KR20160130419A - 기체 투과 부재 및 통기성 용기 - Google Patents

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KR20160130419A
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교우코 이시이
요조우 야노
고우지 후루우치
다카히로 후쿠오카
요시코 기라
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

기체를 투과하는 기체 투과 시트와, 기체를 유통시키는 기체 유통 구멍을 구비함과 함께 기체 투과 시트를 기체 유통 구멍 내에 보유 지지하는 보유 지지체와, 당해 기체 유통 구멍에 있어서의 기체를 배출하는 측의 개구부를 덮도록 보유 지지체에 설치되는 덮개를 구비하고, 당해 덮개와 보유 지지체의 사이에는, 기체 유통 구멍으로부터 배출되는 기체를 덮개와 보유 지지체의 사이로부터 배출되는 배기로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

기체 투과 부재 및 통기성 용기{GAS-PERMEABLE MEMBER AND BREATHABLE CONTAINER}
본원은, 일본 특허 출원 제2014-044287호의 우선권을 주장하고, 인용에 의해 본원 명세서의 기재에 포함된다.
본 발명은, 기체를 투과시키는 기체 투과 부재, 특히, 기체를 투과하는 기체 투과 시트를 구비하는 기체 투과 부재에 관한 것이다. 또한, 당해 기체 투과 부재를 구비하는 통기성 용기에 관한 것이다.
밀봉된 용기 내에서 기체가 발생하면, 용기의 내압이 상승하여 용기가 파손되거나 폭발하거나 할 우려가 있다. 예를 들어, 이차 전지, 전해 콘덴서, 전기 이중층 캐패시터 등과 같은 축전 소자에 있어서는, 사용 시에, 전극이 수용된 용기 내에 있어서 특정한 가스가 발생하기 때문에, 이러한 가스가 용기 외로 배출되지 않으면, 내압의 상승에 의해 용기의 파손이나 폭발을 일으킬 우려가 있다. 이로 인해, 용기 내의 기체를 용기의 외측으로 배출하는 구조가 다양하게 제안되어 있다.
예를 들어, 축전 소자를 구성하는 용기로서는, 전극이나 전해액을 수용하는 용기이며, 기체를 투과시키는 기체 투과부를 구비하고, 당해 기체 투과부를 통하여 내측으로부터 외측으로의 기체의 유통을 가능하게 한 것(이하, 통기성 용기)이 제안되어 있다. 이러한 통기성 용기에서는, 전극이나 전해액을 수용하는 용기 본체에 형성된 관통 구멍에, 기체를 투과하는 기체 투과 시트가 당해 관통 구멍을 덮도록 설치됨으로써, 기체 투과부가 형성되어 있다. 이에 의해, 통기성 용기의 내측에서 발생한 기체가 기체 투과부(구체적으로는, 기체 투과 시트)를 투과함으로써, 용기의 외측으로 배출되게 구성되어 있다(특허문헌 1 참조).
또한, 다른 통기성 용기로서, 상기와 같은 용기 본체의 관통 구멍에, 기체를 투과시키는 기체 투과 부재가 설치되어 구성된 것이 제안되어 있다. 당해 기체 투과 부재는, 기체 투과 시트와, 당해 기체 투과 시트를 보유 지지하는 보유 지지체로 구성되어 있다. 그리고, 보유 지지체에는, 기체를 유통시키는 기체 유통 구멍이 형성되어 있고, 당해 기체 유통 구멍에 교차하도록 기체 투과 시트가 보유 지지되어 있다. 그리고, 당해 기체 투과 부재가 용기 본체의 관통 구멍에 설치됨으로써, 통기성 용기의 내측에서 발생한 기체는, 기체 유통 구멍을 통과함과 함께 기체 투과 시트를 투과하여, 용기의 외측으로 배출된다.
상기와 같은 기체 투과 시트로서는, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 다공질막, 금속(니켈, 팔라듐-은, 백금 등)의 박대(薄帶), 또는, PTFE막에 백금을 증착시킨 박대 등이 제안되어 있다(특허문헌 1 및 2 참조).
그러나, 상기와 같은 구성에서는, 기체 투과 시트에 있어서의 기체를 투과시키는 영역이 용기 본체의 외측에 노출된 상태로 되어 있기 때문에, 외부로부터 기체 투과 시트에 오염이 부착되거나, 외부의 물체가 기체 투과 시트에 접촉되거나 할 우려가 있다. 이러한 경우, 기체 투과 시트가 오염되어 투과 성능이 현저하게 저하되거나, 기체 투과 시트가 파손되어 용기 본체 내로 이물이 혼입되거나 하는 요인이 된다.
국제 공개 WO2009/1947호 공보 일본 특허 제4280014호 공보
따라서, 본 발명은, 기체 투과 시트가 외부로부터 오염되거나, 외부의 물체와의 접촉에 의해 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있는 기체 투과 부재를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 이러한 기체 투과 부재를 사용한 용기를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 기체 투과 부재는, 기체를 투과하는 기체 투과 시트와, 기체를 유통시키는 기체 유통 구멍을 구비함과 함께 기체 투과 시트를 기체 유통 구멍 내에 보유 지지하는 보유 지지체와, 당해 기체 유통 구멍에 있어서의 기체를 배출하는 측의 개구부를 덮도록 보유 지지체에 설치되는 덮개를 구비하고, 당해 덮개와 보유 지지체의 사이에는, 기체 유통 구멍으로부터 배출되는 기체를 덮개와 보유 지지체의 사이로부터 배출하는 배기로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 덮개는, 기체 유통 구멍에 있어서의 기체를 배출하는 측의 개구부를 덮도록 형성되는 덮개 본체를 구비하고 있고, 당해 덮개 본체는, 덮개가 보유 지지체에 설치된 상태에서, 기체 투과 시트와의 사이에 공간이 형성되도록 기체 투과 시트로부터 이격된 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 덮개는, 보유 지지체 측을 향하여 덮개 본체로부터 연장되는 덮개 연장부를 더 구비하고, 당해 덮개 연장부는, 덮개 본체의 외주 방향을 따라 형성되고, 덮개 연장부로 둘러싸인 공간에 보유 지지체에 있어서의 기체를 배출하는 측의 개구부를 구비하는 단부가 수용되도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 통기성 용기는, 상기 중 어느 하나에 기재된 기체 투과 부재와, 당해 기체 투과 부재가 설치되는 용기 본체를 구비하고 있고, 용기 본체 내의 공간과 용기 본체 외측의 공간이 기체 투과 부재를 통하여 통기 가능하게 구성된다.
도 1은 본원 발명의 일 실시 형태에 따른 기체 투과 부재를 구성하는 각 부재를 도시한 사시도 단면도.
도 2는 동 실시 형태에 따른 기체 투과 부재를 도시한 사시도 단면도.
도 3은 동 실시 형태에 따른 기체 투과 부재를 구비하는 통기성 용기를 도시한 사시도 단면도.
도 4는 다른 실시 형태에 따른 기체 투과 부재를 도시한 사시도 단면도.
도 5는 또 다른 실시 형태에 따른 기체 투과 부재를 도시한 사시도 단면도.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도 1 내지 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
본 실시 형태에 따른 기체 투과 부재(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 기체를 투과시키는 기체 투과 시트(2)와, 당해 기체 투과 시트(2)를 보유 지지하는 보유 지지체(3)를 구비한다. 당해 보유 지지체(3)는, 일 방향으로 기체를 유통시키는 기체 유통 구멍(3a)을 구비하고, 당해 기체 유통 구멍(3a)의 양단부에는, 개구부(3b, 3c)가 형성된다. 그리고, 보유 지지체(3)는, 기체 유통 구멍(3a)의 일단부측에 형성되는 개구부(이하, 유입구라고도 기재함)(3b)로부터 유입되는 기체를 타단부측에 형성되는 개구부(이하, 배출구라고도 기재함)(3c)로부터 배출 가능하게 구성된다. 또한, 기체 투과 부재(1)는, 기체 유통 구멍(3a)의 배출구(3c)를 덮도록 보유 지지체(3)에 설치되는 덮개(4)를 더 구비한다.
상기 기체 투과 시트(2)로서는, 특정한 기체를 선택적으로 투과시키는 선택성 투과 시트(2a)나, 특정한 기체에 대하여 선택성을 갖지 않는 비선택성 투과 시트(2b)가 사용된다. 본 실시 형태에서는, 복수(구체적으로는, 2장)의 기체 투과 시트(2)가 사용되고, 하나가 선택성 투과 시트(2a)이며, 하나가 비선택성 투과 시트(2b)이다.
선택성 투과 시트(2a)는, 한쪽 면측으로부터 다른 쪽 면측으로 특정한 기체를 선택적으로 투과 가능하게 구성된다. 선택성 투과 시트(2a)가 투과 가능한 기체로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 수소, 이산화탄소, 산소 등의 가스를 들 수 있다.
수소 가스에 대한 선택성을 갖는 선택성 투과 시트(2a)로서는, 예를 들어 방향족 폴리이미드 등의 수지를 포함하는 시트재나, 수소 투과성 금속(바나듐, 바나듐 합금, 팔라듐 합금, 니오븀, 니오븀 합금 등)의 층을 포함하는 시트재로 구성된 것을 들 수 있다. 수소 투과성 금속층을 포함하는 시트재로서는, 수소 투과성 금속층만으로 이루어지는 시트재(금속박)나, 수지 시트 등의 기재층에 금속층이 증착 등 되어 이루어지는 시트재 등을 들 수 있다. 이산화 탄소를 선택적으로 투과시키는 선택성 투과 시트(2a)로서는, 실리콘 고무를 포함하는 시트재, PVA 가교 시트재, PEG 가교 시트재 등으로 구성되는 것을 들 수 있다.
비선택성 투과 시트(2b)는, 선택성 투과 시트(2a)와 겹치도록 선택성 투과 시트(2a) 중 적어도 한쪽 면측(본 실시 형태에서는 양면측)에 배치된다. 비선택성 투과 시트(2b)로서는, 겹쳐지는 선택성 투과 시트(2a)의 성상 등에 따라서 적절히 선택 가능하지만, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 세라믹, 금속, 수지 등을 포함하는 다공질막 등의 시트재로 구성되는 것을 들 수 있다. 특히, PTFE를 포함하는 다공질막은, 발수성이 높고, 내열성, 내약품성도 높기 때문에, 비선택성 투과 시트(2b)를 구성하는 시트재로서 바람직하다.
상기 보유 지지체(3)는, 일 방향으로 기체를 유통시키는 기체 유통 구멍(3a)을 구비하고, 당해 기체 유통 구멍(3a)의 양단부에는, 유입구(3b)와 배출구(3c)가 형성된다. 즉, 보유 지지체(3)는, 기체 유통 구멍(3a) 내에, 기체 유통 구멍(3a)의 유입구(3b)측으로부터 배출구(3c) 측을 향하여 기체를 유통시키는 유로를 구비한다. 이에 의해, 보유 지지체(3)는, 기체 유통 구멍(3a)의 유입구(3b)를 구비하는 일단부(3d)로부터 기체 유통 구멍(3a) 내에 유입되는 기체를 기체 유통 구멍(3a)의 배출구(3c)를 구비하는 타단부(3e)로부터 배출 가능하게 구성된다. 본 실시 형태에서는, 보유 지지체(3)는 통형(구체적으로는, 축선 L을 중심으로 하는 원통형)으로 형성되고, 그 중앙부에 기체 유통 구멍(3a)이 형성된다.
여기서, 축선 L이란, 기체 유통 구멍(3a)의 양단부에 형성되는 개구부(3b, 3c)의 중앙부끼리를 관통하는 가상 선을 말한다. 또한, 이하의 설명에서는, 당해 축선 L에 대하여 교차하는 방향이며 축선 L로부터 이격되는 방향을 「외측」이라 하고, 축선 L에 대하여 교차하는 방향이며 축선 L로부터 이격된 위치로부터 축선 L을 향하는 방향을 「내측」이라 한다.
기체 유통 구멍(3a)은, 축선 L을 따라 일단부측(유입구(3b)측)으로부터 타단부측(배출구(3c)측)을 향하여, 축선 L에 직교하는 단면 형상이 단속적 및/또는 연속적(본 실시 형태에서는 단속적)으로 커지도록 형성된다. 구체적으로는, 기체 유통 구멍(3a)은, 가장 일단부측에 형성되는 제1 벽부(3f)와, 당해 제1 벽부(3f)보다도 타단부측에 형성되며 제1 벽부(3f)보다도 단면 형상이 큰 제2 벽부(3g)와, 당해 제2 벽부(3g)보다도 타단부측에 형성되며 제2 벽부(3g)보다도 단면 형상이 큰 제3 벽부(3h)를 구비한다. 각 벽부(3f, 3g, 3h)는, 축선 L을 따라 형성된다. 또한, 각 벽부(3f, 3g, 3h)의 사이에는, 후술하는 시트 설치부(3i)(구체적으로는, 내측 설치부(3j))가 형성된다.
또한, 보유 지지체(3)는, 기체 투과 시트(2)(구체적으로는, 선택성 투과 시트(2a) 및, 비선택성 투과 시트(2b))를 설치하는 시트 설치부(3i)를 복수 구비한다. 시트 설치부(3i)는, 각 벽부(3f, 3g, 3h)에 대하여 교차하도록(즉, 축선 L에 대하여 교차하는 방향을 따라) 환상으로 형성된다. 본 실시 형태에서는, 보유 지지체(3)는, 기체 유통 구멍(3a)의 내측에 기체 투과 시트(2)를 설치 가능하게 구성된 시트 설치부(3i)(이하, 내측 설치부(3j)라고도 기재함)를 복수 구비한다.
본 실시 형태에서는, 보유 지지체(3)는 내측 설치부(3j)를 2개 구비한다. 그리고, 한쪽 내측 설치부(3j)는, 기체 유통 구멍(3a)에 있어서의 제1 벽부(3f)와 제2 벽부(3g)의 사이에 형성되고, 제1 벽부(3f)(또는 제2 벽부(3g))로부터 외측(또는 내측)을 향하여 넓어지는 영역으로 형성된다. 보다 상세하게는, 한쪽 내측 설치부(3j)는, 제1 벽부(3f)에 있어서의 제2 벽부(3g)측의 단부와 제2 벽부(3g)에 있어서의 제1 벽부(3f)측의 단부를 연결하도록 축선 L에 교차하는 방향을 따라서(면 형상으로) 형성된다. 또한, 다른 쪽 내측 설치부(3j)는, 기체 유통 구멍(3a)에 있어서의 제2 벽부(3g)와 제3 벽부(3h)의 사이에 형성되고, 제2 벽부(3g)(또는 제3 벽부(3h))로부터 외측(또는 내측)을 향하여 넓어지는 영역으로 형성된다. 보다 상세하게는, 다른 쪽 내측 설치부(3j)는, 제2 벽부(3g)에 있어서의 제3 벽부(3h)측의 단부와 제3 벽부(3h)에 있어서의 제2 벽부(3g) 측의 단부를 연결하도록 축선 L에 교차하는 방향을 따라서(면 형상으로) 형성된다.
또한, 보유 지지체(3)는, 축선 L에 직교하는 단면의 외주 형상이 축선 L을 따라 일단부(3d)측으로부터 타단부(3e)측을 향하여 단속적 및/또는 연속적(본 실시 형태에서는, 단속적)으로 커지도록 형성된다. 이에 의해, 보유 지지체(3)에는, 단면의 외주 형상이 작은 일단부(3d)측의 영역(이하, 소외형부라고도 기재함)(3k)과, 단면의 외주 형상이 큰 타단부측의 영역(이하, 대외형부라고도 기재함)(3m)이 형성되고, 소외형부(3k)와 대외형부(3m)의 사이에 단차가 형성된다.
또한, 보유 지지체(3)는, 대외형부(3m)에 있어서의 소외형부(3k)측의 단부(구체적으로는, 소외형부(3k)의 외주면보다도 외측에 위치하는 단부)(3n)에, 보유 지지체(3)와 후술하는 용기 본체 A 사이의 기밀성을 확보하기 위한 시일재(3p)와, 당해 시일재(3p)를 수용하는 시일재 수용부(3q)를 구비한다. 본 실시 형태에서는, 시일재(3p)는 환상의 형상을 갖고(소위, O링이며), 내측에 소외형부(3k)가 위치하도록 배치된다. 시일재(3p)를 구성하는 소재로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 후술하는 용기 덮개 C와의 접촉에 의해, 용기 덮개 C에 밀착되는 유연성 및 탄력성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 실리콘 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM) 등의 고무재를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 시일재 수용부(3q)는, 용기 본체 A측을 향하여 개방되도록 오목형의 형상을 갖고, 내측에 시일재(3p)를 수용한 상태에서, 시일재(3p)의 일부가 시일재 수용부(3q)로부터 돌출되도록 구성된다. 또한, 시일재 수용부(3q)는, 수용된 시일재(3p)와의 사이에 간극이 형성되도록 구성된다.
덮개(4)는, 기체 유통 구멍(3a)의 배출구(3c)를 덮도록 형성된 덮개 본체(4a)와, 당해 덮개 본체(4a)로부터 보유 지지체(3) 측을 향하여 연장되도록 형성된 덮개 연장부(4b)로 구성된다. 본 실시 형태에서는, 덮개 본체(4a)는, 판상(원반형)의 형상을 갖고, 외주 형상이 배출구(3c)보다도 커지도록 형성된다. 한편, 덮개 연장부(4b)는, 덮개 본체(4a)의 외주 방향의 전역에 걸쳐서 연속적으로 형성된다. 또한, 덮개 연장부(4b)는, 덮개 본체(4a)의 주연부로부터 연장되도록 형성되며, 덮개 연장부(4b)로 둘러싸인 공간에 보유 지지체(3)의 타단부(배출구(3c)를 구비하는 단부)(3e)를 수용 가능하게 구성된다.
상기와 같은 보유 지지체(3) 및 덮개(4)를 구성하는 재질로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지(ABS 수지), 열가소성 엘라스토머 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다. 성형이 용이한 점에서 열가소성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성의 기체 투과 시트(2)(구체적으로는, 선택성 투과 시트(2a) 및 비선택성 투과 시트(2b))와, 덮개(4)가 보유 지지체(3)에 설치됨으로써, 도 2에 도시하는 바와 같은 기체 투과 부재(1)가 형성된다. 기체 투과 부재(1)를 형성하는 흐름으로서는, 먼저 처음에, 보유 지지체(3)의 가장 일단부(3d)측(기체 유통 구멍(3a)의 유입구(3b)측)에 위치하는 시트 설치부(3i)(구체적으로는, 한쪽 내측 설치부(3j))에 기체 투과 시트(2)(구체적으로는, 비선택성 투과 시트(2b))를 적재한다. 이때, 기체 투과 시트(2)(구체적으로는, 비선택성 투과 시트(2b))의 주연부가 시트 설치부(3i)(구체적으로는, 한쪽 내측 설치부(3j))에 접촉된 상태가 된다. 그리고, 비선택성 투과 시트(2b)의 주연부와 한쪽 내측 설치부(3j)를 접착(구체적으로는, 양면 테이프나 히트 시일을 사용하여 접착)함으로써, 한쪽 내측 설치부(3j)에 비선택성 투과 시트(2b)가 설치된다.
이어서, 비선택성 투과 시트(2b)를 설치한 시트 설치부(3i)(구체적으로는, 한쪽 내측 설치부(3j))보다도 보유 지지체(3)의 타단부(3e)측(기체 유통 구멍(3a)의 배출구(3c)측)에 위치하는 시트 설치부(3i)(구체적으로는, 다른 쪽 내측 설치부(3j))에 기체 투과 시트(2)(구체적으로는, 선택성 투과 시트(2a))를 적재한다. 이때, 기체 투과 시트(2)(구체적으로는, 선택성 투과 시트(2a))의 주연부가 시트 설치부(3i)(구체적으로는, 다른 쪽 내측 설치부(3j))에 접촉된 상태가 된다. 그리고, 비선택성 투과 시트(2b)의 주연부와 다른 쪽 내측 설치부(3j)를 접착(구체적으로는, 양면 테이프나 히트 시일을 사용하여 접착)함으로써, 다른 쪽 내측 설치부(3j)에 선택성 투과 시트(2a)가 설치된다.
상기와 같이 기체 투과 시트(2)(구체적으로는, 선택성 투과 시트(2a) 및 비선택성 투과 시트(2b))가 보유 지지체(3)에 설치됨으로써, 각 기체 투과 시트(2)(구체적으로는, 선택성 투과 시트(2a) 및 비선택성 투과 시트(2b))는, 기체 유통 구멍(3a) 내의 기체의 유로와 교차하도록 배치된다. 또한, 각 기체 투과 시트(2)는, 간격을 벌린 상태로 겹치도록 배치되며, 기체 투과 시트(2) 사이에 공간이 형성된다. 그리고, 선택성 투과 시트(2a)의 한쪽 면측에 비선택성 투과 시트(2b)가 배치됨으로써, 한쪽 면측(구체적으로는, 후술하는 용기 본체 A의 내부)으로부터 선택성 투과 시트(2a)가 오염되는 것이 방지된다. 즉, 비선택성 투과 시트(2b)는, 선택성 투과 시트(2a)를 오염이나 손상으로부터 보호하는 보호 시트로서 기능한다.
마지막으로, 덮개(4)를 보유 지지체(3)의 타단부(3e)에 설치한다. 이에 의해, 덮개 연장부(4b)로 둘러싸인 공간 내에 보유 지지체(3)의 타단부(3e)가 수용되고, 배출구(3c)가 덮개(4)(구체적으로는, 덮개 본체(4a))로 덮인다. 이때, 보유 지지체(3)의 타단부(3e)(배출구(3c))가 덮개 본체(4a)의 한쪽 면과 맞닿은 상태가 된다. 또한, 덮개 연장부(4b)의 선단부(연장 방향에 위치하는 단부)는, 보유 지지체(3)의 타단부(3e)보다도 일단부(3d)측에 위치한다.
상기와 같이 하여 형성되는 기체 투과 부재(1)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 다른 부재를 수용하는 내부 공간을 구비한 용기 본체 A에 설치되어 통기성 용기 A1을 구성한다. 당해 용기 본체 A는, 다른 부재를 수용하는 내부 공간을 구비한 본체부 B와, 당해 본체부 B의 개구부를 폐색하는 용기 덮개 C로 구성되며, 용기 덮개 C에 기체 투과 부재(1)를 설치 가능하게 구성된다.
용기 덮개 C는, 용기 덮개 C를 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍 C1을 구비하고, 당해 관통 구멍 C1의 일단부측에는, 본체부 B의 내부 공간에 면하도록 개구부 C2가 형성되며, 타단부측에는, 용기 본체 A의 외측의 공간에 면하도록 개구부 C3이 형성된다. 그리고, 관통 구멍 C1에 기체 투과 부재(1)가 삽입됨으로써, 용기 본체 A(구체적으로는, 용기 덮개 C)에 기체 투과 부재(1)가 설치된다.
또한, 관통 구멍 C1은, 보유 지지체(3)의 소외형부(3k)가 삽입되는 소외형부 삽입부 C4와, 보유 지지체(3)의 대외형부(3m) 및 덮개(4)가 삽입되는 대외형부 삽입부 C5로 구성된다. 소외형부 삽입부 C4는, 관통 구멍 C1의 일단부측에 형성되고, 용기 덮개 C의 두께 방향에 대하여 직교하는 단면 형상이 관통 구멍 C1의 타단부측보다도 작아지도록 구성된다. 한편, 대외형부 삽입부 C5는, 관통 구멍 C1의 타단부측에 형성되고, 용기 덮개 C의 두께 방향에 대하여 직교하는 단면 형상이 관통 구멍 C1의 일단부측보다도 커지도록 구성된다. 이에 의해, 소외형부 삽입부 C4와 대외형부 삽입부 C5의 사이에는 단차가 형성된다. 즉, 관통 구멍 C1은, 용기 덮개 C의 두께 방향에 대하여 직교하는 단면 형상이 일단부측(개구부 C2측)으로부터 타단부측(개구부 C3측)을 향하여 단속적으로 커지도록 형성된다.
그리고, 관통 구멍 C1에 기체 투과 부재(1)가 삽입됨으로써, 관통 구멍 C1이 폐색된다. 이때, 보유 지지체(3)의 소외형부(3k)가 관통 구멍 C1의 소외형부 삽입부 C4에 삽입됨으로써, 소외형부 삽입부 C4에 소외형부(3k)가 감입된 상태가 되고, 기체 투과 부재(1)가 용기 덮개 C에 고정된다. 또한, 보유 지지체(3)의 대외형부(3m)에 있어서의 소외형부(3k)측의 단부(구체적으로는, 소외형부(3k)의 외주면보다도 외측에 위치하는 단부)(3n)는, 관통 구멍 C1에 있어서의 소외형부 삽입부 C4와 대외형부 삽입부 C5의 사이에 형성되는 단차에 맞닿는다. 이에 의해, 기체 투과 부재(1)가 용기 본체 A의 내측으로 낙하하는 것이 방지된다. 이때, 관통 구멍 C1에 있어서의 소외형부 삽입부 C4와 대외형부 삽입부 C5의 사이에 형성되는 단차에 시일재(구체적으로는, O링)(3p)가 밀착됨으로써(구체적으로는, 기체 투과 부재(1)가 용기 본체 A측에 가압되어 시일재(3p)가 압축됨으로써), 기체 투과 부재(1)와 용기 덮개 C 사이의 기밀성이 확보된다. 한편, 보유 지지체(3)의 대외형부(3m) 및 덮개(4)가 관통 구멍 C1의 대외형부 삽입부 C5에 삽입됨으로써, 덮개(4)와 대외형부 삽입부 C5의 사이에 공간(구체적으로는, 환상의 간극)이 형성된다.
상기한 바와 같이, 용기 본체 A(구체적으로는, 용기 덮개 C)에 기체 투과 부재(1)가 설치됨으로써, 통기성 용기 A1(구체적으로는, 용기 본체 A)의 내부에서 발생한 기체가 기체 투과 부재(1)를 통하여 외측으로 배출 가능하게 된다. 구체적으로는, 용기 본체 A 내에서 기체가 발생함으로써 용기 본체 A의 내압이 상승한다. 이에 수반하여, 용기 본체 A 내의 기체는, 기체 유통 구멍(3a) 내에 유입구(3b)로부터 유입된다. 그리고, 기체 유통 구멍(3a)에 유입된 기체는, 배출구(3c) 측을 향하여 기체 유통 구멍(3a) 내를 유통할 때, 각 기체 투과 시트(2)를 투과한다. 그리고, 각 기체 투과 시트(2)를 투과한 기체는, 기체 유통 구멍(3a)의 배출구(3c)로부터 배출된다. 배출구(3c)로부터 배출된 기체는, 보유 지지체(3)와 덮개(4)의 사이를 통과하여 통기성 용기 A1의 외측(용기 본체 A와 기체 투과 부재(1)의 사이에 형성되는 공간)으로 배출된다. 즉, 보유 지지체(3)와 덮개(4)의 사이에는, 기체가 투과 가능한 간극(배기로)(5)이 형성된다. 이에 의해, 용기 본체 A의 내압이 저하되게 된다.
또한, 상기와 같은 통기성 용기 A1은, 예를 들어 이차 전지나, 전해 콘덴서(알루미늄 전해 콘덴서 등)나, 전기 이중층 캐패시터 등의 축전 소자를 구성하는 부재로서, 전극 등을 수용하기 위해 사용되는 경우가 있다. 이러한 경우, 통기성 용기 A1의 내부에서는, 다양한 기체가 발생한다. 예를 들어, 통기성 용기 A1이 알루미늄 전해 콘덴서를 구성하는 용기로서 사용될 경우에는, 수소 가스가 발생하고, 전기 이중층 캐패시터를 구성하는 용기로서 사용될 경우에는, 이산화탄소 가스가 발생하게 된다. 이로 인해, 통기성 용기 A1 내에서 발생하는 기체의 종류에 따라, 선택성 투과 시트(2a)를 구성하는 소재를 선택함으로써, 특정한 기체만을 통기성 용기 A1의 외측으로 배출하는 것이 가능하게 된다.
상기 기체 투과 부재(1)는, 기체를 투과하는 기체 투과 시트(2)와, 기체를 유통시키는 기체 유통 구멍(3a)을 구비함과 함께 기체 투과 시트(2)를 기체 유통 구멍(3a) 내에 보유 지지하는 보유 지지체(3)와, 당해 기체 유통 구멍(3a)에 있어서의 기체를 배출하는 측의 개구부(3c)를 덮도록 보유 지지체(3)에 설치되는 덮개(4)를 구비하고, 기체 유통 구멍(3a)의 내측으로부터 외측으로 기체를 배출하는 배기로(5)가 덮개(4)와 보유 지지체(3)의 사이에 형성된다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 기체 투과 부재 및 통기성 용기에 의하면, 기체 투과 시트가 외부로부터 오염되거나, 외부의 물체와의 접촉에 의해 파손되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 기체 투과 부재(1)는, 기체 유통 구멍(3a)의 배기구(3c)를 덮도록 덮개(4)가 보유 지지체(3)에 설치됨으로써, 배기구(3c)로부터 기체 유통 구멍(3a) 내로의 이물의 침입이 방지된다. 이에 의해, 기체 유통 구멍(3a) 내에 보유 지지된 기체 투과 시트(2)가 기체 유통 구멍(3a) 내에 외부로부터 침입되는 이물에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 덮개(4)와 보유 지지체(3)의 사이에 기체의 배기로(5)가 형성됨으로써, 기체 유통 구멍(3a)의 배출구(3c)로부터 배출되는 기체가 배기로(5)를 통하여 배출되기 때문에, 기체 유통 구멍(3a) 및 배기로(5)를 통하여 기체를 유통시킬 수 있다.
또한, 덮개 본체(4a)와 기체 투과 시트(2)의 사이에 공간이 형성됨으로써, 기체 유통 구멍(3a) 유입구(3b)측의 기압이 급격하게 상승된 경우에도, 덮개 본체(4a)와 기체 투과 시트(2) 사이의 공간이 버퍼로서 작용하게 된다. 이에 의해, 덮개(4)가 기압에 의해 가압되어 보유 지지체(3)로부터 벗겨져 버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보유 지지체(3)의 타단부(3e)측이 덮개 연장부(4b)로 둘러싸인 공간에 수용됨으로써, 덮개(4)가 보유 지지체(3)로부터 벗겨져 버리는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 기체 유통 구멍(3a)에 있어서의 배출구(3c)로부터 배출되는 기체의 압력에 의해, 덮개 본체(4a)가 보유 지지체(3)로부터 벗겨지는 방향으로 가압되어 변위된 경우에도, 보유 지지체(3)의 타단부(3e)가 덮개 연장부(4b)로 둘러싸인 공간 내에 위치하는 한(덮개 연장부(4b)로 둘러싸인 공간으로부터 벗겨지는 변위가 아닌 한), 덮개(4)가 보유 지지체(3)로부터 벗겨지는 경우는 없다. 이에 의해, 보유 지지체(3)에 대한 덮개(4)의 설치 상태를 유지할 수 있다.
또한, 용기 본체 A 내에서 기압이 상승된 경우에도, 기체 투과 부재(1)의 기체 유통 구멍(3a) 및 배기로(5)를 통하여 용기 본체 A 내의 기체가 용기 본체 A의 외측으로 배출된다. 이에 의해, 용기 본체 A의 내압이 저감되기 때문에, 내압의 상승에 의한 용기 본체 A의 변형이나 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기체 투과 부재 및 통기성 용기는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 또한, 상기 복수의 실시 형태의 구성이나 방법 등을 임의로 채용하여 조합해도 되고(하나의 실시 형태에 따른 구성이나 방법 등을 다른 실시 형태에 따른 구성이나 방법 등에 적용해도 되고), 또한, 하기 각종 변경예에 따른 구성이나 방법 등을 임의로 선택하여, 상기 실시 형태에 따른 구성이나 방법 등에 채용해도 되는 것은 물론이다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 2개의 내측 설치부(3j)의 각각에 선택성 투과 시트(2a)와 비선택성 투과 시트(2b)가 설치되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 내측 설치부(3j)에 설치되는 비선택성 투과 시트(2b)를 대신하여, 기체 유통 구멍(3a)의 유입구(3b)를 덮도록, 보유 지지체(3)의 일단부(3d)에 비선택성 투과 시트(2b)가 설치되어도 된다. 또한, 기체 유통 구멍(3a)의 배출구(3c)를 덮도록, 보유 지지체(3)의 타단부(3e)에 비선택성 투과 시트(2b)가 더 설치되어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 기체 투과 시트(2)로서, 선택성 투과 시트(2a)와 비선택성 투과 시트(2b)가 사용되고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 선택성 투과 시트(2a) 또는 비선택성 투과 시트(2b) 중 어느 한쪽만이 기체 투과 시트(2)로서 하나 또는 복수 사용되어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 보유 지지체(3)가 소외형부(3k)와 대외형부(3m)를 구비하도록 구성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 4에 도시하는 바와 같이, 축선 L에 직교하는 단면의 외주 형상이 축선 L을 따라 변화되는 일 없이 구성된 보유 지지체(30)여도 된다. 이러한 보유 지지체(30)를 구비하는 기체 투과 부재(10)에서는, 보유 지지체(30)의 외주면에 플랜지부(30r)를 설치함으로써, 보유 지지체(30)의 일단부측(개구부(3b)측)의 영역과 플랜지부(30r)의 사이에 단차가 형성된다. 그리고, 플랜지부(30r)가 용기 덮개 C의 관통 구멍 C1에 있어서의 소외형부 삽입부 C4와 대외형부 삽입부 C5의 사이에 형성되는 단차에 접촉됨으로써, 기체 투과 부재(10)가 용기 본체 A의 내측으로 낙하하는 것이 방지된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 보유 지지체(3)에 기체 투과 시트(2)가 설치되도록 구성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 보유 지지체(3)를 수지 성형할 때, 기체 투과 시트(2)와 함께 보유 지지체(3)가 일체 성형되어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 덮개 본체(4a)의 외주연으로부터 덮개 연장부(4b)가 연장되도록 형성되어 덮개(4)가 구성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 5에 도시하는 바와 같이, 덮개 본체(4a)의 외주연보다도 내측의 영역으로부터 연장되도록 덮개 연장부(40b)가 형성되어 덮개(40)가 구성되어도 된다. 이러한 덮개(40)를 구비하는 기체 투과 부재(11)에서는, 덮개 연장부(40b)가 기체 유통 구멍(3a)의 내측에 삽입되도록 구성됨으로써, 덮개(40)가 보유 지지체(3)로부터 벗겨져 버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 용기 덮개 C의 관통 구멍 C1에 기체 투과 부재(1)가 삽입된 상태에서, 기체 투과 부재(1)(구체적으로는, 덮개(4))와 용기 덮개 C(구체적으로는, 관통 구멍 C1)의 사이에 공간이 형성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 덮개(4)와 관통 구멍 C1의 사이를 기체가 유통 가능하다면, 덮개(4)와 관통 구멍 C1이 접촉되도록 구성되어도 된다.
1, 10, 11: 기체 투과 부재
2: 기체 투과 시트
2a: 선택성 투과 시트
2b: 비선택성 투과 시트
3, 30: 보유 지지체
3a: 기체 유통 구멍
3b: 유입구
3c: 배출구
3f: 제1 벽부
3g: 제2 벽부
3h: 제3 벽부
3i: 시트 설치부
3j: 내측 설치부
3k: 소외형부
3m: 대외형부
3p: 시일재
3q: 시일재 수용부
4, 40: 덮개
4a: 덮개 본체
4b, 40b: 덮개 연장부
30r: 플랜지부
5: 배기로
A1: 통기성 용기
A: 용기 본체
B: 본체부
C: 용기 덮개
C1: 관통 구멍
C4: 소외형부 삽입부
C5: 대외형부 삽입부
L: 축선

Claims (4)

  1. 기체를 투과하는 기체 투과 시트와,
    기체를 유통시키는 기체 유통 구멍을 구비함과 함께 기체 투과 시트를 기체 유통 구멍 내에 보유 지지하는 보유 지지체와,
    당해 기체 유통 구멍에 있어서의 기체를 배출하는 측의 개구부를 덮도록 보유 지지체에 설치되는 덮개를 구비하고,
    당해 덮개와 보유 지지체의 사이에는, 기체 유통 구멍으로부터 배출되는 기체를 덮개와 보유 지지체의 사이로부터 배출하는 배기로가 형성되는 것을 특징으로 하는 기체 투과 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덮개는, 기체 유통 구멍에 있어서의 기체를 배출하는 측의 개구부를 덮도록 형성되는 덮개 본체를 구비하고 있고,
    당해 덮개 본체는, 덮개가 보유 지지체에 설치된 상태에서, 기체 투과 시트와의 사이에 공간이 형성되도록 기체 투과 시트로부터 이격된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 기체 투과 부재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 덮개는, 보유 지지체 측을 향하여 덮개 본체로부터 연장되는 덮개 연장부를 더 구비하고,
    당해 덮개 연장부는, 덮개 본체의 외주 방향을 따라 형성되고, 덮개 연장부로 둘러싸인 공간에 보유 지지체에 있어서의 기체를 배출하는 측의 개구부를 구비하는 단부가 수용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기체 투과 부재.
  4. 제1항에 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기체 투과 부재와,
    당해 기체 투과 부재가 설치되는 용기 본체를 구비하고 있고,
    용기 본체 내의 공간과 용기 본체 외측의 공간이 기체 투과 부재를 통하여 통기 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 통기성 용기.
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