JP4018027B2 - 電気接続箱の取付構造 - Google Patents
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Description
【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車両の全長方向に設けられ、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車幅方向に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、他方の取付部が圧縮状態から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)
- 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車両の全長方向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車幅方向に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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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