JP2002279880A - 通電時間制限型電気回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】一回の作動時間がごく短時間に限られるような
負荷装置に対しコンピュータからの指令信号によりリレ
ーをオンオフして選択的に通電を行う電気回路装置に於
いて、負荷装置への過剰時間通電が生じないようにす
る。 【解決手段】リレー２の一次側回路５の途中にその通電
により発熱する発熱手段８と、該発熱手段により生成さ
れた熱により加熱されて熱変形または熱変質の少なくと
も一方を生じる感熱手段１２と、該感熱手段の熱変形ま
たは熱変質の少なくとも一方が所定の度合まで進行する
ことにより開いてリレーの一次側回路を遮断する接点手
段９，１０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路装置に係
り、特にコンピュータからの指令信号によりリレーをオ
ンオフして負荷装置に対し選択的に通電を行う電気回路
装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ制御の発達に伴って、電力
を消費する各種の負荷装置に対する通電のオンオフを、
コンピュータからの指令信号にて、リレーをオンオフす
ることにより行うことが、多用されてきている。リレー
は、負荷電流のオンオフを、それより遥かに小さい電流
にて作動する一次側回路のオンオフにより達成するもの
であるが、現今のコンピュータの出力信号は、リレーの
一次側回路電流に比しても更に遥かに微少であるため、
一般にリレーの一次側回路とコンピュータの間には、更
に、一般に駆動回路と称され、リレーの一次側回路をコ
ンピュータの指令信号に合わせてオンオフする装置が用
いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンピュー
タは日を追って微細化し、より一層微細な電流にて作動
するようになるので、コンピュータの作動環境によって
は、いわゆるノイズにより、上記の駆動回路に誤作動が
生ずることが、今後の課題として予測される。

【０００４】この場合、駆動回路の誤作動によりコンピ
ュータからの指令に反してリレーがオンとならないとき
には、対応する負荷装置が作動すべきときに作動しない
結果を来すので、そのことは当該電気回路装置に期待さ
れる作用効果が生じないことによって比較的容易に気付
かれるであろうし、またその作用効果は、現今では多く
の場合、該当する装置の通常の作動には必ずしも必要で
はないが、より良い作動特性を得んとするものであり、
そのような場合には、当該作用効果が得られないこと
は、さして障害とはならない。しかし、駆動回路の誤作
動により負荷装置に対する通電が継続して生ずるときに
は、該負荷装置に過熱や破損を生ずる恐れがある。

【０００５】一方、負荷装置には、自動車等の車輌の内
燃機関に於ける燃料加熱ヒータや二次空気供給ポンプの
如く、その一回の作動時間が高々数十秒程度の短時間に
限られているものが多々ある。そこで、これら一回の作
動時間がごく短時間に限られた負荷装置についてみる
と、該負荷装置に対するリレーが該負荷装置の所定の作
動時間を幾分超える時間以上には連続してオンとはなら
ないよう構成されていれば、たとえ該リレーに対する駆
動回路に一時的なノイズによる誤作動が生じても、該負
荷装置に過熱や破損を招く過度の連続通電が行われるこ
とが回避されることが考えられる。

【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、コンピュータ
によりオンオフ制御されるような負荷装置であって、そ
の一回の作動時間がごく短時間に限られるような負荷装
置に対し、その過熱による障害が生ずることが回避され
るよう改良された電気回路装置を提供することを課題と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するも
のとして、本発明は、コンピュータからの指令信号によ
りリレーをオンオフして負荷装置に対し選択的に通電を
行う電気回路装置にして、前記リレーの一次側回路の途
中に設けられ該一次側回路の通電により発熱する発熱手
段と、前記発熱手段により生成された熱により加熱され
て熱変形または熱変質の少なくとも一方を生じる感熱手
段と、前記感熱手段の熱変形または熱変質の少なくとも
一方が所定の度合まで進行することにより開いて前記リ
レーの一次側回路を遮断する接点手段とを有することを
特徴とする電気回路装置を提案するものである。

【０００８】上記の如き電気回路装置は、更に、前記接
点手段が開かれたとき互いに隔離された両接点間に生ず
る電位差を検出する手段を有していてよい。

【０００９】上記の如き電気回路装置に於いて、前記感
熱手段は、バイメタル、またはサーモワックスであって
よく、或はまた、磁石であてもよい。

【００１０】

【発明の作用及び効果】接点の開閉により将に瞬間的に
生ずる電流のオンオフに比して、熱の挙動、特に熱伝導
に係る熱の挙動は、かなり緩やかであり、かつ慣性的で
ある。かかる熱の挙動特性は、一種のタイマとして利用
できるとともに、それよりヒステリシス特性を得ること
もできる。そこで、上記の如く負荷装置に対し選択的に
通電を行うリレーの一次側回路の途中に、該一次側回路
の通電により発熱する発熱手段と、かかる発熱手段によ
り生成された熱により加熱されて熱変形または熱変質の
少なくとも一方を生じる感熱手段と、かかる感熱手段の
熱変形または熱変質の少なくとも一方が所定の度合まで
進行することにより開いて該リレーの一次側回路を遮断
する接点手段とを設けておけば、一次側回路の通電によ
り感熱手段が熱せられてその熱変形または熱変質が所定
の度合まで進行するまでには或るかなりの時間がかかる
ことから、これより一種のタイマの作用を得ることがで
き、その時間経過を待って感熱手段の熱変形または熱変
質により接点手段を作動させてリレーの一次側回路を遮
断するようにすれば、リレーの一次側回路に対する制御
が誤作動により所定の時間を越えてオンとされるときに
も、一次側回路の途中に於いて上記の接点手段によりこ
れを遮断し、負荷装置に対する通電を解除することがで
きる。

【００１１】感熱手段に生じた熱は、その補給が止まれ
ば時間と共に徐々に放散するので、感熱手段は、ある時
間経過後、熱的には元の状態に復する。この場合、感熱
手段が上に例記した如くバイメタルあるいはサーモワッ
クスであるときには、その加熱により生じた熱変形は、
熱的復元によってほぼ完全に消失するので、この場合、
電気回路装置は、リレーを一旦遮断した後、ある時間経
過後、元の状態に復する。コンピュータの指令信号によ
り駆動回路を作動させるとき、誤作動が生ずるのは、多
くの場合一時的なノイズによるものであると予想される
ので、ある時間を置けば、そのようなノイズによる駆動
回路の誤動作は解消することが期待される。

【００１２】一方、駆動回路の誤動作は、ノイズによら
ない持続的な障害によるものであることも考えられる。
そのような誤動作に対しては、上記の例の如く感熱手段
が磁石であり、それが加熱されることにより磁性を失う
ことによって接点手段を作動させるようになっていれ
ば、この場合には、感熱手段の加熱が解消されてもリレ
ーの遮断が維持されるという利点が得られる。駆動回路
に生じた誤作動が持続的なものであるとき、感熱手段が
バイメタルあるいはサーモワックスであると、それらが
熱的に元の状態に復したとき、再度それらが加熱されて
リレーを遮断するという作動が繰り返されることになる
が、そのような場合には、上記の如く接点手段が開かれ
たとき互いに隔離された両接点間に生ずる電位差を検出
する手段が電気回路装置に追加され、これによって適当
な警報を発するか、あるいは別途リレーの作動を持続的
に遮断する処置が取られればよい。

【００１３】また感熱手段が、バイメタルあるいはサー
モワックスの如く、加熱と放熱によってその熱変形を繰
り返す場合にも、その熱変形に基づく接点手段の開時点
と閉時点の間には、通電非通電に対する感熱手段の熱変
形に熱の伝導と蓄積に起因するかなりのヒステリシス効
果が伴うので、接点手段が過ぎたる頻度にて開閉する作
動不安定を生ずる恐れはない。

【００１４】

【発明の実施の形態】添付の図１は、本発明による通電
時間制限型電気回路装置を、上記の感熱手段としてバイ
メタルを用いて実施した、一つの実施例を示す概略図で
ある。図に於いて、１が負荷装置であり、これは上に例
として挙げた車輌用内燃機関の燃料過熱ヒータあるいは
二次空気供給ポンプの如く、一回の作動としては比較的
短時間のみ作動される装置である。負荷装置１は、リレ
ー２を経て図には示されていない電源装置につながる電
源端子３に接続されている。リレー２の作動コイル４
は、該リレーのための一次側回路５により選択的に通電
されるようになっている。

【００１５】一次側回路５はコンピュータ６からの指令
信号により駆動回路７を経て通電が行われるようになっ
ているが、駆動回路の途中には、電熱線８よりなる発熱
手段と、接点９および１０よりなる接点手段が組み込ま
れている。接点９は根元部にて台座１１により支持され
たバイメタル１２の先端に保持されており、バイメタル
１２が常温状態にあって図示の如く直線状をなしている
ときには、接点１０に接しているが、一次側回路５の通
電により電熱線８が熱を発し、これによってバイメタル
１２がある程度以上加熱されると、それによってバイメ
タル１２が図示の如き直線状態より図にて上方へ向けて
湾曲することにより、接点１０から離れるようになって
いる。１３は、接点９と１０の間に電位差があるとき、
それを検出してコンピュータ６へ信号を送る電位差検出
手段である。

【００１６】上記の如き電気回路装置の構成に於いて、
負荷装置１に通電を行うべきことをコンピュータ６が判
断したときには、コンピュータは駆動回路７へその旨の
指令信号を送り、それによって駆動回路７はリレーの一
次側回路５にリレー２を閉じるための通電を行う。一次
側回路５の通電によりリレー２がオンとなり、負荷装置
１への通電が行われる間、一次側回路５の通電により電
熱線８に於いて熱が発生し、それによってバイメタル１
２が加熱される。

【００１７】負荷装置１はその作動時間が比較的短時間
のものであり、図示の電気回路装置の通常の作動時に
は、バイメタル１２が電熱線８によって加熱されて変形
し、その先端に保持された接点９が接点１０より離れる
状態に至る以前に、コンピュータ６は、負荷装置１の作
動を終了すべく、駆動回路７へ向けてリレーオフの信号
を発するようになっている。

【００１８】しかし、コンピュータ６に於けるノイズ等
により、あるいは駆動装置７に何らかの障害が生ずるこ
とにより、一次側回路５の通電が長引くと、やがてそれ
により熱せられたバイメタル１２は図にて上方へ向けて
湾曲し、接点９は接点１０より離れ、駆動回路７がオン
状態を続けていても、一次側回路５を通る通電は遮断さ
れる。この場合、電熱線８を通る通電の期間と、それに
よって発生した熱によるバイメタル１２の湾曲変形によ
って接点９が接点１０との接触より離れる期間との間に
は、バイメタル１２に於ける熱伝導の遅れとその蓄熱容
量に基づく時間差が生ずるので、電熱線８への通電とそ
れに起因する電熱線８への通電の遮断との間にはかなり
のヒステリシスが存在し、接点９と１０の間の導通と遮
断とが過頻度にて繰り返される恐れはない。

【００１９】また接点９と１０とが互いに隔離される
と、その間には電位差が生ずるので、そのことが電位差
検出手段１３により検出され、コンピュータ６へその信
号が送られる。コンピュータ６は、かかる電位差検出手
段１３からの信号に基づいて、図には示されていない適
当な警報を作動させたり、図には示されていない手段に
より別途負荷装置１への通電を禁止するなり、他の任意
の対処装置を行うようになっていてよい。

【００２０】図２は、図１に於ける電熱線８よりなる発
熱手段と、バイメタル１２よりなる感熱手段と、接点９
および１０よりなる接点手段に対し置き換えて使用され
てよい、電気回路装置の一部の他の実施例を示す概略図
である。図に於いて、８ａは図１に於ける電熱線８と同
様の電熱線による発熱手段であり、９ａおよび１０ａは
それぞれ図１に於ける接点９および１０に相当する接点
である。これらの接点は、常時はこれらに接する導電接
片１４により互いに電気的に導通した状態にあり、導電
接片１４がピストン１５により圧縮コイルばね１６のば
ね力に抗して図にて上方へ押し上げられると、接点９ａ
と１０ａとの間の導通が断たれるようになっている。ピ
ストン１５は、図示の如き花瓶状の容器１７の首部を構
成するシリンダ状の部分に係合して、該首部に沿って上
下に摺動し得るようになっている。容器１７内にはサー
モワックスが満たされている。

【００２１】かかる構成により、電熱線８ａにリレー２
をオンにするための通電がなされておらず、容器１７内
のサーモワックスが常温状態にあるときには、導電接片
１４は、圧縮コイルばね１６の作用の下に、図示の如く
接点９ａおよび１０ａに対し押しつけられた状態にあ
り、これら両接点の間を電気的に導通しているが、リレ
ー２をオンにすべくその一次側回路５に通電が行われる
と、電熱線８ａにより熱が発生し、該通電が所定時間に
わたって継続すると、それによって発生した熱により容
器１７内のサーモワックスは熱膨張し、それによってピ
ストン１５は図にて上方へ押し上げられ、導電接片１４
を圧縮コイルばね１６の作用に抗して上方へ駆動し、導
電接片１４による接点９ａと１０ａの間の電気的導通が
遮断される。

【００２２】この場合にも、電熱線８ａを通る通電の期
間と、それによって発生した熱によるサーモワックスの
膨張によって導電接片１４が接点９ａおよび１０ａとの
接触より離れる期間との間には、サーモワックスに於け
る熱伝導の遅れとその蓄熱容量に基づく時間差が生ずる
ので、電熱線８ａへの通電とそれに起因する電熱線８ａ
への通電の遮断との間にはかなりにヒステリシスが存在
し、接点９ａと１０ａの間の導通と遮断とが過頻度にて
繰り返される恐れはない。

【００２３】図３は、図２と同様に図１に於ける電熱線
８、接点９および１０、バイメタル１２に代えて使用さ
れてよい、電気回路装置の一部についての他の一つの実
施例を示す概略図である。この実施例に於いても、８ｂ
は図１に於ける電熱線８と同じく発熱手段を構成する電
熱線である。そして接点９ｂおよび１０ｂもまた、図１
に於ける接点９および１０に対応する接点である。これ
らの接点には、磁性材のディスク１８を伴う導電接片１
９が、その該磁性材ディスク１８の部分にて永久磁石棒
２０によりその一端に磁気的に引き付けることにより、
引っ張りコイルばね２１のばね力に抗して押しつけられ
ており、両者を互いに電気的に接続している。

【００２４】上記の如き構成に於いて、電熱線８ｂに所
定の時間を越える通電が行われると、それによって発生
した熱により加熱された永久磁石棒２０は、その磁力の
低下によって磁性材ディスク１８を引っ張りコイルばね
２１の作用に抗して図示の位置に保持できなくなり、導
電接片１９は接点９ｂおよび１０ｂより離れ、リレーの
一次側回路が遮断される。この場合、加熱によって失わ
れた永久磁石棒２０の磁性は、その温度が元に復しても
回復されないので、リレーの一次側回路に所定時間を越
える通電が生じたときには、リレーオフの状態が維持さ
れる。これは、リレーの一次側回路に生じた所定時間を
越える通電が駆動回路７或はコンピュータに於ける何ら
かの障害によるときには、加熱が元に復しても接点間の
遮断を維持する点で好ましい。

【００２５】以上に於いては本発明を三つの実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明の範囲内にて他に種々の
実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による通電時間制限型電気回路装置をそ
の感熱手段がバイメタルである場合の一つの実施例につ
いて示す概略図。

【図２】図１の電気回路装置に於けるバイメタルによる
感熱手段をサーモワックスによる感熱手段に置き換えた
場合の実施例をその要部について示す概略図。

【図３】図１の電気回路装置に於けるバイメタルによる
感熱手段を磁石による感熱手段に置き換えた場合の実施
例をその要部について示す概略図。

【符号の説明】

１…負荷装置 ２…リレー ３…電源端子 ４…作動コイル ５…一次側回路 ６…コンピュータ ７…駆動回路 ８，８ａ，８ｂ…電熱線 ９，９ａ，９ｂ…接点 １０，１０ａ，１０ｂ…接点 １１…台座 １２…バイメタル １３…電位差検出手段 １４…導電接片 １５…ピストン １６…圧縮コイルばね １７…容器 １８…磁性材のディスク １９…導電接片 ２０…永久磁石棒 ２１…引っ張りコイルばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｈ 37/58 Ｈ０１Ｈ 37/58 Ｚ 37/76 37/76 Ｚ 43/30 43/30 61/00 61/00 Ａ 61/02 61/02 Ｚ (72)発明者 鈴木 英樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5G034 AC20 AE03 5G041 AA03 AA13 BB10 CB10 CB11 DA01 DB01 DC02 5G057 AA09 AA15 BD07 KK27 YY20 5G502 AA04 BB01 EE06 FF02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンピュータからの指令信号によりリレー
   をオンオフして負荷装置に対し選択的に通電を行う電気
   回路装置にして、 前記リレーの一次側回路の途中に設けられ該一次側回路
   の通電により発熱する発熱手段と、 前記発熱手段により生成された熱により加熱されて熱変
   形または熱変質の少なくとも一方を生じる感熱手段と、 前記感熱手段の熱変形または熱変質の少なくとも一方が
   所定の度合まで進行することにより開いて前記リレーの
   一次側回路を遮断する接点手段とを有することを特徴と
   する電気回路装置。
2. 【請求項２】更に、前記接点手段が開かれたとき互いに
   隔離された両接点間に生ずる電位差を検出する手段を有
   することを特徴とする請求項１に記載の電気回路装置。
3. 【請求項３】前記感熱手段はバイメタルであることを特
   徴とする請求項１または２に記載の電気回路装置。
4. 【請求項４】前記感熱手段はサーモワックスであること
   を特徴とする請求項１または２に記載の電気回路装置。
5. 【請求項５】前記感熱手段は磁石であることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の電気回路装置。