CN1299145A - 熔断器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

将一导电金属板(2)冲压成含有一输入端子(3)和多个输出端子(4)的熔断器。该熔断器还包括一为以后形成熔断元件部分(5)而预留的位置。然后将包括预留位置的熔断器(1)的表面区与绝缘材料(7)一起模压成形。其后,熔断元件部分(5)在预留的位置冲压成形。通过这种方法,熔断器(1)可以容易地和低成本地进行制造,不受熔断元件部分(5)的数量和其电流容量的影响。

Description

熔断器及其制造方法
本发明总的来说涉及熔断器及其制造方法，还涉及一个适用于放置熔断器并带有熔断器箱盖的熔断器箱。这种熔断器箱可用于汽车等交通工具。
图1显示了一个现有的可直接与电池联接的熔断器箱装置的示例。熔断器箱装置61包括一熔断器箱62，平熔断片63，和其它元件。平熔断片63通过冲压导电金属板或片来制作。包括了曲面形状的熔断元件部分64的各个平熔断片63位于两个耳端部65之间，各耳端部有一个用作螺栓固定的耳端孔。熔断元件部分64是可以熔化的。宽度设为所要通过的电流的函数。熔断器箱62是用树脂制作，包括多个用来容纳对应数量的平熔断片63的间隔66。一对平螺帽(第一平螺帽67和第二平螺帽68)被夹物模压于各间隔66的底部。用于电源输入的第一平螺帽67有用于螺栓连接的第一平螺帽孔。从这个第一平螺帽67延伸有一个端子直接联接到一个电池(未在图中显示)。因此平熔断片63可进行安装，螺栓69能够旋入耳端孔和第一平螺帽孔67，所以平熔断片63的第一端连接并固定在位于电源输入端的第一平螺帽67。同样地第二平螺帽68有第二平螺帽孔，用于与电源输出端的螺栓连接。同样地，平熔断片63被旋入的螺栓固定在第二平螺帽孔，所以平熔端片63的另一端连接到在电源输出端的第二平螺帽68。
构成线束70的电缆71分别与环形端子72夹紧固定。这些环形端子通过螺栓69连接并固定到与平熔断片63连在一起的第二平螺帽68。熔断器箱62然后被置于熔断器箱盖73之内加以保护。
但是当熔断元件部分64制作的比通常尺寸窄小的话，会倾向于变成曲线或弯曲，这样生产的平熔断片63因此不具有足够的机械强度。此外，制造小电流容量的平熔断片63不是很容易。
还有，装配各种元件到熔断器箱装置61要求有很麻烦的工序，如用螺栓69和第一及第二平螺帽67和68安装多个平熔断片63到熔断器箱62的步骤。其结果是，现有技术的熔断器箱装置在装配时的生产效率非常低。
此外，现有技术的熔断器箱装置61有时侯一定要用不同额定电流的平熔断片63。在这种情况时，必须要准备具有作为不同电流容量的函数的不同宽度的熔断元件部分64。其结果是要使用多种模具进行冲压，带来额外的生产成本。
本发明考虑到上述问题。本发明的第一个目标是提出一种以容易和经济的方式制作熔断器的方法，一种与所要求的额定电流容量和熔断元件的数量无关的方法。
本发明的第二个目标是提出一种按照上述方法能够低成本并容易生产的熔断器，熔断器有足够的机械强度并可以容易地固定到熔断器的容放物体，如一熔断器箱。
至此，提出了一种用导电板形成的熔断器的制作方法，包括一输入端子，至少一输出端子，和至少一连接输入端子和输出端子的熔断器元件部分，熔断器还包括绝缘材料。该方法具有步骤：
冲压导电板形成输入和输出端子；
设置至少一个预留位置供熔断元件部分在此形成；
将部分或全部面积包括预留的位置与绝缘材料一起模压成形；和在预留位置形成熔断元件部分。
在模压成形步骤最好包括形成至少一用作预留位置的未屏蔽部分的部分面积模压。
模压成形步骤应当通过含有至少一个突出部的模具进行部分面积的夹物模压，这样突出部就可以形成非屏蔽部分。
冲压步骤同样最好包括冲压导电板以形成输入端子，具有各端部的输出端子，和至少一个连接输出端子端部的拉筋。
成形步骤也可以包括冲压预留位置以形成熔断元件部分，并通过冲压同步地除去拉筋。
本发明还涉及一由导电板形成的熔断器，其包括一输入端子，至少一输出端子和至少一连接输入端子和输出端子的熔断元件部分。熔断器还包括与绝缘材料一起模压成形的部分面积，该面积包括至少一开口，通过开口熔断元件部暴露于绝缘材料之外。
本发明还涉及一个容纳熔断器的熔断器箱，用导电板制成的熔断器包括输入端子，至少一个输出端子，和至少一连接输入端子和输出端子的熔断元件部分。熔断器还包括与绝缘材料一起冲压成形的一块面积，该面积包含至少一个开口，通过开口熔断元件部分暴露于绝缘材料之外。
熔断器箱形成了基本是矩形横截面的空心柱形外形，有顶部开口和底部开口。熔断器箱含有沿柱状形状的纵向延伸的至少一分割壁，因此形成多个位于输出端子的间隔。分割壁包括一从项部开口向下沿纵向延伸到一半位置的切口，在切口放置绝缘材料使输入端子从顶部开口垂直于纵向延伸。
熔断器箱还可以包括一熔断器箱盖，其包括一盖板和一盖连接板，盖板复盖熔断器的输入端子，盖连接板复盖熔断器箱的顶部开口。
在本发明的第一方面，当熔断元件部分形成时，围绕它的周边面积已经被绝缘材料增强。甚至必须形成薄的熔断元件部分时，也难以对熔断元件部分施加可能造成熔断元件呈曲线状或弯曲的应力。因此熔断元件部分变得不容易变形和破裂，并可保证有足够的强度。另外，即使当熔断元件必须满足小额定电流时，也能够较容易地形成。还有，当多个熔断元件部分有不同的厚度时可以只用一种模具来成形。由于制备模具的成本可因此降低到相当低。因此熔断器可以低成本进行生产。
在本发明的第二方面，输出端子的端部通过拉筋互相连接。由于这种结构，输出端子的相对位置保持固定直到熔断元件部分冲压形成，而且使形成曲线或弯曲的应力更加难以施加到熔断元件部分。其结果是，熔断元件部分可靠地防止了变形或开裂。
此外，拉筋在熔断元件部分冲压形成的同时被除去。总的加工步骤的数目，可以因此保持在最小，导致生产效率的提高。
当对通过窗口部分暴露于外的位置进行冲压时，绝缘材料并不防碍冲压工作。这对冲压进行帮助很大。在这种情况下，即使所用绝缘材料弹性不够，仍可避免开裂产生。
在本发明的第三方面，由于熔断元件部分通过窗口部暴露于外，熔断元件可以目测检查，不涉及所用的绝缘材料。此外，当应用上述方法时，这样的熔断器可以容易地和经济地制造。
本发明上面提到的和其它的目标，特点和优点从下面作为非限制性示例的首选实施例的说明并参考附图可有更清楚的了解。其中，
图1是现有技术熔断器箱的分解透视图；
图2(a)，(b)和(c)分别是本发明熔断器的顶视图，正视图，侧视图和后视图；
图3(a)，(b)和(c)分别是所发明的熔断器的正视图，解释熔断器如何进行制造；
图4(a)，(b)，(c)和(d)分别是本发明熔断器箱的顶视图，正视图，侧视图和后视图；
图5(a)，(b)和(c)分别是沿图4(a)中熔断器箱的A-A线箭头方向的截面图，沿图4中熔断器箱的B-B线箭头方向的截面图，和沿图4(b)中熔断器箱的C-C线箭头方向的截面图；
图6(a)，(b)，(c)，(d)和(e)分别是显示熔断器箱盖的顶视图，正视图，沿图6(b)D-D线的截面图，侧视图和后视图；
图7显示图6的熔断器箱盖的底面；和
图8(a)，(b)和(c)分别是放置在熔断器箱内的熔断器的顶视图，正视图和侧视图。
图2到图8显示的是用于汽车的本发明实施例的熔断器。
如图2所示，制造熔断器1采用了导电板2，也就是金属板。导电板2用包括银，铜，锌，锡，铅或包含至少一种这些金属的合金来制造。然后在导电金属板2形成输入端子3，一个或多个输出端子4(也称作外接头片)和一个或多个熔断元件部分5。输入端子3可以直接连接到固定在汽车(图中未示出)上电池的电源端子。因此该输入端子是符合标准的可以直接与电池连接。输入端子3包括第一条部3a(使用时通常置于直立的位置)和窄于第一条部并与第一条部垂直的第二条部3b(使用时通常置于水平的位置)。第二条部3b的第一端(图2(c)的左手边)与第一条部3a的第一端(图2(c)的顶边)连接。第二条部3b形成了倒U形的断面(见图2(b)的顶部)。一供螺栓插入的通孔6设置在第二条部3b。其置于宽度方向的中间点，靠近第二条部3b的第二端，位于在第一端的远侧(见图2(a)，其中第二条部3b显示其位于直立的位置)。输入端子3通过连接穿过通孔的螺栓到螺帽被固定到电源端子。
本发明实施例的熔断器1包括多组输出端子4和对应的熔断元件部分5。图2中本发明的一个示例包括四组这种端子。在对应的熔断器1的各个熔断元件部分5基本上加工成比输出端子4窄些并弯成大体为S形的形状。各熔断元件部分5的第一端通向第二条部3b的第一端，各熔断元件部分5的第二端通向输出端子4的第一端(见图2(b)的上端，在图中以垂直方向延伸)。因此输入端子3经过各熔断元件部分5连接到各输出端子4。
熔断元件部分5的周边区不包括熔断元件部分(用导电金属板制成)是用绝缘树脂模压而成。这周边区可以覆盖整个第一条部3a和输出端子4的项部。形成的模压树脂部分7可以形成一薄板，典型地，这种绝缘树脂包括环氧树脂。模压树脂部7最好包括四个位于预留位置的窗口部8。如图2所示窗口部8基本上是方形。透过这些窗口部8，各个熔断元件部分5越过模压树脂部7暴露于外。图2所示本实施例的熔断器1有耙形或叉形的形式，在这个实施例，一输入端子3分支出四个外连接片4。
熔断器1按照图3(a)(b)和(c)所示的加工步骤进行制造。首先，提供初始的导电金属板2，然后将导电金属板2整体冲压出输入端子3，四个输出端子4和相应的拉筋11。拉筋11应有与导电金属板2相同的厚度，但也可以用网版腐蚀(half-etching)使其变薄。各个拉筋11最好在没有被模压树脂部7覆盖的位置形成，即位于输出端子4的下部。另外，螺栓用通孔6(见图2(a))可在冲压金属板2的同时形成。
经过冲压加工的导电板2然后使用特殊的弯板机械将其弯成一块有基本上L形侧断面的外形。包括了为后面熔断元件部分5形成而保留的地方(熔断件形成位置)的一面积与绝缘树脂一起以适当的方式夹层模压出模压树脂部分7。在所选的实施例，夹层模压实现了形成窗口部分8。在这种情况下，只有打算形成熔断元件部分8的熔断元件形成位置12可通过窗口部分8暴露于外。为了给位于模压树脂部7的窗口部分保留位置，夹层模压的模具要能够在对应于窗口部分8的地方设置凸出部。
该外露的熔断元件形成位置12然后通过冲压形成四个熔断元件部分5，而三个拉筋11也在同一冲压操作中被除去。输出端子4因此互相分离如图2所示形成希望要的熔断器1。
这样形成的熔断器1在使用之前插入如图4所示的熔断器箱21。熔断器箱21有方管状的形状，并带有顶端和底端的开口。顶端开口22和底端开口24分别有矩形的表面。顶部开口22的外沿部设置了多个止动块27和一平面夹紧装置28。熔断器箱21的内部空间被三块绝缘分割壁23分割成四个隔间。熔断器箱21的顶部和底部开口22和24因此被限定为四个方形面积。四个隔间形成了四个空间容纳与电缆压接的端子(未在图中示出)。熔断器箱21限定四个间隔的内部表面的一部分最好设置有矛状结构物以便悬挂端子。端子的另一端将与构成线束的相应电缆相压接。
各分割壁23的顶部设置了从顶部垂直向下延伸到中间一点的开口25。对于所有的间隔开口25有相同的宽度。开口25的宽度对应于熔断器1的模压树脂部7的厚度，通过将模压树脂部7插入开口25(见图8)将熔断器1固定到熔断器箱21。在较小的熔断器箱21内表面的两个相对位置，其相当于与穿过开口25的平面的交汇点，分别设有一对导引筋板26。同一对的两个导引筋板26互相平行延伸，从熔断器箱21的顶部向下到中间一点。两个导引筋板26间的距离设置为基本相当熔断器1的模压树脂部分7的厚度。同时，当熔断器1放入熔断器箱21时，两个模压树脂部分7的端翼被两对导引筋板所夹持(见图8(a))。
图6和图7显示保护熔断器1的熔断器箱盖41。箱盖41是用绝缘材料如树脂来制造。箱盖41包括箱盖板42，盖接头板43和将它们连接的铰接部44。盖板42复盖和保护固定到如汽车上电池的电源端子，盖板42的顶部的外侧面有注意内部是电源端子的标志。盖接头板43带有整体形成的勾状结构45，其位于对应于止动块27的位置。
因此当熔断器箱盖板41被放到熔断器箱21上时，勾状结构45挂住止动块27。盖接头板43因此可靠地固定到熔断器箱21的顶部开口22。
在盖接头板43的后表面还设有两对盖板导引肋板46。两个盖板导引肋板46之间的距离设计成与熔断器1的模压树脂部7的厚度基本相同。因此当熔断器1进行安装和熔断器箱盖41进行固定时，模压树脂部分7的两个端翼被两对盖板导引肋板46所夹持。
按照本发明的制造方法，当熔断元件部分5形成时，熔断元件形成位置12(打算形成熔断元件部分5)的周边区已经被模压树脂部7所加强。由于这种结构，即使形成了窄熔断元件部分5，也不容易对可能造成熔断元件出现曲线或弯曲的应力敏感，换一句话，熔断元件部分5对变形和开裂有更大的抵抗能力，并能在加工过程保持适当的强度。其结果是，不管熔断器1的电流容量多麽小，都能够比较容易地制造。
按照本发明的方法，有不同宽度的四个熔断元件部分5可以只用一个冲压模具就可以很容易地形成。制备模具带来的成本可以因此降到很低，其结果是，熔断器1和包括熔断器1的整体装配能够以低成本进行生产。
按照本发明的制造方法，邻近输出端子4的端部起初被拉筋11互相连接。这种结构的结构强度保证了输出端子4的相互位置得到适当的保持，直到熔断元件部分冲压形成。另外，如上面提到的，熔断元件部分5得到保护避免承受可能造成熔断元件出现弧形或弯的应力。熔断元件部分5因此不容易变形和开裂。
根据从上面了解到的，拉筋11可以在形成熔断元件部分5的同时被除去，拉筋11的出现因此不会增加整个的加工步骤，而使熔断器1可以容易地和高效地制造。
还有，因为冲压加工是在通过窗口部分8外露的位置进行的，模压树脂部分7不妨碍冲压操作。因此熔断元件部分5可以非常容易地形成。
过去，多个个别加工的熔断元件固定到熔断器。相比之下，按照所发明的熔断器1，四个输出端子4和四个熔断元件部分5在同一块导电金属板2形成。这种结构避免了使用大量螺栓和螺帽的必要，传统上螺栓和螺帽用来固定熔断元件部分到熔断器1，以及固定熔断器1到熔断器箱21。操作者因此免去了乏味的拧螺丝的操作。另外固定熔断器1到熔断器箱21也能够比过去更容易进行。
在本发明的熔断器1，在熔断元件部分5周围有机械强度不够趋势的区域，受到模压树脂部分7的保护，所以熔断器1靠自身取得足够机械强度。在这种结构中，即使熔断元件部分5呈现窄小单薄，也对变形不敏感。而且模压树脂部分7的存在使熔断器1更加防水。
还有，在本发明的熔断器1，熔断元件部分5经常是通过窗口部分8暴露于外。熔断元件部分5因此可目测检查，不涉及用于模压树脂部分7的材料。例如，当熔断元件部分5被通过的过量电流所熔化的时候，这个情况很容易被人的眼睛发现。
熔断器1的结构可很容易地修改，以便产生下面的各种实施例。
用作输出端子的外接头片4的数量不限于上述实施例中例举的四个，而可以是一个，二个或三个。还可以多过四个。外接头片4的形式也可以如希望的进行改进。
同样地，输入端子3也可以有不同于上面介绍的外形，或者不包含供螺栓使用的通孔。当只设置一个外接头片4的时候，熔断元件部分5的数量也可以减少到一个。
所用的绝缘材料不限于上述模压树脂部分7，还可以是橡胶。同样地，绝缘材料的成形也可以使用夹层冲压以外的方法。
当橡胶用作绝缘材料，熔断元件部分5可以通过冲压形成，而不形成窗口部分8。可以使用这种成形工序的一个原因是由于橡胶是好的弹性材料，橡胶内几乎没有应力，结果是实现这种加工不会有开裂出现。
如上所述，拉筋11在熔断元件部分5冲压成形的同时可以除去。但是它们也可以用分别的工序来除掉。此外当熔断元件部分5没有变形或开裂的危险时，使用拉筋11可能不再是必要的。
除了冲压，熔断元件部分5也可以通过如蚀刻来成形。
窗口部分8可以应用除了矩形形式以外的形式，如圆形或三角形。窗口部分8还可以是包括多个熔断元件成形位置12的大型单一单元，为此要形成一个共同的窗口部分8。
本发明的其它优点将从下面对本发明所基于的技术概念的介绍有清楚的了解。
首先，本发明的输入端子能够直接连接到电池的电源端子。
其次，本发明的输入端子可以用作汽车电池的电源端子。
第三，各输出端子可以有外连接片的形式，其可以连接到线束的压接端子。由于这种构造，熔断器能够以非常可靠的方式连接到线束。
第四，熔断元件可以有基本是耙形或叉形的外形。
第五，输入端子可以设置不被绝缘材料复盖的螺栓孔。通过采用螺栓固定，输入端子有了更可靠的方式固定到电源装置。
第六，拉筋可以薄过导电金属板，拉筋因此非常容易冲压出来。
第七，拉筋可以在绝缘材料复盖区域以外的地方形成，因此在不移动绝缘材料的情形下，拉筋能够除去。
第八，输入端子和输出端子可以首先在导电板上形成。在包括后来熔断元件部分形成位置的导电板的一个区域然后与绝缘材料一起冲压成形。这些供熔断元件成形的位置后来形成熔断元件部分。同样地，不受熔断元件部分厚度的影响，熔断元件部分可以在预留的位置以容易和经济的方式形成。
第九，在导电板(其包括输入端子，多个输出端子和多个将它们连接的熔断元件部分)的一个区域与绝缘材料一起冲压。此外，在绝缘材料设置有窗口部分，通过窗口熔断元件部分暴露于外。该熔断器可以容易地和以低成本进行制造。另外，所得到的熔断器取得了足够的机械强度，并能够容易地固定到熔断器箱。还有，熔断元件部分可以通过直接观察进行检查。
本发明的主要优点在于熔断器可以容易地和经济地方式进行制造，而与电流容量和熔断元件部分无关。
另外的优点由一个事实构成，即熔断元件部分在制造熔断器时避免了变形和开裂。
另一个优点在于，在一所选实施例中熔断元件部分可以通过眼睛观察直接进行检查。

Claims (8)

1．熔断器(1)的形成方法，熔断器(1)具有导电板(2)，导电板(2)包括一输入端子(3)，至少一个输出端子(4)和至少一个连接输入端子(3)和输出端子(4)的熔断元件部分(5)，熔断器还包括绝缘材料(7)，其特征在于所述方法包括下列步骤，
冲压所述导电板(2)以便形成所述输入端子(3)和所述输出端子(4)；
设置至少一个预留位置以便形成所述熔断元件部分(5)；
模压包括所述预留位置的全部或部分面积与所述绝缘材料(7)一起成形；和
在所述预留位置形成所述熔断元件部分(5)。
2．如权利要求1所述方法，其特征在于，所述模压步骤包括模压部分所述面积，导致至少一用于所述预留位置的无屏蔽部分形成。
3．如权利要求2所述方法，其特征在于，所述模压步骤包括在部分所述面积通过带有至少一个突出部的冲模进行夹层模压，导致所述突出部形成所述无屏蔽部分。
4 如权利要求1到3任一项所述方法，其特征在于，所述冲压步骤包括冲压所述导电板(2)使之形成所述输入端子(3)，带有各端部的所述输出端子(4)，和至少一个连接所述输出端子(4)的所述端部的拉筋(11)。
5．如权利要求4所述方法，其特征在于，所述成形步骤包括冲压所述预留位置使之形成所述熔断元件部分(5)，并通过所述冲压同步除去所述拉筋(11)。
6．一种熔断器(1)，该熔断器(1)具有导电板(2)，导电板(2)包括一输入端子(3)，至少一个输出端子(4)和至少一个连接所述输入端子(3)和所述输出端子(4)的熔断元件部分(5)，其特征在于，所述熔断器(1)还包括一块与绝缘材料(7)一起模压成形的面积，所述面积包括至少一开口(8)，通过所述开口所述熔断元件部分(5)能够暴露于所述绝缘材料(7)之外。
7．一容放熔断器(1)的熔断器箱(21)，所述的熔断器(1)具有导电板(2)，导电板(2)包括一输入端子(3)，一个输出端子(4)和至少一个连接所述输入端子(3)和所述输出端子(4)的熔断元件部分(5)，其特征在于，
所述熔断器(1)还包括一块与绝缘材料(7)一起模压成形的面积，所述面积包括至少一个开口(8)，通过所述开口所述熔断元件部分(5)能够暴露于所述绝缘材料(7)之外；
所述熔断器箱(21)形成中空柱状外形，具有基本为矩形的断面，一顶部开口(22)和一底部开口(24)，所述熔断器箱(21)包含至少一个沿所述柱状外形的纵向延伸的分割壁(23)，其形成容纳所述输出端子(4)的多个隔间，所述分割壁(23)包括一从所述顶部开口(22)沿纵向向下延伸到中部一点的切口(25)，所述切口(25)放置所述绝缘材料(7)致使所述输入端子(3)从所述顶部开口(22)垂直于所述纵向延伸。
8．如权利要求7所述熔断器箱(21)，其特征在于，还包括熔断器箱盖(41)，所述箱盖(41)包括一盖板(42)和盖连接板(43)，所述盖板复盖所述熔断器(1)的所述输入端子(3)，所述盖连接板(43)复盖所述熔断器箱(21)的顶部开口(22)。
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