JPH0521208A - Ｐｔｃ素子 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電圧印加によるＰＴＣ素子の温度変化が繰り
返し生じる時に、電極がＰＴＣ素子本体より剥がれるこ
とを防ぎ、ＰＴＣ素子の抵抗値の増大を防ぐ。 【構成】 高分子物質に導電性粒子を分散した有機質正
温度特性組成物で、ＰＴＣ素子本体１を形成する。金属
箔４に、金属粒子とバインダーとを混合した導電性ペー
ストを塗布して導電層５を形成した複合体を、電極２と
する。導電層５がＰＴＣ素子本体１に対向して、金属箔
４がＰＴＣ素子本体１に接触しないように、電極２をＰ
ＴＣ素子本体１に圧着して、ＰＴＣ素子３を作製する。
ＰＴＣ素子３のトリップ温度に達するまでの導電層５の
熱膨張率を、金属箔４の熱膨張率とＰＴＣ素子本体１の
熱膨張率との中間値とする。
返し生じる時に、電極がＰＴＣ素子本体より剥がれるこ
とを防ぎ、ＰＴＣ素子の抵抗値の増大を防ぐ。 【構成】 高分子物質に導電性粒子を分散した有機質正
温度特性組成物で、ＰＴＣ素子本体１を形成する。金属
箔４に、金属粒子とバインダーとを混合した導電性ペー
ストを塗布して導電層５を形成した複合体を、電極２と
する。導電層５がＰＴＣ素子本体１に対向して、金属箔
４がＰＴＣ素子本体１に接触しないように、電極２をＰ
ＴＣ素子本体１に圧着して、ＰＴＣ素子３を作製する。
ＰＴＣ素子３のトリップ温度に達するまでの導電層５の
熱膨張率を、金属箔４の熱膨張率とＰＴＣ素子本体１の
熱膨張率との中間値とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＴＣ（positive tem
perature coefficient）素子の電極の構造に関する。
perature coefficient）素子の電極の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＰＴＣ素子は、例えば図
６に示すように、有機質正温度特性組成物にて形成され
たＰＴＣ素子本体11の両端面部にそれぞれ電極12が取り
付けられ、各電極12にリード端子13が接続され、さら
に、これらの周囲を外装材14で被覆した構造が採られて
いる。
６に示すように、有機質正温度特性組成物にて形成され
たＰＴＣ素子本体11の両端面部にそれぞれ電極12が取り
付けられ、各電極12にリード端子13が接続され、さら
に、これらの周囲を外装材14で被覆した構造が採られて
いる。
【０００３】前記電極12として、金属板や金属箔を用
い、これらの金属板や金属箔の一面をＰＴＣ素子本体11
に対向させて、このＰＴＣ素子本体11に熱圧着により取
り付けている。そして、電極12として金属箔を用いる場
合、金属箔のＰＴＣ素子本体11に対向する表面を平滑に
形成したり、また、特開昭６０−１９６９０１号公報お
よび特開昭６２−９８６０１号公報に記載されるよう
に、この表面を凹凸面に形成することもある。
い、これらの金属板や金属箔の一面をＰＴＣ素子本体11
に対向させて、このＰＴＣ素子本体11に熱圧着により取
り付けている。そして、電極12として金属箔を用いる場
合、金属箔のＰＴＣ素子本体11に対向する表面を平滑に
形成したり、また、特開昭６０−１９６９０１号公報お
よび特開昭６２−９８６０１号公報に記載されるよう
に、この表面を凹凸面に形成することもある。
【０００４】また、図７に示すように、有機質正温度特
性組成物からなるＰＴＣ素子本体11に、電極とリード端
子とを兼ねる端線15を埋設固定し、これらの周囲を外装
材14で被覆した構造を採ることもある。
性組成物からなるＰＴＣ素子本体11に、電極とリード端
子とを兼ねる端線15を埋設固定し、これらの周囲を外装
材14で被覆した構造を採ることもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の図６および
図７に示すＰＴＣ素子は、電圧が印加されていない状態
では、ＰＴＣ素子の温度は室温近傍である。一方、ＰＴ
Ｃ素子に電圧が印加されて、ＰＴＣ素子にＰＴＣ特性が
出現するトリップ電圧以上の電圧が印加されている状態
では、ＰＴＣ素子の抵抗値は増大するが電流値は減少す
るので消費電力は一定になる。このため、ＰＴＣ素子の
温度は、トリップ温度よりも上昇することなくこの温度
を保持する。
図７に示すＰＴＣ素子は、電圧が印加されていない状態
では、ＰＴＣ素子の温度は室温近傍である。一方、ＰＴ
Ｃ素子に電圧が印加されて、ＰＴＣ素子にＰＴＣ特性が
出現するトリップ電圧以上の電圧が印加されている状態
では、ＰＴＣ素子の抵抗値は増大するが電流値は減少す
るので消費電力は一定になる。このため、ＰＴＣ素子の
温度は、トリップ温度よりも上昇することなくこの温度
を保持する。
【０００６】従って、ＰＴＣ素子への電圧の印加を繰り
返すことによって、このＰＴＣ素子11の温度は、印加さ
れる電圧に応じて室温近傍からトリップ温度まで変化す
る。
返すことによって、このＰＴＣ素子11の温度は、印加さ
れる電圧に応じて室温近傍からトリップ温度まで変化す
る。
【０００７】この時、ＰＴＣ素子本体11と電極12とは、
各々電圧の印加により生じた熱のために膨張し、電圧の
印加をオフにしたとき収縮する。すなわち、ＰＴＣ素子
は、電圧の印加の繰り返しにより膨張ないしは収縮を繰
り返す。
各々電圧の印加により生じた熱のために膨張し、電圧の
印加をオフにしたとき収縮する。すなわち、ＰＴＣ素子
は、電圧の印加の繰り返しにより膨張ないしは収縮を繰
り返す。
【０００８】また、一般にトリップ温度までのＰＴＣ素
子本体11の熱膨張率は、電極12の熱膨張率よりも大き
い。そこで、ＰＴＣ素子に電圧が印加されている時は、
ＰＴＣ素子本体11は電極12よりも伸びるが、ＰＴＣ素子
本体11に圧着されている電極12は、ＰＴＣ素子本体11の
伸びに追随できないので、ＰＴＣ素子本体11から徐々に
剥離する。この剥離の程度は、ＰＴＣ素子本体11と電極
12との熱膨張率の差が大きいほど大きくなる。
子本体11の熱膨張率は、電極12の熱膨張率よりも大き
い。そこで、ＰＴＣ素子に電圧が印加されている時は、
ＰＴＣ素子本体11は電極12よりも伸びるが、ＰＴＣ素子
本体11に圧着されている電極12は、ＰＴＣ素子本体11の
伸びに追随できないので、ＰＴＣ素子本体11から徐々に
剥離する。この剥離の程度は、ＰＴＣ素子本体11と電極
12との熱膨張率の差が大きいほど大きくなる。
【０００９】そこで、ＰＴＣ素子本体11からの電極12の
剥離を防ぐために、特開昭６０−１９６９０１号公報お
よび特開昭６２−９８６０１号公報に記載されるよう
に、ＰＴＣ素子本体11に対向する電極12の表面を凹凸面
に形成することが提案されている。しかし、トリップ温
度までのＰＴＣ素子本体11と電極12との熱膨張率の差が
大きいと、ＰＴＣ素子本体11からの電極12の剥離を完全
に防ぐことはできない。
剥離を防ぐために、特開昭６０−１９６９０１号公報お
よび特開昭６２−９８６０１号公報に記載されるよう
に、ＰＴＣ素子本体11に対向する電極12の表面を凹凸面
に形成することが提案されている。しかし、トリップ温
度までのＰＴＣ素子本体11と電極12との熱膨張率の差が
大きいと、ＰＴＣ素子本体11からの電極12の剥離を完全
に防ぐことはできない。
【００１０】また、ＰＴＣ素子本体11から電極12が剥離
しやすいと、剥離の程度に応じてＰＴＣ素子の抵抗値が
増大する傾向がある。
しやすいと、剥離の程度に応じてＰＴＣ素子の抵抗値が
増大する傾向がある。
【００１１】本発明の目的は、上記問題点に鑑みなされ
たもので、電極がＰＴＣ素子本体から剥離しない構造の
ＰＴＣ素子を提供することにある。
たもので、電極がＰＴＣ素子本体から剥離しない構造の
ＰＴＣ素子を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のＰＴＣ素
子は、高分子物質に導電性粒子を分散させてなる有機質
正温度特性組成物にて形成されたＰＴＣ素子本体に電極
を設けたＰＴＣ素子において、前記電極は、金属箔に導
電性ペーストを塗布して導電層を形成した複合体で、前
記導電層が前記ＰＴＣ素子本体に対向して前記ＰＴＣ素
子本体に圧着され、前記ＰＴＣ素子本体のトリップ温度
に達するまでの前記導電層の熱膨張率は、前記金属箔の
熱膨張率と前記ＰＴＣ素子本体の熱膨張率との中間値に
なるものである。
子は、高分子物質に導電性粒子を分散させてなる有機質
正温度特性組成物にて形成されたＰＴＣ素子本体に電極
を設けたＰＴＣ素子において、前記電極は、金属箔に導
電性ペーストを塗布して導電層を形成した複合体で、前
記導電層が前記ＰＴＣ素子本体に対向して前記ＰＴＣ素
子本体に圧着され、前記ＰＴＣ素子本体のトリップ温度
に達するまでの前記導電層の熱膨張率は、前記金属箔の
熱膨張率と前記ＰＴＣ素子本体の熱膨張率との中間値に
なるものである。
【００１３】請求項２記載のＰＴＣ素子は、請求項１記
載の構造において、前記導電性ペーストは、導電性粒子
とバインダーとを混合したもので、前記導電性粒子とし
て、純金属ないし合金からなる金属粒子、または前記金
属粒子に異種金属をコーティングしたもの、または炭素
質粒子、または前記炭素質粒子に前記純金属ないし前記
合金をコーティングしたものから少なくとも１つ以上が
混合され、前記バインダーとして、熱硬化性樹脂、また
は耐熱性を有する熱可塑性樹脂が混合され、前記ＰＴＣ
素子本体に対向する前記導電層の表面は、凹凸面に形成
されたものである。
載の構造において、前記導電性ペーストは、導電性粒子
とバインダーとを混合したもので、前記導電性粒子とし
て、純金属ないし合金からなる金属粒子、または前記金
属粒子に異種金属をコーティングしたもの、または炭素
質粒子、または前記炭素質粒子に前記純金属ないし前記
合金をコーティングしたものから少なくとも１つ以上が
混合され、前記バインダーとして、熱硬化性樹脂、また
は耐熱性を有する熱可塑性樹脂が混合され、前記ＰＴＣ
素子本体に対向する前記導電層の表面は、凹凸面に形成
されたものである。
【００１４】請求項３記載のＰＴＣ素子は、請求項２記
載の構造において、前記ＰＴＣ素子本体に対向する前記
導電層の表面は、サンドブラスト処理、またはプラズマ
処理、または紫外線照射処理、または金属粉末の埋め込
み処理により、凹凸面に形成されたものである。
載の構造において、前記ＰＴＣ素子本体に対向する前記
導電層の表面は、サンドブラスト処理、またはプラズマ
処理、または紫外線照射処理、または金属粉末の埋め込
み処理により、凹凸面に形成されたものである。
【００１５】
【作用】請求項１記載のＰＴＣ素子は、高分子物質に導
電性粒子を分散させてなる有機質正温度特性組成物から
なるＰＴＣ素子本体に、金属箔に導電性ペーストを塗布
して導電層を形成した複合体からなる電極を、導電層が
前記ＰＴＣ素子本体に対向するように圧着形成してい
る。また、前記導電層の熱膨張率は、ＰＴＣ素子本体の
トリップ温度までは、金属箔の熱膨張率とＰＴＣ素子本
体の熱膨張率との中間値になっている。すなわち、ＰＴ
Ｃ素子本体と金属箔との間に前記導電層が介在してＰＴ
Ｃ素子本体と金属箔とは直接に接触しないので、ＰＴＣ
素子の温度が電圧の印加により上昇したときに、導電層
は、金属箔よりも伸びてＰＴＣ素子本体の伸びに追随す
る。従って、ＰＴＣ素子の温度変化の繰り返しによるＰ
ＴＣ素子本体からの電極の剥離を防止して、ＰＴＣ素子
の抵抗値の増大を防止する。
電性粒子を分散させてなる有機質正温度特性組成物から
なるＰＴＣ素子本体に、金属箔に導電性ペーストを塗布
して導電層を形成した複合体からなる電極を、導電層が
前記ＰＴＣ素子本体に対向するように圧着形成してい
る。また、前記導電層の熱膨張率は、ＰＴＣ素子本体の
トリップ温度までは、金属箔の熱膨張率とＰＴＣ素子本
体の熱膨張率との中間値になっている。すなわち、ＰＴ
Ｃ素子本体と金属箔との間に前記導電層が介在してＰＴ
Ｃ素子本体と金属箔とは直接に接触しないので、ＰＴＣ
素子の温度が電圧の印加により上昇したときに、導電層
は、金属箔よりも伸びてＰＴＣ素子本体の伸びに追随す
る。従って、ＰＴＣ素子の温度変化の繰り返しによるＰ
ＴＣ素子本体からの電極の剥離を防止して、ＰＴＣ素子
の抵抗値の増大を防止する。
【００１６】請求項２記載のＰＴＣ素子は、請求項１記
載において、導電性ペーストは、導電性粒子として、純
金属ないし合金からなる金属粒子、または前記金属粒子
に異種金属をコーティングしたもの、または炭素質粒
子、または前記炭素質粒子に前記純金属ないし前記合金
をコーティングしたものから少なくとも１つ以上が混合
され、バインダーとして、熱硬化性樹脂、または耐熱性
を有する熱可塑性樹脂から混合されたものである。そし
て、前記ＰＴＣ素子本体に対向する導電層の表面は、凹
凸面に形成されている。このため、ＰＴＣ素子に印加さ
れる電圧によりＰＴＣ素子の温度が繰り返し変化した時
に、導電層はＰＴＣ素子より剥離することなくＰＴＣ素
子本体の伸びに追随する。従って、電極のＰＴＣ素子本
体からの剥離を防止して、ＰＴＣ素子の抵抗値の増大を
防止する。
載において、導電性ペーストは、導電性粒子として、純
金属ないし合金からなる金属粒子、または前記金属粒子
に異種金属をコーティングしたもの、または炭素質粒
子、または前記炭素質粒子に前記純金属ないし前記合金
をコーティングしたものから少なくとも１つ以上が混合
され、バインダーとして、熱硬化性樹脂、または耐熱性
を有する熱可塑性樹脂から混合されたものである。そし
て、前記ＰＴＣ素子本体に対向する導電層の表面は、凹
凸面に形成されている。このため、ＰＴＣ素子に印加さ
れる電圧によりＰＴＣ素子の温度が繰り返し変化した時
に、導電層はＰＴＣ素子より剥離することなくＰＴＣ素
子本体の伸びに追随する。従って、電極のＰＴＣ素子本
体からの剥離を防止して、ＰＴＣ素子の抵抗値の増大を
防止する。
【００１７】請求項３記載のＰＴＣ素子は、請求項２記
載において、ＰＴＣ素子本体に対向する導電層の表面
は、サンドブラスト処理、またはプラズマ処理、または
紫外線照射処理、または金属粉末の埋め込み処理によ
り、凹凸面に形成されている。このため、ＰＴＣ素子に
印加される電圧によりＰＴＣ素子の温度が繰り返し変化
した時に、導電層はＰＴＣ素子より剥離することなくＰ
ＴＣ素子本体の伸びに追随する。従って、電極のＰＴＣ
素子本体からの剥離を防止して、ＰＴＣ素子の抵抗値の
増大を防止する。
載において、ＰＴＣ素子本体に対向する導電層の表面
は、サンドブラスト処理、またはプラズマ処理、または
紫外線照射処理、または金属粉末の埋め込み処理によ
り、凹凸面に形成されている。このため、ＰＴＣ素子に
印加される電圧によりＰＴＣ素子の温度が繰り返し変化
した時に、導電層はＰＴＣ素子より剥離することなくＰ
ＴＣ素子本体の伸びに追随する。従って、電極のＰＴＣ
素子本体からの剥離を防止して、ＰＴＣ素子の抵抗値の
増大を防止する。
【００１８】
【実施例】本発明のＰＴＣ素子の実施例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１９】図１において、１はＰＴＣ素子本体で、こ
のＰＴＣ素子本体１は、高分子物質に導電粒子を分散さ
せてなる有機質正温度特性組成物にて形成され、両端面
部にそれぞれ電極２が取り付けられて、ＰＴＣ素子３を
構成している。
のＰＴＣ素子本体１は、高分子物質に導電粒子を分散さ
せてなる有機質正温度特性組成物にて形成され、両端面
部にそれぞれ電極２が取り付けられて、ＰＴＣ素子３を
構成している。
【００２０】この電極は、金属箔４とこの金属箔４の一
面に導電性ペーストを塗布して形成された導電層５とか
らなる複合体で構成されている。そして、導電層５が形
成される金属箔４の表面は、凹凸面または平滑面に加工
されている。また、導電性ペーストは、導電性粒子とバ
インダーとを混合したもので、導電性粒子として、白金
（Ｐt ）、金（Ａu ）、銀（Ａg ）、ニッケル（Ｎi ）
等の純金属ないし金パラジウム（Ａu −Ｐd ）、銀パラ
ジウム（Ａg −Ｐd ）等の合金からなる金属粒子、また
はこの金属粒子に異種金属をコーティングしたもの、ま
たはカーボンブラック、グラファイト等の炭素質粒子、
またはこの炭素質粒子に前記純金属ないし前記合金をコ
ーティングしたものから少なくとも一つ以上が混合さ
れ、バインダーとして、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂、または耐熱性を有する熱可塑性樹脂が混合されてい
る。
面に導電性ペーストを塗布して形成された導電層５とか
らなる複合体で構成されている。そして、導電層５が形
成される金属箔４の表面は、凹凸面または平滑面に加工
されている。また、導電性ペーストは、導電性粒子とバ
インダーとを混合したもので、導電性粒子として、白金
（Ｐt ）、金（Ａu ）、銀（Ａg ）、ニッケル（Ｎi ）
等の純金属ないし金パラジウム（Ａu −Ｐd ）、銀パラ
ジウム（Ａg −Ｐd ）等の合金からなる金属粒子、また
はこの金属粒子に異種金属をコーティングしたもの、ま
たはカーボンブラック、グラファイト等の炭素質粒子、
またはこの炭素質粒子に前記純金属ないし前記合金をコ
ーティングしたものから少なくとも一つ以上が混合さ
れ、バインダーとして、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂、または耐熱性を有する熱可塑性樹脂が混合されてい
る。
【００２１】実施例１
高分子物質として、高密度ポリエチレン（三井石油化学
工業株式会社製、ハイゼックス１３００Ｊ）５０ｇとエ
チレン・アクリル酸コポリマー（ダウケミカル日本株式
会社製、プリマコール３３３０）５０ｇとに、導電性粒
子としてカーボンブラック（コロンビアン カーボンジ
ャパン製、セバカーブＭＴ）２００ｇを加えて、温度を
１３５℃に保ちながら、２本ロールで３０分混練した
後、冷却し、粒径を約２mmになるように粉砕して、有機
質正温度特性組成物としての成形材料を作製する。
工業株式会社製、ハイゼックス１３００Ｊ）５０ｇとエ
チレン・アクリル酸コポリマー（ダウケミカル日本株式
会社製、プリマコール３３３０）５０ｇとに、導電性粒
子としてカーボンブラック（コロンビアン カーボンジ
ャパン製、セバカーブＭＴ）２００ｇを加えて、温度を
１３５℃に保ちながら、２本ロールで３０分混練した
後、冷却し、粒径を約２mmになるように粉砕して、有機
質正温度特性組成物としての成形材料を作製する。
【００２２】金属箔４として、電解ニッケル凹凸箔（厚
さ２５μｍ、福田金属箔粉工業株式会社製）を用いる。
この金属箔４の凹凸面に、導電性ペーストとして主剤の
エポキシ樹脂系導電性銀ペースト（アサヒ化学研究所
製、ＬＳ−１００３−１）１００ｇと硬化剤（アサヒ化
学研究所製、ＡＣＴ−Ｂ）３ｇとを混合したものを、ス
クリーン印刷により塗布し、温度１２０℃で６０分加熱
硬化すると、導電層５が形成されて、電極２が作製され
る。
さ２５μｍ、福田金属箔粉工業株式会社製）を用いる。
この金属箔４の凹凸面に、導電性ペーストとして主剤の
エポキシ樹脂系導電性銀ペースト（アサヒ化学研究所
製、ＬＳ−１００３−１）１００ｇと硬化剤（アサヒ化
学研究所製、ＡＣＴ−Ｂ）３ｇとを混合したものを、ス
クリーン印刷により塗布し、温度１２０℃で６０分加熱
硬化すると、導電層５が形成されて、電極２が作製され
る。
【００２３】次に、前記成形材料と電極２とから、成形
温度２００℃、成形時間８分、加圧力４００kgf/cm2 の
成形条件で、電極２の導電層５がＰＴＣ素子本体１に直
接接触するように、ＰＴＣ素子本体１を成形するととも
に、このＰＴＣ素子本体１と電極２との熱圧着を同時に
行う。
温度２００℃、成形時間８分、加圧力４００kgf/cm2 の
成形条件で、電極２の導電層５がＰＴＣ素子本体１に直
接接触するように、ＰＴＣ素子本体１を成形するととも
に、このＰＴＣ素子本体１と電極２との熱圧着を同時に
行う。
【００２４】さらに、ＰＴＣ素子本体１にγ線を１０Mr
ad照射して、前記高分子物質相互間を架橋させて網目構
造にする。そして、電極２の表面に、リード端子６をス
ポット溶接により接続すると、ＰＴＣ素子３が完成す
る。
ad照射して、前記高分子物質相互間を架橋させて網目構
造にする。そして、電極２の表面に、リード端子６をス
ポット溶接により接続すると、ＰＴＣ素子３が完成す
る。
【００２５】また、このＰＴＣ素子３のトリップ温度ま
での、ＰＴＣ素子本体１、金属箔４、および導電層５の
熱膨張率を表１に示す。
での、ＰＴＣ素子本体１、金属箔４、および導電層５の
熱膨張率を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】この表１に示されるように、導電層５の熱
膨張率は１．０×１０-4／℃であり、金属箔４の熱膨張
率１．３×１０-5／℃とＰＴＣ素子本体１の熱膨張率
５．９×１０-4／℃との中間値になっている。従って、
ＰＴＣ素子３の温度が上昇したときに、導電層５の伸び
は、金属箔４の伸びよりも大きく、ＰＴＣ素子本体１の
伸びよりも小さいので、導電層５は金属箔４よりも伸び
てこの金属箔４よりもＰＴＣ素子本体１の伸びに追随す
るので、電極２がＰＴＣ素子本体１から剥離することを
抑制する。
膨張率は１．０×１０-4／℃であり、金属箔４の熱膨張
率１．３×１０-5／℃とＰＴＣ素子本体１の熱膨張率
５．９×１０-4／℃との中間値になっている。従って、
ＰＴＣ素子３の温度が上昇したときに、導電層５の伸び
は、金属箔４の伸びよりも大きく、ＰＴＣ素子本体１の
伸びよりも小さいので、導電層５は金属箔４よりも伸び
てこの金属箔４よりもＰＴＣ素子本体１の伸びに追随す
るので、電極２がＰＴＣ素子本体１から剥離することを
抑制する。
【００２８】実施例２
金属箔４として、電解ニッケル箔を用い、この電解ニッ
ケル箔の平滑面に、前記実施例１と同じ導電ペーストを
塗布して導電層５を形成して電極２を作製し、前記実施
例１と同様にＰＴＣ素子３を作製する。
ケル箔の平滑面に、前記実施例１と同じ導電ペーストを
塗布して導電層５を形成して電極２を作製し、前記実施
例１と同様にＰＴＣ素子３を作製する。
【００２９】比較例１
前記実施例１と同様の電解ニッケル凹凸箔の凹凸面に導
電層５を形成しないで、金属箔４とＰＴＣ素子本体１と
を直接接触させて、前記実施例１と同様にＰＴＣ素子を
作製する。
電層５を形成しないで、金属箔４とＰＴＣ素子本体１と
を直接接触させて、前記実施例１と同様にＰＴＣ素子を
作製する。
【００３０】比較例２
前記実施例２と同様の電解ニッケル箔の平滑面に導電層
５を形成しないで、金属箔４とＰＴＣ素子本体１とを直
接接触させて、前記実施例１と同様にＰＴＣ素子を作製
する。
５を形成しないで、金属箔４とＰＴＣ素子本体１とを直
接接触させて、前記実施例１と同様にＰＴＣ素子を作製
する。
【００３１】そして、上記実施例１から比較例２までの
ＰＴＣ素子３に対して、電圧印加に対する繰り返し試験
の結果を表２に示す。この電圧印加に対する繰り返し試
験は、最初にＰＴＣ素子３の初期の抵抗値を測定し、次
にＰＴＣ素子３の電極２間にＤＣ１０Ｖを１５分印加、
１５分休止を１回として４００回繰り返し、再び抵抗値
を測定して、抵抗値の変化を調べたものである。
ＰＴＣ素子３に対して、電圧印加に対する繰り返し試験
の結果を表２に示す。この電圧印加に対する繰り返し試
験は、最初にＰＴＣ素子３の初期の抵抗値を測定し、次
にＰＴＣ素子３の電極２間にＤＣ１０Ｖを１５分印加、
１５分休止を１回として４００回繰り返し、再び抵抗値
を測定して、抵抗値の変化を調べたものである。
【００３２】
【表２】
【００３３】この表２から判るように、実施例１のＰＴ
Ｃ素子３は、初期の抵抗値は、０．２４８Ωであり、電
圧の繰り返し印加後の抵抗値は、０．２６３Ωとなり、
４００回の電圧印加に対して抵抗値は、初期抵抗値に対
して僅かに６％増加したにすぎない。また、実施例２の
ＰＴＣ素子３は、初期の抵抗値は、０．２４４Ωであ
り、電圧の繰り返し印加後の抵抗値は、０．２５６Ωと
なり、４００回の電圧印加に対して抵抗値は、初期の抵
抗値に対して僅かに５％増加したにすぎない。
Ｃ素子３は、初期の抵抗値は、０．２４８Ωであり、電
圧の繰り返し印加後の抵抗値は、０．２６３Ωとなり、
４００回の電圧印加に対して抵抗値は、初期抵抗値に対
して僅かに６％増加したにすぎない。また、実施例２の
ＰＴＣ素子３は、初期の抵抗値は、０．２４４Ωであ
り、電圧の繰り返し印加後の抵抗値は、０．２５６Ωと
なり、４００回の電圧印加に対して抵抗値は、初期の抵
抗値に対して僅かに５％増加したにすぎない。
【００３４】一方、比較例１のＰＴＣ素子は、初期抵抗
値が０．１３５Ωであり、電圧の繰り返し印加後の抵抗
値は、初期抵抗値に対して２９％も増加した。また、比
較例２のＰＴＣ素子は、電極２とＰＴＣ素子本体１との
接触状態が良好でなく、このため、電極２が簡単にＰＴ
Ｃ素子本体１より剥離して電圧印加に対する繰り返し試
験を行うことができなかった。
値が０．１３５Ωであり、電圧の繰り返し印加後の抵抗
値は、初期抵抗値に対して２９％も増加した。また、比
較例２のＰＴＣ素子は、電極２とＰＴＣ素子本体１との
接触状態が良好でなく、このため、電極２が簡単にＰＴ
Ｃ素子本体１より剥離して電圧印加に対する繰り返し試
験を行うことができなかった。
【００３５】このように上記構成によれば、金属箔４に
導電層５を形成した複合体を電極としてＰＴＣ素子本体
１に圧着形成すると、ＰＴＣ素子本体１と金属箔４とが
直に接触しないので、電圧の繰り返し印加によってＰＴ
Ｃ素子３の温度が繰り返し変化しても、ＰＴＣ素子本体
１より電極２が剥離することを防止して、このＰＴＣ素
子３の抵抗値の増大を防止することができる。
導電層５を形成した複合体を電極としてＰＴＣ素子本体
１に圧着形成すると、ＰＴＣ素子本体１と金属箔４とが
直に接触しないので、電圧の繰り返し印加によってＰＴ
Ｃ素子３の温度が繰り返し変化しても、ＰＴＣ素子本体
１より電極２が剥離することを防止して、このＰＴＣ素
子３の抵抗値の増大を防止することができる。
【００３６】実施例３
高分子物質として、高密度ポリエチレン（三井石油化学
工業株式会社製、ハイゼックス３０００Ｂ）１００ｇ
に、導電性粒子として、窒素（Ｎ2 ）雰囲気中で温度１
０００℃、１５時間の熱処理を行ったカーボンブラック
（カンカーブ社製、サーマックスＮ９９０ウルトラピュ
ア）２００ｇ、さらに2,5-ジメチル-2,5−ジ-tert-ブチ
ルパーオキシヘキシン−３（2,5-dimethyl-2,5-di-t-bu
tyl peroxyhexyne-3 、日本油脂株式会社製、パーヘキ
シン25B-40）１．２５ｇを加えて、温度を１６０℃に保
ちながら、２本ロールで２０分混練した後、冷却し、粒
径を約２mmになるように粉砕して、有機質正温度特性組
成物としての成形材料を作製する。
工業株式会社製、ハイゼックス３０００Ｂ）１００ｇ
に、導電性粒子として、窒素（Ｎ2 ）雰囲気中で温度１
０００℃、１５時間の熱処理を行ったカーボンブラック
（カンカーブ社製、サーマックスＮ９９０ウルトラピュ
ア）２００ｇ、さらに2,5-ジメチル-2,5−ジ-tert-ブチ
ルパーオキシヘキシン−３（2,5-dimethyl-2,5-di-t-bu
tyl peroxyhexyne-3 、日本油脂株式会社製、パーヘキ
シン25B-40）１．２５ｇを加えて、温度を１６０℃に保
ちながら、２本ロールで２０分混練した後、冷却し、粒
径を約２mmになるように粉砕して、有機質正温度特性組
成物としての成形材料を作製する。
【００３７】金属箔４として、電解ニッケル凹凸箔（厚
さ２５μｍ、福田金属箔粉工業株式会社製）を用いる。
この金属箔４の凹凸面に、導電性ペーストとして主剤の
エポキシ樹脂系導電性銀ペースト（アサヒ化学研究所
製）１００ｇと硬化剤（アサヒ化学研究所製、ＡＣＴ−
Ｂ）３ｇとを混合したものを、スクリーン印刷により塗
布し、温度１２０℃で６０分加熱硬化すると、導電層５
が形成される。さらに、この導電層５の表面をアランダ
ム＃１０００を研磨材とするサンドブラストで表面粗化
を行い、一辺が１３mmの矩形に金属箔を切断すると、電
極２が作製される。
さ２５μｍ、福田金属箔粉工業株式会社製）を用いる。
この金属箔４の凹凸面に、導電性ペーストとして主剤の
エポキシ樹脂系導電性銀ペースト（アサヒ化学研究所
製）１００ｇと硬化剤（アサヒ化学研究所製、ＡＣＴ−
Ｂ）３ｇとを混合したものを、スクリーン印刷により塗
布し、温度１２０℃で６０分加熱硬化すると、導電層５
が形成される。さらに、この導電層５の表面をアランダ
ム＃１０００を研磨材とするサンドブラストで表面粗化
を行い、一辺が１３mmの矩形に金属箔を切断すると、電
極２が作製される。
【００３８】次に、前記成形材料と電極２とから、成形
温度２００℃、成形時間８分、加圧力４００kgf/cm2 の
成形条件で、電極２の導電層５がＰＴＣ素子本体１に直
接接触するように、ＰＴＣ素子本体１を成形するととも
に、このＰＴＣ素子本体１と電極２との熱圧着を同時に
行う。
温度２００℃、成形時間８分、加圧力４００kgf/cm2 の
成形条件で、電極２の導電層５がＰＴＣ素子本体１に直
接接触するように、ＰＴＣ素子本体１を成形するととも
に、このＰＴＣ素子本体１と電極２との熱圧着を同時に
行う。
【００３９】さらに、ＰＴＣ素子本体１にγ線を１０Mr
ad照射して、前記高分子物質相互間を架橋させて網目構
造にする。そして、図２に示す２．０×１．７mmの長円
形にプレスで打ち抜き、電極２の表面に、リード端子６
をスポット溶接により接続すると、図３に示すＰＴＣ素
子３が作製される。
ad照射して、前記高分子物質相互間を架橋させて網目構
造にする。そして、図２に示す２．０×１．７mmの長円
形にプレスで打ち抜き、電極２の表面に、リード端子６
をスポット溶接により接続すると、図３に示すＰＴＣ素
子３が作製される。
【００４０】実施例４
前記実施例３と同じ成分で、同じ条件で、有機質正温度
特性組成物としての成形材料を作製する。
特性組成物としての成形材料を作製する。
【００４１】金属箔４として、電解ニッケル凹凸箔（厚
さ２５μｍ、福田金属箔粉工業株式会社製）を用いる。
この金属箔４の凹凸面に、導電性ペーストとしてフェノ
ール樹脂系導電性銀ペースト（アサヒ化学研究所製、Ｌ
Ｓ−００５Ｐ）を、スクリーン印刷により塗布する。そ
して、金属箔４の導電性ペーストの塗布面に、金属粉末
として、カーボニル法にて製造されたカーボニルニッケ
ル（福田金属箔粉工業株式会社製、Type２８７）を埋め
込んで温度１５０℃で３０分加熱硬化すると、表面に粗
面化された金属粉末の埋め込み層７を有する導電層５が
形成され、電極２が作製される。
さ２５μｍ、福田金属箔粉工業株式会社製）を用いる。
この金属箔４の凹凸面に、導電性ペーストとしてフェノ
ール樹脂系導電性銀ペースト（アサヒ化学研究所製、Ｌ
Ｓ−００５Ｐ）を、スクリーン印刷により塗布する。そ
して、金属箔４の導電性ペーストの塗布面に、金属粉末
として、カーボニル法にて製造されたカーボニルニッケ
ル（福田金属箔粉工業株式会社製、Type２８７）を埋め
込んで温度１５０℃で３０分加熱硬化すると、表面に粗
面化された金属粉末の埋め込み層７を有する導電層５が
形成され、電極２が作製される。
【００４２】そして、前記実施例３と同様に、図４に示
すＰＴＣ素子３を作製する。
すＰＴＣ素子３を作製する。
【００４３】比較例３
前記実施例３、４と同様の電解ニッケル凹凸箔の凹凸面
に導電層５を形成しないで、金属箔４とＰＴＣ素子本体
１とを直接接触させて、前記実施例３、４と同様にＰＴ
Ｃ素子を作製する。
に導電層５を形成しないで、金属箔４とＰＴＣ素子本体
１とを直接接触させて、前記実施例３、４と同様にＰＴ
Ｃ素子を作製する。
【００４４】そして、上記実施例３、４のＰＴＣ素子３
と比較例３のＰＴＣ素子に対して、電圧印加に対する繰
り返し試験の結果を図５に示す。この電圧印加に対する
繰り返し試験は、ＰＴＣ素子３の抵抗値を測定し、次に
ＰＴＣ素子３の電極２間にＤＣ３２Ｖを１５分印加、１
５分休止を１回とする電圧印加を繰り返して、抵抗値の
変化を調べたものである。
と比較例３のＰＴＣ素子に対して、電圧印加に対する繰
り返し試験の結果を図５に示す。この電圧印加に対する
繰り返し試験は、ＰＴＣ素子３の抵抗値を測定し、次に
ＰＴＣ素子３の電極２間にＤＣ３２Ｖを１５分印加、１
５分休止を１回とする電圧印加を繰り返して、抵抗値の
変化を調べたものである。
【００４５】この図５から判るように、実施例３、４の
ＰＴＣ素子３は、電圧の繰り返し印加に対して抵抗値
は、電圧印加前の初期抵抗値に対して僅かに増加したに
すぎない。
ＰＴＣ素子３は、電圧の繰り返し印加に対して抵抗値
は、電圧印加前の初期抵抗値に対して僅かに増加したに
すぎない。
【００４６】しかし、比較例３のＰＴＣ素子は、電圧印
加前の初期抵抗値に対して、電圧を３００回繰り返した
後の抵抗値は、２００％以上もの増加を示している。
加前の初期抵抗値に対して、電圧を３００回繰り返した
後の抵抗値は、２００％以上もの増加を示している。
【００４７】このように上記構成によれば、金属箔４に
導電層５を形成した複合体を電極２としてＰＴＣ素子本
体１に圧着形成すると、ＰＴＣ素子本体１と金属箔４と
が直に接触しないので、電圧の繰り返し印加によってＰ
ＴＣ素子３の温度が繰り返し変化しても、ＰＴＣ素子本
体１より電極２が剥離することを防止して、このＰＴＣ
素子３の抵抗値の増大を防止することができる。
導電層５を形成した複合体を電極２としてＰＴＣ素子本
体１に圧着形成すると、ＰＴＣ素子本体１と金属箔４と
が直に接触しないので、電圧の繰り返し印加によってＰ
ＴＣ素子３の温度が繰り返し変化しても、ＰＴＣ素子本
体１より電極２が剥離することを防止して、このＰＴＣ
素子３の抵抗値の増大を防止することができる。
【００４８】なお、実施例４において、金属粉末として
ニッケル粉末を用いているが、本発明は、金属粉末とし
て銀粉末を導電性ペーストの塗布面に埋め込んでも同様
の効果が期待できる。また、ニッケル粉末は、カーボニ
ル法にて製造されていなくても、同様の効果が期待でき
る。
ニッケル粉末を用いているが、本発明は、金属粉末とし
て銀粉末を導電性ペーストの塗布面に埋め込んでも同様
の効果が期待できる。また、ニッケル粉末は、カーボニ
ル法にて製造されていなくても、同様の効果が期待でき
る。
【００４９】また、ＰＴＣ素子本体１に対向する導電層
５の表面となる凹凸面は、実施例３のサンドブラスト処
理や実施例４の金属粉末の埋め込み処理に限らず、プラ
ズマ処理や紫外線照射処理によって形成しても同様の効
果が期待できる。
５の表面となる凹凸面は、実施例３のサンドブラスト処
理や実施例４の金属粉末の埋め込み処理に限らず、プラ
ズマ処理や紫外線照射処理によって形成しても同様の効
果が期待できる。
【００５０】
【発明の効果】請求項１記載によれば、ＰＴＣ素子の有
する電極は、金属箔に導電性ペーストを塗布して導電層
を形成した複合体からなり、導電層がＰＴＣ素子本体に
対向して電極がＰＴＣ素子本体に圧着形成されるととも
に、前記導電層の熱膨張率は、ＰＴＣ素子本体のトリッ
プ温度に達するまでは、ＰＴＣ素子本体の熱膨張率と金
属箔の熱膨張率との中間値になっている。このため、Ｐ
ＴＣ素子本体と金属箔との間に導電層が介在してＰＴＣ
素子本体と金属箔とが直に接触することなく、また、Ｐ
ＴＣ素子の温度が上昇したときの導電層の伸びは、金属
箔の伸びよりも大きく、かつ、ＰＴＣ素子本体の伸びよ
りも小さいので、電圧の繰り返し印加によってＰＴＣ素
子の温度が繰り返し変化しても、ＰＴＣ素子本体より電
極が剥離することを防止することができ、このＰＴＣ素
子の抵抗値の増大を防止することができる。
する電極は、金属箔に導電性ペーストを塗布して導電層
を形成した複合体からなり、導電層がＰＴＣ素子本体に
対向して電極がＰＴＣ素子本体に圧着形成されるととも
に、前記導電層の熱膨張率は、ＰＴＣ素子本体のトリッ
プ温度に達するまでは、ＰＴＣ素子本体の熱膨張率と金
属箔の熱膨張率との中間値になっている。このため、Ｐ
ＴＣ素子本体と金属箔との間に導電層が介在してＰＴＣ
素子本体と金属箔とが直に接触することなく、また、Ｐ
ＴＣ素子の温度が上昇したときの導電層の伸びは、金属
箔の伸びよりも大きく、かつ、ＰＴＣ素子本体の伸びよ
りも小さいので、電圧の繰り返し印加によってＰＴＣ素
子の温度が繰り返し変化しても、ＰＴＣ素子本体より電
極が剥離することを防止することができ、このＰＴＣ素
子の抵抗値の増大を防止することができる。
【００５１】請求項２記載によれば、請求項１におい
て、前記導電性ペーストは、導電性粒子とバインダーと
を混合したもので、ＰＴＣ素子本体に対向する導電層の
表面は、凹凸面に形成されているので、ＰＴＣ素子の温
度が上昇したときに、導電層は伸びてＰＴＣ素子本体の
伸びに追随してＰＴＣ素子本体から剥離しないので、電
極がＰＴＣ素子本体より剥離することを防止できる。
て、前記導電性ペーストは、導電性粒子とバインダーと
を混合したもので、ＰＴＣ素子本体に対向する導電層の
表面は、凹凸面に形成されているので、ＰＴＣ素子の温
度が上昇したときに、導電層は伸びてＰＴＣ素子本体の
伸びに追随してＰＴＣ素子本体から剥離しないので、電
極がＰＴＣ素子本体より剥離することを防止できる。
【００５２】請求項３記載によれば、請求項２におい
て、ＰＴＣ素子本体に対向する導電層の表面は、サンド
ブラスト処理、またはプラズマ処理、または紫外線照射
処理、または金属粉末の埋め込み処理により、凹凸面に
形成されているので、ＰＴＣ素子の温度が上昇したとき
に、導電層は伸びてＰＴＣ素子本体の伸びに追随してＰ
ＴＣ素子本体から剥離しないので、電極がＰＴＣ素子本
体より剥離することを防止できる。
て、ＰＴＣ素子本体に対向する導電層の表面は、サンド
ブラスト処理、またはプラズマ処理、または紫外線照射
処理、または金属粉末の埋め込み処理により、凹凸面に
形成されているので、ＰＴＣ素子の温度が上昇したとき
に、導電層は伸びてＰＴＣ素子本体の伸びに追随してＰ
ＴＣ素子本体から剥離しないので、電極がＰＴＣ素子本
体より剥離することを防止できる。
【図１】本発明の一実施例を示すＰＴＣ素子の斜視図で
ある。
ある。
【図２】同上他の実施例を示すＰＴＣ素子の上面図であ
る。
る。
【図３】同上側面図である。
【図４】同上他の実施例を示すＰＴＣ素子の側面図であ
る。
る。
【図５】同上ＰＴＣ素子の電圧印加の繰り返しに対する
抵抗値の変化を示すグラフである。
抵抗値の変化を示すグラフである。
【図６】従来のＰＴＣ素子の側面図である。
【図７】同上他のＰＴＣ素子の上面図である。
１ ＰＴＣ素子本体
２ 電極
３ ＰＴＣ素子
４ 金属箔
５ 導電層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山崎 直樹
東京都目黒区下目黒二丁目17番７号 大東
通信機株式会社内
(72)発明者 師岡 功
東京都八王子市諏訪町251番地 株式会社
アサヒ化学研究所内
(72)発明者 原崎 一彦
東京都八王子市諏訪町251番地 株式会社
アサヒ化学研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 高分子物質に導電性粒子を分散させてな
る有機質正温度特性組成物にて形成されたＰＴＣ素子本
体に電極を設けたＰＴＣ素子において、 前記電極は、金属箔に導電性ペーストを塗布して導電層
を形成した複合体で、前記導電層が前記ＰＴＣ素子本体
に対向して前記ＰＴＣ素子本体に圧着され、 前記ＰＴＣ素子本体のトリップ温度に達するまでの前記
導電層の熱膨張率は、前記金属箔の熱膨張率と前記ＰＴ
Ｃ素子本体の熱膨張率との中間値になることを特徴とす
るＰＴＣ素子。 - 【請求項２】 前記導電性ペーストは、導電性粒子とバ
インダーとを混合したもので、 前記導電性粒子として、純金属ないし合金からなる金属
粒子、または前記金属粒子に異種金属をコーティングし
たもの、または炭素質粒子、または前記炭素質粒子に前
記純金属ないし前記合金をコーティングしたものから少
なくとも１つ以上が混合され、 前記バインダーとして、熱硬化性樹脂、または耐熱性を
有する熱可塑性樹脂が混合され、 前記ＰＴＣ素子本体に対向する前記導電層の表面は、凹
凸面に形成されたことを特徴とする請求項１記載のＰＴ
Ｃ素子。 - 【請求項３】 前記ＰＴＣ素子本体に対向する前記導電
層の表面は、サンドブラスト処理、またはプラズマ処
理、または紫外線照射処理、または金属粉末の埋め込み
処理により、凹凸面に形成されたことを特徴とする請求
項２記載のＰＴＣ素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221613A JPH0521208A (ja) | 1991-05-07 | 1991-09-02 | Ｐｔｃ素子 |
| DE69221392T DE69221392T2 (de) | 1991-05-07 | 1992-05-06 | Verfahren zur Herstellung einer PTC-Anordnung |
| EP92304051A EP0517372B1 (en) | 1991-05-07 | 1992-05-06 | Method of manufacturing a PTC device |
| US07/879,566 US5358793A (en) | 1991-05-07 | 1992-05-07 | PTC device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-101465 | 1991-05-07 | ||
| JP10146591 | 1991-05-07 | ||
| JP3221613A JPH0521208A (ja) | 1991-05-07 | 1991-09-02 | Ｐｔｃ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521208A true JPH0521208A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=26442340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3221613A Pending JPH0521208A (ja) | 1991-05-07 | 1991-09-02 | Ｐｔｃ素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5358793A (ja) |
| EP (1) | EP0517372B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0521208A (ja) |
| DE (1) | DE69221392T2 (ja) |
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1992
- 1992-05-06 DE DE69221392T patent/DE69221392T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1992-05-07 US US07/879,566 patent/US5358793A/en not_active Expired - Fee Related
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