KR200193567Y1 - 온도스위치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기적인 발열의 우려가 많은 곳에 장착되어 일정온도 이상에서는 통전을 차단함으로써 온도 과승을 방지할 수 있도록 하는 온도스위치에 관한 것이다.

본 고안의 온도스위치는, 외부배선을 위한 제1 단자부를 구비하며 몸체의 상부면에 소정 높이로 지지돌기가 형성된 도전재의 제1 고정플레이트와, 몸체의 일단부가 통전가능한 결합수단에 의해 상기 제1 고정플레이트의 일단부와 결합되고, 상기 지지돌기가 관통되어 상부 돌출되도록 돌기관통공이 형성되며, 상기 돌기관통공의 양측에 상향 만곡진 판상의 바이메탈이 끼워지는 삽지홈이 구비되고, 몸체의 타단부로 가동접점을 구비하며, 가요성 및 탄성력을 갖도록 박형으로 성형된 도전재의 가동플레이트와, 외부배선을 위한 제2 단자부를 구비하며 상기 가동플레이트의 가동접점과 대면 접촉되는 위치로 고정접점을 갖는 도전재의 제2 고정플레이트와, 상기 제1 고정플레이트와 제 2 고정플레이트를 전기적으로 이격된 상태로 위치 고정시키는 사출 성형의 절연부로 구성된다.

이와같이 구성되는 본 고안은 지지돌기의 높이에 대한 공차 관리가 양호하여 불량률이 줄고 동작 신뢰성이 향상되며, 제조시의 조립 공정이 간단해져 생산성을 향상시킬 수 있는 한편, 외부 배선 연결되는 단자부의 견고성이 향상된다.

Description

온도스위치{thermal protector switch}

본 고안은 온도 과승 방지용 온도스위치에 관한 것으로, 특히 전기적인 발열의 우려가 많은 곳에 장착되어 일정온도 이상에서는 통전을 차단함으로써 온도 과승을 방지할 수 있도록 하는 온도스위치에 관한 것이다.

통상적으로, 온도스위치는 모터, 형광등안정기, 밧데리 충전기, 트랜스포머, 솔레노이드 등 전기적 발열이 있는 전기장치에 설치되어, 일정온도 이상으로 발열되는 경우에 통전을 자동 차단하는 부품으로서, 전기장치의 소손 및 화재 방지를 위해서는 필수적으로 구비되어야 하는 것이다.

종래의 온도스위치는 도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 가동접점(22)을 갖고 있는 가동플레이트(2)와, 고정접점(42)을 갖고 있는 고정플레이트(4)가 PBT 재료를 사출 형성한 절연부(6)를 사이에 개재한 상태로 고정되어, 도시안된 케이스 내에 삽입되는 구조이다.

상기 가동플레이트(2)에는 절연부(6)의 상부면에 소정 높이로 형성된 지지돌기(62)가 상부로 관통되어 돌출되도록 돌기관통공(24)이 형성되어 있으며, 상기 돌기관통공(24)의 상부 양측에는 판상의 바이메탈(8)의 양단부가 끼움 고정되는 삽지홈(24)이 형성되어 있다. 상기 바이메탈(8)은 상온에서 상향의 일정 곡률을 갖고 있으나 바이메탈(8)의 몸체를 이루는 두 겹의 구성 재료의 온도 특성에 의해 상정된 일정 이상의 온도에서만 하향으로 만곡지게 형체 변형이 이루어지게 된다.

따라서, 바이메탈(8)은 하향으로 변형된 만곡면이 절연부(6)의 지지돌기(62)에 지지되면서 바이메탈(8)의 양단부가 상승하여 가동플레이트(2)를 상부로 들어올려 평상시 고정플레이트(4)의 고정접점(42)에 단락되어 있던 가동접점(22)을 이격시킴으로써 과열시의 통전을 차단하게 되는 것이다.

이와 같이 구성 및 작동되는 종래의 온도스위치는 다음과 같은 단점을 갖고 있다.

바이메탈(8)이 하향 곡률로 만곡지게 변형되었을 때 이 만곡면을 지지하는 지지돌기(62)의 높이는 상당히 정밀한 치수로 세팅되어야 통전 차단의 온도가 일정하게 된다. 그러나, 내열성이 우수한 PBT 재료가 주로 사용되는 절연부(6)는 고정플레이트(4)의 상부에 사출의 방법으로 형성되는 것인 바, 바이메탈(8)의 하향 곡률 변형시에 바이메탈(8)의 하향 곡률면과 지지되어지는 지지돌기(62)의 높이를 매 제품마다 일관성 있게 형성하기 어렵다.

더욱이, 제조공정에 있어서도, 절연부(6)의 1차 사출 성형을 통해 고정플레이트(4)를 절연부(6)와 고정시킨 상태에서 그 상부에 절연부(6)의 상단부(6A)를 성형하는 2차 사출 성형에 의해 가동플레이트(2)를 다시 고정시켜야 하는 공정상의 복잡한 문제점이 있다.

또한, 가동플레이트(6)와 고정플레이트(4)의 일단부가 외부 배선 연결을 위한 단자부(26,46)로 사용되고 있는데, 가동플레이트(6)는 탄력적인 가요성을 위해 베륨동과 같은 동합금을 박형으로 형성하기 때문에 견고성이 우수하지 못하여 다수회의 납땜 작업 등을 통해 손상되는 경우가 많다.

본 고안은 상술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안이 지향하고자 하는 목적은, 첫째로 바이메탈을 지지하는 지지돌기의 높이에 대한 공차 관리를 일관성 있고 정밀하게 할 수 있어 동작 신뢰성이 우수하고, 둘째로 제조시의 조립이 간단하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 셋째로 외부 배선 연결 부분의 구조를 견고하게 형성할 수 있는 새로운 구조의 온도스위치를 제공하려는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은,

외부배선을 위한 제1 단자부를 구비하며 몸체의 상부면에 소정 높이로 지지돌기가 형성된 도전재의 제1 고정플레이트와;

몸체의 일단부가 통전가능한 결합수단에 의해 상기 제1 고정플레이트의 일단부와 결합되고, 상기 지지돌기가 관통되어 상부 돌출되도록 돌기관통공이 형성되며, 상기 돌기관통공의 양측에 상향 만곡진 판상의 바이메탈이 끼워지는 삽지홈이 구비되고, 몸체의 타단부로 가동접점을 구비하며, 가요성 및 탄성력을 갖도록 박형으로 성형된 도전재의 가동플레이트와;

외부배선을 위한 제2 단자부를 구비하며 상기 가동플레이트의 가동접점과 대면 접촉되는 위치로 고정접점을 갖는 도전재의 제2 고정플레이트와;

상기 제1 고정플레이트와 제 2 고정플레이트를 전기적으로 이격된 상태로 위치 고정시키는 사출 성형의 절연부로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도스위치가 제공된다.

도 1은 종래의 온도스위치를 나타낸 사시도.

도 2는 종래의 온도스위치를 나타낸 단면도

도 3은 본 고안의 실시예에 의한 온도스위치를 나타낸 분해 사시도,

도 4는 본 고안인 온도스위치의 조립된 상태를 나타낸 사시도,

도 5a 및 도 5b는 본 고안인 온도스위치를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12 - 제1 고정플레이트 14 - 제2 고정플레이트

16 - 가동플레이트 18 - 바이메탈

20 - 절연부 22 - 케이싱

122 - 제1 단자부 124 - 지지돌기

126 - 결합돌기 142 - 제2 단자부

144 - 고정접점 162 - 가동접점

164 - 돌기관통공 166 - 삽지홈

168 - 결합공

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 실시예에 의한 온도스위치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 고안인 온도스위치의 조립된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 고안인 온도스위치를 나타낸 단면도이다.

이들 도면에 도시된 특징에 의하면, 외부배선을 위한 제1 단자부(122)를 갖는 제1 고정플레이트(12)와 외부배선을 위한 제2 단자부(142)를 갖는 제2 고정플레이트(14)가 절연부(20)의 사출 성형에 의해 전기적으로 이격된 상태로 위치 고정되게 하고, 상기 제1 고정플레이트(12)에는 판상의 바이메탈(8)에 의해 변위되는 가동플레이트(16)가 전기적으로 통전되게 결합되어 가동플레이트(16)의 변위에 따라 상기 제1 고정플레이트(12)와 상기 제2 고정플레이트(14)가 전기적으로 연결 또는 차단되게 한 구조이다.

상기 제1 고정플레이트(12)는 황동재이며 몸체의 상부면 대략 중앙에 소정 높이의 지지돌기(124)가 형성되어 있다.

상기 가동플레이트(16)의 일단부에는 두 개의 결합공(168)이 형성되어 있어 상기 제1 고정플레이트(12)의 일단부에 형성된 두 개의 결합돌기(126)를 각각 결합공(168)에 끼워 리벳결합함으로써 가동플레이트(16)를 제1 고정플레이트(12)에 통전 가능하게 결합되게 한다.

또, 상기 가동플레이트(16)는 상기 제1 고정플레이트(12)에 형성된 지지돌 기(124)가 관통되어 상부 돌출되도록 돌기관통공(164)이 형성되고, 상기 돌기관통공(164)의 양측에는 컷팅 및 절곡되어 서로 마주보는 삽지홈(166)이 형성되어 이 삽지홈(166)에 만곡진 바이메탈(18)을 끼워 고정시킬 수 있도록 한다.

상기 바이메탈(18)은 상온에서 도 5a의 도시와 같이 상향으로 만곡진 일정 곡률을 갖게 한 것이나, 일정 온도 이상에서는 도 5b 의 도시와 같이 하향으로 만곡되는 형태 변형이 이루어져 하향의 만곡면이 제1 고정플레이트(12)의 지지돌기(124)에 지지되면서 가동플레이트(16)의 가동접점(162) 측을 상승시키도록 구성된다.

상기 가동플레이트(16)는 제1 고정플레이트(12)와의 리벳결합 위치 반대측에 가동접점(162)이 부착되어 있고, 상기 제2 고정플레이트(14)에는 상기 가동접점(162)에 대응하는 위치로 고정접점(144)이 형성된 구조이다.

상기 가동플레이트(16)는 Cu를 주성분으로 Ni, Si, Mg를 함유한 동합금을 사용하거나 Be를 함유한 동합금을 사용할 수 있으며, 그 두께는 고정플레이트(12,14)에 비해 박형으로 성형되어 가요성 및 탄력성이 부여된 것이다.

상기 제1 고정플레이트(12)와 제2 고정플레이트(14)는 황동재이며, 비가요성이 되도록 가동플레이트(16)보다 두껍게 형성된다.

상기 바이메탈(18)은 60∼150℃에서 상기 가동접점(162)을 상기 고정접점(144)으로부터 이격시키는 곡률로 포밍된다.

상기 절연부(20)는 열변형 온도가 210℃ 이상의 열가소성 수지인 PBT 재료를 사출로 성형한 것이다.

상기 가동접점(162) 및 고정접점(144)은 Ag-Cd 합금이 사용된다.

상술한 구성의 온도스위치는 열변형 온도가 240℃ 이상인 나이론 계통 합성수지재의 케이싱(22)에 내입한 후 케이싱 입구를 에폭시 수지로 실링하여 완제함이 적당하다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 온도스위치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

상온에서, 본 고안의 온도스위치는, 바이메탈(18)이 상향의 곡률로 만곡지게 되므로 가동플레이트(16)의 가동접점(162)과 제2 고정플레이트(14)의 고정접점이 단락된 상태이다. 이에 따라 제1 고정플레이트(12)의 제1 단자부(122)와 제2 고정플레이트(14)의 제2 단자부(142)는 서로 전기적으로 연결되는 상태가 된다.

예컨대, 제1 단자부(122)를 통해 제2 단자부(142)로 통전되어 제2 단자부에 연결된 전기장치로 전원을 공급하게 된다.

이러한 전원공급 중에 전기장치의 발열정도가 심하여 본 고안의 온도스위치로 전도된 온도가 바이메탈(18)의 세팅 온도 이상으로 과승하게 되면, 바이메탈(18)은 상향의 곡률에서 하향의 곡률로 변형되는 상태가 되고, 이에 따라 바이메탈(18)의 하향의 곡률면은 지지돌기(124)에 지지되면서 바이메탈(18)의 양단부가 상승하게 되며, 이에 따라 바이메탈(18)을 삽지홈(166)에 끼우고 있는 가동플레이트(16)는 가동접점(162) 측이 상승하여 가동접점(162)을 고정접점(144)으로부터 이격시키게 되고, 이로 인해 제1 고정플레이트(12)의 제1 단자부(122)와 제2 고정플레이트(14)의 제2 단자부(142)는 상호간의 통전이 차단되는 것이다.

이와 같이 통전이 차단되면, 온도스위치를 통해 전원을 공급받던 전기장치는 전원공급의 차단으로 인하여 발열상태가 자연 냉각되면서 바이메탈(18)은 다시 상향의 곡률로 형태 변형되고, 이에 따라 상술의 설명과 같이 가동접점(162)과 고정접점(144)은 다시 접촉되어 제1 단자부(122)와 제2 단자부(142)를 전기적으로 단락시켜 통전되게 하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 종래의 온도스위치에 비해 다음과 같은 이점을 갖고 있다.

첫째, 바이메탈을 지지하는 지지돌기가 종래와 같은 PBT의 사출 성형이 아닌 프레스 성형에 의해 형성되는 것이므로 지지돌기의 높이에 대한 공차 관리를 정밀하고 일관성 있게 행할 수 있어 불량률을 줄일 수 있고 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 절연부의 사출 성형 공정이 종래의 2회에서 1회로 단축되므로 제조상의 조립 공정이 간단해져서 생산성을 향상시킬 수 있다.

셋째, 외부 배선 연결을 위한 두 개의 단자부를 모두 황동재로 두껍게 형성할 수 있어 단자부의 견고성이 향상된다.

Claims (4)

1. 외부배선을 위한 제1 단자부를 구비하며 몸체의 상부면에 소정 높이로 지지돌기가 형성된 도전재의 제1 고정플레이트와;

   몸체의 일단부가 통전가능한 결합수단에 의해 상기 제1 고정플레이트의 일단부와 결합되고, 상기 지지돌기가 관통되어 상부 돌출되도록 돌기관통공이 형성되며, 상기 돌기관통공의 양측에 상향 만곡진 판상의 바이메탈이 끼워지는 삽지홈이 구비되고, 몸체의 타단부로 가동접점을 구비하며, 가요성 및 탄성력을 갖도록 박형으로 성형된 도전재의 가동플레이트와;

   외부배선을 위한 제2 단자부를 구비하며 상기 가동플레이트의 가동접점과 대면 접촉되는 위치로 고정접점을 갖는 도전재의 제2 고정플레이트와;

   상기 제1 고정플레이트와 제 2 고정플레이트를 전기적으로 이격된 상태로 위치 고정시키는 사출 성형의 절연부로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도스위치가 제공된다.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 결합수단은 상기 제1 고정플레이트의 일단부에 형성된 결합돌기를 상기 가동플레이트의 일단부에 형성된 결합공에 끼워 리벳팅하는 리벳결합 구조인 것을 특징으로 하는 온도스위치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가동플레이트는 Cu를 주성분으로 Ni, Si, Mg를 함유한 가요성 동합금과 Be를 함유한 동합금 중의 하나이고, 상기 제1 고정플레이트와 제2 고정플레이트는 황동재로서 비가요성을 갖도록 상기 가동플레이트보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 온도스위치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 바이메탈은 60 내지 150℃의 온도에서 상기 가동접점을 상기 고정접점으로부터 이격시키는 곡률로 포밍되는 것을 특징으로 하는 온도스위치.