KR20130031903A

KR20130031903A - 퓨즈 유닛

Info

Publication number: KR20130031903A
Application number: KR1020137001695A
Authority: KR
Inventors: 신야 오노다; 요시노리 이시카와
Original assignee: 야자키 소교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2013-03-29
Also published as: DE112011102540B4; US9607798B2; CN103038852B; WO2012014491A1; US20130181806A1; KR101416560B1; JP2012033318A; CN103038852A; DE112011102540T5; JP5632672B2; BR112013002228A2

Abstract

퓨즈 유닛은 전원측 단자(3)와 복수의 부하측 단자(5a, 5b) 사이에 배치된 복수의 가용부(6)를 포함하는 버스바(2); 및 버스바(2)를 인서트 부품으로서 인서트 성형하여 형성된 절연 수지부를 포함하고 있다. 절연 수지부(10)는 가용부로부터 전원측 단자측의 외주에 배치된 제1 수지부(11); 가용부로부터 부하측 단자측의 외주에 배치된 제2 수지부(12); 및 각 가용부(6)의 외측의 위치에서 제1 수지부 및 제2 수지부를 연결하는 복수의 연결부(13a, 13e)를 포함하고 있다. 각 연결부는 절연 수지부보다 낮은 열수축율을 갖고 있고 절연 수지부보다 강한 강도를 갖고 있는 보강부(7)가 인서트 부품이 되도록 형성되었다. 보강부(7)는 버스바(2)를 이용하여 설치되어 있다.

Description

퓨즈 유닛{FUSE UNIT}

본 발명은 가용부를 갖는 버스바의 외주에 절연 수지부를 인서트 성형에 의해 형성하는 퓨즈 유닛에 관한 것이다.

최근에, 전장품의 수가 증가함에 따라, 자동차에 탑재되고 다수의 가용부를 갖는 다양한 퓨즈 유닛이 제안되어 있다(특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조). 종래의 퓨즈 유닛의 하나의 예가 도 1 내지 도 3d에 도시되어 있다.

도 1에서, 퓨즈 유닛(50)은 도전성의 금속판으로 형성된 버스바(51); 및 버스바(51)의 외주의 적소에 배치된 절연 수지부(60)를 포함하고 있다. 도 2에 상세하게 도시된 바와 같이, 버스바(51)는 전원측 단자(52)를 갖는 도전성 플레이트부(53); 복수의 부하측 단자(54); 및 도전성 플레이트부(53)와 각 부하측 단자(54) 사이에 있는 복수의 가용부(55)를 포함하고 있다. 일부의 부하측 단자(54)는 절연 수지부(60)에 의해 고정된 고정 볼트(56)를 갖고 있다. 각 가용부(55)는 각 부하측 단자(54)보다 좁은 폭을 갖고 있고 크랭크 형상으로 구부러져 있다. 각 가용부(55)의 폭 치수는 각각의 정격전류 및 전압값에 기초하여 설정되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 절연 수지부(60)는 전원측 단자(52)를 포함하는 도전성 플레이트부(53)의 외주에 배치된 제1 수지부(61); 부하측 단자(54)의 외주에 배치된 제2 수지부(62); 및 제1 수지부(61) 및 제2 수지부(62)를 복수의 가용부(55)의 외측 위치에서 연결하는 복수의 연결부(63)를 포함하고 있다.

각 연결부(63)에 의해 각 가용부(55)를 노출하는 창부(64)가 각각 설치되어 있다. 따라서, 가용부(55)의 용단의 유무를 시각적으로 확인할 수 있다.

특허문헌 2에는 종래예와 동일한 구성의 퓨즈 유닛이 개시되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특개 2007-59255호 공보

[특허문헌 2] 일본 특개 2001-297683호 공보

그러나, 종래의 퓨즈 유닛(50)에서, 절연 수지부(60)는 인서트 성형에 의해 형성되기 때문에, 수지 성형 후의 열 수축에 기인하는 응력이 버스바(51)에 작용한다. 특히, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 각 연결부(63)는 수지재에 의해서만 형성되어 있기 때문에, 도 3d의 가상선에 의해 볼 수 있는 바와 같이 크게 변형한다. 그래서, 연결부(63)의 근방에 위치하고 다른 부분에 비해 보다 낮은 기계 강도를 갖는 가용부(55), 특히 가장 좁은 폭을 갖는 가용부(55)의 최협부에 큰 응력 집중이 발생된다. 이러한 응력 집중이 가용부(55)(특히, 최협부)에 발생될 때, 용단 특성이 변할 가능성이 높다. 가용부(55)의 최협부가 용단 특성을 퀵 블로화할 필요가 있기 때문에, 최협부는 보다 넓은 폭을 갖도록 형성될 수 없다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 각 연결부(63)는 수지재로 형성되기 때문에 그 기계적 강도는 약하다는 문제가 있다. 그래서, 메이팅 단자(도시되지 않음)가 고정 볼트(56)를 갖는 부하측 단자(54)에 체결될 때, 체결력에 의해 연결부(63)가 파손될 수 있다. 여기에서, 연결부(63)의 강도를 증가시키기 위해 그 두께 치수를 증가시키는 것을 생각해볼 수 있다. 그러나, 연결부(63)의 두께 치수가 증가될 때, 수지 성형후의 수지 수축량은 증가되고, 가용부(55)의 응력 집중 역시 증가된다. 따라서, 연결부(63)의 두께를 증가시키는 것이 불가능하다.

본 발명은 상술된 문제를 해결하기 위한 것이고, 본 발명의 목적은 수지 성형후의 열수축으로부터 기인한 가용부의 응력 집중을 최소화하고 연결부의 기계 강도를 향상시키는 가용부를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 전원측 단자와 복수의 부하측 단자의 각각 사이에 배치된 복수의 가용부를 포함하는 버스바; 및 상기 버스바를 인서트 부품으로서 사용하여 인서트 성형에 의해 형성된 절연 수지부;를 포함하고, 상기 절연 수지부는 상기 복수의 가용부로부터 상기 전원측 단자측의 외주에 배치된 제1 수지부; 상기 복수의 가용부로부터 상기 부하측 단자측의 외주에 배치된 제2 수지부; 및 상기 가용부의 각각의 외측 위치에서 상기 제1 수지부와 상기 제2 수지부를 연결하는 복수의 연결부를 포함하고, 상기 연결부의 각각은 상기 절연 수지부보다 낮은 열수축율을 갖고 있고 상기 절연 수지부보다 강한 강도를 갖는 보강부가 인서트 부품이 되도록 형성된 퓨즈 유닛이 제공된다.

보강부는 상기 버스바에 설치되는 것이 바람직하다. 보강부는 연결부와 동일한 폭을 갖고 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라, 연결부가 낮은 열수축재인 보강부와 수지재로 형성되기 때문에, 연결부에서의 수지 성형후의 열수축량은 감소된다. 또한, 연결부가 수지재만이 사용되는 경우와 비교하여 강한 기계 강도를 갖는 보강부와 수지재로 형성되기 때문에, 기계 강도가 증가된다. 이로 인해, 수지 성형후의 열수축으로부터 기인한 가용부의 응력 집중은 최소화되고, 연결부의 기계 강도 역시 향상된다.

도 1은 종래의 퓨즈 유닛의 정면도이다.
도 2는 종래의 버스바의 사시도이다.
도 3a는 종래의 연결부의 정면도이다.
도 3b는 도 3a의 A3-A3 단선면도이다.
도 3c는 도 3a의 B3-B3의 단선면도이다.
도 3d는 수지 성형후의 종래의 연결부의 수축 상태를 설명하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 퓨즈 유닛의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 퓨즈 유닛의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 버스바의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 버스바의 정면도이다.
도 8은 도 5의 M부 확대도이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 연결부의 정면도이다.
도 9b는 도 9a의 A1-A1 단선면도이다.
도 9c는 도 9b의 B1-B1 단선면도이다.
도 9d는 수지 성형후의 본 발명의 실시예에 따른 연결부의 수축 상태를 설명하는 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 변형예에 따른 연결부의 정면도이다.
도 10b는 도 10a의 A2-A2 단선면도이다.
도 10c는 도 10a의 B2-B2 단선면도이다.
도 10d는 수지 성형후의 본 발명의 변형예에 따른 연결부의 수축 상태를 설명하는 단면도이다.

본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명될 것이다.

실시예

도 4 내지 도 9d는 본 발명의 실시예를 보여준다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 퓨즈 유닛(1)은 차량 탑재용으로 되어 있고, 소위 배터리(도시되지 않음)에 직접 부착되어 있다. 퓨즈 유닛(1)은 도전성 금속판으로 형성된 버스바(2); 및 버스바(2)의 외주의 적소를 덮도록 배치된 절연선 수지부(10)를 포함하고 있다.

도 6 및 도 7에 상세하게 도시된 바와 같이, 버스바(2)는 사전결정된 형상을 갖는 도전성 금속판을 구부림으로써 형성된다. 버스바(2)는 전원측 단자(3)을 갖고 있는 도전성 플레이트부(4); 복수의 부하측 단자(5a, 5b); 도전성 플레이트부(4)와 각 부하측 단자(5a, 5b) 사이에 삽입된 복수의 가용부(6); 및 인접한 가용부(6) 사이에 배치된 복수의 보강부(7)를 포함하고 있다. 도 6 및 도 7은 버스바(2)의 인서트 성형전의 형태를 도시하고 있고, 인접한 부하측 단자(5a, 5b)는 조인트부(8)에 의해 연결되어 있다.

전원측 단자(3)는 볼트 삽통 구멍(3a)를 갖고 있다. 배터리 포스트 및 배터리 접속 단자등의 메이팅 단자(도시되지 않음)가 볼트 삽통 구멍(3a)을 사용하여 볼트와 너트의 고정에 의해 전원측 단자(3)에 접속되어 있다.

도전성 플레이트부(4)는 중간 위치에서 실질상 직각으로 구부러져 있다. 따라서, 퓨즈 유닛(1)은 배터리(도시되지 않음)의 상면 및 측면의 양방을 따라 배치되어 있다.

부하측 단자(5a, 5b)는 서로 간격을 두고 병렬로 배치되어 있다. 부하측 단자(5a, 5b)는 그 중앙 위치에서의 2개가 탭 단자 형태를 갖고 있고 내외측의 2개는 체결 단자의 형태를 갖고 있다. 탭 단자 형태의 각 부하측 단자(5a)에는, 커넥터 하우징부(12a)가 절연 수지부(10)의 인서트 성형에 의해 제공되어 있다. 부하측의 메이팅 단자(도시되지 않음)는 탭 단자의 형태의 각 부하측 단자(5a)에 커넥터에 의해 접속되어 있다. 체결 단자의 형태의 부하측 단자(5b)는 볼트 삽통 구멍(15)을 갖고 있다. 체결 단자의 형태의 부하측 단자(5b)에는, 볼트 삽통 구멍(15)을 사용하여 절연 수지부(10)를 인서트 성형함으로써 고정 볼트(9)가 제공되어 있다. 부하측 단자(5b)에는 너트 체결에 의해 부하측의 메이팅 단자(도시되지 않음)가 접속되어 있다.

도 8 및 도 9d에 상세하게 도시된 바와 같이, 각 보강부(7)는 도전성 플레이브부(4)로부터 부하측 단자(5a, 5b)로 뻗도록 제공되어 있다. 보강부(7)는 부하측 단자(5a, 5b)에 연결되어 있지 않다. 보강부(7)는 각각, 절연 수지부(10)의 연결부(13b 내지 13d)에 상응하는 위치에 배열되어 있고, 보강부(7)는 절연 수지부(10)가 인서트 성형될 때 삽입 부품으로서 사용된다. 각 보강부(7)는 절연 수지부(10)보다 낮은 열 수축율을 갖고 있고 절연 수지부(10) 보다 강한 강도를 갖고 있다. 보강부(7)는 연결부(13b 내지 13d)보다 좁은 폭을 갖도록 설정되어 있다. 따라서, 보강부(7)의 측단면은 연결부(13b 내지 13d)의 측단면으로부터 D(도 9c에 표시됨)만큼 내측에 위치한다.

가용부(6)는 서로 간격을 두고 병렬로 배치되어 있다. 각 가용부(6)는 각 부하측 단자(5a, 5b)보다 좁은 폭을 갖고 있고, 크랭크 형상으로 구부러져 있다. 각 가용부(6)의 폭 치수는 각각의 정격 전류 및 전압값에 기초하여 설정되어 있다. 3개의 가용부(6)에는 크림프부(6a)가 설치되어 있다. 각 크림프부(6a)에 저 융점 금속(예를 들어, 주석)(6b)이 크림핑에 의해 고정되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 절연 수지부(10)는 전원측 단자(3)을 포함하는 도전성 플레이트부(4)의 외주에 배치된 제1 수지부(11); 부하측 단자(5a, 5b)의 외주에 배치된 제2 수지부(12); 및 제1 수지부(11)와 제2 수지부(12)를 가용부(5a, 5b)의 외측 위치에서 연결하는 복수의 연결부(13a 내지 13e)를 포함하고 있다.

제2 수지부(12)에서, 탭 단자의 형태의 부하측 단자(5a) 주위에는 커넥터 하우징부(12a)가 설치되어 있다.

인접한 연결부(13a 내지 13e) 사이에는, 각 가용부(6)가 노출된 장부(14)가 각각 설치되어 있다. 따라서, 각 가용부(6)의 용단의 유무를 관찰할 수 있다. 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, 양단을 제외한 연결부(13b 내지 13d)에는, 버스바(2)의 보강부(7)가 각각 내장되어 있다. 즉, 3개의 연결부(13b 내지 13d)는 보강부(7)와 수지재의 이중 구조이다.

도 8에 상세하게 도시된 바와 같이, 3개의 연결부(13b 내지 13d)는 제1 수지부(11)의 하단면과 제2 수지부(12)의 상단면 사이의 L을 연결한다. 여기에서, 연결부(13b 내지 13d)의 하단측은 제2 수지부(12)의 상단면으로부터의 치수 L1이 제한으로써 제2 수지부(12)내로 삽입되도록 설치된다.

이제 퓨즈 유닛의 제조 방법을 간략하게 설명한다. 먼저 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 사전결정된 형상을 갖는 버스바(2)는 도전성 금속재를 펀칭 가공함으로써 제조된다.

그다음, 버스바(2)의 각 가용부(6)를 크림핑함으로써 고정된다. 그다음, 버스바(2)의 각 조인트부(8)가 절단된다.

다음으로, 버스바(2) 및 고정 볼트(9)가 수지 성형을 위해 금형(도시되지 않음)내에 세팅되고, 버스바(2) 및 고정 볼트(9)를 인서트 부품으로서 사용하여 인서트 성형을 행한다. 따라서, 버스바(2)의 외측의 적소를 덮고, 가용부(6)가 노출되는 창부(14)를 갖는 절연 수지부(10)가 형성된다. 이러한 방법으로, 도 4 및 도 5에 도시된 퓨즈 유닛의 제조가 완료된다.

상술된 바와 같이, 퓨즈 유닛(1)은 가용부(6)의 외측의 위치에 제1 수지부(11)와 제2 수지부(12)를 연결하는 연결부(13a 내지 13e)를 갖고 있고, 연결부(13b 내지 13d)는 절연 수지부(10)보다 낮은 열수축율을 갖고 있고 절연 수지부(10)보다 강한 강도를 갖는 보강부(7)가 인서트 부품으로서 형성되어 있다. 상술된 바와 같이, 연결부(13b 내지 13d)가 낮은 열수축재인 보강부(7)와 수지재로 형성되기 때문에 연결부(13b 내지 13d)에서의 수지 성형후에 생성된 열수축량은 감소된다. 즉, 종래예의 연결부의 연수축 치수가 "d"(도 3d에 도시됨)이라면, 이로 인한 열수축 치수는 치수 "d" 보다 작은 치수 "d1"(d1<d, 도 9d에 도시되어 있다)이 된다. 또한, 연결부(13b 내지 13d)가 강한 기계 강도를 갖는 보강부(7)와 수지재로 형성되기 때문에, 오직 수지재만이 사용되는 경우와 비교하여, 기계강도가 증가된다. 결과적으로, 수지 성형후의 열수축으로 얻어지는 가용부(6)의 응력 집중이 최소화되고, 연결부(13b 내지 13d)의 기계 강도 역시 향상된다.

보강부(7)는 버스바(2)를 사용하여 설치되어 있기 때문에, 보강부(7)를 위한 전용부재가 필요하지 않아서, 비용을 절감할 수 있다.

(변형예)

다음으로, 상기 실시예의 변형예를 설명한다. 이러한 변형은 상기 실시예와 비교하여 보강부(7A)의 구성만이 상위하다. 구체적으로, 보강부(7A)가 도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같이, 버스바(2)로부터 형성되어 있지만, 그 폭 치수는 연결부(13b)(도시되지 않음)의 폭과 동일하게 설정된다. 따라서, 보강부(7A)의 양측의 측단면은 연결부(13b)(도시되지 않음)의 측단면과 동일 평면이 된다.

다른 구성은 상기 실시예와 동일하므로 그 설명을 반복하지 않는다. 도 10a 내지 도 10d에서, 명확화를 위해 동일한 구성개소에는 동일 부호를 붙였다.

실시예에서와 같이, 변형예에서, 성형 수지후의 열수축으로 인한 가용부(6)의 응력 집중이 최소화되고, 연결부(13b)(도시되지 않음)의 기계 강도 역시 향상된다.

보강부(7A)가 도 10d에 도시된 바와 같이, 연결부(13b)와 동일한 폭을 갖고 있기 때문에, 연결부(13b)의 수지 성형후의 열수축량 d2(d2<d1)는 상기 실시예 보다 낮다. 따라서, 수지 성형우의 열수축으로 인해 가용부(6)의 응력 집중을 더 감소시킬 수 있다.

(기타)

상기 실시예에서는 보강부(7, 7A)가 버스바(2)를 사용하여 설치되어 있지만, 절연 수지부(10)보다 열수축율이 낮고 절연 수지부보다도 강도가 높다면 버스바(2) 이외의 부재를 사용하여도 된다.

상기 실시예에서, 보강부(7, 7A)가 인접 가용부(6) 사이에 위치된 연결부(13b 내지 13d)내에만 설치되어 있지만, 양단에 위치하는 연결부(13a, 13e)내에 설치될 수도 있다.

1 퓨즈 유닛 2 버스바
3 전원측 단자 5a, 5b 부하측 단자
6 가용부 7, 7A 보강부
10 절연 수지부 11 제1 수지부
12 제2 수지부

Claims

전원측 단자와 복수의 부하측 단자의 각각 사이에 배치된 복수의 가용부를 포함하는 버스바; 및
상기 버스바를 인서트 부품으로서 사용하여 인서트 성형에 의해 형성된 절연 수지부;를 포함하고,
상기 절연 수지부는 상기 복수의 가용부로부터 상기 전원측 단자측의 외주에 배치된 제1 수지부; 상기 복수의 가용부로부터 상기 부하측 단자측의 외주에 배치된 제2 수지부; 및 상기 가용부의 각각의 외측 위치에서 상기 제1 수지부와 상기 제2 수지부를 연결하는 복수의 연결부를 포함하고,
상기 연결부의 각각은 상기 절연 수지부보다 낮은 열수축율을 갖고 있고 상기 절연 수지부보다 강한 강도를 갖는 보강부가 인서트 부품이 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 퓨즈 유닛.
제1항에 있어서, 상기 보강부는 상기 버스바에 설치된 것을 특징으로 하는 퓨즈 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보강부는 상기 연결부와 동일한 폭을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 퓨즈 유닛.