JP2008508746A - セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置に係り、さらに詳しくは、セラミック素体の両面に接触する弾性端子が相対しないように角度を付け、前記セラミック素体の一方の端面の弾性端子がセラミック素体と接触しないように片脚なしに形成することにより、セラミック素体に過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない力が加わったときに、前記セラミック素体が迅速に切断されるように誘導することから、迅速な回路遮断能があり、上部ケース内にセラミック素体を収納可能な空間を作り、前記空間内にセラミック素体を直立可能にするか、または、前記セラミック素体を絶縁体内に取り付けて絶縁体が弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持し、弾性端子を支持する上部ケースの両側に取り付けられる弾性端子に接触されるようにくさび部を上部ケースと一体に形成することにより、弾性端子を支持し、セラミック素体が取り付けられる上部ケースの両側の下部にケース突起が形成されてセラミック素体を直立可能に勾配をつけ、タップ端子と弾性端子がリベットまたは溶接により接続され、前記弾性端子に凹凸を形成することにより、弾性端子母材の弾性力を強化させて一層薄い弾性端子への取り替えが可能であって、コスト節減を図ることができる、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置に関する。
【選択図】なし
【選択図】なし
Description
本発明は、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置に係り、さらに詳しくは、セラミック素体の両面に接触する弾性端子が相対しないように角度を付け、前記セラミック素体の一方の端面の弾性端子がセラミック素体と接触しないように片脚なしに形成することにより、セラミック素体に過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない力が加わったときに、前記セラミック素体が迅速に切断されるように誘導することから、迅速な回路遮断能があり、上部ケース内にセラミック素体を収納可能な空間を作り、前記空間内にセラミック素体を直立可能にするか、または、前記セラミック素体を絶縁体内に取り付けて絶縁体が弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持し、弾性端子を支持する上部ケースの両側に取り付けられる弾性端子に接触されるようにくさび部を上部ケースと一体に形成することにより、弾性端子を支持し、安全装置の作動後も破壊されたセラミック片が上部ケースの内部に位置する収納空間の壁面に捕獲されることにより安定した回路切断性能を提供し、セラミック素体が取り付けられる上部ケースの両側の下部にケース突起が形成されてセラミック素体が直立可能となるように勾配をつけ、タップ端子と弾性端子がリベットまたは溶接により接続され、前記弾性端子に凹凸を形成することにより、弾性端子母材の弾性力を強化させて一層薄い弾性端子への取り替えが可能であって、コスト節減を図ることができる、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置に関する。
通常、無接点起動リレイである正温度係数サーミスタ(PTC:positive temperature coefficient thermistor)は、冷蔵庫やエアコンのコンプレッサーに取り付けられて起動を行う役割を果たす。外部からの異常電圧及び異常電流、若しくは、熱的なストレスが加わると破損が起こり、このとき、電流の持続的な流れ込みによって2次と3次の破壊が起こって、PTCの完全焼損と共に、これを取り囲む絶縁ケースが溶け、その結果、汚染物の発生及び火災が起こってしまう。前記PTCは、電気を加えると、ジュール熱により熱を生じるものであり、ニクロム線に代えうる安全な発熱体である。これは、極めて短時間に一定の電源による過度な電流が流れると、電気抵抗が自ら大きくなって電流を遮断する物性を有していることから、テレビのシャドウマスクにおける素子の用途や車両の予熱器、暖房機、レジャー温風機及び家庭のビデ、温水器、温水ヒーター、エアコン、冷蔵庫、補助加熱器などの構成部品として応用されている。また、生活周辺によく見られるものとして、ヘアードライヤーや衣類乾燥機に用いられることもある。
このため、従来のモーター起動用のPTCは、熱的ストレスや異常電圧などの環境部分により破壊が起こり、電源が繰り返し印加される場合には2次と3次にかけて破壊が継続して起こるが、このときのPTC素子の両端に対向する端子と端子との間のPTC素子が回路的に接続されていて、PTC素子の完全な破損が生じることになる。このような持続的な破壊を遮断するために、従来より行われている安全モードは、大韓民国公開特許第1997−77379号公報、大韓民国公開実用新案第1998−26187号公報及び大韓民国公開特許第2001−29532号公報に開示されている。これらの安全モードは、端子の対称性を通じて機構的な遮断を行うようにしているが、PTCサーミスタの特性から、不規則的に破壊されることが原因となって安全モードの成功率が下がる問題と、安全モードとしての動作時間が遅延する問題がある。このため、従来より行われている安全モードは、効率性に劣り、これを取り付けて用いる製品に対する使用上の満足度が極端に低下するという問題点が常に内在されているものである。
また、前記安全モードの他の形態は、US6407659に開示されているが、前記安全モードは、PTC素体が上部ケースの一部に触れる構造であって、別途の耐熱性が確保された材質を用いる必要があり、互いにずれる端子の設計のために、タブベースを用いる必要があるなど、別途のさらなる設計及び端子が必要になるという短所があり、バネ端子に凹凸処理が施されておらず、弾性強度を維持するために肉厚の母材を用いる必要があり、PTC素体を対角線に沿って配列するために相対する第1、第2の弾性接点部により、そして、PTCの他の対角線に沿って配列するために相反する第1、第2の突出部により動かないように支持されており、第1の弾性接点部は、第2の位置の突出部からPTCの外周部に向けて位置し、第2の弾性接点部は第1の位置の突出部からPTCの内方に向けて位置していて、前記部品の組み立てが複雑であり、且つ、組み立て工数が多くて組み立て性に劣るという短所がある。
このため、セラミック素体に過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない力が加わったとき、前記セラミック素体が迅速に切断されるように誘導することから、迅速な回路遮断能があり、絶縁体が弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持させ、弾性端子を支持し、セラミック素体が取り付けられる上部ケースの両側の下部にケース突起が形成されてセラミック素体を直立可能に勾配をつけ、弾性端子母材の弾性力を強化させてより薄い弾性端子への取り替えが可能であって、コストの節減を図ることができ、安全装置の動作後にも飛び散ったセラミック素体を上部ケース内の収納空間の壁面が捕捉して、安定した回路遮断能を持たせられる安全装置が望まれている。
そこで、本発明は、上記の問題点を解消するためのものであり、セラミック素体の両面に接触する弾性端子が相対しないように角度を付け、前記セラミック素体の一方の端面の弾性端子がセラミック素体と接触しないように片脚なしに形成することにより、セラミック素体に過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない力が加わったときに、前記セラミック素体が迅速に切断されるように誘導することから、迅速な回路遮断能がある、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置を提供するところにその目的がある。
また、本発明の他の目的は、上部ケース内にセラミック素体を収納可能な空間を作り、前記空間内にセラミック素体を直立可能にするか、または、前記セラミック素体を絶縁体内に取り付けて絶縁体が弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持する、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置を提供することにある。
さらに、本発明のさらに他の目的は、弾性端子を支持する上部ケースの両側に取り付けられる弾性端子に接触されるようにくさび部を上部ケースと一体に形成することにより、弾性端子を支持する、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置を提供することにある。
さらに、本発明のさらに他の目的は、安全装置の動作後にも飛び散ったセラミック素体を上部ケース内の収納空間の壁面が捕捉して、安定した回路遮断能を持たせる、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置を提供することにある。
さらに、本発明のさらに他の目的は、セラミック素体が取り付けられる上部ケースの両側の下部にケース突起が形成されてセラミック素体を直立可能に勾配をつける、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置を提供することにある。
さらに、本発明のさらに他の目的は、タップ端子と弾性端子がリベットまたは溶接により接続され、前記弾性端子に凹凸を形成することにより、弾性端子母材の弾性力を強化させて一層薄い弾性端子への取り替えが可能であって、コスト節減を図ることができる、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置を提供することにある。
以下、添付図面に基づき、本発明によるセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置を詳述する。
本発明を説明するに当たって、関連する公知の機能あるいは構成についての詳細な説明が本発明の要旨を余計に曖昧にすると認められる場合、その詳細な説明を省く。そして、後述する用語は、本発明における機能を考慮して設定された用語であって、これは、生産者の意図または慣例によって異なるため、その定義はこの明細書の全般に亘っての内容を元に下されるべきである。
上記目的を達成するために、本発明によるセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置は、弾性端子に接触されて固定支持するくさび部が一体に形成され、セラミック素体、タップ端子及び弾性端子が取り付けられて下部ケースと係合される上部ケースと、前記上部ケースの中央に形成されて弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持する収納空間と、前記収納空間内に取り付けられ、過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない力が加わったとき、セラミック素体が容易に切断されるように誘導し、両面に導電剤が塗布されて電極が形成されて弾性端子を接触させる発熱特性を有するセラミック素体と、前記セラミック素体の両面に接触して相対しないように形成され、タップ端子とリベットまたは溶接により接続されて過度な熱的ストレスや過度な電流によりセラミック素体が切断されるように誘導する弾性端子と、前記上部ケース内に取り付けられ、弾性端子とリベットまたは溶接により接続されて電源を供給するタップ端子と、前記上部ケース内に取り付けられるタップ端子と当接する位置に端子孔が形成されていて、上部ケースと係合される下部ケースと、を備えることを特徴とする。
また、前記本発明において、前記セラミック素体は、電気を加えると、ジュール熱により熱を生じる正温度係数サーミスタであることを特徴とする。
また、前記本発明において、前記上部ケース内にセラミック素体を収納して直立可能にした収納空間が上部ケースと一体に射出成形されてなることを特徴とする。
また、前記本発明において、前記弾性端子母材の弾性力を強化させてより薄い弾性端子に取り替え可能に、弾性端子に凹凸を形成していることを特徴とする。
また、前記本発明において、前記セラミック素体が挿入されて直立可能に勾配をつけた下部ケースの下端に形成されているケース突起をさらに備えることを特徴とする。
また、上記本発明において、前記セラミック素体を直立可能にするための絶縁体をさらに備えることを特徴とする。
以下、本発明による実施の形態を添付図を参照してより詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施の形態による安全装置の外観斜視図であり、図2は、本発明の一実施の形態による安全装置を構成する上部ケースに弾性端子、セラミック素体、タップ端子が取り付けられている状態の斜視図であり、図3は、本発明の他の実施の形態による安全装置を構成する下部ケースに弾性端子、絶縁体、セラミック素体、タップ端子が取り付けられている状態の斜視図であり、図4は、本発明の一実施の形態による安全装置において、下部ケースに上部ケースが係合されている状態の斜視図であり、図5は、本発明の一実施の形態による安全装置を構成する絶縁体の斜視図である。また、図6は、本発明の一実施の形態による安全装置を構成する弾性端子とタップ端子が結合されている状態の斜視図であり、図7は、本発明の一実施の形態による安全装置を構成するタップ端子の斜視図であり、図8は、本発明の一実施の形態による安全装置を構成する弾性端子の斜視図であり、図9は、本発明の一実施の形態による安全装置に形成されているくさび部と収納空間及びケース突起を示す断面図である。
図1乃至図9に示すように、セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置10は、下部ケース20、上部ケース30、セラミック素体40、収納空間50、絶縁体51、弾性端子60、接点部61、タップ端子70、ケース突起71、リベット72、凹凸73、くさび部80、凹溝81及び端子孔82を備える。
前記本発明によるセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置を構成する技術的な手段を説明すると、下記の通りである。
前記下部ケース20は、前記上部ケース30内に取り付けられるタップ端子70と当接する位置に端子孔82が形成されており、上部ケース30と係合される。ここで、下部ケース20と上部ケース30の材質は、150℃以上に耐えうる材質である。
前記上部ケース30は、弾性端子60に接触されて固定支持するくさび部80が一体に形成され、セラミック素体40、絶縁体51、タップ端子70及び弾性端子60が取り付けられて下部ケース20と係合されるものである。このとき、前記上部ケース30の下端部を下部ケース20で覆うと、前記上部ケース30のくさび部80が前記くさび部に対応付けられて形成されている下部ケース20の端子孔82により挿入されると共に、前記弾性端子60と接続されたタップ端子70の下端部が前記上部ケース30の凹溝81を介して外側に突出され、上記の組み立て・結合により前記弾性端子60の接点部61はセラミック素体40の両端面に電気的に結合されて接点をなす。また、前記上部ケース内にセラミック素体40を収納して直立可能にした収納空間50が上部ケースと一体に射出成形されてなる。そして、前記セラミック素体40が挿入されて直立可能に勾配をつけた上部ケース20の下端にケース突起71が形成される。
前記セラミック素体40は、前記絶縁体内に取り付けられ、過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない状態となったとき、セラミック素体の切断を誘導し、両端面に導電剤が塗布されて電極が形成されて弾性端子が接触する発熱特性を有するものである。ここで、セラミック素体40は、電気を加えると、ジュール熱により熱を生じるPTCである。上述のように、組み立て・結合が完了した状態において、前記上部ケース30の外側に突出されて外部に接続されたタップ端子70の下端部を介して外部の電流が流れ込むと、前記電流はタップ端子70と電気的に接続された弾性端子60にそのまま流れ込み、前記弾性端子60を介して流れ込む電流は、セラミック素体40に直接的に流れて、前記安全装置10の上部ケース内の収納空間50内に取り付けられているセラミック素体40を発熱させる。
上記の安全装置10は、正常の動作電流が流れ込む場合に安定的に電流が流れるが、前記セラミック素体40の熱的ストレスによる素体の破壊が起きたり、外部からの異常電源により過電流が流れ込むと、素体の破壊による伝播の破壊が2次及び3次にかけて起こり、その結果、前記セラミック素体40の伝播の破壊によって汚染物ができたり、火災が起こる。
上記の如き問題を解消するために、本発明は、外部に接続されるタップ端子70と機械的に結合された弾性端子60が機械・電気的にセラミック素体40と結合されて接点をなす状態において、過電流の流れ込みなどの異常が生じるとき、セラミック素体40がヒューズの役割を果たし、切断される。この目的のために、セラミック素体40の両面に接触する弾性端子60が相対しないように角度をもって形成される。上記の弾性端子60に正常の動作電流が流れ込む場合に、安定的に電流が流れるが、前記セラミック素体40の熱的ストレスによる素体の破壊が起こるか、あるいは、外部からの異常電源により過電流が流れ込むと、電気的なストレスを受け、このとき、前記セラミック素体40が耐えうる許容電流値を超えて電流が流れ込むと、瞬時的にヒューズの機能を果たし、セラミック素体40が切断されることになる。
このように、上記のセラミック素体40が切断されると、前記セラミック素体40の破壊時に起こる短絡性の過電流や外部から流れ込む過電流が電気回路上に開放されてそれ以上の電流が生じないと共に、素体の破壊による伝播破壊がそれ以上起こらず、全体として汚染物の発生や火災の発生などの問題を未然に防ぐことができる。また、安全装置10の動作後にも飛び散ったセラミック素体40を上部ケース内の収納空間50の壁面が捕捉して、安定した回路遮断能を持たせることができる。
前記収納空間50は、前記上部ケースの中央に形成されて弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持させ、前記上部ケース内にセラミック素体を収納して直立可能にしたものである。前記収納空間50は上部ケースと一体に射出成形されてなる。
前記絶縁体51は、前記上部ケース30の中央に取り付けられて弾性端子60の接続力によりずれる力を支持して、セラミック素体40を直立可能に維持させるものであり、前記絶縁体50は、雲母板製のものであることが最適であるが、プラスチックなどの絶縁性材料を用いてセラミック素体40を直立可能にするものであっても構わない。
前記弾性端子60は、前記セラミック素体40の両面に接触して相対しないように形成され、タップ端子70とリベット72または溶接により接続されて過度な熱的ストレスや過度な電流により切断されるように誘導し、2次伝播を防ぐものである。ここで、弾性端子60はステインレス鋼製のものであることが最適であるが、青銅、黄銅などの銅系の金属類であれば、制限なしに使用可能である。また、前記弾性端子60の母材の弾性力を強化させて一層薄い弾性端子に取り替え可能となるように、弾性端子60に凹凸73が形成される。さらに、前記弾性端子60には、図示略であるが、過電流の流込み時に切断されるようにヒューズの機能を行わせるために、前記タップ端子70に接続された弾性端子60の一側部に構造的に衰弱な部分を形成してもよく、前記衰弱部は角度をつけて、若しくは、丸めて形成することが最適であるが、これに限定されるものではなく、必要に応じて種々の形状に変形可能である。
前記タップ端子70は前記上部ケース30内に取り付けられ、弾性端子60とリベット72または溶接により接続されて電源を供給する。
このため、セラミック素体に過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない力が加わったときに、前記セラミック素体が迅速に切断されるように誘導することから、迅速な回路遮断能がある。絶縁体は弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持し、弾性端子を支持する。セラミック素体が取り付けられる上部ケースの両側の下部にケース突起が形成されてセラミック素体を直立可能となるように勾配をつけ、弾性端子母材の弾性力を強化させて一層薄い弾性端子への取り替えが可能であって、コスト節減を図ることができ、安全装置の動作後にも飛び散ったセラミック素体を上部ケース内の収納空間の壁面が捕捉して、安定した回路遮断能をもたせることができる。
このPCTサーミスタの特性を用いて、車両の予熱器、暖房機、レジャー温風機及び家庭のビデ、温水器、温水ヒーター、エアコン、冷蔵庫、補助加熱器などの電気発熱体を構成したときに理想的な効率が得られる。
なお、本発明を具体的な実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的な思想の範囲内において通常の知識をもった者にとって各種の変形が可能である。
上述のように、本発明は、セラミック素体の両面に接触する弾性端子が相対しないように角度を付け、前記セラミック素体の一方の端面の弾性端子がセラミック素体と接触しないように片脚なしに形成することにより、セラミック素体に過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない力が加わったときに、前記セラミック素体が迅速に切断されるように誘導することから、迅速な回路遮断能がある。上部ケース内にセラミック素体を収納可能な空間を作り、前記空間内にセラミック素体を直立可能にするか、または、前記セラミック素体を絶縁体内に取り付けて絶縁体が弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持する。弾性端子を支持する上部ケースの両側に取り付けられる弾性端子に接触されるようにくさび部を上部ケースと一体に形成することにより、弾性端子を支持する。また、安全装置の動作後にも飛び散ったセラミック素体を上部ケース内の収納空間の壁面が捕捉して、安定した回路遮断能を提供する。セラミック素体が取り付けられる上部ケースの両側の下部にケース突起が形成されてセラミック素体が直立可能となるように勾配をつけ、タップ端子と弾性端子がリベットまたは溶接により接続され、前記弾性端子に凹凸を形成することにより、弾性端子母材の弾性力を強化させて一層薄い弾性端子への取り替えが可能であって、コスト節減を図ることができる。
Claims (6)
- セラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置において、
弾性端子に接触されて固定支持するくさび部が一体に形成され、セラミック素体、タップ端子及び弾性端子が取り付けられて下部ケースと係合される上部ケースと、
前記上部ケースの中央に形成されて弾性端子の接続力によりずれる力を支持してセラミック素体を直立可能に維持する収納空間と、
前記収納空間内に取り付けられ、過度な熱的ストレスが加わったり、外部からの異常電源により過電流が流れ込んでセラミック素体を維持できない力が加わったとき、セラミック素体が容易に切断されるように誘導し、両面に導電剤が塗布されて電極が形成されて弾性端子を接触させる発熱特性を有するセラミック素体と、
前記セラミック素体の両面に接触して相対しないように形成され、タップ端子とリベットまたは溶接により接続されて過度な熱的ストレスや過度な電流によりセラミック素体が切断されるように誘導する弾性端子と、
前記上部ケース内に取り付けられ、弾性端子とリベットまたは溶接により接続されて電源を供給するタップ端子と、
前記上部ケース内に取り付けられるタップ端子と当接する位置に端子孔が形成されていて、上部ケースと係合される下部ケースと、を備えることを特徴とするセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置。 - 前記セラミック素体は、電気を加えると、ジュール熱により熱を生じる正温度係数サーミスタであることを特徴とする請求項1に記載のセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置。
- 前記上部ケース内にセラミック素体を収納して直立可能にした収納空間が上部ケースと一体に射出成形されてなることを特徴とする請求項1に記載のセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置。
- 前記弾性端子母材の弾性力を強化させてより薄い弾性端子に取り替え可能に、弾性端子に凹凸を形成していることを特徴とする請求項1に記載のセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置。
- 前記セラミック素体が挿入されて直立可能となるように勾配をつけた下部ケースの下端に形成されているケース突起をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置。
- 前記セラミック素体を直立可能にするための絶縁体をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のセラミック素体の破壊時における伝播の防止のための安全装置。
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