CN102577001A - 过电流切断设备和过电流切断设备中使用的过电流检测元件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种过电流切断设备(10)，其具有：热产生单元(21)，其与从车辆的电源(B)开始经由导线到达电机(M)的路径串联地定位；以及，热感测单元(24)，其具有响应于从该热产生单元(21)接收的热的特性。过电流切断设备(10)基于与从热感测单元(24)获得的温度相应的信号，通过启动开关元件(13)来切断过电流，并且该过电流切断设备(10)具有过电流检测元件(20)，过电流检测元件(20)使热产生单元(21)和热感测单元(24)被模制树脂部分(30)一体地覆盖。

Description

过电流切断设备和过电流切断设备中使用的过电流检测元件
技术领域
本发明涉及过电流切断设备和要在过电流切断设备中使用的过电流检测元件。
背景技术
当在从用于诸如混和动力车辆或电动车辆的车辆的电源经由导线至负载的路径中产生过电流时，导线温度变高，并且可能产生诸如从绝缘涂层等冒烟的故障。因此，在过电流产生的情况下设置切断电流的过电流切断设备。
通常，在这样的过电流切断设备中使用保险元件。然而，熔丝在过电流切断时熔化，因此需要被更换为新的。鉴于这一点，已经提出了不使用熔丝的过电流切断设备，以消除维护等的麻烦。
专利文件1公开了一种过电流切断设备，其中，在电路导体周围缠绕PTC元件，并且PTC元件连接到信号线。当向电路导体施加过电流并且电路导体的温度变高时，PTC元件的温度也变高。在PTC元件中的电阻值然后改变，并且在PTC元件的两端的电压(在PTC元件中流动的电流)改变。基于该电压(电流)，电路被切断，使得防止过电流产生。
引用列表
专利文件
(专利文件1)
日本专利申请特开No.10-108357
发明内容
图15示出电流和时间特性，对于该电流，导线产生烟。导线的温度随着电流的增大而变高。然而，如果过电流在短时间内流动(涌入电流等)，则导线的温度未达到烟产生温度，并且导线不产生烟。当过电流流动时间变长时，导线的温度达到烟产生温度，并且导线容易产生烟。
在专利文件1中公开的上面的结构中，当过电流在电路导体中流动时，电路导体产生热。PTC元件立即被该热加热，并且在电阻值上引起改变。因此，在相应于PTC元件中的电阻值来切断电路的过电流切断设备中，尽管仍然允许导线的烟产生温度升高而切断了电路。结果，不能执行高精度过电流切断。
已经考虑到上面的情况而完成了本发明，并且，本发明的目的是提供一种执行高精度过电流切断的过电流切断设备，和要在过电流切断设备中使用的过电流检测元件。
根据本发明的一种过电流切断设备是包括下述部分的过电流切断设备：热产生单元，其与从用于车辆的电源经由导线至负载的路径串联地定位；以及，热感测单元，其具有随着从热产生单元供应的温度改变的特性。过电流切断设备基于与从热感测单元获得的温度相应的信号，通过启动用于切断电流的元件来切断过电流。过电流切断设备包括过电流检测元件，过电流检测元件具有被模制树脂部分一体地覆盖的热产生单元和热感测单元。
根据本发明的一种过电流检测元件是要在过电流切断设备中使用的过电流检测元件，过电流检测元件包括：热产生单元，其与从用于车辆的电源经由导线至负载的路径串联地定位；以及，热感测单元，其具有随着从热产生单元供应的温度改变的特性。过电流切断设备基于与从热感测单元获得的温度相应的信号，通过启动用于切断电流的元件来切断过电流。热产生单元和热感测单元被模制树脂部分一体地覆盖，以形成过电流检测元件。
根据本发明，提供了过电流检测元件，其中，热产生单元和热感测单元被模制树脂部分一体地覆盖。因此，与在其中未提供模制树脂部分的情况作比较，可以使得在热感测单元获得的温度和时间特性的热时间常数更接近对于导线允许的温度和时间特性的热时间常数。因此，在电流改变处于过渡条件的情况下，当仍然允许导线温度升高时，防止用于切断电流的元件操作而切断电流。以这种方式，能够以高精度执行过电流切断。
如上所述，本发明可以提供一种执行高精度过电流切断的过电流切断设备，和要在过电流切断设备中使用的过电流检测元件。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的过电流切断设备的电构造的图。
图2是示出在电路板上安装过电流检测元件的情况的图。
图3是过电流检测元件的顶视图。
图4是热产生单元和端子单元的顶视图。
图5是示出热感测单元的温度和时间特性的曲线图。
图6是示出过电流检测元件的热时间常数与树脂体积特性的曲线图。
图7是电路板的透视图。
图8是组件底座的透视图。
图9是示出在组件底座上安装热感测单元的情况的透视图。
图10是示出在组件底座上形成模制树脂部分的情况的透视图。
图11是示出在电路板上安装根据第二实施例的过电流检测元件的情况的图。
图12是过电流检测元件的顶视图。
图13是热产生单元、热感测单元和端子单元的顶视图。
图14是示出导线端子取代端子单元附接到管单元的情况的图。
图15是示出电流和时间特性的曲线图，对于该电流，导线产生烟。
图16是示出在电路板上安装根据第三实施例的过电流检测元件的情况的图。
图17是过电流检测元件的顶视图。
图18是热产生单元和端子单元的顶视图。
图19是过电流检测元件的放大横截面图。
图20是示出在电路板上安装根据第四实施例的过电流检测元件的情况的图。
图21是过电流检测元件的顶视图。
图22是热产生单元和端子单元的顶视图。
图23是过电流检测元件的放大横截面图。
附图标记的说明
10...过电流切断设备
11...导电路径
12...电路板
13...开关元件(用于切断电流的元件)
14...控制电路单元
20，70，90...过电流检测元件
21，58，71，91...热产生单元
22，54，55，73，74，93，94...延伸部
23，53，75，95...迂回部
24，57，72，96...热感测单元
25...端子单元
26...热产生侧端子
27，51，52，99...热感测侧端子
30，100...模制树脂部分
56...导线
60...管单元
95C...第三路径(折返部)
B...电池(电源)
M...电机(负载)
G...间隙
具体实施方式
<第一实施例>
参见图1至图10，下面描述根据本发明的过电流切断设备的第一实施例。过电流切断设备10被设置在从电池B(在权利要求中的“电源”的示例)经由电导线至电机L(在权利要求中的“负载”的示例)的路径中，该电池B用作用于驱动诸如电动车辆或混和动力车辆的车辆的电源。
如图1中所示，过电流切断设备10包括：电路板12，其具有连接到从电池B至电机M的路径的导电路径11；过电流检测元件20，其被安装在电路板12上；开关元件13(在权利要求中的“用于切断电流的元件”的示例)，其接通和关断导电路径11；以及，控制电路单元14，其控制该开关元件13的接通和关断。
如图3中所示，过电流检测元件20包括：热产生单元21，其与导电路径11串联连接；热感测单元24，其接近热产生单元21放置，并且感测(检测)热产生单元21的温度；端子单元25，其连接热产生单元21和导电路径11，并且连接热感测单元24和导电路径11；以及，模制树脂部分30(模制树脂)，其一体地覆盖热产生单元21和热感测单元24。过电流检测元件20具有使得四个端子单元25从矩形模制树脂部分30向外部暴露的形状。
端子单元25包括：一对热产生侧端子26，其连接到热产生单元21的两端；以及，一对热感测侧端子27，其连接到热感测单元24的两端。热产生侧端子26和热感测侧端子27每对彼此平行地布置。使得在热感测单元24侧上的热感测侧端子27的端部具有较大的宽度，并且用作放置部27A。热感测单元24以下述方式被放置在一对放置部27A上：使得热感测单元24桥接放置部27A。如图2中所示，端子单元25具有曲柄状侧面。端子单元25的每一个从模制树脂部分30水平地向外部突出，并且向下弯曲为L形状。端子单元25的每一个进一步使得其下端部向外弯曲。端子单元25的每一个的下端部用作与在电路板12的表面上的导电路径11接触的接触部，并且通过焊接等连接到导电路径11。
在此，向下延伸的每一个端子单元25的长度等于该端子单元25从模制树脂部分30的下端向下突出的下端部的长度，使得在模制树脂部分30的下端和电路板12的表面之间形成间隙G。
热产生单元21与从电池B向电机M供应电力的路径串联连接。如图3中所示，热产生单元21与热产生侧端子26一体地形成，并且串联连接在两个热产生侧端子26之间。
如图4中所示，热产生单元21包括：延伸部22，其在与热产生侧端子26相同的方向上延伸；以及，迂回部23，其在延伸部22之间迂回，并且连接延伸部22。
使得延伸部22的宽度(在图4的竖直方向上的大小)相对于热产生侧端子26的宽度阶梯状地变小(在直径上变小)(即，使得延伸部22的横截面面积相对于热产生侧端子的横截面面积阶梯状地变小)。
迂回部23的宽度(横截面面积)与延伸部22的宽度相同，并且在与延伸部22相同的平面中迂回，在热感测单元24侧上拉成缺少一侧的矩形。迂回部23的顶端部大体位于在宽度方向上横穿整个热感测单元24(在图3的竖直方向上)。
通过使得热产生单元21的宽度(横截面面积)小于(在直径上小于)热产生侧端子26，使得热产生单元21的电阻值更大，并且便利热产生。当经由热产生单元21向电机M供应电流时，相应于热产生单元21的电阻R1来产生热，电阻R1等于电阻率ρ(长度l/横截面积S)。因此，通过改变作为用于确定热产生单元21的横截面积的因子的宽度(直径)，可以将热产生单元21的电阻值或热产生量设置在期望值。应当注意，在这个实施例中在热产生单元21中的电阻值是9mΩ。
NTC热敏电阻器被用作热感测单元24。NTC热敏电阻器是其中电阻随着温度升高而降低的热敏电阻器。包含内部电极的矩形热敏电阻器主体的长端部被覆盖有使用Pb等的金属镀层。热敏电阻器的一端连接到在电池B的侧上的导电路径11，并且另一端经由电阻R接地。
在热产生单元21和热感测单元24之间的距离被设置在下述距离(在这个实施例中为50μm)：该距离使得当从热产生单元21产生的热通过填充在热产生单元21和热感测单元24之间的空间的模制树脂部分30传播时，获得与后面描述的导线(在本实施例中使用由SumitomoWiring Systems有限公司制造的“CHFUS 0.13 sq”)几乎相同的温度和时间特性。
模制树脂部分30具有长方体形状，并且被没有任何空间的填充合成树脂，使得模制树脂部分30包含整个热产生单元21和整个热感测单元24。合成树脂可以是各种已知材料中的一种，诸如热固树脂(环氧树脂等)和热塑树脂(聚乙烯、聚丙烯等)。
在该实施例中，环氧树脂被用作模制树脂部分30。模制树脂部分30具有下述形状：该形状使得在宽度方向上的大小(在这个实施例中在图3的水平方向上的2.4mm)最大，在深度方向上的大小(在这个实施例中在图3的竖直方向上的1.8mm)小于在宽度方向上的大小，并且在垂直方向上的大小(在这个实施例中在图2的竖直方向上的1.43mm)比在深度方向上的大小更小。
在此，模制树脂部分30的体积(或树脂量)被设置在下述值：该值使得由热感测单元24感测的温度和时间特性的热时间常数τ1(在这个实施例中的“6.4秒”：τ1＝{(1-1/e)ΔT})变得与例如熔丝的温度和时间特性的热时间常数τh相比更接近导线的温度和时间特性的热时间常数τ0(在这个实施例中的“20秒”)。
其原因如下。当接通开关元件13时，电流向导电路径11流动，向电机M供应电力，并且热产生单元21产生热。
因为导线的电阻低，所以导线的温度并未瞬时达到与在此时的电流值对应的温度，并且温度和时间特性变得如图5中所示。
同时，因为在热产生单元21中的电阻值较大，与导电路径11串联连接的热产生单元21的温度随着在导电路径11中的电流量而迅速增大(未示出)。
从热产生单元21产生的热经由模制树脂部分30达到热感测单元24。由热感测单元24在此时感测的温度具有与模制树脂部分30的体积相应的温度和时间特性(该体积包括在模制树脂部分30中埋入的热产生单元21、热感测单元24和端子单元25的部分)。
具体地说，如图5中所示，在这个实施例中的树脂体积是6.1776mm3(2.4×1.8×1.43)的情况下，热感测单元24的温度和时间特性(的热时间常数τ1)变得与熔丝的温度和时间特性(的热时间常数τh)相比更接近导线的温度和时间特性(的热时间常数τ0)。
当树脂体积被进一步增大以将模制树脂部分30的体积增大到70mm3时，热感测单元24的温度和时间特性(的热时间常数τ2)变得更接近导线的温度和时间特性(的热时间常数τ0)，如图5中所示。图6示出关于模制树脂部分30的体积与热时间常数特性的实验数据。从实验数据显然的是，热时间常数τ大体与树脂体积成比例地变得更大。
如图1中所示，开关元件13是在电路板12上安装的半导体器件，并且在这个实施例中，N型MOSFET被用作开关元件13。在此，向电机M供应电力的导电路径11连接在源极和漏极之间，并且从控制电路单元14向栅极供应信号，使得可以切断向电机的电力供应。
控制电路单元14将从热感测单元24输出的电压与预定阈值作比较。如果该电压大于预定阈值，则控制电路单元14执行关断开关元件13的控制。
接下来，描述制造过电流检测元件20的方法。在平坦的金属板材料41(图7)上执行蚀刻，以执行冲压工艺(punching process)以形成组件底座42(图8)，在组件底座42中留下平坦的端子单元25和平坦的热产生单元21。在组件底座42中对于热感测侧端子27的放置部27A执行焊料印刷(solder printing)，并且将热感测单元24放置为以桥接相应对的放置部27A，以形成回流(图9)。组件底座42被放置在金属模具中，并且向金属模具内引入环氧树脂，以形成模制树脂部分30(模制树脂)(图10)。然后将端子单元25与组件底座42分离，并且弯曲为曲柄形状。然后，通过回流焊来将端子单元25安装到在电路板12上的导电路径11上(图2)。
这个实施例可以实现下面的效果。
1)根据这个实施例，过电流检测元件20使得热产生单元21和热感测单元24被模制树脂部分30一体地覆盖。因此，与在未提供模制树脂部分30的情况作比较，可以使得由热感测单元24感测的温度和时间特性的热时间常数τ1更接近对于导线允许的温度和时间特性的热时间常数τ0。因此，在电流改变处于过渡条件的情况下，当仍然允许导线温度增大时，可以防止用于切断电流的元件操作而切断电流。以这种方式，能够以更高的精度执行过电流切断。
2)在模制树脂部分30中的树脂量被设置为使得从热产生单元21产生的热以与对于导线允许的温度和时间特性相应的特性而被供应到热感测单元24。因此，从热产生单元21产生的热以与对于导线允许的温度和时间特性相应的特性而被供应到热感测单元24，并且可以使得用于切断电流的元件相应于对于导线允许的温度和时间特性来操作以切断过电流。因此，能够以更高的精度执行过电流切断。
另外，通过使用控制电路等来执行计算等，可以使得从诸如PTC元件的热感测单元24获得的信号符合导线的特性。然而，在该情况下，需要控制电路等，并且电路构造变得复杂，这是在生产成本等方面不期望的。另一方面，在这个实施例中，仅通过改变在模制树脂部分30(模制树脂)中的树脂量，可以使得热感测单元24相应于导线的特性来输出信号。因此，可以简化过电流切断电路的构造。
关于与对于导线允许的电流和时间特性相应的特性或与对于导线允许的温度和时间特性相应的特性，应当将树脂量设置为例如使得向热感测单元24供应的热具有与导线温度和时间特性的时间常数相应的温度和时间特性的时间常数。替代地，可以将树脂量设置为使得向热感测单元24供应的热具有与导线电流和时间特性的时间常数相应的温度和时间特性的时间常数。
3)在模制树脂部分30中的树脂量被设置为使得从热感测单元24获得的温度和时间特性的热时间常数τ相对于对于导线允许的温度和时间特性的热时间常数τ0落在预定范围内。因此，在设置模制树脂部分30中的树脂量时，热时间常数τ1应当被设置为预定范围。因此，在模制树脂部分30中的树脂量的设置变得更容易。
4)从热感测单元24获得的并且与温度相应的信号被与对于导线允许的温度相应而设置的预定阈值作比较。基于比较结果，启动用于切断电流的元件来切断过电流。因此，可以简化用于切断过电流的构造。
5)过电流检测元件20被安装在电路板12上，并且在电路板12的表面和模制树脂部分30之间形成间隙G。因此，可以防止来自电路板12的热到达过电流检测元件20。
<第二实施例>
现在参见图11至图13，描述本发明的第二实施例。与第一实施例的那些相同的部件被与在第一实施例中使用的那些相同的附图标记表示，并且在此省略其说明。
在第一实施例中，放置热感测单元24以桥接热感测侧端子27。另一方面，在第二实施例中，在一个热感测侧端子51处设置热感测单元57，并且通过导线接合来连接另一个热感测侧端子52和热感测单元24，如图12中所示。
具体地说，在该一个热感测侧端子51中，其上放置了热感测单元57的放置部51A位于模制树脂部分30内部，并且具有诸如用于容纳整个热感测单元57的大小。位于模制树脂部分30内部的另一个热感测侧端子52的部分没有放置部，并且具有与延伸到模制树脂部分30外部的部分相同的形状。而且，导线56的一端通过导线接合连接到在位于模制树脂部分30内部的热感测侧端子52的部分上的点。导线56的另一端通过接合连接到在热感测单元57上的点。
热产生单元58具有长延伸部54和短延伸部55，使得在热感测侧端子51和52之间定位迂回部53。
<第三实施例>
现在参见图16至图19，描述了第三实施例的过电流检测元件70。上述实施例的每一个的过电流检测元件20被设计为使得在热产生单元21和热感测单元24之间有预定距离(50μm)。在第三实施例的过电流检测元件70(图16)中，热产生单元71与热感测单元72的电极单元80接触，如图19中所示。
具体地说，热产生单元71包括：延伸部73和74，其在与热产生侧端子26相同的方向上延伸；以及，迂回部75，其在延伸部73和74之间迂回，并且连接延伸部73和74，如图18中所示。
使得延伸部73和74的宽度(在图18中的竖直方向上的大小)相对于热产生侧端子26的宽度阶梯状地变小(在直径上变小)(即，使得延伸部73和74的横截面积相对于热产生侧端子的横截面积阶梯状地变小)。
迂回部75的宽度(横截面积)与延伸部73和74的宽度相同。迂回部75在与延伸部73和74相同的平面上在热感测单元72侧上迂回。迂回部75包括：主导电路径76，其具有与延伸部73和74相同的宽度(横截面积)，并且连接具有相同宽度(横截面积)的延伸部73和74；次导电路径77，其从主导电路径76向热感测侧端子27延伸，并且形成放置部，在该放置部上放置了热感测单元72的电极单元77。
主导电路径76从延伸部73向热感测侧端子27以直角弯曲，并且再一次向在右手侧(在下游侧)上的热产生侧端子26以直角弯曲。在次导电路径77的右手侧(下游侧)上，主导电路径76具有向后(向与次导电路径77相对的侧)的曲柄状部，并且曲柄状部的端部引向延伸部74。
次导电路径77具有矩形，并且次导电路径77的顶端部延伸到大体在宽度方向(图18的竖直方向)上横穿每一个热感测侧端子27的位置上。
热感测单元72是已知的矩形NTC热敏电阻器，其在宽度方向上长。如图19中所示，热感测单元72在宽度方向上在多层热敏电阻器主体73的两端部具有电极单元80和81，并且，电极单元80和81被Pb镀层等覆盖。电极单元80中的一个被放置在热产生单元71的次导电路径77上(与其接触)，并且，电极单元81中的另一个被放置在右手侧(下游侧)上的热感测侧端子27上。热感测单元72比第一实施例的热感测单元24小。
电极单元80和81、热产生单元71(的次导电路径77)和热感测侧端子27以下面的方式连接。导电材料(焊料等)在高温下熔化，并且转化为糊状物。导电材料然后被施加到连接部，并且被固化(即，具有比热产生单元71和电极单元77低的熔点的合金被熔化以用作粘结剂，并且执行铜焊)。以这种方式，执行在热产生单元71和热感测单元72的电极单元80之间的金属接合。
可以不通过铜焊而是使用导电并且将物质彼此固定的导电粘结剂来连接电极单元80和81、热产生单元71(的次导电路径77)和热感测侧端子27。通过混和用于固定的树脂和导电金属(导电填充剂)来形成导电粘结剂。例如，可以将环氧树脂用作在导电粘结剂中的树脂，并且可以将Ag(银)用作在导电粘结剂中的金属。
热产生单元71和热感测单元72一体地被模制树脂部分30覆盖(使用树脂填充而没有任何空间)。
在上述的结构中，从电源供应的电流从在左手侧(上游侧)上的热产生侧端子26通过热产生单元71向在右手侧(下游侧)上的热产生侧端子26流动。而且，电流的一部分从热产生单元71通过次导电路径77和热感测单元72向在右手侧(下游侧)上的热感测侧端子27流动。因此，可以通过使用电流和电压降来执行温度检测。因此，在过电流检测元件70的左手侧(上游侧)上的热感测侧端子27不被电连接。
第三实施例实现了下面的效果。在第一和第二实施例中，热感测单元24感测从热产生单元21产生的热的时间被延迟，使得可以相应于导线的烟产生特性来执行过电流切断。然而，当在短时间段中供应大量电流时，因为该时间延迟，在从导线产生烟之前可能不执行过电流切断(在烟产生后执行过电流切断)，或在电路上安装的设备可能损坏。
另一方面，在第三实施例中，热产生单元71和热感测单元72彼此接触。因此，当在短时间段内供应大量电流时，从热产生单元71产生的热在短时间段中(以较小的时间延迟)到达热感测单元72。即使当在短时间段中供应大量电流时，开关元件13(用于切断电流的元件)可以在导线产生烟或设备损坏之前被启动以切断过电流。另一方面，在供应相对小的电流量或在电流增大相对慢的情况下，可以以相应于树脂量的时间延迟来适当地执行过电流切断。
<第四实施例>
参见图20至图23，描述第四实施例的过电流检测元件90。通过与在上述实施例中使用的附图标记相同的附图标记来表示与上述实施例的部件相同的部件，并且在此省略对该部件的说明。
在第三实施例中，在热产生单元71的迂回部75中设置主导电路径76和次导电路径77。另一方面，在第四实施例中，未在热产生单元91中的迂回部95中设置次导电路径，并且，迂回部95仅由主导电路径构成。而且，在第三实施例中，提供了包括未被电连接的一个热感测侧端子27的四个端子。另一方面，在第四实施例中，过电流检测元件90由三个端子构成，并且不提供未被电连接的端子。应当注意，在第四实施例中，热产生单元和热感测单元如在第三实施例中那样彼此接触。
如图21中所示，过电流检测元件90包括热产生单元91、热感测单元96、三个端子26、26和99与模制树脂部分100，模制树脂部分100一体地覆盖热产生单元91和热感测单元96而大体上没有任何空间(诸如以容纳端子的底座部)。
三个端子26、26和99是一对左热产生侧端子26和右热产生侧端子26以及一个热感测侧端子99。热感测侧端子99具有与在上述实施例中的热感测侧端子27中的一个(右侧的一个)相同的构造。
如图22中所示，热产生单元91包括：延伸部93和94，其在与热产生侧端子26相同的方向上延伸；迂回部95，其在延伸部93和94之间迂回，并且连接延伸部93和94。
使得延伸部93和94的宽度(在图22中的竖直方向上的大小)相对于热产生侧端子26的宽度阶梯状地变小(在直径上变小)(即，使得延伸部93和94的横截面积相对于热产生侧端子26的横截面积阶梯状地变小)。
迂回部95具有与延伸部93和94的宽度相同的宽度(横截面积)，并且在与延伸部93和94相同的平面中在热感测单元96侧上迂回。迂回部95连接具有相同宽度(横截面积)的两个延伸部93和94。
具体地说，迂回部95包括：第一路径部95A，其弯曲为L形状，并且从延伸部93向热感测侧端子99延伸；第二路径部95B，其在第一路径部95A的末端弯曲为L形状，并且在与热感测侧端子99的延伸方向相同的方向上延伸；第三路径部95C，其在第二路径部95B的末端弯曲为L形状，并且向热产生侧端子26延伸；第四路径部95D，其在第三路径部95C的末端弯曲为L形状，并且向第一路径部95A返回预定距离；以及，第五路径部95E，其在第四路径部95D的末端弯曲为L形状，向延伸部94延伸，并且一体地引向延伸部94。
热感测单元96是已知的矩形NTC热敏电阻器，其在宽度方向上长。如图23中所示，热感测单元96在宽度方向上在多层热敏电阻器主体的两端部处具有电极单元97和98，并且电极单元97和98被Pb镀层等覆盖。电极单元97中的一个被放置在第三路径部95C上(与其接触)，第三路径部95C构成在热产生单元91的第二路径部95B的L形状和第四路径部95D的L形状之间的折返部，并且电极单元98中的另一个被放置在右手侧(下游侧)上的热感测侧端子99上。热感测单元96比第一实施例的热感测单元24小。
电极单元97和98、热产生单元91与热感测侧端子99以下面的方式连接。导电材料(焊料等)在高温下熔化，并且转化为糊状物。导电材料然后被施加到连接部，并且被固化(即，具有比热产生单元和电极单元低的熔点的合金被熔化以用作粘结剂，并且执行铜焊)。以这种方式，执行在热产生单元91和热感测单元96的电极单元97中的一个之间的金属接合，并且，执行在热产生单元91和电极单元98中的另一个之间的金属接合。
可以不通过铜焊而是使用导电并且将物质彼此固定的导电粘结剂来连接电极单元97和98、热产生单元91与热感测侧端子99。通过混和用于固定的树脂和导电金属(导电填充剂)来形成导电粘结剂。例如，可以将环氧树脂用作在导电粘结剂中的树脂，并且可以将Ag(银)用作在导电粘结剂中的金属。
热产生单元91和热感测单元96一体地被模制树脂部分100覆盖(使用树脂填充而没有任何空间)。
在上述构造中，从电源供应的电流从在左手侧(上游侧)上的热产生侧端子26通过热产生单元91向在右手侧(下游侧)上的热产生侧端子26流动。而且，电流的一部分从热产生单元91通过热感测单元96向在右手侧(下游侧)上的热感测侧端子99流动。因此，可以通过使用电流和电压降来执行温度检测。
如上所述，在第四实施例中，热感测单元96具有一对电极单元97和98，并且包括：一对热产生侧端子26，其引向热产生单元91并且连接到在电路板12上的导电路径11；热感测侧端子99，其连接到在电路板12上的导电路径11。热感测单元96的电极单元97中的一个被放置在热产生单元91上并且与其连接，并且热感测单元96的电极单元98中的另一个被放置在热感测侧端子99上并且与其连接。对于这种布置，来自热产生单元91的电流可以流入热产生侧端子26和热感测单元96，并且可以用于检测温度。而且，因为热感测单元96的电极单元97被放置在热产生单元91上并且与其连接，所以来自热产生单元91的热可以容易地到达热感测单元96。而且，因为可以在没有两个热感测侧端子的情况下来执行检测，所以可以使得端子的数目小于使用两个热感测侧端子的情况中的数目。
因为执行铜焊以连接电极单元97中的一个和热产生单元91并且连接电极单元98中的另一个和热感测侧端子99，所以可以以简单的构造来确定地执行在电极单元97和热产生单元91之间的连接以及在电极单元98和热感测侧端子99之间的连接。
而且，因为电极单元97中的一个被放置在趋向于以高密度具有热产生部的第三路径部95C(折返部)上，所以从热产生单元91产生的热可以容易地达到热感测单元96。
<其他实施例>
本发明不限于参考附图上述的实施例，而是例如下面的实施例也被包括在本发明的技术范围内。
1)在上述实施例中，模制树脂部分30的材料是环氧树脂。然而，该材料不限于此，并且可以是一些其他的树脂。
2)虽然热感测单元24是NTC热敏电阻器，所以可以使用诸如PTC热敏电阻器的一些其他的热敏电阻器。而且，热感测单元24不一定是热敏电阻器，而是可以使用具有随着温度改变的特性的、诸如二极管的器件来检测温度。
3)虽然在上述实施例中在热产生单元21和热感测单元24之间的距离是常数(50μm)，或者热产生单元21和热感测单元24相接触，但是距离不限于此。在过电流检测元件20中，可以通过在热产生单元21和热感测单元24之间的距离(时间常数随着距离增大而变大)并且通过模制树脂部分30的树脂量(体积)确定从热感测单元24获得的温度和时间特性。
4)在上述实施例中，端子单元25连接到在电路板12上的导电路径11。然而，该结构不限于此，如图14中所示，可以取代端子单元而设置管单元60。导线的端部可以固定到管单元60。虽然在附图中未示出，但是可以仅取代端子单元中的一个而设置管单元60，并且，另一个端子单元可以连接到在电路板12上的导电路径11。
5)在上述实施例中，使得热感测单元24的温度和时间特性的热时间常数τ1更接近导线的温度和时间特性的热时间常数τ0。然而，本发明不限于此，并且热感测单元24的温度和时间特性可以被构造来符合导线的温度和时间特性。
6)关于热感测单元24的温度和时间特性的热时间常数τ1的设置，可以通过在模制树脂部分30的上部形成凹口并且减少树脂量(体积)来将热时间常数τ1设置在期望的值。
7)替代地，通过改变热产生单元21(58)或热感测单元24(57)的设置以及在模制树脂部分30中的树脂量(体积)，可以使得热感测单元的温度和时间特性(的热时间常数)更接近导线的温度和时间特性(的热时间常数)。
<用于解决问题的装置>
根据这个实施例的过电流切断设备是包括下述部分的过电流切断设备：热产生单元，其与从用于车辆的电源经由导线至负载的路径串联地定位；以及，热感测单元，其具有随着从热产生单元供应的温度改变的特性。过电流切断设备基于与从热感测单元获得的温度相应的信号，通过启动用于切断电流的元件来切断过电流。过电流切断设备包括过电流检测元件，过电流检测元件使热产生单元和热感测单元被模制树脂部分一体地覆盖(装置1)。
利用装置1的构造，提供了过电流检测元件，其中，热产生单元和热感测单元被模制树脂部分一体地覆盖。因此，与未提供模制树脂部分的情况作比较，可以使得在热感测单元获得的温度和时间特性的热时间常数更接近对于导线允许的温度和时间特性的热时间常数。因此，在电流改变处于过渡条件的情况下，当仍然允许导线温度升高时，可以防止用于切断电流的元件操作而切断电流。以这种方式，能够以高精度执行过电流切断。
在装置1的构造中，模制树脂部分具有下述树脂量，树脂量被设置为使得从热产生单元产生的热以与对于导线允许的温度和时间特性相应的特性而被供应到热感测单元(装置2)。
利用装置2的构造，从热产生单元产生的热以与对于导线允许的温度和时间特性相应的特性而被供应到热感测单元，并且，可以使得用于切断电流的元件相应于对于导线允许的温度和时间特性来切断过电流。因此，能够以更高的精度执行过电流切断。
通过使用控制电路等执行计算等，可以使得从诸如PTC元件的热感测单元获得的信号符合导线的特性。然而，在该情况下，需要控制电路等，并且电路构造变得复杂，这是在生产成本等方面不期望的。另一方面，在装置2中，仅通过改变在模制树脂部分(模制树脂)中的树脂量，可以使得热感测单元相应于导线的特性来输出信号。因此，可以简化过电流切断电路的构造。
关于与对于导线允许的电流和时间特性相应的特性或与对于导线允许的温度和时间特性相应的特性，应当将树脂量设置为例如使得向热感测单元供应的热具有与导线温度和时间特性的时间常数相应的温度和时间特性的时间常数。替代地，可以将树脂量设置为使得向热感测单元供应的热具有与导线电流和时间特性的时间常数相应的温度和时间特性的时间常数。
除了装置1或2的构造之外，模制树脂部分可以进一步具有下述树脂量，树脂量被设置为使得从热感测单元获得的温度和时间特性的热时间常数相对于对于导线允许的温度和时间特性的热时间常数落在预定范围内(装置3)。
利用装置3的构造，在设置模制树脂部分中的树脂量时，热时间常数被设置在预定范围内。因此，可以容易地设置在模制树脂部分中的树脂量。
除了装置2或3的构造之外，在过电流检测元件中，通过在热产生单元和热感测单元之间的距离以及通过在模制树脂部分中的树脂量来设置在热感测单元获得(感测)的温度和时间特性(装置4)。
利用装置4的构造，有可能在更大程度上执行依赖于导线的温度和时间特性的过电流切断。
除了装置1至4的任何一项的构造之外，在过电流检测元件中，热产生单元和热感测单元可以彼此接触(装置5)。
热感测单元感测从热产生单元产生的热的时间被延迟，使得可以相应于导线的烟产生特性来执行过电流切断。然而，当在短时间段中供应大量电流时，因为该时间延迟，在从导线产生烟之前可能不执行过电流切断(在烟产生后执行过电流切断)，或在电路上安装的设备可能损坏。
另一方面，利用装置5的构造，热产生单元和热感测单元彼此接触。因此，当在短时间段内供应大量电流时，从热产生单元产生的热在短时间段中(以较小的时间延迟)到达热感测单元。即使当在短时间段中供应大量电流时，用于切断电流的元件也可以在导线产生烟或设备损坏之前被启动以切断过电流。在供应相对小的电流量或在电流增大相对慢的情况下，可以以相应于树脂量的时间延迟来适当地执行过电流切断。
除了装置1至5的任何一项的构造之外，将与从热感测单元获得的温度相应的信号与相应于对于导线允许的温度而设置的预定阈值作比较，并且，基于比较的结果，启动用于切断电流的元件来切断过电流(装置6)。
利用装置6的构造，可以简化用于切断过电流的构造。
除了装置1至6的任何一项的构造之外，过电流检测元件被安装在电路板上，并且在电路板的表面和模制树脂部分之间可以形成间隙(装置7)。
利用装置7的构造，通过在电路板和模制树脂部分之间形成间隙，可以防止来自电路板的热到达过电流检测元件。
根据这个实施例的过电流检测元件是一种要在过电流切断设备中使用的过电流检测元件，过电流切断设备包括：热产生单元，其与从用于车辆的电源经由导线至负载的路径串联地定位；以及，热感测单元，其具有随着从热产生单元供应的温度改变的特性。过电流切断设备基于与从热感测单元获得的温度相应的信号，通过启动用于切断电流的元件来切断过电流。热产生单元和热感测单元被模制树脂部分一体地覆盖，以构造过电流检测元件(装置8)。
利用装置8的构造，提供了过电流检测元件，其中，热产生单元和热感测单元被模制树脂部分一体地覆盖。因此，与未提供模制树脂部分的情况作比较，可以使得在热感测单元获得的温度和时间特性的热时间常数更接近对于导线允许的温度和时间特性的热时间常数。因此，在电流改变处于过渡条件的情况下，当仍然允许导线温度升高时，可以防止用于切断电流的元件操作而切断电流。以这种方式，能够以高精度执行过电流切断。
除了装置8的构造之外，模制树脂部分具有下述树脂量，树脂量被设置为使得从热产生单元产生的热以与对于导线允许的温度和时间特性相应的特性而被供应到热感测单元(装置9)。
利用装置9的构造，从热产生单元产生的热以与对于导线允许的温度和时间特性相应的特性而被供应到热感测单元，并且，可以使得用于切断电流的元件相应于对于导线允许的温度和时间特性来切断过电流。因此，能够以更高的精度执行过电流切断。
除了装置8或9的构造之外，模制树脂部分可以具有下述树脂量，树脂量被设置为使得在热感测单元获得的温度和时间特性的热时间常数相对于对于导线允许的温度和时间特性的热时间常数落在预定范围内(装置10)。
利用装置10的构造，在设置模制树脂部分中的树脂量时，热时间常数被设置在预定范围内。因此，可以容易地设置在模制树脂部分中的树脂量。
除了装置9或10的构造之外，在过电流检测元件中，通过在热产生单元和热感测单元之间的距离以及通过在模制树脂部分中的树脂量来设置在热感测单元获得的温度和时间特性(装置11)。
利用装置11的构造，有可能在更大程度上执行依赖于导线的温度和时间特性的过电流切断。
除了装置8至11的任何一项的构造之外，在过电流检测元件中，热产生单元和热感测单元可以彼此接触(装置12)。
热感测单元感测从热产生单元产生的热的时间被延迟，使得可以相应于导线的烟产生特性来执行过电流切断。然而，当在短时间段中供应大量电流时，因为该时间延迟，在从导线产生烟之前可能不执行过电流切断(在烟产生后执行过电流切断)，或在电路上安装的设备可能损坏。
另一方面，利用装置12的构造，热产生单元和热感测单元彼此接触。因此，当在短时间段内供应大量电流时，从热产生单元产生的热在短时间段中(以较小的时间延迟)到达热感测单元。即使当在短时间段中供应大量电流时，用于切断电流的元件也可以在导线产生烟或设备损坏之前被启动以切断过电流。在供应相对小的电流量或在电流增大相对慢的情况下，可以以与树脂量相应的时间延迟来适当地执行过电流切断。
除了装置12的构造之外，热感测单元可以具有一对电极单元，并且包括：一对热产生侧端子，其引向热产生单元，并且连接到在电路板上的导电路径；以及热感测侧端子，其连接到在电路板上的导电路径，热感测单元的电极单元中的一个被放置在热产生单元上并且连接到该热产生单元，热感测单元的电极单元中的另一个被放置在热感测侧端子上并且连接到该热感测侧端子(装置13)。
利用装置13的构造，来自热感测单元的电流可以流入热产生侧端子和热感测单元，并且可以用于检测温度。而且，因为热感测单元的电极单元被放置在热产生单元上并且与其连接，所以来自热产生单元的热可以容易地到达热感测单元。而且，因为可以在没有两个热感测侧端子的情况下执行检测，所以可以使得端子的数目小于使用两个热感测侧端子的情况中的数目。
除了装置13的构造之外，通过铜焊或使用导电粘结剂接合来执行在电极单元中的一个和热产生单元之间的连接，以及在电极单元中的另一个和热感测侧端子之间的连接(装置14)。
根据装置14，可以以简单结构来确定地执行在电极单元和热产生单元之间的连接，以及在电极单元和热感测侧端子之间的连接。
除了装置13或14的构造之外，电极单元中的一个被放置在热产生单元的折返部上(装置15)。
因为在热产生单元中的折返部趋向于以高密度具有热产生部，所以折返部易于产生热。利用装置15的构造，电极单元中的一个被放置在折返部上，并且因此，从热产生单元产生的热可以容易地到达热感测单元。
在装置8至15的任何一项的构造中，过电流检测元件被安装在电路板上，并且可以进一步包括端子单元，其连接到在电路板上的导电路径，热产生单元与端子单元一体地形成，并且具有比端子单元小的直径(装置16)。
利用装置16的构造，由于热产生单元和端子单元一体地形成，过电流检测元件的制造变得更容易。
装置8至16的任何一项的构造可以进一步包括：一对热产生侧端子，其引向热产生单元，并且连接到在电路板上的导电路径；以及热感测侧端子，其引向热感测单元，连接到在电路板上的导电路径，并且与热侧侧端子平行地定位。在该构造中，热产生单元具有从热产生侧端子的延伸方向向热感测单元迂回的形状，并且，热产生单元的至少一部分位于热感测单元下方(装置17)。
利用装置17的构造，可以简化过电流检测元件的构造。
除了装置8至17的任何一项的构造之外，当在电路板上安装过电流检测元件时，可以在电路板的表面和模制树脂部分之间形成间隙(装置18)。
对于装置18的构造，通过在电路板和模制树脂部分之间形成间隙，可以防止来自电路板的热到达过电流检测元件。

Claims (18)

1.一种过电流切断设备，包括：热产生单元，所述热产生单元与下述路径串联地定位：该路径从用于车辆的电源起始、经由导线至负载；以及，热感测单元，所述热感测单元具有随着从所述热产生单元供应的温度而改变的特性，所述过电流切断设备基于与从所述热感测单元获得的温度相应的信号，通过启动用于切断电流的元件来切断过电流，其中
所述过电流切断设备包括过电流检测元件，所述过电流检测元件具有被模制树脂部分一体地覆盖的所述热产生单元和所述热感测单元。
2.根据权利要求1所述的过电流切断设备，其中，所述模制树脂部分具有的树脂量被设置为使得从所述热产生单元产生的热以与所述导线所允许的温度和时间特性相应的特性而被供应到所述热感测单元。
3.根据权利要求1或2所述的过电流切断设备，其中，所述模制树脂部分具有的树脂量被设置为使得在所述热感测单元获得的温度和时间特性的热时间常数相对于所述导线所允许的温度和时间特性的热时间常数落在预定范围内。
4.根据权利要求2或3所述的过电流切断设备，其中，在所述过电流检测元件中，通过在所述热产生单元和所述热感测单元之间的距离以及通过在所述模制树脂部分中的树脂量来设置在所述热感测单元获得的所述温度和时间特性。
5.根据权利要求1至4的任何一项所述的过电流切断设备，其中，在所述过电流检测元件中，所述热产生单元和所述热感测单元彼此接触。
6.根据权利要求1至5的任何一项所述的过电流切断设备，其中，将与从所述热感测单元获得的温度相应的信号与相应于所述导线所允许的温度而设置的预定阈值作比较，并且，基于比较的结果，启动用于切断电流的所述元件，以切断过电流。
7.根据权利要求1至6的任何一项所述的过电流切断设备，其中，所述过电流检测元件被安装在电路板上，并且在所述电路板的表面和所述模制树脂部分之间形成间隙。
8.一种要在过电流切断设备中使用的过电流检测元件，所述过电流切断设备包括：热产生单元，所述热产生单元与下述路径串联地定位：该路径从用于车辆的电源起始、经由导线至负载；以及，热感测单元，所述热感测单元具有随着从所述热产生单元供应的温度而改变的特性，所述过电流切断设备基于与从所述热感测单元获得的温度相应的信号，通过启动用于切断电流的元件来切断过电流，其中
所述热产生单元和所述热感测单元被模制树脂部分一体地覆盖，以构造所述过电流检测元件。
9.根据权利要求8所述的过电流检测元件，其中，所述模制树脂部分具有的树脂量被设置为使得从所述热产生单元产生的热以与所述导线所允许的温度和时间特性相应的特性而被供应到所述热感测单元。
10.根据权利要求8或9所述的过电流检测元件，其中，所述模制树脂部分具有的树脂量被设置为使得在所述热感测单元获得的温度和时间特性的热时间常数相对于所述导线所允许的温度和时间特性的热时间常数落在预定范围内。
11.根据权利要求9或10所述的过电流检测元件，其中，在所述过电流检测元件中，通过在所述热产生单元和所述热感测单元之间的距离以及通过在所述模制树脂部分中的树脂量来设置在所述热感测单元获得的温度和时间特性。
12.根据权利要求8至11的任何一项所述的过电流检测元件，其中，所述热产生单元和所述热感测单元彼此接触。
13.根据权利要求12所述的过电流检测元件，其中，所述热感测单元具有一对电极单元，并且包括：一对热产生侧端子，所述一对热产生侧端子引向所述热产生单元并且连接到在电路板上的导电路径；以及热感测侧端子，所述热感测侧端子连接到在所述电路板上的所述导电路径，所述热感测单元的电极单元中的一个被放置在所述热产生单元上并且连接到所述热产生单元，所述热感测单元的电极单元中的另一个被放置在所述热感测侧端子上并且连接到所述热感测侧端子。
14.根据权利要求13所述的过电流检测元件，其中，通过铜焊或使用导电粘结剂结合来执行在所述电极单元中的所述一个和所述热产生单元之间的连接以及在所述电极单元中的所述另一个和所述热感测侧端子之间的连接。
15.根据权利要求13或14所述的过电流检测元件，其中，所述电极单元中的所述一个被放置在所述热产生单元的折返部上。
16.根据权利要求8至15的任何一项所述的过电流检测元件，其中
所述过电流检测元件被安装在电路板上，并且进一步包括：
端子单元，所述端子单元连接到在所述电路板上的导电路径，所述热产生单元与所述端子单元一体地形成，并且具有比所述端子单元小的直径。
17.根据权利要求8至16的任何一项所述的过电流检测元件，进一步包括：
一对热产生侧端子，所述一对热产生侧端子引向所述热产生单元并且连接到在电路板上的导电路径；以及，热感测侧端子，所述热感测侧端子引向所述热感测单元，连接到在所述电路板上的所述导电路径，并且与所述热产生侧端子平行地定位，
其中，所述热产生单元具有从所述热产生侧端子的延伸方向向所述热感测单元迂回的形状，并且，所述热产生单元的至少一部分位于所述热感测单元下方。
18.根据权利要求8至17的任何一项所述的过电流检测元件，其中，当在电路板上安装所述过电流检测元件时，在所述电路板的表面和所述模制树脂部分之间形成间隙。
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