JP3301531B2 - 過電流に対する回路保護装置 - Google Patents

過電流に対する回路保護装置

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JP3301531B2 JP05804797A JP5804797A JP3301531B2 JP 3301531 B2 JP3301531 B2 JP 3301531B2 JP 05804797 A JP05804797 A JP 05804797A JP 5804797 A JP5804797 A JP 5804797A JP 3301531 B2 JP3301531 B2 JP 3301531B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、負荷を接続した回
路に設計値より過大な電流が流れた際に、電流を遮断し
て回路および機器を保護するために使用される過電流に
対する回路保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】過電流に対する回路保護のため、正の温
度抵抗係数をもつPTC素子を用いた保護回路として
は、図6に示すように、電源a、スイッチb、負荷cか
ら成る一連の回路に対し、PTC素子dを直列に配置し
ておき、回路や負荷に異常な状態が発生して過電流が生
じたときに、PTC素子dの発熱による抵抗値の増大を
利用して回路遮断を行う方法が知られている。
【0003】しかしながら、上記の保護回路に用いられ
るPTC素子dは、負荷の容量によってPTC素子dの
電流容量を設定する必要があり、自動車の電源回路のよ
うに電流値が大きい場合(たとえば10A以上など)に
は、PTC素子dも大容量のものが要求され、PTC素
子d自体の大型化あるいは複数の素子を並列に接続すし
なければならず、コスト上昇や収容空間の増大を来すな
どの問題点を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に着目してなされたもので、大電流を要する負荷回路
においてもPTC素子自体の容量を大型化する必要がな
く、小型、軽量で確実に過電流を遮断できるPTC素子
を用いた回路保護装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の課題を達成するた
め、請求項1に記載した発明は、負荷を接続した回路の
開閉をリレーを介して行うようにした回路の過電流に対
する回路保護装置であって、前記負荷に接続する回路導
体の中間に、該回路導体よりも抵抗値の高い電極を有す
るPTC素子の一方の電極を直列に介在させて接続する
と共に、PTC素子の他方の電極をリレーのコイルの一
端に接続し、過電流に基づく一方の電極の温度上昇によ
り発生したPTC素子の抵抗値増大によってコイルの励
磁電流を減少させることにより、リレーを開放して負荷
を接続した回路を遮断するようにしたことを特徴とす
る。回路導体は、薄金属板で形成されたブスバーである
ことが好ましい(請求項2)。
【0006】請求項3に記載した発明は、負荷を接続し
た回路の開閉をリレーを介して行うようにした回路の過
電流に対する回路保護装置であって、前記負荷に接続す
る回路導体が狭窄部を有する薄金属板で形成されたブス
バーから成り、該狭窄部にPTC素子の一方の前記回路
導体より抵抗値が高く形成された電極を接続すると共
に、他方の電極をリレーのコイルの一端に接続し、過電
流に基づく該狭窄部の発熱を受けて生じたPTC素子の
抵抗値増大によってコイルの励磁電流を減少させること
により、リレーを開放して負荷を接続した回路を遮断す
るようにしたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に用いるPTC素子は、金
属板で形成された2枚の電極間に特定のポリマを介在さ
せて成る正の温度抵抗係数をもつ素子である。本発明に
おけるブスバーと呼ばれる回路導体は、細幅の短冊状に
形成された金属板から成り、主として自動車の電気配線
に使用される電気接続箱に収容する配線板に配設する回
路導体として使用されているものである。
【0008】以下、本発明の実施例について説明する。
図1は、請求項1に記載した発明の実施例に係わる過電
流に対する回路保護装置を示す斜視図であり、図2はそ
の回路図である。本実施例の回路保護装置は、主として
自動車の電気配線に用いられる電気接続箱内の電源回路
に適用されるもので、PTC素子Aと、PTC素子Aの
一方の電極1に接続するブスバー4、4′と、他方の電
極2に接続するブスバー5とから構成されている。
【0009】PTC素子Aは、金属板で形成された2枚
の電極1、2間に、素子を構成するカーボンポリマー3
を挟装して成るものであり、一方の電極1の抵抗値は、
ブスバー4、4′の抵抗値より高い素材が用いられてい
る。PTC素子Aは配線板6に貫設された素子収容部7
内に収容され、一方の電極1には、配線板6の上面6a
に配設されるブスバー4、4′が、所定の間隙sをあけ
て半田付けなどにより接続されている。他方の電極2に
は、図3に示すように、配線板6の下面6bに配設され
るブスバー5が半田付けなどにより接続されている。
【0010】ブスバー4の他端は電源8に接続され、ブ
スバー4′の他端は折曲して起立した雄タブ4a′が形
成されており、図4に示すように、中継端子9を介して
電気接続箱10のケース11に装着したリレー12の可
動接点12aに接続するようにしてある。ブスバー5の
一端は折曲して、配線板6に設けた挿通孔13から雄タ
ブ5aを突出させ、リレー12のコイル14の一方の端
子14aに中継端子9′を介して接続するようにしてい
る。
【0011】また、ブスバー5のPTC素子Aの電極2
に対する接続部は、配線板6から隔離した片持ち状の弾
性可能な構成として接続されており、カーボンポリマー
より成るPTC素子Aの発熱による変形に対応して、P
TC素子Aの特性を有効に働かせることができる構成に
している。
【0012】リレー12の固定接点12bは、任意に開
閉できるスイッチ15を経て負荷16に接続されてい
る。リレー12のコイル14の他方の端子14bはアー
ス17に接続されている。
【0013】次に、PTC素子Aの作動について説明す
る。正常の状態(通常の室温など)においては、ブスバ
ー4,一方の電極1およびブスバー4′を通って負荷1
6に電流が流れ、また、PTC素子Aの抵抗値は低いた
め、リレー12のコイル14に通電され、コイル14の
励磁によりリレー12の可動接点12aは固定接点12
bに対し閉の状態となっている。
【0014】異常な状態が発生してブスバー4、4′に
流れる電流が過大となると、ブスバー4、4′に直列に
接続されているPTC素子Aの一方の電極1を流れる電
流も当然過大となり、そのため、一方の電極1は発熱し
てPTC素子Aの抵抗値が急激に増大する。PTC素子
Aの抵抗値の増大によりリレー12のコイル14を流れ
る電流は激減し、リレー12の可動接点12aが固定接
点12bから開放されて負荷16に流れる電流を遮断す
る。したがって、負荷16およびその回路を構成する機
器が保護される。
【0015】図5は、請求項3に記載した発明の実施例
に係わる過電流に対する回路保護装置を示す斜視図であ
り、前記実施例と同様のPTC素子Aと、PTC素子A
の一方の電極1に接続するブスバー18と、他方の電極
2に接続する前記実施例と同様のブスバー5とから構成
されている。すなわち、図4に示す回路保護装置は、前
記ブスバー4、4′に代えてブスバー18を用いた以外
は、前記実施例の回路保護装置と同様の構成を採ってい
る。
【0016】ブスバー18は、前記ブスバー4、4′を
連続した1本の回路導体で形成したもので、両側の縁部
18a、18a′を切欠いて形成した狭窄部19を有し
ている。狭窄部19においてPTC素子Aの一方の電極
1に半田付けなどにより接続している。PTC素子Aの
他方の電極2には、前記実施例と同様にブスバー5が半
田付けなどにより接続されている。ブスバー18は狭窄
部19を設けているので、その抵抗値は狭窄部19にお
いては他の部位に比較してかなり高い値を示している。
【0017】そのため、ブスバー18に過電流が流れる
と、狭窄部19に異常な熱が発生し、PTC素子Aに伝
導してPTC素子Aの抵抗値を増大させる。この場合、
一方の電極1の抵抗値はブスバー18の抵抗値よりも非
常に高いので、負荷に流れる電流の殆どは一方の電極1
を流れずに狭窄部19を通って流れる。PTC素子Aの
抵抗値が増大した後の作用は前記実施例と同様であるの
で説明は省略する。狭窄部19の幅によりその抵抗値を
加減することができるので、許容する電流値に合わせて
適宜その幅を設定することができる利点がある。
【0018】
【発明の効果】請求項1に記載した発明によれば、負荷
に対してPTC素子の一方の電極を直列に接続している
ため、一方の電極を異常に発熱させるような過電流が一
方の電極に流れても、PTC素子を構成するポリマに流
れる電流とは無関係となる。したがって、PTC素子に
直接大電流を通電する必要がなくなり、大電流を制御す
る保護装置においても、大型のPTC素子や多数のPT
C素子を並列に接続することが不要となり、装置の小型
化、軽量化および製作コストの低減が達成される。請求
項3に記載した発明においても、負荷を接続するブスバ
ーに狭窄部を設けてPTC素子の一方の前記回路導体
(ブスバー)より抵抗値が高く形成された電極と接続
し、狭窄部の発熱によってPTC素子を制御するように
しているため、PTC素子の双方の電極を通じて流れる
電流とは無関係に大電流回路の過電流の遮断を行うこと
ができる。したがって、回路保護装置が小型化、軽量化
されると共に、狭窄部の寸法を任意に設計できるため過
電流に対する設定値の自由度が向上するなど多くの利点
を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載した発明の実施例に係わる過電
流に対する回路保護装置の要部を示す斜視図である。
【図2】図1の過電流に対する回路保護装置の回路図で
ある。
【図3】図1のPTC素子とブスバーとの接続部を示す
断面図である。
【図4】図1の過電流に対する回路保護装置を電気接続
箱に組込む状態を示す斜視図である。
【図5】請求項3に記載した発明の実施例に係わる過電
流に対する回路保護装置の要部を示す斜視図である。
【図6】従来のPTC素子を用いた過電流に対する回路
保護装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
A PTC素子 1 一方の電極 2 他方の電極 4、4′ ブスバー 5 ブスバー 12 リレー 14 コイル 16 負荷 18 ブスバー 19 狭窄部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷を接続した回路の開閉をリレーを介
    して行うようにした回路の過電流に対する回路保護装置
    であって、 前記負荷に接続する回路導体の中間に、該回路導体より
    も抵抗値の高い電極を有するPTC素子の一方の電極を
    直列に介在させて接続すると共に、PTC素子の他方の
    電極をリレーのコイルの一端に接続し、過電流に基づく
    一方の電極の温度上昇により発生したPTC素子の抵抗
    値増大によってコイルの励磁電流を減少させることによ
    り、リレーを開放して負荷を接続した回路を遮断するよ
    うにしたことを特徴とする過電流に対する回路保護装
    置。
  2. 【請求項2】 回路導体が、薄金属板で形成されたブス
    バーであることを特徴とする請求項1記載の過電流に対
    する回路保護装置。
  3. 【請求項3】 負荷を接続した回路の開閉をリレーを介
    して行うようにした回路の過電流に対する回路保護装置
    であって、 前記負荷に接続する回路導体が狭窄部を有する薄金属板
    で形成されたブスバーから成り、該狭窄部にPTC素子
    の一方の前記回路導体より抵抗値が高く形成された電極
    を接続すると共に、他方の電極をリレーのコイルの一端
    に接続し、過電流に基づく該狭窄部の発熱を受けて生じ
    たPTC素子の抵抗値増大によってコイルの励磁電流を
    減少させることにより、リレーを開放して負荷を接続し
    た回路を遮断するようにしたことを特徴とする過電流に
    対する回路保護装置。
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