(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品が配置されるチャンバーと、
前記チャンバーの外部に配置された容器と、
前記容器に液状物を定量充填する定量充填装置と、
前記容器と連通した状態で前記チャンバーの内側で前記物品に向けて配置され、内側と外側の圧力差によってノズル穴が自動的に開閉する自己シール型のノズルと、
前記チャンバー内を減圧する減圧ポンプと、
を有し、
前記減圧ポンプによって前記チャンバー内を減圧した状態で、前記容器内の前記液状物を加圧して前記液状物を前記ノズルから前記物品に向けて吐出させる加圧機構と、
を有していることを特徴とする定量吐出システム。
【請求項２】
前記容器が配置された空間を覆うカバーを有し、
前記加圧機構は、前記カバー内の圧力を高めて前記容器内の前記液状物を加圧することを特徴とする請求項１に記載の定量吐出システム。
【請求項３】
前記チャンバーの内部と前記カバーの内側とに連通する連通管と、
前記連通管に設けられたバルブと、
を有し
前記減圧ポンプが前記チャンバー内を減圧する際には、前記バルブを開にして前記カバーの内側も減圧状態とし、
前記加圧機構が前記カバーの内側を加圧する際には、前記バルブを閉にすることを特徴とする請求項２に記載の定量吐出システム。
【請求項４】
前記ノズルは、前記ノズル穴が側面で開口するノズル管と、前記ノズル穴を塞ぐように前記ノズル管に装着されたシール用のゴム管と、を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の定量吐出システム。
【請求項５】
前記チャンバーには、前記物品が複数配置され、
前記容器および前記ノズルは、前記複数の物品の各々設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の定量吐出システム。
【請求項６】
前記物品は、電池用、電気二重層コンデンサ用、または電解コンデンサ用のケースであり、
前記液状物は、電池用、電気二重層コンデンサ用、または電解コンデンサ用の駆動用電解液であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の定量吐出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧雰囲気中に配置された物品に液状物を定量吐出する定量吐出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大気圧下で物品に液状物を精度よく定量吐出することは容易であるのに対して、減圧雰囲気中に配置された物品に液状物を定量吐出する場合、物品が配置されている空間の圧力の影響で液状物の吐出量が変動しやすいという困難性がある。そこで、物品が配置されるチャンバーにシリンダを固定しておくとともに、シリンダからの吐出路にバルブを設けた構成が提案されている（特許文献１参照）。かかる定量吐出システムでは、チャンバー内が減圧された後、バルブを開状態とするとともに、ピストンでシリンダ内の液状物を定量吐出する。また、特許文献１では、吐出路の先端側にオリフィスを設けておき、チャンバー内が減圧された状態でバルブが開状態になったときでも、表面張力によって液状物が不用意に流出することを阻止する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６５２２０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、特許文献１に開示の構成では、バルブが開状態になった際に、チャンバー内の圧力が低い場合、オリフィスでの表面張力だけでは液状物の流出を確実に防止することが困難であるため、吐出量の精度が低いという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、減圧雰囲気中に配置された物品に液状物を精度よく定量吐出することのできる定量吐出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る定量吐出システムは、物品が配置されるチャンバーと、前記チャンバーの外部に配置された容器と、前記容器に液状物を定量充填する定量充填装置と、前記容器と連通した状態で前記チャンバーの内側で前記物品に向けて配置され、内側と外側の圧力差によってノズル穴が自動的に開閉する自己シール型のノズルと、前記チャンバー内を減圧する減圧ポンプと、前記減圧ポンプによって前記チャンバー内を減圧した状態で、前記容器内の前記液状物を加圧して前記液状物を前記ノズルから前記物品に向けて吐出させる加圧機構と、を有していることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、物品が配置されるチャンバーの外部に容器が配置されており、チャンバー内で物品に向けて配置されたノズルは、内側と外側の圧力差によってノズル穴が自動的に開閉する自己シール型である。従って、定量充填装置によって容器に液状物を定量充填するとともに、減圧ポンプによってチャンバー内を減圧した後、加圧機構によって液状物が加圧されるまで、ノズルから液状物が物品に向けて吐出されない。そして、減圧ポンプによってチャンバー内が減圧された後、加圧機構によって容器内の液状物が加圧されると、容器内の液状物の全てが物品に向けて吐出される。ここで、定量充填装置は、大気圧下で容器に液状物を定量充填するので、容器には液状物が精度よく定量充填される。従って、減圧雰囲気中に配置された物品に液状物を精度よく定量吐出することができるとともに、液状物と空気との接触や物品に吐出される液状物への空気の混入等を抑制することができ
る。また、ノズルが自己シール型であるため、ノズルと容器との間にバルブを設ける必要がなく、バルブの開閉操作を行う必要もない。
【０００８】
本発明において、前記容器が配置された空間を覆うカバーを有し、前記加圧機構は、前記カバー内の圧力を高めて前記容器内の前記液状物を加圧する態様を採用することができる。かかる構成によれば、機械式の加圧機構と違って、簡素な構成で容器内の液状物を加圧することができる。
【０００９】
本発明において、前記チャンバーの内部と前記カバーの内側とに連通する連通管と、前記連通管に設けられたバルブと、を有し、前記減圧ポンプが前記チャンバー内を減圧する際には、前記バルブを開にして前記カバーの内側も減圧状態とし、前記加圧機構が前記カバーの内側を加圧する際には、前記バルブを閉にする態様を採用することができる。かかる構成によれば、物品に対する液状物の吐出を開始するまでの間、カバーの内側を減圧状態とすることができるので、液状物と空気との接触を抑制することができる。
【００１０】
本発明において、前記ノズルは、前記ノズル穴が側面で開口するノズル管と、前記ノズル穴を塞ぐように前記ノズル管に装着されたシール用のゴム管と、を有する態様を採用することができる。かかる構成によれば、簡素な構成で、自己シール型のノズルを構成することができる。
【００１１】
本発明において、前記チャンバーには、前記物品が複数配置され、前記容器および前記ノズルは、前記複数の物品の各々に対して設けられている態様を採用することができる。
【００１２】
本発明において、前記物品は、例えば、電池用、電気二重層コンデンサ用または電解コンデンサ用のケースであり、前記液状物は、電池用、電気二重層コンデンサ用、または電解コンデンサ用の駆動用電解液である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、物品が配置されるチャンバーの外部に容器が配置されており、チャンバー内で物品に向けて配置されたノズルは、内側と外側の圧力差によってノズル穴が自動的に開閉する自己シール型である。従って、定量充填装置によって容器に液状物を定量充填するとともに、減圧ポンプによってチャンバー内を減圧した後、加圧機構によって液状物が加圧されるまで、ノズルから液状物が物品に向けて吐出されない。そして、減圧ポンプによってチャンバー内が減圧された後、加圧機構によって容器内の液状物が加圧されると、容器内の液状物の全てが物品に向けて吐出される。ここで、定量充填装置は、大気圧下で容器に液状物を定量充填するので、容器には液状物が精度よく定量充填される。従って、減圧雰囲気中に配置された物品に液状物を精度よく定量吐出することができるとともに、液状物と空気との接触や物品に吐出される液状物への空気の混入等を抑制することができる。また、ノズルが自己シール型であるため、ノズルと容器との間にバルブを設ける必要がなく、バルブの開閉操作を行う必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した定量吐出システムの全体構成を模式的に示す説明図である。
【図２】図１に示すノズルの説明図である。
【図３】図１に示す定量吐出システムの動作を示す説明図である。
【図４】図１に示す定量吐出システムの動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
（定量吐出システム１の全体構成）
図１は、本発明を適用した定量吐出システム１の全体構成を模式的に示す説明図である。図１に示すように、本形態の定量吐出システム１は、物品Ｗが配置されるチャンバー２と、チャンバー２の外部に配置された容器３と、容器３に液状物Ｌを定量充填する定量充填装置４と、チャンバー２の内側で物品Ｗに向けて配置されたノズル３０とを有している。物品Ｗは、開口部Ｗ１を上向きにしてホルダー（図示せず）に保持され、チャンバー２に形成されている出入り口（図示せず）を介してチャンバー２への出し入れが可能である。なお、チャンバー２に形成されている出入り口には扉（図示せず）が設けられている。また、チャンバー２には、内部を大気圧に戻すための復圧バルブ（図示せず）が設けられている。
【００１７】
容器３とノズル３０とは連通しており、例えば、容器３とノズル３０との接続部分３１がチャンバー２の上壁２１に固定されている。従って、ノズル３０は下向きに配置されている。物品Ｗは、チャンバー２に複数配置されており、容器３およびノズル３０は、複数の物品Ｗの各々に対応するように複数対設けられている。ノズル３０は、図２を参照して後述するように、自己シール型である。定量充填装置４は、例えば、液状物Ｌが貯留されたタンク４１と、タンク４１に接続されたディスペンサ４２とを備えている。
【００１８】
定量吐出システム１は、チャンバー２内を減圧する減圧ポンプ５を有しており、減圧ポンプ５は、配管５２を介してチャンバー２の側壁２２に接続されている。配管５２の途中位置にはバルブ５３が設けられている。
【００１９】
定量吐出システム１は、容器３内の液状物Ｌを加圧して液状物Ｌをノズル３０から物品Ｗに向けて吐出させる加圧機構６を有している。本形態において、定量吐出システム１は、容器３が配置された空間を上方から覆うカバー７を有しており、加圧機構６は、容器３を覆った状態のカバー７内の圧力を高めて容器３内の液状物Ｌを加圧する。例えば、加圧機構６は、調圧バルブ６１が設けられた窒素ガスボンベ６０を有しており、窒素ガスボンベ６０は、配管６２を介してカバー７の側壁７２に接続されている。配管６２の途中位置にはバルブ６３が設けられている。
【００２０】
カバー７の内側とチャンバー２の内部とは連通管８２を介して連通しており、連通管８２の途中位置にはバルブ８３が設けられている。本形態において、連通管８２は、カバー７の側壁７３とチャンバー２の側壁２３とに接続されている。カバー７には、カバー７の内側を大気圧に戻すための復圧バルブ（図示せず）が設けられている。
【００２１】
本形態において、カバー７にはカバー駆動装置（図示せず）が設けられており、カバー駆動装置は、カバー７を容器３の上方を覆った閉状態と容器３の上方を開放した開状態とに駆動する。このため、連通管８２および配管６２は、少なくとも一部が可撓性のホース等からなる。また、カバー７の端部には、チャンバー２の上壁２１と当接した際の気密を保持するシール部材７５が設けられている。
【００２２】
（物品Ｗの構成例）
本形態において、物品Ｗは、例えば、リチウムイオン電池用、電気二重層コンデンサ用または電解コンデンサ用のケースであり、物品Ｗ（ケース）の内部には、液状物Ｌとして、リチウムイオン電池用、電気二重層コンデンサ用または電解コンデンサ用の駆動用電解液が充填される。従って、物品Ｗ（ケース）にリチウムイオン電池用、電気二重層コンデンサ用または電解コンデンデンサ用の素子を収容しておけば、物品Ｗ（ケース）の内部に液状物Ｌ（駆動用電解液）を充填すれば、素子に駆動用電解液が含浸される。その際、物品Ｗ（ケース）の内部に空気が存在していると、素子への液状物Ｌの含浸性の低下や、リチウムイオン電池、電気二重層コンデンサまたは電解コンデンサの信頼性の低下が発生す
る。このため、本形態では、減圧雰囲気中で物品Ｗに液状物Ｌを充填する。
【００２３】
（ノズル３０の構成）
図２は、図１に示すノズル３０の説明図であり、図２に向かって右側にはノズル穴３５の閉状態を示し、図２に向かって左側にはノズル穴３５の開状態を示している。図２に示すように、ノズル３０は、ノズル穴３５が側面３３０で開口するノズル管３３と、ノズル穴３５を塞ぐようにノズル管３３の周りに装着されたシール用のゴム管３６とを有している。ノズル管３３の先端３３４は塞がっている。ノズル管３３には、ゴム管３６の抜けを防止する円環状の凸部３３１、容器３と接続するための連結部３３２、チャンバー２の上壁２１に固定するためのフランジ部３３３等が形成されている。ゴム管３６は、凸部３３１に被さるようにノズル管３３の周りに装着されており、ゴム管３６の先端部３６１は、ノズル管３３の先端３３４から突出している。
【００２４】
このように構成したノズル３０において、加圧機構６からの圧力が容器３内の液状物Ｌに加わっていない場合、チャンバー２の内部が減圧状態にあるか否かにかかわらず、ゴム管３６がノズル穴３５を塞ぐ外部圧力は、ノズル３０の内部圧力より高い。従って、図２に向かって右側に示すように、ノズル穴３５がゴム管３６によって塞がった閉状態となる。かかる閉状態では、ゴム管３６の先端部３６１が潰れている。従って、容器３に充填されている液状物Ｌがノズル穴３５から吐出されることはない。
【００２５】
これに対して、加圧機構６からの圧力が容器３内の液状物Ｌに加わった場合、チャンバー２の内部が減圧状態にあるか否かにかかわらず、ノズル３０の内部圧力は、ゴム管３６がノズル穴３５を塞ぐ外部圧力より高い。従って、図２に向かって左側に示すように、ノズル穴３５からの流体圧によってゴム管３６が変形し、ゴム管３６とノズル管３３の側面３３０との間に隙間が空いた開状態となる。また、ゴム管３６の先端部３６１が開く。従って、容器３に充填されている液状物Ｌがノズル穴３５から排出され、ゴム管３６を介して吐出される。
【００２６】
このようにして、ノズル３０には、内側と外側の圧力差によってノズル穴３５が自動的に開閉する自己シール型のバルブが構成されている。
【００２７】
（定量吐出動作）
図１、図２、図３および図４を参照して定量吐出システム１の動作を説明する。図３および図４は、図１に示す定量吐出システム１の動作を示す説明図である。以下に説明する各動作は、定量吐出システム１の制御部の指令の下、自動的に行われる。
【００２８】
まず、図３に示す工程ＳＴ１において、カバー７は、容器３の上方を開放した開状態にある。この状態では、バルブ５３は閉状態にあるが、バルブ８３が開状態にあるため、チャンバー２の内部は、連通管８２を介して大気と連通し、大気圧Ｐ０になっている。次に、図３に示す工程ＳＴ２では、大気圧下において、定量充填装置４のディスペンサ４２によって容器３に液状物Ｌを定量充填する。
【００２９】
次に、図３に示す工程ＳＴ３では、カバー７を容器３の上方を覆う閉状態とする。この時点では、チャンバー２の内部およびカバー７の内側は大気圧Ｐ０である。次に、図３に示す工程ＳＴ４では、バルブ６３を閉状態にする一方、バルブ５３、８３を開状態にし、減圧ポンプ５によってチャンバー２の内部を圧力Ｐ１まで減圧する。その結果、カバー７の内側も圧力Ｐ１まで減圧される。
【００３０】
次に、図４に示す工程ＳＴ５では、バルブ８３を閉状態にする一方、バルブ５３、６３を開状態にし、減圧ポンプ５によってチャンバー２の内部を圧力Ｐ１まで減圧しながら、
加圧機構６によってカバー７の内側を圧力Ｐ２まで高める。その結果、液状物Ｌが加圧される。従って、図４に示す工程ＳＴ６では、ノズル３０が図２を参照して説明した開状態になるので、液状物Ｌが物品Ｗに向けて定量吐出される。
【００３１】
次に、図４に示す工程ＳＴ７では、バルブ５３、６３、８３を閉状態にする一方、チャンバー２およびカバー７の復圧バルブ（図示せず）を開状態とし、チャンバー２の内部およびカバー７の内側を大気圧Ｐ０に戻す。そして、復圧バルブを閉状態に戻す。
【００３２】
次に、図４に示す工程ＳＴ８では、カバー７を容器３の上方を開放した開状態に戻すとともに、チャンバー２の内部から、液状物Ｌが吐出された物品Ｗをチャンバー２から取り出す。しかる後には、図３に示す工程ＳＴ１に戻り、上記した各工程を繰り返す。
【００３３】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の定量吐出システム１では、物品Ｗが配置されるチャンバー２の外部に容器３が配置されており、チャンバー２内で物品Ｗに向けて配置されたノズル３０は、内側と外側の圧力差によってノズル穴３５が自動的に開閉する自己シール型である。従って、定量充填装置４によって容器３に液状物を定量充填するとともに、減圧ポンプ５によってチャンバー２内を減圧した後、加圧機構６によって加圧されるまで、ノズル３０から液状物Ｌが物品Ｗに向けて吐出されない。そして、加圧機構６によって容器３内の液状物Ｌが加圧されると、容器３内の液状物Ｌの全てが物品Ｗに向けて吐出される。ここで、定量充填装置４は、大気圧下で容器３に液状物Ｌを定量充填するので、容器３には液状物Ｌが精度よく定量充填される。従って、本形態によれば、減圧雰囲気中に配置された物品Ｗに液状物Ｌを精度よく定量吐出することができるとともに、液状物Ｌと空気との接触や物品Ｗに吐出される液状物Ｌへの空気の混入等を抑制することができる。また、ノズル３０が自己シール型であるため、ノズル３０と容器との間にバルブを設ける必要がなく、バルブの開閉操作を行う必要もない。
【００３４】
また、本形態の定量吐出システム１は、容器３が配置された空間を覆うカバー７を有し、加圧機構６は、カバー７内の圧力を高めて容器３内の液状物Ｌを加圧する。このため、機械式の加圧機構と違って、簡素な構成で容器３内の液状物Ｌを加圧することができる。
【００３５】
また、本形態の定量吐出システム１は、チャンバー２の内部とカバー７の内側とに連通する連通管８２と、連通管８２に設けられたバルブ８３とを有しているため、減圧ポンプ５がチャンバー２内を減圧する際には、バルブ８３を開にしてカバー７の内側も減圧状態とする。従って、物品Ｗに対する液状物Ｌの吐出を開始するまでの間、カバー７の内側を減圧状態とすることができるので、液状物Ｌと空気との接触を抑制することができる。
【００３６】
また、ノズル３０は、ノズル穴３５が側面３３０で開口するノズル管３３と、ノズル穴３５を塞ぐようにノズル管３３に装着されたシール用のゴム管３６とを有しているので、簡素な構成で、自己シール型のノズル３０を構成することができる。
【００３７】
［他の実施の形態］
上記実施の形態において、加圧機構６は、窒素ガスによって液状物Ｌを加圧したが、乾燥空気によって液状物Ｌを加圧してもよい。かかる構成の場合、液状物Ｌが吸湿することを防止することができる。
【００３８】
上記実施の形態において、加圧機構６は、窒素ガス等の気体によって液状物Ｌを加圧したが、容器３の内部を摺動するシリンダによって液状物Ｌを加圧してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
Ｌ…液状物、Ｗ…物品、１…定量吐出システム、２…チャンバー、３…容器、４…定量充填装置、５…減圧ポンプ、６…加圧機構、７…カバー、３０…ノズル、３３…ノズル管、３５…ノズル穴、３６…ゴム管、４１…タンク、４２…ディスペンサ、６０…窒素ガスボンベ、６１…調圧バルブ、８２…連通管、３３０…側面
【図１】
0006586041.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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