JP2005185031A - 電気接続箱の防水構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】リレーやヒューズ等の電気部品から発生する熱を外へ効率良く逃がすことができ、しかも外からの水の浸入を防止することができる放熱性及び防水性に優れる電気接続箱の防水構造を提供する。
【解決手段】ボックス本体12の下カバー15に放熱用の通気孔23を有するリレーボックス10の防水構造において、水抜き孔に比べて深孔に形成された通気孔23を、ボックス本体12の底壁20から複数突設し、通気孔23の孔壁23aでその奥側端部に、飛散水30の浸入を妨げる蹴返し部23bを突設する。通気孔23の中心軸を、飛散水30の浸入を妨げる方向に傾かせる。
【選択図】図1

Description

本発明は、ワイヤハーネスの相互接続に用いられ、放熱・防水構造に改良が施された電気接続箱の防水構造に関するものである。
従来、エンジン室に搭載される電気接続箱には、高圧水を用いた洗車の際や雨天走行中等に、外部の水がボックス本体に浸入しないように防水が図られている。しかしながら、電気接続箱の内部を完全に密閉した構造にすると、電気接続箱の内外の温度差により結露が生じたときに、ボックス本体に溜まった水を外へ排出することができず、電気部品等に不具合を生じることがある。そこで、エンジン室に搭載される電気接続箱は、外からの水がボックス本体に浸入しないように防水が図られるとともに、内部に溜まった水が箱外に排出されるようになっている。
この種の電気接続箱に関連する従来の一例を図5及び図6に示す(特許文献1、2)。図5に示す従来例(特許文献1)は、簡単な構成で外からの水の浸入を防ぐことができる電気接続箱40に関するものであり、その構成は、水抜き孔42を有する下カバー41の底面41aと、下カバー41を支持する取付け台(図示せず)と、車両側の取付け座(図示せず)とにより、水抜き孔42に連通するベンチュリ構造の空気流路管43が形成されるとともに、この空気流路管43が車両の進行方向とほぼ平行になるようにされたものである。
上記構成によれば、車両走行時に空気流路管43に空気が流れ、空気流路管43に連通する水抜き孔42付近が負圧気味となり、下カバー41内の水が外へ排水されるとともに、下カバー41内に外から水が浸入することが防止される。
図6に示す従来例(特許文献2)は、水の表面張力によって水抜き孔47が塞がれてしまうことを防止し、内部の水が水抜き孔47を通して外へ容易に排水されるようにした電気接続箱45に関するものであり、その構成は、水抜き孔47の周縁に、先端側が円弧状に形成されたリブ48が突設されたものである。
リブ48は半円形を成しており、四角形の水抜き孔47の対向した縁に突設されている。このようなリブ48を突設することにより、下カバー46の傾斜面を流れる水が、リブ48を伝わって流れ落ち、電気接続箱45の排水性が向上されるようになっている。
他の従来例(特許文献3)として、ボックス本体に形成された水抜き孔に、外から浸入する水を吸収する浸水防止部材が設けられたものがある。浸水防止部材は、吸収性と通気性とを有するシート状部材やスポンジ状部材であり、水抜き孔を塞ぐようにして取り付けられる。この構成によれば、下カバーの水は底壁の傾斜面に沿って流れ落ち、水抜き孔に集まり、浸水防止部材に吸収されることとなる。吸収された水は、外へ水滴として落下したり、そのまま自然乾燥されたりする。一方、洗車時に高圧水が電気接続箱にかかると、浸水防止部材により水が吸収され、又ははじかれて下カバーに水が浸入することが防止される。
さらに、他の従来例として、下カバーに水抜き孔を覆う壁部を設けたものや(特許文献4)、内部の熱を外部へ逃がす通気孔を有する下カバーに、外からの水の浸入を防止する蹴返板を設けたものや(特許文献5)、水抜き孔を有する下カバーに、水抜き孔に対してずれて位置する別の水抜き孔を有する補助カバーが設けられたものがある(特許文献6)。
実開平1−24952号公報(第2頁、第3図) 特開平10−126921号公報(第2頁、第1図) 特開平11−215653号公報(第2−3頁) 実開昭63−131519号公報(第4頁) 実開平1−167082号公報(第4−5頁) 実開平3−34618号公報(第4−5頁)
しかしながら、上記従来の電気接続箱では、解決すべき以下の問題点がある。第1の従来例は、下カバー41に溜まった水を外に出し、外からの水を下カバー41に浸入させないようにし、防水性を向上させたものであるが、水抜き孔42が完全に塞がれていないため、高圧水が下カバー41にかかると、空気流路管43を水が通って下カバー41に水が浸入する心配があった。また、下カバー41には、電気部品等から発生する熱を外に放出させるための通気孔が形成されたものではないため、下カバー41内が高温になり電気部品等が誤作動する心配もあった。水抜き孔42を利用して、排水と放熱を兼ねるようにすることもできるが、孔を大きくし過ぎると外からの水の浸入を防ぐことができず、その一方で孔を小さくし過ぎると放熱性が損なわれ、防水性と放熱性の両立を図ることができないという問題があった。
また、第2の従来例は、下カバー46内の水が水抜き孔47を通して外へ容易に排出されるようにしたものであるが、外からの水が下カバー46内に浸入することを防止したものではないため、下カバー46に浸入した水で電気部品が腐食したり、リークが生じたりするという心配があった。また、第1の従来例と同様にして、下カバー46には通気孔が形成されていなく、水抜き孔47を通して熱が外へ効率良く放出されるものでもないため、下カバー46内が高温になるという心配もあった。
また、特許文献5に記載されたその従来例は、防水性と通気性(放熱性)とが図られたものであるが、互いに直交する段差板と蹴返板とにより通気孔が迷路構造になり、下カバーの熱が外にスムーズに流れず、放熱効率が低下するという問題があった。
本発明は、上記した点に鑑み、リレーやヒューズ等の電気部品から発生する熱を外へ効率良く逃がすことができ、しかも外からの水の浸入を防止することができる放熱性及び防水性に優れる電気接続箱の防水構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、ボックス本体に放熱用の通気孔を有する電気接続箱の防水構造において、前記通気孔が前記ボックス本体の底壁から突設され、該通気孔の内壁に、飛散水の浸入を妨げる蹴返し部が突設されたことを特徴とする。
上記構成によれば、ボックス本体に収容されるヒューズやリレー等の電気部品から発生する熱が、通気孔を通って外へ放出され、ボックス本体内が高温になって電気部品等が誤作動することが防止される。一方、車両ボディの隙間等から浸入する飛散水は、通気孔の内壁と、蹴返し部とにより跳ね返されて、ボックス本体に入ることが防止され、電気部品の腐食やリークが防止される。なお、飛散水とは、例えば高圧水による洗車の際や車両走行中において、エンジン室のサイドパネルを形成するタイヤケース等に跳ね返り、電気接続箱に飛び込んでくる水をいうものとする。
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防水構造において、前記通気孔が複数設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、ボックス本体の内外での熱のやり取りを損なうことなく、飛散水の浸入エリアを狭く形成することができる。
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の電気接続箱の防水構造において、前記通気孔が、前記ボックス本体の壁部に形成された水抜き孔に比べて深孔に形成されたことを特徴とする。
上記構成によれば、通気孔の外側の孔口から浸入した飛散水は、孔内における摩擦損失により運動エネルギーが減衰されて勢いがなくなり、通気孔を通ってボックス本体内に浸入することが防止される。
また、請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気接続箱の防水構造において、前記蹴返し部が前記通気孔の奥側に設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、通気孔の奥側の開口が、小さい突出長さの蹴返し部で一部塞がれることとなる。
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防水構造において、前記通気孔の中心軸が、前記飛散水の浸入方向に対して傾いていることを特徴とする。
上記構成によれば、通気孔が蹴返し部により完全に塞がれていなくても、通気孔が飛散水の浸入方向に対して傾いているから、飛散水の浸入方向からみて通気孔が孔壁又は孔壁と蹴返し部とにより塞がれた状態となり、飛散水が通気孔に浸入することが防止される。
以上の如く、請求項1記載の発明によれば、通気孔には蹴返し部が突設されているから、外の飛散水が、通気孔の内壁と、蹴返し部とにより跳ね返されて、ボックス本体に浸入することが防止され、電気部品の腐食やリークが防止される。したがって、放熱性を損なうことなく、防水性を高めることができる。
また、請求項2記載の発明によれば、通気孔が深孔に形成されているから、通気孔の外側の口から浸入した飛散水は、孔内における摩擦損失により運動エネルギーが小さくなり、通気孔を通ってボックス本体内に浸入することが防止される。したがって、ボックス本体内に飛散水が浸入することを有効に防止することができ、電気部品の動作信頼性が高まる。
また、請求項3記載の発明によれば、例えば、孔径の小さい通気孔が複数設けられることにより、飛散水の浸入エリアを狭めることができる。したがって、ボックス本体の内外での熱のやり取りが損なわれることなく、飛散水の浸入が防止される。したがって、放熱性及び防水性の両性能が格段に向上する。
また、請求項4記載の発明によれば、蹴返し部が通気孔の奥側に設けられているから、通気孔の奥側の開口が小さい突出長さの蹴返し部で一部塞がれることとなる。したがって、通気孔の孔口を必要以上に狭めなくてもよくなり、放熱性を損なうことなく、防水性を高めることができる。また、溶融樹脂の未充填不良が防止され、射出成形性が向上する。
また、請求項5記載の発明によれば、通気孔の中心軸が、飛散水の浸入方向に対して傾いているから、通気孔が蹴返し部により完全に塞がれていなくても、飛散水の浸入方向からみると、通気孔が孔壁又は孔壁及び蹴返し部により塞がれた状態となる。したがって、電気接続箱の放熱性を確保しつつ防水性を向上させることができる。
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〜図4は、本発明に係る電気接続箱の一実施形態を示すものである。
電気接続箱は、リレーボックス、ヒューズボックス、ジャンクションボックス等と呼ばれるものであり、ボックス本体にリレー、ヒューズ、コネクタ等の電気部品や、ブスバー等の回路体、電子ユニット等を収容し、バッテリと電装品との間に位置して、電装品に電源を供給したり、電気信号に基づいてアクチュエータ類や計器類などの電装品を制御したりするための自動車部品である。本発明は、ボックス本体に収容される電気部品を限定するものではないため、特許請求の範囲では各ボックスの総称として電気接続箱の用語を用いているが、本実施形態では、電気接続箱の具体例として箱本体にリレーが収容されたリレーボックスについて説明する。
リレーボックス10は、自動車等のエンジン室32や車室等に搭載されるものであるが、本発明は、外からの水がかかるエンジン室32に搭載されるリレーボックス10を対象にしている。エンジン室32は、ボンネットを閉めるとある程度は密閉されるが、完全には密閉されないため、雨天走行中にタイヤケース36とリレーボックス10の隙間から雨水が入ることがある。また、洗車の際に、高圧の洗浄水がタイヤケース36の脇から浸入したり、あまり多くはないがラジエータグリルとボンネットの隙間から浸入したりすることもある。さらには、ボンネットが開放された状態でエンジン室32が高圧水で洗浄されることもある。
図4に示す様に、本実施形態のリレーボックス10は、エンジン33と、サスペンションタワー34と、バッテリ35と、タイヤケース36の壁で4方が囲まれた狭いスペースに、横向きに固定されるものである。タイヤケース36側を除く3方は、空きスペースが比較的少なく、また水の浸入経路が迷路構造になっているため、こちら側からリレーボックス10にかかる水は僅かである。これに対して、タイヤケース36側には、ワイヤハーネス31を配索するためのスペースが開けられているため、外からの飛散水30がワイヤハーネス31に沿って入りやすくなっている。タイヤケース36の脇から浸入した飛散水30は、タイヤケース36の内面や、この内面に続くエンジン室32の底面32aで跳ね返されて、リレーボックス10にかかるようになっている。
図1に示す様に、リレーボックス10の下カバー15の底壁(壁部)20には内部の熱を外に逃がすための通気孔23が突出して形成されており、タイヤケース36の脇から浸入した飛散水30は、底面32aに跳ね返され通気孔23を目掛けて一定の角度θで当たるようになっている。
本実施形態のリレーボックス10は、リレー25から発生する熱を外へ効率良く逃がすことができ、しかも外部からの水の浸入を防止することができ、放熱性を損なうことなく防水を図ることができるものであり、ボックス本体12の下カバー15に放熱用の通気孔23を有するリレーボックス10の防水構造において、図示しない水抜き孔に比べて深孔に形成された通気孔23が、ボックス本体12の底壁20から複数突設され、通気孔23の孔壁(内壁)23aでその奥側端部に、飛散水30の浸入を妨げる蹴返し部23bが突設されたことを特徴とするものである。
また、通気孔23が蹴返し部23bにより完全に塞がれていなくても、飛散水30が通気孔23に浸入することが防止されたものであり、通気孔23の中心軸CLが、飛散水30の浸入方向に対して傾いて形成されたことを有効とするものである。
以下に、リレーボックスの主要構成部分とその作用について詳細に説明する。なお、本明細書では説明の都合上、前後方向X、左右方向Y、上下方向Zを以下のように定めることとする。前後方向Xは自動車の車両進行方向又はリレーボックス10から引き出されたワイヤハーネス31の配索方向をいうものとし、「前」をサスペンションタワー34の位置する側、「後」をバッテリ35の位置する側とする。左右方向Yは、自動車の車幅方向又はリレーボックス10の長手方向をいうものとし、「左」をタイヤケース36の位置する側、「右」をエンジン33の位置する側とする。上下方向Zは、自動車の車高方向又はリレーボックス10の高さ方向をいうものとし、「上」を上カバー13の位置する側、「下」を下カバー15の位置する側をいうものとする。
リレーボックス10は、樹脂成形されたボックス本体12と、ボックス本体12の内部に収容される複数のリレー25とから構成されている。リレー25は、ボックス本体12に一体形成されたプレート状のリレー装着部18に前後2列に各列4つずつ、計8個取り付けられている。リレー装着部は、ボックス本体12と別体に形成することもでき、この場合は、リレー装着部がボックス本体12に係止手段等で固定されるようになっている。リレー装着部が別体形成されたものは、リレー装着部と複数のリレー25とによりリレーブロックが構成され、ボックス本体12とリレーブロックとによりリレーボックス10が構成されるようになっている。
複数のリレー25は、ボックス本体12の上カバー13が外された状態で、リレー装着部18に取り付けられるようになっている。リレー25は図示しない4つのタブ状の端子部を有しており、ワイヤハーネス31を構成する各電線31aが、図示しない雌型の電気接触部を備えた雌型端子を介して端子部に端子接続されるようになっている。各リレー25に接続された電線31aは、テープ巻きにより一括して束ねられ、ボックス本体12の外側に引き出され、ワイヤハーネス31幹線に結束されるようになっている。ボックス本体12のハーネス導出口17には、環状溝27aと貫通孔(図示せず)とを有する本体27の一端に電線挿通用の筒部28が連成された防水用グロメット26が嵌められ、電線31aを伝う水がボックス本体12内に入るのが防止されている。
ボックス本体12は、矩形状をなし、上部に開口を有する下カバー15と、下カバー15の上部開口を覆う上カバー13とからなっている。上カバー13は、上部開口に対応する形状に樹脂成形されていて、下カバー15に宛われることで、ボックス本体12の内部が密閉された空間とされる。これによって、ボックス本体12の上部開口から水や塵埃等が浸入することが防止されて、リレー25が保護されるようになっている。上カバー13は、雄ねじと雌ねじの螺合による締結手段や、係止部と係合部との係合による係合手段等により、下カバー15に着脱自在に取り付けられるようになっている。
下カバー15は、周壁16と、周壁16の下端部を連ねる底壁20と、周壁16の深さ方向のやや上側で底壁20に平行なリレー装着部18とからなっている。上部は開口形成され、リレー25が取り付けられるようになっている。タイヤケース36と対向する周壁16にはハーネス導出口17が開口形成され、バッテリ35と対向する周壁16には図示しないハーネス導入口が開口形成されている。ハーネス導出口17及びハーネス導入口には、上述した防水用グロメット26が嵌められて、ボックス本体12の防水が図られている。
底壁20は、エンジン室32の底面32aに対向して位置し、左右の周壁16の下端部に続く傾斜部20a,20bと、両側の傾斜部20a,20bに連成される平坦部20cとからなっている。底壁20の両側に傾斜部20a,20bが形成されているから、結露によって下カバー15に溜まった水が、底壁20の中央部に集められて、図示しない水抜き孔から外に排出されるようになっている。溜まった水の排出性を良くするために、底壁20を漏斗状に形成することも可能である。水抜き孔は、底壁20の中央部に貫通形成されている。
エンジン33の反対側で、タイヤケース36側に位置する左側の傾斜部20bには、リレー25から発生した熱を外部に逃がすための複数の通気孔23が上下方向Zに突設されている。通気孔23がエンジン33の反対側に設けられているから、エンジン33の熱が通気孔23を通ってボックス本体12に入ることが防止されている。通気孔23の位置するタイヤケース36側には、前後方向Xにほぼ真っ直ぐ延びた隙間37を存しているため、空気の流れが非常に良く、通気孔23を介してリレーボックス10の熱移動が活発に行われて、リレーボックス10の放熱性が高められるようになっている。
図3に示すように、複数の通気孔23は、格子状に一体形成されている。小さい通気孔23を複数形成することで、ボックス本体12の内外での熱の出入りが活発に行われることとなり、大きい通気孔を一つ形成した場合と同等の放熱性が奏されるようになっている。また、通気孔23が小さく形成されているから、飛散水30の浸入エリアが限定されて、ボックス本体12に飛散水30が浸入しづらくなっている。通気孔23の数は任意であり、本実施形態のように8個に制約するものではなく、8個より少なくても多くてもよい。
通気孔23は、傾斜部20bの内面と外面の両側に突設されているため、通気孔23が深孔となり、外から浸入する飛散水30と孔壁23aとの摩擦損失が大きくなって、飛散水30の運動エネルギーが小さくなり、飛散水30がボックス本体12内に浸入しづらくなっている。通気孔23の孔深さは、飛散水30の浸入角度θと勢い(運動エネルギーの大きさ)により決定されるものであって任意であるが、少なくとも図示しない水抜き孔の孔深さ(底壁の板厚)より大きい寸法に設定されている。本実施形態では、傾斜部20bの高さ寸法hと同程度に設定されている。
通気孔23には、孔壁23aの奥側端部に蹴返し部23bが突出して形成されている。各通気孔23の蹴返し部23bは、傾斜部20bと平行に、同方向に突出している。蹴返し部23bにより、通気孔23は半分程度塞がれている。蹴返し部23bの突出長さは、飛散水30の浸入方向Qから見て、通気孔23が塞がれる程度の長さに形成されている。
図2には、蹴返し部23bが通気孔23の中央部に突設された場合(二点鎖線)と、通気孔23の奥側端部に突設された場合(実線)とが示されている。飛散水30の浸入方向Qに対して、通気孔23がその孔壁23aと蹴返し部23bとにより塞がれるようにするには、飛散水30の入口側の蹴返し部23bを奥側の蹴返し部23bより長く突出させなければならない。すなわち、図示される様に、中央部に突設される蹴返し部23bの突出長さaは、奥側端部に突設された蹴返し部23bの突出長さbより長くなっている。
蹴返し部23bは、孔壁23aの任意の位置に設けることが可能であるが、蹴返し部23bの突出長さが長いと、通気孔23の開口が狭くなり、放熱性が悪くなるという問題がある。また、射出成形時の溶融樹脂の流れが悪くなり、未充填不良が生じる心配もある。このようなことから、蹴返し部2bを通気孔の奥側端部に設けることで、蹴返し部23bの突出長さを短く形成することができ、放熱性の低下と未充填不良を防止することができるようになっている。
通気孔23の中心軸CLは、飛散水30の浸入方向Qに対して傾いているため、飛散水30は、通気孔23の孔壁23a及び蹴返し部23bに跳ね返され、または、孔壁23aに当たることなく蹴返し部23bにより直接跳ね返されて下カバー15内に浸入することが防止されている。逆にいうと、エンジン室32のタイヤケース36側から斜めに浸入する飛散水30に対して、この通気孔23の防水構造がより有効に機能し、ボックス本体12の防水性が向上するようになっている。
また、蹴返し部23bを通気孔23の奥側端部にのみ設け、通気孔23を迷路構造に形成しないことで、金型を単純形状に形成することができるとともに、金型の寸法精度を下げることができ、型抜き/型入れの作業性が向上する。また、通気孔23を流れる熱移動をスムーズに行わせることができ、放熱効率を高めることができる。
以上のように、本実施形態によれば、リレーボックス10の熱を外へ放出させる放熱部としての通気孔23には蹴返し部23bが突設されているから、飛散水30が、通気孔23の孔壁23aと蹴返し部23bとにより跳ね返される。飛散水30が深孔の通気孔23に浸入すると、摩擦損失により運動エネルギーが小さくなる。孔径の小さい通気孔23が複数設けられることにより、飛散水の浸入エリアを狭められる。通気孔23は、熱移動のための開口が残されるように小さい突出長さの蹴返し部23bで塞がれる。したがって、放熱性が損なわれることなく、防水性が高められて、産業上利用価値の高い電気接続箱を提供することが可能となる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変形して実施することもできる。
(1)底壁20の外面から突出された通気孔23を、底壁20外面から突出させないように変形して構成する。このようにすれば、リレーボックス10の底壁20側の空きスペースが広がり、放熱性が向上する。また、底壁20側に出っ張りがなくなり、干渉が防止される。
(2)孔径一定の通気孔23を、入口側が先細のテーパ状の通気孔に変形して構成する。このようにすれば、通気孔の孔入口の浸入エリアがより一層狭くなり、防水性が向上する。
本発明に係る電気接続箱の一実施形態を示す断面図である。 図1に示す電気接続箱の通気孔を拡大した断面図である。 図2に示す通気孔の矢視図であり、(a)はP方向から見た図、(b)はQ方向から見た図である。 本発明の電気接続箱がエンジン室に搭載された状態の斜視図である。 従来の電気接続箱の一例を示す断面図である。 従来の電気接続箱の他の一例を示す断面図である。
符号の説明
10 リレーボックス(電気接続箱)
12 ボックス本体
15 下カバー
20 底壁(壁部)
20a,20b 傾斜部
23 通気孔
23a 孔壁(内壁)
23b 蹴返し部
30 飛散水
31 ワイヤハーネス
32 エンジン室
36 タイヤケース
37 隙間
CL 中心軸

Claims (5)

  1. ボックス本体に放熱用の通気孔を有する電気接続箱の防水構造において、前記通気孔が前記ボックス本体の壁部に突設され、該通気孔の内壁に、飛散水の浸入を妨げる蹴返し部が突設されたことを特徴とする電気接続箱の防水構造。
  2. 前記通気孔が複数設けられたことを特徴とする請求項1記載の電気接続箱の防水構造。
  3. 前記通気孔が、前記ボックス本体の壁部に形成された水抜き孔に比べて深孔に形成されたことを特徴とする請求項1又は2記載の電気接続箱の防水構造。
  4. 前記蹴返し部が前記通気孔の奥側に形成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気接続箱の防水構造。
  5. 前記通気孔の中心軸が、前記飛散水の浸入方向に対して傾いている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防水構造。
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