JP2019139937A - 車両のボデーアース構造およびボデーアース経路形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】車体パネルに貫通孔を形成することなく、アース経路を確保することができる車両のボデーアース構造およびボデーアース経路形成方法を提供する。【解決手段】アルミニウム製のダッシュパネル１にボルト２の頭部２１がカシメ接合され、このボルト２によってアース端子３１が締結されて成るボデーアース構造において、ボルト２の頭部２１に設けられた凹陥部２３の表面２３ａに凸部２５を設けておく。電食の懸念からボルト２には防錆処理が施されているが、ダッシュパネル１にボルト２の頭部２１がカシメ接合される際、凸部２５における防錆処理層が剥がれることになり、これによってダッシュパネル１とボルト２とを良好に導通させることができる。これにより、ダッシュパネル１に貫通孔を形成することなく、アース端子３１、ボルト２、ダッシュパネル１に亘るアース経路を良好に確保することが可能になる。【選択図】図１
Description
本発明は車両のボデーアース構造およびボデーアース経路形成方法に係る。特に、本発明は電気部品のアース経路を確保するための改良に関する。
従来、特許文献１にも開示されているように、車両の電気部品（以下、補機という場合もある）に接続されるアース経路としてはボデーアース型が採用されている。この場合、補機から延びるワイヤハーネスに取り付けられているアース端子を車体パネルにボルト止め等によって締結している。
このアース端子を車体パネルに締結する一般的な構造として、車体パネルが鋼板製である場合には、この車体パネルにスタッドボルトを設けておき、ワイヤハーネスに取り付けられている環状のアース端子に前記スタッドボルトを挿通させた状態で、このスタッドボルトにナットをねじ込んで、アース端子を、スタッドボルトを介して車体パネルに導通させるようにしている。スタッドボルトには一般に亜鉛めっきが施されているが、車体パネルに溶接されることによる溶接ナゲットを通じて、車体パネルとスタッドボルトとが良好に導通され、これによりアース端子と車体パネルとの間も良好に導通されている。
ところで、車体の軽量化を図るべく車体パネルをアルミニウム製としたものに対して前述した構造を採用しようとする場合、アルミニウムと鉄（鉄製のスタッドボルト）との溶接性が十分に得られなかったり、電食の懸念からスタッドボルトに防錆処理が施されることになるため、車体パネルとスタッドボルトとを良好に導通させることが困難になる。
このため、このアルミニウム製の車体パネルの場合には、以下の構造を採用することが考えられる。つまり、図８に示すように、車体パネルａに貫通孔ｂを形成しておき、ワイヤハーネスｃに取り付けられている環状のアース端子ｄをこの貫通孔ｂに対して一方側（図８では上側）から位置合わせし、この一方側からアース端子ｄおよび車体パネルａの貫通孔ｂに亘ってボルトｅを挿通し、他方側に配設されたナットｆにボルトｅをねじ込むことでアース端子ｄを車体パネルａに密着させて導通させるようにしたものである。
しかしながら、このように車体パネルａに貫通孔ｂを形成した構造にあっては、この貫通孔ｂから水が浸入する虞があり、錆の発生等が懸念されることになる。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車体パネルに貫通孔を形成することなく、アース経路を確保することができる車両のボデーアース構造およびボデーアース経路形成方法を提供することにある。
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部がカシメ接合されており、このボルトによってアース端子が締結された車両のボデーアース構造を対象とする。そして、このボデーアース構造は、前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面に、前記車体パネルに向けて突出する凸部が設けられていることを特徴とする。
また、このボデーアース構造を得るためのボデーアース経路形成方法としては、前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面に、前記車体パネルに向けて突出する凸部を設けておき、このボルトの頭部を前記車体パネルにカシメ接合することを特徴とする。
アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部がカシメ接合される場合、電食の懸念からボルトには防錆処理が施される。この防錆処理は、車体パネルとボルトとの導通を阻害するものとなる。本解決手段では、ボルトの頭部において車体パネルに対向する対向面に、車体パネルに向けて突出する凸部が設けられているため、車体パネルにボルトの頭部がカシメ接合される際、この凸部が車体パネルに接触することで防錆処理層が剥がれることになり、これによって車体パネルとボルトとを良好に導通させることができる。つまり、車体パネルに貫通孔を形成することなく、アース端子、ボルト、車体パネルに亘るアース経路を良好に確保することが可能になる。
また、前記の目的を達成するための本発明の他の解決手段は、アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部がカシメ接合されており、このボルトによってアース端子が締結された車両のボデーアース構造を対象とする。そして、このボデーアース構造は、前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面と前記車体パネルとの間に、導電性接着剤が介在されていることを特徴とする。
また、このボデーアース構造を得るためのボデーアース経路形成方法としては、前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面と前記車体パネルとの間に導電性接着剤を介在させた状態で、前記ボルトの頭部を前記車体パネルにカシメ接合することを特徴とする。
これら解決手段によれば、アルミニウム製の車体パネルとボルトとによる電食の懸念を、これら両者間に導電性接着剤を介在させることで解消しながらも、この導電性接着剤によって車体パネルとボルトとを良好に導通させることができる。つまり、これら解決手段によっても、車体パネルに貫通孔を形成することなく、アース端子、ボルト、車体パネルに亘るアース経路を良好に確保することが可能になる。
また、前記の目的を達成するための本発明の他の解決手段は、アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部がカシメ接合されており、このボルトによってアース端子が締結された車両のボデーアース構造を対象とする。そして、このボデーアース構造は、前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面に、前記車体パネルに向けて突出する凸部が設けられていると共に、前記ボルトの頭部における前記対向面と前記車体パネルとの間に、導電性接着剤が介在されていることを特徴とする。
また、このボデーアース構造を得るためのボデーアース経路形成方法としては、前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面に、前記車体パネルに向けて突出する凸部を設けておくと共に、前記ボルトの頭部における前記対向面と前記車体パネルとの間に導電性接着剤を介在させた状態で、前記ボルトの頭部を前記車体パネルにカシメ接合することを特徴とする。
これらの特定事項により、前述した各解決手段それぞれの作用効果を得ることができ、車体パネルに貫通孔を形成することなく、アース端子、ボルト、車体パネルに亘るアース経路を良好に確保することが可能になる。
本発明では、アース経路を形成するべくアース端子を締結するボルトの頭部をアルミニウム製の車体パネルにカシメ接合するものに対し、ボルトの頭部において車体パネルに対向する対向面に凸部を設けたり、ボルトの頭部において車体パネルに対向する対向面と車体パネルとの間に導電性接着剤を介在させたりすることで、車体パネルに貫通孔を形成することなく、アース端子、ボルト、車体パネルに亘るアース経路を良好に確保することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両のダッシュパネル（車室とエンジンコンパートメントとを仕切るパネル；本発明でいう車体パネル）を利用したボデーアース構造として本発明を適用した場合について説明する。また、このボデーアース構造はダッシュパネルにおける複数箇所に適用されているが、ここでは１つのボデーアース構造を代表して説明する。なお、このボデーアース構造は、ダッシュパネルに限らず、車体を構成する各種パネルに適用することが可能である。
（第１実施形態）
−ボデーアース構造−
図１は、本実施形態に係るボデーアース構造を示す断面図である。この図１に示すように、本実施形態に係るボデーアース構造は、アルミニウム製のダッシュパネル１に鉄製のボルト２がカシメ接合されており、このボルト２によって、ワイヤハーネス（車両の電気部品から延びるワイヤハーネス）３に取り付けられたアース端子３１がダッシュパネル１に締結された構造となっている。
−ボデーアース構造−
図１は、本実施形態に係るボデーアース構造を示す断面図である。この図１に示すように、本実施形態に係るボデーアース構造は、アルミニウム製のダッシュパネル１に鉄製のボルト２がカシメ接合されており、このボルト２によって、ワイヤハーネス（車両の電気部品から延びるワイヤハーネス）３に取り付けられたアース端子３１がダッシュパネル１に締結された構造となっている。
ダッシュパネル１はアルミニウム製板材のプレス加工によって成形されている。また、図示しないが、このダッシュパネル１は、複数枚のパネル同士が、自動穿孔リベット工具（SPR：Self-Pierce Riveting）によって接合された構造となっている。
ボルト２は、頭部２１およびネジ部２２を備えており、頭部２１の端部（図１において上側の端部）がダッシュパネル１にカシメ接合されている。このボルト２の端部には、ダッシュパネル１にカシメ接合される際に、該ダッシュパネル１の一部が変形して嵌り込む凹陥部２３が形成されている。また、このボルト２は、アルミニウム製のダッシュパネル１にカシメ接合されることに起因する電食の懸念から防錆処理が施されている。
図２は、ボルト２の頭部２１の平面図である。図１および図２に示すように、ボルト２の頭部２１は、その外縁部分が上側に突出した突出部２４となっており、この突出部２４よりも内側の領域が平面視略円形の前記凹陥部２３となっている。また、前記突出部２４の外周側面２４ａは、下側に向かうに従って外側に傾斜している。また、前記突出部２４の内周側面２４ｂは、下側（凹陥部２３側）に向かうに従って外側に傾斜している。
そして、後述するカシメ作業によって、ボルト２の頭部２１の凹陥部２３にダッシュパネル１の一部が嵌り込んでいることで、このボルト２の頭部２１がダッシュパネル１にカシメ接合されている。
前記アース端子３１は前記ボルト２のネジ部２２の外径寸法に略一致する内径寸法を有する開口３２を備えた円環状で成る。そして、前記ボルト２のネジ部２２が、このアース端子３１の開口３２に挿通された状態で、このボルト２のネジ部２２にナット４がねじ込まれ、ボルト２の頭部２１とナット４との間でアース端子３１が挟持されている。これにより、ボルト２とアース端子３１とが導通されている。
そして、本実施形態の特徴は、前記凹陥部２３の表面２３ａに凸部２５，２５，…が設けられている点にある（図１では、この凸部２５，２５，…が前記カシメ接合により潰れた状態を表している）。
図２に示すように、本実施形態では、凹陥部２３の表面２３ａにおける中心部から等距離となる４箇所に、この表面２３ａに対して直交する方向に突出する凸部２５，２５，…が設けられている。なお、この凸部２５の突出寸法（高さ寸法）は任意に設定可能である。
なお、この凹陥部２３の表面２３ａに設けられる凸部２５，２５，…としては、図２に示すものには限定されず、図３（ａ）に示すように、凹陥部２３の表面２３ａの中心部の１箇所のみに設けられていてもよいし、図３（ｂ）に示すように２箇所に設けられていたり、図３（ｃ）に示すように３箇所に設けられていてもよい。また、図示しないが、凸部２５が５箇所以上設けられていてもよい。更には、図３（ｄ）に示すように、平面視が十字形状の凸部２５や、図３（ｅ）に示すように、平面視が直線状の複数の凸部２５，２５，…であってもよい。このように、凸部２５の形状としては特に限定されるものではない。
−ボルトのカシメ作業−
次に、前述の如く構成されたボルト２のカシメ作業を図４を用いて説明する。
次に、前述の如く構成されたボルト２のカシメ作業を図４を用いて説明する。
先ず、図４（ａ）に示すように、ダッシュパネル１とボルト２の頭部２１とを対向させ（より具体的には前記凹陥部２３の表面２３ａを対向させ）、ダッシュパネル１側にダイス５を、ボルト２側にパンチ６をそれぞれ配置させる。これらダイス５およびパンチ６は図示しない油圧式やエア圧式等の昇降機構に備えられており、この昇降機構の作動により、これらダイス５およびパンチ６がそれぞれ独立して昇降可能となっている。
ダイス５は、その下端部に、前記ボルト２に形成されている凹陥部２３の形状よりも僅かに小型の円柱部５１を有しており、ボルト２のカシメ作業では、この円柱部５１がボルト２の凹陥部２３に向けてダッシュパネル１を押圧することになる。また、パンチ６は、円筒状の部材であって、その内径寸法は、前記ボルト２のネジ部２２の外径よりも大径で且つ頭部２１の外径よりも小径となっている。このため、ボルト２のカシメ作業では、このパンチ６の内部にボルト２のネジ部２２が挿通されることで、このパンチ６の上端部がボルト２の頭部２１に当接することになる。
図４（ｂ）に示すように、ダッシュパネル１にボルト２の頭部２１を当接させた状態で、パンチ６を上昇させ、これによって該パンチ６の上端部をボルト２の頭部２１に当接させる。そして、図４（ｃ）に示すように、ダイス５を下降させ、該ダイス５の円柱部５１をダッシュパネル１に押圧して、該ダッシュパネル１の一部を変形させてボルト２の頭部２１の凹陥部２３に嵌り込ませる。前述したように、ボルト２の頭部２１の突出部２４の内周側面２４ｂは、凹陥部２３側に向かうに従って外側に傾斜しているため、頭部２１の凹陥部２３に嵌り込んだダッシュパネル１の一部（ダッシュパネル１を構成する材料の一部）は内周側面２４ｂに沿うように流れ込み、これによってダッシュパネル１とボルト２の頭部２１とが係合された状態となる。これにより、ボルト２の頭部２１がダッシュパネル１にカシメ接合される。
このようにして、ボルト２の頭部２１がダッシュパネル１にカシメ接合される際、ボルト２の頭部２１の凹陥部２３の表面に設けられている凸部２５，２５，…がダッシュパネル１に強圧されることで、この凸部２５，２５，…が部分的に潰れてその表面の防錆処理層が剥がれることになる。このため、この凸部２５，２５，…にあっては、ダッシュパネル１に対してボルト２の頭部２１の鉄材料が直接的に強圧されることになって、ダッシュパネル１とボルト２とが良好に導通されることになる。
このようにしてカシメ作業が終了すると、ダイス５が上方に、パンチ６が下方にそれぞれ退避することになる。
−アース端子の締結作業−
アース端子３１の締結作業では、図５（ａ）に示すように、前記ボルト２のネジ部２２がアース端子３１の開口３２に挿通されるようにアース端子３１が配設され、図５（ｂ）に示すように、ボルト２のネジ部２２にナット４がねじ込まれ、ボルト２の頭部２１とナット４との間でアース端子３１が挟持されることで、ボルト２を介してダッシュパネル１とアース端子３１とが導通されることになる。これにより、ワイヤハーネス３、アース端子３１、ボルト２、ダッシュパネル１に亘るアース経路が形成される。
アース端子３１の締結作業では、図５（ａ）に示すように、前記ボルト２のネジ部２２がアース端子３１の開口３２に挿通されるようにアース端子３１が配設され、図５（ｂ）に示すように、ボルト２のネジ部２２にナット４がねじ込まれ、ボルト２の頭部２１とナット４との間でアース端子３１が挟持されることで、ボルト２を介してダッシュパネル１とアース端子３１とが導通されることになる。これにより、ワイヤハーネス３、アース端子３１、ボルト２、ダッシュパネル１に亘るアース経路が形成される。
以上説明したように、本実施形態では、ボルト２の頭部２１においてダッシュパネル１に対向する対向面である凹陥部２３の表面２３ａにダッシュパネル１に向けて突出する凸部２５，２５，…が設けられていることにより、ダッシュパネル１にボルト２の頭部２１がカシメ接合される際、前記凸部２５，２５，…における防錆処理層が剥がれることになり、これによってダッシュパネル１とボルト２とを良好に導通させることができる。このため、ダッシュパネル１に貫通孔を形成することなく、ワイヤハーネス３、アース端子３１、ボルト２、ダッシュパネル１に亘るアース経路を良好に確保することが可能になる。その結果、ダッシュパネルの貫通孔から水が浸入して錆が発生するといった懸念を解消することができる。
（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。本実施形態は、ボルト２の頭部２１の構造およびボルト２のカシメ作業が前記第１実施形態のものと異なっている。従って、ここでは第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
次に第２実施形態について説明する。本実施形態は、ボルト２の頭部２１の構造およびボルト２のカシメ作業が前記第１実施形態のものと異なっている。従って、ここでは第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
−ボデーアース構造−
図６は、本実施形態に係るボデーアース構造を示す断面図である。この図６に示すように、本実施形態におけるボルト２の頭部２１の凹陥部２３の表面２３ａには凸部は設けられておらず、この凹陥部２３の表面は平坦面で形成されている。
図６は、本実施形態に係るボデーアース構造を示す断面図である。この図６に示すように、本実施形態におけるボルト２の頭部２１の凹陥部２３の表面２３ａには凸部は設けられておらず、この凹陥部２３の表面は平坦面で形成されている。
そして、本実施形態の特徴としては、ボルト２のカシメ作業時に、前記凹陥部２３に予め導電性接着剤７を塗布しておき、ボルト２のカシメ作業が完了した際には、前記凹陥部２３の表面２３ａとダッシュパネル１との間に導電性接着剤７が介在される構造としている。
また、ボルト２のカシメ作業時に、凹陥部２３とダッシュパネル１との間から溢れ出た導電性接着剤７１がボルト２の頭部２１の突出部２４の外周側面２４ａとダッシュパネル１との間に亘って存在している。
−ボルトのカシメ作業−
次に、本実施形態におけるボルト２のカシメ作業を図７を用いて説明する。ここでも第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
次に、本実施形態におけるボルト２のカシメ作業を図７を用いて説明する。ここでも第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
先ず、図７（ａ）に示すように、ボルト２の頭部２１の凹陥部２３に予め導電性接着剤７を塗布しておき、このボルト２の頭部２１とダッシュパネル１とを対向させる。ここで使用される導電性接着剤７の種類としては任意であるが、例えば、無機または有機性の微粒子からなるフィラーを含むフィラー焼結型接着剤や、フィラー分散型接着剤等が挙げられる。
そして、前述した第１実施形態の場合と同様に、ダッシュパネル１にボルト２の頭部２１を当接させた状態で、パンチ６を上昇させ、これによって該パンチ６の上端部をボルト２の頭部２１に当接させる（図７（ｂ）を参照）。そして、図７（ｃ）に示すように、ダイス５を下降させ、該ダイス５の円柱部５１をダッシュパネル１に押圧させ、該ダッシュパネル１の一部を変形させてボルト２の頭部２１の凹陥部２３に嵌り込ませる。これにより、ボルト２の頭部２１がダッシュパネル１にカシメ接合される。
この際、凹陥部２３とダッシュパネル１との間から溢れ出た導電性接着剤７１がボルト２の頭部２１の突出部２４の外周側面２４ａとダッシュパネル１との間に亘って存在することになる。
なお、アース端子３１の締結作業は、前述した第１実施形態の場合と同様であるので、ここでの説明は省略する。
以上説明したように、本実施形態では、前記凹陥部２３の表面２３ａとダッシュパネル１との間に導電性接着剤７が介在されていることにより、アルミニウム製のダッシュパネル１とボルト２とによる電食の懸念を、これら両者１，２間に導電性接着剤７を介在させることで解消しながらも、この導電性接着剤７によってダッシュパネル１とボルト２とを良好に導通させることができる。つまり、本実施形態によっても、ダッシュパネル１に貫通孔を形成することなく、ワイヤハーネス３、アース端子３１、ボルト２、ダッシュパネル１に亘るアース経路を良好に確保することが可能になる。その結果、ダッシュパネルの貫通孔から水が浸入して錆が発生するといった懸念を解消することができる。
−他の実施形態−
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。
例えば、前記各実施形態の構造を併用するようにしてもよい。つまり、ボルト２の頭部２１の凹陥部２３の表面２３ａに凸部２５，２５，…を設けると共に、ボルト２のカシメ作業時に、前記凹陥部２３に予め導電性接着剤７を塗布しておき、ボルト２のカシメ作業が完了した際には、前記凹陥部２３の表面２３ａとダッシュパネル１との間に導電性接着剤７が介在される構造とするものである。
また、前記第１実施形態では、カシメ作業時に凸部２５を部分的に潰すことによって防錆処理層が剥がれるようにしていた。本発明はこれに限らず、凸部２５の表面の防錆処理層が剥がれるようになっておれば、必ずしも凸部２５を潰す必要はない。
また、前記各実施形態では、ボルト２の頭部２１を円柱型のものとしていた。本発明はこれに限らず、六角柱型のものであってもよい。
本発明は、車両の電機部品のアースのためのアース端子を車体パネルに締結する構造に適用可能である。
１ ダッシュパネル（車体パネル）
２ ボルト
２１ 頭部
２３ 凹陥部
２３ａ 表面（対向面）
２５ 凸部
３１ アース端子
４ ナット
７ 導電性接着剤
２ ボルト
２１ 頭部
２３ 凹陥部
２３ａ 表面（対向面）
２５ 凸部
３１ アース端子
４ ナット
７ 導電性接着剤
Claims (6)
- アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部がカシメ接合されており、このボルトによってアース端子が締結された車両のボデーアース構造であって、
前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面には、前記車体パネルに向けて突出する凸部が設けられていることを特徴とする車両のボデーアース構造。 - アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部がカシメ接合されており、このボルトによってアース端子が締結された車両のボデーアース構造であって、
前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面と前記車体パネルとの間には、導電性接着剤が介在されていることを特徴とする車両のボデーアース構造。 - アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部がカシメ接合されており、このボルトによってアース端子が締結された車両のボデーアース構造であって、
前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面には、前記車体パネルに向けて突出する凸部が設けられていると共に、
前記ボルトの頭部における前記対向面と前記車体パネルとの間には、導電性接着剤が介在されていることを特徴とする車両のボデーアース構造。 - アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部をカシメ接合し、このボルトによってアース端子を締結する車両のボデーアース経路形成方法であって、
前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面に、前記車体パネルに向けて突出する凸部を設けておき、このボルトの頭部を前記車体パネルにカシメ接合することを特徴とする車両のボデーアース経路形成方法。 - アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部をカシメ接合し、このボルトによってアース端子を締結する車両のボデーアース経路形成方法であって、
前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面と前記車体パネルとの間に導電性接着剤を介在させた状態で、前記ボルトの頭部を前記車体パネルにカシメ接合することを特徴とする車両のボデーアース経路形成方法。 - アルミニウム製の車体パネルにボルトの頭部をカシメ接合し、このボルトによってアース端子を締結する車両のボデーアース経路形成方法であって、
前記ボルトの頭部において前記車体パネルに対向する対向面に、前記車体パネルに向けて突出する凸部を設けておくと共に、前記ボルトの頭部における前記対向面と前記車体パネルとの間に導電性接着剤を介在させた状態で、前記ボルトの頭部を前記車体パネルにカシメ接合することを特徴とする車両のボデーアース経路形成方法。
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