(57)【要約】      （修正有）【課題】光硬化性接着剤をセットする硬化手段照射用の改良多対象物組込用固定具を提供する。【解決手段】複数の対象物を支持する固定具ハウジングであって、固定具ハウジングが複数の結合凹所を画定する壁を有し、各結合凹所が対象物のうちの１つの第１の部分を受け入れ、各結合凹所が第１の部分に隣接する壁に孔を含み、各結合凹所が接着剤の選択的硬化用の目標区域を含んで接着剤が孔から抜け出るのを防ぐハウジングと、硬化手段を各目標区域に集中させる、壁と一体化した固定強化構造と、を備える。前記複数の対象物が電池セルを含み、前記硬化手段が紫外線（ＵＶ）放射場を含み、前記固定強化構造が前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に光学的に集中させる強化マルチオブジェクト組込用固定具。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤をセットする硬化手段照射用の強化マルチオブジェクト組込用固定具であって、
複数の対象物を支持する固定具ハウジングであって、前記固定具ハウジングが複数の結合凹所を画定する壁を有し、前記各結合凹所が前記対象物のうちの１つの第１の部分を受け入れ、前記各結合凹所が前記第１の部分に隣接する前記壁に孔を含み、前記各結合凹所が前記接着剤の選択的硬化用の目標区域を含んで接着剤が前記孔から抜け出るのを防ぐハウジングと、
前記硬化手段を前記各目標区域に集中させる、前記壁と一体化した固定強化構造と、を備えることを特徴とする強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項２】
前記複数の対象物が電池セルを含み、前記硬化手段が紫外線（ＵＶ）放射場を含み、前記固定強化構造が前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に光学的に集中させることを特徴とする請求項１に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項３】
前記固定強化構造が、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように屈折させる湾曲面を含むことを特徴とする請求項２に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項４】
前記固定強化構造が、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように反射させる外表面を含むことを特徴とする請求項２に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項５】
前記固定強化構造が、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように反射させる内表面を含むことを特徴とする請求項２に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項６】
前記固定強化構造が、前記ＵＶ放射場を前記目標区域に対して減衰させる粗化された外表面を含むことを特徴とする請求項２に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項７】
前記固定強化構造が、前記ＵＶ放射場を前記目標区域に対して透過させる研磨された外表面を含むことを特徴とする請求項２に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項８】
前記固定強化構造が、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように屈折させる湾曲面と、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように反射させる外表面と、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように反射させる内表面と、前記ＵＶ放射場を前記目標区域に対して減衰させる粗化された外表面と、前記ＵＶ放射場を前記目標区域に対して透過させる研磨された外表面と、それらの組み合わせと、から成る群のうち２つまたは３以上から選択されることを特徴とする請求項２に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項９】
前記ハウジング固定具が金型および成型工程を用いて作成される成型プラスチック構造であることを特徴とする請求項１に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項１０】
前記固定強化構造が前記金型によって画定されることを特徴とする請求項９に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項１１】
前記ハウジング固定具が金型および成型工程を用いて作成される成型プラスチック構造であることを特徴とする請求項８に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項１２】
前記固定強化構造が前記金型によって画定されることを特徴とする請求項１１に記載の強化マルチオブジェクト組込用固定具。
【請求項１３】
（ａ）複数の素子を実装したモジュール固定具に高湿潤性接着剤を分注するステップであって、前記モジュール固定具が複数の結合凹所を設け、各結合凹所が１つまたは複数の前記素子の第１の部分を受け入れ、前記モジュール固定具が１つまたは複数の前記結合凹所と連通する１つまたは複数の孔を含み、前記接着剤が硬化手段の印加後に選択的に硬化されるステップと、
（ｂ）前記モジュール固定具に略均一に前記硬化手段を印加するステップと、
（ｃ）前記モジュール固定具に統合された固定強化構造を用いて、前記略均一に印加される硬化手段を前記複数の結合凹所に対応する複数の目標区域に集中させるステップと、
を備えることを特徴とする改良された結合方法。
【請求項１４】
前記複数の対象物が電池セルを含み、前記硬化手段が紫外線（ＵＶ）放射場を含み、前記固定強化構造が前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に光学的に集中させることを特徴とする請求項１３に記載の改良された結合方法。
【請求項１５】
前記固定強化が、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように屈折させる湾曲面と、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように反射させる外表面と、前記ＵＶ放射場を前記各目標区域に向けて、前記結合凹所の前記目標区域以外の部分から遠ざけるように反射させる内表面と、前記ＵＶ放射場を前記目標区域に対して減衰させる粗化された外表面と、前記ＵＶ放射場を前記目標区域に対して透過させる研磨された外表面と、それらの組み合わせと、から成る群のうち２つまたは３以上から選択されることを特徴とする請求項１４に記載の改良された結合方法。
【請求項１６】
前記ハウジング固定具が金型および成型工程を用いて作成される成型プラスチック構造であることを特徴とする請求項１３に記載の改良された結合方法。
【請求項１７】
前記固定強化構造が前記金型によって画定されることを特徴とする請求項１６に記載の改良された結合方法。
【請求項１８】
前記ハウジング固定具が金型および成型工程を用いて作成される成型プラスチック構造であることを特徴とする請求項１５に記載の改良された結合方法。
【請求項１９】
前記固定強化構造が前記金型によって画定されることを特徴とする請求項１８に記載の改良された結合方法。
【請求項２０】
対象物周囲に接着剤をセットする硬化手段照射用の強化組込用固定具であって、
対象物を支持する固定具ハウジングであって、前記固定具ハウジングが前記対象物の第１の部分を受け入れる結合凹所を画定する壁を有し、前記結合凹所が前記第１の部分に隣接する前記壁に孔を含み、各結合凹所が前記接着剤の選択的硬化のための目標区域を含んで接着剤が前記孔から抜け出るのを抑制する固定具ハウジングと、
前記硬化手段を前記各目標区域に集中させる、前記壁と一体化した固定強化構造と、
を備えることを特徴とする強化組込用固定具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年１１月１５日に公布された米国特許第８，０５７，６３０号の「モジュラアセンブリにおける接着剤の選択的硬化」および２０１１年９月２５日に出願された米国特許出願第１３／２４４，６６５号の「モジュラアセンブリにおける接着剤の選択的硬化」に関連し、これらの引例の内容を引用によりあらゆる目的のために全文をここに組み込む。
【０００２】
本発明は、概して数個から多数個の素子を有するアセンブリ用のモジュール構造、さらに具体的には、限定的ではないが、選択的な硬化性接着剤の硬化特性を調整する光学システムおよび方法、最も具体的には、紫外線放射を使用する電池モジュールアセンブリ構造（ｂａｔｔｅｒｙ  ｍｏｄｕｌｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｃｏｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）に関する。
【背景技術】
【０００３】
組み込んだ引例に言及されるように、統合されたモノリシック構造に相互に固定した素子を備えるモジュールアセンブリを作成することは一般的である。素子を相互に固定する方法の１つが、該素子を１つまたはそれ以上の固定具に結合する接着剤の使用である。これらの固定具は通常、素子やアセンブリ内部へのアクセスを提供するために、あるいはその他の用途のために多くの開口部を有する。製造中に接着剤がこれらの開口部から脱け出るのを阻止するため、選択可能な硬化性接着剤を使用する解決策が提供されている。たとえば引例では、紫外線（ＵＶ）反応型接着剤の選択的照射を利用して、モジュールアセンブリの必須の位置で接着剤を選択的にゲル化する。これにより、製造中に接着剤がアセンブリから抜け出る、あるいはそれ以外の不所望の位置へと流れ込むことが制限される。
【０００４】
この解決策は非常にうまく機能するが、この工程をさらに向上させうるシナリオがある。たとえば、硬化手段の詳細とモジュールアセンブリの細部に応じて、硬化手段に歪みが生じ、常に最適な硬化特性を発揮するとは限らない場合がある。硬化手段に歪みが生じると接着剤の最適な硬化パターンに達せず、漏れや無駄を生む可能性がある。さらに、不所望の領域に接着剤を塗布した場合にさらに修復の手間が必要となる。
【０００５】
必要とされるのは、最適な硬化パターンの歪みを低減し、選択的硬化を向上させ、モジュール化要素を組み立てる際の接着剤の使用に関連するコスト（たとえば、費用、質量、硬化時間、および／または修復）を低減する方法および装置である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特に電気自動車に使用される電池モジュールなどの多くの素子を有するアセンブリのために、モジュール化要素を組み立てる際の接着剤の使用に関連するコスト（費用、質量、硬化時間、および／または修復）を低減する方法とシステムが開示される。該方法およびシステムは、上記モジュール化要素を組み立てるために選択的硬化性接着剤（たとえば、ＵＶ反応型接着剤など）の使用を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下の発明の概要は、光学的に改良された組込用固定具に関連する技術的特徴のいくつかに関する理解を深めるために提供され、本発明の完全な説明とすることを目的としていない。本発明の各種態様は、明細書、請求項、図面、および要約書全てを全体として解釈することによって完全に理解することができる。本発明は、ＵＶ放射場に限らず他の硬化手段や、複数の電池セル固定具に加えて他のシステムにも適用可能である。
【０００８】
接着剤をセットする硬化手段（又は硬化様式、ｃｕｒｉｎｇ  ｍｏｄａｌｉｔｙ）照射用の強化マルチオブジェクト組込用固定具（又は改良された多対象物の埋込用固定具、ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔ  ｐｏｔｔｉｎｇ  ｆｉｘｔｕｒｅ）は、複数の対象物を支持する固定具ハウジングであって、固定具ハウジングが複数の結合凹所（ｂｏｎｄｉｎｇ  ｗｅｌｌ）を画定する壁を有し、各結合凹所が対象物のうちの１つの第１の部分を受け入れ、各結合凹所が第１の部分に隣接する壁に孔を含み、各結合凹所が接着剤の選択的硬化用の目標区域を含んで接着剤が孔から抜け出るのを防ぐハウジングと、硬化手段を各目標区域に集中させる、壁と一体化した固定強化構造（又は、固定具改良構造、ｆｉｘｔｕｒｅ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）と、を備える。
【０００９】
改良された結合方法（ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｂｏｎｄｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）は、（ａ）複数の素子を実装したモジュール固定具に高湿潤性接着剤を分注する（ｄｉｓｐｅｎｓｅ）ステップであって、モジュール固定具が複数の結合凹所を設け、各結合凹所が１つまたはそれ以上の素子の第１の部分を受け入れ、モジュール固定具が１つまたはそれ以上の結合凹所と連通する１つまたはそれ以上の孔を含み、接着剤が硬化手段の印加後に選択的に硬化されるステップと、（ｂ）モジュール固定具に略均一に硬化手段を印加するステップと、（ｃ）モジュール固定具に統合（一体化）された固定強化構造を用いて、略均一に印加される硬化手段を複数の結合凹所に対応する複数の目標区域に集中させるステップと、を備える。
【００１０】
本発明の好適な実施形態を実行するおよそ数十、数百、数千、またはそれ以上の素子上の多数の素子（たとえば、セル）から成る電池モジュールなどのアセンブリは好ましくは、費用、質量、および処理時間の点で低コストである機械的一体化の方法を有する。適切な高湿潤性接着剤を使用することで、電池モジュール固定具への堅実で、頑丈で、電気絶縁される機械的な接続が可能になる。電池モジュール内のセルの高パッキング密度により、電池モジュールに均一に接着剤を分注するのに利用される空間は制限される。ただし、分注中の接着剤をすべての実装された結合凹所へと方向付けるために、モジュール固定具が斜面、ウィッキング路、ガイド面などと適合される場合は特に、高湿潤性接着剤が均一な分配に適する。各セルの両端部での電気的接続を可能にするモジュール固定具の特徴のため、分注中に接着剤の潜在的漏れ経路が生じる場合がある。
【００１１】
ＵＶ放射線などの硬化手段が孔から抜け出る接着剤に印加され、接着剤を結合凹所に充填し続けて結合凹所に実装される素子周辺の結合面を漏れることなく湿らせつつ、モジュール固定具を封止する。本発明の実施形態によると、高湿潤性接着剤は結合される素子周囲の結合凹所を効率的に充填して、大きな過充填なく結合凹所をほぼ満たす。この文脈で過充填とは、結合凹所を十分に充填し、過剰（非構造的な相当量の接着剤）になることなく全結合面を湿潤させるレベルを過ぎても接着剤を凹所に分注することを意味する。結合凹所間の口、傾斜した誘導面の使用、および固定具のその他の特徴も、高湿潤性接着剤の均一な分配を促進する。結合面が適切に湿った後、硬化手段が結合凹所内の全部の接着剤に印加される。
【００１２】
固定具自身に組み込まれる固定強化機能が、硬化手段を所望の目標区域に集中させ、他の領域から遠ざける。こうした特徴は、供給源から生じる、あるいは固定具によって引き起こされる可能性のある硬化手段の歪みを相殺する。ＵＶ放射線を含む硬化手段の場合、固定強化機能はＵＶ放射線を所望の位置に集中させ／集束させ／方向付けて、不所望の位置から遠ざける光学素子である。
【００１３】
単段または多段硬化またはシール製剤での一液型および二液型接着剤の入替えなど、本発明の実施形態には様々な実施態様が多数あり、ステージングは分注および／または硬化の間に行われる。たとえば、一実施形態は、従来方法での硬化を行いつつ封止様式の適用後に「ゲル化」または「被膜化」する二液型高湿潤性接着剤の使用を含む。ゲル化により、バリアが生成され、孔を封止して漏れを防止すると共に、接着剤を結合凹所に充填して結合面を湿らせる。別の用途では、接着剤の第一相が硬化／封止様式との相互作用により封止特性を向上させるように特に調製され、分注される接着剤の第二相が固定具を素子に結合させるように特に調製されるべく、分注中に接着剤の特性を変更することができる。
【００１４】
本発明のその他の特徴、恩恵、および利点は、明細書、図面、および請求項を含む本開示を検討すれば自明になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
添付図面では、図面全体にわたって類似の参照符号が同一のまたは機能の類似する素子を指し、該図面は明細書に組み込まれ、明細書の一部を成し、本発明をさらに例示し、本発明の詳細な説明と共に本発明の原理を説明するのに供する。
【００１６】
【図１】システムのブロック図である。
【００１７】
【図２】モジュール固定具内の電池セルの詳細図である。
【００１８】
【図３】モジュール固定具内の電池セルアレイの端面図である。
【００１９】
【図４】図２に示されるＵＶ源からの理想的な放射パターンの端面図である。
【００２０】
【図５】図２に示されるＵＶ源からの代表的な現実の放射パターンの端面図である。
【００２１】
【図６】光学的に改良された選択的ＵＶ硬化システムの側面図の詳細である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態は、高湿潤性接着剤の使用を可能にすることによってモジュール化要素を組み立てる際の接着剤の使用に関連するコスト（費用、質量、および／または硬化時間）を低減する方法およびシステムを提供する。以下の説明は、当業者が本発明を製造および使用することを可能にするように提示され、特許出願およびその要件に関連して提供される。以下の本文では、用語「電池（ｂａｔｔｅｒｙ）」、「セル（ｃｅｌｌ）」、および「電池セル（ｂａｔｔｅｒｙ  ｃｅｌｌ）」は互換可能に使用でき、リチウムイオン（たとえば、リン酸鉄リチウム、リチウムコバルト酸化物、その他のリチウム金属酸化物など）、リチウムイオンポリマ、ニッケル金属水素化物、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、ニッケル亜鉛、銀亜鉛、またはその他の電池種類／構造を含むが、それらに限定されない幅広い様々な再充電可能セルの化学組成および構造のいずれかを指すことができる。好適な実施形態、および本明細書に記載される一般的原理および特徴の各種修正は、当業者にとって容易に自明になるであろう。よって、本発明は図示される実施形態への限定を意図したものではなく、本明細書に記載の原理および特徴に一致する最大範囲を与えられることを目的とする。
【００２３】
接着剤は、紫外線（ＵＶ）放射などのいくつかの硬化手段に応答して選択的に硬化するように調製されている。選択的硬化（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｃｕｒｉｎｇ）により硬化のタイミングおよび位置を制御することができる。時間または温度など２次的な硬化手段の使用を可能とする方式も存在する。これが、低粘度および／または低表面張力を有するように調製された高湿潤性接着剤、および適切な設計のモジュール固定具と組み合わされることで、電池モジュールなどのモジュール化要素を組み立てるうえで低コストと低質量を実現する上記接着剤を使用可能とする方法及び装置が提供される。さらに、従来のシステムに比べて接着作業時間も短くてすむ。正確かつ効果的な硬化区域の効率的で安価な方式を改良することで接着剤漏れが最小になり、ひいては漏れた接着剤により生じる不所望の作用を修復する時間および資源が低減される。
【００２４】
図１は、結合モジュール固定具によって支持される複数の結合された素子１０５を含むシステム１００のブロック図である。該システムは、第１のモジュール固定具素子１１０、第２のモジュール固定具素子１１５、および追加の支持構造が設けられない場合に素子１１０と素子１１５とを相互接続する光学支持素子１２０を含む。システム１００は従来のシステムに比べて低コストである（たとえば、低費用、低質量、および／または短製造時間（修復の費用／時間を含む））。本発明は多くの様々な種類の素子１０５を結合するのに適応させることができるが、以下、素子１０５である多数の（たとえば、数百から数千）電池セルから成る電池セルモジュールの形成を参照して本発明を説明する。素子の実施態様および種類に応じて、１つまたはそれ以上の第１のモジュール固定具素子１１０が、素子１０５を配置、結合、および固定するのに使用される。本例に関しては、２つのモジュール支持構造が記載されているが、それより少ないまたは多いモジュール支持構造を使用できると理解されたい。以下の説明では、高湿潤性ＵＶ反応型接着剤が使用される。分注された未硬化の接着剤を移動させるのに重力が効果的に利用されるため、本発明の実施形態を説明する際に上下に言及するに足る理由がある。このような言及は中間または最終生成物の配向に必ずしも関連するわけではなく、接着剤の分注、湿潤、および少なくとも一部の硬化中の配向にのみ関連する。
【００２５】
本明細書に記載の使用接着剤は、選択的に硬化される低粘度および／または低表面張力接着剤である。本発明では、低粘度とは、約０〜２０００センチポアズ、好ましくは約５０〜１０００センチポアズ、最も好ましくは約１００〜５００センチポアズの範囲の接着剤を意味する。本発明では、低表面張力とは、空気中の接着剤と基板材料（たとえば、結合凹所の結合面）の接触角度を測定する際、接触角度が約３０度未満、好ましくは約１０度未満、最も好ましくは約５度未満である接着剤を意味する。
【００２６】
接着剤は硬化手段の印加後、選択的に硬化される。好適な実施形態で使用される硬化手段はＵＶ反応型硬化を含むが、本明細書に記載のシステムおよび方法を幾分調整して、その他の硬化手段を使用することができる。これらの代替の硬化手段はたとえば、電子ビーム、過酸化物、カチオン、アミン、水酸基、熱放射、およびその組み合わせの印加／照射を含むことができる。本発明の状況で、その状況に矛盾しない限り、選択的硬化は選択的「ゲル化」も含むため、接着剤はその用語が一般的に示すようには硬化せず、目標／封止区域において十分に硬化／ゲル化して孔を封止し接着剤の抜け出しおよび流れを防止することができる。
【００２７】
図２は、電池セル２１０を支持するモジュール固定具２０５の一部２００の詳細図である（原寸に比例せず）。モジュール固定具２０５はセル２１０を受け入れる結合凹所２１５を画定し、結合凹所２１５の壁とセル２１０との間の空間は、大きな過充填なしに好ましくは名目充填深さ２１７までＵＶ反応型の高湿潤性接着剤で充填される。本願では、過充填は構造上の目的を超えた量の接着剤を分注することに関する。製造環境において分注される接着剤の総量は通常の変動の影響を受ける。本発明の目的は、モジュールアセンブリおよびその関連構造の不所望の位置中または位置上で硬化する漏れた接着剤を除去し、あるいはそれ以外の方法でその作用を改善する効果に関連する修復費用を低減することである。本発明の実施形態は結合凹所からの漏れを低減／除去する解決策を提供するが、いくらかの漏れは実施態様によっては許容可能である、あるいは望ましい。
【００２８】
モジュール固定具２０５の壁とセル２１０との間の相対的な寸法は図２では誇張されており、実際は空間がもっと小さい。本発明で使用の高湿潤性接着剤と本明細書に記載の選択的硬化とを組み合わせることにより、このように接着剤の量を制限することができる。図２の詳細がセル２１０毎に横方向に繰り返されて、共に密にパックされる電池セルの全体マトリックスを形成する。
【００２９】
セル２１０を囲む結合凹所２１５内に分注される接着剤はＵＶ源２２０（供給源２２０はたとえば下側ＵＶランプと上側ＵＶランプで示されるように１つまたはそれ以上の位置に実装させることができる）などの供給源からの硬化手段の照射／印加によって選択的に硬化される。また、供給源２２０は各位置に単一のＵＶランプとして実装してもよいし、小型の供給源のマトリックスなどのように複数の構造を含んでいてもよく、後者では１つの小型供給源が各結合凹所２１５の位置に対応する。モジュール固定具２０５には斜面２２５および流路２３０が形成されて、分注される接着剤をすべての結合凹所２１５に流してモジュール固定具２０５とセル２１０の全結合面を湿らせるのを助ける。
【００３０】
モジュール固定具の領域、特に孔周囲と結合凹所の底部が目標／封止区域を画定する。選択的硬化性接着剤が目標区域に入る際に照射されて接着剤のさらなる抜け出しを阻むバリアが形成されることは、ＵＶ反応型高湿潤性接着剤の使用を可能にする本発明の特徴の１つである。いくつかの実施態様では、目標区域が空間的に作り上げられて特定の３次元領域を形成する。たとえば、硬化手段が紫外線放射線の印加を含む場合、所望の効果を上げるため、１つまたはそれ以上のＵＶ光線を集中させ、分散させ、あるいはそれ以外の形で生成することができる。硬化手段を目標区域に生成するためにＵＶ  ＬＥＤを使用する場合、いくつかの実施形態では、都合の良いことに、固定具孔近傍の目標区域の部分に対して、ある場合には略平行な光線を生成したり、別の場合または別の構造では円錐状の光線を生成したりする。このように目標区域の部分を成形することは、後のモジュール処理にとって別の利点を提供することができる。
【００３１】
ＵＶ反応型高湿潤性接着剤である、分注された接着剤は、モジュール固定具２０５の壁の領域、たとえば、電気的接続のために使用可能なセル２１０の下の結合凹所２１５の接続口２３５から「漏れ」始める。接着剤は、現れ始めるとほぼすぐに硬化する。こうして接着剤のさらなる損失を防ぐために孔を封止し、セル２１０、特に陽極および陰極との電気的／機械的接触力を維持しつつ、分注された接着剤で結合凹所２１５を充填する。場合によっては、マスク２４０を使用して、所望の位置から硬化手段を選択的に阻止する、あるいは透過させることができる。
【００３２】
図３は、図１に示される第１のモジュール固定具素子１１０（単独で、あるいは第２のモジュール固定具素子１１５と合わせてクラムシェルとも称する）内の電池セル２１０のアレイを含むシステム１００（たとえば、「上方」から見た）の端面図である。本発明の目的は、接着剤が各電池セル２１０の端部に配置される孔（すなわち、図３に示される各破線内）から漏れるのを防止することである。選択的硬化性接着剤はこれらの孔に接近して漏れを防止する。組み込まれた特許引例は、接着剤の選択的硬化のための様々な実施態様について記載している。
【００３３】
図４は、図３に示される電池セルパターンと共に使用可能な、図２に示されるＵＶ源２２０からの理想的な放射パターン４００の端面図である。暗帯は、各セル２１０を中心とし、硬化区域を均一な環の並んだ規則的で集中的なマトリックスと定義する最適な硬化手段特性（たとえば、ＵＶ反応型接着剤のためのＵＶ放射線特性）を画定する。
【００３４】
図５は、図２に示されるＵＶ源からの代表的な現実の放射パターン５００の端面図である。現実の放射パターン５００は理想的な放射パターン４００から逸脱することがある。歪み、平行移動、影、反射、およびその他の不所望の放射極大値または極小値の原因となり得る作用が多数ある。多数の硬化手段の環が、接着剤が孔から流出するのを防ぐという所望の目標を達成するのに十分なだけ形成されているが、理想からたった１つ偏位するだけで、接着剤が邪魔されず流れ出し、ひいては他の構造やアセンブリ上に流れ出て、修復用資源の使用につながる可能性がある。本発明の主目的は、歪みの数および程度を低減して、現実の放射パターン５００を理想的な放射パターン４００に一致させることである。
【００３５】
図６は、光学的に改良された選択的ＵＶ硬化システム６００の側面図の詳細である。図示される電池セル６０５の一部は、各セル６０５を孔６１５にさらす多対象物（たとえば、電池セル）固定具６１０の穴内に配置されている。ＵＶ反応型接着剤６２０はセル６０５と固定具６１０との間の空間６２５に配置され、固定具６１０が目標区域６３０を画定する。システム６００は、入射ＵＶ放射線６３５の略均一な場から空間６２５の当該部に最高レベルのＵＶ放射線強度を生成することによってセル６０５毎に目標区域６３０を形成する。システム６００は、目標区域６３０外の空間６２５に最低レベルのＵＶ放射線強度も生成する。目標区域６３０とは、接着剤６２０が硬化されてこの領域を通る連続的な接着剤流を空間６２５の他の部分の接着剤流を阻害せずに排除する、空間６２５内の一領域である。
【００３６】
固定具６１０は、目標区域６３０と空間６２５の他の部分との差別的照射を効果的に生成する光学的特徴および考慮を用いて改良できる。これらの特徴を固定具６１０に直接組み込むことによって、目標区域６３０に信頼性が高く再現可能な硬化環を生成して放射パターンの歪みおよび異常を自動的に相殺するコスト効率のよい自己整合を可能にする。
【００３７】
円筒状電池セルの好適な実施形態では、以下説明し開示する構造は、縦軸に沿って電池セルの端部に向かって見た際に完全または部分的な放射形対称を示す。完全放射形対称は円形構造を含み、部分的放射形対称は完全円以外の弓型構造を含む。
【００３８】
システム６００は、別々に実行することができ、必ずしも本明細書に記載のその他すべての特徴を組み込む必要がない代表的な改良機能（たとえば、ＵＶ放射線６３５用の光学構造）の集合を含む。他でも言及するように、固定具６１０は多数のセルを保持することができ、そのそれぞれが封注され固定される。接着剤の漏れに関連するコストを低減することによって大きな節減が達成され、この節減はこれらの解決策をコスト効率よく実行することによってさらに拡大される。好適な実施形態は簡易なプラスチック成型手法を使用する固定具６１０を製造することと、固定具６１０の成型後処理を回避することとを含む。
【００３９】
固定具材料（たとえば、プラスチック）はＵＶ反応型接着剤のために使用される特定の波長の紫外線放射に対し透過的である。固定具６１０には、目標区域６３０に向け、その他の位置から遠ざけるように入射ＵＶ放射線６３５を方向付けるために使用される１つまたはそれ以上の光学的改良が設けられる。これらの光学的改良は好ましくは、採用される簡易な成型工程と一致して実現できる種類の特定の構造または表面処理を形成することによって達成される。
【００４０】
これらの光学的改良は、屈折経路の画定のための湾曲面、外部反射の画定と内部反射の画定の一方または両方のために戦略的に配置された斜面、およびＵＶ放射線６３５の選択的送信および散乱のための表面処理の包括および仕様を含む。
【００４１】
屈折経路の画定は、１つまたはそれ以上の湾曲面６５０を配置し成形することによって推進される。湾曲面６５０は、入射ＵＶ放射線を目標区域６３０に向け、空間６２５の他の部分から遠ざけるように優先的に屈曲させる。
【００４２】
外部反射の画定は、１つまたはそれ以上の外表面６５５を配置し配向することによって推進される。外表面６５５は、入射ＵＶ放射線６３５を目標区域６３０に向け、空間６２５の他の部分から遠ざけるように反射する。外部反射は、ＵＶ放射線６３５の入射角が総外部反射角よりも大きいことにより生じる。
【００４３】
内部反射の画定は、１つまたはそれ以上の内表面６６０を配置し配向することによって推進される。内表面６５５は、固定具６１０内の入射ＵＶ放射線６３５を目標区域６３０に向け、空間６２５の他の部分から遠ざけるように反射する。内部反射は、ＵＶ放射線６３５の入射角が総内部反射角よりも大きいことにより生じる。
【００４４】
表面処理は、高透過率のための研磨された外表面（デフォルト）と、入射ＵＶ放射線６３５を散乱／減衰させて、空間６２５における目標区域外の部分でのＵＶ放射線６３５の強度を弱めつつ目標区域６３０のＵＶ放射線６３５の強度を高めるように設計された粗化された外表面６６５とを含む。研磨および粗化は、好適な実施形態では、これらの効果を発揮するように金型を設計することにより十分に制御される特徴である。しかしながら、いくつかの実施形態は、関連表面を微細に研磨する、あるいは特に粗化するその他の／追加の手法を実行することができる。固定具６１０の表面は、粗化された外表面６６５として明確に特定される場合を除き、研磨面とみなされる。研磨面はＵＶ放射線６３５を最大かつ予想通りに透過、反射、屈折させる。
【００４５】
光学的改良は好適な実施形態のように、目標区域６３０に対するＵＶ放射線６３５の集中を高めるのに使用される特定の構造も含む。これらの構造は、一体的に適切に傾斜した外反射面６５５を有する比較的背の高い横壁６７０（セル６０５への電気的接触の保護を助ける役割も果たす）を含み、反射面６５５は（セル６０５の縦軸６７５に対して）棚６８０の「機外」に配置される。棚６８０は目標区域６３０にかぶさる比較的長く平坦で幅広い領域であり、目標区域６３０に対するＵＶ放射線６３５の集中を促進するのに役立つ。
【００４６】
なお、透明固定具のほぼどの表面も、単独の特定方位のＵＶ放射線に応答して、その放射線を目標区域へと屈折させ、反射させ、および／または透過させ、接着剤の他の部分からは遠ざけることができるため、光学改良構造と同様、個々に機能することができる。ただし、好適な実施形態の構造および特徴は、略均一な放射場に照射される際、目標区域への放射を一括して集中させ非目標区域から遠ざけるように開示された通り機能する。この文脈で、略均一とは、固定具全体または各穴に近接する部分を、平行な（または均一にわずかに集束または分散する）光線の集合を照射するＵＶ放射場を指す。
【００４７】
明瞭化のため、本開示は少なくとも２つの硬化の段階を企図するものとする。第１の段階では、分注する接着剤が戦略的位置で選択的に硬化され、十分量の接着剤が適切な位置に分注されるまで分注接着剤の漏れを防止／抑制する。次に、続く第２の段階では、硬化が通常はより一般化されるが、分布された後に接着剤の所望部分を十分に硬化するように選択的であってもよい。光学的に改良された特徴および構造は、好適な実施態様では、選択的硬化の第１の段階を向上させることを主に目的とする。
【００４８】
上記システムは、電気自動車（ＥＶ）システムに使用されるマルチセル電池モジュールの好適な実施形態に記載されている。本明細書では、本発明の実施形態の十分な理解を深めるため、要素および／または方法の例など多数の具体的な詳細を提供する。しかしながら、当業者であれば、１つまたはそれ以上の具体的な詳細なしで、あるいはその他の装置、システム、アセンブリ、方法、要素、材料、部品などで実現できることを認識するであろう。他の例では、本発明の実施形態の態様を曖昧にすることを避けるため、周知の構造、材料、または動作を具体的に図示せず、詳細に記載していない。
【００４９】
本明細書全体にわたる「一実施形態」、「実施形態」、または「具体的な実施形態」という言及は、実施形態に関係して記載される特定の特徴、構造、または特性が、必ずしも本発明のすべての実施形態ではなく少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、本明細書内に様々な場所における「一実施形態では」、「実施形態では」、または「具体的な実施形態では」というフレーズは必ずしも同一の実施形態を指すものではない。さらに、どの具体的な本発明の実施形態の特定の特徴、構造、または特性は、１つまたはそれ以上のその他の実施形態と適切な方法で組み合わせることができる。本明細書に記載され図示される本発明の実施形態のすべての変形および修正は本明細書の教示に鑑み可能であり、本発明の精神と範囲の一部とみなすことができると理解されたい。
【００５０】
なお、図面に示される１つまたはそれ以上の素子は、特定の用途に応じて有益であるように、より分離または統合されて実装される、あるいは場合によっては取り外すまたは動作不能とすることができる。
【００５１】
また、図中の信号矢印は単に例示であり、具体的に明記されない限り限定的ではないとみなすべきである。さらに、本明細書で使用される用語「ｏｒ」は通常、特に明示されない限り「および／または」を意味することを意図する。要素またはステップの組み合わせも言及されているものとみなし、専門用語では、分離または結合することができるかどうかは不明瞭であると予想される。
【００５２】
本明細書および以下の請求項全体にわたって使用されるように、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上特に明示されない限り複数を含む。また、本明細書および以下の請求項全体にわたって使用されるように、「ｉｎ」の意味は、文脈上特に明示されない限り「ｉｎ」と「ｏｎ」とを含む。
【００５３】
要約書に記載される内容を含め、本発明の図示される実施形態の上記説明は、網羅的であること、あるいは本発明を本明細書に開示される通りの形式に制限することを意図していない。本発明の具体的な実施形態および具体例は例示目的のためだけに記載しており、当業者が認識および理解するように本発明の精神と範囲内において様々な等価の修正が可能である。示唆される通り、図示される本発明の実施形態の前述の記載に鑑み本発明に修正を加えることができ、これらの修正は本発明の精神と範囲に含まれるものとする。
【００５４】
よって、本発明を特定の実施形態に言及して説明したが、自由な修正や様々な変更および置換が上記の開示に意図されており、場合によっては、本発明の実施形態のある特徴が、記載の本発明の範囲及び精神を逸脱せずに別の特徴を対応使用することなく採用されると理解される。したがって、特定の状況または材料を本発明の必須の範囲及び精神に適合させるように多数の修正を行うことができる。本発明は本発明を実行するために企図される最適な態様として、以下の請求項で使用される特定の用語および／または開示される特定の実施形態に限定されず、すべての実施形態と添付の請求項の範囲に属する等価物とを含む。よって、本発明の範囲は添付の請求項によってのみ決定されるものとする。
【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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【外国語明細書】
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【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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