JP2010070010A - 電気自動車用バッテリケースの空調装置、および、その製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気自動車10用のバッテリ17を内蔵するバッテリケース13に形成されたプラグ穴49と、車内11と車外とを連通させる車両側ダクト18と、車外とバッテリケース13内とを連通させるケース側ダクト19と、プラグ穴49に嵌入され車両側ダクト18に接続される断面中空の接続プラグ29とを備える。そして、接続プラグ29が、ケース側ダクト19と一体に形成され、且つ、プラグ穴49の内径d49よりも大きな外径d51を有するように形成され、且つ、バッテリケース13の外側からプラグ穴49の縁部に密着するプラグフランジ52を有するようにする。
【選択図】図1
Description
そのような技術の一例としては、以下の特許文献1の技術が挙げられる。
この特許文献1の技術においては、同文献の図1に示されるように、車室内に設けられた空調装置(7)から供給された暖気や冷気をバッテリーフレーム(5)内に供給することが出来るようになっている。
つまり、バッテリケース側に設けられたダクト(ケース側ダクト)と、車両側に設けられたダクト(車両側ダクト)とを接続するためには、両ダクトを接続する部品(接続部品)が必要となる。
このように、いくつもの作業工程が必要となっていることにより、製造コストや製作期間の増大を招くという課題も生じている。
また、請求項3記載の本発明の電気自動車用バッテリケースの空調装置は、請求項1または2記載の内容において、該バッテリケースの該プラグ穴の縁部に埋設された埋設ナットと、該埋設ナットに螺合する固定ボルトとをさらに有し、該プラグフランジには、該固定ボルトが挿入されるボルト穴が形成されていることを特徴としている。
また、請求項5記載の本発明の電気自動車用バッテリケースの空調装置の製造方法は、電気自動車用のバッテリを内蔵するバッテリケースと、該バッテリケースに形成されたプラグ穴と、該電気自動車の車内と該バッテリケースの内部とを連通させるダクトと、該プラグ穴に嵌入され該ダクトとに接続される弾性材製の接続プラグとを有し、該接続プラグは、該ダクトと一体に形成され且つ該プラグ穴の内径よりも大きな外径を有するように形成され且つ該バッテリケースの外側から該プラグ穴の縁部に密着するプラグフランジを有する、電気自動車用バッテリケースの空調装置の製造方法であって、該プラグフランジを弾性変形させ且つ該プラグ穴を通じて該バッテリケースの外側へ引き出す引出ステップと、該引出ステップで該弾性変形した該プラグフランジを復元させる復元ステップと、該復元ステップにおいて復元した該プラグフランジを該バッテリケースの外側に固定する固定ステップとを有することを特徴としている。
また、接続プラグを僅かに弾性変形させながらプラグ穴に挿入し、その後、接続プラグを変形前の形に復元させることで、接続プラグとプラグ穴との間に隙間が生じることを防ぎ、バッテリケース内の気密性を高めることが出来る。(請求項2)
また、バッテリケースの気密性を確保しながら、接続プラグとバッテリケースとを確実に固定することが出来る。また、埋設ナットと固定ボルトとを用いることで、接続プラグおよびダクトとバッテリケースとの着脱作業を容易にすることも出来る。(請求項3)
また、バッテリケースの気密性を確保しながら、接続プラグとバッテリケースとを確実に固定することが出来る。(請求項4)
そして、本発明の電気自動車用バッテリケースの空調装置の製造方法によれば、引出ステップ,復元ステップ,固定ステップという簡素な工程により、電気自動車用バッテリケースの空調装置の製作コストや製作期間の増大を抑制することが出来る。(請求項5)
また、図5は図4の模式的なV−V矢視断面図であって弁体が閉状態である場合を示し、図6は図4の模式的なV−V矢視断面図であって弁体が閉状態である場合を示している。
また、図9は接続プラグ近傍の構成を示す模式的な断面図であって接続プラグがプラグ穴に嵌入される途中の状態を示し、図10は本発明に用いられる接続プラグを創作する過程で創案された接続プラグ近傍の構成を示す模式的な断面図である。
バッテリケース13は、主に、ケースアッパ14と、ケースロア15とを有して構成され、電気自動車10のフロアパン(床面)16の下に備えられている。なお、ケースアッパ14およびケースロア15のいずれも、樹脂によって形成されている。
ケースアッパ14は、ケースロア15の上に載置され、図示しないボルトナットによってケースロア15と固定されている。
図2に示すように、バッテリケース13の下面には4つのサポートフレーム22,23,24,25が設けられている。
これらのサポートフレーム22,23,24,25は、いずれも、車幅方向に延在する金属製のフレームであって、電気自動車10の車長方向に延在する一対のサイドメンバ26,26の両側に対しボルトナット(図示略)によって固定されている。
図3に示すように、この接続部材29は、車両側エアダクト19の入口である。なお、この接続プラグ29の構造については、図7,図8および図9を用いて後述する。
この図3に示すように、ケースロア15の前側に載置されたバッテリ17の上に、車両側エアダクト19が配設されている。
前側ダクト31は、接続プラグ29と一体成型された断面中空のダクトである。
シャットバルブユニット32は、前側ダクト31の下流端と後側ダクト33の上流端との間に介装され、前側ダクト31と後側ダクト33との間で空気が流通することを許可または禁止するものである。なお、このシャットバルブユニット32の構造については、図4,図5および図6を用いて後述する。
ここで、バルブユニット32に関して説明する。
バルブケース38は、断面中空の樹脂部品であって、その内部にバタフライ式の弁体39が設けられている。
この弁体39は、図示しない電気モータを内蔵する弁体アクチュエータ41によって閉状態(図5参照)または開状態(図6参照)となるように駆動されるようになっている。
弁体アクチュエータ41は、図示しない制御ECU(Electronic Control Unit)により制御されている。この制御ECUは、バッテリケース13内の温度が適正温度(例えば15℃〜25℃程度)になるように、バッテリケース13内に設けられた温度センサ(図示略)の検出結果に基づいて、空調機12および弁体アクチュエータ41を制御する電子制御ユニットである。
また、図5に示すように、バルブケース38の内側全周にはフランジが形成されている。なお、ここでは、上縁のフランジ43と下縁のフランジ44とを示す。
そして、弁体39は、閉状態時に(図5参照)、これらのフランジと当接するようになっている。
小径部45は、前側ダクト31と接続される部分である。
大径部46は、バルブケース38において小径部45よりも下流側に形成された部分であって、小径部45よりも大きな内径を有しており、後側ダクト33と接続される部分である。なお、ここでいう‘内径’とは、円形断面の直径に限るものではなく、内側の幅または高さを含むものとする(この本実施形態では高さとしている)。
また、小径部45の上端部45Aと大径部46の上端部46Aとの間は、鉛直方向に立接する面である段差面47によって接続されている。
そして、シャフト部材42は、上縁フランジ43および段差面47の下流側で且つ上縁フランジ43および段差面47に近接する位置に配置されている。
次に、接続プラグ29について説明する。
図7に示すように、ケースアッパ14の前面14Aには、プラグ穴49が形成されている。
この接続プラグ29は、ケース側ダクト19の上流端として、ケース側ダクト19と一体に形成された部品である。そして、この接続プラグ29は、フロアパン16に対してボルト56およびナット57によって固定された車両側エアダクト18の下流端に接続されるようになっている。
また、図8に示すように、先端部51は、外周が蛇腹状に形成され、且つ、プラグ穴49に嵌入されていない状態で、プラグ穴49の内径d49よりも僅かに大きな外径d51を有するように形成されている。
また、このプラグフランジ52の外径d52は、プラグ穴49の内径d49よりも大きな外径d52を有するように形成されている。
この固定ボルト51は、ケースアッパ14におけるプラグ穴49の縁部に埋設された埋設ナット54に対して螺合するものである。なお、この埋設ナット54は、ケースアッパ14の外側にのみ連通しており、ケースアッパ14の内側には連通していない。
まず、図8に示すように、接続プラグ29を備えるケース側ダクト19をケースアッパ内に入れ、その後、図9に示すように、先端部51の径が小さくなるように圧縮弾性変形させながら(図9中矢印F1参照)、接続プラグ29を、ケースアッパ内からプラグ穴49に挿入する。さらに、このプラグ穴49を通じて、接続プラグ29をケースアッパ14の外側へ引き出す(図9中矢印F2参照)。このとき、プラグフランジ52がプラグ穴49の縁部に当接するものの、プラグフランジ52は弾性変形可能なゴム材により形成されているため、その先端がケースアッパ14の内側へ倒れるよう自然に変形する。
そして、プラグフランジ52の上から座金55を被せ、固定ボルト53を、座金55のボルト穴およびプラグフランジ52のボルト穴52Aに挿入したうえで、埋設ナット54に螺合させることで、接続ソケット29をケースアッパ14に固定することが出来るようになっている。
図3を用いて上述したように、シャットバルブユニット32は、バッテリケース13内に収容されている。
また、図5や図6を用いて上述したように、シャフト部材42は、バルブケース38内において上縁フランジ43よりも下流側に配設されている。
この場合、シャフト部材42とバルブケース38との間に高度な気密性を要求する必要がなくなるので、製作コストや製作期間の増大を招かず、バルブケース38内の気体が車内11へ流入する事態を防ぐことが出来るのである。
また、図6を用いて上述したように、バルブケース38には、小径部45よりも下流側に形成され、且つ、小径部45よりも大きな内径を有した大径部46が形成されているので、バルブケース32内の気流が過度に速くならないように抑制することが可能となる。
これに対して、バルブケース38の大径部46内で流速が適度に抑制されるようになっているので、特定のバッテリ17のみが冷やされたり暖められたりする事態を防ぐことが出来るのである。
また、図8に示すように、接続プラグ29は、ケース側エアダクト19と一体に形成され、且つ、プラグ穴49に嵌入される以前の状態でプラグ穴49の内径d49よりも大きな外径d51を有する先端部51と、プラグ穴49の内径d49よりも大きな外径d52を有するプラグフランジ52とを有して形成されている。
したがって、接続プラグ29をプラグ穴49に嵌入させた後に、プラグフランジ52をバッテリケース13の外側からプラグ穴49の縁部に密着させることで、接続プラグ29およびケース側エアダクト19の双方をバッテリケース13の適切な位置に固定することが出来る。
これに対して、本発明によれば、接続プラグ29のプラグフランジ52をバッテリケース13に密着させるという1つの作業工程に集約することが出来るのである。
また、図8に示すように、接続プラグ29の先端部51は、プラグ穴49に嵌入される以前の状態で、プラグ穴49の内径d49よりも僅かに大きな外径d51を有する弾性変形可能なゴム材で形成されている。
したがって、先端部51およびプラグフランジ52を弾性変形させながらプラグ穴49に嵌入させると(図9参照)、その後、先端部51およびプラグフランジ52の形状が変形前の形に復元するので(図7参照)、接続プラグ29とプラグ穴49との間に隙間が生じることを防ぎ、バッテリケース13内の気密性を高めることが出来る。
これにより、バッテリケース13の気密性を確保しながら、バッテリケース13に対して接続プラグ29を確実に固定することが出来る。
さらに、埋設ナット54と固定ボルト53とを用いることで、接続プラグ29およびケース側エアダクト19とバッテリケース13との着脱作業を容易に行なうことが出来る。
ここで、本実施形態に係る接続プラグ29を創作する過程で創案された接続プラグ129について、図10を用いて説明する。
そして、プラグフランジ152が、ケースアッパ14の前面14Aに対して固定ボルト153および固定ナット154によって固定されている。
そして、この接続プラグ129は、フロアパン16に対してボルト56およびナット57によって固定された車両側エアダクト18の下流端に接続されるようになっている。
そして、この図10に示す構造においては、まず、接続プラグ129をケースアッパ14の前面14Aに外側から当接させつつ、さらに、ケース側エアダクト119のダクトフランジ119Aをケースアッパ14の前面14Aに内側から当接させる必要が生じる。
つまり、接続プラグ129とケースアッパ14との固定と、ケース側ダクト119とケースアッパ14との固定と、さらに、接続プラグ129とケース側ダクト119との接続、という3つの作業工程を経る必要が生じるのである。
さらに、図10に示す構造においては、固定ボルト153が、ダクトフランジ119A,ケースアッパ14の前面14Aおよびダクトフランジ119Aを貫通しているため、バッテリケース113内の気密性が低下するという問題もある。
次に、具体的な電気自動車用バッテリケースの空調装置の製造方法について説明する。
その後、図9に示すように、接続プラグ29の先端部51の径が細くなるように弾性変形させ、且つ、プラグ穴49を通じてケースアッパ14の外側へ接続プラグ29を引き出す(引出ステップ)。
その後、復元ステップにおいて弾性復元したプラグフランジ52の上から座金55を被せ、固定ボルト53を、座金55のボルト穴55Aおよびプラグフランジ52のボルト穴52Aに挿入したうえで、埋設ナット54に螺合させることで、プラグフランジ52をケースアッパ14の外側に固定する(固定ステップ)。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る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種々変形して実施することが出来る。その一例を以下に示す。
また、上述の実施形態においては、プラグフランジ52が、固定ボルト53および埋設ナット54によってケースアッパ14に固定されている場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、プラグフランジ52が、ケースアッパ14の前面14Aに対して接着剤により固定されるようにしても良い。この場合、バッテリケース13の気密性を高めるとともに、部品点数を低減させることによる作業工程の抑制やコストの低減を図ることが出来るというメリットがある。
13 バッテリケース
17 バッテリ
18 車両側ダクト(ダクト)
19 ケース側ダクト(ダクト)
29 接続プラグ
32 シャットバルブユニット
38 バルブケース
39 弁体
41 弁体アクチュエータ
42 シャフト部材
43 上縁フランジ(フランジ)
44 下縁フランジ(フランジ)
45 小径部
46 大径部
46A 大径部の上端部
47 段差面
48 シール材
49 プラグ穴
52 プラグフランジ
54 埋設ナット
d49 プラグ穴の内径
d52 プラグフランジの内径
h45 小径部の高さ
h46 大径部の高さ
Claims (5)
- 電気自動車用のバッテリを内蔵するバッテリケースと、
該バッテリケースに形成されたプラグ穴と、
該電気自動車の車内と車外とを連通させる車両側ダクトと、
該電気自動車の車外と該バッテリケース内とを連通させるケース側ダクトと、
該プラグ穴に嵌入され該車両側ダクトに接続される断面中空の接続プラグとを備え、
該接続プラグは、該ケース側ダクトと一体に形成され、且つ、該プラグ穴の内径よりも大きな外径を有するように形成され、且つ、該バッテリケースの外側から該プラグ穴の縁部に密着するプラグフランジを有する
ことを特徴とする、電気自動車用バッテリケースの空調装置。 - 該接続プラグは、該プラグ穴の内径よりも僅かに大きな外径を有する弾性材で形成されている
ことを特徴とする、請求項1記載の電気自動車用バッテリケースの空調装置。 - 該バッテリケースの該プラグ穴の縁部に埋設された埋設ナットと、
該埋設ナットに螺合する固定ボルトとをさらに有し、
該プラグフランジには、該固定ボルトが挿入されるボルト穴が形成されている
ことを特徴とする、請求項1または2記載の電気自動車用バッテリケースの空調装置。 - 該プラグフランジは、接着剤により該バッテリケースに固定されている
ことを特徴とする、請求項1または2記載の電気自動車用バッテリケースの空調装置。 - 電気自動車用のバッテリを内蔵するバッテリケースと、該バッテリケースに形成されたプラグ穴と、該電気自動車の車内と該バッテリケースの内部とを連通させるダクトと、該プラグ穴に嵌入され該ダクトとに接続される弾性材製の接続プラグとを有し、該接続プラグは、該ダクトと一体に形成され且つ該プラグ穴の内径よりも大きな外径を有するように形成され且つ該バッテリケースの外側から該プラグ穴の縁部に密着するプラグフランジを有する、電気自動車用バッテリケースの空調装置の製造方法であって、
該プラグフランジを弾性変形させ且つ該プラグ穴を通じて該バッテリケースの外側へ引き出す引出ステップと、
該引出ステップで該弾性変形した該プラグフランジを復元させる復元ステップと、
該復元ステップにおいて復元した該プラグフランジを該バッテリケースの外側に固定する固定ステップとを有する
ことを特徴とする、電気自動車用バッテリケースの空調装置の製造方法。
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