JP5997576B2 - アースターミナルとアースケーブルの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、アースターミナルとアースケーブルの接続構造に関し、特に、アースケーブルを車体に固定する該アースターミナルとアースケーブルの接続構造に関する。

自動車では車体をグランド面として使用する。車載機器は、アース線を車体につないで接地している。車体の電位は一定ではなく、部分的に電位が高いところや低いところがある。このような電位差があると、電位が高いところから低いところに向けて電流が流れる。そして、この電流の周りに電界が発生し、電磁ノイズが放出される。

自動車用アース線は、ターミナルとケーブルで構成される。ターミナルは、車体にボルト接続するための貫通孔を設けた板状の端子を、１枚、または２枚以上重ねたものである。このターミナルにケーブルを接続する。ケーブルを接続したターミナルは、貫通孔にボルトを通して、車体に固定する。ノイズ電流は、ケーブル→ターミナル→ボルトを通って、グランドとしての車体に放出される。

特開２００１−２５７０１５号公報 特開２００１−２７４２８５号公報

しかし、ターミナルは、高周波信号に対してインピーダンスを持つ。そのため、ターミナルに周波数成分を持つ交流ノイズ電流が流れるとターミナルに電位が発生し、車体の電位が低い場所との間に電流が流れて電磁ノイズが発生する。そこで、ノイズ電流による電位発生を予防するターミナルが要求されている。

本発明は、上述した課題に鑑み、ノイズ電流による電位発生を低減できるアースターミナル及び該アースターミナルとケーブルの接続構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明のアースターミナルとアースケーブルの接続構造は、アースターミナルとアースケーブルの接続構造であって、前記アースターミナルは、ボルトを挿通させるための貫通孔を有する板金部と、該板金部から延出し、前記貫通孔からケーブル接続部位までの距離が異なる複数のケーブル接続端子と、を有する金属板からなり、前記貫通孔からケーブル接続部位までの距離が一番短い前記ケーブル接続端子に、流れる電流が一番大きいアースケーブルを接続し、以下、前記貫通孔から前記ケーブル接続部位までの距離が短い順の前記ケーブル接続端子に、流れる電流が大きい順の前記アースケーブルをそれぞれ接続し、前記貫通孔から前記ケーブル接続部位までの距離が一番長い前記ケーブル接続端子に、流れる電流が一番小さい前記アースケーブルを接続したことを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明のアースターミナルとアースケーブルの接続構造は、請求項１記載の発明のアースターミナルとアースケーブルの接続構造において、前記ケーブル接続端子は、幅はすべて同じで、長さが異なるように形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明のアースターミナルとアースケーブルの接続構造は、請求項１又は請求項２記載のアースターミナルとアースケーブルの接続構造において、前記流れる電流は、高周波信号のノイズ電流であることを特徴とする。上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明のアースターミナルとアースケーブルの接続構造は、請求項３記載のアースターミナルとアースケーブルの接続構造において、前記ケーブル接続端子は、インピーダンスを調整するために、幅はすべて同じで、長さが異なるように形成されていることを特徴とする。

請求項１及び２記載の発明によれば、アースケーブルと接続する際に、電流値とインダクタンスの積の値が全体として抑えられてアースターミナルにおけるノイズ電流による発生電位を低減でき、そのため、電磁ノイズを軽減することができるように接続することができるアースターミナルが得られる。

また、電流値とインダクタンスの積の値が全体として抑えられるので、アースターミナルにおけるノイズ電流による発生電位を低減でき、そのため、電磁ノイズを軽減することができる。

本発明の第１の実施形態に係るアースターミナルの構成を示す正面図である。（第１の実施形態） 図１のアースターミナルにおける貫通孔とケーブル接続端子間のインダクタンスを説明するグラフである。（第１の実施形態） 図１のアースターミナルにおけるケーブル接続端子の長さを代えた場合のインダクタンスの変化を説明するグラフである。（第２の実施形態） 本発明の第３の実施形態に係るアースターミナルの作成過程を説明する正面図である。（第３の実施形態） 本発明の第３の実施形態に係るアースターミナルの構成を示す正面図である。（第３の実施形態） 本発明の実施形態に係るアースターミナルにおけるケーブル接続部位の他例を説明する正面図である。

本発明の概要について説明する。金属板のインピーダンスは、金属板の長さに依存する。そこで、本発明では、アースターミナルにつなげるアースケーブル間で、インピーダンスを管理することで、ノイズ電流による発生電位を小さくする構成を考える。インピーダンスの管理方法として、１）アースターミナルへのケーブルの接続位置、２）貫通孔からケーブル接続部位までの長さとする。それにより、取り付け基材の加工や余分な部品を使うことなく、アースケーブルを車体に固定でき、かつ、ノイズ電流による発生電位を低減できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアースターミナルの構成を示す正面図である。アースターミナル１は、金属板の長さＬ１及び幅Ｌ２の板金部１Ａの一辺の、辺の長さの中央に、アースターミナル１を車体にボルトで固定するための貫通孔１ａが形成されると共に、板金部１Ａの上記一辺に対向する他辺から延出するように、長さｄ及び幅ｗが同一のケーブル接続端子Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０が１０個形成されたものである。

図１のアースターミナル１において、貫通孔１ａと各ケーブル接続端子におけるアースケーブル接続部位（例えば、ケーブル接続端子の先端）間のインダクタンスを測定した結果を図２に示す。図２では、ケーブル接続端子Ｎｏ．１〜５についての結果を示しているが、ケーブル接続端子Ｎｏ．６〜１０についてはＮｏ．１〜５と対称形なので測定を省略した。貫通孔１ａとケーブル接続端子のアースケーブル接続部位との距離は、ケーブル接続端子Ｎｏ．５が一番短く、以下順に長くなり、ケーブル接続端子Ｎｏ．１が一番長くなっているが、貫通孔１ａとケーブル接続端子のアースケーブル接続部位との距離が遠くなるにしたがって、インダクタンスが高くなっている。

周波数成分を持つ交流ノイズ電流が流れることによってアースターミナル１で発生する電位Ｖは、Ｖ＝Ｌ（ｄＩ／ｄｔ）で与えられ、アースターミナル１を流れる電流値（Ｉ）とインダクタンス（Ｌ）の積によりほぼ決まるので、流れる電流値が大きいケーブルは、貫通孔１ａから近い位置のアース接続端子に接続し、電流値が小さいケーブルは、貫通孔１ａから遠い位置のアース接続端子に接続すれば、アースターミナル１で発生する電位を全体として小さくすることができる。

たとえば、貫通孔１ａまでの距離が一番短いケーブル接続端子Ｎｏ．５に、流れる電流が一番大きいアースケーブルを接続し、以下、貫通孔１ａまでの距離が短い順のケーブル接続端子に、流れる電流が大きい順のアースケーブルをそれぞれ接続し、貫通孔までの距離が一番長いケーブル接続端子Ｎｏ．１に、流れる電流が一番小さいアースケーブルを接続する。

それにより、アースケーブルと接続する際に電流値とインダクタンスの積の値が全体として抑えられてアースターミナルにおけるノイズ電流による発生電位を低減でき、そのため、電磁ノイズを軽減することができるアースターミナルが得られる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態の形状を有するアースターミナルについて、ケーブル接続端子の長さを変えたときのインダクタンスの変化を図３に示す。図３からわかるように、ケーブル接続端子が長くなるに従い、インダクタンスが高くなっている。

電流値とインダクタンスの積により電位は決まるので、流れる電流値が大きいケーブルは、長さが短いケーブル接続端子に接続すれば、発生電位を全体として小さくすることができる。

（第３の実施形態）
ケーブルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに流れるノイズ電流をｉａ，ｉｂ，ｉｃ，ｉｄ，ｉｅとし、ｉａ＞ｉｂ＞ｉｃ＞ｉｄ＞ｉｅとする。このようなケーブルＡ〜Ｅを接続するためのアースターミナルを考える。図４のように、１辺にケーブル接続端子が５個あるくし形のアースターミナルを考える。ここで、アースターミナル１の板金部１Ａの長さＬ１及び幅Ｌ２、貫通孔の半径ｒ、ケーブル接続端子の幅ｗは、アースターミナル１を車体に固定する際の作業性、取り付けスペース等を考慮して、任意の大きさに決めてよい。ただし、貫通孔１ａは、５つのケーブル接続端子の中央にあるケーブル接続端子Ｎｏ．３の上にあるものとする。

まず、Ａ〜Ｅのケーブルを接続する端子を決める。すなわち、ノイズ電流が最も大きいケーブルＡは、貫通孔１ａに最も近いケーブル接続端子Ｎｏ．３に接続する。ノイズ電流が次に大きいＢは、貫通孔に近いケーブル接続端子Ｎｏ．２またはＮｏ．４に接続する。ここではＮｏ．４とする。以下同様に、ケーブルＣはケーブル接続端子Ｎｏ．２、ケーブルＤはケーブル接続端子Ｎｏ．５、ケーブルＥはケーブル接続端子Ｎｏ．１にそれぞれ、接続することに決める。

次に、貫通孔１ａからのケーブル接続端子までの距離Ｄ（Ｄ１〜Ｄ５）とケーブル接続端子の根元（板金部１Ａとの連結部）からケーブル接続部位（ケーブル接続端子の先端）までの長さｄ（ｄ１〜ｄ５）を決める。それには、まず、貫通孔１ａからのケーブル接続端子Ｎｏ．３までの距離Ｄ３とケーブル接続端子Ｎｏ．３の根元からケーブル接続部位までの長さｄ３を決める。Ｄ３とｄ３はできるだけ小さいことが望ましいが、Ｄ３は、貫通孔１ａの直径やアースターミナル１を車体に固定する時の作業性、アースターミナル１の取り付けスペース等を考慮して、任意の大きさに決めてよい。また、ｄ３もアースケーブルを取り付ける作業性などから任意の大きさに決めてよい。

次に、貫通孔１ａからのケーブル接続端子Ｎｏ．２までの距離Ｄ２とケーブル接続端子Ｎｏ．２の根元からケーブル接続部位までの長さｄ２を決める。ｉａ＞ｉｂなので、ｉａ×（Ｄ３＋ｄ３）≧ｉｂ×（Ｄ２＋ｄ２）を満たすように決めれば、ケーブルＢによる発生電位をケーブルＡによる発生電位より小さくできる。以下同様に、ケーブル接続端子Ｎｏ．３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．５のｄ３，ｄ４，ｄ５を決める。

以上のようにして設計されたアースターミナルの外観を図５に示す。ケーブル接続端子Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５の長さｄ１〜ｄ５は、上記のように決定され、全て異なる長さになっている。

このようにアースターミナル１の形状を設計することで、取り付け基材の加工や余分な部品を使うことなく、アースケーブルを車体に固定することができる。また、アースターミナルにおけるノイズ電流による発生電位を低減でき、そのため、電磁ノイズを軽減することができる。

以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。かかる変形によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

たとえば、上述の実施の形態では、ケーブル接続端子の数を５としたが、これに限らず、何本でもよい。

また、上述の実施の形態では、ケーブル接続端子が板金部１Ａの一辺にだけある形態を示したが、二辺以上にあってもよい。

また、貫通孔１ａの位置はどこにあってもよい。

また、アースターミナルの形状は、長方形に限らず、円形や棒状であってもよい。

また、アースケーブル接続部位は、ケーブル接続端子の先端に限らず、例えば図６に示すように、ケーブル接続端子２の何処かにケーブル接続孔１ｂを設け、このケーブル接続孔１ｂにアースケーブル３を接続するようにしてもよい。

１ アースターミナル
１ａ 貫通孔
１ｂ 貫通孔（ケーブル接続部位）
２ ケーブル接続端子
３ アースケーブル

Claims (4)

1. アースターミナルとアースケーブルの接続構造であって、
   前記アースターミナルは、ボルトを挿通させるための貫通孔を有する板金部と、該板金部から延出し、前記貫通孔からケーブル接続部位までの距離が異なる複数のケーブル接続端子と、を有する金属板からなり、
   前記貫通孔からケーブル接続部位までの距離が一番短い前記ケーブル接続端子に、流れる電流が一番大きいアースケーブルを接続し、以下、前記貫通孔から前記ケーブル接続部位までの距離が短い順の前記ケーブル接続端子に、流れる電流が大きい順の前記アースケーブルをそれぞれ接続し、前記貫通孔から前記ケーブル接続部位までの距離が一番長い前記ケーブル接続端子に、流れる電流が一番小さい前記アースケーブルを接続したことを特徴とするアースターミナルとアースケーブルの接続構造。
2. 請求項１記載のアースターミナルとアースケーブルの接続構造において、前記ケーブル接続端子は、幅はすべて同じで、長さが異なるように形成されていることを特徴とするアースターミナルとアースケーブルの接続構造。
3. 請求項１又は請求項２記載のアースターミナルとアースケーブルの接続構造において、前記流れる電流は、高周波信号のノイズ電流であることを特徴とするアースターミナルとアースケーブルの接続構造。
4. 請求項３記載のアースターミナルとアースケーブルの接続構造において、
   前記ケーブル接続端子は、インピーダンスを調整するために、幅はすべて同じで、長さが異なるように形成されていることを特徴とするアースターミナルとアースケーブルの接続構造。

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