JP2010153237A - 安全弁装置及び電池 - Google Patents

Abstract

【課題】開弁圧の変動を抑制することができる安全弁装置、及び、この安全弁装置を備えた電池を提供する。
【解決手段】電池ケース１０２のガス排出孔１２２の周囲部（固定部材１２４）にシール面１１５を密着させてガス排出孔１２２を封止する弁体１９０と、弁体１９０をその軸線方向Ｙに押圧してシール面１１５をガス排出孔１２２の周囲部（固定部材１２４）に密着させるコイルバネ１６０と、弁体１９０及びコイルバネ１６０を収容する筒状の安全弁ケース１４０と、を備える安全弁装置１０１であって、安全弁ケース１４０は、弁体１９０が軸線方向Ｙに直交する直交方向に動くのを制限し、且つ、弁体１９０が軸線方向Ｙに動くのを案内するケース側壁部１４６を備える安全弁装置１０１である。
【選択図】図２

Description

本発明は、安全弁装置、及び、これを備える電池に関する。

近年、電池の安全弁装置として、様々なものが提案されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。安全弁装置は、電池ケースの内圧が所定の開弁圧を上回ったときに、弁体によるガス排出孔の封止を解放して、電池ケース内のガスを外部に排出させて、電池ケースの内圧の過昇圧を防止するものである。

特開２００６−１９１７１号 特開２００６−４０６２６号

特許文献１には、電池ケースのガス排出孔の周囲部にシール面を密着させてガス排出孔を封止する弁体（弁部材及び包囲部材）と、弁体をその軸線方向に押圧してシール面をガス排出孔の周囲部に密着させるコイルバネと、弁体及びコイルバネを収容する安全弁ケースであって弁体の軸線方向に延びる筒状の安全弁ケースと、を備える安全弁装置が開示されている。

特許文献２には、電池ケースのガス排出孔を閉塞する位置に配置されたゴム（弁体）と、弁体をガス排出孔側に押圧するコイルバネと、弁体及びコイルバネを収容する安全包囲部材（安全弁ケース）と、を備える第２安全弁（安全弁装置）が開示されている。

特許文献１，２に開示されている安全弁装置を電池ケースに取り付けるとき、安全弁ケース内で、弁体がその軸線方向に直交する直交方向（以下、単に直交方向ともいう）に大きく動くことがある。このため、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが直交方向に大きく位置ズレ（以下、単に軸ズレともいう）することがあった。
さらに、安全弁装置を取り付けた電池の使用時においても、弁体が直交方向に大きく動いて、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが直交方向に大きく位置ズレすることがあった。例えば、一旦開弁（弁体のシール面がガス排出孔の周囲部から離間してガス排出孔の封止を解放し、電池ケース内のガスを外部に排出）してから復帰（再び、弁体でガス排出孔を封止）するまでの間に、弁体が直交方向に大きく動いてしまい、復帰状態において、弁体がガス排出孔から大きく軸ズレすることがあった。
このように、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが直交方向に大きく位置ズレすることで、開弁圧が変動する（実際の開弁圧が、予め設定した開弁圧より高くなったりあるいは低くなったりする）ことがあった。

また、特許文献１，２に開示されている安全弁装置では、開弁時（弁体のシール面がガス排出孔の周囲部から離間するとき）に、弁体がその軸線方向に対し傾いた方向（斜め上方）に動くことがある。この場合には、設定した開弁圧よりも低い内圧で、弁体のシール面の一部のみがガス排出孔の周囲部から離間して、その一部の隙間から電池ケース内のガスが外部に排出されることがあった。このように、開弁圧が変動することもあった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、開弁圧の変動を抑制することができる安全弁装置、及び、この安全弁装置を備えた電池を提供することを目的とする。

その解決手段は、シール面を有する弁体であって、電池ケースのガス排出孔の周囲部に上記シール面を密着させて上記ガス排出孔を封止する弁体と、上記弁体をその軸線方向に押圧して、上記シール面を上記ガス排出孔の上記周囲部に密着させるコイルバネと、上記弁体及び上記コイルバネを収容する筒状の安全弁ケースと、を備える安全弁装置であって、上記弁体及び上記安全弁ケースの少なくともいずれかは、上記弁体が上記軸線方向に直交する直交方向に動くのを制限し、且つ、上記弁体が上記軸線方向に動くのを案内する壁部を有する安全弁装置である。

本発明の安全弁装置では、弁体及び安全弁ケースの少なくともいずれかが、弁体がその軸線方向に直交する直交方向に動くのを制限する壁部を備えている。すなわち、弁体及び安全弁ケースの少なくとも一方に、弁体がその軸線方向に直交する直交方向に動くのを制限する壁部を設けている。具体的には、（１）弁体が上記壁部を有する場合、（２）安全弁ケースが上記壁部を有する場合、（３）弁体と安全弁ケースの両方が上記壁部を有する場合、の３通りのパターンがある。

従って、安全弁装置を電池ケースに取り付けるときに、安全弁ケース内で、弁体がその軸線方向に直交する直交方向（以下、単に直交方向ともいう）に動くのを制限することができる。従って、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とを一致させるように安全弁装置を電池ケースに取り付けたときに、安全弁ケース内で弁体が直交方向に動いて、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが位置ズレするのを抑制することができる。さらには、電池の使用時においても、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸との位置ズレを抑制することができる。

さらに、この壁部は、弁体がその軸線方向に動くのを案内する。すなわち、この壁部は、弁体の開弁時及び復帰時に、弁体が軸線方向に動くように弁体を案内する。従って、開弁時（弁体のシール面がガス排出孔の周囲部から離間するとき）には、弁体がその軸線方向に動くように案内されるので、弁体に対するコイルバネの押圧力を、弁体のシール面にほぼ均一に作用させることができる。これにより、開弁時に、弁体がその軸線方向に対し傾いた方向（斜め上方）に動くのを抑制できる。さらに、復帰時（ガス排出後、再び、弁体でガス排出孔を封止するとき）にも、弁体がその軸線方向に動くように案内されるので、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが位置ズレするのを抑制することができる。
以上より、本発明の安全弁装置によれば、開弁圧の変動を抑制することができる。

なお、弁体としては、例えば、シール面を有するゴム製の弁部材と、この弁部材を包囲する金属製の包囲部材とを備える弁体を挙げることができる。また、シール面を有するゴム製の弁部材（例えば、円柱状の弁部材）のみからなる弁体としても良い。

さらに、上記の安全弁装置であって、前記弁体は、前記軸線方向に延びる外周面を有し、前記安全弁ケースは、前記壁部であるケース側壁部であって、上記弁体の上記外周面に沿って上記軸線方向に延びるケース側壁部を有する安全弁装置とすると良い。

本発明の安全弁装置では、安全弁ケースが、弁体の外周面に沿って弁体の軸線方向に延びる壁部（ケース側壁部）を有している。これにより、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸との位置ズレを抑制することができる。さらに、開弁時に、弁体がその軸線方向に対し傾いた方向（斜め上方）に動くのを抑制できる。従って、開弁圧の変動を適切に抑制することができる。

なお、ケース側壁部としては、例えば、弁体の外周面の周方向全体にわたって弁体の外周を取り囲む筒状壁部（弁体が円筒状または円柱状であるときは、円筒状壁部）を挙げることができる。また、複数の壁部が弁体の外周面に沿って等間隔で並んだもの（例えば、筒状壁部を周方向に分割した形態の複数の壁部）を、ケース側壁部としても良い。

さらに、上記の安全弁装置であって、前記ケース側壁部に含まれる２つの部位であって前記弁体の中心軸を挟んで前記直交方向に向かい合う２つの部位をケース側第１部位及びケース側第２部位としたとき、上記ケース側第１部位と上記弁体の前記外周面との上記直交方向にかかる間隙寸法Ｂ（ｍｍ）と、上記ケース側第２部位と上記弁体の上記外周面との上記直交方向にかかる間隙寸法Ｃ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たす安全弁装置とすると良い。
換言すれば、前記の安全弁装置であって、前記安全弁装置を前記弁体の中心軸を含む位置で前記軸線方向に切断した切断面であって、上記中心軸を挟んで前記ケース側壁部の断面が２つ現れる切断面において、上記ケース側壁部の上記断面のうち一方の断面にかかる上記ケース側壁部と上記弁体の前記外周面との前記直交方向にかかる間隙寸法Ｂ（ｍｍ）と、上記ケース側壁部の上記断面のうち他方の断面にかかる上記ケース側壁部と上記弁体の上記外周面との前記直交方向にかかる間隙寸法Ｃ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たす安全弁装置とすると良い。

本発明の安全弁装置では、ケース側第１部位と弁体の外周面との直交方向にかかる間隙寸法Ｂ（ｍｍ）と、ケース側第２部位と弁体の外周面との直交方向にかかる間隙寸法Ｃ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たしている。換言すれば、安全弁装置の上記切断面において、一方の断面にかかるケース側壁部と弁体の外周面との直交方向（軸線方向に直交する方向）にかかる間隙寸法Ｂ（ｍｍ）と、他方の断面にかかるケース側壁部と弁体の外周面との直交方向にかかる間隙寸法Ｃ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たしている。

Ｂ＋Ｃを０．２ｍｍ以下とすることで、弁体が直交方向に動く移動量を０．２ｍｍ以下に抑制することができる。このように、弁体の直交方向への移動量を小さくすることで、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが直交方向に位置ズレするのを確実に抑制することができる。さらに、開弁時（弁体のシール面がガス排出孔の周囲部から離間するとき）に、弁体がその軸線方向に対し傾いた方向（斜め上方）に動くのを確実に抑制できる。従って、開弁圧の変動を確実に抑制することができる。

また、Ｂ＋Ｃを０．０５ｍｍ以上とすることで、軸線方向への弁体の動き（開弁動作及び復帰動作）をスムーズにすることができる。

さらに、上記いずれかの安全弁装置であって、前記安全弁ケースは、前記軸線方向に延びる内周面を有し、前記弁体は、ゴムからなり前記シール面を有する弁部材と、上記弁部材を包囲する包囲部材と、を備え、上記包囲部材は、前記壁部である弁体側壁部であって、上記安全弁ケースの上記内周面に沿って上記軸線方向に延びる弁体側壁部を有する安全弁装置とすると良い。

本発明の安全弁装置では、弁体の包囲部材が、安全弁ケースの内周面に沿って軸線方向に延びる壁部（弁体側壁部）を有している。これにより、開弁圧の変動を適切に抑制することができる。

なお、弁体側壁部としては、例えば、安全弁ケースの内周面の周方向全体にわたった筒状壁部（安全弁ケースが円筒状であるときは、円筒状壁部）を挙げることができる。また、複数の壁部が安全弁ケースの内周面に沿って等間隔で並んだもの（例えば、筒状壁部を周方向に分割した形態の複数の壁部）を、弁体側壁部としても良い。

さらに、上記の安全弁装置であって、前記弁体側壁部に含まれる２つの部位であって前記弁体の中心軸を挟んで前記直交方向に向かい合う２つの部位を弁体側第１部位及び弁体側第２部位としたとき、上記弁体側第１部位と前記安全弁ケースの前記内周面との上記直交方向にかかる間隙寸法Ｄ（ｍｍ）と、上記弁体側第２部位と上記安全弁ケースの上記内周面との上記直交方向にかかる間隙寸法Ｅ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たす安全弁装置とすると良い。
換言すれば、前記の安全弁装置であって、前記安全弁装置を前記弁体の中心軸を含む位置で前記軸線方向に切断した切断面であって、上記中心軸を挟んで前記弁体側壁部の断面が２つ現れる切断面において、上記弁体側壁部の上記断面のうち一方の断面にかかる上記弁体側壁部と前記安全弁ケースの前記内周面との前記直交方向にかかる間隙寸法Ｄ（ｍｍ）と、上記弁体側壁部の上記断面のうち他方の断面にかかる上記弁体側壁部と上記安全弁ケースの上記内周面との前記直交方向にかかる間隙寸法Ｅ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たす安全弁装置とすると良い。

本発明の安全弁装置では、弁体側第１部位と安全弁ケースの内周面との直交方向にかかる間隙寸法Ｄ（ｍｍ）と、弁体側第２部位と安全弁ケースの内周面との直交方向にかかる間隙寸法Ｅ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たしている。換言すれば、安全弁装置の上記切断面において、一方の断面にかかる弁体側壁部と安全弁ケースの内周面との直交方向にかかる間隙寸法Ｄ（ｍｍ）と、他方の断面にかかる弁体側壁部と安全弁ケースの内周面との直交方向にかかる間隙寸法Ｅ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たしている。

Ｄ＋Ｅを０．２ｍｍ以下とすることで、弁体が直交方向に動く移動量を０．２ｍｍ以下に抑制することができる。このように、弁体の直交方向への移動量を小さくすることで、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが直交方向に位置ズレするのを確実に抑制することができる。さらに、開弁時（弁体のシール面がガス排出孔の周囲部から離間するとき）に、弁体がその軸線方向に対し傾いた方向（斜め上方）に動くのを確実に抑制できる。従って、開弁圧の変動を確実に抑制することができる。

また、Ｄ＋Ｅを０．０５ｍｍ以上とすることで、軸線方向への弁体の動き（開弁動作及び復帰動作）をスムーズにすることができる。

他の解決手段は、上記いずれかの安全弁装置を備える電池である。

開弁圧が大きく変動する安全弁装置を備える電池では、次のような不具合が生じることがある。具体的には、例えば、電池ケースの内圧が所定値（予め設定した開弁圧）を上回っても開弁しない場合は、電池ケースの内圧の過昇圧により、電池ケースが破裂等する虞がある。反対に、電池ケースの内圧が所定値（予め設定した開弁圧）に達していないにも拘わらず開弁してしまう場合は、必要以上に電池ケース内のガスが外部に排出されることで、電池の性能を低下させる虞がある。

これに対し、本発明の電池は、前述の安全弁装置を備える。すなわち、本発明の電池は、開弁圧の変動が抑制された安全弁装置を備えている。これにより、電池ケースの内圧が所定値（予め設定した開弁圧）を上回ったときは、適切に、電池ケース内のガスを外部に排出して、電池ケースの内圧の過昇圧を防止することができる。また、電池ケースの内圧が所定値（予め設定した開弁圧）に達していないにも拘わらず、開弁してしまい、電池ケース内のガスが外部に排出されてしまうのを抑制することができる。

次に、本発明の実施形態（実施例１〜３）について、図面を参照しつつ説明する。
（実施例１）
実施例１の電池１００は、図１に示すように、電池ケース１０２と、安全弁装置１０１と、電池ケース１０２（電槽１３０）内に配置された電極体１５０及び電解液（図示しない）とを備える角形密閉式ニッケル水素蓄電池である。

電極体１５０は、正極板１５１と負極板１５２と袋状のセパレータ１５３とを備えている。このうち、正極板１５１は袋状のセパレータ１５３内に挿入されており、セパレータ１５３内に挿入された正極板１５１と、負極板１５２とが交互に積層されている。正極板１５１は、図示しない正極集電体に接続されており、負極板１５２は、図示しない負極集電体に接続されている。

正極板１５１としては、例えば、水酸化ニッケルを含む活物質と、発泡ニッケルなどの活物質支持体とを備える電極板を用いることができる。負極板１５２としては、例えば、水素吸蔵合金を負極構成材として含む電極板を用いることができる。セパレータ１５３としては、例えば、親水化処理された合成繊維からなる不織布を用いることができる。電解液としては、例えば、ＫＯＨを含む比重１．２〜１．４のアルカリ水溶液を用いることができる。

電池ケース１０２は、封口板１２０及び電槽１３０を有している。このうち、電槽１３０は、金属（具体的には、ニッケルめっき鋼板）からなり、矩形箱形状を有している。封口板１２０は、金属（具体的には、ニッケルめっき鋼板）からなり、矩形略板形状を有している。この封口板１２０は、図１に示すように、電槽１３０の開口端面１３１上に載置されて全周溶接され、電槽１３０の開口部１３２を封止している。これにより、封口板１２０と電槽１３０とは、隙間なく一体化して、電池ケース１０２を構成する。

封口板１２０には、図２に示すように、円形状の貫通孔１２０ｂが形成されている。この貫通孔１２０ｂを構成する孔周囲部１２０ｃには、電気絶縁性樹脂からなる環状の絶縁部材１２３と、金属製で環状の固定部材１２４とが固定されている。固定部材１２４は、絶縁部材１２３を、孔周囲部１２０ｃに向けて圧縮して固定している。本実施例１では、固定部材１２４により、電池ケース１０２の内部と外部とを連通するガス排出孔１２２が構成されている。また、本実施例１では、固定部材１２４が、ガス排出孔１２２の周囲部を構成する。

ところで、本実施例１の電池１００では、電池ケース１０２が負極となるように構成されている。このような電池では、従来、クリープ現象により、電解液が電池ケースの内面を這い上がり、ガス排出孔を通じて外部に漏出することがあった。しかしながら、本実施例１の電池１００では、ガス排出孔１２２を構成する固定部材１２４と封口板１２０の孔周囲部１２０ｃとの間に、電気絶縁性樹脂からなる絶縁部材１２３を介在させている。これにより、ガス排出孔１２２を構成する固定部材１２４は電気的に絶縁されるので、クリープ現象により、電解液が、ガス排出孔１２２を通じて外部に漏出するのを防止することができる。

安全弁装置１０１は、図２に示すように、弁体１９０とコイルバネ１６０と台座プレート１８０と安全弁ケース１４０とを有している。台座プレート１８０は、金属（具体的には、ニッケルめっき鋼板）からなり、環状板形状で、封口板１２０の外面１２７上に固着されている。

なお、図２は、安全弁装置１０１を、弁体１９０の中心軸Ｆ１を含む位置で軸線方向Ｙ（弁体１９０の中心軸Ｆ１が延びる方向、図２において上下方向）に切断した切断面を示している。図２では、弁体１９０の中心軸Ｆ１が、安全弁ケース１４０の中心軸Ｈ１、コイルバネ１６０の中心軸Ｎ１、及びガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１と一致している。すなわち、弁体１９０、コイルバネ１６０、及び安全弁ケース１４０が、ガス排出孔１２２に対し同軸に配置されている。

弁体１９０は、弁部材１１０と包囲部材１７０とを有している。このうち、包囲部材１７０は、金属（具体的には、ニッケルめっき鋼板）からなり、略円環状の鍔部１７１と、円筒状の側壁部１７２と、円盤状の天井部１７４とを有している。このうち、天井部１７４には、貫通孔１７４ｂが形成されている。弁部材１１０は、ゴム（具体的には、ＥＰＤＭ）からなり、円環状の鍔部１１１と、円筒状の側壁部１１２と、円盤状の天井部１１４とを有し、包囲部材１７０の内面１７０ｂに適合する形状をなしている。この弁部材１１０は、包囲部材１７０内に挿入され、封口板１２０の固定部材１２４の上に配置されている。なお、弁体１９０は、軸線方向Ｙに延びる外周面１９０ｂ（円筒状の側壁部１７２の外周面に相当する）を有している。

安全弁ケース１４０は、金属（具体的には、ニッケルめっき鋼板）からなり、円筒状をなしている。この安全弁ケース１４０は、弁体１９０及びコイルバネ１６０を収容している。安全弁ケース１４０の天井部１４４には、弁体１９０の外周面１９０ｂに沿って軸線方向Ｙに延びる円筒状のケース側壁部１４６が形成されている。この安全弁ケース１４０は、台座プレート１８０上に固着されている。なお、安全弁ケース１４０の中心軸Ｈ１は、ケース側壁部１４６の中心軸に一致する。

ここで、図２に示すように、ケース側壁部１４６に含まれる２つの部位であって、弁体１９０の中心軸Ｆ１を挟んで直交方向（軸線方向Ｙに直交する方向をいう、以下同じ）に向かい合う２つの部位を、ケース側第１部位１４６ｂ（図２におけるケース側壁部１４６の２つの断面のうち左側の断面にかかる部位）及びケース側第２部位１４６ｃ（図２におけるケース側壁部１４６の２つの断面のうち右側の断面にかかる部位）とする。このとき、ケース側第１部位１４６ｂと弁体１９０の外周面１９０ｂとの直交方向（図２において左右方向）にかかる間隙寸法Ｂ（ｍｍ）と、ケース側第２部位１４６ｃと弁体１９０の外周面１９０ｂとの直交方向（図２において左右方向）にかかる間隙寸法Ｃ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たす。

このように、本実施例１の安全弁装置１０１では、ケース側壁部１４６に含まれるいずれの部位においても、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たすように構成されている。換言すれば、中心軸Ｆ１を含む位置で軸線方向Ｙに切断した安全弁装置１０１のいずれの切断面においても、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たす。Ｂ＋Ｃを０．２ｍｍ以下とすることで、安全弁装置１０１において、弁体１９０が直交方向に動く移動量を０．２ｍｍ以下に抑制することができる。また、Ｂ＋Ｃを０．０５ｍｍ以上とすることで、軸線方向Ｙへの弁体１９０の動き（開弁動作及び復帰動作）をスムーズにすることができる。

なお、本実施例１では、安全弁ケース１４０のケース側壁部１４６の内径Ｋを、包囲部材１７０の側壁部１７２の外径Ｊよりも、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ大きくすることで、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たしている。

コイルバネ１６０は、図２の下方に進むにしたがって径小となる螺旋形状を有している。このコイルバネ１６０は、径小端部１６１が包囲部材１７０の鍔部１７１上に載置され、径大端部１６２が安全弁ケース１４０の天井部１４４によって第１軸線方向Ｙ１（図２において下方）に押圧されるようにして、圧縮変形された状態で安全弁ケース１４０内に配置されている。これにより、包囲部材１７０の鍔部１７１と共に弁部材１１０の鍔部１１１が、コイルバネ１６０によって第１軸線方向Ｙ１（図２において下方）に押圧される。このとき、弁部材１１０の鍔部１１１は、弾性的に圧縮変形する。従って、弁部材１１０の鍔部１１１に位置するシール面１１５が、封口板１２０の固定部材１２４（ガス排出孔１２２の周囲部）に隙間なく密着する。これにより、弁体１９０（弁部材１１０）で、ガス排出孔１２２を封止することができる。

なお、軸線方向Ｙ（図２において上下方向）のうち、一方の方向を第１軸線方向Ｙ１（図２において下方向）、他方の方向を第２軸線方向Ｙ２（図２において上方向）とする。また、安全弁装置１０１の開弁圧は、弁体１９０（弁部材１１０）でガス排出孔１２２を封止した状態（図２に示す状態）で、コイルバネ１６０が弁体１９０（包囲部材１７０の鍔部１７１及び弁部材１１０の鍔部１１１）を第１軸線方向Ｙ１（図２において下方）に押圧する弾性力（バネ荷重）に基づいて、予め所定値に設定されている。

このような安全弁装置１０１は、電池ケース１０２の内圧が所定値（予め設定した開弁圧）を超えると、電池ケース１０２内のガス（水素ガス等）を外部に排出し、電池ケース１０２の内圧の過昇圧を防止する。具体的には、電池ケース１０２の内圧が上昇して所定値を超えると、電池ケース１０２内のガスによって弁体１９０（弁部材１１０及び包囲部材１７０）が第２軸線方向Ｙ２（図２において上方）に押圧され、この押圧力によりコイルバネ１６０がさらに圧縮変形する。これにより、弁部材１１０のシール面１１５が固定部材１２４（ガス排出孔１２２の周囲部）から離間するので、電池ケース１０２内のガスは、弁体１９０の外部に排出された後、弁体１９０の外周面１９０ｂとケース側壁部１４６との間隙を通じて電池外部に排出される。このようにして、電池ケース１０２の内圧の過昇圧を防止することができる。

ところで、安全弁装置を電池ケースに取り付けるとき、安全弁ケース内で、弁体が直交方向に大きく動くと、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが直交方向に大きく位置ズレする虞がある。さらに、安全弁装置を取り付けた電池の使用時においても、弁体が直交方向に大きく動くと、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが直交方向に大きく位置ズレしてしまう。例えば、一旦開弁してから復帰するまでの間に、弁体が直交方向に大きく動いてしまうと、復帰状態において、弁体がガス排出孔から大きく軸ズレする虞がある。このように、弁体の中心軸とガス排出孔の中心軸とが直交方向に大きく位置ズレすると、開弁圧が変動してしまう（実際の開弁圧が、予め設定した開弁圧より高くなったりあるいは低くなったりする）。

また、開弁時（弁体のシール面がガス排出孔の周囲部から離間するとき）に、弁体がその軸線方向に対し傾いた方向（斜め上方）に動くと、設定した開弁圧よりも低い内圧で、弁体のシール面の一部のみがガス排出孔の周囲部から離間して、その一部の隙間から電池ケース内のガスが外部に排出されてしまう。コイルバネ１６０の中心軸Ｎ１が延びる方向（軸線方向Ｙに一致する）に対し傾いた方向（斜め上方）に、弁体１９０からの力（圧縮力）がコイルバネ１６０に作用するからである。

電池ケースの内圧が所定値（予め設定した開弁圧）を上回っても開弁しない場合は、電池ケースの内圧の過昇圧により、電池ケースが破裂等する虞がある。反対に、電池ケースの内圧が所定値（予め設定した開弁圧）に達していないにも拘わらず開弁してしまう場合は、必要以上に電池ケース内のガスが外部に排出されることで、電池の性能を低下させる虞がある。

これに対し、本実施例１の安全弁装置１０１では、安全弁ケース１４０に、弁体１９０の外周面１９０ｂに沿って軸線方向Ｙに延びる円筒状のケース側壁部１４６を設けている。しかも、前述のように、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たすように、ケース側壁部１４６を設けている。このケース側壁部１４６は、弁体１９０が直交方向（軸線方向Ｙに直交する方向）に動くのを制限（抑制）し、且つ、弁体１９０が軸線方向Ｙに動くのを案内する。

具体的には、安全弁ケース１４０内で弁体１９０が直交方向に動いたとしても、直ちに、弁体１９０の外周面１９０ｂをケース側壁部１４６の内周面１４６ｄに接触させて、弁体１９０の直交方向への動きを停止させることができる。詳細には、安全弁ケース１４０内で弁体１９０が直交方向に動く移動量を、０．２ｍｍ以下に抑制することができる。

このため、安全弁装置１０１を電池ケース１０２に取り付けるときに、安全弁ケース１４０内で、弁体１９０が直交方向に動くのを制限（移動量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。従って、弁体１９０の中心軸Ｆ１とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とを一致させるように安全弁装置１０１を電池ケース１０２に取り付けたときに、安全弁ケース１４０内で弁体１９０が直交方向に動くのを抑制（移動量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。これにより、弁体１９０の中心軸Ｆ１とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とが直交方向（例えば、図２において左右方向）に位置ズレするのを抑制（位置ズレ量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。さらには、電池１００の使用時においても、弁体１９０の中心軸Ｆ１とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とが直交方向（例えば、図２において左右方向）に位置ズレするのを抑制（位置ズレ量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。

さらに、開弁時（弁体１９０のシール面１１５が固定部材１２４（ガス排出孔１２２の周囲部）から離間するとき）には、ケース側壁部１４６によって、弁体１９０が軸線方向Ｙ（第２軸線方向Ｙ２）に動くように案内される。具体的には、仮に、弁体１９０が軸線方向Ｙ（第２軸線方向Ｙ２）に対し傾いた方向（図２において斜め上方）に動き出したとしても、直ちに、弁体１９０の外周面１９０ｂをケース側壁部１４６の内周面１４６ｄに接触させて、ケース側壁部１４６の内周面１４６ｄに沿って、弁体１９０を軸線方向Ｙ（第２軸線方向Ｙ２）に動かすことができる。これにより、開弁時に、弁体１９０が軸線方向Ｙ（第２軸線方向Ｙ２）に対し傾いた方向（図２において斜め上方）に動くのを抑制して、コイルバネ１６０をその中心軸Ｎ１が延びる方向（軸線方向Ｙに一致する）に押圧（圧縮）することができる。

また、復帰時（ガス排出後、再び、弁体１９０でガス排出孔１２２を封止するとき）にも、ケース側壁部１４６によって、弁体１９０が軸線方向Ｙ（第１軸線方向Ｙ１）に動くように案内される。具体的には、仮に、上昇した弁体１９０が軸線方向Ｙ（第１軸線方向Ｙ１）に対し傾いた方向（図２において斜め下方）に動き出したしても、直ちに、弁体１９０の外周面１９０ｂをケース側壁部１４６の内周面１４６ｄに接触させて、ケース側壁部１４６の内周面１４６ｄに沿って、弁体１９０を軸線方向Ｙ（第１軸線方向Ｙ１）に動かすことができる。これにより、弁体１９０の中心軸Ｆ１とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とが直交方向に位置ズレするのを抑制することができる。
以上より、本実施例１の安全弁装置１０１によれば、開弁圧の変動を抑制することができる。

本実施例１の電池１００は、次のようにして製造することができる。
まず、袋状とした複数のセパレータ１５３内に、それぞれ正極板１５１を挿入する。次いで、正極板１５１が挿入された複数のセパレータ１５３と複数の負極板１５２とを交互に積層し、電極体１５０を作成する（図１参照）。その後、この電極体１５０を電槽１３０内に挿入した後、正極板１５１と正極集電体（図示なし）とを接合すると共に、負極板１５２と負極集電体（図示なし）とを接合する。次いで、別途用意した封口板１２０を、電槽１３０の開口端面１３１上に載置して全周溶接し、電槽１３０の開口部１３２を封止する（図１参照）。これにより、封口板１２０と電槽１３０とは、隙間なく一体化して、電池ケース１０２を構成する。次いで、封口板１２０に形成されているガス排出孔１２２から、電解液として、比重約１．３のアルカリ水溶液を注液する。

また、これとは別に、安全弁装置１０１を作製する。具体的には、まず、包囲部材１７０内に弁部材１１０を挿入配置して、弁体１９０を作製する。また、安全弁ケース１４０の天井部１４４側にコイルバネ１６０の径大端部１６２を向けて、安全弁ケース１４０内にコイルバネ１６０を配置する。次いで、包囲部材１７０の鍔部１７１をコイルバネ１６０の径小端部１６１に当接させるようにして、弁体１９０を安全弁ケース１４０内に配置する。このとき、弁体１９０の中心軸Ｆ１を、安全弁ケース１４０の中心軸Ｈ１（ケース側壁部１４６の中心軸）に一致させるように、弁体１９０をケース側壁部１４６の内に挿入する。その後、レーザー溶接により、台座プレート１８０を、安全弁ケース１４０の鍔部１４８に接合する。これにより、安全弁装置１０１が完成する。

なお、本実施例１では、安全弁ケース１４０のケース側壁部１４６の内径Ｋを、包囲部材１７０の側壁部１７２の外径Ｊよりも、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ大きくしている。これにより、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たすことができる。

次いで、この安全弁装置１０１を、安全弁ケース１４０の中心軸Ｈ１がガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１に一致するように、封口板１２０の外面１２７上に載置する。この状態で、レーザー溶接により、安全弁装置１０１を封口板１２０（電池ケース１０２）に接合する。このようにして安全弁装置１０１を電池ケース１０２に取り付ける間、前述のように、ケース側壁部１４６により、安全弁ケース１４０内で、弁体１９０が直交方向に動くのを制限（移動量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。これにより、弁体１９０の中心軸Ｆ１とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とが直交方向に位置ズレするのを抑制（位置ズレ量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。
以上のようにして、本実施例１の電池１００を製造することができる。

（実施例２）
実施例２の電池２００は、実施例１の電池１００と比較して、安全弁装置のみが異なり、その他については同様である。具体的には、本実施例２の電池２００は、図１に示すように、実施例１の安全弁装置１０１に代えて、安全弁装置２０１を備えている。本実施例２の安全弁装置２０１は、実施例１の安全弁装置１０１と比較して、弁体及び安全弁ケースが異なり、その他については同様である。従って、ここでは、実施例１と異なる点を中心に説明し、実施例１と同様な点については説明を省略する。

本実施例２の安全弁ケース２４０は、図３に示すように、実施例１の安全弁ケース１４０と比較して、ケース側壁部１４６を有していない点が異なっている。すなわち、本実施例２の安全弁ケース２４０は、天井部２４４には、包囲部材２７０の側壁部１７２の外径よりも径大な貫通孔２４４ｂが形成されているのみである。なお、安全弁ケース２４０の側壁部２４２は、軸線方向Ｙ（弁体２９０の中心軸Ｆ２が延びる方向、図３において上下方向）に延びる内周面２４０ｂを有している。

また、本実施例２の弁体２９０は、図３に示すように、実施例１の弁体１９０と比較して、包囲部材が異なる。具体的には、本実施例２の包囲部材２７０は、実施例１の包囲部材１７０と異なり、円環状の鍔部２７１に、安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂに沿って軸線方向Ｙに延びる円筒状の弁体側壁部２７６が形成されている。この弁体側壁部２７６は、実施例１のケース側壁部１４６と同様に、弁体２９０が直交方向（軸線方向Ｙに直交する方向）に動くのを制限（抑制）し、且つ、弁体２９０が軸線方向Ｙに動くのを案内する。

なお、図３は、安全弁装置２０１を、弁体２９０の中心軸Ｆ２を含む位置で軸線方向Ｙ（弁体２９０の中心軸Ｆ２が延びる方向、図３において上下方向）に切断した切断面を示している。図３では、弁体２９０の中心軸Ｆ２が、安全弁ケース２４０の中心軸Ｈ２、コイルバネ１６０の中心軸Ｎ１、及びガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１と一致している。すなわち、弁体２９０、コイルバネ１６０、及び安全弁ケース２４０が、ガス排出孔１２２に対し同軸に配置されている。

ここで、図３に示すように、弁体側壁部２７６に含まれる２つの部位であって、弁体２９０の中心軸Ｆ２を挟んで直交方向（軸線方向Ｙに直交する方向）に向かい合う２つの部位を、弁体側第１部位２７６ｂ（図３における弁体側壁部２７６の２つの断面のうち左側の断面にかかる部位）及び弁体側第２部位２７６ｃ（図３における弁体側壁部２７６の２つの断面のうち右側の断面にかかる部位）とする。このとき、弁体側第１部位２７６ｂと安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂとの直交方向（図３において左右方向）にかかる間隙寸法Ｄ（ｍｍ）と、弁体側第２部位２７６ｃと安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂとの直交方向（図３において左右方向）にかかる間隙寸法Ｅ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たす。

このように、本実施例２の安全弁装置２０１では、弁体側壁部２７６に含まれるいずれの部位においても、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たすように構成されている。換言すれば、中心軸Ｆ２を含む位置で軸線方向Ｙに切断した安全弁装置２０１のいずれの切断面においても、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たす。Ｄ＋Ｅを０．２ｍｍ以下とすることで、安全弁装置２０１において、弁体２９０が直交方向に動く移動量を０．２ｍｍ以下に抑制することができる。また、Ｄ＋Ｅを０．０５ｍｍ以上とすることで、軸線方向Ｙへの弁体２９０の動き（開弁動作及び復帰動作）をスムーズにすることができる。

なお、本実施例２では、安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂを構成する側壁部２４２の内径Ｍを、弁体側壁部２７６の外径Ｌよりも、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ大きくすることで、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たしている。

このような本実施例２の安全弁装置２０１でも、実施例１の安全弁装置１０１と同様に、安全弁ケース２４０内で弁体２９０が直交方向に動いたとしても、直ちに、弁体側壁部２７６を安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂに接触させて、弁体２９０の直交方向への動きを停止させることができる。

このため、弁体２９０の中心軸Ｆ２とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とを一致させるように安全弁装置２０１を電池ケース１０２に取り付けたとき、安全弁ケース２４０内で弁体２９０が直交方向に動くのを抑制（移動量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。これにより、弁体２９０の中心軸Ｆ２とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とが直交方向（例えば、図３において左右方向）に位置ズレするのを抑制（位置ズレ量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。さらには、電池２００の使用時においても、弁体２９０の中心軸Ｆ２とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とが直交方向（例えば、図３において左右方向）に位置ズレするのを抑制（位置ズレ量を０．２ｍｍ以下に抑制）することができる。

さらに、開弁時（弁部材１１０のシール面１１５が固定部材１２４（ガス排出孔１２２の周囲部）から離間するとき）には、弁体側壁部２７６によって、弁体２９０が軸線方向Ｙ（第２軸線方向Ｙ２、図３において上方向）に動くように案内される。具体的には、仮に、弁体２９０が軸線方向Ｙ（第２軸線方向Ｙ２）に対し傾いた方向（図３において斜め上方）に動き出したしても、直ちに、弁体側壁部２７６を安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂに接触させて、安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂに沿って、弁体２９０を軸線方向Ｙ（第２軸線方向Ｙ２）に動かすことができる。これにより、開弁時に、弁体２９０が軸線方向Ｙ（第２軸線方向Ｙ２）に対し傾いた方向（図３において斜め上方）に動くのを抑制して、コイルバネ１６０をその中心軸Ｎ１が延びる方向（軸線方向Ｙに一致する）に押圧（圧縮）することができる。

また、復帰時（ガス排出後、再び、弁体２９０でガス排出孔１２２を封止するとき）にも、弁体側壁部２７６によって、弁体２９０が軸線方向Ｙ（第１軸線方向Ｙ１、図３において下方向）に動くように案内される。具体的には、仮に、上昇した弁体２９０が軸線方向Ｙ（第１軸線方向Ｙ１）に対し傾いた方向（図３において斜め下方）に動き出したしても、直ちに、弁体側壁部２７６を安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂに接触させて、安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂに沿って、弁体２９０を軸線方向Ｙ（第１軸線方向Ｙ１）に動かすことができる。これにより、弁体２９０の中心軸Ｆ２とガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１とが直交方向に位置ズレするのを抑制することができる。
以上より、本実施例２の安全弁装置２０１によれば、開弁圧の変動を抑制することができる。

（実施例３）
実施例３の電池３００は、実施例１の電池１００と比較して、安全弁装置のみが異なり、その他については同様である。具体的には、本実施例３の電池３００は、図１に示すように、実施例１の安全弁装置１０１に代えて、安全弁装置３０１を備えている。

本実施例３の安全弁装置３０１は、実施例１の安全弁装置１０１と比較して、弁体のみが異なり、その他については同様である。具体的には、図４に示すように、弁体として、実施例２の弁体２９０を用いている。すなわち、本実施例３の安全弁装置３０１は、ケース側壁部１４６に加えて、弁体側壁部２７６をも有している。

なお、図４は、安全弁装置３０１を、弁体２９０の中心軸Ｆ２を含む位置で軸線方向Ｙ（弁体２９０の中心軸Ｆ２が延びる方向、図４において上下方向）に切断した切断面を示している。図４では、弁体２９０の中心軸Ｆ２が、安全弁ケース１４０の中心軸Ｈ１、コイルバネ１６０の中心軸Ｎ１、及びガス排出孔１２２の中心軸Ｇ１と一致している。すなわち、弁体２９０、コイルバネ１６０、及び安全弁ケース１４０が、ガス排出孔１２２に対し同軸に配置されている。

本実施例３の安全弁装置３０１でも、実施例１の安全弁装置１０１と同様に、ケース側壁部１４６のケース側第１部位１４６ｂと弁体２９０の外周面２９０ｂとの直交方向（図４において左右方向）にかかる間隙寸法Ｂ（ｍｍ）と、ケース側壁部１４６のケース側第２部位１４６ｃと弁体２９０の外周面２９０ｂとの直交方向にかかる間隙寸法Ｃ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たしている。このように、ケース側壁部１４６のいずれの部位においても、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たすように構成されている。換言すれば、弁体２９０の中心軸Ｆ２を含む位置で軸線方向Ｙに切断した安全弁装置３０１のいずれの切断面においても、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たしている。

さらに、実施例２の安全弁装置２０１と同様に、弁体側壁部２７６の弁体側第１部位２７６ｂと安全弁ケース１４０の内周面１４０ｂとの直交方向（図４において左右方向）にかかる間隙寸法Ｄ（ｍｍ）と、弁体側壁部２７６の弁体側第２部位２７６ｃと安全弁ケース２４０の内周面２４０ｂとの直交方向にかかる間隙寸法Ｅ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たしている。このように、弁体側壁部２７６のいずれの部位においても、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たすように構成されている。換言すれば、弁体２９０の中心軸Ｆ２を含む位置で軸線方向Ｙに切断した安全弁装置３０１のいずれの切断面においても、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たしている。

なお、本実施例３では、安全弁ケース１４０のケース側壁部１４６の内径Ｋを、包囲部材２７０の側壁部２７２の外径Ｊよりも、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ大きくすることで、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たしている。さらに、安全弁ケース１４０の内周面１４０ｂを構成する側壁部１４２の内径Ｍを、弁体側壁部２７６の外径Ｌよりも、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ大きくすることで、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たしている。

ケース側壁部１４６及び弁体側壁部２７６の働きについては、実施例１，２で説明した通りである。本実施例３の安全弁装置３０１では、ケース側壁部１４６に加えて弁体側壁部２７６をも有しているので、実施例１，２に比べて、より一層、開弁圧の変動を抑制することができる。

以上において、本発明を実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例１〜３では、ケース側壁部１４６及び弁体側壁部２７６をいずれも円筒状にしたが、円筒を周方向に分割した形態（円弧状をなして軸線方向Ｙに延びる複数の壁部が、間隙を空けて周方向に並んだ形態）としても良い。

実施例１〜３にかかる電池の部分破断斜視図である。 実施例１にかかる安全弁装置の縦断面図である。 実施例２にかかる安全弁装置の縦断面図である。 実施例３にかかる安全弁装置の縦断面図である。

符号の説明

１００，２００，３００ 電池
１０１，２０１，３０１ 安全弁装置
１０２ 電池ケース
１１０ 弁部材
１１５ シール面
１２２ ガス排出孔
１２４ 固定部材（ガス排出孔の周囲部）
１４０，２４０ 安全弁ケース
１４０ｂ，２４０ｂ 安全弁ケースの内周面
１４６ ケース側壁部（壁部）
１４６ｂ ケース側第１部位
１４６ｃ ケース側第２部位
１６０ コイルバネ
１７０，２７０ 包囲部材
１９０，２９０ 弁体
１９０ｂ，２９０ｂ 弁体の外周面
２７６ 弁体側壁部（壁部）
２７６ｂ 弁体側第１部位
２７６ｃ 弁体側第２部位
Ｆ１，Ｆ２ 弁体の中心軸
Ｙ 弁体の軸線方向

Claims (6)

1. シール面を有する弁体であって、電池ケースのガス排出孔の周囲部に上記シール面を密着させて上記ガス排出孔を封止する弁体と、
   上記弁体をその軸線方向に押圧して、上記シール面を上記ガス排出孔の上記周囲部に密着させるコイルバネと、
   上記弁体及び上記コイルバネを収容する筒状の安全弁ケースと、を備える
   安全弁装置であって、
   上記弁体及び上記安全弁ケースの少なくともいずれかは、
   上記弁体が上記軸線方向に直交する直交方向に動くのを制限し、且つ、上記弁体が上記軸線方向に動くのを案内する壁部を有する
   安全弁装置。
2. 請求項１に記載の安全弁装置であって、
   前記弁体は、前記軸線方向に延びる外周面を有し、
   前記安全弁ケースは、前記壁部であるケース側壁部であって、上記弁体の上記外周面に沿って上記軸線方向に延びるケース側壁部を有する
   安全弁装置。
3. 請求項２に記載の安全弁装置であって、
   前記ケース側壁部に含まれる２つの部位であって前記弁体の中心軸を挟んで前記直交方向に向かい合う２つの部位をケース側第１部位及びケース側第２部位としたとき、
   上記ケース側第１部位と上記弁体の前記外周面との上記直交方向にかかる間隙寸法Ｂ（ｍｍ）と、上記ケース側第２部位と上記弁体の上記外周面との上記直交方向にかかる間隙寸法Ｃ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｂ＋Ｃ≦０．２の関係を満たす
   安全弁装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の安全弁装置であって、
   前記安全弁ケースは、前記軸線方向に延びる内周面を有し、
   前記弁体は、ゴムからなり前記シール面を有する弁部材と、上記弁部材を包囲する包囲部材と、を備え、
   上記包囲部材は、前記壁部である弁体側壁部であって、上記安全弁ケースの上記内周面に沿って上記軸線方向に延びる弁体側壁部を有する
   安全弁装置。
5. 請求項４に記載の安全弁装置であって、
   前記弁体側壁部に含まれる２つの部位であって前記弁体の中心軸を挟んで前記直交方向に向かい合う２つの部位を弁体側第１部位及び弁体側第２部位としたとき、
   上記弁体側第１部位と前記安全弁ケースの前記内周面との上記直交方向にかかる間隙寸法Ｄ（ｍｍ）と、上記弁体側第２部位と上記安全弁ケースの上記内周面との上記直交方向にかかる間隙寸法Ｅ（ｍｍ）とが、０．０５≦Ｄ＋Ｅ≦０．２の関係を満たす
   安全弁装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の安全弁装置を備える
   電池。

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