KR20190126634A - 고전압 퓨즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과전류 인가 시 발생하는 아크 폭발로 인한 부품의 손상을 방지할 수 있는 고전압 퓨즈에 관한 것으로, 소호사가 충전되는 중공의 하우징과, 상기 하우징의 양 단부에 결합되고 외부와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 캡과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 상기 한 쌍의 캡 사이를 연결하며 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트와, 상기 엘리먼트와 인접하게 설치되어 과전류 인가 시 발생한 아크를 유도하는 접지봉을 포함한다.

Description

고전압 퓨즈{HIGH VOLTAGE FUSE}

본 발명은 고전압 퓨즈에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 자동차의 전기 회로에 설치되어 설정값 이상의 과전류가 인가될 경우 용단되어 부품을 보호하는 고전압 퓨즈에 관한 것이다.

일반적으로, 퓨즈는 전기공급원과 전장부품 사이에 설치되어 전장부품 측으로 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하는 안전장치이다. 즉, 과전류가 인가될 경우 퓨즈의 내부에 마련된 엘리먼트가 순간적으로 용단되어 과전류를 차단함으로써 회로를 보호한다.

과전류에 의해 엘리먼트가 용단될 때 용단부에서는 아크 폭발이 발생한다. 아크 폭발은 퓨즈 하우징을 용융시켜 화재를 일으키기도 하고, 전장부품 측으로 전달될 경우 전장부품을 소손시킬 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여, 퓨즈 하우징의 내부에는 모래와 같은 소호사가 충전된다.

종래의 고전압 퓨즈는, 소호사가 채워지는 하우징과, 상기 하우징의 양단에 결합되는 캡과, 상기 하우징의 내부에 설치되는 엘리먼트를 포함한다.

상술한 구성 중 엘리먼트는 한 쌍의 캡 사이를 전기적으로 연결하되 과전류 인가 시 용단되어 전류의 흐름을 차단하는 부품이다. 이러한 엘리먼트는 퓨즈의 용량에 따라 1개 또는 그 이상 마련될 수 있으며, 폭에 비해 얇은 두께를 가진 스트랩(strap) 형태로 제작되어 용접 등의 방식을 통해 캡에 접합된다.

전술한 바와 같이, 과전류가 인가되면 엘리먼트의 중단에서 아크 폭발이 일어나고, 이때 발생한 아크는 엘리먼트를 따라 이동하며 취약부인 하우징의 측면을 손상시키게 된다.

대한민국공개특허 제2017-0042852호(2017.04.20.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 과전류 인가 시 발생하는 아크 폭발로 인한 부품의 손상을 방지할 수 있으며, 아크 소거 시간을 줄일 수 있는 고전압 퓨즈를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고전압 퓨즈는, 소호사가 충전되는 중공의 하우징과, 상기 하우징의 양 단부에 결합되고 외부와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 캡과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 상기 한 쌍의 캡 사이를 연결하며 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트와, 상기 엘리먼트와 인접하게 설치되어 과전류 인가 시 발생한 아크를 유도하는 접지봉을 포함한다.

상기 한 쌍의 캡은 서로 마주보는 일면에 장착부가 돌출되고, 상기 엘리먼트는 상기 장착부의 둘레를 따라 배치된 다수로 구성되며, 상기 접지봉은 상기 장착부의 중앙에 설치된다.

상기 접지봉은, 상기 장착부에서 연장된 샤프트와, 상기 샤프트의 단부에 형성된 헤드로 이루어진다. 이때, 상기 헤드는 상기 샤프트보다 큰 직경을 가진 원판 형상일 수 있다. 또한, 상기 헤드는 상기 샤프트의 단부에서 상기 엘리먼트 측으로 돌출된 다수의 핀 형상일 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트와 인접한 위치에 접지봉이 설치되어 과전류 인가 시 엘리먼트에서 발생한 아크를 유도할 수 있다. 따라서 엘리먼트의 중단에서 발생한 아크가 엘리먼트를 따라 이동하며 취약부인 하우징의 측면을 손상시키는 것을 방지할 수 있으며, 아크 소거 시간을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈 중 캡, 엘리먼트 접지봉을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 단면도.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈에 대해 살펴보도록 한다.

본 실시예에 따른 고전압 퓨즈(100)는, 중공의 하우징(110)과, 하우징(110)의 양 단부에 결합되는 캡(120,130)과, 하우징(110)의 내부에 설치되는 엘리먼트(140) 및 접지봉(150)을 포함하여 구성된다.

하우징(110)은 일 방향으로 연장된 중공의 파이프 부재이다. 하우징(110)의 내부에는 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트(140)와 엘리먼트(140)에서 발생한 아크를 유도하는 접지봉(150)이 설치된다. 그리고 엘리먼트(140)와 접지봉(150)을 제외한 공간에는 아크를 소거하기 위한 소호사(160)가 충전된다.

하우징(110)의 양 단부는 개방되고, 개방된 단부에는 캡(120,130)이 삽입 및 결합된다. 하우징(110)의 양 단부 둘레면에는 캡(120,130)을 고정하기 위한 고정구(112)가 결합된다. 이때, 고정구(112)는 하우징(110)을 관통하여 캡(120,130)을 고정하는 나사이거나 핀일 수 있다.

본 실시예에서는 하우징(110)을 원형 단면의 파이프 형상으로 예시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것을 아니며 다각형 단면의 파이프 형상으로 제작될 수 있다.

한편, 본 실시예의 하우징(110)은 엘리먼트(140)에 인가된 전류가 외부로 누설되지 않도록 유리, 세라믹, 합성수지 등의 절연물질로 제작될 수 있다. 특히, 조립 및 운반이 용이하고 파손의 우려가 없도록 FRP(Fiber reinforced plastics) 재질로 제작될 수 있다.

캡(120,130)은, 하우징(110)의 일단에 결합되는 제1캡(120)과, 하우징(110)의 타단에 결합되는 제2캡(130)으로 구성된다.

제1캡(120)은 하우징(110)의 일단에 삽입 및 결합되는 원판 형상의 몸체(122)를 포함한다. 몸체(122)의 둘레면에는 하우징(110)과의 밀봉을 위한 오링(미도시)이 삽입되는 안착홈(121)이 형성된다. 또한, 몸체(122)의 둘레면에는 고정구(112)의 결합을 위한 고정홈(123)이 형성된다. 이때, 안착홈(121)은 몸체(122)의 둘레면을 따라 길게 연장된 하나이고, 정홈(123)은 몸체(122)의 둘레면을 따라 등간격으로 배치된 다수로 구성된다.

몸체(122)의 외측 일면에는 외부와 전기적으로 연결되는 레그(124)가 돌출된다. 레그(124)는 하우징(110)의 길이방향으로 연장된 직사각형의 판재이고, 그 중앙에는 외부 단자와의 체결을 위한 체결공(125)이 형성된다.

몸체(122)의 내측 타면에는 엘리먼트(140)의 설치를 위한 장착부(126)가 돌출된다. 장착부(126)는 제2캡(130) 측으로 돌출된 정육면체 블록이며, 그 중앙에는 접지봉(150)의 설치를 위한 장착홈(미도시)이 형성된다.

한편, 몸체(122)에는 소호사(160)의 주입을 위한 주입공(128)이 형성된다. 주입공(128)은 레그(124)의 상부와 하부에 각각 형성된 한 쌍으로 구성되며, 주입공(128)에는 소호사(160)가 누출되지 않도록 뚜껑(129)이 조립된다.

제2캡(130)은 소호사(160)의 충전을 위한 주입공(128)과 소호사(160)의 누출 방지를 위한 뚜껑(129) 부분에서만 차이가 있을 뿐 제1캡(120)과 동일한 구조 및 형상을 갖는다. 이에, 제2캡(130)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

엘리먼트(140)는 한 쌍의 캡(120,130) 사이를 전기적으로 연결하되 과전류 인가 시 용단되어 전류의 흐름을 차단하는 역할을 한다. 이러한 엘리먼트(140)는 장착부(126,136) 둘레를 따라 배치된 4개의 단위 엘리멘트로 구성된다. 단위 엘리먼트는 폭에 비해 길이가 길고 두께가 얇은 스트랩(strap) 형태를 가지며, 과전류 인가 시 쉽게 용단될 수 있도록 다수의 용단홀(142)을 포함한다.

접지봉(150)은 과전류 인가 시 엘리먼트(140)에서 발생한 아크를 유도하는 역할을 한다. 접지봉(150)은 4개의 단위 엘리먼트와 동일한 이격거리를 갖는 위치, 즉 장착부(126,136)의 중앙에 설치된다.

접지봉(150)은, 장착부(126,136)에서 연장된 샤프트(152)와, 샤프트(152)의 단부에 형성된 헤드(154)로 이루어진다. 이때, 헤드(154)는 단위 엘리먼트에 근접하도록 샤프트(152)의 외측으로 돌출된 형태를 갖는다. 예컨대, 헤드(154)는 샤프트(152)보다 큰 직경을 가진 원판 형상일 수 있다. 또한, 헤드(154)는 샤프트(152)의 단부에서 단위 엘리먼트 측으로 돌출된 핀 형상일 수 있다.

상술한 접지봉(150)은 엘리먼트(140)에서 발생한 아크를 효과적으로 유도할 수 있도록 도전성 재질(예를 들어, 구리 등)로 제작될 수 있다. 또한, 접지봉(150)은 캡(120,130)에 인서트 사출되어 고정되거나 캡(120,130)과 별도로 제작된 후 결합될 수 있다.

본 실시예에 따른 고전압 퓨즈(100)는 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트(140)와 인접한 위치에 접지봉(150)이 설치되므로, 과전류 인가 시 엘리먼트(140)에서 발생한 아크가 접지봉(150)을 통해 유도된다. 즉, 엘리먼트(140)의 중단에서 발생한 아크가 엘리먼트(140)를 따라 이동되지 않고 접지봉(150)으로 유도되므로 취약부인 하우징(110)의 측면이 손상될 우려가 없으며, 소호사(160)에 의한 아크 소거 시간을 줄일 수 있는 효과를 가진다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 고전압 퓨즈 110: 하우징
120: 제1캡 130: 제2캡
140: 엘리먼트 150: 접지봉
152: 샤프트 154: 헤드
160: 소호사

Claims (5)

1. 소호사가 충전되는 중공의 하우징;
   상기 하우징의 양 단부에 결합되고 외부와 전기적으로 연결되는 한 쌍의 캡;
   상기 하우징의 내부에 설치되고 상기 한 쌍의 캡 사이를 연결하며 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트; 및
   상기 엘리먼트와 인접하게 설치되어 과전류 인가 시 발생한 아크를 유도하는 접지봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 캡은 서로 마주보는 일면에 장착부가 돌출되고,
   상기 엘리먼트는 상기 장착부의 둘레를 따라 배치된 다수로 구성되며,
   상기 접지봉은 상기 장착부의 중앙에 설치된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 접지봉은, 상기 장착부에서 연장된 샤프트와, 상기 샤프트의 단부에 형성된 헤드로 이루어진 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 헤드는 상기 샤프트보다 큰 직경을 가진 원판 형상인 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 헤드는 상기 샤프트의 단부에서 상기 엘리먼트 측으로 돌출된 핀 형상인 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.

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