JP5494165B2 - Overcurrent detection composite element and overcurrent interruption device provided with overcurrent detection composite element - Google Patents
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Description
本発明は、過電流検出用複合素子及び過電流検出用複合素子を備えた過電流遮断装置に関する。 The present invention relates to an overcurrent detection composite element and an overcurrent interruption device including the overcurrent detection composite element.
ハイブリット車や電気自動車等の車両（一般車両も含む）の電源から電線を介して負荷に至る経路に過電流が発生すると、電線の温度が上昇して絶縁被覆から発煙する等の不具合が生じうるため、過電流が発生した場合に電流を遮断する過電流遮断装置が設けられている。
従来、この過電流遮断装置は、可溶体のヒューズが用いられていたが、溶融による交換が必要であるため、メンテナンスフリー等を目的として、ヒューズを用いない過電流遮断装置が提案されている。
If an overcurrent occurs in the path from the power source of a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle (including general vehicles) to the load via the electric wires, the temperature of the electric wires rises, causing problems such as smoke from the insulation coating. For this reason, an overcurrent interrupt device that interrupts the current when an overcurrent occurs is provided.
Conventionally, a fusible fuse has been used for this overcurrent interrupt device, but since it needs to be replaced by melting, an overcurrent interrupt device that does not use a fuse has been proposed for maintenance-free purposes.
具体的には、例えば、特許文献１に示すように、ＮＴＣサーミスタを有する温度検知電線を主電源線に巻きつけることで過電流を検出する構成がある。これは、過電流が流れて主電源線の温度が上昇すると、ＮＴＣサーミスタの温度が上昇し、ＮＴＣサーミスタの抵抗値が変化してＮＴＣサーミスタの両端の電圧が変化するため、この電圧に基づいて車両の異常を検出するようになっている。 Specifically, for example, as shown in Patent Document 1, there is a configuration in which an overcurrent is detected by winding a temperature detection wire having an NTC thermistor around a main power supply line. This is because when the overcurrent flows and the temperature of the main power supply line rises, the temperature of the NTC thermistor rises, the resistance value of the NTC thermistor changes, and the voltage at both ends of the NTC thermistor changes. A vehicle abnormality is detected.
ところで、過電流を検出するための（温度検知電線以外の）構成は車両においてはＥＣＵ等の回路に実装されるものであるが、特許文献１のように、温度検知電線を主電源線に直接巻きつけて過電流を検出する場合には、温度検知電線とは離れた位置にあるＥＣＵ等の回路まで温度検知電線を延出しなければならず、構成が複雑になるという問題がある。
そこで、構成を簡素化するために、電線ではなく、ＥＣＵ等の回路にＮＴＣサーミスタを実装し、回路の導電路の熱により変化するＮＴＣサーミスタの抵抗値（及び電圧）に基づいて過電流を検出することが考えられる。
しかしながら、このようにＮＴＣサーミスタを回路に実装して過電流を検出しようとする場合には、回路が電線とは離れた位置にあるために、ＮＴＣサーミスタが電線とは異なる周囲温度による影響を受けてしまい精度の高い過電流検出や過電流遮断を行えないおそれがある。特に、ＥＣＵ等に実装された回路にあっては、回路の他の素子等から発生する熱により、周囲温度の影響が生じやすいため問題となる。
By the way, the configuration for detecting the overcurrent (other than the temperature detection wire) is mounted on a circuit such as an ECU in the vehicle. However, as in Patent Document 1, the temperature detection wire is directly connected to the main power supply line. When an overcurrent is detected by winding, there is a problem that the temperature detection wire must be extended to a circuit such as an ECU located at a position away from the temperature detection wire, and the configuration becomes complicated.
Therefore, in order to simplify the configuration, an NTC thermistor is mounted on a circuit such as an ECU instead of an electric wire, and overcurrent is detected based on the resistance value (and voltage) of the NTC thermistor that changes due to the heat of the circuit's conductive path. It is possible to do.
However, when an NTC thermistor is mounted on a circuit in this way to detect overcurrent, the NTC thermistor is affected by an ambient temperature different from that of the electric wire because the circuit is located away from the electric wire. Therefore, there is a possibility that overcurrent detection and overcurrent interruption with high accuracy cannot be performed. In particular, a circuit mounted on an ECU or the like is problematic because heat generated from other elements of the circuit is easily affected by the ambient temperature.
そこで、ＮＴＣサーミスタとは別に、外部の熱の影響を補正するための温度補正用感熱素子を設け、外部の温度に応じて過電流遮断すべき電圧値（電流値）を変化させることにより、精度の高い過電流遮断を行うことが考えられる。しかしながら、回路導体及びＮＴＣサーミスタ等と温度補正用感熱素子とを個別に回路基板に実装する場合には、その構成単位の小ささゆえに、回路基板上で安定せず、ふらつきや倒れが生じることが懸念される。特に、回路基板からＮＴＣ素子等に伝わる熱による影響を避けるために、接続部の寸法を長くした場合には、更に安定性が損なわれるおそれがある。 Therefore, in addition to the NTC thermistor, a temperature-correcting thermosensitive element for correcting the influence of external heat is provided, and the voltage value (current value) that should be cut off is changed according to the external temperature. It is conceivable to perform a high overcurrent interruption. However, when the circuit conductor, NTC thermistor, etc. and the temperature-correcting thermosensitive element are individually mounted on the circuit board, they are not stable on the circuit board due to the small size of the structural unit, and may be staggered or fallen. Concerned. In particular, in order to avoid the influence of heat transmitted from the circuit board to the NTC element or the like, when the dimension of the connection portion is increased, the stability may be further impaired.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、回路基板上において安定した姿勢を保つことが可能な過電流検出用複合素子及び過電流検出用複合素子を備えた過電流遮断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above situation, and is an overcurrent detection composite element capable of maintaining a stable posture on a circuit board and an overcurrent provided with an overcurrent detection composite element. An object is to provide a shut-off device.
本発明に係る過電流検出用複合素子は、車両の電源から負荷に至る負荷回路の過電流を遮断する過電流遮断装置に用いられる過電流検出用複合素子であって、接続部を備えた一対のリード部を有して前記負荷回路に直列に配される抵抗発熱部と、接続部を備えた一対のリード部を有し前記抵抗発熱部に対して熱伝達可能に設けられて温度に応じて電気的特性を変化させる電流検知用感熱素子と、少なくとも前記各リード部の前記接続部を残して前記抵抗発熱部及び前記電流検知用感熱素子を一体に覆う樹脂成形部と、接続部を備えたリード部を有し雰囲気温度に応じて電気的特性を変化させる温度補正用感熱素子と、前記温度補正用感熱素子を前記抵抗発熱部又は前記電流検知用感熱素子と一体的な連結状態とする樹脂連結枠部と、を備え、前記抵抗発熱部、電流検知用感熱素子及び前記温度補正用感熱素子における前記各リード部の前記回路基板側への延出寸法は、共に、前記回路基板から生じる熱による影響を回避できる所定寸法以上に設定されているところに特徴を有する（手段１）。 An overcurrent detection composite element according to the present invention is an overcurrent detection composite element used in an overcurrent interrupting device for interrupting an overcurrent of a load circuit from a power supply of a vehicle to a load, and includes a pair of connection parts. A resistance heating part arranged in series with the load circuit and a pair of lead parts provided with a connection part, and provided to be able to transfer heat to the resistance heating part, depending on the temperature A current detecting thermosensitive element that changes electrical characteristics, a resin molding part that integrally covers the resistance heating part and the current detecting thermosensitive element, leaving at least the connecting part of each lead part, and a connecting part. and a temperature correcting sensitive element for changing the electrical characteristics depending on the ambient temperature has a lead portion, the temperature correcting sensitive element before Symbol resistance heating unit or the current sensing heat sensitive element integral with coupling state comprising a resin coupling frame to the, In each of the resistance heating part, the current detection thermal element, and the temperature correction thermal element, the extension dimension of each lead part to the circuit board side is not less than a predetermined dimension that can avoid the influence of heat generated from the circuit board. characterized in place that is set to (unit 1).
抵抗発熱部及び電流検知用感熱素子と温度補正用感熱素子とを個別に回路基板に実装する場合には、回路基板上で安定せず、ふらつきや倒れが生じることが懸念される。特に、回路基板から電流検知用感熱素子や温度補正用感熱素子に伝わる熱による影響を避けるために、リード部の寸法を長くした場合には、更に安定性が損なわれやすくなる。
一方、手段１の構成によれば、温度補正用感熱素子を少なくともリード部の接続部を残して抵抗発熱部又は電流検知用感熱素子と一体的な連結状態とする樹脂連結枠部を備えるため、各構成部分がユニット化され、より回路基板上において安定した姿勢を保つことが可能になる。
また、抵抗発熱部及び電流検知用感熱素子が樹脂成形部で覆われているため、樹脂成形部がない場合と比較して、電流検知用感熱素子にて取得される温度−時間特性の熱時定数を、電線に許容される温度−時間特性の熱時定数に近づけることが可能になる。よって、電流変化が過渡的な状況において、電線の許容温度にまだ余裕があるにも関わらず、電流遮断用の素子が動作して電流を遮断することを防止することが可能になるため、精度の高い過電流遮断を行うことができる。
When the resistance heating section, the current detection thermal element, and the temperature correction thermal element are individually mounted on the circuit board, there is a concern that the resistance heating part, the temperature correction thermal element, and the temperature correction thermal element are not stable on the circuit board and may be staggered or fallen. In particular, in order to avoid the influence of heat transmitted from the circuit board to the current detection thermal element or the temperature correction thermal element, the stability is more likely to be lost when the size of the lead portion is increased.
On the other hand, according to the configuration of the means 1, since the temperature correction thermosensitive element is provided with a resin connection frame portion that is integrally connected to the resistance heating portion or the current detection thermosensitive element leaving at least the connection portion of the lead portion, Each component is unitized, and a more stable posture can be maintained on the circuit board.
In addition, since the resistance heating part and the current detection thermal element are covered with the resin molding part, compared with the case where there is no resin molding part, the temperature-time characteristic obtained by the current detection thermal element is hot. The constant can be made close to the thermal time constant of the temperature-time characteristic allowed for the electric wire. Therefore, in a situation where the current change is transient, it is possible to prevent the current interrupting element from operating and interrupting the current even though there is still a margin in the allowable temperature of the wire. High overcurrent interruption can be performed.
手段１の構成に加えて、前記抵抗発熱部、電流検知用感熱素子及び前記温度補正用感熱素子の前記各リード部は、前記抵抗発熱部、電流検知用感熱素子及び前記温度補正用感熱素子のそれぞれの両側から回路基板に沿う方向に突出すると共に前記回路基板側に屈曲されているようにしてもよい（手段２）。
手段２の構成のようにすれば、各リード部の前記回路基板側への延出寸法は、共に、前記回路基板から生じる熱による影響を回避できる所定寸法以上に設定されているため、回路基板の熱が電流検知用感熱素子や温度補正用感熱素子に伝わることにより生じる過電流遮断精度の低下を低減させることができる。
In addition to the configuration of the means 1, each of the lead portions of the resistance heating section, the current detection thermal element, and the temperature correction thermal element is formed of the resistance heating section, the current detection thermal element, and the temperature correction thermal element. from each of two sides with projecting in a direction along the circuit board may be in Tei so that is bent to the circuit board side (unit 2).
According to the configuration of the
手段２の構成に加えて、前記樹脂連結枠部は、隣り合う前記各リード部の間を連結しているようにしてもよい（手段３）。
手段３の構成によれば、例えば、樹脂成形部間を連結する場合には、抵抗発熱部から生じた熱が他の抵抗発熱部及び電流検知用感熱素子や温度補正用感熱素子に伝達され、過電流遮断すべき温度に誤差が生じるおそれが懸念されるが、本構成によれば、樹脂連結枠部は、隣り合う各リード部の間を連結しているため、比較的抵抗発熱部から離れた位置にあるリード部間が連結され、伝達される熱による影響を低減させることができる。
In addition to the configuration of the
According to the configuration of the
手段１ないし手段３のいずれかの構成に加えて、前記温度補正用感熱素子は、前記抵抗発熱部を備えて構成されているようにしてもよい（手段４）。
手段４の構成によれば、温度補正用感熱素子を雰囲気温度を受けるためではなく、電流検知用感熱素子と同様に過電流の検出のために用いることが可能になる。これにより過電流検出用複合素子を用いて雰囲気温度による熱を受けて補正を行う場合と、過電流検出用複合素子を用いて雰囲気温度による補正を行わず複数の回路の過電流の検出を行う場合とで部品の共通化を図ることができる。
In addition to the configuration of any one of the means 1 to 3, the temperature-correcting thermosensitive element may be configured to include the resistance heating portion (means 4).
According to the configuration of the means 4, the temperature-correcting thermosensitive element can be used not for receiving the ambient temperature but for detecting the overcurrent in the same manner as the current detecting thermosensitive element. As a result, correction is performed by receiving heat due to the ambient temperature using the overcurrent detection composite element, and overcurrent detection is performed for a plurality of circuits without correction based on the ambient temperature using the overcurrent detection composite element. In some cases, parts can be shared.
本発明に係る過電流遮断装置は、車両の電源から負荷に至る負荷回路の過電流を遮断し、過電流検出用複合素子を備える過電流遮断装置であって、前記過電流検出用複合素子は、接続部を備えた一対のリード部を有して前記負荷回路に直列に配される抵抗発熱部と、接続部を備えた一対のリード部を有し前記抵抗発熱部に対して熱伝達可能に設けられて温度に応じて電気的特性を変化させる電流検知用感熱素子と、少なくとも前記各リード部の前記接続部を残して前記抵抗発熱部及び前記電流検知用感熱素子を一体に覆う樹脂成形部と、接続部を備えたリード部を有し雰囲気温度に応じて電気的特性を変化させる温度補正用感熱素子と、前記温度補正用感熱素子を前記抵抗発熱部又は前記電流検知用感熱素子と一体的な連結状態とする樹脂連結枠部と、を備え、前記抵抗発熱部、電流検知用感熱素子及び前記温度補正用感熱素子における前記各リード部の前記回路基板側への延出寸法は、共に、前記回路基板から生じる熱による影響を回避できる所定寸法以上に設定されているところに特徴を有する（手段５）。 An overcurrent interrupt device according to the present invention is an overcurrent interrupt device that interrupts an overcurrent of a load circuit from a power source of a vehicle to a load and includes an overcurrent detection composite element, wherein the overcurrent detection composite element includes: A resistance heating part having a pair of lead parts provided with a connecting part and arranged in series with the load circuit; and a pair of lead parts having a connection part capable of transferring heat to the resistance heating part. And a resin-molding that integrally covers the resistance heating portion and the current-sensing thermosensitive element, leaving at least the connecting portions of the respective lead portions, and changing the electrical characteristics according to temperature. parts and a temperature correcting sensitive element for changing the electrical characteristics depending on the ambient temperature has a lead portion having a connecting portion, the temperature correcting thermal element pre Symbol resistance heating unit or the current detection sensitive element Resin ream that is connected to the unit Includes a frame portion, extending dimension of the resistance heating portion, said at current detecting thermal element and the temperature compensating heat sensitive element to the circuit board side of the lead portion are both due to heat generated from the circuit board It is characterized in that it is set to a predetermined dimension or more that can avoid the influence (means 5).
抵抗発熱部及び電流検知用感熱素子と温度補正用感熱素子とを個別に回路基板に実装する場合には、回路基板上で安定せず、ふらつきや倒れが生じることが懸念される。特に、回路基板から電流検知用感熱素子や温度補正用感熱素子に伝わる熱による影響を避けるために、接続部の寸法を長くした場合には、更に安定性が損なわれやすくなる。
一方、手段５の構成によれば、温度補正用感熱素子を少なくともリード部の前記接続部を残して抵抗発熱部又は電流検知用感熱素子と一体的な連結状態とする樹脂連結枠部を備えるため、各構成部分がユニット化され、より回路基板上において安定した姿勢を保つことが可能になる。
また、抵抗発熱部及び電流検知用感熱素子が樹脂成形部で覆われているため、樹脂成形部がない場合と比較して、電流検知用感熱素子にて取得される温度−時間特性の熱時定数を、電線に許容される温度−時間特性の熱時定数に近づけることが可能になる。よって、電流変化が過渡的な状況において、電線の許容温度にまだ余裕があるにも関わらず、電流遮断用の素子が動作して電流を遮断することを防止することが可能になるため、精度の高い過電流遮断を行うことができる。
When the resistance heating section, the current detection thermal element, and the temperature correction thermal element are individually mounted on the circuit board, there is a concern that the resistance heating part, the temperature correction thermal element, and the temperature correction thermal element are not stable on the circuit board and may be staggered or fallen. In particular, in order to avoid the influence of heat transmitted from the circuit board to the current detecting thermal element or the temperature correcting thermal element, the stability is more easily lost when the dimension of the connection portion is increased.
On the other hand, according to the configuration of the
In addition, since the resistance heating part and the current detection thermal element are covered with the resin molding part, compared with the case where there is no resin molding part, the temperature-time characteristic obtained by the current detection thermal element is hot. The constant can be made close to the thermal time constant of the temperature-time characteristic allowed for the electric wire. Therefore, in a situation where the current change is transient, it is possible to prevent the current interrupting element from operating and interrupting the current even though there is still a margin in the allowable temperature of the wire. High overcurrent interruption can be performed.
手段５の構成に加えて、前記抵抗発熱部、電流検知用感熱素子及び前記温度補正用感熱素子の前記各リード部は、前記抵抗発熱部、電流検知用感熱素子及び前記温度補正用感熱素子の両側から回路基板に沿う方向に突出すると共に前記回路基板側に屈曲されているようにしてもよい（手段６）。
手段６の構成のようにすれば、各リード部の前記回路基板側への延出寸法は、共に、回路基板から生じる熱による影響を回避できる所定寸法以上に設定されているため、回路基板の熱が電流検知用感熱素子や温度補正用感熱素子に伝わることにより生じる過電流遮断精度の低下を低減させることができる。
In addition to the configuration of the
According to the configuration of the
手段６の構成に加えて、前記樹脂連結枠部は、隣り合う前記各リード部の間を連結しているようにしてもよい（手段７）。
例えば、樹脂成形部間を連結する場合には、抵抗発熱部から生じた熱が他の抵抗発熱部及び電流検知用感熱素子や温度補正用感熱素子に伝達され、過電流遮断すべき温度に誤差が生じるおそれが懸念されるが、手段７の構成によれば、樹脂連結枠部は、隣り合う各リード部の間を連結しているため、比較的抵抗発熱部から離れた位置にあるリード部間が連結され、伝達される熱による影響を低減させることができる。
In addition to the configuration of the
For example, when connecting the resin molding parts, the heat generated from the resistance heating part is transferred to the other resistance heating parts, the current detection thermal element and the temperature correction thermal element, and an error occurs in the temperature at which the overcurrent should be cut off. However, according to the configuration of the means 7, since the resin connecting frame portion connects between the adjacent lead portions, the lead portion located relatively far from the resistance heating portion. It is possible to reduce the influence due to the heat transferred.
手段５ないし手段７のいずれかの構成に加えて、前記温度補正用感熱素子は、前記抵抗発熱部を備えて構成されているようにしてもよい（手段８）。
手段８の構成によれば、温度補正用感熱素子を雰囲気温度を受けるためではなく、電流検知用感熱素子と同様に過電流の検出のために用いることが可能になる。これにより過電流検出用複合素子を用いて雰囲気温度による熱を受けて補正を行う場合と、過電流検出用複合素子を用いて雰囲気温度による補正を行わず複数の回路の過電流の検出を行う場合とで部品の共通化を図ることができる。
In addition to the configuration of any one of the
According to the configuration of the
本発明によれば、回路基板上において安定した姿勢を保つことが可能な過電流検出用複合素子及び過電流検出用複合素子を備えた過電流遮断装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an overcurrent detection composite element capable of maintaining a stable posture on a circuit board and an overcurrent interruption device including the overcurrent detection composite element.
＜実施形態＞
以下、本発明に係る過電流遮断装置１０の実施形態を図１〜図１０を参照して説明する。
過電流遮断装置１０は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両において、図８に示すように、走行用の動力源を構成するバッテリＢ（本発明の構成である「電源」の一例）から電線を介してモータやヒータ等の負荷Ａ〜Ｄに至る経路に配され、過電流が生じた場合に各負荷Ａ〜Ｄに至る経路の電流を遮断するものである。
<Embodiment>
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an overcurrent interrupt
As shown in FIG. 8, for example, in an electric vehicle or a hybrid vehicle, the
過電流遮断装置１０は、バッテリＢから各負荷Ａ〜Ｄに至る導電路のそれぞれに直列に接続され電流量に応じて発熱する抵抗発熱部２２と、温度に応じて抵抗値が変化する（温度によって電気的特性が変化する）電流検知用感熱素子２５及び温度補正用感熱素子４２と、導電路をオンオフするスイッチング素子１２と、スイッチング素子１２のオンオフを制御する制御回路１３と、雰囲気温度に応じて制御回路１３に補正信号を出力する補正回路１６とを有する。
The overcurrent interrupt
電流検知用感熱素子２５は、周知のＮＴＣサーミスタであって、抵抗発熱部２２に生じた熱が伝達し易いように抵抗発熱部２２の近傍に配されており、電流検知用感熱素子２５の出力側は、抵抗Ｒを介して接地されている。
これにより、抵抗発熱部２２からの熱を電流検知用感熱素子２５が受けると、電流検知用感熱素子２５の抵抗値が変化し、電流検知用感熱素子２５と抵抗Ｒとの間の電圧が定まるため、この電圧に基づいて抵抗発熱部２２を流れる電流を検知するようになっている。
The current detection
Thus, when the current detection
スイッチング素子１２は、回路基板１１に実装される半導体素子であって、本実施形態では、Ｎ型のＭＯＳＦＥＴが用いられている。この場合、負荷Ａ〜Ｄに電力を供給する導電路にソース−ドレイン間を接続し、制御回路１３からゲートに信号を与えることにより、モータへの電力の供給を遮断することができる。
制御回路１３は、過電流時にスイッチング素子１２をオフするための閾値を生成する閾値生成回路１４と、電流検知用感熱素子２５の出力側の電圧値を閾値と比較する比較回路１５とを備える。
The switching
The
閾値生成回路１４は、過電流であるかどうかを判別するための閾値を比較回路１５に与えるものであって、予め所定の温度である場合に過電流を遮断すべき基準閾値が設定されており、補正回路１６から雰囲気温度に応じた補正信号を受けると、基準閾値を補正した閾値を生成する。具体的には、例えば、図示はしないが、バッテリＢに連なる温度補正用感熱素子４２に直列に抵抗を接続して接地する。温度補正用感熱素子４２と抵抗の間の電圧を比較回路１５に入力させる閾値とすればよい。
比較回路１５は、電流検知用感熱素子２５の出力側の電圧が閾値生成回路１４にて生成された閾値を超えている場合には、ゲートへの入力電圧をロウレベルにしてスイッチング素子１２をオフ状態とし、電流検知用感熱素子２５からの出力電圧が閾値以下である場合には、ゲートへの入力電圧をハイレベルにしてスイッチング素子１２をオン状態とする。
補正回路１６は、温度補正用感熱素子４２の出力側から雰囲気温度に応じた電圧を受けると、雰囲気温度に応じた補正信号を閾値生成回路１４に出力する。
The
When the voltage on the output side of the current detection
When the correction circuit 16 receives a voltage corresponding to the ambient temperature from the output side of the temperature correction
ここで、本実施形態では、抵抗発熱部２２（４１）及び感熱素子２５（４２）は、図１に示すように、ユニット化された過電流検出用複合素子２０となっている。
Here, in the present embodiment, the resistance heating section 22 (41) and the thermal element 25 (42) are unitized overcurrent detection
過電流検出用複合素子２０は、図１に示すように、導電路の電流を検出するための４個（複数）の電流検出部２１と、これら電流検出部２１が検出した値を雰囲気温度に応じて補正するための単数（１個）の温度補正部４０と、４個（複数）の電流検出部２１と温度補正部４０とを一体的な連結状態とする樹脂連結枠部４５とを有する。
As shown in FIG. 1, the overcurrent detection
電流検出部２１は、図７に示すように、導電路に直列に接続される抵抗発熱部２２と、抵抗発熱部２２の近傍に配されて抵抗発熱部２２の温度を感知（検知）する電流検知用感熱素子２５と、抵抗発熱部２２及び電流検知用感熱素子２５を導電路に電気的に接続する端子であるリード部２８と、抵抗発熱部２２及び電流検知用感熱素子２５を一体的に覆う樹脂成形部３５（樹脂モールド）とを有し、図５に示すように、直方体状の樹脂成形部３５から４本のリード部２８が外部に露出する形状をなしている。
As shown in FIG. 7, the
リード部２８は、抵抗発熱部２２の両端に連なる一対の発熱側リード部２８Ａと、発熱側リード部２８Ａよりも細径であって一方が電流検知用感熱素子２５の端部に連なる一対の感熱側リード部２８Ｂとからなり、これら発熱側リード部２８Ａと感熱側リード部２８Ｂとが平行に配置されている。
これらリード部２８は、共に、図４に示すように、その側面がクランク状に屈曲されている。具体的には、樹脂成形部３５から外方側に向けて水平（回路基板１１の面に沿う方向）に突出するとともに、下方（回路基板１１側）にＬ字状に屈曲され、その先端部に外方側にＬ字状に屈曲された接続部３３が設けられている。この接続部３３がハンダＨにより回路基板１１の表面の導電路に半田付け等で接続される。
The
As shown in FIG. 4, the side surfaces of these
ここで、各リード部２８の下方（回路基板側）への延出寸法（図４のＬＡの長さ）は、共に回路基板１１から生じる熱による影響を回避できる所定寸法以上に設定されている。この所定寸法は、導電路の電流値（発熱量）や、回路基板の放熱性等を考慮して適切な寸法が設定される。 Here, the extension dimension (the length of LA in FIG. 4) below each lead portion 28 (the circuit board side) is set to a predetermined dimension or more that can avoid the influence of heat generated from the circuit board 11. . The predetermined dimension is set to an appropriate dimension in consideration of the current value (heat generation amount) of the conductive path, the heat dissipation of the circuit board, and the like.
抵抗発熱部２２は、バッテリＢからモータに電力を供給する経路に直列に接続されることで電流量に応じて発熱するものであり、図６に示すように、この抵抗発熱部２２の両側に連なるように発熱側リード部２８Ａが一体形成されている。
この抵抗発熱部２２は、発熱側リード部２８Ａに連なって発熱側リード部２８Ａを内側に延出した延出部２３と、延出部２３の間を迂回して接続する迂回部２４とを有する。
延出部２３は、その幅寸法（図６の上下方向の寸法）が発熱側リード部２８Ａの幅寸法に対して段差状に縮径（細径）されている。
The
The
The extending
迂回部２４は、その幅寸法（断面積）が延出部２３と同一であって、延出部２３と同一平面上を電流検知用感熱素子２５側に迂回しており、同一幅寸法（断面積）で両延出部２３間を接続する主導電路２４Ａと、主導電路２４Ａから電流検知用感熱素子２５側に延出されて電流検知用感熱素子２５の一方の電極部２６が載置される副導電路２４Ｂとからなる。
The
主導電路２４Ａは、一方（左方）の延出部２３から電流検知用感熱素子２５側（図６の上方側）に直角に屈曲し、そこから右方（下流側）のリード部２８側に直角に屈曲している。そして、副導電路２４Ｂの右方（下流側）で、後方側（副導電路２４Ｂとは反対側）に向けてクランク状をなしており、その終端が延出部２３に連なるように接続されている。
副導電路２４Ｂは、長方形状をなし、その先端は、電流検知用感熱素子２５のほぼ全幅（図６の上下方向）を横切る位置まで延出されている。
The main
The
このように、抵抗発熱部２２の幅寸法（断面積）を発熱側リード部２８Ａよりも小さくすることにより、抵抗発熱部２２の抵抗値を大きくして、発熱しやすいようになっており、抵抗発熱部２２を介してモータに電流が供給されると、抵抗発熱部２２の抵抗Ｒ＝抵抗率ρ(長さｌ／断面積Ｓ) に応じて発熱する。したがって、抵抗発熱部２２の断面積を定める要素である幅寸法（径）を変えることにより、抵抗発熱部２２の抵抗値、即ち、発熱量を任意の値に設定できる。
Thus, by making the width dimension (cross-sectional area) of the
樹脂成形部３５は、直方体状であって、内部に抵抗発熱部２２及び電流検知用感熱素子２５の全体を隙間なく覆うように充填された合成樹脂からなり、少なくとも各リード部２８の接続部３３を残して抵抗発熱部２２及び電流検知用感熱素子２５を一体に覆っている。
この合成樹脂としては、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）や、熱可塑性樹脂（ポリエチレン (PE) ，ポリプロピレン (PP））等の種々の公知の材料を用いることができるが、本実施形態では、樹脂成形部３５は、エポキシ樹脂が用いられている。
The
As this synthetic resin, various known materials such as a thermosetting resin (epoxy resin, etc.) and a thermoplastic resin (polyethylene (PE), polypropylene (PP)) can be used. In this embodiment, Epoxy resin is used for the
この電流検知用感熱素子２５は、幅方向に長い直方体状のＮＴＣサーミスタであって、図７に示すように、積層サーミスタ素地２５Ａの幅方向の両端部にＰｂ等のメッキで覆われてなる電極部２６，２６を有している。電極部２６，２６のうち、一方の電極部２６は、抵抗発熱部２２の副導電路２４Ｂの上に載置される（当接している）とともに、他方の電極部２６が右側（下流側）の感熱側リード部２８Ｂの上に載置されている。
電極部２６と抵抗発熱部２２（の副導電路２４Ｂ）及びリード部２８との接続は、導電性材料（ハンダ等）を高温で溶かしペースト状にして接続部分に塗布して固化させる（抵抗発熱部２２及び電極部２６よりも融点の低い合金を溶かして接着剤とする、ろう付けを行う）ことにより、金属結合させている。
This current detecting
The
このように構成することで、電源から供給された電流は、左側（上流側）の発熱側リード部２８Ａから抵抗発熱部２２を通って右側（下流側）の発熱側リード部２８Ａに流れるとともに、電流の一部は、抵抗発熱部２２から副導電路２４Ｂ及び電流検知用感熱素子２５を通って右側（下流側）の感熱側リード部２８Ｂに至るため、この電流や電圧降下を利用して温度検知が可能となっている。そのため、過電流検出用複合素子２０の左側（上流側）の感熱側リード部２８Ｂは、電気的に接続されていない構成になっている。なお、これとは異なる構成として、左側（上流側）の感熱側リード部２８Ｂを回路基板１１の導電路に接続し、感熱側リード部２８Ｂを介して電流検知用感熱素子２５の電流が与えられるようにしてもよい。
With this configuration, the current supplied from the power source flows from the left side (upstream side) heating side
樹脂成形部３５の形状は、幅方向の寸法（図７の左右方向）が最も長く、それよりも奥行方向の寸法（図２の左右方向）は短く、上下方向の寸法（図７の上下方向）は、奥行方向の寸法よりも更に短い寸法とされている。
ここで、この樹脂成形部３５の体積（又は樹脂量）は、図９に示すように、感熱素子が感知する温度−時間特性の熱時定数τ１（本実施形態では「６．４ｓｅｃ」。τ１＝｛（１−１／ｅ）ΔＴ｝）が、例えば、ヒューズの温度−時間特性の熱時定数τｈよりも電線の温度−時間特性の熱時定数τ０（本実施形態では「２０ｓｅｃ」）に近くなる値が設定されている。
The resin molded
Here, the volume (or resin amount) of the resin molded
その理由について説明すると、まずスイッチング素子１２がオンされると、導電路に電流が流れて、モータに電力が供給され、抵抗発熱部２２が発熱する。
このとき、電線の温度は、電気抵抗が小さいため、すぐには電流値に応じた温度まで上昇せず、図９に示すような温度−時間特性を有する。
一方、導電路に直列に接続されている抵抗発熱部２２の温度は、抵抗値が大きいため導電路の電流量に応じて急激に上昇する。
The reason will be explained. First, when the switching
At this time, since the electric wire has a small electric resistance, it does not immediately rise to a temperature corresponding to the current value, and has a temperature-time characteristic as shown in FIG.
On the other hand, the temperature of the
ここで、抵抗発熱部２２で生じた熱は、電流検知用感熱素子２５に伝わる。このとき電流検知用感熱素子２５が感知する温度は、樹脂成形部３５の体積（抵抗発熱部２２、電流検知用感熱素子２５、及びリード部２８のうち、樹脂成形部３５内に埋設された部分を含む体積）に応じた温度−時間特性を有する。
具体的には、図９に示すように、樹脂体積６．１７７６ｍｍ３（２．４×１．８×１．４３）では、感熱素子の温度−時間特性（の熱時定数τ２）がヒューズの温度−時間特性（の熱時定数τｈ）よりも電線の温度−時間特性（の熱時定数τ０）に近づいている。
Here, the heat generated in the
Specifically, as shown in FIG. 9, when the resin volume is 6.1776 mm 3 (2.4 × 1.8 × 1.43), the temperature-time characteristic (thermal time constant τ 2) of the thermal element is the temperature of the fuse. -It is closer to the temperature-time characteristic (thermal time constant τ0) of the wire than the time characteristic (thermal time constant τh).
なお、更に、樹脂体積を増やし、樹脂成形部３５の体積を７０ｍｍ３とすると、図９にて更に感熱素子の温度−時間特性（の熱時定数τ１）が電線の温度−時間特性（の熱時定数τ０）に近づく。図１０は、樹脂成形部３５の体積−熱時定数特性の実験データである。樹脂体積にほぼ比例して、熱時定数τが大きくなっていることが明らかになっている。
If the resin volume is further increased and the volume of the
温度補正部４０は、電流検知部２１と同一構成である。即ち、抵抗発熱部２２と同一構成の抵抗発熱部４１と（図８参照）、電流検知用感熱素子２５と同一構成の温度補正用感熱素子４２と、抵抗発熱部４１及び電流検知用感熱素子２５に連なるリード部４３（４３Ａ，４３Ｂ，図１参照）と、抵抗発熱部２２及び温度補正用感熱素子４２を一体に覆う樹脂成形部４４とを備えている。
ここで、この温度補正部４０における抵抗発熱部４１のリード部４３Ａについては、図８に示すように、回路基板１１の導電路に接続されておらず（負荷回路に接続されておらず）、回路から浮いた存在となっている。
The
Here, the lead part 43A of the resistance heating part 41 in the
樹脂連結枠部４５は、図１に示すように、並んで配置された４個の電流検出部２１及び１個の温度補正部４０のうち、樹脂成形部３５，４４の部分を包囲するように枠形に設けられており、電流検出部２１及び温度補正部４０における両側に並んで配置されたリード部２８，４３間を連結する端子間連結部４６と、両側の端子間連結部４６同士を一体に連結する終端包囲部４７とからなる。
As shown in FIG. 1, the resin
この樹脂連結枠部４５は、断面が矩形であって、リード部２８，４３と一体に形成された部分は、リード部２８，４３のうち、回路基板１１に沿って水平に延出された基端側が樹脂連結枠部４５を貫通している。
終端包囲部４７は、一番端に配された電流検出部２１を過ぎた終端位置で電流検出部２１及び温度補正部４０（のうちの樹脂成形部３５）の全てが樹脂連結枠部４５の内側に配されるように設けられる。
これにより、樹脂連結枠部４５は、温度補正用感熱素子４２を少なくともリード部４３の接続部３３を残して抵抗発熱部２２又は電流検知用感熱素子２５のリード部２８のうち接続部３３を残した部分と一体的な連結状態としている。
The resin
The
As a result, the resin connecting
この樹脂連結枠部４５の材質は、合成樹脂であって、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）や、熱可塑性樹脂（ポリエチレン (PE) ，ポリプロピレン (PP））等の種々の公知の材料を用いることができるが、本実施形態では、樹脂連結枠部４５は、樹脂成形部３５と同じエポキシ樹脂が用いられている。
The material of the
次に、過電流検出用複合素子２０の製造方法について説明する。
平板の金属板材にエッチングを施して、打ち抜き加工及び曲げ加工を施して複数（５個）の抵抗発熱部２２，４１及びリード部２８，４３を作製する。次に、リード部２８，４３のうち、温度補正用感熱素子４２及び電流検知用感熱素子２５を載置する部分にハンダを印刷し、温度補正用感熱素子４２及び電流検知用感熱素子２５を載置してリフローを行う。
Next, a method for manufacturing the overcurrent detection
Etching is performed on a flat metal plate material, and punching and bending are performed to produce a plurality (five) of
次に、抵抗発熱部２２、温度補正用感熱素子４２及び電流検知用感熱素子２５を取り付けたリード部２８，４３を金型内に配し、エポキシ樹脂を流し込んで固めることで樹脂成形部３５，４４（モールド樹脂）及び樹脂連結枠部４５を同時に成形する（図１）。次に、リード部２８，４３の接続部３３を回路基板１１の導電路にリフロー半田付けにより実装する（図４）。
Next, the
本実施形態１によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態によれば、温度補正用感熱素子４２を少なくともリード部２８の接続部３３を残して抵抗発熱部２２又は電流検知用感熱素子２５と一体的な連結状態とする樹脂連結枠部４５を備えるため、各構成部分がユニット化され、より回路基板１１上において安定した姿勢を保つことが可能になる。
また、抵抗発熱部２２及び電流検知用感熱素子２５が樹脂成形部３５で覆われているため、樹脂成形部３５がない場合と比較して、電流検知用感熱素子２５にて取得される温度−時間特性の熱時定数を、電線に許容される温度−時間特性の熱時定数に近づけることが可能になる。よって、電流変化が過渡的な状況において、電線の許容温度にまだ余裕があるにも関わらず、電流遮断用の素子が動作して電流を遮断することを防止することが可能になるため、精度の高い過電流遮断を行うことができる。
ここで、電線に許容される温度−時間特性の熱時定数に近づけたとしても、電線が配索される場所と、電流検知用感熱素子２５が配索される場所では雰囲気温度が異なるため、過電流遮断精度が低下するおそれがある。特に、電流検知用感熱素子２５等が回路基板１１に実装される場合には、回路基板１１の熱を受けて精度が低下するおそれがある。
しかし、本実施形態によれば、電流検知用感熱素子２５及び温度補正用感熱素子４２がユニット化されることで、電流検知用感熱素子２５に近い位置に配された温度補正用感熱素子４２により雰囲気温度に基づいて補正することが容易になるため、より精度の高い過電流遮断を行うことができる。
According to the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) According to the present embodiment, the temperature correction
Further, since the
Here, even if it approaches the thermal time constant of the temperature-time characteristic allowed for the electric wire, the ambient temperature differs between the place where the electric wire is routed and the place where the current detection
However, according to the present embodiment, the current detecting
（２）各リード部２８，４３の回路基板１１側への延出寸法は、共に、回路基板１１から生じる熱による影響を回避できる所定寸法以上に設定されているため、回路基板１１の熱が電流検知用感熱素子２５や温度補正用感熱素子４２に伝わることにより生じる過電流遮断精度の低下を低減させることができる。
(2) Since the extension dimensions of the
（３）例えば、樹脂成形部３５間を連結する場合には、抵抗発熱部２２から生じた熱が他の電流検出部２１の電流検知用感熱素子２５や温度補正部４０の温度補正用感熱素子４２に伝達され、過電流遮断精度に誤差が生じるおそれが懸念されるが、本実施形態によれば、樹脂連結枠部４５は、隣り合うリード部２８間を連結しているため、比較的抵抗発熱部２２から離れた位置にあるリード部２８間が連結され、伝達される熱による影響を低減させることができる。
(3) For example, when the
（４）温度補正用感熱素子４２は、抵抗発熱部２２を備えて構成されているため、温度補正用感熱素子４２を外部温度を受けるためではなく、抵抗発熱部２２及び電流検知用感熱素子２５と同様に過電流の検出のために用いることが可能になる。これにより過電流検出用複合素子２０を用いて外部温度による熱を受けて補正を行う場合と、過電流検出用複合素子２０を用いて外部温度による補正を行わず複数の回路の過電流の検出を行う場合とで部品の共通化を図ることができる。
(4) Since the temperature correction
（５）抵抗発熱部２２から生じる熱が、電線に許容される温度−時間特性の時定数に応じた温度−時間特性の時定数を有する熱が電流検知用感熱素子２５に与えられるため、電線に許容される温度−時間特性に応じて電流遮断用の素子を動作させて過電流を遮断することができる。よって、より精度の高い過電流遮断を行うことが可能になる。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態１に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態１も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態１によれば、樹脂成形部３５及び樹脂連結枠部４５の材料としてはエポキシ樹脂としたが、これに限らず、他の樹脂であってもよい。
(5) Since the heat generated from the
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the first embodiment described above with reference to the drawings and, for example, the following first embodiment is also included in the technical scope of the present invention.
(1) According to the first embodiment, the material of the
（２）感熱素子２５，４２は、共にＮＴＣサーミスタとしたが、ＰＴＣサーミスタ等の他のサーミスタでもよい。また、サーミスタに限らず、ダイオード等の温度により特性の変化する素子を用いて電流値を検知するようにしてもよい。
（３）上記実施形態では、電流検出部２１と温度補正部４０とは同一構成であるとしたが、これらが異なる構成であってもよい。例えば、温度補正部４０において（使用されていない）抵抗発熱部２２を有さない構成も可能であるし、温度補正部４０において樹脂成形部３５を有さず、温度補正用感熱素子４２が露出している構成でもよい。
(2) The
(3) In the above embodiment, the
（４）上記実施形態１では、リード部２８，４３は、回路基板１１の導電路に接続されるものであったが、これに限らず、リード部２８，４３の先端部にバレル部を設け、バレル部に電線の端末部が圧着されるようにしてもよい。
（５）樹脂連結枠部４５は、リード部２８，４３のうち、回路基板１１に沿って延出された基端側に設けられていたが、これに限られず、回路基板１１側に向けて（回路基板１１と直交する方向に）延出された部分に設けるようにしてもよい。
（６）樹脂成形部３５，４４及び樹脂連結枠部４５は、同時に成形することとしたが、別々に成形してもよい。
(4) In the first embodiment, the
(5) The resin
(6) The
１０…過電流遮断装置
１１…回路基板
１２…スイッチング素子
１３…制御回路
１４…閾値生成回路
１５…比較回路
１６…補正回路
２０…過電流検出用複合素子
２１…電流検出部
２２，４１…抵抗発熱部
２５…電流検知用感熱素子
２８，４３，４４…リード部
３３…接続部
３５…樹脂成形部
４０…温度補正部
４２…温度補正用感熱素子
４５…樹脂連結枠部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
接続部を備えた一対のリード部を有して前記負荷回路に直列に配される抵抗発熱部と、
接続部を備えた一対のリード部を有し前記抵抗発熱部に対して熱伝達可能に設けられて温度に応じて電気的特性を変化させる電流検知用感熱素子と、
少なくとも前記各リード部の前記接続部を残して前記抵抗発熱部及び前記電流検知用感熱素子を一体に覆う樹脂成形部と、
接続部を備えたリード部を有し雰囲気温度に応じて電気的特性を変化させる温度補正用感熱素子と、
前記温度補正用感熱素子を前記抵抗発熱部又は前記電流検知用感熱素子と一体的な連結状態とする樹脂連結枠部と、を備え、
前記抵抗発熱部、電流検知用感熱素子及び前記温度補正用感熱素子における前記各リード部の前記回路基板側への延出寸法は、共に、前記回路基板から生じる熱による影響を回避できる所定寸法以上に設定されている過電流検出用複合素子。 An overcurrent detection composite element used in an overcurrent interrupting device for interrupting an overcurrent of a load circuit from a vehicle power source to a load,
A resistance heating part having a pair of lead parts with a connection part and arranged in series with the load circuit;
A current-sensing thermal element that has a pair of lead portions provided with a connection portion and is provided so as to be able to transfer heat to the resistance heating portion and changes electrical characteristics in accordance with temperature;
A resin molding part that integrally covers the resistance heating part and the current sensing thermal element, leaving at least the connection part of each lead part;
A thermosensitive element for temperature correction that has a lead part with a connection part and changes electrical characteristics according to the ambient temperature;
And a resin coupling frame to the the resistance heating unit or integral connection state and the current detecting heat sensitive element of the temperature correcting sensitive element,
In each of the resistance heating part, the current detection thermal element, and the temperature correction thermal element, the extension dimension of each lead part toward the circuit board is more than a predetermined dimension that can avoid the influence of heat generated from the circuit board. Composite element for overcurrent detection set to .
前記過電流検出用複合素子は、
接続部を備えた一対のリード部を有して前記負荷回路に直列に配される抵抗発熱部と、
接続部を備えた一対のリード部を有し前記抵抗発熱部に対して熱伝達可能に設けられて温度に応じて電気的特性を変化させる電流検知用感熱素子と、
少なくとも前記各リード部の前記接続部を残して前記抵抗発熱部及び前記電流検知用感熱素子を一体に覆う樹脂成形部と、
接続部を備えたリード部を有し雰囲気温度に応じて電気的特性を変化させる温度補正用感熱素子と、
前記温度補正用感熱素子を前記抵抗発熱部又は前記電流検知用感熱素子と一体的な連結状態とする樹脂連結枠部と、を備え、
前記抵抗発熱部、電流検知用感熱素子及び前記温度補正用感熱素子における前記各リード部の前記回路基板側への延出寸法は、共に、前記回路基板から生じる熱による影響を回避できる所定寸法以上に設定されている過電流遮断装置。 An overcurrent interrupting device that interrupts an overcurrent of a load circuit from a power source of a vehicle to a load and includes a composite element for overcurrent detection,
The overcurrent detection composite element is:
A resistance heating part having a pair of lead parts with a connection part and arranged in series with the load circuit;
A current-sensing thermal element that has a pair of lead portions provided with a connection portion and is provided so as to be able to transfer heat to the resistance heating portion and changes electrical characteristics in accordance with temperature;
A resin molding part that integrally covers the resistance heating part and the current sensing thermal element, leaving at least the connection part of each lead part;
A thermosensitive element for temperature correction that has a lead part with a connection part and changes electrical characteristics according to the ambient temperature;
And a resin coupling frame to the previous SL resistance heating unit or the current detecting thermal element with integral coupling state the temperature correcting sensitive element,
In each of the resistance heating part, the current detection thermal element, and the temperature correction thermal element, the extension dimension of each lead part toward the circuit board is more than a predetermined dimension that can avoid the influence of heat generated from the circuit board. Overcurrent interrupt device set to .
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