(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載機器のアース電線をバッテリのマイナス端子に接地接続するためにボルト締結されるアース端子であって、
前記ボルト締結に用いられるボルトが挿通されるボルト挿通孔を備えた接続部を有し、
前記接続部の前記ボルト挿通孔の周囲に圧電素子が配設されており、
前記アース電線の芯線に対して加締め固定される芯線加締め部をさらに備えており、前記圧電素子から延び出す２本の電線が前記アース電線と共に前記芯線加締め部に加締め固定されている
ことを特徴とするアース端子。
【請求項２】
前記圧電素子が、前記接続部を構成する２枚の板の間に挟持されている請求項１に記載のアース端子。
【請求項３】
前記２枚の板の一方の板に、他方の板と係合して前記２枚の板を前記圧電素子の挟持状態に保持する係合部が設けられている請求項２に記載のアース端子。
【請求項４】
前記圧電素子が、前記ボルト挿通孔の周りに円環状に配設されている請求項１〜３の何れか１項に記載のアース端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載機器のマイナス端子を車体などに接地接続するためのアース端子に関し、より詳しくは接地接続の緩みを検出することができるアース端子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両に搭載された多数の電子／電気機器は、各機器のマイナス端子を金属製の車体に固定することで、車体を介してバッテリのマイナス端子に接地接続すること（ボデーアース）が行われている。このようなアース端子は、例えば、実開平６−６００６１号公報（特許文献１）等に記載されている。また、車両軽量化等の要求に応ずべく、車体が炭素繊維強化プラスチック等の非導通性材料で形成されているような場合には、各機器のマイナス端子とバッテリのマイナス端子の間を電線によって接地接続することが行われている。
【０００３】
ところで、近年、自動運転の車両に関する研究が盛んに行われている。かかる車両においては電源失陥しないことが重要であり、アース端子の接地接続の状態が時間が経っても悪化しないことが求められている。従来、アース端子は、トルクレンチを用いて一定の圧力でボルト締結が行われていた。
【０００４】
しかしながら、トルクレンチを用いて一定の圧力でボルト締結しただけでは、時間の経過と共にボルトが緩むことによりアース端子の接地接続の状態が悪化する可能性を否定できないという問題があった。そこで、例えば国際公開第２０１４／２０８６５４号（特許文献２）には、端子で発生する熱を感知することにより端子の接続状態を監視するために、温度センサを備えた端子が提案されている。ところが、かかる端子をアース端子に適用したとしても、車体を通して大半の熱が逃げてしまうことから、端子の緩みを確実に検出することは困難であり、十分に望ましい対策とは言えなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−６００６１号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／２０８６５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、端子の緩みを確実に検出することが可能な、新規な構造のアース端子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様は、車載機器のアース電線をバッテリのマイナス端子に接地接続するためにボルト締結されるアース端子であって、前記ボルト締結に用いられるボルトが挿通されるボルト挿通孔を備えた接続部を有し、前記接続部の前記ボルト挿通孔の周囲に圧電素子が配設されており、前記アース電線の芯線に対して加締め固定される芯線加締め部をさらに備えており、前記圧電素子から延び出す２本の電線が前記アース電線と共に前記芯線加締め部に加締め固定されていることを特徴とする。
【０００８】
本態様によれば、ボルト締結されるアース端子の接続部におけるボルト挿通孔の周囲に、圧電素子が配設されている。これにより、仮にボルト締結後にボルトが緩んだ際には、ボルトと圧電素子の間に隙間が発生し、車が振動することにより圧電素子に加わる圧力が大きく変化することになる。その結果、ボルトが緩んだ際には、車の振動によって圧電素子に発生する電圧が大きく変化して、かかる電圧の変化を検出することにより、アース端子の緩みを確実に検出することが可能となるのである。
【０００９】
このように、本態様によれば、アース端子の緩みや浮きを確実に検出することができることから、アース端子の緩み等に起因するセンサの誤作動やそれによる重大事故を未然に防止して、車両の安全性の向上を図ることができる。また、圧電素子から２本の電線が延び出しており、２本の電線がアース電線と共に芯線加締め部に加締め固定されている。これにより、２本の電線を配索する際の作業性の向上や、圧電素子の２本の電線の保持性の向上を効率的に図ることができる。
【００１０】
なお、圧電素子は周囲の他部材との絶縁性を確保するために、例えばシリコン（ＳＩ）、ポリイミド（ＰＩ）やエポキシ（ＥＰ）等の合成樹脂材料によりモールド成形されている。
【００１１】
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前前記圧電素子が、前記接続部を構成する２枚の板の間に挟持されているものである。
【００１２】
本態様によれば、圧電素子が、接続部を構成する２枚の板の間に挟持されている。これにより、圧電素子はボルトと直接触れないようになっていることから、圧電素子に対する圧力が特定のポイントに集中することが防止されて、圧電素子の破損が有利に回避されている。
【００１３】
本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記２枚の板の一方の板に、他方の板と係合して前記２枚の板を前記圧電素子の挟持状態に保持する係合部が設けられているものである。
【００１４】
本態様によれば、２枚の板の一方の板に、他方の板と係合して２枚の板を圧電素子の挟持状態に保持する係合部が設けられている。これにより、接続部を車体にボルト締め固定する際の作業性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記圧電素子が、前記ボルト挿通孔の周りに円環状に配設されているものである。
【００１６】
本態様によれば、圧電素子が、ボルト挿通孔の周りに円環状に配設されている。これにより、ボルト挿通孔の周りの全周に亘ってボルトの緩みを検出することができ、広範に亘ってボルトの緩みを検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ボルト締結されるアース端子の接続部におけるボルト挿通孔の周囲に圧電素子が配設されている。これにより、仮にボルト締結後にボルトが緩んだ際には、ボルトと圧電素子の間に隙間が発生し、車の振動により圧電素子に加わる圧力が大きく変化する。その結果、圧電素子に発生する電圧が大きく変化して、かかる電圧の変化を検出することでアース端子の緩みを確実に検出することが可能となる。このように、アース端子の緩みや浮きを確実に検出できることから、アース端子の緩み等に起因するセンサの誤作動やそれによる重大事故を未然に防止して、車両の安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態としてのアース端子の平面図であって、アース電線が接続されかつ圧電素子が取り付けられた状態を示す図。
【図２】図１に示すアース端子の側面図であって、アース端子が車体パネルにボルト締結された状態を示す図。
【図３】本実施形態のアース端子の展開図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１〜３には、本発明の一実施形態としてのアース端子１０が示されている。アース端子１０は、導電性を有する金属から一体的に形成されており、アース電線１２が接続されかつ圧電素子１４が取り付けられた状態で使用される。ここで、アース電線１２は、導体である銅やアルミニウムその他の金属線の複数を束ね合わせた芯線１６が、エチレン系樹脂やスチレン系樹脂等の電気絶縁性を有する絶縁被覆１８で覆われた構造とされている。より詳細には、アース端子１０は、アース電線１２の電線端末２０の絶縁被覆１８に対して加締め固定される被覆加締め部２２と、絶縁被覆１８の端部から延出する芯線１６が加締め固定される芯線加締め部２４と、芯線加締め部２４から延出して車体パネル２６にボルト締結される接続部２８と、を備えて構成されている。また、後述する圧電素子１４から延び出す２本の電線３４についても、アース電線１２と共に芯線加締め部２４および被覆加締め部２２に加締め固定されるようになっている。なお、以下の説明において、上方とは、図２中の上方、下方とは、図２中の下方、前方とは、図１，２中の左方、後方とは、図１，２中の右方を言うものとする。
【００２３】
一方、圧電素子１４は、図１〜２に示されているように、略円環平板形状を有しており、例えば圧電セラミック材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電素子本体３０の両側に金属製の電極３２を貼り付けた構成を備えている。さらに、かかる両電極３２に対してそれぞれ、電線３４の端末の絶縁被覆３６を剥がして露呈された芯線３８が、半田付け等の任意の公知の手段により固着し接続されている。そして、このように形成された圧電素子１４が周囲の他部材との絶縁性を確保できるように、例えばシリコン（ＳＩ）やポリイミド（ＰＩ）やエポキシ（ＥＰ）等の合成樹脂材料によって電線３４の端末を含む圧電素子１４の外面全面を覆うようにモールドされている。なお、理解を容易とするために、図１では電極３２を仮想線で記載する一方、図２では圧電素子１４の外面全面を覆うモールド部３９を仮想線で記載している。
【００２４】
アース端子１０の接続部２８は、平面視で略同一形状とされた２枚の板４０ａ，４０ｂが屈曲部４２で連結された構造を有しており、一方の板４０ａを屈曲部４２で折り曲げて他方の板４０ｂ上に重ねることにより、２枚の板４０ａ，４０ｂの間に圧電素子１４が挟持されるようになっている。２枚の板４０ａ，４０ｂはいずれも、屈曲部４２側が略円環状とされている一方、屈曲部４２から離隔する側が略矩形状とされており、略円環状とされた領域の中央部分には、後述するボルト締結に用いられるボルト４８が挿通される平面視で略円形状のボルト挿通孔４４が貫設されている。すなわち、圧電素子１４が、ボルト挿通孔４４の周りに円環状に配設されているのである。また、一方の板４０ａにおいて略矩形状とされた領域の端部には、幅方向両側（図１中、上下方向）から外方に向かって突出する一対の係合部４６，４６が設けられており、他方の板４０ｂの幅方向（図１中、上下方向）の両側縁部を係合部４６で挟むようにして折り曲げて係合されることにより、２枚の板４０ａ，４０ｂを圧電素子１４の挟持状態に保持できるようになっている。なお、図２に示されているように、係合部４６が係合する他方の板４０ｂは、後端側（図３中、右端側）が上方に持ち上げるように側面視でクランク状に折り曲げられている。
【００２５】
ところで、このような構造のアース端子１０は、以下のような方法で製造することができる。例えば、図３に示すような展開形状に金属平板をプレス加工する。なお、この際、他方の板４０ｂの略矩形状とされた領域の端部側（図３中、右側）が上方に持ち上がって側面視で略クランク状になるようにプレス加工されている（図２〜３参照）。次に、圧電素子１４を、圧電素子本体３０が他方の板４０ｂ上に載置され、かつ圧電素子１４から２本の電線３４が後方（図３中、右方）に向かって延び出すように配置する。そして、一方の板４０ａを、屈曲部４２で折り曲げて上方から２枚の板４０ａ，４０ｂのボルト挿通孔４４が重なるように位置合わせして、他方の板４０ｂ上に載置された圧電素子１４の圧電素子本体３０上に配設する。続いて、一方の板４０ａに設けられた一対の係合部４６，４６を他方の板４０ｂの幅方向（図１，３中、上下方向）の両側縁部を係合部４６で挟むようにして折り曲げて係合することにより、２枚の板４０ａ，４０ｂを圧電素子１４の挟持状態に保持する（図１〜２参照）。かかる状態で、接続部２８を構成する他方の板４０ｂの後方（図３中、右方）には、展開状態すなわち平板状の芯線加締め部２４が設けられていると共に、芯線加締め部２４のさらに後方には、展開状態すなわち平板状の被覆加締め部２２が設けられている。次に、アース電線１２の電線端末２０の絶縁被覆１８を剥いで芯線１６を露出させ、電線端末２０のアース電線１２を被覆加締め部２２上におよび芯線１６を芯線加締め部２４上に載置すると共に、圧電素子１４から延び出す２本の電線３４についても被覆加締め部２２および芯線加締め部２４上に載置した状態で、公知の加締め装置を用いて被覆加締め部２２および芯線加締め部２４に加締め加工を施すことにより、図１に示されているように、アース電線１２が接続されると共に圧電素子１４から延び出す２本の電線３４が加締め部２２，２４に加締め固定されたアース端子１０が完成される。最後に、図２に示されているように、ボルト４８を、アース端子１０の接続部２８を構成する２枚の板４０ａ，４０ｂのボルト挿通孔４４に挿通した後、図示しないバッテリのマイナス端子に導通接続された車体パネル２６に貫設された貫通孔５０に挿通してナット５２を螺合する。これにより、図示しない車載機器のアース電線１２が、車体パネル２６にボルト締結されたアース端子１０を介して、バッテリのマイナス端子に接続固定されるようになっているのである。
【００２６】
このような構造とされたアース端子１０によれば、圧電素子１４が、接続部２８を構成する２枚の板４０ａ，４０ｂに設けられたボルト挿通孔４４の周りに配設されている。それゆえ、ボルト挿通孔４４を挿通してアース端子１０を車体パネル２６にボルト締結するボルト４８が、仮にボルト締結後に緩んだ場合には、ボルト４８と圧電素子１４の間に隙間が発生してしまうことから、車が振動して、車体パネル２６とボルト４８の間で接続部２８が変位することにより、圧電素子１４に加わる圧力が大きく変化することになる。したがって、ボルト４８が緩んだ場合には、車の振動によって圧電素子１４に発生する電圧が大きく変化することから、かかる電圧の変化を検出することにより、アース端子１０の緩みを確実に検出することが可能となる。しかも、圧電素子１４がボルト挿通孔４４の周りに円環状に配設されていることから、ボルト挿通孔４４の周りの全周に亘って広範囲にボルト４８の緩みを検出することができる。このように、アース端子１０の緩みや浮きを確実に検出することができることから、アース端子１０の緩みや浮きに起因する各種車載センサの誤作動やそれによる重大事故を未然に防止して、車両の安全性の向上を図ることができるのである。
【００２７】
また、圧電素子１４が、アース端子１０の接続部２８を構成する２枚の板４０ａ，４０ｂの間に挟持されている。これにより、圧電素子１４はボルト４８と直接触れないようになっていることから、圧電素子１４に加わる圧力が特定のポイントに集中することが防止されて、圧電素子１４の破損が有利に回避されている。さらに、一方の板４０ａの端部の幅方向両側には一対の係合部４６，４６が突設されており、かかる係合部４６が他方の板４０ｂの幅方向の両側縁部に係合することにより、２枚の板４０ａ，４０ｂを圧電素子１４の挟持状態に保持できるようになっている。それゆえ、アース端子１０の接続部２８を車体パネル２６にボルト締め固定する際の作業性を向上させることができる。加えて、係合部４６が係合する他方の板４０ｂは、後端側（図３中、右端側）が上方に持ち上げるように側面視でクランク状に折り曲げられていることから、圧電素子１４に加わる圧力が係合部４６による影響を受けることが有利に排除されている。
【００２８】
さらに、圧電素子１４から２本の電線３４が延び出しており、かかる２本の電線３４がアース電線１２と共に芯線加締め部２４および被覆加締め部２２に加締め固定されている。これにより、２本の電線３４を配索する際の作業性の向上や、圧電素子１４から延出する２本の電線３４の保持性の向上を効率的に図ることができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、上記実施形態では、圧電素子１４はボルト挿通孔４４の周りに円環状に配設されているもので説明を行ったが、かかる形状に限定されずＣの字状や多角形の枠体状などのボルト挿通孔４４の周りに配設可能な任意の形状の圧電素子１４が採用可能である。また、上記実施形態では、圧電素子１４は、接続部２８を構成する２枚の板４０ａ，４０ｂの間に挟持されているもので説明を行ったが、接続部２８を構成する１枚の板とボルト４８の頭部との間に挟持されていてもよい。さらに、アース端子１０がボルト締結されて接地接続される部材として、バッテリのマイナス端子に導通接続された車体パネル２６を例にとって説明を行ったが、これ以外にバッテリのマイナス端子やバッテリのマイナス端子に導通接続された任意の部材などが採用可能である。加えて、２本の電線３４は芯線加締め部２４や被覆加締め部２２に加締め固定されている必要は必ずしもない。また、上記実施形態では、圧電素子１４として、一種類の圧電セラミック材料からなる所謂モノモルフ型の圧電素子を例にとって説明を行ったが、二種類の圧電セラミック材料からなる所謂バイモルフ型の圧電素子などの公知の任意の圧電素子が採用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：アース端子、１２：アース電線、１４：圧電素子、１６：芯線、２４：芯線加締め部、２６：車体パネル（バッテリのマイナス端子）、２８：接続部、３４：電線、４０ａ：一方の板、４０ｂ：他方の板、４４：ボルト挿通孔、４６：係合部、４８：ボルト
【図１】
0006627570.tif 000002
【図２】
0006627570.tif 000003
【図３】
0006627570.tif 000004