JP2006035941A - 車両用の電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】止ネジを十分なトルクで締め付けて、カバープレートをしっかりとケース本体に連結しながら、止ネジの連結部を確実に防水する。
【解決手段】車両用の電源装置は、ケース本体１Ａの開口部を閉塞するカバープレート４を止ネジ２３で固定している。止ネジ２３は、ワッシャ２６とクッション材２７とカバープレート４を貫通してケース本体１Ａにねじ込んでいる。ワッシャ２６は、円盤部２６Ａの外周に沿ってカバープレート４の表面に向かって突出する周壁２６Ｂを有する。クッション材２７は、非圧縮状態の厚さ（ｄ）を周壁２６Ｂの高さ（ｈ）より厚くして、ワッシャ２６の周壁内に配設している。止ネジ２３がケース本体１Ａに締め止めされるまでねじ込まれて、ワッシャ２６の周壁先端縁がカバープレート４の表面に押圧し、クッション材２７をワッシャ２６の円盤部２６Ａとカバープレート４で圧縮して防水構造としている。
【選択図】図６

Description

本発明は、主として、ハイブリッド自動車や電気自動車等の自動車を駆動するモーターの電源用に使用される大電流用の電源装置に関し、とくに電池を収納するケースを防水構造とする電源装置に関する。

モーターで走行する電気自動車、あるいはモーターとエンジンの両方で走行するハイブリッドカー等の自動車は、電池をケースに収納している電源装置を搭載している。この電源装置は、モーターで自動車を走行させるので出力を大きくするために、多数の電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。たとえば、自動車に搭載される電装用のバッテリの電圧は、ほとんど例外なく１２Ｖであるが、走行用のモーターを駆動する電源装置の出力電圧は、一般的には２００Ｖ以上と極めて高電圧である。

この電源装置は、電池を収納しているケースを防水構造として電池を保護できる。ケースに侵入する水が、電池や内部の金属部品を腐食させたり錆させるからである。また、ケース内に侵入する水は、漏電や感電等の原因ともなる。電源装置は、たとえばフロアパネルの下に搭載されるので、室内の水が侵入しない防水構造が要求される。

また、電源装置は、収納している多数の電池をメンテナンスするために、上方開口のケース本体に収納して、ケース本体の上方開口部を、脱着できるカバープレートで閉塞している。この構造のケースは、カバープレートを防水構造でケース本体に固定する必要がある。カバープレートは、脱着できるように、これを貫通する止ネジでケース本体に固定される。したがって、止ネジが防水構造でカバープレートをケース本体に固定する必要がある。止ネジの防水構造は、止ネジのネジ頭とカバープレートとの間にパッキンを挟着して実現できる。しかしながら、この構造は、止ネジを十分なトルクで締め付けできない。それは、止ネジを強く締め付けるとパッキンが押しつぶされて変形して破損されるからである。また、止ネジをねじ込むときにネジ頭が回転してパッキンを擦って破損する欠点もある。パッキンが回転するネジ頭で破損される欠点は、止ネジとカバープレートとの間にワッシャを入れ、ワッシャとカバープレートとの間にパッキンを挟着して解消できる。しかしながら、この構造は、ワッシャとカバープレートとの間は防水できるが、ワッシャとネジ頭との間を防水できず、完全な防水構造にできない欠点がある。

ところで、ワッシャとカバープレートとの間を防水構造とする独特の防水構造は開発されている（特許文献１参照）。
特開平１１−３０３２９３号公報

この公報に記載される防水ワッシャ４０は、図１に示すように、外周に沿って下向きの保持溝４１を設けている。保持溝４１は、開口部の幅が狭くなるように、下端縁を対向する方向に直角に折曲して折曲片４２を設けている。保持溝４１には、抜けないように断面をエ字状とするパッキン４３を入れている。この防水ワッシャ４０は、止ネジ４４が締めつけられると、折曲片４２がカバープレート４５の表面に押圧される。しかしながら、この防水ワッシャも、止ネジを強いトルクで締め付けできない欠点がある。それは、止ネジを強いトルクで締め付けると、止ネジの締め付け力が直接にパッキンに作用して、パッキンを破損するからである。このため、止ネジのトルクが制限され、カバープレートをしっかりとケース本体に固定できない欠点がある。また、無理に締め付けられたパッキンは劣化して破損しやすく、十分な耐久性を持たせることも難しい。

本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、止ネジを十分なトルクで締め付けて、カバープレートをしっかりとケース本体に連結しながら、止ネジの連結部を確実に防水できる車両用の電源装置を提供することにある。

本発明の車両用の電源装置は、電池を収納しているケース１が、上方の開口部しているケース本体１Ａと、このケース本体１Ａの開口部を閉塞するカバープレート４と、カバープレート４をケース本体１Ａに固定する止ネジ２３と、止ネジ２３とカバープレート４との間に配設しているワッシャ２６と、さらにワッシャ２６とカバープレート４との間に配設している非通水性のクッション材２７とを備える。カバープレート４は、ケース本体１Ａに固定する止ネジ２３を貫通させる固定孔２５を開口している。止ネジ２３は、ワッシャ２６とクッション材２７とカバープレート４を貫通して、ネジ部２３Ｂをケース本体１Ａにねじ込んで、カバープレート４をケース本体１Ａに固定している。ワッシャ２６は、円盤部２６Ａの外周に沿ってカバープレート４の表面に向かって突出する周壁２６Ｂを有する。クッション材２７は、非圧縮状態の厚さ（ｄ）を周壁２６Ｂの高さ（ｈ）より厚くして、非圧縮状態から圧縮状態に変形される状態で、外周面を周壁２６Ｂの内面に沿って移動させて圧縮されるようにワッシャ２６の周壁内に配設されている。ワッシャ２６とクッション材２７とカバープレート４を貫通して止ネジ２３がケース本体１Ａに締め止めされるまでねじ込まれて、ワッシャ２６が周壁２６Ｂの先端縁をカバープレート４の表面に押圧し、クッション材２７がワッシャ２６の円盤部２６Ａとカバープレート４で圧縮されて、ワッシャ２６の円盤部２６Ａの内面とカバープレート４の表面の間を防水構造とする。

本発明の車両用の電源装置は、非通水性のクッション材２７を、軟質の合成樹脂発泡体とすることができる。

本発明の車両用の電源装置は、カバープレート４の上面に凹部２４を設けると共に、凹部２４に止ネジ２３の固定孔２５を設けて、止ネジ２３のネジ頭２３Ａを凹部２４に配設して、止ネジ２３でカバープレート４をケース本体１Ａに固定することができる。

本発明の車両用の電源装置は、カバープレート４とワッシャ２６を金属製とすることができる。

本発明の車両用の電源装置は、ワッシャ２６の周壁先端縁がカバープレート４の表面に当接する位置まで止ネジ２３をねじ込む状態で、クッション材２７の中心孔２７Ａの内面を止ネジ２３のネジ部２３Ｂに水密に密着させることができる。

本発明の車両用の電源装置は、止ネジを十分なトルクで締め付けて、カバープレートをしっかりとケース本体に連結でき、この状態で、止ネジの連結部を確実に防水できる特長がある。本発明の電源装置が、止ネジを十分なトルクで締め付けてカバープレートをケース本体に固定できるのは、ワッシャに設けた周壁を直接にカバープレートに押し付けて、ワッシャの円盤部の内面とカバープレートの表面をクッション材で防水できるからである。すなわち、本発明の電源装置は、従来の防水構造のように、止ネジを締め付けて、ワッシャとカバープレートの間にクッション材を挟着して防水するのではない。止ネジの締め止め状態において、ワッシャは、周壁の周壁下端縁を直接にカバープレートの表面に当接する。ワッシャとカバープレートを金属板とする構造においては、ワッシャの金属板と、カバープレートの金属板は直接に接触する。金属板であるワッシャとカバープレートを直接に接触させるので、止ネジは十分なトルクで締め付けできる。この防水構造は、ワッシャの周壁下端縁とカバープレートとの間ではなく、ワッシャの円盤部内面とカバープレート表面とに押圧されるクッション材で実現する。周壁の高さよりも厚いクッション材を、周壁下端縁がカバープレートに接触するまで締め付けているので、クッション材は締め止め状態で薄く圧縮される。圧縮されたクッション材は、ワッシャの円盤部の内面とカバープレートの表面とに面接触する状態で弾性的に押圧されて、ワッシャとカバープレートの間を防水する。

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源装置を例示するものであって、本発明は電源装置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２と図３の電源装置は、上方を開口しているケース本体１Ａの開口部をカバープレート４で水密に閉塞している。ケース本体１Ａは、上方を開口する箱形として、内部に電池と送風機構８と制御回路を内蔵している。ケース本体１Ａは周囲に立上壁１ａを設けて、この立上壁１ａの上縁をカバープレート４の下面にパッキン（図示せず）を介して防水構造で連結している。

以上の図に示す電源装置は、ケース１の上面を車両のフロアの耐荷重床として使用できるように、強靭な金属板としている。この電源装置は、図４の実線で示すように後部座席の後方に設けている荷台３２のフロア３１に、あるいは鎖線で示すように後部座席と前部座席との間のフロア３１に搭載できる。この電源装置は、ケース上面のカバープレート４を車両のフロアパネル３１と同一平面となるように搭載して、カバープレート４を車両のフロアパネル３１の一部に使用できる。車両の荷台に搭載される電源装置は、カバープレート４の上面に直接に荷物が載せられる。このため、カバープレート４を荷台の積載量に相当する耐荷重に耐える金属板としている。この電源装置は、カバープレート４の上に、フロアパネル３１に匹敵する強度の耐荷重床を設ける必要がない。この電源装置は、フロアパネル３１に凹部２４や開口部を設け、凹部２４や開口部に電源装置を搭載して、その上面をフロアパネル３１に匹敵する耐荷重床にできる。

図４に示すように、車両のフロアパネル３１の一部にカバープレート４を使用する電源装置は、車内でこぼされる水や、ドアを開いたときに車内に侵入し、あるいは雨具と一緒に侵入する雨水が上面に供給されることになる。この水がケース１の内部に侵入すると前述した種々の弊害を発生させる。とくに、カバープレート４をフロアパネル３１の一部に使用する電源装置は、カバープレート４の止ネジ２３をカバープレート４から突出させないことが大切である。止ネジ２３のネジ頭２３Ａがカバープレート４から突出すると、カバープレート４の上面をフラットにできないからである。

ネジ頭２３Ａがカバープレート４から突出しないように、カバープレート４には凹部２４を設けている。この凹部２４に固定孔２５を設け、この固定孔２５に止ネジ２３を挿通して、ネジ頭２３Ａを凹部２４に配設している。この構造は、凹部２４の深さをネジ頭２３Ａの高さ以上にして、ネジ頭２３Ａをカバープレート４から突出しないようにできる。ただ、この構造のカバープレート４は、侵入する水が凹部２４に流れ込んで溜りやすくなる。このため、凹部２４の水がカバープレート４を透過しないように、すなわちカバープレート４を防水構造でケース本体１Ａに固定している。

防水構造でカバープレート４を固定する構造を図５の断面図と図６の拡大断面図に示す。これ等の図において、止ネジ２３は、カバープレート４の上面に積層しているワッシャ２６とカバープレート４を貫通して、ケース本体１Ａにねじ込んで固定される。

ワッシャ２６は、金属板をプレス加工して製作される。このワッシャ２６は、円盤部２６Ａの外周に沿ってカバープレート４の表面に向かって突出する周壁２６Ｂを有する形状としている。周壁２６Ｂは、全体の高さを等しくして、円盤部２６Ａの中心に貫通孔２６Ｃを設けている。このワッシャ２６は、止ネジ２３でカバープレート４に押し付けられて、周壁全周の下端縁をカバープレート４の上面に密着させる。また、この形状のワッシャ２６は、周壁２６Ｂで円盤部２６Ａを補強する。周壁２６Ｂで補強された円盤部２６Ａが、貫通孔２６Ｃに挿通される止ネジ２３のネジ頭２３Ａで押圧されて、周壁下端縁をカバープレート４に密着させる。周壁下端縁はカバープレート４の表面に密着されるが、この隙間を水が通過しないように、防水構造で密着させる必要はない。ワッシャ２６とカバープレート４を防水構造とするために、ワッシャ２６とカバープレート４との間の非通水性のクッション材２７を配設する。

クッション材２７は、止ネジ２３の締め止め状態において、ワッシャ２６の円盤部２６Ａの内面とカバープレート４の表面とに弾性的に挟着される。弾性的に挟着されたクッション材２７は、それ自体の復元性で、ワッシャ２６の円盤部２６Ａの内面とカバープレート４の表面とに弾性的に押圧して密着して、ワッシャ２６とカバープレート４との間を防水構造とする。この構造でワッシャ２６とカバープレート４を防水するので、ワッシャ２６の周壁下端縁とカバープレート４の表面との間をクッション材２７で必ずしも防水する必要はない。

非通水性のクッション材２７は、軟質の合成樹脂発泡体である。合成樹脂発泡体のクッション材２７は、独立気泡に発泡するものを使用して、優れた非通水性にできる。ただ、表面に非発泡層のある合成樹脂発泡体、あるいは独立気泡と連続気泡を有する合成樹脂発泡体も使用できる。さらに、連続気泡の合成樹脂発泡体のクッション材は、ワッシャで薄く押しつぶして、水を透過させない状態にできる。合成樹脂発泡体のクッション材２７として、ポリエチレン発泡体、又は軟質のポリウレタン発泡体を使用する。ポリエチレン発泡体は、独立気泡を有する状態に発泡して、水に侵されず、水を吸収、透過しない。軟質のウレタン発泡体は発泡倍率を高くして柔軟にできるので、止ネジ２３を締め付ける状態で、ワッシャ２６で薄く押し潰される。このため、ポリウレタン発泡体のクッション材２７は、止ネジ２３をスムーズにねじ込んで、防水構造にできる。

クッション材２７の厚さ（ｄ）、正確には圧縮しない非圧縮状態の厚さ（ｄ）は、図７に示すように、周壁２６Ｂの高さ（ｈ）よりも大きい。周壁２６Ｂの高さ（ｈ）とは、円盤部２６Ａの内面から周壁下端縁までの長さである。ワッシャ２６を締め付ける状態、正確には、ワッシャ２６の周壁下端縁をカバープレート４の表面に密着させる状態において、クッション材２７は、上下の両面をワッシャ２６の内面とカバープレート４の表面に弾性的に押圧して、防水構造を実現するためである。クッション材２７の非圧縮状態の厚さ（ｄ）は、周壁２６Ｂの高さ（ｈ）の３〜１０倍、好ましくは３〜６倍とする。周壁２６Ｂの高さ（ｈ）に対するクッション材２７の非圧縮状態の厚さ（ｄ）の倍率（ｄ／ｈ）は、クッション材２７の柔軟性で最適値とする。たとえば、合成樹脂発泡体の発泡倍率の高いクッション材２７は、周壁２６Ｂの高さ（ｈ）に対する非圧縮状態の厚さ（ｄ）の倍率（ｄ／ｈ）を大きくする。発泡倍率の高いクッション材２７は、より薄く圧縮されるからである。クッション材２７は、必ずしも合成樹脂発泡体を使用する必要はない。合成樹脂発泡体でないクッション材も、柔軟で変形しやすい材質とするほど、周壁２６Ｂの高さ（ｈ）に対する非圧縮状態の厚さ（ｄ）の倍率を大きくして、完全な防水構造とする。

このクッション材２７は、ワッシャ２６の周壁２６Ｂの内側に配設されて、ワッシャ２６の円盤部２６Ａの内面とカバープレート４の表面との間を防水するので、その外形を、好ましくはワッシャ２６の周壁２６Ｂの内形にほぼ等しくする。ただ、クッション材の外形をワッシャの周壁の内形よりも大きくすることもできる。外形が周壁２６Ｂの内形に等しく、あるいはこれより大きいクッション材２７は、止ネジ２３の締め止め状態で、周壁２６Ｂの内面に弾性的に押圧して密着される。外形を周壁２６Ｂで制限しながら圧縮されるクッション材２７は、外周から内側に押圧されて、中心孔２７Ａが小さくなる。小さくなる中心孔２７Ａは、その内面を止ネジ２３のネジ部２３Ｂの表面に密着させる。この状態で締め止めされるクッション材２７は、円盤部２６Ａの内面と、カバープレート４の表面と、周壁２６Ｂの内面と、止ネジ２３のネジ部２３Ｂの表面に押圧して密着されて、理想的な状態で防水する。

クッション材２７は、図７に示す非圧縮状態から、図６に示す圧縮状態に変形される状態で、外周面を周壁２６Ｂの内面に沿って移動して圧縮される。クッション材２７の外形がワッシャ２６の周壁２６Ｂの内形に比較して大きすぎると、圧縮するときに外周面を周壁２６Ｂの内面にスムーズに摺動できなくなる。したがって、クッション材２７の外形は、好ましくは周壁２６Ｂの外形と等しくする。また、クッション材の外形は、周壁の内形よりも小さくすることもできる。それは、圧縮されて外形が大きくなって、周壁の内面に密着されるからである。さらにクッション材は、圧縮される状態で、外面を周壁の内面に密着させないように小さくすることもできる。このクッション材は、外周面と周壁との間を防水しないが、円盤部の内面とカバープレートの表面とを防水するので、締め止め状態ではワッシャとカバープレートを防水構造にできる。

クッション材２７の中心孔２７Ａは、止ネジ２３のネジ部２３Ｂの外径に等しくする。このクッション材２７は、締め止め状態で止ネジ２３のネジ部２３Ｂに密着して、クッション材２７とネジ部２３Ｂとの間を防水する。ただ、クッション材の中心孔はネジ部の外径よりもわずかに大きくすることができる。圧縮されると中心孔が小さくなって、ネジ部の表面に密着されるからである。とくに、外形を周壁２６Ｂの内形に等しく、あるいは周壁２６Ｂの内形よりも大きいクッション材２７は、締め止め状態で外周が周壁２６Ｂで内側に押されて、中心孔２７Ａが小さくなる。このため、このクッション材２７は、中心孔２７Ａの内径をネジ部２３Ｂの外径よりも大きくして、締め止め状態では、中心孔２７Ａの内面をネジ部２３Ｂの表面に押圧し密着できる。

以上の防水構造は、止ネジ２３が締め止め状態までねじ込まれると、ワッシャ２６の周壁２６Ｂの先端縁がカバープレート４の表面に押圧される。この状態で、クッション材２７は、ワッシャ２６の円盤部２６Ａとカバープレート４に圧縮される。圧縮されたクッション材２７は、ワッシャ２６の円盤部２６Ａの内面とカバープレート４の表面に弾性的に押圧して密着されて、ワッシャ２６の円盤部２６Ａの内面とカバープレート４の間を防水構造とする。

電源装置のケース１を図８に示す。この図のケース１は、車両の前後方向に切断した断面を示す。この図のケース１は、ケース本体１Ａの上方開口部をカバープレート４で閉塞している。ケース本体１Ａは、車両のシャーシーやフロアパネルに固定される金属製のベースプレート２と、このベースプレート２の上に固定している上方開口のプラスチックケース３を備える。このケース本体１Ａは、電池を収納するホルダーケース５を内部に固定している。

図に示すケース１は、電池収納部６と送風機収納部７とを内部に設けている。電源装置は、ケース１の電池収納部６が送風機収納部７よりも車両の前方に位置する姿勢で車両に搭載される。ケース１の前方に位置する電池収納部６は、ホルダーケース５を介して複数本の電池モジュールを収納する。複数の電池モジュールは、ホルダーケース５に収納され、このホルダーケース５が電池収納部６に配設される。ケース１の後方に位置する送風機収納部７は、ホルダーケース５の電池モジュールを強制冷却する送風機構８を収納する。送風機構８は、ホルダーケース５に連結されて、ホルダーケース５に冷却空気を強制送風して電池モジュールを冷却する。

さらに電源装置のケース１は、ベースプレート２とプラスチックケース３とカバープレート４を、電池収納部６と送風機収納部７の境界部分で前後に分割して連結している。ケース１を前後に分割している電源装置は、追突事故のときに、電池収納部６の下に送風機収納部７が押し込まれて安全にクラッシュできる。

ベースプレート２を図９に示す。このベースプレート２は、境界部分より前方の前ベースプレート２Ａと後方にある後ベースプレート２Ｂに分割している。前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂは、境界部分を、衝突の衝撃で破断される切断ピン９で連結している。さらに、前ベースプレート２Ａは、後端部に後ろに向かって上り勾配の傾斜面を設けており、後ベースプレート２Ｂは、この傾斜面の下面に沿う傾斜面を設けている。前ベースプレート２Ａと後ベースプレート２Ｂは、傾斜面を積層して切断ピン９で連結している。この構造のベースプレート２は、追突されて切断ピン９が切れると、傾斜面で摺動しながら、後ベースプレート２Ｂが前方に押される。後ベースプレート２Ｂが前進すると、傾斜面が摺動して前ベースプレート２Ａの下に滑り込んで、前ベースプレート２Ａの後端を押し上げる。このため、前ベースプレート２Ａは垂直な方向に傾動して、この下に後ベースプレート２Ｂが滑り込んで、安全にクラッシュする。

プラスチックケース３を図１０に示す。このプラスチックケース３は、境界部分より前方の前プラスチックケース３Ａと後方にある後プラスチックケース３Ｂに分割している。前プラスチックケース３Ａと後プラスチックケース３Ｂに分離するプラスチックケース３は、衝突の衝撃で前後に分離される。分離された後プラスチックケース３Ｂは後ベースプレート２Ｂと一緒に前方に移動し、前プラスチックケース３Ａは前ベースプレート２Ａと一緒に傾動する。ただし、ベースプレートの上に固定しているプラスチックケースは、必ずしも前プラスチックケースと後プラスチックケースに分離してプラスチックで成形する必要はない。クラッシュして、ベースプレート２とカバープレート４が前後に分離されるときに破壊して分離されるからである。

カバープレート４を図１１と図１２に示す。カバープレート４は、境界部分より前方にあって電池収納部６の上面をカバーする前カバープレート４Ａと、後方にあって送風機収納部７の上面をカバーする後カバープレート４Ｂに分割している。前カバープレート４Ａと後カバープレート４Ｂは、耐荷重の優れた金属板で製作される。カバープレート４は、好ましくはアルミニウム合金で製作される。アルミニウム合金のカバープレート４は、軽くて強靭にできる。とくに、焼き入れできるアルミニウム合金が適している。このカバープレート４は、アルミニウム板をプレス成形した後、焼き入れしてさらに強度を向上する。

前カバープレート４Ａは１枚の金属板で、後カバープレート４Ｂは複数枚の金属板を積層して固定している積層金属板である。後カバープレート４Ｂは、積層金属板として前カバープレート４Ａよりも曲げ強度を強くしている。曲げ強度の強い後カバープレート４Ｂは、下面からの支持を少なくして、優れた耐荷重床にできる。このため、後カバープレート４Ｂでカバーする送風機収納部７に設ける支持部を少なくできる。

後カバープレート４Ｂは、２枚アルミニウム合金板を積層して固定している積層金属板である。後カバープレートは、３枚以上の金属板を積層、固定して製作することもできる。積層金属板からなる後カバープレート４Ｂは、積層した金属板を全面ないし一部で接着し、さらに局部的にスポット溶接して製作される。一部を接着材で接着する積層金属板は、十分な強度とするために、接着面積を全積層面積の５０％以上とする。この積層金属板は、金属板の全面あるいは部分的に、金属板を強固に接着できるエポキシ系等の接着材を塗布して重ね、接着材を未硬化とする状態で、両面から溶接の電極で挟着して金属板を互いに接触させる状態でスポット溶接して固定する。この構造は、スポット溶接して固定する状態で、接着材を硬化できるので、接着材の硬化を待つ必要がなく、積層した金属板を能率よく固定できる。この構造の積層金属板からなる後カバープレート４Ｂは、極めて強靭な構造にできる。とくに、アルミニウム合金を２枚に重ねて製作される積層金属板は、軽くて耐荷重を大きくできる。また、この構造の積層金属板は、厚い金属板をプレス成形しないで、各々の金属板を別々に成形して積層するので、簡単かつ容易に、しかも理想的な形状に能率よくプレス成形して固定できる特徴がある。さらに、この構造の積層金属板は、金属板の間に接着材をサンドイッチする３層構造となる。接着材をエポキシ系の接着剤のように硬化状態で硬くなるものを使用すると、強度のある接着層を両面の金属板でサンドイッチする構造となる。接着層は金属板に比較して比重が小さくて軽い。このため、サンドイッチ構造は、軽くて硬い層の両面を金属板で挟着する構造となる。この構造の積層金属板は、全体を厚くして曲げ強度を大きくしながら軽くできる。曲げ強度に影響の大きい両面を強靭な金属板として、厚くするための中間層を軽い接着層とするからである。

ただし、後カバープレートの積層金属板は、積層している金属板を接着し、あるいはスポット溶接し、あるいはまたネジ止して固定し、あるいはこれ等を組み合わせて結合して製作することもできる。

カバープレート４を下面から支持して、耐荷重床とする構造を図１３に示す。この図の電源装置は、プラスチックケース３とカバープレート４との間に、カバープレート４の下面を支持するサポートボス１０を配設している。サポートボス１０はプラスチックケース３とは別部品で、下端をプラスチックケース３に連結して、上端をカバープレート４の下面に配置して、カバープレート４を下面から支持する。サポートボス１０は、プラスチックケース３とカバープレート４との間に垂直な姿勢で配置される。サポートボス１０は、下端をプラスチックケース３に設けた垂直穴に嵌入して垂直な姿勢で連結され、あるいは下端に雄ネジを設けて、これをプラスチックケース３に設けた雌ネジにねじ込んで垂直に固定される。サポートボス１０は、下端部に鍔を設け、この鍔から嵌入部を突出させ、あるいは雄ネジを突出させて、鍔をプラスチックケース３に設けた台座に当接させる構造でカバープレート４の耐荷重を大きくできる。サポートボス１０は、カバープレート４の下面に当接して、カバープレート４の耐荷重を大きくし、あるいは上端をカバープレート４に防水構造でねじ止して、カバープレート４の耐荷重を大きくする。上端をカバープレート４にねじ止するサポートボス１０は、下端もプラスチックケース３をねじ止して、カバープレート４とプラスチックケース３を連結する。

さらに図１３の電源装置は、カバープレート４を下面から支持するために、プラスチックケース３に支柱１１を一体的に成形して設けている。支柱１１は、その上端をカバープレート４の下面に当接する高さに成形されて、カバープレート４を下面から支持する。

支柱１１とサポートボス１０は、送風機収納部７に配設されて、後カバープレート４Ｂを下面から支持する。さらに、図１３の電源装置は、電池収納部６の側方に部品収納部１３を設けて、部品収納部１３にもサポートボス１０を配設している。この図において、電池収納部６の左側の部品収納部１３にサポートボス１０を配設している。サポートボス１０は、下端をプラスチックケース３に連結しており、支柱１１は下端をプラスチックケース３に一体的に成形して連結している。カバープレート４の荷重は、サポートボス１０や支柱１１で支持され、サポートボス１０や支柱１１の荷重はプラスチックケース３を介してベースプレート２で支持される。すなわち、カバープレート４の荷重はサポートボス１０と支柱１１とプラスチックケース３を介してベースプレート２で支持される。ベースプレート２がサポートボス１０と支柱１１を介してカバープレート４を支持できるように、プラスチックケース３のサポートボス１０や支柱１１の下端を連結しているプラスチックケース３の耐荷重部分は、その下面にベースプレート２を配設する。プラスチックケース３の下面をベースプレート２に当接して、ベースプレート２はプラスチックケース３と支柱１１とサポートボス１０を介してカバープレート４を十分な強度で支持する。

さらに、図３、図８及び図１３に示す電源装置は、プラスチックケース３とカバープレート４との間に、電池モジュールを収納するホルダーケース５を収納している。このホルダーケース５は、カバープレート４の下面を支持するホルダーボス１２を設けている。ホルダーケース５は、多数の電池モジュールを水平に並べて収納しており、プラスチックケース３に収納される。図８の電源装置は、電池モジュール２１を２段に並べて収納しているが、電池モジュール２１は１段に、あるいは３段以上に収納することもできる。図のホルダーケース５は、これを貫通する止ネジ１４を介してベースプレート２に固定される。

このホルダーケース５は、カバープレート４を下面から支持するホルダーボス１２を上方に突出して一体的に成形して設けている。ホルダーボス１２の下方に位置して、プラスチックケース３の連結凸部１５を嵌入する連結凹部１６を設けている。ホルダーケース５は、連結凸部１５を連結凹部１６に入れて、プラスチックケース３の定位置に配置される。連結凸部１５を連結凹部１６に入れる状態で、連結凸部１５の上端面と連結凹部１６の下面は互いに接触する水平面で、ホルダーケース５に作用する荷重をプラスチックケース３で支持する。この構造は、カバープレート４に作用する荷重をホルダーボス１２で受け、ホルダーボス１２の荷重をプラスチックケース３で支持し、プラスチックケース３の荷重をベースプレート２で支持するので、ホルダーボス１２がカバープレート４を支持する耐荷重を大きくできる。とくに、ホルダーケース５の荷重をプラスチックケース３でしっかりと受け止めることができる。

ホルダーケース５は、プラスチックを成形して内部を中空状にしているが、この中空部には電池モジュール２１を収納している。すなわち、内部の中空部に電池モジュール２１を収納して、上下方向の耐荷重を大きくしている。

ホルダーケース５が電池モジュール２１を収納する状態を図１４と図１５に示す。図の電源装置は、ホルダーケース５を上下２段に重ねて、電池モジュール２１を２段に収納している。下段のホルダーケース５は、上段のホルダーケース５を上下反転している。各段のホルダーケース５は、図示しないが、内部に複数本の電池モジュールを平行な姿勢で水平に配設している。ただ、本発明の電源装置は、図示しないが、ホルダーケースを１段として、電池モジュールを１段に収納することもできる。

ホルダーケース５は、電池モジュール２１を定位置にセットして簡単に組み立てできるように、主ケース５Ｂと蓋ケース５Ａに分割している。ホルダーケース５は、主ケース５Ｂと蓋ケース５Ａとを互いの当接面で連結して、内部に電池モジュール２１を収納する独立室１７を設けている。ホルダーケース５は、主ケース５Ｂと蓋ケース５Ａとで電池モジュール２１を挟着して定位置に保持する。蓋ケース５Ａと主ケース５Ｂは、全体をプラスチックで成形している。

上下２段に積層するホルダーケース５は、上段のホルダーケース５を、主ケース５Ｂの上に蓋ケース５Ａを配置した構造とし、下段のホルダーケース５を、主ケース５Ｂの下に蓋ケース５Ａを配置した構造として、２つの主ケース５Ｂを上下の中間で連結している。上下の主ケース５Ｂは周壁１８で連結しており、互いに連結される主ケース５Ｂの間に、各々の電池モジュール２１に冷却空気を送風する通風ダクト１９を設けている。通風ダクト１９は、その一端に通風口（図示せず）を開口しており、この通風口に送風機構８の送風ファン８Ａを連結している。送風ファン８Ａは、通風ダクト１９に冷却空気を強制的に送風して、電池モジュール２１を冷却する。ホルダーケース５は、送風ファン８Ａで送風される冷却空気を各々の電池モジュール２１に強制的に送風するために、主ケース５Ｂと蓋ケース５Ａとに通気口２０を開口している。通気口２０は、強制的に送風される冷却空気を通過させて、電池モジュール２１に送風して冷却する。この通気口は、図示しないが、各々の電池モジュールの上下に位置して、電池モジュールの軸方向に延長されたスリット状に開口される。この形状のホルダーケース５は、電池モジュール２１の表面に沿って、冷却空気を速やかに流動させて、効率よく冷却できる特長がある。

電池モジュール２１は、ホルダーケース５の内部に形成される独立室１７に配設される。電池モジュール２１を独立室１７の定位置に配設するために、図１５に示すように、電池モジュール２１は電池の連結部をエラストマ筒２２でカバーして、電池の外径よりも太くしている。エラストマ筒２２は、独立室１７の内面に挟着されて、独立室１７の内面と電池表面との間に、空気を通過できる隙間を設けている。この構造は、独立室１７の内面と電池モジュール２１の表面との間に一定の隙間を設けて、冷却空気をスムーズに流動できる。

電池モジュール２１は、複数の二次電池を直列接続して直線状に連結している。電池モジュール２１は、４〜８本の、たとえば５又は６本の二次電池を、直列接続して直線状に連結している。ただし、電池モジュール２１は、１本の二次電池で構成することもできる。電池モジュール２１は、円筒型あるいは角型の二次電池を、金属板の接続体を介して、あるいは接続体を介することなく電池端面を直接に直列接続して直線状に連結している。電池モジュール２１の両端には、正極端子と負極端子からなる電極端子を連結している。電極端子は、金属板のバスバー（図示せず）をネジ止して、隣接する電池モジュール２１を直列に、あるいは並列に連結する。

電池モジュール２１の二次電池は、ニッケル−水素電池である。ただ、電池モジュールの二次電池は、ニッケル−カドミウム電池やリチウムイオン二次電池等を使用することもできる。

従来のワッシャとカバープレートの防水構造を示す断面図である。 本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の斜視図である。 図２に示す電源装置の分解斜視図である。 図２に示す電源装置を車両に搭載する状態を示す概略図である。 カバープレートを防水構造で固定する構造を示す断面図である。 図５に示す防水構造の拡大断面図である。 図６に示す止ネジであって、クッション材の非圧縮状態を示す拡大断面図である。 図２に示す電源装置の横端面図である。 ベースプレートの斜視図である。 プラスチックケースの斜視図である。 カバープレートの斜視図である。 後カバープレートの斜視図である。 図３に示す電源装置の分解斜視図である。 図２に示す電源装置の縦端面図である。 図１４に示す電源装置のホルダーケースの拡大断面図である。

符号の説明

１…ケース １Ａ…ケース本体
１ａ…立上壁
２…ベースプレート ２Ａ…前ベースプレート
２Ｂ…後ベースプレート
３…プラスチックケース ３Ａ…前プラスチックケース
３Ｂ…後プラスチックケース
４…カバープレート ４Ａ…前カバープレート
４Ｂ…後カバープレート
５…ホルダーケース ５Ａ…蓋ケース
５Ｂ…主ケース
６…電池収納部
７…送風機収納部
８…送風機構 ８Ａ…送風ファン
９…切断ピン
１０…サポートボス
１１…支柱
１２…ホルダーボス
１３…部品収納部
１４…止ネジ
１５…連結凸部
１６…連結凹部
１７…独立室
１８…周壁
１９…通風ダクト
２０…通気口
２１…電池モジュール
２２…エラストマ筒
２３…止ネジ ２３Ａ…ネジ頭
２３Ｂ…ネジ部
２４…凹部
２５…固定孔
２６…ワッシャ ２６Ａ…円盤部
２６Ｂ…周壁
２６Ｃ…貫通孔
２７…クッション材 ２７Ａ…中心孔
３０…フロア
３１…フロアパネル
３２…荷台
４０…防水ワッシャ
４１…保持溝
４２…折曲片
４３…パッキン
４４…止ネジ
４５…カバープレート

Claims (5)

1. 電池を収納しているケース(1)が、上方の開口部しているケース本体(1A)と、このケース本体(1A)の開口部を閉塞するカバープレート(4)と、カバープレート(4)をケース本体(1A)に固定する止ネジ(23)と、止ネジ(23)とカバープレート(4)との間に配設しているワッシャ(26)と、さらにワッシャ(26)とカバープレート(4)との間に配設している非通水性のクッション材(27)とを備え、
   カバープレート(4)は、ケース本体(1A)に固定する止ネジ(23)を貫通させる固定孔(25)を開口しており、
   止ネジ(23)は、ワッシャ(26)とクッション材(27)とカバープレート(4)を貫通して、ネジ部(23B)をケース本体(1A)にねじ込んで、カバープレート(4)をケース本体(1A)に固定しており、
   ワッシャ(26)は、円盤部(26A)の外周に沿ってカバープレート(4)の表面に向かって突出する周壁(26B)を有し、
   クッション材(27)は、非圧縮状態の厚さ(d)を周壁(26B)の高さ(h)より厚くして、非圧縮状態から圧縮状態に変形される状態で、外周面を周壁(26B)の内面に沿って移動させて圧縮されるようにワッシャ(26)の周壁内に配設され、
   ワッシャ(26)とクッション材(27)とカバープレート(4)を貫通して止ネジ(23)がケース本体(1A)に締め止めするまでねじ込まれて、ワッシャ(26)が周壁(26B)の先端縁をカバープレート(4)の表面に押圧し、クッション材(27)がワッシャ(26)の円盤部(26A)とカバープレート(4)で圧縮されて、ワッシャ(26)の円盤部(26A)の内面とカバープレート(4)の表面の間を防水構造としてなる車両用の電源装置。
2. 非通水性のクッション材(27)が軟質の合成樹脂発泡体である請求項１に記載される車両用の電源装置。
3. カバープレート(4)が上面に凹部(24)を設けて、凹部(24)に止ネジ(23)の固定孔(25)を設けており、止ネジ(23)のネジ頭(23A)を凹部(24)に配設して、止ネジ(23)がカバープレート(4)をケース本体(1A)に固定している請求項１に記載される車両用の電源装置。
4. カバープレート(4)とワッシャ(26)が金属製である請求項１に記載される車両用の電源装置。
5. 止ネジ(23)が、ワッシャ(26)の周壁先端縁をカバープレート(4)の表面に当接する位置までねじ込まれる状態で、クッション材(27)の中心孔(27A)の内面が止ネジ(23)のネジ部(23B)に水密に密着する請求項１に記載される車両用の電源装置。
   

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