KR20180101108A - 전력형 온도퓨즈 저항기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

전기회로를 따라 설정 전류 이상의 과전류가 인가되면 저항 발열을 통해 전기회로를 단선시켜 과전류의 유입으로 인한 전기회로 및 이를 포함하는 전자기기의 가열을 방지하여 전자기기의 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있는 전력형 온도퓨즈 저항기를 개시한다. 본 발명에 따른 온도퓨즈 저항기는 발열 저항체와, 저항체의 양단에 연결된 리드선과, 저항체의 일단의 리드선과 연결되는 온도퓨즈와, 온도퓨즈의 다른 일단과 연결된 퓨즈 리드선, 및 저항체 및 온도퓨즈를 수용하는 케이스를 포함한다. 이때, 상기 온도퓨즈는 주석(Sn) 합금을 포함하는 금속선 및 상기 금속선을 둘러싸는 송진 코팅층으로 이루어진다.

Description

전력형 온도퓨즈 저항기 및 그 제조방법{POWER TYPE THERMAL FUSE RESISTOR AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}

본 발명은 퓨즈 저항기에 관한 것으로, 특히 전기회로를 따라 설정 전류 이상의 과전류가 인가되면 저항 발열을 통해 전기회로를 단선시켜 과전류의 유입으로 인한 전기회로 및 이를 포함하는 전자기기의 가열을 방지하여 전자기기의 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 있는 전력형 퓨즈 저항기에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기의 전기회로에는 전원을 켤 때 발생하는 돌입 전류, 내부 온도 상승, 지속적인 과전류 등으로 인해 발생하는 전자기기의 고장을 방지하기 위해 전기회로의 전원 입력단에 온도퓨즈 등을 설치하여 전기회로를 보호하고 있다. 최근에는 온도퓨즈와 저항체를 직렬구조로 연결하여, 전기회로에 설정 전류 이상의 과전류가 인가되면 저항체에서 발열된 열에 의해 온도퓨즈가 단선되어 전기회로가 단선되도록 하는 퓨즈 저항기(Fusible Resistor)가 개발되어, 전자기기의 보다 높은 안정성을 확보하고 있다.

종래의 퓨즈 저항기는 설정 전류 이상의 높은 돌입전류가 유입되면, 그로 인해 발생하는 고온에 의해 세라믹 소체를 감싸고 있던 저항 발열선의 일부가 손실이 됨으로써 전류를 차단하는 구조로 되어 있었다. 종래의 퓨즈 저항기의 경우, 저항 발열선이 단락되기 전까지 발생하는 열이 매우 높기 때문에 전기회로의 일부가 열로 인해 파괴되거나 손상되는 위험이 높으며, 신뢰성이 낮은 저항선의 물리적인 파괴에 의해 전류의 차단을 요구하므로 퓨즈로서의 기능의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.

현재 휴대폰 충전기 내부에서 사용되고 있는 퓨즈 저항기의 경우, 기능적 품질이 불안정하여 제품 특성이 균일하지 않고 산발적으로 발현됨으로써 발열에 의한 전기회로의 손상 및 화재 발생이 이슈가 되고 있는 상황이다. 특히, 전원 공급이 불안정한 해외시장에서 불규칙한 전류 공급에 따라 발생하는 과전류 등에 의한 손상, 즉 화재 또는 스마트폰 기기의 파손으로 고객의 안전에 직, 간접적인 위험요소로서 작용하고 있다. 또한, 다른 형태의 전력형 온도퓨즈 저항기는 세라믹 케이스에 세라믹 몰딩 충전물과 특수 저항체, 일반 퓨즈의 결합으로 구성되어 각각의 높은 단가로 인해 제품의 단가가 상승한다는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 저항기로서의 특성 발현이 신뢰성있게 이루어져 전자기기의 신뢰성을 향상시키며 제조단가를 절감할 수 있는 구조의 전력형 온도퓨즈 저항기를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 예에 따른 온도퓨즈 저항기는, 발열 저항체와, 저항체의 양단에 연결된 리드선과, 저항체의 일단의 리드선과 연결되는 온도퓨즈와, 온도퓨즈의 다른 일단과 연결된 퓨즈 리드선, 및 저항체 및 온도퓨즈를 수용하는 케이스를 포함한다. 이때, 상기 온도퓨즈는 주석(Sn) 합금을 포함하는 금속선 및 상기 금속선을 둘러싸는 송진 코팅층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 저항체 양단의 리드선과 퓨즈 리드선은 서로 다른 열전도율을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 저항체 양단의 리드선은 상기 퓨즈 리드선에 비해 높은 열전도율을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 저항체 양단의 리드선은 구리(Cu)-니켈(Ni) 합금으로 이루어지고, 상기 퓨즈 리드선은 CP 선으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 송진 코팅층은 상기 금속선이 용융될 때, 상기 용융된 금속선의 부분을 이동시켜 상기 온도퓨즈의 불완전한 단선을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 케이스는 난연성 수지로 이루어질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 케이스는 상기 저항체가 안착되는 저항체 안착부와, 상기 저항체에서 발생된 열이 상기 온도퓨즈로 전달되도록 하는 열교환공간을 포함하도록 구획될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 케이스는, 상기 저항체의 일측에 마련되며, 상기 온도퓨즈 주위에 열교환공간을 제공하면서 상기 온도퓨즈를 감싸는 형상으로 배치되는 보호캡과, 상기 저항체와 상기 보호캡을 감싸도록 배치되어 외부 환경으로부터 보호하는 열수축 튜브를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 보호캡은 난연성 수지 또는 세라믹 수지로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 녹는점이 낮은 주석(Sn) 합금선을 온도퓨즈로 사용함으로써 저항기에 기준 이상의 지속적인 열이 발생할 경우 신속하게 단락될 수 있으므로 과열에 의한 전기회로 또는 전자기기의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 온도퓨즈의 표면에 송진(松津) 코팅층을 구비하여 과열에 의해 온도퓨즈가 녹을 때 송진의 장력으로 인해 온도퓨즈의 용융된 부위를 양쪽으로 신속히 이동시켜 퓨즈가 완전히 단선되도록 할 수 있다. 또한, 난연성 수지를 이용하여 저항체와 온도퓨즈를 수용하는 케이스를 구성함으로써 온도퓨즈 저항기의 제조단가를 절감할 수 있고 제품의 경량화를 이룰 수 있다. 또한, 케이스 내부에 충전물이 존재하지 않으므로 제품을 더욱 경량화할 수 있으며 저항체에서 발생하는 열이 주변 전기회로에 확산되는 것을 차단하여 온도퓨즈의 특성 발현이 신뢰성있게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력형 퓨즈저항기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력형 온도퓨즈 저항기의 구조를 보다 상세히 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 퓨즈가 용단될 때의 송진 코팅층의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력형 퓨즈저항기를 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 퓨즈저항기와 본 발명의 퓨즈저항기의 단락 실험 결과를 비교하여 도시한 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

충전기 화재 사고는 배터리가 부풀어오르는 스웰링(swelling) 현상과 더불어 대표적인 안전사고로 꼽히고 있다. 하지만, 최근에 발생하고 있는 스마트폰 배터리 화재사고의 경우 정품을 사용함에도 불구하고 화재사고가 계속해서 이어지고 있는 상황이다. 한편, 종래의 권선형 온도퓨즈 저항기는 종래의 권선 저항기에 퓨즈 기능을 부가한 것으로, 퓨즈로서의 안전성 확보의 기능보다는 저항기로서의 역할이 큰 제품이었다. 즉, 권선형 온도퓨즈 저항기의 저항체를 이루고 있는 발열 저항선을 본래 권선 저항기 제조에 사용되는 저항선이 아닌 특수한 재질의 저항선을 사용함으로써, 돌입전류가 유입될 경우 저항 열 발생으로 단선되어 전기회로를 차단하는 원리를 가지고 있다. 이러한 구조의 저항기는 본래의 주목적이 온도퓨즈가 아닌 저항기로서의 목적이 크기 때문에회로 내부의 온도에 근거하여 전기회로를 컷-오프(cut-off)시키는 기능에 대한 신뢰성은 높지 않은 실정이다.

한편, 본 발명의 발명자가 인지한 퓨즈 저항기의 사용 환경은, 저항 및 퓨즈 성능 발현에 주변 온도, 습도 및 통풍 등 외부 환경 요인이 크게 영향을 미치고, 저항체 자체의 발열에 의해 주변 회로가 열 변형을 일으키거나 발화될 가능성이 있으며, 저항체의 열이 퓨즈로 전달되지 않고 주변에 발산되어 퓨즈 발현 시간이 늦거나 발현이 이루어지지 않을 가능성이 있다는 것이다. 또한, 주변 회로 내 다른 부분품과 접촉이 되어 합선이 될 위험성도 존재하는 것으로 판단되었다. 그 결과, 종래의 권선형 퓨즈 저항기의 낮은 기능적 신뢰성과 높은 단가를 극복하고자 본 발명의 새로운 전력형 온도퓨즈 저항기가 개시된다. 본 발명의 온도퓨즈 저항기는 부품을 단순화하여 기존 대비 약 1/4의 낮은 단가로 제조될 수 있으며, 저항기로서의 기능은 물론 회로를 보호하는 안전부품으로서의 온도 퓨즈의 기능을 효과적으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력형 온도퓨즈 저항기(100)를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력형 온도퓨즈 저항기(100)의 구조를 보다 상세히 도시한 도면이다.

전력형 온도퓨즈 저항기(100)는 설정 전류 이하의 정상 상태에서는 최대 정격 전류가 인가되어도 단선되지 않고 저항으로 작용하나, 비정상 상태인 과전류가 인가되어 저항기(100) 내부 온도가 소정의 문턱 온도 이상으로 상승하면, 용단되어 전기회로를 단선시킴으로써 과전류의 인가에 의한 전기회로 및 이를 포함하는 전자기기의 과열 발생을 예방할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력형 온도퓨즈 저항기(100)는, 발열 저항체(110), 설정 온도 이상의 온도에 의해 단선되는 온도퓨즈(120), 저항체(110)와 온도퓨즈(120)를 수용하는 케이스(130), 및 저항체(110)와 온도퓨즈(20)에 연결되는 리드선(141, 142, 143)을 포함할 수 있다. 저항체(110)는 돌입전류가 전기회로 또는 전자기기에 유입되는 것을 방지하기 위한 소자로서, 과전류가 인가되면 상기 과전류에 대응하여 발생하는 열을 온도퓨즈(120)로 전달한다. 상기 열은 리드선(142)을 통한 전도 방식으로 전달되거나, 또는 열교환 공간을 통한 대류 방식으로 전달될 수 있다. 온도퓨즈(120)는 전달받은 열에 의해 온도가 소정의 문턱온도(threshold temperature)보다 증가할 경우 용단된다. 저항체(110)와 온도퓨즈(120)는 소자연결 리드선(142)을 통해 상호 직렬로 연결된다. 저항체(110)와 온도퓨즈(120) 부분에 대한 보다 상세한 구조가 도 2에 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 저항체(110)는 소정 길이의 절연성 로드(rod)(112)에 과전류가 인가되면 발열하는 저항 발열선(114)이 권선되어 구성된다. 전기회로를 따라 저항체 리드선(141)을 통해 과전류가 유입되면 저항 발열선(114)에서 발생된 열에 의해 온도퓨즈(120)가 가열될 수 있다. 상기 가열에 의해 온도퓨즈(120)의 온도가 상기 문턱 온고 이상으로 상승할 때, 온도퓨즈(120)는 단선되어 전기회로를 단선시키게 된다. 절연성 로드(112)의 양단에는 리드선(141, 142)과 저항 발열선(114)을 연결하는 단자인 전도성 캡(116)이 배치된다. 상기 저항체(110)는 높은 전류에 용단되지 않고 견딜 수 있는 소재라면 특별히 제한이 없으며, 바람직하게는 세라믹 로드(112)와, 세라믹 로드(112) 상에 권선된 저항 발열선(114) 및 세라믹 로드(112) 양단에 마련되는 전도성 캡(116)을 포함하는 권선 저항체인 것을 예시할 수 있다. 상기 세라믹 로드(112) 상에 권선된 저항 발열선(114)은 과전류에 의해 저항 발열을 도모하는 저항 발열선으로, 예를 들어, 니켈(Ni)과 철(Fe)의 합금으로 이루어질 수 있으며, 도시된 바와 같이 나선 형태로 권선될 수 있다.

저항체(110)의 양단에는 저항체(110)와 전기회로를 연결하는 저항체 리드선(141)과, 저항체(110)와 온도퓨즈(120)를 연결하는 소자연결 리드선(142)이 각각 배치된다. 저항체(110)와 온도퓨즈(120)는 소자연결 리드선(142)을 통해 직렬로 연결된다.

온도퓨즈(120)는 발열에 의해 용단되어 회로를 단락시킴으로써 전기회로 상에 설치된 소자들을 보호하는 역할을 하는 것으로서, 저항체(110)와 직렬로 연결된다. 온도퓨즈(120)는 과전류가 유입되어 저항체(110)에서 발생된 열이 소자연결 리드선(142)을 통해 전달되면 신속히 용단될 수 있도록, 저항 발열선(114)에 비해 매우 낮은 녹는점을 갖는 금속선으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 온도퓨즈(120)는 주석(Sn)을 주성분으로 하는 주석(Sn) 합금으로 이루어질 수 있다. 주석(Sn)은 전성과 연성이 뛰어난 금속으로서 231.9℃ 정도의 녹는점을 갖는다.

권선형 온도퓨즈 저항기는 저항선의 파괴에 의한 회로의 단락을 요구하는데, 종래의 권선형 온도퓨즈 저항기의 경우 이러한 단락의 주체가 되는 용융 금속선이 니켈(Ni)-철(Fe) 합금으로 이루어져 있어, 녹는점이 약 1,700℃ 정도로 매우 높다. 따라서, 상기 과전류에 의해 상기 저항 발열선이 순식간에 단선되더라도, 단선될 때까지 상대적으로 높은 열이 방출될 수 있다. 이에 따라, 인접한 주변 부품 및 전기회로에 나쁜 영향을 미치게 된다. 그러나 본 발명의 경우, 녹는점이 231.9℃인 주석(Sn) 합금선을 온도퓨즈(120)로 사용함으로써 저항체(110)에서 상기 녹는점 이상의 온도의 열이 발생할 경우 신속하게 단락될 수 있으므로 과열에 의한 전기회로 또는 전자기기의 파손을 방지할 수 있다.

온도퓨즈(120)의 표면에는 도 1에 도시된 바와 같이 송진(松津) 코팅층(125)이 형성되어 있다. 송진은 소나무에서 분비되는 끈적끈적한 반투명 액체로, 휘발성 물질이 증발되고 남은 천연 수지이다. 온도퓨즈(120)의 표면에 송진 코팅층(125)을 형성할 경우, 과열에 의해 온도퓨즈(120)가 녹을 때 송진도 함께 용융될 수 있다. 온도퓨즈(120)가 단선될 때, 상기 용융된 송진은 단선된 온도퓨즈(120)가 완전히 분리되는 것을 촉진시킬 수 있다. 용융되는 상기 송진은 온도퓨즈(120)의 용융된 부위가 신속히 분리되도록 상기 용융된 부위에 힘을 인가할 수 있다. 이를 통해, 온도퓨즈(120)가 용융될 때, 용융 부위 주변에 전도성 성분이 잔류함으로써, 온도퓨즈(120)가 불완전하게 단선되는 것을 방지할 수 있다. 도 3a 및 도 3b는 온도퓨즈(도 1 및 도 2의 120)가 용단될 때의 송진 코팅층(도 1의 125)의 효과를 설명하기 위한 도면으로, 도 3a는 온도퓨즈가 용단되기 전의 사진을 나타내고, 도 3b는 온도퓨즈가 용단된 직후의 사진을 나타낸다.

온도퓨즈(120)의 표면에 송진 코팅층(125)이 형성된 상태에서 과전류의 유입으로 인해 저항체(도 1의 110)가 온도퓨즈의 녹는점 이상으로 발열되고 그 열이 소자연결 리드선(도 1의 142)을 통해 온도퓨즈에 전달되면 온도퓨즈는 녹게 된다. 이때 함께 용융된 송진 코팅층(125)의 송진이 인가하는 힘에 의해 온도퓨즈(120)의 녹은 부위가 도 3b에 도시된 바와 같이 양쪽으로 신속히 이동되어 온도퓨즈(120)는 완전히 단선될 수 있다. 따라서, 온도퓨즈(120)의 불완전한 단선으로 인해온도퓨즈(120)의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 온도퓨즈(120)는 저항체(110)가 발열시 신속하게 용단되게 하기 위해 상대적으로 낮은 용융점을 가지는 주석(Sn)을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지는데, 바람직하게는 주석(Sn)이 전체 온도퓨즈(120)의 95~99.5중량%, 구리(Cu)가 0.5~5중량%로 혼합된 합금일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 주석(Sn)이 89.0~96.9중량%, 구리(Cu)가 0.1~1.0중량%, 은(Ag)이 1~5중량%의 비율로 혼합된 합금일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 온도퓨즈(120)는 주석(Sn)이 93.5~97.89중량%, 구리(Cu)가 0.1~1.0중량%, 니켈(Ni)이 0.01~0.5중량%의 비율로 혼합된 합금일 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 저항체(110)와 온도퓨즈(120)는 케이스(130) 내에 수용된다. 저항체(110)의 일 단에서 연장되는 저항체 리드선(141)과 온도퓨즈(120)의 일 단에서 연장되는 퓨즈 리드선(143)의 단부는 전기회로(도시되지 않음)와의 전기적 접속을 위해 케이스(130)의 외부로 인출될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 절연 케이스(130)는 기존의 세라믹 케이스가 아닌 난연성 수지로 이루어진 절연 케이스일 수 있다. 난연성 수지는 일반적인 수지에 화재 발생을 억제하는 특성이 적용된 특수 수지로서, 전력형 온도퓨즈 저항기의 케이스 물질로 적합하면서도 단가가 세라믹 케이스에 비해 1/4 정도로 낮기 때문에 온도퓨즈 저항기의 제조단가를 절감할 수 있다. 또한 소재의 특성상 세라믹 케이스에 비해 가볍기 때문에 제품의 경량화를 이룰 수 있다.

케이스(130)는 저항체(110)와 온도퓨즈(120)가 수용되어 외부 환경으로부터 보호되고, 열교환을 위한 공간이 마련되도록 구획된 적절한 내부 구조를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 케이스(130)는, 도시된 바와 같이, 저항체(110)가 안착되어 이동되지 않도록 고정하는 저항체 안착부(132)와, 온도퓨즈(120)가 위치하는 열교환공간(134)을 포함할 수 있다. 상기 저항체 안착부(132)와 열교환공간(134)으로 구획된 케이스(130)는 세라믹 몰드 충전제가 사용되지 않기 때문에 제품을 더욱 경량화할 수 있으며, 밀폐형 케이스로서 주변 온도 및 습도, 통풍 등 외부 환경요인으로부터 저항체(110)와 온도퓨즈(120)를 보호할 수 있다. 또한, 열원이 되는 저항체(110)에서 발생한 열이 주변 전기회로로 확산되지 못하게 차단할 수 있으며, 퓨징 기능, 즉 컷-오프(cut-off) 시간이 단축되어 화재 발생 및 전기회로의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 저항체(110)에서 발생한 열이 온도퓨즈(120)로 집중될 수 있도록 열교환공간(134)이 마련됨으로써 온도퓨즈의 특성 발현을 위한 적정 온도를 유지할 수 있다. 또한, 케이스(130)는 부도체로서 주변 다른 부품과의 전기적 접촉을 막아 합선을 방지할 수 있다.

상기 저항체(110)와 온도퓨즈(120)를 연결하는 소자연결 리드선(142)은 저항체(110)에서 발생한 열을 온도퓨즈(120)에 신속하게 전달하여 이상전류의 유입으로 인한 저항체(110)의 발열시 온도퓨즈(120)가 신속하게 용단될 수 있도록 열전도도가 높은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 소자연결 리드선(142)은 열전도도가 높은 구리(Cu)로 이루어질 수 있다. 이에 반해, 온도퓨즈(120)의 다른 일단에 연결된 퓨즈 리드선(143)은 저항체(110)에서 발생한 열이 외부, 즉 전기회로로 전달되는 것을 최소화하기 위해 열전도도가 낮은 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 퓨즈 리드선(143)은 철(Fe) 심에 구리(Cu) 및 주석(Sn)이 도금된 CP 리드선일 수 있다. 소자연결 리드선(142) 및 퓨즈 리드선(143)은 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(130)에 수용되기 위해 적절한 형상으로 절곡될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력형 온도퓨즈 저항기를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 온도퓨즈 저항기(100)와 도 4에 도시된 온도퓨즈 저항기(200)는 인쇄회로기판에 실장되는 방법에 따라 구분된 것으로, 그 동작 원리는 동일하다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력형 온도퓨즈 저항기(200)는 발열 저항체(210)와, 설정 온도 이상의 온도에 의해 단선되는 온도퓨즈(220)와, 저항체(210)와 온도퓨즈(220)를 감싸 수용하는 케이스로서의 수축 튜브(230), 및 저항체(210)와 온도퓨즈(220)에 연결되는 리드선(241, 242, 243)을 포함할 수 있다. 저항체(210)는 돌입전류가 전기회로 또는 전자기기에 유입되는 것을 방지하기 위한 소자로서, 과전류가 인가될 때 저항체(210)와 연결된 온도퓨즈(220)를 용단시킨다. 저항체(210)와 온도퓨즈(220)의 구조는, 리드선(242, 243)과 케이스(230)를 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 저항체(110) 및 온도퓨즈(210)의 구조와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

저항체(210)와 온도퓨즈(220)는 도 1에 도시된 온도퓨즈 저항기와는 달리 일자로 배치된다. 따라서, 소자연결 리드선(242) 및 퓨즈 리드선(243)이 절곡되지 않는다. 저항체(210)와 온도퓨즈(220)는 난연성 절연 케이스 대신 열수축 튜브(230)로 케이싱되므로 온도퓨즈 저항기가 차지하는 공간을 최소화할 수 있다. 저항체(210) 일 측의 온도퓨즈(220) 부분은 수축 튜브(230)의 열차단 기능을 보완하고 열교환공간(234)을 제공하기 위하여 보호캡(232)이 배치된다. 보호캡(232)은 도 1의 온도퓨즈 저항기와 마찬가지로 난연성 수지로 이루어지거나 또는 세라믹 수지로 이루어질 수 있다.

퓨즈 리드선(243)은 전기회로와의 접속을 위해 열수축 튜브(230) 외부로 인출되고, 퓨즈 리드선(243)이 인출되는 인출구에는 에폭시 본딩부(236)가 형성되어 저항체(210)와 온도퓨즈(220)가 수용된 공간을 밀폐시켜 외부 환경으로부터 보호되도록 한다. 그 외의 구성은 도 1 및 도 2에 도시된 온도퓨즈 저항기(100)와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

도 5는 일 비교예로서의 온도퓨즈 저항기와 본 발명의 일 실시예로서의 온도퓨즈 저항기의 단락 실험 결과를 비교하여 도시한 그래프이다. 도면 참조부호 "A"는 비교예의 온도퓨즈 저항기의 시간대 전류 특성을 나타낸 그래프이고, 도면 참조부호 "B"는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도퓨즈 저항기의 시간대 전류 특성을 나타낸 그래프이다. 그래프에서, 가로축은 전류를, 세로축은 시간을 각각 나타낸다.

단락 실험을 위하여, 비교예의 온도퓨즈 저항기 샘플로서, 길이 약 6.0±0.5mm의 세라믹 로드에 니켈(Ni)과 철(Fe)의 합금으로 이루어진 발열 저항선이 권선된 저항체와, 주석(Sn)이 주성분을 이루는 합금으로 이루어진 온도퓨즈가 직렬 연결된 샘플을 제작하였다. 이때, 상기 온도퓨즈 양단의 소자연결 리드선 및 퓨즈 리드선는 구리 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 일 실시 예로서의 온도퓨즈 저항기 샘플로서, 동일한 구성의 세라믹 로드에 니켈(Ni)과 철(Fe)의 합금의 발열 저항선이 권선된 저항체와, 주석(Sn) 합금으로 이루어진 온도퓨즈가 직렬 연결되고, 상기 온도퓨즈의 표면에는 송진 코팅층이 형성된 샘플을 제작하였다. 이때, 온도퓨즈의 양단의 리드선 중 상기 발열 저항선과 연결되는 소자연결 리드선은 구리선으로 제작되고, 온도퓨즈의 양단의 리드선 중 퓨즈 리드선은 철심에 구리 및 주선이 도금된 CP선으로 제작되었다.

다음에, 제작된 온도퓨즈 저항기 샘플을 이용하여 90~240V의 교류 전원에서 1~15Ω의 범위의 온도퓨즈 저항기 샘플에 대해 전압을 5V씩 인하하면서 각각 10개의 샘플에 대해 시간당 전류를 측정하였다.

그 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도퓨즈 저항기(B)가 비교예의 온도퓨즈 저항기(A)에 비해, 동일한 전류 대비 단락 시간이 훨씬 줄어들었음을 알 수 있다. 이는, 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 온도퓨즈 저항기의 경우 퓨즈 리드선을 열전도도가 높은 구리(Cu) 선이 아닌 CP 선을 사용함으로써 온도퓨즈에 열이 집중되도록 하였으며, 절연 케이스와 보호캡을 이용하여 온도퓨즈 부분이 외부의 영향을 받지 않도록 하여 온도퓨즈의 신뢰성을 높인 결과라고 할 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면, 녹는점이 낮은 주석(Sn) 합금선을 온도퓨즈용 용융 금속선으로 사용함으로써 저항기에 기준 이상의 지속적인 열이 발생할 경우 신속하게 단락될 수 있으므로 과열에 의한 전기회로 또는 전자기기의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 온도퓨즈의 표면에 송진(松津) 코팅층을 형성하여 과열에 의해 온도퓨즈가 용단될 때 송진 코팅층의 장력으로 인해 온도퓨즈의 용융된 부위가 양쪽으로 신속히 이동되게 하여 온도퓨즈가 완전히 단선되도록 할 수 있다. 또한, 난연성 수지를 이용하여 저항체와 온도퓨즈를 수용하는 케이스를 구성함으로써 온도퓨즈 저항기의 제조단가를 절감할 수 있고 제품의 경량화를 이룰 수 있다. 또한, 케이스 내부에 충전물이 존재하지 않으므로 제품을 더욱 경량화할 수 있으며 저항체에서 발생하는 열이 주변 전기회로에 확산되는 것을 차단하여 온도퓨즈의 특성 발현이 신뢰성있게 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면에서는 구체적인 실시예를 들어 상세히 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200: 온도퓨즈 저항기 110, 210: 저항체
112: 세라믹 로드(rod) 114: 저항 발열선
116: 보호캡 120, 220: 온도퓨즈
125: 코팅층 130: 절연 케이스
141~143, 241~243: 리드선 132: 저항체 안착부
134, 234: 열교환공간 230: 열수축 튜브
232: 보호캡

Claims (9)

1. 발열 저항체;
   상기 저항체의 양단에 연결된 리드선;
   상기 저항체의 일단의 리드선과 연결되는 온도퓨즈;
   상기 온도퓨즈의 다른 일단과 연결된 퓨즈 리드선; 및
   상기 저항체 및 온도퓨즈를 수용하는 케이스를 포함하고,
   상기 온도퓨즈는 주석(Sn) 합금을 포함하는 금속선 및 상기 금속선을 둘러싸는 송진 코팅층으로 이루어지는 온도퓨즈 저항기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 저항체 양단의 리드선과 상기 퓨즈 리드선은 서로 다른 열전도율을 갖는 물질로 이루어진 온도퓨즈 저항기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 저항체 양단의 리드선은 상기 퓨즈 리드선에 비해 높은 열전도율을 갖는 물질로 이루어진 온도퓨즈 저항기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 저항체 양단의 리드선은 구리(Cu)-니켈(Ni) 합금으로 이루어지고,
   상기 퓨즈 리드선은 철심에 구리 및 주석이 도금된 CP 선으로 이루어진 온도퓨즈 저항기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 송진 코팅층은 상기 금속선이 용융될 때, 상기 용융된 금속선의 부분을 이동시켜 상기 온도퓨즈의 불완전한 단선을 방지하는 온도퓨즈 저항기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는 난연성 수지로 이루어진 온도퓨즈 저항기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 케이스는 상기 저항체가 안착되는 저항체 안착부와,
   상기 저항체에서 발생된 열이 상기 온도퓨즈로 전달되도록 하는 열교환공간을 포함하도록 구획된 온도퓨즈 저항기.
8. 제1항에 있어서, 상기 케이스는,
   상기 저항체의 일측에 마련되며, 상기 온도퓨즈 주위에 열교환공간을 제공하면서 상기 온도퓨즈를 감싸는 형상으로 배치되는 보호캡과,
   상기 저항체와 상기 보호캡을 감싸도록 배치되어 외부 환경으로부터 보호하는 열수축 튜브를 포함하는 온도퓨즈 저항기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 보호캡은 난연성 수지 또는 세라믹 수지로 이루어진 온도퓨즈 저항기.

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