KR102080041B1 - 제조공정이 용이한 엘레먼트를 구비한 퓨즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조공정이 용이한 엘레먼트를 구비한 퓨즈에 관한 것으로서, 부도체인 튜브; 상기 튜브의 양단에 장착되는 제1단자캡 및 제2단자캡; 및 상기 튜브를 관통하여 상기 제1단자캡 및 제2단자캡에 접촉하는 엘레먼트를 포함하는 퓨즈에 있어서, 상기 엘레먼트는, 2개 이상의 엘레먼트 와이어가 적어도 한번 이상 꼬여진 형태인 퓨즈에 관한 것이다.

Description

제조공정이 용이한 엘레먼트를 구비한 퓨즈{A fuse with a easily processable element}

본 발명은 제조공정이 용이한 엘레먼트를 구비한 퓨즈에 관한 것으로서, 10A 이상의 퓨즈에는 동 재질의 판 형상의 엘레먼트가 장착되되, 전류가 흐름으로써 저항에 따라 발생되는 열에 의해 녹을 수 있는 주석과 같은 저용융점금속으로 이루어진 용단부 또는 좁은 단면적으로 이루어진 용단부를 포함한 엘레먼트가 장착되는 제고공정이 어려운 종래기술과 달리, 2개 이상의 엘레먼트 와이어가 꼬여진 형태로 기존 엘레먼트 와이어를 이용하여 일정 이상의 전류에서도 이용될 수 있는 제조공정이 용이하고 생산비용을 낮출 수 있는 엘레먼트를 구비한 퓨즈에 관한 것이다.

퓨즈는 전장품과 전원 사이에 구비되어 전장품에 과부하가 걸리는 경우에, 전장품의 손상을 방지하기 위해 전원과 전장품 사이를 전기적으로 차단하는 것이다. 이를 위해서 상기 퓨즈는 내측에 있는 엘레먼트가 녹아 용단되어서 전원의 전달을 차단하게 된다.

퓨즈에서 일반적으로 10A 이하의 전류에는 엘레먼트 와이어로 이루어진 엘레먼트가 사용되며, 10A 이상의 경우에는 일정한 굵기를 갖거나 일정한 동 재질로 된 판 형상의 엘레먼트가 사용되는 것으로 알려져 있다.

이러한 판 형상의 엘레먼트에는 저항에 따라 발생되는 열의 의해 녹는 엘레먼트가 절단되도록 하는 용단부가 형성되어 있다. 이러한 용단부는 주석과 같은 지용융점금속으로 볼 형태로 엘레먼트 상에 형성된 용단부 또는 엘레먼트의 다른 부분과 달리 보다 좁은 단면적으로 형성된 용단부 등으로 구분될 수 있다.

도 1을 참조하여 종래기술를 설명한다.

종래기술은 엘레먼트의 절곡부 가장자리에서부터 절곡부의 내측까지의 거리의 편차를 줄여 솔더가 절곡부의 최내측까지 전달되도록 하여 엘레먼트와 캡 사이의 전기적 연결을 완벽하기 하기 위함이다, 구체적으로, 내부공간이 형성된 하우징(10)과, 하우징(10)의 양단에 장착되어 내부공간을 차폐하고 외부단자와 전기적으로 연결되는 제1캡(20) 및 제2캡(20')과, 하우징(10)의 내부공간에 설치되고 양단의 절곡부(17,18)가 상기 제1캡(20) 및 제2캡(20')과 솔더링에 의해 전기적으로 연결되고 과부하 시에 녹아 용단되는 용단부가 있는 엘레먼트(16)를 포함하고, 절곡부(17,18)는 제1캡(20)과 제2캡(20')과 솔더링되어 전기적으로 연결되는데 절곡부(17,18)의 일부를 제거하여 형성되는 하나 이상의 만입부가 적어도 2개 이상의 돌편의 사이에 구비된 퓨즈에 관한 것이다.

종래기술에 따른 용단부를 살펴보면, 일정한 길이의 판 형상의 엘레먼트의 중간 부분의 양측면에 대칭적으로 엘레먼트 안쪽으로 파인 형상의 작은 홈이 다수의 쌍으로 위치되며, 이러한 대칭적인 홈 사이에 홀이 형성된 형태이다. 결국, 한 쌍의 홈이 있고, 이러한 한 쌍의 홈 사이에 홀이 형성됨에 따라 앞뒤로 연결되는 엘레먼트는 좁은 단면적으로 이어져 있는 형태이다. 이러한 좁은 단면적으로 이루어진 용단부가 일정한 간격으로 다수로 위치되어, 저항에 따라 발생되는 열에 의해 용단부가 끓어지게 된다.

또 다른 종래기술에 따르면, 이러한 좁은 단면적으로 이루어진 다수의 용단부에 더하여, 주석과 같은 저용융점금속이 위치되어 저항에 의해 발생되는 열에 의해 저용융점금속이 녹을 수 있도록 형성된 용단부가 개시되어 있다.

그러나, 종래기술에 다른 엘레먼트는, 별도의 동 재질 등의 판 형상을 제조해야 하며, 제조된 판 형상에 상술한 바와 같이 일정한 간격으로 용단부가 생성될 수 있도록 다수의 쌍으로 동일한 크기의 홈이 엘레먼트 양측면에 생성되어야 하는 제조공정의 복잡함이 따르며, 나아가 용단부를 생성시킴에 따라 발생되는 파편(홈의 자리에 있던 부분)이 발생되어 별도로 처리해야 하는 문제점 등이 발생되어 제조단가가 높아지는 문제점을 안고 있다.

나아가, 이러한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 종래기술에 따른 제조공정이 복잡하고 제조단가가 높은 판 형상의 엘레먼트를 대체할 수 있는 엘레먼트를 제조함에 있어서 기존 엘레먼트 와이어를 활용할 수 있는 방안이 제시되지 않는 상태이다.

(특허문헌 1) KR20-2017-00008473 A

상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 종래기술에 따른 제조공정이 복잡하고 제조단가가 높은 판 형상의 엘레먼트를 대체할 수 있는 엘레먼트를 제조함에 있어서 기존 엘레먼트 와이어를 활용할 수 있는 퓨즈를 제안하고자 한다.

구체적으로, 기존 엘레먼트 와이어를 활용하여 10A보다 높은 전류의 경우에도 기존 엘레먼트 와이어를 가공하여, 종래기술의 판 형상의 엘레먼트와 같은 저항에 발생되는 열에 의해 녹을 수 있는 엘레먼트를 구비한 퓨즈를 제안하고자 한다.

상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자, 본 발명에 따른 퓨즈는, 부도체인 튜브(100); 상기 튜브(100)의 양단에 장착되는 제1단자캡(200a) 및 제2단자캡(200b); 및 상기 튜브(100)를 관통하여 상기 제1단자캡(200a) 및 제2단자캡(200b)에 접촉하는 엘레먼트(300)를 포함하는 퓨즈에 있어서, 상기 엘레먼트(300)는, 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 적어도 한번 이상 꼬여진 형태이다.

바람직하게는, 상기 엘레먼트(300)는, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 꼬여지되, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 서로 접촉하는 접촉부(305) 이외의 부분에서 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302) 사이에 일정한 공간(310)이 형성되도록 꼬여진다.

바람직하게는, 상기 엘레먼트(300)는, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 꼬여지되, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 접촉하는 다수의 접촉부(305) 간의 간격이 동일하고, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302) 사이에 형성된 다수의 일정한 공간(310)이 서로 동일하게 꼬여진다.

바람직하게는, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)는 도체재질로 도금된 상태이다.

바람직하게는, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)는 주석으로 도금된 상태이다.

상술한 과제해결수단으로 인하여, 일정 이상의 전류에 사용될 수 있는 퓨즈를 제조함에 있어서, 제조공정을 단순화할 수 있으며, 제조단가를 낮출 수 있는, 그리고 종래기술에 따른 판 형상의 엘레먼트를 대체할 수 있는 엘레먼트를 구비시킴으로써, 생산효율을 증대시킬 수 있다.

구체적으로, 기존 엘레먼트 와이어가 꼬아진 형태의 엘레먼트로 종래기술에 따른 판 형상의 엘레먼트를 대체할 수 있어, 제조공정을 단순화할 수 있고, 엘레먼트 와이어를 사용하여 종래기술의 엘레먼트를 대체하는 바, 제조단가로 낮출 수 있어 생산효율성이 증대된다.

도 1은 종래기술에 따른 퓨즈를 대략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 퓨즈의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 퓨즈가 결합된 상태에서, 엘레먼트의 결합 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 퓨즈는 튜브(100), 단자캡(200a,200b) 및 엘레먼트(300)를 포함한다.

튜브(100)는 부도체이며, 튜브(100)의 양단에 장착되는 단자캡(200a,200b)은 도체이다.

엘레먼트(300)는 튜브(100)의 내측공간에 삽입된 상태에서 일단이 제1단자캡(200a)에 솔더링으로 결합되고, 타단이 제2단자캡(200b)에 솔더링으로 결합된다. 이에 따라, 단자캡(200a,200b)과 엘레먼트(300)가 전기적으로 연결된다.

엘레먼트(300)는 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 적어도 한번 이상 꼬여진 형태이다. 바람직하게는 2개의 엘레먼트 와이어(301,302)가 서로 엇감기면서 꼬여진 형태일 수 있다.

일정 이상의 전류(10A 이상)에 사용되기 위하여 일정 이하의 전류에 사용되었던 기존 엘레먼트 와이어(301,302)를 활용하되, 일정 이하의 전류의 저항에 의해 발생되는 열에 견딜 수 있고, 일정 이상의 전류에서 끓어질 수 있도록 이러한 엘레먼트 와이어(301,302) 2개가 꼬여진 형태일 수 있다.

상술한 종래기술과 달리, 별도의 다수의 쌍으로 이루어진 홈으로 이루어진 용단부를 생성시킴 없이, 엘레먼트 와이어(301,302)를 단순히 꼬아서 종래기술에 따른 판 형상의 엘레먼트를 대체할 수 있는 바, 제조공정이 훨씬 단순해질 수 있다.

일정 이상의 전류가 흐르는 경우, 엘레먼트(300)가 1개의 엘레먼트 와이어로 구성되는 경우, 이러한 엘레먼트 와이어의 고유저항에 따라 일정 이상의 전류가 흐르면서 발생될 수 있는 열에 의해 쉽게 녹아서 용단될 수 있어 규격에 못미치는 문제점이 발생되는 바, 이러한 문제점을 해결하고자 판 형상의 엘레먼트로 구성된 종래기술과 달리, 일정 이상의 전류가 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)로 흐르도록 하는 바, 하나의 엘레먼트 와이어로만 전류가 흐르면서 발생되는 열의 발생을 분산시키면서, 규격에 맞게 일정 이상의 전류에서는 발생된 열에 의해 녹아 용단될 수 있도록 활용될 수 있다.

엘레먼트 와이어(301,302)의 개수는 퓨즈의 사용처의 규격에 맞게 늘이거나 줄일 수 있음은 물론이다. 즉, 엘리먼트(300)가 사용처의 전류의 규격에 맞게 2개 이상의 엘리먼트 와이어(301,302)를 꼬와서 활용할 수 있음은 물론이다.

엘레먼트(300)는, 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 꼬여지되, 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 서로 접촉하는 접촉부(305) 이외의 부분에서 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302) 사이에 일정한 공간(310)이 형성되도록 꼬여질 수 있다.

엘레먼트 와이어(301,302)가 연속적으로 꼬여져서 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 일체적으로 구성되는 것과 달리, 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 꼬여지되, 서로 접촉되는 부분이 접촉부(305)가 위치되며, 이러한 접촉부(305) 이외의 부분은 서로 분리된 상태로 위치되되, 이러한 엘레먼트 와이어(301,302) 사이에 일정한 공간(310)이 형성되도록 분리된 상태로 위치될 수 있다.

접촉부(305)는 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 접촉된 상태로서, 종래기술에 따른 판 형상의 엘레먼트 중 홈이나 홀이 형성되지 않는 부분과 대응되는 부분이 될 수 있다. 즉, 종래기술에 따르면 판 형상의 엘레먼트 중 홈 및 홀이 형성된 부분이 용단부인데, 그러한 용단부 이외의 부분과 본 발명의 접촉부(305)가 대응되는 부분일 수 있다. 상술한 바와 같이 판 형상의 엘레먼트의 두께나 면적에 대응하는 저항을 유지하기 위하여 엘레먼트 와이어(301,302)의 개수를 늘이거나 줄일 수 있음은 물론이다.

상술한 접촉부(305) 이외의 부분에 생성된 엘레먼트 와이어(301,302) 간의 일정한 공간(310)이 생성됨에 따라, 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 각각 분리된 상태일 수 있다. 분리된 상태의 엘레먼트 와이어(301,302)는 상술한 종래기술에 따른 용단부에 대응된다.

즉, 일정 이상의 전류가 흐르는 경우, 일정한 공간(301,302)을 사이에 두고 분리된 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)에 전류가 흐르면서, 저항에 의해 발생된 열에 의해 어느 하나의 엘레먼트 와이어가 녹아서 끓어질 것이며, 이후 모든 전류가 자동적으로 나머지 하나의 엘레먼트 와이어로 흐르면서 자연스럽게 저항에 의해 발생된 열의 의해 나머지 하나의 엘레먼트 와이어도 곧바로 용단되게 된다.

종래기술에 따른 판 형상의 엘레먼트에서, 용단부는 본 발명에서 일정한 공간(310)을 사이에 두고 엘레먼트 와이어(301,302)가 각각 분리된 부분과 대응되며, 용단부 이외의 부분은 엘레먼트 와이어(301,302)가 접촉되는 접촉부(305)와 대응될 수 있다. 따라서, 제조공정이 복잡하고 제조단가가 높은 판 형상의 엘레먼트를 기존 엘레먼트 와이어로 대체함으로써 생산효율성을 증대시킬 수 있다.

일정 이상의 전류에서 엘레먼트가 확실하게 용단되게 하기 위하여 종래기술에 따른 판 형상의 엘레먼트에서의 용단부가 일정한 간격(일정 이상의 전류에서는 각각의 용단부가 끓어질 가능성이 있고, 그 중 어느 한 용단부에서 용단되면서 퓨즈의 기능을 발휘함)으로 다수로 형성된 점을 고려하여, 본 발명에 따른 퓨즈에서는 엘레먼트 와이어(301,302)가 접촉하는 다수의 접촉부(305) 간의 간격이 동일하며, 나아가 상술한 일정한 공간(310) 간의 간격도 동일할 수 있으며, 더 나아가 이러한 일정한 공간(310)의 면적 및 형태도 동일함이 바람직하다.

용단부 역할을 할 부분인 일정한 공간(310)을 사이에 두고 각각의 엘레먼트 와이어(301,302)가 각각 분리된 부분을 다수로 위치시킴에 따라, 그리고 용단부 역할을 할 부분을 동일한 간격으로 유지시키면서 위치시킴에 따라, 각각의 해당 부분이 저항에 의해 발생된 열에 의해 녹아서 끓어질 수 있으며, 그 중 어느 하나의 부분이 용단되면서 전류의 흐름이 차단될 수 있다.

즉, 접촉부(305) 간의 간격이 동일하지 않거나 일정한 공간(310) 사이의 간격이 일정하지 않거나, 또는 일정한 공간(310)의 형태나 면적이 일정하지 않으면, 용단부 기능을 발휘할 부분이 불균일하게 위치되어, 일정 이상의 전류가 흐르게 되면 용단되어야 하는 부분이 불명확해지면서, 그 중 어느 하나의 부분에서라도 끓어짐을 기대해야 하는 문제점 또는 일정 이상의 전류에서도 엘레먼트가 끓어지지 않는 문제점이 발생되고, 이에 따라 퓨즈의 기능이 저하될 우려가 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 판 형상의 엘레먼트를 대체하고자 엘레먼트 와이어(301,302)를 꼬아서 활용하고자 하는 경우, 균일한 접촉부(305) 및 균일하게 형성된 일정한 공간(310)이 생성되게 꼬아서 활용함이 바람직하다.

2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)는 주석으로 도금될 수 있다. 주석은 저용융점금속으로 엘레먼트 와이어(301,302)에 도금되어 일정 이상의 온도 이하에서는 전류 온/오프에 따른 전기적 충격에 의한 엘레먼트 와이어(301,302)의 절단 등을 방지하고, 나아가 저항에 의해 발생되는 온도가 일정 이상이 되면 주석이 녹으면서 엘레먼트 와이어(301,302)의 중앙으로 모이는데, 이때 엘레먼트 와이어(301,302)에 열이 부가되면서 엘레먼트 와이어(301,302)가 발생된 열에 의해 용이하게 용단될 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 퓨즈에서의 엘레먼트(300)는 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 꼬여진 상태에서 주석으로 도금된다. 따라서, 일정한 공간(310)을 사이에 두고 엘레먼트 와이어(301,302)가 각각 분리되어 있는 용단부에 해당하는 부분에 주석이 도금됨에 따라, 갑작스러운 전류 온/오프에 따른 엘레먼트 와이어(301,302) 각각의 절단을 방지하고, 나아가 일정한 온도 이상이 되면 도금된 주석이 녹아 각각의 엘레먼트 와이어(301,302)의 중앙으로 모이면서 각각의 엘레먼트 와이어(301,302)에 열이 부가되어 엘레먼트 와이어(301,302)의 용단을 이끌어낼 수 있다.

판 형상의 엘레먼트 상에 별도의 솔더링부를 부가함으로써 별도의 솔더링 공정이 추가되어 제조공정이 복잡하고 제조단가가 높아지는 종래기술과 달리, 기존 엘레먼트 와이어(301,302)를 꼬은 상태에서 용융된 주석에 엘레먼트 와이어(301,302)를 단순히 담근 후 건조하기만 하면 제조공정이 마무리되는 바, 제조공정이 단순화되고 제조단가도 낮출 수 있는 장점을 가지고 있다.

이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100: 튜브
200a, 200b: 제1단자캡, 제2단자캡
300: 엘레먼트
301, 302: 엘레먼트 와이어
305: 접촉부
310: 공간

Claims (5)

1. 부도체인 튜브(100); 상기 튜브(100)의 양단에 장착되는 제1단자캡(200a) 및 제2단자캡(200b); 및 상기 튜브(100)를 관통하여 상기 제1단자캡(200a) 및 제2단자캡(200b)에 접촉하는 엘레먼트(300)를 포함하는 퓨즈에 있어서,
   상기 엘레먼트(300)는, 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 적어도 한번 이상 꼬여진 형태이며,
   상기 엘레먼트(300)는, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 꼬여지되, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 서로 접촉하는 접촉부(305) 이외의 부분에서 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302) 사이에 일정한 공간(310)이 형성되도록 꼬여지며,
   상기 엘레먼트(300)는, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 꼬여지되, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)가 접촉하는 다수의 접촉부(305) 간의 간격이 동일하고, 상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302) 사이에 형성된 다수의 일정한 공간(310) 간의 간격이 서로 동일하게 꼬여지며,
   상기 2개 이상의 엘레먼트 와이어(301,302)는 주석으로 도금된 상태인 퓨즈.
   
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