JP2012151076A - 車両用バッテリケース - Google Patents

Abstract

【課題】フランジの突出量を抑えつつ、容易にカバーの着脱を可能にする車両用バッテリケースを提供する。
【解決手段】開口部の周縁部に外方に突出するフランジ２６を備えたケース本体２０と、ケース本体２０の開口部を覆い、フランジ２６に重なり合うフランジ２７を備えたカバー２２と、フランジ２７とフランジ２６とを共に挟み込む第２のプレート２５とによりバッテリケースが構成され、第２のプレート２５は、一端がフランジ２７に係止されるとともに、他端がケース本体２０に固定された第１のプレート２４にスタッドボルト３３によって締結されて、ケース本体２０とカバー２２とを互いに押し付けるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用バッテリケースに係り、詳しくは、バッテリを収納するケースの構造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モータを走行駆動源の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は、容量及び出力電圧を確保するため、複数のバッテリをバッテリケース内に収納して構成されている。また、バッテリケースは、内部に雨水等が侵入しないように密閉性が要求されている。

バッテリケースは、例えば上部が開口した箱状に形成されバッテリが収納されるケース本体と、ケース本体の開口部を覆うカバーとから構成されている。
ケース本体とカバーとを固定する方法としては、例えばケース本体とカバーとの接続部に夫々フランジを設け、フランジに設けられた孔にボルトを通し、当該ボルトとナットとによりフランジを共締めすることが、簡単な方法として考えられる。

その他に２個の物体を固定する方法としては、突き合わせた２個の物体の側面にブラケットを配置し、当該ブラケットを２個の物体に夫々ボルトで固定する方法が知られている（特許文献１）。

特許第４０８８９００号公報

しかしながら、上記のようにフランジをボルトによって固定した場合、フランジ上にボルトを配置するためにフランジの突出長さを確保しなければならず、電気自動車のようにバッテリケースの搭載スペースが限られ、かつ大容量のバッテリを搭載する必要のある場合に不利な要因となってしまう。
また、軽量化のためケース本体及びカバーが樹脂で構成されている場合には、ボルト間で樹脂が温度変化によって変形する場合があり、ケース本体及びカバーとの当接部における密閉性が低下する虞がある。そこで、ボルト間の間隔を短くしてケース本体とカバーとを締結すれば変形は抑えられるが、ボルトの数が多くなるので、カバーの着脱時の工数が増加してしまう。

また、上記特許文献１では、２個の物体とブラケットとを夫々ボルトで固定するので、ボルト数が増え、カバーの着脱の手間が掛かるとともに、部品点数の増加を招いてしまう。
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、フランジの突出量を抑えつつ、容易にカバーの着脱が可能な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、車両に搭載される走行用バッテリを収納する車両用バッテリケースであって、バッテリを収納するとともに、バッテリを取り出すための開口部が設けられ、当該開口部の周縁部に外方に突出するケース側フランジを備えたケース本体と、ケース本体の開口部を覆い、ケース側フランジに重なり合うカバー側フランジを備えたカバーと、カバー側フランジとケース側フランジとを共に挟み込む挟持部材と、により構成され、挟持部材は、一端がカバー側フランジに係止されるとともに、他端がケース本体にボルトによって締結されて、カバーとケース本体とを固定することを特徴とする。

また、請求項２の車両用バッテリケースは、請求項１において、挟持部材には、ケース側フランジとカバー側フランジとの当接面に対して傾斜した傾斜面が備えられ、挟持部材がケース本体にボルトによって締結されることで、傾斜面がケース本体と当接して当該ケース本体をかしめ、カバー側フランジとケース側フランジとを互いに押し付けることを特徴とする。

また、請求項３の車両用バッテリケースは、請求項２において、カバー側フランジに対する挟持部材の係止位置と、ケース本体と傾斜面との当接位置とが同一平面上に配置されていることを特徴とする。
また、請求項４の車両用バッテリケースは、請求項１〜３のいずれか１項において、ケース本体及びカバーは樹脂により形成されていることを特徴とする。

また、請求項５の車両用バッテリケースは、請求項４において、ケース本体のボルトが備えられた位置の裏側に、リブを設けたことを特徴とする。

請求項１の車両用バッテリケースによれば、第２の挟持部材によってカバー側フランジとケース側フランジとを挟み込む構造としたので、各フランジにボルトを挿入するボルト孔を設ける必要がなく、フランジの突出量を抑制することができる。
また、第２の挟持部材の一端をカバー側フランジに係止し、他端がケース本体にボルトによって締結される構造としたので、カバーの着脱が容易となり、ボルトの設置数を抑制することができる。

請求項２の車両用バッテリケースによれば、第２の挟持部材の一端をカバー側フランジに係止し、他端をケース本体にボルトによって締結することで、傾斜面がケース本体と当接して当該ケース本体をかしめ、カバー側フランジとケース側フランジとを互いに押し付けるので、傾斜面の傾斜角度の設定により、カバー側フランジとケース側フランジとの押し付け力を増加させることが可能となる。よって、少ないボルトの設置数で十分に密閉性の高い車両用バッテリケースを得ることができる。

請求項３の車両用バッテリケースによれば、カバー側フランジに対する第２の挟持部材の係止部と、ケース本体と当接する傾斜面の当接部とが同一平面上に配置されているので、ボルトによる締結力を効率よく第２の挟持部材の傾斜面とケース本体との当接部に作用させることができ、カバー側フランジとケース側フランジとの押し付け力を効果的に増加させることが可能となる。

請求項４の車両用バッテリケースによれば、ケース本体及びカバーは樹脂により形成されているので、軽量化を図ることができ、車両搭載用に好適であるとともに、フランジ等の特殊な形状を容易に形成することが可能となり、部品製造を容易にすることができる。なお、樹脂により形成することによる撓みは、第２の挟持部材を幅広にすることで、十分に抑制することができる。

請求項５の車両用バッテリケースによれば、ボルトが備えられた位置の裏側にリブを設けることで、ケース本体が樹脂で形成されたとしても、十分に強度を確保することができる。

本発明に係るバッテリユニットが載置された電気自動車の斜視図である。 バッテリユニットの概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る第２のプレートの固定部の構造を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る第２のプレートの固定部の構造を示す縦断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る第２のプレートの固定部の構造を示す縦断面図である。

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の床下にバッテリユニット１０が載置されるとともに、図示しない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、バッテリユニット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。電気自動車は、バッテリユニット１０を動力源として図示しない電気モータを駆動することで、タイヤを回転駆動し走行可能となっている。

図２は、バッテリユニット１０の概略構成図である。
図２に示すように、バッテリユニット１０は、バッテリケース１５内に複数のバッテリモジュール１８が２列に複数個並んで収納されて構成されている。バッテリケース１５は、上面が開口した直方体のケース本体２０とケース本体２０の上面を覆うカバー２２と、ケース本体２０の側面を覆う第１のプレート２４と、ケース本体２０とカバー２２との当接部を着脱可能に覆う第２のプレート２５（挟持部材）により構成されている。ケース本体２０及びカバー２２は樹脂により形成されている。第１のプレート２４及び第２のプレートは板金を折り曲げて形成されている。なお、本実施形態では、ケース本体２０と第１のプレート２４とが、本発明のケース本体に該当する。

ケース本体２０の開口部は長方形であり、当該開口部の周縁部には、外方に突出するようにフランジ２６（ケース側フランジ）が形成されている。また、カバー２２の周縁部には、ケース本体２０のフランジ２６と互いに重なりあうようにフランジ２７（カバー側フランジ）が形成されている。
第２のプレート２５は、断面コの字状に形成されており、ケース本体２０のフランジ２６とカバー２２のフランジ２７とを挟持するように配置されている。第２のプレート２５は、フランジ２６、２７の略幅一杯に延びて、計４個備えられており、当該４個の第２のプレート２５でフランジ２６、２７の略全周を挟むように配置されている。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る第２のプレート２５の固定部の構造を示す縦断面図である。
本発明の第１の実施形態では、図３に示すように、ケース本体２０のフランジ２６には、カバー２２のフランジ２７との接触面２６ａにシール材３０が設けられている。シール材３０は、ケース本体２０の開口部の縁に全周に亘って設けられている。

カバー２２のフランジ２７の先端には、ケース本体２０のフランジ２６との接触面とは反対側である上方に突出する凸部３１が設けられている。
第１のプレート２４は、ケース本体２０の側板２０ａを覆うとともに、下端部２４ａがケース本体２０の底板２０ｂの縁部を覆うように形成されている。第１のプレート２４の上部はフランジ２６の下方で外方に向けて折り曲げられており、その先端部２４ｂがフランジ２６の突出端の角部２６ｂに引っ掛かるように上方に突出している。第１のプレート２４は、フランジ２６の下方で階段状に折り曲げられて角部２４ｃが設けられている。

また、第１のプレート２４には、角部２４ｃの下方の側板２４ｄで外方に突出するようにスタッドボルト３３が溶接されて固定されている。スタッドボルト３３は、幅方向に所定間隔をおいて２、３箇所程度配置されている。
第２のプレート２５は、上記のように略コの字状に形成されており、凸部３１を含むカバー２２のフランジ２７を覆うとともに、ケース本体２０のフランジ２６を覆うように形成されている。第２のプレート２５の上端部には、凸部３１とカバー２２の側板２２ａとの間の窪み３５に入り込むようにフック部２５ａが形成されている。更に、第２のプレート２５には、フランジ２６より下方で角部２４ｃの外側から第１のプレート２４の側板２４ｄに向かって斜め下方に延び、第１のプレート２４の角部２４ｃに当接する傾斜部２５ｂ（傾斜面)が形成されている。

第２のプレート２５の下端には、スタッドボルト３３の位置に合わせて幅方向に所定間隔をおいて、第１のプレート２４の側板２４ｄに沿って下方に突出する突出部２５ｃが設けられている。また、突出部２５ｃには、スタッドボルト３３が挿入可能なようにボルト孔３７が設けられている。
更に、ケース本体２０には、スタッドボルト３３が配置されている位置の裏側にリブ３８が設けられている。

次に、以上のような構造のバッテリケース１５において、ケース本体２０とカバー２２との固定手順について、図３を用いて説明する。
まず、第１のプレート２４が取り付けられているケース本体２０上に、カバー２２を開口部に合わせて置く。
次に、図３中二点鎖線で示すように、第２のプレート２５の上端部のフック部２５ａを凸部３１とカバー２２の側板２２ａとの間の窪み３５に引っ掛ける。

そして、フック部２５ａを支点に第２のプレート２５の下端部を、ケース本体２０の側板２０ａに向けて押し込み、第２のプレート２５の突出部２５ｃのボルト孔３７に第１のプレート２４のスタッドボルト３３を挿入し、スタッドボルト３３にナット４０を締め付けて、第２のプレート２５を第１のプレート２４に固定する。
このように第２のプレート２５の下端部をケース本体２０の側板２０ａに向けて押し込むことで、第２のプレート２５の傾斜部２５ｂは、第１のプレート２４の角部２４ｃに当接して、第１のプレート２４を斜め上方に押し込む。

したがって、フランジ２７を第２のプレート２５の上端部のフック部２５ａで下方に抑えた状態で、第１のプレート２４が斜め上方に押しつけられる。これにより、第１のプレート２４を介してケース本体２０のフランジ２６とカバー２２のフランジ２７とが上下に押し付け合い、その当接面を密着させることができ、バッテリケース１５を密閉させることができる。

本実施形態では、第２のプレート２５と第１のプレート２４とを締結するスタッドボルト３３が、フランジ２６の下方に配置されており、フランジ２６、２７にボルトを挿入するボルト孔を設ける必要がないので、フランジ２６、２７の突出量を抑制することができる。よって、バッテリケース１５の搭載スペースを抑制することができ、電気自動車のように大容量のバッテリを搭載する場合に特に有効となる。

また、第２のプレート２５の上端のフック部２５ａをカバー２２の窪み３５に係止する構造としたので、第２のプレート２５とカバー２２との固定にボルトを用いる必要がないので、カバー２２の着脱が容易となり、ボルトの設置数を抑制することができる。
更に、第２のプレート２５の傾斜部２５ｂの傾斜角度と第１のプレート２４の角部２４ｃの当接面での角度により、スタッドボルト３３の締め付け力に対する第１のプレート２４への上方への押し付け力を任意に設定することが可能となる。よって、スタッドボルト３３による締結力に対して、第１のプレート２４への上方への押し付け力を増加させることが可能となる。これにより、フランジ２６、２７同士の押し付けを十分に行う事が可能となり、密閉性を十分に確保することができる。

また、第２のプレート２５の幅がフランジ２６、２７の幅と略同一であるので、フランジ２６、２７が幅一杯に亘って第２のプレート２５によって押し付けられるので、フランジ２６、２７の撓みを抑えることができる。これにより、スタッドボルト３３の設置箇所が少なくとも確実にフランジ２６、２７の押し付けを行うことができ、バッテリケース１５の密閉性を高めることができる。特に、本実施形態のように、ケース本体２０及びカバー２２が樹脂により形成されている場合にはフランジ２６、２７に撓みが発生し易くなるが、第２のプレート２５が幅広な形状により、このフランジ２６、２７の撓みを確実に抑えることができる。

また、第２のプレート２５が当接面の幅と略同一の幅広構造であり、フランジ２７に対するフック部２５ａの係止位置と、角部２４ｃと傾斜部２５ｂとの当接位置とが同一平面上に位置するので、スタッドボルト３３による締め付け力が効率よく係止位置と角部２４ｃに対して作用され、フランジ２６、２７同士の押し付け力を更に効果的に増加させることが可能となる。

また、スタッドボルト３３の裏側にリブ３８を設けているので、ケース本体２０が樹脂により形成されていても、十分にカバー２２の固定位置での強度を確保することができる。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る第２のプレート２５の固定部の構造を示す断面図である。

以下、上記第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。
第２の実施形態では、第１のプレート２４に角部２４ｃが設けられておらず、ケース本体２０のフランジ２６の下面に下方に突出する角部５０が設けられており、このフランジ２６の角部５０に第２のプレート２５の傾斜部２５ｂが当接するように配置されている。
したがって、本実施形態では、第２のプレート２５から直接フランジ２６に押し付け力が作用することとなる。よって、本実施形態では、スタッドボルト３３による締結力に対して、フランジ２６の上方への押しつけ力を増加させることが可能となる。これにより、第１の実施形態と同様に、フランジ２６、２７同士の押し付けを十分に行うことが可能となり、密閉性を十分に確保することができる。

図５は、本発明の第３の実施形態に係る第２のプレート２５の固定部の構造を示す断面図である。
第３の実施形態では、第２の実施形態のフランジ２６に設けた角部２４ｃをなくした構造としている。そして、第２のプレート２５の傾斜部２５ｂを、ケース本体２０のフランジ２６の突出端の角部２６ｂに当接するようにしている。このような構造でも、第２の実施形態と同様に、第２のプレート２５からフランジ２６に対して上方への押し付け力が作用して、フランジ２６、２７同士の押し付けを十分に行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、電気自動車のバッテリユニットに本願のバッテリケースを適用しているが、エンジン駆動等その他の車両においても、密閉性を必要とするバッテリケースに適用することが可能である。

１ 電気自動車
１８ バッテリケース
２０ ケース本体
２２ カバー
２６ フランジ（ケース側フランジ）
２７ フランジ（カバー側フランジ）
２４ 第１のプレート
２５ 第２のプレート
２５ｂ 傾斜部
３３ スタッドボルト
３８ リブ

Claims (5)

1. 車両に搭載される走行用バッテリを収納する車両用バッテリケースであって、
   前記バッテリを収納するとともに、前記バッテリを取り出すための開口部が設けられ、当該開口部の周縁部に外方に突出するケース側フランジを備えたケース本体と、
   前記ケース本体の開口部を覆い、前記ケース側フランジに重なり合うカバー側フランジを備えたカバーと、
   前記カバー側フランジと前記ケース側フランジとを共に挟み込む挟持部材と、により構成され、
   前記挟持部材は、一端が前記カバー側フランジに係止されるとともに、他端が前記ケース本体にボルトによって締結されて、前記カバーと前記ケース本体とを固定することを特徴とする車両用バッテリケース。
2. 前記挟持部材には、前記ケース側フランジと前記カバー側フランジとの当接面に対して傾斜した傾斜面が備えられ、
   前記挟持部材が前記ケース本体にボルトによって締結されることで、前記傾斜面が前記ケース本体と当接して当該ケース本体をかしめ、前記カバー側フランジと前記ケース側フランジとを互いに押し付け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. 前記カバー側フランジに対する前記挟持部材の係止位置と、前記ケース本体と前記傾斜面との当接位置とが同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用バッテリケース。
4. 前記ケース本体及び前記カバーは樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用バッテリケース。
5. 前記ケース本体の前記ボルトが備えられた位置の裏側に、リブを設けたことを特徴とする請求項４に記載の車両用バッテリケース。

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