| 【発明の名称】 |
配線異常監視方法、その装置及びその接続部 |
| 【発明者】 |
【氏名】松田 裕
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| 【要約】 |
【課題】ケーブルの接続異常と損傷異常を同時に検出する。
【解決手段】電源ケーブル４０を、コネクタ３０，３３を介してヒューズボックス１０，５０に接続させてなる電気配線における配線異常を監視する配線異常監視において、電源ケーブル４０の導電層４２に制御部１４をコネクタを介して接続し、バイアス回路１７，５３によってこの導電層に加えられた電位の変化を、比較回路１８，１９が２つの基準電位値に基づいて検出して、この検出結果に応じて制御部がコネクタの不完全嵌合状態であるケーブルの接続異常と導電層が車体に接触して短絡する状態であるケーブルの損傷異常を同時に判断する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被覆された絶縁部材内に導電層を有する配線ケーブルを、接続部を介して被接続対象物に接続させてなる電気配線における配線異常を監視する配線異常監視方法において、前記配線ケーブルの導電層に異常判断手段を接続し、該導電層に加えられた電位の変化に応じて前記配線ケーブルの接続異常及び損傷異常を同時に判断することを特徴とする配線異常監視方法。
【請求項２】 被覆された絶縁部材内に導電層を有する配線ケーブルを、接続部を介して被接続対象物に接続させてなる電気配線における配線異常を監視する配線異常監視装置において、前記接続部を介して前記導電層に所定電位を加える電位手段と、前記配線ケーブルの導電層と接続され、前記加えられた電位の変化を検出する検出手段と、前記検出結果に応じて前記配線ケーブルの接続異常及び損傷異常を判断する異常判断手段を備えたことを特徴とする配線異常監視装置。
【請求項３】 前記接続部は、一方が前記配線ケーブルに、他方が前記被接続対象物に取り付けられて、互いが着脱自在に嵌合するとともに、該嵌合時に互いに接触して前記配線ケーブルと被接続対象物とを電気接続させる接触面を有する一対の第１及び第２の嵌合部材と、前記第１及び第２の嵌合部材にそれぞれ配線され、それぞれの一端が前記導電層又は前記電位手段のいずれかに接続されるとともに、それぞれの他端が前記接触面に至る第１及び第２の導電部材とを備え、完全嵌合時に前記第１及び第２の導電部材の他端が前記接触面を介して接続されることを特徴とする請求項２に記載の配線異常監視装置。
【請求項４】前記接続部は、一方が前記配線ケーブルに、他方が前記被接続対象物に取り付けられて、互いが着脱自在に嵌合するとともに、該嵌合時に互いに接触して前記配線ケーブルと被接続対象物とを電気接続させる接触面を有する一対の第１及び第２の嵌合部材と、前記第１及び第２の嵌合部材にそれぞれ配線され、それぞれの一端が前記導電層又は前記電位手段のいずれかに接続されるとともに、それぞれの他端が前記接触面に至る第１及び第２の導電部材と、前記第１及び第２の嵌合部材にそれぞれ配線され、両端が前記接触面に至る第３及び第４の導電部材とを備え、完全嵌合時に前記第１の導電部材の他端が前記第４の導電部材の一端と、また第２の導電部材の他端が前記第３の導電部材の一端と前記接触面を介してそれぞれ接続されるとともに、前記第３及び第４の導電部材のそれぞれの他端が前記接触面を介して接続されることを特徴とする請求項２に記載の配線異常監視装置。
【請求項５】 前記検出手段は、少なくとも２つの基準電位値に基づいて前記加えられた電位の変化を検出しており、前記異常判断手段は、前記加えられた電位の変化が一方の基準電位値より大きい検出結果の時に前記配線ケーブルの接続異常と判断し、また前記加えられた電位の変化が他方の基準電位値より小さい検出結果の時に前記配線ケーブルの損傷異常と判断することを特徴とする請求項２に記載の配線異常監視装置。
【請求項６】 前記異常判断手段は、前記被接続対象物に設けられ、該被接続対象物には、前記異常判断手段からの判断結果である情報を外部に引き出すための接点を設けたことを特徴とする請求項２に記載の配線異常監視装置。
【請求項７】 被覆された絶縁部材内に導電層を有する配線ケーブルと、配線がなされた被接続対象物とを電気接続させる接続部において、一方が前記配線ケーブルに、他方が前記被接続対象物に取り付けられて、互いが着脱自在に嵌合するとともに、該嵌合時に互いに接触して前記配線ケーブルと被接続対象物とを電気接続させる接触面を有する一対の第１及び第２の嵌合部材と、前記第１及び第２の嵌合部材にそれぞれ配線され、それぞれの一端が前記導電層又は前記被接続対象物のいずれかに接続されるとともに、それぞれの他端が前記接触面に至る第１及び第２の導電部材とを備え、完全嵌合時に前記第１及び第２の導電部材の他端が前記接触面を介して接続されることを特徴とする接続部。
【請求項８】 被覆された絶縁部材内に導電層を有する配線ケーブルと、配線がなされた被接続対象物とを電気接続させる接続部において、一方が前記配線ケーブルに、他方が前記被接続対象物に取り付けられて、互いが着脱自在に嵌合するとともに、該嵌合時に互いに接触して前記配線ケーブルと被接続対象物とを電気接続させる接触面を有する一対の第１及び第２の嵌合部材と、前記第１及び第２の嵌合部材にそれぞれ配線され、それぞれの一端が前記導電層又は前記被接続対象物のいずれかに接続されるとともに、それぞれの他端が前記接触面に至る第１及び第２の導電部材と、前記第１及び第２の嵌合部材にそれぞれ配線され、両端が前記接触面に至る第３及び第４の導電部材とを備え、完全嵌合時に前記第１の導電部材の他端が前記第４の導電部材の一端と、また第２の導電部材の他端が前記第３の導電部材の一端と前記接触面を介してそれぞれ接続されるとともに、前記第３及び第４の導電部材のそれぞれの他端が前記接触面を介して接続されることを特徴とする接続部。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の移動体に配線された配線異常を監視する配線異常監視装置に関し、特にコネクタの嵌合状態と配線ケーブルの損傷状態を同時に監視する配線異常監視方法、その装置及びその接続部に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】従来、この種の装置には、例えば実公平７−４７７４６号公報に示すように、警報器をワイヤーハーネスの外装部材内部の導電層とワイヤーハーネス内の電線に接続させて、導電層が車体と接触してアースされることによって上記警報器を作動させるものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記装置では、例えば自動車用コネクタによって電気的に接続されるが、上記コネクタのロックが係合していない状態、いわゆる半嵌合状態で車両に組付けられると、車両の組立完了時の検査では電気的に接続されているので問題がなくても、使用中の振動等により上記コネクタが脱落して電気的接続状態が断たれるという問題点があった。
【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、接続部の不完全嵌合に伴うケーブル接続異常とケーブルの損傷異常を同時に検出できる配線異常監視方法及びその装置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、完全嵌合を容易に判断させうる接続部を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明では、被覆された絶縁部材内に導電層を有する配線ケーブルを、コネクタからなる接続部を介して、ヒューズボックスやリレーボックス等からなる被接続対象物に接続させてなる電気配線における配線異常を監視する配線異常監視において、コネクタを介して配線ケーブルの導電層に所定電圧を加えるバイアス回路からなる電位手段と、前記配線ケーブルの導電層と接続され、前記加えられた電位の変化を検出する比較回路からなる検出手段と、前記検出結果に応じて前記配線ケーブルの接続異常及び損傷異常を判断する制御部からなる異常判断手段を備えた配線異常監視装置が提供される。
【０００６】すなわち、配線ケーブルの導電層に制御部をコネクタを介して接続し、比較回路がこの導電層に加えられた電位の変化を、例えば２つの基準電位値に基づいて検出して、この検出結果に応じて制御部が前記配線ケーブルの接続異常状態及び損傷異常状態、つまりコネクタの不完全嵌合状態と導電層が車体に接触して短絡する状態を同時に判断する。
【０００７】また、前記コネクタは、一方が前記配線ケーブルに、他方が前記ボックスに取り付けられて、互いが着脱自在に嵌合するとともに、嵌合時に互いに接触して前記配線ケーブルとボックスとを電気接続させる接触面を有する一対の第１及び第２の嵌合部材と、前記第１及び第２の嵌合部材にそれぞれ配線され、それぞれの一端が前記導電層又は前記被接続対象物（前記バイアス回路）のいずれかに接続されるとともに、それぞれの他端が前記接触面に至る第１及び第２の導電部材とを備え、完全嵌合時に前記第１及び第２の導電部材の他端が前記接触面を介して接続されることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係る配線異常監視方法を用いた装置を図１乃至図４の図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る配線異常監視装置の一実施例の概略構成を示す構成図である。図１は、配線異常監視装置を車両において電源分配を行う第１及び第２のヒューズボックス間に用いた構成を示している。第１及び第２のヒューズボックス１０，５０は、本発明の被接続対象物を構成しており、第１のヒューズボックス１０は、バッテリ１の近傍に配置され、複数のヒューズ１１を介して図示しないエンジンルーム内の負荷へバッテリ１からの電源を分配する電源分配機能を有している。
【０００９】また、第１のヒューズボックス１０には、第１の嵌合部材３１が取り付けられており、第１の嵌合部材３１には、複数の芯線によって構成される電源バス４１と、電源バス４１を外装する導電層４２と、導電層４２を被覆する図示しない外部シースとを有する電源ケーブル４０の一端が接続された第２の嵌合部材３２が嵌合している。なお、この一対の第１及び第２の嵌合部材３１，３２は、本発明に係る接続部であるコネクタ３０を構成しており、電源バス４１は、コネクタ３０及び第１のヒューズボックス１０内の電源バス遮断器１２を介してバッテリ１と接続されている。また、電源ケーブル４０は、本発明に係る配線ケーブルを構成している。
【００１０】第１のヒューズボックス１０は、定電圧回路１３を介してバッテリ１からの電源によって動作する制御部１４を有している。制御部１４は、電源バス４１全体の電流監視機能を有しており、リレー駆動回路１５を駆動制御して電源バス遮断器１２をオン又はオフ状態に切り替えている。制御部１４は、衝突等の災害発生時の加速度信号を入力回路１６を介して取り込んでおり、この信号の入力に基づいて電源バス遮断器１２をオフ状態にさせて電源バス４１への電源供給を遮断している。
【００１１】導電層４２には、コネクタ３０を介して第１のヒューズボックス１０内の高電位側のバイアス回路１７から所定電位が印加されるとともに、導電層４２の電位を検出する本発明に係る検出手段を構成する比較回路１８，１９が接続されている。比較回路１８は、導電層４２の電位と基準電位Ｖｒｅｆ１とを比較し、また比較回路１９は、導電層４２の電位と基準電位Ｖｒｅｆ２とを比較して、これら比較結果を制御部１４に出力している。本発明に係る異常判断手段を構成する制御部１４は、これらの比較結果に基づいて、配線ケーブルに接続異常又は損傷異常が発生していないか判断している。なお、このような異常判断は、車両の組立完了時や使用中等にも行われる。
【００１２】また、制御部１４は、上記異常が発生すると、出力回路２０を介して上記異常に対応した異常信号を出力している。また、第１のヒューズボックス１０には、外部から電源を供給して制御部を作動させ、上記異常信号を出力回路２０を介して外部に引き出すための車両組立ラインチェック用の接点２１が設けられており、車両への組付け完了後に電源ケーブル４０の噛み込み、コネクタ３０，３３の嵌合不良のチェックを行うことを可能としている。なお、接点２１は、コネクタで構成しても良いし、プローブで接触するための導体で構成しても良い。
【００１３】第２のヒューズボックス５０には、第１の嵌合部材３４が取り付けられており、第１の嵌合部材３４には、電源ケーブル４０の他端が接続された第２の嵌合部材３５が嵌合している。なお、この一対の第１及び第２の嵌合部材３４，３５は、本発明に係る接続部であるコネクタ３３を構成しており、電源バス４１は、複数のヒューズ５１や電源バス遮断器５２を介して図示しない負荷へバッテリ１からの電源を分配している。
【００１４】導電層４２には、コネクタ３３を介して第２のヒューズボックス５０内の低電位側のバイアス回路５３が接続されている。なお、バイアス回路５３は、第１のヒューズボックス１０のバイアス回路１７とともに本発明に係る電位手段を構成している。上記構成の配線異常監視装置において、電源バス４１を外装する導電層４２は、第１のヒューズボックス１０内のバイアス回路１７で、例えば５Ｖの定電圧電位にバイアスされ、第２のヒューズボックス５０内のバイアス回路５３でアース電位にバイアスされる。これにより、例えば両ボックス１０，５０間の配線が正常状態の場合には、導電層４２は、５Ｖの中間電位、すなわちほぼ２．５Ｖ付近に固定される。
【００１５】ここで、もし電源ケーブル４０が車体と干渉して、ケーブル被覆が損傷を受け、導電層４２が露出して車体（アース電位）と接触すると、導電層４２の電位はグラウンド（ＧＮＤ）レベル付近、すなわち０Ｖ付近に固定されることになる。一方、両ボックス１０，５０と電源ケーブル４０を接続させるコネクタ３０，３３に不完全嵌合やコネクタはずれが生じた場合には、第２のヒューズボックス５０側のバイアス回路５３が切断されるため、導電層４２の電位は、５Ｖ付近に固定されることになる。
【００１６】従って、本実施例では、比較回路１８の基準電位Ｖｒｅｆ１を３．５Ｖに、また比較回路１９の基準電位Ｖｒｅｆ２を１．５Ｖに設定し、比較回路１８，１９で導電層４２の電位と基準電位Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２とを比較する。ここで、導電層４２の正常状態でのとりうる電位は、２．５Ｖ付近で、異常状態でのとりうる電位は、０Ｖ付近と５Ｖ付近であるから、アース電位差、回路抵抗、抵抗の素子、温度等のばらつきを考慮しても、両比較回路において、導電層４２の電位が３．５Ｖより大きい比較結果の場合には、制御部１４は、コネクタの嵌合不良と判断して、対応する異常信号を出力する。また、導電層４２の電位が１．５Ｖより小さい比較結果の場合には、制御部１４は、ケーブルの損傷と判断して、対応する異常信号を出力する。また、導電層４２の電位が１．５Ｖ〜３．５Ｖの間の比較結果の場合には、配線が正常と判断する。
【００１７】これにより、本実施例では、電源バスを外装する導電層を定電圧電位にバイアスしてその時の導電層の電位を検出し、コネクタの不完全嵌合に伴う電源ケーブルの接続異常及び導電層と車体の短絡に伴う電源ケーブルの損傷異常を判断するので、１つの配線異常監視装置で上記接続異常と損傷異常を同時に検出できる。ところで、上述した電源ケーブル４０は、一般的に例えば図２に示すように、複数の芯線によって構成される電源バス４１と、電源バス４１と導電層４２を絶縁する絶縁層４３と、ケーブル長手方向に設けられて導電層４２と接触するドレインワイヤ４４と、絶縁層４３及びドレインワイヤ４４を外装する導電層４２と、導電層４２を被覆する外部シース４５とから構成されるものがある。これに対応させてコネクタ３０，３３を図３、図４のように構成させることができる。なお、図２〜図４の構成部分において、図１の構成と同様な部分は、説明の都合上、同一符号を付記する。また、両コネクタ３０，３３は、同一構成なので、図３、図４では、コネクタ３０の場合を説明する。
【００１８】図３及び図４は、コネクタの構成を示す断面図であり、コネクタ３０は、第１のヒューズボックス１０に取り付けられた凸形状の第１の嵌合部材３１と、電源ケーブル４０の一端に取り付けられる凹形状の第２の嵌合部材３２とから構成されている。この一対の嵌合部材３１，３２は、互いが着脱自在に嵌合可能であるとともに、嵌合時に互いに接触して配線ケーブル４０と被接続対象物とを電気接続させる接触面３１ａ，３２ａを有している。
【００１９】図３のコネクタの第１実施例においては、第１の嵌合部材３１には、一端が電源バス遮断器１２を介したバッテリ１と接続され、他端が接触面３１ａに至るように配線された導電部材３１ｂと、本発明に係る第１の導電部材を構成して一端がバイアス回路１７に接続され、他端が接触面３１ａに至るように配線された導電部材３１ｃとが設けられている。
【００２０】第２の嵌合部材３２には、一端が電源ケーブル４０の電源バス４１と接続され、他端が接触面３１ａに至るように配線された導電部材３２ｂと、本発明に係る第２の導電部材を構成して一端が電源ケーブル４０のドレインワイヤ４４に接続され、他端が接触面３２ａに至るように配線された導電部材３２ｃとが設けられている。
【００２１】本実施例では、コネクタ３０において第１及び第２の嵌合部材３１，３２が完全に嵌合した時には、接触面３１ａ，３２ａが互いに接触して、導電部材３１ｂと３２ｂ、及び導電部材３１ｃと３２ｃの他端同士が接触面３１ａ，３２ａを介して互いに接続され、また上記嵌合が不完全な時には、接触面３１ａ，３２ａが非接触となって導電部材３１ｃと３２ｃが接続不良となる。また、コネクタ３３の場合も、コネクタ３０と同様に、第１及び第２の嵌合部材が完全に嵌合した時には、一端がバイアス回路５３と接続された第１の導電部材及び一端がドレインワイヤ４４に接続された第２の導電部材の他端同士が接続され、不完全嵌合の時には、上記第１及び第２の導電部材間が隔たって接続不良となる。
【００２２】このため、本実施例では、配線異常監視装置が第１及び第２の導電部材に接続された電源ケーブルのドレインワイヤの電位を検出することによって、コネクタの完全嵌合と不完全嵌合を、人手を介することなく自動的に、かつ容易に判断できる。図４のコネクタの第２実施例においては、第１実施例と同様に、第１の嵌合部材３１には、一端が電源バス遮断器１２を介したバッテリ１と接続され、他端が接触面３１ａに至るように配線された導電部材３１ｂと、本発明に係る第１の導電部材を構成して一端がバイアス回路１７に接続され、他端が接触面３１ａに至るように配線された導電部材３１ｃと、本発明に係る第３の導電部材を構成して両端が接触面３１ａに至るように配線された導電部材３１ｄとが設けられている。
【００２３】第２の嵌合部材３２には、一端が電源ケーブル４０の電源バス４１と接続され、他端が接触面３１ａに至るように配線された導電部材３２ｂと、本発明に係る第２の導電部材を構成して一端が電源ケーブル４０のドレインワイヤ４４に接続され、他端が接触面３２ａに至るように配線された導電部材３２ｃと、本発明に係る第４の導電部材を構成して両端が接触面３２ａに至るように配線された導電部材３２ｄとが設けられている。
【００２４】本実施例では、コネクタ３０において第１及び第２の嵌合部材３１，３２が完全に嵌合した時には、接触面３１ａ，３２ａが互いに接触して、第１の導電部材３１ｃの他端が第４の導電部材３２ｄの一端と、また第２の導電部材３１ｄの他端が第３の導電部材３２ｃの一端と接触面３１ａ，３２ａを介して互いに接続されるとともに、第３及び第４の導電部材３１ｄ，３２ｄのそれぞれの他端が接触面３１ａ，３２ａを介して接続される。また、上記嵌合が不完全な時には、接触面３１ａ，３２ａが非接触となって導電部材３１ｃと３２ｄ，導電部材３１ｄと３２ｃ、導電部材３１ｄと３２ｄがそれぞれ接続不良となる。また、コネクタ３３の場合も、コネクタ３０と同様に、第１及び第２の嵌合部材が完全に嵌合した時には、第１及び第２の導電部材間が第３及び第４の導電部材を介して接続され、不完全嵌合の時には、上記各導電部材間が隔たって接続不良となる。
【００２５】このため、本実施例でも、コネクタの第１実施例と同様に、コネクタの完全嵌合と不完全嵌合を、人手を介することなく自動的に、かつ容易に判断できる。なお、本実施例では、配線ケーブルに電源ラインの電源ケーブルを用いた場合を説明したが、本発明はこれに限らず、システム形態に応じて、例えば多重信号線やアース線を用いた場合にも適用が可能である。
【００２６】また、上述したコネクタが、本発明の係る配線異常監視装置以外の用途にも用いることができることは言うに及ばない。また、本発明では、ケーブルの損傷や嵌合不良の事象が検知された場合には、例えば電源バス遮断器１２をオフ状態に制御して電源バスへの電源供給を遮断したり、出力回路２０からの異常信号出力に基づき、乗員に警報を発したり、または接点２１を介して監視者に警報を発することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、接続部を介して前記導電層に所定電位を加える電位手段と、前記配線ケーブルの導電層と接続され、前記加えられた電位の変化を検出する検出手段と、前記検出結果に応じて前記配線ケーブルの接続異常及び損傷異常を判断する異常判断手段を備えたので、接続部の不完全嵌合に伴うケーブルの接続異常及びケーブルの損傷異常を同時に検出できる。
【００２８】接続部は、一方が前記配線ケーブルに、他方が前記被接続対象物に取り付けられて、互いが着脱自在に嵌合するとともに、嵌合時に互いに接触して前記配線ケーブルと被接続対象物とを電気接続させる接触面を有する一対の第１及び第２の嵌合部材と、前記第１及び第２の嵌合部材にそれぞれ配線され、それぞれの一端が前記導電層又は前記被接続対象物のいずれかに接続されるとともに、それぞれの他端が前記接触面に至る第１及び第２の導電部材とを備え、完全嵌合時に前記第１及び第２の導電部材の他端が、前記接触面を介して接続されるので、接続部の完全嵌合と不完全嵌合を容易に判断できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２９０
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】宮川 宏一
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７１３７８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７８０３０ |
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