KR20190142883A - 고전압 퓨즈 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔더의 도포 및 경화 공정을 생략하여 공정이 단순하고 생산 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 엘리먼트와 캡의 접촉력을 향상시킬 수 있는 고전압 퓨즈 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의한 고전압 퓨즈는, 소호사가 충전되는 중공의 하우징과, 상기 하우징을 관통하도록 설치되고 과전류 차단용 용단부가 마련된 엘리먼트와, 상기 하우징의 단부에 각각 결합되며 상기 엘리먼트와 접촉하여 통전되는 캡과, 상기 하우징과 상기 캡 사이에 개재되어 방열 및 절연 기능을 하는 소호블록을 포함한다. 이때, 상기 엘리먼트의 단부는 상기 하우징의 외주면과 상기 캡의 내주면 사이에 개재될 수 있도록 U자 형상으로 벤딩되고, 상기 캡의 외주면에는 상기 엘리먼트와의 밀착을 위한 코킹홈이 형성된다.

Description

고전압 퓨즈 및 그 제조방법{HIGH VOLTAGE FUSE AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}

본 발명은 고전압 퓨즈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 자동차의 전기 회로에 설치되어 설정값 이상의 과전류가 인가될 경우 용단되어 부품을 보호하는 고전압 퓨즈 및 그 제조방법에 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 방전이 발생한다. 아크 방전은 퓨즈 하우징을 용융시켜 화재를 일으키기도 하고, 전장부품 측으로 전달될 경우 전장부품을 소손시킬 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여, 퓨즈 하우징의 내부에는 모래와 같은 소호사가 충전된다.

대한민국공개특허 제2017-0024888호(2017.03.08.)에는 퓨즈 및 그 제조방법이 개시되어 있다.

퓨즈는, 소호사가 채워지는 하우징과, 상기 하우징의 양단에 각각 설치된 캡과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 과부하 시 용단되는 엘리먼트와, 상기 캡에서 연장되어 외부와 전기적으로 연결되는 레그를 포함한다. 이때, 엘리먼트는 캡을 관통하도록 결합되고 솔더링부를 통해 캡과 전기적으로 연결된다.

전술한 바와 같이, 종래의 퓨즈는 캡과 엘리먼트를 전기적으로 연결하기 위하여 에폭시 등의 솔더를 사용한다. 따라서 퓨즈의 제조 시 엘리먼트가 밀착되는 캡홈에 솔더를 도포하고 경화시키는 과정이 필수적이다.

하지만, 솔더를 도포하고 경화시킬 경우 제조공정이 복잡하고, 리플로우 등 고가의 장비가 요구되는 문제점이 있었다.

대한민국공개특허 제2017-0024888호(2017.03.08.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 솔더의 도포 및 경화 공정을 생략하여 공정이 단순하고 생산 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 엘리먼트와 캡의 접촉력을 향상시킬 수 있는 고전압 퓨즈 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고전압 퓨즈는, 소호사가 충전되는 중공의 하우징과, 상기 하우징을 관통하도록 설치되고 과전류 차단용 용단부가 마련된 엘리먼트와, 상기 하우징의 단부에 각각 결합되며 상기 엘리먼트와 접촉하여 통전되는 캡과, 상기 하우징과 상기 캡 사이에 개재되어 방열 및 절연 기능을 하는 소호블록을 포함한다. 이때, 상기 엘리먼트의 단부는 상기 하우징의 외주면과 상기 캡의 내주면 사이에 개재될 수 있도록 U자 형상으로 벤딩되고, 상기 캡의 외주면에는 상기 엘리먼트와의 밀착을 위한 코킹홈이 형성된다.

또한, 본 발명에 의한 고전압 퓨즈의 제조방법은, 하우징을 관통하도록 엘리먼트를 설치하는 단계와, 상기 하우징의 일단을 통해 외부로 노출된 상기 엘리먼트의 일단을 L자 형상으로 벤딩하는 단계와, 상기 하우징의 일단에 캡을 결합하여 상기 엘리먼트의 일단을 U자 형상으로 벤딩하는 단계와, 상기 하우징의 일단에 결합된 상기 캡의 외주면에 코킹홈을 형성하는 단계와, 상기 하우징의 내부에 소호사를 충전하는 단계와, 상기 하우징의 타단을 통해 외부로 노출된 상기 엘리먼트의 타단을 L자 형상으로 벤딩하는 단계와, 상기 하우징의 타단에 캡을 결합하여 상기 엘리먼트의 타단을 U자 형상으로 벤딩하는 단계와, 상기 하우징의 타단에 결합된 상기 캡의 외주면에 코킹홈을 형성하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 엘리먼트와 캡의 접촉력을 향상시켜 전기의 누설을 방지할 수 있으며, 솔더의 도포 및 경화 공정을 생략하여 공정이 단순하고 생산 시간과 비용을 절감할 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 엘리먼트의 단부를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 제조방법을 도시한 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 제조과정을 도시한 공정도.

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 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈(100)는, 중공의 하우징(110)과, 하우징(110)을 관통하도록 설치된 엘리먼트(120)와, 하우징(110)의 단부에 결합되는 캡(130,140)과, 하우징(110)과 캡(130,140) 사이에 개재되는 소호블록(150)을 포함하여 구성된다.

하우징(110)은 일 방향으로 연장되고 양 단부가 개방된 원통 형상이다. 하우징(110)의 내부는 중공으로 형성되고, 중공의 내부에는 엘리먼트(120)가 설치되며, 엘리먼트(120)를 제외한 부분에는 소호사(도 4의 160)가 충전된다.

하우징(110)은 엘리먼트(120)에 인가된 전류가 외부로 누설되지 않도록 유리, 세라믹, 합성수지 등의 절연물질로 제작된다. 특히, 본 실시예의 하우징(110)은 캡(130,140)을 코킹 처리하는 과정에서 파손되지 않도록 FRP(Fiber reinforced plastics) 재질로 제작된다.

엘리먼트(120)는 외부에서 인가된 전류를 전달할 수 있도록 도전성 재질로 제작된다. 이러한 엘리먼트(120)는 폭에 비해 길이가 길고 두께가 얇은 스트랩(strap) 형태를 갖는다. 특히, 하우징(110)의 외부로 노출되는 엘리먼트(120)의 양 단부는 캡(130,140)의 개방된 입구까지 연장되어 하우징(110)과 캡(130,140) 사이에 개재된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 엘리먼트(120)의 양 단부에는 일정 간격으로 노치홈(122)이 형성될 수 있다. 엘리먼트(120)의 양 단부에 형성된 노치홈(122)은 벤딩 위치를 특정하기 위한 것으로, 엘리먼트(120)의 양 단부가 U자 형상으로 쉽게 벤딩될 수 있도록 한다.

또한, U자 형상으로 벤딩되는 엘리먼트(120)의 양 단부는 과전류 차단용 용단부(미도시)가 형성된 중단부보다 넓은 폭으로 형성될 수 있다. 이처럼, 엘리먼트(120)의 양 단부를 넓은 폭으로 제작할 경우 엘리먼트(120)와 캡(130,140) 사이의 접촉면적을 증대시켜 접촉력을 향상시킬 수 있다. 또한, 엘리먼트(120)의 단부를 벤딩하는 과정에서 엘리먼트(120)가 변형 또는 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 엘리먼트(120)의 양 단부가 서로 동일한 방향으로 벤딩된 것으로 예시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 도면에 도시되진 않았지만 엘리먼트(120)의 양 단부가 서로 반대방향으로 벤딩될 수 있음을 물론이다.

캡(130,140)은 외부에서 인가된 전류를 엘리먼트(120)에 전달할 수 있도록 도전성 재질로 제작된다. 이러한 캡(130,140)은 하우징(110)의 양 단부에 각각 결합되는 제1캡(130)과 제2캡(140)으로 구성된다. 이때, 제1캡(130)과 제2캡(140)은 후술할 레그(134,144)의 방향만 다를 뿐 동일한 형상 및 구조로 이루어진다.

캡(130,140)은, 하우징(110)의 단부를 감싸는 몸체(132,142)와, 몸체(132,142)의 하부에 일체로 형성된 레그(134,144)로 이루어진다.

몸체(132,142)는 하우징(110)의 단부를 감쌀 수 있도록, 그리고 하우징(110)에 충전된 소호사(도 4의 160)가 누출되지 않도록 일단이 밀폐된 컵 형상으로 형성된다.

캡(130)은 하우징(110)에 결합된 상태에서 하우징(110)에 고정될 수 있도록, 그리고 엘리먼트(120)와 밀착할 수 있도록 코킹 처리된다. 이를 위하여, 몸체(132,142)의 개방된 입구 측 외주면에는 코킹홈(136,146)이 형성된다. 이때, 코킹홈(136,146)은 몸체(132,142)의 외주면을 따라 방사상으로 배치된 다수로 이루어진다. 특히, 엘리먼트(120)의 단부와 중첩되는 부분에는 적어도 2개 이상의 코킹홈(136,146)을 형성하는 것이 바람직하다.

레그(134,144)는 고전압 퓨즈(100)를 외부와 전기적으로 연결하는 기능을 한다. 이러한 레그(134,144)는 고전압 퓨즈(100)의 길이방향으로 연장된 직사각형의 판재이며, 그 단부에는 외부 단자와의 체결을 위한 체결공(138,148)이 형성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 레그(134,144)는 고전압 퓨즈(100)의 길이방향에 대해 직각인 방향으로 연장된다. 그리고 캡(130,140)을 하우징(110)에 결합 및 고정한 후 고전압 퓨즈(100)의 길이방향과 평행하도록 레그(134,144)를 벤딩된다.

이와 같이, 캡(130,140)을 하우징(110)에 고정한 후 레그(134,144)를 벤딩하는 이유는, 벤딩된 레그(134,144)에 의해 가려지는 캡(130,140)의 하부에 코킹홈(136,146)을 형성하기 위함이다.

소호블록(150)은 엘리먼트(120)의 단부에서 발생하는 아크 방전을 방지하기 위한 수단이다. 이러한 소호블록(150)는 캡(130,140)의 내경과 동일한 직경을 가진 원판 형상으로 형성되며, 하우징(110)과 제1캡(130) 사이, 그리고 하우징(110)과 제2캡(140) 사이에 개재된다.

소호포(150)는 아크 방전을 방지할 수 있도록, 그리고 엘리먼트(120)의 단부를 하우징(110)에 밀착시킬 수 있도록 소정의 탄성을 갖는 실리콘 재질로 제작된다.

도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 제조방법을 도시하는 것으로, 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 고전압 퓨즈(100)의 제조방법을 살펴보도록 한다.

우선, 양 단부가 개방된 원통 형상의 하우징(110)을 관통하도록 엘리먼트(120)를 설치한다(S10). 이때, 엘리먼트(120)의 단부는 벤딩되지 않은 평판이다.

하우징(110)을 관통한 엘리먼트(120)의 일단을 L자 형상으로 벤딩한 후 제1캡(130)을 결합하여 엘리먼트(120)의 일단을 U자 형상으로 벤딩한다(S20). 이때, 제1캡(130)의 내부에는 소호블록(도 4의 150)이 설치되어 엘리먼트(120)의 단부를 하우징(110)에 밀착시킨다.

제1캡(130)의 설치가 완료되면 제1캡(130)과 엘리먼트(120)가 밀착할 수 있도록 코킹 처리를 한다(S30). 즉, 코킹홈(136)을 제1캡(130)의 둘레를 따라 방사상으로 형성하되 엘리먼트(120)의 단부와 중첩되는 부분에는 적어도 2개 이상 형성되도록 한다.

제1캡(130)에 의해 일단이 밀폐된 하우징(110)의 내부에 소호사(160)를 충전한다.

소호사(160)의 충전이 완료되면 하우징(110)의 타단 측으로 돌출된 엘리먼트(120)의 타단을 L자 형상으로 벤딩한 후 소호블록(도 4의 150)가 내장된 제2캡(140)을 결합하여 엘리먼트(120)의 타단을 U자 형상으로 벤딩한다(S40).

제2캡(140)의 설치가 완료되면 제2캡(140)과 엘리먼트(120)가 밀착할 수 있도록 제2캡(140)의 둘레를 따라 방사상으로 코킹 처리를 한다(S50). 제2캡(140)에 형성된 코킹홈(146) 또한 제2캡(140)의 둘레를 따라 방사상으로 형성되되 엘리먼트(120)의 단부와 중첩되는 부분에는 적어도 2개 이상 형성된다.

마지막으로, 제1캡(130)과 제2캡(140)의 레그(134,144)를 고전압 퓨즈(100)의 길이방향과 평행하도록 벤딩하여 완료한다.

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: 엘리먼트 130: 제1캡
134: 레그 136: 코킹홈
140: 제2캡 144: 레그
146: 코킹홈 150: 소호블록
160: 소호사

Claims (8)

1. 소호사가 충전되는 중공의 하우징;
   상기 하우징을 관통하도록 설치되고 과전류 차단용 용단부가 마련된 엘리먼트;
   상기 하우징의 단부에 각각 결합되며 상기 엘리먼트와 접촉하여 통전되는 캡; 및
   상기 하우징과 상기 캡 사이에 개재되어 방열 및 절연 기능을 하는 소호블록을 포함하고,
   상기 엘리먼트의 단부는 상기 하우징의 외주면과 상기 캡의 내주면 사이에 개재될 수 있도록 U자 형상으로 벤딩된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 엘리먼트의 단부는 상기 캡의 개방된 입구까지 연장되고,
   상기 캡의 외주면에는 상기 엘리먼트와의 밀착을 위한 코킹홈이 형성된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 코킹홈은 상기 캡의 외주면을 따라 방사상으로 배치된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 캡은, 상기 하우징의 단부를 감싸는 컵 형상의 몸체와, 상기 몸체의 하부에 일체로 형성된 레그로 이루어진 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소호블록은 실리콘 재질인 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
6. 청구항 1에 따른 고전압 퓨즈의 제조방법에 있어서,
   하우징을 관통하도록 엘리먼트를 설치하는 단계;
   상기 하우징의 일단을 통해 외부로 노출된 상기 엘리먼트의 일단을 L자 형상으로 벤딩하는 단계;
   상기 하우징의 일단에 캡을 결합하여 상기 엘리먼트의 일단을 U자 형상으로 벤딩하는 단계;
   상기 하우징의 일단에 결합된 상기 캡의 외주면에 코킹홈을 형성하는 단계;
   상기 하우징의 내부에 소호사를 충전하는 단계;
   상기 하우징의 타단을 통해 외부로 노출된 상기 엘리먼트의 타단을 L자 형상으로 벤딩하는 단계;
   상기 하우징의 타단에 캡을 결합하여 상기 엘리먼트의 타단을 U자 형상으로 벤딩하는 단계; 및
   상기 하우징의 타단에 결합된 상기 캡의 외주면에 코킹홈을 형성하는 단계를 포함하는 고전압 퓨즈의 제조방법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 코킹홈은 상기 캡의 외주면을 따라 방사상으로 배치된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈의 제조방법.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 캡은, 상기 하우징의 단부를 감싸는 컵 형상의 몸체와, 상기 몸체의 하부에 일체로 형성된 레그로 이루어고,
   상기 하우징의 일단 및 타단에 결합된 상기 캡의 레그를 벤딩하는 단계를 더 포함하는 고전압 퓨즈의 제조방법.

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