WO2022004076A1 - 緩衝シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

緩衝シート（３０）は、所定の基準方向（Ｙ）に延在し、幅広面（３１ａ）の少なくとも一部が第一部材（Ａ）に接触した状態で且つ幅広面（３１ａ）に背向する幅狭面（３１ｂ）が第二部材（Ｂ）に接触した状態で配置される複数の主支持部（３１）と、隣接する主支持部（３１）を連結し、第一部材（Ａ）に接触した状態で且つ第二部材（Ｂ）から距離を有した状態で配置される帯状の連結部（３２）とを備える。主支持部（３１）の幅広面（３１ａ）における幅方向の中央部には、基準方向（Ｙ）に延在し、第一部材（Ａ）の側に開口する主凹部（３１ｃ）が形成される。主支持部（３１）と連結部（３２）との境界部分には、基準方向（Ｙ）に延在し、第一部材（Ａ）および第二部材（Ｂ）の少なくとも一方の側に開口し、主凹部（３１ｃ）よりも開口幅が小さい副凹部（３３，３４）が形成される。

Description

緩衝シートおよびその製造方法

　本発明は、緩衝シートおよびその製造方法に関する。

　例えば、特許文献１－３には、複数の電池セルを積層した電池モジュールにおいて、電池セルの間に電池セルの変形を吸収する緩衝シートを配置することが記載されている。特許文献３に記載の緩衝シート（スペーサと称する）は、電池セルに接触する凸状部を備えており、凸状部の裏面側には凹部（スペース部、空間部と称する）が形成されている。凸状部が裏面側に凹部を有することにより、電池セルが膨張変形した場合に、凸状部が厚み方向に弾性変形可能となる。

特開２０１２－５９３８０号公報 特開２０１８－８１７９０号公報 特開２０１９－１２８９９１号公報

　電池セルの膨張変形に伴って、緩衝シートを挟む２つの電池セルの離間距離が短くなる場合には、緩衝シートの凸状部の圧縮変形量が大きくなる。凸状部の圧縮変形に伴って、凸状部の裏面側の凹部の体積が小さくなる。このように、凹部の体積分の弾性変形を吸収することができる。しかし、凹部が充填された状態になると、凸状部による支持力は急激に大きくなる。

　そこで、緩衝シートの厚み方向の変形量をさらに大きくするためには、凸状部の裏面側の凹部を大きくすることにより達成できる。しかし、凸状部の剛性（凸状部による支持力）を確保するためには、凹部を大きくすることは容易ではない。

　本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、緩衝シートによる支持力を十分に有しつつ、緩衝シートの厚み方向の変形量を大きくすることができる緩衝シートおよびその製造方法を提供しようとするものである。

　本発明の一態様は、
　弾性材料により形成され、対向する第一部材と第二部材との間に挟まれる緩衝シートであって、
　前記緩衝シートの面方向における所定の基準方向に延在し、前記基準方向に直交する断面において背向する幅広面および幅狭面を有する先細形状に形成され、前記幅広面の少なくとも一部が前記第一部材に接触した状態で且つ前記幅狭面が前記第二部材に接触した状態で配置される複数の主支持部と、
　隣接する前記主支持部において前記先細形状の傾斜側面における前記幅広面側同士を連結し、前記第一部材に接触した状態で且つ前記第二部材から距離を有した状態で配置される帯状の連結部と、
　を備え、
　前記主支持部の前記幅広面における前記先細形状の幅方向の中央部には、前記基準方向に延在し、前記第一部材の側に開口する主凹部が形成され、
　前記主支持部と前記連結部との境界部分には、前記基準方向に延在し、前記第一部材および前記第二部材の少なくとも一方の側に開口し、前記主凹部よりも開口幅が小さい副凹部が形成される、緩衝シートにある。

　本発明の他の態様は、
　上記の緩衝シートの製造方法であって、
　樹脂またはエラストマーを母材とする弾性材料を用いて、押出機により押出方向を前記基準方向に一致させて、押出方向に直交する断面形状をＣ字状またはＵ字状に押出成形し、
　前記主凹部および前記副凹部を起点として、押出成形された前記Ｃ字状または前記Ｕ字状のスリットが両端となるように広げる、緩衝シートの製造方法にある。

　上記の緩衝シートによれば、主支持部の幅広面側に、主凹部が形成されている。従って、第一部材と第二部材との離間距離が短くなった場合には、主凹部の体積を小さくするように、主支持部が高さ方向に変形する。このように、主凹部が、主支持部の変形を吸収する領域として機能する。

　また、副凹部が、主支持部と連結部との境界部分に形成されている。従って、第一部材と第二部材との離間距離が短くなった場合には、主凹部に加えて副凹部が、主支持部の変形を吸収する領域として機能する。

　さらに、主支持部の幅広面側に主凹部が形成されていることによって、第一部材と第二部材との離間距離が短くなった場合に、主支持部は、幅広面の幅が拡大するように変形しようとする。その結果、連結部は、隣接する主支持部から連結部の帯幅方向に圧縮荷重を受けることになる。このとき、連結部は、副凹部を起点として帯幅方向に座屈しやすくなる。つまり、連結部は、主支持部の幅広面の拡大に伴って、副凹部を起点として第二部材側に凸状に湾曲変形する状態となる。連結部の湾曲変形によって、主支持部は、面方向にさらに変形可能となり、主支持部の高さ方向の変形量を大きくすることができる。

　このように、主凹部および副凹部が形成されることによって、主凹部、副凹部、主支持部の傾斜側面の隣接空間が、主支持部の変形を吸収する領域として機能する。その結果、主支持部の高さ方向の変形量を大きくすることができる。また、主凹部のみが主支持部の変形を吸収する領域として機能する構造ではないため、主支持部の幅方向両側の傾斜脚部の剛性を確保することができ、結果として主支持部による支持力を十分に確保することができる。

　仮に、押出機により平板状の緩衝シートを押出成形する場合には、押出機の金型の最大幅は、緩衝シートの幅以上とする必要がある。従って、緩衝シートの幅が大きくなると、押出機の金型が大型化する。しかし、上記のように、緩衝シートの製造方法によれば、押出機により押出方向に直交する断面形状をＣ字状またはＵ字状に押出成形し、その後にＣ字状またはＵ字状のスリットが両端となるように広げることにより、緩衝シートを製造している。従って、押出機の金型は、緩衝シートの幅に比べて小さくすることが可能となる。

　また、押出成形されたＣ字状またはＵ字状の断面形状を有する予備成形品を広げる際に、主凹部および副凹部を起点としている。従って、押出機によりＣ字状またはＵ字状に押出成形した後に広げたとしても、緩衝シートを所望の形状とすることができる。

緩衝シートを適用した電池モジュールを示す図であって、電池セルが膨張していない状態を示す。 図１に示す電池モジュールにおいて、電池セルが満充電に伴う最大膨張状態を示す。 第一例の緩衝シートの斜視図である。 第一例の緩衝シートの拡大正面図であって、基準状態（非変形時の状態）を示す。 第一例の緩衝シートの拡大正面図であって、変形時の状態を示す。 第二例の緩衝シートの拡大正面図であって、基準状態（非変形時の状態）を示す。 第二例の緩衝シートの拡大正面図であって、変形時の状態を示す。 第三例の緩衝シートの拡大正面図であって、基準状態（非変形時の状態）を示す。 第四例の緩衝シートの拡大正面図であって、基準状態（非変形時の状態）を示す。 第五例の緩衝シートの拡大正面図であって、基準状態（非変形時の状態）を示す。 第六例の緩衝シートの斜視図である。 第七例の緩衝シートの斜視図である。 緩衝シートの製造方法を示すフローチャートである。 押出成形後の緩衝シートを示す斜視図である。 押出成形後の緩衝シートの拡大正面図である。

　（１．緩衝シートの適用対象）
　緩衝シートは、対向する第一部材と第二部材との間に挟まれており、第一部材と第二部材とが接近した場合に第一部材および第二部材にかかる荷重を緩和する機能を有する。特に、緩衝シートは、第一部材と第二部材とに接触した状態を基準状態とし、当該基準状態から第一部材と第二部材とが接近した場合に緩衝機能を発揮する。第一部材および第二部材は、受ける荷重を緩和する対象であれば良く、任意の部材とすることができる。例えば、第一部材および第二部材は、金属や樹脂等により形成された筐体とすることができる。

　（２．緩衝シートの適用対象の例）
　緩衝シートの適用対象の例として、電池モジュール１をあげる。電池モジュール１について、図１および図２を参照して説明する。電池モジュール１は、自動車や家庭用におけるリチウムイオン二次電池等の蓄電池、燃料電池システムのセルスタックを例にあげることができる。

　電池モジュール１は、複数の電池セル１１を積層された積層体１２と、拘束部材１３と、第一緩衝シート１４と、第二緩衝シート１５とを備える。ただし、電池モジュール１は、第一緩衝シート１４と第二緩衝シート１５の両者を備える構成を例にあげるが、第一緩衝シート１４と第二緩衝シート１５のいずれか一方のみを備える構成としても良い。

　積層体１２を構成する各電池セル１１は、例えば、直方体形状の扁平状に形成されている。積層体１２は、扁平状の電池セル１１を、扁平面方向に直交する方向（扁平法線方向）に積層されている。

　電池セル１１は、直方体形状の扁平箱形状に形成された筐体１１ａと、筐体１１ａの内部に巻回された電極体１１ｂとを備える。筐体１１ａは、例えばアルミニウム等の金属、または、硬質樹脂等により形成されている。以下において、筐体１１ａにおいて、扁平面方向に直交する面を対象面１１ａ１と称する。電極体１１ｂは、正極電極と、負極電極と、正極電極と負極電極との間に挟まれたセパレータとを備え、扁平状に巻回されている。

　図２に示すように、電極体１１ｂは、充電に伴って発熱することによって、主として扁平法線方向に膨張する。電極体１１ｂは、放電に伴って膨張量が減少する。従って、電極体１１ｂを収容する電池セル１１の筐体１１ａは、充電時には、扁平法線方向に膨張する。特に、筐体１１ａが直方体形状の扁平箱形状に形成されているため、対象面１１ａ１が湾曲凸状に膨張変形しやすい。電池セル１１の満充電時には、筐体１１ａの対象面１１ａ１の膨張量が最大となる。電池セル１１の放電時には、電極体１１ｂの膨張量が減少すること伴って、筐体１１ａの対象面１１ａ１は、理想的には、平面状に復帰する。ただし、電極体１１ｂの劣化によって、徐々に元の形状にまで戻らなくなり、電池性能が低下していく。

　拘束部材１３は、積層体１２を、積層体１２の積層方向の両端から拘束する。つまり、拘束部材１３は、各電池セル１１が充電によって膨張した場合に各電池セル１１に対して反力を付与することにより、電池セル１１を基準状態（膨張していない状態）に戻すように作用する。

　拘束部材１３は、例えば、第一拘束部材１３ａ、第二拘束部材１３ｂ、および、連結部材１３ｃを備える。第一拘束部材１３ａは、Ｌ字状に形成されており、積層体１２を載置する台座部分と、積層体１２の積層方向の第一端（図１の右側）を支持する部分（端部拘束部分）とに配置される。詳細には、第一拘束部材１３ａの端部拘束部分は、積層体１２の積層方向の第一端に位置する電池セル１１の対象面１１ａ１に対向するように配置される。さらに、第一拘束部材１３ａの端部拘束部分において、電池セル１１に対向する面は、平面状に形成されている。

　第二拘束部材１３ｂは、平板状に形成されており、積層体１２の積層方向において第一端の反対である第二端側（図１の左側）に配置される。詳細には、第二拘束部材１３ｂは、積層体１２の積層方向の第二端に位置する電池セル１１の対象面１１ａ１に対向するように配置される。さらに、第二拘束部材１３ｂにおいて、電池セル１１に対向する面は、平面状に形成されている。

　従って、積層体１２は、第一拘束部材１３ａの端部拘束部分と第二拘束部材１３ｂとによって、積層方向に挟まれる状態となる。連結部材１３ｃは、第一拘束部材１３ａの端部拘束部分と第二拘束部材１３ｂとを連結する。拘束部材１３を構成する各部材１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、十分な拘束力を発揮するために、金属が好適に用いられるが、硬質樹脂を適用することも可能である。

　第一緩衝シート１４は、積層体１２の積層方向の第二端に位置する電池セル１１の対象面１１ａ１と、第二拘束部材１３ｂとの間に挟まれている。つまり、第一緩衝シート１４は、第一部材および第二部材のうちの一方の部材としての電池セル１１と、第一部材および第二部材のうちの他方の部材としての第二拘束部材１３ｂとの間に挟まれている。

　第一緩衝シート１４は、弾性材料により形成されることにより、電池セル１１の膨張量の増減に伴う変形を吸収する。そして、第一緩衝シート１４は、図１に示すように、電池セル１１が膨張していない基準状態において、電池セル１１の対象面１１ａ１と第二拘束部材１３ｂとに接触することにより電池セル１１を弾性支持する。さらに、第一緩衝シート１４は、図２に示すように、電池セル１１の充電に伴う膨張時において、電池セル１１を弾性支持すると共に、電池セル１１の放電に伴う膨張量減少時に電池セル１１に対して押圧力を付与する。

　第二緩衝シート１５は、積層方向に隣接する電池セル１１，１１の対象面１１ａ１，１１ａ１の間に挟まれている。つまり、第二緩衝シート１５は、第一部材としての隣接する一方の電池セル１１と第二部材としての隣接する他方の電池セル１１との間に挟まれている。

　第二緩衝シート１５は、第一緩衝シート１４と同様に、弾性材料により形成されており、電池セル１１の膨張量の増減に伴う変形を吸収する。そして、第二緩衝シート１５は、図１に示すように、電池セル１１が膨張していない基準状態において、対向する電池セル１１，１１の対象面１１ａ１，１１ａ１に接触することにより電池セル１１を弾性支持する。さらに、第二緩衝シート１５は、図２に示すように、電池セル１１の充電に伴う膨張時において、電池セル１１を弾性支持すると共に、電池セル１１の放電に伴う膨張量減少時に電池セル１１に対して押圧力を付与する。

　そして、積層体１２を構成する電池セル１１の数が多いほど、電池セル１１の膨張量の増減に伴う積層体１２の全長の変化は大きくなる。従って、積層体１２の全長の変化を確実に吸収するために、第一緩衝シート１４および第二緩衝シート１５が上記機能を好適に発揮する。

　本例においては、第一緩衝シート１４と第二緩衝シート１５とは、同一構成を有する。ただし、第一緩衝シート１４と第二緩衝シート１５とは、異なる構成を有するようにしても良い。

　第一緩衝シート１４および第二緩衝シート１５は、対向する第一部材および第二部材に常時接触して弾性支持する複数の主支持部２１と、隣接する主支持部を連結する連結部２２とを備える。図１および図２に示すように、電池セル１１の膨張に伴って、主支持部２１は、主として圧縮変形する。そして、連結部２２は、主支持部２１の圧縮変形に伴って湾曲変形する。

　（３．緩衝シートの例）
　緩衝シート１４，１５の具体例について説明する。以下には、第一例乃至第七例の緩衝シート３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０について説明する。

　（３－１．第一例の緩衝シート３０）
　（３－１－１．緩衝シート３０の構成）
　第一例の緩衝シート３０の構成について図３および図４を参照して説明する。図３に示すように、緩衝シート３０は、Ｘ－Ｙ平面に平行な面方向に延在する形状（面状）に形成されている。緩衝シート３０は、弾性材料により形成されている。例えば、緩衝シート３０は、樹脂またはエラストマーを母材する弾性材料により形成されている。緩衝シート３０には、例えば、ＥＰＤＭ等の低温環境下に優れたエラストマーが好適に用いられる。

　緩衝シート３０は、全てを同種の弾性材料により形成しても良いし、複数種の弾性材料により形成しても良い。後者の場合には、例えば、緩衝シート３０の面状の厚み方向（Ｚ方向）において、表面層、裏面層、中間層が、それぞれ異なる弾性材料を適用しても良いし、表面層と裏面層とが同種材料で、中間層が他と異なる材料としても良い。

　緩衝シート３０は、複数の主支持部３１（図１および図２の主支持部２１に相当）と、複数の連結部３２（図１および図２の連結部２２に相当）とを備える。

　主支持部３１は、緩衝シート３０のＸ－Ｙ平面の面方向における所定の基準方向（Ｙ方向）に延在する。つまり、それぞれの主支持部３１は、Ｙ方向に延在する長尺体により形成される。特に、本例では、図３に示すように、それぞれの主支持部３１は、緩衝シート３０の基準方向（Ｙ方向）の全長に亘って延在する１本の長尺体により形成される。さらに、複数の主支持部３１は、Ｘ方向に等間隔に離間して並列されている。

　主支持部３１は、図４に示すように、基準方向（Ｙ方向）に直交する断面（Ｘ－Ｚ平面に平行な断面）において、先細形状に形成されている。先細形状には、台形、先端が湾曲凸状の山形等が含まれる。本例では、主支持部３１は、等脚台形に形成されているが、不等脚台形でも良い。

　主支持部３１は、背向する幅広面３１ａおよび幅狭面３１ｂを有する先細形状に形成されている。先細形状の基端面が、幅広面３１ａとなり、先端面が幅狭面３１ｂとなる。本例では、幅広面３１ａおよび幅狭面３１ｂは、Ｘ－Ｙ平面に平行な面である。つまり、幅広面３１ａおよび幅狭面３１ｂは、緩衝シート３０の面方向に平行な面である。

　なお、幅狭面３１ｂは、基準方向（Ｙ方向）に直交する断面（Ｘ－Ｚ平面に平行な断面）が、Ｚ方向に凸となる湾曲面であっても良い。本構成も、幅広面３１ａおよび幅狭面３１ｂは、緩衝シート３０の面方向に平行な面である構成に含まれる。

　さらに、主支持部３１の幅広面３１ａにおける幅方向（Ｘ方向）の中央部には、基準方向（Ｙ方向）に延在する主凹部３１ｃが形成されている。主凹部３１ｃは、主支持部３１の全長に亘って形成されている。主凹部３１ｃの幅は、開口部が最も大きく、底部ほど小さくなる。つまり、主凹部３１ｃは、深さ方向に徐々に幅が狭くなっている。

　図４に示すように、主支持部３１の幅広面３１ａの少なくとも一部が、第一部材Ａ（図１において電池セル１１または第二拘束部材１３ｂ）に接触している。本例では、幅広面３１ａには、主凹部３１ｃが形成されている。そして、主凹部３１ｃは、第一部材Ａ側に開口する。従って、主支持部３１の幅広面３１ａのうち、主凹部３１ｃが開口する部分を除く部分が、第一部材Ａに接触する。

　また、主支持部３１の幅狭面３１ｂが第二部材Ｂに接触している。ここで、幅狭面３１ｂには、凹部は形成されていない。従って、幅狭面３１ｂの幅方向全面が、第二部材Ｂに接触する。

　このように、第一部材Ａおよび第二部材Ｂが基準状態（最も離れた状態）である場合において、主支持部３１は、幅広面３１ａが第一部材Ａに接触した状態で且つ幅狭面３１ｂが第二部材Ｂに接触した状態で配置されている。図１に示すように、緩衝シート３０の適用対象が電池モジュール１である場合には、電池セル１１が膨張していない基準状態において、幅広面３１ａが電池セル１１と第二拘束部材１３ｂとの一方の部材に接触し、幅狭面３１ｂが他方の部材に接触する。

　連結部３２は、帯状に形成されており、隣接する主支持部３１，３１を連結する。連結部３２の帯幅方向の両端が、隣接する主支持部３１，３１に接続される。連結部３２は、Ｘ－Ｙ平面に平行な扁平状に形成されている。つまり、連結部３２は、非変形状態において、扁平な両面共に平面状に形成されている。連結部３２の帯幅は、例えば、主支持部３１の幅広面３１ａの幅と同程度に形成されている。

　連結部３２の厚み（Ｚ方向厚み）は、主支持部３１の高さ（Ｚ方向高さ）に比べて十分に小さい。そして、連結部３２は、隣接する主支持部３１，３１において、先細形状の傾斜側面（例えば、台形脚面）における幅広面３１ａ側同士を連結する。より詳細には、連結部３２の一方面（第一部材Ａ側の面）は、主支持部３１の幅広面３１ａと同一面上に位置する。一方、連結部３２の他方面（第二部材Ｂ側の面）は、主支持部３１の幅狭面３１ｂよりも第一部材Ａ側に位置する。つまり、主支持部３１と連結部３２とは、主支持部３１が連結部３２から第二部材Ｂ側に突出しているような位置関係となる。

　つまり、第一部材Ａおよび第二部材が基準状態（最も離れた状態）である場合において、連結部３２は、一方面が第一部材Ａに接触した状態で且つ他方面が第二部材Ｂから距離を有した状態で配置されている。

　ここで、連結部３２は、変形を許容する形状に形成されている。連結部３２は、帯幅方向の両端の距離が短くなるように変形することができる。例えば、連結部３２は、帯幅方向に座屈して湾曲変形する。

　主支持部３１と連結部３２との境界部分には、副凹部３３，３４が形成されている。本例では、副凹部３３，３４は、連結部３２の第二部材Ｂ側の面と主支持部３１の傾斜側面との境界部分に形成されている。つまり、副凹部３３，３４は、第二部材Ｂ側に開口する。副凹部３３，３４は、基準方向（Ｙ方向）に延在する。本例では、副凹部３３，３４は、主支持部３１の全長に亘って形成されている。また、副凹部３３，３４の開口幅は、主凹部３１ｃの開口幅よりも小さい。さらに、副凹部３３，３４の開口からの深さは、主凹部３１ｃの開口からの深さよりも浅い。

　（３－１－２．緩衝シート３０の作用）
　次に、第一例の緩衝シート３０の作用について図４および図５を参照して説明する。第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離が短くなった場合には、緩衝シート３０は、図５に示すように変形する。ここで、図５には、第一部材Ａと第二部材Ｂとは、平行を保ったまま離間距離が短くなる場合を図示する。ただし、第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離は、当該場合に限られるものではない。

　第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離が短くなった場合には、主支持部３１が、圧縮変形する。特に、主支持部３１は、第一部材Ａ側に開口する主凹部３１ｃを有するため、主支持部３１の幅方向両側の傾斜脚部が、圧縮変形する。つまり、主凹部３１ｃの体積を小さくするように、主支持部３１が高さ方向（Ｚ方向）に変形する。このように、主凹部３１ｃが、主支持部３１の変形を吸収する領域として機能する。

　また、副凹部３３，３４が、主支持部３１と連結部３２との境界部分に形成されている。従って、第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離が短くなった場合には、主凹部３１ｃに加えて副凹部３３，３４が、主支持部３１の変形を吸収する領域として機能する。

　また、主支持部３１は、断面が先細形状（例えば、台形）で、且つ、幅広面３１ａ側に主凹部３１ｃが形成されている。さらに、連結部３２は、帯幅方向に座屈することが許容されている。そのため、第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離が短くなった場合に、主支持部３１は、幅広面３１ａの幅（Ｘ方向幅）が幅方向に拡大するように変形する。つまり、主支持部３１は、Ｘ－Ｚ平面に平行な断面において、高さが低くなり、且つ、幅広面３１ａの幅が拡大するように変形する。従って、主支持部３１の傾斜側面（例えば、台形脚面）の隣接空間が、主支持部３１の変形を吸収する領域として機能する。

　以上のように、主凹部３１ｃ、副凹部３３，３４、および、主支持部３１の傾斜側面（例えば、台形脚面）の隣接空間が、主支持部３１の変形を吸収する領域として機能する。その結果、主支持部３１の高さ方向の変形量を大きくすることができる。つまり、第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離を短くすることが可能となる。ここで、主凹部３１ｃのみが主支持部３１の変形を吸収する領域として機能する場合に比べて、主凹部３１ｃを大きくしすぎる状態とはならない。つまり、主凹部３１ｃのみが主支持部３１の変形を吸収する領域として機能する構造ではないため、主支持部３１の幅方向両側の傾斜脚部の剛性を確保することができ、結果として主支持部３１による支持力を十分に確保することができる。

　上述したように、主支持部３１の幅広面３１ａ側に主凹部３１ｃが形成されることによって、第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離が短くなった場合に、主支持部３１は、幅広面３１ａの幅が拡大するように変形しようとする。その結果、連結部３２は、隣接する主支持部３１から連結部３２の帯幅方向（Ｘ方向）に圧縮荷重を受けることになる。

　このとき、連結部３２は、副凹部３３，３４を起点として帯幅方向に座屈しやすくなる。つまり、連結部３２は、図５に示すように、主支持部の３１の幅広面３１ａの拡大に伴って、副凹部３３，３４を起点として第二部材Ｂ側に凸状に湾曲変形する状態となる。より詳細には、連結部３２は、副凹部３３，３４の開口幅が変化する変形を起点として、第二部材Ｂ側に凸状に湾曲変形する。

　さらに詳細には、連結部３２は、主支持部３１の変形に伴って、副凹部３３，３４を起点として帯幅方向（Ｘ方向）の断面が第二部材Ｂ側に凸状に湾曲変形する。つまり、副凹部３３，３４は、連結部３２が座屈する側に形成されているため、副凹部３３，３４が連結部３２の変形の起点として効果的に発揮する。そして、連結部３２の湾曲変形によって、主支持部３１は、面方向（Ｘ方向）にさらに変形可能となり、主支持部３１の高さ方向の変形量を大きくすることができる。

　連結部３２の第一部材Ａ側の面は、湾曲凹状に変形し、第一部材Ａとにより空間が形成される。一方、連結部３２の第二部材Ｂ側の面は、湾曲凸状に変形し、第二部材Ｂに接近する。連結部３２が凸状に湾曲変形した状態において、連結部３２の第二部材Ｂ側の面を、第二部材Ｂに接触させるようにしても良いし、第二部材Ｂに接触させないようにしても良い。連結部３２を第二部材Ｂに接触させる場合には、連結部３２が第二部材Ｂを押圧する。つまり、連結部３２が支持力を発揮することになる。このように、連結部３２による支持力を利用することで、緩衝シート３０の支持力特性を自由に設計することができる。

　ここで、例えば、図１に示す電池モジュール１において、緩衝シート３０は、電池セル１１の満充電時の最大膨張量に基づいて設計することができる。電池セル１１の満充電時に、連結部３２の第二部材Ｂ側の面が第二部材Ｂに接触するようにしても良いし、第二部材Ｂに接触しないようにしても良い。また、電池セル１１の満充電時には、Ｘ－Ｚ方向に平行な断面において、主凹部３１ｃの面積よりも、湾曲変形した連結部３２と第一部材Ａとにより形成される空間面積の方が大きくなるように設計しても良い。

　（３－２．第二例の緩衝シート４０）
　第二例の緩衝シート４０について図６および図７を参照して説明する。第二例の緩衝シート４０において、第一例の緩衝シート３０と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

　図６に示すように、緩衝シート４０は、複数の主支持部３１と、複数の連結部４２とを備える。主支持部３１は、第一例の主支持部３１と同一構成を有する。連結部４２は、連結部本体４２ａと小突起４２ｂとを備える。連結部本体４２ａは、第一例の連結部３２と同一構成を有する。小突起４２ｂは、連結部本体４２ａのうち第二部材Ｂ側の面に形成されており、主支持部３１の突出高さより小さな突出高さを有する。小突起４２ｂは、連結部本体４２ａの帯幅方向の中央部に形成されている。

　第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離が短くなった場合には、図７に示すように、主支持部３１が変形する。主支持部３１の変形に伴って、連結部本体４２ａが湾曲変形する。このとき、連結部本体４２ａの第二部材Ｂ側の面が凸状となるように湾曲変形する。連結部本体４２ａの変形量が大きくなると、小突起４２ｂが、第二部材Ｂに接触し、圧縮変形する。つまり、小突起４２ｂが圧縮変形することによって、緩衝シート４０の支持力特性を自由に設計することができる。

　（３－３．第三例の緩衝シート５０）
　第三例の緩衝シート５０について図８を参照して説明する。第三例の緩衝シート５０において、第一例の緩衝シート３０と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。図８に示すように、緩衝シート５０は、複数の主支持部３１と、複数の連結部３２とを備える。主支持部３１および連結部３２は、第一例の主支持部３１および連結部３２と同一構成を有する。

　緩衝シート５０において、主支持部３１と連結部３２との境界部分には、副凹部５３，５４が形成されている。本例では、副凹部５３，５４は、連結部３２の第一部材Ａ側の面と主支持部３１の幅広面３１ａとの境界部分に形成されている。つまり、副凹部５３，５４は、第一部材Ａ側に開口する。副凹部５３，５４は、基準方向（Ｙ方向）に延在する。本例では、副凹部５３，５４は、主支持部３１の全長に亘って形成されている。また、副凹部５３，５４の開口幅は、主凹部３１ｃの開口幅よりも小さい。さらに、副凹部５３，５４の開口からの深さは、主凹部３１ｃの開口からの深さよりも浅い。

　第一部材Ａと第二部材Ｂとの離間距離が短くなった場合に、主支持部３１は、幅広面３１ａの幅が拡大するように変形しようとする。その結果、連結部３２は、隣接する主支持部３１から連結部３２の帯幅方向（Ｘ方向）に圧縮荷重を受けることになる。

　このとき、連結部３２は、副凹部５３，５４を起点として帯幅方向に座屈しやすくなる。つまり、連結部３２は、図８に示すように、主支持部の３１の幅広面３１ａの拡大に伴って、副凹部５３，５４を起点として第二部材Ｂ側に凸状に湾曲変形する状態となる。より詳細には、連結部３２は、副凹部５３，５４の開口幅が変化する変形を起点として、第二部材Ｂ側に凸状に湾曲変形する。

　（３－４．第四例の緩衝シート６０）
　第四例の緩衝シート６０について図９を参照して説明する。第四例の緩衝シート６０において、第一例の緩衝シート３０と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。図９に示すように、緩衝シート６０は、複数の主支持部３１と、複数の連結部３２と、一対の外支持部６５，６５とを備える。主支持部３１および連結部３２は、第一例の主支持部３１および連結部３２と同一構成を有する。

　一対の外支持部６５，６５は、複数の主支持部３１の並列方向の両外側に位置する。外支持部６５は、連結部３２を介して両端の主支持部３１に連結される。さらに、外支持部６５は、基準方向（Ｙ方向）に延在する。つまり、外支持部６５は、主支持部３１と平行な方向に延在する。外支持部６５，６５のそれぞれは、主支持部３１と同様に、緩衝シート６０の基準方向（Ｙ方向）の全長に亘って延在する１本の長尺体により形成される。

　外支持部６５は、基準方向（Ｙ方向）に直交する断面（Ｘ－Ｚ平面に平行な断面）において、主支持部３１と近似した先細形状（例えば、台形）に形成されている。本例では、外支持部６５は、等脚台形に形成されているが、不等脚台形でも良い。

　詳細には、外支持部６５は、背向する幅広面６５ａおよび幅狭面６５ｂを有する先細形状に形成されている。幅広面６５ａの一部は第一部材Ａに接触し、幅狭面６５ｂは第二部材Ｂに接触する。外支持部６５の高さ、すなわち幅広面６５ａと幅狭面６５ｂとの距離は、主支持部３１の高さよりも高く形成されている。つまり、外支持部６５は、主支持部３１の突出高さよりも高い。

　さらに、外支持部６５は、主支持部３１と同様に、凹部６５ｃを備える。外支持部６５の凹部６５ｃは、主支持部３１の主凹部３１ｃと同一形状としても良いし、主凹部３１ｃと異なる形状としても良い。

　例えば、緩衝シート６０の適用対象として図１および図２に示す電池モジュール１とする場合において、電池モジュール１の膨張変形形状に鑑みると、緩衝シート６０のシート幅方向中央部（図９の左右方向中央部）は厚み方向の変形量を大きくし、緩衝シート６０のシート幅方向両端部（図９の左右方向両端部）は厚み方向の変形量を小さくすると良い。

　そこで、膨張変形量の小さい両端には、外支持部６５が位置し、膨張変形量の大きい中央部には、主支持部３１が位置する。従って、緩衝シート６０は、電池モジュール１の膨張変形量に応じて適切な支持力を発揮することができる。

　（３－５．第五例の緩衝シート７０）
　第五例の緩衝シート７０について図１０を参照して説明する。第五例の緩衝シート７０において、第一例の緩衝シート３０と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、緩衝シート７０は、複数の主支持部３１と、複数の連結部３２と、一対の外支持部７５，７５とを備える。主支持部３１および連結部３２は、第一例の主支持部３１および連結部３２と同一構成を有する。

　一対の外支持部７５，７５は、複数の主支持部３１の並列方向の両外側に位置する。外支持部７５は、連結部３２を介して両端の主支持部３１に連結される。さらに、外支持部７５は、基準方向（Ｙ方向）に延在する。つまり、外支持部７５は、主支持部３１と平行な方向に延在する。外支持部７５，７５のそれぞれは、主支持部３１と同様に、緩衝シート７０の基準方向（Ｙ方向）の全長に亘って延在する１本の長尺体により形成される。

　外支持部７５は、基準方向（Ｙ方向）に直交する断面（Ｘ－Ｚ平面に平行な断面）において、主支持部３１と同様の先細形状（例えば、台形）に形成されている。本例では、外支持部７５は、等脚台形に形成されているが、不等脚台形でも良い。

　詳細には、外支持部７５は、背向する幅広面７５ａおよび幅狭面７５ｂを有する先細形状に形成されている。ただし、外支持部７５は、幅広面７５ａにも幅狭面７５ｂにも、凹部を有しない。そして、幅広面７５ａの全面が第一部材Ａに接触し、幅狭面７５ｂの全面が第二部材Ｂに接触する。外支持部７５の高さ、すなわち幅広面７５ａと幅狭面７５ｂとの距離は、主支持部３１の高さと同一である。

　例えば、緩衝シート７０の適用対象として図１および図２に示す電池モジュール１とする場合において、電池モジュール１の膨張変形形状に鑑みると、緩衝シート７０のシート幅方向中央部（図１０の左右方向中央部）は厚み方向の変形量を大きくし、緩衝シート７０のシート幅方向両端部（図１０の左右方向両端部）は厚み方向の変形量を小さくすると良い。

　そこで、膨張変形量の小さい両端には、外支持部７５が位置し、膨張変形量の大きい中央部には、主支持部３１が位置する。外支持部７５は、主支持部３１に比べて、主凹部３１ｃを有しない分、許容変形量が小さい。従って、緩衝シート７０は、電池モジュール１の膨張変形量に応じて適切な支持力を発揮することができる。

　（３－６．第六例の緩衝シート８０）
　第六例の緩衝シート８０について図１１を参照して説明する。第六例の緩衝シート８０において、第一例の緩衝シート３０と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、緩衝シート８０は、複数の主支持部８１と、複数の連結部３２とを備える。

　第一例の緩衝シート３０においては、それぞれの主支持部３１は、緩衝シート３０の基準方向（Ｙ方向）の全長に亘って延在する１本の長尺体により形成されるものとした。一方、第六例の緩衝シート８０においては、それぞれの主支持部８１は、基準方向（Ｙ方向）において所定の間隔をおいて複数の長尺体８１ａ，８１ｂ，８１ｃにより形成されている。

　主支持部８１は、基準方向（Ｙ方向）に直交する断面（Ｘ－Ｚ平面に平行な断面）において、第一例の主支持部３１と同様の先細形状（例えば、台形）に形成されている。つまり、主支持部８１は、幅広面３１ａおよび幅狭面３１ｂを有し、主凹部３１ｃが形成されている。

　また、主凹部３１ｃおよび副凹部３３，３４は、緩衝シート８０の全長に亘って形成されている。つまり、主凹部３１ｃおよび副凹部３３，３４は、主支持部８１を構成する長尺体の存在しない部位にも形成されている。ただし、主凹部３１ｃおよび副凹部３３，３４は、主支持部８１を構成する長尺体の存在する部位のみに形成しても良い。

　（３－７．第七例の緩衝シート９０）
　第七例の緩衝シート９０について図１２を参照して説明する。第七例の緩衝シート９０において、第一例の緩衝シート３０と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、緩衝シート９０は、複数の主支持部３１と、複数の連結部３２と、外枠部９５とを備える。主支持部３１および連結部３２は、第一例の主支持部３１および連結部３２と同一構成を有する。

　外枠部９５は、緩衝シート９０の外周縁全周に形成され、弾性材料により充填されて形成されている。外枠部９５の延在方向に直交する断面形状は、例えば、長方形、台形、山形等の任意の形状とすることができる。外枠部９５は、第五例の緩衝シート７０における外支持部７５と同様の機能を発揮する。

　（４．緩衝シートの製造方法）
　（４－１．緩衝シートの製造方法の例）
　緩衝シートの製造方法の例について、図１３－図１５を参照して説明する。以下に説明する製造方法は、上述した第一例乃至第五例の緩衝シート３０，４０，５０，６０，７０に適用可能である。以下には、第一例の緩衝シート３０を例にあげる。

　まず、樹脂またはエラストマーを母材とする弾性材料を用いて、押出機（図示せず）により、図１４および図１５に示す予備成形品１００を成形する（図１３のステップＳ１：押出成形工程）。予備成形品１００は、押出方向を基準方向（Ｙ方向）に一致させて、押出方向に直交する断面形状をＣ字状またはＵ字状に成形する。図１４および図１５は、Ｃ字状の断面形状の場合を示す。つまり、予備成形品１００は、Ｃ字状またはＵ字状における断絶部分であるスリット１０１を全長に亘って有する。

　ここで、本例では、図１４および図１５に示すように、予備成形品１００は、主凹部３１ｃを径方向外側に位置するように、Ｃ字状またはＵ字状に押出成形される。つまり、主支持部３１の突出方向が、径方向内側を向く。この場合、第一例、第二例、第四例、第五例の緩衝シート３０，４０，６０，７０においては、予備成形品１００は、副凹部３３，３４が径方向内側に位置するように、Ｃ字状またはＵ字状に押出成形される。また、第三例の緩衝シート５０においては、予備成形品１００は、副凹部５３，５４が径方向外側に位置するように、Ｃ字状またはＵ字状に押出成形される。

　上記の他に、予備成形品１００は、主凹部３１ｃを径方向内側に位置するように、Ｃ字状またはＵ字状に押出成形されるようにしても良い。つまり、主支持部３１の突出方向が、径方向外側を向く。この場合、第一例、第二例、第四例、第五例の緩衝シート３０，４０，６０，７０においては、予備成形品１００は、副凹部３３，３４が径方向外側に位置するように、Ｃ字状またはＵ字状に押出成形される。また、第三例の緩衝シート５０においては、予備成形品１００は、副凹部５３，５４が径方向内側に位置するように、Ｃ字状またはＵ字状に押出成形される。

　続いて、押出成形された予備成形品１００を、Ｃ字状またはＵ字状のスリットが両端となるように広げる（図１３のステップＳ２：展開工程）。このとき、予備成形品１００は、主凹部３１ｃおよび副凹部３３，３４，５３，５４を起点として広げられる。従って、容易に広げることができる。続いて、加硫設備により、広げた状態の予備成形品１００を加硫することで、緩衝シート３０，４０，５０，６０，７０が製造される（図１３のステップＳ３：加硫工程）。

　仮に、押出機により平板状の緩衝シート３０等を押出成形する場合には、押出機の金型の最大幅は、緩衝シート３０等の幅以上とする必要がある。従って、緩衝シート３０等の幅が大きくなると、押出機の金型が大型化する。しかし、上記の製造方法においては、押出機により押出方向に直交する断面形状をＣ字状またはＵ字状に押出成形し、その後にＣ字状またはＵ字状のスリットが両端となるように広げることにより、緩衝シート３０等を製造している。従って、押出機の金型は、緩衝シート３０等の幅に比べて小さくすることが可能となる。

　また、押出成形されたＣ字状またはＵ字状の断面形状を有する予備成形品１００を広げる際に、主凹部３１ｃおよび副凹部３３，３４，５３，５４を起点としている。従って、押出機によりＣ字状またはＵ字状に押出成形した後に広げたとしても、緩衝シート３０等を所望の形状とすることができる。

　ここで、予備成形品１００において主支持部３１の突出方向を径方向内側とする場合には、連結部３２と主支持部３１の幅広面３１ａ側の部分とにより囲まれる領域に、主支持部３１の突出部分を収容することができる。従って、予備成形品１００の幅をより小さくすることができる。

　また、緩衝シート３０，４０，６０，７０において、予備成形品１００は、主凹部３１ｃが径方向外側に開口する場合において、副凹部３３，３４が径方向内側に開口する。この場合、予備成形品１００は、副凹部３３，３４が拡大変形することにより広げられる。つまり、副凹部３３，３４が、拡大変形の起点として容易に作用する。その結果、予備成形品１００を、Ｃ字状またはＵ字状から容易に広げることができる。

　また、緩衝シート５０において、予備成形品１００は、主凹部３１ｃおよび副凹部５３，５４が径方向内側に開口すると良い。この場合、予備成形品１００は、主凹部３１ｃおよび副凹部５３，５４が拡大変形することにより広げられる。つまり、主凹部３１ｃおよび副凹部５３，５４が、拡大変形の起点として容易に作用する。その結果、予備成形品１００を、Ｃ字状またはＵ字状から容易に広げることができる。

　（４－２．その他の製造方法）
　第六例および第七例の緩衝シート８０，９０は、基準方向（Ｙ方向）全長に亘って、基準方向に直交する断面（Ｘ－Ｚ平面に平行な断面）が同一ではないため、押出成形を適用して成形することは容易ではない。そこで、緩衝シート８０，９０は、射出成形により製造すると良い。なお、他の緩衝シート３０－７０についても射出成形により製造しても良い。

Claims (18)

1. 　弾性材料により形成され、対向する第一部材と第二部材との間に挟まれる緩衝シートであって、
   　前記緩衝シートの面方向における所定の基準方向に延在し、前記基準方向に直交する断面において背向する幅広面および幅狭面を有する先細形状に形成され、前記幅広面の少なくとも一部が前記第一部材に接触した状態で且つ前記幅狭面が前記第二部材に接触した状態で配置される複数の主支持部と、
   　隣接する前記主支持部において前記先細形状の傾斜側面における前記幅広面側同士を連結し、前記第一部材に接触した状態で且つ前記第二部材から距離を有した状態で配置される帯状の連結部と、
   　を備え、
   　前記主支持部の前記幅広面における前記先細形状の幅方向の中央部には、前記基準方向に延在し、前記第一部材の側に開口する主凹部が形成され、
   　前記主支持部と前記連結部との境界部分には、前記基準方向に延在し、前記第一部材および前記第二部材の少なくとも一方の側に開口し、前記主凹部よりも開口幅が小さい副凹部が形成される、緩衝シート。
2. 　前記副凹部は、前記主凹部よりも開口からの深さが浅い、請求項１に記載の緩衝シート。
3. 　前記第一部材と前記第二部材との離間距離が短くなった場合に、
   　前記主支持部は、圧縮変形すると共に、前記幅広面の幅が幅方向に拡大するように変形をし、
   　前記連結部は、前記主支持部の変形に伴って、前記副凹部を起点として帯幅方向の断面が前記第二部材側に凸状に湾曲変形する、請求項１または２に記載の緩衝シート。
4. 　前記副凹部は、前記第一部材の側に開口し、
   　前記連結部は、前記副凹部の開口幅が変化する変形を起点として前記凸状に湾曲変形する、請求項３に記載の緩衝シート。
5. 　前記副凹部は、前記第二部材の側に開口し、
   　前記連結部は、前記副凹部の開口幅が変化する変形を起点として前記凸状に湾曲変形する、請求項３に記載の緩衝シート。
6. 　前記連結部は、前記凸状に湾曲変形した状態において前記第二部材を押圧する、請求項３～５のいずれか１項に記載の緩衝シート。
7. 　前記連結部は、前記第二部材側の面に、前記主支持部の突出高さより小さな小突起を備え、
   　前記連結部が前記凸状に湾曲変形した状態において、前記小突起が前記第二部材を押圧する、請求項６に記載の緩衝シート。
8. 　前記連結部の前記第二部材側の面は、非変形状態において平面状に形成され、
   　前記連結部は、前記凸状に湾曲変形した状態において、前記第二部材側の面が前記第二部材を押圧する、請求項６に記載の緩衝シート。
9. 　前記緩衝シートは、さらに、
   　複数の前記主支持部の両外側に位置し、前記連結部を介して両端の前記主支持部に連結され、前記基準方向に延在し、前記基準方向に直交する断面において背向する幅広面および幅狭面を有する先細形状に形成され、前記幅広面の少なくとも一部が前記第一部材に接触した状態で且つ前記幅狭面が前記第二部材に接触した状態で配置され、前記主支持部の突出高さの高い外支持部を備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の緩衝シート。
10. 　前記緩衝シートは、さらに、
    　複数の前記主支持部の両外側に位置し、前記連結部を介して両端の前記主支持部に連結され、前記基準方向に延在し、前記基準方向に直交する断面において背向する幅広面および幅狭面を有する先細形状に形成され、前記幅広面の全面が前記第一部材に接触した状態で且つ前記幅狭面の全面が前記第二部材に接触した状態で配置される外支持部を備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の緩衝シート。
11. 　それぞれの前記主支持部は、前記基準方向に延在する１本の長尺体により形成される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の緩衝シート。
12. 　それぞれの前記主支持部は、前記基準方向において所定の間隔をおいて複数の長尺体により形成される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の緩衝シート。
13. 　前記緩衝シートは、複数の電池セルの積層体と前記積層体の積層方向の両端から前記積層体を拘束する拘束部材とを備える電池モジュールに適用され、
    　前記第一部材および前記第二部材は、対向する前記電池セルおよび前記拘束部材、または、対向する２つの前記電池セルである、請求項１～１２のいずれか１項に記載の緩衝シート。
14. 　前記緩衝シートは、複数の電池セルの積層体と前記積層体の積層方向の両端から前記積層体を拘束する拘束部材とを備える電池モジュールに適用され、
    　前記第一部材および前記第二部材は、対向する前記電池セルおよび前記拘束部材、または、対向する２つの前記電池セルであり、
    　複数の前記電池セルの満充電時には、前記基準方向に直交する断面において、前記主凹部の面積よりも、湾曲変形した前記連結部と前記第一部材とにより形成される空間面積の方が大きい、請求項３～８のいずれか１項に記載の緩衝シート。
15. 　請求項１～１４のいずれか１項に記載の緩衝シートの製造方法であって、
    　樹脂またはエラストマーを母材とする弾性材料を用いて、押出機により押出方向を前記基準方向に一致させて、押出方向に直交する断面形状をＣ字状またはＵ字状に押出成形し、
    　前記主凹部および前記副凹部を起点として、押出成形された前記Ｃ字状または前記Ｕ字状のスリットが両端となるように広げる、緩衝シートの製造方法。
16. 　前記主凹部が径方向外側に位置するように前記Ｃ字状または前記Ｕ字状に押出成形する、請求項１５に記載の緩衝シートの製造方法。
17. 　前記副凹部は、前記第二部材の側に開口し、
    　前記主凹部が径方向外側に、且つ、前記副凹部が径方向内側に位置するように前記Ｃ字状または前記Ｕ字状に押出成形する、請求項１６に記載の緩衝シートの製造方法。
18. 　前記副凹部は、前記第一部材の側に開口し、
    　前記主凹部を径方向内側に、且つ、前記副凹部が径方向内側に位置するように前記Ｃ字状または前記Ｕ字状に押出成形する、請求項１５に記載の緩衝シートの製造方法。

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