CN106165149A - 气体透过构件和透气性容器 - Google Patents
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Abstract
本发明的特征在于，具有使气体透过的气体透过片和保持该气体透过片的保持体，该保持体构成为，包括：插入部，其构成为能够将容器主体的排气部插入该插入部；排气开口部，其构成为能够将从插入到该插入部的排气部排出到保持体内的气体向保持体的外侧排出，以气体透过片与在该排气开口部与插入到插入部的排气部之间形成的气体的流路交叉的方式保持气体透过片。
Description
关联申请的相互参照
本申请主张日本国特愿2014－044318号的优先权，通过引用将日本国特愿2014－044318号的内容编入本申请说明书的记载中。
技术领域
本发明涉及使气体透过的气体透过构件，尤其是涉及具有气体透过片的气体透过构件。另外，涉及具有该气体透过构件的透气性容器。
背景技术
若在密封好的容器内产生气体，则容器的内压上升而容器有可能破损或爆炸。例如，在二次电池、电解电容器、双电层电容器等那样的蓄电元件中，在使用时，在收容有电极的容器内产生特定的气体，因此，若该气体没有向容器外排出，则有可能由于内压的上升而容器产生破损、爆炸。因此，提出了各种将容器内的气体向容器的外侧排出的构造。
例如，作为构成蓄电元件的容器，提出了一种容器，其是收容电极、电解液的容器，其具有使气体透过的气体透过部，气体能够经由该气体透过部从内侧向外侧流通(以下，称为透气性容器)。在该透气性容器中，通过以覆盖将气体从收容电极、电解液的容器主体的内侧排出的排气孔的方式安装使气体透过的气体透过片，形成了气体透过部。由此，构成为，通过使在透气性容器的内侧产生了的气体透过气体透过部(具体而言，气体透过片)，而向容器的外侧排出(参照专利文献1)。
另外，作为其他透气性容器，提出了构成为在上述那样的容器主体的排气孔安装有使气体透过的气体透过构件的透气性容器。该气体透过性构件由气体透过片和保持该气体透过片的保持体构成。并且，在保持体中形成有使气体流通的气体流通孔，以气体透过片与该气体流通孔内的气体的流路交叉的方式保持有气体透过片。并且，该气体透过性构件构成为，通过安装于容器主体的排气孔内，在透气性容器的内侧产生了的气体在通过气体流通孔的同时透过气体透过片，而向容器的外侧排出。
作为上述那样的气体透过片，提出了例如聚四氟乙烯(PTFE)等多孔质膜、金属(镍、钯－银、铂等)箔带、或、在PTFE膜蒸镀铂而成的箔带等(参照专利文献1和2)。
在此，在具有上述那样的气体透过构件的透气性容器中，气体透过构件的整体收容于在容器主体(具体而言，盖体)形成的排气孔内，因此，与排气孔的尺寸相应，气体透过构件的尺寸(即，气体透过片的面积)受到限制。因此，无法自由地设定气体透过片的尺寸，存在无法使用为了使在容器主体内产生的气体透过所足够的面积的气体透过片来形成气体透过构件的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开WO2009/1947号公报
专利文献2:日本国特许第4280014号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的课题在于，提供一种能够在不受在容器主体形成的排气孔的尺寸限制的情况下设定气体透过片的面积的气体透过构件。另外，课题在于，提供一种使用了该气体透过构件的透气性容器。
用于解决问题的方案
本发明的气体透过构件构成为能够安装于具有排气部的容器主体的该排气部，且构成为使从该排气部排出的气体透过而能够向容器主体的外侧排出，该排气部具有构成为能够将用于收容构件的容器主体内的气体排出的排气孔，该气体透过构件的特征在于，该气体透过构件具有使气体透过的气体透过片和保持该气体透过片的保持体，该保持体构成为，具有：插入部，其构成为能够将容器主体的排气部插入该插入部；排气开口部，其构成为能够将从插入到该插入部的排气部排出到保持体内的气体向保持体的外侧排出，该保持体以气体透过片与在该排气开口部和插入到插入部的排气部之间形成的气体的流路交叉的方式保持气体透过片。
优选的是，在插入到所述插入部的排气部与气体透过片之间形成有扩散空间，该扩散空间使从插入到插入部的排气部排出的气体沿着气体透过片的一个面向比排气部所具有的排气孔的开口部靠外侧的位置扩散。
优选的是，所述插入部具有将容器主体的排气部沿着插入方向卡定的卡定构造。
一种透气性容器，其具有：用于收容构件的容器主体；安装于该容器主体的权利要求1～3中任一项所述的气体透过构件，其特征在于，所述容器主体包括具有能够将内侧的气体向外侧排出的排气孔的排气部，该排气部构成为，从所述气体透过构件中的位于保持体的轴向的一端侧的开口部插入保持体内，从而能够安装气体透过构件。
附图说明
图1是表示构成本申请发明的一实施方式的透气性容器的气体透过构件和安装该气体透过构件的容器主体的立体图和I－I截面的放大图。
图2是表示该实施方式的气体透过构件的截面立体图。
图3是表示该实施方式的气体透过构件安装到容器主体后的状态的截面立体图。
图4是表示其他实施方式的气体透过构件安装到容器主体后的状态的截面立体图。
具体实施方式
以下，参照图1～图3说明本发明的一实施方式。此外，在以下的附图中，对相同或相当的部分标注相同的参照附图标记，不重复其说明。
如图1所示，本实施方式的气体透过构件1构成为，能够安装于具有收容其他构件的内部空间的容器主体A。具体而言，容器主体A具有从容器主体A内排出气体的排气部A1，气体透过构件1构成为能够安装于该排气部A1。并且，通过气体透过构件1安装于容器主体A，形成透气性容器X。
所述排气部A1具有使容器主体A的内部空间和容器主体A的外侧的空间连通的排气孔A2。该排气孔A2具有形成为与容器主体A的内部空间接触的开口部(以下，也记作内侧开口部)A3和形成为与容器主体A的外侧的空间接触的开口部(也记作外侧开口部)A4。并且，构成为能够将从内侧开口部A3进入排气孔A2内的气体(具体而言，在容器主体A内产生了的气体)从外侧开口部A4排出。另外，排气部A1构成为，其靠外侧开口部A4侧的部分比排气部A1的位于容器主体A中的部分附近的区域朝向容器主体A的外侧突出。也就是说，容器主体A构成为，以排气部A1为中心的区域成为凸状。
在此，对本实施方式的容器主体A进行说明。容器主体A由具有收容其他构件的内部空间的收容部B和封闭该收容部B的开口部的盖部C构成。该盖部C由以覆盖收容部B的开口部的方式形成的盖体主体构件C1和构成为具有所述排气部A1的同时能够安装于盖体主体构件C1的安装构件C2构成。
所述盖体主体构件C1具有与收容部B的内部空间连通并且收容安装构件C2的安装构件收容孔C1a。另外，盖体主体构件C1具有以安装构件收容孔C1a的一部分比其他部分朝向安装构件收容孔C1a的内侧突出的方式形成的收容孔突出部C1b。另一方面，所述安装构件C2由所述排气部A1和从该排气部A1延伸设置的凸缘部C2a构成。该凸缘部C2a形成于排气部A1的内侧开口部A3侧的端部。并且，在安装构件C2收容到安装构件收容孔C1a内之际，通过凸缘部C2a与收容孔突出部C1b接触，安装构件C2朝向容器主体A的内部空间侧被卡定。由此，成为安装构件C2安装到盖体主体构件C1的状态。并且，在该状态下，排气孔A2成为与容器主体A(具体而言，收容部B)的内部空间连通的状态。
如图2所示，能够安装于上述那样的容器主体A的排气部A1的气体透过构件1具有使气体透过的气体透过片2和保持该气体透过片2的保持体3。
所述气体透过片2是多个片材料层叠而构成的。具体而言，气体透过片2是使特定的气体选择性地透过的选择性透过片2a和对特定的气体没有选择性的非选择性透过片2b层叠而构成的。在本实施方式中，在选择性透过片2a的两面层叠非选择性透过片2b而构成气体透过片2。
选择性透过片2a构成为能够使特定的气体从一面侧向另一面侧选择性地透过。作为能够透过选择性透过片2a的气体，并没有特别限定，可列举出例如氢气、二氧化碳、氧气等气体。
作为对氢气具有选择性的选择性透过片2a，可列举出由例如含有芳香族聚酰亚胺等的树脂的片材、含有氢透过性金属(钒、钒合金、钯合金、铌、铌合金等)的层的片材构成的选择性透过片。作为含有氢透过性金属层的片材，可列举出仅由氢透过性金属层构成的片材(金属箔)、在树脂片等基材层蒸镀金属层等而成的片材等。作为对二氧化碳具有选择性的选择性透过片2a，可列举出由包含有机硅橡胶的片材、PVA交联片材、PEG交联片材等构成的选择性透过片。
作为非选择性透过片2b，能够根据所重叠的选择性透过片2a的性状等适当选择，可列举出由包含例如聚四氟乙烯(PTFE)、陶瓷、金属、树脂等的多孔质膜等片材构成的非选择性透过片。尤其是，包含PTFE的多孔质膜的拒水性高、耐热性、耐化学性也高，因此，优选作为构成非选择性透过片2b的片材。
所述保持体3由构成为容器主体A的排气部A1能够插入的插入部3a和保持气体透过片的片保持部3b构成。并且，保持体3构成为能够将从插入到插入部3a的排气部A1排出的气体从片保持部3b侧排出。
所述插入部3a具有收容排气部A1的排气部收容空间R1和与该排气部收容空间R1连通的插入部开口部3c。另外，插入部3a具有构成为能够将从插入部开口部3c插入的容器主体A的排气部A1卡定的卡定构造3d。该卡定构造3d构成为能够在排气部A1从插入部3a拔去的方向(以下，也记作拔出方向)上卡定排气部A1。在本实施方式中，卡定构造3d形成为，在排气部A1插入到插入部3a之际，以插入方向为轴线包围排气部A1的外周。也就是说，在由卡定构造3d围成的空间形成有排气部收容空间R1。具体而言，卡定构造3d由形成为筒状的弹性构件3e构成。并且，构成为，在排气部A1插入到插入部3a之际，排气部A1配置于筒状的弹性构件3e的内侧。
所述片保持部3b具有：排气开口部3f，其构成为能够将从插入到插入部3a的排气部A1排出到保持体3内的气体向保持体3的外侧排出；气体流通空间R2，其构成为，在该排气开口部3f与插入到插入部3a的排气部A1之间形成而能够使从排气部A1排出的气体向排气开口部3f侧流通。并且，在片保持部3b中，以气体透过片与在气体流通空间R2形成的气体的流路交叉的方式保持气体透过片。
具体而言，片保持部3b具有夹持气体透过片2的一对夹持部3g、3h，通过由该一对夹持部3g、3h夹持气体透过片2，气体透过片2被保持于保持体3。一个夹持部3g形成为板状，具有使一面侧和另一面侧的空间彼此连通的贯通孔3i。并且，一个夹持部3g配置于气体透过片2与插入部3a之间(气体透过片2的一面侧)。此时，成为一个夹持部3g的贯通孔3i的内部空间和排气部收容空间R1连通了的状态。另一个夹持部3h形成为板状，具有使一面侧和另一面侧的空间彼此连通的贯通孔3j。并且，另一个夹持部3h配置于气体透过片2的另一面侧。此时，成为另一个夹持部3h的贯通孔3j的内部空间和一个夹持部3g的贯通孔3i的内部空间经由气体透过片2连通的状态。并且，由另一个夹持部3h的贯通孔3j的开口部(不与气体透过片2接触那一侧的开口部)构成排气开口部3f。
另外，保持体3具有收容气体透过片2、弹性构件3e和一个夹持部3g的框材3k。该框材3k由形成为筒状的筒状部3m和从该筒状部3m的轴向的两端部朝向筒状部3m的内侧延伸设置的一对延伸设置部3n、3p构成。一个延伸设置部3n形成为板状，具有使一面侧和另一面侧的空间彼此连通的贯通孔3q。并且，成为一个延伸设置部3n的贯通孔3q的内部空间和排气部收容空间R1连通了的状态。也就是说，在一个延伸设置部3n的贯通孔3q的端部形成有插入部开口部3c。另一延伸设置部3p形成为板状，构成所述另一夹持部3h。并且，通过在由筒状部3m和一对延伸设置部3n、3p围成的空间内收容气体透过片2、弹性构件3e和一个夹持部3g，从而形成所述插入部3a和片保持部3b。
作为构成上述那样的保持体3的材质，并没有特别限定，例如，作为构成框材3k和一个夹持部3g的材料，可列举出金属材料、树脂材料等。作为树脂材料，可列举出例如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、热塑性弹性体等热塑性树脂等。另外，作为构成弹性构件3e的材料，并没有特别限定，例如、优选使用有机硅橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)等橡胶材料。
接着，对气体透过构件1安装到容器主体A的排气部A1后的状态进行说明。如图3所示，容器主体A(具体而言，安装构件C2)的排气部A1插入插入部3a。由此，排气部A1由卡定构造3d(具体而言，筒状的弹性构件3e)沿着插入方向卡定。具体而言，在排气部A1收容到上述的排气部收容空间R1的状态下，弹性构件3e弹性变形，从而排气部A1的外周面被弹性构件3e弹性地施力。由此，在排气部A1从插入部3a拔出的方向(拔出方向)上，在排气部A1的外周面与筒状的弹性构件3e的内周面之间产生摩擦，排气部A1卡定于插入部3a。另外，成为弹性构件3e与排气部A1的外周面密合的状态，因此，可确保弹性构件3e与排气部A1之间的气密性。
另外，在插入到插入部3a的排气部A1与气体透过片2之间形成有扩散空间R3，该扩散空间R3使从排气部A1排出的气体沿着气体透过片2的一个面向比排气部A1的外侧开口部A4靠外侧的位置扩散。该扩散空间R3形成于一个夹持部3g所具有的贯通孔3i的内侧。也就是说，一个夹持部3g所具有的贯通孔3i的截面构成为，比排气部A1的外侧开口部A4的开口面要宽。
并且，通过如上述那样排气部A1插入插入部3a，成为排气部A1所具有的排气孔A2内的空间和一个夹持部3g所具有的贯通孔3i内的空间(扩散空间R3)连通的状态。另外，成为一个夹持部3g所具有的贯通孔3i内的空间(扩散空间R3)和另一夹持部3h所具有的贯通孔3j内的空间经由气体透过片2连通的状态。
由此，在排气部A1与排气开口部3f之间形成有从排气部A1排出的气体的流路，因此，从排气部A1排出的气体经由气体透过片2向排气开口部3f侧流通，从排气开口部3f向气体透过构件1的外侧排出。因此，在容器主体A内产生了的气体向容器主体A的外侧排出，可防止容器主体A的内压上升。
此外，如上述那样气体透过构件1安装于容器主体A而成的透气性容器X存在作为例如构成二次电池、电解电容器(铝电解电容器等)、双电层电容器等蓄电元件的构件而用于收容电极等的情况。在该情况下，在透气性容器X的内部，产生各种气体。例如，在透气性容器X作为构成铝电解电容器的容器来使用的情况下，产生氢气，在作为构成双电层电容器的容器来使用的情况下，产生二氧化碳气体。因此，通过根据在透气性容器X内产生的气体的种类选择构成选择性透过片2a的原材料，能够仅将特定的气体向透气性容器X的外侧排出。
上述的气体透过构件1构成为能够安装于具有排气部A1的容器主体A的该排气部A1、并且构成为使从该排气部A1排出的气体透过而能够向容器主体A的外侧排出，该排气部A1具有构成为能够将用于收容构件的容器主体A内的气体排出的排气孔A2，上述的气体透过构件具有使气体透过的气体透过片2和保持该气体透过片2的保持体3，该保持体3具有：插入部3a，其构成为容器主体A的排气部A1能够插入；排气开口部3f，其构成为，能够将从插入到该插入部3a的排气部A1排出到保持体3内的气体向保持体3的外侧排出，
气体透过片2以在容器主体A的排气部A1插入到所述插入部3a之际气体透过片2与在所述排气开口部3f和排气部A1之间形成的气体的流路交叉的方式由所述保持体3保持。
在插入到所述插入部3a的排气部A1与气体透过片2之间形成有扩散空间R3，该扩散空间R3使从插入到插入部3a的排气部A1排出的气体沿着气体透过片2的一个面向比排气部A1所具有的排气孔A2的开口部A3靠外侧的位置扩散。
所述插入部3a具有在容器主体A的排气部A1的插入方向上与该排气部A1卡定的卡定构造。
透气性容器X具有用于收容构件的容器主体A和安装于该容器主体A的气体透过构件1，所述容器主体A包括具有能够将内侧的气体向外侧排出的排气孔A2的排气部A1，该排气部A1构成为，通过插入所述气体透过构件1的保持体3所具有的插入部3a，能够安装气体透过构件1。
如以上那样，根据本发明的气体透过构件和透气性容器，能够在不受在容器主体形成的排气孔的尺寸限制的情况下设定气体透过片的面积。
即，通过以气体透过片2与在排气开口部3f和插入到插入部3a的排气部A1之间形成的气体的流路交叉(横穿)的方式气体透过片2被保持体3保持，能够使排出到气体透过构件1内的气体(具体而言，从插入到插入部3a的排气部A1排出的气体)透过气体透过片2而从排气开口部3f排出。
另外，通过以气体透过片2与在插入到插入部3a的排气部A1和排气开口部3f之间形成的气体的流路交叉(横穿)的方式气体透过片2被保持体3保持，气体透过片2保持于排气部A1所具有的排气孔A2的外侧。由此，与气体透过构件1安装于排气部A1所具有的排气孔A2内的情况相比，能够在不受排气孔A2的尺寸限制的情况下设定气体透过片2的面积。
具体而言，如以往那样在气体透过构件1安装于排气孔A2内的情况下，气体透过片2的面积需要设定成排气孔A2的截面积以下。与此相对，如本申请发明那样，通过在插入到插入部3a的排气部A1与排气开口部3f之间保持气体透过片2，气体透过片2位于排气孔A2的外侧，因此，也能够将气体透过片2的面积设定成超过排气孔A2的截面积的大小。也就是说，能够在不受排气孔A2的截面积影响的情况下任意地设定气体透过片2的面积。
另外，通过形成扩散空间R3，在保持体3内从排气部A1排出来的气体向比排气孔A2的开口面宽的区域扩散。由此，气体透过片2中的与气体接触的面积比排气孔A2的开口面的面积大，因此，与气体透过构件1插入排气孔A2内的情况(即，气体透过片2中的与气体接触的区域比排气孔A2的开口面窄的情况)相比，能够使透过气体透过片2的气体的透过量增加。
另外，通过具有卡定构造3d，能够防止气体透过构件1意外地从容器主体A的排气部A1脱落。具体而言，从容器主体A的排气部A1排出的气体的压力施加于气体透过片2，因此，在气体的压力的作用下，气体透过构件1的整体被朝向来自排气部A1的气体的排出方向(与排气部A1向插入部3a的插入方向相对的方向)施力。然而，在该作用力的作用下，即使是沿着从容器主体A的排气部A1脱离的方向对气体透过构件1施加了力的情况(即，即使是施加了排气部A1被从插入部3a拔出那样的力情况)，由于插入部3a具有卡定构造3d，插入到插入部3a的排气部A1卡定于插入部3a，因此，能够防止气体透过构件1意外地从容器主体A的排气部A1脱落。由此，能够维持排气部A1与气体透过构件1之间的安装状态。
此外，本发明的气体透过构件和透气性容器并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围进行各种变更。另外，也可以任意地采用上述的多个实施方式的构成、方法等而加以组合(也可以将1个实施方式的构成、方法等适用于其他实施方式的构成、方法等)，而且，当然也可以任意地选择下述的各种变更例的构成、方法等而采用于上述的实施方式的构成、方法等。
例如，在上述实施方式中，利用形成为板状的一对夹持部3g、3h夹持着气体透过片2，但并不限定于此，例如，也可以替代一对夹持部3g，3h，如图4所示，利用包括连通的多孔质的透气体的一对夹持部30g、30h夹持气体透过片2。
在该情况下，一对夹持部30g、30h具有在各自的内部形成的孔三维(上下方向和左右方向)地连通而成的空间。因此，利用位于气体透过片2与排气部A1之间的一个夹持部30g的内部的空间，形成与上述实施方式的扩散空间R3同样的扩散空间(未图示)。由此，在气体透过片2与一个夹持部30g所接触的整个区域形成扩散空间。另外，另一个夹持部30h的整体能够透气，因此，能够在气体透过片2与另一个夹持部30h所接触的整个区域使气体透过。
根据以上内容，通过由一对夹持部30g、30h夹持气体透过片2，能够在气体透过片2与一对夹持部30g、30h接触的区域的整个范围内使气体透过。
此外，作为构成一对夹持部30g、30h的多孔质的透气体，并没有特别限定，可列举出无纺布、网状或海绵状的多孔体等。
另外，在上述实施方式中，构成为，卡定构造3d由弹性构件3e构成，排气部A1被在排气部A1的外周面与弹性构件3e的内周面之间产生的摩擦卡定，但只要可确保气体透过构件和排气部A1之间的气密性，就并不限定于此。例如，既可以构成为排气部A1和保持体3螺纹结合，也可以构成为凹凸嵌合。具体而言，也可以构成为，在插入部3a中的形成排气部收容空间R1的面上形成的凹凸和在排气部A1的外面形成的凹凸能够螺纹结合或能够凹凸嵌合。
另外，在上述实施方式中，气体透过片2由多个片材构成，但并不限定于此，例如，既可以仅层叠相同种类的片材而构成气体透过片2，也可以仅由一张片材构成气体透过片2。
附图标记说明
1…气体透过构件、2…气体透过片、2a…选择性透过片、2b…非选择性透过片、3…保持体、3a…插入部、3b…片保持部、3c…插入部开口部、3d…卡定构造、3e…弹性构件、3f…排气开口部、3k…框材、3m…筒状部、X…透气性容器、A…容器主体、A1…排气部、A2…排气孔、A3…内侧开口部、A4…外侧开口部、B…收容部、C…盖部、C1…盖体主体构件、C1a…安装构件收容孔、C1b…收容孔突出部、C2…安装构件、C2a…凸缘部、R1…排气部收容空间、R2…气体流通空间、R3…扩散空间。
Claims (4)
1.一种气体透过构件，其构成为能够安装于具有排气部的容器主体的该排气部，并构成为能够使从该排气部排出的气体透过而向容器主体的外侧排出，该排气部具有构成为能够将用于收容构件的容器主体内的气体排出的排气孔，该气体透过构件的特征在于，
该气体透过构件具有使气体透过的气体透过片和保持该气体透过片的保持体，
该保持体构成为，具有：插入部，其构成为能够将容器主体的排气部插入该插入部；排气开口部，其构成为，能够将从插入到该插入部的排气部排出到保持体内的气体向保持体的外侧排出，
该保持体以气体透过片与在该排气开口部和插入到插入部的排气部之间形成的气体的流路交叉的方式保持气体透过片。
2.根据权利要求1所述的气体透过构件，其特征在于，
在插入到所述插入部的排气部与气体透过片之间形成有扩散空间，该扩散空间使从插入到插入部的排气部排出的气体沿着气体透过片的一个面向比排气部所具有的排气孔的开口部靠外侧的位置扩散。
3.根据权利要求1或2所述的气体透过构件，其特征在于，
所述插入部具有将容器主体的排气部沿着插入方向卡定的卡定构造。
4.一种透气性容器，其具有：用于收容构件的容器主体；安装于该容器主体的权利要求1～3中任一项所述的气体透过构件，该透气性容器的特征在于，
所述容器主体包括具有能够将内侧的气体向外侧排出的排气孔的排气部，
该排气部构成为，通过从所述气体透过构件中的位于保持体的轴向的一端侧的开口部插入保持体内，能够安装气体透过构件。
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