JP2005197104A - ヒューズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャント抵抗の温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮せずに、シャント抵抗に流れる電流を計測する。
【解決手段】シャント抵抗である第１の導体２０５での電圧降下と、この第１の導体２０５と同一の抵抗温度係数を有する材料の第２の導体２での電圧降下とが、同一の温度変化による抵抗値変化の影響を受けることを利用して、第１の導体２０５に近接配置して接続した第２の導体２から流れ出る計測用電流を計測する。これにより、第１の導体２０５に流れる被計測電流を計測する。温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、第１の導体２０５から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、回路に生じる発熱を感知して回路を遮断するヒューズ装置に関する。

例えば自動車等には、回路に生じる発熱を感知して回路を遮断するヒューズ装置が搭載される。このヒューズ装置は、例えば電気接続箱中に組み込んで使用されるもので、例えば図８の如く、バッテリー側に接続されるバッテリ側端子１０１と、複数の負荷のそれぞれに電源を供給するための電源回路に接続される複数の負荷接続用バスバー１０２ａ〜１０２ｋとの間に、大電流が流れた場合に溶断すべく導体断面積が狭窄状に形成されたヒューズ素子部分１０３ａ〜１０３ｋが形成され、この端子１０１、負荷接続用バスバー１０２ａ〜１０２ｋの先端部及びヒューズ素子部分１０３ａ〜１０３ｋが外部に露出するよう、絶縁樹脂等の保護体１０４によって一体的にユニット化される。複数のヒューズ素子部分１０３ａ〜１０３ｋは、図９の如く、中継用バスバー１０５によって共通にバッテリ側端子１０１に接続されており、また各負荷接続用バスバー１０２ａ〜１０２ｋと各ヒューズ素子部分１０３ａ〜１０３ｋとは１対１で直列に接続されている。

そして、このバッテリ側端子１０１、負荷接続用バスバー１０２ａ〜１０２ｋ、ヒューズ素子部分１０３ａ〜１０３ｋ及び中継用バスバー１０５は、例えば銅または銅合金からなる一枚の金属板を切り抜き形成して形成されることも行われている。

ところで、自動車に搭載された様々な負荷を駆動するに際して、最近では電流センサで電流を計測し、この計測結果が発電機の制御パラメータ等に使用される。この電流センサの一つの適用例としてシャント式のものがある。かかるシャント式の電流センサは、ホール素子のような磁気センサを用いる電流センサに比べ磁気回路が不要で、バスバーなど自動車用電源の接続箱中の構成要素となる導体をシャント抵抗としてそのまま用いることが可能であるため、全体として小型化が可能である。

そして、電流センサで過電流が計測された場合には、負荷の駆動制御を停止することが可能であり、負荷の駆動制御を停止する場合、各ヒューズ素子部分１０３ａ〜１０３ｋが溶断する前に過電流を防止できるため便利である。

通常、電流センサとヒューズ素子部分１０３ａ〜１０３ｋとは、別々の部品として構成されるが、その材料として銅または銅合金等の同一の導体で構成することができ、例えば特許文献１で示されるセンサー付きヒューズエレメントの如く、一体のユニットとして構成することで部品点数の削減が図られ上記電気接続箱の小型化、低コスト化ができる。

特開平１１−１６２３２１公報

上述の特許文献１で使用されるセンサー付きヒューズエレメントを、自動車のように温度変化の激しい場所で用いる場合、薄肉状溶断部であるヒューズ素子部分について、金属の熱的溶断なる物理現象を利用するため、材料となる金属の導体抵抗が大きく変化し、電流測定の精度は大幅に低下する問題があり、せいぜい異常電流を検知することしかできなかった。

そこで、この発明の課題は、シャント抵抗に流れる電流を温度変化に影響されずに容易に電流を計測する機能が付加されたヒューズ装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、回路に生じる発熱を感知して回路を遮断するヒューズ装置であって、大電流が流れた場合に溶断すべく導体断面積が狭窄状に形成されたヒューズ素子部分と、前記ヒューズ素子部分に直列に接続されて被計測電流が流れるシャント抵抗部分を有する第１の導体と、前記第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第２の導体とを備え、前記第１の導体と前記第２の導体とが、互いに熱結合するよう近接して配置され、且つ前記接続点以外の部分で互いに絶縁されるものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のヒューズ装置であって、前記第１の導体が金属バーである。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のヒューズ装置であって、前記金属バーが、電源経路内で負荷に電源供給を行うためバスバーで兼用されるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のヒューズ装置であって、前記第２の導体が、プリント配線基板上に形成された配線パターンである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のヒューズ装置であって、前記第１の導体において前記接続点から前記被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点と前記第２の導体において前記接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する電位差比較装置と、前記電位差比較装置からの信号に基づいて、前記第１の点と前記第２の点の電位が等しくなるまで前記第２の導体に計測用電流を流す電流制御装置と、前記計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する電流計測装置とをさらに備えるものである。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のヒューズ装置であって、前記電流制御装置が、電位差比較装置からの信号に応じて前記第２の導体に流れる前記計測用電流を制御する制御素子である。

請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載のヒューズ装置であって、前記電流計測装置が、前記計測用電流を電圧に変換するための抵抗器と、前記抵抗器の近傍に設けられて、計測用電流によって生じた当該抵抗器の一端の電位を検出する検出回路とを備え、前記抵抗器の他端が、前記検出回路の基準電位となる接地電位に接続されるものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のヒューズ装置であって、前記第１の導体と前記第２の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成されたものである。

請求項１に記載の発明によれば、大電流が流れた場合に溶断すべく導体断面積が狭窄状に形成されたヒューズ素子部分と、ヒューズ素子部分に直列に接続されて被計測電流が流れるシャント抵抗としての第１の導体と、第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第２の導体とを備えるので、ヒューズ装置において、第２の導体から流れ出る計測用電流を計測することで、第１の導体に流れる被計測電流、即ち、第１の導体から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。したがって、正確な電流計測を行う機能を有したヒューズ装置を提供でき、これらを一体的に取り扱うことができて便利である。

また、第１の導体と第２の導体とが近接配置されることで両導体同士が熱的に結合するので、両導体が同一の温度変化を受けやすくなり、抵抗値変化についての条件をほぼ同一にできる。

さらに、第１の導体と第２の導体とが接続点以外の部分で互いに絶縁されるので、第１の導体と第２の導体とを近接配置する際に、両導体間の予期しない電気的接続を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、例えば被覆電線等に比べて、金属バーの中間の任意の位置から電圧を取り出してその両端電圧を電位差比較装置で計測することが容易である。

請求項３に記載の発明によれば、ジャンクションボックス内等での既存のバスバーを第１の導体等として利用するだけなので、専用のシャント抵抗を追加するよりもサイズが小さくて済む利点があり、さらに、大きなサイズを余儀なくされるホール素子を使用する場合に比べて、ジャンクションボックス全体としての小型化を飛躍的に達成することができる。

請求項４に記載の発明によれば、プリント配線基板上に導体のパターン形成を行うことで、シャント抵抗として小型化のものを実現できる。

請求項５及び請求項６に記載の発明によれば、電位差比較装置、電流制御装置（制御素子）及び電流計測装置により、シャント抵抗を流れる被計測電流を精度良く検出することができる。

請求項７に記載の発明によれば、電流計測装置の抵抗器を電流制御装置等から引き離して検出回路の近傍に設置することが可能であるので、これによって検出回路に至るまでの配線の自由度が向上するとともに、そのための配線が１本で済む。また、電位差比較装置及び電流制御装置等の基準電位と検出回路の基準電位とが異なっていても、抵抗器の基準電位を検出回路と共通にしているので、計測用電流の計測を正確に行うことができる。

請求項８に記載の発明によれば、第１の導体と第２の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成されているので、これらの複数の導体が同一の温度変化による抵抗値変化を受ける。このことを利用して、第２の導体等から流れ出る計測用電流を計測することで、第１の導体に流れる被計測電流を容易に計測でき、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、第１の導体から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。

図１はこの発明の一の実施の形態に係るヒューズ装置を示す外観斜視図、図２は同じくその一部を示す正面図である。

このヒューズ装置は、例えば電気接続箱中に組み込んで使用されるもので、バッテリー側に接続されるバッテリ側端子２０１と、複数の負荷のそれぞれに電源を供給するための電源回路に接続される複数の負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ及び負荷側端子２０２ｃとの間に、大電流が流れた場合に溶断すべく導体断面積が狭窄状に形成されたヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃが形成され、このバッテリ側端子２０１、負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ、負荷側端子２０２ｃの各先端部及びヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃが外部に露出するよう、絶縁樹脂等の保護体２０４によって一体的にユニット化される。

複数のヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃは、図２の如く、中継用バスバー２０５によって共通にバッテリ側端子２０１に接続されており、また各負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ及び負荷側端子２０２ｃと各ヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃとは１対１で直列に接続されている。

このバッテリ側端子２０１、負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ、負荷側端子２０２ｃ、ヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃ及び中継用バスバー２０５は、例えば銅からなる一枚の金属板を切り抜き形成して形成される。

そして、このヒューズ装置においては、中継用バスバー２０５を、負荷Ｍに与える電流計測のためのシャント抵抗として利用する。

この中継用バスバー２０５の金属材料として例えば銅を使用する場合、この銅の抵抗温度係数は、およそ０．００４／℃である。そして、自動車内の回路でシャント抵抗を使用する場合、雰囲気温度が−４０℃〜＋８５℃または＋１２５℃と温度変化の幅が１００℃以上と大きい。このように雰囲気温度の温度差が１００℃あれば、その抵抗値は１．４倍となる。よって、シャント抵抗としてバスバーを用いて正確な電流値を知るためには、何らかの手段により抵抗値を補正する必要がある。

そこで、このヒューズ装置は、例えば、自動車に搭載される各種の負荷に電源を供給する際に、負荷に与える電流を計測するものであって、シャント抵抗である中継用バスバー２０５と同じ抵抗温度係数を有する材料（同じ材料を含む）で構成された温度補償用抵抗体を設け、この温度補償用抵抗体をシャント抵抗２０５に近接して配置すれば、シャント抵抗２０５と温度補償用抵抗体との温度変化が互いに同等となることを利用して、抵抗値の温度変化の補正を行う。

具体的に、このヒューズ装置は、各種の負荷Ｍが接続されるなどの複数の電流経路に対して電源電流を分岐供給するためのジャンクションボックス内に装着され、図３及び図４の如く、導体の電圧降下を計測することによって負荷Ｍに流されるメイン電流（被計測電流）Ｉ１を計測するものであって、負荷Ｍにメイン電流Ｉ１を供給するためのシャント抵抗としての第１の導体である中継用バスバー２０５と、この第１の導体２０５内の所定の接続点Ｐｃｎに接続する温度補償用抵抗体としての第２の導体２と、第１の導体２０５内において上記の接続点Ｐｃｎからメイン電流Ｉ１の流れる方向に一定距離だけ離れた点Ａ（第１の点）の電位と第２の導体２内において上記接続点Ｐｃｎから所定の距離だけ離れた点Ｂ（第２の点）の電位とを比較する電位差比較装置３と、点Ｂの電位と点Ａの電位が等しくなるまで第２の導体２に上記の接続点Ｐｃｎから点Ｂに向かって計測用電流Ｉ２を流す電流制御装置４と、この計測用電流Ｉ２に基づいてメイン電流Ｉ１を計測する電流計測装置５とを備える。尚、図３において、符号２０２は負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ及び負荷側端子２０２ｃのうちのいずれかを例示してその他を図示省略したものであり、また符号２０３はヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃのうち同図に表示された負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ及び負荷側端子２０２ｃに直列に接続されたいずれかを例示してその他を図示省略したものである。さらに負荷Ｍも、同図に表示された負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ及び負荷側端子２０２ｃに直列に接続されたいずれかを例示してその他を図示省略したものである。その他の図面においても、符号２０２，２０３，Ｍと示されている要素について同様である。

第１の導体２０５は、上述（図１及び図２）のように、バッテリ側端子２０１、負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ、負荷側端子２０２ｃ及び狭窄状の各ヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃと同一の金属板が打ち抜き形成されており、このバスバーの材料として例えば銅が使用される。

第２の導体２は、第１の導体２０５が設置される同一のジャンクションボックスに設置され、例えばその端部が、所定の導体（図示省略）を介して第１の導体２０５中の所定の接続点Ｐｃｎに接続されるもので、第１の導体２０５と同じ抵抗温度係数を持つ金属材料（例えば銅）が使用される。この第２の導体２は、図１及び図２の如く、所定のプリント配線基板７上に形成されるプリント配線パターンとして実現される。ここで、プリント配線基板７は、ガラスやエポキシ樹脂等を使用した硬質の配線基板の他、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）を含む。またプリント配線パターンとしては、例えば直線状、蛇行状の他、どのようなパターン形状に形成されても差し支えない。この第２の導体２は、プリント配線基板７の表裏の両面のうち、第１の導体２０５と同じ面側に形成されても良いし、あるいは第１の導体２０５と逆の面に形成されてもよく、あるいは両面側からプリント配線基板に挟まれて形成されてもよい。

第２の導体２の抵抗値は、第１の導体２０５の抵抗値と異なって設定されていても差し支えなく、例えば１０，０００：１等の所定の比率に設定される。

そして、第１の導体２０５と第２の導体２の温度に対する変化をほぼ同等とするために、両導体２０５，２が互いに近接して配置することで、両導体２０５，２を熱的に結合した状態に設定し、また、両導体２０５，２の接続点Ｐｃｎ以外の部分は、絶縁シール等の絶縁部材によって互いに絶縁されている。そして、両導体２０５，２の抵抗温度係数が上述のように同一とされることで、この両導体２０５，２の温度変化に対する抵抗値の変化率が同等とされる。これにより、第２の導体２の電流を計測すれば、第１の導体２０５の温度変化に対する抵抗値の変化率を考慮した計測を行うことができることから、計測時に両導体２０５，２の温度係数をキャンセルすることができる。

電位差比較装置３は演算増幅器（オペアンプ）であり、図４に示した非反転入力端子が、図３のように第１の導体２０５における上記接続点Ｐｃｎよりも負荷Ｍ側の中間点である接続点Ａに接続され、図４に示した反転入力端子が、図３のように第２の導体２の点Ｂに接続され、図４の如く、両入力端子に与えられる電圧の差分が出力端子から出力される。

そして、図３において、接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離は、この間を流れる電流に対する抵抗値を規定することになるが、通電時に接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの間で所定の電圧降下が生じて電位差比較装置３での電圧検知精度に適応するような抵抗値を有するように、接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離が設定される。このようにする場合、第１の導体２０５としてバスバーを採用し、そのバスバーの中間位置を接続点Ｐｃｎ及び接続点Ａとしているので、電位差比較装置３での電圧検知精度に適応するような電圧降下を実現する場合に、その抵抗値を決定するための接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離の設定を極めて容易に行うことができ便利である。

また、この電位差比較装置３の電源は、基本的には計測電流が流れる元電源＋Ｂから生成すればよいが、この電位差比較装置３の電源電圧及び入力電圧範囲など電位差比較装置３の仕様によって電源回路を構成する必要があるため、元電源＋Ｂの電位から昇圧／降圧を行って、電位差比較装置３の正・負（もしくは正・ＧＮＤ）の電源とすることが望ましい。この昇圧／降圧のための電源回路１０としては、例えば図５の如く、昇圧用のチャージポンプ回路８及び降圧用のドロッパ式レギュレータ９を併用して行えばよい。具体的には、チャージポンプ回路８を利用して元電源（＋Ｂ）より高い電位Ｖ＋をつくり出し、またドロッパ式レギュレータ９によって、元電源（＋Ｂ）より低い電位Ｖ−をつくり出す。そして、チャージポンプ回路８で昇圧された電位Ｖ＋とドロッパ式レギュレータ９によって降圧された電位Ｖ−との電位差を電源として電位差比較装置３に与えることにより、高価なRail-to-Rail入力の仕様でないオペアンプを使用した電位差比較装置３であっても問題なく動作させることができる。よって、電位差比較装置３として安価なオペアンプを使用することが可能となる。尚、電源回路１０として、チャージポンプ回路８及びドロッパ式レギュレータ９を使用する代わりに、昇圧／降圧用のＤＣ／ＤＣコンバータを使用しても差し支えない。

電流制御装置４は、ＰチャネルＦＥＴであって、ソースが第２の導体２の点Ｂに接続され、ドレインが電流計測装置５に接続される。そして、電流制御装置４のゲートは電位差比較装置３の出力端子に接続されている。即ち、点Ｂからは、電位差比較装置３の反転入力端子への経路と、電流制御装置４への経路の２経路に分岐した回路が構成されていることになる。

これにより、図３及び図４中の第１の導体２０５にメイン電流Ｉ１が流れた際に生じる第１の導体２０５での電圧降下によって電位差比較装置３が電流制御装置４のゲート入力を制御し、Ａ点とＢ点の電圧降下が等しくなるようにＢ点に電流Ｉ２が流れることになる。

電流計測装置５は、図４及び図６の如く、計測用電流Ｉ２を電圧に変換するための抵抗器１１と、この抵抗器１１の一端の電位を計測するＡ／Ｄ変換器（検出回路）１２とを備える。そして、図６の如く、抵抗器１１はＡ／Ｄ変換器１２の近傍に配置され、抵抗器１１の他端がＡ／Ｄ変換器１２の基準電位（接地レベル）に接続される。尚、Ａ／Ｄ変換器１２はマイクロコンピュータチップ等に内蔵されたものを使用でき、このＡ／Ｄ変換器１２の基準電位は、図６の如く、例えば定電圧レギュレータ１３を用いて、元電源（＋Ｂ）からの電源電圧を降圧して与えるようになっている。

これにより、電流制御装置４から電流計測装置５への配線を１本で済ませてその引き回しの自由度を高めることが可能であり、且つ、基準電位（接地）を一意に設定できるので、各装置間の基準電位の差異による影響を受けないように構成できる。

上記構成のヒューズ装置の動作を説明する。

図１及び図２において、負荷Ｍが短絡するなど、何らかの過電流がヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃに流れて発熱すると、このヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃが溶断することで電流経路が遮断される。

ただし、この実施形態では、電流センサで過電流が計測された場合には、負荷Ｍの駆動制御を停止することが可能であり、負荷の駆動制御を停止する場合、各ヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃが溶断する前に過電流を防止できるため便利である。

この場合、バッテリ側端子２０１がバッテリ（＋Ｂ）に接続され、負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ及び負荷側端子２０２ｃがそれぞれ所定の負荷（図示省略）に接続される。ただし、複数の負荷は、中継用バスバー２０５から見た場合は全て下流側に共通に接続されるため、これらの複数の負荷を集約して単一の負荷Ｍとして簡便化して図示すると図３及び図４のようになる。

図３及び図４の如く、バッテリ（＋Ｂ）からの電源電圧が供給されると、バッテリ側端子２０１を通じて接続された第１の導体２０５にメイン電流Ｉ１が流れ、このメイン電流Ｉ１が負荷接続用バスバー２０２ａ，２０２ｂ及び負荷側端子２０２ｃを介して各負荷Ｍに分配し、負荷Ｍに供給される。

ここで、第１の導体２０５にメイン電流Ｉ１が流れると、第１の導体２０５での電圧降下によって、図４の如く、電位差比較装置３の非反転入力端子がローとなる。そうすると、電位差比較装置３の出力端子がローとなり、これがＰチャネルＦＥＴである電流制御装置４のゲートに与えられ、このゲート入力が制御されることで、電位差比較装置３の動作に基づき図４中のＡ点とＢ点の電圧降下が等しくなるように第２の導体２に計測用電流Ｉ２が流れる。

この場合、第１の導体２０５の抵抗値をＲ１とし、第２の導体２の抵抗値をＲ２として、「Ｒ１×Ｉ１＝Ｒ２×Ｉ２」となるように、電位差比較装置３が電流制御装置４を制御する。かかる動作において、電位差比較装置３の各入力端子には電流が流れ込まないので、分流電流としての計測用電流Ｉ２は全て電流制御装置４のドレイン電流として電流計測装置５に出力される。

電流計測装置５の抵抗器１１に計測用電流Ｉ２が流れると、この抵抗器１１の一端に生じる電圧がＡ／Ｄ変換器１２に与えられ、これにより計測用電流Ｉ２を計測することで、メイン電流Ｉ１を計測する。

この場合、抵抗器１１の抵抗値をＲｏｕｔ、抵抗器１１の両端電圧をＶｏｕｔとすると、「Ｖｏｕｔ＝Ｒｏｕｔ×Ｉ２」であり、また「Ｉ２＝（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１」であるため、「Ｖｏｕｔ＝Ｒｏｕｔ×（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１」である。したがって、メイン電流Ｉ１は、Ａ／Ｄ変換器１２で計測されたＶｏｕｔに基づいて、「Ｉ１＝Ｖｏｕｔ×（Ｒ２／Ｒ１）／Ｒｏｕｔ」という式により演算で求めることができる。

ここで、第１の導体２０５と第２の導体２とは同じ抵抗温度係数の材料で構成されており、また両導体２０５，２が互いに近接配置されることで両者が熱的に結合された状態に設定されているため、温度変化に対する抵抗値の変化率はほぼ同一である。したがって、第２の導体２から流れ出る計測用電流Ｉ２を計測することで、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、第１の導体２０５から流れ出るメイン電流Ｉ１を計測することができる。

また、電流計測装置５の抵抗器１１を電流制御装置４等から引き離してＡ／Ｄ変換器１２の近傍に設置しているので、これによってＡ／Ｄ変換器１２に至るまでの配線の自由度が向上するとともに、そのための配線が１本で済む。また、電位差比較装置３及び電流制御装置４等の基準電位（接地レベル）とＡ／Ｄ変換器１２の基準電位（接地レベル）とが異なっていても、抵抗器１１の基準電位（接地レベル）をＡ／Ｄ変換器１２と共通にしているので、計測用電流Ｉ２の計測を正確に行うことができる。

そして、ヒューズ装置として電流計測の機能を備えたユニットを提供できるため、取り扱いが極めて便利なヒューズ装置を提供できる。

この場合、電流を計測する手段としてシャント抵抗２０５に代えてホール素子を用いることも考えられるが、このホール素子は大電流を流す導体の大きさに準じて部品サイズが比較的大きくなり、このため小型化の要請に合致しない場合がある。これに対して、この実施形態では、電流経路内にシャント抵抗２０５を配置し、このシャント抵抗２０５に流れる電流を計測するので、ヒューズ装置全体の小型化を達成できる。

そして、ジャンクションボックス内の電流を計測する場合に、既存のバスバーをそのままシャント抵抗である第１の導体２０５として使用し、これにプリント配線パターンとして実現される第２の導体２を設置するだけで電流計測を正確に行うことができるので、大きなサイズを余儀なくされるホール素子を使用する場合に比べて、ジャンクションボックス全体としての小型化を飛躍的に達成することができる。また、ジャンクションボックス内の既存のバスバーを第１の導体２０５等として利用するだけなので、専用のシャント抵抗を追加するよりもサイズが小さくて済む利点がある。

また、バスバーを第１の導体２０５とし、そのバスバーの中間位置を接続点Ｐｃｎ及び接続点Ａとしているので、電位差比較装置３での電圧検知精度に適応するような第１の導体２０５での電圧降下を実現する際に、その抵抗値を決定するための接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離の設定を極めて容易に行うことができ便利である。特に、例えば被覆電線等の中間位置の両端電圧を計測する場合などに比べると、バスバーは元々金属面が露出している構成となっているため、両端電圧の取り出しが容易であるという利点がある。

尚、上記実施形態では、電流制御装置４としてＰチャネルＦＥＴを使用していたが、例えばＰＮＰトランジスタであってもよい。

また、第１の導体２０５と第２の導体２とは、図７のように、絶縁性接着剤４９で互いに貼付されることで、互いに近接しつつ絶縁してもよい。また、絶縁性接着剤４９でなく、金属酸化膜や絶縁材料を用いることでも同様の効果を得ることができる。

さらに、上記実施形態では、第１の導体２０５及び第２の導体２として銅を使用する例を説明したが、第１の導体２０５としてのバスバーの固体としての強度を向上するために、銅と鉄または亜鉛等との合金を使用してもよく、あるいは、その他の材料を使用してもよい。この場合、第２の導体２として第１の導体２０５と同一の抵抗温度係数の材料を使用すれば、どのような材料を使用しても差し支えないことは勿論である。

さらにまた、上記実施形態では、各ヒューズ素子部分２０３ａ〜２０３ｃが連結用バスバー２０５よりも負荷Ｍ側に接続されていたが、バッテリ（＋Ｂ）側に接続されても差し支えない。

この発明の一の実施の形態に係るヒューズ装置を示す外観斜視図である。 この発明の一の実施の形態に係るヒューズ装置の一部を示す正面図である。 この発明の一の実施の形態に係るヒューズ装置を示すブロック図である。 この発明の一の実施の形態に係るヒューズ装置を示すブロック図である。 この発明の一の実施の形態に係るヒューズ装置を示すブロック図である。 この発明の一の実施の形態に係るヒューズ装置を示すブロック図である。 この発明の変形例に係るヒューズ装置の第１の導体及び第２の導体を示す側面図である。 従来のヒューズ装置を示す斜視図である。 従来のヒューズ装置の金属部材を示す正面図である。

符号の説明

２０３，２０３ａ〜２０３ｃ ヒューズ素子部分
２０５ 第１の導体
２ 第２の導体
３ 電位差比較装置
４ 電流制御装置
５ 電流計測装置
６ 接続体
８ チャージポンプ回路
９ ドロッパ式レギュレータ
Ｍ 負荷
１０ 電源回路
１１ 抵抗器
１２ Ａ／Ｄ変換器
１３ レギュレータ

Claims (8)

1. 回路に生じる発熱を感知して回路を遮断するヒューズ装置であって、
   大電流が流れた場合に溶断すべく導体断面積が狭窄状に形成されたヒューズ素子部分と、
   前記ヒューズ素子部分に直列に接続されて被計測電流が流れるシャント抵抗部分を有する第１の導体と、
   前記第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第２の導体と
   を備え、
   前記第１の導体と前記第２の導体とが、互いに熱結合するよう近接して配置され、且つ前記接続点以外の部分で互いに絶縁されるヒューズ装置。
2. 請求項１に記載のヒューズ装置であって、
   前記第１の導体が金属バーであるヒューズ装置。
3. 請求項２に記載のヒューズ装置であって、
   前記金属バーが、電源経路内で負荷に電源供給を行うためバスバーで兼用されるヒューズ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のヒューズ装置であって、
   前記第２の導体が、プリント配線基板上に形成された配線パターンである、ヒューズ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のヒューズ装置であって、
   前記第１の導体において前記接続点から前記被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点と前記第２の導体において前記接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する電位差比較装置と、
   前記電位差比較装置からの信号に基づいて、前記第１の点と前記第２の点の電位が等しくなるまで前記第２の導体に計測用電流を流す電流制御装置と、
   前記計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する電流計測装置と
   をさらに備える、ヒューズ装置。
6. 請求項５に記載のヒューズ装置であって、
   前記電流制御装置が、電位差比較装置からの信号に応じて前記第２の導体に流れる前記計測用電流を制御する制御素子である、ヒューズ装置。
7. 請求項５または請求項６に記載のヒューズ装置であって、
   前記電流計測装置が、
   前記計測用電流を電圧に変換するための抵抗器と、
   前記抵抗器の近傍に設けられて、計測用電流によって生じた当該抵抗器の一端の電位を検出する検出回路と
   を備え、
   前記抵抗器の他端が、前記検出回路の基準電位となる接地電位に接続される、ヒューズ装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載のヒューズ装置であって、
   前記第１の導体と前記第２の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成された、ヒューズ装置。