KR20200121120A - 퓨즈 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 퓨즈는, 통 형상의 튜브; 상기 튜브의 일단에 마련되는 제1 캡; 상기 튜브의 타단에 마련되는 제2 캡; 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 제1 캡 및 상기 제2 캡과 전기적으로 연결되는 가용체; 및 상기 튜브의 내부 공간에 채워져, 상기 가용체의 용단 시에 발생하는 충격 에너지를 흡수하는 역할을 하는 플럭스를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 모래나 실리카 대신에 플럭스를 사용함으로써 튜브의 폭발을 예방하면서도 용단 시간을 지연시키지 않아 용단 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

퓨즈 및 그 제조 방법{Fuse and manufacturing method thereof}

본 발명은 퓨즈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용단 특성을 향상시키기 위한 퓨즈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 퓨즈는 제시된 값을 초과한 전류가 정해진 시간 이상 인가되면 열에 의해 용단되어 회로를 개방시켜 제품 내지 부품을 보호하는 것으로서, 신뢰성 있고 규정된 전류와 전압 범위에서 일정하게 용단되어야 한다.

그리고 퓨즈는 실퓨즈와, 경금속제로 그 양끝에 고리 모양의 훅이 달려있는 판퓨즈와, 퓨저블 와이어가 통 속에 삽입되어 있는 통형 퓨즈(can-type fuse)와, 플러그 내부에 퓨즈가 들어 있는 플러그퓨즈 등이 있다.

한편, 도 1을 참조하면 대한민국 공개특허 특1992-0007019호(공개일 : 1992. 04. 28.)에 개시된 종래의 관형 퓨즈는 유리관(1) 내에 필라멘트(용단체)(2)가 삽입되고, 유리관(튜브)(1) 양단에는 내부납(4)이 부착된 금속캡(3)으로 이루어진다.

상기 종래의 관형 퓨즈는, 도 2에 도시된 바와 같이, 필라멘트가 유리 내에 삽입되어 있기 때문에 정격차단용량 이하에서는 필라멘트만 용단되어 불꽃 또는 아크가 외부로 배출되지 않고 부품 등을 안전하게 보호할 수 있다.

여기서, 정격차단용량이란 퓨즈에 이상 전류가 인가되었을 때 주변 부품 또는 회로를 보호하면서 안전하게 전류를 차단하는 최대 전류치를 의미한다.

기존의 퓨즈에서는 그 내부에 용단체가 녹아 끊어질 때 아크(arc) 방전으로 인한 튜브의 폭발로 주변 부품에 손상 및 인체에 상해를 입히지 않도록 하기 위해서 모래 또는 실리카를 채우게 된다. 이 모래 또는 실리카가 아크를 흡수하여 튜브의 폭발을 예방하게 되는 것이다.

그런데 이러한 모래 또는 실리카가 용단체의 열을 빼앗아 용단 시간이 지연되는 문제점이 발생한다.

이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 모래나 실리카 대신에 다른 물질을 이용하여 튜브의 폭발을 예방하면서도 용단 시간을 지연시키지 않아 용단 특성을 향상시킬 수 있는 퓨즈 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 퓨즈는, 통 형상의 튜브; 상기 튜브의 일단에 마련되는 제1 캡; 상기 튜브의 타단에 마련되는 제2 캡; 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 제1 캡 및 상기 제2 캡과 전기적으로 연결되는 가용체; 및 상기 튜브의 내부 공간에 채워져, 상기 가용체의 용단 시에 발생하는 충격 에너지를 흡수하는 역할을 하는 플럭스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플럭스는 액체 상태일 수 있다.

상기 플럭스는 상기 튜브 내부 공간의 80% 이상 채워질 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 퓨즈 제조 방법은, 통 형상의 튜브와, 상기 튜브의 일단에 마련되는 제1 캡과, 상기 튜브의 타단에 마련되는 제2 캡과, 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 제1 캡 및 상기 제2 캡과 전기적으로 연결되는 가용체를 포함하는 퓨즈를 마련하는 단계; 및 상기 퓨즈에 액체 상태의 플럭스를 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 채우는 단계는 상기 플럭스를 상기 튜브 내부 공간의 80% 이상 채울 수 있다.

상기된 본 발명에 의하면, 모래나 실리카 대신에 플럭스를 사용함으로써 튜브의 폭발을 예방하면서도 용단 시간을 지연시키지 않아 용단 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 관형 퓨즈를 나타낸다.
도 2는 종래의 관형 퓨즈의 동작 원리를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 단면도를 나타낸다.
도 4는 과전류 발생시의 퓨즈의 동작을 나타낸다.
도 5는 플럭스로 구성되는 용단 가속 물질을 적용한 경우와 기존의 모래나 실리카를 적용한 경우의 용단 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 저항치 조건 별 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 기준 조건, 모래를 채운 경우, 플럭스를 채운 경우의 용단 특성을 비교한 결과를 나타낸다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 단면도를 나타낸다.

본 실시예에 따른 퓨즈는 제1 캡(ferrule)과 제2 캡, 리드(lead), 튜브, 가용체(용단체), 용단 가속 물질을 포함할 수 있다.

가용체는 설정된 값보다 큰 과전압, 과전류가 인가되는 경우 발생하는 열에 의해 용단되어 회로를 보호하는 역할을 하는 것으로서, 구리 합금, 은, 구리-은 합금, 니켈-구리, 니켈-철, 표면에 은 또는 주석 도금을 한 구리, 철, 크롬 및 니켈을 주성분으로 포함하는 철계 합금으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.

가용체는 튜브 내에 삽입된 상태에서 제1 캡 및 제2 캡과 전기적으로 연결되며, 도시된 바와 같이 실 형상으로 구성할 수 있으며, 이와 달리 얇은 평판 형상으로 구성할 수도 있다.

제1 캡은 튜브의 일단에 마련되고, 제2 캡은 튜브의 타단에 마련된다. 제1 캡 및 제2 캡에는 리드 와이어가 예컨대 땜납을 통해 결합될 수 있다.

튜브는 상기 가용체를 수용하는 것으로서, 양단이 개방된 통 형상으로 이루어지며, 세라믹 또는 유리 소재로 이루어질 수 있다.

용단 가속 물질은 튜브에 채워져 가용체가 용단될 때 발생하는 폭발 내지 충격 에너지를 흡수하는 역할을 하는 것으로서, 본 발명의 실시예에서는 기존의 모래 내지 실리카 대신에 플럭스로 구성된다. 플럭스는 액체 상태일 수 있다. 플럭스는 튜브 내부 공간의 약 80% 이상으로 채워질 수 있다.

도 4는 과전류 발생시의 퓨즈의 동작을 나타낸다.

통상 전류보다 매우 큰 과전류 이벤트가 발생하면, 용단 시간(Pre arcing) 후에 가용체의 용단이 일어나며, 아크 시간(Post arcing) 후에 전류가 '0'가 되어 퓨즈의 동작이 종료된다. 용단 시간과 아크 시간을 더한 것으로 동작(Clearing) 시간이라 한다.

도 5는 플럭스로 구성되는 용단 가속 물질을 적용한 경우와 기존의 모래나 실리카를 적용한 경우의 용단 특성을 나타내는 그래프이다. 도 5에서 가로축은 과전류 값을, 세로축은 용단 시간을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 플럭스로 구성되는 용단 가속 물질에 의해, 그래프 특성이 (1)에서 (2)로 변화되어 동일한 과전류에서 용단 시간의 단축 효과가 나타난다.

도 6은 저항치 조건 별 결과를 나타내는 그래프이다. 도 6을 참조하면, 튜브에 플럭스를 채우는 경우 저항값 분포가 기준(Ref) 조건(튜브에 아무것도 채우지 않은 경우)과 유사한 변동을 보인다. 즉, 플럭스를 내부에 삽입 시에 기존과 동일한 저항값으로 구성할 수 있을 것으로 판단된다.

도 7은 기준 조건, 모래를 채운 경우, 플럭스를 채운 경우의 용단 특성을 비교한 결과를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 통상 전류의 1000%에서, 모래를 채운 경우나 플럭스를 채운 경우 모두 용단 시간이 기준 조건과 큰 차이가 없음을 확인할 수 있다. 그러나 통상 전류의 200%에서는, 모래를 채운 경우 용단 시간이 기준 조건보다 거의 2배 가까이 지연되는 반면, 본 발명의 실시예와 같이 플럭스를 채운 경우 용단 시간이 기준 조건과 거의 같음을 확인할 수 있다. 따라서 튜브에 플럭스를 채우면 용단 시간이 모래나 실리카를 채우는 경우보다 현저히 단축됨을 알 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 통 형상의 튜브;
   상기 튜브의 일단에 마련되는 제1 캡;
   상기 튜브의 타단에 마련되는 제2 캡;
   상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 제1 캡 및 상기 제2 캡과 전기적으로 연결되는 가용체; 및
   상기 튜브의 내부 공간에 채워져, 상기 가용체의 용단 시에 발생하는 충격 에너지를 흡수하는 역할을 하는 플럭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플럭스는 액체 상태인 것을 특징으로 하는 퓨즈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 플럭스는 상기 튜브 내부 공간의 80% 이상 채워지는 것을 특징으로 하는 퓨즈.
4. 제1항에 있어서,
   통 형상의 튜브와, 상기 튜브의 일단에 마련되는 제1 캡과, 상기 튜브의 타단에 마련되는 제2 캡과, 상기 튜브 내에 삽입된 상태에서 상기 제1 캡 및 상기 제2 캡과 전기적으로 연결되는 가용체를 포함하는 퓨즈를 마련하는 단계; 및
   상기 퓨즈에 액체 상태의 플럭스를 채우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 채우는 단계는 상기 플럭스를 상기 튜브 내부 공간의 80% 이상 채우는 것을 특징으로 하는 퓨즈 제조 방법.

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