具有沟槽的中空熔断器主体的制作方法

本申请是2016年6月1日提交的名称为“具有有凹口的端部的中空熔断器主体(hollowfusebodywithnotchedends)”的共同未决的美国专利申请no.15/169,887的部分继续申请，其全部内容通过引用并入本文。

本公开整体上涉及熔断器。更具体地，本公开涉及包括中空熔断器主体的熔断器。

背景技术：

熔断器被用作电路保护装置，并与要保护的电路中的元件形成电连接。一种特定的熔断器设计包括中空熔断器主体，设置在中空主体内的可熔断元件，以及连接到可熔断元件的每个端部的端盖。此外，两个端盖中的第一个连接到中空主体的第一端，并且两个端盖中的第二个连接到中空主体的第二端。

由于中空主体和端盖之间的紧密公差，所以很少的焊料在可熔断元件周围流动。更具体地，在组装熔断器期间，可能没有足够的区域来允许焊料回流并实现与可熔断元件的一致且可靠的焊料连接。此外，对具有端盖的中空主体熔断器的检查偶尔会发现在可熔断元件处或其附近具有较差焊料连接的熔断器。本公开是就这些和其他考虑因素而言而提出的。

技术实现要素：

公开了中空保护装置，例如中空主体熔断器。此外，还公开了提供中空主体和中空主体熔断器的方法。在一种实施方式中，中空主体包括中心部和端部。端盖可以连接到端部。在端盖的内表面和端部的外周之间形成腔。可熔断元件可以设置在中空主体内，并且还可以设置在形成在端盖的内表面和端部的外周之间的腔内，可熔断元件沿着大致对角线的路径延伸穿过腔的中心。焊料可以填充腔并围绕可熔断元件，以形成与可熔断元件的弹性且耐用的焊料连接。

在根据本公开的一些方式中，熔断器包括中空主体，该中空主体具有在第一端部和第二端部之间延伸的中心部，其中第一端部包括设置在第一端面中的第一沟槽，以及其中第二端部包括设置在第二端面中的第二沟槽。熔断器还可包括围绕第一端部的第一端盖和围绕第二端部的第二端盖。熔断器还可包括设置在中空主体的中心腔内的可熔断元件，可熔断元件在第一端面和第二端面之间延伸。熔断器还可以包括设置在第一沟槽和第二沟槽内的焊料，焊料与可熔断元件、第一端盖和第二端盖中的至少一个接触。

在根据本公开的一些方式中，保护装置包括中空主体，该中空主体具有在第一端部和第二端部之间延伸的中心部，其中第一端部包括在第一端面形成的多个第一沟槽，并且其中所述第二端部包括在第二端面形成的多个第二沟槽。保护装置还可包括：围绕第一端部的第一端盖；围绕第二端部的第二端盖；以及可熔断元件，设置在中空主体的中心腔内，可熔断元件在第一端面和第二端面之间延伸。保护装置还可包括焊料，焊料设置在多个第一沟槽中的一个或多个内以及多个第二沟槽中的一个或多个内，焊料与第一端盖和第二端盖接触。

在根据本公开的一些方式中，保护装置可以包括熔断器主体，该熔断器主体具有在第一端部和第二端部之间延伸的中心部，其中第一端部包括凹入第一端面中的多个第一沟槽，并且其中第二端部包括凹入第二端面中的多个第二沟槽。保护装置还可包括围绕第一端部的第一端盖和围绕第二端部的第二端盖，以及设置在熔断器主体的中心腔内的可熔断元件，可熔断元件在第一端面和第二端面之间延伸并环绕第一端面和第二端面。保护装置还可包括焊料，焊料设置在多个第一沟槽的一个或多个内以及多个第二沟槽的一个或多个内，焊料与第一端盖、第二端盖和可熔断元件接触。

附图说明

附图示出了到目前为止为其原理的实际应用所构思的公开的实施例的示例性方式，并且其中：

图1示出了根据本公开实施例的熔断器；

图2示出了根据本公开实施例的示例性熔断器端盖，该端盖中设置有焊料；

图3-8示出了根据本公开实施例的示例性中空主体的实施方式；

图9示出了根据本公开实施例的保护装置的立体图，该保护装置具有主体和沟槽；和

图10a-b示出了根据本公开的示例性实施例的保护装置的侧剖视图。

附图不一定按比例绘制。附图仅是示意，并非旨在表现本公开的具体参数。附图旨在描绘本公开的典型实施例，因此不应被视为在范围方面的限制。在附图中，类似的编号表示类似的元件。

此外，为了清楚示意，一些附图中的某些元件可能被省略或者未按比例示出。此外，为了清楚起见，一些附图标记可能在某些附图中被省略。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述根据本公开的实施例。系统/电路可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，这些实施例被提供是为了使本公开是全面的和完整的，并且向本领域技术人员充分传达该系统和方法的范围。

为了方便和清楚起见，这里将使用诸如“顶”，“底”，“上”，“下”，“垂直”，“水平”，“横向”和“纵向”等术语来描述各种部件及其组成部分的相对位置和方向。所述术语将包括具体提及的词语、其派生词和类似含义的词语。

如本文所使用的，以单数形式记载并且前面有词语“一”或“一个”的元件或操作应被理解为不排除多个元件或操作，除非明确地记载了这种排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也包含所记载的特征的其他实施例的存在。

如本文将更详细讨论的，本公开提供保护装置，例如熔断器，其包括用于在其中保持焊料的一组沟槽或袋部(pocket)。在一些实施例中，熔断器包括主体，主体包括在第一端部和第二端部之间延伸的中心部。第一端部包括形成在第一端面中的第一沟槽，第二端部包括形成在第二端面中的第二沟槽。熔断器还可包括围绕相应的第一端部和第二端部的第一端盖和第二端盖。熔断器可包括设置在主体的中心腔内的可熔断元件，可熔断元件在第一端面和第二端面之间延伸。在一些实施例中，焊料可以设置在第一沟槽和第二沟槽内，其中焊料与可熔断元件、第一端盖或第二端盖接触。

本公开的实施例展示了对开槽/切割壳体这一方式的替代和改进。第一个技术优点包括在熔断器主体中提供多个沟槽以增加陶瓷材料的表面积，，这有助于一旦焊料在盖和主体这些区域中流动就在盖和主体之间更好地保持盖。第二个技术优点包括使用沟槽作为来自冷却室的空气压力的入口点，以便使用坠入式过程(drop-inprocess)获得更好地形成用于熔断器的焊料圆顶。更具体地，本熔断器主体的设计允许压力在多个(例如，4个)侧面中的每一个穿入，这允许比仅在两个侧面具有槽的传统开槽主体更好地形成焊料圆顶。

图1示出了根据本公开的非限制性实施例的熔断器300的侧剖视图。当从熔断器300的底部302或顶部304的端部观察时，熔断器300的横截面可以具有大致圆形的轮廓。或者，当从熔断器300的底部302或顶部304的端部观察时，熔断器300的横截面可以具有大致矩形的轮廓。熔断器300也可以被实施为其他形状轮廓。熔断器300可以具有中空主体306。中空主体306可以是陶瓷、塑料或其他合适的非导电材料。第一端盖308可以装配在中空主体306的第一端310上，第二端盖312可以装配在中空主体306的第二端314上。

焊料316可以设置在每个端盖308、312内。此外，如下面将进一步详细描述的，焊料316可以沿着中空主体306的周边设置。熔断器300还包括可熔断元件318，例如导线。可熔断元件318可以设置在中空主体306内。此外，可熔断元件318可以沿第一端310的底部320延伸。可熔断元件318可以也沿第二端314的顶部322延伸。

中空主体306包括中心部324。中心部324具有第一尺寸的横截面外轮廓。中空主体306还包括终止于第一端310的第一端部326。第一端部326具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。因此，第一端部326比中心部324窄。换句话说，取决于中空主体306的形状，与第一尺寸相关联的面积、周界、直径、周长等大于与第二尺寸相关联的面积、周界、直径、周长等。中空主体306还包括终止于第二端314的第二端部328。第二端部328具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。因此，第二端部328比中心部324窄。换句话说，与第一尺寸相关联的面积、周界、直径、周长等大于与第二尺寸相关联的面积、周界、直径或周长。

中空主体306的中心部324在肩部330处一体地联接到第一端部326，肩部330向内延伸以连接到第一端部326。类似地，中空主体306的中心部324在肩部331处一体地连接到第二端部328，肩部331向内延伸以连接到第二端部328。

可熔断元件318延伸穿过腔332，腔332限定在第一端部326的外周和第一端盖308的内表面之间。可熔断元件318沿着一个基本对角的路径延伸穿过腔332的中心并在端部335处终止，端部335夹在第一端盖308的内表面和中心部324的外周之间。腔332使得焊料316能够完全包围设置在腔332内的可熔断元件318的至少一部分。

类似地，可熔断元件318设置在腔337内，腔337限定在第二端部328的外周和第二端盖312的内表面之间。可熔断元件318沿着一个大致对角线的路径延伸穿过腔337的中心并在端部339处终止，端部339夹在第二端盖312的内表面和中心部324的外周之间。腔337使焊料316能够完全包围设置在腔337内的可熔断元件318的至少一部分。

在一个实施例中，可熔断元件318不与第一端部326的外周直接接触。也就是说，可熔断元件318从第一端部326的外周偏移。此外，在一个实施例中，可熔断元件318不与第二端部328的外周直接接触。也就是说，可熔断元件318从第二端部328的外周偏移。而是，焊料316被设置在可熔断元件318和第一端部326的外周之间，并且焊料316被设置在可熔断元件318和第二端部328的外周之间。

图2示出了其中设置有焊料402的示例性端盖400。端盖400可以基本上类似于上述第一端盖308和第二端盖312。在制造熔断器300的过程或方法中，端盖400可以至少部分地装配在中空主体306的第一端310上。此外，另一个端盖400可以至少部分地装配在中空主体306的第二端314上。在装配一个或多个端盖400之前，可熔断元件318可以布置在中空主体306内部并且进一步布置在中空主体306的外部，如图1所示。将端盖400装配在中空主体306上的过程可包括加热端盖400以熔化焊料402。熔化焊料的过程使焊料至少流入腔332。

图3示出了中空主体500的示例性实施例。中空主体500可以被实施为熔断器(例如上述熔断器300)的一部分。中空主体500具有方形横截面的外轮廓。中空主体500可包括中心部502。中心部502具有方形横截面的外轮廓。中心部502具有第一尺寸的横截面外轮廓。中空主体500还包括第一端部504。第一端部504具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的面积或周界大于与第二尺寸相关联的面积或周界。中空主体500还包括第二端部506。第二端部506具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的面积或周界大于与第二尺寸相关联的面积或周界。

图4图示了中空主体600的示例性实施例。中空主体600可以被实施为熔断器(例如上述熔断器300)的一部分。中空主体600具有圆形横截面的外轮廓。中空主体600可包括中心部602。中心部602具有圆形横截面的外轮廓。中心部602具有第一尺寸的横截面外轮廓。中空主体600还包括第一端部604。第一端部604具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的周长或直径大于与第二尺寸相关联的周长或直径。中空主体600还包括第二端部606。第二端部606具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的周长或直径大于与第二尺寸相关联的周长或直径。

图5示出了中空主体700的示例性实施例。中空主体700可以被实施为熔断器(例如上述熔断器300)的一部分。中空主体700具有方形横截面的外轮廓。中空主体700可包括中心部702。中心部702具有方形横截面的外轮廓。中心部702具有第一尺寸的横截面外轮廓。中空主体700还包括第一端部704。第一端部704具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的面积或周界大于与第二尺寸相关联的面积或周界。中空主体700还包括第二端部706。第二端部706具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的面积或周界大于与第二尺寸相关联的面积或周界。

图5所示的中空主体700包括一个或多个凹口708。当端盖(例如，端盖400)被压到中空主体700的端部(例如，第一端部704)上时，一个或多个凹口708可以被完全或部分地填充焊料。可以对端盖施加热量以使焊料流动。因此，一个或多个凹口708可以帮助保持压在中空主体700的端部上的端盖。更具体地，一个或多个凹口708中的硬化的焊料可以与腔332内的硬化的焊料耦合或成为一体。因此，一个或多个凹口708中的硬化的焊料用作被压在中空主体700的端部上的端盖的锚固件。

图6示出了中空主体800的示例性实施例。中空主体800可以被实施为熔断器(例如上述熔断器300)的一部分。中空主体800具有圆形横截面的外轮廓。中空主体800可包括中心部802。中心部802具有圆形横截面的外轮廓。中心部802具有第一尺寸的横截面外轮廓。中空主体800还包括第一端部804。第一端部804具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的周长或直径大于与第二尺寸相关联的周长或直径。中空主体800还包括第二端部806。第二端部806具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的周长或直径大于与第二尺寸相关联的周长或直径。

图6所示的中空主体800可包括一个或多个锚固凸缘808。当端盖(例如，端盖400)被压到中空主体800的端部(例如，第一端部804)上时，一个或多个锚固凸缘808可以完全或部分地用焊料包围。可以对端盖施加热量以使焊料能够围绕一个或多个锚固凸缘808流动并在焊料硬化时刚性地包封一个或多个锚固凸缘808。因此，一个或多个锚固凸缘808可以帮助保持被压在中空主体800的端部上的端盖。

图7在以横截面示出了中空主体900的示例性实施例。中空主体900可以实施为熔断器(例如上述熔断器300)的一部分。中空主体900可包括中心部902。中心部902具有横截面外轮廓。中心部902具有第一尺寸的横截面外轮廓。中空主体900还包括第一端部904。第一端部904具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关的面积、周长或直径大于与第二尺寸相关的面积、周长或直径。中空主体900还包括第二端部906。第二端部906具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关的面积、周长或直径大于与第二尺寸相关的面积、周长或直径。

中空主体900可以在第一端部904和第二端部906中的每一个上包括金属化层908。当端盖(例如，端盖400)被压到中空主体900的端部(例如，第一端部904)上时，焊料(未示出)可以与金属化层908接触。因此，由于金属化层908与焊料接触并与可熔断元件1010的部分相接触(如图8所示)，金属化层908可以在焊料、可熔断元件1010和被压到中空主体900端部(例如，第一端部904)上的端盖(例如，端盖400)之间促进稳健的导电性。

图8示出了中空主体1000的示例性实施例。中空主体1000可以被实施为熔断器(例如熔断器300)的一部分。中空主体1000具有圆形横截面的外轮廓。中空主体1000可包括中心部1002。中心部1002具有圆形横截面的外轮廓。中心部1002具有第一尺寸的横截面外轮廓。中空主体1000还包括第一端部1004。第一端部1004具有第二尺寸的外横截面轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的周长或直径大于与第二尺寸相关联的面积或直径。中空主体1000还包括第二端部1006。第二端部1006具有第二尺寸的横截面外轮廓，其中第二尺寸小于第一尺寸。换句话说，与第一尺寸相关联的周长或直径大于与第二尺寸相关联的面积或直径。

第一端部1004和第二端部1006中的每一个可具有大致凹形或弯曲的形状1008。在一个实施方案中，第一端部1004和第二端部1006中的每一个的大致凹形或弯曲形状1008允许消除上述关于熔断器300描述的肩部330(参见图1)。图8中示出了示例性可熔断元件1010，其中示出了腔体1012至少形成在端部1004和1006中的每一个与可熔断元件1010之间。因此，在将端盖连接到主体1000时，焊料可以占据腔体1012并完全包围可熔断元件1010的相邻部分。

图9-10b示出了中空主体1100的其他示例性实施例。中空主体1100可以被实施为例如熔断器的保护装置的一部分。中空主体1100可包括设置在第一端部1104和第二端部1106之间的中心部1102。如图所示，中心部1102可具有方形横截面的外轮廓。然而，本公开的实施例不限于任何特定形状或横截面轮廓。例如，在一些实施例中，中空主体1100的横截面可以具有大致圆形的轮廓，例如，当从第一端部1104或第二端部1106观察时。中心部1102包括在第一端部1104和第二端部1106之间延伸的中心腔1109以及限定具有第一尺寸的横截面外轮廓的多个外表面1110。在非限制性的实施例中，中空主体1100包括四(4)个大致平坦的外表面。中空主体1100可以是陶瓷、塑料或其他合适的非导电材料。第一端盖1162可以装配在中空主体1100的第一端部1104上，第二端盖1164可以装配在中空主体1100的第二端部1106上。

如图所示，第一端部1104可以包括一个或多个形成为/凹入其上(例如，第一端)表面1114的沟槽1112，并且部分地在外表面1110和中心腔1109之间延伸。类似地，第二端部1106可以包括形成为/凹入其下(例如，第二端)表面1120的一个或多个沟槽1118，并且部分地位于外表面1110和中心腔1109之间。沟槽1112和1118可以各自包括一组侧壁1124、基面(或基底表面)1130和内壁1138。在一些实施例中，该组侧壁1124和/或内壁1138可以是倾斜的或弯曲的。例如，如图所示，第一端部1104的该组侧壁1124可以远离上表面1114朝向第二端部1106延伸，其中该组侧壁1124朝向基面1130地朝向彼此倾斜。换句话说，该组侧壁1124之间的直接邻近上表面1114的距离可以大于该组侧壁之间的靠近基面1130的距离。该组侧壁1124的倾斜表面可以促进焊料1160流入沟槽1112内。此外，在一些实施例中，可以设置基面1130的唇缘或凸缘1175以更好地将焊料1160保持在沟槽1112内。

在每个沟槽1112和1118之间是相应的角部1140和1142，它们分别与上表面1114和下表面1120大致处于同一平面。在一些实施例中，角部1140、1142中的一个或多个可以包括凹入式的凸缘1150，以允许焊料流动和包裹可熔断元件1170。尽管不限于任何特定的形状或轮廓，角部1140、1142和沟槽1112和1118可以使中空主体1100呈现城堡-沟槽(castle-trench)形式。

如图所示，焊料1160可以设置在中心腔1109、第一端盖1162和第二端盖1164中的每一个内。更具体地，焊料1160可以沿着中空主体1100的周边设置，例如，沿着上表面1114和下表面1120，以及部分地沿着多个外表面1110中的一个或多个。如图10a所示，可熔断元件1170可以设置在中空主体1100的中心腔1109内，并且在第一端盖1162的内部和第二端盖1164的内部之间延伸。可熔断元件1170可以也沿着第一端部1104的上表面1114和第二端部1106的下表面1120延伸，并且部分地沿着多个外表面1110中的一个或多个延伸。如图10b所示，可熔断元件可以是一波纹状或“任意形状的(drop-in)”线，其在中心腔1109内在第一焊料圆顶1177和第二焊料圆顶1179之间延伸。在该实施例中，为了获得更好地形成焊料圆顶，沟槽1112和1118是来自冷却室(未示出)的空气压力的入口点。更具体地，本熔断器主体的设计允许压力沿着上表面1114和下表面1120穿入，并且部分地沿着多个外表面1110中的一个或多个穿入。与仅在两侧具有槽的传统开槽主体相比，这允许更好地形成第一焊料圆顶1177和第二焊料圆顶1179。

当第一端盖1162和/或第二端盖1164被压到中空主体1100的相应的第一端部1104和第二端部1106上时，沟槽1112和1118可以完全或部分地填充有焊料1160。在一些实施例中，可以将热量施加到第一端盖1162和第二端盖1164，以使焊料1160能够流动。因此，沟槽1112和1118中的一个或多个作为焊料1160的袋部，进而有助于保持第一端盖1162和第二端盖1164以及可熔断元件1170。更具体地，在一些实施例中，沟槽1112和1118中的硬化的焊料1160可以与中心腔1109和端盖1162、1164内的硬化的焊料耦合或成为一体。结果，沟槽1112和1118中的硬化的焊料1160作为按压在其上的第一端盖1162和第二端盖1164的锚固件，第一端盖1162和第二端盖1164又向环绕第一端部1104和第二端部1106的可熔断元件1170施加压力。

尽管未示出，但是中空主体1100可以在第一端部1104和第二端部1106中的一个上或更多个上包括类似于图7中所示的金属化层908的金属化层。当第一端盖1162或第二端盖1164被压到每个端部1104、1106上时，焊料1160可以与金属化层接触。因此，由于金属化层与焊料1160和可熔断元件1170的部分相接触，从而金属化层可以在焊料1160、可熔断元件1170和压在第一端部1104和第二端部1106中的一个或多个上的第一端盖1162和第二端盖1164之间促进形成稳健的导电性。

虽然已经参考某些实施例描述了中空主体熔断器和用于在结构上制造中空主体熔断器的方法，但是本领域技术人员将理解，可以进行各种改变并且可以用等同物进行替换而不脱离本申请的权利要求的精神和范围。可以进行其他修改以使特定情况或材料适应于上面公开的教导而在不脱离权利要求的范围。因此，权利要求不应被解释为限于所公开的任何一个特定实施例，而是被解释为限于落入权利要求范围的任何实施方案。