JP7793458B2 - Battery cushioning material - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリー用緩衝材に関する。更に詳しくは、電気自動車などに用いられる
二次電池などのバッテリーに使用されるバッテリー用緩衝材に関する。
The present invention relates to a cushioning material for batteries, and more particularly to a cushioning material for batteries such as secondary batteries used in electric vehicles and the like.
バッテリーにおいて、互いに対向する平板状の2枚の剛体の間に介在してそれら2枚の剛体間の圧縮力を弾性的に緩和するバッテリー用緩衝材が従来から知られている。たとえば、電気自動車等に用いられるバッテリー(二次電池)において、バッテリーを構成する複数の電池セルの間、あるいは、こうした複数の電池セルの積層体とそれを挟み込むようにして保持する筐体(拘束部)との間、に配置されるバッテリー用緩衝材はその典型的な例である(たとえば特許文献1参照)。このようなバッテリー用緩衝材を剛体間に介在させることで、過度な圧縮力を緩和しつつこれらの剛体を含む全体の一体性を維持するのに必要な圧縮力を確保することができる。 Battery cushioning materials are conventionally known that are placed between two opposing flat rigid bodies to elastically alleviate the compressive force between the two rigid bodies. For example, in batteries (secondary batteries) used in electric vehicles, etc., a typical example is battery cushioning placed between the multiple battery cells that make up the battery, or between a stack of multiple battery cells and a housing (restraint) that holds them in place (see, for example, Patent Document 1). By placing such battery cushioning material between the rigid bodies, it is possible to alleviate excessive compressive force while ensuring the compressive force necessary to maintain the integrity of the entire battery, including the rigid bodies.
一般にバッテリー用緩衝材は、剛体間に配置された後に最初に受ける剛体間の圧縮力に対しては、高い反力(面圧)を保持したま十分な変位量を吸収することができる。しかしながら、一旦、その圧縮力の負荷が解除されると、その後は、いわゆるヒステリシスロスにより十分な反力を発揮しにくくなる。あらかじめバッテリー用緩衝材を緻密にする等により、負荷解除後に十分な反力を発揮するようにすることも考えられるが、この場合、吸収できる変位量が小さくなってしまう。このため、十分な反力を維持しつつ、変位量を十分に吸収するためにはさらなる工夫が求められる。 Generally, battery cushioning materials can absorb sufficient displacement while maintaining a high reaction force (surface pressure) when they are initially subjected to compressive force between rigid bodies after being placed between them. However, once the compressive force is released, so-called hysteresis loss makes it difficult for the material to exert sufficient reaction force. While it is possible to make the battery cushioning material denser in advance so that it can exert sufficient reaction force after the load is released, this reduces the amount of displacement that can be absorbed. For this reason, further ingenuity is required to maintain sufficient reaction force while fully absorbing displacement.
上記の事情を鑑み、本発明では、十分な反力を維持しつつ、変位量を十分に吸収するのに適したバッテリー用緩衝材の実現を図っている。 In consideration of the above circumstances, the present invention aims to create a cushioning material for batteries that is suitable for adequately absorbing displacement while maintaining sufficient reaction force.
上述の課題を解決するため、本発明は、以下のバッテリー用緩衝材を提供する。 To solve the above-mentioned problems, the present invention provides the following battery cushioning material.
[1] 互いに対向する平板状の2枚の剛体の間に介在して該2枚の剛体間の圧縮力を弾性的に緩和するバッテリー用緩衝材において、前記2枚の剛体のいずれか一方の剛体に対向する対向面であって、前記圧縮力を受ける前の状態では前記バッテリー用緩衝材の厚さ方向に沿った断面においてU字状に凹んだ形状を有し前記圧縮力を受けて前記いずれか一方の剛体の面に沿って該いずれか一方の剛体に当接する対向面をそれぞれ有する複数の当接部と、前記複数の当接部のうち、前記2枚の剛体のうちの一方の剛体に当接する当接部と、前記複数の当接部のうち、前記2枚の剛体のうちの他方の剛体に当接する当接部とを接続し、前記圧縮力を受けて前記断面においてS字状に湾曲した形状に変形する複数の支柱部とを、備え、
前記バッテリー用緩衝材は、前記断面において前記複数の当接部と前記複数の支柱部とが交互に連なることによってM字形状の連続からなる構成を有するものであり、前記複数の支柱部のうちの互いに隣接する2つの支柱部は、前記圧縮力を受ける前の状態では、前記2つの支柱部の間に中空の空間を形成するものであり、前記圧縮力を受けてS字状に湾曲した前記2つの支柱部の屈曲部分が前記中空の空間に収容される態様で前記2つの支柱部が変形することで前記中空の空間がつぶれて前記バッテリー用緩衝材の厚さが縮小するものであるバッテリー用緩衝材。
[1] A cushioning material for a battery that is interposed between two flat rigid bodies facing each other and elastically relieves a compressive force between the two rigid bodies, the cushioning material comprising: a plurality of abutting portions each having an opposing surface that faces one of the two rigid bodies, the opposing surface having a U-shaped recessed shape in a cross section along the thickness direction of the cushioning material before receiving the compressive force, and abutting against one of the rigid bodies along the surface of the one of the rigid bodies when receiving the compressive force; and a plurality of support portions that connect the abutting portion of the plurality of abutting portions that abut against one of the two rigid bodies and the abutting portion of the plurality of abutting portions that abut against the other of the two rigid bodies, the support portions being deformed into an S-shaped curved shape in the cross section when receiving the compressive force,
The battery cushioning material has a configuration in the cross section consisting of a series of M-shapes, with the multiple abutment portions and the multiple support portions being alternately connected, and two adjacent support portions among the multiple support portions form a hollow space between the two support portions before being subjected to the compressive force, and when subjected to the compressive force, the two support portions deform in such a manner that the bent portions of the two support portions, which are curved in an S shape, are accommodated in the hollow space, thereby crushing the hollow space and reducing the thickness of the battery cushioning material.
[2] 前記2つの支柱部は、前記中空の空間として前記断面において略V字状の中空の空間を形成するものである[1]に記載のバッテリー用緩衝材。 [2] The battery cushioning material described in [1], wherein the two support pillars form a hollow space that is approximately V-shaped in cross section.
[3] 前記複数の支柱部は、前記2枚の剛体からの圧縮力を受ける前の状態では、前記断面において直線で表されるような平坦な表面を有するものである[1]又は[2]に記載のバッテリー用緩衝材。 [3] The battery cushioning material described in [1] or [2], wherein the plurality of support pillars have flat surfaces represented by straight lines in the cross section before being subjected to compressive forces from the two rigid bodies.
[4] 前記複数の支柱部は、前記2枚の剛体からの圧縮力を受ける前の状態では、前記断面において凹凸の繰り返しで表されるような非平坦面を有するものである[1]又は[2]に記載のバッテリー用緩衝材。 [4] The battery cushioning material described in [1] or [2], wherein the plurality of support pillars have an uneven surface in the cross section represented by repeated concaves and convexes before being subjected to compressive forces from the two rigid bodies.
本発明では、2枚の剛体からの圧縮力を受けて支柱部がS字状に湾曲し、その屈曲部分が、隣接する2つの支柱部の間の中空の空間に収容されることで変位量を十分に吸収することができる。また、その圧縮力の負荷が解除された後でも屈曲部分に圧縮応力が残存しやすく十分な反力を維持することができる。この結果、本発明では、十分な反力を維持しつつ、変位量を十分に吸収するのに適したバッテリー用緩衝材が実現している。 In this invention, the support section bends in an S-shape when subjected to compressive force from two rigid bodies, and the bent section is housed in the hollow space between two adjacent support sections, allowing for sufficient absorption of displacement. Furthermore, even after the compressive force is released, compressive stress tends to remain in the bent section, allowing for sufficient reaction force to be maintained. As a result, this invention achieves a battery cushioning material that is suitable for adequately absorbing displacement while maintaining sufficient reaction force.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be understood that the present invention is not limited to the following embodiments, and that appropriate design changes and improvements may be made based on the common knowledge of those skilled in the art, without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態のバッテリー用緩衝材は、互いに対向する平板状の2枚の剛体の間に介在してそれら剛体間の圧縮力を弾性的に緩和するバッテリー用緩衝材であり、弾性材料(典型的にはゴムやエラストマー)で構成されている。 The battery cushioning material of this embodiment is a battery cushioning material that is interposed between two opposing flat rigid bodies to elastically relieve the compressive force between the rigid bodies, and is made of an elastic material (typically rubber or elastomer).
図1は、本発明の一実施形態のバッテリー用緩衝材1の使用状態を模式的に示す断面図、図2は、図1のバッテリー用緩衝材1の他の使用状態を模式的に示す断面図である。 Figure 1 is a cross-sectional view showing a battery cushioning material 1 according to one embodiment of the present invention in use, and Figure 2 is a cross-sectional view showing another use state of the battery cushioning material 1 shown in Figure 1.
本実施形態のバッテリー用緩衝材1は、図1に示すバッテリー200のように隣り合う電池セル210の間に配置したり、図2に示すバッテリー201のように、複数の電池セル210からなる積層体220と拘束部230との間に配置したりすることができる。なお、バッテリー用緩衝材1は、1つに限らず複数使用することもできる。この場合、複数のバッテリー用緩衝材1を積層させて使用してもよいし、平面上に複数配置するように使用してもよく、これらを組み合わせてもよい。バッテリーとしては、全固体電池に限らず液状電解質の電池であってもよい。 The battery cushioning material 1 of this embodiment can be placed between adjacent battery cells 210, as in the battery 200 shown in FIG. 1, or between a stack 220 consisting of multiple battery cells 210 and a restraining portion 230, as in the battery 201 shown in FIG. 2. It should be noted that multiple battery cushioning materials 1 can be used, not just one. In this case, multiple battery cushioning materials 1 can be stacked and used, or multiple materials can be arranged on a flat surface, or these can be combined. The battery is not limited to an all-solid-state battery, and can also be a liquid electrolyte battery.
図3は、図1および図2のバッテリー用緩衝材1の斜視図であり、図4は、2枚の剛体から圧縮力を受ける前の状態における図3のバッテリー用緩衝材1の断面図、図5は、図4のバッテリー用緩衝材1が2枚の剛体10,20から圧縮力を受けたときの断面図、図6は、図4のバッテリー用緩衝材1が2枚の剛体10,20から図5の状態よりも大きな圧縮力を受けたときの断面図である。 Figure 3 is a perspective view of the battery cushioning material 1 of Figures 1 and 2, Figure 4 is a cross-sectional view of the battery cushioning material 1 of Figure 3 before it receives a compressive force from two rigid bodies, Figure 5 is a cross-sectional view of the battery cushioning material 1 of Figure 4 when it receives a compressive force from two rigid bodies 10, 20, and Figure 6 is a cross-sectional view of the battery cushioning material 1 of Figure 4 when it receives a compressive force from two rigid bodies 10, 20 that is greater than that in the state of Figure 5.
バッテリー用緩衝材1は、図3~図6の各図の水平方向(左右方向)に連続して延びており、図3~図6には、その一部のみが示されている。ここで、本願における「2枚の剛体から圧縮力を受ける前の状態」とは、バッテリー用緩衝材1が一度も2枚の剛体10,20の間に介在したことがなく作製時の単体のバッテリー用緩衝材1の形状がそのまま保たれている状態、すなわち、バッテリー用緩衝材として使用される前の状態を指す。また、剛体10,20としては、たとえば、電気自動車等に用いられるバッテリー(二次電池)において、バッテリーを構成する電池セル、あるいは、こうした電池セルの積層体を挟み込むようにして保持する筐体(正確には筐体の壁)を挙げることができる。この場合、バッテリー用緩衝材1は、電池セルと電池セルとの間、あるいは、電池セルの積層体と筐体との間、に配置されるバッテリー用緩衝材として機能する。 Battery cushioning material 1 extends continuously in the horizontal direction (left-right direction) in each of Figures 3 to 6, and only a portion of it is shown in Figures 3 to 6. Here, the phrase "a state before being subjected to a compressive force from two rigid bodies" in this application refers to a state in which battery cushioning material 1 has never been interposed between two rigid bodies 10, 20 and the shape of the single battery cushioning material 1 at the time of manufacture is maintained as is, i.e., the state before it is used as a battery cushioning material. Furthermore, rigid bodies 10, 20 can be, for example, battery cells that make up a battery (secondary battery) used in electric vehicles, or a housing (more precisely, the housing wall) that holds such a stack of battery cells by sandwiching them. In this case, battery cushioning material 1 functions as a battery cushioning material placed between battery cells or between the stack of battery cells and the housing.
図4に示すように、バッテリー用緩衝材1は、その構成部位として、複数の当接部2と複数の支柱部3とを備えている。 As shown in Figure 4, the battery cushioning material 1 has, as its constituent parts, multiple contact portions 2 and multiple support portions 3.
複数の当接部2は、それぞれ、図4の上側の剛体10あるいは図4の下側の剛体20に対向する対向面2aを有している部位である。対向面2aは、図4に示すように、剛体10,20から圧縮力を受ける前の状態ではバッテリー用緩衝材1の厚さ方向に沿った断面においてU字状に凹んだ形状を有している。このようにU字状に凹んだ形状のため、剛体10,20から圧縮力を受けたときには、対向面2aは、図5および図6に示すように剛体10,20の面に沿って剛体10,20にぴったりはりついて当接するようになる。この結果、バッテリー用緩衝材1の圧縮状態が安定化する。 Each of the multiple abutment portions 2 has an opposing surface 2a that faces the upper rigid body 10 or the lower rigid body 20 in Figure 4. As shown in Figure 4, the opposing surface 2a has a U-shaped recessed shape in a cross section along the thickness direction of the battery cushioning material 1 before it receives a compressive force from the rigid bodies 10, 20. Because of this U-shaped recessed shape, when it receives a compressive force from the rigid bodies 10, 20, the opposing surface 2a comes into tight contact with and adheres to the rigid bodies 10, 20 along their surfaces, as shown in Figures 5 and 6. As a result, the compressed state of the battery cushioning material 1 is stabilized.
図4に示すように複数の支柱部3は、図4の上側の剛体10に当接する当接部2と、図4の下側の剛体20に当接する当接部2とを接続する部位である。複数の支柱部3は、図5および図6に示すように、剛体10,20からの圧縮力を受けてS字状に湾曲した形状に変形する。ここで、湾曲の程度は、剛体10,20からの圧縮力に依るものであり、圧縮力が大きいほど湾曲の程度も大きくなる。たとえば、図5では、S字状の湾曲の程度はわずかであるが、図6では、S字状の湾曲の程度は極めて大きい。 As shown in Figure 4, the multiple support columns 3 are sections that connect the contact section 2 that contacts the upper rigid body 10 in Figure 4 with the contact section 2 that contacts the lower rigid body 20 in Figure 4. As shown in Figures 5 and 6, the multiple support columns 3 are deformed into an S-shaped curve when subjected to compressive forces from the rigid bodies 10 and 20. The degree of curvature here depends on the compressive forces from the rigid bodies 10 and 20, and the greater the compressive force, the greater the degree of curvature. For example, in Figure 5, the degree of S-shaped curvature is slight, but in Figure 6, the degree of S-shaped curvature is extremely large.
これら複数の当接部2と複数の支柱部3とが、図4に示すように図4の左右方向に交互に連なることによって、バッテリー用緩衝材1は、M字形状の連続からなる構成を有することとなる。 As shown in Figure 4, these multiple abutment portions 2 and multiple support portions 3 are alternately connected in the left-right direction of Figure 4, resulting in the battery cushioning material 1 having a continuous M-shaped configuration.
ここで、複数の支柱部のうちの互いに隣接する2つの支柱部3は、剛体10,20からの圧縮力を受ける前の状態では、図4に示すように、それら2つの支柱部3の間に中空の空間Sを形成している。そして、図5および図6(特に図6)に示すように、剛体10,20からの圧縮力を受けて、S字状に湾曲した2つの支柱部3の屈曲部分3aが中空の空間Sに収容される態様でそれら2つの支柱部3が変形する。この変形により中空の空間Sがつぶれてバッテリー用緩衝材1の厚さが縮小する。 Here, two adjacent support columns 3 among the multiple support columns form a hollow space S between them, as shown in Figure 4, before they are subjected to compressive force from the rigid bodies 10, 20. Then, as shown in Figures 5 and 6 (particularly Figure 6), upon receiving compressive force from the rigid bodies 10, 20, the two support columns 3 are deformed such that the bent portions 3a of the two S-shaped support columns 3 are housed in the hollow space S. This deformation collapses the hollow space S, reducing the thickness of the battery cushioning material 1.
バッテリー用緩衝材1では、2枚の剛体10,20からの圧縮力を受けて支柱部3がS字状に湾曲し、その屈曲部分が、隣接する2つの支柱部3の間の中空の空間Sに収容されることで変位量を十分に吸収することができる。また、その圧縮力の負荷が解除された後でも屈曲部分に圧縮応力が残存しやすく十分な反力を維持することができる。この結果、バッテリー用緩衝材1は、十分な反力を維持しつつ、変位量を十分に吸収するのに適したバッテリー用緩衝材となっている。 In battery cushioning material 1, the support section 3 bends in an S-shape when subjected to compressive force from the two rigid bodies 10, 20, and the bent section is accommodated in the hollow space S between two adjacent support sections 3, allowing for sufficient absorption of displacement. Furthermore, even after the compressive force is released, compressive stress tends to remain in the bent section, allowing sufficient reaction force to be maintained. As a result, battery cushioning material 1 is suitable for adequately absorbing displacement while maintaining sufficient reaction force.
図7は、図3~図6のバッテリー用緩衝材1において、圧縮力の負荷が解除された後に残存する圧縮応力の分布を表す図である。 Figure 7 shows the distribution of compressive stress remaining in the battery cushioning material 1 of Figures 3 to 6 after the compressive load is released.
図7に示すように、圧縮応力は、支柱部3のS字状に湾曲した支柱部3の屈曲部分、特に、その折れ曲がった内側表面3b付近に残存しやすい。このような内側表面3bを実現するような形状を図4のバッテリー用緩衝材1が有することで、圧縮力の負荷が解除された後でも十分な反力を維持することができる。 As shown in Figure 7, compressive stress tends to remain in the S-shaped curved bent portion of the support column 3, particularly near the bent inner surface 3b. By providing the battery cushioning material 1 shown in Figure 4 with a shape that creates such an inner surface 3b, sufficient reaction force can be maintained even after the compressive load is released.
図8は、図3~図6のバッテリー用緩衝材1の一具体例について、圧縮量に対する反力の変化のグラフを表した図である。なお、図8には、参考のために、平板状の発泡体からなる従来のバッテリー用緩衝材についても、圧縮量に対する反力の変化のグラフが記載されている。 Figure 8 is a graph showing the change in reaction force versus compression amount for one specific example of the battery cushioning material 1 shown in Figures 3 to 6. For reference, Figure 8 also includes a graph showing the change in reaction force versus compression amount for a conventional battery cushioning material made of flat foam.
図8には、バッテリー用緩衝材1の一具体例について、初めて圧縮力の負荷がかけられたときの、圧縮量に対する反力の変化のグラフA1、および、その負荷の解除後の第2回目の圧縮力の負荷がかけられたときの、圧縮量に対する反力の変化のグラフA2が示されている。また、従来のバッテリー用緩衝材について、初めて圧縮力の負荷がかけられたときの、圧縮量に対する反力の変化のグラフB1、および、その負荷の解除後の第2回目の圧縮力の負荷がかけられたときの、圧縮量に対する反力の変化のグラフB2も示されている。 Figure 8 shows graph A1 of the change in reaction force versus the amount of compression when a compressive force is applied for the first time for one specific example of battery cushioning material 1, and graph A2 of the change in reaction force versus the amount of compression when a second compressive force is applied after the first load is released. Also shown are graphs B1 and B2 of the change in reaction force versus the amount of compression when a conventional battery cushioning material is applied for the first time for one specific example of battery cushioning material 1, and graph B2 of the change in reaction force versus the amount of compression when a second compressive force is applied after the first load is released.
従来のバッテリー用緩衝材では、初めて圧縮力の負荷がかけられたときには、図8のグラフB1に示すように、ある程度、高い反力(面圧)を保持したまま十分な圧縮量(変位量)を吸収することができる。しかしながら、その圧縮力の負荷が解除された後の第2回目の圧縮力の負荷に対しては、図8のグラフB2に示すように、かなり圧縮されないと十分な反力を発揮しにくくなっている(いわゆるヒステリシスロス)。 When conventional battery cushioning materials are subjected to an initial compressive load, they are able to absorb a sufficient amount of compression (displacement) while maintaining a relatively high reaction force (surface pressure), as shown in graph B1 of Figure 8. However, when the first compressive load is released and a second compressive load is applied, they are unable to exert sufficient reaction force unless they are significantly compressed, as shown in graph B2 of Figure 8 (this is known as hysteresis loss).
一方、バッテリー用緩衝材1の一具体例では、初めて圧縮力の負荷がかけられたときには、図8のグラフA1に示すように、従来のバッテリー用緩衝材に比べ比較的高い反力(面圧)を保持したまま、十分な圧縮量(変位量)を吸収することができる。また、その圧縮力の負荷が解除された後の第2回目の圧縮力の負荷に対しては、図8のグラフA2に示すように、従来のバッテリー用緩衝材に比べ、それほど大きく圧縮されなくても十分な反力を発揮できるようになっている。 On the other hand, in one specific example of battery cushioning material 1, when a compressive force is applied for the first time, it is able to absorb a sufficient amount of compression (displacement) while maintaining a relatively high reaction force (surface pressure) compared to conventional battery cushioning materials, as shown in graph A1 of Figure 8. Furthermore, when a second compressive force is applied after the first compressive force is released, it is able to exert a sufficient reaction force without being compressed as much as conventional battery cushioning materials, as shown in graph A2 of Figure 8.
このようにこのバッテリー用緩衝材1の一具体例は、平板状の発泡体からなる従来のバッテリー用緩衝材に比べて、十分な反力を維持しつつ変位量を十分に吸収するのに適したバッテリー用緩衝材となっている。 In this way, one specific example of this battery cushioning material 1 is a battery cushioning material that is suitable for adequately absorbing displacement while maintaining sufficient reaction force, compared to conventional battery cushioning materials made of flat foam.
ここで、図8のグラフA2には、圧縮量が増加しても反力がほぼ一定となるプラトー領域Pが存在する。これは、図6に示すように、S字状に湾曲した2つの支柱部3の屈曲部分3aが中空の空間Sを占めかけている状態に対応しており、この状態では、圧縮量が増加しても高い反力が保持されたまま、中空の空間Sが完全に消滅するまで反力はあまり変化しない。このようなプラトー領域Pが存在することで、バッテリー用緩衝材1の体積圧縮(厚さ縮小)に対する急激な反力の増加が防止される。ここで、プラトー領域Pにおける反力は、圧縮前の初期状態におけるバッテリー用緩衝材1の厚さや形状(たとえば支柱部3と当接部2のなす角度等)や材質のヤング率等を調整することで、所望の大きさに調整することができる。 Graph A2 in Figure 8 shows a plateau region P where the reaction force remains nearly constant even as the amount of compression increases. This corresponds to the state in which the bent portions 3a of the two S-shaped support posts 3 begin to occupy the hollow space S, as shown in Figure 6. In this state, a high reaction force is maintained even as the amount of compression increases, and the reaction force does not change significantly until the hollow space S completely disappears. The presence of this plateau region P prevents a sudden increase in the reaction force in response to volumetric compression (thickness reduction) of the battery cushioning material 1. The reaction force in the plateau region P can be adjusted to the desired magnitude by adjusting the thickness and shape of the battery cushioning material 1 in its initial state before compression (for example, the angle between the support posts 3 and the abutting portions 2), the Young's modulus of the material, etc.
図3~図6に戻って説明を続ける。 Let's return to Figures 3 to 6 to continue the explanation.
本発明では、図4に示すように、2つの支柱部3が、略V字状の中空の空間Sを形成する形態が好ましい。ここで、「略V字状」とは、V字に近い形状のことであり、V字状そのものに加え、底部が丸みを帯びてU字状に近くなった形状等、底部に近づくにつれて幅が狭くなっていく形状を意味している。 In the present invention, as shown in Figure 4, a configuration in which two support pillars 3 form a hollow space S in an approximately V shape is preferred. Here, "approximately V-shaped" refers to a shape that is close to a V, and includes not only a V-shape itself, but also a shape in which the width narrows as it approaches the bottom, such as a shape with a rounded bottom that is close to a U-shape.
2つの支柱部3がこのように略V字状の中空の空間Sを形成することで、S字状に湾曲した2つの支柱部3の屈曲部分3aが中空の空間Sにスムーズに収容されやすく、圧縮量の変化に対して反力が急激に変化することが回避される。 By forming a roughly V-shaped hollow space S with the two support sections 3 in this way, the bent portions 3a of the two S-shaped support sections 3 can be smoothly accommodated in the hollow space S, preventing abrupt changes in the reaction force in response to changes in the amount of compression.
また、本発明では、図4に示すように、バッテリー用緩衝材1が2枚の剛体10,20からの圧縮力を受ける前の状態では、複数の支柱部3が、この断面図において直線で表されるような平坦な表面を有する形態が好ましい。 Furthermore, in the present invention, as shown in Figure 4, before the battery cushioning material 1 is subjected to compressive forces from the two rigid bodies 10, 20, it is preferable that the multiple support pillars 3 have flat surfaces represented by straight lines in the cross-sectional view.
このような形態によれば、複数の支柱部3の形状が単純であるため、バッテリー用緩衝材1の作製が容易である。 In this configuration, the shape of the multiple support pillars 3 is simple, making it easy to manufacture the battery cushioning material 1.
ただし、本発明では、バッテリー用緩衝材が圧縮力を受ける前の状態では、複数の支柱部が、断面図において凹凸の繰り返しで表されるような非平坦面を有する形態が採用されてもよい。以下、このような形態を持つ、図3~図6のバッテリー用緩衝材1とは別の実施形態について説明する。 However, in the present invention, before the battery cushioning material is subjected to a compressive force, the multiple support posts may have an uneven surface, as represented by repeated projections and depressions in a cross-sectional view. Below, we will explain an embodiment of this type of battery cushioning material, which is different from the battery cushioning material 1 shown in Figures 3 to 6.
図9は、複数の支柱部3’が非平坦面を有する本発明の別の一実施形態のバッテリー用緩衝材1’の一部の、厚さ方向に沿った断面図である。 Figure 9 is a cross-sectional view along the thickness direction of a portion of a battery cushioning material 1' in another embodiment of the present invention, in which multiple support posts 3' have non-flat surfaces.
図9では、図3~図6のバッテリー用緩衝材1と同一の構成要素については同一の符号が付されており、その重複説明は省略する。図9のバッテリー用緩衝材1’は、図3~図6のバッテリー用緩衝材1とは異なり、圧縮力を受ける前の状態では、図9の断面図において凹凸の繰り返しで表されるような非平坦面を有する複数の支柱部3’を備えており、この点以外は、図3~図6のバッテリー用緩衝材1と同じである。 In Figure 9, the same components as those in the battery cushioning material 1 in Figures 3 to 6 are designated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted. The battery cushioning material 1' in Figure 9 differs from the battery cushioning material 1 in Figures 3 to 6 in that, before being subjected to a compressive force, it has multiple support posts 3' with uneven surfaces, as represented by repeated projections and depressions in the cross-sectional view of Figure 9; apart from this, it is the same as the battery cushioning material 1 in Figures 3 to 6.
このようなバッテリー用緩衝材1’は、図3~図6のバッテリー用緩衝材1と比べると、複数の支柱部3の形状が複雑であるためバッテリー用緩衝材1の作製の容易さの点では不利である。しかしながら、図3~図6のバッテリー用緩衝材1の支柱部3と比べると、バッテリー用緩衝材1’の支柱部3’の方が折れ曲がり変形しやすく、バッテリー用緩衝材1’に内部ひずみが発生しにくい。このため、内部ひずみ防止の点では有利である。 Compared to the battery cushioning material 1 shown in Figures 3 to 6, this type of battery cushioning material 1' is at a disadvantage in terms of ease of manufacturing the battery cushioning material 1 due to the complex shape of the multiple support pillars 3. However, compared to the support pillars 3 of the battery cushioning material 1 shown in Figures 3 to 6, the support pillars 3' of the battery cushioning material 1' are more prone to bending and deformation, making internal strain less likely to occur in the battery cushioning material 1'. This makes it advantageous in terms of preventing internal strain.
以上が本発明の実施形態の説明である。 The above is a description of an embodiment of the present invention.
以上の説明では、2枚の剛体の間に介在する1枚のバッテリー用緩衝材について説明したが、本発明は、こうした2枚の剛体と1枚のバッテリー用緩衝材の組が複数組積み重なってなる積層体に適用されてもよい。 The above explanation has been about one sheet of battery cushioning material sandwiched between two rigid bodies, but the present invention may also be applied to a stack of multiple pairs of two rigid bodies and one sheet of battery cushioning material.
本発明は、十分な反力を維持しつつ、変位量を十分に吸収するのに適したバッテリー用緩衝材を実現するのに有用である。 The present invention is useful for creating a cushioning material for batteries that is suitable for adequately absorbing displacement while maintaining sufficient reaction force.
1,1’:バッテリー用緩衝材、
2:当接部、
2a:対向面、
3,3’:支柱部、
3a:屈曲部分、
3b:内側表面、
10,20:剛体、
200,201:バッテリー、
210:電池セル、
220:積層体、
230:拘束部、
A1,A2,B1,B2:グラフ、
P:プラトー領域、
S:中空の空間。
1, 1': cushioning material for batteries,
2: Contact part,
2a: Opposing surface,
3, 3': Support part,
3a: bent part,
3b: inner surface,
10, 20: Rigid body,
200, 201: Battery,
210: battery cell,
220: laminate,
230: Restraint part,
A1, A2, B1, B2: graph,
P: plateau region,
S: Hollow space.
Claims (4)
前記2枚の剛体のいずれか一方の剛体に対向する対向面であって、前記圧縮力を受ける前の状態では前記バッテリー用緩衝材の厚さ方向に沿った断面においてU字状に凹んだ形状を有し前記圧縮力を受けて前記いずれか一方の剛体の面に沿って該いずれか一方の剛体に当接する対向面をそれぞれ有する複数の当接部と、
前記複数の当接部のうち、前記2枚の剛体のうちの一方の剛体に当接する当接部と、前記複数の当接部のうち、前記2枚の剛体のうちの他方の剛体に当接する当接部とを接続し、前記圧縮力を受けて前記断面においてS字状に湾曲した形状に変形する複数の支柱部とを、備え、
前記バッテリー用緩衝材は、前記断面において前記複数の当接部と前記複数の支柱部とが交互に連なることによってM字形状の連続からなる構成を有するものであり、
前記複数の支柱部のうちの互いに隣接する2つの支柱部は、前記圧縮力を受ける前の状態では、前記2つの支柱部の間に中空の空間を形成するものであり、前記圧縮力を受けてS字状に湾曲した前記2つの支柱部の屈曲部分が前記中空の空間に収容される態様で前記2つの支柱部が変形することで前記中空の空間がつぶれて前記バッテリー用緩衝材の厚さが縮小するものであるバッテリー用緩衝材。 A battery cushioning material that is interposed between two opposing flat rigid bodies to elastically relieve the compressive force between the two rigid bodies,
a plurality of contact portions each having an opposing surface that faces one of the two rigid bodies, the opposing surface having a U-shaped recess in a cross section along a thickness direction of the battery cushioning material before receiving the compressive force, and that abuts against the one of the rigid bodies along a surface of the one of the rigid bodies when receiving the compressive force;
a plurality of support columns that connect a contact portion of the plurality of contact portions that contacts one of the two rigid bodies with a contact portion of the plurality of contact portions that contacts the other of the two rigid bodies, and that deform into an S-shaped curved shape in the cross section when subjected to the compressive force;
the battery cushioning material has a configuration in which the plurality of contact portions and the plurality of support portions are alternately connected to form a continuous M-shape in the cross section,
Before being subjected to the compressive force, two adjacent support pillars among the plurality of support pillars form a hollow space between the two support pillars, and when subjected to the compressive force, the two support pillars deform in such a manner that the bent portions of the two support pillars, which are curved in an S-shape, are accommodated in the hollow space, thereby crushing the hollow space and reducing the thickness of the battery cushioning material.
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