JPH06178444A - 電流制限要素 - Google Patents
電流制限要素Info
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- JPH06178444A JPH06178444A JP5159749A JP15974993A JPH06178444A JP H06178444 A JPH06178444 A JP H06178444A JP 5159749 A JP5159749 A JP 5159749A JP 15974993 A JP15974993 A JP 15974993A JP H06178444 A JPH06178444 A JP H06178444A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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
- H01C7/02—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 having positive temperature coefficient
- H01C7/027—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 having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
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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
- H01C7/13—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 current responsive
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単で低コストの構造であるにもかかわら
ず、切換能力が均一で、定格電流容量が大きいという利
点がある、ＰＴＣ挙動を有する電流制限要素を提供す
る。 【構成】 電流制限要素は二つの接触端子１，２の間に
設けられた電気的な抵抗体３を備えている。この抵抗体
はＰＴＣ挙動を有する第１の抵抗材料を含んでいる。こ
の抵抗材料は第１の温度以下で小さな低温抵抗率を有
し、かつ両接触端子１，２の間を延び電流を導く少なく
とも一つの通路を形成している。抵抗材料は第１の温度
以上でその低温抵抗率と比較して大きな高温抵抗率を有
する。抵抗体３は付加的な第２の抵抗材料を含んでい
る。この抵抗材料の抵抗率は第１の抵抗材料の低温抵抗
率と高温抵抗率の間にある。第２の抵抗材料は第１の抵
抗材料に緊密に電気的に接触し、かつ電流を導く少なく
とも一つの通路の少なくとも一部に対して平行に接続さ
れた少なくとも一つの抵抗を形成している。
ず、切換能力が均一で、定格電流容量が大きいという利
点がある、ＰＴＣ挙動を有する電流制限要素を提供す
る。 【構成】 電流制限要素は二つの接触端子１，２の間に
設けられた電気的な抵抗体３を備えている。この抵抗体
はＰＴＣ挙動を有する第１の抵抗材料を含んでいる。こ
の抵抗材料は第１の温度以下で小さな低温抵抗率を有
し、かつ両接触端子１，２の間を延び電流を導く少なく
とも一つの通路を形成している。抵抗材料は第１の温度
以上でその低温抵抗率と比較して大きな高温抵抗率を有
する。抵抗体３は付加的な第２の抵抗材料を含んでい
る。この抵抗材料の抵抗率は第１の抵抗材料の低温抵抗
率と高温抵抗率の間にある。第２の抵抗材料は第１の抵
抗材料に緊密に電気的に接触し、かつ電流を導く少なく
とも一つの通路の少なくとも一部に対して平行に接続さ
れた少なくとも一つの抵抗を形成している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二つの接触端子の間に
設けられた電気的な抵抗体を具備し、この抵抗体がＰＴ
Ｃ挙動を有する第１の抵抗材料を含み、この抵抗材料が
第１の温度以下で小さな低温抵抗率を有し、かつ両接触
端子の間を延び電流を導く少なくとも一つの通路を形成
し、抵抗材料が第１の温度以上でその低温抵抗率と比較
して大きな高温抵抗率を有する電流制限要素に関する。
設けられた電気的な抵抗体を具備し、この抵抗体がＰＴ
Ｃ挙動を有する第１の抵抗材料を含み、この抵抗材料が
第１の温度以下で小さな低温抵抗率を有し、かつ両接触
端子の間を延び電流を導く少なくとも一つの通路を形成
し、抵抗材料が第１の温度以上でその低温抵抗率と比較
して大きな高温抵抗率を有する電流制限要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＴＣ挙動を有する抵抗は既に以前から
技術水準であり、例えばドイツ連邦共和国特許第２９４
８３５０号明細書または米国特許第４５３４８８９号明
細書に記載されている。このような抵抗はそれぞれセラ
ミック材料またはポリマー材料からなる抵抗体を一つ含
んでいる。この材料はＰＴＣ挙動を有し、材料特有の限
界温度の下で電流を良好に導く。ＰＴＣ材料は例えば、
伝導性充填物として例えば煤を含む、ドープされたチタ
ン酸バリウムまたは導電性ポリマー例えばポリエチレン
のような熱可塑性半結晶ポリマーをベースとしたセラミ
ックスである。限界温度を超える際に、ＰＴＣ材料をベ
ースとした抵抗の抵抗率が多数のオーダーだけ飛躍的に
増大する。
技術水準であり、例えばドイツ連邦共和国特許第２９４
８３５０号明細書または米国特許第４５３４８８９号明
細書に記載されている。このような抵抗はそれぞれセラ
ミック材料またはポリマー材料からなる抵抗体を一つ含
んでいる。この材料はＰＴＣ挙動を有し、材料特有の限
界温度の下で電流を良好に導く。ＰＴＣ材料は例えば、
伝導性充填物として例えば煤を含む、ドープされたチタ
ン酸バリウムまたは導電性ポリマー例えばポリエチレン
のような熱可塑性半結晶ポリマーをベースとしたセラミ
ックスである。限界温度を超える際に、ＰＴＣ材料をベ
ースとした抵抗の抵抗率が多数のオーダーだけ飛躍的に
増大する。
【０００３】従って、ＰＴＣ抵抗は回路の過負荷保護部
材として使用可能である。その伝導性が制限されている
ので（炭素を充填したポリマーは例えば１Ωｃｍよりも
大きな抵抗率を有する）、その実際に使用においては一
般的に３０Ｖで約８Ａ以下および２５０Ｖで約0.2 Ａ以
下の定格電流に制限される。
材として使用可能である。その伝導性が制限されている
ので（炭素を充填したポリマーは例えば１Ωｃｍよりも
大きな抵抗率を有する）、その実際に使用においては一
般的に３０Ｖで約８Ａ以下および２５０Ｖで約0.2 Ａ以
下の定格電流に制限される。
【０００４】J.Mat.Sci.26(1991)の145 頁以降には、ホ
ウ化物、ケイ化物または炭化物を充填したポリマーをベ
ースとした、室温での伝導率の高いＰＴＣ抵抗が記載さ
れている。この抵抗は原理的には電流を制限する要素と
して、２５０Ｖで例えば５０〜１００Ａの電流を有する
電力回路でも使用可能である。しかし、このような抵抗
は商業的に供することができず、実現にはかなりのコス
トがかかる。
ウ化物、ケイ化物または炭化物を充填したポリマーをベ
ースとした、室温での伝導率の高いＰＴＣ抵抗が記載さ
れている。この抵抗は原理的には電流を制限する要素と
して、２５０Ｖで例えば５０〜１００Ａの電流を有する
電力回路でも使用可能である。しかし、このような抵抗
は商業的に供することができず、実現にはかなりのコス
トがかかる。
【０００５】ＰＴＣ抵抗を大きな運転電流およぼ大きな
運転電圧のための電力網において電流を制限する保護要
素として使用すると、遮断の間短絡の発生時にかなりの
エネルギーが変換される。それにより特に、切換えがＰ
ＴＣ抵抗内で不均一に行われるときに、ＰＴＣ抵抗が接
触端子の間のほぼ中央に局部的に過熱された範囲、いわ
ゆる“ホットスポット”を形成することになる。過熱範
囲では、ＰＴＣ抵抗が加熱されていない個所よりも早く
高オーム状態に切り換わる。そして、ＰＴＣ抵抗にかか
っている全電圧が比較的に短い距離にわたって最高抵抗
の場所で降下する。それに関連する高い電場が絶縁破壊
を生じ、ＰＴＣ抵抗を損傷させることになる。
運転電圧のための電力網において電流を制限する保護要
素として使用すると、遮断の間短絡の発生時にかなりの
エネルギーが変換される。それにより特に、切換えがＰ
ＴＣ抵抗内で不均一に行われるときに、ＰＴＣ抵抗が接
触端子の間のほぼ中央に局部的に過熱された範囲、いわ
ゆる“ホットスポット”を形成することになる。過熱範
囲では、ＰＴＣ抵抗が加熱されていない個所よりも早く
高オーム状態に切り換わる。そして、ＰＴＣ抵抗にかか
っている全電圧が比較的に短い距離にわたって最高抵抗
の場所で降下する。それに関連する高い電場が絶縁破壊
を生じ、ＰＴＣ抵抗を損傷させることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、簡単で低コストの構造であるにもかかわらず、切
換能力が均一で、定格電流容量が大きいという利点があ
る、ＰＴＣ挙動を有する電流制限要素を提供することで
ある。
題は、簡単で低コストの構造であるにもかかわらず、切
換能力が均一で、定格電流容量が大きいという利点があ
る、ＰＴＣ挙動を有する電流制限要素を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による電流制限要
素は、ＰＴＣ挙動を有する抵抗や線形、非線形またはＰ
ＴＣ挙動を有する抵抗のような容易に取扱可能な要素か
らなり、簡単に構成されている。従って、比較的に低コ
ストで製作できるだけでなく、同時に小さな寸法に形成
可能である。ＰＴＣ抵抗と平行に設けられた線形、非線
形または場合によってはＰＴＣ挙動を有する一つまたは
複数の抵抗の統合によって、切換機能を行うＰＴＣ抵抗
の負荷解除が達成される。同時に、制限すべき電流がＰ
ＴＣ抵抗と平行に接続された抵抗に方向を変えることに
より、“ホットスポット”の不所望な発生が抑えられ
る。それによって、均一な切換状態および許容エネルギ
ー密度の増大が達成される。
素は、ＰＴＣ挙動を有する抵抗や線形、非線形またはＰ
ＴＣ挙動を有する抵抗のような容易に取扱可能な要素か
らなり、簡単に構成されている。従って、比較的に低コ
ストで製作できるだけでなく、同時に小さな寸法に形成
可能である。ＰＴＣ抵抗と平行に設けられた線形、非線
形または場合によってはＰＴＣ挙動を有する一つまたは
複数の抵抗の統合によって、切換機能を行うＰＴＣ抵抗
の負荷解除が達成される。同時に、制限すべき電流がＰ
ＴＣ抵抗と平行に接続された抵抗に方向を変えることに
より、“ホットスポット”の不所望な発生が抑えられ
る。それによって、均一な切換状態および許容エネルギ
ー密度の増大が達成される。
【０００８】局部的に発生する過大電圧は、コンデン
サ、バリスタおよびまたは線形の抵抗を有する外部の追
加回路によって、簡単にかつその都度の条件に適合した
方法で制限可能である。
サ、バリスタおよびまたは線形の抵抗を有する外部の追
加回路によって、簡単にかつその都度の条件に適合した
方法で制限可能である。
【０００９】並列抵抗を統合することにより、同時に、
ＰＴＣ抵抗内で発生した熱エネルギーを迅速に導出し、
本発明による電流制限要素の定格電流容量を大幅に増大
させることができる。並列抵抗が熱伝導能力の大きな材
料からなるときには、本発明による抵抗における温度分
布が均一化される。これにより、局部的な過熱の危険を
きわめて効果的に抑えることができる。
ＰＴＣ抵抗内で発生した熱エネルギーを迅速に導出し、
本発明による電流制限要素の定格電流容量を大幅に増大
させることができる。並列抵抗が熱伝導能力の大きな材
料からなるときには、本発明による抵抗における温度分
布が均一化される。これにより、局部的な過熱の危険を
きわめて効果的に抑えることができる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の有利な実施例とそれによって
達成される他の利点を、図に基づいて詳しく説明する。
達成される他の利点を、図に基づいて詳しく説明する。
【００１１】図には本発明の実施例が略示してある。図
１〜１０に示した電流制限要素はそれぞれ、二つの接触
端子１，２の間に設けられた抵抗体３を含んでいる。参
照符号４で示した部分抵抗体は、ＰＴＣ挙動を有する第
１の抵抗材料を含んでいる。この抵抗材料は第１温度以
下で、小さな低温抵抗率を有し、電流制限によって保護
すべき電気回路網に組み込んだ後で、両接触端子１，２
の間を延び特に定格電流を導く通路を形成する。第１温
度以上では、抵抗材料はその低温抵抗率と比べて大きな
高温抵抗率を有する。
１〜１０に示した電流制限要素はそれぞれ、二つの接触
端子１，２の間に設けられた抵抗体３を含んでいる。参
照符号４で示した部分抵抗体は、ＰＴＣ挙動を有する第
１の抵抗材料を含んでいる。この抵抗材料は第１温度以
下で、小さな低温抵抗率を有し、電流制限によって保護
すべき電気回路網に組み込んだ後で、両接触端子１，２
の間を延び特に定格電流を導く通路を形成する。第１温
度以上では、抵抗材料はその低温抵抗率と比べて大きな
高温抵抗率を有する。
【００１２】参照符号５で示した部分抵抗体は第２の抵
抗材料によって形成されている。この抵抗材料の抵抗率
は部分抵抗体４を形成する第１の抵抗材料の低温抵抗率
と高温抵抗率の間にある。部分抵抗体５を形成する抵抗
材料は、部分抵抗体４を形成する抵抗材料と緊密に電気
接触し、定格電流を導く通路の少なくとも一部に対して
平行に接続された少なくとも一つの抵抗を形成する。
抗材料によって形成されている。この抵抗材料の抵抗率
は部分抵抗体４を形成する第１の抵抗材料の低温抵抗率
と高温抵抗率の間にある。部分抵抗体５を形成する抵抗
材料は、部分抵抗体４を形成する抵抗材料と緊密に電気
接触し、定格電流を導く通路の少なくとも一部に対して
平行に接続された少なくとも一つの抵抗を形成する。
【００１３】電流を導く通路に対して平行に接続され
た、第２抵抗材料からなる抵抗は、第１の抵抗材料の低
温抵抗の複数倍の大きさである。第２抵抗材料からなる
この抵抗の大きさは好ましくは第１の抵抗材料の低温抵
抗の大きさの約３〜１０4 倍であり、それ自体がＰＴＣ
挙動を有するという利点がある。
た、第２抵抗材料からなる抵抗は、第１の抵抗材料の低
温抵抗の複数倍の大きさである。第２抵抗材料からなる
この抵抗の大きさは好ましくは第１の抵抗材料の低温抵
抗の大きさの約３〜１０4 倍であり、それ自体がＰＴＣ
挙動を有するという利点がある。
【００１４】抵抗体３は図１に示すように、好ましくは
熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂ののようなポリマーに
よって形成されたマトリックスを備えていてもよい。こ
のマトリックス内には充填物が埋め込まれ、部分抵抗体
４，５の抵抗材料を形成している。この充填物は粉末、
繊維およびまたは小板の形とすることができる。この場
合、充填物として、短繊維または小板が特に有利であ
る。なぜなら、その場合、ＰＴＣ挙動を達成するために
非常に低い浸出濃縮が維持されるからである。
熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂ののようなポリマーに
よって形成されたマトリックスを備えていてもよい。こ
のマトリックス内には充填物が埋め込まれ、部分抵抗体
４，５の抵抗材料を形成している。この充填物は粉末、
繊維およびまたは小板の形とすることができる。この場
合、充填物として、短繊維または小板が特に有利であ
る。なぜなら、その場合、ＰＴＣ挙動を達成するために
非常に低い浸出濃縮が維持されるからである。
【００１５】図１では、部分抵抗体４内に設けられた充
填物が円で表され、部分抵抗体５内に設けた充填物質が
正方形で表されている。普通の運転では、部分抵抗体４
内に設けられた充填物は抵抗体３を通過する電流通路を
形成し、同時にＰＴＣ効果を生じる。これに対して、部
分抵抗体５の材料は、添加される量に応じて、局部的に
または抵抗体３全体を通って浸出する通路を形成する。
電流制限プロセスの間電流通路の抵抗が増大するとき
に、電流が前記通路内へ方向を変え、それによってＰＴ
Ｃ挙動を有する部分抵抗体４における加熱された範囲の
不所望な形成が防止される。
填物が円で表され、部分抵抗体５内に設けた充填物質が
正方形で表されている。普通の運転では、部分抵抗体４
内に設けられた充填物は抵抗体３を通過する電流通路を
形成し、同時にＰＴＣ効果を生じる。これに対して、部
分抵抗体５の材料は、添加される量に応じて、局部的に
または抵抗体３全体を通って浸出する通路を形成する。
電流制限プロセスの間電流通路の抵抗が増大するとき
に、電流が前記通路内へ方向を変え、それによってＰＴ
Ｃ挙動を有する部分抵抗体４における加熱された範囲の
不所望な形成が防止される。
【００１６】第１の抵抗材料に設けられた充填物は、炭
素およびまたは例えばニッケルのような金属およびまた
は例えばそれぞれ非ドープ形またはドープ形のTiC2 ,Ti
B2 ,MoSi2 またはV2O3のような少なくとも一つのホウ化
物、ケイ化物、酸化物およびまたは炭化物の形をした導
電性の粒子を含んでいる。
素およびまたは例えばニッケルのような金属およびまた
は例えばそれぞれ非ドープ形またはドープ形のTiC2 ,Ti
B2 ,MoSi2 またはV2O3のような少なくとも一つのホウ化
物、ケイ化物、酸化物およびまたは炭化物の形をした導
電性の粒子を含んでいる。
【００１７】第２の抵抗材料内に設けられた充填物は少
なくとも一つのドープされた半導体のセラミックス、例
えばZnO, SnO2, SrTiO3, TiO2, SiC, YBa2Cu3O7-x を基
礎としたセラミックス、粒状金属、固有導電性の合成樹
脂または微細充填物によって導電性になった合成樹脂お
よびまたは短繊維または長繊維を含んでいる。
なくとも一つのドープされた半導体のセラミックス、例
えばZnO, SnO2, SrTiO3, TiO2, SiC, YBa2Cu3O7-x を基
礎としたセラミックス、粒状金属、固有導電性の合成樹
脂または微細充填物によって導電性になった合成樹脂お
よびまたは短繊維または長繊維を含んでいる。
【００１８】部分抵抗体５内に設けられた充填物の濃度
および幾何学的寸法は、それぞれ部分抵抗体４から部分
抵抗体５への転流が局部的に行われるように定められて
いる。部分抵抗体５内に設けられた充填物は貫通する電
流通路を形成することができるが、必ずしも形成する必
要はない。部分抵抗体４を形成する充填物の割合は１５
〜５０容積パーセントであり、部分抵抗体５を形成する
充填物の割合は５〜４０容積パーセントである。この場
合、充填物を埋め込むポリマーマトリックスは抵抗体３
の２０〜６０容積パーセントの割合を有する。
および幾何学的寸法は、それぞれ部分抵抗体４から部分
抵抗体５への転流が局部的に行われるように定められて
いる。部分抵抗体５内に設けられた充填物は貫通する電
流通路を形成することができるが、必ずしも形成する必
要はない。部分抵抗体４を形成する充填物の割合は１５
〜５０容積パーセントであり、部分抵抗体５を形成する
充填物の割合は５〜４０容積パーセントである。この場
合、充填物を埋め込むポリマーマトリックスは抵抗体３
の２０〜６０容積パーセントの割合を有する。
【００１９】部分抵抗体の充填物が常磁性体または強磁
性体からなるときは、ポリマーマトリックスの硬化時あ
るいはポリマーマトリックスの溶融物内で、粒子が強い
磁場によって配向される。その際、磁場は接触端子１か
ら接触端子２の方へ延びている。磁場は電流通路として
作用する鎖状物を形成する。この鎖状物は主として一方
または他方の部分抵抗体の充填物からなっている。
性体からなるときは、ポリマーマトリックスの硬化時あ
るいはポリマーマトリックスの溶融物内で、粒子が強い
磁場によって配向される。その際、磁場は接触端子１か
ら接触端子２の方へ延びている。磁場は電流通路として
作用する鎖状物を形成する。この鎖状物は主として一方
または他方の部分抵抗体の充填物からなっている。
【００２０】ＰＴＣ挙動を有する抵抗器に並列抵抗を統
合することにより、この抵抗器は切換機能を発揮する際
に負荷が非常に減少する。並列抵抗の追加はＰＴＣ挙動
を有する抵抗器の遷移温度の上方で、例えば１０8 Ωｃ
ｍの電流制限要素の全体抵抗率を非常に低い値に減少す
る。この値はＰＴＣ挙動を有する抵抗器の低温抵抗の約
３〜１０4 倍であると有利である。これにより、切換遮
断される電流を充分に制限することができ、電流を導く
回路は機械的に分離可能である。
合することにより、この抵抗器は切換機能を発揮する際
に負荷が非常に減少する。並列抵抗の追加はＰＴＣ挙動
を有する抵抗器の遷移温度の上方で、例えば１０8 Ωｃ
ｍの電流制限要素の全体抵抗率を非常に低い値に減少す
る。この値はＰＴＣ挙動を有する抵抗器の低温抵抗の約
３〜１０4 倍であると有利である。これにより、切換遮
断される電流を充分に制限することができ、電流を導く
回路は機械的に分離可能である。
【００２１】用途に応じて、外部の並列抵抗、バリスタ
またはコンデンサを有する回路を付加的に設けることが
できる。しかし、あらゆる場合に、本発明の電流制限要
素によって、ＰＴＣ挙動を有する部分抵抗体４の不所望
な“ホットスポット（過熱点）”が抑制され、切換えが
均質化され、切換え時の許容エネルギー密度が高まる。
同時に、部分抵抗体４内で発生した熱の一部が部分抵抗
体５を経て導出される。これにより、本発明によるの電
流制限要素の定格電流容量が並列接続された抵抗を持た
ない電流制限要素と比べて大幅に増大する。
またはコンデンサを有する回路を付加的に設けることが
できる。しかし、あらゆる場合に、本発明の電流制限要
素によって、ＰＴＣ挙動を有する部分抵抗体４の不所望
な“ホットスポット（過熱点）”が抑制され、切換えが
均質化され、切換え時の許容エネルギー密度が高まる。
同時に、部分抵抗体４内で発生した熱の一部が部分抵抗
体５を経て導出される。これにより、本発明によるの電
流制限要素の定格電流容量が並列接続された抵抗を持た
ない電流制限要素と比べて大幅に増大する。
【００２２】部分抵抗体５の抵抗材料は一般的に、線形
または非線形の挙動を有するが、場合によっては部分抵
抗体４内に設けた抵抗材料に相応して、同様にＰＴＣ挙
動を有していてもよい。抵抗材料がＰＴＣ挙動を有する
と、遷移温度は部分抵抗体４に含まれる抵抗材料の遷移
温度と同じかそれ以上である。これにより、時間的に遅
れた、二つの段でのターンオフが達成される。誘導回路
網でのターンオフの場合には、過大電圧が減少する。な
ぜなら、先ず最初に電流の迅速な部分制限が行われ、そ
して初めて完全な電流制限が行われるからである。
または非線形の挙動を有するが、場合によっては部分抵
抗体４内に設けた抵抗材料に相応して、同様にＰＴＣ挙
動を有していてもよい。抵抗材料がＰＴＣ挙動を有する
と、遷移温度は部分抵抗体４に含まれる抵抗材料の遷移
温度と同じかそれ以上である。これにより、時間的に遅
れた、二つの段でのターンオフが達成される。誘導回路
網でのターンオフの場合には、過大電圧が減少する。な
ぜなら、先ず最初に電流の迅速な部分制限が行われ、そ
して初めて完全な電流制限が行われるからである。
【００２３】図２〜４の実施例の場合には、抵抗体３が
好ましくはそれぞれ板として形成された二つ以上の平面
的な部分抵抗体４，５からなっている。図２に示した部
分抵抗体５あるいは図３，４に示した部分抵抗体５は、
両端子１，２に接触する。部分抵抗体５は電流を制限す
る要素の普通の運転時に、部分抵抗体４よりも何倍も大
きな抵抗を有する。部分抵抗体５に相応して、部分抵抗
体４も両端子１，２に接触する。部分抵抗体４，５はそ
の二次元的な延長全体にわたって共通の接触面を有す
る。この接触面で、部分抵抗４，５は互いに緊密な電気
的接触を行う。
好ましくはそれぞれ板として形成された二つ以上の平面
的な部分抵抗体４，５からなっている。図２に示した部
分抵抗体５あるいは図３，４に示した部分抵抗体５は、
両端子１，２に接触する。部分抵抗体５は電流を制限す
る要素の普通の運転時に、部分抵抗体４よりも何倍も大
きな抵抗を有する。部分抵抗体５に相応して、部分抵抗
体４も両端子１，２に接触する。部分抵抗体４，５はそ
の二次元的な延長全体にわたって共通の接触面を有す
る。この接触面で、部分抵抗４，５は互いに緊密な電気
的接触を行う。
【００２４】抵抗体３は次のように製作可能である。先
ず最初に、例えばプレスまたは鋳造およびその後の焼結
による方法のような、抵抗の製作の場合に普通である方
法に従って、導電性のドープされたセラミックスからな
る約0.5 〜２ｍｍの厚さの板が作られる。剪断ミキサを
用いて、エポキシ樹脂や例えばＴｉＣのような導電性の
充填物から、ポリマーをベースとしたＰＴＣ材料が作ら
れる。このポリマーは予め作られた板状のセラミックス
の上に0.5 〜４ｍｍの厚さに鋳込まれる。場合によって
は、鋳込まれた層を他のセラミックスで被覆し、前述の
方法段階を連続して繰り返すことができる。これは積層
体を生じる。積層体では、異なる両抵抗材料からなる層
が、多層配置に対応して交互に順々に配置される。そし
て、エポキシ樹脂が６０〜１８０°Ｃの温度で硬化さ
れ、抵抗体３を形成する。
ず最初に、例えばプレスまたは鋳造およびその後の焼結
による方法のような、抵抗の製作の場合に普通である方
法に従って、導電性のドープされたセラミックスからな
る約0.5 〜２ｍｍの厚さの板が作られる。剪断ミキサを
用いて、エポキシ樹脂や例えばＴｉＣのような導電性の
充填物から、ポリマーをベースとしたＰＴＣ材料が作ら
れる。このポリマーは予め作られた板状のセラミックス
の上に0.5 〜４ｍｍの厚さに鋳込まれる。場合によって
は、鋳込まれた層を他のセラミックスで被覆し、前述の
方法段階を連続して繰り返すことができる。これは積層
体を生じる。積層体では、異なる両抵抗材料からなる層
が、多層配置に対応して交互に順々に配置される。そし
て、エポキシ樹脂が６０〜１８０°Ｃの温度で硬化さ
れ、抵抗体３を形成する。
【００２５】大きな引張り強度およびまたは大きな弾力
性を有する抵抗材料からなる部分抵抗体５は非常に適し
ている。というのは、あらゆる場合に、ＰＴＣ挙動を有
する抵抗材料の強い過熱によって引き起こされる熱膨張
が回避されるからである。そのための材料としては、例
えば充填されたエラストマーまたは熱可塑性樹脂または
金網が挙げられる。
性を有する抵抗材料からなる部分抵抗体５は非常に適し
ている。というのは、あらゆる場合に、ＰＴＣ挙動を有
する抵抗材料の強い過熱によって引き起こされる熱膨張
が回避されるからである。そのための材料としては、例
えば充填されたエラストマーまたは熱可塑性樹脂または
金網が挙げられる。
【００２６】図４から判るように、第２の抵抗材料によ
って形成された部分抵抗体５は部分抵抗体４からリブ状
に突出可能である。部分抵抗体５の突出部分は冷却リブ
としての働きをし、部分抵抗体４内で発生した熱をきわ
めて良好に導き出す。
って形成された部分抵抗体５は部分抵抗体４からリブ状
に突出可能である。部分抵抗体５の突出部分は冷却リブ
としての働きをし、部分抵抗体４内で発生した熱をきわ
めて良好に導き出す。
【００２７】熱硬化性のＰＴＣポリマーの代わりに、熱
可塑性ＰＴＣポリマーを、部分抵抗体４用の抵抗材料と
して使用可能である。この熱可塑性ＰＴＣポリマーは先
ず最初に、薄い板またはフィルムの形に押し出される。
この薄い板またはフィルムは部分抵抗体５に組み付ける
際に、高温プレスされて部分抵抗体３を形成する。
可塑性ＰＴＣポリマーを、部分抵抗体４用の抵抗材料と
して使用可能である。この熱可塑性ＰＴＣポリマーは先
ず最初に、薄い板またはフィルムの形に押し出される。
この薄い板またはフィルムは部分抵抗体５に組み付ける
際に、高温プレスされて部分抵抗体３を形成する。
【００２８】使用された両抵抗材料がそれぞれセラミッ
クスであると、平らな部分抵抗体４，５が電気的に異方
伝導するエラストマーによる接着によって、互いに連結
可能である。異なるセラミックスの緊密な電気的接触を
行うために、このエラストマーは強い接着力を有する。
更に、このエラストマーは平らな要素の法線の方向にの
み導電性がある。このようなエラストマーは例えばJ.Ap
plied Physics 64(1984) 6008 によって知られている。
クスであると、平らな部分抵抗体４，５が電気的に異方
伝導するエラストマーによる接着によって、互いに連結
可能である。異なるセラミックスの緊密な電気的接触を
行うために、このエラストマーは強い接着力を有する。
更に、このエラストマーは平らな要素の法線の方向にの
み導電性がある。このようなエラストマーは例えばJ.Ap
plied Physics 64(1984) 6008 によって知られている。
【００２９】抵抗体３は次に切断によって細分される。
このようにして作られた抵抗体は例えば0.5 〜20ｃｍの
長さを有し、例えば0.5 〜10ｃｍ2 の端面積を有する。
サンドイッチ構造の抵抗体３の端面は例えばラッピング
や研磨によって滑らかにされ、そして例えば低融点のろ
うによるろう付けまたは伝導性の接着剤による接着また
は高温プレスによって、接触端子１，２に連結可能であ
る。
このようにして作られた抵抗体は例えば0.5 〜20ｃｍの
長さを有し、例えば0.5 〜10ｃｍ2 の端面積を有する。
サンドイッチ構造の抵抗体３の端面は例えばラッピング
や研磨によって滑らかにされ、そして例えば低融点のろ
うによるろう付けまたは伝導性の接着剤による接着また
は高温プレスによって、接触端子１，２に連結可能であ
る。
【００３０】図２または３および４の電流制限要素は、
それを収容するシステムの運転中、普通のごとく電流を
案内する。この場合、電流は接触端子１，２の間を延び
る、部分抵抗体４の導電性通路内を流れる。過電流によ
って部分抵抗体４が強く過熱され、その抵抗が急激に増
大すると、過電流が制限される。部分抵抗体５がその全
長にわたって部分抵抗体４に緊密に電気接触し、その過
電流を導く電流通路に対して平行に接続されているの
で、ＰＴＣ挙動を有する部分抵抗体４内の、強く過熱さ
れる不均一な範囲が回避される。このような不均一な範
囲の形成の前に、遮断すべき電流の少なくとも一部が第
２の抵抗材料からなる部分抵抗体５に転流する。部分抵
抗体５の比較的に大きな熱伝導能力は同時に、部分抵抗
体４における温度分布の均一化を行う。それによって、
この部分でも、局部的な過熱の危険が一層小さくなる。
更に、部分抵抗体５での大きな熱排出は、本発明による
電流制限要素の定格電流容量を、技術水準の電流制限要
素の定格電流容量に対して大幅に拡大するために寄与す
る。
それを収容するシステムの運転中、普通のごとく電流を
案内する。この場合、電流は接触端子１，２の間を延び
る、部分抵抗体４の導電性通路内を流れる。過電流によ
って部分抵抗体４が強く過熱され、その抵抗が急激に増
大すると、過電流が制限される。部分抵抗体５がその全
長にわたって部分抵抗体４に緊密に電気接触し、その過
電流を導く電流通路に対して平行に接続されているの
で、ＰＴＣ挙動を有する部分抵抗体４内の、強く過熱さ
れる不均一な範囲が回避される。このような不均一な範
囲の形成の前に、遮断すべき電流の少なくとも一部が第
２の抵抗材料からなる部分抵抗体５に転流する。部分抵
抗体５の比較的に大きな熱伝導能力は同時に、部分抵抗
体４における温度分布の均一化を行う。それによって、
この部分でも、局部的な過熱の危険が一層小さくなる。
更に、部分抵抗体５での大きな熱排出は、本発明による
電流制限要素の定格電流容量を、技術水準の電流制限要
素の定格電流容量に対して大幅に拡大するために寄与す
る。
【００３１】図５には管状に形成された本発明による抵
抗が示してある。この抵抗はその管中心軸線に沿って切
断してある。抵抗は転流の働きをする一つの部分抵抗体
５と、ＰＴＣ挙動を有する二つの部分抵抗体４を含んで
いる。この抵抗体４，５はそれぞれ中空円筒であり、リ
ング状の接触端子と共に管状の電流制限要素を形成す
る。この要素を中空円筒状セラミックスで作ると有利で
ある。このセラミックスは円筒状の鋳型で、内面と外周
面が、例えばエポキシ樹脂をベースとしたポリマーＰＴ
Ｃ鋳造材料で被覆すると有利である。中空円筒のセラミ
ックスの代わりに、中実円筒のセラミックスを使用する
ことができる。このような部分抵抗体５を備えた電流制
限要素はきわめて簡単に製作可能である。これに対し
て、管として形成された電流制限要素は対流によって熱
排出がきわめて良好であり、そして液体できわめて良好
に冷却可能である。熱硬化性ポリマーの代わりに、熱可
塑性ポリマーがＰＴＣ材料として使用されると、ＰＴＣ
材料がシリンダまたは中空シリンダに直接押し出すこと
ができる。部分抵抗体５の抵抗材料としてポリマー／充
填物複合材料、例えばＣ，SiC , ZnO , およびまたはTi
O2の高い充填度を有する複合材料が使用されると、本発
明による電流制限要素は一緒に押出し成形することによ
って非常に簡単に製作可能である。この場合更に、例え
ば金属、炭素またはシリコンカーバイドをベースとした
一緒に押出し成形された長い線材または繊維を有する部
分抵抗体５を作ることができる。部分抵抗体５は伝導性
繊維または線材からなる一巻きであってもよい。本発明
のこの実施例の場合には、きわめて良好な機械的安定性
が得られる。
抗が示してある。この抵抗はその管中心軸線に沿って切
断してある。抵抗は転流の働きをする一つの部分抵抗体
５と、ＰＴＣ挙動を有する二つの部分抵抗体４を含んで
いる。この抵抗体４，５はそれぞれ中空円筒であり、リ
ング状の接触端子と共に管状の電流制限要素を形成す
る。この要素を中空円筒状セラミックスで作ると有利で
ある。このセラミックスは円筒状の鋳型で、内面と外周
面が、例えばエポキシ樹脂をベースとしたポリマーＰＴ
Ｃ鋳造材料で被覆すると有利である。中空円筒のセラミ
ックスの代わりに、中実円筒のセラミックスを使用する
ことができる。このような部分抵抗体５を備えた電流制
限要素はきわめて簡単に製作可能である。これに対し
て、管として形成された電流制限要素は対流によって熱
排出がきわめて良好であり、そして液体できわめて良好
に冷却可能である。熱硬化性ポリマーの代わりに、熱可
塑性ポリマーがＰＴＣ材料として使用されると、ＰＴＣ
材料がシリンダまたは中空シリンダに直接押し出すこと
ができる。部分抵抗体５の抵抗材料としてポリマー／充
填物複合材料、例えばＣ，SiC , ZnO , およびまたはTi
O2の高い充填度を有する複合材料が使用されると、本発
明による電流制限要素は一緒に押出し成形することによ
って非常に簡単に製作可能である。この場合更に、例え
ば金属、炭素またはシリコンカーバイドをベースとした
一緒に押出し成形された長い線材または繊維を有する部
分抵抗体５を作ることができる。部分抵抗体５は伝導性
繊維または線材からなる一巻きであってもよい。本発明
のこの実施例の場合には、きわめて良好な機械的安定性
が得られる。
【００３２】図６〜８による実施例の場合、抵抗体３は
それぞれ、部分抵抗体を重ね合わせた中実円筒の形をし
ている。第２の抵抗材料からなる部分抵抗体は円形の板
５０として、あるいは環状体５１として形成され、ＰＴ
Ｃ挙動を有する部分抵抗体４は環状体４０としてあるい
は円形の板４１として合同に形成されている。前記の実
施例と異なり、付加的な接触ディスク６が設けられてい
る。板５０または環状体５１として形成された各部分抵
抗体はその全周に沿って、ＰＴＣ挙動を有する、環状体
４０または板４１として形成された部分抵抗体に対して
緊密に電気接触する。各部品５０，５１とそれに接触す
る各部品４０，４１は、両接触端子１，２の一つと一つ
の接触ディスク６に接触するかあるいは二つの接触ディ
スク６に接触する。線形の抵抗挙動を有する板５１また
は環状体５０あるいはＰＴＣ挙動を有する板４１または
環状体４０は、図６〜８の実施例の各々の場合、接触端
子１，２の間で直列に接続されている。
それぞれ、部分抵抗体を重ね合わせた中実円筒の形をし
ている。第２の抵抗材料からなる部分抵抗体は円形の板
５０として、あるいは環状体５１として形成され、ＰＴ
Ｃ挙動を有する部分抵抗体４は環状体４０としてあるい
は円形の板４１として合同に形成されている。前記の実
施例と異なり、付加的な接触ディスク６が設けられてい
る。板５０または環状体５１として形成された各部分抵
抗体はその全周に沿って、ＰＴＣ挙動を有する、環状体
４０または板４１として形成された部分抵抗体に対して
緊密に電気接触する。各部品５０，５１とそれに接触す
る各部品４０，４１は、両接触端子１，２の一つと一つ
の接触ディスク６に接触するかあるいは二つの接触ディ
スク６に接触する。線形の抵抗挙動を有する板５１また
は環状体５０あるいはＰＴＣ挙動を有する板４１または
環状体４０は、図６〜８の実施例の各々の場合、接触端
子１，２の間で直列に接続されている。
【００３３】図６〜８による電流制限要素は次のように
して製作可能である。例えば適当な金属酸化物のような
粉末状セラミック材料から、プレスや焼結によって、板
５０と環状体５１を製作可能である。板の直径は例えば
0.5 〜５ｃｍであり、環状体の直径は１〜１０ｃｍ、厚
さは例えば0.05〜１ｃｍである。板５０はその間にある
接触ディスク６と積層される。この場合、接触ディスク
６は縁の範囲に、任意に形成された穴７を備え、場合に
よっては格子として形成可能である。積層体は鋳型に入
れられる。接触ディスク６の間の自由空間にはポリマー
のＰＴＣ材料が鋳込まれて環状体４０が形成され、そし
て鋳造された積層体が硬化される。続いて、積層体の上
面と下面が接触させられる。
して製作可能である。例えば適当な金属酸化物のような
粉末状セラミック材料から、プレスや焼結によって、板
５０と環状体５１を製作可能である。板の直径は例えば
0.5 〜５ｃｍであり、環状体の直径は１〜１０ｃｍ、厚
さは例えば0.05〜１ｃｍである。板５０はその間にある
接触ディスク６と積層される。この場合、接触ディスク
６は縁の範囲に、任意に形成された穴７を備え、場合に
よっては格子として形成可能である。積層体は鋳型に入
れられる。接触ディスク６の間の自由空間にはポリマー
のＰＴＣ材料が鋳込まれて環状体４０が形成され、そし
て鋳造された積層体が硬化される。続いて、積層体の上
面と下面が接触させられる。
【００３４】このようにして製作された電流制限要素の
場合、金属の接触ディスク６は、それぞれ直列に接続さ
れた板４０または環状体４１によって形成された電流通
路内の小さな接触抵抗を保証する。発生する過大電圧は
板５０の円形の全横断面を経て導出される。ＰＴＣ材料
を充填した穴７により、環状体４０として形成した、Ｐ
ＴＣ挙動を有する部分抵抗体の電流通路内の全体抵抗が
低下する。この実施例の場合には、抵抗内の過熱時の局
部的な過大電圧がきわめて良好に防止される。なぜな
ら、抵抗が接触ディスク６によって部分に分割され、い
かなる部分でも板５０として形成された第２抵抗材料か
らなる部分抵抗体が、環状体４０として形成されたＰＴ
Ｃ挙動を有する部分抵抗体に対して平行に、ひいては局
部的な過大電圧を引き起こす電流通路の部分に対して平
行に接続されているからである。環状体４０はセラミッ
クスを焼結して作ることができる。その際、接触ディス
ク６の穴あけは不必要である。この場合、接触抵抗はプ
レスまたはろう付けによって小さくすることができる。
場合、金属の接触ディスク６は、それぞれ直列に接続さ
れた板４０または環状体４１によって形成された電流通
路内の小さな接触抵抗を保証する。発生する過大電圧は
板５０の円形の全横断面を経て導出される。ＰＴＣ材料
を充填した穴７により、環状体４０として形成した、Ｐ
ＴＣ挙動を有する部分抵抗体の電流通路内の全体抵抗が
低下する。この実施例の場合には、抵抗内の過熱時の局
部的な過大電圧がきわめて良好に防止される。なぜな
ら、抵抗が接触ディスク６によって部分に分割され、い
かなる部分でも板５０として形成された第２抵抗材料か
らなる部分抵抗体が、環状体４０として形成されたＰＴ
Ｃ挙動を有する部分抵抗体に対して平行に、ひいては局
部的な過大電圧を引き起こす電流通路の部分に対して平
行に接続されているからである。環状体４０はセラミッ
クスを焼結して作ることができる。その際、接触ディス
ク６の穴あけは不必要である。この場合、接触抵抗はプ
レスまたはろう付けによって小さくすることができる。
【００３５】図８の実施例から判るように、第２抵抗材
料からなる部分抵抗体は環状体５１として形成可能であ
り、ＰＴＣ挙動を有する部分抵抗体は円形の板４１とし
て形成可能である。この実施例の場合にポリマーＰＴＣ
材料を使用するとき全体の抵抗を小さくするためには、
接触ディスク６の中央範囲に穴７を設けることが推奨さ
れる。
料からなる部分抵抗体は環状体５１として形成可能であ
り、ＰＴＣ挙動を有する部分抵抗体は円形の板４１とし
て形成可能である。この実施例の場合にポリマーＰＴＣ
材料を使用するとき全体の抵抗を小さくするためには、
接触ディスク６の中央範囲に穴７を設けることが推奨さ
れる。
【００３６】図９，１０の実施例の場合には、部分抵抗
体５が円筒形に形成され、例えば１〜５ｍｍの直径の貫
通孔８，９を備えている。部分抵抗体５は好ましくは引
張り強度が大きくおよびまたは弾力性がある材料からな
っている。貫通孔８内には部分抵抗体４が注入され、特
に例えばエポキシのような熱硬化性樹脂をベースとした
部分抵抗体が注入され、例えばポリエチレンのような熱
可塑性樹脂をベースとした部分抵抗体が圧入されてい
る。貫通孔９は冷却のために空いている。
体５が円筒形に形成され、例えば１〜５ｍｍの直径の貫
通孔８，９を備えている。部分抵抗体５は好ましくは引
張り強度が大きくおよびまたは弾力性がある材料からな
っている。貫通孔８内には部分抵抗体４が注入され、特
に例えばエポキシのような熱硬化性樹脂をベースとした
部分抵抗体が注入され、例えばポリエチレンのような熱
可塑性樹脂をベースとした部分抵抗体が圧入されてい
る。貫通孔９は冷却のために空いている。
【００３７】図５〜１０のすべての実施例において、部
分抵抗５または５０，５１はそれ自体が、図１〜４の実
施例の場合のように、ＰＴＣ挙動を有していてもよい。
本発明による電流制限要素が中間電圧範囲に使用される
と、すなわち特にキロボルトの範囲の電圧を有する網に
使用されると、電流の流れに対して垂直方向のその寸法
は、電流の流れに対して平行なその長さに比べて小さ
い。本発明による電流制限要素が低電圧範囲、すなわち
特に１キロボルト以下の電圧を有する網で使用される
と、電流の流れに対して垂直なその寸法は、電流の流れ
に対して平行なその長さに比べて大きい。電流制限要素
が例えばほぼ円筒対称に形成されていると、キロボルト
の範囲の電圧のための使用時には、電流制限要素はその
軸方向の長さに比較的して小さな直径を有し、１０００
Ｖ以下の電圧のための使用時にはその軸方向の長さに比
較して大きな直径を有する。
分抵抗５または５０，５１はそれ自体が、図１〜４の実
施例の場合のように、ＰＴＣ挙動を有していてもよい。
本発明による電流制限要素が中間電圧範囲に使用される
と、すなわち特にキロボルトの範囲の電圧を有する網に
使用されると、電流の流れに対して垂直方向のその寸法
は、電流の流れに対して平行なその長さに比べて小さ
い。本発明による電流制限要素が低電圧範囲、すなわち
特に１キロボルト以下の電圧を有する網で使用される
と、電流の流れに対して垂直なその寸法は、電流の流れ
に対して平行なその長さに比べて大きい。電流制限要素
が例えばほぼ円筒対称に形成されていると、キロボルト
の範囲の電圧のための使用時には、電流制限要素はその
軸方向の長さに比較的して小さな直径を有し、１０００
Ｖ以下の電圧のための使用時にはその軸方向の長さに比
較して大きな直径を有する。
【００３８】
【発明の効果】本発明によるＰＴＣ挙動を有する電流制
限要素は、簡単で低コストの構造であるにもかかわら
ず、切換能力が均一で、定格電流容量が大きいという利
点がある。
限要素は、簡単で低コストの構造であるにもかかわら
ず、切換能力が均一で、定格電流容量が大きいという利
点がある。
【図１】本発明による電流制限要素の好ましい実施例の
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明による電流制限要素の他の好ましい実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図３】本発明による電流制限要素の他の好ましい実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図４】図３の実施例の、ＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図
である。
である。
【図５】本発明による電流制限要素の他の好ましい実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図６】本発明による電流制限要素の他の好ましい実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図７】本発明による電流制限要素の他の好ましい実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図８】本発明による電流制限要素の他の好ましい実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図９】本発明による電流制限要素の他の好ましい実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図１０】図９の実施例のＸ−Ｘ線に沿った断面図であ
る。
る。
１，２ 接触端子 ３ 抵抗体 ４，５ 部分抵抗体 ６ 接触ディスク ７ 穴 ８，９ 貫通孔 ４０，５１ 環状体 ４１，５０ 板
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月１３日
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
Claims (24)
- 【請求項１】 二つの接触端子（１，２）の間に設けら
れた電気的な抵抗体（３）を具備し、この抵抗体がＰＴ
Ｃ挙動を有する第１の抵抗材料を含み、この抵抗材料が
第１の温度以下で小さな低温抵抗率を有し、かつ両接触
端子（１，２）の間を延び電流を導く少なくとも一つの
通路を形成し、抵抗材料が第１の温度以上でその低温抵
抗率と比較して大きな高温抵抗率を有する電流制限要素
において、抵抗体（３）が付加的な第２の抵抗材料を含
み、この抵抗材料の抵抗率が第１の抵抗材料の低温抵抗
率と高温抵抗率の間にあり、第２の抵抗材料が第１の抵
抗材料に緊密に電気的に接触し、かつ電流を導く少なく
とも一つの通路の少なくとも一部に対して平行に接続さ
れた少なくとも一つの抵抗を形成していることを特徴と
する電流制限要素。 - 【請求項２】 電流を導く通路に対して平行に接続され
た、第２抵抗材料からなる抵抗が、第１抵抗材料の低温
抵抗の複数倍の大きさであることを特徴とする請求項１
の電流制限要素。 - 【請求項３】 第２抵抗材料からなる抵抗の大きさが、
第１抵抗材料の低温抵抗の大きさの約３〜１０4 倍であ
ることを特徴とする請求項２の電流制限要素。 - 【請求項４】 抵抗体（３）が材料マトリックスを備
え、この材料マトリックスに少なくとも二つの異なる充
填物が埋め込まれ、第１と第２の抵抗材料を形成してい
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つの電源
制限要素。 - 【請求項５】 充填物が粉末、繊維およびまたは小板の
形でポリマーマトリックス内に埋め込まれていることを
特徴とする請求項４の電流制限要素。 - 【請求項６】 第１抵抗材料に設けられた充填物が導電
性の粒子を含み、この粒子が、炭素およびまたは少なく
とも一つの金属およびまたは少なくとも一つのホウ化
物、ケイ化物、酸化物およびまたは炭化物の形をしてお
り、第２抵抗材料内にある充填物が、少なくとも一つの
ドープされた半導体セラミックス、粒状金属、導電性合
成樹脂およびまたは短繊維または長繊維を含むことを特
徴とする請求項５の電流制限要素。 - 【請求項７】 第１抵抗材料およびまたは第２抵抗材料
の充填物の少なくとも一部が、常磁性体材料または強磁
性体材料からなり、第１抵抗材料およびまたは第２抵抗
材料によって形成された鎖状物を備え、この鎖状物がそ
の形成の原因である磁場のラインに沿って延びているこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つの電流制限
要素。 - 【請求項８】 第２抵抗材料が第１温度以上である第２
温度の下方で、小さな低温抵抗率を有し、第２温度の上
方でその低温抵抗率と比べて大きな高温抵抗率を有する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つの電流制
限要素。 - 【請求項９】 第１と第２の抵抗材料がそれぞれ、両接
触端子（１，２）に接触した少なくとも一つの部分抵抗
体（４，５）を形成していることを特徴とする請求項１
〜８のいずれか一つの電流制限要素。 - 【請求項１０】 第１と第２の抵抗材料によって形成さ
れた部分抵抗体（４，５）がそれぞれ板として形成さ
れ、第１と第２の抵抗材料からなる部分抵抗体（４，
５）が相次いで積層体の形に配置されていることを特徴
とする請求項９の電流制限要素。 - 【請求項１１】 第２抵抗材料からなる板が、第１抵抗
材料からなる板から突出し、冷却リブを形成しているこ
とを特徴とする請求項１０の電流制限要素。 - 【請求項１２】 第１と第２の抵抗材料によって形成さ
れた部分抵抗体（４，５）がそれぞれ中空円筒または中
実円筒として形成され、第１と第２の抵抗材料からなる
部分抵抗体（４，５）が相次いで交互に設けられ、管ま
たは中実円筒を形成していることを特徴とする請求項９
の電流制限要素。 - 【請求項１３】 第２抵抗材料によって形成された部分
抵抗体（５）が、第１抵抗材料からなる部分抵抗体
（４）を収容するための貫通孔（８）を備えていること
を特徴とする請求項９の電流制限要素。 - 【請求項１４】 冷却のために開放している貫通孔
（９）が設けられていることを特徴とする請求項１３の
電流制限要素。 - 【請求項１５】 第１抵抗材料がセラミックスであり、
このセラミックスが隣の部分抵抗体に固定され、特にエ
ラストマーのような電気的に異方伝導する材料によって
緊密な電気的接触部を形成していることを特徴とする請
求項９〜１４のいずれか一つの電流制限要素。 - 【請求項１６】 第１抵抗材料がポリマーであり、この
ポリマーが隣の部分抵抗体上に鋳込まれ、続いて硬化さ
れるかあるいは板状またはフィルム状の要素として隣の
部分抵抗体上に載せられ、そして高温プレスされて製作
されることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つ
の電流制限要素。 - 【請求項１７】 第２の抵抗材料が大きな引張り強度お
よびまたは大きな弾力性を有することを特徴とする請求
項１５または１６の電流制限要素。 - 【請求項１８】 抵抗体（３）が少なくとも一つの第１
の部分抵抗体と少なくとも一つの第２の部分抵抗体とを
備え、この部分抵抗体がそれぞれ第２の抵抗材料によっ
て形成され、第１の部分抵抗体が両接触端子（１，２）
の第１の接触端子（１）と一つの接触ディスク（６）に
接触し、第２の部分抵抗体が二つの接触ディスク（６）
または一つの接触ディスク（６）と両接触端子の第２の
接触端子（２）に接触していることを特徴とする請求項
１〜１７のいずれか一つの電流制限要素。 - 【請求項１９】 第１と第２の部分抵抗体がそれぞれ円
形の板（５０）として形成され、この板（５０）がそれ
ぞれ第１抵抗材料によって形成された環状体（４０）に
よって取り囲まれていることを特徴とする請求項１８の
電流制限要素。 - 【請求項２０】 第１と第２の部分抵抗体がそれぞれ環
状体（５１）として形成され、この環状体（５１）がそ
れぞれ第１抵抗材料によって形成された円形の板（４
１）を取り囲んでいることを特徴とする請求項１８の電
流制限要素。 - 【請求項２１】 接触ディスク（６）が第１抵抗材料を
充填する穴（７）を備え、第１抵抗材料からなる板（４
１）または環状体（４０）がこの穴によって互いに連結
されていることを特徴とする請求項１９または２０の電
流制限要素。 - 【請求項２２】 第１抵抗材料が熱硬化性または熱可塑
性のポリマーを含み、このポリマーが接触ディスク
（６）と第１および第２の部分抵抗体を含む積層体を形
成した後、積層体に鋳込まれるかまたは高温プレスさ
れ、環状体（４０）または円板（４１）を形成している
ことを特徴とする請求項２１の電流制限要素。 - 【請求項２３】 第１抵抗材料からなる環状体（４０）
または板（４１）がセラミックスからなっていることを
特徴とする請求項１９または２０の電流制限要素。 - 【請求項２４】 電流制限要素がほぼ円筒対称に形成さ
れ、キロボルト範囲の電圧に使用する際に、その軸方向
の長さに比較して小さな直径を有し、１０００Ｖ以下の
電圧に使用するときに、その軸方向長さに比較して大き
な直径を有することを特徴とする請求項１〜２３のいず
れか一つの電流制限要素。
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