KR20080008837A

KR20080008837A - 정온도 계수 써미스터 모듈

Info

Publication number: KR20080008837A
Application number: KR1020060068617A
Authority: KR
Inventors: 이만식; 오병구; 장병준; 이동식
Original assignee: 자화전자(주)
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-01-24
Also published as: KR101087149B1

Abstract

본 발명은 정온도 계수 써미스터 모듈에 있어서, 서로 마주보게 결합되는 상부 케이스와 하부 케이스로 구성된 모듈 하우징; 상기 상부, 하부 케이스 중 어느 하나의 내측면에 마주보게 형성되는 적어도 한 쌍의 지지 리브들; 상기 상부, 하부 케이스 중 다른 하나의 내측면에 형성되는 지지 돌기; 및 상기 상부 케이스와 하부 케이스 내에 수용되는 정온도 계수 써미스터 소자를 포함하고, 상기 지지 리브들 및 지지 돌기의 지지를 받아 상기 정온도 계수 써미스터 소자가 상기 모듈 하우징 내에 고정되는 정온도 계수 써미스터 모듈을 개시한다. 상기와 같이 구성된 정온도 계수 써미스터 모듈은 PTC 소자의 설치 위치를 용이하게 설정할 수 있고 이상 요인 발생시 완전한 파손을 유발하여 제품의 손상이나 오동작을 방지하게 된다.

PTC 소자, 케이스, 조립, 지지 리브, 지지홈, 경사면

Description

정온도 계수 써미스터 모듈 {POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT THERMISTOR MODULE}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PTC 모듈을 나타내는 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 PTC 모듈의 다른 모습을 나타내는 사시도,

도 3은 도 1에 도시된 PTC 모듈의 하부 케이스를 나타내는 사시도,

도 4는 도 1에 도시된 PTC 모듈의 상부 케이스에 PTC 소자가 조립된 모습을 나타내는 사시도,

도 5는 도 1에 도시된 PTC 모듈의 탄성 단자를 나타내는 사시도,

도 6은 도 1에 도시된 PTC 모듈을 나타내는 측면도,

도 7은 도 2의 A-A'을 따라 PTC 모듈을 절개하여 나타내는 단면도,

도 8은 도 1에 도시된 PTC 모듈의 PTC 소자가 상부, 하부 케이스 내에 설치되는 모습을 나타내는 측단면도.

본 발명은 정온도 계수 써미스터 소자 파괴시 진행성 방지를 위한 정온도 계수 써미스터 모듈에 관한 것으로서, 특히 정온도 계수 써미스터 모듈의 조립 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 무접점 기동 릴레이인 정온도 계수 써미스터(positive temperature coefficient thermistor; 이하 'PTC'라 칭함) 소자는 냉장고나 에어컨의 컴프레셔에 장착되어 기동을 시켜주는 역할을 함에 있어, 외부로부터의 이상전압 또는 이상전류에 의하거나 열적인 스트레스에 의해 파손되며, 이러한 이상전압 또는 이상전류가 지속적으로 유입되면 2차와 3차의 파괴가 발생되어 PTC가 완전히 파손됨과 아울러 이를 둘러싼 절연케이스가 녹게 되어 오염물 발생 또는 화재 발생의 원인이 될 수 있다. 이러한 PTC 소자는 전기를 가하면 주울 열에 의해 열을 발생하는 것으로 극히 단시간 동안 일정 전원에 의한 과도전류가 흐르면 전기저항이 자체적으로 커져서 전류를 차단하는 물성을 가져 텔레비전의 섀도마스크(shadow mask)에서의 소자(消磁)의 용도나 차량의 예열기, 난방기, 레저 온풍기 및 가정의 비데, 온수기, 온수히터, 에어컨, 냉장고, 보조 가열기 등의 구성부품으로 응용되고 있으며, 생활주변에서 가까이 볼 수 있는 것으로 헤어드라이어나 의류건조기에 사용되기도 한다.

열적 스트레스나 이상전압과 같은 환경 요인이 발생되면 종래의 모터기동용 PTC 소자는 파괴되어 제품의 오염이나 파손이 발생되게 된다. 이때, PTC 소자가 완전히 파괴되지 않은 상태로 이상 상태가 지속되면 2차와 3차에 걸쳐 파괴가 계속 진행되면서 절연 케이스가 녹아 오염되거나 화재가 발생되는 것이다. 따라서, 열적 스트레스나 이상 전압과 같은 환경 요인이 발생되는 초기에 PTC 소자의 완전한 파손을 유도함으로써 제품을 보호하게 된다.

따라서, 열적 스트레스나 이상 전압과 같은 환경 요인이 발생되는 초기에 PTC 소자의 완전한 파손을 유발하기 위한 PTC 모듈로서, 국내 공개특허 제1997-77379호, 국내공개실용신안 제1998-26187호, 미국 특허 제6,407,659호 등이 개시되어 있다.

상기와 같은 종래의 PTC 모듈들은 단자의 대칭성을 통하여 기구적인 차단을 이루도록 하거나, 탄성 단자를 이용하여 PTC 소자에 미세한 균열 등이 발생될 경우 탄성 단자의 탄성력에 의해 PTC 소자의 파손을 유발하여 차단하게 된다.

그러나 이러한 종래의 PTC 모듈들은 조립시 PTC 소자의 결합 위치가 불안정하여 탄성 단자들과 PTC 소자의 접촉 위치를 안정적으로 유지하기 어려운 단점이 있다. 또한, 상부 케이스와 하부 케이스의 조립이 부적절한 경우 상부 케이스와 하부 케이스의 결합은 이루어지지만, PTC 소자와 탄성 단자들의 접촉이 불량하여 PTC 모듈의 기능을 적절하게 구현하지 못하는 문제가 발생된다. 따라서, 상부 케이스와 하부 케이스 조립 시 상당한 주의가 요구되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 PTC 소자의 위치를 일정하게 유지함으로써 탄성 단자들과 PTC 소자의 안정적인 접촉을 유지할 수 있는 PTC 모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상부 케이스와 하부 케이스의 잘못된 조립을 방지함으로써 품질 향상과 생산성 향상에 기여할 수 있는 PTC 모듈을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 정온도 계수 써미스터 모듈에 있어서,

서로 마주보게 결합되는 상부 케이스와 하부 케이스로 구성된 모듈 하우징;

상기 상부, 하부 케이스 중 어느 하나의 내측면에 마주보게 형성되는 적어도 한 쌍의 지지 리브들;

상기 상부, 하부 케이스 중 다른 하나의 내측면에 형성되는 지지 돌기; 및

상기 상부 케이스와 하부 케이스 내에 수용되는 정온도 계수 써미스터 소자를 포함하고,

상기 지지 리브들 및 지지 돌기의 지지를 받아 상기 정온도 계수 써미스터 소자가 상기 모듈 하우징 내에 고정되는 정온도 계수 써미스터 모듈을 개시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 정온도 계수 써미스터 모듈(이하 'PTC 모듈(100)'이라 칭함)(100)을 각각 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 PTC 모듈(100)의 다른 모습을 나타내는 사시도이다. 도 1과 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PTC 모듈(100)은 상부 케이스(102)와 하부 케이스(101)로 이루어진 모듈 하우징 내에 PTC 소자(103)를 내장하고, PTC 소자(103)에 접속된 탄성 단자(104)로 이루어진다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 상기 모듈 하우징을 구성하는 케이스들을 상부, 하부 케이스(102, 101)로 구분하였으나, 이는 본 발명의 실시 예에 따른 PTC 모듈(100)에 대한 설명을 간결하기 위한 것으로서 반드시 상부, 하부 케이스(102, 101)로 구분될 필요는 없다.

상기 모듈 하우징은 상기 상부 케이스(102)와 하부 케이스(101)가 서로 마주보게 결합됨으로써 구성된다. 상기 상부 케이스(102)와 하부 케이스(101)는 각각 서로 맞물릴 수 있게 형성된 구조물들을 이용하여 억지 끼움에 의해 결합될 수 있으며, 또한 스크류와 같은 별도의 결속 수단에 의해 결합될 수 있다.

본 실시 예에서, 상기 상부, 하부 케이스(102, 101)는 판 스프링으로 제작된 클램프 부재(105)에 의해 견고하게 결합된다. 상기 클램프 부재(105)를 결합시키기 위하여, 상기 하부 케이스(101)의 외주면에는 가이드 홈(111)이 형성되어 있고, 상기 상부 케이스(102)의 양 측면에는 각각 결속홈(121)이 형성되어 있다. 상기 상부 케이스(102)와 하부 케이스(101)가 결합되면, 상기 결속홈(121)들은 상기 가이드 홈(111)과 연결된다.

상기 클램프 부재(105)는 상기 하부 케이스(101)의 외주면을 감싸면서 그의 양단이 상기 결속홈(121)에 결속된다. 이때, 상기 클램프 부재(105)는 상기 가이드 홈(111)에 수용되어 상기 하부 케이스(101)의 외주면 상에서는 돌출되지 않아 외관을 미려하게 유지할 수 있다.

상기 결속홈(121)과 클램프 부재(105)의 양단은 각각 알파벳 'T'자 형상으로 형성되어 상기 클램프 부재(105)는 상기 결속홈(121)에 결속된 상태를 안정적으로 유지하게 된다. 아울러, 상기 클램프 부재(105)는 그의 양 단부가 각각 상기 상부 케이스(102)와 하부 케이스(101)의 양 측면을 감싸는 형태로 결합되면서, 서로 근접하는 방향으로 작용하는 탄성력을 축적함이 바람직하다. 상기 클램프 부재(105)가 그의 양 단부를 근접시키는 방향으로 작용하는 탄성력을 축적함으로써, 상기 클램프 부재(105)는 상기 상부, 하부 케이스(102, 101)의 외주면에 밀착된 상태로 상기 상부, 하부 케이스(102, 101)를 결속시켜 견고하게 유지하게 된다.

한편, 도 6을 참조하면, 상기 가이드 홈(111) 및 결속홈(121)은 그 연장된 방향에 평행하면서 상기 모듈 하우징의 중심을 지나는 가상의 축선(C)에 대하여 비대칭을 이루는 위치에 형성함이 바람직하다. 이는 상기 상부 케이스(102)와 하부 케이스(101)를 조립함에 있어서 작업자가 그 조립 위치를 쉽게 인지할 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 상기 모듈 하우징의 중심을 지나는 가상의 축선(C)에 대하여 상기 가이드 홈(111) 및 결속홈(121)이 비대칭으로 형성함으로써, 상기 상부, 하부 케이스(102, 101)가 부적절하게 조립되면 상기 가이드 홈(111)과 결속홈(121)이 서로 어긋나게 한 것이다. 이로써, 상기 상부 케이스(102)와 하부 케이스(101)의 잘못된 조립을 방지하고, 작업자가 상기 상부, 하부 케이스(102, 101)의 조립 위치를 쉽게 인지할 수 있게 된다.

도 3은 도 1에 도시된 PTC 모듈(100)의 하부 케이스(101)를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 PTC 모듈(100)의 상부 케이스(102)에 PTC 소자(103) 및 탄성 단자(104)가 결합된 모습을 나타내는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 상기 하부 케이스(101)의 내부에는 상기 상부 케이스(102)에 억지 끼움에 의해 결합되는 쐐기부(113)와 PTC 소자(103)를 고정시키기 위한 지지 돌기(119)가 형성되어 있다. 상기 쐐기부(113)는 상기 하부 케이스(101)의 내측면으로부터 상기 상부 케이스(102)의 내부에 이를 수 있는 충분한 길이로 연장된다. 아울러, 상기 지지 돌기(119)는 상기 상부 케이스(102)와 하부 케이스(101)가 조립되었을 때, 그 단부가 상기 PTC 소자(103)의 외주면에 접촉되어 누를 수 있는 정도로 돌출되어 있다. 상기 쐐기부(113)와 지지 돌기(119)의 크기는 상기 PTC 모듈(100)의 규격에 따라 다양하게 설정될 수 있을 것이다.

도 4를 참조하면, 상기 상부 케이스(102)의 내부 중앙부에는 원판 형상의 상기 PTC 소자(103)가 위치되며 그 양 측방향에 각각 상기 탄성 단자(104)들이 장착되어 있다. 이때, 상기 상부 케이스(102)의 내부 공간은 상기 PTC 소자(103)가 설치되는 중앙부 공간과 상기 탄성 단자(104)들이 설치되는 양 측면 공간들로 구분되어 있으며, 상기 탄성 단자(104)들의 일부분은 상기 PTC 소자(103)가 설치된 공간으로 연장되어 상기 PTC 소자(103)의 양면에 각각 접촉된다.

도 5를 더 참조하면, 상기 탄성 단자(104)들은 각각 외부 접속편(141), 탄성 접속편(143), 연결편(145)으로 구성되어 있다. 상기 외부 접속편(141)은 상기 모듈 하우징의 외부로 돌출되어 상기 PTC 모듈(100)과 다른 회로 기판 등에 접속되는 수 단을 제공하고, 상기 연결편(145)은 상기 탄성 접속편(143)과 상기 외부 접속편(141)을 연결시키면서 상기 상부 케이스(102)의 내부에 고정된다.

이때, 상기 탄성 접속편(143)은 상기 연결편(145)으로부터 굴곡진 형상으로 연장되어 상기 PTC 소자(103)가 형성된 공간에 위치되며, 상기 PTC 소자(103)의 일면에 접촉됨과 동시에 일정한 탄성력을 가하게 된다. 이상 전압, 이상 전류, 열적 스트레스 등 이상 요인에 의해 상기 PTC 소자(103)에 균열 등이 발생할 경우, 상기 탄성 접속편(143)에 의한 탄성력은 상기 PTC 소자(103)의 완전한 파손을 유발하여 이상 요인에 의한 제품의 손상이나 오동작을 방지하게 된다.

도 7과 도 8을 더 참조하면, 상기 하부 케이스(101)의 내측면에는 지지 리브(123)들이 형성되어 있다. 상기 지지 리브(123)들은 적어도 한 쌍이 서로 마주보게 형성되어 있으며, 상기 하부 케이스(101)의 지지 돌기(119)와 함께 상기 PTC 소자(103)의 설치 위치를 설정하게 된다. 이때, 상기 지지 리브(123)는 그의 일단으로 상기 PTC 소자(103)의 외주면을 지지할 수 있으며, 바람직하게는 그의 일단에 형성된 지지홈(125)에 의해 상기 PTC 소자(103)의 양면 모서리를 지지하게 된다.

상기 지지홈(125)은 한 쌍의 경사면이 서로 마주보게 형성되어, 도 7에 도시된 바와 같이 알파벳 'V'자 형상으로 구성할 수 있다. 상기 지지홈(125)이 형성되지 않은 상태에서 상기 지지 리브(123)들은 각각 그의 일단이 상기 PTC 소자(103)의 외주면을 지지하고, 상기 지지 돌기(119)가 상기 지지 리브(123)들로부터 이격된 위치에서 상기 PTC 소자(103)의 외주면을 지지하게 된다. 따라서 상기 PTC 소자(103)는 상기 지지 리브(123)들과 상기 지지 돌기(119)의 지지를 받아 상기 모듈 하우징 내에서 일정한 위치에 고정되며, 아울러 상기 탄성 접속편(143)들의 지지를 받게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 지지 리브(123)에 지지홈(125)이 형성된 경우, 상기 PTC 소자(103)의 양면 모서리 부분이 상기 지지홈(125)의 경사면에 지지된다. 따라서 조립 과정에서 상기 PTC 소자(103)를 상기 상부 케이스(102)의 중앙부에 투입하는 것만으로 상기 PTC 모듈(100)의 횡방향 중앙에 그 설치 위치를 용이하게 설정할 수 있다. 또한, 상기 하부 케이스(101)를 상기 상부 케이스(102)에 결합시킴으로써 상기 지지 돌기(119)의 지지를 더 받아 상기 PTC 소자(103)의 설치 위치가 완전하게 설정되면서 상기 PTC 소자(103)가 유동하지 않게 고정시킬 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 지지 리브(123)를 형성함에 있어 한 쌍이 서로 마주보게 하고, 그 상단에서 상기 PTC 소자(103)가 지지되게 함으로써 상기 PTC 모듈(100)의 종방향 중앙에 그 설치 위치를 용이하게 설정할 수 있다.

즉, 상기 지지 리브(123)들을 한 쌍으로 형성하여 상기 PTC 소자(103)의 설치 위치를 상기 PTC 모듈(100)의 종방향 중앙부에 설정하고, 상기 지지 리브(123)들에 각각 한 쌍의 경사면으로 이루어진 지지홈(125)을 형성함으로써 상기 PTC 소자(103)의 설치 위치를 상기 PTC 모듈(100)의 횡방향 중앙부에 설정할 수 있는 것이다.

한편, 상기 탄성 접속편(143)들이 상기 PTC 소자(103)에 접촉된 지점이 서로 상이하고 상기 PTC 소자(103)에 탄성력이 가해지는 상태이므로 상기 PTC 소자(103) 는 상기 탄성 접속편(143)들의 탄성력이 가해지는 방향으로 회전하려는 성향을 갖게 된다. 이는 상기 지지 리브(123)들에 각각 한 쌍의 경사면으로 이루어진 지지홈(125)을 형성함으로써, 상기 PTC 소자(103)의 회전 성향을 억제하고, 이상 요인에 의한 균열 발생시 상기 PTC 소자(103)의 완전한 파손을 유발하게 된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정온도 계수 써미스터 모듈은 PTC 소자를 설치함에 있어 모듈 하우징 내에 지지 리브를 구비함으로써, 그 설치 위치를 용이하게 설정할 수 있게 되었다. 더욱이 지지 리브에 형성된 지지홈은 지지 리브로 설정할 수 있는 위치와는 또 다른 방향에서의 설치 위치를 용이하게 설정하게 함으로써 조립이 용이한 장점이 있다. 또한, 지지 리브에 형성된 지지홈은 PTC 소자의 유동을 억제하고 탄성 단자의 접속을 안정시켜 이상 요인 발생시 완전한 파손을 유발하게 함으로써 제품의 손상이나 오동작을 방지하게 되었다. 또한, PTC 모듈의 하우징을 구성하는 케이스들이 잘못 조립되는 경우 가이드 홈과 결속홈을 엇갈리게 함으로써 제품의 조립을 용이하게 하고 생산성을 향상시킬 수 있게 되었다.

Claims

정온도 계수 써미스터 모듈에 있어서,

서로 마주보게 결합되는 상부 케이스와 하부 케이스로 구성된 모듈 하우징;

상기 상부, 하부 케이스 중 어느 하나의 내측면에 마주보게 형성되는 적어도 한 쌍의 지지 리브들;

상기 상부, 하부 케이스 중 다른 하나의 내측면에 형성되는 지지 돌기; 및

상기 상부 케이스와 하부 케이스 내에 수용되는 정온도 계수 써미스터 소자를 포함하고,

상기 지지 리브들 및 지지 돌기의 지지를 받아 상기 정온도 계수 써미스터 소자가 상기 모듈 하우징 내에 고정됨을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제1 항에 있어서,

상기 지지 리브들 각각의 일단에 형성되고, 서로 마주보는 한 쌍의 경사면으로 구성된 지지홈을 더 구비하고,

상기 정온도 계수 써미스터 소자의 양면 모서리가 각각 상기 지지홈의 경사면에 지지됨을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제2 항에 있어서,

상기 지지홈은 알파벳 'V'자 형상임을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제1 항에 있어서,

상기 지지 돌기는 상기 정온도 계수 써미스터 소자의 외주면을 지지함을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제1 항에 있어서,

상기 모듈 하우징 내에 고정되는 적어도 한 쌍의 탄성 단자들을 더 구비하고,

상기 탄성 단자들은 각각 굴곡진 형상으로 연장된 탄성 접속편을 구비하며,

상기 탄성 접속편은 각각 상기 정온도 계수 써미스터 소자의 양면에 접촉된 상태로 상기 정온도 계수 써미스터 소자를 가압함을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제1 항에 있어서,

상기 상부, 하부 케이스 중 어느 하나의 외주면을 따라 형성된 가이드 홈; 및

상기 상부, 하부 케이스 중 다른 하나의 양 측면에 각각 형성된 결속홈들을 더 구비하고,

상기 상부, 하부 케이스가 결합된 때 상기 결속홈은 상기 가이드 홈과 연결됨을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제6 항에 있어서,

상기 가이드 홈 및 결속홈은 그 연장된 방향에 평행하면서 상기 모듈 하우징의 중심을 지나는 가상의 축선에 대하여 비대칭으로 배치됨을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제6 항에 있어서,

상기 가이드 홈에 밀착되어 상기 가이드 홈이 형성된 상기 상부 또는 하부 케이스의 외주면을 감싸고, 그의 양단이 각각 상기 결속홈에 결속되는 클램프 부재를 더 구비함을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제8 항에 있어서,

상기 클램프 부재는 판 스프링(leaf spring)임을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제8 항에 있어서,

상기 결속홈과 클램프 부재의 양단은 각각 알파벳 'T'자 형상임을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.
제1 항에 있어서,

상기 상부, 하부 케이스 중 어느 하나의 내주면으로부터 연장되는 적어도 한 쌍의 쐐기부를 더 구비하고,

상기 쐐기부는 상기 상부, 하부 케이스 중 다른 하나의 내측면에 지지됨을 특징으로 하는 정온도 계수 써미스터 모듈.