(57)【要約】【課題】小型化が可能であると共に、装着が容易で、しかも安定した圧力開放機能を奏することのできる圧力開放弁を提供する。【解決手段】封口板１の圧力開放口１０に、内周に弁孔１１が開設された弁座１２が形成され、この圧力開放口１０に、弁座１２に所定の面圧で密接され所定の内圧により開弁動作するシールリップ２１と、その内周の基部２２とを有する弁本体２が配置され、前記基部２２が、弁本体２の外側で圧力開放口１０に固定され気体が通過可能な支持部材４に支持され、弁孔１１とシールリップ２１の内周空間１０ｂが連通されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
封口板（１）の圧力開放口（１０）に、内周に弁孔（１１）が開設された弁座（１２）と、その外側へ延在した弁室（１３）が形成され、この弁室（１３）に、前記弁座（１２）に所定の面圧で密接され所定の内圧により開弁動作するシールリップ（２１）を有する弁本体（２）が配置され、前記シールリップ（２１）の内周に形成された基部（２２）が、その外側で前記圧力開放口（１０）に固定され気体が通過可能な支持部材（４）に支持されたことを特徴とする圧力開放弁。
【請求項２】
弁本体（２）の基部（２２）の先端部が、弁座（１２）の内周に形成された凹部（１２ａ）に嵌合されたことを特徴とする請求項１に記載の圧力開放弁。
【請求項３】
支持部材（４）が、圧力開放口（１０）の内周面に圧入嵌着される板ばね（４２）を有し、圧力開放口（１０）の内周面に形成された段差部（１４）に当接されることを特徴とする請求項１に記載の圧力開放弁。
【請求項４】
シールリップ（２１）の外周端部及び圧力開放口（１０）の内周面のうちいずれか一方に、所要数の通気溝（２１ｃ）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の圧力開放弁。
【請求項５】
シールリップ（２１）のシール径をφＤ、軸方向長さをＨとした場合、
0.26≦Ｈ／φＤ
であることを特徴とする請求項１に記載の圧力開放弁。
【請求項６】
弁本体（２）の基部（２２）の外端に、支持部材（４）に開設された嵌合孔（４１ａ）に嵌着される嵌合突起（２２ｄ）が形成されたことを特徴とする請求項１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、例えば、電池（一次電池及び二次電池を含む）、燃料電池、コンデンサ等の電気又は電子部品における圧力容器、あるいは一般機器の圧力容器の封口板に設けられる圧力開放弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉型のアルミ電解コンデンサあるいは電気二重層型コンデンサ等は、その素子本体を収容した圧力容器の開口部が、ガスケットを介して封着された封口板によって閉塞されている。そして、このように完全な密閉構造にすると、急激な負荷が加わった場合に、ジュール発熱によって容器の内圧が上昇し、コンデンサの機能低下や寿命低下を来すおそれがあることから、封口板には、封入液の蒸発や外部からの異物等の侵入を防止すると共に、内圧上昇時に圧力開放機能を奏する圧力開放弁が設けられており、その典型的な従来技術が、下記の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】ＷＯ０３／０４４３９７  Ａ１
【０００３】
図１８は、特許文献１に記載された従来の圧力開放弁の一例を示す断面図である。この圧力開放弁は、封口板２０２に開設された圧力開放口１０１内に軸部１０２が同心的に設けられ、前記圧力開放口１０１内に弁本体１０３が密嵌固定され、この弁本体１０３は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、圧力開放口１０１の内周面１０１ａに適当な締め代をもって密嵌された基部１０３ａと、その内周から延びて圧力容器の外側を向くと共に前記軸部１０２の外周面に所定の緊迫力で密接されたシールリップ１０３ｂからなる。基部１０３ａには、圧力開放口１０１の内周面１０１ａへの嵌着力を確保するための補強環１０３ｃが埋設されている。
【０００４】
すなわち、この圧力開放弁は、通常はシールリップ１０３ｂが圧力開放口１０１の軸部１０２の外周面に密接することにより圧力容器内を密閉しており、圧力容器の内圧が所定値を超えて上昇した場合にシールリップ１０３ｂが軸部１０２の外周面から開いて、前記内圧を大気開放するものである。
【０００５】
ところで、近年において、密閉型の電解コンデンサやキャパシタは、形状が扁平化あるいは小型化される傾向がある。図１９は、扁平化された電解コンデンサ２００の一例を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。すなわちこのコンデンサにおいて、参照符号２０１はケース（圧力容器）、２０２は封口板、２０３は封口板２０２に設けられた電極端子、２０４は封口板２０２における圧力開放弁の装着スペースで、この電解コンデンサ２００は、平面形状が長円形状をなしている。
【０００６】
ところが、このように扁平化あるいは小型化された電解コンデンサ２００では、封口板２０２における圧力開放弁の装着スペース２０４が小さくなるため、図１８のような従来構造の圧力開放弁を設けることが困難となる。これは、圧力開放口１０１の内周に軸部１０２が存在することによって、それほど小径化できないからである。また、弁本体１０３が、その外周基部１０３ａを圧力開放口１０２の内周面に適当な締め代をもって密嵌させるために、補強環１０３ｃが埋設された構造であることも、弁本体１０３の小径化を困難にしている原因となっている。更には、シールリップ１０３ｂの経時的な緊迫力の減少による開弁圧の低下を補償するために、シールリップ１０３ｂにはエキステンションスプリング１０３ｄが装着されており、このエキステンションスプリング１０３ｄの存在も、弁本体１０３の小径化を困難にしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、軸部を要し、外周基部に補強環を埋設した従来構造のものに比較して小型化が可能であると共に、装着が容易で、しかも安定した圧力開放機能を奏することのできる圧力開放弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る圧力開放弁は、封口板の圧力開放口に、内周に弁孔が開設された弁座と、その外側へ延在した弁室が形成され、この弁室に、前記弁座に所定の面圧で密接され所定の内圧により開弁動作するシールリップを有する弁本体が配置され、前記シールリップの内周に形成された基部が、その外側で前記圧力開放口に固定され気体が通過可能な支持部材に支持されたものである。この構成によれば、弁本体がその基部において支持部材により圧力開放口内に固定されるため、圧力開放口の内周面への嵌着力を付与する補強環の埋設が不要であり、シールリップが弁座に密接されるものであるため、圧力開放口の内周に軸部を形成する必要もない。また、シールリップの経時的な面圧低下も小さいので、面圧低下を補償するためのスプリング等を設ける必要もない。
【０００９】
請求項２の発明に係る圧力開放弁は、請求項１に記載の構成において、弁本体の基部の先端部が、弁座の内周に形成された凹部に嵌合されたものである。これによって、弁本体を、弁室内に同心的に位置決めすることができる。
【００１０】
請求項３の発明に係る圧力開放弁は、請求項１に記載の構成において、支持部材が、圧力開放口の内周面に圧入嵌着される板ばねを有し、圧力開放口の内周面に形成された段差部に当接されるものである。したがってこの構成によれば、支持部材は、圧力開放口に圧入するだけで、段差部に当接することによって位置決め固定されるので、弁本体が弁座との間で位置決め固定され、弁座に対するシールリップの面圧のばらつきが抑えられる。
【００１１】
請求項４の発明に係る圧力開放弁は、請求項１に記載の構成において、シールリップの外周面及び圧力開放口の内周面のうちいずれか一方に、所要数の通気溝が形成されたものである。
【００１２】
請求項５の発明に係る圧力開放弁は、請求項１に記載の構成において、シールリップのシール径をφＤ、軸方向長さをＨとした場合、
0.26≦Ｈ／φＤ
であることを特徴とするものである。なお、ここでいうシール径は、シールリップの密接面の直径のことであり、軸方向長さとは、基部に対するシールリップの分岐点からシールリップの先端までの軸方向寸法をいう。
【００１３】
請求項６の発明に係る圧力開放弁は、請求項１に記載の構成において、弁本体の基部の外端に、支持部材に開設された嵌合孔に嵌着される嵌合突起が形成されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜４の発明に係る圧力開放弁によれば、圧力開放口及び弁本体の小径化を図ると共に、安定した圧力開放機能を実現することができる。
【００１５】
請求項２又は３の発明に係る圧力開放弁によれば、弁本体を容易に位置決め装着することができ、しかもシールリップの面圧のばらつきが抑えられるので、安定した開弁圧を得ることができる。
【００１６】
請求項４の発明に係る圧力開放弁によれば、シールリップの開弁動作によってその先端外周面が圧力開放口の内周面に接触しても、通気溝によって圧力開放路が確保されるので、確実に圧力開放を行うことができる。
【００１７】
請求項５の発明に係る圧力開放弁によれば、つぶし代ｍをシール径φＤで割って無次元化した量ｍ／φＤが0.1以上の範囲にわたって、開弁圧が0.3〜0.5ＭＰａの間でほぼ一定となるので、弁本体の寸法公差や弁室の寸法公差によって開弁圧がバラつくのを防止し、安定した圧力開放機能を確保することができる。
【００１８】
請求項６の発明に係る圧力開放弁によれば、弁本体の嵌合突起が、支持部材の嵌合孔に嵌着されることによって、圧力開放口の弁室に対して同心的に高精度に位置決めされるので、開弁圧のバラツキが小さく、しかも予め弁本体と支持部材とを一体的に結合しておくことができるので、取扱い性が良く、支持部材と弁本体の装着を同時に行うことができ、更に、弁孔の内周への挿入部を形成する必要がないので、急激な内圧上昇時におけるシールリップの開弁動作の応答性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る圧力開放弁の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第一の形態として、電解コンデンサ（キャパシタ）等の封口板に設けられる圧力開放弁を、封口板の厚さ方向に切断して示す断面図、図２は、図１の弁本体を単体で示す断面斜視図である。
【００２０】
まず図１において、参照符号１は電気絶縁材料からなる封口板であって、電解コンデンサ等の内部空間Ｓを閉塞するものであり、圧力開放口１０を有する。この圧力開放口１０は、内周に前記内部空間Ｓへ連通した弁孔１１が開設された弁座１２と、この弁座１２の外周から封口板１の外側（図１における上側）へ向けて円筒面状に延びる弁室１３と、その外端から外周へ展開した段差部１４と、更にその外周から封口板１の外側へ向けて円筒面状に延びる支持部材装着部１５からなる。
【００２１】
圧力開放口１０における弁室１３内には、弁本体２が配置され、その外側から支持部材４によって支持されている。好ましくは、弁本体２と共に気液分離体３が配置される。
【００２２】
弁本体２は、例えばブチルゴム、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、水素添加ニトリルゴム等の飽和系ゴムから選択されて架橋剤、充填剤、可塑剤又は老化防止剤を適宜配合したゴム材料、あるいはオレフィン系熱可塑性エラストマ、エステル系熱可塑性エラストマ、アミド系熱可塑性エラストマ、水素添加スチレン・ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン・イソプレンブロック共重合体等から選択され、ブロック共重合方法、グラフト共重合方法、動的架橋方法などで製造され、架橋剤、可塑剤、老化防止剤又は充填剤を適宜配合した熱可塑性エラストマ、あるいはフェノール系樹脂と水素化ニトリルゴム、フェノール系樹脂とアクリルゴム、ブチルゴム又はフッ素ゴムとの混合物等から選択される樹脂材料とゴムの混合物又はブロック共重合体又はグラフト共重合体等のエラストマで成形されたものである。また、内部空間Ｓに封入された電解液との反応を抑制するため、塩化イオン・ハロゲン化物の含有率は５００ｐｐｍ以下とし、重金属の含有率も１００μｇ／ｃｍ３以下とするのが好ましい。
【００２３】
そしてこの弁本体２は、図２の断面斜視図によってその形状が一層明瞭に示されるように、先端部２１ａが圧力開放口１０における弁座１２に密接されるシールリップ２１と、その内周側に形成された基部２２からなる。
【００２４】
詳しくは、シールリップ２１は、先端部２１ａ側が大径となるように弁座１２側へ向けて円錐状に開いた形状に形成されていて、その外径は、弁室１３の内径より適宜小径であり、したがってシールリップ２１と弁室１３の内周面との間には適当な隙間が形成されている。また、シールリップ２１の外周端部２１ｂには、複数の通気溝２１ｃが円周方向所定間隔で形成されている。
【００２５】
弁本体２における基部２２は円柱状に形成されたものであって、圧力開放口１０の外側を向いた大径基部２２ａと、圧力開放口１０の内側へ向けて突出した小径基部２２ｂからなり、小径基部２２ｂの先端部は、圧力開放口１０における弁座１２の内周部に形成された円形凹部１２ａに嵌着されている。そして、この嵌着状態において、シールリップ２１の先端部２１ａが、弁座１２に所要の面圧で密接されるようになっている。また、この小径基部２２ｂには、弁孔１１とシールリップ２１の内周空間１０ｂとを連通する通気路１０ａが、複数の切欠２２ｃによって形成されている。
【００２６】
気液分離体３は、例えばガス透過膜やゴムの薄膜や不織布等で平ワッシャ状に成形されたものであって、内周縁が、弁本体２の大径基部２２ａの外周面に密接されると共に、外周縁が、圧力開放口１０における段差部１４の内周部に形成された環状溝１４ａに嵌着されている。なお、ここでいうガス透過膜とは、気体透過性と、液体不透過性の機能を併有する膜である。
【００２７】
ガス透過膜には、耐薬品性に優れ、かつ撥水性を有する繊維素材又は撥水処理された繊維素材で製作された不織布からなるものや、無数の連続気孔を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の膜状又はシート状の多孔質体に撥水処理を施したものなどが好適に採用される。このうち、ＰＴＦＥからなるガス透過膜は、ＰＴＦＥを延伸法により膜状又はシート状の多孔質体に成形し、更に、より顕著な撥水性を付与するために、これに弗素系薬品をコーティングすることにより撥水処理を施して製作され、その表面のみならず、多孔質体内部の連続気泡面にも、より確実な撥水処理がなされたものである。
【００２８】
また、ＰＴＦＥのほかにも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリアミドイミド等が使用可能であり、その製造方法は材料により、延伸法、トラックエッチング法、溶融相分離法、溶液相分離法、相転換法、又は複合膜法等から選択される。ＰＴＦＥの場合は、上述のように延伸法が適している。なお、延伸法とは、結晶性ポリマを、加熱したり可塑剤を添加して可塑化した後、直角方向に延伸してフィルムに歪を与えることにより、結晶領域の周辺を広げて細孔を形成させる方法であり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ等による精密濾過膜の製造等に用いられている。
【００２９】
なお、気液分離体３にゴムの薄膜を用いる場合、その材質は、弁本体２と同じものを採用することができる。
【００３０】
また、気液分離体３も弁本体２と同様に、内部空間Ｓに封入された電解液との反応を抑制する観点から、塩化イオン・ハロゲン化物の含有率は５００ｐｐｍ以下とし、重金属の含有率も１００μｇ／ｃｍ３以下とするのが好ましい。
【００３１】
支持部材４は、ばね鋼などからなる金属板を打ち抜きプレス成形したものであって、全体として皿ばね状に形成されており、詳しくは、内周の円盤部４１と、その外周に円周方向等間隔で形成された多数の板ばね４２からなる。板ばね４２は、圧力開放口１０の外側を向くようにテーパ状に屈曲されており、板ばね４２の外接円の径（支持部材４の外径）は、未装着状態では、圧力開放口１０における支持部材装着部１５の内周面よりも僅かに大径となるように形成されている。
【００３２】
そして、この支持部材４は、円盤部４１の内側面が、弁本体２における基部２２の大径基部２２ａの端面に当接すると共に、板ばね４２の先端部が、圧力開放口１０における支持部材装着部１５の内周面に圧接することにより、弁本体２を、その小径基部２２ｂの先端部が弁座１２の内周の円形凹部１２ａに嵌着されると共に、シールリップ２１の先端部２１ａが弁座１２に所要の面圧で密接された状態に支持するものである。また、各板ばね４２の間のスリット部４３は、圧力開放口１０における弁室１３の内面より内周側まで延びている。
【００３３】
以上の構成によれば、弁本体２は単一のゴム状弾性材料で成形されたものであって、先に説明した図１８に示される従来の技術のような補強環１０３ｃや、軸部１０２等が存在しないため、この従来技術のものに比較して、十分な小径化が可能である。したがって、先に説明した図１９に示されるような、電解コンデンサ２００の扁平化あるいは小型化による圧力開放弁装着スペース２０４の縮小にも、十分に対応することができる。
【００３４】
この形態による圧力開放弁は、装着の際には、圧力開放口１０における弁室１３に、まず弁本体２を、シールリップ２１が内側を向くように（大径基部２２ａが外側を向くように）挿入する。このとき、小径基部２２ｂの先端部を、圧力開放口１０における弁座１２の内周部に形成された円形凹部１２ａに挿入する。これによって、弁本体２が、弁室１３に対して同心的に位置決めされる。
【００３５】
次に、圧力開放口１０における弁室１３に気液分離体３を挿入して、その内周縁を、弁本体２の大径基部２２ａの外周面に嵌合すると共に、外周縁を、弁室１３の外端の環状溝１４ａに嵌合してから、支持部材４を、その板ばね４２が圧力開放口１０の外側を向くように、この圧力開放口１０の支持部材装着部１５に、前記板ばね４２の屈曲部が圧力開放口１０の段差部１４に当接する位置まで圧入する。これによって、支持部材４の円盤部４１が、弁本体２の大径基部２２ａの端面に圧接して、この弁本体２を、小径基部２２ｂの先端部が弁座１２の内周の円形凹部１２ａに嵌合されると共に、シールリップ２１の先端部２１ａが弁座１２に所要の面圧で密接された状態に固定する。
【００３６】
図１に示される装着状態において、内部空間Ｓに封入された不図示の電解液の反応によって発生するガスの圧力（内圧）は、弁本体２を圧力開放口１０から外側へ抜け出させる方向へ作用するが、その方向への弁本体２の移動は、支持部材４によって規制される。しかもこの支持部材４は、圧力開放口１０の外側（図１における上方）への移動力を受けた場合、板ばね４２が、圧力開放口１０の支持部材装着部１５の内周面に対する接触角度を増大するような変形を受けて、圧接力を増大するので、容易に移動することがなく、したがって、弁本体２を確実に抜け止めすることができる。
【００３７】
また、上記内圧は、圧力開放口１０の弁孔１１から、弁本体２における小径基部２２ｂの複数の切欠２２ｃによる通気路１０ａを介して弁本体２のシールリップ２１の内周空間１０ｂに達し、シールリップ２１を開かせる開弁力として作用する。したがって、この開弁力が、シールリップ２１の弾性による閉弁力よりも大きくなると、シールリップ２１の先端部２１ａが弁座１２から離れて開弁し、前記内圧を、弁座１２とシールリップ２１との隙間から、通気性のある気液分離体３及び支持部材４の各板ばね４２間のスリット部４３を介して、外部の大気中へ開放する。
【００３８】
そして弁本体２は、弁座１２（円形凹部１２ａ）と支持部材４との間で位置決め固定されているので、開弁圧の精度が良く、しかも、図１８の従来構造のように縮径緊迫力により閉弁力を得るものと異なり、弁座１２に対するシールリップ２１の密接力の経時低下が小さいので、安定した開弁圧が確保される。したがって、開弁圧の低下を補償するためのバネなどが不要であり、このことも、弁本体２の小径化に寄与する。
【００３９】
また、この圧力開放動作において、気液分離体３は、ガスと共に内部空間Ｓの電解液も流出してしまうのを防止する機能を有するものである。
【００４０】
すなわち、内部空間Ｓに封入された電解液の量が比較的多い場合に、圧力開放に際して、内部空間Ｓの発生ガスが電解液を巻き込んで噴き出したり、横置き（封口板１が横向きとなるような姿勢）に設置したような場合に、圧力開放によって電解液も流出してしまうようなことはない。これは、気液分離体３がガス透過膜からなる場合は、気体透過性と、液体不透過性の機能を併有することによって、発生ガスのみを放出し、電解液の通過は遮断するからである。
【００４１】
また、気液分離体３がゴムの薄膜からなる場合は、発生ガスの噴出力を減衰させ、あるいはゴムの分子間をガスのみが透過し、あるいは圧力差で気液分離体３の外周がめくれることにより生じる隙間が、液体を通過させにくい大きさとなるようにすることによって、電解液の流出を有効に防止し得る。
【００４２】
更に、急激な内圧上昇等によって、シールリップ２１が大きく開き、その外周端部２１ｂが圧力開放口１０における弁室１３の内面に当接した場合、前記外周端部２１ｂには複数の通気溝２１ｃが円周方向所定間隔で形成されているので、圧力開放路が遮断されてしまうようなことはない。このため、弁室１３の内径をシールリップ２１に比較して、それほど大径に形成する必要がなく、このことも、圧力開放弁全体としての小径化に寄与する。
【００４３】
そして圧力開放によって内圧が低下すると、弁本体２のシールリップ２１は、その弾性に由来する閉弁力によって、先端部２１ａが弁座１２に密接し、外部からの水蒸気や異物の侵入を遮断する。そして、内圧が開弁圧を超えて上昇した場合にのみシールリップ２１が開弁することから、電解液の蒸発等による減少が最小限に抑えられ、電解コンデンサ等の寿命を向上させることができる。
【００４４】
なお、弁本体２を固定する支持部材４としては、図１のような形状には限定されない。また、気液分離体３は、その内周縁を、弁本体２の大径基部２２ａに一体的に接合し、外周縁を弁室１３の内面に密接させるように構成しても良い。
【００４５】
次に図３は、本発明の第二の形態として、電解コンデンサ（キャパシタ）等の封口板に設けられる圧力開放弁を、封口板の厚さ方向に切断して示す断面図、図４は、図３の弁本体２を単体で示す断面図である。
【００４６】
この形態において、先に説明した第一の形態と異なるところは、弁本体２における小径基部２２ｂが、封口板１の圧力開放口１０における弁座１２の内周に形成された弁孔１１に遊嵌されたことにある。このため、圧力開放口１０における弁座１２の内周部には、図１のような円形凹部１２ａは形成されない。
【００４７】
すなわち、図３に示される装着状態において、弁本体２は、図４の状態から、封口板１の圧力開放口１０における弁座１２と、支持部材４における円盤部４１との間でシールリップ２１が適当に曲げ変形を受けており、このためシールリップ２１の先端部２１ａは適当なつぶし代をもって弁座１２に密接されている。
【００４８】
そして内部空間Ｓに封入された不図示の電解液の反応によって発生するガスの圧力（内圧）は、圧力開放口１０の弁孔１１と弁本体２における小径基部２２ｂの外周との間に形成された通気路１０ａを介して、弁本体２のシールリップ２１の内周空間１０ｂに達し、シールリップ２１を開かせる開弁力として作用するようになっている。したがって、この開弁力が、シールリップ２１の弾性による閉弁力よりも大きくなると、シールリップ２１の先端部２１ａが弁座１２から離れて開弁し、前記内圧を、弁座１２とシールリップ２１との隙間から、支持部材４の各板ばね４２間のスリット部４３を介して、外部の大気中へ開放するものである。
【００４９】
次に図５は、本発明の第三の形態として、電解コンデンサ（キャパシタ）等の封口板に設けられる圧力開放弁を、封口板の厚さ方向に切断して示す断面図、図６は、図５の弁本体２を単体で示す断面図である。
【００５０】
第三の形態において、先に説明した第一又は第二の形態と異なるところは、弁本体２の基部２２における外端の中央部に突設された嵌合突起２２ｄが、支持部材４における円盤部４１の中央部に開設された嵌合孔４１ａに密封的に嵌着されたことにある。また、前記基部２２における嵌合突起２２ｄの外周側の肩部２２ｅは、前記円盤部４１の内側面に密接されている。そして、弁本体２の基部２２には、第一又は第二の形態のような小径基部２２ｂが形成されておらず、その他の構成は、基本的に図３と同様である。
【００５１】
すなわち、図５の装着状態おいて、弁本体２は、図６の状態から、封口板１の圧力開放口１０における弁座１２と、支持部材４における円盤部４１との間で適当に圧縮（曲げ変形）を受けており、このため弁本体２のシールリップ２１の先端部２１ａは適当なつぶし代をもって弁座１２に密接されている。
【００５２】
そして、内部空間Ｓに封入された不図示の電解液の反応によって発生するガスの圧力（内圧）は、圧力開放口１０の弁孔１１を介して、弁本体２のシールリップ２１の内周空間１０ｂに達し、シールリップ２１を開かせる開弁力として作用するようになっている。したがって、この開弁力が、シールリップ２１の弾性による閉弁力よりも大きくなると、シールリップ２１の先端部２１ａが弁座１２から離れて開弁し、前記内圧を、弁座１２とシールリップ２１との隙間から、支持部材４の各板ばね４２間のスリット部４３を介して、外部の大気中へ開放するものである。なお、このとき、弁孔１１の内周には、図１あるいは図３のような小径基部２２ｂが存在しないので、急激な内圧上昇時におけるシールリップ２１の開弁動作の応答性が良い。
【００５３】
そして、この形態によれば、弁本体２の嵌合突起２２ｄと、支持部材４の嵌合孔４１ａとを嵌着することによって、予め弁本体２と支持部材４とを一体的に結合しておくことができるので、取扱いを容易にすることができる。また、圧力開放口１０への装着に際しては、支持部材４の板ばね４２を、段差部１４に当接するまで支持部材装着部１５に圧入するだけで、この支持部材４に結合された弁本体２の装着が同時に行われ、シールリップ２１の先端部２１ａが弁座１２に所要の面圧で密接されるので、圧力開放弁の装着作業を容易・迅速に行うことができる。
【００５４】
しかも、弁本体２の嵌合突起２２ｄが、支持部材４の嵌合孔４１ａに嵌着されることによって、圧力開放口１０の弁室１３に対して同心的に高精度に位置決めすることができる。
【００５５】
なお、図３に示される第二の形態あるいは図５に示される第三の形態においても、図１と同様に、気液分離体３を設けることができる。
【００５６】
ここで、図７は、開弁圧を決定する弁本体の形状パラメータを説明するための弁本体の断面図である。なお、この図７に示される弁本体２は、図４と対応するものである。
【００５７】
上述した第一、第二、あるいは第三の形態において、シールリップ２１が開弁する時の内部空間Ｓのガス圧力の大きさ（開弁圧）を決定する弁本体２の形状パラメータには、図７に示されるように、シール径φＤ、シールリップ２１の肉厚ｔ、軸方向長さＨ、傾斜角度θ、及び先の図３のようにつぶされた状態で装着されることによるつぶし代ｍ（不図示）がある。しかしながら、実際には、成形時の弁本体２の寸法公差や、弁本体２を組み込む封口板１の弁室１３の加工誤差による寸法公差を要因として、開弁圧がばらついてしまう。
【００５８】
図８は、つぶし代ｍをシール径φＤで割って無次元化した量ｍ／φＤと開弁圧との関係を示す線図である。この図８に示されるように、開弁圧は、ｍ／φＤによって変化するが、シールリップ２１の形状によっては、ある範囲において、開弁圧がほぼ一定となる。そこで、以下に詳述するように、ある程度つぶし代ｍのバラツキがあっても、ほぼ一定の開弁圧が確保されるような特性を有するシールリップ２１の形状を考える。具体的には、弁本体２の寸法公差や封口板１の弁室１３の一般的な寸法公差を考えると、図８に示されるように、無次元量ｍ／φＤにおいて、開弁圧がほぼ一定となる範囲Ａが、0.1以上あれば十分である。
【００５９】
ここで、上記無次元量ｍ／φＤが0.1以上の範囲にわたって開弁圧をほぼ一定とするための形状について考察する。図９は、図７に示されるシールリップ２１の軸方向の長さＨをシール径φＤで割って無次元化した量Ｈ／φＤが、それぞれ0.18、0.24、0.30である場合の開弁圧の測定値を、ｍ／φＤとの関係で示す線図であり、図１０は、Ｈ／φＤと、開弁圧が一定となるｍ／φＤの範囲Ａの大きさとの関係を示す線図である。
【００６０】
図９及び図１０から明らかなように、Ｈ／φＤが0.18のシールリップでは、開弁圧がほぼ一定となる範囲は存在せず、Ｈ／φＤが0.24のシールリップでは、開弁圧がほぼ一定となる範囲Ａはｍ／φＤが0.16から0.24までの約0.08程度の範囲にあり、Ｈ／φＤが0.30のシールリップでは、開弁圧がほぼ一定となる範囲Ａは、ｍ／φＤが0.16から0.28程度までの0.1以上の範囲にわたって存在していることがわかる。そして、図１０から、無次元量ｍ／φＤが0.1以上の範囲にわたって開弁圧がほぼ一定となるようにするには、Ｈ／φＤを0.26以上とする必要があることがわかる。
【００６１】
ここで、電解コンデンサ（キャパシタ）や二次電池等の封口板に設けられる圧力開放弁の開弁圧は、一般に、0.3〜0.5ＭＰａである。図１１は、開弁圧が0.3〜0.5ＭＰａの範囲において、0.26≦Ｈ／φＤであることを前提として、図７に示される肉厚ｔをシール径φＤで割って無次元化した量ｔ／φＤ、及び傾斜角度θの異なるシールリップについて、開弁圧を測定した結果を示す線図である。この図１１から、例えば開弁圧を0.5ＭＰａとする場合は、シールリップの傾斜角度θを20度にしても良いし、肉厚ｔを増しても良いことがわかる。
【００６２】
また、シールリップの傾斜角度θ及び肉厚ｔを種々変えてみると、傾斜角度θが小さくかつ肉厚ｔが大きい一部の領域では、シールリップが座屈して正常に開弁動作ができなくなり、シールリップの内周に内圧が蓄積されてしまうことがわかった。また、図７から明らかなように、シールリップの傾斜角度θを大きくしすぎると、それに伴って、シール径φＤも大きくなりすぎてしまうので、傾斜角度θには限界がある。
【００６３】
図１２は、このような、座屈領域や傾斜角度θの限界と、傾斜角度θ及び肉厚ｔの適正領域の関係を示す線図である。すなわち、開弁圧を0.3〜0.5ＭＰａに設定する場合は、先に説明した0.26≦Ｈ／φＤの範囲において、図１２に示されるように、シールリップ傾斜角度θの限界以上の領域と、座屈が発生する領域とを除いた領域、特に二点鎖線の楕円で示される領域から、シールリップの傾斜角度θ及び肉厚ｔを設定し、弁本体の形状を決定すれば良いことがわかった。
【実施例】
【００６４】
図１３、図１４及び図１５は、弁本体２の具体的な実施例を示す断面図である。このうち図１３に示される実施例１は、シールリップ２１の傾斜角度θを30度、シール径φＤを5.4ｍｍ、肉厚ｔを1.0ｍｍとすることによって開弁圧が0.3ＭＰａとなるように設定したものであり、図１４に示される実施例２は、シールリップ２１の傾斜角度θを20度、シール径φＤを4.9ｍｍ、肉厚ｔを1.0ｍｍとすることによって開弁圧が0.5ＭＰａとなるように設定したものであり、図１５に示される実施例３は、シールリップ２１の傾斜角度θを30度、シール径φＤを5.4ｍｍ、肉厚ｔを1.2ｍｍとすることによって開弁圧が0.5ＭＰａとなるように設定したものである。図１２に示されるように、これらの実施例１〜３は、いずれも0.26≦Ｈ／φＤの範囲において、シールリップ傾斜角度θの限界以下で、かつ座屈が発生しない領域にある。
【００６５】
また、図１６は、実施例１〜３について、開弁圧の測定値を、つぶし代との関係で示す線図である。この図１６に示されるように、実施例１〜３とも、つぶし代0.7〜1.4ｍｍ程度の広い範囲にわたって、開弁圧がほぼ一定であることがわかる。したがって、弁本体の寸法公差や、この弁本体が取り付けられる弁室の寸法公差によって、つぶし代が0.7〜1.4ｍｍ程度のバラツキがあっても、安定した開弁圧を確保することができる。
【００６６】
また、図１７は、先に説明した図６の弁本体における開弁圧の測定値を、つぶし代との関係で示す線図である。図６に示される弁本体２は、シール径φＤが4ｍｍ、シールリップ２１の傾斜角度θが30度、シールリップ２１の軸方向長さＨが1.4ｍｍとなっており、この仕様の弁本体２について、つぶし代による開弁圧の変化を測定したところ、図１７に示されるように、つぶし代が0.9ｍｍ以上では、開弁圧が約0.3ＭＰａのほぼ一定の値を示した。したがって、つぶし代を1.1ｍｍ程度に設定することによって、約0.3ＭＰａの安定した開弁圧が得られることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第一の形態に係る圧力開放弁を、封口板の厚さ方向に切断して示す断面図である。
【図２】図１の弁本体を単体で示す断面斜視図である。
【図３】本発明の第二の形態に係る圧力開放弁を、封口板の厚さ方向に切断して示す断面図である。
【図４】図３の弁本体を、図３と同位置で切断して示す断面図である。
【図５】本発明の第三の形態に係る圧力開放弁を、封口板の厚さ方向に切断して示す断面図である。
【図６】図５の弁本体を単体で示す断面図である。
【図７】開弁圧を決定する弁本体の形状パラメータを説明するための弁本体の断面図である。
【図８】つぶし代ｍ／シール径φＤと開弁圧の関係を示す線図である。
【図９】シールリップ長さＨ／シール径φＤが0.18、0.24、0.30である場合の開弁圧の測定値を、つぶし代ｍ／シール径φＤとの関係で示す線図である。
【図１０】シールリップ長さＨ／シール径φＤと、開弁圧が一定となるつぶし代ｍ／シール径φＤの範囲Ａの大きさとの関係を示す線図である。
【図１１】開弁圧0.3〜0.5ＭＰａ、0.26≦シールリップ長さＨ／シール径φＤであることを前提としてシールリップ肉厚ｔ／シール径φＤ及びシールリップ傾斜角度θの異なるシールリップについて開弁圧を測定した結果を示す線図である。
【図１２】シールリップの肉厚ｔ／シール径φＤ、及び傾斜角度θと、開弁圧との関係において、開弁圧0.3〜0.5ＭＰａにおける適正領域を示す説明図である。
【図１３】開弁圧を0.3ＭＰａに設定した弁本体の実施例１を示す断面図である。
【図１４】開弁圧を0.5ＭＰａに設定した弁本体の実施例２を示す断面図である。
【図１５】開弁圧を0.5ＭＰａに設定した弁本体の実施例３を示す断面図である。
【図１６】各実施例１〜３について、開弁圧の測定値を、つぶし代ｍとの関係で示す線図である。
【図１７】図６の弁本体における開弁圧の測定値を、つぶし代との関係で示す線図である。
【図１８】従来の圧力開放弁の一例を示す断面図である。
【図１９】扁平化された電解コンデンサの一例を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  封口板
１０  圧力開放口
１０ａ  通気路
１０ｂ  内周空間
１１  弁孔
１２  弁座
１３  弁室
１４  段差部
１４ａ  環状溝
１５  支持部材装着部
２  弁本体
２１  シールリップ
２１ａ  先端部
２１ｂ  外周端部
２１ｃ  通気溝
２２  基部
２２ａ  大径基部
２２ｂ  小径基部
２２ｃ  切欠
２２ｄ  嵌合突起
２２ｅ  肩部
３  気液分離体
４  支持部材
４１  円盤部
４１ａ  嵌合孔
４２  板ばね
４３  スリット部
Ｓ  内部空間
【図１】
2006313715.tif 000003
【図２】
2006313715.tif 000004
【図３】
2006313715.tif 000005
【図４】
2006313715.tif 000006
【図５】
2006313715.tif 000007
【図６】
2006313715.tif 000008
【図７】
2006313715.tif 000009
【図８】
2006313715.tif 000010
【図９】
2006313715.tif 000011
【図１０】
2006313715.tif 000012
【図１１】
2006313715.tif 000013
【図１２】
2006313715.tif 000014
【図１３】
2006313715.tif 000015
【図１４】
2006313715.tif 000016
【図１５】
2006313715.tif 000017
【図１６】
2006313715.tif 000018
【図１７】
2006313715.tif 000019
【図１８】
2006313715.tif 000020
【図１９】
2006313715.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月6日(2005.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2006313715.tif 000022
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2006313715.tif 000023