(57)【要約】【課題】電解液注入時の電解液容器の浮き上がりを抑制できる真空含浸装置を提供する。【解決手段】真空差圧法によって電解コンデンサの電解液容器に電解液を注入する真空含浸装置であって、真空チャンバーと、真空チャンバー内に配置され、電解液を収納する電解液槽と、真空チャンバー内を真空にする真空ポンプと、電解液容器の注入口が配置された角部周辺が最下箇所になる姿勢で、且つ注入口を含む電解液容器の一部が電解液槽内の電解液に浸るように真空チャンバー内で電解液容器を支持する支持機構と、電解液に注入口が浸された状態で、真空状態の真空チャンバー内にガスを導入するガス導入機構とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空差圧法によって電解コンデンサの電解液容器に電解液を注入する真空含浸装置であって、
真空チャンバーと、
前記真空チャンバー内に配置され、電解液を収納する電解液槽と、
前記真空チャンバー内を真空にする真空ポンプと、
前記電解液容器の注入口が配置された角部周辺が最下箇所になる姿勢で、且つ前記注入口を含む前記電解液容器の一部が前記電解液槽内の前記電解液に浸るように前記真空チャンバー内で前記電解液容器を支持する支持機構と、
前記電解液に前記注入口が浸された状態で、真空状態の前記真空チャンバー内にガスを導入するガス導入機構と
を備えることを特徴とする真空含浸装置。
【請求項２】
前記電解液容器が直方体形状であり、前記注入口が前記電解液容器の角部の１つに隣接する面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空含浸装置。
【請求項３】
前記電解液容器が円筒形状であり、前記電解液容器の側面の底面近傍に前記注入口が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空含浸装置。
【請求項４】
前記電解液容器が切頭円錐形状であり、前記電解液容器の側面の切頭面近傍に前記注入口が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空含浸装置。
【請求項５】
前記注入口が直径０．１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下の孔であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空含浸装置。
【請求項６】
前記電解液容器に前記注入口が複数形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空含浸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサの電解液容器に電解液を注入する真空含浸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空差圧法を用いて容器内に液体を注入する手段が、一般的に用いられている。電解コンデンサの製造においても、電解液容器に電解液を注入するために真空差圧法が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１７９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、通常の電解コンデンサの体積は小さいため、電解液容器を電解液に浸漬させた場合に発生する浮力により、電解液容器が浮き上がるという問題があった。電解液容器が浮き上がることにより、電解液容器に配置された注入口が電解液から離れ、電解液容器内に十分な量の電解液が注入されないことになる。
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明は、電解液注入時の電解液容器の浮き上がりを抑制できる真空含浸装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の一態様によれば、真空差圧法によって電解コンデンサの電解液容器に電解液を注入する真空含浸装置であって、（イ）真空チャンバーと、（ロ）真空チャンバー内に配置され、電解液を収納する電解液槽と、（ハ）真空チャンバー内を真空にする真空ポンプと、（ニ）電解液容器の注入口が配置された角部周辺が最下箇所になる姿勢で、且つ注入口を含む電解液容器の一部が電解液槽内の電解液に浸るように真空チャンバー内で電解液容器を支持する支持機構と、（ホ）電解液に注入口が浸された状態で、真空状態の真空チャンバー内にガスを導入するガス導入機構とを備える真空含浸装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電解液注入時の電解液容器の浮き上がりを抑制できる真空含浸装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る真空含浸装置の構成を示す模式図である。
【図２】電解コンデンサの構造例を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る真空含浸装置に使用される電解液容器の例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る真空含浸装置に使用される電解液容器の他の例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る真空含浸装置に使用される電解液容器の更に他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
本発明の実施形態に係る真空含浸装置１は、真空差圧法によって電解コンデンサの電解液容器２０に電解液を注入する真空含浸装置である。図１に示すように、真空含浸装置１は、真空チャンバー１１と、真空チャンバー１１内に配置され、電解液１００を収納する電解液槽１２と、真空チャンバー１１内を真空にする真空ポンプ１３と、真空チャンバー１１内で電解液容器２０を支持する支持機構１４と、真空状態の真空チャンバー１１内にガスを導入するガス導入機構１５とを備える。電解コンデンサは、例えば電気二重層コンデンサなどである。
【００１１】
支持機構１４は、電解液容器２０の注入口２００が配置された角部周辺が最下箇所になる姿勢で、且つ注入口２００を含む電解液容器２０の一部が電解液槽１２内の電解液１００に浸るように電解液容器を支持する。このとき、注入口２００の上端部が電解液１００の液面の直下に位置するように、電解液容器２０が配置される。また、後述するように、ガス導入機構１５は、電解液１００に注入口２００が浸された状態で、真空チャンバー１１内に窒素ガスなどを導入する。上記のように、真空含浸装置１は、減圧を利用して電解液容器２０の中に電解液１００を注入させる装置である。
【００１２】
図１に示した真空含浸装置１では、昇降機構１６によって電解液槽１２を上下に移動させて、電解液容器２０の注入口２００が電解液槽１２内の電解液１００に浸るように電解液槽１２の位置を調整する。なお、電解液槽１２の位置を固定し、電解液容器２０を上下に移動させてもよい。
【００１３】
図１に示した電解液容器２０は直方体形状であり、注入口２００が電解液容器２０の角部の１つに隣接する面に形成されている。支持機構１４は、注入口２００が配置された角部周辺が最も下方になるように電解液容器２０を支持する。このため、図１に示すように、電解液１００の液面に対して電解液容器２０の底面が一定の角度をなすように、電解液容器２０は斜めの姿勢で支持される。そして、電解液容器２０の一部が電解液１００に浸漬される。電解液容器２０に生じる浮力を小さくするためには、電解液１００に浸漬される体積が小さいほどよい。このため、電解液１００の液面と電解液容器２０の底面とのなす角は、４５度程度にすることが好ましい。
【００１４】
電解液容器２０を斜めの姿勢で支持することにより、電解液容器２０の底面が電解液１００の液面と平行になるように電解液容器２０を電解液１００に浸漬する場合に比べて、電解液容器２０に生じる浮力を小さくできる。更に、電解液容器２０の一部のみを電解液１００に浸漬させればよいため、電解液容器２０全体を浸漬させる場合に比べて電解液容器２０に生じる浮力が小さい。
【００１５】
電解液容器２０の構造例を図２に示す。電解液１００が充填された電解液容器２０の内部には、正極２１と負極２２が配置され、正極２１と負極２２の間はセパレータ２３で隔てられている。正極２１には正電極２１０が接続され、正電極２１０の一部は電解液容器２０の外部に引き出されている。負極２２には負電極２２０が接続され、負電極２２０の一部は電解液容器２０の外部に引き出されている。正極２１及び負極２２は例えば活性炭からなり、正電極２１０及び負電極２２０はアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）からなる。
【００１６】
正極２１と負極２２との間隔は、例えば数十μｍであり、電解液容器２０の体積は小さい。このように電解液容器２０が小さく軽量であるため、電解液容器２０を電解液１００に浸漬させた場合に、電解液容器２０が浮き上がり易い。
【００１７】
注入口２００は、例えば直径０．１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下の孔として配置される。注入口２００の直径が小さすぎる場合には、電解液容器２０内に電解液１００が注入されにくい。一方、注入口２００の直径が大きすぎる場合には、注入口２００を塞ぐ蓋が電解コンデンサの製造工程の途中で外れるなどの問題が生じやすい。このため、注入口２００の直径は、例えば１ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１８】
以下に、図１に示した真空含浸装置１によって電解液容器２０に電解液１００を充填する方法の例を説明する。
【００１９】
先ず、注入口２００が配置された角部周辺が最下箇所になる姿勢で、電解液容器２０を真空チャンバー１１内に格納する。次いで、真空ポンプ１３による排気によって真空チャンバー１１内を真空状態にする。真空チャンバー１１内の圧力は例えば数パスカル程度である。その後、電解液槽１２内の電解液１００に注入口２００が浸るように、昇降機構１６によって電解液槽１２を上昇させる。
【００２０】
電解液１００に注入口が浸された状態で、ガス導入機構１５によって真空状態の真空チャンバー１１内にガスを導入する。導入されるガスは、窒素ガスなどである。例えば、真空チャンバー１１内の圧力が大気圧又は大気圧以上になるように導入されるガスの流量が調整される。その結果、注入口２００を介して電解液容器２０内に電解液１００が注入される。これにより、電解液容器２０内に十分な量の電解液１００が注入される。
【００２１】
なお、電解液容器２０内に注入される電解液１００の量と注入時間との関係を予め調査しておくことにより、電解液容器２０への電解液１００の注入量を、注入時間により制御することができる。
【００２２】
浮力をできるだけ小さくするためには、電解液１００中の電解液容器２０の体積ができるだけ小さいことが好ましい。また、既に述べたように、電解液容器２０の注入口２００の直径は０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。このため、昇降機構１６は、０．１ｍｍ程度の単位で電解液槽１２の位置を調整することができる精度を有することが好ましい。例えば、図示を省略する撮影装置によって電解液槽１２内の電解液１００の液面をモニタすることで、電解液１００の液面の位置が常に一定に保たれるように電解液槽１２の位置が調整される。これにより、注入口２００が電解液１００にぎりぎりに浸るように電解液１００の液面の位置が設定される。電解液容器２０内に電解液１００が注入されるに従い、電解液槽１２内の電解液１００の液面は低下する。このため、電解液容器２０内が電解液１００で完全に充填された状態になるまで注入口２００が電解液１００に浸っているように、電解液容器２０の位置は設定される。なお、電解液槽１２内の電解液１００の液面の低下に合わせて電解液槽１２を上昇させてもよい。
【００２３】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係る真空含浸装置１では、電解液容器２０に働く浮力が小さい状態で、電解液容器２０に電解液１００が注入される。その結果、真空含浸装置１によれば、電解液注入時の浮力による電解液容器２０の浮き上がりが抑制され、電解液容器２０内に十分な量の電解液１００を注入することができる。
【００２４】
また、電解液容器２０の浮上を防止するための機構を真空含浸装置１に付与する必要がないため、真空含浸装置１の構造の複雑化を回避できる。更に、電解液容器２０の浮上を防止するための機構が必要ないため、電解コンデンサの製造ラインの自動化を容易にすることができる。
【００２５】
なお、電解液容器２０に働く浮力を小さくするために、電解液容器２０の一部のみが電解液１００に浸漬される。このため、電解液容器２０の外側に付着する電解液１００の量が少なく、電解液容器２０の外側に付着した電解液１００を拭き取る工程の所要時間が短縮される。また、拭き取る電解液１００の量を少なくすることにより、高価な電解液１００の消費量を抑制できる。
【００２６】
＜変形例＞
上記では、電解液容器２０が直方体形状である場合を説明した。電解液容器２０の形状が、直方体形状以外の、例えば円筒形状や円錐形状であってもよい。
【００２７】
図３に、円筒形状の電解液容器２０の例を示す。図３に示した電解液容器２０は、注入口２００が側面の底面近傍に配置されている例である。注入口２００が電解液１００に浸るように図３に示した電解液容器２０を斜めに保持することによって、浮力による電解液容器２０の浮き上がりが抑制される。このため、注入口２００が電解液１００から離れることがなく、電解液容器２０内に十分な量の電解液１００を注入することができる。
【００２８】
図４に、切頭円錐形状の電解液容器２０の例を示す。図４に示した電解液容器２０は、切頭された面近傍の側面に注入口２００が配置されている。図４に示したように注入口２００が電解液１００に浸るように電解液容器２０を斜めに保持することにより浮力が抑制され、注入口２００が電解液１００から離れることはない。
【００２９】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００３０】
既に述べた実施形態の説明においては、電解液容器２０に設けられた注入口２００が１つである例を示したが、電解液容器２０に複数の注入口２００を設けてもよい。例えば図５に示すように、直方体形状の電解液容器２０の複数の面にそれぞれ注入口２００を配置してもよい。
【００３１】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１…真空含浸装置
１１…真空チャンバー
１２…電解液槽
１３…真空ポンプ
１４…支持機構
１５…ガス導入機構
１６…昇降機構
２０…電解液容器
２１…正極
２２…負極
２３…セパレータ
１００…電解液
２００…注入口
２１０…正電極
２２０…負電極
【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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