KR102517163B1

KR102517163B1 - 고전압 퓨즈

Info

Publication number: KR102517163B1
Application number: KR1020180054668A
Authority: KR
Inventors: 이도상
Original assignee: 한국단자공업 주식회사
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2023-04-04
Also published as: KR20190130249A

Abstract

본 발명은 과전류 인가 시 발생한 아크를 분산시켜 엘리먼트를 따라 취약부로 이동되는 것을 방지할 수 있는 고전압 퓨즈에 관한 것이다. 그 구성을 살펴보면, 소호사가 충전되는 중공의 하우징과, 상기 하우징의 양 단부에 결합되고 외부와 전기적으로 연결되는 캡과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 상기 한 쌍의 캡 사이를 연결하며 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트를 포함한다. 여기서, 상기 엘리먼트는, 상기 한 쌍의 캡을 연결하는 스트랩 형태의 몸체와, 상기 몸체의 중단에 형성되며 상기 몸체보다 좁은 폭을 가진 용단부와, 상기 몸체의 상기 용단부 측 일단에 형성되며 상기 몸체에 대해 벤딩된 분산편으로 이루어진다. 이때, 상기 분산편은 과전류 인가 시 상기 용단부에서 발생한 아크를 분산시킴과 동시에 과전류 인가 시 상기 용단부에서 발생한 아크의 분출을 유도한다.

Description

고전압 퓨즈{HIGH VOLTAGE FUSE}

본 발명은 고전압 퓨즈에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 자동차의 전기 회로에 설치되어 설정값 이상의 과전류가 인가될 경우 용단되어 부품을 보호하는 고전압 퓨즈에 관한 것이다.

일반적으로, 퓨즈는 전기공급원과 전장부품 사이에 설치되어 전장부품 측으로 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하는 안전장치이다. 즉, 과전류가 인가될 경우 퓨즈의 내부에 마련된 엘리먼트가 순간적으로 용단되어 과전류를 차단함으로써 회로를 보호한다.

과전류에 의해 엘리먼트가 용단될 때 용단부에서는 아크 폭발이 발생한다. 아크 폭발은 퓨즈 하우징을 용융시켜 화재를 일으키기도 하고, 전장부품 측으로 전달될 경우 전장부품을 소손시킬 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여, 퓨즈 하우징의 내부에는 모래와 같은 소호사가 충전된다.

종래의 고전압 퓨즈는, 소호사가 채워지는 하우징과, 상기 하우징의 양단에 결합되는 캡과, 상기 하우징의 내부에 설치되는 엘리먼트를 포함한다.

상술한 구성 중 엘리먼트는 한 쌍의 캡 사이를 전기적으로 연결하되 과전류 인가 시 용단되어 전류의 흐름을 차단하는 부품이다. 이러한 엘리먼트는 퓨즈의 용량에 따라 1개 또는 그 이상 마련될 수 있으며, 폭에 비해 얇은 두께를 가진 스트랩(strap) 형태로 제작되어 용접 등의 방식을 통해 캡에 접합된다.

전술한 바와 같이, 과전류가 인가되면 엘리먼트의 중단에서 아크 폭발이 일어나고, 이때 발생한 아크가 엘리먼트를 따라 이동하며 취약부인 엘리먼트 접합부 및 하우징 접합부를 손상시키게 된다.

대한민국공개특허 제2017-0042852호(2017.04.20.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 과전류 인가 시 발생한 아크를 분산시켜 엘리먼트를 따라 취약부로 이동되는 것을 방지할 수 있는 고전압 퓨즈를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 과전류 인가 시 발생한 아크의 분출을 가속시켜 소호 시간을 단축시킬 수 있는 고전압 퓨즈의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고전압 퓨즈는, 소호사가 충전되는 중공의 하우징과, 상기 하우징의 양 단부에 결합되고 외부와 전기적으로 연결되는 캡과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 상기 한 쌍의 캡 사이를 연결하며 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트를 포함한다.

여기서, 상기 엘리먼트는, 상기 한 쌍의 캡을 연결하는 스트랩 형태의 몸체와, 상기 몸체의 중단에 형성되며 상기 몸체보다 좁은 폭을 가진 용단부와, 상기 몸체의 상기 용단부 측 일단에 형성되며 상기 몸체에 대해 벤딩된 분산편으로 이루어진다. 이때, 상기 분산편은 과전류 인가 시 상기 용단부에서 발생한 아크를 분산시킴과 동시에 과전류 인가 시 상기 용단부에서 발생한 아크의 분출을 유도한다.

한편, 상기 엘리먼트는 상기 몸체의 상기 캡 측 타단에 형성되어 상기 용단부에서 발생한 아크가 상기 캡 측으로 전달되는 것을 방지하는 간섭편을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 엘리먼트의 용단부 주변에 분산편을 형성함으로써 과전류 인가 시 용단부에서 발생한 아크를 분산시켜 아크가 엘리먼트를 따라 취약부인 엘리먼트 접합부 및 하우징 접합부로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 분산편은 과전류 인가 시 발생한 아크의 분출을 가속시켜 소호 시간을 단축시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 엘리먼트의 단부에 간섭편을 추가로 형성하여 용단부에서 발생한 아크가 캡 측으로 전달되는 것을 방지함으로써 취약부인 엘리먼트 접합부 및 하우징 접합부의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈 중 캡과 엘리먼트를 도시한 도면.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈에 대해 살펴보도록 한다.

본 실시예에 따른 고전압 퓨즈(100)는, 중공의 하우징(110)과, 하우징(110)의 양 단부에 결합되는 캡(120,130)과, 하우징(110)의 내부에 설치되는 엘리먼트(140)를 포함하여 구성된다.

하우징(110)은 일 방향으로 연장된 중공의 파이프 부재이다. 하우징(110)의 내부에는 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트(140)가 설치되고, 엘리먼트(140)를 제외한 공간에는 아크를 소거하기 위한 소호사(도 3의 150)가 충전된다.

하우징(110)의 양 단부는 개방되고, 개방된 단부에는 캡(120,130)이 삽입 및 결합된다. 하우징(110)의 양 단부 둘레면에는 캡(120,130)을 고정하기 위한 고정구(112)가 결합된다. 이때, 고정구(112)는 하우징(110)을 관통하여 캡(120,130)을 고정하는 나사이거나 핀일 수 있다.

본 실시예에서는 하우징(110)을 원형 단면의 파이프 형상으로 예시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것을 아니며 다각형 단면의 파이프 형상으로 제작될 수 있다.

한편, 본 실시예의 하우징(110)은 엘리먼트(140)에 인가된 전류가 외부로 누설되지 않도록 유리, 세라믹, 합성수지 등의 절연물질로 제작될 수 있다. 특히, 조립 및 운반이 용이하고 파손의 우려가 없도록 FRP(Fiber reinforced plastics) 재질로 제작될 수 있다.

캡(120,130)은, 하우징(110)의 일단에 결합되는 제1캡(120)과, 하우징(110)의 타단에 결합되는 제2캡(130)으로 구성된다.

제1캡(120)은 하우징(110)의 일단에 삽입 및 결합되는 원판 형상의 몸체(122)를 포함한다. 몸체(122)의 둘레면에는 하우징(110)과의 밀봉을 위한 오링(미도시)이 삽입되는 안착홈(121)이 형성된다. 또한, 몸체(122)의 둘레면에는 고정구(112)의 결합을 위한 고정홈(123)이 형성된다. 이때, 안착홈(121)은 몸체(122)의 둘레면을 따라 길게 연장된 하나이고, 고정홈(123)은 몸체(122)의 둘레면을 따라 등간격으로 배치된 다수로 구성된다.

몸체(122)의 외측 일면에는 외부와 전기적으로 연결되는 레그(124)가 돌출된다. 레그(124)는 하우징(110)의 길이방향으로 연장된 직사각형의 판재이고, 그 중앙에는 외부 단자와의 체결을 위한 체결공(125)이 형성된다.

몸체(122)의 내측 타면에는 엘리먼트(140)의 설치를 위한 장착부(126)가 돌출된다. 장착부(126)는 제2캡(130) 측으로 돌출된 정육면체 블록이다.

한편, 몸체(122)에는 소호사(150)의 주입을 위한 주입공(128)이 형성된다. 주입공(128)은 레그(124)의 상부와 하부에 각각 형성된 한 쌍으로 구성되며, 주입공(128)에는 소호사(150)가 누출되지 않도록 뚜껑(129)이 조립된다.

제2캡(130)은 소호사(150)의 충전을 위한 주입공(128)과 소호사(150)의 누출 방지를 위한 뚜껑(129) 부분에서만 차이가 있을 뿐 제1캡(120)과 동일한 구조 및 형상을 갖는다. 이에, 제2캡(130)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

엘리먼트(140)는 한 쌍의 캡(120,130) 사이를 전기적으로 연결하되 과전류 인가 시 용단되어 전류의 흐름을 차단하는 역할을 한다.

도 4를 참조하면, 엘리먼트(140)는 제1캡(120)의 장착부(126)와 제2캡(130)의 장착부(136) 둘레를 따라 배치된 4개로 구성된다. 각각의 엘리먼트(140)는, 제1캡(120)과 제2캡(130)을 연결하는 몸체(142)를 포함한다. 몸체(142)의 중단에는 용단부(144)가 형성되고, 몸체(142)의 용단부(144) 측 일단에는 분산편(146)이 형성된다.

몸체(142)는 길이가 길고 폭이 좁으며 두께가 얇은 스트랩(strap) 형태로 제작되며, 용접 등에 의해 제1캡(120)과 제2캡(130)에 각각 접합된다. 즉, 제1캡(120)과 제2캡(130)에 각각 접합되는 부분을 제1몸체(142a)라 하고, 한 쌍의 제1몸체(142a) 사이에 마련된 부분을 제2몸체(142b)라 하겠다. 이때, 제2몸체(142b)는 제1몸체(142a) 사이에서 등간격으로 이격된 복수로 이루어진다.

용단부(144)는 과전류 인가 시 쉽게 용단될 수 있도록 몸체(142)보다 좁은 폭으로 형성된다. 본 실시예의 용단부(144)는 제1몸체(142a)와 제2몸체(142b) 또는 제2몸체(142b)와 제2몸체(142b)를 연결하는 평행하게 배치된 한 쌍으로 구성된다.

분산편(146)은 과전류 인가 시 용단부(144)에서 발생한 아크를 분산시킴과 동시에 용단부(144)에서 발생한 아크의 분출을 유도하는 수단이다. 이러한 분산편(146)은 제1 및 제2몸체(142a,142b)의 용단부(144) 측 일단에 형성되되 제1 및 제2몸체(142a,142b)에 대해 소정 각도로 벤딩된다. 즉, 분산편(146)은 제1몸체(142a) 또는 제2몸체(142b)에 대해 둔각을 이루도록 벤딩된다.

상술한 바와 같이 벤딩된 분산편(146)은 장착부(126,136)의 둘레를 따라 접합된 4개의 엘리먼트(140) 중 서로 대향하게 배치된 엘리먼트 측을 향하도록 형성되는데, 이는 용단부(144)에서 발생한 아크가 하우징(110)의 중심축을 향해 분산 및 분출될 수 있도록 함으로써 취약부인 엘리먼트 접합부 및 하우징 접합부를 보호하기 위함이다.

한편, 본 실시예의 엘리먼트(140)는 용단부(144)에서 발생한 아크가 캡(120,130) 측으로 전달되는 것을 방지하는 간섭편(148)을 더 포함한다.

간섭편(148)은 제1몸체(142a)의 캡(120,130) 측 단부에 형성되며, 제1몸체(142a)에 대해 벤딩되되 엘리멘트(140)의 중단을 향하도록 벤딩된다. 즉, 간섭편(148)은 제1몸체(142a)에 대해 예각을 이루도록 벤딩된다.

상술한 간섭편(148)은 과전류 인가 시 용단부(144)에서 발생하여 몸체(142)를 따라 캡(120,130) 측으로 전달된 아크가 엘리먼트(140)의 중단을 향해 분출되도록 함으로써 취약부인 엘리먼트 접합부 및 하우징 접합부가 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 고전압 퓨즈 110: 하우징
120: 제1캡 130: 제2캡
140: 엘리먼트 142: 몸체
144: 용단부 146: 분산편
148: 간섭편 150: 소호사

Claims

소호사가 충전되는 중공의 하우징;
상기 하우징의 양 단부에 결합되고 외부와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 캡; 및
상기 하우징의 내부에 설치되고 상기 한 쌍의 캡 사이를 연결하며 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트를 포함하되,
상기 엘리먼트는, 상기 한 쌍의 캡을 연결하는 스트랩(strap) 형태의 몸체와, 상기 몸체의 중단에 형성되며 상기 몸체보다 좁은 폭을 가진 용단부와, 상기 몸체의 상기 용단부 측 일단에 형성되며 상기 몸체에 대해 벤딩된 분산편으로 이루어지고,
상기 몸체는, 상기 한 쌍의 캡에 각각 접합되는 제1몸체와, 상기 한 쌍의 제1몸체 사이에 등간격으로 배치된 복수의 제2몸체로 이루어지며,
상기 분산편이 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 상기 용단부 측 단부에 형성되어 과전류 인가 시 상기 용단부에서 발생한 아크를 분산시킴과 동시에 과전류 인가 시 상기 용단부에서 발생한 아크의 분출을 유도하는 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 캡은 서로 마주보는 일면에 장착부가 돌출되고,
상기 엘리먼트는 상기 장착부의 둘레를 따라 접합된 다수로 구성되며,
상기 분산편은 서로 대향하게 배치된 엘리먼트 측을 향하도록 벤딩된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
청구항 3에 있어서,
상기 분산편은 상기 제1몸체 또는 상기 제2몸체에 대해 둔각을 이루도록 벤딩된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엘리먼트는, 상기 몸체의 상기 캡 측 타단에 형성되어 상기 용단부에서 발생한 아크가 상기 캡 측으로 전달되는 것을 방지하는 간섭편을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
청구항 5에 있어서,
상기 간섭편은 상기 몸체에 대해 벤딩되되 상기 엘리먼트의 중단을 향해 벤딩된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
청구항 6에 있어서,
상기 간섭편은 상기 몸체에 대해 예각을 이루도록 벤딩된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.