JP2009200246A - 蓄電部品のガス抜きバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電部品の電極および電解液を封入する容器の内部に発生するガスを容器の外部へ排出するガス抜きバルブにおいて、部品数が少なく、かつ長期間に亘り、容器の内圧を所定値以下に安定よく維持できるガス抜きバルブを安価に提供する。
【解決手段】容器２０の内外を連通するガス抜き経路２６，２７と、そのガス抜き経路を開閉する弁体２３と、この弁体を閉弁方向へ付勢する力として永久磁石の磁力を作用させる手段２４，２８と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、電気二重層キャパシタなど蓄電部品に好適なガス抜きバルブに関する。

この種のガス抜きバルブとして、図２４のように構成したものがある（特許文献１）。図２４において、１は電気二重層キャパシタであり、容器２（外装体）の内部に電極および電解液が封入される。３は容器２の内部に発生するガスを外部へ排出するガス抜きバルブであり、容器２の上部に組み付けられる。

ガス抜きバルブ３は、金属製のスプリング４と、その付勢力を受けてガス抜き孔５を封止する弁体６と、から構成される。７はスプリング４と共に弁体６を軸方向へ変位可能に収装するボディであり、ボディ７は樹脂などの材料から形成される。容器２は、金属の中間層を含む樹脂の積層フィルム（例えば、ラミネートフィルム）から作成される。ガス抜きバルブ３は、ボディ７外周のフランジ８において、容器２の外面（樹脂層）に溶着される。９はキャップであり、ガス抜き孔１０が形成される。

初期状態においては、容器２の内圧が低く、弁体６がスプリング４の付勢力によってガス抜き孔５を封止する。これにより、ガス抜きバルブ３は、閉弁状態となり、外気が容器２の内部へ侵入するのを防止することができる。充放電の繰り返しにより、ガスが発生し、容器２の内圧が所定値を超えて上昇すると、弁体６がガス抜き孔５から上方へ動作する。これにより、ガス抜きバルブ３は、開弁状態となり、容器２の内圧を所定値を超えて上昇させるガスが、点線矢印に示す如く、ガス抜き孔５からボディ７と弁体４との隙間を抜けてガス抜き孔１０から外部へ排出され、容器２の内圧が低下するため、容器２の変形や破損などを未然に防止することができる。

図２５は、別のガス抜きバルブ１８を表すものである（特許文献１，特許文献２）。１１はカップ状のケースであり、凹部１２の底にガス抜き孔１３が形成される。凹部１２の内側において、底面上にガス抜き孔１３を覆うように敷かれる弁体１４と、弁体１４とカバー１５との間に介装されるスポンジ体１６（通気性を備える弾性付勢部材）と、が設けられる。ケース１１やカバー１５は、樹脂などの材料から形成される。弁体１４は、ゴムなどの材料から膜状に形成される。

容器（図示せず）の内圧が所定値を下回るときは、スポンジ体１６の付勢力により、弁体１４が凹部１２の底面上に密着し、ガス抜き孔１３を封止する。これにより、ガス抜きバルブ１８は、閉弁状態となり、外気が容器の内部へ侵入するのを防止することができる。ガスの発生により、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、弁体１４がスポンジ体１６を圧縮しながら凹部１２の底面上から離れる。これにより、ガス抜きバルブ１８は、開弁状態となり、ガスが点線矢印に示す如くガス抜き孔１３から弁体１４とケース１１との隙間およびスポンジ体１４を抜けてカバー１５とケース１１との隙間から外部へ排出され、容器の内圧が低下するため、容器の変形や破損などを未然に防止することができる。
特開２００３−２７２９６８号 特許第３８８９０２９号 特開平０５−０１１３８５号

特許文献１のようなガス抜きバルブ３においては、金属製のスプリング４を用いるため、ガス抜きバルブ３を長期間に亘り、安定よく動作させることができるものの、部品数が多く、組立に多くの工数が必要となり、安価に生産しえない、という問題がある。特許文献２，３のようなガス抜きバルブ１８においては、構造がシンプルで安価に生産可能であるものの、スポンジ体１６がヘタリ等を生じやすく、耐久性や信頼性を確保しがたい、という問題がある。

この発明は、このような従来技術を踏まえつつ、蓄電部品の内圧を長期間に亘り安定よく維持しえる、安価なガス抜きバルブの提供を目的とする。

第１の発明は、蓄電部品の電極および電解液を封入する容器の内部に発生するガスを容器の外部へ排出するガス抜きバルブにおいて、前記容器の内外を連通するガス抜き経路と、そのガス抜き経路を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向へ付勢する力として永久磁石の磁力を作用させる手段と、を備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記弁体を閉弁方向へ付勢する力として永久磁石の磁力を作用させる手段は、前記ガス抜き経路の一部を構成するガス抜き孔を持つ基板上に配置される永久磁石と、前記ガス抜き経路を開閉する弁体として永久磁石に基板のガス抜き孔と同軸上に形成されるガス抜き孔を覆う弁体の背面に配置される強磁性体と、を備えることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明に係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記弁体を閉弁方向へ付勢する磁力を作用させる手段は、前記ガス抜き経路の一部として形成されるガス抜き孔を持ち、かつ、永久磁石の粉粒を混入する材料から形成される基板と、前記ガス抜き経路を開閉する弁体として基板のガス抜き孔を覆うものであって強磁性部材の粉粒を混入する材料から形成される弁体と、を備えることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明〜第３の発明の何れか１つに係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記ガス抜き経路は、盤状の可撓性部品に形成される円錐状の頂部が開閉可能なガス抜き孔と、を備えることを特徴とする。

第５の発明は、第１の発明〜第４の発明の何れか１つに係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記ガス抜き経路は、膜状の弾性部品に形成される開閉可能なスリットと、を備えることを特徴とする。

第６の発明は、第１の発明〜第５の発明の何れか１つに係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記ガス抜き経路は、弁体の動作に伴って開閉されるガス抜き孔またはガス抜き溝と、を備えることを特徴とする。

第７の発明は、第１の発明に係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、リード弁を構成するものであって、容器の内圧が所定値を下回るときは、ガス抜き経路を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、ガス抜き経路を開いて容器の内圧を上昇させるガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする。

第８の発明は、第１の発明に係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、樹脂など可撓性材料から中央部と周縁部との間に変形しやすい褶曲部を持つ盤状に形成され、褶曲部内側の中央部でガス抜き経路の一部を構成するガス抜き孔を覆うように配置して褶曲部外側の周縁部が固定され、容器の内圧が所定値を下回るときは、盤状の中央部によってガス抜き孔を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、盤状の中央部が容器の内圧を上昇させるガスに押されて褶曲部を変形させながらガス抜き孔を開いてガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする。

第９の発明は、第１の発明に係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、ゴムなどの弾性材料から中央部に開閉可能なスリットを持つ膜状に形成され、樹脂など可撓性材料から盤状に形成される２つの部材の間に挟まれ、膜状の周縁部を２つの部材の周縁部に接合し、膜状のスリットを挟む両側の一方の略半分を２つの部材の一方の略半分に接合し、同じくスリットを挟む両側のもう一方の略半分を２つの部材のもう一方の略半分に接合し、２つの部材の膜状の弁体に接合しない側の各略半分の領域にガス抜き経路の一部を構成するガス抜き孔が形成され、容器の内圧が所定値を下回るときは、スリットが閉じて両側のガス抜き孔を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、片側の略半分が容器の内圧を上昇させるガスに押されてスリットを開くように変形しながら両側のガス抜き孔を開いてガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする。

第１０の発明は、第１の発明に係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、ゴムなどの弾性材料からダルマ状に形成され、基板の穴に括れ部が伸びるように押し込み、括れ部の引張力によって両側の膨出部が穴の開口部に密着するように組み付けられ、容器の内圧を括れ部へ導くガス抜き溝が穴の中間から片側の開口へ掛けて形成され、容器の内圧が所定値を下回るときは、外側の膨出部が穴の外側の開口を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、外側の膨出部がガス抜き溝の内圧に押されて括れ部を伸ばしながら穴の開口を開いてガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする。

第１１の発明は、第１の発明に係る蓄電部品のガス抜きバルブにおいて、前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、笠部と軸部とからキノコ状に形成され、基板の穴に軸部を介して摺動可能に組み付けられ、軸部にガス抜き経路の一部を構成するガス抜き孔またはガス抜き溝を備えるものであって、容器の内圧が所定値を下回るときは、笠部の下面が基板の上面に密着してガス抜き経路を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、笠部の下面が基板の上面から離れ、かつ、ガス抜き孔の一端またはガス抜き溝の一端が基板の穴から露出し、容器の内圧を上昇させるガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする。

第１の発明においては、永久磁石の磁力は、文字通り、一定の値に安定し、永久的に変化しないため、これを弁体を閉弁方向へ付勢する力として用いることにより、ガス抜きバルブの耐久性および信頼性を確保できる。つまり、蓄電部品の内圧を長期間に亘り、所定値以下に安定よく維持することができる。また、永久磁石の磁力により、ガス抜きバルブの開弁圧を設定できる。ガス抜きバルブは、ガス抜き経路を開閉する弁体と、これを永久磁石の磁力によって閉弁方向へ付勢する手段と、構成がシンプルで部品数も少なく、安価に生産することができる。

第２の発明においては、弁体は永久磁石が強磁性体を引きつける磁力によって閉弁方向へ付勢される。初期状態において、容器の内圧が所定値以下のときは、弁体が閉弁方向への付勢力によってガス抜き経路を封止する。これにより、ガス抜きバルブは、閉弁状態となり、容器の内部への外気の侵入を防止することができる。容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、弁体が閉弁方向への付勢力に抗して開弁方向へ動作する。これにより、ガス抜きバルブは、開弁状態となり、ガス抜き経路を抜けてガスが排出され、容器の内圧が低下するため、容器の変形や破損などを未然に防止することができる。

第３の発明においては、永久磁石および強磁性体を別途に配置する必要がなくなり、部品数がさらに削減され、ガス抜きバルブの薄型化（小型化）も実現できる。

第４の発明においては、弁体の開閉と共に円錐状のガス抜き孔の頂部が開閉することにより、弁機能が二重に働くため、ガス抜きバルブの密閉度を高められる。

第５の発明においては、弁体の開閉と共に膜状の弾性部品のスリットが開閉することにより、弁機能が二重に働くため、ガス抜きバルブの密閉度を高められる。

第６の発明においては、弁体の開閉と共にその動作に伴って開閉するガス抜き孔またはガス抜き溝により、弁機能が二重に働くため、ガス抜きバルブの密閉度を高められる。

第７の発明においては、弁体（リード弁）は、基端が固定され、自由端側が受圧面となり、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、自由端側が閉弁方向への付勢力に抗して反るように変形し、ガス抜き経路を開弁する。このような弁体により、ガス抜きバルブを長期間に亘り、安定よく動作させることができる。

第８の発明においては、弁体は、盤状の中央部が褶曲部の変形（伸縮）に伴って軸方向へ平行移動するように動作する。このような弁体により、ガス抜きバルブを長期間に亘り、安定よく動作させることができる。

第９の発明においては、弁体は、スリットが開閉するのに伴って２つの部材の各ガス抜き孔を開閉するように動作する。このような弁体により、弁機能が二重に働くため、ガス抜きバルブの密閉度を高められ、ガス抜きバルブを長期間に亘り、安定よく動作させることができる。

第１０の発明においては、ガス抜きバルブは、弁体と基板との２部品から構成され、安価に生産することができる。弁体は、ゴムなどの弾性材料からダルマ状に形成されるため、ガス抜きバルブを長期間に亘り、安定よく動作させることができる。

第１１の発明においては、弁体は、笠部の下面と基板の上面との離接および弁体の動作に伴ってガス抜き孔の一端またはガス抜き溝の一端が基板の上面を突没することにより、弁機能が二重に働くため、ガス抜きバルブの密閉度を高められ、ガス抜きバルブを長期間に亘り、安定よく動作させることができる。

図１に基づいて、第１実施形態を説明する。図１において、２０は電極および電解液を封入する容器（外装体）であり、容器２０は金属の中間層を持つ積層構造の樹脂フィルム（例えば、アルミラミネート）から形成される。２１はガス抜きバルブであり、容器２０の所定位置に取り付けられる。

ガス抜きバルブ２１は、基板２２と、弁体２３と、弁体２３を閉弁方向へ付勢する力として永久磁石２４の磁力を作用させる手段と、を備える。基板２２は、樹脂などの可撓性材料から中央に凹部２５を持つ盤状に形成され、凹部２５の底にガス抜き孔２６が形成される。容器２０にガス抜きバルブ２１の取付穴が形成され、凹部２５の周縁部において、容器２０の外面に溶着される。永久磁石２４は、基板２２の凹部２５に嵌め付けられ、基板２２のガス抜き孔２６と同軸上にガス抜き孔２７が形成される。弁体２３は、樹脂など可撓性材料から板状に形成され、基端部が基板２２上に接着または溶着され、永久磁石２４のガス抜き孔２７に覆う自由端側の背面に強磁性体２８が固着される。

初期状態において、容器２０の内圧が低く、永久磁石２４の磁力によって強磁性体２８が引きつけられ、弁体２３が永久磁石２４のガス抜き孔２７を封止する。これにより、ガス抜きバルブ２１は、閉弁状態となり、容器２０の内部への外気の侵入を防止する。

容器２０の内部にガスが発生し、容器２０の内圧がを超えて上昇すると、弁体２３は容器２０の内圧に押され、永久磁石２４が強磁性体２８を引きつける磁力に抗して自由端側が永久磁石２４から離れてガス抜き孔２７を開くように変形する。これにより、ガス抜きバルブ２１は、開弁状態となり、ガスが基板２２のガス抜き孔２６を開きつつ、永久磁石２４のガス抜き孔２７を抜けて弁体２３の自由端側と永久磁石２４との隙間から外部へ排出され、容器２０の内圧が低下すると、弁体２３の自由端側が弾性復元力および永久磁石の磁力によって永久磁石２４へ動作してガス抜き孔２７を封止する。

基板２２のガス抜き孔２６は、円錐状に形成され、容器２０の内圧が上昇するのに伴ってリップ部２６ａ（円錐状の頂部を形成する基板部分）が頂部を拡径しつつ、永久磁石２４のガス抜き孔２７へ変形する一方、ガスが抜けて容器２０の内圧が下がると、リップ部２４ａが弾性復元力によってガス抜き孔２６を塞ぐように動作する。つまり、ガス抜きバルブ２１の閉弁状態においては、弁体２３により、永久磁石２４のガス抜き孔２７が封止され、かつ、リップ部２４ａにより、基板２２の円錐状のガス抜き孔２６が塞がれ、外気の侵入を二重に防止する、という効果が得られる。

永久磁石２４の磁力は、文字通り、一定の値に安定し、永久的に変化しないため、これを弁体２３を閉弁方向へ付勢する力として用いることにより、ガス抜きバルブ２１の耐久性および信頼性を確保できる。つまり、容器２０の内圧を長期間に亘り、所定値以下に安定よく維持することができる。ガス抜きバルブ２１は、ガス抜き経路を開閉する弁体２３と、これを永久磁石２４の磁力によって閉弁方向へ付勢する手段と、からなり、構成がシンプルで部品数も少なく、安価に生産することができる。

図２は、変形例を表すものであり、弁体３０は樹脂などの可撓性材料から褶曲部３１を持つ盤状に形成される。弁体３０は、褶曲部３１の内側（中央部）において、永久磁石２４のガス抜き孔２７と位置が異なるガス抜き孔３２が形成される。弁体３０の中央部は、褶曲部３１の変形に伴って軸方向へ変位しやく構成される。強磁性体２８は、弁体３０の中央部の背面に固着され、弁体３０のガス抜き孔３２と同軸上にガス抜き孔３４が形成される。図２において、図１と同一の部位は、同一の符号を付ける。

容器２０の内圧が所定値以下の初期状態においては、永久磁石３４の磁力によって強磁性体２８が引きつけられ、弁体３０の中央部が永久磁石２４に密着し、弁体３０のガス抜き孔３２および永久磁石２４のガス抜き孔２７を封止する。これにより、ガス抜きバルブ３３は、閉弁状態となり、容器の内部への外気の侵入を防止する。

容器２０の内部にガスが発生し、容器２０の内圧が所定値を超えて上昇すると、弁体３０の中央部は、容器２０の内圧に押され、永久磁石２４から離れてガス抜き孔３２およびガス抜き孔２７を開くように変形する。これにより、ガス抜きバルブ３３は、開弁状態となり、ガスが基板２２のガス抜き孔２６から永久磁石２４のガス抜き孔２７を抜け、弁体３０と永久磁石２４との隙間を通って弁体３０のガス抜き孔３２から強磁性体２８のガス抜き孔３４を抜け、外部へ排出される。

弁体３０のガス抜き孔３２についても、基板２２のガス抜き孔２６と同じく円錐状に形成され、外部へ抜けるガスの圧力により、基板２２のリップ部（円錐状の頂部を形成する部分）が頂部を拡径するように強磁性体２８のガス抜き孔３４へ変形する一方、ガスが抜けると、リップ部が可撓性材料の弾性復元力によってガス抜き孔３２を塞ぐようになっている。つまり、ガス抜きバルブ３３の閉弁状態においては、弁体３０の中央部により、弁体３０のガス抜き孔３２および永久磁石２４のガス抜き孔２７が封止され、かつ、リップ部により、弁体２０の円錐状のガス抜き孔３２および基板２２の円錐状のガス抜き孔２６が塞がれ、外気の侵入を四重に防止する、という効果が得られる。

図３は、別の変形例を表すものであり、永久磁石３５は、樹脂などの可撓性材料に永久磁石の粉粒を混入したものから形成され、ガス抜き孔３６が基板２２のガス抜き孔２６と同じく円錐状に形成される。図３において、図１と同一の部位は、同一の符号を付ける。

永久磁石３５のガス抜き孔３６においても、外部へ抜けるガスの圧力により、弁体２３の自由端側が永久磁石３５から離れると、リップ部（円錐状の頂部を形成する部分）が頂部を拡径するように弁体２３側へ変形する一方、ガスが抜けると、リップ部が可撓性材料の弾性復元力によってガス抜き孔３６を塞ぐようになっている。つまり、ガス抜きバルブ３７の閉弁状態においては、弁体２３により、永久磁石３５のガス抜き孔３６が封止され、かつ、リップ部により、永久磁石３５の円錐状のガス抜き孔３６および基板２２の円錐状のガス抜き孔２６が塞がれ、外気の侵入を三重に防止する、という効果が得られる。

図４は、また別の変形例を表すものであり、弁体３８は、樹脂などの可撓性材料に強磁性体の粉粒を混入したものから形成される。図４において、図３と同一の部位は、同一の符号を付ける。

これにより、弁体３８が強磁性体を含むため、弁体３８と別途に強磁性体を配置する必要がなくなり、ガス抜きバルブ３９の部品数の削減と共に薄型化を促進することができる。さらに図５の如く、基板４０を樹脂などの可撓性材料に永久磁石の粉粒を混入したものから形成すると、ガス抜きバルブ４１は、基板４０と弁体３８（樹脂などの可撓性材料に強磁性体の粉粒を混入したものから形成される）との２部品から構成することができる。図５において、図４と同一の部位は、同一の符号を付ける。

図６〜図８に基づいて、第２の実施形態を説明する。図６において、２０は電極および電解液を封入する容器（外装体）であり、容器２０は金属の中間層を持つ積層構造の樹脂フィルム（例えば、アルミラミネート）から形成される。４０はガス抜きバルブであり、容器２０の所定位置に取り付けられる。

ガス抜きバルブ４０は、弁体４１と、これを挟む２つの部材（基板４２と抑え板４３）と、から構成される。基板４２は、樹脂などの溶着性が良くかつ可撓性を持つ材料から平坦な盤状に形成される。弁体４１は、ゴムなど弾性のある材料から膜状に形成される。抑え板４３は、基板４２と同様な材料から幾分か中央部が図示下方向に凸（初期弾性力を設定する）となる盤状に形成される。

ガス抜きバルブ４０は、基板４２上に弁体４１を重ね、その上に抑え板４３を重ね、凸を平坦に予圧縮しつつ、これらの周縁部を接着または溶着することにより、組み立てられる。基板４２および抑え板４１にガス抜き孔４５、４６が互いにオフセットした位置関係に形成され、弁体４１の中央にスリット４７（切れ込み）が形成される。弁体４１は、スリット４７を挟む両側の一方（略半分）が基板４２のガス抜き孔４５を持たない側の略半面に接着または溶着され、スリット４７を挟む両側のもう一方（略半分）が抑え板４３のガス抜き孔４６を持たない側の略半面に接着または溶着される。ガス抜きバルブ４０は、基板４２の周縁部において、容器２０の外面（樹脂層）に溶着される。

容器２０の内圧が所定値を下回るときは、抑え板４３の中央部（予圧縮部分）に押され、弁体４１のスリット４７が塞がれ、かつ、弁体４１が基板４２および抑え板４３に密着し、ガス抜き孔４５，４６を封止する。これにより、ガス抜きバルブ４０は、閉弁状態となり、容器２０の内部への外気の侵入を防止する。

容器２０の内部にガスが発生し、容器２０の内圧が開弁圧を超えて上昇すると、弁体４１は容器２０の内圧に押され、スリット４７を挟む両側の一方（抑え板４３の通孔４６を持たない側の略半面に接着または溶着する側）がスリット４７を開きつつ、基板４２から離れるように変形する。これにより、ガス抜きバルブ４０は、開弁状態となり、ガスが基板４２のガス抜き孔４５から弁体４１のスリット４７を抜けて抑え板４３のガス抜き孔４６から外部へ排出される（図８、参照）。

基板４２のガス抜き孔４５および抑え板４３のガス抜き孔４６は、円錐状に形成され、外部へ抜けるガスの圧力により、リップ部（円錐状の頂部を形成する部分）が頂部を拡径するように変形する一方、容器の内圧が下がると、リップ部が可撓性材料の弾性復元力によって孔４５，４６を塞ぐようになっている。つまり、ガス抜きバルブ４０の閉弁状態においては、弁体４１が基板４２と抑え板４３との間に挟圧され、これらによって両面からスリット４７が封止され、かつ、リップ部により、円錐状のガス抜き孔４５，４６が塞がれ、外気の侵入を三重に防止する、という効果が得られる。

図９は、変形例を表すものであり、抑え板４３の周縁部にフランジ４８が一体形成され、フランジ４８の内側に弁体４１が配置される。基板４２および抑え板４３は、フランジ４８により、同種材料（樹脂などの溶着性が良くかつ可撓性を持つ材料）間が溶着される。フランジ４８は、抑え板４３の方でなく、基板４２の方に形成しても良い。図９において、図６〜図８と同一の部位は、同一の符号を付ける。

図６〜図９において、基板４２または抑え板４３は、樹脂などの可撓性材料に永久磁石の粉粒を混入したものから形成する一方、抑え板４３または基板４２は、樹脂などの可撓性材料に強磁性体の粉粒を混入したものから形成すると、ガス抜きバルブ２１の耐久性および信頼性を高めることができる。つまり、弁体４１を永久磁石の磁力によって挟圧することにより、容器２０の内圧を長期間に亘り、所定値以下に安定よく維持することができる。

図１０〜図１２に基づいて、第３の実施形態を説明する。図１０，図１２において、２０は電極および電解液を封入する容器（外装体）であり、容器２０は金属の中間層を持つ積層構造の樹脂フィルム（例えば、アルミラミネート）から形成される。５０はガス抜きバルブであり、容器２０の所定位置に取り付けられる。

ガス抜きバルブ５０は、弁体５１と、基板５２と、から構成される。基板５２は、樹脂などの材料から平坦な盤状に形成され、弁体５１は、ゴムなど弾性のある材料から中間部が括れるダルマ状に形成される。基板５２の中央部に穴５３が形成され、弁体５１は、この穴５３に押し込まれる。これにより、膨出部５４，５５が中間部によって引っ張られ、穴５３の開口部に密着するように組み付けられる。基板５２において、穴５３の内面にガス抜き溝５６が形成される。ガス抜き溝５６は、弁体５１の括れ部から膨出部５４へ掛かる部分を環状に囲む溝部（図示せず）と、この溝部を容器２０の内部に開通させる溝部５６ａと、からなり、溝部５６ａは穴５３の回りを放射状に配置される（図１２、参照）。穴５３の開口部は、弁体５１との密着性を確保するため、斜めに面取りされる。

ガス抜きバルブ５０は、基板５２の周縁部において、容器２０の外面（樹脂層）に溶着される。容器２０の内圧が所定値を下回るときは、弁体５１の括れ部の引張力によって膨出部５４を穴５３の開口部に密着させる作用力が、ガス抜き溝５６の圧力（容器２０の内圧）よって弁体５２の膨出部５４を外側へ押し上げる作用力に打ち勝つため、膨出部５４が穴５３の開口部に封止する。これにより、ガス抜きバルブ５０は、閉弁状態となり、容器２０の内部への外気の侵入を防止する。容器２０の内部にガスが発生し、容器２０の内圧が所定値を超えて上昇すると、ガス抜き溝５６の圧力（容器の内圧）によって弁体５１の膨出部５４を外側へ押し上げる作用力が、弁体５１の括れ部の引張力によって膨出部５４を穴５３の開口部に密着させる作用力に打ち勝つため、膨出部５４が括れ部を伸張させながら穴５３の開口部から離れる。これにより、ガス抜きバルブ５０は、開弁状態となり、ガスが穴５３と膨出部５４との隙間を抜けて外部へ排出される（図１１、参照）。

ガス抜きバルブ５０は、基板５２と弁体５１との２部品からなり、組立も簡単かつ容易なため、廉価に生産することができる。図１０において、弁体５１の一方の膨出部５４に永久磁石を内蔵する一方、もう一方の膨出部５５に強磁性体を内蔵すると、永久磁石の磁力により、容器２０の内圧を長期間に亘り、所定値以下に安定よく維持することができる。

図１３，図１４に基づいて、第４の実施形態を説明する。図１３、図１４において、２０は電極および電解液を封入する容器（外装体）であり、容器２０は金属の中間層を持つ積層構造の樹脂フィルム（例えば、アルミラミネート）から形成される。５８はガス抜きバルブであり、容器２０の所定位置に取り付けられる。

ガス抜きバルブ５８は、基板５９と、弁体６０と、弾性付勢部材６１と、から構成される。基板５９は、樹脂などの材料から平坦な盤状に形成される。弁体６０は、樹脂などの材料から笠部６０ａおよび軸部６０ｂを持つキノコ状に形成される。基板５９に穴６２が形成され、穴６２に弁体６０が軸部６０ｂを介して摺動可能に支持される。弾性付勢部材６１は、樹脂などの材料から皿ばね状に形成され、その周縁部において、基板５９の内面に溶着される。

弁体６０の軸部６０ｂにガス抜き孔６３が形成される。ガス抜き孔６３は、笠部６０ａの直下を径方向に貫通する孔６３ａと、この孔６３ａを軸部６０ｂの端面に開口する孔６３ｂと、から構成される。

基板５９の穴６２を貫通して容器２０の内部へ突出する軸部６０ｂの先端部（外周）に嵌合溝６４が形成される。弾性付勢部材６１は、弁体６０の嵌合溝６４に穴６５を介して嵌合（シマリバメ）され、弁体６０を閉弁方向へ付勢する。７３は基板５９と弾性付勢部材６１との間で弁体６０の軸部６０ｂの回りに画成される室である。

ガス抜きバルブ５８は、基板５９の周縁部において、容器２０の外面（樹脂層）に基板５９の周縁部を介して溶着される。容器２０の内部にガスが発生し、容器２０の内圧が所定値を超えて上昇すると、弁体６０が弾性付勢部材６１を撓めながら上方へ押し上げられ、笠部６０ａの下面が基板５９の外面から離れ、軸部６０ｂを穴６２から露出させるため、ガス抜き孔６３が開口する。これにより、ガス抜きバルブ５８は、開弁状態となり、容器２０の内部からガス抜き孔６３を通ってガスが排出される（図１４、参照）。ガスが抜けて容器２０の内圧が低下すると、弁体６０は弾性付勢部材６１の復元に伴って押し戻され、軸部６０ｂが穴６２に没入してガス抜き孔を封止しつつ、笠部６０ａの下面が基板５９の外面に密着する。これにより、ガス抜きバルブ５８は、閉弁状態となり、容器２０の内部への外気の侵入を防止するのである。

図１５，図１６は、変形例を表すものであり、弁体６０は、ガス抜き孔６３の代わりにガス抜き溝６７が軸部６０ｂの外周を軸方向へ延びるように形成される。６８は弾性付勢部材６１に形成される穴であり、基板５９と弾性付勢部材６１との間で弁体６０の軸部６０ｂの回りに画成される室７３を容器２０の内部に開口する。これにより、ガス抜きバルブ７４は、容器２０の内圧が所定値以上に上昇すると、弁体６０が弾性付勢部材６１を撓めながら上方へ押し上げられ、ガスが弾性付勢部材６１の穴６８からガス抜き溝６７を抜けて外部へ排出される（図１６、参照）。図１７，図１８のガス抜きバルブ７５においては、弾性付勢部材６１の穴６８の代わりに溝６９が基板５９に形成される。図１５〜図１８において、図１３，図１４と同一の部品は、同一の符号を付ける。

図１９〜図２１は、また別の変形例を表すものであり、弁体６０にその開弁時のリフトを規制する出っ張り７０が配置される。出っ張り７０は、弁体６０を基板５９に組み付ける際の弁体６０を穴６９へ押し込みやすく形成される。弁体６０の嵌合溝７１においては、溝の底部の軸径が弾性付勢部材６１の穴６５の径より小さく、溝の幅が弾性付勢部材６１の肉厚より大きく、弾性付勢部材６１の穴６５との嵌合がスキマバメになっている。また、嵌合溝７１の笠部側の角にガス抜き溝７２が形成される。図１９〜図２１において、図１３と同一の部位は、同一の符号を付ける。

容器２０の内部にガスが発生し、容器２０の内圧が所定値を超えて上昇すると、弁体６０が弾性付勢部材６１を撓めながら上方へ押し上げられ、笠部６０ａの下面が基板５９の外面から離れ、ガス抜き溝６７を外部に開口させる（図２０、参照）。これにより、ガス抜き溝６７を通って室７３（基板５９と弾性付勢部材６１との間で弁体６０の軸部６０ｂの回りに画成される）の圧力が外部へ抜けるため、弾性付勢部材６１が室７３を縮小させるように変形する。つまり、弾性付勢部材６１の穴６５が弁体６０の嵌合溝７１をガス抜き溝７２側へ変位し、嵌合溝７１との間に隙間が生じるため、容器２０の内部からガスが嵌合溝７１およびガス抜き溝７２を介して室７３へ入り、弁体６０のガス抜き溝６７を抜けて外部へ排出される（図２１、参照）。ガスが抜けて容器２０の内圧が低下すると、弾性付勢部材６１が嵌合溝７１のガス抜き溝７２と反対側へ変位するため、穴６５の周縁部が嵌合溝７１の幅方向の壁面に密着し、室７３を容器２０の内部に対して封止する。弾性付勢部材６１は、さらに弁体６０を引っ張りながら、笠部６０ａの下面を基板５９の外面に密着させる。つまり、ガス抜きバルブ７６は、基板５９と笠部６０ａとの間のほか、嵌合溝７１と弾性付勢部材６１との間においても、弁機構が働くのである。

図２２，図２３は、さらに別の変形例を表すものであり、ガス抜きバルブ７７の閉弁効果を高めるため、弁体６０の笠部６０ａ下面および基板５９の穴６２内面が円錐状に形成される。図２２，図２３において、図１５と同一の部位に同一の符号を付ける。

容器の内部にガスが発生し、容器の内圧が高まり、弾性付勢部材６１の付勢力に打ち勝つと、弁体６０が弾性付勢部材６１を撓めながら変位し、笠部６０ａの下面が穴６２の内面から離れ、室７３を外部に開口する。これにより、ガス抜きバルブ７７は、開弁状態となり、ガスが笠部６０ａと穴６２との隙間を抜けて外部へ排出される。

容器２０の内圧が低下すると、弾性付勢部材６１の弾性復元力により、弁体６０が引き戻され、笠部６０ａ下面が穴６２内周に密着する。これにより、ガス抜きバルブ７７は、閉弁状態となり、容器２０の内部への外気の侵入を防止する。

弁体６０の円錐面（笠部下面）または基板５９の円錐面（穴内面）にゴム質のコーティングをすれば、さらに閉弁時の密閉度を高めることができる。また、嵌合溝６４と弾性付勢部材６１との間は、図１９と同様の構成により、弁機能が働くように設定しても良い。

ガス抜きバルブ５８（図１３），７４（図１５），７５（図１７），７６（図１９），７７（図２２）において、弁体６０の笠部下面と基板の穴内周との間に弁体６０を閉弁方向へ付勢する力として永久磁石の磁力を作用させる手段を配設すると、さらに耐久性および信頼性の向上が得られる。つまり、永久磁石の磁力により、容器２０の内圧を長期間に亘り、所定値以下に安定よく維持することができる。

第１実施形態を説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じく変形例を説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じく別の変形例を説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じく別の変形例を説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じく別の変形例を説明するガス抜きバルブの構成図である。 第２実施形態を説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じくガス抜きバルブの分解斜視図である。 同じくガス抜きバルブの動作説明図である。 同じく変形例を説明するガス抜きバルブの構成図である。 第３実施形態を説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じくガス抜きバルブの動作説明図である。 同じくガス抜き溝の配置状態図である。 第４実施形態を説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じくガス抜きバルブの動作説明図である。 同じく変形例をを説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じく動作説明図である。 同じく変形例をを説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じく動作説明図である。 同じく変形例をを説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じく動作説明図である。 同じく動作説明図である。 同じく変形例をを説明するガス抜きバルブの構成図である。 同じく動作説明図である。 従来例の説明図である。 同じくガス抜きバルブの構成図である。

符号の説明

２０ 容器
２２，４０，４２，５２，５９ 基板
２３，３０，３８，４１，５１，６０ 弁体
２４ 永久磁石
２８ 強磁性体
２６，２７，３２，３４，３６，４５．６３ ガス抜き孔
４１ スリット
５６，６７，７２ ガス抜き溝

Claims (11)

1. 蓄電部品の電極および電解液を封入する容器の内部に発生するガスを容器の外部へ排出するガス抜きバルブにおいて、前記容器の内外を連通するガス抜き経路と、そのガス抜き経路を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向へ付勢する力として永久磁石の磁力を作用させる手段と、を備えることを特徴とする蓄電部品のガス抜きバルブ。
2. 前記弁体を閉弁方向へ付勢する力として永久磁石の磁力を作用させる手段は、前記ガス抜き経路の一部を構成するガス抜き孔を持つ基板上に配置される永久磁石と、前記ガス抜き経路を開閉する弁体として永久磁石に基板のガス抜き孔と同軸上に形成されるガス抜き孔を覆う弁体の背面に配置される強磁性体と、を備えることを特徴とする請求項１に係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
3. 前記弁体を閉弁方向へ付勢する磁力を作用させる手段は、前記ガス抜き経路の一部として形成されるガス抜き孔を持ち、かつ、永久磁石の粉粒を混入する材料から形成される基板と、前記ガス抜き経路を開閉する弁体として基板のガス抜き孔を覆うものであって強磁性部材の粉粒を混入する材料から形成される弁体と、を備えることを特徴とする請求項１に係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
4. 前記ガス抜き経路は、盤状の可撓性部品に形成される円錐状の頂部が開閉可能なガス抜き孔と、を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
5. 前記ガス抜き経路は、膜状の弾性部品に形成される開閉可能なスリットと、を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
6. 前記ガス抜き経路は、弁体の動作に伴って開閉されるガス抜き孔またはガス抜き溝と、を備えることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
7. 前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、リード弁を構成するものであって、容器の内圧が所定値を下回るときは、ガス抜き経路を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、ガス抜き経路を開いて容器の内圧を上昇させるガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする請求項１に係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
8. 前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、樹脂など可撓性材料から中央部と周縁部との間に変形しやすい褶曲部を持つ盤状に形成され、褶曲部内側の中央部でガス抜き経路の一部を構成するガス抜き孔を覆うように配置して褶曲部外側の周縁部が固定され、容器の内圧が所定値を下回るときは、盤状の中央部によってガス抜き孔を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、盤状の中央部が容器の内圧を上昇させるガスに押されて褶曲部を変形させながらガス抜き孔を開いてガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする請求項１に係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
9. 前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、ゴムなどの弾性材料から中央部に開閉可能なスリットを持つ膜状に形成され、樹脂など可撓性材料から盤状に形成される２つの部材の間に挟まれ、膜状の周縁部を２つの部材の周縁部に接合し、膜状のスリットを挟む両側の一方の略半分を２つの部材の一方の略半分に接合し、同じくスリットを挟む両側のもう一方の略半分を２つの部材のもう一方の略半分に接合し、２つの部材の膜状の弁体に接合しない側の各略半分の領域にガス抜き経路の一部を構成するガス抜き孔が形成され、容器の内圧が所定値を下回るときは、スリットが閉じて両側のガス抜き孔を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、片側の略半分が容器の内圧を上昇させるガスに押されてスリットを開くように変形しながら両側のガス抜き孔を開いてガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする請求項１に係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
10. 前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、ゴムなどの弾性材料からダルマ状に形成され、基板の穴に括れ部が伸びるように押し込み、括れ部の引張力によって両側の膨出部が穴の開口部に密着するように組み付けられ、容器の内圧を括れ部へ導くガス抜き溝が穴の中間から片側の開口へ掛けて形成され、容器の内圧が所定値を下回るときは、外側の膨出部が穴の外側の開口を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、外側の膨出部がガス抜き溝の内圧に押されて括れ部を伸ばしながら穴の開口を開いてガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする請求項１に係る蓄電部品のガス抜きバルブ。
11. 前記ガス抜き経路を開閉する弁体は、笠部と軸部とからキノコ状に形成され、基板の穴に軸部を介して摺動可能に組み付けられ、軸部にガス抜き経路の一部を構成するガス抜き孔またはガス抜き溝を備えるものであって、容器の内圧が所定値を下回るときは、笠部の下面が基板の上面に密着してガス抜き経路を封止する一方、容器の内圧が所定値を超えて上昇すると、笠部の下面が基板の上面から離れ、かつ、ガス抜き孔の一端またはガス抜き溝の一端が基板の穴から露出し、容器の内圧を上昇させるガスを外部へ排出するように動作することを特徴とする請求項１に係る蓄電部品のガス抜きバルブ。