JP2019098931A

JP2019098931A - バッテリキャリア

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Publication number: JP2019098931A
Application number: JP2017232045A
Authority: JP
Inventors: 将史大山; Masafumi Oyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-24
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: EP3493294B1; US10322689B1; US20190168699A1; JP6879182B2; CN109927652A; CN109927652B; EP3493294A1

Abstract

【課題】車両の後方衝突時における、バッテリキャリアのバッテリ保持性能を向上させる。【解決手段】バッテリクランプはバッテリ１０の前面１４Ｆの底部に設けられた前面底部フランジ１６Ｆを係止する前方係止片３６を有する。通常時、前方係止片３６の前方押さえ部５０が前面底部フランジ１６Ｆの上面に当接している。後方衝突時、前方係止片３６は、前面底部フランジ１６Ｆから上向きの力を受け、上方に移動すると共に後傾し、前方対向部４８がバッテリ１０の前面１４Ｆに当接する。前方押さえ部５０に加え、前方対向部４８でもバッテリ１０を押さえることができ、保持性能が向上する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両の電装機器等に電力を供給するバッテリを保持するバッテリキャリアに関する。

自動車等の車両においては、灯火類、車載コンピュータ、カーオーディオ、経路誘導装置等の電装機器に電力を供給する補機バッテリ（以下、バッテリと記す。）を搭載している。バッテリの概形は直方体である。また、バッテリは、トレイ状のバッテリキャリアの載置面に載置された状態で保持され、エンジン室等に搭載される。

下記特許文献１には、バッテリ（１０）を保持するバッテリキャリアが示されている。バッテリ（１０）の４つの側面の底部には、底部フランジ（リブ１２Ｆ、１２Ｂ、１２Ｒ、１２Ｌ）が設けられている。バッテリ（１０）は、バッテリキャリアの本体（２３）の載置面（２５）に載置され、後方の底部フランジ（リブ１２Ｂ）および右方の底部フランジ（リブ１２Ｒ）がそれぞれ本体（２３）の後縁および右縁に設けられた保持部（係止部２７，２８）により保持される。さらに、バッテリ（１０）は、左前の角部分において、前方の底部フランジ（リブ１２Ｆ）および左方の底部フランジ（リブ１２Ｌ）がバッテリクランプ（クランプ部材２２）によって載置面（２５）との間で挟持される。なお、上記の（）内の部材名および符号は、下記特許文献１にて用いられているものであり、本願の実施形態の説明で用いられるものとは関連しない。

特開２０１７−１１４２２１号公報

車両の衝突時には、バッテリをバッテリキャリアから脱落させようとする力が作用する。バッテリキャリアによるバッテリの保持性能、特にバッテリクランプの保持性能には改善の余地がある。

本発明のバッテリキャリアは、直方体の概形を有するバッテリを車両に搭載し、保持するためのものであり、特に、バッテリの前面、後面、第１側面および第２側面の底部に形成された底部フランジを保持することによりバッテリを保持している。バッテリキャリアは、バッテリが載置される長方形の載置面を有するキャリアベースを有する。キャリアベースは、載置面の後縁部および第１側縁部に保持部を有し、保持部は、載置面に対向し、かつ載置面との間に後面および第１側面の底部フランジを保持する保持面を有する。バッテリキャリアは、さらに、キャリアベースの載置面の前縁と、第１側縁の反対側の第２側縁の角に配置されるバッテリクランプを有する。バッテリクランプは、バッテリの前面より後方かつ第２側面の側方にてキャリアベースに固定される。バッテリクランプは、バッテリの前面の前方に位置してこの前面の底部フランジを係止する前方係止片と、バッテリの第２側面の側方に位置してこの第２側面の底部フランジを係止する側方係止片とを有する。前方係止片は、バッテリの前面に対向する板状の前方対向部と、前方対向部の下縁から前面の底部フランジの上面に沿って延び、この底部フランジの上面に当接する板状の前方押さえ部とを有する。

車両が後方衝突する際には、バッテリには、バッテリを後傾させようとする力が作用し、バッテリ前縁が持ち上げられる。バッテリ前縁と共にバッテリクランプ、特に前方係止片も持ち上げられる。このとき、バッテリクランプはバッテリの前面よりも後方にてバッテリキャリアに固定されているため、前方係止片もバッテリ前縁と共に後方に傾いた方向に持ち上げられ、前方対向部がバッテリ前面に当接してこれを押さえ込む。これにより、持ち上げられるバッテリの前縁を、前方押さえ部に加えて前方対向部でも押さえることで、バッテリの脱落が抑制される。

また、バッテリクランプの前方係止片が後傾するバッテリから受ける力は、前方対向部の板面に沿う方向が主成分となる。バッテリクランプは、バッテリの前面に対向する板状の前方対向部を有することにより、後傾するバッテリから受ける力に対して高い剛性を有し、バッテリの脱落防止に貢献している。

さらに、バッテリクランプの側方係止片は、バッテリの第２側面に対向する板状の側方対向部と、側方対向部の下縁から第２側面の底部フランジの上面に沿って延び、この底部フランジの上面に当接する板状の側方押さえ部とを有するものとすることができる。そして、前方対向部と側方対向部が接続してＬ字形をなすようにすることができる。

バッテリクランプが、後傾するバッテリから受ける力は、前方対向部および側方対向部の板面に沿う方向が主成分となる。このため、前方対向部と側方対向部によってＬ字形に形成された部分の、後傾するバッテリから受ける力に対する剛性が高くなり、この高い剛性がバッテリの脱落防止に貢献する。

さらに、前方押さえ部と側方押さえ部とを離すようにすることができる。前方対向部と側方対向部を接続する一方、前方押さえ部と側方押さえ部を離したことによりバッテリクランプの作製が簡易となる。

さらに、前方対向部は、通常時においてバッテリの前面から離れており、後方衝突時にバッテリの後傾に伴って後傾し、バッテリの前面に当接するようにできる。前方対向部が通常時にバッテリ前面から離れていることで、バッテリに不要な力が作用することを抑制できる。

車両が後方衝突する時におけるバッテリキャリアのバッテリを保持する能力を高めることができる。

バッテリを搭載した状態の本実施形態のバッテリキャリアを示す斜視図である。バッテリとバッテリキャリアの分解斜視図である。バッテリクランプの斜視図である。バッテリとバッテリキャリアの断面図である。後方衝突時におけるバッテリクランプの前方係止片の動きを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、バッテリ１０を保持した状態のバッテリキャリア１２を示す図であり、図２は、バッテリキャリア１２からバッテリ１０を外した状態を示す図である。図中の矢印ＦＲ，ＵＰ，ＬＨはそれぞれ車両の前方、上方、左方を示す。以下の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下などの方向および向きを表す語句は、車両に関する方向および向きを表す。

バッテリ１０は、車両の前部に設けられたエンジン室に配置される。しかし、バッテリ１０の搭載位置はエンジン室内に限定されず、例えば車両後部の荷室に隣接して配置することもできる。バッテリ１０は、直方体の概形を有し、車両に搭載された状態で、前方に向いた前面１４Ｆ、後方に向いた後面１４Ｂ、右方を向いた右側面１４Ｒ、左方を向いた左側面１４Ｌを有する。バッテリ１０の底部の周囲には外向きに張り出すように設けられた底部フランジ１６が設けられている。前面１４Ｆの下縁、すなわち底部に設けられた底部フランジ１６を前面底部フランジ１６Ｆと記し、同様に後面１４Ｂ、右側面１４Ｒおよび左側面１４Ｌに設けられた底部フランジ１６をそれぞれ後面底部フランジ１６Ｂ、右側面底部フランジ１６Ｒおよび左側面底部フランジ１６Ｌと記す。

バッテリキャリア１２は、バッテリ１０を載置する略長方形の載置面１８を有するトレイ状のキャリアベース２０と、キャリアベース２０に固定され、キャリアベース２０と協働してバッテリ１０を保持するバッテリクランプ２２を有する。

キャリアベース２０には、ボルト孔を有する３個の取付脚２４が設けられ、取付脚２４をボルト（不図示）によって車両のボデーに固定することにより、バッテリキャリア１２が車両に固定される。キャリアベース２０は、載置面１８を規定する底板２６と、載置面１８を囲むように配置された周囲壁２８を有する。載置面１８の前縁に位置する周囲壁２８を前方壁２８Ｆと記し、同様に載置面１８の後縁、右縁および左縁に位置する周囲壁２８をそれぞれ後方壁２８Ｂ、右側壁２８Ｒおよび左側壁２８Ｌと記す。

後方壁２８Ｂおよび右側壁２８Ｒには、それぞれ内側に向けて張り出す後面張出し部３０Ｂおよび右側面張出し部３０Ｒが設けられている。一方、前方壁２８Ｆおよび左側壁２８Ｌには、後面張出し部３０Ｂおよび右側面張出し部３０Ｒに対応する張り出し部は設けられていない。

後面張出し部３０Ｂは、後方壁２８Ｂの内壁面に左右方向に延びて設けられ、後方壁２８Ｂの全体にわたって設けられてもよく、一部に設けられてもよい。後面張出し部３０Ｂの下面は、載置面１８に対向し、バッテリ１０が載置されたとき、この下面と載置面１８の間に後面底部フランジ１６Ｂが保持される。つまり、後方壁２８Ｂと後面張出し部３０Ｂは、載置面１８の後縁部において後面底部フランジ１６Ｂを保持する保持部を構成し、後面張出し部３０Ｂの下面は保持面となる。

右側面張出し部３０Ｒは、右側壁２８Ｒの内壁面に前後方向に延びて設けられ、右側壁２８Ｒの全体にわたって設けられてもよく、一部に設けられてもよい。右側面張出し部３０Ｒの下面は、載置面１８に対向し、バッテリ１０が載置されたとき、この下面と載置面１８の間に右側面底部フランジ１６Ｒが保持される。つまり、右側壁２８Ｒと右側面張出し部３０Ｒは、載置面１８の右側縁部において右側面底部フランジ１６Ｒを保持する保持部を構成し、右側面張出し部３０Ｒの下面は保持面となる。

左側壁２８Ｌには、台座３２が左側壁２８Ｌから外側に張り出すように設けられている。この台座３２に、バッテリクランプ２２がボルト３４によって固定される。この固定位置、つまりボルト３４の位置は、前面１４Ｆより後方、かつ左側面１４Ｌの左方である。固定されたとき、バッテリクランプ２２は、載置面１８の前縁と左側縁の角に配置される。

図３は、バッテリクランプ２２を示す図である。バッテリクランプ２２は、キャリアベース２０に固定されたときに、バッテリ１０の前面１４Ｆの前方に位置する前方係止片３６と、バッテリ１０の左側面１４Ｌの側方に位置する側方係止片３８と、キャリアベース２０の台座３２上に位置する固定片４０とを有する。前方係止片３６は前面底部フランジ１６Ｆを係止し、また側方係止片３８は左側面底部フランジ１６Ｌを係止する。固定片４０は、ボルト３４によりキャリアベース２０の台座３２に固定される。後面および右側面張出し部３０Ｂ，３０Ｒと、前方および側方係止片３６，３８により底部フランジ１６が拘束され、バッテリ１０がバッテリキャリア１２に保持される。固定片４０には、支持アーム４２が接合されている。支持アーム４２は、バッテリクランプ２２を取り付けるときに、バッテリクランプ２２の位置を合わせるために使用される。具体的には、バッテリ１０をキャリアベース２０上に置いた後、作業者が支持アーム４２の上端部を持ち、バッテリクランプ２２を動かして固定片４０に設けられた孔と台座３２に設けられたナットとの位置を合わせ、ボルト３４を締め付ける。

側方係止片３８は、バッテリ１０の左側面１４Ｌに対向する板状の側方対向部４４と、側方対向部４４の下縁から斜め下方に延びる板状の側方押さえ部４６を有する。側方押さえ部４６は、バッテリ１０の左側面底部フランジ１６Ｌの上面に沿って延び、ここに当接して左側面底部フランジ１６Ｌを載置面１８に向けて押さえ付ける。側方対向部４４の上縁から、固定片４０が左方に向けて延びている。

前方係止片３６は、バッテリ１０の前面１４Ｆに対向する板状の前方対向部４８と、前方対向部４８の下縁から斜め下方に延びる板状の前方押さえ部５０を有する。前方対向部４８は、側方対向部４４と繋がっており、これらは平面視したときＬ字形となっている。また、前方対向部４８と側方対向部４４は、上下方向においてほぼ同寸法であり、この寸法を維持して繋がっている。前方押さえ部５０は、バッテリ１０の前面底部フランジ１６Ｆの上面に沿って延び、ここに当接して前面底部フランジ１６Ｆを載置面１８に向けて押さえ付ける。前方対向部４８の上縁には、補強フランジ５２が設けられている。

前方対向部４８と側方対向部４４が繋がっているのに対して、前方押さえ部５０と側方押さえ部４６は直接繋がっていない。これにより、バッテリクランプ２２を板金で作製することを簡易にしている。前方係止片３６、側方係止片３８および固定片４０は、１枚の板金から何回かのプレス成形を経て作製することができる。前方押さえ部５０と側方押さえ部４６が分離しているため、折り曲げ部分いずれもほぼ直線となるので、プレス加工が容易である。プレス成形後、支持アーム４２を溶接等により接合する。

図４は、車両の左右方向に直交するバッテリ１０およびバッテリキャリア１２の断面図であり、特に、前方係止片３６を横切る位置における断面図である。図４に示されるように、前面底部フランジ１６Ｆおよび後面底部フランジ１６Ｂは、上面が外に向けて下がるように傾斜している。同様に、右側面底部フランジ１６Ｒおよび左側面底部フランジ１６Ｌも上面が外に向けて下がるように傾斜している。後面底部フランジ１６Ｂに対応する後面張出し部３０Ｂの下面は、後面底部フランジ１６Ｂの上面に沿うように傾斜している。後面底部フランジ１６Ｂは、載置面１８と後面張出し部３０Ｂの間に位置し、これらに保持されている。図示しないが、右側面張出し部３０Ｒの下面も右側面底部フランジ１６Ｒに沿って傾斜しており、右側面底部フランジ１６Ｒは、載置面１８と右側面張出し部３０Ｒの間に位置してこれらに保持されている。

前方係止片３６の前方押さえ部５０は、前面底部フランジ１６Ｆの傾いた上面に沿って延び、傾斜して配置されている。図示しないが、これと同様に、側方係止片３８の側方押さえ部４６も右側面底部フランジ１６Ｒの傾いた上面に沿って延び、傾斜して配置されている。

ボルト３４を締めると、前方および側方押さえ部４８，４６は、前面および左側面底部フランジ１６Ｆ，１６Ｌを押圧する。この押圧の力は、これらのフランジの上面が傾斜していることにより、載置面１８に沿う方向にも作用し、バッテリ１０を後方壁２８Ｂおよび右側壁２８Ｒに向けて押す。これにより、後面底部フランジ１６Ｂの上面と後面張出し部３０Ｂの下面が密着し、また右側面底部フランジ１６Ｒの上面と右側面張出し部３０Ｒの下面が密着し、後面底部フランジ１６Ｂおよび右側面底部フランジ１６Ｒががたなく保持される。

前方対向部４８は前傾して配置されており、バッテリ１０の前面１４Ｆから離れている。側方対向部４４も同様に左方に傾いて配置されており、バッテリ１０の左側面１４Ｌから離れている。前方対向部４８と側方対向部４４がバッテリ１０の前面１４Ｆと左側面１４Ｌに接していないので、前面１４Ｆと左側面１４Ｌに予期しない力がかかることがない。

後方衝突時には、バッテリキャリア１２は、車体と共に前方に移動するが、バッテリ１０は慣性のために現在の位置に留まろうとする。バッテリ１０は、その底部をバッテリキャリア１２に保持されているため、バッテリキャリア１２が前方に移動すると、バッテリ１０には、その後縁部を軸として図４において時計回りに回動させようとするモーメントＭが作用する。このモーメントＭは、バッテリ１０を後傾させるよう、そしてその前縁、例えば前面底部フランジ１６Ｆを持ち上げるように作用する。さらに、この力は、バッテリクランプ２２の前方係止片３６に伝わる。バッテリクランプ２２は、ボルト３４によってバッテリ１０の前面１４Ｆより後方かつ左側面１４Ｌの側方にて固定されているため、この固定点を中心に図４において時計回りに回動する。これに伴い、前方係止片３６およびその前方対向部４８も時計回りに回動する。

図５は、後方衝突時の前方係止片３６のバッテリ１０に対する相対的な動きを説明するための図である。実線で示された前方係止片３６が、衝突前、つまり通常時の前方係止片の位置である。通常時においては、前方対向部４８は前傾しており、バッテリ１０の前面１４Ｆから離れている。後方衝突時、前方係止片３６は、前面底部フランジ１６Ｆから上向きの力を受けると、持ち上げられつつ時計回りに回動し、バッテリ１０の前面１４Ｆに当接する。このときの前方係止片３６の、バッテリ１０に対する相対位置が、図５において一点鎖線で描かれた前方係止片３６’として示されている。図示されるように、前方対向部４８’がバッテリ１０の前面１４Ｆに当接し、これにより、前方押さえ部５０に加え、前方対向部４８’でも前方係止片３６’がバッテリ１０に接触し、バッテリ１０の保持がより確実となり、バッテリ１０の脱落が抑えられる。

後方衝突時に前方係止片３６が前面底部フランジ１６Ｆから受ける力は、ほぼ上向きの力であり、この力の向きは、前方押さえ部５０に対してはその板面に交差する方向、前方対向部４８に対してはほぼその板面内の方向である。したがって、前方対向部４８を設けることによって、前方押さえ部５０だけの場合に比べ、後方衝突時に受ける力に対する前方係止片３６の剛性が高くなる。このため、前方係止片３６の変形が抑えられ、より確実にバッテリ１０を保持し、その脱落を抑えることができる。

さらに、後方衝突時に側方係止片３８が受ける力は、側方対向部４４の板面内の方向であり、この力に対する側方係止片３８の剛性を高くすることができる。特に、前方対向部４８と側方対向部４４が同一の上下方向寸法を維持して繋がっているので、接続部分の剛性も確保され、前方係止片３６の、側方係止片３８に対する相対的な移動を抑制することができバッテリクランプ２２の変形を抑えることができる。これによって、より確実にバッテリ１０を保持し、その脱落を抑えることができる。

上述のバッテリキャリア１２は、バッテリ１０の左前の角部にバッテリクランプ２２を配置してバッテリ１０を固定するものであるが、これに限らず、バッテリキャリア１２と対称に構成し、右前の角部にバッテリクランプが配置されるようにしてもよい。また、バッテリクランプ２２の前方対向部４８は、通常時において、つまり衝突前からバッテリ１０の前面１４Ｆに当接していてもよい。

１０バッテリ、１２バッテリキャリア、１４Ｆ前面、１４Ｂ後面、１４Ｒ右側面（第１側面）、１４Ｌ左側面（第２側面）、１６底部フランジ、１６Ｆ前面底部フランジ、１６Ｂ後面底部フランジ、１６Ｒ右側面底部フランジ、１６Ｌ左側面底部フランジ、１８載置面、２０キャリアベース、２２バッテリクランプ、２４取付脚、２６底板、２８周囲壁、２８Ｆ前方壁、２８Ｂ後方壁（保持部）、２８Ｒ右側壁（保持部）、２８Ｌ左側壁、３０Ｂ後面張出し部（保持部）、３０Ｒ右側面張出し部（保持部）、３２台座、３４ボルト、３６前方係止片、３８側方係止片、４０固定片、４２支持アーム、４４側方対向部、４６側方押さえ部、４８前方対向部、５０前方押さえ部、５２補強フランジ。

前方対向部４８と側方対向部４４が繋がっているのに対して、前方押さえ部５０と側方押さえ部４６は直接繋がっていない。これにより、バッテリクランプ２２を板金で作製することを簡易にしている。前方係止片３６、側方係止片３８および固定片４０は、１枚の板金から何回かのプレス成形を経て作製することができる。前方押さえ部５０と側方押さえ部４６が分離しているため、折り曲げ部分がいずれもほぼ直線となるので、プレス加工が容易である。プレス成形後、支持アーム４２を溶接等により接合する。

前方係止片３６の前方押さえ部５０は、前面底部フランジ１６Ｆの傾いた上面に沿って延び、傾斜して配置されている。図示しないが、これと同様に、側方係止片３８の側方押さえ部４６も左側面底部フランジ１６Ｌの傾いた上面に沿って延び、傾斜して配置されている。

Claims

前面、後面、第１側面および第２側面の底部に底部フランジが形成された直方体のバッテリを車両に搭載し、保持するためのバッテリキャリアであって、
前記バッテリが載置される長方形の載置面を有するキャリアベースであって、当該キャリアベースは、前記載置面の後縁部および第１側縁部に保持部を有し、当該保持部は、前記載置面に対向して前記載置面との間に前記後面および前記第１側面の前記底部フランジを保持する保持面を有する、キャリアベースと、
前記キャリアベースの前記載置面の前縁と第２側縁の角に配置され、前記バッテリの前記前面より後方かつ前記第２側面の側方にて前記キャリアベースに固定されるバッテリクランプであって、前記バッテリの前記前面の前方に位置し、前記前面の前記底部フランジを係止する前方係止片と、前記バッテリの前記第２側面の側方に位置し、前記第２側面の前記底部フランジを係止する側方係止片とを有するバッテリクランプと、
を有し、
前記前方係止片は、前記バッテリの前記前面に対向する板状の前方対向部と、前記前方対向部の下縁から前記前面の前記底部フランジの上面に沿って延び、当該底部フランジの上面に当接する板状の前方押さえ部とを有する、
バッテリキャリア。
請求項１に記載のバッテリキャリアであって、
前記側方係止片は、前記バッテリの前記第２側面に対向する板状の側方対向部と、前記側方対向部の下縁から前記第２側面の前記底部フランジの上面に沿って延び、当該底部フランジの上面に当接する板状の側方押さえ部とを有する、
前記前方対向部と前記側方対向部が接続してＬ字形に配置されている、
バッテリキャリア。
請求項２に記載のバッテリキャリアであって、前記前方押さえ部と前記側方押さえ部とが離れている、バッテリキャリア。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のバッテリキャリアであって、
前記前方対向部は、通常時において前記バッテリの前記前面から離れており、後方衝突時に前記バッテリの後傾に伴って後傾し、前記バッテリの前記前面に当接する、
バッテリキャリア。