JPS58190230A - Ｐｔｃ素子を有する回路保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はＰ　’ｌ’　Ｃ導電性ポリマー素子を備えた
回路保護装置に関するものである。

導電性ポリマー組成物とそれらを備えた装置とは、以下
に列挙される特許明細書中にて公知であり、あるいは記
述されている。たとえばアメリカ合衆国特許高９５２７
６１．２９７８６６５．３２４３７５８、△ ８３５１８８２．８５７１７７７．８７５７０８６．３
７９３７１６．８８２Ｂ２１７．３８６１０２９．４０
１７７１５．４０７２８４Ｂ、４０８５２８６．４１１
７３１２．４１７７８７６．４１７７４４６．４１８８
２７５．４２３７４４１．４２８８８１２．４２４２５
７３．４２４６４６８．４２５０４００．４２５５６９
８．４２７２４７１．４２７６４６６．４３１４２３０
．４８１５２８７，４８１７０２７．４３１８８８１．
４８８４３５１．４８５２０８８、および４３６１７９
９　、イギリス連邦特許＆　１５３４７１５ジヤーナル
・オプ・アプライド・ポリマー・サイエンス第１９巻（
１９７５年）の８１８−８１５頁掲Ｍｏクラフ　：／　
（Ｋｌａｓｏｎ）とクバート（Ｋｕｂａｔ　）による論
文、ポリマーエンジニアリング・アンド会サイエンス第
１８巻（１９７８年）の６４９−６５３頁掲載のナーキ
ス（Ｎａｒｋｉｓ）等による論文、ドイツ連邦共和国特
許公開公報Ａ　２６８４９９９．２７５５０７７．２７
４６６０２．２７５５０７６．２８２１７９９．２９４
９１７Ｂ、および３０８０７９９、ならびにヨーロッパ
特許公開公報ノｆＥｈ　００２６５７１．００２８１４
２．００３０４７９．００３８７１ｓ、００３８７１４
．００３８７１５．００３８７１６．００３８７１７．
００３８７１８．００６３４４０゜００６７６７９．０
０６７６８１、および００６８６８８を参照することが
できる。上述１〜た特許、刊行物および公開公報それぞ
れに記載された内容は、参考として本明細町に援用する
。

ＰＴＣ導電性ポリマーを備えた特に有効な装置は回路保
護装置である。この種の装置は、回路が正常な作動状態
にある場合には比較的低い抵抗値を有するが、たとえば
過剰電流あるいは過剰温度等の故障状態が生じたときに
は、「解除」され即ち高い抵抗値状態に変化する。この
種の装置は、たとえばアメリカ合衆国特許Ａ４２３７４
４１．。

４２３８８１２．４２５５６９８．４３１５２３７．４
８１７０２７および４８５２０８Ｂ、ならびにヨーロッ
パ特許公開公報＆　３８７１５および６３４４０に記載
されている。

この種の装置には、導電性のポリマー素子を電恢的に絶
縁し２かつ／または物理的に保護するために、該素子を
封入する１用いが含まれることが一般に必装である。囲
いは、好まにくは該素子から離れて位置１−１かつ酸素
遮断壁と１〜で役立つことができる。

回路保護装置の木質的かつ要求される性質は、たとえば
そのピーク電圧、すなわち解除された伏鴫において当該
保護装置の両端に生ずる電圧と装置が機能するように期
待される回数とに依存して。

幅広い用途に適用して変化する。ＰＴＣ導電性ポリマー
装置が急速に増加する電流に対して回路を保護するのに
用いられるときに生ずる諸問題の中でも特に、ピーク電
流および／またはピーク電圧の増加にともなって有効な
回路保護を達成する困難が増加する問題について、ヨー
ロッパ特許公開公報＆　３８７１５　（アメリカ合衆国
特許出願Ａ１４１９８’ｌは述べている。その公開公報
は、それらの諸問題は導電性ポリマー内の電貧アークの
形成の結果あられれ、ＰＴＣ素子は、繰り返１−解除き
れるのにともなって腐食によって究極的には半分に分割
できるほどに高温領域付近にて腐食されることを指摘し
ている。また、その公開公報には、炭素質の電通路を形
成するＰＴＣ組成物の磁化尤を減少させる、たとえばア
ルミナ三水和物等の・ボ戴７−りを制御する添加物を含
んだＰＴＣ組成物を使用することと、電電アークによる
ＰＴＣ部Ｈの分解を生じさせないとともにそれ自体がＰ
ＴＣ素子の電貧アークによって分解されたり、破壊きれ
たりすることがない部材で構成された酸素遮断壁をＰＴ
Ｃ素子の周囲に使用することが忠告されている。

回路保護装置に常に要求きれる特性のひとつは、装置が
不機能であるときに装置が「安全に不機能である」、即
ち装置が（回路の完全な解除を含む）高抵抗値状態で不
機能であることが必要ときれることである。ＰＴＣ導電
性ポリマー素子と、それと離れて位置する囲いとを備え
た最高の従来技術による装置を用いて実行された試験で
は、同一に作成された一組の装置がおよそ２４０ボルト
あるいはさらに高いピーク電圧で試験されたときに、安
全に不機能ではない（即ち、低抵抗値状態で不機能であ
る）比率はピーク電圧に依存１〜でいた。

こうし、て、２４０ボルトのピーク電圧において十分な
比率で装置が安全に不機能でなかったし、また再精６０
０ボルトのピーク電圧においては、ζらに高い比率で安
全に不機能でなかった。我々の研究によれば、ＰＴＣ導
電性ポリマー素子が解除されたときに、炭素質の粉末が
ＰＴＣ素子から放出され、この粉末は装置を低抵抗値状
態で不機能にする原因である不変な低抵抗値電通路を形
成することが見い出されている。本発明は、ＰＴＣ導宙
性ポリマー素子が解除されたときにそれから゛放出され
る炭素質の粉末によって不変な低抵抗値電通路が形成さ
れる可能性を減少させる手段に関するものである。

上記の手段は： （１）装置内の表面に付着して電気的短絡部分を形成す
る炭素質の粉末の厚みを最小にするだめの、ＰＴＣ素子
の大きさとＰＴＣ素子を封入する囲いの（囲いそのもの
の内表面を含む）表面積との相ｑ、関係と、 ＋２）　Ｐ　Ｔ　（２素子を封入する開いの少なくとも
内表面部分、および／または炭素粉末で覆われたときに
装置内に重両的短絡部分を形成する他の表面部分に適し
た部材の選択と、 （３）たとえば囲いの両端の如く互いに比較的幅広く離
れているとともに、リート線の挿入口を有する囲いの使
用と、絶縁されたリード線の使用とを含み、Ｎ剣的に接
続されるとＰＴＣ素子周囲での短絡の原因となる装置の
絶縁されていない部分間に（炭素質の粉末で覆われうる
表面に沿った）適当な距離を確実に維持する手段と、 ＋４１　Ｐ　Ｔ　Ｃ素子の適切な形状の選択と、部）も
しもＮ９ｊＣ的に接続されたならば、ＰＴＣ素子の周囲
での短絡の原因となる装置の未絶縁部分間に横たわり、
炭素質の粉末で穆われうる装置の部分における熱伝達特
性の選択と、 を含んでいる。これらの手段はもちろん互いに関連して
使用できる。

本発明によれば、回路保護装置を６００ボルトあるいは
ζらに高いビーク″ボ圧においても安全に不機能である
ように改良することが可能である。

また、本発明は。

ｒａｔ高分子成分を含み、その高分子成分中にカーボン
ブラックを含んだ特定の導電性の添１．＋ａ物を分散さ
せ、ＰＴＣの特性を示す導電性のポリマー組成物より構
成されるＰ　’Ｉ’　Ｃ素子と、ｆｂｌ　Ｐ　Ｔ　Ｃ素
子に市娶的に接続された２つの写極と、 （Ｃ１少なくともＰＴＣ素子の潜在的腐食領域を封入し
、かつそれから離れて位置する、また好ましくけＰＴＣ
素子全体を封入しかつそれから離れて位置す乙とともに
、実質的に炭素粉末を通さない囲いと、 装置が高抵抗値状態に葡化したときにＰＴＣ素子から放
出される炭素質の粉末によって、不変な低抵抗値電通路
が形成される可能性を減少させる手段とを備えた回路保
護装置を供給する。

ＰＴＣ素子の「潜在的腐食領域」とは、一般的に装置が
それを通過する故障電流によって解除されたときにピー
ク電圧（すなわち、装置全体に生じた全電圧）の９０％
がその領域から生ずるような高温度と高抵抗の領域に変
化するＰＴＣ素子の部分と［２て定義される高温領域を
その中心に有し、その体積が高温領域の体積の３倍であ
るＰＴＣ素子の部分と１〜て定義され、装置が解除され
たときに腐食されがちなＰＴＣ素子の部分である。

部分と囲い内の他の付加的な非導市性の表面が少な（と
も、直流４４０ボルトの試験′電圧においてまた好まし
くは直猾６００ボルトの試験重圧において、炭素燃焼試
験に合格する絶縁部材によって構成されている。

炭素燃焼試験の詳細は本明細馨で後述する。この種の適
当な絶縁部材としては、セラミックスやホＩＪ四弗化エ
チレンのほかに、四弗化エチレンのコポリマーを含む高
融点弗素ポリマー類がある。

他の好ましい実施例では、ＶｌがＰＴＣ素子の１　庄的
腐食領域の立方センナメートルｃ立方インチ）単位の体
積であり、Ａ１か装置の正常作動中には電流を通さない
囲い内部の平方センナメートルｃ平方インチ）単位の表
面＃（すなわち囲いの内表面積に他の付加的な表面の表
面積を加えたもの）である場合に、装置の物理的大きて
は、比Ｖｌ／ＡＩが０．００６４センチメートルＮ）、
００２５インチ）よりも小さく、好マ１．〈は０．００
５センチメートル（０，００２インチ）よりも小さく、
特別には０．００２５センチメートル（０，００１イン
チ）よりも小はいように選択される。ＰＴＣ素子の潜在
的腐食領域のむき出し部分の表面積の面積Ａｌに対する
比率は、好ましくは０．０８よりも小さく、特別には０
．０４よりも小さい。

さらに他の好ましい実施例では、■２がＰＴＣ素子の立
方センナメートル（立方インチ）単位の体積であって、
Ａｌが装置の正常作動中には電流を通さない囲い内部の
平方センチメート／Ｉ／（平方インチ）単位の表面積で
ある場合に、装置の物理的大きさは、比Ｖ２／Ａｌが０
．０２センチメート／ｌ’（０，００８インチ）よりも
小さく、好オしくは０．０１８センチメートル（０，０
０フインチ）よりも小さく、さらに好ましくは０．０１
５センチメートル（０，００６インチ）よりも小さく、
特別には０．００７５センチメートルｃｏ、ｏｏａイン
チ）よりも小さくなるように選択される。好ま１−〈は
Ｐ′ＰＣ素子のむき出１一部分の表面積の面積ＡＩＫ対
する比率は０．２よりも小ζ〈特別には０．ｌＯよりも
小さい。

本発明の２つの実施例に記述されるように、比Ｖｌ／Ａ
ＩとＶ２／ＡＩとは、装置の内表面に沈積する炭素質の
粉末層の厚みに対応する。

ＰＴＣ導電性ポリマーを備えた公知の回路保護装置では
、′ｉ［極の電源装置への接続は囲い内の絶縁された開
口部を通る電電リート線によって達成される。電電リー
ド線は絶縁されておらず、供給される電圧はリード線間
に１「圧アークを発生させるほどではないので、リード
線と囲いの開口部は互いに比較的接近している。しかし
ながら、ＰＴＣ素子から放出される炭素質の粉末がたと
えばリード線間に低抵抗値電通路を形成したために故障
が生じうろことが−）Ｉ′でも理解きれたならば、リー
ド線と囲いの開口部を離して装置することにより、ある
いはリード線のひとつ（そして好ましぐは両方）を少な
くとも実質的な比率の長さくそして好ま１．〈は全線）
にわたって絶縁することにより、そのような故障の発生
する可能性を減少させることができることが理解される
であろう。本発明の好１１い実施例では、これらの工夫
のひとつあるいは両方が利用されている。

リード線を離［〜で装置する方法を探索するにおいて、
従来では使用されていなかった電極の形状と相対的位置
とを利用することが可能であることも見い出された。ま
たそれゆえに、本発明は。

１ＩＨａｌ高分子成分を含み、その高分子成分中にカー
ボンブラックを含んだ特定の導電性の添加物を分散させ
である２３°Ｃにおいて　抵抗率が１００オーム・セン
ナメートル以下であるＰＴＣ導電性ポリマー組代物によ
り構成されるとともに、 ［ｂｌ細片の形状については、好ましくはその長さが細
片の最も大きな断面の直径よりも大きい円筒上の細片で
ある。

ＰＴＣ素子と、 ＋２１　Ｐ　Ｔ　Ｃ素子の両端とＮＭｆｃ的に接続はれ
た２つの電極と、を備えた両路保護装置を供給する。

これらの装置は、寸だ好ましくけ、 ｉａｌ　Ｐ　Ｔ　Ｃ素子の潜在的腐食領域を封入１−１
かつそれからは少なくとも離れて位置するとともに、 ｆｂｌ実′に的に炭素質の粉末を通さない囲いを備えて
いる。

好１しくは、囲いはＰ　Ｔ　Ｃ素子全体から離れて位置
り一でおり、密閉された終端部を有するチューブ形状ヲ
している。そのチューブはその軸とＰＴＣ素子の軸とが
実質的に同一であり、密閉された終端部が電極と接続さ
れた電数リード線を通す開口部を備えている。

本発明の好ましい一実施例では、各電、極は、（１）Ｐ
ＴＣ素子の一端部と接触１〜、その一端部と実に的に等
１−い断面を有する実質的に平坦な終端部と、（ｉｉｌ
　Ｐ　Ｔ　Ｃ素子の側部と接触する側壁とを有するカッ
プ形状である。他の好ま１．い実施例では、各電極はＰ
ＴＣ素子の終端部分に埋め込捷れる。

本発明の装置は、比較的高い電圧たとえば少なぐとも２
４０ボルト、少なくとも３６０ボルトあるいは少なくと
も４４０ボルトを有する電源装置によって駆動される電
察回路、および２４０ボルト以Ｆたとえば５０−１４０
ボルトの直流電源装置Ｈにより駆動でれるけれども比較
的高いピーク電圧を生じて故障しゃすい重環回路を保護
することに特に有効である。

したがって、また、本発明は、 ｆａｔ少なくとも４４０ボルトの電圧■（交Ｉ＃電源の
実効値あるいは直流電圧）を有する電源装置と、（ｂｌ
ｉｉ’父的な負荷と、 （ｃｌ　（Ｉ　ｌ高分子成分を含み、その高分子成分中
に。

カーボンブラックを含んだ特定の導電性の添加物を分散
させ、ＰＴＣの特性を示す導電性のポリマー組成物より
構成されるＰＴＣ素子と、（２１Ｐ　Ｔ　Ｃ素子に電慨
的に接続されるとともに、Ｍ暗がＰＴＣ素子を通過する
ように電源装置と接続６丁能である２つの電極と、 （３）（イＩＰＴｃ素子の潜在的腐食領域を封入１−１
かつ少なくともそれからは離れて位置しており、 １０）実質的に炭素質の粉末を通さないとともに、 （ハ）少なくともその内表面の一部分が■ボルトの電圧
における炭素燃焼試験に合格する絶縁部材により構成き
れている１つの囲いとを備えだ回路保護装置と、 を備えた市虹回路を供給する。

本発明の装置は、一般的にＰＴＣ索子の潜在的腐食領域
を封入［２，かつ少なくともそれから離れて位置してい
る囲いを備えており、平常にはその囲いがＰ　’ｒ　ｃ
素子全体を封入り、、かつそれから離。

れて位置しているのが有効である。囲いはもちろん２つ
の電極間に電通路を供給１−ではならないし、一般的に
それゆえに、囲いは少なくとも部分的には絶縁部相にて
なる。１−ば］−ば、囲いが電極とＰ゛ｒＣｒＣ素子す
るとともにそれらから離れて位置するために、装置が電
極と接続された（あるいは一体内に電極とともに形成さ
れた）市矢リード線を含んでいることが有効である。こ
のような状態においては、開口部を形造る叩いの両端部
の少なくとも１つが絶縁部材で構成きれ、かつ／または
リード線のひとつあるいは両方が絶縁されていることが
好ましい。

電極の１つあるいは両方が囲いの部分を形成することも
捷た可能である。このような状態では、１Ｅ極と接触す
る囲いの各部分は絶縁部材で造られていることが好まし
い。

」−述したように、装置が低抵抗値状態で不機能である
可能性を減少させるうえにおいて、装置の内表面の性質
が重要な役割を演じることが見い出されている。特に、
Ｐ’ｌ’Ｃ素子からの炭素粉末で覆われうるとともに、
そうして短絡回路のだめの電通路を供給しうる表面の少
なくとも一部分は、後述の「炭素燃焼試験」に合格する
部材−にて構成されるのが好ま１．いことが見い出され
ている。こう１〜で、囲いの内表面の部分、特別にはも
ちろん装置の作動中に異なる電位にある装置の部分間に
（その表面に沿って）最短距離を達成するこれらの部分
が上記のような部材にて構成されることが好ｔ　ｔ、ｚ
、また、装置が囲い内部に１つあるいは２つのＩＩ　−
Ｆ線を備えているときに、少なくとも１つのリード線は
炭素燃焼試験に合格する部材によって絶縁され、かつ／
または囲いの開口部の少いの端部によって形成されるこ
とが好ましい。

炭素燃焼試験 厚きが少なくとも０．１センチメートル（０，０４イン
チ）であり、平坦な上部表面の幅が０，６４センチメー
トル（０，２５インチ）でその長ざが少なくとも１．２
７センチメードル（０，５インチ）である嗅−の長方形
の小板状の部材が準備されている。

２つの穴が上記小板を貫通して平坦な上部表面の右すみ
にあけられていて、各穴の中上・は互いに０６４センチ
メートル（０，２５インチ）離れており、小板の両縁か
らは０３２センチメートル（０，１２５インチ）あるい
はそれ以上離れていて、各穴の直径は（直径０．０９セ
ンチメートルの）２０ゲージワイヤにちょうど適応した
大きさである。２０ゲージの固体の銅製ワイヤが、平坦
な表面から０゜６４センチメートル（０，２５インチ）
だけ突出スるように各穴に貫通される。第３図に示され
るように、このようにＬ−て漁備された典型的な試験サ
ンプルは、それに貫通されたワイヤ６２および６３をイ
ｊ゛する小板６１を備えている。第４図に示される回路
は、固定抵抗６５と直列に接続された銅製ワイヤ６２お
よび６３と、電流計６６と電圧町変電源装、ｆ６７とか
ら形成される。該小板の水平向には、第４図中の６４に
示されるように、溜まることがなくなるまでカーボンブ
ラックがその表面にふりまかれている。次に、電圧が零
から試験電圧までおよそ１０ボルト／秒の速さで増加さ
れる。

電圧増力口とともに、ときどき、平坦な表面の上方にて
ワイヤー間に電電アークが発生し、ある量のカーボンブ
ラックを吹き飛ばす。電電アークが発生すると、電圧は
零に減少し、カーボンブラックは試験を繰り返す前に小
板の表面上に再びふりまかれる。電圧が試験電圧まで増
加する−と、電圧が零となり試験が終了する前に定常状
態に達するまでその電圧が維持される。

好ましい部材にて造られた小板は、炭素燃焼試験を課せ
られたときに燃焼も溶解もあるいは変形もせず、このよ
うな部材は木明細書中では「炭素燃焼試験を合格する部
材」と記述されている。特別には、炭素燃焼試験か課せ
られたときに試験を合格するだけでなく、試験終了時点
に０．００５アンペア以下の電流を試験回路に流すよう
な部材が使用されることが好ましい。

およそ２４０ボルト以上の電圧における炭素燃焼試験に
合格する特定の部材の特性は、試験中に供給される試験
電圧に依存１＝、また少しは電源装置が直流゛電源装置
と交流心源装置のどちらかであるかにも依存しているｃ
本明細書での電圧とは交ｆＮ、電源装置の実効電圧であ
る）。６００ボルト直流電圧を使用する試験においては
、ポリ四弗化エチレン（４−−アイ・テ゛ユポンテ゛ユ
不モアス（Ｅ。

１、　ｄｕ　Ｐｏｎ【ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　）　（７
）販売名［テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ　）　Ｊ　）と種々
のセラミック材が炭素燃焼試験に合格し、一方ポリメタ
クリル酸メチル（［プレキシグラｙ、　（Ｐｌｅｘｉｇ
ｌａｓ　）ｊ　　）　、ボリカ／Ｌ／ボネート（［レキ
サン（Ｌｅｘａｎ　’）　Ｊ　　’）、アセタール樹脂
〔「デルリン（Ｄｅｌｒｉｎ　）ｊ　）　、工業用ガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、エボギシ樹脂およびフェノール
樹脂含浸紙が試験に不合格であることが見い出されてい
る。回路保護装置内のＰＴＣ導電性ポリマー素子を封入
する囲いの内表面の少なくとも一部分に従来よシ使用さ
れている絶縁部材は、エポキシ樹脂（たとえば・・イン
ルエポキン樹脂ＥＥＯ１４９）と通常のガラスである。

これらの部材は直流４４０ボルトの電圧における炭素燃
焼試験に不合格である。

装置が確実に高抵抗値状態で不機能であるようにするた
めには、炭素燃焼試験に使用される試験電圧は少なくと
も装置が故障状態のときに生ずる電圧よりも高くなけれ
ばならない。カーボンブラックとしてラベン（Ｒｅｖｅ
ｎ　’）　８０００を使用ｌ−て試験が実施されたが、
その結果は使用されたカーボンブラックに依存しないと
思われる“。

本発明に使用きれる囲いはＰＴＣ素子を絶縁しかつ物理
的に保護するとともに、さらにＰＴＣ素了−から放出さ
れた炭素質の粉末が隣接した部材（特に後記のような沈
積により、好−！［、〈ない変化が生じる可能性がある
電電的に動作する部材）に沈積することを防御する。炭
素質の粉末がＰＴＣ素子から放出されるときには、一般
にガス状の分解生成物か同時に放出される。もしも放出
されなければ、それらのガスは囲い内部に好１しぐない
高圧力を生ずることができるので、囲いはその内部に生
じめられるガスを通すことが好捷しい。

装置の熱伝導特性は、一般的にその内表面の性質および
表面積はど重要ではないけれども、低抵抗値の不機能状
態が生ずる可能性におけるそれらの特性の効果は無視で
きない。炭素粉末によつ１覆われた装置の一部が熱浸透
されることによって、短絡が炭素粉末を介して形成され
る可能性が増加しうろことが見い出されている。逆に、
もしも、その部分が極めて十分に絶縁されていれば、短
絡が生じる可能性は減少する。

本発明の回路保護装置は１０００オーム以下、しばしば
１００オーム以下、特別には５０オーム以下の抵抗値を
有する。

本発明のＰＴＣ素子は、好ま１−〈は２３°ＣＫおい−
［１００オームセンチメートル以丁の、ヨリ好ましくは
５０オ一ムセンチメートル以下の、特に好ま１−＜はｌ
Ｏオームセンチメートル以下の抵抗率を有する導電性ポ
リマー組成物により構成されている。適切な組成物はこ
こに参照によって援用した文献中に記述されているが、
好ましくはそれらはＮｔＡアーク制御添加物たとえば水
和金属酸化物を含んでいる。

ＰＴＣ素子の形伏は長さがその最大の断面の直径よりも
大きい細片とすることができる。素子は、任意の既知の
方法、たとえば鋳造、特に電極の周囲での鋳造によって
、あるいは溶融押し出し成型された細片を短い長さに切
断することによって形成することが可能である。そのよ
うな素子を使用するときには、電極は好ましくは電気的
に細片の両端と接続されている。電極は一般的にはＰＴ
Ｃ素子と直接接続されているけれども、電気的には他の
素子たとえばＺＴＣ導電性ポリマー素子を介してＰＴＣ
素子と接続されてもよい。ＰＴＣ素子は一般的には円筒
形状であるが、円形でない断面を有する細片もまた使用
されてよい。好ましくはＰ　Ｔ　Ｃ素子は、ここに参照
によって援用された文献中に記述されるように、電極か
ら離れて高温領域が形成されるように誘導する手段を含
んでいる。

本発明に使用される電極は、記載されかつ公知である平
坦な円柱状の電極だけでなく、前述の如き新規の外形を
含む適切な任意の外形とすることができる。平坦な電極
はＰＴＣ素子の断面部分のすべであるいはその一部分を
覆うことができる。

本発明の回路では、供給電圧は２４０ボルト以上であっ
て、たとえば少なくとも３６０ポルトあるいは少なくと
も４４０ポルトである。また、本発明は、供給電圧が２
４０ボルト以下たとえば直流５０−１４０ボルトである
けれども、予期される故障状態によって少なくとも２４
０ボルトのピーク電圧が装置の両端に発生する回路を含
んでいる。

さて、第１図について述べれば、第１図はＰＴＣ素子ｌ
の中央部での高温領域の形成を誘導するために、ＰＴＣ
素子ｌを貫通してあけられた穴１１を有スル円筒状のＰ
ＴＣ累子ｌを備えた本発明による回路保護装置の断面図
が示されている。リ−ト線３を有するカップ形状の電極
２がＰＴＣ素子ｌの終端部に取り付けられている。２つ
の絶縁用円盤４１はリード線３を通して設けられ、絶縁
用テープ４３で外側を覆われた円筒形状の金属チューブ
４２内側に取り付けられている。

次に、第２図について言及すれば、第２図には電源装置
１０１と回路保護装置１０２とそれらと直列に接続され
た電気的負荷１０３とを備えた本発明の冒戴回路が示さ
れている。

次に、実施例によって本発明を説明する。

実施例 第１図に示される回路保護装置は以下のように準備され
た。

粒状の導電性ポリマー組成物は、ヨーロッパ特許公開公
報第００８８７１５号（アメリカ合衆国特許出願第１４
１９８７号）に記述された手順によって準備きれた。そ
れは、体積百分率で約５４゜７％の高密度ポリエチレン
と、約２６．９％のカーボンブーｙツク（７ｖ＊”７ク
ス（Ｆｕｒｎｅｘ）Ｎ’ｉ　６５）と、約１６．５％の
アルミナ三水和物と、約１．９直径０．８３センチメー
トル（０，１２８インチ）の棒に溶解押ｔ２出し成型さ
れた。上記棒は長さ０．８８センチメートル（０，３４
５インチ）のＰＴＣ素子に切断され、０．０６４センチ
メートル（０，０２５インチ）の穴が各素子の中心を貫
通して半径方向にあけられた。各素子はおよそ４０メガ
ラドまで照射されてから焼成された。米国針金ゲージ２
２（ｉｌＨＩｏ、０７センチメードル）のリード線を有
するとともに、内直径が０．３２センチメートル（０゜
１２５インチ）であり、深さ０２５センチメートル（０
，１インチ）であるカップ形状の゛電極をＰＴＣ素子の
両路端部にプレス圧着し、ひだを形成した。

そのＰＴＣ素子と電極とを金属シリンダからなる円筒状
のさや（内直径が０．６４センチメートル即ち０．２５
インチ、長さが１．９センチメートル即ち０．７５４ン
チ）中に収容１．、その金属シリンダの周囲に粘着性の
ポリエステル／アクリルのテープを巻いた。中心部に米
国針金ゲージ２２の穴を有するとともに、外直径が０．
６４センチメートル即ち０．２５インチであるポリ四弗
化エチレン製ノ装置両端部の円盤を、両リード線を通し
て円筒状のさやにプレス圧着し、さやには円盤の周囲に
ひだを形成した。

上述した装置は、交流６００ボルトのピーク爾。

圧において試験されたときに安全に不機能であることが
見い出された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の一実施例を示す電数回路図、第３図は炭素燃焼試験
に使用される小板とワイヤの構成を示す斜視図、第４図
は炭素燃焼試験に使用される′市餐［回路図である。 ］、、、ＰＴＣ素子、２・・・電極、３・・リード線、
４１・・・円盤、４２・・・金属チューブ、４３・・・
テープ。 特許出願人　レイケム・コーポレイション代　理　人　
弁理士　青山葆　外３名 ■　続　補　正　囚　（自発） 昭和５）８年特許願第０２５４５７号 ２、発明の名称 Ｐ　Ｔ　Ｃ水子を４する回路保護装置 ３、補正をする名 Ｉｆ）との関係　特許出願人 イ１所　アメリカ合衆国９４０２５カリフオルニア、メ
ン［］パーク、］ンスチチコーション・ドライブ３００
番 ８称　レイクム・：１−ボレイション ［図面の浄＾」　（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）高分子成分を含み、カーボンブラックを含んだ微
   粒の導電性添加物を該高分子成分中に分散させであると
   ともに、ＰＴＣ（正性の温度係数）の特性を示す導電性
   のポリマー組成物より構成されるＰ　Ｔ　Ｃ素子と二 上記ＰＴＣ素子と爾戴的に接続されるとともに、」二記
   ＰＴＣ素子に電流を通過させるだめに電源装置と接続可
   能である２つの電極と； 上記ＰＴＣ素子の潜在的腐食領域を封入し７、かつ少な
   くとも該領域から離れて位置しているとともに、実質的
   に炭素粉末を通さない１つの囲いとを備え； 当該装置か高抵抗値状態に変化するときに上記ＰＴＣ素
   子から放出される炭素質の粉末によって、不変な低抵抗
   値軍通路が形成される可能性を減少させる手段を備えて
   いることを特徴とする回路保護装置。 （２）上記囲いの内表面の少なくとも一部が直流４４０
   ボルトの試験電圧における炭素燃焼試験に合格する絶縁
   部材によって構成されている特許請求の範囲第１項に記
   載の装置。 （３）上記絶縁部材が直流６００ボルトの試験重圧にお
   ける炭素燃焼試験に合格する特許請求の範囲第２項に記
   載の装置。 （４）上記絶縁部材がセラミック材あるいは弗素ポリマ
   ー材である特許請求の範１用第２項あるいは第３項に記
   載の装置。 （５＋ｖｌが上記Ｐ　’Ｉ’　Ｃ素子の潜在的腐食領域
   の立ｂセンチメートル単位の体積であり、Ａｌが当該装
   置の正常作動中には電流を通ざない上記聞い内部の平方
   センナメートル単位の面積であるときに、比■ｌ／Ａｌ
   が０．００６４センチメートル以ドである特許請求の範
   囲第１項あるいは第２項に記載の装置。 （６）上記ＰＴＣ素子の潜在的腐食領域のむき出し部分
   の表面積の上記ＨｆＨ積ＡＩＫ対する比率が０．０８以
   下である特許請求の範囲第５項に記載の装置。 ｆ７１Ｖ２がＰＴＣ素子の立方センナメートル単位の体
   積であり、Ａｔが当該装置の正常動作中には電流を通ζ
   ない上記囲い内部の平方センナメートル単位の表面積で
   あるときに、比Ｖ２／ＡＩが０．０２センチメートル以
   下であるとともに、上記囲いが上記ＰＴＣ素子全体から
   離れて位置している特許請求の範囲第１項ないし第６項
   のいずれかに記載の装置。 （８１Ａ２が上記囲いの平方センチメー）ＪｖＱｉ位の
   内表面積であるときに、Ｖ２／Ａ２が０．０２センチメ
   ートル以下である特許請求の範囲第７項に記載の装置。 （９１（Ｉｌ」二記ＰＴＣ素子の形状が細片、好ｔＬ（
   は円筒状断面を有する細片であって、（１１）上記電極
   が甫貧的にＰＴＣ素子の両終端部に接続されており、ｒ
   ｉｉｉ）　ｌ−記囲いが上記ＰＴＣ素子全体から離れて
   位置１、ているとともに、（１い上記各電極と接続され
   かつ」ユ記囲いの両終端部を通過する電９ｊＣ’Ｊメー
   トル備えられている特許請求の範囲第１項ないし第８項
   のいずれかに記載の装置。 （１（１）上記各電極が上記ＰＴＣ素子の一終端部に取
   抄付けられたカップ形状である特許請求の範囲第９項に
   記載の装置。 （１１）上記各電極が上記Ｐ　’Ｉ’　Ｃ素子の両路＠
   部に埋め込まれた特許請求の範囲第９項に記載の装置。 （１２）少なくとも電極のひとつが、上記囲いを通過す
   るとともに、実質的にその全長にわたって絶縁された電
   ９ＣＵ−ド線と接続されている特許請求の範囲第１項な
   いし第１１項のいずれかに記載の装置。