(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のバッテリーを後部衝突時の損傷から保護し、前記バッテリーを、前記後部衝突時に変形される領域における前記自動車の支持構造に接続するためのバッテリー取り付けブラケットであって、
バッテリー係合面から自動車支持係合面へと延びる本体部材と、
当該バッテリー取り付けブラケットの自動車前方面に配置され、且つ、前記自動車支持係合面に隣接する狭められた端部から前記バッテリー係合面に隣接する拡大された端部へと延びる傾斜面を有するガセットと、を具備し、
前記自動車支持係合面が、
該自動車支持係合面に形成されたボルト受容開口部と、
該ボルト受容開口部に隣接し、前記ボルト受容開口部に対して自動車の前方に配置され、当該バッテリー取り付けブラケットの狭められた部分を形成する切り欠き部と、
を有し、
当該バッテリー取り付けブラケットの前記切り欠き部が、当該バッテリー取り付けブラケットの前記ボルト受容開口部内に受容されるボルトの周縁に対して形成されたクランプ表面領域の、完全に外側に配置され、
前記クランプ表面領域が、固定部材と当該バッテリー取り付けブラケットとの間の完全接触領域である、バッテリー取り付けブラケット。
【請求項２】
当該バッテリー取り付けブラケットの前記切り欠き部は、前記後部衝突時において所定の力が付与されたときに、前記自動車の前記支持構造が当該バッテリー取り付けブラケットから分離するのを可能とするのに十分なサイズであり、
前記所定の力が、ボルトであって当該バッテリー取り付けブラケットを前記自動車の前記支持構造に対して保持するために前記ボルト受容開口部を通って延びるボルトを、前記切り欠き部によって形成された当該バッテリー取り付けブラケットの前記狭められた部分を通して破断させて動かすことのできる十分な大きさである請求項１に記載のバッテリー取り付けブラケット。
【請求項３】
前記ガセットの前記拡大された端部が、前記自動車の前記支持構造を自動車の前方に動かすのに十分な力の後部衝突時に、当該バッテリー取り付けブラケットの変形に応じてバッテリー支持構造と係合する請求項１に記載のバッテリー取り付けブラケット。
【請求項４】
前記ガセットの前記拡大された端部が、当該バッテリー取り付けブラケットの更なる変形に耐え、前記ボルト受容開口部に隣接した前記自動車の前記支持構造からの当該バッテリー取り付けブラケットの分離を促す請求項１に記載のバッテリー取り付けブラケット。
【請求項５】
前記ガセットが、前記自動車の前記支持構造からの解放後に当該バッテリー取り付けブラケットに接触する他の自動車構造体からバッテリー支持構造へと後部衝突荷重を伝え、これにより前記バッテリーを損傷から保護する請求項１に記載のバッテリー取り付けブラケット。
【請求項６】
当該バッテリー取り付けブラケットの前記本体部材が、組立体であって、
自動車後方面を形成する第１の部材であって前記バッテリー係合面の一部及び前記自動車支持係合面を含む第１の部材と、
自動車前方面及び前記第１の部材に対する組み立てのための２つの側面を形成する第２の部材であって前記バッテリー係合面の一部を含む第２の部材と、
前記自動車支持係合面に隣接する狭められた端部及び前記バッテリー係合面に隣接する拡大された端部を備えた傾斜面を有する、ガセットを形成する第３の部材であって前記第２の部材の前記自動車前方面に対する組み立てのための第３の部材と、
から成る組立体を更に具備する請求項１に記載のバッテリー取り付けブラケット。
【請求項７】
前記第１の部材、前記第２の部材、前記第３の部材が、単一の組立体を形成するように互いに溶接された請求項６に記載のバッテリー取り付けブラケット。
【請求項８】
バッテリー取り付けブラケットを組み立てるための方法であって、
自動車支持係合面を備えた本体部材を形成することと、
前記自動車支持係合面にボルト受容開口部を形成することと、
後部衝突変形時における、自動車の支持構造からの前記バッテリー取り付けブラケットの分離を容易とするべく、前記バッテリー取り付けブラケットの狭められた部分を形成するため、前記ボルト受容開口部に対して自動車の前方において、前記自動車支持係合面に切り欠き部を形成することと、
前記バッテリー取り付けブラケットの前記自動車の前記支持構造からの分離前において、前記バッテリー取り付けブラケットの前記バッテリーへの変形に耐えるため、且つ、前記バッテリー取り付けブラケットの前記自動車の前記支持構造からの分離中及び分離後において、前記バッテリー取り付けブラケットからバッテリー支持構造へと後部衝突荷重を伝えるため、前記バッテリー取り付けブラケットのバッテリーに面する面にガセットを設けることと、を含む方法。
【請求項９】
前記本体部材を形成することが、
自動車支持係合面及びバッテリー支持係合面の一部を備えた第１の部材を形成することと、
バッテリーに面する面と、前記第１の部材及びバッテリー支持係合面の一部に対する取り付けのための２つの側壁と、を備えた第２の部材を形成することと、を更に含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記本体部材を形成することが、前記第２の部材の前記バッテリーに面する面への取り付けのための前記ガセットを備えた第３の部材を形成することを更に含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記本体部材を形成することが、前記自動車支持係合面に隣接する狭められた端部と前記バッテリー支持係合面に隣接する拡大された端部とを有する傾斜面を備えた前記ガセットを形成することを更に含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記本体部材を形成することが、単一の本体部材を形成するために、前記第１の部材、前記第２の部材及び前記第３の部材を互いに対して溶接することを更に含む請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のバッテリーセルのための支持に関し、より詳細には、最適化されたブラケット分離構造を用いて後部衝突時（during rear impact）のバッテリーの損傷を防ぐことに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバッテリーセルのための、様々な自動車の支持構造が提案されてきた。例えば、米国特許第８０３７９６０号明細書は、マウントの上側にボルトで固定されたバッテリーパックを開示する。バッテリーパックは、ボルトが挿入されるねじ穴を有する。そのねじ穴は、閉じた形状（closed shapes）を有し、且つ、前後方向に細長いため、バッテリーパックに対して衝撃が付与されたとき、バッテリーパックは、移動する。別の例において、米国特許第７９２１９５１号明細書は、バッテリーパックの前方部が、バッテリーパックの前方部に溶接された前方ブラケットによってクロスメンバーの上面に固定されたことを開示する。バッテリーパックの後方部は、２つのサイドメンバーを相互に連結するブリッジによって、２つのサイドメンバーのキックアップ部の後方部の上面に固定される。バッテリーパックは、キックアップ部の前方部が変形し、ブリッジが上方へと押されたとき、上方に回転される（turned）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
公知のバッテリーセル支持構造は、それらの用途に適していることが知られているが、後部衝突時のバッテリーへの損傷を防ぐことのできるバッテリーセル支持構造を提供するのが好適である。自動車の衝突領域に配置された、バッテリーセルの損傷を防ぐための制御された分離シーケンスを備えたバッテリー支持ブラケットを提供するのが好適である。変形がブラケットをバッテリー本体との接触へと引き込む前に、ブラケットが自動車構造体から分離するのを可能とする切り欠き部（notch cut-out）を用いた、自動車の衝突時の、自動車のクロスメンバーとバッテリー取り付けブラケットとの間の制御された分離及び変形モードを提供するのが好適である。バッテリー支持構造反作用面として機能する、ブラケットの前方変形を防ぐための変形制限ガセットを提供するのが好適である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
自動車のバッテリーを後部衝突時の損傷から保護するための支持構造において、バッテリー取り付けブラケットは、バッテリーを、後部衝突時に変形される領域における、自動車の支持構造に接続する。バッテリー取り付けブラケットは、バッテリー係合面から自動車（又は乗り物）支持係合面（vehicle-support-engaging surface）へと延びる本体部材を有し得る。自動車支持係合面は、そこに形成されたボルト受容開口部と、バッテリー取り付けブラケットの狭められた部分を形成するために、ボルト受容開口部に隣接して形成され、ボルト受容開口部に対して自動車の前方向に配置された切り欠き部と、を含み得る。
【０００５】
バッテリー取り付けブラケットを組み立てる方法が提供される。バッテリー取り付けブラケットは、第１の部材、第２の部材及び第３の部材の溶接された組立体である。第１の部材は、自動車後方面（vehicle-rear-facing surface）を形成し、自動車支持係合面及びバッテリー係合面の一部を有する。自動車支持係合面は、ボルト受容開口部と、ボルト受容開口部から自動車の前方に配置された切り欠き部と、を有する。第２の部材は、自動車前方面（vehicle-front-facing surface）を形成し、第１の部材に対する組み立てのための２つの側面を有する。第２の部材は、バッテリー係合面の一部も有する。第３の部材は、自動車支持係合面に隣接する狭められた端部とバッテリー係合面に隣接する拡大された端部とを備えた傾斜面を有するガセット（gusset）を形成する。第３の部材は、第２の部材の自動車前方面に対して組み立てられる。
【０００６】
本発明の他の用途は、本発明を実施するための最適な形態による、以下の詳細な説明を、添付された図面と共に参照することにより、当業者に明らかとなる。
【０００７】
ここで、いくつかの図面を通して類似した参照符号が類似の部品を参照する添付図面について説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】バッテリー取り付けブラケットによって自動車の支持構造に接続された、自動車のバッテリーパックを示し、且つ、更に、自動車に対する後部衝突の結果としての、自動車の支持構造の動作を幻影で（in phantom）示す、側面図である。
【図２】通しボルト受容開口部に隣接した切り欠き部を有するバッテリー取り付けブラケットの自動車支持係合面の斜視図である。
【図３】バッテリー取り付けブラケット組立体の分解斜視図である。
【図４】バッテリー取り付けブラケットの平面図である。
【図５】図４のバッテリー取り付けブラケットの側面図であり、図１に示されたようなブラケットのバッテリーに面する側面であり、本明細書において、自動車前方側と呼ばれることもある。
【図６】図４のバッテリー取り付けブラケットの側面図である。
【図７】図４に示されたバッテリー取り付けブラケットの断面図である。
【図８】図４に示されたバッテリー取り付けブラケットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで図１及び２を参照すると、後部衝突時のバッテリーの損傷を防ぐため、自動車の衝突時に、バッテリー取り付けブラケット１０の分離及び変形モードが、クロスメンバーのような自動車の支持構造１２と、自動車の支持構造１２がバッテリー１４から上方及び外方へと変形するのを可能とするバッテリー取り付けブラケット１０と、の間で制御される。自動車の支持構造１２と取り付けブラケット１０との間の分離負荷を最小化することは、取り付けブラケット１０がバッテリー１４との接触へと引き込まれるのを防ぐ。更に、ガセット１６を制限する変形は、反作用表面としてバッテリー支持構造１４ａを用いることによって、取り付けブラケット１０の前方変形を防ぐ。
【００１０】
バッテリー１４がバッテリー取り付けブラケット１０の変形経路に配置される場合、後部衝突時にバッテリーの損傷が生じ得る。取り付けブラケット１０の分離がかなり大きな力を必要とする場合、取り付けブラケット１０は、バッテリー１４へと変形しかねない。ボルト分離に加え、衝突の後、更なる変形は、リヤサスペンション構造１２ａが取り付けブラケット１０に接触するのを可能とし得る。取り付けブラケット１０に配置されたガセット１６は、高い耐圧縮性を有することによって、リヤサスペンション構造１２ａからバッテリー支持構造１４ａの接触点（touch-off point）に対する押圧に耐え得る。ガセット１６は、後部衝突荷重をバッテリー取り付けブラケット１０からバッテリー支持構造１４ａへと伝える。
【００１１】
ブラケット１０は、衝撃状況下において低減された分離荷重を可能とするが、ボルト２０及び／又はワッシャー２０ａのような固定部材と取り付けブラケット１０との間に完全接触領域１８を維持することによって、従来の使用のための固定信頼性要求を維持する。これは、取り付けブラケット１０の変形によって衝撃を受けかねない領域にバッテリー１４を配置するための空間の最大利用を可能とし、拡大された自動車の範囲を可能とする。
【００１２】
例えば、限定するものではないが、後部衝突時、後部自動車構造体１２、１２ａは、前方移動し、次いで全体において上方へと変形する。自動車支持構造１２の最初の前方移動の間、自動車支持構造１２とバッテリー１４との間の取り付け部は、バッテリー１４のブラケット１０を、バッテリー１４に向かう方向において、前方へと引くように負荷がかかる。取り付けブラケット１０の上部ボルト開口部１０ａに隣接する材料の断面積を減ずることにより、ボルト２０は、取り付けブラケット１０がバッテリー１４へと変形する前に、取り付けブラケット１０を通って破断させ、解放させることができる。切り欠き部１０ｂは、自動車支持構造１２の変形が取り付けブラケット１０をバッテリー１４の主本体との接触へと引き込む前に、取り付けブラケット１０が自動車支持構造１２から分離するのを可能とする。
【００１３】
ここで図１から８を参照すると、自動車のバッテリー１４を後部衝突時の損傷から保護するバッテリー取り付けブラケット１０が示される。バッテリー取り付けブラケット１０は、後部衝突時に変形される領域において、バッテリー１４を自動車の支持構造１２に接続することができる。バッテリー取り付けブラケット１０は、バッテリー係合面２２ａから自動車支持係合面２２ｂへと伸びる本体部材２２を有することができる。自動車支持係合面２２ｂは、自動車支持係合面に形成されたボルト受容開口部２２ｃと、バッテリー取り付けブラケット１０の狭められた部分２２ｅを形成するための切り欠き部２２ｄであって、ボルト受容開口部２２ｃに隣接し、ボルト受容開口部２２ｃに対して自動車の前方に配置された切り欠き部２２ｄと、を有することができる。
【００１４】
バッテリー取り付けブラケット１０の切り欠き部２２ｄは、後部衝突時において所定の力が付与されたときに、自動車の支持構造１２がバッテリー取り付けブラケット１０から分離するのを可能とするのに十分なサイズである。所定の力は、ボルト２０であってバッテリー取り付けブラケット１０を自動車の支持構造１２に対して保持するためにボルト受容開口部２２ｃを通って延びるボルト２０を、切り欠き部２２ｄによって形成されたバッテリー取り付けブラケット１０の狭められた部分２２ｅを通して破断させて動かすことのできる十分な大きさである。ボルト２０のボルト頭部及び／又はワッシャー２０ａがバッテリー取り付けブラケット１０のボルト受容開口部２２ｃ内に受容されるように、バッテリー取り付けブラケット１０の切り欠き部２２ｄは、固定部材の周縁に対して形成されたクランプ表面領域１８の、完全に外側に配置される。この構成は、全接触領域１８を通るボルト頭部及び／又はワッシャー２０ａのような固定部材の最大クランプ荷重を可能とする。言い換えると、クランプ荷重は、ボルト頭部及び／又はワッシャー２０ａのような固定部材の周縁内で拡大する切り欠き部２２ｄによって生じ得る、より小さな接触領域によって低減されない。
【００１５】
ガセット１６は、取り付けブラケット１０の自動車前方面２２ｆに配置される。ガセット１６は、自動車支持係合面２２ｂに隣接する狭められた端部１６ｂからバッテリー係合面２２ａに隣接する拡大された端部１６ｃへと延びる傾斜面１６ａを有することができる。ガセット１６の拡大された端部１６ｃは、自動車の支持構造１２を自動車の前方に動かすのに十分な力の後部衝突時に、バッテリー取り付けブラケット１０の変形に応じてバッテリー支持構造１４ａと係合する。ガセット１６の拡大された端部１６ｃは、バッテリー取り付けブラケット１０の更なる変形に耐え、ボルト受容開口部２２ｃに隣接した自動車の支持構造１２からのバッテリー取り付けブラケット１０の分離を促す。ガセット１６は、自動車の支持構造１２からの解放後にバッテリー取り付けブラケット１０に接触する後部自動車構造体１２ａからバッテリー支持構造１４ａへと後部衝突荷重を伝え、これによりバッテリー１４を損傷から保護する。
【００１６】
図３に最もよく示されるように、バッテリー取り付けブラケット１０の本体部材２２は、自動車後方面を形成する第１の部材２６と、第２の部材２８と、第３の部材３０と、から成る組立体２４を有することができる。第１の部材２６は、バッテリー係合面２２ａの一部２６ａ及び自動車支持係合面２２ｂを有することができる。第２の部材２８は、自動車前方面２８ａと、第１の部材２６に対する組み立てのための２つの側面２８ｂ、２８ｃと、を形成することができる。第２の部材２８は、バッテリー係合面２２ａの一部２８ｄを有することもできる。第３の部材３０は、自動車支持係合面２２ｂに隣接する狭められた端部１６ｂとバッテリー係合面２２ａに隣接する拡大された端部１６ｃとを備えた傾斜面１６ａを有するガセット１６を形成することができる。第３の部材３０は、第２の部材２８の自動車前方面２８ａに対して組み立てられる。第１の部材２６、第２の部材２８、第３の部材３０は、バッテリー取り付けブラケット１０を形成する単一の組立体２４を形成するように互いに溶接される。
【００１７】
バッテリー取り付けブラケット１０を組み立てるための方法が開示される。この方法は、自動車支持係合面２２ｂを備えた本体部材２２を形成することと、自動車支持係合面２２ｂにボルト受容開口部２２ｃを形成することと、後部衝突変形時における、自動車の支持構造１２からのバッテリー取り付けブラケット１０の分離を容易とするべく、バッテリー取り付けブラケット１０の狭められた部分２２ｅを形成するため、ボルト受容開口部２２ｃに対して自動車の前方において、自動車支持係合面２２ｂに切り欠き部２２ｄを形成することと、を含み得る。ガセット１６は、バッテリー取り付けブラケット１０の自動車の支持構造１２からの分離前において、バッテリー取り付けブラケット１０のバッテリー１４への変形に耐えるため、且つ、バッテリー取り付けブラケット１０の自動車の支持構造１２からの分離中及び分離後において、バッテリー取り付けブラケット１０からバッテリー支持構造１４ａへと後部衝突荷重を伝えるため、バッテリー取り付けブラケット１０のバッテリーに面する面（battery-facing surface）２２ｆに設けられ得る。
【００１８】
本体部材を形成する方法は、自動車支持係合面２２ｂ及びバッテリー支持係合面２２ａの一部２６ａを備えた第１の部材２６を形成することと、バッテリーに面する面２８ａと、第１の部材２６、及びバッテリー支持係合面２２ａの一部２８ｄに対する取り付けのための（for attachment to the first member 26, and a portion 28d of a battery-support-engaging surface 22a）２つの側壁２８ｂ、２８ｃと、を備えた第２の部材２８を形成することと、を更に含み得る。その方法は、第２の部材２８のバッテリーに面する面２８ａへの取り付けのためのガセット１６を備えた第３の部材３０を形成することを含み得る。この工程は、自動車支持係合面２２ｂに隣接する狭い端部１６ｂとバッテリー支持係合面２２ａに隣接する拡大された端部１６ｃとを有する傾斜面１６ａを備えたガセット１６を形成することを更に含み得る。この工程は、溶接線３２に沿って互いに単一の本体部材２２へと溶接された第１の部材２６、第２の部材２８及び第３の部材３０の組立体２４としてのバッテリー取り付けブラケット１０を形成することができる。
【００１９】
図１に最もよく示されるように、後部衝突時、自動車支持構造１２、１２ａは、幻影線で示されるように、上方軌道においてバッテリー１４へと動かされる。バッテリー取り付けブラケット１０は、最初に、ガセット１６が内方且つ下方へと動かされるまで、バッテリーに向かって変形されて、バッテリー支持構造１４ａと接触する。この点において、バッテリー取り付けブラケット１０の抗力（resistance）は、バッテリー１４への更なる変形に対して実質的に上昇され、ボルト２０は、バッテリー取り付けブラケット１０の切り欠き部２２ｅによって形成された狭められた部分２２ｆを通して破断させるのに十分な力で付加される。これは、バッテリー取り付けブラケット１０がバッテリー１４へと侵入するのを防ぐ。更に、リヤサスペンション構造１２ａのような、例示によるが限定されるものではない付加的な自動車支持構造が、ボルト２０の解放後にバッテリー取り付けブラケット１０に接触する場合、後部衝突荷重は、ガセット１６の、バッテリー支持構造１４ａとの係合によって、バッテリー１４から離れたバッテリー支持構造１４ａへと伝わる。
【００２０】
本発明は、現在最も実用的な実施形態とみなされるものとの関係において説明されてきたが、当然のことながら、本発明は、説明された実施形態に限定されるべきものではなく、添付された特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる様々な変形例及び均等物構成を包含することを意図するものであり、その範囲は、法により認められる限り、全てのこうした変形例及び均等物構成を包含するように最も広い解釈で扱われるべきものである。
【図１】
0005883159.tif 000002
【図２】
0005883159.tif 000003
【図３】
0005883159.tif 000004
【図４】
0005883159.tif 000005
【図５】
0005883159.tif 000006
【図６】
0005883159.tif 000007
【図７】
0005883159.tif 000008
【図８】
0005883159.tif 000009