CN111599659A - 熔丝 - Google Patents

Abstract

提供熔丝(10)，能够减轻对周围的热影响。熔丝(10)具有可熔体(12)、成对的端子(18)、凸缘(17)、陶瓷制的筒体(29)、灭弧剂(32)、端板(25)和绝缘体(24)。凸缘(17)的一侧与可熔体(12)连接，另一侧与端子(18)连接，从而将可熔体(12)与各端子(18)分别连接。筒体(29)中插入有可熔体(12)和各凸缘(17)。灭弧剂(32)填充到筒体(29)中。端板(25)对筒体(29)的两端部进行密封。绝缘体(24)介于各端板(25)与各凸缘(17)之间。各凸缘(17)为铜制。

Description

熔丝

本申请以日本专利申请2019-029508(申请日：02/21/2019)为基础，基于该申请享有优先权。本申请通过参考该申请，包含该申请的全部内容。

技术领域

本发明涉及例如额定电流超过100A的熔丝。

背景技术

以往，例如，对于额定电流超过100A的低压限流熔丝，为了抑制通电时的温度上升，一般来说，端子、可熔体是铜制的。此外，在可熔体的中央部上锡焊有低熔点合金，在熔断时通过例如锡与铜的相互扩散将熔断动作温度抑制为较低。美国专利第6075434号说明书中记载了如下结构：可熔体和端子经由凸缘而连接，并且经由该凸缘将端子固定在陶瓷制等的筒体上。

凸缘通过电阻焊接与由铜构成的可熔体连接，但是，一般来说，铜与铜的电阻焊接较困难，因此，为了进行电阻焊接，大多要采用镀银或镀镍的黄铜制的凸缘。黄铜的导热率在300℃时为146W/m·K，是铜的导热率(381W/m·K)的38％左右。因此，黄铜制的凸缘与铜制的凸缘相比，熔丝熔断时可熔体的焦耳热向端子扩散的扩散效率降低，并且该热量经由灭弧剂而扩散到筒体从而使该筒体的温度上升。

例如，在额定电流630A的熔丝中，在因最小熔断电流1000A的电流而熔断时，熔丝的筒体的温度上升有时会超过200K。而且，熔丝因最小熔断电流而熔断的熔断时间一般为4小时以内，因此，在直到熔断为止的较长时间内，熔丝的周围都暴露于较高的温度下。

这样的熔丝有时要组装到称作熔断器的树脂制的壳体中使用。该情况下，壳体会像上述那样因为熔丝而导致长时间暴露于高温下，所以考虑熔丝的熔断时的筒体的温度，作为壳体的材料，要求耐热温度非常高的树脂。

发明内容

本发明鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够减轻对周围的热影响的熔丝。

第1方面所记载的熔丝具有：可熔体；成对的端子；凸缘，该凸缘的一侧与所述可熔体连接，该凸缘的另一侧与所述端子连接，从而该凸缘将所述可熔体与所述各端子分别连接；筒体，该筒体为陶瓷制，被所述可熔体和所述各凸缘插入；灭弧剂，其填充到该筒体中；端板，其与所述凸缘连接，对所述筒体的两端部进行密封；以及绝缘体，其介于所述各端板与所述各凸缘之间，所述各凸缘为铜制。

第2方面所记载的熔丝为，在第1方面所记载的熔丝中，所述可熔体为铜制，所述可熔体与至少任意一个凸缘通过激光焊接被连接。

第3方面所记载的熔丝为，在第1方面或第2方面所记载的熔丝中，可熔体为铜制，所述可熔体和至少任意一个凸缘通过机械性的连接单元被连接。

第4方面所记载的熔丝具有：可熔体；成对的端子，它们与该可熔体的两端部直接连接；筒体，该筒体为陶瓷制，被所述各端子的一部分和所述可熔体各自插入；灭弧剂，其填充到该筒体中；端板，其与所述各端子的一部分连接，对所述筒体的两端部进行密封；以及绝缘体，其介于所述各端子的一部分与所述各端板之间，所述各端子为铜制，所述各端子的一半以上配置于所述筒体的外部。

根据上述的结构，能够抑制端子之间的通电时的筒体的温度上升，能够减轻对周边的热影响。

附图说明

图1是示出本发明第1实施方式的熔丝的俯视图。

图2是第1实施方式的熔丝的主视图。

图3是第1实施方式的熔丝的侧视图。

图4是示出本发明第2实施方式的熔丝的俯视图。

图5是第2实施方式的熔丝的主视图。

图6是第2实施方式的熔丝的侧视图。

图7是示出各实施方式的熔丝的各实施例和各比较例的熔断实验的结构的表。

标号说明

10：熔丝；12：可熔体；17：凸缘；18：端子；24：绝缘体；25：端板；29：筒体；32：灭弧剂；35：连接单元。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的第1实施方式的结构。

在图1至图3中，10是熔丝。熔丝10是额定电流超过100A、优选的是额定电流为100A～800A等的低压限流熔丝。以下，以熔丝10的通电方向为第1方向X、与第1方向X垂直的方向为第2方向Y、与第1方向X和第2方向Y垂直的方向为第3方向Z进行说明。

熔丝10具有可熔体12。可熔体12是铜制的。可熔体12形成为板状。此外，可熔体12形成为长条状。在可熔体12的长度方向上的中央部的两侧分别形成有缺口部13。在可熔体12上沿着与长度方向交叉的方向形成有多个孔部14。孔部14在缺口部13、13之间的位置处沿长度方向上形成有多列。可熔体12借助多个孔部14，在长度方向的中央部分上形成有多个狭小部。并且，在可熔体12的长度方向上的中央部上锡焊有低熔点合金15。低熔点合金15沿着与可熔体12的长度方向交叉的方向配置。利用低熔点合金15，可熔体12能够在熔断时通过例如锡与铜的相互扩散将熔断动作温度抑制得较低。可熔体12配置成沿着第1方向X具有长度方向。可熔体12可以是单个，也可以是多个，但在本实施方式中使用的是多个相同形状的可熔体。例如，以第3方向Z为厚度方向，相互隔开地配置有4个可熔体12，在这些可熔体12的第2方向Y的一侧，以第2方向Y为厚度方向配置有1个可熔体12。可熔体12的数量和配置不限定于此。

可熔体12经由凸缘17而与成对的端子18连接。凸缘17是铜制的。凸缘17形成为厚度比可熔体12大的板状。凸缘17的一侧即一个主表面侧与可熔体12的长度方向的端部连接，另一侧即另一个主面侧与端子18连接。凸缘17将可熔体12与端子18连接。在本实施方式中，通过激光焊接将凸缘17与可熔体12连接。此外，将端子18压入于凸缘17并且利用机械性的固定单元20连接。在本实施方式中，在凸缘17上形成有凹部21，在端子18上形成有压入凹部21中的凸部22。凹部21和凸部22形成于隔着固定单元20的位置处。作为固定单元20可以使用螺栓、螺钉等。

端子18是铜制的。在本实施方式中，端子18形成为片状。端子18以长度方向为第1方向X、以厚度方向为第2方向Y而连接于凸缘17的中央部。端子18从凸缘17起沿着第1方向X突出。

此外，凸缘17隔着绝缘体24被分别机械地紧固于端板25而与该端板25连接。在本实施方式中，凸缘17的与端子18连接的另一侧隔着绝缘体24与端板25的一侧重叠。此外，凸缘17被紧固单元26紧固在端板25上。紧固单元26是螺栓、螺钉等。在本实施方式中，紧固单元26配置于隔着端子18的位置处。紧固单元26位于在第2方向Y上相互隔开的位置。

绝缘体24是耐热绝缘片。绝缘体24重叠在凸缘17的另一侧与端板25的一侧之间。绝缘体24由单个或多个部件形成。绝缘体24可以是在端板25侧重叠绝缘性耐热纸、在凸缘17侧重叠陶瓷制的纸而得到的绝缘体等，也可以是1张绝缘性耐热纸等。

端板25通过铁、铝等金属形成为板状。在端板25上的中央部开口有供端子18贯穿插入的贯穿插入孔28。贯穿插入孔28与端子18的间隙通过由凸缘17密封贯穿插入孔28的开放端而封闭。此外，端板25对绝缘性的筒体29的两端部进行密封。端板25被筒固定单元30固定在筒体29的两端部上。筒固定单元30是螺栓、螺钉等。在本实施方式中，筒固定单元30分别配置于端板25的四角附近的位置。

筒体29是陶瓷制的。在本实施方式中，筒体29形成为两端部开口的筒状。在筒体29的2个开放面上重叠有绝缘体24，并且筒体29隔着绝缘体24与端板25重叠。绝缘体24被夹在筒体29的开放面与端板25之间。绝缘体24成为防止从外部向筒体29内侵入的侵入物和筒体29的内部的部件漏出的密封盖。

此外，在筒体29的内部插入并收纳有可熔体12和凸缘17。并且，在筒体29的内部填充有灭弧剂32。灭弧剂32从形成在一个端板25上的孔部填充至筒体29的内部。

接着，说明第1实施方式的熔丝10的作用。

在熔丝10中，将铜制的端子18压入于铜制的凸缘17，并且利用固定单元20进行连接。将在中央处锡焊有低熔点合金15的相同形状的多个铜制的可熔体12激光焊接于一体地固定有该端子18的凸缘17。接着，利用紧固单元26将该凸缘17紧固在端板25上。紧固有凸缘17的端板25隔着绝缘体24被筒固定单元30向筒体29的两个开放面分别进行固定。然后，通过一个端板25的孔部将灭弧剂32封入到筒体29的内部，并对该孔部进行密封，由此组装成熔丝10。端子18的一半以上或大部分露出于筒体29的外部。

然后，使用规定的工具等将熔丝10的两端子18连接于电路。

熔丝10在流过相对于额定电流过大的电流的情况下，通过使可熔体12发热并熔断而使电路断开，保护电路不受过大电流的影响。

这时，在熔丝10中，通过将铜制的凸缘17与可熔体12连接，使熔断时的可熔体12的焦耳热从铜制的凸缘17扩散至端子18，能够抑制扩散至筒体29的热。因此，能够减轻对周围的热影响。

特别是，通过利用激光焊接将铜制的凸缘17与铜制的可熔体12连接，能够进行铜制的可熔体12与铜制的凸缘17的焊接，能够使可熔体12的熔断时的焦耳热从凸缘17更加有效地向端子18扩散。

接着，参照图4至图6对第2实施方式进行说明。另外，对于与第1实施方式相同的结构和作用，标注相同的标号并省略说明。

利用机械性的连接单元35对熔丝10的凸缘17与可熔体12进行连接。连接单元35可以使用螺钉、螺栓或铆钉等。连接单元35成对配置。连接单元35仅机械性地对凸缘17与可熔体12进行连接，凸缘17和可熔体12可以通过相互接触而电连接。此外，也可以利用连接单元35将凸缘17与可熔体12电连接。熔丝10的其他结构与第1实施方式相同。

在该熔丝10中，将铜制的端子18压入铜制的凸缘17中，并利用固定单元20进行连接。利用连接单元35将在中央锡焊有低熔点合金15的相同形状的多个铜制的可熔体12与一体地固定有该端子18的凸缘17连接。接着，利用紧固单元26将该凸缘17紧固于端板25。紧固有凸缘17的端板25隔着绝缘体24被筒固定单元30向筒体29的两个开放面分别进行固定。并且，通过一个端板25的孔部而将灭弧剂32封入到筒体29的内部，并对该孔部进行密封，由此组装成熔丝10。

这样，在熔丝10中，通过将铜制的凸缘17与可熔体12连接，使熔断时的可熔体12的焦耳热从铜制的凸缘17向端子18扩散，能够抑制扩散至筒体29的热。因此，能够减轻对周围的热影响。

此外，通过利用连接单元35将铜制的凸缘17与铜制的可熔体12连接，能够容易地对铜制的可熔体12与铜制的凸缘17进行连接，能够使可熔体12的熔断时的焦耳热从凸缘17更有效地向端子18扩散。

另外，在上述各实施方式中，端子18不限于压入凸缘17中的结构，也可以通过激光焊接等将凸缘17与端子18一体化。即，端子18也可以直接连接于可熔体12的两端部。该情况下，通过使端子18的一半以上或大部分突出到筒体29的外部，能够将熔断时的可熔体12的焦耳热扩散至端子18，从而能够抑制扩散至筒体29的热。因此，能够减轻对周围的热影响。

此外，两个端子18和两个凸缘17无需为相同的连接方法，一个端子18与一个凸缘17的连接方法和另一个端子18与另一个凸缘17的连接方法可以不同。同样地，可熔体12与两个凸缘17也无需是相同的连接方法，可熔体12与一个凸缘17的连接方法和可熔体12与另一个凸缘17的连接方法可以不同。

参照图7，说明对应于上述各实施方式的实施例和对应于现有例的比较例的熔断实验。

作为实施例1和实施例2，通过激光焊接将铜制的端子18焊接在铜制的凸缘17上，其余的部分使用以与第1实施方式和第2实施方式同样的方式构成的、额定电流630A的熔丝10。

此外，作为比较例1和比较例2，使用市场销售的额定电流630A的熔丝，该熔丝使用黄铜制的凸缘。

以1000A的电流对这些熔丝进行熔断，计测出筒体29的温度。关于样本，实施例1使用2个，实施例2使用3个，比较例1使用1个，比较例2使用2个。

如图7的表所示，使用黄铜制的凸缘的比较例1和比较例2的筒体的温度上升为200K或大幅度超过200K，与此相对，使用铜制的凸缘17的实施例1和实施例2的筒体29的温度上升为160K以下，如果周围温度为40℃以下，则筒体29的温度停留于200℃。因此，由于能够低于玻璃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯等一般的塑料树脂的热变形温度，所以在将熔丝10组装到树脂制的壳体中使用时，无需用耐热温度非常高的树脂作为壳体的材料。

Claims (4)

1.一种熔丝，其特征在于，具有：

可熔体；

成对的端子；

凸缘，该凸缘的一侧与所述可熔体连接，该凸缘的另一侧与所述端子连接，从而该凸缘将所述可熔体与所述各端子分别连接；

筒体，该筒体为陶瓷制，所述可熔体和所述各凸缘被插入于该筒体；

灭弧剂，其填充到该筒体中；

端板，其与所述凸缘连接，对所述筒体的两端部进行密封；以及

绝缘体，其介于所述各端板与所述各凸缘之间，

所述各凸缘为铜制。

2.根据权利要求1所述的熔丝，其特征在于，

所述可熔体为铜制，

所述可熔体与至少任意一个凸缘通过激光焊接被连接。

3.根据权利要求1或2所述的熔丝，其特征在于，

所述可熔体为铜制，

所述可熔体与至少任意一个凸缘通过机械性的连接单元被连接。

4.一种熔丝，其特征在于，具有：

可熔体；

成对的端子，它们与该可熔体的两端部直接连接；

筒体，该筒体为陶瓷制，所述各端子的一部分和所述可熔体分别被插入于该筒体；

灭弧剂，其填充到该筒体中；

端板，其与所述各端子的一部分连接，对所述筒体的两端部进行密封；

绝缘体，其介于所述各端子的一部分与所述各端板之间，

所述各端子为铜制，所述各端子的一半以上配置于所述筒体的外部。

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