(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させたポリマーＰＴＣ素子と、該ポリマーＰＴＣ素子の一方の電極に接合された金属部材とを備え、前記ポリマーＰＴＣ素子の他方の電極と前記金属部材との間に通電した状態を、周辺の環境温度が所定の温度を超過することを契機として解除する温度保護素子であって、
前記導電性ポリマーに、前記環境温度が前記所定の温度を超過すると熱膨張する特性が与えられ、
前記金属部材には、熱膨張により過熱した前記導電性ポリマーの発熱によって溶融する材料が選択されていて、
前記導電性ポリマーに、熱膨張して過熱すると発熱量と放熱量との平衡状態に至らず熱暴走する特性が与えられ、
前記金属部材には、その融点が前記導電性ポリマーが熱膨張を開始する温度以上であって、かつ熱膨張して過熱した前記導電性ポリマーが熱暴走を起こして自ら破壊する温度よりも低い材料が選択されていることを特徴とする温度保護素子。
【請求項２】
２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させた第１のポリマーＰＴＣ素子と、同じく２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させた第２のポリマーＰＴＣ素子と、前記第１のポリマーＰＴＣ素子の一方の電極と前記第２のポリマーＰＴＣ素子の一方の電極との間に架設されてそれぞれに接合された第１の金属部材と、前記第１のポリマーＰＴＣ素子の他方の電極と前記第２のポリマーＰＴＣ素子の他方の電極との間に架設されてそれぞれに接合された第２の金属部材とを備え、前記第１のポリマーＰＴＣ素子の一方の電極と前記第２のポリマーＰＴＣ素子の他方の電極との間で前記第１、第２の金属部材を介して通電した状態を、周辺の環境温度が所定の温度を超過することを契機として解除する温度保護素子であって、
前記第１、第２のポリマーＰＴＣ素子のそれぞれの導電性ポリマーに、前記環境温度が前記所定の温度を超過すると熱膨張する特性が与えられ、
前記第１、第２の金属部材には、熱膨張により過熱した前記導電性ポリマーの発熱によって溶融する材料が選択されていることを特徴とする温度保護素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば家電製品等の電気機器の回路を構成し、周辺の環境温度が所定の温度を越えると回路への通電を解除して当該電気機器の安全を確保するための温度保護素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ほとんどの家電製品には、周辺の環境温度が限界値を越えると回路への通電を解除して機器の安全を確保する温度保護素子が使用されている。こういった類の温度保護素子としては、比較的安価な筒形ヒューズ、つめ付きヒューズ、プラグヒューズ等があるが、これらは一般的に定格電流が小さいため（２Ａ（アンペア）程度）、例えば電子レンジのように使用する回路電流が比較的大きな（１５〜２０Ａ程度）家電製品には使用することができない。そこで、こういった家電製品には、バイメタルを使ったブレーカを温度保護素子として代用している場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このバイメタルタイプのブレーカは部品点数が多く構造が複雑で、上記のような各種ヒューズと比較して非常に高価であり、家電製品の製造コストを引き上げる一因となっている。
【０００４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、構造が単純で安価に調達可能な温度保護素子を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、以下の手段を採用した。
すなわち本発明の温度保護素子は、２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させたポリマーＰＴＣ素子と、該ポリマーＰＴＣ素子の一方の電極に接合された金属部材とを備え、前記ポリマーＰＴＣ素子の他方の電極と前記金属部材との間に通電した状態を、周辺の環境温度が所定の温度を超過することを契機として解除する温度保護素子であって、
前記導電性ポリマーに、前記環境温度が前記所定の温度を超過すると熱膨張する特性が与えられ、前記金属部材には、熱膨張により過熱した前記導電性ポリマーの発熱によって溶融する材料が選択されていることを特徴とする。
【０００６】
導電性ポリマーは、例えばポリエチレンとカーボンブラックとを混練した後、放射線によって架橋することで構成される高分子樹脂体である。導電性ポリマーの内部には、常温の環境下ではカーボンブラックの粒子が繋がって存在するために電流が流れる多数の導電パスが形成され、良好な導電性が発揮される。ところが、周囲の環境温度の上昇や導電パスを流れる電流の超過等によって導電性ポリマーが熱膨張すると、カーボンブラックの粒子間距離が拡大して導電パスが切られ、導電性が急激に低下してしまう（抵抗値が急激に増大する）。これを導電性ポリマーの正の抵抗温度特性、すなわちＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）といい、本発明ではこの特性を利用している。
【０００７】
まず、本発明の温度保護素子を、電気機器の回路に、ポリマーＰＴＣ素子の他方の電極と金属部材との間に通電されるようにして設置する。常温の環境下でこの回路に所定の電流が流れると、導電性ポリマーは良好な導電性を発揮し、回路の通電状態が確保される。
【０００８】
電気機器の過熱等の原因で本発明の温度保護素子を含む回路周辺の環境温度が上昇し、あらかじめ設定された限界温度（所定の温度）を超えると、導電性ポリマーは周囲から伝わる熱に影響されて膨張し、内部の導電パスが切られて抵抗値を急激に増大させる。さらに、抵抗値を増すことで過熱した導電性ポリマーの発熱によって金属部材が溶融してポリマーＰＴＣ素子の他方の電極との間で断裂し、不可逆的に通電状態が断たれる。
【０００９】
本発明の温度保護素子は上記のように機能して電気機器の安全を確保するのであるが、その構造は、２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させたポリマーＰＴＣ素子と、比較的融点の低い金属部材とからなり、バイメタルタイプのブレーカと比較すると部品数が少なく構造も単純で、製造コストもかなり安価に抑えられる。
【００１０】
本発明においては、導電性ポリマーに、熱膨張して過熱すると発熱量と放熱量とがいずれ平衡状態となる特性を与え、金属部材には、その融点が導電性ポリマーが熱膨張を開始する温度以上であって、かつ熱膨張して過熱した導電性ポリマーの発熱量と放熱量とが平衡状態となる温度以下である材料を選択するのが好ましい。これによると、万が一金属部材が溶断せずに通電状態が継続したとしても、導電性ポリマーは発熱量と放熱量とが平衡してある温度を保つので、導電性ポリマーが焼失して２つの電極が短絡するといった危険がなく、安全である。
【００１１】
本発明においては、導電性ポリマーに、熱膨張して過熱すると発熱量と放熱量との平衡状態に至らず熱暴走する特性を与え、金属部材には、その融点が導電性ポリマーが熱膨張を開始する温度以上であって、かつ熱膨張して過熱した導電性ポリマーが熱暴走を起こして自ら破壊する温度よりも低い材料を選択してもよい。これによると、導電性ポリマーが熱膨張を開始する温度から熱暴走を起こして破壊する温度までの範囲が非常に広く、その温度範囲内に融点が存在する材料を金属部材として採用すればよいので、安全性を確保しつつも材料選択の幅が広がり、より安価な材料を選択することが可能である。
【００１２】
本発明においては、導電性ポリマーに、他方の電極と金属部材との間に過電流が流れたときに発熱して自らの温度を金属部材の融点よりも高温にする特性を与えてもよい。本発明の温度保護素子を含む回路に、たとえ常温の環境下であっても何らかの原因で過電流が流れると、上記と同様に導電性ポリマーがジュール熱による自己発熱を生じて熱膨張し、過熱した導電性ポリマーの発熱によって金属部材が溶融してポリマーＰＴＣ素子の他方の電極との間で断裂し、不可逆的に通電状態が断たれる。つまり、本来の温度保護素子としての機能に加えて過電流保護素子としての機能が付加されるので、汎用性が格段に高まる。
【００１３】
また、本発明の温度保護素子は、２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させた第１のポリマーＰＴＣ素子と、同じく２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させた第２のポリマーＰＴＣ素子と、前記第１のポリマーＰＴＣ素子の一方の電極と前記第２のポリマーＰＴＣ素子の一方の電極との間に架設されてそれぞれに接合された第１の金属部材と、前記第１のポリマーＰＴＣ素子の他方の電極と前記第２のポリマーＰＴＣ素子の他方の電極との間に架設されてそれぞれに接合された第２の金属部材とを備え、前記第１のポリマーＰＴＣ素子の一方の電極と前記第２のポリマーＰＴＣ素子の他方の電極との間で前記第１、第２の金属部材を介して通電した状態を、周辺の環境温度が所定の温度を超過することを契機として解除する温度保護素子であって、
前記第１、第２のポリマーＰＴＣ素子のそれぞれの導電性ポリマーに、前記環境温度が前記所定の温度を超過すると熱膨張する特性が与えられ、前記第１、第２の金属部材には、熱膨張により過熱した前記導電性ポリマーの発熱によって溶融する材料が選択されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の温度保護素子は、通電の経路が並列に構成されているため、非常に小型でありながら回路電流の比較的高い電気機器への対応が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
本発明の温度保護素子の第１の実施形態を図１ないし図４に示して説明する。図１および図２において、符号１はポリマーＰＴＣ素子、２は金属部材、３，４はポリマーＰＴＣ素子１および金属部材２にそれぞれ通電可能に接合された端子である。ポリマーＰＴＣ素子１は、矩形で板状の導電性ポリマー５と、導電性ポリマー５と同形状、同寸法でその両側面に接合された金属製の電極６，７からなる。このような構造のポリマーＰＴＣ素子１は、厚さが均一な導電性ポリマーの生板の両面に、電極６，７となるニッケル箔をそれぞれ圧着したワークを切り出したものである。端子３，４は、本実施形態の温度保護素子を電気回路中に設置する際の接続端子となる。
【００１６】
導電性ポリマー５は、例えばポリエチレンとカーボンブラックとを混練した後、放射線によって架橋することで構成される高分子樹脂体である。導電性ポリマー５の内部には、常温の環境下ではカーボンブラックの粒子が繋がって存在するために電流が流れる多数の導電パスが形成され、良好な導電性が発揮されるが、周囲の環境温度の上昇や導電パスを流れる電流の超過等によって導電性ポリマー５が熱膨張すると、カーボンブラックの粒子間距離が拡大して導電パスが切られ、導電性が急激に低下してしまう（抵抗値が急激に増大する）という特性を備えている。
【００１７】
金属部材２は、比較的融点の低い材料を細い短冊状に形成したもので、ポリマーＰＴＣ素子１を構成する一方の電極７に通電可能に接合されている。端子３は、ポリマーＰＴＣ素子１を構成する他方の電極６に通電可能に接合され、端子４は、ポリマーＰＴＣ素子１に一切接することなく金属部材２に通電可能に接合されている。これらは本実施形態の温度保護素子を電気回路中に設置する際の接続端子となる。
【００１８】
上記のような構成の温度保護素子が、周辺の環境温度が限界温度（所定の温度）；ｐ℃を超過することを契機として、回路電流；ｑＡ（アンペア）の電気回路の通電状態を解除するべく機能するように、ポリマーＰＴＣ素子１を構成する導電性ポリマー５、および金属部材２には次のような特性が与えられている。
まず、導電性ポリマー５には、図３に示すように、回路電流であるｑＡの通電により発熱し、環境温度の高さに関係なく自らの温度をそのときの環境温度よりも高温に保つとともに、環境温度が限界温度であるｐ℃を超過すると熱膨張を開始する特性が与えられている。
【００１９】
詳述すると、導電性ポリマー５は、熱膨張していなくても通電されれば僅かながら抵抗を生じて発熱する。そのため、通電状態にある導電性ポリマー５の温度はそのときの環境温度よりも常に高温になる（通電状態になければ導電性ポリマー５の温度は環境温度と同等にしかならないが、自ら発熱する分だけ高温になる）。つまり、環境温度が限界温度であるｐ℃に達したときに、導電性ポリマー５の温度はｐ℃よりも高いｒ℃となる。そこで、導電性ポリマー５には、作動温度をｒ℃として自らの温度がｒ℃を超過すると熱膨張を開始する特定が与えられているのである。
【００２０】
さらに、導電性ポリマー５には、熱膨張して過熱すると発熱量と放熱量とがいずれ平衡状態となって自らの温度をほぼ一定に保つ特性が与えられている。平衡状態に至ったときの導電性ポリマー５の温度は作動温度のｒ℃よりも高いｓ℃前後となる。
このような特性は、導電性ポリマー５中のカーボンブラックの含有量や架橋の際の放射線の照射量を適宜調節し、導電性ポリマー５の熱膨張時の抵抗値を適宜に設定することにより与えられる。
【００２１】
次に、金属部材２には、その融点が導電性ポリマー５が熱膨張を開始する温度（ｒ℃）以上であって、かつ熱膨張して過熱した導電性ポリマー５の発熱量と放熱量とが平衡状態となる温度（ｓ℃）以下である材料が選択されている。ここでは、金属部材２の融点をｔ（ｒ≦ｔ≦ｓ）℃とする。
【００２２】
上記のように構成され、かつポリマーＰＴＣ素子１を構成する導電性ポリマー５、および金属部材２に上記のような特性を与えられた温度保護素子を、回路電流がｑＡ（アンペア）の電気機器の回路に、端子３，４間に通電がなされるようにして設置し、常温の環境下でこの回路にｑＡの電流を通電すると、端子３、電極６、導電性ポリマー５、電極７、金属部材２、端子４の順（もしくはその逆）に電流が流れる。ポリマーＰＴＣ素子１を構成する導電性ポリマー５は、常温の環境下では良好な導電性を発揮し、回路の通電状態が確保される。
【００２３】
電気機器の過熱等の原因で温度保護素子を含む回路周辺の環境温度が上昇し、あらかじめ設定された限界温度であるｐ℃を超えると、導電性ポリマー５は周囲から伝わる熱に影響されて膨張し、内部の導電パスが切られて抵抗値を急激に増大させる。さらに、抵抗値を増すことで過熱した導電性ポリマー５の温度は金属部材２の融点であるｔ℃を超えてｓ℃に向かい、その発熱によって電極７との間で金属部材２が溶断し、端子３，４間の通電状態が不可逆的に断たれる。
【００２４】
本実施形態の温度保護素子は、上記のように機能して限界温度を超えた電気機器の安全を確保するのであるが、その構造は、２つの電極６，７の間に導電性ポリマー５を介在させたポリマーＰＴＣ素子１と、比較的融点の低い金属部材２とからなり、バイメタルタイプのブレーカと比較すると部品数が少なく構造も単純で、製造コストも安価に抑えられる。
【００２５】
また、万が一にも金属部材２が溶断せずに端子３，４間の通電状態が継続したとしても、導電性ポリマー５は発熱量と放熱量とが平衡してｓ℃前後に保たれるので、導電性ポリマー５が焼失して２つの電極６，７が短絡するといった危険がなく、安全である。
【００２６】
本実施形態の温度保護素子においては、導電性ポリマー５に、環境温度が限界温度であるｐ℃を超過すると熱膨張を開始する特性と、熱膨張して過熱すると発熱量と放熱量とがいずれ平衡状態となって自らの温度をほぼ一定に保つ特性とが与えられているが、導電性ポリマー５に、後者の特性にかえて次のような特性を与えてもよい。すなわち、図４に示すように、熱膨張して過熱すると熱暴走を起こし、平衡状態に至らずに温度を上昇させ続けていずれ自ら破壊する特性である。この場合の破壊とは、温度の上昇により激しく酸化してＰＴＣ特性を有さない状態に性質を変化させてしまうことをいう。このような特性は、上記と同様に、導電性ポリマー中のカーボンブラックの含有量や架橋の際の放射線の照射量を適宜調節し、導電性ポリマー５の熱膨張時の抵抗値を適宜に設定することにより与えられるが、上記のように熱膨張時の発熱量と放熱量とが平衡状態となる特性を与えられた導電性ポリマーと比較すると、熱膨張時の抵抗値が低く抑えられることになる。
【００２７】
上記のような特性を与えることで、導電性ポリマー５が熱膨張を開始する温度（ｒ℃）から熱暴走を起こして破壊する温度（ｕ℃）までの範囲が非常に広くなり、金属部材２の選定に際してはその温度範囲内に融点が存在する材料を採用すればよいので、材料選択の幅が広がり、より安価な材料を選択することが可能である。また、熱膨張時の抵抗値を低く抑えることにより、熱膨張時に端子３，４間に印可される電圧が抑えられるので、結果的に当該温度保護素子をより高電圧の回路に使用することも可能になる。
【００２８】
本実施形態の温度保護素子においては、導電性ポリマー５に、端子３，４間にｑＡをはるかに超える過電流が流れたときに発熱して自らの温度を金属部材２の融点よりも高温にする特性を追加して与えてもよい。このような特性を追加すれば、温度保護素子を含む回路に、たとえ常温の環境下であっても何らかの原因で過電流が流れると、導電性ポリマー５がジュール熱による自己発熱を生じて熱膨張し、過熱した導電性ポリマー５の発熱によって金属部材２が溶融して電極７との間で断裂し、不可逆的に通電状態が断たれる。つまり、本来の温度保護素子としての機能に加えて過電流保護素子としての機能が付加されるので、汎用性が格段に高まる。
【００２９】
［第２の実施形態］
本発明の温度保護素子の第２の実施形態を図５および図６に示して説明する。なお、上記第１の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
図５および図６において、符号１１，１２はともにポリマーＰＴＣ素子（第１、第２のポリマーＰＴＣ素子）、１３，１４はともに金属部材（第１、第２の金属部材）、１５，１６はポリマーＰＴＣ素子１１，１２にそれぞれ接合された端子である。ポリマーＰＴＣ素子１１，１２の構造や形状は、上記第１の実施形態にて説明したポリマーＰＴＣ素子１と同じで、ポリマーＰＴＣ素子１１は、矩形で板状の導電性ポリマー１７と、導電性ポリマー１７と同形状、同寸法でその両側面に接合された金属製の電極１８，１９とからなり、ポリマーＰＴＣ素子１２は、矩形で板状の導電性ポリマー２０と、導電性ポリマー１７と同形状、同寸法でその両側面に接合された金属製の電極２１，２２からなる。２つのポリマーＰＴＣ素子１１，１２は、同一面内にそれぞれの一辺を平行に離間させて配置されている。
【００３０】
金属部材１３は、比較的融点の低い材料を細い短冊状に形成したもので、ポリマーＰＴＣ素子１１の一方の電極１８とポリマーＰＴＣ素子１２の一方の電極２１との間に架設されてそれぞれに通電可能に接合されている。金属部材１４は、ポリマーＰＴＣ素子１１の他方の電極１９とポリマーＰＴＣ素子１２の他方の電極２２との間に架設されてそれぞれに通電可能に接合されている。２つの金属部材１３，１４は可能な限り離間して配置されている。
【００３１】
端子１５は、ポリマーＰＴＣ素子１１の電極１８に、金属部材１３には一切接することなく通電可能に接合され、端子１６は、ポリマーＰＴＣ素子１２の電極２２に、金属部材１４には一切接することなく通電可能に接合されている。これらは本実施形態の温度保護素子を電気回路中に設置する際の接続端子となる。
【００３２】
上記のような構成の温度保護素子が、周辺の環境温度が限界温度（所定の温度）；ｐ℃を超過することを契機として、回路電流；ｑＡ（アンペア）の電気回路の通電状態を解除するべく機能するように、ポリマーＰＴＣ素子１１，１２を構成する導電性ポリマー１７，２０、および金属部材１３，１４には、上記第１の実施形態におけるポリマーＰＴＣ素子１を構成する導電性ポリマー１、および金属部材２と同様の特性が与えられている（図３参照）。
【００３３】
上記のように構成され、かつポリマーＰＴＣ素子１１，１２を構成する導電性ポリマー１７，２０、および金属部材１３，１４に上記のような特性を与えられた温度保護素子を、回路電流がｑＡ（アンペア）の電気機器の回路に、端子１５，１６間に通電がなされるようにして設置する。そして、常温の環境下でこの回路にｑＡの電流を通電すると、電流は二手に分かれて並列に流れ、一方の電流は端子１５、電極１８、金属部材１３、電極２１、導電性ポリマー２０、電極２２、金属部材２、端子１６の順（もしくはその逆）に流れ、他方の電流は、端子１５、電極１８、導電性ポリマー１７、電極１９、金属部材１４、電極２２、端子１６の順（もしくはその逆）に流れる。ポリマーＰＴＣ素子１１，１２を構成する導電性ポリマー１７，２０は、常温の環境下では良好な導電性を発揮し、回路の通電状態が確保される。
【００３４】
電気機器の過熱等の原因で温度保護素子を含む回路周辺の環境温度が上昇し、あらかじめ設定された限界温度であるｐ℃を超えると、導電性ポリマー１７，２０は周囲から伝わる熱に影響されて膨張し、内部の導電パスが切られて抵抗値を急激に増大させる。さらに、抵抗値を増すことで過熱した導電性ポリマー１７，２０の温度は金属部材１３，１４の融点であるｔ℃を超えてｓ℃に向かい、その発熱によって電極１８，２１間で金属部材１３が溶断し、電極１９，２２間で金属部材１４が溶断し、端子１５，１６間の通電状態が不可逆的に断たれる。
【００３５】
本実施形態の温度保護素子は、上記のように機能して限界温度を超えた電気機器の安全を確保するのであるが、その構造は、２つのポリマーＰＴＣ素子１１，１２と、比較的融点の低い金属部材１３，１４とからなり、バイメタルタイプのブレーカと比較すると部品数が少なく構造も単純で、製造コストも安価に抑えられる。
【００３６】
また、万が一にも金属部材１３，１４が溶断せずに端子１５，１６間の通電状態が継続したとしても、導電性ポリマー１７，２０は発熱量と放熱量とが平衡してｓ℃前後に保たれるので、導電性ポリマー１７，２０が焼失して電極１８，１９や電極２１，２２が短絡するといった危険がなく、安全である。
【００３７】
さらに、本実施形態の温度保護素子は、通電の経路が並列に構成されているため、非常に小型でありながら回路電流の比較的高い電気機器への対応が可能となる。
【００３８】
本実施形態の温度保護素子においても、導電性ポリマー１７，２０のそれぞれに、熱膨張して過熱すると熱暴走を起こし、平衡状態に至らずに温度を上昇させ続けていずれ自ら破壊する特性を与えてもよい（図４参照）。これによっても、金属部材１３，１４の選定に際して材料選択の幅が広がり、より安価な材料を選択することが可能である。さらに、当該温度保護素子をより高電圧の回路に使用することも可能になる。
【００３９】
本実施形態の温度保護素子においても、導電性ポリマー１７，２０に、端子１５，１６間にｑＡをはるかに超える過電流が流れたときに発熱して自らの温度を金属部材１３，１４の融点よりも高温にする特性を追加して与えてもよい。これによっても、本来の温度保護素子としての機能に加えて過電流保護素子としての機能が付加されるので、汎用性が格段に高まる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１記載の温度保護素子によれば、２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させたポリマーＰＴＣ素子と、比較的融点の低い金属部材とからなり、バイメタルタイプのブレーカと比較すると部品数が少なく構造も単純なので、安価な製造コストを実現できる。
【００４１】
請求項２記載の温度保護素子によれば、導電性ポリマーに、熱膨張して過熱すると発熱量と放熱量とがいずれ平衡状態となる特性を与え、金属部材には、その融点が導電性ポリマーが熱膨張を開始する温度以上であって熱膨張して過熱した導電性ポリマーの発熱量と放熱量とが平衡状態となる温度以下である材料を選択することにより、万が一金属部材が溶断せずに通電状態が継続したとしても、導電性ポリマーは発熱量と放熱量とが平衡してある温度を保つので、導電性ポリマーが焼失して２つの電極が短絡するといった危険がなく、安全である。
【００４２】
請求項３記載の温度保護素子によれば、導電性ポリマーに、熱膨張して過熱すると発熱量と放熱量との平衡状態に至らず熱暴走する特性を与え、金属部材には、その融点が導電性ポリマーが熱膨張を開始する温度以上であって熱膨張して過熱した導電性ポリマーが熱暴走を起こして自ら破壊する温度よりも低い材料を選択することにより、導電性ポリマーが熱膨張を開始する温度から熱暴走を起こして破壊する温度までの範囲が非常に広く、その温度範囲内に融点が存在する材料を金属部材として採用すればよいので、安全性を確保しつつも材料選択の幅が広がり、より安価な材料を選択することが可能である。
【００４３】
請求項４記載の温度保護素子によれば、導電性ポリマーに、他方の電極と金属部材との間に過電流が流れたときに発熱して自らの温度を金属部材の融点よりも高温にする特性を与えることにより、本来の温度保護素子としての機能に加えて過電流保護素子としての機能が付加されるので、汎用性が格段に高まる。
【００４４】
請求項５記載の温度保護素子によれば、２つの電極の間に導電性ポリマーを介在させたポリマーＰＴＣ素子２つと、比較的融点の低い金属部材２つとからなり、バイメタルタイプのブレーカと比較すると部品数が少なく構造も単純なので、安価な製造コストを実現できる。しかも、通電の経路が並列に構成されているため、非常に小型でありながら回路電流の比較的高い電気機器への対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の温度保護素子の第１の実施形態を示す図であって、温度保護素子を一方の側面から斜視した図である。
【図２】  同じく、本発明の温度保護素子の第１の実施形態を示す図であって、温度保護素子を他方の側面から斜視した図である。
【図３】  本発明の温度保護素子をある電気機器の回路に設置した場合の、通電時間とポリマーＰＴＣ素子の表面温度との関係を示すグラフである。
【図４】  同じく、本発明の温度保護素子をある電気機器の回路に設置した場合の、通電時間とポリマーＰＴＣ素子の表面温度との関係を示すグラフである。
【図５】  本発明の温度保護素子の第２の実施形態を示す図であって、温度保護素子を一方の側面から斜視した図である。
【図６】  同じく、本発明の温度保護素子の第２の実施形態を示す図であって、温度保護素子を他方の側面から斜視した図である。
【符号の説明】
１      ポリマーＰＴＣ素子
２      金属部材
３，４  端子
５      導電性ポリマー
６，７  電極
【図１】
0004119159.tif 000002
【図２】
0004119159.tif 000003
【図３】
0004119159.tif 000004
【図４】
0004119159.tif 000005
【図５】
0004119159.tif 000006
【図６】
0004119159.tif 000007