JP2013531193A - 遊び補償によるロック部材の支持体上での位置調整及び取付のための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は基部（４ａ）を備えるロック部材（４）の第１部分を支持体（１０）に対し固定する装置に関し、基部は、ネジ・ナットアセンブリ及び前記支持体に組付ける構成要素に固定したロック部材の第２部分と協働するように設計された前記基部に接続された筐体部（４ｂ）を用いて、内面にて前記支持体に平面固定された状態を維持するよう構成されている。前記装置は、前記支持体上で位置決めされた他の３つの対応するロック部材（１、２、３）の前記第１部分により形成される基準面（Ｚ）において前記ロック部材（４）の第１部分を位置決めする手段（２０）を備え、前記ネジ・ナットアセンブリは遊びをすべて自動的に補償する手段を備え、当該自動遊び補償手段は、前記ネジ・ナットアセンブリの締付けの際に前記基部の前記内面と前記支持体との間における遊び（ｊ）を補償するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は少なくとも１つのロック部材第１部分の支持体上での位置調整及び取付を行うための装置に関し、前記ロック部材第１部分は、前記支持体に組付ける部分の前記支持体に対する組付を行うために、少なくとも１つのナット・ボルトアセンブリを用いて前記支持体に対し内面における面支承接触により固定される基部と、前記基部に接続され前記支持体に組付ける前記部分に強固に固定されたロック部材の第２部分と協働するように設計された筐体部とにより構成される種類のものである。

本発明はより具体的には、自動車両の車体に固定する自動車両トラクションバッテリーの取付装置、又はトラクションバッテリーを自動車両の車体又は車体に取り付けられたフレームに組付けることを目的として車体に取り付けられたバッテリーフレームに適用されるが、これに限らない。

トラクションバッテリーを自動車両に載置するための装置に関し、数多くの従来技術例が知られている。これら従来技術による装置において、多くの場合、バッテリーは、取付ロックを用いて、バッテリーを保持するための車両の車体に取り付けるフレームに対して又は車両の車体に対して直接、強固に取り付けられる。各取付ロックは実際には、バッテリーと車体（又はフレーム）とから選択される第１要素（一般的にはバッテリー）に対し強固に固定されるオスロック部材と、当該オス部材と相互係合可能でありバッテリーと車体（又はフレーム）とから選択される第２要素（一般的には車体又はフレーム）に取り付けられるメス部材とにより構成され、これにより、バッテリーの車体（又はフレーム）に対する取付を確実なものとする。

従来のバッテリーは、重量がおよそ２００ｋｇを超えるような大きな質量のコンパクトなアセンブリを形成するため、その取付には、このような車両の車体への取付ロック又は車体に取り付けられるフレームへの取付ロックを多数使用することが必要となる。取付ロックの数は、通常３つより多く、ほとんどの場合少なくとも４つである。

この種の取付システムには以下の重大な欠点がある。すなわち、上述の取付システムは、バッテリー取付の際におけるオス部材とメス部材の相対的位置が正確に調節され別の車両においても再現可能であるといった条件を満たす場合においてのみ、正しく機能する。特に、４点の保持位置がＺ平面において、すなわち、これらロック部材が相互に係合する方向において、正確に調整されていることが重要である。

実際、４点の保持位置が同一平面上にない場合、いくつかの問題を生じる可能性がある。特に、バッテリーはその物理的完全性を損なわないための一定の限界閾値を超えて変形してはならないため、そのような場合損傷のおそれがある。さらに、固定力は対応するオスロック部材とメスロック部材の間の距離の関数であることから、支持体上に配置された４つの部材のＺ平面における相対的位置関係にばらつきが生じた場合、支持体にバッテリーを取り付ける際に、オス部材とメス部材間の距離が最大である取付ロックの信頼性の問題が生じ得る。

車体の場合、同一平面上の４つのメスロック部材の位置に容易に影響を生じさせるような大きな寸法上のばらつきが存在する。バッテリーをフレームに載置する場合、フレームの車体への取付の際にフレーム及び／又は車体に変形が生じると、上記と同様に、４つのメスロック部材間の同一平面における関係が損なわれるおそれがある。

このような寸法のばらつきに対する制約の下では、車体（又はフレーム）に取り付ける（少なくとも）４つのロック部材のＺ平面における位置の調整は、これらロック部材を同一平面上に位置決めすることが困難であるため問題となる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、上述の欠点を克服することにあり、前記のばらつきを補償可能であり支持体において同一平面上に設けられる少なくとも４つのロック部材を簡易にかつ容易に位置決め可能である上述の種類の装置を提供することにある。

この目的のため、プリアンブルに記載する上述の本発明の一般的な定義に他の点において適合する本発明の装置は、支持体上に位置決めされた他の３つの対応するロック部材第１部分により形成された基準面において前記ロック部材第１部分を位置決め及び保持する保持手段を備え、前記ナット・ボルトアセンブリは当該アセンブリの締付けの際に前記基部の前記内面と前記支持体との間に生じる遊びを補償する自動遊び補償手段を備えることを実質的に特徴とする。

前記自動遊び補償手段は、内側と外側とで互いに逆方向に形成されたネジ山を有する可動ナットであり前記支持体に強固に固定される固定締付ナットを備える前記ナット・ボルトアセンブリの第１部分に前記可動ナットの外ネジ山に適合する前記固定ナットの第１部分の面において係合する可動遊び補償ナットを備え、前記可動ナットの内ネジ山は前記ナット・ボルトアセンブリの第２部分を形成する取付ボルトのネジ山に適合し、前記可動ナットは、前記取付ボルトが貫通する前記基部に対し前記取付ボルトを自由端の内の一つにおいて当接させ係合させる際に、前記支持体に強固に固定された前記固定ナット内を軸移動するよう構成されていると好ましい。

前記支持体に強固に固定された前記固定ナットは前記取付ボルトの外ネジ山に適合する第２部分を有し、前記可動ナットの自由端が前記基部に当接する際に、前記取付ボルトと前記支持体に強固に固定された前記固定ナットの前記第２部分とが相互係合するよう構成されていると有用である。

前記支持体に強固に固定された前記固定ナットの前記第２部分と前記取付ボルトとが少なくとも２１Ｎ・ｍの締付けトルクを規定すると好ましい。

本発明の一態様において、前記位置決め手段は、前記支持体上に配置された前記対応する他の３つのロック部材第１部分をそれぞれ支持する同一平面上の支持領域と前記支持領域と同一平面上に配置され前記基準面において前記支持体に取り付ける前記ロック部材第１部分を位置決め及び保持するための少なくとも一つの保持領域とを有し前記支持体に対向するように設けられた剛性テンプレートを備える。

前記支持領域は前記他の３つのロック部材第１部分と協働する着脱自在の取付手段を備え、前記テンプレートを前記各支持領域の面において前記他の３つのロック部材第１部分に着脱自在に取り付けるよう構成されていると有用である。

前記保持領域は前記ロック部材第１部分の前記テンプレートへの前記保持領域における着脱自在の取付の際に前記ロック部材第１部分と協働する着脱自在の取付手段を備えると有用である。

前記ロック部材第２部分は自動車両のトラクションバッテリーに強固に固定されるオス部材を備え、前記ロック部材第１部分は前記トラクションバッテリーの前記支持体に対する組付の際に前記オス部材と相互係合するメス部材を備えると好ましい。

前記支持体は自動車両の車体又は自動車両の車体に取り付けたバッテリーフレームを含むとよい。

さらに、本発明は、少なくとも１つのロック部材の第１部分の支持体上における位置調整及び取付を行うための方法に関し、前記方法において、前記ロック部材の第１部分は、前記支持体に組付ける部分の前記支持体に対する組付を行うために、前記部分に強固に固定されたロック部材第２部分と協働するよう構成されており、前記方法は、他の３つの対応するロック部材第１部分を前記支持体に取り付けることを含む予備的工程と、前記支持体上において位置決め済みの前記他の３つの対応するロック部材第１部分により形成される基準面上の位置において前記ロック部材第１部分を保持する工程と、上記のように保持された前記ロック部材第１部分を、前記支持体と前記ロック部材第１部分との間における自動遊び補償を行い前記基準面において前記支持体に取り付ける工程とを含み、前記ロック部材第１部分が、前記支持体上にて位置決め済みの他の３つのロック部材第１部分により形成される前記基準面において前記支持体上に位置決めされるよう構成されている。

本発明に特有のその他の特徴及び効果は、添付の図面を参照して以下に説明する、非限定的かつ例示的な本発明の一実施形態の説明を参照することにより現れるであろう。

トラクションバッテリーを載置するための基準面を構成する３つのロック部材の第１部分が取り付けられたバッテリーフレームの部分を示す図である。 フレームに取り付け済みの他の３つのロック部材第１部分を基準として少なくとも一つの追加ロック部材第１部分を位置決めするためのテンプレートを取り付けた図１のバッテリーフレームを示す図である。 フレームに取り付け済みの他の３つのロック部材の第１部分にテンプレートを取り付ける原理を示す詳細図である。 フレームに取り付け済みの３つのロック部材の第１部分により構成される基準面を基準としてフレームに取り付ける追加ロック部材第１部分のテンプレートの保持の様子を示す詳細図である。 テンプレートを用いて基準面において位置決めし保持したこの追加ロック部材の第１部分を遊び補償を用いてフレームに取り付けるための原理を示す詳細図である。 この追加ロック部材の第１部分のフレームへの取付後の最終位置を説明する詳細図である。

以下、トラクションバッテリーにおけるロック部材第１部分（本実施形態においてはメス部材）の、自動車両の車体又は車体に取り付けたフレーム等の支持体に対する取付に関する好ましい適用を参照して本発明を説明する。これらのメス部材は、支持体に取り付けた後、バッテリーに取り付けた補完ロック部材第２部分（本実施形態においてはオス部材）と、バッテリーの支持体への取付に際し協働するよう構成されている。

図１は、より詳細には、自動車両の車体に取り付けるためのバッテリーフレーム１０により支持体が構成される実施形態に関する。しかしながら、本発明はその原理においてバッテリーフレームの存在を必ずしも意図せず、バッテリーフレームがない場合、以下に述べるロック部材第１部分は自動車両の車体に直接取付可能である。

まず、本発明は、３つの異なる点を同一平面上に位置決めすることは比較的容易であるという原理に基づきなすものである。また、本発明の特許請求の範囲に記載の通り、まず、フレーム１０に対し、３つの第１メス部材１、２、３を、トラクションバッテリー取付のための基準面を構成するようフレーム１０上に決められたそれぞれの位置に、位置決めし取り付ける。また、フレーム１０は、トラクションバッテリーをフレームに載置するために必要な第４メス部材を取り付けるための位置領域１１を有する。

各メス部材１、２、３を、例えば、各基部１ａ、２ａ、３ａ及び各筐体部１ｂ、２ｂ、３ｂにより構成する。基部に対向する筐体部１ｂ、２ｂ、３ｂの上面には、バッテリー固定部の対応するオス部材と協働するための開口を設ける。各メス部材を、例えば基部及びフレームを貫通する取付ボルトとフレームの対向面を支持するナットとによりそれぞれ構成される２つのナット・ボルトアセンブリｖ／ｅ（図３を参照）を用いて、その基部の内面において、フレームに対し面支承接触により保持固定されるよう構成する。これにより、本適用の要求する十分な固定力（例えば２１Ｎ・ｍ）の伝達が可能となる。

続いて、バッテリーフレーム１０自体を車体に取り付ける。バッテリーフレーム及び／又は車体は、取付作業の間に変形しやすい。そのため、３つのメス部材１、２、３を通る新しい基準面を形成する。この基準面を基準にして、フレーム１０に取り付ける第４メス部材の、取り付け済みの他の３つの部材の基準面におけるフレームへの取付に際し、該第４部材を正確に配置することが可能となる。

このため、図２において、この第４メス部材を基準面上で位置決め及び保持する位置決め手段２０を用いる。他の３つのメス部材１、２、３により構成される基準面を基準に第４メス部材（図２において不図示）を位置決めするための位置決め手段２０はそれぞれ、剛構造を有するテンプレートの形をなす。また位置決め手段２０はそれぞれフレーム１０に対向して配置され、３つの同一平面支持領域２１、２２、２３を有する。さらに、位置決め手段２０はそれぞれ、フレーム１０に取り付け済みの３つのメス部材１、２、３を、より詳細にはこれらメス部材の筐体部の上面において支持するように構成されている。これにより、位置決め手段２０は、フレームに取り付け済みのメス部材１、２、３により構成される基準面において正確に位置決めされる。

テンプレート２０を基準面において強固に保持することが必要である。このため、各支持領域２１、２２、２３はそれぞれを対応するメス部材１、２、３に取り付けるための着脱自在手段を備え、当該手段により支持を行う。これにより、テンプレート２０を、それぞれの支持領域の面においてメス部材に着脱自在に取り付けることが可能となる。

図３はこの取付手段の詳細を示す。具体的には、テンプレート２０を、フレーム１０に取り付け済みのメス部材１に、支持領域２１の面において着脱自在に取り付けた状態を示す。本実施形態において、支持領域２１に対し強固に取り付けた着脱自在取付手段２１０は、ロック構造体２１２にて停止する操作手段２１１を備える４分の１回転部材を有する。この操作手段２１１はメス部材１の筐体部１ｂの上面に形成した開口と協働するために適切な形状を有するフィンガー状のものであり、これにより支持領域２１の取付手段２１０をメス部材１に対し着脱自在に固定する。

また、テンプレート２０は３つの支持領域２１、２２、２３と同一平面に位置する保持領域２４を有する。これにより、テンプレートがフレーム１０に取り付済みのメス部材１、２、３を支持する位置に置かれた場合の、これら３つのメス部材１、２、３により構成される基準面上の位置における、フレーム１０に取り付ける第４メス部材の保持が可能となる。また、この第４メス部材をテンプレートにより強固に保持することが必要である。

このため、保持領域２４は、着脱自在取付手段２４０を備える。この着脱自在取付手段２４０を、テンプレートをフレーム１０に取り付けるために第４メス部材を保持領域の面においてテンプレートに着脱自在に取り付ける際に、保持領域に位置決めされた第４メス部材と協働するように構成する。

図４はこの取付手段の詳細を示す。具体的には、第４メス部材４をテンプレート２０の保持領域２４において着脱自在に取り付けた状態を示す。フレームに取り付け済みの他のメス部材と同様、テンプレートに取り付ける第４メス部材４は、その内面においてフレームに対し面支承接触により固定されるよう構成した基部４ａと、基部に対向するその上面にバッテリー固定部の対応するオス部材と協働するための開口を設けた筐体部４ｂとを備える。筐体部４ｂの上面は保持領域２４に位置決めされる。本実施形態において、着脱自在取付手段２４０は、操作手段２４を備えメス部材の上面が位置する保持領域が当接するテンプレートの面とは反対の面に配置された４分の１回転部材と、テンプレートを貫通しロック構造体２４３まで伸びるロッド２４２とを有する。このロック構造体２４３はメス部材４の筐体部４ｂの上面に形成した開口と協働するために適切な形状を有するフィンガー状のものであり、これにより第４メス部材４をテンプレートに対し保持領域の面において着脱自在に固定する。

図５に示すように、第４メス部材４をテンプレート２０上に位置決め及び保持した後、バッテリーフレームに取り付け済みの基準面Ｚを形成する３つのメス部材１、２、３上にテンプレートを位置決めする。次いでテンプレート２０により、フレーム１０に取り付け済みの他のメス部材により形成される基準面上の位置に第４メス部材４を保持できるようになる。

なお、このように位置決めされる第４メス部材４とフレーム１０との間の遊びｊは車両により異なる。第４メス部材４をフレーム１０に取り付けるための手段が、テンプレートが規定する要求位置における第４メス部材の取付けとアセンブリ内の必要な張力の伝達とを補償対象となる遊びを自動的に補償することにより可能とする遊び補償手段を備えると有用である。

このため、図５に示す例では、メス部材４の基部４ａを貫通する取付ボルト４０とフレーム１０に強固に固定される固定ナット４１とをそれぞれが有する２つのナット・ボルトアセンブリを用いて、第４メス部材をフレームに取り付ける。このナットは、基部４ａの内面が面支承接触により係合するフレームの面とは反対の面に、例えば、溶接、圧着、又は留め具を用いた固定によりフレームに取り付けられる。

第４メス部材をフレームに取り付けるための各ナット・ボルトアセンブリには、このように、テンプレートにより位置決めされるフレームと第４メス部材４の基部の内面との間の遊びｊを、各ナット・ボルトアセンブリの取付ボルト４０の締付けの際に自動的に補償する手段を設ける。

より詳細には、この自動遊び補償手段は、内側と外側とで互いに逆方向に形成されたネジ山を有する可動遊び補償ナット４２を備える。２つのネジ山を有する可動ナット４２は、可動ナットの外ネジ山に適合する固定ナットの部分４１ａの面において強固にフレームに固定される固定取付ナット４１にねじ込まれるものである。初期位置（図５では図示せず）において、当該可動ナットをフレームと当接するまで固定ナットにねじ込む。この初期位置においては可動ナット４２と筐体部との間にトルクを印加しない。

第４メス部材４をテンプレートによって位置決めした後、第４メス部材４の取付ボルト４０をねじ込む。可動ナット４２の内径を取付ボルト４０の直径に適合させることで、取付ボルト４０が可動ナット４２と当接する際に可動ナット４２が固定取付ナット４１内で軸摩擦により移動しメス部材４の基部４ａに当接するまで下降するよう構成されている。

この段階では、テンプレート２０により位置決めし保持するメス部材４の基部４ａが可動ナット４２を固定し、ボルトにより固定したアセンブリに必要な張力が加わる。このため、フレーム１０に強固に固定した固定ナット４１は、取付ボルト４０のネジ山に適合する第２部分４１ｂを有する。したがって、可動ナットの固定後、取付ボルトが上昇を始め、取付ボルトと固定ナット４１の第２部分４１ｂとが相互係合して例えば少なくとも２１Ｎ・ｍの基準張力に達すると、ボルトにより固定したアセンブリに張力が印加された状態が維持される。

テンプレート２０は、第４メス部材の取付ボルトの締付けの際の変形をすべて回避することにより基準面上における第４メス部材の位置を保証するために十分な剛構造を備えている必要がある。

図６は上述の原理に従い第４メス部材４を、基準面を形成する他の３つのメス部材１、２、３と幾何学的に同一平面上の位置においてフレーム１０に取り付けた状態を示す。さらに、自動遊び補償により第４メス部材を取り付ける手段が、フレームに載置するトラクションバッテリーを保持する力に耐えるため、十分な張力のアセンブリへの伝達を可能にすると有用である。

フレームに取り付け済みの他の３つのメス部材が形成する基準面を基準として第４メス部材の位置を調整しフレームに取り付けるためのこの特定の装置により、バッテリーをフレームに載置する際にフレームを変形させることなくトラクションバッテリーの４つの取付ロック部材の固定を行うことが可能となる。

さらに、上述の装置は、バッテリー固定部のメス部材の自動車両の車体あるいは車体に取り付けたフレームへの取付装置以外の要素にも使用可能である。

Claims (10)

1. 少なくとも１つのロック部材第１部分（４）の支持体（１０）上での位置調整及び取付を行うための装置であって、前記ロック部材第１部分（４）は、前記支持体に組付ける部分の前記支持体に対する組付けを行うために、少なくとも１つのナット・ボルトアセンブリを用いて前記支持体に対し内面における面支承接触により固定される基部（４ａ）と、前記基部に接続され、前記支持体に組付ける前記部分に強固に固定されたロック部材第２部分と協働する筐体部（４ｂ）とを備え、前記装置は、前記支持体上に位置決めされた他の３つの対応するロック部材第１部分（１、２、３）により形成された基準面（Ｚ）において前記ロック部材第１部分（４）を位置決め及び保持する保持手段（２０）を備え、前記ナット・ボルトアセンブリは、前記ナット・ボルトアセンブリの締付けの際に前記基部の前記内面と前記支持体との間に生じる遊び（ｊ）を補償する自動遊び補償手段を備えることを特徴とする装置。
2. 前記自動遊び補償手段は、内側と外側とで互いに逆方向に形成されたネジ山を有する可動ナットであり前記支持体に強固に固定される固定締付ナット（４１）を備える前記ナット・ボルトアセンブリの第１部分に前記可動ナットの外ネジ山に適合する前記固定ナットの第１部分（４１ａ）の面において係合する可動遊び補償ナット（４２）を備え、前記可動ナットの内ネジ山は前記ナット・ボルトアセンブリの第２部分を形成する取付ボルト（４０）のネジ山に適合し、前記可動ナット（４２）は、前記取付ボルトが貫通する前記基部（４ａ）に対し前記取付ボルトを自由端の内の１つにおいて当接させ係合させる際に、前記支持体に強固に固定された前記固定ナット（４１）内を軸移動するよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記支持体に強固に固定された前記固定ナット（４１）は前記取付ボルト（４０）の外ネジ山に適合する第２部分（４１ｂ）を有し、前記可動ナットの自由端が前記基部に当接する際に、前記取付ボルトと前記支持体に強固に固定された前記固定ナットの前記第２部分とが相互係合するよう構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記支持体に強固に固定された前記固定ナットの前記第２部分と前記取付ボルトとは少なくとも２１Ｎ・ｍの締付けトルクを規定するように構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記位置決め手段（２０）は、前記支持体（１０）に対向するように設けられた剛性テンプレートを備え、前記支持体上に配置された前記対応する他の３つのロック部材第１部分（１、２、３）をそれぞれ支持する同一平面上の支持領域（２１、２２、２３）と前記支持領域と同一の平面上に配置され、且つ前記基準面（Ｚ）において前記支持体に取り付けられる前記ロック部材第１部分を位置決め及び保持するための少なくとも１つの保持領域（２４）とを有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記支持領域（２１、２２、２３）は前記他の３つのロック部材第１部分（１、２、３）と協働する着脱自在の取付手段（２１０）を備え、前記テンプレートを前記各支持領域の面において前記他の３つのロック部材第１部分に着脱自在に取り付けるよう構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記保持領域（２１、２２、２３）は前記ロック部材第１部分の前記テンプレートへの前記保持領域における着脱自在の取り付けの際に前記ロック部材第１部分（４）と協働する着脱自在の取付手段（２４０）を備えることを特徴とする、請求項５又は６に記載の装置。
8. 前記ロック部材第２部分は自動車両のトラクションバッテリーに強固に固定されるオス部材を備え、前記ロック部材第１部分は前記トラクションバッテリーの前記支持体に対する組付けの際に、相互係合により前記オス部材を受け取るように設計されたメス部材を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記支持体は自動車両の車体又は自動車両の車体に取り付けたバッテリーフレームを含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 少なくとも１つのロック部材第１部分（４）の支持体（１０）上での位置調整及び取付を行うための方法であって、前記ロック部材の第１部分（４）は、前記支持体に組付ける部分の前記支持体に対する組付けを行うために、前記部分に強固に固定されたロック部材第２部分と協働するよう設計されており、前記方法は、他の３つの対応するロック部材第１部分（１、２、３）を前記支持体に取り付けることを含む予備的工程と、前記支持体上において位置決め済みの前記他の３つの対応するロック部材第１部分により形成される基準面（Ｚ）上の位置において前記ロック部材第１部分（４）を保持する工程と、上記のように保持された前記ロック部材第１部分（４）を、前記支持体と前記ロック部材第１部分との間における遊び（ｊ）の自動補償を行い前記基準面において前記支持体に取り付ける工程とを含み、前記ロック部材第１部分（４）が、前記支持体上にて位置決め済みの他の３つのロック部材第１部分（１、２、３）により形成される前記基準（Ｚ）面において前記支持体（１０）上に位置決めされるよう構成されていることを特徴とする方法。

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