KR20240038602A - 고전력 애플리케이션을 위한 열 차단 장치 - Google Patents

Abstract

고전력 DC 회로용 온도 퓨즈 어셈블리가 제공된다. 온도 퓨즈 어셈블리는 제1 케이스 단부에서 제2 케이스 단부까지 연장하는 케이스와, 제2 케이스 단부로부터 돌출한 격리된 리드를 포함한다. 부싱이 격리된 리드를 케이스로부터 전기적으로 격리한다. 하이-게이지 와이어가 제1 와이어 단부에서 케이스에 전기적으로 연결되고 제2 와이어 단부에서 격리된 리드에 전기적으로 연결된다. 하이-게이지 와이어의 일부가 부싱 외부에 나선형으로 감겨 있다. 온도 퓨즈 어셈블리의 온도가 임계 온도를 초과하는 경우, 온도 퓨즈 어셈블리는 하이-게이지 와이어를 통해 고전력 DC 회로의 DC 전류를 흐르게 하도록 구성된다. 하이-게이지 와이어는 DC 전류 부하로 인해 녹아 고전력 DC 회로를 차단하도록 구성된다.

Description

고전력 애플리케이션을 위한 열 차단 장치{THERMAL CUT-OFF DEVICE FOR HIGH POWER APPLICATIONS}

본 개시는 고전력 애플리케이션, 특히 고전력 DC 애플리케이션을 위한 열 차단 장치에 관한 것이다.

이 섹션은 반드시 선행 기술은 아닌 본 개시 내용과 관련된 배경 정보를 제공한다.

가전제품, 전자제품, 모터 등을 포함하는 전기 장치의 작동 온도는 일반적으로 최적 또는 권장 범위를 갖는다. 최적 또는 권장 범위를 초과하는 온도에서는 장치 또는 장치의 구성요소가 손상될 수 있거나 장치의 안전한 작동이 문제가 될 수 있다. 다양한 장치가 장치의 전류를 차단하여 과열 상태를 방지할 수 있다.

과열 보호 및 전류 차단에 특히 적합한 장치 중 하나는 열 차단(TCO: thermal cut-off) 장치로 알려졌다. TCO 장치는 일반적으로 전류 소스와 전기 구성요소 사이의 전기 애플리케이션에 설치되므로 TCO 장치는 바람직하지 않은 과열 상태가 발생할 경우 장치 내부 또는 장치에 대한 회로 연속성을 중단할 수 있다. 따라서 TCO 장치는 종종 되돌릴 수 없는 방식으로 애플리케이션에 대한 전류 흐름을 차단하도록 설계된다.

그러나 현재의 TCO 장치는 차단 기능이 저전력 애플리케이션에만 제한되어 있다. 예를 들어, 현재 TCO 장치는 16VDC/50A, 24VDC/5A 및 380VDC/1A만 차단할 수 있다. TCO 장치의 차단 기능을 전기 자동차(EV) 및 가전제품과 같은 고전력 애플리케이션으로 확장할 필요가 여전히 있다.

이 섹션은 본 개시 내용의 일반적인 요약을 제공하며 전체 범위 또는 모든 특징에 대한 포괄적인 개시는 아니다.

본 개시는 고전력 DC 회로용 온도 퓨즈 어셈블리를 제공한다. 상기 온도 퓨즈 어셈블리는 케이스, 격리된 리드, 부싱 및 하이-게이지 와이어를 포함한다. 상기 케이스는 제1 케이스 단부에서 제2 케이스 단부로 연장한다. 상기 격리된 리드는 상기 제2 단부에서 돌출한다. 상기 부싱은 상기 케이스로부터 상기 격리된 리드를 전기적으로 격리하고 상기 부싱은 상기 제2 단부에서 돌출한다. 상기 하이-게이지 와이어는 제1 와이어 단부에서 상기 케이스에 전기적으로 연결되고 제2 와이어 단부에서 상기 격리된 리드에 전기적으로 연결된다. 상기 하이-게이지 와이어의 일부는 상기 부싱의 외측에 나선형으로 감겨 있다. 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 온도가 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 온도 퓨즈 어셈블리는 상기 하이-게이지 와이어를 통해 상기 고전력 DC 회로의 DC 전류를 도통하도록 구성된다. 상기 하이-게이지 와이어는 상기 DC 전류 부하로 인해 녹아 상기 고전력 DC 회로를 차단하도록 구성된다.

상기 단락의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 고정 리드가 상기 케이스에 전기적으로 연결되고 상기 제1 케이스 단부로부터 돌출한다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 가동 접촉 부재가 상기 케이스 내에 배치되고 상기 고정 리드와 상기 격리된 리드 사이에 위치한다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 열 펠릿이 상기 케이스 내에 배치되고 상기 고정 리드와 상기 가동 접촉 부재 사이에 위치한다. 상기 열 펠릿은, 상기 임계 온도 이상에서 물리적으로 고체 상태에서 물리적으로 비고체 상태로 전이하는 전기 비전도성 물질로 구성된다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 제1 전기 회로가 상기 고정 리드에서 상기 케이스로, 상기 케이스에서 상기 가동 접촉 부재로, 상기 가동 접촉 부재에서 상기 격리된 리드로 설정된다. 제2 전기 회로가 상기 고정 리드에서 상기 케이스로, 상기 케이스에서 상기 하이-게이지 와이어로, 상기 하이-게이지 와이어에서 상기 격리된 리드로 설정된다. 상기 제2 전기 회로는 상기 제1 전기 회로와 전기적으로 병렬이며, 상기 제2 전기 회로는 상기 제1 전기 회로보다 더 높은 저항을 가진다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 상기 열 펠릿의 온도가 상기 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 가동 접촉 부재는 상기 격리된 리드와 전기적으로 연결되지 않고 DC 전류는 상기 제2 전기 회로를 통해 흐른다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 상기 열 펠릿의 온도가 상기 임계 온도보다 낮을 때, 상기 가동 접촉 부재는 상기 고정 리드와 상기 격리된 리드 모두에 전기적으로 연결되고 DC 전류는 상기 제1 전기 회로를 통해 흐른다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 상기 부싱의 외측에 당접해 있다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 부싱 주위에 나선형으로 감겨 있다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 온도 퓨즈 어셈블리의 일부 구성에서, 밀봉 화합물이 상기 하이-게이지 와이어가 상기 밀봉 화합물에 매립되도록 상기 하이-게이지 와이어 위에 배치된다.

본 개시는 고전력 DC 회로에서 작동 전류를 차단하기 위한 열 차단 장치를 제공한다. 상기 열 차단 장치는 케이스, 제1 고정 전기 전도성 부재, 제2 고정 전기 전도성 부재, 부싱, 제3 가동 전기 전도성 부재 및 하이-게이지 와이어를 포함한다. 상기 케이스는 제1 케이스 단부에서 제2 케이스 단부로 연장한다. 상기 제1 고정 전기 전도성 부재는 상기 케이스와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 케이스 단부에 배치된다. 상기 제2 고정 전기 전도성 부재는 상기 제2 케이스 단부에 배치된다. 상기 부싱은 상기 제2 고정 전기 전도성 부재와 상기 케이스 사이에 반경방향으로 위치한다. 상기 부싱은 상기 제2 고정 전기 전도성 부재를 상기 케이스로부터 전기적으로 격리한다. 상기 제3 가동 전기 전도성 부재는 상기 케이스에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 고정 전기 전도성 부재와 상기 제2 고정 전기 전도성 부재 사이에 축방향으로 배치된다. 상기 하이-게이지 와이어는 상기 케이스에 전기적으로 연결된 제1 와이어 단부와 상기 제2 고정 전기 전도성 부재에 전기적으로 연결된 제2 와이어 단부를 포함한다. 상기 제1 와이어 단부와 상기 제2 와이어 단부 사이의 상기 하이-게이지 와이어의 일부는 상기 부싱 주위에 나선형으로 감겨 있다. 상기 열 차단 장치의 온도가 임계 온도보다 높을 때, 상기 제3 가동 전기 전도성 부재는 상기 제2 고정 전기 전도성 부재로부터 전기적으로 연결되지 않고 작동 전류는 상기 하이-게이지 와이어로 션트(shunt)된다.

위 단락의 상기 열 차단 장치의 일부 구성에서, 상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 상기 부싱에 당접해 있다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 열 차단 장치의 일부 구성에서, 상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 부싱 주위에 나선형으로 감겨 있다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 열 차단 장치의 일부 구성에서, 상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 상기 부싱 주위에 N회 나선형으로 감겨 있으며, N은 정수이다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 열 차단 장치의 일부 구성에서, N은 1보다 크고 10보다 작다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 열 차단 장치의 일부 구성에서, 상기 제1 와이어 단부와 상기 제2 와이어 단부는 상기 부싱에 인접하게 위치한다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 열 차단 장치의 일부 구성에서, 상기 제1 와이어 단부는 상기 제2 케이스 단부에 인접하게 위치한다.

위 단락들 중 어느 하나의 상기 열 차단 장치의 일부 구성에서, 상기 부싱은 제1 부싱 단부에서 제2 부싱 단부까지 연장하고, 상기 제1 부싱 단부는 상기 케이스 내부에 배치되고 상기 제2 부싱 단부는 상기 케이스 외부에 배치된다.

상기 단락들 중 어느 하나의 상기 열 차단 장치의 일부 구성에서, 상기 제2 와이어 단부는 상기 제2 부싱 단부에 인접하게 위치한다.

본 개시는 고전력 DC 회로에서 작동 전류를 차단하기 위한 열 차단 장치를 제공한다. 상기 열 차단 장치는 케이스, 제1 고정 전기 전도성 부재, 열 감응형 부재, 제2 고정 전기 전도성 부재, 부싱, 제3 가동 전기 전도성 부재, 제1 편향 부재, 제2 편향 부재, 및 하이-게이지 와이어를 포함한다. 상기 케이스는 제1 케이스 단부로부터 제2 케이스 단부까지 종축을 따라 연장한다. 상기 제1 고정 전기 전도성 부재는 상기 케이스와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 케이스 단부에 배치된다. 상기 제1 고정 전기 전도성 부재는 상기 케이스로부터 종축을 따르는 방향으로 연장한다. 상기 열 감응형 부재는 상기 케이스 내에 상기 제1 케이스 단부 근처에 배치되고 임계 온도 이상에서 물리적으로 고체 상태에서 물리적으로 비고체 상태로 전이하는 전기 비전도성 물질을 포함한다. 상기 제2 고정 전기 전도성 부재는 상기 제2 케이스 단부에 배치되고, 상기 케이스로부터 종축을 따르는 방향으로 연장한다. 상기 부싱은 상기 제2 고정 전기 전도성 부재와 상기 케이스 사이에서 반경방향으로 배치되고 전기 절연 물질을 포함한다. 상기 부싱은 상기 제2 고정 전기 전도성 부재를 상기 케이스로부터 전기적으로 격리한다. 상기 제3 가동 전기 전도성 부재는 상기 열 감응형 부재와 상기 제2 고정 전기 전도성 부재 사이에 축방향으로 배치된다. 상기 제1 편향 부재는 상기 열 감응형 부재와 상기 제3 가동 전기 전도성 부재 사이에 축방향으로 배치된다. 상기 제1 편향 부재는 상기 제3 가동 전기 전도성 부재를 상기 종축을 따라 제1 방향으로 상기 제2 고정 전기 전도성 부재를 향해 제1 편향력으로 편향시킨다. 상기 제2 편향 부재는 상기 제3 가동 전기 전도성 부재와 상기 제2 케이스 단부 사이에 축방향으로 배치된다. 상기 제2 편향 부재는 상기 제3 가동 전기 전도성 부재와 체결되고, 상기 제3 가동 전기 전도성 부재를 상기 종축을 따라 제2 방향으로 상기 제2 고정 전기 전도성 부재로부터 멀어지도록 제2 편향력으로 편향시킨다. 상기 제2 편향력은 상기 제1 편향력보다 작거나 같다. 상기 하이-게이지 와이어는 상기 케이스에 전기적으로 연결된 제1 와이어 단부와 상기 제2 고정 전기 전도성 부재에 전기적으로 연결된 제2 와이어 단부를 포함한다. 상기 제1 와이어 단부와 상기 제2 와이어 단부 사이의 상기 하이-게이지 와이어의 일부는 상기 부싱 주위에 나선형으로 감겨 있다. 상기 열 감응형 부재가 임계 온도 미만인 경우, 상기 제3 가동 전기 전도성 부재는 상기 제1 고정 전기 전도성 부재 및 상기 제2 고정 전기 전도성 부재 모두에 전기적으로 연결되고 작동 전류는 상기 제1 고정 전기 전도성 부재, 상기 제3 가동 전기 전도성 부재 및 상기 제2 고정 전기 전도성 부재를 통해 흐른다. 상기 열 감응형 부재가 상기 임계 온도보다 높을 때, 상기 제3 가동 전기 전도성 부재는 상기 제2 고정 전기 전도성 부재와 전기적으로 연결이 차단되고 작동 전류는 하이-게이지 와이어로 션트(shunt)된다. 상기 하이-게이지 와이어는 작동 전류를 포함하는 부하에서 녹도록 구성된다.

적용 가능성의 추가 영역은 여기에 제공된 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 섹션에서의 설명 및 특정 예는 단지 예시의 목적으로만 의도되었으며, 본 개시의 범위를 제한하려는 의도는 아니다.

본 명세서에 기술된 도면은 단지 선택된 실시예를 예시하기 위한 것이며 모든 가능한 구현이 아니며, 본 개시의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
도 1은 본 개시의 원리에 따른 열 차단 장치의 정면 단면도이다.
도 2는 본 개시의 원리에 따른 다른 열 차단 장치의 부분 정면 단면도이다.
대응하는 참조 번호는 도면의 여러 도 전체에 걸쳐 대응하는 부분을 나타낸다.

예시적인 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 보다 완전하게 설명될 것이다.

예시적인 실시예는 본 개시를 더욱 충실히 하고 당업자에게 본 개시의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 개시의 실시예에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 구성요소(component), 장치 및 방법의 예와 같은 다수의 특정 세부 사항이 제시된다. 특정 세부사항이 채용될 필요가 없고, 예시적인 실시예가 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며 어느 것도 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 몇몇 실시예에서, 공지된 프로세스, 공지된 장치 구조 및 공지된 기술에 대해서는 상세히 설명하지 않는다.

여기서 사용되는 용어는 단지 특정 예시적인 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 예시적인 실시예들을 제한하기 위한 것이 아니다. 여기서 사용된 것과 같은, 단수 표현들 또는 단복수가 명시되지 않은 표현들은, 문맥상 명백하게 다르게 나타나지 않는 이상, 복수 표현들을 포함하는 것으로 의도된다. 용어, "포함한다", "포함하는", "구비하는", "가지는"은 개방형 의미이며 따라서 언급된 특징들, 구성들(integers), 단계들, 작동들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 특징들, 구성들, 단계들, 작동들, 요소들, 구성요소들 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 방법 단계들, 프로세스들 및 작동들은, 수행하는 순서가 명시되지 않는 한, 논의되거나 설명된 특정 순서로 반드시 수행되는 것으로 해석되는 것은 아니다. 또한 추가적인 또는 대안적인 단계들이 선택될 수 있다.

요소(element) 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에", "체결된"(engaged to), "연결된"(connected to), 또는 "결합된"(coupled to)으로 언급될 때, 이는 직접적으로 상기 다른 요소 또는 층 상에 있거나, 체결되거나, 연결되거나, 결합되거나, 또는 중간 요소들 또는 층들이 존재할 수 있다. 반대로, 요소가 다른 요소 또는 층의 "직접적으로 상에", "직접적으로 체결된", "직접적으로 연결된", 또는 "직접적으로 결합된"으로 언급될 때, 중간 요소들 또는 층들이 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다. 요소들 사이의 관계를 기술하는 다른 용어들도 동일한 방식(예를 들어 "~사이에"와 "직접적으로 ~ 사이에", "인접한"과 "직접적으로 인접한" 등)으로 이해되어야 한다. 여기에 사용된 용어 "및/또는"은 관련되어 열거된 항목들 중 임의의 항목 및 하나 이상의 모든 항목들의 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 본 명세서에서 다양한 요소들, 구성요소들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용될 수 있으나, 이들 요소들, 구성요소들, 영역들, 층들, 및/또는 섹션들은 이들 용어들에 의해 제한되어서는 아니되는 것으로 이해되어야 한다. 이들 용어는 어느 한 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션을 단지 다른 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션과 구분하기 위해 사용된다. 따라서, 이하에서 논의되는 제1 요소, 제 구성요소, 제1 영역, 제1 층, 또는 제1 섹션은 예시적인 실시예들의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 제2 구성요소, 제2 영역, 제2 층, 또는 제2 섹션으로 지칭될 수 있다.

공간적으로 상대적인 용어들 예를 들어, "내측", "외측", "아래에", "밑에", "하부", "위에", "상부" 등은 도면에 도시된 바와 같이 하나의 요소 또는 특징과 다른 요소(들) 또는 특징(들)과의 관계를 설명하기 위해 설명의 편의를 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 작동 중인 장치의 다른 배향들을 포함하도록 의도된다는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면 내의 상기 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소들 또는 특징들의 "밑에" 또는 "아래에"로 설명된 요소들은 다른 요소들 또는 특징들의 "위에" 배향될 것이다. 따라서, 상기 "아래에" 용어는 위 및 아래의 배향을 모두 포함할 수 있다. 상기 장치는 다르게 배향될 수 있고(90도 회전되거나, 다른 배향으로), 본 명세서에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명어구는 그에 맞춰 해석될 수 있다.

도 1을 참조하면, DC 회로를 차단할 수 있는 열 차단 장치(thermal cut-off device)(50)(즉, 온도 퓨즈 어셈블리)가 제공된다. 보다 구체적으로, 열 차단 장치(50)는 전기 자동차(EV) 및 가전 제품에 사용되는 고전력 DC 회로를 차단할 수 있다. 예를 들어, 고전력 DC 회로는 155VDC/17A 및 400VDC/30A를 포함할 수 있다.

본 개시의 열 차단 장치(50)는 미국 특허 제5,530,417호 및 미국 특허 제9,378,910호에 설명된 열 차단 장치와 같은 공지된 열 차단 장치에 비해 작동 능력을 개선하고 다른 장점을 제공하며, 상기 각 특허는 인용하는 방식에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 포함되어 진다. 예를 들어, 본 개시의 열 차단 장치(50)는 더 빠른 차단 속력(interrupt speed), 향상된 신뢰성 및 내구성을 나타내며, 외부 힘에 대해 더 탄력적이고 손상으로부터 더 잘 보호된다.

열 차단 장치(50)는 제1 케이스 단부(case end)(56)와 제1 케이스 단부(56) 반대쪽의 제2 케이스 단부(58) 사이에서 종축(longitudinal axis)(54)을 따라 연장하는 케이스(case)(52)를 포함한다. 제1 케이스 단부(56)에는 제1 벽(wall)(60)이 배치되고, 케이스 개구부(case opening)를 갖는 제2 벽(62)이 제2 케이스 단부(58)에 배치된다. 측벽(sidewall)(66)은 제1 및 제2 벽(60, 62) 사이에서 연장한다. 제1 벽(60), 제2 벽(62) 및 측벽(66)은 협동하여 케이스(52) 내에 케이스 공동(case cavity)(68)을 한정(define) 한다. 케이스(52)는 케이스 내측 표면(inner case surface)(70) 및 케이스 내측 표면(70)에 반대되는 케이스 외측 표면(outer case surface)(72)을 갖는다.

제1 고정 전기 전도성 부재(74)(즉, 제1 리드(lead))가 케이스(52)에 전기적으로 연결되고 제1 케이스 단부(56)에 배치된다. 제1 리드(74)는 제1 벽(60) 내에 위치하는 제1 리드 헤드(lead head)(76)와, 제1 리드 헤드(76)로부터 멀어지는 방향으로 종축(54)을 따라 연장하는 제1 리드 바디(lead body)(78)를 포함한다. 즉, 제1 리드(74)는 케이스(52)의 제1 벽(60) 내에 부분적으로 위치하고 제1 케이스 단부(56)로부터 케이스 밖으로 돌출한다.

열 감응형 부재(thermally responsive member)(80)(즉, 열 펠릿(thermal pallet))가 케이스 공동(68) 내에 배치되고 케이스(52)의 제1 벽(60)에 인접하여 위치한다. 열 펠릿(80)은 임계 온도 이상에서 물리적으로 고체 상태에서 물리적으로 비고체 상태로 전이하는 전기 비전도성(non-electrically conductive) 물질로 구성된다. 본 개시의 열 차단 장치에 사용하기에 적합한 특성이 있는 열 펠릿(80)의 물질 조성은 해당 분야에 잘 알려져 있다.

제2 고정 전기 전도성 부재(82)(즉, 제2 리드, 격리된 리드(isolated lead))가 제2 케이스 단부(58)에 배치된다. 제2 리드(82)는 케이스 개구부를 통해 케이스 공동(68) 내에 수용되는 제2 리드 헤드(84)와, 종축(54)을 따라 제2 리드 헤드(84)로부터 멀어지는 방향으로 연장하는 제2 리드 바디(86)를 포함한다. 즉, 제2 리드(82)는 케이스(52) 내에 부분적으로 위치하고 제2 케이스 단부(58)로부터 케이스 밖으로 돌출한다. 따라서 제1 및 제2 리드(74, 82)는 케이스(52)의 양단에 배치되며 반대 방향으로 연장한다.

부싱(88)은 제2 케이스 단부(58)에 배치되며, 전기 절연 물질로 구성된다. 예를 들어, 전기 절연 물질은 세라믹을 포함할 수 있다. 부싱(88)은 제1 부싱 단부(90)와 제1 부싱 단부(90)의 반대쪽인 제2 부싱 단부(92) 사이에서 연장한다. 제1 부싱 단부(90)는 케이스 공동(68) 내에 위치하고, 제2 부싱 단부(92)는 케이스(52) 외부에 위치한다. 부싱(88)은 제2 케이스 단부(58)를 통해 연장하여 케이스 개구부를 둘러싼다. 따라서, 부싱(88)의 제1 부분(portion)(94)은 케이스(52) 내부에 위치하고, 부싱(88)의 제2 부분(96)은 케이스(52) 외부에 위치한다. 부싱(88)의 제1 부분(94)은 케이스 내측 표면(70)에 당접한다(abut). 또한 부싱(88)은 부싱 내측 표면(inner bushing surface)(98)과 부싱 외측 표면(outer bushing surface)(100)(즉, 부싱의 외부)을 포함한다. 부싱 내측 표면(98)은 제1 부싱 단부(90)와 제2 부싱 단부(92) 사이에서 연장하는 부싱 개구부(102)를 한정한다. 부싱 개구부(102)는 종축(54)과 정렬된다. 제2 리드(82)는 제2 부싱 단부(92)를 통해 부싱 개구부(102)에 수용된다. 제2 리드 헤드(84)와, 제2 리드 바디(86)의 부분(일부)은 부싱 개구부(102) 내에 위치된다. 보다 구체적으로, 상기 부싱 개구부(102) 내에 있는 제2 리드 바디(86)의 상기 일부는 부싱 내측 표면(98)과 당접하여 제2 부싱 단부(92)에서 부싱 개구부(102)를 둘러싼다. 따라서, 부싱(88)은 케이스(52)로부터 제2 리드(82)를 전기적으로 격리(isolate)한다.

제3 가동 전기 전도성 부재(104)(즉, 가동 접촉 부재(movable contact member), 부유 접촉 부재(floating contact member))가 케이스(52) 내부에 배치되고 열 펠릿(80)과 제2 리드(82) 사이에 위치한다. 가동 접촉 부재(104)는 제1 부재 단부(106) 및 제2 부재 단부(108)를 포함하고 이들 사이에서 연장한다. 제1 부재 단부(106)는 케이스 공동(68) 내에 위치하고, 제2 부재 단부(108)는 부싱 개구부(102) 내에 위치한다. 보다 구체적으로, 제2 부재 단부(108)는 부싱(88)의 제1 부싱 단부(90)의 부싱 개구부(102)에 수용되고 이동 가능하여 제2 리드 헤드(84)와 전기적으로 접촉(electrically contact) 하도록 작동 가능하다.

가동 접촉 부재(104)는 헤드(110) 및 긴 자루(elongated shank)(112)를 포함한다. 헤드(110)는 제1 부재 단부(106)에 배치되고, 긴 자루(112)는 헤드(110)로부터 제2 부재 단부(108)까지 연장한다. 일 예에서, 헤드(110)는 약 2.30mm 내지 약 3.30mm 범위의 공칭 직경을 갖고, 2.90mm 내지 2.70mm 사이의 바람직한 직경을 갖는다. 긴 자루(112)는 약 1.25mm 내지 약 1.75mm 범위의 공칭 직경과 1.52mm의 바람직한 직경을 갖는다. 긴 자루(112)는 제2 부재 단부에서의 직경이 약 1.00mm가 되도록 반경방향 내측으로 만곡된다. 그러나 가동 접촉 부재(104)의 헤드(110) 및 긴 자루(112)는 임의의 적합한 직경으로 크기가 정해질 수 있다.

가동 접촉 부재(104)의 헤드(110)는 예를 들어 반구형, 원추형, 오목형 또는 볼록형과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다. 선택적으로, 원추형 함몰부(conical depression)(114)는 가동 접촉 부재(104)의 제1 부재 단부(106)에서 헤드(110)에 형성될 수 있다. 원추형 함몰부(114)는 종축(54)을 따라 제2 부재 단부(108)를 향해 연장한다. 따라서, 가동 접촉 부재(104)의 헤드(110)는 제1 부재 단부(106)에 형성된 헤드 접촉 표면(116)을 가질 수 있다. 도시된 예에서, 헤드 접촉 표면(116)은 원추형 함몰부(114) 주위에 환형 또는 고리 형상으로 형성된다. 하지만, 헤드 접촉 부재(116)는 임의의 다른 적절한 형상으로 형성될 수 있다. 가동 접촉 부재(104)는 종축(54)을 따라, 헤드 접촉 표면(116)으로부터 원추형 함몰부(114)의 정점까지 측정된 함몰 깊이를 갖는다. 일 예에서, 함몰 깊이는 약 0.05mm 내지 약 0.25mm 범위이며, 바람직한 깊이는 0.15mm이다.

슬라이딩 접촉부(sliding contact)(118)가 케이스 공동(68) 내에 배치될 수 있다. 슬라이딩 접촉부(118)는 케이스(52)의 케이스 내측 표면(70)과 체결될 수 있는 주변 또는 원주 립(lip) 또는 에지(edge)를 갖는 바디(120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 핑거(finger)(122)가 바디(120)로부터 연장하고 바디(120) 주위에 원주 방향으로 이격되어 있다. 바디(120)와 복수의 핑거(122)는 협력하여 오목부(recess)(124)를 한정한다. 가동 접촉 부재(104)의 헤드(110)는 오목부 내에 수용되고, 슬라이딩 접촉부(118)의 바디(120)와 전기적으로 접촉하도록 위치한다. 추가적으로, 복수의 핑거(122)는 케이스(52)의 케이스 내측 표면(70)과 슬라이딩 체결되어 그 사이에 전기적 접촉(electrical contact)을 형성한다. 따라서, 슬라이딩 접촉부(118)는 케이스(52) 및 가동 접촉 부재(104)와 전기적으로 접촉한다.

제1 디스크(126) 및 제2 디스크(128)가 케이스 공동(68) 내에 배치되고 케이스 내측 표면(70)에 당접할 수 있다. 제1 및 제2 디스크(126, 128)는 종축(54)을 따라 이격되어 있다. 구체적으로 제1 디스크(126)는 열 펠릿(80)에 인접하게 위치하고, 제2 디스크(128)는 슬라이딩 접촉부(118)에 인접하여 위치한다. 제1 및 제2 디스크(126, 128)는 케이스 공동(68) 내에서 종축(54)을 따라 슬라이딩 가능하도록 구성된다.

제1 편향 부재(biasing member)(130)(즉, 제1 스프링)는 제1 및 제2 디스크(126, 128) 사이에 배치된다. 제2 편향 부재(132)(즉, 제2 스프링)는 슬라이딩 접촉부(118)과 제1 부싱 단부(90) 사이에 배치된다. 제2 스프링(132)은 가동 접촉 부재(104) 둘레에 나선형으로 연장한다. 제1 및 제2 스프링(130, 132) 각각은 예시된 바와 같이 직선형 트립 스프링(straight trip spring)일 수도 있고, 대안적으로 테이퍼형 스프링(tapered spring)일 수도 있다. 제1 스프링(130)은 제1 편향력으로 슬라이딩 접촉부(118)와 가동 접촉 부재(104)를 종축(54)을 따라 제1 방향으로 그리고 제2 케이스 단부(58)를 향해 편향시키도록 구성된다. 제2 스프링(132)은 제2 편향력으로 슬라이딩 접촉부(118)와 가동 접촉 부재(104)를 종축(54)을 따라 제1 케이스 단부(56)를 향해 제2 방향으로 편향시키도록 구성된다. 제2 편향력은 제1 편향력보다 작거나 같다.

열 차단 장치(50)는 상대적으로 높은 저항을 갖는 하이-게이지(high-gauge)(즉, 작은 직경)의 와이어(wire)(134)를 포함한다. 하이-게이지 와이어(134)는 Ag, Au, AgCu 합금, AgSn 합금, AgZn 또는 AgCuNi 합금으로 제조될 수 있다. 하이-게이지 와이어(134)는 일반적으로 약 24ga. 내지 약 50ga. 범위의, 더 구체적으로는 32ga. 내지 44ga. 범위의 와이어 게이지를 가질 수 있다. 하이-게이지 와이어의 공칭 전기 저항은 100ohm/1000ft ~ 1200ohm/1000ft, 보다 구체적으로는 350ohm/1000ft ~ 700ohm/1000ft 이다. 물론, 열 차단 장치(50)가 사용되는 작동 조건 및/또는 애플리케이션에 따라, 하이-게이지 와이어(134)의 바람직한 게이지 및 저항이 다를 수 있다. 하이-게이지 와이어(134)는 제1 와이어 단부(136)와 제1 와이어 단부(136) 반대쪽의 제2 와이어 단부(138) 사이에서 연장한다. 와이어 길이는 제1 와이어 단부(136)로부터 제2 와이어 단부(138)까지 측정된다. 일 예에서 와이어 길이는 약 5mm 내지 약 30mm이다. 더욱 바람직하게는, 와이어 길이는 약 10mm 내지 약 20mm이다. 제1 와이어 단부(136)는 케이스(52)에 전기적으로 연결된다. 보다 구체적으로, 제1 와이어 단부(136)는 케이스(52)의 제2 벽(62)에 전기적으로 연결되고 부싱(88)에 인접하게 위치한다. 제2 와이어 단부(138)는 제2 리드(82)에 전기적으로 연결된다. 보다 구체적으로, 제2 와이어 단부(138)는 제2 리드 바디(86)에 전기적으로 연결되고 제2 부싱 단부(92)에 인접하게 위치한다.

적어도 제1 와이어 단부(136)와 제2 와이어 단부(138) 사이의 하이-게이지 와이어(134)의 일부는 부싱(88)의 제2 부분(96)에서 부싱 외측 표면(100)에 당접할 수 있다. 하이-게이지 와이어(134)의 일부는 부싱(88) 상에 또는 둘레에 배치될 수 있다. 즉, 하이-게이지 와이어(134)의 일부는 예를 들어 권취되거나, 포장되거나, 원주 방향으로 배치되거나, 그렇지 않으면 부싱(88) 및/또는 부싱 외측 표면(100) 주위에 위치되는 와이어 권선(wire winding)(134a)의 형태를 취할 수 있다. 와이어 권선(134a)은 부싱(88)을 N회 둘러쌀 수 있으며, 여기서 N은 1과 10 사이의 정수이다. 예를 들어, 와이어 권선(134a)은 부싱(88) 주위에 적어도 한 번 권취될 수 있다. 다른 예에서, 와이어 권선(134a)은 10회 미만으로 부싱 주위에 감길 수 있다. 예시된 예에서, 와이어 권선(134a)은 부싱(88)을 3회 둘러싼다.

와이어 권선(134a)은 원통형 코일 또는 나선형 코일의 형태를 취할 수 있으며; 이는 대칭, 비대칭, 균일 또는 비균일 일 수 있고 그리고/또는 일정한 피치 또는 가변 피치를 가질 수 있다. 와이어 권선(134a)은 시계방향 또는 반시계방향으로 권취될 수 있다. 다른 예에서, 와이어 권선(134a)은 제2 케이스 단부(58)로부터 제2 부싱 단부(92)까지 앞뒤로 연장하는 또는 그 사이의 임의의 부분 거리로 연장할 수 있는 사행 패턴(serpentine pattern)으로 부싱 외측 표면(100) 주위에 환형으로 배치될 수 있다. 대안적으로, 와이어 권선(134a)은 부싱 외측 표면(100) 상에 또는 주위에 임의의 다른 적절한 패턴으로 형성될 수 있다.

유리하게는, 케이스(52), 부싱 외측 표면(100) 및 제2 리드(82)에 대해 하이-게이지 와이어(134)를 위치시킴으로써 하이-게이지 와이어(134)에 대한 지지 및/또는 보호를 제공하여 열 차단 장치(50)의 신뢰성과 내구성을 향상시킨다. 따라서, 하이-게이지 와이어는 외력에 대해 더 탄력적이고 손상으로부터 더 잘 보호된다. 하이-게이지 와이어(134)는 또한 차단 속력을 증가시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 또 다른 열 차단 장치(50')가 제공된다. 열 차단 장치(50')는 열 차단 장치(50')가 유전체 및 선택적으로 단열 밀봉 화합물(140')을 포함한다는 점을 제외하면 열 차단 장치(50)와 동일하다. 밀봉 화합물(140')은 하이-게이지 와이어(134'), 더 구체적으로 와이어 권선(134a') 위에 배치될 수 있다. 추가적으로, 밀봉 화합물(140')은 부싱(88')의 제2 부분(96') 위에 배치될 수 있다. 이러한 구성에서, 하이-게이지 와이어(134')는 밀봉 화합물(140')에 매립될 수도 있다. 밀봉 화합물(140')은 손상으로부터 하이-게이지 와이어(134')를 추가로 보호하고 전기 및 열 절연체로서 작용하도록 작동될 수 있다.

이제 열 차단 장치(50, 50')의 작동을 설명한다. 열 차단 장치(50)와 열 차단 장치(50')의 동작은 동일하므로, 열 차단 장치(50)에 대한 참조번호만을 사용하여 동작을 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 열 차단 장치(50)는 임계 차단 온도를 충족하거나 초과하는 온도일 때 예를 들어 미리 설정된 작동 온도일 때, 제1 리드(74)와 제2 리드(82) 사이의 DC 회로를 차단하여 과열로부터 보호한다. 열 차단 장치(50)의 온도가 임계 차단 온도를 충족하거나 초과하면, 전류가 차단되고 열 차단 장치(50)가 배치된 전기 회로의 연속성(continuity)이 끊어진다. 열 차단 장치(50)의 임계 차단 온도는 열 펠릿(80)의 물리적 특성에 기초할 수 있다.

도 1은 제1 리드(74)와 제2 리드(82) 사이에 주 전기 회로 또는 제1 전기 회로가 닫힌 정상 작동 상태(예를 들어, 온도를 포함한 정상 작동 조건하에서)의 열 차단 장치(50)를 도시한다. 정상 작동 조건하에서, 열 펠릿(80)이 임계 온도 아래일 때, 가동 접촉 부재(104)는 제1 리드(74)와 제2 리드(82) 모두에 전기적으로 연결된다. 보다 구체적으로, 열 펠릿(80)은 물리적으로 고체 상태에 있고, 제2 스프링(132)의 제2 편향력은 제1 스프링(130)의 제1 편향력보다 작다. 따라서, 알짜 힘이 슬라이딩 접촉부(118)에 대해 작용하여 슬라이딩 접촉부(118)가 가동 접촉 부재(104)의 제1 부재 단부(106)와 전기 접촉하도록 한다. 이로써, 제1 전기 회로가 형성되고, 작동 전류는 제1 리드(74)로부터 케이스(52)의 제1 벽(60)으로, 케이스(52)의 제1 벽(60)에서 케이스(52)의 측벽(66)으로, 케이스(52)의 측벽(66)에서 슬라이딩 접촉부(118)로, 슬라이딩 접촉부(118)에서 가동 접촉 부재(104)로, 가동 접촉 부재(104)에서 제2 리드(82)로 흐른다. 제1 전기 회로는 낮은 저항을 가져 열 차단 장치의 효율적인 작동을 촉진하고 전류에 의해 유도된(I²R) 가열을 줄인다.

하이-게이지 와이어(134)는 또한 열 차단 장치(50)에 전기 연속성(electrical continuity)을 제공한다. 더 구체적으로, 제2 전기 회로가 제1 리드(74)에서 케이스(52)의 제1 벽(50)으로, 케이스(52)의 측벽(66)으로, 케이스(52)의 제2 벽(62)으로, 제1 와이어 단부(136)를 통해 하이-게이지 와이어(134)로, 하이-게이지 와이어(134)를 통해 제2 와이어 단부(138)로 그리고 마지막으로 제2 리드(82)로 형성된다. 제2 전기 회로는 제1 전기 회로와 전기적으로 병렬회로이다. 제2 전기 회로는 하이-게이지 와이어(134)로 인해 높은 저항을 갖는다. 최소 저항의 경로를 찾는 작동 전류는 정상적인 작동 조건에서 제1 전기 회로를 통해 흐른다.

작동 중에 열 차단 장치(50)와 열 펠릿(80)의 온도가 상승하여 임계 차단 온도를 충족하거나 초과하는 경우, 열 차단 장치(50)의 제1 전기 회로의 연속성이 끊어진다. 보다 구체적으로, 열 펠릿(80)은 물리적 비고체 상태로 전이되어 더는 케이스 공동(68)에서 부피를 차지하지 않는다. 따라서, 제1 스프링(130)은 제2 스프링(132)의 편향력을 극복하는 충분한 힘으로 슬라이딩 접촉부(118)를 편향시켜 가동 접촉 부재(104)와 체결할 수 없다. 결과적으로, 제2 스프링(132)의 편향력은 가동 접촉 부재(104)가 제2 리드(82)와의 전기적 접촉을 해제하게 한다.

종래의 열 차단 장치에서, 특히 고전력 애플리케이션에서, 제2 리드(82)로부터 가동 접촉 부재(104)가 분리될 때(즉, 가동 접촉 부재(104)가 제2 리드(82)로부터 탈체결(분리)될 때), 작동 전류는 가동 접촉 부재(104)와 제2 리드(82) 사이에서 계속 흐르거나 및/또는 아크를 시도할 수 있다. 작동 전류가 가동 접촉(104)과 제2 리드(82) 사이에서 흐르거나 아크를 생성할 수 있다. 가동 접촉 부재(104)와 제2 리드(82) 사이에 작동 전류가 흐를 때 및/또는 그 사이에 아크가 발생할 때, 가동 접촉 부재(104) 및 제2 리드(82)는 함께 융합(즉, 용접)될 수 있다. 따라서, 가동 접촉 부재(104)는 제2 리드(82)로부터 분리되어 제1 전기 회로를 차단할 수 없다. 이는 열 차단 장치가 설치된 장치의 손상을 야기할 수 있다. 그러나 본 발명의 열 차단 장치(50)에서는 제2 전기 회로가 션트(shunt) 역할을 하여 작동 전류에 대체 전기 경로를 제공한다. 보다 구체적으로, 제1 전기 회로가 끊어짐에 따라 작동 전류에 대한 저항이 가장 작은 경로는 제2 전기 회로를 통해 전류가 흐르는 것이다.

높은 저항을 갖는 하이-게이지 와이어(134)는 작동 전류를 포함하는 부하로 인해 빠르게 용융되도록 구성된다. 하이-게이지 와이어(134)에 작동 전류가 흐르면서 I²R 가열로 인해 하이-게이지 와이어(134)의 온도가 급격하게 상승한다. 이어서, 하이-게이지 와이어(134)가 빠르게 녹는 온도(fusing temperature)에 도달하고 녹아서 제2 전기 회로를 차단하게 되고, 본 장치의 경우 차단 속도를 높인다. 보다 상세하게는, 하이-게이지 와이어(134)가 녹기 시작하는 위치에서 하이-게이지 와이어(134)의 단선(도 2의 142' 참조)이 발생하여, 열 차단 장치(50)를 통한 전류의 흐름을 차단한다. 하이-게이지 와이어(134)의 단선이 발생하기 전에 적어도 일정 지속 기간(즉, 션트 기간) 동안 작동 전류는 하이-게이지 와이어(134)로 흐르기 때문에 가동 접촉 부재(104)와 제2 리드(82) 사이에 아크가 발생할 위험이 상당히 감소하거나 제거된다. 일 예에서, 상기 일정 지속 기간은 약 50밀리초 내지 60초, 바람직하게는 200밀리초 내지 30초 범위이다. 그러나 일정 지속 시간은 하이-게이지 와이어(134)의 재료, 하이-게이지 와이어(134)의 게이지, 하이-게이지 와이어(134)의 길이, 하이-게이지 와이어(134)의 저항을 포함한 여러 요인에 따라 달라진다. 따라서, 일정 지속 시간은 임의의 적절한 시간으로 수정될 수 있다.

전술한 실시예의 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이는 본 개시 내용의 모든 실시예가 아니고 또는 본 개시 내용을 제한하려는 의도가 아니다. 특정 실시예의 개별 요소 또는 특징은 일반적으로 해당 특정 실시예로 제한되지 않지만, 적용 가능한 경우에는 특별히 도시되거나 설명되지 않더라도 선택된 실시예에서 상호 교환 가능하고 사용될 수 있다. 동일한 것이 또한 다양한 방식으로 변경될 수 있다. 이러한 변형은 본 개시 내용에서 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되며, 그러한 모든 수정은 본 개시 내용의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (20)

1. 고전력 DC 회로용 온도 퓨즈 어셈블리로서, 상기 온도 퓨즈 어셈블리는:
   제1 케이스 단부에서 제2 케이스 단부로 연장하는 케이스;
   상기 제2 단부로부터 돌출하는 격리된 리드;
   상기 케이스로부터 상기 격리된 리드를 전기적으로 격리시키며 상기 제2 케이스 단부로부터 돌출한 부싱; 그리고,
   제1 와이어 단부에서 상기 케이스에 전기적으로 연결되고 제2 와이어 단부에서 상기 격리된 리드에 전기적으로 연결된 하이-게이지 와이어;를 포함하며,
   상기 하이-게이지 와이어의 일부는 상기 부싱의 외측에 나선형으로 감겨 있고,
   상기 온도 퓨즈 어셈블리의 온도가 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 온도 퓨즈 어셈블리는 상기 고전력 DC 회로의 DC 전류를 상기 하이-게이지 와이어를 통해 흐르게 하도록 구성되고,
   상기 하이-게이지 와이어는 상기 DC 전류의 부하로 인해 녹아 상기 고전력 DC 회로를 차단하는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 케이스에 전기적으로 연결되고 상기 제1 케이스 단부로부터 돌출하는 고정 리드를 더 포함하는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
3. 제2항에 있어서,
   상기 케이스 내에 배치되고 상기 고정 리드와 상기 격리된 리드 사이에 위치하는 가동 접촉 부재를 더 포함하는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
4. 제3항에 있어서,
   상기 케이스 내에 배치되고 상기 고정 리드와 상기 가동 접촉 부재 사이에 위치하는 열 펠릿을 더 포함하고,
   상기 열 펠릿은, 상기 임계 온도 이상에서 물리적으로 고체 상태에서 물리적으로 비고체 상태로 전이하는 전기 비전도성 물질로 구성되는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
5. 제4항에 있어서,
   제1 전기 회로가 상기 고정 리드에서 상기 케이스로, 상기 케이스에서 상기 가동 접촉 부재로, 상기 가동 접촉 부재에서 상기 격리된 리드로 설정되고,
   제2 전기 회로가 상기 고정 리드에서 상기 케이스로, 상기 케이스에서 상기 하이-게이지 와이어로, 상기 하이-게이지 와이어에서 상기 격리된 리드로 설정되며,
   상기 제2 전기 회로는 상기 제1 전기 회로와 전기적으로 병렬 회로이고,
   상기 제2 전기 회로는 상기 제1 전기 회로보다 더 높은 저항을 나타내는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
6. 제5항에 있어서,
   상기 열 펠릿의 온도가 상기 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 가동 접촉 부재는 상기 격리된 리드와 전기적으로 연결되지 않고 상기 DC 전류는 상기 제2 전기 회로를 통해 흐르는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
7. 제5항에 있어서,
   상기 열 펠릿의 온도가 상기 임계 온도보다 낮을 때, 상기 가동 접촉 부재는 상기 고정 리드와 상기 격리된 리드 모두에 전기적으로 연결되고 상기 DC 전류는 상기 제1 전기 회로를 통해 흐르는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
8. 제1항에 있어서,
   상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 상기 부싱의 외측에 당접하는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
9. 제1항에 있어서,
   상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 부싱 주위에 나선형으로 감겨 있는,
   온도 퓨즈 어셈블리.
10. 제1항에 있어서,
    상기 하이-게이지 와이어를 매립하도록 상기 하이-게이지 와이어 위에 배치된 밀봉 화합물을 더 포함하는,
    온도 퓨즈 어셈블리.
11. 고전력 DC 회로에서 작동 전류를 차단하기 위한 열 차단 장치로서, 상기 열 차단 장치는:
    제1 케이스 단부에서 제2 케이스 단부로 종축을 따라 연장하는 케이스;
    상기 케이스와 전기적으로 연결되고 상기 제1 케이스 단부에 배치되며, 상기 종축을 따르는 방향으로 상기 케이스로부터 연장하는 제1 고정 전기 전도성 부재;
    상기 제1 케이스 단부 근처에서 상기 케이스 내부에 배치되고 임계 온도 이상에서 물리적으로 고체 상태에서 물리적으로 비고체 상태로 전이하는 전기 비전도성 물질을 포함하는 열 감응형 부재;
    상기 제2 케이스 단부에 배치되고 상기 종축을 따르는 방향으로 상기 케이스로부터 연장하는 제2 고정 전기 전도성 부재;
    상기 제2 고정 전기 전도성 부재와 상기 케이스 사이에 반경방향으로 배치되고 전기적으로 절연 물질을 포함하며 상기 제2 고정 전기 전도성 부재를 상기 케이스로부터 전기적으로 격리하는 부싱;
    상기 열 감응형 부재와 상기 제2 고정 전기 전도성 부재 사이에 축방향으로 배치된 제3 가동 전기 전도성 부재;
    상기 열 감응형 부재와 상기 제3 가동 전기 전도성 부재 사이에 축방향으로 배치되고 상기 제3 가동 전기 전도성 부재를 상기 종축을 따라 제1 방향으로 상기 제2 고정 전기 전도성 부재를 향해 제1 편향력으로 편향시키는 제1 편향 부재;
    상기 제3 가동 전기 전도성 부재와 상기 제2 케이스 단부 사이에 축방향으로 배치되고 상기 제3 가동 전기 전도성 부재와 전기적으로 체결되며 상기 제3 가동 전기 전도성 부재를 상기 종축을 따라 제2 방향으로 상기 제2 고정 전기 전도성 부재로부터 멀어지도록 상기 제1 편향력보다 작거나 같은 제2 편향력으로 편향시키는 제2 편향 부재; 그리고,
    상기 케이스에 전기적으로 연결된 제1 와이어 단부와 상기 제2 고정 전기 전도성 부재에 전기적으로 연결된 제2 와이어 단부를 포함하는 하이-게이지 와이어;를 포함하고,
    상기 제1 와이어 단부와 상기 제2 와이어 단부 사이의 상기 하이-게이지 와이어의 일부는 상기 부싱 주위에 나선형으로 감겨 있고,
    상기 열 감응형 부재가 임계 온도 미만인 경우, 상기 제3 가동 전기 전도성 부재는 상기 제1 고정 전기 전도성 부재 및 상기 제2 고정 전기 전도성 부재 모두에 전기적으로 연결되고 작동 전류는 상기 제1 고정 전기 전도성 부재, 상기 제3 가동 전기 전도성 부재 및 상기 제2 고정 전기 전도성 부재를 통해 흐르고,
    상기 열 감응형 부재가 상기 임계 온도보다 높을 때, 상기 제3 가동 전기 전도성 부재는 상기 제2 고정 전기 전도성 부재와의 전기적 연결이 끊어지고 작동 전류는 상기 하이-게이지 와이어로 션트되며,
    상기 하이-게이지 와이어는 작동 전류를 포함하는 부하로 녹도록 구성되는,
    열 차단 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 상기 부싱에 당접하는,
    열 차단 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 하이-게이지 와이어를 매립하도록 상기 하이-게이지 와이어 위에 배치된 밀봉 화합물을 더 포함하는,
    열 차단 장치.
14. 제11항에 있어서,
    상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 부싱 주위에 나선형으로 감겨 있는,
    열 차단 장치.
15. 제11항에 있어서,
    상기 하이-게이지 와이어의 상기 일부는 상기 부싱 주위에 N회 나선형으로 감겨져 있으며, N은 정수인,
    열 차단 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 N은 1보다 크고 10보다 작은,
    열 차단 장치.
17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 와이어 단부와 상기 제2 와이어 단부는 상기 부싱에 인접하게 위치하는,
    열 차단 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 와이어 단부는 상기 제2 케이스 단부에 인접하게 위치하는,
    열 차단 장치.
19. 제18항에 있어서,
    상기 부싱은 제1 부싱 단부에서 제2 부싱 단부까지 연장하고, 상기 제1 부싱 단부는 상기 케이스 내부에 배치되고 상기 제2 부싱 단부는 상기 케이스 외부에 배치되는,
    열 차단 장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 와이어 단부는 상기 제2 부싱 단부에 인접하게 위치하는,
    열 차단 장치.