JP4791612B2

JP4791612B2 - 非線形バネ構造体及びこれを用いた加圧スペーサ

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Publication number: JP4791612B2
Application number: JP2011502152A
Authority: JP
Inventors: 光男蛇沼; 大輔粉川; 修一伊藤
Original assignee: Captex Co Ltd; Aiko Corp
Current assignee: Captex Co Ltd; Aiko Corp
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2030-07-08
Also published as: US20120112393A1; JPWO2011004858A1; EP2453146A1; CN102472346A; WO2011004858A1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電池セルを加圧するための加圧スペーサなどに適用可能な非線形特性を備えたバネ構造体（以下、非線形バネ構造体という）に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リチウムイオン電池、キャパシタ等の電気の蓄積及び放出が可能な電池セルを複数枚積層して大容量化した電池モジュールが提案されている（特許文献１〜３参照）。
このような複数の電池セルを積層して電池モジュールを構成した場合に、各電池セルの性能を十分に発揮させるためには、電池セルを、変動が少なく安定した加圧力で加圧し続けることが有効である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６１４２６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１６７７４５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１９５４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数枚の電池セルを積層した場合に、各電池セルを加圧するには、各電池セル同士の間あるいは積層方向の両端または一端に加圧用のスペーサを介在させることにより、積層構造の一部に適度な加圧機能を追加することが好ましい。また、加圧特性としては、電池セルが膨張収縮を繰り返しても、力の大きさの変動が少ない安定した加圧力を付与し続けることができるような特性とすることが好ましい。つまり、非線形ばね定数の特性、つまり、ばねの反力が変位に比例せず、変位がある程度増加するとばね定数が低下する特性を有するスペーサを用いることが好ましい。
【０００５】
しかしながら、現在のところ、比較的簡単な構成で電池セル等に適した加圧特性を発揮しうる加圧スペーサは、未だ開発されているとは言えない。
例えば、特許文献１に示される構成は、ベローズ圧力調整装置を備えた複雑なもので、その制御も単純ではない。
また、特許文献２に示されている皿バネは、一応非線形特性を発揮するものの、皿バネを支持するバネ保持具との間で力の作用点をずらしながら変位する。したがって、皿バネを変位させる場合には、作用点をずらす際の摩擦力によって、ヒステリシスが発生することを避けられない。この摩擦ヒステリシスは、繰り返し安定した加圧力を得るための妨げとなってしまう。
また、特許文献３に示されているバネ板は、非線形特性を発揮しうるものとは考えられない。
［０００６］
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、比較的簡単な構成でヒステリシスが少ない非線形特性を発揮する非線形バネ構造体、及び電池セル等の被加圧部材に対して変動の少ない安定した加圧力を付与しうる加圧スペーサを提供しようとするものである。
課題を解決するための手段
［０００７］
第１の発明は、一対の加圧板と、該加圧板の間に配設されたバネ部とを有し、
該バネ部は、１又は複数のバネを有しており、
該バネは、伸縮方向に沿って切断した断面形状（以下、適宜、縦断面形状という）が、伸縮方向と直交する方向に突出する略円弧状の中央曲面部と、該中央曲面部の両端の延長部において該中央曲面部と逆方向に突出する略円弧状の一対の端部曲面部と、該端部曲面部の端部を伸縮方向と直交する方向に略平行に上記中央曲面部の突出方向に延長させたベース部とを有してなり、該ベース部を上記加圧板にそれぞれ固定することによって当該一対の加圧板間に配置されており、
上記バネは、加圧されていない自然長状態において、上記中央曲面部と上記端部曲面部との間に直線状のストレート部を有していると共に、加圧されていない自然長状態において、上記中央曲面部を挟む一対の上記ストレート部がなす角度が鈍角であり、
上記一対の加圧板間を圧縮し、たわみ量の増加に対する荷重の増加割合が小さくなる非線形特性領域に達するまで上記バネを縮めた状態で使用するよう構成されていることを特徴とする非線形バネ構造体にある。
［０００８］
第２の発明は、１又は複数の被加圧部材を一対の拘束部材の間に挟持して拘束する積層構造体において上記被加圧部材と共に上記拘束部材の間に介在させ、上記被加圧部材への加圧力を発生させるための加圧スペーサであって、
該加圧スペーサは、第１の発明の非線形バネ構造体を備えていることを特徴とする加圧スペーサにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記非線形バネ構造体は、上記のごとく、一対の加圧板と、該加圧板の間に配設されたバネ部とを有し、該バネ部は１又は複数のバネを有している。各バネは、その縦断面形状が、上記中央曲面部と上記端部曲面部と上記ベース部とを有してなる。すなわち、上記バネは、その縦断面形状が、いわば、略Ｍ字形状を呈し、そのＭ字の中央の角部が円弧状の上記中央曲面部となり両側の角部が上記端部曲面部となった形状を呈している。そして、両端のベース部を一対の加圧板に固定してある。このような構造とすることによって、一対の加圧板を圧縮する方向に力が作用した場合に、上記バネ部の特性に非線形特性が現れる。
【００１０】
すなわち、上記バネは、その縦断面形状において、上記中央曲面部を有しているので、当該バネに圧縮力が付与されて変位した場合に、上記中央曲面部及び一対の上記端部曲面部が、曲率半径が減少して潰れるように変形する。このような変形を伴って加圧力が発揮されるので、上記バネは、自然状態からの変位が進んで荷重が高い側に変位してからばね定数が低下し、たわみ量の増加に対する荷重の増加割合が小さくなってくるという、非線形特性を発揮する。
【００１１】
また、上記バネは、上記端部曲面部を介して延設された上記ベース部を加圧板に固定することによって当該加圧板に固定している。そのため、バネが伸縮する際に加圧板との間の作用点がずれることがなく、摩擦等によるヒステリシスの発生を抑制することができる。そのため、上記バネは、ヒステリシスの少ない特性を発揮する。
【００１２】
このような非線形特性を有する１つのバネ又はバネを複数組合わせた集合体が上記バネ部となるため、上記非線形バネ構造体全体が、非線形特性を備えると共にヒステリシスの少ない弾性体となる。そのため、加圧力として非線形特性が要求される用途に対しては、上記非線形バネ構造体を適用することが非常に有効である。
【００１３】
上記加圧スペーサにおいては、上記非線形バネ構造体を加圧力発生機構として備えている。そのため、電池セルその他の被加圧部材に当接させて上記非線形バネ構造体のバネ部を適度に収縮させて荷重を付与した状態で使用した場合には、被加圧部材が膨張収縮等の変位を繰り返しても、加圧スペーサから被加圧部材に対して力の大きさの変動が少ない安定した加圧力を付与し続けることができる。そのため、上記加圧スペーサを用いれば、比較的簡単な構成で、電池セルその他の被加圧部材をこれらに適した加圧状態に維持することができ、被加圧部材の特性を十分に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における、自然状態の加圧スペーサを示す斜視図。
【図２】実施例１における、図１のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図３】実施例１における、薄板バネを示す斜視図。
【図４】実施例１における、加圧板を構成するスリット板を示す平面図。
【図５】実施例１における、加圧板を構成する押さえ板を示す平面図。
【図６】実施例１における、重ねた２枚のスリット板の縦スリット穴に薄板バネを貫通させた状態を示す説明図。
【図７】実施例１における、２枚のスリット板を薄板バネのベース部に当接するまで拡げた状態を示す説明図。
【図８】実施例１における、メイン押さえ板をスリット板に重ねて接合した状態を示す説明図。
【図９】実施例１における、スリット板の横スリット穴に薄板バネを配置した状態を示す説明図。
【図１０】実施例１における、加圧スペーサに荷重を付与して縮めた状態を示す説明図。
【図１１】実施例１における、電池モジュールの構成を示す説明図。
【図１２】実施例２における、薄板バネの中央曲面部の突出量の違いによる、ストロークと荷重の関係の変化を示す説明図。
【図１３】実施例２における、薄板バネのベース部間の距離の違いによる、ストロークと荷重の関係の変化を示す説明図。
【図１４】実施例２における、薄板バネの板厚の違いによる、ストロークと荷重の関係の変化を示す説明図。
【図１５】実施例３における、薄板バネのベース部に固定する単体固定板の構成を示す展開図。
【図１６】実施例３における、薄板バネのベース部に固定した単体固定板の固定位置を示す説明図。
【図１７】実施例３における、薄板バネのベース部に固定した単体固定板の溶接位置を示す説明図。
【図１８】実施例３における、単体固定板を面一に並べて接合した状態を示す説明図。
【図１９】実施例３における、バネ群に直交する薄板バネの単体固定板をバネ群の単体固定板に接合した状態を示す説明図。
【図２０】実施例３における、単体固定板全体を覆うように固定板を重ねる手順を示す説明図。
【図２１】実施例３における、単体固定板全体を覆うように固定板が重ねられて接合された状態を示す説明図。
【図２２】実施例４における、非線形バネ構造体の構成を示す説明図。
【図２３】実施例５における、非線形バネ構造体の構成を示す展開説明図。
【図２４】実施例５における、非線形バネ構造体の構成を示す説明図。
【図２５】実施例６における、加圧スペーサの構成を示す説明図。
【図２６】実施例６における、加圧スペーサを構成する非線形バネ構造体の配列を示す説明図。
【図２７】実施例７における、非線形バネ構造体の圧縮距離と荷重との関係を示す説明図。
【図２８】実施例７における、非線形バネ構造体のバネの圧縮距離と形状変化との関係を示す説明図。
【図２９】実施例７における、（ａ）非線形バネ構造体の圧縮前の自然状態、（ｂ）圧縮距離が１ｍｍの状態、（ｃ）圧縮距離が２ｍｍの状態、（ｄ）圧縮距離が３ｍｍの状態、（ｅ）圧縮距離が４ｍｍの状態、（ｆ）圧縮距離が５ｍｍの状態の形状をそれぞれ示す説明図。
【図３０】実施例８における、加圧スペーサを平面から見た説明図。
【図３１】実施例８における、図３１の矢印ａ方向から見た加圧スペーサの正面図。
【図３２】実施例８における、図３１の矢印ｂ方向から見た加圧スペーサの側面図。
【図３３】実施例９における、電池モジュールの構成を示す説明図。
【図３４】実施例１０における、電池モジュールの構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明において、上記バネは、加圧されていない自然長状態において、伸縮方向と直交する方向における上記中央曲面部と上記一対の端部曲面部との間の距離が、一対の上記ベース部の間隔よりも小さいことが好ましい。このような構成を取ることにより、逆の構成、つまり、伸縮方向と直交する方向における上記中央曲面部と上記一対の端部曲面部との間の距離が、一対の上記ベース部の間隔と同等以上の場合よりも、非線形特性を発揮する伸縮距離を大きくすることができると共に、耐荷重も大きくすることができる。
【００１６】
また、上記バネは、自然長状態において、上記中央曲面部の曲率半径が、上記端部曲面部の曲率半径と同等程度であることが好ましい。これにより、後述するストレート部を確保しやすくすることができる。
また、上記バネは、加圧されていない自然長状態において、上記中央曲面部と上記端部曲面部との間に直線状のストレート部を有していることが好ましい。これにより、バネのストロークと耐荷重の確保が容易となる。
【００１７】
また、上記バネは、加圧されていない自然長状態において、上記中央曲面部を挟む一対の上記ストレート部がなす角度が鈍角であることが好ましい。この構成とすることにより、バネのストローク及び荷重の確保が一層容易となる。少なくとも一対の上記ストレート部がなす角度が９０°以下の場合には、鈍角である場合に比べて非線形特性を発揮しうる伸縮距離及び耐荷重を十分に確保することが困難となる。より好ましくは、自然長状態における上記中央曲面部を挟む一対の上記ストレート部がなす角度は、１４５〜１７５°の範囲内がよい。
【００１８】
また、上記バネは、チタン又はチタン合金よりなることが好ましい。
上記バネは、十分な弾性特性を有している材料であれば、バネ鋼など様々な材料を適用可能である。最も好ましくは、弾性範囲が広く、かつ、その弾性特性にヒステリシスの少ないものがよい。この特性に優れたものとして、チタン又はチタン合金が挙げられる。チタン又はチタン合金は、上記の機械的特性に優れている点に加えて、軽量で錆びにくいという実用上有効な特性を有している。
【００１９】
なお、上記加圧板としては、クラッド鋼などを含めた種々の金属板、炭素繊維強化プラスチックなどを含めた種々の樹脂板等を用いることができ、適度な強度があれば特に材質に制限はなく、今後開発される未知の材質も使用可能である。
【００２０】
また、上記バネ部は、上記縦断面形状の上記中央突出部の突出方向の向きが互いに反対方向に向くよう２つの上記バネを配列してなる単位構造部を少なくとも１組備えていることが好ましい。この場合には、反対方向を向いた上記２つのバネが伸縮時の偏った反力の発生を防止することができ、上記単位構造部を構造的に安定な状態とすることができる。また、上記非線形バネ構造体は、上記単位構造部１組によって構成してもよいし、この単位構造部を複数同一面上に配置して構成することもできる。そのため、上記単位構造部を用いれば、加圧面積に合わせた設計変更も容易である。
【００２１】
また、上記バネ部を複数のバネにより構成する場合には、上記縦断面形状の上記中央突出部の突出方向の向きがすべて同一ではなく、少なくとも一部が他のものと異なる方向に向いて配列されていることが好ましい。この場合には、伸縮時において上記バネが傾いて上下の加圧板が左右にずれる現象を抑制することができ、構造安定性を高めることができる。
【００２２】
なお、上記バネが、後述するごとく薄板バネである場合には、伸縮方向と直交する面の方向である長手方向の向きの配列が、少なくとも一部において他のものと互いに平行とならないよう配置されていることが好ましい。すなわち、上記薄板バネは、長手方向の向きが平行なものが複数存在してもよいが、少なくとも一部がこれらと長手方向の向きが非平行な向きとなるように配置することが好ましい。これにより、伸縮時に薄板バネが傾いて上下の加圧板が左右にずれる現象を防止することができ、構造安定性を高めることができる。
【００２３】
また、上記バネ部は、上記縦断面形状の配置の向きが同一となるように複数の上記バネを規則性を持って配列したバネ群を少なくとも１組有することもできる。
この場合には、上記バネ群を構成することによって、隣接するバネの間隔を小さくすることができ、単位面積当たりにより多くのバネを配置した構成を得ることができる。また、上記バネ群とは別に、縦断面形状の配置の向きを変えたバネを配置することによって、伸縮時における構造安定性を高めることができる。
【００２４】
特に、上記バネが薄板バネである場合には、上記長手方向の向きが平行であると共に上記中央曲面部の突出方向を同じ方向に揃えたバネ群を有し、該バネ群の長手方向両端には、当該バネ群と長手方向が直交すると共に上記中央曲面部の突出方向が上記バネ群と反対の外方向に向くよう上記薄板バネが配置されていることが好ましい。
この場合には、上記バネ群を構成することによって、隣接する薄板バネの間隔を小さくすることができ、単位面積当たりにより多くの薄板バネを配置した構成を得ることができる。また、上記バネ群とは別に、その長手方向両端に向きを変えた薄板バネを配置することによって、伸縮時に薄板バネが傾いて上下の加圧板が左右にずれる現象を防止することができ、構造安定性を高めることができる。
【００２５】
また、上記バネ群は少なくとも２組設けられており、これら２組を構成する薄板バネは互いに長手方向が平行であると共に上記中央曲面部の突出方向が互いに反対の外方向に向くよう配置されている構成を取ることもできる。この場合には、左右対称のバランスの取れたバネ配置を容易に実現することができる。
【００２６】
また、上記加圧板は、上記バネの配列に合わせて配列したスリット穴を多数有するスリット板と、平板状の押さえ板とを有しており、上記スリット板の上記スリット穴に上記バネを通し、該スリット板と上記押さえ板との間に上記ベース部を挟持した状態で該ベース部を固定してあることが好ましい。
この場合には、上記スリット板と上記押さえ板によって上記バネのベース部を挟み込んで強固に固定することができる。それ故、加圧スペーサ全体の構造安定性を高めることができる。また、上記スリット穴の存在によって、上記バネの位置決めが容易である。
【００２７】
また、上記スリット板と上記押さえ板との間における上記ベース部の固定は、抵抗溶接、ＹＡＧレーザ溶接その他の溶接（以下、適宜、単に溶接という）によって行うことが好ましい。また、かしめによって接合してもよいし、接着剤を用いて接合してもよい。
【００２８】
また、上記バネの上記ベース部は、２枚の短冊状の単体固定板に挟持された状態で固定されており、該単体固定板は同一面上に配置されその隣接する端部が接合されており、かつ、該単体固定板全体を覆うように固定板が重ねられて接合されることにより上記加圧板が構成されていてもよい。
この場合には、上述したようなスリット穴を有するスリット板を用いることなく作製することができる。
【００２９】
上記単体固定板へのベース部の固定は、溶接又はかしめによって行うことが好ましい。これによって、内側に位置する単体固定板、ベース部及び外側に位置する単体固定板の三層を容易かつ強固に接合することができる。
また、上記単体固定板同士の端部の接合は、溶接又はかしめによって行うことができる。また、上記単体固定板と上記固定板との接合も、溶接又はかしめによって行うことができる。なお、溶接又はかしめに代えて接着剤による接合を適用してもよい。
【００３０】
上述したバネ部を構成するバネは、薄板バネとの明記がない限り、板状でない他の形状のバネであっても、その縦断面形状が上記中央曲面部と上記端部曲面部と上記ベース部とを有しているものであれば適用可能である。
その中でも、特に、上記バネは薄板バネよりなることが好ましい。薄板バネの場合には、薄板状のバネ材を曲げ加工することによって容易に作製することができ、さらに、板状であることによって、方向によっては高い剛性が得られ、上記非線形バネ構造体全体の構造安定性を高めることができる。
上記薄板バネの厚みは、特に制限されるものではないが、実用的な範囲としては、０．０１〜０．２ｍｍの範囲を選択することができる。
【００３１】
また、上記バネは、横断面形状が円形の細丸棒バネとすることもできる。この場合には、薄板バネよりもさらに製造容易であると共に、用いる細丸棒バネの数によって、加圧力の調整を容易に行うことができる。
なお、上記細丸棒バネのサイズも特に制限されるものではないが、外径が０．０１〜１．０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００３２】
また、上記非線形バネ構造体は、上述したごとく電池セル用の加圧スペーサに好適に適用可能である。ここでいう電池セルは、リチウムイオン電池、キャパシタ等の電気の蓄積及び放出が可能なものを意味する。さらに、上記非線形バネ構造体は、被加圧部材が体積変動などを起こしたとしても、被加圧部材に対して安定した加圧力を付与することが求められる様々な用途に適用可能である。例えば、体積変化にかかわらず密閉状態で一定の圧力に調整することが必要な調理装置、製薬装置、無菌実験チャンバー、食品や薬品の保管庫などの加圧手段として適用可能である。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる非線形バネ構造体よりなる加圧スペーサにつき、図１〜図１１を用いて説明する。
本例の非線形バネ構造体よりなる加圧スペーサ１は、図１１に示すごとく、複数の電池セル８の積層体を加圧するための加圧スペーサである。
加圧スペーサ１は、図１に示すごとく、一対の加圧板１０と、該加圧板１０の間に配設されたバネ部２とを有する。
【００３４】
バネ部２は、図２、図６〜図９に示すごとく、薄板バネ２０を複数配列して構成されている。
薄板バネ２０は、図３に示すごとく、その縦断面形状が、伸縮方向Ａと直交する方向Ｂに突出する略円弧状の中央曲面部２１と、中央曲面部２１の両端の延長部において中央曲面部２１と逆方向に突出する略円弧状の一対の端部曲面部２２と、端部曲面部２２の端部を伸縮方向と直交する方向Ｂに略平行に延長させたベース部２３とを有している。薄板バネ２０は、ベース部２３を加圧板１０にそれぞれ固定することによって当該一対の加圧板２０間に配置されている。
【００３５】
以下、さらに詳説する。
薄板バネ２０は、図３に示すごとく、自然長状態において、中央曲面部２１を下方に向けて突出させた状態でその縦断面形状を観察すると、略Ｍ字状、つまり、アルファベットのＭ字を横方向に引き延ばしたような形状を呈し、Ｍ字の中央の角部が円弧状の上記中央曲面部２１となり、両側の角部が端部曲面部２３となった形状を呈している。
また、薄板バネ２０は、自然長状態において、中央曲面部２１と端部曲面部２２との間に直線状のストレート部２４を有している。自然長状態において、一対のストレート部２４がなす角度αは鈍角であり、具体的には、１７０〜１７５°である。
【００３６】
また、自然長状態において、薄板バネ２０の中央曲面部２１の曲率半径Ｒ₁は１ｍｍ、端部曲面部２２の曲率半径Ｒ₂は１ｍｍである。したがって、薄板バネ２０の中央曲面部２１の曲率半径Ｒ₁は、端部曲面部２２の曲率半径Ｒ₂と同等である。
また、自然長状態において、薄板バネ２０の伸縮方向Ａと直交する方向Ｂにおける中央曲面部２１と一対の端部曲面部２２との間の距離Ｄ（突出量Ｄ）が、一対のベース部２３の間隔Ｗよりも十分に小さい。
また、薄板バネ２０の幅寸法（ベース部２３の間隔）Ｗは２７ｍｍ、長手方向の長さＬは、４５ｍｍものと９０ｍｍのものを用いた。
また、薄板バネ２０は、厚みが０．１２〜０．１３ｍｍの範囲にあるチタン合金を用いて作製した。
【００３７】
次に、図２、図４、図５に示すごとく、本例の加圧板１０は、後述する薄板バネ２０の配列に合わせて配列したスリット穴１１０、１１１を多数有するスリット板１１と、平板状の押さえ板１２とにより構成した。
スリット板１１は、図４に示すごとく、四角形状の外形状を有しており、ステンレス鋼板により作製したものである。スリット板１１は、同図に示すごとく、左右２箇所において、それぞれ縦方向に１３本の縦スリット穴１１０を平行に等間隔で設けたスリット群１１０Ａ、１１０Ｂを有している。また、各スリット群１１０Ａ、１１０Ｂの両端外方には、それぞれ、これらの縦スリット穴１１０と直交する横方向にそれぞれ横スリット穴１１１を設けてある。
【００３８】
１枚のスリット板１１と重ね合わせる押さえ板１２は、上記スリット群１１０Ａ、１１０Ｂを覆う１枚のメイン押さえ板１２１と、上記横スリット穴１１１を覆う２枚のサイド押さえ板１２２とからなる。これらは、アルミニウム合金板より作製した。
このようなスリット板１１と押さえ板１２とからなる加圧板１０と、上記薄板バネ２０との接合関係は、これらの組み立て手順と共に説明する。
【００３９】
まず、上述した薄板バネ２０として、長さＬ＝９０ｍｍの長尺のものを２６枚、長さＬ＝４５ｍｍの短尺のものを４枚準備する。
また、上記スリット板１１を２枚、押さえ板１２を構成するメイン押さえ板１２１を２枚、サイド押さえ板１２２を４枚準備する。
【００４０】
次に、図６に示すごとく、２枚のスリット板１１を重ねておき、これらの縦スリット穴１１０に、長尺の薄板バネ２０を通す。このとき、スリット群１１０Ａに通す薄板バネ２０は、すべて中央曲面部２１がスリット群１１０Ｂと反対側に突出する方向に揃え、スリット群１１０Ｂに通す薄板バネ２０は、すべて中央曲面部２１がスリット群１１０Ａと反対側に突出する方向に揃える。
【００４１】
次に、図７に示すごとく、２枚のスリット板１１を両者の間隔が拡がるように離隔させ、それぞれ薄板バネ２０の両端のベース部２３の内側面と接触させる。このとき、スリット板１１とベース部２３との間には、接着剤を介在させ、これにより両者を固定する。
【００４２】
次に、図８に示すごとく、各スリット板１１のスリット群１１０Ａ、１１０Ｂが位置する表面に、メイン押さえ板１２１を重ね合わせる。このとき、両者の間には上記と同様の接着剤を介在させ固定する。これにより、スリット板１１とメイン押さえ板１２１との間には、薄板バネ２０のベース部２３が挟持された状態で固定される。
【００４３】
次に、図９に示すごとく、スリット板１１の横スリット穴１１２に、短尺の薄板バネ２０のベース部２３を挿入する。このとき、薄板バネ２０は、その中央曲面部２１の突出方向が外側に向くように配置する。
次に、図１に示すごとく、各スリット板１１の横スリット穴１１２が位置する表面に、サイド押さえ板１２２を重ね合わせる。このとき、両者の間には上記と同様の接着剤を介在させ固定する。これにより、スリット板１１とサイド押さえ板１２２との間には、薄板バネ２０のベース部２３が挟持された状態で固定される。そして、これにより、本例の加圧スペーサ１が完成する。
【００４４】
得られた加圧スペーサ１においては、上記のごとく、薄板バネ２０が、上記スリット群１１０Ａに挿入された第１のバネ群と、上記スリット群１１０Ｂに挿入された第２のバネ群とに分けられる。同じバネ群に属する薄板バネ２０は、すべて中央曲面部２１の突出方向が同じ方向に揃えられている。そのため、伸縮持に中央曲面部２１の突出量が増加しても、隣り合う薄板バネ２０同士が干渉することがない。そのため、薄板バネ２０の配置間隔を構造上可能な限り狭めることができ、単位面積当たりの薄板バネ２０の配設数を多くすることができる。
【００４５】
また、上記バネ群の長手方向両端には、上記横スリット穴１１１に挿入配置された薄板バネ２０が配設されている。これらは、上記バネ群と長手方向が直交すると共に中央曲面部２１の突出方向が上記バネ群と反対の外方向に向いている。つまり、薄板バネ２０は、伸縮方向と直交する方向である長手方向の向きの配列が、一部において他のものと直交し、互いに平行とならないよう配置されている。これにより、伸縮時に薄板バネ２０が傾いて上下の加圧板１０が左右にずれる現象を防止することができ、構造的に安定したものとなる。
【００４６】
上記加圧スペーサ１は、図１０に示すごとく、一対の加圧板１０を圧縮した状態で使用され、バネ部２から生じる力を電池セルに常に付与した状態となる。そして、本例の加圧スペーサ１は、上記特殊な形状の薄板バネ２０を多数備えたバネ部２を有しているので、一対の加圧板１０を圧縮する方向に力が作用した場合に、バネ部２の特性に非線形特性が現れる。
すなわち、薄板バネ２０は、中央曲面部２１を有しているので、薄板バネ２０に圧縮力が付与されて変位した場合に、中央曲面部２１及び端部曲面部２２が、その曲率半径が減少して潰れるように変形する。このような変形を伴って加圧力が発揮されるので、薄板バネ２０は、自然状態からの変位が進んで荷重が高い側に変位してからばね定数が低下し、たわみ量の増加に対する荷重の増加割合が小さくなってくるという、非線形特性を発揮する。
【００４７】
また、薄板バネ２０は、端部曲面部２２を介して延設されたベース部２３を加圧板１０に固定することによって当該加圧板１０に固定している。そのため、薄板バネ２０が伸縮する際に作用点がずれることがなく、摩擦等によるヒステリシスの発生を抑制することができる。それ故、薄板バネ２０は、ヒステリシスの少ない特性を発揮する。
【００４８】
加圧スペーサ１は、このよう非線形特性を有する薄板バネ２０を複数合わせた集合体がバネ部２となるため、加圧スペーサ１全体が、非線形特性を備えると共にヒステリシスの少ない弾性体となる。そのため、図１１に示すごとく、加圧スペーサ１を電池セル８に当接させてある程度荷重を付与してバネ部２を縮めた状態で使用した場合には、電池セル８が膨張収縮等の変位を繰り返しても、電池セル８に対して変動が少ない安定した加圧力を付与し続けることができる。それ故、同図に示すごとく、加圧スペーサ１を用いれば、比較的簡単な構成で、電池セル８の特性を十分に発揮させることができる電池モジュール７を構成することができる。
【００４９】
なお、電池モジュール７は、図１１に示すごとく、例えば、厚み方向（矢印Ｙ方向）に積層される複数の電池セル８を上下左右の天板７１、底板７２、及び２枚の側板７３、７４により囲んだハウジング内に収容したものとすることができる。つまり、電池モジュール７は、複数の被加圧部材である電池セル８を一対の拘束部材である天板７１及び底板７２の間に挟持して拘束する積層構造体である。この積層構造体において、各電池セル８の間には、上記加圧スペーサ１が介在されており、これらの加圧スペーサ１に荷重が付与された状態、すなわち所定量厚みを減少させた状態で上記ハウジング内に収容されている。これにより、加圧スペーサ１内のバネ部２に付与された荷重は、加圧力として上記各電池セル８に作用した状態となる。
【００５０】
なお、加圧スペーサ１は、同図に示すごとく、各電池セル８の間全部に１個ずつ配置する構成の他に、複数個の電池セル８を直接又は上記加圧スペーサ１以外のスペーサを介在させて積層し、その積層体一端又は両端に１個又は２個の加圧スペーサ１を積層配置する構成を取ることもできる。具体的には、図１１における積層体中のスペーサ位置１（ａ）の部分だけに上記加圧スペーサ１を配置し、その他のスペーサ位置１（ｂ）〜（ｆ）には、通風用の伸縮しないスペーサを配置する構造とすることもできる。
【００５１】
また、本例では、比較的長尺の薄板バネ２０を用いてバネ部２を構成したが、もう少し長さが短い薄板バネを連ねた構成とすることもできるし、薄板バネではなく、横断面形状が円形状の細丸棒バネを適用することもできる。また、加圧力は、バネの数や形状により調整することが可能である。
【００５２】
（実施例２）
本例では、実施例１に示した薄板バネ２０を基本として、各部の寸法関係等を変化させることによってバネ特性がどのように変化するか、その傾向を調べた。
まず、薄板バネ２０の中央曲面部２１の突出量Ｄ（図３）を変化させ、ストロークと荷重との関係を測定した。突出量Ｄを大きくすることは、中央曲面部２１の曲率半径を小さくすることにつながり、また、一対のストレート部２４がなす角度α（図３）を小さくすることにもつながる。
【００５３】
図１２には、横軸にストロークを、縦軸に荷重を取り、上記突出量Ｄが大きい場合を実線Ｄ１、これよりも小さい場合を実線Ｄ２により示した。同図から知られるごとく、突出量Ｄを大きくするほど、非線形特性が十分に得られる領域に達すまでに必要なストロークが大きくなり、非線形特性が得られる領域での荷重が小さくなる傾向になることがわかる。
【００５４】
次に、薄板バネ２０の突出量Ｄは同じにして、ベース部２３間の距離Ｗ（図３）を変化させ、ストロークと荷重との関係を測定した。
図１３には、横軸にストロークを、縦軸に荷重を取り、上記距離Ｗが最も大きい場合を実線Ｗ１、距離Ｗが最も小さい場合を実線Ｗ３、距離Ｗが両者の中間のものを実線Ｗ２により示した。同図から知られるごとく、距離Ｗを大きくするほど、非線形特性が十分に得られる領域に達すまでに必要なストロークが大きくなり、非線形特性が得られる領域での荷重が小さくなる傾向になることがわかる。
【００５５】
次に、薄板バネ２０の形状は同じにして、板厚ｔを変化させ、ストロークと荷重との関係を測定した。
図１４には、横軸にストロークを、縦軸に荷重を取り、上記板厚ｔが最も厚い場合を実線ｔ１、板厚ｔが最も薄い場合を実線ｔ３、板厚ｔが両者の中間のものを実線ｔ２により示した。同図から知られるごとく、板厚ｔを薄くするほど、非線形特性が十分に得られる領域に達すまでに必要なストロークが大きくなり、非線形特性が得られる領域での荷重が小さくなる傾向になることがわかる。
【００５６】
以上のような寸法と特性の傾向が明らかになれば、要求特性に合わせて、各部のサイズ等を調整することによって所望の薄板バネ２０を比較的容易に作製することができる。
なお、以上の特性は、薄板バネに限らず、縦断面形状が、伸縮方向と直交する方向に突出する略円弧状の中央曲面部と、該中央曲面部の両端の延長部において該中央曲面部と逆方向に突出する略円弧状の一対の端部曲面部と、該端部曲面部の端部を伸縮方向と直交する方向に略平行に上記中央曲面部の突出方向に延長させたベース部とを有してなるバネであれば、細丸棒バネ等でも同様である。
【００５７】
（実施例３）
本例の加圧スペーサ１０２は、実施例１における加圧板の構成を変更すると共に薄板バネ２０の配列を若干変更し、組み付け方法を変更したものである。図１５〜図２１を用い、加圧スペーサ１０２の構成を組み付け手順に従って説明する。
【００５８】
図１５に示すごとく、まず、薄板バネ２０として、長さＬ＝９０ｍｍの長尺のものを２８枚準備する。
また、各薄板バネ２０のベース部２３を挟持するための短冊状の単体固定板３を準備する。単体固定板３としては、ベース部２３の外側面に当接させる第１単体固定板３１と、ベース部２３の内側面に当接させる第２単体固定板３２とよりなる。いずれも錆を防ぐためにステンレス鋼により構成する。第１単体固定板３１は、ベース部２３の幅寸法よりも大きい幅寸法を持っており、第２単体固定板３２は、第１単体固定板３１よりも幅寸法が小さくなっている。
【００５９】
次に、図１６、図１７に示すごとく、各薄板バネ２０のベース部２３の外側面に第１単体固定板３１に当接させると共に、ベース部２３の内側面に第２単体固定板３２を当接させて、これら３層を積層した状態とする。そして、この３層全体を、長手方向の５箇所の溶接部３５において抵抗溶接する。これにより、ベース部２３を単体固定板３に挟持した状態を得る。なお、上記抵抗溶接は、他の公知の溶接方法に代えてもよい。
【００６０】
次に、図１８に示すごとく、単体固定板３を同一面上に配置し、その隣接する端部をＹＡＧレーザ溶接によって溶接する。このＹＡＧレーザ溶接も、他の公知の溶接方法に代えてもよい（以下、同様）。このとき、１３枚の薄板バネ２０によって、長手方向の向きが平行であると共に中央曲面部２１の突出方向を同じ方向に揃えたバネ群を構成させる。そして、２つのバネ群が互いに反対方向を向いて中央曲面部２１が外方向を向くように配置する。
【００６１】
次に、図１９に示すごとく、上記バネ群の両端において、当該バネ群と長手方向が直交すると共に中央曲面部２１の突出方向が上記バネ群と反対の外方向に向くよう薄板バネ２０を１枚ずつ配置する。本例では、１枚の薄板バネ２０が上記２つのバネ群の端部に跨って配置された状態とする。そして、上記バネ群に直交する薄板バネ２０の単体固定板３を、上記バネ群の単体固定板３にＹＡＧレーザ溶接によって溶接する。なおＹＡＧレーザ溶接は、ティグ溶接に代えることもできる。
【００６２】
次に、図２０に示すごとく、上記のごとく接合された単体固定板３全体を覆う大きさの固定板３２を準備する。固定板３２は、ステンレス鋼よりなるものである。図２１に示すごとく、この固定板３２を上記単体固定板３の外側面に重ね、ＹＡＧレーザ溶接により接合する。溶接箇所は、固定板３２の裏側面と単体固定板３の端部との境界部である。
このようにして得られた加圧スペーサ１０２においては、上記単体固定板３と固定板３２とを積層した積層体が加圧板３０となる。
得られた加圧スペーサ１０２は、実施例１と同様の作用効果を発揮する。
【００６３】
（実施例４）
本例では、図２２に示すごとく、バネ部２０３として２つの薄板バネ２３１を備えた単位構造部のみからなるバネ構造体１０３について説明する。
バネ構造体１０３は、同図に示すごとく、一対の加圧板３０３と、該加圧板３０３の間に配設されたバネ部２０３とを有する。
【００６４】
バネ部２０３を構成する２つの薄板バネ２３１は、いずれも、実施例１の薄板バネ２０と同様の縦断面形状を有するものであり、伸縮方向Ａと直交する方向Ｂに突出する略円弧状の中央曲面部２１と、中央曲面部２１の両端の延長部において中央曲面部２１と逆方向に突出する略円弧状の一対の端部曲面部２２と、端部曲面部２２の端部を伸縮方向と直交する方向Ｂに略平行に延長させたベース部２３とを有している。なお、機能が共通する部分には、適宜、実施例１と同じ符号を用いた。
【００６５】
そして、バネ部２０３は、縦断面形状の中央突出部２１の突出方向の向きが互いに反対方向に向くよう２つの薄板バネ２３１を配列してなる。
加圧板３０３は、正方形の外板３３１と、長方形状の内板３３２とを組み合わせて構成した。
【００６６】
図２２に示すごとく、加圧板３０３と薄板バネ２３１のベース部２３とは、各薄板バネ２３１のベース部２３を外板３３１と内板３３２とにより挟持し、その積層構造全体を接合部３３５においてバーリングかしめ加工により接合した。
【００６７】
得られた単位構造部のみよりなる非線形バネ構造体１０３は、そのまま様々な用途の加圧手段として使用することができる。また、後述する実施例６に示すごとく、非線形バネ構造体１０３を複数組み合わせて使用することもできる。
【００６８】
（実施例５）
本例は、図２３、図２４に示すごとく、バネ部２０４として２つの細丸棒バネ２４１を備えた単位構造部のみからなるバネ構造体１０４について説明する。
バネ構造体１０４は、同図に示すごとく、一対の加圧板３０４と、該加圧板３０４の間に配設されたバネ部２０４とを有する。
【００６９】
バネ部２０４を構成する２つの細丸棒バネ２４１は、いずれも、横断面形状は円形状であるが、実施例１の薄板バネ２と同様の縦断面形状を有するものであり、伸縮方向Ａと直交する方向Ｂに突出する略円弧状の中央曲面部２１と、中央曲面部２１の両端の延長部において中央曲面部２１と逆方向に突出する略円弧状の一対の端部曲面部２２と、端部曲面部２２の端部を伸縮方向と直交する方向Ｂに略平行に延長させたベース部２３とを有している。
【００７０】
また、図２３に示すごとく、上記ベース部２３の先端に、伸縮方向の外側に向けて折り曲げたベース立設部２３５を設けた。
バネ部２０４は、断面形状の中央突出部２１の突出方向の向きが互いに反対方向に向くよう２つの細丸棒バネ２４１を配列して、加圧板３０４に固定する。
加圧板３０４は、正方形状を呈し、上記ベース立設部２３５を挿入するための挿入穴３４５を有する。
【００７１】
図２３に示すごとく、加圧板３０４と細丸棒バネ２４１とは、上記ベース立設部２３５を加圧板３０４の挿入穴３４５に挿入してろう付け接合する手法により固定した。
得られた単位構造部のみよりなる非線形バネ構造体１０４は、そのまま様々な用途の加圧手段として使用することができるし、また、非線形バネ構造体１０４を複数組み合わせて使用することもできる。
また、上記２つの細丸棒バネ２４１のそれぞれの隣りに、１又は複数の細丸棒バネを同じ姿勢で並べて配設することによって耐荷重を高めることも可能である。
【００７２】
（実施例６）
本例は、実施例４の非線形バネ構造体１０３を複数組み合わせて１つの加圧スペーサ１０５を構成した例である。
図２５に示すごとく、本例の加圧スペーサ１０５は、非線形バネ構造体１０３の加圧板３０３よりも面積の大きい一対の共通加圧板３５１を有し、この間に１６個の非線形バネ構造体１０３を挟持した構造を有している。したがって、加圧スペーサ１０５の加圧板３０５は、共通加圧板３５１と非線形バネ構造体１０３の加圧板３０３とを積層した構成となる。
【００７３】
図２６には、共通加圧板３５１間に挟持した非線形バネ構造体１０３の配置方向を示す。すなわち、前述した図２２に示すごとく、非線形バネ構造体１０３における一対の薄板バネ２３１の長手方向を矢印Ｘ方向として示すと、図２６に示すごとく、紙面上において上端の横一列は長手方向Ｘを上下方向に向けて揃え、下端の横一列も長手方向Ｘを上下方向に向けて揃え、これらの間の中央の横二列は長手方向Ｘを左右方向に向けて揃えた。
【００７４】
この場合には、複数の非線形バネ構造体１０３を組み合わせることによって、全体の耐荷重を高めることができると共に、複数の非線形バネ構造体１０３の配置方向が、中央突出部２１の突出方向の向きがすべて同一ではない方向となっているため、構造安定性がより高くなっている。
【００７５】
なお、非線形バネ構造体１０３の配列方法としては他の様々な配列方法をとることができる。
また、各非線形バネ構造体１０３の加圧板３０３の外板３３１を省略し、直接共通加圧板３５１に薄板バネ２３１のベース部２３を接合する構成とすることも可能である。
【００７６】
（実施例７）
本例は、実施例４の非線形バネ構造体１０３について、その非線形特性を調べる実験を行った。
具体的には、前述の図２２に示した非線形バネ構造体１０３の一対の加圧板３０３を圧縮試験装置（図示略）によって挟持し、全体厚みを縮めるように圧縮し、その圧縮した距離（ｍｍ）と、そのときに発生した加圧力（ｋｇ）とを測定した。
【００７７】
測定結果を図２７に示す。同図は、横軸に非線形バネ構造体１０３の全体厚みを圧縮した距離（ｍｍ）を取り、縦軸に発生した加圧力を荷重（ｋｇ）として取ったものである。同図に示したプロット線は、圧縮距離を０から９ｍｍまで増加させた後、９ｍｍから０まで減少させた一往復分を示している。
【００７８】
同図より知られるごとく、圧縮距離と荷重との間に比例関係がなく、非線形特性が示されていることが分かる。また、圧縮距離（バネの変位）が０〜約２ｍｍの間（同図中Ｐの範囲）においては、圧縮距離に対する荷重の増加割合が比較的大きいが、２ｍｍを超えてからは、圧縮距離の増加に対する荷重の増加率が低くなり、変位があっても加圧力の変動が少ない加圧特性が得られることが分かる。
さらに、同図より、圧縮距離の増減一往復の往路と復路の加重の値が非常に近く、ヒステリシスが非常に少ないことも分かる。
したがって、同図から判断すると、少なくとも、圧縮距離２ｍｍ〜９ｍｍの範囲（同図中Ｑ）で使用すれば、非線形バネ構造体１０３は、非常に優れた特性を発揮しうることが分かる。
【００７９】
図２８には、非線形バネ構造体１０３の２つの薄板バネ２３１の形状が、圧縮距離の変化と共にどのように変化するかを観察した結果を示す。
同図には、薄板バネ２３１の下方のベース部２３を固定した状態で、圧縮前の自然状態（ａ）、圧縮距離が１ｍｍの状態（ｂ）、圧縮距離が２ｍｍの状態（ｃ）、圧縮距離が３ｍｍの状態（ｄ）、圧縮距離が４ｍｍの状態（ｅ）、圧縮距離が５ｍｍの状態（ｆ）の形状を示す。各状態の中央曲面部２１の位置は、黒丸で強調して示した。
【００８０】
図２９には、薄板バネ２３１の形状を、上記（ａ）〜（ｆ）の状態に対応してそれぞれ単独で示した。また、同図には、中央曲面部２１の両端の延長部がなす角度Ｂと、端部曲面部２３の両端の延長部がなす角度Ａ、Ｃの実測値を示した。なお、すべての角度は、各中央曲面部２１及び端部曲面部２２の間の変曲点における接線同士の間の角度によって定義した。
【００８１】
図２８から知られるごとく、非線形バネ構造体１０３は、圧縮距離が０〜２ｍｍ（ａ〜ｃ）の範囲において、中央曲面部２１が最も大きく変位し、その後変位量が徐々に小さくなる変形特性を示した。
また、同図（ｂ）に示すごとく、圧縮距離の増加に伴って、端部曲面部２２が徐々に曲率半径が小さくなるよう変形していくと共に、伸縮方向と直交する方向においても所定距離（Ｙ）分だけ後退することが分かる。このような伸縮方向と直交する方向の変位が、非線形特性に影響しているとも考えられる。
【００８２】
まず、図２７及び図２９から、非線形バネ構造体１０３を有する加圧スペーサにおいては、バネを伸縮させた際の形状が、少なくとも、図２９（ｃ）〜（ｆ）の間の形状に維持できるように圧縮した状態で使用することにより、優れた非線形特性を発揮することが分かる。
【００８３】
（実施例８）
本例は、図３０〜３２に示すごとく、非線形バネ構造体よりなる加圧スペーサの別例を示す。
すなわち、本例の加圧スペーサ１０６は、同図に示すごとく、一対の加圧板３０８と、該加圧板３０８の間に配設されたバネ部２０８とを有する。本例のバネ部２０８は、１２個の薄板バネ２８１を有している。薄板バネ２８１は、実施例１の薄板バネ２０と同様に、伸縮方向に沿って切断した断面形状が、伸縮方向と直交する方向に突出する略円弧状の中央曲面部２１と、中央曲面部２１の両端の延長部において該中央曲面部と逆方向に突出する略円弧状の一対の端部曲面部２２と、端部曲面部２２の端部を伸縮方向と直交する方向に略平行に中央曲面部２１の突出方向に延長させたベース部２３とを有してなる。また、薄板バネ２８１は、自然長状態において、中央曲面部２１と端部曲面部２２との間に直線状のストレート部２４を有している。そして、ベース部２３を加圧板３０８にそれぞれ固定することによって当該一対の加圧板３０８間に配置されている。
【００８４】
加圧板３０８は、正方形状の外板３８１を主体とし、その裏側に薄板バネ２８１のベース部２３を固定するための短冊状の内板３８２を配置して構成した。
薄板バネ２８１の配置は、図３０に示すごとく、平面的に見て、長手方向を同図上の上下に向けた縦姿勢のものを、上下に４つずつ合計８つ配置し、長手方向を図面上左右に向けた横姿勢のものを左右の側部に２つずつ合計４つ配置する構成とした。
【００８５】
各薄板バネ２８１は、加圧板３０８の外板３８１と内板３８２とによってベース部２３を挟持し、外板３８１、ベース部２３及び内板３８２とを重ねた積層構造を、二箇所の接合部３８５においてバーリングかしめ加工することによって接合した。
また、下側の加圧板３０８には、一対の加圧板３０８の間隔が縮まりすぎることを防止するためのストッパとしてのブロック体３５を４個接合した。
【００８６】
この場合には、薄板バネ２８１を実施例１の場合よりも少なくしたことにより、必要な加圧力が実施例１よりも小さい場合に適している。また、加圧板３０８と薄板バネ２８１との固定をバーリングかしめ加工としたことにより、製造が容易となった。
その他は、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【００８７】
（実施例９）
本例は、図３３に示すごとく、複数の電池セル８１を積層してなる電池モジュール７０２に、本発明の実施例としての加圧スペーサ１０７を適用した例である。
本例の電池モジュール７０２は、同図に示すごとく、複数の電池セル８１を一対の拘束部材７２１、７２２の間に挟持して拘束する積層構造体を有する。そして、被加圧部材である電池セル８１と共に拘束部材７２１、７２２の間に、被加圧部材への加圧力を発生させるための加圧スペーサ１０７を介在させてある。
【００８８】
同図に示すごとく、より具体的には、一対の拘束部材７２１、７２２の間には、電池セル８１と、冷却用スペーサ７２５とを交互に積層し、その積層方向の一端に、加圧スペーサ１０７を配置した。そして、一対の拘束部材７２１、７２２は、これらを挟持する２組のチャンネル材７２６、７２７の間をボルト７２８とナット７２９とによって締結して積層方向の加圧力を確保している。
【００８９】
上記加圧スペーサ１０７としては、例えば実施例１、３、６、８の加圧スペーサ１、１０２、１０５、１０６を適用可能である。また、これらと違う構成であっても、本発明の非線形バネ構造体を含む加圧スペーサであれば適用可能である。そして、加圧スペーサ１０７は、前述した図２７に示すＱの範囲内に相当する領域まで圧縮した状態でセットされる。
【００９０】
本例の電池モジュール７０２は、加圧スペーサ１０７として、上述したような非線形特性を有するバネよりなるバネ部を有する非線形バネ構造体を用いている。そのため、電池セル８１が膨張収縮等の変位を繰り返しても、加圧スペーサ１０７から電池セル８１に対して変動が少ない安定した加圧力を付与し続けることができる。それ故、電池セル８１の特性を十分に発揮させることができる電池モジュール７０２を構成することができる。
【００９１】
（実施例１０）
本例も、図３４に示すごとく、複数の電池セル８２を積層してなる電池モジュール７０３に、本発明の実施例としての加圧スペーサ１０８を適用した例である。
本例の電池モジュール７０３は、同図に示すごとく、複数の電池セル８２を一対の拘束部材７３１、７３２の間に挟持して拘束する積層構造体を有する。そして、被加圧部材である電池セル８２と共に拘束部材７３１、７３２の間に、被加圧部材への加圧力を発生させるための加圧スペーサ１０８を介在させてある。
【００９２】
同図に示すごとく、より具体的には、一対の拘束部材７３１、７３２の間には、複数の電池セル８２を直接積層した積層体が配置され、その積層体の積層方向一端に、加圧スペーサ１０８を配置した。そして、一対の拘束部材７３１、７３２は、これらに設けけ係合孔７３５、７３６に図示しないボルト及びナットを挿入して締結する。
【００９３】
上記加圧スペーサ１０８としては、実施例９と同様に、例えば実施例１、３、６、８の加圧スペーサ１、１０２、１０５、１０６を適用可能である。また、これらと違う構成であっても、本発明の非線形バネ構造体を含む加圧スペーサであれば適用可能である。そして、加圧スペーサ１０８も、前述した図２７に示すＱの範囲内に相当する領域まで圧縮した状態でセットされる。
【００９４】
本例においても、加圧スペーサ１０８として、上述したような非線形特性を有するバネよりなるバネ部を有する非線形バネ構造体を用いているので、電池セル８２が膨張収縮等の変位を繰り返しても、加圧スペーサ１０７から電池セル８２に対して変動が少ない安定した加圧力を付与し続けることができる。

Claims

一対の加圧板と、該加圧板の間に配設されたバネ部とを有し、
該バネ部は、１又は複数のバネを有しており、
該バネは、伸縮方向に沿って切断した断面形状が、伸縮方向と直交する方向に突出する略円弧状の中央曲面部と、該中央曲面部の両端の延長部において該中央曲面部と逆方向に突出する略円弧状の一対の端部曲面部と、該端部曲面部の端部を伸縮方向と直交する方向に略平行に上記中央曲面部の突出方向に延長させたベース部とを有してなり、該ベース部を上記加圧板にそれぞれ固定することによって当該一対の加圧板間に配置されており、
上記バネは、加圧されていない自然長状態において、上記中央曲面部と上記端部曲面部との間に直線状のストレート部を有していると共に、加圧されていない自然長状態において、上記中央曲面部を挟む一対の上記ストレート部がなす角度が鈍角であり、
上記一対の加圧板間を圧縮し、たわみ量の増加に対する荷重の増加割合が小さくなる非線形特性領域に達するまで上記バネを縮めた状態で使用するよう構成されていることを特徴とする非線形バネ構造体。
請求項１において、上記バネは、加圧されていない自然長状態において、伸縮方向と直交する方向における上記中央曲面部と上記一対の端部曲面部との間の距離が、一対の上記ベース部の間隔よりも小さいことを特徴とする非線形ネ構造体。
請求項１又は２において、上記バネは、チタン又はチタン合金よりなることを特徴とする非線形バネ構造体。
請求項１、２、５のいずれか１項において、上記バネ部は、上記断面形状の上記中央突出部の突出方向の向きが互いに反対方向に向くよう２つの上記バネを配列してなる単位構造部を少なくとも１組備えていることを特徴とする非線形バネ構造体。
請求項１、２、５、６のいずれか１項において、上記バネ部を構成する上記複数のバネは、上記断面形状の上記中央突出部の突出方向の向きがすべて同一ではなく、少なくとも一部が他のものと異なる方向に向いて配列されていることを特徴とする非線形バネ構造体。
請求項１、２、５〜７のいずれか１項において、上記バネ部は、上記断面形状の配置の向きが同一となるように複数の上記バネを規則性を持って配列したバネ群を少なくとも１組有することを特徴とする非線形バネ構造体。
請求項１、２、５〜８のいずれか１項において、上記バネは薄板バネよりなることを特徴とする非線形バネ構造体。
請求項１、２、５〜８のいずれか１項において、上記バネは細丸棒バネよりなることを特徴とする非線形バネ構造体。
１又は複数の被加圧部材を一対の拘束部材の間に挟持して拘束する積層構造体において上記被加圧部材と共に上記拘束部材の間に介在させ、上記被加圧部材への加圧力を発生させるための加圧スペーサであって、
該加圧スペーサは、請求項１、２、５〜１０のいずれか１項に記載の非線形バネ構造体を備えていることを特徴とする加圧スペーサ。
請求項１１において、上記被加圧部材は、電気の蓄積及び放出が可能な電池セルであることを特徴とする加圧スペーサ。