JP6352831B2 - 自動車バッテリのバッテリハウジング用のバッテリトレイ - Google Patents

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Description

本発明は、自動車バッテリのバッテリハウジング用のバッテリトレイであって、バッテリハウジングが底部領域内で互いに反対の側にそれぞれ外向きの突出部を有し、バッテリトレイがバッテリハウジングの底部の領域内にあるバッテリハウジングを受入れる底部と、互いに反対の2つの側にある側壁と、側壁に接続された端壁と、底部に接続可能なクランプ要素とを有し、端壁と、側壁の第1の側壁とが、底部に平行に延びる溝状の凹部を設けられて、これらの壁に面するバッテリハウジングの突出部を挿入可能に受入れ、クランプ要素が、クランプ要素に面するバッテリハウジングの突出部に背後から係止するために、端壁とは反対のバッテリトレイの側で、バッテリトレイの底部に接続可能であるバッテリトレイに関する。
自動車においては、特に、実質的にボックス形の設計であり、したがってボックス形のバッテリハウジングを有するバッテリが使用される。バッテリハウジングは、互いに反対の側にそれぞれ外向きの突出部を有する。突出部は、一般に長方形断面を有するように設計され、バッテリトレイの底部へのバッテリハウジングの載置面に平行な下側区域を有する。代替として、突出部はそれぞれ、外方向にテーパするように設計することができ、したがって、突出部の上面が突出部の下面に対して傾けられる。突出部のこの設計は、1つまたは複数の突出部の領域内で、バッテリトレイに対するバッテリハウジングの嵌合式の配置を可能にする。ここで、バッテリトレイは、溝状の凹部を設けられる。前記凹部は、バッテリトレイの底部に平行に配置されて、バッテリハウジングの突出部を挿入可能に受入れる。このような嵌合式の配置は、バッテリ、したがってバッテリハウジングがバッテリトレイに対して滑るのを防止し、特に、衝突時に、バッテリに作用するモーメントおよびその結果生じる上向きの力により、バッテリがバッテリトレイ内での固定状態から抜け落ちるのを防止するように意図される。
冒頭で述べたタイプのバッテリトレイは、(特許文献1)から知られている。(特許文献1)に述べられているバッテリトレイは、端壁および第1の側壁の領域内に、底部に平行に延びる溝状の凹部を設けられる。前記凹部が、これらの壁に面するバッテリハウジングの突出部を挿入可能に受入れる。クランプ要素が、端壁とは反対のバッテリトレイの側にのみ延在し、底部に接続可能である。底部に接続すると、クランプ要素は、この領域内でバッテリハウジングの突出部に背後から係止する。バッテリハウジングをバッテリトレイの底部に配置し、その後、端壁および側壁との当接位置まで挿入することによって、自動車バッテリまたはバッテリハウジングが取り付けられる。次いで、バッテリトレイの底部にクランプ要素が固定される。さらに、他方の側壁にも、端壁の領域内に溝状の凹部を設けることができる。この凹部は、底部に平行に延びて、側壁のこの領域に面するバッテリハウジングの突出部を挿入可能に受入れる。
自動車バッテリが衝突時に抜け落ちるのを防止するために、バッテリトレイは、保持手段を保持して案内するための収容部を有し、保持手段は、自動車バッテリに当接して自動車バッテリの上まで延ばされる。
欧州特許出願公開第2 527 205 A1号明細書
本発明の目的は、特に自動車バッテリに垂直な向きの引抜力を及ぼす衝突力の見地において、保持手段を自動車バッテリの上まで延ばさなくても、衝突時にバッテリトレイによってバッテリの安全な固定が保証されるように、冒頭で述べたタイプのバッテリトレイを開発することである。
この目的は、クランプ要素の一部が(第1の)ブロック状要素であり、側壁のうちの第2の側壁に向いた側でバッテリトレイを位置決めし、第2の側壁が端壁の領域内に(第2の)ブロック状要素を有し側壁のうちの第2の側壁に向いた側でバッテリトレイを位置決めすることによって実現される。
したがって、第1の側壁および端壁の溝状凹部の領域内で、それらの壁に面するバッテリハウジングの突出部が、第1の側壁および端壁に後方から係止する。さらに、端壁とは反対のバッテリトレイの側で、クランプ要素は、クランプ要素に面するバッテリハウジングの突出部に背後から係止する。バッテリトレイの側壁のうちの第2の側壁に向いた側で、2つのブロック状要素は、第1の側壁に対してバッテリハウジングを位置決めし、したがってストッパとして作用する。ブロック状要素は、挿入されたバッテリハウジングが1自由度で、すなわちブロック状要素の作用方向でバッテリトレイに対してずらされるのを防止する。
したがって、バッテリハウジングは、全ての側面で保持され、特に、長手方向および横方向でずれないように保持されるだけでなく、嵌合式の接続により、バッテリトレイの底部から浮き上がって抜け落ちないようにも保持される。
その結果、追加の保持手段、特に、自動車バッテリの上まで延ばされてバッテリハウジングに接続される保持手段を提供する必要はなくなる。
クランプ要素は、構造的に特に単純に設計され、最適には、クランプ要素がL字形設計である場合、前記クランプ要素によって2つの隣接する壁の領域内でバッテリハウジングを固定することができる。L字形の一方の辺、すなわち長辺が、端壁とは反対の側でバッテリハウジングをクランプし、L字形の他方の辺、すなわち短辺が、ブロックを形成する。したがって、クランプ要素がバッテリトレイの底部に固定されるとき、L字形の短辺は、第1の側壁からの距離を定める。なぜなら、バッテリハウジングは、クランプ要素の領域内で第2の側壁に当接しないからである。
したがって、L字形の2つの辺は、L字形クランプ要素に対して直径方向での角度、したがって端壁と第1の側壁との角度に対応する角度を成す。バッテリハウジングは、前記直径方向角度を定義する構成要素の間で、バッテリトレイ内にクランプされる。
バッテリトレイは、好ましくは、最大限の剛性で軽量の構成で実現されるように設計される。この見地において、バッテリトレイの下面がリブ構造を有する場合に特に有利と考えられる。リブ構造は、軽量で、バッテリトレイの底部に高い曲げ剛性を与える。側壁および端壁もリブ構造を有することが有利と考えられる。これにより、比較的軽量で、側壁および端壁の高い剛性が得られる。側壁および端壁は、少なくとも一部の領域内にリブ構造を有するように意図される。特に、衝突時に増加した力がバッテリトレイ内に伝達される場所である。これは、バッテリトレイの凹部の領域に当てはまる。
バッテリトレイは、好ましくは、例えば射出成形またはダイカストなど成形製造プロセスによって製造される。バッテリトレイは、特に熱可塑性材料または軽量金属から構成される。
衝突安全性の見地から、よって自動車バッテリまたはバッテリハウジングがバッテリトレイに対してずらされる、またはさらには外れるのを防止するという見地から、バッテリハウジングがバッテリトレイの底部の平面内に所定の様式で固定されることが、特に有利と考えられる。この見地において、本発明の1つの特定の発展形態は、端壁が、溝状の凹部の領域内に形状加工部を有し、および/またはクランプ要素が、端壁に向いた側に形状加工部を有し、それらの形状加工部が、対面するバッテリハウジングの突出部の形状加工部に嵌合式に係合するようになっている。
バッテリトレイの製造時、特にバッテリハウジングの製造時、製造公差を考慮に入れなければならない。バッテリハウジングに対するクランプ要素の作用方向で製造公差を補償することが可能であることが特に重要と考えられる。この背景を元に、クランプ要素を、少なくとも1つのねじによってバッテリトレイの底部に接続し、それぞれのねじが軸受要素を通過し、軸受要素が、車両座標系のY方向で、すなわち車両の横方向で遊びを有してクランプ要素を収容できるようにすることが特に有利と考えられる。
この遊びは、軸受要素が、傾斜した上面を有してクランプ要素の一部を成す第1の軸受要素部分と、上記の傾斜面と接触する傾斜した下面を有する第2の別個の軸受部分とを有する場合に、構造的に特に単純に保証される。ねじのねじ切りボルトは、車両座標系のY方向に遊びを有して、第2の軸受部分の穴および第1の軸受部分の穴を通過する。ねじは、底部に挿入されたねじ切りスリーブにねじ止めされる。
バッテリトレイが底部の下面の領域内で、特に底部の長手方向側部の領域内で接続ブラケットに取り付けられることによって、バッテリトレイは、構造的に特に単純に自動車の車体に取り付けられる。さらに、バッテリトレイは、底部に接続されるブラケットを受入れるためのスリーブを底部の領域内に有することができる。前記ブラケットに自動車のさらなるユニットを固定することができ、または前記ブラケットでバッテリトレイをさらに支持することができる。
本発明によるバッテリトレイは、特に、バッテリハウジングの側壁が自動車の横方向に配置される自動車で使用される。同様に、ここで、接続ブラケットは、自動車の横方向に延び、好ましくは、自動車の向きに対してバッテリトレイの前方領域内に配置される。
本発明のさらなる特徴は、従属請求項、添付図面、および図面に示される好ましい例示的実施形態の説明から明らかになるが、それらに限定されない。
バッテリトレイが取り付けられた接続ブラケットを有する、自動車バッテリのバッテリハウジング用の本発明によるバッテリトレイの斜視図である。 長手方向での接続ブラケットの広がりに垂直に断面を取った、バッテリトレイと接続ブラケットとを通る断面図である。 バッテリトレイと、バッテリトレイを受入れる接続ブラケットの部分領域との底面図である。 バッテリハウジングがバッテリトレイの底部に配置されたとき、かつバッテリハウジングが第1の側壁および端壁に対してずらされる前の、バッテリトレイ、接続ブラケットの部分領域、さらにはバッテリハウジングの上面図である。 バッテリハウジングが第1の側壁および端壁に対してずらされた状態での、図4による構成を示す図である。 クランプ要素がバッテリハウジングの底部に配置されたとき、かつクランプ要素がバッテリハウジングに対して押される前の、図5による構成を示す図である。 クランプ要素がバッテリハウジングに対して押され、バッテリトレイの底部にねじ留めされた状態での、図6による構成を示す図である。 クランプ要素のねじ接続の領域内で長手方向での接続ブラケットの広がりに対して横方向に、かつバッテリトレイの底部に対して垂直に断面を取った、図7による構成の斜視断面図である。 ねじ接続を通り、バッテリトレイの底部に垂直に、長手方向での接続ブラケットの広がりにおいて断面を取った、図8による構成を示す斜視断面図である。 バッテリハウジングの突出部およびバッテリトレイの溝状の凹部の高さで、バッテリトレイの底部に平行な平面で断面を取った、図5による構成、したがってバッテリハウジングが第1の側壁および端壁に対して押された構成を示す図である。 図10による構成の上面斜視図である。
図1は、バッテリハウジング2用のバッテリトレイ1を示す。バッテリハウジング2は、例えば図4に示されている。図4において、前記バッテリハウジングは、上面図で示されている。バッテリハウジング2は、ボックス形状の設計であり、平坦な底部3と、平坦な底部3に垂直に配置された側壁4、5と、側壁4、5につながる端壁6、7とを有する。側壁4と5をつなぐ5つの隔壁8が、端壁6および7に平行に配置される。前記隔壁8によって、バッテリハウジング2の内部に6つの区室が形成される。バッテリハウジング2のみが図示されており、したがって、形成される個々の区室内の内部電気構成要素は図示されていない。
バッテリハウジング2は、2つの端壁6および7の領域内で、同一設計の外向きの突出部9、10を有する。前記突出部9、10は、底部3に隣接して底部3に平行に配置される。突出部10はそれぞれ、ストリップ形状の設計であり、それぞれの端壁7または8の長さよりも幾分短く延在している。それぞれの突出部10の上面は、3つの窪み11を有する。それに対応して、側壁4または5は、底部3の領域内で、底部3に平行に、それぞれ突出部12または13を有する。突出部12は、側壁4の全長にわたって延在し、5つの窪み14を設けられる。突出部13の長さは、側壁5の長さよりも短い。突出部13も、参照番号15で表される5つの窪みを設けられる。
図1に示されるバッテリトレイ1は、バッテリハウジング2の底部3の領域内にある、バッテリハウジング2を受入れるための底部16と、互いに反対の2つの側にある側壁17、18と、前記側壁17、18をつなぐ端壁19とを有する。バッテリハウジング2は、端壁19に平行に、さらなる端壁20を設けられる。側壁17、18および端壁19、20の間で、ストリップ形状の突出部が提供される下端部の領域内に、バッテリハウジング2用の収容空間21が形成される。さらに、バッテリハウジング2は、クランプ要素22を有する。クランプ要素22は、底部16に接続可能であり、その機能位置で、端壁20に隣接して配置される。側壁17は、溝状の凹部23を設けられる。凹部23は、底部16に平行に延び、実質的に側壁17の全長にわたって延在する。バッテリハウジング2が挿入されるとき、前記凹部23は、バッテリハウジング2の突出部12を受入れる。図2の例から分かるように、端壁19も、底部16に平行に延びる溝状の凹部24を有する。バッテリハウジング2が挿入されるとき、前記凹部は、バッテリハウジング2の突出部10を受入れる。
クランプ要素22は、L字形の設計である。L字形の長辺25は、端壁6に割り当てられた突出部9の領域内でバッテリハウジング2をクランプする。クランプ要素22は、辺25の領域内に凹部26を設けられる。凹部26は、実質的に辺25の全長にわたって延在する。クランプ要素22が取り付けられるとき、凹部26は、底部16に平行に配置され、底部16と共に、突出部9を受入れるための溝を形成する。クランプ要素22は、凹部26の領域内に、3つの下向きの突出部27を有する。クランプ要素22は、ねじ28によってバッテリトレイ1の底部16に固定される。
長辺25に対して直角に延びるクランプ要素22の短辺29は、バッテリハウジング2の側壁5の領域内でバッテリハウジング2を位置決めするためのブロック状要素の役割を果たす。さらに、バッテリトレイ1の側壁18は、端壁19の隅領域にさらなる突出部30を有する。突出部30は、側壁18の高さを越えて延在し、さらなるブロック状要素の役割を果たす。バッテリハウジング2の突出部12が凹部23内に係合するとき、バッテリハウジング2の突出部10が凹部24内に係合するとき、およびバッテリハウジング2の突出部9が凹部26内に係合するときに、2つのブロック状要素(クランプ要素22の短辺29と、突出部30)は、辺29および突出部30と側壁17との間でバッテリハウジング12を拘束して位置決めする。
バッテリハウジング2の設置、したがってバッテリトレイ1内での自動車バッテリの設置は、図4〜図7の実例によって図示される。
図4は、バッテリトレイ1の底部16に配置されているバッテリハウジング2を示す。ここで、バッテリハウジング2は、凹部を有さない側壁18に隣接して、かつ端壁20に隣接して位置決めされている。前記位置から、バッテリハウジング2は、同時に側壁17と端壁19に向けてずらされる。このとき、バッテリハウジング2の突出部10および12は、バッテリトレイ1の凹部24および23内に挿入される。それと同時に、凹部24の領域内の端壁19の3つの下向きの突出部31と、バッテリハウジング2の突出部10の窪み11との間に嵌合式の接続が生じる(図2)。バッテリトレイ1に対するバッテリハウジング2の位置が、図5に示されている。
バッテリトレイ1に対してバッテリハウジング2をずらすことにより空いた端壁20の領域内の空間に、クランプ要素22が挿入される(図6)。クランプ要素22は、その2つの辺25、29がバッテリハウジング2に向いた状態で移動される。それにより、クランプ要素22の長辺25は、バッテリハウジング2の端壁6に当接し、クランプ要素22の短辺29は、端壁6と側壁5の隅領域で側壁5に当接する。ここで、バッテリハウジング2の突出部9の窪み11は、クランプ要素22の突出部27と協働する。クランプ要素22のこの位置(図7)で、クランプ要素22は、バッテリトレイ1の底部16の領域内で、ねじ28によってバッテリトレイ1にねじ止めされる。
ねじ接続の形態と、横方向での側壁17および18の広がりにおけるクランプ要素22の公差の補償とが、図8および図9に明示されている。
すなわち、ねじ28が軸受要素32を通過し、軸受要素32は、端壁19の方向で遊びを有してクランプ要素22を収容できるようにする。軸受要素32は、第1の軸受要素部分33を有する。第1の軸受要素部分33は、傾斜した上面34を有し、クランプ要素22の一部を成す。軸受要素32は、第2の別個の軸受部分35を有する。第2の軸受部分35は、傾斜した上面34と接触する傾斜した下面36を有する。ねじ28のねじ切りボルト37は、車両座標系のY方向、すなわち車両横方向に遊びを有して、軸受部分35の穴38および軸受部分32の穴39を通過する。ねじ28は、バッテリトレイ1の底部16に挿入されたねじ切りスリーブ40にねじ止めされる。このように遊びを有してクランプ要素22をバッテリトレイ1に取り付けることで、バッテリハウジング2および/またはバッテリトレイ1の公差に関する公差補償が可能になる。
底部16に挿入されたさらなるねじ切りスリーブ46により、クランプ要素22をそこに設置できるようにし、異なるサイズのバッテリ/バッテリハウジング2を取り付けることを可能にする。
図面は、全体として、バッテリトレイ1が、リブ構造の形態で実質的に軽量の構成であることを示す。特に、バッテリトレイ1は、底部16の下面にリブ構造を有する。挿入されたバッテリハウジング2が当接し、衝突時に大きな力を吸収しなければならない側壁17および端壁19は、実質的にそれらの全長にわたってリブ構造を有する。また、側壁18および端壁20の領域内にも、少なくとも部分的にリブ構造が形成される。前記側部および端壁、ならびに底部において、リブは、バッテリトレイ1に高い剛性を与えるように垂直に延在する。
バッテリトレイ1は、例えば射出成形またはダイカストなど成形製造プロセスによって製造される。ここでは、特に熱可塑性材料または軽量金属が使用される。
特に図1および図3の例から分かるように、バッテリトレイ1は、底部16の下面の領域内で接続ブラケット41に取り付けられ、特に側壁18の領域内で環状収容部47に取り付けられる。前記接続ブラケットは、実際の担持部分42と、担持部分42を端部で受入れる支持体43とからなる。支持体43は、鋳造金属から構成される。担持部分42は、特に編組形材(Triax、GFRP/PA)として設計される。
当然、図1に示されるように、さらなる収容部44をバッテリトレイ1内に組み込むことも可能であり、前記収容部44は、特に、さらなる車両構成要素を受入れる。
さらに、バッテリトレイ1の底部16にスリーブ45を取り付けることができる。前記スリーブ45は、底部16を貫通し、ブラケット48を受入れる。ブラケット48は、底部16に接続され、バッテリトレイ1をさらに支持する。
したがって、本明細書で述べる例示的な実施形態は、軽量の構成であり、衝突時でさえ自動車バッテリを安全に保持するのに適したバッテリトレイ1を示す。これは、バッテリハウジング2が、バッテリハウジング2の側壁17および端壁19の領域内で嵌合式に保持されることによって実現される。その際、バッテリハウジング2の突出部12および10が背後から係止される。それに加えて、クランプ要素22が、バッテリハウジング2の突出部9に嵌合式に背後から係止される。さらに、クランプ要素22の短辺29および突出部30の領域内で二重のブロックが形成される。それにより、バッテリハウジング2は、これら2つのブロック形成体と側壁17との間でさらに固定される。
1 バッテリトレイ
2 バッテリハウジング
3 底部
4 側壁
5 側壁
6 端壁
7 端壁
8 隔壁
9 突出部
10 突出部
11 窪み
12 突出部
13 突出部
14 窪み
15 窪み
16 底部
17 側壁
18 側壁
19 端壁
20 端壁
21 収容空間
22 クランプ要素
23 凹部
24 凹部
25 長辺
26 凹部
27 突出部
28 ねじ
29 短辺
30 突出部
31 突出部
32 軸受要素
33 軸受要素部分
34 上面
35 軸受要素部分
36 下面
37 ねじ切りボルト
38 穴
39 穴
40 ねじ切りスリーブ
41 接続ブラケット
42 担持部分
43 支持体
44 収容部
45 スリーブ
46 ねじ切りスリーブ
47 環状収容部

Claims (10)

  1. 自動車バッテリのバッテリハウジング(2)用のバッテリトレイ(1)であって、前記バッテリハウジング(2)が底部領域内で互いに反対の側にそれぞれ外向きの突出部(9、10、12、13)を有し、前記バッテリトレイ(1)が前記バッテリハウジング(2)の前記底部(3)の領域内にある前記バッテリハウジング(2)を受入れるための底部(16)と、互いに反対の2つの側にある側壁(17、18)と、前記側壁(17、18)に接続された端壁(19)と、前記底部(16)に接続可能なクランプ要素(22)とを有し、前記端壁(19)と、前記側壁(17、18)の第1の側壁(17)とが、前記底部(16)に平行に延びる溝状の凹部(24、23)を設けられて、前記端壁(19)及び前記第1の側壁(17)に面する前記バッテリハウジング(2)の突出部(10、12)を挿入可能に受入れ、前記クランプ要素(22)が、該クランプ要素(22)に面する前記バッテリハウジング(2)の前記突出部(9)に背後から係止するために、前記端壁(19)とは反対の前記バッテリトレイ(1)の側で前記底部(16)に接続可能であり、前記クランプ要素(22)の一部が、第1のブロック状要素(29)であり前記側壁(17、18)のうちの前記第2の側壁(18)に向いた側で前記バッテリハウジング(2)を位置決めし、前記第2の側壁(18)が前記端壁(19)の領域内に第2のブロック状要素(30)を有し前記第2の側壁(18)に向いた側で前記バッテリハウジング(2)を位置決めするようになっており、
    前記端壁(19)が、前記溝状の凹部(24)の領域内に形状加工部(31)を有し、および/または前記クランプ要素(22)が、前記端壁(19)に向いた側に形状加工部(27)を有し、前記形状加工部(31、27)が、対面する前記バッテリハウジング(2)の前記突出部(10、9)の形状加工部(11)に嵌合式に係合しており、
    前記バッテリトレイ(1)の前記底部(16)の下面、前記側壁(17、18)および前記端壁(19)がリブ構造を有する、ことを特徴とするバッテリトレイ(1)。
  2. 前記クランプ要素(22)がL字形設計であり、前記L字形の一方の辺、すなわち長辺(25)が、前記端壁(19)とは反対の側で前記バッテリハウジング(2)をクランプし、前記L字形の他方の辺、すなわち短辺(29)が、前記第1のブロック状要素(29)を形成することを特徴とする請求項1に記載のバッテリトレイ。
  3. 成形製造プロセスによって、請求項1または2に記載のバッテリトレイを、製造することを特徴とする、バッテリトレイの製造方法。
  4. 熱可塑性材料から構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のバッテリトレイ。
  5. 軽量金属からから構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のバッテリトレイ。
  6. 前記クランプ要素(22)が、少なくとも1つのねじ(28)によって前記バッテリトレイ(1)の前記底部(16)に接続され、それぞれの前記ねじ(28)が軸受要素(32)を通過し、前記軸受要素(32)が、前記自動車の横方向である車両座標系のY方向で遊びを有して前記クランプ要素(22)を収容できるようにすることを特徴とする請求項1、2、4、5のいずれか一項に記載のバッテリトレイ。
  7. 前記軸受要素(32)が、傾斜した上面(34)を有して前記クランプ要素(22)の一部を成す第1の軸受要素部分(33)と、前記傾斜した上面(34)と接触する傾斜した下面(36)を有する第2の別個の軸受部分(35)とを有し、前記ねじ(28)のねじ切りボルト(37)が、前記端壁(19)の方向で遊びを有して、前記第2の軸受部分(35)の穴(38)および前記第1の軸受部分(33)の穴を通過し、前記ねじ(28)が、前記底部(16)に挿入されたねじ切りスリーブ(40)にねじ止めされることを特徴とする請求項6に記載のバッテリトレイ。
  8. 前記底部(16)の下面の長手方向側部の領域内で、接続ブラケット(41)に取り付けられることを特徴とする請求項1、2、4〜7のいずれか一項に記載のバッテリトレイ。
  9. 前記底部(16)に接続されるブラケットを受入れるためのスリーブ(45)を前記底部(16)の領域内に有することを特徴とする請求項1、2、4〜8のいずれか一項に記載のバッテリトレイ。
  10. 前記側壁(17、18)を前記自動車の横方向に向けて配置されたバッテリハウジング(2)を備えることを特徴とする請求項1、2、4〜9のいずれか一項に記載のバッテリトレイ。
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