JP2003189460A

JP2003189460A - 過電流保護回路

Info

Publication number: JP2003189460A
Application number: JP2001382829A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ashiya; 弘之芦屋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-07-04
Also published as: US20030123205A1; US6989976B2; EP1324452A2; EP1324452A3

Abstract

(57)【要約】【課題】電源遮断や自動復帰の時間を容易に調整可能
にする過電流保護回路を提供する。【解決手段】外部電装機器３の過電流に伴う異常発熱
を検出して抵抗可変素子１８ａはその抵抗値を変化させ
る。これに応じてバイアス電圧出力回路１８から出力さ
れるバイアス電圧も変化する。更に、このバイアス電圧
の変化に基づいて第２トランジスタ素子１７により供給
制御される切替制御信号に基づいてリレー１３が開閉制
御される。このような制御により、過電流に伴う異常発
熱時の電源遮断や異常発熱消失時の自動復帰が可能にな
る。このような自動復帰機能を有する本過電流保護回路
は、抵抗可変素子１８ａは従来のようにコイル１３ａに
直列的に接続されることはなく、コイル１３ａを励磁す
るための切替制御信号を供給するバイアス電圧出力回路
１８に含まれるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は過電流保護回路に関
し、特に、過電流による電源遮断状態から自動的に通常
状態に復帰する自動復帰機能を有する過電流保護回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両には車載バッテリを駆動電源
とする様々な電装機器が搭載されている。そして、この
電装機器の過電流に伴う異常発熱の検出に基づき、自動
的に電装機器への電源供給を遮断したり、また異常発熱
の消失時には自動的に通常状態に復帰することができる
自動復帰機能を有する過電流保護回路が知られている。
この電源供給遮断や自動復帰は、コイルを含むリレーが
開閉制御されることにより行われるが、従来例によると
上記異常発熱を検出するための温度検出素子にコイルに
流れる電流と同等の電流が流れるようになっていたため
に、電源遮断や自動復帰の時間調節が困難であるという
問題があった。このような問題を有する従来例を以下に
図４を用いて説明する。

【０００３】図４は、従来の過電流保護回路の一例を示
す回路図である。ここでは、過電流保護回路は、近年、
車載用に多用されているジャンクションブロックと呼ば
れる機能回路組込型の電気接続箱に組み込まれているも
のとして説明する。

【０００４】図４に示す電気接続箱９は車載されて、そ
の電源入力端子９１及び外部出力端子９２にバッテリ２
及びモータ３が接続されている。このバッテリ２は、例
えば、公知の１２Ｖ系バッテリとし、モータ３は、例え
ば、エンジン冷却用のファンを駆動するためのモータと
する。このモータ３は、２つの電源端子３ａ、３ｃ及び
２つのアース端子３ｂ、３ｄを備え、電源端子３ａ、３
ｃに供給される駆動信号によりその回転速度を可変とす
る公知の４端子型のものである。例えば、電源端子３ａ
又は３ｃのいずれか一方に電源が供給された場合には低
速回転し、それらの両端子３ａ及び３ｃに電源が供給さ
れた場合には高速回転するものであるが、ここでは、話
を簡単にするため両端子３ａ及び３ｃに同時に電源が供
給されるものとする。

【０００５】この電気接続箱９には、その内部に種々の
電子部品や樹脂部品が収容されると共に、バッテリ２か
ら供給される電力を配分するための導電板であるバスバ
ーが配策されている。そして、このバスバーの近傍に
は、温度検出素子としてのＰＴＣ（正特性サーミスタ）
９３が配置されており、このＰＴＣ９３による温度監視
に基づいてバスバーに流れる過電流を検出するようにし
ている。電気接続箱９内には、所定電流により励磁され
たコイル９７ａが接点９７ｂを開閉させて、バッテリ２
からモータ３への電源供給を制御するリレー９７が装備
されている。更に、電気接続箱９内には、信号入力端子
９４から入力される外部制御信号を受信してリレー９７
を開閉制御するため切替制御信号を出力するＣＰＵ９５
も装備されている。

【０００６】このような構成において、例えば、図示し
ないイグニッションスイッチが投入されると、信号入力
端子９４を介して外部制御信号がＣＰＵ９５に入力す
る。これに応答して、ＣＰＵ９５はハイレベル信号を出
力してトランジスタ素子９６をオンさせる。これと同時
に、バッテリ２から電源入力端子９１を介してリレー９
７のコイル９７ａに電流が流れて、その接点９７ｂが閉
成する。その結果、バッテリ２からの電流は、リレー９
７の接点９７ｂ及び外部出力端子９２を経由してモータ
３の電源端子３ａ、３ｃに供給される。これによりモー
タ３は稼働状態になる。

【０００７】この稼働状態において、例えば、車両が冠
水路走行をする場合を想定すると、この場合、上記モー
タ３の駆動するファンは浸水によりロック又はこれに近
い状態になる。しかしながら、モータ３は水による抵抗
力に反してなお駆動を継続しようとするのでロック電流
と呼ばれる過電流が流れることになる。すなわち、上記
バスバーにも過電流が流れ、これに伴いバスバーが異常
発熱する。この異常発熱により上記ＰＴＣ９３は急激に
その抵抗値を増大させ、これにより、リレー９７のコイ
ル９７ａに電流が流れなくなる。その結果、リレー９７
の接点９７ｂが開成しモータ３への電流供給も停止する
ため、過電流は消失してこれに伴いバスバーも温度低下
して、上記電子部品や樹脂部品、更にはモータ３が保護
される。

【０００８】一方、モータ３への電流供給が停止したま
まだとエンジンの冷却効果が得られないので、例えば、
冠水路走行を終了して上記温度が十分低下した場合に
は、上記と逆の作用によりモータ３が駆動再開される。
すなわち、電流供給が停止されてバスバーも十分温度低
下すると、ＰＴＣ９３の抵抗値は減少して、リレー９７
のコイル９７ａに再び電流が流れる。その結果、リレー
９７の接点９７ｂが閉成しモータ３への電流供給も再開
するため、モータ３が駆動再開される。このように、こ
の従来例は自動復帰機能も有している。なお、この従来
例では十分な防水対策が施されているものとしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バスバーの
形状や種類、オンオフ制御する外部電装機器の種類等は
常に一律であるとは限らないので、それらに適した温度
特性を有するＰＴＣ９３を選択する必要がある。しかし
ながら、上記従来例によると、ＰＴＣ９３とコイル９７
ａとは直列接続されているので、ＰＴＣ９３にはコイル
９７ａと同等の通過電流が流れる。このため、従来例に
おいてバスバーの形状や種類や外部電装機器の種類等に
合わせて電源遮断や自動復帰の時間又はタイミングを調
節するためには、コイル９７ａの通過電流に合わせてＰ
ＴＣ９３を選択する必要がある。つまり、ＰＴＣ９３の
選択肢はコイル９７ａの通過電流に依存することにな
る。したがって、従来例によると、求められる電源遮断
や自動復帰の時間を調節することは困難なことであっ
た。特に、コイル９７ａの通過電流と同等のＰＴＣ９３
を選択するとなると、比較的大容量のＰＴＣ９３が必要
となるため、高密度化の傾向にある上記電気箱内におけ
るスペース制約を満足させることができないことも多か
った。

【００１０】そこで、本発明は上述した現状に鑑み、電
源遮断や自動復帰の時間を容易に調整可能にする過電流
保護回路を提供することを課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項１記載の過電流保護回路は、入出力端
側にそれぞれ駆動用電源２及び外部電装機器３が接続さ
れ、所定の通過電流により励磁されたコイル１３ａが接
点１３ｂを開閉させて、前記駆動用電源２から前記外部
電装機器３への電源供給を制御するリレー１３に接続さ
れた過電流保護回路であって、前記コイル１３ａに直列
的に接続されて、所定の切替制御信号に応答して、前記
コイル１３ａに流れる電流を制御する第１トランジスタ
素子１６と、前記外部電装機器３に過電流が流れた際の
異常発熱を検出するための温度検出対象となる部位に配
置され、温度変化に応じてその抵抗値が変化する特性を
有する抵抗可変素子１８ａ、及びこの抵抗可変素子１８
ａに直列接続されたバイアス電圧調整抵抗１８ｂとを含
み、これら抵抗可変素子１８ａ及びバイアス電圧調整抵
抗１８ｂにより、バイアス用電源＋Ｂからの印加電圧を
分圧してバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力回路
１８と、前記バイアス電圧に基づいて、前記切替制御信
号の第１トランジスタ素子１６への供給を制御する第２
トランジスタ素子１７とを含むことを特徴とする。

【００１２】請求項１記載の発明によれば、外部電装機
器３の過電流に伴う異常発熱を検出して抵抗可変素子１
８ａはその抵抗値を変化させる。これに応じてバイアス
電圧出力回路１８から出力されるバイアス電圧も変化す
る。更に、このバイアス電圧の変化に基づいて第２トラ
ンジスタ素子１７により供給制御される切替制御信号に
基づいてリレー１３が開閉制御される。このような制御
により、過電流に伴う異常発熱時の電源遮断や異常発熱
消失時の自動復帰が可能になる。このような自動復帰機
能を有する本過電流保護回路は、抵抗可変素子１８ａは
従来のようにコイル１３ａに直列的に接続されることは
なく、コイル１３ａを励磁するための切替制御信号を供
給するバイアス電圧出力回路１８に含まれるようにして
いる。特に、この抵抗可変素子１８ａはバイアス電圧調
整抵抗１８ｂに直列接続されている。したがって、バイ
アス電圧調整抵抗１８ｂを適宜選択することにより、コ
イル１３ａの通過電流に依存することのない抵抗可変素
子１８ａを選択することが可能になる。

【００１３】上記課題を解決するためになされた請求項
２記載の過電流保護回路は、請求項１記載の過電流保護
回路において、前記抵抗可変素子１８ａは温度上昇に伴
いその抵抗値が二次曲線的に増加する特性を有するＰＴ
Ｃ１８ａであり、このＰＴＣ１８ａの一端は接地され、
その他端は前記バイアス電圧調整抵抗１８ｂの一端に接
続され、更にこのバイアス電圧調整抵抗１８ｂの他端は
前記バイアス用電源＋Ｂに接続されて前記バイアス電圧
出力回路１８を構成していることを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、抵抗可変素
子１８ａとしてその抵抗値が二次曲線的に増加する特性
を有するＰＴＣ１８ａを用いている。このようなＰＴＣ
１８ａの抵抗特性を積極的に利用することにより、温度
検出対象となる部位の急激な温度上昇にも確実に対応す
ることができる。

【００１５】上記課題を解決するためになされた請求項
３記載の過電流保護回路は、請求項２記載の過電流保護
回路において、前記ＰＴＣ１８ａは、前記温度検出対象
となる部位として、前記駆動用電源２と前記外部電装機
器３との間に配策されてこれら駆動用電源２及び外部電
装機器３に電気的に接続されるバスバー２０に接触し
て、このバスバー２０の温度を検出することを特徴とす
る。

【００１６】請求項３記載の発明によれば、ＰＴＣ１８
ａは、駆動用電源２と外部電装機器３との間に配策され
たバスバー２０に接触してその温度を検出するようにし
ているので、確実にその過電流を検出することが可能に
なる。

【００１７】上記課題を解決するためになされた請求項
４記載の過電流保護回路は、請求項３記載の過電流保護
回路において、前記第１トランジスタ素子１６及び前記
第２トランジスタ素子１７は共にエミッタ接地のＮＰＮ
型トランジスタ素子であり、前記第１トランジスタ素子
１６のベースには、前記第２トランジスタ素子１７のコ
レクタが接続されると共に前記外部電装機器３を稼働制
御するための外部制御信号に応答して生成された前記切
替制御信号が供給されており、この第１トランジスタ素
子１６のコレクタには前記コイル１３ａの一端が接続さ
れていることを特徴とする。

【００１８】請求項４記載の発明によれば、第１トラン
ジスタ素子１６及び第２トランジスタ素子１７は共にエ
ミッタ接地のＮＰＮ型トランジスタ素子であり、第１ト
ランジスタ素子１６のベースには第２トランジスタ素子
１７のコレクタが接続されると共に外部制御信号が供給
され、コレクタにはコイル１３ａの一端が接続されるよ
うにしているので、簡単な回路構成で汎用性の高い過電
流保護回路が得られる。

【００１９】上記課題を解決するためになされた請求項
５記載の過電流保護回路は、請求項４記載の過電流保護
回路において、前記切替制御信号は前記第２トランジス
タ素子１７がオフ状態であるときに、前記第１トランジ
スタ素子１６に供給されるハイレベル信号であることを
特徴とする。

【００２０】請求項５記載の発明によれば、切替制御信
号は前記第２トランジスタ素子１７がオフ状態であると
きに、前記第１トランジスタ素子１６に供給されるハイ
レベル信号であるので、より現実的なリレー１３の開閉
制御、すなわち、外部電装機器３の電源供給制御が可能
になる。

【００２１】上記課題を解決するためになされた請求項
６記載の過電流保護回路は、請求項５記載の過電流保護
回路において、車載された過電流保護回路であって、前
記外部電装機器３は、前記駆動用電源２としての車載バ
ッテリ２から電源供給されて駆動するラジエター冷却フ
ァンを構成するモータ３であることを特徴とする。

【００２２】請求項６記載の発明によれば、車両のラジ
エター冷却ファンを構成するモータ３の過電流に起因す
る異常発熱を検出することが可能になる。すなわち、ラ
ジエター冷却ファンを構成するモータは接続されるバス
バー２０の異常発熱の主要因となり得るものであるが、
このような異常発熱を本発明は確実に検出して電源供給
制御を行う。したがって、本発明によれば、車両内のモ
ータ駆動に係わる電子回路部品や樹脂製プレート等の樹
脂部品の破損を確実に防止することが可能になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、本
発明の一実施形態に係る過電流保護回路を示す回路図で
ある。図１（Ａ）に示すように、本過電流保護回路は、
例えば、機能回路組込型電気接続箱のひとつであるモー
タ駆動用電気接続箱１に適用される。このモータ駆動用
電気接続箱１は、車載されてその電源入力端子１１及び
外部出力端子１２にはそれぞれ、バッテリ２（請求項中
の駆動用電源に相当）及びモータ３（請求項中の外部電
装機器に相当）が接続されている。このバッテリ２は上
述したように、例えば、公知の１２Ｖ系バッテリとし、
モータ３は、例えば、エンジン冷却用のファンを駆動す
るためのモータとする。このモータ３は、上述したよう
に、２つの電源端子３ａ、３ｃ及び２つのアース端子３
ｂ、３ｄを備え、電源端子３ａ、３ｃに供給される駆動
信号によりその回転速度を可変とする公知の４端子型の
ものである。例えば、電源端子３ａ又は３ｃのいずれか
一方に電源が供給された場合には低速回転し、それらの
両端子３ａ及び３ｃに電源が供給された場合には高速回
転するものであるが、ここでは、両端子３ａ及び３ｃに
同時に電源が供給されるものとする。

【００２４】モータ駆動用電気接続箱１には、その内部
に種々の電子部品や樹脂部品が収容されると共に、バッ
テリ２から供給される電力を配分するための導電板であ
るバスバーが配策されている。このバスバーについて
は、図２を用いて後述する。そして、このバスバーに接
触するようにＰＴＣ（正特性サーミスタ）等の温度検出
素子が配置されており、この温度検出素子を用いて異常
発熱、すなわち、過電流を検出するようにしている。

【００２５】また、モータ駆動用電気接続箱１には、所
定の通過電流により励磁されたコイル１３ａが接点１３
ｂを開閉させて、バッテリ２からモータ３への電源供給
を制御するリレー１３が装備されている。また、モータ
駆動用電気接続箱１内には、信号入力端子１４から入力
される外部制御信号を受信してリレー１３を開閉制御す
るためのハイレベル信号（請求項中の外部制御信号に相
当）を出力するＣＰＵ１５も装備されている。

【００２６】更に、モータ駆動用電気接続箱１には、過
電流保護回路を構成する第１トランジスタ素子１６及び
第２トランジスタ素子１７、バイアス電圧出力回路１８
が含まれている。第１トランジスタ素子１６は、リレー
１３のコイル１３ａに直列的に接続されて、上記切替制
御信号に応答して、コイル１３ａに流れる電流を制御す
る。詳しくは、第１トランジスタ素子１６はエミッタ接
地されており、そのコレクタには上記コイル１３ａの一
端が接続され、そのベースには上記切替制御信号が供給
される。

【００２７】バイアス電圧出力回路１８は、直列接続さ
れたＰＴＣ１８ａ及びバイアス電圧調整抵抗１８ｂから
構成される。ＰＴＣ１８ａは、上記モータ３のロック等
により過電流が流れた際の異常発熱を検出するための温
度検出対象となる部位に配置される。詳しくは、このＰ
ＴＣ１８ａは上述したように、例えば、バッテリ２及び
モータ３の間に配策されてこれらに電気的に接続される
バスバーに接触するように配置されている。このＰＴＣ
１８ａは、例えば、温度の上昇に伴い抵抗値が二次曲線
的に増加する特性を有する公知の正特性サーミスタであ
る。この正特性の抵抗変化を有効利用するために、ここ
ではＰＴＣ１８ａの一端は接地されている。一方、この
ＰＴＣ１８ａに直列接続されたバイアス電圧調整抵抗１
８ｂは、バイアス用電源＋Ｂからの印加電圧を分圧し
て、ＰＴＣ１８ａとの接続点からバイアス電圧を出力す
る。なお、このＰＴＣ１８ａは、請求項中の抵抗可変素
子に相当するものである。

【００２８】このように、抵抗値が温度上昇に伴って二
次曲線的に増加する特性を有するＰＴＣ１８ａをこの図
１（Ａ）に示すように接続して用いることにより、ＰＴ
Ｃ１８ａの持つ抵抗特性を積極的に利用して温度検出対
象となる部位の急激な温度上昇にも確実に対応すること
ができるようになる。なお、ＰＴＣ１８ａに替えて、温
度上昇に伴って抵抗値が減少する特性を持つ通常のサー
ミスタを用いることも可能である。但し、この場合、サ
ーミスタとバイアス電圧調整抵抗との接続関係が、図１
（Ａ）に示すＰＴＣ１８ａとバイアス電圧調整抵抗１８
ｂとの接続関係とは逆になる。すなわち、サーミスタの
一端にバイアス用電源＋Ｂが接続され、バイアス電圧調
整抵抗が接地されるようになる。

【００２９】また、上記実施形態によれば、第１トラン
ジスタ素子１６及び第２トランジスタ素子１７は共にエ
ミッタ接地のＮＰＮ型トランジスタ素子であり、第１ト
ランジスタ素子１６のベースには第２トランジスタ素子
１７のコレクタが接続されると共に外部制御信号が供給
され、コレクタにはコイル１３ａの一端が接続されるよ
うにしているので、簡単な回路構成で汎用性の高い過電
流保護回路が得られる。

【００３０】このような構成において、例えば、図示し
ないイグニッションスイッチが投入されると、信号入力
端子１４を介して外部制御信号がＣＰＵ１５に入力す
る。これに応答して、ＣＰＵ１５は第１トランジスタ素
子１６をオンさせるために上記ハイレベル信号を第１ト
ランジスタ素子１６のベース側に出力する。この時、第
２トランジスタ素子１７がオフしていれば、このハイレ
ベル信号は第１トランジスタ素子１６のベースに印加さ
れるので、第１トランジスタ素子１６はオンする。すな
わち、モータ３が正常稼働していてバスバーの温度が正
常であるためＰＴＣ１８ａの抵抗値が低い場合には、バ
イアス電圧は殆ど接地電位と等しくなるので第２トラン
ジスタ素子１７はオフ状態である。これにより、バッテ
リ２から電源入力端子１１を介してリレー１３のコイル
１３ａに電流が流れて、その接点１３ｂが閉成する。そ
の結果、バッテリ２からの電流は、リレー１３の接点１
３ｂ及び外部出力端子１２を経由してモータ３の電源端
子３ａ、３ｃに供給される。これにより、モータ３は稼
働状態になる。なお、上記ハイレベル信号が出力される
タイミングは、イグニッションスイッチ投入時であって
もよい。

【００３１】これに対して、例えば、車両が冠水路走行
をする場合を想定すると、この場合、上記モータ３の駆
動するファンは浸水によりロック又はこれに近い状態に
なる。しかしながら、モータ３は水による抵抗力に反し
てなお駆動を継続しようとするのでロック電流と呼ばれ
る過電流が流れることになる。すると、これに接続され
る上記バスバーにも過電流が流れることになり、これに
伴いバスバーが異常発熱する。この異常発熱は上記ＰＴ
Ｃ１８ａの抵抗値を増大させるので、接続点からのバイ
アス電圧は第２トランジスタ素子１７のベースに印加さ
れる。すると、第２トランジスタ素子１７がオンして第
２トランジスタ素子１７のコレクタエミッタ間が導通す
るので、ＣＰＵ１５からの切替制御信号で第１トランジ
スタ素子１６をオンすることができなくなる。したがっ
て、リレー１３のコイル１３ａに電流が流れなくなるた
め、リレー９７の接点９７ｂが開成してモータ３への電
流供給も停止する。この結果、過電流は消失してこれに
伴いバスバーも温度低下して、上記電子部品や樹脂部
品、更にはモータ３が保護される。

【００３２】しかしながら、この状態が継続してモータ
３への電流供給が停止したままだとエンジンの冷却効果
が得られないので、例えば、冠水路走行を終了して上記
温度が十分低下した場合には、上記と逆の作用によりモ
ータ３が駆動再開される。すなわち、電流供給が停止さ
れてバスバーも十分温度低下すると、ＰＴＣ１８ａの抵
抗値は減少して、バイアス電圧が低下して第２トランジ
スタ素子１７がオフ状態になるので、第１トランジスタ
素子１６は再びオンする。この結果、リレー１３のコイ
ル１３ａに電流が流れ、リレー１３の接点１３ｂが閉成
しモータ３への電流供給が再開して、モータ３が再起動
される。このように、この実施形態は自動復帰機能も有
する。なお、この実施形態では十分な防水対策が講じら
れており、浸水による漏電、ショート等はないものとす
る。

【００３３】このように、図１（Ａ）で示した実施形態
は、過電流に伴う異常発熱時の電源遮断や異常発熱消失
時の自動復帰機能を有する。また、この実施形態では、
ＰＴＣ１８ａは従来のようにコイル１３ａに直列的に接
続されることはなく、コイル１３ａを励磁するための切
替制御信号を供給するバイアス電圧出力回路１８に含ま
れるようにしている。特に、このＰＴＣ１８ａはバイア
ス電圧調整抵抗１８ｂに直列接続されている。したがっ
て、バイアス電圧調整抵抗１８ｂを適宜選択することに
より、コイル１３ａの通過電流に依存することのないＰ
ＴＣ１８ａを選択することが可能になる。また、ＰＴＣ
１８ａの定常時の通過電流を調整することにより、予備
加熱をしておきトリップ（遮断）状態になりやすいよう
にしたり、逆に、一旦、トリップ状態になれば電源を一
度オフにするまで、トリップ状態から復帰しないように
することも可能である。

【００３４】更に、上記実施形態によれば、外部制御信
号に応答してＣＰＵにて生成されるハイレベル信号は第
２トランジスタ素子１７がオフ状態であるときに、第１
トランジスタ素子１６に供給されるようにしているの
で、より現実的なモータ３の電源供給制御が可能にな
る。なお、図１（Ａ）に示す第１トランジスタ素子１６
は、図１（Ｂ）に示すような第１トランジスタ素子１
６′であってもよい。この第１トランジスタ素子１６′
は、ダイオードＤ１、Ｄ２及びツェナーダイオードＺＤ
１、ＺＤ２を含むＦＥＴ素子であり、上記図１（Ａ）の
第１トランジスタ素子１６と同様のスイッチング機能を
有する。

【００３５】図２は、上記本過電流保護回路が適用され
るモータ駆動用電気接続箱１の分解斜視図である。図２
に示すように、このモータ駆動用電気接続箱１は、上部
カバー１０及び下部カバー７０で形成される筐体に、第
１バスバー２０、配線板３０、第２バスバー４０、ター
ミナルプレートカバー５０、バスバー基板接続端子５
１、ターミナルプレート５２、主回路基板６０、電子部
品６１、電子部品ホルダー６２、副回路基板６３等の構
成部品群を収容する。図２に示すように、主回路基板６
０、ターミナルプレート５２、ターミナルプレートカバ
ー５０、第２バスバー４０、配線板３０及び第１バスバ
ー２０はこの順に積重される。

【００３６】上部カバー１０は樹脂製の四角形箱状で下
向きに開口しており、その上面部にはコネクタ、ヒュー
ズ及びリレー等に対する上向きに開口したソケット状の
コネクタ部１０ａが形成されている。このコネクタ部１
０ａの内側には、後述する各端子が突出して、収容配列
されるようになっている。また、上部カバー１０の側面
部には、下部カバー７０と一体化される際に用いられる
複数のロック爪１０ｂが形成されている。

【００３７】第１バスバー２０には、この例では上向き
に複数のタブ状のコネクタ端子２０ａが起立連成されて
いる。これらのコネクタ端子２０ａは、上記コネクタ部
１０ａに収容配列される端子の一部となる。また、上記
ＰＴＣの上方に対応する部位であるＰＴＣ上方部２０ｂ
には後述の接触片が形成される。そして、この下方には
配線板３０が配置される。

【００３８】この第１バスバー２０及び配線板３０の下
方には、第２バスバー４０が重積される。第２バスバー
４０も上記第１バスバー２０と類似の構成をしており、
上向きに複数のタブ状のコネクタ端子４０ａが起立連成
されている。これらのコネクタ端子４０ａも、上記コネ
クタ部１０ａに収容配列される端子の一部となる。な
お、この第２バスバー４０からは、上記第１バスバー２
０のような接触片は形成されてないものとしている。ま
た、上記第１バスバー２０及び第２バスバー４０は帯状
をしており、いうまでもなく導電性を有する。

【００３９】第２バスバー４０の下方には、複数のバス
バー基板接続端子５１を上下から挟み込んで保持するタ
ーミナルプレートカバー５０及びターミナルプレート５
２が積重される。また、ターミナルプレートカバー５０
及びターミナルプレート５２は、基本的に主回路基板６
０側とバスバー側とを電気的に絶縁するために樹脂製で
あり、バスバー基板接続端子５１はいうまでもなく導電
性である。詳細には、各バスバー基板接続端子５１は、
ここでは図示しないターミナルプレート５２に形成され
た複数の端子保持部にそれぞれ装着されてこのターミナ
ルプレート５２の裏側で主回路基板６０側と電気的に接
触している。そして、ターミナルプレートカバー５０も
ここでは図示しないが、ターミナルプレート５２に装着
された所定のバスバー基板接続端子５１に対応する部位
に複数の窓部を有しており、これらの窓部を介してバス
バー基板接続端子５１が、上向きに突出するようにして
このバスバー基板接続端子５１を挟み込んでターミナル
プレート５２に接着される。

【００４０】ターミナルプレート５２の下方には、主回
路基板６０が重積される。この主回路基板６０には、上
記リレー１３、レギュレータ、ダイオード等の電子部品
６１、及び上記ＰＴＣ１８ａが搭載される。そして、こ
れらの電子部品６１は下部が開口した電子部品ホルダー
６２で覆われ、更にこの電子部品ホルダー６２の上面に
は副回路基板６３が搭載されている。この副回路基板６
３には上記ＣＰＵ１５等が搭載される。また、図１
（Ａ）で示した過電流保護回路も副回路基板６３上に搭
載される。但し、過電流保護回路は主回路基板６０上に
搭載されてもよい。

【００４１】そして、上述した参照番号２０、３０、４
０、５０〜５２及び６０〜６３等で示した構成部品群
は、樹脂製の四角形皿状の下部カバー７０に収容され
る。この下部カバー７０の側面には複数のロック穴７０
ａが形成されており、上記上部カバー１０が上方から覆
設されてこれら複数のロック穴７０ａと上記複数のロッ
ク爪１０ｂとがそれぞれ係合して上部カバー１０と下部
カバー７０とが一体化される。

【００４２】図３は、ＰＴＣ用窓部周りの構成を説明す
るための部分分解斜視図である。図３に示すように、第
１バスバー２０のＰＴＣ上方部２０ｂの側縁部には、下
向きに断面Ｌ字状に折り曲げられた形状の接触片２０ｃ
が第１バスバー２０に一体形成されている。この接触片
２０ｃは、ＰＴＣ１８ａの側面に接触される。

【００４３】ＰＴＣ１８ａは、バスバーに過電流が流れ
た際に発熱して抵抗を増大させるもので、この現象に基
づいてバスバーに流れる電流が減少ないし遮断されて、
回路保護や樹脂部材保護等が行われる。この電流制御
は、例えば、上記リレー１３が開閉制御されることによ
って行われる。ＰＴＣ１８ａは、所定の厚さを有する長
方形板状の外形をしたものを例示しているが、一般的に
知られている円形状のものでもよい。また、ＰＴＣ１８
ａには主回路基板６０にはんだ付けされる下方に延びる
リード端子６０ａを有している。

【００４４】ターミナルプレートカバー５０には、ＰＴ
Ｃ用窓部５０ｆが形成されている。ＰＴＣ用窓部５０ｆ
は、ＰＴＣ１８ａに対応して形成されたものであり、特
に、その一側壁部側には上記接触片２０ｃが挿通可能な
ように切欠部５０ｆ１が形成されている。また、切欠部
５０ｆ１に対向するＰＴＣ用窓部５０ｆの他側壁部に
は、上方からみてＰＴＣ１８ａを一部取り囲むような形
状のひんじ部５０ｇがターミナルプレートカバー５０に
一体形成されている。ひんじ部５０ｇは、後述するが断
面Ｕ字形状をしており、その先端部には突起５０ｇ１が
形成されている。

【００４５】ターミナルプレート５２には、上記ＰＴＣ
用窓部５０ｆと同型状の窓部５２ｆが設けられている。
また、主回路基板６０には、上記ＰＴＣ１８ａのリード
端子１８ａ１が挿通されてはんだ付けされる端子孔６０
ａが形成されている。

【００４６】そして、上記接触片２０ｃは、ひんじ部５
０ｇ（厳密には突起５０ｇ１）とＰＴＣ用窓部５０ｆの
切欠部５０ｆ１との間のすきまに挿通される。この時、
ひんじ部５０ｇの弾力性によりＰＴＣ１８ａが接触片２
０ｃに圧接される。これにより、接触片２０ｃ、すなわ
ち、温度検出対象であるバスバー２０がＰＴＣ１８ａに
接触して確実に温度検出される。

【００４７】以上のように、本実施形態によれば、過電
流に伴う異常発熱時の電源遮断や異常発熱消失時の自動
復帰が行われることはもちろん、リレー１３のコイル１
３ａの通過電流に依存することのないＰＴＣ１８ａを選
択することが可能になる。したがって、過電流に伴う電
源遮断や自動復帰の時間を容易に調整可能になる。ま
た、本実施形態は車載される電気接続箱に適用されて特
に有効となる。すなわち、車内にはラジエター冷却ファ
ンを構成するモータをはじめとして、発熱の主要因とな
り得る電装機器類が多く存在するが、このような電装機
器類の異常発熱が確実に検出されて電源供給制御が行な
われるので、任意のＰＴＣを利用しつつ、異常発熱によ
る電装機器類に含まれる電子回路部品や樹脂製プレート
等の樹脂部品の破損が確実に防止される。

【００４８】なお、本発明は上記実施形態で示した電装
機器やバスバーの形状等を限定するものでなく、他の種
類の電装機器や他の形状のバスバーにしてもよい。ま
た、バイアス電圧出力回路に含まれる抵抗可変素子の種
類や、抵抗可変素子及びバイアス電圧調整抵抗の接続関
係も変更可能である。更に、実施形態で示したＮＰＮ型
トランジスタをＰＮＰ型トランジスタにすることも可能
である。本発明は、これらの本発明の主旨を逸脱しない
範囲で変更した形態も含むものである。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、抵抗可変素子１８ａは従来のようにコイル
１３ａに直列的に接続されることはなく、コイル１３ａ
を励磁するための切替制御信号を供給するバイアス電圧
出力回路１８に含まれている。特に、この抵抗可変素子
１８ａはバイアス電圧調整抵抗１８ｂに直列接続されて
いる。したがって、バイアス電圧調整抵抗１８ｂを適宜
選択することにより、コイル１３ａの通過電流に依存す
ることのない抵抗可変素子１８ａを選択することが可能
になる。この結果、過電流に伴う電源遮断や自動復帰の
時間を容易に調整可能になる。

【００５０】請求項２記載の発明によれば、抵抗可変素
子１８ａとして、その抵抗値が二次曲線的に増加する特
性を有するＰＴＣ１８ａを用いている。このようなＰＴ
Ｃ１８ａの抵抗特性を積極的に利用することにより、温
度検出対象となる部位の急激な温度上昇にも確実に対応
することができるようになる。

【００５１】請求項３記載の発明によれば、ＰＴＣ１８
ａが駆動用電源２と外部電装機器３との間に配策された
バスバー２０に接触してその温度を検出するようにして
いるので、確実にその過電流を検出することが可能にな
る。

【００５２】請求項４記載の発明によれば、第１トラン
ジスタ素子１６及び第２トランジスタ素子１７は共にエ
ミッタ接地のＮＰＮ型トランジスタ素子であり、第１ト
ランジスタ素子１６のベースには第２トランジスタ素子
１７のコレクタが接続されると共に外部制御信号が供給
され、コレクタにはコイル１３ａの一端が接続されるよ
うにしているので、簡単な回路構成で汎用性の高い過電
流保護回路が得られる。

【００５３】請求項５記載の発明によれば、切替制御信
号は第２トランジスタ素子１７がオフ状態であるとき
に、第１トランジスタ素子１６に供給されるハイレベル
信号であるので、より現実的なリレー１３の開閉制御、
すなわち、外部電装機器３の電源供給制御が可能にな
る。

【００５４】請求項６記載の発明によれば、車両のラジ
エター冷却ファンを構成するモータ３の過電流に起因す
る異常発熱を検出することが可能になる。すなわち、ラ
ジエター冷却ファンを構成するモータは接続されるバス
バー２０の異常発熱の主要因となり得るものであるが、
このような異常発熱を本発明は確実に検出して電源供給
制御を行う。したがって、本発明によれば、任意のＰＴ
Ｃを利用しつつ、このモータ駆動に係わる電子回路部品
や樹脂製プレート等の樹脂部品の破損を確実に防止する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る過電流保護回路を示
す回路図である。

【図２】本過電流保護回路が適用されるモータ駆動用電
気接続箱の分解斜視図である。

【図３】ＰＴＣ用窓部周りの構成を説明するための部分
分解斜視図である。

【図４】従来の過電流保護回路の一例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１モータ駆動用電気接続箱２バッテリ（駆動用電源）３モータ（外部電装機器）１３リレー１３ａコイル１３ｂ接点１６第１トランジスタ素子１７第２トランジスタ素子１８バイアス電圧出力回路１８ａＰＴＣ（抵抗可変素子）１８ｂバイアス電圧調整抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入出力端側にそれぞれ駆動用電源及び外
部電装機器が接続され、所定の通過電流により励磁され
たコイルが接点を開閉させて、前記駆動用電源から前記
外部電装機器への電源供給を制御するリレーに接続され
た過電流保護回路であって、前記コイルに直列的に接続されて、所定の切替制御信号
に応答して、前記コイルに流れる電流を制御する第１ト
ランジスタ素子と、前記外部電装機器に過電流が流れた際の異常発熱を検出
するための温度検出対象となる部位に配置され、温度変
化に応じてその抵抗値が変化する特性を有する抵抗可変
素子、及びこの抵抗可変素子に直列接続されたバイアス
電圧調整抵抗とを含み、これら抵抗可変素子及びバイア
ス電圧調整抵抗により、バイアス用電源からの印加電圧
を分圧してバイアス電圧を出力するバイアス電圧出力回
路と、前記バイアス電圧に基づいて、前記切替制御信号の第１
トランジスタ素子への供給を制御する第２トランジスタ
素子と、を含むことを特徴とする過電流保護回路。
【請求項２】請求項１記載の過電流保護回路におい
て、前記抵抗可変素子は温度上昇に伴いその抵抗値が二次曲
線的に増加する特性を有するＰＴＣであり、このＰＴＣ
の一端は接地され、その他端は前記バイアス電圧調整抵
抗の一端に接続され、更にこのバイアス電圧調整抵抗の
他端は前記バイアス用電源に接続されて前記バイアス電
圧出力回路を構成していることを特徴とする過電流保護
回路。
【請求項３】請求項２記載の過電流保護回路におい
て、前記ＰＴＣは、前記温度検出対象となる部位として、前
記駆動用電源と前記外部電装機器との間に配策されてこ
れら駆動用電源及び外部電装機器に電気的に接続される
バスバーに接触して、このバスバーの温度を検出するこ
とを特徴とする過電流保護回路。
【請求項４】請求項３記載の過電流保護回路におい
て、前記第１トランジスタ素子及び前記第２トランジスタ素
子は共にエミッタ接地のＮＰＮ型トランジスタ素子であ
り、前記第１トランジスタ素子のベースには、前記第２トラ
ンジスタ素子のコレクタが接続されると共に前記外部電
装機器を稼働制御するための外部制御信号に応答して生
成された前記切替制御信号が供給されており、この第１
トランジスタ素子のコレクタには前記コイルの一端が接
続されていることを特徴とする過電流保護回路。
【請求項５】請求項４記載の過電流保護回路におい
て、前記切替制御信号は前記第２トランジスタ素子がオフ状
態であるときに、前記第１トランジスタ素子に供給され
るハイレベル信号であることを特徴とする過電流保護回
路。
【請求項６】請求項５記載の過電流保護回路におい
て、車載された過電流保護回路であって、前記外部電装機器は、前記駆動用電源としての車載バッ
テリから電源供給されて駆動するラジエター冷却ファン
を構成するモータであることを特徴とする過電流保護回
路。