WO2000055877A1

WO2000055877A1 - Plaque d'etancheite et mecanisme de regulation de pression de la plaque d'etancheite

Info

Publication number: WO2000055877A1
Application number: PCT/JP2000/001668
Authority: WO
Inventors: Masami Akahori; Jo Matsune; Koichi Ohno; Zituhiko Hayashi; Koichi Yokose; Yuichi Kuroki
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2001-09-18
Also published as: EP1102286A4; JP3804758B2; CA2332512A1; EP1102286A1; US6521024B1

Description

明細封口板および封口板用圧力調整機構技術分野

本発明は、圧力容器の封口板または封口板用圧力調整機構に関するものである。例えば、電池（一次電池および二次電池を含む）またはコンデンサ一（電解コンデンサ一および電気二重層型コンデンサーを含む）等に用いられる封口板または封口板用圧力調整機構に関するものである。背景技術

従来から、第 1 2図に示す封□板 5 1が知られており、以下のように構成されている。

すなわち先ず、二次電池、アルミ電解コンデンサ一または電気二重コンデンサ一等の圧力容器 6 1の開口部 6 2を閉塞する樹脂製の封口板本体 5 2が設けられており、この封口板本体 5 2に一対の金属端子 5 3， 5 3が取り付けられている。また、圧力容器 6 1の内圧が所定値に達したときに破裂して内圧を開放し、圧力容器 6 1が爆発するのを防止する破裂板 5 5を備えた防爆弁部 5 4が同じく封口板本体 5 2に設けられている。

しかしながら、この封口板 5 1には、以下のような不都合がある。

すなわち先ず第一に、上記防爆弁部 5 4にゴム材料製の弁が別部品として装着されており、このゴム材料製の弁が、密封側の内圧が異常に上昇したときに破裂することによって電池やコンデンサ一等の働きを止める機能をしているが、その材質がゴム材料であるために、破裂圧力のばらつきが大きく、破裂圧力を制御するのが困難である。

また、上記封口板 5 1にはブリーザ一部が設けられていないために、電解液が反応するときの温度上昇や、発生ガスによる内部圧力上昇を吸収するスペースを予め圧力容器 6 1内に確保しておかなければならず、よって圧力容器 6 1を小型化することができないと云う不都合もある。

本発明は以上の点に鑑み、上記従来技術に対して、破裂板の破裂圧力のばらつきを小さくして破裂圧力の制御を容易化することが可能であるとともに、圧力容器内に圧力吸収スペースを設ける必要がなく、もって圧力容器を小型化することが可能な封口板を提供することを目的とする。

また、上記防爆弁における破裂板のように使い切りでなく圧力容器内の圧力を開放してからも利用を続けることが可能であるとともに、圧力容器内に圧力吸収スペースを設ける必要がなく、もって圧力容器を小型化することが可能であり、しかも安定した作動特性を発揮することが可能な封口板用圧力調整機構を提供することを目的とする。

また、破裂圧力の制御が困難なゴム製の破裂板を備えていなくても、圧力容器内の圧力が異常に高まって圧力容器が爆発するのを防止することが可能な封口板または封口板用圧力調整機構を提供することを目的とする。発明の開示

上記目的を達成するため、本発明の請求の範囲第 1項による封口板は、圧力容器の開口部を閉塞する樹脂製の封口板本体に破裂板を一体成形したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求の範囲第 2項による封口板は、圧力容器の開口部を閉塞する樹脂製の封口板本体に一体成形された破裂板と、前記封口板本体と前記破裂板の間に一体成形された前記破裂板よりも薄肉の薄肉部とを有し、前記破裂板の周縁部にその厚さを前記薄肉部の厚さから徐々に厚くする傾斜面部を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求の範囲第 3項による封口板は、上記した請求の範囲第 1項または第 2項の封口板において、破裂板が破裂したときに前記破裂板が封口板の外部に飛散するのを防止する止め輪等の飛散防止部材を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求の範囲第 4項による封口板は、上記した請求の範囲第 1項または第 2項の封口板において、気体透過性および液体不透過性を備えた機能膜を有するブリーザ一部を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求の範囲第 5項による圧力調整機構は、電池、アルミ電解コンデンサ一または電気二重層コンデンサ一等の圧力容器に用いられる圧力調整機構であって、前記圧力容器内の圧力が高くなつたときに前記圧力を開放するとともに前記圧力が低くなつたときに気体を吸入して前記圧力容器内を大気圧に保持する多孔質体からなる機能膜を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求の範囲第 6項による圧力調整機構は、上記した請求の範囲第 5項の圧力調整機構において、多孔質体からなる機能膜に液体がしみ込むことがないように前記機能膜に撥水処理を施したことを特徴とするものである。また、本発明の請求の範囲第 7項による圧力調整機構は、上記した請求の範囲第 5項の圧力調整機構において、多孔質体からなる機能膜またはその保持体が圧力により一定以上変形することがないように押え部材を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明の請求の範囲第 8項による圧力調整機構は、 P T F E素材を延伸法により加工して膜状の多孔質体を成形するとともに前記多孔質体に弗素系薬品をコ一ティングして撥水処理を施した機能膜を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求の範囲第 9項による圧力調整機構は、上記した請求の範囲第 4項、第 5項、第 6項、第 7項または第 8項の記載において、機能膜の周縁部の膜厚方向両側および外周側を覆うゴム状弾性材製のシール部材を前記機能膜に組み付けたことを特徴とするものである。

更にまた、本発明の請求の範囲第 1 0項による圧力調整機構は、上記した請求の範囲第 4項、第 5項、第 6項、第 7項または第 8項の記載において、機能膜の膜厚方向両側にゴム状弾性材製のシール部材を一体成形により組み付けたことを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 1項による封口板においては、破裂板が樹脂製の封□板本体に対して同種の樹脂材料をもつて一体に成形されているために、この樹脂材の備える材料特性によって、破裂圧力のばらつきを従来よりも小さくすることが可能となる。また、封口板本体と破裂板が別部品であったところ、両者が一体に成形されるために、部品点数を削減することも可能となる。また、破裂板を封口板本体に一体成形する際に、仮に、破裂板を厚さ均一に成形すると、破裂板が不特定部位で破裂するために破裂圧力を十分に制御できないことがあり、これに対しては、本発明の請求の範囲第 2項による封口板のように、封口板本体と破裂板の間に破裂板よりも薄肉の薄肉部を一体成形するとともに、破裂板の周縁部にその肉厚を薄肉部の肉厚から徐々に厚くする傾斜面部を設けるのが有効であり、このように封口板本体と破裂板の間に破裂板よりも薄肉の薄肉部を一体成形するとともに、破裂板の周縁部にその肉厚を薄肉部の肉厚から徐々に厚くする傾斜面部を設けると、破裂部位を薄肉部に集中させることが可能となり、これにより破裂圧力を一層制御し易くなる。

尚、本願発明者らが行なった試験によると、上記傾斜面部の破裂板平面に対する傾斜角度は、これを 3 0度以上に設定すると、特に有効である。

また、破裂圧力の実際値は、圧力開放口の内径寸法（薄肉部の外径寸法）、破裂板の外径寸法（薄肉部の内怪寸法）、破裂板の厚さ、薄肉部の厚さおよび破裂板平面に対する傾斜面部の傾斜角度等を適宜調整することにより、設計段階で選定することが可能である。

また、これに加えて、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 3項による封口板においては、破裂板が破裂したときにこの破裂板が封口板の外部に飛散するのを防止することが可能となり、また請求の範囲第 4項による封口板によれば、当該封ロ板にブリーザ一機能を持たせることが可能となり、しかも気体を透過させて液体を透過させない圧力調整専用の機能を持たせることが可能となる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 5項による圧力調整機構は、電池、アルミ電解コンデンサ一または電気二重層コンデンサ一等の圧力容器に上記従来技術における防爆弁の代わりとして用いられるものであって、圧力容器内の圧力が高くなつたときにこの圧力を開放するとともに圧力容器内の圧力が低くなつたときに気体を吸入して圧力容器内を大気圧に保持する多孔質体からなる機能膜が設けられているために、この機能膜による気体透過機能ないしブリーザ一機能により、圧力容器内の圧力を一定に保持することが可能となり、また上記防爆弁における破裂板のような使い切りの部品を有していないために、圧力容器内の圧力を開放してからもこの圧力調整機構を利用し続けることが可能となる。また、圧力容器内の圧力が所定値に達するのを待たずに圧力を随時開放するように設定することができることから、圧力容器内に圧力吸収スペースを設ける必要がない。

またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 6項による圧力調整機構においては、多孔質体からなる機能膜に液体がしみ込まないように多孔質体からなる機能膜に撥水処理が施されているために、圧力容器内の電解液等の液体が機能膜を透過して外部へ漏洩するのを防止することが可能となる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 7項による圧力調整機構においては、多孔質体からなる機能膜またはその保持体が圧力により一定以上変形しないように押え部材が設けられているために、圧力容器内の高圧等により機能膜または保持体が変形して破損するのを防止することが可能となる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 8項による圧力調整機構においては、 P T F E素材を延伸法により加工して膜状の多孔質体を成形するとともにこの多孔質体に弗素系薬品をコ一ティングして撥水処理を施した機能膜が設けられているために、 P T F Eの耐薬品性に優れていると云う特性を活かして耐薬品性に優れた機能膜を構成することが可能となり、しかも 1枚の延伸シートから多数の機能膜を打ち抜くように成形することにより、機能膜を効率良く製造することが可能となる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 9項による圧力調整機構においては、機能膜の周縁部の膜厚方向両側および外周側を覆うゴム状弾性材製のシール部材が機能膜に組み付けられているために、組立性およびシール性を向上させることが可能となる。

更にまた、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 1 0項による圧力調整機構においては、機能膜の膜厚方向両側にゴム状弾性材製のシール部材がー体成形により組み付けられているために、やはり組立性およびシール性を向上させることが可能となる。図面の簡単な説明

第 1図は本発明の第一実施例に係る封口板の平面図であり、第 2図は第 1図における A— A線断面図であり、第 3図は第 1図における B— B線拡大半裁断面図であって防爆弁部の半裁断面図であり、第 4図は第 1図における C一 C線拡大半裁断面図であってプリ一ザ一部の半裁断面図であり、第 5図は金属端子の要部拡大断面図であり、第 6図は本発明の第二実施例に係る圧力調整機構を取り付けたコンデンサ一の断面図であり、第 7図は第 6図の要部拡大図であって圧力調整機構の拡大断面図であり、第 8図は本発明の第三実施例に係る圧力調整機構の断面図であり、第 9図は本発明の第四実施例に係る圧力調整機構の断面図であり、第 1 0図は本発明の第五実施例に係る圧力調整機構の断面図であり、第 1 1図は本発明の第六実施例に係る圧力調整機構の断面図であり、第 1 2図は従来例に係る封口板を備えた圧力容器の構造説明図である。発明を実施するための最良の形態

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第一実施例 . . ·

第 1図は、本発明の第一実施例に係る封口板 1の平面図を示しており、その A 一 A線断面図が第 2図に示されている。また、第 3図は第 1図における B— B線拡大半裁断面図、第 4図は同じく第 1図における C - C線拡大半裁断面図、第 5 図は金属端子 3の要部拡大断面図である。

当該実施例に係る封口板 1は、アルミ電解コンデンサーまたは電気二重コンデンサ一等の圧力容器（図示せず、第 1 2図参照）の開口部を閉塞するものであつて、以下のように構成されている。

すなわち先ず、上記圧力容器の開口部を閉塞する蓋状ないし平板状を呈する樹脂材製の封口板本体（狭義の封口板とも称する） 2が設けられており、この封口板本体 2が、ベークライトまたは P P S等の所定の高分子材料よりなる樹脂材料によって円板状の成形品として成形されている。

この封口板本体 2の平面を時計の文字盤に見立てた場合、通常その三時および九時位置に一対の金属端子 3， 3が設けられており、通常六時または十二時位置に防爆弁部 4またはブリーザ一部 5が設けられており、更に十二時位置にブリーザ一部 5または防爆弁部 4が設けられている。また、金属端子が封口板に 1本、圧力容器の底部に 1本のものもあり、この場合には、金属端子とブリーザ一部は封口板に通常三時および九時の位置に設けられている。

第 3図に拡大して示すように、防爆弁部 4は、以下のように構成されている。すなわち先ず、封口板本体 2の所定箇所に、その厚さ方向に貫通する孔状の圧力開放口 6が設けられており、この圧力開放口 6の内部に平板状の破裂板 7が設けられており、この破裂板 7が封口板本体 2に対して同種の樹脂材料をもつて一体に成形されている。圧力開放ロ6は平面円形に開口しており、この圧力開放口 6を全面に亙って閉塞すべく破裂板 7は円板状に成形されている。

また、この破裂板 7の周縁部であってこの破裂板 7と封口板本体 2の間に、その厚さを破裂板 7の厚さ 1 ₂ よりも一層薄肉とした環状の薄肉部 8が全周に亙って一体に成形されており、破裂板 7の周縁部に、その厚さを薄肉部 8の厚さから徐々に厚くする（ t i から t ₂ へと徐々に厚くする）環状の傾斜面部 9がやはり全周に亙って設けられている。この傾斜面部 9の破裂板 7平面に対する傾斜角度 Θは、 3 0度前後または 3 0度以上の大きさに設定されている。

尚、破裂板 7と薄肉部 8はその上面（外面）が面一状に形成されているため、上記構成は以下のように表現することも可能である。

すなわち、樹脂製の封口板本体 2に対して破裂板 7が圧力開放口 6を閉塞するように一体成形されており、破裂板 7の破裂部位を特定すべく、破裂板 7の周縁部下面に環状溝状の凹部 1 0が形成されており、破裂板 7をこの凹部 1 0形成部位において確実に破裂させるベく、凹部 1 0の内怪側の側面（破裂板 7の外周面 ) に傾斜面部 9が形成されている。

破裂板 7の上側に位置して圧力開放口 6の内壁に環状の段部 1 1が設けられており、この段部 1 1に、破裂板 7が破裂したときにこの破裂板 7が圧力開放口 6 の外部に飛散するのを防止する飛散防止部材としての止め輪 1 2が軸方向突当て式に圧入固定されている。この止め輪 1 2は、例えば C R形の止め輪であって、または金属等所定の剛材をもって環状に成形されており、環状の取付部 1 2 aの内周側に環状を呈するス卜ツバ一部 1 2 bがー体に成形されている。取付部 1 2 aは、その断面形状をテーパー状に成形されてパネ性を有しており、このパネ性をもって止め輪 1 2全体を圧力開放口 6の内周に固定している。また、ストツバ —部 1 2 bは、その内径寸法を破裂板 7の外径寸法よりも小さく設定されており、これにより破裂板 7がこのス卜ツバ一部 1 2 bの内周を通過することができないようにされている。

以上の構成を備えた防爆弁部 4は、圧力容器の内圧が所定値に達したときに破裂板 7が薄肉部 8において破裂し、内圧を大気開放する。したがって、圧力容器の内圧が異常に高くなって圧力容器が爆発するのを未然に防止することができるものである。

また、破裂板 7の外側に飛散防止部材としての止め輪 1 2が設けられているために、破裂板 7は圧力容器の内圧上昇により破裂しても圧力開放口 6の外部に飛び出すことがない。したがって、破裂板 7が圧力開放□ 6の外部に飛び出して周辺機器に衝突し、これらの機器を壊すのを未然に防止することができるものである。

つぎに、第 4図に拡大して示すように、ブリーザ一部 5は、以下のように構成されている。

すなわち先ず、封口板本体 2の所定箇所に、その厚さ方向に貫通する孔状の通気流路 1 3が設けられており、この通気流路 13の内側に機能膜取付空間 14が設けられており、この取付空間 14にシール部材 1 5および機能膜 16が挿入されて保持部材 17によって保持されている。

このうち先ず、機能膜 16は、 PTFE (四弗化工チレン樹脂）製の連続気孔の多孔質体の膜であってこれに撥水処理を施したものであり、その特性として気体透過性および液体不透過性を有している。また、この機能膜 16は、圧力容器の内圧が大気圧よりも高くなつたときにこの圧力を外部開放するとともに圧力容器の内圧が大気圧よりも低くなったときに大気を吸入して圧力容器内を大気圧に保持するように多孔質体によって膜状ないし平面状に成形されており、また、耐薬品性に優れた P T F E素材を延伸法により加工して膜状の多孔質体を成形するとともにこの多孔質体に弗素系薬品をコーティングして撥水処理を施すことにより成形されており、その表面のみならず、多孔質体の内部も弗素系薬品により撥水処理がなされている。多孔質体の孔の大きさは、実寸で 0. 05〜1 μιη程度とされている。したがって、これらの条件を満たすことにより、圧力容器の内外の差圧が 0. 01 k g/cm² 程度のときからブリーザ一機能を奏して圧力容器の内圧を一定に保ち、よつて圧力容器の爆発を防止するとともに電解液等の内封液の漏洩を防止するブリーザ一が構成されている。

また、この機能膜 1 6の素材には、 PTFEの他に、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、ポリイミド、ポリアミドイミド等が適用可能であり、その製造方法は材料により選択され、延伸法、トラックエッチング法、溶融相分離法、相転換法または複合膜法等があり、 PTFEについては上記したように延伸法が適している。

尚、延伸法とは、結晶性ポリマーに熱をかけたり、可塑剤を添加し可塑化した後、直角方向に延伸し、フィルムに歪みを与え、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、 P T F E等の精密濾過膜がある。

また、シール部材 1 5は、シリコーンゴムまたはエチレンプロピレンゴム（E P D M、 E P M ) 、ブチルゴム、不飽和系ゴムを水素添加したゴム等の高飽和系ゴム等の所定のゴム状弾性材をもって環状に成形されており、機能膜 1 6の外周部や封口板本体 2と保持部材 1 7の間を液体が通過するのを防止する。図示したシール部材 1 5には、シール性を一層高めるべく、その上下面にそれぞれ環状のビード 1 5 aが設けられているが、このビード 1 5 aは必要に応じて設けられるものであって、なくても良い。

また、保持部材 1 7は、 P P S等の所定の高分子材料よりなる樹脂材料またはアルミ材料等をもって環状に成形されており、取付空間 1 4にその内側から所定の圧入しろをもって圧入固定されている。その機能は、上記したようにシール部材 1 5および機能膜 1 6を取付空間 1 4内に保持するとともに、シール部材 1 5 を適度に圧縮して所定のシール面圧を発生させることにある。この保持部材 1 7 の封口板本体 2に対する固定方法は、上記した圧入の他に、溶着また接着等であつても良い。

以上の構成を備えたブリーザ一部 5は、その構成部品である機能膜 1 6が気体透過性および液体不透過性を有し、更にフィルタ一機能を有しているために、圧力容器内に発生する電解液の反応ガス、特に水素ガスや二酸化炭素等がこの機能膜 1 6を透過することが可能とされている。したがって、圧力容器の内圧がこの反応ガスの発生によつて上昇するのを防止するとともに内部液体の漏洩を防止し、外部液体の浸入を防止し、更に外部塵埃類等の異物の侵入を防止することができるものである。尚、このようなブリーザ一機能を備えたブリーザ一部 5が設けられていることにより、上記防爆弁部 4が作動するのは、圧力容器の内圧が急激に上昇する場合に限られることになる。

つぎに、一対の金属端子 3について説明すると、この金属端子 3はそれぞれ、樹脂材製の封口板本体 2に対してその厚さ方向に貫通するように埋設されアルミ電解コンデンサ一にあってはアルミニウム製の電極端子であって、その外周面 3 aに、第 5図に拡大して示すような環状を呈する抜け止め用の埋設鍔部 1 8が設けられており、この埋設鍔部 1 8が以下のように構成されている。

すなわち先ず、金属端子 3の外周面 3 aに環状の鍔部 1 8が怪方向外方に向けて一体に成形されており、この鍔部 1 8の最外周端部に環状ないし筒状の爪部 1 9， 2 0が軸方向一方および他方に向けてそれぞれ一体に成形されており、図上下側の爪部 2 0の内周側に環状ないし筒状を呈する第三の爪部 2 1が下方向に向けて一体に成形されている。

また、上側の爪部 1 9の内周側に設けられた環状溝状の凹部 2 2の内部底面 2 2 aが断面半円形ないし円弧形に形成されていて、これによりこの内部底面 2 2 aの外周側に位置する上側爪部 1 9の根元部分 1 9 aの厚さがその基端側から先端側にかけて徐々に薄くなるように形成されている。これに対して、上側爪部 1 9の先端部 1 9 bは、その厚さが一定に形成されている。

そして、各部の寸法が以下のように設定されている。

すなわち先ず、上側爪部 1 9全体の長さ（軸方向の長さ、すなわち高さ）を L 1 、上側爪部 1 9における根元部 1 9 aの長さを L ₂ として、

L i / L ₂ ≥ 1

が満たされるように寸法が設定されており、また、下側爪部 2 0の長さを L ₃ 、第三爪部 2 1の長さを L ₄ として、

L ₃ / L ₄ ≥ 1

が満たされるように寸法が設定されている。

したがって、このように各部の寸法が設定されて最外周部の爪 1 9， 2 0の長さが長く設定されていることにより、以下の作用効果を奏することが可能とされている。

すなわち、封口板本体 2の材料の線膨張係数と金属端子 3のアルミ材料の線膨張係数の差によっては、電解液の反応により高温となった場合に、封口板本体 2 と金厲端子 3の界面に隙間が生じる可能性があるのに対して、最外周の爪部 1 9 ， 2 0の長さを長くしたことにより、封口板本体 2の膨張または収縮の変化にァルミ最外周部を十分に追随させることが可能となる。したがって、封口板本体 2 とアルミ材料よりなる金属端子 3の界面に隙間が生じるのを防止し、該部シ一ル性を向上させることができる。

第二実施例 · · - 第 6図は、本発明の第二実施例に係る圧力調整機構を有する封口板 3 1を取り付けたコンデンサー 4 1の断面を示しており、その要部が第 7図に拡大して示されている。第 7図では、図の下方がコンデンサー 4 1の内部側 A、上方がコンデンサ一 4 1の外側であって大気側 Bである。

当該実施例は、先ず、ベークライトまたは P P S等の樹脂等の剛材によって板状に成形された封口板 3 1を有しており、この封口板 3 1の平面内にコンデンサ一 4 1の内外を連通させる開口部 3 1 aが設けられるとともに、この開口部 3 1 aの周縁部であつて大気側 B寄りの位置に内向きフランジ状ないし鍔状の係合部 (抜止め部とも称する） 3 l bが設けられており、この係合部 3 1 bに係合するようにコンデンサー 4 1の内部側 Aから開口部 3 1 aに、外側の保持体 3 2、機能膜 3 3、内側の保持体 3 4および押え部材 3 5が順次挿入されている。

これらの部品のうち、先ず、外側の保持体（ゴム状弾性体シート） 3 2は、機能膜 3 3をその外側から保持することができるようにシリコーンゴムまたはェチレンプロピレンゴム（E P D M、 E P M ) 、ブチルゴム、不飽和系ゴムを水素添加したゴム等の高飽和系ゴム等のゴム状弾性材によってシート状ないし平板状に成形されており、その平面中央に孔状の連通部 3 2 aが設けられるとともに、その外周縁部の上下面にそれぞれ、上記係合部 3 1 bの下面または機能膜 3 3の上面に密接してこれらとの間のシール性を高めるためのビード部 3 2 bがー体成形されている。保持体 3 2が円板状である場合、ピ一ド部 3 2 bは環状に成形されており、 1本または複数本（図では 2本）のビード部 3 2 bが円板に対して同心状に設けられている。

機能膜（単に、膜とも称する） 3 3は、コンデンサ一 4 1内の圧力が大気圧より高くなつたときにこの圧力を開放するとともにコンデンサー 41内の圧力が大気圧より低くなったときに大気を吸入してコンデンサ一 41内を大気圧に保持するように多孔質体によって膜状ないし平面状に成形されており、また、耐薬品性に優れた PTFE (四弗化工チレン樹脂）素材を延伸法により加工して膜状の多孔質体を成形するとともにこの多孔質体に弗素系薬品をコ一ティングして撥水処理を施すことにより成形されており、その上下面のみならず、多孔質体の内部も弗素系薬品により撥水処理がなされている。多孔質体の孔の大きさは実寸で 0. 05〜 1 jLt m程度とされている。したがって、これらの条件を満たすことにより、コンデンサ一 41内外の差圧が 0. 01 k gZcm² 程度のときからブリーザ一機能を奏してコンデンサ一 41内の圧力を一定に保ち、よってコンデンサー 4 1の爆発を防止するとともに電解液等の内封液の漏洩を防止する「プリ一ザ一」が構成されている。

また、この機能膜 33の素材には、 PTFEの他に、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、ポリイミド、ポリアミドイミド等が適用可能であり、その製造方法は材料により選択され、延伸法、トラックエッチング法、溶融相分離法、相転換法または複合膜法等があり、 PTFEについては上記したように延伸法が適している。

延伸法とは、結晶性ポリマーに熱をかけたり、可塑剤を添加し可塑化した後、直角方向に延伸し、フィルムに歪みを与え、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等の精密濾過膜がある。

内側の保持体 34は、機能膜 33と押え部材 35との間に介装される緩衝材ないしシール材として、シリコーンゴムまたはエチレンプロピレンゴム（EPDM 、 EPM) 、ブチルゴム、不飽和系ゴムを水素添加したゴム等の高飽和系ゴム等のゴム状弾性材よりなる 0リングないしパッキンにより構成されている。

また、押え部材 35は、外側の保持体 32、機能膜 33および内側の保持体 3 4よりなる積層部品を封□板 3 1の開口部 3 1 aに押し込むことができるようにアルミニウム等の金属または P P S等の樹脂等の剛材によって成形されており、開口部 3 1 aの内周側に圧入固定される筒状部 3 5 aと、この筒状部 3 5 aの上端部に一体成形されて上記積層部品を押圧支持する平板状の蓋部 3 5 bと、筒状部 3 5 aの下端部に一体成形されて封口板 3 1の開口周縁部にコンデンサー 4の内部側 Aから係合し、圧入量を特定するための外向きフランジ状ないし鍔状の係合部 3 5 cとが一体に設けられている。蓋部 3 5 bの平面中央には孔状の連通部 3 5 dが設けられている。アルミ電解コンデンサーの場合には成形材料とするァルミニゥムは、純アルミ（9 9 . 7 %以上）が適している。

上記構成を備えた圧力調整機構は、上記したようにアルミ電解コンデンサ一または電気二重層コンデンサ一等のコンデンサー 4 1や電池の開口部に上記従来技術における防爆弁の代わりとして用いられるものであって、上記構成により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。

すなわち先ず、コンデンサー 4 1内でガスが発生する等してコンデンサー 4 1 内の圧力が大気圧より高くなつたときにこの圧力を外部へ放出するとともに、コンデンサ一 4 1内の温度が低下する等してコンデンサ一 4 1内の圧力が大気圧より低くなつたときに大気をコンデンサ一 4 1内に導入して、コンデンサ一 4 1内の圧力を常に大気圧状態に保持する多孔質体よりなる機能膜 3 3が封口板 3 1の開口部 3 1 aを遮るように設けられているために、この多孔質体からなる機能膜 3 3による気体透過機能ないしブリーザ一機能によって、コンデンサ一 4 1内の圧力を常に大気圧状態に保持することができ、これによりコンデンサー 4 1内に高圧が蓄えられてコンデンサ一 4 1が爆発するのを防止することができる。多孔質体による気体透過機能ないしブリ一ザ一機能はその作動特性が安定しており、またブリ一ザ一機能が開始されるコンデンサー 4 1内外の差圧の大きさは、機能膜 3 3を製造するときに多孔質体の孔の大きさ等について機能膜の多孔質構造を適宜変更することにより、調整することが可能である。したがってこのような調整によりコンデンサ一 4 1内の電解液の減りを減らすことにより、ドライアップの発生を抑えることもできる。

また、この機能膜 3 3は随時ブリーザ機一能を奏するものであって、上記防爆弁における破裂板のように使い切りの部品ではない。したがってコンデンサ一 4 1内の高圧を随時放出しながらこの機能膜 3 3を利用し続けることができるために、経済的であり、また圧力放出のたびに部品を新品と交換する手間暇を省略することができる。

また、機能膜 3 3は随時ブリーザ一機能を奏するものであって、上記防爆弁における破裂板のようにコンデンサ一 4 1内の圧力が所定値に達するのを待って高圧を一挙に放出するものではない。したがって、上記防爆弁におけるガス溜まりのような空間をコンデンサ一 4 1に設ける必要がないために、この分、コンデンサ一 4 1の内容積を縮小してコンデンサー 4 1を小型化することができる。また、上記圧力調整機構においては、機能膜 3 3が多孔質体とされていて、しかもこの多孔質体からなる機能膜 3 3の内外に撥水処理がなされているために、機能膜 3 3が常にプリ一ザ一機能を奏するものであっても、コンデンサー 4 1内の電解液等の液体がこの機能膜 3 3を透過して外部へ漏洩するのを防止することができる。また反対に、雨水等の外部の液体が機能膜 3 3を透過してコンデンサ一 4 1内に浸入するのを防止することもできる。

また、上記圧力調整機構においては、その構成部品として押え部材 3 5が設けられていて、この押え部材 3 5が外側の保持体 3 2、機能膜 3 3および内側の保持体 3 4よりなる積層部品を封口板 3 1の開口部 3 1 a内に押し付けているために、機能膜 3 3またはその保持体 3 2， 3 4がコンデンサ一 4 1内の圧力により一定以上変形するのを防止することが可能である。したがってコンデンサー 4 1 内の圧力によつて機能膜 3 3または保持体 3 2 , 3 4が大きく変形して破損するのを防止することができる。

更にまた、上記圧力調整機構においては、機能膜 3 3が P T F E素材を延伸法により加工して膜状の多孔質体を成形するとともにこの多孔質体に弗素系薬品をコ一ティングして撥水処理を施すことにより成形されているために、 P T F Eの耐薬品性に優れていると云う特性を活かして耐薬品性に優れた機能膜 3 3を構成することができ、しかも 1枚の延伸シートから多数の機能膜 3 3を打ち抜くように成形することにより、多数の機能膜 3 3を効率良く製造することができる。上記機能膜 3 3をその内外から保持する保持体 3 2， 3 4の構成については、様々な態様が考えられる。この保持体 3 2， 3 4は、多孔質体からなる機能膜 3 3が必要以上に大きく変形することがないように、これを支持することができれば良いものである。

第三実施例 · · ·

第 8図の例では、この保持体 3 2， 3 4が内外（上下）ともアルミニウム等の金属または P P S等の樹脂等の剛材によって成形されており、この剛材製の保持体 3 2， 3 4が、互いに係合する係合部 3 2 c， 3 4 aを有して互いに位置決めされるとともに機能膜 3 3の外周縁部をその上下から挟み込んでいる。外側（上側）の支持体 3 2と封口板 3 1の係合部 3 1 bとの間には、両者の間をシールするために角リング状のパッキンまたは 0リング等よりなる環状のシール部材 3 6 が介装されており、内側（下側）の支持体 3 4には、その平面中央に孔状の連通部 3 4 bが設けられている。但し、この内側の支持体 3 4は、これをゴム状弾性材によって成形することにしても良く、押え部材 3 5は座金タイプであっても良レ、。また保持体 3 2 , 3 4と機能膜 3 3は両者を融着（熱融着）するようにしても良い。第四実施例 · · ·

また、第 9図に示すように、機能膜 3 3の外周縁部の膜厚方向両側および外周側を覆うゴム状弾性材製のシール部材（ゴムガスケットとも称する） 3 7を機能膜 3 3に予め組み付けるようにすると、封口板 3 1ないし圧力調整機構の組立作業に係る部品点数が削減されるために、組立作業性を向上させることができる。機能膜 3 3はポーラス P T F E等の連続気孔の多孔質体によつて形成されており、シール部材 3 7は所定のゴムによって形成されている。シール部材 3 7の上面部 3 7 aには孔状の連通部 3 7 bが設けられており、上面部 3 7 a下部には、圧力により機能膜 3 3が変形するのを防止するリブ 3 7 cが設けられており、上下両面にはそれぞれビ一ド部 3 7 dが設けられている。また、このように機能膜 3 3の外周縁部をシール部材 3 7で覆うようにすると、容器内部の液体が機能膜 3 3の外周縁部を伝って外部へ漏れるのを有効に防止することができる。符号 3 8 は、孔状の連通部 3 8 aを備えた押え部材であり、当該機構は、機能膜 3 3およびシール部材 3 7よりなる組立品と押え部材 3 8の 2点のみから構成されている点に特徴を有している。

第五実施例 · · ·

また、第 1 0図に示すように、機能膜 3 3の膜厚方向両側にゴム状弾性材製のシール部材 3 9を一体成形により予め組み付けるようにすると、やはり封口板 3 1ないし圧力調整機構の組立作業に係る部品点数が削減されるために、組立作業性を向上させることができる。機能膜 3 3は連続気孔のポリプロピレン多孔質膜 ( P P膜）によって形成されており、シール部材 3 7は所定のゴムによって形成されている。また、このように機能膜 3 3の上下両面にそれぞれシール部材 3 9 を一体成形により予め組み付けると、容器内部の液体が機能膜 3 3の外周縁部を伝って外部へ漏れるのを有効に防止することができる。符号 3 8は、孔状の連通部 3 8 aを備えた押え部材であり、当該機構は、機能膜 3 3およびシール部材 3 7よりなる組立品と押え部材 3 8の 2点のみから構成されている点に特徴を有している。

第六実施例 · - ·

また、第 1 1図に示すように、機能膜 3 3上下両面のシール部材 3 9は、機能膜 3 3に予め透孔 3 3 aを設けることにより、両シール部材 3 9を互いに一体成形するようにしても良い。発明の効果及び産業上の利用可能性

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 1項による封口板においては、圧力容器の開口部を閉塞する樹脂製の封口板本体に破裂板が一体成形されているために、この樹脂材の備える材料特性によって、破裂圧力のばらつきを従来よりも小さくすることが可能となる。したがって、破裂圧力のばらつきを小さくして破裂圧力の制御を容易化することができる。また、封口板本体と破裂板がー体成形されるために、部品点数を従来よりも削減することができる。

また、これに加えて、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 2項による封口板においては、封口板本体と破裂板の間に破裂板よりも薄肉の薄肉部が一体成形されるとともに、破裂板の周縁部にその肉厚を薄肉部の肉厚から徐々に厚くする傾斜面部が設けられているために、破裂部位を薄肉部に集中させることが可能となり、破裂板をこの薄肉部において確実に破裂させることが可能となる。したがつて、破裂圧力の制御を一層容易化することができる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 3項による封口板においては、破裂板が破裂したときにこの破裂板が封口板の外部に飛散するのを防止する止め輪等の飛散防止部材が設けられているために、破裂板はこれが圧力容器の内圧上昇によって破裂しても封口板の外部に飛び出すのが防止される。したがって、破裂板が封口板の外部に飛び出して周辺機器に衝突し、これらの機器を壊すのを未然に防止することができる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 4項による封口板においては、気体透過性および液体不透過性を備えた機能膜を有するブリーザ一部が設けられているために、このブリーザ一部がプリ一ザ一機能を発揮することにより、圧力容器内に圧力吸収スペースを確保する必要がないことになる。したがって、この分、圧力容器の内容積を縮小し、圧力容器を小型化することができる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 5項による圧力調整機構においては、圧力容器内の圧力が高くなつたときにこの圧力を開放するとともに圧力容器内の圧力が低くなつたときに気体を吸入して圧力容器内を大気圧に保持する多孔質体からなる機能膜が設けられているために、この多孔質体からなる機能膜による気体透過機能ないしブリーザ一機能によって、圧力容器内の圧力を常に大気圧に保持することができ、これにより圧力容器内に高圧が蓄えられて圧力容器が爆発するのを未然に防止することができる。多孔質体による気体透過機能ないしブリ一ザ一機能はその作動特性が安定しており、またプリ一ザ一機能が開始される圧力容器内外の差圧の大きさは、機能膜を製造するときに多孔質体の孔の大きさ等について機能膜の多孔質構造を適宜変更することにより、調整することが可能である。したがって、このような調整により圧力容器内の電解液の減りを減らすことにより、ドライアップの発生を抑えることができる。

また、多孔質体からなる機能膜は随時ブリーザ一機能を奏するものであって、防爆弁における破裂板のように使い切りの部品ではない。したがって、圧力容器内の高圧を随時放出しながらこの機能膜を利用し続けることができるために、経済的であり、また圧力放出のたびに部品を新品と交換する手間暇を省略することができる。

また、機能膜は随時ブリーザ一機能を奏するものであって、防爆弁における破裂板のように圧力容器内の圧力が所定値に達するのを待って高圧を一挙に放出するものではない。したがって、防爆弁における圧力吸収スぺ一スを圧力容器に設ける必要がないために、この分、圧力容器の内容積を縮小して圧力容器を小型化することができる。

またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 6項による圧力調整機構においては、多孔質体からなる機能膜に液体がしみ込むことがないように機能膜に撥水処理が施されているために、機能膜が常にブリ一ザ一機能を奏するものであっても、圧力容器内の電解液等の液体がこの機能膜を透過して外部へ漏洩するのを防止することができる。また反対に、雨水等の外部の液体が機能膜を透過して圧力容器内に浸入するのを防止することもできる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 7項による圧力調整機構においては、多孔質体からなる機能膜またはその保持体が圧力により一定以上変形することがないように押え部材が設けられているために、圧力容器内の圧力によって機能膜または保持体が大きく変形して破損するのを防止することができる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 8項による圧力調整機構においては、 P T F E素材を延伸法により加工して膜状の多孔質体を成形するとともにこの多孔質体に弗素系薬品をコーティングして撥水処理を施した機能膜が設けられているために、 P T F Eの耐薬品性に優れていると云う特性を活かして耐薬品性に優れた機能膜を構成することができ、しかも 1枚の延伸シートから多数の機能膜を打ち抜くように成形することにより、多数の機能膜を効率良く製造することができる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 9項による圧力調整機構においては、機能膜の周縁部の膜厚方向両側および外周側を覆うゴム状弾性材製のシール部材が機能膜に組み付けられているために、組立性およびシール性を向上させることができる。

また、上記構成を備えた本発明の請求の範囲第 1 0項による圧力調整機構においては、機能膜の膜厚方向両側にゴム状弾性材製のシール部材がー体成形により組み付けられているために、やはり組立性およびシール性を向上させることができる。

更にまた、請求の範囲の全項に共通して、破裂圧力の制御が困難なゴム製の破裂板を備えていなくても、圧力容器内の圧力が異常に高まって圧力容器が爆発するのを防止することができる。

Claims

請求の範囲

1. 圧力容器の開口部を閉塞する樹脂製の封口板本体（2) に破裂板（7) を一体成形したことを特徴とする封口板。

2. 圧力容器の開口部を閉塞する樹脂製の封口板本体（2) に一体成形された破裂板（7) と、前記封口板本体（2) と前記破裂板（7) の間に一体成形された前記破裂板（7) よりも薄肉の薄肉部（8) とを有し、前記破裂板（7) の周縁部にその厚さを前記薄肉部（8) の厚さから徐々に厚くする傾斜面部（9) を設けたことを特徴とする封口板。

3. 請求の範囲第 1項または第 2項の封口板において、

破裂板（7) が破裂したときに前記破裂板（7) が封口板（ 1 ) の外部に飛散するのを防止する止め輪（ 12) 等の飛散防止部材を設けたことを特徴とする封口板。

4. 請求の範囲第 1項または第 2項の封口板において、

気体透過性および液体不透過性を備えた機能膜（ 16) を有するブリーザ一部 (5) を設けたことを特徴とする封口板。

5. 電池、アルミ電解コンデンサ一または電気二重層コンデンサ一等の圧力容器 (41 ) に用いられる圧力調整機構であって、

前記圧力容器（41 ) 内の圧力が高くなつたときに前記圧力を開放するとともに前記圧力が低くなつたときに気体を吸入して前記圧力容器（41 ) 内を大気圧に保持する多孔質体からなる機能膜（33) を有することを特徴とする圧力調整機 ifeo

6. 請求の範囲第 5項の圧力調整機構において、

多孔質体からなる機能膜（33) に液体がしみ込むことがないように前記機能膜（33) に撥水処理を施したことを特徴とする圧力調整機構。

7. 請求の範囲第 5項の圧力調整機構において、

多孔質体からなる機能膜（33) またはその保持体（32) (34) が圧力により一定以上変形することがないように押え部材（35) を設けたことを特徴とする圧力調整機構。

8. PTFE素材を延伸法により加工して膜状の多孔質体を成形するとともに前記多孔質体に弗素系薬品をコ一ティングして撥水処理を施した機能膜（33) を有することを特徴とする圧力調整機構。

9. 請求の範囲第 4項、第 5項、第 6項、第 7項または第 8項の記載において、機能膜（33) の周縁部の膜厚方向両側および外周側を覆うゴム状弾性材製のシール部材（37) を前記機能膜（33) に組み付けたことを特徴とする圧力調

1 0. 請求の範囲第 4項、第 5項、第 6項、第 7項または第 8項の記載において機能膜（33) の膜厚方向両側にゴム状弾性材製のシール部材（39) を一体成形により組み付けたことを特徴とする圧力調整機構。