JP2000265907A - 内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測温抵抗体と、スイッチングデバイスとが同
一基板上にマウントされていても、スイッチングデバイ
スの発生する熱が基板を通じて測温抵抗体に伝導せず、
ヒーターが常に適切に作動する内燃機関の部品用ヒータ
ーの通電制御回路基板を提供すること。 【解決手段】 環境温度が設定温度以下であることを検
知する測温抵抗体と、該測温抵抗体で検知した環境温度
が設定温度以下であること及びエンジン回転に伴って発
電機が発電することの両方を満たす場合に内燃機関の部
品用ヒーターに通電するスイッチングデバイスとが、基
板の一部に設けられた切り欠き部を隔てて同一基板上に
マウントされる内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回
路基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測温抵抗体と、該
測温抵抗体で検知した環境温度が設定温度以下であるこ
と及びエンジン回転に伴って発電機が発電することの両
方を満たす場合に内燃機関の部品用ヒーターに通電する
スイッチングデバイスとが、同一基板上にマウントされ
る内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回路基板に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車、自動二輪車等のエン
ジン（内燃機関）の部品、例えば気化器にヒーターが装
着されている。気化器に装着されるヒーターは、寒冷地
など環境温度が低い条件下で自動車等を使用する場合
に、気化器内の空気中の水分が氷結してエンジンの作動
に支障をきたすことを防止している。

【０００３】例えば、特許第２５８８８３７号公報に
は、気化器のスロー系の燃料出口孔の近傍に該気化器を
加温するための電気式ヒーターを装着し、気化器内の氷
結現象が生じやすい位置またはその近傍にサーミスター
素子またはＰＴＣ素子などの温度変化に対する抵抗値変
化の大きい素子を利用した温度スイッチを装着し、前記
温度スイッチの抵抗値変化及びエンジンのイグニッショ
ン信号の有無を検知するとともにその検知結果に基づい
て前記ヒーターをオン・オフ制御するヒーター制御回路
を設け、前記温度スイッチにより気化器の温度が氷結の
可能性を有する設定値以下の温度であること並びに前記
エンジンのイグニッション信号が有ることの両方を検知
した時に前記ヒーターをオンにして加温することを特徴
とする車両用エンジンの気化器が開示されている。

【０００４】また、同公報には、上記制御回路の具体的
な例として、電気式ヒーターと、サーミスター素子また
はＰＴＣ素子などの素子を利用した温度スイッチと、該
スイッチの抵抗値変化及びエンジンのイグニッション信
号の有無の検知結果に基づいて前記ヒーターをオン・オ
フ制御するヒーター制御回路（ヒーターコントロールユ
ニット）と、該回路の制御により前記ヒーターを駆動す
るヒーター駆動リレー等とからなるものが開示されてい
る。この気化器によれば、サーミスター素子等の素子を
利用した温度スイッチを用いて氷結が生じ易い場所の温
度を精確に検知し、該スイッチの抵抗値変化及びエンジ
ンのイグニッション信号の有無の検知結果に基づいて前
記ヒーターをオン・オフ制御するヒーター制御回路を有
するため、加温装置の応答性を向上させることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、この
ような気化器の通電制御回路基板のコンパクト化及びコ
ストダウンに対する要請が強い。このため、温度スイッ
チを構成するサーミスター素子等の測温抵抗体と、ヒー
ター制御回路（ヒーターコントロールユニット）と、ヒ
ーター駆動リレー等のスイッチングデバイスとを集積化
して、例えば４cm×２cm×１mm程度の小さな同一基板の
同一平面上にマウントすることが望まれている。しかし
ながら、上記公報に記載された発明では、パルス状で尖
頭値の大きいエンジンのイグニッション信号を検知して
ヒーターを制御するため、イグニッション信号が通電す
る回路近辺の回路全体に電気的な悪影響を及ぼす。ま
た、パルス状のイグニッション信号を温度スイッチから
の信号と比較するには、イグニッション信号に波形整流
等の電気的処理を施す必要があるため、回路が大きく、
且つ、複雑になる。このため、イグニッション信号を通
電する回路を他の回路と同一基板上に形成できなかっ
た。

【０００６】そこで、本発明者らは先に、特願平１０−
３４９４４６号出願において、環境温度が設定温度以下
であることを認識して信号を出力する環境温度判別手段
（Ａ）と、エンジンの回転に伴って発電機が発電してい
る場合に信号を出力する発電判別手段（Ｂ）と、内燃機
関の部品用ヒーター（Ｄ）の通電を制御するヒーター通
電制御手段（Ｃ）とを有し、該ヒーター通電制御手段
（Ｃ）は、該環境温度判別手段（Ａ）から出力される信
号と該発電判別手段（Ｂ）から出力される信号とが共に
入力されることによって内燃機関の部品用ヒーター
（Ｄ）に通電する内燃機関の部品用ヒーター（Ｄ）の通
電制御装置を提案している。この装置によれば、比較
器、サーミスタ及び基準抵抗からなる環境温度判別手段
（Ａ）からの信号と、発電判別手段（Ｂ）からの信号と
を検出して内燃機関の部品用ヒーター（Ｄ）の通電を制
御するため、パルス状で尖頭値の大きいエンジンのイグ
ニッション信号を検知する必要がなくなる。このため、
イグニッション信号を電気的に処理する回路等が不要に
なり、通電制御装置の回路構成が簡単になり、信頼性及
びコストに優れると共にコンパクト化され、図１０に示
すように同一基板上に回路が集約された通電制御回路基
板２０が得られる。図１０において、Ａは環境温度判別
手段、Ｂは発電判別手段、Ｃはヒーター通電制御手段
（スイッチングデバイス）、ａは環境温度判別手段
（Ａ）の一部分で例えばサーミスタＴＨ等で例示される
測温抵抗体である。

【０００７】しかしながら、スイッチングデバイスには
数Ａ程度の電流が流れるため、発熱して比較的大量の熱
を発生する。このため、図１０に示される通電制御回路
基板２０のように、測温抵抗体ａとスイッチングデバイ
スＣとを同一基板上にマウントすると、スイッチングデ
バイスＣから発生した熱が基板を通じて測温抵抗体ａに
伝導して測温抵抗体の温度が上昇して、環境温度が設定
温度以下であるにも関わらずヒーター制御回路が正常に
働かない場合がある。例えば、寒冷時に一旦始動したエ
ンジンがストップし再度エンジンを始動させた場合にお
いて、一回目のエンジン始動時にスイッチングデバイス
から発生した熱が基板を通じて測温抵抗体に伝導するた
め、測温抵抗体が環境温度以上の温度と検知し、気化器
内が設定温度以下であるにも関わらずヒーターが作動し
ないことがある。

【０００８】従って、本発明の目的は、測温抵抗体と、
スイッチングデバイスとが同一基板上にマウントされて
いても、スイッチングデバイスの発生する熱が基板を通
じて測温抵抗体に伝導し難く、常に適切にヒーターが作
動する内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回路基板を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、測温抵抗体とスイッチ
ングデバイスとを基板の一部に設けた切り欠き部を隔て
て同一基板上にマウントすれば、スイッチングデバイス
で発生した熱が基板を通じて測温抵抗体に伝導し難いこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、請求項１記載の発明は、環境温
度が設定温度以下であることを検知する測温抵抗体と、
該測温抵抗体で検知した環境温度が設定温度以下である
こと及びエンジン回転に伴って発電機が発電することの
両方を満たす場合に内燃機関の部品用ヒーターに通電す
るスイッチングデバイスとが、基板の一部に設けられた
切り欠き部を隔てて同一基板上にマウントされることを
特徴とする内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回路基
板を提供するものである。かかる構成を採ることによ
り、測温抵抗体とスイッチングデバイスとが同一基板上
にマウントされても、基板の一部に設けられた切り欠き
部で隔てられているため、スイッチングデバイスで発生
した熱が基板を通じて測温抵抗体に伝導してヒーターが
誤作動することがなくなり、ヒーターが常に適切に作動
する。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、前記測温抵
抗体と前記スイッチングデバイスとが、基板の一部に設
けられた切り欠き部を隔てて前記同一基板の同一平面上
にマウントされることを特徴とする請求項１記載の内燃
機関の部品用ヒーターの通電制御回路基板を提供するも
のである。かかる構成を採ることにより、上記機能に加
えて、測温抵抗体とスイッチングデバイスとが同一基板
の同一平面上にマウントされるため、基板をよりコンパ
クト化できる。

【００１２】また、請求項３記載の発明は、前記切り欠
き部が、スリット形状に形成されることを特徴とする請
求項１又は２記載の内燃機関の部品用ヒーターの通電制
御回路基板を提供するものである。かかる構成を採るこ
とにより、上記機能に加えて、切り欠き部がスリット形
状であるため、切り欠き部の面積が小さくても基板内の
熱伝導を有効に遮断できる。従って、基板上切り欠き部
が形成されない部分の面積が大きくなり、多数のデバイ
スをマウントできる。

【００１３】また、請求項４記載の発明は、水分に接触
しないようプラスチックケースに内蔵されることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１項記載の内燃機関の部
品用ヒーターの通電制御回路基板を提供するものであ
る。かかる構成を採ることにより、上記機能に加えて、
プラスチックケースに内蔵されるため、特に自動二輪車
に装着されても、内蔵された回路基板が外気や水分にさ
らされることなく有効に機能する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。なお、本発明はこれら
の実施の形態に限定されるものではない。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回路基板を示す
平面図の模式図であり、図６は、図１に示される通電制
御回路基板の回路図である。図１及び図６中、ａは環境
温度判別手段Ａの一部分であり環境温度が設定温度以下
であることを検知する測温抵抗体、Ａは測温抵抗体ａを
含み測温抵抗体ａで検知した環境温度が設定温度以下で
あることを認識して信号を出力する環境温度判別手段、
Ｂはエンジンの回転に伴って発電機が発電している場合
に信号を出力する発電判別手段、Ｃは測温抵抗体ａで検
知した環境温度が設定温度以下であること及びエンジン
回転に伴って発電機が発電することの両方を満たす場合
に内燃機関の部品用ヒーターに通電するスイッチングデ
バイス、Ｄは内燃機関の部品用ヒーター、図６中のＥは
図１の通電制御回路基板１０において形成される部分の
回路を示す。また、図１中、１はスリット形状の切り欠
き部、１０は第１の実施の形態の内燃機関の部品用ヒー
ターの通電制御回路基板を示す。

【００１６】測温抵抗体ａは、環境温度が設定温度以下
であることを検知するものであり、環境温度に対応して
電圧を発生する。測温抵抗体ａとしては、例えば負の温
度係数を有するサーミスタ、好ましくはＮＴＣサーミス
タが挙げられる。図１において、測温抵抗体ａはサーミ
スタであり、ＴＨで示される。サーミスタＴＨは、図６
の回路図に示すように、一方がアースされると共に、他
方が抵抗Ｒ３と直列に接続され、抵抗Ｒ３は抵抗Ｒ６を
介してバッテリー３のプラス側に接続される。このた
め、環境温度が低下してサーミスタＴＨの抵抗値が大き
くなると、サーミスタＴＨの発生する電位が高くなる。
なお、環境温度とは、内燃機関の部品用ヒーターが使用
される場所における温度である。

【００１７】環境温度判別手段Ａは、一部分に測温抵抗
体ａを含み、測温抵抗体ａで検知した環境温度と基準抵
抗により予め設定された温度との高低を判別して一定の
信号を出力する手段である。環境温度判別手段Ａとして
は、例えば、コンパレーター等からなる比較器、測温抵
抗体ａ及び基準抵抗とからなる手段が挙げられる。図１
において、環境温度判別手段Ａは、サーミスタＴＨ、基
準抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、コンデン
サＣ２及び比較器ＩＣ１で構成される。

【００１８】環境温度判別手段Ａは、図６の回路図に示
すように、一方がアースされたサーミスタＴＨ（測温抵
抗体ａ）と抵抗Ｒ６を介してバッテリー３とに接続され
る抵抗Ｒ３とが直列に、一方がアースされた基準抵抗Ｒ
２と抵抗Ｒ６を介してバッテリー３に接続される抵抗Ｒ
１とが直列に接続され、サーミスタＴＨと抵抗Ｒ３との
接続部に比較器ＩＣ１の反転入力端子１が、基準抵抗Ｒ
２と抵抗Ｒ１との接続部に比較器ＩＣ１の非反転入力端
子３が接続される。また、比較器ＩＣ１において、反転
入力端子１と非反転入力端子３とはコンデンサＣ２で、
非反転入力端子３と出力端子４とは抵抗Ｒ４で接続され
る。

【００１９】環境温度判別手段Ａにおいて、環境温度の
比較は次のように行われる。まず、環境温度の下におか
れたサーミスタＴＨ（測温抵抗体ａ）は、環境温度に対
応して電圧を発生する。サーミスタＴＨで発生した電圧
は、比較器ＩＣ１の反転入力端子１に入力される。この
際、サーミスタＴＨの一端はアースされているため、サ
ーミスタＴＨで発生した電圧分の正電位の信号が比較器
ＩＣ１の反転入力端子１に入力される。一方、比較器Ｉ
Ｃ１の非反転入力端子３には、一端がアースされる基準
抵抗Ｒ２で発生した電圧分の正電位の信号が入力され
る。

【００２０】比較器ＩＣ１は、反転入力端子１への入力
信号の電位と、非反転入力端子３への入力信号の電位と
を比較し、電位が高い方の信号のみを出力端子４から出
力する。従って、環境温度が設定温度よりも低いと、負
の温度係数を有するサーミスタＴＨからの入力信号の電
位が基準抵抗Ｒ２からの入力信号の電位よりも高くなる
ため、比較器ＩＣ１はサーミスタＴＨからの信号を選択
し反転して０Ｖのローレベル電位の信号が出力端子４か
ら出力される。なお、ローレベル電位が０Ｖとなるのは
比較器ＩＣ１の出力端子４が逆方向に接続されたダイオ
ードＤ２を介してアースされるためである。一方、環境
温度が設定温度よりも低いと、サーミスタＴＨからの入
力信号の電位が基準抵抗Ｒ２からの入力信号の電位より
も低くなるため、比較器ＩＣ１は基準抵抗Ｒ２からの信
号を選択し反転せずにハイレベル電位の信号が出力端子
４から出力される。基準抵抗Ｒ２の設定値は、例えば、
サーミスタＴＨが５〜１５℃の時に示す抵抗値と同等の
値に設定する。この場合、環境温度が設定値よりも低い
と、比較器ＩＣ１の出力端子４から０Ｖの電位の信号
（ローレベル出力）が出力される。

【００２１】なお、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ３は帰還抵抗で
あり、比較器ＩＣ１にヒステリシス特性を持たせる作用
を行う。具体的には、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ３によって、
例えば、環境温度が１０℃以下で電界効果トランジスタ
ＦＥＴ１が導通状態になり、１５℃以上では非導通状態
となるようにすることができる。第１の実施の形態１０
では抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ３が同じ抵抗値となっている。
また、図６には図示しないが、エンジン始動キーを差し
込まない場合、すなわち、メインスイッチがオンになっ
ていない場合は、環境温度判別手段Ａにバッテリー３か
らの電圧が印加されないような構造とすることが好まし
い。このような構造でないと、環境温度判別手段Ａの回
路において常に微小な電力が消費され、バッテリーが消
耗するため好ましくない。

【００２２】発電判別手段Ｂは、エンジンの回転に伴っ
て発電機が出力した信号がある場合に、スイッチングデ
バイスＣに信号を出力する手段である。発電判別手段Ｂ
としては、例えば電界効果トランジスタ、バイポーラト
ランジスタ、フォトカプラー等が挙げられる。図１にお
いて、発電判別手段Ｂは、フォトカプラーＰＣ１であ
る。発電判別手段Ｂは、図６の回路図に示すように、一
方が環境温度判別手段Ａの出力端子に接続されると共
に、他方がスイッチングデバイスＣに接続される。

【００２３】フォトカプラーＰＣ１は、端子１がダイオ
ードＤ３等を介して発電機２に接続され、端子２がアー
スされ、端子３が比較器ＩＣ１の出力端子４に接続さ
れ、端子４がスイッチングデバイスＣを構成するＦＥＴ
１のゲートＧに接続される。フォトカプラーＰＣ１に入
力される信号は、交流発電機２が発生した交流電気信号
が、ダイオードＤ３により整流され、コンデンサーＣ３
により波形整形され、さらに電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ２と抵抗Ｒ７による定電流回路で定電流化されて、フ
ォトカプラーＰＣ１の入力端子１に入力される。ダイオ
ードＤ３は、交流電流を整流する手段として用いる。な
お、整流手段であればダイオードＤ３以外の他の整流手
段を用いることも可能である。また、電界効果トランジ
スタＦＥＴ２と抵抗Ｒ７による定電流回路は、後のフォ
トカプラーＰＣ１への入力が過大になって動作に不具合
をきたさないために、電流制限回路として用いられる。
フォトカプラーＰＣ１は、エンジンが回転して発電機が
発電する場合のみ、その信号が端子１端子２間を流れる
ことにより、環境温度判別手段Ａの出力端子に接続され
る端子３とスイッチングデバイスＣに接続される端子４
との間が導通する。

【００２４】スイッチングデバイスＣは、入力信号の電
位と予め設定された電位とを比較して、内燃機関の部品
用ヒーターＤへの導通を制御する手段である。スイッチ
ングデバイスＣとしては、例えば、電界効果トランジス
タ、バイポーラトランジスタ、電磁リレー等が挙げられ
る。図１において、スイッチングデバイスＣは、ノーマ
リーオフ形（エンハンスメント形ともいう）Ｐチャンネ
ル形電界効果トランジスタＦＥＴ１である。ＦＥＴ１
（スイッチングデバイスＣ）は、図６の回路図に示すよ
うに、ゲートＧはフォトカプラーＰＣ１の出力端子４
に、ソースＳはバッテリー３のプラス側に、ドレインＤ
は内燃機関の部品用ヒーターＤに接続される。ＦＥＴ１
は、ゲートＧにローレベル電位の信号が入力されるとソ
ースＳドレインＤ間が導通する。内燃機関の部品用ヒー
ターＤとしては、例えば、ＰＴＣ素子を用いたものが挙
げられる。

【００２５】本発明の第１の実施の形態における内燃機
関の部品用ヒーターの通電制御回路基板１０は、上記測
温抵抗体ａ、環境温度判別手段Ａ、発電判別手段Ｂ、ス
イッチングデバイスＣ及び内燃機関の部品用ヒーターＤ
が、図６に示される回路図のように接続されて構成され
る。また、図１に示される回路基板１０の端子３１〜端
子３４は、図６の回路図に示すように端子３１はアース
接続され、端子３２はバッテリー３のプラス側に、端子
３３は内燃機関の部品用ヒーターＤに、端子３４は交流
発電機２に接続される。

【００２６】図１に示される第１の実施の形態１０は、
図６で示される内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回
路のうち、破線で囲まれて示される回路部分Ｅを同一基
板上に形成したものであり、測温抵抗体ａ（サーミスタ
ＴＨ）と、スイッチングデバイスＣ（ＦＥＴ１）とが、
基板の一部に設けられた切り欠き部を隔てて同一基板上
にマウントされる。以下、図５も参照しつつ、第１の実
施の形態１０を説明する。図５は、図１のＸ−Ｘ線に沿
う断面図の模式図であり、図５中、５ａは基板５の表
面、５ｂは基板５の裏面、６はプラスチックケースであ
る。なお、図５においては、測温抵抗体ａ及びスイッチ
ングデバイスＣ以外のデバイス、並びに端子３１等の記
載を省略する。第１の実施の形態において、スリット形
状の切り欠き部１は、スイッチングデバイスＣで発生し
た熱が基板５を通じて測温抵抗体ａに伝導することを遮
断する。すなわち、スイッチングデバイスＣで発生した
熱は、スイッチングデバイスＣの下部から基板５に伝導
し、基板５を通じて図５に示す矢印Ｆ方向、Ｇ方向等の
四方に伝導するが、切り欠き部１により測温抵抗体ａに
向かう矢印Ｆ方向の熱を遮断する。なお、熱は基板５の
うち切り欠き部１が形成されていない部分５１を通じて
測温抵抗体ａに伝導するため、該部分５１が狭く形成さ
れていることが好ましい。また、熱が該部分５１を通じ
てスイッチングデバイスＣから測温抵抗体ａに伝導する
道のりが長くなるように切り欠き部１が形成されている
と、熱が測温抵抗体ａに伝導する前に十分に拡散、又は
放冷されるため好ましい。

【００２７】切り欠き部１は、切り欠き形状及び大きさ
等を種々変更してもよい。例えば、図２中の切り欠き部
１ｂは、測温抵抗体ａを囲むように縦方向及び横方向の
２つのスリットから形成されるもので、デバイスをマウ
ントするスペースが広がる。また、図３中の切り欠き部
１ｃは、測温抵抗体ａを囲むように略逆Ｌ字形状のスリ
ットから形成されるもので、測温抵抗体ａとスイッチン
グデバイスＣとを結ぶ直線上に切り欠き部１の形成され
ていない部分５１がないため、より効果的に熱の伝導を
抑制できる。また、図４中の切り欠き部１ｄは、２列に
並んだ５つのスリットから形成されるもので、測温抵抗
体ａとスイッチングデバイスＣとを結ぶ直線上にスリッ
トが形成されているため、より効果的に熱の伝導を抑制
できる。

【００２８】また、図では省略するが、切り欠き部１ｂ
又は切り欠き部１ｃは丸穴、角穴等を連続又は不連続に
穿設されたものであってもよい。なお、図２〜図４にお
いては、測温抵抗体ａ及びスイッチングデバイスＣ以外
のデバイスの記載を省略する。また、切り欠き部１が形
成される場所は、特に限定されるものでなく、測温抵抗
体ａとスイッチングデバイスＣとの間に形成されればよ
い。また、測温抵抗体ａとスイッチングデバイスＣと
は、コンパクト化及びコストの観点から基板５の同一平
面５ａ上に形成されることが好ましい。さらに、本発明
の内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回路基板は、通
常、水分に接触しないようにプラスチックケース６等に
内蔵されるが、発生した熱が十分に放冷されるように、
基板５の表面５ａ及び裏面５ｂの上方とプラスチックケ
ース６等の内壁との間には、それぞれ十分な空間６２が
形成されていることが好ましい。

【００２９】また、基板５上の測温抵抗体ａは、プラス
チックケース６等の内壁に近い位置にマウントされる
と、プラスチックケース６等の外の環境温度の変化に対
して応答がよくなるため好ましい。従って、測温抵抗体
ａを、プラスチックケース６の底面の内壁に近い位置に
マウントし、且つプラスチックケース６の底面部の一部
６１と測温抵抗体ａの近傍の基板の一部５５とを密着さ
せると、プラスチックケース６の外部の環境温度が測温
抵抗体ａに伝わり易くなるため好ましい。また、端子３
１〜３４のリード線はプラスチックケース６の外部に取
り出されるが、これらリード線とプラスチックケース６
との隙間はエポキシ樹脂等で充填され密封される。この
ため、プラスチックケース６に内蔵された内燃機関の部
品用ヒーターの通電制御回路１０は水分に接触せず、リ
ード線も通電制御回路１０に強固に固定される。

【００３０】次に、図１に示す第１の実施の形態１０の
回路の作用について、図６に基づいて説明する。すなわ
ち、環境温度が設定温度以下で、且つ、エンジン回転に
伴って発電機が発電する場合は、環境温度が設定温度以
下であるため、比較器ＩＣ１の反転入力端子１に接続さ
れるサーミスタＴＨの電位が、非反転入力端子３に接続
される基準抵抗Ｒ２の電位よりも高くなり、比較器ＩＣ
１は出力端子４から略０Ｖのローレベル信号をフォトカ
プラーＰＣ１に出力する。フォトカプラーＰＣ１は、発
電機２が発電しているため端子３端子４間が導通し、端
子４から電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートＧにロ
ーレベル信号を出力する。ＦＥＴ１はノーマリーオフ形
Ｐチャンネル形電界効果トランジスタであるため、ゲー
トＧにローレベル信号が入力されることによりソースＳ
ドレインＤ間が導通する。従って、内燃機関の部品用ヒ
ーターＤが発熱する。なお、電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ１は導通すると発熱するが、この熱は基板上の切り欠
き部１により遮断されるため、サーミスタＴＨには伝導
しない。

【００３１】なお、環境温度が設定温度以下で、且つ、
エンジン回転に伴って発電機が発電する以外の場合は、
内燃機関の部品用ヒーターＤは発熱しない。例えば、エ
ンジンが回転していない場合は、フォトカプラーＰＣ１
の端子３端子４間が導通しないため、内燃機関の部品用
ヒーターＤは発熱しない。また、環境温度が設定温度以
上である場合は、エンジンの回転の有無に関わらず、比
較器ＩＣ１の出力端子４からＦＥＴ１のゲートＧにハイ
レベル信号が出力されるため、ＦＥＴ１のソースＳドレ
インＤ間は導通せず、内燃機関の部品用ヒーターＤは発
熱しない。

【００３２】第１の実施の形態１０において、図６に示
される回路部分Ｅは、適宜変更されてもよく、例えば図
７〜図９に示される回路のようであってもよい。図７
は、図６に示される回路構成の一部分を変えた第１の実
施の形態１０の変形例１１の回路図である。図７中、図
６と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略
し、異なる点についてのみ説明する。図７に示される回
路と、図６に示される回路との相違点は、図６に示され
る回路において、発電判別手段Ｂを、フォトカプラーＰ
Ｃ１からノーマリーオフ形（エンハンスメント形ともい
う）Ｎチャンネル形電界効果トランジスタＦＥＴ３に変
更した点である。図７において、Ｎチャンネル形電界効
果トランジスタＦＥＴ３は、ゲートＧがダイオードＤ３
等を介して発電機２に、ソースＳが比較器ＩＣ１の出力
端子４に、ドレインＤがＰチャンネル形電界効果トラン
ジスタＦＥＴ１のゲートＧ及び抵抗Ｒ５を介してＦＥＴ
１のソースＳに接続される。

【００３３】変形例１１の回路においては、環境温度判
別手段Ａからの信号は電界効果トランジスタＦＥＴ３の
ソースＳに入力され、エンジン回転に伴って発電機２が
発生する信号がゲートＧに入力される。電界効果トラン
ジスタＦＥＴ３は、ノーマリーオフ形Ｎチャンネル形電
界効果トランジスタであるため、ゲートＧに入力がない
場合はソースＳドレインＤ間は導通せず、ゲートＧにハ
イレベル信号が印加されるとソースＳドレインＤ間が導
通する。すなわち、エンジン回転によって発電機が信号
を発生するとソースＳドレインＤ間が導通する。図７の
回路を有する変形例１１の作用は、第１の実施の形態１
０と同様である。すなわち、環境温度が設定温度以下の
場合であって、且つ、エンジン回転に伴って発電機が発
電した場合のみ、内燃機関の部品用ヒーターＤが通電さ
れヒーターが作動する。

【００３４】図８は、図６に示される回路構成の一部分
を変えた第１の実施の形態１０の他の変形例１２の回路
図である。図８中、図６と同一構成要素には同一符号を
付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明す
る。図８に示される回路と、図６に示される回路との相
違点は、図６に示される回路において、発電判別手段Ｂ
を、フォトカプラーＰＣ１からＮＰＮ形バイポーラトラ
ンジスタＴＲ１に変更した点である。図８において、図
８において、ＮＰＮ形バイポーラトランジスタＴＲ１
は、ベースＢがダイオードＤ３等を介して発電機２に、
エミッタＥが環境温度判別手段Ａである比較器ＩＣ１の
出力端子４に、コレクタＣがＰチャンネル形電界効果ト
ランジスタＦＥＴ１のゲートＧ及び抵抗Ｒ５を介してＦ
ＥＴ１のソースＳに接続される。変形例１２の回路にお
いては、環境温度判別手段Ａからの信号がＮＰＮ形バイ
ポーラトランジスタＴＲ１のエミッタＥに入力され、エ
ンジンの回転に伴って発電機が発生する信号がベースＢ
に入力される。ＮＰＮ形バイポーラトランジスタＴＲ１
は、ベースＢに入力があると、エミッタＥコレクタＣ間
が導通する。

【００３５】図８の回路を有する変形例１２の作用は、
図６の第１の実施の形態１０と同様である。すなわち、
環境温度が設定温度以下の場合であって、且つ、エンジ
ン回転に伴って発電機が発電した場合のみ、内燃機関の
部品用ヒーターＤが通電されヒーターが作動する。

【００３６】図９は、図６に示される回路構成の一部分
を変えた第１の実施の形態１０の他の変形例１３の回路
図である。図９中、図６と同一構成要素には同一符号を
付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明す
る。図９において、図６と異なるところは、図６では発
電判別手段Ｂが環境温度判別手段Ａとスイッチングデバ
イスＣとの間に接続されていたのに対し、図９では環境
温度判別手段Ａが発電判別手段Ｂとスイッチングデバイ
スＣとの間に接続される点である。すなわち、図９に示
される回路と図６に示される回路との相違点は、環境温
度判別手段Ａと発電判別手段Ｂの回路上の接続位置を入
れ換えた点にある。

【００３７】図９において、発電機２から出力される信
号は、まず、発電判別手段Ｂに入力される。発電判別手
段Ｂとしては、発電機２が発電したときにのみ発電機か
らの信号を後に続く回路に導通するものが用いられ、例
えば、ノーマリーオフ形（エンハンスメント形ともい
う）Ｎチャンネル形電界効果トランジスタが挙げられ
る。図９において、発電判別手段Ｂとしては、ノーマリ
ーオフ形Ｎチャンネル形電界効果トランジスタＦＥＴ４
が用いられ、電界効果トランジスタＦＥＴ４はゲートＧ
に正電位の入力信号（ハイレベル信号）がある場合のみ
ソースＳドレインＤ間が導通する。電界効果トランジス
タＦＥＴ４は、ゲートＧがダイオードＤ３等を介して発
電機２及び抵抗Ｒ８を介してアースに、ソースＳがアー
スに、ドレインＤが比較器ＩＣ１の基準抵抗Ｒ２に接続
される。

【００３８】測温抵抗体ａは、第１の実施の形態１０と
同様のものを用いることができる。図９において、測温
抵抗体ａとしては、図６と同じサーミスタＴＨが用いら
れる。環境温度判別手段Ａは、第１の実施の形態と同様
のものを用いることができる。図９において、環境温度
判別手段Ａとしては、サーミスタＴＨ及び比較器ＩＣ１
等からなるものが用いられる。比較器ＩＣ１は、非反転
入力端子３が基準抵抗Ｒ２を介して電界効果トランジス
ターＦＥＴ４のドレインＤと抵抗Ｒ１等を介してバッテ
リー３とに、反転入力端子１がサーミスタＴＨと抵抗Ｒ
３等を介してバッテリー３とに接続され、出力端子４が
電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートＧに接続され
る。なお、図９に示す変形例１３の回路図において、第
１の実施の形態１０と同様の理由により、抵抗Ｒ１と抵
抗Ｒ３は同じ抵抗値のものが用いられている。

【００３９】スイッチングデバイスＣは、第１の実施の
形態１０と同様のものが用いられる。図９において、ス
イッチングデバイスＣとしては、図６と同じノーマリー
オフ形Ｐチャンネル形電界効果トランジスタＦＥＴ１が
用いられる。電界効果トランジスタＦＥＴ１は、ゲート
Ｇが環境温度判別手段Ａである比較器ＩＣ１の出力端子
４に、ソースＳがバッテリー３のプラス電極に、ドレイ
ンＤが内燃機関の部品用ヒーターＤに接続される。電界
効果トランジスタＦＥＴ１は、ゲートＧに略ゼロボルト
のような所定の電位以下の信号（ローレベル信号）が入
力される場合のみ内燃機関の部品用ヒーターＤに通電す
る。内燃機関の部品用ヒーターＤは、第１の実施の形態
１０と同様のものが用いられる。

【００４０】変形例１３は、上記測温抵抗体ａ、環境温
度判別手段Ａ、発電判別手段Ｂ、スイッチングデバイス
Ｃ及び内燃機関の部品用ヒーターＤが、図９に示される
回路図のように接続される。すなわち、発電機２が電界
効果トランジスタＦＥＴ４（発電判別手段Ｂ）のゲート
Ｇに、電界効果トランジスタＦＥＴ４のドレインＤが環
境温度判別手段Ａの基準抵抗Ｒ２に、環境温度判別手段
Ａの比較器ＩＣ１が電界効果トランジスタＦＥＴ１（ス
イッチングデバイスＣ）のゲートＧに接続される。

【００４１】次に、変形例１３の回路の作用について、
図９に基づいて説明する。環境温度が設定温度以下で、
且つ、エンジン回転に伴って発電機が発電すると、発電
機２が出力した交流信号はダイオードＤ３で整流され、
抵抗Ｒ８の電圧降下分の正電位の信号（ハイレベル信
号）が電界効果トランジスタＦＥＴ４のゲートＧに入力
され、ＦＥＴ４のソースＳドレインＤ間が導通する。こ
の導通により基準抵抗Ｒ２の一端がＦＥＴ４を介してア
ースされ、比較器ＩＣ１は、アースに対するサーミスタ
ＴＨと基準抵抗Ｒ２との電位の高低を比較する。この
際、環境温度が設定温度以下であるため、サーミスタＴ
Ｈによる電位が基準抵抗Ｒ２による電位よりも高くな
り、比較器ＩＣ１はサーミスタＴＨから反転入力端子１
に入力されたハイレベル信号を選択して反転し、０Ｖの
信号（ローレベル信号）が出力端子４から出力される。
電界効果トランジスタＦＥＴ１は、ローレベル信号がゲ
ートＧに入力されることにより、ソースＳドレインＤ間
が導通し、内燃機関の部品用ヒーターＤが発熱する。な
お、電界効果トランジスタＦＥＴ１は導通すると発熱す
るが、この熱は基板上の切り欠き部１により遮断される
ため、サーミスタＴＨには伝導しない。

【００４２】なお、環境温度が設定温度以下で、且つ、
エンジン回転に伴って発電機が発電する以外の場合は、
内燃機関の部品用ヒーターＤは発熱しない。例えば、エ
ンジンが回転していない場合は、電界効果トランジスタ
ＦＥＴ４のゲートＧにハイレベル信号の入力がなく、ソ
ースＳドレインＤ間が断絶される。このため、比較器Ｉ
Ｃ１の非反転入力端子３には、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ１等を
介したのみのバッテリー３からのハイレベル信号が入力
される。この信号の電位は、抵抗Ｒ６、抵抗Ｒ１、抵抗
Ｒ３及びサーミスタＴＨの抵抗値の設定により、サーミ
スタＴＨによる電位よりも常に高くなるように設定され
るため、比較器ＩＣ１は、非反転入力端子３に入力され
たハイレベル信号を反転せずに出力端子４から電界効果
トランジスタＦＥＴ１のゲートＧに出力する。電界効果
トランジスタＦＥＴ１は、ゲートＧにハイレベル信号が
入力されてもソースＳドレインＤ間を導通しないため、
内燃機関の部品用ヒーターＤは発熱しない。

【００４３】また、エンジン回転に伴って発電機が発電
しているが環境温度が設定温度以上である場合は、サー
ミスタＴＨによる電位が基準抵抗Ｒ２による電位よりも
低くなり、比較器ＩＣ１は、非反転入力端子３に入力さ
れたハイレベル信号を反転せずに出力端子４から電界効
果トランジスタＦＥＴ１のゲートＧに出力する。電界効
果トランジスタＦＥＴ１は、ゲートＧにハイレベル信号
が入力されてもソースＳドレインＤ間を導通しないた
め、内燃機関の部品用ヒーターＤは発熱しない。

【００４４】なお、本発明の内燃機関の部品用ヒーター
の通電制御回路基板の回路は本発明の要旨を変更しない
限り適宜変更してもよい。例えば、スイッチングデバイ
スＣに、環境温度判別手段Ａと発電判別手段Ｂとが接続
されており、環境温度判別手段Ａからの信号と発電判別
手段Ｂからの信号とが並列的に入力されて内燃機関の部
品用ヒーターＤへの通電を判断制御するような回路でも
よい。

【００４５】本発明の内燃機関の部品用ヒーターの通電
制御回路基板は、例えば、自動車、自動二輪車等のエン
ジン（内燃機関）用の気化器等の内燃機関の部品用ヒー
ター及びその制御に用いることができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、測温抵抗体とスイッチングデバイスとが同
一基板上にマウントされても、基板の一部に設けられた
切り欠き部で隔てられているため、スイッチングデバイ
スで発生した熱が基板を通じて測温抵抗体に伝導し難く
なる。従って、スイッチングデバイスで発生した熱の影
響によりヒーターが誤作動することがなくなり、ヒータ
ーが常に適切に作動する。

【００４７】また、請求項２記載の発明によれば、上記
効果に加え、測温抵抗体とスイッチングデバイスとが同
一基板の同一平面上にマウントされるため、基板をより
コンパクト化できる。

【００４８】また、請求項３記載の発明によれば、上記
効果に加え、切り欠き部がスリット形状であるため、切
り欠き部の面積が小さくても基板内の熱伝導を有効に遮
断できる。従って、基板上切り欠き部が形成されない部
分の面積が大きくなり、多数のデバイスをマウントでき
る。

【００４９】また、請求項４記載の発明によれば、上記
効果に加え、プラスチックケースに内蔵されるため、特
に自動二輪車に装着されても、内蔵された回路基板が外
気や水分にさらされることなく有効に機能する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態１０の平面図の模式
図である。

【図２】異なる形状の切り欠き部を有する第１の実施の
形態１０の変形例１０ｂの平面図の模式図である。

【図３】異なる形状の切り欠き部を有する第１の実施の
形態１０の変形例１０ｃの平面図の模式図である。

【図４】異なる形状の切り欠き部を有する第１の実施の
形態１０の変形例１０ｄの平面図の模式図である。

【図５】図１のＸ−Ｘ線に沿う第１の実施の形態１０の
断面の模式図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態１０の回路図であ
る。

【図７】本発明の第１の実施の形態１０の変形例１１の
回路図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態１０の変形例１２の
回路図である。

【図９】本発明の第１の実施の形態１０の変形例１３の
回路図である。

【図１０】従来の内燃機関の部品用ヒーターの回路基板
の平面図の模式図である。

【符号の説明】

ａ 測温抵抗体 Ａ 環境温度判別手段 Ｂ 発電判別手段 Ｃ スイッチングデバイス Ｄ 内燃機関の部品用ヒーター ＩＣ１ 比較器 ＴＨ サーミスタ Ｒ２ 基準抵抗 ＰＣ１ フォトカプラー ＦＥＴ１ ノーマリーオフ形Ｐチャンネル形電界効果
トランジスタ Ｃ スイッチングデバイス Ｄ 内燃機関の部品用ヒーター ＩＣ１ 比較器 ＴＨ サーミスタ Ｒ２ 基準抵抗 ＰＣ１ フォトカプラー ＦＥＴ１ ノーマリーオフ形Ｐチャンネル形電界効果
トランジスタ ＦＥＴ２ 電界効果トランジスタ ＦＥＴ３ ノーマリーオフ形Ｎチャンネル形電界効果
トランジスタ ＦＥＴ４ ノーマリーオフ形Ｎチャンネル形電界効果
トランジスタ １、１ｂ、１ｃ 切り欠き部 ２ 発電機（交流発電機） ３ バッテリー ５ 基板 ５ａ 基板の表面 ５ｂ 基板の裏面 ５１ 切り欠き部が形成されていない部分 ６ プラスチックケース １０、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１１、１２、１３、２
０内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回路基板 ３１、３２、３３、３４ 通電制御回路基板の端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井出村 恒夫 東京都港区芝大門１−１−26 ニチアス株 式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA00 CA00 CA02 DA29 EA11 EC01 FA00 FA02 FA03 3G301 HA01 HA22 JA08 KA02 LA00 LA09 LB09 NA08 NE19 PA10Z PG00Z PG01Z 5E338 AA00 BB02 BB13 BB75 CC01 EE03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環境温度が設定温度以下であることを検
   知する測温抵抗体と、該測温抵抗体で検知した環境温度
   が設定温度以下であること及びエンジン回転に伴って発
   電機が発電することの両方を満たす場合に内燃機関の部
   品用ヒーターに通電するスイッチングデバイスとが、基
   板の一部に設けられた切り欠き部を隔てて同一基板上に
   マウントされることを特徴とする内燃機関の部品用ヒー
   ターの通電制御回路基板。
2. 【請求項２】 前記測温抵抗体と前記スイッチングデバ
   イスとが、基板の一部に設けられた切り欠き部を隔てて
   前記同一基板の同一平面上にマウントされることを特徴
   とする請求項１記載の内燃機関の部品用ヒーターの通電
   制御回路基板。
3. 【請求項３】 前記切り欠き部が、スリット形状に形成
   されることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関
   の部品用ヒーターの通電制御回路基板。
4. 【請求項４】 水分に接触しないようプラスチックケー
   スに内蔵されることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１項記載の内燃機関の部品用ヒーターの通電制御回路
   基板。