KR100508739B1

KR100508739B1 - 열응동 스위치

Info

Publication number: KR100508739B1
Application number: KR10-2003-0028784A
Authority: KR
Inventors: 마루야마다께시게; 다끼가와마끼또
Original assignee: 알프스 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2005-08-17
Also published as: CN1249757C; CN1461030A; KR20030088866A; JP2003331703A

Abstract

(과제) 리플로우 땜납을 실시할 때에 바이메탈편의 변형이나 손상을 방지할 수 있는 열응동 스위치의 제공.

(해결수단) 본체 (1) 내에, 고정접점 (4) 과, 가동접점 (5) 과, 이 가동접점 (5) 이 장착되는 바이메탈편 (6) 을 갖고, 고정접점 (4) 에 접속되는 제1 단자부재 (7) 와, 가동접점 (5) 에 접속되는 제2 단자부재 (8) 를 구비함과 동시에, 바이메탈편 (6) 의 자유단과 본체 (1) 의 내면의 위치관계가, 동작온도 Ts 와 리플로우 최고설정온도 Tmax 사이에 있어서, 바이메탈편 (6) 의 고정단에, 소정의 허용응력보다 큰 응력을 발생시키지 않는 위치관계로 되도록 미리 설정하는 위치관계 설정수단을 구비하고, 이 위치관계 설정수단이 예를 들어 덮개 (3) 의 이측의 오목부 (9) 로 이루어진다.

Description

열응동 스위치 {THERMAL SWITCH}

본 발명은 발열체로부터 발해지는 열을 검지하여 반전되는 바이메탈편을 구비한 열응동 스위치에 관한 것이다.

종래 열응동 스위치로서 예를 들어, 본체에 포함되는 하우징내에, 고정접점과, 이 고정접점에 접촉가능한 가동접점과, 이 가동접점이 장착되는 바이메탈편을 구비함과 동시에, 상기 서술한 고정접점이 접속되는 제1 단자부재와, 상기 서술한 바이메탈편이 접속되는 제2 단자부재를 구비한 것이 알려져 있다. 제1 단자부재, 제2 단자부재의 각각은, 하우징으로부터 외부로 도출되는 접속 단자를 갖고, 이들 접속 단자가 예를 들어 전지 팩 등의 발열체에 고정되도록 되어 있다.

이와 같은 종래의 열응동 스위치는, 발열체의 발열온도가 낮을 때에는, 가동접점이 고정접점에 접촉되어 ON으로 된다. 발열체의 발열온도가 소정 온도 이상이 되면, 바이메탈편이 반전되고, 이에 따라 가동접점이 고정접점에서 떨어져 OFF로 된다. 이에 의해 소정 온도 이상으로 상승되지 않도록 발열체가 보호된다.

최근 회로기판상의 다른 전자부품에 근접시켜 발열체를 배치하는 것이 요망되고 있다. 이에 따라 발열체 근처의 회로기판상에 열응동 스위치를 배치할 필요가 있다.

상기 서술한 바와 같이 회로기판상에 열응동 스위치를 설치하는 경우, 작업성을 고려하여 열응동 스위치의 접속 단자 부분을 리플로우 땜납으로 회로기판에 고정하는 것을 생각할 수 있다.

그러나 리플로우 땜납에 의해 열응동 스위치를 고정하는 경우, 리플로우 최고설정온도 (리플로우 납땜 최고설정온도) 는 예를 들어 260℃ 전후가 되고, 통상의 바이메탈편의 설정되는 동작온도는 예를 들어 80℃ 전후인 점에서, 리플로우 땜납 실시중에 열응동 스위치의 바이메탈편이 계속 반전되는 것을 생각할 수 있다. 이와 같은 사태를 일으키면, 하우징을 덮는 덮개의 이측에, 바이메탈편의 가동접점이 장착되는 측의 단부인 자유단이 충돌된다. 이 때문에, 바이메탈편의 제2 단자부재에 접속되는 측의 단부인 고정단에 큰 응력이 발생되어 바이메탈편이 변형 또는 손상된다. 이에 따라 열응동 스위치의 설정되는 동작온도가 크게 변화되어, 발열 검지 정밀도가 열화되는 문제가 있다.

본 발명은 상기 서술한 종래기술에서의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 리플로우 땜납을 실시할 때에, 바이메탈편의 변형이나 손상을 방지할 수 있는 열응동 스위치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 본체와, 이 본체내에 설치되는 고정접점과, 이 고정접점에 접속가능한 가동접점과, 이 가동접점이 장착되는 바이메탈편과, 상기 고정접점에 접속되고, 상기 본체로부터 도출되는 잡속단자를 갖는 제1 단자부재와, 상기 바이메탈편에 접속되고, 상기 본체로부터 도출되는 접속 단자를 갖는 제2 단자부재를 구비하고, 상기 바이메탈편이 소정의 동작온도 이상에서 반전되어 상기 가동접점이 상기 고정접점으로부터 떨어져, 이들 접점 사이가 OFF로 됨과 동시에, 상기 바이메탈편의 상기 가동접점이 장착되는 측의 단부인 자유단과 상기 본체의 내면과의 위치관계가, 상기 소정의 동작온도와 소정의 리플로우 최고설정온도 사이의 온도영역에 있고, 상기 바이메탈편의 상기 제2 단자부재에 접속되는 측의 단부인 고정단에, 소정의 허용응력보다 큰 응력을 발생시키지 않는 위치관계로 되도록 미리 설정하는 위치관계 설정수단을 형성한 것을 특징으로 한다.

이에 의해 본 발명은, 리플로우 땜납 실시중에, 바이메탈편이 계속 반전되어도 바이메탈편의 자유단과 본체 내면의 위치관계를 설정하는 위치관계 설정수단에 의해, 바이메탈편의 제2 단자부재에 접속되는 측의 단부인 고정단에, 소정의 허용응력보다 큰 응력, 즉 바이메탈편을 변형시키거나 손상시킬 수 있는 응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 본체가, 상기 제1 단자부재 및 상기 제2 단자부재가 매설되는 하우징과, 이 하우징을 닫는 덮개를 포함함과 동시에, 상기 위치관계 설정수단이, 상기 바이메탈편의 자유단에 대향하는 상기 덮개의 이측의 위치에 형성한 오목부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 의해 본 발명은, 리플로우 땜납 실시중에 반전된 바이메탈편의 자유단은, 덮개 이측의 오목부에 수용할 수 있게 되고, 이에 의해 바이메탈편의 자유단이 덮개의 이측에 강하게 닿는 것이 억제되기 때문에, 바이메탈편의 고정단에 큰 응력이 발생하는 것이 방지된다.

또 본 발명은, 상기 발명에 있어서, 상기 소정의 동작온도와 소정의 리플로우 최고설정온도 사이의 온도영역에 있고, 상기 바이메탈편의 자유단에 대향하는 상기 오목부의 면부에, 상기 바이메탈편의 자유단을 접촉할 수 있게 되도록, 상기 오목부의 형상을 형성한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은, 상기 발명에 있어서, 상기 소정의 동작온도와 소정의 리플로우 최고설정온도 사이의 온도영역에 있고, 상기 바이메탈편의 자유단에 대향하는 상기 오목부의 면부에, 상기 바이메탈편의 자유단이 접촉되지 않도록, 상기 오목부의 형상을 형성한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명은 상기 발명에 있어서, 상기 하우징이 백색계통의 합성수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 의해 본 발명은, 리플로우 땜납 실시중의 하우징 내부로의 흡열이, 백색 계통의 하우징 자체에 의해 억제된다.

발명의 실시형태

이하 본 발명의 열응동 스위치의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도1은 본 발명의 열응동 스위치의 일 실시형태를 나타낸 도면으로, 하우징을 덮는 덮개를 제거한 상태를 나타낸 평면도, 도2는 본 발명의 일 실시형태의 확대종단면도, 도3은 본 발명의 일 실시형태에 구비되는 바이메탈편을 나타낸 도면으로 도3(a) 는 평면도, 도3(b)도는 측면도이다.

이들 도1∼3, 특히 도2에 나타낸 바와 같이 본체 (1) 는, 하우징 (2) 과, 이 하우징 (2) 을 닫는 덮개 (3) 에 의해 구성되어 있다. 이 본체 (1) 에 포함되는 하우징 (2) 내에, 고정접점 (4) 과, 이 고정접점 (4) 에 접촉할 수 있는 가동접점 (5) 과, 이 가동접점 (5) 이 장착되는 바이메탈편 (6) 을 구비한다. 고정접점 (4) 에 접속되는 제1 단자부재 (7), 바이메탈편 (6) 에 접속되는 제2 단자부재 (8) 의 각각은, 하우징 (3) 에 매설됨과 동시에, 하우징 (3) 으로부터 외부로 도출되는 접속 단자 (7a, 8a) 를 구비한다. 이 접속 단자 (7a, 8a) 부분이 도시하지 않은 회로기판에 탑재되고, 예를 들어 리플로우 땜납에 의해 이 회로기판에 고정된다.

또한 회로기판에 열응동 스위치가 고정된 상태에서는, 발열체는 예를 들어 본체 (1) 에 포함되는 덮개 (3) 의 상측에 설치된다.

상기 서술한 본체 (1) 를 형성하는 하우징 (2), 덮개 (3) 는, 예를 들어 백색 계통의 합성수지로 이루어진다. 또 상기 서술한 바이메탈편 (6) 은, CuㆍNiㆍMn 합금이나 NiㆍCrㆍFe 합금 등의 재료로 이루어지는 고팽창재와, NiㆍFe 합금 등의 재료로 이루어지는 저팽창재와의 열팽창계수가 다른 적어도 2장의 금속판을 포함한다. 또 상기 서술한 제1, 제2 단자부재 (7, 8) 는, 인청동 등의 도전성의 띠판형상 금속재로 이루어진다.

본 실시형태는 특히 바이메탈편 (6) 의 가동접점 (5) 이 장착되는 측의 단부인 자유단과 본체 (1) 의 내면, 즉 덮개 (3) 의 이측과의 위치관계에 착안한 것이다. 이 위치관계가 바이메탈편 (6) 의 소정의 동작온도 Ts 와 소정의 리플로우 최고설정온도 Tmax 사이의 온도영역에 있어서, 바이메탈편 (6) 의 제2 단자부재 (8) 에 접속되는 측의 단부인 고정단에, 바이메탈편 (6) 의 변형이나 손상을 발생시키지 않는 범위의 응력인 소정의 허용응력, 예를 들어 20kgf/㎟ 보다 큰 응력을 발생시키지 않는 위치관계가 되도록, 미리 설정하는 위치관계 설정수단을 형성하고 있다. 이 위치관계 설정수단은, 예를 들어 덮개 (3) 이측의 바이메탈편 (6) 의 자유단에 대향하는 위치에 형성한 오목부 (9) 로 이루어진다. 이 오목부 (9) 의 면부는 예를 들어 덮개 (3) 의 단부를 향함에 따라, 이 덮개 (3) 의 두께를 얇게 하는 테이퍼형상으로 형성되어 있다.

또 본 실시형태에 있어서, 도2에 나타낸 두께 치수 t는 예를 들어 1.9㎜로 설정되어 있고, 상기 서술한 동작온도 Ts와 리플로우 최고설정온도 Tmax 사이의 온도영역에 있어서, 바이메탈편 (6) 의 자유단에 대향하는 오목부 (9) 의 면부에, 바이메탈편 (6) 의 자유단을 약간 접촉할 수 있게 되도록, 이 오목부 (9) 의 형상을 형성하고 있다. 그리고 예를 들어 두께 t가 2㎜일 때, 바이메탈편 (6) 의 자유단의 선단은, 이 자유단에 대향하는 오목부 (9) 의 면부에 거의 일치하도록 되어 있다. 따라서 두께치수 t는 1.9㎜로 설정한 상기 서술한 경우에는, 최대 2-1.9=0.1(㎜) 에 상당하는 치수만큼 바이메탈편 (9) 의 자유단이 본체 (1) 내에 압입된 상태로 된다.

이와 같이 구성한 본 실시형태는, 리플로우 땜납으로 회로기판에 장착할 때에는, 본체 (1) 내의 온도가 소정의 동작온도 Ts에 도달하면, 바이메탈편 (6) 이 반전된다. 그 후, 본체 (1) 내의 온도가 상승함에 따라 반전량이 증가하고, 가동접점 (5) 이 장착되어 있는 측의 단부인 바이메탈편 (6) 의 자유단이 서서히 오목부 (9) 에 접근하여 이 오목부 (9) 내에 수용된다. 이 본체 (1) 내의 온도가, 리플로우 최고설정온도 Tmax에 도달하면, 상기 서술한 바와 같이 덮개 (3) 의 오목부 (9) 에 바이메탈편 (6) 의 자유단이 가볍게 닿아, 0.1㎜에 상당하는만큼 오목부 (9) 에 의해 바이메탈편이 압입된 상태로 된다.

본 발명자들은 이 바이메탈편 (6) 의 고정단, 즉 제2 단자부재 (8) 에 접속되는 단부에 발생하는 응력이, 허용응력 20kgf/㎟ 보다 작은 12.5kgf/㎟ 정도이었던 것을 확인하고 있다.

따라서 본 실시형태에 의하면, 리플로우 땜납 실시중에 바이메탈편 (6) 의 고정단에 허용응력 20kgf/㎟ 보다 큰 응력이 발생하지 않는다. 이에 의해 리플로우 땜납 실시중의 바이메탈편 (6) 의 변형이나 손상을 방지할 수 있고, 이와 같은 바이메탈편 (6) 의 변형이나 손상에 따른 동작온도 Ts 의 변화를 방지할 수 있어, 회로기판으로의 고정후이더라도 우수한 발열 검지 정밀도를 유지할 수 있다.

또 본 실시형태는 덮개 (3) 의 이측에 바이메탈편 (6) 의 자유단을 수용하는 오목부 (9) 를 형성한 점에서, 그 두께치수 t가 억제되어 박형화를 실현할 수 있다.

또 본 실시형태는, 본체 (1) 에 포함되는 하우징 (2) 이 백색 계통의 합성수지로 이루어지므로, 리플로우 땜납 실시중의 하우징 (2) 내부의 흡열이, 백색계통의 하우징 (2) 자체에 의해 억제되어, 하우징 (2) 내의 과도한 온도상승, 즉 본체 (1) 내의 과도한 온도상승이 억제되고, 이에 의해 바이메탈편 (6) 의 리플로우 땜납 실시중의 변형이나 손상의 방지에 공헌한다.

또한 상기 실시형태에서는, 두께치수 t를 예를 들어 1.9㎜로 설정하고, 바이메탈편 (6) 의 자유단에 대향하는 덮개 (3) 의 오목부 (9) 의 면부에, 바이메탈편 (6) 의 자유단을 접촉할 수 있도록 구성되어 있다. 그러나 본 발명은 이와 같이 구성하는 것에 한정되지는 않는다.

예를 들어 두께치수 t를 2.1㎜로 설정하고, 리플로우 땜납 실시중에 바이메탈편 (6) 과 덮개 (3) 의 오목부 (9) 의 면부와의 사이에, 최소 2.1-2=0.1(㎜) 의 공극을 형성하도록 구성해도 된다. 즉, 동작온도 Ts와 리플로우 최고설정온도 Tmax 사이의 온도영역에 있어서, 반전된 바이메탈편 (6) 의 자유단이 접촉되지 않도록 오목부 (9) 의 형상을 형성해도 된다.

이와 같이 구성한 것은, 상기 실시형태에 비하여 박형화에 대해서는 약간 떨어지지만, 바이메탈편 (6) 의 자유단이 덮개 (3) 의 오목부 (9) 에 접촉되는 일이 없으므로, 리플로우 땜납 실시중에 바이메탈편 (6) 의 고정부에 상기 서술한 접촉에 따른 응력이 발생하지 않고, 이 응력에 의한 바이메탈편 (6) 에 의한 변형이나 손상을 확실하게 방지할 수 있다.

또 상기 실시형태에서는, 덮개 (3) 의 이측에 오목부 (9)를 형성하고, 덮개 (3) 의 상면을 평탄하게 형성하고 있고, 예를 들어 그 오목부 (9) 에 상당하는 부분이 다른 부분보다 상방으로 돌출되는 돌출부가 되도록 구성해도 된다.

본 발명에 의하면, 리플로우 땜납 실시중에 바이메탈편의 고정단에 허용응력보다 큰 응력이 발생하지 않고, 이에 의해 리플로우 땜납 실시중의 바이메탈편의 변형이나 손상을 방지할 수 있다. 따라서 이와 같은 바이메탈편의 변형이나 손상에 따른 동작온도의 변화를 방지할 수 있어, 회로기판에 고정된 후에도 우수한 발열 검지 정밀도를 유지할 수 있다.

또 본 발명은 바이메탈편의 자유단과 본체 내면의 위치관계가 바이메탈편의 고정단에 소정의 허용응력보다 큰 응력을 발생시키지 않는 위치관계로 되도록 미리 설정하는 위치관계 설정수단이, 바이메탈편의 자유단에 대향하는 본체를 형성하는 덮개의 이측의 위치에 형성한 오목부로 이루어진다. 따라서 리플로우 땜납 실시중에 반전된 바이메탈편의 자유단은 오목부에 수용할 수 있게 되고, 이에 의해 바이메탈편의 자유단이 덮개의 이측에 강하게 닿는 것이 억제되며, 이에 따라, 바이메탈편의 고정단에 큰 응력이 발생하는 것이 방지된다. 또 덮개의 이측에 오목부를 형성한 점에서, 두께치수가 억제되어 박형화를 실현할 수 있다.

또 본 발명은 하우징이 백색 계통의 합성수지로 이루어진다. 따라서 리플로우 땜납 실시중의 하우징 내부로의 흡열이 하우징 표면의 백색 계통에 의해 억제된다. 이에 의해 하우징내의 과도한 온도상승, 즉 본체내의 과도한 온도상승이 억제되어, 바이메탈편의 리플로우 땜납의 실시중의 변형이나 손상 방지에 공헌한다.

도1은 본 발명의 열응동 스위치의 일 실시형태를 나타낸 도면으로, 하우징을 덮는 덮개를 제거한 상태를 나타낸 평면도이다.

도2는 본 발명의 일 실시형태의 확대종단면도이다.

도3은 본 발명의 일 실시형태에 구비되는 바이메탈편을 나타낸 도면으로, (a) 는 평면도, (b) 는 측면도이다.

(도면의 주요 부호에 대한 설명)

1 : 본체 2: 하우징

3 : 덮개 4 : 고정접점

5 : 가동접점 6 : 바이메탈편

7 : 제1 단자부재 7a : 접속 단자

8 : 제2 단자부재 8a : 접속 단자

9 : 오목부

Claims

본체와, 이 본체내에 설치되는 고정접점과, 이 고정접점에 접속가능한 가동접점과, 이 가동접점이 장착되는 바이메탈편과, 상기 고정접점에 접속되고, 상기 본체로부터 도출되는 접속단자를 갖는 제1 단자부재와, 상기 바이메탈편에 접속되고, 상기 본체로부터 도출되는 접속 단자를 갖는 제2 단자부재를 구비하고,

상기 본체가, 상기 제1 단자부재 및 상기 제2 단자부재가 매설되는 하우징과, 이 하우징을 닫는 덮개를 포함하고,

상기 바이메탈편이 소정의 동작온도 이상에서 반전되어 상기 가동접점이 상기 고정접점으로부터 떨어져, 이들 접점 사이가 OFF로 됨과 동시에,

상기 바이메탈편의 상기 가동접점이 장착되는 측의 단부인 자유단과 상기 본체의 내면과의 위치관계가, 상기 소정의 동작온도와 소정의 리플로우 최고설정온도 사이의 온도영역에 있고, 상기 바이메탈편의 상기 제2 단자부재에 접속되는 측의 단부인 고정단에, 소정의 허용응력보다 큰 응력을 발생시키지 않는 위치관계로 되도록 미리 설정하는 위치관계 설정수단을 형성하며,

상기 위치관계 설정수단은 상기 바이메탈편의 자유단에 대향하는 상기 덮개의 이측의 위치에 형성한 오목부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 소정의 동작온도와 소정의 리플로우 최고설정온도 사이의 온도영역에 있고, 상기 바이메탈편의 자유단에 대향하는 상기 오목부의 면부에, 상기 바이메탈편의 자유단을 접촉할 수 있게 되도록, 상기 오목부의 형상을 형성한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
제 1 항에 있어서, 상기 소정의 동작온도와 소정의 리플로우 최고설정온도 사이의 온도영역에 있고, 상기 바이메탈편의 자유단에 대향하는 상기 오목부의 면부에, 상기 바이메탈편의 자유단이 접촉되지 않도록, 상기 오목부의 형상을 형성한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
제 1 항에 있어서, 상기 하우징이 백색계통의 합성수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.