(57)【要約】      （修正有）【課題】ホースを潰すことなくポンプに容易に脱着することができる充填ポンプへの接続装置を提供する。【解決手段】ゲル状流体の供給源に連通するホース２が上流側に接続され、ゲル状流体を電池容器内に吐出するためのノズル４に連通する充填ポンプ３が下流側に接続される充填ポンプへの接続装置において、前記ホースに連通する導入路１４と、前記導入路の下流側に連通する供給路１５とを有する切替弁本体１１と、前記切替弁本体に着脱可能に接続され、前記供給路と前記充填ポンプの吸引口にそれぞれ連通する連通路２３を有する継手部材２１と、前記供給路に向けて突出可能に前記切替弁本体に取り付けられ、前記切替弁本体を前記継手部材から取り外したときに、前記供給路内に突出されて前記供給路を前記導入路から遮断し、ゲル状流体が前記導入路から外部に漏れ出さないようにするピストン３１とを具備する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル状流体の供給源に連通するホースが上流側に接続され、ゲル状流体を電池容器内に吐出するためのノズルに連通する充填ポンプが下流側に接続される充填ポンプへの接続装置において、
前記ホースに連通する導入路と、前記導入路の下流側に連通する供給路とを有する切替弁本体と、
前記切替弁本体に着脱可能に接続され、前記供給路と前記充填ポンプの吸引口にそれぞれ連通する連通路を有する継手部材と、
前記供給路に向けて突出可能に前記切替弁本体に取り付けられ、前記切替弁本体を前記継手部材から取り外したときに、前記供給路内に突出されて前記供給路を前記導入路から遮断し、ゲル状流体が前記導入路から外部に漏れ出さないようにするピストンと、
を具備することを特徴とする充填ポンプへの接続装置。
【請求項２】
前記ピストンは、一端が前記供給路内にて開口する中空部を有し、さらに、他端側にて前記中空部が外部に開放される開口を塞ぐプラグを有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
さらに、前記ピストンの外周に形成された第１のキー溝と、前記第１のキー溝よりも上方に位置し、前記ピストンの外周に形成された第２のキー溝と、
前記ピストンの側方に配置され、前記ピストンを前記供給路から退避させたときは前記第１のキー溝に嵌合されて前記ピストンを所定位置に固定し、前記ピストンを前記供給路に突出させたときは前記第２のキー溝に嵌合されて前記ピストンを所定位置に固定するロック片と、
を具備することを特徴とする請求項１または２のいずれか一方に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲル状流体の供給源に連通するホースと、ゲル状流体を電池容器内に吐出するためのノズルに連通する充填ポンプとを接続するための接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルカリ乾電池の製造工程において、ゲル負極作用物質を電池容器に充填する際には、ゲル負極作用物質が入った調合タンクに複数本のホースをつなげ、このホースの先端に接続装置によりノズル付き充填ポンプを接続し、吸引することにより搬送されて来る電池容器にゲル負極作用物質を充填している。
【０００３】
従来の接続装置４１は図３に示すように、接続口４２に向かって内径が絞られた流路４４を有し、接続口４２の外周にはネジが切られている。接続装置４１の上端部にはホース２が挿し込まれ、接続口４２は充填ポンプ３の吸引口にねじ込まれている。
【０００４】
ところで何百ショットもの充填を繰り返すと、ゲル負極作用物質に含まれているＺｎ粉が絞り部４３に付着して流路４４が狭くなり、充填精度が低下する。このため、定期的に及び検査結果から随時に接続装置４１をポンプ３から取り外してポンプ吸引口と絞り部４３を洗浄する必要がある。
【０００５】
従来の接続装置４１を外す際には、先ず、軟質樹脂からなるフレキシブルホース２をクリップ等で挟み込み、ゲル負極作用物質の通流を遮断した後、ホース２から接続装置４１を引き抜いていた。
【０００６】
上述した従来の充填装置と実質的に同じ装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−６７８７９号公報（第３頁、第２図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、洗浄の度にクリップ等でホースを挟み込んで潰していると、繰り返していくうちにホースの断面積が変化してくる。これにより、１ショット毎のゲル負極作用物質の通過量が変化し、一定のスピードで搬送されている電池容器に所定量のゲル負極作用物質を充填することができなくなる。このためゲル負極作用物質の充填量が規格値に満たないアルカリ乾電池の発生率が高くなり、歩留り低下につながる。
【０００９】
さらに、ゲル負極作用物質がＺｎ粉を多く含む場合や粘性の高い場合等に洗浄頻度が高くなると、洗浄を繰り返していくうちにホースが変形した状態で変質硬化してしまうので変形部分を交換する必要も出てくる。ホースの長さ、すなわち、調合タンクと電池容器までの距離は一定であるために、ホースが変形した場合、ホース全体を交換しなければならなくなり不経済である。
【００１０】
また、ホースを挟むだけではホースの取り外しの際に、ホース先端部の中に残るゲル負極作用物質が流出することが避けられないばかりか、ゲル負極作用物質の通流を完全に止めることができずに液垂れを起こす恐れもある。このため、ゲル負極作用物質が無益に消費されるという問題が生ずる。また、周囲を汚染する恐れもあり、余計な清掃作業が必要となる。さらに、電池は精密な製品であるため、作業環境の汚染は極力抑える必要がある。
【００１１】
また、大量の電池容器を処理する電池製造設備では、数十〜数百本のホースが備えられているため、これらのホース全てをクリップ等で挟み込み、接続装置をホースから外すのは大変な労力を必要とし、非効率的である。このため、より簡便に流体の漏出を防ぎ、かつ接続装置を外す手段が必要とされている。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ホースを潰すことなくポンプに容易に脱着することができる充填ポンプへの接続装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の充填ポンプへの接続装置は、ゲル状流体の供給源に連通するホースが上流側に接続され、ゲル状流体を電池容器内に吐出するためのノズルに連通する充填ポンプが下流側に接続される充填ポンプへの接続装置において、前記ホースに連通する導入路と、前記導入路の下流側に連通する供給路とを有する切替弁本体と、前記切替弁本体に着脱可能に接続され、前記供給路と前記充填ポンプの吸引口にそれぞれ連通する連通路を有する継手部材と、前記供給路に向けて突出可能に前記切替弁本体に取り付けられ、前記切替弁本体を前記継手部材から取り外したときに、前記供給路内に突出されて前記供給路を前記導入路から遮断し、ゲル状流体が前記導入路から外部に漏れ出さないようにするピストンとを具備することを特徴とする。
【００１４】
充填ポンプへの接続口はネジが切られているため、継手部材ごとポンプから取り外そうとすると、ホースを回すことになる。ホースはゲル状流体供給源の供給口と繋がっているためねじれてしまい、ホースを回すことは不可能である。しかし、本発明の装置では、ホース側の切替弁本体をポンプ側の継手部材から取り外せるようにしているので、ホースを回さないで洗浄が可能になる。
【００１５】
また、本発明の装置は、前記ピストンは、一端が前記供給路内にて開口する中空部を有し、さらに、他端側にて前記中空部が外部に開放される開口を塞ぐプラグを有することが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の装置は、前記ピストンの外周に形成された第１のキー溝と、前記第１のキー溝よりも上方に位置し、前記ピストンの外周に形成された第２のキー溝と、前記ピストンの側方に配置され、前記ピストンを前記供給路から退避させたときは前記第１のキー溝に嵌合されて前記ピストンを所定位置に固定し、前記ピストンを前記供給路に突出させたときは前記第２のキー溝に嵌合されて前記ピストンを所定位置に固定するロック片とを具備することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１８】
図１に示すように、電池製造ラインの搬送路６上に多数の電池容器５が所定間隔ごとに並び、液充填装置１の直下に順次搬送されるようになっている。液充填装置１は複数の調合タンク７を有する。各調合タンク７ではアルカリ乾電池のゲル負極作用物質に適合する成分になるように水酸化カリウム溶液、Ｚｎ粉およびゲル化剤が調合される。調合されたゲル負極作用物質は、調合タンク７から軟質樹脂製の複数のフレキシブルホース２を介してポンプ３により吸引され、電池容器５に充填される。
【００１９】
ゲル負極作用物質は、ゲル化剤を含むためにある程度の粘度を有するものであり、流路内での流体抵抗が大きい。さらに、調合タンク７から電池容器５までの距離、すなわち、ホース２の長さは１ｍ程度に達している。このため、ゲル負極作用物質の充填には強力な吸引力をもつ充填ポンプ３が採用されている。このような充填ポンプ３には電池容器５のサイズおよび形状に応じてノズル４付き充填ポンプが用いられる。
【００２０】
ホース２は、図２の（ａ）に示すように接続装置１０の上流側に位置する側管１２の挿入部１３に挿し込まれ、側管１２内の導入路１４に連通している。側管１２の下流側は切替弁本体としての直管１１に繋がり、直管１１内の供給路１５と導入路１４とが互いに連通している。
【００２１】
直管１１の下流側には継手部材２１を介して充填ポンプ３の吸引口が接続されている。供給路１５は継手部材２１内の連通路２３に連通し、連通路２３は充填ポンプ３の吸引口に連通している。充填ポンプ３の吐出口にはノズル４が接続されている。すなわち、連通路２３とノズル４とは充填ポンプ３を介して互いに連通している。このノズル４の直下に電池容器５が搬送されてくる。
【００２２】
継手部材２１の接続口２２の外周にはネジが切られ、接続口２２は充填ポンプ３の吸引口にねじ込まれている。充填ポンプ３には、例えばピストン方式のポンプを用いる。直管１１と継手部材２１との接続部分には、漏れ止め用のＯリング２４が挟み込まれている。なお、継手部材２１は真鋳等の金属製であるが、エンジニアプラスチック等の硬質樹脂材料でつくるようにしてもよい。
【００２３】
直管１１と継手部材２１とは４本のボルト１６で締結されている。ボルト１６は、直管１１の上端面から継手部材２１の下端面へと貫通し、それぞれ図示しないナットにより締結されている。なお、図２の（ａ）および（ｃ）においてはそれぞれ図２の（ｂ）および（ｄ）に示すボルト１６ａ，１６ｂのうちボルト１６ａの中心線のみで表示した。
【００２４】
側管１２は直管１１から斜め上方に延び出し、直管１１と側管１２とは４５°±１５°の角度に交差している。直管１１と側管１２とは塩化ビニル樹脂等の樹脂製または真鋳等の金属製であり、一体型に形成されていることが好ましい。直管１１の上部には樹脂製または金属製のピストン３１が取り付けられている。
【００２５】
このピストン３１は直管１１の上部開口に挿入され、供給路１５に突出可能になっている。ピストン３１は、図２の（ｃ）に示すように供給路１５の外壁に密着しながら供給路１５内に突出され、図２の（ａ）に示すように供給路１５から退避させることができる。供給路１５の所定の位置にはピストン３１の外周と密着するように漏れ止め用のＯリング３８が挿入されている。
【００２６】
ピストン３１は両端が開口する中空部３２を有している。中空部３２の上端開口３３にはプラグ３７が着脱可能に挿入されている。中空部３２の下端は供給路１５の径とほぼ同じ程度に拡がり、図２の（ｃ）の状態では中空部３２の下端開口が連通路２３に直結されている。
【００２７】
ピストン３１の下部外周に第１のキー溝３４が切欠形成され、図２の（ａ）に示すように第１のキー溝３４に細板状のロック片３６の先端が挿入され、ピストン３１が所定の使用位置に固定されている。ロック片３６の後端は、ロックボルト１７により直管１１の上端面に締結されている。なお、図２の（ａ）および（ｃ）においてはロックボルト１７の中心線のみを示す。このようにしてピストン３１は、供給路１５と連通路２３とを連通状態とする使用位置に退避している。
【００２８】
ロックボルト１７を外し、ロック片３６を第１のキー溝３４から抜き出すと、ピストン３１を供給路１５内に突出させることが可能となる。供給路１５の下端部にはピストン３１の下端部と係合する弁座１８が設けられている。図２の（ｃ）に示すように、ピストン３１を供給路１５の弁座１８に当接するまで突出させ、第１のキー溝３４よりも上部外周に形成された第２のキー溝３５にロック片３６の一端を挿入し、ロック片３６の他端を直管１１の上端面に締結する。このようにして、ピストン３１は、供給路１５と連通路２３とを遮断状態とする保守・点検位置に突出される。
【００２９】
本発明の接続装置１０は、切替弁本体１１と継手部材２１との２分割構造を有する。切替弁本体１１と充填ポンプ３とは継手部材２１を介して接続されているため、充填ポンプ３を外す際には、切替弁本体１１を回転しなければならない。しかしながら、ホース２が調合タンク７と繋がっているため回転することはできない。また、充填ポンプ３は配線等と繋がっているため、充填ポンプ３を回転して外すこともできない。そこで、本実施形態の接続装置１０では切替弁本体１１と継手部材２１とを着脱可能な２分割構造とし、ホース２を回すことなく切替弁本体１１を継手部材２１から取り外す。
【００３０】
本発明の接続装置１０はゲル状流体を充填する際に用い、好ましくはアルカリ乾電池のアルカリ電解液またはゲル負極作用物質を充填する際に用いる。特に、ゲル負極作用物質はＺｎ粉を含むため充填を繰り返すとＺｎ粉が詰りやすい。このため頻繁な洗浄が必要となるために、本発明の接続装置１０を用いることが好適である。本発明の接続装置１０をアルカリ乾電池のゲル負極作用物質を充填するために使用する場合には、洗浄頻度を約５０万ショット／回とすることが好ましい。
【００３１】
ここで、供給路１５はホース２と同程度の径とすることができる。このため、Ｚｎ粉は供給路１５では詰りにくい。一方、継手部材２１の連通路２３は、先端部の接続口２２を充填ポンプ３の吸引口に接続するために所定の径にまで細くする必要がある。このため、Ｚｎ粉は連通路２３内に詰り、特に接続口２２の流路を狭め、極端な場合は閉塞してしまう恐れもある。本発明の接続装置１０では、切替弁本体１１および継手部材２１をそれぞれホース２を回すことなく容易に取り外すことができるため、継手部材２１のみを他所において念入りに洗浄することで洗浄効果を飛躍的に向上させることができる。その結果、接続装置１０全体の洗浄頻度を少なくすることができる。
【００３２】
このような接続装置１０を使用する際は、以下のような手順で行う。
【００３３】
ゲル状流体の充填時には、図２の（ａ）に示すように供給路１５からピストン３１を退避させてロック片３６により使用位置に固定し、充填ポンプ３を駆動してノズル４からゲル状流体を吐出させ、電池容器５に充填する。充填ポンプ３の駆動は手動としてもよいし、機械制御としてもよい。１ショットで規定量のゲル状流体を電池容器５に充填し、その後、電池容器５は搬送され、未充填の新しい電池容器５がノズル４の下方に搬送される。次ショットで新たな電池容器５に規定量のゲル状流体が充填される。これらの充填・搬送が繰り返し行われる。
【００３４】
接続装置１０の洗浄時には、充填ポンプ３を一時停止させる。ロックボルト１７を取り外して、ロック片３６を第１のキー溝３４から抜き取り、ピストン３１のロックを解除する。ピストン３１を供給路１５内に弁座１８に当接するまで突出させ、導入路１４と連通路２３とを遮断する。ロック片３６の一端を第２のキー溝３５に挿入し、ロック片３６の他端をロックボルト１７で切替弁本体１１に締結して、ピストン３１を保守・点検位置に固定する。
【００３５】
次に、プラグ３７を開口３３から抜き出し、再び充填ポンプ３を駆動させる。このようにしてピストン３１の中空部３２内に残存するゲル状流体を排出させた後、充填ポンプ３を停止して、プラグ３７を開口３３に戻す。
【００３６】
４本のボルト１６をそれぞれ取り外し、継手部材２１を切替弁本体１１から取り外す。取り外した継手部材２１から充填ポンプ３を取り外す。
【００３７】
このように取り外した継手部材２１を高圧洗浄水等で洗浄し、適宜充填ポンプ３からノズル４を取り外してこれらも洗浄する。また、継手部材２１だけでなく接続装置１０本体も同様に高圧洗浄水等で洗浄することができる。これはピストン３１が突出状態にある時には導入路１４は完全に遮断されているため、洗浄用水等が導入路１４およびホース２を逆流したり、調合タンク７に混入したりすることがないためである。
【００３８】
このように本発明の接続装置１０は、ゲル状流体の通流を遮断することができ、従来のクリップ等の役割も果たす。このため洗浄時に、従来のようにホース２をクリップ等で挟む必要がなくなり、ホース２が変形し、変質して、断面積が狭まることがない。また、洗浄の際にホース２から接続装置１０本体を取り外す必要がないため、ホース２中に残存するゲル状流体が流出することがない。さらに、ピストン３１により完全にゲル状流体の通流を遮断することができるため、液垂れを起こす恐れもない。
【００３９】
洗浄後の充填再開時には、ノズル４が接続された充填ポンプ３を継手部材２１に接続し、Ｏリング２４を嵌めて継手部材２１を切替弁本体１１に接続し、４本のボルト１６で締結する。プラグ３７を開口３３から抜き出し、ロック片３６を外してピストン３１を供給路１５から退避させ、供給路１５内に自重でゲル状流体を導入する。ロック片３６でピストン３１を使用位置で固定し、気泡が完全に抜けたのを確認した後、開口３３にプラグ３７を嵌め込み、充填操作を開始する。
【００４０】
ここで、中空部３２の下端部は供給路１５とほぼ同じ径を有するように円錐台形状となっているため、気泡はピストン３１の下端周辺にとどまることなく中空部３２内を通り上部開口３３から抜けて行く。切替弁本体１１およびピストン３１を透明樹脂製とした場合、ゲル状流体内の気泡が供給路１５および中空部３２内を上昇し、上部開口３３から抜き出るのを目視することが可能となるためより好適である。このように本発明の接続装置１０は、充填再開時にも気泡が混入することなく充填することができるため、円滑に処理を行うことができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ホースの変形を防ぎ、かつ作業環境を汚染することなく、容易に脱着することができる。
【００４２】
すなわち、ホースを潰すことなくポンプから容易に取り外すことができるので、液漏れすることがなく、周囲の作業環境が汚染されなくなる。一方、洗浄後に充填を開始したときは、エア抜きされた状態でホースおよび接続装置内の流路先端まで液で満たされているので、円滑に処理を再開することができる。また、メンテナンスの前後でノズルからの液吐出量が変化せず、電池容器への液充填量の精度が低下しなくなるので、製品の歩留りが向上する。また、ホースの交換頻度が減少するので、メンテナンスコストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】液充填装置の全体概略図。
【図２】（ａ）はピストン退避状態の接続装置を示す断面図、（ｂ）は同平面図、（ｃ）はピストン突出状態の接続装置を示す断面図、（ｄ）は同平面図。
【図３】従来の接続装置の断面図。
【符号の説明】
１…液充填装置
２…ホース
３…充填ポンプ
４…ノズル
５…電池容器
６…搬送路
７…調合タンク
１０，４１…接続装置
１１…直管（切替弁本体）
１２…側管
１３…挿入部
１４…導入路
１５…供給路
１６…ボルト
１７…ロックボルト
１８…弁座
２１…継手部材
２２，４２…接続口
２３…連通路
２４，３８…Ｏリング
３１…ピストン
３２…中空部
３３…開口
３４…第１のキー溝
３５…第２のキー溝
３６…ロック片
３７…プラグ
４３…絞り部
４４…流路
【図１】
2004281265.tif 000003
【図２】
2004281265.tif 000004
【図３】
2004281265.tif 000005