JP2010153129A - 電気自動車用バッテリケース - Google Patents

Abstract

【課題】トレイ部材の周壁の所定位置にインサート部材とトレイ部材固定用のナットを設けることができる電気自動車用バッテリケースを提供する。
【解決手段】バッテリケースのトレイ部材５１の周壁５４に、水平方向に貫通するナット挿入孔３３０が形成されている。ナット挿入孔に、トレイ部材固定用のナットとして機能するアウトサートナット３２２が挿入されている。アウトサートナットはプレート部材３２１に取付けられている。プレート部材は、プレート固定用ボルトとインサートナット３１０を介してインサート部材２１０ａに固定されている。アウトサートナットの端面３２２ａは、ナット挿入孔３３０の開口部３３０ａから周壁５４の外側に突出している。桁部材１０２の縦壁３５２に形成された孔３５３にボルト３５５を挿入し、このボルト３５５をアウトサートナット３２２に螺合させ締付けることにより、桁部材がトレイ部材に固定されている。
【選択図】図１６

Description

本発明は、バッテリを電源とするモータによって走行する電気自動車のバッテリモジュールを収納するためのバッテリケースに関する。

電気自動車に使用されるバッテリユニットは、バッテリモジュールと、該バッテリモジュールを収納するバッテリケースなどを含んでいる。バッテリケースの一例は、バッテリモジュールを支持するトレイ部材と、該トレイ部材の上部を覆うカバー部材などを有している。電気自動車は、走行距離をいかに長くするかが大きな課題である。そのために、可能な限り大形のバッテリを搭載することが望まれている。例えば特許文献１に記載された電気自動車では、車体の床下のクロスメンバの下方にバッテリ取付フレームを設け、このバッテリ取付フレームによってバッテリケースを保持している。

バッテリケースを車体に固定するために、バッテリケースに埋設するインサート部材に埋込みナットを設け、この埋込みナットにバッテリケースの外側からバッテリケース固定用のボルトをねじ込むことが考えられた。前記インサート部材は、バッテリケースを成形する際に下型にセットされ、バッテリケースの材料（樹脂）と共にモールド成形される。

図１７は、バッテリケースのトレイ部材を成形するための金型４００の一例を示している。この金型４００は、下型４０１と上型４０２とを含んでいる。下型４０１にはトレイ部材の周壁を成形する部位に金属製のインサート部材４０３がセットされている。インサート部材４０３には、トレイ部材固定用のナット４１０が設けられている。トレイ部材を成形する際に、上型４０２が矢印Ｚで示す方向に降下し、下型４０１と上型４０２との間にキャビティ４０４が形成され、このキャビティ４０４に樹脂が充填される。所定形状に成形されたトレイ部材を車体に固定するために、前記ナット４１０にトレイ部材の外側からボルト（図示せず）をねじ込むことが考えられている。
特開平６−３２２４７号公報

しかしながら前記のようなナット４１０がインサート部材４０３に固定されていると、下型４０１の上方から上型４０２が降下する際に、上型４０２の内面４１１がナット４１０に触れる可能性がある。このため上型４０２の内面４１１とナット４１０の端面４１２との間に、数ｍｍ程度以上の隙間Ｇを確保せざるを得ない。このような隙間Ｇが存在すると、トレイ部材を成形する際にトレイ部材の材料（樹脂）がこの隙間Ｇからナット４１０の内側に入り込んでしまうという問題がある。

上記の問題を解決するには、上型４０２とナット４１０の端面４１２との間の隙間Ｇを可能な限り小さくすればよい。しかしインサート部材４０３やナット４１０の形状および寸法の精度を高めるには限界があり、しかも下型４０１に対してインサート部材４０３を高精度に位置決めしなければならず、作業に熟練を要するなどの理由から、隙間Ｇを小さくするにはおのずと限界がある。

従って本発明の目的は、トレイ部材の周壁にトレイ部材固定用のナットを問題なく設けることができる電気自動車用バッテリケースを提供することにある。

本発明は、電気自動車のバッテリモジュールを収納するバッテリケースであって、前記バッテリモジュールを支持するトレイ部材と、前記トレイ部材の上に重ねて該トレイ部材に固定されるカバー部材とを有している。前記トレイ部材は、前記バッテリモジュールを支持する底壁と、該底壁の周りに形成された周壁とを有している。さらにこのトレイ部材は、合成樹脂を成形してなる樹脂部と、前記トレイ部材の前記周壁に固定された金属製のインサート部材と、前記周壁に形成され該周壁を水平方向に貫通するナット挿入孔と、ナットプレートアセンブリとを具備している。このナットプレートアセンブリは、前記ナット挿入孔に前記トレイ部材の内側から挿入されるトレイ部材固定用のアウトサートナットと、該アウトサートナットの一端が固定されたプレート部材とを含み、該プレート部材が前記インサート部材に固定され、かつ、前記アウトサートナットの他端側の端面が前記ナット挿入孔の開口部において前記周壁の外面に臨んでいる。前記トレイ部材の外側からトレイ部材固定用ボルトを前記アウトサートナットにねじ込むことにより、前記トレイ部材の前記周壁と前記支持部材とが互いに締結される。

この発明の好ましい形態では、前記インサート部材に、前記トレイ部材の前記周壁に埋設されるインサートナットが固定され、前記トレイ部材の内側から前記インサートナットにねじ込まれるプレート固定用ボルトによって、前記ナットプレートアセンブリの前記プレート部材が前記インサート部材に固定されている。

好ましくは、前記アウトサートナットの前記端面が前記周壁の外面よりも外側に突出し、前記端面に前記支持部材の縦壁を重ねた状態で、前記トレイ部材固定用ボルトによって前記周壁と前記縦壁とが互いに締結される。前記ナット挿入孔の内面とアウトサートナットとの間にシール材が設けられていてもよい。

本発明によれば、トレイ部材の周壁に形成されたナット挿入孔に前記アウトサートナットを挿入することにより、このアウトサートナットがトレイ部材固定用ナットとして機能することができる。このアウトサートナットは、トレイ部材が成形されたのちに前記ナット挿入孔に挿入されるため、アウトサートナットの内部にトレイ部材の材料（樹脂）が入り込むことが回避される。

前記アウトサートナットには前記トレイ部材の外側から前記トレイ部材固定用ボルトがねじ込まれる。このボルトの締付力（軸力）を前記アウトサートナットが受けることになるため、樹脂製のトレイ部材の周壁にボルトの締付力が直接加わることが回避される。このためボルトの締付力によって樹脂がへたることを回避でき、ボルトの締付トルクが経時的に低下することを抑制できるなど、締付トルクの管理を適正に行なうことができる。

以下に本発明の一実施形態について、図１から図１６を参照して説明する。
図１は電気自動車１０の一例を示している。この電気自動車１０は、車体１１の後部に配置された走行用のモータ１２および充電装置１３と、車体１１の床下に配置されるバッテリユニット１４などを備えている。

図２に車体１１の骨格をなすフレーム構体３０が示されている。図３は、フレーム構体３０の上方から見た平面図である。フレーム構体３０は、車体１１の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３１，３２と、車体１１の幅方向に延びるクロスメンバ３３，３４，３５とを含んでいる。クロスメンバ３３，３４，３５は、サイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。

サイドメンバ３１，３２の後部にサポートブラケット４０，４１が設けられている。サポートブラケット４０，４１は、それぞれサイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接されている。サポートブラケット４０，４１に枢軸部４２が設けられている。これら枢軸部４２に、リヤサスペンションのアームの前端部が取付けられている。

図４に示すように、バッテリユニット１４はフロアパネル４５の下面側に配置されている。フロアパネル４５は、車体１１の前後方向と幅方向に延び、車体１１の床部を構成している。フロアパネル４５は、フレーム構体３０の所定位置に溶接によって固定されている。

図５に示すように、バッテリユニット１４はバッテリケース５０を備えている。バッテリケース５０は、下側に位置するトレイ部材５１と、上側に位置するカバー部材５２とを備えている。図６はトレイ部材５１を示している。

トレイ部材５１は、左右一対の側壁５１ａ，５１ｂと、前壁５１ｃと、後壁５１ｄと、底壁５１ｅと、仕切り壁５１ｆ，５１ｇとを有し、上面側が開放した箱形に成形されている。前壁５１ｃは、車体１１の前後方向に関して前側に位置している。後壁５１ｄは後側に位置している。仕切り壁５１ｆ，５１ｇは前後方向に延びている。一対の側壁５１ａ，５１ｄと、前壁５１ｃと、後壁５１ｄによって、トレイ部材５１の周壁５４が構成されている。周壁５４は底壁５１ｅの周りに形成されている。このトレイ部材５１は、例えばスタンピング成形によって所定の形状に成形されている。

トレイ部材５１の前半部に、前側バッテリ収納部５５が形成されている。トレイ部材５１の後半部に、後側バッテリ収納部５６が形成されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に、中央バッテリ収納部５７と、電気回路収納部５８などが形成されている。

前記バッテリ収納部５５，５６，５７に、それぞれバッテリモジュール６０（図５，図６に一部を２点鎖線で示す）が収納されている。バッテリモジュール６０はトレイ部材５１の底壁５１ｅによって支持されている。バッテリモジュール６０の一例は、リチウムイオン電池からなる複数個のセルを直列に接続したものである。

電気回路収納部５８には、バッテリモジュール６０の状態を検出するモニタや制御等をつかさどる電気部品６１（図５に一部を模式的に示す）などが収納される。電気部品６１はバッテリモジュール６０に電気的に接続されている。

トレイ部材５１の周壁５４の上面、すなわちトレイ部材５１とカバー部材５２との接合部に、カバー取付面７０が形成されている。カバー取付面７０はトレイ部材５１の全周にわたって連続し、水平方向に延びている。カバー取付面７０にシール保持溝７１が形成されている。シール保持溝７１に、防水および防塵用のシール部材７２が配置されている。シール保持溝７１とシール部材７２は、トレイ部材５１の周壁５４の全周にわたって途切れることなく連続している。

カバー部材５２は、繊維によって強化された合成樹脂の一体成形品からなる。カバー部材５２の前部に、サービスプラグ用の開口部８５と冷却風導入口８６が形成されている。サービスプラグ用の開口部８５に蛇腹状のブーツ部材８７が取付けられている。冷却風導入口８６にも蛇腹状のブーツ部材８８が取付けられている。カバー部材５２の上面に、冷却風の一部を流すためのバイパス流路部９０と、冷却ファン収納部９１などが設けられている。

カバー部材５２の周縁部にフランジ部９５が形成されている。フランジ部９５はカバー部材５２の全周にわたって連続している。後に詳しく説明するように、カバー部材５２のフランジ部９５がトレイ部材５１のカバー取付面７０の上に重ねられ、フランジ部９５とカバー取付面７０とが、シール部材７２を介して、第１のボルト１００Ａと第２のボルト１００によって締結されている。

バッテリユニット１４は、支持部材として機能する複数本（例えば４本）の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４によって車体１１の下面に取付けられている。図３と図４に示されるように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ車体１１の幅方向に延びる桁本体１１１，１１２，１１３，１１４を有している。桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、バッテリユニット１４の荷重を支えるに足る強度を有する金属材料（例えば鋼板）によって構成されている。

前から１番目の桁本体１１１の両端に締結部１２１，１２２が設けられている。前から２番目の桁本体１１２の両端に締結部１２３，１２４が設けられている。前から３番目の桁本体１１３の両端に締結部１２５，１２６が設けられている。前から４番目（最後部）の桁本体１１２の両端に締結部１２７，１２８が設けられている。バッテリユニット１４の前端部には左右一対の前側支持部材１３０，１３１が設けられている。

前から１番目の桁部材１０１の両端に設けられた締結部１２１，１２２のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１４３（図２と図５に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２１，１２２と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１４５，１４６が設けられている。締結部１２１，１２２の下側からボルト１４７（図２と図５に示す）をボルト挿入孔１４３に挿入し、このボルト１４７をバッテリユニット取付部１４５，１４６のナット部材に螺合させ締付けることにより、１番目の桁部材１０１の締結部１２１，１２２がサイドメンバ３１，３２に固定されている。

前から２番目の桁部材１０２の両端に設けられた締結部１２３，１２４のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１５３（図２と図５に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２３，１２４と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１５５，１５６が設けられている。締結部１２３，１２４の下側から、ボルト１５７（図２と図５に示す）をボルト挿入孔１５３に挿入し、このボルト１５７をバッテリユニット取付部１５５，１５６のナット部材に螺合させ締付けることによって、２番目の桁部材１０２の締結部１２３，１２４がサイドメンバ３１，３２に固定されている。

前から３番目の桁部材１０３の両端に設けられた締結部１２５，１２６のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１６３（図２と図５に示す）が形成されている。図３と図４に示されるように、サイドメンバ３１，３２に荷重伝達部材１７０，１７１がボルト１７２によって固定されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、前から３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６の上方に設けられている。一方の荷重伝達部材１７０は、一方のサポートブラケット４０に溶接されている。他方の荷重伝達部材１７１は、他方のサポートブラケット４１に溶接されている。

すなわち荷重伝達部材１７０，１７１は、サイドメンバ３１，３２と、サポートブラケット４０，４１とに結合されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、フレーム構体３０の一部をなしている。荷重伝達部材１７０，１７１に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１７５，１７６が設けられている。

締結部１２５，１２６の下側から、ボルト１７７をボルト挿入孔１６３に挿入し、このボルト１７７をバッテリユニット取付部１７５，１７６のナット部材に螺合させ締付けることにより、３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６が、荷重伝達部材１７０，１７１を介してサイドメンバ３１，３２に固定されている。

前から４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１８３（図２と図５に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２７，１２８と対向する位置に、延長ブラケット１８４，１８５が設けられている。延長ブラケット１８４，１８５はサイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びている。延長ブラケット１８４，１８５は、フレーム構体３０の一部をなしている。これら延長ブラケット１８４，１８５に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１８６，１８７が設けられている。

締結部１２７，１２８の下側から、ボルト１８８（図２と図３に示す）をボルト挿入孔１８３に挿入し、このボルト１８８を延長ブラケット１８４，１８５のバッテリユニット取付部１８６，１８７のナット部材に螺合させ締付けることにより、４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８が延長ブラケット１８４，１８５を介してサイドメンバ３１，３２に固定されている。

バッテリユニット１４の前端に位置する前側支持部材１３０，１３１は、前から１番目の桁部材１０１の前方に突出している。前側支持部材１３０，１３１は、この桁部材１０１に結合されている。図２に示すように、前側支持部材１３０，１３１に設けられた締結部１９０，１９１は、ボルト１９２によって、クロスメンバ３３のバッテリユニット取付部１９３，１９４に固定されている。

本実施形態の電気自動車１０は、支持部材として機能する桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が、左右のサイドメンバ３１，３２間にわたって設けられ、これら桁部材１０１，１０２，１０３，１０４によってサイドメンバ３１，３２どうしが結合されている。このためバッテリユニット１４の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が、車体１１のクロスメンバに相当する剛性部材としても機能することができる。

また、荷重伝達部材１７０，１７１がサポートブラケット４０，４１に固定されており、サポートブラケット４０，４１に入力する横方向の荷重が荷重伝達部材１７０，１７１を介して桁部材１０３に入力される。

このため、サポートブラケット４０，４１付近にクロスメンバが配置されていなくても、サポートブラケット４０，４１付近の剛性を桁部材１０３によって高めることができ、操縦安定性と乗り心地が向上する。言い換えると、大形のバッテリユニット１４の一部を左右一対のサポートブラケット４０，４１間のスペースに配置することが可能である。このため、大形のバッテリユニット１４を搭載することが可能となり、電気自動車の走行距離を長くすることができる。

図１と図４に示されるように、バッテリユニット１４の下方にアンダーカバー１９５が配置されている。アンダーカバー１９５の上面は桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面と対向している。アンダーカバー１９５の材料の一例は、ガラス繊維によって強化された合成樹脂である。このアンダーカバー１９５は、車体１１の下側から、ボルト（図示せず）によって、フレーム構体３０と桁部材１０１，１０２，１０３，１０４に固定されている。

以下にトレイ部材５１についてさらに詳しく説明する。
図６はトレイ部材５１を示している。トレイ部材５１は、電気絶縁性を有する材料によって一体成形された樹脂部２００と、トレイ部材５１の前半部に配置された３枚のインサート部材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ（図７に示す）と、トレイ部材５１の後半部に配置された３枚のインサート部材２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆ（図８に示す）とを含んでいる。トレイ部材５１の周壁５４の上面、すなわち樹脂部２００の上面に、カバー取付面７０が形成されている。

樹脂部２００は、例えばポリプロピレンからなる樹脂のマトリックスを、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の長さの短ガラス繊維によって強化したものである。なお、樹脂部２００は合成樹脂のみによって構成されていてもよいし、繊維によって強化された樹脂（ＦＲＰ）やカーボンファイバー等の炭素繊維によって強化された樹脂が使われてもよい。なおカーボンファイバー等の炭素繊維を用いる場合には、内壁に電気絶縁処理を施すことが必要となる。

インサート部材２１０ａ〜２１０ｆは、金属板（例えば鋼板）のプレス成形品である。図７に示すインサート部材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃは、それぞれトレイ部材５１の側壁５１ａ，５１ｂと、前壁５１ｃに埋設されている。これらインサート部材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃによって、トレイ部材５１の側壁５１ａ，５１ｂと前壁５１ｃが補強されている。図８に示すインサート部材２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆによって、トレイ部材５１の側壁５１ａ，５１ｂと後壁５１ｄが補強されている。トレイ部材５１の仕切り壁５１ｆ，５１ｇに、それぞれ補強プレート２１０ｇ，２１０ｈが埋設されている。

図９から図１２に、トレイ部材５１の一方の側壁５１ａに設けられたインサート部材２１０ａが示されている。インサート部材２１０ａの上端２２０は、カバー取付面７０よりも低い位置にある。他のインサート部材２１０ｂ〜２１０ｆも前記インサート部材２１０ａと同様に、それぞれの上端の位置がカバー取付面７０よりも低くなるように、トレイ部材５１の周壁５４の内面に設けられている。

このためインサート部材２１０ａ〜２１０ｆの上端はカバー取付面７０に露出していない。すなわちカバー取付面７０はトレイ部材５１の周壁５４の全周にわたって樹脂部２００のみによって構成されている。このためシール保持溝７１も樹脂部２００のみからなり、金属製のインサート部材２１０ａ〜２１０ｆがシール保持溝７１の内面に露出することが回避される。

図７等に示されるように、前側のインサート部材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃの外側の面に、それぞれブラケット付きナット構体２３０が１つずつ設けられている。図８等に示されるように、後側のインサート部材２１０ｄ，２１０ｅ，２１０ｆにも、それぞれブラケット付きナット構体２３０が１つずつ設けられている。

図９，図１０と図１４，図１５に、インサート部材２１０ａに設けたブラケット付きナット構体２３０が示されている。ブラケット付きナット構体２３０は、金属製のブラケット２３１と、金属製の第１の埋込みナット２３２とによって構成されている。ブラケット２３１は、一対の基部２３３と、基部２３３から水平方向に突出するブリッジ部２３４とを含んでいる。

基部２３３は、インサート部材２１０ａの外側の面にスポット溶接によって固定されている。ブラケット２３１のブリッジ部２３４に、上下方向に延びる有底の第１の埋込みナット２３２が溶接されている。ブリッジ部２３４は、埋込みナット２３２に対する溶接面積を大きくとるために、上方から見て円弧状に形成されている。

ブラケット付きナット構体２３０は、トレイ部材５１の周壁５４の樹脂部２００に埋設されている。第１の埋込みナット２３２はブラケット２３１を介してインサート部材２１０ａに固定され、しかも第１の埋込みナット２３２の上端２３６がインサート部材２１０ａの上端２２０よりも上方に位置している。第１の埋込みナット２３２の上端２３６は、トレイ部材５１のカバー取付面７０と同じ高さに位置し、第１の埋込みナット２３２の上端２３６がカバー取付面７０に露出している。第１の埋込みナット２３２は底部を有しているため、周壁５４を形成する際に樹脂部２００の樹脂が第１の埋込みナット２３２に入り込むことはない。

前記以外のインサート部材２１０ｂ〜２１０ｅにも前記ブラケット付きナット構体２３０と同様の構成のブラケット付きナット構体２３０が１つずつ設けられている。第１の埋込みナット２３２と、この第１の埋込みナット２３２に螺合される第１のボルト１００Ａによって、図１０等に示す第１締付部２４０が構成されている。

カバー部材５２のフランジ部９５には、ボルト１００Ａを通す孔に金属製のカラー２３７が挿入されている。このカラー２３７によって、フランジ部９５の樹脂がボルト１００Ａの締付圧によってへたることを防いでいる。

カバー取付面７０には、第１の埋込みナット２３２以外の個所に、第２の埋込みナット２５０（図１１に示す）が設けられている。第２の埋込みナット２５０は、トレイ部材５１の周壁５４の周方向に所定の間隔で複数箇所に配置されている。第２の埋込みナット２５０はインサート部材２１０ａ〜２１０ｅに固定されておらず、カバー取付面７０に形成された孔２５１に圧入されている。第２の埋込みナット２５０の上端がカバー取付面７０に露出している。これら第２の埋込みナット２５０と、第２の埋込みナット２５０に螺合される第２のボルト１００によって、図１１に示す第２締付部２６０が構成されている。

カバー部材５２をトレイ部材５１に固定する際、カバー取付面７０にカバー部材５２のフランジ部９５を重ねる。シール保持溝７１には予めシール部材７２が設けられている。第１締付部２４０において、フランジ部９５の上方から第１のボルト１００Ａをカラー２３７に通し、第１のボルト１００Ａを第１の埋込みナット２３２に螺合させ規定のトルクで締付ける。

第２締付部２６０においては、フランジ部９５の上方から第２のボルト１００をカラー２３７に通し、第２のボルト１００を第２の埋込みナット２５０に螺合させて締付ける。こうすることにより、カバー取付面７０とカバー部材５２との間にシール部材７２が挟まれた状態において、トレイ部材５１とカバー部材５２とが互いに締結される。

図７と図８に示すように、インサート部材２１０ａ〜２１０ｅに貫通孔３００が形成されている。これらの貫通孔３００は、支持部材として機能する前記桁部材１０１〜１０４の締結部１２１〜１２８および前側支持部材１３０，１３１の締結部１９０，１９１と対応した位置に形成されている。

インサート部材２１０ａ〜２１０ｅの外側の面には、前記それぞれの貫通孔３００ごとに、一対のインサートナット３１０が取付けられている。インサートナット３１０は、インサート部材２１０ａ〜２１０ｅに溶接されている。これらインサートナット３１０は、インサート部材２１０ａ〜２１０ｅと共にトレイ部材５１の周壁５４に埋設されている。インサート部材２１０ａ〜２１０ｅには、インサートナット３１０と対応した位置に、孔３１１（図１２に一部を示す）が形成されている。

インサート部材２１０ａ〜２１０ｅのそれぞれの貫通孔３００ごとに、ナットプレートアセンブリ３２０が設けられている。ナットプレートアセンブリ３２０の形状は、ナットプレートアセンブリ３２０を設ける位置に応じて多少異なるが、基本的な構成は共通である。

図１３は、ナットプレートアセンブリ３２０の一例として、インサート部材２１０ａの前部に設けるナットプレートアセンブリ３２０を示している。ナットプレートアセンブリ３２０は、金属製のプレート部材３２１とアウトサートナット３２２とによって構成されている。アウトサートナット３２２の一端は、プレート部材３２１にプロジェクション溶接等によって固定されている。図１３中の符号Ｗ１はその溶接部を示している。アウトサートナット３２２は水平方向に延びている。プレート部材３２１には、プレート固定用ボルト３２３が挿入される孔３２４が形成されている。

インサート部材２１０ａ〜２１０ｅのそれぞれの貫通孔３００に、アウトサートナット３２２がトレイ部材５１の内側から挿入されている。図１２に示すようにプレート固定用ボルト３２３をプレート部材３２１の孔３２４に挿入し、このボルト３２３をインサートナット３１０にねじ込むことによって、ナットプレートアセンブリ３２０がインサート部材２１０ａに固定されている。他のインサート部材２１０ｂ〜２１０ｅにも、前記ナットプレートアセンブリ３２０と同様に、プレート固定用ボルト３２３によってナットプレートアセンブリ３２０が固定されている。

図６に示すように、トレイ部材５１の周壁５４には、前記貫通孔３００と対応した位置に、水平方向に貫通する断面円形のナット挿入孔３３０が形成されている。図１２に示すように、円柱形の前記アウトサートナット３２２が、トレイ部材５１の内側からナット挿入孔３３０に挿入されている。すなわちアウトサートナット３２２は、トレイ部材５１が成形された後に周壁５４に挿着される後付け部品である。

アウトサートナット３２２の他端側の端面３２２ａは、ナット挿入孔３３０の外側の開口部３３０ａにおいて外部に露出し、周壁５４の外面に臨んでいる。しかもこの端面３２２ａは、トレイ部材５１の周壁５４の外面よりも外側に僅かに（１〜２ｍｍ程度）突き出ている。アウトサートナット３２２とトレイ部材５１との間に、シール材３３５（図１２と図１６に示す）が設けられている。

トレイ部材５１の側壁５１ａ，５１ｂに設けられたナットプレートアセンブリ３２０とバッテリモジュール６０との間には、プレート固定用ボルト３２３を覆うことができる位置に、合成樹脂製の保護プレート３４０（図１４に一部を示す）が設けられている。この保護プレート３４０のバッテリモジュール６０と対向する側に、電気絶縁性の材料からなる絶縁部材３４１が設けられている。万一の側面衝突等によってトレイ部材５１が車体内側に潰れたときに、プレート部材３２１やボルト３２３が直接バッテリモジュール６０に当接することを保護プレート３４０によって防ぐことができ、バッテリモジュール６０の損傷を軽減することができる。

図１４〜図１６に桁部材１０２の一方の締結部１２３が示されている。締結部１２３は前記ボルト挿入孔１５３を有する金属製の支持プレート３５０と、支持プレート３５０の端に形成されたフランジ部３５１と、フランジ部３５１が溶接された縦壁３５２とを含んでいる。縦壁３５２には水平方向に貫通する孔３５３が形成されている。この孔３５３に、縦壁３５２の外側からトレイ部材固定用ボルト３５５が挿入される。

このボルト３５５をトレイ部材５１の外側からアウトサートナット３２２にねじ込むことにより、桁部材１０２の縦壁３５２がトレイ部材５１の一方の側壁５１ａに締結されている。この場合、アウトサートナット３２２の端面３２２ａと縦壁３５２との間に樹脂が存在しないため、ボルト３５５の締付力をアウトサートナット３２２にダイレクトに伝えることができる。

すなわち金属製のインサート部材２１０ａと金属製の縦壁３５２との間に、トレイ部材５１の周壁５４が挟まれた状態となる。この場合、トレイ部材固定用ボルト３５５の締付力（軸力）がアウトサートナット３２２に加わるが、ボルト３５５の締付力が樹脂製の周壁５４に直接加わることを回避できる。このため、周壁５４の樹脂がへたることによるボルト３５５の締付トルクの低下を回避することができる。

アウトサートナット３２２は、トレイ部材５１が成形されたのちナット挿入孔３３０に挿入されるため、トレイ部材５１を成形する際に材料の樹脂がアウトサートナット３２２の内部に流入し硬化してしまうといった不具合は生じない。また図１２に示すように、インサートナット３１０の端面３１０ａと側壁５４の外面との間に十分な距離Ｘを確保することができるため、トレイ部材５１を成形する際に使用する金型がインサートナット３１０の端面３１０ａに接するおそれがない。またインサートナット３１０の端面３１０ａが閉じているため、トレイ部材５１を成形する際に材料の樹脂がインサートナット３１０の内部に流入し硬化してしまうといった不具合も生じない。

桁部材１０２の他方の締結部１２４も、前記締結部１２３と同様に、ナットプレートアセンブリ３２０とトレイ部材固定用ボルト３５５によって、トレイ部材５１の他方の側壁５１ｂに固定される。また、前記桁部材１０２以外の桁部材１０１，１０３，１０４の締結部１２１，１２２，１２５〜１２８，と、前側支持部材１３０，１３１の締結部１９０，１９１も、前記締結部１２３と同様に、ナットプレートアセンブリ３２０とトレイ部材固定用ボルト３５５によって、トレイ部材５１の周壁５４に固定されている。

なお前記実施形態では車体後部に走行用モータが搭載された電気自動車について説明したが、本発明は走行用モータが車体前部に配置された電気自動車にも適用することができる。また本発明を実施するに当たって、モータや支持部材（桁部材等）、トレイ部材、カバー部材、インサート部材、ナットプレートアセンブリをはじめとして、発明の構成要素の構造及び配置を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係るバッテリケースを有する電気自動車の斜視図。 図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの斜視図。 図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットを上方から見た平面図。 図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの側面図。 図２に示されたバッテリユニットのトレイ部材とカバー部材および桁部材の斜視図。 図５に示されたトレイ部材の斜視図。 前記トレイ部材に埋設される前側のインサート部材の斜視図。 前記トレイ部材に埋設される後側のインサート部材の斜視図。 図６に示されたトレイ部材の一部の平面図。 図９中のＦ１０−Ｆ１０線に沿うトレイ部材の一部の断面図。 図９中のＦ１１−Ｆ１１線に沿うトレイ部材の一部の断面図。 図９中のＦ１２−Ｆ１２線に沿うトレイ部材の一部の断面図。 図７に示されたナットプレートアセンブリの一つの例の斜視図。 図２に示されたバッテリユニットの桁部材の締結部の平面図。 図１４に示された締結部の側面図。 図１５中のＦ１６−Ｆ１６線に沿う締結部の断面図。 金型とインサート部材の参考例を示す断面図。

符号の説明

１０…電気自動車
１１…車体
１４…バッテリユニット
５０…バッテリケース
５１…トレイ部材
５２…カバー部材
５４…周壁
６０…バッテリモジュール
１０１〜１０４…桁部材（支持部材）
２００…樹脂部
２１０ａ〜２１０ｆ…インサート部材
３２０…ナットプレートアセンブリ
３２１…プレート部材
３２２…アウトサートナット
３２３…プレート固定用ボルト
３３０…ナット挿入孔
３５５…トレイ部材固定用ボルト

Claims (4)

1. 電気自動車のバッテリモジュールを収納しかつ支持部材を介して車体に固定されるバッテリケースであって、
   前記バッテリモジュールを支持する底壁と該底壁の周りに形成された周壁とを有するトレイ部材と、
   前記トレイ部材の上に重ねて該トレイ部材に固定されるカバー部材とを有し、
   前記トレイ部材は、
   合成樹脂を成形してなる樹脂部と、
   前記トレイ部材の前記周壁に固定された金属製のインサート部材と、
   前記トレイ部材の前記周壁に形成され、該周壁を水平方向に貫通するナット挿入孔と、
   前記ナット挿入孔に前記トレイ部材の内側から挿入されるアウトサートナットと該アウトサートナットの一端が固定されたプレート部材とを含み、前記プレート部材が前記インサート部材に固定され、かつ、前記アウトサートナットの他端側の端面が前記ナット挿入孔の開口部において前記周壁の外面に臨むナットプレートアセンブリと、
   前記トレイ部材の外側から前記アウトサートナットにねじ込まれることにより前記トレイ部材の前記周壁と前記支持部材とを互いに固定するトレイ部材固定用ボルトと、
   を具備したことを特徴とする電気自動車用バッテリケース。
2. 前記インサート部材に、前記トレイ部材の前記周壁に埋設されるインサートナットが固定され、前記トレイ部材の内側から前記インサートナットにねじ込まれるプレート固定用ボルトによって、前記ナットプレートアセンブリの前記プレート部材が前記インサート部材に固定されたことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用バッテリケース。
3. 前記アウトサートナットの前記端面が前記周壁の外面よりも外側に突出し、前記端面に前記支持部材の縦壁を重ねた状態で、前記トレイ部材固定用ボルトによって前記周壁と前記縦壁とを互いに締結したことを特徴とする請求項２に記載の電気自動車用バッテリケース。
4. 前記ナット挿入孔の内面とアウトサートナットとの間にシール材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用バッテリケース。

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