CN109411309B - 熔断结构及熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种熔断结构，包括：熔断元件，所述熔断元件是由过流保护膜片卷制或折叠而成的多层结构，所述多层结构的层与层之间保持间隙设置，且所述间隙内填充有绝缘材料。该熔断结构将熔断元件由过流保护膜片卷制或折叠成多层结构，一方面能在不增加熔断元件厚度的前提下，提高整体的结构强度，另一方面能方便绝缘材料的设置，并大幅提高绝缘材料的填充面积，使熔断结构在正常工作时产生的热量能更多、更快地传递给绝缘材料，从而使熔断结构具有较好的散热效果，熔断安全快速，且燃弧时间短。本发明还提供了一种包括上述熔断结构的熔断器。

Description

熔断结构及熔断器

技术领域

本发明涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种熔断结构及熔断器。

背景技术

熔断器作为一种保护设备常用于保护电路中的电子元件或电气设备。当电路中的瞬间电流超过预定的电流额值时，熔断器中的熔断结构会因过大的电流所产生的热量而被高温烧熔，进而形成断路，使过电流不再流入电路中，以保护电路及电气设备免于受损。

现有的熔断器，尤其是电流及电压额值较高的熔断器基本都是采用较厚的片状熔断结构。申请人在长期的生产应用中发现，现有的熔断结构在过电流下熔断时燃弧时间长，熔断速度慢，且较难分断过载电流，不利于所连接电路中其它电器的安全及人身安全。

发明内容

基于此，本发明提供了一种熔断结构及熔断器，旨在解决现有熔断结构在过电流下熔断时燃弧时间长，熔断速度慢，且较难分断过载电流，不利于所连接电路中其它电器的安全及人身安全的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的熔断结构采用的技术方案是：

熔断结构，包括：熔断元件，所述熔断元件是由过流保护膜片卷制或折叠而成的多层结构，所述多层结构的层与层之间保持间隙设置，且所述间隙内填充有绝缘材料。

进一步的，所述熔断元件包括熔断体和辅助熔断结构；所述辅助熔断结构包括间隔设于所述过流保护膜片的若干通孔；所述熔断体包括若干熔断部；所述熔断部由相邻所述通孔之间的所述过流保护膜片提供。

进一步的，所述通孔沿所述过流保护膜片的卷制或折叠方向等间距分布，所述熔断部由沿卷制或折叠方向分布的相邻所述通孔之间的所述过流保护膜片提供。

进一步的，所述熔断部宽度为0.1～0.3mm。

进一步的，在所述多层结构两端部的所述间隙内分别设有第一连接片和第二连接片；靠近所述多层结构端部的若干所述通孔与所述端部之间的间距≥10mm。

进一步的，所述层与层之间的间隙与所述第一连接片和所述第二连接片的厚度相等。

进一步的，所述过流保护膜片的厚度≤0.05mm。

本发明提供的一种熔断器，包括上述熔断结构。

进一步的，该熔断器包括第一连接端子和第二连接端子，所述熔断结构设于所述第一连接端子和所述第二连接端子之间。

进一步的，该熔断器还包括第一端帽和第二端帽，所述第一连接端子经所述第一端帽与所述熔断结构相连，所述第二连接端子经所述第二端帽与所述熔断结构相连。

基于上述技术方案，本发明的熔断结构及熔断器相对于现有技术至少具有以下有益效果：

本发明的熔断结构及熔断器，将熔断元件由过流保护膜片卷制或折叠成多层结构，一方面能在不增加熔断元件厚度的前提下，提高整体的结构强度，另一方面能方便绝缘材料的设置，并大幅提高绝缘材料的填充面积，使熔断结构在正常工作时产生的热量能更多、更快地传递给绝缘材料，从而使熔断结构具有较好的散热效果，熔断安全快速，且燃弧时间短。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种熔断器的分解结构示意图；

图2为图1的剖视示意图；

图3为图1和图2中过流保护膜片的结构示意图；

图4为图3中A处放大示意图；

图5为图3中过流保护膜片用作熔断元件时的一种结构示意图；

图6为图3中过流保护膜片用作熔断元件时的另一种结构示意图；

附图标记说明：

100：过流保护膜片；110：通孔；120：熔断部；210：第一连接片；220：第二连接片；300：外壳；410：第一连接端子；420：第二连接端子；510：第一端帽；520：第二端帽；511：第一凹槽；600：螺纹连接件；d1：靠近多层结构端部的若干通孔与端部之间的间距；d2：熔断部的宽度；d3：过流保护膜片的厚度；d4：层与层之间的间隙。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，以下实施例中的上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

参照图1至图6所示，本发明实施例提供的熔断结构，包括：熔断元件，该熔断元件是由过流保护膜片100卷制或折叠而成的多层结构，多层结构的层与层之间保持间隙d4设置，且间隙d4内填充有绝缘材料(未示出)。将熔断元件由过流保护膜片100卷制或折叠成多层结构，一方面能在不增加熔断元件厚度d3的前提下，提高整体的结构强度，另一方面能方便绝缘材料的设置，并大幅提高绝缘材料的填充面积，使熔断结构在正常工作时产生的热量能更多、更快地传递给绝缘材料，从而使熔断结构具有较好的散热效果，熔断安全快速，且燃弧时间短。

上述过流保护膜片100由银、铜、银铜合金或其他现有的电导率高且熔点高的材料制作而成。为了保证过流保护膜片100的厚度d3较薄，可采用现有的黄光蚀刻制程进行制作。

可选的，上述熔断元件由过流保护膜片100卷制成多层筒状结构，具体在本实施例中，该熔断元件由过流保护膜片100卷制成螺旋状，并且呈空心柱状，方便制作和安装。当然，该熔断元件也可以由过流保护膜片100卷制成方筒形或其他任意形状。另一种可选的结构是，上述熔断元件由过流保护膜片100经夹具反复折叠或其他方式制成折叠式的多层结构。用户可根据熔断结构的安装空间或其他实际应用需求选择熔断元件的形状，对此不作限制。

进一步的，参照图1和图2所示，熔断元件包括熔断体和辅助熔断结构；辅助熔断结构包括间隔设于过流保护膜片100的若干通孔110；熔断体包括若干熔断部120；熔断部120由相邻通孔110之间的过流保护膜片100提供。

该熔断结构通过在过流保护膜片100上设置若干通孔110，能够大幅减小熔断体的整体熔断面积，并且相邻通孔110之间单个熔断部120的熔断面积相对更小，从而能极大的减小电弧能量、缩短燃弧时间，即使在电流及电压额值较高的电路中使用时，也能在过电流时快速熔断，以有效的保护电路、电气设备及用户的人生安全，具有较高的安全性和可靠性。

进一步的，在本实施例中，通孔110沿过流保护膜片100的卷制或折叠方向(或者说沿图2和图3中Y轴所示方向)等间距分布，熔断部120由沿卷制或折叠方向分布的相邻通孔110之间的过流保护膜片100提供。由于只有在同一个卷制或折叠方向的各熔断部120快速熔断才能使熔断元件整体呈断路状态，故将沿同一过流保护膜片100的卷制或折叠方向的各通孔110等间距分布，有利于确保各熔断部120能同步、快速熔断，从而提升熔断元件整体的熔断速率，进一步确保使用的安全性和可靠性。

由于熔断元件通常具有一定的长度，故各通孔110在过流保护膜片100上呈阵列分布，定义沿同一卷制或折叠方向(或者参照图2和图3中Y轴所示方向)的通孔110为同一排通孔110，则在熔断元件的长度方向上间隔分布有多排通孔110。各通孔110优选在过流保护膜片100上呈矩形阵列分布，以方便加工制造；当然，排与排的通孔110之间也可以错位分布。由于同一排的熔断部120与不同排的熔断部120之间的熔断方式不同，前者主要取决于电路电流，后者主要取决于电路电压，而在过流保护中，只需同一排的各熔断部120均熔断即可达到断路的目的，故通孔110的排数以及相邻排通孔110之间的间距具体可根据熔断器的额定电压进行相应的选择设计，排数越多该熔断元件的耐压越高。

进一步的，为了尽可能的提高熔断速率，同时避免通孔110过多而导致熔断部120的结构强度较弱易断裂而影响被保护电路的正常运行，熔断部120宽度d2优选为0.1～0.3mm，并进一步优选为0.2mm。

类似的，为了尽可能的提高熔断速率，过流保护膜片100的厚度d3优选≤0.05mm。

进一步的，在本实施例中，在多层结构两端部的间隙d4内分别设有第一连接片210和第二连接片220；实际制作时，该第一连接片210和第二连接片220的宽度d2优选与过流保护膜片100的宽度d2大致相同，可以通过焊接(该焊接方式可以采用电阻焊、钎焊等)或粘接等方式将第一连接片210、第二连接片220分别固连于过流保护膜片100的两端，再一起卷制或折叠呈多层结构，更加方便卷制或折叠操作。层与层之间的间隙d4优选与第一连接片210和第二连接片220的厚度相等，即该第一连接片210和第二连接片220优选采用相同的尺寸结构，尤其是保证厚度d3相同，利用第一连接片210/第二连接片220的厚度来控制多层结构的层与层之间的间隙d4，有利于保证该间隙d4均匀分布，从而有利于提高该熔断元件整体的熔断及散热效果。此外，该第一连接片210和第二连接片220在起到便于安装和连接外部结构的同时，还能在熔断元件的制作及使用过程中起到较好的支撑定位作用，提高了熔断元件的结构稳固性。

需要说明的是，上述卷绕或折叠的层数取决于所做熔断器的型号，此处不做限制。

上述第一连接片210和第二连接片220的材质优选为铜，但不局限于铜，也可以采用其他现有的导电材料。

由于多层结构的两端部通常需要与外部结构相连，或者通过上述第一连接片210和第二连接片220进行安装或与外部结构相连，故靠近多层结构端部的若干通孔110与端部之间通常留有一定的间距d1，为确保安装的便利性及结构的稳定性，该间距d1优选≥10mm。

进一步的，在本实施例中，上述通孔110的形状可以是圆形、椭圆形、菱形等形状，但不局限于这些形状；通孔110的孔径在1.5～5mm范围内时效果较佳。

本发明实施例还提供了一种熔断器，包括上述熔断结构。由于与本发明熔断结构实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

进一步的，在本实施例中，该熔断器包括第一连接端子410和第二连接端子420，熔断结构设于第一连接端子410和第二连接端子420之间。通过第一连接端子410和第二连接端子420能方便的将熔断结构接入到被保护的电路中。

上述第一连接端子410可以是一个整体，也可以是上下两部分组成；同理，第二连接端子420可以是一个整体，也可以由上下两部分组成；第一连接端子410和第二连接端子420由导电率高的铜或其它材质制成。

进一步的，在本实施例中，由于上述第一连接端子410和第二连接端子420的形状及尺寸大小通常与熔断结构的形状及尺寸大小不同，故为了方便安装固定，该熔断器还包括第一端帽510和第二端帽520，第一连接端子410经第一端帽510与熔断结构相连，第二连接端子420经上述第二端帽520与熔断结构相连。

具体在本实施例中，上述第一连接端子410通过螺纹连接件600固定在第一端帽510的一侧，第一端帽510的另一侧设有用于安装熔断结构一端部的第一凹槽511；类似的，上述第二连接端子420通过螺纹连接件600固定在第二端帽520的一侧，第二端帽520的另一侧设有用于安装熔断结构另一端部的第二凹槽(未示出)。熔断结构的两端部可分别通过焊接固定于第一凹槽511和第二凹槽中，该焊接方式可以采用钎焊、回流焊等。

上述第一端帽510和第二端帽520由铜或是其它导电率高的材料制成。

为了方便绝缘材料的填充，上述第一端帽510和第二端帽520上还可以设有填充孔(未示出)。

在实际应用时，为了使用的安全性，上述熔断结构外还套设有外壳300，该外壳300的两端分别与第一端帽510和第二端帽520固定连接。外壳300由绝缘性佳，机械强度高的陶瓷或是玻璃纤维或是其它非金属材料组成，其形状可以是圆管形，或是柱形。外壳300与熔断结构保持间距设置，两者之间优选填充有绝缘材料。

上述绝缘材料优选为具有高导热率的石英砂或其他材料。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.熔断结构，其特征在于，包括：熔断元件，所述熔断元件是由过流保护膜片卷制或折叠而成的多层结构，所述多层结构的层与层之间保持间隙设置，且所述间隙内填充有绝缘材料，在所述多层结构两端部的所述间隙内分别设有第一连接片和第二连接片。

2.如权利要求1所述的熔断结构，其特征在于：所述熔断元件包括熔断体和辅助熔断结构；所述辅助熔断结构包括间隔设于所述过流保护膜片的若干通孔；所述熔断体包括若干熔断部；所述熔断部由相邻所述通孔之间的所述过流保护膜片提供。

3.如权利要求2所述的熔断结构，其特征在于：所述通孔沿所述过流保护膜片的卷制或折叠方向等间距分布，所述熔断部由沿卷制或折叠方向分布的相邻所述通孔之间的所述过流保护膜片提供。

4.如权利要求3所述的熔断结构，其特征在于：所述熔断部宽度为0.1～0.3mm。

5.如权利要求2所述的熔断结构，其特征在于：靠近所述多层结构端部的若干所述通孔与所述端部之间的间距≥10mm。

6.如权利要求1所述的熔断结构，其特征在于：所述层与层之间的间隙与所述第一连接片和所述第二连接片的厚度相等。

7.如权利要求1至6中任一项所述的熔断结构，其特征在于：所述过流保护膜片的厚度≤0.05mm。

8.熔断器，其特征在于：包括权利要求1至7中任一项所述的熔断结构。

9.如权利要求8所述的熔断器，其特征在于：包括第一连接端子和第二连接端子，所述熔断结构设于所述第一连接端子和所述第二连接端子之间。

10.如权利要求9所述的熔断器，其特征在于：还包括第一端帽和第二端帽，所述第一连接端子经所述第一端帽与所述熔断结构相连，所述第二连接端子经所述第二端帽与所述熔断结构相连。

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