CN110544555B - 一种绝缘导线及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种绝缘导线及其制造方法，其中绝缘导线包括导电线芯以及包覆在导电线芯外的绝缘层，所述导电线芯由多股金属导线绞合而成，每一金属导线的外层都具有第一可焊金属层，且绞合后的多股金属导线之间的间隙以及金属导线与绝缘层之间的间隙中还具有第二可焊金属层，以解决现有的多股镀锡铜线的股与股之间存在缝隙，温度保险丝的助熔断剂受热熔化后会从这些缝隙中渗出的问题。
Description
技术领域
本发明涉及导线领域，具体是涉及一种绝缘导线及其制造方法。
背景技术
温度保险丝(热熔断体)是一种装有热元件(易熔合金成型成规定尺寸，也叫感温体)的不可复位的电路热保护器件，当它暴露在超过所设计的温度(即温度保险丝的额定动作温度：使温度保险丝导电状态改变的温度，详见国标GB9816-2009 3.10的额定动作温度定义)下达到一个足够长的时间会将电路断开，从而保护电路。
现有的温度保险丝通常由引脚、陶瓷或者塑胶保护外壳、助熔断剂和易熔合金组成。此类温度保险丝的结构是：外壳包裹着涂覆有助熔断剂的易熔合金，并通过引脚与外部电路实现电气热互联。易熔合金和引脚通过易熔合金在助焊剂作用下进行钎焊形成整体。在外电路的温度高于温度保险丝的额定温度时，易熔合金将快速在助熔断剂的促进下断开并收缩至引脚两端实现断路，从而切断被保护的外部电路。
现有温度保险丝的引脚材料主要是镀锡铜线。在某些领域，引脚为了绝缘，温度保险丝的引脚采用绝缘镀锡铜线。目前市场上的绝缘镀锡铜线为单股绝缘镀锡铜线，或者多股(相对独立)镀锡铜线。其中单股绝缘镀锡铜线在安装时太硬导致安装困难。而多股镀锡铜线一方面太软，在生产温度保险丝时困难；另一方面，多股绝缘镀锡铜线的股与股之间存在缝隙，在温度保险丝使用过程中，其内部的助熔断剂因受热熔化而可能沿多股绝缘镀锡铜线的缝隙渗出，最终导致温度保险丝无助熔断剂从而失效，无法实现热熔断而保护电路的目的，存在发生火灾的隐患。
发明内容
本发明旨在提供一种绝缘导线，以解决现有的多股镀锡铜线的股与股之间存在缝隙，温度保险丝的助熔断剂受热熔化后会从这些缝隙中渗出的问题。
具体方案如下：
一种绝缘导线，包括导电线芯以及包覆在导电线芯外的绝缘层，所述导电线芯由多股金属导线绞合而成，每一金属导线的外层都具有第一可焊金属层，且绞合后的多股金属导线之间的间隙以及金属导线与绝缘层之间的间隙中还具有第二可焊金属层。
进一步的，所述第一可焊金属层为镍层，所述第二可焊金属层为锡层。
进一步的，所述第一可焊金属层的硬度小于金属导线的硬度。
进一步的，所述金属导线包括了至少两种直径的金属线芯，较小直径的金属线芯填充与较大直径的金属线芯之间的缝隙，以及较大直径的金属线芯与绝缘层之间的缝隙中。
进一步的，所述金属导线包括较大直径的铜线芯和较小直径的钢线芯。
本发明还提供了一种绝缘导线的制造方法，以制得上述的绝缘导线，包括以下步骤：
S1、准备单股金属导线，该金属导线的外壁为第一可焊金属层；
S2、将多股金属导线绞合成单束的导线束；
S3、对经过步骤S2绞合后的导线束上形成第二可焊金属层，该第二可焊金属层将导线束包覆且填充多股金属导线之间的缝隙，以形成导电线芯；
S4、对步骤S3制得的导电线芯进行绝缘层批覆，以形成包覆于导电线芯外的绝缘层。
本发明还提供了另一种绝缘导线的制造方法，以制得上述的绝缘导线，包括以下步骤：
S1、准备单股金属导线，在该金属导线的外壁上形成第一可焊金属层；
S2、将经过步骤S1处理的多股金属导线绞合成单束的导线束；
S3、对经过步骤S2绞合后的导线束上形成第二可焊金属层，该第二可焊金属层将导线束包覆且填充多股金属导线之间的缝隙，以形成导电线芯；
S4、对步骤S3制得的导电线芯进行绝缘层批覆，以形成包覆于导电线芯外的绝缘层。
本发明提供的绝缘导线与现有技术相比较具有以下优点：
1、本发明提供的绝缘导线相对于现有的单股绝缘镀锡铜线，在相同直径下，本发明的导电线芯由较小线芯直径的多股金属导线绞合而成，因此较单股绝缘镀锡铜线更柔软，便于安装，而且如果绞合线的其中一根受损，也不会导致整个线的断裂。
2、本发明提供的绝缘导线相对于现有的多股绝缘镀锡铜线，本发明提供的绝缘导线多股金属导线之间的间隙以及金属导线与绝缘层之间的间隙都被第二可焊金属层填充满，因此其在作为温度保险丝的引脚时，温度保险丝内部的助熔断剂无法从该绝缘导线中渗出，保证了温度保险丝的正常使用。
附图说明
图1示出了实施例1中的绝缘导线的截面图。
图2示出了实施例4中的绝缘导线的截面图。
图3示出了实施例5中的绝缘导线的截面图。
图4示出了实施例6中的绝缘导线的截面图。
图5示出了实施例7中的绝缘导线的制造过程的示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种绝缘导线，该绝缘导线的截面如图1所示。具体的，该绝缘导线包括导电线芯1以及包覆在导电线芯1外部的绝缘层2。
其中，绝缘层2可以由诸如PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯，polybutyleneterephthalate)，PA66(聚己二酰己二胺，Polyamide 66)，FEP(全氟乙烯丙烯共聚物，Fluorinated ethylene propylene)，ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物，ethylene tetrafluoro ethylene)等材料制成。
导电线芯1由多股金属导线10绞合而成，图1中示出的是导电线芯1由4股金属导线10绞合而成，但并不限定于此，还可以是其它股数的金属导线10绞合而成，例如2股、3股、5股或者更多股数的金属导线10绞合而成。其中，金属导线10可以是由纯铜、纯银、纯金等金属材料制成，也可以由铜包铝、铜包钢、银包铝、银包钢以及铜合金、银合金等材料制成，而从导电性以及成本上的考量，优选由纯铜制成。
每一金属导线10的外层都具有一第一可焊金属层11，该第一可焊金属层11为纯锡，锡合金、纯银、银合金、纯镍、镍合金、纯金以及金合金。在本实施例中，从成本以及工艺操作上的考量，第一可焊金属层11优先为锡合金，在金属导线10的外层形成的第一可焊金属层11可以通过诸如电镀、热镀、搪锡等工艺形成。
且绞合的多股金属导线10之间以及其与绝缘层2之间的间隙中还具有第二可焊金属层12，该第二可焊金属层12为纯锡，锡合金、纯银、银合金、纯镍、镍合金、纯金以及金合金。在本实施例中，从成本以及工艺操作上的考量，第二可焊金属层12优先为锡合金，该第二可焊金属层12可以通过诸如电镀、热镀、搪锡等工艺形成。
需明确的是，在本实施例中，如果金属导线10的外层本身就是可焊金属，该金属导线10的外层即可直接作为该第一可焊金属层11。例如，该金属导线10为纯铜导线，该纯铜导线经过除氧化层后可直接通过诸如电镀、热浸镀、搪锡等工艺形成第二可焊金属层12，即该纯铜导线的本身也是第一可焊金属层11。而如果该金属导线10为铜包铝导线，该铜包铝导线经过除氧化层后可直接通过诸如电镀、热镀、搪锡等工艺形成第二可焊金属层12，即该铜包铝导线的外层铜层本身也作为第一可焊金属层11。
本实施例中的绝缘导线的导电线芯1由较小线芯直径的多股金属导线10绞合而成，因此相对于现有的单股绝缘镀锡铜线更柔软，便于安装，而且如果绞合线的其中一根受损，也不会导致整个线的断裂。多股金属导线10之间的间隙以及金属导线与绝缘层2之间的间隙都被第二可焊金属层12填充满，因此其在作为温度保险丝的引脚时，温度保险丝内部的助熔断剂无法从该绝缘导线中渗出，保证了温度保险丝的正常使用。
实施例2
本实施例也提供了一种绝缘导线，该绝缘导线与实施例1中的绝缘导线的结构大致相同，其差别在于，本实施例中的第一可焊金属层11为镍层，第二可焊金属层12为锡层，这里所说的镍层包括以镍为主体的镍合金层，锡层包括以锡为主体的锡合金层。其中镍层可以减缓使用过程中，金属导线10向第二可焊金属层12中扩散。
实施例3
本实施例也提供了一种绝缘导线，该绝缘导线与实施例1中的绝缘导线的结构大致相同，其差别在于，本实施例中的第一可焊金属层11的硬度小于金属导线10的硬度，例如第一可焊金属层11为锡层，金属导线10为铜包钢导线，第一可焊金属层11的硬度低，在绞合过程中更不易形成大的缝隙，有利于后续第二可焊金属层12将缝隙填充满。
实施例4
本实施例也提供了一种绝缘导线，该绝缘导线与实施例1中的绝缘导线的结构大致相同，其差别在于，本实施例中的金属导线10包括了至少两种直径的金属线芯。参考图2，在本实施例中以金属导线10包括具有两种直径的线芯为例来进行说明，为了便于描述，将直径较大的线芯定义为第一线芯100，直径较小的线芯定义为第二线芯101，第一线芯100和第二线芯101的外层都具有第一可焊金属层11。第二线芯101填充于多股第一线芯100之间的间隙以及第一线芯100与绝缘层2之间的间隙中，以减小该金属导线10绞合后的间隙，有利于后续第二可焊金属层12将缝隙填充满。
其中，第一线芯100和第二线芯101可以由相同的材料制成，也可以由不同的材料制成，例如第一线芯100由纯铜材料制成，以使该绝缘导线具有更小的内阻，而第二线芯101可以是细钢丝等高强度的材料，以使该绝缘导线具有更好的抗拉性能。
实施例5
本实施例也提供了一种绝缘导线，该绝缘导线与实施例1中的绝缘导线的结构大致相同，其差别在于，实施例1中的绝缘导线的绝缘层为单层，而本实施例中的绝缘导线的绝缘层为多层。参考图3，在本实施例中，以绝缘层具有三层绝缘层为例来进行说明，但并不限定于此，其可以根据不同的需求而相应增减。
为了便于描述，将本实施例中的各绝缘层从内至外分别定义为第一绝缘层20、第二绝缘层21和第三绝缘层22，各绝缘层可由相同的材料制成，也可由不同的材料制成，其可以根据各绝缘层所要实现的相应的功能来选择相应的材料。例如，第一绝缘层20为主绝缘层，第二绝缘层21为隔热绝缘层，第三层为阻燃绝缘层。
实施例6
本实施例也提供了一种绝缘导线，该绝缘导线与实施例4中的绝缘导线的结构大致相同，其差别在于，实施例4中的绝缘导线的绝缘层为单层，而本实施例中的绝缘导线的绝缘层为多层。参考图4，在本实施例中，以绝缘层具有三层绝缘层为例来进行说明，但并不限定于此，其可以根据不同的需求而相应增减。
为了便于描述，将本实施例中的各绝缘层从内至外分别定义为第一绝缘层20、第二绝缘层21和第三绝缘层22，各绝缘层可由相同的材料制成，也可由不同的材料制成，其可以根据各绝缘层所要实现的相应的功能来选择相应的材料。例如，第一绝缘层20为主绝缘层，第二绝缘层21为隔热绝缘层，第三层为阻燃绝缘层。
实施例7
本实施例提供了一种绝缘导线的制造方法，参考图5，该制造方法包括以下步骤：
S1、在单股金属导线10的外壁上形成第一可焊金属层11。单股金属导线10的外壁上形成第一可焊金属层11可以通过诸如电镀、热镀、搪锡等工艺形成。
而如果步骤S1中的金属导线10外层本身就是可焊金属，该金属导线10的外层即可直接作为该第一可焊金属层11。例如，该金属导线10为纯铜导线，该纯铜导线经过除氧化层后可直接通过诸如电镀、热浸镀、搪锡等工艺形成第二可焊金属层12，即该纯铜导线的本身也是第一可焊金属层11。而如果该金属导线10为铜包铝导线，该铜包铝导线经过除氧化层后可直接通过诸如电镀、热镀、搪锡等工艺形成第二可焊金属层12，即该铜包铝导线的外层铜层本身也作为第一可焊金属层11。当然也可以将该金属导线10与其它普通导线一样，在其外层上再形成一层第一可焊金属层11。
S2、将多股经过步骤S1处理的金属导线10绞合成单束的导线束10a。
S3、对经过步骤S2绞合后的导线束10a上形成第二可焊金属层12，该第二可焊金属层12将导线束10a包覆且填充多股金属导线10之间的缝隙，以形成导电线芯1。该第二可焊金属层12可以通过诸如电镀、热镀、搪锡等工艺形成。
S4、对步骤S3制得的导电线芯1进行绝缘层批覆，以形成包覆于导电线芯1外的绝缘层2。本实施例的图5中仅示出了绝缘层2为单层的示意图，但并不限定于此，其可以根据实际需求批覆多层的绝缘层。
通过该制造方法制得的绝缘导线的导电线芯1由较小线芯直径的多股金属导线10绞合而成，因此相对于现有的单股绝缘镀锡铜线更柔软，便于安装，而且如果绞合线的其中一根受损，也不会导致整个线的断裂。另外，多股金属导线10之间的间隙以及金属导线与绝缘层2之间的间隙都被第二可焊金属层12填充满，因此其在作为温度保险丝的引脚时，温度保险丝内部的助熔断剂无法从该绝缘导线中渗出，保证了温度保险丝的正常使用。
另外，本实施例中的金属导线10先镀第一可焊金属层11，然后在进行绞合后形成第二可焊金属层12，目的为了使第二可焊金属层12能更好的填充缝隙。因为通常情况下第一可焊金属层11的硬度都比较低，在绞合过程中更不易形成大的缝隙。其次，在优先镀第一可焊金属层11后，可以避免金属导线10的氧化，便于金属导线10的储存和运输。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于温度保险丝引脚的绝缘导线，包括导电线芯以及包覆在导电线芯外的绝缘层，其特征在于：所述导电线芯由多股金属导线绞合而成，每一金属导线的外层都具有第一可焊金属层，且绞合后的多股金属导线之间的间隙以及金属导线与绝缘层之间的间隙中还具有第二可焊金属层；
所述第一可焊金属层为镍层，所述第二可焊金属层为锡层；
所述第一可焊金属层的硬度小于金属导线的硬度。
2.根据权利要求1所述的绝缘导线，其特征在于：所述金属导线包括了至少两种直径的金属线芯，较小直径的金属线芯填充与较大直径的金属线芯之间的缝隙，以及较大直径的金属线芯与绝缘层之间的缝隙中。
3.根据权利要求2所述的绝缘导线，其特征在于：所述金属导线包括较大直径的铜线芯和较小直径的钢线芯。
4.一种根据权利要求1所述的绝缘导线的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备单股金属导线，该金属导线的外壁为第一可焊金属层；
S2、将多股金属导线绞合成单束的导线束；
S3、对经过步骤S2绞合后的导线束上形成第二可焊金属层，该第二可焊金属层将导线束包覆且填充多股金属导线之间的缝隙，以形成导电线芯；
S4、对步骤S3制得的导电线芯进行绝缘层批覆，以形成包覆于导电线芯外的绝缘层。
5.一种根据权利要求1所述的绝缘导线的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备单股金属导线，在该金属导线的外壁上形成第一可焊金属层；
S2、将经过步骤S1处理的多股金属导线绞合成单束的导线束；
S3、对经过步骤S2绞合后的导线束上形成第二可焊金属层，该第二可焊金属层将导线束包覆且填充多股金属导线之间的缝隙，以形成导电线芯；
S4、对步骤S3制得的导电线芯进行绝缘层批覆，以形成包覆于导电线芯外的绝缘层。
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