JPH11278175A - 車両の導線保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタータモータと車載バッテリを接続する導
線を保護する。 【解決手段】 短絡検知用導体部４３が車体の導体部９
に接触すると、短絡検知用導体部４３の電圧レベルが低
下し、この低下が電圧モニタ８３によって検知されて電
圧モニタ８３からスイッチ部８４に点火信号が送出さ
れ、スクイブ７４の電気ヒータ線に大電流が供給されて
火薬が着火し、バスバー７３が破断される。これによっ
て、バッテリ１の正極端子１１とモータ用電力ケーブル
４１との間が電気的に遮断され、電力供給が強制的に停
止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタータモータの
電源端子と車載バッテリの正極端子を接続する導線を保
護する車両の導線保護装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の車両の電力供給回路を示す
回路ブロック図である。バッテリ１１０の正極端子１１
１は、スタータモータ１２０の電源端子１２１にモータ
用電力ケーブル１４１を介して接続され、電気接続箱１
３０の電源端子１３１に電装品用電力ケーブル１４２を
介して接続されている。バッテリ１１０の負極端子１１
２は、モータ用アースケーブル１５１を介してスタータ
モータ１２０のアース端子１２２に接続されるととも
に、車体の導体部（いわゆるボディアース）１６０にバ
ッテリ用アースケーブル１５２を介して接続されてい
る。

【０００３】電気接続箱１３０には、複数のヒュージブ
ルリンク１３２や小容量のヒューズ１３３などが収容さ
れるとともに、オルタネータ１３４が接地されている。

【０００４】図８は図７の車載バッテリへの各電線の接
続状態を示す斜視図である。バッテリ端子接続金具１６
１は、一体的に形成された端子結合部１６２及び回路接
続部１６３を備えている。端子結合部１６２は、正極端
子１１１を抱え込むようにして正極端子１１１に結合す
るものである。そして、回路接続部１６３に突設された
スタッドボルト１６４に電力ケーブル１４１，１４２の
丸形板端子が嵌められた状態で当該スタッドボルト１６
４にナット１６５が締め付けられることにより、電力ケ
ーブル１４１，１４２がバッテリ端子接続金具１６１を
介して正極端子１１１に接続されるようになっている。

【０００５】このような構成において、バッテリ１１０
から供給される電力によりスタータモータ１２０を回転
駆動すると、その回転が図略のギアなどからなる駆動力
伝達機構を介してエンジンのクランクシャフトに伝達さ
れ、このクランクシャフトが所定の回転速度以上で回転
することによって、図略のエンジンが始動するようにな
っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】エンジンの始動の際に
は、一時的にモータ用電力ケーブル１４１に200A以上の
大きい突入電流が流れる。従って、バッテリ１１０の正
極端子１１１とモータ用電力ケーブル１４１の間には、
過電流による過熱等を防止するために、所定レベル以上
の電流が流れると溶断するヒュージブルリンクなどの保
護部材を介設することが望ましい。

【０００７】ところが、従来のヒュージブルリンクにお
ける上記所定レベルの最大値が150A程度であるため、バ
ッテリ１１０の正極端子１１１とモータ用電力ケーブル
１４１の間にヒュージブルリンクを介設すると、正常状
態であってもエンジンの始動の際にヒュージブルリンク
が溶断するので、エンジンの始動が不可能になってしま
う。

【０００８】また、あまりに大容量のヒュージブルリン
クを使用すると、ヒュージブルリンクが溶断する前にモ
ータ用電力ケーブルが劣化するなどの悪影響が及ぼされ
る虞れがある。

【０００９】上記保護部材として、電流容量の大きい電
磁リレーをバッテリ１１０の正極端子１１１とモータ用
電力ケーブル１４１の間に介設し、エンジンの始動時に
この電磁リレーをオンにすることによってスタータモー
タ１２０に通電するような構成も考えられる。ところ
が、この場合には電磁リレーの接点部に流れる電流レベ
ルが上述したように非常に大きく、接点の作動回数も数
万回と多いため、経時劣化により接点抵抗が上昇してし
まう。一方、モータ用電力ケーブル１４１は、大電流が
通電されるので、配線抵抗が低く設定されている。従っ
て、接点抵抗が高くなる電磁リレーは、モータ用電力ケ
ーブル１４１に直列接続する保護部材として不向きであ
る。

【００１０】このような関係から従来は、バッテリ１１
０の正極端子１１１とモータ用電力ケーブル１４１の間
には、保護部材が介設されておらず、バッテリ１１０の
正極端子１１１とスタータモータ１２０の電源端子１２
１とは、モータ用電力ケーブル１４１を介して直結され
ていた。

【００１１】このため、モータ用電力ケーブル１４１の
被覆が剥がれて、車体の導体部１６０と短絡した場合に
は、バッテリ１１０の正極端子１１１〜モータ用電力ケ
ーブル１４１〜車体の導体部１６０〜バッテリ用アース
ケーブル１５１〜バッテリの負極端子１１２の回路で短
絡電流が流れる。これによって、バッテリ１１０の正極
端子１１１から短絡箇所までのモータ用電力ケーブル１
４１が過熱されて劣化してしまい、ケーブルの寿命が短
縮される。

【００１２】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
スタータモータの電源端子と車載バッテリを接続する導
線を保護することが可能な車両の導線保護装置を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、車載エンジン
を始動するスタータモータの電源端子に接続された導線
と、車載バッテリと上記導線とを接続する接続導体と、
上記導線と絶縁された状態で当該導線を被覆するように
配設された短絡検知用導体部と、上記短絡検知用導体部
と車体の導体部との短絡を検知する短絡検知手段と、上
記短絡が検知されたときに上記接続導体を強制的に破断
する破断手段とを備えたものである（請求項１）。

【００１４】この構成によれば、スタータモータの電源
端子に接続された導線と絶縁された状態で当該導線を被
覆するように配設された短絡検知用導体部が車体の導体
部と短絡すると、上記導線と車載バッテリとを接続する
接続導体が強制的に破断されることにより、上記導線が
車体の導体部と短絡する前に車載バッテリから上記導線
への電力供給が停止されることとなり、上記導線が確実
に保護される。なお、車載バッテリと上記接続導体との
間に短い電線等が介在されるものであってもよい。

【００１５】また、請求項１記載の車両の導線保護装置
において、上記短絡検知手段は、上記短絡検知用導体部
に所定レベルの電圧を印加する電圧印加手段と、上記短
絡検知用導体部の電圧レベルを検知する電圧検知手段と
を備え、上記短絡検知用導体部の電圧レベルの上記所定
レベルからの低下により上記短絡を検知するものである
（請求項２）。

【００１６】この構成によれば、短絡検知用導体部に所
定レベルの電圧が印加され、短絡検知用導体部の電圧レ
ベルが検知されて、この電圧レベルが所定レベルから低
下すると短絡検知用導体部と車体の導体部との短絡が検
知されることにより、簡素な構成で容易に上記短絡が検
知されることとなる。

【００１７】また、請求項１又は２記載の車両の導線保
護装置において、上記破断手段は、上記接続導体の近傍
に配設された火薬と、上記短絡が検知されると上記火薬
を点火して上記接続導体を破断させる点火制御手段とを
備えたものである（請求項３）。

【００１８】この構成によれば、短絡検知用導体部と車
体の導体部との短絡が検知されると、接続導体の近傍に
配設された火薬が点火されて接続導体が破断されること
により、スタータモータの電源端子に接続された導線と
車載バッテリとの間が確実に遮断されることとなる。

【００１９】また、請求項１〜３のいずれかに記載の車
両の導線保護装置において、上記短絡検知手段、上記接
続導体及び上記破断手段が、ユニット内に一体的に収容
されている（請求項４）。

【００２０】この構成によれば、短絡検知手段、接続導
体及び破断手段が、ユニット内に一体的に収容されるこ
とにより、構成のコンパクト化が図れるとともに、既存
の車載バッテリへの付加が容易に行える。

【００２１】また、請求項３記載の車両の導線保護装置
において、既存の電装品を制御する電装品制御手段が、
上記短絡検知手段及び上記点火制御手段を備えているも
のである（請求項５）。

【００２２】この構成によれば、既存の電装品を制御す
る電装品制御手段が、上記短絡検知手段及び上記点火制
御手段を備えていることにより、構成の複雑化及び部品
点数の増大が防止されることとなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る車両の導線保
護装置が適用される自動車の一実施形態の電力供給回路
を示す回路ブロック図である。この実施形態は、図１に
示すように、バッテリ１、スタータモータ２、電気接続
箱３、バッテリ端子接続部６、遮断ユニット７及び制御
部８を備えている。

【００２４】バッテリ１の正極端子１１は、バッテリ端
子接続部６、遮断ユニット７及びモータ用電力ケーブル
(導線)４１を介してスタータモータ２の電源端子２１に
接続されている。また、この正極端子１１は、バッテリ
端子接続部６及び電装品用電力ケーブル４２を介して、
複数のヒュージブルリンク３２や小容量のヒューズ３３
などが収容された電気接続箱３の電源端子３１に接続さ
れ、更にこの電気接続箱３で分岐されてオルタネータ３
４や図略の各電装品に接続されている。

【００２５】スタータモータ２のアース端子２２は、モ
ータ用アースケーブル５１を介してバッテリ１の負極端
子１２に接続されている。バッテリ１の負極端子１２
は、バッテリ用アースケーブル５２を介して車体の導体
部９にアースされている。

【００２６】モータ用電力ケーブル４１は、遮断ユニッ
ト７から電源端子２１まで、ほぼ全長に亘って短絡検知
用導体部４３によって被覆されており、このモータ用電
力ケーブル４１と短絡検知用導体部４３とは互いに絶縁
されている。

【００２７】制御部８は、バッテリ端子接続部６を介し
て正極端子１１に接続されるとともに、遮断ユニット７
及び短絡検知用導体部４３に接続されている。なお、短
絡検知用導体部４３、遮断ユニット７及び制御部８の構
成については後述する。

【００２８】図２はバッテリ端子接続部６の構成を示す
分解斜視図、図３はバッテリ１の端子の接続状態を示す
斜視図である。図２において、バッテリ端子接続部６
は、一体的に形成された端子結合金具６１及び回路接続
金具６２から構成される。端子結合金具６１は、正極端
子１１にこれを抱え込むようにして結合している。

【００２９】そして、回路接続金具６２に突設されたス
タッドボルト６３に、電装品用電力ケーブル４２の丸形
板端子６４及び遮断ユニット７の一端の丸形板端子７１
が嵌められた状態で、当該スタッドボルト６３にナット
６５が締め付けられることにより、図３に示すように、
電装品用電力ケーブル４２及び遮断ユニット７がバッテ
リ端子接続部６を介して正極端子１１に接続される。

【００３０】図２に戻って、更に、遮断ユニット７の他
端のスタッドボルト７２に、モータ用電力ケーブル４１
の丸形板端子４４が嵌められた状態で、当該スタッドボ
ルト７２にナット６６が締め付けられることにより、図
３に示すように、モータ用電力ケーブル４１が遮断ユニ
ット７及びバッテリ端子接続部６を介して正極端子１１
に接続される。

【００３１】図４はモータ用電力ケーブル４１及び短絡
検知用導体部４３の縦断面と、遮断ユニット７及び制御
部８の電気的構成とを示す図である。モータ用電力ケー
ブル４１と短絡検知用導体部４３との間には、絶縁層４
５が設けられ、これによって両者が互いに絶縁されてお
り、短絡検知用導体部４３の外周には被覆層４６が設け
られている。

【００３２】この短絡検知用導体部４３は、図２に被覆
層４６を一部破断して示すように、例えば金属線が網目
状に形成されたものが用いられる。

【００３３】遮断ユニット７は、バスバー(接続導体)７
３及びスクイブ(破断手段)７４からなる遮断器７５を内
蔵している。バスバー７３は、遮断ユニット７の丸形板
端子７１及びスタッドボルト７２を接続する導体であ
る。スクイブ７４は、電気ヒータ線の周囲に微量の火薬
が詰められたもので、バスバー７３の近傍に配設されて
いる。

【００３４】そして、スクイブ７４の電気ヒータ線に電
流が供給されると、電気ヒータ線が発熱して火薬に着火
され、これによってバスバー７３が破断されるようにな
っている。

【００３５】制御部８は、電源部８０及び判定制御部８
１を備え、電源部８０は蓄電部８２を備え、判定制御部
８１は電圧モニタ８３及びスイッチ部(ＳＷ)８４を備え
ている。

【００３６】電源部８０は、三端子レギュレータ等から
なり、バッテリ端子接続部６を介して正極端子１１に接
続され、所定レベル(本実施形態では、例えば5V)の電圧
を生成するものである。また、蓄電部８２はコンデンサ
等からなり、バッテリ電圧を蓄電するものである。

【００３７】電圧モニタ８３は、短絡検知用導体部４３
に接続されており、短絡検知用導体部４３に常に5Vを印
加するとともに、この短絡検知用導体部４３の電圧レベ
ルをモニタし、この電圧レベルの低下を検知すると、短
絡検知用導体部４３が車体の導体部９と短絡したとみな
して、スイッチ部８４に点火信号を送出するものであ
る。

【００３８】スイッチ部８４は、電圧モニタ８３から点
火信号が入力されると、蓄電部８２の電荷を瞬間的に放
電させてスクイブ７４の電気ヒータ線に大電流を供給す
るものである。スイッチ部８４は、例えばトランジスタ
等のスイッチング素子からなり、制御端子が電圧モニタ
８３に接続され、スイッチ端子の一方が蓄電部８２に接
続され、他方がスクイブ７４の一端に接続され、スクイ
ブ７４の他端を接地する構成になっている。

【００３９】なお、判定制御部８１は、短絡を検知した
ときに、計器パネルなどに配設された液晶パネルに短絡
検知信号を出力して、短絡した旨を報知するようにして
もよい。

【００４０】図４のような構成において、通常状態で
は、バッテリ１の正極端子１１に、バッテリ端子接続部
６、遮断ユニット７及びモータ用電力ケーブル４１を介
してスタータモータ２が接続されるとともに、バッテリ
端子接続部６及び電装品用電力ケーブル４２を介して電
気接続箱３(図１)が接続されており、スタータモータ２
及び電気接続箱３に接続されている各電装品に正常に電
力が供給される。

【００４１】そして、車両の振動による被覆層４６の摩
耗、被覆層４６の経時劣化や車両衝突等によって、短絡
検知用導体部４３が車体の導体部９に接触すると、短絡
検知用導体部４３の電圧レベルが低下し、この低下が電
圧モニタ８３によって検知されて電圧モニタ８３からス
イッチ部８４に点火信号が送出され、スクイブ７４の電
気ヒータ線に大電流が供給されて火薬が着火し、バスバ
ー７３が破断される。

【００４２】これによって、バッテリ１の正極端子１１
とモータ用電力ケーブル４１との間が電気的に遮断さ
れ、電力供給が強制的に停止される。

【００４３】このように、本実施形態によれば、モータ
用電力ケーブル４１を被覆するように設けられた短絡検
知用導体部４３を備えているので、モータ用電力ケーブ
ル４１が車体の導体部９と短絡する前にバッテリ１の正
極端子１１からモータ用電力ケーブル４１への電力供給
を停止することができ、これによって、バッテリ１の正
極端子１１〜モータ用電力ケーブル４１〜車体の導体部
９〜バッテリ用アースケーブル５２〜バッテリ１の負極
端子１２の回路で大電流が発生せず、モータ用電力ケー
ブル４１を効果的に保護することができる。

【００４４】また、特殊なセンサを用いることなく、短
絡検知用導体部４３の電圧レベルの低下によって短絡を
検知しているので、低コストで短絡検知手段を構成する
ことができる。

【００４５】また、バッテリ端子接続部６とモータ用電
力ケーブル４１を接続する接続導体として、無接点のバ
スバー７３を用いているので、経時劣化が殆どなく、エ
ンジンの始動を確実に行うことができ、高信頼性を確保
することができる。

【００４６】また、車両衝突などによって短絡検知用導
体部４３及びモータ用電力ケーブル４１がほぼ同時に車
体の導体部９と短絡し、バッテリ１の正極端子１１〜モ
ータ用電力ケーブル４１〜車体の導体部９〜バッテリ用
アースケーブル５２〜バッテリ１の負極端子１２の回路
で大きい短絡電流が発生して、バッテリ電圧が降下した
場合でも、蓄電部８２に蓄電された電力によって大電流
を破断手段としてのスクイブ７４に供給しているので、
スクイブ７４の火薬を確実に着火させることができ、バ
ッテリ１の正極端子１１とモータ用電力ケーブル４１と
の間を確実に遮断することができる。

【００４７】また、バッテリ１の正極端子１１とモータ
用電力ケーブル４１との間をバッテリ端子接続部６及び
遮断ユニット７により接続しているので、短絡検知用導
体部４３により被覆されていない範囲と車体の導体部９
との短絡の可能性を低減することができる。

【００４８】なお、遮断器７５をバッテリ１の上面に搭
載するようにしてもよい。

【００４９】また、バッテリ１の正極端子１１とバスバ
ー７３とは、バッテリ端子接続部６によって接続されて
いるが、正極端子１１とバスバー７３の間に短い電線等
が介在するものであってもよい。

【００５０】また、図５に示すように、電源部８０及び
判定制御部８１を遮断ユニット７に内蔵させるようにし
てもよい。これによって、上記実施形態と同様の効果が
得られるとともに、部品の小型化を図ることができ、組
立ての作業性を向上することができる。

【００５１】また、図６に示すように、制御部８の機能
を既存の電装品制御手段、例えばエアバッグＥＣＵ８６
に持たせるようにしてもよい。これによって、部品の兼
用化を図ることにより、部品点数を削減することができ
る。

【００５２】特に、エアバッグＥＣＵ８６は、エアバッ
グを作動させるためにスクイブにコンデンサ等からなる
蓄電部から大電流を供給する点で、制御部８に類似する
機能を有しているので、エアバッグの作動を優先させる
ように設定しておくことなどによって、電源部などの部
品を兼用化することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スタータモータの電源端子に接続された導線と絶縁され
た状態で当該導線を被覆するように配設された短絡検知
用導体部が車体の導体部と短絡すると、上記導線と車載
バッテリとを接続する接続導体を強制的に破断するよう
にしたので、上記導線が車体の導体部と短絡する前に車
載バッテリから上記導線への電力供給を停止することが
でき、上記導線を確実に保護することができる。

【００５４】また、短絡検知用導体部に所定レベルの電
圧を印加し、短絡検知用導体部の電圧レベルを検知し
て、この電圧レベルが所定レベルから低下すると短絡検
知用導体部と車体の導体部との短絡を検知することによ
り、簡素な構成で容易に上記短絡を検知することができ
る。

【００５５】また、短絡検知用導体部と車体の導体部と
の短絡が検知されると、接続導体の近傍に配設された火
薬を点火して接続導体を破断することにより、スタータ
モータの電源端子に接続された導線と車載バッテリとの
間を確実に遮断することができ、これによって上記導線
を確実に保護することができる。

【００５６】また、短絡検知手段、接続導体及び破断手
段を、ユニット内に一体的に収容することにより、構成
をコンパクト化することができる。また、装置を既存の
車載バッテリへ容易に付加することができる。

【００５７】また、既存の電装品を制御する電装品制御
手段が、上記短絡検知手段及び上記点火制御手段を備え
ていることにより、構成の複雑化及び部品点数の増大を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両の導線保護装置が適用される
自動車の一実施形態の電力供給回路を示す回路ブロック
図である。

【図２】バッテリ端子接続部の構成を示す分解斜視図で
ある。

【図３】バッテリの端子の接続状態を示す斜視図であ
る。

【図４】モータ用電力ケーブル及び短絡検知用導体部の
縦断面と、遮断ユニット及び制御部の電気的構成とを示
す図である。

【図５】制御部が遮断ユニットに組み込まれた例を示す
ブロック図である。

【図６】既存のＥＣＵに制御部の機能を持たせた例を示
すブロック図である。

【図７】従来の車両の電力供給回路を示す回路ブロック
図である。

【図８】図７の車載バッテリへの各電線の接続状態を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１ バッテリ １１ 正極端子 １２ 負極端子 ２ スタータモータ ２１ 電源端子 ２２ アース端子 ３ 電気接続箱 ４１ モータ用電力ケーブル ４３ 短絡検知用導体部 ５２ バッテリ用アースケーブル ６ バッテリ端子接続部 ７ 遮断ユニット ７３ バスバー ７４ スクイブ ７５ 遮断器 ８ 制御部 ８０ 電源部 ８１ 判定制御部 ８２ 蓄電部 ８３ 電圧モニタ ８４ スイッチ部 ９ 車体の導体部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 孝 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 (72)発明者 松丸 彰男 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車載エンジンを始動するスタータモータ
   の電源端子に接続された導線と、 車載バッテリと上記導線とを接続する接続導体と、 上記導線と絶縁された状態で当該導線を被覆するように
   配設された短絡検知用導体部と、 上記短絡検知用導体部と車体の導体部との短絡を検知す
   る短絡検知手段と、 上記短絡が検知されたときに上記接続導体を強制的に破
   断する破断手段とを備えたことを特徴とする車両の導線
   保護装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両の導線保護装置にお
   いて、 上記短絡検知手段は、 上記短絡検知用導体部に所定レベルの電圧を印加する電
   圧印加手段と、上記短絡検知用導体部の電圧レベルを検
   知する電圧検知手段とを備え、 上記短絡検知用導体部の電圧レベルの上記所定レベルか
   らの低下により上記短絡を検知するものであることを特
   徴とする車両の導線保護装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の車両の導線保護装
   置において、 上記破断手段は、上記接続導体の近傍に配設された火薬
   と、上記短絡が検知されると上記火薬を点火して上記接
   続導体を破断させる点火制御手段とを備えたものである
   ことを特徴とする車両の導線保護装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の車両の
   導線保護装置において、上記短絡検知手段、上記接続導
   体及び上記破断手段が、ユニット内に一体的に収容され
   ていることを特徴とする車両の導線保護装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載の車両の導線保護装置にお
   いて、既存の電装品を制御する電装品制御手段が、上記
   短絡検知手段及び上記点火制御手段を備えていることを
   特徴とする車両の導線保護装置。