熔断器端子设计的制作方法

1.本公开的实施例涉及熔断器设计，并且更具体地，涉及促进材料排气(outgassing)的熔断器设计。


背景技术：

2.熔断器是电流敏感器件，其被设计为电路中有意的薄弱链接。熔断器的功能是通过在过电流条件下可靠地熔断并因此安全地中断电流来提供分立部件或完整电路保护。
3.当保护电路的熔断器断开时，在熔断器的两个端子之间创建电弧能量。电弧能量使熔断器元件的易断部分的金属以及其他材料熔化并沉积在熔断器壳体(housing)内。包括熔断器元件的熔融材料、壳体的碳化塑料和热气体的碎屑路径(debris path)可以是导电的。因此，设计不良的熔断器即使在熔断器已断开的情况下也可能跨其端子传输电流。
4.壳体中的一个或多个通气口(vent)可在熔断器外部提供用于排气的路径。通气口被设计用于防止碎屑在端子之间形成导电路径。通过用塑料材料模制壳体，通气口可以被放置在壳体的不同位置。然而，在塑料材料中创建的通气口可能因组装过程(诸如超声波焊接)而损坏，从而使通气口不具有预期的形状或尺寸。
5.出于这些因素和其他因素，本发明的改进可能是有用的。


技术实现要素：

6.提供本发明内容是为了以简化的形式介绍所选择的概念，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容无意于确定所要求保护的主题内容的关键或基本特征，也无意于帮助确定所要求保护的主题内容的范围。
7.根据本公开的熔断器组件的示例性实施例可以包括熔断器元件和端子通气通道。熔断器元件位于第一端子和第二端子之间。熔断器元件响应过电流事件而断开。端子通气通道位于第一端子中，并在过电流事件期间为碎屑的排气提供路径。
8.根据本公开的熔断器组件的另一示例性实施例可以包括熔断器元件、第一熔断器壳体、第二熔断器壳体和端子。熔断器元件响应于过电流事件而断开，导致碎屑排气。第一熔断器壳体具有第一侧壁，并且第二熔断器壳体具有第二侧壁。当第一熔断器壳体与第二熔断器壳体配合时，第一侧壁与第二侧壁配合，这与位于腔中的熔断器元件形成该腔。端子包括端子通气通道。端子通气通道位于第一侧壁上方，并形成用于碎屑排气移动的路径。
附图说明
9.图1a-1b是示出根据示例性实施例的熔断器组件的图；
10.图2a-2b是示出根据示例性实施例的图1a-1b的熔断器组件的端子通气通道的图；
11.图3a-3b是示出根据示例性实施例的熔断器组件的图；
12.图4a-4b是示出根据示例性实施例的图3a-3b的熔断器组件的端子通气通道的图；以及
13.图5是示出根据示例性实施例的熔断器组件的图。
具体实施方式
14.一种熔断器组件，其特征在于通过压印(coining)或铣削(milling)操作在端子中形成端子通气通道。端子通气通道位于熔断器壳体的侧壁上方，并且其尺寸设置成使得当端子被设置在熔断器壳体两部分之间时，在侧壁的任一侧上形成开口。这些开口提供了在熔断器元件断开期间碎屑排气的路径。各种形状的端子通气通道是可能的。端子通气通道提供了形成在熔断器组件的壳体中的通气口的替代方案。
15.为了方便和清晰起见，本文中可以使用诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“垂直”、“水平”、“横向”、“径向”、“内部”、“外部”、“左侧”和“右侧”等术语来描述特征和部件的相对位置和方向，每个特征和部件关于本文提供的透视图、分解透视图和横截面图中出现的其他特征和组件的几何形状和方向。所述术语无意于限制性，并且包括具体提及的词语、其中的衍生词以及类似含义的词语。
16.图1a-1b是根据示例性实施例的用于促进碎屑的排气的熔断器组件100的代表性图。熔断器组件100包括设置在熔断器元件106一侧的熔断器壳体102a和设置在该熔断器元件另一侧上的熔断器壳体102b(统称为“熔断器壳体102”)。熔断器壳体102由诸如塑料的非导电材料制成，并形成用于保护熔断器元件106的腔。当熔断器壳体102a与熔断器壳体102b配合时，熔断器元件106被设置在它们之间的外壳(enclosure)中。在非限制性示例中，熔断器壳体102a可以与熔断器壳体102b相同。
17.如本文所使用的，排气是指一旦熔断器元件断开，在熔断器组件100内发生爆裂(explosion)后气态材料的移动。碎屑排气是指所有材料的移动，包括气态材料和非气态材料，诸如来自熔断器元件中的金属和来自熔断器壳体中的塑料，后者在爆裂期间中可能被碳化。因此，碎屑排气是指在熔断器元件断开后在熔断器壳体内外移动的任何和所有材料。
18.熔断器元件106被设置在第一端子104a和第二端子104b(统称为“一个或多个端子104”)之间。熔断器元件106和端子104由诸如铜的导电材料制成。因为熔断器元件106是熔断器组件100有意的薄弱链接，所以熔断器元件106可以比端子104更薄。
19.肋108被设置在熔断器壳体102的内表面内。肋108在熔断器壳体102b中可见，但熔断器壳体102a也可以具有肋(未示出)。肋108通常由与熔断器壳体102相同的材料形成，增加了熔断器壳体内部的表面积。一旦熔断器元件106断开，肋108的增加的表面积提供了用于沉积所产生的碎屑的位置。肋108可以被布置为z字形、十字形、圆形、金字塔或任何其他图案。
20.熔断器壳体102包括用于将两个元件耦合在一起的突起和空隙。如图1b所示，熔断器壳体102b包括两个突起112a和112b以及两个空隙114a和114b(统称为“突起112”和“空隙114”)。端子104同样包括孔110a-d，第一对孔110a和110b是端子104a的一部分，并且第二对孔110c和110d是端子104b的一部分(统称为“孔110”)。孔110a被设置在突起112a上方；孔110b被设置在空隙114a上方；孔110c被设置在空隙114b上方；并且孔110d被设置在突起112b上方。一旦放置在端子104上，熔断器壳体102a的突起将穿过相应的孔110并进入熔断器壳体102b的空隙114。类似地，熔断器壳体102b的突起112将穿过相应的孔110并进入熔断器壳体102a的空隙中以进行适配。以此方式，部件能够彼此固定地配合。
21.在示例性实施例中，孔110是相应端子104的圆形切口。类似地，突起112和空隙114是圆柱形的，其直径近似于孔110的直径。可选地，孔110、突起112和空隙114的形状可以不同于图示，因为熔断器组件100的这些元件的特定形状并不意味着是限制性的。
22.在示例性实施例中，熔断器组件100特征在于端子通气通道，以在过电流事件导致的熔断器元件106断开之后提供用于碎屑排气的路径。通气通道116a和116b彼此邻近并设置在端子104a的孔110a和110b之间。通气通道116c和116d彼此邻近，并设置在端子104b的孔110c和110d之间(统称为“一个或多个通气通道116”和“一个或多个端子通气通道116)。
23.在示例性实施例中，熔断器壳体102b包括侧壁，端子通气通道被设置在该侧壁上。侧壁120a是熔断器壳体102a的一部分，并且侧壁120b和120c是熔断器壳体102b的一部分(统称为“侧壁120”)。侧壁120b包括突起112a和空隙114a，而侧壁120c包括突起112b和空隙114b。当熔断器壳体102a与熔断器壳体102b配合时，侧壁120a与侧壁120b配合。此外，在示例性实施例中，侧壁120a设置在端子通气通道116a和116b的上方，侧壁120b被设置在端子通气通道116a与116b的下方，并且侧壁120c被设置在端子通气通道116c与116d的下方。
24.在示例性实施例中，通气通道116是通过材料去除或减少工艺在相应端子104内形成的。在一些实施例中，通气通道116通过压印操作形成在端子104中。压印是一种在材料表面施加压力的封闭式模锻工艺。压印是一种精密冲压方法，其中金属工件受到高应力，以引起模具形状的变形。在其他实施例中，通气通道116是通过铣削操作在端子104中形成的。铣削是一种使用旋转刀具的加工过程，通过将刀具推进工件来去除材料。在任一种情况下，材料从熔断器组件100的端子104被移除以创建受控尺寸的通道。
25.与在熔断器组件100(诸如熔断器壳体102)的塑料材料中形成通气通道相比，在一些实施例中，使用金属制造工艺(诸如，压印或铣削)，通气通道116的尺寸更容易控制。壳体的塑料材料中形成的通气通道可以因诸如超声波焊接的组装过程而损坏。在熔断器组件的通气通道要被精确控制的情况下，金属制造因此比塑料模制更精确。此外，在一些实施例中，金属制造工艺比塑料模制工艺更具成本效益。在一些实施例中，金属比塑料更容易能够定制形成碎屑排气的精确路径的通气通道。
26.图2a和2b是根据示例性实施例的熔断器组件100的端子通气通道116的代表性图。图2a是端子通气通道116的透视图，并且图2b是设置在熔断器壳体102之间的端子通气通道的侧视图。在图2a中，示出了端子通气通道116a和116b。在示例性实施例中，端子通气通道116在相应端子104中形成三角形楔形切口。在示例性实施例中，三角形楔形形状具有长度l、宽度w和高度h，其高度基本上小于长度或宽度。从数学上讲，端子通气通道116具有以下特征：尺寸l
×w×
h，其中h《《l且h《《w。
27.熔断器壳体102b的侧壁120b用虚线示出。侧壁120b具有尺寸d1。在示例性实施例中，端子通气通道116的宽度w大于尺寸d1。以数学方式表示，w》d1。除了这个限制，通气通道116的形状可以与图2a中所示的矩形形状不同。侧壁120b的宽度与端子通气通道116的宽度之间的这种关系确保了在过电流事件期间将存在形成碎屑流出路径的开口。
28.在图2b中，端子104a被设置在熔断器壳体102a的侧壁120a和熔断器壳体102b的侧壁102b之间。一个或多个端子通气通道116的位置导致端子104a和熔断器壳体102a之间的开口202。在示例性实施例中，端子通气通道116提供用于碎屑从熔断器组件100的内部腔室行进到熔断器组件外部的碎屑路径204。
29.在示例性实施例中，熔断器组件100示出，通过诸如压印/铣削的材料去除/减少工艺，诸如端子通气通道116的受控尺寸通道能够被添加到较高电压熔断器的端子上。熔断器的一种规格称为开路状态电阻(open state resistance，osr)。该特性指示熔断器在断开后保持高电阻(从而持续阻断电流)的可能性有多大。适当通气的熔断器相较于未通气的熔断器具有更高的osr。此外，较高压熔断器比较低压熔断器经历更多的电弧能量。在示例性实施例中，当与熔断器壳体102的组装塑料匹配时，作为熔断器组件100的端子104的一部分的端子通气通道116产生小开口，以在高断开能力期间用于释放压力和碎屑。此外，由于通气通道116是由金属(端子104)形成的，在一些实施例中，与在塑料壳体中形成通气通道相比，它们的形成精度更高。
30.图3a和3b是根据示例性实施例的熔断器组件300的代表性视图，用于促进碎屑的排气。熔断器组件300包括设置在熔断器元件306一侧的熔断器壳体302a和设置在该熔断器元件另一侧上的熔断器壳体302b(统称为“熔断器壳体302”)。熔断器壳体302由诸如塑料的非导电材料制成，并形成用于保护熔断器元件306的腔。当熔断器壳体302a与熔断器壳体302b配合时，熔断器元件306被设置在它们之间的外壳中。在非限制性示例中，熔断器壳体302a可以与熔断器壳体302b相同。
31.熔断器元件306被设置在第一端子304a和第二端子304b(统称为“一个或多个端子304”)之间。熔断器元件306和端子304由诸如铜的导电材料制成。因为熔断器元件306是熔断器组件300有意的薄弱链接，所以熔断器元件306可以比端子304更薄。
32.肋308被设置在熔断器壳体302的内表面内。肋308在熔断器壳体302b中可见，但熔断器壳体302a也可以具有肋(未示出)。肋308通常由与熔断器壳体302相同的材料形成，增加了熔断器壳体内部的表面积。一旦熔断器元件306断开，肋308的增加的表面积提供了用于沉积所产生的碎屑的位置。肋308可以被布置为z字形、十字形、圆形、金字塔或任何其他图案。
33.熔断器壳体302包括用于将两个元件耦合在一起的突起和空隙。如图3b所示，熔断器壳体302b包括两个突起312a和312b以及两个空隙314a和314b(统称为“突起312”和“空隙314”)。端子304同样包括孔310a-d，其中孔310a和310b是端子304a的一部分，并且孔310c和310d是端子304b的一部分(统称为“孔310”)。孔310a被设置在突起312a上方；孔310b被设置在空隙314a上方；孔310c被设置在空隙314b上方；并且孔310d被设置在突起312b上方。一旦放置在端子304上，熔断器壳体302a的突起将穿过相应的孔310并进入熔断器壳体302b的空隙314。类似地，熔断器壳体302b的突起312将穿过相应的孔310并进入熔断器壳体302a的空隙中以进行适配。以此方式，部件能够彼此固定地配合。
34.在示例性实施例中，孔310是相应端子304的圆形切口。类似地，突起312和空隙314是圆柱形的，其直径近似于孔310的直径。可选地，孔310、突起312和空隙314的形状可以不同于图示，因为熔断器组件300的这些元件的特定形状并不意味着是限制性的。
35.在示例性实施例中，熔断器组件300具有端子通气通道，以在过电流事件导致的熔断器元件306断开之后提供用于碎屑排气的路径。通气通道316(在本文中也称为“端子通气通道316”)被设置在终端304a的孔310a和310b之间。尽管在图3b中未示出，但第二通气通道可以被设置在端子304b的孔310c和310d之间。
36.在示例性实施例中，通气通道316是通过材料去除或减少工艺在相应端子104内形
成的。在一些实施例中，通气通道316是通过冲孔或穿孔操作在端子304a中形成的，冲孔或冲孔操作是用于在金属(诸如金属板)中切孔的机械加工过程。在其他实施例中，通气通道316是通过铣削操作在端子304a中形成的。在任一种情况下，从熔断器组件300的端子304a去除材料以创建受控尺寸通道。
37.在示例性实施例中，如图3b所示，熔断器壳体302b包括侧壁320a、320b和320c(统称为“侧壁320”)。侧壁320b包括突起312a和空隙314a。类似地，侧壁320c包括空隙314b和突起312b。当相应的熔断器壳体302a和302b彼此配合时，侧壁320就会配合。此外，在示例性实施例中，侧壁320b被设置在端子通气通道316的下方。
38.图4a和4b是根据示例性实施例的熔断器组件300的端子通气通道316的代表性图。图4a是端子通气通道316的透视图，并且图4b是设置在熔断器壳体302之间的端子通气通道的侧视图。还参考图3b，熔断器壳体302b具有侧壁320b和320c，其中端子通气通道316被设置在侧壁320a上方。在非限制性示例中，端子通气通道316被示出为具有椭圆形形状，但端子通气通道的形状可以不同。在示例性实施例中，端子通气通道316在其最长点处具有尺寸d2，而跨侧壁320b的距离为d3。在示例性实施例中，d2长于d3(d2》d3)。换句话说，端子通气通道316与侧壁320b的宽度重叠。端子通气通道316与侧壁320b重叠的布置导致两个开口402a和402b(统称为“开口402”)，其中开口402b位于熔断器室上方，并且开口402a位于熔断器室外部。
39.在图4b中，端子304a被设置在熔断器壳体302a和熔断器壳体302b的熔断器侧壁320b之间。同样在图4a中示出的开口402a和402b被设置在熔断器壳体302的任一侧。端子通气通道316的位置导致端子304a和熔断器壳体302之间的开口402。在示例性实施例中，端子通气通道316提供用于碎屑从熔断器组件300的内部腔室行进到熔断器组件外部的碎屑路径404。
40.熔断器组件100示出了四个端子通气通道116，两个在一个端子上，并且两个位于另一个端子。熔断器组件300示出了两个端子中的一个上的单个端子通气通道。这些配置的组合是可能的。例如，熔断器组件300可以具有在端子304的孔310之间彼此邻近地设置的两个端子通气通道316。此外，熔断器组件300的两个端子304可以包括端子通气通道316。或者熔断器组件100可以具有设置在端子104的孔110之间的单个端子通气通道116。此外，熔断器组件100和300可以具有两种类型的端子通气通道116和316。其他组合也是可能的，因为图示并不意味着限制。
41.图5是根据示例性实施例的用于促进碎屑排气的熔断器组件500的代表图。熔断器组件500包括设置在熔断器元件506一侧的熔断器壳体502a和设置在该熔断器元件另一侧上的熔断器壳体502b(统称为“熔断器壳体502”)。熔断器壳体502a是透明的，使得熔断器组件500的其他特征是可见的。熔断器壳体502由诸如塑料的非导电材料制成，并形成用于保护熔断器元件506的腔。当熔断器壳体502a与熔断器壳体502b配合时，熔断器元件506被设置在它们之间的外壳中。在非限制性示例中，熔断器壳体502a可以与熔断器壳体502b相同。
42.熔断器元件506被设置在第一端子504a和第二端子504b(统称为“一个或多个端子504”)之间。熔断器元件506和端子504由诸如铜的导电材料制成。因为熔断器元件506是熔断器组件500有意的薄弱链接，所以熔断器元件506可以比端子504更薄。
43.熔断器组件500的特征在于熔断器组件100和300中的其他元件，诸如肋、突起和空
隙。为了简化说明，这些元件在图5中未被标注。然而，熔断器组件500的端子504以类似于熔断器组件100和300的方式布置在熔断器壳体502之间。
44.孔510a和510b被标注为端子504a的一部分，但端子504b同样包括如图所示的孔(统称为“孔510”)。在示例性实施例中，在孔510a和510b之间，熔断器组件500具有端子通气通道516，以提供在熔断器元件506断开后用于碎屑排气的路径。
45.在示例性实施例中，熔断器壳体502b包括侧壁520，端子通气通道516被设置在该侧壁520上。侧壁520之所以被标注，是因为与侧壁120(熔断器组件100)和320(熔断器组件300)的宽度一样，其宽度决定了端子通气通道516的尺寸。即，端子通气通道516比侧壁520宽，确保在熔断器组件500的外壳内(熔断器元件506所在的位置)存在开口，并且在熔断器壳体502的外部存在开口。在示例性实施例中，端子通气通道516包括比孔510b更靠近孔510a的弯曲。端子通气通道516可以被描述为稍微s形。在一些实施例中，端子通气通道516的弯曲可以基于熔断器元件506的配置。尽管在图5中未示出，但端子504可以类似地包括端子通气通道。
46.在示例性实施例中，端子通气通道516是通过材料去除或减少工艺(诸如铣削或压印)在端子504内形成的，其中材料从熔断器组件500的端子504去除以创建受控尺寸通道。
47.因此，熔断器组件100、300和500提供端子通气通道，以便于在熔断器元件断开的过电流事件之后促进碎屑的排气。与常规的熔断器组件相反，在一些实施例中，端子通气通道形成在端子内，而不是形成在壳体内，因为塑料制成的通气通道不如金属制成的通气通道准确且成本更高。此外，在示例性实施例中，为通气通道定制的精确形状的能力在金属中比在塑料中更成功。
48.如本文所用，以单数形式叙述并以“一”或“一个”开头的元素或步骤应被理解为不排除复数元素或步骤，除非明确叙述了此类排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用不打算被解释为排除同样纳入所述特征的附加实施例的存在。
49.虽然本公开参考了某些实施例，但在不脱离如一个或多个所附权利要求中所定义的本公开的领域和范围的情况下，对所述实施例的许多修改、变更和改变是可能的。因此，本公开不限于所描述的实施例，而是具有由以下权利要求及其等价物的语言所定义的完整范围。

技术特征：
1.一种熔断器组件，包括：熔断器元件，其设置在第一端子和第二端子之间，所述熔断器元件响应于过电流事件而断开；以及端子通气通道，其设置在所述第一端子中，所述端子通气通道在所述过电流事件期间提供用于碎屑排气的路径。2.根据权利要求1所述的熔断器组件，还包括：切入所述第一端子中的第一对孔；以及切入所述第二端子中的第二对孔。3.根据权利要求2所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道被设置在所述第一对孔之间。4.根据权利要求1所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道形成切入所述第一端子的三角形楔形。5.根据权利要求1所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道具有椭圆形形状。6.根据权利要求1所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道是切入所述第一端子的s形。7.根据权利要求2所述的熔断器组件，还包括第二端子通气通道，以在所述过电流事件期间提供用于碎屑排气的第二路径。8.根据权利要求7所述的熔断器组件，其中，所述第二端子通气通道形成在与所述端子通气通道邻近的所述第一端子中。9.根据权利要求7所述的熔断器组件，其中，所述第二端子通气通道形成在所述第二端子中并设置在所述第二对孔之间。10.根据权利要求1所述的熔断器组件，还包括具有第一尺寸的侧壁的熔断器壳体，其中所述端子通气通道被设置在所述侧壁上方。11.根据权利要求1所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道具有第二尺寸，其中所述第二尺寸大于第一尺寸。12.根据权利要求1所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道被设置在所述熔断器壳体的侧壁上方。13.根据权利要求12所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道具有椭圆形形状。14.根据权利要求13所述的熔断器组件，其中，所述椭圆形形状具有第一尺寸，并且所述侧壁具有第二尺寸，其中所述第一尺寸大于所述第二尺寸。15.一种熔断器组件，包括：熔断器元件，其响应于过电流事件而断开，导致碎屑排气；第一熔断器壳体，其包括第一侧壁；第二熔断器壳体，其包括第二侧壁，其中当所述第一熔断器壳体与所述第二熔断器壳体配合时，所述第一侧壁与所述第二侧壁配合，其中所述熔断器元件设置在其间的腔中；以及端子，其包括端子通气通道，其中所述端子通气通道被设置在所述第一侧壁上方，所述端子通气通道形成用于碎屑排气的移动的路径。16.根据权利要求15所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道具有椭圆形形状。
17.根据权利要求15所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道具有三角形楔形形状。18.根据权利要求15所述的熔断器组件，其中，所述端子通气通道具有s形形状。19.根据权利要求15所述的熔断器组件，其中，所述第一侧壁具有第一尺寸，并且所述端子通气通道具有不同于所述第一尺寸的第二尺寸。20.根据权利要求19所述的熔断器组件，其中，所述第二尺寸大于所述第一尺寸。

技术总结
公开了熔断器端子设计。熔断器组件包括熔断器元件和端子通气通道。熔断器元件位于第一端子和第二端子之间。熔断器元件响应过电流事件而断开。端子通气通道位于第一端子中，并在过电流事件期间为碎屑的排气提供路径。过电流事件期间为碎屑的排气提供路径。过电流事件期间为碎屑的排气提供路径。


技术研发人员：马修
受保护的技术使用者：力特保险丝公司
技术研发日：2023.01.06
技术公布日：2023/7/11