(57)【要約】【課題】溶接ビードの高さを小さくすることが可能な溶接継手を提供する。【解決手段】溶接継手は、第１フレーム部材１と、第２フレーム部材２と、溶接ビード３とを備える。第２フレーム部材２は、第１フレーム部材１の先端部１４上に重なって配置されるフランジ部２４を有している。フランジ部２４は、フランジ部２４の先端に位置する第１部分２４ａと、フランジ部２４の先端とは反対側において第１部分２４ａと隣り合う第２部分２４ｂとを含んでいる。フランジ部２４は、先端部１４に対向している第１面２１ａと、第１面２１ａの反対面である第２面２１ｂとを含んでいる。第１部分２４ａにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離は、第２部分２４ｂにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離よりも小さい。第１部分２４ａは、先端部１４に溶接ビード３により溶接されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フレーム部材と、
第２フレーム部材と、
溶接ビードとを備え、
前記第２フレーム部材は、前記第１フレーム部材の先端部上に重なって配置されるフランジ部を有し、
前記フランジ部は、前記フランジ部の先端に位置する第１部分と、前記フランジ部の先端とは反対側において前記第１部分と隣り合う第２部分とを含み、
前記フランジ部は、前記先端部に対向している第１面と、前記第１面の反対面である第２面とを含み、
前記第１部分における前記第２面と前記先端部との距離は、前記第２部分における前記第２面と前記先端部との距離よりも小さく、
前記第１部分は、前記先端部に前記溶接ビードにより溶接されている、溶接継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、溶接継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１（特開２００３−２３６６８７号公報）には、溶接構造部材が記載されている。特許文献１に記載の溶接構造部材は、平板部とリブとから構成されている中空断面部材と、当該平板部に溶接されている板材とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３６６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池パック等が搭載されるフレームは、複数のフレーム部材（以下においては、第１フレーム部材及び第２フレーム部材という）を溶接することにより組み立てられている。第２フレーム部材は、第１フレーム部材の先端部の上に重なっているフランジ部を有している。先端部及びフランジ部は、溶接ビードにより溶接されている。
【０００５】
溶接ビードとの干渉を避けるために、フレーム上に搭載される電池モジュールと溶接ビードとの間には、隙間を設けられる。溶接ビードが高く形成されてしまう場合、そのような隙間を大きく確保せざるをえない。その結果、フレーム及び電池モジュールを含む電池パック全体のサイズが大型化してしまう。
【０００６】
このような点に鑑み、本開示は、溶接ビードの高さを小さくすることが可能な溶接継手を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る溶接継手は、第１フレーム部材と、第２フレーム部材と、溶接ビードとを備える。第２フレーム部材は、第１フレーム部材の先端部上に重なって配置されるフランジ部を有している。フランジ部は、フランジ部の先端に位置する第１部分と、フランジ部の先端とは反対側において第１部分と隣り合う第２部分とを含んでいる。フランジ部は、先端部に対向している第１面と、第１面の反対面である第２面とを含んでいる。第１部分における第２面と先端部との距離は、第２部分における第２面と先端部との距離よりも小さい。第１部分は、先端部に溶接ビードにより溶接されている。
【０００８】
本開示の一態様に係る溶接継手においては、第１部分に位置する第２面が、第２部分に位置する第２面よりも第１フレーム部材の先端部に近い位置にある。また、本開示の一態様に係る溶接継手においては、第１部分が第１フレーム部材の先端部に溶接ビードにより溶接されている。そのため、本開示の一態様に係る溶接継手においては、第１部分において第２面と先端部との距離が減少している分、溶接ビードの高さが小さくなる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様に係る溶接継手によると、溶接ビードの高さを小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電池パックの側面図である。
【図２】実施形態に係る溶接継手の斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】実施形態の第１変形例に係る溶接継手の断面図である。
【図５】実施形態の第２変形例に係る溶接継手の断面図である。
【図６】実施形態の第３変形例に係る溶接継手の断面図である。
【図７】比較例に係る溶接継手の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。
【００１２】
図１は、電池パックの側面図である。図１に示されるように、電池パックは、電池モジュール４と、フレーム５とを有している。電池モジュール４は、フレーム５に搭載されている。フレーム５は、２段以上形成されているとともに、その各段に電池モジュール４が搭載されている。
【００１３】
フレーム５は、第１フレーム部材１と、第２フレーム部材２とを有しており、第１フレーム部材１と第２フレーム部材２とを溶接で接合することにより組み立てられている。電池モジュール４は、第１フレーム部材１と第２フレーム部材２との溶接部（後述する溶接ビード３）を跨ぐように配置されている。以下においては、第１フレーム部材１と第２フレーム部材２との溶接継手を、実施形態に係る溶接継手として説明する。
【００１４】
（実施形態に係る溶接継手の構成）
以下に、実施形態に係る溶接継手の構成を説明する。
【００１５】
図２は、実施形態に係る溶接継手の斜視図である。図２に示されるように、実施形態に係る溶接継手は、第１フレーム部材１と、第２フレーム部材２と、溶接ビード３とを有している。溶接ビード３は、溶接線の方向に沿って形成されている。
【００１６】
この溶接線の方向を、第１方向ＤＲ１という。なお、第１方向ＤＲ１と直交するとともに、第１フレーム部材１及び第２フレーム部材２の板厚方向と直交する方向を、第２方向ＤＲ２という。
【００１７】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。なお、図３の断面図は、溶接線の方向（第１方向ＤＲ１）に直交する断面図である。図３に示されるように、第１フレーム部材１は、平板部１１と、平板部１２と、リブ１３とを有している。例えば、第１フレーム部材１は、アルミニウム合金の押出材（押出成型されたアルミニウム合金材）で形成されている。
【００１８】
平板部１１は、第１面１１ａと、第２面１１ｂとを有している。第２面１１ｂは、第１面１１ａの反対側の面である。第１面１１ａ及び第２面１１ｂは、平板部１１の主面を構成している。平板部１２は、第１面１２ａと、第２面１２ｂとを有している。第２面１２ｂは、第１面１２ａの反対側の面である。第１面１２ａ及び第２面１２ｂは、平板部１２の主面を構成している。平板部１１及び平板部１２は、第１面１１ａ及び第１面１２ａが互いに対向するように配置されている。
【００１９】
リブ１３は、第１面１１ａ及び第１面１２ａに交差する方向に沿って延びている。リブ１３は、平板部１１及び平板部１２の間に配置されている。リブ１３は、平板部１１と平板部１２とを接続している。
【００２０】
第１フレーム部材１は、先端部１４を有している。先端部１４は、第２方向ＤＲ２における第１フレーム部材１の先端に位置している。先端部１４における平板部１１と平板部１２との間隔は、先端部１４以外における平板部１１と平板部１２との間隔よりも狭くなっている。先端部１４に位置する第２面１１ｂには、段差が形成されていない。
【００２１】
第２フレーム部材２は、平板部２１と、平板部２２と、リブ２３とを有している。例えば、第２フレーム部材２は、アルミニウム合金の押出材で形成されている。
【００２２】
平板部２１は、第１面２１ａと、第２面２１ｂとを有している。第２面２１ｂは、第１面２１ａの反対側の面である。第１面２１ａ及び第２面２１ｂは、平板部２１の主面を構成している。平板部２２は、第１面２２ａと、第２面２２ｂとを有している。第２面２２ｂは、第１面２２ａの反対側の面である。第１面２２ａ及び第２面２２ｂは、平板部２２の主面を構成している。平板部２１及び平板部２２は、第１面２１ａ及び第１面２２ａが互いに対向するように配置されている。
【００２３】
リブ２３は、第１面２１ａ及び第１面２２ａに交差する方向に沿って延びている。リブ２３は、平板部２１及び平板部２２の間に配置されている。リブ２３は、平板部２１と平板部２２とを接続している。
【００２４】
第２フレーム部材２は、フランジ部２４を有している。フランジ部２４は、平板部２１の一部を構成している。フランジ部２４は、最も第１フレーム部材１側に位置するリブ２３から突出するように延びている。フランジ部２４は、先端部１４の上に重なるように配置されている。フランジ部２４に位置する第１面２１ａは、先端部１４に位置する第２面１１ｂに接していることが好ましい。
【００２５】
フランジ部２４は、第１部分２４ａと第２部分２４ｂとを有している。第１部分２４ａは、第２方向ＤＲ２におけるフランジ部２４の先端に位置している。第２部分２４ｂは、第２方向ＤＲ２におけるフランジ部２４の先端とは反対側において、第１部分２４ａと隣り合って配置されている。
【００２６】
第１部分２４ａにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離（すなわち、第１部分２４ａに位置する第２面２１ｂと先端部１４に位置する第２面１１ｂとの距離）は、第２部分２４ｂにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離（すなわち、第２部分２４ｂに位置する第２面２１ｂと先端部１４に位置する第２面１１ｂとの距離）よりも短い。すなわち、フランジ部２４に位置する第２面２１ｂには、第１部分２４ａと第２部分２４ｂとの境界を跨ぐように段差が形成されている。第１部分２４ａにおけるフランジ部２４の板厚は、第２部分２４ｂにおけるフランジ部２４の板厚よりも薄くなっている。
【００２７】
第２方向ＤＲ２における第１部分２４ａの幅は、例えば、第２方向ＤＲ２における第２部分２４ｂの幅に等しい。第１部分２４ａにおけるフランジ部２４の板厚は、例えば、第２部分２４ｂにおけるフランジ部２４の板厚の０．７倍以下である。
【００２８】
第２部分２４ｂに位置する第２面２１ｂは、フランジ部２４以外に位置する第２面２１ｂと面一になっている。第１部分２４ａ以外に位置する第２面２１ｂを、一般面ということがある。
【００２９】
先端部１４とフランジ部２４とは、溶接ビード３により溶接されている。溶接ビード３は、溶融したアルミニウム合金製の溶接材料と部分的に溶融した母材（すなわち、先端部１４及びフランジ部２４）とが混合・冷却されて形成されている。これにより、先端部１４とフランジ部２４とが、冶金的に接合されている。
【００３０】
なお、溶接ビード３は、フランジ部２４が先端部１４上に重なるように第１フレーム部材１及び第２フレーム部材２を組み付けた状態でＴＩＧ（Tungsten  Inert  Gas）溶接、ＭＩＧ（Metal  Inert  Gas）溶接、レーザ溶接等を行うことにより形成される。
【００３１】
溶接ビード３の頂点３ａは、溶接線に直交する方向（第２方向ＤＲ２）において、第１部分２４ａと重なる位置に形成されている。溶接線に直交する断面視において、一般面の上方に位置している。なお、溶接ビード３の頂点３ａは、一般面からの距離が最大となる溶接ビード３の表面上の位置である。頂点３ａと一般面との間の距離を、突出量ということがある。突出量は、例えば、第２部分２４ｂに位置するフランジ部２４の板厚の０．７倍以下である。
【００３２】
溶接ビード３は、第２方向ＤＲ２における一方端が、第２部分２４ｂに達するように形成されていなくてもよい。すなわち、少なくとも第１部分２４ａが、溶接ビード３で先端部１４に溶接されていればよい。溶接ビード３は、第２方向ＤＲ２における他方端が、先端部１４を越えないように形成されていてもよい。
【００３３】
（実施形態の第１変形例に係る溶接継手の構成）
図４は、実施形態の第１変形例に係る溶接継手の断面図である。図４の断面図は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに相当する位置における断面図である。図４に示されるように、実施形態の第１変形例に係る溶接継手においては、第２フレーム部材２は、フランジ部２５をさらに有していてもよい。フランジ部２５は、平板部２２の一部を構成している。
【００３４】
フランジ部２５は、最も第１フレーム部材１側に位置するリブ２３から突出するように延びている。フランジ部２５は、先端部１４の下に重なるように配置されている。すなわち、第２フレーム部材２がフランジ部２５を有している場合、先端部１４は、フランジ部２４とフランジ部２５との間に挿入されている。
【００３５】
（実施形態の第２変形例に係る溶接継手の構成）
図５は、実施形態の第２変形例に係る溶接継手の断面図である。図５の断面図は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに相当する位置における断面図である。図５に示されるように、実施形態の第２変形例に係る溶接継手においては、第２フレーム部材２は、フランジ部２４に代えて、フランジ部２５のみを有している。
【００３６】
フランジ部２５は、第１部分２５ａと第２部分２５ｂとを有している。第１部分２５ａは、第２方向ＤＲ２におけるフランジ部２５の先端に位置している。第２部分２５ｂは、第２方向ＤＲ２におけるフランジ部２５の先端とは反対側において、第１部分２５ａと隣り合って配置されている。
【００３７】
第１部分２５ａにおける第２面２２ｂと先端部１４との距離（すなわち、第１部分２５ａに位置する第２面２２ｂと先端部１４に位置する第２面１２ｂとの距離）は、第２部分２５ｂにおける第２面２２ｂと先端部１４との距離（すなわち、第２部分２５ｂに位置する第２面２２ｂと先端部１４に位置する第２面１２ｂとの距離）よりも短い。すなわち、フランジ部２５に位置する第２面２２ｂには、第１部分２５ａと第２部分２５ｂとの境界を跨ぐように段差が形成されている。第１部分２５ａにおけるフランジ部２５の板厚は、第２部分２５ｂにおけるフランジ部２５の板厚よりも薄くなっている。なお、実施形態の第２変形例に係る溶接継手においては、第１部分２５ａ以外に位置する第２面２２ｂが一般面となる。
【００３８】
実施形態の第３変形例に係る溶接継手においては、溶接ビード３は、第２方向ＤＲ２において、頂点３ａが第１部分２５ａと重なる位置に配置されるように形成されている。溶接線に直交する断面視において、頂点３ａは、一般面の下方に位置している。
【００３９】
（実施形態の第３変形例に係る溶接継手）
図６は、実施形態の第３変形例に係る溶接継手の断面図である。図６の断面図は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに相当する位置における断面図である。図６に示されるように、実施形態の第３変形例に係る溶接継手は、第１部分２４ａにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離が第２部分２４ｂにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離よりも小さくなっている点に関して、実施形態に係る溶接継手と同様である。
【００４０】
しかしながら、実施形態の第３変形例に係る溶接継手においては、第１部分２４ａにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離が第２方向ＤＲ２におけるフランジ部２４の先端に近づくほど小さくなるように、第１面２１ａに対して傾斜している。このように、第１部分２４ａにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離が第２部分２４ｂにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離よりも小さくなっていればよく、フランジ部２４に位置する第２面２１ｂに第１部分２４ａと第２部分２４ｂとの境界を跨ぐような段差が形成されていることは、必須ではない。
【００４１】
（実施形態に係る溶接継手の効果）
実施形態に係る溶接継手の効果を、比較例と対比しながら説明する。
【００４２】
図７は、比較例に係る溶接継手の断面図である。図７の断面図は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに相当する位置における断面図である。図７に示されるように、比較例に係る溶接継手の構成は、フランジ部２４の構成を除き、実施形態に係る溶接継手の構成と同一である。
【００４３】
比較例に係る溶接継手においては、フランジ部２４において、第２面２１ｂと先端部１４との距離が一定になっていることに起因して、溶接ビード３の突出量が大きくなる。そのため、比較例に係る溶接継手を用いてフレーム５を組み立てた場合、電池モジュール４に溶接ビード３との干渉を回避するために電池モジュール４と溶接ビード３との間の隙間を確保せざるをえず、電池パックが大型化してしまう。
【００４４】
他方、実施形態に係る溶接継手においては、フランジ部２４が第１部分２４ａ及び第２部分２４ｂを有しており、かつ、第１部分２４ａにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離が第２部分２４ｂにおける第２面２１ｂと先端部１４との距離よりも小さくなっているため、第１部分２４ａにおいて第２面２１ｂと先端部１４との距離が減少している分、溶接ビード３の突出量が小さくなる。その結果、実施形態に係る溶接継手を用いてフレーム５を組み立てた場合、電池モジュール４と溶接ビード３との干渉を確保するために電池モジュール４と溶接ビード３との間に確保されるべき隙間が小さくなる。したがって、実施形態に係る溶接継手によると、電池パックの小型化が可能となる。
【００４５】
以上のように本開示の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。
【符号の説明】
【００４６】
１  第１フレーム部材、２  第２フレーム部材、３  溶接ビード、３ａ  頂点、４  電池モジュール、５  フレーム、１１，１２，２１，２２  平板部、１１ａ，１２ａ，２１ａ，２２ａ  第１面、１１ｂ，１２ｂ，２１ｂ，２２ｂ  第２面、１３，２３  リブ、１４  先端部、２４，２５  フランジ部、２４ａ，２５ａ  第１部分、２４ｂ，２５ｂ  第２部分、ＤＲ１  第１方向、ＤＲ２  第２方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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