KR890002671B1

KR890002671B1 - 밀폐형전지의 안전밸브 장치

Info

Publication number: KR890002671B1
Application number: KR1019850700225A
Authority: KR
Inventors: 아끼라 다까히시; 요시후미 구다라; 사다오 쇼오지; 사부로오 나까쯔까
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤; 야마시다 도시히꼬
Priority date: 1984-01-19
Filing date: 1985-01-18
Publication date: 1989-07-22
Also published as: JPS60118867U; WO1985003386A1; EP0172251A1; EP0172251A4; AU576218B2; AU3880685A; US4662533A; DE3572892D1; EP0172251B1; KR850700291A

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

밀폐형전지의 안전밸브 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 종래의 안전밸브장치를 구비한 밀폐형전지의 단면도.

제2도는 지금까지의 탄성밸브체를 표시하며, 제2a도는 정면도, 제2b도는 상면도.

제3도는 종래의 안전밸브장치의 특성도.

제4도는 종래의 안전밸브장치에서의 탄성밸브체의 직경을 변화시킨 경우의 특성도.

제5도는 본 발명의 탄성밸브체의 각형상에 있어서의 특성도.

제6도는 본 발명의 6각탄성밸브체의 외경을 변화시킨 경우의 특성도.

제7도는 본 발명의 안전밸브장치의 일실시예를 표시하며, 제7a도는 그 단면도, 제7b도는 제7a도의 X-X'선에 따른 횡단면도.

제8도는 본 발명의 탄성밸브체의 일실시예이며, 제8a도는 그 정면도, 제8a도는 그 상면도.

제9도는 보존기간과 누액물과의 관계를 표시한 도면.

제10도는 본 발명의 안전밸브장치의 다른예를 표시한 단면도.

제11도는 제10도의 안전밸브장치에 사용한 탄성밸브체를 표시하며 제11a도는 그 정면도, 제11b도는 그 상면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 모자형상 정극단자 2 : 접시형상 봉구판

3 : 밸브실 4 : 탄성밸브체

5 : 전지요소 6 : 전지용기

7 : 수지링 8 : 전지내공간

9, 9' : 가스배기공 10 : 불건성시일제

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 밀폐형전지의 안전밸브 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 정(正), 부(負) 어느한쪽극의 단자를 겸한 캠과 중앙부에 가스배기공을 형성한 접시형상 봉구판(封口板)과의 사이에 형성되는 밸브실내에 이 밸브실보다 작은 체적을 가지고 또한 상면형상이 8각이하의 다각형을 나타내는 탄성밸브체를 위치시켜서 가스배기공을 폐색한 안전밸브장치에 관한 것이다.

[배경기술]

밀폐형전지, 특히 원통형 Ni-Cd 축전지는 통상 제1도에 표시한 바와같이 구성되어 있었다. 도면중, 모자형상 정극단자(1)와 접시형상 봉구판(2)에는, 스테인레스 강판 또는 니켈도금 강판을 사용하고, 양자의 사이에 만들어지는 밸브실(3)에는, 클로로프렌고무, 에틸렌프로펠렌고무, 플루오르고무, 실리콘고무 등의 내알칼리성의 고무로 형성된 제2a도, 제2b도에 표시한 바와같은 볼록렌즈 형상의 상하대칭의 곡면을 가진 바둑돌형상 탄성밸브체(4)를 수압하고 접시형상 봉구판(2)의 둘레가장자리를 코오킹하므로서 모자형상 정극단자(1)를 고정하여, 이것을 안전밸브장치로 하고 있다. 전지요소(5)를 수납해서 전지의 부극단자를 겸한 금속제 전지용기(6)와, 전지의 정극단자를 겸한 안전밸브장치, 여기에 정, 부의 양극을 절연하는 동시에 기밀하게 봉구하기 위한 수지링(7)으로 형성되는 전지내공간(8)의 기체압력이, 소정이상의 전류에서의 과충전이나 과장전 등에 의해서, 소정의 압력보다 상승했을 경우, 기체가 접시형상 봉구판(2)의 가스배기공(9)을 막고있는 탄성밸브체(4)를 밀어올려, 밸브실(3)내를 통과해서 모자형상 정극단자(1)의 가스배기공(9')으로부터 외부에 방출된다. 이에 의해서 전지용기내의 압력이 소정의 압력보다도 내려갔을 경우는, 탄성체(4)가 재차 접시형상 봉구판(2)의 가스배기공(9)를 폐색하고, 밀폐형전지의 밀폐성을 유지하고 있다. 전지내공간(8)의 기체가 외부에 방출되었을때의 전지내공간의 기체압력을 안전밸브 작동합이라고하나, 이것은 전지용기(6)의 변형압력보다도 낮고, 또 전지의 통상사용중에 상승하는 기체압력보다는 높지않으면 안된다.

통상, 안전밸브 작동압은 상한 30kg/cm³, 하한 10kg/cm²이고 그 압력범위는 20kg/cm²정도이며, 안전밸브 작동압을 이 범위내로 불균일을 적게 설정하는 것이 중요하다.

지금까지의 안전밸브장치는, 제1도와 같이 밸브실(3)을 탄성밸브체(4)가 거의 충만된 형태로 되어있다. 이와같은 구조로 안전밸브장치의 높이를 일정하게 하고, 제2도에 표시한 밸브체의 외경 a을 변화시켜서 밸브실내에서의 밸브체가 점하는 체적점유율을 바꾸었을 경우의 특성을 제3도에 표시한다. 이 도면에 표시된 바와같이, 밸브실내체적(용적)을 점유하는 탄성밸브체의 체적점유율(이하 밸브체 점유율이라함)이 지금까지와 같이 높을 경우에는 탄성밸브체의 체적의 미묘한 차, 예를들면 탄성밸브체의 높이의 차에 의해 안전밸브 작동압이 크게 변화하는 것을 알 수 있다.

밸브체 점유율을 낮게하려면, 탄성밸브체의 직경 a을, 모자형상 정극단자(1)의 밸브체 수납부내경 b(이하 밸브실내경이라함)보다 작게하면 가능하다. 그러나 단순히 직경 a을 밸브체 수납부내경 b보다 작게만한 탄성밸브체로는, 밸브실의 중앙으로부터 위치적으로 어긋나버리게되어, 접시형상 봉구판(2)의 가스배기공(9)을 완전하게 폐색하지 않는채, 모자형상 정극단자를 고정해버리는 일이있다. 이 경우의 안전밸브 작동압은, 탄성밸브체가 밸브실의 중앙에 위치한 경우보다 낮게되어, 안전밸브 작동압의 불균일을 증대시키는 원인이 된다. 밸브실내경 b에 대한 탄성밸브체의 외경 a의 비a/b(%로 표시함)와, 안전밸브 작동압과의 관계를 제4도에 표시한다.

이상의 설명에서 명백한 바와같이 지금까지의 안전밸브장치에서는, 밸브체 점유율을 낮게한 상태에서 안전밸브 작동압의 불균일을 감소시키는 것을 불가능하였다.

[발명의 개시]

본 발명은, 이상과 같은 종래의 불편을 없애고, 밸브체 점유율을 낮추고, 또한 안전밸브 작동압의 불균일이 적은 안전밸브장치를 제공하는 것을 목적으로한다.

본 발명의 안전밸브장치는, 모자형상 정극단자와 접시형상 봉구판과의 사이에 만들어지는 밸브실에, 상면 형상이 8각형이하의 다각형을 나타내는 탄성밸브체를, 밸브내경(b)에 대한 밸브체의 외접원(外接円)직경 a의 비(a/b)가 %표시로 90∼105%가 되도록 배치한 것이다. 더욱 바람직하게는 밸브체의 상하면을 곡면으로 하거나, 혹은 각진부분에 모깍이를 실시하면 좋으며, 또 접시형상 봉구판의 배기공과 밸브체가 접하는 개소에 발수성이 있는 불건성(不乾性)시일제를 도포하여 누액을 방지하면 좋다. 또 모자형상 정극단자는 접시형상 봉구판의 둘레가장자리를 코오킹하므로서 고정하고, 안전밸브 작동압은 10∼30kg/cm²로 해서 이 범위내에서 불균일을 적게했다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명의 상세한 것은 도면에 표시한, 원통밀폐형 Ni-Cd 축전지에 대한 실시예로 설명한다.

제7도중, (1)은 모자형상의 정극단자, (2)는 비얼리형상의 소위 아래쪽으로 통부(筒部)가 돌출한 가스배기공(9)을 중앙에 가진 접시형상 봉구판이다. 이들은 모두 강판을 드로오잉가공후 니켈도금했다. (3)은 모자형상 정극단자(1)와 접시형상 봉구판(2)으로 형성되는 밸브실, (4)는 밸브실에 압축유지되어 있는 상하면을 곡면으로 하고, 또한 상면형상이 6각형의 탄성밸브체이다. 이 안전밸브장치는 제1도에 표시한 전지요소(5)가 수납된 전지용기(6)의 개구부를 봉구(封口)하고 있다. (10)은 가스배기공(9)의 주변과 밸브체(4)가 접하는 개소에 도포된 불건성시일제이며, 예를들면, 파라핀 등이 포화 또는 불포화 탄화수소로 발수성을 가지며, 또한 고점성(高粘性)의 것이 바람직하며, 상기의 접촉개소에 3mg 정도 도포한다. 또 이 시일제(10)는 버얼링 형상의 배기공(9)부분에 약간 괴도록 도포하므로서, 배기공(9)으로부터 전지내의 전해액이 누설되는 것을 방지하고 있다.

이 시일체를 배기공부분에 도포한 효과를 제9도에 표시한다. 제9도는 온도 35℃, 상습도 90∼95%로 보존했을때의 보존기간과, 누액발생율과의 관계를 표시하며, A는 시일제의 도포없이, B는 배기공에 버얼링형상을 붙이지않고 시일제를 도포한것, C은 버얼링형상의 배기공으로하고, 이 버얼링형상부에도 시일제가 괴도록 도포했을 경우이다. 또한, B, C는 공히 3mg의 시일제를 도포하고 있다. 도면에서도 명백한 바와같이, C가 가장 누액의 발생이 적다.

이 예의 경우, 전지내공간(8)의 기체압력은 통상사용시, 예를들면 0.1CmA로 15시간 충전에서도 5kg/cm²정도 상승하기 때문에, 안전밸브장치의 밸브작동압은 적어도 5kg/cm²이상 필요하며, 안전율을 2배로 해서 10kg/cm²이상으로 하고 있다. 또 이 예의 전지용기(6)는 60kg/cm²에서부터변형이 생기기 때문에, 안전율을 2배로 해서 밸브작동압의 상한을 30kg/cm²로 했다.

밸브실내의 중앙에 탄성밸브체(4)를 위치시키고, 또한 밸브체 점유율을 작게하려면, 필요최소한의 체적의 탄성밸브체와, 이것을 밸브실의 중아에 위치시키는 안내부가 있으면 되며, 본 발명자들은 그 가장 단순한 형상으로서 밸브내경을 이루는 원에 내접하는 다각형 탄성밸브체를 발견했다.

각 형상의 탄성밸브체에 대한 특성을 제5도에 표시한다. 8각형보다도 다각형에 있어서는 종래의 바둑돌형상 탄성밸브체와 체적의 차가 전체의 15%이하로 근소하기 때문에 밸브체 점유율을 낮추는 목적에 적합하지 않다. 바람직한 형상은 3각형에서 8각형이며, 이 상태에서의 밸브체 점유율은 40∼85%로 된다.

또 밸브실내경 b과 탄성밸브체의 외접원직경 a과의 비와, 안전밸브 작동압과의 관계는, 6각형밸브체를 예로들면 제6도와 같이된다. 안전밸브 작동압은 a/b가 90∼105%로 안정되어 있다.

a/b가 105%보다도 클경우에는 밸브체 점유율이 85%이상으로 되어, 안전밸브 작동압의 불균일이 커진다. 반대로 a/b가 90%보다도 작을 경우에는 안전밸브체가 위치어긋남을 일으켜, 불균일이 커진다.

안전밸브장치는 배기공을 확실하게 폐색하도록 밸브실의 중앙에 밸브체를 위치시키는 일이 중요하다. 그 점에서는 제2도의 종래의 밸브체가 가장 그 목적에 적합하고 있다. 그러나 그 반면 상기한 밸브체 점유율을 낮추는 점을 생각하면, 상면형상이 3각형의 밸브체가 가장 좋다고 말할 수 있다. 이 밸브실 중앙에의 밸브의 배치, 밸브체 점유율이 작다는 것, 및 제5도의 밸브작동압의 안정성을 감안하면, 상면형상이 4각형에서 6각형의 밸브체가 가장 안정되고 있다. 이중에서, 벨를 밸브실의 중앙에 위치시키는 점에서 특히 유리한 것은, 안내부가 많은 6각형이다.

제8(a)도, 제8(b)도에 이 6각형밸브체(4)를 표시한다. 밸브체(4)는 상하면을 곡면으로해서 클로로프렌고무로 형성하고, 안내부를 이루는 6개소의 각(11)에는 곡률반경 1mm로 곡면을 형성하여, 밸브실(3)내에의 삽입을 용이하게 하고있다. 또한, 안내부를 이루은 6개소의 각에 곡면을 형성하는 일대신에 폭 0.5mm정도로 둘레가장자리를 모깎이해도 밸브실(3)내에의 밸브체(4)의 삽입을 용이화 할 수 있다. 이 예에서의 밸브체 점유율은 약 78%이며, 밸브실내경 b과 밸브체의 외접원직경 a과의 차는 0.1mm이고, a/b는 약 99%이다.

제10도는 상면형상이 4각형의 탄성밸브체를 사용한 제2의 실시예에서의 안전밸브장치를 표시한다. 제11(a)도, 제11(b)도는 이 4각형의 밸브체(4)를 표시한 정면도 및 상면도이며, 그 재질에는 클로로프렌고무를 사용하였다. 또 그 상하양면에는 곡면을 형성해서 캠(1)내면에의 밀착과, 접시형상 봉구판(2)의 중앙에 형성한 배기공(9)주변에의 밀착을 양호하게 하고 있다.

상면형상이 4각형의 밸브체는, 그 외접원직경 a과 밸브실내경 b의 비a/b가 100%이하의 경우, 6각형의 밸브체에 비교해서 밸브체를 밸브실의 중앙에 배치하는데 있어서는 위치어긋남을 일으키기 쉽고 불리해지지만, 이 예에서는 a/b를 104%로 해서 밸브체의 외접원직경을 약간 크게하므로서 위치어긋남의 발생을 없애고 있다. 또한 밸브체의 4개소의 각은 모깎이를 하지않고 그대로하고 상하양면을 고면으로해서, 배기공을 접하는 하면의 일부에는 상기 실시예와 마찬가지로, 불건성시일제(10)를 도포하여 배기공의 폐색상태를 양호하게 유지하도록 하고있다. 밸브체는 캠(1)내에 삽입하고, 봉구판(2)의 둘레가장자리를 캡의 모자차양처럼 생긴부분에 코오킹하므로서 밸브실(3)내에 압입된다. 이 제10도에 표시한 안전밸브장치의 밸브체 점유율은 약 60%였다.

[산업상의 이용가능성]

이상과 같이 본 발명에서는, 밸브체의 형상을 8각형이하의 다각형으로 하므로서 밸브작동압의 불균일이 적고, 안전성에 뛰어난 밀폐형전자를 제공할 수 있다.

Claims

전지요소를 수납한 전지용기와, 이 전지용기를 밀폐하고 또한 중앙부에 가스배기공을 가진 접시형상 봉구판과의 이 봉구판에 고정되고 상기 가스배기공을 폐색하는 탄성밸브체를 내재한 모자형상 정극단자에 의해 구성되는 안전밸브장치를 가지고, 상기 탄성밸브체로서 상기 안전밸브장치의 밸브실내체적 보다도 작은체적을 가지고 상면형상이 8각형 이하이고, 상기 모자형상 정극단자의 밸브체수납부내경 b에 대한 밸브체의 외접원 직경a의 비(a/b)가 90∼105%인 다각형밸브체를 사용한 것을 특징으로 하는 밀폐형전지의 안전밸브장치.
제1항에 있어서, 안전밸브장치의 밸브실내체적에 대한 탄성밸브체 체적의 점유율이 40∼85%인 밀폐형전지의 안전밸브 장치.
제1항에 있어서, 모자형상 정극단자는 접시형상 봉구판의 둘레가장자리에 의해 모자의 태모양부분이 코오킹 고정되어 있는 밀폐형전지의 안전밸브 장치.
제1항에 있어서, 안전밸브의 작동압이 10∼30kg/cm²인 밀폐형전지의 안저밸브 장치.
전지요소를 수납한 전지용기와, 이 전지용기를 밀폐하고 또한 중앙부에 가스배기공을 가진 접시형상 봉구판과 이 봉구판에 고정되고 상기 가스배기공을 폐색하는 탄성밸브체를 내재한 모자형상 정극단자에 의해 구성되는 안전밸브장치를 가지고, 상기 탄성밸브체로서 상기 안전밸브장치의 밸브실내체적 보다도 작은체적을 가진 상면형상이 6각형의 고무제밸브체를 사용한것을 특징으로 하는 밀폐형전지의 안전밸브장치.
제5항에 있어서, 모자형상 정극단자의 밸브체수납부내경 b과, 밸브체의 외접원직경 a과의 비(a/b)가 약 99%인 밀폐형전지의 안전밸브 장치.
제5항에 있어서, 접시형상 봉구판의 중앙부에 형성된 가스배기공이 버얼링형상을 가지고, 이 배기공주변과 밸브체와의 접촉부분에 발수성을 가지며, 또한 불건성의 시일제가 도포되어 있는 밀폐형전지의 안전밸브 장치.
제5항에 있어서, 6각형밸브체의 상하양면을 곡면으로한 밀폐형전지의 안전밸브 장치.
제5항에 있어서, 6각형밸브체의 둘레가장자리가 모깎이 되어있는 밀폐형전지의 안전밸브 장치.
제5항에 있어서, 6각형밸브체의 6개소의 각에 곡면을 형성한 밀폐형전지의 안전밸브 장치.
전지요소를 수납한 전지용기와, 이 전지용기를 밀폐하고 또한 중앙부에 가스배기공을 가진 접시형상 봉구판과 이 봉구판에 고정되고 상기 가스배기공을 폐색하는 탄성밸브체를 내재한 모자형상 정극단자에 의해 구성되는 안전밸브장치를 가지고, 상기 탄성밸브체로서 상기 안전밸브장치의 밸브실내체적 보다도 작은체적을 가진 상면형상이 4각형의 고무제밸브체를 사용한것을 특징으로 하는 밀폐형전지의 안전밸브장치.
제11항에 있어서, 모자형상 정극단자의 밸브체수납부내경 b과 밸브체의 외접원직경 a과의 비(a/b)가, 104%인 밀폐형전지의 안전밸브장치.
제11항에 있어서, 가스배기공주변과 4각형 밸브체의 아래쪽곡면과의 접촉부분에 발수성을 가지며 또한 불건성의 시일제가 도포되어 있는 밀폐형전지의 안전밸브장치.

* 도면의 참조부호의 일람표

(1) : 모자형상 정극단자 (2) : 접시형상 봉구판

(3) : 밸브실 (4) : 탄성밸브체

(5) : 전지요소 (6) : 전지용기

(7) : 수지링 (8) : 전지내공간

(9), (9') : 가스배기공 910) : 불건성시일제