JPH0969408A - Ｐｔｃ素子 - Google Patents
Ｐｔｃ素子Info
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- JPH0969408A JPH0969408A JP22348695A JP22348695A JPH0969408A JP H0969408 A JPH0969408 A JP H0969408A JP 22348695 A JP22348695 A JP 22348695A JP 22348695 A JP22348695 A JP 22348695A JP H0969408 A JPH0969408 A JP H0969408A
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- ptc element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明により、ＰＴＣ素子に短絡電流などが
流れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気抵抗率が高く
なる限流特性のよいＰＴＣ素子を提供する。 【解決手段】 本発明のＰＴＣ素子は、ＰＴＣポリマー
層１と、該ＰＴＣポリマー層の両表面上にそれぞれ設け
られ、かつ、前記ＰＴＣポリマー層と電気的に接続され
る電極層３、４と、前記ＰＴＣポリマー層と前記電極層
のあいだに設けられる絶縁物層２とからなり、前記絶縁
物層が前記ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５
％を覆う。
流れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気抵抗率が高く
なる限流特性のよいＰＴＣ素子を提供する。 【解決手段】 本発明のＰＴＣ素子は、ＰＴＣポリマー
層１と、該ＰＴＣポリマー層の両表面上にそれぞれ設け
られ、かつ、前記ＰＴＣポリマー層と電気的に接続され
る電極層３、４と、前記ＰＴＣポリマー層と前記電極層
のあいだに設けられる絶縁物層２とからなり、前記絶縁
物層が前記ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５
％を覆う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＰＴＣ（positive t
emperature coefficient）素子に関する。さらに詳しく
は、ＰＴＣポリマー層と電極層のあいだにそれぞれ絶縁
物層が形成されたＰＴＣ素子に関する。
emperature coefficient）素子に関する。さらに詳しく
は、ＰＴＣポリマー層と電極層のあいだにそれぞれ絶縁
物層が形成されたＰＴＣ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来のＰＴＣ素子の断面を示して
いる。図において、２１はＰＴＣポリマー層であり、
３、４は前記ＰＴＣポリマー層と電気的に接続された電
極層である。この種のＰＴＣ素子におけるＰＴＣ特性
は、主成分である結晶性ポリマーが、その融点において
結晶が融解する際に急激な体積膨脹を起こし、この結晶
性ポリマー中に分散させた導電性粒子の間隔が広げられ
ることにより発現される。つぎに、ＰＴＣ素子の温度に
対する電気抵抗率の変化について図８を用いて説明す
る。通常の素子動作範囲である期間Ａにおいては、ＰＴ
Ｃ素子の電気抵抗率は数ｍΩ・ｃｍを示しており、ＰＴ
Ｃ素子の温度上昇に伴い緩やかに電気抵抗率が高くな
る。さらに、たとえば短絡電流や過電流が流れた際には
ジュール熱の発生によってＰＴＣ素子の温度が上昇し、
図８においてＴtで示される特定の温度（以下、「遷移
温度」という）を超えると電気抵抗率は急激に上昇す
る。このように、ＰＴＣ素子の温度が遷移温度Ｔtを超
えた時点で素子は低抵抗状態から高抵抗状態へと変化
し、高抵抗状態におけるＰＴＣ素子の電気抵抗率は十ｋ
Ω・ｃｍないし数十ｋΩ・ｃｍとなる。かかる抵抗増大
作用によって、前記ＰＴＣ素子は、ＰＴＣ素子を通過す
る電流を低減させることができるという限流特性を有
し、電気機器の配電システムなどを短絡電流や過電流か
ら保護する役目を果たす。
いる。図において、２１はＰＴＣポリマー層であり、
３、４は前記ＰＴＣポリマー層と電気的に接続された電
極層である。この種のＰＴＣ素子におけるＰＴＣ特性
は、主成分である結晶性ポリマーが、その融点において
結晶が融解する際に急激な体積膨脹を起こし、この結晶
性ポリマー中に分散させた導電性粒子の間隔が広げられ
ることにより発現される。つぎに、ＰＴＣ素子の温度に
対する電気抵抗率の変化について図８を用いて説明す
る。通常の素子動作範囲である期間Ａにおいては、ＰＴ
Ｃ素子の電気抵抗率は数ｍΩ・ｃｍを示しており、ＰＴ
Ｃ素子の温度上昇に伴い緩やかに電気抵抗率が高くな
る。さらに、たとえば短絡電流や過電流が流れた際には
ジュール熱の発生によってＰＴＣ素子の温度が上昇し、
図８においてＴtで示される特定の温度（以下、「遷移
温度」という）を超えると電気抵抗率は急激に上昇す
る。このように、ＰＴＣ素子の温度が遷移温度Ｔtを超
えた時点で素子は低抵抗状態から高抵抗状態へと変化
し、高抵抗状態におけるＰＴＣ素子の電気抵抗率は十ｋ
Ω・ｃｍないし数十ｋΩ・ｃｍとなる。かかる抵抗増大
作用によって、前記ＰＴＣ素子は、ＰＴＣ素子を通過す
る電流を低減させることができるという限流特性を有
し、電気機器の配電システムなどを短絡電流や過電流か
ら保護する役目を果たす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のＰＴＣ素子は、
ＰＴＣ素子にたとえば数十ｋＡという大きな短絡電流が
流れたばあい、ＰＴＣ素子の温度が上昇し、電気抵抗率
は急激に高くなるが、遷移温度を超えてから、ＰＴＣ素
子が高電気抵抗率になって限流作用を示すまでに、約２
ｍｓｅｃ程度の時間がかかってしまい限流素子としての
充分な限流効果がえられないという問題がある。
ＰＴＣ素子にたとえば数十ｋＡという大きな短絡電流が
流れたばあい、ＰＴＣ素子の温度が上昇し、電気抵抗率
は急激に高くなるが、遷移温度を超えてから、ＰＴＣ素
子が高電気抵抗率になって限流作用を示すまでに、約２
ｍｓｅｃ程度の時間がかかってしまい限流素子としての
充分な限流効果がえられないという問題がある。
【０００４】本発明はかかる問題を解決するためになさ
れたものであり、ＰＴＣ素子に短絡電流などが流れたば
あい、短時間でＰＴＣ素子の電気抵率が高くなる限流特
性のよいＰＴＣ素子を提供することを目的とする。
れたものであり、ＰＴＣ素子に短絡電流などが流れたば
あい、短時間でＰＴＣ素子の電気抵率が高くなる限流特
性のよいＰＴＣ素子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＰＴＣ素子は、
ＰＴＣポリマー層と、該ＰＴＣポリマー層の両表面上に
それぞれ設けられ、かつ、前記ＰＴＣポリマー層と電気
的に接続される電極層と、前記ＰＴＣポリマー層と前記
電極層のあいだにそれぞれ設けられる絶縁物層とからな
り、前記ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５％
を前記絶縁物層が覆うことを特徴とする。
ＰＴＣポリマー層と、該ＰＴＣポリマー層の両表面上に
それぞれ設けられ、かつ、前記ＰＴＣポリマー層と電気
的に接続される電極層と、前記ＰＴＣポリマー層と前記
電極層のあいだにそれぞれ設けられる絶縁物層とからな
り、前記ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５％
を前記絶縁物層が覆うことを特徴とする。
【０００６】前記絶縁物層に厚さ方向に１個または複数
個の貫通孔が形成されており、該貫通孔の断面積の和が
前記ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５％であ
ることが好ましい。
個の貫通孔が形成されており、該貫通孔の断面積の和が
前記ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５％であ
ることが好ましい。
【０００７】前記絶縁物層および前記貫通孔がメッシュ
状に形成されてなることが好ましい。
状に形成されてなることが好ましい。
【０００８】前記貫通孔が複数のスリット状に形成され
てなることが好ましい。
てなることが好ましい。
【０００９】前記絶縁物層がセラミックからなることが
好ましい。
好ましい。
【００１０】前記電極層から前記ＰＴＣポリマー層へ流
入する電流の大きさに応じて前記ＰＴＣポリマー層の前
記絶縁物層により覆われる面の表面積の大きさを変化さ
せてなることが好ましい。
入する電流の大きさに応じて前記ＰＴＣポリマー層の前
記絶縁物層により覆われる面の表面積の大きさを変化さ
せてなることが好ましい。
【００１１】前記ＰＴＣポリマー層が電極層を介し、多
層に設けられてなることが好ましい。
層に設けられてなることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
のＰＴＣ素子の実施例を説明する。
のＰＴＣ素子の実施例を説明する。
【００１３】［実施例１］図１は本発明のＰＴＣ素子の
一実施例の断面図であり、図２は図１に示される絶縁物
層を示す斜視図である。図１に示すように、１は、円柱
または角柱状の多数の凸部１ａが形成されたＰＴＣポリ
マー層であり、２は、該ＰＴＣポリマー層１の凸部１ａ
に嵌合し、かつ断面形状が円形または角形である厚さ方
向の貫通孔２ａが形成された絶縁物層である。図２にそ
の貫通孔の形状がさらに詳しく示されている。３、４
は、前記ＰＴＣポリマー層１の凸部１ａにたとえば溶着
により電気的に接続される電極層である。
一実施例の断面図であり、図２は図１に示される絶縁物
層を示す斜視図である。図１に示すように、１は、円柱
または角柱状の多数の凸部１ａが形成されたＰＴＣポリ
マー層であり、２は、該ＰＴＣポリマー層１の凸部１ａ
に嵌合し、かつ断面形状が円形または角形である厚さ方
向の貫通孔２ａが形成された絶縁物層である。図２にそ
の貫通孔の形状がさらに詳しく示されている。３、４
は、前記ＰＴＣポリマー層１の凸部１ａにたとえば溶着
により電気的に接続される電極層である。
【００１４】つぎに本実施例のごとくＰＴＣポリマー層
と電極層とを接続したＰＴＣ素子の限流作用について説
明する。
と電極層とを接続したＰＴＣ素子の限流作用について説
明する。
【００１５】前記ＰＴＣポリマー層１の凸部１ａを介し
て前記電極層３、４間に流れる電流が少ないばあいは、
ＰＴＣポリマー層１の温度は遷移温度を超えないため、
ＰＴＣポリマー層１の電気抵抗率は低いままである。し
かし、短絡電流などの過電流が前記電極層３、４間に流
れるばあいは、従来のＰＴＣ素子では過電流がＰＴＣポ
リマー層の全表面に流入していたが、本発明のＰＴＣ素
子では過電流は全表面からではなくＰＴＣポリマー層１
の凸部１ａのみから流れることとなり、ジュール熱の発
生による温度上昇は凸部１ａ部分に集中して急速に生じ
ることとなり、ＰＴＣポリマー層の凸部１ａの温度が急
上昇する。よって、ＰＴＣポリマー層１の電気抵抗率は
急激に高くなり、前記電極層３、４間に流れる電流は短
時間で制限される。
て前記電極層３、４間に流れる電流が少ないばあいは、
ＰＴＣポリマー層１の温度は遷移温度を超えないため、
ＰＴＣポリマー層１の電気抵抗率は低いままである。し
かし、短絡電流などの過電流が前記電極層３、４間に流
れるばあいは、従来のＰＴＣ素子では過電流がＰＴＣポ
リマー層の全表面に流入していたが、本発明のＰＴＣ素
子では過電流は全表面からではなくＰＴＣポリマー層１
の凸部１ａのみから流れることとなり、ジュール熱の発
生による温度上昇は凸部１ａ部分に集中して急速に生じ
ることとなり、ＰＴＣポリマー層の凸部１ａの温度が急
上昇する。よって、ＰＴＣポリマー層１の電気抵抗率は
急激に高くなり、前記電極層３、４間に流れる電流は短
時間で制限される。
【００１６】また、ＰＴＣポリマー層１の局部的に温度
上昇した部分の熱が、周囲に放熱され、ＰＴＣポリマー
層１の温度が遷移温度より低くなれば、ＰＴＣポリマー
層１は低抵抗に戻る。
上昇した部分の熱が、周囲に放熱され、ＰＴＣポリマー
層１の温度が遷移温度より低くなれば、ＰＴＣポリマー
層１は低抵抗に戻る。
【００１７】また、本発明のＰＴＣ素子に含まれる絶縁
物層は、ＰＴＣポリマー層１の両表面の面積の５〜９５
％を覆う。絶縁物層がＰＴＣポリマー層を覆う面積が、
ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５％より少ないと短
絡電流に対して所望の高抵抗がえられず、９５％より大
きいとＰＴＣポリマー層と電極層のあいだで電流が流れ
なくなるためである。
物層は、ＰＴＣポリマー層１の両表面の面積の５〜９５
％を覆う。絶縁物層がＰＴＣポリマー層を覆う面積が、
ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５％より少ないと短
絡電流に対して所望の高抵抗がえられず、９５％より大
きいとＰＴＣポリマー層と電極層のあいだで電流が流れ
なくなるためである。
【００１８】［実施例２］図３は、本実施例によるＰＴ
Ｃ素子の断面図を示す。図３において、７はＰＴＣポリ
マー層を示し、２は絶縁物層を示し、実施例１の絶縁物
層と同一のものであり、５、６は電極層を示す。前記実
施例１では、絶縁物層２に設けた貫通孔２ａに嵌合する
凸部１ａを備えるＰＴＣポリマー層１を有するＰＴＣ素
子について示したが、図３に示す本実施例２のように、
絶縁物層２に設けた貫通孔２ａに嵌合する突起部５ａ、
６ａを電極層５、６に設けてもよい。すなわち本実施例
においては、電極層５、６の前記突起部５ａ、６ａが、
ＰＴＣポリマー層７と電気的に接続するため、前記実施
例と同様の効果をうることができる。
Ｃ素子の断面図を示す。図３において、７はＰＴＣポリ
マー層を示し、２は絶縁物層を示し、実施例１の絶縁物
層と同一のものであり、５、６は電極層を示す。前記実
施例１では、絶縁物層２に設けた貫通孔２ａに嵌合する
凸部１ａを備えるＰＴＣポリマー層１を有するＰＴＣ素
子について示したが、図３に示す本実施例２のように、
絶縁物層２に設けた貫通孔２ａに嵌合する突起部５ａ、
６ａを電極層５、６に設けてもよい。すなわち本実施例
においては、電極層５、６の前記突起部５ａ、６ａが、
ＰＴＣポリマー層７と電気的に接続するため、前記実施
例と同様の効果をうることができる。
【００１９】［実施例３］図４（ａ）は、本実施例によ
るＰＴＣ素子の断面図を示し、図４（ｂ）は、図４
（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。図４において、７はＰ
ＴＣポリマー層を示し、１０ａ、１０ｂは絶縁物層を示
し、８、９は電極層を示す。また図５（ａ）は、本実施
例によるＰＴＣ素子の断面図を示し、図５（ｂ）は、図
５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。図５において７は、
ＰＴＣポリマー層を示し、１３ａ、１３ｂは絶縁物層を
示し、１１、１２は電極層を示す。
るＰＴＣ素子の断面図を示し、図４（ｂ）は、図４
（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。図４において、７はＰ
ＴＣポリマー層を示し、１０ａ、１０ｂは絶縁物層を示
し、８、９は電極層を示す。また図５（ａ）は、本実施
例によるＰＴＣ素子の断面図を示し、図５（ｂ）は、図
５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。図５において７は、
ＰＴＣポリマー層を示し、１３ａ、１３ｂは絶縁物層を
示し、１１、１２は電極層を示す。
【００２０】前記実施例１では、絶縁物層２に設けた貫
通孔２ａに嵌合する凸部１ａを備えるＰＴＣポリマー層
１を有するＰＴＣ素子について示したが、図４に示す本
実施例３のように、電極層８、９とＰＴＣポリマー層７
とのあいだに、メッシュ状の絶縁物層１０ａ、１０ｂを
介在させることができる。または、図５に示されるよう
に、電極層１１、１２とＰＴＣポリマー層７とのあいだ
にスリット状の絶縁物層１３ａ、１３ｂが介在されてな
るＰＴＣ素子においても前記実施例１と同様の効果をう
ることができる。
通孔２ａに嵌合する凸部１ａを備えるＰＴＣポリマー層
１を有するＰＴＣ素子について示したが、図４に示す本
実施例３のように、電極層８、９とＰＴＣポリマー層７
とのあいだに、メッシュ状の絶縁物層１０ａ、１０ｂを
介在させることができる。または、図５に示されるよう
に、電極層１１、１２とＰＴＣポリマー層７とのあいだ
にスリット状の絶縁物層１３ａ、１３ｂが介在されてな
るＰＴＣ素子においても前記実施例１と同様の効果をう
ることができる。
【００２１】［実施例４］また前記実施例１、２または
３の絶縁物層に、たとえば０．０１ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅ
ｃ・℃の熱伝導率を有するセラミックを使用してもよ
く、絶縁物層として作用するとともに、ＰＴＣポリマー
層において発生する熱の放熱が効率よく行えるため、よ
り大きな定格電流に対応できるＰＴＣ素子が実現され
る。
３の絶縁物層に、たとえば０．０１ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅ
ｃ・℃の熱伝導率を有するセラミックを使用してもよ
く、絶縁物層として作用するとともに、ＰＴＣポリマー
層において発生する熱の放熱が効率よく行えるため、よ
り大きな定格電流に対応できるＰＴＣ素子が実現され
る。
【００２２】たとえば、従来より絶縁物層として用いら
れているポリエステルの代わりにセラミックを使用する
ばあい１０倍程度放熱が効率よく行える。
れているポリエステルの代わりにセラミックを使用する
ばあい１０倍程度放熱が効率よく行える。
【００２３】［実施例５］前記実施例１、２または３の
ＰＴＣポリマー層と電極層とのあいだに設けられる絶縁
物層の形状の変化により、ＰＴＣポリマー層の表面を覆
う面積を変化させることで、定格電流や短絡電流の変化
に対応するＰＴＣ素子が実現される。
ＰＴＣポリマー層と電極層とのあいだに設けられる絶縁
物層の形状の変化により、ＰＴＣポリマー層の表面を覆
う面積を変化させることで、定格電流や短絡電流の変化
に対応するＰＴＣ素子が実現される。
【００２４】たとえば、ＰＴＣポリマー層の上面および
下面を絶縁物層が３０％覆うばあいと６０％覆うばあい
をくらべると、２倍程度の定格電流を流せる。
下面を絶縁物層が３０％覆うばあいと６０％覆うばあい
をくらべると、２倍程度の定格電流を流せる。
【００２５】［実施例６］図６は、本実施例によるＰＴ
Ｃ素子の断面図を示す。
Ｃ素子の断面図を示す。
【００２６】図６において、１はＰＴＣポリマー層を示
し、２は絶縁物層を示し、３、４、１６は電極層を示
す。
し、２は絶縁物層を示し、３、４、１６は電極層を示
す。
【００２７】前記実施例１、２または３においては、Ｐ
ＴＣポリマー層を１層だけ有するＰＴＣ素子について示
したが、図６に示すようにＰＴＣポリマー層１を電極層
１６を介して多層としても短絡電流などの過電流が流れ
るばあい、ＰＴＣポリマー層１の凸部１ａのみから流れ
ることになりＰＴＣポリマー層１の凸部１ａの温度が急
上昇し、ＰＴＣポリマー層１の電気抵抗率は急激に高く
なり、電流は短時間で制限されるため、前記実施例１、
２または３に示される効果と同様の効果がもたらされ
る。
ＴＣポリマー層を１層だけ有するＰＴＣ素子について示
したが、図６に示すようにＰＴＣポリマー層１を電極層
１６を介して多層としても短絡電流などの過電流が流れ
るばあい、ＰＴＣポリマー層１の凸部１ａのみから流れ
ることになりＰＴＣポリマー層１の凸部１ａの温度が急
上昇し、ＰＴＣポリマー層１の電気抵抗率は急激に高く
なり、電流は短時間で制限されるため、前記実施例１、
２または３に示される効果と同様の効果がもたらされ
る。
【００２８】本発明において用いられるＰＴＣポリマー
は結晶性ポリマー中に導電性粒子を分散させたものであ
る。結晶性ポリマーとしては、前述のように、その融点
において結晶が融解する際に急激な体積膨脹を起こし、
この結晶性ポリマー中に分散させた導電性粒子の間隔を
広げる作用を有するものであれば特に限定されない。結
晶化度は２０％以上、特に４０％以上が好ましい。具体
例としては、たとえば特公昭６４−３３２２号公報、特
公平４−２８７４４号公報、特公平５−６６００１号公
報などに開示されるような結晶性ポリマーがあげられ、
それらのうち、たとえば高密度ポリエチレン、中密度ポ
リエチレン、低密度ポリエチレンなどのポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ−ブテン−１、ポリメチルペンテ
ン（ＴＰＸ）、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、エチレンープロピレンゴムまたはエチレンプロ
ピレンブロック共重合体などのポリオレフィン類；ポリ
ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフ
ルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン
−クロロトリフルオロエチレン共重合体、テトラフルオ
ロエチレンまたはポリクロロトリフルオロエチレンなど
のフルオロカーボンポリマー類；ポリアミド、ポリアセ
タール、シンジオタウチッノ−ポリスチレンまたは飽和
ポリエステルなどの結晶性高分子などの１種または２種
以上の混合物が好ましい。これらの中で最も好ましいも
のは、結晶化度がもっとも高い点からポリオレフィン類
中のポリエチレンである。導電性粒子としては、粒径が
０．０２〜２００μｍ程度のたとえば、カーボンブラッ
ク、グラファイト、カーボンファイバー、金属メッキカ
ーボンファイバー、金属粒子（Ｎｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｆｅ
またはＣｕなど）、金属繊維または無機物ウィスカーな
どを、結晶性ポリマー中に４０〜８０重量％混入するこ
とが常温抵抗率を０．２Ωｃｍ程度に保つために好まし
い。さらに、実用面およびコスト面のバランスからは、
粒径０．０３〜０．２μｍ程度のカーボンブラックを、
結晶性ポリマー中に５０〜７０重量％混入することが最
も好ましい。
は結晶性ポリマー中に導電性粒子を分散させたものであ
る。結晶性ポリマーとしては、前述のように、その融点
において結晶が融解する際に急激な体積膨脹を起こし、
この結晶性ポリマー中に分散させた導電性粒子の間隔を
広げる作用を有するものであれば特に限定されない。結
晶化度は２０％以上、特に４０％以上が好ましい。具体
例としては、たとえば特公昭６４−３３２２号公報、特
公平４−２８７４４号公報、特公平５−６６００１号公
報などに開示されるような結晶性ポリマーがあげられ、
それらのうち、たとえば高密度ポリエチレン、中密度ポ
リエチレン、低密度ポリエチレンなどのポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ−ブテン−１、ポリメチルペンテ
ン（ＴＰＸ）、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、エチレンープロピレンゴムまたはエチレンプロ
ピレンブロック共重合体などのポリオレフィン類；ポリ
ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフ
ルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン
−クロロトリフルオロエチレン共重合体、テトラフルオ
ロエチレンまたはポリクロロトリフルオロエチレンなど
のフルオロカーボンポリマー類；ポリアミド、ポリアセ
タール、シンジオタウチッノ−ポリスチレンまたは飽和
ポリエステルなどの結晶性高分子などの１種または２種
以上の混合物が好ましい。これらの中で最も好ましいも
のは、結晶化度がもっとも高い点からポリオレフィン類
中のポリエチレンである。導電性粒子としては、粒径が
０．０２〜２００μｍ程度のたとえば、カーボンブラッ
ク、グラファイト、カーボンファイバー、金属メッキカ
ーボンファイバー、金属粒子（Ｎｉ、Ａｇ、Ａｌ、Ｆｅ
またはＣｕなど）、金属繊維または無機物ウィスカーな
どを、結晶性ポリマー中に４０〜８０重量％混入するこ
とが常温抵抗率を０．２Ωｃｍ程度に保つために好まし
い。さらに、実用面およびコスト面のバランスからは、
粒径０．０３〜０．２μｍ程度のカーボンブラックを、
結晶性ポリマー中に５０〜７０重量％混入することが最
も好ましい。
【００２９】また、本発明のＰＴＣ素子の絶縁物層とし
ては、たとえばポリエチレン、ポリエステル、ポリプロ
ピレン、テフロンまたはセラミックなどがあげられる
が、ＰＴＣポリマーとの密着性の点において、ポリエチ
レンが好ましい。
ては、たとえばポリエチレン、ポリエステル、ポリプロ
ピレン、テフロンまたはセラミックなどがあげられる
が、ＰＴＣポリマーとの密着性の点において、ポリエチ
レンが好ましい。
【００３０】本発明のＰＴＣ素子の電極層としては、高
導電性および低コストの点からニッケルメッキ銅、ニッ
ケル、銅または銀などが好ましい。
導電性および低コストの点からニッケルメッキ銅、ニッ
ケル、銅または銀などが好ましい。
【００３１】本発明においては、高密度ポリエチレンに
たとえば粒径０．０９μｍのカーボンブラックを５５重
量％程度配合してたとえば厚さ０．６ｍｍのＰＴＣポリ
マーとし、該ＰＴＣポリマーの両表面にたとえば０．１
ｍｍのポリエチレンを蒸着により絶縁物層として形成
し、さらにその外側にたとえば１ｍｍのニッケルメッキ
銅を電極層として形成する組合わせがＰＴＣポリマーと
絶縁物膜の密着性がよい点で好ましい。
たとえば粒径０．０９μｍのカーボンブラックを５５重
量％程度配合してたとえば厚さ０．６ｍｍのＰＴＣポリ
マーとし、該ＰＴＣポリマーの両表面にたとえば０．１
ｍｍのポリエチレンを蒸着により絶縁物層として形成
し、さらにその外側にたとえば１ｍｍのニッケルメッキ
銅を電極層として形成する組合わせがＰＴＣポリマーと
絶縁物膜の密着性がよい点で好ましい。
【００３２】本発明においては、高密度ポリエチレンに
たとえば粒径０．０９μｍのカーボンブラックを５５重
量％程度配合してたとえば厚さ０．６ｍｍのＰＴＣポリ
マーとし、該ＰＴＣポリマーの両表面にたとえば０．１
ｍｍのセラミックを蒸着により絶縁物層として形成し、
さらにその外側にたとえば１ｍｍのニッケルメッキ銅を
電極層として形成する組合わせが放熱がよくより大きな
電流を流せる点で好ましい。
たとえば粒径０．０９μｍのカーボンブラックを５５重
量％程度配合してたとえば厚さ０．６ｍｍのＰＴＣポリ
マーとし、該ＰＴＣポリマーの両表面にたとえば０．１
ｍｍのセラミックを蒸着により絶縁物層として形成し、
さらにその外側にたとえば１ｍｍのニッケルメッキ銅を
電極層として形成する組合わせが放熱がよくより大きな
電流を流せる点で好ましい。
【００３３】
【発明の効果】請求項１記載のＰＴＣ素子は、ＰＴＣポ
リマー層と、該ＰＴＣポリマー層の両表面上にそれぞれ
設けられ、かつ、前記ＰＴＣポリマー層と電気的に接続
された電極層と、前記ＰＴＣポリマー層と前記電極層の
あいだにそれぞれ設けられる絶縁物層とからなり、前記
ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５％を前記絶
縁物層が覆うため、短絡電流などが流れたばあい、短時
間でＰＴＣ素子の電気抵抗率が高くなり、優れた限流特
性をうることができる。
リマー層と、該ＰＴＣポリマー層の両表面上にそれぞれ
設けられ、かつ、前記ＰＴＣポリマー層と電気的に接続
された電極層と、前記ＰＴＣポリマー層と前記電極層の
あいだにそれぞれ設けられる絶縁物層とからなり、前記
ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５％を前記絶
縁物層が覆うため、短絡電流などが流れたばあい、短時
間でＰＴＣ素子の電気抵抗率が高くなり、優れた限流特
性をうることができる。
【００３４】請求項２記載のＰＴＣ素子は、前記絶縁物
層に厚さ方向に１個または複数個の貫通孔が形成されて
おり、該貫通孔の断面積の和が前記ＰＴＣポリマー層の
両表面の面積の５〜９５％であるため、短絡電流などが
流れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気抵抗率が高く
なり、優れた限流特性をうることができる。
層に厚さ方向に１個または複数個の貫通孔が形成されて
おり、該貫通孔の断面積の和が前記ＰＴＣポリマー層の
両表面の面積の５〜９５％であるため、短絡電流などが
流れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気抵抗率が高く
なり、優れた限流特性をうることができる。
【００３５】請求項３記載のＰＴＣ素子は、前記絶縁物
層および前記貫通孔がメッシュ状に形成されるため、短
絡電流などが流れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気
抵抗率が高くなり、優れた限流特性をうることができ
る。
層および前記貫通孔がメッシュ状に形成されるため、短
絡電流などが流れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気
抵抗率が高くなり、優れた限流特性をうることができ
る。
【００３６】請求項４記載のＰＴＣ素子は、前記貫通孔
が複数のスリット状に形成されるため短絡電流などが流
れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気抵抗率が高くな
り、優れた限流特性をうることができる。
が複数のスリット状に形成されるため短絡電流などが流
れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気抵抗率が高くな
り、優れた限流特性をうることができる。
【００３７】請求項５記載のＰＴＣ素子は、前記絶縁物
層がセラミックからなるため、素子に流れる電流により
起こる熱の放熱がよくなり、より大きな電流を流すこと
ができる。
層がセラミックからなるため、素子に流れる電流により
起こる熱の放熱がよくなり、より大きな電流を流すこと
ができる。
【００３８】請求項６記載のＰＴＣ素子は、前記電極層
から前記ＰＴＣポリマー層へ流入す電流の大きさに応じ
て前記ＰＴＣポリマー層の前記絶縁物層により覆われる
面の表面積の大きさを変化させているため、種々の大き
さの定格電流または短絡電流に対応することができる。
から前記ＰＴＣポリマー層へ流入す電流の大きさに応じ
て前記ＰＴＣポリマー層の前記絶縁物層により覆われる
面の表面積の大きさを変化させているため、種々の大き
さの定格電流または短絡電流に対応することができる。
【００３９】請求項７記載のＰＴＣ素子は、前記ＰＴＣ
ポリマー層が電極層を介し、多層に設けられてなり、短
絡電流などが流れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気
抵抗率が高くなり、すぐれた限流特性をうることができ
る。
ポリマー層が電極層を介し、多層に設けられてなり、短
絡電流などが流れたばあい、短時間でＰＴＣ素子の電気
抵抗率が高くなり、すぐれた限流特性をうることができ
る。
【図１】 本発明の一実施例によるＰＴＣ素子を示す断
面図である。
面図である。
【図２】 本発明の一実施例の絶縁物層を示す斜視図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の他の実施例によるＰＴＣ素子を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】 本発明の他の実施例によるＰＴＣ素子を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】 本発明の他の実施例によるＰＴＣ素子を示す
断面図である。
断面図である。
【図６】 本発明の他の実施例によるＰＴＣ素子を示す
断面図である。
断面図である。
【図７】 従来のＰＴＣ素子を示す断面図である。
【図８】 ＰＴＣポリマー層の温度−電気抵抗率特性を
示す図である。
示す図である。
１ ＰＴＣポリマー層、２ 絶縁物層、３、４ 電極
層。
層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 貞次郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 堀邊 英夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 西山 逸雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 仁科 健一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 村田 士郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 ＰＴＣポリマー層と、該ＰＴＣポリマー
層の両表面上にそれぞれ設けられ、かつ、前記ＰＴＣポ
リマー層と電気的に接続される電極層と、前記ＰＴＣポ
リマー層と前記電極層のあいだにそれぞれ設けられる絶
縁物層とからなるＰＴＣ素子であって、前記ＰＴＣポリ
マー層の両表面の面積の５〜９５％を前記絶縁物層が覆
ってなるＰＴＣ素子。 - 【請求項２】 前記絶縁物層に厚さ方向に１個または複
数個の貫通孔が形成されており、該貫通孔の断面積の和
が前記ＰＴＣポリマー層の両表面の面積の５〜９５％で
ある請求項１記載のＰＴＣ素子。 - 【請求項３】 前記絶縁物層および前記貫通孔がメッシ
ュ状に形成されてなる請求項１または２記載のＰＴＣ素
子。 - 【請求項４】 前記貫通孔が複数のスリット状に形成さ
れてなる請求項１または２記載のＰＴＣ素子。 - 【請求項５】 前記絶縁物層がセラミックからなる請求
項１、２、３または４記載のＰＴＣ素子。 - 【請求項６】 前記電極層から前記ＰＴＣポリマー層へ
流入する電流の大きさに応じて前記ＰＴＣポリマー層の
前記絶縁物層により覆われる面の表面積の大きさを変化
させてなる請求項１、２、３または４記載のＰＴＣ素
子。 - 【請求項７】 前記ＰＴＣポリマー層が電極層を介し、
多層に設けられてなる請求項１、２、３または４記載の
ＰＴＣ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22348695A JP3739444B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Ｐｔｃ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22348695A JP3739444B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Ｐｔｃ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969408A true JPH0969408A (ja) | 1997-03-11 |
| JP3739444B2 JP3739444B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16798896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22348695A Expired - Fee Related JP3739444B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Ｐｔｃ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3739444B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP22348695A patent/JP3739444B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3739444B2 (ja) | 2006-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040624 |
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| A521 | Written amendment |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051102 |
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