KR102030883B1 - 다단형 퓨즈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다단형 퓨즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전도성 부재로서 막대 모양으로 형성된 제1 퓨즈 바; 상기 제1 퓨즈 바를 지지하되 과전류가 흐를 경우에는 용융되는 용융부; 및 상기 용융부를 지지하는 제2 퓨즈 바;를 포함하는 퓨즈 모듈; 및 상기 제1 퓨즈 바와 탄성력에 의해 접촉되는 접촉 단자;를 포함하되,상기 용융부에 과전류가 흐를 경우 상기 용융부가 용융되어 상기 제1 퓨즈 바와 상기 접촉 단자의 접촉이 끊어지는 것을 특징으로 하는 다단형 퓨즈에 관한 것이다.

Description

다단형 퓨즈 {Multi-type fuses}
본 발명은 다단형 퓨즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전도성 부재로서 막대 모양으로 형성된 제1 퓨즈 바; 상기 제1 퓨즈 바를 지지하되 과전류가 흐를 경우에는 용융되는 용융부; 및 상기 용융부를 지지하는 제2 퓨즈 바;를 포함하는 퓨즈 모듈; 및 상기 제1 퓨즈 바와 탄성력에 의해 접촉되는 접촉 단자;를 포함함으로써, 일시적인 과전류에 의해 어느 하나의 퓨즈 모듈이 퓨징되어 일시적으로 전류가 차단되더라도, 퓨즈를 교체하지 않고 다른 퓨즈 모듈을 이용하여 계속 시스템을 사용할 수 있는 다단형 퓨즈에 관한 것이다.
퓨즈는 과전류를 차단하여 회로나 시스템을 보호하는 역할을 수행하는 소자로서, 대부분의 회로에서 회로 보호 또는 화재 등과 같은 2차적인 피해 방지를 위하여 폭넓게 활용되고 있다. 일반적으로 퓨즈는 고유의 정격전류 용량을 가지며, 퓨즈를 구성하는 금속 성분에 따라 정격전류 용량이 결정된다.
그러나, 기존의 퓨즈는 일시적인 서지 전류만으로도 퓨징되어 전류를 차단함으로써 퓨즈를 교체할 때까지 시스템 전체를 사용할 수 없었다. 예를 들어, 전기 자동차의 배터리 시스템에 과전류가 발생하여 퓨즈가 퓨징된 경우 정비소에서 퓨즈를 교체할 때까지 자동차를 사용할 수 없는 불편을 겪게 된다. 또한, 퓨즈마다 한가지 정격전류 용량이 정해져 있어, 사용자의 요구와 시스템의 목적 또는 용도에 따른 다양한 레벨의 전류 제한이 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 다양한 정격 전류 용량을 가지며, 과전류 차단 동작을 여러 번 수행할 수 있는 퓨즈에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있다.
일본공개특허 제2013-237093호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 전도성 부재로서 막대 모양으로 형성된 제1 퓨즈 바; 상기 제1 퓨즈 바를 지지하되 과전류가 흐를 경우에는 용융되는 용융부; 및 상기 용융부를 지지하는 제2 퓨즈 바;를 포함하는 퓨즈 모듈; 및 상기 제1 퓨즈 바와 탄성력에 의해 접촉되는 접촉 단자;를 포함하고, 각 퓨즈 모듈마다 다양한 정격전류 용량을 갖도록 하여, 시스템의 단계적인 안정성을 확보할 수 있고, 과전류 차단을 여러 번 수행할 수 있는 다단형 퓨즈를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 퓨즈는, 전도성 부재로서 막대 모양으로 형성된 제1 퓨즈 바; 상기 제1 퓨즈 바를 지지하되 과전류가 흐를 경우에는 용융되는 용융부; 및 상기 용융부를 지지하는 제2 퓨즈 바;를 포함하는 퓨즈 모듈; 및 상기 제1 퓨즈 바와 탄성력에 의해 접촉되는 접촉 단자;를 포함하되, 상기 용융부에 과전류가 흐를 경우 상기 용융부가 용융되어 상기 제1 퓨즈 바와 상기 접촉 단자의 접촉이 끊어질 수 있다.
상기 다단형 퓨즈는, 상기 퓨즈 모듈의 개수가 2개 이상일 수 있다.
상기 퓨즈 모듈은, 각각의 퓨즈 모듈마다 상기 용융부의 정격 용량이 상이할 수 있다.
상기 접촉 단자는, 전도성 부재로 형성되어 상기 제1 퓨즈 바와 접촉되는 접촉 팁; 및 상기 접촉 팁을 상기 제1 퓨즈 바의 방향으로 미는 탄성 부재;를 포함할 수 있다.
상기 접촉 팁은, 원통형으로 형성되고, 상기 접촉 단자는, 상기 접촉 팁의 일부를 내부에 수납하는 접촉 지지부;를 더 포함할 수 있다.
상기 접촉 지지부는, 내측에 상기 접촉 팁과 접촉되는 전도성 회로가 형성되고, 외측은 비전도성 부재로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일시적인 과전류에 의해 어느 하나의 퓨즈 모듈이 퓨징되어 일시적으로 전류가 차단되더라도, 퓨즈를 교체하지 않고 다른 퓨즈 모듈을 이용하여 계속 시스템을 사용할 수 있고, 각각의 퓨즈 모듈의 정격 전류 레벨을 사용자의 요구나 시스템의 효율적인 구동을 위하여 다양하게 설정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 퓨즈를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 퓨즈의 일부 퓨즈 모듈의 용융부가 용융된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 퓨즈의 접촉 단자를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 퓨즈를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 퓨즈(1000)는, 퓨즈 모듈(100) 및 접촉 단자(200)를 포함할 수 있다.
퓨즈 모듈(100)은 제1 퓨즈 바(110), 용융부(120) 및 제2 퓨즈 바(130)를 포함할 수 있다.
제1 퓨즈 바(110)는 전도성 부재로서 막대 모양으로 형성될 수 있다. 제1 퓨즈 바(110)는 후술하는 접촉 단자(200)와 직접 접촉하여 후술하는 제2 퓨즈 바와 접촉 단자 사이에 전류가 흐를 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
용융부(120)는 과전류가 흐를 경우 용융되는 부재일 수 있다. 일반적으로 퓨즈는 용융부(120)의 물리적 특성에 따라 정격 용량이 결정된다. 용융부(120)는 과전류가 흐르기 전에는 상기 제1 퓨즈 바(110)를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 그러나, 용융부(120)는 과전류가 흐를 경우에는 용융되므로 제1 퓨즈 바(110)를 지지하는 역할을 수행할 수 없다. 따라서, 용융부(120)에 과전류가 흐를 경우 용융부(120)가 용융되어 상기 제1 퓨즈 바(110)와 상기 접촉 단자(200)의 접촉이 끊어지게 된다.
퓨즈 모듈(100)은, 개수가 2개 이상일 수 있다. 기존의 퓨즈가 일시적인 과전류에 퓨징(용융)되어 퓨즈가 연결된 시스템 전체를 사용하지 못하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의한 다단형 퓨즈는, 일시적인 과전류에 의해 어느 하나의 퓨즈 모듈(100)이 퓨징되어 전류가 차단되더라도, 퓨즈를 교체하지 않고 다른 퓨즈 모듈(100)을 이용하여 계속 시스템을 사용할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 다단형 퓨즈에서 과전류에 의해 퓨징이 일어나는 경우 순간적으로 전류가 차단되며, 배터리 제어시스템(예를 들어, BMS)에서 전류 차단을 인식하여 전체 시스템을 중단시킬 수 있다. 그 후 다시 사용자가 리셋 버튼을 누르면 시스템을 재작동시킴으로써, 퓨즈의 고유의 기능을 유지하면서도 반복적인 퓨즈의 교체를 최소화하여 시스템이 불필요하게 중단되는 것을 방지할 수 있다.
퓨즈 모듈(100)은, 각각의 퓨즈 모듈(100)마다 용융부(120)의 정격 용량이 상이할 수 있다. 맨 처음 접촉 단자(200)와 연결되는 퓨즈 모듈(100)(이하, “제1 퓨즈 모듈(100(a))”이라 한다.)과 제1 퓨즈 모듈(100(a))이 퓨징될 경우 접촉 단자(200)와 연결되는 퓨즈 모듈(100)(이하, “제2 퓨즈 모듈(100(b))”이라 한다.)과 제2 퓨즈 모듈(100(b))이 퓨징될 경우 접촉 단자(200)와 연결되는 퓨즈 모듈(100)(이하, “제3 퓨즈 모듈(100(c))”이라 한다.)의 용융부(120)의 정격 용량을 상이하게 할 수 있다. 이 경우, 각각의 퓨즈 모듈(100)의 정격 전류 레벨을 사용자의 요구나 시스템의 효율적인 구동을 위하여 다양하게 설정할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 퓨즈의 일부 퓨즈 모듈(100)의 용융부(120)가 용융된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다단형 퓨즈의 접촉 단자(200)를 개략적으로 도시한 도면이다.
예를 들어, 제1 퓨즈 모듈(100(a))은 정격전류 용량을 100A로 설정하고, 제2 퓨즈 모듈(100(b))은 정격 전류 용량이 150A로 설정하며, 제2 퓨즈 모듈(100(b))은 정격 전류 용량이 200A로 설정하면, 다단형 퓨즈에 100A 이상의 과전류가 흐르는 경우, 도 2와 같이, 제1 퓨즈 모듈(100(a))이 퓨징되어 접촉 단자(200)가 제1 퓨즈 모듈(100(a))과의 접촉이 끊어져 전류가 차단되었다가 제2 퓨즈 모듈(100(b))의 제1 퓨즈 바(110)와 접촉하여 시스템에 다시 전류가 흐를 수 있는 상태가 된다. 이때, 시스템의 제어부에서 전류가 한번 차단되면, 사용자가 리셋 버튼을 누르는 방식으로 리셋 신호를 입력하여야 다시 시스템이 재작동 하도록 하는 것이 바람직하다. 그 후, 다단형 퓨즈에 다시 150A 이상의 과전류가 흐르는 경우, 도 3과 같이 제2 퓨즈 모듈(100(b))이 퓨징되어 접촉 단자(200)가 제2 퓨즈 모듈(100(b))과의 접촉이 끊어져 전류가 차단되었다가 제3 퓨즈 모듈(100(c))의 제1 퓨즈 바(110)와 접촉하여 시스템에 다시 전류가 흐를 수 있는 상태가 된다.
200A 이상 흐를 경우 최종적으로 시스템이 차단되어, 사용자의 요구 또는 시스템의 목적과 용도에 따라 시스템의 안정성을 단계적으로 확보하면서도 퓨즈 교체를 최소화하여 지속적인 시스템 구동이 가능한 효과가 있다.
제2 퓨즈 바(130)는 용융부(120)를 지지하는 역할을 수행할 수 있다. 제2 퓨즈 바(130)는 제1 퓨즈 바(110)와 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 다른 재질로 형성되더라도 무방하다. 제2 퓨즈 바(130)는 다른 도선(미도시) 또는 회로(미도시)와 연결되어 다단형 퓨즈에 전류가 흐르도록 할 수 있다.
접촉 단자(200)는 제1 퓨즈 바(110)와 탄성력에 의해 접촉될 수 있다. 보다 구체적으로, 접촉 단자(200)는, 접촉 팁(210) 및 탄성 부재를 포함할 수 있다.
접촉 팁(210)은, 전류가 흐를 수 있는 전도성 부재로 형성될 수 있으며, 제1 퓨즈 바(110)와 접촉될 수 있다. 접촉 팁(210)의 형태는 특별한 제한은 없으나, 접촉 팁(210)의 일부가 후술하는 접촉 지지대 내에 수납될 수 있도록 한쪽이 긴 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 일 예로, 접촉 팁(210)은 원통형으로 형성될 수 있다.
탄성 부재는 길이의 변화에 의해 탄성력을 갖는 부재로서, 접촉 팁(210)을 상기 제1 퓨즈 바(110)의 방향으로 미는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성 부재는 스프링(230)일 수 있다.
접촉 단자(200)는, 접촉 팁(210)의 일부를 내부에 수납하는 접촉 지지부(220)를 더 포함할 수 있다. 접촉 지지부(220)는 탄성 부재에 의한 접촉 팁(210)의 이동을 가이드하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 접촉 팁(210)이 원통형으로 형성될 경우, 접촉 지지부(220)는 원통형으로 형성되어 탄성 부재에 의해 접촉 팁(210)이 제1 퓨즈 바(110) 방향으로 이동할 수 있도록 가이드할 수 있다. 또한, 접촉 지지부(220)는 2이상의 부재로 형성될 수 있다. 접촉 지지부(220)는, 2 이상의 부재를 포함하여 다단 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4와 같이, 접촉 지지부(220)는 직경이 다른 원통이 겹쳐진 형태로 형성될 수 있다.
접촉 지지부(220)는, 도 4를 참조하여 설명하면, 내측에 상기 접촉 팁(210)과 접촉되는 전도성 회로(222, 224)가 형성될 수 있다. 전도성 회로(222, 224)는 접촉 팁(210)과 접촉되어 전류가 다른 도선(미도시)과 연결되어 전류가 흐를 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다. 접촉 지지부(220)가 2 이상의 부재를 포함하여 다단 구조로 형성된 경우 각 부재의 전도성 회로를 연결하는 연결 팁(225)을 포함할 수 있다.
또한, 접촉 지지부(220)의 외측은 비전도성 부재(221, 223)로 형성될 수 있다. 제1 퓨즈 모듈(100(a)) 및/또는 제2 퓨즈 모듈(100(b))의 용융부(120)가 용융되는 경우 제1 퓨즈 바(110)가 제2 퓨즈 바(130)와 정확히 직각 방향으로 꺾이기 어려울 수 있다. 따라서, 접촉 지지부(220)의 외측은 비전도성 부재로 형성되어 용융된 제1 퓨즈 모듈(100(a)) 및/또는 제2 퓨즈 모듈(100(b))의 제1 퓨즈 바(110)와 접촉 팁(210)이 비정상적으로 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
100 : 퓨즈 모듈
100(a) : 제1 퓨즈 모듈
100(b) : 제2 퓨즈 모듈
100(c) : 제3 퓨즈 모듈
110 : 제1 퓨즈 바
120 : 용융부
130 : 제2 퓨즈 바
200 : 접촉 단자
210 : 접촉 팁
220 : 접촉 지지부
221, 223 : 비전도성 부재
222, 224 : 전도성 회로
225 : 링크 팁
230 : 스프링

Claims (6)

  1. 전도성 부재로서 막대 모양으로 형성된 제1 퓨즈 바; 상기 제1 퓨즈 바를 지지하되 과전류가 흐를 경우에는 용융되는 용융부; 및 상기 용융부를 지지하는 제2 퓨즈 바;를 포함하는 퓨즈 모듈; 및
    상기 제1 퓨즈 바의 방향으로 작용하는 탄성력에 의해 상기 제1 퓨즈 바와 접촉되는 접촉 단자;를 포함하되,
    상기 퓨즈 모듈은 2개 이상이 다단으로 구성되며,
    상기 접촉 단자와 접촉된 퓨즈 모듈의 용융부에 과전류가 흐를 경우 상기 용융부가 용융되어 제1 퓨즈 바와 상기 접촉 단자의 접촉이 끊어지며, 상기 접촉 단자는 다음 단의 퓨즈 모듈에 포함되는 제1 퓨즈 바와 접촉되는 것을 특징으로 하는,
    다단형 퓨즈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 퓨즈 모듈은,
    각각의 퓨즈 모듈마다 상기 용융부의 정격 용량이 상이한 것을 특징으로 하는,
    다단형 퓨즈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 단자는,
    전도성 부재로 형성되어 상기 제1 퓨즈 바와 접촉되는 접촉 팁; 및
    상기 접촉 팁을 상기 제1 퓨즈 바의 방향으로 미는 탄성 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    다단형 퓨즈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접촉 팁은,
    원통형으로 형성되고,
    상기 접촉 단자는,
    상기 접촉 팁의 일부를 내부에 수납하는 접촉 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    다단형 퓨즈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접촉 지지부는,
    내측에 상기 접촉 팁과 접촉되는 전도성 회로가 형성되고, 외측은 비전도성 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    다단형 퓨즈.
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