する
ので、密閉ケースを充分に減圧して密閉ケース内の空気
を充分に排気できると共に、一時貯溜室を、減圧によっ
て充填液を変質させることなく減圧できる。このよう
に、本発明の充填方法と充填装置は、密閉ケースと一時
貯溜室とを、それぞれ理想的な状態で減圧できるので、
充填液をより速やかに効率よく密閉ケースに充填でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の充填方法を示す断面図

【図２】本発明者が先に開発した充填装置の断面図

【図３】図２に示す充填装置が充填液をケースに注液す
る工程を示す断面図

【図４】図２に示す充填装置が充填液をケースに注液す
る工程を示す断面図

【図５】図２に示す充填装置が充填液をケースに注液す
る工程を示す断面図

【図６】図２に示す充填装置が充填液をケースに注液す
る工程を示す断面図

【図７】本発明者が先に開発した他の充填装置の断面図

【図８】図７に示す充填装置が充填液を密閉ケースに注
液する工程を示す断面密閉図

【図９】図７に示す充填装置が充填液を密閉ケースに注
液する工程を示す断面図

【図１０】図７に示す充填装置が充填液を密閉ケースに
注液する工程を示す断面図

【図１１】図７に示す充填装置が充填液を密閉ケースに
注液する工程を示す断面図

【図１２】図７に示す充填装置が充填液を密閉ケースに
注液する工程を示す断面図

【図１３】図７に示す充填装置が充填液を密閉ケースに
注液する工程を示す断面図

【図１４】図７に示す充填装置が充填液を密閉ケースに
注液する工程を示す断面図

【図１５】本発明の実施例にかかる充填装置の断面図

【図１６】図１５に示す充填装置が充填液を密閉ケース
に注液する工程を示す断面図

【図１７】図１５に示す充填装置が充填液を密閉ケース
に注液する工程を示す断面図

【図１８】図１５に示す充填装置が充填液を密閉ケース
に注液する工程を示す断面図

【図１９】図１５に示す充填装置が充填液を密閉ケース
に注液する工程を示す断面図

【図２０】図１５に示す充填装置が充填液を密閉ケース
に注液する工程を示す断面図

【図２１】本発明の他の実施例にかかる充填装置の断面
図

【符号の説明】

１…密閉ケース １Ａ…注液開口 ２…カバー ３…充填液 ４…電極群 ５…充填密閉シリンダー ６…気泡分離チャンバー ７…注液ノズル ８…一時貯溜室 ９…ピストン １０…押圧機構 １１…供給ノズル １２…気密チャンバー １３…封口ガスケット １４…排気口 ２０…一時貯溜室 ２０Ａ…供給部 ２１…ケース減圧機構 ２２…貯溜室減圧機構 ２３…排気シリンダー ２４…ケース減圧機 ２４Ａ…真空ポンプ ２
４Ｂ…電磁弁 ２４Ｃ…流量調整弁 ２５…気体排気路 ２６…内側ピストン ２７…弁体 ２７Ａ…通気孔 ２８…外筒 ２９…排気部 ３０…ピストン移動機構 ３１…エアーシリンダー ３１Ａ…ロッド ３２…エアー調整機 ３２Ａ…エアー源 ３
２Ｂ…電磁弁 ３２Ｃ…流量調整弁 ３３…開閉弁 ３４…第１保持アーム ３５…充填シリンダー ３５Ａ…上側外管 ３
５Ｂ…内側連結管 ３５Ｃ…下側外管 ３６…閉塞蓋 ３６Ａ…閉塞部 ３７…貯溜室減圧機 ３７Ａ…真空ポンプ ３
７Ｂ…電磁弁 ３７Ｃ…流量調整弁 ３８…挿入部 ３９…注液ノズル ４０…開閉弁 ４１…弁座 ４２…Ｏリング ４３…注液部 ４４…パッキン ４５…弾性体 ４６…Ｏリング ４７…第２保持アーム ４８…吸引部 ４９…第３保持アーム ５０…土台 ５０Ａ…支持部 ５１…供給ノズル ５２…気密シリンダー ５３…気密チャンバー ５４…Ｏリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E118 AA04 AB14 BB04 BB15 EA03 EA05 5E082 AB09 BC28 HH01 LL21 MM23 PP07 5H023 AS02 AS10 BB05 CC01 CC06 CC11 CC19 CC22 CC23 CC24 DD01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定量の充填液(3)を一時貯溜室(20)に
   蓄え、一時貯溜室(20)に蓄えた充填液(3)を、密閉ケー
   ス(1)に開口している注液開口(1A)に連結する注液ノズ
   ル(39)でもって、一時貯溜室(20)から密閉ケース(1)に
   注入する充填方法であって、 密閉ケース(1)内の気体を排気して密閉ケース(1)内を減
   圧すると共に、一時貯溜室(20)の気体を排気して一時貯
   溜室(20)を減圧し、減圧された密閉ケース(1)内に一時
   貯溜室(20)から充填液(3)を充填する充填方法におい
   て、 密閉ケース(1)と一時貯溜室(20)とを別々に減圧し、減
   圧した密閉ケース(1)内に一時貯溜室(20)から充填液(3)
   を充填することを特徴とする密閉ケースに充填液を充填
   する充填方法。
2. 【請求項２】 一時貯溜室(20)を密閉ケース(1)内より
   も高い圧力に減圧して、充填液(3)を密閉ケース(1)に充
   填する請求項１に記載される密閉ケースに充填液を充填
   する充填方法。
3. 【請求項３】 一時貯溜室(20)を密閉ケース(1)内より
   も高い圧力に減圧して、密閉ケース(1)と一時貯溜室(2
   0)との圧力差で密閉ケース(1)に充填液(3)を充填する請
   求項２に記載される密閉ケースに充填液を充填する充填
   方法。
4. 【請求項４】 密閉ケース(1)内の気体を排気して減圧
   するケース減圧機構(21)と、このケース減圧機構(21)の
   気体排気路(25)に開閉弁(40)を介して連結されると共
   に、密閉ケース(1)に充填する充填液(3)を蓄える一時貯
   溜室(20)と、この一時貯溜室(20)を閉鎖して減圧する貯
   溜室減圧機構(22)とを備え、 開閉弁(40)を閉弁して、ケース減圧機構(21)で密閉ケー
   ス(1)を減圧すると共に、貯溜室減圧機構(22)で一時貯
   溜室(20)を減圧し、開閉弁(40)を開弁して、ケース減圧
   機構(21)で減圧された密閉ケース(1)内に一時貯溜室(2
   0)の充填液(3)を充填するようにしてなる密閉ケースに
   充填液を充填する充填装置。
5. 【請求項５】 貯溜室減圧機構(22)が内部に一時貯溜室
   (20)を設けている充填シリンダー(35)を備えており、こ
   の充填シリンダー(35)の内部に、ケース減圧機構(21)の
   気体排気路(25)を有する排気シリンダー(23)を配設して
   おり、排気シリンダー(23)を充填シリンダー(35)の内部
   で軸方向に上下に移動できるように配設すると共に、排
   気シリンダー(23)の下端に開閉弁(40)を設けており、排
   気シリンダー(23)を上昇させて開閉弁(40)を開弁し、排
   気シリンダー(23)を降下させて開閉弁(40)を閉弁するよ
   うにしてなる請求項４に記載される密閉ケースに充填液
   を充填する充填装置。
6. 【請求項６】 充填シリンダー(35)が下端に注液ノズル
   (39)を有し、この注液ノズル(39)の下端に、密閉ケース
   (1)の注液開口(1A)に気密に密着されるパッキン(44)を
   設けている請求項４に記載される密閉ケースに充填液を
   充填する充填装置。