JP7399760B2 - Heat dissipation structure and battery equipped with the same - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a heat dissipation structure and a battery including the same.
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。 Control systems for automobiles, aircraft, ships, and household and commercial electronic equipment are becoming more precise and complex, and as a result, the integration density of small electronic components on circuit boards continues to increase. . As a result, there is a strong desire to solve the problems of failure and shortened life of electronic components due to heat generation around circuit boards.
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）、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、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）。 In order to quickly dissipate heat from a circuit board, conventional methods have been used, either singly or in combination, such as constructing the circuit board itself from a material with excellent heat dissipation properties, attaching a heat sink, or driving a cooling fan. It is being done. Among these methods, methods in which the circuit board itself is made of a material with excellent heat dissipation properties, such as diamond, aluminum nitride (AlN), cubic boron nitride (cBN), etc., make the cost of the circuit board extremely high. Further, the arrangement of the cooling fan causes problems such as failure of the rotating device called the fan, the necessity of maintenance to prevent failure, and difficulty in securing installation space. On the other hand, heat dissipation fins are simple products that increase heat dissipation by increasing the surface area by forming many columnar or flat plate-like protrusions made of metal with high thermal conductivity (e.g. aluminum). Since it is a material that is suitable for use in heat dissipation, it is commonly used as a heat dissipation component (see Patent Document 1).
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、電気自動車の普及が進行してきている。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。 Incidentally, there is currently an active movement around the world to gradually convert conventional gasoline or diesel vehicles to electric vehicles with the aim of reducing the burden on the global environment. In particular, electric vehicles are becoming more popular in European countries such as France, the Netherlands, and Germany, as well as in China. The spread of electric vehicles requires the development of high-performance batteries and the installation of numerous charging stations. In particular, it is important to develop technology to improve the charging and discharging functions of lithium-based automotive batteries. It is well known that the above-mentioned automobile batteries cannot fully exhibit their charging and discharging functions at high temperatures of 60 degrees Celsius or higher. For this reason, as with the circuit board described above, it is important to improve heat dissipation in batteries as well.
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。 In order to quickly dissipate heat from the battery, a water cooling pipe is placed in a metal case with excellent thermal conductivity such as aluminum, and a large number of battery cells are placed in the case, and the battery cells and the bottom of the case are A structure is adopted in which an adhesive rubber sheet is sandwiched between the two. In a battery having such a structure, heat is transferred from the battery cells to the housing through the rubber sheet, and the heat is effectively removed by water cooling.
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非平滑な表面状態を含む）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。 However, in conventional batteries as described above, the rubber sheet has lower thermal conductivity than aluminum or graphite, making it difficult to efficiently transfer heat from the battery cells to the casing. Another option is to insert a spacer such as graphite instead of a rubber sheet, but since the bottom surfaces of multiple battery cells are not flat and have steps, a gap is created between the battery cells and the spacer, which reduces heat transfer efficiency. descend. As seen in this example, battery cells can take various forms (including unevenness such as steps or non-smooth surface conditions), so it is possible to adapt to various forms of battery cells and achieve high heat transfer efficiency. There is a growing demand for this to become a reality. Furthermore, in order to achieve high heat transfer efficiency, it is desirable to radiate heat uniformly from each of the many battery cells so that the temperature of the many battery cells becomes uniform. Furthermore, there is a demand for lighter and more elastically deformable materials for battery cell containers, and a heat dissipation structure that returns to its original shape when the battery cell is lighter and the battery cell is removed is also desired. ing.
上記課題に鑑みて、本願に先立ち、本出願人は、以下の構成を有する放熱構造体を開発し、特許出願（特願２０１８－２１８０８２）およびそれをパリ条約優先権の基礎とする国際出願（ＰＣＴ／ＪＰ２０１９／０４２１９２）を行った。
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は、前記熱伝導シートの巻回しながら進行する方向と直交する方向に並んだ状態で連結部材により連結されている放熱構造体。
上記放熱構造体は、放熱性と柔軟性に優れる部材であり、さらに、放熱構造体と熱源との位置決めを容易かつ確実にすることも求められている。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。
In view of the above issues, prior to filing this application, the applicant has developed a heat dissipation structure having the following configuration, and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 2018-218082) and an international application based on the Paris Convention priority right ( PCT/JP2019/042192).
A heat dissipation structure in which a plurality of heat dissipation members are connected to increase heat dissipation from a heat source,
The heat dissipation member is
a heat conductive sheet having a spirally wound shape for transmitting heat from the heat source;
a cushion member provided on the annular back surface of the heat conductive sheet and more easily deformed to match the surface shape of the heat source than the heat conductive sheet;
a through path that penetrates in the direction in which the thermally conductive sheet advances while being wound;
Equipped with
A heat radiating structure in which the plurality of heat radiating members are connected by a connecting member while being lined up in a direction perpendicular to a direction in which the heat conductive sheet moves while being wound.
The heat dissipation structure is a member having excellent heat dissipation properties and flexibility, and is also required to be able to easily and reliably position the heat dissipation structure and the heat source. This applies not only to battery cells, but also to other heat sources such as circuit boards, electronic components, or the electronic device itself.
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、複数の熱源各々における放熱性の均一化を高め、かつ熱源との位置決めを容易かつ確実にできる放熱構造体、およびそれを備えるバッテリーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is adaptable to various forms of heat sources, is lightweight, has excellent elastic deformability, has excellent heat dissipation efficiency, and has uniform heat dissipation properties for each of a plurality of heat sources. It is an object of the present invention to provide a heat dissipation structure that can increase heat dissipation and position with a heat source easily and reliably, and a battery equipped with the same.
（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をその長手方向と直交する方向に沿って並べた状態で、前記複数の放熱部材の前記長手方向の両端部を連結する連結部材と、前記複数の放熱部材の周縁の四隅部にそれぞれ配置され、前記連結部材を固定する固定部材と、を備える。
（２）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記固定部材は、前記複数の放熱部材を囲むように前記四隅部にそれぞれ配置された略Ｌ字状の部材であっても良い。
（３）別の実施形態に係る放熱構造体は、好ましくは、隣接する他の前記放熱構造体と嵌合可能に構成されており、前記固定部材は、前記他の放熱構造体の前記固定部材と嵌合可能な嵌合部を備えても良い。
（４）別の実施形態に係る放熱構造体では、好ましくは、前記固定部材は、その厚さが、前記熱源からの押圧により変形した前記放熱部材の厚さより薄くなるよう形成されても良い。
（５）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、前記長手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ても良い。
（６）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っても良い。
（７）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、糸で構成されても良い。
（８）別の実施形態に係る放熱構造体は、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しても良い。
（９）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、を含んでも良い。
（１０）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、上述のいずれかの放熱構造体を備える。
(1) A heat dissipation structure according to an embodiment for achieving the above object is a heat dissipation structure in which a plurality of heat dissipation members are connected to enhance heat dissipation from a heat source, and the heat dissipation member is configured to increase heat dissipation from the heat source. A heat conductive sheet that is spirally wound and progresses to transmit heat, and a cushion that is provided on the annular back surface of the heat conductive sheet and that is more easily deformed to match the surface shape of the heat source than the heat conductive sheet. a member, and a through path penetrating in the direction in which the thermally conductive sheet advances while being wound, and the plurality of heat radiating members are arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof. and a fixing member arranged at each of the four corners of the periphery of the plurality of heat radiating members to fix the coupling member.
(2) In the heat dissipation structure according to another embodiment, preferably, the fixing member may be a substantially L-shaped member arranged at each of the four corners so as to surround the plurality of heat dissipation members. .
(3) The heat dissipation structure according to another embodiment is preferably configured to be able to fit with the other adjacent heat dissipation structure, and the fixing member is the fixing member of the other heat dissipation structure. It may also include a fitting part that can be fitted with.
(4) In the heat dissipation structure according to another embodiment, preferably, the fixing member may be formed to have a thickness thinner than the thickness of the heat dissipation member deformed by pressure from the heat source.
(5) In the heat dissipation structure according to another embodiment, preferably, the cushion member is a cylindrical cushion member having the through passage in the longitudinal direction, and the heat conductive sheet is a cylindrical cushion member that has the through passage in the longitudinal direction. The outer surface may be spirally wound.
(6) In the heat dissipation structure according to another embodiment, preferably, the cushion member may be a spiral cushion member wound spirally along the annular back surface of the heat conductive sheet.
(7) In the heat dissipation structure according to another embodiment, preferably, the connecting member may be made of thread.
(8) The heat dissipation structure according to another embodiment preferably includes a thermally conductive oil on the surface of the thermally conductive sheet for increasing thermal conductivity from a heat source in contact with the surface to the surface. It's okay.
(9) In the heat dissipation structure according to another embodiment, preferably, the thermally conductive oil is made of silicone oil, which has higher thermal conductivity than the silicone oil, and is made of one or more of metals, ceramics, and carbon. It may also contain a sexual filler.
(10) The battery according to one embodiment is a battery that includes one or more battery cells as a heat source in a housing having a structure in which a cooling member flows, and wherein the battery cell is disposed between the battery cell and the housing. is provided with any of the heat dissipation structures described above.
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、かつ熱源との位置決めを容易かつ確実にできる放熱構造体、およびそれを備えるバッテリーを提供できる。 According to the present invention, it is adaptable to various forms of heat sources, is lightweight, has excellent elastic deformability, has excellent heat dissipation efficiency, improves the uniformity of heat dissipation in each of a plurality of heat sources, and It is possible to provide a heat dissipation structure that can be easily and reliably positioned, and a battery equipped with the same.
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。 Next, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that each embodiment described below does not limit the claimed invention, and all of the various elements and combinations thereof described in each embodiment are the solution of the present invention. is not necessarily required.
１．放熱構造体
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。図２は、図１におけるＡ－Ａ線断面図およびその一部Ｄの拡大図をそれぞれ示す。図３は、図１に示す放熱構造体を矢印Ｂ方向から見た側面図およびその一部Ｅの拡大図をそれぞれ示す。図４は、図１に示す放熱構造体を矢印Ｃ方向から見た側面図およびその一部Ｆの拡大図をそれぞれ示す。なお、この実施形態において、放熱部材の長手方向をＹ方向、当該長手方向に直交する方向をＸ方向とする（図１参照）。また、この実施形態において、熱源は、図２～図４の紙面上方に配置され、冷却部材は、図２～図４の紙面下方に配置されるものとする。以後の実施形態においても同様である。
1. Heat dissipation structure (first embodiment)
FIG. 1 shows a plan view of a heat dissipation structure according to a first embodiment. FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and an enlarged view of a portion D thereof. FIG. 3 shows a side view of the heat dissipation structure shown in FIG. 1 when viewed from the direction of arrow B, and an enlarged view of a portion E thereof. FIG. 4 shows a side view of the heat dissipation structure shown in FIG. 1 when viewed from the direction of arrow C, and an enlarged view of a portion F thereof. In this embodiment, the longitudinal direction of the heat dissipation member is the Y direction, and the direction perpendicular to the longitudinal direction is the X direction (see FIG. 1). Further, in this embodiment, the heat source is arranged above the paper plane of FIGS. 2 to 4, and the cooling member is arranged below the paper plane of FIGS. 2 to 4. The same applies to subsequent embodiments.
（１）概略構成
第１実施形態に係る放熱構造体１は、熱源からの放熱を高める複数の放熱部材２０が連結された部材である。放熱部材２０は、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２１と、熱伝導シート２１の環状裏面に備えられ、熱伝導シート２１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２２と、熱伝導シート２１の巻回しながら進行する方向に貫通する貫通路２３と、を備える。また、放熱構造体１は、複数の放熱部材２０をその長手方向と直交する方向（図１に示すＸ方向）に沿って並べた状態で、複数の放熱部材２０の長手方向（図１に示すＹ方向）の両端部を連結する連結部材３０と、複数の放熱部材２０の周縁の四隅部にそれぞれ配置され、連結部材３０を固定する固定部材１０と、を備える。放熱部材２０は、「熱伝導部材」または「伝熱部材」と称しても良い。
(1) General configuration The
（２）熱伝導シート
熱伝導シート２１は、その構成材料を問わないが、好ましくは炭素を含むシートであり、さらに好ましくは９０質量％以上を炭素から構成されるシートである。例えば、熱伝導シート２１に、樹脂を焼成して成るグラファイト製のフィルムを用いることもできる。ただし、熱伝導シート２１は、炭素と樹脂とを含むシートであっても良い。その場合、樹脂は、合成繊維でも良く、その場合には、樹脂として好適にはアラミド繊維を用いることができる。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、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２１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２１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。
(2) Thermal conductive sheet The thermally conductive sheet 21 may be made of any material, but is preferably a sheet containing carbon, more preferably a sheet composed of 90% by mass or more of carbon. For example, the heat conductive sheet 21 may be a graphite film made of fired resin. However, the heat conductive sheet 21 may be a sheet containing carbon and resin. In that case, the resin may be synthetic fiber, and in that case, aramid fiber can be suitably used as the resin. "Carbon" in this application has a broad definition that includes any structure made of carbon (element symbol: C) such as graphite, carbon black with lower crystallinity than graphite, diamond, and diamond-like carbon with a structure similar to diamond. be interpreted as In this embodiment, the heat conductive sheet 21 can be a thin sheet made of a hardened material in which graphite fibers and carbon particles are blended and dispersed in resin. The thermally conductive sheet 21 may be made of carbon fiber knitted into a mesh shape, or may be blended or knitted. Note that various fillers such as graphite fibers, carbon particles, and carbon fibers are all included in the concept of carbon filler.
熱伝導シート２１を炭素と樹脂とを備えるシートとする場合には、当該樹脂が熱伝導シート２１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２１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２１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２１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２１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、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ｃＢＮ、ｈＢＮなどの熱伝導性の比較的高いものを選択できる。 When the thermally conductive sheet 21 is a sheet comprising carbon and resin, the resin may be more than 50% by mass or less than 50% by mass based on the total mass of the thermally conductive sheet 21. . That is, the heat conductive sheet 21 may be made of resin or not, as long as there is no major problem in heat conduction. As the resin, for example, thermoplastic resin can be suitably used. The thermoplastic resin is preferably a resin with a high melting point that does not melt when conducting heat from a heat source, such as polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), aromatic Preferred examples include group polyamides (aramid fibers). The resin is dispersed, for example, in the form of particles or fibers in the gaps between the carbon fillers before the thermally conductive sheet 21 is formed. In addition to carbon filler and resin, the heat conductive sheet 21 may have AlN or diamond dispersed therein as a filler to further enhance heat conduction. Furthermore, instead of resin, an elastomer that is more flexible than resin may be used. The thermally conductive sheet 21 can also be a sheet containing metal and/or ceramics instead of or in addition to carbon as described above. As the metal, a metal with relatively high thermal conductivity such as aluminum, copper, or an alloy containing at least one of them can be selected. Further, as the ceramic, one having relatively high thermal conductivity such as Al 2 O 3 , AlN, cBN, hBN, etc. can be selected.
熱伝導シート２１は、導電性に優れるか否かは問わない。熱伝導シート２１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２１は、好ましくは、グラファイト製のフィルムであり、熱伝導性と導電性に優れる材料から成る。熱伝導シート２１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２１の熱伝導率は、その厚さが増加するほど厚さ方向で低下するが、熱伝送量は厚い方が多くなるため、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。 It does not matter whether the thermally conductive sheet 21 has excellent electrical conductivity or not. The thermal conductivity of the thermally conductive sheet 21 is preferably 10 W/mK or more. In this embodiment, the thermally conductive sheet 21 is preferably a graphite film, and is made of a material with excellent thermal conductivity and electrical conductivity. The thermally conductive sheet 21 is preferably a sheet with excellent curvature (or flexibility), and its thickness is not limited, but is preferably 0.02 to 3 mm, more preferably 0.03 to 0.5 mm. However, the thermal conductivity of the thermally conductive sheet 21 decreases in the thickness direction as the thickness increases, but the amount of heat transfer increases as the thickness increases, so the strength, flexibility, and thermal conductivity of the sheet are It is preferable to decide the thickness by taking comprehensive consideration.
（３）クッション部材
クッション部材２２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、熱源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２２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。
(3) Cushion member The important functions of the cushion member 22 are ease of deformation and resilience. The recovery force is due to elastic deformability. Ease of deformation is a necessary property to follow the shape of the heat source, especially for battery cells such as lithium-ion batteries whose semi-solid or liquid contents are housed in easily deformable packages. In this case, the design dimensions are often irregular or dimensional accuracy cannot be achieved. Therefore, it is important to maintain the resilience of the cushion member 22 to maintain its deformability and follow-up force.
クッション部材２２は、この実施形態では貫通路２３を備える筒状クッション部材である。クッション部材２２は、熱伝導シート２１に接触する熱源が平坦でない場合でも、熱伝導シート２１と熱源との接触を良好にする。さらに、貫通路２３は、クッション部材２２の変形を容易にし、加えて放熱構造体１の軽量化に寄与し、また、熱伝導シート２１と熱源との接触を高める機能を有する。クッション部材２２は、熱伝導シート２１に加わる荷重によって熱伝導シート２１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２２は、熱伝導シート２１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２３は、断面円形状に形成されているが、貫通路２３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２３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つ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。
The cushion member 22 is a cylindrical cushion member including a through passage 23 in this embodiment. The cushion member 22 makes good contact between the heat conductive sheet 21 and the heat source even when the heat source that contacts the heat conductive sheet 21 is not flat. Furthermore, the through passage 23 has the function of facilitating deformation of the cushion member 22, contributing to weight reduction of the
クッション部材２２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２２は、熱伝導シート２１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２２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２２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２２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２２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２２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２２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２１の環状裏面に配置しても良い。また、クッション部材２２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。 The cushion member 22 is preferably made of a thermosetting elastomer such as silicone rubber, urethane rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, natural rubber, ethylene propylene diene rubber, nitrile rubber (NBR), or styrene butadiene rubber (SBR); urethane-based , ester-based, styrene-based, olefin-based, butadiene-based, fluorine-based, etc. thermoplastic elastomers, or composites thereof. The cushion member 22 is preferably made of a material with high heat resistance that allows it to maintain its shape without melting or decomposing due to the heat transmitted through the heat conductive sheet 21. In this embodiment, the cushion member 22 is more preferably made of a urethane elastomer impregnated with silicone or silicone rubber. The cushion member 22 may be configured by dispersing filler such as AlN, cBN, hBN, diamond particles, etc. in rubber in order to increase its thermal conductivity as much as possible. The cushion member 22 may contain air bubbles or may not contain air bubbles. In addition, the term "cushion member" refers to a member that is highly flexible and can be elastically deformed so as to be in close contact with the surface of a heat source, and in this sense, it can also be read as a "rubber-like elastic body." Further, as a modification of the cushion member 22, it may be constructed using metal instead of the rubber-like elastic body described above. For example, the cushion member 22 may be made of spring steel. Furthermore, it is also possible to arrange a coil spring as the cushion member 22. Alternatively, a spirally wound metal may be made of spring steel and placed on the annular back surface of the heat conductive sheet 21 as a cushion member. Further, the cushion member 22 can also be made of a sponge or solid (having a non-porous structure like a sponge) made of resin, rubber, or the like.
（４）連結部材
連結部材３０は、複数の放熱部材２０をその長手方向と直交する方向に沿って並べた状態で、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部を連結する部材である。連結部材３０は、例えば、糸やゴム等、少なくとも複数の放熱部材２０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。連結部材３０は、糸で構成されることが好ましく、熱源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３０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。この実施形態において、連結部材３０は、ミシン等を用いて複数の放熱部材２０を後述の固定部材１０に縫い付けて連結させる部材である。連結部材３０の縫い方は、特に制約されず、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。放熱構造体１は、放熱部材２０が熱源からの押圧により圧縮され扁平した形態となっても、放熱部材２０の変形に追従して連結部材３０が撓むため、熱源に追従・密着することができる。
(4) Connecting Member The connecting
（５）固定部材
固定部材１０は、連結部材３０を固定する部材である。固定部材１０は、好ましくは、複数の放熱部材２０を長手方向と直交する方向に沿って並べた状態において、複数の放熱部材２０を囲むように、複数の放熱部材２０の周縁の四隅部にそれぞれ配置された略Ｌ字状の部材である。固定部材１０は、好ましくは、放熱部材２０の長手方向に沿う一辺と当該長手方向と直交する方向（放熱部材２０の短手方向）に沿う一辺とからそれぞれ形成される４つの略Ｌ字状の部材である。固定部材１０は、略Ｌ字状を形成する２辺が同一幅であっても良いし、当該２辺がそれぞれ異なる幅であっても良い。
(5) Fixing member The fixing
固定部材１０は、好ましくは、４つの略Ｌ字状部材のうち、複数の放熱部材２０の長手方向の一端部側（例えば、図１に示す上側）に配置された２つの部材が、複数の放熱部材２０の当該一端部とともに、ミシン等を用いて連結部材３０で縫い付けられる。また、固定部材１０は、好ましくは、４つの略Ｌ字状部材のうち、複数の放熱部材２０の長手方向の他端部側（例えば、図１に示す下側）に配置された２つの部材が、複数の放熱部材２０の当該他端部とともに、ミシン等を用いて連結部材３０で縫い付けられる。このようにして、複数の放熱部材２０は、固定部材１０および連結部材３０により連結される。この実施形態において、固定部材１０は、４つの略Ｌ字状部材が、複数の放熱部材２０の長手方向端部より外側、かつ複数の放熱部材２０の短手方向端部より外側に配置される。すなわち、固定部材１０は、放熱部材２０と重なることなく配置される。固定部材１０は、好ましくは、樹脂あるいはゴムで形成され、より好ましくは、ＰＥＴフィルムで形成される。
Preferably, in the fixing
固定部材１０は、複数の放熱部材２０を連結した連結部材３０を固定することにより、放熱構造体１における複数の放熱部材２０の位置決めを可能とする。高い伝熱効率を実現するためには、多数の熱源各々の温度が均一となるように、多数の熱源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、各熱源に接触する放熱部材２０の数が均一となるように、複数の放熱部材２０を配置することが好ましい。放熱構造体１は、固定部材１０および連結部材３０により複数の放熱部材２０が位置決めされるため、各熱源に放熱部材２０を確実に接触するようにできる。したがって、放熱構造体１は、多数の熱源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、固定部材１０は、熱源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。
The fixing
放熱部材２０間の距離Ｌ１は、放熱部材２０が熱源からの押圧を受けて潰れる際に、狭くなる。放熱部材２０がほとんど潰れない場合には、熱伝導シート２１と熱源等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２０の上下方向、すなわち熱源から冷却部材を備える冷却部位に向かう方向に圧縮されたときの厚みは、少なくとも、放熱部材２０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２０をその長手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２０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２０は、上記の圧縮を受けると、熱源および冷却部位と接する面を平面とし、放熱部材２０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２Ｄの拡大図を参照）。距離Ｌ１を十分に大きくすれば、放熱部材２０は隣接する放熱部材２０と接触しない。逆に、隙間Ｌ１が小さすぎると、放熱部材２０が上下方向に圧縮されても、隣接する放熱部材２０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２０の円換算直径Ｄの１１．４％以上にすれば、放熱部材２０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２０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。よって、放熱構造体１は、放熱部材２０間の距離Ｌ１が放熱部材２０の円換算直径Ｄの１１．４％以上となるように、複数の放熱部材２０が配置されることが好ましい。ただし、距離Ｌ１が小さいほど、連結部材３０で連結する際に複数の放熱部材２０をより安定して連結することができる。これらの点を考慮して、距離Ｌ１が設定されることがより好ましい。なお、この実施形態では、距離Ｌ１を０．１１４Ｄとしている。
The distance L1 between the
固定部材１０は、好ましくは、その厚さＴ１が、熱源からの押圧により変形した放熱部材２０の厚さ（０．８Ｄ）より薄くなるよう形成される（図３Ｅの拡大図および図４Ｆの拡大図を参照）。このように放熱構造体１を構成することにより、熱源からの押圧により放熱部材２０が上下方向に圧縮されても、熱源が固定部材１０に接触してそれ以上に潰れなくなる虞を抑制でき、放熱部材２０が円換算直径Ｄの８０％の厚さに圧縮されて変形する際に、当該変形の障害となることを防止できる。なお、放熱部材２０の冷却部位側（図３および図４の下側）の面は、固定部材１０の冷却部位側の面と同じ高さか、若しくは冷却部位側に若干突出させているのが好ましい。固定部材１０を冷却部位に接触させやすいからである。
The fixing
（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２１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２１の熱伝導性を向上させる機能を有する。
(6) Thermal conductive oil The thermally conductive oil preferably includes silicone oil and a thermally conductive filler that has higher thermal conductivity than silicone oil and is made of one or more of metals, ceramics, or carbon. The thermally conductive sheet 21 has microscopic gaps (holes or recesses). Usually, air exists in the gap, which may have an adverse effect on thermal conductivity. The thermally conductive oil fills the gap and exists in place of air, and has the function of improving the thermal conductivity of the thermally conductive sheet 21.
熱伝導性オイルは、熱伝導シート２１の表面、少なくとも熱源と熱伝導シート２１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、熱源から熱伝導シート２１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。 The thermally conductive oil is provided on the surface of the thermally conductive sheet 21, at least on the surface where the heat source and the thermally conductive sheet 21 come into contact. In the present application, "oil" of thermally conductive oil refers to a water-insoluble combustible substance that is liquid or semi-solid at room temperature (any temperature in the range of 20 to 25° C.). Instead of the word "oil", "grease" or "wax" can also be used. Thermal conductive oil is an oil that does not impede heat conduction when heat is transferred from the heat source to the heat conductive sheet 21. Hydrocarbon oil and silicone oil can be used as the thermally conductive oil. The thermally conductive oil preferably includes silicone oil and a thermally conductive filler that has higher thermal conductivity than silicone oil and is made of one or more of metals, ceramics, or carbon.
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２１の表面に塗布して、熱源と熱伝導シート２１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。 The silicone oil preferably consists of molecules with a linear structure having 2000 or less siloxane bonds. Silicone oil is broadly classified into straight silicone oil and modified silicone oil. Examples of straight silicone oil include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and methyl hydrogen silicone oil. Examples of the modified silicone oil include reactive silicone oil and non-reactive silicone oil. The reactive silicone oil includes various silicone oils such as amino-modified type, epoxy-modified type, carboxy-modified type, carbinol-modified type, methacrylic-modified type, mercapto-modified type, and phenol-modified type. Non-reactive silicone oils include various silicone oils such as polyether-modified types, methylstyryl-modified types, alkyl-modified types, higher fatty acid ester-modified types, hydrophilic specially modified types, higher fatty acid-containing types, and fluorine-modified types. Silicone oil is an oil with excellent heat resistance, cold resistance, viscosity stability, and thermal conductivity, so it is applied to the surface of the heat conductive sheet 21 to provide heat conduction between the heat source and the heat conductive sheet 21. It is particularly suitable as a sex oil.
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。 The thermally conductive oil preferably contains, in addition to oil, a thermally conductive filler made of one or more of metals, ceramics, and carbon. Examples of metals include gold, silver, copper, aluminum, beryllium, and tungsten. Examples of ceramics include alumina, aluminum nitride, cubic boron nitride, hexagonal boron nitride, and the like. Examples of carbon include diamond, graphite, diamond-like carbon, amorphous carbon, and carbon nanotubes.
熱伝導性オイルは、熱源と熱伝導シート２１との間に介在する他、熱伝導シート２１と後述のバッテリーの筐体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２１の全面に塗布されていても、熱伝導シート２１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２１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２１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１あるいは後述のバッテリー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、以後の実施形態においても同様である。
The thermally conductive oil is preferably interposed not only between the heat source and the thermally conductive sheet 21 but also between the thermally conductive sheet 21 and a battery casing, which will be described later. The thermally conductive oil may be applied to the entire surface of the thermally conductive sheet 21 or to a portion of the thermally conductive sheet 21. There are no particular restrictions on the method of making the thermally conductive oil present in the thermally conductive sheet 21, and any method may be used, such as spraying with a sprayer, application using a brush, etc., or dipping the thermally conductive sheet 21 into the thermally conductive oil. It may also be based on Note that the thermally conductive oil is not an essential component for the
放熱構造体１は、複数の放熱部材２０の長手方向（図１に示すＹ方向）の両端部を連結した連結部材３０が固定部材１０に固定されることにより、複数の放熱部材２０が固定部材１０に固定されている。これにより、放熱部材２０の長手方向の両端部が固定された状態で熱源からの押圧を受けて潰れるため、複数の熱源の下端部が平坦でない場合でも、熱伝導シート２１と当該下端部との接触が良好になる。放熱構造体１は、放熱部材２０が固定部材１０および連結部材３０により位置決めされているので、熱源からの押圧を受けて潰れた際にも放熱部材２０間の距離Ｌ１のばらつきが小さくなる。よって、放熱構造体１は、多数の熱源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１は、各放熱部材２０がクッション部材２２の外側面に熱伝導シート２１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２２の変形を過度に拘束しない。なお、複数の放熱部材２０は、放熱部材２０間の距離Ｌ１が等間隔となるよう配置されることに限定されない。放熱構造体１は、好ましくは、複数の熱源のうち温度の高い熱源の位置に放熱部材２０を密集させるように、距離Ｌ１を変化させて配置する。すなわち、放熱構造体１は、温度の高い熱源に接触する放熱部材２０の数がその他の熱源に接触する放熱部材２０の数より多くなるように、当該温度の高い熱源に接触する放熱部材２０間の距離Ｌ１を小さくすることが好ましい。このように、放熱構造体１は、熱源の形態等に応じて、複数の熱源各々における放熱性が均一となるように、容易かつ確実に熱源との位置決めを行うことができる。
In the
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る放熱構造体について説明する。先の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。
(Second embodiment)
Next, a heat dissipation structure according to a second embodiment will be described. Portions common to those in the previous embodiment are given the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.
図５は、第２実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。図６は、第２実施形態に係る放熱構造体の集合体の平面図およびその一部Ｇの拡大図をそれぞれ示す。 FIG. 5 shows a plan view of the heat dissipation structure according to the second embodiment. FIG. 6 shows a plan view and an enlarged view of a part G of the heat dissipation structure assembly according to the second embodiment, respectively.
第２実施形態に係る放熱構造体１ａは、第１実施形態に係る放熱構造体１と類似の構造を有するが、固定部材１０に代えて、固定部材１０ａを備える点において、第１実施形態に係る放熱構造体１と異なる。
The
放熱構造体１ａは、他の放熱構造体１ａと嵌合可能に構成される。すなわち、放熱構造体１ａは、複数の他の放熱構造体１ａと嵌合することにより、放熱構造体の集合体７０（以下、単に「集合体７０」とも称する。）を形成することができる（図６を参照）。このように形成された集合体７０は、複数の熱源の下端部の面積が大きい場合であっても、熱源の下端部と熱伝導シート２１とを確実に接触させることができる。よって、放熱構造体１ａは、放熱の対象となる複数の熱源の下端部の面積に応じて、少なくとも１以上の他の放熱構造体１ａと嵌合して集合体７０を形成することができる。なお、図６では、集合体７０は、４つの放熱構造体１ａが嵌合されて形成されているが、集合体７０を形成する放熱構造体１ａの個数は、特に限定されない。
The
固定部材１０ａは、他の放熱構造体１ａの固定部材１０ａと嵌合可能な嵌合部１５を備える。嵌合部１５は、放熱構造体１ａが集合体７０を形成する際に隣接する他の放熱構造体１ａの固定部材１０ａと嵌合可能な部位である。この実施形態において、嵌合部１５は、矩形状に突出した部位或いは矩形状に窪んだ部位である（図６Ｇの拡大図を参照）。集合体７０は、例えば、放熱構造体１ａの固定部材１０ａの矩形状に突出した嵌合部１５と、隣接する他の放熱構造体１ａの固定部材１０ａの矩形状に窪んだ嵌合部１５とが嵌合する（所謂、パズル式に連結する）ことにより、形成される。なお、嵌合部１５は、隣接する少なくとも１の他の放熱構造体１ａの嵌合部１５と嵌合可能であれば、その位置および個数に制約はない。放熱構造体１ａは、固定部材１０ａ以外の構成は、第１実施形態に係る放熱構造体１と同様のため、詳細な説明を省略する。
The fixing
図７は、第２実施形態に係る放熱構造体の変形例１の一部を図６の拡大図と同視の図にて示す。 FIG. 7 shows a part of Modified Example 1 of the heat dissipation structure according to the second embodiment in an enlarged view and the same view as in FIG. 6 .
変形例１において、放熱構造体１ａは、嵌合部１５に代えて、嵌合部１５ａを固定部材１０ａが備える点で先述の第２実施形態に係る放熱構造体１ａと異なる。なお、変形例１において、嵌合部１５ａ以外の構成は、先述の第２実施形態に係る放熱構造体１ａと同様であるため、詳細な説明を省略する。また、変形例１において、固定部材１０ａにおける嵌合部１５ａの位置および個数は、先述の第２実施形態に係る放熱構造体１ａの嵌合部１５と同様である。
In
嵌合部１５ａは、略Ｔ字状に突出した部位、或いは当該略Ｔ字状に突出した部位が挿入可能な穴である。放熱構造体の集合体７０は、例えば、放熱構造体１ａの固定部材１０ａの略Ｔ字状に突出した嵌合部１５ａを、隣接する他の放熱構造体１ａの固定部材１０ａの穴（嵌合部）１５ａに挿入して嵌合させることにより、形成される。このようにして、変形例１においても、放熱構造体１ａは、複数の他の放熱構造体１ａと嵌合することにより、集合体７０を形成することができる。
The fitting portion 15a is a substantially T-shaped protruding portion or a hole into which the substantially T-shaped protruding portion can be inserted. The heat
図８は、第２実施形態に係る放熱構造体の変形例２の一部を図６の拡大図と同視の図にて示す。 FIG. 8 shows a part of Modified Example 2 of the heat dissipation structure according to the second embodiment in an enlarged view and the same view as in FIG. 6 .
変形例２において、放熱構造体１ａは、嵌合部１５に代えて、嵌合部１５ｂを固定部材１０ａが備える点で先述の第２実施形態に係る放熱構造体１ａと異なる。なお、変形例２において、嵌合部１５ｂ以外の構成は、先述の第２実施形態に係る放熱構造体１ａと同様であるため、詳細な説明を省略する。また、変形例２において、固定部材１０ａにおける嵌合部１５ｂの位置および個数は、先述の第２実施形態に係る放熱構造体１ａの嵌合部１５と同様である。
In the second modification, the
嵌合部１５ｂは、略Ｔ字状に突出した部位、或いは略Ｔ字状に窪んだ部位である。嵌合部１５ｂは、好ましくは、略Ｔ字状に突出した部位の方が、略Ｔ字状に窪んだ部位よりも大きく形成される。放熱構造体の集合体７０は、例えば、放熱構造体１ａの固定部材１０ａの略Ｔ字状に突出した嵌合部１５ｂと、隣接する他の放熱構造体１ａの固定部材１０ａの略Ｔ字状に窪んだ嵌合部１５ｂとが嵌合することにより、形成される。このようにして、変形例２においても、放熱構造体１ａは、複数の他の放熱構造体１ａと嵌合することにより、集合体７０を形成することができる。
The fitting portion 15b is a substantially T-shaped protruding portion or a substantially T-shaped depressed portion. Preferably, the fitting portion 15b is formed so that the approximately T-shaped protruding portion is larger than the approximately T-shaped depressed portion. The heat
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る放熱構造体について説明する。先の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。
(Third embodiment)
Next, a heat dissipation structure according to a third embodiment will be described. Portions common to those in the previous embodiment are given the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.
図９は、第３実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。 FIG. 9 shows a plan view of a heat dissipation structure according to the third embodiment.
第３実施形態に係る放熱構造体１ｂは、第１実施形態に係る放熱構造体１と類似の構造を有するが、固定部材１０に代えて、固定部材１０ｂを備える点において、第１実施形態に係る放熱構造体１と異なる。
The
固定部材１０ｂは、好ましくは、複数の放熱部材２０を長手方向と直交する方向に沿って並べた状態において、複数の放熱部材２０の周縁の四隅部にそれぞれ配置された矩形状の部材である。固定部材１０ｂは、好ましくは、４つの矩形状部材の長辺が放熱部材２０の長手方向に沿うように、当該四隅部にそれぞれ配置される。また、固定部材１０ｂは、好ましくは、４つの矩形状部材が、複数の放熱部材２０の短手方向（図９におけるＸ方向）端部より外側に配置される。すなわち、固定部材１０ｂは、放熱部材２０と重なることなく当該四隅部に配置される。
The fixing
固定部材１０ｂは、好ましくは、４つの矩形状部材のうち、複数の放熱部材２０の長手方向の一端部側（例えば、図９に示す上側）に配置された２つの部材が、複数の放熱部材２０の当該一端部とともに、ミシン等を用いて連結部材３０で縫い付けられる。また、固定部材１０ｂは、好ましくは、４つの矩形状部材のうち、複数の放熱部材２０の長手方向の他端部側（例えば、図９に示す下側）に配置された２つの部材が、複数の放熱部材２０の当該他端部とともに、ミシン等を用いて連結部材３０で縫い付けられる。このようにして、複数の放熱部材２０は、固定部材１０ｂおよび連結部材３０により連結される。よって、放熱構造体１ｂは、熱源との位置決めを容易かつ確実にすることができる。なお、固定部材１０ｂのその他の構成については、第１実施形態に係る放熱構造体１の固定部材１０と同様であるため、詳細な説明を省略する。また、固定部材１０ｂは、複数の放熱部材２０の長手方向端部を連結した連結部材３０を固定可能であれば、連結部材３０により縫い付けられる位置に特に制約はない。
Preferably, of the four rectangular members of the fixing
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る放熱構造体について説明する。先の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。
(Fourth embodiment)
Next, a heat dissipation structure according to a fourth embodiment will be described. Portions common to those in the previous embodiment are given the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.
図１０は、第４実施形態に係る放熱構造体の平面図を示す。 FIG. 10 shows a plan view of a heat dissipation structure according to the fourth embodiment.
第４実施形態に係る放熱構造体１ｃは、第１実施形態に係る放熱構造体１と類似の構造を有するが、固定部材１０に代えて、固定部材１０ｃを備える点において、第１実施形態に係る放熱構造体１と異なる。
The heat dissipation structure 1c according to the fourth embodiment has a similar structure to the
固定部材１０ｃは、好ましくは、複数の放熱部材２０を長手方向と直交する方向に沿って並べた状態において、複数の放熱部材２０の周縁の四隅部にそれぞれ配置された矩形状の部材である。固定部材１０ｃは、好ましくは、４つの矩形状部材の短辺が放熱部材２０の長手方向に沿うように、当該四隅部にそれぞれ配置される。また、固定部材１０ｃは、好ましくは、４つの矩形状部材が、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部の一部と重なる位置となるよう配置される。
The fixing
固定部材１０ｃは、好ましくは、４つの矩形状部材のうち、複数の放熱部材２０の長手方向の一端部側（例えば、図１０に示す上側）に配置された２つの部材の上に、複数の放熱部材２０の当該一端部の一部が載置された状態で、当該２つの部材が当該複数の放熱部材２０の一端部とともに、ミシン等を用いて連結部材３０により縫い付けられる。また、固定部材１０ｃは、好ましくは、４つの矩形状部材のうち、複数の放熱部材２０の長手方向の他端部側（例えば、図１０に示す下側）に配置された２つの部材の上に、複数の放熱部材２０の当該他端部の一部が載置された状態で、当該２つの部材が当該複数の放熱部材２０の他端部とともに、ミシン等を用いて連結部材３０により縫い付けられる。このようにして、複数の放熱部材２０は、固定部材１０ｃおよび連結部材３０により連結される。よって、放熱構造体１ｃは、熱源との位置決めを容易かつ確実にすることができる。なお、固定部材１０ｃのその他の構成については、第１実施形態に係る放熱構造体１の固定部材１０と同様であるため、詳細な説明を省略する。
The fixing
２．放熱構造体の製造方法
次に、第１実施形態に係る放熱構造体１の好適な製造方法の一例を説明する。まず、放熱構造体１を構成している放熱部材２０の好適な製造方法の一例を説明する。
2. Method for Manufacturing Heat Dissipation Structure Next, an example of a suitable method for manufacturing the
図１１は、放熱構造体を構成している放熱部材の製造工程を説明するための図を示す。 FIG. 11 shows diagrams for explaining the manufacturing process of the heat radiating member that constitutes the heat radiating structure.
まず、貫通路２３を有するクッション部材２２を成形する。次に、クッション部材２２の外側面に接着剤を塗布する。次に、帯状の熱伝導シート２１を、クッション部材２２の外側面上にスパイラル状に巻いた後、熱伝導シート２１がクッション部材２２の両端からはみ出した部分があれば、そのはみ出した部分をカット若しくはクッション部材２２ごとカットする。最後に、熱伝導シート２１の表面に、熱伝導性オイルを塗布する。クッション部材２２と熱伝導シート２１との間に接着剤を介在させないで固定することも可能である。その場合には、完全硬化する前の状態のクッション部材２２を用意して、その外側面に帯状の熱伝導シート２１を巻く。その後、クッション部材２２を加温して完全硬化させて、クッション部材２２の外側面に熱伝導シート２１を固定する。 First, the cushion member 22 having the through passage 23 is molded. Next, adhesive is applied to the outer surface of the cushion member 22. Next, after winding the band-shaped heat conductive sheet 21 in a spiral shape on the outer surface of the cushion member 22, if any portion of the heat conductive sheet 21 protrudes from both ends of the cushion member 22, the protruding portion is cut. Alternatively, the entire cushion member 22 may be cut. Finally, thermally conductive oil is applied to the surface of the thermally conductive sheet 21. It is also possible to fix the cushion member 22 and the heat conductive sheet 21 without interposing an adhesive between them. In that case, the cushion member 22 is prepared before being completely cured, and the band-shaped heat conductive sheet 21 is wrapped around the outer surface of the cushion member 22. Thereafter, the cushion member 22 is heated and completely cured, and the heat conductive sheet 21 is fixed to the outer surface of the cushion member 22.
熱伝導シート２１のクッション部材２２の両端からはみ出した部分をカットするカット工程および熱伝導性オイルを塗布する塗布工程は、上述のタイミングで行うことに限定されない。例えば、カット工程は、塗布工程後に行っても良い。 The cutting process of cutting the portions of the thermally conductive sheet 21 protruding from both ends of the cushion member 22 and the coating process of applying the thermally conductive oil are not limited to being performed at the above-mentioned timing. For example, the cutting process may be performed after the coating process.
放熱構造体１は、上述の製造方法により製造された複数の放熱部材２０をその長手方向と直交する方向に並べた状態で、固定部材１０を配置し、複数の放熱部材２０と固定部材１０とを連結部材３０により縫い付けて固定することにより製造される。この場合、固定部材１０は、４つの略Ｌ字状部材が、複数の放熱部材２０の長手方向端部より外側、かつ複数の放熱部材２０の短手方向端部より外側に配置されることが好ましい。また、連結部材３０は、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部と固定部材１０とを縫い付けることが好ましい。なお、放熱構造体１は、固定部材１０を配置した状態で、固定部材１０により囲まれた空間に、複数の放熱部材２０をその長手方向と直交する方向に並べ、複数の放熱部材２０と固定部材１０とを連結部材３０により縫い付けて製造されても良い。
The
第２実施形態に係る放熱構造体１ａは、放熱構造体１と同様に、上述の製造方法により製造された複数の放熱部材２０をその長手方向と直交する方向に並べた状態で、固定部材１０ａを配置し、複数の放熱部材２０と固定部材１０ａとを連結部材３０により縫い付けて固定することにより製造される。
Similar to the
第３実施形態に係る放熱構造体１ｂは、上述の製造方法により製造された複数の放熱部材２０をその長手方向と直交する方向に並べた状態で、固定部材１０ｂを配置し、複数の放熱部材２０と固定部材１０ｂとを連結部材３０により縫い付けて固定することにより製造される。この場合、固定部材１０ｂは、４つの矩形状部材が、複数の放熱部材２０の短手方向端部より外側に配置されることが好ましい。また、連結部材３０は、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部と固定部材１０ｂとを縫い付けることが好ましい。なお、放熱構造体１ｂは、固定部材１０ｂを配置した状態で、固定部材１０ｂにより囲まれた空間に、複数の放熱部材２０をその長手方向と直交する方向に並べ、複数の放熱部材２０と固定部材１０ｂとを連結部材３０により縫い付けて製造されても良い。
The
第４実施形態に係る放熱構造体１ｃは、固定部材１０ｃを配置し、上述の製造方法により製造された複数の放熱部材２０をその長手方向と直交する方向に並べた状態で、複数の放熱部材２０と固定部材１０ｃとを連結部材３０により縫い付けて固定することにより製造される。この場合、固定部材１０ｃは、４つの矩形状部材が、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部の一部と重なる位置となるよう配置されることが好ましい。また、連結部材３０は、固定部材１０ｃ上に複数の放熱部材２０の長手方向の両端部の一部が載置された状態で、当該長手方向と直交する方向に沿って、固定部材１０ｃと複数の放熱部材２０の長手方向の両端部それぞれとを縫い付けることが好ましい。
The heat dissipation structure 1c according to the fourth embodiment has a plurality of
放熱構造体１の変形例の好適な製造方法の一例を説明する。この変形例において、上述の放熱構造体１を構成している放熱部材２０を放熱部材２０ａに代える点以外は、上述の放熱構造体１と同様の製造方法により製造されているため、詳細な説明を省略する。以下、放熱部材２０ａの好適な製造方法について説明する。
An example of a suitable manufacturing method for a modification of the
図１２は、放熱構造体を構成している放熱部材の変形例の好適な製造工程を説明するための図を示す。 FIG. 12 shows a diagram for explaining a preferred manufacturing process of a modified example of the heat dissipation member constituting the heat dissipation structure.
まず、帯状の積層シート２８を製造する。帯状の積層シート２８の製造において、熱伝導シート２１とクッション部材２２とは、好ましくは接着剤にて固定されている。次に、帯状の積層シート２８を、スパイラル状に巻回しながら一方向に進行させて、長尺状の放熱部材２０ａを製造する。熱伝導シート２１とクッション部材２２との間に接着剤を介在させない製造方法としては、以下のような方法を例示できる。例えば、クッション部材２２が完全には硬化していない未硬化状態で、熱伝導シート２１をクッション部材２２の上に貼る。その後、加温により、クッション部材２２を完全に硬化させる。 First, a strip-shaped laminated sheet 28 is manufactured. In manufacturing the strip-shaped laminated sheet 28, the heat conductive sheet 21 and the cushion member 22 are preferably fixed with an adhesive. Next, the strip-shaped laminated sheet 28 is spirally wound and advanced in one direction to manufacture the elongated heat dissipation member 20a. As a manufacturing method in which no adhesive is interposed between the heat conductive sheet 21 and the cushion member 22, the following method can be exemplified. For example, the thermally conductive sheet 21 is pasted on the cushion member 22 while the cushion member 22 is in an uncured state that is not completely cured. Thereafter, the cushion member 22 is completely hardened by heating.
帯状の積層シート２８をスパイラル状に巻回した後、積層シート２８の両端をカットして形状を整えても良い。最後に、熱伝導シート２１の表面に、熱伝導性オイルを塗布する。放熱部材２０ａは、その長手方向に貫通する貫通路２３ａを備えている。貫通路２３ａは、上述の実施形態における放熱部材２０と異なり、放熱部材２０ａの外側面方向にも貫通している。このように、クッション部材２２は、熱伝導シート２１の内側に配置され、熱伝導シート２１とクッション部材２２は、一体にてスパイラル状に一方向に進行する形態を有する。放熱部材２０ａは、その全体がスパイラル状であるため、上述の放熱部材２０に比べて、放熱部材２０ａの長手方向に伸縮容易である。
After the strip-shaped laminated sheet 28 is wound in a spiral shape, both ends of the laminated sheet 28 may be cut to adjust the shape. Finally, thermally conductive oil is applied to the surface of the thermally conductive sheet 21. The heat dissipation member 20a is provided with a through passage 23a that penetrates in its longitudinal direction. Unlike the
なお、放熱構造体１ａ，１ｂ，１ｃもまた、放熱部材２０に代えて放熱部材２０ａを備えることができる。この場合、放熱構造体１ａ，１ｂ，１ｃは、放熱部材２０を放熱部材２０ａに代える点以外は、上述の放熱構造体１ａ，１ｂ，１ｃと同様の製造方法により製造することができる。
Note that the
３．バッテリー
次に、本実施形態に係るバッテリーについて説明する。
3. Battery Next, the battery according to this embodiment will be explained.
図１３は、放熱構造体を備えるバッテリーの縦断面図を示す。ここで、「縦断面図」は、バッテリーの筐体内部の上方開口面から底部へと垂直に切断する図を意味する。 FIG. 13 shows a longitudinal cross-sectional view of a battery including a heat dissipation structure. Here, the term "longitudinal cross-sectional view" means a view cut vertically from the upper opening surface to the bottom inside the battery case.
この実施形態において、バッテリー４０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５０を備える。バッテリー４０は、一方に開口する有底型の筐体４１を備える。筐体４１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５０は、筐体４１の内部４４に配置される。バッテリーセル５０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５０は、好ましくは、筐体４１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４１の底部４２には、冷却部材４５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４３が備えられている。バッテリーセル５０は、底部４２との間に、放熱構造体１を挟むようにして筐体４１内に配置される。
In this embodiment, the battery 40 is, for example, a battery for an electric vehicle, and includes a large number of battery cells 50. The battery 40 includes a bottomed casing 41 that is open on one side. The housing 41 is preferably made of aluminum or an aluminum-based alloy. The battery cell 50 is arranged inside the housing 41 . An electrode (not shown) is provided above the battery cell 50 to protrude. The plurality of battery cells 50 are preferably compressed from both sides of the housing 41 using screws or the like so that they come into close contact with each other (not shown). The bottom portion 42 of the housing 41 is provided with one or more water cooling pipes 43 for flowing cooling water, which is an example of a cooling member 45. The battery cell 50 is arranged in the housing 41 with the
バッテリー４０は、冷却部材４５を流す構造を持つ筐体４１内に、１または２以上の熱源としてのバッテリーセル５０を備える。放熱構造体１は、バッテリーセル５０と冷却部材４５との間に介在する。このような構造のバッテリー４０では、バッテリーセル５０は、放熱構造体１を通じて筐体４１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４５は、「冷却媒体」あるいは「冷却剤」と読み替えても良い。冷却部材４５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４５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。
The battery 40 includes one or more battery cells 50 as a heat source within a casing 41 having a structure in which a cooling member 45 flows. The
バッテリーセル５０を筐体４１内にセットした状態では（図１３参照）、放熱構造体１は、バッテリーセル５０と、水冷パイプ４３を備える底部４２との間において、放熱構造体１の厚さ方向に圧縮される。この結果、バッテリーセル５０からの熱は、熱伝導シート２１、底部４２、水冷パイプ４３、冷却部材４５へと伝わりやすくなる。また、放熱構造体１は固定部材１０を備えるため、作業者が固定部材１０を持ってバッテリー１に放熱構造体１を取り付けることができ、作業性が向上する。なお、バッテリー４０は、放熱構造体１に代えて、先述の放熱構造体１ａ，１ｂ，１ｃを備えていても良い。
When the battery cell 50 is set in the casing 41 (see FIG. 13), the
４．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。
4. Other Embodiments As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these and can be implemented with various modifications.
図１４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。 FIG. 14 shows a cross-sectional view of a battery cell placed horizontally on a heat dissipation structure with its side surfaces touching, a partially enlarged view, and a partial cross-sectional view of the battery cell expanding during charging and discharging. Each is shown below.
先述の各実施形態では、バッテリーセル５０を縦にしてその下端に放熱構造体１，１ａ，１ｂ，１ｃ（以後、総称する場合には、「放熱構造体１等」と称する。）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５０の配置形態は、これに限定されない。図１４に示すように、バッテリーセル５０の側面を放熱構造体１等の各放熱部材２０，２０ａに接触させるように、バッテリーセル５０を配置しても良い。バッテリーセル５０は、充電および放電の際に温度上昇する。バッテリーセル５０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５０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１４に示すように、放熱構造体１等の構成している各放熱部材２０，２０ａがバッテリーセル５０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。
In each of the embodiments described above, the battery cell 50 is placed vertically and the
また、放熱構造体１ａにおいて、固定部材１０ａは、２種類以上の嵌合部１５，１５ａ，１５ｂを備えていても良い。
Furthermore, in the
また、固定部材１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ（以後、総称する場合には、「固定部材１０等」と称する。）は、バッテリー４０の筐体４１（底部４２等）に備えられた位置決めピンを挿通可能な１以上の位置決め穴が形成されていても良い。位置決め穴は、バッテリー４０の底部４２から突出した位置決めピンを挿通可能な穴である。位置決め穴に位置決めピンが挿通することにより、バッテリー４０と放熱構造体１等との位置決めが容易となる。なお、位置決め穴および位置決めピンの形状および位置は、特に制約はない。
In addition, the fixing
また、固定部材１０等は、冷却部材４５側の面（例えば、図１に示す紙面裏面）に、バッテリー４０の底部４２に接着可能な粘着剤或いは粘着テープが備えられていても良い。このように固定部材１０等が構成されることにより、バッテリー４０の底部４２に固定部材１０等を固定することができるため、バッテリー４０と放熱構造体１等との位置決めが容易となる。なお、粘着剤および粘着テープは、少なくとも固定部材１０等を底部４２に固定可能なものであれば、特に制約されない。また、固定部材１０等における粘着剤および粘着テープが備えられる位置および大きさは、少なくとも固定部材１０等を底部４２に固定可能な位置および大きさであれば、特に制約されない。
Further, the fixing
また、放熱構造体１等は、例えば、複数の放熱部材２０，２０ａの長手方向における中央部等、当該長手方向の両端部以外の１以上の位置が連結部材３０により連結されていても良い。
Further, the
また、放熱構造体１ｃは、接着あるいは嵌め込み等の手法で、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部の一部を固定部材１０ｃに固定していても良い。
Furthermore, the heat dissipation structure 1c may have a portion of both ends of the plurality of
また、放熱構造体１，１ａ，１ｂにおいて、固定部材１０，１０ａ，１０ｂは、複数の放熱部材２０の周縁の四隅部に配置される４つの部材が、複数の放熱部材２０の長手方向端部より外側、かつ複数の放熱部材２０の短手方向端部より外側に配置されている。しかし、固定部材１０，１０ａ，１０ｂは、当該４つの部材が、複数の放熱部材２０の長手方向端部と重なる位置或いは当該長手方向端部より内側となるよう配置されていても良い。この場合、放熱部材１，１ａ，１ｂは、接着あるいは嵌め込み等の手法で、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部の一部を固定部材１０，１０ａ，１０ｂに固定していても良い。また、固定部材１０，１０ａ，１０ｂは、当該４つの部材が、複数の放熱部材２０の短手方向端部と重なる位置或いは当該短手方向端部より内側となるよう配置されていても良い。この場合、放熱構造体１，１ａ，１ｂは、接着あるいは嵌め込み等の手法で、複数の放熱部材２０の短手方向の両端部の一部を固定部材１０，１０ａ，１０ｂに固定していても良い。
Further, in the
また、放熱構造体１ｃにおいて、固定部材１０ｃは、複数の放熱部材２０の周縁の四隅部に配置される４つの矩形状部材が、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部の一部と重なる位置となるよう配置されている。しかし、固定部材１０ｃは、当該４つの矩形状部材が、複数の放熱部材２０の短手方向端部より外側に配置されていても良い。この場合、放熱構造体１ｃは、複数の放熱部材２０の長手方向の両端部を連結した連結部材３０が固定部材１０ｃに縫い付けて固定されることが好ましい。
Further, in the heat dissipation structure 1c, the fixing
また、固定部材１０等は、その形状に特に制約はなく、複数の放熱部材２０，２０ａの長手方向の少なくとも両端部を連結する連結部材３０を固定可能な形状であれば、例えば、楕円、円、三角形、多角形状等であっても良い。
Further, the shape of the fixing
また、先述の各実施形態では、固定部材１０等は、底部４２側の面を放熱部材２０，２０ａの底部４２側の面と同じ位置になるように、放熱部材２０，２０ａを連結した連結部材３０を固定している。しかし、固定部材１０等は、固定部材１０等のバッテリーセル５０側の面を放熱部材２０，２０ａのバッテリーセル５０側の面と同じ位置にするように、放熱部材２０，２０ａを連結した連結部材３０を固定しても良い。さらに、放熱部材２０，２０ａの高さ方向（バッテリーセル５０から底部４２に向かう方向）の中位置に固定部材１０等を配置しても良い。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the fixing
また、放熱部材２０は、クッション部材２２に貫通路２３が形成されていなくても良い。その場合、放熱部材２０は、スパイラル状の熱伝導シート２１の貫通路内にクッション部材２２を充填した構成を有する。貫通路は、熱伝導シート２１およびクッション部材２２のうち、少なくとも熱伝導シート２１の巻回構造によって形成されていれば、クッション部材２２に形成されていなくとも良い。
Further, in the
また、放熱部材２０ａにおけるスパイラル状のクッション部材２２は、熱伝導シート２１の幅と同一に限定されず、熱伝導シート２１の幅に対して大きくても、あるいは小さくても良い。 Further, the spiral cushion member 22 in the heat radiating member 20a is not limited to the same width as the heat conductive sheet 21, and may be larger or smaller than the width of the heat conductive sheet 21.
また、熱源は、バッテリーセル５０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４５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４０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。
Further, the heat source includes not only the battery cell 50 but also all objects that generate heat, such as a circuit board and an electronic device body. For example, the heat source may be an electronic component such as a capacitor or an IC chip. Similarly, the cooling member 45 may be made of not only water for cooling, but also an organic solvent, liquid nitrogen, or gas for cooling. Further, the
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、放熱構造体１ａは、バッテリー４０に備えられていても良い。
Furthermore, the plurality of components of each of the embodiments described above can be freely combined, except when they cannot be combined with each other. For example, the
１，１ａ，１ｂ，１ｃ・・・放熱構造体、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ・・・固定部材、１５，１５ａ，１５ｂ・・・嵌合部、２０，２０ａ・・・放熱部材、２１・・・熱伝導シート、２２・・・クッション部材、２３，２３ａ・・・貫通路、３０・・・連結部材、４０・・・バッテリー、４１・・・筐体、４５・・・冷却部材、５０・・・バッテリーセル（熱源の一例）。
1, 1a, 1b, 1c... Heat radiation structure, 10, 10a, 10b, 10c... Fixing member, 15, 15a, 15b... Fitting part, 20, 20a... Heat radiation member, 21. ...Thermal conductive sheet, 22...Cushion member, 23, 23a...Through passage, 30...Connection member, 40...Battery, 41...Casing, 45...Cooling member, 50 ...Battery cell (an example of a heat source).
Claims (10)
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をその長手方向と直交する方向に沿って並べた状態で、前記複数の放熱部材の前記長手方向の両端部を連結する連結部材と、
前記複数の放熱部材の周縁の四隅部にそれぞれ配置され、前記連結部材を固定する固定部材と、
を備えることを特徴とする放熱構造体。 A heat dissipation structure in which a plurality of heat dissipation members are connected to increase heat dissipation from a heat source,
The heat dissipation member is
a heat conductive sheet having a spirally wound shape for transmitting heat from the heat source;
a cushion member provided on the annular back surface of the heat conductive sheet and more easily deformed to match the surface shape of the heat source than the heat conductive sheet;
a through path that penetrates in the direction in which the thermally conductive sheet advances while being wound;
Equipped with
a connecting member that connects both ends of the plurality of heat radiating members in the longitudinal direction in a state where the plurality of heat radiating members are arranged along a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof;
a fixing member disposed at each of the four corners of the periphery of the plurality of heat radiating members and fixing the connecting member;
A heat dissipation structure comprising:
前記固定部材は、前記他の放熱構造体の前記固定部材と嵌合可能な嵌合部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の放熱構造体。 configured to be able to fit with the other adjacent heat dissipation structure,
The heat dissipation structure according to claim 1 or 2, wherein the fixing member includes a fitting portion that can fit with the fixing member of the other heat dissipation structure.
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ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放熱構造体。 The cushion member is a cylindrical cushion member having the through passage in the longitudinal direction,
5. The heat dissipation structure according to claim 1, wherein the heat conductive sheet is wound spirally around the outer surface of the cylindrical cushion member.
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