(57)【要約】      （修正有）【課題】締結部材の本数を増やすことなく、シール性の高い蓄電装置を提供する。【解決手段】アッパーケース１０２とロアケース１０４とにより形成され、蓄電体を収容するケース１００と、前記ケース１００が浸水する際に水位の上昇に伴って浮力により上昇するフロート４と、前記フロートの浮力を、前記アッパーケース１０２と前記ロアケース１０４のうち一方が他方を押圧する押圧力に変換する変換部材２とを備える蓄電装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アッパーケースとロアケースとにより形成され、蓄電体を収容するケースと、
前記ケースが浸水する際に水位の上昇に伴って浮力により上昇するフロートと、
前記フロートの浮力を、前記アッパーケースと前記ロアケースのうち一方が他方を押圧する押圧力に変換する変換部材とを備えることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記変換部材は、前記フロートの浮力を前記アッパーケースが前記ロアケースを押圧する押圧力に変換する。
【請求項３】
前記アッパーケースは、前記変換部材から力を受ける受け部を備え、
前記変換部材は、一端部が前記ロアケースの外面に固定され、他端部が前記受け部に当接するフック状部材であり、
前記フック状部材は、前記他端部よりも高い位置に頂点部を有し、前記一端部から前記頂点部に近づく程前記ケースから離間し、前記頂点部から前記他端部に近づく程前記ケースに接近する屈曲形状に形成されており、
前記フロートは、前記フック状部材における前記頂点部と前記他端部との間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記変換部材は、前記アッパーケース及び前記ロアケースのシール位置を包囲するように、前記ケースの全周にわたって連続的に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記フロートは、前記変換部材の全周にわたって連続的に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記フロートは、互いに独立する複数の独立フロート部から構成されることを特徴とする請求項４に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記変換部材は、前記フロートの上昇により弾性変形しながら、前記受け部を介して前記アッパーケースを前記ロアケースに押し付けることを特徴とする請求項２乃至６のうちいずれか一つに記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記フロートは、前記変換部材を挟んで前記ケースに対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項２乃至７のうちいずれか一つに記載の蓄電装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか一つに記載の蓄電装置を車体の外側底部に配置したことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置を構成するケースのシール性に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
充放電可能な二次電池を動力源として搭載したハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）や電気自動車（Electric Vehicle）が知られている。ハイブリッド自動車や電気自動車に用いられる車両用二次電池は、ロアケース及びアッパーケースにより構成されたケース内に収容されている。ロアケース及びアッパーケースの接触面には、外部から水が流入するのを防止するためにシール部材が施されている。
【０００３】
特許文献１には、車両に搭載されるバッテリの搭載構造が開示されている。このバッテリ搭載構造では、バッテリ搭載トレイが車両用骨格フレームに対してシール部材を介してボルトやナットなどの締結手段により固定されることで、シール性が確保された水密構造となっており、バッテリ搭載トレイ内に水が浸入することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４８７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッテリケースのシール性を高める方法として、ロアケース及びアッパーケースを互いに連結固定する締結部材の本数を増やす方法が考えられる。多数の締結部材を用いてシール性を高めることにより、ケース内への水の浸入を防ぐことはできるが、バッテリの回収時にケースを開ける作業が煩雑となる。
【０００６】
そこで、本発明は、締結部材の本数を増やすことなく、シール性の高い蓄電装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明に係る蓄電装置は、（１）アッパーケースとロアケースとにより形成され、蓄電体を収容するケースと、前記ケースが浸水する際に水位の上昇に伴って浮力により上昇するフロートと、前記フロートの浮力を、前記アッパーケースと前記ロアケースのうち一方が他方を押圧する押圧力に変換する変換部材とを備えることを特徴とする。
【０００８】
（２）上記（１）の構成において、前記変換部材は、前記フロートの浮力を前記アッパーケースが前記ロアケースを押圧する押圧力に変換することができる。
【０００９】
（３）上記（２）の構成において、前記変換部材は、一端部が前記ロアケースの外面に固定され、他端部が前記受け部に当接するフック状部材であり、前記フック状部材は、前記他端部よりも高い位置に頂点部を有し、前記一端部から前記頂点部に近づく程前記ケースから離間し、前記頂点部から前記他端部に近づく程前記ケースに接近する屈曲形状に形成されており、前記フロートは、前記フック状部材における前記頂点部と前記他端部との間に形成されている。（３）の構成によれば、フロートが浸水時に上昇し、前記フック状部材の前記他端部を介してアッパーケースをロアケースに押し付けることができる。
【００１０】
（４）上記（３）の構成において、前記変換部材は、前記アッパーケース及び前記ロアケースのシール位置を包囲するように、前記ケースの全周にわたって連続的に形成することができる。（４）の構成によれば、前記アッパーケース及び前記ロアケースの密着面全体を押圧することが可能となり、よりシール性を高めることができる。
【００１１】
（５）上記（４）の構成において、前記フロートは、前記変換部材の全周にわたって連続的に形成することができる。（５）の構成によれば、前記アッパーケース及び前記ロアケースの密着面における密着力のバラツキを抑制できる。
【００１２】
（６）上記（４）の構成において、前記フロートは、互いに独立する複数の独立フロート部から構成することができる。（６）の構成によれば、一部の前記独立フロートがフロートとして機能しなくなっても、残りの前記独立フロートにより前記アッパーケース及び前記ロアケースを密着させる密着力を得ることができる。
【００１３】
（７）上記（２）乃至（６）の構成において、前記変換部材は、前記フロートの上昇により弾性変形しながら、前記受け部を介して前記アッパーケースを前記ロアケースに押し付けることができる。（７）の構成によれば、フロートの浮力を前記アッパーケースを押圧する押圧力に確実に変換することができる。
【００１４】
（８）上記（２）乃至（７）の構成において、前記フロートは、前記変換部材を挟んで前記ケースに対向する位置に形成することができる。（８）の構成によれば、フロートによる浮力をより確実に得ることができる。
【００１５】
（９）上記（１）乃至（８）の蓄電装置は、シール性が高められているため、車体の外側底部に配置することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、締結部材の本数を増やすことなく、シール性の高い蓄電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】蓄電装置を搭載した車両を車幅方向から視た図である
【図２】バッテリの平面図（Ｚ矢視図）である。
【図３】図２のバッテリをＡ−Ａ´面で切断したシール補強部材の断面図であり、バッテリが浸水する前の状態を示す。
【図４】図３に対応する図であり、バッテリが浸水した後の状態を示す。
【図５】第２実施形態に係るシール補強部材１’の斜視図である。
【図６】独立フロートの製造方法を有効に実施するための製造装置の概略斜視図である。
【図７】第３の実施形態に係るシール補強部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、各実施形態にかかる蓄電装置について説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、蓄電装置を搭載した車両を車幅方向から視た図であり、蓄電装置以外の要素を点線で図示する。車両３００は、バッテリ２００を備える。車両３００は、バッテリ２００の電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる電気自動車であってもよい。車両３００は、バッテリ２００の電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力により車輪を回転させる第１の駆動経路と、内燃機関で得られた駆動力により車輪を回転させる第２の駆動経路とを動力源として兼用するハイブリッド自動車であってもよい。
【００２０】
バッテリ２００は、フロアパネル３０１の下面、すなわち、フロアパネル３０１の車両外側の外面に固定される。バッテリ２００は、バッテリケース１００と、図示しない複数の単電池を備える。これらの単電池は、電気的に接続されており、バッテリケース１００の内部に収容されている。単電池は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池であってもよい。
【００２１】
本実施形態に係るバッテリ２００は、フロアパネル３０１の車両外部に固定されるため、降雨などの際に、バッテリ２００の一部又は全部が浸水するおそれがある。そこで、本実施形態に係るバッテリ２００は、下記のシール補強部材を備える。図１乃至図３を参照しながら、バッテリ２００及びシール補強部材１について説明する。図２は、バッテリの平面図（Ｚ矢視図）である。図３は、図２のバッテリをＡ−Ａ´面で切断したシール補強部材の断面図であり、バッテリが浸水する前の状態を示す。図４は、図３に対応する図であり、バッテリが浸水した後の状態を示す。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに異なる直交する三軸である。
【００２２】
これらの図を参照して、本実施形態に係るバッテリケース１００は、シール補強部材１と、締結部材１０６とを備える。バッテリケース１００は、アッパーケース１０２と、ロアケース１０４とを含む。アッパーケース１０２の上面は、フロアパネル３０１の車両外側の面に固定される。固定方法は、締結部材を用いた締結手段であってもよい。アッパーケース１０２がフロアパネル３０１に固定されることにより、バッテリ２００は車両３００の底面に吊り持ち支持される。
【００２３】
アッパーケース１０２は、有底筒形状に形成されており、Ｚ軸方向視において矩形の開口部を備える。アッパーケース１０２の開口部の縁には、Ｘ―Ｙ面方向に沿って延びるフランジ部１０２Ｆが形成されている。ロアケース１０４は、有底筒形状に形成されており、Ｚ軸方向視において矩形の開口部を備える。ロアケース１０４の開口部の縁には、Ｘ―Ｙ面方向に沿って延びるフランジ部１０４Ｆが形成されている。アッパーケース１０２のフランジ部１０２Ｆ及びロアケース１０４のフランジ部１０４Ｆは、これらのアッパーケース１０４及びロアケース１０４を一体化してバッテリケース１００を構成する際に、締結部材１０６により互いに連結固定される。
【００２４】
図２に図示するように、締結部材１０６は、平面視（Ｚ軸方向視）において、フランジ部１０２Ｆ及びフランジ部１０４Ｆの四隅に締結される。本実施形態では、後述するように、バッテリケース１００のシール性がシール補強部材１により高められるため、締結部材１０６の本数を少なくすることができる。これにより、コストが削減され、バッテリの交換作業が容易化される。
【００２５】
図３に図示するように、ロアケース１０４は、アッパーケース１０２と密着する面にシール部材収容部１０４Ａを備える。シール部材収容部１０４Ａは、ロアケース１０４における前記密着面の全周にわたって形成される。シール部材収容部１０４Ａには、シール部材１０８が収容される。シール部材１０８は、シール部材収容部１０４ＡよりもＺ軸方向の寸法が大きく設定されている。アッパーケース１０２及びロアケース１０４が一体化されると、アッパーケース１０２が当接することによりシール部材１０８はＺ軸方向に弾性変形しながら圧縮される。これにより、アッパーケース１０２及びロアケース１０４の間のシール性が確保される。
【００２６】
アッパーケース１０２及びロアケース１０４の境界部分であるシール位置には、シール補強部材１が設けられる。シール補強部材１は、バッテリ２００の浸水時に、アッパーケース１０２及びロアケース１０４の密着力を高めることにより、シール性を向上させる。以下、シール補強部材１の構成について詳細に説明する。
【００２７】
シール補強部材１は、浮力変換部材２とフロート４とを含み、フランジ部１０２Ｆ、１０４Ｆの外周に沿って配置されることにより、アッパーケース１０２及びロアケース１０４のシール位置を包囲する。浮力変換部材２は、フック状に形成されている。浮力変換部材２の一端部に位置する固定端２ａはロアケース１０４の外面に固定され、他端部に位置する押圧端２ｂはアッパーケース１０２のフランジ部１０２Ｆの上面に当接する。押圧端２ｂは、アッパーケース１０２のフランジ部１０２Ｆに形成された当接部１０２Ｆ１に当接する。当接部１０２Ｆ１は、フランジ部１０２Ｆの外周全周にわたって形成されており、浮力変換部材２がバッテリケース１００に接近するのを禁止する。
【００２８】
浮力変換部材２の固定端２ａと押圧端２ｂとの間には頂点部２ｐが形成されており、この頂点部２ｐは押圧端２ｂよりも高い位置に形成されている。浮力変換部材２は、固定端２ａから頂点部２ｐに近づく程バッテリケース１００から離間し、頂点部２ｐから押圧端２ｂに近づく程バッテリケース１００に接近する屈曲形状に形成されている。上述の構成によれば、浮力変換部材２における固定端２ａと頂点部２ｐとの間の領域に、浮力変換部材２を押し上げる力を付与することにより、押圧端２ｂを下方に押し下げる押下力を発生させることができる。
【００２９】
浮力変換部材２は、弾性材料であってもよい。当該弾性材料は、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）であってもよい。また、浮力変換部材２は、射出成型により製造することができる。
【００３０】
浮力変換部材２の側面（Ｙ軸方向とは反対方向の外面）にはフロート４が配置される。フロート４は、バッテリケース１００の周囲が浸水した際に、浮力によって上動する。フロート４は、浮力変換部材２の固定端２ａと頂点部２ｐの間に位置し、浮力変換部材２をはさんでバッテリケース１００と対向する。浮力変換部材２は、平面視において、バッテリケース１００を包囲するように形成されている。これにより、フランジ部１０２Ｆの全周に亘ってアッパーケース１０２をロアケース１０４に押し付けることができる。
【００３１】
フロート４は、内部に空気が充填された中空構造であってもよい。フロート４は、浮力変換部材２と同じ材料で形成してもよい。フロート４及び浮力変換部材２が同じ材料で形成される場合、これらを一体的に射出成型により製造することができる。これにより、製造効率を高めることができる。図３及び図４に図示するように、フロート４は、その断面形状が円形に形成されている。
【００３２】
次に、バッテリケース１００の浸水時における、シール補強部材１の動作を説明する。図３の非浸水状態から図４の浸水状態に移行すると、水位の上昇に伴ってシール補強部材１のフロート４が上昇する。この際、浮力変換部材２の固定端２ａがロアケース１０４（フランジ部１０４Ｆ）に固定されているため、フロート４の動きが規制される。そのため、フロート４は、浮力変換部材２をバッテリケース１００に接近させる方向に弾性変形させながら上昇する。
【００３３】
ここで、浮力変換部材２の押圧端２ｂは、当接部１０２Ｆ１によって水平方向の移動が規制されているため、より効果的にフランジ部１０２Ｆに対する押下力を得ることができる。これにより、アッパーケース１０２及びロアケース１０４の密着力が高まり、浸水時のバッテリケース１００のシール性を非浸水時と比べて高めることができる。
【００３４】
以上のような本実施形態のシール補強部材１を備えるバッテリケース１００によれば、浸水時にフロート４の浮力を利用してアッパーケース１０２及びロアケース１０４の密着力を高めてシール性を向上させることができる。
【００３５】
また、上述したように、浮力変換部材２の押圧端２ｂは、アッパーケース１０２に対して当接しているだけであり固定はされていない。そのため、浮力変換部材２をバッテリケース１００から離間する方向に弾性変形させることにより、フランジ部１０２Ｆから容易に退避させることができる。浮力変換部材２をフランジ部１０２Ｆから退避させた状態で、締結部材１０６による締結を解除することにより、アッパーケース１０２を簡単にロアケース１０４から取り外すことができる。これにより、バッテリ交換が容易となる。
【００３６】
さらに、上述したように、本実施形態では、シール補強部材１によりバッテリ２００のシール性が高められているため、締結部材１０６の本数を少なくできる。したがって、バッテリの交換時に締結を解除すべき締結部材１０６の本数が少なくなるため、より一層バッテリの交換作業を容易化できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、図５を参照しながら、第２の実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係るシール補強部材１’の斜視図であり、説明を容易にするためにシール補強部材１´の一部を切断して部分的に図示している。第２の実施形態では、フロートが複数に分割されている。なお、第１の実施形態と同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付すことにより詳細な説明を省略する。
【００３８】
浮力変換部材２は第１の実施形態と同様の構成である。独立フロート４’は、浮力変換部材２が延びる方向に沿って複数に分割されている。複数個に分割することで、フロート内の空気の偏りによる押圧力のバラつきが抑制され、フランジ部１０２Ｆ及び１０４Ｆの密着面における密着力のバラツキを抑制できる。
【００３９】
また、第１の実施形態におけるフロート４では、フロート４が浮力変換部材２に沿って連続的に形成されているため、外的な要因によりフロート４の一部が破損した場合には、そこから水が流入し、フロート４が機能しなくなるおそれがある。これに対して、本実施形態では、それぞれ独立した独立フロート４’を有するため、一部の独立フロート４’がフロートとして機能しなくなっても、他の独立フロート４’によりシール補強部材１’の機能を維持することができる。
【００４０】
次に、本実施形態の独立フロート４’の製造方法について詳細に説明する。図６は、独立フロート４’の製造方法を有効に実施する製造装置の概略斜視図である。同図を参照して、押出成型機６０は、シール補強部材１´の母材となる実施形態１のシール補強部材１を押出成形法により成型する。押出成形機６０の押出出口近傍には、チョッパ５０が位置する。チョッパ５０は、図示しない駆動装置から伝達される駆動力により、押出成形機６０から押し出されるフロート４の押出経路に対して進退可能である。チョッパ５０は、先端部が尖ったテーパー状に形成されており、図示しない加熱装置により昇温される。
【００４１】
最初に、フロート４の押出経路にチョッパ５０を進入させ、チョッパ５０の先端部をフロート４に押し当てる。次に、チョッパ５０の先端部をフロート４に押し当てた状態で、チョッパ５０を加熱して、フロート４を部分的に熱溶融させる。このとき、一時的にフロート４には穴部が形成されるが、熱溶融したフロート４の素材によりこの穴部は直ちに塞がれる。穴部が塞がれると、チョッパ５０は直ちに押出経路から退避する。チョッパ５０を所定周期で押出経路に進退させることにより、複数の独立したフロート４´を得ることができる。上述の方法によれば、浮力変換部材２の成型と並行して、独立フロート４’を得ることができる。これにより、製造効率を高めることができる。
【００４２】
なお、本実施形態の独立フロート４’は、第１の実施形態で示したフロート４を部分的に熱溶融させることにより形成したが、これに限られるものではなく、独立した複数のフロートを予め準備しておき、これらのフロートを浮力変換部材２の外面に沿って、配列することによりフロート群を形成してもよい。
【００４３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、フロート４の浮力をアッパーケース１０２がロアケース１０４を押圧する押圧力に変換する浮力変換部材の構成が実施形態１と相違する。以下の説明では、実施形態１との相違点を中心に説明し、他の構成については同一符号を付すことにより詳細な説明を省略する。
【００４４】
図７は、第３の実施形態に係るシール補強部材の断面図であり、図４に対応するものである。第３の実施形態に係るシール補強部材１０は、シーソの原理を利用することにより、アッパーケース１０２をロアケース１０４に対して押圧する。シール補強部材１０は、浮力変換部材２０及びフロート４を含む。
【００４５】
浮力変換部材２０は、押圧部材２１、支持部材２２及び回転軸２４を含む。支持部材２２は、ロアケース１０４のフランジ部１０４Ｆに固定され、バッテリケース１００から離間するように上斜方向に延びている。回転軸２４は、支持部材２２の上端部に形成されている。押圧部材２１は、中央部が折れ曲がった形状に形成されており、一端部に位置する押圧端２１ｂがアッパーケース１０２のフランジ部１０２Ｆに当接し、他端部に位置する下方端２１ａにはフロート４が形成されている。押圧部材２１の曲げ部は、回転軸２４に対して回転可能に支持されている。
【００４６】
次に、バッテリケース１００の浸水時における、シール補強部材１０の動作を説明する。水位の上昇に伴ってシール補強部材１０のフロート４が上昇する。フロート４が上昇すると、押圧部材２１は回転軸２４を中心として時計周り反対方向に回転し、押圧端２１ｂが押し下げられる。押圧端２１ｂが押し下げられることにより、フランジ部１０２Ｆがフランジ部１０４Ｆに押圧される。これにより、アッパーケース１０２及びロアケース１０４の密着力が高まり、浸水時のバッテリケース１００のシール性を非浸水時と比べて高めることができる。
【００４７】
（変形例１）
上述の実施形態１では、押圧部２の押圧端２ｂが水平方向に位置ずれを起こすのを防止するために、突状の当接部１０２Ｆ１をフランジ部１０２Ｆに形成したが、本発明はこれに限られるものではなく、他の構成であってもよい。当該他の構成は、フランジ部１０２Ｆに対してバッテリケース１００の周方向に延びる溝部を形成し、当該溝部内に押圧端２ｂを圧入する構成であってもよい。
【００４８】
（変形例２）
上述の実施形態１乃至３では、アッパーケース１０２をロアケース１０４に押圧する構成としたが、本発明はこれに限られるものではなく、ロアケース１０４をアッパーケース１０２に押圧する構成であってもよい。
【００４９】
（変形例３）
上述の実施形態では、フロート４（４´）の断面形状を円形としたが、本発明はこれに限られるものではなく、他の形状であってもよい。当該他の形状は、角形などの多角形であってもよい。さらに、上述の実施形態では、フロート４（４´）を中空構造としたが、本発明はこれに限られるものではなく、浮力を発生させることができれば他のフロートであってもよい。当該他のフロートは、発泡スチロールのような軽量材料であってもよい。
【００５０】
（変形例４）
フロート４（４´）は、アッパーケース１０２とロアケース１０４のシール位置よりも下方に配置してもよい。フロート４（４´）をシール位置よりも下方に配置することにより、水位がシール位置の高さに達する前から、浮力を発生させることができる。これにより、水位がシール位置に達する前に、アッパーケース１０２及びロアケース１０４の密着力を高めることができる。
【００５１】
（変形例５）
上述の実施形態では、フランジ部１０２Ｆ及びフランジ部１０４Ｆを有するバッテリケース１００について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、フランジ部を有しないバッテリケースに対しても本発明は適用することができる。この場合、バッテリケース１００の外面に浮力変換部材２の押圧端２ａが当接する突起などを設けることにより、アッパーケース１０２をロアケース１０４に押圧することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１，１’，１０  シール補強部材      ２，２０  浮力変換部材      ４，４’  フロート
１００  バッテリケース      １０２  アッパーケース      １０４  ロアケース
１０２Ｆ，１０４Ｆ  フランジ部      １０６  締結部材
【図１】
2012146434.tif 000003
【図２】
2012146434.tif 000004
【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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