JP2000195705A - 正特性サ―ミスタ組立品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ケース内への収納が非常に簡単で、正特性サ
ーミスタ素子と一対の電極板との正常な電気的接続状態
を長期間安定して確保することが可能な正特性サーミス
タ組立品を提供する。 【解決手段】 第一の電極板２は、絶縁板４を保持した
状態で前記正特性サーミスタ素子１の上部電極層１ａに
当接する電極部２ａと、該電極部２ａから前記正特性サ
ーミスタ素子１の主面に対して垂直方向に延長して形成
された電極端子部２ｂとから構成されており、一方、前
記第二の電極板３は、前記第一の電極板２によって保持
された絶縁板４の上側から前記正特性サーミスタ素子１
の全体を掴持した状態で前記正特性サーミスタ素子１の
下部電極層１ｂに当接する電極部３ａと、該電極部３ａ
から前記正特性サーミスタ素子１の主面に対して垂直方
向に延長して形成された電極端子部３ｂとから構成され
おり、且つ前記第一の電極板２と前記第二の電極板３の
絶縁は、前記絶縁板４によって確保されている正特性サ
ーミスタ組立品。

Description

【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、各種ケー
ス内に収納されて凍結防止用加熱装置の加熱源などとし
て使用される正特性サーミスタ組立品に係り、特に、正
特性サーミスタ素子と電極板との接続構造に工夫を施す
ことにより、構成を簡略化して製造コストの低減を図る
ことができるとともに、正特性サーミスタ素子と電極板
との正常な電気的接続状態を安定して確保することがで
きるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、自動二輪車等のエンジン
の気化器として用いられるキャブレターにおいては、使
用環境やガソリン気化熱などが原因となって生じる凍結
（アイシング）を防止するために各種の加熱装置が備え
付けられている。この種の加熱装置としては、従来より
様々な構成のものが提案され実使用に供されているが、
それらの中でも、例えば、温度センサや制御回路を用い
ることなくキャブレター本体を安定して加熱することが
可能なものの一例として、自己温度制御機能を有する正
特性サーミスタ素子と電極板とからなる正特性サーミス
タ組立品を加熱源として使用したものがある。図５を参
照して、従来の正特性サーミスタ組立品の構成を説明す
る。

【０００３】ここに示す正特性サーミスタ組立品は、上
下両主面に電極層１１ａ、１１ｂが形成された円板状の
正特性サーミスタ素子１１と、この正特性サーミスタ素
子１１の上部電極層１１ａに電気的に接続されたコイル
状の電極１２とから構成されており、正特性サーミスタ
素子１１の下部電極層１１ｂが金属ケース１４の凹部１
４ａの底面に当接するように金属ケース１４内に収納配
置されている。ここで、符号１２ａは、コイル状電極１
２の他端に接合された給電用の電極棒であり、符号１２
ｂは、金属ケース１４内への水や湿気の浸入を防止する
ために配置された樹脂成型品である。これら給電用電極
棒１２ａと樹脂成型品１２ｂは予め一体に形成されてい
る。又、符号１５は、上記樹脂成型品１２ｂと同様に金
属ケース１４内への水や湿気の浸入を防止するために配
置されたＯリングである。

【０００４】このようにして金属ケース１４内に収納さ
れた正特性サーミスタ組立品は、例えば、図６に示すよ
うに、金属ケース１４の凸部１４ｂが、Ｌ字状に形成さ
れた金属片１３を介してキャブレター１６に設けられた
凹部に螺合等の手段によって装着されて実使用に供され
る。ここで、Ｌ字状金属片１３は、正特性サーミスタ素
子１１の下部電極層１１ｂに金属ケース１４を介して電
気的に接続された状態となり前記電極棒１２ａとともに
一対の電極として機能する。従って、電極棒１２ａとＬ
字状金属片１３の間に所定の電圧を印加すれば、正特性
サーミスタ素子１１が定温発熱し、その熱が金属ケース
１４の凸部１４ｂを介してキャブレター１６に伝導され
ることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の正特性サーミスタ組立品においては、次のような問
題点があった。まず、従来の正特性サーミスタ組立品
は、正特性サーミスタ素子に電気的に接続される電極が
コイル状電極のみの片極構造であるため、別途電極部品
（Ｌ字状金属片）を用意しないと実使用に供することが
できないという問題があった。又、これらの構成部品
は、予め接続一体化されていないことから、金属ケース
内への収納作業や機器（キャブレター）への取付作業を
それぞれ別々に行わなければならず作業性が悪いという
問題があった。特に、金属ケース内への収納作業時にお
いては、正特性サーミスタ素子とコイル状電極及び金属
ケースの凹部底面との間に正常な電気的接続状態を確保
しなければならない関係上、これらの周囲に電気絶縁物
を充填することができないため、わざわざ電極棒と一体
形成された樹脂成型品やＯリングなどを用いた防水構造
をとらなければならないため作業性が非常に悪かった。
これらの問題は、構造を大型化、複雑化させて製造コス
トを大幅に上昇させる大きな要因となってしまう。更
に、正特性サーミスタ素子とコイル状電極及び金属ケー
スとの電気的接続状態が、コイル状電極のバネ弾性によ
って保持されている構造であるため、万一、金属ケース
内への収納時や実使用時に外部から大きな衝撃を受ける
ようなことがあると、正特性サーミスタ素子の位置がず
れて正常な電気的接続状態が損なわれてしまう恐れがあ
った。正特性サーミスタ素子と電極部品との電気的接続
状態が損なわれた場合には、所望とする発熱量を取り出
すことができなくなってしまう。

【０００６】本発明はこのような点に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、ケース内への収納が
非常に簡単であるとともに、正特性サーミスタ素子と一
対の電極板との正常な電気的接続状態を長期間安定して
確保することが可能な、例えば、凍結防止用加熱装置の
加熱源などとして好適な正特性サーミスタ組立品を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明による正特性サーミスタ組立品は、上下両主面に
電極層１ａ，１ｂが形成された正特性サーミスタ素子１
と、該正特性サーミスタ素子１の電極層１ａ，１ｂにそ
れぞれ電気的に接続された第一の電極板２及び第二の電
極板３とからなる正特性サーミスタ組立品において、前
記第一の電極板２は、絶縁板４を保持した状態で前記正
特性サーミスタ素子１の上部電極層１ａに当接する電極
部２ａと、該電極部２ａから前記正特性サーミスタ素子
１の主面に対して垂直方向に延長して形成された電極端
子部２ｂとから構成されており、一方、前記第二の電極
板３は、前記第一の電極板２によって保持された絶縁板
４の上側から前記正特性サーミスタ素子１の全体を掴持
した状態で前記正特性サーミスタ素子１の下部電極層１
ｂに当接する電極部３ａと、該電極部３ａから前記正特
性サーミスタ素子１の主面に対して垂直方向に延長して
形成された電極端子部３ｂとから構成されており、且つ
前記第一の電極板２と前記第二の電極板３の絶縁は、前
記絶縁板４によって確保されていることを特徴とするも
のである。この際、前記第一の電極板２の電極部２ａ
は、前記絶縁板４を保持した状態で前記正特性サーミス
タ素子１の上部電極層１ａに弾性接触するように形成さ
れていることが考えられる。ここで、「掴持」とは、
「つかんだ状態で支持する」ことを意味している。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２を参照して本発明の
実施の形態を説明する。この実施の形態による正特性サ
ーミスタ組立品は、正特性サーミスタ素子１、第一の電
極板２、第二の電極板３及び絶縁板４から構成されてい
る。

【０００９】まず、正特性サーミスタ素子１は、円板状
に形成されたチタン酸バリウム系セラミック素子からな
り、相対する上下両主面にそれぞれ銀ペースト焼き付
け、アルミニウム溶射などによる電極層１ａ、１ｂが形
成されている。ここで、正特性サーミスタ素子１の形状
は、円板状以外に例えば角板状などとすることも考えら
れる。これらは、実使用に供する際に使用されるケース
の内部構造などを考慮して適宜に選択すれば良い。

【００１０】正特性サーミスタ素子１の上部電極層１ａ
には、第一の電極板２が電気的に接続されている。第一
の電極板２は、電極板４を保持した状態で正特性サーミ
スタ素子１の上部電極層１ａに当接する電極部２ａと、
該電極部２ａから前記正特性サーミスタ素子１の主面に
対して垂直方向に延長して形成された電極端子部２ｂと
から構成されている。構成材料は、電極として機能する
ものであれば良く特に限定されない。例えば、ステンレ
ス板、アルミニウム板、銅板、りん青銅板、ニッケルメ
ッキ真鍮板、スズメッキ真鍮板、銀メッキ真鍮板などが
挙げられる。

【００１１】形状は、絶縁板４を保持した状態で正特性
サーミスタ素子１の上部電極層１ａに当接することがで
きる形状であれば良く特に限定されない。図１及び図２
には、電極部２ａの形状が断面略Ｓ字状となるようにス
テンレス板を折り曲げ加工した電極板２の構成が示され
ている。このような形状とすることにより、ステンレス
板のバネ弾性が更に強化されることになる。このため、
後述する第二の電極板３によって、絶縁板４の上側から
正特性サーミスタ素子１の全体を掴持すると、電極部２
ａはそれ自身のバネ弾性により正特性サーミスタ素子１
の上部電極層１ａに強固に弾性接触することになり、よ
り確実な電気的接続状態を得ることができる。勿論、電
極部２ａの形状を断面略Ｕ字状としたものであっても実
用上問題無いレベルの電気的接続状態を得ることができ
る。

【００１２】電極端子部２ｂは、電極部２ａから正特性
サーミスタ素子１の主面に対して垂直方向に延長して形
成されている。これにより、板状の正特性サーミスタ素
子を各種ケース内に収納して使用する場合など、横置き
にした状態で収納することができるようになる。従っ
て、高さの低いケースを使用することができ、ひいては
加熱装置自体の小型化を図ることが可能になる。尚、図
中、符号５は、電極端子部２ｂにスポット溶接等により
接続された電源供給用のリード線であり、従来公知の絶
縁被覆電線から構成されている。導体構成や絶縁被覆の
種類は特に限定されないので、本発明によって得られる
組立品の使用条件などを考慮して適宜に選択すれば良
い。

【００１３】絶縁板４は、第一の電極板２と後述する第
二の電極板３の絶縁を確保するために用いられている。
第一の電極板２と第二の電極板３の絶縁を確保すること
ができれば、その構成材料や形状などは特に限定されな
い。例えば、長方形状に形成された熱硬化性樹脂成型
品、熱可塑性樹脂成型品、セラミック板、マイカ板など
が挙げられる。図１及び図２には、長方形状に打ち抜き
成型されたマイカ板４の構成が示されている。

【００１４】正特性サーミスタ素子１の下部電極層１ｂ
には、第二の電極板３が電気的に接続されている。第二
の電極板３は、第一の電極板２によって保持された絶縁
板４の上側から正特性サーミスタ素子１の全体を掴持し
た状態で正特性サーミスタ素子１の下部電極層１ｂに当
接する電極部３ａと、該電極部３ａから正特性サーミス
タ素子１の主面に対して垂直方向に延長して形成された
電極端子部３ｂとから構成されている。構成材料は、上
記第一の電極板２と同様に、ステンレス板、アルミニウ
ム板、銅板、りん青銅板、ニッケルメッキ真鍮板、スズ
メッキ真鍮板、銀メッキ真鍮板などの公知の電極材料を
使用することができる。

【００１５】形状は、絶縁板４の上側から正特性サーミ
スタ素子１の全体を掴持した状態で正特性サーミスタ素
子１の下部電極層１ｂに当接することができる形状であ
れば良く特に限定されない。図１及び図２には、電極部
３ａの形状が断面略Ｃ字状となるようにステンレス板を
折り曲げ加工してなる電極板３の構成が示されている。

【００１６】電極端子部３ｂは、電極部３ａから正特性
サーミスタ素子１の主面に対して垂直方向に延長して形
成されている。これにより、板状の正特性サーミスタ素
子を各種ケース内に収納して使用する場合など、横置き
にした状態で収納することができるようになる。従っ
て、高さの低いケースを使用することができ、ひいては
加熱装置自体の小型化を図ることが可能になる。尚、図
中、符号５は、電極端子部３ｂにスポット溶接等により
接続された電源供給用のリード線であり、従来公知の絶
縁被覆電線から構成されている。導体構成や絶縁被覆の
種類は特に限定されないので、本発明によって得られる
組立品の使用条件などを考慮して適宜に選択すれば良
い。

【００１７】ここで、本発明の実施の形態による正特性
サーミスタ組立品をキャブレターの凍結防止用加熱装置
に適用する場合の構成について、図３及び図４を参照し
て説明する。まず正特性サーミスタ組立品は、金属ケー
ス６に設けられた凹部６ａ内に、第二の電極板３の電極
部３ａが金属ケース６の凹部６ａの底面に当接するよう
に収納配置され、その空隙部には電気絶縁物７が充填さ
れて開口部が密封される。そして、この金属ケース６を
キャブレター１６に設けられた凹部に螺合等の手段によ
って装着する。そして、第一の電極板２の電極端子部２
ｂ及び第二の電極板３の電極端子部３ｂにそれぞれ接続
された電源供給用リード線５，５に所定の電圧を印加す
ることにより、正特性サーミスタ素子１が定温発熱し、
その熱が金属ケース６の凸部を介してキャブレター本体
１６側に伝導されることになる。尚、この例の場合は、
金属ケース６がボディアースとして機能することから第
二の電極板３の電極部３ａを金属ケース６の凹部６ａの
底面に直接接触させているが、その他の用途で使用する
場合は、用途によっては金属ケース６に絶縁処理を施す
か、ケース自体を絶縁材料で構成する必要がある。

【００１８】

【実施例】以下、実際に製造した正特性サーミスタ組立
品の構成を図面を参照して説明する。尚、この実施例
は、本発明を自動二輪車のキャブレータの凍結防止用加
熱装置に適用することを想定したものである。

【００１９】この実施例による正特性サーミスタ組立品
は、図１及び図２に示すように、正特性サーミスタ素子
１、第一の電極板２、第二の電極板３及び絶縁板４から
構成されている。ここで、図１は正特性サーミスタ組立
品の斜視図、図２は正特性サーミスタ組立品の分解斜視
図である。

【００２０】まず、符号１が正特性サーミスタ素子であ
り、この正特性サーミスタ素子１は、直径８ｍｍ、厚さ
１．０ｍｍの円板状に形成された、キュリー温度（Ｔ
ｃ）＝１６０℃、常温抵抗値（Ｒ₂₅）＝８Ωのチタン酸
バリウム系セラミック素子からなっている。そして相対
する上下両主面のそれぞれに銀ペースト焼き付けによる
電極層１ａ、１ｂが形成されている。

【００２１】正特性サーミスタ素子１の上部電極層１ａ
には、厚さ０．１ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）
を折り曲げ加工することによって電極部２ａの形状が断
面略Ｓ字状となるように形成された第一の電極板２が、
縦８ｍｍ、横３ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの長方形状に打ち
抜き成型されたマイカ板４を保持した状態で弾性接触し
て電気的に接続されている。符号２ｂは、電極部２ａか
ら正特性サーミスタ素子１の主面に対して垂直方向に延
長して形成された電極端子部であり、その先端部には、
フッ素ゴム被覆電線からなる電源供給用リード線５がス
ポット溶接により接続されている。電源供給用リード線
５は、本発明の必須要件ではないが、ケース収納時の作
業性や加工性などを考慮して本実施例では予め接続して
おいた。

【００２２】一方、正特性サーミスタ素子１の下部電極
層１ｂには、厚さ０．１ｍｍのステンレス板（ＳＵＳ３
０４）を折り曲げ加工することによって電極部３ａの形
状が断面略Ｃ字状となるように形成された第二の電極板
３が、第一の電極板２によって保持されたマイカ板４の
上側から正特性サーミスタ素子１の全体を掴持した状態
で正特性サーミスタ素子１の下部電極層１ｂに当接して
電気的に接続されている。符号３ｂは、電極部３ａから
正特性サーミスタ素子１の主面に対して垂直方向に延長
して形成された電極端子部であり、その先端部には、フ
ッ素ゴム被覆電線からなる電源供給用リード線５がスポ
ット溶接により接続されている。電源供給用リード線５
は、本発明の必須要件ではないが、ケース収納時の作業
性や加工性などを考慮して本実施例では予め接続してお
いた。

【００２３】ここで、本実施例による正特性サーミスタ
組立品の発熱特性を評価するために、次のような試験を
実施してみた。まず、正特性サーミスタ組立品を図３に
示すようなアルミニウム製の金属ケース６に設けられた
内径８ｍｍ、深さ７ｍｍの凹部６ａ内に、第二の電極板
３の電極部３ａが金属ケース６の凹部６ａの底面に当接
するように収納配置し、その空隙部に電気絶縁物として
熱硬化性のエポキシ樹脂７を充填して加熱硬化させた。
次に、この金属ケース６を図４に示すようなキャブレタ
ー１６に設けられた凹部に螺合によって装着し、−５℃
の雰囲気中でＤＣ１２Ｖの電圧を印加して発熱させ、キ
ャブレター１６内の温度を測定した。尚、比較例とし
て、従来の正特性サーミスタ組立品（図５及び図６に示
したもの）も用意し同様の試験を実施してみた。

【００２４】その結果、従来のものが３０℃程度、本実
施例によるものが３５℃程度を示し、どちらのものも実
用上十分な発熱特性を備えていることが判った。尚、こ
の試験を実施する際に、キャブレターへの取付時間を測
定してみたところ、従来のものは、電源供給用のリード
線やＬ字状の金属片を取り付ける必要があるために３０
秒程かかったが、本実施例によるものは１０秒で済み、
取付作業性が著しく優れていることが判った。

【００２５】本実施例では更に、上記２種類の組立品を
試料として以下のような冷熱サイクル試験を実施してみ
た。正特性サーミスタ組立品を、−４０℃に保持された
水中に浸漬し、その状態でＤＣ１２Ｖの電圧を５分間印
加して発熱させた後、直ぐに８５℃に保持された水中に
移動してＤＣ１２Ｖの電圧を５分間印加して発熱させ
る。これを１サイクルとした冷熱サイクル試験を行い、
正特性サーミスタ素子の抵抗値を測定した。

【００２６】その結果、従来のものは１００サイクル程
で正特性サーミスタ素子の常温抵抗値が初期値に対して
５％程上昇したが、本実施例によるものは初期値に対し
て全く変化が無く５００サイクルで１％程のずれであ
り、電気的接続状態が安定していることが判った。

【００２７】本発明は上記の実施例に限定されるもので
はない。まず、上記の実施例では、第一の電極板におけ
る電極部の形状を断面略Ｓ字状、第二の電極板における
電極部の形状を断面略Ｃ字状に形成したが、それら以外
の形状であっても構わない。又、この際、正特性サーミ
スタ素子の電極層に当接する部分の電極部形状は、どち
らも平板状になっており、それぞれ電極層に面接触する
ようになっているが、例えば、それらの電極部の表面に
電極層側に突出した突起部を設けて点接触するように構
成しても構わない。こうすれば、正特性サーミスタ組立
品をケース内に収納して電気絶縁物で充填する際など、
仮に正特性サーミスタ素子と電極板の電極部との間に電
気絶縁物が浸入してきたとしても、正特性サーミスタ素
子と電極板の間の電気的接続状態が損なわれる恐れが無
い。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による正特性
サーミスタ組立品は、正特性サーミスタ素子と一対の電
極板とが正常な電気的接続状態を保持した状態で強固に
接続一体化されており、又、その構成も非常に簡単でコ
ンパクトであることから、各種ケース内ヘの収納作業を
極めて容易に行うことができる。又、この際、ケース内
の空隙部に電気絶縁物を充填するようにすれば簡単に防
水構造を実現することができる。従って、この組立品を
利用すれば、所望とする発熱量を確実に取り出すことが
可能な加熱装置を低コストで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で正特性サーミスタ
組立品の斜視図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図で正特性サーミスタ
組立品の分解斜視図である。

【図３】本発明の一実施例を示す図で正特性サーミスタ
組立品を金属ケース内に収納した状態を示す図である。

【図４】本発明の一実施例を示す図で金属ケース内に収
納した正特性サーミスタ組立品をキャブレターに装着し
た状態を示す図である。

【図５】金属ケース内に収納された従来の正特性サーミ
スタ組立品を示す図である。

【図６】キャブレターに装着された従来の正特性サーミ
スタ組立品を示す図である。

【符号の説明】

１…正特性サーミスタ素子 １ａ…上部電極層 １ｂ…下部電極層 ２…第一の電極板 ２ａ…電極部 ２ｂ…電極端子部 ３…第二の電極板 ３ａ…電極部 ３ｂ…電極端子部 ４…絶縁板 ５…電源供給用リード線 ６…金属ケース ７…電気絶縁物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下両主面に電極層１ａ，１ｂが形成さ
   れた正特性サーミスタ素子１と、該正特性サーミスタ素
   子１の電極層１ａ，１ｂにそれぞれ電気的に接続された
   第一の電極板２及び第二の電極板３とからなる正特性サ
   ーミスタ組立品において、前記第一の電極板２は、絶縁
   板４を保持した状態で前記正特性サーミスタ素子１の上
   部電極層１ａに当接する電極部２ａと、該電極部２ａか
   ら前記正特性サーミスタ素子１の主面に対して垂直方向
   に延長して形成された電極端子部２ｂとから構成されて
   おり、一方、前記第二の電極板３は、前記第一の電極板
   ２によって保持された絶縁板４の上側から前記正特性サ
   ーミスタ素子１の全体を掴持した状態で前記正特性サー
   ミスタ素子１の下部電極層１ｂに当接する電極部３ａ
   と、該電極部３ａから前記正特性サーミスタ素子１の主
   面に対して垂直方向に延長して形成された電極端子部３
   ｂとから構成されおり、且つ前記第一の電極板２と前記
   第二の電極板３の絶縁は、前記絶縁板４によって確保さ
   れていることを特徴とする正特性サーミスタ組立品。
2. 【請求項２】 前記第一の電極板２の電極部２ａは、前
   記絶縁板４を保持した状態で前記正特性サーミスタ素子
   １の上部電極層１ａに弾性接触するように形成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の正特性サーミスタ組
   立品。