JPH05267006A - Ｐｔｃ−挙動を示す抵抗体 - Google Patents
Ｐｔｃ−挙動を示す抵抗体Info
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- JPH05267006A JPH05267006A JP4333290A JP33329092A JPH05267006A JP H05267006 A JPH05267006 A JP H05267006A JP 4333290 A JP4333290 A JP 4333290A JP 33329092 A JP33329092 A JP 33329092A JP H05267006 A JPH05267006 A JP H05267006A
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- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 材料特性の温度以下で両接触接続端子間を走
る少なくとも一つの電流通路を形成するＰＴＣ−挙動を
示す材料を含んでいてかつ二つの接触接続端子間に設け
られる抵抗体本体を有する電気抵抗体を提供すること。 【構成】 抵抗体本体３が付加的にバリスタ挙動を示す
材料を含んでいること、およびこのバリスタ材料が少な
くとも一つのバリスタ４を形成するように少なくとも一
つの電流通路の少なくとも一つの部分区間に対して並列
に接続されていてかつＰＴＣ−材料の少なくとも一つの
部分区間を形成する部分と電気的に密接に接触されてい
る。
る少なくとも一つの電流通路を形成するＰＴＣ−挙動を
示す材料を含んでいてかつ二つの接触接続端子間に設け
られる抵抗体本体を有する電気抵抗体を提供すること。 【構成】 抵抗体本体３が付加的にバリスタ挙動を示す
材料を含んでいること、およびこのバリスタ材料が少な
くとも一つのバリスタ４を形成するように少なくとも一
つの電流通路の少なくとも一つの部分区間に対して並列
に接続されていてかつＰＴＣ−材料の少なくとも一つの
部分区間を形成する部分と電気的に密接に接触されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、材料特性の温度以下で
両接触接続端子間を走る少なくとも一つの電流通路を形
成するＰＴＣ−挙動を示す材料を含んでいてかつ二つの
接触接続端子間に設けられる抵抗体本体を有する電気抵
抗体に関する。
両接触接続端子間を走る少なくとも一つの電流通路を形
成するＰＴＣ−挙動を示す材料を含んでいてかつ二つの
接触接続端子間に設けられる抵抗体本体を有する電気抵
抗体に関する。
【０００２】
【従来の技術】冒頭に記載した様式の抵抗体は既に久し
い以前から、例えばドイツ連邦共和国特許第２９ ９４
８ ３５０号公報或いは米国特許第４，５３４，８８９
号から公知である。このような抵抗体はセラミック材料
或いはポリマー材料から成る抵抗体本体を含有してお
り、この抵抗体本体はＰＴＣ−挙動を示し、材料特性の
限界温度以下において電流を良好に導く。ＰＴＣ−材料
は例えば注入されたチタン酸バリウムをベースとしたセ
ラミック材料或いは導電性の充填物質としてカーボンブ
ラックを含んでいる導電性のポリマー、例えば熱可塑性
で半結晶性のポリマー、例えばポリエチレンである。限
界温度を超過した際、ＰＴＣ−材料をベースとした抵抗
体の比抵抗は飛躍的に増大する。
い以前から、例えばドイツ連邦共和国特許第２９ ９４
８ ３５０号公報或いは米国特許第４，５３４，８８９
号から公知である。このような抵抗体はセラミック材料
或いはポリマー材料から成る抵抗体本体を含有してお
り、この抵抗体本体はＰＴＣ−挙動を示し、材料特性の
限界温度以下において電流を良好に導く。ＰＴＣ−材料
は例えば注入されたチタン酸バリウムをベースとしたセ
ラミック材料或いは導電性の充填物質としてカーボンブ
ラックを含んでいる導電性のポリマー、例えば熱可塑性
で半結晶性のポリマー、例えばポリエチレンである。限
界温度を超過した際、ＰＴＣ−材料をベースとした抵抗
体の比抵抗は飛躍的に増大する。
【０００３】従って、ＰＴＣ−抵抗体は回路の過負荷保
護体として使用される。その導電率が限られていること
から炭素が充填されているポリマーは例えば１Ωｃｍの
比較的大きな比抵抗を有しており、実際の使用は一般に
３０Ｖにあって約８Ａ ３２５０Ｖにあって約０，２Ａ
の以下の定格電流に限られている。
護体として使用される。その導電率が限られていること
から炭素が充填されているポリマーは例えば１Ωｃｍの
比較的大きな比抵抗を有しており、実際の使用は一般に
３０Ｖにあって約８Ａ ３２５０Ｖにあって約０，２Ａ
の以下の定格電流に限られている。
【０００４】雑誌『Ｊ．Ｍａｔ．Ｓｃｉ．２６（１９９
１）』の１４５頁以下には硼化物、珪化物或いは炭化物
が充填されているポリマーをベースとしたＰＴＣ−抵抗
体が室温において極めて高い比導電率を有しており、こ
のＰＴＣ−抵抗体が電流を制限する要素として例えば２
５０Ｖで５０〜１００Ａの電流を有する導電率領域にお
いても使用することができることが記載されている。し
かし、このような抵抗体は市販では手に入れることは不
可能であり、従って著しい経費を費やして始めて造るこ
とができる。
１）』の１４５頁以下には硼化物、珪化物或いは炭化物
が充填されているポリマーをベースとしたＰＴＣ−抵抗
体が室温において極めて高い比導電率を有しており、こ
のＰＴＣ−抵抗体が電流を制限する要素として例えば２
５０Ｖで５０〜１００Ａの電流を有する導電率領域にお
いても使用することができることが記載されている。し
かし、このような抵抗体は市販では手に入れることは不
可能であり、従って著しい経費を費やして始めて造るこ
とができる。
【０００５】すべてのＰＴＣ−抵抗体にあっては接触接
続端子間に存在している抵抗体材料の厚みはこの材料の
耐電圧性と共に、抵抗により高抵抗状態に保持される電
圧の大きさを決定する。しかし低抵抗状態から高抵抗状
態への迅速な移行の際は、−特に高い誘電率を有してい
る電流回路の場合−、大きな過電圧が誘起される。この
過電圧は、ＰＴＣ−抵抗体の寸法が大きな場合にのみ有
効に低減される。このことは必然的に定格電流負荷能の
著しい低減或いは不都合な構造の増大を招く。更に、Ｐ
ＴＣ−抵抗体は、過負荷が生じた場合、接触接続端子間
の中央におけるような局所的な場所においては他の場所
におけるよりも加熱され、従ってこの場所においては加
熱されない場所よりも高抵抗の状態に切替わる。ＰＴＣ
−抵抗体に印加される全電圧は比較的僅かな間隔で最も
高い抵抗の場所で降下する。従ってこれに伴う高い電気
的な場の強さはＰＴＣ−抵抗体の破壊と損傷を招く。
続端子間に存在している抵抗体材料の厚みはこの材料の
耐電圧性と共に、抵抗により高抵抗状態に保持される電
圧の大きさを決定する。しかし低抵抗状態から高抵抗状
態への迅速な移行の際は、−特に高い誘電率を有してい
る電流回路の場合−、大きな過電圧が誘起される。この
過電圧は、ＰＴＣ−抵抗体の寸法が大きな場合にのみ有
効に低減される。このことは必然的に定格電流負荷能の
著しい低減或いは不都合な構造の増大を招く。更に、Ｐ
ＴＣ−抵抗体は、過負荷が生じた場合、接触接続端子間
の中央におけるような局所的な場所においては他の場所
におけるよりも加熱され、従ってこの場所においては加
熱されない場所よりも高抵抗の状態に切替わる。ＰＴＣ
−抵抗体に印加される全電圧は比較的僅かな間隔で最も
高い抵抗の場所で降下する。従ってこれに伴う高い電気
的な場の強さはＰＴＣ−抵抗体の破壊と損傷を招く。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特許請求の範囲の請求
項１に記載した本発明の根底をなす課題は、容易にかつ
経費をかけることなく製造でき、しかも高い定格電流負
荷能と高い耐電圧性を特徴とするＰＴＣ−挙動を示す抵
抗体を提供することである。
項１に記載した本発明の根底をなす課題は、容易にかつ
経費をかけることなく製造でき、しかも高い定格電流負
荷能と高い耐電圧性を特徴とするＰＴＣ−挙動を示す抵
抗体を提供することである。
【０００７】
【発明を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
り、抵抗体本体が付加的にバリスタ挙動を示す材料を含
んでいること、およびこのバリスタ材料が少なくとも一
つのバリスタを形成するように少なくとも一つの電流通
路の少なくとも一つの部分区間に対して並列して接続さ
れていて、かつＰＴＣ−材料の少なくとも一つの部分区
間を形成する部分と電気的に密接に接触されていること
によって解決される。
り、抵抗体本体が付加的にバリスタ挙動を示す材料を含
んでいること、およびこのバリスタ材料が少なくとも一
つのバリスタを形成するように少なくとも一つの電流通
路の少なくとも一つの部分区間に対して並列して接続さ
れていて、かつＰＴＣ−材料の少なくとも一つの部分区
間を形成する部分と電気的に密接に接触されていること
によって解決される。
【０００８】本発明による抵抗体は、少なくとも一つの
ＺｎＯ，ＳｒＴｉＯ3 ，ＳｉＣ或いはＢａＴｉＯ3 を少
なくとも一つのベースとしたバリスタのような市販で手
に入る要素とＰＴＣ−材料から成る少なくとも一つの一
つの要素とから成り、単純な構造を有している。この抵
抗体は特に比較的好都合な経費で造ることができるばか
りでなく、同時に構造寸法も僅かである。これは、本発
明による抵抗体の遮断工程により誘起される過電圧がバ
リスタから導出され、従ってこの過電圧を誘起するＰＴ
Ｃ−材料がバリスタの破壊電圧を基準にして構成されて
いなければならないことを前提としている。
ＺｎＯ，ＳｒＴｉＯ3 ，ＳｉＣ或いはＢａＴｉＯ3 を少
なくとも一つのベースとしたバリスタのような市販で手
に入る要素とＰＴＣ−材料から成る少なくとも一つの一
つの要素とから成り、単純な構造を有している。この抵
抗体は特に比較的好都合な経費で造ることができるばか
りでなく、同時に構造寸法も僅かである。これは、本発
明による抵抗体の遮断工程により誘起される過電圧がバ
リスタから導出され、従ってこの過電圧を誘起するＰＴ
Ｃ−材料がバリスタの破壊電圧を基準にして構成されて
いなければならないことを前提としている。
【０００９】以下に添付した図面に図示した実施例につ
き本発明を詳しく説明する。
き本発明を詳しく説明する。
【００１０】
【実施例】図１〜図７に示した抵抗体は二つの接触接続
端子１，２間に設けられているそれぞれ一つの抵抗体本
体３を有している。図１と図２に示した実施例にあって
は、この抵抗体本体３は二つの或いは多数の偏平な、特
にそれぞれ板として形成されている要素として組立てら
れている。これらの要素の一つはバリスタ４であり、こ
のバリスタは特にＺｎＯのような金属酸化物或いはＳｒ
ＴｉＯ3 或いはＢａＴｉＯ3 のようなチタン酸塩、或い
はＳｉＣのような炭化物をベースとしたセラミック材料
から形成されている。このバリスタ４は両接触接続端子
１，２と接触しており、抵抗体が使用されている電気的
な組織の定格電圧より以上の破壊電圧を有している。両
要素のうちの他の要素５はＰＴＣ−材料から成り、熱可
塑性の或いは熱硬化性のポリマー或いはセラミック材料
から形成されている。バリスタ４に相当してＰＴＣ−要
素５は両接触接続端子１，２と接触している。バリスタ
４とＰＴＣ−要素５はその全表面にわたって延展して共
通の載置面を備えている。この載置面において両要素は
互いに密接に電気的に接触している。
端子１，２間に設けられているそれぞれ一つの抵抗体本
体３を有している。図１と図２に示した実施例にあって
は、この抵抗体本体３は二つの或いは多数の偏平な、特
にそれぞれ板として形成されている要素として組立てら
れている。これらの要素の一つはバリスタ４であり、こ
のバリスタは特にＺｎＯのような金属酸化物或いはＳｒ
ＴｉＯ3 或いはＢａＴｉＯ3 のようなチタン酸塩、或い
はＳｉＣのような炭化物をベースとしたセラミック材料
から形成されている。このバリスタ４は両接触接続端子
１，２と接触しており、抵抗体が使用されている電気的
な組織の定格電圧より以上の破壊電圧を有している。両
要素のうちの他の要素５はＰＴＣ−材料から成り、熱可
塑性の或いは熱硬化性のポリマー或いはセラミック材料
から形成されている。バリスタ４に相当してＰＴＣ−要
素５は両接触接続端子１，２と接触している。バリスタ
４とＰＴＣ−要素５はその全表面にわたって延展して共
通の載置面を備えている。この載置面において両要素は
互いに密接に電気的に接触している。
【００１１】これらの抵抗体は特に以下に述べるように
方法で製造される。先ずバリスタ技術において通常の方
法、例えばプレス或いは鋳造とこれに続く焼結によりバ
リスタ−セラミック材料から成る厚さ焼０，５〜２ｍｍ
の板が造られる。剪断混合機によりエポキシ樹脂と導電
性の充填物、例えばＴｉＣとからポリマーをベースとし
たＰＴＣ−材料が造られる。このＰＴＣ−材料は０，５
〜４ｍｍ厚みで、先に造られている板状のバリスタ−セ
ラミック材料上に鋳込まれる。場合によっては、この鋳
込まれた層を他のバリスタ−セラミック材料で覆い、先
に述べた方法工程を継続して繰り返し行うことも可能で
ある。これにより堆積体が形成され、この堆積体内にお
いて多層の配設に相応して交互に重なり合ってバリスタ
−材料とＰＴＣ−材料とから成る層が形成される。次い
でエポキシ樹脂は６０〜１４０℃の温度で抵抗体本体３
が形成されるように硬化される。
方法で製造される。先ずバリスタ技術において通常の方
法、例えばプレス或いは鋳造とこれに続く焼結によりバ
リスタ−セラミック材料から成る厚さ焼０，５〜２ｍｍ
の板が造られる。剪断混合機によりエポキシ樹脂と導電
性の充填物、例えばＴｉＣとからポリマーをベースとし
たＰＴＣ−材料が造られる。このＰＴＣ−材料は０，５
〜４ｍｍ厚みで、先に造られている板状のバリスタ−セ
ラミック材料上に鋳込まれる。場合によっては、この鋳
込まれた層を他のバリスタ−セラミック材料で覆い、先
に述べた方法工程を継続して繰り返し行うことも可能で
ある。これにより堆積体が形成され、この堆積体内にお
いて多層の配設に相応して交互に重なり合ってバリスタ
−材料とＰＴＣ−材料とから成る層が形成される。次い
でエポキシ樹脂は６０〜１４０℃の温度で抵抗体本体３
が形成されるように硬化される。
【００１２】熱硬化性のＰＴＣ−ポリマーの代わりに、
熱可塑性のＰＴＣ−材料も使用することができる。この
熱可塑性のＰＴＣ−材料は押出し成形により薄い板或い
はシートに成形され、これらは板形状のバリスタ−セラ
ミック材料と組立てた後引続き熱間でプレスして抵抗体
本体３に形成される。
熱可塑性のＰＴＣ−材料も使用することができる。この
熱可塑性のＰＴＣ−材料は押出し成形により薄い板或い
はシートに成形され、これらは板形状のバリスタ−セラ
ミック材料と組立てた後引続き熱間でプレスして抵抗体
本体３に形成される。
【００１３】使用したＰＴＣ−材料がセラミック材料で
ある場合は、バリスタ−セラミック材料とＰＴＣ−セラ
ミック材料から成る偏平な要素４，５が接着により導電
性の異方性エラストマーと互いに結合される。異なるセ
ラミック材料間の密接な電気的な接触部を形成するた
め、このエラストマーは高い接着能を有していなければ
ならない。これに加えてこのエラストマーは偏平な要素
の法線の方向でのみ導電性でなければならない。このよ
うなエラストマーは例えば雑誌『Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ』６４（１９８４）ね６００８頁に記載
されていて公知である。
ある場合は、バリスタ−セラミック材料とＰＴＣ−セラ
ミック材料から成る偏平な要素４，５が接着により導電
性の異方性エラストマーと互いに結合される。異なるセ
ラミック材料間の密接な電気的な接触部を形成するた
め、このエラストマーは高い接着能を有していなければ
ならない。これに加えてこのエラストマーは偏平な要素
の法線の方向でのみ導電性でなければならない。このよ
うなエラストマーは例えば雑誌『Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ』６４（１９８４）ね６００８頁に記載
されていて公知である。
【００１４】次に抵抗体本体３は切断されて細片に形成
される。このようにして造られた抵抗体本体は例えば
０，５〜２０ｃｍの長さ、例えば０，５〜１０ｃｍ2 の
表面面積を有している。サンドイッチ構造を有するこの
抵抗体本体３の表面は例えば研削と磨きにより平滑にさ
れ、例えば低融点のはんだによるはんだ付け材料を使用
して或いは導電性の接着材料による貼付により接触接続
端子１，２と結合される。
される。このようにして造られた抵抗体本体は例えば
０，５〜２０ｃｍの長さ、例えば０，５〜１０ｃｍ2 の
表面面積を有している。サンドイッチ構造を有するこの
抵抗体本体３の表面は例えば研削と磨きにより平滑にさ
れ、例えば低融点のはんだによるはんだ付け材料を使用
して或いは導電性の接着材料による貼付により接触接続
端子１，２と結合される。
【００１５】本発明による抵抗はこれを収容するシステ
ムが作動している間通常電流を通す。その際電流はＰＴ
Ｃ−要素５の接触接続端子１と２間を通る電流通路内を
流れる。ＰＴＣ−要素５が過電流により、このＰＴＣ−
要素が飛躍的にその抵抗を増大させる程に強く加熱され
た場合、過電流は突然中断され、その際ＰＴＣ−要素５
内に過電圧が誘起される。バリスタ４はその全長にわた
って全ＰＴＣ−要素５およびその過電流を案内する電流
通路に対して並列に切換えられている。過電流がバリス
タ４の破壊電圧を越えると直ちに、過電流はバリスタ４
により並列に導出され、こうして過電圧が制限される。
従ってＰＴＣ−要素５はバリスタ４の破壊電圧を基準に
して構成すればよい。同様に局所的に生じる過電圧はバ
リスタ４を介して導出される。このバリスタ４は僅かな
間隔で相応する低減された破壊電圧を有している。バリ
スタ−セラミック材料の比較的高い熱伝導性により同時
にＰＴＣ−要素５内の温度分布の均一性が達せられ、こ
れによりこの要素内での局所的な過熱が回避される。更
に、バリスタ内への強い熱導出により、本発明による抵
抗体の定格電流負荷能が公知技術によるＰＴＣ−抵抗体
に比し著しく増大する。
ムが作動している間通常電流を通す。その際電流はＰＴ
Ｃ−要素５の接触接続端子１と２間を通る電流通路内を
流れる。ＰＴＣ−要素５が過電流により、このＰＴＣ−
要素が飛躍的にその抵抗を増大させる程に強く加熱され
た場合、過電流は突然中断され、その際ＰＴＣ−要素５
内に過電圧が誘起される。バリスタ４はその全長にわた
って全ＰＴＣ−要素５およびその過電流を案内する電流
通路に対して並列に切換えられている。過電流がバリス
タ４の破壊電圧を越えると直ちに、過電流はバリスタ４
により並列に導出され、こうして過電圧が制限される。
従ってＰＴＣ−要素５はバリスタ４の破壊電圧を基準に
して構成すればよい。同様に局所的に生じる過電圧はバ
リスタ４を介して導出される。このバリスタ４は僅かな
間隔で相応する低減された破壊電圧を有している。バリ
スタ−セラミック材料の比較的高い熱伝導性により同時
にＰＴＣ−要素５内の温度分布の均一性が達せられ、こ
れによりこの要素内での局所的な過熱が回避される。更
に、バリスタ内への強い熱導出により、本発明による抵
抗体の定格電流負荷能が公知技術によるＰＴＣ−抵抗体
に比し著しく増大する。
【００１６】図３には、本発明による管状に形成されて
いてかつその管軸線に沿って切断した抵抗体が示されて
いる。この抵抗体は一つのバリスタ４と二つのＰＴＣ−
要素５を備えている。このバリスタ４とＰＴＣ−要素は
それぞれ中空円筒形体であり、管状の接触接続端子と共
に一つの管状の抵抗体を形成している。この抵抗体は中
空円筒形のバリスタ−セラミック材料から形成されてい
るのが有利であり、このバリスタ−セラミック材料は円
筒形の鋳型内で内面と被覆面においてポリマーＰＴＣ−
鋳造物質、例えばエポキシ樹脂をベースとした鋳造物質
で被覆される。中空円筒形のバリスタ−セラミック材料
の代わりに内実円筒形のバリスタ−セラミック材料も使
用することができる。このようなバリスタを備えた抵抗
体は特に簡単に造ることが可能である。他方管体として
形成される抵抗体は特に対流による良好な熱伝導性を有
しており、特に液体により良好に冷却可能である。デュ
ロマーポリマーの代わりに熱可塑性のポリマーをＰＴＣ
−材料として使用した場合、このＰＴＣ−材料は直接円
筒体上に或いは中空円筒体上に押出しにより成形され
る。
いてかつその管軸線に沿って切断した抵抗体が示されて
いる。この抵抗体は一つのバリスタ４と二つのＰＴＣ−
要素５を備えている。このバリスタ４とＰＴＣ−要素は
それぞれ中空円筒形体であり、管状の接触接続端子と共
に一つの管状の抵抗体を形成している。この抵抗体は中
空円筒形のバリスタ−セラミック材料から形成されてい
るのが有利であり、このバリスタ−セラミック材料は円
筒形の鋳型内で内面と被覆面においてポリマーＰＴＣ−
鋳造物質、例えばエポキシ樹脂をベースとした鋳造物質
で被覆される。中空円筒形のバリスタ−セラミック材料
の代わりに内実円筒形のバリスタ−セラミック材料も使
用することができる。このようなバリスタを備えた抵抗
体は特に簡単に造ることが可能である。他方管体として
形成される抵抗体は特に対流による良好な熱伝導性を有
しており、特に液体により良好に冷却可能である。デュ
ロマーポリマーの代わりに熱可塑性のポリマーをＰＴＣ
−材料として使用した場合、このＰＴＣ−材料は直接円
筒体上に或いは中空円筒体上に押出しにより成形され
る。
【００１７】図４〜６に示した実施例にあっては、抵抗
体本体３はそれぞれバリスタとＰＴＣ−要素とが互いに
上下る重ね合わされた内実な堆積体の形状に形成されて
いる。バリスタは環状円板４０として或いはリング体４
１として、ＰＴＣ−要素は上記と同様な方法でリング体
５０として或いは環状円板５１として形成されている。
図１〜図３による実施例と異なって、付加的に接触円板
６が設けられている。円板４０或いはリング体４１とし
て形成されているバリスタの各々はその全周面に沿って
リング体５０或いは円板５１として形成されているＰＴ
Ｃ−要素５と電気的に密に接触している。各々のバリス
タとこれと接触しているＰＴＣ−要素５の各々は両接触
接続端子１，２の一方と接触しているか或いは一つの接
触円板６或いは二つの接触円板６と接触している。即
ち、バリスタもしくはＰＴＣ−要素は図４〜図６に示し
た実施例の各々にあって接触接続端子１，２間に直列で
接続されている。
体本体３はそれぞれバリスタとＰＴＣ−要素とが互いに
上下る重ね合わされた内実な堆積体の形状に形成されて
いる。バリスタは環状円板４０として或いはリング体４
１として、ＰＴＣ−要素は上記と同様な方法でリング体
５０として或いは環状円板５１として形成されている。
図１〜図３による実施例と異なって、付加的に接触円板
６が設けられている。円板４０或いはリング体４１とし
て形成されているバリスタの各々はその全周面に沿って
リング体５０或いは円板５１として形成されているＰＴ
Ｃ−要素５と電気的に密に接触している。各々のバリス
タとこれと接触しているＰＴＣ−要素５の各々は両接触
接続端子１，２の一方と接触しているか或いは一つの接
触円板６或いは二つの接触円板６と接触している。即
ち、バリスタもしくはＰＴＣ−要素は図４〜図６に示し
た実施例の各々にあって接触接続端子１，２間に直列で
接続されている。
【００１８】図４〜図６による抵抗体は以下のようにし
て造られる。例えば適当な金属酸化物から成る粉末バリ
スタ材料からプレスと焼結とによりバリスタ４として使
用される円板４０とリング体４１が造られる。円板の直
径は例えば０，１〜１ｃｍの厚みで、例えば０，５〜５
ｃｍであり、リング体の直径は１〜１０ｃｍである。円
板４０として形成されているバリスタ４はその間に存在
している接触円板６を介して互いに重なり合っている。
この場合、この接触円板６は縁部領域に任意に形成され
た孔７を有しており、場合によっては格子体として形成
されていてもよい。この堆積体は鋳型内に入れられる。
次いで、未だ空いている接触円板６間の自由空間はリン
グ体５０が形成されるようにポリマーＰＴＣ−材料によ
り鋳込まれ、鋳造された堆積体は硬化される。引続きこ
の堆積体の上側或いは下側は接触される。
て造られる。例えば適当な金属酸化物から成る粉末バリ
スタ材料からプレスと焼結とによりバリスタ４として使
用される円板４０とリング体４１が造られる。円板の直
径は例えば０，１〜１ｃｍの厚みで、例えば０，５〜５
ｃｍであり、リング体の直径は１〜１０ｃｍである。円
板４０として形成されているバリスタ４はその間に存在
している接触円板６を介して互いに重なり合っている。
この場合、この接触円板６は縁部領域に任意に形成され
た孔７を有しており、場合によっては格子体として形成
されていてもよい。この堆積体は鋳型内に入れられる。
次いで、未だ空いている接触円板６間の自由空間はリン
グ体５０が形成されるようにポリマーＰＴＣ−材料によ
り鋳込まれ、鋳造された堆積体は硬化される。引続きこ
の堆積体の上側或いは下側は接触される。
【００１９】このようにして造られた抵抗体にあって
は、金属の接触円板６はそれぞれ直列で接続されている
円板４０もしくはリング体５０により形成されている電
流通路内における僅かな接触抵抗を保証する。生じる過
電圧は円板４０の環状の全断面を経て導出される。ＰＴ
Ｃ−材料で充填されている孔７によりリング体５０とし
て形成されているＰＴＣ−要素の電流通路内の全抵抗が
低減される。抵抗体内において過熱が生じた際の局所的
な過電圧は、この実施例にあっては特に良好に回避され
る。何故なら、抵抗体が接触円板６により部分区間に分
割されているからであり、またこれらの分割区間の各々
内において円板４０として形成されたバリスタ４がリン
グ体５０として形成されているＰＴＣ−要素に対して、
従って局所的に過電圧が誘起される電流通路の部分区間
に対して並列に接続されているからである。
は、金属の接触円板６はそれぞれ直列で接続されている
円板４０もしくはリング体５０により形成されている電
流通路内における僅かな接触抵抗を保証する。生じる過
電圧は円板４０の環状の全断面を経て導出される。ＰＴ
Ｃ−材料で充填されている孔７によりリング体５０とし
て形成されているＰＴＣ−要素の電流通路内の全抵抗が
低減される。抵抗体内において過熱が生じた際の局所的
な過電圧は、この実施例にあっては特に良好に回避され
る。何故なら、抵抗体が接触円板６により部分区間に分
割されているからであり、またこれらの分割区間の各々
内において円板４０として形成されたバリスタ４がリン
グ体５０として形成されているＰＴＣ−要素に対して、
従って局所的に過電圧が誘起される電流通路の部分区間
に対して並列に接続されているからである。
【００２０】ＰＴＣ−リング体５０はセラミック材料を
焼結して造ることも可能である。その際は接触円板６の
孔は必要ではない。接触抵抗はこの場合プレス或いはは
んだ付けにより僅かなにされる。
焼結して造ることも可能である。その際は接触円板６の
孔は必要ではない。接触抵抗はこの場合プレス或いはは
んだ付けにより僅かなにされる。
【００２１】図６に示した実施例から明瞭に認められる
ように、バリスタはリング体４１として、ＰＴＣ−要素
は環状円板５１として形成されていてもよい。この実施
例にあってポリマーのＰＴＣ−材料を使用した場合僅か
な全抵抗を達するため、接触円板６の中央領域内に孔７
を形成するのが有利である。
ように、バリスタはリング体４１として、ＰＴＣ−要素
は環状円板５１として形成されていてもよい。この実施
例にあってポリマーのＰＴＣ−材料を使用した場合僅か
な全抵抗を達するため、接触円板６の中央領域内に孔７
を形成するのが有利である。
【００２２】図７に示した実施例にあっては、バリスタ
４はＰＴＣ−要素５内に埋め込まれている。本発明によ
る抵抗体のこのような実施例は、例えばＣ，ＴｉＢ2 ，
ＴｉＣ，ＷＳｉ2 或いはＭｏＳｉ2 のような導電性の成
分以外にＰＴＣ−ポリマー内に、十分な量で、例えば５
〜３０容量％でバリスタ材料を粉末の形で混入すること
により行うことが可能である。図７において正方形で描
いたバリスタ材料の粒径と破壊電圧は大きな領域以上に
調製でき、かつ図７において円で描いたＰＴＣ−要素５
の導電性の充填物の粒径に一致されている。このバリス
タ材料は例えばバリスタ製造にあって部分工程にあって
生じる噴霧顆粒体を焼結することにより造ることが可能
である。粒径は典型的な場合５〜数百μｍである。この
場合、個々のバリスタ粒子の破壊電圧は６Ｖ〜数百Ｖの
間にある。構成材料の抵抗体本体３への賦形は熱間プレ
ス或いは鋳造とこれに引続いて高い温度で硬化すること
により行われる。最後にこの抵抗体本体３へ接触接続端
子１，２を取付けて抵抗体ができあがる。
４はＰＴＣ−要素５内に埋め込まれている。本発明によ
る抵抗体のこのような実施例は、例えばＣ，ＴｉＢ2 ，
ＴｉＣ，ＷＳｉ2 或いはＭｏＳｉ2 のような導電性の成
分以外にＰＴＣ−ポリマー内に、十分な量で、例えば５
〜３０容量％でバリスタ材料を粉末の形で混入すること
により行うことが可能である。図７において正方形で描
いたバリスタ材料の粒径と破壊電圧は大きな領域以上に
調製でき、かつ図７において円で描いたＰＴＣ−要素５
の導電性の充填物の粒径に一致されている。このバリス
タ材料は例えばバリスタ製造にあって部分工程にあって
生じる噴霧顆粒体を焼結することにより造ることが可能
である。粒径は典型的な場合５〜数百μｍである。この
場合、個々のバリスタ粒子の破壊電圧は６Ｖ〜数百Ｖの
間にある。構成材料の抵抗体本体３への賦形は熱間プレ
ス或いは鋳造とこれに引続いて高い温度で硬化すること
により行われる。最後にこの抵抗体本体３へ接触接続端
子１，２を取付けて抵抗体ができあがる。
【００２３】導電性の充填物は抵抗体の通常の作動にあ
っては抵抗体本体を貫通する電流通路を形成し、同時に
ＰＴＣ−効果を可能にする。これに対してバリスタ材料
は添加量に応じて局所的に或いは全抵抗体本体３を経て
侵出する通路を形成し、この通路を介して過電圧が導出
される。
っては抵抗体本体を貫通する電流通路を形成し、同時に
ＰＴＣ−効果を可能にする。これに対してバリスタ材料
は添加量に応じて局所的に或いは全抵抗体本体３を経て
侵出する通路を形成し、この通路を介して過電圧が導出
される。
【００２４】構成材料構造は、ＰＴＣ−セラミック材料
の焼結した或いは粉砕した顆粒粒子をセラミックバリス
タ粒子と混合することによっても造ることが可能であ
る。この際相互の結合と電気的な接触は金属はんだ材料
により確実に行われる。このはんだ材料の量割合は侵出
限界以下でなければならない。何故なら、抵抗体のＰＴ
Ｃ−挙動とバリスタ挙動とが同時に保証されているから
である。
の焼結した或いは粉砕した顆粒粒子をセラミックバリス
タ粒子と混合することによっても造ることが可能であ
る。この際相互の結合と電気的な接触は金属はんだ材料
により確実に行われる。このはんだ材料の量割合は侵出
限界以下でなければならない。何故なら、抵抗体のＰＴ
Ｃ−挙動とバリスタ挙動とが同時に保証されているから
である。
【００２５】
【発明の効果】上記の本発明による抵抗体にあっては、
局所的に生じる過電圧はバリスタにより導出され、この
際、バリスタとＰＴＣ−材料の密接な接触によりバリス
タが僅かな間隔でその全長よりも低い破壊電圧を有して
いる。更にバリスタ内に存在しているセラミック材料が
比較的高い熱伝導性を有しているので本発明による抵抗
体内の温度分布が均一となる。これにより局所的な過熱
の発生の危険が有効に阻止され、短い寸法にもかかわら
ず定格電流負荷能が著しく増大する。
局所的に生じる過電圧はバリスタにより導出され、この
際、バリスタとＰＴＣ−材料の密接な接触によりバリス
タが僅かな間隔でその全長よりも低い破壊電圧を有して
いる。更にバリスタ内に存在しているセラミック材料が
比較的高い熱伝導性を有しているので本発明による抵抗
体内の温度分布が均一となる。これにより局所的な過熱
の発生の危険が有効に阻止され、短い寸法にもかかわら
ず定格電流負荷能が著しく増大する。
【図１】本発明によＰＴＣ−挙動を示す抵抗体の優れた
第一の実施例を示す平面図である。
第一の実施例を示す平面図である。
【図２】本発明によＰＴＣ−挙動を示す抵抗体の優れた
外第二の実施例を示す平面図である。
外第二の実施例を示す平面図である。
【図３】本発明によＰＴＣ−挙動を示す抵抗体の優れた
第三の実施例を示す平面図である。
第三の実施例を示す平面図である。
【図４】本発明によＰＴＣ−挙動を示す抵抗体の優れた
第四の実施例を示す平面図である。
第四の実施例を示す平面図である。
【図５】本発明によＰＴＣ−挙動を示す抵抗体の優れた
第五の実施例を示す平面図である。
第五の実施例を示す平面図である。
【図６】本発明によＰＴＣ−挙動を示す抵抗体の優れた
第六の実施例を示す平面図である。
第六の実施例を示す平面図である。
【図７】本発明によＰＴＣ−挙動を示す抵抗体の優れた
第七の実施例を示す平面図である。
第七の実施例を示す平面図である。
１，２ 接触接続端子 ３ 抵抗体本体 ４ バリスタ ５ ＰＴＣ−要素 ６ 接触円板 ７ 孔 ４０，５１ 円板 ４１，５０ リング体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ・シユトリユンプラー スイス国、バーデン、パルクストラーセ、 29
Claims (13)
- 【請求項０１】 材料特性の温度以下で両接触接続端子
（１，２）間を走る少なくとも一つの電流通路を形成す
るＰＴＣ−挙動を示す材料を含んでいてかつ二つの接触
接続端子（１，２）間に設けられる抵抗体本体（３）を
有する電気抵抗体において、この抵抗体本体（３）が付
加的にバリスタ挙動を示す材料を含んでいること、およ
びこのバリスタ材料が少なくとも一つのバリスタ（４）
を形成するように少なくとも一つの電流通路の少なくと
も一つの部分区間に対して並列して接続されていて、か
つＰＴＣ−材料の少なくとも一つの部分区間を形成する
部分と電気的に密接に接触されていることを特徴とする
ＰＴＣ−挙動を示す抵抗体。 - 【請求項０２】 少なくとも一つののバリスタ（４）が
両接触接続端子（１，２）と接触されていることを特徴
とする請求項１に記載の抵抗体。 - 【請求項０３】 少なくとも一つののバリスタ（４）並
びに場合によっては設けられる他のバリスタ（４）がそ
れぞれバリスタ材料から成る偏平な層を有しているこ
と、ＰＴＣ−材料が一つ或いは多数の偏平な層の形で形
成されていること、およびバリスタ材料とＰＴＣ−材料
とから交互に上下に設けられて成る層が堆積体の形で設
けられていることを特徴とする請求項２に記載の抵抗
体。 - 【請求項０４】 少なくとも一つのバリスタ（４）並び
に場合によっては設けられる他のバリスタ（４）とＰＴ
Ｃ−材料がそれぞれ中空円筒体或いは内実円筒体として
形成されていること、および選択的に交互に上下に少な
くとも一つのバリスタとＰＴＣ−材料から成る少なくと
も一つの要素（５）とが管体或いは内実円筒体を形成す
るように設けられていることを特徴とする請求項２に記
載の抵抗体。 - 【請求項０５】 ＰＴＣ−材料がポリマーであり、この
ポリマーが密接な電気的な接触子を形成するように隣接
しているバリスタ（４）に鋳込まれ、引続いて硬化され
るか或いは板状或いはシート状要素（５）として隣接し
ているバリスタ（４）上に載置され、かつこれに続いて
熱間でプレスされていることを特徴とする請求項３或い
は４に記載の抵抗体。 - 【請求項０６】 ＰＴＣ−材料がセラミック材料であ
り、このセラミック材料が密接な電気的な接触を形成す
るように、特にエラストマーのような異方性の導電材料
により隣接しているバリスタ（４）上に固定いることを
特徴とする請求項３或いは４に記載の抵抗体。 - 【請求項０７】 第一のバリスタ（４）が両接触接続端
子（１，２）の第一の接触接続端子（１）と接触円板
（６）とに、そして第二のバリスタ（４）が二つの接触
接円板（６）或いは一つの接触円板（６）と両接触接続
端子（１，２）の第二の接触接続端子（２）とに接触し
ていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗体。 - 【請求項０８】 第一と第二のバリスタ（４）がそれぞ
れ円環状の円板（４０）として形成されていること、こ
の円板（４０）がそれぞれＰＴＣ−材料から形成されて
いるリング体（５０）により囲繞されているてとを特徴
とする請求項７に記載の抵抗体。 - 【請求項０９】 第一と第二のバリスタ（４）がそれぞ
れリング体（４１）として形成されていること、このリ
ング体（４１）がそれぞれＰＴＣ−材料から形成されて
いる環状の円板（５１）により囲繞されているてとを特
徴とする請求項７に記載の抵抗体。 - 【請求項１０】 接触円板（６）がＰＴＣ−材料が充填
されている孔（７）を備えており、この孔を介してＰＴ
Ｃ−材料から成る円板（５１）或いはリング体（５０）
とが互いに結合されていることを特徴とする請求項８或
いは９に記載の抵抗体。 - 【請求項１１】 ＰＴＣ−材料がデュロマーの或いは熱
可塑性のポリマーを含有しており、このポリマーが接触
円板（６）並びに第一および第二のバリスタ（４）を含
んでいる堆積体として形成された後リング体（５０）或
いは円板（５１）が形成されるように上記の堆積体内に
鋳込まれているか或いは熱間にプレスされていることを
特徴とする請求項１０に記載の抵抗体。 - 【請求項１２】 ＰＴＣ−材料から成るリング体（５
０）或いは円板（５１）がセラミック材料から成ること
を特徴とする請求項８或いは９に記載の抵抗体。 - 【請求項１３】 少なくとも一つのバリスタ（４）が粒
子の形で抵抗本体体（３）内に設けられており、この抵
抗体本体（３）内に粒子の形で設けられている他のバリ
スタ（４）と共に、粒子の大きさと材料特性に依存する
降伏電圧が達せられた後、局所的に或いは完全に抵抗体
本体（３）を経て侵出する電流通路を形成していること
を特徴とする請求項１に記載の抵抗体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4142523:5 | 1991-12-21 | ||
| DE4142523A DE4142523A1 (de) | 1991-12-21 | 1991-12-21 | Widerstand mit ptc - verhalten |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267006A true JPH05267006A (ja) | 1993-10-15 |
| JP3342064B2 JP3342064B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=6447845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33329092A Expired - Fee Related JP3342064B2 (ja) | 1991-12-21 | 1992-12-14 | 電気抵抗体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5313184A (ja) |
| EP (1) | EP0548606B1 (ja) |
| JP (1) | JP3342064B2 (ja) |
| DE (2) | DE4142523A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR101222926B1 (ko) * | 2011-03-31 | 2013-02-05 | 주식회사 아모텍 | 바리스터 모듈 |
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