JPH1131446A - 車両用ワイヤハーネスの異常検出装置及び車両用電源供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レアショート等に起因するワイヤハーネスの
劣化を回避し得る車両用ワイヤハーネスの異常検出装置
及び車両用電源供給装置を提案すること。 【解決手段】 ある温度以上になると溶断する温度ヒュ
ーズをワイヤハーネスの内部又はワイヤハーネスに隣接
させて配設し、当該温度ヒューズの断線の有無を検出す
ることでワイヤハーネスの異常を検出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレアショー
ト等が原因となって生じるワイヤハーネスの異常発熱を
検出する車両用ワイヤハーネスの異常検出装置、及びこ
の異常発熱を検知してワイヤハーネスの劣化を未然に防
止する車両用電源供給装置に適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両においては、一般にバッテリ
やオルタネータ等の電源部により発生させた電源を複数
の電線から構成されたワイヤハーネスを介して各負荷に
供給するようになっている。このワイヤハーネス１は、
図１１に示すように、多数の芯線１ａをポリ塩化ビニル
などの絶縁被覆層１ｂで保護した構造となっている。す
なわちワイヤハーネスは通常、軟質塩化ビニルチューブ
を外挿したり、テープ巻き等により集束、保護されてお
り、芯線１ａからの漏電を防止できるようになってい
る。

【０００３】またワイヤハーネスは、一般にヒューズに
接続されており、これによりバッテリやオルタネータ等
の電源部の電圧変動時や電線のデッドショート時に発生
する過大電流による各負荷の破損や電線のさらなる劣化
を防止できるようになっている。

【０００４】このワイヤハーネスとヒューズとの接続
は、例えば図１２に示すようなヒューズボックス２によ
り行われる。ヒューズボックス２は絶縁耐熱樹脂製のハ
ウジング５内に収納されたヒューズエレメント３の両端
に設けられた端子４ａ、４ｂにワイヤハーネスの一端を
接続するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで車両に用いら
れているヒューズは一般に、図１３に示すように、ヒュ
ーズ定格の２００[％]以上の電流に対しては即座に溶断
するような溶断特性をもつが、２００[％]以下の電流に
対しては、突入電流に対する耐久性をもたせているた
め、比較的溶断時間が長くされている。

【０００６】ここで、車両では、ワイヤハーネス１の絶
縁被膜層１ｂが経年劣化したり、車両エッジ部との接
触、磨耗等により、芯線１ａがボディーに接触し、いわ
ゆるデッドショートやレアショート（断続ショート）状
態になる場合がある。前者の場合には、ヒューズに大電
流が流れるのでヒューズが即座に溶断するが、後者の場
合には、ヒューズは発熱と放熱を繰り返し、溶断までの
時間が長くなる傾向にある。

【０００７】そのためレアショートが続くような場合に
は、ヒューズの溶断前にワイヤハーネス１の絶縁被膜層
１ｂが蓄熱体となり、温度が上昇することがある。この
結果、絶縁被膜層１ｂがさらに劣化するようになる。

【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、レアショート等に起因するワイヤハーネスの劣化を
未然に回避し得る車両用ワイヤハーネスの異常検出装置
及び車両用電源供給装置を提案しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明により成された請求項１に記載の車両用ワイヤ
ハーネスの異常検出装置は、図１に示すように、ある温
度以上になると溶断する温度ヒューズ（１２ａ〜１２
ｄ）をワイヤハーネス（１０）の内部又はワイヤハーネ
ス（１０）に隣接させて配設し、当該温度ヒューズ（１
２ａ〜１２ｄ）の断線の有無を検出することにより、ワ
イヤハーネス（１０）の異常を検出するようにした。

【００１０】以上の構成において、ワイヤハーネス（１
０）にレアショートが発生するとワイヤハーネス（１
０）の温度がある温度まで上昇する。このとき温度ヒュ
ーズ（１２ａ〜１２ｄ）が溶断するので、この断線の有
無を検出すれば、ワイヤハーネス（１０）にレアショー
ト等の異常が発生していることを検出できるようにな
る。

【００１１】また本発明により成された請求項２に記載
の車両用ワイヤハーネスの異常検出装置は、温度ヒュー
ズをワイヤハーネスに螺旋状に巻回させて配設するよう
にした。

【００１２】以上の構成において、温度ヒューズによる
検出面積を大きくすることができる結果、ワイヤハーネ
スのどの箇所でレアショート等の異常が発生してワイヤ
ハーネスの温度が上昇しても、それに応じてその部分の
温度ヒューズが確実に断線するようになり、ワイヤハー
ネスの異常検出の精度が向上するようになる。

【００１３】また本発明により成された請求項３に記載
の車両用ワイヤハーネスの異常検出装置は、温度ヒュー
ズ（１２ａ〜１２ｄ）を低融点金属により形成するよう
にした。

【００１４】以上の構成において、温度ヒューズ（１２
ａ〜１２ｄ）はワイヤハーネス（１０）がある温度にな
る前に確実に断線するようになるので、ワイヤハーネス
（１０）の異常をいち早く検出できるようになり、ワイ
ヤハーネス（１０）の劣化を一段と確実に回避できるよ
うになる。

【００１５】また本発明により成された請求項４に記載
の車両用ワイヤハーネスの異常検出装置は、図１０に示
すように、低融点金属（５０ａ）を絶縁材（５０ｃ）に
より絶縁被覆すると共に、低融点金属（５０ａ）と絶縁
材（５０ｃ）の間にフラックス（５０ｂ）を封入するよ
うにした。

【００１６】以上の構成において、ワイヤハーネス（１
０）の温度が上昇したときにフラックス（５０ｂ）が溶
融し、ワイヤハーネス（１０）の温度が低融点金属（５
０ａ）に効率よく伝導する結果、ワイヤハーネス（１
０）の温度上昇に応じて低融点金属（５０ａ）が応答性
良く断線するようになる。この結果、ワイヤハーネス
（１０）の異常を一段と高精度で検出できるようにな
る。

【００１７】さらに本発明により成された請求項５に記
載の車両用電源供給装置は、図３に示すように、車両に
搭載された電源部（３１）の電源をワイヤハーネス（１
０）を介して各負荷（３３ａ〜３３ｃ）に供給する車両
用電源供給装置（３０）において、請求項１〜請求項３
乃至請求項４に記載の車両用ワイヤハーネスの異常検出
装置と、当該異常検出装置によりワイヤハーネス（１
０）の異常が検出されたとき、ワイヤハーネス（１０）
を流れる電流を遮断する電流遮断手段（３２）とを備え
るようにする。

【００１８】以上の構成において、ワイヤハーネス（１
０）にレアショートが発生してワイヤハーネス（１０）
の温度がある温度まで上昇すると、温度ヒューズ（１２
ａ〜１２ｄ）が溶断するので、車両用ワイヤハーネスの
異常検出装置によりワイヤハーネス（１０）に異常があ
ると判断される。このとき電流遮断手段（３２）によっ
てワイヤハーネス（１０）に流れる電流が遮断されるの
で、ワイヤハーネス（１０）のさらなる劣化が防止され
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の一実
施形態を説明する。

【００２０】図１において、１０は全体として実施の形
態によるワイヤハーネスを示し、ある温度以上になると
溶断する温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄを電線１１に隣接
するようにワイヤハーネス１０の内部に配設し、この電
線１１及び温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄの周囲に絶縁テ
ープ１３を巻回するようになされている。

【００２１】ここで温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄとして
は、例えばＳｎ、Ｐｂ、Ｂｉの合金やＳｎ、Ｐｂ、Ｉｎ
の合金でなる低融点金属を用いる。この実施形態の場
合、温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄの溶断温度は、ワイヤ
ハーネス１０の絶縁皮膜層（図示せず）が著しく劣化す
る温度よりも低い温度、例えば１４０〜１８０[℃]に選
定されている。

【００２２】図２に、ワイヤハーネス１０を用いたワイ
ヤハーネスの異常検出装置２０の回路構成を示す。ワイ
ヤハーネスの異常検出装置２０は、電線１４により互い
に直列接続された温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄに電磁リ
レー１５を介して電圧印加回路１６から電圧を印加する
ことにより、電線１４及び温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄ
に微少電流を流すようになされている。

【００２３】これによりワイヤハーネス１０が正常な状
態の場合には、電磁リレー１５のコイル１５ａ、電線１
４及び温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄに電流が流れるの
で、電磁リレー１５の端子板１５ｂは、図に示すような
オフ状態に保持される。

【００２４】これに対して、ワイヤハーネス１０にレア
ショートが生じ、ワイヤハーネス１０の温度が上昇する
と、その箇所の温度ヒューズ１２ａ〜１２ｃ又は１２ｄ
が溶断するので、電磁リレー１５のコイル１５ａ、電線
１４及び温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄに電流が流れなく
なり、端子板１５ｂはオン状態となる。このとき、警告
ランプ１７に電圧印加回路１６からの電圧が印加される
ことにより、警告ランプ１７が点灯する。

【００２５】かくして、ワイヤハーネスの異常検出装置
２０では、ワイヤハーネス１０の温度が所定の温度以上
になったことを、ユーザに知らせることができる。これ
によりユーザは、ワイヤハーネスの異常検出装置２０に
より異常が検出されたとき、そのワイヤハーネス１０を
正常なものに交換するようにすることにより、ワイヤハ
ーネス１０のさらなる劣化を未然に回避できるようにな
る。

【００２６】次に図３に、実施の形態による車両用電源
供給装置３０の構成を示す。車両用電源供給装置３０は
バッテリやオルタネータ等の電源部３１からの電源をワ
イヤハーネス１０を介してエアコンや各種モータ等の各
負荷３３ａ、３３ｂ、３３ｃに供給するようになってい
る。またワイヤハーネス１０上には電源線開閉スイッチ
３２が設けられており、当該電源線開閉スイッチ３２は
制御部３４からのスイッチング信号によりオンオフ制御
される。

【００２７】ここで先ず電源線開閉スイッチ３２がオン
制御されるとワイヤハーネス１０に電源電流が流れ、負
荷３３ａ〜３３ｃに電源が供給される。そしてワイヤハ
ーネス１０が正常な状態の場合には、電磁リレー１５の
コイル１５ａ、電線１４及び温度ヒューズ１２ａ〜１２
ｄに電流が流れるので、電磁リレー１５の端子板１５ｂ
は、図に示すようなオフ状態に保持される。このとき、
制御部３４は電磁リレー１５を介して電圧が与えられな
いので、電源線開閉スイッチ３２をオン状態のままとす
る。

【００２８】これに対して、ワイヤハーネス１０にレア
ショートが発生し、やがてワイヤハーネス１０の温度が
上昇すると、その箇所の温度ヒューズ１２ａ〜１２ｃ又
は１２ｄが溶断するので、電磁リレー１５のコイル１５
ａ、電線１４及び温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄに電流が
流れなくなり、端子板１５ｂはオン状態となる。このと
き、制御部３４は電磁リレー１５を介して電圧が与えら
れるので、これを検知して電源線開閉スイッチ３２をオ
フ状態にして、ワイヤハーネス１０の電流を遮断する。

【００２９】かくして、車両用電源供給装置３０では、
ワイヤハーネス１０の温度が所定の温度以上になると、
ワイヤハーネス１０の電流を遮断することにより、ワイ
ヤハーネス１０のさらなる劣化を回避し得るようになさ
れている。

【００３０】次に図４〜図８に温度ヒューズ１２（１２
ａ〜１２ｃ又は１２ｄ）と、当該温度ヒューズ１２に微
少電流を流すための電線１４の接続例を示す。図４は、
温度ヒューズ１２に電気的に接続された導電性の圧着部
材を介して温度ヒューズ１２と電線１４を圧着により接
続した場合である。図５は、ジョイント端子４１を介し
て圧着により接続した場合である。

【００３１】また図６は、導電性の圧接端子４２を用い
て圧接により接続した場合である。図７は、電線１４側
に雌端子４３を設けると共に温度ヒューズ１２側に雄端
子４４を設け、雌端子４３に雄端子４４を挿入すること
により接続する例を示すものである。さらに図８は、絶
縁部４５により被覆されていると共に一部断線された導
体部４６を有する電線１４の、当該断線部分を掛け渡す
ように温度ヒューズ１２を導体部４６に表面実装により
接続した場合を示す。

【００３２】かくして以上の構成によれば、ある温度以
上になると溶断する温度ヒューズ１２ａ〜１２ｄをワイ
ヤハーネス１０の内部に配設し、当該温度ヒューズ１２
ａ〜１２ｄの断線の有無を検出することでワイヤハーネ
ス１０の異常を検出するようにしたことにより、ワイヤ
ハーネス１０のレアショート等に起因するワイヤハーネ
ス１０の劣化を回避し得る車両用ワイヤハーネスの異常
検出装置２０及び車両用電源供給装置３０を実現できる
ようになる。

【００３３】なお上述の実施形態においては、複数の温
度ヒューズ１２ａ〜１２ｄをワイヤハーネス１０の内部
に配設するようにした場合について述べたが、本発明は
これに限らず、温度ヒューズをワイヤハーネスに隣接さ
せて配置するようにしてもよい。

【００３４】また上述の実施形態においては、複数の温
度ヒューズ１２ａ〜１２ｄをワイヤハーネス１０に沿う
ように配設した場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、図９に示すように、温度ヒューズをワイヤハー
ネスに螺旋状に巻回させて配設するようにしてもよい。
このようにすれば、温度ヒューズによる検出面積を大き
くすることができる結果、ワイヤハーネスのどの箇所で
レアショート等の異常が発生してワイヤハーネスの温度
が上昇しても、それに応じてその部分の温度ヒューズが
確実に断線するようになり、ワイヤハーネスの異常検出
の精度が向上するようになる。

【００３５】この際、図１０に示すような断面形状を有
する温度ヒューズ線５０を電線１１に螺旋状に巻回する
ようにすれば、複数の温度ヒューズを設ける場合と比較
して構成を簡単化することができる。またこのような温
度ヒューズ線５０は、電線１１に螺旋状に巻回する場合
に限らず、実施形態のように電線１１に沿って配置して
もよい。

【００３６】この場合温度ヒューズ線５０を、低融点金
属５０ａを絶縁材５０ｃにより絶縁被覆すると共に低融
点金属５０ａと絶縁材５０ｃの間にフラックス５０ｂを
封入するようにして構成すれば、外部温度が上昇したと
きにフラックス５０ｂが溶融し、外部の温度が低融点金
属５０ａに効率よく伝導する結果、外部温度の上昇（す
なわちワイヤハーネスの温度上昇）に応じて低融点金属
５０ａが応答性良く断線するようになる。この結果、ワ
イヤハーネスの異常を一段と高精度で検出できるように
なる。

【００３７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、ある温度
以上になると溶断する温度ヒューズをワイヤハーネスの
内部又はワイヤハーネスに隣接させて配設し、当該温度
ヒューズの断線の有無を検出することでワイヤハーネス
の異常を検出するようにしたことにより、ワイヤハーネ
スのレアショートに起因するワイヤハーネスの温度上昇
を容易に検出し得る車両用ワイヤハーネスの異常検出装
置を実現できる。

【００３８】また、その車両用ワイヤハーネスの異常検
出装置により異常が検出されたとき、ワイヤハーネス１
０の電流を強制的に遮断するようにしたことにより、ワ
イヤハーネス１０のさらなる劣化を未然に回避し得る車
両用電源供給装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態によるワイヤハーネスの構成を示す
略線図である。

【図２】実施の形態によるワイヤハーネスの異常検出装
置の構成を示す略線的回路図である。

【図３】実施の形態による車両用電源供給装置の構成を
示す略線的回路図である。

【図４】温度ヒューズと当該温度ヒューズに電流を流す
ための電線の接続例を示す側面図である。

【図５】温度ヒューズと当該温度ヒューズに電流を流す
ための電線の接続例を示す側面図である。

【図６】温度ヒューズと当該温度ヒューズに電流を流す
ための電線の接続例を示す側面図である。

【図７】温度ヒューズと当該温度ヒューズに電流を流す
ための電線の接続例を示す側面図である。

【図８】温度ヒューズと当該温度ヒューズに電流を流す
ための電線の接続例を示す断面図である。

【図９】他の実施形態による温度ヒューズの配設例を示
す略線図である。

【図１０】図９の温度ヒューズ線の構成を示す断面図で
ある。

【図１１】一般的なワイヤハーネスの構成を示す斜視図
である。

【図１２】ヒューズボックスの構成を示す斜視図であ
る。

【図１３】車両に用いられているヒューズの溶断特性を
示すグラフである。

【符号の説明】

１０ ワイヤハーネス １２ａ〜１２ｄ、５０ 温度ヒューズ ２０ ワイヤハーネスの異常検出装
置 ３０ 車両用電源供給装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ある温度以上になると溶断する温度ヒュ
   ーズをワイヤハーネスの内部又はワイヤハーネスに隣接
   させて配設し、当該温度ヒューズの断線の有無を検出す
   ることにより、ワイヤハーネスの異常を検出するように
   したことを特徴とする車両用ワイヤハーネスの異常検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記温度ヒューズを前記ワイヤハーネス
   に螺旋状に巻回させて配設することを特徴とする請求項
   １に記載の車両用ワイヤハーネスの異常検出装置。
3. 【請求項３】 前記温度ヒューズは低融点金属により形
   成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に
   記載の車両用ワイヤハーネスの異常検出装置。
4. 【請求項４】 前記低融点金属は絶縁材により絶縁被覆
   されていると共に、前記低融点金属と絶縁材の間にはフ
   ラックスが封入されていることを特徴とする請求項３に
   記載の車両用ワイヤハーネスの異常検出装置。
5. 【請求項５】 車両に搭載された電源部の電源をワイヤ
   ハーネスを介して各負荷に供給する車両用電源供給装置
   において、 請求項１〜請求項３乃至４に記載の車両用ワイヤハーネ
   スの異常検出装置と、 当該異常検出装置によりワイヤハーネスの異常が検出さ
   れたとき、前記ワイヤハーネスを流れる電流を遮断する
   電流遮断手段とを具えることを特徴とする車両用電源供
   給装置。