CN115440548A - 一种熔断器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种熔断器及其制造方法，该熔断器包括：两个触刀，触刀包括触刀主体，触刀主体弯折形成U型槽，U型槽内设有凸起结构，凸起结构对称设于U型槽的相互对称的两侧壁上；熔断片，位于两个触刀之间，熔断片的两端各具有一个纵向端，纵向端插入U型槽内并夹持在两侧壁上的凸起结构之间，纵向端与触刀主体在U型槽内固定连接，U型槽的侧边通过激光焊方式进行堵封；两个连接板，分别位于熔断片的两端，触刀穿过连接板并与连接板固定连接；外壳，具有沿纵向设置的通孔型腔，两个连接板分别位于通孔型腔的两端，外壳套设于连接板的外部。本发明能够大大提高熔断器工作时的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电路保护技术领域，具体地，涉及一种熔断器及其制造方法。
背景技术
熔断器是指当故障电流通过熔断片时，其电阻较高的狭长部分通过热电效应被迅速加热至熔断的电器元件，是保护电路中压降的一种电器元件。熔断器作为保障电路安全运行的一种电器元件，广泛应用于配电系统和新能源汽车。熔断器中的熔断片是控制熔断特性的关键元件，熔断片与触刀端头连接的稳定性直接影响着熔断器对故障电流的灵敏性。
现有的熔断器中的熔断片，通过激光焊接方式与触刀端头连接在一起，熔断器受到强振动或碰撞时，会发生熔断片从焊接处脱落，影响熔断片断电动作，进而导致熔断器失效，严重制约了熔断器的稳定性和可靠性。另外熔断片与触刀的焊接处易氧化，导致接触电阻升高，影响熔断器的熔断特性。
经检索发现：
专利CN209461405U公开了一种熔断器，熔断片的一个纵向端与触刀端头通过点焊等焊接方式结合，此方式在受到撞击等外力时，结合处易接触不良、甚至脱落。
现急需一种熔断器及其制造方法，解决现有熔断器，特别是新能源汽车用熔断器中熔断片受外力脱落从而影响熔断器可靠性、熔断片与触刀接触不良等问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种熔断器及其制造方法。
根据本发明的一个方面，提供一种熔断器，该熔断器包括：
两个触刀，所述触刀包括触刀主体，所述触刀主体弯折形成U型槽，所述U型槽内设有凸起结构，所述凸起结构对称设于所述U型槽的相互对称的两侧壁上；
熔断片，位于两个所述触刀之间，所述熔断片的两端各具有一个纵向端，所述纵向端插入所述U型槽内并夹持在两侧壁上的所述凸起结构之间，所述纵向端与所述触刀主体在所述U型槽内固定连接，所述U型槽的侧边通过激光焊方式进行堵封；
两个连接板，分别位于所述熔断片的两端，所述触刀穿过所述连接板并与所述连接板固定连接；
外壳，具有沿纵向设置的通孔型腔，两个所述连接板分别位于所述通孔型腔的两端，所述外壳套设于所述连接板的外部。
进一步地，所述凸起结构为凸齿或凸纹；所述凸起结构的数量至少为2个。
进一步地，所述凸起结构的高度为所述U型槽的宽度的1％～50％。
进一步地，所述纵向端在所述U型槽中的插入深度为所述U型槽的深度的10％～99％。
进一步地，所述触刀主体在与所述纵向端插入配合的部分设有外连通孔，所述外连通孔贯穿所述触刀主体和所述纵向端。
进一步地，所述连接板的外部形状与所述通孔型腔形状相匹配；所述连接板的截面形状与所述触刀主体的截面形状相匹配；所述连接板具有连接孔，所述触刀穿过所述连接孔与所述连接板卡接连接。
根据本发明的另一方面，提供一种上述的熔断器的制造方法，该方法包括：
提供铜板作为触刀主体，通过U型折弯以及表面加工方式，得到带U型槽的触刀，所述U型槽的相互平行的两侧壁上形成对称设置的凸起结构；
提供熔断片，将所述熔断片的两个纵向端分别插入所述U型槽内且夹持在对称设置的所述凸起结构之间，并在所述U型槽内通过压焊方式连接所述触刀和所述熔断片；
对所述U型槽的两侧边进行激光焊，以封堵所述U型槽与所述纵向端在边缘处的间隙；
将所述触刀在与所述纵向端插入配合的部分冲制出通孔，再将所述触刀穿过连接板并与所述连接板固定连接；
在所述连接板的外部套设带有通孔型腔的外壳，获得熔断器成品。
进一步地，所述通过U型折弯以及表面加工方式，得到带U型槽的触刀，包括：
先将铜板的一个表面加工出凸起结构，再进行U型折弯加工形成U型槽；
或者，
先将铜板进行U型折弯加工形成U型槽，再在U型槽的两侧壁上分别加工出凸起结构。
进一步地，所述在所述U型槽内通过压焊方式连接所述触刀和所述熔断片，包括：
先在所述触刀主体的上下表面施加压力；
再采用冷压焊或超声波焊的方式，在所述U型槽内实现所述触刀和所述熔断片的连接。
进一步地，将所述触刀穿过连接板并与所述连接板固定连接，包括：将所述触刀通过卡接方式与所述连接板连接。
与现有技术相比，本发明具有如下至少之一的有益效果：
1、本发明的熔断器及其制造方法，触刀通过凸起结构和U型折弯成型的方式，夹持熔断片的纵向端，然后U型槽侧边通过激光焊方式堵封，实现熔断片与触刀的牢固连接，使得熔断器即使受到撞击等外力时，结合处也不易发生接触不良和脱落，大大提高了熔断器工作时的稳定性。
2、本发明的熔断器及其制造方法，生产工艺简单，适合批量化生产，提升了产品的使用性能和企业市场竞争力，具有显著经济效益。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例的熔断器的内部结构示意图；
图2为本发明一实施例的熔断器的局部结构示意图。
图3为本发明一实施例的熔断器的结构示意图。
图中：1-触刀、2-熔断片、3-连接板、4-外壳、5-外连通孔、6-通孔型腔、7-触刀主体、8-U型槽、9-凸起结构、10-熔断片通孔、11-纵向端、12-激光焊位置、13-熔断器成品。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种熔断器，参照图1-3，该熔断器包括两个触刀1、熔断片2、外壳4和两个连接板3，其中：触刀1包括触刀主体7，触刀主体7弯折形成U型槽8，U型槽8内设有凸起结构9，凸起结构9位于U型槽8的相互对称的两侧壁上，且凸起结构9在两侧壁上对称设置；熔断片2位于两个触刀1之间，熔断片2的两端各具有一个纵向端11，纵向端11插入U型槽8内并与凸起结构9相接触，纵向端11夹持在相互对称的凸起结构9之间，纵向端11与触刀主体7在U型槽8内固定连接，U型槽8的侧边通过激光焊方式进行堵封，如图1所示的激光焊位置12；两个连接板3分别位于熔断片2的两端，触刀1穿过连接板3并与连接板3固定连接；外壳4具有沿纵向设置的通孔型腔6，两个连接板3分别位于通孔型腔6的两端，外壳4套设于连接板3的外部，熔断片2位于通孔型腔6内部。
本发明实施例中的熔断器，触刀1通过凸起结构9和U型折弯成型的方式，夹持熔断片2的纵向端11，然后U型槽8侧边通过激光焊方式堵封，实现熔断片2与触刀1的牢固连接，使得熔断器即使受到撞击等外力时，结合处也不易发生接触不良和脱落，能够有效解决现有熔断器，特别是新能源汽车用熔断器中熔断片受外力脱落从而影响熔断器可靠性、熔断片与触刀接触不良、以及焊接处易氧化引起接触电阻升高等等问题，大大提高了熔断器工作时的稳定性。
在一些实施方式中，对于每一个触刀1，凸起结构9在U型槽8的两侧壁上呈对称分布，从而在触刀1两边施加压力时，凸起结构9能够夹紧熔断片2的纵向端11；凸起结构9的数量至少为2个。凸起结构9的数量影响熔断片2与触刀1之间的结合力，当凸起结构9的大小、形状等不变时，凸起结构9的数量越多，结合面积越大，相应地结合力也越大。
在一些实施方式中，凸起结构9为凸齿或凸纹，优选地，凸齿形状为柱型、球型、梯型、菱型、三角型中的任意一种，凸纹形状为直线型、圆形、波浪形、锯齿形中的任意一种。凸起结构9的高度根据熔断片的厚度、凸起结构形状以及触刀两侧施加的压力来确定。优选地，凸起结构9的高度为U型槽8的宽度的1％～50％。凸起结构9的形状和高度设置起到如下作用：一是为了后道焊接工序中，在触刀1两侧施加压力使凸起结构9与纵向端11接触时，凸起结构9更容易产生大塑性变形，破坏表面氧化物，增大新鲜金属或合金的接触面积，使得触刀1与熔断片2的牢固结合；二是微小的凸起结构9受到震动摩擦时，摩擦产生的热量容易在凸起结构9处快速升温，促进触刀1与熔断片2的牢固结合；三是设置成凸齿或凸纹可以便于机械加工。
纵向端11的插入深度根据凸起结构9的数量和分布决定。纵向端11插入越深，凸起结构9的数量越多，接触面积越大，凸起结构9与纵向端11之间结合强度就越大。为防止熔断片2脱落，在一些实施方式中，纵向端11在U型槽8中的插入深度为U型槽8的深度的10％～99％。纵向端11与凸起结构9相接触，并通过冷压焊或超声波焊方式与触刀1结合，并且在U型槽8两侧激光焊，封堵U型槽8与熔断片2的纵向端11的间隙。熔断片2上在两个纵向端11之间的部分具有沿横向方向间隔排布的多个熔断片通孔10，通过两相邻熔断片通孔10之间的狭径起熔断作用，具体地，大电流通过熔断片2时，由于狭径截面积小而最先升温至熔化温度，狭径先熔化断开，从而切断电路，起到保护效果，优选地，熔断片通孔10的形状为圆型、方形、菱形、矩形、椭圆中任意一种。
在一些实施方式中，触刀主体7在与纵向端11插入配合的部分设有外连通孔5，外连通孔5贯穿触刀主体7和纵向端11，外连通孔5位于远离U型槽8的槽口的位置，外连通孔5的形状为圆形、矩形、菱形、多边形中任意一种，以实现外连电路的作用。
两个连接板3分别装配于外壳4的通孔型腔6的两端，以实现触刀1、熔断片2与外壳4的连接。在一些实施方式中，连接板3的外部形状与通孔型腔6形状相匹配，即与外壳4的通孔型腔6形状一致，作为示例，通孔型腔6为如图1所示的圆形，连接板3为圆形板；在其他一些实施方式中，通孔型腔6还可以采用其他的形状，相应的，连接板3的外部形状也随之改变；连接板3为中空结构，其截面为环形结构，连接板3的截面形状与触刀主体7的截面形状相匹配，即与触刀主体7的截面形状一致；连接板3具有连接孔，触刀1穿过连接孔与连接板3卡接连接，例如触刀主体7穿过连接板3，通过凹、凸的小泡点，或者限位结构，实现二者之间的卡接；当然，本领域技术人员还可以采用其他的结构形式实现二者之间的卡接连接，本发明实施例对此不做具体限定。外壳4具有沿纵向延伸的通孔型腔6；熔断片2位于外壳4的通孔型腔6内部。上述实施例中的熔断片，能够有效防止熔断片脱落，并保障熔断器使用性能。
本发明另一实施例还提供一种上述的熔断器的制造方法，继续参照图1-3，该方法包括：
步骤1，提供铜板作为触刀主体7，通过U型折弯以及表面加工方式，得到带U型槽8的触刀1，U型槽8的相互平行的两侧壁上形成对称设置的凸起结构9，带凸起结构9的表面位于U型槽8的内壁；U型折弯加工以及表面加工方式的顺序可变，例如可以先将铜板的一个表面加工出凸起结构9，再进行U型折弯加工形成U型槽8；或者，先将铜板进行U型折弯加工形成U型槽8，再在U型槽8两侧壁上分别加工出凸起结构9；
步骤2，提供熔断片2，将熔断片2的两个纵向端11分别插入U型槽8内且夹持在对称设置的凸起结构9之间，并在U型槽8内通过压焊方式连接触刀1和熔断片2，得到连接体；
步骤2，对U型槽8的两侧边进行激光焊，以封堵U型槽8与纵向端11在边缘处的间隙；
步骤4，将连接体的触刀1在与纵向端11插入配合的部分冲制出通孔，即在远离触刀1的U型槽槽口的位置，沿着U型槽8宽度方向冲制出用于外连的通孔，再将触刀1穿过连接板3并与连接板3固定连接；
步骤5，在连接板3的外部套设带有通孔型腔6的外壳4，获得熔断器成品13。
优选地，凸起结构9为凸齿或凸纹，其中，凸齿形状为柱型、球型、梯型、菱型、三角型中的任意一种，凸纹形状为直线型、圆形、波浪形、锯齿形中的任意一种。凸起结构9的数量为2个或2个以上。凸起结构9的高度为U型槽8的宽度的1％～50％。
通过压焊方式能够实现触刀1与熔断片2之间的牢固结合。如果不进行压焊连接这一步，凸起结构9与熔断片2之间仅仅是物理连接，连接处接触电阻大，不利于电流导通；经过压焊处理后，凸起结构9被压溃或摩擦生热熔化，凸起结构9与熔断片2之间实现了化学连接。在一些实施方式中，将熔断片2的两个纵向端11分别插入U型槽8内，包括：将熔断片2的一个纵向端11插入触刀1的U型槽8，插入深度为U型槽8的深度的10％～99％。在U型槽8内通过压焊方式连接触刀1和熔断片2，包括：先在触刀主体7的上下表面施加压力；再采用冷压焊或超声波焊的方式在U型槽8内实现触刀1和熔断片2的连接。对于采用冷压焊方式，是在触刀1的上下表面施加压力，使得触刀1的U型槽8内的凸起结构9与熔断片2的纵向端11接触，并产生大塑性变形，破坏表面氧化物，增大新鲜金属或合金的接触面积，通过金属键实现触刀1与熔断片2牢固结合；对于采用超声波焊方式，是指在触刀1的上下表面施加压力，使得U型槽8内的凸起结构9与熔断片2的纵向端11相接触，并利用超声波的高频振动使接触表面相互摩擦，形成分子层之间的熔合，从而实现触刀1与熔断片2牢固结合。
在一些实施方式中，将触刀1穿过连接板3并与连接板3固定连接，包括：将触刀1通过卡接方式与连接板3连接。连接后放置于外壳4的通孔型腔6内，即得到熔断器。
本发明上述实施例中的熔断器的制造方法，在大大提高熔断器工作时的稳定性的同时，还具有生产工艺简单的优点，适合批量化生产，能够提升产品的使用性能和企业市场竞争力，具有显著经济效益。
以下以具体实施例对本发明实施例中的熔断器及其制造方法进行更加详细地说明。
实施例1
本实施例提供了一种熔断器的制造方法，其中，包括以下步骤：
S1:将铜板U型折弯加工形成凹槽即U型槽，并在凹槽两侧壁上分别加工出3个凸齿，凸齿高度为凹槽宽度的40％，且两侧壁上的凸齿呈对称分布。
S2:熔断片的一个纵向端插入触刀的凹槽内，然后冷压焊凹槽的外壁，使得凹槽内的凸齿与熔断片的一个纵向端接触，并产生大塑性变形，破坏表面氧化物，增大新鲜金属或合金的接触面积，通过金属键实现触刀与熔断片的牢固结合，得到连接体。
S3:对S2所获得连接体的凹槽两侧边进行激光焊，封堵凹槽与熔断片纵向端在边缘处的间隙。
S4:将S3得到的连接体放置在外壳内，获得熔断器成品。
实施例2
本实施例提供了一种熔断器的制造方法，其中，包括以下步骤：
S1:先将铜板的一个表面加工出2个以上的球型凸齿，再进行U型折弯成型加工，使得带球型凸齿的表面位于U型槽内壁，并使得U型槽的两内壁平行、内壁上的球型凸齿呈对称分布，球型凸齿高度为U型槽宽度的40％，得到带U型槽的触刀。
S2:熔断片的一个纵向端插入S1所获得的U型槽内，插入深度为U型槽深度的90％；然后冷压焊触刀主体的上下表面，使得U型槽内的球形凸齿与熔断片的一个纵向端接触，并产生大塑性变形，破坏表面氧化物，增大新鲜金属或合金的接触面积，通过金属键实现触刀与熔断片的牢固结合，得到连接体。
S3:对S2所获得连接体的U型槽两侧边进行激光焊，以封堵U型槽与熔断片纵向端在边缘处的间隙。
S4:在远离U型槽槽口处，沿着S3所获得连接体的U型槽宽度方向冲制出用于外连电路的圆形外连通孔，再将冲孔后的连接体通过卡接方式连接到连接板上，然后放置在外壳内，获得熔断器成品。
本实施例上述熔断器的生产工艺步骤简单、实现方便、投入成本低，提高了熔断器抗振动变形、抗外力脱落、抗氧化脱落的能力，大大提高了产品工作时的稳定性。传统的熔断器，触刀整体都为实心的，熔断片纵向端点焊在触刀边缘的表面上，经测试，与该传统熔断器相比，上述实施例中的熔断器抗外力脱落能力提高了20％。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。上述各优选特征在互不冲突的情况下，可以任意组合使用。
Claims (10)
1.一种熔断器，其特征在于，包括：
两个触刀，所述触刀包括触刀主体，所述触刀主体弯折形成U型槽，所述U型槽内设有凸起结构，所述凸起结构对称设于所述U型槽的相互对称的两侧壁上；
熔断片，位于两个所述触刀之间，所述熔断片的两端各具有一个纵向端，所述纵向端插入所述U型槽内并夹持在两侧壁上的所述凸起结构之间，所述纵向端与所述触刀主体在所述U型槽内固定连接，所述U型槽的侧边通过激光焊方式进行堵封；
两个连接板，分别位于所述熔断片的两端，所述触刀穿过所述连接板并与所述连接板固定连接；
外壳，具有沿纵向设置的通孔型腔，两个所述连接板分别位于所述通孔型腔的两端，所述外壳套设于所述连接板的外部。
2.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述凸起结构为凸齿或凸纹；所述凸起结构的数量至少为2个。
3.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述凸起结构的高度为所述U型槽的宽度的1％～50％。
4.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述纵向端在所述U型槽中的插入深度为所述U型槽的深度的10％～99％。
5.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述触刀主体在与所述纵向端插入配合的部分设有外连通孔，所述外连通孔贯穿所述触刀主体和所述纵向端。
6.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述连接板的外部形状与所述通孔型腔形状相匹配；所述连接板的截面形状与所述触刀主体的截面形状相匹配；所述连接板具有连接孔，所述触刀穿过所述连接孔与所述连接板卡接连接。
7.一种权利要求1-6任一项所述的熔断器的制造方法，其特征在于，包括：
提供铜板作为触刀主体，通过U型折弯以及表面加工方式，得到带U型槽的触刀，所述U型槽的相互平行的两侧壁上形成对称设置的凸起结构；
提供熔断片，将所述熔断片的两个纵向端分别插入所述U型槽内且夹持在对称设置的所述凸起结构之间，并在所述U型槽内通过压焊方式连接所述触刀和所述熔断片；
对所述U型槽的两侧边进行激光焊，以封堵所述U型槽与所述纵向端在边缘处的间隙；
将所述触刀在与所述纵向端插入配合的部分冲制出通孔，再将所述触刀穿过连接板并与所述连接板固定连接；
在所述连接板的外部套设带有通孔型腔的外壳，获得熔断器成品。
8.根据权利要求7所述的熔断器的制造方法，其特征在于，所述通过U型折弯以及表面加工方式，得到带U型槽的触刀，包括：
先将铜板的一个表面加工出凸起结构，再进行U型折弯加工形成U型槽；
或者，
先将铜板进行U型折弯加工形成U型槽，再在U型槽的两侧壁上分别加工出凸起结构。
9.根据权利要求7所述的熔断器的制造方法，其特征在于，所述在所述U型槽内通过压焊方式连接所述触刀和所述熔断片，包括：
先在所述触刀主体的上下表面施加压力；
再采用冷压焊或超声波焊的方式，在所述U型槽内实现所述触刀和所述熔断片的连接。
10.根据权利要求7所述的熔断器的制造方法，其特征在于，将所述触刀穿过连接板并与所述连接板固定连接，包括：将所述触刀通过卡接方式与所述连接板连接。
Priority Applications (1)
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| CN202211203380.XA CN115440548A (zh) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | 一种熔断器及其制造方法 |
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| CN202211203380.XA CN115440548A (zh) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | 一种熔断器及其制造方法 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115938886A (zh) * | 2022-12-21 | 2023-04-07 | 深圳市深汕特别合作区威可特熔断器有限公司 | 一种轻量型储能高压直流熔断器 |
-
2022
- 2022-09-29 CN CN202211203380.XA patent/CN115440548A/zh active Pending
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| CN115938886B (zh) * | 2022-12-21 | 2024-05-24 | 深圳市深汕特别合作区威可特熔断器有限公司 | 一种轻量型储能高压直流熔断器 |
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