JPH0955301A - 回路保護用正特性サーミスタ素子 - Google Patents

回路保護用正特性サーミスタ素子

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Publication number
JPH0955301A
JPH0955301A JP7209588A JP20958895A JPH0955301A JP H0955301 A JPH0955301 A JP H0955301A JP 7209588 A JP7209588 A JP 7209588A JP 20958895 A JP20958895 A JP 20958895A JP H0955301 A JPH0955301 A JP H0955301A
Authority
JP
Japan
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thermistor element
temperature coefficient
positive temperature
coefficient thermistor
electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP7209588A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Saka
和也 阪
Teruhisa Inoue
照久 井上
Satoshi Takamura
聡 高村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各々の電子機器部品の回路ごとに保護でき、
かつ正特性サーミスタ素子の設置場所を特に大きくする
ことなく、さらにコストを大幅にアップさせることのな
い回路保護用正特性サーミスタ素子を提供する。 【解決手段】 正特性サーミスタ素子基板11と、少な
くともその基板11の片面に設けられた電極とを有する
回路保護用正特性サーミスタ素子であって、基板11片
面に設けられた電極13A、13B、13Cは少なくと
も2個以上の複数個設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器部品の回
路を保護する正特性サーミスタ素子に関するもので、特
に自動車用の電子機器部品の回路を保護する正特性サー
ミスタ素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】回路保護サーミスタ素子として使用され
る正特性サーミスタ素子(以下PTC素子という)は、
一般的に図10に示すようにある一定の温度になると急
激に抵抗値が大きくなる特性、いわゆるトリップ温度を
有している。例えば、PTC素子が持つ定格以上の電流
を素子に流した場合、その自己発熱により素子自身の温
度が上昇してトリップ温度に達すると急激に抵抗が大き
くなり電流を殆ど通電しなくなる、いわゆるトリップ状
態となる。この特性を利用して、電子機器部品特に自動
車の電子機器部品の回路を保護することが考えられてい
る。従来、例えば、自動車の電子機器部品(モータ、ラ
ンプやスイッチ類)の回路保護としては、図11に示す
ように1個のPTC素子で複数の電子機器部品を保護す
る方法や図12に示すように複数のPTC素子を使用し
て各々の電子機器部品の回路を保護する方法が採用され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図11において、1は
バッテリ、2はスイッチ、3はランプ、4はモータ、5
0はPTC素子である。図11に示すように1個のPT
C素子50で複数個の電子機器部品の回路を保護する方
法の場合、例えばモータ4が故障してその回路に異常に
ロック電流が流れるとPTC素子50に流れる電流が増
加する。そして、PTC素子50が持つ定格以上の電流
が流れるとその自己発熱によりPTC素子50自身の温
度が上昇してトリップ温度に達するとトリップ状態とな
り電流を殆ど通電しなくなる。その結果モータ4の回路
が保護されるが、同時に故障していないランプ3等にも
電流が流れなくなることになってしまうという問題が発
生する。
【0004】そこで、図12に示すように複数のPTC
素子60A〜60Cを使用して各々の電子機器部品の回
路を保護する方法が提案されている。図12の場合は、
例えば、モータ4が故障してその回路に異常に電流が流
れるとPTC素子60Bに流れる電流が増加する。そし
て、PTC素子60Bが持つ定格以上の電流が流れると
その自己発熱によりPTC素子60B自身の温度が上昇
してトリップ温度に達するとトリップ状態となり電流を
殆ど通電しなくなる。その結果モータ4の回路が保護さ
れることになる。この際故障していない他の電子機器部
品の回路、例えばランプ3等はなんら影響を受けること
がないので、PTC素子60A、60Cは正常に通電し
てランプ3等も正常に作動することになる。
【0005】上記のように、図12の方法の場合は、各
々の電子機器部品の回路ごとにPTC素子を設けること
によって、他の電子機器部品の回路に影響を与えること
なくそれぞれの回路を保護できるので理想的な回路保護
となるが、各々の電子機器部品の回路ごとにPTC素子
を設けることは、PTC素子の数が増える分その設置場
所が必要となるとともに、コスト的に非常に高価なもの
となってしまうという問題がある。
【0006】本発明は上記の課題を解決し、各々の電子
機器部品の回路ごとに保護でき、かつPTC素子の設置
場所を特に増やすことなく、さらにコストを大幅にアッ
プさせることもない回路保護用正特性サーミスタ素子を
提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。
【0008】本発明のうち請求項1の回路保護用正特性
サーミスタ素子は、正特性サーミスタ素子基板と、少な
くともその片面に設けられた電極とを有する回路保護用
正特性サーミスタ素子であって、前記少なくとも基板片
面に設けられた電極は少なくとも2個以上の複数個設け
られていることを特徴とする。
【0009】本発明のうち請求項2の回路保護用正特性
サーミスタ素子は、複数個の電極が、隣合う電極間に溝
を有して正特性サーミスタ素子基板に設けられているこ
とを特徴とする。
【0010】本発明のうち請求項3の回路保護用正特性
サーミスタ素子は、正特性サーミスタ素子基板が、高分
子材料をベースとしたもので、導電粒子をその内部に分
散させた構造であって、複数に形成された電極の部分の
厚み方向に存在する導電粒子の体積当たりの密度が、隣
り合う電極間の部分に存在する導電粒子の体積密度より
も大きいことを特徴とする。
【0011】本発明のうち請求項1の回路保護用正特性
サーミスタ素子によれば、少なくとも基板片面に設けら
れた電極は少なくとも2個以上の複数個設けられている
ので、複数の電極にそれぞれ電子機器部品の回路を接続
することによって、一個の回路保護用正特性サーミスタ
素子で2個以上の複数個の回路を保護することができ
る。
【0012】本発明のうち請求項2の回路保護用正特性
サーミスタ素子によれば、複数個の電極が、隣合う電極
間に溝を有しているので、この溝により溝がない場合に
比べてより狭い間隔で隣り合う電極を形成することがで
きる。すなわち電気的バイパス経路を重ならないように
することが可能となる。これらの正特性PTC素子の電
気バイパスの経路は、電極間では任意の複数経路を取る
が、その経路をなるべく重ならないようにすることが1
個の正特性PTC素子を複数個の正特性PTC素子とし
て使用する場合には必要になる。またこの溝により熱伝
達の抵抗を大きくすることによって隣の電極の熱的影響
を少なくすることができる。例えば、当電極の隣の電極
に接続された回路が故障して、隣の電極がトリップ温度
に達し、トリップ状態となり電流を殆ど通電しなくなっ
た場合であっても、この溝により熱伝達の抵抗が大きい
ので隣の電極の熱的影響を受けることなく当電極は正常
に作動することになる。
【0013】本発明のうち請求項3の回路保護用正特性
サーミスタ素子によれば、正特性サーミスタ素子基板
が、高分子材料をベースとしたもので、導電粒子をその
内部に分散させた構造となっている。高分子材料をベー
スにしたポリマー系PTC素子では、導電粒子の電気バ
イパス経路を通電時の熱により高分子材料が膨張してそ
のバイパス経路が切断されることで抵抗が上昇する。一
個の正特性サーミスタ素子基板に複数の電極を設け、隣
り合う電極間の導電粒子密度を粗にすることにより、電
気バイパス経路を分けることが可能になる。導電粒子密
度を零とすると電気バイパス経路を完全に分けることが
可能になる
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態をより
詳細に説明する。なお、従来のものと同様のものについ
ては、従来のものと同符号を付して詳細な説明は省略す
る。
【0015】(実施の形態1)図1(イ)、(ロ)は、
本発明の回路保護用正特性サーミスタ素子の一実施例を
示すもので、PTC素子10には、正特性サーミスタ素
子基板(以下PTC素子基板という)11の一方の面に
共通電極12が設けられ、他方の面に3個の個別の電極
13A、13B、13Cが所定の隙間Sを有して設けら
れている。PTC素子基板11は、例えばポリエチレン
等の高分子材料11Aをベースにしたポリマー系正特性
サーミスタ素子で、高分子材料のベース内にカーボン等
の導電粒子11Bが所定の割合で配合されたものであ
る。共通電極12および個別の電極13A、13B、1
3Cは、例えばニッケル箔をPTC素子基板11に熱溶
着で固着したものである。
【0016】個別の電極13A、13B、13Cの形状
は、接続する電子機器部品の電流容量に応じその電極面
積を変えることにより得られる。すなわち、電極面積を
大きくすれば定格の大きな電流容量にすることができ、
また電極面積を小さくすれば定格の小さい電流容量にす
ることができ、適宜、接続される電子機器部品の電流容
量にあった電極面積を設定することで、最適なものが得
られる。共通電極12および個別の電極13A、13
B、13Cには、それぞれ例えば真鍮等の銅合金からな
る共通リード端子14および個別のリード端子15A、
15B、15Cが固着されている。
【0017】このPTC素子10は、導電粒子の電気バ
イパス経路が過電流の熱により高分子材料が膨張してそ
のバイパス経路が切断されることで抵抗が上昇してトリ
ップ状態となり電流を殆ど通電しなくなるものである。
【0018】図2は、PTC素子10の電気バイパス経
路の模式図を示すもので、それぞれ個別の電極13A、
13B、13Cは隣の電極の電気バイパス経路とは独立
になっている。
【0019】上記のPTC素子10の使用法の一例を図
3に示す。PTC素子10の共通電極12に固着された
共通リード端子14は、バッテリ1に接続され、個別の
電極13A、13B、13Cに固着されたリード端子1
5A、15B、15Cは、それぞれスイッチ2A、2
B、2Cを介してランプ3およびモータ4等に接続され
ている。上記の状態で、例えば、モータ4が故障してそ
の回路に異常に電流が流れるとPTC素子基板11に流
れる電流が増加するが、それは電極12と13B間の電
気バイパス経路についてであって、他の電極12と13
A間または電極12と13C間の電気バイパス経路につ
いてはそれぞれの回路は正常であるので電流が増加する
ことはない。
【0020】従って、電極12と13B間の電気バイパ
ス経路については、定格以上の電流が流れるとその自己
発熱により電極12と13B間の電気バイパス経路の温
度が上昇してトリップ温度に達すると電極12と13B
間の電気バイパス経路がトリップ状態となり電流を殆ど
通電しなくなる。その結果モータ4の回路が保護される
ことになる。この際故障していない他の電子機器部品の
回路、例えばランプ3等は正常であるので、他の電極1
2と13A間または電極12と13C間の電気バイパス
経路については正常に通電してランプ3等も正常に作動
することになる。
【0021】(実施の形態2)図4(イ)、(ロ)は、
本発明の回路保護用正特性サーミスタ素子の他の実施例
を示すもので、図4のPTC素子20は、PTC素子基
板21の一方の面に2個の電極22A、22Bが設けら
れ、他方の面に3個の個別の電極23A、22B、22
Cが所定の隙間を有して設けられている。電極22Aに
はリード端子24Aが、電極22Bには共通のリード端
子24Bが設けられている。電極23A、23B、23
Cには、それぞれ個別のリード端子25A、25B、2
5Cが固着されている。
【0022】図5にPTC素子20の使用例を示す。こ
のようにPTC素子基板21のそれぞれの面に複数の電
極が設けられていると図5に示すように異なるバッテリ
1A、1Bに接続することが可能となり、各電極間の電
気バイパス経路がより分離される。なお図5において図
2と同様のものには同様の符号を付して詳細な説明を省
略する。
【0023】(実施の形態3)図6は、PTC素子基板
31の他の例を示すもので、隣合う電極33A、33
B、33Cの隙間に溝36が形成されたもので、このよ
うに溝36が形成されていると図7に示す電気バイパス
経路の模式図のように電極32と各電極33A、33
B、33C間の電気バイパス経路がより分離されるとと
もに、隣合う電極の熱的影響を避けることが可能とな
る。なお、溝の形状は矩形の溝に限るものではなくV溝
等適宜の形状でもよい。
【0024】(実施の形態4)図8は、PTC素子基板
31のさらに他の例を示す模式図で、隣合う電極の隙間
の部分の高分子材料11Aのベース内の単位当たりの導
電粒子11Bの密度を粗にしたものである。このように
することにより、電気バイパス経路を分けることが可能
になる。導電粒子11Bの密度を零とすると図9に示す
模式図のように電気バイパス経路を完全に分けることが
可能になる。
【0025】(実施の形態5)上記各実施例において、
PTC素子基板として、例えばポリエチレン等の高分子
材料をベースにし、この高分子材料のベース内にカーボ
ン等の導電粒子が所定の割合で配合したものを使用した
が、PTC素子基板として、例えばBaTiO 3 を主成
分とした焼結体で形成したいわゆる酸化物半導体セラミ
ックスからなる正特性サーミスタ素子でもポリマー系正
特性サーミスタ素子と同様に使用することができる。酸
化物半導体セラミックスからなる正特性サーミスタ素子
の場合は、温度上昇と共に結晶構造が変化することで抵
抗値が上昇してトリップ状態となり電流を殆ど通電しな
くなるものである。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項1の
回路保護用正特性サーミスタ素子によれば、少なくとも
基板片面に設けられた電極は少なくとも2個以上の複数
個設けられているので、複数の電極にそれぞれ電子機器
部品の回路を接続することによって、一個の回路保護用
正特性サーミスタ素子で2個以上の複数個の回路を保護
することができる。勿論、素子は1個でも可能となるの
で素子の設置場所を特に大きくすることなく、またコス
トを大幅にアップさせることもない。
【0027】本発明の請求項2の回路保護用正特性サー
ミスタ素子によれば、複数個の電極が、隣合う電極間に
溝を有しているので、この溝により溝がない場合に比べ
てより狭い間隔で隣り合う電極を形成することができ
る。すなわち電気的バイパス経路を重ならないようにす
ることが可能となる。またこの溝により熱伝達の抵抗を
大きくすることによって隣の電極の熱的影響を少なくす
ることができる。
【0028】本発明の請求項3の回路保護用正特性サー
ミスタ素子によれば、正特性サーミスタ素子基板が、高
分子材料をベースとしたもので、導電粒子をその内部に
分散させた構造となっている。一個の正特性サーミスタ
素子基板に複数の電極を設け、隣り合う電極間の導電粒
子密度を粗にすることにより、電気バイパス経路を分け
ることが可能になる。導電粒子密度を零とすると電気バ
イパス経路を完全に分けることが可能になる
【図面の簡単な説明】
【図1】(イ)、(ロ)は、本発明の回路保護用正特性
サーミスタ素子の一実施例を示す斜視図である。
【図2】図1の回路保護用正特性サーミスタ素子の電気
バイパス経路の模式図である。
【図3】図1の回路保護用正特性サーミスタ素子の使用
例を示す説明図である。
【図4】(イ)、(ロ)は、本発明の回路保護用正特性
サーミスタ素子の他の実施例を示す斜視図である。
【図5】図4の回路保護用正特性サーミスタ素子の使用
例を示す説明図である。
【図6】本発明の回路保護用正特性サーミスタ素子のそ
の他の実施例に使用されるPTC素子基板を示す斜視図
である。
【図7】図6の回路保護用正特性サーミスタ素子の電気
バイパス経路の模式図である。
【図8】本発明の回路保護用正特性サーミスタ素子のさ
らにその他の実施例に使用されるPTC素子基板を示す
模式図である。
【図9】図8の回路保護用正特性サーミスタ素子の電気
バイパス経路の模式図である。
【図10】正特性サーミスタ素子の抵抗と温度の関係を
示す説明図である。
【図11】従来の電子機器部品の保護方法の一例を示す
説明図である。
【図12】従来の電子機器部品の保護方法の一例を示す
説明図である。
【符号の説明】
10 正特性サーミスタ素子 11 正特性サーミスタ素子基板 11A 高分子材料 11B 導電粒子 12 共通電極 13A 電極 13B 電極 13C 電極 S 電極間の隙間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正特性サーミスタ素子基板と、少なくと
    もその基板片面に設けられた電極とを有する回路保護用
    正特性サーミスタ素子であって、前記少なくとも基板片
    面に設けられた電極は少なくとも2個以上の複数個設け
    られていることを特徴とする回路保護用正特性サーミス
    タ素子。
  2. 【請求項2】 複数個の電極は、隣合う電極間に溝を有
    して正特性サーミスタ素子基板に設けられていることを
    特徴とする請求項1記載の回路保護用正特性サーミスタ
    素子。
  3. 【請求項3】 正特性サーミスタ素子基板は、高分子材
    料をベースとしたもので、導電粒子をその内部に分散さ
    せた構造であって、複数に形成された電極の部分の厚み
    方向に存在する導電粒子の体積当たりの密度が、隣り合
    う電極間の部分に存在する導電粒子の体積密度よりも大
    きいことを特徴とする請求項1または請求項2記載の回
    路保護用正特性サーミスタ素子。
JP7209588A 1995-08-17 1995-08-17 回路保護用正特性サーミスタ素子 Pending JPH0955301A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7609142B2 (en) 2003-09-22 2009-10-27 Tyco Electronics Raychem K.K. Thermistor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7609142B2 (en) 2003-09-22 2009-10-27 Tyco Electronics Raychem K.K. Thermistor

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