JPH0530653A - 車両用電気回路の保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリ電源が逆接続された場合でも、バッ
テリリレーが作動するのを防止し、主配線等に過電流が
流れて各負荷が焼損するのを防止する。 【構成】 副配線２１の他側配線２１Ｂ途中に、アノー
ドが正常状態において高電位となるキースイッチ１６の
他側の接点１６Ｂ側となり、カソードが低電位となるバ
ッテリリレー１０のコイル１０Ｃ側となるようにして、
ダイオード２２を設ける構成とした。従って、バッテリ
電源８の極性が逆に接続された状態で、キースイッチ１
６がオン操作されると、ダイオード２２は、該バッテリ
電源８からの電流が副配線２１を介して矢示Ｉ1 方向に
流れるのを阻止する。これにより、バッテリリレー１０
のコイル１０Ｃは励磁されず、該バッテリリレー１０は
閉成しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル、
トラック等の車両において、バッテリ電源が逆接続され
たときに、該車両の電気回路を保護する車両用電気回路
の保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２および図３に車両用電気回路として
油圧ショベルの電気回路を例に挙げて説明する。

【０００３】図において、１は車両としての油圧ショベ
ルを示し、該油圧ショベル１は下部走行体２と、該下部
走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３とから
なり、該上部旋回体３は、その前部側に設けられた運転
室４と、該運転室４の後方に設けられ、後述のバッテリ
電源８、エンジン（図示せず）等を収容した機械室５
と、運転室４の側方に位置して俯仰動可能に設けられた
作業機６とから構成されている。また、該運転室４に
は、フロントガラスを清掃するワイパーや、室内を暖め
るヒータブロア（いずれも図示せず）等が設けられてい
る。

【０００４】７，７，…は例えばワイパーモータ、ブロ
アモータ、走行警告灯等の油圧ショベル１に複数用いら
れた電気的負荷を示し、該各負荷７は、図３に示す如く
低圧側（マイナス側）がアースされ、高圧側（プラス
側）が後述の主配線９を介してバッテリ電源８に接続さ
れている。

【０００５】８は各負荷７に給電を行なうべく機械室５
内に搭載されたバッテリ電源を示し、該バッテリ電源８
は主配線９等を介して各負荷７等と接続され、該各負荷
７に２４Ｖの電圧を有する電流を供給するものである。

【０００６】９は各負荷７とバッテリ電源８との間に設
けられた主配線を示し、該主配線９の一端側は共通配線
９Ａとなってバッテリ電源８のプラス側に接続され、他
端側は接続点Ａから分岐配線９Ｂ，９Ｃに分岐して、各
負荷７および後述の交流発電機１３等にそれぞれ接続さ
れている。また、該主配線９の共通配線９Ａは、接続点
Ｂを介して後述する副配線１５の一側配線１５Ａと接続
されている。

【０００７】１０は各負荷７とバッテリ電源８の間に位
置して主配線９の共通配線９Ａ途中に設けられた常開型
リレーからなるバッテリリレーを示し、該バッテリリレ
ー１０の一側の接点１０Ａは共通配線９Ａを介してバッ
テリ電源８のプラス側と接続され、他側の接点１０Ｂは
分岐配線９Ｂを介して各負荷７等と接続されている。ま
た、該バッテリリレー１０のコイル１０Ｃは、その低圧
側がアースされ、高圧側が後述する副配線１５の他側配
線１５Ｂ等を介してバッテリ電源８のプラス側と接続さ
れている。そして、該バッテリリレー１０は、コイル１
０Ｃにバッテリ電源８からの電流が供給されることによ
り閉成し、バッテリ電源８と各負荷７との間を連通させ
るものである。

【０００８】１１，１１，…は接続点Ａ側に位置して主
配線９の分岐配線９Ｂ途中に設けられ、各負荷７とそれ
ぞれ直列接続された複数のヒューズを示し、該各ヒュー
ズ１１は油圧ショベル１に設けられたヒューズボックス
１２内に収容されている。そして、該各ヒューズ１１は
分岐配線９Ｂに過電流が生じた場合に、速やかに切断し
てバッテリ電源８と各負荷７との間を遮断し、該各負荷
７が焼損するのを防止するものである。

【０００９】１３は主配線９の分岐配線９Ｃ途中に設け
られた交流発電機を示し、該交流発電機１３は、３相巻
線を有するステータ１３Ａと、ロータ（図示せず）に巻
回されたロータコイル１３Ｂと、複数の整流用ダイオー
ド１３Ｃ，１３Ｃ，…等とからなり、該各整流用ダイオ
ード１３Ｃは３相全波整流器を構成している。そして、
該交流発電機１３は、エンジンの回転によって３相交流
電圧を発生し、この電圧を各整流用ダイオード１３Ｃで
整流してバッテリ電源８、各負荷７等に給電するもので
ある。

【００１０】１４は電圧調整器を示し、該電圧調整器１
４は、バッテリ電源８から交流発電機１３のロータコイ
ル１３Ｂに供給されるロータ電流をオンオフ制御するこ
とにより、交流発電機１３の出力電圧を調節するもので
ある。

【００１１】１５は主配線９に対して並列接続された副
配線を示し、該副配線１５は、接続点Ｂと後述のキース
イッチ１６との間に設けられた一側配線１５Ａと、バッ
テリリレー１０とキースイッチ１６との間に設けられた
他側配線１５Ｂとから構成されている。そして、該副配
線１５は、バッテリ電源８から主配線９、接続点Ｂを介
して一側配線１５Ａに流入した電流を、他側配線１５Ｂ
を介してバッテリリレー１０のコイル１０Ｃに供給する
ものである。

【００１２】１６は運転室４内に位置して副配線１５の
途中に設けられたキースイッチを示し、該キースイッチ
１６は、その一側の接点１６Ａが副配線１５の一側配線
１５Ａを介して接続点Ｂと接続され、他側の接点１６Ｂ
が副配線１５の他側配線１５Ｂを介してバッテリリレー
１０のコイル１０Ｃと接続されている。そして、該キー
スイッチ１６は、運転者によってオン，オフ操作される
ことにより、各接点１６Ａ，１６Ｂ間を連通，遮断し、
バッテリ電源８からバッテリリレー１０のコイル１０Ｃ
へ供給される電流をオン，オフさせ、バッテリリレー１
０を開，閉成させるものである。

【００１３】従来技術による油圧ショベル１の電気回路
は上述の如き構成を有するもので、運転者がキースイッ
チ１６をオン操作すると、エンジンが始動すると共に、
該キースイッチ１６の各接点１６Ａ，１６Ｂ間が導通
し、バッテリ電源８からの電流が主配線９からキースイ
ッチ１６等を介してバッテリリレー１０のコイル１０Ｃ
に供給される。そして、該バッテリリレー１０は閉成
し、バッテリ電源８からの電流が主配線９等を介して各
負荷７、交流発電機１３のロータコイル１３Ｂに供給さ
れる。これにより、該交流発電機１３は発電を開始し、
エンジンがアイドリング状態に達すると、エンジン回転
に応じた電圧を各負荷７に供給すると共に、バッテリ電
源８を充電する。そして、運転者は作業機６を駆動して
堀削等の作業を行ないつつ、ワイパーを作動させてフロ
ントガラスに付着した塵埃を除去したり、ヒータブロア
を作動させて運転室４内を暖めたりする。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるものでは、エンジンがアイドリング状態に
達すると、交流発電機１３は発電を開始し、この出力電
圧を主配線９等を介してバッテリ電源８に給電し、該バ
ッテリ電源８を充電するようになっているが、バッテリ
電源８は経年劣化して蓄電能力が低下するものであるか
ら、定期的に交換しなければならない。このため、一般
に、バッテリ電源８の各端子にはプラス，マイナスの種
類を示す刻印を設けたり、プラス側端子に接続されるタ
ーミナルコ−ドを赤色に着色する等、運転者がセルフサ
ービスでバッテリ電源８を容易に交換できるようにして
いる。

【００１５】しかし、不慣れな運転者の場合は、新品の
バッテリ電源８を油圧ショベル１に取付ける際に、誤っ
て該バッテリ電源８のプラス側とマイナス側とを逆に接
続してしまうことがある。特に、近年、油圧ショベル１
はリースによる利用が多く、短期間だけ使用されること
が多いから、運転者が使用中の油圧ショベル１について
習熟しにくく、バッテリ電源８の逆接続が生じ易い。ま
た、特に、油圧ショベル１は移動に手間がかかるから、
次回の作業開始まで作業現場にそのまま放置されること
が多く、夜露、雨等にさらされてバッテリ電源が急速に
消耗し易い。このため、運転者等が作業現場でバッテリ
電源８を交換する交換頻度が比較的多く、逆接続の可能
性が大きくなる。

【００１６】ところが、上述した従来技術によるもので
は、バッテリ電源８が逆接続された場合でも、キースイ
ッチ１６をオン操作すれば、バッテリリレー１０のコイ
ル１０Ｃとバッテリ電源８との間が連通するから、正常
状態の電流の流れとは逆向きの矢示Ｉ1 方向に電流が流
れ、該バッテリリレー１０が閉成して交流発電機１３と
バッテリ電源８との間の電気回路が形成されてしまう。
ここで、バッテリ電源８が正しく接続された正常状態で
は、該バッテリ電源８からの電流は、交流発電機１３の
各整流用ダイオード１３Ｃによって阻止されるから、分
岐配線９Ｂを介して負荷７等に供給される。

【００１７】しかし、バッテリ電源８の逆接続によって
矢示Ｉ2 方向に電流が流れた場合は、交流発電機１３と
バッテリ電源８との間のインピーダンスが低いから、各
整流用ダイオード１３Ｃに矢示Ｉ2 方向から過大な順方
向電流が流れて、該各整流用ダイオード１３Ｃが破損し
たり、主配線９が焼損して発火し、火災等の原因になっ
て安全性、信頼性が大幅に低下するという問題がある。

【００１８】また、各負荷７にも、正常状態とは逆向き
の矢示Ｉ3 方向の電流が流れるから、該各負荷７内に電
解コンデンサ、トランジスタ等の極性を持つ電気部品が
含まれる場合には、これらの電気部品が焼損して各負荷
７が故障するという問題がある。

【００１９】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、バッテリ電源が逆接続された場合でも、
バッテリリレーが作動するのを防止し、主配線等に過電
流が流れて各負荷が焼損するのを防止できるようにした
車両用電気回路の保護装置を提供することを目的とす
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明が採用する構成は、車両に用いられる電
気的負荷と、該負荷に給電を行うべく車両に搭載され、
マイナス側がアースされたバッテリ電源と、一端側が該
バッテリ電源のプラス側に接続され、他端側が該負荷を
介してアースされた主配線と、該主配線の途中に設けら
れ、前記バッテリ電源と負荷との間を連通，遮断するバ
ッテリリレーと、一端側が該バッテリリレーおよび前記
バッテリ電源のプラス側と接続され、他端側が該バッテ
リリレーのコイルを介してアースされた副配線と、該副
配線の途中に位置し、一側接点が前記バッテリ電源のプ
ラス側と接続され、他側接点が該バッテリリレーのコイ
ルに接続され、オン，オフ操作されることにより、前記
バッテリ電源からの電流を該バッテリリレーのコイルに
供給してバッテリリレーを開，閉成させるキースイッチ
と、前記副配線の途中に設けられ、アノードがバッテリ
電源のプラス側となり、カソードがアース側となったダ
イオードとからなる。

【００２１】

【作用】バッテリ電源の極性が正常に接続されている場
合に、キースイッチがオン操作されると、ダイオード
は、該バッテリ電源からの電流が副配線に流入するのを
許し、この電流によってバッテリリレーのコイルは励磁
され、該バッテリリレーは閉成し、バッテリ電源からの
電流が主配線を介して各負荷に供給される。

【００２２】また、該バッテリ電源の極性が逆に接続さ
れた場合に、キースイッチがオン操作されると、ダイオ
ードは、該バッテリ電源からの電流が副配線に流入する
のを阻止し、バッテリリレーのコイルが励磁して該バッ
テリリレーが閉成するのを防止する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１に基づいて説明
する。なお、実施例では前述した図２および図３に示す
従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説
明を省略するものとする。

【００２４】図中、２１は本実施例による副配線を示
し、該副配線２１は従来技術で述べた副配線１５とほぼ
同様に、接続点Ｂとキースイッチ１６の一側の接点１６
Ａとの間に設けられた一側配線２１Ａと、バッテリリレ
ー１０とキースイッチ１６の他側の接点１６Ｂとの間に
設けられた他側配線２１Ｂとから構成されているもの
の、該副配線２１の他側配線２１Ｂの途中には、後述の
ダイオード２２が設けられている。

【００２５】２２は副配線２１の他側配線２１Ｂ途中に
設けられたダイオードを示し、該ダイオード２２は、ア
ノードがバッテリ電源８のプラス側としてのキースイッ
チ１６の他側の接点１６Ｂ側となり、カソードがアース
側としてのバッテリリレー１０のコイル１０Ｃ側となる
ように配設されている。そして、該ダイオード２２は、
バッテリ電源８からの電流が副配線２１等を介してバッ
テリリレー１０のコイル１０Ｃに流入するのを許し、コ
イル１０Ｃ側からキースイッチ１６側に矢示Ｉ1 方向の
電流が流れるのを防止するものである。

【００２６】本実施例による車両用電気回路の保護装置
は上述の如き構成を有するもので、その基本的な作動に
ついては、従来技術によるものと格別差異はない。

【００２７】然るに、本実施例では、副配線２１の他側
配線２１Ｂ途中に、アノードが正常状態において高電位
となるキースイッチ１６の他側の接点１６Ｂ側となり、
カソードが低電位となるバッテリリレー１０のコイル１
０Ｃ側となるようにして、ダイオード２２を設ける構成
としたから、バッテリ電源８の極性が正常に接続されて
いる場合には、ダイオード２２は、該バッテリ電源８か
らの電流が主配線９、副配線２１等を介してバッテリリ
レー１０のコイル１０Ｃに流入するのを許すことができ
る。これにより、バッテリリレー１０は閉成し、バッテ
リ電源８からの電流を主配線９等を介して各負荷７に供
給することができる。

【００２８】一方、バッテリ電源８の極性が逆に接続さ
れた場合には、キースイッチ１６がオン操作されても、
ダイオード２２は、該バッテリ電源８からの電流が矢示
Ｉ1方向に流れるのを阻止し、バッテリリレー１０が閉
成するのを防止して、バッテリ電源８と各負荷７，交流
発電機１３との間が連通して電気回路が形成されるのを
確実に防止することができる。

【００２９】この結果、矢示Ｉ2 ，Ｉ3 方向の逆向きの
電流が交流発電機１３の各整流用ダイオード１３Ｃ，各
負荷７等に流れるのを確実に防止し、主配線９が焼損し
たり、各整流用ダイオード１３Ｃ，各負荷７が破損する
のを効果的に防止でき、信頼性、安全性等を大幅に向上
することができる。

【００３０】なお、前記実施例では、ダイオード２２
は、バッテリリレー１０のコイル１０Ｃとキースイッチ
１６の他側の接点１６Ｂとの間に位置して、副配線２１
の他側配線２１Ｂの途中に設ける場合を例に挙げて説明
したが、本発明はこれに限らず、例えば接続点Ｂとキー
スイッチ１６の一側の接点１６Ａとの間に位置して、副
配線２１の一側配線２１Ａの途中に設けてもよく、この
場合には、アノードが高電位となる接続点Ｂ側となり、
カソードが低電位となるキースイッチ１６の一側の接点
１６Ａとなるように配設すればよい。また、ダイオード
２２を、バッテリリレー１０のコイル１０Ｃと図中に示
すアースＥとの間に設けてもよく、この場合には、アノ
ードがコイル１０Ｃ側となり、カソードがアースＥ側と
なるように配設すればよい。

【００３１】さらに、前記実施例では、車両として油圧
ショベル１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限
らず、油圧クレーン、ホイルローダ、トラック等の他の
車両にも広く用いることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、バ
ッテリ電源の交換時に、該バッテリ電源の極性が逆に接
続された場合には、キースイッチがオン操作されても、
ダイオードは、該バッテリ電源からの電流が副配線に流
入するのを確実に阻止できるから、バッテリリレーのコ
イルが励磁して該バッテリリレーが閉成するのを防止
し、主配線、各負荷に過電流が流れるのを防止して、主
配線、各負荷が焼損するのを確実に防止することがで
き、信頼性、安全性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による車両用電気回路の保護装
置を示す電気回路図である。

【図２】従来技術による油圧ショベルの斜視図である。

【図３】図２に示す油圧ショベルに用いられる電気回路
図である。

【符号の説明】 １ 油圧ショベル（車両） ７ 負荷 ８ バッテリ電源 ９ 主配線 １０ バッテリリレー １０Ｃ コイル １６ キースイッチ １６Ａ 一側の接点 １６Ｂ 他側の接点 ２１ 副配線 ２２ ダイオード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両に用いられる電気的負荷と、該負荷
   に給電を行うべく車両に搭載され、マイナス側がアース
   されたバッテリ電源と、一端側が該バッテリ電源のプラ
   ス側に接続され、他端側が該負荷を介してアースされた
   主配線と、該主配線の途中に設けられ、前記バッテリ電
   源と負荷との間を連通，遮断するバッテリリレーと、一
   端側が該バッテリリレーおよび前記バッテリ電源のプラ
   ス側と接続され、他端側が該バッテリリレーのコイルを
   介してアースされた副配線と、該副配線の途中に位置
   し、一側接点が前記バッテリ電源のプラス側と接続さ
   れ、他側接点が該バッテリリレーのコイルに接続され、
   オン，オフ操作されることにより、前記バッテリ電源か
   らの電流を該バッテリリレーのコイルに供給してバッテ
   リリレーを開，閉成させるキースイッチと、前記副配線
   の途中に設けられ、アノードがバッテリ電源のプラス側
   となり、カソードがアース側となったダイオードとから
   なる車両用電気回路の保護装置。