KR100825934B1 - 차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조 - Google Patents

차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조 Download PDF

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Abstract

소켓에 끼워진 플러그를 잡고 있던 바이메탈 부재가 플러그 발열체가 일정 온도까지 가열되었음에 따라 열 팽창에 의한 변형으로 벌어지면서 플러그가 소켓으로부터 이탈되어 발열체에 더 이상의 전류가 공급되지 않도록 하던 종래기술과는 달리 본 발명은 소켓에서 쇼트(short)가 발생하거나 소켓에 끼워진 플러그의 발열체가 일정 온도까지 가열되었음에도 불구하고 소켓으로부터 이탈되지 않을 때 바이메탈 부재와 전기적으로 접속된 상태로 소켓 내에 결합된 블랭킹 바이메탈 부재의 열 팽창에 의한 변형으로 소켓에 전류를 공급하는 플러스 단자와 마이너스 단자를 강제적으로 쇼트시켜 플러스 단자 또는 마이너스 단자에 접속된 라인 상에 위치한 퓨즈가 단락되도록 함으로써 화재 등과 같은 안전사고를 방지할 수 있다.
시가 라이터, 소켓, 바이메탈, 블랭킹 바이메탈, 쇼트, 플러그.

Description

차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조{blanking bimetal structure of cigar lighter socket for cars}
도1은 종래의 차량용 시가 라이터 소켓의 단면도이다.
도2는 본 발명에 의한 차량용 시가 라이터 소켓의 사시도이다.
도3은 본 발명에 의한 차량용 시가 라이터 소켓의 측면도이다.
도4는 본 발명에 의한 차량용 시가 라이터 소켓의 분해 사시도이다.
도5는 본 발명에 의한 차량용 시가 라이터 소켓의 단면도이다.
도6은 발열체의 발열로 인해 바이메탈의 작동상태를 보인 단면도이다.
도7은 소켓의 쇼트(short)나 플러그의 복귀가 이루어지지 않을 때 퓨즈를 강제 단락시키기 위한 블랭킹 바이메탈의 작동상태를 보인 단면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 플러그 11 : 손잡이
12 : 외측링 13 : 발열체
14 : 하우징 15 : 개방부
16, 23, 24, 25, 26, 27, 28 : 관통공
17 : 고정 볼트 18 : 바이메탈 부재
19 : 마이너스 단자 20 : 플러스 단자
21 : 절연체 29 : 고정부
30 : 작동부 31 : 결합 돌기
32, 34 : 고정판 33, 35 : 단자 판
36 : 몸체 37 : 삽입 홈
38 : 안착 홈 39 : 블랭킹 바이메탈 부재
40 : 세라믹 부재
본 발명은 차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조에 관한 것이다. 특히 본 발명은 소켓에서 쇼트(short)가 발생하거나 소켓에 끼워진 플러그의 발열체가 일정 온도까지 가열되었음에도 불구하고 소켓으로부터 이탈되지 않을 때 바이메탈 부재와 전기적으로 접속된 상태로 소켓 내에 결합된 블랭킹 바이메탈 부재의 열 팽창에 의한 변형으로 소켓에 전류를 공급하는 플러스 단자와 마이너스 단자를 강제적으로 쇼트시켜 플러스 단자 또는 마이너스 단자에 접속된 라인 상에 위치한 퓨즈가 단락되도록 하는 차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조에 관한 것이다.
통상적으로 차량용 시가 라이터는 운전자나 동승자가 담배를 피울 수 있도록 차량의 전면 패널이나 좌석 열 사이에 설치된다.
차량용 시가 라이터는 전원을 공급하도록 차체에 내장된 소켓과 사용자가 손 에 쥐고 담배에 불을 붙이는 플러그로 이루어진다. 소켓은 차량의 배터리로부터 인가되는 전류를 이용할 수 있도록 배터리에 전기적으로 연결되는 각각의 단자를 가지며, 플러그는 배터리의 전류에 의해 담배에 불을 붙일 수 있도록 발열체를 갖는다. 차량용 시가 라이터는 바이메탈과 스프링의 탄성력을 이용하여 발열체가 일정 온도에 도달하면 플러그가 삽입상태로부터 해제됨과 동시에 전원이 차단되도록 한다.
도1은 종래의 차량용 시가 라이터의 소켓을 보인 것으로서 발열체를 구비한 플러그를 수용할 수 있도록 일측이 개방된 원통 형상의 하우징(101)과, 상기 하우징(101)의 원통 단부를 관통하여 체결되는 고정 볼트(102) 및 고정 너트(103)에 의해 상기 원통 단부의 안팎에 순차적으로 고정되는 바이메탈 부재(104), 절연체(105), 마이너스 단자(106), 절연 와셔(107), 플러스 단자(108), 절연 와셔(109), 퓨즈 단자(110) 및 상기 플러스 단자(108)와 퓨즈 단자(110) 간을 연결하는 퓨즈(111)로 구성되어 있다.
퓨즈(111)의 양단부가 플러스 단자(108)와 퓨즈 단자(110)에 각각 압착되어 전기적으로 접속되고, 마이너스 단자(106) 및 플러스 단자(108)의 단부가 도시되지 않은 전원과 연결되므로 플러그가 하우징(101) 내에 삽입되었을 때 폐회로가 구성된다.
상기 하우징(101) 측부의 개방부(112)는 바이메탈 부재(104)의 열 변형시 간섭되지 않도록 하기 위한 공간이다.
상기 고정 볼트(102)와 하우징(101)은 절연체(105)에 의해 그리고 마이너스 단자(106)와 플러스 단자(108), 플러스 단자(108)와 퓨즈 단자(110)는 각각 절연 와셔(107)(109)에 의해 상호 절연되어 있다. 또한 플러그의 발열체와 맞닿게 되는 고정 볼트(102)와 퓨즈 단자(110)가 밀착됨과 아울러 플러스 단자(108) 및 퓨즈 단자(110)가 퓨즈(111)에 의해 연결되어 하우징(101) 내에 플러그가 삽입되었을 때 플러스 단자(108), 퓨즈(111), 퓨즈 단자(110) 및 고정 볼트(102)를 통해 플러그의 발열체로 전류가 흐르게 된다. 그리고 하우징(101)은 원통 단부의 외측과 마이너스 단자(106)가 밀착되게 배치되어 하우징(101) 내에 플러그가 삽입되었을 때 마이너스 단자(106)와 하우징(101)을 통해 플러그의 외측으로 전류가 흐르면서 폐회로가 구성되어 플러그의 발열체를 가열시킬 수 있다.
상기한 바와 같은 시가 라이터 소켓은 소켓에 삽입된 플러그의 발열체에 규정치 이상의 열이 발생하면 퓨즈가 녹아 단락되면서 플러그의 발열체에 공급되던 전류가 차단되게 된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 소켓은 소켓 자체에서 쇼트가 발생 즉, 퓨즈가 녹은 납이 하우징이나 플러스 단자와 마이너스 단자 주변에 고착되는 경우나 소켓에 삽입된 플러그가 이탈되지 않을 경우 플러그의 발열체에서 고열이 발생되어 화재 등과 같은 안전사고를 일으킬 우려가 크다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 소켓에서 쇼트(short)가 발생하거나 소켓에 끼워진 발열체가 일정 온도까지 가열되었음에도 불구하고 소켓으로부터 플러그가 이탈되지 않을 때 바이메탈과 전기적으로 접속된 상 태로 소켓 내에 결합된 블랭킹 바이메탈(blanking bimetal)의 열 팽창에 의한 변형으로 소켓에 전류를 공급하는 플러스 단자와 마이너스 단자를 강제적으로 쇼트시켜 플러스 단자 또는 마이너스 단자에 접속된 라인 상에 위치한 퓨즈가 단락되도록 하여 화재 등과 같은 안전사고를 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 플러스 단자와 마이너스 단자를 강제로 쇼트시키기 위한 블랭킹 바이메탈 부재의 구조를 단순화하여 바이메탈 소재의 사용을 최소화할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조는, 발열체를 갖는 플러그를 수용하기 위해 일측이 개방된 원통 형상의 하우징(housing)과, 상기 하우징의 원통 단부를 관통하여 체결되는 고정 볼트에 의해 원통 단부의 안팎에 순차적으로 고정되는 바이메탈 부재, 세라믹 부재, 마이너스 단자, 절연체, 플러스 단자를 포함하는 차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조에 있어서, 상기 바이메탈 부재와 상기 세라믹 부재 사이에 내재되어 소켓의 쇼트나 상기 플러그 발열체에서 규정치 이상의 고온 발생시 아래 방향으로 휘어져 상기 하우징과 상기 바이메탈 부재를 전기적으로 쇼트시켜 상기 플러스 단자와 상기 마이너스 단자에 전류를 공급하는 라인 상에 위치한 퓨즈를 강제로 단락시키는 블랭킹 바이메탈 부재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 블랭킹 바이메탈 부재는 상기 고정 볼트에 의해 상기 바이메탈 부재와 상기 세라믹 부재 사이에 고정되는 고정부와, 상기 고정부의 일측에 연장되어 소켓에서 쇼트가 발생되거나 상기 플러그 발열체에서 규정치 이상의 고온 발생시 아래 방향으로 휘어져 상기 하우징과 상기 바이메탈 부재를 쇼트시키는 작동부로 이루어지므로 블랭킹 바이메탈 부재 제작을 위한 바이메탈 소재가 최소한으로 사용된다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 차량용 시가 라이터 소켓은 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 도시되지 않은 발열체를 갖는 플러그를 수용하기 위해 일측이 개방된 원통 형상의 하우징(14)과, 이 하우징(14)의 원통 단부를 관통하여 체결되는 고정 볼트에 의해 원통 단부의 안팎에 순차적으로 고정되는 바이메탈 부재와, 블랭킹 바이메탈 부재, 세라믹 부재, 마이너스 단자(19), 절연체(21) 및 플러스 단자(20) 등으로 구성된다.
도4 및 도5에 의해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 소켓의 구성요소인 하우징(14)의 원통 단부와 바이메탈 부재(18), 블랭킹 바이메탈 부재(39), 세라믹 부재(40), 마이너스 단자(19), 절연체(21) 및 플러스 단자(20)의 중앙부에는 고정 볼트(17)를 관통시킬 수 있는 관통공(16)(23)(24)(25)(26)(27)(28)이 각각 형성되어 있고, 바이메탈 부재(18)와 블랭킹 바이메탈 부재(39) 및 세라믹 부재(40)는 하우징(14)의 원통 단부 내측에 그리고 마이너스 단자(19), 절연체(21) 및 플러스 단자(20)는 하우징(14)의 원통 단부 외측에 각각 설치된다. 특히, 플러스 단자(20)의 관통 공(28)에 고정 볼트(17)와의 나사 결합을 위한 나사 산이 형성되어 있으므로 별도의 고정 너트가 필요치 않다.
도시되지 않은 플러그는 플러스 단자(20)와 전기적으로 연결되고 동심원 상으로 적층 배열된 형태의 발열체가 구비되고, 그 일측 단부에 사용자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이가 형성되며, 발열체의 외주에는 하우징(14)의 입구 둘레와 맞닿아 마이너스 단자(19)와 전기적으로 연결되는 외측 링이 형성되어 있다.
바이메탈 부재(18)는 서로 다른 열 팽창률을 가지는 두 개의 금속으로 이루어진 일정 폭의 바이메탈재 평판을 소정의 형상으로 절곡하여 형성된 것으로서 그 양단이 발열체의 외주에 형성된 요홈에 탄력적으로 걸려 플러그를 잡아주게 되며, 플러그의 발열체가 소정 온도로 가열되었을 때 열 변형되어 벌어지면서 플러그를 취출시키게 된다.
또한 블랭킹 바이메탈 부재(39)는 바이메탈 부재(18)와 세라믹 부재(40) 사이에 개재되어 고정 볼트(17)에 의해 고정될 수 있도록 판 형상의 고정부(29)에 관통공(24)이 마련되고, 고정부(29)의 일측에는 열 변형에 의해 상하로 변형되는 판 형상의 작동부(30)가 아래를 향하도록 절곡된 형상으로 연장되는데, 이 블랭킹 바이메탈 부재(39)는 과전류가 공급되어 발열체를 포함하는 내부 구성들이 규정치 이상의 온도로 과열되거나 소켓에 끼워진 플러그가 발열체가 규정치의 온도까지 가열되었음에도 불구하고 이탈되지 않았을 때 작동부(30)가 열 변형에 의해 아래 방향으로 기울어지다가 하우징(14)의 내부 표면에 접촉되어 바이메탈 부재(18) 즉, 플러스 단자(20)와 쇼트되므로 도시되지 않은 차량 메인 퓨즈 박스의 시거라이터 전용퓨즈가 녹아 단락되어 소켓에 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
특히, 블랭킹 바이메탈 부재(38)의 작동부(30)가 고정부(29)의 일측에만 연 장 형성되어 있으므로 바이메탈 부재(18)와 하우징(14)을 쇼트시키면서도 고가의 바이메탈 소재의 사용을 최소화할 수 있다.
상기 세라믹 부재(40)는 관통공(25)의 주변에 결합 돌기(31)가 돌출 형성되어 있어 하우징(14)과 마이너스 단자(19)에 형성된 관통공(16)(26)을 통해 절연체(21)의 관통공(27)에 결합되도록 되어 있다. 또한 하우징(14)은 그 원통부 양측에 바이메탈 부재(18)의 열 변형시 간섭받지 않도록 개방된 개방부(15)를 갖는다.
상기 마이너스 단자(19)는 원판 형상의 고정판(32) 상에 관통공(26)이 형성되고, 그 일측에 90°절곡된 구조로 단자판(33)이 형성되어 있다. 플러스 단자(20)도 마이너스 단자(19)의 구조와 동일하게 그 고정판(34)의 일측에 단자부(35)가 절곡 형성되어 있으며, 마이너스 및 플러스 단자(19)(20)의 각 단자판(33)(35)은 절연체(21)의 양면에 각각 인접 배치되어 90°의 사이각을 유지하도록 되어 있다.
또한, 절연체(21)는 원판 형태의 몸체를 이루고, 몸체(36)의 일측에 그 배면으로부터 인접 배치되어 절곡된 마이너스 단자(19)의 단자판(33)이 인출될 수 있도록 삽입홈(37)이 형성되고, 몸체(36)의 표면에는 플러스 단자(20)의 고정판(34)이 인접 배치될 수 있도록 안착홈(38)이 형성되며, 몸체(36)의 중앙에는 세라믹 부재(40)의 결합 돌기(31)가 삽입되고 고정 볼트(17)가 관통되도록 하는 관통공(27)이 형성되어 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 차량용 시가 라이터 소켓의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도6에서와 같이 플러그(10)를 하우징(14)의 입구를 통해 삽입하면 플 러그(10)의 발열체(13)는 바이메탈 부재(18)의 양단에 의해 파지되어 그 단부가 고정 볼트(17)와 맞닿게 되고, 플러그(10)의 외측링(12)은 하우징(14)의 입구측에 맞닿게 되어 폐회로를 구성하게 된다.
즉, 전류가 플러스 단자(20)의 단자판(35) 및 고정 볼트(17)를 통해 플러그(10)의 발열체(13)로 흐르고, 마이너스 단자(19)의 단자판(33)과 하우징(14)을 통해 플러그(10)의 외측링(12)으로 흘러 플러그(10)의 발열체(13)를 가열시킨다.
이와 같은 폐회로의 구성에 의해 플러그(10)의 발열체(13)가 소정 온도로 가열되면 바이메탈 부재(18)에 열 변형이 발생하여 벌어짐으로써 플러그(10)가 외부로 취출된다.
여기서 소켓에 쇼트가 발생하거나 소켓에 삽입된 플러그(10)가 이탈되지 않는 등의 문제가 발생하여 발열체(13)를 포함하는 플러그(10)에 규정치 이상의 열이 발생하면 도7에서와 같이 블랭킹 바이메탈 부재(39)가 열변형을 일으키게 된다. 그 결과 블랭킹 바이메탈 부재(39)가 지속적으로 휘어져 작동부(30)가 하우징(14)의 내부 표면에 접촉하게 되면 플러스 단자(20)가 하우징(14)과 맞닿아 있는 마이너스 단자(19)에 전기적으로 접속되어 쇼트(단락)가 발생하게 되므로 차량의 메인 퓨즈 박스 내에 구비된 전용 퓨즈가 녹아 내려 전기회로를 차단시키게 된다.
이후, 시간이 경과되어 하우징(14)의 내부가 냉각되면 블랭킹 바이메탈 부재(39)는 원래의 형상으로 복원되어 하우징(14)과 이격되어 비접촉 상태를 유지하게 되므로 종래의 경우에서와 같이 하우징(14)을 분해하여 새것으로 교체할 필요가 없으며, 다만 차량의 메인퓨즈박스를 개방하여 해당 퓨즈만을 간단히 교체하는 것 으로 모든 정비가 완료된다.
따라서 본 발명에 의하면, 소켓에 끼워진 플러그를 잡고 있던 바이메탈이 플러그 발열체가 일정 온도까지 가열되었음에 따라 열 팽창에 의한 변형으로 벌어지면서 플러그가 소켓으로부터 이탈되어 발열체에 더 이상의 전류가 공급되지 않도록 하던 종래기술과는 달리 본 발명은 소켓에서 쇼트(short)가 발생하거나 소켓에 끼워진 플러그의 발열체가 일정 온도까지 가열되었음에도 불구하고 소켓으로부터 이탈되지 않을 때 바이메탈과 전기적으로 접속된 상태로 소켓 내에 결합된 블랭킹 바이메탈의 열 팽창에 의한 변형으로 소켓에 전류를 공급하는 플러스 단자와 마이너스 단자를 강제적으로 쇼트시켜 플러스 단자 또는 마이너스 단자에 접속된 라인 상에 위치한 퓨즈가 단락되도록 함으로써 화재 등과 같은 안전사고를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 바이메탈 부재와 하우징 즉, 플러스 단자와 마이너스 단자를 강제로 쇼트시키기 위한 블랭킹 바이메탈 부재의 구조를 단순화함으로써 바이메탈 소재의 사용을 최소화할 수 있다.

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 발열체를 갖는 플러그를 수용하기 위해 일측이 개방된 원통 형상의 하우징과, 상기 하우징의 원통 단부를 관통하여 체결되는 고정 볼트에 의해 원통 단부의 안팎에 순차적으로 고정되는 바이메탈 부재, 세라믹 부재, 마이너스 단자, 절연체, 플러스 단자를 포함하는 차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조에 있어서,
    상기 바이메탈 부재와 상기 세라믹 부재 사이에 내재되어 소켓의 쇼트나 상기 플러그 발열체에서 규정치 이상의 고온 발생시 아래 방향으로 휘어져 상기 하우징과 상기 바이메탈 부재를 전기적으로 쇼트시켜 상기 플러스 단자와 상기 마이너스 단자에 전류를 공급하는 라인 상에 위치한 퓨즈를 강제로 단락시키는 블랭킹 바이메탈 부재가 더 구비되며,
    상기 바이메탈 블랭킹 부재는 상기 고정 볼트에 의해 상기 바이메탈 부재와 상기 세라믹 부재 사이에 고정되는 고정부와, 상기 고정부의 일측에만 연장되어 소켓에서 쇼트가 발생되거나 상기 플러그 발열체에서 규정치 이상의 고온 발생시 아래 방향으로 휘어져 상기 하우징과 상기 바이메탈 부재를 쇼트시키는 작동부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 시가 라이터 소켓에서 블랭킹 바이메탈 구조.
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