KR20030068548A

KR20030068548A - 블레이드형 퓨즈

Info

Publication number: KR20030068548A
Application number: KR10-2003-7006799A
Authority: KR
Inventors: 히데키 안도; 이와오 무라카미
Original assignee: 다이헤요 세코 가부시키가이샤
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-08-21
Also published as: JP2002163974A; ES2284730T3; EP1336978A4; WO2002043097A1; MY126140A; KR100798307B1; CN1476624A; US20040070485A1; US6967560B2; EP1336978A1; EP1336978B1; BRPI0115711B1; DE60128716D1; BR0115711A; DE60128716T2; CN1251271C; RU2262770C2; TW531763B; JP4104817B2; CA2428612A1

Abstract

자동차용 콤팩트 퓨즈가 제공된다. 이 퓨즈는 퓨즈요소(2)와, 절개부(8)를 가진 절연 하우징(3)으로 형성된다. 이 퓨즈요소는 두 개의 기저판들(4)과 이 기저판들을 연결하는 용융부(5)를 포함한다. 이 용융부는 하우징에 수용되고 기저판의 일부가 하우징에서 노출된다. 기저판의 길이는 기저판의 길이방향으로 용융부의 길이(A), 기저판의 길이 방향으로 노치(4c)의 길이(B), 및 기저판의 길이방향으로 커버 지지부의 길이(C)의 합이다.

Description

블레이드형 퓨즈{Blade Fuse}

통상적으로 자동차에는 배터리와 다양한 전기부품들사이에 퓨즈가 배열되어 있어 과잉전류로 부터 회로를 보호한다. 종래의 퓨즈는 예컨대 미국 특허 제4,023,264호에 개시되어 있다.

도 15는 종래 퓨즈(50)를 보여준다. 이 퓨즈(50)는 절연 퓨즈 하우징(54)과, H형 도전판인 퓨즈요소(53)을 포함한다. 퓨즈요소(53)은 두 개의 납작하고 평행한 기저판들(51)과, 이 두 기저판들(51)을 연결하는 퓨즈 용융부(52)를 갖는다. 기저판(51) 각각의 말단부에는 단자(51a)가 형성되어 있다. 단자들(51a)이 퓨즈하우징(54)에서 뻗어나오고, 단자(51a)외의 퓨즈요소(53)부분들은 퓨즈하우징(54)에 보지된다. 다시말해서, 도 15에서 단자(51a)는 퓨즈하우징(54)의 하단부에서 하방돌출하는 부분들이다.

도 16에 도시한 대로, 다수의 퓨즈들(50)이 퓨즈박스(55)에 연결되어 있다. 도 17을 보면 퓨즈박스(55)에 있는 다수의 버스 바들(56)이 퓨즈(50)의 단자들에 연결되어 있다. 버스바들(56) 각각은 구부러져 있어 탭(57)을 이룬다. 도 18에 도시한 대로, 각 탭(57)의 말단부는 갈라져 있어 서로 마주보는 두 개의 분할된 접촉편(57a)사이에 퓨즈(50)의 단자(51a)가 수납되므로 단자들(51a) 각각이 대응하는 탭(57)과 전기적으로 접촉한다. 이런 방식으로 퓨즈(50)가 퓨즈박스(55)에 접속되 어 있다.

최근의 차량에 설치되는 전기 부품들의 갯수가 늘어나면서 이 차량에 사용되는 보호 퓨즈들(50)의 갯수도 증가하고 있다. 퓨즈박스(55)는 많은 퓨즈를 저장할 수 있도록 비교적 커야한다. 그러나, 차량의 안락함을 개선하기 위해서 차량의 내부는 확장될 필요가 있다. 차량 내부의 확장과 큰 퓨즈박스(55)의 설치는 서로 모순되는 개념이고 이 두가지 요구를 만족시키는 것은 어려운 일이다.

도 17과 도 18을 참조하면, 종래 퓨즈(50)가 퓨즈박스(55)에 연결될 경우 버스바(56) 수준에서 퓨즈(50)의 상단부까지 높이(L)는 탭(57)의 길이(M)과 하우징(54)의 높이(N)의 합보다 더 크다.

위 높이(L)가 퓨즈박스(55)의 크기와 연관되기 때문에 퓨즈(50)의 구조가 퓨즈박스(55)를 더 작게 만드는데 장애가 된다.

오늘날은 자동차 배터리의 전압을 높이는 것이 검토되고 있다. 종래 퓨즈하우징(54)은 폴리에텔술폰(polyethel sulfone)으로 만들어져 있다. 그러나 그러한 퓨즈하우징(54)에서는 예컨대 58V 퓨즈로 퓨즈 표준 테스트를 할 경우 요구되는 절연저항을 얻을 수 없다. 따라서, 미래에는 배터리 전압의 증가에 적합한 퓨즈가 요구된다.

이 발명은 퓨즈에 관한 것이며, 특히 차량에 설치된 전기회로용 블레이드형 퓨즈에 관한 것이다.

도 1 은 이 발명이 제 1 실시예에 따른 퓨즈를 보여주는 정면도

도 2 는 도 1 퓨즈의 저면도

도 3 은 도 1 퓨즈를 보여주는 단면도

도 4a 는 도 3의 4a-4a선에 따른 퓨즈 단면도

도 4b 는 도 3의 4b-4b선에 따른 퓨즈 단면도

도 5 는 퓨즈 재료의 부분사시도

도 6 은 도 1의 퓨즈를 보여주는 측면도

도 7 은 이 발명의 제 1 실시예에 따른 퓨즈의 제조방법을 보여주는 개략도

도 8a-8d 는 커버 벤딩 공정을 보여주는 단면도

도 9 는 버스바에 연결된 도 1 퓨즈를 보여주는 정면도

도 10 은 버스 바에 연결된 도 1 퓨즈를 보여주는 측면도

도 11 은 이 발명의 제 2 실시예에 따른 퓨즈를 보여주는 정면도

도 12 는 도 11 퓨즈를 보여주는 저면도

도 13a 는 이 발명의 제 2 실시예에 따른 퓨즈를 보여주는 정면도

도 13b 는 도 13a의 퓨즈를 보여주는 측면도

도 14 는 도 13a의 퓨즈를 보여주는 저면도

도 15 는 종래 퓨즈를 보여주는 단면도

도 16 은 종류 퓨즈 박스에 연결된 종래 퓨즈를 보여주는 사시도

도 17 은 버스 바에 연결된 종래 퓨즈를 보여주는 정면도

도 18 은 도 17 퓨즈를 보여주는 측면도이다.

이 발명의 제 1 목적은 자동차용 콤팩트 퓨즈를 제공하는 것이다. 이 발명의 제 2 목적은 조립이 용이한 자동차용 퓨즈를 제공하는 것이다. 이 발명의 제 3 목적은 더 높은 전압에 적합한 자동차용 퓨즈를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 이하여 이 발명은 퓨즈요소와, 이 퓨즈 요소를 고정하기 위한 절연재로 된 하우징을 포함하는 블레이드형 퓨즈를 제공한다. 퓨즈 요소는 공통평면을 따라 배열된 두 개의 기저판들, 두 기저판들을 연결하는 용융부, 두 기저판들 각각에 배열된 1쌍의 마주보는 노치들, 그리고 이 노치들에서 각각 연속적으로 뻗어있는 두 개의 커버 지지부들을 포함한다. 하우징은 용융부를 수용하는 중공부와, 이 중공부를 덮도록 구부려져 있는 커버를 포함한다. 노치들 사이에 커버가 배열된다. 기저판의 길이는 기저판의 길이방향으로 용융부의 길이, 기저판의 길이 방향으로 노치의 길이, 그리고 기저판의 길이방향으로 커버 지지부의 길이를 합한 것과 실질적으로 같다.

기저판은 상기 공통 평면에 평행한 제 1 표면과 제 2 표면, 그리고 제 2 표면과 제 2 표면사이에 정의된 외측단부면을 포함하고, 제 1 및 제 2 표면과 외측단부면중 적어도 하나는 하우징에서 노출되고 도금되어 있는 것이 바람직하다.

한 실시예에서, 절연재는 반투명 수지(translucent resin)이다. 바람직하게는 하우징은 각자 기저판들의 일단부를 수용하는 두 개의 조립부를 가진 상부 부분, 중공부를 규정하는 용융부 커버, 그리고 고정면으로 일체형성된 부재이고, 이 고정면은 각 기저판의 일부를 노출시키기 위한 절개부(cutaway portion)를 가지며 용융부 커버에서 연속하여 뻗어나가 기저판을 고정시킨다.

한 실시예에서, 고정면의 절개부는 기저판의 길이방향을 따라 형성된 슬릿(slit)을 포함한다.

한 실시예에서, 하우징은 기저판의 외측 단부면을 노출시키는 절개부를 포함한다.

바람직하게는, 절연재는 강화 폴리아미드 수지(reinforced polyamide resin)로 형성되고 이 강화 폴리아미드 수지는 불소함유 운모광석(fluorine mica minerals) 0.2 내지 20 중량부와, 폴리아미드 수지를 형성하는 단량체 100 중량부로 구성되는 혼합물을 중합시킴으로써 만들어진다.

도면들을 참조하면서 이 발명의 제 1 실시예인 퓨즈(1)를 설명한다.

도 1-도 4에서, 퓨즈(1)은 퓨즈요소(2)와, 절연재로 된 하우징(3)을 포함한다.

퓨즈요소(2)는 공통평면을 따라 배열된 2개의 기저판들(4), 두 기저판들(4)을 연결하는 용융부(5), 두 기저판들(4) 각각에 형성된 두 개의 마주보는 노치들(4C), 그리고 노치들(4C) 각각에서 연속하여 뻗어나간 두 개의 삼각형 돌기들(12)을 포함하는 커버 지지부로 구성된다. 용융부(5)는 하우징(3)에 의해 씌워지고, 기저판들(4)이 하우징(3)에 고정된다.

도 7 을 참조하면, 기저판(4)의 길이는, 각각 기저판(4)의 길이방향으로, 용융부(5)의 길이(A), 노치(4c)의 길이(B), 및 커버지지부의 길이(C)의 합과 실질적으로 같다.

하우징(3)은 용융부(5)를 수용하는 중공부와, 이 중공부를 덮기 위해 구부려진 커버(플랩)(11)을 포함한다. 하우징(3)은 내열성 및 절연성이 있는 반투명 수지재로 만들어지는 것이 좋다. 각 기저판(4)의 상단부를 수용하여 고정시키는 조립부(3a)는 하우징(3)의 상면에 형성된다. 용융부 커버(3b)가 하우징의 횡방향 중간부위에 형성된다. 서로 마주보는 용융부 커버(3b)는 용융부(5)를 수용하는 중공부를 형성한다. 용융부 커버(3b)위에 고정면(3c)이 형성되어 기저판들을 고정시킨다. 두 용융부 커버들(3b)사이의 거리는 마주보는 고정면(3c)사이의 거리보다 더 크다. 하우징(3)의 횡방향 상면 치수는 퓨즈요소(2)의 횡방향 폭보다 약간 더 크다. 기저판(4)의 일부는 고정면(3c)에 형성된 절개부(8)에서 노출된다. 커버(11)는 하우징(3)의 하단부에 부착된다. 구부러진 커버(11)는 기저판(4)의 두 노치들(4c)사이에 배열된다.

퓨즈요소(2)는 도 5 에 도시된 퓨즈재료판(6)의 길다란 시트로 형성된다. 이 퓨즈 재료판(6)은 아연합금 도전판으로 만들어지는 것이 바람직하다.

퓨즈(1)은 후술하는 바와 같이 제조된다.

우선, 퓨즈재료판(6)의 횡방향 중간부위가 절개되어, 종방향으로 소정폭을 가진 얇은 부위(6a)를 형성한다.

도 7 을 참조하면, 다수의 퓨즈요소(2)를 포함한 유닛이 압출되면서 간헐적으로 퓨즈재료판(6)을 이동시킨다. 더 자세히 말하자면, 퓨즈의 퓨즈 전류 용량에 상응하는 용융부(5)가 얇은 부위(6a)로 압출되고, 두 기저판들(4)이 용융부(5)의양측에서 압출된다. 각 기저판(4)에는 노치(4c), 이 노치(4c)에서 연속적으로 뻗어 삼각돌기(12)를 포함하는 커버지지부, 그리고 압착(crimping)에 사용되는 체결공(4a)이 있다.

유닛의 각 퓨즈요소(2)길이는 용융부(5)의 길이(A), 노치(4c)의 길이(B), 커버 지지부의 길이(C), 및 연속 제조를 위해 인접한 퓨즈 요소들 (2)사이에 배열된 연결부의 길이(D)의 합에 상당한다. 그래서, 퓨즈요소(2)의 길이는 사용하기에 편하게 되어 있고, 높은 생산성을 갖고 원하는 구조를 형성하는데 필요한 최소길이를 갖도록 되어 있다.

다음에, 퓨즈요소(2)는 유닛의 말단부에서 하우징(3)에 부착된다. 더 자세히 말하자면, 퓨즈요소(2)의 상단부와 기저판(4)의 길이방향 중간부위가 하우징(3)에 삽입된다. 도 4b 를 보면 기저판(4)이 마주 보는 고정면(3c)사이의 공간안으로 압박된다. 이로써 결합돌기(3d)가 체결공(4a)에 맞물려서 퓨즈요소(2)를 하우징(3)에 체결한다.

기저판(4)의 일부는 하우징(3)에 배열된 절개부(8)에서 노출되어 있어, 퓨즈박스(도시않됨)에 배열된 접촉단자들과 접촉하게 된다.

도 11 및 도 12 는 제 2 실시예의 퓨즈(1)를 도시하고, 도 13a, 도 13b 및 도 14 는 제 3 실시예의 퓨즈(1)를 도시한다. 대응하는 접촉단자가 두갈래로 갈라져있고 기저판(4)의 개구(10)를 형성하는 슬릿형 절개부(8)가 하우징(3)에 형성되어 있는 경우 제 2 실시예의 퓨즈(1)가 적합하다. 제 3 실시예의 퓨즈(1)인 경우, 퓨즈요소(2)의 양측면에 기저판(4)의 개구들(10)이 형성되며, 퓨즈요소(2)의 양측면과 접촉하게 되는 접촉단자가 설편형 단자인 경우 이 퓨즈(1)가 적합하다.

접촉단자(9)와 만족스런 전기접촉이 되도록 기저판이 도금되어 있는 것이 바람직하다. 최소한 접촉단자(9)와 접촉하게 되는 기저판의 표면들은 도금되는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 1의 퓨즈(1)에서 절개부(8)에서 노출되어 있는 퓨즈요소(2)의 정면(제1면), 배면(제2면), 우단부면 및 좌단부면이 도금된다. 도 11의 퓨즈(1)에서는 슬릿형 절개부(8)에서 노출된 개구(10)가 도금된다. 도 13의 퓨즈(1)에서는, 퓨즈요소(2)의 우단부면과 좌단부면이 도금된다. 이 발명의 퓨즈(1)에서는 종래기술에서 단자로 사용되지 않은 기저판(4)이 접촉단자로서 작용한다. 그래서, 주석도금과 같은 기저판(4)의 도금이 필요하다. 이 실시예들에서는 기저판(4)이 주석도금으로 도금되지만 기저판이 구리도금이나 은도금으로 도금될수도 있다.

최근의 차량들에 사용되는 전기부품들은 갯수도 많아지고 크기도 커진다. 그래서 전체 차량이 사용하는 전략량도 증가되었다. 따라서, 차량전압을 높이기 위한 연구가 진행되고 있다. 예컨대, 42V 시스템에서 순간전압(과도전압)으로서 58V가 요구된다. 이 순간전압으로 퓨즈가 녹아버릴때 큰 방전아크가 발생한다. 그래서, 하우징(3)은 강화 폴리아미드 수지로 형성되는 것이 바람직하며, 이 수지는 충분한 절기절연성을 가지며 하우징(3)의 내면이 아크로 손상되지 않도록 보호되어야 한다. 이 강화 폴리아미드 수지(reinforced polyamide resin)는 불소함유 운모광석 0.2 내지 20 중량부와, 폴리아미드 수지를 형성하는 단량체 100 중량부로 구성된 혼합물을 중합시켜서 만들어지는 것이 바람직하다. 하우징(3)은 이러한 강화 폴리아미드 수지로 일체형성되는 것이 바람직하다.

퓨즈요소(2)가 삽입되고 난 후에 커버(11)가 구부려져서 중공부를 닫는다.

커버(11)을 구부리는 공정을 이하 설명한다.

퓨즈요소(2)가 하우징(3)에 삽입될때 커버(11)가 구부려진다. 더 자세히 말하자면 도 8a~8d에 도시한 대로 퓨즈요소(2)가 하우징(3)에 삽입될때, 커버(11)의 말단부가 용융부(5)의 말단부를 지나고나서 삼각돌기(12)에 도달하기 전에 벤딩공구(13)가 작동된다. 벤딩공구(13)가 삼각돌기들(12)과 용융부(5)에 의해 규정된 간극 사이로 미끄러져 들어가서 커버(11)가 노치들(4c) 사이에 위치하게 된다. 돌기들(12)이 커버(11)가 열리는 것을 방지하는 역할을 한다. 이와 같이 커버(11)가 구부려져 하우징(3)의 중공부를 덮는다.

퓨즈요소(2)가 하우징(3)에 완전히 삽입될때 하우징(3)의 결합돌기들(3d)이 체결공(4a)과 결합하고 하우징(3)의 외측면들이 냉간압착된다(cold-crimped). 이와같이, 퓨즈요소(2)가 하우징(3)에 고정된다.

이 발명의 퓨즈(1)는 다음과 같은 장점을 갖는다.

이 발명에서, 두 개의 기저판들(4)과 용융부(5)가 있는 퓨즈요소(2)는 기다란 퓨즈재료판(6) 시트를 간헐적으로 이동시킴으로써 압출되고, 이 퓨즈재료판에는 소정폭의 얇은 부위(6a)가 있다. 따라서, 퓨즈(1)가 효율적으로 제작된다.

이 발명의 퓨즈(1)는 하우징(3)의 크기와 거의 동일한 크기를 갖는 개구(10)가 하우징(3)에서 하방 돌출하지 않고서 접촉단자로 쓰인다는 점에서 종래기술과 다르다. 그래서, 종래 퓨즈(50)에 비하여 퓨즈(1)의 높이가 감소된다.

퓨즈(1)가 더 작기 때문에 퓨즈가 설치되는 퓨즈박스의 높이도 더 낮아진다.

이 발명의 퓨즈(1)에 있어서, 하우징(3)은 반투명 폴리아미드 수지 물질로 만들어진다. 이로써 용융부(5)가 녹아버린 후에도 충분한 절연이 보장된다. 그래서 통상적인 14V 발생(12V 저장) 시스템에 추가해서 이 발명의 퓨즈(1)는 42V 시스템과 같은 고전압시스템에 사용될 수 있다.

퓨즈요소(2)가 상대적으로 작고 하우징(3)이 단일부재로 만들어지기 때문에 퓨즈(1)의 재료비가 절감된다. 또한, 별개의 하우징 부품들은 조립하는 공정이 생략되므로 조립비용과 시간이 절감된다.

이 발명이 퓨즈(1)에 있어서, 단자의 대부분이 하우징(3)의 하부부분에서 돌출하지 않으며, 하우징(3)에 저장된 요소의 높이가 최소화된다. 따라서 퓨즈(1)의 높이가 최소화된다.

용융부(5)는 절연수지로 된 하우징(3)의 중공부에 수용된다. 이로써 녹아내린 용융부(5)가 확산되지 못하게 방지된다.

이 발명의 퓨즈(1)에 있어서, 하우징(3)의 절개부(8)에서 노출된 개구(단자)(10)는 주석으로 도금되어 있다. 따라서, 퓨즈(1)는 만족스런 상태로 접촉단자(9)와 접촉하게 된다.

하우징(3)은 대략 납짝한 상자형의 반투명 수지 주조품이고, 삽입개구가 있어 그 저면에서 요소(2)를 수납한다. 또한, 커버(11)가 구부려져 중공부를 덮는다. 이 용융부(5)와 맞닿은 용융부커버(3b)가 외측으로 휘어져 중공부의 공간을 증가시킨다. 이로써 용융부(5)가 녹을때 에너지가 효과적으로 흡수된다.

하우징(3)의 절개부(8)가 있어 기저판의 일부가 접촉단자(8)와 맞닿는 것이 보장된다.

이 발명은 콤팩트하고 조립이 용이하며 고전압에 적합한 차량용 휴즈를 제공한다.

Claims

공통평면을 따라 배열된 두 개의 기저판들(4), 이 두 개의 기저판들을 연결하는 용융부(5), 이 두 개의 기저판들 각각에 배열된 1쌍의 마주한 노치들(4c), 그리고 이 노치들로부터 각각 연속적으로 뻗어나간 두 개의 커버 지지부들(12)을 갖는 퓨즈요소(2)와;

상기 퓨즈요소를 고정시키기 위한 절연재로 된 하우징(3)으로서, 이 하우징은 상기 용융부를 수용하는 중공부와 이 중공부를 덮도록 구부려진 커버(11)를 포함하고, 이 커버는 상기 노치들 사이에 배열되고, 상기 기저판의 길이는 실질적으로 기저판의 길이방향으로 상기 용융부의 길이(A), 기저판의 길이방향으로 상기 노치의 길이(B), 및 기저판의 길이방향으로 상기 커버지지부의 길이(C)의 합이 되는 상기 하우징(3); 을 특징으로 하는 블레이드형 퓨즈(1).
청구항 1에 있어서,

상기 기저판은 상기 공통평면에 평행한 제 1 표면 및 제 2 표면과, 상기 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 규정된 외측단부면을 포함하고, 상기 제 1 표면, 제 2 표면 및 외측단부면중 적어도 일부가 하우징에서 노출되고 도금되어 있는 것을 특징으로 하는 블레이드형 퓨즈.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 절연재가 반투명 수지이고, 상기 하우징은 각기 상기 기저판들의 일단부를 수납하는 두 개의 조립부(3a)를 가진 상면부, 중공부를 규정하는 용융부 커버(3b), 그리고 각 기저판의 일부를 노출시키는 절개부(8)를 가지며 상기 용융부 커버에서 연속적으로 뻗어나가 상기 기저판을 고정시키는 고정면(3c)으로 일체로 형성된 부재인 것을 특징으로 하는 블레이드형 퓨즈.
청구항 3에 있어서,

상기 고정면의 절개부는 상기 기저판의 길이방향을 따라 형성된 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드형 퓨즈.
청구항 3에 있어서,

상기 하우징은 상기 기저판의 외측 단부면을 노출시키는 절개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드형 퓨즈.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 절연재는 강화 폴리아미드 수지이고, 이 강화 폴리아미드 수지는 불소함유 운모광석 0.2~20 중량부와 폴리아미드 수지를 형성하는 단량체 100 중량부로 구성되는 혼합물을 중합시킴으로써 만들어지는 것을 특징으로 하는 블레이드형 퓨즈.