(57)【要約】【課題】　既知のデバイスより大きい抵抗を有する、好ましくはポリマーＰＴＣシート材料から作られる、電気デバイス、例えば回路保護デバイスを提供する。【解決手段】　複数の電気デバイスを製造する方法であって、（ａ）抵抗率の正温度係数（ＰＴＣ）を有する導電性ポリマー材料の実質的に均質なシートであって、平行な主表面を有する該シートを押し出し成形する工程、（ｂ）相互に離れて間隔を隔てた導電性部材をＰＴＣ材料上に配置する工程、並びに（ｃ）シートを切断し、それにより、実質的に平坦な電気デバイスを形成し、それぞれが、相互に間隔を隔てて離れている少なくとも２つの該導電性部材をその上に有し、使用に際して、導電性部材の間の電流の流れがＰＴＣ材料のシートの主表面に対して実質的に平行であるようにする工程を含んで成る方法により製造される電気デバイス。【選択図】図１Ａ
2004006963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　複数の電気デバイスを製造する方法であって、
　（ａ）抵抗率の正温度係数（ＰＴＣ）を有する導電性ポリマー材料の実質的に均質なシートであって、平行な主表面を有する該シートを押し出し成形する工程、
　（ｂ）相互に離れて間隔を隔てた導電性部材をＰＴＣ材料上に配置する工程、並びに
　（ｃ）シートを切断し、それにより、実質的に平坦な電気デバイスを形成し、それぞれが、相互に間隔を隔てて離れている少なくとも２つの該導電性部材をその上に有し、使用に際して、導電性部材の間の電流の流れがＰＴＣ材料のシートの主表面に対して実質的に平行であるようにする工程
を含んで成る方法により製造される電気デバイス。
【請求項２】
　（ａ）抵抗の正温度係数（ＰＴＣ）を有する導電性ポリマー材料から作られ、（ｂ）２ｍｍ以下の厚さを有し、（ｃ）１つの主表面上に間隔を隔てて離れた２つの電極を有し、使用に際して、電極の間の電流の流れがシートの主表面に対して実質的に平行になるようになっており、また、（ｄ）２０℃において該電極間にて抵抗が１オーム以上であり、主表面が平行である実質的に均質なシートを有して成る回路保護デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、電気デバイス、例えば回路保護デバイスおよびその製造方法に関する。特に、デバイスは、抵抗の正温度係数（ＰＴＣ、a positive temperature coefficient of resistance）を有し、周辺温度より高い特定の温度または特定の狭い温度範囲において相当かつ急激な抵抗の増加を示す材料を有して成る。
【背景技術】
【０００２】
　ＰＴＣ材料は、ポリマーであっても、セラミックであってもよいが、ヒーターのような電気デバイスにおいて使用すること、および過剰な電流または温度に対して電気回路を保護するために使用することで知られている。過剰な温度は、自体デバイスを流れる電流により簡単に生じることがあり、あるいは周囲温度が所望の値を越えて増加することが原因となることがある。導電性ポリマーＰＴＣ組成物およびそれを有して成るデバイスに関する発展の詳細は、例えば米国特許第４,０１７,７１５号、同第４,１７７,３７６号、同第４,２４６,４６８号、同第４,２３７,４４１号、同４,２３８,８１２号、同４,３２９,７２６号、同第４,２５５,６９８号、同第４,２７２,４７１号、同４,４４５,０２６号および同第４,３２７,３５１号並びに英国特許第２,０３８,５４９号に記載されている。過剰な温度および／または回路電流により生じる故障状態に対して回路を保護するためにＰＴＣ要素を有して成るデバイスを使用することが、例えば米国特許第２,９７８,６６５号、同３,２４３,７５３号および３,３５１,８８２号ならびに英国特許第１,５３４,７１５号、リトルウッド（Littlewood）およびブリッグズ（Briggs）の論文「Investigations of Current Interruption by Metal-filled Epoxy Resin」（J. Phys Ｄ：Appl. Phys, Vol. II、１４５７〜１４６２頁）、アール・エフ・ブラハ（R. F. Blaha）の論文「The PTC Resistor」(Proceedings of the Electronic Components Conference, 1971)ならびにエイチ・シャルマン（H. Shulman）およびジョン・バートコ(John Bartko)のレポート「Solid State Bistable Power Switch Study」（１９６８年８月、契約NAS-12-647の下にてNational Aeronautics and Space Administration刊）において提案されている。米国特許第４,２３８,８１２号および同第４,２５５,６９８号は、導電性ポリマーＰＴＣ要素を有して成る実用的な回路保護デバイスを開示している。先に引用したそれぞれの特許および刊行物の開示事項を本明細書においても参照できる。
【０００３】
　本発明は、回路保護において使用するＰＴＣ材料、好ましくはポリマー材料を有して成るデバイスに特に関係するが、これに限定されるものではなく、例えば上述の米国特許第４,２３８,８１２号および同第４,３２９,７２６号はそのようなデバイスを開示している。ＰＴＣ回路保護デバイスは、ＰＴＣ材料の電流および温度範囲により決定される通常の使用条件において、それを流れる電流に対して非常に小さい抵抗を示すようになっている。過剰電流および／または温度の故障状態の下で、ＰＴＣ材料は熱くなって、その抵抗が相当大きくなり、それにより材料を流れる電流の流れをスイッチオフ（遮断）し、それにより関連する電気回路を保護する。スイッチング遷移（switching transition）を経過した後の材料の抵抗が高いほど、デバイスを通過することができる残留電流（residual current）が小さく、従って、デバイスはより有効に回路を保護する。このような原理を具現化した製品は、現在、商品名ポリスイッチ（POLYSWITCH）としてレイケム・コーポレイション（Raychem Corporation）から市販されている。そのような製品の幾らかはポリマーＰＴＣ材料の実質的に均質なシートから作られている。このシートは、そのそれぞれの主表面が電極として作用する導電性材料により覆われ、ディスク、矩形または他の形状のデバイスがそれから打ち抜かれる。
【０００４】
　ポリスイッチデバイスのＰＴＣ材料の抵抗率は、典型的には１０オーム−cmを越えず、一般的な値としては５オーム−cmであり、典型的な寸法は直径２cm、厚さ０.０５cmのディスク構造であり、このデバイスの室温（即ち、約２０℃）における抵抗は典型的には０.０８オームである。他の幾何学的構造、例えば矩形も採用できるが、手で好都合に取り扱うことができる寸法のデバイスによりもたらされる抵抗値は上述の値からそれほど大きく変化することはない。異なる抵抗のそのようなデバイスを作りたいなら、これは種々の方法で行うことができる：（ａ）異なる抵抗率を有する異なるＰＴＣ材料を使用できる。しかしながら、回路保護デバイスに適当であり、約１０オーム−cm以上の抵抗率を有するシート形態のポリマー材料は、相当大きい体積の場合、再現性良く製造できないことが判っている。このため、相当大きい抵抗を有するデバイスを製造することが非常に困難になる。これは、一般的にはポリマーのＰＴＣ材料には必ずしも当てはまらないのは当然であるが、温度が上昇した場合、例えば電流がしきい値を越えて増加したことにより上昇した場合、低抵抗から高抵抗への比較的シャープな遷移を有することが必要であるとの観点から、回路保護デバイスに必要な材料についてはそうであることが判明している；（ｂ）電極間の距離を変えることができるが、シート材料の場合、相当大きい抵抗を有する適当なデバイスを製造するほど十分に厚さを再現性良く増やすことが困難である。この遭遇する難点は、材料の組成が全体にわたって均質である、カーボンブラックのような充填剤を例えば体積の５０％もの量で充填されているような高充填ポリマー材料の比較的厚いシートを、例えば押し出しにより製造する場合に遭遇する難点である。この点に関して、押し出されるシートの典型的な幅は３０cmである点に着目する必要がある；また、（ｃ）打ち抜き製品の直径（または他の平面）寸法を変えることができる。しかしながら、ある寸法以下の場合、個々のデバイスを取り扱うことが物理的に困難になり、従って、この場合も、抵抗のより高いデバイスを製造することに関して問題が存在する。従って、これらの実際的な理由のために、例えば約５オーム以上の抵抗を有するそのようなデバイスを製造することが困難である。しかしながら、通常の使用電圧において電気的または電子的回路の電流を約２００ｍＡ以下に制限するためにより大きい抵抗値のデバイスの要請が存在する。この点に関して、デバイスにおいて発生するエネルギー（パワー、Ｉ２Ｒ）は、ＰＴＣ材料の温度を抵抗値がシャープに増加する温度まで上げるのに十分大きい必要があることに着目する必要があり、その結果、デバイスを流れる電流が小さいほど、その抵抗が大きくなければならない。
【０００５】
　レイケムにより製造されている他のポリスイッチ製品は、ディスク形態ではなくストリップ形態であるが、ストリップ構造の場合、約２００ｍＡ以下の電流に対して適当に回路を保護する十分に高抵抗のデバイスに必要なストリップの短い長さは、容易に取り扱うには小さ過ぎるであろう。
【０００６】
　ＥＰ−Ａ−０　０８７　８８４は、別のポリマーＰＴＣ回路保護デバイスを開示し、このデバイスでは、ＰＴＣ材料の円筒状要素が各端にあるカップ形状電極の間でエンクロージャー内に配置されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　既知のシート状ＰＴＣ材料を使用して、シートの一方側に間隔を隔てて離れた選択された位置に（電極を形成するための）導電性材料を適用して、好都合なＰＴＣ回路保護デバイスを、特にポリマー材料のものに限定されるものではないが、より大きい抵抗を有するように再現性良くできることが見いだされた。電極の間の電流の流れは、主表面（通常、平面）に対して実質的に平行であり、従って、シートの長さ方向に沿い、直接的に厚さ方向のものではない。従って、自体所定の抵抗率および厚さを有するシート材料からデバイスの抵抗をより大きくすることができる。そのようなデバイスは、取り扱いを容易にすることができ、他方、所望の高い抵抗を有する。
【０００８】
　本発明の１つの目的は、電気デバイス、例えば回路保護デバイスを製造する方法を提供することであり、それにより、同じ基本材料、例えばシート形態のＰＴＣ材料、好ましくはポリマー材料から異なる抵抗のデバイスを好都合に製造することができる。
【０００９】
　本発明のもう１つの目的は、本発明の該１つの目的に基づく方法を提供することであり、それにより、シートから作られ、また、従来から知られているものより相当大きい抵抗を有する取り扱い可能な寸法のデバイスを製造することができる。
【００１０】
　本発明の更に別の目的は、既知のデバイスより大きい抵抗を有する、好ましくはポリマーＰＴＣシート材料から作られる、電気デバイス、例えば回路保護デバイスを提供することである。
【００１１】
　本発明の１つの要旨では、複数の電気デバイスを製造する方法が提供され、この方法は、
　（ａ）抵抗率の正温度係数（ＰＴＣ）を有する材料の、実質的に均質な、好ましくは平坦な、シートを製造する工程、
　（ｂ）相互に離れて間隔を隔てた導電性部材をＰＴＣ材料上に、好ましくはシートの少なくとも一つの主表面に、配置する工程、並びに
　（ｃ）１または２ディメンジョン（dimension、次元）にてシートを切断し、それにより、（実質的に平坦であってよい）複数の電気デバイスを形成し、それぞれが、相互に間隔を隔てて離れている少なくとも２つの該導電性部材をその上に有し、使用に際して、導電性部材の間の電流の流れがＰＴＣ材料のシートの主表面に対して実質的に平行であるようにする工程
を含んで成る。
【００１２】
　用語「材料の実質的に均質なシート」は、シートの全体積にわたって材料の組成が実質的に均質であるシートを意味する。
【００１３】
　使用に際して、電流が流れる導電性部材の領域において、電流の方向は、一般的にシートの主表面に対して平行ではないが、他のところで、即ち、デバイスの実質的に全体を通じて、電流が流れる方向はそのような表面に対して実質的に平行であることが考えられる。これは、これまでに市販されているＰＴＣシート材料から作られた回路保護デバイスの場合と対照的である。このデバイスでは、電流の流れの方向は、主表面に対して垂直、即ち、デバイスの電極に対して垂直であり、シートの厚さ方向である。
【００１４】
　また、本発明のデバイスは、シート材料、好ましくは平坦な構造のシート材料から作られるが、デバイス自体は製造においても、あるいは使用においても平坦である必要はないことが考えられる。
【００１５】
　好ましくは、ＰＴＣ材料はポリマー材料を含んで成る。
【００１６】
　好ましくは、シートは押出により製造される。
【００１７】
　好ましくは、導電性部材は、適当な位置にてＰＴＣ材料のシート上に配置され、その後、シートを切断して個々の複数の電気デバイスとする。しかしながら、ＰＴＣシートを個々の部分に切断して、引き続いて導電性部材をその上に適当に配置してよいことも考えられる。
【００１８】
　導電性部材は、ＰＴＣ材料の主表面の１つだけ、あるいは双方に配置してよい。シートの切断により、一方または双方の主表面に導電性部材を有するデバイスがもたらされ得る。導電性部材は、ＰＴＣシートに独立した形態で適用してよく、また、切断工程（ｃ）によりそれら自体を切断しても、あるいはしなくてもよい。導電性部材は、１またはそれ以上の連続ストリップとして適用してよく、例えば、シートの縁に沿って適用してよく、また、複数のデバイスの電極として機能する導電性部材を提供するように工程（ｃ）で切断してよい。導電性材料を、シートの一方または双方の主表面に連続層として適用してよく、例えば蒸着（deposition）、あるいはフォトレジスト法を適用してよい。引き続いて、例えばエッチングにより、層の一部分をシートから除去して、複数の導電性部材をシートの上に提供してよい。例えば厚さ０.０２５mmのシートまたは箔の導電性シートをＰＴＣ材上にホットプレスするのが好ましい。別法では、連続蒸着方法により、導電性材料をＰＴＣ材料のシートに適用してよい。これは、好都合にマスクを使用することを含むことができ、独立した電極を付着できる。蒸着層は、約２５マイクロメーターの厚さのフィルムとすることができ、必要であれば、逐次蒸着によりこれをより厚いフィルムに形成できる。
【００１９】
　本発明の方法により単一のシートから形成される電気デバイスは、一般的に矩形または円形であってよく、あるいは他の必要な形状を有してよい。デバイスは回路保護デバイスにおいて使用する場合に特に適用でき、導電性部材は、電極として作用する。
【００２０】
　先に説明したように、それぞれのデバイスの出来上がった導電性部材は、使用に際して、電流の流れがデバイスの主表面に対して実質的に平行となるようになっており、横断方向に電流が実質的に全く流れないことが特に必要とされる（それは、デバイスの有効性を減らすことになる低抵抗のパスを生じさせることになるからであり、それは、デバイスが関連する回路を保護する電流が高くなるからである）。しかしながら、例えば、デバイスに電気的接続部を形成するために、ＰＴＣ材料の対向する表面でＰＴＣ材料に導電性部材を実際に設けるのが好都合であり、または実際に望ましい場合がある。しかしながら、この場合、電気的接続部は、ＰＴＣ材料の厚さ方向に電流が実質的に流れることができないようになっていることを確保する必要がある。これは、例えば、適当な導電性部材を電気的に相互に接続することにより（短絡させることにより）、あるいは導電性部材に接続部を形成することなく、局所的な電気ポテンシャル（フロート、float）をとることができるようにすることにより行うことができる。
【００２１】
　高抵抗デバイスの場合、ＰＴＣ材料のシートの厚さは、約２mm以下であるのが有利であり、約１mm以下であってよく、好ましくは約０.５mm以下であり、他方、その抵抗率は、好都合に、また、信頼性をもって達成できる限り高く、典型的には約１０オーム−cmまでである。
【００２２】
　本発明の方法により製造されるデバイスの特に有用な態様は、形状が矩形であり、（ｉ）双方が同じ表面にあるか、あるいは（ii）ＰＴＣ材料のシートの対向する表面にある２つの対向する縁のそれぞれに沿って延びる矩形の導電性部材を有する。典型的には、そのようなデバイスは、長さが約１５mmであり、幅が約２〜１０mmであってよい。
【００２３】
　本発明のもう１つの要旨では、（ａ）抵抗の正温度係数を有する材料から作られ、（ｂ）約２mm以下の厚さを有し、（ｃ）少なくとも１つの主表面に間隔を隔てて離れた２つの電極を有し、使用に際して、電極の間の電流の流れがシートの主表面に対して実質的に平行になるようになっており、また、（ｄ）２０℃において（電極間の電流が流れるパスに沿った）抵抗が１オーム以上である実質的に均質なシートを有して成る回路保護デバイスが提供される。
【００２４】
　電極は、ＰＴＣ材料のシートの同じ主表面上に存在しても、あるいはそうでなくてもよい。
【００２５】
　従って、好ましくはポリマーであるＰＴＣ材料の抵抗率、シートの厚さおよび導電性部材の寸法および距離は、本発明のデバイスが室温において（即ち、２０℃において）少なくとも１オーム、好ましくは少なくとも２０オーム、典型的には１００オームの抵抗を有するように選択されている。そのようなデバイスは、約４００ｍＡまでのトリップ電流（trip current）を制限できる。
【００２６】
　ＰＴＣ材料のシートの抵抗率は、可能な限り高いのが有利であり、実際には、１オーム−cm以上であるのが好ましい。
【００２７】
　好ましくは、本発明のもう１つの要旨のデバイスは、本発明の該１つの要旨の方法により製造される。しかしながら、デバイスの電極を別の要素としてＰＴＣ材料に適用することができると考えられる。この後者の点に関して、例えば、プリント回路板のような基材にＰＴＣストリップに締結されるか、あるいはそれと良好な電気的接触を形成するように配置されている電極を供給してよい。従って、電極は、ＰＴＣ材料に結合するのが好ましいが、それと良好な物理的接触状態になるだけでもよい。
【００２８】
　本発明の方法およびデバイスは、ＰＴＣ材料に局所的なホットスポット（hot spot）が形成されるのを促進する手段をデバイスに供給するようになっているのが有利であり、その結果、集中的な加熱によりデバイスのトリッピングが迅速に生じる。線状であってよい、即ち、ホットラインであってよいホットスポットは、電極から離れている必要があり、従って、好ましくはその間の中間に位置し、電極に対する損傷が避けられる。ホットスポットは、ＰＴＣ材料の量を局所的に減らすことにより好都合に助長することができる。
【００２９】
　本発明の更にもう１つの要旨において、過剰の電流および／または温度に対して影響を受け易い少なくとも１つの電気要素ならびにそれらに対して要素を保護するように配置されているデバイスを有して成る電気回路が提供され、保護デバイスは、厚さが２.０mm以下のＰＴＣ材料の実質的に均質なシートを有して成り、シートは、使用に際して、電極の間の電流の流れがＰＴＣシートの主表面に対して実質的に平行であり、また、電極の間のＰＴＣ材料の２０℃における抵抗が１オーム以上となるように、シートと良好に電気的に接触している２つの間隔を隔てて離れた電極を有する回路に取り付けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
　本発明の電気デバイスの製造方法および電気デバイス自体を、添付図面を参照して例により説明する。
【００３１】
　図１は、図１Ａに示すようにそれぞれが切断される９つの同じデバイスを有するＰＴＣシートの１つの態様を示す。
【００３２】
　図２〜４は、デバイスの別の態様を示す。
【００３３】
　図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、スイッチング性能を高めるための異なる構造を有する３つのデバイスを示す。
【００３４】
　図６は、図１Ａのデバイスを更に修正した場合の平面図を示す。
【００３５】
　図１は、４オーム−cmの抵抗率を有する厚さ０.５mmのポリマーＰＴＣ材料の矩形シート２の平面図を示す。厚さ１ミル（mil）（２５ミクロン）の導電性材料、ニッケルをシートの一方の表面のみに付着して、２つの対向する縁のそれぞれに沿って相対的に幅の狭いストリップ４供給し、また、その間に、相対的に幅の広いストリップ６を間に等間隔で配置する。対称のラインＡＡ'、ＢＢ'、ＣＣ'およびＤＤ'に沿ってシート２を切断することにより、実質的に同じである９つのデバイスが形成され、それぞれを図１Ａに示している。
【００３６】
　図１のシート２の双方の側に導電性材料をストリップの形態で配置する場合、図２に示すようなデバイスが製造され、上方の導電性部材を電極Ａおよび下方の部材をＢと呼ぶ。電極Ａから電極ＢへのＰＴＣ材料２の厚さ方向の直接的な電流の流れ（即ち、４Ａから４Ｂへの、また、６Ａから６Ｂへの流れ）を防止するために、別の導体８により示すように、１対の電極を短絡させてよい。別法では、対の電極Ｂを接続しないままにしておいてよい。更に別の方法では、対の電極４Ａおよび６Ｂ（または４Ｂおよび６Ａ）を接続しないままにしておいてよい。後者のアレンジメントは図３のデバイスと電気的に同等である。
【００３７】
　図３は、デバイスの別の態様を示し、導電性材料は、ストリップ形態でＰＴＣシート２に上方および下方の主表面上で交互に配置され、その結果、切断後、デバイスは、上方表面上の１つの端部の電極４Ａおよび下方表面上の対向する端部の電極６Ｂを有する。
【００３８】
　図１Ａ、図２および図３のそれぞれにおいて、矢印により示されるデバイスを流れる電流の方向は、ＰＴＣ材料の平面に対して実質的に平行である。図１Ａを例にすると、電極の間隔は８mmであり、電極の横断方向寸法４mmにより、所定の抵抗率を有し、所定の厚さを有するシートとして形成されるＰＴＣ材料の場合、デバイスの抵抗が決まる。従って、導電性材料の配置、例えばストリップ４，６の長さおよび間隔を単に変えるだけで、異なる抵抗のデバイスを好都合に製造できる。例えば、抵抗率が４オーム−cmでｄ＝４mm、ｌ＝８mmの厚さ０.５mmのシートから、室温にて約８０オームの抵抗および約３０ｍＡの回路保護電流を有するデバイスを製造できる。
【００３９】
　図４は、より大きいシートから打ち抜かれた一般的に円形構造のデバイスを示す。この例では、中央のディスク電極１０および外側の環状電極１２はＰＴＣ材料１４上に配置され、それにより離されている。
【００４０】
　本発明を所定の抵抗率および厚さを有する単一のシートからそれぞれが同じ寸法を有する矩形または円形構造のデバイスを製造する場合について本発明を説明してきたが、導電性材料の異なる構造を選択することにより、他の抵抗および従って回路保護電流の他の値を有するデバイスを同じシートから好都合に製造できることが考えられる。
【００４１】
　フォトエッチングを使用して、ＰＴＣ材料の表面を横切る電極間の距離を０.１mmもの小さい値にすることができるが、典型的には電極間隔は約０.２〜１.０cmの範囲内であろう。ＰＴＣ材料のシートの厚さは、典型的には約０.２５〜１.０mmであろう。
【００４２】
　図５Ａ（平面図）、図５Ｂ（平面図）および図５Ｃ（斜視図）は、図１Ａの回路保護デバイスの性能を促進する個々の方法を示す。デバイスを流れる電流および／またはデバイスの温度が過剰になり、従って、デバイスをトリップ（trip）させて関連する回路を保護する必要がある使用条件において、トリッピング（tripping）またはスイッチング作用は、可能な限り迅速に起こるのが望ましいと考えられる。これは、局所的なホットスポットの形成を助長できる場合、過剰電流保護の場合において促進される。これらの図面のそれぞれは、ＰＴＣ材料を減らした、いわゆるホットライン（hot line）を形成する、領域を供給し、それにより、局所的に電流密度を増やし、優先的に熱容量（thermal mass）を減らすことによりそのような効果を達成する。この領域は、電極から離れて集められ、好ましくはデバイスに沿って中ほどにあり、従って、電極に対する損傷が避けられ、また、さもなければ電極がもたらし得る熱溜め効果が避けられる。従って、図５Ａのデバイス２０は、それを通過する穴２２を有し、図５Ｂのデバイス２４は、その側方に対のノッチ２６切除部を有し、また、図５Ｃのデバイス２８は、その主表面の一方にチャンネル３０を有する。
【００４３】
　図６を参照すると、デバイス３２は、厚さ０.５mm、抵抗率５オーム−cmのＰＴＣポリマー材料のシート（またはストリップ）３４を有して成る。３つのニッケル電極Ａ、Ｂ、Ｃがその一方の表面に適用され、ＡおよびＢの間隔が４mm、ＢおよびＣの間隔が８mmとなるようになっている。デバイス３２は、電極Ａ、Ｂ、Ｃおよび関連する電気回路との間でどのように電気的に接触部を形成するかに応じて、異なる電流保護値を有するようにできる。例えば、電極ＡおよびＢだけに外部導体を取り付ける場合、これらの電極の間の抵抗１３３オームは２１ｍＡのそれらの間の保護電流を提供する。この構造において、電極Ｃおよび電極ＢとＣとの間に位置するＰＴＣ材料は余分であり、デバイスの使用中、役割を果たさない。別法では、導体を電極ＢおよびＣに取り付けてよく、抵抗２６６オームおよび保護電流１８ｍＡのデバイスを提供する。別のアレンジメントでは、外部導体により電極ＡおよびＣを直接相互に接続し、電極ＢおよびＣから外部回路に導体を接続してよい。これにより、並列に接続された２つのＰＴＣ抵抗器Ａ−ＢおよびＢ−Ｃから構成されるデバイスとなり、９０オームの抵抗および４０ｍＡの保護電流値の組み合わせが提供される。明らかに、他の組み合わせを行うこともできる。
【００４４】
　従って、一般的に、３つまたはそれ以上の電極を上に有するデバイスを使用して、電極の間の間隔を選択することにより、異なる保護電流が必要となる種々の用途に単一のデバイスを使用できることが判る。
【００４５】
　図２のデバイスが特に適当である場合、デバイスを回路板のクリップの間に取り付けてよく、あるいはターミナル導体をデバイスの導電性部材（電極）に接続してよく、電気回路への接続が容易になる。
【００４６】
　本発明のいずれの１つのデバイスも、説明した全ての態様において開示された特徴の幾つかまたは全部を有してよいことが理解されよう。
【００４７】
　本発明の主な態様を、以下に記載する。
　１）複数の電気デバイスを製造する方法であって、
　（ａ）抵抗率の正温度係数（ＰＴＣ）を有する材料の、好ましくはポリマー材料の、実質的に均質なシートを製造する工程、
　（ｂ）相互に離れて間隔を隔てた導電性部材をＰＴＣ材料上に配置する工程、並びに
　（ｃ）シートを切断し、それにより、実質的に平坦な電気デバイスを形成し、それぞれが、相互に間隔を隔てて離れている少なくとも２つの該導電性部材をその上に有し、使用に際して、導電性部材の間の電流の流れがＰＴＣ材料のシートの主表面に対して実質的に平行であるようにする工程
を含んで成る方法。
　２）ＰＴＣ材料はポリマー材料を含んで成る上記１）記載の方法。
　３）切断工程（ｃ）の前および／または後、導電性部材は、ＰＴＣ材料の主表面の一方のみに配置される上記１）または２）記載の方法。
　４）切断工程（ｃ）の前および／または後、導電性部材は、ＰＴＣの双方の主表面に配置される上記１）または２）記載の方法。
　５）少なくとも１つの導電性部材が、ＰＴＣ材料のシートに沿って連続ストリップとして配置される上記１）〜４）のいずれかに記載の方法。
　６）それぞれのデバイスは、２０℃において少なくとも１オームの、好ましくは少なくとも１０オームの該２つの導電性部材間の抵抗を有する上記１）〜５）のいずれかに記載の方法。
　７）少なくとも１つのデバイスが、実質的に矩形または実質的に円形の構造を有する上記１）〜６）のいずれかに記載の方法。
　８）電気デバイスはすべて実質的に同じである上記１）〜７）のいずれかに記載の方法。
　９）導電性部材はシートに独立して付着される上記１）〜８）のいずれかに記載の方法。
　１０）工程（ｂ）は、シートの主表面の少なくとも一方に導電性材料の連続層を付着し、その層の一部分を除去し、それにより、該間隔を隔てて離れた導電性部材を形成することを含んで成る上記１）〜８）のいずれかに記載の方法。
　１１）シートを切断して個々の電気デバイスとする前、導電性部材は、ＰＴＣ材料上に配置される上記１）〜１０）のいずれかに記載の方法。
　１２）上記１）〜１１）のいずれかに記載の方法により製造される電気デバイス。
　１３）（ａ）抵抗の正温度係数（ＰＴＣ）を有する材料から作られ、（ｂ）２mm以下の厚さを有し、（ｃ）少なくとも１つの主表面上に間隔を隔てて離れた２つの電極を有し、使用に際して、電極の間の電流の流れがシートの主表面に対して実質的に平行になるようになっており、また、（ｄ）２０℃において該電極間にて抵抗が１オーム以上である実質的に均質なシートを有して成る回路保護デバイス。
　１４）シート材料の抵抗率、電極間の間隔および電極間のシートの断面積は、２０℃におけるデバイスを通過する電流の流れに対する抵抗が、少なくとも１オーム、好ましくは少なくとも１０オーム、最も好ましくは４０オーム以上である上記１３）記載のデバイス。
　１５）ＰＴＣ材料はポリマーである上記１３）または１４）記載のデバイス。
　１６）２つの電極が同じ主表面に配置されている上記１３）〜１５）のいずれかに記載のデバイス。
　１７）１つの電極が一方の主表面上に配置され、もう１つの電極が他方の主表面上に配置される上記１３）〜１６）のいずれかに記載のデバイス。
　１８）局所的ホットスポットの形成を促進する手段を有する上記１３）〜１７）のいずれかに記載のデバイス。
　１９）上記１）〜１１）のいずれかに記載の方法により製造された場合の、上記１３）〜１８）のいずれかに記載の回路保護デバイス。
　２０）過剰の電流および／または温度に対して影響を受け易い少なくとも１つの電気要素ならびにそれらに対して要素を保護するように配置されているデバイスを有して成る電気回路であって、保護デバイスは、厚さが２.０mm以下のＰＴＣ材料の実質的に均質なシートから成り、シートは、使用に際して、電極の間の電流の流れがＰＴＣシートの主表面に対して実質的に平行であり、また、電極の間のＰＴＣ材料の２０℃における抵抗が１オーム以上となるように、シートと良好に電気的に接触している２つの間隔を隔てて離れた電極を有する回路に取り付けられている電気回路。
　２１）回路保護デバイスは上記１２）〜１９）のいずれかに記載のものである上記２０）記載の回路。
【００４８】
　更に、本発明の好ましい態様を以下に示す。
　１．複数の電気デバイスを製造する方法であって、
　（ａ）抵抗率の正温度係数（ＰＴＣ）を有する材料の実質的に均質なシートを製造する工程、
　（ｂ）相互に離れて間隔を隔てた導電性部材をＰＴＣ材料上に配置する工程、並びに
　（ｃ）シートを切断し、それにより、実質的に平坦な電気デバイスを形成し、それぞれが、相互に間隔を隔てて離れている少なくとも２つの該導電性部材をその上に有し、使用に際して、導電性部材の間の電流の流れがＰＴＣ材料のシートの主表面に対して実質的に平行であるようにする工程
を含んで成る方法。
　２．ＰＴＣ材料はポリマー材料を含んで成る上記１記載の方法。
　３．
　（ａ）切断工程（ｃ）の前および／または後、導電性部材は、ＰＴＣ材料の主表面の一方のみに配置され、
　（ｂ）切断工程（ｃ）の前および／または後、導電性部材は、ＰＴＣの双方の主表面に配置される
上記１または２記載の方法。
　４．少なくとも１つの導電性部材が、ＰＴＣ材料のシートに沿って連続ストリップとして配置される上記１〜３のいずれかに記載の方法。
　５．それぞれのデバイスは、２０℃において少なくとも１オームの該２つの導電性部材間の抵抗を有する上記１〜４のいずれかに記載の方法。
　６．少なくとも１つのデバイスが、実質的に矩形または実質的に円形の構造を有する上記１〜５のいずれかに記載の方法。
　７．電気デバイスはすべて実質的に同じである上記１〜６のいずれかに記載の方法。
　８．
　（ａ）導電性部材はシートに独立して付着される、又は
　（ｂ）工程（ｂ）は、シートの主表面の少なくとも一方に導電性材料の連続層を付着し、その層の一部分を除去し、それにより、該間隔を隔てて離れた導電性部材を形成することを含んで成る
　上記１〜７のいずれかに記載の方法。
　９．上記１〜８のいずれかに記載の方法により製造される電気デバイス。
　１０．（ａ）抵抗の正温度係数（ＰＴＣ）を有する材料から作られ、（ｂ）２mm以下の厚さを有し、（ｃ）少なくとも１つの主表面上に間隔を隔てて離れた２つの電極を有し、使用に際して、電極の間の電流の流れがシートの主表面に対して実質的に平行になるようになっており、また、（ｄ）２０℃において該電極間にて抵抗が１オーム以上である実質的に均質なシートを有して成る回路保護デバイス。
　１１．
　（ａ）２つの電極が同じ主表面に配置され、又は
　（ｂ）１つの電極が一方の主表面上に配置され、もう１つの電極が他方の主表面上に配置される
上記１０に記載のデバイス。
【００４９】
　更に、本発明のより好ましい態様を以下に示す。
　（１）複数の電気デバイスを製造する方法であって、
　（ａ）抵抗率の正温度係数（ＰＴＣ）を有する導電性ポリマー材料の実質的に均質なシートであって、平行な主表面を有する該シートを押し出し成形する工程、
　（ｂ）相互に離れて間隔を隔てた導電性部材をＰＴＣ材料上に配置する工程、並びに
　（ｃ）シートを切断し、それにより、実質的に平坦な電気デバイスを形成し、それぞれが、相互に間隔を隔てて離れている少なくとも２つの該導電性部材をその上に有し、使用に際して、導電性部材の間の電流の流れがＰＴＣ材料のシートの主表面に対して実質的に平行であるようにする工程
を含んで成る方法。
　（２）切断工程（ｃ）の前および／または後、導電性部材は、ＰＴＣ材料の主表面の一方のみに配置される上記（１）記載の方法。
　（３）少なくとも１つの導電性部材が、ＰＴＣ材料のシートに沿って連続ストリップとして配置される上記（１）又は（２）に記載の方法。
　（４）それぞれのデバイスは、２０℃において少なくとも１オームの該２つの導電性部材間の抵抗を有する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の方法。
　（５）少なくとも１つのデバイスが、実質的に矩形または実質的に円形の構造を有する上記（１）〜（４）のいずれかに記載の方法。
　（６）電気デバイスはすべて実質的に同じである上記（１）〜（５）のいずれかに記載の方法。
　（７）
　（ａ）導電性部材はシートに独立して付着される、又は
　（ｂ）工程（ｂ）は、シートの主表面の少なくとも一方に導電性材料の連続層を付着し、その層の一部分を除去し、それにより、該間隔を隔てて離れた導電性部材を形成することを含んで成る
　上記（１）〜（６）のいずれかに記載の方法。
　（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載の方法により製造される電気デバイス。
　（９）（ａ）抵抗の正温度係数（ＰＴＣ）を有する導電性ポリマー材料から作られ、（ｂ）２mm以下の厚さを有し、（ｃ）１つの主表面上に間隔を隔てて離れた２つの電極を有し、使用に際して、電極の間の電流の流れがシートの主表面に対して実質的に平行になるようになっており、また、（ｄ）２０℃において該電極間にて抵抗が１オーム以上であり、主表面が平行である実質的に均質なシートを有して成る回路保護デバイス。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、４オーム−cmの抵抗率を有する厚さ０.５mmのポリマーＰＴＣ材料の矩形シート２の平面図を示す。
【図１Ａ】図１Ａは、対称のラインＡＡ'、ＢＢ'、ＣＣ'およびＤＤ'に沿ってシート２を切断することにより、形成される実質的に同じである９つのデバイスのそれぞれを示す。
【図２】図２は、図１のシート２の双方の側に導電性材料をストリップの形態で配置する場合、製造されるデバイスを示す。
【図３】図３は、デバイスの別の態様を示す。
【図４】図４は、より大きいシートから打ち抜かれた一般的に円形構造のデバイスを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、スイッチング性能を高めるための異なる構造を有するデバイスを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、スイッチング性能を高めるための異なる構造を有するデバイスを示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、スイッチング性能を高めるための異なる構造を有するデバイスを示す。
【図６】図６は、図１Ａのデバイスを更に修正した場合の平面図を示す。
【符号の説明】
【００５１】
　２　矩形シート
　４　ストリップ
　６　ストリップ
　８　導体
　１０　ディスク電極
　１２　環状電極
　１４　ＰＴＣ材料
　２０　デバイス
　２２　穴
　２４　デバイス
　２６　ノッチ
　２８　デバイス
　３０　チャンネル
　３２　デバイス
　３４　シート（又はストリップ）
【図１】
2004006963.tif 000003
【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2004006963.tif 000008
【図５Ｂ】
2004006963.tif 000009
【図５Ｃ】
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【図６】
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