TWI654638B - 高電流單件式保險絲元件及分裂體 - Google Patents

Abstract

一種小巧的高斷電容量保險絲包括一上及下絕緣層及一被設置在該上及下絕緣層之間的單件式可熔元件。該上及下絕緣層包括在組裝時被對齊的空腔以形成一腔室，該單件式可熔元件的一可熔元件部分被設置在該腔室內。該單件式可熔元件額外地包括端子部分，其沿著該上及下絕緣層的外表面延伸。

Description

高電流單件式保險絲元件及分裂體

本揭露內容大致上係關於電路保護裝置的領域，更具體地係關於一種小巧的、低成本的高斷電容量保險絲。

在許多電路保護應用中，使用小巧的且具有高“斷電容量(breaking capacity)”的保險絲是所想要的。斷電容量(一般亦被稱為“截斷容量(interrupting capacity)”)是一保險絲在不被破壞或不造成一不可接受的持續時間長度的電弧下能夠中斷的電流。目前可獲得的某些保險絲表現出高斷電容量且適合用於小巧的應用中。然而，此等保險絲通常相當昂貴且因為保險絲元件和端子之間的連接的因素而容易故障且有可靠性的問題。因此，提供一種適合小巧的電流保護應用之低成本的、可靠的高斷電容量保險絲是所想要的。

此章節被提供來以簡化的形式介紹在下面的〔實施方式〕章節中被進一步描述的概念。此章節的內容並不是要確認本案所請之發明主體的關鍵特徵或主要特徵，也不是要用來協助決定本案所請之發明主體的範圍。

依據本揭露內容，一種小巧的、高斷電容量保險絲被揭露。一示範性的高斷電容量保險絲可包括一第一外絕緣層、該第一外絕緣層包含一第一空腔。此外，該保險絲包括一第二外絕緣層，其被耦接至該第一外絕緣層，該第二外絕緣層包含一第二空腔，它和該第一空腔對齊以界定一腔室。此外，該保險絲包括一單件式可熔元件，其被設置在該第一外絕緣層和該第二外絕緣層之間。該單件式可熔元件包含一第一端子部分、一第二端子部分、及一設置在該第一及第二端子部分之間的可熔元件部分，其中該可熔元件部分被至少部分地設置在該腔室內。該第一端子部分沿著該第二外絕緣層的至少一外表面延伸且該第二端子部分沿著該第二外絕緣層的至少一外表面延伸。

100‧‧‧高斷電容量保險絲(保險絲)

110‧‧‧第一外絕緣層(上層)

120‧‧‧第二外絕緣層(下層)

130‧‧‧單件式可熔元件

132‧‧‧第一端子部分

134‧‧‧第二端子部分

136‧‧‧可熔元件部分

135‧‧‧第一中間部分

137‧‧‧第二中間部分

112‧‧‧空腔

122‧‧‧空腔

140‧‧‧腔室

150‧‧‧彎折處

162‧‧‧陶瓷插入件

164‧‧‧陶瓷插入件

401‧‧‧長度

403‧‧‧寬度

160‧‧‧彎折凹陷

170‧‧‧切除部

136a‧‧‧面卷部或波形部

600‧‧‧方法(邏輯流程)

圖1是一組裝好的形態的高斷電容量保險絲的立體圖。

圖2是示於圖1中的高斷電容量保險絲分解形態的立體圖。

圖3是一分解形態的高斷電容量保險絲的立 體圖，其顯示出一依據本揭露內容的保險絲陣列，其中數個高斷電容量保險絲被配置成一連續的陣列組態。

圖4A是單件式可熔元件的俯視圖。

圖4B是示於圖4A中的該單件式可熔元件的側視圖。

圖5A-5C是在組裝階段的高斷電容量保險絲的立體圖。

圖6顯示製造一高斷電容量保險絲的方法的邏輯流程。

本發明現將參考附圖於下文中更完整地描述，本發明的較佳實施例被示於附圖中。然而，本發明可以許多不同的形式被來體現且不應被解讀為侷限在本文中提出的實施例。反而是，這些實施例被提出使得本揭露內容會更徹底及完整，且將本發明的範圍完全傳達給熟習此技藝者。在圖式中，相同的元件符號係指相同的元件。

圖1-2例示一種依據本揭露內容的至少一實施例配置的高斷電容量保險絲100。該高斷電容量保險絲100(其在下文中被稱為“保險絲100”)以組裝好的圖式被示於圖1中且以分解的圖式被示於圖2中。該保險絲100可包括一第一外絕緣層110(其有時為了方便被稱為“上層110”)及一第二外絕緣層120(其有時為了方便被稱為“下層120”)。當如圖1所示地被組裝好時，該 上層和下層110及120可結合在一起以形成一保險絲組件。在一些例子中，該上層和下層110及120可用超音波焊接處理以環氧樹脂、以非導電性黏著劑結合在一起、或用機械式緊固件結合在一起。該上層110和該下層120的形狀可以是實質的矩形且可用任何適合的絕緣材料(其包括但不侷限於FR-4、玻璃、塑膠等等)來形成。

該保險絲100額外地包括一單件式可熔元件130，其被設置在該上層110和該下層120之間。該單件式可熔元件130的一些部分從該上層和下層110及120延伸出且繞著該上層和下層110及120被彎折以形成端子部分。尤其是，該單件式可熔元件130可包括第一和第二端子部分132及134、一可熔元件部分136、及第一和第二中間部分135及137。大致上，該單件式可熔元件130可用任何導電材料來形成。在一些例子中，該單件式可熔元件130可用銅、錫、銀、鋁、這些材料的一些組合、或包括這些材料的一者或多者的合金來形成。在一些例子中，該單件式可熔元件130可用單件式導電材料來形成。

該單件式可熔元件130因而提供一導電路徑於端子部分132和134之間。尤其是，一電流路徑藉由中間部分135及137和該可熔元件部分136而被提供在端子部分132和134之間。

該上層和下層110及120每一者都包括一空腔。例如，在圖2中，下層120的空腔122被示出。上層110亦包括一空腔112，它因為此圖所示之立體圖的本質 而被遮擋。當該保險絲被組裝時(如，圖1)空腔112和122可被對齊以界定一腔室140。該單件式可熔元件130的該可熔元件部分136可被設置在該腔室140內。因此，該可熔元件部分136可至少部分地被空氣包圍。

該單件式可熔元件130的該可熔元件部分136是一“弱點”，它在該保險絲100內發生超電流情況時被預期會分離以中止該超電流情況並將端子部分132及134之間的電流路徑斷開。因為該可熔元件部分136被空氣包圍且沒有和形成該上層和下層110及120的絕緣材料接觸或與之緊鄰，所以該可熔元件部分136在超電流情況中分離時會發生的電弧的燃料(即，周圍的材料)(其會支持該電弧)被奪走。電弧時間因而被減少，其因而提高該保險絲100的斷電容量。

大致上，該單件式可熔元件130的中間部分135及137沿著其縱長軸被彎折成和該可熔元件部分136不平行。尤其是，該單件式可熔元件130包含彎折處150，使得該單件式可熔元件的一些部分沿著該上層和下層110及120的不同的外表面延伸及/或被設置成緊鄰該等外表面。例如，該單件式可熔元件130可包括分別介於端子部分132及134和中間部分135及137之間的彎折處150(如，位在端子部分132及134的遠端)。此外，該單件可熔元件130可包括介於中間部分135及137和可熔元件部分136之間的彎折處150。此外，中間部分135及137可沿著該下層120的相反的外側表面延伸，而端子部 分132及134則是沿著該下層120的外下表面延伸。在一些例子中，下層120可被形成來容納該單件式可熔元件130被彎折且沿著該等外表面的該等部分。例如，切除部或下凹部可被形成來容納中間部分135及137和端子部分132及134。

端子部分132及134和中間部分135及137性實質地平行於該下層120的一外表面。在一些例子中，端子部分132及134係實質地平行於該可熔元件部分136，而中間部分135及137則實質地垂直於端子部分132及134以及可熔元件部分136這兩者。該保險絲100可包括陶瓷部分或一在該上層和下層110及120的該等部分上的陶瓷塗層，用以提高該保險絲100的斷電容量並保護該保險絲本體(如，該上層和下層110及120)在高電流中斷期間不會壞掉或斷裂。圖3顯示依據本揭露內容的至少一個例子來配置且包括陶瓷元件的保險絲100。應指出的是，此圖以分解圖的方式顯示該保險絲100，且進一步包括上文中參考圖1-2所描述的保險絲100的元件。

保險絲100可包括陶瓷插入件162及164，其被設置在該腔室140內且包圍該可熔元件部分136。該等陶瓷插入件可被形成來設置在空腔112及122內及/或固定於其內。例如，陶瓷插入件162可被形成來設置在空腔112內。相類似地，陶瓷插入件164可被形成來設置在空腔122內。因此，當保險絲100被組裝時，該可熔元件部分136可被該腔室140內的空氣包圍，而該腔室140是由 陶瓷插入件162及164所界定。

該保險絲100可包括陶瓷塗層部分162及164，其可被塗覆在界定空腔112和122的該上層和下層110及120的內部。因此，當保險絲100被組裝時，可熔元件部分136可被該腔室140內的空氣包圍，而該腔室140是由塗覆了陶瓷的空腔112及122所界定。

熟習此技藝者將會瞭解的是，該單件式可熔元件且尤其是該可熔元件部分136的尺寸、組態、及導電材料都對於該保險絲100的額定有影響。例如，該單件式可熔元件130的長度401及/或寬度403可改變。此外，該長度401和該寬度403的比例可改變。翻到圖4A-4B，該單件式可熔元件130的一個例子被提供。如配合圖1-2所描述的，該單件式可熔元件130包括一可熔元件部分136和端子部分132及134。此外，中間部分135及137可被設置在該可熔元件部分136和端子部分132及134之間。

該單件式可熔元件130可包含介於端子部分132及134和中間部分135及137之間及/或介於中間部分135及137和可熔元件部分136之間的彎折凹陷160。彎折凹陷160有助於將該單件式可熔元件的該等部分彎折處以沿著該上層和下層的外表面延伸。例如，彎折凹陷160可在中間部分135及137和端子部分132及134被彎折成垂直於該可熔元件部分136時降低在該單件式可熔元件130內的應力。此外，彎折凹陷160可在端子部分132及 134被彎折成垂直於中間部分135及137且平行於該可熔元件部分136時降低在該單件式可熔元件130內的應力。中間部分(如135及137)和端子部分(如，132及134)的形狀可以是實質矩形的形狀。該可熔元件部分136可具有一矩形的區段，它比端子部分132及134窄。當從側邊輪廓觀看時，該可熔元件部分136亦可具有一或多個切除部170及一或多個面卷部(roll)或波形部136a，如圖4B所示。

在一些例子中，該單件式可熔元件130可藉由將一片材或導電材料衝壓、機器加工、鑄造或此類方式來形成，用以形成所想要的該單件式可熔元件130的輪廓及形狀。因此，該可熔元件部分以及彎折凹陷的輪廓及形狀可在單一處理(如，衝壓處理)中被形成。

圖5A-5C顯示在依據本揭露內容的至少一個實施例的不同製造或組裝階段中的保險絲100。圖6是依據本揭露內容的至少一個實施例之製造高斷電容量保險絲的方法600的邏輯流程圖。應指出的是，該邏輯流程600係參考圖5A-5C的保險絲100來描述。然而，這是為了方便和清楚的目的，而不是為了限制。尤其是，該邏輯流程600可被實施以製造及/或組裝具有不同組態及/或具有比圖5A-5C中所示的構件更多或更少構件的保險絲。例子並不侷限於本文所揭露者。

該邏輯流程600可開始於方塊610。在方塊610“提供具有端子部分以及可熔元件部分的單件式可熔 元件”，一單件式可熔元件可被提供。例如，具有端子部分132及134以及可熔元件部分136的該單件式可熔元件130可被提供。

接著到方塊620“提供具有第一空腔的第一外絕緣層”，一外絕緣層可被提供。例如，具有空腔112的上層110可被提供。接著到方塊630“提供具有第二空腔的第二外絕緣層”，另一外絕緣層可被提供。例如，具有空腔122的下層120可被提供。

接著到方塊640“將該單件式可熔元件置於該第一及該第二外絕緣層之間”，該單件式可熔元件130可被置於該上及下層110及120之間。此外，空腔112及122可被對齊以界定該腔室140，該單件式可熔元件130的該可熔元件部分136係被配置或設置在該腔室140內。

接著到方塊650“將端子部分彎折成不平行於該可熔元件部分”，該第一及第二端子部分132及134可被彎折成不平行於該可熔元件部分136。例如，如圖5B所示，該第一及第二端子部分132及134(以及中間部分135及137)可被彎折成實質平行於該上層110的外表面172及174。在此方塊，端子部分132及134可實質垂直於該可熔元件部分136(未示於圖5B中)。

此外，該第一及第二端子部分132及134可被彎折成不平行於中間部分135及137且再被彎折成平行於該可熔元件部分136。例如，如圖5C所示，該第一及第二端子部分132及134可被彎折成實質平行於該下層 120的外下表面。在此方塊，端子部分132及134可實質平行於該可熔元件部分136(未示於圖5C中)及實質垂直於中間部分135及137。

當使用於本文中時，以單數型或加了不定冠詞“一(a,an)”來描述的元件或步驟應被理解為沒有排除複數元件或步驟，除非此排除被明確地陳述。此外，本揭露內容的“一實施例”的敘述不應被解讀為排除亦包含被描述的特徵的其它實施例的存在。

雖然本揭露內容參照了特定的實施例，但在不偏離本揭露內容由下面的申請專利範圍所界定的氛圍及範圍下仍有許多的修改、變化及改變的可能。因此，本揭露內容不侷限於被描述的實施例，而是具有下面的申請專利範圍的語言所界定的完整的範圍，以及其等效範圍。

Claims (19)

1. 一種高斷電容量保險絲，包含：一第一外絕緣層，該第一外絕緣層包含一第一空腔；一第二外絕緣層，其被設置在該第一外絕緣層上，該第二外絕緣層包含一第二空腔，它被建構來和該第一空腔對齊以界定一腔室；一單件式可熔元件，其被設置在該第一外絕緣層和該第二外絕緣層之間，該單件式可熔元件包含一第一端子部分、一第二端子部分、和一可熔元件部分，其具有多個沿著其縱長軸線設置在該第一及第二端子部分之間的面卷部(roll)，其中該可熔元件部分被至少部分地設置在該腔室內，該第一端子部分沿著該第二外絕緣層的至少一外表面延伸，且該第二端子部分沿著該第二外絕緣層的至少一外表面延伸；及一第一陶瓷插入件及一第二陶瓷插入件，該第一和第二陶瓷插入件被設置在該腔室內分別介於該第一空腔和該可熔元件部分之間以及介於該第二空腔和該可熔元件部分之間。
2. 如申請專利範圍第1項之高斷電容量保險絲，其中該單件式可熔元件是用單件的導電材料形成且該可熔元件部分包含多個沿著該等多個面卷部設置的切除部。
3. 如申請專利範圍第2項之高斷電容量保險絲，其中該單件式可熔元件的該等多個面卷部包含一介於該第一端子部分和該可熔元件部分之間的第一彎折處及一介於該 第二端子部分和該可熔元件部分之間的第二彎折處。
4. 如申請專利範圍第3項之高斷電容量保險絲，其中該第一端子部分沿著該第二外絕緣層的至少一第一及一第二外表面延伸且該第二端子部分沿著該第二外絕緣層的至少該第二及一第三外表面延伸。
5. 如申請專利範圍第4項之高斷電容量保險絲，其中該單件式可熔元件的該等多個彎折處進一步包含：一第三彎折處，其被設置在該第一端子部分的遠端及一第四彎折處，其被設置在該第二端子部分的遠端；及多個沿著該可熔元件部分設置的切除部。
6. 如申請專利範圍第5項之高斷電容量保險絲，其中該第一端子部分包含一第一子部分，其被設置在該第一和第三彎折處之間及一第二子部分，其被設置在該第三彎折處和該第一端子部分的一端之間，其中該第一子部分係實質平行於該第一外表面且該第二子部分係實質平行於該第二外表面。
7. 如申請專利範圍第5項之高斷電容量保險絲，其中該第二端子部分包含一第一子部分，其被設置在該第一和第三彎折處之間及一第二子部分，其被設置在該第三彎折處和該第二端子部分的一端之間，其中該第一子部分係實質平行於該第三外表面且該第二子部分係實質平行於該第二外表面。
8. 如申請專利範圍第1項之高斷電容量保險絲，其中該第一外絕緣層和該第二外絕緣層係藉由超音波焊接處 理來加以結合。
9. 如申請專利範圍第1項之高斷電容量保險絲，其中該第一空腔和該第二空腔包含陶瓷塗層。
10. 一種用於高斷電容量保險絲的單件式可熔元件，該單件式可熔元件包含：一可熔元件部分；一第一及一第二中間部分，其鄰近該可熔元件部分，該第一和該第二中間部分可彎折成不平行於該可熔元件部分；及一第一及一第二端子部分，其遠離該可熔元件部分但分別鄰近該第一和該第二中間部分，該第一及該第二端子部分可彎折成不平行於該第一及該第二中間部分，其中該可熔元件部分、該第一及該第二中間部分、和該第一及該第二端子部分是用一單件的材料形成。
11. 如申請專利範圍第10項之單件式可熔元件，其包含第一彎折凹陷，其被形成在該可熔元件部分和該第一及該第二中間部分之間，該等第一彎折凹陷在該第一及該第二中間部分被彎折成不平行於該可熔元件部分時可降低在該單件式可熔元件內的應力。
12. 如申請專利範圍第11項之單件式可熔元件，其包含諸第二彎折凹陷，其被形成在該第一及該第二中間部分和該第一及該第二端子部分之間，該等第二彎折凹陷在該第一及該第二端子部分被彎折成不平行於該第一及該第二中間部分時可降低在該單件式可熔元件內的應力。
13. 一種製造高斷電容量保險絲的方法，包含：提供一單件式可熔元件，該單件式可熔元件包含一第一端子部分、一第二端子部分、和一可熔元件部分，其被設置在該第一及第二端子部分之間；提供一第一外絕緣層，該第一外絕緣層包含一第一空腔；提供一第二外絕緣層，該第二外絕緣層包含一第二空腔；提供一第一陶瓷插入件及一第二陶瓷插入件，該第一和第二陶瓷插入件被設置在該腔室內分別介於該第一空腔和該可熔元件部分之間以及介於該第二空腔和該可熔元件部分之間；將該單件式可熔元件置於該第一外絕緣層和該第二外絕緣層之間並將該第一空腔和該第二空腔對齊以形成一腔室；及將該第一及第二端子部分彎折成不平行於該可熔元件部分。
14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該第一端子部分沿著該第二外絕緣層的至少一外表面延伸且該第二端子部分沿著該第二外絕緣層的至少一外表面延伸。
15. 如申請專利範圍第14項之方法，其包含將該第一及該第二端子部分的端部彎折成不平行於該第一及該第二端子部分的中間部分。
16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該第一端 子部分沿著該第二外絕緣層的至少一第一及一第二外表面延伸且該第二端子部分沿著該第二外絕緣層的至少該第二及一第三外表面延伸。
17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該單件式可熔元件包含一第三彎折處，其被設置在該第一端子部分的遠端及一第四彎折處，其被設置在該第二端子部分的遠端。
18. 如申請專利範圍第13項之方法，其包含藉由超音波焊接處理來將該第一外絕緣層和該第二外絕緣層結合。
19. 如申請專利範圍第13項之方法，其包含施用陶瓷塗層至該第一空腔和該第二空腔。