JP2004328953A - 電気接続箱の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両走行中の振動や衝撃により破断分離することなく、固定部品の回収時にのみ小さい外力で破断分離することができ、回収作業性及びリサイクル性を向上することができる電気接続箱の取付構造を提供する。
【解決手段】ブロック本体の上壁及び下壁にそれぞれ突出形成された取付ブラケットを有し、ブロック本体が取付ブラケットを介して車体パネルに固着されるものであるジャンクションブロックであって、引っ張りを受ける下側の取付ブラケットに破断を誘発する切欠部１５ｂ及び／又は孔１５ｃを設け、ジャンクションブロックの回収時に、ブロック本体から導出されたワイヤハーネスが車幅方向に引っ張られることで、切欠部１５ｂ及び／又は孔１５ｃから破断されるようにした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体パネル等に取り付けられ、ワイヤハーネスに接続された電気接続箱やプロテクタ等の回収に有効である電気接続箱の取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車には長尺部材例えばワイヤハーネスが多数配索されており、これらワイヤハーネスは、車体パネル等に固着される電気接続箱としてのジャンクションブロック、リレーブロック、コネクタブロック、ＥＣＵ ＢＯＸ、プロテクタ等に接続されている。例えば、図４に示されるように、車体パネル２０の一方のパネル側部２０ａに図示しない締結ねじにより締結固定されたジャンクションブロック１０と、他方のパネル側部２０ｂに締結固定されたジャンクションブロック１０とをワイヤハーネス２５を介して接続し、このワイヤハーネス２５をリインホース２１に沿って配索している。
【０００３】
この車両を一次解体（リサイクルできるものはリサイクルに供すべく行われる解体）するときには、配索されているワイヤハーネス２５にＪフック２６を引っかけ、車体パネル２０の上方にＪフック２６を引っ張ってジャンクションブロック１０の回収を行っている。
【０００４】
しかしながら、ジャンクションブロック１０は、車両走行中の振動などにより外れないように締結ねじにより強固に固定されているため、Ｊフック２６を引っ張った際に、ワイヤハーネス２５が断線したり、ジャンクションブロック１０に接続されているコネクタが抜けたりして、ジャンクションブロック１０だけが車体パネル２０に取り残されることがある。
【０００５】
ジャンクションブロック１０が取り残されると、ジャンクションブロック１０の取付ブラケット１５，１７に挿通された締結ねじをインパクトレンチ等で緩め、身体を屈めた状態でジャンクションブロック１０の取り外しを行わなければならず、別途に取り外す工数が増えて、回収作業性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、係る問題を解決すべく、車体パネルに固定されるジャンクションブロックを容易に回収することができる電気接続箱の取付構造が、本出願人により提案されている（特許文献１）。
【０００７】
このジャンクションブロックは、ヒューズやリレーなどが内部に収容される本体５４と、本体５４に設けられて車体パネルに固定される取付ブラケット５０（図５）とからなっている。取付ブラケット５０は、舌片形状をなし、本体５４の側面に突出形成されていて、締結ねじにより車体パネルに締結固定されるようになっている。
【０００８】
取付ブラケット５０に形成された破断容易部５３は、切欠部５１とこの切欠部５１と同一線Ｌ上に位置する破断用孔５２とが形成された部分であり、破断容易部５３の横断面積を他の部分よりも小さくすることで、この部分に応力の集中を生じせしめて、小さい外力で本体５４と取付ブラケット５０とを破断分離するようにしたものである。
【０００９】
このような構成によれば、ジャンクションブロックに外力が作用すると、取付ブラケット５０の破断容易部５３に亀裂が生成し、切欠部５１と破断用孔５２とを結ぶ線Ｌ上を亀裂が進展し、本体５４を破損させることなく、本体５４を回収することができる効果がある。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−３５０３３１号公報（第２−３頁、第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電気接続箱の取付構造では、解決すべき以下の問題点がある。
【００１２】
車両走行中の振動や衝撃により破断容易部５３に不測な外力が作用すると、破断容易部５３が不用意に破断するおそれがある。破断容易部５３が破断すると、ジャンクションブロックが車体パネルから外れて宙ぶらりんとなり、ジャンクションブロックからコネクタが抜けて非通電状態となったり、ワイヤハーネスが断線したり、ジャンクションブロックそのもの自体が車体パネルに衝突して破損したりすることとなる。
【００１３】
本発明は、上記した点に鑑み、車両走行中の振動や衝撃により破断分離することなく、接続箱本体の回収時にのみ破断分離し、回収作業性及びリサイクル性を向上することができる電気接続箱の取付構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の電気接続箱の取付構造は、接続箱本体が車体側に取付部を介して固定され、該接続箱本体の回収時には、該接続箱本体が該取付部から破断分離されるものである電気接続箱の取付構造において、前記取付部が、前記接続箱本体の上下の壁部にそれぞれ設けられ、引っ張りを受ける一方の該取付部に破断を誘発する破断誘発部が設けられ、電気接続箱の回収時に、該接続箱本体から導出された電線が引っ張られることにより、該破断誘発部から破断されることを特徴とする。
上記構成によれば、接続箱本体が取付部を介して車体側に堅固に固定されるから、車両走行中の振動や衝撃等の不測な外力が接続箱本体に作用しても、接続箱本体が車体側から外れることが防止される。
一方、接続箱本体の回収時においては、電線が車幅方向に引っ張られると、一方の取付部が引っ張り状態となり、破断誘発部に応力が集中し、その引張応力が取付部の引張強さを越えた時に、亀裂が生成して、一方の取付部が破断する。続いて、他方の取付部が引っ張り状態となり、同様にして破断する。
【００１５】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電気接続箱の取付構造において、前記破断誘発部が、切欠部及び／又は孔であることを特徴とする。
上記構成によれば、一方の取付部の横断面積が減少し、応力値が大きくなり、破断が誘発されやすくなる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の電気接続箱の取付構造において、前記切欠部が前記取付部の両側に設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、電線が引っ張られると、接続箱本体がねじられて、切欠部に応力が集中し、両側の切欠部を連ねるように亀裂が進展して破断する。一方の取付部が完全に破断すると、他方の取付部が圧縮状態から引張状態となって破断する。
【００１７】
また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の電気接続箱の取付構造において、前記該孔が前記一方の取付部に複数設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、一方の取付部の孔縁に応力が集中し、複数の孔を連ねるように亀裂が進展して破断する。一方の取付部が完全に破断すると、他方の取付部が圧縮状態から引張状態となって破断する。
【００１８】
また、請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気接続箱の取付構造において、前記破断誘発部は、前記一方の取付部の主応力が存する位置に設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、破断誘発部に集中する応力が大きくなり、接続箱本体が取付部から破断されやすくなる。ここで、主応力とは、電線を引っ張ったときに取付部に生ずる曲げ応力と剪断応力の合成された最大垂直応力（最大引張応力）をいうものとする。
【００１９】
また、請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気接続箱の取付構造において、前記取付部の破断強さが、前記電線の断線強さより小さいことを特徴とする。
上記構成によれば、接続箱本体の回収時において、電線を引っ張った際に、接続箱本体が取付部から破断する前に電線に断線を生ずることが防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。
図１〜３は、本発明に係る電気接続箱の取付構造の一実施形態を示す図である。なお、従来例と同一構成部分については同一符号を付して説明することとする。
【００２１】
図３に示される電気接続箱としてのジャンクションブロック１０は、バスバーや導線等からなる分岐回路ユニットを内蔵し、自動車等の各種車両のエンジン室や車室の車体パネル（車体側）２０にねじ等の締結部材を用いて固着される自動車部品である。
【００２２】
本発明のジャンクションブロック１０は、ブロック本体（接続箱本体）１２の上壁１３ａ及び下壁１３ｂにそれぞれ突出形成された取付ブラケット（取付部）１５，１７を有し、ブロック本体１２が取付ブラケット１５，１７を介して車体パネル２０に固着されるものであるジャンクションブロック１０であって、引っ張りを受ける下側の取付ブラケット（一方の取付部）１５に破断を誘発する切欠部（破断誘発部）１５ｂ及び／又は孔（破断誘発部）１５ｃが設けられ、ジャンクションブロック１０の回収時に、ブロック本体１２から導出されたワイヤハーネス（電線）２５が車幅方向ｘ（厳密には、図１の（∞，１，１）面に直交するＦ方向）に引っ張られることで、切欠部１５ｂ及び／又は孔１５ｃから破断することを特徴とする。切欠部１５ｂと孔１５ｃは、後述する有限要素法を用いた応力解析の結果より、主応力の存する位置に設けられている。
【００２３】
このような構成によれば、ワイヤハーネス２５が車幅方向ｘに引っ張られると、ボルト等の締結部材で固定された上下の取付ブラケット１５，１７のうち、下側の取付ブラケット１５が引張応力状態となり、切欠部１５ｂ及び／又は孔１５ｃ縁に応力が集中し、その引張応力が取付ブラケット１５の引張強さを越えた時に、下側の取付ブラケット１５が破断する。続いて、上側の取付ブラケット１７が引張応力状態となり、取付ブラケット１７の根本側から破断する。
【００２４】
なお、先に破断する下側の取付ブラケット１５は、ワイヤハーネス２５を特定の方向（具体的には、図１に示されるＦ方向）に引っ張ったときにのみ破断し、それ以外の場合、例えば車両走行中の振動や衝撃等の不測の外力、車体の前後方向ｙ及び上下方向ｚの外力等によっては破断せず、車両走行中の電気的接続の信頼性は維持されるようになっている。
【００２５】
また、切欠部１５ｂと孔１５ｃが主応力の存する位置に設けられているから、切欠部１５ｂ及び／又は孔１５ｃ縁に集中する応力が最大となり、取付ブラケット１５が破断し易くなる。
【００２６】
次に、有限要素法を用いた線形構造解析の結果について説明する。
線形構造解析では、図１に示される解析モデル３０を対象にして応力解析が行われ、下側の取付ブラケットＭの主応力の位置と主応力値が求められた。解析モデル３０には、解析結果の信頼性を高めるために、実際のジャンクションブロック１０（図３）とほぼ同形状の３次元モデルが使用されている。
【００２７】
解析モデル３０は、矩形箱状のブロック本体と３２、取付ブラケットＭ，Ｎとからなっている。なお、解析モデル３０では、ジャンクションブロック１０をモデルとしているが、リレーブロック、コネクタブロック、ＥＣＵ ＢＯＸ、プロテクタ等をモデルとして採りあげることも可能である。
【００２８】
実際のジャンクションブロック１０では、図３に示されるように、ブロック本体１２の後壁１３ｄにワイヤハーネス２５がコネクタ２５ａを介して接続されていて、このワイヤハーネス２５が、ジャンクションブロック１０の回収時に、車幅方向ｘに引っ張られるようになっている。なお、コネクタ２５ａは、コネクタ嵌合部にロック手段によりロックされているため、ワイヤハーネス２５を引っ張ってもコネクタ２５ａが抜け出さないようになっている。
【００２９】
また、ワイヤハーネス２５は、ブロック本体１２の回収時に引っ張られても、切れない強さを有している。逆に言うと、取付ブラケット１５，１７の破断強さが、ワイヤハーネス２５の断線強さより弱くなっている。このため、ワイヤハーネス２５が引っ張られても、ブロック本体１２が取付ブラケット１５，１７から破断分離する前に、ワイヤハーネス２５が断線しないようになっている。
【００３０】
解析モデル３０は、上下の各取付ブラケットＭ，Ｎが回転及びいかなる移動もできないように完全拘束され、曲げモーメント及び３軸方向の反力が生ずるように固定されている。外力としての荷重は引張荷重とされ、荷重の作用位置Ｐは後壁３１ｄの中央部に設定され、荷重の作用方向は互いに直交する３軸（Ｌ，Ｗ，Ｈ）の（∞，１，１）面に直交する方向（４５°方向）とされ、荷重の大きさは３００Ｎとされている。
【００３１】
ここで、３軸（Ｌ，Ｗ，Ｈ）の方向において、Ｌ方向とは前壁３１ｅと後壁３１ｄの対向する方向（車両の全長方向）をいうものとし、Ｗ方向とは両側壁３１ｃ，３１ｃの対向する方向（車幅方向）をいうものとし、Ｈ方向とは上壁と３１ａと下壁３１ｂの対向する方向（車両の高さ方向）をいうものとする。なお、材料物性値としては、取付ブラケットＭの引張強さ（３７．２ＭＰａ）及び剪断強さ（３６．７ＭＰａ）が用いられている。
【００３２】
図２には、解析モデル３０の取付ブラケットＭをそれぞれ拡大した斜視図が示されており、（ａ）はや孔１５ｃや切欠部１５ｂが形成されていない取付ブラケットＭａ、（ｂ）は孔１５ｃが形成された取付ブラケットＭｂ、（ｃ）は切欠部１５ｂが形成された取付ブラケットＭｃ、（ｄ）は孔１５ｃと切欠部１５ｂとが形成された取付ブラケットＭｄである。
【００３３】
（ａ）の取付ブラケットＭａについては、主応力の位置が図示される根元側の縁Ｘの位置であり、その時の主応力値が２９．２ＭＰａであった。
（ｂ）の取付ブラケットＭｂについては、主応力の位置が各孔１５ｃの縁であり、その時の主応力値が２０．０ＭＰａであった。主応力値が減少したのは、応力分散効果によるためであると考察されている。
【００３４】
（ｃ）の取付ブラケットＭｃについては、主応力の位置が切欠部１５ｂの位置であり、その時の主応力値が４４．８ＭＰａであった。切欠部１５ｂの位置は、（ａ）に図示された根元側の縁Ｘの位置である。主応力値が高い値を示したのは、切欠部１５ｂを形成したことによる応力の集中効果によるものであると考察されている。また、主応力値は、取付ブラケットＭの引張強さ及び剪断強さを越えていることから、切欠部１５ｂの位置で破断が生ずるものと考察されている。なお、実際の試験結果では、約４００Ｎの力でワイヤハーネス２５を引っ張った際に、切欠部１５ｂの位置からブロック本体１２が破断分離することが判明している。
【００３５】
（ｄ）の取付ブラケットＭｄについては、主応力の位置が孔１５ｃの縁と切欠部１５ｂの位置であり、その時の主応力値が４２．７ＭＰａであった。主応力値が減少したのは、（ｂ）と同様にして応力分散効果によるためであると考察されている。
【００３６】
したがって、有限要素法による構造解析の結果によれば、（ａ）に示される取付ブラケットＭａの主応力の位置Ｘに切欠部１５ｂを形成することで、応力が集中して、主応力値が大きくなることが判明した。そして、実際のジャンクションブロック１０においても切欠部１５ｂの位置から破断が生ずるものと考察された。
【００３７】
また、取付ブラケットＭｂ，Ｍｄに孔１５ｃを形成した場合は、切欠部１５ｂを形成した場合に比べて応力値が小さくはなったものの、孔１５ｃの縁が主応力の位置となることが判明した。応力値を大きくするには、孔１５ｃの数や孔の形状を工夫したりすればよいことも明らかになっている。
【００３８】
次に、車体パネル２０に対するジャンクションブロック１０の取り付けについて説明する。ブロック本体１２は、図３（ａ）に示されるように、上下の取付ブラケット１５，１７を介して車体パネル２０のパネル側部２０ａ，２０ｂにそれぞれ締結固定される。すなわち、ブロック本体１２は、取付ブラケット１５，１７の挿通孔１５ａ，１７ａに締結ねじが挿通され、締結ねじが車体パネル２０のねじ孔に螺合されることで、車体パネル２０に固定される。そして、ブロック本体１２にコネクタ２５ａを介して接続されているワイヤハーネス２５が車体パネル２０の上方に引き出されて、リインホース２１に沿って配索される。
【００３９】
このようにして固定されたブロック本体１２は、車両走行中の振動や衝撃等の不測の外力により破断して脱落することはない。すなわち、ブロック本体１２に対して、車幅方向ｘの引っ張りと異なる外力を作用させても、主応力の位置と切欠部１５ｂ（図２）の位置とが一致しないから、応力値が取付ブラケット１５の引張強さを越えることがなく、破断が誘発されないこととなる。
【００４０】
ブロック本体１２の回収の際は、図３（ｂ）に示されるように、ワイヤハーネス２５にＪフック２６を引っかけ、このＪフック２６を上方に引き上げ、ワイヤハーネス２５を図１の（∞，１，１）面に直交するＦ方向に引っ張ることにより、下側の取付ブラケット１５が破断し、続いて上側の取付ブラケット１７が破断し、ワイヤハーネス２５とともにブロック本体１２が上方に引き上げられることとなる。
【００４１】
このように本実施形態によれば、下側の取付ブラケット１５は、車両走行中の振動や衝撃等の外力によっては破断せず、車両走行中の電気的接続の信頼性が維持され、ジャンクションブロック１０を回収するためにワイヤハーネス２５を車幅方向ｘに引っ張ったときにのみ破断分離するようになっている。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、電気接続箱の回収時において、電線が車幅方向に引っ張られると、一方の取付部が引っ張り状態となり、破断誘発部に応力が集中し、その引張応力が取付部の引張強さを越えた時に、亀裂が生成して、一方の取付部が破断する。続いて他方の取付部が引っ張りを受けて順に破断する。したがって、接続箱本体を容易かつ確実に回収することができ、リサイクル性が向上する。
【００４３】
請求項２に記載の発明によれば、一方の取付部の横断面積が減少し、応力値が高くなる。したがって、破断が誘発されやすくなり、電気接続箱の回収を容易に行うことができる。
【００４４】
請求項３に記載の発明によれば、切欠部に応力が集中し、両側の切欠部を連ねるように亀裂が進展して破断する。したがって、接続箱本体を取付部から確実に破断分離することができ、請求項２記載の効果が助長される。
【００４５】
請求項４に記載の発明によれば、一方の取付部の孔縁に応力が集中し、複数の孔を連ねるように亀裂が進展して破断する。したがって、請求項３記載の効果と同等の効果を奏し、接続箱本体を取付部から破断分離させることができる。
【００４６】
請求項５に記載の発明によれば、ワイヤハーネスを引っ張ったときの主応力の存する位置に破断誘発部が設けられているから、破断誘発部に集中する応力が大きくなる。したがって、接続箱本体を取付部から確実に破断させることができる。
【００４７】
請求項６に記載の発明によれば、ワイヤハーネスを引っ張った際に、接続箱本体が取付部から破断分離する前にワイヤハーネスに断線を生ずることが防止される。したがって、取付部が破断して、電気接続箱を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るジャンクションブロック（電気接続箱）の取付構造の解析モデルを示す斜視図である。
【図２】図１に示される取付ブラケット（取付部）を拡大した斜視図であり、（ａ）は切欠部や孔が形成されていない図、（ｂ）は孔が形成された図、（ｃ）は切欠部が形成された図、（ｄ）は切欠部と孔とが形成された図である。
【図３】ワイヤハーネス及びジャンクションブロックを回収している状態を示す斜視図であり、（ａ）はＪフックをかけた状態を示す図、（ｂ）はワイヤハーネスを引っ張った状態を示す図である。
【図４】電気接続箱の取付構造の従来の一例であり、Ｊフックにかけた引張力により、ワイヤハーネスが断線した状態を示す斜視図である。
【図５】電気接続箱の取付構造の従来の他の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ ジャンクションブロック（電気接続箱）
１２ ブロック本体（接続箱本体）
１３ａ 上壁（壁部）
１３ｂ 下壁（壁部）
１５ 下側の取付ブラケット（一方の取付部）
１５ｂ 切欠部（破断誘発部）
１５ｃ 孔（破断誘発部）
１７ 上側の取付ブラケット（他方の取付部）
２０ 車体パネル（車体側）
２５ ワイヤハーネス（電線）

Claims (6)

1. 接続箱本体が車体側に取付部を介して固定され、該接続箱本体の回収時には、該接続箱本体が該取付部から破断分離されるものである電気接続箱の取付構造において、
   前記取付部が、前記接続箱本体の上下の壁部にそれぞれ設けられ、引っ張りを受ける一方の該取付部に破断を誘発する破断誘発部が設けられ、電気接続箱の回収時に、該接続箱本体から導出された電線が引っ張られることにより、該破断誘発部から破断されることを特徴とする電気接続箱の取付構造。
2. 前記破断誘発部が、切欠部及び／又は孔であることを特徴とする請求項１記載の電気接続箱の取付構造。
3. 前記切欠部が前記取付部の両側に設けられたことを特徴とする請求項２記載の電気接続箱の取付構造。
4. 前記孔が前記一方の取付部に複数設けられたことを特徴とする請求項２又は３記載の電気接続箱の取付構造。
5. 前記破断誘発部は、前記一方の取付部の主応力が存する位置に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気接続箱の取付構造。
6. 前記取付部の破断強さが、前記電線の断線強さより小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気接続箱の取付構造。

Images