KR20160047407A - 용기의 방폭 밸브의 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 파단용 홈부가 소성 가공에 의해 형성된 경우에도, 파단용 홈부의 평탄형상 저부에 있어서의 잘록부의 발생이 방지되며, 또한 상기 평탄형상 저부의 두께도 안정된 용기의 방폭 밸브의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 해결 수단으로서, 파단용 홈부(4)의 두께를 규정하고 있는 평탄형상 저부(4a)와, 이 저부(4a)로부터 박육 평탄부(3)까지 솟아오르는 대향한 경사 양 측벽(4c, 4d)에 의해 형성된 V자형의 단면 형상을 이루고, 경사 양 측벽(4c, 4d)의 한쪽의 경사 측벽(4c)의 경사 각도(θ1)가 다른쪽의 경사 측벽(4d)의 경사 각도(θ2)에 비해 커지는 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

용기의 방폭 밸브의 구조{STRUCTURE OF A BLAST VALVE FOR A CONTAINER}
본 발명은 음료 용기, 전해 콘덴서 용기나 전지 용기 등의 밀봉 구조를 이루는 용기의 방폭 밸브의 구조에 관한 것이다.
종래의 밀봉 구조를 이루는 용기, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지의 용기에 있어서는, 전지의 충방전이나 사용 환경하의 온도 상승에 의해서 내부 압력이 상승하는 일이 있고, 이러한 내부 압력으로 전지 용기가 변형되고, 더욱이는 파열될 위험성을 안고 있다. 이러한 전지 용기의 파열을 방지하기 위해, 파열되지 않을 정도의 내부 압력으로 전지 용기의 일부가 개열(開裂)하여 내부 압력을 개방하는 방폭 밸브가 마련되어 있다(특허문헌 1 참조). 이러한 방폭 밸브를 저비용으로 제작하기 위해서는, 방폭 밸브를 전지 용기의 덮개와 일체로 성형하는 것이 바람직하다(특허문헌 2 참조).
상기 특허문헌 2에 기재된 방폭 밸브(20)로서, 소성 가공의 일종인 코이닝 가공에 의해, 도 7에 도시하는 전지 용기의 덮개(10)[두께(t1)(하기의 도 8 참조)]에 덮개(10)의 주변부보다 박육(薄肉)으로 형성된 박육 평탄부(30)[두께(t2)(하기의 도 9 참조]와, 박육 평탄부(30)에 선형상으로(육상 경기의 트랙과 같이) 형성된 파단용 홈부(40)를 구비한 구조의 것이 알려져 있다.
도 8은 도 7에 도시하는 덮개(10)에 마련된 방폭 밸브(20)의 구조를 상세하게 도시하기 위한 CC 단면도이다. 또한, 도 9는 도 8에 도시하는 방폭 밸브(20)의 구조를 보다 상세하게 도시하기 위해, 곡선(마)으로 둘러싸인 부분을 확대한 확대 단면도이다.
도 8 및 도 9에 있어서, 파단용 홈부(40)는, 파단용 홈부(40)의 두께를 규정하고 있는 폭(W3)의 평탄형상 저부(40a)와, 이 저부(40a)로부터 박육 평탄부(30)까지 솟아오르는 대향한 경사 양 측벽(40c, 40d)에 의해 형성된 대략 V자형의 단면 형상(개구부의 폭은 W4)을 이루고 있다. 그리고, 경사 측벽(40c)의 경사 각도와 경사 측벽(40d)의 경사 각도(θ)는 모두 지금까지 알려져 있는 동일한 60도이다.
일본 특허 공개 제 2009-4271 호 공보 일본 특허 공개 제 2013-243075 호 공보
그러나, 상기 특허문헌 2에 기재된 파단용 홈부(40)가 형성된 경우, 도 8에 도시하는 파단용 홈부(40)의 평탄형상 저부(40a)의 하방[부호(아)의 부분]에 잘록부가 생겨 버린다는 문제점이 있었다.
발명의 목적은, 파단용 홈부가 소성 가공에 의해 형성된 경우에도, 파단용 홈부의 평탄형상 저부에 있어서의 잘록부의 발생이 방지되며, 또한 상기 평탄형상 저부의 두께도 안정된 용기의 방폭 밸브의 구조를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 제 1 발명에 따른 용기의 방폭 밸브의 구조는,
밀봉 구조를 이루는 용기의 방폭 밸브의 구조로서,
상기 방폭 밸브는,
상기 용기를 구성하는 표면에, 이 표면의 주변부보다 박육으로 형성된 박육 평탄부와, 소성 가공에 의해 상기 박육 평탄부에 선형상으로 형성된 파단용 홈부를 구비하며,
이 선형상으로 형성된 파단용 홈부는,
상기 파단용 홈부의 두께를 규정하고 있는 평탄형상 저부와, 이 저부로부터 상기 박육 평탄부까지 솟아오르는 대향한 경사 양 측벽에 의해 형성된 V자형의 단면 형상을 이루며,
상기 경사 양 측벽의 한쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ1)가 다른쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ2)에 비해 커지는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 용기의 방폭 밸브의 구조이다.
또한, 제 2 발명에 따른 용기의 방폭 밸브의 구조는, 제 1 발명에 따른 용기의 방폭 밸브의 구조에 있어서, 상기 선형상으로 형성된 파단용 홈부는, 곡선으로 이루어지거나 또는 일부에 곡선을 포함하는 폐곡선, 혹은 상기 폐곡선의 일부가 불연속하게 되는 불연속 폐곡선, 혹은 복수의 직선이 조합되도록 형성된 파단용 홈부인 것을 특징으로 한다.
또한, 제 3 발명에 따른 용기의 방폭 밸브의 구조는, 제 1 또는 제 2 발명에 따른 용기의 방폭 밸브의 구조에 있어서,
상기 한쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ1)가 45~80도이며, 상기 다른쪽의 경사측벽의 경사 각도(θ2)가 35~70도인 것을 특징으로 한다.
또한, 제 4 발명에 따른 용기의 방폭 밸브의 구조는, 제 1~제 3 발명 중 어느 하나의 발명에 따른 용기의 방폭 밸브의 구조에 있어서,
상기 용기는 리튬 이온 전지용 용기인 것을 특징으로 한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 용기의 방폭 밸브의 구조는,
밀봉 구조를 이루는 용기의 방폭 밸브의 구조로서,
상기 방폭 밸브는,
상기 용기를 구성하는 표면에, 이 표면의 주변부보다 박육으로 형성된 박육 평탄부와, 소성 가공에 의해 상기 박육 평탄부에 선형상으로 형성된 파단용 홈부를 구비하며,
이 선형상으로 형성된 파단용 홈부는,
상기 파단용 홈부의 두께를 규정하고 있는 평탄형상 저부와, 이 저부로부터 상기 박육 평탄부까지 솟아오르는 대향한 경사 양 측벽에 의해 형성된 V자형의 단면 형상을 이루며,
상기 경사 양 측벽의 한쪽의 경사측벽의 경사 각도(θ1)가 다른쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ2)에 비해 커지는 구성을 갖고 있기 때문에,
파단용 홈부가 소성 가공에 의해 형성된 경우에도, 파단용 홈부의 평탄형상 저부에 있어서의 잘록부의 발생이 방지되고, 또한 상기 평탄형상 저부의 두께도 안정된 용기의 방폭 밸브의 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 리튬 이온 전지용 용기의 방폭 밸브의 구조를 도시하는 사시도,
도 2는 도 1의 AA 단면도,
도 3은 도 2의 "가"부 확대 단면도,
도 4는 소성 가공에 의해 파단용 홈부를 형성하는 경우의 파단용 홈부 주변 개소[부호(나, 다))에 발생하는 변형 상태 및 응력 상태를 모식적으로 설명하는 모식 설명도,
도 5는 본 발명의 다른 실시형태의 선형상으로 형성된 파단용 홈부이며, 도 5의 (a)는 양단의 곡선을 직선으로 연결된 구성의 경우의 평면도, 도 5의 (b)는 4개의 직선이 조합된 구성의 경우의 평면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태의 리튬 이온 전지용 용기의 방폭 밸브의 구조를 도시하는 사시도,
도 7은 종래의 리튬 이온 전지용 용기의 방폭 밸브의 구조를 도시하는 사시도,
도 8은 도 7의 CC 단면도,
도 9는 도 8의 "마"부 확대 단면도,
도 10은 소성 가공에 의해 파단용 홈부를 형성하는 경우의 파단용 홈 주변 개소[부호(바, 사)]에 발생하는 변형 상태 및 응력 상태를 모식적으로 설명하는 모식 설명도.
본 발명자들은, 어떻게 하면, 밀봉 구조를 이루는 용기(예를 들면, 리튬 이온 전지용 용기)를 구성하는 표면으로서의 덮개의 일부(대략 중앙)에, 주변부보다 박육으로 형성된 박육 평탄부를 마련하는 동시에, 그러한 박육 평탄부에 V자형의 단면 형상을 이룬 파단용 홈부를 소성 가공[예를 들면, 코이닝(coining) 가공]에 의해 선형상으로 형성한 경우에도, 상기 파단용 홈부의 평탄형상 저부에 있어서의 잘록부의 발생이 방지되고, 또한 상기 평탄형상 저부의 두께도 안정된 용기의 방폭 밸브의 구조를 제공할 수 있는지 예의 검토했다.
그 결과, 상기 평탄형상 저부로부터 상기 박육 평탄부까지 솟아오르는 대향한 경사 양 측벽에 의해 형성되는 V자형의 단면 형상을 이룬 파단용 홈부에 있어서, 상기 경사 양 측벽의 한쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ1)가 다른쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ2)에 비해 커지는 구성을 갖는 것에 의해, 파단용 홈부를 소성 가공(코이닝 가공)에 의해 선형상으로 형성한 경우에도, 상기 파단용 홈부의 평탄형상 저부에 있어서의 잘록부의 발생이 방지되고, 또한 상기 평탄형상 저부의 두께도 안정된 용기의 방폭 밸브의 구조를 제공하는 것이 가능한 것을 처음으로 발견했다.
또한, 이렇게 발견된 결과는, 리튬 이온 전지용 용기의 방폭 밸브의 구조에만 한정되는 것이 아니며, 음료 용기나 전해 콘덴서 용기 등의 밀봉 구조를 이루는 용기의 방폭 밸브의 구조에도 널리 적용 가능하다. 이하, 본 발명에 대하여, 리튬 이온 전지용 용기의 방폭 밸브의 구조의 경우를 예시하면서, 실시형태를 상세하게 설명한다.
(실시형태)
도 1은 본 발명의 실시형태의 리튬 이온 전지용 용기의 방폭 밸브의 구조를 도시하는 사시도, 도 2는 도 1의 AA 단면도, 도 3은 도 2의 "가"부 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 있어서, 도면부호(1)는 리튬 이온 전지용 용기의 덮개, 도면부호(1a, 1b, 1c, 1d)는 덮개(1)의 측벽, 도면부호(2)는 덮개(1)의 대략 중앙에 마련된 방폭 밸브, 도면부호(3)는 방폭 밸브(2)를 구성하는 요소이며, 덮개(1)의 주변부보다 박육으로 형성된 박육 평탄부, 도면부호(3a)는 덮개(1)의 표면을 향해 외측으로 퍼지는 경사벽, 도면부호(4)는 방폭 밸브(2)를 구성하는 요소이며, 박육 평탄부(3)에 소성 가공의 일종인 코이닝 가공에 의해 선형상으로 형성한 파단용 홈부이다.
휴대 전화나 노트형 퍼스널 컴퓨터 혹은 자동차용 등의 전원으로 이용되는 리튬 이온 전지용 용기의 덮개(1)로서는, 알루미늄 합금 박판을 성형 소재로서, 그 두께(t1)가 0.5㎜~2㎜의 범위인 것이 바람직하다. 덮개(1)의 두께(t1)가 0.5㎜ 미만에서는, 리튬 이온 전지 덮개용의 소재로서 널리 사용되는 1000계 혹은 3000계의 알루미늄 합금 박판을 덮개(1)의 소재로서 이용했다고 해도, 덮개(1)로서 요구되는 강성이나 강도가 부족하다. 한편, 덮개(1)의 두께(t1)가 2㎜를 초과하면, 전지 용기 본체를 알루미늄 합금 박판으로 해도, 중량이 무거워지는 동시에, 두께가 두꺼워져, 상기 박육 평탄부(3)나 파단용 홈부(4)로 구성되는 방폭 밸브(2)의 정밀도가 양호한 가공이 어려워진다. 또한, 파단용 홈부(4)를 코이닝 가공에 의해 형성할 때의, 덮개(1)의 휨의 불균일성의 발생이나 파단용 홈부(4)의 평탄형상 저부(4a)에 있어서의 잘록부의 발생이 방지되며, 또한 상기 평탄형상 저부(4a)의 두께를 안정시키는 등의 가공성이나 내식성 등을 종합하여 고려하면, 덮개(1)는 내력이 30~130MPa의 1000계 혹은 3000계의 알루미늄 합금으로, 그 두께(t1)는 0.6~1.6㎜의 범위가 보다 바람직하다.
도 1에 도시하는 선형상으로 형성한 파단용 홈부(4)는, 도 7에 도시하는 종래 기술의 경우와 마찬가지로, 육상 경기의 트랙과 같은 폐곡선(곡선과 직선을 서로 연결한 폐곡선)으로 형성되어 있다. 그러나, 코이닝 가공에 의해 박육 평탄부(3)에 형성되는 선형상의 파단용 홈부(4)도 상기 육상 경기의 트랙과 같은 폐곡선(곡선과 직선을 서로 연결한 폐곡선; 즉, 일부에 곡선을 포함하는 폐곡선의 일종)에 한정되는 것이 아니며, 곡선으로 이루어지거나 또는 일부에 곡선을 포함하는 폐곡선[도 5의 (a) 참조], 혹은 상기 폐곡선의 일부가 불연속하게 되는 불연속 폐곡선, 혹은 복수의 직선이 조합되도록[도 5의 (b) 참조] 형성된 파단용 홈부로 하는 것도 가능하다.
또한, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태의 리튬 이온 전지용 용기의 방폭 밸브의 구조를 도시하는 사시도이다. 도 6은 도 1에 도시하는 구성을 기본으로 하는 것이기 때문에, 그 차이에 대해서만 설명한다. 즉, 도 6에 있어서는, 도 1에 도시하는 육상 경기의 트랙과 같은 폐곡선(곡선과 직선을 서로 연결한 폐곡선)으로 형성된 파단용 홈부(4) 중, 직선 형상의 파단용 홈부(4)의 일부에 파단용 홈부(4)가 존재하지 않는 불연속부(5)가 마련되어 있는 것이 도 1과의 특징적인 차이이다.
또한, 박육 평탄부(3)의 두께(t2)(도 3 참조)는 70~200㎛이다. 박육 평탄부(3)의 두께(t2)가 70㎛ 미만에서는, 상기 1000계 혹은 3000계의 알루미늄 합금 박판을 덮개(1)의 소재로서 이용했다고 해도, 덮개(1)로서 요구되는 강성이나 강도가 부족하다. 한편, 박육 평탄부(3)의 두께가 200㎛를 초과하면, 나중에 가공되는 파단용 홈부(4)의 두께를 충분히 얇게 하는 가공(코이닝 가공)이 곤란해져, 전지 용기의 내부 압력 상승에 대하여, 전지 용기의 파열을 방지하기 때문에, 파열되지 않는 정도의 내부 압력에 의해 개열되지 않아, 방폭 밸브의 기점이 되지 못한다.
다음에, 도 2 및 도 3을 이용하여, 코이닝 가공에 의해 박육 평탄부(3)에 형성되는 선형상의 파단용 홈부(4)의 단면 형상에 대하여 상술한다.
도 2는 도 1에 도시하는 AA 단면이며, 상기 육상 경기의 트랙과 같은 폐곡선 내의 곡선 개소를 절단한 단면이다. 도 2에 있어서, 파단용 홈부(4)는, 파단용 홈부(4)의 두께를 규정하고 있는 평탄형상 저부(4a)와, 이 저부(4a)로부터 박육 평탄부(3)까지 솟아오르는 대향한 경사 양 측벽(4c, 4d)에 의해 형성된 V자형의 단면 형상을 이루고 있다.
도 3은 파단용 홈부(4)의 V자형의 단면 형상(도 2에 도시하는 곡선 "가"로 둘러싸인 단면 형상)을 확대하여, 더욱 상세하게 설명하기 위한 확대 단면도이다. 도 3에 있어서, 파단용 홈부(4)의 두께[파단용 홈부(4)의 두께를 규정하고 있는 평탄형상 저부(4a)의 잔존 두께(t3)]는 10~70㎛의 범위로 한다. 파단용 홈부(4)의 두께가 10㎛ 미만에서는, 상기 1000계 혹은 3000계의 알루미늄 합금 박판을 덮개(1)의 소재로서 이용했다고 해도, 덮개(1)로서 요구되는 강성이나 강도가 부족하다. 한편, 파단용 홈부(4)의 두께가 70㎛를 초과하면, 전지 용기의 내부 압력 상승에 대하여, 전지 용기의 파열을 방지하기 때문에, 파열되지 않는 정도의 내부 압력에 의해 개열되지 않아, 방폭 밸브의 기점이 되지 못한다. 또한, 평탄형상 저부(4a)의 폭(W1)은 특별히 한정되지 않지만, 가공성 및 강도의 점에서 바람직하게는 5~30㎛이다. 또한, 경사 양 측벽(4c, 4d) 중 한쪽의 경사 측벽(4c)의 경사 각도(θ1)가 다른쪽의 경사측벽(4d)의 경사 각도(θ2)에 비해 커지는 구성을 갖고 있다. 예를 들면, θ1= 60도, θ2=45도이다. 따라서, 파단용 홈부(4)의 박육 평탄부(3)의 표면에 개구되어 있는 폭(W2)은 상기 평탄형상 저부(4a)의 폭(W1)과도 정합하도록,
W2=W1+(t2-t3)×(cotanθ1+cotanθ2)이다.
본 실시형태에 있어서는, θ1=60도, θ2=45도인 경우에 대해 설명했지만, 반드시 이것에만 한정되는 것이 아니며, 용기로서의 요구 사양, 가공성이나 내식성 등을 종합적으로 고려한 경우, θ1은 45~80도의 범위, θ2는 35~70도의 범위이며, 또한 θ1>θ2의 조건을 만족하고 있으면 좋다.
여기서 경사 각도(θ1)나 경사 각도(θ2)는 솟아오름부로부터 박육 평탄부(3)까지를 균일한 각도로 하지 않고, 도중에 각도가 단계적으로 변경되거나 도중에 수평인 부분이나 단차를 부분적으로 마련해도 좋다. 그 경우의 경사 각도(θ)의 기준은 이들의 다른 각도를 평균으로 한 평균 각도로 한다.
어째서, 본 발명과 같은 구성을 채용하면, 파단용 홈부(4)가 소성 가공에 의해 형성된 경우에도, 파단용 홈부(4)의 평탄형상 저부(4a)에 있어서의 잘록부의 발생이 방지되며, 또한 평탄형상 저부(4a)의 두께도 안정된 용기의 방폭 밸브의 구조를 제공하는 것이 가능하게 되었는지에 대하여, 해석 시뮬레이션에 의해 고찰을 시도했다.
그 결과, 소성 가공(코이닝 가공)에 의해 박육 평탄부(3)에 선형상의 파단용 홈부(4)를 형성할 때에, 방폭 밸브(2)를 구성하는 파단용 홈부(4)의 주변 개소[후기의 도 4에 도시하는 부호(나, 다)] 중 내부 응력에 특징적인 현상이 나타나는 것이 판명되었다. 또한, 도 4는 소성 가공(코이닝 가공)에 의해 파단용 홈부(4)를 형성하는 경우의 파단용 홈부(4)의 주변 개소[부호(나, 다)]에 발생하는 변형 상태 및 응력 상태를 도 2에 도시하는 화살표(B)의 방향에서 관찰한(상면에서 본) 결과를 모식적으로 설명하는 모식 설명도이다.
파단용 홈부(4) 부근의 재료에는 지면 수직방향으로부터 압축 응력이 가해지기 때문에, 재료 내부는 높은 압축 응력이 작용하고, 압력이 높아진다. 그렇지만, 파단용 홈부(4)의 외측의 위치(다)에서는, 둘레방향으로 넓히는 인장 변형이 가해지기 때문에, 상기 압축 응력이 완화되고, 압력은 다른 부위보다 낮아진다. 한편, 만일 도 3에 도시하는 θ1> θ2의 조건을 만족시키지 않고, 종래와 같이 θ1=θ2로 설정하면, 파단용 홈부(4)의 내측의 위치(나)에서는, 둘레방향으로 줄이는 압축 변형이 가해지므로, 압축 응력이 보다 높아지고, 압력은 보다 높아진다. 따라서, 이들 "나"와 "다" 사이의 압력차에 의해, 파단용 홈부(4)를 통한 재료의 이동을 일으켜 버려, 평탄형상 저부(4a)의 두께의 안정성에 악영향을 미친다(보다 상세한 것은 후기 참조). 그렇지만, 본 발명에서는, 도 4로부터도 명확한 바와 같이, 상기한 도 2 및 도 3과 같이, 경사 양 측벽(4c, 4d)의, 한쪽의 경사 측벽(4c)의 경사 각도(θ1)를, 다른쪽의 경사 측벽(4d)의 경사 각도(θ2)에 비해 크게 하고 있으며, 덮개(1)의 내측의 위치(나)[경사 측벽(4c)측]에서의 둘레방향 압축 변형이 완화되기 때문에, 덮개(1)의 외측의 위치(다)[경사 측벽(4d)측]와의 압력차가 감소되어, 평탄형상 저부(4a)의 두께의 안정성도 개선된다.
보다 구체적으로, 상면에서 보아 원호형상으로 마련된 파단용 홈부(4)의 V자형의 단면 형상에 있어서의 중앙에 가까운, 내측의 개소[부호(나)의 개소]의 재료, 즉 경사 측벽(4c)측의 재료에 작용하는 압력(압축 응력)과, 파단용 홈부(4)의 V자형의 단면 형상에 있어서의 중앙으로부터 먼, 외측의 개소[부호(다)의 개소]의 재료, 즉 경사 측벽(4d)측의 재료에 작용하는 압력(압축 응력)이 대략 동일한 정도가 되, 압력차가 감소되고 있다.
이것에 의해서, 부호(나)측으로부터 부호(다)측으로 재료가 유출되는 변형이 저지된 것으로 고려된다. 이것이, 파단용 홈부(4)의 평탄형상 저부(4a)에 있어서의 잘록부의 발생이 방지되며, 또한 평탄형상 저부(4a)의 두께도 안정된 용기의 방폭 밸브(2)의 구조를 제공하는 것이 가능하게 된 원인으로 추찰하고 있다.
비교를 위해서 해석 시뮬레이션한 결과, 소성 가공(코이닝 가공)에 의해 박육 평탄부(30)에 선형상의 파단용 홈부(40)를 형성할 때에, 방폭 밸브(20)를 구성하는 파단용 홈부(40)의 주변 개소[후기의 도 10에 도시하는 부호(바, 사)] 내의 내부 응력에도 특징적인 현상이 나타나고 있는 것이 판명되었다. 또한, 도 10은 소성 가공(코이닝 가공)에 의해 파단용 홈부(40)를 형성하는 경우의 파단용 홈부(40)의 주변 개소[부호(바, 사)]에 발생하는 변형 상태 및 응력 상태를 도 8에 도시하는 화살표(D)의 방향에서 관찰한(상면에서 본) 결과를 모식적으로 설명하는 모식 설명도이다.
이러한 도 10으로부터도 명확한 바와 같이, 상면에서 보아 원호형상으로 마련된 파단용 홈부(40)의 V자형의 단면 형상에 있어서의 중앙에 가까운, 내측의 개소[부호(바)의 개소]의 재료, 즉 경사 측벽(40c)측의 재료에 작용하는 압력(압축 응력)은 크고, 파단용 홈부(40)의 V자형의 단면 형상에 있어서의 중앙으로부터 먼, 외측의 개소[부호(사)의 개소]의 재료, 즉 경사 측벽(40d)측의 재료에 작용하는 압력(압축 응력)은 부호(바)의 개소의 압력(압축 응력)에 비해 작으며, 오히려 재료를 둘레방향으로 넓히는 인장 압력이 작용하고 있다는 것을 알 수 있다.
이것이, 경사 측벽(40c)의 경사 각도(θ)와 경사 측벽(40d)의 경사 각도(θ)를 동일하게 한 파단용 홈부(40)를 소성 가공(코이닝 가공)에 의해 형성한 경우, 도 8에 도시하는 파단용 홈부(40)의 평탄형상 저부(40a)의 하부[부호(아)의 부분]에 잘록부이 생겨 버리는 원인이라고 추찰하고 있다.
따라서, 도 2와 같이, 재료에 작용하는 압력(압축 응력)이 큰 측의, 덮개(1)의 내측에 위치하는 경사 측벽(4c)의 경사 각도(θ1)를, 재료에 작용하는 압력(압축 응력)이 작고, 재료에 인장 압력이 작용하고 있는 측의, 덮개(1)의 외측에 위치하는 경사 측벽(4d)의 경사 각도(θ2)보다 크게 하면, 덮개(1)의 내외[파단용 홈부(4)의 내외 양측]에 위치하는 양측의 재료에 작용하는 압력(압축 응력)차를 감소시킬 수 있다. 그리고, 이것에 의해서, 코이닝 가공 시의 파단용 홈부(4)의 평탄형상 저부(4a)의 하부에 생기는 잘록부을 억제할 수 있다.
이 때문에, 이들 경사 측벽(4c)의 경사 각도(θ1)와 경사 측벽(4d)의 경사 각도(θ2)의 서로의 각도차는, 파단용 홈부(4)의 내측과 외측에서의 압축 응력의 차이, 압축 응력과 인장 응력의 차이의 정도에 따라서, 상기한 각도 범위로부터 선택하면 좋다.
또한, 이들 경사 측벽(4c)의 경사 각도(θ1)와 경사 측벽(4d)의 경사 각도(θ2)의 서로의 각도차를 마련하는 위치도, 파단용 홈부(4)의 전체 길이 혹은 전체가 아니어도, 이들 압력차가 커지는, 파단용 홈부(4)가 평면에서 보아 원호형상이 되는 부분 등, 선택적 혹은 부분적으로 선택할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 상술한 바와 같은 상면에서 보아 원호형상으로 마련된 파단용 홈부(4)의 V자형의 단면 형상에 대한 내부 응력 상태에 대해 설명했지만, 반드시 원호형상으로 마련된 파단용 홈부(4)에 관해서만 말하는 것은 아니며, 평탄형상 저부(4a)와 저부(4a)로부터 박육 평탄부(3)까지 솟아오르는 대향한 경사 양 측벽에 의해 형성된 V자형의 단면 형상을 이루며, 각각의 측에 압력(압축 응력) 상태의 차이가 생기기 쉬운 개소에는, 본 발명이 여러 가지 변형 태양으로서 채용 가능하다고 추찰한다. 예를 들면, 도 5의 (a)에 도시하는 곡선으로 이루어지거나 또는 일부에 곡선을 포함한 폐곡선의 경우는, 폐곡선 형상의 파단용 홈부(4e)의 내측의 경사 측벽의 경사 각도를, 외측의 경사 측벽의 경사 각도보다 크게 하는 것이 효과적이다. 또한, 도 5의 (b)의 경우에 있어서는, 박육 평탄부(3)에 있어서의 파단용 홈부(4)의 위치를 감안하여, 상술의 또는 도 4에서 도시한 압력 밸런스의 사고에 근거하여 각각의 직선 형상의 파단용 홈부(4f, 4g)의 경사 측벽의 경사 각도를 결정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 용기의 덮개에 방폭 밸브를 마련하는 예에 대해 설명했지만, 반드시 이것에 한정되는 것이 아니며, 용기를 구성하는 어느 하나의 표면에 방폭 밸브가 마련되어 있으면 좋다.
1 : 리튬 이온 전지용 용기의 덮개
1a, 1b, 1c, 1d : 덮개(1)의 측벽
2 : 방폭 밸브
3 : 박육 평탄부
3a : 경사벽
4, 4e, 4f, 4g : 파단용 홈부
4a : 평탄형상 저부
4c, 4d : 경사 측벽
5 : 파단용 홈부(4)의 불연속부

Claims (4)

  1. 밀봉 구조를 이루는 용기의 방폭 밸브의 구조에 있어서,
    상기 방폭 밸브는,
    상기 용기를 구성하는 표면에, 이 표면의 주변부로부터 박육으로 형성된 박육 평탄부와, 소성 가공에 의해 상기 박육 평탄부에 선형상으로 형성된 파단용 홈부를 구비하며,
    상기 선형상으로 형성된 파단용 홈부는,
    상기 파단용 홈부의 두께를 규정하고 있는 평탄형상 저부와, 이 저부로부터 상기 박육 평탄부까지 솟아오르는 대향한 경사 양 측벽에 의해 형성된 V자형의 단면 형상을 이루며,
    상기 경사 양 측벽 중 한쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ1)가 다른쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ2)에 비해 커지는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는
    용기의 방폭 밸브의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선형상으로 형성된 파단용 홈부는, 곡선으로 이루어지거나 또는 일부에 곡선을 포함하는 폐곡선, 혹은 상기 폐곡선의 일부가 불연속하게 되는 불연속 폐곡선, 혹은 복수의 직선이 조합되도록 형성된 파단용 홈부인 것을 특징으로 하는
    용기의 방폭 밸브의 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 한쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ1)가 45~80도이고, 상기 다른쪽의 경사 측벽의 경사 각도(θ2)가 35~70도인 것을 특징으로 하는
    용기의 방폭 밸브의 구조.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 리튬 이온 전지용 용기인 것을 특징으로 하는
    용기의 방폭 밸브의 구조.
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