(57)【要約】  【課題】  軽量でかつ周辺に配置される部品の損傷を抑制可能な放熱構造体、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】  本発明は、バッテリー２０と冷却部材２６との間にあってバッテリー２０から冷却部材２６に熱を伝導させてバッテリー２０からの放熱を可能とする放熱構造体１であって、金属、炭素若しくはセラミックスの少なくとも１つを含み、バッテリー２０と冷却部材２６との間に配置可能な熱伝導シート２と、バッテリー２０と熱伝導シート２との間に備えられ、熱伝導シート２に比べてバッテリー２０の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材３と、を備え、クッション部材３は、ゴム状弾性体に、ゴム状弾性体より熱伝導性の高いフィラーを含有する放熱構造体１およびそれを備えるバッテリーに関する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源と冷却部材との間にあって前記熱源から前記冷却部材に熱を伝導させて前記熱源からの放熱を可能とする放熱構造体であって、
金属、炭素若しくはセラミックスの少なくとも１つを含み、前記熱源と前記冷却部材との間に配置可能な熱伝導シートと、
前記熱源と前記熱伝導シートとの間に備えられ、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、
を備え、
前記クッション部材は、ゴム状弾性体に、前記ゴム状弾性体より熱伝導性の高いフィラーを含有することを特徴とする放熱構造体。
【請求項２】
前記クッション部材は、その長さ方向に窪む凹部を有する棒状クッション部材であることを特徴とする請求項１に記載の放熱構造体。
【請求項３】
前記凹部は、前記クッション部材をその長さ方向に貫通する貫通路であり、
前記クッション部材は、前記貫通路を有する筒状クッション部材であることを特徴とする請求項２に記載の放熱構造体。
【請求項４】
前記クッション部材は、
第１クッション部材と、
前記第１クッション部材の外側面を覆う第２クッション部材と、
を備え、
前記第２クッション部材は、前記第１クッション部材に比べて熱伝導性が高いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放熱構造体。
【請求項５】
前記第１クッション部材は、前記ゴム状弾性体で形成され、
前記第２クッション部材は、フィラーを含有するゴム状弾性体で形成されていることを特徴とする請求項４に記載の放熱構造体。
【請求項６】
前記クッション部材は、前記熱伝導シート上に複数個設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放熱構造体。
【請求項７】
冷却部材を接触させる筐体内に、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、
前記熱源と前記冷却部材との間にあって前記熱源から前記冷却部材に熱を伝導させて前記熱源からの放熱を可能とする放熱構造体を備え、
前記放熱構造体は、
金属、炭素若しくはセラミックスの少なくとも１つを含み、前記熱源と前記冷却部材との間に配置可能な熱伝導シートと、
前記熱源と前記熱伝導シートとの間に備えられ、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、
を備え、
前記クッション部材は、ゴム状弾性体に、前記ゴム状弾性体より熱伝導性の高いフィラーを含有することを特徴とするバッテリー。
【請求項８】
前記クッション部材は、その長さ方向に窪む凹部を有する棒状クッション部材であることを特徴とする請求項７に記載のバッテリー。
【請求項９】
前記凹部は、前記クッション部材をその長さ方向に貫通する貫通路であり、
前記クッション部材は、前記貫通路を有する筒状クッション部材であることを特徴とする請求項８に記載のバッテリー。
【請求項１０】
前記クッション部材は、
第１クッション部材と、
前記第１クッション部材の外側面を覆う第２クッション部材と、
を備え、
前記第２クッション部材は、前記第１クッション部材に比べて熱伝導性が高いことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のバッテリー。
【請求項１１】
前記第１クッション部材は、前記ゴム状弾性体で形成され、
前記第２クッション部材は、フィラーを含有するゴム状弾性体で形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリー。
【請求項１２】
前記クッション部材は、前記熱伝導シート上に複数個設けられ、前記筐体内の１または２以上の前記バッテリーセルを載置している請求項７から１１のいずれか１項に記載のバッテリー。
【発明の詳細な説明】
【クロスリファレンス】
【０００１】
本出願は、２０１８年５月２９日に日本国において出願された特願２０１８−１０２０８８に基づき優先権を主張し、当該出願に記載された内容は、本明細書に援用する。また、本願において引用した特許、特許出願及び文献に記載された内容は、本明細書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
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】
【０００３】
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。【０００４】
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、あるいは冷却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）、ｃＢＮなど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、冷却ファンの配置は、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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
しかしながら、上述のような放熱フィンは、金属で形成されているため重量が大きくなりがちであった。また、金属製の突出部位により熱源や冷却部材など周辺に配置される部品を傷付けてしまう虞があった。【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、軽量でかつ周辺に配置される部品の損傷を抑制可能な放熱構造体、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】
【０００８】
（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、熱源と冷却部材との間にあって熱源から冷却部材に熱を伝導させて熱源からの放熱を可能とする放熱構造体であって、金属、炭素若しくはセラミックスの少なくとも１つを含み、熱源と冷却部材との間に配置可能な熱伝導シートと、熱源と熱伝導シートとの間に備えられ、熱伝導シートに比べて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、を備え、クッション部材は、ゴム状弾性体に、当該ゴム状弾性体より熱伝導性の高いフィラーを含有する。【０００９】
（２）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、クッション部材は、その長さ方向に窪む凹部を有する棒状クッション部材である。【００１０】
（３）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、凹部は、クッション部材をその長さ方向に貫通する貫通路であり、クッション部材は、貫通路を有する筒状クッション部材である。【００１１】
（４）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、クッション部材は、第１クッション部材と、第１クッション部材の外側面を覆う第２クッション部材と、を備え、第２クッション部材は、第１クッション部材に比べて熱伝導性が高い。【００１２】
（５）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、第１クッション部材は、ゴム状弾性体で形成され、第２クッション部材は、フィラーを含有するゴム状弾性体で形成されている。【００１３】
（６）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、クッション部材は、熱伝導シート上に複数個設けられている。【００１４】
（７）一実施形態に係るバッテリーは、冷却部材を接触させる筐体内に、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、熱源と冷却部材との間にあって熱源から冷却部材に熱を伝導させて熱源からの放熱を可能とする放熱構造体を備え、放熱構造体は、金属、炭素若しくはセラミックスの少なくとも１つを含み、熱源と冷却部材との間に配置可能な熱伝導シートと、熱源と熱伝導シートとの間に備えられ、熱伝導シートに比べて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、を備え、クッション部材は、ゴム状弾性体に、ゴム状弾性体より熱伝導性の高いフィラーを含有する。【００１５】
（８）別の実施形態に係るバッテリーでは、好ましくは、クッション部材は、その長さ方向に窪む凹部を有する棒状クッション部材である。【００１６】
（９）別の実施形態に係るバッテリーでは、好ましくは、凹部は、クッション部材をその長さ方向に貫通する貫通路であり、クッション部材は、貫通路を有する筒状クッション部材である。【００１７】
（１０）別の実施形態に係るバッテリーでは、好ましくは、クッション部材は、第１クッション部材と、第１クッション部材の外側面を覆う第２クッション部材と、を備え、第２クッション部材は、第１クッション部材に比べて熱伝導性が高い。【００１８】
（１１）別の実施形態に係るバッテリーでは、好ましくは、第１クッション部材は、ゴム状弾性体で形成され、第２クッション部材は、フィラーを含有するゴム状弾性体で形成されている。【００１９】
（１２）別の実施形態に係るバッテリーでは、好ましくは、クッション部材は、熱伝導シート上に複数個設けられ、筐体内の１または２以上のバッテリーセルを載置している。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、軽量でかつ周辺に配置される部品の損傷を抑制可能な放熱構造体、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】
【００２１】
【図１Ａ】図１Ａは、本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１Ｂ】図１Ｂは、バッテリーセルによって放熱構造体を圧縮した場合の本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２Ａ】図２Ａは、本実施形態に係る放熱構造体の斜視図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本実施形態に係る放熱構造体のクッション部材の縦断面図を示す。
【図３】図３は、バッテリーセルの直下に放熱構造体を配置する状態の斜視図を示す。
【図４】図４は、本発明の放熱構造体の変形例を示す。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・放熱構造体、２・・・熱伝導シート、３・・・クッション部材、１０・・・バッテリーセル（熱源の一例）、２０・・・バッテリー、２１・・・筐体、２６・・・冷却部材、３１・・・貫通路（凹部の一例）、３２・・・第１クッション部材、３３・・・第２クッション部材、４０・・・熱源。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
図１Ａは、本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１Ｂは、バッテリーセルによって放熱構造体を圧縮した場合の本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２Ａは、本実施形態に係る放熱構造体の斜視図を示す。図２Ｂは、当該放熱構造体のクッション部材の縦断面図を示す。
【００２５】
バッテリー２０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、冷却部材２６を接触させる筐体２１内に複数のバッテリーセル１０を備えた構造を有する。放熱構造体１は、熱源の一例であるバッテリーセル１０の冷却部材（例えば、冷却水）２６に近い側の端部（下端部）と冷却部材２６に近い側の筐体２１の一部（底部２２）との間に備えられている。
【００２６】
放熱構造体１は、バッテリーセル１０から冷却部材２６に熱を伝導させてバッテリーセル１０からの放熱を可能とする構造体である。放熱構造体１は、金属、炭素若しくはセラミックスの少なくとも１つを含み、バッテリーセル１０と冷却部材２６との間に配置可能な熱伝導シート２と、バッテリーセル１０と熱伝導シート２との間に備えられ、熱伝導シート２に比べて熱源の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材３と、を備える。クッション部材３は、ゴム状弾性体に、ゴム状弾性体より熱伝導性の高いフィラーを含有する。また、クッション部材３は、好ましくは、その長さ方向に貫通する貫通路３１を有する筒状クッション部材である。クッション部材３は、好ましくは、第１クッション部材３２と、第１クッション部材３２の外側面を覆う第２クッション部材３３と、を備える。第２クッション部材３３は、第１クッション部材３２に比べて熱伝導性が高い。
【００２７】
熱伝導シート２は、バッテリーセル１０からの熱を冷却部材２６へと伝導させる機能を有する。図１Ａおよび図１Ｂのバッテリー２０は、冷却部材２６を接触させる筐体２１内に熱源としての複数のバッテリーセル１０を備えている。クッション部材３は、熱伝導シート２上に複数個設けられ、複数のバッテリーセル１０を載置している。なお、本願では、「断面」あるいは「縦断面」とは、バッテリー２０の筐体２１の内部２４における上方開口面から底部２２へと垂直に切断する方向の断面を意味する。  
【００２８】
次に、バッテリー２０の概略構成および放熱構造体１の構成部材について、より詳しく説明する。
【００２９】
（１）バッテリーの構成の概略
本実施形態において、バッテリー２０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１０を備える。バッテリー２０は、一方に開口する有底型の筐体２１を備える。筐体２１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１０は、筐体２１の内部２４に配置される。バッテリーセル１０の上方には、電極１１，１２（図３参照）が突出して設けられている。複数のバッテリーセル１０は、好ましくは、筐体２１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２１の底部２２には、冷却部材２６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２５が備えられている。バッテリーセル１０は、底部２２との間に、放熱構造体１を挟むようにして筐体２１内に配置されている。このような構造のバッテリー２０では、バッテリーセル１０は、放熱構造体１を通じて筐体２１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２６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２６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。
【００３０】
（２）熱伝導シート
熱伝導シート２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。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２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。グラファイト繊維やカーボン粒子に代えて、膨張黒鉛性のフィラーを用いても良い。膨張黒鉛は、化学反応を用いて鱗片状の黒鉛に物質を挿入した黒鉛層間化合物を急熱して層間の物質がガス化し、その時に生じたガスの放出によって黒鉛の層間が広がり、層の積み重なり方向に膨張した状態になった黒鉛をいう。また、熱伝導シート２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、カーボンファイバーあるいは膨張黒鉛製のフィラーも、すべて、炭素フィラーの概念に含まれる。
【００３１】
熱伝導シート２に樹脂を含む場合には、当該樹脂が熱伝導シート２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２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１０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）等を好適に挙げることができる。樹脂は、熱伝導シート２の成形前の状態において、炭素フィラーの隙間に、例えば粒子状に分散している。熱伝導シート２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。
【００３２】
熱伝導シート２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。
【００３３】
熱伝導シート２は、導電性に優れるか否かは問わない。熱伝導シート２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２は、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２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、０．０５〜５ｍｍが好ましく、０．０６５〜０．５ｍｍがより好ましい。ただし、熱伝導シート２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。
【００３４】
（３）クッション部材
クッション部材３の重要な機能は変形容易性と回復力である。変形容易性は、バッテリーセル１０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１０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３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。
【００３５】
本実施形態において、クッション部材３は、図２Ｂに示すように、貫通路３１を備える筒状クッション部材である。クッション部材３は、複数のバッテリーセル１０の下端部が平坦でない場合でも、熱伝導シート２と当該下端部との接触を良好にする。さらに、貫通路３１は、クッション部材３の変形を容易にするのに寄与し、熱伝導シート２とバッテリーセル１０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３は、バッテリーセル１０と底部２２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２に加わる荷重によって熱伝導シート２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３は、熱伝導シート２に比べて低熱伝導性の部材である。
【００３６】
クッション部材３は、貫通路３１から径方向外側に向かって、第１クッション部材３２、第２クッション部材３３の順に構成された二重構造の筒状部材である。第１クッション部材３２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。第１クッション部材３２は、熱伝導シート２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。本実施形態では、第１クッション部材３２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。第２クッション部材３３は、第１クッション部材３２に比べて熱伝導性が高い材料で構成される。具体的には、第２クッション部材３３は、その熱伝導性を高めるために、上述のようなゴム中に、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る。本実施形態では、第２クッション部材３３は、バッテリーセル１０からの熱を速やかに熱伝導シート２に伝える必要から、より好ましくは、熱伝導性に優れたシリコーンゴムに、当該フィラーを分散して構成される。第２クッション部材３３は、その厚さに制約はないが、０．３〜５ｍｍが好ましく、０．３〜１ｍｍがより好ましい。ただし、第２クッション部材３３の熱伝導率は、その厚さが増加するほど低下する。また、フィラーを含有する第２クッション部材３３は、フィラーを含有しない第１クッション部材３２に比べてゴムの柔軟性が低下する。そのため、バッテリーセル１０表面の凹凸あるいはゴム硬度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。
【００３７】
本実施形態のクッション部材３は、第２クッション部材３３にのみフィラーが分散されて構成されているので、第１クッション部材３２及び第２クッション部材３３ともにフィラーが分散されている場合に比べて、製造コストを抑えることができるとともに、ゴムの柔軟性の低下を抑制することができる。クッション部材３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。
【００３８】
図３は、バッテリーセルの直下に放熱構造体を配置する状態の斜視図を示す。
【００３９】
バッテリーセル１０は、放熱構造体１と接する側と反対側（図１，３では上方）に、電極１１，１２を備える。放熱構造体１は、熱伝導シート２上に、バッテリーセル１０の長手方向（図３の奥行き方向）に平行に複数のクッション部材３が配置されている。なお、ここでは、熱伝導シート２上に１０個のクッション部材３が配置されているが、熱伝導シート２に配置されるクッション部材３の個数は１０個に限定されない。また、放熱構造体１に配置されるバッテリーセル１０の個数についても、特に限定されない。
【００４０】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、筐体２１内の放熱構造体１は、バッテリーセル１０の電極１１，１２と反対側に位置する下端部と接触し、当該下端部と筐体２１の底部２２との間で、上下方向に圧縮された状態となる。この状態において、図１Ｂに示すように、クッション部材３が変形するため、バッテリーセル１０の下端部と熱伝導シート２との接触が良好になる。バッテリー２０の充電若しくは放電時に発する熱は、バッテリーセル１０の下端部からクッション部材３、熱伝導シート２、筐体２１の底部２２、冷却部材２６へと伝わる。こうして、バッテリーセル１０の効果的な除熱が実現する。なお、放熱構造体１は、クッション部材３をバッテリーセル１０側に、熱伝導シート２を冷却部材２６側（底部２２側と称しても良い）にそれぞれ向けて筐体２１内に配置されても良い。
【００４１】
（実施形態の作用・効果）
以上説明したように、放熱構造体１は、バッテリー２０と冷却部材２６との間にあってバッテリー２０から冷却部材２６に熱を伝導させてバッテリー２０からの放熱を可能とするものであって、金属、炭素若しくはセラミックスの少なくとも１つを含み、バッテリー２０と冷却部材２６との間に配置可能な熱伝導シート２と、バッテリー２０と熱伝導シート２との間に備えられ、熱伝導シート２に比べてバッテリー２０の表面形状に合わせて変形容易なクッション部材３と、を備える。また、クッション部材３は、ゴム状弾性体に、ゴム状弾性体より熱伝導性の高いフィラーを含有する。
【００４２】
このため、従来のような金属性の放熱フィン等に比べて、軽量になり、かつ、放熱構造体１の周辺に配置される部品の損傷を抑制することができる。また、クッション部材３に起因して、バッテリーセル２０の種々の形態に順応可能となる。
【００４３】
また、クッション部材３は、その長さ方向に貫通する貫通路３１を有する筒状クッション部材である。このため、クッション部材３の変形容易性が高められ、複数のバッテリーセル１０の下端部が平坦でない場合でも、熱伝導シート２と当該下端部との接触を良好にできる。また、放熱構造体１は貫通路３１に起因してより軽量となる。
【００４４】
また、クッション部材３は、第１クッション部材３２と、第１クッション部材３２の外側面を覆う第２クッション部材３３と、を備え、第２クッション部材３３は、第１クッション部材３１に比べて熱伝導性が高い。具体的には、第１クッション部材３２はゴム状弾性体で形成され、第２クッション部材は、ゴム状弾性体より熱伝導性の高いフィラーを含有するゴム状弾性体で形成されている。このため、バッテリー２０の充電若しくは放電時に発する熱は、バッテリーセル１０から熱伝導シート２への熱伝導性をより高めることができる。また、フィラーを含有しない第１クッション部材３２を第２クッション部材３３の内側に設けることにより、クッション部材の変形容易性の低下を抑制することができる。
【００４５】
また、クッション部材３は、熱伝導シート２上に複数個設けられているため、熱伝導シート２上のクッション部材の表面積が大きくなり、バッテリーセル１０の効果的な除熱が実現する。
【００４６】
（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。
【００４７】
例えば、熱源は、バッテリーセル１０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２６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１等は、バッテリー２０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。
【００４８】
また、本発明の放熱構造体１は、バッテリーセル１０のみならず、多種多様な形状の熱源に採用可能である。図４は、円柱形状の熱源に本発明の放熱構造体を採用した場合における縦断面図を示す。図４に示すように、円柱形状の熱源４０に本発明の放熱構造体１を採用する場合、熱伝導シート２のうちクッション部材３が配置されている面と反対側の面を、熱源４０に巻きつけ、クッション部材３が配置されている面を冷却部材に圧接することにより、熱源４０の効果的な除熱が実現可能となる。
【００４９】
また、上述の実施形態では、熱伝導シート２上に複数のクッション部材３が配置されていたが、熱伝導シート２上に配置されるクッション部材３は１つであっても良い。
【００５０】
また、上述の実施形態では、複数のクッション部材３は、熱伝導シート２上に互いに平行に配置されていたが、熱伝導シート２上に非平行に配置されていても良い。
【００５１】
また、上述の実施形態におけるクッション部材３は、貫通路３１を有する筒状のクッション部材であったが、貫通路３１を有していなくても良い。また、クッション部材３の縦断面形状は円に限定されず、例えば、多角形であっても良い。
【００５２】
また、クッション部材３は、貫通路３１に代えて、その長さ方向に窪む凹部を有する棒状クッション部材としても良い。クッション部材３は、その長さ方向における窪みが大きいほど、クッション部材３の変形容易性が高められる。このため、クッション部材３は、貫通路３１の一方の開口部分を塞いだ凹部を有することがより好ましい。
【００５３】
また、上述の実施形態におけるクッション部材３は、第１クッション部材３２と第２クッション部材３３とからなる二重構造であったが、第２クッション部材３３のみで形成されていても良い。また、クッション部材３は三重構造以上の多重構造であっても良い。かかる場合、クッション部材３は、径方向外側に向かって、より熱伝導性の高い部材を採用することが好ましい。
【００５４】
また、上述の実施形態における第１クッション部材３２は、シリコーンゴム等のフィラーを含まないゴム状弾性体であったが、第２クッション部材３３と同様に、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。かかる場合、第１クッション部材３２に含有されるフィラーの量は、第２クッション部材３３に含有されるフィラーの量より少なくなるように構成されることが好ましい。
【００５５】
また、上述の実施形態では、第１クッション部材３２と第２クッション部材３３とは、フィラーの含有量により熱伝導性の差異を生じさせていたが、含有するフィラーの種類、または、クッション部材３の材質により熱伝導性の差異を生じさせても良い。例えば、第２クッション部材３３に含有されるフィラーが、第１クッション部材３２に含有されるフィラーより熱伝導性の高いフィラーであっても良い。また、第２クッション部材３３が第１クッション部材３２より熱伝導性の高い材質から構成されるようにクッション部材３が形成されていても良い。また、クッション部材３の表面および／または熱伝導シート２の表面であって熱源若しくは冷却部材２６に接触する面側に、柔軟性の高いゴムシートを介在させても良い。ただし、その場合、当該ゴムシートの厚さを小さくする方が放熱構造体１の熱伝導性を高く維持できるので、好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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