JP5292058B2 - Electrolytic capacitor manufacturing method, electrolytic capacitor impregnation device, and electrolytic capacitor assembly machine - Google Patents
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本発明は、アルミニウム電解コンデンサなどの電解コンデンサの製造方法、当該電解コンデンサの製造に用いる電解コンデンサ用含浸装置、および当該電解コンデンサ用含浸装置を備えた電解コンデンサ組立機に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an electrolytic capacitor such as an aluminum electrolytic capacitor, an electrolytic capacitor impregnation device used for manufacturing the electrolytic capacitor, and an electrolytic capacitor assembly machine including the electrolytic capacitor impregnation device.
電解コンデンサの製造工程では、電極箔とセパレータとを筒状に巻回したコンデンサ素子に電解液(駆動用電解液)を含浸した後、ケース内に封止する。かかる製造工程において、含浸されたコンデンサ素子の外周面や底面には、表面張力により余分な電解液が多量に付着している。このような余分な電解液が付着したままだと、組立機に電解液が付着して組立機を汚すという問題点がある。特に、コンデンサ素子の搬送経路に沿って、含浸装置と、含浸済みのコンデンサをケース内に封止する封止部とを順に配置した組立機では、含浸済みのコンデンサ素子がそのまま搬送経路に沿って搬送されるため、コンデンサ素子から余分な電解液が垂れると、組立機が汚れやすい。また、組立機に電解液が付着していると、組立後の電解コンデンサの外側に電解液が付着するという問題や、余分な電解液が付着したままケース内に収容されると、電気コンデンサの特性がばらつく原因ともなる。 In the manufacturing process of an electrolytic capacitor, a capacitor element obtained by winding an electrode foil and a separator in a cylindrical shape is impregnated with an electrolytic solution (driving electrolytic solution), and then sealed in a case. In such a manufacturing process, a large amount of excess electrolytic solution adheres to the outer peripheral surface and bottom surface of the impregnated capacitor element due to surface tension. If such an excess electrolytic solution remains attached, there is a problem that the electrolytic solution adheres to the assembling machine and soils the assembling machine. In particular, in an assembly machine in which an impregnation apparatus and a sealing portion that seals an impregnated capacitor in a case are arranged in this order along the transport path of the capacitor element, the impregnated capacitor element is directly along the transport path. Since it is transported, the assembly machine is likely to get dirty when excess electrolyte falls from the capacitor element. In addition, if the electrolytic solution adheres to the assembly machine, the electrolytic solution adheres to the outside of the assembled electrolytic capacitor, or if it is stored in the case with excess electrolytic solution attached, It also causes variations in characteristics.
そこで、含浸後のコンデンサ素子から余分な電解液を除去することを目的に、コンデンサ素子から余分な電解液を吸引する構成や、コンデンサ素子を回転させた際の遠心力により余分な電解液を除去する構成が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかしながら、引用文献1、2に開示の構成では、複雑な機構を追加する必要があるため、装置の小型化や低コスト化を妨げるという問題点がある。また、引用文献1、2に開示の構成では、複数のコンデンサ素子を一括処理した場合、余分な電解液を除去できる効果がばらつきやすいという問題点がある。さらに、引用文献1、2に開示の構成では、余分な電解液を回収しようとすると、水分や異物が混入しやすいため、余分な電解液については回収後、廃棄せざるを得ないという問題点もある。
However, in the configurations disclosed in the cited
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡素な構成で、含浸済みのコンデンサ素子から余分な電解液を確実に除去できる電解コンデンサの製造方法、当該電解コンデンサの製造に用いる電解コンデンサ用含浸装置、および当該電解コンデンサ用含浸装置を備えた電解コンデンサ組立機を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electrolytic capacitor manufacturing method capable of reliably removing excess electrolytic solution from an impregnated capacitor element with a simple configuration, and an electrolytic capacitor used for manufacturing the electrolytic capacitor. An object of the present invention is to provide an impregnation device and an electrolytic capacitor assembly machine including the electrolytic capacitor impregnation device.
また、本発明の次の課題は、含浸済みのコンデンサ素子から除去した余分な電解液を回収して再利用することのできる電解コンデンサの製造方法、当該電解コンデンサの製造に用いる電解コンデンサ用含浸装置、および当該電解コンデンサ用含浸装置を備えた電解コンデンサ組立機を提供することにある。 Further, the next problem of the present invention is to provide an electrolytic capacitor manufacturing method capable of recovering and reusing an excess electrolytic solution removed from the impregnated capacitor element, and an electrolytic capacitor impregnating apparatus used for manufacturing the electrolytic capacitor. And an electrolytic capacitor assembly machine including the electrolytic capacitor impregnation apparatus.
上記課題を解決するために、本発明に係る電解コンデンサの製造方法では、処理室内に、電解コンデンサ用のコンデンサ素子に含浸するための電解液が貯留された電解液槽を設けておき、前記処理室内で前記電解液槽と含浸前のコンデンサ素子とを相対移動させて当該コンデンサ素子を前記電解液中に浸漬する含浸工程と、前記電解液中から出した含浸済みのコンデンサ素子を前記処理室内で減圧する減圧工程と、該減圧工程の後、前記処理室内を大気圧に戻す復圧工程と、を有し、前記減圧工程および前記復圧工程の間、含浸済みの前記コンデンサ素子から下方に垂れる前記電解液の液滴を前記電解液槽で受けることを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the method for producing an electrolytic capacitor according to the present invention, an electrolytic solution tank in which an electrolytic solution for impregnating a capacitor element for an electrolytic capacitor is provided in a treatment chamber, and the treatment is performed. impregnation step of the capacitor element before impregnation with the electrolyte bath at room is relatively moved immersing the capacitor element in the electrolyte, the impregnated capacitor element out of the said electrolytic solution in said processing chamber a depressurizing step of depressurizing, after the depressurizing step, the treatment chamber closed and pressure recovery step, the back to atmospheric pressure, between about the decompression step and the backward pressure process, drips from impregnated the capacitor element downwardly The electrolytic solution droplets are received in the electrolytic solution tank .
本発明において、含浸済みのコンデンサ素子を電解液から出した状態で、処理室内においてコンデンサ素子を減圧する減圧工程を行なうと、コンデンサ素子内に含浸されていた電解液の一部がコンデンサ素子の外側に押し出される。その理由は、減圧すると、含浸済みのコンデンサ素子内で電解液蒸気が発生するとともに、かかる電解液蒸気が膨張し、コンデンサ素子内に含浸されていた電解液の一部をコンデンサ素子の外側に押し出すと考えられる。その結果、コンデンサ素子の外側には多量の電解液が付着した状態となるので、液滴として落下する。しかる後に、復圧工程で処理室内を大気圧に戻すと、コンデンサ素子内で膨張した気体が収縮するため、コンデンサ素子の外側に付着していた電解液がコンデンサ素子の内部に吸い込まれる。従って、コンデンサ素子の外側には余分な電解液が多量に付着している状態を解消することができるので、組立機などに電解液が付着して汚すという問題などを解消することができる。また、複数のコンデンサ素子を一括処理した場合でも、処理室内の圧力であれば、複数のコンデンサ素子の各々に均等に作用するため、複数のコンデンサ素子の間で、余分な電解液を除去する効果がばらつかない。しかも、処理室内の圧力を変化させるだけであるため、コンデンサ素子から除去した余分な電解液には水分や異物が含まれない。また、コンデンサ素子から落下した余分な電解液をそのまま電解液槽で回収することができる。それ故、回収した余分な電解液については、そのまま、以降の含浸に用いることができるので、電解液の廃棄量を著しく低減することができる。 In the present invention, when the depressurizing step of depressurizing the capacitor element in the processing chamber in a state where the impregnated capacitor element is taken out of the electrolytic solution, a part of the electrolytic solution impregnated in the capacitor element is outside the capacitor element. Extruded. The reason is that when the pressure is reduced, an electrolyte vapor is generated in the impregnated capacitor element, and the electrolyte vapor expands to push a part of the electrolyte impregnated in the capacitor element to the outside of the capacitor element. it is conceivable that. As a result, a large amount of electrolytic solution adheres to the outside of the capacitor element and falls as droplets. Thereafter, when the processing chamber is returned to the atmospheric pressure in the pressure-reducing step, the gas expanded in the capacitor element contracts, so that the electrolytic solution adhering to the outside of the capacitor element is sucked into the capacitor element. Therefore, since a state where a large amount of excess electrolyte is attached to the outside of the capacitor element can be solved, the problem that the electrolyte is attached to the assembly machine or the like and becomes dirty can be solved. In addition, even when a plurality of capacitor elements are processed at once, the pressure in the processing chamber acts evenly on each of the plurality of capacitor elements, so that the effect of removing excess electrolyte between the plurality of capacitor elements Does not vary. In addition, since only the pressure in the processing chamber is changed, the excess electrolytic solution removed from the capacitor element does not contain moisture or foreign matter. Moreover, the excess electrolyte solution dropped from the capacitor element can be recovered as it is in the electrolyte bath. Therefore, the recovered excess electrolyte solution can be used as it is for the subsequent impregnation, so that the waste amount of the electrolyte solution can be significantly reduced.
本発明において、前記コンデンサ素子が電極箔およびセパレータを筒状に巻回してなる場合、前記減圧工程を行なう際、前記コンデンサ素子の軸線方向を上下に向けた姿勢とすることが好ましい。巻回型のコンデンサ素子の場合、軸線方向で電解液が出入りする。従って、コンデンサ素子の軸線方向を上下に向けた姿勢で減圧工程を行なうと、コンデンサ素子の下端面に電解液が溜まって液滴として落下しやすい。また、復圧工程で大気圧に戻した際、コンデンサ素子の内部に電解液がスムーズに吸い込まれる。 In this invention, when the said capacitor | condenser element winds electrode foil and a separator in a cylinder shape, when performing the said pressure reduction process, it is preferable to set it as the attitude | position which orient | assigned the axial direction of the said capacitor | condenser element up and down. In the case of a wound type capacitor element, the electrolytic solution enters and exits in the axial direction. Therefore, when the pressure reducing process is performed in a posture in which the axial direction of the capacitor element is directed up and down, the electrolytic solution accumulates on the lower end surface of the capacitor element and easily drops as a droplet. Further, when the pressure is returned to the atmospheric pressure in the decompression step, the electrolytic solution is smoothly sucked into the capacitor element.
かかる方法を実現するための電解コンデンサ用含浸装置は、電解液が貯留された電解液槽を備えた処理室と、前記電解液槽とコンデンサ素子を保持するホルダとを相対移動させて前記コンデンサ素子を前記電解液に浸漬した状態と前記コンデンサ素子が前記電解液から出た状態とに切り換える昇降機構と、前記処理室内を真空引きするための真空引き装置と、前記昇降機構および前記真空引き装置を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記昇降機構および前記真空引き装置を制御して、前記処理室内で前記電解液槽と含浸前のコンデンサ素子とを相対移動させて当該コンデンサ素子を前記電解液に浸漬する含浸工程と、前記電解液中から出した含浸済みのコンデンサ素子を前記処理室内で減圧する減圧工程と、該減圧工程の後、前記処理室内を大気圧に戻す復圧工程と、を行わせ、前記減圧工程および前記復圧工程の間、含浸済みの前記コンデンサ素子から下方に垂れる前記電解液の液滴を前記電解液槽で受けることを特徴とする。 An electrolytic capacitor impregnating apparatus for realizing such a method includes a relative movement of a processing chamber having an electrolytic solution tank in which an electrolytic solution is stored, and a holder for holding the electrolytic solution tank and the capacitor element to move the capacitor element. An elevating mechanism that switches between a state in which the capacitor element is immersed in the electrolytic solution and a state in which the capacitor element comes out of the electrolytic solution, a evacuating device for evacuating the processing chamber, the elevating mechanism, and the evacuating device. A control device for controlling, the control device controls the elevating mechanism and the evacuating device to move the electrolytic solution tank and the capacitor element before impregnation relative to each other in the processing chamber. After the impregnation step of immersing the element in the electrolytic solution, the depressurization step of depressurizing the impregnated capacitor element taken out from the electrolytic solution in the processing chamber, and after the depressurization step, And a return pressure step for returning the inside of the processing chamber to atmospheric pressure, and during the pressure reduction step and the return pressure step, the droplet of the electrolyte solution that hangs downward from the impregnated capacitor element is transferred to the electrolyte solution tank. It is characterized by receiving.
かかる電解コンデンサ用含浸装置では、コンデンサ素子が、電極箔およびセパレータを筒状に巻回してなる場合、前記真空引き装置によって前記処理室が前記減圧状態とされる間、前記ホルダは、含浸済みの前記コンデンサ素子を、軸線方向を上下に向けた姿勢とすることが好ましい。 In such an electrolytic capacitor impregnation apparatus, when the capacitor element is formed by winding an electrode foil and a separator in a cylindrical shape, the holder is impregnated while the processing chamber is in the reduced pressure state by the vacuuming device. It is preferable that the capacitor element has a posture in which the axial direction is vertically directed.
本発明において、前記含浸工程では、前記処理室内を減圧した後、前記コンデンサ素子を前記電解液に浸漬した状態とし、この状態で前記処理室内を含浸時の圧力より高い圧力まで戻すことが好ましい。このように構成すると、余分な電解液を除去するための真空引き装置をそのまま利用して、真空含浸を行なうことができる。 In the present invention, in the impregnation step, it is preferable that after depressurizing the processing chamber, the capacitor element is immersed in the electrolytic solution, and in this state, the processing chamber is returned to a pressure higher than the pressure during impregnation. If comprised in this way, vacuum impregnation can be performed using the vacuum drawing apparatus for removing excess electrolyte solution as it is.
かかる方法は、本発明を適用した電解コンデンサ用含浸装置において、前記処理室は、前記コンデンサ素子に前記電解液を含浸する前、前記真空引き装置によって減圧状態とされ、前記コンデンサ素子を前記電解液に浸漬した状態で、含浸時の圧力より高い圧力まで戻される構成を採用することにより、実現することができる。 According to this method, in the electrolytic capacitor impregnation apparatus to which the present invention is applied, before the capacitor chamber is impregnated with the electrolytic solution, the processing chamber is decompressed by the vacuuming device, and the capacitor element is placed in the electrolytic solution. This can be realized by adopting a configuration in which the pressure is returned to a pressure higher than the pressure at the time of impregnation while being immersed in the substrate.
本発明において、前記減圧工程では、前記処理室内を間欠的に真空引きして電解液の沸騰を回避することが好ましい。このように構成すると、コンデンサに含浸した電解液が沸騰によって過剰にコンデンサ素子から出るのを防止することができる。また、処理室内に電解液槽を設けた場合、電解液槽内の電解液が泡立って処理室内を汚す事態や、電解液槽内の電解液から低沸点成分が蒸発して組成が変化してしまうことを防止することができる。かかる方法は、本発明を適用した電解コンデンサ用含浸装置において、前記真空引き装置は、前記処理室内を間欠的に真空引きして電解液の沸騰を回避する構成を採用することにより実現することができる。 In the present invention, in the pressure reducing step, it is preferable to intermittently evacuate the processing chamber to avoid boiling of the electrolytic solution. If comprised in this way, it can prevent that the electrolyte solution impregnated at the capacitor | condenser will come out of a capacitor | condenser element excessively by boiling. In addition, when an electrolytic bath is provided in the processing chamber, the electrolyte solution in the electrolytic bath foams and soils the processing chamber, and the low boiling point component evaporates from the electrolytic solution in the electrolytic bath and the composition changes. Can be prevented. Such a method can be realized by adopting a configuration in which the vacuum evacuation apparatus intermittently evacuates the processing chamber to avoid boiling of the electrolyte in the electrolytic capacitor impregnation apparatus to which the present invention is applied. it can.
本発明を適用した電解コンデンサ用含浸装置は、電解コンデンサ組立機に搭載されると特に効果的である。かかる電解コンデンサ組立機では、前記コンデンサ素子の搬送経路に沿って、前記電解コンデンサ用含浸装置と、含浸済みのコンデンサ素子をケース内に封止する封止部とが順に配置されている。このため、含浸済みのコンデンサ素子がそのまま搬送経路に沿って搬送されるため、コンデンサ素子から余分な電解液が垂れると、組立機が汚れやすいが、本発明によれば、かかる問題を確実に解消することができる。 The electrolytic capacitor impregnation apparatus to which the present invention is applied is particularly effective when mounted on an electrolytic capacitor assembly machine. In such an electrolytic capacitor assembling machine, the electrolytic capacitor impregnation device and a sealing portion for sealing the impregnated capacitor element in a case are sequentially arranged along the transport path of the capacitor element . For this reason, since the impregnated capacitor element is transported along the transport path as it is, the assembly machine tends to get dirty if excess electrolyte falls from the capacitor element, but according to the present invention, this problem is surely solved. can do.
本発明では、含浸済みのコンデンサ素子を電解液から出した状態で、処理室内でコンデンサ素子を減圧し、コンデンサ素子内に含浸されていた電解液の一部をコンデンサ素子の外側に押し出す。このため、コンデンサ素子の外側に多量の電解液が付着した状態となるので、液滴として落下する。しかる後に、処理室内を大気圧に戻すと、コンデンサ素子内で膨張した気体が収縮するため、コンデンサ素子の外側に付着していた電解液がコンデンサ素子の内部に吸い込まれる。従って、コンデンサ素子の外側には余分な電解液が多量に付着している状態を解消することができるので、組立機などに電解液が付着して汚すという問題などを解消することができる。また、複数のコンデンサ素子を一括処理した場合でも、処理室内の圧力であれば、複数のコンデンサ素子の各々に均等に作用するため、複数のコンデンサ素子の間で、余分な電解液を除去する効果がばらつかない。しかも、処理室内の圧力を変化させるだけであるため、コンデンサ素子から除去した余分な電解液には水分や異物が含まれない。それ故、回収した余分な電解液については、そのまま、以降の含浸に用いることができるので、電解液の廃棄量を著しく低減することができる。 In the present invention, with the impregnated capacitor element taken out of the electrolytic solution, the capacitor element is decompressed in the processing chamber, and a part of the electrolytic solution impregnated in the capacitor element is pushed out of the capacitor element. For this reason, since a large amount of electrolytic solution adheres to the outside of the capacitor element, it falls as droplets. Thereafter, when the pressure in the processing chamber is returned to atmospheric pressure, the gas expanded in the capacitor element contracts, so that the electrolytic solution adhering to the outside of the capacitor element is sucked into the capacitor element. Therefore, since a state where a large amount of excess electrolyte is attached to the outside of the capacitor element can be solved, the problem that the electrolyte is attached to the assembly machine or the like and becomes dirty can be solved. In addition, even when a plurality of capacitor elements are processed at once, the pressure in the processing chamber acts evenly on each of the plurality of capacitor elements, so that the effect of removing excess electrolyte between the plurality of capacitor elements Does not vary. In addition, since only the pressure in the processing chamber is changed, the excess electrolytic solution removed from the capacitor element does not contain moisture or foreign matter. Therefore, the recovered excess electrolyte solution can be used as it is for the subsequent impregnation, so that the waste amount of the electrolyte solution can be significantly reduced.
図面を参照して、本発明を適用した電解コンデンサの製造方法、電解コンデンサ用含浸装置、電解コンデンサ組立機を説明する。 With reference to the drawings, an electrolytic capacitor manufacturing method, an electrolytic capacitor impregnation apparatus, and an electrolytic capacitor assembly machine to which the present invention is applied will be described.
[電解コンデンサの構成]
図1は、電解コンデンサ(アルミニウム電解コンデンサ)の説明図であり、図1(a)、(b)は各々、電解コンデンサの縦断面図、およびコンデンサ素子の説明図である。図1(a)、(b)に示すように、電解コンデンサ200は一般に、陽極箔111、陰極箔112および電解紙113、114を筒状に巻回してなるコンデンサ素子11を有している。かかるコンデンサ素子11は、電解液が含浸された後、有底筒状のケース210に収納され、ケース210の開口部が、ゴムなどの弾性をもった封口体220によって封止される。コンデンサ素子11の軸線方向の一方側の端面からは、リード線115(陽極リードおよび陰極リード)が引き出されており、かかるリード線115は封口体220の貫通孔から外部に引き出されている。また、電解コンデンサ200は、ケース210の開口部付近を外側からカーリング加工を施すことにより、封止した構造になっている。なお、図1には省略してあるが、ケース210の外側には合成樹脂製のスリーブが被せられている。
[Configuration of electrolytic capacitor]
FIG. 1 is an explanatory view of an electrolytic capacitor (aluminum electrolytic capacitor). FIGS. 1A and 1B are a longitudinal sectional view of the electrolytic capacitor and an explanatory view of the capacitor element, respectively. As shown in FIGS. 1A and 1B, an
電解液は、例えば、エチレングリコールや、必要に応じて水を配合した溶媒に、ホウ酸や有機酸のアンモニウム塩などが配合されてなる。また、電解液は、γ−ブチロラクトンなどの有機溶剤に有機酸のアンモニウム塩やアミン塩が配合されてなる。 The electrolytic solution is formed by, for example, boric acid or an ammonium salt of an organic acid blended in a solvent blended with ethylene glycol or water as necessary. The electrolytic solution is formed by blending an organic acid ammonium salt or amine salt with an organic solvent such as γ-butyrolactone.
(電解コンデンサ組立機の構成)
図2は、本発明を適用した電解コンデンサ組立機の説明図である。電解コンデンサ200は、例えば、図2に示す組立機100(電解コンデンサ用組立機)により製造される。図1および図2において、組立機100は、コンデンサ素子11の搬送経路に沿って、素子整列部140、含浸装置1、封止部120、スリーブ被覆部130が設けられており、素子供給部141から含浸前のコンデンサ素子11を組立機100に供給すると、含浸、封止、およびスリーブの被覆が終了した状態で組立機100から自動的に排出される。素子整列部140に対しては未含浸のコンデンサ素子11を供給する素子供給部141が設けられている。封止部120は概ね、封口体取り付け部123とカーリング部126とから構成されている。封口体取り付け部123では、封口体供給部124から供給された封口体220の貫通穴に、含浸済みのコンデンサ素子11から引き出されたリード線115を通す。カーリング部126では、ケース供給部127から供給されたケース210内に、封口体220を取り付けたコンデンサ素子11を収納した後、カーリング加工を行う。スリーブ被覆部130では、スリーブ供給部131から供給されたスリーブをケース210に被せた後、加熱して熱収縮させてスリーブを被覆する。その際、スリーブは、長尺の状態で供給されるので、長尺のスリーブを所定寸法に切断した後、ケース210に被せる構成や、長尺のスリーブをケース210に被せた後、長尺のスリーブを所定寸法に切断する構成が採用される。
(Configuration of electrolytic capacitor assembly machine)
FIG. 2 is an explanatory view of an electrolytic capacitor assembling machine to which the present invention is applied. The
(含浸装置1の構成)
図3および図4は、本形態の組立機100に設けた含浸装置1の斜視図および正面図である。図5は、本形態の組立機100に設けた含浸装置1を模式的に示す説明図である。
(Configuration of impregnation device 1)
3 and 4 are a perspective view and a front view of the
図3および図4において、含浸装置1は、処理室2(真空含浸室)と、無端チェーン3と、治具4と、上部液面センサ5と、下部液面センサ6と、昇降装置7と、制御装置(図示せず)とを備えている。処理室2は、コンデンサ素子11に電解液12を真空含浸するためのものであって、前面側に開口部を備えた収納本体13と、蓋体14とから構成されている。収納本体13は基台17に固定されている。収納本体13と蓋体14との接合部には、全周にわたってパッキン15が装着されており、収納本体13の開口部を蓋体14により覆ったとき、処理室2を気密状態に閉鎖する。
3 and 4, the
収納本体13の天井では、複数本の軸16が内側に向かって突出しており、軸16には、スプロケット18が回動自在に嵌合している。かかるスプロケット18に無端チェーン3が巻き掛けられて走行する。治具4(ホルダ)は、電解コンデンサ素子11のリード線115を把持するためのものであって、所定の間隔で無端チェーン3に固着されている。冶具4は、概ね保持体と弾性部材とから構成されており、保持体と弾性部材との間にコンデンサ素子11のリード線115を挟持することにより、コンデンサ素子11の軸線方向を上下方向に向けてコンデンサ素子11を保持する。
On the ceiling of the storage
図5(a)に示すように、処理室2には、真空引き用の管81が接続され、かかる管81には真空引き装置80が接続されている。真空引き装置80は、処理室2内の空気を排気して処理室2内を減圧状態(真空状態)とする。かかる真空引きは、管81に接続された電磁バルブ82により制御される。また、処理室2には大気開放管91が接続されており、大気開放管91は、減圧状態となった処理室2内に大気を導入し、処理室2を大気圧に戻す。かかる復帰は、大気開放管91に接続された電磁バルブ92により制御される。
As shown in FIG. 5A, a
真空引き装置80は真空ポンプにより構成することができる。また、真空引き装置80は、真空ポンプとダンパとによって構成する場合があり、かかる構成を採用した場合、ダンパが管81に接続される。ダンパと真空ポンプとの間には電磁バルブが接続されており、真空ポンプは、処理室2を真空引きしない期間中もダンパを真空引きする。このため、真空ポンプの容量が小さい場合でも、ダンパによって処理室2の内部を一気に真空にすることができる。
The vacuuming
再び図3および図4において、含浸装置1の蓋体14は、覗き窓14aが設けられている。蓋体14は、収納本体13の開口部を閉鎖するためのものであって、右上端が支持軸19に固定されている、このため、蓋体14は、支持軸19を中心として回動する。また、蓋体14の左上端には、ピン21が固定されており、ピン21は、係合軸20の溝に係合する。支持軸19および係合軸20は、エアシリンダ22のピストンロッドに連結されており、エアシリンダ22を作動させることにより支持軸19および係合軸20を軸方向に移動させて蓋体14を収納本体13から離間又は接近させる。
3 and 4 again, the
上部液面センサ5は、電解液槽10が含浸位置(上方位置)に移動した際に、電解液槽10に貯溜されている電解液12の液面を検出するためのものであって、収納本体13の天井から下方に突出して配設されている。上部液面センサ5の液面検出レベルは、治具4に把持されているコンデンサ素子11の上端面よりも上方に設定されている。かかる上部液面センサ5は、電解液槽10が上昇した際、電解液12の液面が上部液面センサ5に接触したことを検出し、検出信号を制御装置(図示せず)に送出する。
The upper
下部液面センサ6は、電解液槽10が待機位置(下方位置)にある際に、電解液槽10に貯溜されている電解液12の液面を検出するためのものであって、収納本体13の天井から下方に突出して配設されている。下部液面センサ6の液面検出レベルは、治具4に把持されているコンデンサ素子11の下端面116よりも下方に設定されている。かかる下部液面センサ6は、電解液槽10が下降した際、電解液12の液面が下部液面センサ6から離間したことを検出し、検出信号を制御装置に送出する。
The lower
昇降装置7は、電解液槽10を含浸位置と待機位置との間で上昇および下降させるためのものであって、ボールねじ25と、サーボモータ8と、可動台(図示せず)とから構成されている。ボールねじ25は、外周にねじ溝が形成されたねじ軸26と、ねじ軸26に螺合するナット28とから構成され、ねじ軸26は垂直方向に向けた姿勢で支持台29に回動自在に支持されている。ねじ軸26の上端に固定された歯付プーリ30とサーボモータ8の回転軸に固定された歯付プーリ(図示せず)との間には、タイミングベルト38が巻き掛けられており、サーボモータ8を回転させることによりねじ軸26を回転させる。連結ブロック33には2本のロッド32が連結され、かかるロッド32は、処理室2の天井を気密状態に貫通し、上下方向に移動可能に配設されている。連結ブロック33は、ナット28に固定されており、ねじ軸26の回転に伴なってナット28が上昇又は下降すると、2本のロッド32も上下方向に移動する。2本のロッド32の下端には、水平方向にアーム34が設けられており、アーム34上に電解液槽10が積載されている。このため、電解液槽10は、サーボモータ8の駆動により、処理室2内で上昇又は下降することが可能である。
The elevating
制御装置(図示せず)は、上部液面センサ5および下部液面センサ6からの検出信号を受信してサーボモータ8の制御などを行なうための電気制御装置であり、サーボモータ8に正回転又は逆回転を行わせる正転指令信号及び逆転指令信号を発信する。すなわち、制御装置は、電解液槽10が待機位置から上昇して含浸位置に達し、電解液12の液面が上部液面センサ5に接触したことを検出すると、サーボモータ8に停止信号を発信する。また、制御装置は、電解液槽10が含浸位置から下降して待機位置に達し、電解液12の液面が下部液面センサ6から離間したことを検出すると、サーボモータ8に停止信号を発信する。このようにして、制御装置は、サーボモータ8を含浸位置又は待機位置に停止させる。
The control device (not shown) is an electric control device for receiving the detection signals from the upper
処理室2の上部には電解液補給装置50が配設されている。電解液補給装置50は、処理室2の上方に電解液タンク40を備えている。電解液タンク40は処理室2の天井を貫通して設けられたノズル(図示せず)に対して、電磁バルブ42およびパイプ43を介して連通している。電解液タンク40の外部には、レベルセンサ44が配設されおり、電解液タンク40内の電解液12の量を検出して常に所定の量を電解液タンク40内に貯溜するように制御されている。かかる電解液補給装置50は、電解液槽10に貯留されている電解液12の量が少なくなると、電磁バルブ42を開き、電解液タンク40内の電解液12をノズルから電解液槽10に供給する。
An electrolytic
(動作)
本形態の含浸装置1において、制御装置の指令の下、エアシリンダ22を作動させると、支持軸19および係合軸20が移動し、蓋体14が収納本体13から離間するので、収納本体13の開口部を開放することができる。かかる状態で、無端チェーン3を1ブロック分だけ間欠的に走行させて治具4に把持されているコンデンサ素子11を所定の数分だけ、収納本体13内に搬送する。
(Operation)
In the
次に、エアシリンダ22を上記とは逆方向に作動させて蓋体14を収納本体13方向に引き込み接触させると、図5(a)に示すように、蓋体14と収納本体13とは、パッキン15により密着されて処理室2が気密状態に閉鎖される。次に、電磁バルブ92を閉とし、電磁バルブ82を開にして、図5(a)に矢印Aで示すように、真空引き装置80により処理室2を真空吸引し、減圧状態(真空状態)とする。
Next, when the
次に、制御装置がサーボモータ8を正転させると、ねじ軸26が正転し、ナット28が上昇するので、図5(b)に示すように、電解液槽10が待機位置から上昇する。その結果、コンデンサ素子11が電解液12中に浸漬される。ここで、電解液12の液面が上部液面センサ5に接触すると、制御装置はサーボモータ8を停止させ、電解液槽10を含浸位置に停止させる。従って、電解液槽10に貯留されている電解液12の量や、コンデンサ素子11の大きさや個数が変動しても、コンデンサ素子11と電解液12の液面との位置関係を一定にすることができる。
Next, when the control device rotates the
このようにして、真空含浸が行なわれると、制御装置は、電磁バルブ82を閉にした後、電磁バルブ92を開にする。その結果、図5(b)に矢印Bで示すように、大気開放管91を介して処理室2の内部に大気が導入されるので、処理室2の内部は大気圧となる。その際、電解液12がコンデンサ素子11に一気に含浸される。
When vacuum impregnation is performed in this manner, the control device closes the
(余分な電解液の除去工程および作用)
図6および図7は、本発明を適用した余分な電解液の除去方法を示す説明図、およびその効果を示すグラフである。
(Excess electrolyte removal process and action)
FIG. 6 and FIG. 7 are explanatory diagrams showing a method for removing an excess electrolyte solution to which the present invention is applied, and graphs showing the effects thereof.
上記の方法により含浸工程が終了すると、制御装置の指令の下、エアシリンダ22を作動させて収納本体13の開口部を開放し、含浸済みのコンデンサ素子11を処理室2から搬出する。但し、この状態では、コンデンサ素子11の下端面116には、図5(c)および図6(a)に示すように、余分な電解液12aが付着した状態にあり、この状態のままコンデンサ素子11を搬送すると、余分な電解液12aがコンデンサ素子11から垂れて組立機100(図2参照)が汚れてしまう。
When the impregnation step is completed by the above method, the
そこで、本形態では、以下に説明するように、含浸済みのコンデンサ素子11から余分な電解液を除去する除去工程を行なってから、含浸済みのコンデンサ素子11を処理室2から搬出する。
Therefore, in this embodiment, as described below, a removal step of removing excess electrolyte from the impregnated
かかる除去工程を行なうにあたって、本形態では、図5(d)に示す減圧工程において、制御装置は、電磁バルブ92を閉とし、電磁バルブ82を開にして真空引き装置80によって、矢印Aで示すように、処理室2を真空引きし、処理室2の内部を減圧状態とする。その結果、図6(b)に示すように、コンデンサ素子11内に含浸されていた電解液12の一部がコンデンサ素子11の下端面116(外側)に押し出される。その理由は、含浸済みのコンデンサ素子11内で電解液蒸気11sが発生するとともに、電解液蒸気11sが膨張し、コンデンサ素子11に含浸されていた電解液12の一部がコンデンサ素子11の下端面116(外側)に押し出されると考えられる。その結果、コンデンサ素子11の下端面116には、図6(a)に示す状態よりも多量の電解液12bが付着した状態となるので、液滴12cとして落下する。従って、図6(c)に示すように、コンデンサ素子11の下端面116に付着している電解液12bは、図6(b)に示す状態よりも減少し、図6(a)に示す状態と同程度になる。
In performing this removal process, in the present embodiment, in the decompression process shown in FIG. 5D, the control device closes the
かかる減圧工程を行なう際、制御装置は、図6(e)に示すように、真空引き装置80に処理室2内を間欠的に真空引きさせ、電解液12の沸騰を回避する。このように構成すると、コンデンサ素子11に含浸されている電解液12、および電解液槽10に貯留されている電解液12を沸騰させない範囲で、処理室2の真空度を可能な限り高めることができる。
When performing such a decompression step, the control device intermittently evacuates the inside of the
しかる後、図5(e)に示す復圧工程において、制御装置は、電磁バルブ82を閉とし、電磁バルブ92を開にして、矢印Bで示すように、大気開放管91から大気を処理室2に導入し、処理室2の内部を大気圧状態に戻す。その結果、図6(d)に示すように、コンデンサ素子11内で膨張した電解液蒸気11sが収縮するため、コンデンサ素子11の下端面116に付着していた電解液12b(図6(c)参照)がコンデンサ素子11の内部に吸い込まれる。従って、コンデンサ素子11に十分な量の電解液12が含浸されている状態とすることができるとともに、コンデンサ素子11の外側に余分な電解液が多量に付着している状態を解消することができる。
Thereafter, in the return pressure step shown in FIG. 5 (e), the control device closes the
例えば、サンプル1〜10からなるコンデンサ素子11の含浸前の重量、含浸工程直後のコンデンサ素子の重量増加量(電解液12の含浸量)、および上記の余分な電解液の除去工程を行なった後の電解液の重量を計測したところ、図7に示す線L1、L2、L3で示す結果が得られた。図7から分るように、上記の除去工程(減圧工程および復圧工程)を行なうと、コンデンサ素子11に保持されている電解液12の重量が減少することが分る。しかも、上記の除去工程(減圧工程および復圧工程)を行なうと、コンデンサ素子11に保持されている電解液12の重量ばらつきが小さくなることが分る。
For example, after performing the weight before impregnation of the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本発明を適用した電解コンデンサの製造方法、含浸装置1、および組立機100では、含浸済みのコンデンサ素子11を電解液12から出した状態で処理室2内を減圧する減圧工程を行い、その後、復圧工程で処理室2を大気圧に戻す。このため、減圧工程では、コンデンサ素子11内に含浸されていた電解液12の一部がコンデンサ素子11の外側に押し出され、液滴として落下する。また、復圧工程では、コンデンサ素子11の外側に付着していた電解液がコンデンサ素子11の内部に吸い込まれる。従って、コンデンサ素子11の外側には余分な電解液が多量に付着している状態を解消することができるので、組立機100などに電解液が付着して汚すという問題などを解消することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in the electrolytic capacitor manufacturing method, the
また、複数のコンデンサ素子11を一括処理した場合でも、処理室2内の圧力であれば、複数のコンデンサ素子11の各々に均等に作用するため、複数のコンデンサ素子11の間で、余分な電解液を除去する効果がばらつかない。
Further, even when the plurality of
しかも、処理室2内の圧力を変化させるだけであるため、コンデンサ素子11から除去した余分な電解液には水分や異物が含まれない。それ故、回収した余分な電解液12については、そのまま、以降の含浸に用いることができるので、電解液12の廃棄量を著しく低減することができる。特に本形態では、減圧工程および復圧工程の間、含浸済みのコンデンサ素子11の下方位置には電解液槽10が位置し、コンデンサ素子11から落下した余分な電解液をそのまま電解液槽10で回収する。このため、コンデンサ素子11から落下した電解液12を確実かつ容易に回収することができるとともに、回収した電解液12をそのまま利用することができる。
In addition, since only the pressure in the
また、本形態では、筒状のコンデンサ素子11の軸線方向を上下に向けた姿勢で減圧工程および復圧工程を行なうため、コンデンサ素子11では、電解液が出入しやすい。それ故、減圧工程では、含浸済みのコンデンサ素子11の下端面116に電解液12が溜まって液滴として落下しやすく、復圧工程で大気圧に戻した際、コンデンサ素子11の内部に電解液12がスムーズに吸い込まれる。
Further, in this embodiment, since the pressure reducing process and the pressure reducing process are performed in a posture in which the axial direction of the
さらに、本形態では、真空含浸を行なうための真空引き装置80を利用して、余分な電解液12を除去する際の減圧工程を行なう。このため、新たな装置を追加しなくても、余分な電解液を除去することができる。それ故、装置の小型化、低コスト化に有利である。
Furthermore, in this embodiment, a vacuuming step when removing
[他の実施の形態]
上記実施形態では、含浸工程の後、大気圧まで戻したが、真空含浸時よりも高い圧力に移行させるのであれば、大気圧でなくてもよい。上記実施形態では、含浸工程で真空含浸を行なったが、浸漬だけの含浸など、他の含浸方法を採用してもよい。上記実施形態では、含浸工程と、余分な電解液の除去工程(減圧工程および復圧工程)を同一の処理室2で行なったが、各々の工程を別の処理室で行ってもよい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, the atmospheric pressure is returned to the atmospheric pressure after the impregnation step. However, the atmospheric pressure may not be used as long as the pressure is shifted to a pressure higher than that in the vacuum impregnation. In the above embodiment, vacuum impregnation is performed in the impregnation step, but other impregnation methods such as impregnation only by immersion may be employed. In the above embodiment, the impregnation step and the excess electrolyte solution removal step (decompression step and decompression step) are performed in the
上記実施の形態では、復圧工程で大気を処理室2に導入したが、乾燥空気を導入した方がよい。真空含浸工程で大気圧に戻す際は、コンデンサ素子11が電解液12中にあるが、復圧工程では、コンデンサ素子11が電解液12から出ている。従って、復圧工程で大気を処理室2に導入すると、大気中の水分によってコンデンサ素子11に含浸されている電解液中の水分量が増大してしまうが、乾燥空気により処理室2を大気圧に戻す構成を採用すれば、コンデンサ素子11が吸湿することを防止することができる。
In the above-described embodiment, air is introduced into the
1 含浸装置
2 処理室
10 電解液槽
11 コンデンサ素子
12 電解液
80 真空引き装置
100 組立機
200 電解コンデンサ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記処理室内で前記電解液槽と含浸前のコンデンサ素子とを相対移動させて当該コンデンサ素子を前記電解液中に浸漬する含浸工程と、
前記電解液中から出した含浸済みのコンデンサ素子を前記処理室内で減圧する減圧工程と、
該減圧工程の後、前記処理室内を大気圧に戻す復圧工程と、
を有し、
前記減圧工程および前記復圧工程の間、含浸済みの前記コンデンサ素子から下方に垂れる前記電解液の液滴を前記電解液槽で受けることを特徴とする電解コンデンサの製造方法。 In the processing chamber, an electrolytic solution tank in which an electrolytic solution for impregnating the capacitor element for the electrolytic capacitor is stored is provided,
And impregnating step of immersing the capacitor element in the electrolyte by relatively moving the capacitor element prior to impregnation with the electrolyte bath in the processing chamber,
A depressurizing step of depressurizing the impregnated capacitor element out of the said electrolytic solution in said processing chamber,
After the pressure reducing step, a pressure returning step for returning the processing chamber to atmospheric pressure;
I have a,
A method of manufacturing an electrolytic capacitor, wherein the electrolytic solution tank receives droplets of the electrolytic solution that hang downward from the impregnated capacitor element during the decompression step and the decompression step .
前記減圧工程を行なう際、前記コンデンサ素子の軸線方向を上下に向けた姿勢とすることを特徴とする請求項1に記載の電解コンデンサの製造方法。 The capacitor element is formed by winding an electrode foil and a separator in a cylindrical shape,
The method for manufacturing an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein when the pressure reducing step is performed, the capacitor element is set in a posture in which an axial direction is vertically directed.
前記制御装置は、前記昇降機構および前記真空引き装置を制御して、前記処理室内で前記電解液槽と含浸前のコンデンサ素子とを相対移動させて当該コンデンサ素子を前記電解液に浸漬する含浸工程と、前記電解液中から出した含浸済みのコンデンサ素子を前記処理室内で減圧する減圧工程と、該減圧工程の後、前記処理室内を大気圧に戻す復圧工程と、を行わせ、The control device controls the elevating mechanism and the vacuuming device to move the electrolytic solution tank and the pre-impregnated capacitor element relative to each other in the processing chamber to immerse the capacitor element in the electrolytic solution. And a decompression step of decompressing the impregnated capacitor element taken out of the electrolytic solution in the processing chamber, and a decompression step of returning the processing chamber to atmospheric pressure after the decompression step,
前記減圧工程および前記復圧工程の間、含浸済みの前記コンデンサ素子から下方に垂れる前記電解液の液滴を前記電解液槽で受けることを特徴とする電解コンデンサ用含浸装置。An electrolytic capacitor impregnation apparatus, wherein the electrolytic solution tank receives droplets of the electrolytic solution that hang down from the impregnated capacitor element during the decompression step and the decompression step.
前記真空引き装置によって前記処理室が減圧状態とされる間、前記ホルダは、含浸済みの前記コンデンサ素子を、軸線方向を上下に向けた姿勢とすることを特徴とする請求項5に記載の電解コンデンサ用含浸装置。6. The electrolysis according to claim 5, wherein, while the processing chamber is in a reduced pressure state by the vacuuming device, the holder takes the impregnated capacitor element in a posture in which an axial direction is directed up and down. Capacitor impregnation equipment.
前記コンデンサ素子の搬送経路に沿って、前記電解コンデンサ用含浸装置と、含浸済みのコンデンサ素子をケース内に封止する封止部とが順に配置されていることを特徴とする電解コンデンサ組立機。An electrolytic capacitor assembling machine, wherein the electrolytic capacitor impregnation device and a sealing portion for sealing the impregnated capacitor element in a case are arranged in order along a transport path of the capacitor element.
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