(57)【要約】  本発明によれば、複数のパイプ状部材を含む金属ケースと、パイプ状部材３０のそれぞれに収容された複数の単電池４０と、を含む電池ブロック１００であって、パイプ状部材３０はそれぞれ、合わせ面で接合されており、かつ複数のパイプ状部材３０は、互いに接合して一体化している、電池ブロック１００が提供される。本発明によれば、単電池の収容部材であって、成形精度の高い収容部材が提供され、またそれを簡便かつ低コストで製造することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパイプ状部材を含む金属ケースと、前記パイプ状部材のそれぞれに収容された複数の単電池と、を含む電池ブロックであって、
前記パイプ状部材はそれぞれ、合わせ面で接合されており、かつ前記複数のパイプ状部材は、互いに接合して一体化している、電池ブロック。
【請求項２】
前記パイプ状部材の合わせ面での接合およびパイプ状部材同士の接合は、いずれもろう付接合である、請求項１に記載の電池ブロック。
【請求項３】
前記パイプ状部材は、心材とろう材層とを含む金属板を曲げ加工してパイプ状とし、合わせ面にてろう付した部材である、請求項１に記載の電池ブロック。
【請求項４】
前記パイプ状部材は、金属板を曲げ加工してパイプ状とし、合わせ面にて接着剤による接着、金属溶接または拡散接合した部材である、請求項１に記載の電池ブロック。
【請求項５】
前記パイプ状部材は、アルミ、銅、真鍮またはステンレス製である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池ブロック。
【請求項６】
前記パイプ状部材は、円形パイプまたは多角形パイプである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電池ブロック。
【請求項７】
前記パイプ状部材は、貫通口または切り欠き部を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電池ブロック。
【請求項８】
前記合わせ面での隙間は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である、請求項１に記載の電池ブロック。
【請求項９】
前記パイプ状部材はそれぞれ、前記合わせ面において中空内面に突起が形成されている、請求項１に記載の電池ブロック。
【請求項１０】
心材とろう材層とを含む金属板を曲げ加工して合わせ面を形成し、ろう材層を外周面とするパイプ状金属板を複数得るステップと、
前記複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて固定してパイプ状金属板の集合体を得るステップと、
前記パイプ状金属板の集合体を加熱して、前記パイプ状金属板の合わせ面をろう付接合してパイプ状部材とし、かつ前記パイプ状金属板同士をろう付接合して電池ケースを得るステップと、
を含む、電池ブロックの製造方法。 
【請求項１１】
金属板を曲げ加工して合わせ面を形成し、パイプ状金属板を複数得るステップと、
前記複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて固定してパイプ状金属板の集合体を得るステップと、
前記集合体の外周面に、ろう材を配置するステップと、
前記ろう材が配置された集合体を加熱して、前記パイプ状金属板の合わせ面をろう付接合してパイプ状部材とし、かつ前記パイプ状金属板同士をろう付接合して電池ケースを得るステップと、
を含む、電池ブロックの製造方法。
【請求項１２】
前記電池ケースのパイプ状部材の中空部に、単電池を収容するステップをさらに含む、請求項１０または１１に記載の電池ブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池ブロックおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の単電池を１つの収容部材に収容することで電池ブロックを得て、それを大容量の蓄電池とすることが知られている。そのような収容部材として、円筒金属管同士をスポット溶接させた集合体や、収容穴を有するケースの複数を互いに面接合させて一体とした集合体などが知られている（特許文献１）。
その他にも、種々の関連技術が開示されている（例えば、特許文献２〜８参照）。
例えば、特許文献２には、複数の蓄電池セルが所定の配列で配置され、隣接する蓄電池セルが、外側ケースにより、部分的に互いに接合されている高温蓄電池が開示されている。特許文献３にも特許文献２と同様の発明が開示されている。しかし、特許文献２，３に開示された発明によっては、蓄電池セルは外側ケースと数点でのみ接合されているため、熱を拡散させて局所的な温度上昇を抑えることは困難であった。
また特許文献４には、収納容器集合体の容器本体が、幅方向の断面が半円状の薄板により挟み込まれるようにして配置された、ナトリウム二次電池モジュールが開示されている。しかし、容器本体と、薄板との接合面積が少なく、効率的に熱拡散することが困難であった。
特許文献５には、熱交換器のヘッダに用いるろう付パイプの製造方法および熱交換器の製造方法が開示されているが、電池ブロックと共通する課題は示唆されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２５６１７４号公報
【特許文献２】特開昭６０-１１９０８４号公報
【特許文献３】特開平４-２８４３７０号公報
【特許文献４】特開２００４-２６５７４３号公報
【特許文献５】特開２００９-２９７７２２号公報
【特許文献６】米国特許第４５４６０５６号
【特許文献７】米国２００９-０２５５６５６号公報
【特許文献８】米国特許５７６３１１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄電池の単電池を収容する部材には、単電池の温度分布をすばやく均一化したり、単電池が異常発熱（単電池内部での短絡などにより起こりうる）を起こした場合に熱を拡散させて局所的な温度上昇を抑えるために、高い成形精度が要求される。また、単電池が収容される部分の成形精度は重要である。単電池が収容される部分の成形精度が悪いと、振動を受ける場所に蓄電池が設置された場合に、収容された単電池が振動したりする場合がある。収容された単電池が振動したりすることで、単電池が十分な電池機能が発揮できなかったり、単電池の劣化が早まったり、電池配線が切断したりするなどして、蓄電池の性能が損なわれることがあった。【０００５】
また、近年、蓄電池の大容量化が強く求められている。蓄電池の大容量化するためには、収容部材に多くの単電池を収容しなければならない。単位体積あたりに、より多くの単電池を収容するには、単電池と単電池との間隔を狭める必要がある。単電池と単電池との間隔を狭めるためには、収容部材をより薄くする必要がある。収容部材が薄くなると、収容部材の成形精度が低下しやすい。【０００６】
そこで本発明は、複数の単電池を収容する部材であって、成形精度の高い収容部材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】
【０００７】
本発明の第一は、以下に示す電池ブロックに関する。
［１］複数のパイプ状部材を含む金属ケースと、前記パイプ状部材のそれぞれに収容された複数の単電池と、を含む電池ブロックであって、
パイプ状部材はそれぞれ、合わせ面で接合されており、かつ複数のパイプ状部材は、互いに接合して一体化している、電池ブロック。
［２］パイプ状部材の合わせ面での接合およびパイプ状部材同士の接合は、いずれもろう付接合である、［１］に記載の電池ブロック。
［３］パイプ状部材は、心材とろう材層とを含む金属板を曲げ加工してパイプ状とし、合わせ面にてろう付した部材である、［１］または［２］に記載の電池ブロック。
［４］パイプ状部材は、金属板を曲げ加工してパイプ状とし、合わせ面にて接着剤による接着、金属溶接または拡散接合した部材である、［１］に記載の電池ブロック。
［５］パイプ状部材は、アルミ、銅、真鍮またはステンレス製である、［１］〜［４］のいずれかに記載の電池ブロック。
［６］パイプ状部材は、円形パイプまたは多角形パイプである、［１］〜［５］のいずれかに記載の電池ブロック。
［７］パイプ状部材は、貫通口または切り欠き部を有する、［１］〜［６］のいずれかに記載の電池ブロック。
［８］合わせ面での隙間は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である、［１］に記載の電池ブロック。
［９］パイプ状部材はそれぞれ、合わせ面において中空内面に突起が形成されている、［１］に記載の電池ブロック。【０００８】
本発明の第二は、以下に示す電池ブロックの製造方法に関する。
［１０］心材とろう材層とを含む金属板を曲げ加工して合わせ面を形成し、ろう材層を外周面とするパイプ状金属板を複数得るステップと、複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて固定してパイプ状金属板の集合体を得るステップと、パイプ状金属板の集合体を加熱して、パイプ状金属板の合わせ面をろう付接合してパイプ状部材とし、かつパイプ状金属板同士をろう付接合して電池ケースを得るステップとを含む、電池ブロックの製造方法。
［１１］金属板を曲げ加工して合わせ面を形成し、パイプ状金属板を複数得るステップと、複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて固定してパイプ状金属板の集合体を得るステップと、集合体の外周面に、ろう材を配置するステップと、ろう材を配置された集合体を加熱して、パイプ状金属板の合わせ面をろう付接合してパイプ状部材とし、かつパイプ状金属板同士をろう付接合して電池ケースを得るステップとを含む、電池ブロックの製造方法。
［１２］電池ケースのパイプ状部材の中空部に、単電池を収容するステップをさらに含む、［１０］または［１１］に記載の電池ブロックの製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電池ブロックは、単電池の収容容器である金属ケースの成形精度が高いため、単電池の温度分布が速やかに均一化され、単電池が異常発熱を起こした場合に、熱を拡散させて局所的な温度上昇が抑制される。また、単電池が収容される部分の成形精度も高いため、収容された単電池の振動が抑制されている。そのため、蓄電池としての性能が損なわれない。よって、振動を受けやすい環境において用いられる蓄電池としても有効な電池ブロックが提供される。振動を受けやすい環境において用いられる蓄電池とは、例えば自動車用の蓄電池である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の電池ブロックの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは本発明の電池ブロックの分解斜視図である。
【図２】図２Ａ、図２Ｂはパイプ状部材の形状の例を示す図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂはパイプ状部材の配列状態を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａはパイプ状部材の、合わせ面を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂはパイプ状部材の、合わせ面を示す図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは外周面にろう材を配置したパイプ状部材を得る手法を説明する図であり、図５Ｄは合わせ面における接合で形成された突起を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａはパイプ状部材の、合わせ面における隙間を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂはパイプ状部材の、合わせ面における隙間を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃはパイプ状部材の、合わせ面における隙間を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは貫通口を有するパイプ状部材を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは切り欠きを有するパイプ状部材を示す図である。
【図８】図８Ａ，図８Ｂは金属ケースを構成する複数のパイプ状部材における合わせ面の位置を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは複数のパイプ状部材の集合体を枠体で仮固定した状態を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは複数のパイプ状部材の集合体を枠体で仮固定した状態を示す図である。
【図１０】図１０Ａ，図１０Ｂ、図１０Ｃは複数のパイプ状部材とともにパイプ状部材同士の隙間に挿入された金属部材を有する金属ケースを示す図である。
【図１１】図１１は金属ケースにおけるパイプ状部材同士の隙間に冷媒を流す図である。
【図１２】図１２Ａ、図１２Ｂ，図１２Ｃ，図１２Ｄは、本発明の電池ブロックの金属ケースの製造フローの一例を示す図である。
【図１３】金属ケースに、複数の単電池を収容した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の電池ブロックは、金属ケースと複数の単電池とを有する。金属ケースは、複数のパイプ状部材を有し、各パイプ状部材の中空部に、単電池が収容されている。電池ブロックに含まれる単電池は蓄電性能を有しており、従って、電池ブロックは高容量の蓄電池として機能することが好ましい。
【００１２】
［電池ブロック］
図１Ａ、図１Ｂには、本発明の電池ブロックの例の概要が示される。図１Ａは、本発明の電池ブロック１００の斜視図である。図１Ｂは、電池ブロック１００の分解斜視図である。図１Ｂに示すように、電池ブロック１００は、電極板１０と、ホルダー２０と、パイプ状部材３１ａ，３１ｂ，…３１ｔの集合体３１と、複数の単電池４０（４０ａ，４０ｂ，…４０ｔ）と、ホルダー５０と、電極板６０と、を含む。
【００１３】
単電池４０ａ，４０ｂ，…４０ｔは、それぞれ対応するパイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔに収容される。収容された単電池４０は、ホルダー２０およびホルダー５０で支持される。単電池の一方の電極４１は電極板１０に接続し、他方の電極４２は電極板６０に接続される。
【００１４】
図１Ｂに示すように、単電池４０ａ，４０ｂ，…４０ｔは、それぞれ対応するパイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔに収容される。複数のパイプ状部材からなる集合体３１が、本発明の電池ブロックにおける金属ケースを構成する。パイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔは、互いに接触した状態で固定され、一体化されていることが好ましい。
【００１５】
金属ケースを構成する複数のパイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔは、互いに接合されて一体化されて、集合体となっていることが好ましい。より具体的には、複数のパイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔのそれぞれの側面同士が接合されて一体化されている。１つの電池ケースに含まれるパイプ状部材の集合体３１は、２以上のパイプ状部材で構成されていればよく、特に上限は制限されない。また、金属ケースは、パイプ状部材の集合体３１を囲む枠体４００を、さらに有していてもよい（後述の図９Ａ参照）。
【００１６】
パイプ状部材３１は、図２Ａに示すような、例えば円形パイプ３１−１であってもよいし、図２Ｂに示すような、四角形などの多角形パイプ３１−２であってもよい。各パイプ状部材３１ａ，３１ｂ、…３１ｔの内部は、パイプの軸方向に沿って空洞になっている。各パイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔには、それぞれ単電池４０ａ，４０ｂ，…４０ｔが収容される。各単電池４０ａ，４０ｂ，…４０ｔは、通常は円筒状である。
【００１７】
複数のパイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔは、互いに接触されるように一体化されていることが好ましい。パイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔの配列態様は特に限定されない。例えば、各パイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｔが円形パイプである場合には、図３Ａに示すように最密充填配列させてもよい。また図３Ｂに示すように，各パイプ状部材３１ａ、３１ｂ、…３１ｕを正方配列させてもよい。なお、図３Ａ，図３Ｂにおいて、接合面３５の図示は省略してある。
【００１８】
パイプ状部材３１は金属製であることが好ましい。パイプ状部材３１を構成する金属は、熱伝導性の高い金属であることが好ましく、具体的には、アルミニウム、銅、真鍮、ステンレスまたはそれらの合金などである。パイプ状部材を軽量にするため、好ましくはアルミニウムである。
【００１９】
パイプ状部材３１を構成する板の厚みは、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍであることが好ましく、例えば約０．４ｍｍである。厚みが薄いほど、金属ケースを軽量化することができるので好ましいが、過剰に薄いとケースとしての強度が得られない。
【００２０】
パイプ状部材３１の中空サイズは、それに収容される単電池４０の大きさに応じて設定される。つまり、中空の断面の直径は、それに収容される単電池４０の断面の直径よりも、わずかに大きいことが好ましい。中空部に、単電池を収容する必要があるからである。パイプ状部材３１の中空断面の直径と、それに収容される単電池４０（単電池を絶縁シートで覆う場合には、その絶縁シートを含む）の断面の直径との差（クリアランス）は、０．０１ｍｍ以上０．３８ｍｍ以下であることが好ましい。クリアランスが大きすぎると、収容された単電池が振動したりするため、好ましくない。クリアランスが小さすぎると、単電池を収容できない場合がある。
【００２１】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、パイプ状部材３１は、それぞれ合わせ面３５を有しており、合わせ面において接合されている。「合わせ面３５」とは、例えば、図４Ａに示すような、１枚の金属平板２００を曲げ加工してパイプ状としたときの、はり合わせ面３５である。また「合わせ面３５」とは、例えば図４Ｂに示すような、２つのハーフパイプ状金属板３００をはり合わせてパイプ状としたときの、はり合わせ面３５である。
【００２２】
前述の通り、パイプ状部材３１は、金属平板を曲げ加工して合わせ面を接合したり（図４Ａ参照）、ハーフパイプ状の部材をはり合わせて得られうる（図４Ｂ参照）。合わせ面３５での接合手段は、ろう付、接着剤による接着、金属溶接、または拡散接合などでありうるが、好ましくはろう付である。ろう付によれば、パイプ材部材同士の接合（後述）工程と同一の工程で、合わせ面を接合することができる。
【００２３】
［接合方法と突起との関係］
図２Ａ、図２Ｂに示すように、パイプ状部材３１（３１-１，３１-２）は、合わせ面３５において、パイプの中空内面に突起３８を有していてもよい。突起３８は、特に限定されないが、合わせ面３５における接合により生じる突起であることが好ましい。以下に、図５Ａ〜図５Ｄを参照しつつ、接合方法と突起３８との関係を説明する。
【００２４】
１）ろう付による接合の場合
パイプ状部材３１は、合わせ面３５を有する未接合のパイプ状部材（パイプ状金属板）３０ａの外周面にろう材を配置し、さらに加熱してろう付させることで得られうる。外周面にろう材を配置した、未接合のパイプ状部材３０ａは、例えば以下の製法ａ），ｂ），ｃ）により、製造することができる。なお、「ろう材」とは、心材を構成する金属よりも融点の低い合金である。
ａ）図５Ａに示すように、心材２１０と、ろう材層２２０と、を含む金属板２３０を曲げ加工してパイプ状とすることができる。
ｂ）図５Ｂに示すように、金属平板２００を曲げ加工してパイプ状として、ろうシート（箔ろう材）２４０を巻きつけてもよい。
ｃ）図５Ｃに示すように、金属平板２００を曲げ加工してパイプ状として、ろうペースト（ブレージングペースト）２５０を塗布してよい。
このようにして、外周面にろう材を配置した、未接合のパイプ状部材（パイプ状金属板）３０ａを用意する。なお、未接合のパイプ状部材（パイプ状金属板）３０ａの製造方法は、上述の製法に特に限定されるわけではない。
【００２５】
合わせ面３５を有するパイプ状金属板３０ａの合わせ面３５において、パイプ状金属板３０ａの幅方向の端部同士を完全に密着させずに、隙間を設けることが好ましい。外周面にろう材を配置したパイプ状金属板３０ａを加熱して、合わせ面をろう付する。ろう付は、ろう材の融点よりも高い温度にまでパイプを加熱することで行われる。ろう付工程において、合わせ面における隙間にろう材が流れ込み、さらに、ろう材が中空内面にリークして突起を形成することが好ましい。このようにして、合わせ面３５における接合と、ろう材の残部からなる突起３８の形成とが行われうる（図５Ｄ参照）。
【００２６】
図６Ａに示すように、合わせ面３５におけるパイプ状金属板３０ａの隙間の間隔ｔ１は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが好ましい。毛細管現象を利用して、ろう材が隙間に浸入しやすくするためである。隙間が狭すぎると、隙間にろう材が流れ込みにくくなり、突起が形成できない場合がある。一方で、隙間が広すぎると、毛細管現象が生じず、かつろう付ができなくなる。
【００２７】
また、突起を確実に形成するために、合わせ面３５における隙間の形状を調整して、ろう材が流れ込みやすくなるようにしてもよい。例えば、図６Ｂに示すように、合わせ面３５をパイプ状金属板３０ａの主面平面に対して斜めにしてもよい。この場合のパイプ状金属板３０ａの隙間の間隔ｔ２は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが好ましい。図６Ａと同様の理由による。
また図６Ｃに示すように、合わせ面３５を多段にしてもよい。合わせ面３５における隙間の形状を調整することで、隙間にろう材が流れ込みやすくなり、適切な突起が形成されるからである。この場合の隙間の間隔ｔ３は、０．２ｍｍ以下が好ましい。隙間の間隔ｔ４は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが好ましい。隙間の間隔ｔ５は、０．０５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
２）接着剤による接合の場合
パイプ状部材３１は、合わせ面３５を有するパイプ状金属板３０ａの合わせ面３５に接着剤を塗布して、合わせ面３５を接着させて得られうる。この接着において、塗布した接着剤が中空内面にリークして突起を形成する。つまり、接着剤の残部からなる突起が形成される。
【００２９】
３）溶接による接合の場合
パイプ状部材３１は、合わせ面３５を有するパイプ状金属板３０ａの合わせ面３５を、金属溶接させて得られうる。金属溶接の手段は特に限定されず、ＴＩＧ溶接やレーザ溶接などでありうる。金属溶接を行う場合には、合わせ面３５において金属板は密着していることが好ましい。密着している合わせ面３５を金属溶融させて溶接すると、「溶接突起」と称される突起が形成される場合がある。この溶接突起を積極的に形成することで、中空内面に突起を形成する。
【００３０】
４）拡散接合による接合の場合
パイプ状部材３１は、合わせ面３５を有するパイプ状金属板３０の合わせ面３５を、拡散接合させて得られうる。拡散接合とは、合わせ面３５において重ねられた金属板同士を加圧および加熱することで行われる。加圧するときに、合わせ面に突起を圧力成形すればよい。
【００３１】
パイプ状部材３１の合わせ面における突起３８（図２Ａ、図２Ｂ参照）の高さは、パイプ状部材３１の中空断面の直径と、それに収容される単電池（単電池を絶縁シートで覆う場合には、その絶縁シートを含む）の断面の直径との差（クリアランス）に応じて設定されることが好ましく、クリアランスよりも大きくすればよい。目安として、突起３８の高さは、「クリアランスと、単電池を覆う絶縁シートの厚みの１/５との和」以上とし、「クリアランスと、単電池を覆う絶縁シートの厚みの１/３との和」以下とすればよい。突起３８は、パイプ状部材３１の中空部に収容された単電池の振動や回転を抑制する。
【００３２】
図７Ａに示すように、パイプ状金属板３０ａの側面の一部に貫通口３２を設けてもよい。また図７Ｂに示すように、長手方向の両端部に、それぞれ切り欠き３３を設けてもよい。貫通口３２または切り欠き３３を通して、内部に収容される単電池（不図示）に外部部材（温度センサーなど）を接続することができるからである。
【００３３】
前述の通り、電池ブロックを構成する金属ケースは複数のパイプ状部材を有する。複数のパイプ状部材は、それぞれが互いに接触して一体化されている。具体的には、各パイプ状部材は、各パイプ状部材の側面において互いに接合されて、一体化されている。
【００３４】
パイプ状部材同士の接合は、ろう付、接着剤による接着または金属溶接などにより行われるが、好ましくはろう付によって行う。例えば外周面にろう材を配置した複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて仮固定して集合体とし、集合体を加熱することで、パイプ状部材（パイプ状金属板）同士が接合されうる。
【００３５】
仮固定されて集合体とされるパイプ状部材は、合わせ面３５における接合後のものであっても接合前のものであってもよい。接合前の合わせ面３５を有する複数のパイプ状部材（パイプ状金属板）を仮固定して集合体とすれば、合わせ面３５における接合と、パイプ状部材３１となるパイプ状金属板３０同士の接合とを、同一工程で行うことができるので好ましい。
【００３６】
図８Ａに示すように、複数のパイプ状部材となるパイプ状金属板３０（３０ａ，３０ｂ、…３０ｅ）の合わせ面３５は、それぞれ同一方向に規則的に配置されていてもよいし、図８Ｂに示すようにランダムに配置されていてもよい。図８Ａでは、合わせ面３５が、図中上方に配置されている。合わせ面３５が同一方向に配置されていれば、例えば、合わせ面３５の隙間にろう材が流れ込みやすくなるという効果が得られる。
【００３７】
パイプ状金属板３０（３０ａ，３０ｂ、…３０ｅ）を仮固定するには、図９Ａに示すように治具としての枠体４００で集合体を固定すればよい。枠体４００の内面には、ろう材を配置しておいてもよいし、配置しておかなくてもよい。治具としての枠体４００は、パイプ状部材同士を接合した後に取り外してもよいし、電池ブロックの金属ケースの一部材として用いてもよい。
【００３８】
枠体４００は、パイプ状部材同士をろう付接合するときの治具として用いられる。そのため、枠体４００の線膨張係数は、パイプ状部材の線膨張係数と同じであることが好ましい場合がある。ろう付接合の加熱中に、枠体がパイプ状部材の集合体を確実に保持し、かつパイプ状金属板３０（３０ａ，３０ｂ、…３０ｅ）に応力をかけないようにするためである。そこで、例えば、図９Ｂに示すように、ステンレス板４００−１とアルミニウム枠４００−２とを組み合わせた枠体を用いて、枠体の線膨張係数を調整する。ステンレス板４００−１は、パイプ状部材３０とアルミニウム枠４００−２とが、接合することを防止する。
【００３９】
集合体は、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、複数のパイプ状部材とともに、パイプ状部材同士の隙間に挿入された金属部材４５０（４５０ａ，４５０ｂ，４５０ｃ）を有してもよい。隙間に挿入された金属部材４５０を設けることで、金属ケースの熱容量を高めることができるからである。具体的には図１０Ａに示すように、隙間に金属部材４５０ａを挿入することにより、隙間を完全にふさいでもよい。なお、金属ケースの熱容量を高めることができるのであれば、隙間を完全にふさがなくてもよい。例えば図１０Ｂに示すように三角柱状の金属部材４５０ｂを挿入したり、図１０Ｃに示すように円柱状の金属部材４５０ｃを挿入することで、隙間を完全にふさがなくてもよい。
【００４０】
一方、集合体におけるパイプ状部材同士の隙間は、中空のままとしてもよい。隙間に冷媒を流したり、ヒーターを配置したりすることで、電池ブロックを加熱または冷却しやすくなるからである。例えば、図１１に示すように、冷媒ガス５００を隙間に流すようにしてもよい。
【００４１】
パイプ状金属板３０ａ，３０ｂ、…の集合体３０を加熱してろう付接合して金属ケースが得られたら、パイプ状部材３１のそれぞれに単電池を収容し、その他電池としての部材を付加することで、電池ブロックとする。単電池は、通常、金属製のケースで覆われているが、さらに絶縁シートで覆われていてもよい。絶縁シートは、通常、樹脂膜であるが、その厚みは４５μｍ〜７５μｍである。
【００４２】
［電池ブロックの製造方法］
以下に、一例としての、本発明の電池ブロック（金属ケース）の製造方法を、図１２Ａ〜図１２Ｄ、図１３を参照しつつ説明する。
（イ）まず図１２Ａに示すような、心材２１０と、ろう材層２２０と、を含む金属板２３０（図１２Ａ）を用意する。その後、金属板２３０を曲げ加工して合わせ面３５を形成する。そして、図１２Ｂに示すような、ろう材層２２０を外周面とするパイプ状金属板３０ａを得る。これらの工程を繰り返すことにより、複数のパイプ状金属板３０ａ,３０ｂ,…３０ｅを得る。
（ロ）複数のパイプ状金属板３０ａ,３０ｂ,…３０ｅを、互いに接触させて固定してパイプ状金属板３０ａ,３０ｂ,…３０ｅの集合体３０を得る。具体的には、パイプ状金属板３０ａ,３０ｂ,…３０ｅを互いに接触させて仮固定して集合体３０とする。そして、図１２Ｃに示すように、集合体３０を枠体４００で固定させる。
（ハ）パイプ状金属板の集合体３０を加熱する。そしてパイプ状金属板３０ａ,３０ｂ,…３０ｅの合わせ面３５をろう付接合してパイプ状部材３１ａ,３１ｂ,…３１ｅの集合体３１とする。またパイプ状金属板３０ａ,３０ｂ,…３０ｅ同士をろう付接合する。これにより図１２Ｄに示すような、ろう材からなる突起３８が形成される。以上により、金属ケースが得られる。
（ニ）さらに、図１３に示すように、図１２Ｄの金属ケースの複数のパイプ状部材３１ａ,３１ｂ,…３１ｅに、それぞれ単電池４０ａ,４０ｂ,…４０ｅを収容する。その後、電池としての必要な部材を付加する。以上により、電池ブロックが製造される。なお、単電池４０は、単電池を覆う絶縁シート４５を有していてもよい。
以上、電池ブロックの製造方法について説明したが、電池ブロックの製造方法は、上述の製造方法に制限されることはない。例えば、上述の（イ）工程に換えて、図５Ｂに示すように、金属板２００を曲げ加工して合わせ面３５を形成し、パイプ状金属板３０ａを得ることとしてもよい。この場合、上述の（ロ）工程の後、（ハ）工程に進む前に、集合体の外周面にろう材を配置することが好ましい。
【００４３】
次に、従来の電池ブロックの製造方法との対比において、本発明に係る電池ブロックの製造方法の作用効果について説明する。
従来、パイプ状部材を鋳物とした場合、型の原料が砂であるため型の面精度が悪く、その転写物であるパイプ状部材の面精度も低下していた。また、アルミニウム製のパイプ状部材を得る場合には、アルミ溶湯の成分ばらつきなどから、巣も発生する場合があった。そのため、面精度を高めるために二次加工が必要となるほか、発生した巣を解消することが困難であった。また、パイプ状部材を引き抜き加工により得ることも考えられるが、パイプ状部材の肉厚を下げようとすると、成形精度が低下しやすく、成形自体が困難であった。
それに対して、本発明に係る電池ブロックの製造方法によれば、金属板を曲げ加工等して、パイプ状部材を得るため、簡易に、電池ブロックの単電池が収容される部分の成形精度を高めることができる。そのため、本発明の電池ブロックの製造方法により得られた電池ブロックは、収容された単電池の振動を抑制することができるので、電池ブロック蓄電池としての性能が損なわれにくい。またこの電池ブロックは、軽量でコンパクトである。これらの特性を活かせる電池ブロックの用途としては、例えば自動車に搭載される蓄電池が挙げられる。
本出願は、同出願人により先にされた日本国特許出願、すなわち、特願２０１１−１２０４７３号（出願日２０１１年５月３０日）に基づく優先権主張を伴うものであって、これらの明細書の内容を参照して本発明の一部としてここに組み込むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の電池ブロックは、複数の単電池と、それを収容する金属ケースを有し、金属ケースの成形精度が高い。よって、収容された単電池の振動などが抑制され、各単電池の機能が適切に発揮される。しかも、金属ケースを簡便かつ低コストで製造することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  電極板
２０  ホルダー
３０  パイプ状金属板
３１  パイプ状部材
３０−１  円形パイプ
３０−２  多角形パイプ
３２  貫通口
３３  切り欠き
３５  合わせ面
３８  突起
４０  単電池
４１  電極
４２  電極
４５  単電池を覆う絶縁シート
５０  ホルダー
６０  電極板
１００  電池ブロック
２００  金属平板
２１０  心材
２２０  ろう材層
２３０  金属板
２４０  ろうシート
２５０  ろうペースト
３００  ハーフパイプ状金属板
４００  枠体
４００−１  ステンレス板
４００−２  アルミニウム枠
４５０  金属部材
５００  冷媒ガス
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月1日(2012.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第一は、以下に示す電池ブロックに関する。
［１］複数のパイプ状部材を含む金属ケースと、パイプ状部材のそれぞれに収容された複数の単電池と、を含む電池ブロックであって、
パイプ状部材はそれぞれ、合わせ面で接合されており、かつ複数のパイプ状部材は、互いに接合して一体化しており、パイプ状部材の合わせ面での接合およびパイプ状部材同士の接合は、いずれもろう付接合である、電池ブロック。
［２］複数のパイプ状部材を含む金属ケースと、パイプ状部材のそれぞれに収容された複数の単電池と、を含む電池ブロックであって、
パイプ状部材はそれぞれ、合わせ面で接合されており、かつ複数のパイプ状部材は、互いに接合して一体化しており、パイプ状部材は、金属板を曲げ加工してパイプ状とし、合わせ面にて接着剤による接着、金属溶接または拡散接合した部材である、電池ブロック。
［３］パイプ状部材は、心材とろう材層とを含む金属板を曲げ加工してパイプ状とし、合わせ面にてろう付した部材である、［１］または［２］に記載の電池ブロック。
［４］パイプ状部材は、アルミ、銅、真鍮またはステンレス製である、［１］または［２］に記載の電池ブロック。
［５］パイプ状部材は、円形パイプまたは多角形パイプである、［１］または［２］に記載の電池ブロック。
［６］パイプ状部材は、貫通口または切り欠き部を有する、［１］または［２］に記載の電池ブロック。
［７］合わせ面での隙間は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である、［１］または［２］に記載の電池ブロック。
［８］パイプ状部材はそれぞれ、合わせ面において中空内面に突起が形成されている、［１］または［２］に記載の電池ブロック。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第二は、以下に示す電池ブロックの製造方法に関する。
［９］心材とろう材層とを含む金属板を曲げ加工して合わせ面を形成し、ろう材層を外周面とするパイプ状金属板を複数得るステップと、複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて固定してパイプ状金属板の集合体を得るステップと、パイプ状金属板の集合体を加熱して、パイプ状金属板の合わせ面をろう付接合してパイプ状部材とし、かつパイプ状金属板同士をろう付接合して電池ケースを得るステップとを含む、電池ブロックの製造方法。
［１０］金属板を曲げ加工して合わせ面を形成し、パイプ状金属板を複数得るステップと、複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて固定してパイプ状金属板の集合体を得るステップと、集合体の外周面に、ろう材を配置するステップと、ろう材を配置された集合体を加熱して、パイプ状金属板の合わせ面をろう付接合してパイプ状部材とし、かつパイプ状金属板同士をろう付接合して電池ケースを得るステップとを含む、電池ブロックの製造方法。
［１１］電池ケースのパイプ状部材の中空部に、単電池を収容するステップをさらに含む、［９］または［１０］に記載の電池ブロックの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパイプ状部材を含む金属ケースと、前記パイプ状部材のそれぞれに収容された複数の単電池と、を含む電池ブロックであって、
前記パイプ状部材はそれぞれ、合わせ面で接合されており、かつ前記複数のパイプ状部材は、互いに接合して一体化しており、
前記パイプ状部材の合わせ面での接合およびパイプ状部材同士の接合は、いずれもろう付接合である、電池ブロック。
【請求項２】
複数のパイプ状部材を含む金属ケースと、前記パイプ状部材のそれぞれに収容された複数の単電池と、を含む電池ブロックであって、
前記パイプ状部材はそれぞれ、合わせ面で接合されており、かつ前記複数のパイプ状部材は、互いに接合して一体化しており、
前記パイプ状部材は、金属板を曲げ加工してパイプ状とし、合わせ面にて接着剤による接着、金属溶接または拡散接合した部材である、電池ブロック。
【請求項３】
前記パイプ状部材は、心材とろう材層とを含む金属板を曲げ加工してパイプ状とし、合わせ面にてろう付した部材である、請求項１に記載の電池ブロック。
【請求項４】
前記パイプ状部材は、アルミ、銅、真鍮またはステンレス製である、請求項１または２に記載の電池ブロック。
【請求項５】
前記パイプ状部材は、円形パイプまたは多角形パイプである、請求項１または２に記載の電池ブロック。
【請求項６】
前記パイプ状部材は、貫通口または切り欠き部を有する、請求項１または２に記載の電池ブロック。
【請求項７】
前記合わせ面での隙間は、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である、請求項１または２に記載の電池ブロック。
【請求項８】
前記パイプ状部材はそれぞれ、前記合わせ面において中空内面に突起が形成されている、請求項１または２に記載の電池ブロック。
【請求項９】
心材とろう材層とを含む金属板を曲げ加工して合わせ面を形成し、ろう材層を外周面とするパイプ状金属板を複数得るステップと、
前記複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて固定してパイプ状金属板の集合体を得るステップと、
前記パイプ状金属板の集合体を加熱して、前記パイプ状金属板の合わせ面をろう付接合してパイプ状部材とし、かつ前記パイプ状金属板同士をろう付接合して電池ケースを得るステップと、
を含む、電池ブロックの製造方法。
【請求項１０】
金属板を曲げ加工して合わせ面を形成し、パイプ状金属板を複数得るステップと、
前記複数のパイプ状金属板を、互いに接触させて固定してパイプ状金属板の集合体を得るステップと、
前記集合体の外周面に、ろう材を配置するステップと、
前記ろう材が配置された集合体を加熱して、前記パイプ状金属板の合わせ面をろう付接合してパイプ状部材とし、かつ前記パイプ状金属板同士をろう付接合して電池ケースを得るステップと、
を含む、電池ブロックの製造方法。
【請求項１１】
前記電池ケースのパイプ状部材の中空部に、単電池を収容するステップをさらに含む、請求項９または１０に記載の電池ブロックの製造方法。
【国際調査報告】
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