KR100436583B1 - 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형태상에 있어서 유리 퓨즈와 호환성을 가지고, 적정 수준 이상의 과전류가 흐를 경우 생길 수 있는 점화의 가능성을 배제할 수 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자에 관한 것이다. 이를 위해 원통의 형상을 갖으며 양쪽 끝이 개방되어 있는 절연관(10); 상기 절연관(10)의 양쪽 끝을 각각 막고 있는 터미널(12A,12B); 상기 절연관(10)의 내부에 있고, 직사각형 판의 형상을 갖으며, 평행하게 위치해 있는 한쌍의 전극(18A,18B); 상기 한 쌍의 전극(18A,18B)의 사이에 채워져 있으며, 발열에 의해 부피가 팽창됨으로 저항이 증가하는 정온도 특성을 가지는 충진재(20); 상기 터미널(12A,12B)과 상기 전극(18A,18B)을 각각 연결하는 도선(16A,16B); 및 상기 절연관(10)의 내부에 채워져 있는 불활성 기체(22);가 제공된다.

Description

절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자{Ptc Circuit Overcurrent Protection Device Contained Within Insulating Tube}

본 발명은 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 유리퓨즈를 대체할 수 있고 범용 PCB기판이나 설비의 전원 입력단자에 사용될 수 있는 것으로써, 과전류가 흐를 경우 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있는 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용소자에 관한 것이다.

일반적으로 과전류 보호용 소자에는 유리 퓨즈가 있고, 도선을 가지는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자의 형태로는 전자장치(US. Pat. No. 5,801,612)가 있으며, 원통형의 형태로 정온도 특성을 가지는 부품에 대한 특허로써는 테스트 튜브나 카트리지의 형상인 열기구용 자가 조절 전열기(US. Pat. No. 5,965,049)와 원통형 PTC 과전류 보호회로 장치(US. Pat. No. 5,796,569)가 있다. 그 중 테스트 튜브나 카트리지의 형상인 열기구용 자가 조절 전열기는 회로 과전류 보호용 소자가 아니고 정온특성을 나타내는 가열기이다. 그리고, 원통형 PTC 과전류 보호회로 장치는 유리 퓨즈를 대체한다는 용도면에서 유사하지만 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성을 가지는 소재의 형태가 곡면으로 구부러져 있는 2층의 구조로써 다르다. 또한, 소재가 곡면으로 구부러져 있고 2층으로 되어 있어 전류의 인가나 온도의 변화에 따라 내부에서 소재가 휘어지거나 변형이 일어 날 수 있다는 단점이 있었다.

상기와 같은 소자들은 각각의 문제점을 내포하고 있다. 즉, 전자 장치는 형태에 있어서 호환성이 낮다. 그리고, 테스트 튜브나 카트리지의 형상인 열기구용 자가 조절 전열기는 가열기이지 과전류 보호용 소자가 아니다. 또한, 원통형 PTC 과전류 보호회로 장치는 적정 수준이상의 과전류가 흐르거나 과전압이 걸릴 경우 가연성이 있어서 그 사용과 보관에 제약이 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 기존의 유리 퓨즈를 꽂기 위한 퓨즈 홀더와 같거나 유사한구조의 홀더에 사용이 가능하도록 호환성을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 불활성기체 안에 소자가 놓이게 구성되어 적정 수준 이상의 과전류가 흐르거나 과전압이 걸릴 경우 생길 수 있는 점화의 가능성을 배제하는 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자의 전극을 절연관의 터미널에 직접 접촉시키지 않고 도선으로 연결함으로써 정온도 특성을 가지는 소재로부터 터미널까지의 열전달을 줄일 수 있고 적정 수준 이상으로 과전류가 흐를 경우 일반적인 퓨즈와 같은 차단 효과를 얻을 수 있다는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 원통의 형상을 갖으며 양쪽 끝이 개방되어 있는 절연관(10); 상기 절연관(10)의 양쪽 끝을 각각 막고 있는 터미널(12A,12B); 상기 절연관(10)의 내부에 있고, 직사각형 판의 형상을 갖으며, 평행하게 위치해 있는 한쌍의 전극(18A,18B); 상기 한 쌍의 전극(18A,18B)의 사이에 채워져 있으며, 발열에 의해 부피가 팽창됨으로 저항이 증가하는 정온도 특성을 가지는 충진재(20); 상기 터미널(12A,12B)과 상기 전극(18A,18B)을 각각 연결하는 도선(16A,16B); 및 상기 절연관(10)의 내부에 채워져 있는 불활성 기체(22);를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자에 의하여 달성될 수 있다.

그리고, 상기 충진재(20)는 폴리에틸렌, 폴리이미드, 열가소성 수지, 아세탈 수지로 이루어지는 그룹으로 부터 된 적어도 하나 이상의 고분자와, 카본블랙, 흑연, 은 으로 이루어지는 그룹으로 부터 적어도 하나 이상 선택되는 전기 도전성 충전재를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자의 부분절단된 사시도,

도 2는 도 1중 소자에 대한 A-A선의 단면도이다.

<주요 도면 부호에 대한 간단한 설명>

10 : 절연관, 12A,12B : 터미널,

14 : 소자, 16A,16B : 도선,

18A,18B : 전극, 20 : 충진재,

22 : 불활성 기체.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자의 부분 절단된 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 절연관(10)은 유리나 플라스틱 재질의 속이 빈 원통형 구조를 하고 있으며 양쪽 끝이 개방되어 있다.

터미널(12A,12B)은 절연관(10)의 양쪽 끝에 위치하여 절연관(10)의 양쪽 끝을 막고 있으며, 전류가 통하는 통로가 되므로 금속재질로 구성되어 있다.

정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자(14, 이하 소자라 한다.)는 절연관(10)의 내부의 중앙에 위치하며 절연관(10)과 접촉되어 있지 않고 떨어져 있다. 그리고, 소자(14)는 도선(16A,16B)과 충진재(20)가 채워져 있는 전극(18A,18B)로 구성되어 있다.

불활성기체(22)는 터미널(12A,12B)로 봉해지고 소자(14)가 내부에 들어있는 절연관(10)의 내부에 채워지게 된다. 그리고 불활성기체(22)는 다른 원소들과 반응하지 않아야 하고 주위에서 쉽게 구할 수 있는 헬륨이나 네온이 적당할 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 소자의 A-A 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전극(18A,18B)은 직사각형 판의 형상을 갖고 크기가 동일한 2장의 판이 평행하게 위치해 있다. 그리고 전류를 통하는 금속재질로 이루어져 있다.

충진재(20)는 부도체인 고분자 물질과 도체인 전기 도전성 충전 물질로 이루어져 있으며 전극(18A,18B) 사이에 있게 된다. 또한, 고분자 화합물은 폴리에틸렌, 폴리이미드, 열가소성 수지, 아세탈 수지와 같은 고분자의 한 종류 또는 두 종류 이상의 화합물이며, 도전성 충진재는 카본블랙, 흑연, 은 등을 포함한다.

도선(16A,16B)은 충진재(20)가 접하지 않는 전극(18A,18B)의 타면에 각각 연결되어 있으며 터미널(12A,12B)에 직접 전기적으로 연결된다. 그리고 도선(16A,16B)도 전류를 흐르는 경로가 되므로 역시 금속재질의 것이 적당할 것이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자의 동작 및 작용 효과에 대해 설명하기로 한다.

정상상태에서, 전류가 흐를 경우에는 예를들어 터미널(12A)→도선(16B)→전극(18B)→ 충진재(20)→전극(18A)→도선(16A)→터미널(12B)의 순서대로 흐르게 되어 있다. 그러나 과전류가 흐를 경우에는 전극(18A,18B)내의 온도가 올라가게 되고 온도가 올라감에 따라 충진재(20)중 부도체에 해당하는 고분자의 부피가 도체인 전기 도전성 충전물질보다 더욱 많이 증가하게 되어 전극(18A,18B) 사이의 거리가 멀어지고 도체의 거리 또한 멀어지게 된다. 따라서 전체적으로 저항이 증가하게 되며전류가 흐르는 것을 막게 된다.

불활성 기체(22)는 과전류가 흐를 경우 도선이 점화되는 것을 막을 수 있게 된다. 즉, 과도한 전류가 흘러서 도선(16A,16B)이 점화되기도 하는데 불활성 기체(22)가 산소를 차단함으로써 이러한 점화를 예방한다.

비록 발명에서는 전극이 사각형인 것을 대상으로 도시하고 설명하였으나, 이에 국한되는 것이 아니라, 전극(18A,18B)의 형상이 원형, 육각형인 것도 가능할 것이며, 불활성가스외에 내연성이 있는 가스라면 무엇이라도 가능할 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자에 의하면, 기존의 유리 퓨즈를 꽂기 위한 퓨즈 홀더에 사용이 가능하도록 호환성이 제공되며, 과전류나 과전압이 걸릴 경우 생길 수 있는 점화의 가능성을 배제할 수 있다. 또한, 소자의 전극을 절연관의 터미널에 직접 접촉시키지 않고 도선으로 연결함으로써 정온도 특성을 가지는 소재로부터 터미널까지의 열전달을 줄일 수 있고 적정 수준 이상으로 과전류가 흐를 경우 일반적인 퓨즈와 같은 차단 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (2)

1. 절연관(10)과;

   상기 절연관(10)의 내부에 있고, 직사각형 판의 형상을 갖으며, 상호 평행하게 이격된 한쌍의 전극(18A, 18B)과;

   상기 한쌍의 전극(18A, 18B)의 사이에 채워져 있으며, 발열에 의해 부피가 팽창됨으로 저항이 증가하는 정온도 특성을 가지는 충진재(20)와;

   상기 전극(18A, 18B)을 각각 연결하는 도선(16A, 16B) 및;

   상기 절연관(10)의 내부에 체워져 있는 불활성 기체(22)를 포함하는 과전류 보호용 소자에 있어서,

   상기 절연관(10)의 양쪽끝을 막아 일반적인 퓨즈홀더와 전기적으로 연결시키는 원통형 터미널(12A, 12B)을 더 포함하고, 상기 충진재(20)는 폴리에틸렌, 폴리이미드, 열가소성 수지, 아세탈 수지로 이루어지는 그룹으로부터 적어도 하나 이상의 고분자와, 카본블랙, 흑연, 은으로 이루어지는 그룹으로부터 적어도 하나 이상 선택되는 전기 도전성 충진재를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연관 안에 들어 있는 정온도 특성 회로 과전류 보호용 소자.
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