CN101527235B

CN101527235B - 过电流保护装置及其制造方法

Info

Publication number: CN101527235B
Application number: CN2008100076908A
Authority: CN
Inventors: 颜琼章
Original assignee: Individual
Current assignee: Junwei Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2028-03-06
Also published as: CN101527235A

Abstract

本发明的过电流保护装置，主要于一包覆体中设置有熔丝架构单元，且该熔丝架构单元两端并延伸至包覆体外形成有第一、第二电极，于制造过程中，经由气体辅助射出成型步骤，使得该熔丝架构单元与包覆体间设有至少一气体容置的空间，使该熔丝架构单元通电后所产生的热源不会经由包覆体热传导而散逸，以确保达到特定电流或特定温度而导致高温熔断，进而确实保有电路保护的效果。

Description

过电流保护装置及其制造方法

技术领域

本发明提供一种过电流保护装置及其制造方法，尤指一种可确实保有该过电流保护装置达到特定电流或特定温度而导致高温熔断，以阻断超额电流的保护效果的过电流保护装置及其制造方法及装置。

背景技术

保险丝是用来保护电路中的电路或电器设施，防止其受到瞬间超额的电流或过高的电压而对精密电子设备造成损坏。因此，保险丝为不可或缺的电子组件。传统的保险丝装置，为具有一线圈或保险丝材料，并将该保险丝材料密封于硬玻璃、陶瓷材料或其它绝缘体材料所制成的管体中。在绝缘管中会充入惰性气体或耐电弧的填充物。管体的两端分别为导电体，利用导电体与电路板上的焊接点连接，使电流能通过保险丝。当瞬间电流超过预定的电流额值时，保险丝材料将因瞬间过大的电流所产生的热量而被高温熔断，进而形成断路，使过大的电流不再流入电路中，以保护电路及电器设备免于损坏。如此结构的保险丝装置在较大电流(240A)及大电压(2250V)下使用时，因瞬间产生极大的能量，导致保险丝熔断时产生高热，使得周围的介质迅速膨胀，而造成管体爆裂；同时产生电弧(arc)因此极易烧毁周围的电子组件及毁损昂贵***设备。

故传统的保险丝装置其构造及制造方法上多着重在抑制电弧，如美国专利公告号6507264、5572181、5923239、6507265、5812046、5596306等，但其制程较为繁复；故又出现如中国台湾专利公开号第200727319号的过电流保护组件，如图1所示，该过电流保护组件1包含有：一保险丝本体11以及一保险丝包覆体12，其中该保险丝本体11两端分别延伸出第一、第二电极13、14，而该保险丝包覆体12由一高分子材料组成，以当过电流保护组件处于一过电流的情况下，该保险丝包覆体12可吸收该保险丝本体11熔断所产生的热量并抑制电弧的产生。

然而，就现实而言，当保险丝本体11通电作动而产生热源时，该一部份热源会因为该保险丝本体11与该保险丝包覆体12的接触作用，而将该部分热源经由保险丝包覆体12热传导而散逸，使得该设定的超额电流通过保险丝本体11时，该保险丝本体11无法达到特定电流或特定温度而高温熔断，进而无法达到阻断超额电流的电路保护效果，而使电气装置的电子电路受损或烧毁。

发明内容

本发明的主要目的即在提供一种可确实保有该过电流保护装置达到特定电流或特定温度而导致高温熔断，以阻断超额电流的保护效果的过电流保护装置及其制造方法。

为达上述目的，本发明的过电流保护装置，主要于一包覆体中设置有熔丝架构单元，且该熔丝架构单元两端并延伸至包覆体外形成有第一、第二电极，于制造过程中，经由气体辅助射出成型步骤，使得该熔丝架构单元与包覆体间设有至少一气体容置的空间，使该熔丝架构单元通电后所产生的热源不会经由包覆体热传导而散逸，以确保达到特定电流或特定温度而高温熔断，进而确实保有电路保护的效果。

附图说明

图1为习有过电流保护组件的结构示意图；

图2为本发明中过电流保护装置的结构示意图；

图3为本发明中过电流保护装置的另一结构示意图；

图4为本发明中熔丝架构单元的另一结构示意图；

图5为本发明中导线架于冲压成型单元进行冲压的结构示意图；

图6为本发明中导线架冲压成型后的结构示意图；

图7为本发明中熔丝架构单元焊接于各承载单元间的结构示意图；

图8为本发明中包覆体射出成型于导线架的结构示意图；

图9为本发明中气体辅助射出成型单元的结构示意图；

图10为本发明中导线架于裁切单元进行裁切的结构示意图。

【图号说明】

过电流保护组件1 保险丝本体11

保险丝包覆体12 第一电极13

第二电极14 过电流保护装置2

包覆体21 内层211

外层212 熔丝架构单元22

第一电极23 第二电极24

空间25 气体251

耐电弧绝热材料26 冲压成型单元31

气体辅助射出成型单元32 射出成型机321

气体辅助射出装置322 气体产生机323

空气压缩机324 模具33

裁切单元34 导线架4

承载单元41 连接单元42

具体实施方式

本发明的特点，可参阅本案图式及实施例的详细说明而获得清楚地了解。

本发明过电流保护装置及其制造方法，其中，该过电流保护装置2，如图2所示主要于一包覆体21中设置有熔丝架构单元22，而该熔丝架构单元22长度为10mm及直径为0.13mm厚的铜线或铜合金线，依序镀上10μm厚度的银层及6μm厚度的锡层，且该熔丝架构单元22两端并延伸至包覆体21外形成有第一、第二电极23、24，其中，该熔丝架构单元22与包覆体21间设有至少一空间25，该空间25中可进一步填充有气体251，例如氮气、氦气等惰性气体。

该包覆体21可以为耐电弧材料，该耐电弧材料可以为热可塑性材料或热固性材料，其中，该热可塑性材料包含：(a)结晶性高分子材料：聚乙烯、聚丙烯、聚全氟乙烯、尼龙12、尼龙6、尼龙66、尼龙6T、尼龙9T、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、塑料钢、PEEK、液晶高分子聚合物、乙烯共聚物、聚醚砜、聚苯砜；(b)非结晶性高分子材料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚合物、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚磺化物、聚二***磺化物、聚苯乙烯氧化物、苯氧基树脂、聚醯胺、聚***醯胺、聚***醯胺/硅块共聚物、聚羧酸酯、丙烯树脂、聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯/丙烯忍冬三氯乙烯、4-甲基戊烯共聚合物、苯乙烯块共聚物；而该热固性材料可以为环氧树脂、酚醛树脂、不饱合聚脂树脂、脲树脂、美耐皿(Melamine)树脂、聚亚醯胺树脂及硅树脂等；另外，该耐电弧材料亦可使用含有水合化无机物填充的上述热可塑性材料或热固性材料，而该水合化无机物，例如含有三分子结晶水的氢氧化铝或含有二分子结晶水的氢氧化镁；当然，该包覆体21亦可形成有内层211以及外层212，如图3所示，该内层211可以为耐电弧材料，而该外层212则可以为一般包覆材料，如此可减少耐电弧材料的使用而进一步降低成本。

本发明的过电流保护装置2中，利用耐电弧材料且藉由气体辅助射出成型方式，形成包覆于熔丝架构单元22外的包覆体21，并同时形成熔丝架构单元22与包覆体21间的空间25，以当过电流保护装置处于一过电流的情况下，该包覆体21可吸收该熔丝架构单元22熔断所产生的热量并抑制电弧的产生，并由该空间25可使该熔丝架构单元22与包覆体21非直接接触，使得该熔丝架构单元22的热源不会经由包覆体21热传导而散逸，以确保该熔丝架构单元22可因特定电流或特定温度而导致高温熔断，进而达到阻断超额电流的电路保护效果；另外，该熔丝架构单元22外可进一步包覆有耐电弧绝热材料26，如图4所示。

而本发明中过电流保护装置的制造装置至少包含有：一冲压成型单元、一焊接单元、一气体辅助射出成型单元、一裁切单元以及设于上述各单元间的输送单元，而藉由该制造装置而依序进行下列步骤：

步骤A、提供一导线架；

步骤B、进行冲压成型步骤，利用该冲压成型单元31使该导线架4形成有复数个承载单元41，以及连接各承载单元41的连接单元42，如图5及图6所示；

步骤C、将一熔丝架构单元22设置于该等承载单元41之间，如图7所示，藉由一焊接单元将熔丝架构单元22与该等承载单元41焊接固定；

步骤D、进行气体辅助射出成型步骤，利用气体辅助射出成型单元，以射出成型包覆该熔丝架构单元22以及部份该等承载单元41的包覆体21，如图8所示，且该熔丝架构单元22与包覆体21间设有至少一气体251容置的空间25，请同时参阅图9所示，先将冲压成型的导线架4置放于一模具33中，再进行气体辅助射出成型步骤，而该气体辅助射出成型单元32至少包含有：射出成型机321、气体辅助射出装置322、气体产生机323以及空气压缩机324，其中，该射出成型机321可容置有耐电弧材料，使该耐电弧材料以及气体可同时注入模具33中，当然，该耐电弧材料可以为上述实施例中热可塑性材料或热固性材料以及含有水合化无机物填充的热可塑性材料或热固性材料；

步骤E、进行裁切步骤，如图10所示，藉由一裁切单元34于连接单元42进行裁切，如图2所示，以形成过电流保护装置，而该承载单元露出包覆体21形成第一、第二电极23、24。

另外，该步骤D中气体辅助射出成型步骤可配合有共射出***，亦即该气体辅助射出成型单元至少包含有：共射出成型机、气体辅助射出装置、气体产生机以及空气压缩机，藉由共射出成型机中容置有耐电弧材料以及一般材料，使成型的包覆体21形成有内层211以及外层212，如图3所示，该内层211可以为耐电弧材料，而该外层212则可以为一般包覆材料。

值得一提的是，本发明相较于习有具有下列功效：

1、本发明的包覆体为耐电弧材料，该包覆体可吸收该熔丝架构单元熔断所产生的热量并抑制电弧的产生。

2、本发明的耐电弧材料可以为含有二分子结晶水的氢氧化镁填充的热可塑性材料或热固性材料，当包覆体温度须达到340℃才会释放出结晶水，较适用于目前的无铅锡***，一般无铅锡熔点约为210～230℃，且该含有二分子结晶水的氢氧化镁的耐热性及耐电弧性均较佳。

3、该熔丝架构单元与包覆体间设有至少一气体容置的空间，使该熔丝架构单元与包覆体非直接接触，使该熔丝架构单元通电后所产生的热源不会经由包覆体热传导而散逸，以确保达到特定电流或特定温度而导致高温熔断，进而确实保有电路保护的效果。

本发明的技术内容及技术特点巳揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。

Claims

1.一种过电流保护装置，主要于一包覆体中设置有熔丝架构单元，且该熔丝架构单元两端延伸至包覆体外形成有第一、第二电极；其特征在于：

该熔丝架构单元与包覆体间设有至少一空间；该包覆体为耐电弧材料；

该耐电弧材料为含有水合化无机物填充的热可塑性材料或热固性材料；

该填充的水合化无机物为含有三分子结晶水的氢氧化铝或含有二分子结晶水的氢氧化镁；

该空间中进一步填充有惰性气体；

该包覆体以及空间中的气体利用气体辅助射出成型。

2.如权利要求1所述过电流保护装置，其中，该包覆体形成有内、外两层。

3.如权利要求1所述过电流保护装置，其中，该熔丝架构单元外进一步包覆有耐电弧绝热材料。

4.一种过电流保护装置的制造方法，包含有下列步骤：

A、提供一导线架；

B、进行冲压成型步骤，使该导线架形成有复数个承载单元，以及连接各承载单元的连接单元；

C、将一熔丝架构单元设置于该承载单元之间；

D、进行气体辅助射出成型步骤，以形成包覆该熔丝架构单元以及部份该承载单元的包覆体，且该熔丝架构单元与包覆体间设有至少一气体容置的空间；

E、进行裁切步骤，于连接单元进行裁切，以形成过电流保护装置。

5.如权利要求4所述过电流保护装置的制造方法，其中，该熔丝架构单元外进一步包覆有耐电弧绝热材料。

6.如权利要求4所述过电流保护装置的制造方法，其中，该步骤D是先将冲压成型的导线架置放于模具中，再进行气体辅助射出成型步骤。

7.如权利要求6所述过电流保护装置的制造方法，其中，该气体辅助射出成型步骤是将耐电弧材料以及气体同时注入模具中。

8.如权利要求6所述过电流保护装置的制造方法，其中，该气体辅助射出成型步骤是配合有共射出***，使成型的包覆体形成有内、外两层，该内层为耐电弧材料。

9.如权利要求7或8所述过电流保护装置的制造方法，其中，该耐电弧材料为含有水合化无机物填充的热可塑性材料或热固性材料。

10.如权利要求9所述过电流保护装置的制造方法，其中，该填充的水合化无机物为含有三分子结晶水的氢氧化铝或含有二分子结晶水的氢氧化镁。

11.如权利要求4所述过电流保护装置的制造方法，其中，该步骤C是藉由焊接使熔丝架构单元与该承载单元连接。