JP4149693B2 - 電源回路の安全装置及びヒューズボックス - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互関連性のある２系統の負荷（例えば、アクチュエータと、そのアクチュエータを制御するための電子コントロールユニット）に対して電流を供給する電源回路の安全装置、及び、その安全装置に適用するのに有効なヒューズボックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の１４Ｖ系の自動車の通電システムにおいては、図７に例示するように、ジャンクションボックス１にて電源回路２を分岐し、ＥＣＵ（電子コントロールユニット＝制御ユニット）３と、アクチュエータ等の物理的出力を発生する負荷４（以下、単にアクチュエータとして説明する）とに、共通のヒューズ５を介して電流を供給するようにしている。このようなシステムでは、電源６の電圧を直接ＥＣＵ３に入力させ、各ＥＣＵ３の内部に備えたシリーズレギュレータ７で、例えば５Ｖ等の低電圧に変換して内部回路を動作させていた。
【０００３】
ところで、近年、燃費に有効なモータジェネレータを搭載した、４２Ｖという高電圧で駆動する自動車の開発が進んでいる。４２Ｖという高電圧では、前述のシリーズレギュレータで電圧変換するには損失が大き過ぎるため、全てのＥＣＵに、より効率のよいスイッチングコンバータを内蔵する案が出てくる。しかし、全てのＥＣＵにスイッチングコンバータを内蔵すると、全体として非常に高価なものになってしまう。
【０００４】
そこで、図８に示すように、ジャンクションボックス１内に備えたＤＣ／ＤＣコンバータ８で、４２Ｖ電源９の電圧を、例えば１２Ｖなどの一段低い電圧に一括変換して、各ＥＣＵ３に分配する案が出てくる。この場合、４２Ｖをアクチュエータ４に印加する高電圧用の電源回路２Ａと、１２ＶをＥＣＵ３に印加する低電圧用の電源回路２Ｂが別系統で存在することになり、各系統の電源回路２Ａ、２Ｂには、高電圧用のヒューズ５Ａと低電圧用のヒューズ５Ｂとをそれぞれ介在させて回路の保護を行うことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アクチュエータ４とそれを制御するＥＣＵ３のような、相互に深い関連性を持つ２系統の負荷に電流を供給する場合、一方に異常があったときには他方への電流供給をストップさせる必要がある。
【０００６】
この点、今までの１４Ｖ系のシステムでは、図７に示すように、１つのヒューズ５を介して、アクチュエータ４とＥＣＵ３の双方に電流を供給していたので、例えばアクチュエータ４に異常があってヒューズ５が溶断すれば、ＥＣＵ３への電流の供給も自動的にストップすることになるので、また、ＥＣＵ３に異常があってヒューズ５が溶断すれば、アクチュエータ４への電流の供給も自動的にストップすることになるので、何ら特別な問題を生じることはなかった。
【０００７】
しかし、図８に示すように、アクチュエータ４とＥＣＵ３への通電系統を分けなければならない場合には、高電圧用と低電圧用の別のヒューズ５Ａ、５Ｂを介して、アクチュエータ４とＥＣＵ３にそれぞれ電流を供給することになるので、一方の負荷に異常があって、その系統のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断しても、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）が有効のまま残ってしまい、他方の負荷へ電流が供給され続けてしまうおそれがある。
【０００８】
つまり、ヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断するような異常が例えばアクチュエータ４にある以上、それを制御するＥＣＵ３への電流の供給もストップするべきであるのに、片方のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断した後も、残る負荷に電圧が加わり続けることになるので、残された側で急激な短絡やレアショートなどの異常が発生するおそれがある。反対の場合は暴走のおそれもある。このように、電源回路を別系統にすることで、新たな問題が出てくることが分かった。
【０００９】
本発明は、その対処技術であり、２系統の関連性のある負荷に電流を供給する場合に、いずれかの系統のヒューズが溶断したら、他方の系統のヒューズも溶断させることで、全体の回路の安全性を確保することのできる、電源回路の安全装置、及び、その安全装置に適用するのに有効なヒューズボックスを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、第１の負荷に対し第１のヒューズを介して電流を供給する第１の電源回路と、第２の負荷に対し第２のヒューズを介して電流を供給する第２の電源回路と、前記第１のヒューズ及び第２のヒューズのうちの一方のヒューズが溶断したとき他方のヒューズを強制的に溶断させる強制溶断手段とを備え、前記第１、第２の電源回路の途中に、前記第１、第２の電源回路に共通に設けられるケースと、該ケース内に設けられると共に前記第１の電源回路の電源側に接続される第１の電源側端子及び負荷側に接続される第１の負荷側端子と、同様に前記ケース内に設けられると共に前記第２の電源回路の電源側に接続される第２の電源側端子及び負荷側に接続される第２の負荷側端子と、前記第１、第２の各電源側端子から延びる第１、第２の可溶導電部材と、前記第１、第２の各負荷側端子から延び、それぞれが前記第１、第２の可溶導電部材の先端側に接触導通した状態で定常位置に保持されると共に、接触導通する可溶導電部材の溶断により定常位置での保持が解かれる第１、第２の不可溶導電部材と、前記第１、第２の可溶導電部材の一方が溶断したとき、その可溶導電部材の溶断により定常位置での保持が解かれた一方の不可溶導電部材を、他方の可溶導電部材の先端側、他方の不可溶導電部材、または、該他方の不可溶導電部材に導通する他方の負荷側端子に強制的に押し付けて接触させる強制変位手段と、を有してなるヒューズボックスを配置し、前記可溶導電部材を前記ヒューズとし、前記不可溶導電部材と強制変位手段とを前記強制溶断手段としたことを特徴とする。
【００１８】
この安全装置では、第１の負荷に異常があったりすることで、第１の電源回路に過電流が流れて第１の可溶導電部材（ヒューズ）が溶断すると、その溶断により、第１の不可溶導電部材の定常位置への保持が解かれて、強制変位手段の作用により第１の不可溶導電部材が、第２の可溶導電部材、第２の不可溶導電部材、または、第２の負荷側端子の側に変位して接触導通する。
【００１９】
そうすると、第２の可溶導電部材には第２の負荷に加えて第１の負荷もつながり、第２の可溶導電部材に通常以上の過電流が瞬間的に流れることになる。従って、第２の可溶導電部材（ヒューズ）も溶断し、それにより、両方の負荷への通電が同時にストップされて、安全が確保される。
【００２０】
また、第２の負荷に異常があったりすることで、第２の可溶導電部材（ヒューズ）が溶断した場合は、逆の動きにより、第１の可溶導電部材が溶断して、同様に、両方の負荷への通電がストップされて、安全が確保される。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電源回路の安全装置であって、前記第１の負荷が制御ユニットであり、前記第２の負荷が該制御ユニットによって制御されて物理的出力を発生する負荷であることを特徴とする。
【００２２】
この安全装置では、制御ユニットに異常があって、制御ユニットへ通電するヒューズが溶断した場合、制御ユニットによって制御される負荷への通電も遮断される。逆に、物理的出力を発生する負荷に異常があって、同負荷へ通電するヒューズが溶断した場合、制御ユニットへの通電も遮断される。従って、通電システム全体の安全が確保される。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項２記載の電源回路の安全装置であって、前記制御ユニットに電流を供給する第１の電源回路が低電圧電源回路として構成され、前記物理的出力を発生する負荷に電流を供給する第２の電源回路が高電圧電源回路として構成されていることを特徴とする。
【００２４】
この安全装置では、アクチュエータ等の高電圧用の負荷と低電圧用の負荷である制御ユニットとに別個に電流を供給するシステムにおいて、高電圧用電源回路のヒューズと低電圧用電源回路のヒューズのいずれかが異常により溶断した場合に、残った方のヒューズも確実に溶断することで、さらなる過電流の発生やレアショートなどの不測の事態が起こらないようにすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
《第１実施形態》
図１は第１実施形態の安全装置を含んだ通電システムの全体構成を示す回路図である。このシステムは、図８に示した４２Ｖ電源９を有する通電システムに、強制溶断用の論理回路（強制溶断手段）２０を付加したものである。
【００３１】
図１のシステムにおいて、１はジャンクションボックス、２Ａは物理的出力を発生するアクチュエータ（第２の負荷）４に４２Ｖ電圧を印加する高電圧電源回路（第２の電源回路）、２Ｂはアクチュエータ４を制御するＥＣＵ（第１の負荷）３に１２Ｖ電圧を印加する低電圧電源回路（第１の電源回路）、５Ａは高電圧電源回路２Ａに介在された高電圧用ヒューズ（第２のヒューズ）、５Ｂは低電圧電源回路２Ｂに介在された低電圧用ヒューズ（第１のヒューズ）、８は４２Ｖという高圧の電源電圧を一括して１２Ｖの低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ８、ヒューズ５Ａ、５Ｂ、及び、強制溶断用の論理回路２０は、ジャンクションボックス１に内蔵されている。
【００３２】
この強制溶断用の論理回路２０は、一方のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断したとき、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）に強制的に過電流を流すことで、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）を溶断させるものであり、２つのコンパレータ２１Ａ、２１Ｂと、ＯＲ回路２２と、２つのトランジスタ２３Ａ、２３Ｂとを有する。
【００３３】
各コンパレータ２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ高電圧側と低電圧側のヒューズ５Ａ、５Ｂの両端の電圧を監視している。通常、ヒューズ５Ａ、５Ｂが溶断しなければ、ヒューズ５Ａ、５Ｂの両端にはほとんど電圧差は生じないが、何らかの理由で片側のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断すると、電圧差が生じるため、コンパレータ２１Ａ、２１Ｂの出力が反転してＨｉ信号を出力する。どちらかのヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断すると、ＯＲ回路２２がトランジスタ２３Ａ、２３Ｂ）を駆動して、残った方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）の負荷側端をアースに短絡させて、同ヒューズ５Ｂ（または５Ａ）に過電流が流れるようにし、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）を強制的に溶断させる。
【００３４】
このシステムの作用を説明する。
【００３５】
例えば、ＥＣＵ３の系統に異常があって、ＥＣＵ３に通電する低電圧用ヒューズ５Ｂが溶断した場合、同ヒューズ５Ｂの両端電圧を検出しているコンパレータ２１Ｂの信号がＨｉになって、ＯＲ回路２２がトランジスタ２３Ａ、２３Ｂに駆動信号を出力し、残る高電圧用ヒューズ５Ａの負荷側端をアースに短絡させて、同ヒューズ５Ａに対し過電流を流し、これを強制的に溶断させる。これにより、アクチュエータ４への通電がストップする。
【００３６】
反対に、アクチュエータ４の系統に異常があって、アクチュエータ４に通電する高電圧用ヒューズ５Ａが溶断した場合、同ヒューズ５Ａの両端電圧を検出しているコンパレータ２１Ａの信号がＨｉになって、ＯＲ回路２２がトランジスタ２３Ａ、２３Ｂに駆動信号を出力し、残る低電圧用ヒューズ５Ｂの負荷側端をアースに短絡させて、同ヒューズ５Ｂに対し過電流を流して、これを強制的に溶断させる。これにより、ＥＣＵ３への通電がストップする。
【００３７】
このように、高電圧用と低電圧用のヒューズ５Ａ、５Ｂのいずれかが溶断した場合に、他方も強制溶断させるので、アクチュエータ４の暴走や、さらなる過電流の発生、レアショートなどの不測の事態が起こらないようにすることができ、システム全体の安全を確保することができる。特に、この場合、論理回路２０を付加するだけで安全確保が可能であるから、構成の簡略化が図れる。
【００３８】
《第２実施形態》
図２は第２実施形態の安全装置を含んだ通電システムの全体構成を示す回路図である。このシステムは、図１に示した第１実施形態のシステムの一部に変更を加え、ヒューズ５Ａ、５Ｂを溶断温度まで加熱するヒータ３０と、一方のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断したときに、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）を溶断温度まで加熱するべく、ヒータ３０に通電する論理回路３５とを設けたものである。ここでは、主としてヒータ３０が強制溶断手段に相当する。
【００３９】
一方のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）の溶断を検出するまでの回路（２つのコンパレータ２１Ａ、２１ＢとＯＲ回路２２で構成される部分）は、第１実施形態と同じである。異なるのは、ＯＲ回路２２が、コンパレータ２１Ａ（または２１Ｂ）の出力信号がＨｉになったとき、トランジスタ３３を駆動して、ヒータ３０に４２Ｖの電源電圧を直接印加して発熱させるようにした点である。
【００４０】
このシステムの作用を説明する。
【００４１】
このシステムでは、例えば、ＥＣＵ３の系統に異常があって、低電圧用ヒューズ５Ｂが溶断した場合、同ヒューズ５Ｂの両端電圧を検出しているコンパレータ２１Ｂの信号がＨｉになって、ＯＲ回路２２がトランジスタ３３に駆動信号を出力して、ヒータ３０に４２Ｖ電圧を印加し、ヒータ３０の発熱により、残った高電圧用ヒューズ５Ａを強制的に溶断させる。これにより、アクチュエータ４への通電がストップする。反対に、アクチュエータ４の系統に異常があって、高電圧用ヒューズ５Ａが溶断した場合、同ヒューズ５Ａの両端電圧を検出しているコンパレータ２１Ａの信号がＨｉになって、ＯＲ回路２２がトランジスタ３３に駆動信号を出力して、ヒータ３０に４２Ｖ電圧を印加し、ヒータ３０の発熱により、残った低電圧用ヒューズ５Ｂを強制的に溶断させる。これにより、ＥＣＵ３への通電がストップする。
【００４２】
このように、高電圧用と低電圧用のヒューズ５Ａ、５Ｂのいずれかが溶断した場合に他方も強制溶断させるので、アクチュエータ４の暴走や、さらなる過電流の発生・レアショートなどの不測の事態が起こらないようにすることができ、通電システム全体の安全を確保することができる。特に、この場合、ヒータ３０とヒータ３０に通電するための論理回路３５を付加するだけで安全確保が可能であるから、構成の簡略化が図れる。
【００４３】
《第３実施形態》
前記第１、第２実施形態では、電気的作用により、残った方のヒューズを強制的に溶断させる安全装置を備えたシステムについて述べたが、次に第３実施形態として、機械的な作用により、残った方のヒューズを溶断させる安全装置を備えたシステムについて述べる。
【００４４】
図３はそのシステムを構成するのに使用するヒューズボックスの断面図、図４は同ヒューズボックスの外観斜視図、図５及び図６は同ヒューズボックスの作用説明図である。
【００４５】
このヒューズボックス５０は、図８のシステムのヒューズ５Ａ、５Ｂの位置に配置されるものであり、このヒューズボックス５０をその位置に配置することにより安全装置が構成される。
【００４６】
図３、図４に示すように、このヒューズボックス５０は、高電圧（４２Ｖ）及び低電圧（１４Ｖ）の電源回路２Ａ、２Ｂ（図８参照）に共通に設けられる１個の安全保護用のケース５１と、該ケース５１内に設けられると共に高電圧電源回路（第２の電源回路）２Ａの電源側に接続される４２Ｖ電源側端子（第２の電源側端子）５２Ａ及び負荷側に接続される４２Ｖ負荷側端子（第２の負荷側端子）５３Ａと、同様に、ケース５１内に設けられると共に低電圧電源回路（第１の電源回路）２Ｂの電源側に接続される１４Ｖ電源側端子（第１の電源側端子）５２Ｂ及び負荷側に接続される１４Ｖ負荷側端子（第１の負荷側端子）５３Ｂと、４２Ｖ電源側端子５２Ａ及び１４Ｖ電源側端子５２Ｂからそれぞれ負荷側端子５３Ａ、５３Ｂ方向に延びる４２Ｖ可溶導電部材（第２の可溶導電部材）５４Ａ及び１２Ｖ可溶導電部材（第１の可溶導電部材）５４Ｂと、４２Ｖ負荷側端子５３Ａ及び１４Ｖ負荷側端子５３Ｂからそれぞれ電源側端子５２Ａ、５２Ｂ方向へ延び、それぞれが４２Ｖ可溶導電部材５４Ａ及び１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂの各先端側に接触導通した状態で定常位置に保持されると共に、接触導通する可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂの溶断により定常位置での保持が解かれる４２Ｖ不可溶導電部材（第２の可溶導電部材）５５Ａ及び１４Ｖ不可溶導電部材（第１の不可溶導電部材）５５Ｂとから構成されている。
【００４７】
可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂと不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂは、それぞれに先端側がバネ性を有する板バネにより構成されており、内側に位置する４２Ｖ可溶導電部材５４Ａは、矢印Ａ’で示す外側方向へ変形するバネ力を持ち、外側に位置する４２Ｖ不可溶導電部材５５Ａは、矢印Ａで示す内側方向へ変形するバネ力を持っている。そして、可溶導電部材５４Ａが溶断する前の状態においては、互いのバネ力が釣り合うことで、４２Ｖ可溶導電部材５４Ａ及び４２Ｖ不可溶導電部材５５Ａが、図示の定常位置に保持されている。
【００４８】
同様に、内側に位置する１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂは、矢印Ｂ’で示す外側方向へ変形するバネ力を持ち、外側に位置する１４Ｖ不可溶導電部材５５Ｂは、矢印Ｂで示す内側方向へ変形するバネ力を持っている。そして、可溶導電部材５４Ｂが溶断する前の状態においては、互いのバネ力が釣り合うことで、１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂ及び１４Ｖ不可溶導電部材５５Ｂが図示の定常位置に保持されている。
【００４９】
このように可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂと不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂが接触導通することで、４２Ｖラインと１４Ｖラインが構成されている。ここでは、可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂが、それぞれ、図８に示す高電圧用ヒューズ５Ａ、低電圧用ヒューズ５Ｂに相当する。
【００５０】
なお、可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂ及び不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂの先端は、それぞれ互いに離反する方向へカールしている。不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂの先端のカールは、図５、図６に示すように、一方の可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂが溶断することで他方側の可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂに接触するときの安定性を保つために役立つ。また、可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂと不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂの接触部分は、導通信頼性向上のために半田などで接合しておいてもよい。
【００５１】
ケース５１内には、定常位置にある４２Ｖ側の部材と１４Ｖ側の部材が、不用意に互いに接触しないようにするリブ５６が設けられている。また、このヒューズボックス５０では、＋極（電源側）と−極（負荷側）の極性と、４２Ｖと１４Ｖの電圧の区別を厳格に行う必要があることから、ケース５１の外側面に取付方向の間違いを防止するための凸部６１と凹部６２を設けると共に、図４に示すように、ケース５１の上面に極性（＋・−）と電圧（４２Ｖ、１４Ｖ）を示す表示６３を設けている。
【００５２】
次に作用を説明する。
【００５３】
通常時は、図３に示すように、４２Ｖ側の電流は、４２Ｖラインを構成する電源側端子５２Ａ→可溶導電部材５４Ａ→不可溶導電部材５５Ａ→負荷側端子５３Ａの順に流れ、１４Ｖ側の電流は、１４Ｖラインを構成する電源側端子５２Ｂ→可溶導電部材５４Ｂ→不可溶導電部材５５Ｂ→負荷側端子５３Ｂの順に流れる。電流の流れを矢印Ｌで示す。
【００５４】
１４Ｖラインの負荷系統に異常が発生した場合は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように動作が進み、４２Ｖラインの負荷系統に異常が発生した場合は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように動作が進む。
【００５５】
まず、１４Ｖラインに接続されている負荷などに何らかの異常が発生して、同ラインに通常以上の過電流が流れた場合、１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂと１４Ｖ不可溶導電部材５５Ｂが発熱し、図５（ａ）に示すように、１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂが溶断する。溶断箇所をＰで示す。
【００５６】
１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂが溶断すると、その可溶導電部材５４Ｂと接触することで定常位置に保持されていた不可溶導電部材５５Ｂが、力の釣り合い相手が無くなることで、自身のバネ力により、図５（ｂ）に示すようにＢ方向（図３参照）へ変位し、４２Ｖ側の通電部の負荷側の部分に接触する。ここで接触する部分は原理的には、可溶導電部材５４Ａの先端側、不可溶導電部材５５Ａ、あるいは、負荷側端子５３Ａのどこでもよいが、図示例では、可溶導電部材５４Ａの先端側に接触するように設定されている。そして、この接触により、４２Ｖラインの電源から、異常のあった１４Ｖ側の負荷などへ再び電流が流れるため、４２Ｖラインへも通常以上の過電流が流れて、４２Ｖ側の可溶導電部材５４Ａも溶断する。それにより、両負荷への通電がストップして安全確保がなされる。
【００５７】
反対に、４２Ｖラインに接続されている負荷などに何らかの異常が発生して、同ラインに通常以上の過電流が流れた場合、４２Ｖ可溶導電部材５４Ａと４２Ｖ不可溶導電部材５５Ａが発熱し、図６（ａ）に示すように、４２Ｖ可溶導電部材５４Ａが溶断する。溶断箇所をＰで示す。
【００５８】
４２Ｖ可溶導電部材５４Ａが溶断すると、その可溶導電部材５４Ａと接触することで定常位置に保持されていた不可溶導電部材５５Ａが、力の釣り合い相手が無くなることで、自身のバネ力により、図６（ｂ）に示すようにＡ方向（図３参照）へ変位し、１４Ｖ側の通電部（本例では可溶導電部材５４Ｂ）に接触する。そして、この接触により、１４Ｖラインの電源から、異常のあった４２Ｖ側の負荷などへ再び電流が流れるため、１４Ｖラインへも通常以上の過電流が流れて、１４Ｖ側の可溶導電部材５４Ｂも溶断する。それにより、両負荷への通電がストップして安全確保がなされる。
【００５９】
なお、このヒューズボックス５０においては、板バネで構成された不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂが、残った可溶導電部材（ヒューズに相当）５４Ａ、５４Ｂを強制的に溶断させる強制溶断手段に相当する。また、１４Ｖと４２Ｖのどちらの可溶導電部材５４Ｂ、５４Ａが先に溶断しても、残った方を溶断する過程において、１４Ｖラインと４２Ｖラインの電源側部材同士が接触することがないように構成されている。
【００６０】
また、このヒューズボックス５０では、板バネで不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂを構成することによって、一方の可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂが溶断したときに、自身を、残った方の可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂに接触させるように構成しているが、別にバネを設けて不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂを矢印Ａ、Ｂ方向（図３）に付勢することもできる。しかし、前記のように不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂ自身を板バネで構成することによって、部品点数を少なくすることができて、構成の簡略化を図ることができる。
【００６１】
また、上記の各実施形態では、高電圧と４２Ｖとし低電圧を１２Ｖまたは１４Ｖとしているが、電圧はどんな値に設定してもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、電源回路の途中に、ケースと可溶導電部材と不可溶導電部材と端子とで構成したヒューズボックスを配置し、一方の可溶導電部材が溶断したときに、機械的な動きにより、他方の可溶導電部材を溶断するようにしたので、電気的な回路の作用によらず、機械的な作用だけによって、電源回路の安全を図ることができる。
【００６６】
請求項２の発明によれば、制御ユニットや制御ユニットによって制御される負荷に異常がある場合、双方への通電が遮断されるようにしたので、駆動システム全体の安全を確保することができる。
【００６７】
請求項３の発明によれば、高電圧用電源回路のヒューズと低電圧用電源回路のヒューズのいずれかが溶断した場合に、残った方のヒューズも確実に溶断させるようにしたので、さらなる過電流の発生やレアショートなどの不測の事態が起こらないようにすることができ、システムの安全を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の安全装置を含んだ通電システムの構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態の安全装置を含んだ通電システムの構成を示す回路図である。
【図３】本発明のヒューズボックスの実施形態の断面図である。
【図４】同ヒューズボックスの外観斜視図である。
【図５】同ヒューズボックスにおいて、１４Ｖラインの可溶導電部材（ヒューズに相当）が最初に溶断した時の挙動を示す説明図であり、（ａ）は１４Ｖ可溶導電部材が溶断した段階を示す図、（ｂ）は同可溶導電部材の溶断に続いて、不可溶導電部材が変位することで４２Ｖ可溶導電部材が溶断した段階を示す図である。
【図６】同ヒューズボックスにおいて、４２Ｖラインの可溶導電部材（ヒューズに相当）が最初に溶断した時の挙動を示す説明図であり、（ａ）は４２Ｖ可溶導電部材が溶断した段階を示す図、（ｂ）は同可溶導電部材の溶断に続いて、不可溶導電部材が変位することで１４Ｖ可溶導電部材が溶断した段階を示す図である。
【図７】従来の電源回路の説明図である。
【図８】４２Ｖ系と１２Ｖ系を別系統で設ける場合の回路図である。
【符号の説明】
２Ａ 高電圧電源回路（第２の電源回路）
２Ｂ 低電圧電源回路（第１の電源回路）
３ ＥＣＵ（第１の負荷）
４ アクチュエータ（第２の負荷）
５Ａ 高電圧用ヒューズ（第２のヒューズ）
５Ｂ 低電圧用ヒューズ（第１のヒューズ）
２０ 強制溶断用の論理回路（強制溶断手段）
３０ ヒータ
３５ ヒータ通電用の論理回路
５０ ヒューズボックス
５１ ケース
５２Ａ ４２Ｖ電源側端子（第２の電源側端子）
５３Ａ ４２Ｖ負荷側端子（第２の負荷側端子）
５４Ａ ４２Ｖ可溶導電部材（第２の可溶導電部材）
５５Ａ ４２Ｖ不可溶導電部材（第２の不可溶導電部材）
５２Ｂ １４Ｖ電源側端子（第１の電源側端子）
５３Ｂ １４Ｖ負荷側端子（第１の負荷側端子）
５４Ｂ １４Ｖ可溶導電部材（第１の可溶導電部材）
５５Ｂ １４Ｖ不可溶導電部材（第１の不可溶導電部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互関連性のある２系統の負荷（例えば、アクチュエータと、そのアクチュエータを制御するための電子コントロールユニット）に対して電流を供給する電源回路の安全装置、及び、その安全装置に適用するのに有効なヒューズボックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の１４Ｖ系の自動車の通電システムにおいては、図７に例示するように、ジャンクションボックス１にて電源回路２を分岐し、ＥＣＵ（電子コントロールユニット＝制御ユニット）３と、アクチュエータ等の物理的出力を発生する負荷４（以下、単にアクチュエータとして説明する）とに、共通のヒューズ５を介して電流を供給するようにしている。このようなシステムでは、電源６の電圧を直接ＥＣＵ３に入力させ、各ＥＣＵ３の内部に備えたシリーズレギュレータ７で、例えば５Ｖ等の低電圧に変換して内部回路を動作させていた。
【０００３】
ところで、近年、燃費に有効なモータジェネレータを搭載した、４２Ｖという高電圧で駆動する自動車の開発が進んでいる。４２Ｖという高電圧では、前述のシリーズレギュレータで電圧変換するには損失が大き過ぎるため、全てのＥＣＵに、より効率のよいスイッチングコンバータを内蔵する案が出てくる。しかし、全てのＥＣＵにスイッチングコンバータを内蔵すると、全体として非常に高価なものになってしまう。
【０００４】
そこで、図８に示すように、ジャンクションボックス１内に備えたＤＣ／ＤＣコンバータ８で、４２Ｖ電源９の電圧を、例えば１２Ｖなどの一段低い電圧に一括変換して、各ＥＣＵ３に分配する案が出てくる。この場合、４２Ｖをアクチュエータ４に印加する高電圧用の電源回路２Ａと、１２ＶをＥＣＵ３に印加する低電圧用の電源回路２Ｂが別系統で存在することになり、各系統の電源回路２Ａ、２Ｂには、高電圧用のヒューズ５Ａと低電圧用のヒューズ５Ｂとをそれぞれ介在させて回路の保護を行うことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アクチュエータ４とそれを制御するＥＣＵ３のような、相互に深い関連性を持つ２系統の負荷に電流を供給する場合、一方に異常があったときには他方への電流供給をストップさせる必要がある。
【０００６】
この点、今までの１４Ｖ系のシステムでは、図７に示すように、１つのヒューズ５を介して、アクチュエータ４とＥＣＵ３の双方に電流を供給していたので、例えばアクチュエータ４に異常があってヒューズ５が溶断すれば、ＥＣＵ３への電流の供給も自動的にストップすることになるので、また、ＥＣＵ３に異常があってヒューズ５が溶断すれば、アクチュエータ４への電流の供給も自動的にストップすることになるので、何ら特別な問題を生じることはなかった。
【０００７】
しかし、図８に示すように、アクチュエータ４とＥＣＵ３への通電系統を分けなければならない場合には、高電圧用と低電圧用の別のヒューズ５Ａ、５Ｂを介して、アクチュエータ４とＥＣＵ３にそれぞれ電流を供給することになるので、一方の負荷に異常があって、その系統のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断しても、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）が有効のまま残ってしまい、他方の負荷へ電流が供給され続けてしまうおそれがある。
【０００８】
つまり、ヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断するような異常が例えばアクチュエータ４にある以上、それを制御するＥＣＵ３への電流の供給もストップするべきであるのに、片方のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断した後も、残る負荷に電圧が加わり続けることになるので、残された側で急激な短絡やレアショートなどの異常が発生するおそれがある。反対の場合は暴走のおそれもある。このように、電源回路を別系統にすることで、新たな問題が出てくることが分かった。
【０００９】
本発明は、その対処技術であり、２系統の関連性のある負荷に電流を供給する場合に、いずれかの系統のヒューズが溶断したら、他方の系統のヒューズも溶断させることで、全体の回路の安全性を確保することのできる、電源回路の安全装置、及び、その安全装置に適用するのに有効なヒューズボックスを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、第１の負荷に対し第１のヒューズを介して電流を供給する第１の電源回路と、第２の負荷に対し第２のヒューズを介して電流を供給する第２の電源回路と、前記第１のヒューズ及び第２のヒューズのうちの一方のヒューズが溶断したとき他方のヒューズを強制的に溶断させる強制溶断手段とを備え、前記第１、第２の電源回路の途中に、前記第１、第２の電源回路に共通に設けられるケースと、該ケース内に設けられると共に前記第１の電源回路の電源側に接続される第１の電源側端子及び負荷側に接続される第１の負荷側端子と、同様に前記ケース内に設けられると共に前記第２の電源回路の電源側に接続される第２の電源側端子及び負荷側に接続される第２の負荷側端子と、前記第１、第２の各電源側端子から延びる第１、第２の可溶導電部材と、前記第１、第２の各負荷側端子から延び、それぞれが前記第１、第２の可溶導電部材の先端側に接触導通した状態で定常位置に保持されると共に、接触導通する可溶導電部材の溶断により定常位置での保持が解かれる第１、第２の不可溶導電部材と、前記第１、第２の可溶導電部材の一方が溶断したとき、その可溶導電部材の溶断により定常位置での保持が解かれた一方の不可溶導電部材を、他方の可溶導電部材の先端側、他方の不可溶導電部材、または、該他方の不可溶導電部材に導通する他方の負荷側端子に強制的に押し付けて接触させる強制変位手段と、を有してなるヒューズボックスを配置し、前記可溶導電部材を前記ヒューズとし、前記不可溶導電部材と強制変位手段とを前記強制溶断手段としたことを特徴とする。
【００１８】
この安全装置では、第１の負荷に異常があったりすることで、第１の電源回路に過電流が流れて第１の可溶導電部材（ヒューズ）が溶断すると、その溶断により、第１の不可溶導電部材の定常位置への保持が解かれて、強制変位手段の作用により第１の不可溶導電部材が、第２の可溶導電部材、第２の不可溶導電部材、または、第２の負荷側端子の側に変位して接触導通する。
【００１９】
そうすると、第２の可溶導電部材には第２の負荷に加えて第１の負荷もつながり、第２の可溶導電部材に通常以上の過電流が瞬間的に流れることになる。従って、第２の可溶導電部材（ヒューズ）も溶断し、それにより、両方の負荷への通電が同時にストップされて、安全が確保される。
【００２０】
また、第２の負荷に異常があったりすることで、第２の可溶導電部材（ヒューズ）が溶断した場合は、逆の動きにより、第１の可溶導電部材が溶断して、同様に、両方の負荷への通電がストップされて、安全が確保される。
【００２１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電源回路の安全装置であって、前記第１の負荷が制御ユニットであり、前記第２の負荷が該制御ユニットによって制御されて物理的出力を発生する負荷であることを特徴とする。
【００２２】
この安全装置では、制御ユニットに異常があって、制御ユニットへ通電するヒューズが溶断した場合、制御ユニットによって制御される負荷への通電も遮断される。逆に、物理的出力を発生する負荷に異常があって、同負荷へ通電するヒューズが溶断した場合、制御ユニットへの通電も遮断される。従って、通電システム全体の安全が確保される。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項２記載の電源回路の安全装置であって、前記制御ユニットに電流を供給する第１の電源回路が低電圧電源回路として構成され、前記物理的出力を発生する負荷に電流を供給する第２の電源回路が高電圧電源回路として構成されていることを特徴とする。
【００２４】
この安全装置では、アクチュエータ等の高電圧用の負荷と低電圧用の負荷である制御ユニットとに別個に電流を供給するシステムにおいて、高電圧用電源回路のヒューズと低電圧用電源回路のヒューズのいずれかが異常により溶断した場合に、残った方のヒューズも確実に溶断することで、さらなる過電流の発生やレアショートなどの不測の事態が起こらないようにすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
《第１実施形態》
図１は第１実施形態の安全装置を含んだ通電システムの全体構成を示す回路図である。このシステムは、図８に示した４２Ｖ電源９を有する通電システムに、強制溶断用の論理回路（強制溶断手段）２０を付加したものである。
【００３１】
図１のシステムにおいて、１はジャンクションボックス、２Ａは物理的出力を発生するアクチュエータ（第２の負荷）４に４２Ｖ電圧を印加する高電圧電源回路（第２の電源回路）、２Ｂはアクチュエータ４を制御するＥＣＵ（第１の負荷）３に１２Ｖ電圧を印加する低電圧電源回路（第１の電源回路）、５Ａは高電圧電源回路２Ａに介在された高電圧用ヒューズ（第２のヒューズ）、５Ｂは低電圧電源回路２Ｂに介在された低電圧用ヒューズ（第１のヒューズ）、８は４２Ｖという高圧の電源電圧を一括して１２Ｖの低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ８、ヒューズ５Ａ、５Ｂ、及び、強制溶断用の論理回路２０は、ジャンクションボックス１に内蔵されている。
【００３２】
この強制溶断用の論理回路２０は、一方のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断したとき、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）に強制的に過電流を流すことで、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）を溶断させるものであり、２つのコンパレータ２１Ａ、２１Ｂと、ＯＲ回路２２と、２つのトランジスタ２３Ａ、２３Ｂとを有する。
【００３３】
各コンパレータ２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ高電圧側と低電圧側のヒューズ５Ａ、５Ｂの両端の電圧を監視している。通常、ヒューズ５Ａ、５Ｂが溶断しなければ、ヒューズ５Ａ、５Ｂの両端にはほとんど電圧差は生じないが、何らかの理由で片側のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断すると、電圧差が生じるため、コンパレータ２１Ａ、２１Ｂの出力が反転してＨｉ信号を出力する。どちらかのヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断すると、ＯＲ回路２２がトランジスタ２３Ａ、２３Ｂ）を駆動して、残った方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）の負荷側端をアースに短絡させて、同ヒューズ５Ｂ（または５Ａ）に過電流が流れるようにし、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）を強制的に溶断させる。
【００３４】
このシステムの作用を説明する。
【００３５】
例えば、ＥＣＵ３の系統に異常があって、ＥＣＵ３に通電する低電圧用ヒューズ５Ｂが溶断した場合、同ヒューズ５Ｂの両端電圧を検出しているコンパレータ２１Ｂの信号がＨｉになって、ＯＲ回路２２がトランジスタ２３Ａ、２３Ｂに駆動信号を出力し、残る高電圧用ヒューズ５Ａの負荷側端をアースに短絡させて、同ヒューズ５Ａに対し過電流を流し、これを強制的に溶断させる。これにより、アクチュエータ４への通電がストップする。
【００３６】
反対に、アクチュエータ４の系統に異常があって、アクチュエータ４に通電する高電圧用ヒューズ５Ａが溶断した場合、同ヒューズ５Ａの両端電圧を検出しているコンパレータ２１Ａの信号がＨｉになって、ＯＲ回路２２がトランジスタ２３Ａ、２３Ｂに駆動信号を出力し、残る低電圧用ヒューズ５Ｂの負荷側端をアースに短絡させて、同ヒューズ５Ｂに対し過電流を流して、これを強制的に溶断させる。これにより、ＥＣＵ３への通電がストップする。
【００３７】
このように、高電圧用と低電圧用のヒューズ５Ａ、５Ｂのいずれかが溶断した場合に、他方も強制溶断させるので、アクチュエータ４の暴走や、さらなる過電流の発生、レアショートなどの不測の事態が起こらないようにすることができ、システム全体の安全を確保することができる。特に、この場合、論理回路２０を付加するだけで安全確保が可能であるから、構成の簡略化が図れる。
【００３８】
《第２実施形態》
図２は第２実施形態の安全装置を含んだ通電システムの全体構成を示す回路図である。このシステムは、図１に示した第１実施形態のシステムの一部に変更を加え、ヒューズ５Ａ、５Ｂを溶断温度まで加熱するヒータ３０と、一方のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）が溶断したときに、他方のヒューズ５Ｂ（または５Ａ）を溶断温度まで加熱するべく、ヒータ３０に通電する論理回路３５とを設けたものである。ここでは、主としてヒータ３０が強制溶断手段に相当する。
【００３９】
一方のヒューズ５Ａ（または５Ｂ）の溶断を検出するまでの回路（２つのコンパレータ２１Ａ、２１ＢとＯＲ回路２２で構成される部分）は、第１実施形態と同じである。異なるのは、ＯＲ回路２２が、コンパレータ２１Ａ（または２１Ｂ）の出力信号がＨｉになったとき、トランジスタ３３を駆動して、ヒータ３０に４２Ｖの電源電圧を直接印加して発熱させるようにした点である。
【００４０】
このシステムの作用を説明する。
【００４１】
このシステムでは、例えば、ＥＣＵ３の系統に異常があって、低電圧用ヒューズ５Ｂが溶断した場合、同ヒューズ５Ｂの両端電圧を検出しているコンパレータ２１Ｂの信号がＨｉになって、ＯＲ回路２２がトランジスタ３３に駆動信号を出力して、ヒータ３０に４２Ｖ電圧を印加し、ヒータ３０の発熱により、残った高電圧用ヒューズ５Ａを強制的に溶断させる。これにより、アクチュエータ４への通電がストップする。反対に、アクチュエータ４の系統に異常があって、高電圧用ヒューズ５Ａが溶断した場合、同ヒューズ５Ａの両端電圧を検出しているコンパレータ２１Ａの信号がＨｉになって、ＯＲ回路２２がトランジスタ３３に駆動信号を出力して、ヒータ３０に４２Ｖ電圧を印加し、ヒータ３０の発熱により、残った低電圧用ヒューズ５Ｂを強制的に溶断させる。これにより、ＥＣＵ３への通電がストップする。
【００４２】
このように、高電圧用と低電圧用のヒューズ５Ａ、５Ｂのいずれかが溶断した場合に他方も強制溶断させるので、アクチュエータ４の暴走や、さらなる過電流の発生・レアショートなどの不測の事態が起こらないようにすることができ、通電システム全体の安全を確保することができる。特に、この場合、ヒータ３０とヒータ３０に通電するための論理回路３５を付加するだけで安全確保が可能であるから、構成の簡略化が図れる。
【００４３】
《第３実施形態》
前記第１、第２実施形態では、電気的作用により、残った方のヒューズを強制的に溶断させる安全装置を備えたシステムについて述べたが、次に第３実施形態として、機械的な作用により、残った方のヒューズを溶断させる安全装置を備えたシステムについて述べる。
【００４４】
図３はそのシステムを構成するのに使用するヒューズボックスの断面図、図４は同ヒューズボックスの外観斜視図、図５及び図６は同ヒューズボックスの作用説明図である。
【００４５】
このヒューズボックス５０は、図８のシステムのヒューズ５Ａ、５Ｂの位置に配置されるものであり、このヒューズボックス５０をその位置に配置することにより安全装置が構成される。
【００４６】
図３、図４に示すように、このヒューズボックス５０は、高電圧（４２Ｖ）及び低電圧（１４Ｖ）の電源回路２Ａ、２Ｂ（図８参照）に共通に設けられる１個の安全保護用のケース５１と、該ケース５１内に設けられると共に高電圧電源回路（第２の電源回路）２Ａの電源側に接続される４２Ｖ電源側端子（第２の電源側端子）５２Ａ及び負荷側に接続される４２Ｖ負荷側端子（第２の負荷側端子）５３Ａと、同様に、ケース５１内に設けられると共に低電圧電源回路（第１の電源回路）２Ｂの電源側に接続される１４Ｖ電源側端子（第１の電源側端子）５２Ｂ及び負荷側に接続される１４Ｖ負荷側端子（第１の負荷側端子）５３Ｂと、４２Ｖ電源側端子５２Ａ及び１４Ｖ電源側端子５２Ｂからそれぞれ負荷側端子５３Ａ、５３Ｂ方向に延びる４２Ｖ可溶導電部材（第２の可溶導電部材）５４Ａ及び１２Ｖ可溶導電部材（第１の可溶導電部材）５４Ｂと、４２Ｖ負荷側端子５３Ａ及び１４Ｖ負荷側端子５３Ｂからそれぞれ電源側端子５２Ａ、５２Ｂ方向へ延び、それぞれが４２Ｖ可溶導電部材５４Ａ及び１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂの各先端側に接触導通した状態で定常位置に保持されると共に、接触導通する可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂの溶断により定常位置での保持が解かれる４２Ｖ不可溶導電部材（第２の可溶導電部材）５５Ａ及び１４Ｖ不可溶導電部材（第１の不可溶導電部材）５５Ｂとから構成されている。
【００４７】
可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂと不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂは、それぞれに先端側がバネ性を有する板バネにより構成されており、内側に位置する４２Ｖ可溶導電部材５４Ａは、矢印Ａ’で示す外側方向へ変形するバネ力を持ち、外側に位置する４２Ｖ不可溶導電部材５５Ａは、矢印Ａで示す内側方向へ変形するバネ力を持っている。そして、可溶導電部材５４Ａが溶断する前の状態においては、互いのバネ力が釣り合うことで、４２Ｖ可溶導電部材５４Ａ及び４２Ｖ不可溶導電部材５５Ａが、図示の定常位置に保持されている。
【００４８】
同様に、内側に位置する１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂは、矢印Ｂ’で示す外側方向へ変形するバネ力を持ち、外側に位置する１４Ｖ不可溶導電部材５５Ｂは、矢印Ｂで示す内側方向へ変形するバネ力を持っている。そして、可溶導電部材５４Ｂが溶断する前の状態においては、互いのバネ力が釣り合うことで、１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂ及び１４Ｖ不可溶導電部材５５Ｂが図示の定常位置に保持されている。
【００４９】
このように可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂと不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂが接触導通することで、４２Ｖラインと１４Ｖラインが構成されている。ここでは、可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂが、それぞれ、図８に示す高電圧用ヒューズ５Ａ、低電圧用ヒューズ５Ｂに相当する。
【００５０】
なお、可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂ及び不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂの先端は、それぞれ互いに離反する方向へカールしている。不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂの先端のカールは、図５、図６に示すように、一方の可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂが溶断することで他方側の可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂに接触するときの安定性を保つために役立つ。また、可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂと不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂの接触部分は、導通信頼性向上のために半田などで接合しておいてもよい。
【００５１】
ケース５１内には、定常位置にある４２Ｖ側の部材と１４Ｖ側の部材が、不用意に互いに接触しないようにするリブ５６が設けられている。また、このヒューズボックス５０では、＋極（電源側）と−極（負荷側）の極性と、４２Ｖと１４Ｖの電圧の区別を厳格に行う必要があることから、ケース５１の外側面に取付方向の間違いを防止するための凸部６１と凹部６２を設けると共に、図４に示すように、ケース５１の上面に極性（＋・−）と電圧（４２Ｖ、１４Ｖ）を示す表示６３を設けている。
【００５２】
次に作用を説明する。
【００５３】
通常時は、図３に示すように、４２Ｖ側の電流は、４２Ｖラインを構成する電源側端子５２Ａ→可溶導電部材５４Ａ→不可溶導電部材５５Ａ→負荷側端子５３Ａの順に流れ、１４Ｖ側の電流は、１４Ｖラインを構成する電源側端子５２Ｂ→可溶導電部材５４Ｂ→不可溶導電部材５５Ｂ→負荷側端子５３Ｂの順に流れる。電流の流れを矢印Ｌで示す。
【００５４】
１４Ｖラインの負荷系統に異常が発生した場合は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように動作が進み、４２Ｖラインの負荷系統に異常が発生した場合は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように動作が進む。
【００５５】
まず、１４Ｖラインに接続されている負荷などに何らかの異常が発生して、同ラインに通常以上の過電流が流れた場合、１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂと１４Ｖ不可溶導電部材５５Ｂが発熱し、図５（ａ）に示すように、１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂが溶断する。溶断箇所をＰで示す。
【００５６】
１４Ｖ可溶導電部材５４Ｂが溶断すると、その可溶導電部材５４Ｂと接触することで定常位置に保持されていた不可溶導電部材５５Ｂが、力の釣り合い相手が無くなることで、自身のバネ力により、図５（ｂ）に示すようにＢ方向（図３参照）へ変位し、４２Ｖ側の通電部の負荷側の部分に接触する。ここで接触する部分は原理的には、可溶導電部材５４Ａの先端側、不可溶導電部材５５Ａ、あるいは、負荷側端子５３Ａのどこでもよいが、図示例では、可溶導電部材５４Ａの先端側に接触するように設定されている。そして、この接触により、４２Ｖラインの電源から、異常のあった１４Ｖ側の負荷などへ再び電流が流れるため、４２Ｖラインへも通常以上の過電流が流れて、４２Ｖ側の可溶導電部材５４Ａも溶断する。それにより、両負荷への通電がストップして安全確保がなされる。
【００５７】
反対に、４２Ｖラインに接続されている負荷などに何らかの異常が発生して、同ラインに通常以上の過電流が流れた場合、４２Ｖ可溶導電部材５４Ａと４２Ｖ不可溶導電部材５５Ａが発熱し、図６（ａ）に示すように、４２Ｖ可溶導電部材５４Ａが溶断する。溶断箇所をＰで示す。
【００５８】
４２Ｖ可溶導電部材５４Ａが溶断すると、その可溶導電部材５４Ａと接触することで定常位置に保持されていた不可溶導電部材５５Ａが、力の釣り合い相手が無くなることで、自身のバネ力により、図６（ｂ）に示すようにＡ方向（図３参照）へ変位し、１４Ｖ側の通電部（本例では可溶導電部材５４Ｂ）に接触する。そして、この接触により、１４Ｖラインの電源から、異常のあった４２Ｖ側の負荷などへ再び電流が流れるため、１４Ｖラインへも通常以上の過電流が流れて、１４Ｖ側の可溶導電部材５４Ｂも溶断する。それにより、両負荷への通電がストップして安全確保がなされる。
【００５９】
なお、このヒューズボックス５０においては、板バネで構成された不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂが、残った可溶導電部材（ヒューズに相当）５４Ａ、５４Ｂを強制的に溶断させる強制溶断手段に相当する。また、１４Ｖと４２Ｖのどちらの可溶導電部材５４Ｂ、５４Ａが先に溶断しても、残った方を溶断する過程において、１４Ｖラインと４２Ｖラインの電源側部材同士が接触することがないように構成されている。
【００６０】
また、このヒューズボックス５０では、板バネで不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂを構成することによって、一方の可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂが溶断したときに、自身を、残った方の可溶導電部材５４Ａ、５４Ｂに接触させるように構成しているが、別にバネを設けて不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂを矢印Ａ、Ｂ方向（図３）に付勢することもできる。しかし、前記のように不可溶導電部材５５Ａ、５５Ｂ自身を板バネで構成することによって、部品点数を少なくすることができて、構成の簡略化を図ることができる。
【００６１】
また、上記の各実施形態では、高電圧と４２Ｖとし低電圧を１２Ｖまたは１４Ｖとしているが、電圧はどんな値に設定してもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、電源回路の途中に、ケースと可溶導電部材と不可溶導電部材と端子とで構成したヒューズボックスを配置し、一方の可溶導電部材が溶断したときに、機械的な動きにより、他方の可溶導電部材を溶断するようにしたので、電気的な回路の作用によらず、機械的な作用だけによって、電源回路の安全を図ることができる。
【００６６】
請求項２の発明によれば、制御ユニットや制御ユニットによって制御される負荷に異常がある場合、双方への通電が遮断されるようにしたので、駆動システム全体の安全を確保することができる。
【００６７】
請求項３の発明によれば、高電圧用電源回路のヒューズと低電圧用電源回路のヒューズのいずれかが溶断した場合に、残った方のヒューズも確実に溶断させるようにしたので、さらなる過電流の発生やレアショートなどの不測の事態が起こらないようにすることができ、システムの安全を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の安全装置を含んだ通電システムの構成を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態の安全装置を含んだ通電システムの構成を示す回路図である。
【図３】本発明のヒューズボックスの実施形態の断面図である。
【図４】同ヒューズボックスの外観斜視図である。
【図５】同ヒューズボックスにおいて、１４Ｖラインの可溶導電部材（ヒューズに相当）が最初に溶断した時の挙動を示す説明図であり、（ａ）は１４Ｖ可溶導電部材が溶断した段階を示す図、（ｂ）は同可溶導電部材の溶断に続いて、不可溶導電部材が変位することで４２Ｖ可溶導電部材が溶断した段階を示す図である。
【図６】同ヒューズボックスにおいて、４２Ｖラインの可溶導電部材（ヒューズに相当）が最初に溶断した時の挙動を示す説明図であり、（ａ）は４２Ｖ可溶導電部材が溶断した段階を示す図、（ｂ）は同可溶導電部材の溶断に続いて、不可溶導電部材が変位することで１４Ｖ可溶導電部材が溶断した段階を示す図である。
【図７】従来の電源回路の説明図である。
【図８】４２Ｖ系と１２Ｖ系を別系統で設ける場合の回路図である。
【符号の説明】
２Ａ 高電圧電源回路（第２の電源回路）
２Ｂ 低電圧電源回路（第１の電源回路）
３ ＥＣＵ（第１の負荷）
４ アクチュエータ（第２の負荷）
５Ａ 高電圧用ヒューズ（第２のヒューズ）
５Ｂ 低電圧用ヒューズ（第１のヒューズ）
２０ 強制溶断用の論理回路（強制溶断手段）
３０ ヒータ
３５ ヒータ通電用の論理回路
５０ ヒューズボックス
５１ ケース
５２Ａ ４２Ｖ電源側端子（第２の電源側端子）
５３Ａ ４２Ｖ負荷側端子（第２の負荷側端子）
５４Ａ ４２Ｖ可溶導電部材（第２の可溶導電部材）
５５Ａ ４２Ｖ不可溶導電部材（第２の不可溶導電部材）
５２Ｂ １４Ｖ電源側端子（第１の電源側端子）
５３Ｂ １４Ｖ負荷側端子（第１の負荷側端子）
５４Ｂ １４Ｖ可溶導電部材（第１の可溶導電部材）
５５Ｂ １４Ｖ不可溶導電部材（第１の不可溶導電部材）
Claims (3)
- 第１の負荷に対し第１のヒューズを介して電流を供給する第１の電源回路と、第２の負荷に対し第２のヒューズを介して電流を供給する第２の電源回路と、前記第１のヒューズ及び第２のヒューズのうちの一方のヒューズが溶断したとき他方のヒューズを強制的に溶断させる強制溶断手段とを備え、
前記第１、第２の電源回路の途中に、前記第１、第２の電源回路に共通に設けられるケースと、
該ケース内に設けられると共に前記第１の電源回路の電源側に接続される第１の電源側端子及び負荷側に接続される第１の負荷側端子と、
同様に前記ケース内に設けられると共に前記第２の電源回路の電源側に接続される第２の電源側端子及び負荷側に接続される第２の負荷側端子と、
前記第１、第２の各電源側端子から延びる第１、第２の可溶導電部材と、
前記第１、第２の各負荷側端子から延び、それぞれが前記第１、第２の可溶導電部材の先端側に接触導通した状態で定常位置に保持されると共に、接触導通する可溶導電部材の溶断により定常位置での保持が解かれる第１、第２の不可溶導電部材と、
前記第１、第２の可溶導電部材の一方が溶断したとき、その可溶導電部材の溶断により定常位置での保持が解かれた一方の不可溶導電部材を、他方の可溶導電部材の先端側、他方の不可溶導電部材、または、該他方の不可溶導電部材に導通する他方の負荷側端子に強制的に押し付けて接触させる強制変位手段と、
を有してなるヒューズボックスを配置し、
前記可溶導電部材を前記ヒューズとし、前記不可溶導電部材と強制変位手段とを前記強制溶断手段としたことを特徴とする電源回路の安全装置。 - 請求項１に記載の電源回路の安全装置であって、
前記第１の負荷が制御ユニットであり、前記第２の負荷が該制御ユニットによって制御されて物理的出力を発生する負荷であることを特徴とする電源回路の安全装置。 - 請求項２記載の電源回路の安全装置であって、
前記制御ユニットに電流を供給する第１の電源回路が低電圧用電源回路として構成され、前記物理的出力を発生する負荷に電流を供給する第２の電源回路が高電圧用電源回路として構成されていることを特徴とする電源回路の安全装置。
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