JP2016154091A - アース構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器をアース接続する際の作業性向上を図る。【解決手段】炭素繊維強化プラスチックのベース層１０を表面１０Ｆ側から裏面１０Ｒ側へ貫通する切欠部１１と、ノイズフィルタ２０（電子機器）に一体的に設けられてベース層１０の表面１０Ｆに重ねられる金属製のアース部材２４と、アース部材２４を貫通するボルト３７にナット３９をねじ込むことでアース部材２４をベース層１０の表面１０Ｆに押圧する固定部材３６とを備える。アース部材２４には、切欠部１１を貫通してアース用導電路３５に接触する導通部２７が一体形成されている。導通部２７は、ボルト３７とナット３９を締付ける際に切欠部１１のストッパ１２に当接することで、アース部材２４の連れ回りを規制する。【選択図】図１

Description

本発明は、アース構造に関するものである。

特許文献１には、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の表面に配置した電子機器に関してアースをとるためのアース手段が開示されている。炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維に熱硬化性樹脂を染み込ませたシートを、複数枚積層して加熱することにより成形される。炭素繊維自体は導電性を有するのであるが、加熱時に熱硬化性樹脂が表面に染み出して絶縁層を形成する。そこで、特許文献１のアース構造では、炭素繊維強化プラスチックの表面に金属板を固着し、この金属板と炭素繊維強化プラスチックに金属製のボルトを貫通させている。金属板の表面に配置された電子機器は、金属板とボルトを介して炭素繊維と導通することにより、アースされる。

特開２０１２−１６６５０６号公報

炭素繊維の電気抵抗は金属に比べて高いので、アース性能の信頼性向上を図るためには、電子機器を金属部材に導通させることが好ましい。そこで、特許文献１の構造において、炭素繊維強化プラスチックの裏面側に金属製のアース用導電路を設け、このアース用導電路にボルトを接続する構成が考えられる。ところが、特許文献１のアース構造は、電子機器を金属板に固定するための固定手段とは別に、電子機器とアース用導電路を導通させる手段として、ボルトと金属板が必要であるため、部品点数が多いという問題がある。

この対策としては、金属板を、炭素繊維強化プラスチックとは別体とした上で、電子機器と一体化させることが考えられる。しかし、このようにした場合、ボルトを締め付けるときに、金属板と電子機器が連れ回りする虞があるため、作業性が良くない。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電子機器をアース接続する際の作業性向上を図ることを目的とする。

本発明は、
炭素繊維強化プラスチック製のベース層の表面に配される電子機器と、前記ベース層の裏面に設けた金属製のアース用導電路とを導通させるアース構造であって、
前記ベース層を表面側から裏面側へ貫通するように切欠した形態であり、内面の一部がストッパとなっている切欠部と、
前記電子機器に一体的に設けられ、前記ベース層の表面に重ねられる金属製のアース部材と、
前記アース部材を貫通するボルトと、前記ボルトにねじ込まれるナットとを備え、前記ボルトと前記ナットの締付けにより前記アース部材を前記ベース層の表面に押圧する固定部材と、
前記アース部材に一体に形成され、前記切欠部を貫通して前記アース用導電路に接触可能であり、前記ボルトと前記ナットを締付ける際に前記ストッパに当接することで前記アース部材の連れ回りを規制する導通部とを備えているところに特徴を有する。

導通部を切欠部に収容してボルトとナットを締め付けると、導通部がアース用導電路に接触することにより、電子機器がアースされる。ボルトとナットを締め付ける際には、導通部がストッパに当接することによってアース部材の連れ回りが規制されるので、作業性に優れている。

実施例１のアース構造をあらわす断面図 ノイズフィルタの平面図 実施例２のアース構造をあらわす断面図 実施例３のアース構造をあらわす断面図

（ａ）本発明のアース構造は、前記ボルトが前記ベース層に支持されて前記アース部材を貫通しており、前記ボルトに締め付けた前記ナットが、前記ベース層との間で前記アース部材を挟み付けることで、前記電子機器が前記ベース層に固定されていてもよい。
この構成によれば、ベース層に対して挟み付ける力が作用しないので、ベース層の潰れ変形を防止できる。

（ｂ）本発明のアース構造は、前記ボルトが前記ベース層を貫通した形態であり、前記ボルトと前記ナットの締付けにより、前記ベース層が前記アース用導電路と前記アース部材との間で挟み付けられるようになっており、複数の前記導通部が前記ボルトを挟むような位置関係で配置されていてもよい。
ベース層は、アース用導電路とアース部材との間で挟み付けられたときに、潰れ変形することが懸念される。しかし、本発明では、ボルトを挟むような位置関係で配置されている複数の導通部が、スペーサの機能を発揮するので、ベース層が潰れ変形するおそれがない。

＜実施例１＞
以下、本発明を具体化した実施例１を図１〜図２を参照して説明する。本実施例１のアース構造Ａは、ベース層１０と、ノイズフィルタ２０（請求項に記載の電子機器）と、アース用導電路３５と、固定部材３６とを備えて構成されている。

ベース層１０は、炭素繊維強化プラスチック製であり、例えば自動車のボディを構成する。ベース層１０を構成する炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維に熱硬化性樹脂を染み込ませたシートを、複数枚積層して加熱することにより成形されている。炭素繊維自体は導電性を有するのであるが、加熱時に熱硬化性樹脂がベース層１０の表面１０Ｆ（図１における上面）に染み出して絶縁層（図示省略）を形成する。したがって、ベース層１０の表面１０Ｆは導電性を有していない。ベース層１０には、その表面１０Ｆ側から裏面１０Ｒ側へ貫通するように切欠した形態の一対の切欠部１１が形成されている。各切欠部１１の内面の一部は、ストッパ１２として機能する。

ノイズフィルタ２０は、合成樹脂製のケース２１と、金属板材からなるアース部材２４と、π型フィルタ２９とを備える。ケース２１とアース部材２４は、インサート成形等によって一体化されている。図２に示すように、ケース２１は、上面が開放された箱状をなす。ケース２１を構成する底壁部２２には、ケース２１の内外を連通させる開口部２３が形成されている。アース部材２４は、略方形の平板状をなす本体部２５と、本体部２５の前端縁に連なる略方形の平板状をなす接続部２６と、接続部２６の外周縁から突出する左右対称な一対の導通部２７とを備えて構成されている。

本体部２５は、底壁部２２の下面（外面）に沿うように配されている。接続部２６は、本体部２５と面一状に連なっていて、ケース２１（底壁部２２）の前端縁から前方へ突出している。一対の導通部２７は、接続部２６の左右両側縁から略直角下向きに脚状に延出した形態である。接続部２６の下面からの導通部２７の突出寸法は、ベース層１０の厚さとほぼ同じ厚さである。また、接続部２６には、上下方向（接続部２６の板厚方向）に貫通する円形の接続孔２８が形成されている。接続孔２８は、一対の導通部２７を結ぶ仮想直線（図示省略）のほぼ中央に位置している。

ケース２１内には、フィルタ素子として機能するコイル３０と、同じくフィルタ素子として機能する一対のコンデンサ３１が収容されている。また、ケース２１の後端部には、左右一対の端子金具３４が取り付けられている。コイル３０の両端は一対の端子金具３４に接続されている。各コンデンサ３１から導出している一対のリード線３２，３３のうち一方のリード線３２は、端子金具３４に接続されている。各コンデンサ３１の他方のリード線３３は、ケース２１の開口部２３において、アース部材２４の本体部２５に接続されている。コイル３０と一対のコンデンサ３１はπ型フィルタ２９を構成している。

アース用導電路３５は、金属板材からなり、ノイズフィルタ２０のアースをとるための手段として機能する。アース用導電路３５は、ベース層１０の裏面１０Ｒ（下面）に重ねられるように固着されている。アース用導電路３５は、少なくともベース層１０の切欠部１１と対応するように配されている。

固定部材３６は、ベース層１０の表面１０Ｆから上方へ突出するボルト３７と、ボルト３７に螺合されるナット３９とから構成されている。ボルト３７の基端部（下端部）には、同心円形の拡径部３８が形成されている。炭素繊維強化プラスチックを成形する過程で、拡径部３８が炭素繊維強化プラスチックの内部に埋設されている。これにより、ボルト３７の基端部がベース層１０に強固に固着されている。

ノイズフィルタ２０をベース層１０に取り付ける際には、まず、アース部材２４の接続孔２８をボルト３７に嵌合するとともに、一対の導通部２７を、夫々、対応する切欠部１１内に収容する。その後、アース部材２４の上方からナット３９をボルト３７にねじ込んでいく。そして、ナット３９をアース部材２４（接続部２６）の上面に当接させて締め付けていくと、接続部２６が、ナット３９とベース層１０との間で強固に挟み付けられ、ノイズフィルタ２０がベース層１０の表面１０Ｆに固定される。

ナット３９をボルト３７に締め込んでいく際には、ナット３９の下面と接続部２６の上面との間に摩擦が生じるため、ノイズフィルタ２０には、ボルト３７及び接続孔２８を中心とする回転力が作用する。しかし、一対の導通部２７が切欠部１１の内面のストッパ１２に当接することにより、ノイズフィルタ２０の連れ回りが防止されている。そして、ナット３９の締付けが完了した時点では、切欠部１１に貫通されている一対の導通部２７の下端部が、アース用導電路３５の上面に押圧される。これにより、ノイズフィルタ２０のアース部材２４とアース用導電路３５とが導通可能となり、ノイズフィルタ２０がアース用導電路３５に接地される。

上述のように本実施例１のアース構造Ａは、炭素繊維強化プラスチック製のベース層１０の表面１０Ｆに配されるノイズフィルタ２０と、ベース層１０の裏面１０Ｒに設けた金属製のアース用導電路３５とを導通させるものである。このアース構造Ａは、切欠部１１と、アース部材２４と、固定部材３６と、導通部２７とを備えている。切欠部１１は、ベース層１０を表面１０Ｆ側から裏面１０Ｒ側へ貫通するように切欠した形態であり、切欠部１１の内面の一部がストッパ１２となっている。アース部材２４は、ノイズフィルタ２０に一体的に設けられており、ベース層１０の表面１０Ｆに重ねられるようにして固定される。固定部材３６は、アース部材２４を貫通するボルト３７と、ボルト３７にねじ込まれるナット３９とを備えている。ボルト３７にナット３９を締め付けると、アース部材２４がベース層１０の表面１０Ｆに押圧される。

導通部２７は、アース部材２４に一体に形成されている。ノイズフィルタ２０をベース層１０の表面１０Ｆに固定した状態では、導通部２７が、切欠部１１を貫通してアース用導電路３５に接触する。そして、ボルト３７とナット３９を締付ける際には、導通部２７がストッパ１２に当接することにより、アース部材２４の連れ回りが規制される。この構成によれば、導通部２７を切欠部１１に収容してボルト３７とナット３９を締め付けると、導通部２７がアース用導電路３５に接触することにより、ノイズフィルタ２０がアースされる。そして、ボルト３７とナット３９を締め付ける際には、導通部２７がストッパ１２に当接することによってアース部材２４の連れ回りが規制されるので、作業性に優れている。

また、本実施例１のアース構造Ａは、ボルト３７の基端部がベース層１０に支持されていて、ボルト３７がアース部材２４を貫通している。そして、ボルト３７に締め付けたナット３９が、ベース層１０との間でアース部材２４を挟み付けることで、ノイズフィルタ２０がベース層１０に固定されている。この構成によれば、ベース層１０に対して挟み付ける力が作用しないので、ベース層１０の潰れ変形を防止できる。

＜実施例２＞
次に、本発明を具体化した実施例２について図３を参照して説明する。本実施例２のアース構造Ｂは、実施例１と同様、ベース層１０と、ノイズフィルタ２０（請求項に記載の電子機器）と、アース用導電路３５と、固定部材４０とを備えて構成されている。本実施例２のノイズフィルタ２０とアース用導電路３５は、実施例１と同じ構成であるが、本実施例２のアース構造Ｂは、ベース層１０と固定部材４０を上記実施例１と異なる構成としたものである。実施例１と同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

本実施例２のベース層１０は、実施例１と同様、炭素繊維強化プラスチックによって構成されている。実施例１では、ベース層１０にボルト３７の基端部の拡径部３８が埋設していたが、本実施例２のベース層１０には、ノイズフィルタ２０の接続孔２８と対応する部分を表面１０Ｆから裏面１０Ｒに貫通させた形態の貫通孔１３が形成されている。

本実施例２の固定部材４０は、アース用導電路３５に固着されたボルト４１と、ボルト４１にねじ込まれるナット４２とから構成されている。ボルト４１の基端部（下端部）は、溶接等によりアース用導電路３５の上面に強固に固着されている。アース用導電路３５の上面から上方へ突出したボルト４１は、ベース層１０の貫通孔１３を貫通し、ベース層１０の表面１０Ｆよりも上方へ突出している。

ノイズフィルタ２０をベース層１０に取り付ける際には、接続孔２８をボルト４１に嵌合するとともに一対の導通部２７を切欠部１１に挿入し、ボルト４１にナット４２をねじ込んで締め付ける。締め付ける過程では、導通部２７がストッパ１２に当接する事により、ノイズフィルタ２０の連れ回りが防止される。ナット４２の締付けによりノイズフィルタ２０がベース層１０の表面１０Ｆに固定された状態では、ベース層１０とアース部材２４（接続部２６）がアース用導電路３５とナット４２の間で挟み付けられ、アース部材２４がベース層１０の表面１０Ｆに押圧される。また、導通部２７の下端部がアース用導電路３５の上面に押し付けられ、アース部材２４とアース用導電路３５が導通可能となり、ノイズフィルタ２０が接地される。

本実施例２のアース構造Ｂは、ボルト４１がベース層１０を貫通した形態であって、ボルト４１とナット４２の締付けにより、ベース層１０がアース用導電路３５とアース部材２４との間で挟み付けられるようになっている。そのため、アース用導電路３５とアース部材２４との間で挟み付けられたときに、ベース層１０は、潰れ変形することが懸念される。しかし、本実施例２では、一対（複数）の導通部２７がボルト４１を挟むような位置関係で配置されており、この一対の導通部２７が、スペーサとしての機能を発揮するので、ベース層１０が潰れ変形する虞がない。

＜実施例３＞
次に、本発明を具体化した実施例３を図４を参照して説明する。本実施例３のアース構造Ｃは、実施例１と同様、ベース層１０と、ノイズフィルタ２０（請求項に記載の電子機器）と、アース用導電路３５と、固定部材４４とを備えて構成されている。本実施例３のノイズフィルタ２０は、実施例１と同じ構成であるが、本実施例３のアース構造Ｃは、ベース層１０とアース用導電路３５と固定部材４４を上記実施例１と異なる構成としたものである。上記実施例１と同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

本実施例３のベース層１０は、実施例１と同様、炭素繊維強化プラスチックによって構成されている。実施例１では、ベース層１０にボルト３７の基端部の拡径部３８が埋設していたが、本実施例３のベース層１０には、ノイズフィルタ２０の接続孔２８と対応する部分を表面１０Ｆから裏面１０Ｒに貫通させた形態の貫通孔１３が形成されている。また、本実施例３のアース用導電路３５は、実施例１と同様、金属板材からなる。

実施例１ではボルト３７が直接アース用導電路３５に接触していないが、本実施例３のアース用導電路３５には、接続孔２８及び貫通孔１３と対応する部分を、両孔１３，２８の軸線方向貫通させた形態の取付孔４３が形成されている。本実施例３の固定部材４４は、ナット４５と、ナットにねじ込まれるボルト４７とから構成されている。ナットは、その雌ネジ孔４６が取付孔４３と同心状となるようにして、アース用導電路３５の下面に溶接等により固着されている。

ノイズフィルタ２０をベース層１０に取り付ける際には、一対の導通部２７を切欠部１１に挿入し、接続孔２８を貫通孔１３及び取付孔４３と対応させる。そして、ボルト４７の雄ネジ部４８を、接続孔２８と貫通孔１３と取付孔４３とに貫通させ、ナット４５の雌ネジ孔４６にねじ込んで締め付ける。締め付ける過程では、ボルト４７の頭部４９とアース部材２４の上面との摩擦により、ノイズフィルタ２０がボルト４７と一緒に連れ回りしようとする。しかし、導通部２７がストッパ１２に当接することにより、ノイズフィルタ２０の連れ回りが防止される。

ボルト４７の締付けによりノイズフィルタ２０がベース層１０の表面１０Ｆに固定された状態では、ベース層１０とアース部材２４（接続部２６）とアース用導電路３５が、ナット４５とボルト４７の頭部４９との間で挟み付けられ、アース部材２４がベース層１０の表面１０Ｆに押圧される。また、導通部２７の下端部がアース用導電路３５の上面に押し付けられ、アース部材２４とアース用導電路３５が導通可能となり、ノイズフィルタ２０が接地される。

本実施例３のアース構造Ｃは、ボルト４７がベース層１０を貫通した形態であって、ボルト４７とナット４５の締付けにより、ベース層１０がアース用導電路３５とアース部材２４との間で挟み付けられるようになっている。そのため、アース用導電路３５とアース部材２４との間で挟み付けられたときに、ベース層１０が潰れ変形することが懸念される。しかし、本実施例３では、一対（複数）の導通部２７がボルト４７を挟むような位置関係で配置されており、この一対の導通部２７が、スペーサとしての機能を発揮するので、ベース層１０が潰れ変形する虞がない。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例２，３では、２つの導通部が、ボルトを挟むような位置関係で配置されることによってスペーサとしての機能を発揮しているが、例えば、アース部材とアース用導電路の間に、ボルトを包囲する筒状のスペーサを設けた場合には、導通部がスペーサとしての機能を有しなくてもよい。この場合、導通部がアース用導電路に対し弾性的に当接する形態とすることが可能である。
（２）上記実施例１〜３では、アース部材に２つの導通部を形成したが、導通部の数は、１つだけでもよく、３つ以上でもよい。
（３）上記実施例１〜３では、電子機器がノイズフィルタであったが、本発明は、電子機器がノイズフィルタ以外の機器である場合にも適用できる。

Ａ，Ｂ，…アース構造
１０…ベース層
１１…切欠部
１２…ストッパ
２０…ノイズフィルタ（電子機器）
２４…アース部材
２７…導通部
３５…アース用導電路
３６，４０，４４…固定部材
３７，４１，４７…ボルト
３９，４２，４５…ナット

Claims (3)

1. 炭素繊維強化プラスチック製のベース層の表面に配される電子機器と、前記ベース層の裏面に設けた金属製のアース用導電路とを導通させるアース構造であって、
   前記ベース層を表面側から裏面側へ貫通するように切欠した形態であり、内面の一部がストッパとなっている切欠部と、
   前記電子機器に一体的に設けられ、前記ベース層の表面に重ねられる金属製のアース部材と、
   前記アース部材を貫通するボルトと、前記ボルトにねじ込まれるナットとを備え、前記ボルトと前記ナットの締付けにより前記アース部材を前記ベース層の表面に押圧する固定部材と、
   前記アース部材に一体に形成され、前記切欠部を貫通して前記アース用導電路に接触可能であり、前記ボルトと前記ナットを締付ける際に前記ストッパに当接することで前記アース部材の連れ回りを規制する導通部とを備えていることを特徴とするアース構造。
2. 前記ボルトが前記ベース層に支持されて前記アース部材を貫通しており、
   前記ボルトに締め付けた前記ナットが、前記ベース層との間で前記アース部材を挟み付けることで、前記電子機器が前記ベース層に固定されていることを特徴とする請求項１記載のアース構造。
3. 前記ボルトが前記ベース層を貫通した形態であり、
   前記ボルトと前記ナットの締付けにより、前記ベース層が前記アース用導電路と前記アース部材との間で挟み付けられるようになっており、
   複数の前記導通部が前記ボルトを挟むような位置関係で配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアース構造。

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