JP2004519817A - 接地用スタッド - Google Patents

Abstract

電気接続構造（２１）の好ましい実施形態は、パターン付きセグメント（６５）と、ショルダ（６４）と、フランジ（６３）とを有するスタッド（５１）を使用する。本発明の別の態様においては、ショルダは、７つ又はそれ以上の主として平坦な面（７１）を有する。本発明の更に別の態様においては、ショルダは、八角形の断面形状を有する。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般的に電気接続構造に関し、より具体的には、接地用スタッドを使用する自動車の電気接続構造に関する。
【０００２】
（背景技術）
自動車の板金車体パネル上に、ネジ付き金属スタッドの細長い円形端部をアーク溶接することは一般的である。様々な部品が、次に１つのネジ付きスタッド上に挿入され、雌ネジが切られたナットが、そのスタッド上に回転可能に挿入される。従来のネジ付き溶接スタッドはまた、エンジン室フレーム又は車体パネルに対する車両の配線ハーネスのための電気的接地点としても使用されてきた。また、ネジ付き部分、円形フランジ部分、及び、鳩目を受け入れるための六角形ショルダ部分を有する接地用溶接スタッドを使用することも公知である。しかし、この六角形ショルダの形態は、ある特定の最大外径のスタッドのみを処理することができる標準的なスタッド溶接機械内に嵌め込むためには不必要に大きなショルダに亘る隅対隅及び平面対平面の寸法を形成し、従って、六角形ショルダは、導電性に関して不十分な断面積をもたらす。
【０００３】
ネジもまた、接地用パネルに対する電気的鳩目を保持するために使用されてきた。円形の内側開口を有する従来の鳩目は、多くの場合、スタッドを構成するためのナットを取り付ける間の鳩目の回転防止に、又は、ネジが取り付けられる場所に上向きのタブを必要とする。このことは、鳩目及び取り付け工程に余分な費用と複雑さを加える。ワイヤの向きは、車両の振動によるワイヤの回転及びナットの緩みを防ぎ、また、ワイヤの締め付けを防ぐためにエンジン室用途には重要である。このような従来の方向付け構成の一例は、引用により本明細書に組み込まれる、１９９４年３月８日のブランクに付与された「接地用スタッド」という名称の米国特許第５，２９２，２６４号であり、ネジ付き溶接スタッド、連結プラスチック方向付け部、及び、ケーブル端子又は鳩目を開示している。別の従来的構成は、ラピッド・Ｓ・Ａに付与されたＥＰ０４８７３６５Ｂ１に開示されている。
【０００４】
（発明の開示）
本発明によれば、電気接続構造の好ましい実施形態は、パターン付きセグメントと、ショルダと、フランジとを有するスタッドを使用する。本発明の別の態様においては、ショルダは、７つ又はそれ以上の主として平坦な面を有する。本発明の更に別の態様においては、ショルダは、八角形の断面形状を有する。本発明の更に別の態様は、スタッドのパターン付きセグメントにねじ込み可能に係合したナット、及び、ナットとスタッドのフランジとの間に固定された鳩目を提供する。本発明の更に別の態様は、スタッドを接地用スタッドとして使用するために自動車車体パネルなどの上に溶接させる。
【０００５】
本発明のスタッド及び電気接続構造は、本発明がスタッドと鳩目との間の電気的接触面積を最大にし、同時にまた、ナットがスタッド上に固定された状態で規定角度の向きを鳩目及びワイヤに与える点で、従来装置と比較してすぐれている。本発明はまた、スタッドを通る電気的断面積を改善し、同時にまた、従来寸法の機器によるスタッドの製造を可能にする。ショルダの好ましい八角形断面形状は、特に鳩目が適合する八角形の内側開口形状を有する場合には、６つ又はそれ以下の平坦面を有するスタッドショルダと比較して鳩目の自動的位置調節能力を有利に増大させる。本発明のスタッドは、接地用スタッド用に八角形に開口された鳩目、又は、接続箱や蓄電池などのような他の電気的スタッド接続部で使用するために円形に開口された鳩目の両方を有利に受け入れる。本発明の更に別の利点及び特徴は、添付図面と関連した以下の説明及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【０００６】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、自動車２５のエンジン室２３で使用される本発明のスタッド電気接続構造２１を示す。スタッド電気接続構造２１は、蓄電池２７、直流ウインドワイパモータ２９、警音器３１、又は、配電箱３２などのような電気的構成要素から車両の導電性金属パネル又はフレームまで電気を伝えるように作動可能である。
【０００７】
図２〜図７を参照すると、スタッド電気接続構造２１の好ましい実施形態は、接地用溶接スタッド５１、ナット５３、及び、雌の電気コネクタ５５を含む。電気コネクタ５５は、配線ハーネス５９（図１参照）から分岐するワイヤ５７を含み、その端部上に打ち抜き金属鳩目６１が圧着されている。ワイヤ５７は、絶縁性外被で包まれた可撓性内部銅線から作られる。
【０００８】
スタッド５１は、固定用セグメント６２、フランジ６３、ショルダ６４、パターン付きセグメント６５、内向きにテーパの付いた円錐台端部セグメント６７を含む。固定用セグメント６２は、中央隆起釦を備えた六角形断面形状を有する。この部分は、スタッド５１がパネル３３にアーク溶接される時に材料の溶接プールを形成する。フランジ６３は、円形の周囲形状を有し、スタッド５１の残りの部分を越えて横に延びる。
【０００９】
ショルダ６４は、スタッド５１の縦方向中心線７３を取り囲む、互いに接続した一組のほぼ平坦な面７１で形成される。重要なことは、断面で見た場合に、ショルダ６４が多角形的に互いに接続した６つよりも多い明確に分離した角度的にオフセットした面を有することである。ショルダ６４の面７１は、八角形形状の断面を形成することが好ましい。丸められた上部隅部７３が、隣接する面７１の各対の一部分の間に位置する。対向する面７１の間の距離Ｄは、好ましくは、６．１３と６．０ミリメートルとの間である。パターン付きセグメント６５は、Ｍ６．０×１．０ミリメートルの螺旋ネジ山を有する。このネジ山は、スタッド上の外側係合パターンを形成する。スタッド５１は、１０Ｂ２１の熱処理された８．８等級の鋼から一体の単品として作られる。
【００１０】
好ましい実施形態の鳩目６１は、八角形形状の縁部で形成された内側開口７５を有する。鳩目６１の開口７５は、ショルダ６４の寸法と緊密に適合し、開口７５とショルダ６４との寸法公差が近いことが重要である。
【００１１】
ナット５３は、拡大部分８１と同軸で円形／円筒形の縮小部分８３とを有する。拡大部分８１上には、外側に六角形断面形状が形成され、一方、縮小部分８３内には、スタッド５１のネジ山に係合するために螺旋ネジ山が配置される。拡大部分８１は、ナット５３がスタッド５１上にトルク・レンチなどで回転可能に締め付けられた時に、鳩目６１に当接してそれをスタッド５１のフランジ６３に対して圧迫する端部８５を有する。ナット５３の拡大部分８１は、十分に固定された位置において、少なくともショルダ６４の一部を外側から取り囲んで覆う。ナット５３は、漸進的トルクのクラウンロック系統のものが好ましい。
【００１２】
電気的接地用スタッド用途においては、スタッド５１は、最初にパネル３３に溶接される。次に、鳩目６１が、スタッド５１のネジ切りされたセグメント６５の周囲に手で置かれる。ナット５３は、その後でスタッド上に回転させてネジ込まれる。ナット５３の回転により、鳩目６１の八角形の開口７５が八角形ショルダ６４の合わせ面と自動的に位置合わせした状態になり、それによってスタッド５１に対する鳩目６１及びワイヤ５７の向きを固定させることになる。ナット５３は、次にスタッド上に十分なトルクで締め付けられる。この八角形形状は、ショルダ６４の面対面寸法Ｄ、及び、隅対隅寸法もまた最大にすると考えられ、これは、スタッド５１の電流搬送鳩目６１と電気的に接続された部分の電流経路と導電性とを顕著に増大させる。それにもかかわらず、ショルダ６４の断面寸法は、従来寸法の加工機器によるスタッド５１の製造を依然として可能にする。更に、ショルダ６４の八角形断面形状は、特に六角形又は正方形断面形状と比較して、位置合わせが達成される前の対応する鳩目の円周方向回転又は角度変位を低減させる。
【００１３】
代替実施形態の鳩目９１が図８に示されている。この鳩目９１は、八角形ショルダ６４の周囲に嵌る円形の内側開口９３を有する。この鳩目形態は、固定されたワイヤの向きがそれほど重要ではない接続箱又は蓄電池用などの非接地用電気接続構造に対してより適切である。
【００１４】
好ましい実施形態の接地用スタッド及び電気接続構造が開示されたが、本発明の範囲内で他の態様が使用できることを理解すべきである。例えば、スタッドの固定用セグメントは、代替的に、スポット溶接に適するようにネジ山を有するか、又は、隣接するパネル又は部材との構成において締まり嵌め型プッシュを有することができる。更に、ナットの雌ネジは、非螺旋形態を有する内側に突出する構造で置き換えることができる。更に、ナット５３は、圧着カラーで置き換えることができる。本発明のスタッド電気接続構造はまた、家庭用電気製品、電動工具、又は、産業用機械のような非自動車用機器に使用することができる。様々な材料が開示されたが、他の材料を使用することもできる。本発明の真の精神に該当する上記の内容及び開示された実施形態からのいかなる差異も特許請求の範囲によって網羅されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のスタッド及び電気接続構造の好ましい実施形態を使用した自動車のエンジン室を示す斜視図である。
【図２】
スタッド及び電気接続構造の好ましい実施形態を示す分解図である。
【図３】
車両車体パネルに装着されたスタッド及び電気接続構造の好ましい実施形態を示す一部断面の側面図である。
【図４】
スタッド及び電気接続構造の好ましい実施形態を示す一部断面の側面図である。
【図５】
スタッド及びナットの好ましい実施形態を示す端面図である。
【図６】
本発明のスタッド及び電気接続構造と共に使用される鳩目の好ましい実施形態を示す実際通りの正面図である。
【図７】
スタッド及び電気接続構造の好ましい実施形態を示す断面図である。
【図８】
本発明のスタッド及び電気接続構造と共に使用される鳩目の代替実施形態を示す実際通りの正面図である。

Claims (15)

1. 拡大フランジと、ショルダと、パターン付きセグメントとを有する細長いスタッド、
   を含み、
   前記ショルダは、前記フランジと前記パターン付きセグメントとの間に位置し、前記スタッドの縦方向軸線の周りに周方向に位置した少なくとも７つの実質的に平坦な面を有し、
   ファスナが前記スタッドに取外し可能に固定される、
   ことを特徴とする電気接続構造。
2. 前記スタッドの前記パターン付きセグメントは、少なくとも１つの螺旋ネジ山を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気接続構造。
3. 前記ファスナは、前記スタッドの前記ネジ山と作動可能に係合する雌ネジを有する回転可能なナットであることを特徴とする請求項２に記載の電気接続構造。
4. 前記ファスナは、その縦方向中心線の周りに円周方向に位置した少なくとも４つの実質的に平坦な面を有する拡大部分を有し、
   前記ファスナはまた、前記拡大部分と同軸上に位置合わせした実質的に円筒形の部分を有し、
   前記拡大部分は、前記スタッドの前記ショルダの少なくとも一部分を作動可能に取り囲む、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気接続構造。
5. 前記スタッドの前記フランジは、前記縦方向中心線と同軸上に位置合わせした円形周囲を有することを特徴とする請求項１に記載の電気接続構造。
6. 前記スタッドは、前記フランジの前記ショルダから反対の側に位置した溶接可能セグメントを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電気接続構造。
7. 前記ショルダは、前記面の隣接する対の一部分の間に湾曲部分を含み、
   前記面は、多角形断面形状を形成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気接続構造。
8. 自動車の車体パネルを更に含み、
   前記スタッドは、前記パネルに溶接された接地用スタッドである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気接続構造。
9. 前記ショルダは、八角形断面構成に配置された８つの面を有することを特徴とする請求項１に記載の電気接続構造。
10. 縦方向中心線の周りに螺旋状のネジ付きセグメントと、
    前記縦方向中心線を取り囲んで多角形断面形状を形成する少なくとも８つの実質的に平坦な面を有し、前記ネジ付きセグメントに隣接して位置したショルダと、
    前記ショルダの前記ネジ付きセグメントの反対側に隣接して位置し、前記ショルダ及び前記ネジ付きセグメントよりも横方向に大きい拡大フランジと、
    前記フランジの前記ショルダから反対側に位置した固定用セグメントと、
    を含み、
    前記ネジ付きセグメント、ショルダ、フランジ、及び、固定用セグメントは、電気を伝えるように作動可能な単一金属部材の一部である、
    ことを特徴とする電気的スタッド。
11. 前記ショルダは、八角形断面形状を形成する８つの面を有することを特徴とする請求項１０に記載の電気的スタッド。
12. 前記フランジは、円形周囲形状を有することを特徴とする請求項１１に記載の電気的スタッド。
13. 前記固定用セグメントは、多角形断面形状を有し、隣接するパネル上に溶接されるようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の電気的スタッド。
14. （ａ）金属車両パネルと、
    （ｂ）縦方向中心線の周りに螺旋を描くネジ付きセグメント、
    多角形断面形状を形成する少なくとも８つの角度的にオフセットした面を有し、前記ネジ付きセグメントに隣接して位置したショルダ、
    前記ショルダの前記ネジ付きセグメントの反対側に隣接して位置し、前記ショルダ及び前記ネジ付きセグメントよりも横方向に大きい拡大フランジ、及び
    前記フランジの前記ショルダから反対側に位置し、前記車両パネルに取り付けられた固定用セグメント、
    を含む接地用スタッドと、
    （ｃ）多角形周囲形状を有する拡大セグメントと、実質的に円形の周囲形状を有し、前記スタッドの前記ネジ付きセグメントに作動可能に係合する少なくとも１つの内部構造を有する縮小セグメントとを備えたナットと、
    を含み，
    前記ナットは、前記スタッドに対して回転可能に固定可能であり、前記ナットの拡大部分は、前記ナットが前記スタッドに十分に固定された時に、前記ショルダの少なくとも一部分の外側の周囲に作動可能に位置する、
    ことを特徴とする自動車用電気接続システム。
15. 前記スタッドの前記ショルダは、八角形断面形状を有することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。