(57)【要約】【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、外部側に開放した環状の溝部と、前記溝部と内部とを連通する連通孔とを備えた樹脂材製ハウジングと、前記溝部の底部側に保持されている本体部分と、前記本体部分から外部側に向って伸び、前記溝部の外周面と弾性接触している弁部とを有し、ゴム状弾性体単体で構成されてい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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、外部（Ｙ）側に開放した環状の溝部（５１）と、前記溝部（５１）と内部（Ｘ）とを連通する連通孔（５２）とを備えた樹脂材製ハウジング（５）と、前記溝部（５１）の底部（５３）側に保持されている本体部分（６１）と、前記本体部分（６１）から外部（Ｙ）側に向って伸び、前記溝部（５１）の外周面（５５１）と弾性接触している弁部（６２）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）と前記外周面（５５１）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。
【請求項２】
前記圧力開放弁（３）のハウジング（５）の端面（５４）と、前記ラミネートフィルム（１）の前記開口部（４）近傍の内部（Ｘ）側の面とが、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。
【請求項３】
前記溝部（５１）の内周面（５５）若しくは外周面（５５１）の少なくとも何れか一方に、前記本体部分（６１）の外周面（６３）若しくは内周面（６４）が接する部分に、抜け止め用の段部（５６）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の圧力開放弁。
【請求項４】
前記ハウジング（５）の内部（Ｘ）側の端面（５０）に気液分離体（７）を貼着し、前記気液分離体（７）により内部（Ｘ）側の液体が外部（Ｙ）側に流出することを阻止する様になした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。
【請求項５】
前記気液分離体（７）が、熱可塑性樹脂材製の不織布であることを特徴とする請求項４記載の圧力開放弁。
【請求項６】
前記気液分離体（７）が、前記ハウジング（５）の内部（Ｘ）側の端面（５０）に、溶着により保持されていることを特徴とする請求項５記載の圧力開放弁。
【請求項７】
前記溝部（５１）の内周面（５５）の、前記本体部分（６１）の外周面（６３）と接する部分に、抜け止め用の段部（５６）を設け、前記本体部分（６１）の内周面（６４）に前記溝部（５１）の外周面（５５１）と接する突起（６５）を設けると共に、前記突起（６５）に内部（Ｘ）側から外部（Ｙ）側に連通する通路（６５１）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の圧力開放弁。
【請求項８】
前記突起（６５）が、円周方向等配に設けられたことを特徴とする請求項７記載の圧力開放弁。
【請求項９】
前記本体部分（６１）の外周面（６３）が、前記溝部（５１）の平坦な外周面（５５）と密接すると共に、前記溝部（５１）の外周面（５５１）には、係止用突起（５６１）と、内部（Ｘ）側から外部（Ｙ）側に連通する通路（６５１）とを設け、前記係止用突起（５６１）が前記本体部分（６１）の内周面（６４）と係合することにより、前記弁体（６）が外部（Ｙ）側に抜けることを防ぐようになしたことを特徴とする請求項１または２記載の圧力開放弁。
【請求項１０】
前記連通孔（５２）に気液分離体（７）を挿着した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。
【請求項１１】
前記連通孔（５２）の前記気液分離体（７）と接する部分に、前記気液分離体（７）の抜け防止用の係止段部（５７）を設けたことを特徴とする請求項１０記載の圧力開放弁。
【請求項１２】
前記弁体（６）の前記本体部分（６１）が、前記ハウジング（５）の前記端面（５４）近傍まで伸び、前記ハウジング（５）の前記溝部（５１）に囲まれた柱状部（５８）の端部（５９）が、前記端面（５４）近傍まで伸び、前記ラミネートフィルム（１）の一部が前記端部（５９）と熱融着により一体化することにより、前記弁体（６）の抜けを防止するようになしたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の圧力開放弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
具体的には、図６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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−２９４６６９号公報
【特許文献２】特開２００４−７１７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、外部側に開放した環状の溝部と、前記溝部と内部とを連通する連通孔とを備えた樹脂材製ハウジングと、前記溝部の底部側に保持されている本体部分と、前記本体部分から外部側に向って伸び、前記溝部の外周面と弾性接触している弁部とを有し、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、前記弁部と前記外周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。
【発明の効果】
【００１４】
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。
【００１５】
更に、請求項３記載の発明の圧力開放弁によれば、弁体が溝部から抜け落ちることを、より確実に阻止出来る。
【００１６】
また、請求項４記載の発明の圧力開放弁によれば、ハウジングの内部側の端面に気液分離体を貼着する態様としているため、圧力開放弁が非常に小型のものになっても対応可能である。
また、請求項５記載の発明の圧力開放弁によれば、不織布により飛散した電解液を捕集出来る為、電解液が弁部を浸食することを効果的排除出来ると共に、ハウジングと気液分離体との一体化が容易である。
【００１７】
また、請求項６記載の発明の圧力開放弁によれば、接着剤が不要な為、電解液等による接着剤の劣化による剥がれや、コンタミの要因も排除できると共に、ラミネートフィルムとハウジングとの溶着と同じ工程で一体化が可能なため、製造コストを低く抑えることが出来る。
また、請求項７記載の発明の圧力開放弁によれば、射出成形がし易く、弁体が溝部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８記載の発明の圧力開放弁によれば、弁体の姿勢を正しく維持できる。
また、請求項９記載の発明の圧力開放弁によれば、圧力開放弁が非常に小型のものになっても、射出成形がし易く、弁体が溝部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１０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。
【００１８】
また、請求項１１記載の発明の圧力開放弁によれば、熱的影響があっても、気液分離体の脱落を阻止出来る。
また、請求項１２記載の発明の圧力開放弁によれば、より確実に、弁体の脱落を阻止出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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６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、第１実施例の更なる改良に係る断面図である。
図４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。
図５は、本発明に係る圧力開放弁の第３実施例に係る断面図である。
図６は、本発明に係る圧力開放弁の第４実施例に係る断面図である。
図７は、本発明に係る圧力開放弁の第５実施例に係る断面図である。
図８は、本発明に係る圧力開放弁の第６実施例に係る断面図である。
【００２０】
＜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に取付けられ、外部Ｙ側に開放した環状の溝部５１と、この溝部５１と内部Ｘとを連通する連通孔５２とを備えている。
【００２１】
樹脂材製ハウジング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、連通孔５２は、内部Ｘ側から、ハウジング５の中心部に柱状溝５２１を形成し、この柱状溝５２１と溝部５１とを、円周上等配に設けた切欠部５２２により連通させる構成となっている。
また、弁体６は、溝部５１の底部５３側に保持されている本体部分６１と、この本体部分６１から外部Ｙ側に向って伸び、溝部５１の外周面５５１と弾性接触している弁部６２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と外周面５５１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。
【００２２】
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。
【００２３】
そして、圧力開放弁３のハウジング５の端面５４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。
また、溝部５１の内周面５５であって、弁体６の本体部分６１の外周面６３が接する部分には、抜け止め用の段部５６が設けてある。
このため、本体部分６１の一部が、段部５６側に入り込み、弁体６が溝部５１から抜け出ることを阻止する。
この抜け止め用の段部５６は、図３に示す様に、溝部５１の外周面５５１であって、弁体６の本体部分６１の内周面６４が接する部分にも設けることにより、弁体６の抜け止めをより確実に出来る。
この場合、図２の切欠部５２２の代わりに、孔５２１を設け、連通孔５２が内部Ｘと外部Ｙとを連通出来る態様としている。
【００２４】
＜第２実施例＞  
第２実施例を図４に基づき説明する。
第１実施例と相違する点は、連通孔５２の柱状溝５２１に、気液分離体７を挿着したことである。
気液分離体７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。
また、連通孔５２の切欠部５２２により形成された係止段部５７に、気液分離体７の外周面の一部が入り込み、係止される為、気液分離体７の抜け防止に有効である。
【００２５】
＜第３実施例＞  
第３実施例を図５に基づき説明する。
第２実施例と相違する点は、気液分離体７が、ハウジング５の内部Ｘ側の端面５０に貼着されている点である。
そして、この気液分離体７により、内部Ｘ側の液体が外部Ｙ側に流出することを阻止する構造となっている。
このため、第２実施例に比べ、圧力開放弁が非常に小型のものになっても対応可能である。
【００２６】
また、気液分離体７の素材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂材製の不織布が好適に用いられる。
このため、不織布により飛散した電解液を捕集出来る為、電解液が弁部６２を浸食することを効果的排除出来る
そして、熱可塑性樹脂材製の不織布を使用することにより、熱可塑性樹脂材製のハウジング５の内部Ｘ側の端面５０に、溶着により一体化することが出来る。
この結果、接着剤が不要となる為、接着剤の劣化による剥がれや、コンタミの要因も排除できると共に、ラミネートフィルムとハウジングとの溶着と同じ工程で一体化が可能なため、製造コストを低く抑えることが出来る。
【００２７】
更に、気液分離体７の表面を、フッ素系、シリコン系等の撥水撥油剤により処理しているため、ハウジングの内部側から外部側への液漏れをより確実に排除出来る。
【００２８】
＜第４実施例＞  
第４実施例を図６に基づき説明する。
溝部５１の内周面５５の、本体部分６１の外周面６３と接する部分に、抜け止め用の段部５６を設けている点は、第３実施例と同じであるが、本体部分６１の内周面６４に外周面５５１と接する突起６５を設けると共に、突起６５に内部Ｘ側から外部Ｙ側に連通する通路６５１を設けている点で、第３実施例と相違する。
また、第３実施例で設けていた、連通孔５２の切欠部５２２により形成された係止段部５７を設けていない。
このことにより、第３実施例に比べ、射出成形がし易く、突起６５により、弁体６の内径側への倒れこみを防止できる為、弁体６の外周側の密封性能が良好に維持できると共に、弁体が溝部から抜け落ちることを、より確実に阻止出来る。
また、この突起６５は、円周方向等配に設けられている。
このことにより、弁体の姿勢を正しく維持できる。
【００２９】
＜第５実施例＞  
第５実施例を図７に基づき説明する。
第３実施例と相違する点は、本体部分６１の外周面６３が、溝部５１の平坦な外周面５５と密接する態様となっており、第３実施例の様に、本体部分６１の外周面６３と接する部分に、抜け止め用の段部５６を設けてない。
また、第３実施例の連通孔５２の切欠部５２２により形成された係止段部５７の代わりに、溝部５１の外周面５５１に、係止用突起５６１と、内部Ｘ側から外部Ｙ側に連通する通路６５１とを設けている点で相違する。
そして、この係止用突起５６１が本体部分６１の内周面６４と係合することにより、弁体６が外部Ｙ側に抜けることを防ぐ役割を果たしている。
このことにより、圧力開放弁が非常に小型のものになっても、射出成形がし易く、弁体が溝部から抜け落ちることを、より確実に阻止出来る。
【００３０】
＜第６実施例＞
第６実施例を図８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が、ハウジング５の端面５４近傍まで伸び、ハウジング５の溝部５１に囲まれた柱状部５８の端部５９が、端面５４近傍まで伸びている。
そして、ラミネートフィルム１は、溝部５１及び柱状部５８を覆う様に存在し、ラミネートフィルム１の一部が、柱状部５８の端部５９と熱融着により一体化している。
また、ラミネートフィルム１の溝部５１に対応する部分には、複数の連通孔１１が設けられている。
このことにより、弁体６が溝部５１から抜け出すのを防止している。
【００３１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明が適用されるキャパシタの全体図である。
【図２】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】第１実施例の更なる改良に係る断面図である。
【図４】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。
【図５】本発明に係る圧力開放弁の第３実施例に係る断面図である。
【図６】本発明に係る圧力開放弁の第４実施例に係る断面図である。
【図７】本発明に係る圧力開放弁の第５実施例に係る断面図である。
【図８】本発明に係る圧力開放弁の第６実施例に係る断面図である。
【図９】従来技術に係る圧力開放弁の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
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      気液分離体
５０    端面
５１    溝部
５２    連通孔
５３    底部
５４    端面
５５    内周面
５５１  外周面
５６    段部
５６１  係止突起
５７    係止段部
５８    柱状部
５９    端部
６１    本体部分
６２    弁部
６３    外周面
６４    内周面
６５    突起
【図１】
2010056507.tif 000003
【図２】
2010056507.tif 000004
【図３】
2010056507.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010056507.tif 000007
【図６】
2010056507.tif 000008
【図７】
2010056507.tif 000009
【図８】
2010056507.tif 000010
【図９】
2010056507.tif 000011