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公開番号2022135221
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-09-15
出願番号2021034883
出願日2021-03-05
発明の名称熱スイッチ
出願人住友理工株式会社
代理人
主分類H01H 37/32 20060101AFI20220908BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
温度変化に伴いその体積が可逆的に変化する弾性熱膨張部材の材料を改良することにより、放熱性と保温性の切り替えが優れた熱スイッチを提供することを課題とする。
【解決手段】
第一基材と、第二基材と、該第一基材と該第二基材との間に介在され、所定の温度条件下で膨張することにより、該第一基材と該第二基材とを接続し、該第一基材から第二基材への熱伝達経路を構成する弾性熱膨張部材と、を備える熱スイッチであって、
該弾性熱膨張部材は、(A)架橋可能なエラストマー、(B)熱伝導性フィラー、(C)架橋剤、を含む組成物の架橋物であり、
該弾性熱膨張部材は、0~100℃の平均線熱膨張係数が1×10-4/K~10×10-4/Kであることを特徴とする熱スイッチ。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項1】
第一基材と、第二基材と、該第一基材と該第二基材との間に介在され、所定の温度条件下で膨張することにより、該第一基材および該第二基材とを接続し、該第一基材と第二基材の間の熱伝達経路を構成する弾性熱膨張部材と、を備える熱スイッチであって、
該弾性熱膨張部材は、熱硬化性エラストマーと、該熱硬化性エラストマー中に分散された熱伝導性フィラーと、を含み、
該弾性熱膨張部材は、0~100℃の平均線熱膨張係数が1×10
-4
/K~10×10
-4
/Kであることを特徴とする熱スイッチ。
続きを表示(約 450 文字)【請求項2】
前記熱硬化性エラストマーは、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、塩素化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン等の架橋性を有するエラストマーの中から選択される請求項1に記載の熱スイッチ。
【請求項3】
前記熱伝導性フィラーの熱伝導率は20W/m・K以上である請求項1または請求項2に記載の熱スイッチ。
【請求項4】
前記熱伝導性フィラーは熱硬化性エラストマー100質量部に対し、20~350質量部である請求項1ないし請求項3に記載の熱スイッチ。
【請求項5】
前記熱伝導性フィラーは弾性熱膨張部材中を第一基材から第二基材に沿って熱伝達経路を形成するように配向されてなる請求項1ないし請求項4に記載の熱スイッチ。
【請求項6】
前記熱伝導性フィラーは熱伝導異方性粒子、磁性粒子及びバインダーからなる複合粒子である請求項5に記載の熱スイッチ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、温度によって熱伝導性が変化する熱スイッチに関する。
続きを表示(約 1,500 文字)【背景技術】
【0002】
ハイブリッド自動車や電気自動車には、複数のバッテリーセルを収容したバッテリーパックが搭載される。バッテリーパックでは、温度が低くなると内部抵抗が高くなることから、低温時には熱の上昇を促すため、断熱性が求められる。また、温度が高くなりすぎると電池の破損が懸念されるため、高温時には放熱性が求められる。
【0003】
このような技術としては、第1保護層と第2保護層と熱膨張部材とが、接触する接続状態と接触しない非接続状態で、熱伝導性が異なる熱スイッチが開示されている。(特許文献1)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
国際公開第2014/156991
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1では、熱膨張部材にセラミックスを使用しており、熱伝導率が高いことから、接続状態での放熱性は良いものの、平均線熱膨張係数が低いため、間隙の精度が要求されたり、温度変化による膨張変化が少ないため、温度変化に対して熱スイッチとしての応答性が良くなかったりする。また、間隙が0.1~100μmではセル自体の膨張収縮を吸収できない場合や非接続状態において十分な断熱がされない場合がある。更に、熱膨張部材と保護層が硬いことから、接続状態が不安定であるとともに熱膨張時に熱膨張部材がセルを破壊する可能性があるといった問題がある。
【0006】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、温度変化に伴いその体積が可逆的に変化する熱膨張部材の材料を改良することにより、放熱性と保温性の切り替えが優れた熱スイッチを提供することを課題とする。また、当該熱スイッチを有するバッテリーパックを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明の熱スイッチは熱膨張部材の材質を柔軟で平均線熱膨張係数の大きいエラストマーと熱伝導性フィラーとを有することで、上記課題を解決することができる。
【0008】
第一基材と、第二基材と、該第一基材と該第二基材との間に介在され、所定の温度条件下で膨張することにより、該第一基材および該第二基材とを接続し、該第一基材と第二基材の間の熱伝達経路を構成する弾性熱膨張部材と、を備える熱スイッチであって、
該弾性熱膨張部材は、熱硬化性エラストマーと、該熱硬化性エラストマー中に分散された熱伝導性フィラーと、を含み、
該弾性熱膨張部材は、0~100℃の平均線熱膨張係数が1×10
-4
/K~10×10
-4
/Kであることを特徴とする熱スイッチ。
【発明の効果】
【0009】
本発明の熱スイッチは、常温時や低温時には弾性熱膨張部材が非接続状態となるため保温効果を有し、高温時には熱膨張によって弾性熱膨張部材が接続状態となるため、弾性熱膨張部材から伝熱し、放熱効果を有する熱スイッチとして作用する。
【0010】
このように、弾性熱膨張部材に平均線熱膨張係数の大きな熱硬化性エラストマーと熱伝導性フィラーを使用することにより、本発明の熱スイッチは、温度変化に対する膨張変化が大きいため、温度変化に対する熱スイッチとしての応答性が高い。また、弾性熱膨張部材が柔軟であることから、相手材との接続状態が安定し、熱膨張時に相手材などを破壊することもない。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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