KR101488168B1 - 온도퓨즈 저항체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기회로를 따라 설정전류 이상의 과전류가 인가되면 저항 발열을 통해 전기회로를 단선시켜, 과전류의 인가에 의한 전기회로 및 이를 포함하는 전자기기의 가열발생을 예방하여 전자기기의 보다 신뢰성 높은 안전성을 확보하도록 하는 온도퓨즈 저항체에 관한 것으로,
본 발명에서는 세라믹 재질로 제작된 중공의 세라믹 지지관과; 상기 세라믹 지지관의 중공부에 수용되게 설치되는 온도퓨즈와; 상기 세라믹 지지관의 외경에 권취되며, 온도퓨즈의 단부와 직렬구조로 연결된 저항 발열선을 포함하여 구성되어,
상기 온도 퓨즈는 세라믹 지지관의 중공부에 수용된 상태로 저항 발열선과 단품 구조체를 형성하여, 전기회로를 따라 과전류가 인가되어 저항 발열선이 발열되어 세라믹 지지관이 가열되면, 세라믹 지지관의 중공부에 수용된 온도퓨즈는 단선되어 전기회로를 단선하도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

Description

온도퓨즈 저항체{Thermal Fuse Resistor}

본 발명은 온도퓨즈 저항체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기회로를 따라 설정전류 이상의 과전류가 인가되면 저항 발열을 통해 전기회로를 단선시켜, 과전류의 인가에 의한 전기회로 및 이를 포함하는 전자기기의 가열발생을 예방하여 전자기기의 보다 신뢰성 높은 안전성을 확보하도록 하는 온도퓨즈 저항체에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기의 전기회로에는 전원을 켤 때 발생하는 돌입전류, 내부 온도 상승, 및 지속적인 과전류로 인해 발생하는 전자기기 고장을 방지하기 위해 회로의 전원 입력단에 온도퓨즈 등을 설치하여 전원회로를 보호하게 된다.

그리고, 최근에는 온도퓨즈와 저항체를 직렬구조로 연결시켜, 전기회로에 설정전류 이상의 과전류가 인가되면 저항체에서 발열된 열기에 의해 온도퓨즈가 단선되어 전기회로가 단선되도록 하는 온도퓨즈 저항체(Thermal Fuse Resistor)가 개발되어, 전자기기의 보다 높은 안전성이 확보되도록 하고 있다.

그런데, 종래의 온도퓨즈 저항체는 전자기기의 내부 온도 상승에 따라 용단되는 등 저항체의 발열 이외의 요인에 의해 온도퓨즈가 단선되는 문제점이 지적되었다.

이를 해소하기 위해, 대한민국 특허 공개공보(A) 제 10-2007-0035752호에서는 저항체와 온도퓨즈가 직렬로 연결된 온도퓨즈 저항체를 알루미나 케이스에 수용시킨 다음, 규석과 산화 마그네슘을 충진시킨 온도퓨즈 저항체가 제안된 바 있고, 대한민국 등록 특허공보(B1) 제 10-1038237호에서는 저항체와 온도퓨즈가 직렬로 연결한 다음 이를 케이스 내에 이격되게 배치한 온도퓨즈 저항체가 제안된 바 있다.

이와 같이 온도퓨즈 조립체를 구성하는 온도퓨즈를 케이스 내에 정형화되게 배치하면, 온도퓨즈 조립체의 형태가 안정되게 유지되고, 또 제작이나 조립과정에 저항체의 발열이 아닌 기타 요인에 의해 온도퓨즈가 단선되는 문제점이 해소될 수 있다.

그런데, 상기 온도퓨즈 조립체는 온도퓨즈와 저항체가 각각 분리 제작된 다음 납땜 등을 통해 조립된 다음, 납땜을 통해 직렬로 연결된 온도퓨즈와 저항체는 별도 성형된 케이스에 수납되어 단일 구조체를 형성하므로, 복잡한 제작 공정과 부품에 의해 제작에 따른 부대비용이 과다 소요되는 문제점이 야기된다.

특히, 상기 온도퓨즈 조립체는 분리 제작된 온도퓨즈와 저항체, 그리고 이들을 수납하는 케이스에 의해 부피가 비대하여, 공간적 제약이 발생되는 소형의 전자기기에 설치하기는 구조적으로 어렵다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 온도퓨즈와 저항발열을 통해 온도퓨즈를 단선시키는 저항체를 분리 제작하지 아니하고 세라믹 지지관을 통해 단일 구성체로 구성하여, 부품의 간소화와 제조공정의 단순화시켜 제작 비용을 절감하고, 특히 소형화를 통해 공간적 제약이 발생되는 소형의 전자기기에도 적합한 적용이 가능하도록 한 온도퓨즈 저항체를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 온도퓨즈 저항체는,

세라믹 재질로 제작된 중공의 세라믹 지지관과;

상기 세라믹 지지관의 중공부에 수용되게 설치되는 온도퓨즈와;

상기 온도퓨즈가 수용된 세라믹 지지관의 외경에 권취되며, 온도퓨즈의 단부와 직렬구조로 연결된 저항 발열선을 포함하여 구성되어,

상기 온도 퓨즈는 세라믹 지지관의 중공부에 수용된 상태로 저항 발열선과 단품 구조체를 형성하여,

전기회로를 따라 과전류가 인가되어 저항 발열선이 발열되어 세라믹 지지관이 가열되면, 세라믹 지지관의 중공부에 수용된 온도퓨즈는 단선되어 전기회로를 단선하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 세라믹 지지관의 일단부에는 저항 발열선의 리드단과 리드선을 상호 연결하는 리드 단자캡이 설치되고, 세라믹 지지관의 타단부에는 저항 발열선의 연결단과 온도퓨즈의 연결단을 직렬구조로 연결하는 연결 단자캡이 설치되는 한편, 상기 리드 단자캡에는 온도퓨즈의 리드단이 인출되는 단부 인출구가 형성되어서,

상기 세라믹 지지관의 중공부에 수용되어 연결 단자캡을 통해 저항 발열선과 직렬구조로 연결된 온도퓨즈는, 리드단을 리드 단자캡에 형성된 단부 인출구를 통해 인출시켜 리드선과 연결되도록 구성한다.

보다 바람직하게는, 상기 온도퓨즈의 리드단이 인출되는 단부 인출구에는 리드 단자캡과 온도퓨즈의 리드단을 절연구조로 고정하는 절연부쉬가 형성되고, 상기 세라믹 지지관의 외경에 권취된 저항 발열선은 절연 몰드층에 의해 세라믹 지지관의 외경에 절연구조를 형성하여 고착되도록 구성한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 온도퓨즈 저항체는, 저항체와 온도퓨즈를 별도 구성품으로 분리 구성되지 아니하고, 단일 세라믹 지지관을 통해 저항체인 저항 발열선과 온도퓨즈가 단품 구조체를 형성하도록 하고 있다.

따라서, 본 발명은 저항체와 온도퓨즈를 분리 성형하는 종래 온도퓨즈 저항체와 대비하여, 부품수 및 제조공정이 간소화 내지 단순화되고, 특히 부피의 소형화가 이룩되어 공간의 제약이 발생되는 소형의 전자기기에도 사용이 적합한 이점을 갖는다.

그리고, 상기 온도퓨즈를 수용하는 세라믹 지지관은 우수한 절연성과 강도와 내열성 및 내식성을 겸비하므로, 고온의 환경에 노출되는 온도퓨즈 저항체의 제작이나 조립과정에 주위 환경에 의해 온도퓨즈가 임의 단선되는 문제점을 해소할 수 있고, 또 소형화하더라도 전자제품 내에서 충분한 내구성을 갖는다.

또한, 상기 세라믹 지지관은 과전류의 인가에 의해 발생된 저항 발열선의 열기를 온도퓨즈가 수용된 중공부 내에 신속히 전도시켜, 과전류의 인가에 의한 온도퓨즈의 신속한 단선을 구현하므로, 향상된 작동 안정성을 갖는다.

특히, 본 발명에 따른 온도퓨즈 저항체는 8mm 내지 15mm의 길이와 2mm 내지 4mm의 외경을 갖고, 0.9 mm 내지 2mm의 중공부를 갖는 세라믹 지지관의 중공부 내에, 0.4 내지 0.8mm의 가용 합금선으로 이루어진 온도퓨즈가 내설된 초소형으로 제작될 수 있다.

상기 온도퓨즈 저항체를 초 소형으로 제작하면, 공간의 제약이 발생되는 스마트폰이나 소형 충전기 등 다양한 소형의 전자기기에 안정된 수용 및 설치가 가능한 이점을 갖는다.

도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도퓨즈 저항체의 전체 구성을 보여주는 분해 및 결합 상태를 보여주는 것이고,
도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도퓨즈 저항체의 내부 구성, 및 작용상태를 보여주는 부분 절개, 및 단면 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도퓨즈 저항체를 상세히 설명하기로 한다.

도 1과 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도퓨즈 저항체의 전체 구성을 보여주는 분해 및 결합 상태를 보여주는 것이고, 도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도퓨즈 저항체의 내부 구성, 및 작용상태를 보여주는 부분 절개, 및 단면 구성도이다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 온도퓨즈 저항체(1)는, 도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이 전자기기에 형성된 전기회로의 리드선(L)과 리드선(L') 사이에 배치되어, 설정 전류 이상의 과전류가 인가되면 전기회로를 단선시켜 과전류의 인가에 의한 전기회로 및 이를 포함하는 전자기기의 가열 발생을 예방하는 것이다.

상기 온도퓨즈 저항체(1)는, 기본적으로 설정 이상의 온도에 의해 단선되는 온도퓨즈(30)와, 상기 온도퓨즈(30)의 단부와 직렬구조로 연결되어 과전류가 인가되면 발열하는 저항체인 저항 발열선(20)을 포함하여 구성되어, 전기회로를 따라 과전류가 인가되면 저항 발열선(20)에서 생성된 열기에 의해 온도퓨즈(30)가 가열 및 단선되어서, 전기회로를 단선하게 된다.

상기 온도퓨즈로는 가용체의 용융에 의해 리드단자와 연결단자 사이에 형성된 접점이 단선되는 온도퓨즈 등이 채택될 수도 있다.

다만, 본 실시예에서는 두께가 얇고 설정 이하의 온도에서는 전기회로를 안정되게 도전시키다가 설정 이상의 온도로 가열되면 급속히 단선되는 가용 합금선으로 이루어진 온도퓨즈(30)를 채택하고 있다.

그리고, 상기 가용 합금선으로 이루어진 온도퓨즈(30)에는 리드선(L')과의 연결을 위한 리드단(32)과 저항 발열선(20)과의 연결을 위한 연결단(31)이 각각 형성된다.

이때, 상기 온도퓨즈(30)를 구성하는 가용 합금선의 표면에 플럭스(Flux) 수지(33)를 형성하여, 저항 발열선(20)에서 생성된 열기에 의해 가용 합금선으로 이루어진 온도퓨즈(30)가 보다 신속히 용단되도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서는 상기 온도퓨즈(30)와 저항 발열선(20)을 세라믹 재질로 제작된 세라믹 지지관(10)에 고정시켜 단품 구조체를 형성하도록 한다.

이와 같이 세라믹 지지관(10)를 통해 단품 구조체를 형성한 온도퓨즈 저항체(1)는, 종래의 것에 대비하여 부품수 및 제조공정의 간소화 내지 단순화를 통해 제작에 따른 부대비용이 절감되고, 특히 부피가 대폭 축소되어 소형의 전자기기에도 용이한 적용이 가능하다.

상기 온도퓨즈(30)와 저항 발열선(20)의 단품화를 구현하는 세라믹 지지관(10)은 통상 세라믹 분말을 압축하여 성형하는 프레스 성형을 통해 제작되어서, 우수한 절연성과 강도와 내열성 및 내식성을 겸비할 뿐 아니라, 정밀한 치수 안정성을 갖는다.

그리고, 본 실시예에서는, 길이가 8mm 내지 15mm이고 외경이 2mm 내지 4mm이며 중공부(11)의 직경이 0.9 mm 내지 2mm인 세라믹 지지관(10)의 중공부(11) 내에, 0.4 내지 0.8mm의 가용 합금선으로 이루어진 온도퓨즈(30)를 내설한 초소형의 온도퓨즈 저항체(1)를 구현하고 있다.

또한, 본 실시예에서는 이러한 특징을 갖는 세라믹 지지관(10)의 중공부(11)에 플럭스(flux) 수지(33)가 도포된 가용 합금선으로 이루어진 온도퓨즈(30)를 수용하고, 외경에는 과전류에 의해 저항 발열을 도모하는 저항 발열선(20)을 나선형태로 권취한다.

이때, 상기 세라믹 지지관(10)의 외경에 권취된 저항 발열선(20)과 세라믹 지지관(10)의 중공부(11)에 수용된 온도퓨즈(30)는 직렬구조로 연결되어, 도 3에서 보는 바와 같이 전기회로를 따라 과전류가 인가되지 아니하는 평상시에는 전기회로의 리드선(L)을 통해 인가된 전류는 저항 발열선과 온도퓨즈를 따라 리드선(L')으로 인가된다.

그런데, 도 4와 같이 전기회로를 따라 과전류가 인가되어 저항 발열선(20)이 발열되어 세라믹 지지관(10)이 가열되면, 세라믹 지지관(10)의 중공부(11)에 수용된 온도퓨즈(30)는 단선되고, 결과적으로 전기회로의 단선이 이루어진다.

그리하여, 본 실시예에 따른 온도퓨즈 저항체(1)의 온도퓨즈(30)는 세라믹 지지관(10)에 의해 외부와 차폐된 상태를 형성하므로, 주위 온도 등에 의해 임의 단선되는 현상 없이 도 4와 같이 과전류의 인가에 의해 저항 발열선(20)의 저항 발열에 의해서만 신속히 단선되어 전기회로를 단선하게 된다.

그리고, 본 실시예에서는 세라믹 지지관(10)을 통해 온도퓨즈(30)와 저항 발열선(20)이 단품구조를 형성한 온도퓨즈 저항체(1)를 구현함에 있어, 이들 온도퓨즈(30)와 저항 발열선(20)을 전기회로에 직렬구조로 간편하게 연결할 수 있는 전용의 설치구조를 제안하기로 한다.

이를 상술하자면, 상기 세라믹 지지관(10)의 일단부에 저항 발열선(20)의 리드단(21)과 리드선(L)을 상호 연결하는 리드 단자캡(12)이 설치하고, 세라믹 지지관(10)의 타단부에는 저항 발열선(20)의 연결단(22)과 온도퓨즈(30)의 연결단(31)을 직렬구조로 연결하는 연결 단자캡(13)을 설치한다.

이때, 상기 세라믹 지지관(10)의 일단부에 설치되어 저항 발열선(20)의 리드단(21)과 리드선(L)을 상호 연결하는 리드 단자캡(12)에는 단부 인출구(12a)가 관통되게 형성되어, 상기 리드 단자캡(12)의 단부 인출구(12a)를 통해 온도퓨즈(30)의 리드단(32)이 외부로 인출되도록 한다.

그리고, 상기 단부 인출구(12a)와 이를 관통한 온도퓨즈(30)의 리드단(32) 사이에는 절연부쉬(12b)가 형성되어, 온도퓨즈(30)의 리드단(32)과 리드 단자캡(12) 사이의 절연상태를 형성하며, 상기 단부 인출구(12a)를 통해 외부로 인출된 온도퓨즈 리드단(32)에는 전기회로의 리드선(L')이 연결된다.

따라서, 본 발명에 따른 온도퓨즈 저항체(1)는 세라믹 지지관(10)의 양단부에 배치된 리드 단자캡(12)과 연결 단자캡(13)을 통해 온도 퓨즈(30)와 저항 발열선(20)은 직렬구조를 형성하여 전기 회로상에 배치된다.

그리고, 상기 세라믹 지지관(10)의 양단부에 배치된 리드 단자캡(12)과 연결 단자캡(13)을 통해 온도 퓨즈(30)와 저항 발열선(20)은 직렬구조를 형성한 온도퓨즈 저항체(1)의 표면에는, 에폭시 수지액 등의 절연 수지로 이루어진 절연 몰드층(40)을 형성하여 이들 리드 단자캡(12)과 연결 단자캡(13) 및 저항 발열선(20)이 세라믹 지지관(10)에 절연구조를 형성하여 안정되게 고착되도록 한다.

그리하여, 세라믹 지지관(10)을 통해 온도퓨즈(30)와 저항 발열선(20)이 단품 구조체를 형성하여 소형화가 이룩된 본 실시예에 따른 온도퓨즈 저항체(1)는, 절연 몰드층(40)에 의해 절연 안정성이 확보된 상태로 전기회로 상에 배치되어, 전기회로를 따라 과전류가 인가되면 저항 발열선(20)의 신속한 발열을 통해 세라믹 지지관(10)의 중공부(11)에 수용된 온도퓨즈(30)의 단선을 통해 전기회로를 단선시켜, 과전류의 인가에 의한 전기회로 및 전자기기의 손상을 예방하게 된다.

1. 온도퓨즈 저항체
10. 세라믹 지지관 11. 중공부
12. 리드 단자캡 12a. 단부 인출공
12b. 절연부쉬 13. 연결 단자캡
20. 저항 발열선 21. 리드단
22. 연결단
30. 온도퓨즈 31. 연결단
32. 리드단 33. 플럭스 수지
40. 절연 몰드층 L, L'. 리드선

Claims (5)

1. 세라믹 재질로 제작된 중공의 세라믹 지지관과;
   상기 세라믹 지지관의 중공부에 수용되게 설치되는 온도퓨즈와;
   상기 온도퓨즈가 수용된 세라믹 지지관의 외경에 권취되며, 온도퓨즈의 단부와 직렬구조로 연결된 저항 발열선을 포함하여 구성되어,
   상기 온도 퓨즈는 세라믹 지지관의 중공부에 수용된 상태로 저항 발열선과 단품 구조체를 형성하여,
   전기회로를 따라 과전류가 인가되어 저항 발열선이 발열되어 세라믹 지지관이 가열되면, 세라믹 지지관의 중공부에 수용된 온도퓨즈는 단선되어 전기회로를 단선하도록 구성된 것을 특징으로 하는 온도퓨즈 저항체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 세라믹 지지관의 일단부에는 저항 발열선의 리드단과 리드선을 상호 연결하는 리드 단자캡이 설치되고, 세라믹 지지관의 타단부에는 저항 발열선의 연결단과 온도퓨즈의 연결단을 직렬구조로 연결하는 연결 단자캡이 설치되는 한편, 상기 리드 단자캡에는 온도퓨즈의 리드단이 인출되는 단부 인출구가 형성되어서,
   상기 세라믹 지지관의 중공부에 수용되어 연결 단자캡을 통해 저항 발열선과 직렬구조로 연결된 온도퓨즈는, 리드단을 리드 단자캡에 형성된 단부 인출구를 통해 인출시켜 리드선과 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 온도퓨즈 저항체.
3. 제 2항에 있어서, 상기 온도퓨즈의 리드단이 인출되는 단부 인출구에는 리드 단자캡과 온도퓨즈의 리드단을 절연구조로 고정하는 절연부쉬가 형성된 것을 특징으로 하는 온도퓨즈 저항체.
4. 제 2항에 있어서, 상기 세라믹 지지관의 외경에 권취된 저항 발열선은 절연 몰드층에 의해 세라믹 지지관의 외경에 절연구조를 형성하여 고착되도록 구성한 것을 특징으로 하는 온도퓨즈 저항체.
5. 제 1항에 있어서, 상기 온도퓨즈는 표면에 플럭스 수지가 도포된 가용 합금선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 온도퓨즈 저항체.
   

Images