KR100920126B1 - 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주위온도에 따라 회로의 단선 또는 연결상태를 제어하는 바이메탈 구조를 하우징 내에 내설하여 바이메탈 기능을 갖도록 구성한 용융형 온도퓨즈에 관한 것이다.

용융형 온도퓨즈, 바이메탈, 열팽창 계수, 판상부재, 접점부, 절연부쉬, 가동단자, 리드단자

Description

바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈{Thermal fuse}

본 발명은 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주위온도에 따라 회로의 단선 또는 연결상태를 제어하는 바이메탈 구조를 하우징 내에 내설하여 바이메탈 기능을 갖도록 구성한 용융형 온도퓨즈에 관한 것이다.

전통적으로 냉장고나 드라이기 등 발열이 심한 전자장치에는 장치의 이상 과열로 내부 온도가 급격하게 상승하면 회로를 임시적으로 차단하는 바이메탈이 설치되어, 장치의 이상 과열시 회로를 차단하여 화재나 화상 등의 안전사고를 예방하고 있다.

그리고, 최근에는 상기 바이메탈이 설치된 회로에 온도퓨즈를 설치하여, 장치가 이상 과열상태에서 바이메탈이 제대로 동작되지 아니하여 이상 과열이 연속될 경우, 접점단부를 지지하는 가용물이 상기 이상 과열에 의해 녹아 회로가 단선되도록 함으로써, 보다 신뢰도가 높은 안전성을 갖도록 하고 있다.

그런데, 상기와 같이 바이메탈과 온도퓨즈를 장치의 회로에 각각 설치하게 되면, 바이메탈과 온도퓨즈의 설치를 위한 공간을 각각 확보하여야 하고, 또 바이 메탈과 온도퓨즈를 각각 회로에 연결하여야 하므로, 설치가 번거로운 단점을 가지게 된다. 특히, 기존 바이메탈은 부피가 비대하여 많은 설치공간의 확보가 요구된다.

한편, 대한민국 실용신안 등록공보 제 158094호에서는, 바이메탈과 온도퓨즈를 직결로 연결하고 이를 몰딩하여 단품화시킨 제상 조절기를 제안하여, 바이메탈과 온도퓨즈의 설치가 간편하게 구현되도록 하고 있다.

그러나, 상기 제상 조절기는 기존 양산되고 있는 바이메탈과 온도퓨즈를 사전에 단순 조합하여 설치의 용이성을 확보하도록 한 것으로, 구성의 삭제가 이루어지지 아니하여 구조의 간소화가 이룩되지 못하였고, 또 부피도 종전보다 축소되지 아니한다.

따라서, 상기 제상 조절기는 설치의 용이성만이 제공될 뿐, 그 밖에 제반효과를 기대하기 어렵다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 하우징 내에 리드단자와 가동단자 사이의 온도변화에 따라 절곡되는 바이메탈 부재를 설치하여, 온도변화에 따른 바이메탈 부재의 절곡상태에 따라 리드단자와 가동단자의 접점형성이 제어되도록 구성되어, 바이메탈 부재의 절곡에 따라 리드단자와 가동단자의 접점형성이 제어되는 바이메탈 기능과, 가용물의 용융에 의해 가동단자가 리드단자에 이격되어 전류가 차단되는 온도퓨즈 기능이 동시 겸비되어진 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈를 제공함에 있다.

상기한 목적은 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈는,

연결단자가 접속된 도전성 재질의 실린더형 하우징과; 상기 하우징의 수용 공간 일편에 설치되는 절연 브라켓과; 상기 하우징의 수용공간 타편에 설치되며, 과열시 용융되는 가용물과; 상기 절연 브라켓에 설치되어 하우징과 절연상태를 이루는 리드단자; 및 상기 하우징 내의 수용공간에 하우징과 접점상태를 이루어 설치되는 가동단자를 포함하여 구성되어, 장치의 이상 과열로 주위 온도가 상승하면 가용물이 용융되어 리드단자와 가동단자가 이격되어져, 회로의 단선을 구현하는 용융형 온도퓨즈에 있어서,

상기 하우징의 수용공간에 상호 이격하여 배설된 리드단자와 가동단자 사이에, 열팽창률이 상호 다른 한 쌍의 판을 적층시켜 주위온도가 기준온도보다 낮으면 접점부가 돌출되어 가동단자와 리드단자를 상호 연결하고, 주위온도가 기준온도보다 높으면 열변형에 의해 접점부가 요입되어서 가동단자와 리드단자를 상호 단선하는 바이메탈 부재를 설치하고, 상기 바이메탈 부재와 리드단자 사이 또는 바이메탈 부재와 가동단자 사이에는, 바이메탈 부재에 형성된 접점부의 진출입 경로인 관통공이 형성된 절연부쉬가 배설되어,

주위온도 변화에 따라 바이메탈 부재의 접점부가 돌출 또는 요입되어 리드단자와 가동단자의 연결이 제어되는 바이메탈 기능을 겸비하도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에서 또 다른 실시형태에 따른 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈는,

연결단자가 접속된 도전성 재질의 실린더형 하우징과; 상기 하우징의 수용 공간 일편에 설치되는 절연 브라켓과; 상기 하우징의 수용공간 타편에 설치되며, 과열시 용융되는 가용물과; 상기 절연 브라켓에 설치되어 하우징과 절연상태를 이루는 리드단자; 및 상기 하우징 내의 수용공간에 하우징과 접점상태를 이루어 설치되는 가동단자를 포함하여 구성되어, 장치의 이상 과열로 주위 온도가 상승하면 가용물이 용융되어 리드단자와 가동단자가 이격되어져, 회로의 단선을 구현하는 용융형 온도퓨즈에 있어서,

상기 가동단자를, 하우징에 접단하여 도통하는 가동판과 상기 가동판의 일편 에 설치되어 리드단자와 가동판의 도통경로를 형성하는 가동핀으로 이원화되게 구성하고, 이들 대향하는 가동판과 가동핀 사이에 열팽창률이 상호 다른 한 쌍의 판을 적층시켜 주위온도가 기준온도보다 낮으면 접점부는 돌출되어 가동핀과 가동판을 상호 연결하고, 주위온도가 기준온도보다 높으면 열변형에 의해 접점부는 요입되어서 가동핀과 가동판을 상호 단선하는 바이메탈 부재를 설치하고, 상기 바이메탈 부재와 리드단자 사이 또는 바이메탈 부재와 가동단자 사이에는, 바이메탈 부재의 접점부의 진출입 경로인 관통공이 형성된 절연부쉬가 배설되어,

주위온도 변화에 따라 바이메탈 부재의 접점부가 돌출 또는 요입되어 가동단자의 가동핀과 가동판의 연결이 제어되는 바이메탈 기능을 겸비하도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

바람직하게는, 상기 절연 브라켓과 가동단자 사이에는 제 1 스프링이 설치되고 가용물과 가동단자 사이에는 제 2 스프링이 설치되어, 가용물이 고체상태이면 제 1 스프링이 제 2 스프링에 압축되어서 가동단자는 리드단자에 접단하여 연결되고, 열에 의해 가용물이 용융되어 제 2 스프링의 탄지력이 소실되면 제 1 스프링은 신장되어 가동단자가 리드단자에서 이격되어 단선되도록 구성한다.

그리고, 상기 바이메탈 부재는, 열팽창률이 상호 다른 한 쌍의 판을 적층시켜 이루어진 판상몸체의 중앙에 핀형의 접점부가 형성된 구조로 이루어지며, 상기 바이메탈 부재를 구성하는 판상몸체는 니켈·철합금판과, 구리·아연합금판을 상호 적층시켜 구성된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 용융형 온도퓨즈는, 종래와 같이 온도퓨즈의 외측에 바이메탈을 직렬로 연결하지 아니하고, 용융형 온도퓨즈를 이루는 하우징에 바이메탈 부재를 내설하여, 이 바이메탈 부재의 변형상태에 따라 리드단자와 가동단자의 연결상태가 제어되도록 함으로써, 바이메탈 기능과 온도퓨즈 본래의 기능이 동시 겸비되도록 하고 있다.

이와 같이 바이메탈 부재를 온도퓨즈를 이루는 하우징에 내설하게 되면, 구조의 간소화가 이룩되어 제작에 따른 부대비용이 대폭 절감될 수 있고 설치의 용이성이 확보될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 용융형 온도퓨즈는 주위 온도변화에 의해 회로의 연결 또는 단선을 반복하는 바이메탈 기능과, 장치의 이상 과열에 의해 회로를 단선하는 온도퓨즈 본래의 기능을 동시에 겸비하므로, 보다 신뢰성 높은 안전도를 겸비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈의 전체 구성을 보여주는 것이며, 도 2는 본 발명에서 또 다른 실시형태로 제안하고 있는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈의 전체 구성을 보여주는 것이며, 도 3은 상기 도 1 또는 도 2에 도시된 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈에 있어, 가용물의 용융에 의한 회로의 단선과정을 순차적으로 보여주는 것이며, 도 4 내지 도 5는 상기 도 1 또는 도 2에 도시된 바이메탈 기능 이 내장된 용융형 온도퓨즈에 있어, 바이메탈 부재의 열변형에 의한 회로의 단선과정을 순차적으로 보여주는 것이다.

본 발명에 따른 용융형 온도퓨즈(1, 1')는, 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이 연결단자(11)가 접속된 도전성 재질의 실린더형 하우징(10)과; 상기 하우징(10)의 수용 공간(S) 일편에 설치되는 절연 브라켓(30)과; 상기 하우징(10)의 수용공간(S) 타편에 설치되며, 과열시 용융되는 가용물(70)과; 상기 절연 브라켓(30)에 설치되어 하우징(10)과 절연상태를 이루는 리드단자(20); 및 상기 하우징(10) 내의 수용공간(S)에 하우징(10)과 접점상태를 이루어 설치되는 가동단자(40)를 포함하여 구성되어, 장치의 이상 과열로 주위 온도가 상승하면 가용물(70)이 용융되어 리드단자(20)와 가동단자(40)가 이격되어져, 회로의 단선을 구현하게 된다.

바람직한 실시예를 보여주는 도면을 보면 상기 절연 브라켓(30)과 가동단자(40) 사이에는 제 1 스프링(50)이 설치되고, 가용물(70)과 가동단자(40) 사이에는 제 2 스프링(60)이 설치된다.

이와 같이 제 1 스프링(50)과 제 2 스프링(60)을 하우징(10) 내에 정형화되게 배설하면, 도 3a와 같이 가용물(70)이 고체 상태일 때는 제 1 스프링(50)은 제 2 스프링(60)에 압축되어서 가동단자(40)는 리드단자(20)에 접단하여 회로는 연결상태를 이룬다.

그러나, 도 3b와 같이 장치의 이상 발열에 의한 외부열에 의해 가용물(70)이 용융되면 제 2 스프링(60)의 탄지력이 소실되면서 제 1 스프링(50)은 신장하므로, 가동단자(40)는 리드단자(20)에서 이격되어 회로는 단선상태를 이룬다.

따라서, 본 발명에 따른 용융형 온도퓨즈(1, 1')는 기본적으로 장치의 이상 발열에 따른 외부열에 의해 하우징(10) 내에 수용된 가용물(70)이 용융되어 리드단자(20)와 가동단자(40)가 상호 단선되어서, 이상 발열로부터 장치를 보호하는 기능을 갖는다.

한편, 본 발명에서는 이러한 용융형 온도퓨즈(1, 1')에, 주위온도가 기준온도보다 낮으면 회로는 연결되고, 또 주위온도가 기준온도보다 높으면 회로가 단선되어 장치의 정온유지를 도모하는 바이메탈 기능을 겸비하여, 보다 신뢰도 높은 안정성을 갖도록 하고 있다.

이를 위해, 본 발명의 바람직한 실시형태에서는 도 1과 도 4에서 보는 바와 같이 상기 하우징(10)의 수용공간(S)에 상호 이격하여 배설된 리드단자(20)와 가동단자(40) 사이에, 열팽창률이 상호 다른 한 쌍의 판을 적층시켜 주위온도가 기준온도보다 낮으면 접점부(82)는 돌출되어 가동단자(40)와 리드단자(20)를 상호 연결하고, 주위온도가 기준온도보다 높으면 열변형에 의해 접점부(82)는 요입되어서 가동단자(40)와 리드단자(20)를 상호 단선하는 바이메탈 부재(80)를 설치한 형태의 용융형 온도퓨즈(1, 1')를 제공하고 있다.

그리고, 본 발명에서 또 다른 실시형태에서는 상기 가동단자(40)를 하우징(10)의 내경에 접단하여 도통하는 가동판(42)과; 상기 가동판(42)의 일편에 설치되어 리드단자(20)와 가동판(42)의 도통경로를 형성하는 가동핀(41)으로 이원화되게 구성하고, 이들 대향하는 가동판(42)과 가동핀(41) 사이에 열팽창률이 상호 다른 한 쌍의 판을 적층시켜 주위온도가 기준온도보다 낮으면 접점부(82)는 돌출되어 가동핀(41)과 가동판(42)을 상호 연결하고, 주위온도가 기준온도보다 높으면 열변형에 의해 접점부(82)는 요입되어서 가동핀(41)과 가동판(42)을 상호 단선하는 바이메탈 부재(80)를 설치한 형태의 용융형 온도퓨즈(1, 1')를 제공하고 있다.

여기서, 상기 바이메탈 부재(80)는 판상몸체(81)의 중앙에 핀형의 접점부(82)가 설치된 형태로 이루어지며, 상기 본 실시예에서는 열팽창률이 다른 니켈·철합금판과, 구리·아연합금판을 상호 적층시킨 형태의 판상몸체(81)을 채택하여 바이메탈 부재(80)를 구성하고 있으나, 그 밖에 니켈합금판, 망간합금판 등으로 판상몸체(81)를 구성하여도 동일한 기능이 발휘될 수 있다.

바람직한 실시형태를 보여주는 도 1과 도 2를 보면, 상기 리드단자(20)와 대향하는 가동단자(40)의 일면에 바이메탈 부재(80)를 설치하고 있으며, 상기 제 1 스프링(50)과 바이메탈 부재(80)의 일면 사이에는, 바이메탈 부재(80)에 형성된 접점부(82)의 관통경로인 관통공(91)이 형성된 절연부쉬(90)을 설치하여, 온도변화에 따른 판상몸체(81)의 열변형에 의해 이에 설치된 핀형의 접점부(82)가 절연부쉬(90)의 관통공(91)을 진출입하도록 함으로써, 상기 리드단자(20)는 가동단자(40)와 접점을 형성한 바이메탈 부재(80)와 접점부(82)를 통해서만 연결상태가 이룩하도록 구성되어 있다.

그리고, 또 다른 실시형태를 보여주는 도 3과 도 4를 보면 상기 가동단자(40)의 가동핀(41)과 바이메탈 부재(80) 사이에 관통공(91)이 형성된 절연부쉬(90)을 설치하여, 온도변화에 따른 판상몸체(81)의 열변형에 의해 이에 설치된 핀형의 접점부(82)가 절연부쉬(90)의 관통공(91)을 진출입하도록 함으로써, 상기 가동핀(41)은 가동판(42)과 접점을 형성한 바이메탈 부재(80)와 접점부(82)를 통해서만 연결상태가 이룩하도록 구성되어 있다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 용융형 온도퓨즈(1, 1')들은, 주위온도 변화에 따라 바이메탈 부재(80)의 접점부(82)가 돌출 또는 요입되어서, 리드단자(20)와 가동단자(40) 또는 이원화된 가동단자(40)의 가동핀(41)과 가동판(42)의 연결상태가 제어되는 바이메탈 기능을 갖는다.

즉, 도 4a 또는 도 5a와 같이 주위온도가 기준온도보다 낮으면 바이메탈 부재(80)의 접점부(82)는 돌출되어, 리드단자(20)와 가동단자(40) 또는 이원화된 가동단자(40)의 가동핀(41)과 가동판(42)간의 접점상태를 형성하여, 회로의 연결상태를 이룩하게 된다.

그리고, 도 4b 또는 도 5b와 같이 주위온도가 기준온도보다 높으면 바이메탈 부재(80)의 접점부(82)는 판상몸체(81)의 열변형에 의해 요입되어서, 리드단자(20)와 가동단자(40) 또는 이원화된 가동단자(40)의 가동핀(41)과 가동판(42)간의 비접점 상태를 형성하여, 회로의 단선상태를 이룩하게 된다.

또한, 추후 주위 온도가 기준온도 보다 낮아지면 바이메탈 부재(80)의 판상몸체(81)는 열변형되어 이전 상태로 원복되어서 접점부(82)는 리드단자(20)와 가동단자(40)간 또는 이원화된 가동단자(40)의 가동핀(41)과 가동판(42)간의 접점을 재형성함으로써, 회로를 연결상태를 이룩하게 된다.

그리고, 장치의 이상 과열로 주위 온도가 과다하게 상승하면 가용물(70)이 용융되어 가동단자(40)는 타측으로 이송되어 용융형 온도퓨즈의 회로는 영구히 단 선되게 된다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈의 전체 구성을 보여주는 것이며,

도 2는 본 발명에서 또 다른 실시형태로 제안하고 있는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈의 전체 구성을 보여주는 것이며,

도 3은 상기 도 1 또는 도 2에 도시된 는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈에 있어, 가용물의 용융에 의한 회로의 단선과정을 순차적으로 보여주는 것이며,

도 4 내지 도 5는 상기 도 1 또는 도 2에 도시된 는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈에 있어, 바이메탈 부재의 열변형에 의한 회로의 단선과정을 순차적으로 보여주는 것이다.

**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****

1, 1'. 용융형 온도퓨즈 10. 하우징

11. 연결단자 S. 수용공간

20. 리드단자 30. 절연 브라켓

40. 가동단자

41. 가동핀 42. 가동판

50. 제 1 스프링 60. 제 2 스프링

70. 가용물

80. 바이메탈 부재

81. 판상몸체 82. 핀형의 접점부

90. 절연부쉬 91. 관통공

Claims (5)

1. 연결단자가 접속된 도전성 재질의 실린더형 하우징과; 상기 하우징의 수용 공간 일편에 설치되는 절연 브라켓과; 상기 하우징의 수용공간 타편에 설치되며, 과열시 용융되는 가용물과; 상기 절연 브라켓에 설치되어 하우징과 절연상태를 이루는 리드단자; 및 상기 하우징 내의 수용공간에 하우징과 접점상태를 이루어 설치되는 가동단자를 포함하여 구성되어, 장치의 이상 과열로 주위 온도가 상승하면 가용물이 용융되어 리드단자와 가동단자가 이격되어져, 회로의 단선을 구현하는 용융형 온도퓨즈에 있어서,

   상기 하우징의 수용공간에 상호 이격하여 배설된 리드단자와 가동단자 사이에, 열팽창률이 상호 다른 한 쌍의 판을 적층시켜 주위온도가 기준온도보다 낮으면 접점부가 돌출되어 가동단자와 리드단자를 상호 연결하고, 주위온도가 기준온도보다 높으면 열변형에 의해 접점부가 요입되어서 가동단자와 리드단자를 상호 단선하는 바이메탈 부재를 설치하고, 상기 바이메탈 부재와 리드단자 사이 또는 바이메탈 부재와 가동단자 사이에는, 바이메탈 부재에 형성된 접점부의 진출입 경로인 관통공이 형성된 절연부쉬가 배설되어,

   주위온도 변화에 따라 바이메탈 부재의 접점부가 돌출 또는 요입되어 리드단자와 가동단자의 연결이 제어되는 바이메탈 기능을 겸비하도록 구성한 것을 특징으로 하는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈.
2. 연결단자가 접속된 도전성 재질의 실린더형 하우징과; 상기 하우징의 수용 공간 일편에 설치되는 절연 브라켓과; 상기 하우징의 수용공간 타편에 설치되며, 과열시 용융되는 가용물과; 상기 절연 브라켓에 설치되어 하우징과 절연상태를 이루는 리드단자; 및 상기 하우징 내의 수용공간에 하우징과 접점상태를 이루어 설치되는 가동단자를 포함하여 구성되어, 장치의 이상 과열로 주위 온도가 상승하면 가용물이 용융되어 리드단자와 가동단자가 이격되어져, 회로의 단선을 구현하는 용융형 온도퓨즈에 있어서,

   상기 가동단자를, 하우징에 접단하여 도통하는 가동판과 상기 가동판의 일편에 설치되어 리드단자와 가동판의 도통경로를 형성하는 가동핀으로 이원화되게 구성하고, 이들 대향하는 가동판과 가동핀 사이에 열팽창률이 상호 다른 한 쌍의 판을 적층시켜 주위온도가 기준온도보다 낮으면 접점부는 돌출되어 가동핀과 가동판을 상호 연결하고, 주위온도가 기준온도보다 높으면 열변형에 의해 접점부는 요입되어서 가동핀과 가동판을 상호 단선하는 바이메탈 부재를 설치하고, 상기 바이메탈 부재와 리드단자 사이 또는 바이메탈 부재와 가동단자 사이에는, 바이메탈 부재의 접점부의 진출입 경로인 관통공이 형성된 절연부쉬가 배설되어,

   주위온도 변화에 따라 바이메탈 부재의 접점부가 돌출 또는 요입되어 가동단자의 가동핀과 가동판의 연결이 제어되는 바이메탈 기능을 겸비하도록 구성한 것을 특징으로 하는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 절연 브라켓과 가동단자 사이에는 제 1 스프링이 설치되고 가용물과 가동단자 사이에는 제 2 스프링이 설치되어, 가용물이 고체상태이면 제 1 스프링이 제 2 스프링에 압축되어서 가동단자는 리드단자에 접단하여 연결되고, 열에 의해 가용물이 용융되어 제 2 스프링의 탄지력이 소실되면 제 1 스프링은 신장되어 가동단자가 리드단자에서 이격되어 단선되도록 구성한 것을 특징으로 하는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 바이메탈 부재는, 열팽창률이 상호 다른 한 쌍의 판을 적층시켜 이루어진 판상몸체의 중앙에 핀형의 접점부가 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈.
5. 제 4항에 있어서, 상기 바이메탈 부재를 구성하는 판상몸체는 니켈·철합금판과, 구리·아연합금판을 상호 적층시켜 구성된 것을 특징으로 하는 바이메탈 기능이 내장된 용융형 온도퓨즈.

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