KR102366171B1 - 퓨즈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘리먼트의 유동 및 편심을 개선하여 조립 시 작업성을 향상시키고, 아크 방전에 의한 하우징의 파손을 방지할 수 있으며, 조립 중 발생하는 엘리먼트의 변형을 억제할 수 있는 퓨즈에 관한 것이다. 상기 퓨즈는, 소호사가 충전되는 공간이 마련된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 과전류 차단용 용단부가 형성된 엘리먼트와, 상기 하우징의 양단에 각각 결합되고 상기 엘리먼트가 관통되는 슬롯이 형성된 제1캡 및 제2캡과, 상기 제1캡과 상기 제2캡에 솔더링되어 상기 하우징을 밀봉하는 솔더링부를 포함한다. 이때, 상기 엘리먼트의 일단에는, 상기 엘리먼트의 길이방향 유동을 방지하는 제1스토퍼와, 상기 엘리먼트의 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지하는 제2스토퍼가 형성된다. 또한, 상기 엘리먼트의 타단에는, 상기 엘리먼트의 길이방향 유동을 방지하는 제3스토퍼와, 상기 엘리먼트의 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지하는 제4스토퍼가 형성된다.

Description

퓨즈 및 그 제조방법{FUSE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 과전류를 차단하여 회로를 보호하는 퓨즈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 과전류 차단 시 발생하는 아크 방전을 해소하기 위한 소호사를 포함하는 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 소호사가 충전된 퓨즈가 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.
그런데 종래의 퓨즈에는 엘리먼트를 고정하기 위한 수단이 마련되어 있지 않으므로, 퓨즈를 조립하는 과정에서 엘리먼트가 흔들리거나 편심될 우려가 있어 조립이 용이하지 못하였다. 또한, 엘리먼트가 편심된 상태로 조립될 경우 용단부에서 발생하는 아크 방전에 의해 하우징이 파손되는 문제가 있었다.
대한민국공개특허 제2017-0024888호(2017.03.08.)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 엘리먼트의 유동 및 편심을 개선하여 조립 시 작업성을 향상시키고, 아크 방전에 의한 하우징의 파손을 방지할 수 있으며, 조립 중 발생하는 엘리먼트의 변형을 억제할 수 있는 퓨즈 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 퓨즈는, 소호사가 충전되는 공간이 마련된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되고 과전류 차단용 용단부가 형성된 엘리먼트와, 상기 하우징의 양단에 각각 결합되고 상기 엘리먼트가 관통되는 슬롯이 형성된 제1캡 및 제2캡과, 상기 제1캡과 상기 제2캡에 솔더링되어 상기 하우징을 밀봉하는 솔더링부를 포함한다.
상기 엘리먼트의 일단에는, 상기 엘리먼트의 길이방향 유동을 방지하는 제1스토퍼와, 상기 엘리먼트의 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지하는 제2스토퍼가 형성된다.
또한, 상기 엘리먼트의 타단에는, 상기 엘리먼트의 길이방향 유동을 방지하는 제3스토퍼와, 상기 엘리먼트의 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지하는 제4스토퍼가 형성된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 제조방법은, 상기 하우징의 일단에 상기 제1캡을 장착하는 단계와, 상기 제1캡과 상기 하우징을 차례로 관통하도록 상기 엘리먼트를 설치하는 단계와, 상기 제1스토퍼와 상기 제2스토퍼를 이용하여 상기 엘리먼트를 고정하는 단계와, 상기 엘리먼트가 설치된 상기 하우징의 내부에 소호사를 충전하는 단계와, 상기 엘리먼트의 타단이 외부로 돌출되도록 상기 하우징의 타단에 상기 제2캡을 장착하는 단계와, 상기 제3스토퍼와 상기 제4스토퍼를 이용하여 상기 엘리먼트를 고정하는 단계와, 상기 제2캡의 외부로 돌출된 상기 엘리먼트의 타단 일부를 제거하는 단계와, 상기 엘리먼트의 양단을 상기 제1캡과 상기 제2캡에 솔더링하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 제1 내지 제4스토퍼를 이용하여 엘리먼트의 길이방향 유동, 좌우방향 유동 및 편심을 개선함으로써 조립 시 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 엘리먼트의 편심에 의한 아크 방전으로 인하여 발생하는 하우징의 파손을 방지할 수 있으며, 조립 중 발생하는 엘리먼트의 변형을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 분해사시도.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 일부를 확대한 도면.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈의 조립과정을 도시한 도면.
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 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 퓨즈(100)는, 하우징(110)과, 하우징(110)의 양단에 각각 결합되는 캡(120,130)과, 하우징(110)의 내부에 설치되고 양단이 캡(120,130)을 관통하여 외부로 돌출된 엘리먼트(140)와, 엘리먼트(140)가 관통된 캡(120,130)을 밀봉하는 솔더링부(150)와, 엘리먼트(140)의 유동 및 편심을 개선하기 위한 스토퍼(160~190)를 포함하여 구성된다.
하우징(110)은 일 방향으로 연장된 중공의 파이프이다. 좀 더 상세하게는, 전기가 통하지 않도록 세라믹, 유리 등과 같은 절연물질로 제작된 파이프이다. 하우징(110)의 내부에는 엘리먼트(140)의 설치를 위한, 더불어 소호사(S)의 충전을 위한 공간(112)이 형성된다.
캡(120,130)은 하우징(110)의 양단에 각각 결합되는 제1캡(120)과 제2캡(130)으로 구성된다. 제1캡(120)과 제2캡(130)은 동일한 구조 및 형상을 가지므로 제1캡(120)을 일례로 설명하도록 한다.
제1캡(120)은 일단이 밀봉된 중공의 파이프이다. 제1캡(120)은 하우징(110)의 일단이 삽입될 수 있도록 하우징(110)보다 큰 직경으로 형성된다. 제1캡(120)의 밀봉된 단부면에는 솔러링을 위한 캡홈(122)이 형성된다. 캡홈(122)의 중앙에는 엘리먼트(140)의 설치를 위한 슬롯(124)이 형성된다. 그리고 제1캡(120)의 하부에는 퓨즈(100)를 전기적으로 연결하는 L자 형상의 레그(126)가 형성된다.
엘리먼트(140)는 제1캡(120)과 제2캡(130)을 전기적으로 연결할 수 있도록 도전성 재질로 제작된다. 엘리먼트(140)는 제1캡(120)과 제2캡(130)을 관통하여 결합되고, 엘리먼트(140)의 양단은 제1캡(120)과 제2캡(130)의 슬롯(124,134)을 통해 외부로 돌출된다. 엘리먼트(140)의 중단에는 과전류 인가 시 녹아 끊어지는 용단부(142)가 형성된다. 이때, 용단부(142)는 과전류에 의해 해당 부위가 용단될 수 있도록 상대적으로 얇은 두께나 좁은 폭으로 형성된다. 일례로, 본 실시예의 용단부(142)에는 폭이 좁아지도록 구멍이 형성된다.
솔더링부(150)는 캡홈(122,132)에 솔더링되어 엘리먼트(140)가 관통된 캡(120,130)을 밀봉한다. 더불어, 캡(120,130)과 엘리먼트(140)를 전기적으로 연결시키는 역할도 한다.
스토퍼(160~190)는 엘리먼트(140)의 유동 및 편심을 개선하기 위한 수단이다. 좀 더 상세하게는, 엘리먼트(140)의 길이방향 유동, 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지하는 수단이다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 스토퍼(160~190)는, 엘리먼트(140)의 일단(제1캡(120) 측 단부)에 형성되는 제1스토퍼(160) 및 제2스토퍼(170)와, 엘리먼트(140)의 타단(제2캡(130) 측 일단)에 형성되는 제3스토퍼(180) 및 제4스토퍼(190)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 제1스토퍼(160)는 엘리먼트(140)의 일단에 형성되어 엘리먼트(140)의 길이방향 유동을 방지한다. 제1스토퍼(160)는 엘리먼트(140)의 설치 시 제1캡(120)의 외측면에 접촉하여 지지하는 고정돌기(162)와, 제1캡(120)의 내측면에 접촉하여 지지하는 고정편(164)로 이루어진다.
고정돌기(162)는 엘리먼트(140)의 일단 단부에서 양측으로 돌출된 삼각편으로서, 엘리먼트(140)의 설치 시 캡홈(122)의 경사면에 접촉하여 엘리먼트(140)를 지지한다. 또한, 고정편(164)은 외팔보 형태의 탄성고정편으로서, 엘리먼트(140)의 설치 시 제1캡(120)의 내측면에 접촉하여 엘리먼트(140)를 지지한다. 이때, 고정편(164)은 엘리먼트(140)에 대해 기울어지게 형성되는데, 이는 엘리먼트(140)가 제1캡(120)의 슬롯(124)을 관통하여 하우징(110)의 내부에 설치될 수 있도록 하기 위함이다. 더불어, 제1캡(120)을 관통하도록 설치된 엘리먼트(140)가 제1캡(120) 측으로 분리, 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.
제2스토퍼(170)는 엘리먼트(140)의 일단에 형성되어 엘리먼트(140)의 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지한다. 제2스토퍼(170)는, 엘리먼트(140)의 일단 상면에 형성된 멈춤돌기(172)와, 제1캡(120)의 슬롯(124)에 형성된 멈춤홈(174)과, 엘리먼트(140)의 일단 하면에 형성된 지지돌기(176)로 이루어진다.
멈춤돌기(172)는 엘리먼트(140)의 일단에서 좌우방향으로 이격된 한 쌍으로 구성된다. 멈춤돌기(172)는 엘리먼트(140)의 설치 시 멈춤홈(174)에 삽입되어 엘리먼트(140)가 좌우방향으로 유동하는 것을 방지한다. 또한, 지지돌기(176)는 엘리먼트(140)의 설치 시 슬롯(124)의 내벽에 밀착되어 엘리먼트(140)가 상하방향으로 유동하는 것을 방지한다.
도 4를 참조하면, 제3스토퍼(180)는 엘리먼트(140)의 타단에 형성되어 엘리먼트(140)의 길이방향 유동을 방지한다. 제3스토퍼(180)는 외팔보 형태의 탄성고정편으로서, 엘리먼트(140)의 설치 시 제2캡(120)의 외측면에 접촉하여 엘리먼트(140)를 지지한다. 이때, 제3스토퍼(180)는 제1스토퍼(160)의 고정편(164)과 동일한 방향으로 기울어지게 형성되는데, 이는 엘리먼트(140)가 제1캡(120), 하우징(110), 제2캡(130)을 차례로 관통하여 설치될 수 있도록 하기 위함이다. 더불어, 제1캡(120)과 제2캡(130)을 관통하도록 설치된 엘리먼트(140)가 제2캡(130) 측으로 분리, 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.
제4스토퍼(190)는 엘리먼트(140)의 타단에 형성되어 엘리먼트(140)의 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지한다. 제4스토퍼(190)는, 엘리먼트(140)의 타단 상면에 형성된 멈춤돌기(192)와, 제2캡(130)의 슬롯(134)에 형성된 멈춤홈(194)과, 엘리먼트(140)의 타단 하면에 형성된 지지돌기(196)로 이루어진다.
멈춤돌기(192)는 엘리먼트(140)의 타단에서 좌우방향으로 이격된 한 쌍으로 구성된다. 멈춤돌기(192)는 엘리먼트(140)의 설치 시 멈춤홈(194)에 삽입되어 엘리먼트(140)가 좌우방향으로 유동하는 것을 방지한다. 또한, 지지돌기(196)는 엘리먼트(140)의 설치 시 슬롯(134)의 내벽에 밀착되어 엘리먼트(140)가 상하방향으로 유동하는 것을 방지한다.
도 6 내지 도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 퓨즈(100)의 조립과정을 살펴보도록 한다.
우선, 제1캡(120)을 하우징(110)의 일단에 장착한다(도 6 참조). 이때, 하우징(110)의 일단은 제1캡(120)의 내부로 삽입된다. 따라서 제1캡(120)의 내주면에 에폭시 등의 접착제를 도포하면 하우징(110)과 제1캡(120)의 결합을 견고하게 할 수 있다.
제1캡(120)이 하우징(110)의 일단에 고착되면 하우징(110)의 내부에 엘리먼트(140)를 설치한다. 엘리먼트(140)는 제1캡(120)과 하우징(110)을 차례로 관통하도록 설치되는데, 이는 엘리먼트(140)에 형성된 제1스토퍼(160) 및 제3스토퍼(도 7의 180)와의 간섭을 방지하기 위함이다. 더불어, 엘리먼트(140)의 일단이 제1캡(120)에 고정될 수 있도록 하기 위함이다.
엘리먼트(140)의 설치가 완료되면 제1스토퍼(160)와 제2스토퍼(170)를 이용하여 엘리먼트(140)를 제1캡(120)에 고정한다. 이때, 제1스토퍼(160)의 고정돌기(162)가 제1캡(120)의 외측면에 접촉되어 지지하고, 고정편(164)이 제1캡(120)의 내측면에 접촉하여 지지함으로써 엘리먼트(140)의 길이방향 유동을 방지한다. 또한, 제2스토퍼(170)의 멈춤돌기(172)가 제1캡(120)의 멈춤홈(174)에 삽입되고, 지지돌기(176)가 슬롯(124)의 내벽에 밀착되어, 엘리먼트(140)의 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지한다.
엘리먼트(140)가 제1캡(120)에 고정되면 하우징(110)의 내부에 소호사(도 2의 S)를 충전한다. 이때, 충전되는 소호사(S)에 의해 엘리먼트(140)가 상하 또는 좌우로 편의되지 않도록 한다.
소호사(S)의 충전이 완료되면, 하우징(110)의 타단에 제2캡(130)을 장착하고, 제3스토퍼(180)와 제4스토퍼(190)를 이용하여 엘리먼트(140)를 고정한다(도 7 참조). 이때, 제3스토퍼(18)가 제2캡(130)의 외측면에 접촉되어 지지함으로써 엘리먼트(140)의 길이방향 유동을 방지한다. 또한, 제4스토퍼(190)의 멈춤돌기(192)가 제2캡(130)의 멈춤홈(194)에 삽입되고, 지지돌기(196)가 슬롯(134)의 내벽에 밀착되어, 엘리먼트(140)의 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지한다.
한편, 하우징(110)의 타단에 제2캡(130)을 장착한 상태에서 엘리먼트(140)의 타단은 제2캡(130)의 외부로 길게 돌출된다. 제2캡(130)의 외부로 돌출된 엘리먼트(140) 중 솔더링에 필요한 부분을 제외하곤 절단하여 제거한다(도 8 참조).
마지막으로, 제1캡(120)과 제2캡(130)의 캡홈(122,132)에 솔더링을 하여 캡(120,130)과 엘리먼트(140)를 전기적으로 연결함과 동시에 캡(120,130)을 밀봉한다.
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: 퓨즈 110: 하우징
120: 제1캡 130: 제2캡
140: 엘리먼트 150: 솔더링부
160: 제1스토퍼 170: 제2스토퍼
180: 제3스토퍼 190: 제4스토퍼
S: 소호사

Claims (8)

  1. 소호사가 충전되는 공간이 마련된 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되고 과전류 차단용 용단부가 형성된 엘리먼트;
    상기 하우징의 양단에 각각 결합되고 상기 엘리먼트가 관통되는 슬롯이 형성된 제1캡 및 제2캡;
    상기 제1캡과 상기 제2캡에 솔더링되어 상기 하우징을 밀봉하는 솔더링부; 및
    상기 엘리먼트의 일단에 형성되어 상기 엘리먼트의 길이방향 유동을 방지하는 제1스토퍼를 포함하고,
    상기 제1스토퍼는, 상기 제1캡의 외측면에 접촉하여 지지하는 고정돌기와, 상기 제1캡의 내측면에 접촉하여 지지하는 고정편로 이루어지며,
    상기 고정돌기는 상기 엘리먼트의 단부에서 양측으로 돌출된 삼각편이고, 상기 고정편은 상기 엘리먼트에 대해 기울어지게 형성된 외팔보 형태의 탄성고정편인 것을 특징으로 하는 퓨즈.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 엘리먼트의 일단에 형성되어 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지하는 제2스토퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 퓨즈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2스토퍼는, 상기 엘리먼트의 일단 상면에 형성된 멈춤돌기와, 상기 슬롯에 형성되고 상기 멈춤돌기가 삽입되는 멈춤홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 퓨즈.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2스토퍼는 상기 엘리먼트의 일단 하면에 형성된 지지돌기를 더 포함하고, 상기 지지돌기는 상기 슬롯의 내벽에 밀착되는 것을 특징으로 하는 퓨즈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 엘리먼트의 타단에 형성되어 상기 엘리먼트의 길이방향 유동을 방지하는 제3스토퍼를 더 포함하고,
    상기 제3스토퍼는 상기 제2캡의 외측면에 접촉하여 지지하며 상기 엘리먼트에 대해 기울어지게 형성된 외팔보 형태의 탄성고정편인 것을 특징으로 하는 퓨즈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 엘리먼트의 타단에 형성되어 좌우방향 유동 및 상하방향 유동을 방지하는 제4스토퍼가 형성되고,
    상기 제4스토퍼는, 상기 엘리먼트의 일면에 형성된 멈춤돌기와, 상기 슬롯에 형성되고 상기 멈춤돌기가 삽입되는 멈춤홈과, 상기 엘리먼트의 타면에 형성되어 상기 슬롯의 내벽에 밀착되는 지지돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 퓨즈.
  8. 청구항 7에 따른 퓨즈를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 하우징의 일단에 상기 제1캡을 장착하는 단계;
    상기 제1캡과 상기 하우징을 차례로 관통하도록 상기 엘리먼트를 설치하는 단계;
    상기 제1스토퍼와 상기 제2스토퍼를 이용하여 상기 엘리먼트를 고정하는 단계;
    상기 엘리먼트가 설치된 상기 하우징의 내부에 소호사를 충전하는 단계;
    상기 엘리먼트의 타단이 외부로 돌출되도록 상기 하우징의 타단에 상기 제2캡을 장착하는 단계;
    상기 제3스토퍼와 상기 제4스토퍼를 이용하여 상기 엘리먼트를 고정하는 단계;
    상기 제2캡의 외부로 돌출된 상기 엘리먼트의 타단 일부를 제거하는 단계; 및
    상기 엘리먼트의 양단을 상기 제1캡과 상기 제2캡에 솔더링하는 단계를 포함하는 퓨즈의 제조방법.
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