JPH10302764A

JPH10302764A - 電池缶の電解液充填装置

Info

Publication number: JPH10302764A
Application number: JP9120102A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ochiai; 行雄落合; Kenji Yumiba; 賢治弓場; Masatoshi Muneto; 正利宗藤
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【目的】電池缶を負圧にした上で電解液を充填し、さ
らに電池缶の加圧を行うことによって、電池缶の内部を
確実に電解液で満たす工程を迅速かつ効率的に行えるよ
うにする。【構成】所定角度毎にインデックス回転する回転テー
ブル１０には、このインデックス角度毎に電池缶配置部
１１と電解液供給ユニット１２とが設けられる。電池缶
供給ユニット１２は、電解液供給容器４０と、流体制御
アセンブリ４１及びノズル４２から構成され、回転テー
ブル１０の回転により、電池缶１を上昇させてノズル４
２に接続し、流体制御アセンブリ４１の作動により、ま
ず電池缶１内を負圧にし、次いで電解液供給容器４０か
ら電池缶１内に電解液を充填し、その後に電池缶１の内
部を加圧するが、回転テーブル１０を用いたロータリ式
で電解液を充填し、加圧時の角度を十分大きく取ること
によって、電池缶１への電解液の充填作業の効率化及び
電池缶１内への電解液の充填の完全性を期する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばリチウム電
池等の製造工程において、電池缶の内部に電解液を充填
するための電池缶の電解液充填装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電池は、図８に示したように、電池缶１
内に巻回体２を装着すると共に、電解液を充填し、この
電池缶１の上部開口を封口板３で封口するようにして製
造される。そして、封口板３の中央部部には正の電極４
が設けられており、電池缶１の缶底部が負の電極とな
る。電解液は封口板３を装着する前で、電池缶１内に巻
回体２を装着した状態で充填される。そして、電池缶１
内に充填される電解液は、内部の空気と完全に置換する
ようにしなければならない。

【０００３】巻回体２は電池缶１の全長より僅かに短い
幅を持った長尺の部材からなる電極シートと負の電極シ
ートとを有し、これら両電極シートを絶縁体からなるセ
パレータシートを間に挟んで巻回したものである。この
ように構成される巻回体２を電池缶１の内部に装着した
状態で電解液が充填されるが、電解液は巻回体２の内部
にも行き渡らなければならない。ここで、巻回体２は、
その巻回中心部ではセパレータシートが折り返されてお
り、この折り返し部分は所定の空間が生じている。従っ
て、電解液はこのセパレータシートの折り返し部により
生じる空間に供給して、電池缶１を高速回転させること
によって、遠心力の作用によって、巻回体２に沿って螺
旋状に延びるように浸透して、その外周側にまで電解液
を完全に浸透させて、電池缶１内を円滑かつ確実に電解
液で満たすことができる。しかしながら、リチウム電池
等にあっては、巻回体を構成する電極シートとして、ア
ルミニウム箔や銅箔等といった無孔質の金属箔が用いら
れ、しかも密巻きに巻回されて、巻回部分に殆ど隙間が
ない状態となっている。従って、電解液に遠心力を作用
させたとしても、電解液を外周側に向けて浸透させた
り、移行させたりすることができないことになり、従っ
て遠心力の作用で電解液を巻回体２の内部に隈なく行き
渡らせることができない。

【０００４】以上のことから、リチウム電池等のよう
に、巻回体を構成する電極シートが金属箔等のように、
電解液を浸透させることができない材質のものにあって
は、電解液を充填する方法として、真空による充填方法
が広く採用されている。例えば、巻回体を装着した電池
缶をチャンバ内に配置して、このチャンバに電解液の供
給ノズルを設けておき、チャンバ内を真空にすることに
よって、電池缶の内部を負圧状態とした上で、供給ノズ
ルから電解液を電池缶に供給する。これによって、電池
缶の内部にほぼ完全に電解液を行き渡らせることができ
る。ただし、巻回体は密巻き状態となっているから、電
解液を巻回体のシートを構成する層間隙間に完全に浸入
させるのは困難である。このために、電池缶の内部を真
空状態で電解液を供給した後に、電池缶を加圧すること
によって、電池缶の内部に残存する空気を気泡として放
出させることによって、巻回体の内部を完全に電解液で
置換させるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、電池缶を加圧
するのは、電解液の液面に加圧力を作用させて、巻回体
の内部等に溜っている空気を気泡の状態にして浮き上が
らせるようにするためである。巻回体における層間にお
ける限定された隙間の空気を完全に放出するにはかなり
の時間が必要であり、従って電池缶内に電解液を充填し
た後の加圧時間は、チャンバ内を負圧にして電解液を充
填するまでの時間と比較して、著しく長くなり、全体と
して電池缶への電解液充填工程が著しく長時間化して、
その効率が悪くなるという問題点がある。

【０００６】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、電池缶を負圧にした
上で電解液を充填し、さらに電池缶の加圧を行うことに
よって、電池缶の内部を確実に電解液で満たす工程を迅
速かつ効率的に行えるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、所定角度毎にインデックス回転する
回転テーブルと、この回転テーブルに設けられ、そのイ
ンデックス角度間隔毎に配置した複数箇所の電池缶配置
部と、これら各電池缶配置部に配置された電池缶に接離
するノズルを備え、前記回転テーブルが回転する間に、
電池缶をノズルに接続して、この電池缶の内部を密閉し
た状態で、ノズルにより電池缶を負圧にした上で、電解
液を供給した後に電池缶内を加圧する電解液供給ユニッ
トとから構成したことをその特徴とするものである。

【０００８】ここで、電解液供給ユニットはノズルを有
するが、このノズルを介して電池缶の内部を負圧にし
て、電解液を供給し、次いで加圧するように構成するこ
とができる。このためには、ノズルに通じる流路を設け
て、この流路には、電解液を供給する電解液供給容器
と、加圧源に接続した加圧流路と、負圧源に接続した負
圧流路とを設ける。さらに、電池缶の加圧状態から大気
圧状態に復帰させるために、大気に通じる大気開放流路
とを設けるようにすることも可能である。

【０００９】電解液供給容器からの供給流路，加圧流
路，負圧流路、さらには大気開放流路のノズルへの流路
への接続部に開閉弁を設けるようになし、これら各開閉
弁を開閉するように構成するのが好ましい。各開閉弁
は、例えば電磁作動式であっても良いが、空気圧作動式
となし、回転テーブルに追従回転するコントロールバル
ブユニットを電解液供給ユニットと同数設けて、このコ
ントロールバルブユニットに各開閉弁に空気圧の供給制
御を行うための複数のバルブを設けるようにすることは
可能である。そして、コントロールバルブを構成する各
バルブは作動部を押動することにより切り換わる機械作
動式となし、回転テーブルの所定の位置にいずれかのバ
ルブの作動部を押動するエアシリンダを固定的に設ける
ようにすれば、防爆仕様とすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の一形態について説明する。まず、図１において、１
０は回転テーブルを示し、この回転テーブル１０は所定
角度毎にインデックス回転するものである。そして、こ
のインデックス回転の角度毎に電池缶１の電池缶配置部
１１が設けられている。例えば、回転テーブル１０を１
０°毎にインデックス回転する場合には、３６箇所の電
池缶配置部１１が設けられ、また６°毎にインデックス
回転する場合には、６０箇所の電池缶配置部１１が設け
られるというように、インデックス回転角に相当する角
度間隔で電池缶配置部１１を設ける。また、これら各電
池缶配置部１１の上部位置には、巻回体２を装着した電
池缶１が嵌入されて、内部に電解液を供給するための電
解液供給ユニット１２（図２以下参照）がそれぞれ配置
されており、これら電解液供給ユニット１２も、回転テ
ーブル１０と同期して回転するようになっている。

【００１１】回転テーブル１０は、図１の矢印方向にイ
ンデックス回転するものであり、同図に示したＲ１の位
置で電池缶１が供給され、Ｒ２の位置で電池缶１が上昇
して、電解液供給ユニット１２に接続される。さらに、
Ｒ３の位置では、電解液供給ユニット１２によって電池
缶１の内部の真空が開始され、Ｒ４の位置で電解液供給
ユニット１２に定量の電解液が注液されると共に、真空
を終了させる。次いで、Ｒ５の位置で電解液供給ユニッ
ト１２から電池缶１に電解液の充填が開始し、Ｒ６の位
置で充填が終了する。然る後に、Ｒ７の位置で電池缶１
の内部の加圧が開始し、この加圧はＲ８の位置まで継続
する。そして、Ｒ９の位置に至ると、電池缶１の内部を
大気圧に戻し、Ｒ１０の位置で電池缶１を電解液供給ユ
ニット１２から分離する。さらにまた、Ｒ１１の位置で
は、電解液供給ユニット１２における大気を遮断し、Ｒ
１２の位置で電池缶１を排出し、Ｒ１３の位置で電解液
供給ユニット１２における流通経路から残液をブロー
し、然る後にＲ１に戻る。

【００１２】以上のように回転テーブル１０が１回転す
る間に、電池缶１を負圧にした上で、電解液を充填し、
さらに電池缶１の内部を加圧して、電池缶１の内部の加
圧空気を完全に排除して、電解液と置換する。しかも、
回転テーブル１０が１回転する間にインデックス数に相
当する数の電池缶１に電解液が充填されることになり、
加圧時間を十分に取り、巻回体２の内部を含めた電池缶
１の全体にわたって電解液を完全に充填できるようにな
し、かつ電解液充填作業を効率的に行うことができる。

【００１３】回転テーブル１０におけるＲ１及びＲ１２
の位置を通り、この回転テーブル１０の接線方向に向け
てコンベア１３が設けられており、このコンベア１３は
電池缶１を矢印方向に搬送するものである。コンベア１
３に沿って搬送され、巻回体２が装着され、電解液の充
填前の電池缶１が、Ｒ１に対応する位置に到達すると、
電池缶送り込み手段１４によって回転テーブル１０の電
池缶配置部１１に送り込まれる。また、Ｒ１２の位置で
は、電池缶取り出し手段１５により電解液が充填された
電池缶１が回転テーブル１０から取り出されて、コンベ
ア１３に戻される。ここで、電池缶送り込み手段１４及
び電池缶取り出し手段１５は、電池缶１の周胴部をクラ
ンプするクランプ機構と、このクランプ機構を水平方向
に往復動させる機構とから構成される。

【００１４】Ｒ２の位置には、後述する押し上げシリン
ダ３５を作動させるための作動部１６が設けられてい
る。この作動部１６は、押し上げシリンダ３５に接続し
た流路を開放するためのものであり、これによって押し
上げシリンダ３５に駆動エアが供給されて、電池缶１を
押し上げて、電解液供給ユニット１２に接続される。ま
た、Ｒ４の位置には電解液槽１７と、この電解液槽１７
から所定量の電解液を吸引して、電解液供給ユニット１
２に供給する定量注入手段１８が設けられている。これ
により所定量の電解液の供給が行われる。さらに、Ｒ１
０の位置には電解液供給ユニット１２に接続されている
電池缶１を強制的に下降させて、回転テーブル１０の電
池缶配置部１１に戻す電池缶分離手段１９が設置されて
いる。

【００１５】図２は電解液充填装置の縦断面図である。
この電解液充填装置は、上部に電解液充填室２０が、ま
た下部には機械室２１が設けられている。電解液は引火
性の液体であり、充填作業中にはミストが発生するか
ら、防爆構造にする必要がある。このために、少なくと
も電解液充填室２０はコンベア１３による搬入口及び搬
出口を除いて密閉された状態になっており、またコンベ
ア１３の搬入口及び搬出口には、図示は省略するが吸引
機構等を備えることによって、電解液充填室２０の内部
で発生する引火性のあるミストやガスが外部に漏出しな
いように回収するようにしている。

【００１６】回転テーブル１０は電解液充填室２０内に
配置されており、この回転テーブル１０を回転駆動する
回転軸２２は、電解液充填室２０から、この電解液充填
室２０と機械室２１とを区画形成する基台２３を貫通し
て、その下端部は機械室２１内に延在されている。そし
て、この回転軸２２の下端部には従動ギア２４が取り付
けられており、この従動ギア２４は、モータ２５の出力
軸に連結した駆動ギア２６と噛合している。従って、モ
ータ２５を間欠的に回転駆動すると、駆動ギア２６及び
従動ギア２４を介して回転軸２２が所定角度毎にインデ
ックス回転することになる。回転軸２２は、軸受部材２
７により基台２３に回転自在に支承されると共に、軸受
２８により電解液充填室２０のルーフ２０ａにも回転自
在に支承されており、これら軸受部材２７及び軸受２８
はシール機構付きのものである。

【００１７】回転軸２２と一体回転する回転テーブル１
０は、その外周面側の部位が軸受部材２７から延在させ
た固定テーブル２９に円環状に設けたガイドレール２９
ａに沿ってガイドされるものであり、これによって回転
テーブル２２の反りを防止する構成となっている。ま
た、回転テーブル１０に設けた電池缶配置部１１には電
池缶１が送り込まれるが、この電池缶１は、転倒しない
ように安定した状態で搬送できるようにするために、コ
ンベア１３ではそれより大径の電池缶ホルダ３０内に収
容された状態で搬送されるが、この電池缶ホルダ３０に
保持した状態で、電池缶配置部１１に送り込まれること
になる。

【００１８】図３及び図４に示したように、回転テーブ
ル１０には、電池缶配置部１１毎に支持板３１が立設さ
れており、これら各支持板３１には電池缶１を保持する
台座３２と、この台座３２の上部位置にガイド板３３と
が固定的に設けられており、ガイド板３３には電池缶ホ
ルダ３０が昇降可能に装着されている。台座３２には挿
通孔３２ａが穿設されており、この挿通孔３２ａの下部
位置には取付板３４が設けられており、この取付板３４
には押し上げシリンダ３５が取り付けられている。この
押し上げシリンダ３５にはプッシャ３６が連結されてお
り、押し上げシリンダ３５を作動させて、プッシャ３６
を上昇させると、電池缶ホルダ３０と共に電池缶１を所
定の高さ位置まで上昇することになる。

【００１９】電解液供給ユニット１２は支持板３１に固
定的に保持されており、上端が開口し、所定量の電解液
が所定量注入される電解液供給容器４０と、流体制御ア
センブリ４１及びノズル４２から構成される。ノズル４
２は電池缶１に電解液を供給するためのものであり、プ
ッシャ３６により電池缶１が上昇した時に、この電池缶
１の開口部に挿嵌される高さ位置に配置されている。そ
して、プッシャ３６の下端部分の外周部には、ゴム等の
弾性部材からなるシール部材４３が装着されており、電
池缶１内にノズル４２が挿入された時には、シール部材
４３が撓められて電池缶１の内部と外気との間が遮断さ
れることになる。

【００２０】流体制御アセンブリ４１には、電解液供給
容器４０とノズル４２との間を連通させる流路４４が設
けられており、また加圧配管４５，負圧配管４６及び排
気配管４７が接続されている。また、この流体制御アセ
ンブリ４１には、図５に示したように、４つの開閉弁４
８〜５１が装着されている。開閉弁４８は、電解液の供
給を制御するためのものであり、このために電解液供給
容器４０とノズル４２とを結ぶ流路４４の最上流側の位
置で、この流路４４の開閉を行うためのものである。そ
して、流路４４には、開閉弁４８を設けた部位から下流
側に向けて、それぞれ加圧配管４５，負圧配管４６及び
排気配管４７からの加圧流路４５ａ，負圧流路４６ａ，
大気開放流路４７ａが順次接続されており、開閉弁４９
は加圧流路４５ａと流路４４との間を、開閉弁５０は負
圧流路４６ａと流路４４との間を、さらに開閉弁５１は
大気開放流路４７ａと流路４４との間を開閉するための
ものである。しかも、開閉弁４９〜５１はそれぞれ流路
４４への接続部の直近位置に設けられている。ここで、
これら各開閉弁４８〜５１は空気圧作動式のものであ
り、常時においては、復帰ばねの作用により流路を遮断
する状態に保持されており、パイロット部４８ｐ〜５１
ｐに加圧エアを供給すると、開閉弁４８〜５１はそれぞ
れ復帰ばねに抗して流路を連通させる状態に切り換わる
ことになる。

【００２１】開閉弁４８〜５１の開閉制御を行うため
に、コントロールバルブユニット５２を備えている。こ
のコントロールバルブユニット５２は、４つのバルブ５
３〜５６から構成され、これら各バルブ５３〜５６も開
閉弁である。このコントロールバルブユニット５２には
加圧配管５７が接続されており、この加圧配管５７から
供給される加圧エアはバルブ５３〜５６からパイロット
配管５８〜６１を介して開閉弁４８〜５１のパイロット
部４８ｐ〜５１ｐにパイロット信号として供給すること
により、それらの開閉を行うようになっている。コント
ロールバルブユニット５２は、回転軸２２と一体回転す
る保持プレート６２に装着されており、それらは電解液
供給ユニット１２と同数備えている。

【００２２】図６から明らかなように、バルブ５３〜５
６は外力の作用により機械的に切り換わるものであり、
このためにそれぞれの両端には作動部５３ａ〜５６ａ及
び５３ｂ〜５６ｂが設けられている。作動部５３ａ〜５
６ａを押動すると、パイロット配管５８〜６１に加圧エ
アが供給されて、パイロット部４８ｐ〜５１ｐにパイロ
ット信号が供給されて、開閉弁４８〜５１が開くように
なる。一方、作動部５３ｂ〜５６ｂ側を押動すると、パ
イロット信号の供給が停止することになり、この結果開
閉弁４８〜５１は復帰ばねの作用で閉鎖した状態に保持
される。バルブ５３〜５６の作動部５３ａ〜５６ａ及び
５３ｂ〜５６ｂに対する押動は、エアシリンダ６３によ
り行われる。エアシリンダ６３が図６の実線で示した位
置に配置されておれば、作動部５３ａ〜５６ａのいずれ
か（図示の場合には作動部５６ａ）を押動して、開閉弁
４８〜５１にパイロット信号が供給されて、開くように
なる。一方、エアシリンダ６３が同図の仮想線で示した
位置にあると、作動部５３ｂ〜５６ｂのいずれか（図示
の場合には作動部５６ｂ）を押動して、開閉弁４８〜５
１に対するパイロット信号の供給が停止されて、開閉弁
４８〜５１が閉じられることになる。従って、エアシリ
ンダ６３は開閉弁４８〜５１のいずれか作動させる必要
がある位置に、それを開く方向か、または閉じる方向に
向けて設置さる。このために、電解液充填室２０のルー
フ２０ａからは取付ロッド６４が垂設されており、この
取付ロッド６４にエアシリンダ６３が取り付けられるよ
うになっている。そして、エアシリンダ６３の取り付け
位置は、回転テーブル１０の回転方向において、Ｒ３，
Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１１，Ｒ１３
の各位置である。

【００２３】まず、Ｒ１の位置では、各バルブ５３〜５
６は全てパイロット信号を供給しない状態、即ち作動部
５３ｂ〜５６ｂ側が押動された状態に保持されている。
Ｒ３の位置のエアシリンダ６３は、負圧配管４６に通じ
る負圧流路４６ａを流路４４に接続するためのものであ
り、開閉弁５０のパイロット部５０ｐに加圧エアが供給
される。このために、エアシリンダ６３はバルブ５５の
作動部５５ａを押動して開弁状態となし、パイロット配
管６１を介して開閉弁５０のパイロット部５０ｐに加圧
エアからなるパイロット信号が供給されて、開閉弁５０
が開くようになる。Ｒ４の位置のエアシリンダ６３はバ
ルブ５５の作動部５５ｂを押動して閉弁状態となし、開
閉弁５０に対するパイロット信号の供給を停止して、こ
の開閉弁５０を閉じる方向に切り換えるためのものであ
る。従って、Ｒ３からＲ５までの間はノズル４２は負圧
状態になる。

【００２４】Ｒ５の位置に設けたエアシリンダ６３は流
路４４を介して電解液供給容器４０とノズル４２とを連
通させるためのものである。即ち、エアシリンダ６３は
バルブ５３の作動部５３ａを押動して開弁させて、これ
によりパイロット配管５８から開閉弁４８のパイロット
部４８ｐにパイロット信号が供給されて、開閉弁４８が
開いて、電解液供給容器４０とノズル４２とが連通する
ことになる。そして、Ｒ６の位置に設けたエアシリンダ
６３は、バルブ５３の作動部５３ｂを押動して閉弁状態
に切り換えるためのものであり、これによりパイロット
配管５８から開閉弁４８へのパイロット信号の供給が断
たれて、開閉弁４８は閉じることになる。従って、Ｒ５
からＲ６までの間で電池缶１内に電解液の充填が行われ
る。

【００２５】Ｒ７の位置に設けたエアシリンダ６３はバ
ルブ５４の作動部５４ａを押動して開弁状態となし、こ
れによってパイロット配管５９から開閉弁４９のパイロ
ット部４９ｐにパイロット信号が供給される。この結
果、開閉弁４９が開き、加圧配管４５に通じる加圧流路
４５ａから流路４４を介してノズル４２に向けて加圧エ
アが供給されて、電池缶１の内部が加圧される。さら
に、Ｒ８の位置に配置したエアシリンダ６３はバルブ５
４の作動部５４ｂを押動して閉弁状態に変位させる。こ
れによって、パイロット信号の供給停止により開閉弁４
９が閉じて、ノズル４２への加圧エアの供給が停止す
る。従って、電池缶１はＲ７の位置からＲ８の位置まで
加圧状態に保持される。

【００２６】さらに、Ｒ９の位置に設けたエアシリンダ
６３はバルブ５６の作動部５６ａを押動することによ
り、パイロット配管６１から開閉弁５１のパイロット部
５１ｐにパイロット信号を供給する状態となし、この開
閉弁５１が開くことになり、この結果排気配管４７に通
じる大気開放流路４７ａが流路４４と接続されることに
なる。従って、加圧状態となっている電池缶１が大気と
連通して、電池缶１の内部が大気圧の状態に復帰する。
そして、Ｒ１１の位置に設けたエアシリンダ６３はバル
ブ５６の作動部５６ｂを押動してパイロット信号の供給
を停止するためのものであり、これにより開閉弁５１が
閉じることになる。なお、この時には、流路４４等に残
留している電解液が排気配管４７から流出することにな
るから、回転テーブル１０上には、この残留電解液を受
ける排液タンク３７が設置されている。従って、Ｒ９の
位置からＲ１１の位置までの間に電池缶１の内部が大気
に開放される。

【００２７】さらに、Ｒ１３の位置には、バルブ５４の
作動部５４ａ，５４ｂを押動する一対のエアシリンダ６
３が設けられている。従って、この位置では、まず作動
部５４ａを押動して、それにより供給されるパイロット
信号で開閉弁４９を開くことにより、流路４４に加圧エ
アを供給する。これによって、流路４４に残存している
電解液はノズル４２の先端から排出されて、流路４４内
のクリーニングを行う。この後に、作動部５４ｂを押動
することによって、バルブ５４からのパイロット信号の
供給を停止して、加圧流路４５ａと流路４４との間を遮
断する。なお、このＲ１３の位置では、電池缶配置部１
１には電池缶１及びホルダ３０は配置されていないの
で、ノズル４２の下部位置に液回収容器（図示せず）を
配置しておくことによって、ブローされた液が外部に飛
散して汚損することはない。

【００２８】以上のように、回転テーブル１０が１回転
する間に、開閉弁４８〜５１が逐次的に開閉することに
よって、電池缶１内への電解液の充填が行われるが、回
転テーブル１０が１回転する毎に、図７のタイミングチ
ャート図の通りの手順で開閉弁４８〜５１の開閉動作が
行われる。そして、Ｒ１３の位置を経て、Ｒ１の位置に
帰還した時には、コントロールバルブユニット５２を構
成する全てのバルブ５３〜５６は閉弁状態、即ち全ての
パイロット配管５８〜６２に対してパイロット信号が供
給されない状態になる。

【００２９】以上のように、電解液を電池缶１に充填す
るに当っては、まず電池缶１の内部を負圧にして電解液
を充填した後、電池缶１の内部を加圧する。また、開閉
弁４８〜５１を開閉させるために、それらのパイロット
部４８ｐ〜５１ｐにはパイロット圧を作用させるように
している。このために、回転軸２２の上側からは加圧エ
アの供給が行われ、下側は負圧に接続するように構成し
ている。

【００３０】即ち、真空ポンプ（図示せず）に接続した
負圧管６５がカップリング部材６５ａを介して回転軸２
２に設けた負圧通路６６に接続されている。カップリン
グ部材６５ａは、回転軸２２の回転に対する抵抗を最小
限に抑制し、かつ圧力損失を極力抑制するために、磁気
シールを用いてシールするようにしている。そして、負
圧通路６６には配管６７により回転テーブル１０に設け
たアキュムレータ６８に接続されている。ここで、アキ
ュムレータ６８は、回転テーブル１０の全体にわたって
単一のものとすると、圧力の変動が生じる可能性がある
ので、例えば９０°毎に４箇所等、複数に区画形成する
のが好ましい。電解液供給ユニット１２に接続した負圧
配管４６の他端はこのアキュムレータ６８に接続されて
いる。

【００３１】一方、加圧エアは配管６９を介して供給さ
れるようになっており、この配管６９はカップリング部
材７０により回転軸２２に設けた加圧エア供給路７１に
接続されている。そして、この加圧エア供給路７１には
配管７２が接続されており、この配管７２の他端はアキ
ュムレータ７３に接続されている。アキュムレータ７３
には流出配管７４が接続されて、この流出配管７４は途
中で分岐して、一方が開閉弁４９に接続した加圧配管４
５となり、他方はコントロールバルブユニット５２に接
続した加圧配管５７となる。

【００３２】以上のように構成した電解液充填装置を用
いることによって、電池缶１に電解液を効率的に充填で
き、しかも電池缶１の内部、即ち巻回体２の内部を含め
た全体にわたって完全に電解液で満たすことができる。

【００３３】而して、巻回体２を装着した電池缶１がコ
ンベア１３に供給され、このコンベア１３に沿って搬送
される間に、所定の角度毎にインデックス回転する回転
テーブル１０に、その回転停止時に電池缶送り込み手段
１４により順次電池缶１が電池缶配置部１１に供給され
る。この電池缶１の供給はＲ１の位置で行われる。ここ
で、コンベア１３では電池缶１は電池缶ホルダ３０に収
容されているから、この電池缶ホルダ３０に収容したま
まの状態で、回転テーブル１０の電池缶配置部１１に供
給される。

【００３４】この状態から回転テーブル１０が所定角度
毎に回転して、電池缶１がＲ２の位置に移行すると、押
し上げシリンダ３５によりプッシャ３６が押し上げられ
る。これによって、電池缶ホルダ３０と共に電池缶１が
上昇して、電解液供給ユニット１２におけるノズル４２
に接続される。ノズル４２にはシール部材４３が設けら
れており、電池缶１の上端開口部は、このシール部材４
３によりシールされて、電池缶１の内部が外気と完全に
遮断される。そして、このようにプッシャ３６により電
池缶１が押し上げられて、ノズル４２に嵌合されて、電
池缶１をノズル４２とプッシャ３６とによりクランプし
た状態で回転テーブル１０が回転して、電池缶１はＲ３
の位置に移行する。

【００３５】Ｒ３の位置に設けたエアシリンダ６３によ
りコントロールバルブユニット５２のバルブ５５の作動
部５５ａが押動されるから、パイロット信号が開閉弁５
０に供給されて、この開閉弁５０が開くことになる。な
お、この時には、他の開閉弁４８，４９，５１は閉じた
状態になっている。この結果、ノズル４２は負圧配管４
６と接続されることになり、電池缶１の内部の空気が吸
引されて、この電池缶１の内部が負圧になる。ここで、
電池缶１の内部には巻回体２が設けられる等によって、
空間が小さくなっているから、この電池缶１の内部は迅
速に設定圧力状態にまで低下する。そして、Ｒ４の位置
に電池缶１が移行すると、開閉弁５０が閉じて、電池缶
１の内部は所定の負圧状態に保持される。また、このＲ
４の位置では、回転テーブル１０の停止中に定量注入手
段１８から電解液供給容器４０内に電解液が定量供給さ
れる。

【００３６】そこで、Ｒ５の位置にまで回転すると、開
閉弁４８が開いて、電解液供給容器４０から電解液が流
路４４及びノズル４２を介して電池缶１内に供給され
る。ここで、電池缶１の内部は負圧状態になっており、
また電解液供給容器４０の上部は大気に開放されている
から、その間に差圧が生じており、また両者では高さ位
置の差もあるから、電解液は迅速に電池缶１内に充填さ
れる。ただし、電池缶１内には巻回体２が装着されてい
るから、電解液の巻回体２内に浸透するまでには多少の
時間を要するから、Ｒ６の位置まで開閉弁４８を開いた
状態に保持する。そして、このＲ６の位置で開閉弁４８
を閉じることにより、電池缶１の内部は一度密閉した状
態に保持する。

【００３７】この後に、Ｒ７の位置にまで回転した時
に、開閉弁４９を開いて、加圧配管４５から電池缶１に
加圧エアを供給して、電解液の液面を加圧する。これに
よって、電池缶１の内部に残存する空気、特に密巻きに
巻回した巻回体２の内部に生じている隙間における空気
を気泡として上昇させることにより、電池缶１の内部を
完全に排出して、電解液と置換する。ここで、この電池
缶１内の空気の排出及び電解液による置換は、液面を加
圧した状態で行っているにしろ、かなりの時間が必要で
あり、また巻回体２の状態等によっては、必要な時間に
ばらつきがある。そこで、この作業をより完全にするた
めに、Ｒ８の位置に至るまでの長い間、即ち回転テーブ
ル１０の回転角における半分以上の角度分を加圧のため
に取るようにしている。これによって、電池缶１の内部
の空気は完全に排出されることになる。そして、Ｒ８の
位置に至ると、開閉弁４９を閉じる。

【００３８】この状態では、電池缶１の内部は高圧状態
になっているから、この圧力を一度開放する。即ち、Ｒ
９に至ると、開閉弁５１が開いて、電池缶１の内部と排
気配管４７と連通させて、内部の圧力を開放する。そし
て、Ｒ１０の位置で電池缶１を下降させて、ノズル４２
から分離する。さらに、電池缶１がノズル４２の下部に
位置する間におけるＲ１１の位置で開閉弁５１を閉じる
ようにする。これによって、たとえ流路４４内に電解液
が残留していたとしても、ノズル４２から滴下するおそ
れがなくなる。その後のＲ１２の位置で電池缶取り出し
手段１５により内部に電解液を充填した電池缶１を取り
出して、コンベア１３に戻す。

【００３９】このまま直ちに新たな電池缶１が電池缶配
置部１１に供給されるのではなく、Ｒ１３の位置で開閉
弁４９を一度開いて、流路４４からノズル４２に至る経
路に電解液が残留している場合に、その残留電解液を排
出する。これによって、次の回転時における電池缶１に
負圧を作用させる際に、電解液が吸い込まれて、アキュ
ムレータ６８等に入り込むのを防止できるようになる。
このように、流路４４及びノズル４２を完全にクリーニ
ングした後に、Ｒ１の位置に復帰し、前述した動作を行
うことによって、再び電池缶１への電解液の充填作業が
行われる。

【００４０】以上のように、回転テーブル１０を用いた
ロータリ式で電解液の充填を行うようになし、電解液を
充填した後の加圧のための角度を十分大きく取ることに
よって、電池缶１への電解液の充填作業を効率的に行う
ことができ、かつ電池缶１内への電解液の充填を正確か
つ完全に行うことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、電
池缶を負圧にした上で電解液を充填し、さらに電池缶の
加圧を行うことによって、電池缶の内部を確実に電解液
で満たす工程を迅速かつ効率的に行える等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】電池缶の電解液充填装置の回転テーブルの構成
を示す構成説明図である。

【図２】電池缶の電解液充填装置の縦断面図である。

【図３】回転テーブルにおける電池缶配置部と電解液供
給ユニットの構成を示す側面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。

【図５】流体制御アセンブリの構成説明図である。

【図６】コントロールバルブユニットの正面図である。

【図７】開閉弁の作動のタイミングチャート図である。

【図８】電池缶の構成説明図である。

【符号の説明】

１電池缶２巻回体１０回転テーブル１１電池缶配置
部１２電解液供給ユニット１８定量注入手
段２０電解液充填室２１機械室２２回転軸２５モータ３０電池缶ホルダ３５押し上げシ
リンダ３６プッシャ４０電解液供給
容器４１流体制御アセンブリ４２ノズル４４流路４５加圧配管４６負圧配管４７排気配管４８〜５１開閉弁５２コントロー
ルバルブユニット５３〜５６バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定角度毎にインデックス回転する回転
テーブルと、この回転テーブルに設けられ、そのインデ
ックス角度間隔毎に配置した複数箇所の電池缶配置部
と、これら各電池缶配置部に配置された電池缶に接離す
るノズルを備え、前記回転テーブルが回転する間に、電
池缶をノズルに接続して、この電池缶の内部を密閉した
状態で、ノズルにより電池缶を負圧にした上で、電解液
を供給した後に電池缶内を加圧する電解液供給ユニット
とから構成したことを特徴とする電池缶の電解液充填装
置。
【請求項２】前記電解液供給ユニットには、前記ノズ
ルに通じる流路を設けて、この流路には、電解液を供給
する電解液供給容器と、加圧源に接続した加圧流路と、
負圧源に接続した負圧流路とを開閉可能に接続する構成
としたことを特徴とする請求項１記載の電池缶の電解液
充填装置。
【請求項３】前記流路には、さらに前記電池缶の内部
を大気に通じる大気開放流路を開閉可能に接続する構成
としたことを特徴とする請求項２記載の電池缶の電解液
充填装置。
【請求項４】前記電解液供給容器からの供給流路と、
前記加圧流路，負圧流路，大気開放流路には、それぞれ
前記ノズルへの流路に接離される開閉弁を設ける構成と
したことを特徴とする請求項３記載の電池缶の電解液充
填装置。
【請求項５】前記回転テーブルには、その回転に追従
して回転するコントロールバルブユニットを前記電解液
供給ユニットと同数設け、このコントロールバルブユニ
ットは複数のバルブから構成して、前記各開閉弁を空気
圧作動式となし、これら各開閉弁を前記コントロールバ
ルブユニットを構成する各バルブから供給される空気圧
により開閉駆動する構成としたことを特徴とする請求項
４記載の電池缶の電解液充填装置。
【請求項６】前記コントロールバルブを構成する各バ
ルブは作動部を押動することにより切り換わる機械作動
式となし、前記回転テーブルの所定の位置にいずれかの
バルブの作動部を押動するエアシリンダを固定的に設け
る構成としたことを特徴とする請求項５記載の電池缶の
電解液充填装置。
【請求項７】前記各電池缶配置部にはこの電池缶配置
部に送り込まれた電池缶を前記ノズルに接続し、かつ接
続状態に保持するための電池缶変位手段を設ける構成と
したことを特徴とする請求項１記載の電池缶の電解液充
填装置。
【請求項８】前記電池缶変位手段はエアシリンダで構
成したことを特徴とする請求項７記載の電池缶の電解液
充填装置。