TW201823062A

TW201823062A - 周向鎖止機構、包括此周向鎖止機構的電池鎖定裝置、動力電池包及車輛

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Publication number: TW201823062A
Application number: TW106145270A
Authority: TW
Inventors: 海岩林; 李楠; 田小濤; 丁習坤; 袁春萍
Original assignee: 大陸商上海蔚來汽車有限公司
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2018-07-01
Also published as: CN106740029B; EP3564055B1; WO2018121399A1; TWI734883B; EP3564055A1; US20200124081A1; US11884147B2; EP3564055A4; CN106740029A

Abstract

本發明涉及周向鎖止機構、包括其的電池鎖定裝置、動力電池及車輛。所述周向鎖止機構包括：第一部件，所述第一部件包括內齒圈，所述內齒圈具有沿內圓周分佈的內直齒；第二部件，所述第二部件包括外齒圈和擰緊套，所述外齒圈具有沿外圓周分佈的外直齒，所述擰緊套以嵌接的形式固定在所述外齒圈內，其中，所述內直齒適於與所述外直齒接合。

Description

周向鎖止機構、包括此周向鎖止機構的電池鎖定裝置、動力電池包及車輛

[0001] 本發明涉及部件的周向防鬆與鎖止技術領域；具體地說，本發明涉及一種周向鎖止機構。　　[0002] 進一步地，本發明還涉及一種包括其的電池鎖定裝置、動力電池包及車輛。

[0003] 現有技術中經常會遇到需要限制兩個部件的相對轉動的情況。　　[0004] 例如，在螺紋連接中，如何保證連接預緊力的恆定是產業上的一個難題。目前常用的防鬆結構包括在一個易動螺紋件上提供多齒防鬆結構或銷槽結構等。該結構只能提供有限的鎖止定位，利用這些技術，在螺接扭矩達到預定值時，如果在對應的角度處齒或槽不能咬合，則螺紋件仍存在鬆動的風險，並不能保持恆定的螺接扭矩。例如，目前針對保證恆定扭矩的多齒或銷槽螺栓防鬆結構，由於結構尺寸的限制接合齒數或槽數不能做的足夠多，因此就不能很好的保持螺栓扭矩的近似恆定。　　[0005] 在新能源車輛的電池鎖定裝置中，為了實現動力電池包的快速裝拆，需要對電池鎖定裝置的中心拉桿進行周向定位或鎖止。例如，公告號為CN203543623U的中國專利中公開了一種電池鎖定裝置，其中通過調整件（與中心拉桿成為一體）上的銷500與限位件上的槽205實現周向分度鎖止定位。在該應用中同樣存在銷301與槽101的接合位置同銷500與槽205的接合位置不一致的情況；為了避免這種情況，現有技術中採用螺紋連接來取代銷301與槽101，但仍然具有不能保持近似恆定的螺接扭矩的缺點。

[0006] 本發明的目的是提供一種能夠在尺寸空間限制條件下增加防鬆接合齒數以實現近似連續鎖止的周向鎖止機構。　　[0007] 進一步地，本發明的目的還在於提供一種包括前述周向鎖止機構的電池鎖定裝置、動力電池包及車輛。　　[0008] 為了實現前述目的，本發明的第一方面提供了一種周向鎖止機構，其中，所述周向鎖止機構包括：　　第一部件，所述第一部件包括內齒圈，所述內齒圈具有沿內圓周分佈的內直齒；　　第二部件，所述第二部件包括外齒圈和擰緊套，所述外齒圈具有沿外圓周分佈的外直齒，所述擰緊套以嵌接的形式固定在所述外齒圈內，其中，所述內直齒適於與所述外直齒接合。　　[0009] 可選地，在如前所述的周向鎖止機構中，所述內齒圈及所述外齒圈由工程塑料製成，所述擰緊套由金屬製成。　　[0010] 可選地，在如前所述的周向鎖止機構中，所述外齒圈與所述擰緊套為一體包覆成型結構。　　[0011] 可選地，在如前所述的周向鎖止機構中，所述內齒圈的內周面形成有內凸緣，所述內凸緣位於所述內直齒的一端；所述外齒圈的外周面形成有外凸緣，所述外直齒位於所述外凸緣的外周，並且所述擰緊套的一個端部從所述外齒圈伸出，所述端部的外直徑小於所述內凸緣的內直徑。　　[0012] 可選地，在如前所述的周向鎖止機構中，所述內齒圈上遠離所述內直齒的一個端部處沿周向分佈有C型缺口。　　[0013] 可選地，在如前所述的周向鎖止機構中，所述擰緊套的另一個端部處具有外凸緣，所述外齒圈的外凸緣包覆成型在所述擰緊套的外凸緣上。　　[0014] 可選地，在如前所述的周向鎖止機構中，所述擰緊套的另一個端部的端面相對於所述外齒圈上相應的端面向內凹進或齊平。　　[0015] 可選地，在如前所述的周向鎖止機構中，所述擰緊套的內圓周和外圓周均分佈有豎槽，所述外齒圈至少部分嵌接在所述擰緊套的外圓周上的豎槽處。　　[0016] 為了實現前述目的，本發明的第二方面提供了一種電池鎖定裝置，所述電池鎖定裝置包括如前述第一方面中任一項所述的周向鎖止機構。　　[0017] 可選地，在如前所述的電池鎖定裝置中，所述第一部件為所述電池鎖定裝置的調整件，其相對於所述電池鎖定裝置的中心拉桿周向固定，但能夠沿所述中心拉桿軸向移動；所述第二部件為所述電池鎖定裝置的限位元件。　　[0018] 為了實現前述目的，本發明的協力廠商面提供了一種用於車輛的動力電池包，所述動力電池包包括如前述第二方面中任一項所述的電池鎖定裝置。　　[0019] 可選地，在如前所述的動力電池包中，所述電池鎖定裝置通過所述第二部件固定至所述動力電池包。　　[0020] 為了實現前述目的，本發明的第四方面提供了一種車輛，所述車輛包括如前述第二方面中任一項所述的電池鎖定裝置。　　[0021] 可選地，在如前所述的車輛中，所述車輛的動力電池包通過所述電池鎖定裝置而鎖定於所述車輛。

[0023] 下麵參照附圖詳細地說明本發明的具體實施方式。在各附圖中，相同的附圖標記表示相同或相應的技術特徵。　　[0024] 圖1是根據本發明的周向鎖止機構的一個實施方式的示意性立體圖。　　[0025] 圖示實施方式的周向鎖止機構包括第一部件和第二部件；在該圖示中，第一部件包括內齒圈10，第二部件包括外齒圈20和擰緊套30，擰緊套30以嵌接的形式固定在外齒圈20內。通過內齒圈10和外齒圈20的接合能夠實現第一部件和第二部件的周向鎖止。這種嵌接式外齒圈20和擰緊套30能夠通過一體成型或分別製造後再嵌接在一起來實現，加工工藝簡單並且易於裝配。　　[0026] 可以瞭解，在可選的實施方式中，為了實現功能擴展，在不違背本發明的基本原理的情況下，第一部件和第二部件還可以包含附接於前述內齒圈10、外齒圈20和/或擰緊套30的其它部件或結構。　　[0027] 從圖1中可以看出，在該實施方式中，內齒圈10可以呈環狀，具有沿內圓周分佈的內直齒11。內齒圈10的內周面還形成有內凸緣12，內凸緣12位於內直齒11的一端處。在本示例中，內凸緣12處於內齒圈10的內周面的軸向中部，並且內齒圈10上遠離內直齒11的一個端部13處可以沿周向分佈有C型缺口14。可以瞭解，內齒圈10的外周面上可以形成有外螺紋，當內齒圈通過外螺紋組裝到其它部件上時，可以通過將工具接合在這些C型缺口14而將內齒圈10擰緊到該其它部件上。　　[0028] 從圖1中還可以看出，在該實施方式中，外齒圈20具有沿外圓周分佈的外直齒21，外直齒21適於與內直齒11形狀配合。具體地，根據圖示示例，外齒圈20的外周面可以形成有外凸緣22，外直齒21位於外凸緣22的外周。擰緊套30的一個端部31從外齒圈20伸出，並且可以看出，端部31的外直徑小於內凸緣12的內直徑。擰緊套30的另一個端部32的端面34相對於外齒圈20上相應的端面23向內凹進或齊平。擰緊套30的內圓周和外圓周分別分佈有豎槽35、36，外齒圈20至少部分嵌接在擰緊套30的外圓周上的豎槽36處。　　[0029] 在優選的實施方式中，內齒圈10及外齒圈20可以由工程塑料製成，而擰緊套30則可以由金屬製成。可以瞭解，對於工程塑料製成的內齒圈和外齒圈來說，內直齒11和外直齒21將更加易於加工，能夠加工出盡可能多的齒數以便於達到近似的連續鎖止。更優選地，為了保證外齒圈20和擰緊套30之間結合得牢固可靠，外齒圈20與擰緊套30可以為一體包覆成型結構，擰緊套30預埋在外齒圈20內。　　[0030] 圖2和圖3分別是圖1中周向鎖止機構在內外齒圈接合時的側視圖和剖視圖，二者處於接合防鬆狀態。圖4是圖1中周向鎖止機構在內外齒圈脫離接合時的剖視圖，外齒圈和擰緊套的組合件被頂升。　　[0031] 依照圖2，當內外齒圈接合時，擰緊套30的遠離外直齒21的一個端部31穿過內齒圈10的內凸緣12並從內齒圈10伸出。結合圖3可以看出，外齒圈20的外直齒21與內齒圈10的內直齒11接合，並且外齒圈20的外凸緣22可以抵靠內齒圈10的內凸緣12，在軸向上將外齒圈20和內齒圈10相互保持在位。擰緊套30的端部31在內齒圈10中延伸穿過內凸緣12。由於本發明中的內齒圈10和外齒圈20均由工程塑料製成，所以內直齒11和外直齒21均具有易於加工的優點，能夠加工出如圖所示較多數量的內直齒和外直齒。在這種情況下，內直齒11和外直齒21基本上在每個周向位置均能夠實現接合，從而實現了內齒圈和外齒圈的近似連續鎖止。　　[0032] 在圖4中，外齒圈20和擰緊套30的組合件相對於內齒圈10被向上推移，使得內外齒圈的內外直齒已經完全脫離接合，此時外齒圈20和擰緊套30的組合件能夠相對於內齒圈10旋轉。可見，通過這種操作，本發明的周向鎖止結構能夠實現快速鎖止和解鎖，非常簡便快捷。　　[0033] 圖5是圖1中周向鎖止機構的外齒圈和擰緊套的組合件的側視圖，示出了嵌在一起的外齒圈20和擰緊套30。結合圖4和圖5可以看出，外齒圈20穩固地嵌套在擰緊套30的一個端部32處，優選為二者一體包覆成型。在擰緊套30的一個端部32處具有外凸緣33，外齒圈20的外凸緣22包覆成型在擰緊套30的外凸緣33上，包覆成型的外凸緣22、33限定了外齒圈20與擰緊套30之間的軸向移動。另外，外齒圈20的一個端部24包覆成型在擰緊套30的端部31的外側豎槽36的一部分上，由此限定了外齒圈20和擰緊套30之間的周向轉動。　　[0034] 所屬領域的技術人員可以理解，在其它實施方式中，也可以先分別加工出具有外凸緣22、33和豎槽35、36等相應結構的外齒圈20和擰緊套30，然後再將外齒圈20套接至擰緊套30並且使其在外齒圈20的外凸緣22和擰緊套30的外凸緣33處卡接在一起，從而實現二者的穩固嵌接。可以瞭解，為了便於二者的卡接組裝，此時至少外齒圈20的外凸緣22處或擰緊套30的外凸緣33處的設計優選為具有一定的彈性。　　[0035] 擰緊套30可以由金屬材料製成。所屬領域的技術人員可以瞭解，金屬材料較工程塑料而言具有更高的剛度，承受力更大，與其它附接部件的接合更加可靠。　　[0036] 結上以上描述可以瞭解，本發明的周向鎖止機構綜合了工程塑料容易加工、金屬承受力大的優點，同時結構簡單、防鬆效果好且能夠保持螺栓扭矩的近似恆定。　　[0037] 圖6是根據本發明的電池鎖定裝置的一個實施方式的示意性分解圖。從圖中可以看出，這種電池鎖定裝置包括有中心拉桿、鎖殼5及圖1至圖4中所示實施方式的周向鎖止機構。在圖6中，電池鎖定裝置的中心拉桿包括保持部1、螺紋部2和花鍵部3，彈簧4套接在花鍵部3處。花鍵部3處的花鍵適於與擰緊套30內的豎槽接合。在組裝後，花鍵部3、彈簧4及外齒圈與擰緊套的組合件均容置在鎖殼5內。　　[0038] 在使用中，例如在用該電池鎖定裝置將動力電池鎖定在車輛上時，拉桿依次穿過電池包處的安裝架（未圖示）及車身處的安裝架（未圖示），並且內齒圈10作為限位件可以固定於電池包的安裝架、拉桿的螺紋部2與車身處安裝架上的托板螺接，從而將電池包處的安裝架及車身處的安裝架夾持在保持部1處，實現電池包在車身上的固定。可以想到，為了電池包的穩定固定，在車輛上通常會同時使用多個圖示的電池鎖定裝置。　　[0039] 為了實現電池包的快速拆裝，電池鎖定裝置中應用了圖1至圖4中的周向鎖止機構。該周向鎖止機構的外齒圈20和擰緊套30的組合件作為電池鎖定裝置的調整件而內齒圈10作為電池鎖定裝置的限位元件，彈簧4的彈性力迫使該組合件的外齒圈與內齒圈接合。內齒圈10的外周面上可以設計有外螺紋（或其它連接特徵），通過螺紋連接，外齒圈10可以接合到電池包的安裝架。擰緊套30中心的豎槽適於與花鍵部3接合，從而擰緊套30、外齒圈20的組合件相對於中心拉桿周向固定，但能夠沿中心拉桿的花鍵部軸向移動。　　[0040] 可以看出，依據圖中的電池鎖定裝置，在解鎖時，利用專用工具向上推動即頂升外齒圈20和擰緊套30的組合件使之脫離與內齒圈10的接合，然後旋轉該組合件從而旋開螺紋部2與車身處安裝架的螺接，即完成解鎖；在鎖緊時，利用專用工具向上推動即頂升該組合件脫離與內齒圈10的接合，然後旋轉該組合件從而旋緊螺紋部2與車身處安裝架的螺接使螺栓達到規定扭矩，取下專用工具後，彈簧4將推動該組合件使得其外齒圈20的外直齒與內齒圈10的內直齒接合、外齒圈20的外凸緣22抵接內齒圈10的內凸緣12，鎖止該組合件相對於中心拉桿的軸向移動和周向轉動，完成鎖止防鬆功能。可以看出，該方案加工簡單，防鬆效果好，操作簡單快捷。　　[0041] 在如上的鎖止操作中，利用專用工具旋緊中心拉桿上的螺紋部2與車身處安裝架的螺接時，通常是以螺接扭矩作為控制指標的。即，當螺接扭矩達到目標值時就停止繼續擰緊，並且退出專用工具。利用本發明的電池鎖定裝置將內齒圈和外齒圈鎖緊，由於二者的接合齒的數量很多，與現有技術相比提供了多得多的鎖止位置，從而幾乎能夠在任何周向位置處保證螺接扭矩的恆定。　　[0042] 根據上文描述，所屬領域的技術人員可以想到包括這種周向鎖止機構或電池鎖定裝置的動力電池包及車輛。例如，為了方便向車輛上安裝動力電池包，可以通過內齒圈將該電池鎖定裝置固定於動力電池包。另外，在這樣的車輛中，動力電池包可以通過前述的電池鎖定裝置而鎖定到車輛的車身。　　[0043] 本發明的技術範圍不僅僅局限於上述說明中的內容，本領域技術人員可以在不脫離本發明技術思想的前提下，對上述實施方式進行多種變形和修改，而這些變形和修改均應當屬於本發明的範圍內。

[0044]

1‧‧‧保持部

2‧‧‧螺紋部

3‧‧‧花鍵部

4‧‧‧彈簧

5‧‧‧鎖殼

10‧‧‧內齒圈

11‧‧‧內直齒

12‧‧‧內凸緣

13‧‧‧端部

14‧‧‧C型缺口

20‧‧‧外齒圈

21‧‧‧外直齒

22‧‧‧外凸緣

23‧‧‧端面

30‧‧‧擰緊套

31‧‧‧端部

32‧‧‧端部

34‧‧‧端面

35‧‧‧豎槽

36‧‧‧豎槽

[0022] 參照附圖，本發明的公開內容將更加顯然。應當瞭解，這些附圖僅僅用於說明的目的，而並非意在對本發明的保護範圍構成限制。圖中：　　圖1是根據本發明的周向鎖止機構的一個實施方式的示意性立體圖；　　圖2和圖3分別是圖1中周向鎖止機構在內外齒圈接合時的側視圖和剖視圖；　　圖4是圖1中周向鎖止機構在內外齒圈脫離接合時的剖視圖；　　圖5是圖1中周向鎖止機構的外齒圈和擰緊套的組合件的側視圖；以及　　圖6是根據本發明的電池鎖定裝置的一個實施方式的示意性分解圖。

Claims

一種周向鎖止機構，其特徵在於，所述周向鎖止機構包括：　　第一部件，所述第一部件包括內齒圈（10），所述內齒圈（10）具有沿內圓周分佈的內直齒（11）；　　第二部件，所述第二部件包括外齒圈（20）和擰緊套（30），所述外齒圈（20）具有沿外圓周分佈的外直齒（21），所述擰緊套（30）以嵌接的形式固定在所述外齒圈（20）內，其中，所述內直齒（11）適於與所述外直齒（21）接合。
如申請專利範圍第1項所述的周向鎖止機構，其中，所述內齒圈（10）及所述外齒圈（20）由工程塑料製成，所述擰緊套（30）由金屬製成。
如申請專利範圍第2項所述的周向鎖止機構，其中，所述外齒圈（20）與所述擰緊套（30）為一體包覆成型結構。
如申請專利範圍第1項所述的周向鎖止機構，其中：　　所述內齒圈（10）的內周面形成有內凸緣（12），所述內凸緣（12）位於所述內直齒（11）的一端；　　所述外齒圈（20）的外周面形成有外凸緣（22），所述外直齒（21）位於所述外凸緣（22）的外周，並且所述擰緊套（30）的一個端部（31）從所述外齒圈（20）伸出，所述端部（31）的外直徑小於所述內凸緣（12）的內直徑。
如申請專利範圍第4項所述的周向鎖止機構，其中，所述內齒圈（10）上遠離所述內直齒（11）的一個端部（13）處沿周向分佈有C型缺口（14）。
如申請專利範圍第4項所述的周向鎖止機構，其中，所述擰緊套（30）的另一個端部（32）處具有外凸緣（33），所述外齒圈（20）的外凸緣（22）包覆成型在所述擰緊套（30）的外凸緣（33）上。
如申請專利範圍第6項所述的周向鎖止機構，其中，所述擰緊套（30）的所述另一個端部（32）的端面（34）相對於所述外齒圈（20）上相應的端面（23）向內凹進或齊平。
如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的周向鎖止機構，其中，所述擰緊套（30）的內圓周和外圓周分別分佈有豎槽（35、36），所述外齒圈（20）至少部分嵌接在所述擰緊套（30）的外圓周上的豎槽（36）處。
一種電池鎖定裝置，其特徵在於，所述電池鎖定裝置包括如前述申請專利範圍第1至8項中任一項所述的周向鎖止機構。
如申請專利範圍第9項所述的電池鎖定裝置，其中，所述第一部件為所述電池鎖定裝置的調整件，其相對於所述電池鎖定裝置的中心拉桿周向固定，但能夠沿所述中心拉桿軸向移動；所述第二部件為所述電池鎖定裝置的限位元件。
一種用於車輛的動力電池包，其特徵在於，所述動力電池包包括如申請專利範圍第9或10項所述的電池鎖定裝置。
如申請專利範圍第11項所述的動力電池包，其中，所述電池鎖定裝置通過所述第二部件固定至所述動力電池包。
一種車輛，其特徵在於，所述車輛包括如申請專利範圍第9或10項所述的電池鎖定裝置。
如申請專利範圍第13項所述的車輛，其中，所述車輛的動力電池包通過所述電池鎖定裝置而鎖定於所述車輛。