JP2023038004A - バッテリーケース、バッテリーケースの製造方法及びフレーム構造 - Google Patents

バッテリーケース、バッテリーケースの製造方法及びフレーム構造 Download PDF

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Abstract

【課題】枠状部とクロスメンバとの突き合わせ部において不可避的に生じるギャップの大きさに対し、フレキシブルに対応して接合でき、軽量かつ高剛性なバッテリーケースを提供する。【解決手段】バッテリーケース10は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製である矩形状の枠状部11と、枠状部11の互いに平行な一対の壁面12aに向けて延びるクロスメンバ20と、クロスメンバ20の少なくとも端面27と壁面12aとを接合する接合補助部材30と、枠状部11と連結され、床面を構成する床状部15と、を備える。また、接合補助部材30は、クロスメンバ20に対して長手方向に相対的に摺動可能に嵌合し、接合補助部材30と壁面12a、及び接合補助部材30とクロスメンバ20とは、溶接により接合される。【選択図】図1

Description

本発明は、バッテリーケース、バッテリーケースの製造方法及びフレーム構造に関し、特にアルミニウム又はアルミニウム合金製の部材が接合されてなるバッテリーケース、そのバッテリーケースの製造方法及びフレーム構造に関する。
近年、電気自動車やハイブリッド自動車等のような、電力により駆動する車両の開発が進展している。このような車両に搭載する電池システムでは、一般的に多数のバッテリー(電池)が、所定のフレーム等により構成されるバッテリーケースに収納される。
バッテリーを収納するバッテリーケースには、バッテリーを衝突などによる衝撃から保護するため所望の強度が必要とされる。また、排気ガス等による地球環境問題に対する燃費の向上の観点から、バッテリーケースの軽量化も要求される。
例えば、図69に示すような、いわゆる「フレーム型バッテリーケース」である一般的なバッテリーケース100は、4本のフレーム部材102によって構成される矩形状の枠状部101と、枠状部101の下面に配置される板状の床状部103と、強度強化のために両端部が枠状部101に接合される複数のクロスメンバ104を有する。フレーム部材102及びクロスメンバ104としては、軽量かつ高剛性であることから、アルミニウム材の押出成形品が多用されている。
ここで特許文献1には、自動車の車体フレームとして、締結部材を介してアルミニウム材製の閉断面構造を有するサイドフレームとアルミニウム材製の閉断面構造を有するクロスメンバとを締結し、フレーム部材の結合強度の低下を防止することが記載されている。具体的に、締結部材として平板状の基部と、基部に対して垂直方向に延びる1対の支持部とを有するπ字状の押出形材からなるアルミニウム材製のものを用い、基部をサイドフレームの側面にボルトにより締結し、クロスメンバの端部を1対の支持部で挟持し、クロスメンバと支持部とを溶接部で溶接している。
特開2007-269123号公報
ところで、上述したバッテリーケース100は、図70に示すように、フレーム部材102とクロスメンバ104との突き合わせ部がアーク溶接などの溶接により接合され、組み立てられる。しかしながら、バッテリーケース100は自動車部品としては比較的大きなサイズの構造物であり、またフレーム部材102の素材であるアルミニウム材の押出成形品は寸法精度が必ずしも高くないため、各構成部品に不可避的に生じる精度誤差が大きな変位となることがある。このため、接合箇所によっては部材間にギャップGが生じ、それぞれの部材の単純な突合せ構造では溶接不可能となるおそれがある。
また、一枚のアルミニウム板の深絞り加工により壁面と床面を構成するトレイ型のバッテリーケース(例えば、図49を参照)において、クロスメンバを対向する壁面間に設置する場合においても同様に、クロスメンバ104とトレイの壁面との突き合わせ部がギャップにより溶接不可能となるおそれがある。
なお特許文献1は、アルミニウム材製の閉断面フレーム同士の結合強度の低下を防止するように締結することを目的とした車体フレームに関する技術であり、部材同士の突き合わせ部のギャップを考慮したものでなく、そもそもバッテリーケースに関する技術でもない。
また、締結部材をサイドフレームに締結するためのボルトはナットと共に用いられるが、ナットを閉断面のサイドフレーム内に配置することは難しい。このため、一般的には、サイドフレームの締結部材が取り付けられる側面と対向する外側の側面にも穴をあけ、該穴からナットを奥深く挿入するか、あるいは、長尺のボルトを該穴に挿通させて、ナットをサイドフレームの外側の側面に配置することが行われる。しかしながら、サイドフレームに多数の穴が形成されると、バッテリーケースとしては、強度低下や、水密性低下が懸念され、また、鋼製のボルトやナットを使用する場合には、重量アップや、アルミ製のサイドフレームとの電食といった問題もある。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、枠状部とクロスメンバとの突き合わせ部において不可避的に生じるギャップの大きさに対し、フレキシブルに対応して接合でき、軽量かつ高剛性なバッテリーケース、該バッテリーケースの製造方法及びフレーム構造を提供することにある。
したがって、本発明の上記目的は、バッテリーケースに係る下記[1]~[3]のいずれかの構成により達成される。
[1] 矩形状の枠状部と、
前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
を備え、
前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記接合補助部材は、前記クロスメンバの内面と当接可能な外面を有し、前記クロスメンバの内部を相対的に摺動可能なブラケットであり、
前記クロスメンバの端部には、その内部に配置された前記接合補助部材の外面に臨む開口部が形成されており、
前記接合補助部材と前記壁面とは、溶接により接合され、
前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記開口部にて溶接により接合されている、バッテリーケース。
[2] 矩形状の枠状部と、
前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
を備え、
前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記接合補助部材は、前記クロスメンバの外面と当接可能な内面を有し、前記クロスメンバの外面を相対的に摺動可能なブラケットであり、
前記接合補助部材は、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合されている、バッテリーケース。
[3] 矩形状の枠状部と、
前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
を備え、
前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記クロスメンバの少なくとも一端部は、対向する前記壁面に対して傾斜した端面を備え、
前記接合補助部材は、前記クロスメンバの端面と前記壁面との間に配置されるくさび型のブラケットであり、
前記接合補助部材は、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合されている、バッテリーケース。
また、本発明の上記目的は、フレーム構造に係る下記[4]の構成により達成される。
[4] 矩形状の枠状部と、
前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
を備え、
前記枠状部、前記クロスメンバ、及び前記接合補助部材は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記接合補助部材は、前記クロスメンバの内面と当接可能な外面を有し、前記クロスメンバの内部を相対的に摺動可能なブラケットであり、
前記クロスメンバの端部には、その内部に配置された前記接合補助部材の外面に臨む開口部が形成されており、
前記接合補助部材と前記壁面とは、溶接により接合され、
前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記開口部にて溶接により接合されている、フレーム構造。
また、本発明の上記目的は、バッテリーケースの製造方法に係る下記[5]の構成により達成される。
[5] [1]~[3]のいずれか1つに記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
前記接合補助部材を、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程を備える、バッテリーケースの製造方法。
本発明のバッテリーケース、バッテリーケースの製造方法及びフレーム構造によれば、接合補助部材を活用することにより、枠状部とクロスメンバとの突き合わせ部において不可避的に生じるギャップの大きさに対し、フレキシブルに対応して接合でき、軽量かつ高剛性なバッテリーケース又はフレーム構造を提供できる。
図1は、本発明の第1実施形態に係るバッテリーケースの斜視図である。 図2は、図1に示すバッテリーケースの要部拡大図である。 図3Aは、フレーム部材同士の溶接部、及びフレーム部材と床状部の溶接部を示す斜視図である。 図3Bは、フランジ付きフレーム部材同士の溶接部、及びフランジ付きフレーム部材と床状部の溶接部を示す斜視図である。 図4Aは、図2のA-A断面図である。 図4Bは、図2のA´-A´断面図である。 図5Aは、第1実施形態に用いられるクロスメンバの一例の断面図である。 図5Bは、第1実施形態に用いられるクロスメンバの他の一例の断面図である。 図5Cは、第1実施形態に用いられるクロスメンバのさらに他の一例の断面図である。 図5Dは、第1実施形態に用いられるクロスメンバのさらに他の一例の断面図である。 図6Aは、第1実施形態に用いられる接合補助部材の一例の斜視図である。 図6Bは、第1実施形態に用いられる接合補助部材の他の一例の斜視図である。 図7Aは、第1実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材の一例の斜視図である。 図7Bは、第1実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材の他の一例の斜視図である。 図8は、接合補助部材とフレーム部材及びクロスメンバとのアーク溶接部を示す拡大斜視図である。 図9Aは、接合補助部材とフレーム部材及びクロスメンバとの他のアーク溶接部を示す拡大斜視図である。 図9Bは、図9AのB-B断面図である。 図10は、第1実施形態の第1変形例に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図11は、第1実施形態の第2変形例に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図12は、図11に示すクロスメンバの平面図である。 図13は、本発明の第2実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図14Aは、図13のC-C断面図である。 図14Bは、図13のC´-C´断面図である。 図15Aは、第2実施形態に用いられる接合補助部材の一例の斜視図である。 図15Bは、第2実施形態に用いられる接合補助部材の他の一例の斜視図である。 図16Aは、第2実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材の一例の斜視図である。 図16Bは、第2実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材の他の一例の斜視図である。 図17Aは、第2実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図17Bは、第2実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図18Aは、第2実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図18Bは、第2実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図19は、本発明の第3実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図20Aは、図19のD―D断面図である。 図20Bは、図19のD´―D´断面図である。 図21Aは、第3実施形態に用いられる接合補助部材の一例の斜視図である。 図21Bは、第3実施形態に用いられる他の接合補助部材の他の一例の斜視図である。 図21Cは、第3実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図22Aは、第3実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材の一例の斜視図である。 図22Bは、第3実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材の他の一例の斜視図である。 図22Cは、第3実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図23Aは、第3実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図23Bは、第3実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図23Cは、第3実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図24Aは、第3実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図24Bは、第3実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図24Cは、第3実施形態に用いられるスリット付きの接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図25は、本発明の第4実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図26Aは、図25のE-E断面図である。 図26Bは、図25のE´-E´断面図である。 図27Aは、第4実施形態に用いられる接合補助部材の一例の斜視図である。 図27Bは、第4実施形態に用いられる接合補助部材の他の一例の斜視図である。 図28は、本発明の第5実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図29Aは、図28のF-F断面図である。 図29Bは、図28のF´-F´断面図である。 図30は、本発明の第6実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図31Aは、図30のG-G断面図である。 図31Bは、図30のG´-G´断面図である。 図32は、本発明の第7実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図33Aは、図32のH―H断面図である。 図33Bは、図32のH´―H´断面図である。 図34Aは、第7実施形態に用いられる接合補助部材の一例の斜視図である。 図34Bは、第7実施形態に用いられる接合補助部材の他の一例の斜視図である。 図34Cは、第7実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図34Dは、第7実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の斜視図である。 図35は、本発明の第7実施形態の変形例に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図36Aは、第7実施形態に用いられるクロスメンバの一例の断面図である。 図36Bは、第7実施形態の変形例に用いられるクロスメンバの他の一例の断面図である。 図36Cは、第7実施形態の変形例に用いられるクロスメンバさらに他の一例の断面図である。 図37は、本発明の第8実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図38Aは、図37のI-I断面図である。 図38Bは、図37のI´-I´断面図である。 図39は、第8実施形態の変形例に係る図38A相当の断面図である。 図40は、本発明の第9実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図41は、図40のJ-J断面図である。 図42Aは、図40のX矢視図である。 図42Bは、図40のY矢視図である。 図43Aは、第9実施形態に用いられる接合補助部材の一例の断面図である。 図43Bは、第9実施形態に用いられる接合補助部材の他の一例の断面図である。 図43Cは、第9実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の断面図である。 図44Aは、第9実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の断面図である。 図44Bは、第9実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の断面図である。 図44Cは、第9実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の断面図である。 図45は、本発明の第10実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図46は、図45のK-K断面図である。 図47Aは、第10実施形態の変形例に係るバッテリーケースの上面図である。 図47Bは、図47Aの要部拡大斜視図である。 図48Aは、第10実施形態に用いられる接合補助部材の一例の断面図である。 図48Bは、第10実施形態に用いられる接合補助部材の他の一例の断面図である。 図48Cは、第10実施形態に用いられる接合補助部材のさらに他の一例の断面図である。 図49は、本発明の第11実施形態に係るバッテリーケースの斜視図である。 図50は、図49の要部拡大斜視図である。 図51Aは、図50のL-L断面図である。 図51Bは、図50のL´-L´断面図である。 図52は、図50の接合部を示す拡大斜視図である。 図53は、接合補助部材をトレイの壁面にスポット溶接する状態を示す斜視図である。 図54Aは、第11実施形態の変形例に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図54Bは、第11実施形態の他の変形例に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図55は、本発明の第12実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図56は、本発明の第13実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図57は、本発明の第14実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図58は、本発明の第15実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図59は、本発明の第16実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図60は、本発明の第17実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図61は、第17実施形態の変形例に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図62は、本発明の第18実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図63は、本発明の第19実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図64は、本発明の第20実施形態に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図である。 図65Aは、接合補助部材の第1作成工程を示す斜視図である。 図65Bは、接合補助部材の第2作成工程を示す斜視図である。 図66は、押出部材を切断してくさび型の接合補助部材を作成する工程を示す斜視図である。 図67Aは、接合補助部材の断面の一例を示す斜視図である。 図67Bは、接合補助部材の断面の他の一例を示す斜視図である。 図67Cは、接合補助部材の断面のさらに他の一例を示す斜視図である。 図67Dは、接合補助部材の断面のさらに他の一例を示す斜視図である。 図67Eは、接合補助部材の断面のさらに他の一例を示す斜視図である。 図67Fは、接合補助部材の断面のさらに他の一例を示す斜視図である。 図67Gは、接合補助部材の断面のさらに他の一例を示す斜視図である。 図68Aは、矩形断面の接合補助部材の一例を示す斜視図である。 図68Bは、矩形断面の接合補助部材の他の一例を示す斜視図である。 図69は、従来のバッテリーケースの斜視図である。 図70は、図69の要部拡大斜視図である。
以下、本発明に係るバッテリーケース及びバッテリーケースの製造方法の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する第1実施形態~第4実施形態のバッテリーケースは、いずれもクロスメンバの内部にその一部が内嵌する、いわゆる「インナータイプ」のブラケットが用いられる。
(第1実施形態)
まず、図1~図12を参照して第1実施形態のバッテリーケース10について説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態のバッテリーケース10は、複数のフレーム部材12,13によって構成される矩形状の枠状部11と、枠状部11の内部に配置される少なくとも1本(本実施形態では、2本)のクロスメンバ20と、枠状部11とクロスメンバ20とに接合されて、枠状部11とクロスメンバ20との間のギャップを埋める接合補助部材としてのブラケット30と、バッテリーケース10の底面を構成するように枠状部11と連結される床状部15と、を備える。
枠状部11を構成するフレーム部材12,13、クロスメンバ20、ブラケット30、及び床状部15は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金(以下、「アルミニウム材」ともいう。)製である。
枠状部11は、互いに平行に配置される2本のフレーム部材12と、該2本のフレーム部材12の両端部において、端部がそれぞれ接合された2本の他のフレーム部材13とによって、平面視矩形状に形成されている。
具体的に、図3Aに示すように、他のフレーム部材13の端面が、フレーム部材12の端部の側面(壁面)12aに突き合わされ、他のフレーム部材13の端面の縁部と、フレーム部材12の側面12aとで形成される隅部をアーク溶接などで溶接することで、フレーム部材12と他のフレーム部材13とが接合される。したがって、枠状部11の壁面は、対向する2本のフレーム部材12の側面12aによって構成される。なお、図中、Wは、溶接金属を示している。
また、本実施形態では、フレーム部材12と他のフレーム部材13とは、板材からなる床状部15の上に配置されており、フレーム部材12及び他のフレーム部材13の下面と、床状部15の上面とで形成される隅部も併せて溶接される。
なお、図3Bに示すように、フレーム部材12と他のフレーム部材13の下面には、これら各部材の長手方向に沿ってフランジ12c,13cが形成されてもよく、各フレーム部材12,13のフランジ12c,13cと床状部15とが溶接されてもよい。
図2に戻って説明すると、各クロスメンバ20は、バッテリーケース10の強度を向上させるための部材であり、4本のフレーム部材12,13で区画された枠状部11の内部を仕切るように、2本のフレーム部材12の互いに対向する側面12aである壁面(すなわち内壁面)同士を、ブラケット30を用いて連結している。
枠状部11と複数のクロスメンバ20で仕切られたバッテリーケース10の各区画には、不図示のバッテリーが収容される。
また、本実施形態では、フレーム部材12,13及びクロスメンバ20は、厚みが2~5mm程度のアルミニウム材の中空押出形材からなり、使用するアルミニウム合金の種類は、強度が優れており、かつ、より薄肉化が可能である点で、JIS乃至AAでいう5000系、6000系、7000系などのアルミニウム合金が適用される。アルミニウム合金の中空押出形材は、DC鋳造法や連続鋳造法などの鋳造、均質化熱処理、熱間押出、溶体化及び焼入れ処理、そして必要により人工時効処理などの調質処理を適宜組み合わせて行う、通常の形材製造工程によって製造される。なお、フレーム部材12,13及びクロスメンバ20をアルミニウム材による押出成形により製造することにより、軽量化を図ることができる。
さらに、本実施形態では、クロスメンバ20の長さを、他のフレーム部材13の長さよりもあらかじめ短く設計して、フレーム部材12とクロスメンバ20の端部21間にギャップGを形成している。そして、このギャップGの部分において、フレーム部材12の壁面12aとクロスメンバ20の端部21とに接合され、かつクロスメンバ20との接合位置を調整可能なブラケット30が設けられている。すなわち、クロスメンバ20とフレーム部材12とは、ブラケット30を介して連結されている。
図5Aに示すように、本実施形態のクロスメンバ20は、中空の矩形断面に形成されている。また、ブラケット30は、クロスメンバ20に内嵌して、クロスメンバ20に対して長手方向に進退可能に形成されている。すなわち、図6Aに示すように、本実施形態のブラケット30は、平板状の基部30aと、該基部30aの幅方向中間部から基部30aに対して垂直に延び、クロスメンバ20に内嵌される腕部30bと、を備える、ブロック状部材である。
また図2、図4A及び図4Bに示すように、クロスメンバ20の両側面23には、クロスメンバ20の端部側にクロスメンバ20の長手方向に直交する長孔である矩形の開口部22が形成されている。したがって、ブラケット30の基部30aとフレーム部材12の壁面12aとをアーク溶接で接合し、更にクロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30の腕部30bと、開口部22のフレーム部材12側の縁部22aをアーク溶接で接合する。
このようにして、フレーム部材12とブラケット30、及びブラケット30とクロスメンバ20がそれぞれ接合されることで、フレーム部材12とクロスメンバ20が連結される。例えば図2において、上部(後方)に示すクロスメンバ20は、枠状部11との間のギャップGが大きく、下部(前方)に示すクロスメンバ20は、枠状部11との間のギャップGが小さくなっている。しかし、図2、図4A及び図4Bに示すように、クロスメンバ20に対するブラケット30の突出長さを変えた状態で、ブラケット30とクロスメンバ20とを接合することで、枠状部11とクロスメンバ20の端部21間のギャップGをいずれも埋めることができ、バッテリーケース10の強度を向上させることができる。
次に、本実施形態のバッテリーケースの製造方法について説明する。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、上述したように、フレーム部材12,13同士をアーク溶接によって接合することで枠状部11を形成し、更に枠状部11をアーク溶接によって床状部15と接合する。そして、図2において仮想線で示すように、あらかじめ中空断面のクロスメンバ20の内部に、ブラケット30の腕部30bを挿入して仮組みしておく。このとき、ブラケット30は、クロスメンバ20に遊嵌しており、クロスメンバ20の長手方向に進退自在となっている。
次いで、仮組みされた状態のクロスメンバ20とブラケット30を、枠状部11の内部を仕切るように配置して、クロスメンバ20を床状部15に接合する。なお、図2において、クロスメンバ20と床状部15の接合状態を示す溶接金属は、説明の都合上省略している。そして、ブラケット30をクロスメンバ20から引き出し、基部30aを枠状部11(フレーム部材12の壁面12a)に当接させ、枠状部11とクロスメンバ20の端部21間のギャップGを埋める。
そして図8に示すように、ブラケット30の基部30aとフレーム部材12の壁面12aをアーク溶接で接合して溶接金属Wを形成し、更にクロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30の腕部30bと、開口部22のフレーム部材12の端部側の縁部22aをアーク溶接で接合して溶接金属Wを形成する。このように、開口部22のフレーム部材12の端部側の縁部22aを溶接することで、開口部22の反端部側の縁部をアーク溶接する場合と比較して、フレーム部材12が溶接トーチと干渉して、溶接作業の障害となることがなく、溶接作業が容易になる。
なお、開口部22におけるブラケット30とクロスメンバ20の接合方法としては、図9A及び図9Bに示すように、開口部22を塞ぐように、すなわち、開口部22の両縁部に跨るように溶接ビードを形成して、開口部22を溶接金属Wで埋めて接合することが好ましい。これにより、クロスメンバ20の長手方向に作用する力に対する抵抗力がより向上する。
以上説明したように、本実施形態のバッテリーケースによれば、フレーム部材12の寸法精度によって、クロスメンバ20が連結される位置における2本のフレーム部材12の壁面12a間の寸法が異なっていても、クロスメンバ20を配置できない場合や、クロスメンバ20とフレーム部材12の壁面12aとが連結されないといった不具合を解消することができ、ブラケット30を用いてクロスメンバ20とフレーム部材12の壁面12aとを確実に連結することができ、バッテリーケースの強度を向上することができる。
また、本実施形態のバッテリーケース10によれば、クロスメンバ20の端部には、その内部に配置されたブラケット30の外面(腕部30b)に臨む開口部22が形成されており、ブラケット30とクロスメンバ20とは、開口部22にて溶接により接合されているため、溶接トーチがフレーム部材12と干渉することなく、ブラケット30とクロスメンバ20とを溶接することができる。
なお、本実施形態のクロスメンバ20としては、矩形の外形を有して、内部に空間を持った断面形状を有する押し出し材であればよい。したがって、クロスメンバ20は、上述した図5Aに示す断面形状を有するものに限らず、例えば、図5Bに示す断面逆U字形のものや、図5Cに示す断面略θ形のもの、図5Dに示す断面略A形のものでもよい。
また、図5Cや図5Dに示すような、横リブ24を備えたクロスメンバを使用する場合、ブラケット30としては、横リブ24と干渉せずにクロスメンバ20の内部に挿入可能となるよう、例えば図7Aに示すような、腕部30bの中間部にスリット31を設ける必要がある。
さらに図6Bや図7Bに示すように、基部30aを有しないブロック状部材であるブラケット30を用いてもよい。この場合も、ブラケット30の腕部30bがクロスメンバ20の内部に挿入されて仮組みされた後、枠状部11の内部を仕切るようにクロスメンバ20が床状部15に配置される。次いで、ブラケット30をクロスメンバ20から引き出し、ブラケット30が枠状部11とクロスメンバ20の端部21間のギャップGを埋めた状態で、ブラケット30の一端部30cを枠状部11の壁面(フレーム部材12の側面12a)に接合し、更にクロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30と、開口部22のフレーム部材12の端部側の縁部22aを接合する。
また、本実施形態では、ブラケット30はクロスメンバ20の一端部にのみ配置され、クロスメンバ20の他端部は、直接的にフレーム部材12の壁面12aに接合されているが、ブラケット30がクロスメンバ20の両端部に配置されてもよい。
なお、上述したクロスメンバ20とブラケット30を先に仮組みした後、枠状部11に接合するバッテリーケースの製造方法は、以後「接合補助部材挿入方式」と称する。これ以外の製造方法としては、下記第1変形例のような「接合補助部材先付け方式」や、下記第2変形例のような「接合補助部材後付け方式」がある。それぞれの製造方法は、組み合わされるクロスメンバ20とブラケット30の形状に基づいて適宜選択される。
(第1実施形態の第1変形例)
続いて、第1実施形態の第1変形例に係るバッテリーケース10について説明する。
第1実施形態の第1変形例に係るバッテリーケース10では、図10に示すように、ブラケット30を枠状部11に先に接合し、その後、クロスメンバ20とブラケット30とを接合する、「接合補助部材先付け方式」が適用されている。この場合、クロスメンバ20としては、下面が開放された断面逆U字型のもの(図5B参照)が用いられ、ブラケット30としては、基部30aを有するブロック状部材(図6A参照)又は基部30aを有しないブロック状部材(図6B参照)が用いられる。
「接合補助部材先付け方式」は、具体的に、まず枠状部11にブラケット30の基部30aをアーク溶接により接合する。次いで、図10中、仮想線で示すように、開口面を下にしたクロスメンバ20を、ブラケット30の腕部30bを挟持するように被せ、ブラケット30とクロスメンバ20をアーク溶接により接合する。この場合も、作業性の観点から、開口部22のフレーム部材12の端部側の縁部22aとブラケット30を溶接してもよく、又は、溶接金属Wが開口部22の両縁部に跨るように、ブラケット30とクロスメンバ20を接合してもよい。
その他の部分については、第1実施形態のバッテリーケース10の場合と同様である。
(第1実施形態の第2変形例)
続いて、第1実施形態の第2変形例に係るバッテリーケース10について説明する。
第1実施形態の第2変形例に係るバッテリーケース10では、図11に示すように、クロスメンバ20を床状部15に先に接合し、その後、ブラケット30を枠状部11とクロスメンバ20とに接合する、「接合補助部材後付け方式」が適用されている。この場合、クロスメンバ20は、図5A~図5Dに示すいずれの断面形状のものでもよいが、図12に示すように、開口部22を有する側面23に直交する面25(上面、下面及び横リブ24を含む)に、端部21からクロスメンバ20の長手方向に延びる溝部26が設けられている。溝部26には、ブラケット30の腕部30bが挿入可能である。また、ブラケット30としては、図6Aや図6Bに示すブロック状部材が適用可能である。
「接合補助部材後付け方式」は、具体的に、まず枠状部11とクロスメンバ20を床状部15に接合する。次いで、図11中、仮想線で示すように、腕部30bをクロスメンバ20の溝部26に挿入しながら、ブラケット30を上方から枠状部11とクロスメンバ20の間に挿入する。そして、枠状部11とブラケット30の基部30a、及びブラケット30とクロスメンバ20をアーク溶接により接合する。この場合も、作業性の観点から、開口部22のフレーム部材12の端部側の縁部22aをブラケット30に溶接してもよく、或いは、溶接金属Wが開口部22の両縁部に跨るように、ブラケット30とクロスメンバ20を接合してもよい。
その他の部分については、第1実施形態のバッテリーケース10の場合と同様である。
(第2実施形態)
次に、図13~図18Bを参照して第2実施形態のバッテリーケース10について説明する。なお、以下の各実施形態においては、第1実施形態と同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
本実施形態のバッテリーケース10は、第1実施形態で用いた、図5Aに示す、中空部を有する断面矩形のクロスメンバ20と、図15Aに示す、軸方向に貫通する中空部を有する断面矩形のブラケット30が組み合わされる。図13に示すように、ブラケット30は、クロスメンバ20の中空断面内に内嵌してクロスメンバ20の長手方向に進退可能に形成されている。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、クロスメンバ20とブラケット30を先に仮組みした後に枠状部11に接合する、第1実施形態で説明した「接合補助部材挿入方式」が適用可能である。すなわち本実施形態においては、図14A及び図14Bに示すように、クロスメンバ20からブラケット30を引き出して、枠状部11とクロスメンバ20の端部21間のギャップGを埋めた後、ブラケット30の一端部30cとフレーム部材12の壁面12aとの隅部を接合し、さらにクロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30の側部30dの外面と、開口部22のフレーム部材12の端部側の縁部22aをアーク溶接で接合する。
なお、クロスメンバ20は、上述した図5Aに示すものに限らず、例えば、図5Bに示す断面逆U字形のものや、図5Cに示す断面略θ形のもの、図5Dに示す断面略A形のものでもよい。図5A及び図5Bに示すクロスメンバ20は、図15Aに示すブラケット30以外にも、図15Bに示す下面が開放された断面逆U字形のブラケット30と組み合わせることができる。
また、図5Bに示す断面逆U字形のクロスメンバ20を使用する場合には、「接合補助部材先付け方式」も適用可能である。
さらに、図5C及び図5Dに示すクロスメンバ20は、図16A及び図16Bに示すブラケット30と組み合わせることができる。
加えて、図17A、図17B、図18A及び図18Bに示すように、ブラケット30は、図15A、図15B、図16A、及び図16Bに示すブラケット30に対して、一端部30cにおいて両側部30dから幅方向外側に延出する一対のフランジ部36を有する構成であってもよい。
(第3実施形態)
次に、図19~図24Cを参照して第3実施形態のバッテリーケース10について説明する。
本実施形態のバッテリーケース10は、第1実施形態及び第2実施形態で用いた、図5Aに示す、中空部を有する断面矩形のクロスメンバ20と、図21Aに示すように、板状の基部30eと、該基部30eから延びる一対の腕部30fと、を備え、上面視でコの字形に形成されたブラケット30とが組み合わされる。
図19、図20A及び図20Bに示すように、ブラケット30はクロスメンバ20に内嵌し、基部30eとフレーム部材12の壁面12aとの隅部、及びクロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30の腕部30fと開口部22のフレーム部材12の端部側の縁部22aが、アーク溶接で接合される。
なお、ブラケット30は、図21Aのものに限定されず、図21Bや図21Cに示すように、図21Aのブラケットの一対の腕部30fの上面及び下面、又は上面のみが接続されものであってもよく、それぞれ図5Bに示すクロスメンバ20とも組合せ可能である。また、図5Cや図5Dに示す、横リブ24を備えたクロスメンバを使用する場合には、ブラケット30は、横リブ24との干渉を防止するため、図22A、図22B及び図22Cに示すような、一対の腕部30fの中間部にスリット31を設けたブラケット30と組み合わされる。
また、本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、「接合補助部材挿入方式」が適用可能である。また、図5Bに示す断面逆U字形のクロスメンバ20を使用する場合には、「接合補助部材先付け方式」も適用可能である。
さらに、図23A~図23C及び図24A~図24Cに示すように、ブラケット30は、それぞれ図21A~図21C及び図22A~図22Cに示すブラケット30に対して、基部30eから腕部30fを越えて幅方向外側に延出する一対のフランジ部36を有する構成であってもよい。
(第4実施形態)
次に、図25~図27Bを参照して第4実施形態のバッテリーケース10について説明する。
本実施形態のバッテリーケース10では、図27Aに示すように、基部30eと、互いに平行な腕部30f(外面)をそれぞれ有してL字形に形成された一対のすみ肉補助部材32からなるブラケット30と、第1実施形態等で用いた、図5Aに示す、中空部を有する断面矩形のクロスメンバ20とが組み合わされる。
図25、図26A及び図26Bに示すように、一対のすみ肉補助部材32は、腕部30fがクロスメンバ20の中空断面内に内嵌し、基部30eとフレーム部材12の壁面12aとが接合され、さらにクロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30の腕部30fと開口部22のフレーム部材12の端部側の縁部22aが、アーク溶接で接合される。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、「接合補助部材挿入方式」が適用可能である。なお、図26A,図26Bに示す基部30eとフレーム部材12の壁面12aとの内側隅部の接合は、図5Bに示す逆U字型のクロスメンバ20と組合せの場合に可能であり、「接合補助部材先付け方式」が適用される。すなわち、一対のすみ肉補助部材32の基部30eが、それぞれ2か所、すなわち合計4か所で壁面12aに接合された後、開口面を下にした逆U字型のクロスメンバ20を一対のすみ肉補助部材32の外側に被せ、ブラケット30とクロスメンバ20をアーク溶接により接合する。
なお、ブラケット30は、図27Bに示す2枚の板状部材で構成されたものでもよく、一端部30cが枠状部11の壁面(フレーム部材12の側面12a)に接合され、腕部30fがクロスメンバ20の内部に挿入配置される。
この場合も、図5Aに示すクロスメンバ20との組合せでは、「接合補助部材挿入方式」が適用され、図5Bに示すクロスメンバ20と組合せでは、「接合補助部材先付け方式」も適用可能である。
また、図5Cや図5Dに示す、横リブ24を備えたクロスメンバを使用する場合には、ブラケット30は、横リブ24との干渉を防止するため、腕部30fの中間部にスリットを設けたブラケット30と組み合わされる。
(第5実施形態)
次に、図28~図29Bを参照して第5実施形態のバッテリーケース10について説明する。なお、以下に説明する第5実施形態~第8実施形態のバッテリーケース10では、クロスメンバ20に外嵌する、いわゆる「アウタータイプ」のブラケットが用いられる。
本実施形態のバッテリーケース10では、第2実施形態で説明した、図15Aに示す、軸方向に貫通する中空部を有し、断面矩形の管状に形成されたブラケット30と、同じく第2実施形態で説明した、図5Aに示す、中空部を有する断面矩形のクロスメンバ20とが組み合わされる。ただし、本実施形態では、ブラケット30はクロスメンバ20に外嵌されるため、第2実施形態と寸法関係が異なっている。
図28、図29A及び図29Bに示すように、ブラケット30はクロスメンバ20に外嵌し、ブラケット30の内面とクロスメンバ20の外面とは、相対的に摺動可能となっている。そして、ブラケット30の一端部30cとフレーム部材12の壁面12aとの隅部が接合され、さらにブラケット30の側部30dの一端部30cと反対側の他端部とクロスメンバ20の側面23がアーク溶接により接合される。なお、ブラケット30は厚さtの底板30gを有するため、クロスメンバ20の下面と床状部15の間には、隙間が形成されてしまい、強度が低下するおそれがある。このため、床状部15は、図28に示すように、床状部15とクロスメンバ20の下面とが当接するように段差tが設けられるのがよい。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法としては、「接合補助部材挿入方式」が適用可能である。
また、ブラケット30としては、第2実施形態で説明した、図15Bに示す開口面が床状部15に対向する断面逆U字形のブラケット30と組み合わせることができ、この場合には、「接合補助部材後付け方式」が適用可能となり、床状部15の段差tの形成も不要である。
(第6実施形態)
次に、図30~図31Bを参照して第6実施形態のバッテリーケース10について説明する。
本実施形態のバッテリーケース10では、第3実施形態で説明した、図21Aに示す、板状の基部30eと、該基部30eの両端部から該基部30eの垂直方向に延びる一対の腕部30fと、を備え、上面視でコの字形に形成されたブラケット30と、図5Aに示す、中空部を有する断面矩形のクロスメンバ20とが組み合わされる。ただし、本実施形態では、ブラケット30はクロスメンバ20に外嵌されるため、第3実施形態と寸法関係が異なっている。
図30、図31A及び図31Bに示すように、ブラケット30はクロスメンバ20を両側面から挟持するように外嵌し、ブラケット30の腕部30fの内面とクロスメンバ20の外面とは、相対的に摺動可能となっている。そして、ブラケット30の基部30eとフレーム部材12の壁面12aとの隅部が接合され、さらにブラケット30の腕部30fの先端部とクロスメンバ20の側面23がアーク溶接により接合される。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、「接合補助部材挿入方式」、「接合補助部材先付け方式」及び「接合補助部材後付け方式」のいずれもが適用可能である。
ブラケット30は、図21Aのものに限定されず、第3実施形態で説明した、図21B、図21Cに示す、図21Aのブラケットの一対の腕部30fの上面及び下面、又は上面のみが接続されたものであってもよく、それぞれ図5A~図5Dに示す、いずれのクロスメンバ20とも組合せ可能である。なお、図21Bに示すブラケット30が使用される場合は、厚さtの底板30gを有するため、床状部15には、クロスメンバ20の下面に当接するように段差tが設けられる(図28参照)。
(第7実施形態)
次に、図32~図36Cを参照して第7実施形態のバッテリーケース10について説明する。
本実施形態のバッテリーケース10では、図34Aに示すように、板状の基部30eと、基部30eの幅方向中間部から垂直方向に延びるくびれ部30hと、くびれ部30hの先端から分岐して形成された一対の腕部30fと、を備えるブラケット30と、図36Aに示す、H型のクロスメンバ20とが組み合わされる。
一対の腕部30fは、H型のクロスメンバ20の竪壁20aを挟持するように配置される。
そして、図32、図33A及び図33Bに示すように、基部30eとフレーム部材12の壁面12aとが接合され、更に一対の腕部30fとクロスメンバ20の竪壁20aの両側面がアーク溶接により接合される。本実施形態のバッテリーケースの製造は、「接合補助部材挿入方式」が適用可能であるが、図32に示すように、H型のクロスメンバ20の上面張出部20bの一部を、一対の腕部30fとの干渉を防止するために除去しておくことで、「接合補助部材後付け方式」が適用可能である。
なお、ブラケットとしては、図34Aのブラケット30に限定されず、図34Bに示す、図34Aのブラケット30に対して基部30eを備えないブラケット30、図34Cに示す、図34Aのブラケット30に対して下リブ30jが形成されたブラケット30、及び図34Dに示す、図34Aのブラケット30に対して下リブ30j及び上リブ30kを備えるブラケット30のいずれであってもよい。これらのブラケット30は、図36Bに示すI型又は図36Cに示す逆T字型のいずれのクロスメンバ20と組み合わされてもよい。
図35は、第7実施形態の変形例に係るバッテリーケースの要部拡大斜視図であって、図34Aのブラケット30と、図36Cに示す逆T字型のクロスメンバ20とが組み合わされた場合の斜視図である。そして、一対の腕部30fが逆T字型のクロスメンバ20の竪壁20aを挟持し、ブラケット30がフレーム部材12の壁面12a、及びクロスメンバ20の竪壁20aに接合される。なお、図35に示す変形例では、逆T字型のクロスメンバ20の下面張出部20cの一部が、一対の腕部30fとの干渉を防止するために除去されているため、「接合補助部材挿入方式」や「接合補助部材後付け方式」だけでなく、「接合補助部材先付け方式」も適用できる。
なお、図36Bに示すI型のクロスメンバ20の場合にも、「接合補助部材挿入方式」、「接合補助部材先付け方式」及び「接合補助部材後付け方式」のいずれもが適用可能である。
(第8実施形態)
次に、図37~図39を参照して第8実施形態のバッテリーケース10について説明する。
本実施形態のバッテリーケース10では、第4実施形態で説明した、図27Aに示す、基部30eと、基部30eの幅方向端部から垂直方向に延びる腕部30f(内面)をそれぞれ有してL字形に形成された、互いに同一形状の一対のすみ肉補助部材32からなるブラケット30と、第1実施形態等で用いた、図5Aに示す、中空部を有する断面矩形のクロスメンバ20とが組み合わされる。ただし、本実施形態では、ブラケット30は腕部30fがクロスメンバ20内に配置される必要がないため、第4実施形態と寸法関係が異なっている。
図37、図38A及び図38Bに示すように、一対のすみ肉補助部材32は、腕部30fがクロスメンバ20の側面23に当接して配置され、基部30eとフレーム部材12の壁面12aとがアーク溶接で接合され、さらに腕部30fの先端部がクロスメンバ20の側面23にアーク溶接で接合される。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、「接合補助部材先付け方式」及び「接合補助部材後付け方式」のいずれもが適用可能である。
なお、ブラケットとしては、図27Aのブラケット30に限定されず、第4実施形態で説明した、図27Bに示す、2枚の板状部材から構成されたブラケット30であってもよい。2枚の板状部材からなるブラケット30は、図39に示すように、2枚の板状部材がクロスメンバ20の両側面23を挟持して配置され、一端部30cが枠状部11の壁面(フレーム部材12の側面12a)にアーク溶接で接合され、他端面30lがクロスメンバ20の側面23にアーク溶接で接合される。
この場合も、「接合補助部材先付け方式」及び「接合補助部材後付け方式」のいずれもが適用可能である。
(第9実施形態)
次に、図40~図44Cを参照して第9実施形態のバッテリーケース10について説明する。なお、以下に説明する第9実施形態及び第10実施形態のバッテリーケース10では、クロスメンバ20の枠状部11側の端面27が、枠状部11の壁面(フレーム部材12の側面12a)に対して傾斜して形成されており、接合補助部材として、いわゆる「くさび型タイプ」のブラケット30が用いられる。
図40~図42Bに示すように、本実施形態のクロスメンバ20は、少なくとも枠状部11側の端面27が対向するフレーム部材12の壁面12aに対して傾斜して形成されている。具体的には、クロスメンバ20の端面27は、壁面12aとの間の隙間が床状部15に向かって小さくなるように、壁面12aの高さ方向に対して傾斜している。そして、壁面12aとクロスメンバ20の端面27の間に配置されるブラケット30は、図42Aに示すように、くさび型に形成されている。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、「接合補助部材後付け方式」が適用される。すなわち、床状部15の上にクロスメンバ20が配置されて接合される。次いで、クロスメンバ20の端面27と壁面12aとの間のギャップに、図43Aに示すくさび型のブラケット30を厚さの薄い側を下にして挿入して、ギャップを埋める。
このとき、上記ギャップが大きいと、図42Bに示すようにくさび型のブラケット30は、床状部15の近くまで深く挿入される。一方、上記ギャップが小さいと、図42Aに示すようにくさび型のブラケット30の挿入深さは浅くなる。すなわち、ギャップの大きさによって、ブラケット30の上面の高さが異なる。
そして、くさび型のブラケット30の側面とフレーム部材12の壁面12aの隅部、及びブラケット30の傾斜面30iとクロスメンバ20の端面27が、アーク溶接で接合される。
くさび型のブラケット30は、十分な強度を備えれば、図43Aに示す中実である必要はなく、図43B及び図43Cに示すように、内部に空間を持った中空の断面形状であってもよい。この場合は、軽量化に有利となる。
また、ブラケット30は、図44A~図44Cに示すように、図43A~図43Cに示すくさび型ブラケット30に対して、一端部30cにおいて傾斜面30iが形成される幅方向位置から幅方向外側に延出するフランジ部36を有する構成であってもよい。
なお、溶接作業性の観点から、くさび型のブラケット30の幅は、図41に示すように、クロスメンバ20の幅以上に設計されていることが好ましい。
また、第9実施形態のバッテリーケース10では、クロスメンバ20の端面27は、壁面12aとの間のギャップが床状部15に向かって小さくなるように傾斜しているとして説明したが、これとは逆に、クロスメンバ20の端面27は、壁面12aとの間のギャップが床状部15に向かって大きくなるように傾斜して形成されてもよい。ただし、この場合のバッテリーケースの製造方法は、「接合補助部材先付け方式」が適用される。
(第10実施形態)
次に、図45~図48Cを参照して第10実施形態のバッテリーケース10について説明する。
図45~図47Bに示すように、本実施形態のクロスメンバ20は、枠状部11側の端面27が、対向するフレーム部材12の壁面12aの延在方向に対して傾斜して形成されている。具体的には、クロスメンバ20の端面27は、壁面12aとの間のギャップが、クロスメンバ20の幅方向(壁面12aの延在方向)に沿って次第に狭くなるように傾斜している。ブラケット30は、図44Aに示すくさび型ブラケット30と同様のブラケット30であるが、フレーム部材12の長手方向に沿ってクロスメンバ20の端面27と壁面12aとの間のギャップの大きい側から挿入される点で、第9実施形態のバッテリーケース10と異なる。
なお、この場合も、くさび型のブラケット30の幅は、図46に示すように、クロスメンバ20の幅より大きく設計されていることが好ましい。
さらに、図43Aに示すブラケットの代わりに、第9実施形態で説明した、図43B及び図43Cに示すブラケット30が使用されてもよい。
加えて、図48A~図48Cに示すように、ブラケット30は、図43A~図43Cに示すくさび型ブラケットに対して、傾斜面30iが延在する方向の両端部から傾斜面30iの延在方向に延出するフランジ部36を有する構成であってもよい。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、「接合補助部材後付け方式」及び「接合補助部材先付け方式」が適用可能である。「接合補助部材先付け方式」によると、クロスメンバ20はフレーム部材12の長手方向に沿ってブラケット30の傾斜面30iに当接させて挿入される。
そして、傾斜面30iが延在する方向のくさび型のブラケット30の側面とフレーム部材12の壁面12a、及びブラケット30の傾斜面30iとクロスメンバ20の端面27が、アーク溶接で接合される。なお、図47A及び図47Bに示すように、クロスメンバの両側にくさび型ブラケット30を挿入する場合は、くさび型ブラケット30の方向を同じにしてもよく、逆にしてもよい。また、傾斜面30iとクロスメンバ20の側面23のとの隅部には、さらに略三角形の補強ブラケット35を接合して強度補強してもよい。
(第11実施形態)
次に、図49~図54Bを参照して第11実施形態のバッテリーケース10について説明する。以下に説明する第11実施形態~第20実施形態のバッテリーケース10は、枠状部11と床状部15が、いわゆる「バスタブ状」に一体成形された「トレイ型バッテリーケース」である。なお、トレイ型バッテリーケースにも、接合補助部材として、前述した「インナータイプ」のブラケット、「アウタータイプ」のブラケット、及び「くさび型タイプ」の各ブラケットが適用され得る。
図49に示すように、トレイ50は、枠状部11と床状部15が1枚のアルミニウム板のプレス成形によって平面視矩形のバスタブ状に一体に成形されている。すなわち、トレイ50では、矩形状の底面を構成する床状部15と、床状部15の各縁部から略垂直に起立して、床状部15を囲う4つの壁面50aを構成する枠状部11とが連結している。クロスメンバ20は、トレイ50の内部を仕切るように配置され、トレイ50の対向する壁面(内壁面)50a同士を、ブラケット30を用いて連結している。
クロスメンバ20の長さは、トレイ50の対向する壁面50a間の長さより短く設計されており、壁面50aとクロスメンバ20の端部21間にギャップGを形成している。そして、このギャップGの部分に、クロスメンバ20との接合位置を調整可能なブラケット30が設けられている。すなわち、壁面50aとクロスメンバ20とは、ブラケット30を介して連結される。
本実施形態のクロスメンバ20は、図5Aに示す第1実施形態のものと同じものであり、中空の矩形断面に形成されている。また、図50、図51A、図51B及び図52に示すように、クロスメンバ20の両側面23には、クロスメンバ20の端部側にクロスメンバ20の長手方向に直交する長孔である矩形の開口部22が形成されている。
また、ブラケット30は、図6Aに示す第1実施形態のものと同じものであり、平板状の基部30aと、該基部30aに対して垂直に延びる腕部30bと、を備える。腕部30bは、クロスメンバ20の中空断面内に内嵌して、クロスメンバ20に対して長手方向に進退可能に形成されている。
トレイ50の壁面50aとブラケット30の基部30a及びブラケット30の腕部30bとクロスメンバ20がそれぞれ接合されることで、トレイ50とクロスメンバ20がブラケット30を介して連結される。
トレイ50の壁面50aとブラケット30の基部30aの接合は、図50に示すように、クロスメンバ20に対するブラケット30の突出長さを変えて、基部30aと壁面50aとを重ね合わせ、図53に示すようにスポット溶接機80の電極81で挟持して通電することで、スポット溶接により行われる。また、図52に示すようにブラケット30の腕部30bとクロスメンバ20の接合は、第1実施形態における接合と同様に、クロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30の腕部30bと、開口部22の壁面50a側の縁部22aをアーク溶接で接合する。
例えば、図50において、上部(後方)に示すクロスメンバ20は、壁面50aとの間のギャップGが大きく、下部(前方)に示すクロスメンバ20は、壁面50aとの間のギャップGが小さい場合を示している。クロスメンバ20に対するブラケット30の突出長さを変えてブラケット30とクロスメンバ20とを接合することで、ギャップGの大きさに係わらず、トレイ50とクロスメンバ20の端部21間のギャップGを埋めることができる。
次に、本実施形態のバッテリーケースの製造方法について説明する。
本実施形態のバッテリーケースの製造方法は、第1実施形態で説明済みの「接合補助部材挿入方式」が適用される。具体的には、上述したように、1枚のアルミニウム板をプレス成形してバスタブ状のトレイ50を形成する。そして、第1実施形態(図2参照)と同様に、あらかじめ中空断面のクロスメンバ20の内部にブラケット30の腕部30bを挿入して仮組みする。このとき、ブラケット30はクロスメンバ20に遊嵌しており、クロスメンバ20の長手方向に進退自在である。
次いで、仮組みされた状態のクロスメンバ20とブラケット30を、トレイ50の内部を仕切るように配置して、クロスメンバ20をトレイ50の床状部50bに接合する。そして、ブラケット30をクロスメンバ20から引き出し、基部30aをトレイ50の壁面50aに当接させ、壁面50aとクロスメンバ20の端部21間のギャップGを埋める。
次いで、図53に示すように、基部30aと壁面50aとを重ね合わせ、スポット溶接機80によりスポット溶接する。さらに、図52に示すように、ブラケット30の腕部30bとクロスメンバ20の接合は、第1実施形態での接合と同様に、クロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30の腕部30bと、開口部22の壁面50a側の縁部22a、すなわち、開口部22の壁面50aの端部側の縁部22aをアーク溶接で接合する。このように、開口部22の壁面50a側の縁部22aを溶接することで、開口部22の反端部側の縁部をアーク溶接する場合と比較して、トレイ50が溶接作業の障害となることがなく、溶接作業が容易になる。
溶接強度向上の観点から、開口部22を塞ぐように、すなわち、開口部22の両縁部に跨るように溶接ビードを形成して、開口部22を溶接金属で埋めて接合することが好ましい(図9参照)。
その他の構成、製造方法及び効果は、第1実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
なお、上記実施形態では、バッテリーケース10が「接合補助部材挿入方式」を用いて組み立てられる場合について説明したが、本実施形態のバッテリーケース10においても、第1実施形態で説明したとおり、組み合わされるクロスメンバ20とブラケット30の形状に基づいて、「接合補助部材先付け方式」や「接合補助部材後付け方式」が適宜選択される。
すなわち、図54Aに示すように、下面が開放された断面逆U字型のクロスメンバ20(図5B参照)と、基部30aを有するブロック状部材のブラケット30(図6A参照)が用いられる場合には、バッテリーケースの製造方法として「接合補助部材挿入方式」だけでなく、「接合補助部材先付け方式」が適用可能である。
また、図54Bに示すように、クロスメンバ20は、開口部22を有する側面23に直交する面25(上面、下面、及び横リブ24を含む)に、端部21からクロスメンバ20の長手方向に延びる溝部26が設けられたクロスメンバ20(図12参照)と、基部30aを有するブロック状部材のブラケット30(図6A参照)が用いられる場合には、バッテリーケースの製造方法としては、「接合補助部材挿入方式」や「接合補助部材先付け方式」だけでなく、「接合補助部材後付け方式」が適用可能である。
いずれの場合も、トレイ50の壁面50aとブラケット30の基部30aとは、上記実施形態と同様に、スポット溶接により接合される。また、クロスメンバ20の開口部22から臨むブラケット30の腕部30bと開口部22の壁面50a側の縁部22aとが、アーク溶接で接合される。
以下、第12実施形態~第20実施形態では、基部30a,30e又は一対のフランジ部36を有するブラケット30を使用して、第11実施形態と同様に、基部30a,30e又はフランジ部36をトレイ50の壁面50aにスポット溶接し、クロスメンバ20とブラケット30との接合には、第2実施形態~第10実施形態で説明したアーク溶接を使用して、トレイ型のバッテリーケースを製造する場合を示している。
(第12実施形態)
図55は、図17Aに示すブラケット30を使用して製造した、第12実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30のフランジ部36とトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第2実施形態で説明したアーク溶接によって接合される。
なお、本実施形態のブラケット30としては、図17Aのほか、第2実施形態で説明した、図17B、図18A及び図18Bに示したフランジ部36を有するものが、クロスメンバ20の断面形状に応じて適用可能である。
(第13実施形態)
図56は、図23Aに示すブラケット30を使用して製造した、第13実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30のフランジ部36とトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第3実施形態で説明したアーク溶接によって接合される。
なお、本実施形態のブラケット30としては、図23Aのほか、第3実施形態で説明した、図23B、図23C、図24A~図24Cに示したフランジ部36を有するものが、クロスメンバ20の断面形状に応じて適用可能である。
(第14実施形態)
図57は、図27Aに示すブラケット30を使用して製造した、第14実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30の基部30eとトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第4実施形態で説明したアーク溶接によって接合されている。
(第15実施形態)
図58は、図17Aに示すブラケット30を使用して製造した、第15実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30のフランジ部36とトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第5実施形態で説明したアーク溶接によって接合される。
なお、本実施形態のブラケット30としては、図17Aのほか、第2実施形態で説明した、図17Bに示したフランジ部36を有するものが適用可能である。
(第16実施形態)
次に、図59は、図23Aに示すブラケット30を使用して製造した、第16実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30のフランジ部36とトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第6実施形態で説明したアーク溶接によって接合される。
なお、本実施形態のブラケット30としては、図23Aのほか、第3実施形態で説明した、図23B及び図23Cに示したフランジ部36を有するものが適用可能である。
(第17実施形態)
図60は、図34Aに示すブラケット30を使用して製造した、第17実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30の基部30eとトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第7実施形態で説明したアーク溶接によって接合されている。
なお、本実施形態のブラケット30としては、図34Aのほか、第7実施形態で説明した、図34C及び図34Dに示したフランジ部36を有するものが適用可能である。
また、図61は、図35に示す第7実施形態の変形例と同様に、図34Aに示すブラケット30と、図36Cに示す逆T字型のクロスメンバ20とが組み合わされた本実施形態の変形例の斜視図である。
(第18実施形態)
図62は、図27Aに示すブラケット30を使用して製造した、第18実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30の基部30eとトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第8実施形態で説明したアーク溶接によって接合されている。
(第19実施形態)
図63は、図44Aに示すブラケット30を使用して製造した、第19実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30のフランジ部36とトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第9実施形態で説明したアーク溶接によって接合される。
なお、本実施形態のブラケット30としては、図44Aのほか、第9実施形態で説明した、図44B及び図44Cに示したフランジ部36を有するものが適用可能である。
(第20実施形態)
次に、図64は、図48Aに示すブラケット30を使用して製造した、第20実施形態のバッテリーケース10を示している。
この場合、ブラケット30のフランジ部36とトレイ50の壁面50aがスポット溶接によって接合される。また、クロスメンバ20とブラケット30は、第10実施形態で説明したアーク溶接によって接合される。
なお、本実施形態のブラケット30としては、図48Aのほか、第10実施形態で説明した、図48B及び図48Cに示したフランジ部36を有するものが適用可能である。
(各種ブラケットの製造方法)
続いて、各種形状のブラケットの製造方法について説明する。図65A~図68Bは、各種形状のブラケットの製造方法の一例を示す斜視図である。例えば、π型のブラケット30は、図65A及び図65Bに示すように、基部30eとなる1枚の板33の一方の面に、腕部30fとなる2枚の板34を垂直に溶接して形成される。また、図43Bに示すくさび型のブラケット30は、図66に示すように、中空部を有する断面くさび型(三角形)のアルミニウム材の押出成形品65を、所定の長さで切断することで容易かつ安価に形成される。
また、図67A~図67Gに示すように、図6Aに示すブラケット30及び類似断面形状のブラケット30も同様に、それぞれの断面形状を有するアルミニウム材の押出成形品を所定の長さで切断することで形成される。
さらに、図68A及び図68Bに示す中空部を有する矩形断面のブラケット30も同様に、中空部を有する矩形断面のアルミニウム材の押出成形品を所定の長さで切断することで形成される。その他の断面を有するブラケット30も、各ブラケット30の断面形状を有するアルミニウム材の押出成形品を所定の長さで切断することで形成される。
以上、各実施形態に係るバッテリーケースについて詳細に説明したが、本発明は、前述した各実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記した各実施形態及び各変形例は、バッテリーケースについて説明したが、これに限定されず、アルミニウム材の複数のフレーム部材が接合されてなるフレーム構造にも同様に適用できる。
以上のとおり、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 矩形状の枠状部と、
前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
を備え、
前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記接合補助部材は、前記クロスメンバの内面と当接可能な外面を有し、前記クロスメンバの内部を相対的に摺動可能なブラケットであり、
前記クロスメンバの端部には、その内部に配置された前記接合補助部材の外面に臨む開口部が形成されており、
前記接合補助部材と前記壁面とは、溶接により接合され、
前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記開口部にて溶接により接合されている、バッテリーケース。
この構成によれば、接合補助部材を活用することにより、枠状部とクロスメンバとの突き合わせ部において不可避的に生じるギャップの大きさに対し、フレキシブルに対応して接合でき、軽量かつ高剛性なバッテリーケースを提供できる。
(2) 前記開口部は、溶接金属で埋められている、(1)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、ブラケットとクロスメンバの接合強度が向上する。
(3) 前記ブラケットは、前記クロスメンバの内部に形成された横リブが入り込むスリットを備える(1)又は(2)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、断面略A形及び断面略θ形の横リブを備えるクロスメンバと組み合わせることができる。
(4) 前記ブラケットは、一端部が前記枠状部の壁面に当接し、前記一端部と反対側の他端部が前記クロスメンバの内部に配置されるブロック状部材である、(1)~(3)のいずれか1つに記載のバッテリーケース。
この構成によれば、ブラケットを加工が容易かつ安価なブロック状部材で構成できる。
(5) 前記ブラケットは、互いに平行な前記外面をそれぞれ有する、分割型の一対のすみ肉補助部材であり、前記壁面にそれぞれ接合される、(1)~(3)のいずれか1つに記載のバッテリーケース。
この構成によれば、クロスメンバの内幅寸法に係わらず、柔軟に対応できる。
(6) 前記ブラケットは、前記枠状部の壁面に当接する板状の基部と、前記クロスメンバの内部を相対的に摺動可能なように、前記板状の基部から前記クロスメンバに沿って延びる一対の腕部と、を備える、(1)~(3)のいずれか1つに記載のバッテリーケース。
この構成によれば、クロスメンバに対するブラケットの突出長さを変えた状態で、ブラケットとクロスメンバとを接合することで、枠状部とクロスメンバの端部間のギャップGを埋めることができ、バッテリーケースの強度を向上させることができる。
(7) 前記クロスメンバの上面には、前記端部から前記クロスメンバの長手方向に延びるスリットが形成されている、(1)又は(2)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、「接合補助部材先付け方式」及び「接合補助部材後付け方式」のいずれの方法によってもバッテリーケースを製造できる。
(8) 矩形状の枠状部と、
前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
を備え、
前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記接合補助部材は、前記クロスメンバの外面と当接可能な内面を有し、前記クロスメンバの外面を相対的に摺動可能なブラケットであり、
前記接合補助部材は、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合されている、バッテリーケース。
この構成によれば、接合補助部材を活用することにより、枠状部とクロスメンバとの突き合わせ部において不可避的に生じるギャップの大きさに対し、フレキシブルに対応して接合でき、軽量かつ高剛性なバッテリーケースを提供できる。また、クロスメンバの外面に接合補助部材を直接接合でき、クロスメンバに開口部を設ける必要がない。
(9) 前記ブラケットは、管状に形成される、(1)又は(8)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、押出成形品によりブラケットを安価に形成できる。
(10) 前記ブラケットは、断面コの字状に形成され、開口面が前記床状部に対向している、(1)又は(8)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、「接合補助部材先付け方式」によってもバッテリーケースを製造できる。
(11) 前記ブラケットは、互いに平行な前記内面をそれぞれ有する、分割型の一対のすみ肉補助部材であり、前記壁面にそれぞれ接合される、(8)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、任意の幅を有するクロスメンバに柔軟に対応できる。
(12) 前記ブラケットは、前記枠状部の壁面に当接する基部と、前記クロスメンバの外部を相対的に摺動可能なように、前記クロスメンバに沿って延びる一対の腕部と、を備える、(8)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、クロスメンバに対するブラケットの突出長さを変えた状態で、ブラケットとクロスメンバとを接合することで、枠状部とクロスメンバの端部間のギャップGを埋めることができ、バッテリーケースの強度を向上させることができる。
(13) 前記ブラケットは、前記枠状部の壁面に当接する基部と、前記クロスメンバの外部を相対的に摺動可能なように、前記クロスメンバに沿って延びる一対の腕部と、を備え、
前記一対の腕部は、前記基部から前記クロスメンバに沿って延びるくびれ部から分岐している、(8)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、くびれ部によりブラケットを軽量化できる。
(14) 矩形状の枠状部と、
前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
を備え、
前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記クロスメンバの少なくとも一端部は、対向する前記壁面に対して傾斜した端面を備え、
前記接合補助部材は、前記クロスメンバの端面と前記壁面との間に配置されるくさび型のブラケットであり、
前記接合補助部材は、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合されている、バッテリーケース。
この構成によれば、接合補助部材を活用することにより、枠状部とクロスメンバとの突き合わせ部において不可避的に生じるギャップの大きさに対し、フレキシブルに対応して接合でき、軽量かつ高剛性なバッテリーケースを提供できる。また、クロスメンバの端面と壁面との間にくさび型の接合補助部材を挿入する簡単な操作により、クロスメンバの端面と壁面とのギャップを容易に埋めることができる。
(15) 前記クロスメンバの端面は、前記壁面との間の隙間が前記床状部に向かって小さくなるように、前記壁面の高さ方向に対して傾斜している、(14)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、上方からくさび型の接合補助部材を挿入するだけで、クロスメンバの端面と壁面とのギャップを容易に埋めることができる。
(16) 前記クロスメンバの端面は、前記壁面の延在方向に対して傾斜している、(14)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、壁面の延在方向からくさび型の接合補助部材を挿入するだけで、クロスメンバの端面と壁面とのギャップを容易に埋めることができる。
(17) 前記枠状部は、該枠状部の各辺をそれぞれ形成する、押し出し成形される4本のフレーム部材によって構成され、
前記枠状部の壁面は、対向する2本の前記フレーム部材の側面によって構成される、(1)~(16)のいずれか1つに記載のバッテリーケース。
この構成によれば、枠状部を安価かつ軽量に形成できる。
(18) 前記枠状部と前記床状部とは、プレス成形によって成形されるバスタブ状のトレイによって構成される、(1)~(16)のいずれか1つに記載のバッテリーケース。
この構成によれば、枠状部と床状部の形状が簡素化され、安価に形成できる。
(19) 前記ブラケットは、前記枠状部の内壁に沿って外方に延出するフランジ部を有する、(1)~(18)のいずれか1つに記載のバッテリーケース。
この構成によれば、ブラケットのフランジ部を枠状部の内壁にスポット溶接でき、特にトレイタイプの枠状部に好適に適用できる。
(20) 矩形状の枠状部と、
前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
を備え、
前記枠状部、前記クロスメンバ、及び前記接合補助部材は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記接合補助部材は、前記クロスメンバの内面と当接可能な外面を有し、前記クロスメンバの内部を相対的に摺動可能なブラケットであり、
前記クロスメンバの端部には、その内部に配置された前記接合補助部材の外面に臨む開口部が形成されており、
前記接合補助部材と前記壁面とは、溶接により接合され、
前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記開口部にて溶接により接合されている、フレーム構造。
この構成によれば、接合補助部材を活用することにより、枠状部とクロスメンバとの突き合わせ部において不可避的に生じるギャップの大きさに対し、フレキシブルに対応して接合でき、軽量かつ高剛性なフレーム構造を提供できる。
(21) (1)~(19)のいずれか1つに記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
前記接合補助部材を、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程を備える、バッテリーケースの製造方法。
この構成によれば、接合補助部材により壁面とクロスメンバのギャップを埋めて接合でき、軽量かつ高剛性なバッテリーケースの製造することができる。
(22) (1)~(13)のいずれか1つに記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
前記クロスメンバの少なくとも一端部に前記ブラケットを組み付ける工程と、
前記枠状部に対して、前記ブラケットが組付けられた前記クロスメンバを配置する工程と、
前記ブラケットを、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程と、を備える、バッテリーケースの製造方法。
この構成によれば、「接合補助部材挿入方式」によりバッテリーケースを製造できる。
(23) (7)に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
前記枠状部の内側における所定の位置に前記クロスメンバを配置する工程と、
前記クロスメンバに設けられた溝部に、前記ブラケットの一部を挿入する工程と、
前記ブラケットを、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程と、を備え、
前記ブラケットと前記クロスメンバとは、前記開口部にて溶接される、バッテリーケースの製造方法。
この構成によれば、「接合補助部材後付け方式」によりバッテリーケースを製造できる。
(24) (1)~(8)、(11)~(16)のいずれか1つに記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
前記壁面に前記ブラケットを溶接する工程と、
前記クロスメンバを配置する工程と、
前記ブラケットと前記クロスメンバとを溶接により接合する工程と、を備える、
バッテリーケースの製造方法。
この構成によれば、「接合補助部材先付け方式」によりバッテリーケースを製造できる。
(25) (8)、(11)~(13)のいずれか1つに記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
前記枠状部の内側における所定の位置に前記クロスメンバを配置する工程と、
前記クロスメンバの一端部における少なくとも一部を覆うように、前記ブラケットを配置する工程と、
前記ブラケットを、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程と、を備える、バッテリーケースの製造方法。
この構成によれば、「接合補助部材後付け方式」によりバッテリーケースを製造できる。
(26) (14)~(16)のいずれか1つに記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
前記枠状部の内側における所定の位置に、前記クロスメンバを配置する工程と、
前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面との間に形成される隙間に、前記くさび型のブラケットを配置する工程と、
前記くさび型のブラケットを、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程と、を備える、バッテリーケースの製造方法。
この構成によれば、クロスメンバの一端部と壁面との間に形成されたくさび型隙間にくさび型のブラケットを配置して、「接合補助部材後付け方式」によりバッテリーケースを製造できる。
(27) (18)に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
前記ブラケットの前記フランジ部と前記壁面とはスポット溶接により接合される、バッテリーケースの製造方法。
この構成によれば、スポット溶接により、ブラケットのフランジ部と壁面とを確実に溶接でき、特に、壁面が薄いトレイタイプの枠状部に好適である。
10 バッテリーケース
11 枠状部
12,13 フレーム部材
12a、50a 壁面(側面)
15 床状部
20 クロスメンバ(押し出し材)
22 開口部
24 横リブ
26 溝部
27 端面
30 ブラケット(接合補助部材)
30e 基部
30f 腕部
30h くびれ部
31 スリット
32 すみ肉補助部材
36 フランジ部
50 トレイ
G ギャップ(隙間)
(10) 前記ブラケットは、断面コの字状に形成され、開口面が前記床状部に対向している、(1)又は(8)に記載のバッテリーケース。
この構成によれば、「接合補助部材付け方式」によってもバッテリーケースを製造できる。

Claims (27)

  1. 矩形状の枠状部と、
    前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
    前記クロスメンバの一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
    前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
    を備えるバッテリーケースであって、
    前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
    前記接合補助部材は、前記クロスメンバの内面と当接可能な外面を有し、前記クロスメンバの内部を相対的に摺動可能なブラケットであり、
    前記クロスメンバの端部には、その内部に配置された前記接合補助部材の外面に臨む開口部が形成されており、
    前記接合補助部材と前記壁面とは、溶接により接合され、
    前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記開口部にて溶接により接合されている、バッテリーケース。
  2. 前記開口部は、溶接金属で埋められている、請求項1に記載のバッテリーケース。
  3. 前記ブラケットは、前記クロスメンバの内部に形成された横リブが入り込むスリットを備える、請求項1又は2に記載のバッテリーケース。
  4. 前記ブラケットは、一端部が前記枠状部の壁面に当接し、前記一端部と反対側の他端部が前記クロスメンバの内部に配置されるブロック状部材である、請求項1~3のいずれか1項に記載のバッテリーケース。
  5. 前記ブラケットは、互いに平行な前記外面をそれぞれ有する、分割型の一対のすみ肉補助部材であり、前記壁面にそれぞれ接合される、請求項1~3のいずれか1項に記載のバッテリーケース。
  6. 前記ブラケットは、前記枠状部の壁面に当接する板状の基部と、前記クロスメンバの内部を相対的に摺動可能なように、前記板状の基部から前記クロスメンバに沿って延びる一対の腕部と、を備える、請求項1~3のいずれか1項に記載のバッテリーケース。
  7. 前記クロスメンバの上面には、前記端部から前記クロスメンバの長手方向に延びる溝部が形成されている、請求項1又は2に記載のバッテリーケース。
  8. 矩形状の枠状部と、
    前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
    前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
    前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
    を備えるバッテリーケースであって、
    前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
    前記接合補助部材は、前記クロスメンバの外面と当接可能な内面を有し、前記クロスメンバの外面を相対的に摺動可能なブラケットであり、
    前記接合補助部材は、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合されている、バッテリーケース。
  9. 前記ブラケットは、管状に形成される、請求項1又は8に記載のバッテリーケース。
  10. 前記ブラケットは、断面コの字状に形成され、開口面が前記床状部に対向している、請求項1又は8に記載のバッテリーケース。
  11. 前記ブラケットは、互いに平行な前記内面をそれぞれ有する、分割型の一対のすみ肉補助部材であり、前記壁面にそれぞれ接合される、請求項8に記載のバッテリーケース。
  12. 前記ブラケットは、前記枠状部の壁面に当接する基部と、前記クロスメンバの外部を相対的に摺動可能なように、前記クロスメンバに沿って延びる一対の腕部と、を備える、請求項8に記載のバッテリーケース。
  13. 前記ブラケットは、前記枠状部の壁面に当接する基部と、前記クロスメンバの外部を相対的に摺動可能なように、前記クロスメンバに沿って延びる一対の腕部と、を備え、
    前記一対の腕部は、前記基部から前記クロスメンバに沿って延びるくびれ部から分岐している、請求項8に記載のバッテリーケース。
  14. 矩形状の枠状部と、
    前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
    前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
    前記枠状部と連結され、床面を構成する床状部と、
    を備えるバッテリーケースであって、
    前記枠状部、前記クロスメンバ、前記接合補助部材及び前記床状部は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
    前記クロスメンバの少なくとも一端部は、対向する前記壁面に対して傾斜した端面を備え、
    前記接合補助部材は、前記クロスメンバの端面と前記壁面との間に配置されるくさび型のブラケットであり、
    前記接合補助部材は、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合されている、バッテリーケース。
  15. 前記クロスメンバの端面は、前記壁面との間の隙間が前記床状部に向かって小さくなるように、前記壁面の高さ方向に対して傾斜している、請求項14に記載のバッテリーケース。
  16. 前記クロスメンバの端面は、前記壁面の延在方向に対して傾斜している、請求項14に記載のバッテリーケース。
  17. 前記枠状部は、該枠状部の各辺をそれぞれ形成する、押し出し成形される4本のフレーム部材によって構成され、
    前記枠状部の壁面は、対向する2本の前記フレーム部材の側面によって構成される、請求項1~16のいずれか1項に記載のバッテリーケース。
  18. 前記枠状部と前記床状部とは、プレス成形によって成形されるバスタブ状のトレイによって構成される、請求項1~16いずれか1項に記載のバッテリーケース。
  19. 前記ブラケットは、前記枠状部の内壁に沿って外方に延出するフランジ部を有する、請求項1~18のいずれか1項に記載のバッテリーケース。
  20. 矩形状の枠状部と、
    前記枠状部の内部を仕切るように、前記枠状部の互いに平行な一対の壁面に向けて延びる少なくとも1本のクロスメンバと、
    前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面とを接合する接合補助部材と、
    を備えるフレーム構造であって、
    前記枠状部、前記クロスメンバ、及び前記接合補助部材は、いずれもアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
    前記接合補助部材は、前記クロスメンバの内面と当接可能な外面を有し、前記クロスメンバの内部を相対的に摺動可能なブラケットであり、
    前記クロスメンバの端部には、その内部に配置された前記接合補助部材の外面に臨む開口部が形成されており、
    前記接合補助部材と前記壁面とは、溶接により接合され、
    前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記開口部にて溶接により接合されている、フレーム構造。
  21. 請求項1~19のいずれか1項に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
    前記接合補助部材を、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程を備える、バッテリーケースの製造方法。
  22. 請求項1~13のいずれか1項に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
    前記クロスメンバの少なくとも一端部に前記ブラケットを組み付ける工程と、
    前記枠状部に対して、前記ブラケットが組付けられた前記クロスメンバを配置する工程と、
    前記ブラケットを、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程と、を備える、バッテリーケースの製造方法。
  23. 請求項7に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
    前記枠状部の内側における所定の位置に前記クロスメンバを配置する工程と、
    前記クロスメンバに設けられた溝部に、前記ブラケットの一部を挿入する工程と、
    前記ブラケットを、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程と、を備え、
    前記ブラケットと前記クロスメンバとは、前記開口部にて溶接される、バッテリーケースの製造方法。
  24. 請求項1~8、11~16のいずれか1項に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
    前記壁面に前記ブラケットを溶接する工程と、
    前記クロスメンバを配置する工程と、
    前記ブラケットと前記クロスメンバとを溶接により接合する工程と、を備える、
    バッテリーケースの製造方法。
  25. 請求項8、11~13のいずれか1項に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
    前記枠状部の内側における所定の位置に前記クロスメンバを配置する工程と、
    前記クロスメンバの一端部における少なくとも一部を覆うように、前記ブラケットを配置する工程と、
    前記ブラケットを、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程と、を備える、バッテリーケースの製造方法。
  26. 請求項14~16のいずれか1項に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
    前記枠状部の内側における所定の位置に、前記クロスメンバを配置する工程と、
    前記クロスメンバの少なくとも一端部と前記壁面との間に形成される隙間に、前記くさび型のブラケットを配置する工程と、
    前記くさび型のブラケットを、前記壁面と前記クロスメンバとにそれぞれ溶接により接合する工程と、を備える、バッテリーケースの製造方法。
  27. 請求項19に記載のバッテリーケースを製造するための製造方法であって、
    前記ブラケットの前記フランジ部と前記壁面とはスポット溶接により接合される、バッテリーケースの製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007269123A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Kobe Steel Ltd フレーム構造用締結部材、フレーム部材、及びフレーム締結方法
JP2015150927A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 日産自動車株式会社 バッテリの車載構造
US20200148066A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 Rivian Ip Holdings, Llc Modular electric vehicle battery pack frame having extruded aluminum structural members
JP2021023946A (ja) * 2019-07-31 2021-02-22 株式会社神戸製鋼所 電動車両用バッテリーケースおよびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007269123A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Kobe Steel Ltd フレーム構造用締結部材、フレーム部材、及びフレーム締結方法
JP2015150927A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 日産自動車株式会社 バッテリの車載構造
US20200148066A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 Rivian Ip Holdings, Llc Modular electric vehicle battery pack frame having extruded aluminum structural members
JP2021023946A (ja) * 2019-07-31 2021-02-22 株式会社神戸製鋼所 電動車両用バッテリーケースおよびその製造方法

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