JP2023141116A - バッテリーケース及びバッテリーケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム材と鋼材とを組み合わせたマルチマテリアル構造でありながら、軽量でかつ低コストに生産でき、しかも高い接合強度が得られる。【解決手段】バッテリーケース１００は、クロスメンバ１３Ａの端部１３ａと、端部１３ａに対面する枠体１１の壁面１１ａとの間にそれぞれ接合補助部材１５が設けられ、枠体１１と接合補助部材１５はアルミニウム又はアルミニウム合金製であり、クロスメンバ１３Ａは鋼製である。接合補助部材１５のそれぞれは、壁面１１ａに一端部が溶接され、一端部から内側空間に向けて延びてクロスメンバ１３Ａの端部１３ａの側面と重なり合う重なり部ＯＬを有する。クロスメンバ１３Ａは、接合補助部材１５の重なり部ＯＬに臨んで貫通する第一貫通孔３５が形成される。接合補助部材１５とクロスメンバ１３Ａとは、第一貫通孔３５の位置で溶接により形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合されている。【選択図】図４

Description

本発明は、バッテリーケース及びバッテリーケースの製造方法に関する。

近年になって、電気自動車、ハイブリッド自動車等の電力を駆動源とする車両の開発が積極的に進められている。このような車両に搭載する電池システムには、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多数のバッテリー（電池）が収納される形態が一般的に採用されている。

バッテリーケースには、収納されたバッテリーを衝突等による衝撃から保護できる強度が必要とされるとともに、材料コスト、製造コストの低減が要求される。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１１に示す一般的なバッテリーケースは、４本のフレーム部材８１によって構成される矩形状の枠体８３と、補強のために両端部が枠体８３に接合される複数のクロスメンバ８５、及び枠体８３の床面を構成する床板部材８７とを備える。フレーム部材８１及びクロスメンバ８５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る。

このようなバッテリーケースの構造は、例えば自動車用の車体フレームとして特許文献１に開示されている。特許文献１には、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、締結部材を介して締結することで、サイドフレームとクロスメンバとの結合強度の低下を防止すると記載されている。この締結部材は、平板状の基部と、基部に対して垂直方向に延びる一対の支持部とを有し、平面視でπ字状のアルミニウム押出形材からなる。基部はサイドフレームの側面にボルトにより締結され、一対の支持部はクロスメンバの端部を挟持し、クロスメンバと支持部とが溶接部で溶接されている。

特開２００７－２６９１２３号公報

前述したフレーム部材８１とクロスメンバ８５とを全てアルミニウム材製とした場合、軽量化は可能となるものの、鋼材で構成した場合に比べて材料コストが高くなる。一方、フレーム部材８１とクロスメンバ８５とを全て鋼材製とした場合、低コスト化が図れるが、重量が増加してしまう。そこで、アルミニウム材と鋼材とを組み合わせて構成することも考えられるが、その場合、アルミニウム材同士の溶接、アルミニウム材と鋼材との溶接、鋼材同士の溶接が必要となる。アルミニウム材同士の溶接、及びアルミニウム材と鋼材の溶接には、アルミアーク溶接棒やアルミニウム溶接ワイヤを用いた交流溶接装置を使用し、鋼材同士の溶接には、スポット溶接装置や鋼溶接ワイヤを用いた直流溶接装置を使用するため、製造工程においては少なくとも２台の溶接機が必要となる。また、安全上の観点から各溶接機の溶接場所を区切って配置するスペースも必要となるため、設備コストの増大とタクトタイムの損失を招くことになる。

さらに、アルミニウム材のフレーム部材８１と鋼材のクロスメンバ８５との異材接合には、例えば、異種金属同士のＭＩＧアークスポット溶接等の使用が想定されるが、この溶接による接合部にかかる荷重方向は、部材同士の剥離方向となる。上記したスポット溶接による接合部は、せん断方向の荷重には強いが、剥離方向の荷重には弱くなる特性があり、剥離方向の荷重が接合部に負荷される構造は強度上不利になるという問題がある。

そこで本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アルミニウム材と鋼材とを組み合わせたマルチマテリアル構造でありながら、軽量でかつ低コストに生産でき、しかも高い接合強度が得られるバッテリーケース及びバッテリーケースの製造方法を提供することにある。

本発明は下記の構成からなる。
（１） 矩形状の枠体の内周面の対向し合う一対の壁面同士の間に、前記枠体により囲まれた内側空間を仕切るように少なくとも１本のクロスメンバが設けられたバッテリーケースであって、
前記クロスメンバの端部と、該端部に対面する前記枠体の前記壁面との間にそれぞれ接合補助部材が設けられ、
前記枠体と前記接合補助部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記クロスメンバは、鋼製であり、
前記接合補助部材のそれぞれは、前記壁面に一端部が溶接され、前記一端部から前記内側空間に向けて延びて前記クロスメンバの前記端部の側面と重なり合う重なり部を有し、
前記クロスメンバは、前記接合補助部材の前記重なり部に臨んで貫通する第一貫通孔が形成され、
前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記第一貫通孔の位置で溶接により形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合されている、
バッテリーケース。
（２） 矩形状の枠体の内周面の対向し合う一対の壁面同士の間に、前記枠体により囲まれた内側空間を仕切るように少なくとも１本のクロスメンバが設けられ、前記クロスメンバの端部と、該端部に対面する前記枠体の前記壁面との間にそれぞれ接合補助部材が設けられ、前記枠体と前記接合補助部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、前記クロスメンバは、鋼製である、バッテリーケースの製造方法であって、
前記枠体の前記壁面に前記接合補助部材の一端部を溶接する工程と、
前記接合補助部材の前記一端部から前記内側空間に向けて延びて前記クロスメンバの前記端部の側面と重なり合う重なり部において、前記クロスメンバに形成され前記重なり部に臨んで貫通する第一貫通孔の位置で溶接し、前記接合補助部材と前記クロスメンバとを、前記第一貫通孔の位置に形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合する工程と、
を備えるバッテリーケースの製造方法。

本発明によれば、アルミニウム材と鋼材とを組み合わせたマルチマテリアル構造でありながら、軽量でかつ低コストに生産でき、しかも高い接合強度が得られるバッテリーケース及びバッテリーケースの製造方法を提供できる。

図１は、第1実施形態のバッテリーケースの斜視図である。 図２は、接合補助部材の斜視図である。 図３は、図１に示すバッテリーケースのＰ１部を拡大した図であって、クロスメンバの接合前の状態を示す一部拡大図である。 図４は、図１に示すバッテリーケースのＰ１部を拡大した図であって、クロスメンバの接合後の状態を示す一部拡大図である。 図５は、クロスメンバの一部拡大斜視図である。 図６は、クロスメンバと接合補助部材又は床板部材との接合箇所の概略断面図である。 図７は、第２実施形態のバッテリーケースの第一フレーム部材とクロスメンバとを接合補助部材を介して接合する様子を示す斜視図である。 図８は、図７に示すクロスメンバと接合補助部材とが接合された状態を示す斜視図である。 図９は、接合補助部材の斜視図である。 図１０は、図８に示すＸ－Ｘ線に沿った断面図である。 図１１は、従来のバッテリーケースの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第1実施形態＞
（バッテリーケースの構成）
図１は、第1実施形態のバッテリーケース１００の斜視図である。
バッテリーケース１００は、矩形状の枠体１１と、枠体１１の内側に配置される少なくとも１本（本構成では一例として２本）のクロスメンバ１３Ａ，１３Ｂと、クロスメンバ１３と枠体１１とを接続する接合補助部材１５と、床板部材１７とを備える。

枠体１１は、互いに対向する一対の第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂ、及び互いに対向する一対の第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂにより構成される。第一フレーム部材１９Ａの一方の端部１９ａと他方の端部１９ｂには、一対の第二フレーム部材２１Ａの一方の端部２１ａがそれぞれ接合される。第一フレーム部材１９Ｂの一方の端部１９ａと他方の端部１９ｂには、一対の第二フレーム部材２１Ｂの他方の端部２１ｂがそれぞれ接合される。

クロスメンバ１３Ａ，１３Ｂは、矩形状の枠体１１により囲まれた内側空間を仕切るように、枠体１１の内周面の対向し合う一対の壁面１１ａ同士の間に配置される。クロスメンバ１３Ａ，１３Ｂは、一軸方向に延びる棒状の部材であり、第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂよりも僅かに短く形成される。

接合補助部材１５は、クロスメンバ１３Ａ，１３Ｂの各端部１３ａ（本構成では合計４箇所）と枠体１１の壁面１１ａとの間にそれぞれ配置され、クロスメンバ１３Ａ，１３Ｂと枠体１１とを一体に接合する。

床板部材１７は、枠体１１の下面に接合され、枠体１１の内側の底面を構成する。

上記構成のバッテリーケース１００には、第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂと、第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂと、クロスメンバ１３Ａ，１３Ｂと、によって複数の領域（本構成では３つの領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）が区画される。各領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、例えば不図示のバッテリーパック等の収容に供される。

枠体１１を構成する第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂ及び第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂと、床板部材１７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言う）製である。さらに具体的には、第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂ及び第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂは、板厚が２～５ｍｍ程度のアルミニウム材の中空押出形材からなり、その材質は、強度に優れ、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系等のアルミニウム合金が好ましい。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等の鋳造、均質化熱処理、熱間押出、溶体化及び焼入れ処理、そして必要により施される人工時効処理等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。押出形材を用いることで、各フレーム部材が高強度となり、バッテリーケース１００の剛性を容易に高められる。

クロスメンバ１３Ａ，１３Ｂは鋼製であり、一般炭素鋼又は高強度鋼等の鋼板により形成される。具体的には、鋼板を曲げ成形して長手方向の垂直断面をハット形、「Ω」字形にしてもよく、円形鋼管をつぶし成形して断面形状を楕円又は長方形にしてもよい。さらには、断面形状が「Π」字形の中にリブ板を溶接して加えた形状、又は「Ｓ」字形、「Ｂ」字形等に曲げ加工して、鋼材同士の合わせ部分を溶接した形状等であってもよい。そして、クロスメンバ１３Ａ，１３Ｂの表面に、防食目的で亜鉛等の各種めっき、又は電着塗装等の表面処理を施してもよい。

図２は、接合補助部材１５の斜視図である。
接合補助部材１５は、図１に示すクロスメンバ１３Ａ，１３Ｂの長手方向に沿って配置された、アルミニウム材製の部材である。接合補助部材１５は、厚さが２～５ｍｍ程度のアルミニウム材の中空押出形材であるのが好ましいが、板材であってもよい。また、その材質は、強度に優れ、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系等のアルミニウム合金が好ましい。接合補助部材１５が中空押出形材である場合、接合補助部材１５は、枠体１１と同様にＤＣ鋳造法や連続鋳造法等の鋳造、均質化熱処理、熱間押出、溶体化及び焼入れ処理、そして必要により施される人工時効処理等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。

図２に例示する接合補助部材１５は押出形材であって、長手方向に直交する断面の外形形状は台形である。接合補助部材１５は、一方の端面１５ａ及び他方の端面１５ｂと、上面１５ｃと、上面１５ｃに接続される一対の側面１５ｄと、底面１５ｅとを有し、長手方向に沿って２つの中空部２３が形成されている。

上記の構成のように、バッテリーケース１００は、その構成部材のうち枠体１１、接合補助部材１５及び床板部材１７をアルミニウム材製とし、クロスメンバ１３Ａ，１３Ｂのみを鋼製にすることで、軽量化と低コスト化を両立している。

（バッテリーケースの製造方法）
次に、本構成のバッテリーケース１００の製造方法を説明する。
枠体１１を形成するには、図１に示す第一フレーム部材１９Ａと第二フレーム部材２１Ａとを用意し、第二フレーム部材２１Ａの一方の端部２１ａの端面と、第一フレーム部材１９Ａの端部１９ａの壁面（側面）１１ａとを突き合わせる。この状態で、第二フレーム部材２１Ａの端面の縁部と第一フレーム部材１９Ａの壁面１１ａとで形成される隅部２５を、アーク溶接による線溶接で接合する。

同様に、第二フレーム部材２１Ａの他方の端部２１ｂの端面も、第一フレーム部材１９Ｂの端部１９ａの壁面に突き合わせた状態で、双方の間に形成される隅部２５をアーク溶接により線溶接する。また、第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂの他方の端部１９ｂについても同様に、第二フレーム部材２１Ｂを突き合わせて形成される隅部２５をアーク溶接により線溶接する。これにより、矩形状の枠体１１が形成される。なお、上記した各溶接の順序は任意である。

第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂと第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂとの溶接は、例えば、消耗電極（溶接ワイヤ）としてアルミニウム材を用いたＭＩＧ溶接（以後、「アルミニウムＭＩＧ溶接」とも呼ぶ）によって行われる。

このようにして接合された枠体１１には、床板部材１７が接合される。床板部材１７の接合には、まず、床板部材１７の上に枠体１１を載せ、第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂの下面と床板部材１７の上面とで形成される隅部２７、及び第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂの下面と床板部材１７の上面とで形成される隅部２９を、上記同様にアルミニウムＭＩＧ溶接によって線溶接する。なお、溶接順序は上記に限らない。例えば、第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂと底板部材１７、第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂと底板部材１７をそれぞれ溶接した後に、第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂと第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂを溶接することであってもよい。

図３、図４は、図１に示すバッテリーケース１００のＰ１部を拡大して示す一部断面拡大図であって、図３はクロスメンバ１３Ａの接合前の状態、図４はクロスメンバ１３Ａの接合後の状態を示す。ここでは、第一フレーム部材１９Ａの端部１９ａと第二フレーム部材２１Ａの端部２１ａとの接合部位、及びクロスメンバ１３Ａの一方の端部１３ａと第一フレーム部材１９Ａの壁面１１ａとを接合補助部材１５を介して接合する部位について説明するが、他の対応する接合部位についても同様であるため、その説明は省略する。

図３に示すように、上記した第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂと第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂとの間の隅部２５、及び第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂ及び第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂと床板部材１７との間の隅部２７，２９には、アルミニウムＭＩＧ溶接による、アルミニウム材の溶接金属ＷＡ（以後、「アルミニウム溶接金属」とも呼ぶ）が各隅部２５，２７，２９に沿って形成される。なお、床板部材１７は、枠体１１の下面全体を覆う大きさであるが、これに限らず、枠体１１の内側壁面を外縁とする大きさであってもよい。

次に、接合補助部材１５を用いた枠体１１とクロスメンバ１３Ａ，１３Ｂとの接合について詳細に説明する。
まず、接合補助部材１５を、クロスメンバ１３Ａと接合する前に第一フレーム部材１９Ａに接合する。つまり、接合補助部材１５の一方の端面１５ａを第一フレーム部材１９Ａの壁面１１ａに押し当てて、壁面１１ａと接合補助部材１５との間の隅部３１をアルミニウムＭＩＧ溶接により溶接する。これにより、接合補助部材１５の一方の端面１５ａにおける上面１５ｃと一対の側面１５ｄに沿ってアルミニウム溶接金属ＷＡが形成される。

次に、図４に示すように、接合補助部材１５の側面１５ｄを覆うようにクロスメンバ１３Ａを載置して、接合補助部材１５とクロスメンバ１３Ａとを接合し、クロスメンバ１３Ａと床板部材１７とを接合する。接合補助部材１５の上面１５ｃとクロスメンバ１３とは、互いに離隔していることが、クロスメンバ１３Ａの高さ方向の寸法精度が低く済むため好ましい。

図５は、クロスメンバ１３Ａの一部拡大斜視図である。ここで示すクロスメンバ１３Ａは、その長手方向の直交断面がハット形に形成され、頂部１３ｂと、一対の側壁部１３ｃと、一対のフランジ部１３ｄとを備える。頂部１３ｂの内側天井面３３は、図２に示す接合補助部材１５の上面１５ｃに対面する。一対の側壁部１３ｃの内側面３４は、それぞれ接合補助部材１５の一対の側面１５ｄと重なり合って対向する平坦な対向面である。また、一対のフランジ部１３ｄは、ハット形の基端側（下側）に接続され、それぞれ床板部材１７に沿って延びている。

クロスメンバ１３Ａの側壁部１３ｃのうち、接合補助部材１５の側面１５ｄに対向する対向面には、複数の貫通孔（第一貫通孔）３５が分散して形成されている。各貫通孔３５は、側面１５ｄに臨んで貫通して形成された平面視で略円形の孔である。つまり、接合補助部材１５は、第一フレーム部材１９Ａの壁面１１ａに溶接された一端部から枠体１１の内側空間に向けて延びてクロスメンバ１３Ａの端部１３ａの側面と重なり合う重なり部ＯＬを有し、この重なり部ＯＬに臨んで、クロスメンバ１３Ａに複数の貫通孔３５が貫通して形成されている。また、クロスメンバ１３Ａのフランジ部１３ｄには、その長手方向に沿って複数の貫通孔（第二貫通孔）３７が床板部材１７に臨んで貫通して形成されている。複数の貫通孔３５，３７は互いに等間隔に配置されると負荷される荷重を均等に分散でき好ましいが、不等間隔に形成されていてもよい。

上記構成のクロスメンバ１３Ａを、図４に示すように接合補助部材１５の上方から被せ、側壁部１３ｃに形成された複数の貫通孔３５の位置、及びフランジ部１３ｄに形成された複数の貫通孔３７の位置で、それぞれアルミニウムＭＩＧ溶接によるスポット溶接を行う。

このスポット溶接は、鋼製のクロスメンバ１３Ａを溶融させない程度の低電流で行われ、これにより貫通孔３５，３７を埋めるアルミニウム溶接金属ＷＡの溶込みが得られる。このようにして鋼材とアルミニウム材とをスポット溶接する方法を「異材ＭＩＧスポット溶接」と呼ぶ。なお、シールドガスＧとしては、アルゴン又はヘリウム等の公知の不活性ガスが使用できる。

スポット溶接後の貫通孔３５の位置では、接合補助部材１５の溶け込みを含むアルミニウム溶接金属ＷＡが得られ、貫通孔３７の位置では、床板部材１７の溶け込みを含むアルミニウム溶接金属ＷＡが得られる。このように、アルミニウム溶接金属ＷＡが貫通孔３５，３７を埋め、貫通孔３５，３７から抜け止めされることで、異種材料同士を接合した形態にできる。

図６は、クロスメンバ１３Ａと接合補助部材１５又は床板部材１７との接合箇所の概略断面図である。鋼材であるクロスメンバ１３Ａと接合補助部材１５又は床板部材１７とのスポット溶接後、貫通孔３５，３７はアルミニウム溶接金属ＷＡで埋められている。そして、アルミニウム溶接金属ＷＡは、軸部ＷＡ１と頭部ＷＡ２と鍔部ＷＡ３とを有するリベット形状となる。つまり、軸部ＷＡ１は、クロスメンバ１３Ａの厚さ方向に延びて接合補助部材１５又は床板部材１７に到達して形成され、頭部ＷＡ２は、軸部ＷＡ１のうちクロスメンバ１３Ａの外部に突出して貫通孔３５，３７から外周側に向けて膨出して形成され、鍔部ＷＡ３は、軸部ＷＡ１のうち接合補助部材１５又は床板部材１７の内部に突出して外周側に膨出して形成される。頭部ＷＡ２と鍔部ＷＡ３は、クロスメンバ１３Ａと、接合補助部材１５又は床板部材１７とを挟み込みんで、それぞれを固定する。

このようにして、クロスメンバ１３Ａと接合補助部材１５、及びクロスメンバ１３Ａと床板部材１７とが、複数の貫通孔３５，３７の位置で、異材ＭＩＧスポット溶接により接合される。ここで示す貫通孔３５，３７の数、配置等は特に限定されない。

本構成によれば、線溶接によるアルミニウム溶接金属ＷＡと、スポット溶接によるアルミニウム溶接金属ＷＡとを、同種の溶接方式で形成できるため、製造工程が煩雑にならず、溶接設備等を省スペースで配置できる。よって、設備コストの増大とタクトタイムの損失を抑制でき、効率の良い生産が可能となる。

また、クロスメンバ１３Ａを固定するための異材ＭＩＧスポット溶接が、接合補助部材１５の側面１５ｄに施されるため、外力によって溶接部に負荷される荷重がせん断方向に作用する。そのため、従来法による剥離方向に荷重が負荷される場合と比較して、接合強度を向上できる。

さらに、接合補助部材１５がアルミニウム材であるため、鋼製である場合と比較して材料コストが高くなるが、接合補助部材１５に押出形材を用いれば、押出形材を所望の長さに切断するだけで加工が済む。そのため、作製が容易になり、材料コストと製造コストの合計で比較した場合は、寧ろ低コストとなる。

また、接合補助部材１５に接合するクロスメンバ１３Ａは、第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂと直接接合せず、接合補助部材１５の側面１５ｄに接合するため、長手方向に関しては高い寸法精度が不要となる。

上記の接合補助部材１５は、長手方向に直交する断面での外形形状が台形であるが、断面形状はこれに限らない。また、接合補助部材１５を、第一フレーム部材１９Ａ，１９Ｂ又は第二フレーム部材２１Ａ，２１Ｂと同じ押出形材で構成すれば、製造コストを更に低減できる。

＜第２実施形態＞
次に、バッテリーケースの第２実施形態を説明する。
図７は、第２実施形態のバッテリーケース２００の第一フレーム部材１９Ａとクロスメンバ１４とを接合補助部材１６を介して接合する様子を示す斜視図である。図８は、図７に示すクロスメンバ１４と接合補助部材１６とが接合された状態を示す斜視図である。第２実施形態のバッテリーケース２００は、クロスメンバ１４と接合補助部材１６の構成が第１実施形態のバッテリーケース１００と異なる他は、同一の構成である。

図７，図８に示すように、接合補助部材１６は、アルミニウム材からなり、第一フレーム部材１９Ａとクロスメンバ１４との各長手方向に直交する方向（上下方向）が押出方向となる押出形材である。また、接合補助部材１６には、押出方向に沿って２つの中空部２４が形成されている。接合補助部材１６は、その一端が第一フレーム部材１９Ａの壁面１１ａにアルミニウムＭＩＧ溶接装置により溶接される。第一フレーム部材１９Ａと接合される一端とは反対側の他端には、一対の隙間４１が形成される。一対の隙間４１には、クロスメンバ１４の端部１４ａが挿入される。

クロスメンバ１４は、その長手方向の直交断面がハット形に形成され、頂部１４ｂと、一対の側壁部１４ｃと、一対のフランジ部１４ｄとを備える。一対の側壁部１４ｃは、それぞれ接合補助部材１６に形成された隙間４１に挿入される。また、一対のフランジ部１４ｄは、ハット形の基端側（下側）に接続され、それぞれ床板部材１７に沿って延びている。一対の側壁部１４ｃには、それぞれスリット孔（第一貫通孔）４３が形成されている。

図９は、接合補助部材１６の斜視図である。接合補助部材１６の隙間４１は、押出方向に直交する断面における矩形状の一辺の両端に形成される。この接合補助部材１６の構成を換言すると、第一フレーム部材１９Ａ側からクロスメンバ１４側に向けて突出する一対の外側突出片（突出片）４５Ａ，４５Ｂと、一対の外側突出片４５Ａ，４５Ｂの間に設けられた中央突出片４７とを有するといえる。中央突出片４７は、外側突出片４５Ａ，４５Ｂと平行な柱部４７ａと、柱部４７ａの突出先端から一対の外側突出片４５Ａ，４５Ｂに向けてそれぞれ延びる側方突出片（突出片）４７ｂとを有する。クロスメンバ１４には、上記の一対の外側突出片４５Ａ，４５Ｂと側方突出片４７ｂ同士を対面させる位置に、各突出片に沿った長孔であるスリット孔４３が形成されている。

図１０は、図８に示すＸ－Ｘ線に沿った断面図である。接合補助部材１６の隙間４１には、クロスメンバ１４の側壁部１４ｃが挿入される。外側突出片４５Ａ，４５Ｂの突出先端部は、クロスメンバ１４の側壁部１４ｃに形成されたスリット孔４３を通して、接合補助部材１６の側方突出片４７ｂの先端部に対面する。そして、外側突出片４５Ａ，４５Ｂと側方突出片４７ｂとの間を、アルミニウムＭＩＧ溶接により線溶接する。これにより、一対の外側突出片４５Ａ，４５Ｂと側方突出片４７ｂとを接合するアルミニウム溶接金属ＷＡが、スリット孔４３に沿って形成される。よって、クロスメンバ１４は、スリット孔４３を介して接合補助部材１６と接合される。また、接合補助部材１６は、第一フレーム部材１９Ａにアルミニウム溶接金属ＷＡによって接合される。上記のようにして、接合補助部材１６は、第一フレーム部材１９Ａとクロスメンバ１４とを接合する。

また、図８に示すように、クロスメンバ１４のフランジ部１４ｄに形成された複数の貫通孔３７の位置では、クロスメンバ１４と床板部材１７とが前述した異材ＭＩＧスポット溶接されている。

本構成によれば、線溶接によるアルミニウム溶接金属ＷＡと、スポット溶接によるアルミニウム溶接金属ＷＡとを、同種の溶接方式で形成できるため、製造工程が煩雑にならず、設備を省スペースで配置できる。よって、設備コストの増大とタクトタイムの損失を抑制でき、効率良い生産が可能となる。

また、クロスメンバ１４と第一フレーム部材１９Ａとの接合が接合補助部材１６を介して線溶接で接合されているため、クロスメンバ１４と第一フレーム部材１９Ａとを高強度で接合できる。

なお、ここで示した接合補助部材１６の形状は一例であって、これに限らない。図示はしないが、例えば、アルミニウム材の接合補助部材１６にクロスメンバ１４の板厚程度のスリットを形成し、そのスリットにクロスメンバ１４を押し込んで嵌め込むことで接合する形態にしてもよい。つまり、鋼材をアルミニウム材に嵌め込む固定形態にしてもよい。

また、上記した線溶接によるアルミニウム溶接金属ＷＡは、いずれも隅部の一部に形成しているが、隅部の全長にわたって隙間なく形成してもよい。その場合、バッテリーケースが液密構造となり、ケース内外のシール性が良好となるため好ましい。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせること、及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
例えば、上記ではアルミニウムＭＩＧ溶接で施工する例を示しているが、レーザー溶接、レーザー・アークハイブリッド溶接等の他の熱源を用いる溶接方式であってもよい。レーザー溶接は、低入熱、高精度、高速溶接でしかも深溶込み溶接に優れる特徴を有する。また、レーザー・アークハイブリッド溶接によれば、より高効率で高品位な溶接が期待できる。そして、溶加材として、アルミニウム溶加材を使用する以外にも、アルミニウム粉末等の使用も可能である。アルミニウム粉末は、例えば金属３Ｄプリンターによるデポジション方式、パウダーベッド方式等で広く採用されているものが使用できる。つまり、本発明におけるアルミニウム材の溶接は、アルミニウム溶加材を用いた溶接であればよい。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 矩形状の枠体の内周面の対向し合う一対の壁面同士の間に、前記枠体により囲まれた内側空間を仕切るように少なくとも１本のクロスメンバが設けられたバッテリーケースであって、
前記クロスメンバの端部と、該端部に対面する前記枠体の前記壁面との間にそれぞれ接合補助部材が設けられ、
前記枠体と前記接合補助部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
前記クロスメンバは、鋼製であり、
前記接合補助部材のそれぞれは、前記壁面に一端部が溶接され、前記一端部から前記内側空間に向けて延びて前記クロスメンバの前記端部の側面と重なり合う重なり部を有し、
前記クロスメンバは、前記接合補助部材の前記重なり部に臨んで貫通する第一貫通孔が形成され、
前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記第一貫通孔の位置で溶接により形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合されている、
バッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、アルミニウム又はアルミニウム合金製の枠体に鋼製のクロスメンバを接合する際に、アルミニウム又はアルミニウム合金製の接合用補助部材を枠体に溶接し、この接合用補助部材の側面にクロスメンバが溶接される。これにより、バッテリーケースに外力が負荷されると、クロスメンバとの溶接部に作用する荷重は剥離方向にならず、せん断方向となり、接合強度が向上する。また、アルミニウム材同士の溶接のみで済むため、製造工程が煩雑にならならない。

（２） 前記第一貫通孔は、前記接合補助部材の前記重なり部と重なる領域で複数箇所に分散して形成されている、（１）に記載のバッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、複数箇所に設けた第一貫通孔の位置で接合用補助部材とクロスメンバとが溶接されて、相互の接合強度を向上できる。

（３） 前記接合補助部材は、前記クロスメンバの前記端部の側面を挟んで配置される少なくとも一対の突出片を有し、
前記第一貫通孔は、前記クロスメンバにおける前記突出片の先端同士を対面させる位置に形成され、
前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記クロスメンバの前記第一貫通孔を通して形成された前記突出片の前記先端同士との溶接により接合されている、（１）に記載のバッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、突出片の先端同士を、第一貫通孔を通して溶接することで、接合補助部材とクロスメンバとが接合される。

（４） 前記第一貫通孔は、前記突出片の先端に沿った長孔である、（３）に記載のバッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、長孔の第一貫通孔に沿って線溶接することで、接合強度を向上できる。

（５） 前記枠体は、押出形材により形成される、（１）～（４）のいずれか１つに記載のバッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、低コストで高強度な押出形材を用いることで、剛性を容易に高められる。

（６） 前記接合補助部材は、押出形材により形成される、（５）に記載のバッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、高強度な接合補助部材が低コストで簡単に得られる。

（７） 前記接合補助部材は、前記枠体と同じ押出形材により形成される、（６）に記載のバッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、枠体と同じ押出形材を流用でき、製造コストを更に低減できる。

（８） 前記枠体の下面に接合され、該枠体の内側に床面となるアルミニウム又はアルミニウム合金製の床板部材を備える、（１）～（７）のいずれか１つに記載のバッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、アルミニウム又はアルミニウム合金製の床板部材を備えることで、軽量化を図りつつ高強度な構成にできる。

（９） 前記クロスメンバは、前記床板部材に沿って延びるフランジ部を有し、
前記フランジ部には、前記床板部材に臨んで貫通する複数の第二貫通孔が形成され、
前記クロスメンバと前記床板部材とは、前記第二貫通孔の位置で溶接により形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合されている、（８）に記載のバッテリーケース。
このバッテリーケースによれば、クロスメンバと床板部材との異材同士を高強度に接合できる。

（１０） 矩形状の枠体の内周面の対向し合う一対の壁面同士の間に、前記枠体により囲まれた内側空間を仕切るように少なくとも１本のクロスメンバが設けられ、前記クロスメンバの端部と、該端部に対面する前記枠体の前記壁面との間にそれぞれ接合補助部材が設けられ、前記枠体と前記接合補助部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、前記クロスメンバは、鋼製である、バッテリーケースの製造方法であって、
前記枠体の前記壁面に前記接合補助部材の一端部を溶接する工程と、
前記接合補助部材の前記一端部から前記内側空間に向けて延びて前記クロスメンバの前記端部の側面と重なり合う重なり部において、前記クロスメンバに形成され前記重なり部に臨んで貫通する第一貫通孔の位置で溶接し、前記接合補助部材と前記クロスメンバとを、前記第一貫通孔の位置に形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合する工程と、
を備えるバッテリーケースの製造方法。
このバッテリーケースの製造方法によれば、アルミニウム又はアルミニウム合金製の枠体に鋼製のクロスメンバを接合する際に、アルミニウム又はアルミニウム合金製の接合用補助部材を枠体に溶接し、この接合用補助部材の側面にクロスメンバが溶接される。これにより、バッテリーケースに外力が負荷されると、クロスメンバとの溶接部に作用する荷重は剥離方向にならず、せん断方向となり、接合強度が向上する。また、アルミニウム材同士の溶接のみで済むため、製造工程が煩雑にならならない。

（１１） 前記第一貫通孔は、前記接合補助部材の前記重なり部と重なる領域で複数箇所に分散して形成され、
前記第一貫通孔の位置での前記接合補助部材と前記クロスメンバとの溶接は、アルミニウム溶加材を用いた溶接である、（１０）に記載のバッテリーケースの製造方法。
このバッテリーケースの製造方法によれば、接合保持部材とクロスメンバとをアルミニウム溶加材を用いた溶接により高品位に接合できる。

（１２） 前記接合補助部材は、前記クロスメンバの前記端部の側面を挟んで配置される少なくとも一対の突出片を有し、
前記第一貫通孔は、前記クロスメンバにおける前記突出片の先端同士を対面させる位置に形成され、
前記第一貫通孔の位置での溶接は、前記突出片の前記先端同士を、前記第一貫通孔を通して行うアルミニウム溶加材を用いた溶接である、（１０）に記載のバッテリーケースの製造方法。
このバッテリーケースの製造方法によれば、接合保持部材とクロスメンバとをアルミニウム溶加材を用いた溶接によって高品位に接合できる。

１１ 枠体
１１ａ 壁面
１３Ａ，１３Ｂ，１４ クロスメンバ
１３ａ，１４ａ 端部
１３ｂ，１４ｂ 頂部
１３ｃ，１４ｃ 側壁部
１３ｄ、１４ｄ フランジ部
１５ 接合補助部材
１５ａ，１５ｂ 端面
１５ｃ 上面
１５ｄ 側面
１５ｅ 底面
１７ 床板部材
１９Ａ，１９Ｂ 第一フレーム部材
１９ａ，１９ｂ 端部
２１Ａ，２１Ｂ 第二フレーム部材
２１ａ，２１ｂ 端部
２３ 中空部
２５、２７，２９，３１ 隅部
３３ 内側天井面
３５ 貫通孔（第一貫通孔）
３７ 貫通孔（第二貫通孔）
４１ 隙間
４３ スリット孔（第一貫通孔）
４５Ａ，４５Ｂ 外側突出片（突出片）
４７ 中央突出片
４７ａ 柱部
４７ｂ 側方突出片（突出片）
１００ バッテリーケース
ＯＬ 重なり部
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 領域
ＷＡ アルミニウム溶接金属
ＷＡ１ 軸部
ＷＡ２ 頭部
ＷＡ３ 鍔部

Claims (12)

1. 矩形状の枠体の内周面の対向し合う一対の壁面同士の間に、前記枠体により囲まれた内側空間を仕切るように少なくとも１本のクロスメンバが設けられたバッテリーケースであって、
   前記クロスメンバの端部と、該端部に対面する前記枠体の前記壁面との間にそれぞれ接合補助部材が設けられ、
   前記枠体と前記接合補助部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、
   前記クロスメンバは、鋼製であり、
   前記接合補助部材のそれぞれは、前記壁面に一端部が溶接され、前記一端部から前記内側空間に向けて延びて前記クロスメンバの前記端部の側面と重なり合う重なり部を有し、
   前記クロスメンバは、前記接合補助部材の前記重なり部に臨んで貫通する第一貫通孔が形成され、
   前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記第一貫通孔の位置で溶接により形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合されている、
   バッテリーケース。
2. 前記第一貫通孔は、前記接合補助部材の前記重なり部と重なる領域で複数箇所に分散して形成されている、
   請求項１に記載のバッテリーケース。
3. 前記接合補助部材は、前記クロスメンバの前記端部の側面を挟んで配置される少なくとも一対の突出片を有し、
   前記第一貫通孔は、前記クロスメンバにおける前記突出片の先端同士を対面させる位置に形成され、
   前記接合補助部材と前記クロスメンバとは、前記クロスメンバの前記第一貫通孔を通して形成された前記突出片の前記先端同士との溶接により接合されている、
   請求項１に記載のバッテリーケース。
4. 前記第一貫通孔は、前記突出片の先端に沿った長孔である、
   請求項３に記載のバッテリーケース。
5. 前記枠体は、押出形材により形成される、
   請求項１～４のいずれか１項に記載のバッテリーケース。
6. 前記接合補助部材は、押出形材により形成される、
   請求項５に記載のバッテリーケース。
7. 前記接合補助部材は、前記枠体と同じ押出形材により形成される、
   請求項６に記載のバッテリーケース。
8. 前記枠体の下面に接合され、該枠体の内側に床面となるアルミニウム又はアルミニウム合金製の床板部材を備える、
   請求項１～７のいずれか１項に記載のバッテリーケース。
9. 前記クロスメンバは、前記床板部材に沿って延びるフランジ部を有し、
   前記フランジ部には、前記床板部材に臨んで貫通する複数の第二貫通孔が形成され、
   前記クロスメンバと前記床板部材とは、前記第二貫通孔の位置で溶接により形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合されている、
   請求項８に記載のバッテリーケース。
10. 矩形状の枠体の内周面の対向し合う一対の壁面同士の間に、前記枠体により囲まれた内側空間を仕切るように少なくとも１本のクロスメンバが設けられ、前記クロスメンバの端部と、該端部に対面する前記枠体の前記壁面との間にそれぞれ接合補助部材が設けられ、前記枠体と前記接合補助部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、前記クロスメンバは、鋼製である、バッテリーケースの製造方法であって、
    前記枠体の前記壁面に前記接合補助部材の一端部を溶接する工程と、
    前記接合補助部材の前記一端部から前記内側空間に向けて延びて前記クロスメンバの前記端部の側面と重なり合う重なり部において、前記クロスメンバに形成され前記重なり部に臨んで貫通する第一貫通孔の位置で溶接し、前記接合補助部材と前記クロスメンバとを、前記第一貫通孔の位置に形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の溶接金属によって接合する工程と、
    を備えるバッテリーケースの製造方法。
11. 前記第一貫通孔は、前記接合補助部材の前記重なり部と重なる領域で複数箇所に分散して形成され、
    前記第一貫通孔の位置での前記接合補助部材と前記クロスメンバとの溶接は、アルミニウム溶加材を用いた溶接である、
    請求項１０に記載のバッテリーケースの製造方法。
12. 前記接合補助部材は、前記クロスメンバの前記端部の側面を挟んで配置される少なくとも一対の突出片を有し、
    前記第一貫通孔は、前記クロスメンバにおける前記突出片の先端同士を対面させる位置に形成され、
    前記第一貫通孔の位置での溶接は、前記突出片の前記先端同士を前記第一貫通孔を通して行うアルミニウム溶加材を用いた溶接である、
    請求項１０に記載のバッテリーケースの製造方法。

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