KR20210031032A - 고전압용 복합 온도 퓨즈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈는, 온도 퓨즈의 상하에서 고정력을 제공하는 캡, 플럭스(flux)가 함유된 온도감응물질 및 상단 캡에 삽입되어 온도감응물질이 인입되기 위한 내공을 형성하는 제 1 절연체가 구비되는 퓨즈부, 온도감응물질의 일측 단부 및 제 1 절연체의 외벽에 밀착되어 온도감응물질로 전류를 전달하는 연결부 및 일측은 연결부에 삽입되고 타측은 하단 캡에 삽입되는 제 2 절연체 및 제 2 절연체의 외면을 따라 권선된 저항이 구비되는 저항부를 포함할 수 있다.

Description

고전압용 복합 온도 퓨즈{COMPLEX THERMAL FUSE FOR HIGH VOLTAGE}
본 발명은 고전압용 복합 온도 퓨즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플럭스(flux)가 함유된 온도감응물질의 특성을 이용하여 전류를 물리적으로 완벽히 차단함으로써 과전류로 인한 과열을 방지할 수 있는 퓨즈 장치에 관한 것이다.
최근 각종 전자 및 전기제품을 위한 충전기용 어답터의 사용으로 발생하는 화재의 원인 중 하나로 과전류로 인한 과열이 있다. 과전류로 인한 과열로 화재가 발생되는 것을 방지하기 위해 일정 온도 이상의 고열이 발생하면 전기를 차단하는 한 방법으로서 온도 퓨즈가 개발되어 사용되고 있다. 그러나, 종래 퓨즈의 기술 및 구조상의 문제로 조립 과정에서의 불량률이 높아 제품의 생산단가가 높고, 오작동으로 인한 제품의 신뢰성 문제로 100% 온도 퓨즈로서의 기능을 충족시키지 못하고 있는 실정이다.
이러한 문제들을 해결하기 위한 시도의 일환으로 여러 기술을 이용한 종류의 온도퓨즈가 최근들어 개발되고 있으나, 여전히 일정 온도 이상의 고열이 발생하면 전기를 완벽히 차단하여 제품의 신뢰성을 만족시키는 온도 퓨즈는 개발되지 못하고 있다. 예를 들어, 종래의 온도 퓨즈 중 고온의 열이 발생함에 따라 용융되는 온도감응물질을 이용하는 온도 퓨즈는 용융되어 소모되는 온도감응물질의 도금층의 두께 또는 간격이 불균일하여 사용자가 원하는 온도에서 정확하게 전원을 차단시키지 못하는 문제가 있다. 그리고, 전원이 차단되었더라도 잔류 전류가 흘러 재작동하는 반단락의 문제가 있다.
또한, 종래의 온도 퓨즈는 퓨즈 내부에서 발생하는 자체 저항으로 인하여 저저항의 고전압용 제품을 생산하기에 부적하며, 동시에 제품의 생산 후 저항값의 변동으로 허용오차 값을 충족하지 못하는 기술적인 문제로 불량 발생율이 높고 여러 종류의 부품 사용으로 생산단가와 조립에 있었어도 어려움이 많은 문제를 가지고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0039881호 (2018.04.19)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플럭스가 함유된 온도감응물질 및 온도감응물질이 용융될 공간을 확보하기 위한 자체적인 내부 구조를 통해 종래 퓨즈에서 발생하는 전류 차단 과정에서의 오작동을 최소화할 수 있는 온도 퓨즈를 제공함에 목적이 있다.
또한, 심(seam) 공정을 통해 퓨즈의 전체 구성을 일체형으로 용접시켜 생산 가능하므로, 퓨즈 내부에서 발생하는 자체 저항을 최소화할 수 있고, 다양한 제품군에 사용 가능한 온도 퓨즈를 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈는, 온도 퓨즈의 상하에서 고정력을 제공하는 캡, 플럭스(flux)가 함유된 온도감응물질 및 상단 캡에 삽입되어 온도감응물질이 인입되기 위한 내공을 형성하는 제 1 절연체가 구비되는 퓨즈부, 온도감응물질의 일측 단부 및 제 1 절연체의 외벽에 밀착되어 온도감응물질로 전류를 전달하는 연결부 및 일측은 연결부에 삽입되고 타측은 하단 캡에 삽입되는 제 2 절연체 및 제 2 절연체의 외면을 따라 권선된 저항이 구비되는 저항부를 포함할 수 있다. 이때, 소정의 온도 이상의 열이 온도감응물질로 전달되는 경우, 온도감응물질이 수축됨으로써 전류의 흐름이 차단될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 온도감응물질의 일측 단부에는, 연결부와의 접촉을 위해 수평방향으로 연장된 원형의 날개가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 퓨즈부에는, 일측은 상단 캡과 연결되고 타측은 온도감응물질의 타측 단부와 연결되는 제 1 탄성부재가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 퓨즈부에는, 일측은 연결부와 연결되고 타측은 온도감응물질의 일측 단부와 연결되는 제 2 탄성부재가 구비될 수 잇다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 저항부에는, 제 2 절연체에 형성된 내공에 배치되어 일측이 하단 캡과 연결되는 제 3 탄성부재 및 제 2 절연체에 형성된 내공에 배치되어 일측이 제 3 탄성부재와 연결되는 제 3 절연체가 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 퓨즈의 상하 및 내부에서 고정력을 제공하는 캡, 플럭스가 함유된 온도감응물질 및 상단 캡과 중단 캡이 각각 일측에 결합된 온도감응물질이 인입되기 위한 내공을 형성하는 제 1 절연체가 구비되는 퓨즈부, 온도감응물질의 일측 단부에 결합된 중단 캡 및 제 1 절연체의 내벽에 밀착되어 중단 캡으로 전류를 전달하는 연결부 및 일측은 연결부에 삽입되고 타측은 하단 캡에 삽입되는 제 2 절연체 및 제 2 절연체의 외면을 따라 권선된 저항이 구비되는 저항부를 포함할 수 있다. 이때, 전술한 바와 마찬가지로 소정의 온도 이상의 열이 온도감응물질로 전달되는 경우, 온도감응물질이 수축됨으로써 전류의 흐름이 차단될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전류의 입출력을 위한 와이어가 캡과 전기의 접촉 저항열을 이용하여 용융 압착하는 심(seam) 용접을 통해 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 온도 퓨즈에 따르면, 다음과 같은 현저한 효과를 달성할 수 있다.
(1) 내써지특성 - 온도 퓨즈가 결합된 제품을 기준으로 2.4kV 이상의 고전압에서도 구현 가능한 고내열성 및 고절연성을 확보할 수 있다.
(2) 과전류 및 과열 차단의 신뢰성 확보 - 플럭스가 함유된 온도감응물질을 이용하여 과열 시 전류를 정확하게 차단할 수 있는 제품의 신뢰성을 확보할 수 있다.
(3) 부품의 소형화 및 제조원가 절감 효과 - 컴팩트하게 조립될 수 있는 비교적 간단한 구조를 통해 종래 대비 소형화가 용이하며, 종래 대비 제조단가를 확실히 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플럭스가 함유된 온도감응물질과 플럭스가 함유되지 않은 온도감응물질에 의한 동작을 비교한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 단면도, 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 온도 퓨즈는, 온도 퓨즈의 상하에서 고정력을 제공하는 캡, 플럭스(flux)가 함유된 온도감응물질(21) 및 상단 캡(11)에 삽입되어 온도감응물질(21)이 인입되기 위한 내공을 형성하는 제 1 절연체(22)가 구비되는 퓨즈부(20), 온도감응물질(21)의 일측 단부 및 제 1 절연체(22)의 외벽에 밀착되어 온도감응물질(21)로 전류를 전달하는 연결부(30) 및 일측은 연결부(30)에 삽입되고 타측은 하단 캡(12)에 삽입되는 제 2 절연체(41) 및 제 2 절연체(41)의 외면을 따라 권선된 저항(42)이 구비되는 저항부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 캡은 온도 퓨즈의 일측 단부에 해당하는 상단 캡(11)과 온도 퓨즈의 타측 단부에 해당하는 하단 캡(12)으로 구분될 수 있다. 상단 캡(11)과 하단 캡(12) 각각은 온도 퓨즈에 구비된 구성들이 압축 결합될 수 있는 고정력을 제공함과 동시에 전류의 입력 또는 출력을 위한 와이어가 연결되는 금속 단자의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 하단 캡(12)에는 전류가 온도 퓨즈 내부로 인가되도록 하기 위한 입력 와이어(51)가 연결될 수 있다. 또한, 상단 캡(11)에는 온도 퓨즈로 인가된 전류가 저항부, 연결부(30) 및 퓨즈부(20)를 통과하여 외부로 출력되도록 하기 위한 출력 와이어(52)가 연결될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 전류의 입출력을 위한 와이어가 전술한 캡과 전기의 접촉 저항열을 이용하여 용융 압착하는 심(seam) 용접을 통해 연결될 수 있다. 여기서 심 용접은 롤러 상의 전극을 사용하여 연속적으로 수행되는 전기적 용접을 말한다. 예를 들어, 심 용접을 통해 하단 캡(12)과 입력 와이어(51), 상단 캡(11)과 출력 와이어(52)가 용접 연결될 수 있다. 또한, 이 같은 용접 과정에서 상단 캡(11)과 연결된 온도감응물질(21)의 타측 단부가 함께 반응함으로써, 상단 캡(11), 출력 와이어(52) 및 온도감응물질(21)의 타측 단부가 함께 연결될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 퓨즈부(20)는, 온도 퓨즈에 소정의 온도 이상의 열이 전달되어 화재가 발생하는 것을 방지하기 위해 온도 퓨즈의 내부에 흐르는 전류를 차단하기 위한 구성이다. 예를 들어, 도 2의 (a)를 참조하면, 퓨즈부(20)는 평상시에는 연결부(30)로부터 전달되는 전류를 온도감응물질(21)을 통해 상단 캡(11)으로 전달하여 온도 퓨즈 내부의 전류 흐름을 유지할 수 있다. 그러나, 온도 퓨즈에 온도감응물질(21)의 용융점 이상의 열이 전달되면, 도 2의 (b)와 같이 퓨즈부(20)는 온도감응물질(21)의 일측 단부 일부의 수축을 통해 연결부(30)와의 접촉을 물리적으로 차단할 수 있으며, 이를 통해 온도 퓨즈 내부의 전류 흐름을 차단할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 예에 따른 온도감응물질(21)은, 내부 중심에 형성된 플럭스의 외면을 주석(Sn) 등과 같은 금속재가 감싸는 구조로 제작될 수 있다. 여기서 플럭스는 금속 용해시 산화물의 환원, 유독 가스의 제거, 산화 방지, 슬래그 제거 촉진 등을 목적으로 사용하는 첨가제를 말한다. 이러한 플럭스가 온도감응물질(21)의 내부 중심을 형성하게 되면, 온도감응물질(21)은 일정 온도 이상에서 용융됨과 동시에 급격히 수축하는 특성을 갖게 된다. 즉, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 온도 퓨즈는, 플럭스가 함유된 온도감응물질(21)의 고온에 대한 수축 특성을 이용하여 전류의 흐름을 물리적으로 차단할 수 있다. 예를 들어, 온도 퓨즈에 온도감응물질(21)이 반응할 수 있는 온도 이상의 열이 전달되면, 도 2의 (b)와 같이 온도감응물질(21)이 급격히 수축하게 되는데, 수축 과정에서 온도감응물질(21)의 일측 단부의 일부분이 나머지 부분과 완전히 분리될 수 있다. 이와 같이 온도감응물질(21)의 일측 단부가 분리됨에 따라 온도감응물질(21)과 연결부(30)의 연결이 끊어지게 됨으로써, 온도 퓨즈 내부의 전류의 흐름이 물리적으로 차단될 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따르면, 온도감응물질(21)의 일측 단부에는, 연결부(30)와의 접촉을 위해 수평방향으로 연장된 원형의 날개가 형성될 수 있다. 이때, 도 1과 같이 원형의 날개의 일부는 제 1 절연체(22)와 연결부(30)의 사이에 배치되어 고정될 수 있다. 즉, 온도감응물질(21)은 수직단면이 T자형을 갖도록 제작될 수 있으며, 이와 같은 T자형 구조를 통해 연결부(30)와 물리적 및 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 평상시에는 원형의 날개의 일부가 연결부(30)와 접촉되어 온도 퓨즈 내부의 전류의 흐름을 유지할 수 있다. 온도 퓨즈에 온도감응물질(21)이 반응할 수 있는 온도 이상의 열이 전달되면, 온도감응물질(21) 자체의 수축력에 의해 도 2의 (b)와 같이 어디에도 결합되어 있지 않은 온도감응물질(21)의 일측 단부가 제 1 절연체(22)와 연결부(30)에 의해 고정된 원형의 날개 일부와 분리될 수 있다. 이와 같은 분리를 통해 온도감응물질(21)과 연결부(30)와의 물리적 및 전기적 연결이 차단됨으로써, 온도 퓨즈 내부의 전류의 흐름이 완전히 차단될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제 1 절연체(22)에는, 온도감응물질(21)의 배치를 위해 중심을 관통하는 내공이 형성될 수 있다. 제 1 절연체(22)의 내공은 온도감응물질(21)의 수평단면보다 더 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있는데, 이는 온도감응물질(21)이 수축함에 따라 커지는 부피를 수용하기 위함이다. 예를 들어, 온도 퓨즈에 온도감응물질(21)이 반응할 수 있는 온도 이상의 열이 전달되면, 도 2의 (b)와 같이 온도감응물질(21) 자체의 수축력에 의해 일측 단부가 분리 및 길이방향으로 수축하면서 동시에 팽창하게 된다. 이때, 팽창된 일측 단부의 부피를 수용할 수 있도록 제 1 절연체(22)의 내공은 온도감응물질(21)의 수평단면보다 더 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 연결부(30)는, 퓨즈부(20)와 저항부를 분리시키기 위한 수평방향의 격벽 및 퓨즈부(20)와 저항부가 삽입될 수 있는 공간을 상하로 형성하기 위한 수직방향의 측벽으로 구성될 수 있다. 격벽과 측벽은 전류가 흐를 수 있도록 금속재로 제작될 수 있다. 이때, 격벽의 중심에는 온도감응물질(21)의 일측 단부 일부만이 접촉될 수 있도록 관통홀이 형성될 수 있다. 즉, 연결부(30)는 격벽을 통해 온도감응물질(21)의 일부(e.g. 일측 단부의 날개 일부)와 물리적 및 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 연결부(30)는 측벽을 통해 온도 퓨즈의 내부에서 퓨즈부(20)와 저항부를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 다른 저항부는, 원기둥 형상의 제 2 절연체(41)와 제 2 절연체(41)의 외면을 감싸는 권선 저항(42)으로 구성될 수 있다. 이때, 제 2 절연체(41)의 상단은 연결부(30)의 측벽에 삽입되고 하단은 하단 캡(12)의 내부에 삽입됨으로써, 제 2 절연체(41)는 권선 저항(42) 이외에 다른 영역을 통해 연결부(30)와 하단 캡(12)이 전기적으로 연결되는 것을 완전히 차단할 수 있다. 즉, 하단 캡(12)과 연결부(30)는 권선 저항(42)을 통해서만 전기적으로 연결될 수 있다.
이하에서는 전술한 제 1 실시 예와 구조적인 차이가 있는 다른 실시 예들을 살펴보도록 한다. 제 1 실시 예를 기준으로 각 실시 예들 중 동일한 구조 및 구성에 대해서는 설명을 생략하였으며, 상호 차이가 있는 구조 및 구성에 대한 내용을 구체적으로 설명하였다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 퓨즈부(20)에는, 일측은 상단 캡(11)과 연결되고 타측은 온도감응물질(21)의 타측 단부와 연결되는 제 1 탄성부재(110)가 구비될 수 있다. 즉, 본 발명의 제 2 실시 예에 따르면, 제 1 절연체(22)의 내공에는 상단 캡(11)과 온도감응물질(21) 사이에 제 1 탄성부재(110)가 형성될 수 있다. 제 1 탄성부재(110)는 온도감응물질(21)이 안정적으로 연결부(30)와 압착되도록 보조할 수 있다. 이때, 온도감응물질(21)은 제 1 실시 예와는 달리 일측 단부(i.e. 연결부(30)와 접촉되는 단부)의 직경과 타측 단부(i.e. 제 1 탄성부재(110)와 연결되는 단부)의 직경이 동일한 원기둥 형상일 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플럭스가 함유된 온도감응물질(21)과 플럭스가 함유되지 않은 온도감응물질(1)에 의한 동작을 비교한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 퓨즈부(20)에는, 일측은 연결부(30)와 연결되고 타측은 온도감응물질(21)의 일측 단부와 연결되는 제 2 탄성부재(120)가 구비될 수 잇다. 즉, 본 발명의 제 3 실시 예에 따르면, 제 1 절연체(22)의 내공에는 상단 캡(11)과 온도감응물질(21) 사이에 제 1 탄성부재(110), 연결부(30)와 온도감응물질(21) 사이에 제 2 탄성부재(120)가 형성될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 실시 예와는 달리 소정의 온도 이상에서 온도감응물질(21)이 수축하는 경우, 제 1 탄성부재(110)와 상단 캡(11)과의 접촉이 차단되어 온도 퓨즈 내부의 전류의 흐름이 차단될 수 있다. 예를 들어, 온도 퓨즈에 온도감응물질(21)이 반응할 수 있는 온도 이상의 열이 전달되면, 도 4의 (b)와 같이 탄성부재들(110, 120)의 사이에 배치된 온도감응물질(21)은 중심을 향해 수축할 수 있다. 이러한 수축에 의해 제 1 탄성부재(110)를 중력방향으로 당기는 힘이 발생하게 되고, 이로 인해 제 1 탄성부재(110)와 상단 캡(11)의 연결이 끊어질 수 있다.
도 5를 참조하면, 온도감응물질의 플럭스 포함 유무에 따른 탄성부재의 움직임의 차이를 확인할 수 있다. 플럭스가 함유된 온도감응물질(21)은 특정 온도 이상에서 용융됨과 동시에 수축하므로, 도 5의 (a)와 같이 온도감응물질(21)과 연결된 탄성부재들(110, 120)은 수축되는 온도감응물질(21)에 의해 각각 상하로 이동할 수 있다. 그러나, 플럭스가 함유되지 않은 온도감응물질(1)은 수축 특성이 없어 특정 온도 이상에서 용융됨과 동시에 중력방향으로 흘러내리게 되므로, 도 5의 (b)와 같이 온도감응물질(1)과 연결된 탄성부재들(110, 120)은 움직이지 않고 원래 위치를 유지하게 된다. 따라서, 본 발명의 제 3 실시 예와 같이 퓨즈부(20)에 제 1 탄성부재(110) 및 제 2 탄성부재(120)가 구비되는 경우에는, 플럭스가 함유된 온도감응물질(21)을 사용하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 저항부에는, 제 2 절연체(41)에 형성된 내공에 배치되어 일측이 하단 캡(12)과 연결되는 제 3 탄성부재(130) 및 제 2 절연체(41)에 형성된 내공에 배치되어 일측이 제 3 탄성부재(130)와 연결되는 제 3 절연체(140)가 구비될 수 있다. 즉, 제 3 탄성부재(130) 및 제 3 절연체(140)는 온도감응물질(21)의 연결부(30)와의 분리를 보조하기 위한 구성으로서, 제 2 절연체(41)의 내부 중심을 관통하는 내공에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전류의 흐름이 유지되고 있는 단락 상태에서는 도 6의 (a)와 같이 제 3 탄성부재(130)가 압축된 상태로 하단 캡(12) 및 제 3 절연체(140)와 연결된 상태를 유지할 수 있다. 만약 소정의 온도 이상의 열이 온도감응물질(21)로 전달되어 온도감응물질(21)이 수축하게 되면, 온도감응물질(21)의 일측 단부의 일부가 분리됨과 동시에 제 3 탄성부재(130)가 팽창하게 되고, 제 3 탄성부재(130)에 의해 생성된 팽창력에 의해 제 3 절연체(140)가 상승하여 온도감응물질(21)과 연결부(30)가 물리적으로 완전히 분리될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 고전압용 복합 온도 퓨즈의 조립 상태 및 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 온도 퓨즈의 상하 및 내부에서 고정력을 제공하는 캡, 플럭스가 함유된 온도감응물질(250) 및 상단 캡(210)과 중단 캡(220)이 각각 일측에 결합된 온도감응물질(250)이 인입되기 위한 내공을 형성하는 제 1 절연체(240)가 구비되는 퓨즈부, 온도감응물질(250)의 일측 단부에 결합된 중단 캡(220) 및 제 1 절연체(240)의 내벽에 밀착되어 중단 캡(220)으로 전류를 전달하는 연결부(260) 및 일측은 연결부(260)에 삽입되고 타측은 하단 캡(230)에 삽입되는 제 2 절연체(270) 및 제 2 절연체(270)의 외면을 따라 권선된 저항(280)이 구비되는 저항부를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 캡은, 온도감응물질(250)의 상부에 결합되는 상단 캡(210), 온도감응물질(250)의 하부에 결합되는 중단 캡(220) 및 온도퓨즈의 하부에 결합되는 하단 캡(230)으로 구분될 수 있다. 이때, 온도 퓨즈의 일측 단부에 해당하는 하단 캡(230)에는 입력 와이어(51)가 연결될 수 있다. 또한, 온도 퓨즈의 타측 단부를 구성하는 상단 캡(210)에는 출력 와이어(52)가 연결될 수 있다. 중단 캡(220)은 온도감응물질(250)의 고정 및 연결부(260)와 온도감응물질(250)의 전기적 연결을 위한 구성으로서, 온도 퓨즈의 내부에 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 제 1 절연체(240)는, 제 1 실시 예와는 달리 상단 캡(210)에 삽입되는 것이 아닌 상단 캡(210)의 외측에 결합되어 온도 퓨즈의 외벽을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 절연체(240)의 내부 중심을 관통하는 내공에는 상단 캡(210) 및 중단 캡(220)이 결합된 온도감응물질(250) 및 연결부(260)의 일부가 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 연결부(260)는 중심이 관통된 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 연결부(260)는 제 1 절연체(240) 및 제 2 절연체(270)가 안착되기 위한 단차를 형성할 수 있다. 예를 들어, 연결부(260)는 중단 캡(220)이 삽입되는 위치에 형성되는 단차를 통해 제 1 절연체(240)를 안정적으로 지탱하여 온도 퓨즈 상단의 외벽을 형성할 수 있다.
한편, 연결부(260)의 단차 및 제 2 절연체(270)가 삽입되는 측벽이 중단 캡(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제 1 절연체(240)를 지지하는 연결부(260)의 측벽은 중단 캡(220)과 전기적으로 연결되지 않으므로, 온도감응물질(250)은 중단 캡(220)을 통해서면 연결부(260)와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 도 7의 (b)와 같이 온도감응물질(250)이 수축하여 연결부(260)의 상단 측벽과 접촉되더라도 온도 퓨즈 내부의 전류의 흐름은 차단될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 퓨즈는, 외부에 방폭을 최소화하기 위한 도료가 도포될 수 있다. 온도 퓨즈에 발생할 수 있는 서지(surge)로 인한 방폭을 최소화하기 위해 모든 구성이 결합된 온도 퓨즈의 외부를 감싸도록 도 2와 같이 도료가 도포될 수 있다. 또한, 온도 퓨즈는 외부 도료가 도포된 이후에 수축용 튜브 또는 내온성 수지가 인서트(insert) 사출됨으로써 제작될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11: 상단 캡 12: 하단 캡
20: 퓨즈부 21: 온도감응물질
22: 제 1 절연체 30: 연결부
41: 제 2 절연체 42: 저항
51: 입력 와이어 52: 출력 와이어
110: 제 1 탄성부재 120: 제 2 탄성부재
130: 제 3 탄성부재 140: 제 3 절연체
210: 상단 캡 220: 중단 캡
230: 하단 캡 240: 제 1 절연체
250: 온도감응물질 260: 연결부
270: 제 2 절연체 280: 저항

Claims (7)

  1. 고전압용 복합 온도 퓨즈에 있어서,
    상기 온도 퓨즈의 상하에서 고정력을 제공하는 캡;
    플럭스(flux)가 함유된 온도감응물질 및 상단 캡에 삽입되어 상기 온도감응물질이 인입되기 위한 내공을 형성하는 제 1 절연체가 구비되는 퓨즈부;
    상기 온도감응물질의 일측 단부 및 상기 제 1 절연체의 외벽에 밀착되어 상기 온도감응물질로 전류를 전달하는 연결부; 및
    일측은 연결부에 삽입되고 타측은 하단 캡에 삽입되는 제 2 절연체 및 상기 제 2 절연체의 외면을 따라 권선된 저항이 구비되는 저항부를 포함하되,
    소정의 온도 이상의 열이 상기 온도감응물질로 전달되는 경우, 상기 온도감응물질이 수축됨으로써 전류의 흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 고전압용 복합 온도 퓨즈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도감응물질의 일측 단부에는, 상기 연결부와의 접촉을 위해 수평방향으로 연장된 원형의 날개가 형성되는 것을 특징으로 하는 고전압용 복합 온도 퓨즈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 퓨즈부에는, 일측은 상기 상단 캡과 연결되고 타측은 상기 온도감응물질의 타측 단부와 연결되는 제 1 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 고전압용 복합 온도 퓨즈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 퓨즈부에는, 일측은 상기 연결부와 연결되고 타측은 상기 온도감응물질의 일측 단부와 연결되는 제 2 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 고전압용 복합 온도 퓨즈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도감응물질의 일측 단부에는, 상기 연결부와의 접촉을 위해 수평방향으로 연장된 원형의 날개가 형성되며,
    상기 저항부에는, 상기 제 2 절연체에 형성된 내공에 배치되어 일측이 상기 하단 캡과 연결되는 제 3 탄성부재 및 상기 제 2 절연체에 형성된 내공에 배치되어 일측이 상기 제 3 탄성부재와 연결되는 제 3 절연체가 구비되는 것을 특징으로 하는 고전압용 복합 온도 퓨즈.
  6. 고전압용 복합 온도 퓨즈에 있어서,
    상기 온도 퓨즈의 상하 및 내부에서 고정력을 제공하는 캡;
    플럭스(flux)가 함유된 온도감응물질 및 상단 캡과 중단 캡이 각각 일측에 결합된 온도감응물질이 인입되기 위한 내공을 형성하는 제 1 절연체가 구비되는 퓨즈부;
    상기 온도감응물질의 일측 단부에 결합된 중단 캡 및 상기 제 1 절연체의 내벽에 밀착되어 상기 중단 캡으로 전류를 전달하는 연결부; 및
    일측은 연결부에 삽입되고 타측은 하단 캡에 삽입되는 제 2 절연체 및 상기 제 2 절연체의 외면을 따라 권선된 저항이 구비되는 저항부를 포함하되,
    소정의 온도 이상의 열이 상기 온도감응물질로 전달되는 경우, 상기 온도감응물질이 수축됨으로써 전류의 흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 고전압용 복합 온도 퓨즈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전류의 입출력을 위한 와이어가 상기 캡과 전기의 접촉 저항열을 이용하여 용융 압착하는 심(seam) 용접을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 고전압용 복합 온도 퓨즈.
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