KR20090094601A - 반복형 퓨즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프링을 포함하는 반복형 퓨즈에 관한 것으로, 특히 스프링의 인장력을 조절하여 동작오차를 최소화할 수 있는 반복형 퓨즈에 관한 것이다. 본 발명은 보조 스프링과 형상기억합금인 메인 스프링을 구비하여 환경오염을 유발하지 않고 재사용이 가능한 반복형 퓨즈를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 보조 스프링의 인장력을 조절하여 작동 오차를 최소화할 수 있는 반복형 퓨즈를 제공할 수 있다.

퓨즈, 형상기억합금, 스프링, 인장력, 나사

Description

반복형 퓨즈{REPEATABLE FUSE}

본 발명은 스프링을 포함하는 반복형 퓨즈에 관한 것으로, 특히 스프링의 인장력을 조절하여 동작오차를 최소화할 수 있는 반복형 퓨즈에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 이용하는 모든 전기전자 제품은 항상 과전류에 의한 과열에 따른 사고가 내재되어 있다. 종래에는 이를 예방하기 위해 정해진 온도가 되면 열에 의해 용융되는 물질로 형성된 일회용 퓨즈를 사용하였다. 하지만 일회용 퓨즈는 값은 저렴하나 재사용이 불가능하여 사용된 이후 교체에 따른 비용이 큰 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 열팽창계수가 다른 이종의 금속판을 접합한 바이메탈 퓨즈를 일회용 퓨즈대신 사용하였으나, 바이메탈 퓨즈는 단지 접점의 기능을 수행하여 온도에 따른 작동 편차가 클 뿐만 아니라 별도의 리미트 장치 등이 요구되는 문제점이 있다.

최근에는 연속 사용이 가능하도록 형상기억합금을 이용한 형상기억합금 퓨즈와 특수 고분자를 이용한 고분자 퓨즈가 개발되었으나, 고분자 퓨즈 역시 화학 제품에 따른 물질의 안정성이 떨어지며 급격한 전압 및 전류의 변화 시 폭발 등에 의한 화재 위험 문제가 있다. 더욱이, 고분자 퓨즈는 열분해 시 발생되는 가스에 의 해 2차 환경오염을 유발할 수 있다. 또한, 형상기억합금 퓨즈는 형상기억합금인 메인 스프링과 일반 금속 스프링인 보조 스프링을 이용한 퓨즈로서, 이 또한 제조 과정 중 변수가 많아 획일화된 제조 공정으로는 균일한 온도 대역에서도 작동 편차가 발생되는 문제점이 있다. 즉, 메인 스프링인 형상기억합금 스프링은 제조가 복잡하고 불순물의 미세한 함량에 의해 서로 작동하는 온도의 편차가 달라질 수 있다. 또한, 메인 스프링과 보조 스프링은 가공 공정 중에서도 신선 작업 중 반복적으로 발생되는 응력이 다름에 따라 특성이 변할 수 있으며, 선재의 미세한 굵기 차이로 인해 회복력은 많은 편차를 나타낸다. 더욱이, 형상기억합금 퓨즈는 조립 과정 중 발생하는 프레스 스트로크의 미세한 차이만 있더라도 동작되는 온도가 많은 편차를 보이는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 환경오염을 유발하지 않고 재사용이 가능한 반복형 퓨즈를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작동 오차를 최소화할 수 있는 반복형 퓨즈를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 제 1 리드 선단과, 상기 제 1 리드 선단과 단속되는 접점용 판과, 상기 제 1 리드 선단과 상기 접점용 판을 단속하는 탄성부재와, 상기 접점용 판과 전기적으로 접속된 제 2 리드 선단과, 상기 탄성부재의 장력을 조절하는 장력 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈를 제공한다.

상기 장력 조절부는 상기 탄성부재를 압축 또는 이완하며, 이러한 탄성부재는 스프링을 포함할 수 있다. 상기 스프링은 메인 스프링과 보조 스프링을 포함하고, 상기 접점용 판은 메인 스프링과 보조 스프링 사이에 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 메인 스프링과 보조 스프링 중 적어도 어느 하나는 형상 기억 합금을 포함할 수 있다.

상기 접점용 판은 가장자리가 일측으로 절곡되고,

상기 접점용 판의 가장자리는 보조 스프링의 가장자리를 덮을 수 있다. 또한, 상기 메인 스프링과 보조 스프링 중 어느 하나는 인장된 상태를 유지하며 다른 하나는 전이 온도 이상일 때 인장된 상태이며, 상기 메인 스프링과 보조 스프링 중 어느 하나는 전이 온도 이하일 때 인장력이 다른 하나보다 작은 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 제 1 리드 선단과 접점용 판과 탄성부재 및 장력 조절부를 수납하며 중공의 관형상인 외피 통을 포함할 수 있다. 이때, 상기 장력 조절부는 외피통의 내부에 구비되며 상기 외피 통에 고정된 나사조정용 판과, 상기 나사조정용 판을 관통하는 조정용 나사를 포함할 수 있다. 상기 나사조정용 판은 내주연에 나사선이 형성된 관통 홀이 형성되며, 상기 조정용 나사의 외주연에는 상기 나사조정용 판의 관통 홀의 내주연에 형성된 나사선에 대응되는 나사선이 형성될 수 있다. 또한, 상기 조정용 나사의 일부 영역은 외피통의 외부에 노출되며, 상기 조정용 나사의 노출된 일부 영역에는 패턴이 형성될 수 있다. 이때, 상기 패턴은 다각형의 음각 패턴 또는 다각형의 양각 패턴을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 리드 선단은 상기 외피통의 외부에 접하여 상기 접점용 판과 전기적으로 접속될 수 있다. 이때, 상기 외피 통은 전도성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 조정용 나사는 관통 홀이 형성되고, 상기 제 2 리드 선단은 상기 관통 홀을 통해 접점용 판과 접속될 수도 있다.

또한, 본 발명은 제 1 리드 선단과 외피 통을 절연하는 절연고정자를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 절연고정자는 외피 통 내에 삽입된 제 1 리드 선단 영역을 감싸는 것이 바람직하다.

본 발명은 보조 스프링과 형상기억합금인 메인 스프링을 구비하여 환경오염을 유발하지 않고 재사용이 가능한 반복형 퓨즈를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 보조 스프링의 인장력을 조절하여 작동 오차를 최소화할 수 있는 반복형 퓨즈를 제공할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1a 및 1b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 측면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 작동을 설명하기 위한 개략 단면도이다.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 도 1a에 도시된 바와 같이, 접점용 판(150)과, 접점용 판(150)의 일 측면에 구비된 제 1 리드 선단(122) 및 메인 스프링(142)과, 접점용 판(150)의 타 측면에 구비된 보조 스프링(144)과, 보조 스프링(144)의 타 측에 구비된 장력 조절부(170)와, 상기 구조물을 감싸는 외피 통(100)과, 외피 통(100)의 외부 표면에 접속된 제 2 리드 선단(124)을 포함한다. 이때, 제 1 리드 선단(122)을 고정하는 절연고정자(160)와 제 1 리드 선단(122)을 고정시키며 외피 통(100)의 내부를 방수 처리하는 비전도성 방수 접착제(102)를 포함할 수 있다.

외피 통(100)은 제 1 리드 선단(122)이 삽입되어 고정된 절연고정자(160)와 제 1 리드 선단(122)과 접하는 접점용 판(150)과, 접점용 판(150)의 타 측면과 접하는 보조 스프링(144)과, 보조 스프링(144)의 타 단과 접하는 장력 조절부(170)와, 절연고정자(160)와 접점용 판(150) 사이에 구비된 메인 스프링(142)을 수납하여 보호하기 위한 것으로서, 상기한 구성물을 모두 수납할 수 있도록 소정길이를 갖는 중공의 관형상일 수 있다. 또한, 외피 통(100)의 일 측과 타 측에는 개구부가 형성되며, 외피 통(100)의 일 측에 형성된 제 1 개구부에는 제 1 리드 선단(122)이 삽입되어 위치되고, 외피 통(100)의 타 측에 형성된 제 2 개구부에는 장력 조절부(170)의 조정용 나사(174)가 노출될 수 있다. 이러한 외피 통(100)은 절연물질 또는 전도성 물질로 형성될 수 있으나, 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 제 2 리드 선단(124)이 외피 통(100)의 외부에 접하여 접점용 판(150)과 전기적으로 연결되어야 하므로 전도성 물질로 형성된 외피 통(100)을 예시한다. 이때, 외피 통(100)의 형상은 외피 통(100)의 길이방향과 수직한 단면이 원형 또는 타원형일 수 있으며, 다각형일 수도 있다. 본 실시 예에서는 외피 통(100)의 길이방향과 수직한 단면이 원형인 외피 통(100)을 예시한다.

접점용 판(150)은 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈를 접속 또는 단락시키기 위한 것으로서, 외피 통(100)의 내부에 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 접점 용 판(150)은 외피 통(100)의 내부에 구비되되 외피 통(100)의 길이 방향과 교차되도록 형성된다. 이때, 접점용 판(150)은 보조 스프링(144)의 가장자리를 덮는 것이 바람직하다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 접점용 판(150)은 가장자리가 메인 스프링(142)의 가장자리를 덮을 수도 있다. 더욱이, 도 1b에 도시된 바와 같이, 접점용 판(150)을 'I'형상으로 형성하여 메인 스프링(142)과 보조 스프링(144)의 가장자리를 덮도록 할 수도 있다. 또한, 외피 통(100)이 중공의 원형관 형상일 경우 접점용 판(150) 역시 원형관 형상에 대응하는 원형 판인 것이 바람직하다. 물론, 외피 통(100)이 중공의 다각형관 형상일 경우 접점용 판(150) 역시 중공의 다각형관 형상에 대응하는 다각 판인 것이 바람직하다. 즉, 접점용 판(150)의 형상은 외피 통(100)의 형상에 따라 적절히 변형될 수 있다. 본 실시 예에서는 원형관 형상의 외피 통(100)과 원형 판 형상의 접점용 판(150)을 예시한다. 또한, 이러한 접점용 판(150)은 도전체로 형성되는 것이 바람직하다.

제 1 및 제 2 리드 선단(122, 124)은 외부에서 인가된 전원을 전달하기 위한 것으로서, 통상적인 리드 선단의 형상인 선형으로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 리드 선단(122, 124)은 전도성 물질로 형성되어야 하며, 제 1 리드 선단(122)은 외피 통(100)의 제 1 개구부를 통해 외피 통(100)의 일 측 내부에서 접점용 판(150)의 일 측면과 접하고, 제 2 리드 선단(124)은 외피 통(100)의 타 측 외부에 접하여 외피 통(100)과 나사조정용판(172) 및 보조 스프링(144)을 통해 접점용 판(150)과 전기적으로 접속될 수 있다. 물론, 제 1 리드 선단(122)은 접점용 판(150)과 단락될 경우 제 2 리드 선단(124)과도 단락되기 위해 외피 통(100)과 절 연되어야 하며, 이를 위해 제 1 리드 선단(122)과 외피 통(100) 사이에 절연고정자(160)가 구비될 수 있다. 한편, 이와 같은 구조를 갖는 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 제 2 리드 선단(124)과 외피 통(100)이 도전성 물질로 형성되므로 도시되지는 않았지만 외피 통(100)과 접속된 제 2 리드 선단(124)의 일부 영역과, 외피 통(100)을 둘러싸는 절연성 피복(미도시)을 형성하는 것이 바람직하다.

절연물질인 절연고정자(160)는 제 1 리드 선단(122)이 구비된 외피 통(100)의 일 측 내부에 위치되며, 제 1 리드 선단(122)의 전체 영역 중 외피 통(100)의 일 측 내부에 삽입된 영역의 일부를 감싸도록 하는 것이 효과적이다. 물론, 절연고정자(160)는 제 1 리드 선단(122)이 접점용 판(150)과 전기적으로 접속되는 영역 이외의 영역을 감싸는 것이 바람직하다. 절연고정자(160)는 외피 통(100)의 내부에서 고정될 수 있도록 외피 통(100)의 일 측 내부 영역에 대응되도록 형성될 수 있다. 이때, 도 1의 확대도에서 도시된바와 같이, 절연고정자(160)가 삽입되는 영역의 외피 통(100) 내부를 단턱지게 하여 절연고정자(160)가 소정위치까지 삽입되면 고정되도록 할 수 있다. 한편, 이와 같이 절연고정자(160)가 구비될 경우, 절연고정자(160)에 삽입된 제 1 리드 선단(122)에는 절연고정자(160)와의 이탈을 방지하기 위해 돌출부(123)가 형성되는 것이 효과적이다. 이때, 상기 돌출부(123)는 제 1 리드 선단(122)의 길이 방향과 교차되는 방향, 예를 들어, 제 1 리드 선단(122)의 길이 방향과 수직하는 방향으로 돌출되는 것이 효과적이다. 또한, 절연고정자(160)는 메인 스프링(142)과 접하는 영역의 일부가 절연고정자(160)의 길이 방향으로 돌출되어 메인 스프링(142) 내부에 삽입될 수 있으며, 이로 인해 메인 스프링(142)의 위치가 이동되는 것을 방지할 수 있다.

메인 스프링(142)은 제 1 리드 선단(122)과 접점용 판(150)을 단락시키기 위한 것으로서, 제 1 리드 선단(122)이 구비된 접점용 판(150)의 일 측면에 구비될 수 있다. 이때, 메인 스프링(142)은 접점용 판(150)의 일 측에 구비되되, 절연 고정자와 접점용 판(150) 사이에 구비되어 절연고정자(160)에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 또한, 메인 스프링(142)은 압축된 상태로 절연고정자(160)와 접점용 판(150) 사이에 위치될 수 있다. 즉, 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 메인 스프링(142)이 압축된 상태일 때 제 1 리드 선단(122)과 접점용 판(150)은 접하게 되며, 메인 스프링(142)이 인장된 상태일 때 제 1 리드 선단(122)과 접점용 판(150)은 단락될 수 있다. 또한, 이를 위해 본 실 시예는 전이 온도 이하에서 변형되어도 전이 온도 이상이 되면 변형 이전의 형상으로 되돌아가는 성질을 가진 형상기억합금으로 메인 스프링(142)을 형성하여 압축된 상태의 메인 스프링(142)에 열이 가해질 경우 인장될 수 있도록 한다. 이러한 메인 스프링(142)은 티탄(Ti)과 니켈(Ni)의 합금인 니티놀(nitinol) 또는 구리(Cu)/아연(Zn)/알루미늄(Al) 합금 등을 포함할 수 있다. 이러한 메인 스프링(142)은 접점용 판(150)과는 전기적으로 접속되되, 제 1 리드 선단(122)과는 전기적으로 단락되는 것이 바람직하다.

보조 스프링(144)은 메인 스프링(142)과 함께 제 1 리드 선단(122)과 접점용 판(150)을 단속하기 위한 것으로서, 접점용 판(150)의 타 측면에 접하도록 구비될 수 있다. 이때, 보조 스프링(144)은 메인 스프링(142)과는 달리 형상기억합금이 아닌 일반 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 보조 스프링(144)은 본체로는 일반 금속을 사용하고, 일반 금속인 본체에 은막 도금을 할 수 있다. 즉, 보조 스프링(144)은 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 한다. 일정 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 및 과전류의 인가 시 보조 스프링의 온도가 상승된다. 이와 같이, 보조 스프링(144)은 일반 스프링과 동일하게 인장된 상태로 접점용 판(150)의 타 측면에 구비되어 접점용 판(150)이 제 1 리드 선단(122)과 접속을 유지할 수 있도록 압력을 가하며, 메인 스프링(142)이 인장될 경우 보조 스프링(144)은 압축되어 제 1 리드 선단(122)과 접점용 판(150)을 단락시킬 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 보조 스프링(144)이 형상기억합금으로 형성되고 메인 스프링(142)이 일반 스프링으로 형성될 수도 있다. 물론, 메인 스프링(142)과 보조 스프링(144)은 모두 형상기억합금으로 형성될 수도 있다. 이러한 보조 스프링(144)은 제 1 리드 선단(122)과 접점용 판(150)이 접속을 유지할 수 있도록 적절한 인장강도를 주기 위해, 일 측에서 접점용 판(150)과 인접하는 보조 스프링(144)의 타 측에는 지지부재가 위치되며, 본 실시 예에서는 장력 조절부(170)를 지지부재로 사용한다. 즉, 보조 스프링(144)은 접점용 판(150)과 장력 조절부(170) 사이에 위치하게 된다.

한편, 본 실시 예에서는 코일 형태의 메인 스프링(142)과 보조 스프링(144)을 탄성부재로 이용하여 반복형 퓨즈를 제작하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 메인 스프링(142) 또는/및 보조 스프링(144)은 판 형태 등과 같은 코일 형태 이외의 형태를 갖는 스프링일 수도 있다.

장력 조절부(170)는 보조 스프링(144)의 인장력을 조절하기 위한 것으로서, 외피 통(100)의 타 측 내부에 구비된 나사조정용 판(172)과 조정용 나사(174)를 포함할 수 있다. 이때, 본 실시 예에 따른 나사조정용 판(172)과 조정용 나사(174)는 도전성 물질 또는 비 도전성 물질을 포함할 수 있으며, 본 실시 예에서는 도전성 물질로 나사조정용 판(172)과 조정용 나사(174)를 형성하는 것을 예시한다. 물론, 상기 도전성 물질은 금속을 포함하며, 비 도전성 물질은 경질자기(hard porcelain), 절연성 수지 등을 포함할 수 있다.

나사조정용 판(172)은 조정용 나사(174)와 함께 보조 스프링(144)의 인장강도를 조절하기 위한 것으로서, 나사조정용 판(172)은 전술된 바와 같이 보조 스프링(144)의 타 측에 구비될 수 있다. 또한, 나사조정용 판(172)은 접점용 판(150)과 동일하게 외피 통(100)의 길이 방향에 교차되는 방향으로 외피 통(100)의 내부에 구비되며, 조종용 나사(174)를 고정시키기 위해 외피 통(100)의 내부 면에 고정되는 것이 바람직하다. 이러한 나사조정용 판(172)은 외피 통(100)의 길이방향과 수직한 단면이 외피 통(100)의 내부 형상에 대응되도록 원형 판 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 나사조정용 판(172)의 중심에는 홀이 형성되며, 그 홀의 내주연에는 나사선이 형성될 수 있다. 이때, 나사선이 형성된 홀에 대응되며, 홀과 나사 결합되는 조정용 나사(174)가 구비될 수 있다.

조정용 나사(174)는 나사조정용 판(172)과 함께 보조 스프링(144)을 지지하며 보조 스프링(144)의 인장강도를 조절하기 위한 것으로서, 조정용 나사(174)의 일단은 나사조정용 판(172)에 형성된 홀의 내주연에 결합되어 보조 스프링(144)의 타 측과 접하고 조정용 나사(174)의 타 단은 외피 통(100)의 타 측에 노출될 수 있다. 이를 위해 조정용 나사(174)의 일단의 표면에는 나사조정용 판(172)에 형성된 홀의 내주연의 나사선과 대응되는 나사선이 형성될 수 있다. 또한, 외피 통(100)의 타 측에는 개구부가 형성되고 개구부에 의해 조정용 나사(174)의 타 단이 외피 통(100)의 외부로 노출될 수 있다. 이와 같은 조정용 나사(174)는 회전에 의해 나사조정용 판(172)의 일 측과 타 측으로 이동되며, 이에 따라 보조 스프링(144)의 인장강도를 조절할 수 있다. 또한, 조정용 나사(174)의 일단에는 나사조정용 판(172)의 홀을 관통하여 형성된 조정용 나사(174)가 이탈되지 않도록 지지 판(175)이 형성될 수 있다. 지지 판(175)은 보조 스프링(144)의 압축과 인장을 위해 보조 스프링(144)에 직접적으로 접하며, 조정용 나사(174)와 나사조정용 판(172)의 이탈을 방지하기 위한 것이므로 지지 판(175)은 나사조정용 판(172)에 형성된 홀의 크기보다 커야 한다. 또한, 지지 판(175)은 보조 스프링(144)을 지지하며 압력을 가할 수 있어야 되므로 보조 스프링(144)의 타 단을 지지할 수 있는 면적을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 조정용 나사의 노출된 타 단에는 조정용 나사(174)를 쉽게 조절할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 패턴(176)이 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 패턴(176)은 예를 들어, 드라이버를 이용해 조절할 수 있도록 음각된 십자 또는 일자 패턴인 것이 효과적이다. 이때, 패턴(176)을 음각된 십자 형상으로 형성할 경우, 음각된 십자 형상 중 어느 하나의 일자 패턴을 교차된 다른 하나의 일자 패턴보다 길게 형성하여 십자 드라이버의 사용을 쉽게 하는 것이 효과적이다. 물론, 이에 한정되는 것은 아니며, 패턴(176)은 조정용 나 사(174)의 조절이 용이할 수 있는 형상이면 모두 가능하다. 즉, 패턴(176)은 음각된 다각형상의 패턴일 수 있으며, 양각된 다각형상의 패턴일 수도 있다.상기와 같은 구조를 갖는 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 제 1 리드 선단(122)과 제 2 리드 선단(124)에 정상적인 전압이 인가될 때 도 1에 도시된 바와 같이, 보조 스프링(144)은 인장된 상태이며 인장된 보조 스프링(144)의 인장력에 의해 메인 스프링(142)은 압축된 상태를 유지한다. 또한, 이에 따라, 제 1 리드 선단(122)은 접점용 판(150)의 일 면과 접하며, 접점용 판(150)의 타 면과 접하는 보조 스프링(144)과, 보조 스프링(144)과 접하는 나사조정용판(172)과, 나사조정용판(172)의 가장자리와 접하는 외피 통(100)을 통해 제 2 리드 선단(124)과 전기적으로 접속된다.

또한, 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 제 1 리드 선단(122)과 제 2 리드 선단(124)에 비정상적인 전원, 예를 들어, 기준치보다 높은 전류가 인가될 경우, 보조 스프링(142)에 높은 전압이 인가된다. 이때, 보조 스프링(142)에 높은 전압이 인가되면 보조 스프링(142)이 갖는 저항 값에 의해 보조 스프링(142)의 온도가 상승하며, 통 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 전열기기나 전기기기의 이상 과열로 인하여 형상기억합금으로 형성된 메인 스프링(142)은 높아진 온도에 따라 원래 형태인 인장된 메인 스프링(142)의 형상으로 복귀한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 스프링(142)이 인장된 형상으로 복귀될 경우, 메인 스프링(142)의 인장력에 의해 접점용 판(150)이 보조 스프링(144)이 위치된 방향으로 압박되며 이에 따라 보조 스프링(144)은 압축된다. 또한, 이와 같이 메인 스프링(142)이 인장되면 접점용 판(150)의 이동에 의해 제 1 리드 선단(122)과 접점용 판(150)은 단락되며, 결과적으로 제 1 리드 선단(122)과 제 2 리드 선단(124)이 단락되어 제 1 리드 선단(122)과 제 2 리드 선단(124) 사이에는 전류가 흐르지 않는다. 이때, 이러한 동작을 위해 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 메인 스프링(142)이 전이(변태) 온도 이하일 때의 인장력은 보조 스프링(144)의 인장력보다 작으며, 메인 스프링(142)이 전이(변태) 온도 이상일 때의 인장력은 보조 스프링(144)의 인장력보다 큰 것이 바람직하다.

이후, 제 1 리드 선단(122)과 제 2 리드 선단(124)의 단락으로 인해 메인 스프링(142)에는 전류가 흐르지 않으므로 메인 스프링(142)의 온도는 내려가게 되며, 온도가 내려간 메인 스프링(142)은 온도에 의해 발생된 인장력이 감소된다. 또한, 이와 같이 메인 스프링(142)의 인장력이 감소되면 보조 스프링(144)의 인장력에 의해 메인 스프링(142)은 다시 압축되며, 이에 따라 제 1 리드 선단(122)과 접점용 판(150)은 전기적으로 접속된다.

이때, 다수개의 반복형 퓨즈가 구비될 경우, 공정 오차에 의해 동일한 기준치 초과 전류가 인가되더라도 각각의 반복형 퓨즈의 작동 범위가 달라질 수 있다. 하지만, 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 나사조정용 판(172)과 조정용 나사(174)를 구비하여 보조 스프링(144)의 인장력을 조절할 수 있으며, 이에 따라 반복형 퓨즈의 작동 오차를 조절할 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 예를 들어, 조정용 나사(174)를 시계방향(②)으로 회전시킬 경우, 조정용 나사(174)는 외피 통(100) 내에서 타 측방향(ⓑ)으로 이동되어 보조 스프링(144)을 이완시킬 수 있다. 또한, 조정용 나사(174)를 시계반대방향(①)으로 회전시킬 경우, 조정용 나사(174)는 외피 통(100) 내에서 일 측방향(ⓐ)으로 이동되어 보조 스프링(144)을 압축시킬 수 있다. 물론, 조정용 나사(174)의 회전방향과 조정용 나사(174)의 이동방향은 예시된 바와 다르게 이동될 수 있다. 또한, 이와 같이 반복형 퓨즈의 스프링 장력을 조절한 후 장력 조절부(170)를 사용자가 임의로 조절할 수 없도록 코킹 할 수도 있다.

다음은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반복형 퓨즈에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 측면도이다.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 접점용 판(150)과, 접점용 판(150)의 일 측면에 구비된 제 1 리드 선단(122) 및 메인 스프링(142)과, 점접용 판의 타 측면에 구비된 제 2 리드 선단(124)과, 접점용 판(150)의 타 측면에 구비되되 제 2 리드 선단(124)을 감싸도록 위치된 보조 스프링(144)과, 보조 스프링(144)의 타 측에 구비된 나사조정용 판(172) 및 나사조정용 판(172)에 삽입되며 패턴(176)이 형성된 조정용 나사(174)를 가지는 장력 조절부(170)를 포함한다. 이때, 제 1 리드 선단(122)을 고정하는 절연고정자(160)를 포함할 수 있으며, 제 1 및 제 2 리드 선단(124)의 일부 영역과 조정용 나사(174)의 패턴(176)이 노출되도록 상기 구조물을 감싸는 외피 통(100)을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 반복형 퓨즈는 도 4에 도시된 바와 같이, 외피 통(100)의 외부 표면에 제 2 리드 선단(124)이 접하는 전술된 제 1 실시 예와는 다르게 제 2 리드 선단(124)이 외피 통(100)의 내부에 삽입된다. 또한, 제 2 리드 선단(124)은 조정용 나사(174)를 통해 외피 통(100)의 내부에서 지지판(175)까지 삽입되어 고정될 수 있으며, 이를 위해 조정용 나사(174)에는 제 2 리드 선단(124)이 삽입될 수 있도록 관통 홀이 형성될 수 있다. 즉, 제 2 리드 선단(124)은 조정용 나사(174)에 삽입되어 조정용 나사(174)와 기계적 및 전기적으로 접속되고, 이에 따라 제 2 리드 선단(124)은 제 1 리드 선단(122)과 동일한 축에 위치될 수 있다. 또한, 이러한 구조에 의해 제 2 리드 선단(124)은 외피 통(100)을 통하지 않고 접점용 판(150)과 직접적으로 접속될 수 있으며, 이에 따라 외피 통(100) 역시 절연물질로 제작될 수 있다. 물론, 이 경우, 조정용 나사(174)는 도전성 물질을 포함한다. 한편, 이와 같이 조정용 나사(174)를 통해 제 2 리드 선단(124)이 삽입될 경우, 조정용 나사(174)에 음각된 패턴을 이용해 조정용 나사(174)를 돌리기가 용이하지 않으므로, 본 실시 예에서는 조정용 나사(174)에 양각된 패턴(176)을 형성하는 것이 효과적이다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 조정용 나사(174)의 외부로 돌출된 패턴(176)을 형성하여 이를 이용해 조정용 나사(174)를 회전시켜 보조 스프링(144)의 인장강도를 조절하는 것이 효과적이다. 이때, 제 2 리드 선단(124)은 접점용 판(150)에 고정되는 것이 바람직하며, 조정용 나사(174)와는 고정되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 보조 스프링(144)의 인장강도의 조절이 완료된 후 사용자가 보조 스프링(144)의 인장강도를 임의로 조절할 수 없도록 외피통(100)의 타측 개구부, 즉, 제 2 리드 선단의 일부와 조정용나사(174)가 노출된 면을 별도의 밀폐부 재(180)를 이용해 코킹(caulking)하여 밀폐하는 것이 바람직하다. 한편, 본 실시예에 따른 제 2 리드 선단(124)은 외피통(100)의 타측 개구부에 삽입된 후 소정길이로 절단되어 접점용 판(150)에 밀착된다. 또한, 보조스프링(144)의 인장강도의 조절이 완료된 후 밀폐부재(180)로 제 2 리드 선단의 일부와 조정용나사(174)가 노출된 면을 밀폐하는 것이 바람직하다.

상술한 구조를 갖는 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 전술된 제 1 실시 예와 같이 보조 스프링(144)의 인장강도를 조절할 수 있으며, 제 1 리드 선단(122)과 제 2 리드 선단(124)이 동일한 축에 위치될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 보조 스프링(144)의 인장강도를 조절할 수 있는 장점과 함께 반복형 퓨즈의 형상, 특히, 리드 선단 구조를 단순화하여 외부장치에 반복형 퓨즈는 용이하게 장착할 수 있다.

다음은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 반복형 퓨즈에 대해 도면을 참조하여 설명하고자 한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.

도 6는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 단면도이다.

본 발명의 제 3 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 도 6에 도시된 바와 같이, 접점용 판(150)과, 접점용 판(150)의 일 측면에 구비된 제 1 리드 선단(122) 및 메인 스프링(142)과, 점접용 판의 타 측면에 구비된 제 2 리드 선단(124)과, 접점용 판(150)의 타 측면에 구비되되 제 2 리드 선단(124)을 감싸도록 위치된 보조 스프 링(144)과, 보조 스프링(144)의 타 측에 구비된 나사조정용 판(172) 및 나사조정용 판(172)에 삽입되며 패턴이 형성된 조정용 나사(174)를 가지는 장력 조절부(170)를 포함한다. 이때, 제 1 리드 선단(122)을 고정하는 절연고정자(160)를 포함할 수 있으며, 제 1 및 제 2 리드 선단(124)의 일부 영역과 조정용 나사(174)의 패턴이 노출되도록 상기 구조물을 감싸는 외피 통(100)을 포함할 수 있다.

나사조정용 판(172)은 조정용 나사(174)와 함께 보조 스프링(144)의 인장강도를 조절하기 위한 것으로서, 나사조정용 판(172)은 전술된 제 1 실시 예와 같이 보조 스프링(144)의 타 측에 구비될 수 있다. 또한, 접점용 판(150)과 동일하게 외피 통(100)의 길이 방향에 교차되는 방향으로 외피 통(100)의 내부에 구비되되, 제 1 실시 예와는 다르게 외피 통(100)의 타 측 개구부와 접하도록 형성된다.

제 1 및 제 2 리드 선단(124)은 외부에서 인가된 전원을 전달하기 위한 것으로서, 통상적인 리드 선단의 형상인 선형으로 형성될 수 있다. 제 1 리드 선단(122)은 전술된 제 1 및 제 2 실시 예와 동일하게 선형으로 형성되어 외피 통(100)의 일 측에 형성된 제 1 개구부를 통해 접점용 판(150)의 일 측면과 접할 수 있다.

제 2 리드 선단(124)은 도 6에 도시된 바와 같이, 외피 통(100)의 타 측에 형성된 제 2 개구부를 통해 조정용 나사(174)와 접속되되, 나사조정용 판(172)의 관통 홀을 관통하여 조정용 나사(174)의 내부와 접속될 수 있다. 물론 이에 한정되는 것은 아니며, 전술된 제 1 실시 예와 같이 제 2 리드 선단(124)은 외피 통(100)의 외부표면에 접하여 고정될 수도 있다. 또한, 본 실시예에 따른 반복형 퓨즈 역 시 전술된 실시예와 동일하게 보조 스프링(144)의 인장강도의 조절이 완료된 후 사용자가 보조 스프링(144)의 인장강도를 임의로 조절할 수 없도록 외피통(100)의 타측 개구부, 즉, 제 2 리드 선단의 일부와 조정용나사가 노출된 면을 별도의 밀폐부재(180)으로 코킹(caulking)하여 밀폐하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 실시 예에 따른 반복형 퓨즈는 나사조정용 판(172)이 외피 통(100)의 타 측 개구부와 최대한 근접되도록 하여 외피 통(100) 내부에 메인 스프링(142)과 보조 스프링(144)이 구비될 공간을 더욱 많이 확보할 수 있다. 또한, 이와 같이 메인 스프링(142)과 보조 스프링(144)이 구비될 공간을 많이 확보함으로써, 메인 스프링(142)과 보조 스프링(144)의 인장공간을 더욱 확보할 수 있으므로 반복형 퓨즈의 사용전압을 높일 수 있다.

이상에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1a 및 1b는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 단면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 측면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 작동을 설명하기 위한 개략 단면도.

도 4b는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 단면도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 측면도.

도 6는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 반복형 퓨즈의 개략 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 외피 통 122: 제 1 리드 선단

124: 제 2 리드 선단 142: 메인 스프링

144: 보조 스프링 170: 장력 조절부

172: 나사조정용 판 174: 조정용 나사

175: 지지 판

Claims (17)

1. 제 1 리드 선단과,

   상기 제 1 리드 선단과 단속되는 접점용 판과,

   상기 제 1 리드 선단과 상기 접점용 판을 단속하는 탄성부재와,

   상기 접점용 판과 전기적으로 접속된 제 2 리드 선단과,

   상기 탄성부재의 장력을 조절하는 장력 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 장력 조절부는 상기 탄성부재를 압축 또는 이완하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 탄성부재는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 스프링은 메인 스프링과 보조 스프링을 포함하고,

   상기 접점용 판은 메인 스프링과 보조 스프링 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 접점용 판은 가장자리가 일측으로 절곡되고,

   상기 접점용 판의 가장자리는 보조 스프링의 가장자리를 덮는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 메인 스프링과 보조 스프링 중 적어도 어느 하나는 형상 기억 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 메인 스프링과 보조 스프링 중 어느 하나는 인장된 상태를 유지하며 다른 하나는 전이 온도 이상일 때 인장된 상태인 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 메인 스프링과 보조 스프링 중 어느 하나는 전이 온도 이하일 때 인장력이 다른 하나보다 작은 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 리드 선단과 접점용 판과 탄성부재 및 장력 조절부를 수납하며 중 공의 관형상인 외피 통을 포함하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 장력 조절부는 외피통의 내부에 구비되며 상기 외피 통에 고정된 나사조정용 판과,

    상기 나사조정용 판을 관통하는 조정용 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 나사조정용 판은 내주연에 나사선이 형성된 관통 홀이 형성되며,

    상기 조정용 나사의 외주연에는 상기 나사조정용 판의 관통 홀의 내주연에 형성된 나사선에 대응되는 나사선이 형성된 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
12. 청구항 10에 있어서,

    상기 조정용 나사의 일부 영역은 외피통의 외부에 노출되며,

    상기 조정용 나사의 노출된 일부 영역에는 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 패턴은 다각형의 음각 패턴 또는 다각형의 양각 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
14. 청구항 9에 있어서,

    상기 제 2 리드 선단은 상기 외피통의 외부에 접하여 상기 접점용 판과 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
15. 청구항 14에 있어서,

    상기 외피 통은 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
16. 청구항 9에 있어서,

    상기 조정용 나사는 관통 홀이 형성되고,

    상기 제 2 리드 선단은 상기 관통 홀을 통해 접점용 판과 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.
17. 청구항 1에 있어서,

    제 1 리드 선단과 외피 통을 절연하는 절연고정자를 포함하고,

    상기 절연고정자는 외피 통 내에 삽입된 제 1 리드 선단 영역을 감싸는 것을 특징으로 하는 반복형 퓨즈.

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