JP6890002B2 - 電気回路体のパネル貫通構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車体パネルの両側の電気回路体同士を車体パネルの貫通孔を通して電気的に接続する電気回路体のパネル貫通構造に関する。
近年、車両の車体を車体アースが困難な炭素繊維強化プラスチック(CFRP)等の合成樹脂より形成されたものがある。
この種の従来の車両のアース配索構造としては、図10に示すように、車体50の各アースポイントに配置される複数のアースプレート51と、これらアースプレート51間を接続する複数の電線52より構成されたものが提案されている(特許文献1、2参照)。電線52の端末には、端子53が固定されている。
また、アース配索構造としては、バスバーより構成することも考えられる。
ところで、アース配索構造を、アースプレート15と電線52より構成するにしても、バスバーより構成するにしても、アース配索構造は車体のほぼ全域に亘って配索されることになる。
特許第5030023号公報 特開2009−6773号公報
このように、車両のアース配索構造が車体のほぼ全域に配索されるため、車体パネルを貫通させて配置されることが想定される。この場合には、アース配索構造のパネル貫通作業が容易に行われることが要求される。
特に、アース配索構造をバスバーで構成する場合には、バスバーにアース回路として十分な導電性が要求されるため、断面サイズが大きなものを使用することになる。断面サイズが大きいバスバーは、大きさ、重量、曲げ剛性などより車体パネルを貫通させることが非常に困難であり、貫通作業が容易なパネル貫通構造が求められる。
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、貫通作業が容易な電気回路体のパネル貫通構造を提供することを目的とする。
本発明は、パネルの両側に配置された両側の電気回路体を前記パネルの貫通孔を通して電気的に接続する電気回路体のパネル貫通構造であって、前記貫通孔を貫通して配置され、両側の前記電気回路体にそれぞれ接続される中継部品を有することを特徴とする電気回路体のパネル貫通構造である。
本発明によれば、貫通作業が容易な電気回路体のパネル貫通構造を提供できる。
本発明の第1実施形態を示し、電気回路体のパネル貫通構造の断面図である。 (a)〜(c)は第1実施形態の第1〜第3変形例を示し、各変形例に係る電気回路体のパネル貫通構造の断面図である。 (a)〜(c)は第1実施形態の第4変形例を示し、電気回路体のパネル貫通構造の斜視図及びその断面図である。 本発明の第1実施形態を示し、(a)は電気回路体がバスバーである場合の接続部位を示す斜視図、(b)、(c)はそれぞれ電気回路体が端子付きの電線である場合の各接続部位の斜視図である。 本発明の第1実施形態を示し、(a)〜(c)は、バスバー側に貫通端子の螺入部位を設ける場合の具体例を示す図である。 本発明の第2実施形態を示し、(a)はパネル貫通構造の斜視図、(b)は(a)のA矢視図である。 本発明の第3実施形態を示し、パネル貫通構造の断面図である。 本発明の第4実施形態を示し、パネル貫通構造の断面図である。 本発明の第2〜第4実施形態の変形例を示し、(a)はバスバーの嵌合接続構造の斜視図、(b)はバスバーのボルト接続構造の斜視図である。 従来例のアース配索構造の構成図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態を示す。車体(図示せず)は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)より形成されている。炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は、車体アースが困難な材料である。このような車体に、互いに連結された電気回路体によってアース回路が構成されている。電気回路体は、バスバー10や端子20付きの電線Wであり、車体パネル1を貫通させて配索される位置では、パネル貫通構造によって車体パネル1を貫通させて配置される。
車体パネル1には、電気回路体を貫通させる位置に貫通孔2が設けられている。車体パネル1の一方側のスペースでは、電気回路体であるバスバー10が配索されている。バスバー10は、その端部以外が絶縁層10a(図3(a)に示す)で被覆されている。
車体パネル1の他方側のスペースでは、電気回路体である端子20付きの電線Wが配索されている。電線Wは、絶縁被覆層23(図3(b)、(c)に示す)で被覆されている。電線Wの端部には、端子20が接続されている。端子20には、端子挿通孔20aが形成されている。
次に、パネル貫通構造の詳細を説明する。
パネル貫通構造は、貫通端子11と貫通端子11に螺入されたナット21と第1及び第2パッキン12,22を備えている。つまり、これら部品が中継部品である。
貫通端子11は、導電材のボルト型である。貫通端子11は、バスバー10の端部に固定されている。貫通端子11は、例えば圧入孔10dに圧入されることでバスバー10に固定されている。
貫通端子11は、貫通孔2に貫通されている。貫通端子11の先端側は、車体パネル1の他方側のスペースに突出している。この突出した部位に端子20が挿通されている。
螺入部品であるナット21は、貫通端子11の端子20より先端側に螺入されている。
第1パッキン12は、車体パネル1の一方側で、貫通孔2の全外周を囲む位置に対向配置された前記バスバー10と車体パネル1の間に介在されている。第1パッキン12は、貫通端子11とナット21の締結力によってバスバー10の面と車体パネル1の面にそれぞれ密着している。
第2パッキン22は、車体パネル1の他方側で、貫通孔2の全外周を囲む位置に対向配置された前記端子20と車体パネル1の間に介在されている。第2パッキン22は、貫通端子11とナット21の締結力によって端子20の面と車体パネル1の面にそれぞれ密着している。
第1パッキン12及び第2パッキン22は、車体パネル1等に凹凸があってもその凹凸に準じた形状に変形することで隙間なく密着している。これにより、車体パネル1の貫通孔2を介しての水等の流出入を阻止している。つまり、止水構造となっている。
第1パッキン12及び第2パッキン22は、共に絶縁材(例えばゴム材)より形成されている。第1パッキン12及び第2パッキン22によって、バスバー10と端子20が車体パネル1に対して絶縁されている。車体パネル1が導電性を有する材料(例えば導電性を有する炭素繊維強化プラスチック(CFRP))で形成される場合にあって、このような材料とバスバー10及び端子20との直接接触を防止できるため、バスバー10及び端子20のガルバニック腐食のような腐食現象等を防止できる。
このパネル貫通構造によれば、バスバー10の貫通端子11に第1パッキン12を通した状態で貫通孔2に挿入し、車体パネル1の他方側より突き出た貫通端子11の先端側に第2パッキン22、端子20の順に通し、ナット21を螺入すれば完了する。従って、貫通作業が容易にできる。
このパネル貫通構造によれば、車体パネル1の一方側のスペースに配索される電気回路体であるバスバー10と、車体パネル1の他方側のスペースに配索される電気回路体である端子20付きの電線Wは、パネル貫通構造の近傍においても、共に車体パネル1の面に沿って配索できる。つまり、全ての配索経路で車体パネル1に沿った配索が可能となる。
例えば、太物の電線を車体パネル1の貫通孔2に貫通させる場合には、貫通孔2の近くでは、大きな曲率半径で電線を曲げて、貫通孔1の挿入位置では電線を車体パネル1に垂直な向きとする必要があるため、貫通孔1の周辺では、電線を車体パネルに沿って配索できなかったが、本実施形態では、上記したようにパネル貫通構造の近傍においても、車体パネル1の面に沿って配索できる。
(第1実施形態の各変形例)
図2(a)は、第1実施形態の第1変形例を示す。第1変形例では、前記第1実施形態と比較して、バスバー10に挿通孔10bが形成され、端子20に貫通端子11が固定されている点が相違する。
他の構成は、前記第1実施形態と同様であり、説明を省略する。図面において前記第1実施形態と同一構成箇所には、同一符号を付して明確化を図る。
このパネル貫通構造によれば、端子20の貫通端子11に第2パッキン22を通した状態で貫通孔2に挿入し、車体パネル1の一方側より突き出た貫通端子11の先端側に第1パッキン12、バスバー10の順に通し、ナット21を螺入すれば完了する。従って、貫通作業が容易にできる。
図2(b)は、第1実施形態の第2変形例を示す。第2変形例では、前記第1変形例と比較して、ナット21を用いない代わりにバスバー10に螺入孔10cが形成され、端子20に固定されていない貫通端子(つまり、ボルト)11Aを使用する点が相違する。螺入部品は、バスバー10が兼用している。
他の構成は、前記第1変形例と同様であり、説明を省略する。図面において前記第1変形例と同一構成箇所には、同一符号を付して明確化を図る。
このパネル貫通構造によれば、端子20に装着した貫通端子11Aに第2パッキン22を通した状態で貫通孔2に挿入し、車体パネル1の一方側より突き出た貫通端子11の先端側に第1パッキン12を通して、バスバー10の螺入孔10cに螺入すれば完了する。従って、貫通作業が容易にできる。
図2(c)は、第1実施形態の第3変形例を示す。第3変形例では、前記第1変形例と比較して、貫通端子11Bとしてフランジ部11aを有し、両端側にネジ溝(符号を付さず)が形成されているものを用いる点が相違する。
他の構成は、前記第2変形例と同様であり、説明を省略する。図面において前記第1変形例と同一構成箇所には、同一符号を付して明確化を図る。
このパネル貫通構造によれば、予めナット21で端子20が装着された貫通端子11Bに、第2パッキン22を通した状態で貫通孔2に挿入し、車体パネル1の一方側より突き出た貫通端子11Bの先端側に第1パッキン12を通し、且つ、バスバー10の挿通孔10bに挿通し、ナット21Aを螺入すれば完了する。従って、貫通作業が容易にできる。
図3(a)〜(c)は、第1実施形態の第4変形例を示す。図3(a)、(b)はパネル貫通構造を止水性に優れた構造とした場合を、図3(c)はパネル貫通構造を金属腐食防止性に優れた構造とした場合を示す。
第4変形例のパネル貫通構造は、パネル貫通構造を止水性に優れた構造とした場合には、貫通端子11Cと貫通端子11Cに螺入された3つのナット21a〜21cと第1及び第2パッキン12,22を備えている。これら部品が中継部品である。
第4変形例のパネル貫通構造は、パネル貫通構造を金属腐食防止性に優れた構造とした場合には、貫通端子11Cと貫通端子11Cに螺入された3つのナット21a〜21cと絶縁キャップ25とを備えている。これらが中継部品である。
第4変形例では、貫通端子11Cとして両頭ボルト、詳細には、軸方向の中央に頭部11cを有し、両端側にネジ溝(符号を付さず)が形成されているものを用いている。
絶縁キャップ25は、可撓性に優れた絶縁部材より形成されている。絶縁キャップ25は、フランジ部25a付きの筒部25bを有する。筒部25bは、貫通端子11Cのネジ形成部位がほぼ隙間なく貫通できる寸法である。
又、第4変形例では、車体パネル1の双方のスペースには、電気回路体である端子20付きの電線Wが配索されている。
図面において前記第1変形例と同一構成箇所には、同一符号を付して明確化すると共に、重複説明を省略する。
パネル貫通構造を止水性に優れた構造とする場合には、次のような手順でパネル貫通作業を行う。図3(a)、(b)に示すように、車体パネル1の一方側から、貫通端子11Cに第1パッキン12を通した状態で貫通孔2に挿入し、車体パネル1の他方側より突き出た貫通端子11Cの先端側に第2パッキン22を通してナット21aを螺入する。
次に、車体パネル1の双方側より突き出た貫通端子11Cの両先端側に端子20を通してナット21b、21cをそれぞれ螺入すれば完了する。従って、貫通作業が容易にできる。
第1パッキン12が貫通端子11Cの頭部11cに予め接着等によって付着され、第2パッキン22がナット21aに予め接着等によって付着されていれば、更に貫通作業が容易になる。
第1パッキン12及び第2パッキン22によって、車体パネル1の貫通孔2を介しての水等の流出入が阻止される。つまり、パネル貫通構造は止水構造となっている。
第1パッキン12及び第2パッキン22を共に絶縁材(例えばゴム材)より形成すれば、各端子20が車体パネル1に対して絶縁される。従って、パネル貫通構造は、端子20のガルバニック腐食のような腐食現象等を防止できる構造にもなる。
パネル貫通構造を金属腐食防止性に優れた構造とする場合には、次のような手順でパネル貫通作業を行う。図3(c)に示すように、車体パネル1の一方側から、貫通端子11Cに絶縁キャップ25を通した状態で貫通孔2に挿入し、車体パネル1の他方側より突き出た貫通端子11Cの先端側にナット21aを螺入する。このナット21aの螺入過程で、絶縁キャップ25の筒部25bがナット21aの押圧によって外側に向かって膨れ、且つ、折り畳まれる形状に弾性変形し、絶縁キャップ25のフランジ部25aと筒部25bの間に膨出部位が介在する。
次に、車体パネル1の双方側より突き出た貫通端子11Cの両先端側に端子20を通してナット21b、21cをそれぞれ螺入すれば完了する。従って、貫通作業が容易にできる。
車体パネル1と端子20との直接接触を絶縁キャップ25で防止できるため、端子20のガルバニック腐食のような腐食現象等を防止できる。従って、パネル貫通構造は、端子20のガルバニック腐食のような腐食現象等を防止できる構造になっている。
また、絶縁キャップ25は、車体パネル1の貫通穴2を介しての水等の流出入の流出入が阻止する機能を有する。従って、パネル貫通構造は止水構造にもなっている。
第4変形例では、ナット21aの締結力で第1パッキン12と第2パッキン22への締結力を決定でき、ナット21b、21cの締結力で各端子20への締結力を決定できる。従って、止水性に適した締結力で第1パッキン12と第2パッキン22を締結し、端子締めに適した締結力で各端子20を締結できる。
また、第4変形例では、貫通端子11Cの車体パネル1への固定は、ナット21aを用いて行ったが、硬化樹脂部品等を用いて行っても良い。
第4変形例では、車体パネル1の双方のスペースに、電気回路体である端子20付きの電線Wが共に配索されているが、車体パネル1のいずれか一方のスペースに端子20付きの電線Wが、車体パネル1の他方のスペースにバスバー10がそれぞれ配索されても良く、又、車体パネル1の双方のスペースにバスバー10が共に配索されても良い。
(各部品の要部説明)
図4(a)は、バスバー10であり、接続部位以外には絶縁層10aが被覆されている。バスバー10の端部には、貫通端子11を圧入する場合の圧入孔10dが形成されている。貫通端子11を挿通する場合には、挿通孔10bが形成される。
図4(b)、(c)は、電線Wの端部に接続された端子20であり、図4(b)の端子20は、電線Wに加締め接続されたものである。図4(c)の端子20は、電線Wの一部を溶着等して形成されたものである。
図5(a)〜(c)は、バスバー10側に貫通端子11の螺入部位を設ける場合の具体例を示している。図5(a)は、バスバー10自体を螺入部品とする場合であり、螺入孔10cを形成している。図5(b)は、バスバー10にナット21を固定している。ナット21の固定は、溶接、クリンチファスナー等の方法で行う。図5(c)は、バスバー10にナット21付きのキャップ26を装着している。キャップ26を止水性を有する部材で形成することにより、キャップ26に止水機能と絶縁機能を持たせることができる。
(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態を示す。車体(図示せず)は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)より形成されている。炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は、車体アースが困難な材料である。このような車体に、互いに連結された電気回路体によってアース回路が構成されている。電気回路体は、バスバー10や電線Wであり、車体パネル1を貫通させて配索される位置では、パネル貫通構造によって車体パネル1を貫通させて配置される。
車体パネル1には、電気回路体を貫通させる位置に貫通孔(図示せず)が設けられている。車体パネル1の一方側のスペースでは、電気回路体であるバスバー10が配索されている。バスバー10は、その端部以外が絶縁層(図示せず)で被覆されている。
車体パネル1の他方側のスペースでは、電気回路体である電線Wが配索されている。電線Wは、絶縁被覆層(図示せず)で被覆されている。電線Wの端部には、コネクタ40が接続されている。
次に、パネル貫通構造の詳細を説明する。
パネル貫通構造は、車体パネル1の貫通孔2に装着された貫通コネクタ30と、第1及び第2パッキン12,22とを備えている。
貫通コネクタ30は、貫通孔2に貫通された貫通端子(図示せず)と、この貫通端子を収容する絶縁性のハウジング31とを有する。
貫通コネクタ30は、車体パネル1の一方側に突出する部位にバスバー挿入口32を有する。このバスバー挿入口32よりバスバー10の端部を挿入することで、バスバー10の端部が貫通端子に圧接状態で接続される。貫通コネクタ30は、車体パネル1の他方側に突出する部位にコネクタ嵌合部33を有する。このコネクタ嵌合部33に電線Wの端部のコネクタ40を嵌合することで、コネクタ内端子(図示せず)が貫通端子(図示せず)に圧接状態で接続される。
第1パッキン12は、車体パネル1の一方側で、貫通孔の全外周を囲む位置に対向配置されたハウジング31の面と車体パネル1の間に介在されている。第1パッキン12は、バスバー10の面と車体パネル1の面にそれぞれ密着している。
第2パッキン22は、車体パネル1の他方側で、貫通孔の全外周を囲む位置に対向配置されたハウジング31の面と車体パネル1の間に介在されている。第2パッキン22は、ハウジング31の面と車体パネル1の面にそれぞれ密着している。
第1パッキン12及び第2パッキン22は、車体パネル1等に凹凸があってもその凹凸に準じた形状に変形することで隙間なく密着している。これにより、車体パネル1の貫通孔を介しての水等の流出入を阻止している。つまり、止水構造となっている。
このパネル貫通構造によれば、第1パッキン12と第2パッキン22を所定の位置にセットし、貫通コネクタ30を車体パネル1の貫通孔2に装着する。これで、貫通コネクタ30の装着が完了する。次に、貫通コネクタ30にバスバー10の端部とコネクタ40をそれぞれ嵌合すれば、嵌合作業が完了する。従って、貫通作業が容易である。
(第3実施形態)
図7は、本発明の第3実施形態を示す。第3実施形態では、車体パネル1の貫通孔2に配置された貫通コネクタ30と、この貫通コネクタ30に固定された締結用部品34と、締結用部品34に螺入されたナット部品37と、第1及び第2パッキン12,22とを備えている。
貫通コネクタ30は、前記第2実施形態のものと同様な構成であるため、重複説明を省略する。
締結用部品34は、円筒状の外周面にネジ溝34aが形成された筒部35と、筒部35より外側に突出するフランジ部36とを有する。ナット部品37は、ネジ溝35aに螺入されている。
第1パッキン12は、車体パネル1の一方側で、貫通孔の全外周を囲む位置に対向配置されたナット部品37と車体パネル1の間に介在されている。第1パッキン12は、締結用部品34とナット部品37の締結力によって、ナット部品37の面と車体パネル1の面にそれぞれ密着している。
第2パッキン22は、車体パネル1の他方側で、貫通孔の全外周を囲む位置に対向配置されたフランジ部36の面と車体パネル1の間に介在されている。第2パッキン22は、締結用部品34とナット部品37の締結力によって、フランジ部36の面と車体パネル1の面にそれぞれ密着している。
第1パッキン12及び第2パッキン22は、車体パネル1等に凹凸があってもその凹凸に準じた形状に変形することで隙間なく密着している。これにより、車体パネル1の貫通孔2を介しての水等の流出入を阻止している。つまり、止水構造となっている。
このパネル貫通構造によれば、第1パッキン12と第2パッキン22を所定の位置にセットし、貫通コネクタ30を貫通孔2内に配置し、締結用部品34にナット部品37を螺入する。これで、貫通コネクタ30の装着が完了する。次に、貫通コネクタ30を貫通コネクタ30にバスバー(図示せず)の端部とコネクタ(図示せず)をそれぞれ嵌合すれば、嵌合作業が完了する。従って、貫通作業が容易である。
(第4実施形態)
図8は、本発明の第4実施形態を示す。第4実施形態では、車体パネル1の貫通孔2に配置された貫通コネクタ30と、貫通コネクタ30の全外周を囲むように配置されたグロメット38とを備えている。
貫通コネクタ30は、前記第2実施形態のものと同様な構成であるため、重複説明を省略する。
グロメット38は、絶縁材より形成されている。グロメット38は、円周状の外周部に係止溝38aを有する。係止溝38aに貫通孔2の周縁部が差し込まれ、これによって貫通コネクタ30が固定されている。グロメット38によって、車体パネル1の貫通孔2を介しての水等の流出入を阻止している。つまり、止水構造となっている。
このパネル貫通構造によれば、グロメット38の係止溝38aに車体パネル1の貫通孔2の周縁部を差し込み、貫通コネクタ30を貫通孔2内に配置する。これで、貫通コネクタ30の装着が完了する。次に、貫通コネクタ30を貫通コネクタ30にバスバー(図示せず)の端部とコネクタ(図示せず)をそれぞれ嵌合すれば、嵌合作業が完了する。従って、貫通作業が容易である。
(バスバーの接続部位の変形例)
図9(a)、(b)は、バスバー10の接続部位の変形例をそれぞれ示す。図9(a)では、バスバー10の接続部位には、一対の折返し部10eが設けられている。一対の折り返し部10eは、片持ち支持構造であり、その先端側が互いに近接する方向に弾性変形で変位できる。この一対の折り返し部10eを貫通コネクタ30のバスバー挿入口32より挿入すると、一対の折り返し部10eがハウジング31側と係止され、引き抜きができなくなる。
図9(b)では、バスバー10の接続部位には、挿通孔10bが形成されている。貫通コネクタ30は、貫通端子11の一端部がハウジング31より突出されている。突出した貫通端子11には螺入溝11bが形成されている。
ボルト39をバスバー10の挿通孔10bに通し、貫通端子11の螺入孔11bに螺入すれば、バスバー10が貫通コネクタ30の貫通端子11に接続される。
(その他の変形例)
第1〜第4実施形態では、車体パネル1の貫通孔2の一方側の電気回路体は、バスバー10であり、車体パネル1の貫通孔2の他方側の電気回路体は、電線Wであるが、双方共にバスバー10であっても、双方共に電線Wであっても良く、又、バスバー10や電線W以外の回路体であっても良い。
第1〜第3実施形態では、第1及び第2パッキン12,22で止水構造を構成し、第4実施形態では、グロメット38で止水構造を構成したが、例えばエアパッキンの挟み込み構造で構成しても良い。
各実施形態では、電気回路体は、アース回路を構成しているが、アース回路以外の回路を構成しても良い。しかし、電気回路体は、アース回路を構成し、且つ、車体パネル1の貫通孔2の一方側と他方側が共にバスバーによって構成した場合に本発明は特に有効である。つまり、バスバーにアース回路として十分な導電性が要求されるため、断面サイズが大きなものを使用することになる。断面サイズが大きいバスバーは、大きさ、重量、曲げ剛性などより車体パネルを貫通させることが非常に困難であり、貫通作業が容易なパネル貫通構造が求められるためである。
1 車体パネル
2 貫通孔
10 バスバー(電気回路体、螺入部品)
11,11A〜11C 貫通端子(中継部品)
12 第1パッキン(中継部品)
20 端子
21 ナット(螺入部品)
21a ナット(中継部品)
21b、21c ナット(螺入部品)
22 第2パッキン(中継部品)
25 絶縁キャップ(中継部品)
30 貫通コネクタ(中継部品)
W 電線

Claims (5)

  1. パネルの両側に配置された両側の電気回路体を前記パネルの貫通孔を通して電気的に接続する電気回路体のパネル貫通構造であって、
    前記貫通孔を貫通して配置され、両側の前記電気回路体にそれぞれ接続される中継部品を有し、
    前記電気回路体の少なくとも一方は、螺入孔が形成されたバスバーであり、
    前記中継部品を前記バスバーの前記螺入孔に螺入りさせることで、前記バスバーを前記パネルに固定することを特徴とする電気回路体のパネル貫通構造。
  2. 請求項1記載の電気回路体のパネル貫通構造であって、
    前記電気回路体は、アース回路体であることを特徴とする電気回路体のパネル貫通構造。
  3. 請求項1又は請求項2記載の電気回路体のパネル貫通構造であって、
    前記中継部品と前記バスバーの前記螺入孔の締結力で両側の前記電気回路体が固定されたことを特徴とする電気回路体のパネル貫通構造。
  4. 請求項1〜請求項のいずれかに記載の電気回路体のパネル貫通構造であって、
    前記貫通孔の外周を囲む位置に対向配置された前記電気回路体及び前記中継部品の部位と前記パネルの間には、パッキンが介在されていることを特徴とする電気回路体のパネル貫通構造。
  5. 請求項1〜請求項のいずれかに記載の電気回路体のパネル貫通構造であって、
    前記電気回路体の方は、端子付きの電線であることを特徴とする電気回路体のパネル貫通構造。
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