KR100563779B1 - 열응동 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조립성이 좋고, 소형화가 가능한 자기유지형의 열응동 스위치를 제공하는 것이다.
기초대(1)에 설치된 제 1 및 제 2 고정단자(2, 3)와, 제 1 고정단자(2)에 한쪽 끝측이 접속되고, 다른쪽 끝측에 가동접점(5)이 고정된 바이메탈편(4)과, 제 2 고정단자(3)에 설치되어 가동접점(5)과 접촉 이탈하는 고정접점(3a)과, 바이메탈편(4)에 접속되어 발열함으로써 바이메탈편(4)의 반전을 유지하는 정특성 서미스터(9)와, 기초대(1)와 서로 겹치는 덮개체(6)를 구비하고, 정특성 서미스터(9)는 덮개체(6)측에 설치됨과 동시에, 덮개체(6)에는 도전성의 접속부재(7)를 설치하고, 덮개체(6)와 기초대(1)가 서로 겹칠 때에 접속부재(7)를 제 2 고정단자(3)와 접속시키고, 접속단자(7)를 거쳐 정특성 서미스터(9)를 제 1 및 제 2 고정단자(2, 3) 사이에 병렬로 접속하도록 하였다.

Description

열응동 스위치{THERMALLY-ACTUATED SWITCH}
도 1은 본 발명의 열응동 스위치를 나타내는 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 열응동 스위치를 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명의 열응동 스위치를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명의 발열체 블록을 나타내는 저면도,
도 5는 본 발명의 열응동 스위치 블록을 나타내는 평면도,
도 6은 본 발명의 발열체 블록의 변형예를 나타내는 주요부 단면도,
도 7은 종래의 자기유지형 열응동 스위치를 나타내는 종단면도,
도 8은 종래의 자기유지형 열응동 스위치의 주요부의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기초대 1a : 수납부
1b : 보스 2 : 제 1 고정단자
2a : 돌출부 2b : 접속 단자부
3 : 제 2 고정단자 3a : 고정접점
3b : 접속단자부 4 : 바이메탈편
4a : 반전부 5 : 가동접점
6 : 덮개체 6a : 수납부
6b : 걸어맞춤 오목부 6c : 유지부
6d : 유지구멍 6e : 유지돌기
7 : 접속부재 7a : 접속부
7b : 니켈 리드 8 : 더미단자
8a : 니켈 리드 9 : 정특성 서미스터
10 : 스프링편 10a : 스프링부
10b : 기립부 10c : 유지홈
본 발명은, 열응동 스위치에 관한 것으로, 특히 과전류, 과열에 대한 자기유지형 열응동 스위치의 구조에 관한 것이다.
종래의 자기유지형 열응동 스위치의 구조로서는, 가동 접점판과 고정 접점판사이에 통전에 의해 발열되는 전자소자인 정특성 서미스터(PTC 소자)를 유지하는 구조의 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
이하, 종래의 자기유지형 열응동 스위치의 구조를 도면에 의거하여 설명한다.
도 7은 종래의 자기유지형 열응동 스위치를 나타내는 종단면도, 도 8은 종래의 자기유지형 열응동 스위치의 주요부의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
이 열응동 스위치는, 예를 들면 나일론으로 이루어지는 편평한 박스형 케이스(110)를 가지고, 케이스(110)의 안쪽에 장치 주요부(과전류 또는 과열에 대한 보호기구)를 수용하여 케이스(110)의 개구로부터 예를 들면 놋쇠(眞鍮) 등의 도전판으로 이루어지는 한 쌍의 외부 접속단자(112, 114)를 돌출시켜 이루어진다. 케이스(110)의 개구는 예를 들면 에폭시 등의 수지체(116)로 밀폐 또는 밀봉되어 있다.
케이스(110) 내에 있어서, 외부 접속단자(112)로부터 케이스(110)의 내벽면을 따라 케이스의 심부(深部) 내지 바닥까지 연장되는 도전판(118)은 고정전극을 형성하고 있고, 이 고정전극(118)의 선단부에는 예를 들면 은합금으로 이루어지는 고정접점(120)이 설치되어 있다.
밀봉용 수지체(116)의 안쪽에서 고정전극(118)상에는, 예를 들면 인서트성형으로 고정전극(118)과 일체로, 예를 들면 나일론으로 이루어지는 지지 및 단열용 수지 블록(122)이 설치되어 있다. 이 수지 블록(122)의 중간부에는 구멍(122a)이 형성되어 있고, 이 구멍(122a)에 예를 들면 편평한 직육면체형상의 정특성 서미스터(124)가 하반부를 집어 넣도록 하여 설치된다. 정특성 서미스터(124)의 하부 전극 단자면(124a)은, 예를 들면 은 에폭시 등의 도전성 접착재로 고정전극(118)에 접착된다.
가동전극(126)은, 예를 들면 구리 - 황동합금으로 이루어지고, 도 8에 나타내는 바와 같이 깔창형상의 바이메탈부(126a)와, 이 바이메탈부(126a)의 기초단에 일체로 접속된 4각 링 또는 프레임형상의 걸어맞춤부(126b)와, 이 프레임형상 걸어맞춤부(126b)의 한쪽 끝으로부터 바깥쪽으로 연장되는 갈고리형상의 걸어맞춤부 (126c)를 가지고 있다. 바이메탈부(126a)의 선단부에는 예를 들면 은합금으로 이루어지는 가동 접점(128)이 설치되어 있다.
수지블록(122)의 중간에 각형상 융기부(122c)가 프레임형상 누름부(130)의 오목부(130a)에 열로 코킹됨으로써 가동전극(126)이 바이메탈부(126a)의 기초단부(126d)에서 정특성 서미스터(124)의 상부 전극 단자면(124b)에 압착된다. 이 압착부에서 정특성 서미스터(124)와 가동전극(126) 사이에 전기적 접속이 형성됨과 동시에, 가동전극(126)의 바이메탈부(126a)의 변위의 지지점이 형성된다.
동작을 설명하면, 가동전극(126)의 바이메탈부(126a)는, 원상태에서는 도 7에 나타내는 바와 같이 선단부를 아래쪽으로 늘어 뜨린 자세로 가동접점(128)을 고정접점(120)에 대하여 적절한 접압으로 가압하고 있다. 이 원상태 하에서 단자(114)와, 단자(112) 사이에 전류가 흐르면 바이메탈부(126a)는 주로 자기의 저항발열로 가열됨과 동시에, 고정전극(118) 등의 주위의 도전체의 저항발열에 의해서도 가열된다. 접점 폐쇄상태에서는 양 접점(120, 128)을 거쳐 전류가 거의 단락된 상태로 양 전극(118, 126) 사이를 흐르기 때문에, 정특성 서미스터(124)측에는 실질적인 전류가 흐르지 않아 정특성 서미스터(124)는 거의 발열되지 않는다.
그러나 과전류 또는 부하의 가열에 의해 동작온도에 도달하면, 바이메탈부(126a)는 선단부가 솟아 오르도록 변위된다. 이때, 바이메탈부(126a)는 정특성 서미스터(124)에 압착되어 있는 기초단부(126d)를 지지점으로 하여 변위된다. 이 바이메탈부(126a)의 변위에 의하여 가동접점(128)이 고정접점(120)으로부터 분리되어 접점개방상태가 되어 전류가 끊긴다.
이와 같이 하여 접점 개방상태가 되면 양 전극(118, 126) 사이의 전압이 정특성 서미스터(124)에 인가되고, 정특성 서미스터(124)가 동작, 즉 통전하여 발열된다. 이와 같은 정특성 서미스터(124)의 발열에 의해, 바이메탈부(126a)가 변위위치 또는 응동위치에 유지되어 양 접점(120, 128)은 분리된 그대로의 상태를 유지한다.
[특허문헌 1]
일본국 특개평7-282701호 공보
그러나, 상기한 종래의 자기유지형 열응동 스위치에 있어서는, 가동 접점판과 고정 접점판 사이에 정특성 서미스터(PTC 소자)를 끼워 넣은 후에 이들을 일체화한 상태에서 케이스 내에 조립하고, 외부 접속단자를 돌출시킨 케이스의 개구를 수지밀봉하기 때문에 취급이나, 조립작업이 번거롭고, 소형화를 할 수 없다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하여, 조립성이 좋고, 소형화가 가능한 자기유지형의 열응동 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 제 1 해결수단으로서, 절연성의 기초대와, 이 기초대에 한쪽 끝부가 표출하여 설치된 제 1 및 제 2 고정단자와, 상기 제 1 고정단자에 한쪽 끝측이 접속되고, 다른쪽 끝측에 가동접점이 고정된 반전 가능한 바이메탈편과, 상기 제 2 고정단자에 설치되어 상기 가동접점과 접촉 이탈 하는 고정접점과, 상기 바이메탈편에 접속되어 발열됨으로써 상기 바이메탈편의 반전을 유지하는 정특성 서미스터와, 상기 기초대와 서로 겹치는 절연성의 덮개체를 구비하고, 상기 정특성 서미스터는, 상기 덮개체측에 설치됨과 동시에 상기 덮개체에는 도전성의 접속부재를 설치하고, 상기 덮개체와 상기 기초대가 서로 겹칠 때에 상기 접속부재를 상기 제 2 고정단자와 접속시키고, 상기 접속부재를 거쳐 상기 정특성 서미스터를 상기 제 1 및 제 2 고정단자 사이에 병렬로 접속하도록 한 구성으로 하였다.
또, 제 2 해결수단으로서 상기 접속부재는 상기 덮개체에 일체적으로 매설하여 형성되어 상기 접속부재의 한쪽 끝측에 상기 정특성 서미스터를 접속하고, 상기 접속부재의 다른쪽 끝측을 상기 제 2 고정단자에 접속한 구성으로 하였다.
또, 제 3 해결수단으로서, 상기 접속부재는 니켈리드로 형성되고, 상기 제 2 고정단자와 접속된 다른쪽 끝측을 더욱 연장 돌출하여 용접 접속용의 설치부로 한 구성으로 하였다.
또, 제 4 해결수단으로서, 상기 덮개체에는 니켈리드의 더미단자를 일체적으로 매설하여 형성하고, 이 더미단자의 한쪽 끝측을 상기 제 1 고정단자에 접속함과 동시에, 이 한쪽 끝측을 더욱 연장 돌출하여 용접 접속용의 설치부로 한 구성으로 하였다.
또, 제 5 해결수단으로서, 상기 덮개체에는 상기 정특성 서미스터의 한쪽 끝과 접속하는 스프링성을 가지는 판스프링편을 구비하고, 이 판스프링편으로 상기 정특성 서미스터의 다른쪽 끝을 상기 접속부재의 한쪽 끝측에 압접하여 유지하고, 상기 판스프링편의 일부를 상기 제 1 고정단자 또는 상기 바이메탈편으로 접속한 구성으로 하였다.
또, 제 6 해결수단으로서, 상기 판스프링편의 일부를, 상기 제 1 고정단자 또는 상기 바이메탈편에 맞닿은 상태에서 상기 기초대와 상기 덮개체를 초음파 용착시켜 일체화한 구성으로 하였다.
또 제 7 해결수단으로서, 상기 접속부재 및 상기 정특성 서미스터를, 상기 제 2 고정단자측에 설치시켜 형성하고, 상기 바이메탈편이 반전되었을 때에 상기 가동접점이 직접 상기 정특성 서미스터와 접속하도록 한 구성으로 하였다.
이하, 본 발명의 열응동 스위치의 실시형태를 도 1 내지 도 6에 나타낸다. 도 1은 본 발명의 열응동 스위치의 분해 사시도, 도 2는 열응동 스위치의 평면도, 도 3은 열응동 스위치의 단면도, 도 4는 발열체 블록의 저면도, 도 5는 열응동 스위치 블록의 평면도, 도 6은 발열체 블록의 변형예를 나타내는 주요부 단면도이다.
도면에 있어서, 절연성의 기초대(1)는, 합성수지 등의 절연재로 상면이 개구된 박스형상으로 형성되어 있고, 수납부(1a)가 설치되어 있다. 이 기초대(1)의 수납부(1a)의 안 바닥부에는 뒤에서 설명하는 각 고정단자가 일체적으로 매설되어, 그 한쪽 끝부가 표출하여 설치되어 있고, 이 각 고정단자의 다른쪽 끝부는 상기 기초대(1)의 양 측면측으로부터 각각 바깥쪽으로 도출된 것으로 되어 있다.
또 기초대(1)의 개구의 4 모서리부에는 위쪽으로 돌출하는 보스(1b)가 설치되어 있고, 이 보스(1b)와 뒤에서 설명하는 덮개체(6)의 걸어맞춤 오목부(6b)가 걸어 멈춰져 위치결정되게 되어 있다.
제 1 고정단자(2)는, 황동 등의 도전성의 금속재로 평판형상으로 형성되어 있다. 이 제 1 고정단자(2)의 한쪽 끝측에는 프레스 등으로 두께를 한쪽으로 치우치게 하여(偏肉) 돌출부(2a)가 형성되어 있고, 이 돌출부(2a)는 뒤에서 설명하는 바이메탈편의 한쪽 끝부에 고정되는 용착부로 되어 있다. 또 이 제 1 고정단자(2)의 다른쪽 끝측에는 상기 기초대(1)의 측면부로부터 바깥쪽으로 도출되어 다른 전자기기 등에 접속되는 접속 단자부(2b)가 설치되어 있다. 또 이 접속 단자부(2b)가 뒤에서 설명하는 더미단자(8)와 접속되게 되어 있다.
제 2 고정단자(3)는 마찬가지로 황동 등의 도전성의 금속재로 평판형상으로 형성되어 있다. 이 제 2 고정단자(3)의 한쪽 끝측에는 뒤에서 설명하는 가동접점(5)과 맞닿는 고정접점(3a)이 설치되어 있고, 이 제 2 고정단자(3)의 다른쪽 끝측에는 상기 기초대(1)의 측면부로부터 바깥쪽으로 도출되어 다른 전자기기 등에 접속되는 접속 단자부(3b)가 설치되어 있다. 또, 이 접속 단자부(3b)가 뒤에서 설명하는 접속부재(7)와 접속되게 되어 있다.
바이메탈편(4)은, 예를 들면 열팽창율이 높은 재료로 이루어지는 고팽창재와, 열팽창율이 낮은 재로로 이루어지는 저팽창재의, 열팽창율이 다른 적어도 2 종류의 금속재료를 평판형상으로 적층 접합하여 형성되어 있다. 이 바이메탈편(4)의 한쪽 끝측은 상기 제 1 고정단자(2)에 설치된 상기 돌출부(2a)에 레이저용접 등의 방법으로 고정된 것으로 되어 있다. 한편, 이 바이메탈편(4)의 자유단이 되는 다른쪽 끝측에는 상기 고정접점(3a)과 접촉 이탈하는 은산화 주석 등으로 이루어지는 가동접점(5)이레이저용접 등의 방법으로 고정되어 있다.
이 경우, 상기 제 1 고정단자(2)와 상기 바이메탈편(4)의 한쪽 끝측과의 결합부분은 면 전체가 아니라, 상기 돌출부(2a)에서만의 부분적 결합이 되기 때문에, 상기 바이메탈편(4)이 반전 동작하는 경우에 동작특성을 저해하지 않게 되어 있다.
또, 상기 바이메탈편(4)의 중앙부에는 반전작용을 조장하기 위한 팽출된 돔형상의 반전부(4a)가 형성되어 있고, 이 반전부(4a)를 형성함으로써, 상기 바이메탈편(4)의 온도특성, 즉 온도에 따른 반전동작을 확실하게 행할 수 있게 하고 있다.
절연성의 덮개체(6)는, 합성수지 등의 절연재로부터 하면이 개구된 박스형상으로 형성되어 있고, 수납부(6a)를 가지고 있다. 이 수납부(6a)의 안 바닥부에는 뒤에서 설명하는 접속부재(7)가 일체적으로 매설되고, 그 한쪽 끝부가 표출하여 설치되어 있고, 이 접속부재(7)의 다른쪽 끝부는 상기 덮개체(6)의 한쪽의 상면으로부터 측면을 따라 대략 Z 자형상으로 굴곡되어 바깥쪽으로 도출된 것으로 되어 있다. 한편, 덮개체(6)의 다른쪽측에는 마찬가지로 상면으로부터 측면을 따라 대략 Z 자형상으로 굴곡된 더미단자(8)가 설치되어 있다.
또, 덮개체(6)의 개구의 4 모서리부에는 오목형상의 걸어맞춤 오목부(6b)가 설치되어 있고, 이 걸어맞춤 오목부(6b)와 상기 기초대(1)의 보스(1b)가 걸어 멈춰져 기초대(1)와 덮개체(6)가 위치 결정되어 서로 겹치게 되어 있다. 또 상기 수납부(6a)에는 뒤에서 설명하는 정특성 서미스터(9)를 유지하는 둥근 구멍형상의 유지부(6c)가 설치되어 있고, 이 유지부(6c)의 주변부 근방에는 뒤에서 설명하는 판스프링편(10)을 유지, 고정하는 유지구멍(6d) 및 유지돌기(6e)가 설치되어 있다.
접속부재(7)는 니켈 등의 도전성의 금속재로 판형상으로 형성되어 있다. 이 접속부재(7)는 상기 수납부(6a)에 설치된 한쪽 끝부가, 상기 유지부(6c)의 안 바닥면으로 표출하여 정특성 서미스터(9)와 접속되는 접속부(7a)로 되어 있다. 또 다른쪽 끝측은 상기 덮개체(6)의 한쪽의 상면으로부터 측면을 따라 대략 Z자 형상으로 2단으로 구부러져 바깥쪽으로 도출되고, 이 도출부가 상기 제 2 고정단자(3)의 접속단자부(3b)에 평행으로 설치되어 니켈리드(7b)를 형성하고 있다.
또, 이 니켈리드(7b)는 상기 접속 단자부(3b)에 접속됨과 동시에, 더욱 연장돌출되어 그 선단측이 전자기기 등에 직접 부착하여 설치될 때의 용접 접속용의 설치부로 되어 있다.
이와 같이 접속부재(7)는 덮개체(6)에 일체적으로 매설하여 형성되어 있고, 접속부재(7)의 한쪽 끝측에 정특성 서미스터(9)를 접속하여 접속부재(7)의 다른쪽 끝측을 제 2 고정단자(3)에 접속하도록 하고 있기 때문에, 덮개체(6)의 성형시에 접속부재(7)를 일체적으로 형성할 수 있으므로, 접속부재(7)와 정특성 서미스터(9) 및 제 2 고정단자(3)와의 접속을 용이하게 행할 수 있는 것으로 되어 있다.
또, 접속부재(7)에는 니켈리드(7b)를 가지고 있고, 이 니켈리드(7b)의 제 2 고정단자(3)의 접속 단자부(3b)와 접속된 다른쪽 끝측을 더욱 연장 돌출하여 용접 접속용의 설치부로 하고 있기 때문에, 열응동 스위치를 전자기기 등에 설치하는 경우, 이 니켈리드(7b)에 의하여 직접 전자기기에 대한 직접 부착 설치가 가능하게 되기 때문에 따로 용접 접속용의 도체를 준비할 필요가 없어져 설치가 용이하게 되고, 저렴하게 할 수 있게 되어 있다.
더미단자(8)는, 마찬가지로 니켈 등의 도전성의 금속판으로 판형상으로 형성되어 있고, 상기 덮개체(6)의 접속부재(7)가 도출된 측과는 반대측에, 마찬가지로 상면으로부터 측면을 따라 대략 Z자 형상으로 2단으로 구부러져 설치되어 있고, 이 구부러짐부로부터 상기 제 1 고정단자(2)의 접속 단자부(2b)에 평행으로 설치된 니켈리드(8a)가 형성되어 있다.
이 니켈리드(8a)는, 상기 접속 단자부(2b)에 접속됨과 동시에, 더욱 연장 돌출되어 그 선단측이 전자기기 등에 직접 부착 설치할 때의 용접 접속용의 설치부로 되어 있다.
마찬가지로, 제 1 고정단자(2)측도, 열응동 스위치를 전자기기 등에 설치하는 경우, 이 더미단자(8)에 의하여 직접 전자기기에 대한 직접 부착 설치가 가능하게 되기 때문에, 따로 용접 접속용의 도체를 준비할 필요가 없어, 설치가 용이해지고 저렴하게 할 수 있게 된다.
정특성 서미스터(9)는 통전에 의하여 발열되는 전자소자(PTC 소자)로, 원판형상을 하고 있고, 바이메탈편(4)이 온도변화에 의하여 반전된 경우에, 발열하여 바이메탈편(4)의 반전상태를 유지하는 자기유지동작을 행하게 되어 있다. 이 정특성 서미스터(9)는 상기 덮개체(6)의 유지부(6c)에 유지되어 유지부(6c)의 안 바닥면에 표출하여 설치된 접속부재(7)의 접속부(7a)와 접속되게 되어 있다.
판스프링편(10)은, 스프링성을 가지는 도전성의 금속판으로 형성되고, 대략 평판형상의 스프링부(10a)와, 이 스프링부(10a)로부터 수직방향으로 상승하는 기립부(10b)를 가지고, 스프링부(10a)에는 한 쌍의 유지홈(10c)을 가지고 있다. 또 판 스프링편(10)은, 상기 기립부(10b)가 상기 덮개체(6)의 유지구멍(6d)에 걸어 맞춰지고, 한 쌍의 유지홈(10c)이 유지돌기(6e)에 걸어멈춰져 코킹 고정되어 있다.
상기 판스프링편(10)은, 상기 덮개체(6)의 유지부(6c)에 유지된 정특성 서미스터(9)의 아래쪽에 설치되어 이 정특성 서미스터(9)의 한쪽 끝과 접속되고, 이 판스프링편(10)으로 정특성 서미스터(9)의 다른쪽 끝을 상기 접속부재(7)의 접속부(7a)에 압접하여 유지하고 있다. 또 판스프링편(10)의 하단측의 일부는, 상기 바이메탈편(4)에 맞닿고, 상기 제 1 단자부재(2)와 접속되어 있다.
이와 같이 판스프링편(10)으로 정특성 서미스터(9)의 다른쪽 끝을 접속부재(7)의 접속부(7a)에 압접하여 유지하고, 이 판스프링편(10)의 일부를 바이메탈편(4)에 접속하도록 하였기 때문에, 판스프링편(10)의 스프링성에 의해 정특성 서미스터(9)를 탄성 유지할 수 있으므로, 파손을 방지하여 확실하게 유지할 수 있음과 동시에, 제 1 고정단자(2) 또는 바이메탈편(4)과의 전기적인 접속을 확실한 것으로 할 수 있다.
상기 구성의 열응동 스위치를 조립하기 위해서는, 제 1 및 제 2 고정단자(2, 3)가 설치된 기초대(1)의 수납부(1a)에 고정접점(3a)과 가동접점(5)을 대향시켜 바이메탈편(4)을 삽입하여 바이메탈편(4)의 한쪽 끝측을 제 1 고정단자(2)의 돌출부(2a)에 전기스폿용접 등의 방법으로 고정한다. 이때 고정접점(3a)과 가동접점(5)은 전기적으로 접속된 상태로 되어 있다. 이 상태에서 열응동 스위치 블록이 형성된다.
다음에 접속부재(7) 및 더미단자(8)가 설치된 덮개체(6)의 수납부(6a)에 설 치된 유지부(6c)에 정특성 서미스터(9)를 삽입한다. 그리고 판스프링편(10)의 기립부(10b)를 덮개체(6)의 유지구멍(6d)에 걸어 맞추어 한 쌍의 유지홈(10c)을 유지돌기(6e) 에 걸어 멈추어 열코킹 등의 방법으로 코킹 고정함으로써, 판스프링편(10)으로 정특성 서미스터(9)를 접속부재(7)의 접속부(7a)에 압접하여 유지한다. 이때 정특성 서미스터(9)가 유지부(6c)의 안 바닥면으로 표출한 접속부재(7)의 접속부(7a)와 전기적으로 접속된다. 이 상태에서 발열체 블록이 형성된다.
다음에 열응동 스위치 블록의 위쪽으로부터 발열체 블록을 씌워 기초대(1)의 개구의 4 모서리부에 설치된 보스(1b)와, 덮개체(6) 개구의 4 모서리부에 설치된 걸어맞춤 오목부(6b)를 걸어 멈추어 위치 결정하여 서로 겹치게 한다. 이때 판스프링편(10)의 하단측의 일부가, 바이메탈편(4)과 맞닿아 제 1 단자부재(2)와 정특성 서미스터(9)가 전기적으로 접속된다. 또 제 1 고정단자(2)의 접속 단자부(2b)와 더미단자(8)의 니켈리드(8a) 및 제 2 고정단자(3)의 접속 단자부(3b)와 접속부재(7)의 니켈리드(7b)가 접속상태가 된다.
다음에 기초대(1)와 덮개체(6)의 서로 겹침면을 초음파 용착 등의 방법으로 용착하여 열응동 스위치 블록과 발열체 블록을 일체화함과 동시에, 제 1 고정단자(2)의 접속 단자부(2b)와 더미단자(8)의 니켈리드(8a) 및 제 2 고정단자(3)의 접속 단자부(3b)와 접속부재(7)의 니켈리드(7b)를 레이저용접 또는 전기스폿용접 등의 방법으로 고정시켜 조립이 완료된다.
이 상태에서 접속부재(7)가 제 2 고정단자(3)와 전기적으로 접속되고, 또 접속부재(7) 및 판스프링편(10)과 바이메탈편(4)을 거쳐 정특성 서미스터(9)가 제 1 및 제 2 고정단자(2, 3) 사이에 병렬로 접속되게 된다.
또한, 이때 판스프링편(10)의 일부를, 바이메탈편(4)에 맞닿은 상태에서 기초대(1)와 덮개체(6)를 초음파 용착시켜 일체화하도록 하였기 때문에, 초음파 용착시의 미진동에 의해 금속표면의 산화막을 스칠 수 있기 때문에, 금속판의 압접상태의 접촉구조에 있어서도 안정된 접촉이 얻어지게 되어 있다.
다음에, 상기 구성의 열응동 스위치의 동작에 대하여 설명한다.
상온 및 통상의 사용온도에 있어서는, 서로 대향하여 설치되어 있는 가동접점(5)과 고정접점(3a)은, 서로 접촉하여 접점이 온상태로 되어 있다. 이때 제 1 및 제2 고정단자(2, 3) 사이에는, 바이메탈편(4)과 정특성 서미스터(9)가 병렬로 접속되어 있으나, 정특성 서미스터(9)가 가지는 내부 저항치에 대하여 바이메탈편(4)의 저항치의 쪽이 현저하게 작기 때문에, 정특성 서미스터(9)에는 전류가 흐르지 않고, 제 1 및 제 2 고정단자(2, 3) 사이에 인가된 전류는 바이메탈편(4)을 흐르게 된다.
따라서, 정특성 서미스터(9)측에는 실질적인 전류가 흐르지 않아 정특성 서미스터(9)는 거의 발열되지 않는다.
이 상태로부터 무엇인가의 원인으로 온도가 상승하면, 가동접점(5)이 고정되어 있는 바이메탈편(4)에 설치된 반전부(4a)가 온도의 상승에 따라 반전동작을 행한다. 이때 바이메탈편(4)에 고정되어 있는 가동접점(5)은, 바이메탈편(4)과 함께 구동되어 고정접점(3a)으로부터 이간되게 되어 접점이 오프상태가 된다. 이 경우, 반전된 바이메탈편(4)의 반전부(4a)는 그 팽출부가 반전되어 고정접점(3a)의 방향, 즉, 기초대(1)의 안 바닥면의 방향으로 돌출된다.
이와 같이 하여 접점이 오프상태가 되면, 제 1 및 제 2 고정단자(2, 3) 사이의 전압이 정특성 서미스터(9)에 인가되고, 정특성 서미스터(9)가 동작, 즉 통전하여 발열되게 된다. 이와 같은 정특성 서미스터(9)의 발열에 의하여 바이메탈편(4)은 반전위치에 유지되어 가동접점(5)과 고정접점(3a)은 오프된 그대로의 상태를 유지하게 된다. 즉 자기유지상태가 된다.
이 자기유지된 접점의 오프상태를 해제하기 위해서는, 제 1 및 제 2 고정단자(2, 3) 사이의 인가 전압을 끊으면 된다. 이와 같이 하여 이 상태로부터 온도가 하강하여 원래의 상온으로 되돌아가면 바이메탈편(4)의 반전부(4a)는 온도의 하강에 따라 반전 복귀하고, 고정접점(3a)의 방향과는 반대의 방향으로 돌출되기 때문에 가동접점(5)이 고정접점(3a)에 접촉하여 접점이 온상태가 되어 초기의 상태로 복귀하게 된다.
상기한 본 발명의 열응동 스위치의 구조에 있어서는, 정특성 서미스터(9)를 덮개체(6)측에 설치함과 동시에, 이 덮개체(6)에 도전성의 접속부재(7)를 설치하고 덮개체(6)와 기초대(1)을 서로 겹칠 때에 이 접속부재(7)를 제 2 고정단자(3)와 접속시켜 접속부재(7)를 거쳐, 정특성 서미스터(9)를 제 1 및 제 2 고정단자(2, 3) 사이에 병렬로 접속하도록 하였기 때문에, 기초대(1)와 서로 겹치는 덮개체(6)측에, 바이메탈편(4)의 반전을 유지하는 정특성 서미스터(9)와 접속부재(7)를 설치하여 블록화하였기 때문에, 바이메탈편(4)을 유지하는 열응동 스위치 블록이 되는 기초대(1)에 덮개체(6)를 서로 겹침으로써 간단하게 조립을 행할 수 있게 되어 있다.
또, 정특성 서미스터(9)를 덮개체(6)측에 설치하도록 하였기 때문에, 바이메탈편(4)의 반전을 유지하는 자기유지형과, 유지를 필요로 하지 않는 비자기유지형의 다양한 대응이 덮개체(6)의 변경만으로 되고, 열응동 스위치 블록이 되는 기초대(1)을 공통화할 수 있으므로, 제조관리가 용이해져 저렴하게 할 수 있게 되어 있다.
도 6에 나타내는 것은, 본 발명의 발열체 블록의 변형예를 나타내고 있다.
상기한 실시예의 구성과 상위한 점은, 접속부재(7) 및 정특성 서미스터(9)를 제 2 고정단자(3)측에 설치시켜 형성하고, 바이메탈편(4)이 반전되었을 때에 가동접점(5)이 직접 정특성 서미스터(9)와 접속하게 한 것에 있다.
즉, 덮개체(6)의 수납부(6a)의 안 바닥부에는 접속부재(7)가 일체적으로 매설되고, 그 한쪽 끝부가 표출하여 설치되어 있으며, 이 접속부재(7)의 다른쪽 끝부가 덮개체(6)의 한쪽으로부터 측면을 따라 대략 Z자 형상으로 굴곡되어 바깥쪽으로 도출된 것으로 되어 있다. 또 수납부(6a)에는 둥근 구멍형상의 유지부(6c)가 설치되어 있고, 이 유지부(6c)에 정특성 서미스터(9)가 도전성 접착재 등을 사용하여 접속부재(7)의 접속부(7a)와 고정되어 있다.
그리고 도 6에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 바이메탈편(4)이 반전되었을 때에는 가동접점(5)이 직접 정특성 서미스터(9)의 하단과 접속하여 바이메탈편(4), 및 정특성 서미스터(9), 접속부재(7)를 거쳐 고정단자(2)와 고정단자(3) 사이를 전기적으로 접속하도록 되어 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 정특성 서미스터(9)와, 바이메탈편(4) 또는 제 1 고정단자(2)와 접속하는 판스프링편(10)이 불필요하게 되기 때문에, 구성이 더욱 간이하게 되어 소형화, 저렴한 대응이 가능하게 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 열응동 스위치는, 절연성의 기초대와, 기초대에 한쪽 끝부가 표출하여 설치된 제 1 및 제 2 고정단자와, 제 1 고정단자에 한쪽 끝측이 접속되어 다른쪽 끝측에 가동접점이 고정된 반전 가능한 바이메탈편과, 제 2 고정단자에 설치되어 가동접점과 접촉 이탈하는 고정접점과, 바이메탈편에 접속되어 발열함으로써 바이메탈편의 반전을 유지하는 정특성 서미스터와, 기초대와 서로 겹치는 절연성의 덮개체를 구비하고, 정특성 서미스터는, 덮개체에 설치됨과 동시에, 덮개체에는 도전성의 접속부재를 설치하고, 덮개체와 기초대가 서로 겹칠 때에 접속부재를 제 2 고정단자와 접속시키고, 접속부재를 거쳐 정특성 서미스터를 제 1 및 제 2 고정단자 사이에 병렬로 접속하도록 하였기 때문에, 기초대와 서로 겹치는 덮개체측에 바이메탈편의 반전을 유지하는 정특성 서미스터와 접속부재를 설치하여 블록화하였기 때문에, 바이메탈편을 유지하는 열응동 스위치 블록이 되는 기초대에 덮개체를 서로 겹치게 함으로써, 간단하게 조립을 행할 수 있다.
또, 정특성 서미스터를 덮개체측에 설치하도록 하였기 때문에, 바이메탈편의 반전을 유지하는 자기유지형과, 유지를 필요로 하지 않는 비자기유지형의 다양한 대응이 덮개의 변경만으로 되고, 열응동 스위치 블록이 되는 기초대를 공통화할 수 있기 때문에, 제조관리가 용이하게 되어 저렴하게 할 수 있다.
또, 접속부재는 덮개체에 일체적으로 매설하여 형성되고, 접속부재의 한쪽 끝측에 정특성 서미스터를 접속하고, 접속부재의 다른쪽 끝측을 제 2 고정단자에 접속하였기 때문에, 덮개체의 성형시에 접속부재를 일체적으로 형성할 수 있기 때문에, 접속부재와 정특성 서미스터 및 제 2 고정단자와의 접속을 용이하게 행할 수 있다.
또, 접속부재는 니켈리드로 형성되고, 제 2 고정단자와 접속된 다른쪽 끝측을더욱 연장 돌출하여 용접 접속용의 설치부로 하였기 때문에, 열응동 스위치 블록을 전자기기 등에 설치하는 경우, 이 니켈리드에 의하여 직접 전자기기에 대한 직접 부착 설치가 가능하게 되기 때문에 따로 용접 접속용의 도체를 준비할 필요가 없어 설치가 용이하게 되고 저렴하게 할 수 있다.
또 덮개체에는 니켈리드의 더미단자를 일체적으로 매설하여 형성하고, 더미단자의 한쪽 끝측을 제 1 고정단자에 접속함과 동시에, 한쪽 끝측을 더욱 연장 돌출하여 용접 접속용의 설치부로 하였기 때문에, 마찬가지로 열응동 스위치 블록을 전자기기 등에 설치하는 경우, 이 더미단자에 의하여 직접 전자기기에 대한 직접 부착 설치가 가능하게 되기 때문에, 따로 용접 접속용의 도체를 준비할 필요가 없어, 설치가 용이해지고 저렴하게 할 수 있다.
또 덮개체에는 정특성 서미스터의 한쪽 끝과 접속하는 스프링성을 가지는 판스프링편을 구비하고, 판스프링편으로 정특성 서미스터의 다른쪽 끝을 접속부재의 한쪽 끝측에 압접하여 유지하여 판스프링편의 일부를 제 1 고정단자 또는 바이메탈편에 접속하였기 때문에, 판스프링편의 스프링성에 의하여 정특성 서미스터를 탄성 유지할 수 있으므로, 파손을 방지하고 확실하게 유지할 수 있음과 동시에, 제 1 고 정단자 또는 바이메탈편과의 접속을 확실한 것으로 할 수 있다.
또, 판스프링편의 일부를, 제 1 고정단자 또는 바이메탈편에 맞닿은 상태에서 기초대와 덮개체를 초음파 용착시켜 일체화하였기 때문에, 초음파 용착시의 미진동에 의해 금속 표면의 산화막을 스칠 수 있기 때문에, 안정된 접촉이 얻어진다.
또, 접속부재 및 정특성 서미스터를, 제 2 고정단자측에 설치시켜 형성하고, 바이메탈편이 반전되었을 때에 가동접점이 직접 정특성 서미스터와 접속하도록 하였기 때문에 정특성 서미스터와 바이메탈편 또는 제 1 고정단자와 접속하는 판스프링편이 불필요하게 되기 때문에, 구성이 간이해지고, 소형화, 저렴한 대응이 가능하게 된다.

Claims (7)

  1. 절연성의 기초대와,
    상기 기초대에 한쪽 끝부가 표출하여 설치된 제 1 및 제 2 고정단자와,
    상기 제 1 고정단자에 한쪽 끝측이 접속되어 다른쪽 끝측에 가동접점이 고정된 반전 가능한 바이메탈편과,
    상기 제 2 고정단자에 설치되어 상기 가동접점과 접촉 이탈하는 고정접점과,
    상기 바이메탈편에 접속되어 발열됨으로써 상기 바이메탈편의 반전을 유지하는 정특성 서미스터와,
    상기 기초대와 서로 겹치는 절연성의 덮개체를 구비하고,
    상기 정특성 서미스터는, 상기 덮개체측에 설치됨과 동시에, 상기 덮개체에는 도전성의 접속부재를 설치하고,
    상기 덮개체와 상기 기초대가 서로 겹칠 때에 상기 접속부재를 상기 제 2 고정단자와 접속시키고,
    상기 접속부재를 거쳐 상기 정특성 서미스터를 상기 제 1 및 제 2 고정단자 사이에 병렬로 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 접속부재는, 상기 덮개체에 일체적으로 매설하여 형성되고, 상기 접속부재의 한쪽 끝측에 상기 정특성 서미스터를 접속하고, 상기 접속부재의 다른쪽 끝 측을 상기 제 2 고정단자에 접속한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 접속부재는, 니켈리드로 형성되고, 상기 제 2 고정단자와 접속된 다른쪽 끝측을 더욱 연장 돌출하여 용접 접속용의 설치부로 한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 덮개체에는, 니켈리드의 더미단자를 일체적으로 매설하여 형성하고, 이 더미단자의 한쪽 끝측을 상기 제 1 고정단자에 접속함과 함께 상기 한쪽 끝측을 더욱 연장 돌출하여 용접 접속용의 설치부로 한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 덮개체에는, 상기 정특성 서미스터의 한쪽 끝과 접속하는 스프링성을 가지는 판스프링편을 구비하고, 상기 판스프링편으로 상기 정특성 서미스터의 다른쪽 끝을 상기 접속부재의 한쪽 끝측에 압접하여 유지하고, 상기 판스프링편의 일부를 상기 제 1 고정단자 또는 상기 바이메탈편에 접속한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 판스프링편의 일부를, 상기 제 1 고정단자 또는 상기 바이메탈편에 맞닿은 상태에서 상기 기초대와 상기 덮개체를 초음파 용착시켜 일체화한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 접속부재 및 상기 정특성 서미스터를, 상기 제 2 고정단자측에 설치시켜 형성하고, 상기 바이메탈편이 반전되었을 때에, 상기 가동접점이 직접 상기 정특성 서미스터와 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 열응동 스위치.
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