JP2010034244A

JP2010034244A - 圧力開放弁

Info

Publication number: JP2010034244A
Application number: JP2008194251A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Kato; 芳樹加藤
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-02-12

Abstract

【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、前記本体部分から前記ハウジングの外部側端面に向って伸び、前記端面と弾性接触している傘形状の弁部と、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。
【選択図】図２

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開平２００６−２９４６６９号公報特開平２００４−７１７２５号公報

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。

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、前記本体部分から前記ハウジングの外部側端面に向って伸び、前記端面と弾性接触している傘形状の弁部と、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、前記弁部と前記端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。

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。

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。

また、請求項５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６記載の発明の圧力開放弁によれば、弁体をハウジングに装着する際の、挿入抵抗が低減出来る。
また、請求項７記載の発明の圧力開放弁によれば、弁体をハウジングに装着するのが容易である。

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。

＜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。

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からハウジング５の外部Ｙ側端面５２に向って伸び、前記端面５２と弾性接触している傘形状の弁部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と端面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。

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。
更に、ハウジング５の貫通孔５１の内周面には、内部Ｘと外部Ｙとを連通するための連通路７を形成するための溝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。

また、連通路７の内部Ｘ側からは、気液分離体９が挿着されている。
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。
更に、本体部分６１の外周面６４には、貫通孔５１内周面と接する複数個の環状突起６５が設けられている。
このことにより、弁体をハウジングに装着する際の、挿入抵抗が低減出来る。

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。

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。

そして、圧力開放弁３のハウジング５の端面５２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。

＜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、弁体６の本体部分６１から内部Ｘ側に向って伸びる取付け用の足部６６を設けた点である。
このため、弁体６をハウジング５に装着する際に、足部６６を引っ張って装着することが出来るため、弁体６の取付けが容易である。
尚、この足部６６は、弁体６を装着後に、切除して構わない。

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。

本発明が適用されるキャパシタの全体図である。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。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。従来技術に係る圧力開放弁の断面図である。

符号の説明

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溝
９気液分離体
５１貫通孔
５２端面
５３端面

Claims

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）から前記ハウジング（５）の外部（Ｙ）側端面（５２）に向って伸び、前記端面（５２）と弾性接触している傘形状の弁部（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）と前記端面（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。
前記ハウジング（５）の外部（Ｙ）側の端面（５２）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。
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。
前記ハウジング（５）の前記貫通孔（５１）の内周面に、内部（Ｘ）と外部（Ｙ）とを連通するための連通路（７）を形成するための溝（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。
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。
前記本体部分（６１）の前記外周面（６４）に、前記貫通孔（５１）内周面と接する複数個の環状突起（６５）を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧力開放弁。
前記弁体（６）の前記本体部分（６１）から内部（Ｘ）側に向って伸びる取付け用の足部（６６）を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧力開放弁。