(57)【要約】【課題】コンデンサまたはキャパシタ等の圧力容器が小型化され、封口板に設けられる開口部を小径化する必要が生じたときに、それに装着可能な外径が小さい一方向弁を提供する。【解決手段】圧力容器２の封口板３に設けられた開口部３１に装着され、開口部３１の内周面３３に密接する固定部４７と圧力容器２内の圧力が所定値を上回ったときに内周面３３との接触面４５から圧力を開放する開放部４６とが周方向に設けられている弾性体４と、弾性体４の内径側に設けられる円筒部５２が周方向に欠落部５１を有する芯金５とを備える一方向弁１であって、芯金５の円筒部５２により固定部４７が開口部３１の内周面３３に嵌合し弾性体４を拘持させることにした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器の封口板に設けられた開口部に装着され、円筒部が周方向に欠落部を有する有底円筒状の芯金の円筒部により該開口部の内周面に密接に嵌合する固定部と、前記圧力容器内の圧力が所定値を上回ったときに前記内周面との接触面から前記圧力を開放する開放部とが周方向に形成されている円筒状の弾性体を有することを特徴とする一方向弁。
【請求項２】
請求項１の一方向弁において、
前記芯金の円筒部の欠落部に咬合したバネにより前記開放部が前記内周面に押圧されていることを特徴とする一方向弁。
【請求項３】
請求項１若しくは２のいずれかに記載の一方向弁において、
前記弾性体の容器内部側の内径部に邪魔板を設けたことを特徴とする一方向弁。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の一方向弁において、
前記開放部がシールリップ形状であることを特徴とする一方向弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサまたはキャパシタ等の圧力容器の封口板に装着され、圧力容器内の封止圧力が所定の開弁圧を上回ったときに開弁して圧力を開放する一方向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、ジュール発熱や内部発生ガス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虞がある。このため、従来から、圧力容器の底部に切り込みを入れて破裂板としたり、また、蓋にゴム製のキャップを取り付け安全弁とすること等により圧力容器の破裂防止を図ったり、あるいは、封口板に例えばＰＴＦＥ等からなる多孔質膜に撥水処理を施すことによって、気体は透過するが液体は不透過として容器の内圧を外部に開放する役割をもつブリーザを取り付けて、容器内部に発生するガスの圧力を開放できるようにしたもの等が開発されている。
【０００３】
しかしながら、上記従来技術のように封口板に破裂板や安全弁を用いる場合には、容器が一度破裂してしまうと、それ以後は使用できず、よって繰り返しての使用ができない。
【０００４】
また、封口板に設けられたブリーザは、圧力容器の内圧を一定に保ち、電解液等の内封液の漏洩を防止するといった機能を有するが、通常の使用状態で発生する熱および内圧でも、容器内のガスがブリーザから僅かに放出されるため、電解液が蒸発によって減少しやすく、外部からの水蒸気の侵入も起こりやすい。また、劣悪な環境下では、ブリーザの多孔質膜が目詰まりを起こすこともあり、安定した性能を期待することが困難であった。また、ブリーザは急激な内圧上昇には対応できないため、ブリーザとは別に、内圧が所定値以上となった時にこの内圧を瞬時に開放して容器の爆発を防止するための防爆弁を設ける必要があった。
【０００５】
図８に、従来用いられているオイルシールタイプの防爆弁である一方向弁を示す。この一方向弁１０１は、封口板１０２に設けられた開口部１０３と、その開口部１０３の内部に設けた軸部１０４とにより形成された弁取付空間１０５に、内径側に設けられた芯金１０６により固定部１０７が開口部１０３の内周面に嵌合し、シールリップ１０８が軸部１０４の外周面に密接するように装着されており、これにより内圧が所定値以上となった時にこの内圧がシールリップ１０８と軸部１０４の外周面の間から開放され容器の爆発が防止されている（下記特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、この図８に示す内径シールタイプの一方向弁１０１は、外径側で芯金１０６により固定部１０７が内周面に嵌合し、内径側でシールリップ１０８が軸部１０４に接触してシールする構造であるため、一方向弁１０１を装着させるためには固定部１０７を嵌合させるための開口部１０３とその内部に軸部１０４を設ける必要があり、開口部１０３の内径が大きくなると共に一方向弁１０１も外径が大きくなり、機器の小型化に対応するのが難しかった。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０３／０４４３９７Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、コンデンサまたはキャパシタ等の圧力容器が小型化され、封口板に設ける開口部を小径化する必要が生じたときに、それに装着可能な外径が小さい一方向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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による一方向弁は、圧力容器の封口板に設けられた開口部に装着され、円筒部が周方向に欠落部を有する有底円筒状の芯金の円筒部により該開口部の内周面に密接に嵌合する固定部と、前記圧力容器内の圧力が所定値を上回ったときに前記内周面との接触面から前記圧力を開放する開放部とが周方向に形成されている円筒状の弾性体を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２による一方向弁は、上記した請求項１の一方向弁において、前記芯金の円筒部の欠落部に咬合したバネにより前記開放部が前記内周面に押圧されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３による一方向弁は、上記した請求項１若しくは２のいずれかに記載の一方向弁において、前記弾性体の容器内部側の内径部に邪魔板を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４による一方向弁は、上記した請求項１乃至３のいずれかに記載の一方向弁において、前記開放部がシールリップ形状であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１４】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１に係る一方向弁においては、固定部と開放部とが周方向に形成されている円筒状の弾性体が開口部の内周面に接する構造であるので、開口部の内径側に設ける軸部を除去することが可能となり、開口部を小径化することができる。すなわち、開口部が小径化された場合に、円筒部が周方向に欠落部を有する芯金により弾性体の固定部が開口部の内周面に嵌合して弾性体を拘持すると共に、圧力容器内の圧力が所定値を上回ったときに圧力を開放する開放部の接触面が、開口部の内周面と接触している構造であるので、一方向弁の外径を小径化することができ、小径化された開口部に装着させることが可能となる。
【００１５】
またこれに加えて、請求項２に係る一方向弁においては、開放部からガスと共に微小の電解液等の内封液が漏洩するのをより一層防止することができ、また、請求項３に係る一方向弁においては、内径部からガスと共に微小の電解液等の内封液が漏洩するのを防止することができる。更に、請求項４に係る一方向弁においては、開放部がシールリップ形状をしているので、圧力容器内が所定圧力以上になったとき開放部をより一層開放し易くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係る一方向弁（圧力開放弁とも称する）を有する圧力容器である密閉型電池またはコンデンサ（以下、単にコンデンサと称する）であって、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は平面図である。図２は、一方向弁を装着するための開口部であって、図１（Ｂ）のＸ−Ｘ方向縦断面図である。図３は、一方向弁単体で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｚ方向縦断面図、（Ｃ）は底面図である。図４は、一方向弁を構成する芯金であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。図５は、芯金に付設しているバネであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。図６は、図３の一方向弁単体を図２の開口部に装着させた状態を示す断面図である。
【００１８】
図１に示すコンデンサ２は、以下のように構成されている。
【００１９】
すなわち先ず、アルミニウム等の金属材料よりなる圧力容器としての有底円筒状のケース２１が設けられており、このケース２１の内部に本体素子２２が収容されており、ケース２１の上端開口部が、電気絶縁性を備えたフェノール樹脂等の高分子材料よりなる円板状の封口板３によって閉塞されている。本体素子２２には、ケース２１の内部に封入された電解液が含浸されている。また、ケース２１の外周は外缶２３によって覆われている。
【００２０】
上記封口板３は、その外周部が、ケース２１の上端部を内側へ折り返すように形成されたカシメ部２１ａと、その下側に位置してケース２１に円周方向に連続して形成された絞り部２１ｂとの間に、ゴム状弾性材料よりなる環状のガスケット２４を介して気密的に固定されている。また、この封口板３には、本体素子２２にそれぞれリード線２５を介して接続された一対の電極端子２６が厚さ方向に貫通して設けられるとともに、一方向弁１が設けられている。電極端子２６はそれぞれその一部がインサート成形によって封口板３に埋設された状態で一体化されており、またその外周面に形成された環状の鍔部２６ａによって封口板３に対して抜け止めされている。
【００２１】
上記封口板３は、高分子材料によってプレート状に成形された、例えば円板状、楕円状あるいは略方形に成形されており、この封口板３に、アルミニウム等よりなる電極端子２６が厚さ方向に貫通するように埋設されており、この電極端子２６の容器外側端面に、ＳＰＣＣ、ニッケル、ステンレス等の金属板よりなる外部端子（図示せず）が取り付けられる。
【００２２】
高分子材料からなる封口板３の成形材質としては、樹脂材料、エラストマ（ゴム、熱可塑性エラストマ、樹脂材料とゴムの混合物またはブロック共重合体またはグラフト共重合体等の弾性体）、樹脂材料とエラストマの積層板材料等が用いられる。
【００２３】
上記高分子材料は、要求される耐熱性に応じて適宜選択される。当該実施例では、耐熱性およびコストの面で熱硬化性樹脂の一つであるフェノール樹脂を用いた例を示す。
【００２４】
本実施例では、封口板３と電極端子２６はインサート成形により一体化されているが、これに限らず、封口板３と電極端子２６とが別体で構成され、封口板３の成形後に電極端子２６を一体化するタイプの封口板であっても良い。
【００２５】
また、封口板３には、図２に示すように、一方向弁１を装着するための開口部３１が厚さ方向に貫通するように円筒形状に設けられている。開口部３１は、容器内部側Ａで縮径し段差３２が形成された内周面３３を有している。その内周面３３のうちの大径内周面３３ａの容器外部側Ｂ近くには後述する弾性体４を抜け止めするための段差状の係合部３４が設けられ、段差３２には弾性体４の容器内部側Ａの端面４３ａが当接するようになっている。
【００２６】
一方向弁１は、弾性体４と、芯金５と、バネ６と、邪魔板７とを備えている。なお、バネ６と邪魔板７は本実施例においては用いられているが、要求特性によっては用いられないこともある。
【００２７】
弾性体４は、図３に示す通り、ゴム状弾性体により成形された容器内部側Ａが縮径している筒状体であって、大径部４１の外周面には凸部４２が全周に亙って形成されていて、前述した開口部３１の大径内周面３３ａに設けられている係合部３４と係合し、弾性体４がコンデンサ２内の圧力により容器外部側Ｂに抜け出るのを防止するようになっている。なお、コンデンサ２内の圧力が急激に上昇したときには、一方向弁１が抜け出て一方向弁１の破裂を防止する機能も有するようになっている。また、小径部４３の容器内部側Ａの端面４３ａには、容器内部側Ａと容器外部側Ｂとを連通するための連通部４４が周方向に一定の幅で設けられていて、弾性体４が開口部３１に装着されたとき、連通部４４を有する弾性体４の周方向部４４Ａが、コンデンサ２内の圧力が所定値を上回ったときに内周面３３との接触面４５から圧力が開放される開放部４６となり、連通路４４を有しない弾性体４の周方向部４４Ｂが後述する芯金５により開口部３１の内周面３３に密接に嵌合し弾性体４を拘持する固定部４７となる。また、容器内部側Ａの小径部４３の内径部４８には、ガスは透過させるがケース２１内の電解液が漏洩するのを防止する例えば不織布からなる邪魔板７が設けられている。なお、邪魔板に使用される材料としては、不織布の他にＰＴＦＥ等からなる多孔質膜に撥水処理を施したガスは透過するが電解液を透過させないものであればどのような材料であっても良い。
【００２８】
芯金５は、図４に示す通り、板金等で成形されたものであって、周方向に欠落部５１を有する円筒部５２と底部５３からなる有底円筒形状であって、円筒部５２の周方向長さは上述の弾性体４の連通路４４を有しない周方向部４４Ｂの周方向長さに対応した周方向長さになっている。なお、本実施例では、円筒部５２は２箇所であるが、欠落部５１が形成されていれば個数が限定されるものではなく１箇所であっても良く、また３箇所以上であっても良い。
【００２９】
バネ６は、図５に示す通り、鋼等で成形されたものであって、周方向に欠落部６１を有する円筒部６２と底部６３からなる有底円筒形状であって、円筒部６２の周方向長さは上述の弾性体４の連通路４４を有する周方向部４４Ａの周方向長さに対応した周方向長さになっている。したがって、バネ６の底部６３が芯金５の底部５３に当接するように芯金５の内径側にバネ６を付設したときに、円筒部６２が芯金５の欠落部５１の位置に、欠落部６１の位置が芯金５の円筒部５２に咬合するように構成されている。なお、芯金５とバネ６とは別個に成形して開口部３１に別々に装着しても良いが、別個に成形したのを例えば熔接等により事前に結合させた状態で開口部３１に装着しても良い。更に、芯金５とバネ６とを同一部品により一体で成形し装着してもよい。
【００３０】
上記一方向弁１を開口部３１に装着するには、開口部３１の容器外部側Ｂから弾性体４の小径部４３を先頭に連通部４４が形成されていない周方向部４４Ｂの端面４３ａが開口部３１の段差３２に当接するように挿入した後に、邪魔板７を弾性体４の容器内部側Ａの小径部４３の内径部４８に係合させる。この場合に、邪魔板７を内径部４８に係合させてから弾性体４を開口部３１に挿入してもよい。続いて、弾性体４の内径側に容器外部側Ｂから底部５３を先頭に芯金５を挿入する。この場合に弾性体４の連通路４４を有しない周方向部４４Ｂの位置に芯金５の円筒部５２が嵌合するように挿入し固定部４７を形成する。次いで、芯金５の内径側に容器外部側Ｂからバネ６の底部６３を先頭に、円筒部６２が芯金５の欠落部５１に咬合するように付設する。この場合に、バネ６の円筒部６２が弾性体４の連通路４４を有する周方向部４４Ａを内径側から内周面３３に押圧し開放部４６を形成する。
【００３１】
したがって、弾性体４に形成されている固定部４７が芯金５の円筒部５２により開口部３１の内周面３３に密接に嵌合し一方向弁１を開口部３１に拘持すると共に、開放部４６も接触面４５で内周面３３に接触しているので一方向弁の外径を小さくすることが可能となる。更に、通常の使用状態では内圧が設定された開放圧以下となっているので、開放部４６の接触面４５が内周面３３に接触した状態となり、接触面４５からコンデンサ２内の電解液が漏洩するのを防止し、また、コンデンサ２内の圧力が所定値を上回ったときには開放部４６が開放し、この圧力を開放するのでコンデンサ２の破壊を防止することが可能となる。バネ６が用いられた場合には、開放部４６が内周面３３に押圧されるので、弾性体４が経時変化により老化したとき等に有効である。また、弾性体４の内径部４８に不織布からなる邪魔板７が設けられていると、常時コンデンサ２内から発生するガスと共に流出しようとする微量の電解液の漏洩を防止することが可能となる。
【００３２】
なお、弾性体４の形状は、上述の実施例では開放部４６と固定部４７が共に円筒形状であるが、図７に示す通り、開放部４６の形状をコンデンサ２内の圧力が所定以上になったときに開放しやすいシールリップ形状としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（Ａ）は本発明に係る一方向圧力開放弁を有するコンデンサの断面図、（Ｂ）は同コンデンサの平面図
【図２】本発明に係る一方向弁を装着する開口部の断面図
【図３】（Ａ）は本発明に係る一方向弁の平面図、（Ｂ）は同一方向弁の断面図、（Ｃ）は同一方向弁の底面図
【図４】（Ａ）は本発明に係る芯金の平面図、（Ｂ）は同芯金の正面図
【図５】（Ａ）は本発明に係るバネの平面図、（Ｂ）は同バネの正面図
【図６】一方向弁の装着状体を示す断面図
【図７】本発明の別の実施例に係る一方向弁の断面図
【図８】従来技術に係る圧力開放弁の断面図
【符号の説明】
【００３４】
１  一方向弁
２  コンデンサ（圧力容器）
３  封口板
３１  開口部
３２  段差
３３  内周面
３４  係合部
４  弾性体
４１  大径部
４２  凸部
４３  小径部
４４  連通部
４４Ａ，４４Ｂ  周方向部
４５  接触面
４６  開放部
４７  固定部
４８  内径部
４９  
５  芯金
５１，６１  欠落部
５２，６２  円筒部
５３，６３  底部
６  バネ
７  邪魔板
Ａ  容器内部
Ｂ  容器外部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月21日(2006.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
2007059495.tif 000012
【図３】
2007059495.tif 000013
【図４】
2007059495.tif 000014
【図５】
2007059495.tif 000015
【図６】
2007059495.tif 000016
【図７】
2007059495.tif 000017
【図８】
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