KR102075624B1 - 시멘트 저항 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시멘트 저항에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과열방지기능이 있는 시멘트 저항에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 시멘트 저항은 제1 방향으로 연장되는 권선로드와 상기 권선로드의 외주면에 권선되는 와이어를 구비하는 권선저항, 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되는 열가소성부재를 구비하는 온도퓨즈, 및 상기 권선저항과 상기 온도퓨즈의 사이에 개재되어, 상기 권선저항과 상기 온도퓨즈를 연결하는 전기전도성의 인서트부재를 포함하는 저항 복합체; 및 시멘트계 무기질 소재로 이루어지며, 상기 저항 복합체를 몰딩하는 몰딩부;를 포함할 수 있다.

Description

시멘트 저항{Cement resistor}

본 발명은 시멘트 저항에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과열방지기능이 있는 시멘트 저항에 관한 것이다.

일반적으로 고전압 및 출력이 사용되는 전자제품(예를 들어, 세탁기)의 전자회로에는 전압분배 또는 부하 저항용으로 시멘트 저항이 설치 사용된다. 시멘트 저항은 단순한 단일의 권선저항을 세라믹도기 케이스에 시멘트계 무기질 물질로 충진하여 제조한 고전력 저항기이며, 주 용도는 전원단이나 전력변환단에 장착되어 돌입전류제한, 전력분배, 부하전력소진 등의 목적으로 회로에 적용한다.

이러한 시멘트 저항은 주로 고전력용 저항으로서, 그 크기가 상당하며, 사용중 회로에 이상이 발생하거나 기준용량보다 초과되는 용량을 사용하는 경우에 과열이 발생할 염려가 있고, 그 정도가 심한 경우에는 저항 자체가 연소하게 되어 주변의 기판이나 도선 또는 부품들을 손상시켜 제품 전체에 큰 악영향을 끼쳐 불량으로 만들어 버리는 경우가 발생하게 된다.

한국공개특허공보 제10-2011-0035368호

본 발명은 권선저항과 온도퓨즈가 전기전도성의 인서트부재를 통해 일체화된 저항 복합체를 포함하는 시멘트 저항을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 시멘트 저항은 제1 방향으로 연장되는 권선로드와 상기 권선로드의 외주면에 권선되는 와이어를 구비하는 권선저항, 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되는 열가소성부재를 구비하는 온도퓨즈, 및 상기 권선저항과 상기 온도퓨즈의 사이에 개재되어, 상기 권선저항과 상기 온도퓨즈를 연결하는 전기전도성의 인서트부재를 포함하는 저항 복합체; 및 시멘트계 무기질 소재로 이루어지며, 상기 저항 복합체를 몰딩하는 몰딩부;를 포함할 수 있다.

상기 저항 복합체는, 상기 권선로드의 상기 제1 방향 일단부에 제공되어, 상기 와이어의 일단과 전기적으로 연결되는 제1 단자캡; 및 상기 온도퓨즈와 전기적으로 연결되는 제2 단자캡을 더 포함하고, 상기 인서트부재는 상기 권선로드의 상기 제1 방향 타단부에 연결되며, 상기 와이어의 타단과 전기적으로 연결되고, 상기 온도퓨즈는, 일단이 상기 인서트부재에 연결되며, 타단이 상기 제2 단자캡에 연결되는 중공의 절연부싱을 더 포함할 수 있다.

상기 인서트부재는, 상기 권선로드의 상기 제1 방향 타단부에 지지되는 지지면과 상기 지지면의 둘레에 상기 지지면으로부터 외측으로 연장되는 측벽을 갖는 결합 단부를 포함하고, 상기 절연부싱은 상기 결합 단부에 삽입 결합될 수 있다.

상기 권선로드는 상기 제1 방향 타단부가 오픈되어 내부에 수용 공간을 가지며, 상기 인서트부재는 상기 제1 방향으로 상기 제1 단자캡을 향하여 연장되어 상기 권선로드의 수용 공간에 삽입되는 삽입부를 더 포함하고, 상기 삽입부의 상기 제1 방향 길이는 상기 권선로드의 상기 제1 방향 길이보다 짧을 수 있다.

상기 삽입부의 상기 제1 방향 일단부와 상기 제1 단자캡 사이에는 적어도 부분적으로 절연물질이 위치할 수 있다.

상기 삽입부는 내부 공간을 가지며, 상기 열가소성부재는 상기 삽입부의 내부 공간에 제공되고, 상기 온도퓨즈는, 상기 절연부싱의 중공부보다 큰 내경을 가지며, 일단부가 상기 절연부싱에 지지되는 용수철부재; 및 상기 용수철부재의 탄성력으로 상기 열가소성부재에 접촉되며, 상기 열가소성부재의 용융에 따른 상기 용수철부재의 신장에 의해 상기 삽입부의 내부 공간에서 이동 가능하게 제공되는 이동체를 더 포함하고, 상기 이동체는 상기 열가소성부재의 용융에 따라 상기 제2 단자캡과 전기적으로 접속 또는 분리될 수 있다.

상기 열가소성부재는 상기 삽입부의 상기 제1 방향 일단부에 접촉되고, 상기 삽입부는 상기 제1 방향 일단부에 개구부를 가질 수 있다.

상기 이동체는, 상기 용수철부재의 외경보다 큰 폭을 가지며, 상기 열가소성부재에 접촉되는 베이스판; 및 상기 용수철부재의 내경보다 작은 폭을 가지며, 상기 베이스판으로부터 상기 제2 단자캡을 향하여 연장되는 컨택로드를 포함할 수 있다.

상기 컨택로드의 단부는 상기 절연부싱의 중공부보다 작은 직경을 가지며, 상기 절연부싱의 중공부에 위치하여 상기 제2 단자캡과 전기적으로 접속되고, 상기 열가소성부재의 용융에 의해 상기 절연부싱의 중공부에서 이탈하여 상기 제2 단자캡과 전기적으로 분리될 수 있다.

상기 제2 단자캡은 상기 절연부싱의 중공부에 제공되는 돌출단자 및 단자 스프링 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 돌출단자 및 단자 스프링 중 적어도 어느 하나는 상기 컨택로드와 전기적으로 접속되고, 상기 열가소성부재의 용융에 의한 상기 컨택로드의 이동에 의해 상기 컨택로드와 전기적으로 분리될 수 있다.

상기 이동체는 상기 열가소성부재와 접촉되는 면의 중앙부에 관통홀 또는 오목홈을 가질 수 있다.

상기 열가소성부재는 부도체 물질로 이루어지고, 상기 용수철부재의 적어도 일부는 다른 부분보다 큰 외경을 가지며, 상기 삽입부의 내면에 접촉될 수 있다.

상기 열가소성부재는 전기전도성을 가지며, 상기 절연부싱의 중공부를 통해 상기 인서트부재로부터 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 인서트부재와 상기 제2 단자캡을 전기적으로 연결하고, 상기 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되어 상기 인서트부재와 상기 제2 단자캡을 전기적으로 분리시킬 수 있다.

상기 온도퓨즈는 상기 절연부싱의 중공부의 내면, 상기 인서트부재의 내면 및 상기 열가소성부재의 표면이 형성하는 상기 열가소성부재의 용융물의 충진공간을 더 포함할 수 있다.

상기 열가소성부재는, 절연물질로 이루어진 몸체; 및 상기 몸체에 전기전도성 물질이 코팅된 코팅층을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 시멘트 저항은 전기전도성의 인서트부재를 통해 권선저항과 온도퓨즈가 전기적으로 연결될 수 있고, 과전류, 서지(surge) 등에 의한 시멘트 저항의 과열이 발생하여 소정의 온도가 되면 소정의 온도에서 용융되는 열가소성부재에 의해 온도퓨즈가 단선되어 자동으로 회로를 오픈시킴으로써, 시멘트 저항을 포함하는 전자기기의 타부품들을 과열로부터 보호하여 제품불량 발생을 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 인서트부재를 통해 권선저항과 온도퓨즈를 일체화하여 종래에 단순히 전선(wire)을 통해 권선저항과 온도퓨즈를 직렬 연결하는 와이어 방식보다 시멘트 저항의 부피를 줄일 수 있다.

그리고 제1 단자캡과 인서트부재의 사이에 절연물질이 위치하여 제1 단자캡을 통해 유입되는 서지 등이 권선저항의 와이어를 통하지 않고 제1 단자캡에서 바로 인서트부재로 점프하여 통과되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 서지가 인서트부재로 바로 통과하여 전자기기의 시멘트 저항 후단의 부품으로 인가됨으로 인해 부품이 파괴되는 것을 방지할 수 있고, 전자기기의 타부품들을 서지로부터 보호할 수 있다.

또한, 열가소성부재가 접촉되는 삽입부의 제1 방향 일단부에 개구부를 구비하여 소정의 온도에서 용융되는 열가소성부재가 삽입부의 외부로 빠져 나올 수 있도록 할 수 있으며, 이에 따라 용융된 열가소성부재가 삽입부의 내면을 타고 흘러 제2 단자캡과 전기적으로 다시 접속되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 저항 복합체를 제1 단자캡과 제2 단자캡이 대칭인 일자형으로 구현하여 조립 및 제작이 간단(또는 간편)하고, 조립의 자동화가 가능하며, 자동조립에 의한 제조가 가능하여 수작업에서 올 수 있는 제품불량을 원천 배제할 수 있고, 시멘트 저항의 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시멘트 저항을 나타낸 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저항 복합체를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부도체 물질의 열가소성부재를 이용하는 저항 복합체를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인서트부재 및 제2 단자캡과 전기적으로 접속된 열가소성부재를 이용하는 저항 복합체를 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 절연 몸체와 전기전도성 코팅층으로 이루어진 열가소성부재를 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인서트부재를 통한 권선저항과 온도퓨즈의 일자형 연결을 설명하기 위한 개념도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시멘트 저항을 나타낸 개략 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 시멘트 저항(1000)은 제1 방향으로 연장되는 권선로드(111)와 상기 권선로드(111)의 외주면에 권선되는 와이어(112)를 구비하는 권선저항(110), 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되는 열가소성부재(121)를 구비하는 온도퓨즈(120), 및 상기 권선저항(110)과 상기 온도퓨즈(120)의 사이에 개재되어, 상기 권선저항(110)과 상기 온도퓨즈(120)를 연결하는 전기전도성의 인서트부재(130)를 포함하는 저항 복합체(100); 및 시멘트계 무기질 소재로 이루어지며, 상기 저항 복합체(100)를 몰딩하는 몰딩부(200);를 포함할 수 있다.

저항 복합체(100)는 제1 방향으로 연장되는 권선로드(111)와 권선로드(111)의 외주면에 권선되는 와이어(112)를 구비하는 권선저항(110), 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되는 열가소성부재(121)를 구비하는 온도퓨즈(120) 및 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)의 사이에 개재되어 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)를 연결하는 전기전도성의 인서트부재(130)를 포함할 수 있다. 권선저항(110)은 제1 방향으로 연장되는 권선로드(111)와 권선로드(111)의 외주면에 권선되는 와이어(112)를 구비할 수 있으며, 과전류 방호는 물론 낙뢰 등의 외부 서지(surge)를 흡수할 수 있다.

권선로드(111)는 제1 방향으로 연장될 수 있으며, 세라믹(예를 들어, 알루미나 등)이나 플라스틱(예를 들어, 합성수지) 등의 절연재질로 구성될 수 있다. 이때, 권선로드(111)는 일측이 오픈되어 있고 타측은 막혀 있는 구조를 가지거나, 양측 모두 오픈되어 있는 실린더 형태를 가질 수 있으며, 권선로드(111)의 적어도 일측에 형성된 오픈부를 통해 인서트부재(130)의 적어도 일부가 권선로드(111)의 수용공간에 삽입될 수도 있다.

와이어(112)는 권선로드(111)의 외주면에 코일(coil) 형상으로 권선될 수 있으며, 일단이 제1 단자캡(140)에 전기적으로 연결될 수 있고, 타단이 인서트부재(130)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 와이어(112)는 Ni-Cr, Ni-Fe-Cr 등의 저항선으로 이루어질 수 있으며, 서지를 흡수하여 서지 방호의 역할을 할 수 있다. 이때, 권선저항(110)에 서지가 유입되면, 와이어(112)가 서지를 흡수하여 발열할 수 있다. 한편, 와이어(112)를 절연성 수지 또는 무기질 도료로 표면 코팅처리하여 표면보호층을 형성하거나, 와이어(112)를 보호하기 위하여 열수축튜브 또는 플라스틱 케이스로 표면보호패키지를 형성할 수도 있다.

온도퓨즈(120)는 소정의 온도에서 용융되는 열가소성부재(121)를 구비할 수 있으며, 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)의 사이에 제공되어 소정의 온도가 되는 경우에 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있다.

열가소성부재(121)는 열가소성 물질을 포함하여 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융될 수 있으며, 용융되어 온도퓨즈(120)를 단선시킬 수 있다. 예를 들어, 열가소성부재(121)는 전도성 물질로 이루어질 수 있으며, 융점이 250 ℃보다 낮은 전도성 금속이나 금속합금 또는 저온 솔더(예를 들어, Sn-Bi, Sn-In)으로 이루어질 수 있다. 여기서, 전도성 금속은 주석(Sn)일 수 있으며, 주석은 녹는점이 231.93 ℃로서, 약 232 ℃ 이상의 온도에서 녹는 특성을 갖는 금속이다. 그리고 금속합금은 Ag, Cu, Zn, Cd, Sb, Bi, In, Ga 및 Pb 중에서 선택된 1종 이상의 금속과 주석의 합금으로 이루어진 주석 합금일 수 있으며, Sn-Cu계, Sn-Ag계, Sn-Ag-Cu계, Sn-Ag-Bi계, Sn-Ag-Bi-In계, Sn-Ag-Zn계, Sn-Zn계, Sn-Bi계, Sn-In계를 포함할 수 있고, Sn-Bi, Sn-Zn, Sn-Be, Sn-Ag-Cu-Bi, Sn-Bi-Ag, Sn-Bi-In 등일 수 있다. 여기서, Sn-Ag-Cu-Bi 합금은 융점이 205 ∼ 220 ℃ 정도일 수 있고, Sn-Bi-Ag 합금은 융점이 130 ∼ 180 ℃ 정도일 수 있다. 이때, Sn-Bi-In 합금을 이용하는 경우에는 융점이 100 ℃ 정도인 열가소성부재(121)를 제조할 수도 있다.

인서트부재(130)는 전기전도성일 수 있으며, 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)의 사이에 개재되어 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)를 물리적으로 연결함과 동시에 전기적으로 연결할 수 있다. 인서트부재(130)는 온도퓨즈(120)의 적어도 일부를 권선로드(111) 내부의 수용 공간에 수용하거나 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에 온도퓨즈(120)를 이어붙여 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)를 일자형으로 일체화시킬 수 있다.

최근에는 과열방지기능이 부가된 복합형 시멘트 저항이 시중에 출시되고 있으나, 종래의 복합형 시멘트 저항은 단순하게 권선저항에 상용화된 온도퓨즈를 전기용접 등의 수작업적인 방법으로 전선(wire)을 통해 직렬 연결하여 제조한 것으로서, 시멘트 저항의 부피가 커지고, 부품의 가격이 상승하는 문제가 있다.

저항 복합체(100)는 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)의 사이에 개재되는 인서트부재(130)를 통해 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)를 일체화하여 종래에 단순히 전선을 통해 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)를 직렬 연결하는 와이어 방식보다 시멘트 저항(1000)의 부피를 줄일 수 있다.

몰딩부(200)는 시멘트계 무기질 소재로 이루어질 수 있으며, 저항 복합체(100)를 몰딩할 수 있다. 예를 들어, 케이스(210)의 내부에 저항 복합체(100)를 마련하고(또는 넣고), 케이스(210)의 내부에 시멘트계 무기질 소재로 이루어진 절연성 몰딩액을 충진(또는 공급)하여 경화시킬 수 있다. 여기서, 케이스(210)는 세라믹 재질(예를 들어, 코디어라이트 및 알루미나계 세라믹 등)로 형성됨으로써, 불연성 구조를 가질 수 있고, 고온에도 잘 견디므로 주로 소비 전력이 큰 회로에 사용될 수 있다. 그리고 케이스(210)의 상단부에는 적어도 하나의 고정홈이 일정 간격으로 형성됨으로써, 저항 복합체(100)를 케이스(210) 내부의 일정한 위치에 고정시킬 수 있다. 또한, 저항 복합체(100)는 케이스(210)의 내부에 마련될 수 있고, 시멘트 저항(1000)을 포함하는 회로(예를 들어, 전자기기) 등에 있어서 전류의 흐름을 방해함으로써, 적당한 양의 전류가 회로에 흐르도록 조절하는 기능을 할 수 있다. 그리고 상기 절연성 몰딩액은 세라믹 무기질계 분말을 페이스트(paste) 형태로 만들어 제조할 수 있고, 저항 복합체(100)를 몰딩할 수 있다.

시멘트 저항(1000)은 세라믹 저항이라고도 하며, 구조 절연과 열 발산을 위해 세라믹으로 만든 케이스(210)에 저항 복합체(100)를 넣고 절연용 몰딩액으로 경화시킨 형태로 제조될 수 있다. 이러한 시멘트 저항(1000)은 저항 복합체(100)가 세라믹 재질의 케이스(210) 내부에 들어 있어서, 불연성 구조이며, 내전압 특성이 우수함과 동시에 고온에도 잘 견디므로, 주로 소비 전력이 큰 회로에 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저항 복합체를 설명하기 위한 개념도로, 도 2(a)는 저항 복합체의 분해사시도이며, 도 2(b)는 온도퓨즈의 정상적인 상태를 나타내고, 도 2(c)는 온도퓨즈의 전기적 연결이 끊어진 상태를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 저항 복합체(100)는 권선로드(111)의 상기 제1 방향 일단부에 제공되어 와이어(112)의 일단과 전기적으로 연결되는 제1 단자캡(140); 및 온도퓨즈(120)와 전기적으로 연결되는 제2 단자캡(150)을 더 포함할 수 있다. 제1 단자캡(140)은 권선로드(111)의 상기 제1 방향 일단부에 제공되어 와이어(112)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있으며, 외부에서 전원(또는 전류)이 인가될 수 있고, 와이어(112)의 일단과 전기적으로 연결되어 와이어(112)에 전류를 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 단자캡(140)은 결합부를 포함할 수 있으며, 결합부가 컵 형상으로 형성되어 권선로드(111)의 일단에 쉽게 정합되어 끼워질 수 있도록 할 수 있고, 기계적인 강제 압입 방법에 의해 결합될 수도 있다.

제2 단자캡(150)는 온도퓨즈(120)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 단자캡(140)에서 와이어(112)로 전달된 전류가 인서트부재(130)와 온도퓨즈(120)를 거쳐 제2 단자캡(150)으로 흘러갈 수 있다. 예를 들어, 제2 단자캡(150)은 제1 단자캡(140)과 대칭되어(또는 대향하여) 제공될 수 있으며, 제1 단자캡(140)과 동일한 형상일 수 있다.

인서트부재(130)는 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에 연결될 수 있고, 와이어(112)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 단자캡(140)에서 와이어(112)로 전달된 전류가 인서트부재(130)로 흐를 수 있고, 온도퓨즈(120)로 전달될 수 있다.

온도퓨즈(120)는 일단이 인서트부재(130)에 연결될 수 있고, 타단이 제2 단자캡(150)에 연결되는 중공의 절연부싱(122)을 더 포함할 수 있다. 절연부싱(122)은 중공부를 가질 수 있으며, 그 일단이 인서트부재(130)에 연결될 수 있고, 그 타단이 제2 단자캡(150)에 연결될 수 있다. 절연부싱(122)은 세라믹, 플라스틱과 같은 절연 재질로 구성될 수 있고, 원통 형상의 단일 몸체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 단일 몸체의 중심부가 관통되어 중공부를 형성할 수 있고, 절연부싱(122)의 중공부에 제공되는 전기전도성의 구성(예를 들어, 이동체, 돌출단자, 단자 스프링, 상기 열가소성부재 등)을 통해 온도퓨즈(120)가 제2 단자캡(150)과 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고 인서트부재(130)는 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에 지지되는 지지면과 상기 지지면의 둘레에 상기 지지면으로부터 외측으로 연장되는 측벽을 갖는 결합 단부(131)를 포함할 수 있고, 절연부싱(122)은 결합 단부(131)에 삽입 결합될 수 있다. 결합 단부(131)는 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에 지지되는 지지면과 상기 지지면의 둘레에 상기 지지면으로부터 연장되는 측벽을 가질 수 있으며, 절연부싱(122) 및/또는 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다. 이때, 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부로부터 멀어지는 방향으로 측벽이 연장되는 경우에는 절연부싱(122)의 적어도 일부가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있고, 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에서 권선로드(111)를 따라 측벽이 연장되는 경우에는 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있으며, 상기 지지면으로부터 양측으로 연장되는 경우에는 절연부싱(122)의 적어도 일부와 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부가 삽입되는 삽입홈이 모두 형성될 수 있다.

예를 들어, 결합 단부(131)는 상기 지지면에 대해 절곡되어 상기 측벽이 형성될 수 있으며, 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에 지지될 수 있고, 절연부싱(122)이 삽입 결합되는 삽입홈을 제공할 수 있다.

절연부싱(122)은 결합 단부(131)에 삽입 결합될 수 있으며, 절연부싱(122)이 결합 단부(131)에 삽입 결합됨으로써, 절연부싱(122)이 인서트부재(130)에 일자형으로 간단하게 결합될 수 있고, 이에 따라 온도퓨즈(120)와 인서트부재(130)를 간단하게 조립할 수 있다. 이에 조립의 자동화가 가능할 수 있으며, 자동조립에 의한 제조가 가능하여 수작업에서 올 수 있는 제품불량을 원천 배제할 수 있고, 시멘트 저항의 신뢰성이 향상될 수 있다.

그리고 권선로드(111)는 상기 제1 방향 타단부가 오픈되어 내부에 수용 공간을 가질 수 있고, 인서트부재(130)는 상기 제1 방향으로 제1 단자캡(140)을 향하여 연장되어 권선로드(111)의 수용 공간에 삽입되는 삽입부(132)를 더 포함할 수 있다. 권선로드(111)는 상기 제1 방향 양단부 중 적어도 상기 제1 방향 타단부가 오픈될 수 있고, 내부에 인서트부재(130)의 적어도 일부(즉, 삽입부)를 수용하는 수용 공간을 가질 수 있다.

이때, 권선로드(111)는 양단부가 대칭을 이룰 수 있으며, 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부가 오픈되는 경우에는 권선로드(111)의 상기 제1 방향 일단부도 오픈되어 양단부가 대칭적인 실린더 형태를 가질 수 있다. 권선로드(111)는 세라믹 재료로 사출하여 형성될 수 있는데, 타단부가 오픈되어 있고 일단부는 막혀 있는 비대칭적인 구조를 갖게 되면, 소결(sintering) 과정에서 양단부의 사출 재료의 밀도 차이에 의해 수축율의 차이가 발생할 수 있고, 이로 인해 균일한 직경(또는 폭)을 갖는 권선로드(111)를 형성하지 못할 수 있다. 권선로드(111)가 균일한 직경을 갖지 못하는 경우에는 권선저항(110)의 전기적 특성에 영향을 미칠 수 있고, 인서트부재(130) 및/또는 온도퓨즈(120)와 조립되면서 조립 불량이 발생할 수도 있다. 이에 따라 권선로드(111)의 양단부가 대칭을 이루도록 권선로드(111)를 형성할 수 있고, 권선로드(111)가 균일한 직경을 갖게 하여 저항 복합체(100)의 전기적 특성의 신뢰성 및 조립 신뢰성을 확보할 수 있다.

한편, 권선로드(111)를 플라스틱으로 형성하는 경우에는 절연특성이 세라믹보다 떨어져 서지가 인서트부재(130)로 바로 통과하는 것을 효과적으로 차단할 수 없다.

삽입부(132)는 상기 제1 방향으로 제1 단자캡(140)을 향하여 연장되어 권선로드(111)의 수용 공간에 삽입될 수 있다. 이때, 삽입부(132)는 권선로드(111)의 수용 공간의 내경 이하의 외경을 가져 결합 단부(131)로부터 제1 단자캡(140)을 향하여 연장될 수 있고, 권선로드(111)의 수용 공간에 삽입될 수 있으며, 결합 단부(131)는 권선로드(111)의 수용 공간의 내경보다 큰 외경으로 인해 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에 결려 지지될 수 있다.

예를 들어, 인서트부재(130)는 상기 제1 방향 타단부가 오픈되고 상기 제1 방향 일단부에 적어도 부분적으로 바닥면이 형성된 원통 형상의 삽입부(132)와 삽입부(132)에서 삽입부(132)의 둘레방향(또는 가장자리 방향)으로 첫번째 절곡되고 다시 상기 제1 방향으로 두번째 절곡되어 일체로 형성된 결합 단부(131)로 이루어질 수 있다. 즉, 권선로드(111)의 수용 공간에 삽입되는 삽입부(132)와 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에서 와이어(112)의 타단과 전기적으로 접속하기 위한 결합 단부(131)로 구성될 수 있다. 삽입부(132)를 권선로드(111)의 수용 공간에 삽입하고 밀어 넣으면 결합 단부(131)가 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부에 가까워지면서 접촉함으로써, 인서트부재(130)가 권선로드(111)에 결합될 수 있다.

그리고 삽입부(132)의 상기 제1 방향 길이는 권선로드(111)의 상기 제1 방향 길이보다 짧을 수 있다. 즉, 삽입부(132)는 권선로드(111)의 수용 공간에 삽입되어 권선로드(111)를 따라 제1 단자캡(140)을 향하여 연장될 수 있으나, 제1 단자캡(140)에 접촉되지 않을 수 있다. 삽입부(132)가 제1 단자캡(140)에 접촉되는 경우에는 삽입부(132)와 제1 단자캡(140)이(즉, 상기 인서트부재와 상기 제1 단자캡이) 통전되어 전류가 권선저항(110)의 와이어(112)를 통하지 않고 바로 삽입부(132)로 흐르게 되고, 과전류 또는 서지 등이 제1 단자캡(140)에 유입되면 제1 단자캡(140)에서 삽입부(132)로 바로 전달되어 전자기기의 시멘트 저항(1000) 후단의 부품으로 인가될 수 있으며, 이로 인해 상기 전자기기의 부품(또는 타부품)이 파괴될 수 있다. 이에 삽입부(132)의 상기 제1 방향 길이를 권선로드(111)의 상기 제1 방향 길이보다 짧게 하여 삽입부(132)가 제1 단자캡(140)에 접촉되지 않게 할 수 있다.

여기서, 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140) 사이에는 적어도 부분적으로 절연물질이 위치할 수 있다. 이때, 상기 절연물질은 세라믹, 플라스틱 등의 절연재료뿐만 아니라 공기를 포함할 수 있다. 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140) 사이에 절연물질을 위치시켜(또는 제공하여) 삽입부(132)가 제1 단자캡(140)에 접촉되는 것을 원천적으로 차단할 수도 있고, 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부를 제1 단자캡(140)으로부터 이격시켜 공기로 절연시킬 수도 있다. 예를 들어, 권선로드(111)의 상기 제1 방향 타단부만 오픈되어 있고 일단부는 막혀 있도록 하여 권선로드(111)를 통해 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140) 사이를 절연시킬 수 있다.

권선로드(111)가 양단부의 대칭을 위해 권선로드(111)의 상기 제1 방향 양단부가 모두 오픈된 중공형의 실린더 형태를 갖는 경우에는 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140) 사이의 공간에 절연체를 개재(또는 삽입)하여 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140) 사이를 절연시킬 수도 있고, 공기층을 통해 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140) 사이를 절연시킬 수도 있다. 여기서, 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140)을 공기로 절연시키는 경우에는 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140)의 거리에 따라 절연내전압이 달라질 수 있다. 상기 절연내전압은 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140)의 거리가 멀어질수록 커질 수 있으며, 공기의 절연파괴전압은 직류(DC)에서 30 ㎸/㎝, 교류(AC)에서 21 ㎸/㎝ (대기온도 20 ℃, 대기압 1기압 기준)일 수 있고, 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140)의 거리가 1 ㎜ 멀어질 때마다 3 ㎸의 절연내전압이 향상될 수 있다.

일반적으로 서지는 3 ㎸ 이상이므로, 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140)의 사이는 1 ㎜ 이상 이격될 수 있으며, 제1 단자캡(140)에 서지가 유입되었을 때에 서지가 제1 단자캡(140)에서 바로 삽입부(132)로 점프하지 않도록 하여 서지가 권선저항(112)에서 흡수되도록 할 수 있다. 이에 따라 서지가 인서트부재(130)로 바로 통과하여 상기 전자기기의 시멘트 저항(1000) 후단의 부품으로 인가됨으로 인해 부품이 파괴되는 것을 방지할 수 있고, 상기 전자기기의 타부품들을 서지로부터 보호할 수 있다. 여기서, 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140)의 사이 거리의 상한은 2 ㎜일 수 있는데, 이러한 경우에 저항 복합체(100)의 길이가 너무 길어지지 않게 하면서 일반적인 저항 복합체(100)의 규격을 맞출 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 요구되는 절연내접압 특성에 따라 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부와 제1 단자캡(140)의 사이 거리를 조정할 수 있으며, 유입되는 서지가 인서트부재(130)로 바로 통과하지 않고 와이어(112)를 통해 흡수되도록 할 수 있으면 족하다.

한편, 최근에는 저항 복합체(100)의 외경을 줄여 전자기기의 두께를 얇게 하는 것이 요구되고 있다. 종래에는 온도퓨즈(120) 전체가 삽입부(132) 및/또는 권선로드(111)의 수용 공간에 삽입하였기 때문에 꼭 필요한 플라스틱 부싱 등의 절연을 위한 구조물에 의해 최소한의 두께(약 0.4 ㎜ 이상의 두께)가 필요하여 외경 크기를 줄이는 데에 한계가 있었다. 본 발명에서는 온도퓨즈(120) 전체가 삽입부(132) 및/또는 권선로드(111)의 수용 공간에 삽입되지 않을 수 있으므로, 저항 복합체(100)의 외경을 줄일 수 있으며, 절연부싱(122)이 권선로드(111)의 외부에 위치하여 저항 복합체(100)의 외경을 최소화할 수 있다.

삽입부(132)는 내부 공간을 가질 수 있고, 열가소성부재(121)는 삽입부(132)의 내부 공간에 제공될 수 있다. 삽입부(132)는 내부 공간을 가질 수 있으며, 온도퓨즈(120)의 적어도 일부가 수용(또는 삽입)될 수 있다. 이에 따라 저항 복합체(100)의 전체적인 길이를 줄일 수 있다.

열가소성부재(121)는 삽입부(132)의 내부 공간에 제공될 수 있으며, 과전류, 서지 등의 인가로 인해 와이어(112)가 발열되어 권선로드(111)가 가열되면, 권선로드(111)의 가열 온도가 삽입부(132)의 내부 공간에 제공된 열가소성부재(121)에 잘 전달될 수 있고, 열가소성부재(121)가 소정의 온도가 되는 경우에 용융되어 온도퓨즈(120)가 단선될 수 있다.

그리고 온도퓨즈(120)는 절연부싱(122)의 중공부보다 큰 내경을 가지며, 일단부가 절연부싱(122)에 지지되는 용수철부재(123); 및 용수철부재(123)의 탄성력으로 열가소성부재(121)에 접촉되며, 열가소성부재(121)의 용융에 따른 용수철부재(123)의 신장에 의해 삽입부(132)의 내부 공간에서 이동 가능하게 제공되는 이동체(124)를 더 포함할 수 있다. 용수철부재(123)는 절연부싱(122)의 중공부보다 큰 내경을 가질 수 있으며, 일단부가 절연부싱(122)에 지지될 수 있고, 타단부가 이동체(124)에 연결(또는 접촉)될 수 있다. 이때, 용수철부재(123)는 삽입부(132)의 내부 공간의 폭보다 작은 외경을 가져 삽입부(132)의 내부 공간에 제공될 수 있다. 용수철부재(123)는 금속 또는 금속합금 재질의 도전성 스프링으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 절연성 스프링으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 용수철부재(123)는 열가소성부재(121)에 의해 이동이 제한된 이동체(124)와 절연부싱(122)의 사이에 설치되어 압축된 상태를 유지할 수 있다. 과열되거나 과전류 또는 과전압이 인가되어 권선로드(111)가 가열됨으로써, 권선로드(111)의 수용 공간의 온도가 소정의 온도 이상이 되어 열가소성부재(121)가 용융되면, 열가소성부재(121)가 용융된 만큼 이동체(124)가 이동할 수 있는 공간이 확보되어 용수철부재(123)가 탄성력에 의해 신장되면서 이동체(124)가 열가소성부재(121)가 위치된 방향으로 압박됨으로써, 열가소성부재(121)가 위치된 방향으로 이동체(124)의 이동이 발생하게 되고, 이에 따라 이동체(124)와 제2 단자캡(150) 사이의 전기적 접속이 끊어질 수 있다.

이동체(124)는 용수철부재(123)의 탄성력(즉, 상기 용수철부재의 압축에 의한 복원력)으로 열가소성부재(121)에 접촉될 수 있고, 열가소성부재(121)의 용융에 따른 용수철부재(123)의 신장에 의해 삽입부(132)의 내부 공간에서 이동 가능하게 제공(또는 설치)될 수 있다. 이동체(124)는 도전성을 구비한 금속이나 금속합금 재질로 구성될 수 있으며, 열가소성부재(121)에 의해 이동체(124)의 이동이 제한되어 용수철부재(123)가 압축된 상태에서는 열가소성부재(121)가 상기 소정의 온도에서 용융될 때까지 이동체(124)의 위치가 유지될 수 있고, 열가소성부재(121)의 용융에 따라 용수철부재(123)의 탄성력으로 용수철부재(123)가 신장하여 이동체(124)가 삽입부(132)의 내부 공간에서 이동할 수 있다.

그리고 이동체(124)는 열가소성부재(121)의 용융에 따라 제2 단자캡(150)과 전기적으로 접속 또는 분리될 수 있다. 열가소성부재(121)가 용융되지 않아 열가소성부재(121)에 의해 이동체(124)의 이동이 제한됨으로써 용수철부재(123)가 압축된 상태에서는 이동체(124)가 제2 단자캡(150)에 가까워질 수 있으며, 이동체(124)가 직접 제2 단자캡(150)에 접촉할 수 있고, 제2 단자캡(150)의 돌출단자(151) 또는 단자 스프링(152) 중 적어도 어느 하나에 접촉될 수도 있다. 이를 통해 이동체(124)가 제2 단자캡(150)과의 전기적 접속을 유지하다가 상기 소정의 온도에서 열가소성부재(121)가 용융되어 열가소성부재(121)가 위치된 방향으로 이동체(124)가 이동하게 되고, 이동체(124)가 제2 단자캡(150)으로부터 멀어져(또는 이격되어) 이동체(124)와 제2 단자캡(150) 사이의 전기적 접속이 끊어질 수 있으며, 이동체(124)가 제2 단자캡(150)과 전기적으로 분리될 수 있다.

열가소성부재(121)는 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부에 접촉될 수 있고, 삽입부(132)는 상기 제1 방향 일단부에 개구부(132a)를 가질 수 있다. 열가소성부재(121)는 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부에 접촉될 수 있으며, 열가소성부재(121)가 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부에만 위치하도록 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부에 제공할 수 있다.

삽입부(132)는 상기 제1 방향 일단부에 개구부(132a)를 가질 수 있으며, 용융된 열가소성부재(121)의 배출 통로를 형성할 수 있다. 열가소성부재(121)가 접촉되는 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부에 개구부(132a)를 구비하여 상기 소정의 온도에서 용융되는 열가소성부재(121)가 삽입부(132)의 외부(즉, 상기 인서트부재의 외부)로 빠져 나올 수 있도록 할 수 있으며, 이에 따라 용융된 열가소성부재(121)가 삽입부(132)의 내면을 타고 흘러 제2 단자캡(150)과 전기적으로 다시 접속되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 삽입부(132)의 상기 제1 방향 일단부의 제1 단자캡(140)을 향하는 방향에는 빈 공간 또는 공기층을 가질 수 있고, 열가소성부재(121)가 용융된 열가소성부재(121)의 용융물이 충진될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.

그리고 이동체(124)는 용수철부재(123)의 외경보다 큰 폭을 가지며, 열가소성부재(121)에 접촉되는 베이스판(124a); 및 용수철부재(123)의 내경보다 작은 폭을 가지며, 베이스판(124a)으로부터 제2 단자캡(150)을 향하여 연장되는 컨택로드(124b)를 포함할 수 있다. 베이스판(124a)은 용수철부재(123)의 외경보다 큰 폭을 가질 수 있으며, 일면이 열가소성부재(121)에 접촉될 수 있고, 타면이 용수철부재(123)에 접촉될 수 있다. 이를 통해 열가소성부재(121)가 용융되지 않은 경우에는 이동체(124)의 이동이 제한될 수 있고, 열가소성부재(121)가 용융된 경우에는 용수철부재(123)의 탄성력이 베이스판(124a)에 잘 전달되어 이동체(124)가 잘 이동할 수 있다.

컨택로드(124b)는 용수철부재(123)의 내경보다 작은 폭을 가질 수 있고, 베이스판(124a)으로부터 제2 단자캡(150)을 향하여 연장될 수 있다. 컨택로드(124b)는 용수철부재(123)의 내경보다 작은 폭을 가져 용수철부재(123)의 내부에 삽입(또는 수용)될 수 있고, 베이스판(124a)으로부터 제2 단자캡(150)을 향하여 연장되어 제2 단자캡(150)에 전기적으로 접속될 수 있다. 이때, 컨택로드(124b)는 제2 단자캡(150)의 베이스면에 직접 접촉될 수도 있고, 제2 단자캡(150)의 돌출단자(151) 또는 단자 스프링(152) 중 적어도 어느 하나에 접촉될 수도 있다. 그리고 열가소성부재(121)가 용융된 경우에는 용수철부재(123)의 신장에 의한 베이스판(124a)의 이동에 따라 용수철부재(123)의 내부에서 이동할 수 있다.

컨택로드(124b)의 단부는 절연부싱(122)의 중공부보다 작은 직경을 가질 수 있으며, 절연부싱(122)의 중공부에 위치하여 제2 단자캡(150)과 전기적으로 접속될 수 있고, 열가소성부재(121)의 용융에 의해 절연부싱(122)의 중공부에서 이탈하여 제2 단자캡(150)과 전기적으로 분리될 수 있다. 컨택로드(124b)의 단부는 절연부싱(122)의 중공부보다 작은 직경을 가져 절연부싱(122)의 중공부에 위치(또는 삽입)할 수 있으며, 제2 단자캡(150)의 베이스면에 직접 접촉되거나 제2 단자캡(150)의 돌출단자(151) 또는 단자 스프링(152) 중 적어도 어느 하나에 접촉되어 제2 단자캡(150)과 전기적으로 접속될 수 있다. 열가소성부재(121)가 용융되기 전에는 이렇게 컨택로드(124b)의 단부가 제2 단자캡(150)과 전기적으로 접속될 수 있고, 열가소성부재(121)가 용융되면, 용수철부재(123)의 신장에 의해 컨택로드(124b)가 이동하여 컨택로드(124b)의 단부가 절연부싱(122)의 중공부에서 이탈됨으로써, 제2 단자캡(150)의 베이스면, 돌출단자(151) 및/또는 단자 스프링(152)와의 접촉이 제거되어(또는 끊어져) 컨택로드(124b)의 단부가 제2 단자캡(150)과 전기적으로 분리될 수 있다.

또한, 제2 단자캡(150)은 절연부싱(122)의 중공부에 제공되는 돌출단자(151) 및 단자 스프링(152) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 돌출단자(151) 및/또는 단자 스프링(152)은 제2 단자캡(150)의 베이스면으로부터 상기 제1 방향으로 온도퓨즈(120)를 향하여 연장되어 절연부싱(122)의 중공부에 제공될 수 있다. 여기서, 돌출단자(151)는 컨택로드(124b)와 접촉되는 안정적인(또는 넓은) 접촉면을 제공할 수 있고, 단자 스프링(152)은 탄성력을 제공하여 컨택로드(124b)와의 사이에 긴밀한 접촉을 유지하도록 할 수 있다. 이때, 제2 단자캡(150)은 돌출단자(151) 및 단자 스프링(152) 중 어느 하나만 구비할 수도 있고, 돌출단자(151)와 단자 스프링(152) 모두 구비할 수도 있다.

돌출단자(151) 및 단자 스프링(152) 중 적어도 어느 하나는 컨택로드(124b)와 전기적으로 접속될 수 있고, 열가소성부재(121)의 용융에 의한 컨택로드(124b)의 이동에 의해 컨택로드(124b)와 전기적으로 분리될 수 있다. 돌출단자(151) 및/또는 단자 스프링(152)은 절연부싱(122)의 중공부에 제공되어 컨택로드(124b)의 단부에 접촉될 수 있으며, 컨택로드(124b)와 전기적으로 접속될 수 있다. 열가소성부재(121)가 용융되기 전에는 이렇게 돌출단자(151) 및/또는 단자 스프링(152)이 컨택로드(124b)와 전기적으로 접속될 수 있고, 열가소성부재(121)가 용융되면, 용수철부재(123)의 신장에 의해 컨택로드(124b)가 이동하여 컨택로드(124b)의 단부가 돌출단자(151) 및/또는 단자 스프링(152)로부터 이격됨으로써, 돌출단자(151) 및/또는 단자 스프링(152)이 컨택로드(124b)와 전기적으로 분리될 수 있다.

한편, 이동체(124)는 열가소성부재(121)와 접촉되는 면의 중앙부에 관통홀 또는 오목홈을 가질 수 있다. 이러한 경우, 열가소성부재(121)가 용융되었을 때에 상기 관통홀 또는 상기 오목홈이 열가소성부재(121)의 용융물이 충진될 수 있는 공간을 제공할 수 있으며, 이에 따라 용융된 열가소성부재(121)의 용융물이 삽입부(132)의 내면을 타고 흘러내리는 것을 억제 또는 방지할 수 있고, 삽입부(132)의 내면을 타고 흘러내린 열가소성부재(121)의 용융물에 의해 제2 단자캡(150)과 전기적으로 다시 접속되는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부도체 물질의 열가소성부재를 이용하는 저항 복합체를 설명하기 위한 개념도로, 도 3(a)는 온도퓨즈의 정상적인 상태를 나타내고, 도 3(b)는 온도퓨즈의 전기적 연결이 끊어진 상태를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 열가소성부재(121)는 부도체 물질로 이루어질 수 있으며, 용수철부재(123)의 적어도 일부는 다른 부분보다 큰 외경을 가질 수 있고, 삽입부(132)의 내면에 접촉될 수 있다. 열가소성부재(121)는 부도체 물질로 이루어질 수 있고, 상기 부도체 물질은 고분자, 플라스틱 계열 등의 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 여기서, 열가소성 수지는 결정성을 가질 수 있고, 폴리머 블렌드, 폴리머로이, 스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 불소계 수지 중에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 둘 이상의 중합, 공중합이나 중축합을 포함할 수 있으며, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량 폴리에틸렌(초고분자량 PE)이나 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 등의 폴리에틸렌(PE) 외에 폴리아세탈(POM), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH), 폴리메틸펜텐(PMP), 폴리 불화 비닐리덴(P VdF), 3불화 염화 에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 4불화 에틸렌(PTFE), 4불화 에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE), 4불화 에틸렌-6불화 프로필렌 공중합체(FEP), 파플루오로알콕시알칸(PFA), 4불화 에틸렌에-헥사플루오로프로필렌-비닐리덴플루오라이드 공중합체, 4불화 에틸렌-헥사플루오로프로필렌-에틸렌 공중합체(EFEP) 등의 함불소 수지(FR), 나아가서는 폴리스텔계(폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나푸탈레이트(PEN)), 폴리페닐렌술파이드(PPS), 폴리아미드(PA)로서의 PA6, PA6-6, PA12, PA11, PA9T, PA6T, PA46, PA6-10, 폴리아미드MXD6 등의 직쇄지방족 폴리아미드, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정 폴리머(LCP), 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT), 에틸렌-메틸아크릴레이트 2원 공중합체(EMA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 2원 공중합체(EEA), 에틸렌-부틸아크릴레이트 2원 공중합체(EBA), 에틸렌-아크릴산 에스테르-산 무수기 함유 모노머 3원 공중합체 등일 수 있다.

열가소성부재(121)가 전도성의 금속으로 이루어진 경우에는 전도성의 금속이 용융되는 온도가 약 180 ℃ 이상으로 높아 약 180 ℃ 미만의 온도에서는 온도퓨즈(120)의 기능을 수행할 수 없기 때문에 용융되는 온도가 180 ℃(예를 들어, 100 ℃)보다 낮은 부도체 물질로 이루어진 열가소성부재(121)를 사용할 수 있다. 이에 따라 약 180 ℃ 미만의 온도에서도 온도퓨즈(120)의 기능을 수행할 수 있다.

용수철부재(123)의 적어도 일부는 다른 부분보다 큰 외경을 가질 수 있고, 삽입부(132)의 내면에 접촉될 수 있다. 열가소성부재(121)가 부도체 물질로 이루어진 경우에는 열가소성부재(121)를 통해 전기(또는 전류)가 흐를 수 없기 때문에 전기전도성을 갖는 용수철부재(123)의 적어도 일부가 다른 부분보다 큰 외경을 가져 삽입부(132)의 내면에 접촉될 수 있고, 인서트부재(130)의 삽입부(132)에서 용수철부재(123)를 통해 제2 단자캡(150)으로(또는 상기 제2 단자캡 방향으로) 전기가 흐를 수 있다. 용수철부재(123) 전체의 외경을 모두 키워 삽입부(132)의 내면에 접촉되도록 하면, 용수철부재(123)가 삽입부(132)의 내부 공간에 꽉 끼워 신축할 수 없게 되고, 열가소성부재(121)의 용융 시에 삽입부(132)로부터 전기적으로 분리되지 않게 된다. 하지만, 용수철부재(123)의 일부만 다른 부분보다 큰 외경을 갖는 경우에는 용수철부재(123)가 신장하면서 큰 외경을 갖는 용수철부재(123)의 일부의 외경이 줄어들어 열가소성부재(121)의 용융 시에 삽입부(132)로부터 전기적으로 분리될 수 있다. 이때, 용수철부재(123)의 중앙부만 큰 외경을 가져 용수철부재(123)의 중앙부를 볼록하게 하면, 용수철부재(123)를 삽입부(132)에 삽입하기가 용이해질 수 있고, 이에 따라 자동 조립성을 확보할 수 있으면서도 접촉 신뢰성도 확보할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인서트부재 및 제2 단자캡과 전기적으로 접속된 열가소성부재를 이용하는 저항 복합체를 설명하기 위한 개념도로, 도 4(a)는 저항 복합체의 분해사시도이며, 도 4(b)는 온도퓨즈의 정상적인 상태를 나타내고, 도 4(c)는 온도퓨즈의 전기적 연결이 끊어진 상태를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 열가소성부재(121)는 전기전도성을 가질 수 있으며, 절연부싱(122)의 중공부를 통해 인서트부재(130)로부터 상기 제1 방향으로 연장되어 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)을 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되어 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)을 전기적으로 분리시킬 수 있다. 열가소성부재(121)는 전기전도성을 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)을 직접 전기적으로 연결할 수 있으며, 절연부싱(122)의 중공부를 통해 인서트부재(130)로부터 상기 제1 방향으로 연장될 수 있고, 제2 단자캡(150)에 접속될 수 있다. 이때, 열가소성부재(121)는 직접 인서트부재(130) 및/또는 제2 단자캡(150)에 접촉할 수도 있고, 열가소성부재(121)가 인서트부재(130) 및/또는 제2 단자캡(150)에 긴밀하게 접촉(또는 접속)될 수 있도록 보조 스프링(미도시)에 의해 접속될 수도 있다.

열가소성부재(121)가 용융되기 전에는 이렇게 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)이 전기적으로 연결될 수 있고, 열가소성부재(121)가 상기 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되면, 열가소성부재(121)가 끊어져(또는 단락되어) 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)이 전기적으로 분리될 수 있다.

온도퓨즈(120)는 절연부싱(122)의 중공부의 내면, 인서트부재(130)의 내면 및 열가소성부재(121)의 표면이 형성하는 열가소성부재(121)의 용융물의 충진공간(126)을 더 포함할 수 있다. 열가소성부재(121)의 용융물의 충진공간(126)은 절연부싱(122)의 중공부의 내면, 인서트부재(130)의 삽입부(132)의 내면 및 열가소성부재(121)의 표면에 의해 형성될 수 있고, 열가소성부재(121)가 용융된 열가소성부재(121)의 용융물이 충진될 수 있다.

예를 들어, 절연부싱(122)의 중공부와 인서트부재(130)의 삽입부(132)의 내부 공간 중 적어도 어느 하나의 적어도 일부는 열가소성부재(121)의 적어도 일부보다 큰(또는 넓은) 폭을 가질 수 있다. 즉, 절연부싱(122)의 중공부 및 인서트부재(130)의 삽입부(132) 중 적어도 어느 하나의 내면(또는 적어도 일부의 내면)은 열가소성부재(121)의 표면과 이격될 수 있다. 이때, 절연부싱(122)의 중공부 및 인서트부재(130)의 삽입부(132) 중 적어도 어느 하나의 내면에 단차(또는 요철 모양)를 주어 절연부싱(122)의 중공부와 인서트부재(130)의 삽입부(132) 중 적어도 어느 하나의 내면을 열가소성부재(121)의 표면과 이격시킬 수 있다.

열가소성부재(121)의 용융물의 충진공간(126)이 없게 되면, 열가소성부재(121)가 용융되더라도 열가소성부재(121)가 그 자리를 채우고 있어 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)이 전기적으로 분리되지 않을 수 있다. 이에 열가소성부재(121)의 용융물의 충진공간(126)을 제공하여 열가소성부재(121)의 용융물이 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)을 연결하고 있던 위치에서 벗어나도록 하여 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)을 전기적으로 분리(또는 단락)시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 절연 몸체와 전기전도성 코팅층으로 이루어진 열가소성부재를 설명하기 위한 개념도로, 도 5(a)는 온도퓨즈의 정상적인 상태의 단면도이고, 도 5(b)는 절연 몸체에 코팅되는 전기전도성 코팅층을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 열가소성부재(121)는 절연물질로 이루어진 몸체(121a); 및 몸체(121a)에 전기전도성 물질이 코팅된 코팅층(121b)을 포함할 수 있다. 몸체(121a)는 절연물질(예를 들어, 세라믹)로 이루어질 수 있고, 전기전도성 물질이 코팅될 수 있는 코팅면을 제공할 수 있다.

코팅층(121b)은 전기전도성 물질(예를 들어, 주석)로 이루어질 수 있고, 몸체(121a)에 코팅될 수 있다. 이를 통해 인서트부재(130)에서 제2 단자캡(150)으로 전기가 흐르도록 할 수 있다. 예를 들어, 코팅층(121b)은 주석으로 도금될 수 있으며, 무전해 도금 등을 통해 코팅될 수 있다.

여기서, 코팅층(121b)은 열가소성 물질로 이루어져 상기 소정의 온도에서 용융되어 한쪽으로 뭉치게 될 수 있고, 상기 소정의 온도 이상에서 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)을 전기적으로 분리시킬 수 있다.

그리고 코팅층(121b)은 패턴화될 수 있으며, 적어도 부분적으로 라인 형상을 갖도록 패턴화될 수 있다. 예를 들어, 코팅층(121b)의 두 면이 하나 이상의 라인으로 연결되도록 할 수도 있고, 나선형으로 연속적인 라인을 형성하도록 코팅층(121b)을 구성할 수도 있다. 이때, 스크라이빙 등을 통해 패턴홈(121c)을 형성하여 코팅층(121b)을 패턴화할 수 있으며, 시멘트 저항(1000)의 과열에 의해 코팅층(121b)이 잘 단락될(또는 끊어질) 수 있도록 할 수 있다.

코팅층(121b)이 몸체(121a)를 전체적으로 코팅하고 있으면, 통전 면적이 넓어 코팅층(121b)이 용융으로 서로 분리되지(또는 끊어지지) 않을 수 있으며, 상기 소정의 온도 이상에서 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)을 전기적으로 분리시킬 수 없게 되고, 온도퓨즈(120)의 역할을 수행할 수 없게 될 수 있다. 하지만, 라인 형상으로 전기통로를 좁게 하면, 시멘트 저항(1000)의 과열 시에 단락이 용이해질 수 있고, 좁은 전기통로로 인해 저항이 높아져 전계집중이 되므로, 온도 상승이 효과적으로 일어나 라인 형상 부분의 용융이 잘 일어날 수 있기 때문에 상기 소정의 온도에서 단락될 수 있는 신뢰성이 향상될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인서트부재를 통한 권선저항과 온도퓨즈의 일자형 연결을 설명하기 위한 개념도로, 도 6(a)는 저항 복합체의 분해사시도이며, 도 6(b)는 단일 몸체의 열가소성부재를 나타내고, 도 6(c)는 절연 몸체에 전기전도성 물질이 코팅된 열가소성부재를 나타내며, 도 6(d)는 금속캡의 적용을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 권선로드(111)는 양단이 모두 오픈되지 않은 원기둥 형상으로 형성될 수 있고, 인서트부재(130)를 통해 권선저항(110)과 온도퓨즈(120)가 일자형으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 저항 복합체(100)의 구조가 단순해질 수 있고, 저항 복합체(100)의 길이를 줄일 수도 있다.

그리고 저항 복합체(100)는 열가소성부재(121)의 양단에 제공되어, 상기 소정의 온도에서 용융되는 열가소성부재(121)의 용융공간을 제공하는 금속캡(125)을 더 포함할 수 있다. 금속캡(125)은 열가소성부재(121)의 양단에 제공될 수 있고, 상기 소정의 온도에서 용융되는 열가소성부재(121)의 용융공간(즉, 상기 열가소성부재의 용융물의 충진공간)을 제공할 수 있다. 이에 따라 열가소성부재(121)가 용융되면서 열가소성부재(121)가 제공된 공간의 내벽을 따라 흘러 내려 열가소성부재(121)의 용융물에 의해 인서트부재(130)와 제2 단자캡(150)가 전기적으로 다시 연결되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 몸체(121a)에 코팅층(121b)이 코팅된 경우에는 코팅층(121b)의 용융물이 몸체(121a)를 따라 흘러 내려 전기통로를 형성할 수 있으므로, 금속캡(125)을 통해 이를 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 시멘트 저항(1000)은 일반적인 저항기, 콘덴서, 다이오드 등과 같이 양쪽 단자가 대칭인 일자형으로 구현하여 조립이 간단할 수 있고, 조립의 자동화가 가능할 수 있으며, 리드 단자 밴딩 등의 공정이 필요없어 부품소형화가 가능한 특징이 있다. 또한, 본 발명의 시멘트 저항(1000)은 일자형 구조로 (+) 단자와 (-) 단자가 멀리 떨어져 있어 종래의 퓨즈보다 퓨즈의 고내전압 특성을 확보할 수 있는 장점도 있다.

이처럼, 본 발명에서는 전기전도성의 인서트부재를 통해 권선저항과 온도퓨즈가 전기적으로 연결될 수 있고, 과전류, 서지 등에 의한 시멘트 저항의 과열이 발생하여 소정의 온도가 되면 소정의 온도에서 용융되는 열가소성부재에 의해 온도퓨즈가 단선되어 자동으로 회로를 오픈시킴으로써, 시멘트 저항을 포함하는 전자기기의 타부품들을 과열로부터 보호하여 제품불량 발생을 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 인서트부재를 통해 권선저항과 온도퓨즈를 일체화하여 종래에 단순히 전선을 통해 권선저항과 온도퓨즈를 직렬 연결하는 와이어 방식보다 시멘트 저항의 부피를 줄일 수 있다. 그리고 제1 단자캡과 인서트부재의 사이에 절연물질을 제공하여 제1 단자캡을 통해 유입되는 서지 등이 권선저항의 와이어를 통하지 않고 제1 단자캡에서 바로 인서트부재로 점프하여 통과되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 서지가 인서트부재로 바로 통과하여 전자기기의 시멘트 저항 후단의 부품으로 인가됨으로 인해 부품이 파괴되는 것을 방지할 수 있고, 전자기기의 타부품들을 서지로부터 보호할 수 있다. 또한, 열가소성부재가 접촉되는 삽입부의 제1 방향 일단부에 개구부를 구비하여 소정의 온도에서 용융되는 열가소성부재가 삽입부의 외부로 빠져 나올 수 있도록 할 수 있으며, 이에 따라 용융된 열가소성부재가 삽입부의 내면을 타고 흘러 제2 단자캡과 전기적으로 다시 접속되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 저항 복합체를 제1 단자캡과 제2 단자캡이 대칭인 일자형으로 구현하여 조립 및 제작이 간단(또는 간편)하고, 조립의 자동화가 가능하며, 자동조립에 의한 제조가 가능하여 수작업에서 올 수 있는 제품불량을 원천 배제할 수 있고, 시멘트 저항의 신뢰성이 향상될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 저항 복합체 110 : 권선저항
111 : 권선로드 112 : 와이어
120 : 온도퓨즈 121 : 열가소성부재
121a: 몸체 121b: 코팅층
121c: 패턴홈 122 : 절연부싱
123 : 용수철부재 124 : 이동체
124a: 베이스판 124b: 컨택로드
125 : 금속캡 130 : 인서트부재
131 : 결합 단부 132 : 삽입부
132a: 개구부 140 : 제1 단자캡
150 : 제2 단자캡 151 : 돌출단자
152 : 단자 스프링 200 : 몰딩부
210 : 케이스 1000 : 시멘트 저항

Claims (15)

1. 제1 방향으로 연장되는 권선로드와 상기 권선로드의 외주면에 권선되는 와이어를 구비하는 권선저항, 소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되는 열가소성부재를 구비하는 온도퓨즈, 및 상기 권선저항과 상기 온도퓨즈의 사이에 개재되어, 상기 권선저항과 상기 온도퓨즈를 연결하는 전기전도성의 인서트부재를 포함하는 저항 복합체; 및
   시멘트계 무기질 소재로 이루어지며, 상기 저항 복합체를 몰딩하는 몰딩부;를 포함하고,
   상기 권선로드는 단부가 오픈되어 내부에 수용 공간을 가지며,
   상기 인서트부재는 상기 권선로드의 수용 공간에 삽입되는 삽입부를 포함하고,
   상기 삽입부는 내부 공간을 가지며,
   상기 열가소성부재는 상기 삽입부의 내부 공간의 상기 제1 방향 일단부에 제공되고,
   상기 온도퓨즈는,
   일단이 상기 인서트부재의 상기 제1 방향 타단부에 연결되는 중공의 절연부싱;
   일단부가 상기 절연부싱에 지지되는 용수철부재; 및
   압축된 상기 용수철부재의 탄성력으로 상기 열가소성부재에 접촉되는 이동체를 더 포함하고,
   상기 이동체는,
   상기 용수철부재의 외경보다 큰 폭을 가지며, 상기 열가소성부재에 접촉되는 베이스판; 및
   상기 용수철부재의 내경보다 작은 폭을 가지며, 상기 베이스판으로부터 연장되어 용수철부재의 내부에 수용되는 컨택로드를 포함하고,
   상기 용수철부재는 상기 열가소성부재의 용융에 의해 신장되어 상기 이동체를 상기 삽입부의 내부 공간에서 상기 열가소성부재가 위치된 방향으로 이동시키며,
   상기 삽입부의 상기 제1 방향 일단부에 개구부를 갖거나, 상기 이동체의 상기 열가소성부재와 접촉되는 면에 오목홈을 갖는 시멘트 저항.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 저항 복합체는,
   상기 권선로드의 상기 제1 방향 일단부에 제공되어, 상기 와이어의 일단과 전기적으로 연결되는 제1 단자캡; 및
   상기 온도퓨즈와 전기적으로 연결되는 제2 단자캡을 더 포함하고,
   상기 인서트부재는 상기 권선로드의 상기 제1 방향 타단부에 연결되며, 상기 와이어의 타단과 전기적으로 연결되고,
   상기 권선로드는 상기 제1 방향 타단부가 오픈되는 시멘트 저항.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 인서트부재는,
   상기 권선로드의 상기 제1 방향 타단부에 지지되는 지지면과 상기 지지면의 둘레에 상기 지지면으로부터 외측으로 연장되는 측벽을 갖는 결합 단부를 포함하고,
   상기 절연부싱은 상기 결합 단부에 삽입 결합되는 시멘트 저항.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 삽입부는 상기 제1 방향으로 상기 제1 단자캡을 향하여 연장되고,
   상기 삽입부의 상기 제1 방향 길이는 상기 권선로드의 상기 제1 방향 길이보다 짧은 시멘트 저항.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 삽입부의 상기 제1 방향 일단부와 상기 제1 단자캡 사이에는 적어도 부분적으로 절연물질이 위치하는 시멘트 저항.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 이동체는 상기 열가소성부재의 용융에 따라 상기 제2 단자캡과 전기적으로 접속 또는 분리되는 시멘트 저항.
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 컨택로드의 단부는 상기 절연부싱의 중공부보다 작은 직경을 가지며, 상기 절연부싱의 중공부에 위치하여 상기 제2 단자캡과 전기적으로 접속되고, 상기 열가소성부재의 용융에 의해 상기 절연부싱의 중공부에서 이탈하여 상기 제2 단자캡과 전기적으로 분리되는 시멘트 저항.
10. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 단자캡은 상기 절연부싱의 중공부에 제공되는 돌출단자 및 단자 스프링 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 돌출단자 및 단자 스프링 중 적어도 어느 하나는 상기 컨택로드와 전기적으로 접속되고, 상기 열가소성부재의 용융에 의한 상기 컨택로드의 이동에 의해 상기 컨택로드와 전기적으로 분리되는 시멘트 저항.
11. 삭제
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 열가소성부재는 부도체 물질로 이루어지고,
    상기 용수철부재의 적어도 일부는 다른 부분보다 큰 외경을 가지며, 상기 삽입부의 내면에 접촉되는 시멘트 저항.
13. 제1 방향으로 연장되는 권선로드와 상기 권선로드의 외주면에 권선되는 와이어를 구비하는 권선저항,
    소정의 온도에서 적어도 부분적으로 용융되는 열가소성부재를 구비하는 온도퓨즈, 및
    상기 권선저항과 상기 온도퓨즈의 사이에 개재되어, 상기 권선저항과 상기 온도퓨즈를 연결하는 전기전도성의 인서트부재를 포함하는 저항 복합체; 및
    시멘트계 무기질 소재로 이루어지며, 상기 저항 복합체를 몰딩하는 몰딩부;를 포함하고,
    상기 저항 복합체는,
    상기 권선로드의 상기 제1 방향 일단부에 제공되는 제1 단자캡; 및
    상기 온도퓨즈와 전기적으로 연결되는 제2 단자캡을 더 포함하며,
    상기 온도퓨즈는,
    일단이 상기 권선로드의 상기 제1 방향 타단부에 연결된 상기 인서트부재에 연결되며, 타단이 상기 제2 단자캡에 연결되는 중공의 절연부싱을 더 포함하고,
    상기 열가소성부재는,
    절연물질로 이루어진 몸체; 및
    상기 몸체에 전기전도성 물질이 코팅된 코팅층을 포함하며,
    상기 절연부싱의 중공부를 통해 상기 인서트부재로부터 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 인서트부재와 상기 제2 단자캡을 전기적으로 연결하고,
    상기 코팅층은 상기 소정의 온도에서 용융되어 상기 인서트부재와 상기 제2 단자캡을 전기적으로 분리시키는 시멘트 저항.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 온도퓨즈는 상기 절연부싱의 중공부의 내면, 상기 인서트부재의 내면 및 상기 열가소성부재의 표면이 형성하는 상기 열가소성부재의 용융물의 충진공간을 더 포함하는 시멘트 저항.
15. 삭제

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