JP2010232330A

JP2010232330A - 強電体のケース構造

Info

Publication number: JP2010232330A
Application number: JP2009076985A
Authority: JP
Inventors: Tokimasa Asada; 訓正浅田; Kiyoto Watanabe; 清人渡辺; Izumi Masuda; 泉増田
Original assignee: Autech Japan Inc
Current assignee: Nissan Motorsports and Customizing Co Ltd
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-10-14

Abstract

【課題】シール部材を用いることなくケース部材の開口部をカバー部材で覆ってケース内を密封でき、製造コストを削減できる強電体のケース構造の提供。
【解決手段】バッテリパック２が収容され、開口部９を有する略箱状のケース部材１と、ケース部材１の開口部９を覆った状態で設けられるシート状のカバー部材４と、ケース部材１とカバー部材４の外周部12,13同士を重ねて固定すると同時にシールするパッキング部材５と、を備えることとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、強電体のケース構造に関する。

従来、防塵性や防水性を必要する電気自動車のバッテリパックやインバータ等の強電体のケース構造として、特許文献１に記載の技術が知られている。この発明によれば、ケース部材の開口部にシール部材を重ねてカバー部材で覆うことによりケース内を密封する構成になっている。

特開２００３−１２７８０２号公報

しかしながら、従来の発明にあっては、ケース内の密封性をシール部材で確保しているため、ケース部材とカバー部材にシール部材を介装するための複雑な構造が必要になり、製造コストが高くなるという問題点があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、シール部材を用いることなくケース部材の開口部をカバー部材で覆ってケース内を密封でき、製造コストを削減できる強電体のケース構造を提供することを目的とする。

この発明では、強電体が収容され、開口部を有するケース部材と、上記ケース部材の開口部を覆った状態で設けられるシート状のカバー部材と、上記ケース部材と上記カバー部材の外周部同士を重ねて固定すると同時にシールするパッキング部材と、を備える構成にしている。

これにより、シール部材を用いることなくケース部材の開口部をカバー部材で覆ってケース内を密封でき、製造コストを削減できる。

実施例１の強電体のケース構造を説明する全体斜視図である。実施例１の強電体のケース構造を説明する分解斜視図である。実施例１のカバー部材とケース部材の固定を説明する図である。図１のＡ３−Ａ３線における斜視断面図である。実施例２の要部拡大斜視断面図である。実施例３の要部拡大斜視断面図である。実施例４の要部拡大斜視断面図である。実施例５の要部拡大斜視断面図である。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

以下、実施例１を説明する。なお、実施例１では強電体を電気自動車用のバッテリパックに適用した例を説明する。先ず、全体構成を説明する。図１、２に示すように、実施例１の強電体のケース構造では、ケース部材１と、バッテリパック２と、サービスプラグユニット３と、カバー部材４と、パッキング部材５等が備えられている。ケース部材１は、カバー部材４と共にケース本体６を構成するものであり、略長方形の底部７と、この底部７の外周部から上方に起立した側壁８で構成されることにより、上方に開口部９を有して長尺な略矩形の箱状に形成されている。また、ケース部材１の４隅はそれぞれ曲線状のＲ部が形成されてケース本体６の小型化が図れている。なお、ケース部材１は、硬質な金属（例えば鉄、アルミニウム、マグネシウム、金属合金等）、或いは樹脂（例えば、ポリプロピレン樹脂材、ポリアミド樹脂材、繊維強化樹脂材等）等の形状を維持できる素材を用いて一体形成されている。また、ケース部材１内には、バッテリパック２とサービスプラグユニット３が収容されている。

バッテリパック２は、下面に設けられた図示しない接続配線により各種機器と電気的に接続可能に構成されており、走行用モータにインバータを介して電力を供給したり、走行用モータと車輪との間でトルク授受を行う回生作動により走行モータで発電された電力を充電する構成になっている。バッテリパック２は、公知の電気自動車と同様に繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池等の二次電池が採用されている。また、通常、バッテリパック２は、複数のバッテリモジュールで構成され、各バッテリモジュールは電気的に直列または並列に接続されている。さらに、バッテリパック２の長手方向の側方に隣接してサービスプラグユニット３が配置されている。

サービスプラグユニット３は、バッテリパック２と電気的に接続されており、公知の特開２００８−２４３７１０号に記載の発明と同様に、バッテリパック２のメンテナンス時における作業者の感電防止等を目的としてバッテリパック２の通電を一時的に遮断するものであり、その外面には作業者により操作可能な操作部（図示せず）が設けられている。

カバー部材４は、ケース部材１の開口部９を塞いでケース本体６内を密閉するものであり、ケース部材１の側壁８の外形よりも大きな外形を有し、且つ、少なくともケース部材１よりも肉薄でシート状に形成されている。また、パッキング部材５におけるサービスプラグユニット３と対応する位置には、防水性の密封ファスナー１０が設けられている。密封ファスナー１０は所謂防水ファスナーであり、図示を省略するファスナーをスライド移動させて開閉可能に構成されている。なお、カバー部材４は、軟質な樹脂（例えば塩化ビニール）等の形状を変形できる素材を用いて一体的に形成されている。さらに、カバー部材４は透明であるが、その表面には複数の浅い凹部溝１１が形成されて光沢変化が得られるように構成されている。なお、凹部溝１１は省略することもできる。

パッキング部材５は、カバー部材４をケース部材１に固定するためのものであって、ケース部材１の側壁８で構成される外周部１２（以下、ケース部材１の外周部１２と称す）と同一の外形を有して環状に形成され、その断面形状は、図３（ｂ）に示すように、下方へ開口した略Ｕ字状断面に形成されている。なお、パッキング部材５は、樹脂（例えば、ポリプロピレン樹脂材、ポリアミド樹脂材）を素材として形成されているが、比較的硬質なゴム等の素材で構成しても良い。また、パッキング部材５の強度を確保するために、樹脂、ゴム等の素材に金属の素材を合わせた構造を有する素材を使用しても良い。

次に、実施例１の作用を説明する。
［カバー部材とケース部材との固定によるケース本体の密封について］
このように構成されたカバー部材４とケース部材１を固定する際には、先ず、図３（ａ）に示すように、予めバッテリパック２やサービスプラグユニット３が設置されたケース部材１の開口部９を覆うように、外周部１２の上にカバー部材４を配置する。この際、カバー部材４の外形は、ケース部材１の外周部１２よりも大きいため、カバー部材４の外周部１３がケース部材１の外周部１２（側壁８）から外側に所定寸法Ｌ１だけ飛び出した状態となる。

続いて、図３（ｂ）に示すように、パッキング部材５をケース部材１の外周部１２（側壁８）の上方に重ね合わせるように配置した後、その全周に亘って下方に押圧することにより、図３（ｃ）に示すように、パッキング部材５の略Ｕ字状断面の内側にカバー部材４の外周部１３をケース部材１の外周部１２との間で略Ｕ字状に変形させて固定する（図４参照）。これにより、カバー部材４の外周部１３をケース部材１の外周部１２に折り返して重ねた状態で固定できると同時に、両外周部12,13同士をシールでき、ケース本体６内の密封性を確保できる。また、パッキング部材５の略Ｕ字状断面の対向する両側壁5a,5bの内側寸法Ｌ２は、その製造時においてケース部材１の側壁８の厚みＬ３にカバー部材４の厚みの２倍を加えた値よりも僅かに小さく形成されている。これにより、カバー部材４の固定時に両側壁5a,5bは所定の挟持力でもってカバー部材４を挟んで固定できる。また、カバー部材４は撓みを有して設けられている。このように、実施例１では、シール部材を用いることなくケース部材１の開口部９をカバー部材２で覆ってケース本体６内を密封できる。

［ケース本体の密封構造について］
実施例１では、図３（ｃ）で説明したように、カバー部材４の外周部１３をケース部材１の外周部１２に折り返して重ねて固定している。これにより、パッキング部材５の両側壁5a,5bによって拘束されるケース部材１の側壁８の内外面にそれぞれシール面となるシール部14a,14bが形成される。従って、カバー部材４の外周部１３を折り返すことでラビリング構造を形成してケース本体６内の密封性を向上できる。加えて、２箇所のシール部14a,14bによりケース本体６内を二重にシールして密封性を向上でき、ひいてはバッテリパック２の防水性や防塵性を向上できる。

［カバー部材の装着性について］
また、特別な工具を用いることなく、パッキング部材５を所定位置に配置して下方に押圧するという簡便な作業でもってカバー部材４を固定できるため、カバー部材４の装着性が良く、作業時間の短縮化を図れる。

［カバー部材とケース部材の組み付け精度について］
また、カバー部材４の外形はケース部材１の外周部１２（側壁８）の外形よりも寸法Ｌ１だけ大きく形成されている。この寸法Ｌ１は、カバー部材４の外周部１３をケース部材１の外周部１２に折り返すのに必要な寸法であるが、カバー部材４における折り返し代（折り返し位置）はシール部14a,14bを形成できれば特に限定されない。従って、パッキング部材５の装着時にカバー部材４が所定位置から多少位置ずれしている場合やケース部材１の部品製造精度に多少の誤差が生じている場合であってもカバー部材４を固定できる。これにより、カバー部材４の組み付け誤差やケース部材１の部品製造精度の誤差を許容できる。

［カバー部材とケース部材の構造の簡素化について］
また、従来の発明に比べてシール部材を省略できるため、カバー部材４とケース部材１の構造を簡素化でき、製造コストを大幅に低減できる。また、シール部材の耐久性やシール保証について配慮する必要がなく、設計自由度を拡大できる。

［カバー部材の耐久性について］
実施例１では、カバー部材４は撓みを有して設けられている。これにより、カバー部材４を強く張った状態で設けた場合に比べて負担を減らすことができ、カバー部材４の耐久性を向上できる。また、通常、ケース本体６は、車両のトランクルーム床下、エンジンルーム内、或いは、車両床下等に設けられるが、車両の走行場所（標高差）や日時等によってはケース本体６内の気圧変化が生じる場合がある。これに対し、実施例１ではカバー部材４の撓みによる収縮・膨脹でケース本体６内の気圧変化を吸収できる。

［メンテナンス性について］
実施例１では、カバー部材４を透明にしているため、外部からバッテリパック２を視認して点検できる。また、カバー部材４に凹部溝１１を形成して光沢変化を持たせているため、作業者がカバー部材４に気づかずに誤って手を付いたり、工具等を置いてしまう虞がない。なお、凹部溝１１を省略してカバー部材４に薄い着色を施しても同様の作用・効果が得られる。また、バッテリパック２のメンテナンス時には、密封ファスナー１０を開放して外部からケース本体６内のサービスプラグユニット３にアクセスすることで作業者の安全等を確保した後、パッキング部材５、カバー部材４を順番に外してバッテリパック２をメンテナンスできる。加えて、密封ファスナー１０をサービスホールで代用した場合に比べてシール部材を必要とせず、簡単に防水が行える。

［カバー部材の製造性と軽量化ついて］
カバー部材４は、シート状に形成されているため、立体的な箱状に形成した場合に比べて安価で簡単に大量に製造でき、製造コストを低減できる。加えて、カバー部材４の重量も大幅に低減でき、車両重量の低減による走行可能距離の向上に寄与できる。

以上説明したように、この実施例にあっては下記の作用効果を得ることができる。
（１）バッテリパック２が収容され、開口部９を有する略箱状のケース部材１と、ケース部材１の開口部９を覆った状態で設けられるシート状のカバー部材４と、ケース部材１とカバー部材４の外周部12,13同士を重ねて固定すると同時にシールするパッキング部材５と、を備えることとした。これにより、シール部材を用いることなくケース部材１の開口部９をカバー部材４で覆うことができ、製造コストを削減できる。また、シート状のカバー部材４を採用することで、大幅な軽量化と低コスト化を達成することができる。

（２）カバー部材４にケース部材１内（ケース本体６内）へのアクセスを許容する密封ファスナー１０を備えることとした。これにより、カバー部材４にサービスホールを形成する場合に比べてシール部材を省略でき、簡便な構成でもって防水性を確保できる。

（３）カバー部材４の外周部１３をケース部材１の外周部１２に折り返して重ねて配置し、パッキング部材５を弾性変形可能な素材で略Ｕ字断面に形成すると共に、該Ｕ字状の内側にケース部材１とカバー部材４の外周部12,13同士を挟んで固定すると同時にシールすることとした。これにより、簡便な構造のパッキング部材５でもってケース部材１とカバー部材４の外周部12,13同士を挟んで固定すると同時にシールできる。また、２箇所のシール部14a,14bによりケース本体６内を二重にシールしてケース本体６の密封性を向上でき、ひいてはバッテリパック２の防水性や防塵性を向上できる。

（４）カバー部材４は撓みを有して設けられることとした。これにより、カバー部材４の耐久性を向上できると同時に、ケース本体６内の気圧変化を吸収できる。

（５）カバー部材４を透明にして外部からケース部材１内（ケース本体６内）を視認可能に構成した。これにより、外部からバッテリパック２を目視により点検できる。

以下、実施例２を説明する。
なお、実施例２において、実施例１と同一の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。図５に示すように、実施例２では、実施例１で説明した側壁８の先端側に、外側に略９０度屈折した形状の第１屈折部２０が形成され、ここにパッキング部材５が装着されてカバー部材４の外周部１３が固定されている。従って、実施例２では実施例１と同様の作用・効果が得られる。加えて、第１屈折部２０により上方から落下した水や塵がケース本体６内に進入するのをさらに一層防止できる。さらに、外周部１３の外側へ飛び出した飛び出し代１３ａが外部から見えにくいため、製品の美観性を向上できると同時に、ケース本体６の周辺部材との接触・破損を防止できる。

以下、実施例３を説明する。なお、実施例３において、実施例１または２と同一の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。図６に示すように、実施例３では、実施例２で説明した第１屈折部２０が外側斜め下方へ向かって傾斜した庇状に形成され、ここにパッキング部材５が装着されてカバー部材４の外周部１３が固定されている。従って、実施例３では実施例２と同様の作用・効果が得られる。加えて、加えて、庇状の第１屈折部２０により上方から落下した水や塵がケース本体６内に進入するのをなお一層防止できる。

以下、実施例４を説明する。なお、実施例４において、実施例１〜３と同一の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。図７に示すように、実施例４では、実施例３で説明した第１屈折部２０の先端側に内側に略Ｌ字状に屈折した第２屈折部４０が形成され、ここにパッキング部材５が装着されてカバー部材４の外周部１３が固定されている。従って、実施例４では実施例２または３と同様の作用・効果が得られる。加えて、パッキング部材５は第１屈折部２０及び第２屈折部４０の内側に配置されるため、外部からの接触や衝撃等により脱落する虞がない。さらに、カバー部材４の飛び出し代１３ａが長い場合であっても外部に飛び出す虞がない。

以下、実施例５を説明する。なお、実施例５において、実施例１〜４と同一の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。図８に示すように、実施例５では、実施例２で説明した第１屈折部２０が肉厚に形成される他、その上面に下方へ凹設された凹部溝５０が全周に亘って形成され、ここに、カバー部材４の外周部１３を介して凹部溝１１と嵌合された嵌合部５１を有するパッキング部材５が装着されている。従って、実施例５では実施例１と同様の作用・効果が得られる。

以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。例えば、強電体は電気自動車用のバッテリパックに限らず、インバータやその他の電装部品に適用しても良いし、エンジン車両やハイブリッド車両に搭載された強電体にも適用できる。また、各構成部材の材質や詳細な部位の形状は適宜設定変更できる。例えば、実施例１ではパッキング部材５を環状に形成したが、複数の分割体を組み合わせて環状に形成しても良い。

また、パッキング部材の形状の設計変更により挟持力を強化しても良い。また、パッキング部材に該パッキング部材５の離脱作業を容易にする把持部を設けても良い。

１ケース部材
２バッテリパック
４カバー部材
５パッキング部材
６ケース本体

Claims

強電体が収容され、開口部を有するケース部材と、
前記ケース部材の開口部を覆った状態で設けられるシート状のカバー部材と、
前記ケース部材と前記カバー部材の外周部同士を重ねて固定すると同時にシールするパッキング部材と、
を備えることを特徴とする強電体のケース構造。
請求項１に記載の強電体のケース構造において、
前記カバー部材は、前記ケース部材内へのアクセスを許容する密封ファスナーを備えることを特徴とする強電体のケース構造。
請求項１または２に記載の強電体のケース構造において、
前記カバー部材の外周部を前記ケース部材の外周部に折り返して重ねて配置し、
前記パッキング部材を弾性変形可能な素材で略Ｕ字断面に形成すると共に、該Ｕ字状の内側に前記ケース部材と前記カバー部材の外周部同士を挟んで固定すると同時にシールすることを特徴とする強電体のケース構造。
請求項１〜３のうちのいずれかに記載の強電体のケース構造において、
前記カバー部材は撓みを有して設けられることを特徴とする強電体のケース構造。
請求項１〜４のうちのいずれかに記載の強電体のケース構造において、
前記カバー部材を透明にして外部からケース部材内を視認可能に構成したことを特徴とする強電体のケース構造。