DE69926947T2

DE69926947T2 - Überstrom-Unterbrechungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69926947T2
Application number: DE69926947T
Authority: DE
Inventors: Kanamaru Ukyo-ku Naoyuki; Motoyama Ukyo-ku Naoki; Watajima Ukyo-ku Yoshinori; Fujimoto Ukyo-ku Takashi; Sawamura Ukyo-ku Tetsuyo; Matsunaga Ukyo-ku Nobutomo; Yoshida Ukyo-ku Kazutaka; Sugimoto Ukyo-ku Shuichi; Toki Ukyo-ku Hoshihisa
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: EP0962953A3; US6563684B2; EP0962953A2; DE69926947D1; US20020036880A1; KR100312479B1; EP0962953B1; KR20000005820A; JP3194429B2; KR20010087437A; US6462925B2; US20010048579A1; JPH11345553A; KR100312480B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Überstrom-Unterbrechungsaufbau, der in der Lage ist, einen mit einer Last verbundenen elektrischen Stromweg mit hohem Ansprechvermögen und hoher Zuverlässigkeit zu unterbrechen, wenn der Stromweg in einen Zustand gesetzt wird, in welchem darin ein Überstrom fließt, und im Einzelnen auf einen Überstrom-Unterbrechungsaufbau, welcher ausgebildet ist, indem als durch einen Überstrom Wärme erzeugender leitfähiger Draht ein Draht, beispielsweise ein feiner Golddraht, ein Kupferdraht oder ein Aluminiumdraht, bei welchen gute Leiter, Gold, Kupfer und Aluminium eingeschlossen, als Draht verhältnismäßig hohen Widerstands gehandhabt werden können, wobei ein Umfang dieses leitfähigen Drahts mit Harz bedeckt ist, und welcher so eingerichtet ist, dass der elektrische Stromweg, in welchem ein Überstrom fließt, vollständig unterbrochen werden kann, verwendet wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Bei einem bekannten mit einer Last verbundenen elektrischen Stromweg ist eine Sicherung eingesetzt, wobei, wenn der Stromweg in einen Zustand gesetzt wird, in welchem in ihm ein Überstrom fließt, die Sicherung schmilzt und den elektrischen Stromweg unterbricht. Wie es bekannt ist, verwendet diese Sicherung den Aufbau einer Patronensicherung 101, wie sie in 16 gezeigt ist, in beispielsweise einer Spannungsversorgungsleitung für die Last, in welcher ein Fehlerstrom groß ist, um so die Leitung zu schützen, und einen Aufbau einer Röhrensicherung 102, wie er in 17 gezeigt ist, bei einer elektronischen Maschine und einem Werkzeug, in welchen ein Fehlerstrom klein ist, um so die Maschine und das Werkzeug zu schützen. Bei diesen Sicherungen bestehen jedoch die folgenden Probleme:

(1) Die Patronensicherung 101 hat einen komplizierten Aufbau, ein hohes Maß an Schwierigkeit bei der Herstellung und einen hohen Preis, so dass sie starke Kostensteigerungen beim Überlastschutz in einer Spannungsversorgungsleitung für die Last verursacht.
(2) Sowohl die Patronensicherung 101 als auch die Röhrensicherung 102 benutzen einen Sicherungshalter, so dass, wenn sie in einer Maschine und einem Werkzeug enthalten sind, ein davon eingenommener Raum zunimmt.

Wiederholte Diskussionen und Experimente an einem Überstrom-Unterbrechungsaufbau, die die solche Probleme aufweisenden Sicherungen ablöst, laufen auf einen Vorschlag für einen neuen Überstrom-Unterbrechungsaufbau hinaus. Dieser neue Überstrom-Unterbrechungsaufbau benützt als Kern einen leitfähigen Draht, der durch einen Überstrom Wärme erzeugt, wie beispielsweise einen feinen Golddraht und einen feinen Kupferdraht, bei welchem gute Leiter, Gold, Kupfer und Aluminium eingeschlossen, fähig gemacht werden, als Drähte verhältnismäßig hohen Widerstands gehandhabt zu werden, und wird dabei in einen Aufbau gebracht, bei welchem ein Umfang dieses leitfähigen Drahts mit einem Harz beschichtet ist. Daher lassen sich die die Sicherstellung der Fähigkeit eines elektrischen Stromwegs (Wärmestrahlung an die Umgebung des Wegs) und die Anbringung eines Paares von elektrischen Leitern (beispielsweise Anschlüssen), die durch einen leitfähigen Drahtstab verbunden sind, erreichen. Außerdem ist dieser Aufbau im Hinblick auf seine einfache Handhabung, seine Umgebungsfestigkeit und seine Isolationseigenschaften in Bezug auf umgebende Teile vorteilhaft.
Im Falle eines Aufbaus jedoch, bei welchem ein Umfang eines leitfähigen Drahts mit einem Harz beschichtet ist, sollte beachtet werden, dass die Karbonisierung des Harzes um den leitfähigen Drahtstab herum in einem Zustand fortschreitet, in welchem der leitfähige Draht durch einen Überstrom zum Schmelzen gebracht wird, wobei dieser karbonisierte Abschnitt einen Umgehungsstromweg (karbonisierten Weg) bildet. Das heißt, auch wenn der leitfähige Draht durch einen Überstrom zum Schmelzen gebracht wird, verbleibt der durch den karbonisierten Abschnitt gebildete Umgehungsstromweg, so dass zwangsläufig der Last weiterhin ein Überstrom zugeführt wird. Daher fehlt es einem verwandten Aufbau, bei welchem ein Umfang eines leitfähigen Drahts mit einem Harz beschichtet ist, an Praktikabilität.
Ein Überstrom-Unterbrechungsaufbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US 5 583 740 A bekannt.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik gemacht und zielt darauf ab, einen praktischen Überstrom-Unterbrechungsaufbau zu schaffen, bei welchem ein Umfang eines leitfähigen Drahts mit einem Harz beschichtet ist, und der in der Lage ist, einen elektrischen Stromweg, in dem ein Überstrom fließt, mit hohem Ansprechvermögen und hoher Zuverlässigkeit zu unterbrechen.
Die Erfindung ist wie in Anspruch 1 definiert.
Bei der Erfindung konzentriert sich, wenn der zwischen einem Paar von elektrischen Leitern angeschlossene Leitungsdraht(stab) durch einen Überstrom Wärme erzeugt und damit einen Temperaturanstieg desselben bewirkt, wobei die Harzschicht gleichzeitig Wärme erzeugt und einen Temperaturanstieg derselben bewirkt, der Temperaturanstieg in der Harzschicht in dem Abschnitt derselben, in welchem der dünne beschichtete Abschnitt ausgebildet ist. Infolgedessen treten thermische Spannung und eine große Menge an Gas in einem Zustand der Verkohlung des Harzes in dem Abschnitt der Harzschicht auf, in dem der dünne beschichtete Abschnitt ausgebildet ist, und nicht in dem Abschnitt derselben, der in der Dicke der Harzschicht verbleibt. Anders ausgedrückt wird die Zunahme der thermischen Spannung und des Gasdrucks in dem Abschnitt der Harzschicht, in dem der dünne beschichtete Abschnitt ausgebildet ist, schärfer als diejenige der thermischen Spannung und des Gasdrucks in dem Abschnitt derselben, welcher in der Dicke der Harzschicht verbleibt.
Wenn thermische Spannung und Gasdruck in einem Zustand noch weit weg von demjenigen, in welchem thermische Spannung und Gasdruck ein kritischer Berstdruck in dem Abschnitt, welcher in der Dicke der Harzschicht verbleibt, werden, in einem Stadium sind, in welchem ein durch einen Überstrom im leitfähigen Draht bewirkter karbonisierter Weg, der auf die Karbonisierung des Harzes um den leitfähigen Draht herum zurückgeht, ausgebildet wird, erreichen thermische Spannung und Gasdruck in dem Abschnitt, in welchem der dünne beschichtete Abschnitt ausgebildet ist, bereits einen kritischen Berstdruck, wodurch der Abschnitt in kleinem Maßstab birst. Folglich wird der Abschnitt, in welchem der dünne beschichtete Abschnitt ausgebildet ist, mit dem verkohlten Weg augenblicklich zerstört, als ob Risse bei einem Fehler aufgetreten wären, unabhängig davon, ob der leitfähige Draht durch den Überstrom schmilzt oder nicht. Dadurch kann, wenn ein Laststrom, der in dem Stromweg zwischen dem Paar von elektrischen Leitern fließt, ein Überstrom geworden ist, der Stromweg in dem Abschnitt, in dem der dünne beschichtete Abschnitt ausgebildet ist, mit hohem Ansprechvermögen und hoher Zuverlässigkeit unterbrochen werden, während der Abschnitt, der die Dicke der Harzschicht hat, unzerstört bleibt. Wenn die Dicke der dünnen Abdeckungsbeschichtungsschicht entsprechend eingestellt wird, erhält man einen Konstruktionsfreiheitsgrad, mit dem die Unterbrechungszeit für den Stromweg feinreguliert werden kann.
In einer Ausgestaltung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung ist der leitfähige Draht ein Leitungsdraht verminderten Durchmessers, der ein Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit aufweist.
Dadurch gewinnt man ein Maß an Gestaltungsfreiheit, einen Leitungsdraht, der durch einen Überstrom Wärme erzeugt, einzurichten.
In einer weiteren Ausgestaltung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung ist der Leitungsdraht mehrfach zwischen dem Paar von elektrischen Leitern angeschlossen.
Dadurch wird es möglich einen Wärmequellenbereich auszuweiten, der auftritt, wenn ein Überstrom zwischen dem Paar von elektrischen Leitern fließt, und einen Zerstörungsstartpunkt auszuweiten. Dies kann dadurch bewirkt werden, dass der Durchmesser des elektrischen Drahts umgekehrt proportional zu seiner Anzahl vermindert wird.
In einer dritten Ausgestaltung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung ist das Paar von elektrischen Leitern beruhend auf Material und Volumen desselben ausgebildet, die so ausgewählt sind, dass sich die Wärmeerzeugung durch einen Überstrom auf den leitfähigen Draht konzentriert.
Dadurch erzeugt der leitfähige Draht Wärme mit hohem Ansprechvermögen, wenn ein Überstrom in dem Stromweg fließt.
In einer vierten Ausgestaltung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung hat das Paar von elektrischen Leitern eine Form gemäß Oberflächenanbringungsspezifikationen.
Dadurch können die elektrischen Leiter ohne Schwierigkeit auf einer Leiterplatte unter Anwendung einer Oberflächenbestückungstechnik angebracht werden.
In einer fünften Ausgestaltung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung ist die dünne abdeckende Beschichtungsschicht durch Pressspritzen unter Verwendung einer Metallform ausgebildet.
Dadurch wird die abdeckende dünne Beschichtungsschicht ausgebildet, wenn der zwischen den elektrischen Leitern angeschlossene leitfähige Draht ausgebildet wird, durch Pressspritzen unter Verwendung einer Metallform ausgebildet, so dass der Herstellungsvorgang vereinfacht ist.
In einer sechsten Ausgestaltung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung ist die abdeckende dünne Beschichtungsschicht mit Annomaliefeststellungsmitteln darin, wie einer Temperaturfühlsubstanz und einer Kraftfühlsubstanz, versehen.
Dadurch lässt sich, wenn die thermische Zerstörung der abdeckenden dünnen Beschichtungsschicht nicht visuell von außen festgestellt werden kann, das Auftreten der Zerstörung durch eine Änderung eines Farbtons beruhend auf der mit der Temperaturabfühlsubstanz abgefühlten Temperatur, feststellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer ersten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung zeigt.
2 ist eine Zeichnung, die den Aufbau einer ersten Ausgestaltung zeigt, die durch Hinzufügen eines Merkmals zum Aufbau der ersten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung gebildet ist.
3 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines abgewandelten Beispiels der ersten Ausgestaltung beschreibt, das durch Hinzufügen eines Merkmals zum Aufbau der ersten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung gebildet ist.
4 ist eine Zeichnung, die den Aufbau einer zweiten Ausgestaltung beschreibt, die durch Hinzufügen eines Merkmals zum Aufbau der ersten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung gebildet ist.
5 ist eine Zeichnung, die den Aufbau einer dritten Ausgestaltung beschreibt, die durch Hinzufügen eines Merkmals zum Aufbau der ersten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung gebildet ist.
6 ist eine Zeichnung, die den Aufbau einer vierten Ausgestaltung beschreibt, die durch Hinzufügen eines Merkmals zum Aufbau der ersten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung gebildet ist.
7 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines abgewandelten Beispiels der vierten Ausgestaltung beschreibt, die durch Hinzufügen eines Merkmals zum Aufbau der ersten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung gebildet ist.
8 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Aufbau der zweiten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung zeigt.
9 ist eine Zeichnung, die Herstellungsstufen zur Gewinnung des Aufbaus der zweiten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung beschreibt.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer dritten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung zeigt.
11 ist eine Zeichnung, die Herstellungsstufen zur Gewinnung des Aufbaus der dritten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungs-aufbaus gemäß der Erfindung beschreibt.
12 ist eine Zeichnung, die den Aufbau einer vierten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung zeigt.
13 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer fünften Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung zeigt.
14 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer sechsten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung zeigt.
15 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer siebten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung zeigt.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer bekannten Patronensicherung zeigt.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer bekannten Röhrensicherung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun auf der Grundlage der Zeichnungen beschrieben.
Die schematische perspektivische Ansicht der 1 zeigt den Aufbau einer ersten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung. Unter Bezug auf die Zeichnung bezeichnen 1 und 2 Elektrodenstücke eines Anschlussaufbaus, die ein Paar von elektrischen Leitern bilden, und 3 einen Leitungsdraht eines sehr kleinen Durchmessers, der ein Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Gold, Kupfer und Aluminium, ausgebildet zu einem verhältnismäßig hohen Widerstand und eingerichtet zur Erzeugung von Wärme durch einen Überstrom, aufweist. Bei dieser Ausführungsform war der Durchmesser des hierfür angewandten Leitungsdrahts auf 50 Mikron, bei Verwendung von Golddraht, und auf 300 Mikron, bei Verwendung von Aluminiumdraht, eingestellt. Ferner bezeichnet 4 eine Harzschicht und 5 eine abdeckende dünne Beschichtungslage.
Bei dem Überstrom-Unterbrechungsaufbau gemäß dieser Ausführungsform ist der durch einen Überstrom Wärme erzeugende Leitungsdraht 3 zwischen einem Paar von Elektrodenstücken 1, 2 durch Drahtbondierung angeschlossen, wobei die Harzschicht 4 dann durch Beschichten eines Umfangs des Leitungsdrahts 3 mit einem Formharz, wie beispielsweise einem Epoxidharz, durch Pressspritzen unter Verwendung einer Metallform ausgebildet wird. Wenn die Harzschicht 4 gebildet wird, wird gleichzeitig die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 durch kreisförmiges Ausnehmen des Abschnitts in der Nachbarschaft eines Wegs des Leitungsdrahts 3 ausgebildet. Die Ausnehmungstiefe zur Ausbildung der abdeckenden dünnen Beschichtungslage 5 ist eine Tiefe, bei der der Leitungsdraht 3 nicht freiliegt und, konkret gesprochen, wird diese Tiefe so eingestellt, dass eine Abmessung eines Abschnitts zwischen einer Außenfläche der abdeckenden dünnen Beschichtungslage 5 und dem oberen Abschnitt des Leitungsdrahts 3 ungefähr 0,5 mm wird.
Ein Material, dessen Art und Menge so ausgewählt werden, dass sein Leitungswiderstand vermindert und seine Wärmekapazität erhöht sind, wird als Paar von Elektrodenstücken 1, 2 verwendet, so dass, wenn ein Überstrom zwischen dem Paar von Elektrodenstücken 1, 2 fließt, die Erzeugung von Wärme sich im Leitungsdraht 3. Dementsprechend erzeugt der Leitungsdraht 3 dabei mit hohem Ansprechvermögen Wärme.
Wenn der zwischen den Elektrodenstücken 1, 2 angeschlossene Leitungsdraht 3 Wärme erzeugt und seine Temperatur durch die Verwendung eines Aufbaus steigt, bei welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 durch Ausnehmen des Abschnitts in der Nachbarschaft des Wegs des Leiters 3 ausgebildet ist, in dem die Erzeugung von Wärme sich bei Fließen eines Überstroms konzentriert, wird die Erzeugung von Wärme in der Harzschicht 4 infolge dieses Temperaturanstiegs auf die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 konzentriert. Während dieser Zeit treten im Verkohlungsstadium des Harzes thermische Spannung und große Mengen an Gas im Abschnitt der Harzschicht 4, speziell dem Abschnitt derselben, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 ausgebildet ist, auf.
Wenn thermische Spannung und Gasdruck noch in einem Zustand weit weg von demjenigen, in welchem thermische Spannung und Gasdruck ein kritischer Berstdruck in dem auf der Dicke der Harzschicht 4 verbleibenden Abschnitt werden, in einem Stadium sind, in welchem ein Verkohlungsweg, der der durch einen Überstrom im Leitungsdraht bewirkten Verkohlung des Harzes um den Leitungsdraht 3 herum zugeschrieben wird, ausgebildet wird, erreichen thermische Spannung und Gasdruck in dem Abschnitt, in welchem der abdeckende dünne Beschichtungsabschnitt 5 ausgebildet ist, bereits einen kritischen Berstdruck, und der Abschnitt birst in kleinem Maßstab. Folglich wird der Abschnitt, in welchem der dünne Beschichtungsabschnitt 5 ausgebildet ist, augenblicklich zerstört, mit einem Verkohlungsweg als ob Risse bei einem Fehler aufgetreten wären, unabhängig davon, ob der leitfähige Leitungsdraht durch den Überstrom schmilzt oder nicht. Wenn ein im Stromweg zwischen dem Paar von elektrischen Leitern fließender Laststrom ein Überstrom wird, kann daher der Stromweg in dem Abschnitt, in welchem der abdeckende dünne Beschichtungsabschnitt ausgebildet ist, mit hohem Ansprechvermögen und hoher Zuverlässigkeit dank des Nicht-Zerstörungszustands des Abschnitts, der mit der Dicke der Harzschicht 4 verbleibt, unterbrochen werden. Außerdem ergeben sich die unten angegebenen Vorteile.

(1) Ein Maß an Gestaltungsfreiheit zur Feinregulierung der Stromweg-Unterbrechungszeit wird durch Einstellen der Dicke der abdeckenden dünnen Beschichtungslage 5 gewonnen.
(2) Ein Maß an Gestaltungsfreiheit zu Anschluss und Anordnung des leitfähigen Drahts, der durch einen Überstrom Wärme erzeugt.
(3) Die Harzschicht ist vorteilhaft im Hinblick auf die Leichtigkeit der Handhabung, Umgebungsfestigkeit und die Isolationseigenschaften in Bezug auf periphere Teile.
(4) Da die die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 enthaltende Harzschicht 4 durch Pressspritzen unter Verwendung einer Metallform ausgebildet wird, wenn der zwischen den elektrischen Leitern angeschlossene Leitungsdraht ausgebildet wird, ist der Herstellungsvorgang vereinfacht. Da der Überstrom-Unterbrechungsaufbau unter Ausnutzung einer allgemeinen Halbleitergehäuse-Herstellungslinie hergestellt werden kann, lässt sich deren Herstellungskapazität verbessern und eine Kostenreduktion bewirken.

Wenn die Form der abdeckenden dünnen Beschichtungsschicht 5 im Aufbau dieser Ausführungsform in mannigfacher Weise, wie bei den in den 2 bis 7 gezeigten Ausführungsformen, ausgedacht wird, wird das Ansprechvermögen mit dem der Abschnitt, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 ausgebildet ist, infolge der Erzeugung von Wärme in dem Leitungsdraht 3 durch einen Überstrom zerstört wird, gefördert.
Bei der in 2(a) in der Draufsicht und in 2(b) im Schnitt gezeigten Ausführungsform ist in einer Harzschicht 4 eine abdeckende dünne Beschichtungslage 5a ausgebildet, bei der die äußere Oberfläche in Übereinstimmung mit der Form eines gebondeten Leitungsdrahts 3 gebogen ist. In diesem Fall neigen Risse dazu in der Richtung aufzutreten, welche den Leitungsdraht 3 kreuzt, wenn in diesem ein Überstrom fließt, und das Ansprechvermögen, mit welchem ein Abschnitt zerstört wird, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5a ausgebildet ist, wird gefördert.
Die in 3 im Schnitt gezeigte Ausführungsform ist ein abgewandeltes Beispiel der in 2 gezeigten Ausführungsform, bei welchem eine die Dicke einer Harzabdeckung für einen Leitungsdraht 3 vermindernden Ausnehmung 6 in einer Bodenfläche an einer Stelle, an der die abdeckende dünne Beschichtungslage 5a ausgebildet wird, ausgebildet ist. In diesem Fall neigen Risse dazu, mehr in der den Leitungsdraht 3 kreuzenden Richtung aufzutreten, wenn ein Überstrom in diesem fließt, und das Ansprechvermögen mit dem ein Abschnitt, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5a ausgebildet ist, zerstört wird, wird gefördert.
Bei der in 4(a) in der Draufsicht und in 4(b) im Schnitt gezeigten Ausführungsform ist in einer Harzschicht 4 eine gekerbte abdeckende dünne Beschichtungslage 5b ausgebildet, bei der eine Außenfläche derselben eine Nut 7 längs der Achse des Leitungsdrahts 3 und eine Nut 8 quer zu obiger Nut aufweist. In diesem Fall bilden die Nuten 7, 8 Schwachstellen, wenn ein Überstrom fließt, und Risse neigen aufzutreten, so dass das Ansprechvermögen, mit welchem ein Abschnitt zerstört wird, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5b ausgebildet ist, gefördert wird.
Bei der in 5(a) in der Draufsicht und in 5(b) im Schnitt gezeigten Ausführungsform ist in einer Harzschicht 4 eine gekerbte abdeckende dünne Beschichtungslage 5c ausgebildet, bei der eine Außenfläche derselben eine kreisförmige Nut mit einem zentralen Punkt der Achse eines leitfähigen Drahts 3 als Mitte aufweist. In diesem Fall bildet die Nut 9 eine Schwachstelle, wenn ein Überstrom fließt, und Risse neigen dazu aufzutreten, so dass das Ansprechvermögen, mit welchem ein Abschnitt zerstört wird, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5c ausgebildet ist, gefördert wird.
Bei der in 6(a) in der Draufsicht und in 6(b) im Schnitt gezeigten Ausführungsform ist in einer Harzschicht 4 eine abdeckende dünne Beschichtungslage 5d ausgebildet, bei der eine Außenfläche eine Nut 10 aufweist, die so eingerichtet ist, dass sie sich in einer Richtung erstreckt, die einen zentralen Punkt auf der Achse eines Leitungsdrahts 3 kreuzt. In diesem Fall bildet die Nut 10 eine Schwachstelle, wenn ein Überstrom auftritt, und Risse neigen dazu aufzutreten, so dass das Ansprechvermögen, mit welchem ein Abschnitt zerstört wird, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5d ausgebildet ist, gefördert wird. Wie in 7 in der Draufsicht gezeigt, kann die Zerstörung einer abdeckenden dünnen Beschichtungslage 5e gefördert werden, indem eine Nut 11 ausgebildet wird, die sich in einer Richtung erstreckt, die auf die Achse eines Leitungsdrahts 3 ausgerichtet ist.
Eine schematische perspektivische Ansicht der 8 zeigt den Aufbau einer zweiten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden Elektrodenstücke 1A, 2A mit SMD-Spezifikation als Paar von elektrischen Leitern verwendet, wie dies in der gleichen Zeichnung gezeigt ist, wobei ein Leitungsdraht 3 zwischen dem Paar von Elektrodenstücken 1A, 2A durch Drahtbondung angeschlossen ist, wobei diese Teile dann zur Ausbildung eines Überstrom-Unterbrechungsaufbaus harzgesiegelt werden, der gemäß der oben erwähnten ersten Ausführungsform funktioniert.
Auch bei dem Überstrom-Unterbrechungsaufbau dieser Ausführungsform wird eine abdeckende dünne Beschichtungslage 5 gleichzeitig in einem Abschnitt in der Nachbarschaft eines Wegs des Leitungsdrahts 3 ausgebildet, wenn die Harzschicht 4 ausgebildet wird, derart, dass der Abschnitt, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 ausgebildet ist, augenblicklich mit einem verkohlten Weg, als ob Risse bei einem Fehler aufträten, infolge von thermischer Spannung und Gas, die durch einen im Leitungsdraht 3 fließenden Überstrom auftreten, unabhängig davon zerstört wird, ob der zwischen dem Paar von Elektroden anschlussstücken 1A, 2A angeschlossene Leitungsdraht 3 durch den Überstrom schmilzt oder nicht. Daher werden Wirkungen erzielt, die identisch mit denjenigen der ersten Ausführungsform sind. Außerdem kann dieser Aufbau leicht auf einem Leitermuster durch Verwenden einer O-berflächenbestückungstechnik angebracht werden.
Zur Herstellung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus dieser Ausführungsform werden nacheinander ausgeführt eine Elektrodenstückformierungsstufe (1) eine Drahtbondierungsstufe (2) und eine Harzformungsstufe (3), die durch Anordnung derselben von einer laufoberhalbseitigen Seite einer Produktionslinie zu einer laufunterseitigen Seite derselben in Bezug auf einen Leitungsrahmen 12, wie in 9 gezeigt, eingerichtet sind, wobei nach Abschluss des Harzformungsschritts (3) das Rahmenstanzen zur Gewinnung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus der 8 erfolgt.
Eine perspektivische Ansicht der 10 zeigt den Aufbau einer dritten Ausführungsform des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden Elektrodenstücke 1B, 2B als Paare von elektrischen Leitern, wie in der gleichen Zeichnung gezeigt, verwendet, wobei der eine von ihnen ein Elektrodenstück 1B eines Anschlussaufbaus, bei welchem ein elektrischer Leiter mit einer geeignet gewählten Länge herausgeführt ist, und der andere ein keinen Anschluss tragendes Elektrodenstück 2B ist, und wobei ein Leitungsdraht 3 zwischen dem Paar von Elektrodenstücken 1B, 2B durch Drahtbonden und nachfolgendes Harzsiegeln zur Ausbildung eines Überstrom-Unterbrechungsaufbaus angeschlossen ist, der gemäß der oben erwähnten ersten Ausführungsform funktioniert.
Auch bei diesem Überstrom-Unterbrechungsaufbau dieser Ausführungsform wird eine abdeckende dünne Beschichtungslage 5 gleichzeitig in einem Abschnitt in der Nähe eines Wegs des Leitungsdrahts 3 ausgebildet, wenn die Harzschicht 4 ausgebildet wird, derart, dass der Ab schnitt, in dem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 ausgebildet ist, augenblicklich mit einem Verkohlungsweg, als ob Risse bei einem Fehler aufträten, infolge von thermischer Spannung und Gas, die durch einen Überstrom im Leitungsdraht 3 auftreten, unabhängig davon zerstört wird, ob der zwischen dem Paar von Elektrodenstücken 1B, 2B angeschlossene Leitungsdraht durch den Überstrom schmilzt oder nicht. Daher werden Wirkungen, die identisch mit denjenigen der ersten Ausführungsform sind, erzielt.
Zur Herstellung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus dieser Ausführungsform werden nacheinander eine Elektrodenstückformierungsstufe (1), eine Anschlussaufbauverarbeitungsstufe (2), eine Drahtbondierungsstufe (3) und eine Harzformungsstufe (4) ausgeführt, die durch Anordnen derselben von einer laufoberhalbseitigen Seite einer Produktionslinie zu einer laufunterseitigen Seite derselben in Bezug auf einen Leitungsrahmen 13 eingerichtet werden, wobei, nachdem die Harzformungsstufe (4) abgeschlossen ist, ein Rahmenstanzen zur Gewinnung des Überstrom-Unterbrechungsaufbaus der 10 durchgeführt wird.
Bei den Überstrom-Unterbrechungsaufbauten der oben erwähnten Ausführungsformen sind die elektrischen Leiter miteinander durch den Leitungsdraht 3 eines gekrümmten Querschnitts verbunden, der für einen drahtzubondierenden Leitungsdraht typisch ist, bei dem Überstrom-Unterbrechungsaufbau einer vierten Ausführungsform jedoch, wie er in der Draufsicht in 12(a) und im Schnitt in 12(b) gezeigt ist, ist ein Paar von Elektrodenstücken 1, 2 durch einen Leitungsdraht 3A linearer Form, der dann harzgesiegelt ist, zur Ausbildung eines Überstrom-Unterbrechungsaufbaus gemäß der oben erwähnten Ausführungsform verbunden. Leitungsstab und Leiterfolie, die mit denjenigen des oben erwähnten Leitungsdrahts 3 identisch sind, können auf den Leitungsdrahtstab 3A angewandt werden.
Auch bei dem Überstrom-Unterbrechungsaufbau dieser Ausführungsform wird die abdeckende dünne Lage 5 gleichzeitig in einem Abschnitt in der Nachbarschaft des Wegs des Leitungsdrahtstabs 3A ausgebildet, wenn die Harzschicht 4 ausgebildet wird, derart, dass der Abschnitt, in welchem die abdeckende dünne Lage 5 ausgebildet ist, augenblicklich mit dem Verkohlungsweg, als ob Risse in einem Fehler aufträten, durch thermische Spannung und Gas, die infolge eines Überstroms im Leitungsdrahtstab 3A auftreten, unabhängig davon zerstört wird, ob der zwischen dem Paar von Elektrodenstücken 1, 2 angeschlossene Leitungsdraht 3A durch den Überstrom schmilzt oder nicht. Daher können Wirkungen, die identisch mit denjenigen der oben erwähnten Ausführungsform sind, erzielt werden. Außerdem kann, da ein geradliniger Leitungsdrahtstab 3A verwendet wird, der Aufbau insgesamt kompakter gehalten werden.
Wie bei dem Überstrom-Unterbrechungsaufbau einer fünften Ausführungsform wie sie in 13 gezeigt ist, ist es möglich, eine Wärmequelle, die auftritt, wenn ein Überstrom fließt, zu erweitern und einen Zerstörungsstartpunkt zu erweitern, indem mehrere Leitungsdrähte 3a–3c zwischen dem Paar von Elektrodenstücken 1, 2 ausgebildet werden.
In diesem Fall kann der Erweiterungsvorgang bewirkt werden, indem der Durchmesser der Leitungsdrähte umgekehrt proportional zur Anzahl, in der sie angeschlossen sind, vermindert wird.
Wie bei dem Überstrom-Unterbrechungsaufbau einer sechsten Ausführungsform wie sie in 14 gezeigt ist, kann ein Aufbau, bei welchem eine Temperaturabfühlsubstanz 14, wie etwa ein Wärmeband, auf eine Außenfläche einer abdeckenden dünnen Beschichtungslage 5 gestrichen ist, verwendet werden. Bei diesem Aufbau kann, wenn die thermische Zerstörung eines Abschnitts, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 ausgebildet ist, nicht visuell von außen erkannt werden kann, das Auftreten der Zerstörung durch eine Farbtonänderung der Temperaturabfühlsubstanz 14 infolge des Abfühlens einer Temperatur festgestellt werden. Die Temperaturabfühlsubstanz kann auch in einer eingebetteten Struktur ausgebildet sein.
Wie bei dem Überstrom-Unterbrechungsaufbau einer siebten Ausführungsform, wie sie in 15 gezeigt ist, kann ein Aufbau, bei welchem eine Kraftfühlsubstanz 15, wie etwa ein kraftempfindliches Papier, auf eine Außenfläche einer abdeckenden dünnen Beschichtungslage 5 geklebt ist, verwendet werden. Bei diesem Aufbau kann, wenn die thermische Zerstörung eines Abschnitts, in welchem die abdeckende dünne Beschichtungslage 5 ausgebildet ist, nicht visuell von außen erkannt werden kann, das Auftreten der Zerstörung durch eine Farbtonänderung infolge des Abfühlens einer Kraft mit der Kraftabfühlsubstanz 15 festgestellt werden. Die Kraftabfühlsubstanz kann auch in einer eingebetteten Struktur ausgebildet sein.
Da der Überstrom-Unterbrechungsaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung den Aufbau obiger Ausführungsformen hat, kann er als Schaltkreisteil verwendet und, wenn ein Überstrom in einem elektrischen Weg fließt, an den der Überstrom-Unterbrechungsaufbau angeschlossen ist, der elektrische Weg mit hohem Ansprechvermögen unterbrochen werden.
Wie aus obiger Beschreibung deutlich wird, kann die Erfindung einen praktischen Überstrom-Unterbrechungsaufbau liefern, bei welchem ein Umfang eines leitfähigen Drahtstabs mit einem Harz abgedeckt ist und der in der Lage ist, einen elektrischen Weg, in dem ein Überstrom fließt, mit hohem Ansprechvermögen und hoher Zuverlässigkeit zu unterbrechen.

Claims

Überstrom-Unterbrechungsaufbau, welcher aufweist: ein Paar von elektrischen Leitern (1, 2), einen leitfähigen Draht (3) kleinen Durchmessers, der zwischen den elektrischen Leitern (1, 2) angeschlossen ist, und eine Harzschicht (4), welche den leitfähigen Draht (3) in gesiegeltem Zustand abdeckt, und welche einen zurückgesetzten Abschnitt auf einer Seite der Harzschicht (4) hat, der eine dünne Beschichtungslage (5) aus Harz über dem leitfähigen Draht definiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstrom-Unterbrechungsaufbau so gestaltet ist, dass ein Überstromfluss durch den leitfähigen Draht eines bestimmten Niveaus eine Zerstörung der dünnen Beschichtungslage (5) und eine Unterbrechung des elektrischen Stromes ohne Rücksicht auf ein Schmelzen des leitfähigen Drahts durch den Überstromfluss eines bestimmten Niveaus bewirkt.
Überstrom-Unterbrechungsaufbau nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Draht (3) aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit besteht.
Überstrom-Unterbrechungsaufbau nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, wobei eine Anzahl leitfähiger Drähte (3) zwischen dem Paar von elektrische Leitern (1, 2) angeschlossen ist.
Überstrom-Unterbrechungsaufbau nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3 wobei das Paar von elektrischen Leitern (1, 2) durch Auswahl eines Materials und einer Menge desselben so, dass die Wärmeerzeugung durch Überstrom in dem leitfähigen Draht (3) konzentriert wird, ausgebildet ist.
Überstrom-Unterbrechungsaufbau nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Paar von elektrischen Leitern (1, 2) eine Form gemäß Oberflächenanbringungsspezifikationen hat.
Überstrom-Unterbrechungsaufbau nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die dünne Beschichtungslage (5) durch Pressspritzen unter Verwendung einer Metallform ausgebildet ist.
Überstrom-Unterbrechungsaufbau nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Boden der Ausnehmung mit Anomaliefeststellungsmitteln, wie etwa einer Temperaturfühlsubstanz (14) und einer Fühlsubstanz (15) für eine körperliche Kraft, darauf versehen ist.