JP2013062120A - Battery with safety valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は，安全弁を備えた電池に関する。さらに詳細には，電池の内部圧力が上昇した時に開弁し，余分なガスを排出する安全弁を備えた電池に関する。 The present invention relates to a battery provided with a safety valve. More specifically, the present invention relates to a battery equipped with a safety valve that opens when the internal pressure of the battery increases and discharges excess gas.
電池は，携帯電話やノート型パソコンなどの電子機器用の電源として，また，ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両用の電源として，多岐にわたる分野で利用されている。そして，電池には，ニッケルカドミウム二次電池，ニッケル水素二次電池，リチウムイオン二次電池などがある。 Batteries are used in various fields as power sources for electronic devices such as mobile phones and laptop computers, and as power sources for vehicles such as hybrid cars and electric cars. Examples of the battery include a nickel cadmium secondary battery, a nickel hydride secondary battery, and a lithium ion secondary battery.
電池には，例えば内部短絡などの異常時において，その内部にガスが発生することがある。そして，電池の外形をなす電池ケースには，ガスの発生により内部圧力が上昇した時に開弁し，余分なガスを排出するための安全弁が備えられている。これにより，電池の内部圧力が，過度に上昇しないようにされている。このような機能を持つ安全弁の構造として，特許文献１が挙げられる。 In the case of an abnormality such as an internal short circuit, gas may be generated inside the battery. The battery case that forms the outer shape of the battery is provided with a safety valve that opens when the internal pressure rises due to the generation of gas and discharges excess gas. This prevents the internal pressure of the battery from rising excessively. Patent document 1 is mentioned as a structure of the safety valve which has such a function.
特許文献１の安全弁は，ケース内部に連通する排出穴が形成された弁部材と，シールリップ部を有する弁体とを有している。そして特許文献１には，弁体のシールリップ部を，排出穴を塞ぐように弁部材に押し付けてなるシール構造が開示されている。 The safety valve of Patent Document 1 includes a valve member in which a discharge hole communicating with the inside of the case is formed, and a valve body having a seal lip portion. Patent Document 1 discloses a seal structure in which a seal lip portion of a valve body is pressed against a valve member so as to close a discharge hole.
しかしながら，特許文献１の図２に開示されている安全弁においては，電池の密閉性が良くないという問題があった。シールリップ部が薄いことによりシール長が短く，シール性が低いからである。このため，電池の内部圧力が安全弁の開弁圧以下であっても，電池内部のガスが徐々に流出する。これにより，電池内部の組成が変化してしまうおそれがあった。 However, the safety valve disclosed in FIG. 2 of Patent Document 1 has a problem that the sealing performance of the battery is not good. This is because the seal lip is thin, so the seal length is short and the sealing performance is low. For this reason, even if the internal pressure of the battery is lower than the opening pressure of the safety valve, the gas inside the battery gradually flows out. As a result, the composition inside the battery may change.
そこで，特許文献１の図５に開示されている安全弁においては，シールリップ部を厚くしている。シール長を長くし，シール性を向上させるためである。しかし，シールリップ部を厚くすることにより，開弁圧が安定しないという問題があった。シール長が長いことにより，シール部においては，安全弁の構成部材の寸法公差やシール部の面粗さ，シールリップ部の硬度などのばらつきの影響を受ける面積が大きくなる。これにより，シール部の面圧が，場所によって，また個体によってばらついてしまうためである。 Therefore, in the safety valve disclosed in FIG. 5 of Patent Document 1, the seal lip portion is thickened. This is to increase the seal length and improve the sealing performance. However, there is a problem that the valve opening pressure is not stabilized by increasing the thickness of the seal lip. Due to the long seal length, the area of the seal portion that is affected by variations such as the dimensional tolerance of the components of the safety valve, the surface roughness of the seal portion, and the hardness of the seal lip portion increases. This is because the surface pressure of the seal portion varies from place to place and from individual to individual.
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，電池の密閉性が高く，開弁圧の安定した安全弁を備えた電池を提供することである。 The present invention has been made for the purpose of solving the problems of the prior art described above. That is, an object of the present invention is to provide a battery having a safety valve having a high sealing performance and a stable valve opening pressure.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の電池は，電池の外形の一部をなし，電池の内圧が上昇した際に電池内の気体の一部を外部に排出させる安全弁を備えた電池であって，安全弁は，電池の外形をなす電池ケースに取り付けられ，電池の内側と外側とを連通する排出穴が形成された弁部材と，弁部材における電池の外側の位置に，弁部材に向かって押し付けられて配置されるとともに，排出穴を覆う弾性部材とを有し，弁部材と弾性部材とが接触するシール部位には，排出穴を囲む環状の内シール部位と，内シール部位を囲む環状の外シール部位とが形成されており，内シール部位における接触の面圧が外シール部位における接触の面圧より高く，外シール部位における接触のシール長が内シール部位における接触のシール長より長いことを特徴とする電池である。 The battery of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, is a battery comprising a safety valve that forms part of the outer shape of the battery and discharges part of the gas in the battery to the outside when the internal pressure of the battery increases. The safety valve is attached to the battery case that forms the outer shape of the battery, and has a valve member in which a discharge hole is formed to communicate the inside and outside of the battery, and the valve member is positioned outside the battery and faces the valve member. And an elastic member that covers the discharge hole, and the seal portion where the valve member and the elastic member contact each other includes an annular inner seal portion that surrounds the discharge hole and an inner seal portion. The contact pressure at the inner seal part is higher than the contact pressure at the outer seal part, and the contact seal length at the outer seal part is higher than the contact seal length at the inner seal part. Long It is battery characterized by.
本発明の安全弁は，面圧が高くシール長の短い内シール部位と，面圧が低くシール長の長い外シール部位との，２つのシール部位を有している。そして，外シール部位においては，シール性が高い。シール長が長いからである。一方，内シール部位においては，開弁圧が安定している。シール長が短いことにより，シール部位においては，面圧の分布のばらつきが低減されているからである。すなわち，シール性の高い外シール部位と，開弁圧が安定した内シール部位との，２つのシール部位を有しているのである。 The safety valve of the present invention has two seal portions, an inner seal portion having a high surface pressure and a short seal length, and an outer seal portion having a low surface pressure and a long seal length. And in the outer seal | sticker site | part, the sealing performance is high. This is because the seal length is long. On the other hand, the valve opening pressure is stable at the inner seal portion. This is because the variation in the surface pressure distribution is reduced at the seal portion due to the short seal length. That is, it has two seal parts, an outer seal part with high sealing performance and an inner seal part with stable valve opening pressure.
そして，内シール部位においては，シール長が短く，シール性は低い。つまり，内シール部位からは，電池の内部圧力が正常であるにもかかわらず，ガスが流出するおそれがある。しかし，内シール部位から流出したガスは，外シール部位より外部には流出しにくい。外シール部位においては，シール長が長く，シール性が高いからである。これにより，電池の内部圧力が正常である通常使用時において，電池の密閉性は，シール性の高い外シール部位により保つことができる。 At the inner seal site, the seal length is short and the sealing performance is low. That is, gas may flow out from the inner seal portion even though the internal pressure of the battery is normal. However, the gas flowing out from the inner seal portion is less likely to flow out from the outer seal portion. This is because the seal length is long and the sealing performance is high at the outer seal portion. As a result, during normal use where the internal pressure of the battery is normal, the battery can be kept hermetically sealed by the outer seal portion having high sealing performance.
また，電池の内部圧力が上昇した場合には，まず，内シール部位が開弁する。そしてこの時，外シール部位も開弁することとなる。外シール部位の面圧は，内シール部位の面圧よりも低いからである。つまり，安全弁の開弁圧は，内シール部位により規定されている。さらに，内シール部位においては，シール長が短いことにより，開弁圧が安定している。これにより，安全弁の開弁圧は，開弁圧の安定している内シール部位により規定されているのである。よって，電池の密閉性が高く，開弁圧の安定した安全弁を備えた電池を構築することができる。 Also, when the internal pressure of the battery rises, first, the inner seal part opens. At this time, the outer seal portion is also opened. This is because the surface pressure of the outer seal portion is lower than the surface pressure of the inner seal portion. That is, the valve opening pressure of the safety valve is defined by the inner seal part. Furthermore, the valve opening pressure is stable at the inner seal portion due to the short seal length. Thus, the valve opening pressure of the safety valve is defined by the inner seal portion where the valve opening pressure is stable. Therefore, it is possible to construct a battery having a safety valve with high sealing performance and a stable valve opening pressure.
また，上記に記載の電池において，弁部材のうち，弾性部材と接触するシール部位には，排出穴を囲む環状の連続的な第１の突起部と，第１の突起部を囲む環状の連続的な第２の突起部とが形成されており，第２の突起部の断面における曲率半径が，第１の突起部の断面における曲率半径より大きく，第１の突起部により内シール部位が形成され，第２の突起部により外シール部位が形成されていてもよい。また，上記に記載の電池において，弾性部材のうち，弁部材と接触するシール部位には，排出穴を囲む環状の連続的な第１の突起部と，第１の突起部を囲む環状の連続的な第２の突起部とが形成されており，第２の突起部の断面における曲率半径が，第１の突起部の断面における曲率半径より大きく，第１の突起部により内シール部位が形成され，第２の突起部により外シール部位が形成されていてもよい。また，弁部材と弾性部材とのシール部位には，排出穴を囲む第１のリング部材と，第１のリング部材を囲む第２のリング部材とが挟み込まれており，第２のリング部材のシール部位となる部分の断面における曲率半径が，第１のリング部材のシール部位となる部分の断面における曲率半径より大きく，第１のリング部材により内シール部位が形成され，第２のリング部材により外シール部位が形成されていてもよい。これらのように，シール部位の構成には，様々なパターンが考えられる。そして，これらシール部位の構成はいずれも，電池の密閉性が高く，開弁圧の安定した安全弁を備えた電池を構築することができる。 Further, in the battery described above, in the valve member, the seal portion that contacts the elastic member includes an annular continuous first protrusion that surrounds the discharge hole and an annular continuous that surrounds the first protrusion. A second projecting portion is formed, the radius of curvature in the section of the second projecting portion is larger than the radius of curvature in the section of the first projecting portion, and the first projecting portion forms an inner seal portion. In addition, an outer seal portion may be formed by the second protrusion. Further, in the battery described above, among the elastic members, the seal portion that contacts the valve member includes an annular continuous first protrusion that surrounds the discharge hole and an annular continuous that surrounds the first protrusion. A second projecting portion is formed, the radius of curvature in the section of the second projecting portion is larger than the radius of curvature in the section of the first projecting portion, and the first projecting portion forms an inner seal portion. In addition, an outer seal portion may be formed by the second protrusion. In addition, a first ring member that surrounds the discharge hole and a second ring member that surrounds the first ring member are sandwiched between seal portions of the valve member and the elastic member, and the second ring member The radius of curvature in the cross section of the portion that becomes the seal portion is larger than the radius of curvature in the cross section of the portion that becomes the seal portion of the first ring member, the inner seal portion is formed by the first ring member, and the second ring member An outer seal portion may be formed. As described above, various patterns can be considered for the structure of the seal portion. In addition, any of the configurations of these seal parts can provide a battery having a safety valve with high sealing performance and a stable valve opening pressure.
本発明によれば，電池の密閉性が高く，開弁圧の安定した安全弁を備えた電池が提供されている。 According to the present invention, there is provided a battery including a safety valve having a high sealing performance and a stable valve opening pressure.
［第１の形態］
以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ニッケル水素二次電池について本発明を具体化したものである。図１に，本形態に係る電池１０を示す。電池１０は，電極体２０および電解液である水酸化カリウム水溶液を電池ケース６０の内部に収容してなるニッケル水素二次電池である。
[First embodiment]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings. This embodiment embodies the present invention with respect to a nickel metal hydride secondary battery. FIG. 1 shows a
電池ケース６０は，電池ケース本体６１とケース蓋６２とを備えている。電池ケース本体６１は，図１中上部が開口しており，その開口部より電極体２０は挿入されている。その後，電池ケース本体６１の開口部は，ケース蓋６２が接合されることにより封止されている。また，ケース蓋６２からは，正極端子３１および負極端子４１が突出している。
The
電極体２０は，複数枚の正極板３０および負極板４０を，これらの間にセパレータ５０を挟みこみつつ交互に積層してなるものである。正極板３０は，正極端子３１と接続されている。負極板４０は，負極端子４１と接続されている。
The electrode body 20 is formed by alternately laminating a plurality of positive electrode plates 30 and negative electrode plates 40 with a separator 50 interposed therebetween. The positive electrode plate 30 is connected to the
正極板３０としては，例えば，集電体である発泡ニッケル基板に，活物質として水酸化ニッケルを充填したものを用いることができる。負極板４０としては，例えば，パンチングメタルなどの負極基板に，活物質として水素吸蔵合金を充填したものを用いることができる。セパレータ５０としては，例えば，親水化処理された合成繊維からなる不織布を用いることができる。 As the positive electrode plate 30, for example, a foamed nickel substrate as a current collector filled with nickel hydroxide as an active material can be used. As the negative electrode plate 40, for example, a negative electrode substrate such as punching metal filled with a hydrogen storage alloy as an active material can be used. As the separator 50, for example, a non-woven fabric made of synthetic fibers subjected to a hydrophilic treatment can be used.
さらに，ケース蓋６２には，安全弁１００が備えられている。図２は，本形態の安全弁１００の断面図である。図２に示すように，安全弁１００は，弾性部材１１０と，弾性部材１１０を収容するための弁部材１２０と，弁部材１２０の開口部１２１を封止するためのカバー１３０とで構成されている。
Further, the
弾性部材１１０は，電解液を透過させず，電解液に対する耐性を有し，ゴム弾性を有する材質により形成されている。弾性部材１１０に好適な材質として，エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ），ニトリルゴム（ＮＢＲ），スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などが例示される。なお，本形態においては，ＥＰＤＭを用いている。
The
また，弾性部材１１０は，弁部材１２０およびカバー１３０と組付けられる前においては，円柱形状である。すなわち，弁部材１２０およびカバー１３０と組付けられる前の弾性部材１１０の下面は，平面である。しかし，図２に示す組付け後の状態において，弾性部材１１０の下面は，突起部１２５，１２６に向かって押圧されることにより，へこんでいる。
The
弁部材１２０は，図２に示すように，有底円筒形状をしている。そして，図２において上面の開口している部分を開口部１２１とし，開口部１２１と対向する底面部分を底部１２２としている。また，開口部１２１から底部１２２の縁部までの円筒形状をしている部分を筒部１２３としている。
As shown in FIG. 2, the
底部１２２の中央には，電池ケース６０の内部と連通する排出穴１２４が形成されている。また，底部１２２の上面には，排出穴１２４の外周を囲むように，環状の連続した突起部１２５が形成されている。さらには，突起部１２５の外周を囲むように，環状の連続した突起部１２６が形成されている。突起部１２５，１２６はともに，その断面が凸状であり，頂点において丸みを帯びた形状である。
A
図３は，図２中のＸ−Ｘ位置における断面図である。また，図２は，図３中のＺ−Ｚ位置における断面図である。筒部１２３の内側の側面のうち，図２中開口部１２１の下には，逃し部１２７が形成されている。逃し部１２７は，図３に示す断面においては円形状をしている。
3 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 2 is a cross-sectional view at the ZZ position in FIG. A
さらに図３に示すように，筒部１２３の内側の側面には，複数の凸部１２８が形成されている。凸部１２８は，図２における上下方向に筋状に形成されている。筒部１２３の内側の側面のうち凸部１２８が形成されているのは，図２中逃し部１２７の下から底部１２２の上面までの間である。加えて，この部分のうち凸部１２８が形成されていない部分においては，図３に示すような凹部１２９となっている。
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of
そして，弾性部材１１０は，図３に示すように，複数の凸部１２８により，弁部材１２０の中心に位置するように保持されている。また，弁部材１２０の内部には，弾性部材１１０の側面と凹部１２９とで囲まれた複数の隙間Ａが形成されている。隙間Ａは，図２に示すように，逃し部１２７と連通している。
And the
弁部材１２０は，電解液を透過させず，電解液に対して耐性を有する材質により形成されている。このような材質としては，ポリプロピレン（ＰＰ），ＰＰとポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）との合成樹脂ポリマーアロイであるＰＰ／ＰＰＥ，Ａｌなどの金属材料などが例示される。なお，本形態においては，ＰＰ／ＰＰＥを用いている。
The
カバー１３０は，図２に示すように，円筒部１３１とフランジ部１３２とを有している。また，カバー１３０には，その中央を上下に貫通する貫通穴１３３が形成されている。そして，弁部材１２０とカバー１３０とは，図２においてＹで示す位置，すなわち，開口部１２１とフランジ部１３２とにおいて，例えば超音波溶着を用いることにより接合されている。
As shown in FIG. 2, the
図４は，カバー１３０を，図２において下方より見た時の斜視図である。図４に示すように，フランジ部１３２の下面には，２つの溝部１３４が十字状に交差するように形成されている。そして，溝部１３４は，弁部材１２０とカバー１３０とが組付けられた際には，逃し部１２７と連通している。よって，図２に示すように，隙間Ａは，逃し部１２７，溝部１３４，貫通穴１３３を介し，電池１０の外部と連通している。
FIG. 4 is a perspective view of the
カバー１３０は，電解液を透過させず，電解液に対して耐性を有する材質により形成されている。このような材質としては，ＰＰ，ＰＰ／ＰＰＥ，Ａｌなどの金属材料などが例示される。なお，本形態においては，ＰＰ／ＰＰＥを用いている。
The
また，弁部材１２０とカバー１３０とを接合する際には，弾性部材１１０に，底部１２２の上面とフランジ部１３２の下面とにより圧縮応力がかけられる。このため，弾性部材１１０の上面は，フランジ部１３２の下面と密着している。また，弾性部材１１０の下面は，底部１２２の上面と密着している。さらに，弾性部材１１０の下面は，底部１２２の上面に向かって押圧されることにより，突起部１２５，１２６の形状に沿ってへこんでいる。これにより，電池１０は，弾性部材１１０と突起部１２５，１２６との密着箇所である２つのシール部により密閉されている。
Further, when the
ここにおいて，突起部１２５の断面における曲率半径は，できるだけ小さくなるように設定されている。一方，突起部１２６の断面における曲率半径は，突起部１２５の断面における曲率半径よりも大きくなるように設定されている。特に限定する訳ではないが，本形態においては，突起部１２５の断面における曲率半径を，０．４ｍｍとしている。また，突起部１２６の断面における曲率半径を，０．８ｍｍとしている。
Here, the radius of curvature in the cross section of the
突起部に弾性体を押し付けることによるシール部においては，一般に，突起部の断面における曲率半径が小さいほど，突起部と弾性体とが接触する長さであるシール長は短くなる。またこれとは反対に，突起部の断面における曲率半径が大きいほど，シール長は長くなる。 In a seal portion formed by pressing an elastic body against a protrusion, generally, the smaller the radius of curvature in the cross section of the protrusion, the shorter the seal length, which is the length of contact between the protrusion and the elastic body. In contrast, the larger the radius of curvature in the cross section of the protrusion, the longer the seal length.
つまり，図２において，弾性部材１１０と突起部１２５とが接触している長さであるシール長は，できるだけ短くされている。また，弾性部材１１０と突起部１２６とのシール長は，弾性部材１１０と突起部１２５とのシール長よりも長くされている。
That is, in FIG. 2, the seal length, which is the length of contact between the
そして，電池１０の内部圧力が正常である通常使用時において，電池１０の密閉性は，シール長の長い弾性部材１１０と突起部１２６とのシール部により保たれている。
During normal use in which the internal pressure of the
突起部に弾性体を押し付けることによるシール部においては，一般に，シール長が長いほどシール性は高くなる。しかし，前述したように，弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部においては，シール長ができるだけ短くされているため，シール性は低い。つまり，弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部からは，電池１０の内部圧力が正常であるにもかかわらず，電池１０の内部のガスが徐々に流出してしまうおそれがあるのである。
In a seal portion formed by pressing an elastic body against a protruding portion, generally, the longer the seal length, the higher the sealing performance. However, as described above, in the seal portion between the
そして，弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部から流出したガスは，弾性部材１１０と突起部１２６とのシール部に到達する。しかし，弾性部材１１０と突起部１２６とのシール部からは，ガスが流出しにくくなっている。弾性部材１１０と突起部１２６とのシール長は長いため，シール性が高いからである。すなわち，電池１０の密閉性は，シール性の高い弾性部材１１０と突起部１２６とのシール部により保たれている。よって，電池１０内部の組成が変化することにより，電池性能が低下することを防止することができる。
The gas flowing out from the seal portion between the
また，電池１０には，内部短絡などの異常時において，電池１０の内部にガスが発生する場合がある。この場合には，安全弁１００が開弁して余分なガスを排出することにより，電池１０の内部圧力が過度に上昇しないようにされている。
In addition, the
本形態において電池１０の内部圧力が上昇した場合には，まず，弾性部材１１０と突起部１２５との間に隙間ができる。すなわち，弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部が開弁するのである。さらにこの時には，弾性部材１１０と突起部１２６とのシール部においても開弁することとなる。前述したように，突起部１２６の曲率半径は，突起部１２５の曲率半径よりも大きい。このため，弾性部材１１０と突起部１２６とのシール部の面圧は，弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部の面圧よりも低いからである。このように，安全弁１００の開弁圧は，弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部により規定されている。
In the present embodiment, when the internal pressure of the
そして，弾性部材１１０と突起部１２５，１２６との２つのシール部が開弁することにより，排出穴１２４と隙間Ａとは連通される。これにより，発生した余分なガスは，隙間Ａ，逃し部１２７，溝部１３４，貫通穴１３３を通過し，電池１０の外部に排出される。その後，電池１０の内部圧力は，弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部の開弁圧よりも低くなる。このため，弾性部材１１０は，突起部１２５および突起部１２６と再び密着することとなる。
Then, when the two seal portions of the
ところで，突起部に弾性体を押し付けることによるシール部においては，一般に，シール長が短いほど開弁圧が安定する。シール部においては，シール長が短いほど安全弁１００の構成部材の寸法公差やシール部の面粗さ，弾性部材１１０の硬度などのばらつきの影響を受ける面積は小さくなる。これにより，面圧の分布のばらつきが低減されるからである。よって，シール長の短い弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部においては，開弁圧が安定している。
By the way, in the seal part by pressing an elastic body on the protrusion, the valve opening pressure is generally stabilized as the seal length is shorter. In the seal portion, the shorter the seal length, the smaller the area affected by variations such as the dimensional tolerance of the constituent members of the
すなわち，安全弁１００の開弁圧は，開弁圧の安定した弾性部材１１０と突起部１２５とのシール部により規定されているのである。よって，電池１０の内部圧力の上昇を，適切に抑制することができる。
That is, the valve opening pressure of the
さらに，本形態においては，曲率半径の小さい突起部１２５により内シール部位が形成されており，曲率半径の大きい突起部１２６により外シール部位が形成されている。そして，内シール部位の面圧が外シール部位の面圧より高く，外シール部位のシール長が内シール部位のシール長より長くされている。これにより，内シール部位により開弁圧を規定し，外シール部位により電池１０の密閉性を保つような構成とされている。
Further, in this embodiment, the inner seal portion is formed by the
例えば，この構成を逆にした場合には，外シール部位により開弁圧を規定し，内シール部位により電池１０の密閉性を保つような構成となる。すなわち，外シール部位の面圧が内シール部位の面圧より高く，内シール部位のシール長が外シール部位のシール長より長いこととなる。このような構成においては，電池１０の内部圧力が内シール部位の開弁圧より高く外シール部位の開弁圧より低い場合，電池１０の密閉性を保つことができない。面圧の低い内シール部位が開弁し，シール長の短い外シール部位からガスが流出してしまうからである。よって，曲率半径の小さい突起部１２５が内側に，曲率半径の大きい突起部１２６が外側に形成されているのである。
For example, when this configuration is reversed, the valve opening pressure is defined by the outer seal portion, and the
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る安全弁１００においては，排出穴１２４が形成された弁部材１２０の底部１２２に，排出穴１２４を覆うように弾性部材１１０を押し付けることによりシール部が形成されている。また，底部１２２には，弾性部材１１０とによりシール部を形成する箇所において，内側に位置する曲率半径が小さい突起部１２５と，外側に位置する曲率半径が大きい突起部１２６とが形成されている。このため，内シール部位の面圧が外シール部位の面圧より高く，外シール部位のシール長が内シール部位のシール長より長い。これにより，電池１０の密閉性は，外シール部位により保たれている。また，安全弁１００の開弁圧は，開弁圧の安定した内シール部位により規定されている。従って，電池の密閉性が高く，開弁圧の安定した安全弁を備えた電池が実現されている。
As described above in detail, in the
なお，本実施の形態は単なる例示に過ぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲で種々の改良，変形が可能である。例えば，本実施の形態においては，ニッケル水素二次電池について本発明を適用したが，その他の電池についても本発明を適用することができる。 Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Accordingly, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a nickel-hydrogen secondary battery, but the present invention can also be applied to other batteries.
［第２の形態］
第２の形態について説明する。本形態の安全弁は，弁部材に突起部が形成されている第１の形態の安全弁に対し，弾性部材に突起部が形成されている点において異なる。その他の電池１０の構成は，本形態においても，第１の形態と同様である。
[Second form]
The second embodiment will be described. The safety valve of the present embodiment is different from the safety valve of the first embodiment in which the protrusion is formed on the valve member in that the protrusion is formed on the elastic member. Other configurations of the
図５は，本形態の安全弁２００の，組付け前における断面図である。安全弁２００は，第１の形態と同じカバー１３０と，第１の形態とは異なる弾性部材２１０および弁部材２２０とにより構成される。弾性部材２１０，弁部材２２０，カバー１３０にはそれぞれ，第１の形態において例示した材質を好ましく用いることができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
図５に示すように，弁部材２２０の底部２２２の上面は，平面である。一方，弾性部材２１０の下面には，環状の連続した突起部２１１，２１２が形成されている。突起部２１１，２１２はともに，その断面が凸状であり，頂点において丸みを帯びた形状である。
As shown in FIG. 5, the upper surface of the bottom 222 of the
そして，突起部２１１の位置は，弾性部材２１０と弁部材２２０とが組付けられた際に，排出穴１２４の外周を囲むように底部２２２の上面と接触するような位置である。さらに，突起部２１２の位置は，突起部２１１の外周を囲むように底部２２２の上面と接触するような位置である。
And the position of the
本形態の安全弁２００においても，弁部材２２０とカバー１３０とを接合する際には，弾性部材２１０に，底部２２２の上面とフランジ部１３２の下面とにより圧縮応力がかけられる。これにより，電池１０は，突起部２１１，２１２と底部２２２との密着箇所である２つのシール部により密閉されることとなる。
Also in the
そして，突起部２１１の断面における曲率半径は，できるだけ小さくなるように設定されている。一方，突起部２１２の断面における曲率半径は，突起部２１１の断面における曲率半径よりも大きくなるように設定されている。特に限定する訳ではないが，本形態においては，突起部２１１の断面における曲率半径を，０．４ｍｍとしている。また，突起部２１２の断面における曲率半径を，０．８ｍｍとしている。
The curvature radius in the cross section of the
つまり，突起部２１１と底部２２２とのシール長は，できるだけ短くされている。また，突起部２１２と底部２２２とのシール長は，突起部２１１と底部２２２とのシール長よりも長くされている。このため，突起部２１２と底部２２２とのシール部においては，シール長が長いことにより，シール性が高い。そして，本形態においても，電池１０の通常使用時における密閉性は，外シール部位であるシール性の高い突起部２１２と底部２２２とのシール部により保たれている。
That is, the seal length between the
また，突起部２１１と底部２２２とのシール部の面圧は，突起部２１２と底部２２２とのシール部の面圧よりも高い。さらに，突起部２１１と底部２２２とのシール部においては，シール長が短いことにより，開弁圧が安定している。すなわち，本形態においても，安全弁２００の開弁圧は，内シール部位である開弁圧の安定した突起部２１１と底部２２２とのシール部により規定されている。
Further, the surface pressure of the seal portion between the protruding
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る安全弁２００においては，排出穴１２４が形成された弁部材２２０の底部２２２に，排出穴１２４を覆うように弾性部材２１０を押し付けることによりシール部が形成されている。そして，弾性部材２１０には，底部２２２とによりシール部を形成する箇所において，内側に位置する曲率半径が小さい突起部２１１と，外側に位置する曲率半径が大きい突起部２１２とが形成されている。このため，内シール部位の面圧が外シール部位の面圧より高く，外シール部位のシール長が内シール部位のシール長より長い。これにより，電池１０の密閉性は，外シール部位により保たれている。また，安全弁２００の開弁圧は，開弁圧の安定した内シール部位により規定されている。従って，電池の密閉性が高く，開弁圧の安定した安全弁を備えた電池が実現されている。
As described above in detail, in the
なお，本実施の形態は単なる例示に過ぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲で種々の改良，変形が可能である。例えば，本実施の形態においては，ニッケル水素二次電池について本発明を適用したが，その他の電池についても本発明を適用することができる。 Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Accordingly, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a nickel-hydrogen secondary battery, but the present invention can also be applied to other batteries.
［第３の形態］
第３の形態について説明する。本形態の安全弁は，突起部によりシール部を形成している第１の形態の安全弁に対し，Ｏリングを用いてシール部を形成している点において異なる。その他の電池１０の構成は，本形態においても，第１の形態と同様である。
[Third embodiment]
A third embodiment will be described. The safety valve of the present embodiment is different from the first embodiment of the safety valve in which the seal portion is formed by the protruding portion in that the seal portion is formed using an O-ring. Other configurations of the
図６は，本形態の安全弁３００の，組付け前における断面図である。安全弁３００は，第１の形態と同じカバー１３０と，第１の形態とは異なる弾性部材３１０および弁部材３２０とにより構成される。加えて，安全弁３００は，構成部材として，Ｏリング３３０，３４０を備えている。弾性部材３１０，弁部材３２０，カバー１３０にはそれぞれ，第１の形態において例示した材質を好ましく用いることができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
図６に示すように，弾性部材３１０の下面は，平面である。さらに，弁部材３２０の底部３２２の上面においても，平面である。つまり，弾性部材３１０および弁部材３２０には，突起部が形成されていない。しかし，本形態においては，弾性部材３１０の下面と弁部材３２０の底部３２２の上面との間に，Ｏリング３３０，３４０が組付けられる。
As shown in FIG. 6, the lower surface of the
Ｏリング３３０，３４０はともに，その断面が楕円状をしたＯリングである。Ｏリング３３０，３４０の材質としては，電解液を透過させず，電解液に対して耐性を有するものであれば，ゴムや樹脂，金属のものを好ましく用いることができる。なお，本形態においては，Ｏリング３３０，３４０にいずれも，ＥＰＤＭを用いている。
Both the O-
図６に示すように，Ｏリング３３０の内径は，弁部材３２０の排出穴１２４よりも大きい。また，Ｏリング３４０の内径は，Ｏリング３３０の外形よりも大きい。そして，Ｏリング３３０，３４０は，安全弁３００に組付けられる際には，排出穴１２４の外周を囲むように，弾性部材３１０の下面と底部３２２の上面との間に挟み込まれる。
As shown in FIG. 6, the inner diameter of the O-
本形態の安全弁３００においては，弁部材３２０とカバー１３０とを接合する際には，弾性部材３１０およびＯリング３３０，３４０に，底部３２２の上面とフランジ部１３２の下面とにより圧縮応力がかけられる。これにより，電池１０は，Ｏリング３３０，３４０による２つのシール部により密閉されることとなる。
In the
ここにおいて，Ｏリング３３０の断面は，図６に示すように，Ｏリング３３０の軸方向に長い縦長の楕円形状をしている。すなわち，Ｏリング３３０のシール部となる部分の断面における曲率半径は，できるだけ小さくなるように設定されている。一方，Ｏリング３４０の断面は，Ｏリング３４０の直径方向に長い横長の楕円形状をしている。すなわち，Ｏリング３４０のシール部となる部分の断面における曲率半径は，Ｏリング３３０のシール部となる部分の断面における曲率半径よりも大きくなるように設定されている。特に限定する訳ではないが，本形態においては，Ｏリング３３０のシール部となる部分の断面における曲率半径を，０．４ｍｍとしている。また，Ｏリング３４０のシール部となる部分の断面における曲率半径を，０．８ｍｍとしている。
Here, as shown in FIG. 6, the cross section of the O-
つまり，Ｏリング３３０によるシール長は，できるだけ短くされている。また，Ｏリング３４０によるシール長は，Ｏリング３３０によるシール長よりも長くされている。このため，Ｏリング３４０によるシール部においては，シール長が長いことにより，シール性が高い。そして，本形態においても，電池１０の通常使用時における密閉性は，外シール部位であるシール性の高いＯリング３４０によるシール部により保たれている。
That is, the seal length by the O-
また，Ｏリング３３０によるシール部の面圧は，Ｏリング３４０によるシール部の面圧よりも高い。さらに，Ｏリング３３０によるシール部においては，シール長が短いことにより，開弁圧が安定している。すなわち，本形態においても，安全弁３００の開弁圧は，内シール部位である開弁圧の安定したＯリング３３０によるシール部により規定されている。
Further, the surface pressure of the seal portion due to the O-
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る安全弁３００においては，排出穴１２４が形成された弁部材３２０の底部３２２に，排出穴１２４を覆うように弾性部材３１０を，これらの間にＯリング３３０，３４０を挟み込みつつ押し付けることによりシール部が形成されている。そして，シール部の曲率半径の小さいＯリング３３０が内側に，シール部の曲率半径の大きいＯリング３４０が外側に配置されている。このため，内シール部位の面圧が外シール部位の面圧より高く，外シール部位のシール長が内シール部位のシール長より長い。これにより，電池１０の密閉性は，外シール部位により保たれている。また，安全弁３００の開弁圧は，開弁圧の安定した内シール部位により規定されている。従って，電池の密閉性が高く，開弁圧の安定した安全弁を備えた電池が実現されている。
As described above in detail, in the
なお，本実施の形態は単なる例示に過ぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲で種々の改良，変形が可能である。例えば，本実施の形態においては，ニッケル水素二次電池について本発明を適用したが，その他の電池についても本発明を適用することができる。 Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Accordingly, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a nickel-hydrogen secondary battery, but the present invention can also be applied to other batteries.
また，本形態においては，外側のＯリングのシール部の曲率半径を，内側のＯリングのシール部の曲率半径よりも大きくなるように設定しているが，これに限るものではない。例えば，内側のＯリングに外側のＯリングよりも硬い材質のものを用いた場合，内側のＯリングのシール部の曲率半径と外側のＯリングのシール部の曲率半径とが同じであっても良い。このような構成とすることにより，内シール部位の面圧を，外シール部位の面圧よりも高くすることができる。また，外側のＯリングのつぶし代が，内側のＯリングのつぶし代よりも大きくなる。これにより，外シール部位のシール長を，内シール部位のシール長よりも長くすることができる。よって，このような構成であっても，本形態と同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, the radius of curvature of the seal portion of the outer O-ring is set to be larger than the radius of curvature of the seal portion of the inner O-ring. However, the present invention is not limited to this. For example, when the inner O-ring is made of a material harder than the outer O-ring, the radius of curvature of the seal portion of the inner O-ring and the radius of curvature of the seal portion of the outer O-ring are the same. good. By setting it as such a structure, the surface pressure of an inner seal site | part can be made higher than the surface pressure of an outer seal site | part. Further, the crushing allowance of the outer O-ring is larger than the crushing allowance of the inner O-ring. Thereby, the seal length of an outer seal site | part can be made longer than the seal length of an inner seal site | part. Therefore, even with such a configuration, the same effect as in the present embodiment can be obtained.
［第４の形態］
第４の形態について説明する。本形態の安全弁は，突起部が２つある第１の形態の安全弁に対し，突起部が１つである点において異なる。その他の電池１０の構成は，本形態においても，第１の形態と同様である。
[Fourth form]
A fourth embodiment will be described. The safety valve of this embodiment is different from the first embodiment of the safety valve having two protrusions in that there is one protrusion. Other configurations of the
図７は，本形態の安全弁４００の断面図である。安全弁４００は，第１の形態と同じ弾性部材１１０およびカバー１３０と，第１の形態とは異なる弁部材４２０とにより構成されている。弾性部材１１０，弁部材４２０，カバー１３０にはそれぞれ，第１の形態において例示した材質を好ましく用いることができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図７に示すように，弁部材４２０の底部４２２の上面には，排出穴１２４の外周を囲むように，環状の連続した突起部４２５が形成されている。突起部４２５は，その断面が凸状であり，頂点において丸みを帯びた形状である。
As shown in FIG. 7, an annular
本形態の安全弁４００においても，弁部材４２０とカバー１３０とを接合する際には，弾性部材１１０に，底部４２２の上面とフランジ部１３２の下面とにより圧縮応力がかけられている。そして，弾性部材１１０の下面は，底部４２２の上面に圧迫されることにより，突起部４２５の形状に沿ってへこんでいる。これにより，電池１０は，弾性部材１１０の下面と突起部４２５との密着箇所であるシール部により密閉されている。
Also in the
ここにおいて，本形態の突起部４２５の断面における曲率半径は一様でない。すなわち，突起部４２５においては，その頂点より排出穴１２４に近い内径側と，頂点より筒部１２３に近い外径側とで曲率半径が異なっている。そして，突起部４２５の内径側の断面における曲率半径は，できるだけ小さくなるように設定されている。一方，突起部４２５の外径側の断面における曲率半径は，突起部４２５の内径側の断面における曲率半径よりも大きくなるように設定されている。特に限定する訳ではないが，本形態においては，突起部４２５の内径側の断面における曲率半径を，０．４ｍｍとしている。また，突起部４２５の外径側の断面における曲率半径を，０．８ｍｍとしている。
Here, the curvature radius in the cross section of the
つまり，弾性部材１１０と突起部４２５の内径側とのシール長は，できるだけ短くされている。また，弾性部材１１０と突起部４２５の外径側とのシール長は，弾性部材１１０と突起部４２５の内径側とのシール長よりも長くされている。このため，弾性部材１１０と突起部４２５の外径側とのシール部においては，シール長が長いことにより，シール性が高い。そして，本形態においても，電池１０の通常使用時における密閉性は，外シール部位であるシール性の高い弾性部材１１０と突起部４２５の外径側とのシール部により保たれている。
That is, the seal length between the
また，弾性部材１１０と突起部４２５の内径側とのシール部の面圧は，弾性部材１１０と突起部４２５の外径側とのシール部の面圧よりも高い。さらに，弾性部材１１０と突起部４２５の内径側とのシール部においては，シール長が短いことにより，開弁圧が安定している。すなわち，本形態においても，安全弁４００の開弁圧は，内シール部位である開弁圧の安定した弾性部材１１０と突起部４２５の内径側とのシール部により規定されている。
Further, the surface pressure of the seal portion between the
さらに，本形態においては，第１の形態と比較し，突起部の形状が簡素化されている。このため，弁部材の成形時における樹脂の流れが向上するため，射出圧を低くすることができる。これにより，弁部材にバリが発生するなどの不良率を低減させることができる。 Furthermore, in this embodiment, the shape of the protrusion is simplified as compared with the first embodiment. For this reason, since the flow of the resin at the time of molding of the valve member is improved, the injection pressure can be lowered. As a result, it is possible to reduce the defect rate such as the occurrence of burrs in the valve member.
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る安全弁４００においては，排出穴１２４が形成された弁部材４２０の底部４２２に，排出穴１２４を覆うように弾性部材１１０を押し付けることによりシール部が形成されている。また，弁部材４２０の底部４２２には，弾性部材１１０とによりシール部を形成する箇所において，内径側の曲率半径が小さく，外径側の曲率半径が大きい突起部４２５が形成されている。このため，内シール部位の面圧が外シール部位の面圧より高く，外シール部位のシール長が内シール部位のシール長より長い。これにより，電池１０の密閉性は，外シール部位により保たれている。また，安全弁４００の開弁圧は，開弁圧の安定した内シール部位により規定されている。従って，電池の密閉性が高く，開弁圧の安定した安全弁を備えた電池が実現されている。
As described above in detail, in the
なお，本実施の形態は単なる例示に過ぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲で種々の改良，変形が可能である。例えば，本実施の形態においては，ニッケル水素二次電池について本発明を適用したが，その他の電池についても本発明を適用することができる。 Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Accordingly, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the present embodiment, the present invention is applied to a nickel-hydrogen secondary battery, but the present invention can also be applied to other batteries.
また例えば，本形態においては，内径側の曲率半径が小さく，外径側の曲率半径が大きい突起部を，弁部材の底部の上面に形成しているが，これに限るものではない。弁部材の底部の上面を平面とし，内径側の曲率半径が小さく，外径側の曲率半径が大きい突起部を弾性部材の下面に形成しても本形態と同様の効果を得ることができる。 Further, for example, in the present embodiment, the protrusion having a small radius of curvature on the inner diameter side and a large radius of curvature on the outer diameter side is formed on the upper surface of the bottom portion of the valve member, but this is not restrictive. Even if the upper surface of the bottom of the valve member is a flat surface, a protrusion having a small radius of curvature on the inner diameter side and a large radius of curvature on the outer diameter side is formed on the lower surface of the elastic member, the same effect as in this embodiment can be obtained.
１０…電池
１００…安全弁
１１０…弾性部材
１２０…弁部材
１２４…排出穴
１２５…突起部
１２６…突起部
１３０…カバー
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記安全弁は，
前記電池の外形をなす電池ケースに取り付けられ，前記電池の内側と外側とを連通する排出穴が形成された弁部材と，
前記弁部材における電池の外側の位置に，前記弁部材に向かって押し付けられて配置されるとともに，前記排出穴を覆う弾性部材とを有し，
前記弁部材と前記弾性部材とが接触するシール部位には，前記排出穴を囲む環状の内シール部位と，前記内シール部位を囲む環状の外シール部位とが形成されており，
前記内シール部位における接触の面圧が前記外シール部位における接触の面圧より高く，
前記外シール部位における接触のシール長が前記内シール部位における接触のシール長より長いことを特徴とする電池。 A battery with a safety valve that forms part of the battery's outer shape and discharges part of the gas in the battery to the outside when the internal pressure of the battery rises.
The safety valve is
A valve member attached to a battery case that forms the outer shape of the battery and having a discharge hole that communicates the inside and outside of the battery;
An elastic member that is arranged to be pressed toward the valve member at a position outside the battery in the valve member and covers the discharge hole;
An annular inner seal portion surrounding the discharge hole and an annular outer seal portion surrounding the inner seal portion are formed in the seal portion where the valve member and the elastic member are in contact with each other,
The contact pressure at the inner seal portion is higher than the contact pressure at the outer seal portion,
A battery characterized in that a contact seal length at the outer seal portion is longer than a contact seal length at the inner seal portion.
前記弁部材のうち，前記弾性部材と接触するシール部位には，前記排出穴を囲む環状の連続的な第１の突起部と，前記第１の突起部を囲む環状の連続的な第２の突起部とが形成されており，
前記第２の突起部の断面における曲率半径が，前記第１の突起部の断面における曲率半径より大きく，前記第１の突起部により前記内シール部位が形成され，前記第２の突起部により前記外シール部位が形成されていることを特徴とする電池。 The battery according to claim 1,
Among the valve members, the seal portion that contacts the elastic member includes an annular continuous first protrusion that surrounds the discharge hole, and an annular continuous second that surrounds the first protrusion. A protrusion is formed,
The radius of curvature in the cross section of the second protrusion is larger than the radius of curvature in the cross section of the first protrusion, and the inner seal portion is formed by the first protrusion, and the second protrusion A battery characterized in that an outer seal portion is formed.
前記弾性部材のうち，前記弁部材と接触するシール部位には，前記排出穴を囲む環状の連続的な第１の突起部と，前記第１の突起部を囲む環状の連続的な第２の突起部とが形成されており，
前記第２の突起部の断面における曲率半径が，前記第１の突起部の断面における曲率半径より大きく，前記第１の突起部により前記内シール部位が形成され，前記第２の突起部により前記外シール部位が形成されていることを特徴とする電池。 The battery according to claim 1,
Among the elastic members, a seal portion that contacts the valve member includes an annular continuous first protrusion surrounding the discharge hole and an annular continuous second surrounding the first protrusion. A protrusion is formed,
The radius of curvature in the cross section of the second protrusion is larger than the radius of curvature in the cross section of the first protrusion, and the inner seal portion is formed by the first protrusion, and the second protrusion A battery characterized in that an outer seal portion is formed.
前記弁部材と前記弾性部材とのシール部位には，前記排出穴を囲む第１のリング部材と，前記第１のリング部材を囲む第２のリング部材とが挟み込まれており，
前記第２のリング部材のシール部位となる部分の断面における曲率半径が，前記第１のリング部材のシール部位となる部分の断面における曲率半径より大きく，前記第１のリング部材により前記内シール部位が形成され，前記第２のリング部材により前記外シール部位が形成されていることを特徴とする電池。 The battery according to claim 1,
A first ring member surrounding the discharge hole and a second ring member surrounding the first ring member are sandwiched between seal portions of the valve member and the elastic member,
A radius of curvature in a cross section of a portion that becomes a seal portion of the second ring member is larger than a radius of curvature in a cross section of a portion that becomes a seal portion of the first ring member, and the inner seal portion by the first ring member The battery is characterized in that the outer seal portion is formed by the second ring member.
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