(57)【要約】      （修正有）【課題】熱源の種々の形態に順応可能であって、軽量で、弾性変形性に富み、放熱効率に優れ、かつ、複数の熱源各々における放熱性の均一化を高めることが可能な放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーを提供する。【解決手段】バッテリー１は、熱源２０からの放熱を高める複数の放熱部材２８が連結された放熱構造体２５であって、放熱部材２８は、熱源２０からの熱を伝えるためのスパイラル状に巻回しながら進行する形状の熱伝導シートと、熱伝導シートの環状裏面に備えられ、熱伝導シートに比べて熱源２０の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材と、熱伝導シートの巻回しながら進行する方向に貫通する貫通路と、を備える。複数の放熱部材２８の長さ方向両側に、貫通路に挿入可能な複数の凸部を有する位置決め部材を備える放熱構造体２５を備える。【選択図】図３
2020113388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源からの放熱を高める複数の放熱部材が連結された放熱構造体であって、
前記放熱部材は、
前記熱源からの熱を伝えるためのスパイラル状に巻回しながら進行する形状の熱伝導シートと、
前記熱伝導シートの環状裏面に備えられ、前記熱伝導シートに比べて前記熱源の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材と、
前記熱伝導シートの巻回しながら進行する方向に貫通する貫通路と、
を備え、
前記複数の放熱部材の長さ方向両側に、前記貫通路に挿入可能な複数の凸部を有する位置決め部材を備える放熱構造体。
【請求項２】
前記位置決め部材は、
複数の前記放熱部材が、その長さ方向と直交する方向であって前記複数の放熱部材が並んだ方向に長い長尺部材と、
前記長さ方向に直交する方向に沿って前記長尺部材に所定間隔で配列される前記複数の凸部と、
を備える請求項１に記載の放熱構造体。
【請求項３】
前記クッション部材は、前記長さ方向に前記貫通路を有する筒状クッション部材であって、
前記熱伝導シートは、前記筒状クッション部材の外側面をスパイラル状に巻回している請求項１または２に記載の放熱構造体。
【請求項４】
前記クッション部材は、前記熱伝導シートの前記環状裏面に沿ってスパイラル状に巻回しているスパイラル状クッション部材である請求項１または２に記載の放熱構造体。
【請求項５】
前記位置決め部材は、前記複数の放熱部材の前記貫通路それぞれに挿入可能な前記複数の凸部を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の放熱構造体。
【請求項６】
前記複数の放熱部材は、前記長さ方向と直交する方向に並んだ状態で、前記位置決め部材により連結される請求項５に記載の放熱構造体。
【請求項７】
前記複数の放熱部材を前記長さ方向と直交する方向に並べた状態で連結する連結部材を備え、
前記連結部材は、糸で構成される請求項１から６のいずれか１項に記載の放熱構造体。
【請求項８】
前記連結部材は、前記複数の放熱部材の間に、撚りが加えられた撚り部を備える請求項７に記載の放熱構造体。
【請求項９】
前記凸部が前記貫通路に挿入された状態において、前記凸部と前記貫通路との間に隙間を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の放熱構造体。
【請求項１０】
前記位置決め部材は、前記長さ方向と直交する方向において、２以上に分割可能に構成される請求項１から９のいずれか１項に記載の放熱構造体。
【請求項１１】
前記複数の放熱部材を前記長さ方向と直交する方向に並べて形成される放熱連結体が２以上連結して構成されており、
前記位置決め部材は、１つの前記放熱連結体の前記貫通路と当該１つの放熱連結体と異なる他の前記放熱連結体の前記貫通路とに挿入可能な複数の前記凸部を有し、前記１つの放熱連結体と前記他の放熱連結体とを連結する請求項１から１０のいずれか１項に記載の放熱構造体。
【請求項１２】
前記熱伝導シートの表面に、当該表面に接触する熱源から当該表面への熱伝導性を高めるための熱伝導性オイルを有する請求項１から１１のいずれか１項に記載の放熱構造体。
【請求項１３】
前記熱伝導性オイルは、シリコーンオイルと、前記シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の１以上からなる熱伝導性フィラーとを含む請求項１２に記載の放熱構造体。
【請求項１４】
冷却部材を流す構造を持つ筐体内に、１または２以上の熱源としてのバッテリーセルを備えたバッテリーであって、前記バッテリーセルと前記筐体との間に、請求項１から１３のいずれか１項に記載の放熱構造体を備えるバッテリー。
【請求項１５】
前記位置決め部材は、隣り合う前記凸部の間隔を変化させて備え、
複数の前記バッテリーセルのうち、温度の高い位置に前記放熱部材を密集させている請求項１４に記載のバッテリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱構造体およびそれを備えるバッテリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、航空機、船舶あるいは家庭用若しくは業務用電子機器の制御システムは、より高精度かつ複雑化してきており、それに伴って、回路基板上の小型電子部品の集積密度が増加の一途を辿っている。この結果、回路基板周辺の発熱による電子部品の故障や短寿命化を解決することが強く望まれている。
【０００３】
回路基板からの速やかな放熱を実現するには、従来から、回路基板自体を放熱性に優れた材料で構成し、ヒートシンクを取り付け、あるいは放熱ファンを駆動するといった手段を単一で若しくは複数組み合わせて行われている。これらの内、回路基板自体を放熱性に優れた材料、例えばダイヤモンド、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）等から構成する方法は、回路基板のコストを極めて高くしてしまう。また、放熱ファンの配置は、ファンという回転機器の故障、故障防止のためのメンテナンスの必要性や設置スペースの確保が難しいという問題を生じる。これに対して、放熱フィンは、熱伝導性の高い金属（例えば、アルミニウム）を用いた柱状あるいは平板状の突出部位を数多く形成することによって表面積を大きくして放熱性をより高めることのできる簡易な部材であるため、放熱部品として汎用的に用いられている（特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、現在、世界中で、地球環境への負荷軽減を目的として、従来からのガソリン車あるいはディーゼル車を徐々に電気自動車に転換しようとする動きが活発化している。特に、フランス、オランダ、ドイツをはじめとする欧州諸国の他、中国でも、２０４０年までにガソリン車とディーゼル車から完全に電気自動車に切り替えることを宣言している。電気自動車の普及には、高性能バッテリーの開発の他、多数の充電スタンドの設置などが必要となる。特に、リチウム系の自動車用バッテリーの充放電機能を高めるための技術開発が重要である。上記自動車バッテリーは、摂氏６０度以上の高温下では充放電の機能を十分に発揮できないことが良く知られている。このため、先に説明した回路基板と同様、バッテリーにおいても、放熱性を高めることが重要視されている。
【０００５】
バッテリーの速やかな放熱を実現するには、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属製の筐体に水冷パイプを配置し、当該筐体にバッテリーセルを多数配置し、バッテリーセルと筐体の底面との間に密着性のゴムシートを挟んだ構造が採用されている。このような構造のバッテリーでは、バッテリーセルは、ゴムシートを通じて筐体に伝熱して、水冷によって効果的に除熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４３９９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述のような従来のバッテリーにおいて、ゴムシートは、アルミニウムやグラファイトと比べて熱伝導性が低いため、バッテリーセルから筐体に効率よく熱を移動させることが難しい。また、ゴムシートに代えてグラファイト等のスペーサを挟む方法も考えられるが、複数のバッテリーセルの下面が平らではなく段差を有することから、バッテリーセルとスペーサとの間に隙間が生じ、伝熱効率が低下する。かかる一例にもみられるように、バッテリーセルは種々の形態（段差等の凹凸あるいは表面状態を含む）をとり得ることから、バッテリーセルの種々の形態に順応可能であって高い伝熱効率を実現することの要望が高まっている。また、高い伝熱効率を実現するためには、多数のバッテリーセルの温度が均一となるように、多数のバッテリーセル各々から均一に放熱させることが望ましい。さらには、バッテリーセルの容器の材質をより軽量で弾性変形することが要望されており、バッテリーセルの軽量化やバッテリーセルを除去したときに元の形状に近い形状に戻る放熱構造体が望まれている。これは、バッテリーセルのみならず、回路基板、電子部品あるいは電子機器本体のような他の熱源にも通じる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱源の種々の形態に順応可能であって、軽量で、弾性変形性に富み、放熱効率に優れ、かつ複数の熱源各々における放熱性の均一化を高めることが可能な放熱構造体、および当該放熱構造体を備えるバッテリー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】
（１）上記目的を達成するための一実施形態に係る放熱構造体は、熱源からの放熱を高める複数の放熱部材が連結された放熱構造体であって、前記放熱部材は、前記熱源からの熱を伝えるためのスパイラル状に巻回しながら進行する形状の熱伝導シートと、前記熱伝導シートの環状裏面に備えられ、前記熱伝導シートに比べて前記熱源の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材と、前記熱伝導シートの巻回しながら進行する方向に貫通する貫通路と、を備え、前記複数の放熱部材の長さ方向両側に、前記貫通路に挿入可能な複数の凸部を有する位置決め部材を備える。
【００１０】
（２）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記位置決め部材は、複数の前記放熱部材が、その長さ方向と直交する方向であって前記複数の放熱部材が並んだ方向に長い長尺部材と、前記長さ方向に直交する方向に沿って前記長尺部材に所定間隔で配列される前記複数の凸部と、を備える。
【００１１】
（３）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記クッション部材は、前記長さ方向に前記貫通路を有する筒状クッション部材であって、前記熱伝導シートは、前記筒状クッション部材の外側面をスパイラル状に巻回している。
【００１２】
（４）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記クッション部材は、前記熱伝導シートの前記環状裏面に沿ってスパイラル状に巻回しているスパイラル状クッション部材である。
【００１３】
（５）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記位置決め部材は、前記複数の放熱部材の前記貫通路それぞれに挿入可能な前記複数の凸部を有する。
【００１４】
（６）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記複数の放熱部材は、前記長さ方向と直交する方向に並んだ状態で、前記位置決め部材により連結される。
【００１５】
（７）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記複数の放熱部材を前記長さ方向と直交する方向に並べた状態で連結する連結部材を備え、前記連結部材は、糸で構成される。
【００１６】
（８）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記連結部材は、前記複数の放熱部材の間に、撚りが加えられた撚り部を備える。
【００１７】
（９）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記凸部が前記貫通路に挿入された状態において、前記凸部と前記貫通路との間に隙間を有する。
【００１８】
（１０）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記位置決め部材は、前記長さ方向と直交する方向において、２以上に分割可能に構成される。
【００１９】
（１１）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記複数の放熱部材を前記長さ方向と直交する方向に並べて形成される放熱連結体が２以上連結して構成されており、前記位置決め部材は、１つの前記放熱連結体の前記貫通路と当該１つの放熱連結体と異なる他の前記放熱連結体の前記貫通路とに挿入可能な複数の前記凸部を有し、前記１つの放熱連結体と前記他の放熱連結体とを連結する。
【００２０】
（１２）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記熱伝導シートの表面に、当該表面に接触する熱源から当該表面への熱伝導性を高めるための熱伝導性オイルを有する。
【００２１】
（１３）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記熱伝導性オイルは、シリコーンオイルと、前記シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の１以上からなる熱伝導性フィラーとを含む。
【００２２】
（１４）一実施形態に係るバッテリーは、冷却部材を流す構造を持つ筐体内に、１または２以上の熱源としてのバッテリーセルを備えたバッテリーであって、前記バッテリーセルと前記筐体との間に、上述のいずれか１項に記載の放熱構造体を備える。
【００２３】
（１５）別の実施形態に係るバッテリーでは、好ましくは、前記位置決め部材は、隣り合う前記凸部の間隔を変化させて備え、複数の前記バッテリーセルのうち、温度の高い位置に前記放熱部材を密集させている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、熱源の種々の形態に順応可能であって、軽量で、弾性変形性に富み、放熱効率に優れ、かつ複数の熱源各々における放熱性の均一化を高めることが可能な放熱構造体、および当該放熱構造体を備えるバッテリーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、第１実施形態に係る放熱構造体の一部分解斜視図を示す。
【図２】図２は、第１実施形態に係る放熱構造体の平面図（２Ａ）、当該（２Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図（２Ｂ）、および当該断面図中の領域Ｂの拡大図（２Ｃ）をそれぞれ示す。
【図３】図３は、第１実施形態に係る放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーの縦断面図（３Ａ）および当該（３Ａ）中のバッテリーセルによって放熱構造体を圧縮する前後の放熱構造体の形態変化の断面図（３Ｂ）をそれぞれ示す。
【図４】図４は、図１の放熱構造体の製造方法の一部を説明するための図を示す。
【図５】図５は、第２実施形態に係る放熱構造体の一部分解斜視図を示す。
【図６】図６は、第３実施形態に係る放熱構造体の一部分解斜視図を示す。
【図７】図７は、第４実施形態に係る放熱構造体の平面図（７Ａ）、当該（７Ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図（７Ｂ）、および当該断面図中の領域Ｅの拡大図（７Ｃ）をそれぞれ示す。
【図８】図８は、第５実施形態に係る放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーの縦断面図を示す。
【図９】図９は、第５実施形態に係る放熱構造体の製造状況の一部（９Ａ）および当該（９Ａ）の製造方法によって完成した放熱構造体の平面図（９Ｂ）をそれぞれ示す。
【図１０】図１０は、放熱構造体の上に、バッテリーセルの側面を接触させるように横置きにしたときの断面図、その一部拡大図および充放電時にバッテリーセルが膨張した際の一部断面図をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、各実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る放熱構造体の一部分解斜視図を示す。図２は、第１実施形態に係る放熱構造体の平面図（２Ａ）、当該（２Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図（２Ｂ）、および当該断面図中の領域Ｂの拡大図（２Ｃ）をそれぞれ示す。図３は、第１実施形態に係る放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーの縦断面図（３Ａ）および当該（３Ａ）中のバッテリーセルによって放熱構造体を圧縮する前後の放熱構造体の形態変化の断面図（３Ｂ）をそれぞれ示す。
【００２８】
バッテリー１は、図３に示すように、冷却部材１５を接触させる筐体１１内に複数のバッテリーセル２０を備えた構造を有する。放熱構造体２５は、好ましくは、熱源の一例であるバッテリーセル２０の冷却部材１５に近い側の端部（下端部）と冷却部材１５に近い側の筐体１１の一部（底部１２）との間に備えられている。ここでは、放熱構造体２５は、１１個のバッテリーセル２０を載置しているが、放熱構造体２５に載置するバッテリーセル２０の個数は１１個に限定されない。また、バッテリー１に備えられる放熱構造体２５を構成する放熱部材２８の個数についても、特に限定されない。
【００２９】
放熱構造体２５は、バッテリーセル２０からの放熱を高める複数の放熱部材２８が連結された構造体である。放熱部材２８は、バッテリーセル２０からの熱を伝えるためのスパイラル状に巻回しながら進行する形状の熱伝導シート３０と、熱伝導シート３０の環状裏面に備えられ、熱伝導シート３０に比べてバッテリーセル２０の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材３１と、熱伝導シート３０の巻回しながら進行する方向に貫通する貫通路３２と、を備える。また、放熱構造体２５は、複数の放熱部材２８の長さ方向（図１のＹ方向）両側に、貫通路３２に挿入可能な複数の凸部５２を有する位置決め部材５０を備える。ここでは、熱伝導シート３０は、好ましくは、クッション部材３１に比べて熱伝導性に優れる材料からなる。クッション部材３１は、好ましくは、その長さ方向に貫通路３２を有する筒状クッション部材である。熱伝導シート３０は、当該筒状クッション部材の外側面をスパイラル状に巻回している。また、放熱構造体２５は、好ましくは、複数の放熱部材２８の長さ方向と直交する方向（図１のＸ方向）に並べた状態で連結する連結部材３５を備える。また、放熱構造体２５は、好ましくは、熱伝導シート３０の表面および／またはその内部に、当該表面に接触するバッテリーセル２０から当該表面への熱伝導性を高めるための熱伝導性オイルを有する。放熱構造体２５を構成する複数の放熱部材２８は、バッテリーセル２０を載置していない状態では略円筒形状を有しているが、バッテリーセル２０を載置するとその重さで圧縮され扁平の形態になる。
【００３０】
熱伝導シート３０は、放熱部材２８の外側面をスパイラル状に巻回しながら略円筒の長さ方向に進行する帯状のシートである。熱伝導シート３０は、金属、炭素若しくはセラミックスの少なくとも１つを含むシートであってバッテリーセル２０からの熱を冷却部材１５へと伝導させる機能を有する。なお、本願では、「断面」あるいは「縦断面」とは、バッテリー１の筐体１１の内部１４における上方開口面から底部１２へと垂直に切断する方向の断面を意味する。
【００３１】
次に、バッテリー１の概略構成および放熱構造体２５の構成部材について、より詳しく説明する。
【００３２】
（１）バッテリーの構成の概略
この実施形態において、バッテリー１は、例えば、電気自動車用のバッテリーであって、多数のバッテリーセル（単に、セルと称しても良い。）２０を備える。バッテリー１は、一方に開口する有底型の筐体１１を備える。筐体１１は、好ましくは、アルミニウム若しくはアルミニウム基合金から成る。バッテリーセル２０は、筐体１１の内部１４に配置される。バッテリーセル２０の上方には、電極（不図示）が突出して設けられている。複数のバッテリーセル２０は、好ましくは、筐体１１内において、その両側からネジ等を利用して圧縮する方向に力を与えられて、互いに密着するようになっている（不図示）。筐体１１の底部１２には、冷却部材１５の一例である冷却水を流すために、１または複数の水冷パイプ１３が備えられている。冷却部材は、冷却媒体あるいは冷却剤と称しても良い。バッテリーセル２０は、底部１２との間に、放熱構造体２５を挟むようにして筐体１１内に配置されている。このような構造のバッテリー１では、バッテリーセル２０は、放熱構造体２５を通じて筐体１１に伝熱して、水冷によって効果的に除熱される。なお、冷却部材１５は、冷却水に限定されず、液体窒素、エタノール等の有機溶剤も含むように解釈される。冷却部材１５は、冷却に用いられる状況下にて、液体であるとは限らず、気体あるいは固体でも良い。
【００３３】
（２）熱伝導シート
熱伝導シート３０は、好ましくは炭素を含むシートであり、さらに好ましくは炭素フィラーと樹脂とを含むシートである。樹脂を合成繊維とすることもでき、その場合には、好適に、アラミド繊維を用いることもできる。本願でいう「炭素」は、グラファイト、グラファイトより結晶性の低いカーボンブラック、膨張黒鉛、ダイヤモンド、ダイヤモンドに近い構造を持つダイヤモンドライクカーボン等の炭素（元素記号：Ｃ）から成る如何なる構造のものも含むように広義に解釈される。熱伝導シート３０は、この実施形態では、樹脂に、グラファイト繊維やカーボン粒子を配合分散した材料を硬化させた薄いシートとすることができる。熱伝導シート３０は、メッシュ状に編んだカーボンファイバーであっても良く、さらには混紡してあっても混編みしてあっても良い。なお、グラファイト繊維、カーボン粒子あるいはカーボンファイバーといった各種フィラーも、すべて、炭素フィラーの概念に含まれる。
【００３４】
熱伝導シート３０に樹脂を含む場合には、当該樹脂が熱伝導シート３０の全質量に対して５０質量％を超えていても、あるいは５０質量％以下であっても良い。すなわち、熱伝導シート３０は、熱伝導に大きな支障が無い限り、樹脂を主材とするか否かを問わない。樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂を好適に使用できる。熱可塑性樹脂としては、熱源の一例であるバッテリーセル２０からの熱を伝導する際に溶融しない程度の高融点を備える樹脂が好ましく、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、芳香族ポリアミド（アラミド繊維）等を好適に挙げることができる。樹脂は、熱伝導シート３０の成形前の状態において、炭素フィラーの隙間に、例えば粒子状あるいは繊維状に分散している。熱伝導シート３０は、炭素フィラー、樹脂の他、熱伝導をより高めるためのフィラーとして、ＡｌＮあるいはダイヤモンドを分散していても良い。また、樹脂に代えて、樹脂よりも柔軟なエラストマーを用いても良い。熱伝導シート３０は、また、上述のような炭素に代えて若しくは炭素と共に、金属および／またはセラミックスを含むシートとすることができる。金属としては、アルミニウム、銅、それらの内の少なくとも１つを含む合金などの熱伝導性の比較的高いものを選択できる。また、セラミックスとしては、ＡｌＮ、ｃＢＮ、ｈＢＮなどの熱伝導性の比較的高いものを選択できる。
【００３５】
熱伝導シート３０は、導電性に優れるか否かは問わない。熱伝導シート３０の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／ｍＫ以上である。この実施形態では、熱伝導シート３０は、好ましくは、グラファイト、アルミニウム、アルミニウム合金、銅あるいはステンレススチールの帯状の板であり、熱伝導性と導電性に優れる材料から成る。熱伝導シート３０は、湾曲性（若しくは屈曲性）に優れるシートであるのが好ましく、その厚さに制約はないが、０．０２〜３ｍｍが好ましく、０．０３〜０．５ｍｍがより好ましい。ただし、熱伝導シート３０の熱伝導率は、その厚さが増加するほど低下するため、シートの強度、可撓性および熱伝導性を総合的に考慮して、その厚さを決定するのが好ましい。
【００３６】
（３）クッション部材
クッション部材３１の重要な機能は変形容易性と、回復力である。回復力は、弾性変形性による。変形容易性は、バッテリーセル２０の形状に追従するために必要な特性であり、特にリチウムイオンバッテリーなどの半固形物、液体的性状も持つ内容物などを変形しやすいパッケージに収めてあるようなバッテリーセル２０の場合には、設計寸法的にも不定形または寸法精度があげられない場合が多い。このため、クッション部材３１の変形容易性や追従力を保持するための回復力の保持は重要である。
【００３７】
クッション部材３１は、この実施形態では貫通路３２を備える筒状クッション部材である。クッション部材３１は、複数のバッテリーセル２０の下端部が平坦でない場合でも、熱伝導シート３０と当該下端部との接触を良好にする。さらに、貫通路３２は、クッション部材３１の変形を容易にし、加えて放熱構造体２５の軽量化に寄与し、また、熱伝導シート３０とバッテリーセル２０の下端部との接触を高める機能を有する。クッション部材３１は、バッテリーセル２０と底部１２との間にあってクッション性を発揮させる機能の他に、熱伝導シート３０に加わる荷重によって熱伝導シート３０が破損等しないようにする保護部材としての機能も有する。この実施形態では、クッション部材３１は、熱伝導シート３０に比べて低熱伝導性の部材である。なお、この実施形態では、貫通路３２は、断面円形状に形成されているが、貫通路３２の断面形状は円に限定されず、例えば、多角形、楕円形、半円形、頂点が丸みを帯びた略多角形等であっても良い。また、貫通路３２は、例えば、断面円形状が上下または左右に２つに分割された２の断面半円形状の貫通路等、複数の貫通路から構成されていても良い。
【００３８】
クッション部材３１は、好ましくは、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）あるいはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の熱硬化性エラストマー；  ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系、フッ素系等の熱可塑性エラストマー、あるいはそれらの複合物等を含むように構成される。クッション部材３１は、熱伝導シート３０を伝わる熱によって溶融あるいは分解等せずにその形態を維持できる程度の耐熱性の高い材料から構成されるのが好ましい。この実施形態では、クッション部材３１は、より好ましくは、ウレタン系エラストマー中にシリコーンを含浸したもの、あるいはシリコーンゴムにより構成される。クッション部材３１は、その熱伝導性を少しでも高めるために、ゴム中にＡｌＮ、ｃＢＮ、ｈＢＮ、ダイヤモンドの粒子等に代表されるフィラーを分散して構成されていても良い。クッション部材３１は、その内部に気泡を含むものの他、気泡を含まないものでも良い。また、「クッション部材」は、柔軟性に富み、熱源の表面に密着可能に弾性変形可能な部材を意味し、かかる意味では「ゴム状弾性体」と読み替えることもできる。さらに、クッション部材３１の変形例としては、上記ゴム状弾性体ではなく、金属を用いて構成することもできる。例えば、クッション部材３１は、バネ鋼で構成することも可能である。さらに、クッション部材３１として、コイルバネを配置することも可能である。また、スパイラル状に巻いた金属をバネ鋼にしてクッション部材として熱伝導シート３０の環状裏面に配置しても良い。また、クッション部材３１は、樹脂やゴム等から形成されたスポンジあるいはソリッド（スポンジのような多孔質ではない構造のもの）で構成することも可能である。
【００３９】
（４）連結部材
連結部材３５は、例えば、糸やゴム等、少なくとも複数の放熱部材２８の間に位置する部分が変形自在な材料で構成された部材である。本実施形態において、連結部材３５は、糸で構成されることが好ましく、バッテリーセル２０からの放熱による温度上昇に耐え得る糸であることがより好ましい。より具体的には、連結部材３５は、１２０℃程度の高温に耐え得る糸であって、天然繊維、合成繊維、カーボン繊維、金属繊維等の繊維からなる撚糸で構成されることが好ましい。また、連結部材３５は、好ましくは、複数の放熱部材２８の間に、撚りが加えられた撚り部３７を備える（図２（２Ｃ）参照）。放熱構造体２５は、放熱部材２８がバッテリーセル２０により圧縮され扁平した形態となっても、放熱部材２８の変形に追従して連結部材３５が撓むため、バッテリーセル２０の表面に追従・密着することができる。また、放熱構造体２５は、複数の放熱部材２８の間に撚り部３７を備えることにより、バッテリーセル２０の表面への追従・密着性をより高めることができる。なお、連結部材３５は、必ずしも、撚り部３７を有していなくても良い。
【００４０】
（５）位置決め部材
位置決め部材５０は、放熱部材２８の長さ方向（図１のＹ方向）両側に設けられる部材である（図１を参照）。位置決め部材５０は、バッテリーセル２０からの放熱による温度上昇に耐え得る樹脂あるいはゴムで形成されることが好ましい。また、位置決め部材５０は、好ましくは、放熱部材２８の長さ方向に直交する方向であって複数の放熱部材２８が並んだ方向（図１のＸ方向）に長い長尺部材５１と、放熱部材２８の長さ方向に直交する方向（長尺部材５１の長さ方向）に沿って長尺部材５１に所定間隔で配置される複数の凸部５２と、を備える。複数の凸部５２は、好ましくは、複数の放熱部材２８の貫通路３２それぞれに挿入される。すなわち、放熱構造体２５を構成する複数の放熱部材２８の貫通路３２には、位置決め部材５０の凸部５２がそれぞれ挿入されていることが好ましい。位置決め部材５０は、放熱部材２８の貫通孔３２に凸部５２が挿入されることにより、放熱構造体２５における複数の放熱部材２８の位置決めを行い、かつ複数の放熱部材２８を連結する役割を担う。高い伝熱効率を実現するためには、多数のバッテリーセル２０各々の温度が均一となるように、多数のバッテリーセル２０各々から均一に放熱させることが望ましい。そのためには、各バッテリーセル２０に接触する放熱部材２８の数が均一となるように、複数の放熱部材２８を配置することが好ましい。放熱構造体２５は、位置決め部材５０により複数の放熱部材２８が位置決めされるため、各バッテリーセル２０に接触する放熱部材２８の数が均一となるよう放熱部材２８を配置できる。したがって、放熱構造体２５は、多数のバッテリーセル２０各々における放熱性の均一化を高めることができ、高い伝熱効率を実現できる。なお、位置決め部材５０は、バッテリーセル２０からの放熱により変形しない材料であれば、樹脂あるいはゴムに限定されず、例えば、金属、プラスチック、木材、セラミックス等で形成されていても良い。また、ここでは、位置決め部材５０は、５個の凸部５２を有しているが、凸部５２の個数は５個に限定されない。また、凸部５２は、円柱形状に限定されず、貫通路３２に挿入可能な形状であれば種々の形状を採ることができる。また、凸部５２は、その長さに特に制約はなく、少なくとも複数の放熱部材２８の貫通路３２に挿入した場合に放熱部材２８を位置決め可能な長さであれば良い。
【００４１】
位置決め部材５０は、好ましくは、放熱部材２８の長さ方向に直交する方向（図１のＸ方向）において、２以上に分割可能に構成される。位置決め部材５０は、長尺部材５１のその長さ方向に直交する方向（図１のＹ方向）の両側面に連結用突起５３と連結孔５４とをそれぞれ有する（図１を参照）。このように構成することにより、複数の位置決め部材５０は、１つの位置決め部材５０の連結用突起５３が当該１つの位置決め部材５０に隣接する位置決め部材５０の連結孔５４に挿入されて連結される。放熱構造体２５は、好ましくは、連結用突起５３及び連結孔５４により連結された複数の位置決め部材５０を、複数の放熱部材２８の長さ方向（図２（２Ａ）のＹ方向）両側に備える。なお、位置決め部材５０は、１つの部材で構成されていても良い。
【００４２】
放熱部材２８間の距離Ｌ１は、放熱部材２８がバッテリーセル２０からの押圧を受けて潰れる際に、狭くなる。放熱部材２８がほとんど潰れない場合には、熱伝導シート３０とバッテリーセル２０および底部１２との密着性が低くなる可能性がある。かかるリスクを低減するのに適切な放熱部材２８の上下方向、すなわちバッテリーセル２０の底から底部１２の面に向かう垂線方向に圧縮されたときの厚みは、少なくとも、放熱部材２８の管径（＝円換算直径：Ｄ）の８０％である。ここで、「円換算直径」とは、放熱部材２８をその長さ方向と垂直に切断したときの管断面の面積と同じ面積の真円の直径を意味する。放熱部材２８が真円の断面をもった円筒の場合には、その直径は円換算直径と同一である。放熱部材２８は、上記の圧縮を受けると、バッテリーセル２０および底部１２と接する面を平面とし、放熱部材２８間の距離Ｌ１の方向を略円弧断面とするように変形するとみなすことができる（図２（２Ｃ）を参照）。放熱部材２８が円換算直径Ｄの８０％に相当する０．８Ｄの厚さに潰れた場合、放熱部材２８がどの程度、距離Ｌ１の方向に拡がるかを計算する。図２（２Ｃ）に示すように、潰れた放熱部材２８において、その左右方向に存在する半円弧の長さの総長は、０．８πＤである。また、底部１２に接する平面の長さは、放熱部材２８の管円周から、上記の半円弧の長さの総長を差し引いた長さの半分であるから、（πＤ−０．８πＤ）／２＝０．３１４Ｄである。平面の左右方向に拡張した円弧部分の長さは、０．４Ｄ×２＝０．８Ｄである。したがって、潰れた放熱部材２８が元の放熱部材２８から距離Ｌ１の方向に拡がった距離は、０．３１４Ｄ＋０．８Ｄ−Ｄ＝０．１１４Ｄとなる。距離Ｌ１を十分に大きくすれば、放熱部材２８は隣の放熱部材２８と接触しない。逆に、距離Ｌ１が小さすぎると、放熱部材２８が上下方向に圧縮されても、隣の放熱部材２８に接触して、それ以上に潰れなくなる可能性がある。距離Ｌ１を放熱部材２８の円換算直径Ｄの１１．４％以上にすれば、放熱部材２８が円換算直径Ｄの８０％の厚さに圧縮されて変形する際に、放熱部材２８同士が接触して、当該変形の障害となることを防止できる。なお、この実施形態では、距離Ｌ１を０．６Ｄとしている。
【００４３】
放熱構造体２５は、凸部５２が貫通路３２に挿入された状態において、凸部５２と貫通路３２との間に隙間８０を有する（図２（２Ｃ）を参照）。この隙間８０により、凸部５２が挿入されている部分を含む放熱部材２８がバッテリーセル２０からの押圧を受けて潰れるため、複数のバッテリーセル２０の下端部が平坦でない場合でも、熱伝導シート３０と当該下端部との接触が良好になる。凸部５２は、この実施形態では、放熱部材２８が潰れても、その形状を保持しているが、放熱部材２８と共に潰れて扁平になっても良い。また、放熱部材２８は位置決め部材５０により位置決めされているので、バッテリーセル２０からの押圧を受けて潰れた際にも放熱部材２８間の距離Ｌ１のばらつきが小さくなり、多数のバッテリーセル２０各々における放熱性の均一化を高めることができる。なお、放熱構造体２５は、凸部５２が貫通路３２に挿入された状態において、凸部５２と貫通路３２との間に隙間８０を有していなくても良い。この場合、放熱部材２８のうち凸部５２が挿入されていない部分がバッテリーセル２０の表面に追従して潰れるため、バッテリーセル２０を当該凸部５２が挿入されていない部分に接触するよう配置することにより、複数のバッテリーセル２０の下端部が平坦でない場合でも、熱伝導シート３０と当該下端部との接触を良好にすることができる。なお、位置決め部材５０における複数の凸部５２は、長尺部材５１の長さ方向（図１のＸ方向）に等間隔に配置されることに限定されず、隣接する２つの凸部５２の間隔Ｐは、当該凸部５２に挿入可能な貫通路３２を有する複数の放熱部材２８間の距離Ｌ１に応じて適宜設計されれば良い（図１を参照）。位置決め部材５０は、好ましくは、隣り合う凸部５２の間隔Ｐを変化させて備え、より好ましくは、複数のバッテリーセル２０のうち温度の高いバッテリーセル２０の位置に放熱部材２８を密集させるように間隔Ｐを変化させて複数の凸部５２を備える。すなわち、放熱構造体２５は、温度の高いバッテリーセル２０に接触する放熱部材２８の数がその他のバッテリーセル２０に接触する放熱部材２８の数より多くなるように、当該温度の高いバッテリーセル２０に接触する放熱部材２８間の距離Ｌ１を小さくすることが好ましい。よって、位置決め部材５０は、当該温度の高いバッテリーセル２０側に備える凸部５２の間隔Ｐを小さくし、当該温度の高いバッテリーセル２０側に凸部５２を密集させることが好ましい。このように構成することにより、バッテリー１は、多数のバッテリーセル２０各々における放熱性の均一化をさらに高めることができる。
【００４４】
（６）熱伝導性オイル
熱伝導性オイルは、好ましくは、シリコーンオイルと、シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の１以上からなる熱伝導性フィラーとを含む。熱伝導シート３０は、微視的に、隙間（孔あるいは凹部）を有する。通常、当該隙間には空気が存在し、熱伝導性に悪影響を及ぼす可能性が有る。熱伝導性オイルは、その隙間を埋めて、空気に代わって存在することになり、熱伝導シート３０の熱伝導性を向上させる機能を有する。
【００４５】
熱伝導性オイルは、熱伝導シート３０の表面、少なくともバッテリーセル２と熱伝導シート３０とが接触する面に備えられている。本願において、熱伝導性オイルの「オイル」は、非水溶性の常温（２０〜２５℃の範囲の任意の温度）で液状若しくは半固形状の可燃物質をいう。「オイル」という文言に代え、「グリース」あるいは「ワックス」を用いることもできる。熱伝導性オイルは、バッテリーセル２０から熱伝導シート３０に熱を伝える際に熱伝導の障害にならない性質のオイルである。熱伝導性オイルには、炭化水素系のオイル、シリコーンオイルを用いることができる。熱伝導性オイルは、好ましくは、シリコーンオイルと、シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の１以上からなる熱伝導性フィラーとを含む。
【００４６】
シリコーンオイルは、好ましくは、シロキサン結合が２０００以下の直鎖構造の分子から成る。シリコーンオイルは、ストレートシリコーンオイルと、変性シリコーンオイルとに大別される。ストレートシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルを例示できる。変性シリコーンオイルとしては、反応性シリコーンオイル、非反応性シリコーンオイルを例示できる。反応性シリコーンオイルは、例えば、アミノ変性タイプ、エポキシ変性タイプ、カルボキシ変性タイプ、カルビノール変性タイプ、メタクリル変性タイプ、メルカプト変性タイプ、フェノール変性タイプ等の各種シリコーンオイルを含む。非反応性シリコーンオイルは、ポリエーテル変性タイプ、メチルスチリル変性タイプ、アルキル変性タイプ、高級脂肪酸エステル変性タイプ、親水性特殊変性タイプ、高級脂肪酸含有タイプ、フッ素変性タイプ等の各種シリコーンオイルを含む。シリコーンオイルは、耐熱性、耐寒性、粘度安定性、熱伝導性に優れたオイルであるため、熱伝導シート３０の表面に塗布して、バッテリーセル２０と熱伝導シート３０との間に介在させる熱伝導性オイルとして特に好適である。
【００４７】
熱伝導性オイルは、好ましくは、油分以外に、金属、セラミックスまたは炭素の１以上からなる熱伝導性フィラーを含む。金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、ベリリウム、タングステンなどを例示できる。セラミックスとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、キュービック窒化ホウ素、ヘキサゴナル窒化ホウ素などを例示できる。炭素としては、ダイヤモンド、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボン、アモルファスカーボン、カーボンナノチューブなどを例示できる。
【００４８】
熱伝導性オイルは、バッテリーセル２と熱伝導シート３０との間に介在する他、熱伝導シート３０と筐体１１との間に介在する方が好ましい。熱伝導性オイルは、熱伝導シート３０の全面に塗布されていても、熱伝導シート３０の一部分に塗布されていても良い。熱伝導性オイルを熱伝導シート３０に存在させる方法は、特に制約はなく、スプレーを用いた噴霧、刷毛等を用いた塗布、熱伝導性オイル中への熱伝導シート３０の浸漬など、如何なる方法によるものでも良い。なお、熱伝導性オイルは、放熱構造体２５あるいはバッテリー１にとって必須の構成ではなく、好適に備えることのできる追加的な構成である。これは、第２実施形態以降でも同様である。
【００４９】
図４は、図１の放熱構造体の製造方法の一部を説明するための図を示す。
【００５０】
まず、クッション部材３１を成形する。次に、帯状の熱伝導シート３０をクッション部材３１の外側面にスパイラル状に巻く。このとき、クッション部材３１が完全には硬化していない未硬化状態で、熱伝導シート３０をクッション部材３１の外側面に巻き、その後、加温によりクッション部材３１を完全に硬化させる。そして、帯状の熱伝導シート３０のクッション部材３１の両端からはみ出した部分があればカットする。最後に、熱伝導シート３０の表面に、熱伝導性オイルを塗布する。放熱部材２８をこのように製造することにより、熱伝導シート３０の微視的な隙間に未硬化状態のクッション部材３１が入り込んだ状態で硬化されるため、接着剤等を使用しなくともクッション部材３１と熱伝導シート３０とを強固に固定することができる。
【００５１】
こうして出来上がった放熱部材２８は、クッション部材３１の外側面よりも熱伝導シート３０の厚さ分だけ突出した形態を有する。ただし、熱伝導シート３０とクッション部材３１とは、面一であっても良い。また、熱伝導性オイルは、熱伝導シート３０のうち少なくともバッテリーセル２０と接触する面に塗布されれば良い。熱伝導シート３０のクッション部材３１の両端からはみ出した部分をカットする工程および熱伝導性オイルを塗布する工程は、上述のタイミングで行うことに限定されず、少なくともクッション部材３１に熱伝導シート３０を巻いた後であれば、いつ行ってもよい。また、熱伝導シート３０は、クッション部材３１を完全に硬化させた状態で、その外側面に巻いてもよい。この場合、クッション部材３１の外側面が粘着性を有していなければ、接着剤等を使用して熱伝導シート３０をクッション部材３１に固定してもよい。
【００５２】
放熱構造体２５は、上述の製造方法により製造された複数の放熱部材２８を、熱伝導シート３０の巻回しながら進行する方向（放熱部材２８の長さ方向）と直交する方向に並べた状態で、連結部材３５で連結し、放熱部材２８の長さ方向両側から位置決め部材５０の凸部５２を貫通路３２に挿入することにより製造される。より具体的には、放熱構造体２５は、複数の放熱部材２８を並べた状態で、手縫いで糸を縫い付けることにより連結される。このとき、複数の放熱部材２８は、放熱部材２８間の距離Ｌ１を０．１１４Ｄ以上として並べられることが好ましい（図２（２Ｃ）参照）。また、複数の放熱部材２８の間に、撚り部３７が形成されるように縫い付けることが好ましい。また、放熱構造体２５は、放熱部材２８の長さ方向両側から、貫通孔３２に凸部５２が挿入されることにより位置決め部材５０が固定される。このように、放熱構造体２５は、複数の放熱部材２８が簾状に連結されるため、バッテリーセル２０で圧縮された状態においてはバッテリーセル２０の表面に追従して放熱部材２８が上下左右方向に潰れ、且つ、バッテリーセル２０を除いた状態においては放熱部材２８の弾性力により元の形状に戻ることができる。また、放熱構造体２５は、複数の放熱部材２８が簾状に連結され、かつ位置決め部材５０により位置決めされることにより、各バッテリーセル２０に接触する放熱部材２８の数が均一になるよう放熱部材２８が配置される。このため、放熱構造体２５は、例えば、自動車の振動等により放熱部材２８が偏在する事態を抑制でき、かつ多数のバッテリーセル２０各々における放熱性の均一化を高めることができる。また、放熱構造体２５は、各放熱部材２８がクッション部材３１の外側面に熱伝導シート３０をスパイラル状に巻いた構造を有しているため、クッション部材３１の変形に対して過度に拘束しない。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーについて説明する。第１実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００５４】
図５は、第２実施形態に係る放熱構造体の一部分解斜視図を示す。
【００５５】
第２実施形態に係る放熱構造体２５ａは、第１実施形態に係る放熱構造体２５と異なり、複数の放熱部材２８をその長さ方向と直交する方向（図５のＸ方向）に並べて形成される放熱連結体２７が、当該長さ方向（図５のＹ方向）に２以上連結して構成されている。放熱構造体２５ａは、１つの放熱連結体２７の貫通路３２と当該１つの放熱連結体２７と異なる他の放熱連結体２７の貫通路３２とに挿入可能な複数の凸部５２ａを有する位置決め部材５０ａを備える。位置決め部材５０ａ以外の構成については、第１実施形態と共通するので、説明を省略する。なお、図５では、放熱連結体２７は、５個の放熱部材２８を備えているが、放熱連結体２７を形成する放熱部材２８の個数は５個に限定されない。
【００５６】
位置決め部材５０ａは、放熱部材２８の長さ方向（図５のＹ方向）に並ぶ２つの放熱連結体２７を連結する部材である。位置決め部材５０ａは、長尺部材５１のその長さ方向（図５のＸ方向）の両側面に、当該長さ方向に所定間隔で配列され、当該長さ方向に直交する方向（図５のＹ方向）に突出する複数の凸部５２ａを有する。位置決め部材５０ａは、凸部５２ａ以外の構成については第１実施形態に係る位置決め部材５０と共通するので、説明を省略する。位置決め部材５０ａは、放熱部材２８の長さ方向に並ぶ２つの放熱連結体２７のうち、１つの放熱連結体２７を構成する複数の放熱部材２８の貫通路３２と、他の放熱連結体２７を構成する複数の放熱部材２８の貫通路３２と、に複数の凸部５２ａがそれぞれ挿入される。これにより、位置決め部材５０ａは、当該１つの放熱連結体２７と当該他の放熱連結体２７とを連結する。このような形態の放熱構造体２５ａも、また、上述の放熱構造体２５と同様の作用効果を奏する。なお、放熱構造体２５ａは、放熱部材２８の長さ方向に連結する放熱連結体２７の数に特に制約はなく、放熱部材２８の長さとバッテリーセル２０の大きさとに応じて適宜設計することができる。また、図５では図示を省略しているが、放熱構造体２５ａは、１の放熱連結体２７のうち、放熱部材２８の長さ方向（図５のＹ方向）において、他の放熱連結体２７が隣接していない側には、第１実施形態に係る位置決め部材５０を備える。すなわち、放熱構造体２５ａは、２つの放熱連結体２７が隣接している部分に第２実施形態に係る位置決め部材５０ａを備え、それ以外の部分に第１実施形態に係る位置決め部材５０を備える。よって、放熱構造体２５ａは、放熱構造体２５ａを構成するすべての放熱連結体２７に対し、放熱部材２８の長さ方向の両側から、当該放熱連結体２７を構成する複数の放熱部材２８の貫通路３２に凸部５２，５２ａが挿入される。
【００５７】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーについて説明する。前述の各実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００５８】
図６は、第３実施形態に係る放熱構造体の一部分解斜視図を示す。
【００５９】
第３実施形態に係る放熱構造体２５ｂは、第２実施形態に係る放熱構造体２５ａと異なり、複数の放熱連結体２７が互いに略直交するように連結して構成されている。放熱構造体２５ｂは、１つの放熱連結体２７の貫通路３２と当該１つの放熱連結体に略直交する他の放熱連結体２７の貫通路３２とに挿入可能な複数の凸部５２ｂを有する位置決め部材５０ｂを備える。位置決め部材５０ｂ以外の構成については、前述の各実施形態と共通するので、説明を省略する。なお、図６では、放熱連結体２７は、５個の放熱部材２８を備えているが、放熱連結体２７を形成する放熱部材２８の個数は５個に限定されない。
【００６０】
位置決め部材５０ｂは、互いに略直交する２つの放熱連結体２７を連結する部材である。位置決め部材５０ｂは、長尺部材５１のその長さ方向（図６のＸ方向）に所定間隔で配列され、互いに略直交する２つの放熱連結体２７のうち、１つの放熱連結体２７を構成する放熱部材２８の長さ方向（図６のＹ方向）、および、他の放熱連結体２７を構成する放熱部材２８の長さ方向（図６のＺ方向）にそれぞれ突出する複数の凸部５２ｂを有する。本明細書において、「略直交」とは、２つの線または面が、互いに直交である場合のみならず、６０度以上１２０度以下の角度で配置されている状態も含む。すなわち、位置決め部材５０ｂは、好ましくは、図６のＹ方向に突出する凸部５２ｂと図６のＺ方向に突出する凸部５２ｂとがなす角度Ｒが６０度以上１２０度以下となるよう構成されている。位置決め部材５０ｂは、凸部５２ｂ以外の構成については前述の各実施形態に係る位置決め部材５０，５０ａと共通するので、説明を省略する。位置決め部材５０ｂは、互いに略直交する２つの放熱連結体２７のうち、１つの放熱連結体２７を構成する複数の放熱部材２８の貫通路３２と、他の放熱連結体２７を構成する複数の放熱部材２８の貫通路３２と、に複数の凸部５２ｂがそれぞれ挿入される。これにより、位置決め部材５０ｂは、当該１つの放熱連結体２７と当該他の放熱連結体２７とを連結する。このような形態の放熱構造体２５ｂも、また、上述の放熱構造体２５と同様の作用効果を奏する。なお、図６では図示を省略しているが、放熱構造体２５ｂは、１の放熱連結体２７のうち、放熱部材２８の長さ方向において、他の放熱連結体２７が略直交するよう配置されていない側には、第１実施形態に係る位置決め部材５０を備える。すなわち、放熱構造体２５ｂは、２つの放熱連結体２７が互いに略直交している部分に第３実施形態に係る位置決め部材５０ｂを備え、それ以外の部分に第１実施形態に係る位置決め部材５０を備える。よって、放熱構造体２５ｂは、放熱構造体２５ｂを構成するすべての放熱連結体２７に対し、放熱部材２８の長さ方向両側から、当該放熱連結体２７を構成する複数の放熱部材２８の貫通路３２に凸部５２，５２ｂが挿入される。また、放熱構造体２５ｂは、複数の放熱連結体２７のうち、少なくとも２つの放熱連結体２７が互いに略直交するように連結して構成されていれば、その他の放熱連結体２７の配置に特に制約はなく、例えば、第２実施形態と同様に、図６のＹ方向に複数の放熱連結体２７がさらに連結していても良いし、図６のＺ方向に複数の放熱連結体２７がさらに複数連結していても良い。
【００６１】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーについて説明する。前述の各実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００６２】
図７は、第４実施形態に係る放熱構造体の平面図（７Ａ）、当該（７Ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図（７Ｂ）、および当該断面図中の領域Ｅの拡大図（７Ｃ）をそれぞれ示す。
【００６３】
第４実施形態に係る放熱構造体２５ｃは、第１実施形態に係る放熱構造体２５と異なり、複数の放熱部材２８が連結部材３５ａで連結されている。連結部材３５ａ以外の構成については、第１実施形態と共通するので、説明を省略する。
【００６４】
連結部材３５ａは、第１実施形態と同様に、例えば、糸やゴム等、少なくとも複数の放熱部材２８の間に位置する部分が変形自在な材料で構成された部材である。本実施形態において、連結部材３５は、糸で構成されることが好ましく、バッテリーセル２０からの放熱による温度上昇に耐え得る糸であることがより好ましい。連結部材３５ａは、ミシン等を用いて複数の放熱部材２８を縫い付ける部材である。連結部材３５ａの縫い方は、特に限定されず、手縫い、本縫い、千鳥縫い、単環縫い、二重環縫い、縁かがり縫い、扁平縫い、安全縫い、オーバーロック等の如何なる縫い方でも良い。また、ＪＩＳ  Ｌ  ０１２０の規定する表示記号によれば、好適な縫い方として、「１０１」、「２０９」、「３０１」、「３０４」、「４０１」、「４０６」、「４０７」、「４１０」、「５０１」、「５０２」、「５０３」、「５０４」、「５０５」、「５０９」、「５１２」、「５１４」、「６０２」および「６０５」の各種縫い目を構成する縫い方を例示できる。なお、連結部材３５ａは、第１実施形態に係る連結部材３５と異なり、複数の放熱部材２８の間に撚り部３７を備えていない。
【００６５】
放熱構造体２５ｃは、第１実施形態と同様の製造方法により製造された複数の放熱部材２８を、熱伝導シート３０の巻回しながら進行する方向と直交する方向に並べた状態で、連結部材３５ａで連結することにより製造される。より具体的には、放熱構造体２５ｃは、複数の放熱部材２８を並べた状態で、ミシン等を用いて糸で縫い付けることにより連結される。このとき、放熱部材２８は、複数の放熱部材２８間の距離Ｌ２が先に述べたＬ１より小さくなるように離間して並べられている（図７（７Ｃ）参照）。具体的には、距離Ｌ２を、放熱部材２８の円換算直径Ｄの１１．４％の距離（＝０．１１４Ｄ）に設定している。この条件下では、放熱部材２８は、上下方向で、円換算直径Ｄの約８０％の厚さまで潰れることが可能となる。距離Ｌ２を０．１１４Ｄ以上にすれば、放熱部材２８がその円換算直径Ｄの８０％以下の厚さに圧縮変形する際に、隣の放熱部材２８が当該変形の障害にならない。なお、複数の放熱部材２８間の距離Ｌ２が狭いほど、ミシン等で縫い付ける際に複数の放熱部材２８をより安定して連結することができる。放熱部材２８は、隣り合う放熱部材２８同士が接触する位置までは上下左右方向に潰れる余地があり、バッテリーセル２０の表面へ追従し、且つ、密着することができる。また、放熱構造体２５ｃは、バッテリーセル２０を除いた状態においては放熱部材２８の弾性力により元の形状に戻ることができる。また、放熱構造体２５ｃは、複数の放熱部材２８が簾状に連結されることにより、例えば、自動車の振動等により放熱部材２８が偏在する事態を抑制でき、施工性が高くなる。特に、放熱構造体２５ｃは、ミシン等を用いて複数の放熱部材２８を連結部材３５ａで連結するため、放熱構造体２５ｃを構成する放熱部材２８の個数が多い場合に、施工性がより高くなる。
【００６６】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーについて説明する。前述の各実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【００６７】
図８は、第５実施形態に係る放熱構造体および当該放熱構造体を備えるバッテリーの縦断面図を示す。図９は、第５実施形態に係る放熱構造体の製造状況の一部（９Ａ）および当該（９Ａ）の製造方法によって完成した放熱構造体の平面図（９Ｂ）をそれぞれ示す。
【００６８】
第５実施形態に係るバッテリー１ａは、第１実施形態に係るバッテリー１内に配置される放熱構造体２５と異なる放熱構造体２５ｄを備え、その他についてはバッテリー１と共通した構造を有する。この実施形態に用いられる放熱構造体２５ｄは、第１実施形態に係る放熱部材２８と異なる放熱部材２８ａが、連結部材３５により複数連結している。放熱部材２８ａは、クッション部材３１を、筒状クッション部材とせずに、熱伝導シート３０の裏側に備えられる帯状のクッション部材であって熱伝導シート３０と共にスパイラル状に巻回されているスパイラル状のクッション部材とする。
【００６９】
上述のスパイラル状のクッション部材３１（「スパイラル状クッション部材」とも言う）を備える放熱構造体２５ｄの製造方法の一例は、次の通りである。
【００７０】
まず、略同等の幅を持つ熱伝導シート３０およびクッション部材３１の二層からなる積層体４０を製造する。次に、熱伝導シート３０の表面に、熱伝導性オイルを塗布する。そして、熱伝導性オイルが塗布された積層体４０をスパイラル状（コイル状と称しても良い）に、一方向に進行するように巻回する。こうして、積層体４０をスパイラル状に巻回した細長い形状の放熱部材２８ａが完成する。なお、熱伝導性オイルは、積層体４０を製造する前に熱伝導シート３０上に塗布しても良いし、最後に熱伝導シート３０上に塗布しても良い。また、積層体４０は、好ましくは、クッション部材３１が完全には硬化していない未硬化状態で、熱伝導シート３０をクッション部材３１に積層し、その後、加温によりクッション部材３１を完全に硬化させて形成される。
【００７１】
放熱構造体２５ｄは、複数の放熱部材２８ａを、熱伝導シート３０の巻回しながら進行する方向（放熱部材２８ａの長さ方向）と直交する方向に並べた状態で、連結部材３５で連結し、放熱部材２８ａの長さ方向両側から位置決め部材５０の凸部５２を貫通路３２に挿入することにより製造される。なお、複数の放熱部材２８ａを連結部材３５で連結する方法および位置決め部材５０を設置する方法は、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７２】
放熱部材２８ａは、その長さ方向に貫通する貫通路３３を備えているが、第１実施形態に係る放熱部材２８と異なり、放熱部材２８ａの外側面方向にも貫通している。放熱部材２８ａは、スパイラル状であるため、上述の放熱部材２８に比べて、放熱部材２８ａの長さ方向（図９（９Ｂ）の白矢印方向）に伸縮容易である。
【００７３】
放熱構造体２５ｄは、バッテリーセル２０と筐体１１の底部１２との間のみならず、バッテリーセル２０と筐体１１の内側面との隙間、および／またはバッテリーセル２０同士の隙間にも配置可能である。
【００７４】
（各実施形態の作用・効果）
以上説明したように、放熱構造体２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ（放熱構造体を総称する場合には、「放熱構造体２５等」とも称する。）は、バッテリーセル２０からの放熱を高める複数の放熱部材２８，２８ａが連結された放熱構造体であって、放熱部材２８，２８ａは、バッテリーセル２０からの熱を伝えるためのスパイラル状に巻回しながら進行する形状の熱伝導シート３０と、熱伝導シート３０の環状裏面に備えられ、熱伝導シート３０に比べてバッテリーセル２０の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材３１と、熱伝導シート３０の巻回しながら進行する方向に貫通する貫通路３２，３３と、を備える。また、放熱構造体２５等は、複数の放熱部材２８，２８ａの長さ方向両側に、貫通路３２，３３に挿入可能な複数の凸部５２，５２ａ，５２ｂ（凸部を総称する場合には、「凸部５２等」とも称する。）を有する位置決め部材５０，５０ａ，５０ｂ（位置決め部材を総称する場合には、「位置決め部材５０等」とも称する。）を備える。
【００７５】
放熱構造体２５等をこのように構成することによって、バッテリーセル２０の種々の形態に順応可能であって、弾性変形性および放熱効率に優れ、かつ複数のバッテリーセル２０各々における放熱性の均一化を高めることが可能な構造体となる。また、放熱構造体２５等は、貫通路３２，３３に起因してより軽量になる。
【００７６】
また、位置決め部材５０等は、複数の放熱部材２８，２８ａが、その長さ方向と直交する方向であって複数の放熱部材２８，２８ａが並んだ方向に長い長尺部材５１と、長さ方向に直交する方向に沿って長尺部材５１に所定間隔で配列される複数の凸部５２等と、を備える。このため、放熱構造体２５等は、位置決め部材５０等により複数の放熱部材２８，２８ａが位置決めされるため、各バッテリーセル２０に接触する放熱部材２８，２８ａの数が均一となるよう放熱部材２８，２８ａを配置できる。よって、放熱構造体２５等は、多数のバッテリーセル２０各々における放熱性の均一化を高めることができ、高い伝熱効率を実現できる。
【００７７】
また、放熱構造体２５等を構成するクッション部材３１は、その長さ方向に貫通路３２を有する筒状クッション部材であって、熱伝導シート３０は、筒状クッション部材の外側面をスパイラル状に巻回している。バッテリー１，１ａは、かかる放熱構造体２５等をバッテリーセル２０に接触させて筐体１１に備える。熱伝導シート３０は、筒状クッション部材の外側面を部分的に覆っていて、かつスパイラル状に筒状クッション部材の長さ方向に巻回している。バッテリー１，１ａは、放熱構造体２５等を、少なくともバッテリー２０と冷却部材１５との間に配置している。このため、放熱構造体２５等は、熱伝導シート３０による拘束を受けにくく、バッテリーセル２０の表面の凹凸等に追従して変形可能となる。
【００７８】
また、放熱構造体２５ｄにおいて、クッション部材３１は、熱伝導シート３０の環状裏面に沿ってスパイラル状に巻回しているスパイラル状クッション部材である。バッテリー１ａは、放熱構造体２５ｄを、少なくともバッテリー２０と冷却部材１５との間に配置している。放熱構造体２５ｄは、筐体１１の内側面とバッテリーセル２０との間および／またはバッテリーセル２０同士の間に配置されていても良い。放熱構造体２５ｄは、その全体がスパイラル形状になっているので、バッテリーセル２０の種々のサイズに、より適応しやすい。より具体的には、次のとおりである。剛性の高い熱伝導シート３０を備える場合でも、低荷重で熱伝導シート３０を変形させ、バッテリーセル２０の表面に追従・密着させることができる。さらに、部分的に異なる量の変形量であっても、密着追従性が良くなる。また、クッション部材３１もスパイラル状に切れているので、１回転ずつのスパイラルが概略独立しているかのような変形を起こすことができる。したがって、放熱構造体２５ｄは、局所的な変形の自由度を高くできる。加えて、放熱構造体２５ｄは、貫通路３３のみならず、貫通路３３から側面にも貫通するスパイラル状の貫通溝を備えているので、より軽量になる。
【００７９】
また、位置決め部材５０等は、複数の放熱部材２８，２８ａの貫通路３２，３３それぞれに挿入可能な複数の凸部５２等を有する。すなわち、放熱構造体２５等を構成する複数の放熱部材２８，２８ａの貫通路３２，３３には、位置決め部材５０等の凸部５２等がそれぞれ挿入される。このため、放熱構造体２５等は、位置決め部材５０等により複数の放熱部材２８，２８ａを連結し、かつ位置決めすることができる。
【００８０】
また、複数の放熱部材２８，２８ａをその長さ方向と直交する方向に並べた状態で連結する連結部材３５，３５ａを備え、連結部材３５，３５ａは、糸で構成される。よって、放熱構造体２５等は、複数の放熱部材２８，２８ａが簾状に連結されるため、例えば、自動車の振動等により放熱部材２８，２８ａが偏在する事態を抑制でき、施工性が高くなる。
【００８１】
また、連結部材３５，３５ａは、複数の放熱部材２８，２８ａの間に、撚りが加えられた撚り部３７を備えるため、バッテリーセル２０の表面への追従・密着性をより高めることができる。
【００８２】
また、放熱部材２５等は、凸部５２等が貫通路３２，３３に挿入された状態において、凸部５２等と貫通路３２，３３との間に隙間８０を有する。この隙間８０により、凸部５２等が挿入されている部分を含む放熱部材２８，２８ａ全体がバッテリーセル２０からの押圧を受けて潰れるため、複数のバッテリーセル２０の下端部が平坦でない場合でも、熱伝導シート３０と当該下端部との接触を良好にすることができる。
【００８３】
また、位置決め部材５０等は、放熱部材２８，２８ａの長さ方向と直交する方向において、２以上に分割可能に構成されるため、放熱構造体２５等をバッテリー１，１ａに設置する際における施工性が高くなる。
【００８４】
また、放熱構造体２５ａ，２５ｂは、複数の放熱部材２８をその長さ方向と直交する方向に並べて形成される放熱連結体２７が２以上連結して構成されている。また、位置決め部材５０ａ，５０ｂは、１つの放熱連結体２７の貫通路３２と当該１つの放熱連結体２７と異なる他の放熱連結体２７の貫通路３２とに挿入可能な複数の凸部５０ａ，５０ｂを有し、１つの放熱連結体２７と他の放熱連結体２７とを連結する。このため、バッテリーセル２０の形態に応じて、位置決め部材５０ａ，５０ｂにより放熱連結体２７を連結することができるため、バッテリーセル２０の種々の形態に容易に順応することができる。
【００８５】
また、熱伝導シート３０の表面に、当該表面に接触するバッテリーセル２０から当該表面への熱伝導性を高めるための熱伝導性オイルを有する。熱伝導シート３０は、微視的に、隙間（孔あるいは凹部）を有する。通常、当該隙間には空気が存在し、熱伝導性に悪影響を及ぼす可能性が有る。熱伝導性オイルは、その隙間を埋めて、空気に代わって存在することになり、熱伝導シート３０の熱伝導性を向上させる機能を有する。
【００８６】
また、熱伝導性オイルは、シリコーンオイルと、シリコーンオイルより熱伝導性が高く、金属、セラミックスまたは炭素の１以上からなる熱伝導性フィラーとを含む。シリコーンオイルは、耐熱性、耐寒性、粘度安定性、熱伝導性に優れたオイルであるため、熱伝導シート３０の表面に塗布して、バッテリーセル２０と熱伝導シート３０との間に介在させる熱伝導性オイルとして特に好適である。また、熱伝導性オイルは、熱伝導性フィラーを含むため、熱伝導シート３０の熱伝導性を高めることができる。
【００８７】
バッテリー１，１ａは、冷却部材１５を流す構造を持つ筐体１１内に、１または２以上の熱源としてのバッテリーセル２０を備えたバッテリーであって、上述の放熱構造体２５等を備える。放熱構造体２５等は、複数の放熱部材２８，２８ａが連結されており、放熱部材２８，２８ａに、バッテリーセル２０からの熱を伝えるためのスパイラル状に巻回しながら進行する形状の熱伝導シート３０と、熱伝導シート３０の環状裏面に備えられ、熱伝導シート３０に比べてバッテリーセル２０の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材３１と、熱伝導シート３０の巻回しながら進行する方向に貫通する貫通路３２，３３と、を備える。放熱構造体２５等は、複数の放熱部材２８，２８ａの長さ方向両側に、貫通路３２，３３に挿入可能な複数の凸部５２，５２ａ，５２ｂを有する位置決め部材５０，５０ａ，５０ｂを備える。バッテリー１，１ａをこのように構成することによって、バッテリーセル２０の種々の形態に順応可能であって、弾性変形性および放熱効率に優れ、かつ複数のバッテリーセル２０各々における放熱性の均一化を高めることが可能な構造体となる。また、放熱構造体２５等は、貫通路３２，３３に起因してより軽量になる。
【００８８】
また、位置決め部材５０等は、隣り合う凸部５２の間隔Ｐを変化させて備える。また、バッテリー１，１ａは、複数のバッテリーセル２０のうち、温度の高い位置に放熱部材２８，２８ａを密集させている。バッテリー１，１ａをこのように構成することによって、温度の高いバッテリーセル２０に接触する放熱部材２８の数をその他のバッテリーセル２０に接触する放熱部材２８の数より多くすることができるため、複数のバッテリーセル２０各々における放熱性の均一化をより高めることができる。
【００８９】
（その他の実施形態）
上述のように、本発明の好適な各実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されることなく、種々変形して実施可能である。
【００９０】
図１０は、放熱構造体の上に、バッテリーセルの側面を接触させるように横置きにしたときの断面図、その一部拡大図および充放電時にバッテリーセルが膨張した際の一部断面図をそれぞれ示す。
【００９１】
先述の各実施形態では、バッテリーセル２０を縦にしてその下端に放熱構造体２５等を接触せしめている状況について説明したが、バッテリーセル２０の配置形態は、これに限定されない。図１０に示すように、バッテリーセル２０の側面を放熱構造体２５等の各放熱部材２８，２８ａに接触させるように、バッテリーセル２０を配置しても良い。バッテリーセル２０は、充電および放電の際に温度上昇する。バッテリーセル２０の容器自体が柔軟性に富む材料にて形成されていると、バッテリーセル２０の特に側面が膨らむ可能性がある。そのような場合でも、図１０に示すように、放熱構造体２５等の構成している各放熱部材２８，２８ａがバッテリーセル２０の外面の形状に合わせて変形できるので、充放電時にも放熱性を高く維持できる。
【００９２】
例えば、熱源は、バッテリーセル２０のみならず、回路基板や電子機器本体などの熱を発する対象物を全て含む。例えば、熱源は、キャパシタおよびＩＣチップ等の電子部品であっても良い。同様に、冷却部材１５は、冷却用の水のみならず、有機溶剤、液体窒素、冷却用の気体であっても良い。また、放熱構造体２５等は、バッテリー１等以外の構造物、例えば、電子機器、家電、発電装置等に配置されていても良い。
【００９３】
また、放熱構造体２５等は、連結部材３５，３５ａを備えなくても良い。この場合、放熱構造体２５等を構成する複数の放熱部材２８，２８ａの貫通路３２，３３には、位置決め部材５０等の凸部５２等がそれぞれ挿入されていることが好ましい。この位置決め部材５０等は、放熱構造体２５における複数の放熱部材２８，２８ａの位置決めを行い、かつ複数の放熱部材２８，２８ａを連結する役割を担う。
【００９４】
また、放熱構造体２５等は、複数の放熱部材２８，２８ａの貫通路３２，３３の全てに、位置決め部材５０等の凸部５２等が挿入されていなくても良い。すなわち、放熱構造体２５等は、凸部５２等が挿入されていない放熱部材２８，２８ａを備えていても良い。この場合、放熱構造体２５等を構成する複数の放熱部材２８，２８ａは、例えば、１つ飛ばしで貫通路３２，３３に凸部５２等が挿入されていても良いし、２つ以上飛ばして貫通路３２，３３に凸部５２等が挿入されていても良い。また、放熱部材２８，２８ａの長さ方向両側に設けられた２つの位置決め部材５０等の凸部５２等を複数の放熱部材２８，２８ａの貫通路３２，３３に１つ飛ばしで挿入し、放熱部材２８，２８ａは、一方の位置決め部材５０等の凸部５２等のみが挿入されるように構成されていても良い。すなわち、一方の位置決め部材５０等の凸部５２等が挿入された１の放熱部材２８，２８ａに隣接する放熱部材２８，２８ａは、当該一方の位置決め部材５０等の凸部５２等は挿入されず、他方の位置決め部材５０等の凸部５２等が反対側から挿入され、貫通路３２，３３に挿入された凸部５２等が互い違いになるよう配置されていても良い。
【００９５】
また、位置決め部材５０等は、バッテリー１，１ａの筐体１１に放熱構造体２５等を位置決めするためのボス、リブ、穴等を備えていても良い。
【００９６】
また、位置決め部材５０等は、放熱部材２８，２８ａの長さ方向の片側にのみ設けられていても良い。
【００９７】
また、放熱部材２８ａにおけるスパイラル状のクッション部材３１は、熱伝導シート３０の幅と同一に限定されず、熱伝導シート３０の幅に対して大きくても、あるいは小さくても良い。
【００９８】
また、上述の各実施形態の複数の構成要素は、互いに組み合わせ不可能な場合を除いて、自由に組み合わせ可能である。例えば、第３実施形態に係る放熱構造体２５ｂを、第１実施形態に係る放熱構造体２５に代えて配置しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明に係る放熱構造体は、例えば、自動車用バッテリーの他、自動車、工業用ロボット、発電装置、ＰＣ、家庭用電化製品などの各種電子機器にも利用することができる。また、本発明に係るバッテリーは、自動車用のバッテリー以外に、家庭用の充放電可能なバッテリー、ＰＣ等の電子機器用のバッテリーにも利用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１，１ａ・・・バッテリー、１１・・・筐体、１５・・・冷却部材、２０・・・バッテリーセル（熱源の一例）、２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ・・放熱構造体、２７・・・放熱連結体、２８，２８ａ・・・放熱部材、３０・・・熱伝導シート、３１・・・クッション部材、３２，３３・・・貫通路、３５，３５ａ・・・連結部材、３７・・・撚り部、５０，５０ａ，５０ｂ・・・位置決め部材、５１・・・長尺部材、５２，５２ａ，５２ｂ・・・凸部、８０・・・隙間、Ｐ・・・凸部の間隔。
【図１】
2020113388.tif 000003
【図２】
2020113388.tif 000004
【図３】
2020113388.tif 000005
【図４】
2020113388.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2020113388.tif 000009
【図８】
2020113388.tif 000010
【図９】
2020113388.tif 000011
【図１０】
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