KR101025712B1 - Ｐｔｃ 장치 - Google Patents

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KR101025712B1
KR101025712B1 KR1020097011071A KR20097011071A KR101025712B1 KR 101025712 B1 KR101025712 B1 KR 101025712B1 KR 1020097011071 A KR1020097011071 A KR 1020097011071A KR 20097011071 A KR20097011071 A KR 20097011071A KR 101025712 B1 KR101025712 B1 KR 101025712B1
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유타카 이케다
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

이상 과전류로 용단되는 단면적 감소부의 허용 전류를 작게 할 수 있는 PTC 장치를 제공한다.
서로 대향하는 한 쌍의 단자판(20,22)과, 한 쌍의 단자판(20,22)을 따라 일렬로 나열되고, 한 쌍의 단자판(20,22) 사이에 끼워지며, 한 쌍의 단자판(20,22) 사이에 전기적으로 병렬로 접속되어 있는 복수의 PTC 소자(11)를 가진다. 한 쌍의 단자판(20,22)은 인출 단부(20b,22b)가 각각 전원에 접속된다. 한 쌍의 단자판(20,22)은 인접하는 적어도 1세트의 PTC 소자(11) 사이에 단면적이 부분적으로 작은 단면적 감소부(20d,22d)가 형성되어 있다.
Figure R1020097011071
PTC 장치, PTC 소자, 이상 과전류, 용단, 단면적 감소부

Description

ＰＴＣ 장치{PTC DEVICE}
본 발명은 양(陽)의 온도 특성을 가지는 PTC 소자를 가지는 PTC 장치에 관한 것이다.
종래, 일정 온도 범위에 있어서 저항치가 온도와 함께 급증하는 양의 온도 특성을 가지는 서미스터(Positive Temperature Coefficient Thermistor) 소자(이하, "PTC 소자"라 칭함)는 난방 기구 등의 발열체로서 이용되고 있다.
PTC 소자는 양의 온도 특성의 영역에서는, 온도가 오르면 저항치가 커져 전류가 제한되어 발열이 억제되고, 반대로 온도가 내려가면 저항치가 작아져 전류가 많이 흘러 발열이 촉진됨으로써, 발열시에는 거의 일정한 온도로 유지되므로 발열체로서 이용하기 쉽다.
그러나 양의 온도 특성의 영역보다도 고온 영역에서는 음의 온도 특성을 가지기 때문에, 음의 온도 특성 영역에서는, 온도가 오를수록 저항치가 작아져 전류가 보다 많이 흘러 발열이 촉진되어 이른바 열 폭주 상태가 된다.
그 때문에, PTC 소자를 사용한 PTC 장치에서는, PTC 소자에 전류를 공급하는 단자판에 부분적으로 횡단면의 단면적이 작은 단면적 감소부를 형성하여, 매우 큰 전류(이하, "이상 과전류"라 칭함)가 흐른 경우에, 단면적 감소부가 선택적으로 발 열해 용단(溶斷)되어, 퓨즈로서 기능하도록 구성되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본국 공개 실용신안 공보 소52-171738호
예를 들면 온풍 히터에서는, 도 1a의 평면도, 도 1b의 정면도, 도 1c의 저면도에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 단자판(4,6) 사이에, PTC 소체(2a)의 단자판(4,6)측의 표면에 외부전극(2b,2c)이 형성된 복수의 PTC 소자(2)가 끼워지고, 그 외측에 도 2의 단면도에 나타내는 바와 같이, 절연판(8)을 통해 방열핀(5)이 배치되어 있는 PTC 장치(1)가 편입되고, 방열핀(5)에 바람을 쐬어 PTC 소자(2)에서 발생한 열을 방열핀(5)으로부터 취출한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 단자판(4,6)은 PTC 소자(2)를 끼우는 주요부(4a,6a)와, 전원에 접속되는 인출 단부(4c,6c) 사이에 폭(횡단면)이 부분적으로 좁은 단면적 감소부(4b,6b)가 형성되어 있다. 인출 단부(4c,6c) 사이에 이상 과전류가 흐른 경우에, 단면적 감소부(4b,6b)의 저항치가 다른 부분보다도 크기 때문에 단면적 감소부(4b,6b)가 선택적으로 발열하여 녹아 최종적으로는 용단된다. 이것에 의해 이상 과전류가 차단된다.
그런데, PTC 소자는 상온(常溫)(예를 들면 25℃)에서 발열이 안정되는 온도(예를 들면 100℃정도)에 달하기까지의 사이에 저항치가 일단 저하하는 온도-저항 특성을 가진다. 그 때문에, 단면적 감소부(4b,6b)에는 운전 개시 직후에 발열이 안정되었을 때보다도 큰 전류(돌입 전류)가 일시적으로 흐른다. 예를 들면 100V, 1200W로 정격 운전하는 PTC 장치의 경우, 최대 20A의 돌입 전류가 흐른다. PTC 장치의 단면적 감소부는 돌입 전류로 용단되지 않는 것이 요구되기 때문에, 단면적 감소부의 허용 전류는 예를 들면 25A로 설정한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 이와 같이 단면적 감소부의 허용 전류가 25A인 PTC 장치(94)를 온풍 히터의 세트(92)에 편입한 경우, 온풍 히터의 세트(92)가 접속되는 100V계의 배전판(90)에는 20A의 브레이커가 설치되어 있고, 온풍 히터의 세트(92) 내에도 20A의 유리관 퓨즈(96)가 마련되어 있다.
그 때문에, PTC 장치(94)에 이상 과전류가 흘러도 PTC 장치(94)의 단면적 감소부보다도 먼저 유리관 퓨즈(96)나, 배전판(90)의 브레이커가 전류를 차단해 버려 PTC 장치(94)의 단면적 감소부는 기능할 일이 없다. 바꾸어 말하면, 온풍 히터의 세트(92)는 20A이상의 대전류가 흐를 때까지 이상을 검지하여 정지할 수 없다.
정격이 작은 PTC 장치를 복수 조합하여 사용하면 이러한 문제를 회피할 수 있는데, 그러면 부품 점수가 늘어나 구성이 복잡해지는 등의 문제가 생긴다.
본 발명은 이러한 실정에 비추어 이상 과전류로 용단되는 단면적 감소부의 허용 전류를 작게 할 수 있는 PTC 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이하와 같이 구성한 PTC 장치를 제공한다.
PTC 장치는 서로 대향하는 한 쌍의 단자판과, 상기 한 쌍의 단자판을 따라 일렬로 나열되고, 상기 한 쌍의 단자판 사이에 끼워지며, 상기 한 쌍의 단자판 사이에 전기적으로 병렬로 접속되어 있는 복수의 PTC 소자를 가지고, 상기 한 쌍의 상기 단자판의 인출 단부가 각각 전원에 접속되는 타입의 것이다. 상기 한 쌍의 단자판은 인접하는 적어도 1세트의 상기 PTC 소자 사이에 단면적이 부분적으로 작은 단면적 감소부가 형성되어 있다.
상기 구성에 있어서, 단자판의 단면적 감소부는, 예를 들면 단자판에 절삭홈이나 관통구멍을 형성하거나, 단자판의 폭방향을 깎거나, 두께방향으로 깎거나 하여 단자판의 폭이나 두께를 작게 한 부분이다. 복수의 PTC 소자는 직선상, 곡선상, 지그재그 등 임의의 형상으로 일렬로 나열할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 단면적 감소부는 이상 과전류가 흐르면 용단되어 퓨즈로서 기능한다. 인접하는 PTC 소자간에 마련된 단자판의 단면적 감소부에는, 단면적 감소부에 관하여 어느 한 쪽에 배치되어 있는 PTC 소자에 흐르는 전류만이 흐르고, PTC 장치를 흐르는 전 전류 중 일부만이 흐른다. 그 때문에 PTC 장치를 흐르는 전 전류가 단면적 감소부를 흐르는 경우보다도 허용 전류를 작게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 단자판은 인출 단부와 가장 인출 단부측에 위치하는 PTC 소자 사이 및 복수의 PTC 소자 사이 중 2군데 이상에 단면적 감소부가 형성되어 있다. 또한 단면적 감소부는 상기 인출 단부로부터 떨어진 위치에 존재하는 단면적 감소부일수록 상기 단면적이 작다.
이 경우, 복수개의 단면적 감소부가 형성됨으로써, 단면적 감소부의 허용 전류를 작게 설정했다고 해도 충분히 돌입 전류를 견딜 수 있는 것에서, 단면적 감소부의 단면적을 보다 작게 설계할 수 있다. 이 때문에, PTC 소자의 어느 하나에 있어서 이상 과전류가 생긴 경우에, 보다 작은 전류로 단면적 감소부가 용단되도록 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 단자판은, 각각 상기 인출 단부와 가장 상기 인출 단부측에 위치하는 PTC 소자 사이 및 복수의 PTC 소자의 모든 사이에 단면적 감소부가 형성되어 있다. 또한 단면적 감소부는 상기 인출 단부로부터 떨어진 위치에 존재하는 단면적 감소부일수록 상기 단면적이 작다.
이 경우, PTC 소자의 1개마다에 대하여, 이상 과전류가 흐르면 그 PTC 소자에 인접하는 어느 하나의 단면적 감소부가 용단되도록 할 수 있다. 복수개의 PTC 소자에 대해 합쳐서 단면적 감소부를 마련하는 경우보다도 작은 전류로 단면적 감소부가 용단되도록 할 수 있고, 용단되는 부분도 늘어나기 때문에 안전성을 보다 향상할 수 있다.
바람직하게는, 인접하는 적어도 1세트의 상기 PTC 소자 사이에 상기 단자판의 상기 단면적 감소부로부터 상기 PTC 소자를 떼어 놓는 스페이서가 배치되어 있다.
이 경우, 단자판의 단면적 감소부가 PTC 소자에 접촉하지 않도록 할 수 있다. 이것에 의해, 단자판의 단면적 감소부의 기능이 단자판의 단면적 감소부와 PTC 소자의 접촉에 의해 저하하는 것을 방지할 수 있다. 또한 단자판의 단면적 감소부가 용단되었을 때에 그 영향이 PTC 소자에 미치는 것을 스페이서로 막아 데미지를 최대한 작게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 단자판의 상기 단면적 감소부의 허용 전류는 상기 단자판의 상기 인출 단부와 상기 전원 사이에 접속되는 과전류 보호 부품의 정격 전류보다도 작다.
PTC 장치가 과전류를 억제하는 퓨즈나 브레이커 등의 과전류 보호 부품을 통해 전원에 접속되어 있는 경우, 단자판의 단면적 감소부의 허용 전류를 과전류 보호 부품의 정격 전류보다도 작게 함으로써, 과전류 보호 부품의 정격 전류보다도 작은 이상 과전류를 단면적 감소부로 차단할 수 있다. 이것에 의해, 과전류 보호 부품의 정격 전류보다도 작은 이상 과전류를 억제할 수 있어 보다 안전성을 높일 수 있다.
<발명의 효과>
본 발명에 의하면, 이상 과전류로 용단되는 단면적 감소부의 허용 전류를 작게 할 수 있다.
도 1은 단자판 사이에 PTC 소자를 끼운 상태를 나타내는 (a)상면도, (b)정면도, (c)저면도이다.
도 2는 PTC 장치의 단면도이다.
도 3은 PTC 장치의 사용 상태를 나타내는 블록도이다.
도 4는 PTC 장치의 단면도이다.(실시예 1)
도 5a는 도 4의 선 A-A를 따라 본 평면도, 도 5b는 도 4의 선 B-B를 따라 본 평면도이다.(실시예 1)
도 6은 PTC 장치의 요부(要部) 구성도이다.(실시예 1)
도 7은 도 4의 선 C-C를 따라 본 단면도이다.(실시예 1)
도 8은 단자판의 평면도이다.(실시예 2)
도 9는 단자판의 평면도이다.(실시예 3)
도 10은 단자판의 평면도이다.(실험예)
<부호의 설명>
10: PTC 장치 11, 11A~11D, 11X, 11Y: PTC 소자
20: 단자판 20c, 20d: 단면적 감소부
22: 단자판 22c, 22d: 단면적 감소부
40: 단자판 40x: 단면적 감소부
50: 단자판 50c~50f: 단면적 감소부
52: 단자판 52c~52f: 단면적 감소부
80: 단자판 80x: 단면적 감소부
82: 단자판 82x: 단면적 감소부
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대하여 도 4~도 10을 참조하면서 설명한다.
<실시예 1> 실시예 1의 PTC 장치에 대하여 도 4~도 7을 참조하면서 설명한다. 도 4는 단면도, 도 5a는 도 4의 선 A-A를 따라 본 평면도, 도 5b는 도 4의 선 B-B를 따라 본 평면도, 도 6은 요부 구성도, 도 7은 도 4의 선 C-C를 따라 절단한 횡단면도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, PTC 장치(10)는 한 쌍의 단자판(20,22) 사이에 복수(도면에서는 4개)의 PTC 소자(11)가 끼워지고, 그 외측에 절연판(24,25)을 통 해 방열핀(30)을 가지는 케이스 부재(12,14)가 배치되어 있다. 또한 PTC 소자(11)로서는 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 BaTiO3계 반도체 세라믹으로 이루어지는 PTC 소체(11a)의 단자판측의 표면 전체에, 예를 들면 Ni 등으로 이루어지는 제1의 외부전극(11b)이 형성되고, 또한 그 위에 PTC 소자(11)의 둘레 가장자리보다 조금 작은 둘레 가장자리를 가지는 예를 들면 Ag 등으로 이루어지는 제2의 외부전극(11c)이 형성된다.
도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)를 따라 PTC 소자(11)가 배치되고, PTC 소자(11)의 제2의 외부전극(11c)이 각각 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)에 맞닿게 하여 전기적으로 병렬로 접속되어 있다.
단자판(20,22)은 스테인리스, 동 합금, 알루미늄 등을 사용하여 형성한다. 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)와 인출 단부(20b,22b) 사이에는 폭(즉 횡단면)이 부분적으로 작은 단면적 감소부(20c,22c)가 형성되어 있다. 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)의 중간 위치에도 폭(즉 횡단면)이 부분적으로 작은 단면적 감소부(20d,22d)가 형성되어 있다. 주요부(20a,22a)의 중간 위치의 단면적 감소부(20d,22d)는 인출 단부(20b,22b)측의 단면적 감소부(20c,20c)보다도 폭(즉 횡단면)이 작다.
일렬로 나열된 PTC 소자(11)의 중앙에 스페이서(28)가 배치되어 있다. 스페이서(28)는 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)의 중간 위치에 마련된 단면적 감소부(20d,22d)에 대향하고, 단면적 감소부(20d,22d)에 대향하여 PTC 소자(11)가 배치 되는 것을 방지한다. 스페이서(28)에는 관통구멍(29)이 형성되며, 단면적 감소부(20d,22d)는 관통구멍(29)에 노출되어 있다. 스페이서(28)는, 예를 들면, 내열성이 높고 난연성의 재료인 마이카를 펀칭 가공함으로써 형성한다.
단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)에 마련한 단면적 감소부(20d,22d)는 PTC 소자(11)에 접촉하지 않고, 스페이서(28)의 관통구멍(29)에 노출되어 있으므로, 이상 과전류가 흘러 발열했을 때에 PTC 소자(11)에 열을 빼앗기지 않기 때문에 신속하면서 확실하게 용단된다. 또한 단면적 감소부(20d,22d)는 스페이서(28) 내에서 용단되고, 스페이서(28)는 용단된 단면적 감소부(20d,22d)가 다른 곳으로 비산(飛散)하는 것을 방지한다. 또한 스페이서(28)를 마련하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하지만, 그 경우에도 단자판(20,22)의 단면적 감소부(20d,22d)에 PTC 소자(11)가 접촉하지 않도록 한다. 단자판(20,22)의 단면적 감소부(20d,22d)에 PTC 소자(11)가 접촉해 버리면 PTC 소자 표면에 형성된 제1의 외부전극(11b)이 단면적 감소부(20d,22d)와 겹치고, 실질적으로 PTC 소자의 제1의 외부전극(11b)을 통해 도통해 버려 단면적 감소부(20d,22d)의 영역이 감소해 효과가 작아진다.
도 4에 나타내는 바와 같이, PTC 소자(11)를 끼우는 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)는 절연판(24,25)을 사이에 끼워 케이스 부재(12,14) 사이에 배치되고, 단자판(20,22)의 인출 단부(20b,22b)는 케이스 부재(12,14)로부터 외측에 서로 반대측으로 돌출된다. 절연판(24,25)은 열을 전달하기 쉬운 절연성의 판, 예를 들면 알루미나판이다.
쇄선으로 나타내는 바와 같이, 단자판(20,22)의 인출 단부(20b,22b)에는 전 원을 공급하기 위한 단자 부재(34)가 고정된다. PTC 장치(10)가 히터 시스템에 편입되는 경우, 예를 들면 도 3과 같이, 단자 부재(34)는 과전류 보호 부품인 퓨즈나 브레이커를 통해 전원에 접속된다. 또한 단자 부재(34)와 케이스 부재(12,14) 사이에는 케이스 부재(12,14)의 인출 단부에 끼워 맞추는 캡(32)이 배치된다. 캡(32)의 내측에는 돌기(도시하지 않음)가 마련되고, 이 돌기로 단자판(20,22)을 따라 나열되어 있는 PTC 소자(11) 및 스페이서(28)의 열(列)의 양측을 눌러 위치 결정하도록 되어 있다. 캡(32)은 수지나 고무 등의 탄력성을 가지는 절연 재료를 사용하여 형성한다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 케이스 부재(12,14)는 방열핀(30)이 마련된 기부(12a,14a)가 서로 대향하여 배치되고, 기부(12a,14a) 사이에 각각 기부(12a,14a)로부터 제1편(12b,14b) 및 제2편(12c,14c)이 단면 L자상으로 연속하여 존재하며, 스프링 부재(16)를 통해 걸려 있다. 즉, 케이스 부재(12,14)의 제2편(12c,14c)이 서로 대향하며 제2편(12c,14c) 사이에 스프링 부재(16)가 배치되어 있다. 스프링 부재(16)는 축방향에 슬릿이 형성된 통상의 탄력 부재로서, 케이스 부재(12,14)의 제2편(12c,14c)을 서로 떨어진 방향으로 압박하고, 이것에 의해, 케이스 부재(12,14)의 기부(12a,14a)가 서로 접근하며, 케이스 부재(12,14)의 기부(12a,14a) 사이에 PTC 소자(11) 및 스페이서(28)와, 단자판(20,22)과, 절연판(24,25)을 끼운 상태를 유지하도록 되어 있다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 절연판(24,25)은 단자판(20,22)보다도 폭이 넓고, 단자판(20,22), PTC 소자(11) 및 스페이서(28)의 양측에는 절연 부재(26,27)가 배 치되어 있다. 절연 부재(26,27)는, 예를 들면 마이카를 사용하여 형성한다. 절연판(24,25) 및 절연 부재(26,27)의 측면에는 케이스 부재(12,14)의 제1편(12b,14b)이 대향하고 있다. 절연판(24,25) 및 절연 부재(26,27)는 단자판(20,22), PTC 소자(11) 및 스페이서(28)의 주위를 덮어 단자판(20,22)과 케이스 부재(12,14)를 절연하고 있다.
PTC 장치(10)를 조립하는 경우, 우선, 케이스 부재(12,14)의 제2편(12c,14c)과 기부(12a,14a) 사이에 다른 쪽의 케이스 부재(12,14)의 제2편(12c,14c)이 들어가도록 케이스 부재(12,14)를 조합한다. 이어서, 케이스 부재(12,14)의 기부(12a,14a) 및 제1편(12b,14b)에 의해 형성되는 단면 직사각형의 공간에 케이스 부재(12,14)의 단부로부터 PTC 소자(11) 및 스페이서(28)와, 단자판(20,22)과, 절연판(24,25)과, 절연 부재(26,27)를 적당한 순서로 삽입하여 소정 위치에 배치한 후, 케이스 부재(12,14)의 제2편(12c,14c) 사이에 스프링 부재(16)를 삽입하여, 스프링 부재(16)에 의해 케이스 부재(12,14)의 기부(12a,14a)가 서로 접근하도록 휘게 한다. 이어서, 캡(32)을 케이스 부재(12,14)의 단부에 씌우고 단자판(20,22)의 인출 단부(20b,22b)에 단자 부재(34)를 스팟 용접 등에 의해 고정한다.
도 6에 있어서 파선으로 나타내는 바와 같이, 한쪽의 단자판(20)의 인출 단부(20b)로부터 PTC 소자(11)를 통해 다른 쪽의 단자판(22)의 인출 단부(22b)에 전류가 흐른다. 도면에 있어서 왼쪽으로부터 순서대로 각각의 PTC 소자(11)에 흐르는 전류를 i1, i2, i3, i4라고 하면, 한 쪽의 단자판(20)의 단면적 감소부(20d)에는 단 면적 감소부(20d)보다도 도면에 있어서 오른쪽의 2개의 PTC 소자(11)에 각각 흐르는 전류 i3, i4의 합계 전류 i3+i4만이 흐른다. 다른 쪽의 단자판(22)의 단면적 감소부(22d)에는 단면적 감소부(22d)보다도 도면에 있어서 왼쪽의 2개의 PTC 소자(11)에 각각 흐르는 전류 i1, i2의 합계 전류 i1+i2만이 흐른다. 단자판(20,22)의 인출 단부(20b,22b)측의 마련된 단면적 감소부(20c,22c)에는 모든 PTC 소자(11)에 각각 흐르는 전류 i1, i2, i3, i4의 합계 전류 i1+i2+i3+i4가 흐른다.
예를 들면, 퀴리 온도 260℃, 저항치 100Ω인 4개의 PTC 소자(11)가 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)를 따라 나열되고, 정격 1200W(정격 전류 12A)의 PTC 장치(10)에 있어서, 최대 20A의 돌입 전류가 흐르는 경우, 단자판(20,22)의 인출 단부(20b,22b)측의 마련된 단면적 감소부(20c,22c)의 허용 전류를 30A로 설정해도, 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)에 마련한 단면적 감소부(20d,22d)의 허용 전류는 그 절반인 15A로 설정할 수 있다.
이러한 PTC 장치(10)를 편입한 기기를 20A의 브레이커가 설치된 100V계의 배전판에 접속한 경우, 종래와 같이 단자판(20,22)의 인출 단부(20b,22b)측에 마련한 단면적 감소부(20c,22c)(허용 전류 30A)만으로는 PTC 장치(10)에 이상 과전류가 흘렀을 때에 20A의 브레이커나 기기에 마련한 20A의 유리관 퓨즈가 이상 과전류를 먼저 차단하는데, 단자판(20,22)의 주요부(20a,22a)에 단면적 감소부(20d,22d)를 마련하여 허용 전류를 절반(15A)으로 설정함으로써, PTC 장치(10)에 이상 과전류가 흘렀을 때에 20A의 브레이커나 기기에 마련한 20A의 유리관 퓨즈보다도 먼저 단면 적 감소부(20d,22d)가 이상 과전류를 차단한다. 이것에 의해, 보다 작은 전류로 차단할 수 있기 때문에 이상 과전류를 보다 안전하게 차단할 수 있다.
<실시예 2> 단면적 감소부는 인접하는 PTC 소자 사이이면 어디에 마련해도 허용 전류를 작게 할 수 있다. 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 단자판(40)을 따라 나열되는 PTC 소자(11) 중 도면에 있어서 왼쪽의 인접하는 PTC 소자(11X,11Y) 사이에 단면적 감소부(40x)를 형성한 경우, 도면에 있어서 가장 왼쪽의 PTC 소자(11X)를 흐르는 전류에 의해서만 단면적 감소부(40x)의 허용 전류를 정할 수 있다. 즉, 실시예 1에서는 2개의 PTC 소자에 각각 흐르는 전류의 합계에 대해 이상 과전류를 검지하여 차단하는 데 비해, 실시예 2에서는 한 개의 PTC 소자(11X)에 흐르는 전류에 대해 이상 과전류를 검지하여 차단할 수 있다. 따라서, 안전성을 보다 높일 수 있다.
<실시예 3> 도 9의 평면도에 나타내는 바와 같이, PTC 소자(11A~11D)를 끼우는 한 쌍의 단자판(50,52)은 종래예와 마찬가지로 주요부(50a,52a)와 인출 단부(50b,52b) 사이의 단면적 감소부(50c,52c)와 더불어 모든 인접하는 PTC 소자(11A,11B,11C,11D) 사이에 단면적 감소부(50d,50e,50f;52d,52e,52f)가 마련되어 있다. 단자판(50;52)의 단면적 감소부(50c,50d,50e,50f;52c,52d,52e,52f)는 인출 단부(50b;52b)로부터 멀어질수록 폭(횡단면)이 작아져 허용 전류가 작아지도록 형성된다. 예를 들면, 인출 단부(50b,52b)로부터 순서대로 단면적 감소부(50c,52c)의 허용 전류를 24A, 단면적 감소부(50d,52d)의 허용 전류를 18A, 단면적 감소부(50e,52e)의 허용 전류를 12A, 단면적 감소부(50f,52f)의 허용 전류를 6A로 한 다.
이것에 의해, PTC 소자(11A)에 대하여 이상 과전류가 흘렀을 때에는 단면적 감소부(50f)가 용단되고, PTC 소자(11B)에 대하여 이상 과전류가 흘렀을 때에는 단면적 감소부(52d 또는 50e)가 용단되며, PTC 소자(11C)에 대하여 이상 과전류가 흘렀을 때에는 단면적 감소부(52e 또는 50d)가 용단되고, PTC 소자(11D)에 대하여 이상 과전류가 흘렀을 때에는 단면적 감소부(50f)가 용단된다.
용단되는 부분이 늘어나, 보다 작은 전류로 단면적 감소부를 용단할 수 있으므로 안전성을 보다 한층 높일 수 있다.
<실험예> 도 10의 평면도에 나타내는 바와 같이, 주요부(80a,82a)와 인출 단부(80b,82b)를 가지는 스테인리스의 단자판(80,82)을 준비한다. 도 10a에 나타내는 바와 같이, 인출 단부(80b)측에 허용 전류가 25A인 단면적 감소부(80x)를 마련한 단자판(80)을 샘플 1로 한다. 도 10b에 나타내는 바와 같이, 주요부(82a)의 중앙에 허용 전류가 12A인 단면적 감소부(82x)를 마련한 단자판(82)을 샘플 2로 한다.
샘플 1, 2에 대하여 각각 단자판(80,82)의 주요부(80a,82a)를 따라 4개의 PTC 소자(11A~11D)를 나열하여 끼워 100V용, 정격 전류 12A의 PTC 장치를 구성한다. 샘플 1, 2에 대하여, 각각 사선을 표시한 하나의 PTC 소자(11C)를 쇼트시키고, 단면적 감소부(80x,82x)가 10초 이내로 용단되는 전류의 크기를 조사하였다. 측정 결과는 다음의 표 1과 같다.
Figure 112009032502915-pct00001
표 1로부터 샘플 2는 샘플 1보다도 작은 전류로 용단되는 것을 알 수 있다.
즉, 샘플 2는 샘플 1보다도 인출 전극부로부터 떨어진 위치에 단면적 감소부가 마련되어 있고, 실질적으로 흐르는 전류는 PTC 소자(11C 및 11D)의 허용 전류를 만족하면 되는 것에서 단면적 감소부의 단면적을 작게 할 수 있다. 이것에 의해 용단 전류 자체도 작게 할 수 있다.
<정리> 이상에 설명한 바와 같이, PTC 소자를 끼우는 단자판에 대하여, 인접한 PTC 소자 사이에 단면적 감소부를 마련함으로써 이상 과전류로 용단되는 단면적 감소부의 허용 전류를 작게 할 수 있다.
또한 본 발명은 상기한 실시의 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형을 덧붙여 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 한 쌍의 단자판 인출 단부가 서로 반대측에 배치되는 경우를 예시하였는데, 한 쌍의 단자판의 인출 단부가 같은 측에 배치되는 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한 PTC 소자의 표면에 형성되는 외부전극은 반드시 2층 필요한 것은 아니며, 1층의 외부전극을 PTC 소자의 단자판측의 표면 전체에 형성한 것을 사용해도 된다.

Claims (5)

  1. 서로 대향하는 한 쌍의 단자판;과,
    상기 한 쌍의 단자판을 따라 일렬로 나열되고, 상기 한 쌍의 단자판 사이에 끼워지며, 상기 한 쌍의 단자판 사이에 전기적으로 병렬로 접속되어 있는 복수의 PTC 소자;를 가지고, 상기 한 쌍의 상기 단자판의 인출 단부가 각각 전원에 접속되는 PTC 장치에 있어서,
    상기 한 쌍의 단자판에는 인접하는 적어도 1세트의 상기 PTC 소자 사이에 단면적이 부분적으로 작은 단면적 감소부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 PTC 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 단자판은 상기 인출 단부와 가장 상기 인출 단부측에 위치하는 상기 PTC 소자 사이 및 상기 복수의 PTC 소자 사이 중 2군데 이상에 상기 단면적 감소부가 형성되어 있고,
    상기 인출 단부로부터 떨어진 위치에 존재하는 상기 단면적 감소부일수록 상기 단면적이 작은 것을 특징으로 하는 PTC 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 단자판은 각각 상기 인출 단부와 가장 상기 인출 단부측에 위 치하는 상기 PTC 소자 사이 및 상기 복수의 PTC 소자의 모든 사이에 상기 단면적 감소부가 형성되어 있고,
    상기 인출 단부로부터 떨어진 위치에 존재하는 상기 단면적 감소부일수록 상기 단면적이 작은 것을 특징으로 하는 PTC 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    인접하는 적어도 1세트의 상기 PTC 소자 사이에 상기 단자판의 상기 단면적 감소부로부터 상기 PTC 소자를 떼어 놓는 스페이서가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 PTC 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단자판의 상기 단면적 감소부의 허용 전류는 상기 단자판의 상기 인출 단부와 상기 전원 사이에 접속되는 과전류 보호 부품의 정격 전류보다도 작은 것을 특징으로 하는 PTC 장치.
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