專利名稱：大容量保險絲及其耐電弧端蓋的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及保險絲，尤其涉及用于微型保險絲管的弧形電阻端蓋。
背景技術：
保險絲廣泛應用于過電流保護裝置中，其用于斷開電路并防止相關元件有破壞電流流過電路。某些類型的電阻絲包括一個具有導電端蓋的絕緣體，導電端蓋在絕緣體的兩端與其連接。一個保險絲元件延伸穿過該絕緣體并與端蓋電連接，這樣在端蓋與通電電路連接時，該電路完全經過該保險絲元件。一旦有一個預定電流流經該電路，該保險絲元件就熔化、分解或者其它的斷開方式，進而中斷經過該保險絲的電流通路，并斷開電路以使負載側電元件和設備不會流過破壞電流。
例如在英國，電設備插頭中經常采用保險絲。這些類型的保險絲有時稱作微型保險絲管。英國專利No.1474695公開了一種具有大體相同壁厚的圓柱形端蓋的保險絲。通過一個冷擠壓工藝，在每個端蓋的各自端壁內部形成一個截頭圓錐凸起部分。每個端蓋端壁內側上的凸起部分的結構也在每個端蓋端壁的外部形成了一個凹座或腔。對于高容量保險絲來說，在端蓋外部的凹座或腔要充滿焊料或金屬填充物，因此增強或加固了保險絲外部的凸起部分。這個附加的填充物塊有效的防止了保險絲鏈環打開時電弧穿透端蓋的凸起部分到達保險絲的外部。然而通過冷擠壓形成該凸起部分，以及給端蓋外部的腔或凹座填充焊料或填充物會增加組裝時間，并使制造保險絲的成本增大。對于大量的保險絲而言，形成端蓋和施加填充物所增加的成本是很巨大的。

發明內容
在示意性實施例中，一種保險絲端蓋包括一個具有底面的端壁和一個從該端壁開始延伸并在該底面上限定出一個外腔的凸起。該凸起的至少一部分具有比該端壁其余部分大的厚度。
根據另一個示意性實施例，提供了一種保險絲端蓋。該保險絲端蓋包括一個具有不相同厚度的端壁，并包括一個與其整體形成并形成了一個所述端壁間斷底面的深沖壓凸起。所述凸起具有與所述端壁其余部分不同的壁厚。
根據另一個示意性實施例，提供了一種保險絲端蓋。該保險絲包括一個絕緣體，和一個在所述絕緣體內延伸的保險絲元件。與所述絕緣體結合并與所述保險絲元件電連接的第一和第二端蓋，且所述第一和第二端蓋包括一個端壁和一個為容納所述保險絲絕緣體而限定出一個內部容腔的圓柱側壁。所述端壁包括一個與所述端壁整體形成并突入到所述內部容腔中的深沖壓凸起，所述凸起在所述端壁的底部限定出一個腔。所述凸起具有大于所述端壁其余部分的壁厚以抵抗所述保險絲元件斷開時的電弧。
仍是另一個示意性實施例，提供了一種大容量保險絲管。該保險絲包括一個由非導電材料構成的圓柱體，一個在所述圓柱體內延伸的保險絲元件，與所述圓柱體結合并與所述保險絲元件電連接的第一和第二端蓋，和將該保險絲元件與所述第一和第二端蓋電連接的導電襯墊。所述第一和第二端蓋的每一個由深沖壓金屬構成，且具有一個端壁和一個為容納所述保險絲圓柱體而限定出一個內部容腔的圓柱側壁，所述端壁包括一個與所述端壁整體形成并突入到所述內部容腔中的凸起，所述端壁在所述凸起相反的所述端壁上限定了一個開口的外腔，所述端壁具有不相同的壁厚以抵抗所述保險絲元件斷開時的電弧而在所述腔中無需加固填充材料的幫助。


圖1是公知保險絲的截面圖；圖2是用于圖1中保險絲的公知端蓋結構的截面圖；圖3是另一種公知端蓋結構的截面圖；圖4仍是另一種公知端蓋結構的截面圖；圖5是根據本發明的一種示意性保險絲的截面圖；圖6是圖5中示出的端蓋的頂部平面視圖；圖7是具有圖5和6中示出端蓋的保險絲的截面圖；圖8是根據本發明的保險絲端蓋另一實施例的截面圖；圖9仍是根據本發明的保險絲端蓋另一實施例的截面圖；
具體實施例方式
圖1是公知保險絲10的截面圖，圖2是用于保險絲10的端蓋12的截面圖。保險絲10(圖1)包括一個絕緣(即非導電的)管或體14以及保險絲元件16，其在絕緣體14的孔18里延伸。端蓋12與絕緣體14的兩端中的每一端連接，保險絲元件16與端蓋12電連接，其中內蓋20在端蓋12和絕緣體14的端部之間延伸。保險絲元件16延伸穿過內蓋20的小孔，并在將內蓋20和端蓋12擠緊彼此接觸時，保險絲元件16的端部固定在內蓋20和端蓋12的配合表面之間。保險絲10可以認為是一種高容量的微型保險絲管，這在英國專利No.1474695中有更詳細的描述。這里所用的“大容量”指的是大切斷容量，按照國際電工委員會(IEC)標準定義的，例如，IEC 127保險絲具有最大切斷容量等于1500amps。
參考圖2，端蓋12具有端壁30，在保險絲10組裝好的時候，端壁30與保險絲絕緣體14的縱軸32(圖1)垂直延伸。側壁34按基本垂直的方式從端壁20處開始延伸，并從端壁32開始圓柱式延伸以在端壁30上面限定出一個內部容腔36。容腔36沿軸37延伸，在容腔36像圖1示出的那樣與保險絲絕緣體14的端部配合時，軸37與保險絲絕緣體14的縱軸32成一直線。通過冷擠壓，在端壁30的內表面40中形成了一個截頭圓錐凸起部分38，該凸起部分38向內突起伸入到端蓋12的內容腔36中，并離開端壁30。端壁30中突起部分38的結構也在每個端蓋12的端壁的外表面44上形成了一個凹進處或腔40。端壁30、側壁34和凸起部分38具有基本相等的壁厚T。
對于大容量保險絲而言，如圖1所示的，端蓋中的外腔40里填充有焊料或金屬填充物50，因此加強或加固了端蓋12外部的凸起部分38。當保險絲元件16斷開時，附加的填充物塊50有效地防止了電弧穿透端蓋12的凸起部分38。在保險絲10可靠地構造好時，向端蓋12施加焊料或填充物50會使制造保險絲10的過程變復雜并且增加相應的成本。
圖3示出了保險絲端蓋60的另一種公知結構，蓋端蓋包括端壁62和側壁64，它們限定出一個內部容腔62，其可以保險絲絕緣體配合，比如圖1中示出的絕緣體14。一個凸起的凸起部分66在底壁62中形成并向上延伸，伸入到端蓋60的內容腔64中。與端蓋12不同，端蓋60的壁厚是不相同的，而是在側壁64處具有厚度為T1的相對薄的壁結構，在中心凸起部分66的另一側上的端壁62處具有較大的壁厚T2。與端蓋12還不同的是，端壁62在端壁中不包括外凹座或腔，而是在端壁62處具有一個基本連續的外表面68。
端蓋60是通過冷擠壓工藝形成的，并采用一種大容量微型保險絲管，例如正如英國專利No.1167583中所描述的。較厚的端壁結構和凸起的凸起部分66可以為承受大容量保險絲元件的斷開而提供足夠的結構強度，但是這樣的缺陷是使用了過多的材料用量并從制造方面看是不經濟的。
圖4示出了保險絲端蓋80的公知結構，保險絲端蓋80與端蓋60(圖3中示出的)類似，除了在端壁62中形成一個外腔或凹座82之外，這個外腔或凹座82從端壁62的底面84顯露出來，進而在底面84上形成了中斷。腔或凹座82也是通過冷擠壓工藝形成的，以減少端壁62的材料用量。然而冷擠壓工藝在制造端蓋80的過程中必需花費很多的時間。
圖5和6分別是根據本發明形成的示意性保險絲端蓋100的截面圖和頂視圖，其提供了比端蓋12、60或80(圖1-4示出的)更經濟的制造工藝。然而對于在下文描述的大容量微型保險絲管，可以預見到本發明的益處可以應用到其它類型的保險絲，本發明并不限制于應用到任何特殊類型的保險絲上。
與前面的端蓋12(圖1和2中示出的)、端蓋60(圖3中示出)和端蓋80(圖4中示出的)不同的是，端蓋100可以通過深沖壓金屬工藝來形成，這種工藝是比冷擠壓工藝更有效的制造工藝，并不需要給端蓋施加填充物材料50(圖1中示出)以抵抗與保險絲元件斷開相關的電弧。因此，端蓋100可以使用減少的材料用量并更快地形成，并且通過省去填充物材料更多的保險絲可以以低成本制造，其中這些填充物是為加固用于大容量保險絲的端蓋100的。
在示意性實施例中，端蓋100是采用深沖壓金屬工藝形成的，其中具有端壁102和從端壁102開始基本垂直方式延伸的側壁104。側壁104從端壁102開始圓柱式延伸以限定出一個內容腔106。在端壁102的內表面110上形成了截頭圓錐凸起部分108，凸起部分108向內突入內容腔106中。端壁102中凸起部分108的構造也在端蓋100的端壁102的外表面114中形成了凹進的凹座或腔112。
端蓋100不具有相同的壁厚，而是在端蓋100的適當區域最優地分配壁厚。例如，端壁102具有不相同的厚度，其中端壁圍繞凸起部分108的部分具有第一厚度T3，突起部分108的中心部分116具有第二厚度T4，T4大于T3。因此，形成了更薄而加固的凸起108，其向端蓋106內部延伸并離開端壁102。側壁104具有厚度T5，其與同一實施例中的端壁厚T3大致相等。
在示意性實施例中，端蓋100是根據與本領域其它技術類似的公知深沖壓金屬技術由導電材料制成的，而且并不限制于金屬片。凸起部分108，包括其加厚的厚度T2，在同一示意性實施例中是整體加工成端蓋結構的。具有單一材料的深沖壓整體結構的端蓋100，尤其是突起部分108，要構成比如具有相同壁厚結構和填充材料50(圖1中示出)的端蓋12(圖1和2中示出)更堅固。端蓋100的凸起部分108的最終厚度T4一般要小于端蓋12(圖2)的厚度T與另外采用的填充材料50(圖1)的厚度和，進而在端蓋100的構成中節省了材料。還有，端蓋100所增加的強度使得不再必需填充材料50了，進而減少了與施加填充物50有關的制造時間與成本。
還有，同端蓋60(圖3)相比，端蓋100使用了更少的材料用量，其中端蓋60具有實心的凸起部分66，這與端蓋100中空的凸起部分108是不同的。還有，通過深沖壓金屬工藝，端蓋100可以比通過冷擠壓而形成的端蓋60(圖3)更快地形成。類似地，深沖壓端蓋100可以比冷擠壓端蓋80(圖4)更快地形成，其具有對端蓋100不同部分的相關壁厚有更可靠的控制。
因此，端蓋100的整體的或一體的單體結構具有不相同的壁結構，其可以抵抗電弧而不需要外部的填充材料50(圖1中示出)，并使用減少的材料用量來構成端蓋。因此與施加填充物50有關的制造成本和時間可以節省，并且深沖壓金屬技術減少了在制造保險絲過程中形成端蓋100所需要的時間。因此保險絲可以用更短的時間制造并且以比具有任何一種前述公知類型端蓋12、60和80的保險絲有更低的成本。
理想的是，相關的壁厚T3、T4和T5值可以根據本領域所給定的保險絲容量進行選擇。例如，一種實施方式是一種大容量保險絲中T3為0.3mm，T4為0.45mm，蓋保險絲符合保險絲管的英國標準1362。其它值可以根據要滿足的特殊要求適當選擇。
圖7是保險絲150的截面圖，其包括端蓋100。內容腔106(附圖5)與保險絲絕緣體152的端部配合，端蓋與保險絲絕緣體152連接則端蓋100的端壁102與保險絲絕緣體152的縱軸154大體垂直延伸。
保險絲元件156與端蓋100按公知方式電連接，比如經由位于端蓋100和絕緣體152端部之間的導電襯墊158。保險絲元件156延伸穿過襯墊158中的小孔，并在襯墊158和端蓋100擠成彼此緊密接觸的時候，保險絲元件156的端部固定在襯墊158安裝表面和端蓋100之間。端蓋100的外腔112暴露于保險絲150的外部，并且由于凸起部分108更薄的壁部分T4，所以任何填充材料50(圖1中示出)不再必需且從保險絲結構中省去。
圖8是保險絲端蓋200的另一實施例的截面圖，端蓋200與端蓋100(圖5-7中示出)類似，其中端蓋100與端蓋200相同的部分用相同的標記表示。與端蓋100不同的是，凸起部分108不僅是在與端壁102平行延伸的凸起部分108的突起區域處具有厚度T4，而且還在從端壁102開始延伸到凸起部分108凸起區域的凸起部分108過渡區域202處具有厚度T4。端蓋200的其余部分具有壁厚T3。因此端蓋200通過突起部分108全部內表面的厚度T4而得到加固，是比具有端蓋100的保險絲150有更大容量的保險絲。端蓋200，類似于端蓋100，省去了填充材料50(圖1中所示)，其是當保險絲元件斷開時另外需要抵抗產生的電弧的，并可以采用深沖壓技術使用減少的材料用量以更高的時間效率方式形成。每個端蓋200也可以用于替換保險絲中的端蓋100，比如保險絲150(圖4中示出)。
圖9示出了根據本發明的深沖壓端蓋250的另一種實施例。類似于端蓋100，端蓋250包括端壁252和從端壁252開始以基本垂直方式延伸的側壁254。側壁254從端壁252開始圓柱式延伸以限定處一個內部容腔256。在端壁252內表面260上形成一個截頭圓錐凸起部分258，蓋凸起部分258向內部容腔256中突起。在端壁252中凸起部分258的形成也產生出在端壁252的外表面264中的凹槽或空腔262。
端蓋250不具有相同的壁厚，而是在端蓋250的適當區域最優地分配壁厚。例如，端壁250具有不相同的厚度，其中側壁具有第一厚度T6，端壁252圍繞凸起部分258的部分具有第二厚度T7，厚度T7大于T6，突起部分258的中心部分具有第三厚度T8，T8大于T7。因此，形成了更薄而加固的凸起258，其向端蓋250內部延伸并離開端壁252。
側壁254具有比較薄的厚度，其與保險絲絕緣體的外表面鄰接，這同例如圖5中示出的端蓋100相比，可以節省材料，其中圖5中示出的端蓋100的端壁112和側壁114具有大約相等的厚度。還有，在凸起部分266(258？)上提供成直角的(即垂直的)增加件266，這個凸起部分在制造過程中節省了大量的端蓋250的材料用量。
本發明已經描述了幾種特殊的實施方式，但是對本領域技術人員來說應該認識到本發明可以在權利要求的精神和范圍內進行變形。
權利要求
1.一種保險絲端蓋包括一個端壁，包括一個底面和一個從所述端壁開始延伸并在所述底面上限定出一個外腔的凸起，所述凸起的至少一部分具有大于所述端壁其余部分的厚度。
2.根據權利要求1的保險絲端蓋，還包括一個從所述端壁延伸并限定出一個內容腔的側壁，所述凸起突入到所述內容腔中。
3.根據權利要求2的保險絲端蓋，其中所述側壁為圓柱體。
4.根據權利要求1的保險絲端蓋，其中所述凸起與所述端壁整體形成。
5.根據權利要求1的保險絲端蓋，其中所述凸起包括一個頂段和一個從所述端壁開始延伸的過渡段，所述頂段具有大于所說過渡段的厚度。
6.根據權利要求1的保險絲端蓋，其中所述凸起包括一個頂段和一個過渡段，所述頂段和所述過渡段具有基本相等的厚度。
7.根據權利要求1的保險絲端蓋，其中所述端蓋包括一個具有第一厚度的側壁，所述端壁具有比所述第一厚度大的第二厚度。
8.根據權利要求1的保險絲端蓋，其中所述端蓋包括深沖壓金屬。
9.一種保險絲端蓋包括一個具有不相同厚度的端壁，并包括一個與其整體形成并形成了一個所述端壁的間斷底面的深沖壓凸起，所述凸起具有與所述端壁其余部分不同的壁厚。
10.根據權利要求9的保險絲端蓋，所述凸起比所述端壁其余部分具有更大的壁厚。
11.根據權利要求9的保險絲端蓋，還包括一個從所述端壁開始整體延伸的深沖壓側壁，并限定出一個內部容腔。
12.根據權利要求11的保險絲端蓋，其中所述凸起突入所述內部容腔中。
13.根據權利要求11的保險絲端蓋，其中所述側壁為圓柱體。
14.根據權利要求9的保險絲端蓋，其中所述凸起部分包括一個頂段和一個過渡段，所述頂段具有大于所說過渡段的厚度。
15.根據權利要求9的保險絲端蓋，其中所述凸起包括一個頂段和一個過渡段所述頂段和所述過渡段具有基本相等的厚度。
16.根據權利要求9的保險絲端蓋，其中所述間斷底面包括一個外表面和一個凹腔。
17.一種保險絲，包括一個絕緣體；一個在所述絕緣體內延伸的保險絲元件；和與所述絕緣體結合并與所述保險絲元件電連接的第一和第二端蓋，所述第一和第二端蓋包括一個端壁和一個為容納所述保險絲絕緣體而限定出一個內部容腔的圓柱側壁，所述端壁包括一個與所述端壁整體形成并突入到所述內部容腔中的深沖壓凸起，所述凸起在所述端壁的底部限定出一個腔，所述凸起具有大于所述端壁其余部分的壁厚以抵抗所述保險絲元件斷開時的電弧。
18.根據權利要求17的保險絲端蓋，其中所述凸起是截頭圓錐。
19.根據權利要求17的保險絲，其中所述凸起在所述端壁上中心定位。
20.一種大容量保險絲管，包括一個由非導電材料構成的圓柱體；一個在所述圓柱體內延伸的保險絲元件；與所述圓柱體結合并與所述保險絲元件電連接的第一和第二端蓋；和將該保險絲元件與所述第一和第二端蓋電連接的導電襯墊；其中所述第一和第二端蓋的每一個由深沖壓金屬構成，且具有一個端壁和一個為容納所述保險絲圓柱體而限定出一個內部容腔的圓柱側壁，所述端壁包括一個與所述端壁整體形成并突入到所述內部容腔中的凸起，所述端壁在所述凸起相反的所述端壁上限定了一個開口的外腔，所述端壁具有不相同的壁厚以抵抗所述保險絲元件斷開時的電弧而在所述腔中無需加固填充材料的幫助。
全文摘要
一種保險絲端蓋包括一個具有底面的端壁和一個從該端壁開始延伸并在該底面上限定出一個外腔的凸起。該凸起的至少一部分具有比該端壁其余部分大的厚度。該端壁能抵抗大容量保險絲的電弧并且在該腔中無需任何加固填充材料的幫助。
文檔編號H01H85/20GK1649066SQ200510051770
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月29日 優先權日2004年1月30日
發明者R·布朗, J·W·M·布特斯 申請人:庫帕技術公司