KR100925518B1 - 권선 저항기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권선 저항체와 이를 봉입·수용하는 방열 하우징으로 구성된 권선 저항기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 권선 저항체는, 저항선을 권선할 수 있도록 중앙에 권취부를 형성한 절연 보빈과, 권취부 하부 좌우측 선단 각각에 위치하여 저항선의 단부를 결속·고정하는 금속단자와, 이 금속단자에 결속·고정되는 리드선을 구성한다.

또한 본 발명의 방열 하우징은, 양측면에 개구를 형성하도록 관통형 중공부를 형성하고, 리드선이 개구를 통해 인출되도록 권선 저항체를 관통형 중공부에 봉입·수용한다.

본 발명에 따르면, 저항선과 리드선의 고정·결합을 보다 견고히 할 수 있고 그에 따른 공정을 표준화시킬 수 있다. 또한, 권선 저항체를 수용하는 방열 하우징에 대한 구성의 복잡도를 낮춤으로써 이를 위한 제조비용의 절감을 도모할 수 있고, 나아가 방열의 효율성을 높일 수 있다.

권선 저항기, 절연 보빈, 금속단자, 방열 하우징

Description

권선 저항기 및 그 제조방법{WIRE WOUND RESISTOR AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 권선 저항체와 이를 봉입·수용하는 방열 하우징으로 구성된 권선 저항기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

권선 저항기는, 니크롬선을 절연판(운모판)에 소정 횟수 권선한 후, 하우징에 봉입(밀봉, 몰딩)함으로써 구현된다. 이와 관련하여 대한민국 실용신안출원 제20-1996-21522호(이하, "선행기술")를 살펴본다.

위 선행기술은 저항체(권선 저항체)를 봉입하기 위한 하우징에 관한 것으로, 첨부도면 도 1을 참조하면, 저항체(30)를 수용할 수 있고 소정 폭의 절개부(44)를 형성하며 저항체와 연결되는 리드선(34)의 입·출구(47, 48)가 각각 형성되어 있는 제1 절곡판(40)과, 이러한 제1 절곡판에 대향·배치되고 절개부 부근의 제1 절곡판에 면접촉이 가능토록 성형된 돌출부(52)를 갖는 제2 절곡판(50), 그리고 상기한 저항체를 수용한 상태에서 제1 절곡판과 제2 절곡판을 결합하기 위한 결합수단을 포함하여 구성된다.

상술한 선행기술의 하우징은, 제1 절곡판(40)과 제2 절곡판(50)으로 분리되 는 구성을 취하고 있다. 그러나 이러한 하우징 구성은 복잡도와 제조비용의 상승을 초래한다.

한편, 저항체(30)는 운모판(32)에 권선된 니크롬선(이하, 보다 일반화된 용어로서 '저항선'이라 칭함)을 구성하고 있다. 여기서, 저항선의 양단은 리드선(34)을 통해 인출되고 있는데, 선행기술에는 구체적으로 개시되어 있지 않으나 저항선과 리드선의 결합을 위해서 저항선의 단부와 리드선의 단부를 서로 비틀어 꼬고, 그 부분을 납땜하는 방식이 주로 이용된다(물론, 점용접을 이용할 수도 있다). 그러나 저항선이 저항체에 권선된 상태에서, 단부를 비틀어 꼬거나 납땜하는 공정은 그 특성상 표준화되기 어렵고 나아가 공정 자체의 신뢰성에 영향을 미치게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다음과 같이 크게 두 가지로 요약된다.

- 제1 과제 : 저항선과 리드선의 결속·고정을 견고히 한다.

- 제2 과제 : 방열 하우징에 대한 구성의 복잡도를 낮추고 방열의 효율성을 높인다.

본 발명은 제1 과제를 해결하기 위해, 권선 저항체에 저항선의 단부와 리드선의 단부를 용이하게 결속·고정시킬 수 있는 도전성 금속단자를 채용한다.

또한, 제2 과제를 위해, 저항체를 수용할 수 있는 관통형 중공부를 형성하고 방열홈을 형성한 일체형 방열 하우징을 채용한다.

본 발명에 따르면, 저항선과 리드선의 결속·고정을 보다 견고히 할 수 있고 그에 따른 공정을 표준화시킬 수 있다.

또한, 권선 저항체를 수용하는 방열 하우징에 대한 구성의 복잡도를 낮춤으로써, 이를 위한 제조비용의 절감을 도모할 수 있고, 나아가 방열 효율을 높일 수 있다.

도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 권선 저항기의 종단면도이고, 도 2b는 권선 저항기의 분해사시도이다. 도면을 참조하면, 권선 저항기는 크게 권선 저항체(100), 권선 저항체를 사이에 개재하는 한 쌍의 보조 절연판(200), 보조 절연판에 개재된 권선 저항체를 봉입·수용하는 방열 하우징(300)으로 대분된다.

권선 저항체(100)는 도 2b와 같이 절연 보빈(110), 한 쌍의 금속단자(120), 한 쌍의 리드선(130)을 구성한다.

도 3을 참조하면, 절연 보빈(110)은 저항선(R)을 권선할 수 있도록 중앙에 권취부(112)를 형성하고, 권취부 하부 좌우측 선단 각각에 고정홀(114a, 114b)을 형성하고, 고정홀과 수직한 방향으로 근거리 이격된 관통홀(116a, 116b)을 마련한 한다. 여기서, 상기 저항선(R)으로는 니크롬선(니켈+크롬 합금선)이 이용될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

권취부(112)는 상측과 하측에 권취홈(112a, 112b)을 형성한다. 이들 권취홈은 저항선의 권선을 보조(예: 간격 유지)하는 기능을 제공하며, 도 4a 내지 도 4c 에 예시된 바와 같이 다양하게 변형·설정될 수 있다. 이와 같이 예시된 권취부들의 공통점은 권선방향과 저항선(R)의 인입·인출 방향이 같다는 것에 있으며, 이는 권선 공정과 금속단자의 결속·고정 공정을 용이하게 한다.

한편, 금속단자(120)는 고정홀(114a, 114b)을 통해 고정되어 저항선(R)의 단부와 결속·고정된다(도 5a 참조). 구체적으로 금속단자(120)는 중앙 좌우측에 중앙 접이편(122)을, 상부에 상부 접이편(124)을, 하부에 하부 접이편(126)을 일체로 형성하고 있다. 이들 접이편(122, 124, 126)은 그 명칭에서 파악할 수 있듯이 물리적 힘이 인가될 경우 접히는 구조이다(foldable). 중앙 접이편(122)은 절연 보빈의 고정홀(114a, 114b)에 삽입된 후 접히게 되어 결속·고정된다. 상부 접이편(124)은 앞서 언급한 바와 같이 중앙 접이편이 고정홀에 결속·고정될 경우, 절연 보빈의 관통홀(116a, 116b)에 위치하게 되며, 저항선(R)의 단부를 에두르도록 접혀 결속·고정된다(도 5b 참조). 또한, 하부 접이편(126)은 리드선(130)의 단부를 에두르도록 접혀 결속·고정된다. 본 실시예에서 상부 접이편(124)과 하부 접이편(126)의 결속·고정과 함께 점용접(spot welding)이 병행된다. 중앙 접이편(122) 역시 결속·고정과 함께 점용접을 시행해도 무방하다.

한 쌍의 보조 절연판(200)은 권선 저항체(100)를 개재하도록 배치된다. 보조 절연판은 도 2b에서 살펴본 바와 같이 절연 보빈(110)과 대응하는 크기를 가지며, 하기의 설명과 같이 권선 저항체(100)가 방열 하우징(300)의 관통형 중공부(310)에 삽입될 경우, 방열 하우징에 의해 상기 권선된 저항선 및 금속단자가 단락(합선)되는 것을 방지한다. 이와 같은 기능을 수행하는 보조 절연판으로는 운모판(마이카, mica)이 이용될 수 있다. 참고적으로 앞서 언급한 절연 보빈(110) 또한 운모판을 절곡(cutting)함으로써 얻어질 수 있다.

한편, 방열 하우징(300)은, 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이, 판상의 직육면체로서, 양측면을 관통하는 중공형 관통부(310)와, 정면 또는 배면에 빗살형 방열홈(320)을 형성하고 있다. 도면에서 도면부호 '301'과 '302'는 각각 상기 중공형 관통부에 의해 양측면에 형성된 제1 개구와 제2 개구를 지칭한다. 이들 개구(301, 302)를 제외한 주연부에는 다수의 나사 체결공(303~306)이 구비될 수 있다. 이러한 방열 하우징(300)은 구성의 복잡도가 종래에 비해 낮은 특장점이 있다.

도 7은 권선 저항체(100)가 방열 하우징(300)에 봉입·수용된 상태를 예시하고 있다. 도면에서 보조 절연판은 편의상 도시하고 있지 않으나, 위에서 살펴본 바와 같이 권선 저항체(100)를 개재한 상태이다. 구체적으로 권선 저항체(100)는 방열 하우징(300)의 관통형 중공부(310) 내에서 양 개구(301, 302)에 형성되는 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부에 의해 봉입된다. 물론, 도면과 같이 리드선(130)이 방열 하우징 외부로 인출되도록 몰딩된다.

권선 저항체(100)는 제1 몰딩부 및 제2 몰딩부 사이의 공간(이하, '봉입공간')에 봉입된다. 이때, 이 봉입공간에는 간극(space)이 형성된다. 이러한 간극에 의해 권선 저항체에서 발생하는 발열은 방열 하우징으로 원활히 전달되지 못한다. 따라서 상기 봉입공간은 은사(은모래)로 충진된다. 아래에서 설명될 본 발명의 제조방법에 따르면 상기 권선 저항체(100)와 제1 몰딩부 사이에 제1 격리수단(1)이 개재되고, 권선 저항체와 제2 몰딩부 사이에 제2 격리수단(2)이 개재된다. 이들 격 리수단으로는 적용되는 몰딩방법이 시멘트 몰딩인 경우 '절연판'을 이용할 수 있으며, 실리콘 몰딩인 경우에는 '실리콘 튜브'를 이용할 수 있다.

참고적으로 본 명세서에서 사용된 용어 '결속'은 금속단자의 접이편이 접혀(folding) 대상체(예: 저항선의 단부, 리드선의 단부)를 감싼다는 의미로 쓰였다. 또한, '고정'이란 용어는 기본적으로 상기 결속에 부수되는 기능을 내포하면서, 점용접에 의한 보다 '견고한 고정'의 의미로 쓰였다.

이하, 본 발명에 따른 권선 저항기 제조방법에 대해 살펴본다. 도 8 및 도 9는 상술한 권선 저항기를 제조하기 위한 주요 공정도이다.

[ S110 과정 ]

도면과 같이, 권선 저항체(100)를 준비하는 과정(S110)이 선행된다. 본 과정은 도 9와 같은 단계들로 진행된다. 도 9를 참조하면, 절연 보빈(110)의 권취부(112)에 저항선(R)을 권선한 후(S112), 권취부의 하부 좌우측 선단에 금속단자(120)를 결속·고정한다(S114).

여기서, 제S114 단계는 저항선 권선 단계(S112) 전에 수행될 수 있다. 이어서, 권취부(112)에 권선된 저항선(R)의 단부와 리드선(130)의 단부를 금속단자(120)에 결속·고정하는 단계가 후속되는데(S116, S118), 이때 앞에서 상술한 바와 같이 점용접이 병행될 수 있다.

[ S120 과정 ~ S140 과정 ]

도 10을 참조하면, 방열 하우징(300) 관통형 중공부(310)의 제1 개구(301)로 몰딩용 지그(10)를 삽입하되, 제1 개구(301)에 대향하는 제2 개구(302) 근방에 제1 몰딩공간이 형성되도록 삽입한다(S120).

본 과정에서 이용되는 몰딩용 지그(10)는 관통형 중공부(310)에 원활히 삽입될 수 있는 형태로, 도 11과 같이 길이방향으로 다수의 홀(12)이 형성되어 있다. 이 홀(12)에는 걸림수단(예: 볼트)이 체결되어, 몰딩용 지그(10)가 상기 제S120 과정과 같이 관통형 중공부(310)의 제1 개구(310)로 삽입될 경우, 제2 개구 근방에 제1 몰딩공간이 형성될 수 있도록 삽입깊이를 제한하게 된다. 이러한 몰딩용 지그(10)의 횡단면적은 제1 개구 또는 제2 개구의 면적에 부합된다.

다시 도 10을 참조하면, 삽입된 몰딩용 지그(10)의 삽입선단 위에 제1 격리수단(1)을 안착시킨다(S130). 제1 격리수단을 안착시킨 후, 규석 40목을 약간 뿌림으로써 제1 격리수단의 주연과 관통형 중공부 간에 생길 수 있는 홈을 막는 것이 바람직하다. 이 제1 격리수단(1)은 후속되는 과정이 완료될 경우, 몰딩용 지그의 분리를 원활케 하기 위한 것이나 생략되어도 무방하다.

다음으로, 상기와 같이 형성된 제1 몰딩공간에 제1 몰딩부를 형성한다(S140)(도 12 참조).

[ S150 과정 및 S160 과정 ]

첨부도면 도 13을 참조하면, 제S140 과정 이후에, 한 쌍의 보조 절연판(200) 사이에 권선 저항체(100)를 개재시켜 관통형 중공부의 제1 몰딩부를 향하도록 제1 개구를 통해 삽입한다(S150).

이와 같이 삽입이 이루어진 후, 권선 저항체의 봉입공간에 은사를 충진한 후, 제2 격리수단(2)을 삽입한다(S160). 본 과정에 따른 은사 충진시 보조 절연 판(200)이 제1 개구 방향으로 올라가지 않도록 유의할 필요가 있다. 또한, 은사가 원활히 충진되도록 별도의 진동기(vibrator)를 이용하는 것이 바람직하며, 제2 격리수단(2)의 주연과 관통형 중공부 사이에 생길 수 있는 홈을 없애기 위해 앞서 설명한 규석 40목을 약간 뿌리는 것이 바람직하다(제2 격리수단은 제1 격리수단과 마찬가지로 생략될 수 있다).

[ S170 과정 ]

위와 같이 은사 충진이 완료되면, 관통형 중공부(310)의 제1 개구 근방과 권선 저항체(100) 사이의 공간(제2 몰딩공간)에 제2 몰딩부를 형성한다(S170).

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

도 1은 종래 권선 저항기를 나타낸 예시도,

도 2a는 본 발명의 권선 저항기에 대한 종단면도,

도 2b는 본 발명의 권선 저항기에 대한 분해사시도,

도 3은 본 발명의 절연 보빈을 나타낸 예시도,

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 권취부에 형성되는 권취홈의 변형 가능예를 보인 예시도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 금속단자에 대한 구성을 나타낸 예시도,

도 6은 본 발명의 방열 하우징에 대한 예시도,

도 7은 본 발명의 권선 저항체가 방열 하우징에 봉입·수용된 상태를 나타낸 예시도.

도 8 및 도 9는 본 발명의 권선 저항기 제조방법에 대한 주요 공정도,

도 10은 본 발명의 권선 저항기 제조방법에 대한 세부 예시도,

도 11은 본 발명의 몰딩용 지그에 대한 구성을 나타낸 예시도,

도 12 및 도 13은 본 발명의 권선 저항기 제조방법에 대한 세부 예시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 권선 저항체 110 : 절연 보빈

112 : 권취부 112a, 112b : 권취홈

114a, 114b : 고정홀 116a, 116b : 관통홀

120 : 금속단자 122 : 중앙 접이편

124 : 상부 접이편 126 : 하부 접이편

130 : 리드선 200 : 보조 절연판

300 : 방열 하우징 310 : 관통형 중공부

320 : 방열홈 301 : 제1 개구

302 : 제2 개구 303, 304, 305, 306 : 나사 체결공

R : 저항선 10 : 몰딩용 지그

Claims (21)

1. 저항선을 권선할 수 있도록 중앙에 권취부를 형성한 절연 보빈과, 상기 권취부 하부 좌우측 선단 각각에 위치하여 상기 저항선의 단부를 결속·고정하는 금속단자, 및 상기 금속단자에 결속·고정되는 리드선을 구성한 권선 저항체; 및

   양측면에 개구를 형성하도록 관통형 중공부를 형성하고, 상기 리드선이 개구를 통해 인출되도록 상기 권선 저항체를 상기 관통형 중공부에 봉입·수용하는 방열 하우징; 을 포함하여 구성되되,

   상기 권선 저항체는 상기 관통형 중공부 내에서 상기 양측면의 개구에 형성되는 몰딩부에 의해 봉입되고, 상기 봉입에 의한 공간은 은사로 충진되는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 권선 저항체를 개재하는 한 쌍의 보조 절연판; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 권취부는,

   상측과 하측에 권취홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 금속단자는,

   중앙 좌우측에 중앙 접이편과, 상부에 상부 접이편, 및 하부에 하부 접이편 을 형성하는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 중앙 접이편은 절연 보빈의 권취부 하부 좌우측에 형성된 고정홀에 삽입되어 접히고, 상기 상부 접이편은 상기 고정홀에 대해 수직한 방향으로 이격되어 형성된 관통홀에 위치하여 저항선의 단부를 에두르도록 접히는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 하부 접이편은 리드선의 단부를 에두르도록 접히는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 저항선의 단부와 저항선 단부를 에두른 상부 접이편은 점용접되는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 리드선의 단부와 리드선 단부를 에두른 하부 접이편은 점용접되는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
9. 청구항 1에 있어서,

   상기 저항선은 니크롬선인 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
10. 청구항 1에 있어서,

    상기 방열 하우징은,

    정면 또는 배면에 빗살형 방열홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
11. 청구항 1에 있어서,

    상기 방열 하우징은,

    상기 개구를 제외한 주연부에 복수개의 나사 체결공을 형성하는 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
12. 삭제
13. 삭제
14. 청구항 1에 있어서,

    상기 절연 보빈은 운모판인 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
15. 청구항 2에 있어서,

    상기 보조 절연판은 운모판인 것을 특징으로 하는 권선 저항기.
16. 저항선이 권선된 권선 저항체를 준비하는 제1 과정;

    방열 하우징의 관통형 중공부 일측 개구 근방에 제1 몰딩공간이 형성되도록 몰딩용 지그를 삽입하는 제2 과정;

    상기 제1 몰딩공간에 제1 몰딩부를 형성하는 제3 과정;

    한 쌍의 보조 절연판에 상기 권선 저항체를 개재시켜 관통형 중공부의 제1 몰딩부를 향하도록 삽입하는 제4 과정;

    삽입된 권선 저항체와 관통형 중공부 사이의 봉입공간에 은사를 충진하는 제5 과정; 및

    상기 관통형 중공부의 타측 개구 근방과 상기 권선 저항체 사이의 공간에 제2 몰딩부를 형성하는 제6 과정; 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 권선 저항기 제조방법.
17. 청구항 16에 있어서,

    상기 제2 과정 직후,

    상기 몰딩용 지그 삽입선단에 제1 격리수단을 안착시키는 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권선 저항기 제조방법.
18. 청구항 16에 있어서,

    상기 제5 과정 직후,

    제2 격리수단을 안착시키는 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 권선 저항기 제조방법.
19. 청구항 16에 있어서,

    상기 제1 과정은,

    절연 보빈의 권취부에 저항선을 권선하는 단계;

    상기 권취부 하부 좌우측 선단에 금속단자를 결속·고정하는 단계;

    상기 저항선의 단부를 금속단자에 결속·고정하는 단계; 및

    상기 금속단자에 리드선 단부를 결속·고정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선 저항기 제조방법.
20. 청구항 19에 있어서,

    상기 저항선의 단부는 금속단자와 점용접되는 것을 특징으로 하는 권선 저항기 제조방법.
21. 청구항 19에 있어서,

    상기 리드선의 단부는 금속단자와 점용접되는 것을 특징으로 하는 권선 저항기 제조방법.

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