JPH10270215A

JPH10270215A - 限流器

Info

Publication number: JPH10270215A
Application number: JP7508197A
Authority: JP
Inventors: Sadajiro Mori; 貞次郎森; Tatsuya Hayashi; 龍也林; Tomoe Takahashi; 知恵高橋; Hideo Horibe; 英夫堀辺; Itsuo Nishiyama; 逸雄西山; Shiro Murata; 士郎村田; Kenichi Nishina; 健一仁科; Manabu Sogabe; 学曽我部; Masahiro Ishikawa; 雅廣石川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな負荷電流を連続して通電でき、かつ、
限流波高値を低くすることができる限流器を提供する。【解決手段】ＰＴＣポリマー層１、および該ＰＴＣポ
リマー層１に電気的に接続された一対の電極２、３を含
んでなる限流器であって、前記ＰＴＣポリマー層１が、
該ＰＴＣポリマー層１を形成するＰＴＣポリマーの常温
抵抗率より低い抵抗率を有する開口性導電体４を含んで
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、短絡電流や過電流
を限流するために用いられる限流器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば電気回路を短絡電流
や過電流から保護するために用いられる限流器に関する
研究が種々行われてる。従来の限流器の一例としては、
特開平４−７０８１号公報に開示されている限流器があ
る。図８は、従来の限流器の一例である特開平４−７０
８１号公報に開示されている限流器を示す側面説明図で
ある。図８において、２１はＰＴＣ（positive tempera
ture coefficient）特性を有するＰＴＣポリマーからな
るＰＴＣポリマー層、２２、２３は２つの板状の電極か
らなる一対の電極を示す。前記電極２２、２３はＰＴＣ
ポリマー層２１に電気的に接続されている。

【０００３】図９は、ＰＴＣポリマーのＰＴＣ特性の一
例を示すグラフである。図９において、縦軸はＰＴＣポ
リマーの抵抗率（Ω・ｃｍ）、横軸はＰＴＣポリマーの
温度（℃）を示す。一般的に、ＰＴＣポリマーは、その
抵抗率が、図９に示すように、遷移開始温度Ｔ１までは
低く、遷移開始温度Ｔ１を超えると急激に増加するが、
遷移終了温度Ｔ２を超えると緩やかに増加するものもあ
れば、緩やかに減少するものもある。ＰＴＣポリマーの
種類によっては、遷移開始温度Ｔ１が１２５℃であり、
遷移終了温度Ｔ２が１３５℃であり、遷移終了温度Ｔ２
における抵抗率が、遷移開始温度Ｔ１における抵抗率の
１０００倍となるものがある。

【０００４】つぎに、図面を参照しつつ従来の限流器の
動作について説明する。まず、負荷電流が電極２２、２
３を介してＰＴＣポリマー層２１に流れ、ジュール熱に
よりＰＴＣポリマー層２１の温度が上昇する。前記負荷
電流は小さいため、ＰＴＣポリマー層２１の温度は遷移
開始温度Ｔ１より低いままである。そして、短絡電流や
過電流が電極２２、２３を介してＰＴＣポリマー層２１
に流れると、ＰＴＣポリマー層２１の温度が上昇し、Ｐ
ＴＣポリマー層２１の温度が遷移開始温度Ｔ１より高く
なる。したがって、ＰＴＣポリマー層２１の抵抗率が急
激に増加し、短絡電流や過電流が抑制されることとな
る。抑制された短絡電流や過電流は、開閉器（図示せ
ず）で遮断される。短絡電流や過電流が遮断され、限流
器へのエネルギー（電流）の入力がなくなり、ＰＴＣポ
リマー層２１の温度が遷移開始温度Ｔ１以下になると、
再び負荷電流の通電が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の限流器の前述の
ような動作においては、短絡電流や過電流をより短い時
間で遮断するために、ＰＴＣポリマー層の抵抗率を大き
くする必要があり、大きな負荷電流を連続して通電させ
ることができないという問題がある。

【０００６】また、ＰＴＣポリマー層の抵抗率（ρ）と
ＰＴＣポリマー層の断面積とのあいだには式（１）に示
すような関係がある。

【０００７】

【数１】

【０００８】なお、式（１）において、ＲはＰＴＣポリ
マー層の抵抗。ＬはＰＴＣポリマー層の厚さ、ＳはＰＴ
Ｃポリマー層の断面積（電流が流れる方向に対して垂直
な断面の大きさ）をいう。

【０００９】かかる関係により、ＰＴＣポリマー層の抵
抗率を大きくするためには、ＰＴＣポリマー層の断面積
を大きくする必要があり、短絡電流や過電流に対する応
答が遅くなり、限流波高値が高くなるという問題があ
る。なお、前記限流波高値とは、短絡電流や過電流が限
流器に流れたときに、短絡電流や過電流が遮断されるま
でのあいでに限流器に流れた電流の最大値をいう。

【００１０】そこで、大きな負荷電流を連続して通電で
き、かつ、限流特性にすぐれた限流器をうるべく、たと
えばＰＴＣポリマー層の厚さを薄くする方法が試みられ
たが、限流動作時にＰＴＣポリマー層が破損しやすくな
るという問題がある。

【００１１】また、ＰＴＣポリマー層中に非開口性の金
属板を埋設させるという方法も試みられた。しかし、Ｐ
ＴＣポリマー層と金属板との密着性がわるいため、短絡
電流や過電流が大きいとＰＴＣポリマー層と金属板との
あいだにアークが発生して剥離しやすくなり、さらにＰ
ＴＣポリマー層と金属板とのあいだの接触抵抗が増大し
てしまうという問題がある。また、金属板の代わりに金
属短繊維を用いたものでは、金属短繊維間にＰＴＣポリ
マーが存在するので金属短繊維間の電気的な接触がわる
くなり、ＰＴＣポリマー層の抵抗率が高くなるという問
題がある。

【００１２】本発明はかかる問題を解決し、大きな負荷
電流を連続して通電でき、かつ、限流波高値を低くする
ことができる限流器を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の限流器はＰＴＣ
ポリマー層、および該ＰＴＣポリマー層に電気的に接続
された一対の電極を含んでなる限流器であって、前記Ｐ
ＴＣポリマー層が、該ＰＴＣポリマー層を形成するＰＴ
Ｃポリマーの常温抵抗率より低い抵抗率を有する開口性
導電体を含んでなるものである。

【００１４】また、前記開口性導電体が金属からなるも
のである。

【００１５】さらに、前記開口性導電体が多孔質金属か
らなるものである。

【００１６】また、前記開口性導電体がセラミックから
なるものである。

【００１７】さらに、前記開口性導電体が多孔質セラミ
ックからなるものである。

【００１８】また、前記電極がＰＴＣポリマー層に融着
されてなるものである。

【００１９】また、前記開口性導電体の１つの表面が１
つの電極近傍に配置され、前記開口性導電体の他の１つ
の表面が他の電極に接した状態で配置されてなるもので
ある。

【００２０】また、前記一対の電極が、弾性体を用いて
ＰＴＣポリマー層に押圧されてなるものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の限流器の実施の
形態について説明する。

【００２２】実施の形態１．図面を参照しながら、本発
明の限流器の実施の形態１について説明する。

【００２３】図１は、本発明の限流器の一実施の形態を
示す断面説明図である。図１において、１は、ＰＴＣ特
性を有するＰＴＣポリマーからなるＰＴＣポリマー層、
２、３は２つの板状の電極からなる一対の電極を示す。
前記電極２、３は、ＰＴＣポリマー層１に電気的に接続
されている。さらに、電極２、３は、弾性体（図示せ
ず）でＰＴＣポリマー層１に押圧されている。また、４
は、ＰＴＣポリマー層１内に配設された開口性導電体、
４ａは開口性導電体４に設けられた貫通孔を示す。本実
施の形態では、開口性導電体４は金属からなる。該金属
は、酸化しにくいものが好ましく、たとえばニッケルで
めっきされた銅または銀でめっきされた銅などである。

【００２４】図２は、図１に示される限流器中の開口性
導電体の一例を示す斜視説明図である。開口性導電体４
には複数の貫通孔４ａが設けられている。さらに、開口
性導電体４は、ＰＴＣポリマー層の常温抵抗率より低い
抵抗率を有するものである。なお、前記常温抵抗率と
は、ＰＴＣポリマー層の温度が遷移開始温度Ｔ１より低
いときのＰＴＣポリマー層の抵抗率をいう。本実施の形
態においては、ＰＴＣポリマー層を形成するＰＴＣポリ
マーの常温抵抗率が０．００１〜１Ω・ｃｍであり、開
口性導電体４の抵抗率が１〜２０μΩ・ｃｍであること
が好ましい。

【００２５】ＰＴＣポリマー層１は、図１に示すよう
に、電極２、３および開口性導電体４間に形成される板
状の部分１ａ、１ｃと、開口性導電体４の開口部たる貫
通孔４ａ中に形成される円柱状の部分１ｂとからなる。

【００２６】つぎに、本実施の形態にかかわる限流器の
動作について説明する。まず、負荷電流が、一方の電極
２から流入すると、ＰＴＣポリマー層１の板状の部分１
ａ、開口性導電体４およびＰＴＣポリマー層１の板状の
部分１ｃを経由して、他方の電極３から流出する。負荷
電流通電時、ＰＴＣポリマー層１で発生するジュール熱
が少ないので、ＰＴＣポリマー層１の温度上昇が低く、
ＰＴＣポリマー層１の温度は遷移開始温度Ｔ１よりも低
い。本実施の形態では、ＰＴＣポリマー層１内に、ＰＴ
Ｃポリマー層１の常温抵抗率よりも低い抵抗率を有する
開口性導電体４が配設されているので、電極２、３間の
抵抗が低い。したがって、ＰＴＣポリマー層１の断面積
を小さくしても、大きな負荷電流を連続して流すことが
できる。

【００２７】また、短絡電流が一方の電極２に流入する
と、ＰＴＣポリマー層１に大きな電流が流れるので、Ｐ
ＴＣポリマー層１で発生するジュール熱が多くなり、Ｐ
ＴＣポリマー層１の温度が遷移開始温度Ｔ１よりも高く
なる。したがって、ＰＴＣポリマー層１の抵抗率が急増
し、短絡電流が抑制される。

【００２８】本実施の形態にかかわる限流器によれば、
電極間の抵抗を低減できるので、ＰＴＣポリマー層１の
板状の部分１ａ、１ｃの断面積を小さくできる。その結
果、ＰＴＣポリマー層１の板状の部分１ａ、１ｃに流れ
る短絡電流の密度（ＰＴＣポリマー層１の板状の部分の
単位面積当りに流れる電流の量）が大きくなるので、限
流動作を開始するまでの時間が短縮される。これによ
り、短絡電流が大きく立ち上がる前に限流動作を始める
ことができるので、短絡電流による限流波高値を低くす
ることができる。

【００２９】なお、ＰＴＣポリマー層１によって抑制さ
れた短絡電流は遮断器（図示せず）で遮断される。短絡
電流を遮断すると、ＰＴＣポリマー層１へのエネルギー
の入力（電流の入力）がなくなり、ＰＴＣポリマー層１
に蓄積されたエネルギーが、ＰＴＣポリマー層１の外部
に放散される。そして、ＰＴＣポリマー層１の温度が低
下して遷移開始温度Ｔ１よりも低くなると、ＰＴＣポリ
マー層１の抵抗が低くなり、再び負荷電流を通電するこ
とができるようになる。

【００３０】ところで、ＰＴＣポリマー層１の板状の部
分１ａ、１ｃと開口性導電体４とのあいだには接触抵抗
が存在する。したがって、短絡電流が非常に大きいばあ
い、ＰＴＣポリマー層１と開口性導電体４とのあいだで
アークが発生し、ＰＴＣポリマー層１の板状の部分１
ａ、１ｃが開口性導電体４から剥離する。しかし、本実
施の形態においては、電極２、３がＰＴＣポリマー層１
に押圧されており、さらに、開口性導電体４の貫通孔４
ａ中にＰＴＣポリマー層１の円形状の部分１ｂが設けら
れている。したがって、アーク熱によって溶融したＰＴ
Ｃポリマー層１の板状の部分１ａ、１ｃが円形状の部分
１ｂに融着する。その結果、限流動作時に、ＰＴＣポリ
マー層１の板状の部分１ａ、１ｃが開口性導電体４から
剥離するという現象を抑制することができる。さらに、
剥離により生じていた、ＰＴＣポリマー層１と開口性導
電体４とあいだの接触抵抗が増加する現象も抑制するこ
とができる。

【００３１】実施の形態２．つぎに、図面を参照しなが
ら、本発明の限流器の実施の形態２について説明する。
本実施の形態にかかわる限流器は、図１に示される限流
器のＰＴＣポリマー層中に複数の開口性導電体が設けら
れているものである。

【００３２】図３は、本発明の限流器の他の実施の形態
を示す断面説明図である。図３において、図１と同一の
部分は同じ符号を用いて示した。なお、５は、開口性導
電体４と同様の機能および構造を有する開口性導電体、
５ａは開口性導電体５に設けられた貫通孔を示す。さら
に、１ｄは、２つの開口性導電体４、５のあいだに形成
された、ＰＴＣポリマー層１の板状の部分、１ｅは、開
口性導電体５の貫通孔５ａ中に形成された、ＰＴＣポリ
マー層１の円柱状の部分を示す。

【００３３】本実施の形態にかかわる限流器のように、
ＰＴＣポリマー層１中に２つの開口性導電体４、５を設
けることにより、過負荷電流が短時間のみ流れたばあ
い、ＰＴＣポリマー層１中で発生した熱を２つの開口性
導電体４が吸収するので、限流器の誤動作を抑制でき
る。なお、本実施の形態においては、ＰＴＣポリマー層
中に２つの開口性導電体を設けたが、開口性導電体の数
は２つに限定されず、２つの電極間の抵抗の大きさの設
定にもとづき変化させうる。

【００３４】実施の形態３．つぎに、図面を参照しなが
ら、本発明の限流器の実施の形態３について説明する。

【００３５】図４は、本発明の限流器のさらに他の実施
の形態を示す断面説明図である。図４において、図１と
同一の部分は同じ符号を用いて示した。

【００３６】本実施の形態においては、開口性導電体４
を、開口性導電体４の１つの表面が一方の電極２のごく
近傍において電極２に接しないように、かつ開口性導電
体４の他の１つの表面が他方の電極３に接するように配
置されている。なお、本実施の形態にかかわる限流器の
動作は、図１に示される限流器の動作と同じである。

【００３７】本実施の形態においては、他方の電極３と
開口性導電体４の１つの表面とのあいだにＰＴＣポリマ
ー層が形成されないので、電極間の抵抗を低くできる。
したがって、本実施の形態にかかわる限流器は、図１に
示される限流器よりも大きな負荷電流を連続して流すこ
とができる。

【００３８】さらに、本実施の形態では、電極間の抵抗
を低くできるので、ＰＴＣポリマー層１の板状の部分１
ａの断面積を小さくできる。したがって、ＰＴＣポリマ
ー層１の板状の部分１ａに流れる短絡電流の密度が大き
くなる。その結果、限流動作を開始するまでの時間が短
縮される。これにより、短絡電流が大きく立ち上がる前
に限流動作を始めることができるので、短絡電流による
限流波高値を低くすることができる。

【００３９】実施の形態４．つぎに、図面を参照しなが
ら、本発明の限流器の実施の形態４について説明する。
本実施の形態にかかわる限流器と、図４に示される限流
器とのあいだで異なっているところは、ＰＴＣポリマー
層中に複数の開口性導電体が設けられていることであ
る。

【００４０】図５は、本発明の限流器のさらに他の実施
の形態を示す断面説明図である。図５において、図３と
同一の部分は同じ符号を用いて示した。本実施の形態に
かかわるの限流器のように、ＰＴＣポリマー層１中に２
つの開口性導電体４、５を設けることにより、過負荷電
流が短時間のみ流れたばあい、ＰＴＣポリマー層１中で
発生した熱を２つの開口性導電体４が吸収するので、限
流器の誤動作を抑制できる。なお、本実施の形態におい
ては、ＰＴＣポリマー層中に２つの開口性導電体を設け
たが、開口性導電体の数は２つに限定されず、２つの電
極間の抵抗の大きさの設定にもとづき変化させうる。

【００４１】実施の形態５．つぎに、図面を参照しなが
ら、本発明の限流器の実施の形態５について説明する。

【００４２】図６は、本発明の限流器のさらに他の実施
の形態を示す断面説明図である。図６において、図１と
同一の部分は同じ符号を用いて示した。本実施の形態で
は、開口性導電体４の材料として多孔質金属が用いられ
ている。該多孔質金属は、連通した微小な気孔を有する
金属であり、たとえば発泡金属などである。本実施の形
態にかかわる限流器の動作は、図１に示される限流器の
動作と同じである。

【００４３】また、前記多孔質金属の代わりに金属短繊
維を用いて開口性導電体４を形成することも考えられ
る。しかし、金属短繊維を用いたばあい、金属短繊維間
にＰＴＣポリマーが存在し、金属短繊維間の電気的な接
触がわるくなるので、電極間の抵抗を大幅に低くするこ
とができない。これに対し、本実施の形態では、開口性
導電体４の材料として多孔質金属が用いられているの
で、金属短繊維を用いたばあいよりも電極間の抵抗を低
くすることができる。

【００４４】さらに、開口性導電体４の材料として貫通
孔を有する金属が用いられた図１に示される限流器と比
べると、本実施の形態にかかわる限流器では、開口性導
電体に微小な気孔が均一に形成されるので、ＰＴＣポリ
マー層の板状の部分１ａ、１ｃに均一に電流が流れる。
したがって、本実施の形態にかかわる限流器の電極間の
抵抗は、図１に示される限流器の電極間の抵抗よりも低
い。したがって、本実施の形態にかかわる限流器は、図
１に示される限流器より大きな負荷電流を連続して流す
ことができる。

【００４５】さらに、本実施の形態では、電極間の抵抗
を低くできるので、ＰＴＣポリマー層１の板状の部分１
ａ、１ｃの断面積を小さくできる。したがって、ＰＴＣ
ポリマー層１の板状の部分１ａ、１ｃに流れる短絡電流
の密度が大きくなる。その結果、限流動作を開始するま
での時間が短縮される。これにより、短絡電流が大きく
立ち上がる前に限流動作を始めることができるので、短
絡電流による限流波高値を低くすることができる。

【００４６】実施の形態６．つぎに、本発明の限流器の
実施の形態６について説明する。

【００４７】本実施の形態にかかわる限流器の構造は、
図１に示される限流器の構造と同じである。本実施の形
態にかかわる限流器と図１に示される限流器とのあいだ
で異なっているところは、開口性導電体が導電性を有す
るセラミックからなることである。なお、本実施の形態
にかかわる限流器の動作は、図１に示される限流器の動
作と同じである。

【００４８】短絡電流が非常に大きいばあい、ＰＴＣポ
リマー層の板状の部分と開口性導電体とのあいだでアー
クが発生する。たとえば、開口性導電体が金属であるば
あい、アーク熱によって開口性導電体が溶融する。開口
性導電体が溶融すると、ＰＴＣポリマー層の板状の部分
のうち、開口性導電体の近傍にある部分の内部に金属粒
が生成される。該金属粒は、前記開口性導電体の近傍に
ある部分に不均一に生成される。その結果、ＰＴＣポリ
マー層の板状の部分を流れる電流の分布が不均一にな
り、ＰＴＣポリマー層の温度分布が不均一になる。した
がって、限流動作時、ＰＴＣポリマー層の膨脹率が場所
によって異なり、ＰＴＣポリマー層が破損しやすくな
る。

【００４９】しかし、本実施の形態では、開口性導電体
が、金属にくらべ溶融しにくいセラミックからなる。そ
の結果、ＰＴＣポリマー層の板状の部分のうち、開口性
導電体の近傍にある部分の内部に導電体の粒が生成され
にくいので、ＰＴＣポリマー層が破損することを防止で
きる。

【００５０】なお、導電性を有するセラミックの材料と
しては、たとえばアルミナ、ジルコニアまたはコージラ
イトなどがあげられる。

【００５１】実施の形態７．つぎに、本発明の限流器の
実施の形態７について説明する。

【００５２】本実施の形態にかかわる限流器の構造は、
図６に示される限流器の構造と同じである。本実施の形
態にかかわる限流器と図６に示される限流器とのあいだ
で異なっているところは、開口性導電体が多孔質セラミ
ックからなることである。なお、本実施の形態にかかわ
る限流器の動作は、図６に示される限流器の動作と同じ
である。

【００５３】また、前記多孔質セラミックの代わりにセ
ラミック短繊維を用いて開口性導電体を形成することも
考えられる。しかし、セラミック短繊維を用いたばあ
い、セラミック短繊維間にＰＴＣポリマーが存在し、セ
ラミック短繊維間の電気的な接触がわるくなるので、電
極間の抵抗を大幅に低くすることができない。これに対
し、本実施の形態では、開口性導電体の材料として多孔
質セラミックが用いられているので、セラミック短繊維
を用いたばあいよりも電極間の抵抗を低くすることがで
きる。

【００５４】さらに、開口性導電体４の材料として貫通
孔を有するセラミックが用いられた限流器と比べると、
本実施の形態にかかわる限流器では、開口性導電体に微
小な気孔が均一に形成されるので、ＰＴＣポリマー層の
板状の部分１ａ、１ｃに均一に電流が流れる。したがっ
て、本実施の形態にかかわる限流器の電極間の抵抗は、
実施の形態６に示される限流器の電極間の抵抗よりも低
い。したがって、本実施の形態にかかわる限流器は、実
施の形態６に示される限流器より大きな負荷電流を連続
して流すことができる。

【００５５】さらに、本実施の形態では、電極間の抵抗
を低くできるので、ＰＴＣポリマー層の板状の部分の断
面積を小さくできる。したがって、ＰＴＣポリマー層の
板状の部分に流れる短絡電流の密度が大きくなる。その
結果、限流動作を開始するまでの時間が短縮される。こ
れにより、短絡電流が大きく立ち上がる前に限流動作を
始めることができるので、短絡電流による限流波高値を
低くすることができる。

【００５６】なお、多孔質セラミックの材料としては、
たとえばアルミナ、ジルコニアまたはコージライトなど
があげられる。多孔質セラミックは、たとえばセラミッ
ク原料と粒状の樹脂との混合物に水を加えて混練および
成形したのち、焼成して樹脂を蒸発させることによりえ
られる。

【００５７】実施の形態８．つぎに、図面を参照しなが
ら本発明の限流器の実施の形態８について説明する。

【００５８】図７は、本発明の限流器のさらに他の実施
の形態を示す断面説明図である。図７において、図１と
同一の部分は同じ符号を用いて示す。さらに、６、７
は、それぞれ電極２、３の外側に設けられた一対の端子
板、８は弾性体、９、１０は一対の絶縁性基板、１３、
１４は、それぞれ端子板６、７に電気的に接続された外
部電線を示す。

【００５９】前記弾性体８は、端子板６、７、電極２、
３、ＰＴＣポリマー層１および開口性導電体４を押圧し
ている。なお、弾性体として、つる巻ばねまたはゴムか
らなる板状の弾性体などが用いられうるが、小型化のた
めにはゴムからなる板状の弾性体を用いることが好まし
い。また、絶縁性基板９、１０には、それぞれ貫通孔９
ａ、１０ａが設けられ、該貫通孔９ａ、１０ａにはボル
ト１１が貫設されており、ボルト１１はナット１２を用
いて締め付けられ固定されている。

【００６０】負荷電流は、電線１３に流入すると、一方
の端子板６、一方の電極２、ＰＴＣポリマー層１の一方
の板状の部分１ａ、開口性導電体４、ＰＴＣポリマー層
１の他方の板状の部分１ｃ、他方の電極３および他方の
端子板７を経由し、電線１４から流出する。

【００６１】通常、ＰＴＣポリマー層１の一方の板状の
部分１ａ、１ｃおよび開口性導電体４間には接触抵抗が
存在するので、非常に大きい短絡電流が流入したばあ
い、ＰＴＣポリマー層１および開口性導電体４間でアー
クが発生し、ＰＴＣポリマー層１の板状の部分１ａ、１
ｃが開口性導電体４から剥離する。しかし、本実施の形
態においては、弾性体８によって電極２、３がＰＴＣポ
リマー層１に押圧されており、さらに、開口性導電体４
の貫通孔４ａ中にＰＴＣポリマー層１の円形状の部分１
ｂが設けられている。したがって、アーク熱によって溶
融したＰＴＣポリマー層１の板状の部分１ａ、１ｃが円
形状の部分１ｂに融着する。その結果、限流動作時に、
ＰＴＣポリマー層１の板状の部分１ａ、１ｃが開口性導
電体４から剥離するという現象を抑制することができ
る。さらに、剥離により生じていた、ＰＴＣポリマー層
１と開口性導電体４とあいだの接触抵抗が増加する現象
も抑制することができる。

【００６２】なお、本実施の形態においては、ＰＴＣポ
リマー層１内に開口性導電体を１つ設けたが、複数の開
口性導電体を設けてもよく、電極２、３間の抵抗を所望
の大きさに設定することができる。

【００６３】実施の形態９．つぎに、本発明の限流器の
実施の形態９について説明する。

【００６４】本実施の形態にかかわる限流器の構造は、
図１に示される限流器の構造と同じである。本実施の形
態にかかわる限流器と、図１に示される限流器とのあい
だで異なるところは、電極２、３がＰＴＣポリマー層１
の板状の部分１ａ、１ｃ（図１参照）に融着されている
ことである。

【００６５】つぎに、電極をＰＴＣポリマー層の板状の
部分に融着させる方法について説明する。まずはじめ
に、ＰＴＣポリマー層の両端面に電極を接触させ、弾性
体（図示せず）でＰＴＣポリマー層に電極を押圧させ
る。続いて、ＰＴＣポリマー層に電極を押圧させた状態
で、ＰＴＣポリマー層および電極を加熱する。ＰＴＣポ
リマー層の温度が上昇し、ＰＴＣポリマー層が軟化する
とＰＴＣポリマー層が電極に融着する。最後に、ＰＴＣ
ポリマー層および電極を冷却することにより、ＰＴＣポ
リマー層が電極に接着する。

【００６６】電極がＰＴＣポリマー層の板状の部分に融
着されると、電極およびＰＴＣポリマー層間の接触抵抗
は顕著に低減する。したがって、本実施の形態にかかわ
る限流器には、図１に示される限流器よりも大きな負荷
電流を連続して流すことができる。

【００６７】さらに、本実施の形態では、電極間の抵抗
を低くできるので、ＰＴＣポリマー層の板状の部分の断
面積を小さくできる。したがって、ＰＴＣポリマー層の
板状の部分に流れる短絡電流の密度が大きくなる。その
結果、限流動作を開始するまでの時間が短縮される。こ
れにより、短絡電流が大きく立ち上がる前に限流動作を
始めることができるので、短絡電流による限流波高値を
低くすることができる。

【００６８】前述の実施の形態１〜９において、ＰＴＣ
ポリマー層の主原料としては、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンまたはナイロンなどが用いられうる。とくに、ポ
リエチレンは融点が低いので、ポリエチレンを用いてＰ
ＴＣポリマー層を形成したばあい、限流動作を始めるま
でに要する時間を短くすることができ、より限流波高値
が低い限流器をうることができる。また、導電性をうる
ために主原料に混練される導電性粒子として、粒状のカ
ーボンブラック、ニッケルまたは銅などが用いられう
る。とくに、カーボンブラックは化学的性質が安定して
いるので、カーボンラックを用いたばあい、劣化しにく
いＰＴＣポリマー層がえられる。

【００６９】さらに、電極は、酸化しにくいものからな
ることが好ましく、たとえばニッケルでめっきされた銅
または銀でめっきされた銅などからなることが好まし
い。

【００７０】

【発明の効果】本発明の限流器はＰＴＣポリマー層、お
よび該ＰＴＣポリマー層に電気的に接続された一対の電
極を含んでなる限流器であって、前記ＰＴＣポリマー層
が、該ＰＴＣポリマー層を形成するＰＴＣポリマーの常
温抵抗率より低い抵抗率を有する開口性導電体を含んで
なるものであるので、電極間の常温抵抗率を低減するこ
とができ、連続して大きい電流を通電することができ
る。また、電極間の常温抵抗を低減することができるこ
とにより、ＰＴＣポリマー層の板状の部分の断面積を小
さくすることができ、限流波高値を低くすることができ
る。

【００７１】また、前記開口性導電体が金属からなるば
あい、ＰＴＣポリマーの常温抵抗を顕著に低減すること
ができ、連続して大きい電流を通電することができる。
また、電極間の常温抵抗を低減することができることに
より、ＰＴＣポリマー層の板状の部分の断面積を小さく
することができ、限流波高値を低くすることができる。

【００７２】さらに、前記開口性導電体が多孔質金属か
らなるばあい、限流器の常温抵抗を低減することがで
き、連続して大きい電流を通電することができる。ま
た、電極間の常温抵抗を低減することができることによ
り、ＰＴＣポリマー層の板状の部分の断面積を小さくす
ることができ、限流波高値を低くすることができる。

【００７３】また、前記開口性導電体がセラミックから
なるばあい、限流器の常温抵抗を低減することができ、
連続して大きい電流を通電することができる。また、電
極間の常温抵抗を低減することができることにより、Ｐ
ＴＣポリマー層の板状の部分の断面積を小さくすること
ができ、限流波高値を低くすることができる。

【００７４】さらに、前記開口性導電体が多孔質セラミ
ックからなるばあい、限流器の常温抵抗を低減すること
ができ、連続して大きい電流を通電することができる。
また、電極間の常温抵抗を低減することができることに
より、ＰＴＣポリマー層の板状の部分の断面積を小さく
することができ、限流波高値を低くすることができる。

【００７５】また、前記電極がＰＴＣポリマー層に融着
されてなるばあい、電極およびＰＴＣポリマー層間の接
触抵抗を低減でき、連続して大きい電流を通電すること
ができる。また、電極間の常温抵抗を低減することがで
きることにより、ＰＴＣポリマー層の板状の部分の断面
積を小さくすることができ、限流波高値を低くすること
ができる。

【００７６】また、前記開口性導電体の１つの表面が１
つの電極近傍に配置され、前記開口性導電体の他の１つ
の表面が他の電極に接した状態で配置されてなるばあ
い、電極およびＰＴＣポリマー層間の接触抵抗を低減で
き、連続して大きい電流を通電することができる。ま
た、電極間の常温抵抗を低減することができることによ
り、ＰＴＣポリマー層の板状の部分の断面積を小さくす
ることができ、限流波高値を低くすることができる。

【００７７】また、前記一対の電極が、弾性体を用いて
ＰＴＣポリマー層に押圧されてなるばあい、限流動作時
に発生するアーク熱によって電極がＰＴＣポリマー層か
ら剥離する現象、およびＰＴＣポリマー層の板状の部分
が開口性導電体から剥離する現象を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の限流器の一実施の形態を示す断面説
明図である。

【図２】図１に示される限流器中の開口性導電体の一
例を示す斜視説明図である。

【図３】本発明の限流器の他の実施の形態を示す断面
説明図である。

【図４】本発明の限流器のさらに他の実施の形態を示
す断面説明図である。

【図５】本発明の限流器のさらに実施の形態を示す断
面説明図である。

【図６】本発明の限流器のさらに他の実施の形態を示
す断面説明図である。

【図７】本発明の限流器のさらに他の実施の形態を示
す断面説明図である。

【図８】従来の限流器の一例を示す側面説明図であ
る。

【図９】ＰＴＣポリマーのＰＴＣ特性の一例を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ＰＴＣポリマー層、２、３電極、４、５開口性
導電体、６、７端子板、８弾性体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀辺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 (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)発明者曽我部学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)発明者石川雅廣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

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＰＴＣポリマー層、および該ＰＴＣポリ
マー層に電気的に接続された一対の電極を含んでなる限
流器であって、前記ＰＴＣポリマー層が、該ＰＴＣポリ
マー層を形成するＰＴＣポリマーの常温抵抗率より低い
抵抗率を有する開口性導電体を含んでなる限流器。
【請求項２】前記開口性導電体が金属からなる請求項
１記載の限流器。
【請求項３】前記開口性導電体が多孔質金属からなる
請求項１または２記載の限流器。
【請求項４】前記開口性導電体がセラミックからなる
請求項１記載の限流器。
【請求項５】前記開口性導電体が多孔質セラミックか
らなる請求項１または４記載の限流器。
【請求項６】前記電極がＰＴＣポリマー層に融着され
てなる請求項１、２、３、４または５記載の限流器。
【請求項７】前記開口性導電体の１つの表面が１つの
電極近傍に配置され、前記開口性導電体の他の１つの表
面が他の電極に接した状態で配置されてなる請求項１、
２、３、４、５または６記載の限流器。
【請求項８】前記一対の電極が、弾性体を用いてＰＴ
Ｃポリマー層に押圧されてなる請求項１、２、３、４、
５、６または７記載の限流器。