KR20160022182A

KR20160022182A - 퓨즈가 일체화된 저항기

Info

Publication number: KR20160022182A
Application number: KR1020140107998A
Authority: KR
Inventors: 김용운
Original assignee: 김용운
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-02-29
Also published as: CN105374483A; TWI555052B; CN105374483B; KR101614123B1; TW201611070A

Abstract

본 발명은, 저항 로드를 구비하는 저항체; 퓨즈 로드를 구비하는 퓨즈; 및 양측에 상기 저항 로드와 상기 퓨즈 로드가 각각 끼워져서, 상기 저항 로드와 상기 퓨즈 로드를 연결하는 연결 유닛을 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기를 제공한다.

Description

퓨즈가 일체화된 저항기{FUSE INTERGRATED RESISTOR}

본 발명은 퓨즈가 일체화된 저항기에 관한 것이다.

일반적으로, 전자제품의 전기회로는 전원을 켤 때 발생하는 돌입전류, 내부 온도 상승, 지속적인 과전류 등으로 인해 손상될 수 있다.

이러한 손상에 의해 발생하는 기기 고장을 방지하기 위해, 전기회로의 전원 입력단에 저항기나 퓨즈 등을 설치하여 전원회로를 보호한다.

그러나, 퓨즈와 저항기를 각각 설치하는 것은 번거로움이 있다. 다시 말해 두 번의 용접이 필요하게 된다.

이를 피하고자 하여도, 퓨즈와 저항기 각각의 리드선을 미리 용접해 두어야 한다. 이 역시, 번거로운 용접 작업을 피할 수는 없게 한다.

또한, 용접을 한 경우에 용접 부위가 파손되기가 쉬워, 퓨즈와 저항기의 연결이 안정적이지 못한 문제가 있다.

본 발명의 일 목적은, 저항체와 퓨즈가 일체로 제조되어 그들 간의 사후적인 연결 작업이 불필요하게 하는, 퓨즈가 일체화된 저항기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 저항체와 퓨즈 간의 연결 시 용접을 배제하고 보다 간단하고 안정적인 방식으로 연결이 이루어지게 하는, 퓨즈가 일체화된 저항기를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 퓨즈가 일체화된 저항기는, 저항 로드를 구비하는 저항체; 퓨즈 로드를 구비하는 퓨즈; 및 양측에 상기 저항 로드와 상기 퓨즈 로드가 각각 끼워져서, 상기 저항 로드와 상기 퓨즈 로드를 연결하는 연결 유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 연결 유닛은, 단일 피스로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 연결 유닛은, 도전성 홀더를 포함하고, 상기 도전성 홀더는, 상기 저항 로드가 끼워지는 제1 고정홈; 및 상기 퓨즈 로드가 끼워지는 제2 고정홈을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 홀더는, 상기 제1 고정홈과 상기 제2 고정홈을 구분하는 격벽을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 저항체는, 상기 저항 로드에 감겨지고, 상기 연결 유닛과 전기적으로 연결되는 와이어; 및 상기 와이어를 감싸도록 코팅되며, 실리콘 재질로 형성되는 보호부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 퓨즈는, 상기 퓨즈 로드의 외면에 코팅되고, 상기 연결 유닛과 전기적으로 연결되는 도전성의 단락부; 및 상기 단락부를 감싸도록 배치되어, 상기 단락부의 단락을 촉진하도록 형성되는 트리거링부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 트리거링부는, 상기 퓨즈 로드의 둘레 방향을 따라 배치되어, 상기 단락부의 승온을 촉진하는 에폭시막을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 단락부는, 상기 퓨즈 로드의 외주면과 상기 에폭시막 사이에 배치되는 주석층을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 보호부 및 상기 트리거링부를 덮는 일체형의 커버 유닛이 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 커버 유닛은, 상기 보호부 보다 높은 경도의 실리콘으로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 퓨즈가 일체화된 저항기에 의하면, 저항체와 퓨즈가 일체로 제조되어 그들 간의 사후적인 연결 작업이 불필요하게 된다. 그에 의해, 회로 구성 시에 작업성이 향상된다.

또한, 저항체와 퓨즈 간의 연결 시 용접을 배제하여, 용접의 번거로움 및 용접 부위의 단락 등의 문제를 피할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈가 일체화된 저항기(1000)를 보인 부분 파단 사시도이다.
도 2는 도 1에 예시되며 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈가 일체화된 저항기(1000)의 내부 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2의 연결 유닛(300)과 관련된 부분을 보인 요부의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퓨즈가 일체화된 저항기에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈가 일체화된 저항기(1000)를 보인 부분 파단 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 저항 퓨즈 조립체(1000)는, 저항체(100)와, 퓨즈(200)와, 연결 유닛(300), 및 커버 유닛(400)을 포함할 수 있다.

저항체(100)는 저항의 기능을 발휘하고 돌입 전류를 제한하기 위한 소자이다. 저항체(100)는 와이어(130)를 저항 로드(110, 도 2 참조)에 권선한 것일 수 있다. 저항체(100)의 일 단부에 형성된 캡(130)에서는 제1 리드선(101)이 연장될 수 있다.

퓨즈(200)는 과전류나 열에 의해 회로 연결을 단락시키기 위한 소자이다. 퓨즈(200)의 일 단부에 형성된 퓨즈 캡(230)에서는, 제1 리드선(101)에 대응하여, 제2 리드선(201)이 연장된다.

연결 유닛(300)은 저항체(100)와 퓨즈(200)가 각각 끼워지게 형성된 구성이다. 그에 의해, 연결 유닛(300)은 저항체(100)와 퓨즈(200)를 하나로 연결한다. 이때, 연결 유닛(300)은 저항체(100) 및 퓨즈(200) 사이에 위치하고, 그들과 하나의 라인을 이루도록 배치될 수 있다.

커버 유닛(400)은 저항체(100)와 퓨즈(200), 그리고 연결 유닛(300)을 덮는 구성이다. 커버 유닛(400)은 저항체(100)와 퓨즈(200), 및 연결 유닛(300)이 일체로 형성되게, 다시 말해 하나의 피스(piece)가 되도록 한다.

이러한 구성에 의하면, 저항체(100)와 퓨즈(200) 간의 연결이 보다 견고하게 이루어질 수 있다.

또한, 저항체(100)와 퓨즈(200)가 서로 연결되어, 하나의 피스로 만들어질 수 있다.

다음으로, 이상의 저항기(1000)의 구체적 구조에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 도 1에 예시되며 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈가 일체화된 저항기(1000)의 내부 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

본 도면을 참조하면, 먼저 저항체(100)는, 제1 리드선(101)과, 저항 로드(110)와, 저항 캡(130)과, 와이어(150)와, 보호부(170)를 가질 수 있다.

제1 리드선(101)은 저항 캡(130)에서 연장된다. 제1 리드선(101)은 회로 기판에 끼워지고 용접되기 위한 것이다.

저항 로드(110)는 대체로 원통 형상을 가지도록 연장된 것이다. 저항 로드(110)는 세라믹 재질로 형성될 수 있다.

저항 캡(130)은 저항 로드(110)의 일 단부에 결합된다. 저항 캡(130)은 저항 로드(110)보다 큰 직경을 가지며, 금속 재질로 형성된다.

와이어(150)는 높은 전류에 용단되지 않고 견딜 수 있도록 바람직하게는, 구리(Cu)와 니켈(Ni)의 합금으로 형성될 수 있다. 와이어(150)는 저항 로드(110)에 나선 형태로 감겨진다. 와이어(150)의 일 단은 저항 캡(130)에 접속되고, 타 단은 연결 유닛(300)에 접속된다.

보호부(170)는 와이어(150)를 감싸도록 저항 로드(110)에 코팅된다. 보호부(170)는 실리콘 재질, 구체적으로 액상 실리콘으로 형성될 수 있다. 그에 의해, 보호부(170)는 과전류에 의해 와이어(150)가 끊어지는 경우에 그 파편이 발산되지 않도록 막아줄 수 있다.

다음으로, 퓨즈(200)는, 제2 리드선(201)과, 퓨즈 로드(210)와, 퓨즈 캡(230)과, 단락부(250)와, 트리거링부(270)를 가질 수 있다.

제2 리드선(201)은 퓨즈 캡(230)에서 연장된다. 제2 리드선(201)은 제1 리드선(101)에 대응하게 된다. 제2 리드선(201)은, 제1 리드선(101)과 마찬가지로, 구리 선에 주석이 도금된 형태일 수 있다. 상기 주석이 30 중량% 미만이면 용접성이 우수하지 못하고, 40 중량% 초과이면 전기 전도성이 우수하지 못한 문제가 있다.

퓨즈 로드(210)는 원통형으로서 연장 형성된 것일 수 있다. 퓨즈 로드(210)는 알루미나를 함유하는 세라믹 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 세라믹은 55 중량% 내지 85 중량%의 알루미나 함유할 수 있다.

알루미나가 55 중량% 미만이면, 알루미나를 제외한 타 성분의 함량이 높아지면서 경제성이 급격히 저하되는 문제가 있다. 또한, 알루미나가 80 중량% 초과이면, 전기 전도성이 급격히 낮아지는 문제가 있다. 이러한 알루미나의 함량은 55 중량% 내지 70 중량%가 보다 바람직한 것으로 발명자는 파악하고 있다.

퓨즈 캡(230)은 퓨즈 로드(210)의 길이 방향을 따르는 일 단부에 배치된다. 퓨즈 캡(230)은 또한 도전성 재질로 형성된다.

구체적으로, 퓨즈 캡(230)은 구리 재질의 플레이트와, 상기 플레이트 100 중량% 대비 30 중량% 내지 40 중량%의 주석이 상기 플레이트의 표면에 도금되어 형성된 도금층을 포함할 수 있다. 여기서, 구리는 경제적이면서 전기 저항성이 낮은 이점이 있다. 또한, 주석은 제2 리드선(201)과 퓨즈 캡(230) 간의 용접성이 좋게 한다.

단락부(250)는 퓨즈 캡(230)과 연결 유닛(300)을 연결하는 부분이다. 단락부(250)는 구체적으로, 퓨즈 로드(210)의 외주면에 도포되는 주석층을 포함할 수 있다.

상기 주석층은, 구체적으로 염산에 세척된 퓨즈 로드(210)의 외주면에 질산은으로 도금된 질산은막(251)과, 질산은막(251) 상에 주석합금이 도금된 주석막(253)으로 구성될 수 있다.

상기 주석층은, 퓨즈 로드(210)의 외주면 상에 2㎛ 내지 10㎛ 두께로 형성될 수 있다. 상기 주석층의 두께가 2㎛ 미만이면, 도금에 어려움이 크고 단락부(250)의 단락이 제대로 이루어지지 않는다. 또한, 상기 주석층의 두께가 10㎛ 초과이면, 단락부(250)의 단락이 너무 빨라지는(지나치게 민감한) 문제가 있다.

트리거링부(270)는 단락부(250)를 감싸도록 배치되어, 단락부(250)의 단락을 촉진하도록 형성된다. 구체적으로, 트리거링부(270)는 퓨즈 로드(210)의 둘레 방향을 따라 배치되어, 단락부(250)에 인가된 열에 의한 단락부(250)의 승온을 촉진하는 에폭시로 형성된 에폭시막일 수 있다.

연결 유닛(300)은 저항 로드(110)와 퓨즈 로드(210)가 각각 끼워지는 구성이다. 또한 와이어(150)와 단락부(250) 각각의 일 단이 접속되는 부분이기도 하다. 연결 유닛(300)은 전기적 도체로서 형성된다. 연결 유닛(300)의 구체적 구조는 도 3을 참조하여 후술한다.

다시 도 2를 참조하면, 커버 유닛(400)은 저항 로드(110)와 퓨즈(200), 그리고 연결 유닛(300)을 감싸서 저항기(1000)의 외관을 형성하는 구성이다. 그에 의해, 저항기(1000)는 단일 피스(piece)가 될 수 있다.

커버 유닛(400)은 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 이때, 커버 유닛(400)의 실리콘은 보호부(170)의 실리콘 보다는 경도가 높은 것일 수 있다. 그에 의해, 커버 유닛(400)은 저항기(1000) 전체를 보다 강인하게 보호하게 된다.

이러한 구성에 의하면, 퓨즈(200)로 인가되는 설정 기준 이상의 열에 의해, 단락부(250)가 용단될 수 있다. 이때, 단락부(250)는 상기 주석층을 구비함에 의해, 종래보다 짧은 시간 내에 용단될 수 있다.

구체적으로, 종래에 사용되는 니켈의 녹는점은 1,455 ℃, 구리의 녹는점은 1084.5 ℃이나, 주석막(253)의 주석의 녹는점은 231.93 ℃이고 질산은막(251)의 질산은의 녹는점은 212 ℃에 불과하다. 다시 말해, 단락부(250)의 녹는점은 종래의 재료에 비해 1/5 ~ 1/7에 불과한 수준이므로, 단락부(250)는 보다 신속하게 용단될 수 있다.

이러한 상기 주석층의 주된 성분인 주석은 퓨즈 로드(210)에 직접 도금되지 않는다. 그를 해결하기 위해, 본 실시예에서는 염산에 세척된 퓨즈 로드(210)의 외주면에 질산은으로 도금된 질산은막(251)을 먼저 형성하고, 다음으로 질산은막(251) 상에 주석합금이 도금된 주석막(253)을 형성한 구성을 채택하였다. 이러한 구성에 의해, 단락부(250)가 저항체(100)를 통해 인가되는 기준 이상의 열에 반응하여 신속하게 단락될 수 있게 된다.

또한, 단락부(250)의 용단은 트리거링부(270)에 의해 더욱 가속화된다. 그에 대해, 트리거링부(270)로서 상기 에폭시막을 채용한 퓨즈(200)에 대한 표 1의 실험 결과를 참조하여 구체적으로 설명한다.

	1회차	2회차	3회차	4회차	5회차	평균(s)
에폭시막 적용	36.4	42.3	39.2	37.5	43.3	39.74
에폭시막 미적용	45.6	50.4	52.1	50.7	46.5	49.04

이상의 실험 결과를 참조하면, 트리거링부(270)로서 상기 에폭시막을 적용한 결과 평균 39.74초 만에 퓨즈(200)의 단락이 이루어졌다. 그러나, 상기 에폭시막을 적용하지 않은 경우에는, 평균 49.04초 만에 저항타입 퓨즈의 단락이 이루어졌다.

따라서 트리거링부(270)로서 상기 에폭시막은 평균 9.7초가량 단락 시간이 단축되도록 함을 알 수 있다. 이는 대략 20% 가량의 단락 시간 단축 효과를 제공한다.

이상의 연결 유닛(300)과 관련된 구성에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 도 2의 연결 유닛(300)과 관련된 부분을 보인 요부의 단면도이다.

본 도면을 참조하면, 연결 유닛(300)은 단일 피스로 형성되는 도전체이다.

구체적으로, 연결 유닛(300)은 제1 고정홈(310)과 제2 고정홈(330)을 구비하는 홀더일 수 있다. 여기서, 제1 고정홈(310)과 제2 고정홈(330)은 서로 반대되는 방향을 향해 개방되도록 배치될 수 있다.

상기 홀더는, 제1 고정홈(310)과 제2 고정홈(330)을 구분하는 격벽(350)을 더 가질 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 저항 로드(110)는 제1 고정홈(310)에 끼워지고, 퓨즈 로드(210)는 제2 고정홈(330)에 끼워질 수 있다. 그에 의해, 저항 로드(110)와 퓨즈 로드(210) 간의 연결이 상기 홀더를 통해 간단히 이루어질 수 있다.

또한, 격벽(350)이 구비됨에 의해, 저항 로드(110)와 퓨즈 로드(210)가 각각 제1 고정홈(310)과 제2 고정홈(330)에 끼워질 때 끼워지는 깊이가 일정하게 유지될 수 있다.

상기와 같은 퓨즈가 일체화된 저항기는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100: 저항체 110: 저항 로드
130: 저항 캡 150: 와이어
170: 보호부 200: 퓨즈
210: 퓨즈 로드 230: 퓨즈 캡
250: 단락부 270: 트리거링부
300: 연결 유닛 310: 제1 고정홈
330: 제2 고정홈 350: 격벽
400: 커버 유닛

Claims

저항 로드를 구비하는 저항체;
퓨즈 로드를 구비하는 퓨즈; 및
양측에 상기 저항 로드와 상기 퓨즈 로드가 각각 끼워져서, 상기 저항 로드와 상기 퓨즈 로드를 연결하는 연결 유닛을 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제1항에 있어서,
상기 연결 유닛은,
단일 피스로 형성되는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제1항에 있어서,
상기 연결 유닛은,
도전성 홀더를 포함하고,
상기 도전성 홀더는,
상기 저항 로드가 끼워지는 제1 고정홈; 및
상기 퓨즈 로드가 끼워지는 제2 고정홈을 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제3항에 있어서,
상기 도전성 홀더는,
상기 제1 고정홈과 상기 제2 고정홈을 구분하는 격벽을 더 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제1항에 있어서,
상기 저항체는,
상기 저항 로드에 감겨지고, 상기 연결 유닛과 전기적으로 연결되는 와이어; 및
상기 와이어를 감싸도록 코팅되며, 실리콘 재질로 형성되는 보호부를 더 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제5항에 있어서,
상기 퓨즈는,
상기 퓨즈 로드의 외면에 코팅되고, 상기 연결 유닛과 전기적으로 연결되는 도전성의 단락부; 및
상기 단락부를 감싸도록 배치되어, 상기 단락부의 단락을 촉진하도록 형성되는 트리거링부를 더 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제6항에 있어서,
상기 트리거링부는,
상기 퓨즈 로드의 둘레 방향을 따라 배치되어, 상기 단락부의 승온을 촉진하는 에폭시막을 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제7항에 있어서,
상기 단락부는,
상기 퓨즈 로드의 외주면과 상기 에폭시막 사이에 배치되는 주석층을 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제6항에 있어서,
상기 보호부 및 상기 트리거링부를 덮는 일체형의 커버 유닛을 더 포함하는, 퓨즈가 일체화된 저항기.
제9항에 있어서,
상기 커버 유닛은,
상기 보호부 보다 높은 경도의 실리콘으로 형성되는, 퓨즈가 일체화된 저항기.