KR20150066697A - 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈 - Google Patents

과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈 Download PDF

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KR20150066697A
KR20150066697A KR1020130152033A KR20130152033A KR20150066697A KR 20150066697 A KR20150066697 A KR 20150066697A KR 1020130152033 A KR1020130152033 A KR 1020130152033A KR 20130152033 A KR20130152033 A KR 20130152033A KR 20150066697 A KR20150066697 A KR 20150066697A
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KR
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lead terminal
elastic body
housing
thermal fuse
spindle
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KR1020130152033A
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김덕희
강종래
김진용
Original Assignee
(주)엠에스테크비젼
주식회사 진영정밀
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges

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Abstract

본 발명은, 내부공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자와, 상기 하우징의 타단에 배치되는 제2 리드 단자와, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈와, 상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈를 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하는 제1 탄성체를 포함하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 조립 및 제작이 간편하고 과열 및 과전류를 차단하여 전자기기를 안전하게 보호할 수 있다.

Description

과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈{Complex fuse for preventing over-heating and over-current}
본 발명은 퓨즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모바일폰(휴대폰), 충전기 등의 전자기기 내부에 장착되는 부품으로서 과열 및 과전류를 차단하여 전자기기를 안전하게 보호할 수 있고 조립 및 제작이 간편한 퓨즈에 관한 것이다.
일반적으로 전기를 이용하는 모든 전기전자 제품은 회로 내 비정상적인 과전류나 외부 써지 등에 따른 안전사고 혹은 전자기기의 고장 발생 가능성이 내재되어 있다. 이를 예방하기 위하여 전류휴즈 또는 일회용 온도퓨즈를 사용하고 있다.
최근 전자기기는 점차 소형화, 직접화되고 있어 기기 내 부품의 열화 등에 의한 회로단락 등 여러 가지 원인으로 인해 과전류나 과열 발생으로 기기의 화재나 폭발등의 안전사고 위험성도 나날이 증가하고 있다. 또한, 기후변화에 의해 낙뢰의 빈번한 발생과 이의 전력선을 통한 전자기기로의 유입으로 인해 써지 방호 대책도 점차 더 필요해지고 있다. 따라서, 과열, 과전류, 써지 등을 복합적으로 방호할 수 있는 안전부품의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1017995호 대한민국 등록특허 제10-0912215호 대한민국 등록특허 제10-1017996호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 조립 및 제작이 간편하고 과열 및 과전류를 차단하여 전자기기를 안전하게 보호할 수 있는 퓨즈를 제공함에 있다.
본 발명은, 내부공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자와, 상기 하우징의 타단에 배치되는 제2 리드 단자와, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 막대형 구조의 온도퓨즈와, 상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈를 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하는 제1 탄성체를 포함하며, 상기 제1 탄성체는 상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 온도퓨즈는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지거나 절연체에 전도성 금속 또는 금속 합금이 도금되어 있는 구조로 이루어지며, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 절연체가 외부로 노출되어 상기 온도퓨즈가 부도체로 변화됨으로써 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 제공한다.
상기 전도성 금속은 주석(Sn)이고, 상기 금속 합금은 주석 합금일 수 있다.
상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 하우징은 절연성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 상기 제1 리드 단자와 상기 온도퓨즈 사이에 구비되는 제2 탄성체를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 내부공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자와, 상기 하우징의 타단에 배치되는 제2 리드 단자와, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈와, 상기 하우징 내부에서 상기 제1 리드 단자와 상기 온도퓨즈 사이에 구비되는 스핀들과, 상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈와 상기 스핀들을 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체와, 탄성력에 의하여 상기 스핀들을 상기 제2 리드 단자 쪽으로 가압하기 위한 제2 탄성체를 포함하며, 상기 제1 탄성체는 상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 온도퓨즈는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지며, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 녹게 되고 상기 제2 탄성체의 신장력에 의해 상기 스핀들이 상기 제2 리드 단자 쪽으로 이동됨으로써 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 제공한다.
상기 전도성 금속은 주석(Sn)이고, 상기 금속 합금은 주석 합금일 수 있다.
상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 하우징은 절연성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 탄성체는 코일 형태의 스프링으로 이루어지고, 상기 온도퓨즈는 상기 제1 탄성체의 내경 보다 크게 구비될 수 있다.
상기 스핀들은 상기 제1 리드 단자와 접속하는 부위인 제1 접속부와, 상기 제2 탄성체를 고정하는 부위인 지지부와, 상기 온도퓨즈와 접속하는 제2 접속부를 포함할 수 있으며, 상기 스핀들은 상기 제1 리드 단자로부터 상기 제2 리드 단자로 향하는 방향을 따라 길이를 이루는 축 형태로 구비되고, 상기 지지부는 상기 스핀들 측면에 축에 수직한 방향으로 돌출되게 형성된 것일 수 있다.
상기 제2 탄성체의 내경은 상기 지지부의 외경보다 작게 구비될 수 있고, 상기 하우징에는 상기 제2 탄성체를 지지할 수 있게 단턱부가 형성되어 있을 수 있으며, 상기 단턱부를 기준으로 상기 하우징의 내경은 변화되게 되며, 상기 제2 탄성체의 외경은 상기 단턱부를 기준으로 변화되어 작아진 상기 하우징의 내경보다 크게 구비될 수 있고, 상기 제2 탄성체는 상기 단턱부와 상기 스핀들의 지지부 사이에 압축된 상태로 배치될 수 있다.
상기 제1 탄성체는 코일 형태의 스프링으로 이루어질 수 있으며, 상기 지지부의 외경은 상기 제1 탄성체의 내경보다 클 수 있고, 상기 제2 접속부의 외경은 상기 제1 탄성체의 내경보다 작게 구비될 수 있으며, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아질 때 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 녹게 되면 상기 제2 탄성체의 신장력에 의해 상기 스핀들이 상기 제2 리드 단자 쪽으로 이동되면서 상기 제2 접속부가 상기 제1 탄성체의 내부로 삽입될 수 있다.
상기 제2 탄성체의 신장력이 상기 제1 탄성체의 신장력보다 작을 수 있다.
또한, 본 발명은, 내부공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자와, 상기 하우징의 타단에 배치되는 제1 도전성 캡슐과, 상기 하우징의 일단 외측에 상기 제1 리드 단자와 이격되게 배치되는 제2 리드 단자와, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 막대형 구조의 온도퓨즈와, 상기 온도퓨즈와 상기 제1 도전성 캡슐 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈를 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체와, 상기 제1 도전성 캡슐과 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 상기 하우징의 외주면에 권선되게 구비는 와이어 저항체를 포함하며, 상기 제1 탄성체는 상기 온도퓨즈와 상기 제1 도전성 캡슐 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 온도퓨즈는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지거나 절연체에 전도성 금속 또는 금속 합금이 도금되어 있는 구조로 이루어지며, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 절연체가 외부로 노출되어 상기 온도퓨즈가 부도체로 변화됨으로써 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 제공한다.
상기 전도성 금속은 주석(Sn)이고, 상기 금속 합금은 주석 합금일 수 있다.
상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 하우징은 절연성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 상기 제1 리드 단자와 상기 온도퓨즈 사이에 구비되는 제2 탄성체를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 상기 제2 리드 단자와 전기적으로 접속되고 상기 하우징의 일단에 배치되는 제2 도전성 캡슐을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 내부공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자와, 상기 하우징의 타단에 배치되는 제1 도전성 캡슐과, 상기 하우징의 일단 외측에 상기 제1 리드 단자와 이격되게 배치되는 제2 리드 단자와, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈와, 상기 하우징 내부에서 상기 제1 리드 단자와 상기 온도퓨즈 사이에 구비되는 스핀들과, 상기 온도퓨즈와 상기 제1 도전성 캡슐 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈와 상기 스핀들을 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체와, 탄성력에 의하여 상기 스핀들을 상기 제1 도전성 캡슐 쪽으로 가압하기 위한 제2 탄성체와, 상기 제1 도전성 캡슐과 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 상기 하우징의 외주면에 권선되게 구비는 와이어 저항체를 포함하며, 상기 제1 탄성체는 상기 온도퓨즈와 상기 제1 도전성 캡슐 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 온도퓨즈는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지며, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 녹게 되고 상기 제2 탄성체의 신장력에 의해 상기 스핀들이 상기 제1 도전성 캡슐 쪽으로 이동됨으로써 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 제공한다.
상기 전도성 금속은 주석(Sn)이고, 상기 금속 합금은 주석 합금일 수 있다.
상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 하우징은 절연성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 탄성체는 코일 형태의 스프링으로 이루어지고, 상기 온도퓨즈는 상기 제1 탄성체의 내경 보다 크게 구비될 수 있다.
상기 스핀들은 상기 제1 리드 단자와 접속하는 부위인 제1 접속부와, 상기 제2 탄성체를 고정하는 부위인 지지부와, 상기 온도퓨즈와 접속하는 제2 접속부를 포함할 수 있으며, 상기 스핀들은 상기 제1 리드 단자로부터 상기 제1 도전성 캡슐로 향하는 방향을 따라 길이를 이루는 축 형태로 구비되고, 상기 지지부는 상기 스핀들 측면에 축에 수직한 방향으로 돌출되게 형성된 것일 수 있다.
상기 제2 탄성체의 내경은 상기 지지부의 외경보다 작게 구비될 수 있고, 상기 하우징에는 상기 제2 탄성체를 지지할 수 있게 단턱부가 형성되어 있을 수 있으며, 상기 단턱부를 기준으로 상기 하우징의 내경은 변화되게 되며, 상기 제2 탄성체의 외경은 상기 단턱부를 기준으로 변화되어 작아진 상기 하우징의 내경보다 크게 구비될 수 있고, 상기 제2 탄성체는 상기 단턱부와 상기 스핀들의 지지부 사이에 압축된 상태로 배치될 수 있다.
상기 제1 탄성체는 코일 형태의 스프링으로 이루어질 수 있으며, 상기 지지부의 외경은 상기 제1 탄성체의 내경보다 클 수 있고, 상기 제2 접속부의 외경은 상기 제1 탄성체의 내경보다 작게 구비될 수 있으며, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아질 때 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 녹게 되면 상기 제2 탄성체의 신장력에 의해 상기 스핀들이 상기 제1 도전성 캡슐 쪽으로 이동되면서 상기 제2 접속부가 상기 제1 탄성체의 내부로 삽입될 수 있다.
상기 제2 탄성체의 신장력이 상기 제1 탄성체의 신장력보다 작을 수 있다.
또한, 상기 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 상기 제2 리드 단자와 전기적으로 접속되고 상기 하우징의 일단에 배치되는 제2 도전성 캡슐을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 조립 및 제작이 간편하고 과열 및 과전류를 차단하여 전자기기를 안전하게 보호할 수 있다. 외부과열이나 과전류 발생 시 퓨즈가 작동하여 회로를 차단하므로 온도가 고온으로 상승하지 않고 안전하게 과열되는 것을 억제하거나 과전류를 차단할 수 있다.
퓨즈 본체부에 와이어 저항체를 직렬 연결하게 되면, 외부 써지(surge)의 흡수는 와이어 저항체(180)가 담당함으로써 과열 및 과전류를 차단하는 것은 물론이고 낙뢰 등의 외부 써지(surge)를 흡수하여 전자기기를 안정하게 동작되도록 할 수 있다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 19는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 20 내지 도 24는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 모바일폰(휴대폰), 충전기 등의 전자기기 내부에 장착되는 부품으로서 과열 및 과전류를 차단하여 전자기기를 안전하게 동작되도록 하는 것이다.
전원장치의 경우, 과전류 상태일 경우 발열하게 되는데 과전류의 차단이 적절하게 이루어지지 않으면 약 900~1000℃의 고온까지도 상승하게 되어 매우 위험하다. 실제로 시중에서 이와 같은 현상으로 안전사고의 접수나 소규모 화재 등이 종종 보고되고 있다.
본 발명의 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 각종 전자기기의 전원입력부 등에 장착되어 안전하게 과열 및 과전류를 차단할 수 있는 부품이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
도 1 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는, 내부공간이 구비된 하우징(100)과, 하우징(100)의 일단에 배치되는 제1 리드 단자(110)와, 하우징(100)의 타단에 배치되는 제2 리드 단자(120)와, 하우징(100) 내부에 배치되어 제1 리드 단자(110)와 제1 탄성체(140) 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈(thermal fuse)(130)와, 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이에 구비되고 탄성력에 의해 온도퓨즈(130)를 제1 리드 단자(110) 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체(140)를 포함하며, 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 온도퓨즈(130)는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지거나 절연체에 전도성 금속 또는 금속 합금이 도금되어 있는 구조로 이루어지고, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 절연체가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단된다.
본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이에 구비되는 제2 탄성체(150a)를 더 포함할 수 있다. 도 1, 도 3 및 도 4는 제2 탄성체(150a)를 포함하지 않는 경우의 예를 도시한 도면이다.
하우징(100)은 내부 공간을 갖는 실린더 또는 박스 형상 등으로 구비되고, 그 내부에 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140) 및 제2 탄성체(150a)를 수납하여 보호한다. 하우징(100)의 일단에는 제1 리드 단자(110)가 위치되고, 하우징(100)의 타단에는 제2 리드 단자(120)가 위치될 수 있다. 하우징(100)은 절연성 물질로 형성될 수 있다. 상기 절연성 물질은 알루미나(Al2O3)와 같은 절연성의 세라믹 물질, 절연성 플라스틱(절연성 합성수지) 등일 수 있다. 하우징(100)은 길이에 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있어서 원형 박스, 타원형 박스, 다각형 박스 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 길이에 수직한 단면이 원형을 이루는 실린더형 하우징(100)을 예시한다.
제1 리드 단자(110)는 전기적 연결을 위한 수단으로서, 예를 들면 제2 리드 단자(120)로부터 인가받은 전류를 전기전자 소자에 전달하며, 도전성 물질을 포함하여 구성된다. 제1 리드 단자(110)는 하우징(100) 일단에 마련되는데, 본 실시예에서는 실린더 형상의 하우징(100)의 일단에 배치되어 있다. 이때 제1 리드 단자(110)는 하우징(100)의 일단에 삽입된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하우징(100) 일단에 배치될 수는 있는 형태라면 그 제한이 있는 것은 아니다. 제1 리드 단자(110)는 온도퓨즈(130) 또는 제2 탄성체(150a)와의 접속을 용이하게 하기 위하여 길게 뻗어있는 막대 포양의 핀과 넓게 퍼진 판 모양의 헤드를 포함하는 압정형 구조(단면도에서는 'T'자형 구조)로 구비되는 것이 바람직하다.
제1 리드 단자(110)가 삽입되어 고정되는 절연고정자(미도시)가 하우징(100) 내부에 구비될 수 있다. 상기 절연고정자는 하우징(100)에 삽입된 제1 리드 단자(110)의 일부를 둘러싸면서 고정하는 역할을 한다.
제2 리드 단자(120)는 외부 전원을 인가받거나 전원과 연결되는 구성요소로서, 도전성 물질을 포함하여 구성된다. 제2 리드 단자(120)는 제1 리드 단자(110)와 일정한 거리만큼 이격되어 배치되는데, 본 실시예에서는 실린더 형상의 하우징(100)에서 제1 리드 단자(110)가 형성된 일단과 반대 방향에 위치한 타단에 형성된다. 제2 리드 단자(120)는 제1 탄성체(140)와 전기적으로 접속 가능한 어떠한 형상이라도 무방하다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 제2 리드 단자(120)는 제1 탄성체(140)와 온도퓨즈(130)를 통해 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속될 수 있다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에는 제2 리드 단자(120)는 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140) 및 제2 탄성체(150a)를 통해 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속될 수 있다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 온도퓨즈(130)는 도전체로서 작용하여 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이에 정상적으로 전류가 흐르게 된다. 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되는 경우에 하우징(100) 내부의 온도가 상승하여 온도퓨즈(130)를 구성하는 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지게 되고, 따라서 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 절연체(132)가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단된다.
온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)와 제1 탄성체(140) 사이를 전기적으로 연결하거나 또는 전기적 연결을 차단하기 위한 수단으로서, 하우징(100)의 내부에 구비된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 전류가 인가되는 경우에 온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속하고 제1 탄성체(140)와도 전기적으로 접속하고 있다. 온도퓨즈(130)는 길게 뻗어 있는 막대 모양의 구조를 가질 수 있다. 온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)로부터 제2 리드 단자(120)로 향하는 방향을 따라 길이를 이루며, 온도퓨즈(130)는 길이에 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있다. 온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속되거나 전기적 연결이 차단될 수 있으며, 융점이 250℃보다 낮은 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지거나 절연체(132)에 융점이 250℃보다 낮은 전도성 금속 또는 금속 합금(134)이 도금되어 있는 구조로 이루어진다. 절연체(132)를 감싸는 전도성 금속 또는 금속 합금(134)이 용융되게 되면, 온도퓨즈(130)의 저항값이 증가하게 되어 거의 절연체화 되므로 과전류를 차단하는 효과를 나타내게 된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하여 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이는 전기적으로 접속되어 있는 상태에 있다. 그러나, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 온도퓨즈(130)의 전도성 금속 또는 금속 합금이 녹게 되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 전도성 금속 또는 금속 합금(134)이 용융되어 절연체(132)가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로서 작용함으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되게 된다. 이와 같이 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하다가 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 끊어지거나 부도체로 변화됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 끊어지게 된다.
상기 전도성 금속은 주석(Sn)일 수 있으며, 상기 금속 합금은 주석 합금일 수 있다. 주석(Sn)은 녹는점이 231.93℃로서 약 232℃ 이상의 온도에서 녹는 특성을 갖는 금속이다. 상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것일 수 있다. 예컨대, 상기 주석 합금은 Sn-Bi, Sn-Zn, Sn-Be, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Bi-Ag, Sn-Bi-In 등을 그 예로 들 수 있다. Sn-Ag-Cu-Bi 합금은 융점이 205∼220℃ 정도이며, Sn-Bi-Ag 합금은 융점이 130∼180℃ 정도이다. Sn-Bi-In 합금을 이용하는 경우에는 융점이 100℃ 정도인 온도퓨즈를 제작할 수도 있다.
제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)를 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박하기 위한 수단이다. 제1 탄성체(140)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 온도퓨즈(130)를 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박하기 위하여 제2 리드 단자(120)로부터 제1 리드 단자(110)로 향하는 방향을 따라 신장되도록 배치된다. 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이에 구비될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 압축된 상태로 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이에 위치될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이를 연결하며, 온도퓨즈(130) 및 제2 리드 단자(120)와 연결되어 전기적으로 접속된다. 제1 탄성체(140)는 스테인레스 스틸 같은 일반 금속 재질로 형성될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 본체로는 스테인레스 스틸을 사용하고, 상기 본체에 은막 도금이 실시되어 형성될 수 있다. 즉, 제1 탄성체(140)는 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 하는 것이다. 일정한 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 또는 과전류의 인가될 때 제1 탄성체(140)의 온도가 상승하게 된다.
제2 탄성체(150a)는 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130)를 연결하는 매개체이다. 제2 탄성체(150a)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 제1 리드 단자(110)로부터 제2 리드 단자(120)로 향하는 방향을 따라 신장되도록 배치된다. 제2 탄성체(150a)는 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이에 구비될 수 있다. 제2 탄성체(150a)는 압축된 상태로 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이에 위치될 수 있다. 제2 탄성체(150a)는 온도퓨즈(130)를 기준으로 제2 리드 단자(120)가 배치된 반대쪽에 배치되어 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이를 연결하며, 제1 리드 단자(110) 및 온도퓨즈(130)와 연결되어 전기적으로 접속된다. 제2 탄성체(150a)는 스테인레스 스틸 같은 일반 금속 재질로 형성될 수 있다. 제2 탄성체(150a)는 본체로는 스테인레스 스틸을 사용하고, 상기 본체에 은막 도금이 실시되어 형성될 수 있다. 즉, 제2 탄성체(150a)는 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 하는 것이다. 일정한 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 또는 과전류의 인가될 때 제2 탄성체(150a)의 온도가 상승하게 된다.
상기와 같은 구조를 갖는 제1 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 기준치 이하의 정상적인 전류 또는 전압이 인가되거나 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮을 때 제1 리드 단자(110)는 온도퓨즈(130) 및 제1 탄성체(140)를 통해 제2 리드 단자(120)와 전기적으로 접속된다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에는, 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 기준치 이하의 정상적인 전류 또는 전압이 인가되거나 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮을 때 제1 리드 단자(110)는 제2 탄성체(150a), 온도퓨즈(130) 및 제1 탄성체(140)를 통해 제2 리드 단자(120)와 전기적으로 접속된다.
제1 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 비정상적인 전원, 예를 들어, 기준치보다 높은 전류 또는 전압이 인가될 경우, 제1 탄성체(140)와 온도퓨즈(130)에 높은 전류가 인가되거나 제2 탄성체(140)가 구비되는 경우에는 제2 탄성체(150a), 온도퓨즈(130) 및 제1 탄성체(140)에 높은 전류가 인가된다. 제1 탄성체(140)에 높은 전류가 인가되면 제1 탄성체(140)가 갖는 저항값에 의해 제1 탄성체(140)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 제2 탄성체(150a)에 높은 전류가 인가되면 제2 탄성체(150a)가 갖는 저항값에 의해 제2 탄성체(150a)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 온도퓨즈(130)에 높은 전류가 인가되면 온도퓨즈(130)가 갖는 저항값에 의해 온도퓨즈(130)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 과열로 인하여 하우징(100) 내부의 온도가 상승하면, 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어진 온도퓨즈(130)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 온도퓨즈(130)가 끊어지게 되고, 절연체(132)에 전도성 금속 또는 금속 합금(134)이 도금되어 있는 구조로 이루어진 온도퓨즈(130)의 경우에는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 절연체(132)가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화됨으로써 전기적 연결을 차단하게 된다. 이와 같이 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 부도체로 작용하게 되면, 결과적으로 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 차단되어 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이에는 전류가 흐르지 않는다.
이하에서, 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈의 동작에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
과전류 상태가 아닌 경우로서 전기전자 제품에 공급되는 전원이 정상 상태일 경우에는, 전류는 제2 리드 단자(120), 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 제1 리드 단자(110)로 정상적으로 흘러 거의 도선에 가까운 저항값(예컨대, 수mΩ 정도)을 유지하여 정상동작이 이루어진다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에는, 과전류 상태가 아닌 경우로서 전기전자 제품에 공급되는 전원이 정상 상태일 때, 전류는 제2 리드 단자(120), 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130), 제2 탄성체(150a) 및 제1 리드 단자(110)로 정상적으로 흘러 거의 도선에 가까운 저항값(예컨대, 수mΩ 정도)을 유지하여 정상동작이 이루어진다.
정상동작 상태일 때는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 탄성체(140)의 인장력에 의해 온도퓨즈(130)가 제1 리드 단자(110)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에는, 정상동작 상태일 때 도 2에 도시된 바와 같이 제1 탄성체(140)의 인장력에 의해 온도퓨즈(130)가 제2 탄성체(150a)에 전기적으로 접속되고, 제2 탄성체(150a)는 제1 리드 단자(110)에 전기적으로 접속되어 있다.
제2 리드 단자(120)를 통해 기준치 이하의 전류 또는 전압이 인가되는 경우에는 제2 리드 단자(120)로부터 온도퓨즈(130)로 전류가 흐르고, 온도퓨즈(130)가 제1 리드 단자(110)에 접속되어 있으므로 회로가 구성되어 전기전자 소자 쪽으로 전류가 흐르게 된다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에, 제2 리드 단자(120)를 통해 기준치 이하의 전류 또는 전압이 인가될 때에는 제2 리드 단자(120)로부터 온도퓨즈(130)로 전류가 흐르고, 온도퓨즈(130)가 제2 탄성체(150a)에 접속되고 제2 탄성체(150a)가 제1 리드 단자(110)에 접속되어 있으므로 회로가 구성되어 전기전자 소자 쪽으로 전류가 흐르게 된다.
전기전자 제품에 기준치 보다 높은 과전류 또는 과전압이 인가되면 제1 탄성체(140)와 온도퓨즈(130)의 저항값으로 인한 주울(joule)열이 발생하고, 하우징(100) 내의 주울(Joule)열에 의해 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 절연체(132)가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화되게 된다.
제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에, 전기전자 제품에 기준치 보다 높은 과전류 또는 과전압이 인가되면 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 제2 탄성체(150a)의 저항값으로 인한 주울(joule)열이 발생하고, 하우징(100) 내의 주울(Joule)열에 의해 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 절연체(132)가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화되게 된다. 온도퓨즈(130)에 의해 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 접속이 차단됨으로써 전기전자 제품의 전원 연결을 차단할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 코일 형태의 제1 탄성체(140)를 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 형성하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 탄성체(140)는 판 스프링 등과 같은 코일 이외의 형태를 지닌 스프링일 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 코일 형태의 제2 탄성체(150a)를 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 형성하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 탄성체(150a)는 판 스프링 등과 같은 코일 이외의 형태를 지닌 스프링일 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 제2 리드 단자(120)에 전원이 연결되고 제1 리드 단자(110)에 회로와 같은 전기전자 소자가 연결되는 것으로 설명하였으나, 제1 리드 단자(110)에 전원이 연결되고 제2 리드 단자(120)에 전기전자 소자가 연결될 수도 있음은 물론이다.
<실시예 2>
도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는, 내부공간이 구비된 하우징(100)과, 하우징(100)의 일단에 배치되는 제1 리드 단자(110)와, 하우징(100)의 타단에 배치되는 제2 리드 단자(120)와, 하우징(100) 내부에 배치되어 제1 리드 단자(110)와 제1 탄성체(140) 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈(130)와, 하우징(100) 내부에서 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이에 구비되는 스핀들(160)과, 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이에 구비되고 탄성력에 의해 온도퓨즈(130)와 스핀들(160)을 제1 리드 단자(110) 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체(140)와, 탄성력에 의하여 상기 스핀들(160)을 제2 리드 단자(110) 쪽으로 가압하기 위한 제2 탄성체(150b)를 포함하며, 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 온도퓨즈(130)는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지고, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 녹게 되고 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단된다.
하우징(100)은 내부 공간을 갖는 실린더 또는 박스 형상 등으로 구비되고, 그 내부에 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140), 제2 탄성체(150b) 및 스핀들(160)을 수납하여 보호한다. 하우징(100)의 일단에는 제1 리드 단자(110)가 위치되고, 하우징(100)의 타단에는 제2 리드 단자(120)가 위치될 수 있다. 하우징(100)은 절연성 물질로 형성될 수 있다. 상기 절연성 물질은 알루미나(Al2O3)와 같은 절연성의 세라믹 물질, 절연성 플라스틱(절연성 합성수지) 등일 수 있다. 하우징(100)은 길이에 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있어서 원형 박스, 타원형 박스, 다각형 박스 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 길이에 수직한 단면이 원형을 이루는 실린더형 하우징(100)을 예시한다.
제1 리드 단자(110)는 전기적 연결을 위한 수단으로서, 예를 들면 제2 리드 단자(120)로부터 인가받은 전류를 전기전자 소자에 전달하며, 도전성 물질을 포함하여 구성된다. 제1 리드 단자(110)는 하우징(100) 일단에 마련되는데, 본 실시예에서는 실린더 형상의 하우징(100)의 일단에 배치되어 있다. 이때 제1 리드 단자(110)는 하우징(100)의 일단에 삽입된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하우징(100) 일단에 배치될 수는 있는 형태라면 그 제한이 있는 것은 아니다. 제1 리드 단자(110)는 스핀들(160)과의 접속을 용이하게 하기 위하여 길게 뻗어있는 막대 포양의 핀과 넓게 퍼진 판 모양의 헤드를 포함하는 압정형 구조(단면도에서는 'T'자형 구조)로 구비되는 것이 바람직하다.
제1 리드 단자(110)가 삽입되어 고정되는 절연고정자(미도시)가 하우징(100) 내부에 구비될 수 있다. 상기 절연고정자는 하우징(100)에 삽입된 제1 리드 단자(110)의 일부를 둘러싸면서 고정하는 역할을 한다.
제2 리드 단자(120)는 외부 전원을 인가받거나 전원과 연결되는 구성요소로서, 도전성 물질을 포함하여 구성된다. 제2 리드 단자(120)는 제1 리드 단자(110)와 일정한 거리만큼 이격되어 배치되는데, 본 실시예에서는 실린더 형상의 하우징(100)에서 제1 리드 단자(110)가 형성된 일단과 반대 방향에 위치한 타단에 형성된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 제2 리드 단자(120)는 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 스핀들(160)을 통해 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속될 수 있다. 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되는 경우에 하우징(100) 내부의 온도가 상승하여 온도퓨즈(130)를 구성하는 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지게 되고, 따라서 도 7에 도시된 바와 같이 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 녹게 되고 제2 탄성체(150b)가 신장되며 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단된다. 제2 리드 단자(120)는 제1 탄성체(140)와 전기적으로 접속 가능한 어떠한 형상이라도 무방하다.
온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)와 제1 탄성체(140) 사이를 전기적으로 연결하거나 또는 전기적 연결을 차단하기 위한 수단으로서, 하우징(100)의 내부에 구비된다. 또한, 온도퓨즈(130)는 스핀들(160)이 제1 탄성체(140)의 내부로 삽입되지 못하게 하는 역할을 한다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 전류가 인가되는 경우에 온도퓨즈(130)는 스핀들(160)과 접속하고 제1 탄성체(140)와도 접속하고 있다. 온도퓨즈(130)는 구체, 다면체(예컨대, 육면체) 등의 구조를 가질 수 있다. 온도퓨즈(130)는 제1 탄성체(140)의 내경보다 크게 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 탄성체(140) 내부로 삽입되지 않는 구조로 이루어지는 형태라면 그 제한이 있는 것은 아니다. 스핀들(160)과 제1 탄성체(140) 사이에 구비되고, 스핀들(160)이 제1 탄성체(140)의 내부로 삽입되지 못하게 하는 역할을 할 수 있다면 그 형태나 크기는 다양할 수 있다. 온도퓨즈(130)는 융점이 250℃보다 낮은 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하여 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이는 전기적으로 접속되어 있는 상태에 있다. 그러나, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 도 8에 도시된 바와 같이 온도퓨즈(130)의 전도성 금속 또는 금속 합금이 녹게 되고 제2 탄성체(150b)가 신장되며 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동된다. 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)은 온도퓨즈(130)가 용융되어 없어진 만큼 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동하게 된다. 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동함으로써 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160) 사이는 이격되게 되어 전기적 연결이 차단되게 되며, 따라서 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 차단되게 된다. 이와 같이 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하다가 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 용융됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 끊어지게 된다.
상기 전도성 금속은 주석(Sn)일 수 있으며, 상기 금속 합금은 주석 합금일 수 있다. 주석(Sn)은 녹는점이 231.93℃로서 약 232℃ 이상의 온도에서 녹는 특성을 갖는 금속이다. 상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것일 수 있다. 예컨대, 상기 주석 합금은 Sn-Bi, Sn-Zn, Sn-Be, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Bi-Ag, Sn-Bi-In 등을 그 예로 들 수 있다. Sn-Ag-Cu-Bi 합금은 융점이 205∼220℃ 정도이며, Sn-Bi-Ag 합금은 융점이 130∼180℃ 정도이다. Sn-Bi-In 합금을 이용하는 경우에는 융점이 100℃ 정도인 온도퓨즈를 제작할 수도 있다.
제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 스핀들(160)을 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박하기 위한 수단이다. 제1 탄성체(140)는 코일 형태의 스프링을 사용하는 것이 바람직하다. 제1 탄성체(140)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 온도퓨즈(130)와 스핀들(160)을 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박하기 위하여 제2 리드 단자(120)로부터 제1 리드 단자(110)로 향하는 방향을 따라 신장되도록 배치된다. 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이에 구비될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 압축된 상태로 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이에 위치될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제2 리드 단자(120) 사이를 연결하며, 온도퓨즈(130) 및 제2 리드 단자(120)와 연결되어 전기적으로 접속된다. 제1 탄성체(140)는 스테인레스 스틸 같은 일반 금속 재질로 형성될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 본체로는 스테인레스 스틸을 사용하고, 상기 본체에 은막 도금이 실시되어 형성될 수 있다. 즉, 제1 탄성체(140)는 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 하는 것이다. 일정한 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 또는 과전류의 인가될 때 제1 탄성체(140)의 온도가 상승하게 된다.
스핀들(160)은 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속되거나 전기적으로 차단되는 부분으로서, 하우징(100)의 내부에 구비된다. 스핀들(160)은 제1 리드 단자(110)와 접속하는 부위인 제1 접속부(162)와, 제2 탄성체(150b)를 고정하는 부위인 지지부(164)와, 온도퓨즈(130)와 접속하는 제2 접속부(166)를 포함할 수 있다. 스핀들(160)은 제1 리드 단자(110)로부터 제2 리드 단자(120)로 향하는 방향을 따라 길이를 이루는 축 형태로 구비될 수 있다. 스핀들(160)은 길이에 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있는데, 하우징(100)의 단면 형상과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 실린더 형태의 하우징(100)을 따라 형성된 피스톤 형상으로 형성되어 있다. 스핀들(160)은 전도성 물질로 형성된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 전류가 인가되는 경우에는 스핀들(160)은 제1 탄성체(140)의 신축력에 의해 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박된다. 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에는 제2 탄성체(150b)의 신축력에 의해 제2 리드 단자(120) 쪽으로 압박된다. 스핀들(160)이 제1 리드 단자(110)와 접속 또는 이격되는 것에 따라 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이가 전기적으로 접속되거나 전기적 연결이 차단되게 된다. 스핀들(160)은 측면의 적어도 일부에 제2 탄성체(150b)를 지지할 수 있는 지지부(164)가 형성되어 제2 탄성체(150b)와 연결될 수 있다. 지지부(164)는 스핀들(160) 측면에 축에 수직한 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 지지부(164)는 스핀들(160) 측면의 둘레를 따라 연속적으로 형성될 수 있고, 스핀들(160) 측면에 불연속적으로 형성될 수도 있다. 즉 스핀들(160)의 지지부(164)에 의해 제2 탄성체(150b)가 고정될 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 가능하다. 지지부(164)의 외경은 제1 탄성체(140)의 내경보다 크고, 제2 접속부(166)의 외경은 제1 탄성체(140)의 내경보다 작은 것이 바람직하다. 제2 접속부(166)의 외경이 제1 탄성체(140)의 내경보다 작게 구비됨으로써, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아질 때 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 녹게 되면, 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동되면서 제2 접속부(166)가 제1 탄성체(140)의 내부로 삽입될 수가 있다.
제2 탄성체(150b)는 스핀들(160)이 제1 리드 단자(110)와 이격되게 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동시키기 위한 수단이다. 제2 탄성체(150b)는 코일 형태의 스프링을 사용하는 것이 바람직하다. 제2 탄성체(150b)의 신장력은 제1 탄성체(140)의 신장력보다 작은 것이 바람직하다. 제2 탄성체(150b)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 제1 리드 단자(110)로부터 제2 리드 단자(120)로 향하는 방향을 따라 신장되도록 배치된다. 제2 탄성체(150b)는 제1 접속부(162)의 일부를 감싸는 형태로 구비될 수 있다. 제2 탄성체(150b)는 온도퓨즈(130)를 기준으로 제2 리드 단자(120)가 배치된 반대쪽에 배치된다. 제2 탄성체(150b)의 내경은 지지부(164)의 외경보다 작게 구비되고, 제2 탄성체(150b)의 일단은 스핀들(160)의 지지부(164)에 의해 고정된다. 제2 탄성체(150)의 타단은 하우징(100)에 형성된 단턱부(102)에 의해 고정되어 지지될 수 있다. 이를 위해 하우징(100)에는 제2 탄성체(150)를 지지할 수 있게 단턱부(102)가 형성되어 있을 수 있다. 단턱부(102)를 기준으로 하우징(100)의 내경은 변화되게 된다. 제2 탄성체(150b)의 외경은 단턱부(102)를 기준으로 변화되어 작아진 하우징(100)의 내경 보다 크게 구비되는 것이 바람직하다. 제2 탄성체(150b)는 단턱부(102)와 지지부(164) 사이에 압축된 상태로 배치된다. 제2 탄성체(150b)가 압축된 상태일 때 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160)이 접하게 되며, 제2 탄성체(150b)가 신장된 상태일 때 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160)이 이격된다. 제2 탄성체(150b)는 스테인레스 스틸 같은 일반 금속 재질로 형성될 수 있다. 제2 탄성체(150b)는 본체로는 스테인레스 스틸을 사용하고, 상기 본체에 은막 도금이 실시되어 형성될 수 있다. 즉, 제2 탄성체(150b)는 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 하는 것이다. 일정한 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 또는 과전류의 인가될 때 제2 탄성체(150b)의 온도가 상승하게 된다.
상기와 같은 구조를 갖는 제2 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 기준치 이하의 정상적인 전류 또는 전압이 인가되거나 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮을 때 제1 리드 단자(110)는 스핀들(160)의 제1 접속부(162)와 전기적으로 접속하며, 스핀들(160)은 온도퓨즈(130)와 전기적으로 접속하고, 온도퓨즈(130)는 제1 탄성체(140)를 통해 제2 리드 단자(120)와 전기적으로 접속된다.
제2 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 비정상적인 전원, 예를 들어, 기준치보다 높은 전류 또는 전압이 인가될 경우, 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130), 스핀들(160) 및 제2 탄성체(150b)에 높은 전류가 인가된다. 제1 탄성체(140)에 높은 전류가 인가되면 제1 탄성체(140)가 갖는 저항값에 의해 제1 탄성체(140)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 제2 탄성체(150b)에 높은 전류가 인가되면 제2 탄성체(150b)가 갖는 저항값에 의해 제2 탄성체(150b)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 스핀들(160)에 높은 전류가 인가되면 스핀들(160)이 갖는 저항값에 의해 스핀들(160)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 온도퓨즈(130)에 높은 전류가 인가되면 온도퓨즈(130)가 갖는 저항값에 의해 온도퓨즈(130)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 과열로 인하여 하우징(100) 내부의 온도가 상승하면, 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어진 온도퓨즈(130)가 용융되게 되고, 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동된다. 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)은 온도퓨즈(130)가 용융되어 없어진 만큼 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동하게 된다. 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동함으로써 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160) 사이는 이격되게 되어 전기적 연결이 차단되게 되며, 따라서 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 차단되어 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이에는 전류가 흐르지 않게 된다.
이하에서, 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈의 동작에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
과전류 상태가 아닌 경우로서 전기전자 제품에 공급되는 전원이 정상 상태일 경우에는, 전류는 제2 리드 단자(120), 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 스핀들(160)로 정상적으로 흘러 거의 도선에 가까운 저항값(예컨대, 수mΩ 정도)을 유지하여 정상동작이 이루어진다.
정상동작 상태일 때는 도 7에 도시된 바와 같이 제1 탄성체(140)의 인장력에 의해 스핀들(160)이 제1 리드 단자(110)에 전기적으로 접속되어 있다.
제2 리드 단자(120)를 통해 기준치 이하의 전류 또는 전압이 인가되는 경우에는 제2 리드 단자(120)로부터 제1 탄성체(140) 및 온도퓨즈(130)로 전류가 흐르고, 온도퓨즈(130)가 스핀들(160)을 통해 제1 리드 단자(110)에 전기적으로 접속되어 있으므로 회로가 구성되어 전기전자 소자 쪽으로 전류가 흐르게 된다.
전기전자 제품에 기준치 보다 높은 과전류 또는 과전압이 인가되면 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130), 스핀들(150) 및 제2 저항체(150b)의 저항값으로 인한 주울(joule)열이 발생하고, 하우징(100) 내의 주울(Joule)열에 의해 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 온도퓨즈(130)가 녹게 된다.
제2 탄성체(150)는 압축된 상태이므로 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동된다. 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)은 온도퓨즈(130)가 용융되어 없어진 만큼 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동하게 된다. 스핀들(160)의 제2 접속부(166)가 제1 탄성체(140)의 내부로 삽입되면서 스핀들(160)이 제2 리드 단자(120) 쪽으로 이동함으로써 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160) 사이는 이격되게 되어 전기적 연결이 차단되게 되며, 따라서 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 차단되어 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이에는 전류가 흐르지 않게 된다. 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 접속이 차단됨으로써 전기전자 제품의 전원 연결을 차단할 수 있다.
본 실시예에서는 제2 리드 단자(120)에 전원이 연결되고 제1 리드 단자(110)에 회로와 같은 전기전자 소자가 연결되는 것으로 설명하였으나, 제1 리드 단자(110)에 전원이 연결되고 제2 리드 단자(120)에 전기전자 소자가 연결될 수도 있음은 물론이다.
<실시예 3>
도 9 내지 도 19는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 이해를 돕기 위하여 하우징(100)의 내부가 보이도록 도 9, 도 11 내지 도 16을 도시하였다.
도 9 내지 도 19를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는, 내부공간이 구비된 하우징(100)과, 하우징(100)의 일단에 배치되는 제1 리드 단자(110)와, 하우징(100)의 타단에 배치되는 제1 도전성 캡슐(170)과, 하우징(100)의 일단 외측에 제1 리드 단자(110)와 이격되게 배치되는 제2 리드 단자(120)와, 하우징(100) 내부에 배치되어 제1 리드 단자(110)와 제1 탄성체(140) 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈(130)와, 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이에 구비되고 탄성력에 의해 온도퓨즈(130)를 제1 리드 단자(110) 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체(140)와, 제1 도전성 캡슐(170)과 제2 리드(120) 단자 사이에 구비되고 하우징(100)의 외주면에 권선되게 구비는 와이어 저항체(180)를 포함하며, 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 온도퓨즈(130)는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지거나 절연체에 전도성 금속 또는 금속 합금이 도금되어 있는 구조로 이루어지고, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 절연체가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단된다.
본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는, 도 12 및 도 15에 도시된 바와 같이 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이에 구비되는 제2 탄성체(150a)를 더 포함할 수 있다. 도 11 및 도 13은 제2 탄성체(150a)를 포함하지 않는 경우의 예를 도시한 도면이다.
또한, 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는, 도 18에 도시된 바와 같이 와이어 저항체(180)를 덮는 절연성 수지(190)를 더 포함할 수 있다. 절연성 수지(190)는 하우징(100)의 외측 둘레를 권선하는 와이어 저항체(180)를 덮어 보호하는 역할을 한다.
와이어 저항체(180)는 제1 도전성 캡슐(170)을 통해 제1 탄성체(140)와 전기적으로 접속될 수 있고, 제1 도전성 캡슐(170)은 도 13 및 도 15에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 일단을 밀봉하게 배치되는 것이 바람직하다. 제1 도전성 캡슐(170)은 제1 탄성체(140)와 전기적으로 접속되고 도전성 물질로 구성된다. 와이어 저항체(180)는 제1 도전성 캡슐(170)과 전기적으로 연결된다. 와이어 저항체(180)는 하우징(100)의 외측 둘레를 권선하는 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 도 14 및 도 16에 도시된 바와 같이 제2 리드 단자(120)와 전기적으로 접속되고 하우징(100)의 일단에 배치되는 제2 도전성 캡슐(175)을 더 포함할 수 있고, 제2 리드 단자(120)는 제2 도전성 캡슐(175)과 전기 스폿 용접 등과 같은 방법으로 결합되어 고정될 수 있다.
본 발명의 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 하우징(100) 외측 둘레에 와이어 저항체(180)가 구비되고, 와이어 저항체(180)는 도 19에 도시된 바와 같이 퓨즈 본체부(200)와 직렬 연결되도록 구성된다. 여기서, 퓨즈 본체부(200)는 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140) 및 제1 도전성 캡슐(170)을 포함하거나, 제2 탄성체(150a), 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140) 및 제1 도전성 캡슐(170)을 포함하는 개념이다. 와이어 저항체(180)가 구비됨으로써 낙뢰 등의 외부 써지(surge)를 흡수하여 전자기기가 안전하게 동작되도록 할 수 있다.
하우징(100)은 내부 공간을 갖는 실린더 또는 박스 형상 등으로 구비되고, 그 내부에 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140) 및 제2 탄성체(150a)를 수납하여 보호한다. 도 11에 도시된 바와 같이 하우징(100)에 형성된 개구부(104)를 통해 제1 리드 단자(110), 온도퓨즈(130) 및 제1 탄성체(140)를 삽입하여 배치하거나 도 12에 도시된 바와 같이 하우징(100)에 형성된 개구부(104)를 통해 제1 리드 단자(110), 제2 탄성체(150a), 온도퓨즈(130) 및 제1 탄성체(140)를 삽입하여 배치한다. 하우징(100)의 일단에는 제1 리드 단자(110)가 위치되고, 하우징(100)의 일단 외측에는 제1 리드 단자(110)와 이격되게 제2 리드 단자(120)가 위치될 수 있다. 하우징(100)은 절연성 물질로 형성될 수 있다. 상기 절연성 물질은 알루미나(Al2O3)와 같은 절연성의 세라믹 물질, 절연성 플라스틱(절연성 합성수지) 등일 수 있다. 하우징(100)은 길이에 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있어서 원형 박스, 타원형 박스, 다각형 박스 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이 길이에 수직한 단면이 원형을 이루는 실린더형 하우징(100)을 예시한다.
제1 리드 단자(110)는 전기적 연결을 위한 수단으로서, 예를 들면 제2 리드 단자(120)로부터 인가받은 전류를 전기전자 소자에 전달하며, 도전성 물질을 포함하여 구성된다. 제1 리드 단자(110)는 하우징(100) 일단에 마련되는데, 본 실시예에서는 실린더 형상의 하우징(100)의 일단에 배치되어 있다. 이때 제1 리드 단자(110)는 하우징(100)의 일단에 삽입된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하우징(100) 일단에 배치될 수는 있는 형태라면 그 제한이 있는 것은 아니다. 제1 리드 단자(110)는 온도퓨즈(130) 또는 제2 탄성체(150a)와의 접속을 용이하게 하기 위하여 도 10에 도시된 바와 같이 길게 뻗어있는 막대 포양의 핀과 넓게 퍼진 판 모양의 헤드를 포함하는 압정형 구조(단면도에서는 'T'자형 구조)로 구비되는 것이 바람직하다.
제1 리드 단자(110)가 삽입되어 고정되는 절연고정자(미도시)가 하우징(100) 내부에 구비될 수 있다. 상기 절연고정자는 하우징(100)에 삽입된 제1 리드 단자(110)의 일부를 둘러싸면서 고정하는 역할을 한다.
제2 리드 단자(120)는 외부 전원을 인가받거나 전원과 연결되는 구성요소로서, 도전성 물질을 포함하여 구성된다. 제2 리드 단자(120)는 제1 리드 단자(110)와 일정한 거리만큼 이격되어 배치되는데, 본 실시예에서는 실린더 형상의 하우징(100)에서 제1 리드 단자(110)가 형성된 일단과 동일한 방향에 위치한 일단 외측에 형성된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 제2 리드 단자(120)는 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170), 제1 탄성체(140) 및 온도퓨즈(130)를 통해 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속될 수 있다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우(도 12 및 도 15 참조)에는 제2 리드 단자(120)는 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170), 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 제2 탄성체(150a)를 통해 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속될 수 있다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하여 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이에 정상적으로 전류가 흐르게 된다. 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되는 경우에 하우징(100) 내부의 온도가 상승하여 온도퓨즈(130)를 구성하는 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지게 되고, 따라서 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 절연체가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단된다.
온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)와 제1 탄성체(140) 사이를 전기적으로 연결하거나 또는 전기적 연결을 차단하기 위한 수단으로서, 하우징(100)의 내부에 구비된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 전류가 인가되는 경우에 온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속하고 제1 탄성체(140)와도 전기적으로 접속하고 있다. 온도퓨즈(130)는 길게 뻗어 있는 막대 모양의 구조를 가질 수 있다. 온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)로부터 제2 리드 단자(120)로 향하는 방향을 따라 길이를 이루며, 온도퓨즈(130)는 길이에 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있다. 온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속되거나 전기적 연결이 차단될 수 있으며, 융점이 250℃보다 낮은 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지거나 절연체에 융점이 250℃보다 낮은 전도성 금속 또는 금속 합금이 도금되어 있는 구조로 이루어진다. 절연체를 감싸는 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되면, 온도퓨즈(130)의 저항값이 증가하게 되어 거의 절연체화 되므로 과전류를 차단하는 효과를 나타내게 된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하여 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이는 전기적으로 접속되어 있는 상태에 있다. 그러나, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 온도퓨즈(130)의 전도성 금속 또는 금속 합금이 녹게 되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 절연체가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로서 작용함으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되게 된다. 이와 같이 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하다가 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 끊어지거나 부도체로 변화됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 끊어지게 된다.
상기 전도성 금속은 주석(Sn)일 수 있으며, 상기 금속 합금은 주석 합금일 수 있다. 주석(Sn)은 녹는점이 231.93℃로서 약 232℃ 이상의 온도에서 녹는 특성을 갖는 금속이다. 상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것일 수 있다. 예컨대, 상기 주석 합금은 Sn-Bi, Sn-Zn, Sn-Be, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Bi-Ag, Sn-Bi-In 등을 그 예로 들 수 있다. Sn-Ag-Cu-Bi 합금은 융점이 205∼220℃ 정도이며, Sn-Bi-Ag 합금은 융점이 130∼180℃ 정도이다. Sn-Bi-In 합금을 이용하는 경우에는 융점이 100℃ 정도인 온도퓨즈를 제작할 수도 있다.
제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)를 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박하기 위한 수단이다. 제1 탄성체(140)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 온도퓨즈(130)를 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박하기 위하여 제1 도전성 캡슐(170)로부터 제1 리드 단자(110)로 향하는 방향을 따라 신장되도록 배치된다. 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이에 구비될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 압축된 상태로 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이에 위치될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이를 연결하며, 온도퓨즈(130) 및 제1 도전성 캡슐(170)과 연결되어 전기적으로 접속된다. 제1 탄성체(140)는 스테인레스 스틸 같은 일반 금속 재질로 형성될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 본체로는 스테인레스 스틸을 사용하고, 상기 본체에 은막 도금이 실시되어 형성될 수 있다. 즉, 제1 탄성체(140)는 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 하는 것이다. 일정한 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 또는 과전류의 인가될 때 제1 탄성체(140)의 온도가 상승하게 된다.
제2 탄성체(150a)는 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130)를 연결하는 매개체이다. 제2 탄성체(150a)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 제1 리드 단자(110)로부터 제2 리드 단자(120)로 향하는 방향을 따라 신장되도록 배치된다. 제2 탄성체(150a)는 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이에 구비될 수 있다. 제2 탄성체(150a)는 압축된 상태로 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이에 위치될 수 있다. 제2 탄성체(150a)는 온도퓨즈(130)를 기준으로 제2 리드 단자(120)가 배치된 반대쪽에 배치되어 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이를 연결하며, 제1 리드 단자(110) 및 온도퓨즈(130)와 연결되어 전기적으로 접속된다. 제2 탄성체(150a)는 스테인레스 스틸 같은 일반 금속 재질로 형성될 수 있다. 제2 탄성체(150a)는 본체로는 스테인레스 스틸을 사용하고, 상기 본체에 은막 도금이 실시되어 형성될 수 있다. 즉, 제2 탄성체(150a)는 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 하는 것이다. 일정한 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 또는 과전류의 인가될 때 제2 탄성체(150a)의 온도가 상승하게 된다.
상기와 같은 구조를 갖는 제3 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 기준치 이하의 정상적인 전류 또는 전압이 인가되거나 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮을 때 제1 리드 단자(110)는 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140), 제1 도전성 캡슐(170) 및 와이어 저항체(180)를 통해 제2 리드 단자(120)와 전기적으로 접속된다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우(도 12 및 도 15 참조)에는, 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 기준치 이하의 정상적인 전류 또는 전압이 인가되거나 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮을 때 제1 리드 단자(110)는 제2 탄성체(150a), 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140), 제1 도전성 캡슐(170) 및 와이어 저항체(180)를 통해 제2 리드 단자(120)와 전기적으로 접속된다.
제3 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 비정상적인 전원, 예를 들어, 기준치보다 높은 전류 또는 전압이 인가될 경우, 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 와이어 저항체(180)에 높은 전류가 인가되거나, 제2 탄성체(140)가 구비되는 경우에는 제2 탄성체(150a), 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140) 및 와이어 저항체(180)에 높은 전류가 인가된다. 제1 탄성체(140)에 높은 전류가 인가되면 제1 탄성체(140)가 갖는 저항값에 의해 제1 탄성체(140)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 제2 탄성체(150a)에 높은 전류가 인가되면 제2 탄성체(150a)가 갖는 저항값에 의해 제2 탄성체(150a)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 와이어 저항체(180)에 높은 전류가 인가되면 와이어 저항체(180)가 갖는 저항값에 의해 와이어 저항체(180)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 온도퓨즈(130)에 높은 전류가 인가되면 온도퓨즈(130)가 갖는 저항값에 의해 온도퓨즈(130)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 과열로 인하여 하우징(100) 내부의 온도가 상승하면, 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어진 온도퓨즈(130)는 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 온도퓨즈(130)가 끊어지게 되고, 절연체에 전도성 금속 또는 금속 합금이 도금되어 있는 구조로 이루어진 온도퓨즈(130)의 경우에는 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 절연체가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화됨으로써 전기적 연결을 차단하게 된다. 이와 같이 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 부도체로 작용하게 되면, 결과적으로 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 차단되어 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이에는 전류가 흐르지 않는다.
이하에서, 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈의 동작에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
과전류 상태가 아닌 경우로서 전기전자 제품에 공급되는 전원이 정상 상태일 경우에는, 전류는 제2 리드 단자(120), 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170), 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 제1 리드 단자(110)로 정상적으로 흘러 거의 도선에 가까운 저항값(예컨대, 수mΩ 정도)을 유지하여 정상동작이 이루어진다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에는, 과전류 상태가 아닌 경우로서 전기전자 제품에 공급되는 전원이 정상 상태일 때, 전류는 제2 리드 단자(120), 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170), 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130), 제2 탄성체(150a) 및 제1 리드 단자(110)로 정상적으로 흘러 거의 도선에 가까운 저항값(예컨대, 수mΩ 정도)을 유지하여 정상동작이 이루어진다.
정상동작 상태일 때는 제1 탄성체(140)의 인장력에 의해 온도퓨즈(130)가 제1 리드 단자(110)에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에는, 정상동작 상태일 때 제1 탄성체(140)의 인장력에 의해 온도퓨즈(130)가 제2 탄성체(150a)에 전기적으로 접속되고, 제2 탄성체(150a)는 제1 리드 단자(110)에 전기적으로 접속되어 있다.
제2 리드 단자(120)를 통해 기준치 이하의 전류 또는 전압이 인가되는 경우에는 제2 리드 단자(120)로부터 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170) 및 제1 탄성체(140)를 통해 온도퓨즈(130)로 전류가 흐르고, 온도퓨즈(130)가 제1 리드 단자(110)에 접속되어 있으므로 회로가 구성되어 전기전자 소자 쪽으로 전류가 흐르게 된다. 제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에, 제2 리드 단자(120)를 통해 기준치 이하의 전류 또는 전압이 인가될 때에는 제2 리드 단자(120)로부터 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170) 및 제1 탄성체(140)를 통해 온도퓨즈(130)로 전류가 흐르고, 온도퓨즈(130)가 제2 탄성체(150a)에 접속되고 제2 탄성체(150a)가 제1 리드 단자(110)에 접속되어 있으므로 회로가 구성되어 전기전자 소자 쪽으로 전류가 흐르게 된다.
전기전자 제품에 기준치 보다 높은 과전류 또는 과전압이 인가되면 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 와이어 저항체(180)의 저항값으로 인한 주울(joule)열이 발생하고, 하우징(100) 내의 주울(Joule)열에 의해 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 절연체가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화되게 된다.
제2 탄성체(150a)가 구비되는 경우에, 전기전자 제품에 기준치 보다 높은 과전류 또는 과전압이 인가되면 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130), 제2 탄성체(150a) 및 와이어 저항체(180)의 저항값으로 인한 주울(joule)열이 발생하고, 하우징(100) 내의 주울(Joule)열에 의해 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 온도퓨즈(130)가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 절연체가 외부로 노출되어 온도퓨즈(130)가 부도체로 변화되게 된다. 온도퓨즈(130)에 의해 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 접속이 차단됨으로써 전기전자 제품의 전원 연결을 차단할 수 있다.
외부 써지(surge)의 흡수는 와이어 저항체(180)가 담당하고, 이와 직렬로 퓨즈 본체부(200)를 연결하면, 과전류 발생 시 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈가 작동하여 회로를 차단하므로 온도가 고온으로 상승하지 않아 안전하게 과전류를 차단할 수 있고, 과전류 방호는 물론 낙뢰 등의 외부 써지(surge)를 흡수하여 전자기기를 안정하게 동작되도록 할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 코일 형태의 제1 탄성체(140)를 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 형성하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 탄성체(140)는 판 스프링 등과 같은 코일 이외의 형태를 지닌 스프링일 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 코일 형태의 제2 탄성체(150a)를 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 형성하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 탄성체(150a)는 판 스프링 등과 같은 코일 이외의 형태를 지닌 스프링일 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 제2 리드 단자(120)에 전원이 연결되고 제1 리드 단자(110)에 회로와 같은 전기전자 소자가 연결되는 것으로 설명하였으나, 제1 리드 단자(110)에 전원이 연결되고 제2 리드 단자(120)에 전기전자 소자가 연결될 수도 있음은 물론이다.
<실시예 4>
도 20 내지 도 24는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈를 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 이해를 돕기 위하여 하우징(100)의 내부가 보이도록 도 21 내지 도 23을 도시하였다.
도 20 내지 도 24를 참조하면, 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는, 내부공간이 구비된 하우징(100)과, 하우징(100)의 일단에 배치되는 제1 리드 단자(110)와, 하우징(100)의 타단에 배치되는 제1 도전성 캡슐(170)과, 하우징(100)의 일단 외측에 제1 리드 단자(110)와 이격되게 배치되는 제2 리드 단자(120)와, 하우징(100) 내부에 배치되어 제1 리드 단자(110)와 제1 탄성체(140) 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈(130)와, 하우징(100) 내부에서 제1 리드 단자(110)와 온도퓨즈(130) 사이에 구비되는 스핀들(160)과, 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이에 구비되고 탄성력에 의해 온도퓨즈(130)와 스핀들(160)을 제1 리드 단자(110) 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체(140)와, 탄성력에 의하여 상기 스핀들(160)을 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 가압하기 위한 제2 탄성체(150b)와, 제1 도전성 캡슐(170)과 제2 리드(120) 단자 사이에 구비되고 하우징(100)의 외주면에 권선되게 구비는 와이어 저항체(180)를 포함하며, 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이를 전기적으로 연결하고, 상기 온도퓨즈(130)는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지고, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 녹게 되고 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단된다.
본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는, 실시예 3에서와 같이 와이어 저항체(180)를 덮는 절연성 수지(190)(도 18 참조)를 더 포함할 수 있다. 절연성 수지(190)는 하우징(100)의 외측 둘레를 권선하는 와이어 저항체(180)를 덮어 보호하는 역할을 한다.
와이어 저항체(180)는 제1 도전성 캡슐(170)을 통해 제1 탄성체(140)와 전기적으로 접속될 수 있고, 제1 도전성 캡슐(170)은 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 일단을 밀봉하게 배치되는 것이 바람직하다. 제1 도전성 캡슐(170)은 제1 탄성체(140)와 전기적으로 접속되고 도전성 물질로 구성된다. 와이어 저항체(180)는 제1 도전성 캡슐(170)과 전기적으로 연결된다. 와이어 저항체(180)는 하우징(100)의 외측 둘레를 권선하는 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 도 23에 도시된 바와 같이 제2 리드 단자(120)와 전기적으로 접속되고 하우징(100)의 일단에 배치되는 제2 도전성 캡슐(175)을 더 포함할 수 있고, 제2 리드 단자(120)는 제2 도전성 캡슐(175)과 전기 스폿 용접 등과 같은 방법으로 결합되어 고정될 수 있다.
본 발명의 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 하우징(100) 외측 둘레에 와이어 저항체(180)가 구비되고, 와이어 저항체(180)는 퓨즈 본체부와 직렬 연결되도록 구성된다. 여기서, 퓨즈 본체부는 제2 탄성체(150b), 스핀들(160), 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140) 및 제1 도전성 캡슐(170)을 포함하는 개념이다. 와이어 저항체(180)가 구비됨으로써 낙뢰 등의 외부 써지(surge)를 흡수하여 전자기기가 안전하게 동작되도록 할 수 있다.
하우징(100)은 내부 공간을 갖는 실린더 또는 박스 형상 등으로 구비되고, 그 내부에 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140), 제2 탄성체(150b) 및 스핀들(160)을 수납하여 보호한다. 도 21에 도시된 바와 같이 하우징(100)에 형성된 개구부(104)를 통해 제1 리드 단자(110), 제2 탄성체(150b), 스핀들(160), 온도퓨즈(130) 및 제1 탄성체(140)를 삽입하여 배치한다. 하우징(100)의 일단에는 제1 리드 단자(110)가 위치되고, 하우징(100)의 일단 외측에는 제1 리드 단자(110)와 이격되게 제2 리드 단자(120)가 위치될 수 있다. 하우징(100)은 절연성 물질로 형성될 수 있다. 상기 절연성 물질은 알루미나(Al2O3)와 같은 절연성의 세라믹 물질, 절연성 플라스틱(절연성 합성수지) 등일 수 있다. 하우징(100)은 길이에 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있어서 원형 박스, 타원형 박스, 다각형 박스 등의 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 도 20에 도시된 바와 같이 길이에 수직한 단면이 원형을 이루는 실린더형 하우징(100)을 예시한다.
제1 리드 단자(110)는 전기적 연결을 위한 수단으로서, 예를 들면 제2 리드 단자(120)로부터 인가받은 전류를 전기전자 소자에 전달하며, 도전성 물질을 포함하여 구성된다. 제1 리드 단자(110)는 하우징(100) 일단에 마련되는데, 본 실시예에서는 실린더 형상의 하우징(100)의 일단에 배치되어 있다. 이때 제1 리드 단자(110)는 하우징(100)의 일단에 삽입된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하우징(100) 일단에 배치될 수는 있는 형태라면 그 제한이 있는 것은 아니다. 제1 리드 단자(110)는 스핀들(160)과의 접속을 용이하게 하기 위하여 길게 뻗어있는 막대 포양의 핀과 넓게 퍼진 판 모양의 헤드를 포함하는 압정형 구조(단면도에서는 'T'자형 구조)로 구비되는 것이 바람직하다.
제1 리드 단자(110)가 삽입되어 고정되는 절연고정자(미도시)가 하우징(100) 내부에 구비될 수 있다. 상기 절연고정자는 하우징(100)에 삽입된 제1 리드 단자(110)의 일부를 둘러싸면서 고정하는 역할을 한다.
제2 리드 단자(120)는 외부 전원을 인가받거나 전원과 연결되는 구성요소로서, 도전성 물질을 포함하여 구성된다. 제2 리드 단자(120)는 제1 리드 단자(110)와 일정한 거리만큼 이격되어 배치되는데, 본 실시예에서는 실린더 형상의 하우징(100)에서 제1 리드 단자(110)가 형성된 일단과 동일 방향에 위치한 일단 외측에 형성된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 제2 리드 단자(120)는 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170), 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 스핀들(160)을 통해 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속될 수 있다. 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되는 경우에 하우징(100) 내부의 온도가 상승하여 온도퓨즈(130)를 구성하는 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지게 되고, 따라서 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 녹게 되고 제2 탄성체(150b)가 신장되며 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단된다.
온도퓨즈(130)는 제1 리드 단자(110)와 제1 탄성체(140) 사이를 전기적으로 연결하거나 또는 전기적 연결을 차단하기 위한 수단으로서, 하우징(100)의 내부에 구비된다. 또한, 온도퓨즈(130)는 스핀들(160)이 제1 탄성체(140)의 내부로 삽입되지 못하게 하는 역할을 한다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 전류가 인가되는 경우에 온도퓨즈(130)는 스핀들(160)과 접속하고 제1 탄성체(140)와도 접속하고 있다. 온도퓨즈(130)는 구체, 다면체(예컨대, 육면체) 등의 구조를 가질 수 있다. 온도퓨즈(130)는 제1 탄성체(140)의 내경보다 크게 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 탄성체(140) 내부로 삽입되지 않는 구조로 이루어지는 형태라면 그 제한이 있는 것은 아니다. 스핀들(160)과 제1 탄성체(140) 사이에 구비되고, 스핀들(160)이 제1 탄성체(140)의 내부로 삽입되지 못하게 하는 역할을 할 수 있다면 그 형태나 크기는 다양할 수 있다. 온도퓨즈(130)는 융점이 250℃보다 낮은 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 정상전류가 인가되는 경우에는 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하여 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이는 전기적으로 접속되어 있는 상태에 있다. 그러나, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 온도퓨즈(130)의 전도성 금속 또는 금속 합금이 녹게 되고 제2 탄성체(150b)가 신장되며 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동된다. 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)은 온도퓨즈(130)가 용융되어 없어진 만큼 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동하게 된다. 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동함으로써 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160) 사이는 이격되게 되어 전기적 연결이 차단되게 되며, 따라서 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전류 흐름이 차단되게 된다. 이와 같이 온도퓨즈(130)는 전도체로 작용하다가 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 용융됨으로써 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 끊어지게 된다.
상기 전도성 금속은 주석(Sn)일 수 있으며, 상기 금속 합금은 주석 합금일 수 있다. 주석(Sn)은 녹는점이 231.93℃로서 약 232℃ 이상의 온도에서 녹는 특성을 갖는 금속이다. 상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것일 수 있다. 예컨대, 상기 주석 합금은 Sn-Bi, Sn-Zn, Sn-Be, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Bi-Ag, Sn-Bi-In 등을 그 예로 들 수 있다. Sn-Ag-Cu-Bi 합금은 융점이 205∼220℃ 정도이며, Sn-Bi-Ag 합금은 융점이 130∼180℃ 정도이다. Sn-Bi-In 합금을 이용하는 경우에는 융점이 100℃ 정도인 온도퓨즈를 제작할 수도 있다.
제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 스핀들(160)을 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박하기 위한 수단이다. 제1 탄성체(140)는 코일 형태의 스프링을 사용하는 것이 바람직하다. 제1 탄성체(140)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 온도퓨즈(130)와 스핀들(160)을 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박하기 위하여 제1 도전성 캡슐(170)로부터 제1 리드 단자(110)로 향하는 방향을 따라 신장되도록 배치된다. 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이에 구비될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 압축된 상태로 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이에 위치될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 온도퓨즈(130)와 제1 도전성 캡슐(170) 사이를 연결하며, 온도퓨즈(130) 및 제1 도전성 캡슐(170)와 연결되어 전기적으로 접속된다. 제1 탄성체(140)는 스테인레스 스틸 같은 일반 금속 재질로 형성될 수 있다. 제1 탄성체(140)는 본체로는 스테인레스 스틸을 사용하고, 상기 본체에 은막 도금이 실시되어 형성될 수 있다. 즉, 제1 탄성체(140)는 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 하는 것이다. 일정한 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 또는 과전류의 인가될 때 제1 탄성체(140)의 온도가 상승하게 된다.
스핀들(160)은 제1 리드 단자(110)와 전기적으로 접속되거나 전기적으로 차단되는 부분으로서, 하우징(100)의 내부에 구비된다. 스핀들(160)은 제1 리드 단자(110)와 접속하는 부위인 제1 접속부(162)와, 제2 탄성체(150b)를 고정하는 부위인 지지부(164)와, 온도퓨즈(130)와 접속하는 제2 접속부(166)를 포함할 수 있다. 스핀들(160)은 제1 리드 단자(110)로부터 제1 도전성 캡슐(170)로 향하는 방향을 따라 길이를 이루는 축 형태로 구비될 수 있다. 스핀들(160)은 길이에 수직한 단면이 원형, 타원형, 다각형 등으로 형성될 수 있는데, 하우징(100)의 단면 형상과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 실린더 형태의 하우징(100)을 따라 형성된 피스톤 형상으로 형성되어 있다. 스핀들(160)은 전도성 물질로 형성된다. 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮거나 기준치 이하의 전류가 인가되는 경우에는 스핀들(160)은 제1 탄성체(140)의 신축력에 의해 제1 리드 단자(110) 쪽으로 압박된다. 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에는 제2 탄성체(150b)의 신축력에 의해 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 압박된다. 스핀들(160)이 제1 리드 단자(110)와 접속 또는 이격되는 것에 따라 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이가 전기적으로 접속되거나 전기적 연결이 차단되게 된다. 스핀들(160)은 측면의 적어도 일부에 제2 탄성체(150b)를 지지할 수 있는 지지부(164)가 형성되어 제2 탄성체(150b)와 연결될 수 있다. 지지부(164)는 스핀들(160) 측면에 축에 수직한 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 지지부(164)는 스핀들(160) 측면의 둘레를 따라 연속적으로 형성될 수 있고, 스핀들(160) 측면에 불연속적으로 형성될 수도 있다. 즉 스핀들(160)의 지지부(164)에 의해 제2 탄성체(150b)가 고정될 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 가능하다. 지지부(164)의 외경은 제1 탄성체(140)의 내경보다 크고, 제2 접속부(166)의 외경은 제1 탄성체(140)의 내경보다 작은 것이 바람직하다. 제2 접속부(166)의 외경이 제1 탄성체(140)의 내경보다 작게 구비됨으로써, 외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 하우징(100) 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아질 때 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 온도퓨즈(130)가 녹게 되면, 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동되면서 제2 접속부(166)가 제1 탄성체(140)의 내부로 삽입될 수가 있다.
제2 탄성체(150b)는 스핀들(160)이 제1 리드 단자(110)와 이격되게 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동시키기 위한 수단이다. 제2 탄성체(150b)는 코일 형태의 스프링을 사용하는 것이 바람직하다. 제2 탄성체(150b)의 신장력은 제1 탄성체(140)의 신장력보다 작은 것이 바람직하다. 제2 탄성체(150b)는 하우징(100) 내부에 배치되는데, 제1 리드 단자(110)로부터 제1 도전성 캡슐(170)로 향하는 방향을 따라 신장되도록 배치된다. 제2 탄성체(150b)는 제1 접속부(162)의 일부를 감싸는 형태로 구비될 수 있다. 제2 탄성체(150b)는 온도퓨즈(130)를 기준으로 제1 도전성 캡슐(170)이 배치된 반대쪽에 배치된다. 제2 탄성체(150b)의 내경은 지지부(164)의 외경보다 작게 구비되고, 제2 탄성체(150b)의 일단은 스핀들(160)의 지지부(164)에 의해 고정된다. 제2 탄성체(150)의 타단은 하우징(100)에 형성된 단턱부(102)에 의해 고정되어 지지될 수 있다. 이를 위해 하우징(100)에는 제2 탄성체(150)를 지지할 수 있게 단턱부(102)가 형성되어 있을 수 있다. 단턱부(102)를 기준으로 하우징(100)의 내경은 변화되게 된다. 제2 탄성체(150b)의 외경은 단턱부(102)를 기준으로 변화되어 작아진 하우징(100)의 내경 보다 크게 구비되는 것이 바람직하다. 제2 탄성체(150b)는 단턱부(102)와 지지부(164) 사이에 압축된 상태로 배치된다. 제2 탄성체(150b)가 압축된 상태일 때 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160)이 접하게 되며, 제2 탄성체(150b)가 신장된 상태일 때 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160)이 이격된다. 제2 탄성체(150b)는 스테인레스 스틸 같은 일반 금속 재질로 형성될 수 있다. 제2 탄성체(150b)는 본체로는 스테인레스 스틸을 사용하고, 상기 본체에 은막 도금이 실시되어 형성될 수 있다. 즉, 제2 탄성체(150b)는 임의의 스프링 인장력이 요구되며 전류의 흐름을 도와주기 위해 일정 두께의 은막 도금처리 하는 것이다. 일정한 전압과 전류에서는 금속 자체의 전도성과 은막 도금으로 인해 안정적인 전류가 흐르다가 과전압 또는 과전류의 인가될 때 제2 탄성체(150b)의 온도가 상승하게 된다.
상기와 같은 구조를 갖는 제4 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 기준치 이하의 정상적인 전류 또는 전압이 인가되거나 하우징(100) 내의 온도가 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 낮을 때 제1 리드 단자(110)는 스핀들(160), 온도퓨즈(130), 제1 탄성체(140), 제1 도전성 캡슐(170) 및 와이어 저항체(180)를 통해 제2 리드 단자(120)와 전기적으로 접속된다.
제4 실시예에 따른 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈는 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120)에 비정상적인 전원, 예를 들어, 기준치보다 높은 전류 또는 전압이 인가될 경우, 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130), 스핀들(160), 제2 탄성체(150b) 및 와이어 저항체(180)에 높은 전류가 인가된다. 제1 탄성체(140)에 높은 전류가 인가되면 제1 탄성체(140)가 갖는 저항값에 의해 제1 탄성체(140)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 제2 탄성체(150b)에 높은 전류가 인가되면 제2 탄성체(150b)가 갖는 저항값에 의해 제2 탄성체(150b)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 스핀들(160)에 높은 전류가 인가되면 스핀들(160)이 갖는 저항값에 의해 스핀들(160)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 온도퓨즈(130)에 높은 전류가 인가되면 온도퓨즈(130)가 갖는 저항값에 의해 온도퓨즈(130)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다. 또한, 와이어 저항체(180)에 높은 전류가 인가되면 와이어 저항체(180)가 갖는 저항값에 의해 와이어 저항체(180)의 온도가 상승하며, 하우징(100) 내부의 온도를 상승시킨다.
과열로 인하여 하우징(100) 내부의 온도가 상승하면, 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어진 온도퓨즈(130)가 용융되게 되고, 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동된다. 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)은 온도퓨즈(130)가 용융되어 없어진 만큼 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동하게 된다. 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동함으로써 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160) 사이는 이격되게 되어 전기적 연결이 차단되게 되며, 따라서 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 차단되어 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이에는 전류가 흐르지 않게 된다.
이하에서, 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈의 동작에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
과전류 상태가 아닌 경우로서 전기전자 제품에 공급되는 전원이 정상 상태일 경우에는, 전류는 제2 리드 단자(120), 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170), 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130) 및 스핀들(160)로 정상적으로 흘러 거의 도선에 가까운 저항값(예컨대, 수mΩ 정도)을 유지하여 정상동작이 이루어진다.
정상동작 상태일 때는 제1 탄성체(140)의 인장력에 의해 스핀들(160)이 제1 리드 단자(110)에 전기적으로 접속되어 있다.
제2 리드 단자(120)를 통해 기준치 이하의 전류 또는 전압이 인가되는 경우에는 제2 리드 단자(120)로부터 와이어 저항체(180), 제1 도전성 캡슐(170) 및 제1 탄성체(140)를 통해 온도퓨즈(130)로 전류가 흐르고, 온도퓨즈(130)가 스핀들(160)을 통해 제1 리드 단자(110)에 전기적으로 접속되어 있으므로 회로가 구성되어 전기전자 소자 쪽으로 전류가 흐르게 된다.
전기전자 제품에 기준치 보다 높은 과전류 또는 과전압이 인가되면 제1 탄성체(140), 온도퓨즈(130), 스핀들(150), 제2 저항체(150b) 및 와이어 저항체(180)의 저항값으로 인한 주울(joule)열이 발생하고, 하우징(100) 내의 주울(Joule)열에 의해 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되게 되어 온도퓨즈(130)가 녹게 된다.
제2 탄성체(150)는 압축된 상태이므로 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동된다. 제2 탄성체(150b)의 신장력에 의해 스핀들(160)은 온도퓨즈(130)가 용융되어 없어진 만큼 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동하게 된다. 스핀들(160)의 제2 접속부(166)가 제1 탄성체(140)의 내부로 삽입되면서 스핀들(160)이 제1 도전성 캡슐(170) 쪽으로 이동함으로써 제1 리드 단자(110)와 스핀들(160) 사이는 이격되게 되어 전기적 연결이 차단되게 되며, 따라서 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 연결이 차단되어 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이에는 전류가 흐르지 않게 된다. 제1 리드 단자(110)와 제2 리드 단자(120) 사이의 전기적 접속이 차단됨으로써 전기전자 제품의 전원 연결을 차단할 수 있다.
외부 써지(surge)의 흡수는 와이어 저항체(180)가 담당하고, 이와 직렬로 퓨즈 본체부를 연결하면, 과전류 발생 시 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈가 작동하여 회로를 차단하므로 온도가 고온으로 상승하지 않아 안전하게 과전류를 차단할 수 있고, 과전류 방호는 물론 낙뢰 등의 외부 써지(surge)를 흡수하여 전자기기를 안정하게 동작되도록 할 수 있다.
본 실시예에서는 제2 리드 단자(120)에 전원이 연결되고 제1 리드 단자(110)에 회로와 같은 전기전자 소자가 연결되는 것으로 설명하였으나, 제1 리드 단자(110)에 전원이 연결되고 제2 리드 단자(120)에 전기전자 소자가 연결될 수도 있음은 물론이다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100: 하우징 102: 단턱부
110: 제1 리드 단자 120: 제2 리드 단자
130: 온도퓨즈 140: 제1 탄성체
150a, 150b: 제2 탄성체 160: 스핀들
162: 제1 접속부 164: 지지부
166: 제2 접속부 170: 제1 도전성 캡슐
175: 제2 도전성 캡슐 180: 와이어 저항체
190: 절연성 수지

Claims (17)

  1. 내부공간이 구비된 하우징;
    상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자;
    상기 하우징의 타단에 배치되는 제2 리드 단자;
    상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 막대형 구조의 온도퓨즈;
    상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈를 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하는 제1 탄성체를 포함하며,
    상기 제1 탄성체는 상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이를 전기적으로 연결하고,
    상기 온도퓨즈는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지거나 절연체에 전도성 금속 또는 금속 합금이 도금되어 있는 구조로 이루어지며,
    외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 절연체가 외부로 노출되어 상기 온도퓨즈가 부도체로 변화됨으로써 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  2. 내부공간이 구비된 하우징;
    상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자;
    상기 하우징의 타단에 배치되는 제2 리드 단자;
    상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈;
    상기 하우징 내부에서 상기 제1 리드 단자와 상기 온도퓨즈 사이에 구비되는 스핀들;
    상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈와 상기 스핀들을 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체;
    탄성력에 의하여 상기 스핀들을 상기 제2 리드 단자 쪽으로 가압하기 위한 제2 탄성체를 포함하며,
    상기 제1 탄성체는 상기 온도퓨즈와 상기 제2 리드 단자 사이를 전기적으로 연결하고,
    상기 온도퓨즈는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지며,
    외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 녹게 되고 상기 제2 탄성체의 신장력에 의해 상기 스핀들이 상기 제2 리드 단자 쪽으로 이동됨으로써 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  3. 내부공간이 구비된 하우징;
    상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자;
    상기 하우징의 타단에 배치되는 제1 도전성 캡슐;
    상기 하우징의 일단 외측에 상기 제1 리드 단자와 이격되게 배치되는 제2 리드 단자;
    상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 막대형 구조의 온도퓨즈;
    상기 온도퓨즈와 상기 제1 도전성 캡슐 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈를 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체;
    상기 제1 도전성 캡슐과 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 상기 하우징의 외주면에 권선되게 구비는 와이어 저항체를 포함하며,
    상기 제1 탄성체는 상기 온도퓨즈와 상기 제1 도전성 캡슐 사이를 전기적으로 연결하고,
    상기 온도퓨즈는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지거나 절연체에 전도성 금속 또는 금속 합금이 도금되어 있는 구조로 이루어지며,
    외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 끊어지거나 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 절연체가 외부로 노출되어 상기 온도퓨즈가 부도체로 변화됨으로써 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  4. 내부공간이 구비된 하우징;
    상기 하우징의 일단에 배치되는 제1 리드 단자;
    상기 하우징의 타단에 배치되는 제1 도전성 캡슐;
    상기 하우징의 일단 외측에 상기 제1 리드 단자와 이격되게 배치되는 제2 리드 단자;
    상기 하우징 내부에 배치되어 상기 제1 리드 단자와 제1 탄성체 사이의 전기적 연결을 차단하기 위한 온도퓨즈;
    상기 하우징 내부에서 상기 제1 리드 단자와 상기 온도퓨즈 사이에 구비되는 스핀들;
    상기 온도퓨즈와 상기 제1 도전성 캡슐 사이에 구비되고 탄성력에 의해 상기 온도퓨즈와 상기 스핀들을 상기 제1 리드 단자 쪽으로 가압하기 위한 제1 탄성체;
    탄성력에 의하여 상기 스핀들을 상기 제1 도전성 캡슐 쪽으로 가압하기 위한 제2 탄성체;
    상기 제1 도전성 캡슐과 상기 제2 리드 단자 사이에 구비되고 상기 하우징의 외주면에 권선되게 구비는 와이어 저항체를 포함하며,
    상기 제1 탄성체는 상기 온도퓨즈와 상기 제1 도전성 캡슐 사이를 전기적으로 연결하고,
    상기 온도퓨즈는 전도성 금속 또는 금속 합금으로 이루어지며,
    외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아지는 경우에 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 녹게 되고 상기 제2 탄성체의 신장력에 의해 상기 스핀들이 상기 제1 도전성 캡슐 쪽으로 이동됨으로써 상기 제1 리드 단자와 상기 제2 리드 단자 사이의 전류 흐름이 지속적으로 차단되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전도성 금속은 주석(Sn)이고, 상기 금속 합금은 주석 합금인 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 주석 합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 하우징은 절연성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 리드 단자와 상기 온도퓨즈 사이에 구비되는 제2 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  9. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1 탄성체는 코일 형태의 스프링으로 이루어지고,
    상기 온도퓨즈는 상기 제1 탄성체의 내경 보다 크게 구비되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  10. 제2항에 있어서, 상기 스핀들은 상기 제1 리드 단자와 접속하는 부위인 제1 접속부와, 상기 제2 탄성체를 고정하는 부위인 지지부와, 상기 온도퓨즈와 접속하는 제2 접속부를 포함하며,
    상기 스핀들은 상기 제1 리드 단자로부터 상기 제2 리드 단자로 향하는 방향을 따라 길이를 이루는 축 형태로 구비되고,
    상기 지지부는 상기 스핀들 측면에 축에 수직한 방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 탄성체의 내경은 상기 지지부의 외경보다 작게 구비되고,
    상기 하우징에는 상기 제2 탄성체를 지지할 수 있게 단턱부가 형성되어 있고,
    상기 단턱부를 기준으로 상기 하우징의 내경은 변화되게 되며,
    상기 제2 탄성체의 외경은 상기 단턱부를 기준으로 변화되어 작아진 상기 하우징의 내경보다 크게 구비되고,
    상기 제2 탄성체는 상기 단턱부와 상기 스핀들의 지지부 사이에 압축된 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 탄성체는 코일 형태의 스프링으로 이루어지며,
    상기 지지부의 외경은 상기 제1 탄성체의 내경보다 크고,
    상기 제2 접속부의 외경은 상기 제1 탄성체의 내경보다 작게 구비되며,
    외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아질 때 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 녹게 되면 상기 제2 탄성체의 신장력에 의해 상기 스핀들이 상기 제2 리드 단자 쪽으로 이동되면서 상기 제2 접속부가 상기 제1 탄성체의 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  13. 제4항에 있어서, 상기 스핀들은 상기 제1 리드 단자와 접속하는 부위인 제1 접속부와, 상기 제2 탄성체를 고정하는 부위인 지지부와, 상기 온도퓨즈와 접속하는 제2 접속부를 포함하며,
    상기 스핀들은 상기 제1 리드 단자로부터 상기 제1 도전성 캡슐로 향하는 방향을 따라 길이를 이루는 축 형태로 구비되고,
    상기 지지부는 상기 스핀들 측면에 축에 수직한 방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 탄성체의 내경은 상기 지지부의 외경보다 작게 구비되고,
    상기 하우징에는 상기 제2 탄성체를 지지할 수 있게 단턱부가 형성되어 있고,
    상기 단턱부를 기준으로 상기 하우징의 내경은 변화되게 되며,
    상기 제2 탄성체의 외경은 상기 단턱부를 기준으로 변화되어 작아진 상기 하우징의 내경보다 크게 구비되고,
    상기 제2 탄성체는 상기 단턱부와 상기 스핀들의 지지부 사이에 압축된 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 탄성체는 코일 형태의 스프링으로 이루어지며,
    상기 지지부의 외경은 상기 제1 탄성체의 내경보다 크고,
    상기 제2 접속부의 외경은 상기 제1 탄성체의 내경보다 작게 구비되며,
    외부온도가 과열되거나 기준치 보다 높은 과전류가 인가되어 상기 하우징 내의 온도가 상기 전도성 금속 또는 금속 합금의 용융온도보다 높아질 때 전도성 금속 또는 금속 합금이 용융되어 상기 온도퓨즈가 녹게 되면 상기 제2 탄성체의 신장력에 의해 상기 스핀들이 상기 제1 도전성 캡슐 쪽으로 이동되면서 상기 제2 접속부가 상기 제1 탄성체의 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  16. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2 탄성체의 신장력이 상기 제1 탄성체의 신장력보다 작은 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
  17. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2 리드 단자와 전기적으로 접속되고 상기 하우징의 일단에 배치되는 제2 도전성 캡슐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과열 및 과전류 차단용 복합퓨즈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101657161B1 (ko) * 2015-07-03 2016-09-20 주식회사 케이이씨 과도 전압 억제 소자 패키지
KR101891466B1 (ko) * 2018-03-06 2018-08-27 스마트전자 주식회사 퓨즈저항 조립체 및 퓨즈저항 조립체의 제조방법
KR20190134286A (ko) * 2018-05-25 2019-12-04 주식회사 엘지화학 다단형 퓨즈 모듈
KR20220000134U (ko) * 2020-07-06 2022-01-13 동관 하오두 일렉트로닉 테크놀로지 컴퍼니., 리미티드. 퓨즈 박스

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