JP2018137154A - 異種金属間用の防水部品及び該防水部品を用いたアース端子の車体接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】銅製のアース端子をアルミ製の車体にボルト締結する際に電食が発生するのを防止する。【解決手段】車体に接触させるアルミニウム系金属からなる環状の受け皿部材と、該受け皿部材に立設状態で挿入され、上端面をアース端子に接触させる銅系金属からなるサポート部材と、前記受け皿部材と前記サポート部材との隙間に充填される止水剤からなり、中央にボルト貫通用の空間が設けられていることを特徴とする異種金属間用の防水部品を用いる。【選択図】図１

Description

本発明は、異種金属間用の防水部品及び該防水部品を用いたアース端子の車体接続構造に関し、詳しくは、車両に配線するアース用電線の端末に取り付けた銅系金属のアース端子をアルミニウム系金属からなる車体にボルト締結してアース接続する際に、異種金属からなるアース端子と車体との間に発生する電食を防止するものである。

車両に配索するワイヤハーネスを構成する電線の端末に銅系金属の端子を接続しており、車体（ボデイ）へのアース接続において、アース電線端末に接続するアース端子も銅系金属が使用されている。一方、車体は通常鋼板から形成されているが、車体軽量化の観点よりアルミニウム系金属で形成される場合がある。
アース端子は車体にボルト等で締結固定して、アース端子と車体とは接触するが、異種金属の接触面には水分の介在により電位差が生じて電食が発生しやすい。

前記異種金属間の電気接触部に電食発生を防止するため、本出願人は実開平４−９９３６４号（特許文献１）で図７（Ａ）（Ｂ）に示す電気接続端子１００を提供している。該電気接続端子１００は車体等からなるアルミニウム製の被取付材にボルト締結する取着部材１１０をアルミニウム材で形成する一方、電線１０５の端末と接続する端子１２０を銅系金属で形成している。アルミニウム製の取着部材１１０と銅製の端子１２０とは凸部１１０ａを穴１２０ａに嵌合して連結すると共に樹脂でモールドして防水保護層１３０で覆っている。該防水保護層１３０を樹脂モールドで成形して異種金属の接触部への浸水を確実に防止することにより、異種金属間の電食発生を防止している。

また、特開平１１−２９７３８１号公報（特許文献２）には、図８に示す構造が提供されている。該構造では、電線端末の銅製のアース端子２００とアルミニウム製のボデイ２０２とをボルト２０５で締結する際に、ボデイ側に配置するアルミニウム製のプレート２１０と、端子側に配置する銅製のプレート２２０を積層し、該プレート２１０と２２０の接合面の内外端に加硫接着してゴムリングからなる防水保護材２５０を設けている。

実開平４−９９３６４号 特開平１１−２９７３８１号公報

前記特許文献１で用いる電線側に接続するアース端子は、２部材となる取着部材１１０と端子１２０を必要とすると共に、この２つの取着部材１１０と端子１２０の接合部分を樹脂モールドして防水保護層１３０を設けているため、部品コスト、製造コストがかかる。かつ、取着部材１１０、端子１２０および防水保護層１３０とからなるアース端子は特殊な形状となり、汎用性が低いと共に、汎用のアース端子より大型化し使用スペースをとる問題もある。

前記特許文献２では、アルミ製のプレート２１０と銅製のプレート２２０を積層して、接合面の内外端にゴムを塗布して加硫接着しているが、プレート同士の位置合わせ精度および塗布量のシビアな管理が必要となり、製造が容易に行えない問題がある。

本発明は前記問題を解消せんとするもので、電線端末に接続するアース端子として汎用の銅系金属からなるアース端子を用いられるものとし、該アース端子とアルミニウム系金属の車体との間に、簡単な構成で容易に製造できる異種金属間用の防水部品を提供すると共に、該防水部品を用いたアース端子の車体接続構造を提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、第１の発明として、電線端末に接続する銅系金属からなるボルト穴付きのアース端子を、アルミニウム系金属からなる車体にボルト締結する固定構造に用いる防水部品であり、
前記車体に接触させるアルミニウム系金属からなる環状の受け皿部材と、
前記受け皿部材に立設状態で挿入され、上端面を前記アース端子に接触させる銅系金属からなるサポート部材と、
前記受け皿部材と前記サポート部材との隙間に充填される止水剤からなり、
中央にボルト貫通用の空間が設けられていることを特徴とする異種金属間用の防水部品を提供している。

前記受け皿部材は、環状の深皿形状で、その底壁の外面を前記車体の表面に押し当てて接触させ、ドーナツ状の前記底壁から台円錐状に内外周壁を突設させて幅広の上端開口を備える一方、
前記サポート部材は、前記受け皿部材の底壁に押し当られる下端面を有するリング材または複数本の棒材からなり、前記受け皿部材の周壁から突出する上端面は前記アース端子の裏面に押し当てられ、
前記受け皿部材の内部に充填して前記サポート部材の下部を埋設してシールする前記止水剤はシリコーン樹脂等の充填時に粘性を有すると共に硬化する樹脂からなり、前記サポート部材を前記受け皿部材に移動不可に内嵌固定している。

なお、受け皿部材は上端開口が止水剤を注入しやすい広口であればよく、下側部分は小径部分、上側部分は大径部分の段状筒形状としてもよい。
かつ、サポート部材の環状の上端面の外径は前記アース端子のボルト穴を設けた電気接触部の外径より小さく、前記ボルト穴の内径より大きくし、サポート部材の上端面全面がアース端子のボルト穴の外周に当接するようにしている。

前記のように、サポート部材の高さ（ｄ）は受け皿部材の高さ（ｃ）より大とし、サポート部材の下端面（底面）の幅（ｂ）は受け皿部材の底面の幅（ａ）より小さくしている。なお、前記（ａ）（ｂ）の関係はａ＞ｂとして受け皿部材にサポート部材を挿入しやすくしているが、挿入した状態でサポート部材にガタつきが発生しやすいため、ａとｂの差を小さくした方がよい。

前記受け皿部材の底壁内面に凸部を設け、サポート部材の下端面に設ける凹部に嵌合して移動不可にしてもよい。
さらに、受け皿部材の底壁内面にサポート部材の下面を接触させた状態で超音波溶接で固着した後に前記止水剤を受け皿部材とサポート部材の隙間に充填してもよい。

前記サポート部材を１本の円筒状のリングとせずに、複数本の棒材とする場合、少なくとも対向位置に配置する２本、等間隔をあける３本または４本とすることが好ましい。

前記のように、アルミ系金属からなる車体と銅系金属からなるアース端子との間に介在させる本発明に係わる異種金属間用の防水部品は、アルミ系金属からなる受け皿部材に銅系金属からなるサポート部材を挿入して止水剤で固定した簡単な構造であり、止水剤を受け皿部材に注入するだけで良く、作業精度は厳しく要求されないため、簡単に防水構造とした異種金属間用の防水部品を製造することができる。かつ、車体にアース端子をボルト締結する際に、ボルトの外周に配置するだけであるため、汎用のアース端子を使用でき、かつ、該異種金属間用の防水部品は設置スペースをとらない利点がある。

前記異種金属間用の防水部品のサポート部材の上端面を、アース端子の電気接触部の下面のボルト穴外周に溶接して固定しておいてもよい。
前記防水部品とアース端子の溶接固定は、アース端子を電線に圧着接続前に行っても良いし、圧着接続後に行ってもよい。

第２の発明として、第１の発明の異種金属間用の防水部品を用いたアース端子の車体接続構造を提供しており、
前記防水部品の受け皿部材の底壁が前記車体のボルト穴の周囲に配置されると共に、前記サポート部材の上端面が前記アース端子のボルト穴の外周面に当接され、該アース端子のボルト穴と前記防水部品のボルト貫通用の空間と前記車体のボルト穴に通されたボルトが前記車体下部でナットで固定されていることを特徴とする。

なお、前記アース端子に前記防水部品が溶接固定されている場合、電線に接続したアース端子を車体のボルト穴に位置決め配置する際に、前記防水部品の受け皿部材の底壁を車体のボルト穴の外周に配置すればよい。
また、車体表面のボルト穴の周縁に前記防水部品を溶接固定しておき、該防水部品のサポート部材の上面にアース端子を載せてボルト締結してもよい。

本発明に係わる異種金属間用の防水部品は、受け皿部材と、該受け皿部材の内部に挿入するサポート部材と、受け皿部材に注入してサポート部材をモールドする止水剤からなる単純な構造で、かつ、止水剤の投入時の位置精度および止水剤の投入量に高い精度が要求されず容易に製造することができる。かつ、アース端子として汎用の銅系金属からなるボルト穴付き丸端子を用いることができる。さらに、本発明の防水部品を従来のワッシャと同様に車体のボルト穴の外周に配置してアース端子を載置し、その後、ボルトをねじ込むだけでよくアース端子と車体とのボルト締結作業も容易に行うことができる。

本発明の第１実施形態を示し、（Ａ）は本発明の防水部品を用いてアース端子を車体にボルト締結する工程を示す図面、（Ｂ）は電線端末に圧着接続したアース端子の平面図である。 前記防水部品を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は寸法関係を示す図面である。 前記防水部品を構成する受け皿部材を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 前記防水部材を構成するサポート部材を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （Ａ）は第１変形例の断面図、（Ｂ）は第２変形例の断面図である。 第２実施形態の防水部品を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図面である。 他の従来例を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図４に本発明の第１実施形態を示す。
図１（Ａ）に示すように、自動車に配線する電線のうち、アース用の電線１は端末に汎用のアース端子２を圧着接続しており、該アース端子２を車体（ボデイ）５にボルト３を用いて締結固定し、金属製の車体５にボルト３を介してアース端子２をアース接続している。

汎用のアース端子２は銅系金属板を加工して形成しており、中央にボルト穴２ａをあけた円板からなる電気接触部２ｂと、該電気接触部２ｂの一端側に連続する電線接続部２ｃを備え、該電線接続部２ｃに幅方向に対向して突設した芯線バレル２ｄを設けている。該芯線バレル２ｄは電線１の端末に露出させた芯線１ａに加締め圧着して、アース端子２を電線１に圧着接続している。なお、電線接続部２ｃに芯線バレルと間隔をあけて絶縁被覆バレルを設け、電線１の芯線露出部分に連続する絶縁被覆に加締め圧着する場合もある。

前記アース端子２をボルト３で締結固定する部分の車体５はアルミニウム系金属からなり、アース端子２の固定位置にボルト穴５ｈが予め穿設されている。車体５の裏面側にはボルト穴５ｈの周縁にナット６が溶接されている。なお、ナット６が溶接されていない場合もある。

銅系金属製（以下、銅製と略す）のアース端子２とアルミニウム系金属製（以下、アルミ製と略す）の車体５とは異種金属からなるため、アース端子２と車体５との間に図２に示す防水部品１０を介在させて、異種金属接触面に電食が発生しないようにしている。該防水部品１０は車体５に接触させるアルミ製の環状の受け皿部材１１と、該受け皿部材１１に立設状態で挿入して上端面をアース端子２に接触させる銅製のサポート部材１２と、受け皿部材１１の内部でサポート部材１２との隙間に充填する止水剤１３とからなる。受け皿部材１１を環状とし、該受け皿部材１１にリング形状の前記サポート部材１２を挿入していることで、防水部品１０は中央にボルト貫通用の空間１４を有する形状としている。

図３に示すように、アルミ製の受け皿部材１１は環状の深皿形状で、ドーナツ状の底壁１１ａは外面（図中、下面）を車体５の表面に押し当てるために平板状とし、該底壁１１ａの内外縁から台円錐状に内周側壁１１ｃと外周側壁１１ｄを突設している。互いに離反する方向に上向き傾斜させて内周側壁１１ｃと外周側壁１１ｄを突設して、環状の上端開口１１ｅを大きな開口としている。

図４に示すように、銅製のサポート部材１２は縦置きするリング形状（円筒形状）で、下側部分１２aを受け皿部材１１に挿入し、下端面１２ｂを受け皿部材１１の底壁１１ａに押し当てた状態で、上側部分１２ｃが内外周側壁１１ｃ、１１ｄから突出する形状としている。サポート部材１２の突出する上端面１２ｄの全面をアース端子２の電気接触部２ｂのボルト穴２ａの外周縁に押し当てるものとしている。よって、上端面１２ｄの外径を電気接触部２ｂの外径より小さくし、上端面１２ｄの内径をボルト穴２ａの内径より大きくしている。

受け皿部材１１とサポート部材１２との寸法関係は、図２（Ｂ）に示すように、サポート部材１２の高さ（ｄ）は受け皿部材１１の高さ（ｃ）より大（ｄ＞ｃ）とし、サポート部材１２の下端面（底面）の幅（ｂ）は受け皿部材１１の底壁の幅（ａ）より小（ａ＞ｂ）としている。これにより、サポート部材１２を受け皿部材１１に挿入しやすくすると共に、サポート部材１２の下端面１２ｂを受け皿部材１１の底壁１１ａの上面に押し当てやすくしている。

受け皿部材１１にサポート部材１２の下側部分１２ａを挿入した状態で、受け皿部材１１の上端開口１１ｅから粘性を有する溶融状態の止水剤１３を注入し、その後、ゲル状に硬化させてサポート部材１２の下側部分１２ａを受け皿部材１１内に移動不可に埋設している。
止水剤１３として本実施形態ではシリコーン樹脂を用いている。該シリコーン樹脂を受け皿部材１１の広口の上端開口１１ｅから注入するだけで、サポート部材１２の外周面と受け皿部材１１の内外周側壁１１ｃ、１１ｄの三角形状の隙間に止水剤１３が充填される。この充填された止水剤１３がゲル状に硬化すると、サポート部材１２と受け皿部材１１とがシール状に連結固着され、一体化した防水部品１０となる。かつ、該防水部品１０では、アルミ製の受け皿部材１１の底壁１１ａの上面と銅製のサポート部材１２の下端面１２ｂとの異種金属接触面に水分が浸入するのを確実に防止できる。

前記第１実施形態では異種金属間の防水部品１０はアース端子２とは予め一体化しておらず、下記の手順でアース端子２を車体５に防水部品１０を介在させて締結固定している。

詳しくは、まず、車体５にアース端子２をボルト３で締結する際に、防水部品１０を車体５のボルト穴５ｈの表面（図中、上面）の周縁に、受け皿部材１１の中央のボルト貫通用の空間１４をボルト穴５ｈと一致させて底壁１１ａを載置する。
ついで、電線１の端末に圧着したアース端子２のボルト穴２ａの外周下面を防水部品１０のサポート部材１２の上端面１２ｄ上に載置する。
ついで、ボルト３を上方からアース端子２のボルト穴２ａ、防水部品１０のボルト貫通用の空間１４、車体５のボルト穴５ｈに通し、車体５の裏面側のナット６に螺合して、アース端子２を車体５にボルト３を介して締結固定し、アース端子２を車体５に導通してアース処理する。

前記防水部品１０を介在させて銅製のアース端子２とアルミ製の車体５とをボルト締結してアース接続すると、防水部品１０のアルミ製の受け皿部材１１がアルミ製の車体５と同種金属同士で接触し、銅製のサポート部材１２が銅製のアース端子２と同種金属同士で接触する。よって、車体５及びアース端子２にそれぞれ電食が発生しない。かつ、アルミ製の受け皿部材１１と銅製のサポート部材１２との異種金属接触部は、受け皿部材１１の内部でサポート部材１２がシリコーン樹脂からなる止水剤１３でモールドされた状態であるため、異種金属接触部への浸水を防ぐことができ、防水部品１０の内部での電食発生を確実に防止できる。

また、汎用のアース端子２を用いることができると共に、車体側もボルト穴を設けておくだけで従来と同様で、新たに防水部品１０をアース端子２と車体５の間に介在させるだけであるため、容易に実施でき実用的価値がある。かつ、アース端子２と車体５とのボルト締結作業も、防水部品１０を従来のワッシャと同様にボルト穴の周縁に載置するだけであるため、締結作業性も従来と同様に簡単に行うことができる。
さらに、防水部品となるアルミ製の受け皿部材１１の内部に銅製のサポート部材１２を挿入し、受け皿部材１１の内部に止水剤１３で注入するだけで、異種金属接触部を止水剤１３で簡単にモールドできる。よって、従来例の特許文献２で問題となるシール剤の塗布位置および塗布量の精度を緩和でき、防水部品の生産性を高めることができる。

図５（Ａ）（Ｂ）に防水部品の変形例を示す。
図５（Ａ）の第１変形例では、防水部品の受け皿部材１１の底壁１１ａがサポート部材１２の下端面１２ｂよりかなり大きいため、止水剤１３でモールド固定するまで移動しやすくなる。よって、受け皿部材１１の底壁１１ａの内面に凸部１１ｆを設け、サポート部材１２の下端面１２ｂに凹部１２ｆを設け、凹凸嵌合して受け皿部材１１内でサポート部材１２を移動不可としている。

図５（Ｂ）の第２変形例の防水部品は受け皿部材１１の底壁１１ａにサポート部材１２の下端面１２ｂを載置した状態で超音波溶接２０をして固着している。このように、超音波溶接した後に止水剤を充填している。

第１実施形態では、防水部品１０を単独部品とし、アース端子２を車体５にボルト締結する時に車体５上に搭載して、車体５とアース端子２との間に介在させている。
これに対して、アース端子２の電気接触部２ｂの下面に防水部品１０のサポート部材１２の上端面１２ｄを溶接しておいてもよい。
あるいは、車体５の表面のボルト穴５ｈを囲むように防水部品１０を配置し、車体５と防水部品１０の受け皿部材１１の底壁１１ａとを溶接しておいてもよい。

図６（Ａ）（Ｂ）に第２実施形態を示す。
第２実施形態で用いる防水部品１０−Ｂは、アルミ製の受け皿部材１１は第１実施形態と同様であるが、サポート部材は１つのリング材ではなく、サポート部材１２Ｂー１、１２Ｂ−２は直径方向に配置する２本の棒材としている。各サポート部材１２Ｂー１、１２Ｂ−２を受け皿部材１１内に挿入し、その下端面を受け皿部材１１の底壁１１ａに押しつけた状態で、止水剤１３を注入し、ゲル状に硬化してモールドし、防水部品としている。該防水部品１０−Ｂは２本のサポート部材１２Ｂー１、１２Ｂ−２の上端面をアース端子の電気接触部の下面に当接させるものとしている。
なお、サポート部材は等間隔をあけて配置する３本または４本でもよい。

なお、アース端子をボルト締結する被固定材が車体以外のアルミ製である場合も、本発明の防水部品を介在させて、アース端子を前記被固定材にボルト締結することが好ましい。

１ 電線
２ アース端子
２ａ ボルト穴
２ｂ 電気接触部
３ ボルト
５ 車体
５ｈ ボルト穴
１０、１０ーＢ 防水部品
１１ 受け皿部材
１２ サポート部材
１３ 止水剤

Claims (4)

1. 電線端末に接続する銅系金属からなるボルト穴付きのアース端子を、アルミニウム系金属からなる車体にボルト締結する固定構造に用いる防水部品であり、
   前記車体に接触させるアルミニウム系金属からなる環状の受け皿部材と、
   前記受け皿部材に立設状態で挿入され、上端面を前記アース端子に接触させる銅系金属からなるサポート部材と、
   前記受け皿部材と前記サポート部材との隙間に充填される止水剤からなり、
   中央にボルト貫通用の空間が設けられていることを特徴とする異種金属間用の防水部品。
2. 前記受け皿部材は、環状の深皿形状で、その底壁の外面を前記車体の表面に押し当てて接触させ、ドーナツ状の前記底壁から台円錐状に内外周壁を突設させて幅広の上端開口を備える一方、
   前記サポート部材は、前記受け皿部材の底壁に押し当られる下端面を有するリング材または複数本の棒材からなり、前記受け皿部材の周壁から突出する上端面は前記アース端子の裏面に押し当てられ、
   前記受け皿部材の内部に充填して前記サポート部材の下部を埋設してシールする前記止水剤はシリコーン樹脂等の充填時に粘性を有すると共に硬化する樹脂からなり、前記サポート部材を前記受け皿部材に移動不可に内嵌固定している請求項１に記載の異種金属間用の防水部品。
3. 前記サポート部材の上端面を、前記アース端子の電気接触部の下面でボルト穴の外周に溶接して固定している請求項１または請求項２に記載の異種金属間用の防水部品。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の異種金属間用の防水部品が用いられ、
   前記防水部品の受け皿部材の底壁が前記車体のボルト穴の周囲に配置されると共に、前記サポート部材の上端面が前記アース端子のボルト穴の外周に当接され、該アース端子のボルト穴と前記防水部品のボルト貫通用の空間と前記車体のボルト穴に通されたボルトが前記車体下部でナットで固定されていることを特徴とする防水部品を用いたアース端子の車体の接続構造。

Images