(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＴＣポリマーと、このＰＴＣポリマーに接触する１対の電極と、電極とＰＴＣポリマーを加圧する手段とを有する限流器において、ＰＴＣポリマーに当接する側の電極の周縁を加工してエッジを除去したことを特徴とする限流器。
【請求項２】
加工はＣ面取り加工であることを特徴とする請求項第１項記載の限流器。
【請求項３】
加工はＲ面取り加工であることを特徴とする請求項第１項記載の限流器。
【請求項４】
加工はプレス加工であることを特徴とする請求項第１項記載の限流器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、正の温度係数の抵抗値を持つ導電性のポリマー（以下ＰＴＣポリマーと称す）により、例えば短絡電流や過電流を限流するために用いられる限流器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、例えば特願平８−２２３９４５号に示された従来の限流器を示す側面図である。図５において、１はＰＴＣ（正の温度抵抗係数）特性を有する板状のＰＴＣポリマー、２と３は一対の板状の電極で、ＰＴＣポリマー１と電極２、３とは電気的に接触されている。ＰＴＣポリマー１の抵抗率は図６に示すように遷移開始温度Ｔ１までは低く、遷移開始温度Ｔ１を越えると急激に増加する。遷移終了温度Ｔ２を越えると緩やかに増加するが、緩やかに減少するＰＴＣポリマーもある。ＰＴＣポリマーの一例では、Ｔ１は１２５℃、Ｔ２は１３５℃であり、Ｔ２における抵抗率はＴ１における抵抗率の１０００倍である。
【０００３】
図５における電極２、３の上面図を図７に示す。また、図７のＡ−Ａ線断面を図８に示す。図８において、２Ａは電極２に形成されたエッジ部で、このエッジ２ＡはＰＴＣポリマー１に当接する。電極２とＰＴＣポリマー１の斜視図を図９に示す。従来の限流器では、図９に示すように、電極２のエッジ部（周縁２Ａ）がＰＴＣポリマー１に押圧されている。
【０００４】
４はＰＴＣポリマー１と電極２、３の界面で、ＰＴＣポリマー１と電極２、３の界面には接触抵抗が存在する。ＰＴＣポリマー１は電極２、３に圧接されていてもよいし、熱融着されてもよい。熱融着されると、ＰＴＣポリマー１と電極２、３の界面の接触抵抗が低減される。電極２、３の外側に一対の端子板６、７が設けられており、端子板６、７がそれぞれ外部電線１３、１４と接続される。端子板６、７は電極２、３と一体化されてもよいし、端子板６、７は電極２、３を兼ねてもよい。８は弾性体で、例えば板バネ、皿バネなどが用いられる。弾性体８は端子板６、７、電極２、３、ＰＴＣポリマー１を押圧している。９と１０は一対の絶縁板で、絶縁板９、１０にはそれぞれ穴９ａ、１０ａが設けられ、穴９ａ、１０ａにはネジ１１が貫通して設けられ、ネジ１１はナット１２で締め付けられ、弾性体８が圧縮される。
【０００５】
電流は一方の電線１３、一方の端子板６、一方の電極２、ＰＴＣポリマー１、他方の電極３、他方の端子板７、他方の電線１４を経由して流れる。
【０００６】
次に動作について説明する。負荷電流は電極２、３を介してＰＴＣポリマー１に流れる。負荷電流が流れると、ジュール加熱によりＰＴＣポリマー１の温度が上昇するが、通電電流が小さいのでＰＴＣポリマー１の温度は遷移開始温度Ｔ１より低い。短絡電流または過電流が流れると、ＰＴＣポリマー１の温度上昇が大きくなり、ＰＴＣポリマー１の温度が遷移開始温度Ｔ１より高くなり、ＰＴＣポリマー１の抵抗率が急増する。従って、短絡電流または過電流が抑制される。抑制された電流は図示しない開閉器で遮断される。電流が遮断され、限流器への熱入力がなくなり、ＰＴＣポリマー１の温度が遷移開始温度Ｔ１以下になると、負荷電流の再通電が可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の限流器では、図５に示すように、電極２のエッジ部（周縁２Ａ）がＰＴＣポリマー１に押圧されているので、ＰＴＣポリマー１の電極周縁当接部には集中的な強い応力が作用する。短絡電流が流れると、電極、端子板に電磁力が発生し、素子がさらに電磁力による機械的応力を受ける。この機械的応力もＰＴＣポリマー１の電極周縁当接部に集中的な強い応力を与える。これらの応力があいまって、限流動作時、ＰＴＣポリマーが破損しやすいという問題点があった。
【０００８】
本発明は、ＰＴＣポリマー１が破損しにくい限流器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる限流器は、ＰＴＣポリマーと、このＰＴＣポリマーに接触する１対の電極と、電極とＰＴＣポリマーを加圧する手段とを有する限流器において、ＰＴＣポリマーに当接する側の電極の周縁を加工してエッジを除去したものである。
【００１０】
この発明にかかる限流器は、電極の周縁をＣ面取り加工することにより、エッジを除去したものでも良い。
【００１１】
この発明にかかる限流器は、電極の周縁をＲ面取り加工することにより、エッジを除去したものでも良い。
【００１２】
この発明にかかる限流器は、電極の周縁をプレス加工することによりエッジを除去したものでも良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態を図について説明する。図１において、１はＰＴＣ特性を有する板状のＰＴＣポリマー、２と３は一対の板状の電極で、ＰＴＣポリマー１と電極２、３とは電気的に接触されている。図２に電極２、３の断面図を示すが、電極２、３の周縁にＣ面取り加工が施されている。ＰＴＣポリマーの抵抗率は図６に示すように遷移開始温度Ｔ１までは低く、遷移開始温度Ｔ１を越えると急激に増加する。遷移終了温度Ｔ２を越えると緩やかに増加するが、緩やかに減少するＰＴＣポリマーもある。ＰＴＣポリマーの一例では、Ｔ１は１２５℃、Ｔ２は１３５℃であり、Ｔ２における抵抗率はＴ１における抵抗率の１０００倍である。
【００１４】
４はＰＴＣポリマー１と電極２、３の界面で、ＰＴＣポリマー１と電極２、３の界面には接触抵抗が存在する。ＰＴＣポリマー１は電極２、３に圧接されていてもよいし、熱融着されてもよい。熱融着されると、ＰＴＣポリマー１と電極２、３の界面の接触抵抗が低減される。電極２、３の外側に一対の端子板６、７が設けられており、端子板６、７がそれぞれ外部電線１３、１４と接続される。端子板６、７は電極２、３と一体化されてもよいし、端子板６、７は電極２、３を兼ねてもよい。８は弾性体で、例えば板バネ、皿バネなどが用いられる。弾性体８は端子板６、７、電極２、３、ＰＴＣポリマー１を押圧している。９と１０は一対の絶縁板で、絶縁板９、１０にはそれぞれ穴９ａ、１０ａが設けられ、穴９ａ、１０ａにはネジ１１が貫通して設けられ、ネジ１１はナット１２で締め付けられ、弾性体８が圧縮される。
【００１５】
電流は一方の電線１３、一方の端子板６、一方の電極２、ＰＴＣポリマー１、他方の電極３、他方の端子板７、他方の電線１４を経由して流れる。
【００１６】
次に動作について説明する。負荷電流は電極２、３を介してＰＴＣポリマー１に流れる。負荷電流が流れると、ジュール加熱によりＰＴＣポリマー１の温度が上昇するが、通電電流が小さいのでＰＴＣポリマー１の温度は遷移開始温度Ｔ１より低い。短絡電流または過電流が流れると、ＰＴＣポリマー１の温度上昇が大きくなり、ＰＴＣポリマー１の温度が遷移開始温度Ｔ１より高くなり、ＰＴＣポリマー１の抵抗率が急増する。従って、短絡電流または過電流が抑制される。抑制された電流は図示しない開閉器で遮断される。電流が遮断され、限流器への熱入力がなくなり、ＰＴＣポリマー１の温度が遷移開始温度Ｔ１以下になると、負荷電流の再通電が可能となる。
【００１７】
この実施の形態では、図１と図２に示すように、電極２、３のＰＴＣポリマー１と当接する側の周縁にＣ面取り加工が施されて鋭利なエッジは除去されているので、短絡事故時、ＰＴＣポリマー１に作用する集中応力を低減できる。これにより、ＰＴＣポリマー１の限流動作に耐える回数は１．５〜２倍となった。
従って、短絡事故時にＰＴＣポリマー１が破損しにくい限流器を得ることができる。なお、本実施の形態では、電極２、３の周縁２Ａの加工がＣ面取り加工であるので、加工が容易というメリットがある。
【００１８】
実施の形態２．
次に第２の実施の形態について説明する。この実施の形態における電極２、３の断面図を図３に示す。この実施の形態では、図３に示すように、電極２、３の周縁２ＡにＲ面取り加工が施されて鋭利なエッジは除かれているので、実施の形態１の場合と比べ、この実施の形態では、短絡事故時にＰＴＣポリマー１に作用する集中応力が大きく低減されるので、ＰＴＣポリマー１をより破損しにくくできる。これによりＰＴＣポリマー１の限流動作に耐える回数は２〜２．５倍となった。
【００１９】
実施の形態３．
この実施の形態では、電極２、３がプレス加工で製作される。プレス加工で製作された電極の断面図を図４に示す。図４に示す電極は図４に示すＡからＢの方向にプレス加工されたものである。この実施の形態では、電極２、３がプレス加工で製作されるので、製作が容易というメリットがある。プレス加工電極の断面は図４に示すようになるので、周縁の鋭利なエッジを除去した電極２、３の面ＣをＰＴＣポリマーに当接することにより、短絡事故時にＰＴＣポリマー１に作用する集中応力が低減されるので、ＰＴＣポリマー１をより破損しにくくできる。これによりＰＴＣポリマー１の寿命は１．５〜２倍となった。
【００２０】
【発明の効果】
この発明に係る限流器によれば、ＰＴＣポリマーと、このＰＴＣポリマーに接触された１対の電極と、電極とＰＴＣポリマーを加圧する手段を有する限流器において、ＰＴＣポリマーに当接する側の電極の周縁のエッジを除去したので、短絡事故時、ＰＴＣポリマー１に作用する集中応力を低減できる。従って、短絡事故時にＰＴＣポリマー１が破損しにくい限流器を得ることができる。
【００２１】
また、この発明によれば、電極の周縁をＣ面取り加工することにより、エッジを除去したので、短絡事故時、ＰＴＣポリマー１に作用する集中応力を低減できる。従って、短絡事故時にＰＴＣポリマー１が破損しにくい限流器を得ることができる。
【００２２】
また、この発明によれば、電極の周縁をＲ面取り加工することにより、エッジを除去したので、短絡事故時、ＰＴＣポリマー１に作用する集中応力を低減できる。従って、短絡事故時にＰＴＣポリマー１が破損しにくい限流器を得ることができる。
【００２３】
また、この発明によれば、電極の周縁をプレス加工することにより、周縁のエッジを除去し、この鋭利なエッジが除去された電極の面をＰＴＣポリマーに当接したので、短絡事故時にＰＴＣポリマー１に作用する集中応力を低減できる。従って、短絡事故時にＰＴＣポリマー１が破損しにくい限流器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る限流器の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】  図１の限流器の電極を示す断面図である。
【図３】  この発明の限流器他の実施の形態の電極を示す断面図である。
【図４】  この発明に係る限流器の他の実施の形態の電極を示す断面図である。
【図５】  従来の限流器の断面図である。
【図６】  ＰＴＣポリマーのＰＴＣ特性を示す図である。
【図７】  従来の限流器の電極を示す上面図である。
【図８】  従来の限流器の電極の断面図である。
【図９】  従来の限流器のＰＴＣポリマーと電極の斜視図である。
【符号の説明】
１  ＰＴＣポリマー、２  電極、３  電極、６  端子板、７  端子板、８  弾性体、１１  ネジ、１２  ナット、１３  電線、１４  電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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