用于汽车电气配线的电路保护装置 本发明涉及用于汽车电气配线的电路保护装置。
在用于汽车电气配线的先有技术电路保护装置中，在电源和负载之间配置熔丝，使得当过电流流过时，熔丝就会烧断而保护电路。用于先有技术装置的熔丝包括片状熔丝及小型熔丝。这些熔丝只与单个电路或多个并联电路相连接。此外，这些熔丝的尺寸较大：20×18×5mm(片状熔丝)及16×11×4mm(小型熔丝)。因此，尤其是如果考虑了要与熔丝相连接的端子所占据的空间，就需要相当大的空间来配置一个熔丝。鉴于这个原因，与熔丝相连接的一个电路分成多个与相应负载相连接的分支电路。换言之，为了保护电路，多个负载与一个熔丝并联连接。
具体地说，先有技术的装置如图8所示那样地构成。与电源BA相连接的导线W1与由容纳于接线盒2的母线等所组成的电路3A相连接。熔丝4装在熔丝座中，与电路3A相连接。与熔丝4的下游端相连接地电路3B分成多个分支电路或子电路5A至5C，后者经过导线W2至W4与负载6A至6C相连接。上述连接能使电力输送到相应的负载6A至6C。
如上所述，在多个负载6A至6C与一个熔丝4相连接的情况下，如果作为负载6A至6C的电气装置的载流容量分别为3A、5A和2A，负载6A至6C总的载流容量为10A。由于在车厢(vehiclecompartment)中熔丝与负载的载流容量比设为大约70％，与负载6A至6C相连接的熔丝4的载流容量需要10/0.7＝14.3A。这样例如在应用于汽车领域的情况下，需要载流容量至少大约15A的熔丝，作为熔丝4。
熔丝4和要与其下游端相连接的导线W2至W4的尺寸的关系按下述方式确定。当从熔丝起的导线下游经受短路等问题时，熔丝需要在导线冒烟、或者这个电路受到损坏之前熔断，以保护导线及各个电路。因此，采用的导线与实际流过的电流相比有较大的载流容量，即导线具有0.5mm2的大线心截面积及较重的重量。熔丝的载流容量与连接熔丝下游端的导线的尺寸的关系在表1中作了限定。
表1 车厢 发动机室导线尺寸(线心横截面积(mm2)) 0.3 0.5 0.85 1.25 2 0.3 0.5 0.85 1.25 2导线载流容量(A) 7A 11A 15A 19A 25A 4A 6A 8A 10A 19A熔线载流容量(A) 7.5A ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 10A ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 15A × ○ ○ ○ ○ × × ○ ○ ○ 20A × × ○ ○ ○ × × × ○ ○ 25A × × × ○ ○ × × × × ○ 30A × × × × ○ × × × × ○(○：导线可以使用，×：导线不可使用)
如从表1中所看到的，如果多个负载例如与一个熔丝并联连接，连接熔丝和各负载的导线所需的尺寸就大，导致电气配线重量大为增加。这又需要加大及增强例如使电气配线与车体及保护装置接合的线夹的配线附件，导致导线成本及尺寸的增加。因此，上述接法引起电气配线的生产成本的增加。
尤其是，在汽车中所有导线(电路)的大约70％是与载流容量为1A或以下的负载相连接的，以传送信号。对于信号电路的导线来说，适合于上述连接的导线太粗了。
此外，在图8中如果在连接负载6A和熔丝4的导线W2的A点上发生短路时熔丝4熔断，电力就不输送到未曾经受短路的导线W3、W4。这样负载6B和6C就不利地停止了工作。
此外，如图8中所看到的，当多个负载6A-6C与一个熔丝4并联连接时，熔丝4的载流容量必须设置成高于负载6A-6C中实际流过的全部电流的总和。因此，熔丝4在短路情况下熔断的实际电流就会增大，增加了各负载6A-6C(例如电子电路)损坏的风险。而且，当熔丝4熔断时，难以鉴别负载6A-6C中哪一个使流过的电流增大。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种改良的电路保护装置，允许更好地保护所连接的负载及减小体积。
本发明是用根据权利要求1的电路保护装置来达到这个目的。本发明的最佳实施例则是从属权利要求的主题。
根据本发明提供了一种用于汽车电气配线的电路保护装置，它包括至少一个主侧连接部分、至少两个副侧连接部分以及至少两个可熔元件。
根据本发明的最佳实施例，各副侧连接部分经过至少一个可熔元件与至少一个主侧连接部分相连接。
最好，配置相同数量的副侧连接部分和主侧连接部分，其中各副侧连接部分经过可熔元件与对应的主侧连接部分相连接。
而且最好至少一个主侧连接部分、至少两个副侧连接部分及至少两个可熔元件配置在本体内和/或本体上，本体由一个以上盖所组成，和/或铸成一个模制体。
根据本发明的另一个实施例，各可熔元件包括至少一根具有预定或可预定载流容量的导线，最好导线各有个别预定或可预定载流容量，此外最好导线的线心横截面积处于大约0.05mm2至大约0.3mm2的范围内。
根据又一个最佳实施例，可熔元件以规定间隔配置在绝缘板的表面上。
最好，至少一个主侧连接部分、至少两个副侧连接部分及至少两个可熔元件可配置在单个插座装置内。
此外，最好从外部可看见可熔元件的至少可熔部分，以致容易识别熔断的可熔元件。
而且，最好可熔元件能以一对一关系与小载流容量、具体地说是2A或更小的负载相连接。
根据再一个最佳实施例，可与相邻负载相连接的许多可熔元件作为单个单元容纳在熔丝座内，具体地说设置在分散安装在汽车内的电气接线盒或熔丝盒内，尤其是用以缩短连接对应熔丝及负载的导线的长度。
最好，线心横截面积为约0.05mm2至约0.3mm2的细导线用作连接可熔元件及负载的连接导线，而线心横截面积为约0.5mm2以上的导线可用作电源侧导线，配置在可熔元件的电源侧，而且最好可用的电源侧导线各有一端与电源相连接，另一端则被分支而与一个以上可熔元件相连接。
根据最佳实施例，提供一种汽车电气配线用的保护装置，它包括安装在用以从电源向对应负载输送电力的各电路上的熔丝，一个熔丝只与一个负载相连接，以致当熔丝熔断时，只切断通往与熔断的熔丝相连接的负载的电源。
换言之，在用以连接电源和负载的电路上配置单条熔丝。以致在导线短路时熔丝熔断，防止导线燃烧。尤其是只切断经受短路的电路的电源，从而消除对其它电路的影向，缩短了用来连接熔丝和负载的导线的总长度。
换言之，在用以连接电源和负载的电路上配置熔丝，以致在导线短路时熔丝熔断，防止导线燃烧。尤其是只切断经受短路的电路的电源，从而消除对其它电路的影响。
这样，就提供了一种方法，这种方法通过减少要与熔丝下游侧的负载相连接的导线的尺寸而提供较轻的电气配线，且确保向与未经受短路的导线相连接的负载安全供电。
在上述电路保护装置中，熔丝和负载以一对一关系相连接，因而能使各熔丝的载流容量较小。因而，能使用以连接熔丝和负载的导线的尺寸较小，这就有助于减轻电气配线。而且，由于电路是个别保护的，所以在熔丝熔断时，只切断与这条熔丝相连接的负载的电源。这样，与未经受短路的导线相连接的负载就不受影响。
如上文所清楚描述的，由于负载和熔丝是以一对一关系配置的，所以能使各熔丝的载流容量较小。因此，可以用线心直径为0.3mm2至0.05mm2的细导线作为连接熔丝和负载的导线。尤其是，在负载是载流容量为1A或更小的信号装置的情况下，允许熔丝的容量为2A或更小，以及允许用以连接熔丝和信号装置的导线具有0.14mm2的很小的线心横截面积。由于所有电路中大约70％是信号电路，所以能显着减少构成电气布线的导线的总重量。同时，由于采用了细导线，所以能以减小的尺寸制造电气配线。
而且，能为负载个别地实行电路保护。因此，当导线经受短路时，只有与这条导线相连接的熔丝熔断。由于只有与经受短路的导线相连接的电路处于不工作状态，所以能将不工作电路的数量减至最少。
此外，如果与相应负载相连接的熔丝是由包括多个小尺寸及小容量电极的整体扁熔丝所组成，要配置的熔丝数量的增加既不需要大的安装空间，也不会使接线盒变大或变重。
根据最佳实施例，以一对一关系与负载相连接的熔丝是由包括多个以规定间隔配置在绝缘板表面上的导电可熔元件的整体熔丝所组成的，多个扁熔丝容纳在形成于接线盒上的熔丝座。
本申请人在未审查的日本专利申请No.7-91698和7-91699中所提出的扁熔丝可以适用于上述扁熔丝。这种熔丝是这样的，由金属丝或扁金属带所组成的可熔元件以规定间隔粘结到绝缘板的表面上。
由于熔丝是以与负载成一对一关系而配置的，所以熔丝的数目增加。采用扁熔丝，可以使多个熔丝在一块绝缘板上形成整体。多电极熔丝不需要大的熔丝安装空间，且能使熔丝更小更轻。
最好，以一对一关系与熔丝相连接的负载具有2A或更小的载流容量，其中负载经过线心横截面积为0.3mm2至0.05mm2，最好为0.14mm2的细导线与具有3A的小载流容量的熔丝相连接。
如果以一对一关系与熔丝相连接的负载是载流容量为2A、大部分为1A或更小的信号装置，线心横截面积为0.3mm2至0.005mm2，最好为0.14mm2的细导线可以用作信号电路的导线。于是，由于所有电路中大约70％是信号电路，所以能显著减少电气配线的总重量。
本发明的最佳实施例提供了一种用于汽车电气配线的电路保护装置，其中在与配置在汽车上的负载相连接的电路中，熔丝是以一对一关系与负载相连接的，与相邻负载相连接的许多熔丝作为一个单元容纳在分散配置在车辆上的熔丝盒的其中之一或电气接线盒的其中之一的熔线座上，以缩短连接相应熔丝及负载的导线的长度。
在上述电路保护装置中，由于熔丝是以一对一关系与对应负载相连接的，所以能使熔丝的载流容量变小。相应地，允许连接熔丝和负载的导线具有较小的线心横截面积，从而使电气配线变轻。此外，在由于一根导线短路而引起一根熔丝熔断时，切断与熔断的熔丝相连接的一个负载的电源。这样，电路个别受到保护，与未经受短路的导线相连接的负载则不受影响。
此外，以一对一关系与相邻负载相连接的熔丝组合起来容纳在位于相邻负载附近的分支接线盒或熔丝盒内。因此，能缩短连接对应熔丝和负载的导线的长度。即使为每个负载配置一个熔丝，这也能防止导线的总长度变得过长。
最好用具有多个其中导电可熔元件以规定间隔配置在绝缘板表面上的电极的扁熔丝形成熔丝，使扁熔丝容纳在分散安装在车辆的电气接线盒的熔丝座内和/或熔丝盒内。
虽然由于熔丝是以与负载成一对一关系而配置的，所以其数量增加，但是如果扁熔丝是如上文所述的那样，则在一块绝缘板上可以配置许多熔丝。采用扁电极，不需要额外的空间配置熔丝，且能使熔丝较小较轻。
此外最好采用线心横截面积为0.05mm2至0.3mm2的细导线作为用以连接扁熔丝的可熔元件和负载的导线，采用线心横截面积为0.5mm2以上的导线作为各自一端与电源相连接、另一端被分支与多个可熔元件相连接的导线。
此外，由于以一对一关系与熔丝相连接的负载中大约70％是载流容量为2A或更低、大部分为1A或更低的信号装置，线心横截面积为0.05mm2至0.3mm2、实际上为0.14mm2的细导线可以用作载流容量为1A或更低的信号电路的导线。这样就能显著减少电气配线的总重量。
根据以上描述显然在汽车电气配线的上述电路保护装置中，由于负载和熔丝是以一对一关系连接的，所以能使熔丝的载流容量较小。因此，线心横截面积为0.05mm2至0.3mm2的细导线能用作连接相应熔丝及负载的导线。尤其是当负载是载流容量为1A或更低的信号装置时，允许熔丝的载流容量为2A或更低。且允许连接这些熔丝及负载的导线的线心横截面积为0.14mm2那样小。此外，由于所有电路中大约70％是信号电路，因此能显著减少形成电气配线的导线的总重量。同时，采用细导线导致生产成本减低。
而且，对于负载来说可以个别实现电路保护。因此，当导线经受短路时，只有与这根导线相连接的熔丝熔断。由于只有与经受短路的导线相连接的电路处于不工作状态，因而能将不工作的电路的数目减至最低。
此外，熔丝盒分散配置在汽车上靠近许多相邻负载的位置上。这些负载与装在熔丝盒内的熔丝相连接。因此，尽管以与负载一对一关系配置熔丝，但是仍能缩短导线的总长度。
虽然由于熔丝以一对一关系与许多负载相连接，所以熔丝的数目增加，但是如果采用有许多整体电极的小尺寸小容量的扁熔丝，也不会引起问题。换言之，许多熔丝不会导致大空间、大尺寸或较重的重量。
本发明的这些及其它目的、特征及优点在阅读了以下的详细描述及附图后就会显得更清楚，其中：
图1(A)和1(B)是根据本发明第一和第二实施例的电路图，
图2(A)和2(B)分别是根据图1(A)中所示的本发明实施例的电路中所用的扁熔丝在插入熔丝座前后的透视图，
图3是本发明第三实施例的示意图，表示装在车辆上的熔丝盒的配置情况，
图4是第三实施例的电路图，
图5(A)至5(D)表示本发明第三实施例中所用的熔丝盒，图5(A)是局部剖开的透视图，图5(B)是图5(A)的纵向剖视图，图5(C)是电路图，以及图5(D)是熔丝盒用盖密封时的透视图。
图6(A)和6(B)表示熔丝盒的第四实施例，图6(A)是局部剖开的透视图，图6(B)则是主要部分的透视图，
图7是与图3类似的示意图，表示不采用熔丝盒时的配置情况，以及
图8是先有技术电源电路的电路图。
如图1(A)中所示，负载10A至10J经过导线或电缆11A至11J以及连接部分或连接件17A-17J与容纳于在接线盒12上所形成的熔丝座13A、13B的熔丝14A至14J的下游端相连接。换言之，不同于图8所示的多个负载与一个熔丝相连接的先有技术，一个熔丝是经过一条导线与一个负载相连接的。
与蓄电池BA相连接的熔丝14A至14E的上游端经过连接部分或连接件16A-16E与一个电路15A相连接，熔丝14G至14J的上游端则经过连接部分或连接件16G-16J与一个电路15B相连接。电路15A和15B接合起来，且与蓄电池BA相连接。
在这个实施例中，以一对一关系与熔丝14A至14J相连接的负载10A-10J包括载流容量、标称电流值或标称功率值为1A或更小的信号装置。因此，经过导线11A至11J与这些负载10A至10J相连接的熔丝14A至14J的载流容量设定为例如2A。导线11A至11J是线心横截面积为0.14mm2及载流量为5A的细导线。导线的重量轻：其质量为2.4g/m，由绝缘层所覆盖的最终导线的外径为1.0mm。
在用于车厢的情况下，如上所述，熔丝与负载的载流容量比设为大约70％。例如，负载的载流容量为5A，就采用载流容量为大约7A的熔丝。在这种情况下，连接熔丝下游端和负载的导线是适合实际电流流过的细导线。例如，采用线心横截面积为0.3mm2及载流容量为8A的导线。
表2中示出了载流容量(A)和导线尺寸之间的关系。因此，负载以一对一的关系经过具有规定尺寸、载流容量与相应熔丝的载流容量相应的导线与熔丝相连接，熔丝的规定载流容量对应于相应负载的载流容量。因此，如果负载的载流容量不同，例如象图8中所示的先有技术那样为3A、5A和2A，就可以将不同尺寸的细导线用于连接。另一方面，根据负载的最大载流容量、即5A，所有导线可以具有0.3mm2的线心横截面积。
表2 线心横截面积 (mm2)载流容量(A) 质量(g/m) 最终外径(mm) 0.14 5 2.4 1.0 0.2 6 3.2 1.2 0.3 8 5 1.4 0.5 11 7 1.6
如上所述，通过将具有小载流容量及主要包括信号装置的负载以一对一的关系与熔丝相连接，就可以从熔丝的下游采用细导线，从而显著减少导线的重量。在负载10A和熔丝14A之间的导线11A的点P处发生短路情况下在导线11A冒烟之前熔丝14A就会熔断，从而保护负载10A。此外，由于与其它未经受任何短路的电路11B至11E相连接的负载10B至10E不受影响，就可以向它们输送。
图1(B)中示出了本发明的另一个最佳实施例。图1(B)所示的实施例与图1(A)中所示的实施例的不同之处在于两个可熔元件或熔丝14A和14B是经过一个连接件或连接部分16AB′与电路15A相连接的，连接件或连接部分16AB′可以是连接两条导线的导线和/或焊料和/或金属板等。
以一对一关系要与负载10A-10E、10F-10J相连接的小载流容量的熔丝14A-14E、14F-14J是由具有与图2(A)及2(B)中所示的五个电极的扁熔丝20所组成的。熔丝20要容纳在形成于接线盒12上的熔丝座13A、13B内，与由收容于接线盒12中的母线(未示出)所形成的电路相连接。
含有五个电极的各熔丝20包括由金属扁带所组成的五个可熔元件(熔丝主体)21以及上端形成有窗22a口的绝缘板22。五个可熔元件21是以规定间隔配置的，且弯曲成使得它们从相对两侧夹住绝缘板22，而它们的弯曲部分就位于窗口22a。在配上盖23以后，或者整体地铸在最好是透明的模制体上以后，扁熔丝20就插入形成于接线盒12上的熔丝座13A、13B内。在相应的熔丝座13A、13B内，绝缘板22放置在绝缘基板24上，使五对从基板24相对表面伸出的端子电极25′、25″经过具体地说以平行方式配置在扁熔丝20的绝缘板22的相对表面上的连接部分或连接件26′、26″而与五个可熔元件21相接触。连接件26′、26″与基板24上的电极25′、25″相互作用，从而使这些电极偏移，保证良好及可靠的电连接。连接件26′或26″的两个以上可以由单个金属件所组件，或者被电连接，以形成单个电极。具体地说电极26′、26″是可以沿正交于绝缘板22的方向偏斜的，以确保扁熔丝20容易放入熔丝座13(A)、13(B)内。如果采用透明体或盖23，就能容易鉴别哪个可熔元件21已熔断，从而能鉴别哪个负载吸取的电流增大。
虽然图2(A)、2(B)中所示的扁熔丝有五个电极，但是仅仅增加配置在绝缘板上的可熔元件的数量就能提供具有所需数量的电极的扁熔丝。然而，具体地说在电流输入侧或主侧上的一些电极或连接部分可以接合在一个以上单电极上。采用包括多个小尺寸及小载流容量电极的整体扁熔丝20补偿了由于负载和熔丝一对一配置所引起的熔丝的数目的增加，从而防止保护装置变大及变重。
如图3中所示，根据这个实施例，接线盒A、B配置在仪表板的相对两侧，也就是车厢前部的仪表板的相对两侧，熔丝盒C、D则分别配置在发动机室及车尾厢。具有众多整体电极的扁熔丝容纳在各个盒A-D中。
用以将电源或蓄电池BA与容纳在盒A至D中的扁熔丝相连接的电路如图4中所示那样地构成。具体地说，电源BA经过分支导线W20和W10分别与接线盒A和B相连接。在接线盒A中，电源侧电路被分支，分别与经过细导线W30连接负载E1至E3的熔丝H1至H3相连接，及通过电路或接线T1和T2经导线W40、W50与熔丝盒C和D相连接。另一方面，在接线盒B中，电源侧电路被分支，与经过细导线W30连接负载E4至E8的熔丝H4至H8相连接。
在经过导线W40与接线盒A的转接电路T1相连接的熔丝盒C中，导线W40被分支，分别与经过细导线W30连接负载E9至E11的熔丝H9至H11相连接。同样地，在经过导线W50与接线盒A的转接电路T2相连接的熔丝盒D中，导线W50被分支，分别与经过细导线W30连接负载E12至E16的熔丝H12至H16相连接。
以一对一关系与容纳在盒A至D中的熔丝相连接的负载E1至E16配置在对应的熔丝的附近。换言之，与相邻的负载相连接的熔丝组合起来容纳在分散地配置在汽车中的接线盒或熔线盒的相邻的一个内。
在这个实施例中，以一对一关系与熔丝H1至H16相连接的负载E1至E16包括载流容量为1A的信号装置，因此，经导线W30与负载E1至E16相连接的熔丝H1至H16的载流容量设为约2A。而且，将载流容量为5A及小线心横截面积0.14mm2的导线用作导线W30。线心横截面积为0.14mm2的导线重量轻：质量为2.4g/m，用绝缘层复盖的最终导线的外径为1.0mm。
如上所述，通过将载流容量小及主要包括信号装置的负载以一对一关系与熔丝相连，就可在熔丝的下游采用细导线，从而显著减少导线的重量。在负载E1和熔丝H1之间的导线W30的点P发生短路的情况下，在导线W30冒烟之前熔丝H1熔断，从而保护负载E1。而且，由于与其它未经受任何短路的导线W30相连接的负载E2至E16不受影响，所以可以向它们输送电力。
要以一对一关系与负载E1至E16相连接的载流容量小的熔丝H1至H16是由如图2(A)和2(B)中所示的具有多个电极的扁熔丝20所组成的。
如图2(A)和2(B)中所示，要容纳在接线盒A内的扁熔丝具有至少三个电极；要容纳在接线盒B内的扁熔线具有至少五个电极；要容纳在熔丝盒C内的扁熔丝具有至少三个电极；要容纳在熔丝盒D内的扁熔丝则具有至少五个电极。
要容纳在接线盒A或B内的扁熔丝结构上与参照图2(A)及2(B)所述熔丝相类似的。
熔丝盒D的结构如图5(A)至5(D)所示，扁熔丝20容纳在外壳30内。类似于图2(A)和2(B)中所示的扁熔丝；扁熔丝20的五个可熔元件21在直立的绝缘板22的相对表面上弯曲，与导线W40和W30相连接的端子配件31、32与可熔元件21的相对两侧压紧连接。外壳30配有盖35。在装入扁熔丝后用盖35密封外壳30。
与电源侧的导线W40相连接的端子配件31包括两个端子配件31A、31B。端子配件31A的上部形成两个可与两个可熔元件21相连接的接触部分31a、31b，其下部则形成连接部分31c。在连接部分31c的横向侧面的底部形成导线安装部分31d。端子配件31A经过导线安装部分31d与导线W40相连接。端子配件31B加工成与端子配件31A相似的形状，其上部有三个可与三个可熔元件21相连接的接触部分。
经过导线W30与负载E12至E16相连接的各端子配件32的上部形成有与一个可熔元件21压接触的接触部分32a，其下端则形成要与一条导线W30相连接的导线安装部分32b。端子配件32经过导线安装部分32b与导线W30相连接。
由于熔丝盒C的结构与熔丝盒D相似，所以不予描述。
如上所述，通过使与相应导线相连接的端子配件31、32与在绝缘板22的相对表面上弯曲的可熔元件21的相对两侧压接触，每个负载就与一条熔丝(可熔元件21)相连接。
熔丝盒C和D的结构不限于图5(A)至5(D)所示的那一种。它们也可以如图6(A)和6(B)中所示那样地构成。具体地说，在熔丝盒的电源侧，配置了经过导线W40或W50及连接件(未示出)与电源相连接的母线36。母线36形成五个平行伸出的接片36。中间端子配件37配合于接片36a上，其接触部分37a与可熔元件21压连接。由于熔丝盒的负载侧的结构与图(5A)至5(D)中所示的熔丝盒的对应的负载侧相同，所示不予描述。
如果熔丝盒C、D分散地配置在靠近要与熔丝相连接的许多相临负载的位置上，与如图7中所示的熔丝仅容纳在接线盒A和B中且与相应负载相连的情况相比，可以缩短连接负载和熔丝的导线的长度。因此，能够缩短待配置在车辆中的形成电气配线的导线的总长度。
此外，如上所述，由于可以利用细导线以一对一关系连接熔丝和负载，所以能显著地减少待配置在车辆上的电气配线的总重量。
编号表
10A至10J ……负载
11A至11J ……熔丝下游的导线
12 ……接线盒
13A、13B ……熔丝座
14A至14J ……熔丝
20 ……扁熔丝
21 ……可熔元件
22 ……绝缘板
B ……蓄电池