KR100461395B1 - 아아크 방지 퓨즈 박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대향하는 양단에 퓨즈의 양단자를 삽입할 수 있는 소켓과 소켓 주위에 배치된 자석을 포함하며, 자석은 소켓에 퓨즈를 탈착할 때 발생하는 아아크 방전을 완화하도록 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 아아크 방지 퓨즈 박스를 제공한다.

Description

아아크 방지 퓨즈 박스{FUSE BOX PREVENTING FROM ARCHING}

본 발명은 퓨즈 박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 퓨즈 박스에 퓨즈를 탈착할 때 발생하는 아아크 방전을 감소시키는 퓨즈 박스에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 설치된 전기 장치들의 전기 배선은 퓨즈 박스에 연결되고, 퓨즈 박스는 각 전기 배선에 결합된 전기 장치들의 정격 용량에 상응하는 퓨즈를 수용한다. 전기 배선들은 퓨즈 및 점화 스위치 등의 스위치를 거쳐 배터리에 연결되며, 각 퓨즈는 상기 전기 장치들에 정격 용량 이상의 전류가 흐르게 되면 용단됨으로써, 상기 전기 장치들을 보호하는 기능을 수행한다.

그런데, 퓨즈 박스에 퓨즈를 삽입하거나 이탈시킬 때 퓨즈 단자와 퓨즈 박스내의 소켓 사이에 아아크 방전이 발생하고, 이러한 아아크 방전이 지속될 경우에는 높은 열에 의하여 퓨즈 박스 내의 단자 또는 퓨즈 박스 자체가 손상되어 자동차의 전기 계통에 장애가 발생할 위험이 있다.

특히, 근래에는 자동차에서 사용하는 전기기구가 많아짐에 따라, 자동차에서 사용하는 전기 시스템이 보다 높은 전압 (예를 들면, 42V) 을 요구하게 되었고, 이와 같이 높은 전압이 인가되는 시스템에서는 퓨즈 박스에서 발생되는 아아크 방전의 강도와 유지시간도 증가하므로, 퓨즈 박스가 손상될 위험은 더욱 커지게 되었다.

도 1은 종래의 퓨즈 박스의 소켓 구성도이고, 도 2 및 도 3은 종래의 퓨즈 박스에 퓨즈를 탈착할 때 발생되는 아아크 방전의 세기와 유지시간을 도시한 그래프이다.

도 1 과 도 2 에 도시된 바와 같이, 퓨즈를 퓨즈 박스의 소켓에 탈착하는 순간에 퓨즈와 퓨즈 박스의 소켓간에 매우 높은 아아크 전류가 흐르게 된다. 아아크 전류는 도 3에 도시된 바와 같이, 상당 시간 지속되어 휴즈 박스의 소켓 단자에 열을 발생시킨다. 아아크 유지 시간의 종단에는 퓨즈 박스의 소켓 단자가 거의 1000 ℃ 에 도달함을 알 수 있다. 이러한 고온에 의하여 퓨즈 박스는 소켓뿐만 아니라, 퓨즈 박스 전체가 심각한 손상을 입거나 화재의 위험도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같이 높은 전압을 요구하는 자동차 전기 시스템에서 사용되는 퓨즈 박스에 발생하는 아아크 방전을 감소시킬 수 있는 퓨즈 박스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 아아크 방전을 감소시킴으로써, 보다 안전성 높은 퓨즈 박스를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 퓨즈 박스의 소켓 구성도이다.

도 2는 종래의 퓨즈 박스에 퓨즈를 탈착할 때 발생하는 아아크의 세기를 도시한 그래프이다.

도 3은 종래의 퓨즈 박스에 퓨즈를 탈착할 때 발생하는 아아크의 유지 시간을 도시한 그래프이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 퓨즈 박스의 소켓 구성도이다.

도 5는 본 발명의 동작 원리를 설명하는 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 퓨즈 박스의 소켓과 종래 기술에 따른 퓨즈 박스의 소켓에서 발생한 아아크의 유지 시간과 아아크에 따른 단자의 손상 길이를 도시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100...휴즈 박스 내의 소켓

200...자석

300...퓨즈

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 대향하는 양단에 퓨즈의 양단자를 삽입할 수 있는 소켓, 소켓 주위에 배치된 자석을 포함하며, 배치된 자석은 소켓에 퓨즈를 탈착할 때 발생하는 아아크 방전을 완화하도록 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 아아크 방지 퓨즈 박스를 제공한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 퓨즈 박스 소켓의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 동작 원리를 설명하는 도면이다. 이를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 종래의 퓨즈 박스 소켓 (100) 의 구성에 추가하여, 소켓 (100) 주위에 자석 (200) 을 배치하고 있다. 이와 같이 소켓 (100) 주위에 자석 (200)을 배치하여, 아아크 방전시 전자의 운동 방향과 수직하게 자기장을 형성하면, 전자는 로렌쯔 힘에 의하여 운동 경로가 바뀌게 된다.

참고로, 로렌쯔 힘이란 전하를 띤 입자가 자기장 속에서 운동할 때 그 입자가 받는 힘으로서,F= qv ×B(F: 로렌쯔 힘, q:전하량, v:입자의 속도, B:자기장) 와 같이 수식으로 표현된다. 따라서, 퓨즈를 소켓에 탈착할 때 발생하는 아아크 방전에 의하여 전자가 상하 방향으로 운동할 때, 수평 방향으로 자기장이 형성되어 있다면, 전자는 수직 방향으로 운동하는 것이 아니고, 바깥 방향으로 다소 우회하여 운동하게 된다. 이때 어느 만큼 우회하는지는 자기장의 세기에 따라 달라진다.

이와 같이, 전자가 우회 경로를 따라 운동함에 따라 아아크 방전의 거리가 길어지면, 아아크 에너지가 분산되어 아아크 방전에 의한 퓨즈 또는 소켓의 손상은 크게 줄어들게 된다. 아아크 방전의 우회 경로는 도 5에서 예를 들어 도시하고 있다.

도 6은 자기장이 형성되어 있지 않은 종래의 퓨즈 박스와 본 발명의 퓨즈 박스에서 아아크 방전이 발생할 경우에 아아크 방전 유지 시간과 단자 손상 길이를 대비한 그래프이다.

도 6 에 따르면, 자석을 배치한 경우에는 아아크 방전의 유지 시간도 짧아지고, 아아크 방전으로 인한 단자의 손상 길이도 감소한다는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 종래의 퓨즈 박스의 소켓 주위에 자석을 배치하여 자기장을 형성함으로써, 아아크 방전시 전자의 운동 경로에 변화를 줌으로써, 아아크 방전의 경로를 증가시켜 아아크 방전의 에너지를 분산시킬 수 있게 한다. 따라서, 퓨즈 단자나 퓨즈 박스의 소켓에 가해지는 아아크 방전의 에너지는 감소하게 되고, 그 결과 퓨즈의 탈착시 발생하는 아아크 방전에 의한 퓨즈 박스의 손상은 줄어들게 된다.

이상은 본 발명을 예를 들어 설명한 것으로서, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 권리는 첨부된 특허청구범위에 기재된 바에 따라 결정된다. 또한, 동 업계에 종사하는 자에 의하여 본 발명의 다양한 변형예 들이 실시될 수 있으나, 이는 모두 본 발명의 권리 범위에 속하는 것임을 명백히 한다.

Claims (1)

1. 대향하는 양단에 퓨즈의 양단자를 삽입할 수 있는 소켓;

   상기 소켓 주위에 배치된 자석을 포함하며,

   상기 자석은 상기 소켓에 상기 퓨즈를 탈착할 때 발생하는 아아크 방전을 완화하도록 자기장을 형성하는 것을 특징으로 하는 아아크 방지 퓨즈 박스.