(57)【要約】      （修正有）【課題】設定された圧力で精度よく開弁することが可能な安全弁を提供する。【解決手段】安全弁２０は、通気孔１７の周縁で密閉容器に接合される環状の接合部２２と、その内側に位置して内圧を受ける受圧部２４と、接合部２２と受圧部２４との間に介在する破断部２６と、を有する。破断部２６は、外側薄肉部２６ａ及びこれよりも薄肉の内側薄肉部２６ｂを有する。破断部２６は、受圧部２４が受ける内圧の増加に伴い、外側薄肉部２６ａが外向きに凹となるように曲げ変形するとともに内側薄肉部２６ｂが外向きに凸となる向きに曲げ変形する第１変形段階と、外側薄肉部２６ａの曲げ変形が停止または失速してから内側薄肉部２６ｂの曲げ変形量が減るように当該内側薄肉部の形状が復元する第２変形段階と、を経て当該内側薄肉部２６ｂで破断する。【選択図】図４
2014234857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器を構成する壁に設けられた通気孔を塞ぐように当該密閉容器に接合され、当該密閉容器の内圧が一定以上となったときに開弁して前記通気孔を開放する安全弁であって、
前記通気孔の周縁で前記密閉容器に接合される環状の接合部と、
この接合部の内側に位置して前記密閉容器の内圧を受ける受圧部と、
前記接合部と前記受圧部との間に介在して前記内圧が一定以上のときに当該内圧によって破断される環状の破断部と、を備え、これら接合部、受圧部及び破断部が単一の板材により構成され、
前記破断部は、全周または部分的な環状の外側薄肉部及びその内側に位置する全周または部分的な環状の内側薄肉部を有し、これらの薄肉部は他の部分よりも小さな肉厚を有し、前記内側薄肉部は前記外側薄肉部の肉厚よりもさらに小さい肉厚を有し、
この破断部では、前記受圧部が受ける内圧の増加に伴い、前記外側薄肉部が外向きに凹となるように曲げ変形するとともに前記内側薄肉部が外向きに凸となる向きに曲げ変形する第１変形段階と、前記外側薄肉部の曲げ変形が停止または失速してから前記内側薄肉部の曲げ変形量が減るように当該内側薄肉部の形状が復元する第２変形段階と、を経て当該内側薄肉部で破断するように、当該外側及び内側薄肉部の位置及び肉厚が設定されている、安全弁。
【請求項２】
請求項１記載の安全弁であって、前記外側切欠き溝の開き角は前記内側切欠き溝の開き角よりも大きい、安全弁。
【請求項３】
請求項１または２記載の安全弁であって、前記受圧部は、前記内側容器の内側に向かって凸となる曲面状に形成されている、安全弁。
【請求項４】
請求項３記載の安全弁であって、前記破断部と前記接合部との間には、当該破断部を当該接合部よりも内側容器の外側に位置させるような段部が介在する、安全弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池等を収容する密閉容器に設けられ、当該密閉容器の内圧が一定以上となったときに当該密閉容器内の空間を外部に開放する安全弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に密閉空間を形成する密閉容器の中には、その内容物によっては種々の要因により内圧が上昇するものが存在する。例えば、リチウムイオン電池のような非水電解液二次電池を収容する密閉容器では、当該二次電池の電解液の気化によって内圧が異常に上昇する可能性がある。このような密閉容器においては、安全上、その内圧が一定以上となった時点で当該密閉容器の内部空間を外部に開放するための安全弁を設けることが要望される。
【０００３】
従来、このような安全弁として、密閉容器内の圧力が一定以上となった時点で確実に開弁するのに加え、簡素な低コストの構成でその開弁を実現することが可能なものが要望されており、その開発が進められている。例えば、特許文献１には、図１３及び図１４に示すような安全弁が開示されている。
【０００４】
図１３に示す安全弁８０は、密閉容器の外壁８２の一部によって構成されている。具体的に、前記外壁８２には円形の切欠き溝８４が形成されることにより同形状の薄肉部が形成され、当該切欠き溝８４により囲まれた部分が安全弁８０を構成する。この安全弁８０では、前記密閉容器の内圧が一定以上になると当該内圧に相当する剪断力によって前記薄肉部が破断され、これにより当該密閉容器の内部空間が外部に開放される。
【０００５】
図１４に示す安全弁９０は、薄肉の金属箔からなるものであって、密閉容器の外壁９２に形成された通気孔９４を塞ぐように当該金属箔の周縁部９６が前記外壁９２に接合されている。この安全弁９０では、前記密閉容器の内圧が一定以上に達したときにその内圧によって当該安全弁９０を構成する金属箔自身が開裂することで前記通気孔９４を開放する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１４４２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記安全弁８０，９０はいずれも、これらの安全弁８０，９０を開弁に至らせる内圧、すなわち開弁圧を高精度で設定することが困難であるという課題がある。すなわち、前記安全弁８０，９０の開弁圧は、安全弁８０では前記切欠き溝８４が形成された薄肉部の肉厚、安全弁９０ではこれを構成する金属箔の肉厚にそれぞれ依存するが、これらの肉厚はいずれも非常に小さく、その範囲内で当該肉厚を厳密に規定することは難しい。特に、前記開弁圧が低い場合、すなわち、比較的低い内圧で安全弁が開くことが要求される場合、当該内圧に対応するせん断力によって安全弁８０，９０を破断させるためには前記肉厚をきわめて小さな寸法（例えば０．０１ｍｍ以下）に設定しなければならず、このような寸法を正確に規定することは困難である。換言すれば、当該安全弁が開弁に至る内圧の著しいばらつきは避けられない。
【０００８】
当該ばらつきを低減する手段として、前記特許文献１には、安全弁を構成する金属箔のうち当該金属箔が容器の外壁に接合される部位の近傍に薄肉部を形成することが記載されているが、その場合でも当該薄肉部の寸法をきわめて小さいオーダーで制御する必要があることに変わりはない。
【０００９】
また、その一方で、前記安全弁においては、比較的小さな内圧の変動による繰り返し荷重によっては容易に破断しないこと、換言すれば、多数回の繰り返し荷重に耐え得る強度を有することも求められる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、密閉容器に設けられる安全弁であって、求められる開弁圧が低い場合でもそのばらつきを有効に抑えることが可能であり、かつ、繰り返し荷重に対する耐久性の高いもの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】
【００１１】
本発明者らは、前記課題を解決するための手段として、密閉容器の内圧による薄肉部の単なるせん断破壊ではなく、当該内圧を利用して当該薄肉部を屈曲させることにより組織破壊を生じさせ、さらに、その屈曲した薄肉部に対して前記内圧が引張荷重として作用するようにすることにより、比較的小さな開弁圧が求められる場合でも当該開弁圧で精度良く開弁することが可能な安全弁を実現することに想到した。
【００１２】
本発明は、このような観点からなされたものであり、密閉容器を構成する壁に設けられた通気孔を塞ぐように当該密閉容器に接合され、当該密閉容器の内圧が一定以上となったときに開弁して前記通気孔を開放する安全弁であって、次の構成を有するものを提供する。この安全弁は、前記通気孔の周縁で前記密閉容器に接合される環状の接合部と、この接合部の内側に位置して前記密閉容器の内圧を受ける受圧部と、前記接合部と前記受圧部との間に介在して前記内圧が一定以上のときに当該内圧によって破断される環状の破断部と、を有し、これら接合部、受圧部及び破断部が単一の板材により構成される。前記破断部は、全周または部分的な環状の外側薄肉部及びその内側に位置する全周または部分的な環状の内側薄肉部を有し、これらの薄肉部は他の部分よりも小さな肉厚を有し、前記内側薄肉部は前記外側薄肉部の肉厚よりもさらに小さい肉厚を有する。この破断部では、前記受圧部が受ける内圧の増加に伴い、前記外側薄肉部が外向きに凹となるように曲げ変形するとともに前記内側薄肉部が外向きに凸となる向きに曲げ変形する第１変形段階と、前記外側薄肉部の曲げ変形が停止または失速してから前記内側薄肉部の曲げ変形量が減るように当該内側薄肉部の形状が復元する第２変形段階と、を経て当該内側薄肉部で破断するように、当該外側及び内側薄肉部の位置及び肉厚が設定されている。
【００１３】
この安全弁では、前記密閉容器の内圧の増加に伴う外側薄肉部の第１変形段階での曲げ変形の進行と第２変形段階での当該曲げ変形の停止または進行が、内側薄肉部の第１変形段階での曲げ変形の進行と第２変形段階での曲げ変形量の減少すなわち復元とを生じさせる。このような内側薄肉部の曲げ変形と復元との組合せ、すなわち方向の逆転を含む曲げ変形が、当該内側薄肉部に効果的な組織破壊を生じさせる。さらに、第２変形段階では、外側薄肉部が曲げ変形した状態で内側薄肉部の形状が復元方向に変化することが、当該内側薄肉部に引張荷重が作用することを可能にする。これにより、内側薄肉部に単なるせん断力が作用する場合に比べ、より小さな内圧で、換言すれば、より大きな肉厚で、当該内側薄肉部が破断に至ることが可能になり、要求される開弁圧（内側薄肉部を破断に至らせる内圧）を容易に且つ高精度で得ることが可能になる。しかも、内圧が比較的小さい範囲で変動しても、内側薄肉部の変形はほとんど生じないため、繰り返し荷重に対する耐久性は非常に優れたものとなる。
【００１４】
具体的には、前記破断部のうち前記外側薄肉部及び内側薄肉部に対応する部分の裏側に全周または部分的な環状の外側切欠き溝及び内側切欠き溝が形成され、当該外側切欠き溝及び内側切欠き溝の外側に位置する部分がそれぞれ外側薄肉部及び内側薄肉部を構成することが、好ましい。これらの切欠き溝は、当該切欠き溝の外側に位置する前記外側薄肉部及び内側薄肉部を支点として安全弁が屈曲することを容易にする。
【００１５】
この場合、前記外側切欠き溝の開き角は前記内側切欠き溝の開き角よりも大きいことが好ましい。このことは当該外側切欠き溝の開き角が大きくなるような外側薄肉部の曲げ変形、すなわち外向きに凹となる曲げ変形、を促す。
【００１６】
一方、前記受圧部は、前記内側容器の内側に向かって凸となる曲面状に形成されていることが好ましい。この形状は、前記内側容器の内圧による受圧部の変形を抑止して前記破断部の破断性能を高精度に保つことを可能にする。
【００１７】
この場合、前記破断部と前記接合部との間には、当該破断部を当該接合部よりも内側容器の外側に位置させるような段部が介在することが好ましい。この段部は、前記破断部から密閉容器の内側に膨らむ前記受圧部の当該密閉容器内への突出寸法を削減することにより、その突出に起因する収容能力の低減を抑えるとともに、前記破断部よりも外側の部分の剛性を高めて当該破断部の破断性能をより高精度にすることを可能にする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、密閉容器に設けられる安全弁であって、求められる開弁圧が低い場合でもそのばらつきを有効に抑えることが可能であり、かつ、繰り返し荷重に対する耐久性の高いものが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る安全弁を含む密閉容器を備えた二次電池の斜視図である。
【図２】前記密閉容器を構成する蓋体の蓋壁及び前記安全弁を示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】（ａ）は図３のＩＶ部の拡大図、（ｂ）はそのさらなる拡大図である。
【図５】前記安全弁に０．１ＭＰａの内圧が作用したときの破断部の変形状態を示す断面図である。
【図６】前記安全弁に０．２ＭＰａの内圧が作用したときの破断部の変形状態を示す断面図である。
【図７】前記安全弁に０．３ＭＰａの内圧が作用したときの破断部の変形状態を示す断面図である。
【図８】前記安全弁に０．４ＭＰａの内圧が作用したときの破断部の変形状態を示す断面図である。
【図９】前記安全弁に０．５ＭＰａの内圧が作用したときの破断部の変形状態を示す断面図である。
【図１０】前記安全弁に０．５５ＭＰａの内圧が作用したときの破断部の変形状態を示す断面図である。
【図１１】前記安全弁に０．６ＭＰａの内圧が作用したときの破断部の変形状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の比較例に係る安全弁の破断部の変形状態を示す断面図である。
【図１３】従来の安全弁の第１の例を示す断面図である。
【図１４】従来の安全弁の第２の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明にかかる安全弁が非水電解式二次電池の密閉容器に適用された例を示すが、本発明はこれに限定されず、内部が密閉されてその内圧が上昇するおそれのある密閉容器について本発明に係る安全が広く適用されることが可能である。
【００２１】
図１は、この実施の形態に係る二次電池の全体構成を示す。この二次電池は、複数のセル等を含む電池本体１０と、この電池本体１０を収容する密閉容器と、を備える。密閉容器は、上向きに開口する容器本体１２と、この容器本体１２の開口を塞ぐように当該容器本体１２に装着される蓋体１４と、を備える。蓋体１４は、蓋板１６と、一対の電極１８と、安全弁２０と、を備える。蓋板１６は、前記容器本体１２の開口を塞ぐ形状、例えば矩形状を有する。一対の電極１８は、前記蓋板１６が前記容器本体１２に装着された状態で前記電池本体１０に接続される。
【００２２】
前記安全弁２０は、前記電池本体１０における電解液の気化によって容器内圧が一定の圧力まで上昇したときに開弁して当該容器の内部を外部に連通する。具体的に、前記蓋板１６には、図２及び図３に示す貫通穴１７が設けられ、これを塞ぐように前記安全弁２０が蓋板１６に固定される。具体的に、前記貫通穴１７は円形をなし、その周縁部の外側面に前記安全弁２０が接合される。
【００２３】
前記安全弁２０は、単一の金属板を例えばプレス加工にて曲げ加工することにより形成されたもので、接合部２２と、受圧部２４と、破断部２６と、段部２８と、を一体に有する。
【００２４】
前記接合部２２は、前記貫通穴１７の直径と略同等の内径を有する環状をなし、前記蓋板１６の内側面（図２では下側面）のうち前記貫通穴１７の周縁に相当する部分に接合される。この接合のための手段は特に限定されないが、例えばレーザ溶接が好適である。また、本発明は前記接合部２２が前記蓋板１６の内側面ではなく外側面（図２では上側面）に接合されるものも含む趣旨である。
【００２５】
前記受圧部２４は、前記接合部の内側に位置して前記密閉容器の内圧Ｐ（図２）を受ける部分であり、好ましくは図２に示されるように密閉容器の内側に凸となる形状、すなわち、中央部が外周部よりも低くなるように下側に膨らむ形状、例えば球面またはこれに準ずる形状を有する。この形状は、前記内圧Ｐを受けて受圧部２４が外向きに膨らむように変形するのを防ぎ、これにより、後述の破断部２６における高い破断性能を保証する。
【００２６】
破断部２６は、前記接合部２２と前記受圧部２４との間に介在する環状の部分であり、蓋板１６と略平行な姿勢で前記受圧部２４の外周縁から径方向の外向きに延びる。この破断部２６は、後に詳述するように、前記内圧Ｐが一定以上のときに当該内圧Ｐによって破断されるように設計される。
【００２７】
前記段部２８は、前記破断部２６と前記接合部２２との間に介在し、当該破断部２６が当該接合部２２よりも内側容器の外側（図２では上側）に位置するように両部２６，２２間に段差を与える。この段部２８は、前記破断部２６から密閉容器の内側に膨らむ前記受圧部２４の当該密閉容器内への突出寸法を削減することにより、その突出に起因する収容能力の低減を抑えるとともに、前記破断部２６よりも外側の部分の剛性を高めて当該破断部の破断性能をより高精度にすることを可能にする役割を果たす。
【００２８】
前記破断部２６は、その特徴として図４（ａ）（ｂ）に示す外側薄肉部２６ａ及び内側薄肉部２６ｂを有する。両薄肉部２６ｂは、局所的に肉厚の小さい部分、すなわち、前記破断部２６のうち当該両薄肉部２６ａ，２６ｂを除く部分の肉厚よりも小さな肉厚を有する部分であり、いずれも前記接合部２２及び前記受圧部２４と同心の環状の領域に形成されている。内側薄肉部２６ｂは外側薄肉部２６ａの直径よりも小さい直径を有し、従って当該外側薄肉部２６ａの径方向の内側に位置している。これらの薄肉部２６ａ，２６ｂは全周にわたって形成されてもよいが、図３に示す例では、後述のように内側薄肉部２６ｂが破断した後も内側の受圧部２４と外側の段部２８及び接合部２２とが完全に分離して当該受圧部２４が飛び出すのを抑えるために、破断部２６のうち周方向の一部の領域（図３の領域Ｘを除く領域）にのみ前記各薄肉部２６ａ，２６ｂが形成されている。
【００２９】
前記両薄肉部２６ａ，２６ｂは、この実施の形態では、外側切欠き溝３０Ａ及び内側切欠き溝３０Ｂの形成により構築されている。各切欠き溝３０Ａ，３０Ｂは、前記破断部２６の裏側部分（密閉容器の内側に向かう部分）に形成されていて平面視では部分的な環状（すなわち円弧状）をなし、図４（ａ）（ｂ）に示すような逆Ｖ字状の断面、すなわち下方（容器内側）に向かうに従って拡開する形状の断面、を有する。そして、前記破断部２６のうち前記外側切欠き溝３０Ａ及び内側切欠き溝３０Ｂの外側に位置する部分がそれぞれ前記外側薄肉部２６ａ及び内側薄肉部２６ｂを構成している。
【００３０】
図４（ｂ）に示すように、前記内側薄肉部２６ｂの肉厚ｔｂは、前記外側薄肉部２６ａの肉厚ｔａよりも小さく設定されている。そして、前記受圧部２４が受ける内圧Ｐの増加に伴い、図５〜図８に示す第１変形段階及び図９〜図１１に示す第２変形段階を経て最終的に内側薄肉部２６ｂで破断部２６が破断するように、両薄肉部２６ａ，２６ｂの肉厚ｔａ，ｔｂ、形状、及び位置が設定されている。
【００３１】
図５〜図１１は、後に詳述する本発明の実施例１に係る安全弁２０に対してそれぞれ０．１ＭＰａ，０．２ＭＰａ，０．３ＭＰａ，０．４ＭＰａ，０．５ＭＰａ，０．５５ＭＰａ及び０．６ＭＰａの模擬内圧を作用させてこれを２分間保持した後の当該安全弁２０の破断部２６の断面形状を示す写真を図面化したものである。従って、これら図５〜図１１は実質上、前記安全弁２０に作用する内圧が０．１ＭＰａから０．６ＭＰａまで漸次的に上昇したときの当該安全弁２０の経時的な断面変化を示す連続写真に相当するものである。
【００３２】
１）第１変形段階（図５〜図８）
内圧Ｐの上昇に伴い、外側薄肉部２６ａを支点としてその内側部分を隆起させる向きの曲げモーメントが増大し、その結果、当該外側薄肉部２６ａが外向きに凹となるように屈曲すなわち曲げ変形する。その一方、この外側薄肉部２６ａの曲げ変形に伴って、内側薄肉部２６ｂが外向きに凸となる向きに（つまり外側薄肉部２６ａの曲げ変形の向きとは逆の向きに）曲げ変形する。このような内側薄肉部２６ｂの曲げ変形は、従来のように単一の薄肉部しか具備しない安全弁では生じ得ないものである。
【００３３】
２）第２変形段階（図９〜図１１）
前記外側薄肉部２６ａの曲げ変形がある程度進行すると、それ以上の曲げ変形は生じ難くなり、当該曲げ変形が停止または失速する。それ以降も内圧が上昇することにより、今度は内側薄肉部２６ｂの曲げ変形量が減るように当該内側薄肉部２６ｂの形状が復元を始める。このようにして内側薄肉部２６ｂの曲げ変形方向が逆転することにより、当該内側薄肉部２６ｂに効果的な組織破壊が生じ、破断が生じ易い状態となる。さらに上昇する内圧は図１０及び図１１に示すように前記内側薄肉部２６ｂに引張応力を生じさせ、最終的に前記領域Ｘを残して当該内側薄肉部２６ｂの全域にわたって破断部２６を破断に至らせる。これにより、密閉容器の内圧が逃がされる。
【００３４】
この破断は、従来の安全弁のように単一の薄肉部に対してせん断力のみが作用するものに比べ、より低い内圧で達成される。換言すれば、内側薄肉部２６ｂの外側にもう一つの（当該内側薄肉部２６ｂよりは肉厚の大きい）外側薄肉部２６ａを形成することにより、当該内側薄肉部２６ｂの肉厚を従来の薄肉部の肉厚よりも大きく設定しながら同等の目標内圧で破断に至らせることが可能になる。このことは、当該内側薄肉部２６ｂの寸法管理を容易にし、破断に至る内圧の精度を高める（すなわちばらつきを低減する）ことを可能にする。
【実施例】
【００３５】
（試験内容）
本発明者等は、図２〜図４に示される構造を有する安全弁２０について、前記外側薄肉部２６ａ及び内側薄肉部２６ｂの肉厚ｔａ，ｔｂ、形状または位置が互いに異なる多種のサンプルを用意し、これらに対して前記模擬内圧を作用させて保持する試験を行った。この試験は、目標破断圧（内側薄肉部２６ｂを破断に至らせる内圧）を例えば０．６２ＭＰａとした場合に当該目標破断圧に至るまでの内圧として０．１ＭＰａ，０．２ＭＰａ，０．３ＭＰａ，０．４ＭＰａ，０．５ＭＰａ，０．５５ＭＰａ及び０．６ＭＰａをそれぞれ作用させてこれを２分間保持した後のサンプルを切断してその断面形状を撮影し、確認する一方、最終的に破断したときの内圧である破断圧を測定したものである。一つの実施例について計４０個のサンプルを用意し、これらのサンプルについて測定された破断圧の平均値及びばらつき（最大値と最小値との差）を算定した。
【００３６】
（実施例１）
次の諸元を有する安全弁を用意し、前記の試験を行った。
１）安全弁を構成する金属板：０．１ｍｍ厚のステンレス鋼板
２）接合部２２の寸法：外径２５ｍｍ、内径１８ｍｍ
３）受圧部２４の寸法：外径１５ｍｍ、受圧部外周端から頂点までの高さ２．３ｍｍ
４）外側薄肉部２６ａについて
４−１）直径：１７．１５ｍｍ
４−２）肉厚：０．０３ｍｍ
４−３）外側切欠き溝３０Ａの開き角α：３０°
５）内側薄肉部２６ｂについて
５−１）直径：１６．８０ｍｍ
５−２）肉厚：０．０１５ｍｍ
５−３）内側切欠き溝３０Ｂの開き角：２６°
６）薄肉部のない領域Ｘの寸法：４．０ｍｍ
前記試験の結果、０．１ＭＰａ〜０．６ＭＰａの模擬内圧に対応して前記のとおり図５〜図１１に示す断面形状の変化が得られ、最終的に目標破断圧０．６２ＭＰａの近傍の圧力で破断した。また、４０個のサンプルについて測定された破断圧の平均値は０．６５１ＭＰａ、ばらつき（最大値と最小値との差）は０．０３ＭＰａであり、いずれも、合格基準（平均値と目標破断圧との差が０．１ＭＰａ以下、ばらつきが０．１ＭＰａ以下）を満足した。
【００３７】
（実施例２）
実施例１の諸元のうち外側薄肉部２６ａの肉厚ｔａのみを０．０３０ｍｍから０．０４５ｍｍに変更した安全弁を用意し、前記の試験を行った。その結果、外側薄肉部２６ａの肉厚が大きい分だけ当該外側薄肉部２６ａが屈曲し始める内圧が実施例１よりも低いが（実施例１では０．１ＭＰａで屈曲し始めるのに対して実施例２では０．３ＭＰａではじめて屈曲）、最終的に目標破断圧０．６２ＭＰａに近い内圧で破断し、しかもその破断圧のばらつきが実施例１と同等のレベルまで小さいことを確認した。
【００３８】
（比較例１）
前記実施例１においてその外側薄肉部２６ａの肉厚と内側薄肉部２６ｂの肉厚を逆にしたもの、すなわち、外側薄肉部２６ａの肉厚を０．０１５ｍｍ、内側薄肉部２６ｂの肉厚を０．０３ｍｍとしたものを用意し、同様の試験を行ったところ、いずれのサンプルにおいても、実施例１とは逆に、比較的初期の段階から図１２に示すように内側薄肉部２６ｂで外向きに凹となる屈曲が、外側薄肉部２６ａで外向きに凸となる屈曲がそれぞれ生じるような不安定な変形が生じることが判明した。その結果、破断圧の平均値は目標破断圧０．６２ＭＰａから大きく外れ（０．４４７ＭＰａ）、ばらつきは０．１ＭＰａ以上となった。
【００３９】
（比較例２）
前記実施例１においてその外側薄肉部２６ａを省略したもの、すなわち、肉厚０．０３ｍｍの単一の薄肉部のみを有するものを用意し、同様の試験を行ったところ、いずれのサンプルにおいても、当該薄肉部において本発明に係る内側薄肉部のような特徴のある曲げ変形は生じず、破断直前に外向きに凹となるような屈曲のみが生じてそのまま破断することが判明した。その結果、平均値は０．６２ＭＰａの近傍の値となったが、ばらつきは０．１ＭＰａ以上となった。
【００４０】
（各諸元の変更について）
前記実施例１をベースとし、図４（ｂ）に示される諸元を適宜変更して本発明の効果が得られる範囲を調べた。その結果を以下に記す。
【００４１】
ａ）外側薄肉部２６ａの肉厚ｔａについて
実施例１における外側薄肉部２６ａの肉厚を０．０３ｍｍから増減両方向に変更したものを用意して同様の試験を行った。その結果、当該肉厚ｔａが０．０２０〜０．０５０ｍｍの範囲で良好な破断が実現される一方、肉厚ｔａが０．０２０未満の範囲では当該外側薄肉部２６ａの表面に変形が生じて破断圧のばらつきが大きくなり、逆に肉厚ｔａが０．０５０ｍｍを超える範囲では外側薄肉部２６ａでの外向きに凹の屈折（曲げ変形）が生じないことが判明した。
【００４２】
ｂ）内側薄肉部２６ｂの肉厚ｔｂについて
実施例１における内側薄肉部２６ｂの肉厚を０．０１５ｍｍから増減両方向に変更したものを用意して同様の試験を行った。その結果、当該肉厚ｔａが０．０１０〜０．０２０ｍｍの範囲で良好な破断が実現される一方、肉厚ｔｂが０．０１０ｍｍ未満の範囲では当該内側薄肉部２６ｂが正常な破断をする前に周方向の一部に亀裂が生じてしまい、逆に肉厚ｔｂが０．０２０ｍｍを超える範囲では目標破断圧０．０６２ＭＰａに許容誤差０．０１ＭＰａを加えた０．０７２ＭＰａに内圧が達しても破断しないことが判明した。
【００４３】
ｃ）外側切欠き溝３０Ａの開き角αについて
実施例１における外側薄肉部２６ａを形成するための外側切欠き溝３０Ａの開き角αを３６°から増減両方向に変更したものを用意して同様の試験を行った。その結果、当該開き角αが３０°〜４５°の範囲で良好な破断が実現される一方、開き角αが３０°未満の範囲では外側切欠き溝３０Ａの内側端から内側切欠き溝３０Ｂの外側端までの距離ｄ１が過大となって破断圧のばらつきが大きくなり、逆に開き角αが４５°を超える範囲では前記距離ｄ１が過小となって金属疲労及び屈折のばらつきが著しくなることが判明した。
【００４４】
ｄ）内側切欠き溝３０Ｂの開き角βについて
実施例１における内側薄肉部２６ｂを形成するための内側切欠き溝３０Ｂの開き角βを３０°から増減両方向に変更したものを用意して同様の試験を行った。その結果、当該開き角βが１５°〜３２°の範囲で良好な破断が実現される一方、開き角βが１５°未満の範囲では当該内側切欠き溝３０Ｂの部分で欠けが生じ易く加工が困難であり、逆に開き角βが３２°を超える範囲では前記距離ｄ１が過小となって金属疲労及び屈折のばらつきが著しくなることが判明した。
【００４５】
ｅ）内外薄肉部２６ａ，２６ｂの中心間距離ｄ２について
実施例１における内外薄肉部２６ａ，２６ｂの中心間距離ｄ２を適宜変更したものを用意して同様の試験を行った結果、当該距離ｄ２が０．１４ｍｍ〜０．３２ｍｍの範囲で良好な破断が実現される一方、当該距離ｄ２が０．１４ｍｍ未満の範囲では金属疲労及び屈折のばらつきが著しく、逆に当該距離ｄ２が０．３２ｍｍを超える範囲では破断圧のばらつきが大きくなることが判明した。
【００４６】
以上のとおり、本発明は、外側薄肉部及びこれよりも肉厚の小さい内側薄肉部の組合せを特徴とするものであって、これらの薄肉部が前記第１変形段階及び前記第２変形段階を経た変形をすることで最終的に内側薄肉部が安定した圧力で破断することが可能な安全弁を提供するものであり、このような作用効果を得るための両薄肉部の肉厚、形状、位置その他の諸元は当業者の技術常識に基づいて適宜設定することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
２０    安全弁
２２    接合部
２４    受圧部
２６    破断部
２６ａ  外側薄肉部
２６ｂ  内側薄肉部
２８    段部
３０Ａ  外側切欠き溝
３０Ｂ  内側切欠き溝
【図１】
2014234857.tif 000003
【図２】
2014234857.tif 000004
【図３】
2014234857.tif 000005
【図４】
2014234857.tif 000006
【図５】
2014234857.tif 000007
【図６】
2014234857.tif 000008
【図７】
2014234857.tif 000009
【図８】
2014234857.tif 000010
【図９】
2014234857.tif 000011
【図１０】
2014234857.tif 000012
【図１１】
2014234857.tif 000013
【図１２】
2014234857.tif 000014
【図１３】
2014234857.tif 000015
【図１４】
2014234857.tif 000016