(57)【要約】エネルギー貯蔵装置を収容するに適した空所領域を定めている構造シェル（１２）、及び酸素及び湿度に対して実質的に不浸透な内側ライニング（１４）を備えたエネルギー貯蔵装置用のケーシングである。内側ライニングは、構造シェルの内面上に確保された少なくも１層の合成材料を備える。構造シェルは補強されたプラスチック又はポリマー材料で作られる。
2006508503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー貯蔵装置用のケーシングであって、
ａ）エネルギー貯蔵装置を収容するに適した空間領域を定めている構造シェルであって、  外面と内面とを有する前記構造シェル、
ｂ）酸素及び湿度に対して実質的に不浸透な内側ライニングであって、前記構造シェルの  前記内面上に接合された少なくも１層の合成材料を有する前記内側ライニング
を備える前記ケーシング。
【請求項２】
前記内側ライニングが、少なくも２層の材料の積層体よりなる請求項１に定められたケーシング。
【請求項３】
前記積層体が、少なくも２層の合成材料よりなる請求項２に定められたケーシング。
【請求項４】
前記積層体が、合成材料の層と金属材料の層とからなる請求項２に定められたケーシング。
【請求項５】
前記構造シェルが、補強されたプラスチック又はポリマー材料で作られる請求項１に定められたケーシング。
【請求項６】
前記構造シェルが、前記構造シェルの前記外面上を伸びている一連のリブにより補強された成型プラスチック又はポリマー材料で作られる請求項５に定められたケーシング。
【請求項７】
前記構造シェルが、カーボン又はガラス繊維により補強された成型プラスチック又はポリマー材料で作られる請求項５に定められたケーシング。
【請求項８】
前記構造シェルが、複数の個別金属部分により補強された成型プラスチック又はポリマー材料で作られる請求項５に定められたケーシング。
【請求項９】
前記複数の個別金属部分及び前記プラスチック材料が一緒に成型される請求項８に定められたケーシング。
【請求項１０】
前記複数の個別金属部分が前記プラスチック材料内に埋設される請求項８に定められたケーシング。
【請求項１１】
前記複数の個別金属部分が複数のファスナーにより前記プラスチック材料に結合され、各ファスナーが前記個別金属部分及び前記プラスチック材料の一方に形成された凹所並びに前記個別金属部分及び前記プラスチック部分の他方に形成された結合する突起を備える請求項８に定められたケーシング。
【請求項１２】
各ファスナーの凹所が前記個別金属部分の一方における突起により定められ、各ファスナーの結合する突起が穿孔を少なくも部分的に満たしている前記プラスチック材料により形成される請求項１１に定められたケーシング。
【請求項１３】
各ファスナーの結合する突起が、ファスナーの結合する突起と対応した凹所との分離を防ぐために大きくされた頭部を有する請求項１２に定められたケーシング。
【請求項１４】
前記構造シェルがエネルギー貯蔵装置を受け入れるための前記空所領域内に開口している開口部を備え、前記ケーシングは、前記構造シェルに取り付けられかつ前記開口部を覆う端部カバーを更に備える請求項１に定められたケーシング。
【請求項１５】
前記端部カバーが、振動溶接、誘導溶接、超音波溶接、及びレーザー溶接よりなるグループから選ばれた溶接作業により前記構造シェルに張り付けられる請求項１４に定められたケーシング。
【請求項１６】
前記端部カバーが、前記ケーシング内のエネルギー貯蔵装置を遠隔の装置に接続するために少なくも１個の電気コネクターを備える請求項１４に定められたケーシング。
【請求項１７】
前記端部カバーが、合成材料により少なくも部分的に内側に付けられた補強用金属部分を備える請求項１４に定められたケーシング。
【請求項１８】
前記構造シェルが、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びアクリロニトリルブタジェンスチレン（ＡＢＳ），これらの組み合わせ、及びポリフェニレンエーテルとポリスチレンとの混合物（ＰＰＥ＋ＰＳ）よりなるグループから選ばれた材料で作られる請求項１に定められたケーシング。
【請求項１９】
前記構造シェルが、エポキシ及びウレタン又はこれらの組み合わせよりなるグループから選ばれた熱硬化性材料で作られる請求項１に定められたケーシング。
【請求項２０】
請求項１に定めらたケーシングを備えたエネルギー貯蔵装置。
【請求項２１】
エネルギー貯蔵装置用ケーシングの製造方法であって、
ａ）型の内側コア部分の上に内側ライニングを適用し、
ｂ）型を閉じ、そしてシェルを形成するために型の中にプラスチック材料を注入する
ことを含み、
前記内側ライニングをシェルの内面に接着させかつこれと同じ形にする製造方法。
【請求項２２】
型を閉じる前に型の中に個別の補強用金属部分を提供する
段階を更に備え、これによりシェルを形成するように型の中にプラスチック材料を注入する際に、前記個別の補強用金属部分がシェルに係留される請求項２１に定められたケーシングの製造方法。
【請求項２３】
前記内側ライニングが、型の内部コアの上に位置決めされるより前に、紙袋状に形成された積層シートよりなる請求項２１に定められたケーシングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池及び電気化学的発電装置のようなエネルギー貯蔵装置に関する。より特別には、本発明は、エネルギー貯蔵装置用のケーシングであって、このエネルギー貯蔵装置を湿度、酸素及びその他の有害な環境要因から保護するように作用するケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー貯蔵装置としても知られている蓄電池、電池、及び電気化学的発電装置は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換することが知られている。典型的に、蓄電池は、直列又は並列に接続された２個以上の電気化学的な電池より形成される。各電池は、回路、及び液体、ペースト状又は固体形式の電解質により接続された少なくも１対の陽極及び陰極から構成される。電解質は、１対の電極の一方が反応して電子を解放し、他方が電子を受け入れるイオン導体である。従って、両電極が、負荷とも呼ばれる電力を受け入れる装置に接続されると、電極が化学的に反応して電解質が電子の流れを作り、従って回路を通る電流を作る。
【０００３】
重要なことは、蓄電池が通常の化学反応とは逆の再充電が可能なことである。より特別には、蓄電池が放電すると、その化学物質は、正常の電池の作用時とは逆方向に蓄電池に電流を通過させることにより再構築させることができる。
【０００４】
一般的でありかつよく知れている形状の蓄電池は、直列の３個又は６個の単電池から構成された鉛酸電池であり、これにおいては、電極は鉛及び二酸化鉛より作られ、電解質は酸で作られる。この形式の蓄電池は、乗用車、トラック、航空機及びその他の車両に一般に使用される。その主な利点は、エンジンの始動時に大電流を出し得ることである。しかし、鉛酸電池は、放電可能時間が短く、かつ重くてかさ張り、更に急速な腐食の可能性がある。
【０００５】
ポリマー電解質及びシート状の陽極と陰極の積層体から作られるリチウムイオン及びリチウムポリマーの再充電可能な電池は、他の形式の電池より多くの長所を示す。これらの長所は、軽量、大出力密度、高エネルギー、及び長寿命を含む。しかし、リチウム及び金属状リチウムイオンは環境、特に湿度に非常に反応し易く、このため、望ましくない反応を避けるために外部環境から保護しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上に鑑み、電池の本来の効率的な作動を確保しかつ有効寿命を伸ばすためには、蓄電池が確実な製造と許容度の要求に適合することが重要である。これに関連して、蓄電池は、内部に電気化学電池が密閉される保護ケーシングを備えることが普通である。このケーシングは、蓄電池を外部の湿度及び酸素から保護するように作用する。このことは、電気化学電池が酸化に極めて敏感であるため重要である。ケーシングの機械的強度もまた内部の電気化学電池を衝撃、打撃、及び手荒い扱いから保護する。
【０００７】
蓄電池のケーシングは、水及び酸素の有害な環境要因から電池を適切に保護するためにこれらに対して十分に不浸透性でなければならず、かつあるレベルの剛性も特徴としなければならない。後者は、電池の充電中及び放電中、ケーシング内の電気化学電池の体積が増減し、このためケーシングの壁に圧力が加わるためである。電気化学電池は経年中にある程度の電池のガス逃げが生じ、このためケーシングの壁に加わる内圧が大きくなることがある。
【０００８】
伝統的に、蓄電池のケーシングは溶接され密閉された金属箱で構成される。具合の悪いことに、金属箱の製造は、所要の溶接作業のため費用が嵩みかつ労働集約的である。金属箱は、ケーシング重量をできるだけ軽くするため、典型的にアルミニウムより作られる。しかし、溶接されたアルミニウムケーシングは重いままであり、これは、特に電気自動車及びハイブリッド電気自動車産業において不利である。
【０００９】
この背景のため、エネルギー貯蔵装置用の改良されたケーシングに対する産業界の要求が存在することは明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、広範な態様によれば、エネルギー貯蔵装置を収容するための空所領域を定めている構造シェル、及び酸素及び湿度に対して不浸透性の内側ライニングを備えたエネルギー貯蔵装置用のケーシングを提供する。内側ライニングは、構造シェルの内面上に層状にされた少なくも一つの合成材料より構成される。内側ライニングは、少なくも２層の材料、２層又はそれ以上の合成材料、１層の合成材料と１層の金属箔、或いはこれらの組み合わせを備えることができる。
【００１１】
特別な実施例においては、構造シェルは、補強されたプラスチック又はポリマー材料で作られる。補強は、カーボン又はガラス繊維のような補強用添加材によるか、プラスチック材料の成型用パターンに組み込まれた補強用リブによるか、或いはプラスチック又はポリマー材料内に埋設された複数の個別の金属部分による補強のいずれかによることができる。個別金属部分とプラスチック又はポリマー材料とは一緒に成型され、又は個別金属部分をプラスチック又はポリマー材料内又は表面に埋設することができる。複数の個別金属部分は、複数のファスナーによりプラスチック又はポリマー材料に連結することができ、各ファスナーは個別金属部分又はプラスチック又はポリマー材料の一方に形成された凹所、及び個別金属部分又はプラスチック又はポリマー材料の他方に形成された結合する突起を備える。特別な実施例においては、各ファスナーは凹所とこれに結合する突起とを備え、この場合、各ファスナーの凹所は個別金属部分に形成され、一方、結合する突起はプラスチック又はポリマー材料に形成される。突起は、個別金属部分に形成された凹所を、熔融状態のプラスチック又はポリマー材料が満たすときに実現する。
【００１２】
構造シェルは、異なる形式のファスナーを備えることができる。第１の形式では、ファスナーの凹所は、シェルの個別金属部分に形成された開口又は穿孔により定められる。第２の形式においては、ファスナーの凹所は、個別金属部分間の間隙により定められる。第３の形式においては、ファスナーの凹所は、構造シェルの個別金属部分に形成された長い溝により定められる。全ての形式のファスナーにおいて、ファスナーの結合する突起は、プラスチック又はポリマー材料により形成され、この突起は個別金属部分の間隙、リブ又は開口を少なくも部分的に満たす。逆の配列も可能であり、この場合は、ファスナーの突起が個別金属部分に形成され、プラスチック材料の成型中に、この突起が構造シェルのプラスチック部分を凹所を実現させる。
【００１３】
ケーシングは、一般に、エネルギー貯蔵装置を受け入れるための空所領域内に開口している開口部、及び開口部を閉鎖するために構造シェルに取り付けられる端部カバーを備える。
【００１４】
非限定的な特別の実施例においては、構造シェルは、これに組み込まれた補強用リブを有する高強度の成型されたプラスチックシェルであり。この場合、多層シェルの内部は、実質的に不浸透性の多層積層体が確保された平滑な面を持つ。希望の構造強度を得るためのリブデザインの多くの変更例が可能である。好ましくは、プラスチックの構造シェルは、型の内部コアの上に位置決めされた実質的に不浸透性の多層積層体の上に成型され、型が閉じられ、そしてプラスチック材料が型の中に注入される。
【００１５】
本発明の非限定的な別の特別な例においては、構造シェルは外面上に埋設された金属の補強部分を有する高強度の成型プラスチックシェルである。構造シェルの内部は滑らかな面を有し、その上に実質的に不浸透性の多層積層体が確保される。この実施例に対しては、多層の積層体が型の内側コアの上に位置決めされ、金属補強部分が型の外側部分に位置決めされ、型が閉じられ、そして、型の中にプラスチック材料が注入される。構造シェルは、任意の数の金属補強部分の個別部分を持つことができ、そして特定の数又は形状の個別部分には限定されない。更に、ケーシング並びに空所領域は、多くの異なる形状及び寸法を特徴とすることができ、いかなる特定の形状又は寸法にも限定されない。
【００１６】
この新規なケーシング配列も、現在のケーシングより軽量でありかつ製造費用が少なく有利である。更に、この新規なケーシングは、中に収容されたエネルギー貯蔵装置を、湿度及び酸素のような有害な環境要因から保護する。
【００１７】
別の広範な態様により、エネルギー貯蔵装置用ケーシングの製造方法が提供される。この方法は、型の内部コアの上に内側ライニングを提供し、型を閉じ、そして構造シェルを形成するために型の中にプラスチック材料を注入することを含み、この際、内側ライニングは構造シェルの内側の輪郭に接着しかつ同じ形にされる。エネルギー貯蔵装置用ケーシングの製造方法の更なる実施例においては、型を閉じる前に、個別補強用金属部分が型の外側部分の上に提供され、プラスチック材料が型の中に注入され、そして個別補強用金属部分が構造シェルに係留される。
【００１８】
本発明の更に別の実施例においては、構造シェルは、構造シェルのデザイン内に組み込まれたリブ、或いは複合熱可塑性シェル内に埋められた複数の個別金属部分で補強されたエポキシ又はウレタンのような複合熱可塑性材料で作られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施例の詳細な説明が図面を参照し、以下与えられる。
【００２０】
図面において、本発明の実施例が例示の方法で示される。説明及び図面は図解の目的及び理解を助けるためだけのものであり、本発明の限界を定義することを意図したものでないことが明らかに理解されるであろう。
【００２１】
図１及び２は、本発明の方法の非限定的な例により構成されたエネルギー貯蔵装置用ケーシングを示す。ケーシング１０は、成型されたシェル構造１２、内側ライニング１４、及び端部カバー１６を備える。構造シェル１２は、エネルギー貯蔵装置（図示せず）を収容するに適した領域、この例においては形状が直方体の空間又は空所領域１８を定める。シェル１２は、内面２０と外面２２とを持つ。図示のように、構造シェル１２の外面２２は、重量を最少化しつつシェル１２を補強しかつ剛くするために一連のリブ２６が設けられる。構造シェル１２は、内部のエネルギー貯蔵装置を衝撃、打撃、及び手荒い扱いに対して保護するように十分に強くなくてはいけない。示された例においては、構造シェル１２の内面２０は平滑な面である。構造シェル１２は、ケーシング１０内にエネルギー貯蔵装置を差し込めるように、図２に示されるように一方の端部１５が閉鎖され他方の端部１７が開放されることが好ましい。構造シェル１２は、多くの中でもポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又はアクリロニトリルブタジェンスチレン（ＡＢＳ）のような要求強度特性を有する成型プラスチック材料から作られる。
【００２２】
内側ライニング１４は、不浸透の要求に適合するように酸素、窒素、及び水の微粒子に対して実質的に通さず又は不浸透性である材料の層で形成される。内側ライニング１４は、構造シェル１２の内面２０に接着されたバリヤーフィルムとすることができ、又は共押し出し、共注入成型又は共被覆技術により構造シェル１２の内面２０上に層状化されたポリマー材料の第２の層とすることができ、又は構造シェル１２の内面２０上にスプレイ掛けされた実質的に不浸透性材料の塗装とすることができ、又は構造シェル１２内に挿入され熱成型された袋とすることができる。図２に示された特別な例においては、内側ライニング１４はバリヤーフィルムであり、この上に構造シェル２０が成型される。バリヤーフィルムは、単層材料とすることでき、或いは不浸透性の要求に適合するように互いに重ねられた２種以上のポリマー材料の組み合わせで作られた積層体とすることができる。多層積層フィルムは、酸素に対して高度に不浸透性のエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）及び／又はポリビニルアルコールの層、及び水蒸気に対して高度に不浸透性の塩化ポリビニリデン（ＰＶＤＣ）及び／又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）の層を備えることができる。多層積層フィルムは、バリヤーフィルムの不浸透性を更に補強するために、アルミニウム箔のような金属箔の層を更に含むことができる。
【００２３】
図１及び２に示されたケーシング１０の一つの特別な製造方法においては、バリヤーフィルム又は内側ライニング１４は、袋のような形にされ、そして型の内部部分又はコアの上に位置決めされる。型が閉じられ、袋状の内側ライニング１４上に構造シェル１２を形成するように型の中にプラスチック材料が注入される。この場合、内側ライニング１４が構造シェルの内側に接着し同じ形状になる。バリヤーフィルムとしてシート状の積層を使用するときは、積層体は、型のコア上に置かれるより前に、まず、食料用紙袋と幾分か似た形に折られる。積層フィルムは、ケーシング１０を作るために、最後に型の内部部分又はコアの上に置かれる食料品袋のように形成された内側ライニング１４を形成するために、切断され、折られ、そして継ぎ目を接着され又は溶接されることが好ましい。
【００２４】
図１に示された方法の非限定的な例においては、ケーシング１０は、端部カバー１６を備え、これも一連のリブで補強された成型プラスチック部品である。端部カバー１６も、不浸透性材料の層から形成された内側ライニング（図示せず）を備える。エネルギー貯蔵装置が構造シェル１２／内側ライニング１４の組立体の中に挿入されると、端部カバー１６が、例えば振動溶接、誘導溶接、超音波溶接又はレーザー溶接のような溶接作業の方法により構造シェル１２に気密に接合される。示された特別な例においては、端部カバー１６は、エネルギー貯蔵装置及び／又はエネルギー貯蔵装置と組み合わせられた電子式監視システムの接続に使用される密閉式電気コネクター２８を受け入れる開口を備える。電気コネクター２８は、本技術熟練者のよく知られる適宜の手段により酸素、窒素及び水の侵入に対抗して気密に封鎖される。
【００２５】
図３及び４は、本発明の方法の非限定的な例により構成されたエネルギー貯蔵装置用ケーシングの別の特別な実施例を示す。ケーシング３０は、内側ライニング３４上、及び端部カバー３６上の成型された構造シェル３２を備える。構造シェル３２は、エネルギー貯蔵装置（図示せず）を収容するに適した領域、この例においては形状が直方体の空間又は空所領域３８を定める。示されるように、構造シェル３２の外面のデザインは、一連の補強用リブ４０を提供し、これは、図１及び２に示された構造シェル１２の正方形デザインと対比して円形パターンを持つ。補強用リブ４０の円形パターンは、ケーシング３０の重量を更に最小化しつつ十分な剛性の維持を可能とする。構造シェル３２は、内部のエネルギー貯蔵装置を衝撃、打撃及び手荒な扱いに対して保護するに十分に強い。図３及び４に示されるように、ケーシング３０は、補強リブのパターンを除いてケーシング１０と基本的に同じである。この特別な例においては、構造シェル３２は、一方の端部３５が閉鎖され、他方の端部３７は、エネルギー貯蔵装置の挿入を許すために開かれる。そしてこれは、多くの中でもポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリアミド、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリルブタジェンスチレン（ＡＢＳ）、又はノリル（Ｒ）のようなポリフェニレンエーテルとポリスチレンとの混合物（ＰＰＥ＋ＰＳ）のような要求強度特性を有する成型プラスチック材料から作られる。
【００２６】
内側ライニング３４は、不浸透の要求に適合するように酸素、窒素、及び水の粒子に対して実質的に通さず又は不浸透性である材料の層で形成される。内側ライニング３４は、構造シェル３２の内面に接着されたバリヤーフィルムとすることができ、又は共押し出し、共注入成型又は共被覆技術により構造シェル３２の内面上に層状化されたポリマー材料の第２の層とすることができ、又は構造シェル３２の内面上にスプレイ掛けされた実質的に不浸透性材料の塗装とすることができ、又は構造シェル１２内に挿入され熱成型された袋とすることができる。図４に示された特別な例においては、内側ライニング３４はバリヤーフィルムであり、この上に構造シェル３２が成型される。バリヤーフィルムは、単層材料とすることでき、或いは不浸透性の要求に適合するように互いに重ねられた２種以上のポリマー材料の組み合わせで作られた積層体とすることができる。多層積層フィルムは、酸素に対して高度に不浸透性のエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）及び／又はポリビニルアルコールの層、及び水蒸気に対して高度にの不浸透性の塩化ポリビニリデン（ＰＶＤＣ）及び／又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）の層を備えることができる。液晶ポリマー（ＬＣＰ）もまた不浸透層として使うことができる。多層積層フィルムは、バリヤーフィルムの不浸透性を更に補強するために、アルミニウム箔のような金属箔の層を更に含むことができる。内側ライニング３４は、ケーシング１０に関して前述された方法と同じ方法で構造シェル３２内に組み合わせられる。
【００２７】
エネルギー貯蔵装置用ケーシングの変更された製造方法により、型を閉じるより前に、個別の補強用金属部分を型の外側部分に設けることができる。プラスチック材料が型の中に注入され、この個別の補強用金属部分は構造シェルに留置される。或いは、個別補強用金属部分を、成型された構造シェルなしに埋め込むことができる。
【００２８】
図５は、ケーシング４０の非限定的な実施例を示し、これにおいては、個別補強用金属部分４２は、成型されたシェル４４に係留され、これによりプラスチック又はポリマーのシェル４４が構造シェル５０を形成する。この特別な実施例においては、構造シェル５０は、ケーシング４０の壁を補強するようにされた４個の個別の平らな部分４２より形成される。個別部分４２は、ケーシング４０の平らな壁を補強するように、更にケーシング４０の各の隣接した個別部分４２の各対の間に間隙４６を残すように配列される。前述のように、内側ライニング４８は、構造シェル５０の内面に接着される。内側ライニング４８は、バリヤーフィルムとすることができ、或いは共押し出し、共注入成型又は押し出し被覆技術により構造シェル５０の内面上に層状化されたポリマー材料の第２の層とすることができ、或いは構造シェル５０の内面上にスプレイ掛けされた実質的に不浸透性材料の塗装とすることができる。図５に示された特別な実施例においては、内側ライニング４８はバリヤーフィルムであり、その上にプラスチック又はポリマーのシェル４４が成型される。バリヤーフィルムは、単層とすることでき、或いは不浸透性の要求に適合するように互いに重ねられた２種以上のポリマー材料の組み合わせで作られた積層体とすることができる。多層積層フィルムは、酸素に対して高度に不浸透性のエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）及び／又はポリビニルアルコールの層、及び水蒸気に対して高度に不浸透性の塩化ポリビニリデン（ＰＶＤＣ）及び／又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）の層より構成することができる。多層積層フィルムは、バリヤーフィルムの不浸透性を更に増すためにアルミニウム箔のような金属箔の層を更に備えることができる。
【００２９】
ケーシング４０には複数のファスナー６６が設けられ、これらは、個別の補強用金属部分４２を、成型されたプラスチック又はポリマーのシェルに保持し又は係留するために設けられる。各ファスナー６６は、凹所及び結合する突起を備える。図５に示された例においては、各ファスナー６６の凹所は金属部分４２に形成され、一方、接合する突起は成型されたプラスチック又はポリマーのシェル４４に形成される。或いは、成型されたプラスチック又はポリマーのシェル４４にファスナー６６の凹所を形成し、接合する突起を金属部分４２に形成することができる。図５に示されるように、ファスナー６６の凹所が、個別部分４２の開口及び又は穿孔により形成される。成型中に、これらの凹所は、成型されたシェル４４のプラスチック又はポリマー材料により少なくも部分的に満たされる。本発明のこの特別な実施例は、個別の金属部分４２の型抜きの容易さ及びケーシング４０の成型と組立の容易さを提供する。ケーシング４０はファスナー６６の特定の数に限定されず、かつファスナー６６の特定の分布にも限定されない点に注意されたい。図５に示されるように、個別補強用金属部分４２には一連のリブ５２が設けられ、これが補強用部分４２の、従ってシェル５０剛性を更に増強し、エネルギー彫像装置の作動中又は乱暴な扱いの際のケーシング４０の過大な変形を防止する。図示実施例においては、リブ５２は、金属部分４２の中央部分の剛性を大きくするために曲線である。しかし、本発明の精神及び範囲から離れることなく、ケーシング４０の強度の要求に従って個別補強用金属部分４２を効率的に剛くさせ得る別のリブデザインも可能であることが認められるであろう。
【００３０】
図６の分解図を参照すれば、本発明のこの特別の非限定的な例においては、凹所は、個別部分４２に形成された穿孔とも呼ばれる開口５４により定められる。各ファスナー６６の結合する突起は、成型されたシェル４４に形成された突起５４’である。そこで突起５４’が、個別部分４２の対応した開口５４と組み合って、これを少なくも部分的に満たす。特別な例においては、各突起５４’は、突起５４’と対応した開口５４との分離を防ぐために頭部が大きくされる。ファスナー６６の開口５４と突起５４’とは、いかなる特定の寸法、形状又は分布にも限定されない。
【００３１】
図５及び６に見られるケーシング４０の製造方法の非限定的な例においては、個別部分４２が構造シェル５０の形状の型の中に位置決めされる。この場合、個別部分４２はすでに上述のリブ５２と穿孔５４とを備えている。個別部分４２は、型の中に配列されるとき、隣接した個別部分４２間に間隙が設けられるように間隔を開けられる。次いで、型の中にプラスチック又はポリマーが注入される。流動状態のプラスチック又はポリマー材料が各個別部分４２の内面上にシェル４４の形で堆積され、そして個別部分４２の凹所５４内に侵入した流動プラスチックによりファスナー６６が形成される。より特別には、プラスチック又はポリマー材料は、個別部分４２の穿孔５４に入り、突起５４’を形成しつつ少なくも部分的にこれを満たす。成型工程が完了すると、成型シェル４４のプラスチック又はポリマー材料が固化し、穿孔５４内に固定係留される。そこで、成型されたシェル４４及び個別部分４２が一緒に係留されて構造シェル５０を形成する。図６に示されるように、注入成型過程においては、プラスチック又はポリマー材料は、リブ５２の輪郭と同じ形となり、各個別部分４２間の間隙も満たす。
【００３２】
図５に示されるように、構造シェル５０は、構造シェル５０により定められた空所領域内に収容すべきエネルギー貯蔵装置を受け入れるために、その一方の端部に開口５８を持つ。ケーシング４０は、開口５８を、従ってケーシング４０を気密に閉鎖するために、構造シェル５０に取り付けるようにされた端部カバー６０を備える。示された実施例においては、端部カバー６０に、ケーシング４０内に収容されたエネルギー貯蔵装置を負荷又は電源のような離れた装置に接続するために、電気コネクター６２が設けられる。或いは、端部カバー６０は、１個以上の遠隔の装置に接続するために数個の電気コネクター６２を持つことができる。選択的に、ケーシング４０の壁の一つに１個以上の電気コネクター６２を設けることができる。
【００３３】
多くの形式の電気コネクター６２があり、これらはエネルギー貯蔵装置用ケーシングの分野でよく知られている。本発明においては、ケーシング４０は、いかなる特定形式の電気コネクター６２にも限定されない。従って、電気コネクター６２は、本発明の成功に対して決定的でないため、電気コネクター６２の形式及び特定の機能は更に詳細に説明されないであろう。
【００３４】
図５に示された例においては、端部カバー６０は、実質的に平坦な長方形状の端部板６３で形成される。端部板６３は、所要の強度と機械的特性とを有する適宜適切な材料で作られる。特別な例においては、端部板６３は、補強用個別金属部分４２と同じ材料、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、又は鋼で作られる。
【００３５】
端部カバー６０は、上にプラスチック又はポリマーのような合成材料のライニング６４が成型されたる空所部に面する面を持つ。特別な例においては、ライニング６４の材料は、プラスチック又はポリマーのシェル４４と同じ材料である。図５に示された例においては、このライニング６４は、端部カバー６０の空所向きの面を完全に覆う。更に、端部カバー６０は、ケーシング４０内のエネルギー貯蔵装置を適切に密閉するために、酸素、窒素及び水の粒子に対して実質的に不浸透又は不浸透性の１層以上の層で作られたバリヤーフィルムであってプラスチック又はポリマーのライニング６４に接着した前記バリヤーフィルムも備える。特別な例においては、プラスチック又はポリマーライニング６４は、端部カバー６０の空所向きの面における端部板６３の周囲に沿った境界を形成し、そして端部板６３にライニング６４を保持するためにファスナーが使用される。
【００３６】
構造シェル５０への端部カバー６０の取り付け中、端部カバー６０のライニング６４が、成型されたプラスチック又はポリマーのシェル４４に張り付けられる。特別な例においては、ライニング６４は、成型されたプラスチック又はポリマーのシェル４４に溶接され、この場合、溶接作業は、多くの中でも振動溶接、誘導溶接、超音波誘導又はレーザー溶接を使用して行われる。溶接作業の終わりに、ライニング６４と成型されたプラスチック又はポリマーのシェル４４とが縁に沿って接合されて封鎖を形成する。端部カバー６０は、ガスケット及びファスナー又は接着剤を使用して構造シェル５０に張り付けられる。
【００３７】
図５には示されないが、構造シェル５０は、構造シェル５０の反対側端部に置かれた第２の開口部５８を持つことができる。ケーシング４０内に収容されるエネルギー貯蔵装置は、構造シェル５０の両側の端部に置かれた開口部５８のどちらか一方を経て内部に挿入することができる。この場合、第２の開口部５８を閉じるために、第２の端部カバー６０が設けられる。特別な例においては、ケーシング４０内に収容されたエネルギー貯蔵装置と遠隔に装置との間の接続がケーシング４０の一方の端部においてのみ生ずるように、２個の端部カバー６０の一方にのみ電気コネクター６２を備えることに注意されたい。
【００３８】
図７及び８は、本発明によるエネルギー貯蔵装置の収容に適したケーシング７０の更に別の例を示す。図７及び８に示されるように、構造シェル７２は２個の個別のＣ字形金属部分７８で補強された成型プラスチック又はポリマーの内側シェル７４で形成される。部分７８は、この例では直方形である空所領域８０を定めるように配列される。構造シェル７２の個別部分７８は互いに直接取り付けられないことに注意されたい。図７及び８に示された例においては、部分７８は、組み立て及び許容差の管理の容易さのために、これらの間に間隙を残すように配列される。図７及び８に示された例ではＣ字形の個別部分７８は実質的に同じであるが、構造シェル７２を形成する異なった個別部分７８は寸法及び／又は形状を変えることができる。
【００３９】
内側シェル７４はＣ字形の個別部分７８の内面上に成型され、構造シェル７２の特別な配列と共に個別部分７８を係留するように作用する。内側シェル７４は、要求された強度特性を有する適宜適切なプラスチック又はポリマー材料で作られる。図５及び６に図示されたケーシング４０ついて説明されたものと同様に、ケーシング７０は複数のファスナー７６を備える。これらはＣ字形補強用金属部分７８を成型されたプラスチック又はポリマーのシェル７４に保持又は係留するために設けられる。各ファスナー７６は凹所と突起とを備える。個別部分７８が型の中に置かれ、又は、構造シェル７２の形態に成型される。これら個別部分７８は既に穿孔８４を持っている。個別部分７８は、型の中に配列されるとき、隣接した個別部分７８との間に間隙が設けられるように間隔を開けられる。次に、型の中にプラスチック又はポリマー材料が注入される。液体状態のプラスチック又はポリマー材料は各個別部分７８の内面上にシェル７４の形で堆積され、ファスナー７６が個別部分７８の凹所８４に侵入する流体プラスチックにより形成される。より特別には、プラスチック又はポリマー材料が、個別部分７８の穿孔８４に入りそしてこれを少なくも部分的に満たし、突起８４’を形成する。成型工程が完了すると、成型シェル７４のプラスチック又はポリマー材料が固化し、穿孔８４内に固定係留される。そこで、成型されたシェル７４及び個別部分７８は一緒に係留されて構造シェル７２を形成する。
【００４０】
前述のように、内側シェル７４は、構造シェル７２の内面に接着された内側ライニング８２を更に備える。内側ライニング８２は、バリヤーフィルムとすることができ、或いは共押し出し、共注入成型又は押し出し被覆技術により構造シェル７２の内面上に層状化されたポリマー材料の第２の層とすることができ、或いは構造シェル７２の内面上にスプレイ掛けされた不浸透性材料の塗装とすることができる。図７に示された特別な実施例においては、内側ライニング８２はバリヤーフィルムであり、その上にプラスチック又はポリマーのシェル７４が成型される。バリヤーフィルムは、単層材料とすることができ、或いは不浸透性の要求に適合するように互いに重ねられた２種以上のポリマー材料の層の組み合わせで作られた積層体とすることができる。多層積層フィルムは、酸素に対して高度に不浸透性のエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）及び／又はポリビニルアルコールの層、及び水蒸気に対して高度に不浸透性の塩化ポリビニリデン（ＰＶＤＣ）及び／又はポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）の層より構成することができる。多層積層フィルムは、バリヤーフィルムの不浸透性を更に増すためにアルミニウム箔のような金属箔の層を更に備えることができる。
【００４１】
内側ライニング８２の変更例においては、バリヤーフィルム又は積層体は、プラスチック又はポリマーのシェル７４と化学的に両立できる別のプラスチック層の中に埋め込むことができる。埋め込みにより、バリヤーフィルムとプラスチック又はポリマーのシェル７４との間の貧弱な接着、並びにバリヤーフィルム又は積層体と周囲空気との望ましくない反応によるバリヤーフィルム又は積層体の層の有り得る剥離を防止する。
【００４２】
図９に示されたケーシング７０の変更実施例においては、構造シェル７２の各Ｃ字形個別部分７８は、一体の端部板部分８６を備える。個別部分７８の端部板部分８６は、シェル形状に配列されると、プラスチック又はポリマーのシェル７４も補強壁８８の内側に成型されるように構造シェル７２の一方の端部に補強壁８８を形成するように協同し、これによりケーシング７０の一方の端部を封鎖する。プラスチック又はポリマーのシェル７４を壁７８に保持するためにファスナー７６を使用することができる。そこで、この変更実施例は、ケーシング７０用としてただ１個の端部カバーしか必要でない。
【００４３】
別の可能な変更実施例においては、成型されたプラスチック又はポリマーのシェル７４は、内面に形成されこれによりケーシング７０の内壁を形成している個別金属部分７８を持つのとは対照的に、構造シェル７２の外面上に成型された外側シェルとすることができる。この実施例においては、蓄電装置の作動のために電気絶縁用バリヤーが必要である。成型されたプラスチックシェルが構造シェルの内面を形成する前述の実施例と同様に、ケーシングの浸透性の要求に適合するように、ケーシング７０の内壁を形成している個別金属部分７８の内面に、或いは個別金属部分７８と外側の成型されたプラスチック又はポリマーのシェル７４との間に位置決めすることのできる不浸透性のバリヤーフィルムもまた要求される。
【００４４】
本発明のなお別の実施例においては、構造シェルは、カーボン又はガラス繊維のような補強材、構造シェルデザイン内に組み入れられたリブ、或いは複合熱硬化性シェル内に埋め込まれた複数の個別金属部分で補強されたエポキシ又はウレタンのような複合熱硬化性材料で作られる。
【００４５】
種々の実施例が図示されたが、これは説明のためのものであり、本発明を限定するためのものではない。種々の変更例は、本技術熟練者に明らかであり、特許請求の範囲により特別に定められた本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施例によるエネルギー貯蔵装置用ケーシングとその組み合わせられた端部カバーとの斜視図である。
【図２】図１に示されたケーシングの分解図である。
【図３】本発明の第２の実施例によるエネルギー貯蔵装置用ケーシングとその組み合わせられた端部カバーとの斜視図である。
【図４】図３に示されたケーシングの分解図である。
【図５】本発明の第３の実施例によるエネルギー貯蔵装置用ケーシングの斜視図である。
【図６】図５に示されたケーシングの分解図である。
【図７】本発明の第４の実施例によるエネルギー貯蔵装置用ケーシングの斜視図である。
【図８】図７に示されたケーシングの分解図である。
【図９】本発明の第４の実施例による補強用金属部分の変更例の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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