バッテリケース
【課題】トレイ部材の容積を確保しながらバッテリケースの剛性を高める。
【解決手段】電気自動車の駆動用のバッテリ８を収容するバッテリケース７であって、バッテリ８を支持する樹脂製のトレイ部材１０と、トレイ部材１０の下面に設けられ、トレイ部材１０を下方から支持する支持部材３０と、トレイ部材１０に立設された立壁１１ａ，１１ｂ，１３Ｆ及び１３Ｒと、トレイ部材１０上に配置される板金製の板金トレイ部材４０と、を備え、板金トレイ部材４０は、バッテリ８を収納する複数の板金凹部と、立壁１１ａ，１１ｂ，１３Ｆ及び１３Ｒの上面に配置される板金フランジ部４２とを有し、立壁１１ａ，１１ｂ，１３Ｆ及び１３Ｒには、立壁が立設される方向に貫通した貫通孔６が設けられ、支持部材３０と板金フランジ部４２とは、貫通孔６を貫通する板金用締結部材５０によりトレイ部材１０に締結される。
【解決手段】電気自動車の駆動用のバッテリ８を収容するバッテリケース７であって、バッテリ８を支持する樹脂製のトレイ部材１０と、トレイ部材１０の下面に設けられ、トレイ部材１０を下方から支持する支持部材３０と、トレイ部材１０に立設された立壁１１ａ，１１ｂ，１３Ｆ及び１３Ｒと、トレイ部材１０上に配置される板金製の板金トレイ部材４０と、を備え、板金トレイ部材４０は、バッテリ８を収納する複数の板金凹部と、立壁１１ａ，１１ｂ，１３Ｆ及び１３Ｒの上面に配置される板金フランジ部４２とを有し、立壁１１ａ，１１ｂ，１３Ｆ及び１３Ｒには、立壁が立設される方向に貫通した貫通孔６が設けられ、支持部材３０と板金フランジ部４２とは、貫通孔６を貫通する板金用締結部材５０によりトレイ部材１０に締結される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車のバッテリモジュールを収容するためのバッテリケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車に使用されるバッテリユニットは、複数のバッテリモジュールと、バッテリモジュールを収容するバッテリケース等とから構成されている。バッテリケースの構造としては、例えば、特許文献１に記載のように、バッテリモジュールを支持するトレイ部材と、トレイ部材の上部を覆うカバー部材とを備え、トレイ部材とカバー部材とが、トレイ部材の周縁部とカバー部材の周縁部との接合部において複数のボルト及びナットにより接合されたものがある。
【０００３】
特許文献１に記載のバッテリケースを構成するトレイ部材には、トレイ部材の長手方向を区切る幅方向に延びた隔壁と、トレイ部材上を複数の区画に仕切る前後方向に延びた仕切壁（リブ）とが立設されている。複数のバッテリモジュールは、これら隔壁及び仕切壁とによって区画された部分に収納されて固定されている。
ところで、大容量のバッテリモジュールを収納する大型のバッテリケースは、バッテリモジュールの重量に耐えられるように、高い剛性が要求される。そのため、特許文献１に記載のバッテリケースのように、例えば電気絶縁性を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）で形成され、さらに各バッテリモジュールを固定するため及びケースの剛性を高めるために、バッテリモジュールを支持するトレイ部材に仕切壁を設けたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、トレイ部材を繊維強化樹脂製とする場合、トレイ部材に設けた仕切壁によってバッテリケースに必要とされる剛性を確保するためには、仕切壁をある程度厚みがある構成とする必要がある。しかしながら、仕切壁を厚くすると、その分トレイ部材上のバッテリモジュールを収納するための容積が減少してしまう。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、トレイ部材の容積を確保しながらバッテリケースの剛性を高めることができる、バッテリケースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のバッテリケースは、電気自動車の駆動用のバッテリを収容するバッテリケースであって、前記バッテリを支持する樹脂製のトレイ部材と、前記トレイ部材の下面に設けられ、前記トレイ部材を下方から支持する支持部材と、前記トレイ部材に立設された立壁と、前記トレイ部材上に配置される板金製の板金トレイ部材と、を備え、前記板金トレイ部材は、前記バッテリを収納する複数の板金凹部と、前記立壁の上面に配置される板金フランジ部と、を有し、前記立壁には、前記立壁が立設される方向に貫通された貫通孔が設けられ、前記支持部材と前記板金フランジ部とは、前記貫通孔を貫通する板金用締結部材により前記トレイ部材に締結されることを特徴としている。
【０００７】
前記立壁は、前記トレイ部材の短手方向に延設し長手方向中間部に設けられた隔壁、又は、前記トレイ部材の長手方向両端部の周壁であることが好ましい。
また、前記バッテリは、前記立壁の前記上面に配置されるバッテリフランジ部を有し、前記支持部材と前記バッテリフランジ部とは、前記貫通孔を貫通するバッテリ用締結部材により前記トレイ部材に締結され、前記板金用締結部材と前記バッテリ用締結部材とは、隣り合わせに配置されていることが好ましい。
【０００８】
このとき、前記板金用締結部材及び前記バッテリ用締結部材は、何れも前記貫通孔に挿入された貫通ナットとボルトとから構成され、前記支持部材と前記板金フランジ部及び前記支持部材と前記バッテリフランジ部は、何れも前記貫通ナットに前記立壁の前記上面及び前記トレイ部材の前記下面からそれぞれボルトを螺合することにより前記トレイ部材に締結されることがより好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバッテリケースによれば、バッテリを支持する樹脂製のトレイ部材の上に板金トレイ部材が配置され、トレイ部材の立壁には、その上面に板金フランジ部が配置され、その下面に支持部材が設けられる。すなわち、トレイ部材の立壁が、板金フランジ部と支持部材とで挟まれて、これら板金フランジ部と支持部材とが、板金用締結部材によりトレイ部材の立壁に締結されるため、立壁の剛性が高められ、バッテリケース全体の剛性を高めることができる。これにより、トレイ部材上に立設される立壁の厚みを小さくすることができ、その分バッテリを収納するための容積を広く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるバッテリケースの構造を説明する模式的な平面図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部拡大断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ部拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるバッテリケースの構造を説明する模式的な分解斜視図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるバッテリケースが適用されたバッテリユニットの搭載構造を説明する模式的な分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
本実施形態にかかるバッテリケースの構造について、図１〜図５を用いて説明する。本バッテリケースは、ハイブリッド電気自動車を含む電気自動車の駆動用のバッテリモジュールを収容するものである。以下、電気自動車の進行方向を前方とし、前方を基準に左右を定め、重力の方向を下方とし、その逆を上方として説明する。また、バッテリケースの中心に向かう側を内側、その逆を外側として説明する。
【００１２】
図５に示すように、電気自動車１は、車体２の後方に配置される走行用のモータ及び充電装置（いずれも図示略）と、車体２の床下に配置されるバッテリユニット９等とを備えている。また、バッテリユニット９の上方には、フロアパネル３が設けられ、フロアパネル３の上方、すなわち車室内には、フロントシート４Ｆ及びリヤシート４Ｒが配置されている。
【００１３】
フロアパネル３は、例えば板金により形成され、車体２の前後方向及び左右方向に延び、車体２の床部を構成する。フロアパネル３は、車体２を構成する図示しないサイドメンバを含むフレーム構体の所定位置に溶接等によって固定されている。バッテリユニット９は、このフロアパネル３の下方、すなわち、車体の外部である床下に、フロアパネル３から離隔して配置される。また、バッテリユニット９の下方には、アンダーカバー５が配置され、フレーム構体等に固定される。バッテリユニット９は、バッテリケース７の内部に、複数のバッテリモジュール（バッテリ）８（図１に二点鎖線で収納状態を例示する）や電子部品（図示略）等を収容して構成されている。
【００１４】
まず、バッテリケース７の基本的な構造について説明する。
図３に示すように、バッテリケース７は、複数のバッテリモジュール８を支持する樹脂製のトレイ部材１０と、トレイ部材１０の上に重ねられてトレイ部材１０に結合、固定される樹脂製のカバー部材２０と、トレイ部材１０の下面に設けられ、トレイ部材１０を下方から支持する支持部材３０と、トレイ部材１０上に配置される板金製の板金トレイ部材４０とを有して構成されている。
【００１５】
バッテリモジュール８は、例えば、リチウムイオン電池で構成されるバッテリセルを複数個直列に接続し一体化したものである。トレイ部材１０及びカバー部材２０は、例えばガラス繊維等の繊維を補強材として混合されて強度，剛性を向上させ、電気絶縁性を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）で形成されている。また、支持部材３０は、バッテリケース７全体の荷重を支えるに足る強度を有する金属材料（例えば鋼板）によって構成されている。また、板金トレイ部材４０は、板金を曲げ加工や溶接等することにより形成されている。
【００１６】
トレイ部材１０は、前壁１１ａと、後壁１１ｂと、左右一対の側壁１１ｃ，１１ｄと、底壁１１ｅとを有し、上面側が開放した箱型に成形されている。なお、トレイ部材１０の立設された壁である前壁１１ａと後壁１１ｂと側壁１１ｃ，１１ｄを立壁ともいう。前壁１１ａは車体２の前方に、後壁１１ｂは車体２の後方にそれぞれ位置し、トレイ部材１０の長手方向両端部においてトレイ部材１０の短手方向（すなわち、幅方向）に延びる。また、両側壁１１ｃ，１１ｄは前後方向に延びており、これら前壁１１ａと後壁１１ｂと両側壁１１ｃ，１１ｄとによって、トレイ部材１０の周壁１１が構成されている。なお、ここでは、前後方向がトレイ部材１０の長手方向であり、左右方向がトレイ部材１０の短手方向（幅方向）である。
【００１７】
トレイ部材１０の周壁１１の上端の周縁部には、トレイ側フランジ部１２が周壁１１の上端から水平方向に沿って外側に向けて突設されている。このトレイ側フランジ部１２はトレイ部材１０の全周にわたって連続して設けられており、後述するカバー側フランジ部２２と接合されることにより、トレイ部材１０とカバー部材２０とが密閉される。
トレイ部材１０には、トレイ部材１０の長手方向中間部に、トレイ部材１０上を区画する隔壁１３が立設されている。この隔壁１３は、トレイ部材１０の幅方向に延設されており、トレイ部材１０上を仕切るとともに、トレイ部材１０の剛性を高める。隔壁１３は、車体の前方に位置する前隔壁１３Ｆと、車体の後方に位置する後隔壁１３Ｒと、これら前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒの間に位置する中隔壁１３Ｃとによって、トレイ部材１０の長手方向を４つの区画に仕切っている。なお、これら前隔壁１３Ｆ，中隔壁１３Ｃ及び後隔壁１３Ｒを特に区別しないときは、隔壁１３という。また、トレイ部材１０に立設された壁である隔壁１３を立壁ともいう。
【００１８】
トレイ部材１０の前壁１１ａと前隔壁１３Ｆとで仕切られた区画（以下、前側バッテリ収納部という）１５Ｆ及びトレイ部材１０の後壁１１ｂと後隔壁１３Ｒとで仕切られた区画（以下、後側バッテリ収納部という）１５Ｒには、それぞれ後述する板金トレイ部材４０とバッテリモジュール８とが収納される。また、中隔壁１３Ｃと後隔壁１３Ｒとで仕切られた区画（以下、中央バッテリ収納部という）１５Ｃにはバッテリモジュール８が収納される。また、前隔壁１３Ｆと中隔壁１３Ｃとで仕切られた区画（以下、電気回路収納部という）１５Ｅには、バッテリモジュール８の状態の検出や制御等を行う図示しない電子部品等が収納される。
【００１９】
前隔壁１３Ｆには、図２（ａ）に示すように、前隔壁１３Ｆが立設される方向、すなわち鉛直方向（上下方向）に前隔壁１３Ｆを貫通したトレイ貫通孔（貫通孔）１６が、トレイ部材１０の幅方向に複数（ここでは、１１箇所）設けられている。後隔壁１３Ｒにも同様に、後隔壁１３Ｒが立設される方向に後隔壁１３Ｒを貫通するトレイ貫通孔１６が、トレイ部材１０の幅方向に複数（ここでは、１３箇所）設けられている。
【００２０】
また、図１及び図３に示すように、トレイ部材１０の前壁１１ａは、前壁１１ａよりも内側に突出して肉盛りされ、トレイ部材１０から立設された複数（ここでは、１０箇所）の肉盛り部１７を有する。これらの肉盛り部１７には、前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒに設けられたトレイ貫通孔１６と同様のトレイ貫通孔１６が、肉盛り部１７が立設される方向に貫通されている。後壁１１ｂも同様に、トレイ部材１０から立設された複数（ここでは、前壁１１ａと同様、１０箇所）の肉盛り部１７を有しており、これらの肉盛り部１７にもトレイ貫通孔１６が形成されている。
【００２１】
このような形状をしたトレイ部材１０は、インジェクション成形（射出成形）により各部が一体に成形されている。なお、インジェクション成形とは、最も一般的な樹脂成形方法であり、キャビティ（凹型）とコア（凸型）とからなる金型内に製品形状を彫りこんで、成形機内で加熱されて溶融した樹脂原料を金型内に高圧で注入して成形する方法である。本トレイ部材１０は樹脂原料に強化繊維が加えられて成形される。
【００２２】
カバー部材２０は、図３に示すように、前隆起部２１ａ，後隆起部２１ｂ及び中隆起部２１ｃからなるカバー本体２１と、カバー本体２１の周縁部に設けられたカバー側フランジ部２２とから構成されており、トレイ部材１０と同様、インジェクション成形により一体成形されている。
これらトレイ部材１０とカバー部材２０とは、トレイ側フランジ部１２とカバー側フランジ部２２との間に図示しないガスケットを介装して、このガスケットを圧縮変形させながら、図示しない複数のボルト及びナットを有する接合部材により、トレイ側フランジ部１２及びカバー側フランジ部２２を接合させてバッテリケース７が密閉される。
【００２３】
支持部材３０は、トレイ部材１０の下面（すなわち、底壁１１ｅの裏面）に設けられ、トレイ部材１０を下方から支持している。支持部材３０は、トレイ部材１０の幅方向に延びる複数（ここでは、４本）の幅方向支持部３１と、幅方向支持部３１に直交する方向（すなわち、トレイ部材１０の長手方向）に延設され、これら幅方向支持部３１を接続する複数（ここでは、２本）の長手方向支持部３２とを有し、幅方向支持部３１と長手方向支持部３２とによりいわゆる井桁の形状に構成されている。
【００２４】
幅方向支持部３１には、トレイ部材１０と支持部材３０とを結合したときに、トレイ部材１０の前隔壁１３Ｆと後隔壁１３Ｒと肉盛り部１７とにそれぞれ形成された複数のトレイ貫通孔１６に重なる位置に、幅方向支持部３１を貫通する複数の支持部材貫通孔３６が形成されている。また、長手方向支持部３２は、車体の最も前方に位置する幅方向支持部（第一幅方向支持部ともいう）３１ａから前方に突出した前側支持部３２ａを有する。
【００２５】
複数の幅方向支持部３１の両端部及び長手方向支持部３２の前側支持部３２ａは、図１に示すように、トレイ部材１０の周壁１１よりも外側へ突出している。この突出した両端部及び前側支持部３２ａには、それぞれ締結部３３が固定されており、この締結部３３は車体２を構成するフレーム構体と締結されることにより、バッテリケース７をフレーム構体に固定する。
【００２６】
板金トレイ部材４０は、図３に示すように、トレイ部材１０上に配置され、トレイ部材１０の前側バッテリ収納部１５Ｆ及び後側バッテリ収納部１５Ｒ内に収納される。なお、前側バッテリ収納部１５Ｆと後側バッテリ収納部１５Ｒとにそれぞれ収納される板金トレイ部材４０，４０は、ここでは同一であるため、以下、前側バッテリ収納部１５Ｆに収納される板金トレイ部材４０について説明する。
【００２７】
板金トレイ部材４０は、前板４１ａと、後板４１ｂと、底板４１ｃと、複数のリブ（板金リブ）４１ｄとを有し、上面側が開放した箱型に形成されている。前板４１ａは、トレイ部材１０に収納されたときに車体２の前方に位置し、後板４１ｂは車体２の後方に位置する。これら前板４１ａ及び後板４１ｂは、ともに底板４１ｃに溶接されることにより立設されて、トレイ部材１０に収納されたときにトレイ部材１０の幅方向に延在するように形成されている。
【００２８】
複数のリブ４１ｄは、前板４１ａ及び後板４１ｂと直交する方向に延設され、底板４１ｃ上に溶接により固定されて立設されている。この複数のリブ４１ｄにより、板金トレイ部材４０上は複数の区画に仕切られるともに、板金トレイ部材４０の剛性が高められている。なお、前板４１ａと後板４１ｂと底板４１ｃと複数のリブ４１ｄとで囲まれた部分には、板金凹部４１が形成される。すなわち、板金トレイ部材４０は、複数のリブ４１ｄにより区画された部分に複数の板金凹部４１を有している。この板金凹部４１にはバッテリモジュール８が収納される。ここでは、リブ４１ｄがトレイ部材１０の幅方向に６つ設けられており、板金凹部４１は５つ形成されている。なお、リブ４１ｄの数に応じて板金凹部４１の数は適宜変更され、リブ４１ｄ及び板金凹部４１の数はこれらに限られない。
【００２９】
また、板金トレイ部材４０の前板４１ａ及び後板４１ｂの上端部には、前板４１ａ及び後板４１ｂを曲げ加工して形成された板金フランジ部４２がこの上端部から水平方向に沿って外側に向けて部分的に複数突設されている。この板金フランジ部４２は、図１に示すように、板金トレイ部材４０が前側バッテリ収納部１５Ｆに収納されたときに、トレイ部材１０の肉盛り部１７及び前隔壁１３Ｆにそれぞれ設けられたトレイ貫通孔１６を覆うように形成されている。また、板金フランジ部４２には、板金トレイ部材４０が前側バッテリ収納部１５Ｆに収納されたときに、トレイ貫通孔１６と重なる位置に、板金フランジ部４２を貫通した複数の板金トレイ貫通孔４６が形成されている。
【００３０】
次に、本バッテリケース７の特徴的な構造について説明する。
図１に示すように、トレイ部材１０には、その下面に支持部材３０が設けられ、前側バッテリ収納部１５Ｆ及び後側バッテリ収納部１５Ｒにそれぞれ板金トレイ部材４０，４０が配置されている。板金トレイ部材４０上には、トレイ部材１０の長手方向に延びたリブ４１ｄにより仕切られた区画にバッテリモジュール８が収納されている。
【００３１】
前側バッテリ収納部１５Ｆに配置される板金トレイ部材４０は、前板４１ａがトレイ部材１０の前壁１１ａと平行となり、後板４１ｂが前隔壁１３Ｆと平行となるように配置され、底板４１ｃがトレイ部材１０の底壁１１ｅに重ねられる。また、前板４１ａ側の板金フランジ部４２は、前壁１１ａの肉盛り部１７の上面に配置され、後板４１ｂ側の板金フランジ部４２は、前隔壁１３Ｆの上面に配置される。
【００３２】
同様に、後側バッテリ収納部１５Ｒに配置される板金トレイ部材４０は、前板４１ａが後隔壁１３Ｒと平行となり、後板４１ｂがトレイ部材１０の後壁１１ｂと平行となるように配置され、底板４１ｃがトレイ部材１０の底壁１１ｅに重ねられる。また、前板４１ａ側の板金フランジ部４２は、後隔壁１３Ｒの上面に配置され、後板４１ｂ側の板金フランジ部４２は、後壁１１ｂの肉盛り部１７の上面に配置される。なお、板金トレイ部材４０の前板４１ａ及び後板４１ｂは、トレイ部材１０に立設された立壁である前壁１１ａ，後壁１１ｂ，前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒと略同じ高さに立設されている。
【００３３】
トレイ部材１０の下面に設けられる支持部材３０は、図３に示すように、４本の幅方向支持部３１がトレイ部材１０の前壁１１ａ，前隔壁１３Ｆ，後隔壁１３Ｒ及び後壁１１ｂの厚みよりも前後方向に十分な長さを有し、車体２前方から順にトレイ部材１０の前壁１１ａ，前隔壁１３Ｆ，後隔壁１３Ｒ及び後壁１１ｂの真下に位置するように配置される。すなわち、幅方向支持部３１は、図１に示すように、上面視において、幅方向支持部３１の一部が前壁１１ａ，前隔壁１３Ｆ，後隔壁１３Ｒ及び後壁１１ｂと重なるように設けられている。
【００３４】
支持部材３０の幅方向支持部３１と、トレイ部材１０の立壁である前壁１１ａ，前隔壁１３Ｆ，後隔壁１３Ｒ及び後壁１１ｂと、板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２との関係を図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて説明する。なお、図２（ａ）はトレイ部材１０の前隔壁１３Ｆの延設方向に沿った断面図であるが、トレイ部材１０の他の立壁も同様の構成となっている。また、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部拡大断面図，図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ部拡大断面図である。
【００３５】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、前隔壁１３Ｆに形成されたトレイ貫通孔１６と、板金フランジ部４２に形成された板金トレイ貫通孔４６と、支持部材３０の幅方向支持部３１に形成された支持部材貫通孔３６とは、鉛直方向に一直線に連通して１つの貫通孔６を形成している。同様に、トレイ貫通孔１６と、後述するバッテリ貫通孔８６と、支持部材貫通孔３６とは、鉛直方向に一直線に連通して１つの貫通孔６を形成している。
【００３６】
この貫通孔６には、支持部材３０の幅方向支持部３１と板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２とを前隔壁１３Ｆに締結するための板金用締結部材５０と、幅方向支持部３１とバッテリモジュール８とを前隔壁１３Ｆに締結するためのバッテリ用締結部材６０とが設けられる。なお、バッテリモジュール８にはバッテリ取付ブラケット８０が締結されており、このバッテリ取付ブラケット８０には、バッテリモジュール８を前隔壁１３Ｆに締結するためのフランジ部（以下、バッテリフランジ部という）８１が設けられている。このバッテリフランジ部８１は、図１に二点鎖線で示すように、前隔壁１３Ｆの上面に配置される。また、バッテリフランジ部８１には、バッテリ貫通孔８６が形成されている。
【００３７】
板金用締結部材５０は、貫通孔６に挿入される貫通ナット５１と、貫通ナット５１に螺合される２つのボルト５２，５２とから構成されている。また、前隔壁１３Ｆの上端と板金フランジ部４２との間には、シール材５３が介装されている。また、バッテリ用締結部材６０も、同様に貫通孔６に挿入される貫通ナット６１と、貫通ナット６１に螺合される２つのボルト６２，６２とから構成され、前隔壁１３Ｆの上端とバッテリフランジ部８１との間にはシール材６３が介装されている。なお、ここでは、板金用締結部材５０及びバッテリ用締結部材６０は同一部材で構成されている。すなわち、貫通ナット５１と貫通ナット６１，ボルト５２とボルト６２，及びシール材５３とシール材６３はそれぞれ同一である。
【００３８】
板金フランジ部４２は、貫通孔６を貫通する板金用締結部材５０により、幅方向支持部３１との間にトレイ部材１０の前隔壁１３Ｆを挟んで締結される。すなわち、板金用締結部材５０は、一方のボルト５２が前隔壁１３Ｆの上面に配置された板金フランジ部４２の上方から貫通ナット５１に螺合され、他方のボルト５２がトレイ部材１０の下面に配置された支持部材３０の幅方向支持部３１の下方から貫通ナット５１に螺合されることにより、支持部材３０と板金フランジ部４２とを前隔壁１３Ｆ、すなわちトレイ部材１０に締結する。
【００３９】
また、バッテリモジュール８は、貫通孔６を貫通するバッテリ用締結部材６０により、幅方向支持部３１との間に前隔壁１３Ｆを挟んで締結される。すなわち、バッテリ用締結部材６０は、一方のボルト６２が前隔壁１３Ｆの上面に配置されたバッテリフランジ部８１の上方から貫通ナット６１に螺合され、他方のボルト６２がトレイ部材１０の下面に配置された支持部材３０の幅方向支持部３１の下方から貫通ナット６１に螺合されることにより、支持部材３０とバッテリフランジ部８１とを前隔壁１３Ｆ、すなわちトレイ部材１０に締結する。
【００４０】
これら板金用締結部材５０及びバッテリ用締結部材６０は、トレイ部材１０の各立壁上に、隣り合わせに配置されている。すなわち、図１に示すように、板金フランジ部４２とバッテリフランジ部８１とが重ならないように隣接して設けられており、板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２とバッテリモジュール８のバッテリフランジ部８１とはいずれの締結部材によっても締結されていない。なお、ここでいう隣り合わせとは、板金フランジ部４２に設けられた板金トレイ貫通孔４６とバッテリフランジ部８１に設けられたバッテリ貫通孔８６とが重ならずに隣接して設けられることをいう。
【００４１】
本実施形態にかかるバッテリケース７は上述のように構成されているので、トレイ部材１０には、支持部材３０，板金トレイ部材４０，バッテリモジュール８及びカバー部材２０が以下のように接合，固定される。
トレイ部材１０の立壁である前壁１１ａ，後壁１１ｂ，前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒに設けられたトレイ貫通孔１６内には、貫通ナット５１，６１が挿入される。また、トレイ部材１０の前側バッテリ収納部１５Ｆ及び後側バッテリ収納部１５Ｒには、それぞれ板金トレイ部材４０が配置される。このとき、板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２は、トレイ部材１０の各立壁の上面に、板金フランジ部４２に形成された板金トレイ貫通孔４６と各立壁に設けられたトレイ貫通孔１６とが重なるように配置される。なお、板金フランジ部４２と各立壁の上端との間には、シール材５３が介装される。
【００４２】
トレイ部材１０の下面には、支持部材３０が設けられ、幅方向支持部３１がトレイ部材１０の幅方向に延在し、トレイ部材１０の前壁１１ａ，後壁１１ｂ，前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒの真下に位置するように配置される。このとき、幅方向支持部３１に形成された支持部材貫通孔３６がトレイ部材１０の各立壁に設けられたトレイ貫通孔１６と重なるように配置される。
【００４３】
そして、貫通ナット５１の上方及び下方からボルト５２を螺合することによって、支持部材３０の幅方向支持部３１と板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２とが、トレイ部材１０の各立壁を挟んで締結される。
板金トレイ部材４０の板金凹部４１内には、バッテリモジュール８が収納される。このとき、バッテリフランジ部８１は、トレイ部材１０の各立壁上に、バッテリ貫通孔８６とトレイ貫通孔１６とが重なるように配置される。なお、バッテリフランジ部８１と各立壁の上端との間には、シール材６３が介装される。そして、貫通ナット６１の上方及び下方からボルト６２を螺合することによって、支持部材３０の幅方向支持部３１とバッテリフランジ部８１とがトレイ部材１０の各立壁を挟んで締結される。
【００４４】
このように構成されたトレイ部材１０の上方から、カバー部材２０を重ね合わせて、トレイ側フランジ部１２とカバー側フランジ部２２とを複数のボルト及びナットを有する接合部材により接合することにより、バッテリケース７が密閉される。
したがって、本バッテリケース７によれば、バッテリモジュール８を支持する樹脂製のトレイ部材１０の上に板金トレイ部材４０が配置され、トレイ部材１０の立設された前壁１１ａ，後壁１１ｂ，前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒには、その上面に板金フランジ部４２が配置され、その下面に支持部材３０が設けられる。すなわち、トレイ部材１０の立壁が、板金フランジ部４２と支持部材３０とで挟まれて、これら板金フランジ部４２と支持部材３０とが、板金用締結部材５０によりトレイ部材１０に締結されるため、各立壁の剛性を高めることができ、それによりバッテリケース７全体の剛性を高めることができる。
【００４５】
言い換えると、樹脂製のトレイ部材１０の立壁の下面だけでなく上面にも板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２を配置して、立壁を上方の板金フランジ部４２と下方の支持部材３０とで挟み込んで締結することにより、立壁の弾性変形が防止され、立壁の剛性が高められる。その結果、バッテリケース７全体の剛性も高めることができる。
また、立壁の剛性が高められることにより、トレイ部材１０上に立設される立壁の厚みを小さくすることができる。すなわち、従来よりも立壁の厚みを小さくしても、その分の剛性を板金フランジ部４２と支持部材３０とによって確保することができる。そのため、立壁の厚みを小さくした分、バッテリモジュール８を収納するための容積を広く確保することができる。つまり、バッテリケース７の大きさを変えずに、従来よりもサイズの大きなバッテリモジュール８を収容することができる。
【００４６】
また、トレイ部材１０の幅方向に延在する前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒの剛性を高めることにより、トレイ部材１０の長手方向の中間部に剛性の高い部分を形成することができ、効率よくバッテリケース７全体の剛性を高くすることができる。
また、トレイ部材１０の周壁１１であって幅方向に延在する前壁１１ａ及び後壁１１ｂの剛性を高めることによっても、同様に効率よくバッテリケース７全体の剛性を高くすることができる。
【００４７】
また、板金トレイ部材４０を樹脂製のトレイ部材１０上に配置したため、板金フランジ部４２のみでなく、板金トレイ部材４０のリブ４１ｄによってもトレイ部材１０の剛性をより高めることができる。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、板金製のリブ４１ｄは樹脂製のリブ１１ｆよりも厚みが小さい。そのため、図４（ｂ）中に二点鎖線で示すように、樹脂製のリブ１１ｆの場合には、樹脂リブ１１ｆがスペースをとってしまい、サイズの小さなバッテリモジュール８′しか収納することができなかった。しかし、板金製のリブ４１ｄにすることにより、図４（ｂ）中に実線で示すように、サイズの大きなバッテリモジュール８を収納することができる。すなわち、トレイ部材１０の剛性を高めながら、スペース効率を向上させることができる。
【００４８】
また、板金用締結部材５０及びバッテリ用締結部材６０が、何れも貫通ナット５１，６１とボルト５２，６２とから構成され、貫通ナット５１，６１の上方及び下方からボルト５２，６２が螺合されてトレイ部材１０に締結するため、板金トレイ部材４０の締結及びバッテリモジュール８の締結に、同一の部材を使用することができ、構成を簡素にできるとともに、コスト増を抑制することができる。また、トレイ部材１０の立壁の上面に配置される板金フランジ部４２及びバッテリフランジ部８１と支持部材３０の幅方向支持部３１とを容易かつ確実にトレイ部材１０に締結することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記実施形態では、支持部材３０は、井桁形状に形成されていたが、支持部材３０の形状はこれに限られず、例えば、長手方向支持部３２が部分的に設けられていてもよい。また、桁形状でなくてもよく、バッテリケース７全体の荷重を支えられるように構成されていればよい。
【００５０】
また、トレイ部材１０及びカバー部材２０の形状は上記実施形態のものに限られず、例えば、トレイ部材１０及びカバー部材２０の形状が、正方形のように長手方向が規定できないような形状であってもよい。また、トレイ部材１０の隔壁１３の位置は種々変更可能であり、これに伴って、バッテリ収納部１５Ｆ，１５Ｃ，１５Ｒや電気回路収納部１５Ｅの位置も変更可能である。
【００５１】
また、板金トレイ部材４０の大きさは、前側バッテリ収納部１５Ｆ及び後側バッテリ収納部１５Ｒの大きさによって規定されるため、上記実施形態のように同じ大きさでなくてもよい。
また、板金フランジ部４２とバッテリフランジ部８１の形状や数は上記実施形態のものに限られず、板金トレイ貫通孔４６とバッテリ貫通孔８６とが重ならなければ、板金フランジ部４２とバッテリフランジ部８１とが一部重なって設けられていてもよい。
【００５２】
また、立壁等に設けられる貫通孔６の数は、上記実施形態のものに限られない。すなわち、板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２を締結するための貫通孔６は、少なくとも板金フランジ部４２の両端部と中央の３箇所は必要であるが、３箇所以上であれば板金フランジ部４２の長さによって適宜設定可能であり、また、バッテリモジュール８を固定するための貫通孔６は、トレイ部材１０に収納されるバッテリモジュール８の数によって規定される。
【００５３】
また、板金用締結部材５０及びバッテリ用締結部材６０は、貫通ナット５１，６１とボルト５２，６２とから構成されていなくてもよく、例えば、貫通孔６よりも長いボルトとウェルドナットとから構成されていてもよく、また、貫通ボルトとナットとから構成されていてもよい。また、板金用締結部材５０とバッテリ用締結部材６０とが異なる構成であってもよく、隣り合わせに配置されていなくてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
６ 貫通孔
７ バッテリケース
８ バッテリモジュール（バッテリ）
１０ トレイ部材
１１ 周壁（立壁）
１１ａ 前壁（立壁）
１１ｂ 後壁（立壁）
１３ 隔壁（立壁）
１３Ｆ 前隔壁（立壁）
１３Ｒ 後隔壁（立壁）
１６ トレイ貫通孔（貫通孔）
２０ カバー部材
３０ 支持部材
３１ 幅方向支持部
４０ 板金トレイ部材
４１ 板金凹部
４２ 板金フランジ部
５０ 板金用締結部材
５１ 貫通ナット
５２ ボルト
６０ バッテリ用締結部材
６１ 貫通ナット
６２ ボルト
８１ バッテリフランジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車のバッテリモジュールを収容するためのバッテリケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車に使用されるバッテリユニットは、複数のバッテリモジュールと、バッテリモジュールを収容するバッテリケース等とから構成されている。バッテリケースの構造としては、例えば、特許文献１に記載のように、バッテリモジュールを支持するトレイ部材と、トレイ部材の上部を覆うカバー部材とを備え、トレイ部材とカバー部材とが、トレイ部材の周縁部とカバー部材の周縁部との接合部において複数のボルト及びナットにより接合されたものがある。
【０００３】
特許文献１に記載のバッテリケースを構成するトレイ部材には、トレイ部材の長手方向を区切る幅方向に延びた隔壁と、トレイ部材上を複数の区画に仕切る前後方向に延びた仕切壁（リブ）とが立設されている。複数のバッテリモジュールは、これら隔壁及び仕切壁とによって区画された部分に収納されて固定されている。
ところで、大容量のバッテリモジュールを収納する大型のバッテリケースは、バッテリモジュールの重量に耐えられるように、高い剛性が要求される。そのため、特許文献１に記載のバッテリケースのように、例えば電気絶縁性を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）で形成され、さらに各バッテリモジュールを固定するため及びケースの剛性を高めるために、バッテリモジュールを支持するトレイ部材に仕切壁を設けたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５３１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、トレイ部材を繊維強化樹脂製とする場合、トレイ部材に設けた仕切壁によってバッテリケースに必要とされる剛性を確保するためには、仕切壁をある程度厚みがある構成とする必要がある。しかしながら、仕切壁を厚くすると、その分トレイ部材上のバッテリモジュールを収納するための容積が減少してしまう。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、トレイ部材の容積を確保しながらバッテリケースの剛性を高めることができる、バッテリケースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のバッテリケースは、電気自動車の駆動用のバッテリを収容するバッテリケースであって、前記バッテリを支持する樹脂製のトレイ部材と、前記トレイ部材の下面に設けられ、前記トレイ部材を下方から支持する支持部材と、前記トレイ部材に立設された立壁と、前記トレイ部材上に配置される板金製の板金トレイ部材と、を備え、前記板金トレイ部材は、前記バッテリを収納する複数の板金凹部と、前記立壁の上面に配置される板金フランジ部と、を有し、前記立壁には、前記立壁が立設される方向に貫通された貫通孔が設けられ、前記支持部材と前記板金フランジ部とは、前記貫通孔を貫通する板金用締結部材により前記トレイ部材に締結されることを特徴としている。
【０００７】
前記立壁は、前記トレイ部材の短手方向に延設し長手方向中間部に設けられた隔壁、又は、前記トレイ部材の長手方向両端部の周壁であることが好ましい。
また、前記バッテリは、前記立壁の前記上面に配置されるバッテリフランジ部を有し、前記支持部材と前記バッテリフランジ部とは、前記貫通孔を貫通するバッテリ用締結部材により前記トレイ部材に締結され、前記板金用締結部材と前記バッテリ用締結部材とは、隣り合わせに配置されていることが好ましい。
【０００８】
このとき、前記板金用締結部材及び前記バッテリ用締結部材は、何れも前記貫通孔に挿入された貫通ナットとボルトとから構成され、前記支持部材と前記板金フランジ部及び前記支持部材と前記バッテリフランジ部は、何れも前記貫通ナットに前記立壁の前記上面及び前記トレイ部材の前記下面からそれぞれボルトを螺合することにより前記トレイ部材に締結されることがより好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバッテリケースによれば、バッテリを支持する樹脂製のトレイ部材の上に板金トレイ部材が配置され、トレイ部材の立壁には、その上面に板金フランジ部が配置され、その下面に支持部材が設けられる。すなわち、トレイ部材の立壁が、板金フランジ部と支持部材とで挟まれて、これら板金フランジ部と支持部材とが、板金用締結部材によりトレイ部材の立壁に締結されるため、立壁の剛性が高められ、バッテリケース全体の剛性を高めることができる。これにより、トレイ部材上に立設される立壁の厚みを小さくすることができ、その分バッテリを収納するための容積を広く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるバッテリケースの構造を説明する模式的な平面図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部拡大断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ部拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるバッテリケースの構造を説明する模式的な分解斜視図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるバッテリケースが適用されたバッテリユニットの搭載構造を説明する模式的な分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
本実施形態にかかるバッテリケースの構造について、図１〜図５を用いて説明する。本バッテリケースは、ハイブリッド電気自動車を含む電気自動車の駆動用のバッテリモジュールを収容するものである。以下、電気自動車の進行方向を前方とし、前方を基準に左右を定め、重力の方向を下方とし、その逆を上方として説明する。また、バッテリケースの中心に向かう側を内側、その逆を外側として説明する。
【００１２】
図５に示すように、電気自動車１は、車体２の後方に配置される走行用のモータ及び充電装置（いずれも図示略）と、車体２の床下に配置されるバッテリユニット９等とを備えている。また、バッテリユニット９の上方には、フロアパネル３が設けられ、フロアパネル３の上方、すなわち車室内には、フロントシート４Ｆ及びリヤシート４Ｒが配置されている。
【００１３】
フロアパネル３は、例えば板金により形成され、車体２の前後方向及び左右方向に延び、車体２の床部を構成する。フロアパネル３は、車体２を構成する図示しないサイドメンバを含むフレーム構体の所定位置に溶接等によって固定されている。バッテリユニット９は、このフロアパネル３の下方、すなわち、車体の外部である床下に、フロアパネル３から離隔して配置される。また、バッテリユニット９の下方には、アンダーカバー５が配置され、フレーム構体等に固定される。バッテリユニット９は、バッテリケース７の内部に、複数のバッテリモジュール（バッテリ）８（図１に二点鎖線で収納状態を例示する）や電子部品（図示略）等を収容して構成されている。
【００１４】
まず、バッテリケース７の基本的な構造について説明する。
図３に示すように、バッテリケース７は、複数のバッテリモジュール８を支持する樹脂製のトレイ部材１０と、トレイ部材１０の上に重ねられてトレイ部材１０に結合、固定される樹脂製のカバー部材２０と、トレイ部材１０の下面に設けられ、トレイ部材１０を下方から支持する支持部材３０と、トレイ部材１０上に配置される板金製の板金トレイ部材４０とを有して構成されている。
【００１５】
バッテリモジュール８は、例えば、リチウムイオン電池で構成されるバッテリセルを複数個直列に接続し一体化したものである。トレイ部材１０及びカバー部材２０は、例えばガラス繊維等の繊維を補強材として混合されて強度，剛性を向上させ、電気絶縁性を有する繊維強化樹脂（ＦＲＰ）で形成されている。また、支持部材３０は、バッテリケース７全体の荷重を支えるに足る強度を有する金属材料（例えば鋼板）によって構成されている。また、板金トレイ部材４０は、板金を曲げ加工や溶接等することにより形成されている。
【００１６】
トレイ部材１０は、前壁１１ａと、後壁１１ｂと、左右一対の側壁１１ｃ，１１ｄと、底壁１１ｅとを有し、上面側が開放した箱型に成形されている。なお、トレイ部材１０の立設された壁である前壁１１ａと後壁１１ｂと側壁１１ｃ，１１ｄを立壁ともいう。前壁１１ａは車体２の前方に、後壁１１ｂは車体２の後方にそれぞれ位置し、トレイ部材１０の長手方向両端部においてトレイ部材１０の短手方向（すなわち、幅方向）に延びる。また、両側壁１１ｃ，１１ｄは前後方向に延びており、これら前壁１１ａと後壁１１ｂと両側壁１１ｃ，１１ｄとによって、トレイ部材１０の周壁１１が構成されている。なお、ここでは、前後方向がトレイ部材１０の長手方向であり、左右方向がトレイ部材１０の短手方向（幅方向）である。
【００１７】
トレイ部材１０の周壁１１の上端の周縁部には、トレイ側フランジ部１２が周壁１１の上端から水平方向に沿って外側に向けて突設されている。このトレイ側フランジ部１２はトレイ部材１０の全周にわたって連続して設けられており、後述するカバー側フランジ部２２と接合されることにより、トレイ部材１０とカバー部材２０とが密閉される。
トレイ部材１０には、トレイ部材１０の長手方向中間部に、トレイ部材１０上を区画する隔壁１３が立設されている。この隔壁１３は、トレイ部材１０の幅方向に延設されており、トレイ部材１０上を仕切るとともに、トレイ部材１０の剛性を高める。隔壁１３は、車体の前方に位置する前隔壁１３Ｆと、車体の後方に位置する後隔壁１３Ｒと、これら前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒの間に位置する中隔壁１３Ｃとによって、トレイ部材１０の長手方向を４つの区画に仕切っている。なお、これら前隔壁１３Ｆ，中隔壁１３Ｃ及び後隔壁１３Ｒを特に区別しないときは、隔壁１３という。また、トレイ部材１０に立設された壁である隔壁１３を立壁ともいう。
【００１８】
トレイ部材１０の前壁１１ａと前隔壁１３Ｆとで仕切られた区画（以下、前側バッテリ収納部という）１５Ｆ及びトレイ部材１０の後壁１１ｂと後隔壁１３Ｒとで仕切られた区画（以下、後側バッテリ収納部という）１５Ｒには、それぞれ後述する板金トレイ部材４０とバッテリモジュール８とが収納される。また、中隔壁１３Ｃと後隔壁１３Ｒとで仕切られた区画（以下、中央バッテリ収納部という）１５Ｃにはバッテリモジュール８が収納される。また、前隔壁１３Ｆと中隔壁１３Ｃとで仕切られた区画（以下、電気回路収納部という）１５Ｅには、バッテリモジュール８の状態の検出や制御等を行う図示しない電子部品等が収納される。
【００１９】
前隔壁１３Ｆには、図２（ａ）に示すように、前隔壁１３Ｆが立設される方向、すなわち鉛直方向（上下方向）に前隔壁１３Ｆを貫通したトレイ貫通孔（貫通孔）１６が、トレイ部材１０の幅方向に複数（ここでは、１１箇所）設けられている。後隔壁１３Ｒにも同様に、後隔壁１３Ｒが立設される方向に後隔壁１３Ｒを貫通するトレイ貫通孔１６が、トレイ部材１０の幅方向に複数（ここでは、１３箇所）設けられている。
【００２０】
また、図１及び図３に示すように、トレイ部材１０の前壁１１ａは、前壁１１ａよりも内側に突出して肉盛りされ、トレイ部材１０から立設された複数（ここでは、１０箇所）の肉盛り部１７を有する。これらの肉盛り部１７には、前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒに設けられたトレイ貫通孔１６と同様のトレイ貫通孔１６が、肉盛り部１７が立設される方向に貫通されている。後壁１１ｂも同様に、トレイ部材１０から立設された複数（ここでは、前壁１１ａと同様、１０箇所）の肉盛り部１７を有しており、これらの肉盛り部１７にもトレイ貫通孔１６が形成されている。
【００２１】
このような形状をしたトレイ部材１０は、インジェクション成形（射出成形）により各部が一体に成形されている。なお、インジェクション成形とは、最も一般的な樹脂成形方法であり、キャビティ（凹型）とコア（凸型）とからなる金型内に製品形状を彫りこんで、成形機内で加熱されて溶融した樹脂原料を金型内に高圧で注入して成形する方法である。本トレイ部材１０は樹脂原料に強化繊維が加えられて成形される。
【００２２】
カバー部材２０は、図３に示すように、前隆起部２１ａ，後隆起部２１ｂ及び中隆起部２１ｃからなるカバー本体２１と、カバー本体２１の周縁部に設けられたカバー側フランジ部２２とから構成されており、トレイ部材１０と同様、インジェクション成形により一体成形されている。
これらトレイ部材１０とカバー部材２０とは、トレイ側フランジ部１２とカバー側フランジ部２２との間に図示しないガスケットを介装して、このガスケットを圧縮変形させながら、図示しない複数のボルト及びナットを有する接合部材により、トレイ側フランジ部１２及びカバー側フランジ部２２を接合させてバッテリケース７が密閉される。
【００２３】
支持部材３０は、トレイ部材１０の下面（すなわち、底壁１１ｅの裏面）に設けられ、トレイ部材１０を下方から支持している。支持部材３０は、トレイ部材１０の幅方向に延びる複数（ここでは、４本）の幅方向支持部３１と、幅方向支持部３１に直交する方向（すなわち、トレイ部材１０の長手方向）に延設され、これら幅方向支持部３１を接続する複数（ここでは、２本）の長手方向支持部３２とを有し、幅方向支持部３１と長手方向支持部３２とによりいわゆる井桁の形状に構成されている。
【００２４】
幅方向支持部３１には、トレイ部材１０と支持部材３０とを結合したときに、トレイ部材１０の前隔壁１３Ｆと後隔壁１３Ｒと肉盛り部１７とにそれぞれ形成された複数のトレイ貫通孔１６に重なる位置に、幅方向支持部３１を貫通する複数の支持部材貫通孔３６が形成されている。また、長手方向支持部３２は、車体の最も前方に位置する幅方向支持部（第一幅方向支持部ともいう）３１ａから前方に突出した前側支持部３２ａを有する。
【００２５】
複数の幅方向支持部３１の両端部及び長手方向支持部３２の前側支持部３２ａは、図１に示すように、トレイ部材１０の周壁１１よりも外側へ突出している。この突出した両端部及び前側支持部３２ａには、それぞれ締結部３３が固定されており、この締結部３３は車体２を構成するフレーム構体と締結されることにより、バッテリケース７をフレーム構体に固定する。
【００２６】
板金トレイ部材４０は、図３に示すように、トレイ部材１０上に配置され、トレイ部材１０の前側バッテリ収納部１５Ｆ及び後側バッテリ収納部１５Ｒ内に収納される。なお、前側バッテリ収納部１５Ｆと後側バッテリ収納部１５Ｒとにそれぞれ収納される板金トレイ部材４０，４０は、ここでは同一であるため、以下、前側バッテリ収納部１５Ｆに収納される板金トレイ部材４０について説明する。
【００２７】
板金トレイ部材４０は、前板４１ａと、後板４１ｂと、底板４１ｃと、複数のリブ（板金リブ）４１ｄとを有し、上面側が開放した箱型に形成されている。前板４１ａは、トレイ部材１０に収納されたときに車体２の前方に位置し、後板４１ｂは車体２の後方に位置する。これら前板４１ａ及び後板４１ｂは、ともに底板４１ｃに溶接されることにより立設されて、トレイ部材１０に収納されたときにトレイ部材１０の幅方向に延在するように形成されている。
【００２８】
複数のリブ４１ｄは、前板４１ａ及び後板４１ｂと直交する方向に延設され、底板４１ｃ上に溶接により固定されて立設されている。この複数のリブ４１ｄにより、板金トレイ部材４０上は複数の区画に仕切られるともに、板金トレイ部材４０の剛性が高められている。なお、前板４１ａと後板４１ｂと底板４１ｃと複数のリブ４１ｄとで囲まれた部分には、板金凹部４１が形成される。すなわち、板金トレイ部材４０は、複数のリブ４１ｄにより区画された部分に複数の板金凹部４１を有している。この板金凹部４１にはバッテリモジュール８が収納される。ここでは、リブ４１ｄがトレイ部材１０の幅方向に６つ設けられており、板金凹部４１は５つ形成されている。なお、リブ４１ｄの数に応じて板金凹部４１の数は適宜変更され、リブ４１ｄ及び板金凹部４１の数はこれらに限られない。
【００２９】
また、板金トレイ部材４０の前板４１ａ及び後板４１ｂの上端部には、前板４１ａ及び後板４１ｂを曲げ加工して形成された板金フランジ部４２がこの上端部から水平方向に沿って外側に向けて部分的に複数突設されている。この板金フランジ部４２は、図１に示すように、板金トレイ部材４０が前側バッテリ収納部１５Ｆに収納されたときに、トレイ部材１０の肉盛り部１７及び前隔壁１３Ｆにそれぞれ設けられたトレイ貫通孔１６を覆うように形成されている。また、板金フランジ部４２には、板金トレイ部材４０が前側バッテリ収納部１５Ｆに収納されたときに、トレイ貫通孔１６と重なる位置に、板金フランジ部４２を貫通した複数の板金トレイ貫通孔４６が形成されている。
【００３０】
次に、本バッテリケース７の特徴的な構造について説明する。
図１に示すように、トレイ部材１０には、その下面に支持部材３０が設けられ、前側バッテリ収納部１５Ｆ及び後側バッテリ収納部１５Ｒにそれぞれ板金トレイ部材４０，４０が配置されている。板金トレイ部材４０上には、トレイ部材１０の長手方向に延びたリブ４１ｄにより仕切られた区画にバッテリモジュール８が収納されている。
【００３１】
前側バッテリ収納部１５Ｆに配置される板金トレイ部材４０は、前板４１ａがトレイ部材１０の前壁１１ａと平行となり、後板４１ｂが前隔壁１３Ｆと平行となるように配置され、底板４１ｃがトレイ部材１０の底壁１１ｅに重ねられる。また、前板４１ａ側の板金フランジ部４２は、前壁１１ａの肉盛り部１７の上面に配置され、後板４１ｂ側の板金フランジ部４２は、前隔壁１３Ｆの上面に配置される。
【００３２】
同様に、後側バッテリ収納部１５Ｒに配置される板金トレイ部材４０は、前板４１ａが後隔壁１３Ｒと平行となり、後板４１ｂがトレイ部材１０の後壁１１ｂと平行となるように配置され、底板４１ｃがトレイ部材１０の底壁１１ｅに重ねられる。また、前板４１ａ側の板金フランジ部４２は、後隔壁１３Ｒの上面に配置され、後板４１ｂ側の板金フランジ部４２は、後壁１１ｂの肉盛り部１７の上面に配置される。なお、板金トレイ部材４０の前板４１ａ及び後板４１ｂは、トレイ部材１０に立設された立壁である前壁１１ａ，後壁１１ｂ，前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒと略同じ高さに立設されている。
【００３３】
トレイ部材１０の下面に設けられる支持部材３０は、図３に示すように、４本の幅方向支持部３１がトレイ部材１０の前壁１１ａ，前隔壁１３Ｆ，後隔壁１３Ｒ及び後壁１１ｂの厚みよりも前後方向に十分な長さを有し、車体２前方から順にトレイ部材１０の前壁１１ａ，前隔壁１３Ｆ，後隔壁１３Ｒ及び後壁１１ｂの真下に位置するように配置される。すなわち、幅方向支持部３１は、図１に示すように、上面視において、幅方向支持部３１の一部が前壁１１ａ，前隔壁１３Ｆ，後隔壁１３Ｒ及び後壁１１ｂと重なるように設けられている。
【００３４】
支持部材３０の幅方向支持部３１と、トレイ部材１０の立壁である前壁１１ａ，前隔壁１３Ｆ，後隔壁１３Ｒ及び後壁１１ｂと、板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２との関係を図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて説明する。なお、図２（ａ）はトレイ部材１０の前隔壁１３Ｆの延設方向に沿った断面図であるが、トレイ部材１０の他の立壁も同様の構成となっている。また、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部拡大断面図，図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ部拡大断面図である。
【００３５】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、前隔壁１３Ｆに形成されたトレイ貫通孔１６と、板金フランジ部４２に形成された板金トレイ貫通孔４６と、支持部材３０の幅方向支持部３１に形成された支持部材貫通孔３６とは、鉛直方向に一直線に連通して１つの貫通孔６を形成している。同様に、トレイ貫通孔１６と、後述するバッテリ貫通孔８６と、支持部材貫通孔３６とは、鉛直方向に一直線に連通して１つの貫通孔６を形成している。
【００３６】
この貫通孔６には、支持部材３０の幅方向支持部３１と板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２とを前隔壁１３Ｆに締結するための板金用締結部材５０と、幅方向支持部３１とバッテリモジュール８とを前隔壁１３Ｆに締結するためのバッテリ用締結部材６０とが設けられる。なお、バッテリモジュール８にはバッテリ取付ブラケット８０が締結されており、このバッテリ取付ブラケット８０には、バッテリモジュール８を前隔壁１３Ｆに締結するためのフランジ部（以下、バッテリフランジ部という）８１が設けられている。このバッテリフランジ部８１は、図１に二点鎖線で示すように、前隔壁１３Ｆの上面に配置される。また、バッテリフランジ部８１には、バッテリ貫通孔８６が形成されている。
【００３７】
板金用締結部材５０は、貫通孔６に挿入される貫通ナット５１と、貫通ナット５１に螺合される２つのボルト５２，５２とから構成されている。また、前隔壁１３Ｆの上端と板金フランジ部４２との間には、シール材５３が介装されている。また、バッテリ用締結部材６０も、同様に貫通孔６に挿入される貫通ナット６１と、貫通ナット６１に螺合される２つのボルト６２，６２とから構成され、前隔壁１３Ｆの上端とバッテリフランジ部８１との間にはシール材６３が介装されている。なお、ここでは、板金用締結部材５０及びバッテリ用締結部材６０は同一部材で構成されている。すなわち、貫通ナット５１と貫通ナット６１，ボルト５２とボルト６２，及びシール材５３とシール材６３はそれぞれ同一である。
【００３８】
板金フランジ部４２は、貫通孔６を貫通する板金用締結部材５０により、幅方向支持部３１との間にトレイ部材１０の前隔壁１３Ｆを挟んで締結される。すなわち、板金用締結部材５０は、一方のボルト５２が前隔壁１３Ｆの上面に配置された板金フランジ部４２の上方から貫通ナット５１に螺合され、他方のボルト５２がトレイ部材１０の下面に配置された支持部材３０の幅方向支持部３１の下方から貫通ナット５１に螺合されることにより、支持部材３０と板金フランジ部４２とを前隔壁１３Ｆ、すなわちトレイ部材１０に締結する。
【００３９】
また、バッテリモジュール８は、貫通孔６を貫通するバッテリ用締結部材６０により、幅方向支持部３１との間に前隔壁１３Ｆを挟んで締結される。すなわち、バッテリ用締結部材６０は、一方のボルト６２が前隔壁１３Ｆの上面に配置されたバッテリフランジ部８１の上方から貫通ナット６１に螺合され、他方のボルト６２がトレイ部材１０の下面に配置された支持部材３０の幅方向支持部３１の下方から貫通ナット６１に螺合されることにより、支持部材３０とバッテリフランジ部８１とを前隔壁１３Ｆ、すなわちトレイ部材１０に締結する。
【００４０】
これら板金用締結部材５０及びバッテリ用締結部材６０は、トレイ部材１０の各立壁上に、隣り合わせに配置されている。すなわち、図１に示すように、板金フランジ部４２とバッテリフランジ部８１とが重ならないように隣接して設けられており、板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２とバッテリモジュール８のバッテリフランジ部８１とはいずれの締結部材によっても締結されていない。なお、ここでいう隣り合わせとは、板金フランジ部４２に設けられた板金トレイ貫通孔４６とバッテリフランジ部８１に設けられたバッテリ貫通孔８６とが重ならずに隣接して設けられることをいう。
【００４１】
本実施形態にかかるバッテリケース７は上述のように構成されているので、トレイ部材１０には、支持部材３０，板金トレイ部材４０，バッテリモジュール８及びカバー部材２０が以下のように接合，固定される。
トレイ部材１０の立壁である前壁１１ａ，後壁１１ｂ，前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒに設けられたトレイ貫通孔１６内には、貫通ナット５１，６１が挿入される。また、トレイ部材１０の前側バッテリ収納部１５Ｆ及び後側バッテリ収納部１５Ｒには、それぞれ板金トレイ部材４０が配置される。このとき、板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２は、トレイ部材１０の各立壁の上面に、板金フランジ部４２に形成された板金トレイ貫通孔４６と各立壁に設けられたトレイ貫通孔１６とが重なるように配置される。なお、板金フランジ部４２と各立壁の上端との間には、シール材５３が介装される。
【００４２】
トレイ部材１０の下面には、支持部材３０が設けられ、幅方向支持部３１がトレイ部材１０の幅方向に延在し、トレイ部材１０の前壁１１ａ，後壁１１ｂ，前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒの真下に位置するように配置される。このとき、幅方向支持部３１に形成された支持部材貫通孔３６がトレイ部材１０の各立壁に設けられたトレイ貫通孔１６と重なるように配置される。
【００４３】
そして、貫通ナット５１の上方及び下方からボルト５２を螺合することによって、支持部材３０の幅方向支持部３１と板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２とが、トレイ部材１０の各立壁を挟んで締結される。
板金トレイ部材４０の板金凹部４１内には、バッテリモジュール８が収納される。このとき、バッテリフランジ部８１は、トレイ部材１０の各立壁上に、バッテリ貫通孔８６とトレイ貫通孔１６とが重なるように配置される。なお、バッテリフランジ部８１と各立壁の上端との間には、シール材６３が介装される。そして、貫通ナット６１の上方及び下方からボルト６２を螺合することによって、支持部材３０の幅方向支持部３１とバッテリフランジ部８１とがトレイ部材１０の各立壁を挟んで締結される。
【００４４】
このように構成されたトレイ部材１０の上方から、カバー部材２０を重ね合わせて、トレイ側フランジ部１２とカバー側フランジ部２２とを複数のボルト及びナットを有する接合部材により接合することにより、バッテリケース７が密閉される。
したがって、本バッテリケース７によれば、バッテリモジュール８を支持する樹脂製のトレイ部材１０の上に板金トレイ部材４０が配置され、トレイ部材１０の立設された前壁１１ａ，後壁１１ｂ，前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒには、その上面に板金フランジ部４２が配置され、その下面に支持部材３０が設けられる。すなわち、トレイ部材１０の立壁が、板金フランジ部４２と支持部材３０とで挟まれて、これら板金フランジ部４２と支持部材３０とが、板金用締結部材５０によりトレイ部材１０に締結されるため、各立壁の剛性を高めることができ、それによりバッテリケース７全体の剛性を高めることができる。
【００４５】
言い換えると、樹脂製のトレイ部材１０の立壁の下面だけでなく上面にも板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２を配置して、立壁を上方の板金フランジ部４２と下方の支持部材３０とで挟み込んで締結することにより、立壁の弾性変形が防止され、立壁の剛性が高められる。その結果、バッテリケース７全体の剛性も高めることができる。
また、立壁の剛性が高められることにより、トレイ部材１０上に立設される立壁の厚みを小さくすることができる。すなわち、従来よりも立壁の厚みを小さくしても、その分の剛性を板金フランジ部４２と支持部材３０とによって確保することができる。そのため、立壁の厚みを小さくした分、バッテリモジュール８を収納するための容積を広く確保することができる。つまり、バッテリケース７の大きさを変えずに、従来よりもサイズの大きなバッテリモジュール８を収容することができる。
【００４６】
また、トレイ部材１０の幅方向に延在する前隔壁１３Ｆ及び後隔壁１３Ｒの剛性を高めることにより、トレイ部材１０の長手方向の中間部に剛性の高い部分を形成することができ、効率よくバッテリケース７全体の剛性を高くすることができる。
また、トレイ部材１０の周壁１１であって幅方向に延在する前壁１１ａ及び後壁１１ｂの剛性を高めることによっても、同様に効率よくバッテリケース７全体の剛性を高くすることができる。
【００４７】
また、板金トレイ部材４０を樹脂製のトレイ部材１０上に配置したため、板金フランジ部４２のみでなく、板金トレイ部材４０のリブ４１ｄによってもトレイ部材１０の剛性をより高めることができる。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、板金製のリブ４１ｄは樹脂製のリブ１１ｆよりも厚みが小さい。そのため、図４（ｂ）中に二点鎖線で示すように、樹脂製のリブ１１ｆの場合には、樹脂リブ１１ｆがスペースをとってしまい、サイズの小さなバッテリモジュール８′しか収納することができなかった。しかし、板金製のリブ４１ｄにすることにより、図４（ｂ）中に実線で示すように、サイズの大きなバッテリモジュール８を収納することができる。すなわち、トレイ部材１０の剛性を高めながら、スペース効率を向上させることができる。
【００４８】
また、板金用締結部材５０及びバッテリ用締結部材６０が、何れも貫通ナット５１，６１とボルト５２，６２とから構成され、貫通ナット５１，６１の上方及び下方からボルト５２，６２が螺合されてトレイ部材１０に締結するため、板金トレイ部材４０の締結及びバッテリモジュール８の締結に、同一の部材を使用することができ、構成を簡素にできるとともに、コスト増を抑制することができる。また、トレイ部材１０の立壁の上面に配置される板金フランジ部４２及びバッテリフランジ部８１と支持部材３０の幅方向支持部３１とを容易かつ確実にトレイ部材１０に締結することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記実施形態では、支持部材３０は、井桁形状に形成されていたが、支持部材３０の形状はこれに限られず、例えば、長手方向支持部３２が部分的に設けられていてもよい。また、桁形状でなくてもよく、バッテリケース７全体の荷重を支えられるように構成されていればよい。
【００５０】
また、トレイ部材１０及びカバー部材２０の形状は上記実施形態のものに限られず、例えば、トレイ部材１０及びカバー部材２０の形状が、正方形のように長手方向が規定できないような形状であってもよい。また、トレイ部材１０の隔壁１３の位置は種々変更可能であり、これに伴って、バッテリ収納部１５Ｆ，１５Ｃ，１５Ｒや電気回路収納部１５Ｅの位置も変更可能である。
【００５１】
また、板金トレイ部材４０の大きさは、前側バッテリ収納部１５Ｆ及び後側バッテリ収納部１５Ｒの大きさによって規定されるため、上記実施形態のように同じ大きさでなくてもよい。
また、板金フランジ部４２とバッテリフランジ部８１の形状や数は上記実施形態のものに限られず、板金トレイ貫通孔４６とバッテリ貫通孔８６とが重ならなければ、板金フランジ部４２とバッテリフランジ部８１とが一部重なって設けられていてもよい。
【００５２】
また、立壁等に設けられる貫通孔６の数は、上記実施形態のものに限られない。すなわち、板金トレイ部材４０の板金フランジ部４２を締結するための貫通孔６は、少なくとも板金フランジ部４２の両端部と中央の３箇所は必要であるが、３箇所以上であれば板金フランジ部４２の長さによって適宜設定可能であり、また、バッテリモジュール８を固定するための貫通孔６は、トレイ部材１０に収納されるバッテリモジュール８の数によって規定される。
【００５３】
また、板金用締結部材５０及びバッテリ用締結部材６０は、貫通ナット５１，６１とボルト５２，６２とから構成されていなくてもよく、例えば、貫通孔６よりも長いボルトとウェルドナットとから構成されていてもよく、また、貫通ボルトとナットとから構成されていてもよい。また、板金用締結部材５０とバッテリ用締結部材６０とが異なる構成であってもよく、隣り合わせに配置されていなくてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
６ 貫通孔
７ バッテリケース
８ バッテリモジュール（バッテリ）
１０ トレイ部材
１１ 周壁（立壁）
１１ａ 前壁（立壁）
１１ｂ 後壁（立壁）
１３ 隔壁（立壁）
１３Ｆ 前隔壁（立壁）
１３Ｒ 後隔壁（立壁）
１６ トレイ貫通孔（貫通孔）
２０ カバー部材
３０ 支持部材
３１ 幅方向支持部
４０ 板金トレイ部材
４１ 板金凹部
４２ 板金フランジ部
５０ 板金用締結部材
５１ 貫通ナット
５２ ボルト
６０ バッテリ用締結部材
６１ 貫通ナット
６２ ボルト
８１ バッテリフランジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車の駆動用のバッテリを収容するバッテリケースであって、
前記バッテリを支持する樹脂製のトレイ部材と、
前記トレイ部材の下面に設けられ、前記トレイ部材を下方から支持する支持部材と、
前記トレイ部材に立設された立壁と、
前記トレイ部材上に配置される板金製の板金トレイ部材と、を備え、
前記板金トレイ部材は、前記バッテリを収納する複数の板金凹部と、前記立壁の上面に配置される板金フランジ部と、を有し、
前記立壁には、前記立壁が立設される方向に貫通された貫通孔が設けられ、
前記支持部材と前記板金フランジ部とは、前記貫通孔を貫通する板金用締結部材により前記トレイ部材に締結される
ことを特徴とする、バッテリケース。
【請求項２】
前記立壁は、前記トレイ部材の短手方向に延設し長手方向中間部に設けられた隔壁、又は、前記トレイ部材の長手方向両端部の周壁である
ことを特徴とする、請求項１記載のバッテリケース。
【請求項３】
前記バッテリは、前記立壁の前記上面に配置されるバッテリフランジ部を有し、
前記支持部材と前記バッテリフランジ部とは、前記貫通孔を貫通するバッテリ用締結部材により前記トレイ部材に締結され、
前記板金用締結部材と前記バッテリ用締結部材とは、隣り合わせに配置されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のバッテリケース。
【請求項４】
前記板金用締結部材及び前記バッテリ用締結部材は、何れも前記貫通孔に挿入された貫通ナットとボルトとから構成され、
前記支持部材と前記板金フランジ部及び前記支持部材と前記バッテリフランジ部は、何れも前記貫通ナットに前記立壁の前記上面及び前記トレイ部材の前記下面からそれぞれボルトを螺合することにより前記トレイ部材に締結される
ことを特徴とする、請求項３記載のバッテリケース。
【請求項１】
電気自動車の駆動用のバッテリを収容するバッテリケースであって、
前記バッテリを支持する樹脂製のトレイ部材と、
前記トレイ部材の下面に設けられ、前記トレイ部材を下方から支持する支持部材と、
前記トレイ部材に立設された立壁と、
前記トレイ部材上に配置される板金製の板金トレイ部材と、を備え、
前記板金トレイ部材は、前記バッテリを収納する複数の板金凹部と、前記立壁の上面に配置される板金フランジ部と、を有し、
前記立壁には、前記立壁が立設される方向に貫通された貫通孔が設けられ、
前記支持部材と前記板金フランジ部とは、前記貫通孔を貫通する板金用締結部材により前記トレイ部材に締結される
ことを特徴とする、バッテリケース。
【請求項２】
前記立壁は、前記トレイ部材の短手方向に延設し長手方向中間部に設けられた隔壁、又は、前記トレイ部材の長手方向両端部の周壁である
ことを特徴とする、請求項１記載のバッテリケース。
【請求項３】
前記バッテリは、前記立壁の前記上面に配置されるバッテリフランジ部を有し、
前記支持部材と前記バッテリフランジ部とは、前記貫通孔を貫通するバッテリ用締結部材により前記トレイ部材に締結され、
前記板金用締結部材と前記バッテリ用締結部材とは、隣り合わせに配置されている
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のバッテリケース。
【請求項４】
前記板金用締結部材及び前記バッテリ用締結部材は、何れも前記貫通孔に挿入された貫通ナットとボルトとから構成され、
前記支持部材と前記板金フランジ部及び前記支持部材と前記バッテリフランジ部は、何れも前記貫通ナットに前記立壁の前記上面及び前記トレイ部材の前記下面からそれぞれボルトを螺合することにより前記トレイ部材に締結される
ことを特徴とする、請求項３記載のバッテリケース。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２９０７４（Ｐ２０１２−１２９０７４Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９７０３（Ｐ２０１０−２７９７０３）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】（０００１７６８１１）三菱自動車エンジニアリング株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【出願人】（０００１７６８１１）三菱自動車エンジニアリング株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
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