JP2019050150A - 蓋体の取付構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】防錆作用と、耐久性とを備えた電池容器の蓋体の取付構造を提供すること。【解決手段】蓋体の取付構造は、車両の駆動用電池が収納される容器本体と、金属製で、容器本体に組み付けられる蓋体と、蓋体の上面に施される防錆用被覆材と、容器本体の収納部の外周に沿って設けられる容器縁部と、蓋体の外周に沿い、容器縁部に対応して設けられる蓋体縁部と、蓋体縁部の上面にかかり、蓋体を容器本体に、容器縁部と蓋体縁部との間に所定の間隙をあけて係合させる係合具と、容器縁部と蓋体縁部との間に設けられ、蓋体を容器本体に固着させる固着部と、を備えて構成した。【選択図】図２
Description
本発明は、電気自動車の駆動用電池を収容する電池容器の蓋体の取付構造に関する。
電動車両は、駆動用電池を、例えば電池容器に収納し、床下等に固定している。電池容器は、駆動用電池を収納する容器本体に蓋体を被せ、周囲にガスケットを配して密閉している。近年、駆動用電池の温度が上昇する異常事態に対応するため、蓋体の素材を樹脂から金属に代えて電池容器の安全性を向上させる要望がある。
車両の床下に取り付けられた電池容器は、走行中に泥水等がかかり、蓋体の上面に泥が堆積することがある。又、寒冷地では、路面に散布された凍結防止用の塩化物を含む水が走行中にかかることがある。泥が塩化物を含むと、蓋体上に固着し易くなり、しかも金属に対する強い腐食作用を有し、金属製の蓋体に損傷をもたらすおそれが考えられる。そこで、金属製の蓋体の表面に樹脂製の被覆材をコーティングし、蓋体を確実に防錆することが考えられている。
一方従来蓋体は、ガスケット等を介してねじ止めされている。蓋体の表面に被覆材を設け、その上からねじを締め付けると、被覆材によりねじの締結が不十分となり、蓋体の固定が不確実になる。
一方、ねじが接触する部分に被覆材を設けず、ねじを直接蓋体に接触させることが考えられるが、被覆材でコーティングされていない個所では、錆が発生し、蓋体を損傷させてしまうおそれが考えられる。
本発明は、電池容器において、錆の発生を防止した金属製の蓋体の取付構造を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明にかかる電池容器の蓋体の取付構造は、次のように構成されている。蓋体の取付構造は、車両の駆動用電池が収納される容器本体と、金属製で、容器本体に組み付けられる蓋体と、蓋体の上面に施される防錆用被覆材と、容器本体の収納部の外周に沿って設けられる容器縁部と、蓋体の外周に沿い、容器縁部に対応して設けられる蓋体縁部と、蓋体縁部の上面にかかり、蓋体を容器本体に、容器縁部と蓋体縁部との間に所定の間隙をあけて係合させる係合具と、容器縁部と蓋体縁部との間に設けられ、蓋体を容器本体に固着させる固着部と、を備えて構成した。
本発明の電池容器の蓋体の取付構造によれば、金属製の蓋体を、錆を生じさせることなく容器本体に組み付けることができ、耐熱性と耐久性の高い電池容器を提供できる。
本発明にかかる蓋体の取付構造について電池容器１０を例に説明する。図１は、電池容器１０を分解して示す分解斜視図である。図２、図３は、蓋体１４の取付部分を破断して示す断面図である。図４は、電池容器１０が組み付けられる車両１００を示す斜視図である。
電池容器１０は、図１に示すように容器本体１２と蓋体１４と固着部１６とを備え、図４に示すように、車両１００の下方から車両１００に取り付けられる。車両１００は、走行用のモータを備え、モータを駆動用電池から供給される電力によって駆動させて走行する電気自動車である。
以下、電池容器１０について、図４に示す車両１００の前方を基準に、電池容器１０の前方を定め、それを基準に、後方、及び左右を定める。又、重力の方向を下方とし、その逆を上方とし、更に、電池容器１０の周囲から中心に向かう方向を内方、あるいは内側とし、その逆を外方、あるいは外側として説明する。
電池容器１０は、図１に示すように、容器本体１２と蓋体１４と固着部１６とボルト４０とを備えている。電池容器１０の内部には、複数の電池モジュール１８が収納されている。
次に、電池容器１０を構成する各構成部材について説明する。容器本体１２は、下側に凹んだ収納部２０と、収納部２０の周囲に形成された容器縁部２２とを備えている。基本的に容器本体１２は、金属素材からなり、表面には所定の防錆処理が施されている。例えば容器本体１２は、金属板をプレス加工して一体に成形される。
収納部２０は、所定の広さを内側に有し、内部に仕切板２３や補強板２５等が設けられている。仕切板２３は、電池モジュール１８に対応して取り付けられ、仕切板２３で区画された内側に、複数の電池モジュール１８がほとんど隙間なく収納される。
容器縁部２２は、収納部２０の上縁から外方に延びている。容器縁部２２は、収納部２０の上縁に、上縁の全周にわたり設けられている。容器縁部２２には、雌ねじ部２４が設けられている。
雌ねじ部２４を、図２に示す。図２は、雌ねじ部２４を通る平面で電池容器１０を破断して示す部分断面図である。雌ねじ部２４は、孔２６と雌ねじ２８とを備え、容器縁部２２の下面側に適度の間隔で設けられている。雌ねじ２８は、後述するボルト４０に対応したねじ孔を有し、孔２６の位置に合せて、溶接やかしめ等により容器縁部２２に固定されている。雌ねじ２８は、いわゆるウェルドナットである。
蓋体１４は、蓋体本体部３０と蓋体本体部３０の周囲に設けられた蓋体縁部３２とを備えている。蓋体１４は、金属素材から成形されている。金属素材としては、強度、コスト、加工等の観点から基本的に鉄材である。尚、他の素材でもよい。
蓋体本体部３０の周縁は、収納部２０に対応して形成されている。蓋体１４を容器本体１２に被せると、蓋体本体部３０と収納部２０とはほぼ一致する形状を有している。蓋体本体部３０は、上面に上方に突出したいくつかの突部を備えている。尚、蓋体本体部３０は、上面が平坦でもよい。
蓋体縁部３２は、蓋体本体部３０の外周縁から外方に延びている。蓋体縁部３２は、蓋体１４を容器本体１２に組み付けると、容器縁部２２と上下方向にほぼ重なるように形成されている。蓋体縁部３２には、ボルト孔３４、及び凹部３６が複数形成されている。
ボルト孔３４は、容器縁部２２に設けられている雌ねじ部２４に対応して設けられている。蓋体１４を容器本体１２に組み付けると、図２に示すように、ボルト孔３４と雌ねじ部２４の孔２６とは上下に一致する。各ボルト孔３４には、ボルト４０が通される。
ボルト４０は、頭部４２と軸部４４を備えている。頭部４２は、通常の六角頭で、下部にはつば部５０を有している。つば部５０は、頭部４２の下部から外方に拡がっている。
軸部４４は、ねじ部４６と胴部４８とを備えている。ねじ部４６には、雄ねじが形成されている。ねじ部４６の雄ねじは、雌ねじ部２４の雌ねじ２８に螺合する。胴部４８は、ねじ部４６に連続し、ねじ部４６と同一の中心軸で形成されている。胴部４８の直径は、ねじ部４６の直径より大きく形成されている。ボルト４０は、頭部４２につば５０を有し、ねじ部４６と胴部４８との間に、ねじ部４６より太い段差を有する、いわゆる段付きフランジボルトである。
蓋体１４のボルト孔３４は、ボルト４０の軸部４４の直径より大きく、かつ頭部４２のつば部５０の直径より小さい直径を有している。ボルト孔３４は、蓋体１４の蓋体縁部３２に、例えば１０から１５カ所に設けられている。ちなみに、ガスケットを用いて密封する従来の電池容器では、同様の電池容器１０において、３０カ所以上にボルト孔を有し、ボルトの締結力により蓋体を容器本体に固定させていた。
凹部３６は、ボルト孔３４の近傍に設けられている。凹部３６は、図３に示すように、蓋体縁部３２から下方、つまり容器縁部２２側に凹んでいる。図３は、凹部３６を通る平面で電池容器１０を破断して示す部分断面図である。
凹部３６は、３方に壁板３７を有し、下面に底板３９を有し、例えばプレス加工により形成されている。凹部３６の深さｄ２は、ボルト４０の締結により容器本体１２の容器縁部２２と蓋体１４の蓋体縁部３２との間に形成される間隙ｄ１より若干短い長さとなっている。つまり、凹部３６は、蓋体１４がボルト４０により容器本体１２に取り付けられると、底板３９と容器縁部２２とが、それらの間に若干の間隙を有して対向する深さを有している。
更に蓋体１４には、表面に防錆用の被覆材５２が設けられている。被覆材５２は、蓋体１４の少なくとも上面全面に所定の厚みで設けられている。被覆材５２の厚みは、一例として１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。被覆材５２は、蓋体縁部３２にも同様に設けられている。例えば被覆材５２は、樹脂材を蓋体１４の表面に塗布して形成される。
ちなみに、蓋体１４の裏面側には、蓋体１４の上面と同等の処理でも、あるいはそれ以外の防錆処理を行ってもよい。容器本体１２と蓋体１４との間には固着部１６が設けられている。
固着部１６は、収納部２０の上縁に沿って設けられている。固着部１６は、気密性及び耐水性を有し、容器本体１２と蓋体１４とを固着している。固着部１６は、容器縁部２２の上縁の全周に途切れることなく設けられ、容器本体１２の内部を外部から遮断している。
固着部１６は、接着剤により形成されている。例えば、接着剤を吐出ガンから所定の厚みで蓋体縁部３２に塗布し、それに容器本体１２を重ねて固着部１６を形成する。接着剤は、蓋体１４を容器本体１２にボルト４０で係合させた状態で容器縁部２２と蓋体縁部３２との間に形成される間隙ｄ１（図２参照）より厚く塗布する。接着剤は、硬化すると、蓋体１４を容器本体１２に確実に固着させる強度を有している。固着部１６は、容器本体１２と蓋体１４との間で接着剤が硬化した状態である。
電池モジュール１８は、複数の単電池からなる集合体で、車両１００の駆動用電池である。電池容器１０には、複数の電池モジュール１８が収納されている。電池容器１０は、内部に電池モジュール１８を収容すると、図４に示すように、車両１００の下方から車両１００のフレーム等に取り付けられる。例えば、電池容器１０の左右に延びるブラケット５４を、車両１００の左右両側に前後方向に延びるサイドフレーム等に取り付ける。
次に、蓋体１４の取付構造における作用、効果について説明する。容器本体１２は、プレス加工等で形成される。形成された容器本体１２には、適切な防錆処理が行われる。容器本体１２に、電池モジュール１８を収納する。電池モジュール１８は、容器本体１２に固定される。電池モジュール１８を容器本体１２に収納したら、蓋体１４を容器本体１２に取り付ける。
蓋体１４の取り付けは、まず、接着剤を蓋体１４に塗布する。接着剤は、蓋体１４の蓋体縁部３２の全周にわたり塗布する。接着剤は、蓋体縁部３２に所定の高さに塗布する。塗布した直後の接着剤は、まだ柔軟性を有している。
接着剤を塗布した蓋体１４を容器本体１２に被せる。各ボルト孔３４にボルト４０を挿入し、ねじ部４６を雌ねじ部２４に螺合する。蓋体１４は、ボルト４０の頭部４２にかかり、蓋体縁部３２に塗布された接着剤を押下しながら、容器本体１２に近づけられる。接着剤は、蓋体１４に押し付けられることにより、徐々に潰れる。
ボルト４０のねじ部４６が雌ねじ部２４の雌ねじ２８に完全に螺合されると、胴部４８の下端が雌ねじ２８にかかり、ボルト４０の螺合動作が停止される。ボルト４０の胴部４８は、所定の長さを有しているので、ボルト４０が雌ねじ部２４に完全に螺合されても、容器本体１２の容器縁部２２と蓋体１４の蓋体縁部３２との間に間隙ｄ１が設けられる。
これにより、蓋体１４の蓋体縁部３２と容器縁部２２との間に接着剤が充填される。接着剤は、容器本体１２の容器縁部２２と蓋体１４の蓋体縁部３２との間に隙間なく設けられ、所定時間経過すると硬化する。接着剤が硬化したものが固着部１６である。
蓋体１４が接着剤による固着部１６で容器本体１２に、容器縁部２２の全周にわたり固着される。これにより、電池容器１０は高い防水性と防塵性とが実現される。蓋体１４は、ボルト４０の頭部４２に係合しているので、容器本体１２から外れることはない。又、仮に、蓋体１４に上方から押圧力がかかり、固着部１６が下方に変形しても、凹部３６が容器縁部２２に接することにより、蓋体１４と容器本体１２との間隔、つまり固着部１６の高さが凹部３６の深さｄ２以下に狭められることはない。
ボルト４０は、頭部４２に設けられたつば部５０により、広い面積で蓋体１４の上面に接する。したがって、ボルト４０と蓋体１４との接触面積が増加し、蓋体１４にかかるボルト４０からの接触圧力が低減される。
又、蓋体１４は、ボルト４０により容器本体１２に直接強い締付力で締結されていない。したがって、被覆材５２は、ボルト４０の頭部４２から強い力を受けていない。
そのため、蓋体１４がボルト４０により容器本体１２に固定されていても、蓋体１４の被覆材５２がボルト４０により容易に剥離することがなく、被覆材５２による蓋体１４の防錆作用が長い期間維持される。
以上説明したように、本発明にかかる蓋体１４の取付構造は、次の効果を有している。金属製の蓋体１４により、電池容器１０の耐熱性と耐久性とが向上する。車両１００が万一衝突したときの電池容器１０の破損を抑制できる。蓋体１４は、被覆材５２で被覆されていることにより、高い防錆作用が得られる。そのため、蓋体１４の上面に泥や融雪剤が付着しても、錆の発生を抑制し、電池容器１０の寿命を長期化できる。
容器本体１２と蓋体１４とは、固着部１６（接着剤）により固着されているので、電池容器１０の内部に高い防水性と防塵性とがもたらされる。ボルト４０から蓋体１４の被覆材５２に大きな力が加えられないので、使用中に被覆材５２がボルト４０により蓋体１４から剥離することがない。そのため、被覆材５２による蓋体１４の防錆作用が、長期間維持できる。又、凹部３６により、蓋体１４と容器本体１２との間隔が保持され、固着部１６（接着剤）の損傷等を確実に防止できる。
又、容器本体１２と蓋体１４との間に間隙ｄ１が設けられているので、電池容器１０からボルト４０を外した後、容器本体１２と蓋体１４との間隙ｄ１に刃物を入れて固着部１６を破断できる。固着部１６を上下に破断することで、容器本体１２から蓋体１４を取り外し、電池容器１０の内部を点検したり、電池容器１０に収納されている駆動用電池を交換、修理することができる。
電池容器１０の点検等が終了したなら、接着剤を蓋体１４に再度塗布し、蓋体１４を容器本体１２に被せて、ボルト４０を取り付ける。これにより、電池容器１０を密閉できる。
以上本発明について説明したが、本発明は実施形態に限るものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更してもよい。例えば、胴部４８は、ねじ部４６の螺合を停止させれば、ねじ部より太くなくともよい。ボルト４０でなく、間隙ｄ１が容器縁部２２と蓋体縁部３２との間に形成できれば、クリップのような係合具でもよい。接着剤を容器縁部２２に塗布してもよい。
本発明は、電気自動車の駆動用電池を収容する電池容器に利用可能である。
１０…電池容器、１２…容器本体、１４…蓋体、１６…固着部、１８…電池モジュール、２０…収納部、２２…容器縁部、２３…仕切板、２５…補強板、２６…孔、２８…雌ねじ、３０…蓋体本体部、３２…蓋体縁部、３４…ボルト孔、３６…凹部、４０…ボルト、４２…頭部、４４…軸部、４６…ねじ部、４８…胴部、５２…被覆材、５４…ブラケット、１００…車両、ｄ１…間隙、ｄ２…深さ。
Claims (3)
- 車両の駆動用電池が収納される容器本体と、
金属製で、前記容器本体に組み付けられる蓋体と、
前記蓋体の上面に施される防錆用被覆材と、
前記容器本体の収納部の外周に沿って設けられる容器縁部と、
前記蓋体の外周に沿い、前記容器縁部に対応して設けられる蓋体縁部と、
前記蓋体縁部の上面にかかり、前記蓋体を前記容器本体に、前記容器縁部と前記蓋体縁部との間に所定の間隙をあけて係合させる係合具と、
前記容器縁部と前記蓋体縁部との間に設けられ、前記蓋体を前記容器本体に固着させる固着部と、を備える電池容器の蓋体の取付構造。 - 前記係合具は、頭部と、ねじ部と、前記頭部と前記ねじ部との間に前記ねじ部の直径より太い胴部とを備えた段付きのボルトである請求項１に記載の電池容器の蓋体の取付構造。
- 前記固着部は、前記容器縁部と前記蓋体縁部との間に塗布した接着剤により形成されている請求項１に記載の電池容器の蓋体の取付構造。
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