JP2000324674A - ワイヤーハーネス装置 - Google Patents

ワイヤーハーネス装置

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JP2000324674A JP11131711A JP13171199A JP2000324674A JP 2000324674 A JP2000324674 A JP 2000324674A JP 11131711 A JP11131711 A JP 11131711A JP 13171199 A JP13171199 A JP 13171199A JP 2000324674 A JP2000324674 A JP 2000324674A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒュージブルリンク等を設けず、ワイヤーハ
ーネス線径を小径化及び軽量化することにより、安価で
簡単な構成からなる過電流保護装置を備えたワイヤーハ
ーネス装置を提供する。 【解決手段】 バッテリ１と負荷５との間に設けられた
過電流保護装置７において、電流検出部７３がバッテリ
１から負荷５に流れる電流を検出すると、判定回路７５
は、電線が完全短絡したときの完全短絡電流値をしきい
電流値に設定し、電流検出部７３で検出された電流の値
がしきい電流値以上になったかどうかを判定し、電流検
出部７３で検出された電流の値がしきい電流値以上にな
った場合に、駆動回路７７がヒータ７９を発熱させて、
その発熱により遮断部８１は、第１のバスバー１１と第
２のバスバー１９との電気的な接続を遮断することによ
り、負荷５へのバッテリ１の供給を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリから負荷
への電流が過電流となったときに回路を遮断する過電流
保護装置を備えたワイヤーハーネス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両に設けられる電装システムでは、パ
ワーウインドウ等の負荷に何らかの異常が発生したり、
バッテリーと各負荷とを接続している複数の電線によっ
て構成されたワイヤーハーネス等に何らかの異常が発生
したとき、バッテリーと、ワイヤーハーネスとの間に介
挿されたヒューズを溶断させて、バッテリーと、ワイヤ
ーハーネスとの間を遮断する各種の保護装置が開発され
ている。
【０００３】図９は過電流保護装置を備えたワイヤーハ
ーネス装置の一例を示す回路図である。図９に示すワイ
ヤーハーネス装置は、図示しない電源と負荷であるモー
タ１０１を接続する回路を備え、スローブローヒューズ
またはヒュージブルリンクと比較して応答性の早いブレ
ードヒューズ１０３ｂと、ＰＴＣ素子１１１とを直列に
接続した回路を有する過電流保護装置１１４を設けてい
る。また、電線Ａは、図示しない電源とモータ１０１と
リレー１０２と過電流保護装置１１４とを接続してい
る。
【０００４】図１０に、図９のワイヤーハーネス装置の
回路に対応する電流−応答時間特性を示す。図１０で
は、過電流保護装置１１４により得られる保護特性１１
５と、電線Ａとモータ１０１の電流特性１０７及びリレ
ー１０２の過電流特性１０８とを比較した。点Ｐはブレ
ードヒューズ１０３ｂの保護特性とＰＴＣ素子１１１の
保護特性とが交わる点を示し、この点Ｐよりも右の領域
はＰＴＣ素子１１１が前記回路を保護し、点Ｐよりも左
の領域はブレードヒューズ１０３ｂが前記回路を保護し
ている。また、１０７はモータ１０１にかかる電流特性
で、１０８はリレーにかかる過電流特性で、１０９は電
線Ａの電流特性を示し、１１０は、電線Ａよりも導体断
面積の大きい電線Ｂの電流特性である。
【０００５】図１０からもわかるように、前記回路にお
いて電線Ｂより導体断面積の小さな電線Ａを用いても過
電流保護装置１１４より得られる保護特性１１５上には
交点は存在せず、リレー１０２より過電流が発生しても
過電流保護装置１１４によりこの回路は保護されるた
め、導体断面積の小さな電線Ａを用いることができる。
このため、例えば導体断面積が２ｓｑの代わりに１．２
５ｓｑ電線を用いることができ、導体断面積が少なくと
も１サイズ下の電線を用いることができる。
【０００６】また、図１１に従来のワイヤーハーネス装
置の他の一例を示す。図１１において、バッテリ１には
１５ｓｑ電線２ａを介してヒュージブルリンクブロック
３ａが接続され、このヒュージブルリンクブロック３ａ
には５ｓｑ電線２Ｂを介してリレー４ａ〜４ｃ及びヒュ
ーズ４ｄ〜４ｋを有するリレー・ヒューズブロック４が
接続され、このリレー・ヒューズブロック４には複数の
負荷５（５ａ〜５ｈ）が接続される。
【０００７】ヒュージブルリンクブロック３ａは、ヒュ
ージブルリンク９ａ〜９ｈを備えるとともに、３０Ａの
ヒュージブルリンク９ｂに接続された３ｓｑ電線２Ｅと
３０Ａのヒュージブルリンク９ｃに接続された２ｓｑ電
線２ｆと３０Ａのヒュージブルリンク９ｄに接続された
２ｓｑ電線２ｇとで構成されるワイヤーハーネスＷ／Ｈ
ｅを有する。さらに、ヒュージブルリンクブロック３ａ
は、４０Ａのヒュージブルリンク９ｅに接続された３ｓ
ｑ電線２ｈと４０Ａのヒュージブルリンク９ｆに接続さ
れた３ｓｑ電線２ｉと４０Ａのヒュージブルリンク９ｇ
に接続された３ｓｑ電線２ｊと６０Ａのヒュージブルリ
ンク９ｈに接続された５ｓｑ電線２Ｂとで構成されるワ
イヤーハーネスＷ／Ｈｆを有して構成される。
【０００８】１００Ａのヒュージブルリンク９ａは、バ
ッテリ１と１５ｓｑ電線２ａ，１５ｓｑ電線２ｄを介す
るオルタネータ８との間の回路を保護するとともに、ワ
イヤーハーネスＷ／Ｈｅの下流の例えば、パワーウィン
ドウＰ／ＷＤＷ，サンルーフＳＵＮ ＲＯＯＦ、ファン
（１）（２）等の負荷を保護する。バッテリ１は、１５
ｓｑ電線２ａを介して直接ワイヤーハーネスＷ／Ｈｆに
接続され、ワイヤーハーネスＷ／Ｈｆの下流の複数の負
荷に電源を供給する。バッテリ１は、２０ｓｑ電線２ｃ
を介してモータ６に電源を供給する。
【０００９】以上図１１で説明したワイヤーハーネス装
置において、ヒュージブルリンク９ａ〜９ｈの下流の電
線２Ｂ，２ｄ，２Ｅ，２ｆ〜２ｊのサイズは、以下のよ
うな方法で決定していた。
【００１０】（１）まず、下流負荷の総和に余裕率（１
１０％から１２０％）を乗算した値に近いヒュージブル
リンクを選出する。例えば、下流負荷の電流が３５Ａで
ある場合には、３５Ａ×１．１＝３８．５Ａとなるた
め、４０Ａのヒュージブルリンクを使用する。
【００１１】（２）次に、図６にヒュージブルリンク溶
断特性及び電線発煙特性を示す。図６において、横軸
は、電流値であり、縦軸は、時間である。実線は各定格
電流でのヒュージブルリンクの溶断特性を示し、点線
は、各電線の発煙特性を示している。各電線は導体断面
積（例えば、２ｍｍ2、３ｍｍ2）で区別している。
【００１２】図６において、ヒュージブルリンクの溶断
特性に交わらず、且つ溶断特性の外側に位置する発煙特
性を持つ電線の中から電線サイズを決定する。例えば、
図１１のヒュージブルリンク９ｅ〜９ｇのように、４０
Ａのヒュージブルリンクを使用した場合には、図６にお
いて、４０Ａのヒュージブルリンクの溶断特性に交わら
ず、且つ溶断特性の外側に位置する発煙特性を持つ電線
の中から電線サイズを決定すると、３ｍｍ2となり、３
ｓｑ電線２ｈ〜２ｊが決定される。ここで、負荷の要求
特性上、電圧降下を考慮して電線サイズを大きく取るこ
ともあるが、通常では、ヒュージブルリンクの溶断特性
に近いサイズ（最小サイズ）を使用する。
【００１３】また、一般的にヒュージブルリンクによる
保護回路は、下流負荷のロック電流、突入電流は、考慮
されていない。ヒュージブルリンクの溶断時間（ＪＡＳ
ＯＤ６１４：大電流ヒューズ）は、定格電流の１１０％
で４時間以上、２００％で５秒から１００秒、３５０％
で０．２秒から７秒、６００％で０．０４秒から１秒と
規定されている。このことは、定格電流の１１０％で
は、ヒュージブルリンクが切れないこと、２００％で溶
断することもあるとも理解でき、溶断性能が曖昧である
ことを示している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示す従来の過電流保護装置１１４にあっては、ブレード
ヒューズ１０３ｂとＰＴＣ素子１１１とを設けており、
回路が複雑でしかも回路が高価なものとなっていた。ま
た、過電流保護装置１１４は各負荷毎に設けなければな
らず、複数の過電流保護装置１１４を収納する収納ケー
スが大きくなるという問題もあった。
【００１５】また、図１１に示す従来のワイヤーハーネ
ス装置にあっては、各負荷、ブロック毎にヒュージブル
リンクが設定されているため、ワイヤーハーネス装置が
高価になるという問題があった。さらに、図６に示すヒ
ュージブルリンク溶断特性及び電線発煙特性を考慮し
て、電線サイズが設定されているため、電線サイズが充
分余裕をもって大きく設定されている。このため、複数
の電線で構成されるワイヤーハーネス全体では、かなり
の重量となっていた。
【００１６】本発明は、ヒュージブルリンク等を設ける
ことなく、しかもワイヤーハーネス線径を小径化及び軽
量化することにより、安価で簡単な構成からなる過電流
保護装置を備えたワイヤーハーネス装置を提供すること
を課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、以下の構成とした。請求項１の発明のワイ
ヤーハーネス装置は、電源と負荷との間に設けられ且つ
前記電源から電線を構成するワイヤーハーネスを介して
前記負荷に流れる過電流を検出して前記電源及び前記負
荷間を遮断する過電流保護装置を備えたワイヤーハーネ
ス装置であって、前記過電流保護装置は、前記電源から
前記負荷に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記
電線が完全短絡したときにおける完全短絡電流値をしき
い電流値に設定し、前記電流検出手段で検出された電流
の値が前記しきい電流値以上になったかどうかを判定す
る判定手段と、前記電流検出手段で検出された電流の値
が前記しきい電流値以上になった場合に前記負荷への前
記電源の供給を遮断する遮断装置とを備えることを特徴
とする。
【００１８】請求項１の発明によれば、電流検出手段が
電源から負荷に流れる電流を検出すると、判定手段は、
電線が完全短絡したときにおける完全短絡電流値をしき
い電流値に設定し、電流検出手段で検出された電流の値
がしきい電流値以上になったかどうかを判定し、遮断装
置は、電流検出手段で検出された電流の値がしきい電流
値以上になった場合に負荷への前記電源の供給を遮断す
る。
【００１９】このため、過電流保護装置の下流にはヒュ
ージブルリンク等を設けないで済むようになり、簡単で
安価なワイヤーハーネス装置を提供でき、また、ヒュー
ジブルリンク等を設けないから、電線径を負荷容量に合
わせて最適に選択することができ、これによって、過電
流保護装置の下流のワイヤーハーネス線径の小径化及び
軽量化を図ることができる。
【００２０】請求項２の発明の前記しきい電流値は、車
両に配索される複数の電線の内の最小径を有する基準長
の電線が完全短絡したときにおける電流値であることを
特徴とする。
【００２１】請求項２の発明によれば、しきい電流値
は、車両に配索される複数の電線の内の最小径を有する
基準長の電線が完全短絡したときにおける電流値である
ため、より小さい完全短絡電流値により回路を遮断する
ことができる。
【００２２】請求項３の発明の前記判定手段は、前記し
きい電流値を前記完全短絡電流値の略３０％から略７０
％までの範囲内の値に設定することを特徴とする。
【００２３】請求項３の発明によれば、判定手段は、し
きい電流値を完全短絡電流値の略３０％から略７０％ま
での範囲内の値に設定するため、回路をより迅速に遮断
することができる。
【００２４】請求項４の発明は、前記過電流保護装置と
前記負荷との間にヒューズを設けたことを特徴とする。
【００２５】請求項４の発明によれば、過電流保護装置
と負荷との間に設けられたヒューズは、負荷に異常電流
が流れたときには溶断するため、回路を遮断することが
できる。
【００２６】請求項５の発明は、前記電源と第２の負荷
との間にヒュージブルリンクを設けたことを特徴とす
る。
【００２７】請求項５の発明によれば、電源と第２の負
荷との間に設けられたヒュージブルリンクは、第２の負
荷に異常電流が流れたときには溶断するため、回路を遮
断することができ、過電流保護装置の保護を受けない回
路に用いることができる。
【００２８】請求項６の発明の前記遮断装置は、前記電
源側に接続された第１の接続端子と前記負荷側に接続さ
れた第２の接続端子との間に配置され、前記第１の接続
端子及び前記第２の接続端子に接触し、加熱剤を充填し
た導電性を有する加熱部と、この加熱部に収納され、前
記電流検出手段で検出された電流の値が前記短絡電流値
以上になった場合に前記加熱部に充填された加熱剤に着
火する着火部と、前記加熱部に接触して配置され且つ前
記加熱部を押圧する伸縮自在な弾性部材と、この弾性部
材、前記着火部及び前記加熱部を収納する外容器と、こ
の外容器に形成され且つ前記弾性部材による前記加熱部
への押圧力を阻止する樹脂部材からなる突起部ととを備
えることを特徴とする。
【００２９】請求項６の発明によれば、外部からの異常
信号により着火部が着火すると、加熱部に充填された加
熱剤が発熱し、その熱により外容器に形成された樹脂部
材からなる突起部が溶融する。すると、弾性部材が伸張
して加熱部を押し上げ、加熱部と第１の接続端子及び第
２の接続端子との電気的接続が切断される。このため、
第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断
されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気
部品を保護することができる。
【００３０】請求項７の発明は、前記加熱部の端部には
側壁部が形成され、前記第１の接続端子及び前記第２の
接続端子のそれぞれと前記側壁部とを低融点材により接
合したことを特徴とする。
【００３１】請求項７の発明によれば、第１の接続端子
及び第２の接続端子のそれぞれと側壁部とを低融点材に
より接合したため、加熱剤の発熱により樹脂部材及び低
融点材が溶融すると、加熱部が跳ね上がり、第１の接続
端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断されるか
ら、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保
護することができる。また、第１の接続端子及び第２の
接続端子と加熱部との接合部である低融点材にバネ力が
加わらないため、接合部の信頼性を向上することができ
る。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のワイヤーハーネス
装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。実
施の形態のワイヤーハーネス装置は、過電流保護装置を
備えて構成される。
【００３３】図１は実施の形態の過電流保護装置の回路
構成図である。図２は実施の形態の過電流保護装置を備
えたワイヤーハーネス装置を示す回路構成図である。図
３は実施の形態の過電流保護装置に設けられた遮断装置
の遮断前後のＡ−Ａ間の断面図である。図４は実施の形
態の過電流保護装置に設けられた遮断装置の上面図であ
る。図５は実施の形態の過電流保護装置に設けられた遮
断装置の遮断前のＢ−Ｂ間の断面図である。
【００３４】まず、実施の形態のワイヤーハーネス装置
では、以下の点に着目して、過電流保護装置の下流のワ
イヤーハーネス線径の小型化、及び軽量化を図った。
【００３５】（１）まず、ヒュージブルリンクの保護範
囲は、図６に示す溶断性能からもわかるように、完全短
絡（デッドショート）のみカバーしている。完全短絡と
は、電線が完全に車体に触れて短絡することである。
【００３６】（２）ヒュージブルリンク溶断性能の余裕
が大きいため、図６に示すように、６０Ａのヒュージブ
ルリンクは、約９０Ａ（時間が１０００秒における電流
値）まで通電可能である。１００Ａのヒュージブルリン
クは、約１５０Ａ（時間が１０００秒における電流値）
まで通電可能であり、電線の選定が大きくなりすぎてい
る。
【００３７】（３）（２）より必要以上に電線径が大き
くなるため、電線径を抑えるためにヒュージブルリンク
の数が多くなる。また、電線径が大きくなると、ワイヤ
ーハーネス製造時、回路のジョイント・端子の取り付け
等が制約される。
【００３８】完全短絡時の電流値は、バッテリの充電状
態、バッテリの容量・接続電線径によっても違うが、５
００Ａ以上放電する。この完全短絡時の電流値は、通常
使用状態の値とは大きく違うため、判定しやすい。
【００３９】従って、完全短絡時の電流値をしきい電流
値として判定して、回路を遮断する過電流保護装置を設
定すれば、（ａ）過電流保護装置の下流にはヒュージブ
ルリンクを必要としない。（ｂ）また、電線径は、負荷
容量に合わせた最適径を選択することができる。
【００４０】そこで、以上の点を考慮して図２に示すよ
うなワイヤーハーネス装置を構成した。図２において、
バッテリ１には１５ｓｑ電線２ａを介してヒュージブル
リンクブロック３が接続され、このヒュージブルリンク
ブロック３には３ｓｑ電線２ｂを介してリレー４ａ〜４
ｃ及びヒューズ４ｄ〜４ｋを有するリレー・ヒューズブ
ロック４が接続され、このリレー・ヒューズブロック４
には複数の負荷５（５ａ〜５ｈ）が接続される。
【００４１】ヒュージブルリンクブロック３は、バッテ
リ１から負荷５，オルタネータ８等の負荷に流れる電流
が完全短絡時の電流値となったときにバッテリ１から負
荷への電流供給を遮断して回路を保護する過電流保護装
置７ａ，７ｂと、ヒュージブルリンク９とを備える。
【００４２】また、ヒュージブルリンクブロック３は、
２ｓｑ電線２ｅ，２ｓｑ電線２ｆ，２ｓｑ電線２ｇで構
成されるワイヤーハーネスＷ／Ｈａと、４０Ａのヒュー
ジブルリンク９を介する３ｓｑ電線２ｈで構成されるワ
イヤーハーネスＷ／Ｈｂと、３ｓｑ電線２ｉ，３ｓｑ電
線２ｊ，３ｓｑ電線２ｂで構成されるワイヤーハーネス
Ｗ／Ｈｃとを備えて構成される。
【００４３】過電流保護装置７ａは、１５ｓｑ電線２ａ
とオルタネータ８に接続された１５ｓｑ電線２ｄとの間
に設けられ、回路が完全短絡した時にバッテリ１とオル
タネータ８との間の回路を遮断して保護する。
【００４４】過電流保護装置７ｂは、回路が完全短絡し
たときに回路を遮断して、ワイヤーハーネスＷ／Ｈａの
下流の例えば、パワーウィンドウＰ／ＷＤＷ，サンルー
フＳＵＮ ＲＯＯＦ、ファン（１）（２）等の負荷を保
護するとともに、ワイヤーハーネスＷ／Ｈｃの下流の例
えば、ＡＢＳ ＵＮＩＴ、リレー・ヒューズブロック４
を保護する。
【００４５】ここで、過電流保護装置７ｂは、リレー・
ヒューズブロック４よりも右側の回路、すなわち、複数
の負荷５ａ〜５ｈを保護しない。複数の負荷５ａ〜５ｈ
は、過電流が流れたときにヒューズ４ｄ〜４ｋの溶断に
よって保護される。バッテリ１は、２０ｓｑ電線２ｃを
介してモータ６に電源を供給する。
【００４６】なお、過電流保護装置の保護を受けない回
路には、ヒュージブルリンク９を設け、ヒュージブルリ
ンク９を介する３ｓｑ電線２ｈにメーデー回路等の重要
な回路を接続している。メーデ回路とは、船舶、航空機
が発する無線による救難信号の意味を持ち、この場合に
は、ハザードランプやホーン、自動車電話等の回路をい
う。
【００４７】次に、過電流保護装置７ａ，７ｂの構成を
図１に従って説明する。ここでは、過電流保護装置７
ａ，７ｂを過電流保護装置７とした。過電流保護装置７
は、図１に示すように、バッテリ１と負荷５との間に設
けられており、電源７１、電流検出部７３、判定回路７
５、駆動回路７７、ヒータ７９、及び第１のバスバー１
１と第２のバスバー１９との電気的な接続を遮断する遮
断部８１を備えて構成される。
【００４８】電源７１は、例えば５Ｖであり、バッテリ
１の両端電圧を入力してこの電圧を電流検出部７３、判
定回路７５、及び駆動回路７７に供給する。電流検出部
７３は、バッテリ１から負荷５に流れる電流を検出する
もので、例えば、電流センサ等である。電流検出部７３
は、バッテリ１と負荷５との間に直列にシャント抵抗を
介挿入してシャント抵抗の両端電圧を検出してもよい。
【００４９】判定回路７５は、電流検出部７３で検出さ
れた電流の値が予め定められた電流値、例えば、電線が
完全短絡したときの完全短絡電流値以上になったかどう
かを判定する。駆動回路７７は、判定回路７５により電
流検出部７３で検出された電流の値が完全短絡電流値以
上になったと判定された場合にヒータ７９に電流を流す
ことにより遮断部８１を駆動させる。
【００５０】遮断部８１は、ヒータ７９の熱により動作
して、第１のバスバー１１と第２のバスバー１９との電
気的な接続を遮断して、バッテリ１から負荷５への電源
の供給を遮断する。
【００５１】以上の構成によれば、ワイヤーハーネス装
置において、１箇所以上の過電流保護装置７ａ，７ｂを
設け、過電流保護装置７ｂにおいて、電流検出部７３
が、バッテリ１から負荷５に流れる電流を検出する。
【００５２】そして、判定回路７５が、電流検出部７３
で検出された電流の値が電線が完全短絡したときの完全
短絡電流値以上になったかどうかを判定し、検出された
電流の値が完全短絡電流値以上になったと判定された場
合にヒータ７９に電流が流れて、遮断部８１がバッテリ
１から負荷５への電源の供給を遮断する。
【００５３】従って、過電流保護装置の下流にはサーキ
ットブレーカやヒュージブルリンク等の保護部材を設け
ないで済むようになり、簡単で安価なワイヤーハーネス
装置を提供することができる。
【００５４】また、ヒュージブルリンク等を設けないか
ら、電線径を負荷容量に合わせて最適に選択することが
できる。例えば、従来では、図１１に示すように６０Ａ
のヒュージブルリンクの下流に５ｓｑ電線２Ｂを用いて
いたが、実施の形態では、図６に示すように、ヒュージ
ブルリンクの溶断特性に関係なく、電線の発煙特性のみ
を考慮すればよい。
【００５５】電線の発煙特性において、時間が１０００
秒で約７０Ａ（６０Ａの１．１倍を満たす。）通電可能
な電線径である３ｍｍ2（３ｓｑ電線２ｂ）を選択する
ことができる。すなわち、従来の電線径よりも電線径を
小径化できる。従って、過電流保護装置の下流のワイヤ
ーハーネス線径の小径化及び軽量化を図ることができ
る。さらに、過電流保護装置の収納ケースを簡素化する
ことができる。
【００５６】なお、しきい電流値である完全短絡電流値
を、車両に配索される複数の電線の内の最小径を有する
基準長の電線が完全短絡したときにおける電流値として
もよい。電線が細いほど、より小さい電流が流れるた
め、より小さい完全短絡電流値により回路を遮断するこ
とができる。
【００５７】基準長は、例えば、１ｍである。電線の長
さにより抵抗値が変化し、この抵抗値の変化により完全
短絡電流値も変化する。このため、完全短絡電流値を決
定するために電線長を例えば、基準長とした。
【００５８】図２に示すワイヤーハーネス装置では、２
ｓｑ電線２ｅ，２ｆ，２ｇが、車両に配索される複数の
電線（２０ｓｑ電線２ｃ、１５ｓｑ電線２ａ，２ｄ、３
ｓｑ電線２ｂ，２ｈ，２ｉ，２ｊ、２ｓｑ電線２ｅ，２
ｆ，２ｇ等）の内の最小径を有する電線であり、この２
ｓｑ電線２ｅ，２ｆ，２ｇが例えば、１ｍ長で完全短絡
したときにおける電流値に設定すればよい。
【００５９】また、前述した実施の形態では、しきい電
流値を完全短絡電流値としたが、判定回路７５が、しき
い電流値を完全短絡電流値の略３０％から略７０％まで
の範囲内の値に設定してもよい。望ましくは、完全短絡
電流値の５０％とする。このようにすれば、しきい電流
値が完全短絡電流値よりも小さいため、回路をより迅速
に遮断することができ、安全性を向上することができ
る。
【００６０】次に、完全短絡電流値を実際に測定したと
きにおける試験データを２つ上げて説明する。図７は第
１の試料としての電線の完全短絡電流特性を示す図であ
る。図８は第２の試料としての電線の完全短絡電流特性
を示す図である。図７及び図８では、電圧の時間的な変
化を示している。電圧が急峻に立ち下がったタイミング
が電線の完全短絡時である。図７及び図８において、時
間軸方向の１目盛は、２００ｍｓである。
【００６１】（１）まず、第１の試料は、電線径が２ｍ
ｍ2（２ｓｑ電線）で、電線長が０．５ｍであり、電線
抵抗が４．４ｍΩである。なお、試験装置取付時には電
線抵抗は、ｒ１＝４．８ｍΩであった。完全短絡時の電
圧Ｖａは、３．４３Ｖであった。このため、完全短絡電
流値Ｉａは、 Ｉａ＝Ｖａ／ｒ１ ＝３．４３／０．００４８８ ＝７０３（Ａ） なお、電線長が１ｍである場合には、完全短絡電流値
は、約５９０Ａである。このため、しきい電流値は、 ５９０×０．５＝２９５ となり、約２９５Ａとなる。すなわち、完全短絡電流値
の５０％をしきい電流値に設定する。
【００６２】（２）次に、第２の試料は、電線径が２ｍ
ｍ2（２ｓｑ電線）で、電線長が０．５ｍで、電線抵抗
が４．４ｍΩである。なお、試験装置取付時には電線抵
抗は、ｒ１＝５．０８ｍΩであった。完全短絡時の電圧
Ｖａは３．７７Ｖであった。このため、完全短絡電流値
Ｉａは、 Ｉａ＝Ｖａ／ｒ１ ＝３．７７／０．００５０８ ＝７４３（Ａ） 電線長が１ｍである場合には、完全短絡電流値は、約６
１０Ａである。このため、しきい電流値は、 ５９０×０．５＝３０５ となり、約３０５Ａとなる。すなわち、完全短絡電流値
の５０％をしきい電流値に設定する。
【００６３】次に、過電流保護装置７に設けられた遮断
部８１、すなわち、遮断装置について説明する。図３に
示す遮断装置において、板状の長い第１のバスバー１１
は、例えば、銅または銅合金からなり、この第１のバス
バー１１にはバッテリ等に接続される丸穴部１２が形成
されている。第１のバスバー１１は、下方に略直角に曲
げられている。
【００６４】また、板状の長い第２のバスバー１９も、
例えば、銅または銅合金からなり、この第２のバスバー
１９には負荷等に接続される丸穴部２０が形成されてい
る。第２のバスバー１９も下方に略直角に曲げられてい
る。
【００６５】第１のバスバー１１と第２のバスバー１９
との間には上側ケース１４ａと下側ケース１４ｂとが配
置されており、上側ケース１４ａと下側ケース１４ｂと
は、外容器を構成し、樹脂（熱可塑性樹脂）等の絶縁材
料の容器からなる。
【００６６】下側ケース１４ｂ内には銅、銅合金等から
なるテルミットケース２６が収納されており、このテル
ミットケース２６には加熱剤２７が充填されているとと
もに、着火部２９が収納されている。
【００６７】着火部２９は、着火剤を有し、車両の衝突
事故等の車両の異常時にリード線５１に流れる電流によ
って発生する発熱により着火剤を点火して加熱剤２７に
テルミット反応熱を発生させるようになっている。
【００６８】また、テルミットケース２６に形成された
左側壁部は、第１のバスバー１１の折曲部８にハンダ
（例えば、融点が２００℃〜３００℃）等の低融点材と
しての低融点金属２３により接合され、テルミットケー
ス２６に形成された右側壁部は、第２のバスバー１９の
折曲部１０に低融点金属２３により接合されている。こ
のため、低融点金属２３及びテルミットケース２６を介
して第１のバスバー１１と第２のバスバー１９とが電気
的に接続可能となっている。
【００６９】なお、低融点金属２３としては、例えば、
Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ａｌ及びＣｕから選ばれる少なくと
も１種の金属からなる。
【００７０】加熱剤２７は、例えば、酸化鉄（Ｆｅ
2Ｏ3）等の金属酸化物の粉末、アルミニウムの粉末とに
よって構成され、リード線５１の発熱によりテルミット
反応を起こして高熱を発生するテルミット剤である。な
お、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を用いる代わりに、酸化クロム
（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）などを用いて
も良い。
【００７１】また、加熱剤２７としては、Ｂ、Ｓｎ、Ｆ
ｅＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ及びＡｌの中から選ばれる少なくと
も１種の金属粉末と、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｐｂ3Ｏ4、Ｐ
ｂＯ2、Ｆｅ3Ｏ4およびＦｅ2Ｏ3の中から選ばれる少な
くとも１種の金属酸化物と、アルミナ、ベントナイト、
タルク等からなる添加剤の少なくとも１種の混合物を用
いても良い。このような加熱剤によれば、着火部２９に
より容易に着火され、低融点金属２３を短時間で溶融す
ることができる。
【００７２】また、テルミットケース２６と下側ケース
１４ｂとの間には伸縮自在な弾性部材としての圧縮バネ
３４が配置されており、この圧縮バネ３４がテルミット
ケース２６を上方へ押圧している。
【００７３】また、上側ケース１４ａには四角形状の溝
部３７が形成され、この溝部３７に、下側ケース１４ｂ
に形成された第１の突起部３９が係合している。下側ケ
ース１４ｂには樹脂部材からなる第２の突起部４１が形
成されており、この第２の突起部４１は、テルミットケ
ース２６の上面を押圧し、圧縮バネ３４のバネ力による
テルミットケース２６の上方への移動を阻止するように
なっている。
【００７４】さらに、着火部２９にリード線５１から電
流を供給するためのターミナル５０を有するコネクタ４
５が着火部２９に接続可能に取り付けられている。
【００７５】次に、このように構成された実施の形態の
遮断装置の動作を図面を参照して説明する。まず、通常
では、第１のバスバー１１と第２のバスバー１９とは、
低融点金属２３及びテルミットケース２６を介して電気
的に接続され、バッテリ１から負荷５に電流が供給され
る。
【００７６】次に、バッテリ１と負荷５との間の回路に
が異常が発生して、完全短絡電流が流れたときには、駆
動回路７７からリード線５１を通ってコネクタ４５に電
圧が印加される。そして、コネクタ４５に印加された電
圧により着火部２９内のヒータ７９へ電流が流れる。
【００７７】すると、電流によるヒータ７９の発熱によ
り着火部２９が発火するため、テルミット剤である加熱
剤２７が以下の反応式によりテルミット反応熱を発生す
る。
【００７８】Ｆｅ2Ｏ3＋２ＡＬ→ＡＬ2Ｏ3＋２Ｆｅ＋３
８６．２Ｋｃａｌこのテルミット反応熱によりテルミッ
トケース２６が加熱され、加熱剤２７の発熱とテルミッ
トケース２６の熱により、折曲部８とテルミットケース
２６の左側壁部とを接合している低融点金属２３、折曲
部１０とテルミットケース２６の右側壁部とを接合して
いる低融点金属２３が加熱されて、溶融する。また、こ
れと同時に、下側ケース１４ｂに形成された樹脂部材か
らなる第２の突起部４１が前記熱によって溶融する。
【００７９】すると、圧縮されていた圧縮バネ３４が伸
張し、着火部２９を収納したテルミットケース２６が上
方に跳ね上がる（図１において、２６′は、上方へ移動
後のテルミットケースを示す。）。
【００８０】このため、テルミットケース２６と、第１
のバスバー１１及び第２のバスバー１９との電気的接続
が切断される。すなわち、第１のバスバー１１と第２の
バスバー１９とが電気的に遮断されて、回路が遮断され
ることになる。
【００８１】このように、実施の形態の遮断装置によれ
ば、車両内のバッテリ１と負荷との間の回路を短時間で
且つ確実に遮断することができ、電気部品を保護するこ
とができる。さらに、加熱剤２７のテルミット反応熱を
利用するため、簡単な構造の遮断装置を提供することが
できる。
【００８２】また、下側ケース１４ｂに形成された第２
の突起部４１が圧縮バネ３４の上方への伸張力を阻止す
るため、第１のバスバー１１及び第２のバスバー１９と
テルミットケース２６との接合部である低融点金属２３
にバネ力が加わらないため、接合部の信頼性を向上する
ことができる。さらに、接合部が半田等の低融点金属に
よる接合のときには、低融点金属部に応力が加わらない
ため、クラック発生がなくなる。
【００８３】なお、本発明は、前述した実施の形態のワ
イヤーハーネス装置に限定されるものではなく、このほ
か本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して
実施可能であるのは勿論である。
【００８４】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、電流検出手段
が電源から負荷に流れる電流を検出すると、判定手段
は、電線が完全短絡したときにおける完全短絡電流値を
しきい電流値に設定し、電流検出手段で検出された電流
の値がしきい電流値以上になったかどうかを判定し、遮
断装置は、電流検出手段で検出された電流の値がしきい
電流値以上になった場合に負荷への前記電源の供給を遮
断する。
【００８５】このため、過電流保護装置の下流にはヒュ
ージブルリンク等を設けないで済むようになり、簡単で
安価なワイヤーハーネス装置を提供でき、また、ヒュー
ジブルリンク等を設けないから、電線径を負荷容量に合
わせて最適に選択することができ、これによって、過電
流保護装置の下流のワイヤーハーネス線径の小径化及び
軽量化を図ることができる。
【００８６】請求項２の発明によれば、しきい電流値
は、車両に配索される複数の電線の内の最小径を有する
基準長の電線が完全短絡したときにおける電流値である
ため、より小さい完全短絡電流値により回路を遮断する
ことができる。
【００８７】請求項３の発明によれば、判定手段は、し
きい電流値を完全短絡電流値の略３０％から略７０％ま
での範囲内の値に設定するため、回路をより迅速に遮断
することができる。
【００８８】請求項４の発明によれば、過電流保護装置
と負荷との間に設けられたヒューズは、負荷に異常電流
が流れたときには溶断するため、回路を遮断することが
できる。
【００８９】請求項５の発明によれば、電源と第２の負
荷との間に設けられたヒュージブルリンクは、第２の負
荷に異常電流が流れたときには溶断するため、回路を遮
断することができ、過電流保護装置の保護を受けない回
路に用いることができる。
【００９０】請求項６の発明によれば、外部からの異常
信号により着火部が着火すると、加熱部に充填された加
熱剤が発熱し、その熱により外容器に形成された樹脂部
材からなる突起部が溶融する。すると、弾性部材が伸張
して加熱部を押し上げ、加熱部と第１の接続端子及び第
２の接続端子との電気的接続が切断される。このため、
第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断
されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気
部品を保護することができる。
【００９１】請求項７の発明によれば、第１の接続端子
及び第２の接続端子のそれぞれと側壁部とを低融点材に
より接合したため、加熱剤の発熱により樹脂部材及び低
融点材が溶融すると、加熱部が跳ね上がり、第１の接続
端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断されるか
ら、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保
護することができる。また、第１の接続端子及び第２の
接続端子と加熱部との接合部である低融点材にバネ力が
加わらないため、接合部の信頼性を向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の過電流保護装置の回路構成図であ
る。
【図２】実施の形態の過電流保護装置を備えたワイヤー
ハーネス装置を示す回路構成図である。
【図３】実施の形態の過電流保護装置に設けられた遮断
装置の遮断前後のＡ−Ａ間の断面図である。
【図４】実施の形態の過電流保護装置に設けられた遮断
装置の上面図である。
【図５】実施の形態の過電流保護装置に設けられた遮断
装置の遮断前のＢ−Ｂ間の断面図である。
【図６】ヒュージブルリンク溶断特性及び電線発煙特性
を示す図である。
【図７】第１の試料としての電線の完全短絡電流特性を
示す図である。
【図８】第２の試料としての電線の完全短絡電流特性を
示す図である。
【図９】従来の過電流保護装置を備えたワイヤーハーネ
ス装置の一例を示す回路図である。
【図１０】図９のワイヤーハーネス装置の回路に対応す
る電流−応答時間特性を示す図である。
【図１１】従来のワイヤーハーネス装置の他の一例を示
す図である。
【符号の説明】
１ バッテリ ２ａ〜２ｊ 電線 ３ ヒュージブルリンクブロック ４ リレー・ヒューズブロック ４ａ〜４ｃ リレー ４ｄ〜４ｋ ヒューズ ５ 負荷 ６ モータ ７，７ａ，７ｂ 過電流保護装置 ８ オールタネータ ９，９ａ〜９ｈ ヒュージブルリンク １１ 第１のバスバー １３，２１ バスバー先端部 １４ａ 上側ケース １４ｂ 下側ケース １９ 第２のバスバー ２３ 低融点金属 ２６ テルミットケース ２７ 加熱剤 ２８ ボルト ２８ａ 上蓋 ２９ 着火部 ３４ 圧縮バネ ３７ 溝部 ３９ 第１の突起部 ４１ 第２の突起部 ４５ コネクタ ５０ ターミナル ５１ リード線 ７１ 電源 ７３ 電流検出部 ７５ 判定回路 ７７ 駆動回路 ７９ ヒータ ８１ 遮断部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｈ 3/08 Ｈ０２Ｈ 3/08 Ｔ Ｐ Ｆターム(参考） 5G004 AA04 AB03 BA03 DA02 DA05 FA01 5G361 BA03 BA06 BA07 BB01 BB03 BC01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電源と負荷との間に設けられ且つ前記電
    源から電線を構成するワイヤーハーネスを介して前記負
    荷に流れる過電流を検出して前記電源及び前記負荷間を
    遮断する過電流保護装置を備えたワイヤーハーネス装置
    であって、 前記過電流保護装置は、 前記電源から前記負荷に流れる電流を検出する電流検出
    手段と、 前記電線が完全短絡したときにおける完全短絡電流値を
    しきい電流値に設定し、前記電流検出手段で検出された
    電流の値が前記しきい電流値以上になったかどうかを判
    定する判定手段と、 前記電流検出手段で検出された電流の値が前記しきい電
    流値以上になった場合に前記負荷への前記電源の供給を
    遮断する遮断装置と、を備えることを特徴とするワイヤ
    ーハーネス装置。
  2. 【請求項２】 前記しきい電流値は、車両に配索される
    複数の電線の内の最小径を有する基準長の電線が完全短
    絡したときにおける電流値であることを特徴とする請求
    項１記載のワイヤーハーネス装置。
  3. 【請求項３】 前記判定手段は、前記しきい電流値を前
    記完全短絡電流値の略３０％から略７０％までの範囲内
    の値に設定することを特徴とする請求項１または請求項
    ２記載のワイヤーハーネス装置。
  4. 【請求項４】 前記過電流保護装置と前記負荷との間に
    ヒューズを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項
    ３のいずれか１項記載のワイヤーハーネス装置。
  5. 【請求項５】 前記電源と第２の負荷との間にヒュージ
    ブルリンクを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求
    項４のいずれか１項記載のワイヤーハーネス装置。
  6. 【請求項６】 前記遮断装置は、前記電源側に接続され
    た第１の接続端子と前記負荷側に接続された第２の接続
    端子との間に配置され、前記第１の接続端子及び前記第
    ２の接続端子に接触し、加熱剤を充填した導電性を有す
    る加熱部と、 この加熱部に収納され、前記電流検出手段で検出された
    電流の値が前記短絡電流値以上になった場合に前記加熱
    部に充填された加熱剤に着火する着火部と、 前記加熱部に接触して配置され且つ前記加熱部を押圧す
    る伸縮自在な弾性部材と、 この弾性部材、前記着火部及び前記加熱部を収納する外
    容器と、 この外容器に形成され且つ前記弾性部材による前記加熱
    部への押圧力を阻止する樹脂部材からなる突起部と、と
    を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいず
    れか１項記載のワイヤーハーネス装置。
  7. 【請求項７】 前記加熱部の端部には側壁部が形成さ
    れ、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子のそれ
    ぞれと前記側壁部とを低融点材により接合したことを特
    徴とする請求項６記載のワイヤーハーネス装置。
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