KR102512501B1

KR102512501B1 - 고압 dc 전류용 온도퓨즈, 및 이를 이용한 온도퓨즈 모듈

Info

Publication number: KR102512501B1
Application number: KR1020200176740A
Authority: KR
Inventors: 이율우
Original assignee: 이율우
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2023-03-20
Also published as: KR20220086362A

Abstract

본 발명은 고압 DC 전류용 온도퓨즈, 및 이를 이용한 온도퓨즈 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압 DC 전류가 인가되는 회로 상에 배치되어 주변부가 이상 과열되면 회로를 단선하여 고압 DC 전류에 의한 회로의 손상을 미연에 방지하는 고압 DC 전류용 온도퓨즈, 및 이를 이용한 온도퓨즈 모듈에 관한 것이다.

Description

고압 DC 전류용 온도퓨즈, 및 이를 이용한 온도퓨즈 모듈{Temperature fuse for high voltage DC current, and temperature fuse module using the same}

주지하는 바와 같이 온도 퓨즈는, 온도 용융성 차단기(cutout)이라고도 하며, 보통 열을 발생하는 경향의 전자 기기에 탑재된다.

상기 기기의 고장, 열의 발생 그리고 이상 온도를 초과할 때, 상기 온도 퓨즈는 자동으로 용융되어 화재로부터 전자 기기를 보호하기 위해 전원 공급 장치를 차단한다.

최근에, 상기 온도 퓨즈는 전기밥솥, 전기다리미, 전기난로 등 가열을 주요 기능으로 하는 대부분의 가전제품에 탑재된다.

내부 부품(internal parts)가 동작하지 않을때, 전원 공급 장치는 상기 기기의 더 심각한 손상을 방지하는 온도 퓨즈에 의해 제때 차단될 수 있어, 화재원이 되는 것을 피할 수 있다. 상기 온도 퓨즈는 잘 알려진 퓨즈와 동일하다.

이는 보통 회로 내의 단지 전원 공급 경로(path)다. 이는 전류가 정격값을 초과하지 않으면 회로에 아무런 영향을 주지 않는다.

이는 평상시 동작에서 낮은 저항, 작은 전원 손실 및 낮은 표면 온도를 가진다. 단지 상기 전자 기기가 고장으로 비정상적인 온도를 발생하는 경우 전원 공급 회로를 차단한다.

상기 온도 퓨즈는 온도범위가 온도 퓨즈 위치에서 온도 퓨즈 내부의 가용(可鎔, fusible) 합금 와이어의 용융온도에 도달했을 때 전원 공급 회로의 내에서 과열 보호의 역할을 한다.

용융 에이전트에 의해, 상기 가용 합금와이어는 양쪽 단부의 리드를 향해 수축되어 비정상적인 온도에 의해 회로의 다른 요소들이 더 손상되는 것을 방지한다.

따라서, 상기 온도 퓨즈는 과열 방지가 필요한 많은 회로들에 적용된다. 서로 다른 회로들은 서로 다른 온도 퓨즈를 가지고 있다.

최근에는 전기 자동차 등 고압 DC 전류를 인가하는 전기·전자장치들이 급속히 보급되고 있으며, 상기 장치들은 고압 DC 전류를 통해 히터 등의 각종 전기 전자부품들을 동작하도록 구성된 관계로, 전기 안전성에 있어 온도퓨즈의 역활은 매우 중요하다.

예컨대, 주변부의 과열이 발생된 상태에서 상기 전기 전자부품에 지속적으로 고압의 DC 전류가 인가될 경우에 해당 전기 전자부품의 전기적인 손상이 야기되고, 또 심화될 경우에 화재 등의 안전사고가 야기될 수도 있다.

그런데, 종래 단순히 이격된 리드단자와 리드단자 사이에 가용 합금선을 배치한 형태의 온도퓨즈는 AC 전류나 저압의 DC 전류를 통전할 경우에, 주변부의 과열에 의해 이격된 리드단자 사이에 형성된 가용 합금선이 단선되어서 가용 합금선을 따라 통전하는 해당 전류가 더 이상 회로에 인가되지 아니하므로, 주변부의 이상 과열시 회로의 전기적 안전성을 보장할 수 있다.

그러나, 상기 400V 이상 고압 DC 전류인 경우에, 주변부의 과열에 의해 리드단자와 리드단자 사이에 형성된 가용 합금선이 폭발하면서 화염이나 파편을 발생하면서 단선하는 현상이 발생되고, 특히 가용 합금선이 용융하여 단선된 후에도 400V 이상의 고압 DC 전류가 단선된 리드 단자와 리드 단자 사이에 아크 형태로 방전하여 통전되는 현상이 발생된다.

즉, 전압 레벨이 400V 또는 그 이상인 직류전류 회로에서, 종래 온도 퓨즈의 가용 합금선의 용융 과정 동안에 상기 용융 합금선의 수축 속도는 느리고, 두 리드의 사이 간격은 매우 짧으며, 아크가 발생되어 결과적으로 제시간 내에 회로를 차단할 수 없다. 상기 회로는 고온 연소와 함께 아크의 발생에 기인하여 제거될 수 있다.

따라서 만약 전압 레벨이 400V 또는 그 이상인 직류전류 회로에 사용되는 현존하는 온도 퓨즈는 제시간 내에 보호 회로를 차단할 수 없을 뿐만 아니라 불필요한 문제들을 유발한다.

그리고, 상기 단선된 리드단자 사이로 아크 방전 형태로 통전되는 고압의 DC 전류에 의해 회로나 전자·전기 부품의 전기적 손상이 지속적으로 야기되는 것이 확인되었다.

따라서, 당분야에서는 주변부의 가열에 의해 저압 뿐 아니라 고압의 DC 전류를 안전하게 차폐할 수 있는 새로운 형태의 온도퓨즈의 개발 및 보급이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

KR 10-1825866 B1 KR 10-1116087 B1

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 고압의 DC 전류가 통전되는 회로 상에 배치되어, 주변부의 온도가 설정 용융온도 이상으로 과열되면 회로를 단선하여 고압의 DC 전류가 회로에 인가되는 현상을 차단함에 있어, 가용 합금선의 단선과정에 순간적인 폭발과 화염과 파편의 발산을 억제하고, 특히 단선된 리드단자 사이에 고압의 DC 전류가 코로나 방전 형태로 통전되는 현상을 차단하여 고압의 DC전류에 의한 회로의 손상을 미연에 방지하도록 한 고압 DC 전류용 온도퓨즈, 및 이를 이용한 온도퓨즈 모듈를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 고압 DC 전류용 온도퓨즈는,

상호 이격하여 배치되는 입력측 리드단자와 출력측 리드단자를 포함하는 한 쌍의 리드단자와;

상기 이격된 리드단자들 사이에 배치되어 리드단자들 사이의 통전경로를 형성하며, 설정온도 이상으로 가열되면 용융 단선되어 리드단자들 사이를 차폐하는 하나 이상의 가용 퓨즈셀을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

일 측면에 따르면, 상기 가용 퓨즈셀은 이격된 입력측 리드단자와 출력측 리드단자 사이에 배치되는 가용 합금선과, 상기 가용 합금선의 외벽에 덧씌워지며, 가용 합금선 보다 상대적으로 열수축 온도가 낮은 열수축 절연튜브를 포함하여 구성되고,

상기 열수축 절연튜브는 열수축을 통해 열간 용융되는 가용 합금선의 외경을 환형 압박하여 열간 용융된 가용 합금선의 용융단부를 양측으로 압출하여 가용 합금선의 용융단부를 구획되게 차폐하도록 구성된다.

다른 측면에 따르면, 상기 가용 퓨즈셀은 이격된 입력측 리드단자와 출력측 리드단자 사이에 배치되어, 이격된 리드단자들 사이를 병렬 구조로 연결하는 주가용 합금선과 하나 이상의 보조 가용 합금선을 포함하여 구성되고,

상기 주가용 합금선은 설정 용융온도에 도달하면 용융되는 합금재질로 구성하고, 상기 보조 가용 합금선은 주가용 합금선 보다 상대적으로 용융온도가 높은 합금재질로 구성된다.

바람직하게는, 상기 보조 가용 합금선은 주가용 합금선보다 단면적이 작고, 가용 용융온도가 높은 가용 합금재질로 구성된다.

한편, 본 발명에 따른 온도퓨즈 모듈은 모듈 케이스의 수납공간 내에 본 발명에 따른 고압 DC 전류용 온도퓨즈를 수납하여 구성되고, 상기 모듈 케이스는 상부 개방형의 수납공간이 형성된 수납함체와; 상기 수납함체의 개방된 상부를 폐쇄하는 덮개를 포함하되,

상기 덮개의 하부에는 좌우 폭방향으로 하향 돌출된 통전 차폐편을 배치하여, 상기 통전 차폐편에 의해 수납공간 내에 온도퓨즈의 가용 퓨즈셀이 관통하여 배치되는 통전구간과, 이격된 리드단자와 가용 합금선의 접합점이 형성된 통전 차폐구간을 높이 편차를 두어 형성된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 이격된 입력측 리드단자와 출력측 리드단자 사이에 개량된 용융 단선구조를 갖는 가용 퓨즈셀을 배치하여서, 주변부의 이상 과열이 발생되면 가용 퓨즈셀에 형성된 가용 합금선들은 고압 방전 현상이 예방된 상태로 용융하여 단선된다.

특히, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가용 퓨즈셀은 가용 합금선의 용융 단락시 열수축 절연튜브의 열수축을 통한 축관을 통해 가용 합금선의 용융단부가 물리적으로 이격하여 고압 방전 현상을 예방하고 있으며,

본 발명의 제 2 실시형태에 따른 가용 퓨즈셀은 단면적과 용융온도가 다른 주가용 합금선과 보조 가용 합금선을 포함하여 구성되어, 주변부의 이상 과열에 의해 주가용 합금선과 보조 가용 합금선의 순차적인 단선을 통해 고압 방전 현상을 예방하고 있다.

따라서, 본 발명에 따른 온도퓨즈, 및 이를 포함하여 구성된 온도퓨즈 모듈은 저압이나 AC 전류 뿐 아니라 400V이상의 고압의 DC 전류를 통전하고, 또 설정 용융온도 이상의 온도에 도래하면 폭발이나 단선된 리드단자 사이에 고압의 DC 전류가 고압 방전 형태로 통전되는 현상이 차단되고, 결과적으로 고압의 DC전류에 의한 회로의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

도 1에 본 발명에 따른 고압 DC 전류용 온도퓨즈의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 2 내지 도 5는 본 발명에서 제 1 실시형태로 제안하고 있는 고압 DC 전류용 온도퓨즈의 세부 구성 및 용융 단선과정을 순차적으로 보여주는 것이고,
도 6 내지 도 10은 본 발명에서 제 2 실시형태로 제안하고 있는 고압 DC 전류용 온도퓨즈의 세부 구성 및 용융 단선과정을 순차적으로 보여주는 것이고,
도 11 내지 도 16은 본 발명에 따른 고압 DC 전류용 온도퓨즈를 탑재한 온도퓨즈 모듈의 세부 구성 및 온도퓨즈에 형성된 가용 퓨즈셀의 단선과정을 보여주는 것이고,
도 17은 본 발명의 비교 실시예의 온도퓨즈 모듈을 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 고압 DC 전류용 온도퓨즈, 및 이를 이용한 온도퓨즈 모듈를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 고압 DC 전류용 온도퓨즈(1, 1'), 및 온도퓨즈 모듈(100)은, 주로 전기 자동차 등 500V 이상의 고압의 DC 전류가 인가되는 히터 회로 등에 배치되어 전열히터 등에 의해 주변부의 온도가 설정 용융온도 이상으로 과열되면 회로를 단선하여 고압 DC 전류의 인가를 차폐하여서, 주변부의 이상 과열과 회로의 손상을 방지하는 회로 안전부품이다.

상기 고압 DC 전류용 온도퓨즈(1, 1')는, 도 1에서 보는 바와 같이 상호 이격된 입력측 리드단자와 출력측 리드단자(11, 12) 사이에, 상기 이격된 리드단자(11, 12)들 사이의 통전경로를 형성하며, 설정 용융온도 이상의 과열이 이루어지면 용융하여 단선되는 가용 퓨즈셀(20, 30)이 배치된 형태로 구성된다.

본 실시예에서는 이들 이격된 리드단자(11, 12) 사이에, 둘 이상의 가용 퓨즈셀(20, 30)을 병렬구조로 형성하여, 상기 입력측 리드단자(11)에서 출력측 리드단자(12)로 통전되는 고압 DC 전류는 한 쌍의 가용 퓨즈셀(20, 30)을 따라 분배하여 인가되도록 구성함으로써, 이격된 리드단자(11, 12) 사이에 충분한 통전용량을 확보하면서도 설정 용융온도 이상으로의 과열시 가용 퓨즈셀(20, 30)들이 보다 신속히 용융 단선되어서 신속한 반응성을 갖도록 한다.

그리고, 본 발명에서는 상기 이격된 리드단자(11, 12) 사이의 통전경로를 확보하고 설정 용융온도 이상의 과열에 의해 용융 단선되어 리드단자 사이의 통전상태를 차폐하는 가용 퓨즈셀(20, 30)을 개량하여, 설정 용융온도 이상의 과열에 의해 가용 퓨즈셀(20, 30)들이 용융하여 단선되는 과정에 용융 단선되는 가용 퓨즈셀(20, 30) 자체에서 발생되는 고압 방전 현상에 의해 가용 퓨즈셀(20, 30)을 포함하는 온도퓨즈(1, 1')가 순간적으로 폭발하고 폭발에 의해 생성된 화염과 파편들이 비산되는 현상을 예방하여, 리드단자(11, 12) 사이의 안정적인 단선이 가능하도록 하고 있으며, 하기에서는 본 발명에서 바람직한 실시형태로 제안하고 있는 가용 퓨즈셀(20, 30)들을 상술하기로 한다.

[제 1 실시형태]

본 실시형태에서 제안하고 있는 가용 퓨즈셀(20)은, 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이 하나의 가용 합금선(21)을 통해 입력측 리드단자(11)을 통해 인가되는 고압의 DC전류를 출력측 리드단자(12)에 통전하도록 구성된다.

본 발명에서는 상기 이격된 리드단자(11, 12)들 사이에 130℃의 용융온도를 갖는 가용 합금선(21)을 배치하여, 주변부가 이상 과열되어 130℃의 설정 용융온도 이상으로 과열되면 가용 합금선(21)은 용융을 통해 단선되어서, 온도퓨즈(1)를 통해 고압 DC 전류가 회로에 통전되는 현상이 차단하도록 구성된다.

한편, 본 발명에서는 이와 같이 구성된 가용 퓨즈셀(20)에 독특한 차폐 단선구조를 형성하여, 상기 차폐 단선구조에 의해 각 가용 퓨즈셀(20)을 구성하는 가용 합금선(21)의 용융 단선과정에, 용융 단선되는 가용 합금선(21)의 용융단부(21a) 사이에 고압 DC 전류에 의해 고압 방전되는 현상을 예방함으로써 가용 합금선(21)의 신속하고 안정적인 단선이 이룩되도록 한다.

본 실시형태에서 제안하고 있는 차폐 단선구조는, 상기 이격된 입력측 리드단자(11)와 출력측 리드단자(12) 사이에 배치된 가용 합금선(21)의 외벽에 덧씌워져, 고압의 DC 전류에 의한 가용 합금선(21)의 폭발을 억제하는 절연 튜브(22)와; 상기 가용 합금선(21)과 절연 튜브(22) 사이에 형성되어 용융된 가용 합금선(21)의 유동성을 증대하는 플럭스 충진물(23)을 포함한다.

여기서, 상기 절연 튜브(22)는 1차적으로는 플럭스 충진물(23)을 가용 합금선(21)의 외경면에 밀봉하여 외부 누설을 방지하는 밀봉기능을 수행하고, 2차적으로는 열수축을 통해 용융 단선되는 가용 합금선(21)의 외경을 압박하여 열간 용융하여 단선되는 가용 합금선(21)의 용융단부(21a)가 상호 이격되게 구획하도록 구성함으로써, 가용 합금선(21)의 용융시 고압 DC 전류에 용융되는 가용 합금선(21)의 용융단부(21a) 사이의 고압 방전현상을 예방하여서, 가용 합금선(21)이 신속하고 안정되게 용융 단선되도록 한다.

이를 위해, 본 실시형태에서는 상기 절연 튜브(22)을 열수축 온도로 가열되면 열수축하여 축관되는 열수축 절연 튜브(22)로 구성한다.

이때, 상기 가용 합금선(21)의 외벽에 덧씌워진 열수축 절연튜브(22)는 예열을 통해 1차 열수축하여 가용 합금선(21)의 외경에 환형 밀착되고, 또 가용 합금선(21)과 열수축 절연튜브(22) 사이에 형성된 플럭스 충진물(23)은 예열과정을 통해 1차 열수축한 열수축 절연튜브(22)에 의해 밀봉되어 누액이 방지된다.

그리고, 상기 열수축 전열튜브(22)의 열수축 온도는 가용 합금선(21)이 용융되는 설정 용융온도보다 상대적으로 낮게 구성되어, 열수축 절연튜브(22)는 열수축 온도에 도달하면 열수축을 통해 축관되면서 가용 합금선(21)의 외경을 환형 압박하고, 가용 합금선(21)이 설정 용융온도에 도달하여 용융되면 용융 단선된 가용 합금선(21)의 용융단부(21a)를 구획하여 밀봉함으로써, 가용 합금선(21)의 용융단부(21a) 사이로 고압 DC 전류가 고압 방전되어 단선이 지연되거나 단선되지 아니하는 현상을 방지한다.

본 발명에서는 일예로 130℃의 가용점을 갖는 가용 합금선(21)의 외경에, 120℃의 열수축 온도를 갖는 열수축 절연튜브(22)를 덧씌워, 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이 가용 합금선(21)이 완전히 용융되기 이전에 열수축 절연튜브(22)는 120℃의 온도에서 열수축하면서 용융되는 가용 합금선(21)의 외경을 환형 압박하고, 또 가용점 130℃에 도달하여 가용 합금선(21)이 용융하면 용융된 가용 합금선(21)의 용융단부(21a)을 좌우 양측으로 밀어서 용융단부(21a)가 열수축된 열수축 절연튜브(22)에 의해 신속히 단선하여 차폐되도록 한다.

이때, 상기 열수축 절연튜브(22) 내에 열간 용융된 가용 합금선(21)의 용융단부(21a)들은 플럭스 충진물(23)에 의해 안정적인 유동성을 갖고, 또 열수축 절연튜브(22)의 압박에 의해 리드단자(11, 12)가 형성된 양편으로 분산되면서 열수축된 열수축 절연튜브(22)에 의해 밀봉된 상태를 형성하고, 결과적으로 주변부의 이상 가열에 의해 온도퓨즈(1)를 구성하는 가용 퓨즈셀(20)의 가용 합금선(21)이 단선되는 과정에 폭발하거나, 폭발에 의해 생성된 화염이나 파편들이 주변부로 비산되는 현상이 예방된다.

특히, 상기 열간 용융하여 단선된 가용 합금선(21)의 용융단부(21a)는, 외부에 노출되지 아니하고 열수축된 열수축 절연튜브(22)에 의해 감싸진 상태로 밀봉된 관계로, 단선된 리드단자(11, 12) 사이에 고압의 DC 전류가 고압 방전되면서 통전되는 현상이 차단되고, 결과적으로 고압의 DC전류에 의한 회로의 손상이 안정되게 예방된다.

[제 2 실시형태]

본 발명의 제 2 실시형태에서 제안하고 있는 가용 퓨즈셀(30)은 도 1과 도 6 내지 도 10에서 보는 바와 같이 이격된 입력측 리드단자(11)와 출력측 리드단자(12) 사이에 배치되어, 이격된 리드단자(11, 12)들 사이를 병렬 구조로 연결하는 둘 이상의 가용 합금선(31, 33)들을 포함한다.

본 실시예에서는 넓은 단면적을 갖는 주가용 합금선(31)과, 상기 주가용 합금선(31) 보다 상대적으로 좁은 단면적을 갖는 보조 가용 합금선(33)을 배치하여, 주변부의 이상과열에 의해 주가용 합금선(31)의 용융 단선되는 과정에, 주가용 합금선(31)을 통해 통전되는 고압 DC 전류는 보조 가용 합금선(33)을 따라 우회하여 통전되도록 구성함으로써, 주가용 합금선(31)의 용융 단선과정에 주가용 합금선(31)의 용융단부(31a) 사이에 고압 방전이 발생되어 용융 단선되는 과정에 폭발현상이 발생되거나 폭발에 의해 생성된 화염이나 파편들이 주변부로 비산되는 현상이 예방하고, 상기 주가용 합금선(31)의 단선이 완료되면 보조 가용 합금선(33)은 과전류의 인가에 의해 자체적으로 저항 발열되어 신속히 단선되도록 한다.

바람직하게는, 상기 주가용 합금선(31)은 세라믹 튜브(32a)와, 상기 세라믹 튜브(32a)의 양단을 밀봉하는 절연몰드(32b)로 이루어진 내부 케이스(32)에 관통되게 실장되고, 상기 보조 가용 합금선(33)은 내부 케이스(32)의 외부에 외부 케이스(34)에 실장된 상태로 배치되어서, 주가용 합금선(31)과 보조 가용 합금선(33)은 상호 절연구조를 형성한다.

보다 바람직하게는, 상기 주가용 합금선(31)을 실장한 내부 케이스(32), 및 보조 가용 합금선(33)을 수용하는 외부 케이스(34) 내에 플럭스(35)를 충진하여, 순차적으로 용융 단선되는 주가용 합금선(31), 및 보조 가용 합금선(33)의 유동성이 증대되도록 한다.

본 실시형태에 따르면, 상기 주가용 합금선(31)들에 통전되는 고압 DC 전류량은 주가용 합금선(31)의 단면적에 비례하고, 상기 주가용 합금선(31)들의 용융 단선과정에 발생되는 고압 방전 현상 또한 주가용 합금선(31)의 단면적에 비례하는 특성을 갖는다.

즉, 상기 보조 가용 합금선(33) 보다 단면적이 넓은 주가용 합금선(31)은 이격된 입력측 리드단자(11)와 출력측 리드단자(12) 사이에 대용량의 고압 DC 전류를 인가하므로 용융 단선과정에 고압 방전 현상이 크게 발생되고, 상대적으로 보조 가용 합금선(33)은 주가용 합금선(31)보다 단면적이 작은 관계로 입력측 리드단자(11)와 출력측 리드단자(12) 사이에 저용량의 고압 DC 전류를 인가하므로 용융 단선과정에 고압 방전 현상이 작게 발생된다.

이러한 특성을 고려하여, 본 발명에서는 상기 주가용 합금선(31)은 설정 용융온도에 도달하면 용융되는 합금재질로 구성하고, 상기 보조 가용 합금선(33)은 주가용 합금선(31) 보다 상대적으로 용융온도가 높은 합금재질로 구성한다.

본 실시형태에서는 일예로, 130℃의 용융온도를 갖는 합금재질로 주가용 합금선(31)을 구성하고, 180℃의 용융온도를 갖는 합금재질로 보조 가용 합금선(33)을 구성하여서, 이상 과열에 의해 주변부의 온도가 130℃에 도달하면 주가용 합금선(31)만 용융되고, 상기 주가용 합금선(31) 보다 상대적으로 용융온도가 높은 보조 가용 합금선(33)은 용융되지 아니하도록 한다.

따라서, 도 8 내지 도 10에서 보는 바와 같이 주변부의 이상과열에 의해 주가용 합금선(31)이 용융 단선되는 과정에, 평상시 주가용 합금선(31)을 통해 통전되는 고압 DC 전류는 보조 가용 합금선(33)을 따라 우회하여 통전된다.

그리하여, 주가용 합금선(31)의 용융 단선과정에 주가용 합금선(31)의 용융단부(31a) 사이에 고압 방전이 예방되고, 결과적으로 용융 단선되는 주가용 합금선(31)의 용융단부(31a)들은 신속히 단선되고, 이후 상기 주가용 합금선(31)이 완전히 단선되면 보조 가용 합금선(33)은 과전류의 인가에 의해 자체 저항 발열되어서 신속히 단선된다.

이때, 상기 보조 가용 합금선(33)은 주가용 합금선(31) 보다 상대적으로 단면적이 작은 관계로, 용융단부(33a)들의 단선과정에 용융단부(33a)들 사이에 고압 방전 현상이 최소화되고, 결과적으로 고압 방전에 의한 폭발 등의 발생없이 신속한 단선이 가능하다.

따라서, 본 실시형태에 따른 가용 퓨즈셀(30)을 배치한 온도퓨즈(1')는 주변부의 이상 과열에 의해 입력측 리드단자(11)와 출력측 리드단자(12)가 상호 단선되는 과정에, 폭발하는 현상없이 이들 사이가 신속히 단선되어 고압의 DC전류에 의한 회로의 손상이 안정되게 예방한다.

[온도퓨즈 모듈]

한편, 본 발명에 따른 온도퓨즈 모듈(100)은 도 11 내지 도 16에서 보는 바와 같이 상기 가용 퓨즈셀(20, 30)을 포함하여 구성된 온도퓨즈(1, 1')를 세라믹 재질로 제작된 모듈 케이스(110) 내에 수납한 형태로 구성된다.

따라서, 상기 온도퓨즈(1, 1')는 모듈 케이스(110)에 의해 외부 충격이나 간섭에 의해 가용 퓨즈셀(20, 30)이 물리적으로 단선되는 현상이 억제되고, 또 용융에 의한 단선과정에 예기치 아니한 화염이나 파편들이 외부로 확산되는 현상을 원천적으로 차단된다.

본 실시예에 따른 모듈 케이스(110)는 상부 개방형의 수납공간(111a)이 형성된 수납함체(111)와; 상기 수납함체(111)의 개방된 상부를 폐쇄하는 덮개(112)를 포함하며, 본 실시예에서는 이들 모듈 케이스(110)를 구성한 수납함체(111)와 덮개(112)를 우수한 절연성을 갖는 세라믹 성형품으로 구성한다.

이때, 상기 온도퓨즈(1, 1')를 수납한 모듈 케이스(110)의 수납공간(111a) 내에는 절연 실리콘 등의 절연유체(130)를 충진하여, 수납공간(111a) 내에 수납된 가용 퓨즈셀(20, 30)의 산화를 방지한다.

그리고, 상기 수납함체(111)의 상부에 배치되는 덮개(112)의 양편에는 고착공(112a)이 상하 관통되게 형성하고, 도 13과 같이 상기 수납공간(111a)의 상부 양편에는 리드단자(11, 12)가 각각 노출되게 배치된 다음, 에폭시 수지(120)를 통해 몰딩하여 수납공간(111a)을 밀폐한다.

이때, 상기 리드단자(11, 12)의 상부면과 덮개(112)에 형성된 고착공(112a)은 상하 연통하며, 상기 고착공(112a)을 통해 유입된 에폭시 수지(120)는 리드단자(11, 12)의 표면에 고착되어서, 온도퓨즈(1)를 구성하는 리드단자(11, 12)의 정형화된 고정을 도모한다.

그리고, 상기 덮개(112)의 하부에는 도 14에서 보는 바와 같이 입력측 리드단자(11)와 출력측 리드단자(12) 사이에 배치된 가용 퓨즈셀(20, 30)을 상호 차폐하는 셀 구획편(112c)을 하향 돌출되게 형성하여서, 입력측 리드단자(11)와 출력측 리드단자(12) 사이에 병렬구조로 배치된 가용 퓨즈셀(20, 30)들은 셀 구획편(112c)에 의해 수납공간(111a) 내에 구획되게 수납되도록 한다.

특히, 본 발명에서는 이격된 리드단자(11, 12) 사이에 가용 퓨즈셀(20, 30)이 배치된 온도퓨즈(1, 1')를, 모듈 케이스(110)의 수납공간(111a) 내에 수납하여 온도퓨즈 모듈(100)을 구현함에 있어, 상기 덮개(112)의 하부에 좌우 폭방향으로 하향 돌출된 통전 차폐편(112b)를 배치하여서, 상기 통전 차폐편(112b)에 의해 수납공간(111a) 내에 온도퓨즈(1)의 가용 퓨즈셀(20, 30)이 관통하여 배치되는 통전구간(S1)과, 이격된 리드단자(11, 12)와 가용 합금선(21)의 접합점(P1, P2)이 형성된 통전 차폐구간(S2)을 높이 편차를 두어 형성한다.

이때, 도 15 내지 도 17과 같이 가용 퓨즈셀(20, 30)은 통전 차폐편(112b)에 의해 좌우 구획하여 형성되며 통전구간(S1) 보다 상대적으로 높은 지점에 형성된 통전 차폐구간(S2)에 위치하므로, 통전 차폐편(112b)에 의해 가용 퓨즈셀(20, 30) 사이의 통전 가능간격(L1)은 증가된다.

즉, 본 발명의 비교 실시예를 보여주는 도 17은 용융단부(21a, 31a, 33a) 사이에 통전 차폐편(112b)이 형성되지 아니한 관계로 융융단부(21a, 31a, 33a) 사이에 짧은 통전 가능간격(L2)이 형성되지만, 본 발명은 도 16과 같이 통전 차폐편(112b)에 의해 통전 차폐구간(S2)과 통전구간(S1)을 경유하는 길어진 통전 가능간격(L1)이 형성된다.

그리하여, 통전 차폐편(112b)을 통해 길어진 통전 가능간격(L1)을 확보한 본 발명은, 상기 설정 용융온도 이상의 과열에 의해 가용 퓨즈셀(20, 30)이 단선된 상태에서, 통전 차폐편(112b)에 의해 단선된 리드단자(11, 12) 사이에 고압의 DC 전류가 고압 방전 형태로 연속하여 통전되는 현상이 차단되어 고압의 DC전류에 의한 회로의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

1. 온도퓨즈
11. 입력측 리드단자 12. 출력측 리드단자
20. 가용 퓨즈셀
21. 가용 합금선 21a. 용융단부
22. 열수축 절연튜브 23. 플럭스 충진물
30. 가용 퓨즈셀 31. 주가용 합금선
31a. 용융단부
32. 내부 케이스 32a. 세라믹 튜브
32b. 절연몰드 33. 보조 가용 합금선
33a. 용융단부 34. 외부 케이스
35. 플럭스
100. 온도퓨즈 모듈 110. 모듈 케이스
111. 수납함체 111a. 수납공간
112. 덮개 112a. 고착공
112b. 통전 차폐편 112c. 셀 구획편
120. 에폭시 수지 130. 절연유체
S1. 통전구간 S2. 통전 차폐구간

Claims

상호 이격하여 배치되는 입력측 리드단자와 출력측 리드단자를 포함하는 한 쌍의 리드단자와;
상기 이격된 리드단자들 사이에 배치되어 리드단자들 사이의 통전경로를 형성하며, 설정 용융온도 이상으로 과열되면 용융 단선되어 리드단자들 사이를 차폐하는 하나 이상의 가용 퓨즈셀을 포함하고,
상기 가용 퓨즈셀은 이격된 입력측 리드단자와 출력측 리드단자 사이에 배치되어, 이격된 리드단자들 사이를 병렬 구조로 연결하는 주가용 합금선과 하나 이상의 보조 가용 합금선을 포함하고,
상기 주가용 합금선은 설정 용융온도에 도달하면 용융되는 합금재질로 구성하고, 상기 보조 가용 합금선은 주가용 합금선보다 상대적으로 용융온도가 높은 합금재질로 구성되고,
상기 보조 가용 합금선의 단면적은 상기 주가용 합금선의 단면적보다 작게 구성되고,
상기 주가용 합금선은 세라믹 튜브와 상기 세라믹 튜브의 양단을 밀봉하는 절연몰드로 이루어진 내부 케이스에 관통되게 실장되고, 상기 보조 가용 합금선은 상기 내부 케이스에 덧씌워지는 외부 케이스에 실장된 상태로 배치되어서, 상기 주가용 합금선과 보조 가용 합금선은 상호 절연구조를 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 고압 DC 전류용 온도퓨즈.
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모듈 케이스의 수납공간 내에, 제 1항에 따른 고압 DC 전류용 온도퓨즈를 수납하여 구성되고, 상기 모듈 케이스는 상부 개방형의 수납공간이 형성된 수납함체와; 상기 수납함체의 개방된 상부를 폐쇄하는 덮개를 포함하되,
상기 덮개의 하부에는 좌우 폭방향으로 하향 돌출된 통전 차폐편을 배치하여, 상기 통전 차폐편에 의해 수납공간 내에 온도퓨즈의 가용 퓨즈셀이 관통하여 배치되는 통전구간과, 이격된 리드단자와 가용 합금선의 접합점이 형성된 통전 차폐구간이 높이 편차를 두어 형성된 것을 특징으로 하는 온도퓨즈 모듈.