具有可卷曲端子的保险丝端帽的制作方法
【专利摘要】一种用于在保险丝和电导体之间提供电连接的保险丝端帽。保险丝端帽可以包括定义适于接纳保险丝主体的第一腔的安装套。该安装套可以配置为通过例如摩擦适配安装到保险丝主体。保险丝端帽还可以包括定义适于接纳导体的第二腔的端子。该端子可以配置为关于导体卷曲，以便把导体保持在第二腔内。
【专利说明】具有可卷曲端子的保险丝端帽
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及电路保护设备领域。更具体而言，本发明涉及具有用于在导 体和保险丝之间提供牢固的电连接的可卷曲端子的保险丝端帽。
【背景技术】
[0002] 保险丝在电气设备中用于在电力源和电路中要保护的部件之间提供可中断的电 连接已经很长时间。例如，在电路中发生过流条件时，诸如会由于短路或其它突发电泳造成 的过流，保险丝内部的一个元件可以隔开并中断电流流到受保护电路部件，由此防止或减 轻对部件的损坏，否则，如果允许过流条件持续，部件将会损坏。
[0003] 保险丝可以通过例如导线位于电源和电路中的部件之间。这些导线可以通过软焊 (solding)、焊接（welding)等连接到保险丝相应的末端。不幸的是，把导线附连到保险丝 的这些方法会生成过多热量，这种热量会损坏保险丝的内部部件，即，保险丝元件。此外，导 线到保险丝末端的软焊易于有不相容的制造方法，由此危及导线和保险丝之间的导电性， 并且容易断开。而且，现有的保险丝连接可能需要独立的部件，诸如像占用有价值的电路面 积并且给电路增加复杂性的保险丝座和/或保险丝盒。因此，存在对于在无需附加部件的 情况下在保险丝和导线连接之间提供更健壮的电连接机制的避免软焊、焊接的改进的保险 丝端帽的需求。
【发明内容】
[0004] 提供本说明内容部分是为了以简化的形式介绍以下在【具体实施方式】中进一步描 述的概念的选择。本说明内容部分不是要确认所保护的主题的关键特征或本质特征，也不 是要帮助确定所要求保护主题的范围。
[0005] 本公开内容的各种实施例一般针对用于在保险丝和电导体之间提供电连接的保 险丝端帽。根据本公开内容的示例性保险丝端帽可以包括定义适于接纳保险丝主体的第一 腔的安装套。该安装套可以配置为通过例如摩擦适配被安装到保险丝主体。保险丝端帽还 可以包括定义适于接纳导体的第二腔的端子。端子可以配置为关于导体卷曲，以便抓住导 体并把它保留在第二腔内。
[0006] 根据本公开内容的示例性保险丝组件可以包括第一保险丝端帽，其包括定义第一 腔的安装套和定义第二腔的端子。保险丝组件还可以包括第二保险丝端帽，其包括定义第 一腔的安装套和定义第二腔的端子。保险丝组件还可以包括具有保险丝主体的保险丝，该 保险丝主体具有安装在第一保险丝端帽的第一腔中的第一端和安装在第二保险丝端帽的 第一腔中的第二端。保险丝组件还可以包括第一导体，具有位于第一保险丝端帽的第二腔 中的末端，其中第一保险丝端帽的端子关于第一导体的末端卷曲，以便在第一保险丝端帽 的第二腔中固定第一导体的末端。保险丝组件还可以包括第二导体，具有位于第二保险丝 端帽的第二腔中的末端，其中第二保险丝端帽的端子关于第二导体的末端卷曲，以便在第 二保险丝端帽的第二腔中固定第二导体的末端。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 作为例子，现在将参考附图描述所公开设备的具体实施例，其中：
[0008] 图1A是说明根据本公开内容的内嵌保险丝组件的示例性实施例的侧视图。
[0009] 图1B是说明图1A中所示保险丝组件的详细图。
[0010] 图1C是详细描述根据本公开内容实施例的端帽的图1A的内嵌保险丝组件的部分 A的放大视图。
[0011] 图2A是说明根据本公开内容实施例的机加工端帽的侧视图。
[0012] 图2B是沿线B-B取得的图2A的横截面视图。
[0013] 图3A是说明根据本公开内容实施例的冲压端帽的侧视图。
[0014] 图3B是沿线C-C取得的图3A的横截面视图。
[0015] 图4A是说明根据本公开内容实施例的组装端帽的侧视图。
[0016] 图4B是沿线D-D取得的图4A的横截面视图。
[0017] 图5是说明根据本公开内容实施例、具有保护性包装的图1A的内嵌保险丝组装的 侧视图。
【具体实施方式】
[0018] 现在将在下文中参考其中示出优选实施例的附图更详细地描述本发明。但是，本 发明可以以许多不同形式体现并且不应当被认为局限于本文所述的实施例。相反，这些实 施例的提供是为了使本公开内容更透彻和完整，并且将向本领域技术人员完全传达本发明 的范围。在附图中，相同的标号贯穿所有附图都指相同的元件。
[0019] 图1A说明了根据本公开内容的内嵌保险丝组件100的示例性实施例。为了方便 和清晰，诸如"前"、"后"、"顶部"、"底部"、"上"、"下"、"向内"、"向外"、"横向"和"纵向"的 术语将在本文中用来描述保险丝组件100的部件的相对位置和朝向，每个术语都是关于如 在图1A中看到的保险丝组件100的几何形状和朝向。所述术语将包括具体提到的词、其派 生词，及相似意思的词。
[0020] 保险丝组件100可以包括保险丝120、一对导线或线缆111和114 (在下文中称为 "导线111和114"），以及把导线111和114电耦合到保险丝120的一对导电端帽130a和 130b，如以下进一步描述的。导线111和114可以在保险丝120和保险丝120可以为其提 供针对某些过流条件的保护的各种其它电路元件（未示出）之间提供电连接。导线111和 114可以包括相应的导体116和117以及导体116和117周围相应的绝缘护套118和119。 或者，预期绝缘护套118和119当中一个或两个都可以被略去并且导线111和114可以只 包括裸露的导体116和117。导体116和117可以由任何合适的导电材料形成，包括但不限 于铜、铝、黄铜、金、银或者其它金属导体。绝缘护套118和119可以由任何合适的绝缘材料 形成，包括但不限于聚乙烯、聚氯乙烯（PVC)、聚丙烯、TEFLON等。
[0021] 参考图1B中保险丝120的放大视图，保险丝120可以包括保险丝主体140,该保险 丝主体140具有通过延伸通过保险丝主体140的可熔元件126彼此电连接的一对导电端帽 130a和130b。保险丝120的保险丝主体140可以由任何合适的电绝缘材料形成，包括但不 限于玻璃、陶瓷、塑料等。端帽130a、130b可以由任何合适的导电材料形成，包括但不限于 铜、铝、黄铜、金、银，或者其它金属导体。可熔元件126可以由任何合适的导电材料形成，包 括但不限于铜、锡、镍等，并且可以形成为位于基片上的带子、线、金属链、螺旋缠绕线、膜、 导电芯，或者配置为在发生过流条件时隔开或以别的方式断开端帽130a和130b之间的电 连接的任何其它合适的结构。如本领域普通技术人员将理解的，包括可熔元件126的特定 尺寸、体积、配置和导电材料全都会对保险丝120的等级（rating)做出贡献。
[0022] 保险丝组件的每个端帽130a和130b可以包括相应的安装套134a和134b以及从 相应的安装套134a和134b向外纵向延伸的相应可卷曲端子或管子132a和132b (下文中 称为"端子132a和132b")。端子132a和132b可以与安装套134a和134b同轴，但这不是 严格的。安装套134a和134b可以具有在其向内的侧中形成的相应腔136a和136b，其中每 个腔136a和136b都具有配置为以其间闭合间隙关系配对地接纳保险丝主体140的相应末 端122和124之一的尺寸和形状。例如，末端122和124可以完全或部分地纵向插入到相 应的腔136a和136b中并且可以通过摩擦适配、搭扣适配或过盈（interference)适配而牢 固地保持在腔136a和136b中。作为选择或者附加地，末端122和124可以通过各种粘合 齐U，诸如导电环氧树脂，或者通过各种机械紧固件，牢固地保持在腔136a和136b中。在任 何情况下，末端122和124都可以牢固地布置在安装套134a和134b中。
[0023] 端帽130a和130b的端子132a和132b可以是基本上具有在其中形成的相应腔 138a和138b的管状构件。腔138a和138b可以纵向延伸通过相应端子132a和132b的整 个长度（就像在图1B中），或者可以只部分地从端子132a和132b的向外的侧面纵向朝着 相应的安装套134a和134b延伸通过端子132a和132b。腔138a和138b每个都可以具有 适于接纳导线111和114的相应导体116和117的末端的尺寸和形状（如图1C中所示）。 特别地，绝缘护套118和119的一部分可以从相应导体116和117的末端剥离并且经剥离 的末端可以纵向插入到腔138a和138b中。当然，如果导线111和114只包括裸露的导体 116和117,则不需要剥离。
[0024] 图1C是说明导电端帽130a和导线111的连接接头的详细视图。现在将详细描述 这个接头。应当理解，这种描述还将适用于端帽130b和导线114的基本上完全相同的接头。 如上所述，导体116的经剥离的末端可以纵向插入端子132a的腔138a。一旦导体116已经 这样插入，如以下进一步描述的那样可以由具有延展性的材料形成的端子132a就可以被 卷曲、挤压、弯曲、变平或者以别的方式变形（在下文中统称为"卷曲"），从而夹紧导体116 的末端并把其牢固地限制在其中。依赖于端子132a的刚度，端子132a可以利用手动工具 (例如，钳子）、通过手（例如，在手指之间手动夹紧）或者通过各种自动化工具来卷曲。由 此，导体116可以保持与端子132a牢固啮合，并且牢固的电连接可以在其间建立，而不需要 附加的紧固件、粘合剂或者焊料的应用。
[0025] 安装套134a和134b可以由任何合适的导电材料形成，包括但不限于铜、铝、黄铜、 金、银等。端子132a和132b也可以由任何合适的导电材料形成，包括但不限于铜、铝、黄铜、 金、银等，并且还可以充分可延展，以便于以上述方式卷曲。这种延展性可以通过特定可延 展导电材料（例如，金）的选择和/或通过使端子132a和132b的侧壁充分薄从而便于其 变形来实现。
[0026] 预期端帽130a和130b可以通过彼此分离地（例如，从独立的材料块）形成安装 套134a和134b和相应的端子132a和132b并且随后把它们结合到一起来产生。或者，预 期包括相应安装套134a和134b和相应端子132a和132b的端帽130a和130b当中每一个 都可以从单块材料形成。端帽130a和130b的这两种实施例（即，由独立的和单一的构造 形成）的非限制性例子在图2A-4B中绘出，以下详细地描述这些图。
[0027] 图2A和2B分别说明了机加工端帽230的侧视图和横截面视图。端帽230基本上 与上述端帽130a和130b相似，并且可以按与端帽130a和130b相同的方式实现。就像端 帽130a和130b，端帽230可以具有安装套260,该安装套260具有在其中形成的、用于配对 地接纳保险丝主体140的末端122和124之一的腔225,如以上参考图1B所讨论的。而且， 就像端帽130a和130b，端帽230可以具有从安装套260纵向延伸的可卷曲端子232并且 具有在其中形成的、用于接纳导线111和114的导体116和117之一的经剥离的末端的腔 210,如以上参考图1C所讨论的。
[0028] 端帽230可以由单个任何合适的导电材料块形成，包括但不限于铜、铝、黄铜、金 或其它金属导体。特别地，安装套260、腔225、可卷曲端子232和腔210可以通过从单个导 电材料片、导电材料坯、导电材料棒或者导电材料块，诸如通过使用钻床、锯、车床、计算机 数控（CNC)机器、研磨机器、冷锻机、零件成型器等，机加工、冷锻或者以别的方式形成（在 本文中统称为"机加工"）这种特征来创建。
[0029] 图3A和3B分别说明了冲压端帽330的侧视图和横截面视图。端帽330基本上与 上述端帽130a和130b相似，并且可以按与端帽130a和130b相同的方式在保险丝组件100 中实现。就像端帽130a和130b，端帽330可以具有安装套360,其中安装套360具有在其 中形成的、用于配对地接纳保险丝主体140的末端122和124中的一个的腔325,如以上参 考图1B所讨论的。而且，就像端帽130a和130b，端帽330可以具有从安装套360纵向延伸 的可卷曲端子332并且具有在其中形成的、用于接纳导线111和114的导体116和117之 一的经剥离的末端的腔310,如以上参考图1C所讨论的。
[0030] 端帽330可以由单个任何合适的导电材料块形成，包括但不限于铜、铝、黄铜、金 或其它金属导体。但是，不像上述端帽230,端帽330可以从单个导电材料块（例如，片）冲 压（与机加工相反）。特别地，安装套360、腔325、可卷曲端子332和腔310可以通过利用 对本领域普通技术人员来说熟悉的工具和工艺弯曲、折叠和挤压导电材料片来创建。
[0031] 图4A和4B分别说明了组装端帽430的侧视图和横截面视图。端帽430基本上与 上述端帽130a和130b相似，并且可以按与端帽130a和130b相同的方式在保险丝组件100 中实现。就像端帽130a和130b，端帽430可以具有安装套460,该安装套460具有在其中 形成的、用于配对地接纳保险丝主体140的末端122和124之一的腔425,如以上参考图1B 所讨论的。而且，就像端帽130a和130b，端帽430可以具有从安装套460纵向延伸的可卷 曲端子432并且具有在其中形成的、用于接纳导线111和114的导体116和117之一的经 剥离的末端的腔410,如以上参考图1C所讨论的。端帽430的安装套460还可以包括从安 装套460的与腔425相对的一侧突出的紧固杆465 (下面更具体地描述）。
[0032] 不像上述端帽230和330,端帽430可以由结合在一起的两个单独的任何合适的 导电材料块形成，包括但不限于铜、铝、黄铜、金或其它金属导体。特别地，端帽430的安装 套460可以从一个或多个导电材料块机加工、冲压或以别的方式形成，并且端帽430的端子 432可以从一个或多个单独的导电材料块机加工、冲压或以别的方式形成。在安装套460和 端子432这样形成之后，它们可以被结合在一起，诸如通过把安装套460的紧固杆465压配 到端子432的腔410中，如图4B中所示。当然，预期安装套460和端子432可以利用各种 其它紧固方法结合在一起，包括但不限于各种粘合剂、各种机械紧固件，或者焊接。
[0033] 本领域普通技术人员将理解，上述端帽230-430仅仅是作为例子阐述的，并且存 在可以利用各种不同制造方法产生的其它相似的各种端帽实施例。在不背离本公开内容的 情况下，预期所有这些端帽实施例都可以按上述端帽130a和130b的方式在保险丝组件100 中实现。
[0034] 参考图5,预期图1A的内嵌保险丝组件100可以包括包围保险丝120、端帽130a 和130b以及导线111和114(不在视图中）的末端部分的保护性包装或涂层570(下文中 称为"保护性包装570"）。保护性包装570可以由热塑性材料制成，包括但不限于聚烯烃、 含氟聚合物、PVC、氯丁橡胶、硅氧烷弹性体、VIT0N等。此外，保护性包装570可以是热收缩 性的，使得当热量施加到保护性包装570时（例如，在其缠绕在保险丝组件100周围之后）， 它的尺寸将减小并且将紧紧地贴合在保险丝120、端帽130a和130b以及导线111和114之 上。
[0035] 保护性包装570可以为保险丝120、端帽130a和130b以及导线111和114提供针 对磨损和其它潜在破坏性接触的保护。此外，保护性包装570可以在保险丝组件100周围 提供液密密封和/或气密密封，由此保护保险丝组件100不受诸如水、油脂、油、污垢、灰尘 等环境因素影响，不然的话，这些环境因素有可能进入保险丝组件100并造成5侵蚀和/或 性能的降级。还有，保护性包装570可以电隔离保险丝组件100的所有载流部件并且可以 提供某种程度的紫外线（UV)保护。
[0036] 在保险丝组件100的另一种实施例中，预期包覆成形（over-molding)或模制外罩 (未示出）可以位于保护性包装570之上，紧挨着保险丝120和/或在整个保险丝组件100 之上，用于提供针对损坏和环境因素的进一步保护。这种包覆成形可以是注塑成型并且可 以由塑料、橡胶或其它耐用防水的材料制成。
[0037] 因而，通过提供用于把导电线直接附连到保险丝的便利方式，本文所述的端帽 130a和130b消除了对传统保险丝座和保险丝盒的需求。此外，端帽130a和130b减轻了当 把导电线附连到其时损坏保险丝内部部件的可能性，诸如在采用像焊接和软焊的传统附连 方式时可能发生的。还有，通过消除保险丝和导电线之间的软焊或焊接连接，端帽130a和 130b提高了保险丝组件的导线保持能力。还有，与需要附加工具和材料来实现附连的软焊 或焊接相比，端帽130a和130b简化了把导电线附连到保险丝的任务。
[0038] 如在本文所使用的，以单数形式或者前面加了词"一个"来描述的元件或步骤应当 理解为不排除多个元件或步骤，除非这种排除被明确地阐述。此外，对本发明"一种实施例" 的引用不是要解释为排除也结合所述特征的附加实施例的存在。
[0039] 虽然本发明已经参考某些实施例公开，但是在不背离本发明主旨与范围的情况 下，对所述实施例的各种修改、变更和变化都是可能的，如在所附权利要求中定义的。因此， 本发明不是要局限于所描述的实施例，而是具有由以下权利要求的语言及其等价物定义的 完全范围。
【权利要求】
1. 一种保险丝端帽，包括： 安装套，定义适于接纳保险丝主体的第一腔；及 端子，定义适于接纳导体的第二腔，其中该端子被配置为关于导体卷曲，以便把导体保 持在第二腔内。
2. 如权利要求1所述的保险丝端帽，其中端子基本上是管状的。
3. 如权利要求1所述的保险丝端帽，其中安装套适于通过摩擦适配被安装到保险丝主 体。
4. 如权利要求1所述的保险丝端帽，其中安装套适于通过搭扣适配被安装到保险丝主 体。
5. 如权利要求1所述的保险丝端帽，其中安装套适于通过过盈适配被安装到保险丝主 体。
6. 如权利要求1所述的保险丝端帽，其中安装套和端子是同轴的。
7. 如权利要求1所述的保险丝端帽，其中安装套包括从其延伸的紧固杆并且端子压配 到该安装杆上。
8. 如权利要求1所述的保险丝端帽，其中安装套和端子是从单个连续的导电材料块机 加工的。
9. 如权利要求1所述的保险丝端帽，其中安装套和端子是从单个连续的导电材料块冲 压的。
10. -种保险丝组件，包括： 第一保险丝端帽，具有定义第一腔的安装套和定义第二腔的端子； 第二保险丝端帽，具有定义第一腔的安装套和定义第二腔的端子； 保险丝，具有保险丝主体，该保险丝主体具有安装在第一保险丝端帽的第一腔中的第 一端和安装在第二保险丝端帽的第一腔中的第二端； 第一导体，具有被布置在第一保险丝端帽的第二腔中的末端，其中第一保险丝端帽的 端子关于第一导体的末端卷曲，以便在第一保险丝端帽的第二腔中固定第一导体的末端； 及 第二导体，具有被布置在第二保险丝端帽的第二腔中的末端，其中第二保险丝端帽的 端子关于第二导体的末端卷曲，以便在第二保险丝端帽的第二腔中固定第二导体的末端。
11. 如权利要求10所述的保险丝组件，其中第一导体和第二导体的末端是已经从其除 去绝缘涂层的相应绝缘导线的部分。
12. 如权利要求10所述的保险丝组件，其中第一导体和第二导体的末端是相应裸露导 线的部分。
13. 如权利要求10所述的保险丝组件，其中第一导体和第二导体电连接电路内的保险 丝。
14. 如权利要求10所述的保险丝组件，还包括覆盖保险丝、第一端帽和第二端帽以及 第一导体和第二导体的保护性包装。
15. 如权利要求14所述的保险丝组件，其中保护性包装由热收缩性材料形成。
16. 如权利要求14所述的保险丝组件，其中保护性包装在保险丝、第一端帽和第二端 帽以及第一导体和第二导体周围建立气密密封。
17. 如权利要求14所述的保险丝组件，其中保护性包装在保险丝、第一端帽和第二端 帽以及第一导体和第二导体周围建立液密密封。
18. 如权利要求10所述的保险丝端帽，其中每个保险丝端帽的端子压配到从每个保险 丝端帽延伸的相应紧固杆上。
19. 如权利要求10所述的保险丝端帽，其中每个保险丝端帽是从单个连续的导电材料 块机加工的。
20. 如权利要求10所述的保险丝端帽，其中每个保险丝端帽是从单个连续的导电材料 块冲压的。
【文档编号】H01R4/22GK104221220SQ201380016673
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年3月27日 优先权日:2012年3月27日
【发明者】D·R·吉尔曼, T·M·诺瓦克, N·C·塞尔格瓦德 申请人:保险丝公司