JP2009087645A - 電気自動車用バッテリケース - Google Patents

Abstract

【課題】トレイ部材とカバー部材との接合部に塗布されたシール材がねじ部のトルク管理に影響を与えることを防止できる電気自動車用バッテリケースを提供する。
【解決手段】バッテリケース５０は、トレイ部材５１と、カバー部材５２と、シール材８１とを有している。シール材８１は、トレイ部材５１とカバー部材５２との接合部８２に供給されている。トレイ部材５１の樹脂中に金属製のインサート部材が埋設されている。各インサート部材に、ねじ部が上方に突出する埋込みボルト２０４と、接合部８２に埋設された埋込みナット２０５が設けられている。このバッテリケース５０は、カバー部材５２の上方から埋込みボルト２０４にナット部材９７を螺合させ締付けてなる第１締付部と、カバー部材５２の上方からボルト部材９６を埋込みナット２０５に挿入し締付けてなる第２締付部とを備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、バッテリを電源とするモータによって走行する電気自動車のバッテリモジュールを収納するためのバッテリケースに関する。

電気自動車に使用されるバッテリユニットは、バッテリモジュールと、該バッテリモジュールを収納するバッテリケースなどを含んでいる。バッテリケースの一例は、バッテリモジュールを支持するトレイ部材と、該トレイ部材の上部を覆うカバー部材などを有している。

トレイ部材とカバー部材は、例えば下記特許文献１に開示されているように、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、複数個のボルトとナットによって固定されている。そのボルトは、カバー部材の周縁部に形成されたボルト挿入孔にカバー部材の上方から挿入される。そしてこれらのボルトは、それぞれ、トレイ部材の周縁部の下側に配置されたナットに螺合される。

例えばリチウムイオン電池等のように高度の防水性が要求されるバッテリユニットにおいては、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防水用のシール材を設けることにより、接合部からの水の浸入を防ぐ必要がある。このシール材は、例えば流動性を有する樹脂系のシール材であり、前記接合部に塗布されたのち硬化させるようにしている。
特開平８−１８６３９０号公報

トレイ部材にナットが埋込まれている場合、トレイ部材の接合部に液状シール材を塗布したときに、シール材の一部がトレイ部材のナットのねじ部に入り込むことがある。シール材がナットに入り込んで硬化すると、ナットに螺合するボルトの締付けトルクが不安定になるおそれがある。高度の防水性が要求されるバッテリケースにおいては、トレイ部材とカバー部材とを締結するボルトのトルク管理を正確に行なうことが要求される。しかし前記のようにナットのねじ部にシール材が入り込んでしまうと、ボルトの締付けトルクがシール材によって影響を受け、正確なトルク管理を期待できない。

前記ナットのねじ部にシール材が入り込むことを防ぐために、トレイ部材側に埋込みボルトを設け、カバー部材の上方からナットを前記埋込みボルトに螺合させることも考えられた。しかしトレイ部材に複数の埋込みボルトを設けるには、トレイ部材に埋設するインサート部材の所定位置に複数の埋込みボルトを溶接等によって取付ける必要がある。そしてトレイ部材を成形するための金型の内部には、これら埋込みボルトを挿入する孔を形成する必要がある。

板金製のインサート部材を高精度に製作することにはおのずと限界がある。このため１個のインサート部材に複数個の埋込みボルトが固定される場合には、埋込みボルトどうしの相対位置が多少ずれることがある。これら埋込みボルトの位置が少しでもずれていると、トレイ部材を成形するための金型の所定位置に形成されている複数の孔に、これら複数の埋込みボルトを挿入することが難しいことが判った。

従って本発明の目的は、トレイ部材とカバー部材との接合部に設けるシール材がねじ部のトルク管理に影響を与えることを防止でき、かつ、トレイを成形する金型にインサート部材をセットすることが容易な電気自動車用バッテリケースを提供することにある。

本発明は、電気自動車のバッテリモジュールを収納するバッテリケースであって、前記バッテリモジュールを支持するトレイ部材と、前記トレイ部材の上に重ねて該トレイ部材に固定されるカバー部材とを有している。前記トレイ部材は、樹脂によって周壁と底壁とを形成してなる樹脂部と、前記周壁に埋設された少なくとも１個のインサート部材を含むインサート構体とを有している。また前記トレイ部材と前記カバー部材との接合部に供給されたシール材を有している。そして前記インサート部材に、前記トレイ部材の前記接合部の上にねじ部が突出するよう前記周壁に配置された埋込みボルトと、前記埋込みボルトとは異なる位置において前記トレイ部材の前記接合部に埋設された埋込みナットとを設け、前記トレイ部材と前記カバー部材とを重ねた状態において前記カバー部材の上方から前記埋込みボルトにナット部材を螺合させ締付けてなる第１締付部と、前記トレイ部材と前記カバー部材とを重ねた状態において前記カバー部材の上方から前記埋込みナットにボルト部材を挿入し締付けてなる第２締付部とを具備している。

すなわち前記埋込みボルトと、この埋込みボルトに螺合させたナット部材によって、第１締付部が構成されている。また前記埋込みナットと、この埋込みナットに螺合させたボルト部材によって、第２締付部が構成されている。

本発明の１つの形態では、前記トレイ部材と前記カバー部材との接合部に供給された前記シール材は、前記接合部の周縁部に塗布される。
本発明の１つの形態では、前記カバー部材の周縁部の前記埋込みボルトが通る孔に、前記インサート部材と前記ナット部材との間に挟まれる金属製のカラーが設けられ、かつ、前記カバー部材の周縁部の前記ボルト部材が通る孔に、前記インサート部材と前記ボルト部材の頭部との間に挟まれる金属製のカラーが設けられている。

本発明の好ましい形態では、前記トレイ部材の下面側に、車体の幅方向に延びる桁部材が配置され、前記インサート部材には水平方向に延びる埋込みナットが固定され、該埋込みナットに水平方向から螺合されるボルトによって前記トレイ部材が前記桁部材に固定され、前記桁部材の両端部が、前記車体の下面側からボルトによって該車体の一対のサイドメンバに固定される。
本発明の好ましい形態では、前記各インサート部材に、それぞれ１本の前記埋込みボルトが配設されている。

本発明によれば、埋込みボルトがトレイ部材から突出しているため、トレイ部材とカバー部材との接合部に供給されたシール材がトレイ部材とカバー部材を締付けるための埋込みボルトのねじ部に付着することを防止できる。このため埋込みボルトのねじ部に対するナット部材のトルク管理を正確に行なうことができる。そしてカバー部材の周縁部を、前記埋込みボルトとこの埋込みボルトに螺合されるナット部材、および複数の埋込みナットとこれら埋込みナットに螺合されるボルト部材によって固定することができる。

前記シール材を接合部の周縁部に塗布すれば、トレイ部材に設けられた埋込みボルトおよび埋込みナットに前記シール材が付着することを防止できる。このため、前記埋込みボルトに対するナット部材のトルク管理および前記埋込みナットに対するボルト部材のトルク管理を正確に行なうことができる。

また金属製の前記カラーを備えた構成であれば、前記埋込みボルトとナット部材とによって締結される樹脂部分、および前記埋込みナットとボルト部材によって締結される樹脂部分が経年劣化したとしても、これらボルト部材とナット部材の締結トルクが低下することがない。

しかも前記埋込みボルトは、１個のインサート部材ごとに１個のみ設ければよいため、トレイ部材を成形する金型には、各インサート部材ごとに埋込みボルトを挿入する孔を１箇所形成すればよい。このため金型の孔に埋込みボルトを挿入することが容易であり、金型にインサート部材を容易にセットすることができる。

以下に本発明の一実施形態について、図１から図１２を参照して説明する。
図１は電気自動車１０の一例を示している。この電気自動車１０は、車体１１の後部に配置された走行用のモータ１２および充電装置１３と、車体１１の床下に配置されるバッテリユニット１４などを備えている。車体１１の前部に冷暖房用の熱交換ユニット１５が配置されている。

この自動車１０の前輪２０は、図示しないフロントサスペンションによって車体１１に支持されている。後輪２１は、図示しないリヤサスペンションによって車体１１に支持されている。リヤサスペンションの一例は、トレーリングアーム式リヤサスペンションである。

図２は、前記車体１１の下部の骨格をなすフレーム構体３０と、このフレーム構体３０に取付けられる前記バッテリユニット１４とを示している。
フレーム構体３０は、車体１１の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３１，３２と、車体１１の幅方向に延びるクロスメンバ３３，３４，３５とを含んでいる。クロスメンバ３３，３４，３５は、サイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。

サイドメンバ３１，３２の後部にサスペンションアームサポートブラケット４０，４１が設けられている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１は、それぞれサイドメンバ３１，３２の所定位置に溶接によって固定されている。サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に枢軸部４２が設けられている。これら枢軸部４２に、前記トレーリングアームの前端部が取付けられている。

図３に示すようにバッテリユニット１４はバッテリケース５０を備えている。バッテリケース５０は、下側に位置するトレイ部材５１と、上側に位置するカバー部材５２とを備えている。

トレイ部材５１は、電気絶縁性を有する樹脂によって一体成形された樹脂部５３と、後述するインサート構体２００（図６と図７に示す）とによって構成されている。樹脂部５３の材料である樹脂は、例えばポリプロピレンからなる基材を、数ｍｍ〜数ｃｍ程度の長さの短ガラス繊維によって強化したものである。

トレイ部材５１は、前壁５１ａと、後壁５１ｂと、左右一対の側壁５１ｃ，５１ｄと、底壁５１ｅと、仕切り壁５１ｆ，５１ｇとを有し、上面側が開放した箱形に成形されている。前壁５１ａは、車体１１の前後方向に関して前側に位置している。後壁５１ｂは後側に位置している。仕切り壁５１ｆ，５１ｇは前後方向に延びている。前壁５１ａと、後壁５１ｂと、両側壁５１ｃ，５１ｄとによって、トレイ部材５１の周壁５４が構成されている。このトレイ部材５１は、後述するスタンピング成形によって、樹脂部５３の内部の所定位置にインサート構体２００が埋設されている。

バッテリケース５０の前半部に、前側バッテリ収納部５５が形成されている。バッテリケース５０の後半部に、後側バッテリ収納部５６が形成されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に、中央バッテリ収納部５７と、電気回路収納部５８などが形成されている。

前記バッテリ収納部５５，５６，５７に、それぞれバッテリモジュール６０（図３に一部のみ２点鎖線で示す）が収納されている。バッテリモジュール６０はトレイ部材５１の底壁５１ｅによって支持されている。バッテリモジュール６０の一例は、リチウムイオン電池からなる複数個のセルを直列に接続したものである。

電気回路収納部５８には、バッテリモジュール６０の状態を検出するモニタや制御等をつかさどる電気部品６１（図３と図６に一部を模式的に示す）などが収納される。電気部品６１はバッテリモジュール６０に電気的に接続されている。

図４に示すように、バッテリユニット１４はフロアパネル７０の下面側に配置されている。フロアパネル７０は車体１１の前後方向と幅方向に延び、車体１１の床部を構成している。フロアパネル７０は、サイドメンバ３１，３２を含むフレーム構体３０の所定位置に溶接によって固定されている。

フロアパネル７０の上方にフロントシート７１（図１に示す）とリヤシート７２が配置されている。フロントシート７１の下方に、バッテリユニット１４の前側バッテリ収納部５５が配置されている。リヤシート７２の下方に、バッテリユニット１４の後側バッテリ収納部５６が配置されている。前側バッテリ収納部５５と後側バッテリ収納部５６との間に形成されたフロアパネル７０の凹部７０ａは、リヤシート７２に着座した乗員の足元スペース付近に位置する。

バッテリケース５０のトレイ部材５１の周縁部に、カバー取付面８０（図３と図７に示す）が形成されている。カバー取付面８０は、トレイ部材５１の全周にわたって連続している。トレイ部材５１とカバー部材５２との接合部８２の周縁部に、防水用のシール材８１が供給されている。このシール材８１は液状の樹脂系シール材であり、カバー取付面８０の上に塗布されたのち硬化するようになっている。シール材８１を接合部８２の周縁部のみに塗布するため、後述する埋込みボルト２０４および埋込みナット２０５にシール材８１が付着することを防止できる。

図６に示されるようにインサート構体２００は、トレイ部材５１の前半部に配置された３枚のインサート部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃと、トレイ部材５１の後半部に配置された３枚のインサート部材２００ｄ，２００ｅ，２００ｆとを含んでいる。これらインサート部材２００ａ〜２００ｆは、金属板（例えば鋼板）のプレス成形品である。

前側のインサート部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃは、それぞれトレイ部材５１の前壁５１ａと両側壁５１ｃ，５１ｄに埋設されている。これらインサート部材２００ａ，２００ｂ，２００ｃによって、トレイ部材５１の前壁５１ａと両側壁５１ｃ，５１ｄが補強されている。トレイ部材５１の後半部に埋設されるインサート部材２００ｄ，２００ｅ，２００ｆによって、トレイ部材５１の後壁５１ｂと両側壁５１ｃ，５１ｄが補強されている。

トレイ部材５１の前側中央に位置するインサート部材２００ａの両端に、左右一対の補強プレート２０１が設けられている。補強プレート２０１はトレイ部材５１の仕切り壁５１ｆに埋設されている。図７に示すように、補強プレート２０１の前端２０１ａはインサート部材２００ａに取付けられている。補強プレート２０１の後端２０１ｂは車体１１の後側に向かって延びている。

補強プレート２０１には、樹脂部５３との食い付きを良くするために、複数の孔２０２が形成されている。これらの孔２０２は補強プレート２０１の厚さ方向に貫通している。これらの孔２０２のそれぞれに樹脂部５３の樹脂の一部が入り込んで硬化しているため、樹脂部５３に対する補強プレート２０１の固定強度を大きくすることができている。

前記トレイ部材５１は、図１２に模式的に示す金型（下型２６０と上型２６１）によって、樹脂部５３の材料を加圧することにより、底壁５１ｅと、仕切り壁５１ｆ，５１ｇと、周壁５４などが一体成形される。下型２６０と上型２６１との間にキャビティ２６５が形成されている。このキャビティ２６５の内部に、下型２６０に沿ってインサート構体２００がセットされる。下型２６０には、後述する埋込みボルト２０４のねじ部２０４ａを挿入する孔２６６が形成されている。

図６に示すように、インサート部材２００ａ〜２００ｆに、水平方向に延びる埋込みナット２０３と、上方に突出する埋込みボルト２０４と、垂直方向の埋込みナット２０５が設けられている。埋込みボルト２０４とナット部材９７とによって、第１締付部３１０（図７〜図１０に示す）が構成されている。

埋込みボルト２０４は、そのねじ部２０４ａがトレイ部材５１のカバー取付面８０よりも上方に突出するように、インサート構体２００の上壁３１１に固定されている。カバー取付面８０は、トレイ部材５１とカバー部材５２との接合部８２に形成され、水平方向に延びている。

前記埋込みナット２０５とボルト部材９６とによって、第２締付部３２０（図７と図８と図１１に示す）が構成されている。埋込みナット２０５は、トレイ部材５１のカバー取付面８０すなわち接合部８２の内側に埋設されるように、インサート構体２００の上壁３１１に固定されている。以上説明した埋込みボルト２０４と埋込みナット２０５は、それぞれのインサート部材２００ａ〜２００ｆに設けられている。しかも埋込みボルト２０４と埋込みナット２０５は、互いに水平方向に離れた位置に設けられている。

バッテリケース５０のカバー部材５２は、繊維によって強化された合成樹脂の一体成形品からなる。カバー部材５２の前部に、サービスプラグ用の開口部８５と冷却風導入口８６が形成されている。サービスプラグ用の開口部８５に蛇腹状のゴム製ブーツ８７が取付けられている。冷却風導入口８６にも蛇腹状のゴム製ブーツ８８が取付けられている。カバー部材５２の上面に、冷却風の一部を流すためのバイパス流路部９０と、冷却ファン収納部９１などが設けられている。

カバー部材５２の周縁部にフランジ部９５が形成されている。フランジ部９５はカバー部材５２の全周にわたって連続している。図９と図１０に示すように、カバー部材５２のフランジ部９５には、前記埋込みボルト２０４が通る孔に、金属製のカラー３３０が嵌め込まれている。このカラー３３０は、ナット部材９７が埋込みボルト２０４にねじ込まれたときに、インサート構体２００の上壁３１１とナット部材９７との間に挟まれるようになっている。フランジ部９５の上面に板金製の座板３３２が配置されている。

図１１に示すように、カバー部材５２のフランジ部９５には、前記ボルト部材９６が通る孔に、金属製のカラー３３１が嵌め込まれている。このカラー３３１は、ボルト部材９６が埋込みナット２０５にねじ込まれたときに、インサート構体２００の上壁３１１とボルト部材９６の頭部９６ａとの間に挟まれるようになっている。このように金属製のカラー３３１を介して、トレイ部材５１とカバー部材５２とが締結されるため、締結部の樹脂部分が経年劣化した場合であっても締結トルクが低下することがない。

トレイ部材５１とカバー部材５２とを締結する際に、トレイ部材５１のカバー取付面８０、すなわちトレイ部材５１とカバー部材５２との接合部８２の周縁部に、液状のシール材８１が塗布される。埋込みボルト２０４のねじ部２０４ａ（図９に示す）はカバー取付面８０の上方に突出しているため、シール材８１がねじ部２０４ａに付着することを回避できる。シール材８１がある程度硬化したのち、トレイ部材５１の上にカバー部材５２を乗せるとともに、トレイ部材５１のカバー取付面８０と、カバー部材５２のフランジ部９５とを互いに重ねる。

そして第１締付部３１０において、カバー部材５２の上方からナット部材９７を埋込みボルト２０４に螺合させ、所定のトルクでナット部材９７を締付ける。埋込みボルト２０４のねじ部２０４ａにはシール材８１が付着していないため、埋込みボルト２０４に螺合されるナット部材９７の締付けトルクの管理を正確に行なうことができる。一方、第２締付部３２０において、カバー部材５２の上方からボルト部材９６を埋込みナット２０５に螺合させ、ボルト部材９６を締付ける。このようにして、トレイ部材５１とカバー部材５２とが、互いにシール材８１を介して水密に固定される。

図９〜図１１に示されるように、トレイ部材５１の内面側でインサート構体２００が露出する部位に、電気絶縁性を有する絶縁部材３４０（例えば絶縁テープ）が設けられている。なお、インサート構体２００の全体を電気絶縁性の樹脂部５３に埋設してもよく、その場合には、絶縁部材３４０を省略することができる。

トレイ部材５１の下面側に複数本（例えば４本）の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が設けられている。図３と図５に示されるように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ車体１１の幅方向に延びる桁本体１１１，１１２，１１３，１１４を有している。桁部材１０１，１０２，１０３，１０４は、バッテリユニット１４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。

前から１番目の桁本体１１１の両端に締結部１２１，１２２が設けられている。前から２番目の桁本体１１２の両端に締結部１２３，１２４が設けられている。前から３番目の桁本体１１３の両端に締結部１２５，１２６が設けられている。前から４番目（最後部）の桁本体１１２の両端に締結部１２７，１２８が設けられている。バッテリユニット１４の前端部には左右一対の前側支持部材１３０，１３１が設けられている。

前から１番目の桁部材１０１の両端に設けられた締結部１２１，１２２のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１４３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２１，１２２と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１４５，１４６が設けられている。締結部１２１，１２２の下側からボルト１４７（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１４３に挿入し、このボルト１４７をバッテリユニット取付部１４５，１４６のナット部材に螺合させ締付けることにより、１番目の桁部材１０１の締結部１２１，１２２がサイドメンバ３１，３２に固定される。

図８〜図１０に示されるように、桁部材１０１の締結部１２１は、水平方向に延びるボルト３５０を埋込みナット２０３にねじ込むことによって、桁部材１０１がトレイ部材５１に固定されている。埋込みナット２０３はインサート構体２００の縦壁３１２に固定されている。前記したように埋込みボルト２０４はインサート構体２００の上壁３１１に固定され、金属製のカラー３３０と座板３３２を介して、カバー部材５２がトレイ部材５１に固定されている。さらに桁部材１０１の締結部１２１はボルト１４７によって、サイドメンバ３１に固定されている。

すなわちトレイ部材５１とカバー部材５２は、金属製のカラー３３０，３３１と、ボルト部材９６およびナット部材９７と、金属製のインサート構体２００と、金属製の埋込みナット２０３及び埋込みボルト２０４と、金属製の桁部材１０１を介して、サイドメンバ３１に固定される。このため車体１１に対するバッテリケース５０の固定強度が高く、走行中にカバー部材５２が弛みにくく、バッテリケース５０の防水性を維持することができる。この締結部１２１以外の締結部１２２〜１２８も同様である。

前から２番目の桁部材１０２の両端に設けられた締結部１２３，１２４のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１５３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２３，１２４と対向する位置に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１５５，１５６が設けられている。締結部１２３，１２４の下側から、ボルト１５７（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１５３に挿入し、このボルト１５７をバッテリユニット取付部１５５，１５６のナット部材に螺合させ締付けることによって、２番目の桁部材１０２の締結部１２３，１２４がサイドメンバ３１，３２に固定される。

前から３番目の桁部材１０３の両端に設けられた締結部１２５，１２６のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１６３（図２と図３に示す）が形成されている。図４と図５に示されるように、サイドメンバ３１，３２に荷重伝達部材１７０，１７１がボルト１７２によって固定されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、前から３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６の上方に設けられている。一方の荷重伝達部材１７０は、一方のサスペンションアームサポートブラケット４０に溶接されている。他方の荷重伝達部材１７１は、他方のサスペンションアームサポートブラケット４１に溶接されている。

すなわち荷重伝達部材１７０，１７１は、サイドメンバ３１，３２と、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１とに結合されている。これら荷重伝達部材１７０，１７１は、フレーム構体３０の一部をなしている。荷重伝達部材１７０，１７１に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１７５，１７６が設けられている。

締結部１２５，１２６の下側から、ボルト１７７をボルト挿入孔１６３に挿入し、このボルト１７７をバッテリユニット取付部１７５，１７６のナット部材に螺合させ締付けることにより、３番目の桁部材１０３の締結部１２５，１２６が、荷重伝達部材１７０，１７１を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。

前から４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８のそれぞれに、上下方向に貫通するボルト挿入孔１９３（図２と図３に示す）が形成されている。サイドメンバ３１，３２には、締結部１２７，１２８と対向する位置に、延長ブラケット１９４，１９５が設けられている。延長ブラケット１９４，１９５はサイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びている。延長ブラケット１９４，１９５は、フレーム構体３０の一部をなしている。これら延長ブラケット１９４，１９５に、ナット部材を備えたバッテリユニット取付部１９６，１９７が設けられている。

締結部１２７，１２８の下側から、ボルト１９８（図２と図４に示す）をボルト挿入孔１９３に挿入し、このボルト１９８を延長ブラケット１９４，１９５のバッテリユニット取付部１９６，１９７のナット部材に螺合させ締付けることにより、４番目の桁部材１０４の締結部１２７，１２８が延長ブラケット１９４，１９５を介してサイドメンバ３１，３２に固定される。

図４に示すように、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面は、トレイ部材５１の平坦な下面に沿って、水平方向に延びる同一平面Ｌ上に位置している。１番目と２番目の桁部材１０１，１０２は、サイドメンバ３１，３２の水平部分３１ａ，３２ａに設けられたバッテリユニット取付部１４５，１４６，１５５，１５６に直接固定される。

３番目の桁部材１０３と４番目の桁部材１０４は、サイドメンバ３１，３２のキックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に設けられたバッテリユニット取付部１７５，１７６，１９６，１９７に固定されている。すなわち３番目と４番目の桁部材１０３，１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方にオフセットした位置にある。このため３番目の桁部材１０３は、上下方向に厚みを有する荷重伝達部材１７０，１７１を介して、バッテリユニット取付部１７５，１７６に固定される。４番目の桁部材１０４は、キックアップ部３１ｂ，３２ｂの下方に延びる延長ブラケット１９４，１９５によって、バッテリユニット取付部１９６，１９７に固定される。

バッテリユニット１４の前端に位置する前側支持部材１３０，１３１は、前から１番目の桁部材１０１の前方に突出している。前側支持部材１３０，１３１は、この桁部材１０１に結合されている。図２に示すように、前側支持部材１３０，１３１に設けられた締結部２１０，２１１は、ボルト２１２によって、クロスメンバ３３のバッテリユニット取付部２１３，２１４に固定される。

以上説明したように本実施形態の電気自動車１０は、桁部材１０１，１０２，１０３，１０４が左右のサイドメンバ３１，３２間にわたって設けられ、これら桁部材１０１，１０２，１０３，１０４によってサイドメンバ３１，３２どうしが結合されている。このためバッテリユニット１４の桁部材１０１，１０２，１０３，１０４がクロスメンバに相当する剛性部材として機能することができる。

また、荷重伝達部材１７０，１７１がスペンションアームサポートブラケット４０，４１に固定されており、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１に入力する横方向の荷重が荷重伝達部材１７０，１７１を介して桁部材１０３に入力される。

このため，サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近にクロスメンバが配置されていなくても、サスペンションアームサポートブラケット４０，４１付近の剛性を桁部材１０３によって高めることができ、操縦安定性と乗り心地が向上する。言い換えると、大形のバッテリユニット１４の一部を左右一対のサスペンションアームサポートブラケット４０，４１間のスペースに配置することが可能である。このため、大形のバッテリユニット１４を搭載することが可能となり、電気自動車の走行距離を長くすることができる。

図１と図４，図５に示されるように、バッテリユニット１４の下方にアンダーカバー４００が配置されている。アンダーカバー４００の上面は桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の下面と対向している。アンダーカバー４００の材料の一例は、ガラス繊維によって強化された合成樹脂である。このアンダーカバー４００は、車体１１の下側から、ボルト（図示せず）によって、フレーム構体３０と桁部材１０１，１０２，１０３，１０４の少なくとも一部に固定される。

アンダーカバー４００の全長は、バッテリユニット１４の全長よりも大きい。すなわちこのアンダーカバー４００は、バッテリケース５０の前端５０ａから後端５０ｂを覆うに足る長さを有している。アンダーカバー４００の幅は、バッテリユニット１４の幅よりも大きい。

前記したように本実施形態のバッテリケース５０は、バッテリモジュール６０を支持するトレイ部材５１と、トレイ部材５１の上に重ねて固定されるカバー部材５２と、トレイ部材５１とカバー部材５２との接合部８２に供給されたシール材８１とを有している。トレイ部材５１は、樹脂部５３と、樹脂部５３に埋設された複数のインサート部材２００ａ〜２００ｆとを有している。

そして各インサート部材２００ａ〜２００ｆに、図９に示す埋込みボルト２０４と、図１１に示す埋込みナット２０５が設けられている。埋込みボルト２０４のねじ部２０４ａは、トレイ部材５１の接合部８２の上面から突出するように配置されている。埋込みナット２０５は、埋込みボルト２０４とは異なる位置においてトレイ部材５１の接合部８２に埋設されている。

そして本実施形態のバッテリケース５０は、トレイ部材５１とカバー部材５２とを重ねた状態において、カバー部材５２の上方から埋込みボルト２０４にナット部材９７を螺合させ締付けてなる第１締付部３１０（図９と図１０に示す）と、カバー部材５２の上方から埋込みナット２０５にボルト部材９６を挿入し締付けてなる第２締付部３２０（図１１に示す）とを有している。

このように構成された本実施形態のバッテリケース５０によれば、トレイ部材５１とカバー部材５２との接合部８２に塗布された液状のシール材８１が、埋込みボルト２０４のねじ部２０４ａ（図９に示す）に付着することを回避できる。このため埋込みボルト２０４に螺合されるナット部材９７の締付けトルクの管理を正確に行なうことができ、接合部８２の防水性の管理も正確に行なうことができる。そしてカバー部材５２の全周を、埋込みボルト２０４およびナット部材９７からなる複数の第１締付部３１０と、埋込みナット２０５およびボルト部材９６からなる複数の第２締付部３２０によって確実に固定することができる。

しかもインサート構体２００は、板金製の複数のインサート部材２００ａ〜２００ｆを含み、各インサート部材２００ａ〜２００ｆに、それぞれ１本の埋込みボルト２０４と、複数個の埋込みナット２０５が設けられている。

すなわち、それぞれのインサート部材２００ａ〜２００ｆには埋込みボルト２０４が１本のみ設けられている。このため、トレイ部材５１を成形するための下型２６０（図１２に一部を示す）に設ける孔２６６、すなわち埋込みボルト２０４のねじ部２０４ａを挿入する孔２６６が、各インサート部材２００ａ〜２００ｆごとに１箇所で済む。このため、下型２６０にインサート部材２００ａ〜２００ｆをセットすることが容易となり、下型２６０の構造も簡略化する。

また図９と図１０に示すように、カバー部材５２のフランジ部９５の埋込みボルト２０４が通る孔に金属製のカラー３３０が設けられているため、ナット部材９７を締付けた状態においてカバー部材５２のフランジ部９５がへたることを防止でき、所定の締付けトルクを維持することができる。また図１１に示すように、カバー部材５２のフランジ部９５のボルト部材９６が通る孔に金属製のカラー３３１が設けられているため、ボルト部材９６を締付けた状態においてカバー部材５２のフランジ部９５がへたることを防止できる。このため、トレイ部材５１とカバー部材５２との接合部８２の防水性が低下することを防止できる。

なお前記実施形態では車体後部に走行用モータが搭載された電気自動車について説明したが、本発明は走行用モータが車体前部に配置された電気自動車にも適用することができる。またトレイ部材に埋設されるインサート部材は、少なくとも１つ設けられていればよい。また本発明を実施するに当たって、モータ、トレイ部材、カバー部材、インサート部材、埋込みボルト、埋込みナットをはじめとして、発明の構成要素の構造及び配置を適宜に変更して実施できることは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係るバッテリケースを有する電気自動車の斜視図。 図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの斜視図。 図２に示されたバッテリユニットのトレイ部材とカバー部材および桁部材の斜視図 図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットの側面図。 図１に示された電気自動車のフレーム構体とバッテリユニットを上方から見た平面図。 図３に示されたトレイ部材に埋設されるインサート部材等を示す斜視図。 図３に示されたトレイ部材の一部を示す平面図。 図３に示されたトレイ部材の一部と桁部材の一部を拡大して示す斜視図。 図８中のＦ９−Ｆ９線に沿うトレイ部材と桁部材の一部の断面図。 図９に示された埋込みボルトにナット部材を螺合させた状態の断面図。 図３に示されたトレイ部材の埋込みナットが設けられた箇所の断面図。 図３に示されたトレイ部材を成形するための金型の一部とインサート部材を示す断面図。

符号の説明

１０…電気自動車
１１…車体
１４…バッテリユニット
３０…フレーム構体
３１，３２…サイドメンバ
５０…バッテリケース
５１…トレイ部材
５１ｅ…底壁
５２…カバー部材
５３…樹脂部
５４…周壁
６０…バッテリモジュール
８１…シール材
８２…接合部
９６…ボルト部材
９７…ナット部材
２００…インサート構体
２００ａ〜２００ｆ…インサート部材
２０４…埋込みボルト
２０４ａ…ねじ部
２０５…埋込みナット
３１０…第１締付部
３２０…第２締付部
３３０，３３１…カラー

Claims (5)

1. 電気自動車のバッテリモジュールを収納するバッテリケースであって、
   前記バッテリモジュールを支持するトレイ部材と、
   前記トレイ部材の上に重ねて該トレイ部材に固定されるカバー部材とを有し、
   前記トレイ部材は、
   樹脂によって周壁と底壁とを形成してなる樹脂部と、前記周壁に埋設された少なくとも１個のインサート部材を含むインサート構体とを有し、
   前記トレイ部材と前記カバー部材とは、互いの接合部に供給されたシール材を有し、
   前記インサート部材に、
   前記トレイ部材の前記接合部の上にねじ部が突出するよう前記周壁に配置された埋込みボルトと、
   前記埋込みボルトとは異なる位置において前記トレイ部材の前記接合部に埋設された埋込みナットとを設け、
   前記トレイ部材と前記カバー部材とを重ねた状態において前記カバー部材の上方から前記埋込みボルトにナット部材を螺合させ締付けてなる第１締付部と、
   前記トレイ部材と前記カバー部材とを重ねた状態において前記カバー部材の上方から前記埋込みナットにボルト部材を挿入し締付けてなる第２締付部と、
   を具備したことを特徴とする電気自動車用バッテリケース。
2. 前記トレイ部材と前記カバー部材との接合部に供給された前記シール材は、前記接合部の周縁部に塗布されることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用バッテリケース。
3. 前記カバー部材の周縁部の前記埋込みボルトが通る孔に、前記インサート部材と前記ナット部材との間に挟まれる金属製のカラーが設けられ、かつ、前記カバー部材の周縁部の前記ボルト部材が通る孔に、前記インサート部材と前記ボルト部材の頭部との間に挟まれる金属製のカラーが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気自動車用バッテリケース。
4. 前記トレイ部材の下面側に、車体の幅方向に延びる桁部材が配置され、
   前記インサート部材には水平方向に延びる埋込みナットが固定され、
   該埋込みナットに水平方向から螺合されるボルトによって前記トレイ部材が前記桁部材に固定され、
   前記桁部材の両端部が、前記車体の下面側からボルトによって該車体の一対のサイドメンバに固定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリケース。
5. 前記各インサート部材に、それぞれ１本の前記埋込みボルトが配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気自動車用バッテリケース。

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