KR20120016952A

KR20120016952A - 반복형 퓨즈

Info

Publication number: KR20120016952A
Application number: KR1020100079506A
Authority: KR
Inventors: 김덕희; 박하영
Original assignee: (주)엠에스테크비젼
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2012-02-27
Also published as: CN103155085A; WO2012023748A3; WO2012023748A2; KR101179546B1; TW201222613A

Abstract

본 발명은 반복형 퓨즈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탄성부재를 이용하여 과열방호 및 회로에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 신뢰성 높은 반복형 퓨즈에 관한 것이다.
발명에 따른 반복형 퓨즈는 내부공간을 갖는 하우징; 하우징 일측에 배치되는 제1 리드 단자; 하우징과 절연되어 하우징 타측에 배치되는 제2 리드 단자; 하우징 내부에 배치되어 제1 리드 단자와 전기적으로 접속되며 제2 리드 단자와 단속(斷續)되는 스핀들; 하우징 내부에 설치되어 스핀들과 연결되며, 제2 리드 단자와 스핀들을 단속시키는 탄성부재; 및 하우징 내측에 형성되며, 탄성부재 일부가 안착되어 탄성부재의 유격을 방지하는 이탈방지홈;을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 탄성부재가 인장 또는 압축할 때 원래 위치를 벗어나거나 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 안정적으로 접속 또는 단락되는 신뢰도 높은 퓨즈를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예들은 반복사용시에도 동작특성이 유지되는 반복형 퓨즈를 제공할 수 있으며, 접점저항값을 낮추어 과열, 과전류 상태가 아닌 정상동작상태에서 낮은 전력이 소모되게 한다.

Description

반복형 퓨즈{REPEATABLE FUSE}

본 발명은 반복형 퓨즈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탄성부재를 이용하여 과열발생시 회로차단 및 회로에 과전류가 흐르는 것을 방지하는 신뢰성 높은 반복형 퓨즈에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 이용하는 모든 전기전자 제품은 항상 회로 내 비정상적인 과전류나 외부 과열원인에 의한 과열에 따른 사고가 내재되어 있다. 종래에는 이를 예방하기 위해 과전류가 흐르면 전류로 발생하는 열에 의해 용융되어 끊어지는 물질로 형성된 일회용 퓨즈를 사용하였다. 하지만 일회용 퓨즈는 값은 저렴하나 재사용이 불가능하여 사용한 후 새 것으로 교체해야 하기 때문에 교체에 따른 비용이 큰 단점이 있었다. 이를 해결하기 위해 열팽창계수가 다른 이종의 금속판을 접합한 바이메탈 써멀 스위치를 일회용 퓨즈대신 사용하였으나, 바이메탈 써멀스위치는 단지 접점의 기능을 수행하며 온도에 따른 작동 편차가 클 뿐만 아니라 리미트 스위치 등과 같은 별도의 장치가 요구되는 문제점이 있다.

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 물질의 안정성 및 내구성이 떨어지며 반응시간이 늦어 위급한 상황을 초래할 수도 있다.

한편, 최근 전자기기는 주로 인쇄 회로 기판의 표면실장화에 따라 퓨즈 역시 표면실장이 가능한 퓨즈가 요구되고 있다. 하지만, 종래 기술에 따른 일회용 퓨즈는 표면실장 과정에서 솔더링을 위해 약 섭씨 270도 이상의 온도가 필요하므로 퓨즈 본래의 특성으로 인해 용융되어 표면실장이 불가능하다. 물론, 바이메탈 써멀스위치는 이러한 문제를 해결할 수 있으나, 과도한 부품크기와 솔더링 온도에 의한 열화가능성으로 인해 표면실장이 어렵다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 연속 사용이 가능하고 표면실장화 할 수 있는 탄성부재, 예컨대 형상기억합금을 이용한 형상기억합금 퓨즈가 개발되었다. 형상기억합금은 온도편차가 적어 신뢰도가 높은 반복형 퓨즈를 제공한다. 그러나 형상기억합금에 의해 탄성적으로 인장 또는 압축을 반복하게 되면 형상기억합금이 원래 위치를 벗어나거나 흔들릴 수 있어 안정감 있는 접속 또는 단락이 어렵다는 단점이 있었다.

본 발명은 반복 사용 가능한 반복형 퓨즈를 제공한다.

본 발명은 탄성부재가 인장 또는 압축할 때 원래 위치를 벗어나거나 흔들리지 않고 안정성 있게 동작하는 반복형 퓨즈를 제공한다.

또한 본 발명은 동작 신뢰성이 확보되는 반복형 퓨즈를 제공한다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈는 내부공간을 갖는 하우징; 하우징 일측에 배치되는 제1 리드 단자; 하우징과 절연되어 하우징 타측에 배치되는 제2 리드 단자; 하우징 내부에 배치되어 제1 리드 단자와 전기적으로 접속되며 제2 리드 단자와 단속(斷續)되는 스핀들; 하우징 내부에 설치되어 스핀들과 연결되며, 제2 리드 단자와 스핀들을 단속시키는 탄성부재; 및 하우징 내측에 형성되며, 탄성부재 일부가 안착되어 탄성부재의 유격을 방지하는 이탈방지홈;을 포함한다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 하우징과 제2 리드 단자 사이에 배치되어 하우징과 제2 리드 단자를 절연시키는 절연체를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 하우징 내주면 일측에 돌출형성되는 걸림턱을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우 이탈방지홈은 하우징 내측 밑면부에 형성되는 하우징홈과, 하우징홈과 대향하며 절연체의 일면 또는 걸림턱에 형성되는 걸림홈을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 스핀들 몸체의 외주면 일측에 돌출 형성되며, 탄성부재를 스핀들에 지지시키는 지지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 경우 이탈방지홈은 지지부의 적어도 일측에 형성되는 것이 바람직하다. 또한 이탈방지홈은 상기 하우징의 내면, 하우징의 걸림턱, 상기 절연체, 또는 상기 스핀들의 지지부에 적어도 두 군데 이상 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 이탈방지홈은 만곡된 형상 또는 수직단면부가 다각형 형상으로 함몰되어 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 이탈방지홈은 내부보다 입구가 더 좁은 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 스핀들의 끝단은 볼록한 만곡부로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 스핀들 밑면부와 하우징 내측 밑면부를 연결하는 연결 와이어를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 하우징 내측 밑면부에 배치되는 접점판을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 탄성부재는 제1 스프링 및 제2 스프링을 포함하며, 제1 스프링 및 제2 스프링 중 적어도 하나는 형상기억합금을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 제1 스프링 및 제2 스프링은 스핀들의 지지부를 경계로 분리 배치되어 스핀들을 감싸는 것이 바람직하다.

이 경우 제1 스프링은 하우징 내측 밑면부와 지지부 사이에 위치하며, 제2 스프링은 절연체의 일면과 지지부 사이 또는 걸림턱과 지지부 사이에 위치하는 하는 것이 바람직하다.

또한 이탈방지홈은 하우징 내측 밑면부에 형성되는 하우징홈; 하우징홈과 대향하며 절연체의 일면 또는 걸림턱에 형성되는 걸림홈; 하우징홈에 대향하며, 지지부의 일측에 형성되는 제1 지지부홈; 및 걸림홈에 대향하며, 지지부의 일측에 형성되는 제2 지지부홈;을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 있어서, 탄성부재는 제1 판스프링 및 제2 판스프링을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우 제1 판스프링 및 제2 판스프링은 스핀들 밑면부와 하우징 내측 밑면부 사이에 나란히 위치하는 것이 바람직하다.

또한 이탈방지홈은 하우징 내측 밑면부에 형성되는 하우징홈; 하우징홈에 대향하며, 스핀들 밑면부에 형성되는 스핀들홈;을 포함하는 것이 바람직하다.

이 경우 제1 판스프링의 양단에는 이탈방지부가 구비되어 하우징홈 및 스핀들홈에 각각 장착되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예들에 따르면 탄성부재가 인장 또는 압축할 때 원래 위치를 벗어나거나 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 안정적으로 접속 또는 단락되는 신뢰도 높은 퓨즈를 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들은 반복사용시에도 동작특성이 유지되는 반복형 퓨즈를 제공할 수 있으며, 접점저항값을 낮추어 정상동작상태에서는 낮은 소비전력을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반복형 퓨즈를 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반복형 퓨즈를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반복형 퓨즈의 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반복형 퓨즈의 이탈방지홈의 변형예를 나타내는 개념도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 반복형 퓨즈의 작동을 나타내는 작동상태도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반복형 퓨즈를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반복형 퓨즈의 탄성부재를 나타내는 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 반복형 퓨즈에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반복형 퓨즈를 나타내는 사시도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반복형 퓨즈를 나타내는 단면도이다. 또한 도 4는 본 발명에 따른 반복형 퓨즈의 일부 확대도이며, 도 5는 본 발명에 따른 반복형 퓨즈의 이탈방지홈의 변형예를 나타내는 개념도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반복형 퓨즈를 나타내는 단면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반복형 퓨즈의 탄성부재를 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 반복형 퓨즈는 하우징(100), 제1 리드 단자(200), 제2 리드 단자(300), 스핀들(400), 탄성부재(500);를 포함하여 구성된다.

하우징(100)은 내부공간을 갖고 길이방향으로 연장형성된 박스형상으로서, 후술할 스핀들(400), 탄성부재(400)를 수납하여 보호한다. 하우징(100)은 실시형태에 따라 제1 리드 단자(200)와 접하여 전기적으로 접속될 수 있으므로, 전도성 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 하우징(100)은 길이방향과 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있어 원형 박스, 타원형 박스, 다각형 박스 등의 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 원형 박스를 예시한다.

하우징(100)의 내면 일측에는 수납된 탄성부재(500)를 지지하기 위한 이탈방지홈(110 : 110a, 110b)이 형성될 수 있다. 이탈방지홈(110 : 110a, 110b)은 제1 리드 단자(200) 방향에 형성된 하우징홈(110a)과, 제2 리드 단자(300) 방향에 형성된 걸림홈(110b)으로 구성될 수 있으며, 하우징홈(110a)과, 걸림홈(110b)은 서로 대향하고 있다. 본 실시예에서와 같이 원기둥 박스 형태의 하우징(100)의 경우에는 탄성부재(500)가 하우징(100) 내측의 밑면부에 접하는데, 내측 밑면부에는 이와 접하는 탄성부재(500)의 형상을 따라 함몰된 하우징홈(110a)이 형성되어 탄성부재(500)가 인장 또는 압축될 때 탄성부재(500)가 흔들리거나 원래 위치에서 유격되는 것을 방지한다. 예를 들면 탄성부재(500)가 코일 형태의 스프링으로 형성되는 경우에는 코일을 이루선 코일선의 끝단을 따라 링 형태의 홈이 형성된다(도 1 참조).

이러한 이탈방지홈(110)은 탄성부재(500)의 적어도 일부가 위치 고정될 수 있도록 오목한 홈 형상으로 형성된다. 이탈방지홈(120)은 탄성부재(500)의 형상에 따라 다양한 형상으로 변경할 수 있다. 예를 들면 도 5의 (a), 도 5의 (b) 및 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이 소정곡률을 갖는 만곡형으로 형성될 수도 있고, 수직단면부가 다각형 형상(도 5의 (c), 도 5의 (d), 도 5의 (f))으로 형성될 수도 있다. 이탈방지홈(110)의 깊이에 따라 탄성부재(500)의 삽입되는 정도가 다른데, 예컨대 탄성부재(500)가 코일 형태의 스프링으로 형성된 경우에 코일을 이루는 코일선이 절반 이하로 이탈방지홈(110)에 삽입될 수 있고(도 5의 (a), (c) 등 참조), 절반 이상(도 5의 (b)) 또는 코일선 전체(도 5의 (e) 참조)가 삽일될 수도 있다. 또한 도 5의 (e)와 같이 이탈방지홈(110)의 입구가 이탈방지홈(110)의 내부보다 작아짐으로써 탄성부재(500)를 보다 견고하게 고정시킬수 있다. 그리고 이탈방지홈(110)에 안착되는 탄성부재(500)는 보다 단단히 고정되도록 체결부재(미도시)를 이용하여 이탈방지홈(110)에 체결시킬 수도 있다.

또한 하우징(100)의 내주면 일측에는 내측 수평방향으로 돌출된 걸림턱(120)이 형성되어 탄성부재(500)를 지지할 수 있다. 본 실시예에서는 걸림턱(120)이 하우징(100)의 내측 밑면부와 소정거리 이격되어 형성되며, 내측 밑면부와 걸림턱(120) 사이에 탄성부재가 설치되도록 형성된다. 이 때 걸림턱(120)과 탄성부재(500)가 맞닿는 부분에는 탄성부재(500)의 형상을 따라 함몰된 홈(110b)이 형성되어 탄성부재(500)가 인장 또는 압축될 때 탄성부재(500)가 흔들리거나 원래 위치에서 유격되는 것을 방지한다. 본 실시예에서는 하우징홈(110a)은 하우징(100) 밑면에 형성되며, 걸림홈(110b)은 걸림턱(120)에 형성되어 서로 대향한다. 물론 이탈방지홈의 형성위치는 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 탄성부재(500)를 고정시킬 수 있는 위치라면 어떠한 위치도 가능하다.

제1 리드 단자(200)는 외부 전원을 인가 받거나 전원과 연결되는 수단으로서, 전도성 물질을 포함하여 구성되어 있다. 제1 리드 단자(200)은 하우징(100) 일측에 마련되는데, 본 실시예에서는 원형 박스 형상의 하우징(100)의 밑면에 배치되어 있다. 제1 리드 단자(200)는 하우징(100) 또는 별도의 연결부재(미도시)를 통해 탄성부재(500)와 전기적으로 접속되어 있으며, 탄성부재(500)를 통해 다시 스핀들(400)과 전기적으로 접속되어 있다. 예컨대 하우징(100)이 전도성 물질로 구성되고 탄성부재(500)가 하우징(100)의 내면 일측 또는 걸림턱(120)과 접하는 경우에는 하우징(100)을 통해 전기적으로 접속하게 된다. 그리고 탄성부재(500)가 스핀들(400) 일측과 연결되어 전기적으로 접속할 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다. 제1 리드 단자(200)는 본 실시예에서 막대형상으로 구비되어 있으나 이에 한정되지 않고, 탄성부재(500)와 전기적으로 접속할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.

제2 리드 단자(300)는 전기적 연결을 위한 수단으로서, 예컨대 제1 리드 단자(200)로부터 인가받은 전류를 전기전자 소자에 전달하며 전도성 물질을 포함하여 구성되어 있다. 제2 리드 단자(300)는 제1 리드 단자(200)와 소정거리 이격되어 배치되는데, 본 실시예에서는 원형 박스 형상의 하우징(100)에서 제1 리드 단자(200)가 형성된 밑면과 반대방향의 밑면에 형성된다. 이 때 제2 리드 단자(300)는 하우징 밑면을 관통하여 삽입된 형태로 배치될 수 있고(도 2 참조), 밑면에 이격되어 배치될 수도 있다. 즉 스핀들(400)이 이동하여 제2 리드 단자(300)와 접속 또는 단락할 수 있는 위치라면 어떠한 위치도 가능하다. 제2 리드 단자(300)는 스핀들(400)에 의해 제1 리드 단자(200)와 접속 또는 단락하게 된다. 제2 리드 단자(300)는 스핀들(400)을 통해서 제1 리드 단자(200)와 전기적으로 접속되어야 하는데, 따라서 제1 리드 단자(200)와 전기적으로 접속된 하우징(100)과 절연되어 배치되어야 한다. 이를 위해 제2 리드 단자(300)가 배치되는 하우징(100)의 일측은 도 2에 도시된 바와 같이 개구된 형상으로 마련되고 제2 리드 단자(300)가 하우징(100)에서 이격되어 배치될 수 있다. 이 때 제2 리드 단자(300)가 지나가는 하우징(100) 면에 절연물을 코팅할 수 있다. 물론 제2 리드 단자(3000)도 스핀들(400)과 접속하는 부분을 제외하고서 절연물로 코팅할 수 있다. 또한 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(100)과 제2 리드 단자(300) 사이에 절연체(130)를 배치하여 절연체(130)에 의해 절연시킬 수도 있다. 예컨대 절연체로 세라믹 애자 등이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 제2 리드 단자(300)의 형상이 막대 형태로 구비되어 있으나 이에 한정되지 않고, 스핀들(400)과 전기적으로 접속할 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 가능하다.

스핀들(400)은 제1 리드 단자(200)와 제2 리드 단자(300)를 접속 또는 단락시키기 위한 수단으로서, 하우징(100)의 내부에 구비된다. 스핀들(400)은 길이방향으로 연장형성된 하우징(100)과 마찬가지로 길이방향으로 연장형성된 축 형태로 구비될 수 있다. 스핀들(400)은 길이방향과 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있는데, 하우징(100)의 단면 형상과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 원형 박스 형태의 하우징(100)을 따라 형성된 원통 형상으로 형성되어 원통 형상의 속이 찬 형태로 예시되었으나 속이 비어 있는 형태로 형성되어도 무방하다. 스핀들(400)은 탄성부재(500)를 통해 제1 리드 단자(200)와 전기적으로 접속되어 있으며, 이를 위해 전도성 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 스핀들(400)은 탄성부재(500)에 의해 하우징(100) 내부를 길이방향으로 왕복하면서 제2 리드 단자(300)와 단속(斷續), 즉 전기적으로 접속되거나 단락된다. 따라서 스핀들(400)이 제2 리드 단자(300)와 접속 또는 단락되는 것에 따라 제1 리드 단자(200)와 제2 리드 단자(300)가 접속 또는 단락하게 된다. 스핀들(400)은 측면의 적어도 일부에 탄성부재(500)를 지지할 수 있는 지지부(410)가 형성되어 탄성부재(500)와 연결될 수 있다. 지지부(410)는 스핀들(400) 측면에 스핀들(400) 축 방향과 수직방향으로 돌출 형성될 수 있다. 지지부(410)는 스핀들(400) 측면의 둘레를 따라 연속적으로 형성될 수 있고(도 1 참조), 스핀들(400) 측면에 불연속적으로 형성될 수도 있다. 즉 스핀들(400)이 탄성부재(500)와 접속할 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 가능하다. 또한 제2 리드 단자(300)와 접하게 되는 스핀들(400)의 끝단은 도 4에 도시된 바와 같이 소정 곡률반경을 갖는 볼록한 형상인 것이 바람직하다. 스핀들(400) 끝단에 볼록한 만곡부가 형성되는 경우에는 스핀들(400)에 유격이 발생하더라도 스핀들(400) 끝단과 제2 리드 단자(300)의 접하는 면적이 일정하게 유지되어 일정한 접점저항을 유지할 수 있기 때문이다. 예를 들면 도 4의 (a)와 같이 스핀들(400)의 유격이 없을 때에는 접점 M을 중심으로 소정 면적에서 접하고, 도 4의 (b)와 같이 유격이 있을 때에는 접점 N을 중심으로 소정면적에서 접하게 된다. 이 때 스핀들(400) 끝단에 볼록한 만곡부가 형성되는 경우에는 접점이 달라지더라도 접하는 면적이 일정하게 유지될 수 있다.

탄성부재(500)는 제2 리드 단자(300)와 스핀들(400)을 접속 또는 단락시키기 위한 수단이다. 탄성부재(500)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 하우징(100)의 길이방향으로 인장되거나 압축되도록 배치된다. 탄성부재(500)는 일단이 하우징(100) 내부 일측과 연결되어 제1 리드 단자(300)와 전기적으로 접속되는데, 본 실시예에서는 하우징(100)의 밑면 또는 걸림턱(120)과 연결된다. 그리고 탄성부재(500)의 타단은 스핀들(400) 일측과 연결되어 전기적으로 접속되어 있는데, 본 실시예에서는 스핀들(400)의 지지부에 연결된다. 탄성부재(500)는 전도성 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 형상기억합금으로 형성될 수 있다. 탄성부재(500)는 하우징(100) 내부 공간에 복수개 설치될 수 있다. 예컨대, 탄성부재(500)는 코일 형태의 제1 스프링(510) 및 제 2 스프링(520)을 포함하여 구성되어 스핀들(400)을 감싸도록 배치된다. 제1 스프링(510)은 하우징(100) 내부 공간의 하부 즉, 하우징 밑면과 스핀들의 지지부(410) 사이에 위치하며, 제2 스프링(520)은 하우징(100) 내부공간의 상부, 즉 스핀들 지지부(410)와 하우징 걸림턱(120) 사이에 위치할 수 있다. 이 때 제1 스프링(510) 및 제2 스프링(520) 중 적어도 하나는 형상기억합금으로 구성될 수 있다. 예컨대 제2 스프링(520)이 형상기억합금으로 제조될 수 있다.

또한 탄성부재(500)는 탄성력 있는 재료의 굽힘 탄성을 이용할 수 있도록 플레이트 형상으로 형성된 판스프링으로 구성될 수 있다(도 8 참조). 이 경우 제1 판스프링(530) 및 제2 판스프링(540)을 포함하여 구성되며, 본 실시예에서의 판스프링(530, 540)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 판스프링의 신축방향과 교차하는 방향으로 굽은 형상, 즉 C 자형 또는 누운 M 자형 형상으로 커브를 이루는 플레이트로 이루어진 것을 예시한다. 판스프링은 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 굽힘 탄성을 이용할 수 있는 다양한 형상으로 변경가능하다. 제1 판스프링(530) 및 제2 판스프링(540)은 스핀들(400) 밑면부와 하우징(100) 내측 밑면부 사이에 나란히 위치할 수 있다. 제1 판스프링(530) 및 제2 판스프링(540) 중 적어도 하나는 장력이 우수한 스테인레스 계열 스프링으로 구성될 수 있다. 예컨대 제1 판스프링(530)은 스테인레스 계열 스프링으로 제조되어 온도에 따라 일정장력을 유지할 수 있으며, 제2 판스프링(540)은 전기전도도가 우수한 금속, 예를 들면 구리로 제조되어 하우징(100)과 스핀들(400) 사이의 통전 및 지지 역할도 수행할 수 있다. 또한 판스프링은 전체 저항값을 낮추기 위해 일자로 형성되어 배치될 수도 있다.

본 실시예에서는 탄성부재(500)를 코일 형태의 스프링 또는 판스프링으로 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 리드 단자(300)를 접속 또는 단락시킬 수 있는 다양한 형상으로 구비될 수 있다.

지지부(410)와 탄성부재(500)가 맞닿는 부분에는 탄성부재(500)가 잘 고정될 수 있도록 스프링의 형상을 따라 함몰된 이탈방지홈(110)이 형성될 수 있다. 이탈방지홈(110)이 형성되는 경우 제1 스프링(510) 또는 제2 스프링(520)이 흔들리지 않고 안정감 있게 인장 또는 압축하도록 한다. 지지부(410)에 형성되는 이탈방지홈홈은 하우징홈(110a)과 대향하는 방향에 형성되는 제1 지지부홈(110c)과, 걸림홈(110b)과 대향하는 방향에 형성되는 제2 지지부홈(110d)을 포함하여 구성될 수 있다. 지지부(410)에 형성되는 이탈방지홈(110c, 110d)은 전술한 하우징(100)에 형성되는 이탈방지홈(110a, 110b)과 기술적 특징이 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다. 또한 이탈방지홈(110)에 보다 단단히 고정시킬 수 있도록 체결부재(미도시)를 이용하여 탄성부재(500)를 체결시킬 수 있다. 본 실시예에서는 예를 들어 형상기억합금으로 이루어진 제2 스프링(520)이 압축된 상태로 스핀들(400)에 삽입배치되고, 은막 도금한 일반 금속으로 이루어진 제1 스프링(510)이 압축된 상태로 스핀들(400)에 삽입배치될 수 있다. 각 스프링에는 일정 수준의 인장력이 요구되는데, 제1 스프링(510)의 인장력이 제2 스프링(520)의 인장력보다 큰 경우 제1 스프링(510)의 인장력에 의해 스핀들(400)이 제2 리드 단자(300)에 맞닿을 수 있다. 일정 수준의 전류에서는 제1 스프링(510)의 인장력에 의해 스핀들(400)이 제2 리드 단자(300)에 전기적으로 접속되어 있다. 과전류가 흐르는 경우에는 스프링에 열이 가해지고, 특히 형상기억합금으로 된 제2 스프링(520)에 열이 가해져서 전이(변태)온도 이상 올라가면, 제2 스프링(520)은 인장된 형태로 변형하게 된다. 제2 스프링(520) 인장에 의해 제1 스프링(510)은 압축되고 결국 지지부(410)를 통해 스프링들에 연결된 스핀들(400)은 제2 리드 단자(300) 반대 방향으로 이동하여 제2 리드 단자(300)와 스핀들(400)이 단락하게 된다.

탄성부재(400)가 제1 판스프링(530) 및 제2 판스프링(540)으로 구비되어 하우징(100) 내측 밑면부와 스핀들(400) 밑면부 사이에 나란히 위치하는 경우, 판스프링(530, 540)이 흔들리지 않고 안정감 있게 인장 또는 압축할 수 있도록 이탈방지홈(100 : 100a, 100e)이 형성될 수 있는데, 하우징(100) 내측 밑면부에는 하우징홈(110a)이 형성되고, 스핀들(400) 밑면부에는 하우징홈(110a)에 대향하여 스핀들홈(110e)이 더 형성될 수 있다. 스핀들홈(110e)은 전술한 하우징홈(110a)과 기술적 특징이 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 도 7에서 제1 판스프링(530)의 양단부는 각각 하우징홈(110a)과 스핀들홈(110e)에 안착되고, 제2 판스프링(540)의 양단부는 각각 하우징 내측 밑면부와 스핀들 밑면부에 결합된 것으로 나타내었지만, 제1 판스프링(530) 및 제2 판스프링(540) 모두 하우징홈(110a)과 스핀들홈(110e)에 안착된 형태로 구비될 수 있다. 그리고 이탈방지홈이 형성된 경우에는 판스프링 양단에 이탈방지홈(100a, 100e)에 장착될 수 있는 이탈방지부(531a, 531b)가 형성될 수 있다. 이탈방지부는 도 8의 (a) 도시된 바와 같이 판스프링의 양단에 볼록하게 돌출된 형태로 형성될 수도 있고, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 이탈방지홈에 끼움결합하도록 형성되어 탈착가능하게 구비될 수도 있다. 탄성부재(400)가 판스프링(530, 540)으로 구비된 경우에도 전술한 코일 형태의 스프링(510, 520)의 경우와 동일한 원리로 인장 또는 압축하므로, 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 반복형 퓨즈는 제2 리드 단자(300)가 배치되는 하우징(100) 측에 배치되어 하우징(100)과 제2 리드 단자(300)를 절연시키는 절연체(130)를 더 구비할 수 있다. 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 절연체(130)가 하우징(100) 내측에 형성되어 제2 리드 단자(300)를 감싸 하우징(100)과 절연시키고, 제2 리드 단자(300)를 단단하게 고정시키는 역할을 한다. 절연체(130)가 구비되는 경우 탄성부재(500)의 일단이 절연체(130)에 고정될 수 있으며, 탄성부재(500)와 맞닿는 절연체(130) 부분에는 하우징(100)과 마찬가지로 이탈방지홈(110b)이 형성될 수 있다(도 3 참조).

본 실시예에 따른 반복형 퓨즈는 스핀들(400) 밑면부와 하우징(100) 내측 밑면부를 연결하는 연결 와이어(600)를 더 구비할 수 있다. 연결 와이어(600)는 스핀들(400)과 하우징(100)을 연결하여 지지하고 있기 때문에, 스핀들(400)이 탄성부재(500)에 의해 이동하더라도 스핀들(400)의 유격이나 흔들림을 감소시킬 수 있다. 또한 연결 와이어(600)가 금속과 같은 전도성 물질로 이루어진 경우 스핀들(400)과 하우징(100) 사이를 통전하는 역할을 한다.

하우징(100) 내측 밑면부에 접점판(700)이 더 구비될 수 있다. 접점판은 얇은 금속 플레이트로서, 스핀들(400)과 하우징(100)이 전기전 접촉을 더 용이하게 해준다. 접점판(700)이 구비되는 경우에는 연결 와이어(600)가 하우징 내측 밑면부가 아닌 접점판에 연결될 수 있다.

상기 예시에서는 탄성부재(제1 및 제2 스프링)의 안정적 설치를 위한 이탈방지홈(110)이 하우징(100), 절연체(130) 등에 형성되어 제1 스프링(510)의 하부측 및 제2 스프링(520)의 상부측에 각각 형성되는 것을 예시하였으나, 이러한 이탈방지홈(110)의 형성위치는 다양하게 변경할 수 있다. 또한 스핀들에 형성된 이탈방지홈(110) 역시 지지부(420)에 형성되는 것을 예시하였으나, 이탈방지홈(110)의 형성위치는 스핀들(400) 표면에서 다양하게 변경될 수 있다. 또한 이탈방지홈(110)의 형상은 도 5에 도시된 바와 같이 다양하게 변경되어 실시될 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 반복형 퓨즈의 작동 상태에 대해 설명한다.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 반복형 퓨즈의 작동을 나타내는 작동상태도이다. 도 6의 (a)는 일정한 전류가 인가되는 경우의 상태를 나타내며, 도 6의 (b)는 과전류가 인가되는 경우의 상태를 나타낸다.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 스프링(510) 및 제2 스프링(520)의 인장력의 상호작용에 의해, 스프링에 연결된 스핀들(400)이 제2 리드 단자(300)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 리드 단자(200)를 통해 기준치 이하의 전류가 인가되는 경우에는 제1 리드 단자(200)에 접속된 하우징(100)과 제1 스프링(510) 및 제2 스프링(520)을 통해 스핀들(400)로 전류가 흐른다. 또한 스핀들(400)이 제2 리드 단자(300)에 접속되어 있으므로 회로가 구성되어 전기전자 소자 쪽으로 전류가 흐르게 된다.

제1 리드 단자(200)에 기준치를 초과하는 과전류가 흐르는 경우에는 이와 접속된 제1 스프링(510) 및 제2 스프링(520)에도 과전류가 흐르고, 스프링들이 갖는 저항값에 의해 스프링들에 열이 전달되어 온도가 상승한다. 특히 형상기억합금으로 된 제2 스프링(520)에 열이 전달되면 원래 형상인 인장된 스프링 형태로 복귀한다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 제2 스프링(520)이 인장되면서 그 인장력에 의해 스핀들(400)은 제1 스프링(510)이 위치된 방향으로 이동하며, 이에 따라 제1 스프링(510)이 압축하게 된다.

이와 같이 제2 스프링(520)의 인장에 의해 스핀들(400)이 제2 리드 단자(300)와 단락이 되며, 제1 리드 단자(200)와 제2 리드 단자(300) 사이에는 전류가 흐르지 않는다. 이 때, 이러한 동작을 위해 제2 스프링(520)이 전이(변태) 온도 이하일 때의 인장력은 제1 스프링(510)의 인장력보다 작으며, 제2 스프링(520)이 전이(변태) 온도 이상일 때의 인장력은 제1 스프링(520)의 인장력보다 큰 것이 바람직하다.

이후, 스핀들(400)과 제2 리드 단자(300)의 단락에 의해 제2 스프링(520)에 전류가 흐르지 않으므로, 제2 스프링(520)의 온도는 내려가게 된다. 온도가 내려간 제2 스프링(520)은 온도에 의해 발생된 인장력이 소멸하고, 인장력이 소멸되면 제1 스프링(510)의 인장력에 의해 제2 스프링(520)은 다시 압축된다. 이에 따라 스핀들(400)이 이동하여 제2 리드 단자(300)에 다시 전기적으로 접속된다.

이와 같이 제1 스프링(510)과 제2 스프링(520)은 인장과 압축을 반복하게 되는데, 제1 스프링(510)의 양단은 각각 하우징(100)의 이탈방지홈(110a), 지지부(410)의 안착홈(420)에 의해 지지되어 제1 스프링(510)이 신축을 반복하더라도 제1 스프링(510)이 원래 위치에서 유격되거나 흔들리지 않는다. 제2 스프링(520) 양단 역시 각각 하우징(100)의 이탈방지홈(110b), 지지부(410)의 안착홈(420)에 의해 지지되어 제2 스프링(520)이 신축을 반복하더라도 제2 스프링(520)이 원래 위치에서 유격되거나 흔들리지 않는다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

100 : 하우징 110 : 이탈방지홈
120 : 걸림턱 130: 절연체
200 : 제1 리드 단자 300 : 제2 리드 단자
400 : 스핀들 410 : 고정부
510 : 제1 스프링 520 : 제2 스프링

Claims

내부공간을 갖는 하우징;
상기 하우징 일측에 배치되는 제1 리드 단자;
상기 하우징과 절연되어 하우징 타측에 배치되는 제2 리드 단자;
상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 전기적으로 접속되며 상기 제2 리드 단자와 단속(斷續)되는 스핀들;
상기 하우징 내부에 설치되어 상기 스핀들과 연결되며, 상기 제2 리드 단자와 스핀들을 단속시키는 탄성부재; 및
상기 하우징 내측에 형성되며, 상기 탄성부재 일부가 안착되어 탄성부재의 유격을 방지하는 이탈방지홈;을 포함하는 반복형 퓨즈.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징과 상기 제2 리드 단자 사이에 배치되어 상기 하우징과 상기 제2 리드 단자를 절연시키는 절연체를 더 구비하는 반복형 퓨즈.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징 내주면 일측에 돌출형성되는 걸림턱을 포함하는 반복형 퓨즈.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 이탈방지홈은 하우징 내측 밑면부에 형성되는 하우징홈과, 상기 하우징홈과 대향하며 상기 절연체의 일면 또는 걸림턱에 형성되는 걸림홈을 포함하는 반복형 퓨즈.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스핀들 몸체의 외주면 일측에 돌출 형성되며, 상기 탄성부재를 스핀들에 지지시키는 지지부를 더 포함하는 반복형 퓨즈.
청구항 5에 있어서,
상기 이탈방지홈은 지지부의 적어도 일측에 형성되는 반복형 퓨즈.
청구항 5에 있어서,
상기 이탈방지홈은 상기 하우징의 내면, 하우징의 걸림턱, 상기 절연체, 또는 상기 스핀들의 지지부에 적어도 두 군데 이상 형성되는 반복형 퓨즈.
청구항 1에 있어서,
상기 이탈방지홈은 만곡된 형상 또는 수직단면부가 다각형 형상으로 함몰되어 형성되는 반복형 퓨즈.
청구항 1에 있어서,
상기 이탈방지홈은 내부보다 입구가 더 좁은 반복형 퓨즈.
청구항 1에 있어서,
상기 스핀들의 끝단은 볼록한 만곡부로 형성되는 반복형 퓨즈.
청구항 1에 있어서,
상기 스핀들 밑면부와 상기 하우징 내측 밑면부를 연결하는 연결 와이어를 더 구비하는 반복형 퓨즈.
청구항 1에 있어서,
하우징 내측 밑면부에 배치되는 접점판을 더 구비하는 반복형 퓨즈.
청구항 5에 있어서,
상기 탄성부재는 제1 스프링 및 제2 스프링을 포함하며,
제1 스프링 및 제2 스프링 중 적어도 하나는 형상기억합금을 포함하는 반복형 퓨즈.
청구항 13에 있어서,
상기 제1 스프링 및 제2 스프링은 상기 스핀들의 지지부를 경계로 분리 배치되어 스핀들을 감싸는 반복형 퓨즈.
청구항 14에 있어서,
상기 제1 스프링은 하우징 내측 밑면부와 지지부 사이에 위치하며,
상기 제2 스프링은 절연체의 일면과 지지부 사이 또는 걸림턱과 지지부 사이에 위치하는 반복형 퓨즈.
청구항 15에 있어서,
상기 이탈방지홈은
상기 하우징 내측 밑면부에 형성되는 하우징홈;
상기 하우징홈에 대향하며, 상기 절연체의 일면 또는 걸림턱에 형성되는 걸림홈;
상기 하우징홈에 대향하며, 상기 지지부의 일측에 형성되는 제1 지지부홈; 및
상기 걸림홈에 대향하며, 상기 지지부의 일측에 형성되는 제2 지지부홈;을 포함하는 반복형 퓨즈.
청구항 5에 있어서,
상기 탄성부재는 제1 판스프링 및 제2 판스프링을 포함하는 반복형 퓨즈.
청구항 17에 있어서,
제1 판스프링 및 제2 판스프링은 상기 스핀들 밑면부와 하우징 내측 밑면부 사이에 나란히 위치하는 반복형 퓨즈.
청구항 18에 있어서,
상기 이탈방지홈은
상기 하우징 내측 밑면부에 형성되는 하우징홈;
상기 하우징홈에 대향하며, 상기 스핀들 밑면부에 형성되는 스핀들홈;을 포함하는 반복형 퓨즈.
청구항 19에 있어서,
상기 제1 판스프링 및 제2 판스프링의 양단에는 이탈방지부가 구비되어 상기 하우징홈 및 스핀들홈에 각각 장착되는 반복형 퓨즈.