JPH0796793A - 自動車における電圧調整回路およびptc素子 - Google Patents

自動車における電圧調整回路およびptc素子

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JPH0796793A
JPH0796793A JP28684993A JP28684993A JPH0796793A JP H0796793 A JPH0796793 A JP H0796793A JP 28684993 A JP28684993 A JP 28684993A JP 28684993 A JP28684993 A JP 28684993A JP H0796793 A JPH0796793 A JP H0796793A
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JP
Japan
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circuit
ptc element
wire
load
ptc
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JP28684993A
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English (en)
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Koichi Uesono
浩一 上園
Yasuhiro Hara
康宏 原
Takeshi Nakamura
中村  剛
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/625Regulating voltage or current wherein it is irrelevant whether the variable actually regulated is ac or dc
    • G05F1/63Regulating voltage or current wherein it is irrelevant whether the variable actually regulated is ac or dc using variable impedances in series with the load as final control devices
    • G05F1/635Regulating voltage or current wherein it is irrelevant whether the variable actually regulated is ac or dc using variable impedances in series with the load as final control devices being Hall effect devices, magnetoresistors or thermistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/14Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H01C1/1406Terminals or electrodes formed on resistive elements having positive temperature coefficient
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は自動車における電圧調整回路、例え
ばヘッドランプ回路の改良に関し、その回路電線の短縮
化、軽量化と共に全車両に対して共用できることを目的
とする。 【構成】 ヘッドランプ回路のリレー5とヘッドランプ
2を結ぶ回路に直列にPTC素子9(9′)を接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のヘッド
ランプ回路において、従来のヒューズに代えてPTC素
子を使用した電圧調整回路とPTC素子自体の構造の改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、ヘッドランプ(H−Lp )などの
負荷回路は、図7に示すように、その回路電線11を長
くすることにより電圧降下を起こさせ、H−Lp バルブ
の劣化を防止、保護している。そのため、H−Lp 回路
の線長はオルタネータの容量等により異なってくるが、
線長の決定は実車に搭載して行うので設計工数が増加す
ると共に、上記の如く線長の増加により、重量およびコ
ストアップを招く。図中、2はヘッドランプ、3Aは電
気接続箱を示し、電気接続箱3Aにはヒュージブルリン
ク4、リレー5およびヘッドランプHi用とLo用のヒ
ューズ6,6′からなるコントロール回路が組み込まれ
ている。
【0003】また、図8はクリアランスランプ7の保護
回路であり、該ランプ7はリレー5′およびヒューズ6
の下流側において図7の場合と同様に長い回路電線1
1′により過電圧から保護されている。3Bは電気接続
箱、6′はヒューズ、8はメータ,ヒータなどの照明用
ランプ、11a′は照明用ランプ回路である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するために種々検討した結果、PTC素子があ
る温度で抵抗値が急増し、回路や負荷を過電流または過
電圧から保護する特性を有する点に着目してなされたも
のであり、前記回路の保護と共に回路電線の短縮化と軽
量化を図り、しかも全車両に対して共用することができ
る自動車における電圧調整回路およびその回路形成など
に使用するPTC素子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、本発明の自動車における電圧調整回路は、電源と負
荷とを結ぶ回路に直列にPTC素子を接続し、該PTC
素子の電圧降下により負荷に加わる電圧を調整すること
を特徴とする。この負荷には、ヘッドランプ、クリアラ
ンスランプ、フォグランプなどのランプ類が含まれる
(請求項2)。また、本発明のPTC素子は請求項3に
記載のように、PTC素子本体の両面に接続用端子を備
える電極板を取りつけてなるPTC素子において、前記
両面の電極板の少なくとも一方または両面の接続用端子
の少なくとも一方に抵抗値調整用の折り返し部を設けた
ことを特徴とする。
【0006】
【作用】図2(A)はPTC素子9の一般的な形態を示
す。これは、PTC素子本体9aの両面にニッケルメッ
キなどの下地を介して接続用端子9cを備えた電極板9
bを半田付けなどの方法で取りつけた構造をもつ。PT
C素子本体9aは、PEなどの結晶性ポリマーにカーボ
ンなどの導電性粒子を適宜の比率で混合することによ
り、主として非結晶部分にカーボンが集まり、互いにつ
ながり合って多数の導電路を形成したものであり、見か
け上導電性をもつ。この状態から温度をあげると、ポリ
マーの結晶部分の熱膨張により前記導電路の分断がはじ
まり、図2(B)の抵抗−温度特性曲線Aに示すよう
に、ある温度(ポリマーの融点付近)になると急激に抵
抗値が変化する性質がある。なお、10は接続用端子9
a.9aの一方に接続されたブスバーを示し、該ブスバ
ー10は図示しない電気接続箱の内部回路構成部材とし
て多用されている。
【0007】この抵抗値変化を利用して、該PTC素子
にヒューズ機能を代替させることにより、従来のヒュー
ズを廃止することができる。また、特性曲線Aの初期値
(B点)は、その製造の際に種々変えることができる。
従って、ヒューズとして使用するPTC素子自体が電圧
降下機能をもつので、従来の電線長による電圧調整が不
要となり、回路電線の短縮、軽量化と共に全車両に対す
る共用化ができる。
【0008】このPTC素子を回路に直列にいれると、
回路を過電流,過熱から保護することができる。即ち、
今図3に示される回路に一定電圧が印加され、かつ回路
の負荷抵抗(R L )が素子の定常状態での抵抗値より十
分大きいとすると、素子の発熱ー温度曲線はPG1のよう
に極大値をもつ曲線で表される。 PG1=E2 T /(RT +RL 2 また、環境温度をTA とすると、素子の放熱量は素子温
度と環境温度の差に比例するから、素子の放熱ー温度特
性はPD となる。 PD =K(T−TA ) 素子は放熱量と発熱量が等しくなるところで平衡状態と
なるから、図3のように2本の線PG1とPD が三点で交
わる場合、(1)と(3)に安定平衡点ができる。
【0009】平常時、PTC素子は(1)の点で平衡を
保つが、何らかの異常が起こると(3)の平衡点に達す
る。このとき、素子は高抵抗となり、同時に回路に流れ
る電流を制限する。この(1)から(3)へ平衡点が移
動する減少をトリップ現象と呼ぶ。そして、一旦トリッ
プ状態になると、回路の異常を取り除いても、回路は復
帰せず、回路を正常に働かせるには、PG2の曲線以下ま
で電圧を下げるか、電源を切って素子が冷却するのを待
つ必要がある。
【0010】また、請求項2のPTC素子は、前記接続
用端子9c.9cの少なくとも一方の基端部に折り返し
部9dを設けものであり、これにより、PTC素子の常
温における内部抵抗を任意に調整(増加)することがで
きる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の電圧調整回路をヘッドランプ
回路に適用した例を示す。すなわち、左右のヘッドラン
プ2とリレー5の回路電線1には前述のPTC素子9が
介装されている。このPTC素子9はヘッドランプのH
i用であり、PTC素子9′は同じくLo用である。3
は電気接続箱であり、ヒュージブルリンク4、リレー5
およびPTC素子9,9′からなるコントロール回路が
組み込まれている。なお、回路の負荷抵抗(ヘッドラン
プ2の抵抗)はPTC素子9の定常状態の抵抗値より十
分大きいことは云うまでもない。
【0012】上記構成において、PTC素子9は前述の
如くヒューズ機能を有するので、回路電線1に過電流が
流れるときは、実質的に回路が遮断される。また、定常
状態においてPTC素子9が電圧降下機能を有するか
ら、回路電線1を配線に必要なだけの最短の長さとする
ことができる。これにより、ワイヤハーネスの軽量化、
細径化が達成されると共に、従来の如く実車搭載後に線
長を決定するといった煩しさがなく、車両に対する共用
化が可能となる。
【0013】図4は本発明の電圧調整回路を図示しない
テールランプの回路に適用した例を示す。図中、1′は
回路電線、1a′は照明用ランプ回路、3′は電気接続
箱、8は照明用ランプである。クリアランスランプ7の
回路電線1′はPTC素子9により十分短縮されてい
る。しかし、照明用ランプ回路1a′が該PTC素子9
の上流側にヒューズ6を介して分岐接続されてるので、
仮にクリアランスランプ7がPTC素子9の上記ヒュー
ズ機能により消灯しても、照明用ランプ8はそのまま点
灯しており、回路の異常を知ることができない。
【0014】図5は図4と同じく本発明の電圧調整回路
を図示しないテールランプの回路に適用した例であり、
図中、3″は電気接続箱を示す。本実施例では、PTC
素子9の下流側にクリアランスランプ7と照明用ランプ
8が並列に接続されている。従って、クリアランスラン
プ7がPTC素子9の作用により実質的に消灯したとき
は、照明用ランプ8も同時に消灯するので、回路の異常
を直ちに知ることができる。
【0015】図6(A),(B)は本発明に係るPTC
素子の他の実施例を示す斜視図とその抵抗−温度特性を
示すグラフである。すなわち、PTC素子本体9aと、
両面の電極板9bおよび接続用端子9cとからなるPT
C素子9″において、一方の接続用端子9cの基端部に
折り返し部9dが設けられている。なお、接続用端子9
cに代えて電極板9b自体に折り返し部を設けることが
できる。
【0016】PTC素子9″は、図2(A)のPTC素
子9と比べて折り返し部9dの分だけ抵抗値を増加させ
ることができる。図6(B)にみるように、もとの特性
曲線Aとその初期値(B点)は、特性曲線A′の如く抵
抗値が増加し、初期値はB′点となる。折り返し部9d
の長さLは、折り返し回数によって任意に設定できるか
ら、回路形成に必要な要求抵抗値に対して元のPTC素
子9の抵抗の不足分をカバーする際に、PTC素子本体
9aや電極板9bの外形寸法を大にすることなく、抵抗
値の増加および微調整が可能である。また、PTC素子
は前述のように放熱と発熱のバランスによって通電電流
値が決定されるが、折り返し部9dの長さを大きくする
ことにより放熱量が増加し、通電電流値が向上する。
【0017】
【発明の効果】本発明の自動車における電圧調整回路
は、電源と負荷とを結ぶ回路に直列にPTC素子を接続
し、該PTC素子の電圧降下により負荷に加わる電圧を
調整するようにした構成を有するので、従来のヒューズ
を廃し、回路または負荷を過電流または過電圧から有効
に保護することができ、また、電線の短縮による軽量
化、細径化と共に車種によらない共用化が可能であり、
コスト低減に寄与することが期待される。また、本発明
に係る抵抗素子は、電極板または接続用端子に折り返し
部を設けたことにより、素子本体の厚さや組成、電極板
の外形寸法を代えずにPTC素子の要求抵抗ち任意に調
整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動車の電圧調整回路をヘッドランプ
回路に適用した配線図である。
【図2】(A)は図1のPTC素子の一般的形態を示す
斜視図、(B)は同じくPTC素子の抵抗−温度特性を
示すグラフである。
【図3】図1のPTC素子の発熱ー温度特性を示すグラ
フである。
【図4】本発明電圧調整回路をテールランプ回路に適用
した配線図である。
【図5】本発明電圧調整回路をテールランプ回路に適用
した別の実施例を示す配線図である。
【図6】(A)は本発明に係る他のPTC素子を示す斜
視図、(B)はその抵抗−温度特性を示すグラフであ
る。
【図7】従来のヘッドランプ回路の配線図である。
【図8】従来のテールランプ回路の配線図である。
【符号の説明】
1,1′ 回路電線 2 ヘッドランプ 3,3′,3″ 電気接続箱 4 ヒュージブルリンク 5 リレー 6 ヒューズ 7 クリアランスランプ 8 照明用ランプ 9,9′,9″ PTC素子 9a PTC素子本体 9b 電極板 9c 接続用端子 9d 折り返し部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源と負荷とを結ぶ回路に直列にPTC
    素子を接続し、該PTC素子の電圧降下により負荷に加
    わる電圧を調整することを特徴とする自動車における電
    圧調整回路。
  2. 【請求項2】 前記負荷が、ヘッドランプ、クリアラン
    スランプ、フォグランプなどのランプ類である請求項1
    に記載の自動車における電圧調整回路。
  3. 【請求項3】 PTC素子本体の両面に接続用端子を備
    える電極板を取りつけてなるPTC素子において、前記
    両面の電極板の少なくとも一方または両面の接続用端子
    の少なくとも一方に抵抗値調整用の折り返し部を設けた
    ことを特徴とするPTC素子。
JP28684993A 1993-06-03 1993-11-16 自動車における電圧調整回路およびptc素子 Pending JPH0796793A (ja)

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