JP2010153130A - 電気自動車用バッテリケース - Google Patents

Abstract

【課題】インサート部材をトレイ部材に強固に固定す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は、樹脂部２００を有する周壁５４と、樹脂部２００の内面に沿って配置された金属製のインサート部材２１０ａとを備えている。周壁５４に形成されたナット挿入孔３３０に、挿着部材の一例であ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３２２はプレート部材３２１に固定されている。周壁５４の樹脂中に、環状の溝３１３を有するインサート袋ナット３１０が埋設されている。インサート袋ナット３１０の一端がインサート部材２１０ａに固定されている。インサート袋ナット３１０の他端側は閉じている。インサート袋ナット３１０に、締結部材としてのボルト３２３がねじ込まれている。プレート部材３２１がボルト３２３によってインサート部材２１０ａに固定されている。
【選択図】図１２

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。

樹脂製のバッテリケースを補強するために、バッテリケースのトレイ部材の周壁の内面に沿って板金製のインサート部材を設けることが考えられている。このインサート部材は、バッテリケースを成形する際に金型にセットされ、バッテリケースの材料（樹脂）と共にモールド成形される。
特開平６−３２２４７号公報

前記のように樹脂製のトレイ部材の内面に板金製のインサート部材を設けた場合、樹脂の接着力だけではインサート部材の固定強度が不足する。たとえばトレイ部材に衝撃が加わったときやインサート部材の反りなどによって、インサート部材がトレイ部材から剥がれる可能性があるため、トレイ部材を補強する機能を十分に発揮することができない。インサート部材の固定強度を高めるために、インサート部材とは別体に構成された専用のアンカー金具をインサート部材に固定することも考えられるが、このようなアンカー金具をわざわざインサート部材に設けると、部品数が増え、コストが高くなるなどの問題が生じる。

従って本発明の目的は、インサート部材をトレイ部材に強固に固定することができるとともに、インサート部材を利用してトレイ部材の所定位置に後付けの挿着部材を配置す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、前記トレイ部材は、合成樹脂を成形してなる樹脂部を有する周壁と、前記周壁の前記樹脂部の内面に沿って配置された金属製インサート部材と、前記周壁に形成された孔に挿入される挿着部材と、一端が前記インサート部材に固定されかつ他端側が閉じた袋ナットからなり前記周壁の樹脂中に埋設されるインサート袋ナットと、前記トレイ部材の内側から前記インサート袋ナットにねじ込まれることにより前記挿着部材を前記インサート部材に固定するボルト等の締結部材とを具備している。

この発明の好ましい形態では、前記インサート袋ナットの周面に、前記周壁の樹脂の一部が入り込む凹部が形成されている。凹部の一例は、前記インサート袋ナットの周方向に連続する環状の溝である。好ましくは、前記締結部材と前記バッテリモジュールとの間に、電気絶縁性の保護プレートが配置されているとよい。前記挿着部材の一例は、前記周壁に形成された水平方向の孔に挿入されるアウトサートナットを有し、該アウトサートナットに前記周壁の外側からトレイ部材固定用ボルトがねじ込まれ、このトレイ部材固定用ボルトによって前記トレイ部材が支持部材に固定される。

本発明によれば、インサート部材に設けられたインサート袋ナットがトレイ部材の樹脂中に埋設されることにより、樹脂部に対するインサート部材の固定強度が向上し、インサート部材が樹脂部から剥がれることを防止できる。このためトレイ部材をインサート部材によって確実に補強することができ、しかもトレイ部材の周壁に設けられる後付けの挿着部材を、前記インサート部材を利用して、トレイ部材の所定位置に確実に固定することができる。前記インサート袋ナットは、一端が前記インサート部材に固定され、他端が閉じているため、インサート袋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。

以下に本発明の一実施形態について、図１から図１８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の周囲に形成されている。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り、板状をなしている。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に設けられ、それぞれが周壁５４の内面に沿って配置されている。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は、それぞれトレイ部材５１の側壁５１ａ，５１ｂと後壁５１ｄに設けられ、それぞれが周壁５４の内面に沿って配置されている。これらインサート部材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、それぞれ袋ナットからなる一対のインサート袋ナット３１０が取付けられている。インサート袋ナット３１０はインサート部材２１０ａ〜２１０ｅに溶接されている。これらインサート袋ナット３１０は、インサート部材２１０ａ〜２１０ｅと共にトレイ部材５１の周壁５４の樹脂中に埋設されている。インサート部材２１０ａ〜２１０ｅには、インサート袋ナット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。

図１７は溶接前のインサート袋ナット３１０を示している。図１８は溶接後のインサート袋ナット３１０を示している。インサート袋ナット３１０の一端は、インサート部材２１０ａに溶接されている。インサート袋ナット３１０の他端側の端面３１０ａは閉じている。すなわちインサート袋ナット３１０は、先端が閉じた袋ナットからなる。

溶接前のインサート袋ナット３１の基部には、プロジェクション溶接のための突起３１２が形成されている。この突起３１２をインサート部材２１０ａに当接させてプロジェクション溶接することにより、インサート袋ナット３１０の一端がインサート部材２１０ａに固定されている。図１８中の符号Ｗはその溶接部を示している。このインサート部材２１０ａ以外のインサート部材２１０ｂ〜２１０ｅにも、前記インサート袋ナット３１０と同様のインサート袋ナット３１０が溶接されている。

インサート袋ナット３１０の周面には、周方向に連続する凹部の一例である環状の溝３１３が形成されている。この溝３１３に、周壁５４を構成する樹脂の一部が入り込んで硬化していることにより、周壁５４の樹脂部２００に対するインサート袋ナット３１０の固定強度を向上させることができる。このため、周壁５４の樹脂部２００に対するインサート部材２１０ａの固定強度も向上する。しかもインサート袋ナット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（樹脂）がインサート袋ナット３１０の内部に流入し硬化してしまうといった不具合を生じない。

なお、環状の溝３１３の代りに、インサート袋ナット３１０の周面に、複数の凹部あるいは凸部を周方向に間隔をあけて形成してもよい。あるいは、インサート袋ナット３１０の周面に多数の凹凸を形成することにより、樹脂部２００に対するインサート袋ナット３１０の固定強度を高めてもよい。

図７および図８に示す実施形態の場合、インサート部材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｄ，２１０ｅのそれぞれの長手方向の複数箇所（８箇所）に、それぞれインサート袋ナット３１０が固定されている。前側に位置するインサート部材２１０ｃの長手方向の複数箇所（６箇所）に、インサート袋ナット３１０が固定されている。これらのインサート袋ナット３１０によって、周壁５４の樹脂部２００に対する各インサート部材２１０ａ〜２１０ｅの固定強度が大きく向上し、インサート部材２１０ａ〜２１０ｅが周壁５４の内面から剥がれることが防止される。このためインサート部材２１０ａ〜２１０ｅによって周壁５４を十分補強することができる。

インサート部材２１０ａ〜２１０ｅのそれぞれの貫通孔３００ごとに、挿着部材の一例である後付けの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、挿着部材としての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、締結部材として機能するプレート固定用ボルト３２３を挿入する孔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、締結部材として機能する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をインサート袋ナット３１０にねじ込む。

このボルト３２３すなわち締結部材によって、ナットプレートアセンブリ３２０すなわち挿着部材がインサート部材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、前記アウトサートナット３２２（挿着部材）を挿入するための孔であるナット挿入孔３３０が形成されている。ナット挿入孔３３０の径方向の断面は円形であり、周壁５４を水平方向に貫通している。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。すなわちこの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、締結部材としての前記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等の金属製の締結部材が直接バッテリモジュール６０に当接することを、電気絶縁性の保護プレート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、インサート袋ナット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袋ナット３１０の端面３１０ａに接するおそれがない。またインサート袋ナット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袋ナット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。

前記インサート部材２１０ａ〜２１０ｅは、締結部１２１〜１２８，１９０，１９１の近傍に配置された前記インサート袋ナット３１０によって、トレイ部材５１の周壁５４に強固に取付けられている。このため、締結部１２１〜１２８，１９０，１９１からアウトサートナット３２２を介してインサート部材２１０ａ〜２１０ｅに入力する可能性のある荷重に対し、トレイ部材５１の周壁５４が十分な強度を発揮することができる。

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、モータやトレイ部材、カバー部材、インサート部材、インサート袋ナットをはじめとして、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。 図７に示されたインサート袋ナットの溶接前の斜視図。 図１７に示されたインサート袋ナットがインサート部材に溶接された状態を一部断面で示す側面図。

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
３１０…インサート袋ナット
３２０…ナットプレートアセンブリ
３２２…アウトサートナット（挿着部材）
３２３…プレート固定用ボルト（締結部材）
３３０…ナット挿入孔
３５５…トレイ部材固定用ボルト

Claims (5)

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を有する周壁と、
   前記周壁の前記樹脂部の内面に沿って配置された金属製のインサート部材と、
   前記周壁に形成された孔に挿入される挿着部材と、
   一端が前記インサート部材に固定されかつ他端側が閉じた袋ナットからなり前記周壁の樹脂中に埋設されるインサート袋ナットと、
   前記トレイ部材の内側から前記インサート袋ナットにねじ込まれることにより前記挿着部材を前記インサート部材に固定する締結部材と、
   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. 前記インサート袋ナットの周面に、前記周壁の樹脂の一部が入り込む凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用バッテリケース。
3. 前記凹部が前記インサート袋ナットの周方向に連続する環状の溝である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. 前記締結部材と前記バッテリモジュールとの間に、電気絶縁性の保護プレートが配置さ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。
5. 前記挿着部材は、前記周壁に形成された水平方向のナット挿入孔に挿入されるアウトサートナットを有し、該アウトサートナットに前記周壁の外側からトレイ部材固定用ボルトがねじ込まれ、このトレイ部材固定用ボルトによって前記トレイ部材が前記支持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。

Images