KR20220090320A - 고전압 퓨즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하우징과 슬리브 사이에 열전도 차단 공간을 형성하여 엘리먼트에서 발생한 열이 하우징 측으로 전달되는 것을 최소화할 수 있고, 이를 통하여 절연 저항 성능을 향상시킬 수 있는 고전압 퓨즈에 관한 것이다. 그 구성을 살펴보면, 서로 대응되는 한 쌍의 몸체로 구성된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되는 엘리먼트와, 상기 하우징과 상기 엘리먼트 사이에 개재되는 슬리브를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 하우징과 상기 슬리브 사이에는 열전도를 차단하기 위한 갭이 형성된다.

Description

고전압 퓨즈{HIGH VOLTAGE FUSE}

본 발명은 고전압 퓨즈에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 엘리먼트에서 발생한 열이 하우징 측으로 전달되는 최소화할 수 있는 고전압 퓨즈에 관한 것이다.

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 하우징을 용융시켜 화재를 일으키기도 하고, 전장부품 측으로 전달될 경우 전장부품을 소손시킬 우려가 있다. 이러한 아크 방전을 방지하기 위하여 하우징의 내부에는 모래와 같은 소호사가 충전된다.

도 4를 참조하면, 통상의 고전압 퓨즈(1)는, 제1몸체(12)와 제2몸체(14)로 구성된 하우징(10)과, 제1몸체(12)와 제2몸체(14)를 결합시키는 고정링(20)과, 하우징(10)의 내부에 설치되는 슬리브(30)와, 슬리브(30)의 내부에 설치되는 엘리먼트(40)와, 엘리먼트(40)의 양 단부에 구비된 버스바(50)를 포함하여 구성된다. 이때, 슬리브(30)는 엘리먼트(40)에서 발생한 열이 하우징(10) 측으로 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다.

상술한 고전압 퓨즈(10)는 제1몸체(12)와 제2몸체(14)의 내벽에 홈(16)이 형성되고, 홈(16)에 슬리브(30)를 삽입하여 하우징(10)과 밀착되도록 설치하였다.

그런데 하우징(10)과 슬리브(30)가 밀착될 경우 과전류 인가 시 엘리먼트(40)에서 발생한 열이 슬리브(30)를 통해 하우징(10)으로 전달되어 탄소화합물을 발생시키게 되고, 탄소화합물에 의해 퓨즈의 절연 저항 성능이 저하되는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엘리먼트에서 발생한 열이 하우징 측으로 전달되는 최소화하여 절연 저항 성능을 향상시킬 수 있는 고전압 퓨즈를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고전압 퓨즈는, 서로 대응되는 한 쌍의 몸체로 구성된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되는 엘리먼트와, 상기 하우징과 상기 엘리먼트 사이에 개재되는 슬리브를 포함한다. 이때, 상기 하우징과 상기 슬리브 사이에는 열전도를 차단하기 위한 갭이 형성된다.

상기 하우징과 상기 슬리브 사이에 갭이 형성될 수 있도록 상기 하우징의 내벽에는 리브가 돌출된다. 상기 리브는 상기 하우징의 내벽을 따라 연장되는 고리 형상일 수 있다. 특히, 상기 리브는 단면이 반원형인 고리 형상일 수 있다.

상술한 리브는 상기 하우징의 길이방향으로 이격된 3개 또는 그 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 리브의 높이는 상기 슬리브의 두께의 3/2 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 하우징과 슬리브 사이에 열전도를 차단하기 위한 갭이 형성되므로, 엘리먼트에서 발생한 열이 하우징 측으로 전달되는 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 탄소화합물의 발생을 억제함으로써 절연 저항 성능을 개선할 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 퓨즈의 단면도.
도 4는 종래기술에 따른 고전압 퓨즈의 부분단면사시도.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

본 발명은 하우징과 슬리브 사이에 열전도 차단 공간을 형성하여 엘리먼트에서 발생한 열이 하우징 측으로 전달되는 것을 최소화할 수 있고, 이를 통하여 절연 저항 성능을 향상시킬 수 있는 고전압 퓨즈에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈에 대하여 도면을 참조하여 자세히 살펴보도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈의 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 퓨즈(10)는, 서로 대응되는 한 쌍의 몸체(110,120)로 구성된 하우징(100)과, 하우징(100)의 내부에 설치되는 엘리먼트(200)와, 하우징(100)과 엘리먼트(200) 사이에 개재되는 슬리브(300)를 포함하여 구성된다.

하우징(100)은 고전압 퓨즈(10)의 외형을 이루는 구성요소이다. 이러한 하우징(100)은 서로 대응되는 하프 파이프 형상을 가진 한 쌍의 몸체(110,120)로 구성되며, 한 쌍의 몸체(110,120)를 조립할 경우 일 방향으로 연장된 중공의 파이프 형상을 이룬다.

하우징(100)은 엘리먼트(200)에 인가된 전류가 외부로 누설되지 않도록 절연물질로 제작된다. 예를 들어, 합성수지, 유리, 세라믹 등과 같은 절연물질로 제작될 수 있으며, 특히 본 실시예와 같이 한 쌍의 몸체(110,120)를 조립하는 구조의 하우징(100)은 합성수지로 제작하는 것이 바람직하다.

한 쌍의 몸체(110,120)로 이루어진 하우징(100)의 내부에는 수용공간(130)이 형성되고, 수용공간(130)에는 과전류 인가 시 용단되는 엘리먼트(200)와 고전압 퓨즈(10)의 내압성을 향상시키기 위한 슬리브(300)가 설치된다.

수용공간(130)은 하우징(100)과 달리 타원형 단면의 파이프 형상으로 형성된다. 그리고 수용공간(130)에 설치되는 슬리브(300) 또한, 타원형 단면의 파이프 형상을 갖는다.

이와 같이, 수용공간(130)을 타원형 단면의 파이프 형상으로 형성할 경우 과전류 인가 시 상승한 내압에 의해 하우징(100)이 변형되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 하우징(100)의 수용공간(130)에는 슬리브(300)가 설치되되 하우징(100)과 슬리브(300) 사이에 소정 두께의 갭(G)이 형성되도록 이격되게 설치된다.

하우징(100)과 슬리브(300) 사이에 형성된 갭(G)은 열전도를 차단하기 위한 공간으로서, 과전류 인가 시 엘리먼트(200)에서 발생되는 열이 슬리브(300)를 통해 하우징(100) 측으로 전달되는 것을 방지하는 공간이다.

슬리브(300)가 하우징(100)에서 이격될 수 있도록 하우징(100)의 내벽에는 리브(140)가 돌출된다. 리브(140)는 하우징(100)의 내벽을 따라 연장되는 타원형의 고리 형상으로, 좀 더 상세하게는 그 단면이 반원형인 고리 형상으로 형성된다.

리브(140)를 반원형 단면으로 형성할 경우 하우징(100)과 슬리브(300) 사이의 접촉면적을 최소화할 수 있으며, 슬리브(300)에 흡수된 열이 리브(140)를 통해 하우징(100)으로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.

본 실시예의 리브(140)는 수용공간(130)의 길이방향으로 등간격 이격된 3개로 구성되는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 3개 이상으로 구성될 수 있음은 물론이다.

상술한 리브(140)은 슬리브(300) 두께의 2/3 정도의 길이로 돌출된다. 예를 들어, 리브(140)의 돌출 길이가 슬리브(300) 두께의 2/3 미만이면 엘리먼트(200)에서 발생된 열이 하우징(100) 측으로 전달될 수 있으며, 슬리브(300) 두께의 2/3를 초과하면 하우징(100)의 두께가 얇아져 내압성을 저하될 수 있다.

하우징(100)의 양 단부 내측에는 지지편(150)이 형성되고, 지지편(150)은 수용공간(130) 측으로 돌출되어 슬리브(300)에 접촉된다. 이러한 지지편(150)은 슬리브(300)의 양 단부를 지지하여 슬리브(300)가 길이방향으로 유동하는 것을 방지한다.

앞서 기술한 바와 같이, 하우징(100)은 서로 대응되는 한 쌍의 몸체(110,120)로 구성되고, 몸체(110,120)의 양 단부에는 조립돌기(160)가 형성되며, 조립돌기(160)에는 체결링(170)이 결합된다. 즉, 한 쌍의 몸체(110,120)는 체결링(170)을 통해 일체로 결합된다. 이때, 조립돌기(160)와 체결링(170)은 타원형으로 형성된다.

엘리먼트(200)는 과전류가 인가될 경우 용단되어 회로를 차단하는 구성요소이다.

본 실시예의 엘리먼트(200)는, 상하로 이격된 한 쌍의 단위 엘리먼트(210,220)와, 한 쌍의 단위 엘리먼트(210,220)의 양 단부에 접합되는 버스바(230)로 이루어진다.

한 쌍의 단위 엘리먼트(210,220)는 버스바(230)를 중심으로 서로 대응되는 구조 및 형상을 갖는다. 즉, 제1단위 엘리먼트(210)는 버스바(230)의 상부에 위치되고 상향으로 볼록한 형상을 가지며, 제2단위 엘리먼트(220)는 버스바(230)의 하부에 위치되며 하향으로 볼록한 형상을 갖는다.

제1단위 엘리먼트(210)를 참조하여 단위 엘리먼트(210,200)의 구조 및 형상을 살펴보도록 한다.

단위 엘리먼트(210)는, 일 방향으로 연장되고 수평방향으로 이격된 한 쌍의 스트랩(212,214)과, 한 쌍의 스트랩(212,214)을 연결하는 접합부(216)로 이루어진다.

스트랩(212,214)은 길이방향으로 1회 이상 벤딩되어 상향으로 볼록한 형상을 갖는다. 도면에 도시되진 않았지만, 스트랩(212,214)의 중단에는 다수의 용단홀이 형성된다. 이때, 스트랩(212,214)의 형상과 용단홀(미도시)의 개수는 고전압 퓨즈(10)의 용량(정격 용량, 차단 용량)에 따라 다양한 변형 및 변경될 수 있다.

접합부(216)는 한 쌍의 스트랩(212,214)을 연결함과 동시에 버스바(230)에 접합되는 부분이다. 단위 엘리먼트(210)는 레이저 용접을 통해 버스바(230)에 접합되며, 이때 접합부(230)에는 용접 패턴이 형성된다.

접합부(216)는 버스바(230)와의 접촉면적을 넓히기 위하여 한 쌍의 스트랩(212,214)보다 길게 형성되고, 그 단부에는 레이저 용접 시 발생하는 흄과 스패터가 버스바(230) 측으로 비산되지 않도록 가림막(218)이 형성된다.

버스바(230)는 소정의 두께를 가진 사각형의 전도성 재질의 판재이다. 버스바(230)의 일단에는 엘리먼트(200)가 접합되는 접합부(232)가 형성되고, 타단에는 외부 단자와의 연결을 위한 단자공(234)가 형성된다. 또한, 버스바(230)의 중단에는 하우징(100)과의 체결을 위한 체결홈(236)이 형성된다.

슬리브(300)는 과전류 인가 시 엘리먼트(200)에서 발생한 열이 하우징(100) 측으로 전달되는 것을 차단하는 구성요소이다. 이러한 슬리브(300)는 내열성을 가진 세라믹으로 제작된다.

본 실시예의 슬리브(300)는 엘리먼트(200)를 감싸는 중공의 파이프 형상이다. 슬리브(300)는 하우징(100)의 수용공간(130)에 설치되되 리브(140)에 의해 하우징(100)의 내벽과 이격되도록 설치되며, 하우징(100)과 슬리브(300) 사이에는 갭(G)이 형성된다.

수용공간(130)에 설치된 슬리브(300)의 내부에는 엘리먼트(200)가 위치되며, 도면에 도시되진 않았지만 엘리먼트(200)을 제외한 부분에는 아크 방전에 의한 소손을 방지하기 위하여 소호사(미도시)가 채워진다.

본 실시예의 슬리브(300)는 타원형 단면의 파이프 형상으로 형성되어, 과전류 인가 시 상승한 내압에 의해 하우징(100)이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 슬리브(300)는 세라믹으로 제작되어 충분히 높은 강도를 가지므로 외부에서 인가된 충격에 의해 엘리먼트(200)가 끊어지는 등의 문제를 해결할 수 있다.

특히, 슬리브(300)를 타원형으로 형성하면 엘리먼트(200)와의 이격거리 중 최대 이격거리를 최소 이격거리의 2.5배 이상으로 구현할 수 있으므로, 엘리먼트(200)에서 발생한 열의 전달을 효과적으로 차단할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 고전압 퓨즈 100: 하우징
110: 제1몸체 120: 제2몸체
130: 수용공간 140: 리브
150: 지지편 160: 조립돌기
170: 체결링 200: 엘리먼트
210: 제1단위 엘리먼트 212,214: 스트랩
216: 접합부 218: 가림막
220: 제2단위 엘리먼트 230: 버스바
232: 접합부 234: 단자공
236: 체결홈 G: 갭

Claims (8)

1. 서로 대응되는 한 쌍의 몸체로 구성된 하우징;
   상기 하우징의 내부에 설치되는 엘리먼트; 및
   상기 하우징과 상기 엘리먼트 사이에 개재되는 슬리브를 포함하되,
   상기 하우징과 상기 슬리브 사이에는 열전도를 차단하기 위한 갭이 형성된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징의 내벽에는 상기 갭을 형성하기 위한 리브가 돌출된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 리브는 상기 하우징의 내벽을 따라 연장되는 고리 형상인 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 리브는 단면이 반원형인 고리 형상인 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 리브는 상기 하우징의 길이방향으로 이격된 3개 또는 그 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 리브의 돌출 길이는 상기 슬리브의 두께의 2/3인 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬리브는 단면이 타원형인 파이프 형상인 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.
   
8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징의 양 단부 내측에는 상기 슬리브의 길이방향 유동을 방지하기 위한 지지편이 형성된 것을 특징으로 하는 고전압 퓨즈.

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