JP4801947B2

JP4801947B2 - 車両用の電池ボックスの固定構造

Info

Publication number: JP4801947B2
Application number: JP2005223479A
Authority: JP
Inventors: 一広藤井; 通中田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Keylex Corp
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Keylex Corp
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-08-01
Also published as: JP2007042345A

Description

本発明は、電池を収納している電池ボックスを車両に固定する構造に関する。

電池ボックスを車両に固定するボルトは、車両のフレームから絶縁する必要がある。また、このボルトで電池ボックスをフレームに固定する状態で、電池ボックスを防水構造とする必要がある。このことを実現する、ボルトを使用する固定構造は開発されている。（特許文献１参照）

図１は、フレーム３１から絶縁されたボルト３３で電池ボックス３２を固定する構造を示している。この電池ボックス３２は、上から下に貫通するボルト３３で車両のフレーム３１に固定している。ボルト３３は、図２に示すように、フレーム３１に固定している絶縁ナット３４に下端をねじ込んで固定される。この図の絶縁ナット３４は、ネジ筒３５と、このネジ筒３５にねじ込んでいるゴム製絶縁ナット３６からなる。ゴム製絶縁ナット３６は、ナット本体３７の外側に樹脂部品３８を介して金属外筒３９を固定している。ネジ筒３５はフレーム３１に抵抗溶接して固定され、ゴム製絶縁ナット３６をねじ込んで固定する。

この構造の絶縁ナット３４は、ゴム製絶縁ナット３６の金属外筒３９の外周に雄ネジを設け、ネジ筒３５の内周面に雌ネジを設けている。ゴム製絶縁ナット３６の雄ネジをネジ筒３５の雌ネジにねじ込んで、ゴム製絶縁ナット３６をフレームに固定する。
特開２００５−９６７３８号公報

図２に示す固定構造は、フレーム３１から絶縁されるボルト３３を介して電池ボックス３２をフレーム３１に固定できる。ただ、この構造に使用する絶縁ナットは、構造が複雑で製造コストが高くなる欠点がある。また、この構造の絶縁ナットは、理想的な状態で防水して、ボルトを固定するのが難しい欠点もある。それは、矢印で示すように、ゴム製絶縁ナットとネジ筒との間を通過し、さらにゴム製絶縁ナットの内面とボルトの間を通過して水が浸入するからである。

フレームに電池ボックスを固定する車両は、フレームの上に水が浸入する。このため、フレームの上に浸入する水が、電池ボックスの内部に浸入しない防水構造が要求される。電池ボックスの内部に浸入する水は、電池ボックス内に収納している電池や電子回路等に悪影響を与えるからである。

本発明は、このことを実現することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な構造の絶縁ナットを使用して、電池ボックスを理想的な状態に防水してフレームに固定できる車両用の電池ボックスの固定構造を提供することにある。

本発明の車両用の電池ボックスの固定構造は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電池ボックスの固定構造は、電池を収納している電池ボックス２と、この電池ボックス２を車両のフレーム１に固定するボルト３と、車両のフレーム１に固定されてボルト３の先端がねじ込まれて、ボルト３を介して電池ボックス２を車両のフレーム１に固定する絶縁ナット４と、絶縁ナット４と電池ボックス２との間に挟着されてなるパッキン９とを備える。絶縁ナット４は、車両のフレーム１に固定されるホルダーマウント５と、ホルダーマウント５の内側に樹脂部品６を介して固定しているナット本体７とを備える。ホルダーマウント５は金属筒で、この金属筒は下端をフレーム１に固定すると共に、上端部を内側に向かって折曲して樹脂部品６の抜止プレート８を設け、この抜止プレート８でもって内部に樹脂部品６を固定し、かつ樹脂部品６とホルダーマウント５との間を密着させている。ボルト３の先端を絶縁ナット４にねじ込んで、電池ボックス２をフレーム１に固定すると共に、電池ボックス２と絶縁ナット４のホルダーマウント５との間にパッキン９を挟着して、絶縁ナット４と電池ボックス２とを水密構造としている。

本発明の車両用の電池ボックスの固定構造は、ホルダーマウント５である金属筒の下端を底板１２で閉塞して、この底板１２を抵抗溶接してフレーム１に固定することができる。

本発明の車両用の電池ボックスの固定構造は、パッキン９をＯリングとして、ホルダーマウント５の抜止プレート８は電池ボックス２との対向面に、Ｏリングを嵌入するリング凹部１０を設けることができる。この固定構造は、リング凹部１０にパッキン９のＯリングを入れて、Ｏリングのパッキン９でもってホルダーマウント５と電池ボックス２との間を水密構造とすることができる。

本発明の車両用の電池ボックスの固定構造は、抜止プレート８の上面にシート状のパッキンを配設することができる。

本発明の車両用の電池ボックスの固定構造は、樹脂部品６を、上下に分割して成形してなる第１の樹脂部品６Ａと、第２の樹脂部品６Ｂとで構成し、第１の樹脂部品６Ａと第２の樹脂部品６Ｂの内側にナット本体７を嵌入する嵌入溝１１を設けて、この嵌入溝１１にナット本体７を嵌入して配置することができる。

本発明は、簡単な構造の絶縁ナットを使用して、電池ボックスを理想的な防水状態で車両のフレームに固定できる特徴がある。それは、本発明の固定構造に使用する絶縁ナットが、金属筒のホルダーマウントに樹脂部品を介してナット本体を固定する構造とし、さらにホルダーマウントの金属筒は、上端部を内側に折曲して抜止プレートとし、この抜止プレートでもって金属筒の内部に樹脂部品を固定し、この絶縁ナットにボルトの下端をねじ込んで、電池ボックスをフレームに固定するからである。

この構造の絶縁ナットは、ホルダーマウントの金属筒をプレス加工して、内部に樹脂部品を固定できる。抜止プレートで樹脂部品を内部に固定している絶縁ナットは、上面にパッキンを設け、このパッキンを抜止プレートと電池ボックスで挟着して、理想的な防水構造にできる。パッキンでもって、フレーム上の水が、絶縁ナットから電池ボックスの内部に浸入するのを阻止できるからである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電池ボックスの固定構造を例示するものであって、本発明は電池ボックスの固定構造を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図３ないし図５に示す車両用の電源装置は、フレーム１の上に電池ボックス２をボルト３で固定している。電池ボックス２は、複数の電池モジュール（図示せず）を収納している。図の電池ボックス２は、電池モジュールを収納する電池ホルダー２０を備える。この電池ボックス２は、複数の電池モジュールを電池ホルダー２０に収納すると共に、この電池ホルダー２０を２段に積層してフレーム１に固定している。各々の電池ホルダー２０は、上ケース２０Ａと下ケース２０Ｂとで電池モジュールを上下から挟着して保持している。電池ボックス２は、プラスチックで一体的に成形している。電池ボックス２は、ガラス繊維等の補強繊維を埋設して補強されたプラスチックである。

ボルト３が電池ボックス２をフレーム１に固定する部分の拡大断面図を図４と図５に示す。図４はボルト３の下端部を示し、図５はボルト３の上端部を示している。この電源装置は、ボルト３の先端部である下端をフレーム１に固定している絶縁ナット４にねじ込んで、ボルト３で電池ボックス２をフレーム１に固定している。ボルト３は、先端部を絶縁ナット４にねじ込んで、ネジ頭３Ａで電池ボックス２をフレーム１に固定している。

図３の断面図に示すフレーム１は、車両本体と別のパーツで構成されて車両本体に固定されるベースプレート１Ａを備える。このベースプレート１Ａは、車両の一部を構成するパーツで構成することもできる。ベースプレート１Ａは、車両のシャーシーに固定される金属板である。フレーム１のベースプレート１Ａには、絶縁ナット４を固定している。

絶縁ナット４は、車両のフレーム１に固定されるホルダーマウント５と、ホルダーマウント５の内側に樹脂部品６を介して固定しているナット本体７とを備える。ホルダーマウント５は金属筒で、下端をフレーム１に固定して、上端部を内側に向かって折曲して樹脂部品６の抜止プレート８を設けている。このホルダーマウント５は、以下のようにして製作される。
(1) 底の閉塞された円筒状に金属板をプレス成形する。
(2) 図６に示すように、円筒の内部に、樹脂部品６とナット本体７を挿入する。
(3) 図７に示すように、上端を折曲加工して、開口部に抜止プレート８を設ける。

以上のようにして製作される金属筒のホルダーマウント５は、樹脂部品６を内部に密着して固定できる。この形状のホルダーマウント５は、抜止プレート８と電池ボックス２との間にパッキン９を挟着して、電池ボックス２に水が浸入するのを確実に防止できる。フレーム１上の水が絶縁ナット４の内部に浸入しないからである。

さらに、図のホルダーマウント５は、抜止プレート８の電池ボックス２との対向面に、パッキン９を嵌入して定位置に配置するリング凹部１０を設けている。図のホルダーマウント５は、抜止プレート８の外周に沿って段差を設けて、リング凹部１０としている。このホルダーマウント５は、リング凹部１０にパッキン９を入れて、パッキン９を定位置に保持する。この構造は、パッキン９の位置ずれを防止して、電池ボックス２を固定できる。リング凹部１０には、パッキン９であるＯリングを入れている。ボルト３が絶縁ナット４にねじ込まれると、Ｏリングのパッキン９は、抜止プレート８と電池ボックス２に挟着されて、ホルダーマウント５と電池ボックス２との間を防水状態に密着させる。

図の固定構造は、パッキン９をＯリングとするが、パッキンはゴム状弾性体をシート状とすることもできる。シート状のパッキンは、リング状で抜止プレートの上面に配置される。このパッキンは、抜止プレートと電池ボックスとの間に挟着されて、電池ボックスを絶縁ナットに水密構造で連結する。

ホルダーマウント５は、金属筒の底板１２を抵抗溶接してフレーム１に固定している。ホルダーマウント５の底板１２は、溶接用の突起１３をプレス加工して設けている。溶接用の突起１３は、スポット溶接されて、フレーム１に固定される。絶縁ナット４は、図８に示すように、フレーム１の上面に載せた状態で、上方から電極２９を押圧して、底板１２をフレーム１に抵抗溶接する。

樹脂部品６は絶縁性のプラスチックやゴムを成形して製作される。樹脂部品を成形するプラスチックは、例えばナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ウレタン、ＥＶＡ等の硬質又は軟質のプラスチックである。また、樹脂部品を成形するゴムは、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、クロロピレンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、シリコンゴム等の合成ゴム又は天然ゴムが使用される。

樹脂部品６は、ボルト３と金属筒のホルダーマウント５を絶縁する。また、樹脂部品６は、ボルト３とホルダーマウント５との間の緩衝材ともなる。さらに、樹脂部品６は、ナット本体７をホルダーマウント５から絶縁して定位置に固定する。図の樹脂部品６は、上下に分割されてなる、第１の樹脂部品６Ａと第２の樹脂部品６Ｂからなる。第１の樹脂部品６Ａと第２の樹脂部品６Ｂは、内側に沿ってナット本体７を嵌入する嵌入溝１１を設けている。嵌入溝１１は、第１の樹脂部品６Ａと第２の樹脂部品６Ｂの境界に設けている。ナット本体７は、嵌入溝１１に嵌入されて、定位置に固定される。

この構造の絶縁ナット４は、第１の樹脂部品６Ａと第２の樹脂部品６Ｂを別々に成形して製作できる。また、組み立てるときに、ナット本体７を樹脂部品６の嵌入溝１１に配置して、ナット本体７を定位置に配置しながら、能率よく簡単に多量生産できる。それは、ナット本体７を嵌入溝１１に入れる状態で、図６に示す樹脂部品６をホルダーマウント５の金属筒に挿入し、この状態で、図７に示すように、金属筒の上端を折曲加工して、絶縁ナット４を製造できるからである。ただし、絶縁ナットは、樹脂部品をプラスチックで成形するときに、ナット本体をインサートして定位置に固定することもできる。

ナット本体７は金属製で内面に雌ネジを設けている。さらに、ナット本体７は、回転しない状態で樹脂部品６に固定するために、外形を多角形や楕円形等の非円形としている。さらに、ナット本体７は、外側面をローレット加工し、あるいは多数の凹凸を設けて、回転しないように樹脂部品６の嵌入溝１１に配置することができる。図の絶縁ナット４は、ナット本体７と樹脂部品６とを別部品とするが、樹脂部品とナット本体とを一体構造とすることもできる。この絶縁ナットは、ナット本体を硬質のプラスチックで成形して、ナット本体を樹脂部品と一体的に成形する。

以上の固定構造は、ボルト３の先端を絶縁ナット４にねじ込んで、電池ボックス２をしっかりとフレーム１に固定できる。樹脂部品６は絶縁性のプラスチックであるから、ボルト３を絶縁して金属筒のホルダーマウント５とフレーム１に連結する。電池ボックス２は、これを固定するボルト３を絶縁状態としてフレーム１に固定することが大切である。それは、電池ボックス２に収納している電池がボルト３に接触しても、車両のシャーシーに通電することがなく、またショート等の故障を防止できるからである。また、絶縁ナット４の樹脂部品６を介して電池ボックス２をフレーム１に固定する構造は、フレーム１の振動を樹脂部品６で吸収できる特長もある。緩衝作用のある樹脂部品６が、フレーム１の振動を吸収してボルト３と電池ボックス２の振動を少なくする。このため、車両のシャーシーの振動が、電池ボックス２やこれに収納する電池モジュールに与える悪影響を少なくできる。

図の固定構造は、電池ボックス２と絶縁ナット４との間に硬質リング２４を配置している。硬質リング２４は、電池ボックス２の貫通孔２２の開口部の周囲に当接して、電池ボックス２をしっかりと挟着する。硬質リング２４は、ボルト３を締め付ける圧力で変形しない硬質のプラスチック、たとえばポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等のエンジニアリングプラスチックで製作される。硬質リング２４は、これ等のプラスチックをリング状に成形して製作される。ただし、硬質リングは、金属をリング状に加工して製作することもできる。

さらに、図３の電池ボックス２は、プラスチック製の外ケース２１に、電池ホルダー２０を収納している。外ケース２１をフレーム１に固定する構造は、図４の断面図に示している。この図の外ケース２１は、ボルト３を挿通する連結穴２５を設けている。連結穴２５は、硬質リング２４の内周に下方に突出するように設けている凸部リング２４Ａを挿入できる大きさとしている。連結穴２５には、硬質リング２４の下端の凸部リング２４Ａを挿通している。硬質リング２４と絶縁ナット４が外ケース２１を挟着して、フレーム１に固定している。この固定構造は、フレーム１であるベースプレート１Ａに絶縁ナット４を固定し、この絶縁ナット４の上にプラスチック製の外ケース２１を固定し、外ケース２１に電池ボックス２を収納している。外ケース２１は、ボルト３と絶縁ナット４でフレーム１に固定される。

さらに、図４の固定構造は、電池ボックス２の外ケース２１と絶縁ナット４の抜止プレート８との間にパッキン９であるＯリングを挟着している。Ｏリングは、電池ボックス２である外ケース２１の下面を水密構造で絶縁ナット４に連結する。したがって、この構造は、フレーム１の上に浸入する水が、外ケース２１を通過して電池ボックス２の内部に浸入するのを確実に阻止できる。

図５のボルト３は、後端のネジ頭３Ａで電池ボックス２を押圧して固定する。このボルト３は、後端のネジ頭３Ａを回転させてネジ部３Ｂの先端の雄ネジを絶縁ナット４にねじ込んでフレーム１に固定する。ただし、ボルト３は、必ずしもネジ頭を設ける構造とする必要はなく、たとえば、図示しないが両端に雄ネジを設けて、後端の雄ネジに絶縁ナットをねじ込んで、電池ボックス２を挟着することもできる。このボルト３は、先端の雄ネジを絶縁ナット４にねじ込んでフレーム１に連結した後、後端の雄ネジに絶縁ナットをねじ込んで、電池ボックス２をフレーム１に固定できる。また、後端の雄ネジに絶縁ナットをねじ込む状態で、先端の雄ネジを絶縁ナット４にねじ込んで、電池ボックス２をフレーム１に固定することもできる。

図５のボルト３は、ワッシャ２６を介して電池ボックス２を挟着している。ワッシャ２６は、金属製の平ワッシャである。ワッシャ２６の外形は、ネジ頭３Ａよりも大きく、平ワッシャで電池ボックス２の表面を押圧して、フレーム１に固定している。

以上の固定構造は、硬質リング２４と絶縁ナット４で外ケース２１を挟着して固定するが、本発明の電源装置は、電池ホルダーと外ケースとを一体構造とし、この電池ボックスにボルトを挿通して、絶縁ナットの上に電池ボックスを固定することもできる。

従来の車両用の電池ボックスの固定構造を示す断面図である。図１に示す固定構造の拡大断面図である。本発明の一実施例にかかる車両用の電池ボックスの固定構造を示す断面図である。図３に示す固定構造であって、ボルトの下端部の連結構造を示す拡大断面図である。図３に示す固定構造であって、ボルトの上端部の連結構造を示す拡大断面図である。絶縁ナットの製造工程を示す拡大断面図である。絶縁ナットの製造工程を示す拡大断面図である。絶縁ナットをフレームに溶接して固定する状態を示す図である。

符号の説明

１…フレーム１Ａ…ベースプレート
２…電池ボックス
３…ボルト３Ａ…ネジ頭
３Ｂ…ネジ部
４…絶縁ナット
５…ホルダーマウント
６…樹脂部品６Ａ…第１の樹脂部品
６Ｂ…第２の樹脂部品
７…ナット本体
８…抜止プレート
９…パッキン
１０…リング凹部
１１…嵌入溝
１２…底板
１３…溶接用の突起
２０…電池ホルダー２０Ａ…上ケース
２０Ｂ…下ケース
２１…外ケース
２２…貫通孔
２４…硬質リング２４Ａ…凸部リング
２５…連結穴
２６…ワッシャ
２９…電極
３１…フレーム
３２…電池ボックス
３３…ボルト
３４…絶縁ナット
３５…ネジ筒
３６…ゴム製絶縁ナット
３７…ナット本体
３８…樹脂部品
３９…金属外筒

Claims

電池を収納している電池ボックス(2)と、この電池ボックス(2)を車両のフレーム(1)に固定するボルト(3)と、車両のフレーム(1)に固定されてボルト(3)の先端がねじ込まれて、ボルト(3)を介して電池ボックス(2)を車両のフレーム(1)に固定する絶縁ナット(4)と、絶縁ナット(4)と電池ボックス(2)との間に挟着されてなるパッキン(9)とを備え、
絶縁ナット(4)が、車両のフレーム(1)に固定されるホルダーマウント(5)と、ホルダーマウント(5)の内側に樹脂部品(6)を介して固定しているナット本体(7)とを備え、
ホルダーマウント(5)は金属筒で、この金属筒は下端をフレーム(1)に固定すると共に、上端部を内側に向かって折曲して樹脂部品(6)の抜止プレート(8)を設け、この抜止プレート(8)でもって内部に樹脂部品(6)を固定し、かつ樹脂部品(6)とホルダーマウント(5)との間を密着させており、
ボルト(3)の先端を絶縁ナット(4)にねじ込んで、電池ボックス(2)をフレーム(1)に固定すると共に、電池ボックス(2)と絶縁ナット(4)のホルダーマウント(5)との間にパッキン(9)を挟着して、絶縁ナット(4)と電池ボックス(2)とを水密構造としてなる車両用の電池ボックスの固定構造。
ホルダーマウント(5)である金属筒の下端を底板(12)で閉塞しており、この底板(12)を抵抗溶接してフレーム(1)に固定している請求項１に記載される車両用の電池ボックスの固定構造。
パッキン(9)がＯリングで、ホルダーマウント(5)の抜止プレート(8)は電池ボックス(2)との対向面に、Ｏリングを嵌入するリング凹部(10)を設けており、リング凹部(10)にパッキン(9)のＯリングを入れて、Ｏリングのパッキン(9)でもってホルダーマウント(5)と電池ボックス(2)との間を水密構造としている請求項１に記載される車両用の電池ボックスの固定構造。
抜止プレート(8)の上面にシート状のパッキンを配設している請求項１に記載される車両用の電池ボックスの固定構造。
樹脂部品(6)が上下に分割して成形されてなる第１の樹脂部品(6A)と、第２の樹脂部品(6B)からなり、第１の樹脂部品(6A)と第２の樹脂部品(6B)の内側に絶縁ナット(4)を嵌入する嵌入溝(11)を設けて、この嵌入溝(11)にナット本体(7)を嵌入して配置している請求項１に記載される車両用の電池ボックスの固定構造。