JP2017016809A - アース端子 - Google Patents

Abstract

【課題】アース端子の一部が確実に非導電膜を突き破ってボディの金属面に食い込むことを目的とする。
【解決手段】金属面８３上に非導電膜８５が被着されてなるボディ８０に対してボルト９０で取り付けられるアース端子１０であって、前記ボルト９０の軸部９５を挿通可能なボルト孔２１を有する端子本体部２０と、前記ボルト孔２１の縁部に前記ボディ８０側に突出して形成され、前記ボルト９０の締結に伴い前記非導電膜８５を突き破って前記金属面８３に食い込む食い込み角部２３と、前記端子本体部２０に前記食い込み角部２３と同じ側に突出して形成され、前記食い込み角部２３が前記金属面８３に接触した状態で前記ボディ８０に接して前記ボルト９０の締結力を受ける平坦座面３３を有する着座部３１とを有する。
【選択図】図７

Description

本明細書に開示される技術は、アース端子に関する。

一般的に、自動車のワイヤーハーネス等においては、アース用の電線の端末に圧着されたアース端子をボディの所定位置に固定することにより、ボディアースをとるようになっている。自動車のボディには、ナットが予め溶接固定されている。また、ボディには、上記のナットを含んで、所要箇所に腐食防止のための塗装が施されている。塗装により形成された塗装膜をボディとの間に挟んだ状態でアース端子をボディにボルト締結すると、ボディとの電気的接触が不十分になったり、塗装膜にへたりが生じた際に、アース端子にがたつきが生じる可能性がある。

このような問題を解決するために、アース端子とボディの金属面との間の塗装膜を剥ぎ取って、アース端子とボディの金属面との金属同士を固定する方法がある。例えば、特開２００１−２２９９９４号公報（下記特許文献１）では、アース端子のボルト挿通孔が形成された板状部材の両端部から薄肉部を介して外方に突出し先端部に突起を形成した突出部材を設けている。そして、ボルトをナットに螺合していくと、突出部材の突起が車体パネルの塗装膜を剥がしながら突出部材が金属面に食い込んで、アース端子と金属部分が直接に接触する。

特開２００１−２２９９９４号公報

しかしながら、特開２００１−２２９９９４号公報（上記特許文献１）の構成では、ボルト締結の際にボルトを締め付けすぎると、その締結力によって突出部材のいわゆるエッジが潰れ、突出部材の先端が金属面上を滑って金属面への接触が意図した通りに行われない可能性がある。

本明細書で開示されるアース端子は、金属面上に非導電膜が被着されてなるボディに対してボルトで取り付けられるアース端子であって、前記ボルトの軸部を挿通可能なボルト孔を有する端子本体部と、前記ボルト孔の縁部に前記ボディ側に突出して形成され、前記ボルトの締結に伴い前記非導電膜を突き破って前記金属面に食い込む食い込み角部と、前記端子本体部に前記食い込み角部と同じ側に突出して形成され、前記食い込み角部が前記金属面に接触した状態で前記ボディに接して前記ボルトの締結力を受ける平坦座面を有する着座部とを有する。

このような構成によると、端子本体部をボルトで締め付けると、ボルト孔の縁部に形成された食い込み角部が非導電膜を突き破ってボディの金属面に食い込む。この際に、食い込み角部が金属面に接触した状態で、着座部の平坦座面がボディと接触して、ボルト締結の締結力を受けることができるため、ボルトを締め付け過ぎたとしても、食い込み角部が変形しつつ金属面上を滑ってしまうことを抑制することができ、食い込み角部の食い込み状態を維持できる。

本明細書に開示されるアース端子の実施の態様として、以下の構成としても良い。
前記着座部は、前記ボルト孔を中心とした円弧状領域に設けられている構成としても良い。
このような構成によると、ボルトによる締結力を着座部が均等に受けることができる。

また、前記着座部は、前記ボルト孔を中心とした連続した円環状に形成されている構成としても良い。
このような構成によると、食い込み角部とボディの金属面との接触部分の外周を着座部が囲うことになるため、食い込み角部とボディとの接触部分に異物や水等が浸入することを抑制することができる。

本明細書に開示されたアース端子によれば、アース端子の一部が確実に非導電膜を突き破ってボディの金属面に食い込むから、接触抵抗が小さくなる。

実施形態に係るアース端子の平面図 同側面図 同底面図 同底面側の斜視図 ボルト締めする前の状態を示す斜視図 ボルト締めする前の状態を示す断面図 ボルト締めした状態を示す断面図

＜実施形態＞
実施形態について図１から図７を参照して説明する。
本実施形態のアース端子１０は、自動車のワイヤーハーネスのアース用の電線Ｗの端末に圧着されており、ボディ８０に頭付ボルト９０（「ボルト」の一例）によって取り付けられることにより、アース用の電線Ｗがアースをとるようになっている。なお、本実施形態において、上下方向については、図２及び図６を基準とする。

ボディ８０は、図５から図７に示すように、金属製の筐体８１の表面がアース接続用の金属面８３とされている。この金属面８３は、腐食防止のための塗装処理がされて、塗装膜８５（「非導電膜」の一例）によって覆われている。また、ボディ８０の筐体８１の下側（裏側）には、頭付ボルト９０と螺合可能なナット８７が溶接固定されており、このナット８７の雌ネジ孔８７Ａが露出可能なように、筐体８１に開口８９が設けられている。

このボディ８０にアース端子１０を固定するための手段として、図５から図７に示すように、頭付ボルト９０が用いられる。頭付ボルト９０は六角形の頭部９１を有しており、その頭部９１よりも拡径した円形のワッシャ９３が一体となった構成とされている。また、頭付ボルト９０は、ナット８７の雌ネジ孔８７Ａと螺合可能な雄ネジが形成された軸部９５を有している。

次に、アース端子１０について図１から図４によって説明する。アース端子１０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属からなり、ボルト孔２１が設けられた端子本体部２０と、ワイヤーハーネスのアース用の電線Ｗが接続される電線接続部１５とを備えている。電線接続部１５は、電線Ｗが圧着されるオープンバレル形式のワイヤバレル１７とインシュレーションバレル１９とが設けられている。ワイヤバレル１７は、電線Ｗにおける芯線端末にかしめられており、ワイヤバレル１７の後方に形成されたインシュレーションバレル１９は、電線Ｗの絶縁被膜の端末にかしめられている。

端子本体部２０は、図１に示すように、角部が丸みを帯びた略正方形の板状をなし、その中心には、略円形のボルト孔２１が形成されている。このボルト孔２１は、頭付ボルト９０の軸部９５が挿通可能とされており、図７に示すように、ボルト孔２１の内径寸法が、筐体８１の開口８９の内径寸法よりも大きくなっている。そして、図３及び図６に示すように、端子本体部２０の裏面の内、ボルト孔２１の縁部（周縁部）には、端子本体部２０の板面と交差する方向（下側）に突出して金属面８３に食い込む食い込み角部２３が設けられている。

食い込み角部２３は、ボルト孔２１の縁部の全周に亘って連続して形成され、内方側の斜め下方（本実施形態では端子本体部２０の板面から約４５度の角度）に突出している。食い込み角部２３がこのような角度で突出することで、食い込み角部２３の角で尖った形状のエッジ２５は、下方（ボディ８０側）に突出している。このエッジ２５は、約９０度の角になるように形成されており、筐体８１の金属面８３に対して垂直にあたるようにされている。食い込み角部２３は、ボルト孔２１の縁部を下側に向かってバーリング加工を施すことで形成されている。なお、このような形状に加工するには、剪断面を曲げる成形を行えばよく、その一例としてバーリング加工が最適である。

端子本体部２０のボルト孔２１の周囲の領域は、頭付ボルト９０の締め付けにより発生する力を受ける締結部３０である。本実施形態においては、アース端子１０の端子本体部２０の締結部３０と頭付ボルト９０の頭部９１との間にワッシャ９３が配されているので、頭付ボルト９０の締め付けによる軸方向の力は、ワッシャ９３の下面と当接する領域に直接かかって、端子本体部２０が下方に押されるようになっている。つまり、端子本体部２０の締結部３０は、ワッシャ９３と当接する領域であって、頭付ボルト９０の締め付けによる軸方向の力を受ける領域であり、当該領域は、図１に示すように、ワッシャ９３の投影範囲（図１の二点鎖線で囲まれた領域）内である。

端子本体部２０の締結部３０には、図３及び図４に示すように、食い込み角部２３と同じ側（下方）に突出して形成される着座部３１が設けられている。着座部３１は、食い込み角部２３と同心の連続した円環状をなしており、塗装膜８５と当接する塗装膜８５の表面に略平行な平坦座面３３を有している。着座部３１は、平坦座面３３によってボディ８０と接触しており、着座部３１は頭付ボルト９０の締め付けによる軸方向の力を受けると、その力を平坦座面３３全体で受けるために潰れにくくなっている。

図６に示すように、食い込み角部２３のエッジ２５は、アース端子１０の端子本体部２０の下面よりも下側に突出している。このエッジ２５の下端部までの突出寸法Ｌ１は、塗装膜８５の膜厚よりも大きくなっているため、塗装膜８５を突き抜けて金属面８３に食い込み可能である。一方、着座部３１もアース端子１０の端子本体部２０の下面よりも下側に突出している。着座部３１の平坦座面３３の下端部までの突出寸法Ｌ２は、エッジ２５の突出寸法Ｌ１よりも小さくなっている。より具体的には、エッジ２５が金属面８３に接触した状態で、平坦座面３３が塗装膜８５と接触する程度となっている。つまり、エッジ２５の突出寸法Ｌ１は着座部３１の突出寸法Ｌ２と比べると、その差分（Ｌ１−Ｌ２）が塗装膜８５の膜厚とほぼ同じか、エッジ２５の金属面８３への食い込み量分膜厚よりも若干大きくなっている。

次にアース端子１０の取付手順について説明する。図５及び図６に示すように、ボディ８０の塗装膜８５上に、アース端子１０を宛がう。この際に、ナット８７の雌ネジ孔８７Ａとボルト孔２１の中心位置が合うようにアース端子１０を配置する。そして、頭付ボルト９０の軸部９５の雄ネジを雌ネジ孔８７Ａに螺合させて頭付ボルト９０を締め込んでいくと、ワッシャ９３の下面が締結部３０に当接する。この状態でさらに頭付ボルト９０を締め込んでいくと、アース端子１０の端子本体部２０は、頭付ボルト９０の締め付けによる軸方向の力（締結力）を受けて下方に押される。

図７に示すように、頭付ボルト９０の締め付けによる軸方向の力を受けてアース端子１０の締結部３０が下方に押されると、その下方への力がエッジ２５部分に集中することで、食い込み角部２３のエッジ２５が塗装膜８５に食い込み、エッジ２５が塗装膜８５を貫通して筐体８１の金属面８３に接触する。そして、エッジ２５が金属面８３に食い込んだ状態で、着座部３１の平坦座面３３が塗装膜８５と接触し、平坦座面３３全体で頭付ボルト９０の締め付けによる軸方向の力を受けるようになる。そのため、頭付ボルト９０を過剰に締め付けたとしても、その力は着座部３１によって受けられるため、エッジ２５に過剰な力がかかることがない。また、着座部３１は、塗装膜８５と角のない平坦座面３３で接触するため、角が潰れることがなく、塗装膜８５の上を滑って移動する虞がない。

このように食い込み角部２３のエッジ２５が塗装膜８５を突き抜けて金属面８３に食い込んで固定接続されることで、アース端子１０から直接筐体８１に電流を流すことができるようになる。また、エッジ２５が金属面８３に直接食い込むことから、塗装膜８５にへたり等が出た場合であっても、金属同士で固定されている部分があることから、アース端子１０へのがたつきが発生しにくくなる。そして、エッジ２５が金属面８３に食い込んだ部分の外周を着座部３１が囲んで、塗装膜８５と接触することでエッジ２５が外部に露出しなくなるので、エッジ２５と金属面８３の露出した部分に異物が混入したり水が浸入したりすることを抑制できる。

以上のように本実施形態においては、端子本体部２０を頭付ボルト９０で締め付けると、ボルト孔２１の縁部に形成された食い込み角部２３が塗装膜８５を突き破ってボディ８０の金属面８３に食い込む。この際に、食い込み角部２３が金属面８３に接触した状態で、着座部３１の平坦座面３３がボディ８０と接触して、ボルト締結の締結力を受けることができるため、頭付ボルト９０を締め付け過ぎたとしても、食い込み角部２３が変形しつつ金属面８３上を滑ってしまうことを抑制することができ、食い込み角部２３の食い込み状態を維持できる。

また、着座部３１は、ボルト孔２１を中心とした円弧状領域に設けられている。そのため、頭付ボルト９０による締結力を着座部３１が均等に受けることができる。

また、着座部３１は、ボルト孔２１を中心とした連続した円環状に形成されている。そのため、食い込み角部２３とボディ８０の金属面８３との接触部分の外周を着座部３１が囲うことになるため、食い込み角部２３とボディ８０との接触部分に異物や水等が浸入することを抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々な態様も含まれる。
（１）上記実施形態では、ボディ８０にナット８７を溶接固定したが、ボディ８０に雌ねじ孔を直接設けるようにしても良い。

（２）上記実施形態では、頭付ボルト９０で締結したが、ボディ８０側にスタッドボルトを立てて、アース端子１０を貫通させ、スタッドボルトをナットで締結してアース端子１０をボディ８０に固定するようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、塗装膜８５を非導電膜の一例として挙げたが、非導電膜は、例えばアルミニウム製の金属板部の表面に自発的に形成される酸化被膜等であってもよい。また、非導電膜は、絶縁性を有するものに限られず、少なくともボディ８０の金属面８３の導電率よりも低い導電率を有するものであれば良い。

（４）上記実施形態では、頭付ボルト９０とワッシャ９３を一体としたが、ワッシャはボルトと別体としてもよい。また、ワッシャ９３は用いずにボルトのみでアース端子１０を締結してもよい。

（５）上記実施形態では、着座部３１は連続した円環状をなしていたが、非連続の形状であっても良い。また、円弧状ではなく、直線状をしていても良い。

（６）上記実施形態では、平坦座面３３は平面状をなしていたが、曲面状であっても良い。また、食い込み角部２３より潰れにくくなっていれば良い。

１０…アース端子
２０…端子本体部
２１…ボルト孔
２３…食い込み角部
２５…エッジ
３０…締結部
３１…着座部
３３…平坦座面
８０…ボディ
８３…金属面
８５…塗装膜（非導電膜）
８７…ナット
８７Ａ…雌ねじ孔
９０…頭付ボルト（ボルト）
９１…頭部
９３…ワッシャ
９５…軸部

Claims (3)

1. 金属面上に非導電膜が被着されてなるボディに対してボルトで取り付けられるアース端子であって、
   前記ボルトの軸部を挿通可能なボルト孔を有する端子本体部と、
   前記ボルト孔の縁部に前記ボディ側に突出して形成され、前記ボルトの締結に伴い前記非導電膜を突き破って前記金属面に食い込む食い込み角部と、
   前記端子本体部に前記食い込み角部と同じ側に突出して形成され、前記食い込み角部が前記金属面に接触した状態で前記ボディに接して前記ボルトの締結力を受ける平坦座面を有する着座部とを有するアース端子。
2. 前記着座部は、前記ボルト孔を中心とした円弧状領域に設けられている請求項１に記載のアース端子。
3. 前記着座部は、前記ボルト孔を中心とした連続した円環状に形成されている請求項２に記載のアース端子。

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