KR200214981Y1 - 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터에 관한 것이다.

본 고안은 PTC 소자를 전기적, 기계적으로 보호 하기 위하여 열전도 및 도전성이 우수한 금속으로 다이케스팅 성형하여 케이스을 형성하고 이 케이스 내에 상기 PTC 소자를 매입하여 이루어지는 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터를 제공하고자 방열핀(11)을 다수 형성하고 일측 중심부에 다수의 PTC 소자(1)를 내장하도록 케이스(10)를 형성하고, 상기 케이스를 복수로 마련하여 절연시트(3), 전원 연결판(5), 단부 폐쇄 및 절연용 실드(6)를 적층하고 PTC 소자의 일측 접점이 상기 전원 연결판에 접속되고 타측 접점은 케이스에 접속되도록 상기 복수의 상, 하 케이스내에 내장하며 이 케이스를 대향 조립하여 클립(8)으로써 체결 고정하여 이루어지는 것에 의한다.

Description

정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터{The thermistor heater}

본 고안은 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 퀴리 온도를 넘을 때 전기적인 저항치가 현저하게 증대되어 안정적인 발열을 이루는 정 특성 서미스터를 일정의 방열 하우징에 밀폐 결합한 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터에 관한 것이다.

일반적으로 알려져 있는 바와 같이 정 특성 서미스터(이하 PTC 라 약칭함 - POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT) 소자는 퀴리 온도 이상에서 급격하게 전기 저항이 상승하는 특성을 갖으며 이로 이하여 전압을 인가하면 주위 온도에 관계없이 정 특성 서미스터가 일정 온도가 되는 자기 온도 제어 기능이 있다.

이러한 기능을 이용하여 근자에는 발열체로써 적용 분야를 넓혀가고 있으며 이러한 정 특성 서미스터를 적정 수 집합시켜 발생되는 열을 방열 할 수 있도록 소정의 금속재 방열판에 접합하여 구성하는 기술이 안출된바 있다.

상기와 같이 정 특성 서미스터를 이용하여 이루어진 발열체로써의 히터를 살펴보면 도1에 도시된 바와 같다.

이는 대한민국 공개 실용신안 제 96-6131호에 안출된 '정의 온도 계수 서미스터 가열 어셈블리'로써 공지되어 있다.

상기 어셈블리는 양측에 전극면이 설치된 최소한 하나의 PTC서미스터 소자(100)와 물결 모양의 금속 피이스로 된 다수의 열 방사핀(110)을 포함하고 있으며, 인접 리지는 전기 절연성 접착제로 되어 있고 두께가 5~20μm인 접착층에 의해 PCT 서미스터 소자의 전극면에 고착되어 이루어진 것이다.

상기 종래 기술에 의하면 상, 하의 금속재 방열부재(200)와, 이 방열부재 사이에 서미스터 소자(100)를 접착 고정하여 이루어진다.

이러한 종래 기술은 PTC 소자가 외부로 노출되어 있어 외력에 의하여 파손될 염려가 매우 높고, 접착제에 의하여 상 하 방열부재 사이에 서미스터 소자가 고정되므로 소자 일부가 파손 등의 손상을 입게되면 어셈블리 자체를 폐기 하여야 하므로 부분적인 교환이나 수리가 불가능하다는 단점이 있다.

또한 종래 기술에 의하면 열 방사핀과 서미스터 소자의 전극면 접합을 내열 전도성 접착제로 이루므로 균일한 품질을 얻기가 매우 어렵고 생산 공정이 복잡하며 외부로 노출된 PTC 소자는 동작이 완료된 후에 주위와의 온도차에 의한 결로(結露) 현상으로 누전의 염려가 있다.

동시에 이러한 종래 기술은 열 방사핀이 전원 전극판 사이에 위치하므로 열 방사 효율이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 기술이 갖는 제반 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로써 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 고안은 PTC 소자를 전기적, 기계적으로 보호 하기 위하여 열전도 및 도전성이 우수한 금속으로 다이케스팅 성형하여 케이스을 형성하고 이 케이스 내에 상기 PTC 소자를 매입하여 이루어지는 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터를 제공하는 것이다.

본 고안은 PTC 소자와 전원 전극의 전기적인 접속을 위한 접착제 사용을 배제하고 PTC 소자를 매입한 상, 하부 케이싱을 압착 클립으로 가압 고정하여 조립 작업성이 향상되고 분해가 가능하도록 이루어진 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터를 제공하는 것이다.

본 고안은 상, 하부 케이싱 내의 넓은 면적으로 PTC 소자의 전극면이 접하도록 접촉 면적을 극대화하여 전기적으로 안정적인 통전이 이루어지고, 열 전도 면적 또한 증대되어 소자의 방열과 케이싱의 열 전도 효율을 극대화 할 수 있도록된 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 구현하기 위하여 본 고안은 방열핀을 다수 형성하고 일측 중심부에 다수의 PTC 소자를 내장하도록 케이스를 형성하고, 상기 케이스를 복수로 마련하여 절연시트, 전원 연결 부재, 단부 폐쇄 및 절연용 실드를 적층하고 PTC 소자의 일측 접점이 상기 전원 연결 부재에 접속되고 타측 접점은 케이스에 접속되도록 상기 복수의 상, 하 케이스내에 내장하며 이 케이스를 대향 조립하여 클립으로써 체결 고정하여 이루어지는 것에 의한다.

도1은 종래 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터를 도시한 분해 사시도.

도2는 본 고안에 따른 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터를 도시한 사시도.

도3은 본 고안의 분해 사시도.

도4는 본 고안의 길이 방향 종 단면 상태도.

도5는 본 고안의 너비 방향 종 단면 상태도.

도6는 본 고안의 실드를 도시한 사시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1: PTC 소자3: 절연 시트5: 전원연결편

6: 실드8: 클립10: 케이스

11: 방열핀13: 수장홈15: 융기부

16,51: 커넥터18,19: 요홈

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 기술 구성에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

본 고안은 일측 표면으로 다수의 방열핀(11)을 등간격으로 돌출하고, 타측 표면으로 PTC 소자(1)를 넣을 수 있도록된 수장홈(13)을 형성하며, 전기 및 열 전도가 우수한 금속재로 압출 성형하여 케이스(10)를 이룬다.

상기와 같은 케이스(10)를 대향의 1쌍으로 마련하여, 일측 하부 케이스의 수장홈(13)에는 절연 시트(3)를 깔고 케이스의 단부를 밀폐하며 전원 연결판(5)을 절연시키도록 마련된 실드(6)를 상기 케이스의 양단에 형성한다.

상기 절연 시트(6)의 상부로는 전원 연결판(5)을 탑재하고, 이 전원 연결판에 PTC 소자(1)의 일측 전극이 접촉되도록 다수 탑재하여, 타측 상부 케이스로 대향 조립하고, 대향된 케이스를 가압 고정하는 클립(8)을 상기 상, 하부 케이스(10) 간에 끼워 결합한다.

상기 설명한 케이스(10)는 장방형으로 이루어지며 수장홈(13)의 양측에는 길이 방향으로 긴 융기부(15)를 형성하고, 일측 융기부에는 돌기(17)를, 타측 융기부에는 상기 돌기에 대응하는 홈(17a)을 형성하며, 융기부의 양 단부에는 상기 실드(6) 삽입용 요홈(18)을 형성하되, 융기부의 외측면에는 클립(8) 삽입용 요홈(19)을 일체로 성형하여 이룬다.

한편, 상술한 일측의 케이스 단부에는 전원 연결 커넥터(16)를 일체로 형성하여 이루어진다.

상기 대향 조립된 1쌍의 케이스의 융기부(15) 외곽에는 실리콘 접착층(9)을 형성하여 이루고 이러한 접착층에 의하여 PTC 소자에 습기를 방지하며 누수 또한 방지하도록 이룬다.

상기 실드(6)는 절연재로 이루어지며 케이스의 개방된 양측단 요홈(18)에 결합되도록 결합돌기(61)와 실드의 중심부를 관통하는 커넥터 홈(63)을 형성하여 이룬다.

상기와 같이 이루어진 본 고안의 결합 구조와 제 작용을 이하 좀더 상세하에 살펴보기로 한다.

PTC 소자(1)는 양측의 넓은 표면에 은 전극이 코팅되어 이루어지며 이러한 PTC 소자는 전원이 인가 될 때 발열하게 된다.

본 고안의 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터는 케이스(10)의 내측 수장홈(13) 표면에 상기 PTC 소자의 일측 전극면이 접속되고 상기 케이스와는 전기적으로 절연 상태를 유지하도록 절연 시트(3)를 깔고 이 절연 시트상에 금속재의 커넥터(51)가 형성된 박판의 전원 연결판(5)이 또 하나의 전극을 형성한다.

상기 전원 연결판(5)은 케이스와 전기적으로 분리하기 위하여 실드(6)에 마련된 커넥터 홈(63)을 통하여 외부로 커넥터(51)를 인출하도록 결합한다(도4 참조).

상기와 같은 본 고안의 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터는 양측의 커넥터(16,51)에 전원을 인가하게되면 PTC 소자의 양측 전극에 전원이 인가되면서 발열을 시작하게되고 발열량은 케이스에 전도되며 이 전도된 열량은 방열핀(11)에 의하여 외부로 용이하게 발산된다. 물론 주변에 공기 흐름을 유도하는 별도의 팬등이 마련된 경우에는 상기 발열은 좀더 효율적으로 이용 될 수 있게 된다.

한편, 상기 케이스는 대향 조립되어 그 대향된 융기부에 실리콘 접착층(9)으로 밀폐하여 케이스 내부로 습기가 침투하여 유발될 수도 있는 절연 파괴나 소자의 악영향을 방지하게 된다.

이러한 케이스는 방열과 통전 작용을 동시에 이루므로 PTC 소자의 두께에 해당하는 좁은 틈새에서의 전원 커넥터를 인출하는 동시에 상기 PTC 소자를 기계적으로 유동이 없도록 고정하고 전기적으로 커넥터(51)를 절연하는 홈(63)을 형성한 실드(6)를 케이스의 양단부에 형성하므로 소자를 확고하게 고정하고 절연을 유지하게 된다.

또한 1쌍의 대향 케이스를 고정하는 다수의 클립(8)은 탄발력을 갖도록 이루어져 케이스에 압력을 가하면서 양측으로부터 케이스의 클립 삽입용 요홈(19)에 끼워 결합됨으로 분해 결합이 용이하고 확고한 체결력이 케이스의 유동이나 분리됨을 방지하도록 작용한다.

이상에서 상세하게 살펴본 바와 같은 본 고안은 방열판과 방열핀을 일체로 성형하여 이룸으로써 제조 공정이 단순하게 이루어지는 효과가 있고, PTC 소자가 내장된 케이스의 양측 단부를 기계적으로 폐쇄하며 전기적으로 커넥터를 통과 시킬수 있도록 마련된 실드를 형성하여 PTC 소자를 확고하게 고정하고 전원을 인가 할 수 있어 습기 침투에 따른 누전, 화재등을 방지하는 효과가 있다.

또한 본 고안은 다수의 클립으로써 상하 케이스를 가압 체결 하므로 종전의 나사 체결 방식에서와 같이 방열판에 나사 체결부를 깍아 형성할 필요가 없으며 간결한 구조의 클립을 이용하여 체결력을 형성하여 조립 및 분해가 용이한 장점을 갖는 매우 실용적인 고안인 것이다.

Claims (5)

1. PTC 소자를 다수 집적하여 발열체를 형성하는 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터에 있어서,

   일측 표면으로 다수의 방열핀(11)을 등간격으로 돌출하고, 타측 표면으로 PTC 소자(1)를 넣을 수 있도록된 수장홈(13)을 형성한 케이스(10)를 형성하고,

   상기 케이스(10)를 대향의 1쌍으로 마련하여, 일측 하부 케이스의 수장홈(13)에는 절연 시트(3)를 깔고 케이스의 단부를 밀폐하며 전원 연결판(5)을 절연시키도록 마련된 실드(6)를 상기 케이스의 양단에 형성하고,

   상기 절연 시트(6)의 상부로 전원 연결판(5)을 탑재하고, 이 전원 연결판에 PTC 소자(1)의 일측 전극이 접촉되도록 다수 탑재하여, 타측 상부 케이스로 대향 조립하고, 대향된 케이스를 가압 고정하는 클립(8)을 상기 상, 하부 케이스(10) 간에 끼워 결합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스(10)는 장방형으로 이루어지며 수장홈(13)의 양측에는 길이 방향으로 긴 융기부(15)를 형성하고, 일측 융기부에는 돌기(17)를, 타측 융기부에는 상기 돌기에 대응하는 홈(17a)을 형성하며, 융기부의 양 단부에는 상기 실드(6) 삽입용 요홈(18)을 형성하되, 융기부의 외측면에는 클립(8) 삽입용 요홈(19)을 일체로 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
3. 청구항 2에 있어서 상기 일측의 케이스 단부에는 전원 연결 커넥터(16)를 일체로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
4. 청구항 1에 있어서 상기 대향 조립된 1쌍의 케이스(10) 융기부(15) 외곽에는 실리콘 접착층(9)을 도포하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 실드(6)는 절연재로 이루어지며 케이스의 개방된 양측단 요홈(18)에 치합되는 결합돌기(61)와 실드의 중심부를 관통하는 커넥터 홈(63)을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정 특성 서미스터 소자를 이용한 히터.