(57)【要約】【課題】  簡易に実現でき、かつ電気製品あるいは電気回路ユニット全体に対して、くまなく異常な発熱を検出して、製品の安全性を高める技術を提供する。【解決手段】  １個又は２個以上の電気部品を搭載した回路基板を備えた電気回路ユニットにおいて、電気部品から放射される赤外線を赤外線フォトトランジスタにより検出する発熱検出回路を回路基板上に搭載し、回路基板を不透明なエンクロージャで覆う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個又は２個以上の電気部品を搭載した回路基板を備えた電気回路ユニットにおいて、前記電気部品から放射される赤外線を赤外線フォトトランジスタにより検出する発熱検出回路を前記回路基板に搭載し、前記回路基板を覆い外部からの光を遮断する不透明なエンクロージャを備えた電気回路ユニット。
【請求項２】
前記赤外線フォトトランジスタの受光面を上に向けて実装し、前記エンクロージャ内部の上面に赤外線反射板を取り付けた又は赤外線反射率を向上させるような加工を施した請求項１記載の電気回路ユニット。
【請求項３】
前記発熱検出回路は赤外線の検出レベル調整手段を有する請求項１又は２記載の電気回路ユニット。
【請求項４】
前記発熱検出回路を複数個備え、各発熱検出回路から得られる検出信号の状態に対応して障害防止用の発熱警告信号を出力する発熱警告回路を備えた請求項１乃至３記載の電気回路ユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４記載の電気回路ユニットを備えた電気製品。
【請求項６】
請求項４記載の電気回路ユニットを備え、前記発熱警告信号により前記電気回路ユニットへの電源供給を遮断する電源遮断手段を備えた電気製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼損・発火などによる障害の防止を考慮した電気回路ユニット及び電気製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気製品内部における、焼損・発火などの障害を防止する一般的な手段として、該電気製品内部の部品などにおいて、異常な温度上昇（発熱）を検出した場合に、当該部位に供給される電源を遮断したり、アラームを鳴動させるなどして危険を通知することが、一つの効果的な方法として用いられてきた。
【０００３】
この場合、これまでは主にサーミスタ、熱電対といった温度測定素子を、電気部品などに直接接触して取り付け、該電気部品の温度を直接的に測定し、該部品の異常な発熱を検出する方法が取られてきた。
【０００４】
また、他の方法として、電気部品の異常発熱を赤外線により検出する技術が特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３０８２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来は、主にサーミスタや熱電対といった温度測定素子を、発熱や燃焼の危険性のある部品などに直接取り付け、異常な高温度が測定された場合、アラームを報告したり、外部からの電源供給や内部バッテリから電源供給を遮断したりして、それ以上の発熱、あるいは燃焼・発火といった危険性を排除してきた。
【０００７】
さらに、簡易に実現でき、かつ電気製品あるいは電気回路ユニット全体に対して、くまなく異常な発熱を検出して、製品の安全性を高める方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、１個又は２個以上の電気部品を搭載した回路基板を備えた電気回路ユニットにおいて、電気部品から放射される赤外線を赤外線フォトトランジスタにより検出する発熱検出回路を回路基板上に搭載し、該回路基板を不透明なエンクロージャで覆うようにしたものである。
また、本発明は、赤外線フォトトランジスタの受光面を上に向けて実装し、エンクロージャ内部の上面に赤外線反射板を取り付けた又は赤外線反射率を向上させるような加工を施したものである。
また、本発明は、発熱検出回路に赤外線の検出レベルを調整する手段を持たせるようにしたものである。
また、本発明は、発熱検出回路を複数個備え、各発熱検出回路から得られる検出信号の状態に対応して障害防止用の発熱警告信号を出力する発熱警告回路を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のような手段により、本発明は、搭載されている電気部品数に対し、より少ない赤外線フォトトランジスタにより、くまなく電気部品などの異常発熱を検出することができる。
さらに、赤外線フォトトランジスタが異常発熱を検出するレベルを可変調整できるようにし、その都度最適な設定が行えるような設計にしたり、複数の赤外線フォトトランジスタの検出結果から、電気回路ユニット内の異常発熱の有無を判断する機能を持たせることにより、誤検出による電気製品の稼動中止を防ぎ、異常発熱の検出確度を上げることができる。
【００１０】
即ち、本発明により、容易な設計・製造方法かつ、少ないコストで電気製品の内部、あるいは電気回路ユニット内部全体に対し、くまなく異常な高温度（発熱）を検出することが可能となり、こういった異常な高温度を検出した場合、アラームを発したり、電源供給の遮断するなどの処置を取ることにより、製品の安全性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例を示したものである。図１は、電気製品内部に１個あるいは複数個搭載される、電気回路ユニット１００を示したものであり、様々な電気部品により、電気製品の目的とする機能を実現するための電気回路が実装されている。該電気回路ユニットは、電気回路基板１を備え、該電気回路基板上には、電気回路の目的とする機能を実現するために必要な電気部品２−４他が搭載されている。また、該電気回路ユニットは、電気部品２−４他の上部にいくらかの空間的余裕を持たせた状態で、例えば金属板のような、不透明なエンクロージャ（カバー）５により覆われている。このエンクロージャ（カバー）は、外部からの光を遮断するため、電気回路ユニット内は、常に暗い状態になっている。
【００１３】
本発明の目的を達成するために、電気回路基板１には、赤外線フォトトランジスタ６−７が搭載されている。図１では、電気回路基板１に２個の赤外線フォトトランジスタが搭載されているが、赤外線フォトトランジスタの搭載個数は、電気回路ユニット１００の設計・構造により左右される。該赤外線フォトトランジスタは、受光面を上方に向けて実装されている。これは、通常もっとも簡易な搭載方法である。また、エンクロージャ（カバー）５の上部内面には、異常発熱を起した部品などから放射された赤外線を効率よく反射するための反射板８が取り付けられている。
【００１４】
なお、エンクロージャ（カバー）５の材質に、光沢のある金属板を使用したり、エンクロージャ（カバー）５の上部内面に、赤外線を効率よく反射するための加工などが施されている場合、該反射板８は必ずしも必要ではなく、また、使用する赤外線フォトトランジスタの感度が高く、該反射板を使用しなくとも異常発熱を起した部品などから放射された赤外線を十分に検出できる場合は、該反射板は必要でないこともありうる。
また、電気製品の構造上、常に電気製品内部が外部からの光が遮断され暗い状態が保たれていて、かつ、反射板８のように、電気回路上方で赤外線を反射できるような構造物が存在する場合には、エンクロージャ（カバー）５自体が不要である場合もありうる。
【００１５】
いま、電気回路基板１に搭載されている電気部品３に何らかの障害が発生し、該部品が異常発熱した場合を考える。電気部品３からは、該電気部品が異常発熱を起す以前と比べ、より多くの赤外線が放射される。電気部品３から放射された赤外線９は、直接赤外線フォトトランジスタ６，７に到達することは難しいが、エンクロージャ（カバー）５の上部内面に取り付けられた反射板８に反射され、例えば赤外線フォトトランジスタ６に到達する。電気部品２が異常発熱を起した場合も、該部品から放射された赤外線は、同様に反射板８に反射され、例えば赤外線フォトトランジスタ６に到達するし、電気部品４が異常発熱を起した場合も、該部品から放射される赤外線１０は、同様に、図１に示すように、例えば別の赤外線フォトトランジスタ７に到達する。
電気回路基板１に搭載されている１つの赤外線フォトトランジスタは、一定の範囲内に搭載された複数個の電気部品から放射される赤外線を受光できる。
【００１６】
赤外線フォトトランジスタ６−７は、図２に示す電気回路に組込まれている。図２は、赤外線フォトトランジスタ６が受光した赤外線により、周辺部に搭載されている電気部品の異常発熱を検出するための発熱検出回路の一例である。図２に示す発熱検出回路２００は、一般的なＯＰアンプ１１を用いた電位変動検出回路であり、該発熱検出回路は、電気回路基板１上に、搭載される赤外線フォトトランジスタの数だけ備えられる。
【００１７】
通常時、すなわち該赤外線フォトトランジスタの周辺にある、どの電気部品も異常発熱を起していない状態では、赤外線フォトトランジスタ６が受光する赤外線は微弱である。なお、図１に示したエンクロージャ（カバー）５は、電気回路ユニット１００内に外部からの光が差し込むのを遮断する役割も持っており、赤外線フォトトランジスタ６が外部から差し込む赤外線を受光することはない。この状態では、赤外線フォトトランジスタ６の両端子間の抵抗値は大きくなっており、この場合は、発熱検出回路２００の出力信号１３は、抵抗値Ｒ１〜Ｒ５  を適切に選択することにより、電位の低いレベル（Ｌｏｗレベル）になるよう設計されている。
【００１８】
該赤外線フォトトランジスタ周辺の、ある電気部品が何らかの障害により異常発熱を起した場合、赤外線フォトトランジスタ６に、ある程度強い赤外線が受光され、赤外線フォトトランジスタ６の両端子間の抵抗値は小さくなり、ＯＰアンプ１１の反転入力端子１４の電位が低下することにより、結果として発熱検出回路２００の出力１３の電位は高くなる。この時の出力１３の電位が高くなる度合いは、赤外線フォトトランジスタ６から異常発熱を起した部品までの距離、エンクロージャ（カバー）５の高さや反射板８の赤外線の反射率、あるいは周辺における部品の実装状態などにより変動するため、可変抵抗器（Rv）１２により調整し、発熱検出回路２００が確実に異常発熱を検出できるように設定する必要がある。
【００１９】
図３は、複数個の発熱検出回路２００の各出力をまとめて、最終的な発熱警告信号２３あるいは２４を生成する発熱警告回路である。発熱警告回路３００は、該複数個の発熱検出回路２００の各出力を、シュミットトリガタイプのバッファ２１により、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗどちらかのレベルに振り分ける。該シュミットトリガタイプのバッファ出力から、発熱判断回路２２の働きにより、最終的な発熱警告信号（１）２３、あるいは発熱警告信号（２）２４が生成される。
発熱警告信号（１）２３、あるいは発熱警告信号（２）２４は、それぞれに異なる条件により信号を出力する。例えば、危険性のレベルの違いにより、警告信号の使用目的を使い分けすることが可能となっている。
発熱判断回路２２の最も簡単な例は、論理ＯＲゲートである。この場合、少なくとも一つの発熱検出回路２００の出力信号のレベルが、シュミットトリガバッファのスレッシュホルドレベル（しきい値）より高くなれば、発熱警告回路３００からの発熱警告信号２３あるいは２４はＨｉｇｈレベルとなる。
【００２０】
発熱判断回路２２に、論理ＯＲゲートを用いた場合、誤検出により、むやみに警報を発したり、電気製品の稼動を止めてしまう危険性が排除しきれない。そのため、いくつかある発熱検出回路２００の出力信号のうち、２つ以上がＨｉｇｈになった場合に最終的な発熱警告信号２３あるいは２４が生成されるような設定にすることが望ましいし、場合によっては、発熱検出回路２００の出力信号をマイクロコンピュータにより処理し、より複雑な組み合わせ条件を設定したり、時間条件を加味して、発熱警告信号２３あるいは２４が生成されるような設定にすることも可能である。また、発熱警告信号は複数本存在し、たとえば、致命的な危険である場合には、発熱警告信号（１）２３を出力し、比較的軽微な危険である場合には、発熱警告信号（２）２４が出力されるといった使い分けも可能である。
【００２１】
図４は、図３に示される発熱検出信号生成回路３００が出力する発熱検出信号２３あるいは２４により、外部電源３１から供給される電流を遮断する一例である。電気回路ユニット１００に内蔵された、発熱警告回路３００から出力される、発熱警告信号２３あるいは２４により、回路ブレーカ３２の回路をオープンとすることで、電気回路ユニット１００に供給される電流は遮断され、同時に異常発熱を起していた該電気回路ユニット内の電気部品に供給される電流も遮断されることから、これ以降の異常発熱が抑止され、これ以上の焼損・発火といった致命的な障害が抑止される。電源の供給が、外部からではなく、内蔵したバッテリによる場合も、基本的に同様な手段で目的は達成される。
【００２２】
発熱警告信号２３あるいは２４による外部へ動作は、供給される電源の遮断以外に、アラーム鳴動などの手段も考えられるが、これも実質的な手段は同様である。
また、発熱警告信号２３あるいは２４により、外部からの電源を遮断する場合、１つの電気製品内を複数の領域に分割し、その各々に発熱警告回路３００と回路ブレーカ３２を備え、電気製品内のある部品による異常発熱を検出した場合、該部品を含む領域に供給される電源のみを遮断する方法も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電気製品内に搭載されている電気回路ユニットを示す図である。
【図２】赤外線フォトトランジスタによる発熱検出回路の一例を示す図である。
【図３】複数個の発熱検出回路からなる発熱警告回路を示す図である。
【図４】発熱警告信号により電源入力を遮断する一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  電気回路基板
２，３，４  電気部品
５  エンクロージャ（カバー）
６，７  赤外線フォトトランジスタ
８  、反射板
９，１０  赤外線
１１  ＯＰアンプ
１２  可変抵抗器（Ｒｖ）
１３  発熱検出回路の出力
２１  シュミットトリガバッファ素子
２２  発熱判断回路
２３  発熱警告信号１
２４  発熱警告信号２
３１  外部電源
３２  回路ブレーカ
１００  電気回路ユニット
２００  発熱検出回路
３００  発熱警告回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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