JP4069219B2 - センサー付きヒューズ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用として使用される差し込み式のセンサー付きヒューズに関するもので、１枚の導電板からなる長尺状ヒューズ材料の打ち抜きにより、ヒューズの溶断部とヒューズに流れる電流を検出するセンサーとを一体的に形成したことを特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用としてヒューズボックスに装着される一般的なヒューズとしては、米国特許第４０２３２６４号公報にて開示された形態のブレード型ヒューズがある。
【０００３】
これは、図３に示すように、中央部に一定幅の薄肉部７を長手方向に形成した長尺状ヒューズ材料８を順次プレスにより所定形状に打ち抜くことにより、図４に示すように、ヒューズの通電容量に応じた所定幅の薄肉状溶断部１を左右一対の導電端子２，２と同時に形成して所定長さに切断したヒューズエレメント４の薄肉状溶断部１を含む上半部を耐熱・絶縁性のハウジング５にて保持したものである。
【０００４】
前記従来のブレード型ヒューズは自動車の電気系統中に多数使用されているが、多くの場合スローブロー特性（瞬間的な過電流によってはヒューズの溶断は起こらず、過電流が一定時間継続した場合、すなわち過電流が継続すると火災等の危険性のある場合に溶断して危険を未然に防止する機能）を備えている。
【０００５】
このため、デッドショート時にはヒューズは溶断するが、ヒューズが溶断しない程度の小さい連続的なショートまたは大きくても短時間の連続的なショート（以下「レアショート」という）領域ではヒューズは溶断しないため、この状態が続くと車両火災が発生する可能性がある。
【０００６】
この状態を解決する手段として、特開昭６０−２０３５５１号公報に開示されている自動車の電気系統における火災予防装置が提案されている。
【０００７】
前記特開昭６０−２０３５５１号公報に開示されている火災予防装置においては、バッテリーと各電装品とを接続する電線に設けられたヒューズとの間に、電流センサーと遮断器を設け、電流センサーからの電線電流信号と各電装品作動検出回路からの負荷電流信号とを比較回路にて比較した結果の超過電流信号をモノステーブルマルチバイブレータを介し、異常パルスとして前記遮断器に信号を送り、各電装品への通電を遮断し保護するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の火災予防装置においては、回路途中に電流センサーを設置するシステムであることから、センサーの設置スペースを確保する必要がある。しかし、昨今の車両における設置スペースの確保は年々難しくなってきており、取付場所が限定されたり、取り付けられないといったことも生じている。
【０００９】
また、回路途中に設ける電流センサーとして、前記特開昭６０−２０３５５１号公報には例としてホール素子を使用したシステムが開示されているが、このホール素子は高価なもので、コストダウンの叫ばれている中ではなかなか使用しずらいものとなっている。
【００１０】
さらに、ホール素子のような非接触で電流を検知するものは、一般に、車両に存在するノイズ（例えば磁気ノイズ等）の影響を受けやすいため、真価が得られにくく、ノイズ対策を講じる必要があったり、また、直接接続（回路に直列に接続）するセンサーの場合には、新たに最低２ヶ所の接続点が必要となり、接触点の増加や接触不良による電圧降下、あるいはこの電圧降下による発熱の発生等種々問題を抱えているのが現状である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヒューズエレメントを、電流を検知するためのシャント（センサー）と兼用できるようにして、ヒューズとセンサーを１枚の導電板から打ち抜きにより一体的に形成し、該エレメントの上半部を耐熱・絶縁性ハウジングに挿入保持することを特徴とし、エレメントの薄肉状溶断部（以下「溶断部」という）の電圧降下をエレメントの導電端子下半部の内側に一体的に設けた薄肉状オス端子（以下「検出端子」という）により検出可能としたものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、同一平面上に配置された左右一対の導電端子２，２の上半部間をヒューズの通電容量に応じた溶断部１にて導通状態に連結されたヒューズエレメント４の上半部が耐熱・絶縁性ハウジング５に保持されている差し込み式ヒューズにおいて、 前記左右一対の導電端子２，２の下半部内側に前記溶断部１と同じ厚さの薄肉状で、前記溶断部１の電流を検出する検出端子３，３が前記導電端子２，２に平行かつ一体的に形成されており、
前記検出端子３，３は、前記導電端子２，２に対して、その一面側では同一平面をなし、かつ、メス端子１４、１５に挿入される部分では相互に分離されていることを特徴とするセンサー付きヒューズである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
図１は、本発明に係るセンサー付きヒューズ９の分解斜視図であり、このセンサー付きヒューズ９は、図２に示すような１枚の亜鉛（Ｚｎ）合金製導電板からなる長尺状ヒューズ材料８の中央に長手方向に沿って一定幅の薄肉部７を切削により形成し、この長尺状ヒューズ材料８を間欠的に移送しつつ、図１に示すような左右一対の導電端子２，２間の上半部にヒューズの通電容量に応じた溶断部１を連結させると共に該導電端子２，２の下半部内側に検出端子３，３を該導電端子２，２と一体的に連結させたセンサー付きヒューズエレメント（以下「エレメント」という）４ａを打ち抜きにより形成し、このエレメント４ａの上半部に耐熱・絶縁性を有する透明樹脂製で扁平状に形成されたハウジング５が挿入固定されたものである。
【００１４】
本発明に係るセンサー付きヒューズ９は、図１の下部に二点鎖線にて示す端子台１３に設けられた左右一対の導電端子２，２の挿入可能なヒューズ用メス端子１４，１４とその内側の左右一対の検出端子３，３の挿入可能な信号検出用メス端子１５，１５に挿入される。
【００１５】
図６は、本発明に係るセンサー付きヒューズ９を使用した自動車の電気回路で、バッテリ１０の直後に継電器１１が設置され、その下流側において各負荷Ａ，Ｂ，Ｃに対応してセンサー付きヒューズ９ａ，９ｂ，９ｃが並列に配置されたものであり、ヒューズ用メス端子１４，１４はそれぞれバッテリー１０側に配置された継電器１１側と負荷Ａ，Ｂ，Ｃ側に接続され、信号検出用メス端子１５，１５は前記継電器１１と連結させた判断部１２に接続されている。
【００１６】
この回路の場合には、センサー付きヒューズ９ａ，９ｂ，９ｃと各負荷Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかの間でデッドショートが起これば、従来のヒューズと同様に、エレメント４ａの溶断部１が溶断して、その回路のみが遮断される。
【００１７】
また、このセンサー付きヒューズ９においては、エレメント４ａの溶断部１に流れる電流に対して検出端子３，３より信号が常に出力されており、その信号は常に判断部１２に入力されている。
【００１８】
従って、各センサー付きヒューズ９ａ，９ｂ，９ｃと各負荷Ａ，Ｂ，Ｃ間において、レアショート等の異常を判断した場合には、判断部１２に異常信号（継電器ＯＮ信号）が出力され、バッテリー１０直後に設置された継電器１１が断（ＯＦＦ）の状態となり、全回路が遮断される。
【００１９】
また、図７は、各負荷Ａ，Ｂ，Ｃに対応してそれぞれセンサー付きヒューズ９ａ，９ｂ，９ｃと継電器１１ａ，１１ｂ，１１ｃとが対となって並列に配置されたものであり、この回路の場合には、各センサー付きヒューズ９ａ，９ｂ，９ｃと各負荷Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかの間でデッドショートが起これば、従来のヒューズと同様にそのセンサー付きヒューズ９が設置されている回路は個々に遮断され、レアショートが発生した場合には、図６に示す場合と異なり、異常の起った回路のみを遮断することができる。
【００２０】
【作用】
本発明においては、デッドショート時には従来のヒューズと同様に、エレメントの溶断部１が溶断し、さらにレアショート時にはエレメントの溶断部１が電流検知のシャント（センサー）として機能し、エレメントの溶断部１に流れる電流（実際にはエレメントの両端にかかる電圧）をエレメントの導電端子２，２と一体的に設けた検出端子３，３にて出力できる。
【００２１】
なお、ヒューズは、ＪＡＳＯ Ｄ６１２に規定されている通り、一定の電流で、一定の時間内に溶断するように規定されており、この規定を満たすべく溶断部１の寸法管理はもちろんのこと、抵抗値においても規格幅を定めて管理されているのが普通であって、その抵抗値の分布は、図５に示すように、正規分布であり、また、一般のシャントにおける抵抗のバラツキは階級により±０．１〜１．０％であり、ヒューズにおける抵抗のバラツキは±３％であって、シャントと比べるとバラツキは大きいが、異常電流の判定レベルはせいぜい±１Ａの能力があればよいので、このエレメントはシャントとして十分使用できるものである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ヒューズ機能とセンサー機能とを一つのエレメントに一体的に兼ね備えたことでコンパクトなセンサー付きヒューズが提供できる。
【００２３】
さらに、本来ヒューズとして作用するエレメント（溶断部）を電流検知のシャント（センサー）として利用できるので、特別に電流センサーを必要としない。
【００２４】
また、本発明によれば、従来のヒューズの空いたスペース（導電端子の下半部内側）に検出端子を設けたことで、従来のヒューズの外観寸法内で作製することができるため、エレメント形成の際の材料取りに無駄がなく、また、従来のヒューズ取付スペース内で対応でき、特別なスペースを必要としない。
【００２５】
さらに、従来のヒューズの機能も備えているため、継電器の故障（ショート故障）の際でも従来通りの方法で回路の保護が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセンサー付きヒューズの分解斜視図。
【図２】本発明に係る長尺状ヒューズ材料の部分斜視図。
【図３】従来のブレード型ヒューズの材料取りを示す正面図。
【図４】従来のブレード型ヒューズの分解斜視図。
【図５】ヒューズの抵抗値の分布図。
【図６】本発明に係るセンサー付きヒューズを使用した自動車の電気回路の一例。
【図７】本発明に係るセンサー付きヒューズを使用した自動車の電気回路の他の一例。
【符号の説明】
１ 薄肉状溶断部
２ 導電端子
３ 薄肉状オス端子
４ ヒューズエレメント
４ａセンサー付きヒューズエレメント
５ ハウジング
７ 薄肉部
８ 長尺状ヒューズ材料
９ センサー付きヒューズ
１０ バッテリー
１１ 継電器
１２ 判断部
１３ 端子台
１４ ヒューズ用メス端子
１５ 信号検出用メス端子

Claims (1)

1. 同一平面上に配置された左右一対の導電端子２，２の上半部間をヒューズの通電容量に応じた薄肉状溶断部１にて導通状態に連結されたヒューズエレメント４の上半部が耐熱・絶縁性ハウジング５に保持されている差し込み式ヒューズにおいて、
   前記左右一対の導電端子２，２の下半部内側に前記溶断部１と同じ厚さの薄肉状で、前記溶断部１の電流を検出する検出端子３，３が前記導電端子２，２に平行かつ一体的に形成されており、
   前記検出端子３，３は、前記導電端子２，２に対して、その一面側では同一平面をなし、かつ、メス端子１４、１５に挿入される部分では相互に分離されていることを特徴とするセンサー付きヒューズ。

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