JP2011146289A - 車両用バッテリケース - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂で構成されたトレイ部材とカバー部材とをボルトとナットで固定する場合において、ボルト間の樹脂変形を抑制できるとともにボルトの締め付けトルクを安定化させることのできるバッテリケースを提供する。
【解決手段】樹脂からなる保持部とトレイ側周縁部(32)とで構成されたトレイ部材(20)と、樹脂からなるカバー部とカバー側周縁部(33)とで構成されたカバー部材(22)と、トレイ側周縁部に接触して一端がトレイ側周縁部から径方向外側へ所定距離延びて設けられる金属製の第１狭持部材(24)と、カバー側周縁部に接触して一端がカバー側周縁部から径方向外側へ所定距離延びて設けられる金属製の第２狭持部材(26)と、トレイ側周縁部及びカバー側周縁部より径方向外側の所定位置で第１及び第２狭持部材を締結する締結部材(28,50)とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用バッテリケースに係り、詳しくは電動車両を駆動するバッテリを収納するためのバッテリケースに関するものである。

近年、大容量のバッテリが搭載され、当該バッテリの電力で駆動される駆動モータを動力源の１つとするハイブリッド車や電気自動車が広く開発されている。
このような電動車両に搭載されるバッテリケースは、一例としてバッテリモジュールを収納するトレイ部材と、トレイ部材を覆うカバー部材とから構成される。このように構成されるバッテリケースは、トレイ部材とカバー部材とを固定する必要がある。

トレイ部材とカバー部材とを固定する方法として、例えば特許文献１には、トレイ部材とカバー部材の接合部において、トレイ部材に埋め込みボルト及び埋め込みナットを設け、当該埋め込みボルトにナットを嵌め合わせて締結するとともに、カバー部材の上方からボルトを当該埋め込みナットに挿入して締結する構成が開示されている。
そして、リチウムイオン電池は防水性が要求されるため、カバー部材とトレイ部材との接合部の周縁部に防水用のシール部材を設ける構成としている。これにより、接合部からの水の浸入を防いでいる。

特開２００９−８７６４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、トレイ部材及びカバー部材は樹脂で構成されているため、トレイ部材及びカバー部材を締結しているボルト間の樹脂が冷熱温度の影響により変形してしまい、シール性及び防水性が低下するという問題がある。
また、当該変形を抑えるために、ボルト間の間隔をより短くして締結することもできるが、この場合は締結するボルトの数が多くなるために工数が多くかかり、好ましいことではない。

さらに、埋め込みナットにボルトを挿入して締め付ける場合、所定の締め付けトルクより大きいトルクで締結すると埋め込みナットが空回りしてしまい、逆に締め付けトルクが所定の値よりも小さくなるとボルトが緩むため、締め付けトルクの上下限値管理が必要となり、好ましいことではない。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、樹脂で構成されたトレイ部材とカバー部材とをボルトとナットで固定する場合において、ボルト間の樹脂変形を抑制できるとともにボルトの締め付けトルクを安定化させることのできる車両用バッテリケースを提供することにある。

上記の目的を達成するべく、請求項１の車両用バッテリケースは、車両を駆動するバッテリを収納する車両用バッテリケースにおいて、樹脂で構成されるとともに前記バッテリを保持する保持部と、該保持部から径方向外側に延設されるトレイ側周縁部とで構成されたトレイ部材と、樹脂で構成されるとともに前記バッテリを覆うカバー部と、該カバー部から径方向外側に延設され前記トレイ側周縁部と重なり合うカバー側周縁部とから構成されたカバー部材と、前記トレイ側周縁部に接触して配置され、一端が前記トレイ側周縁部から径方向外側へ所定距離延びて設けられる金属製の第１狭持部材と、前記カバー側周縁部に接触して配置され、一端が前記カバー側周縁部から径方向外側へ所定距離延びて設けられる金属製の第２狭持部材と、前記トレイ側周縁部及び前記カバー側周縁部より径方向外側の所定位置で前記第１及び第２狭持部材を締結する締結部材とを備えたことを特徴とする。

請求項２の車両用バッテリケースでは、請求項１において、前記第１及び第２狭持部材の少なくともいずれか一方には、対応する前記トレイ側周縁部または前記カバー側周縁部との接触位置から離反する方向に屈曲する屈曲部が形成されていることを特徴とする。
請求項３の車両用バッテリケースでは、請求項１または２において、前記トレイ側周縁部及び前記カバー側周縁部の少なくともいずれか一方に配設された１つ以上の凸部をさらに備え、該凸部は前記屈曲部により覆われることを特徴とする。

請求項４の車両用バッテリケースでは、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記トレイ側周縁部に、周方向に沿って所定の間隔で形成されるとともに前記トレイ側周縁部と前記保持部とを接合するリブをさらに備えることを特徴とする。
請求項５の車両用バッテリケースでは、請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記トレイ側周縁部と前記カバー側周縁部とが重なり合う重合部を密閉するシール部材をさらに備え、該シール部材は前記第１及び第２狭持部材により狭持される前記トレイ側周縁部と前記カバー側周縁部との接触位置に対応して設けられることを特徴とする。

請求項１の車両用バッテリケースによれば、トレイ側周縁部に金属製の第１狭持部材が、カバー側周縁部に金属製の第２狭持部材がそれぞれ接触して設けられ、第１狭持部材と第２狭持部材との一端は各周縁部から径方向外側へ所定距離延びて設けられており、トレイ側周縁部及びカバー側周縁部から径方向外側の所定位置で締結部材により締結される。
このように、トレイ部材に第１狭持部材、カバー部材に金属製の第２狭持部材をそれぞれ配置して締結することにより、トレイ側周縁部を第１狭持部材、カバー側周縁部を第２持部材でそれぞれ押さえるようにして冷熱温度の影響による樹脂の変形を防止するので、バッテリケースのシール性を向上させることができる。

また、金属製の第１及び第２狭持部材をトレイ側周縁部及びカバー側周縁部より径方向外側の所定位置で締結部材により締結することにより、第１及び第２締結部材は樹脂で構成されたカバー部材及びトレイ部材を狭持していないために締結後の第１及び第２狭持部材の剛性は高く、締結部材で締結する間隔をより広くすることができ、コストを低減することができるとともに生産性を向上させることができる。

そして、第１及び第２狭持部材を締結部材で締結するため、埋め込みナットを使用しないので締結部材の締め付けトルクが安定化し、締め付けトルクの上下限値を広く取ることができ、トルク管理がより容易になり、生産性を向上させることができる。
請求項２の車両用バッテリケースによれば、第１及び第２狭持部材の少なくともいずれか一方には、第１または第２狭持部材に対応するトレイ側周縁部またはカバー側周縁部との接触位置から離反する方向に屈曲する屈曲部が形成されているので、屈曲部が弾性変形して対応する周縁部を押圧することにより、バッテリケースのシール性を向上させることができる。

請求項３の車両用バッテリケースによれば、トレイ側周縁部及びカバー側周縁部の少なくともいずれか一方に１つ以上の凸部が配設されており、屈曲部により凸部が覆われるので、第１または第２狭持部材に周縁部から引き離す方向へ力がかかる場合でも、屈曲部が凸部に引っ掛かることによって凸部が抵抗部材として作用して第１または第２狭持部材がカバー部材及びトレイ部材の周縁部から抜けることを防止することができ、バッテリケースのシール性を向上させることができる。

請求項４の車両用バッテリケースによれば、トレイ側周縁部にトレイ側周縁部と保持部とを接合するリブが周方向に沿って所定の間隔で設けられるので、トレイ部材の剛性が高くなり、バッテリケース全体の強度を強くすることができる。
請求項５の車両用バッテリケースによれば、第１及び第２狭持部材により狭持されるトレイ側周縁部及びカバー側周縁部が重なり合う重合部にシール部材が配置して設けられることにより、第１及び第２狭持部材が締結されることにより周縁部を押さえつける力がシール部材に伝わりやすくなり、効果的に接触面をシールすることができ、バッテリケースのシール性を向上させることができる。

本発明に係るバッテリケースが載置された電気自動車の斜視図である。 図１に示したバッテリケースの概略構成図である。 図２に示したバッテリケースの分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面の拡大図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う縦断面の拡大図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るバッテリケースが搭載された電気自動車用の斜視図である。
図１に示すように、電気自動車１は車体２の床下に載置されたバッテリケース１０と、図示しないが外部からの充電経路とを備えており、当該充電経路から電力の供給を受けて充電を行う充電器１２が車体２の後部に配置され、バッテリケース１０は充電器１２に接続されて蓄電するように構成されている。

図２に示すように、バッテリケース１０は樹脂トレイ（トレイ部材）２０とカバー（カバー部材）２２と、樹脂トレイ２０の外周を覆う第１板金プレート（第１狭持部材）２４と、カバー２２の周縁を覆う第２板金プレート（第２狭持部材）２６と、第１及び第２板金プレート２４、２６を締結するボルト（締結部材）２８及びナット（締結部材）５０とから構成されている。なお、ナット５０は、第１板金プレート２４または第２板金プレート２６のいずれかに溶接されるウエルドナットでもよい。

詳しくは、図３にバッテリケース１０の分解斜視図を示すように、樹脂トレイ２０の保持部２１にはバッテリモジュール３０が複数配置されて設けられている。樹脂トレイ２０の外周には第１板金プレート２４が接触して配置されて設けられており、第１板金プレート２４の一端は、樹脂トレイ２０の径方向外側にトレイ側周縁部３２よりも所定の長さ延びて形成されており、トレイ側周縁部３２の径方向外側の所定位置には所定の間隔で貫通孔３４が形成されている。

樹脂トレイ２０の接触面３６はカバー２２の接触面４０と重なり接する。なお、樹脂トレイ２０やカバー２２は電気絶縁性を有する樹脂により成形されている。
カバー２２は、バッテリモジュール３０を覆うカバー部２３と、トレイ側周縁部３２と重なり合わさるカバー側周縁部３３とから構成される。カバー側周縁部３３には第２板金プレートが接触して配置されて設けられており、第２板金プレート２６の一端は、カバー２２の径方向外側にカバー側周縁部３３よりも所定の長さ延びて形成されており、カバー側周縁部３３の径方向外側の所定位置には第１板金プレート２４に形成された貫通孔３４と重なり合わさる所定の位置に貫通孔４８が形成されている。

図４に図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図を示すように、樹脂トレイ２０の接触面３６の背面５２には、背面端から外壁５４に向かってリブ５６が延びて設けられており、リブ５６はトレイ側周縁部３２と保持部２１とを接合する。リブ５６の下端には第１板金プレート２４が接するように設けられている。そして、第１板金プレート２４の他端は、樹脂トレイ２０の底壁５８に延びて設けられている。

カバー２２の接触面４０の背面４２には背面端に凸部４４が突出して形成されており、一方、第２板金プレート２６には凸部４４を覆う屈曲部４６が設けられており、屈曲部４６はカバー側周縁部３３との接触位置から離反する方向に屈曲して形成されている。第２板金プレート２６は凸部４４を屈曲部４６で覆うように形成されており、第２板金プレート２６の他端は、折り曲げられてカバー側周縁部３３の背面４２に当接して設けられている。

トレイ側周縁部３２とカバー側周縁部が重なり合わさる重合部３７には防水用のシール部材３８が配置して設けられており、シール部材３８は樹脂トレイ２０及びカバー２２が第１板金プレート２４及び第２板金プレート２６により狭持される所定位置に配置される。なお、シール部材３８は、例えば樹脂系のシール部材であるが、必要な防水性を得られるものであればこれに限られない。

そして、第１板金プレート２４及び第２板金プレート２６は、貫通孔３４、４８にボルト２８を貫通させ、ボルト２８にナット５０に嵌め合わせて締結されている。これにより、トレイ側周縁部３２とカバー側周縁部３３とが第１板金プレート２４及び第２板金プレート２６によって狭持される。
図５に図２のＢ−Ｂ線に沿う横断面図を示すように、カバー側周縁部３３の背面４２に形成された凸部４４及びトレイ側周縁部３２の背面５２に形成されたリブ５６はそれぞれ所定の間隔で配置されている。そして、第１板金プレート２４及び第２板金プレート２６は、ボルト２８及びナット５０により所定の間隔Ｌを有して締結され、トレイ側周縁部３２とカバー側周縁部３３とを狭持している。

このように、本発明に係る電気自動車用バッテリケースによれば、樹脂トレイ２０の外周には第１板金プレート２４が、カバー側周縁部３３の背面４２には第２板金プレート２６がそれぞれ配置されて設けられている。そして、第１及び第２板金プレート２４、２６の一端は、それぞれ樹脂トレイ２０、カバー２２の径方向外側に周縁部３２よりも所定の長さ延びて形成され、トレイ側周縁部３２の径方向外側の所定位置の第１板金プレート２４に穿設された貫通孔３４と合わさる位置に第２板金プレート２６の貫通孔４８が穿設されており、貫通孔３４、４８へボルト２８を貫通させ、ボルト２８にナット５０を嵌め合わせる。これにより第１及び第２板金プレート２４、２６が締結され、トレイ側周縁部３２とカバー側周縁部３３とがこれら第１板金プレート２４及び第２板金プレート２６によって狭持される。

従って、トレイ側周縁部３２及びカバー側周縁部３３が重なり合う重合部３７方向へ押圧する力が作用することにより、トレイ側周縁部３２及びカバー側周縁部３３を第１及び第２板金プレート２４、２６で押さえるので、バッテリケース１０を取りまく環境の温度変化により樹脂トレイ２０及びカバー２２の周縁部３２が変形することを防止することができ、バッテリケース１０のシール性を向上させることができる。

また、第１板金プレート２４及び第２板金プレート２６の一端は樹脂トレイ２０及びカバー２２の径方向外側に周縁部３２より所定の長さ延びて形成されており、トレイ側周縁部３２及びカバー側周縁部３３の径方向外側の所定位置でボルト２８及びナット５０により締結するようにしている。
即ち、ボルト２８及びナット５０で締結される締結部では樹脂で構成された樹脂トレイ２０とカバー２２とを狭持していないので、締結後の第１及び第２板金プレート２４、２６の剛性は高く、ボルト２８及びナット５０で締結する間隔Ｌをより長くすることが可能である。これにより、コストを低減することができるとともに生産性を向上させることができる。

さらに、第１及び第２板金プレート２４、２６をボルト２８及びナット５０により締結しており、埋め込みナットを使用しないため、締め付けトルクが安定化することで締め付けトルクの上下限値を広く取ることができる。これにより、トルク管理が容易になり、生産性をより向上させることができる。
また、第２板金プレート２６に形成された屈曲部４６はカバー側周縁部との接触位置から離反する方向に屈曲しているので、屈曲部４６が弾性変形してカバー側周縁部３３を押圧することにより、バッテリケース１０のシール性を向上させることができる。

また、カバー２２の接触面４０の背面４２には所定の間隔で凸部４４が突出して設けられ、凸部４４は第２板金プレート２６に形成された屈曲部４６によって覆われる。
このように構成されることにより、第２板金プレート２６に径方向外側への張力が働く場合であっても、屈曲部４６の壁が凸部４４に引っ掛かり、凸部４４が抵抗部材として機能する。これにより、第２板金プレート２６及び第２板金プレート２６に締結されている第１板金プレート２４が周縁部３２から抜けてしまうことを防止するので、バッテリケース１０のシール性を向上させることができる。

また、樹脂トレイ２０の接触面３６の背面５２には、所定の間隔で背面端から外壁５４へ向かってリブ５６が延びて設けられ、リブ５６はトレイ側周縁部３２と保持部２１とを接合することにより樹脂トレイ２０の剛性が高くなるので、バッテリケース１０の強度を強くすることができる。
さらに、トレイ側周縁部３２及びカバー側周縁部が重なり合う重合部３７の接触位置に対応した第１及び第２板金プレート２４、２６によって狭持される所定の位置にシール部材３８が配置されている。

即ち、第１及び第２板金プレート２４、２６によって重合部３７方向へ押圧する力が作用する所定の位置にシール部材３８が配置されるため、効果的に重合部３７をシールすることができ、バッテリケース１０のシール性を向上させることができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では第１板金プレート２４の他端は樹脂トレイ２０の底壁５８に延びて設けられており、第２板金プレート２６の他端はカバー２２の背面４２に接して延びて設けられるが、第１板金プレート２４で樹脂トレイ２０の外周全体を覆い、第２板金プレート２６でカバー２２の外周全体を覆うように構成してもよい。
そして、上記実施形態では、第２板金プレート２６に屈曲部４６を形成してカバー２２の接触面４０の背面４２に形成された凸部４４を覆うことにより、第１及び第２板金プレート２４、２６が樹脂トレイ２０及びカバー２２の周縁部３２から抜けてしまうことを防止しているが、樹脂トレイ２０に抜け防止用の凸部を設け、第１板金プレート２４に屈曲部を設ける構成にしてもよい。

また、上記実施形態では剛性を高くするため樹脂トレイ２０の背面５２にリブ５６を形成しているが、バッテリケース１０の剛性を保持することができればこれに限定されるものではない。
また、上記実施形態では電気自動車を例に説明したが、ハイブリッド車にも適用可能である。

１ 電気自動車
１０ バッテリケース
２０ 樹脂トレイ（トレイ部材）
２２ カバー（カバー部材）
２４ 第１板金プレート（第１狭持部材）
２６ 第２板金プレート（第２狭持部材）
２８ ボルト（締結部材）
３２ トレイ側周縁部
３３ カバー側周縁部
３８ シール部材
４４ 凸部
４６ 屈曲部
５０ ナット（締結部材）
５６ リブ

Claims (5)

1. 車両を駆動するバッテリを収納する車両用バッテリケースにおいて、
   樹脂で構成されるとともに前記バッテリを保持する保持部と、該保持部から径方向外側に延設されるトレイ側周縁部とで構成されたトレイ部材と、
   樹脂で構成されるとともに前記バッテリを覆うカバー部と、該カバー部から径方向外側に延設され前記トレイ側周縁部と重なり合うカバー側周縁部とから構成されたカバー部材と、
   前記トレイ側周縁部に接触して配置され、一端が前記トレイ側周縁部から径方向外側へ所定距離延びて設けられる金属製の第１狭持部材と、
   前記カバー側周縁部に接触して配置され、一端が前記カバー側周縁部から径方向外側へ所定距離延びて設けられる金属製の第２狭持部材と、
   前記トレイ側周縁部及び前記カバー側周縁部より径方向外側の所定位置で前記第１及び第２狭持部材を締結する締結部材と、
   を備えたことを特徴とする車両用バッテリケース。
2. 前記第１及び第２狭持部材の少なくともいずれか一方には、対応する前記トレイ側周縁部または前記カバー側周縁部との接触位置から離反する方向に屈曲する屈曲部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用バッテリケース。
3. 前記トレイ側周縁部及び前記カバー側周縁部の少なくともいずれか一方に配設された１つ以上の凸部をさらに備え、
   該凸部は前記屈曲部により覆われることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用バッテリケース。
4. 前記トレイ側周縁部に、周方向に沿って所定の間隔で形成されるとともに前記トレイ側周縁部と前記保持部とを接合するリブをさらに備えることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用バッテリケース。
5. 前記トレイ側周縁部と前記カバー側周縁部とが重なり合う重合部を密閉するシール部材をさらに備え、
   該シール部材は前記第１及び第２狭持部材により狭持される前記トレイ側周縁部と前記カバー側周縁部との接触位置に対応して設けられることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用バッテリケース。

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