説明

圧力開放弁

【課題】小さい取付けスペースに収まる形に製作することが容易で、しかも、安定した開弁圧を長期間に渡って維持することが可能で、かつ、高い開弁圧を維持しても、弁体が溝部から抜け出す危険性の無い圧力開放弁を提供することを目的とする。
【解決手段】ラミネートフィルムで包装されたキャパシタに設けられ、前記ラミネートフィルムの内部の圧力が一定圧力より高くなった場合に、その内部と外部とを連通させる圧力開放弁において、前記圧力開放弁が、前記ラミネートフィルムに設けられた開口部に取付けられ、貫通孔を備えた樹脂材製ハウジングと、前記貫通孔内に配置され、本体部分と、前記本体部分から外部側に向って伸び、前記ハウジングの前記貫通孔内周面と弾性接触している弁部と、前記本体部分を前記ハウジング側に保持するための係止手段とを有する弁体とよりなることを特徴とするものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧力開放弁に関する。
また、本発明は、ラミネートフィルムで包装されたキャパシタに設けられ、ラミネートフィルムの内部の圧力が一定圧力より高くなった場合に、その内部と外部とを連通させる圧力開放弁に関する。
更に、本発明は、ラミネートフィルム内部の圧力が上昇した際に、速やかに内部圧力を開放するようになした圧力開放弁に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、キャパシタは、軽量化、薄型化が強く要求されている。そこで、電池の外装材に関しても、軽量化、薄型化に限界のある従来の金属缶に代わり、さらなる軽量化、薄型化が可能であり、金属缶に比べて自由な形状を採ることが可能な金属薄膜フィルム、または金属薄膜と熱融着性樹脂フィルムとを積層したラミネートフィルムが使用されるようになった。
【0003】
キャパシタの外装材に用いられるラミネートフィルムの代表的な例としては、金属薄膜であるアルミニウム薄膜の片面にヒートシール層である熱融着性樹脂フィルムを積層するとともに、他方の面に保護フィルムを積層したラミネートフィルムが挙げられる。
【0004】
外装材にラミネートフィルムを用いたフィルム外装キャパシタにおいては、一般に、正極、負極、および電解質等で構成される電気化学素子を、熱融着性樹脂フィルムが内側になるようにして外装材で包囲し、その外装材の周縁部を熱融着することによって電気化学素子を封止している。
熱融着性樹脂フィルムには、例えばポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルムが用いられ、保護フィルムには、例えばナイロンフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルムが用いられる。
電気化学素子の封止に際しては、キャパシタの正極および負極を外装材の外部へ引き出すために、正極および負極にはそれぞれ外部端子 が接続され、これら外部端子を外装材から突出させている。
【0005】
キャパシタの使用時において、キャパシタに規格範囲外の電圧が印加されたりすると、電解液溶媒の電気分解により発熱及びガス種が発生し、電池の温度上昇及び内圧が上昇することがある。
さらに、キャパシタが規格範囲外の高温で使用されたりしても、電解質塩の分解などによりガス種のもとになる物質が生成されたりする。
【0006】
このような、キャパシタ内部でのガスの発生は、キャパシタの内圧上昇をもたらす。
フィルム外装キャパシタでは内圧が上昇しすぎるとフィルムが膨張し、最終的には外装材が破裂し、周囲の機器等に悪影響を及ぼすことがある。
【0007】
そこで、従来のフィルム外装キャパシタにおいては、内部の圧力を外部に開放する圧力開放弁を設けたものが知られている。
【0008】
具体的には、図5に示す圧力開放弁である(特許文献1)。
キャパシタをラミネートフィルム100で包装し、そのラミネートフィルム100に設けた開口部400に圧力開放弁300が取付けられている。
この圧力開放弁300は、樹脂材製のハウジング500に設けた溝部510に、オイルシールタイプの弁体600を嵌着した構成としている。
【0009】
そして、この弁体600は、弁体600が溝部510から抜け落ちないために、金属補強環640が埋設されている。
更に、弁部として機能するリップ部650には、コイルスプリング660が配置されている。
しかし、この様な構造の圧力開放弁300を、1cm足らずの取り付けスペースに収まる形に製作することは、非常に困難であった。
【0010】
そこで、ゴム状弾性体単体で構成された弁体を使用した圧力開放弁が提案された(特許文献2)。
しかし、弁体が、ゴム先端部に形成したスリット部であること、及び薄肉の本体部分で溝部に保持する態様であるため、密封性が劣るため、外部から内部に湿気が入り込む危険性が有ると共に、高い開弁圧の圧力開放弁とすることは出来ず、弁体が溝部から簡単に抜け出す危険性が有った。
【0011】
【特許文献1】特開平2006−294669号公報
【特許文献2】特開平2004−71725号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、小さい取付けスペースに収まる形に製作することが容易で、しかも、安定した開弁圧を長期間に渡って維持することが可能で、かつ、高い開弁圧を維持しても、弁体が溝部から抜け出す危険性の無い圧力開放弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の圧力開放弁は、ラミネートフィルムで包装されたキャパシタに設けられ、前記ラミネートフィルムの内部の圧力が一定圧力より高くなった場合に、その内部と外部とを連通させる圧力開放弁において、
前記圧力開放弁が、前記ラミネートフィルムに設けられた開口部に取付けられ、貫通孔を備えた樹脂材製ハウジングと、前記貫通孔内に配置され、本体部分と、前記本体部分から外部側に向って伸び、前記ハウジングの前記貫通孔内周面と弾性接触している弁部と、前記本体部分を前記ハウジング側に保持するための係止手段とを有し、ゴム状弾性体単体で構成され、内部の圧力が一定圧力より高くなった場合に、前記弁部と前記内周面との接触を解いて、内部の圧力を外部に開放するようになした弁体とよりなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項1記載の発明の圧力開放弁によれば、小さい取付けスペースに収まる形に製作することが容易で、高い開弁圧を維持しても、弁体が溝部から抜け出す危険性の無い圧力開放弁を提供することが出来る。
また、請求項2記載の発明の圧力開放弁によれば、圧力開放弁をラミネートフィルム側に簡単に取り付けることができる。
【0015】
更に、請求項3記載の発明の圧力開放弁によれば、弁体が貫通孔から抜け落ちることを、より確実に阻止出来る。
また、請求項4記載の発明の圧力開放弁によれば、簡単な構造で、内部と外部とを連通させることが出来る。
【0016】
また、請求項5記載の発明の圧力開放弁によれば、ハウジングの内部側の端面に気液分離体を貼着する態様としているため、圧力開放弁が非常に小型のものになっても対応可能である。
また、請求項6記載の発明の圧力開放弁によれば、不織布により飛散した電解液を捕集出来る為、電解液が弁部を浸食することを効果的排除出来ると共に、ハウジングと気液分離体との一体化が容易である。
【0017】
また、請求項7記載の発明の圧力開放弁によれば、接着剤が不要な為、電解液等による接着剤の劣化による剥がれや、コンタミの要因も排除できると共に、ラミネートフィルムとハウジングとの溶着と同じ工程で一体化が可能なため、製造コストを低く抑えることが出来る。
また、請求項8記載の発明の圧力開放弁によれば、ハウジングの内部側から外部側への液漏れをより確実に排除出来る。
【0018】
また、請求項9記載の発明の圧力開放弁によれば、内部の電解液が弁体側に流れ出すことを確実に阻止することが出来る。
また、請求項10記載の発明の圧力開放弁によれば、弁体が内部側に抜け落ちることを阻止出来る。
また、請求項11記載の発明の圧力開放弁によれば、弁部を損傷することが無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、第1図乃至第3図に基づき説明する。
図1は、本発明が適用されるキャパシタの全体図である。
図2は、本発明に係る圧力開放弁の第1実施例に係る断面図である。
図3は、本発明に係る圧力開放弁の第2実施例に係る断面図である。
図4は、本発明に係る圧力開放弁の第3実施例に係る断面図である。
【0020】
<第1実施例>
図1及び図2において、本発明に係る圧力開放弁は、ラミネートフィルム1で包装されたキャパシタ2に設けられ、このラミネートフィルム1の内部Xの圧力が一定圧力より高くなった場合に、その内部Xと外部Yとを連通させる機能を備えている。
この圧力開放弁3は、樹脂材製ハウジング5と弁体6とより構成されている。
このハウジング5は、ラミネートフィルム1に設けられた開口部4を取り囲む様に取付けられており、樹脂材製で、貫通孔51を備えている。
【0021】
そして、ハウジング5の材質としては、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が好んで用いられる。
このことにより、ラミネートフィルム1と超音波溶着等の手段により、容易に一体化が可能となる。
また、弁体6は、貫通孔51内に配置され、本体部分61と、この本体部分61から外部Y側に向って伸び、ハウジング5の貫通孔51内周面52と弾性接触している弁部62と、本体部分61をハウジング5側に保持するための係止手段63とを有し、ゴム状弾性体単体で構成され、内部Xの圧力が一定圧力より高くなった場合に、弁部62と内周面52との接触を解いて、内部Xの圧力を外部Yに開放する構成となっている。
【0022】
そして、この係止手段63は、本体部分61の内部X側外周面に、ハウジング5の内部X側の端面53に当接する突起631により構成されている。
また、この突起631には、円周上に、複数の切欠部632が設けられ、内部X側と外部Y側とを連通可能にしている。
更に、本体部分61の外周面と内周面52との間には、内部Xと外部Yとを連通するための連通路7を形成するための間隙8が存在する。
このことにより、内部Xと外部Yとの連通を確保している。
【0023】
また、ハウジング5の内周面52側であって、弁部62より内部X側には、径方向内方に張り出した受部54を設けている。
そして、この受部54は、内部X側に向って収斂する円錐面541となっている。
このことにより、弁体6が、内部X側に抜け落ちることを阻止出来ると共に、弁部62を損傷することが無い。
【0024】
弁体6の材質は、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ビニル変性ブチルゴム、エチレンプロピレン系ゴム、フッ素ゴム、アクリル系ゴムまたは水素添加二トリルゴム等の飽和系ゴムが挙げられ、架橋剤、充填剤、可塑剤または老化防止剤等を適宜配合する。
【0025】
ラミネートフィルム1は、金属薄膜であるアルミニウム薄膜の片面にヒートシール層である熱融着性樹脂フィルムを積層するとともに、他方の面に保護フィルムを積層したラミネートフィルムが使用される。
熱融着性樹脂フィルムには、例えばポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルムが用いられ、保護フィルムには、例えばナイロンフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルムが用いられる。
【0026】
そして、圧力開放弁3のハウジング5の端面55と、ラミネートフィルム1の開口部4近傍の内部X側の面とが、超音波溶着等の熱融着により一体化される。
【0027】
<第2実施例>
第2実施例を図3に基づき説明する。
第1実施例と相違する点は、連通路7の一部に、気液分離体9を挿着したことである。
気液分離体9としては、気体は通すが、液体の通過は阻止する、多孔質の弗素樹脂等が使用される。
このことにより、内部の電解液が、弁体側に流れ出すことを確実に阻止することが出来る。
また、この気液分離体9の内周側で、外部Y側端部には、受部54内周面に沿って伸びる円筒状の保持突起91が一体的に設けられている。
この保持突起91により、気液分離体9がハウジング5から抜け落ちることを防止できる。
尚、本実施例の係止手段63としての突起631には、第1実施例の様に切欠部632を必ずしも設ける必要はない。
【0028】
<第3実施例>
第3実施例を図4に基づき説明する。
第2実施例と相違する点は、気液分離体9が、ハウジング5の内部X側の端面53に貼着されている点である。
そして、この気液分離体9により、内部X側の液体が外部Y側に流出することを阻止する構造となっている。
このため、第2実施例に比べ、圧力開放弁が非常に小型のものになっても対応可能である。
【0029】
また、気液分離体9の素材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂材製の不織布が好適に用いられる。
このため、不織布により飛散した電解液を捕集出来る為、電解液が弁部62を浸食することを効果的排除出来る
そして、熱可塑性樹脂材製の不織布を使用することにより、熱可塑性樹脂材製のハウジング5の内部X側の端面53に、溶着により一体化することが出来る。
この結果、接着剤が不要となる為、接着剤の劣化による剥がれや、コンタミの要因も排除できると共に、ラミネートフィルムとハウジングとの溶着と同じ工程で一体化が可能なため、製造コストを低く抑えることが出来る。
【0030】
更に、気液分離体9の表面を、フッ素系、シリコン系等の撥水撥油剤により処理しているため、ハウジングの内部側から外部側への液漏れをより確実に排除出来る。
【0031】
また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明が適用されるキャパシタの全体図である。
【図2】本発明に係る圧力開放弁の第1実施例に係る断面図である。
【図3】本発明に係る圧力開放弁の第2実施例に係る断面図である。
【図4】本発明に係る圧力開放弁の第3実施例に係る断面図である。
【図5】従来技術に係る圧力開放弁の断面図である。
【符号の説明】
【0033】
1 ラミネートフィルム
2 キャパシタ
3 圧力開放弁
4 開口部
5 ハウジング
6 弁体
7 連通路
8 間隙
9 気液分離体
51 貫通孔
52 内周面
53 端面
54 受部
55 端面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ラミネートフィルム(1)で包装されたキャパシタ(2)に設けられ、前記ラミネートフィルム(1)の内部(X)の圧力が一定圧力より高くなった場合に、その内部(X)と外部(Y)とを連通させる圧力開放弁(3)において、
前記圧力開放弁(3)が、前記ラミネートフィルム(1)に設けられた開口部(4)に取付けられ、貫通孔(51)を備えた樹脂材製ハウジング(5)と、前記貫通孔(51)内に配置され、本体部分(61)と、前記本体部分(61)から外部(Y)側に向って伸び、前記ハウジング(5)の前記貫通孔(51)内周面(52)と弾性接触している弁部(62)と、前記本体部分(61)を前記ハウジング(5)側に保持するための係止手段(63)とを有し、ゴム状弾性体単体で構成され、内部(X)の圧力が一定圧力より高くなった場合に、前記弁部(62)と前記内周面(52)との接触を解いて、内部(X)の圧力を外部(Y)に開放するようになした弁体(6)とよりなることを特徴とする圧力開放弁。
【請求項2】
前記ハウジング(5)の外部(Y)側の端面(55)と、前記ラミネートフィルム(1)とが、熱融着により一体化されていることを特徴とする請求項1記載の圧力開放弁。
【請求項3】
前記係止手段(63)が、前記本体部分(61)の内部(X)側外周面に、前記ハウジング(5)の内部(X)側の端面(53)に当接する突起(631)であることを特徴とする請求項1または2記載の圧力開放弁。
【請求項4】
前記本体部分(61)の外周面と前記内周面(52)との間に、内部(X)と外部(Y)とを連通するための連通路(7)を形成するための間隙(8)が存在することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧力開放弁。
【請求項5】
前記ハウジング(5)の内部(X)側の端面(53)に気液分離体(9)を貼着し、前記気液分離体(9)により内部(X)側の液体が外部(Y)側に流出することを阻止する様になしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧力開放弁。
【請求項6】
前記気液分離体(9)が、熱可塑性樹脂材製の不織布であることを特徴とする請求項5記載の圧力開放弁。
【請求項7】
前記気液分離体(9)が、前記ハウジング(5)の内部(X)側の端面(53)に、溶着により保持されていることを特徴とする請求項6記載の圧力開放弁。
【請求項8】
前記気液分離体(9)の表面が、撥水処理されていることを特徴とする請求項6記載の圧力開放弁。
【請求項9】
前記連通路(7)の一部に気液分離体(9)を挿着したことを特徴とする請求項4記載の圧力開放弁。
【請求項10】
前記ハウジング(5)の前記内周面(52)側であって、前記弁部(62)より内部(X)側に、径方向内方に張り出した受部(54)を設けたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の圧力開放弁。
【請求項11】
前記受部(54)が内部(X)側に向って収斂する円錐面(541)となっていることを特徴とする請求項10記載の圧力開放弁。

【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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【公開番号】特開2010−56501(P2010−56501A)
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−257449(P2008−257449)
【出願日】平成20年10月2日(2008.10.2)
【出願人】(000004385)NOK株式会社 (1,527)
【Fターム(参考)】