JP2003123945A - ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正温度係数特性を有する発熱体を用いて、温
度分布が均一で、製造コストが安価であり、かつ、ヒー
タの設置にあたっても容易に固定することが可能なヒー
タを提供する。 【解決手段】 少なくとも、一対の電極２，３と、この
電極２，３と電気的に接続されて通電によりその温度が
所定温度まで上昇すると電気抵抗が増大する正温度係数
特性を有する発熱体４とを備え、前記発熱体の少なくと
も一部に、発熱体が形成されない間隙５が設けられてお
り、前記間隙５は、前記一対の電極２，３間内に複数箇
所に部分的に形成された発熱体４の隣り合う発熱間４に
形成されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通電により発熱体
の温度が所定温度まで上昇すると電気抵抗が増大する正
温度係数特性を有する面状発熱体を利用したヒータに関
し、特に、床暖房などの暖房用、温水などの保温用、触
媒などの加熱用、乾燥用、自動車のデフロスター用など
に好適なヒータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、正温度係数特性を有する面状発熱
体が各種のヒータとして使用されている。

【０００３】正温度係数（「Positive Temperature Coe
fficient」、以下、単に「ＰＴＣ」という。）特性と
は、発熱体の温度が所定温度まで上昇すると、発熱体の
電気抵抗が急増する特性である。このＰＴＣ特性を有す
る発熱体は、通電による発熱で設計時に定められた所定
温度まで温度が上昇するが、ＰＴＣ特性により電気抵抗
が急増し、流れる電流が少なくなることで発熱温度が所
定温度で維持される（この状態を「定常状態」とい
う。）、いわゆる自己温度制御機能を有する。

【０００４】図９及び図１０は、ＰＴＣ発熱体を用いた
従来のヒータの一例を示す図である。図９に示すよう
に、ヒータは、厚さ２００μｍで全体が略長方形状の基
板１０１と、銀インキで形成された電極１０２、電極１
０３と、ＰＴＣ特性を有する発熱体１０４とを有してい
る。

【０００５】電極１０２，電極１０３は、図９に示すよ
うに、基板１０１上に櫛歯状に形成され、基板１０１の
短手方向の中央線に対して対称に配置され、その櫛歯部
分が交互に配置されるように形成されている。また、発
熱体１０４は、エチレン／酢酸ビニル共重合体系ポリマ
ーと黒鉛とから構成され、電極１０２と電極１０３との
間に隙間なく一面に形成されている。

【０００６】この状態で、電極１０２及び電極１０３に
通電すると、発熱体１０４は所定温度まで上昇し、その
ＰＴＣ特性により所定温度を維持する。しかして、図１
０に示すように、発熱体１０４上の任意の点ａと、点ａ
から所定の距離Ｍ離れた箇所にある点ｂのそれぞれにつ
いて、定常状態での温度を計測すると、ａ点では３７
℃、ｂ点では３４℃であり、このときの定常電流値は
０．７Aであった。

【０００７】

【発明が解決しようとしている課題】図１０に示すよう
な従来のヒータは、定常状態で、点ａと点ｂとの間に３
℃もの温度差が生じ、発熱体１０４上の温度分布が不均
一となる傾向がみられる。特に、発熱体１０４は、印刷
法により形成されるため、発熱体１０４の面積が大きく
なると、発熱体１０４を構成する材料の分布が不均一と
なる場合が多く、この発熱体材料の不均一な分布などに
起因するものと考えられる。

【０００８】また、発熱体１０４が形成されている面積
が大きいため、定常電流が大きくなり、消費電力も大き
くなる傾向にある。更に、ＰＴＣ発熱体は、発熱体用の
原料インキが高価であるため、これをヒータの全面にわ
たって形成すると、ヒータ全体のコストが高くなるとい
う問題もあった。

【０００９】また、床暖房のような暖房用、自動車のデ
フロスター用などのヒータにおいては、ヒータを螺子止
め、釘打ちするなどして固定する必要があるが、このよ
うな固定は漏電を防止すべく、電極１０２，電極１０３
及び発熱体１０４が形成されない基板１０１の部分に行
うことが必要とされ、仮に、ヒータの設置時において、
電極１０２、電極１０３及び発熱体１０４に誤って釘打
ちしてしまうと、ヒータの抵抗値が変動し、床暖房に必
要な熱量を安定して得ることができず、また、漏電防止
のため、ヒータ自体をも取り替えが必要となる。

【００１０】そこで、本発明は上記課題を解決するため
になされたものであって、正温度係数特性を有する発熱
体を用いて、温度分布が均一で、製造コストが安価であ
り、かつ、ヒータの設置にあたっても容易に固定するこ
とが可能なヒータを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるヒータは、
少なくとも、一対の電極と、この電極と電気的に接続さ
れて通電によりその温度が所定温度まで上昇すると電気
抵抗が増大する正温度係数特性を有する発熱体とを備
え、前記発熱体の少なくとも一部に、発熱体が形成され
ない間隙が設けられているものである。

【００１２】また、本発明によるヒータの前記間隙は、
前記一対の電極間内に複数箇所に部分的に形成された発
熱体の隣り合う発熱体間に形成されてなる。

【００１３】また、本発明によるヒータの前記間隙は、
前記電極間に沿って所定又は任意の間隔で２以上形成さ
れてなる。

【００１４】また、本発明によるヒータの前記一対の電
極は、それぞれ基部と、該基部から張り出された枝部と
からなり、一方に配された電極の基部と対向する他方の
側に他方の電極の基部が配され、前記一方の電極の基部
から他方の電極側に向かって形成された枝部が所定の間
隔で平行に配され、他方の電極の基部から前記一方の電
極側に向かって形成された枝部が所定の間隔で平行、か
つ前記一方の電極の枝部の各々の間に配されてなる。

【００１５】また、本発明によるヒータの前記一対の電
極は、対向し合う基部と、該基部から張り出された枝部
とからなり、前記枝部は、それぞれ一方の電極の基部か
ら他方の電極側に向かって平行に張り出され、かつ、そ
れぞれの枝部が対向する電極の枝部の各々の間に配され
てなり、前記一方の電極の枝部と前記他方の電極の枝部
の間には一部に間隙を有する発熱体と発熱体が形成され
ない間隙が交互に配されており、前記発熱体が形成され
ない間隙の対向する枝部間の幅（ｄ）は、前記発熱体の
一部に設けられた間隙の幅（ｅ）と等しく、前記発熱体
が形成されない間隙の繰り返し間隔（ｆ）は、前記発熱
体の一部に設けられた間隙の繰り返し間隔（ｇ）に等し
い。

【００１６】前記一対の電極は、対向し合う外周縁部
と、前記外周縁部から対向する他方の側へ張り出された
枝状部と、前記枝状部と直角に伸張し、かつ、他方の電
極の櫛歯部と交互に配置されるように設けられた櫛歯部
とを有し、前記櫛歯部間には、前記発熱体が形成される
部位と所定の間隔で発熱体が形成されない間隙が形成さ
れる部位とがあり、前記一方の電極の枝状部と前記他方
の電極の枝状部の間には、前記一対の電極の外周縁部間
を直交するように配されて発熱体及び櫛歯部が形成され
ない間隙が所定の間隔で配設され、前記発熱体が形成さ
れない間隙の幅（ｉ）は、前記一対の電極の外周縁部間
を直行するように配された間隙の幅（ｈ）と等しく、前
記櫛歯部間に発熱体が形成されない間隙の繰り返し間隔
（ｊ）は、前記一対の電極の外周縁部間を直行するよう
に配された間隙の繰り返し間隔（ｋ）と等しい。

【００１７】本発明による前記間隙は、略中央部に接着
部が設けられてなる。

【００１８】本発明による前記発熱体は、ポリマーマト
リックスと導電物質とからなり、前記導電物質が、前記
発熱体全体の重量の１０乃至７０％である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるヒータの第１
の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１
は、本発明によるヒータの第１の実施の形態を示す平面
図である。

【００２０】図１に示すように、ヒータは、ポリエチレ
ンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」という。）などか
ら形成される基板１と、この基板1上に例えば銀などの
導電性物質により形成され、外部電源と電気的に接続さ
れた一対の電極２，電極３と、この電極２，電極３と電
気的に接続され、電極２，電極３間に所定の間隔又は任
意の間隔で部分的に複数形成された発熱体４と、隣り合
う発熱体４の間に形成された間隙５が形成されている。
本実施の形態によれば、前記間隔５は、所定の間隔の幅
Ｘａで形成されているが、任意の間隔で形成されてもよ
い。この場合には、図１に示す間隔５の幅ＸａとＸｂは
異なってもよい。従って、この間隙５は、電極２、電極
３と電気的に接続されていればいかなる形状で構成して
もよい。また、発熱体４としては、例えば、エチレン／
酢酸ビニル共重合体系ポリマーと黒鉛を含有するＰＴＣ
特性を有するもので構成してもよい。

【００２１】このように構成された第１の実施の形態に
よるヒータは、電極２，電極３に外部電源から所定の電
流を流すと、電極２，電極３間に形成された発熱体４が
発熱し、その正温度計数特性により、所定温度まで上昇
したところで、急激に電気抵抗が増加し、発熱体４の温
度が所定の温度で維持される。

【００２２】また、ヒータ全体の発熱量は、発熱体４の
面積によって決まるため、電極２，電極３間の距離、す
なわち電極間距離Ｌが一定で発熱体４と電気的に接続さ
れていれば、間隙５を所定の幅Ｘａ（＝Ｘｂ）若しく
は、任意の幅で設けて発熱体４を形成してもよく、ま
た、発熱体４の形状が図１では略矩形形状で構成されて
いるが、例えば、台形状で構成したような場合であって
も、発熱体４の単位面積あたりの発熱量は、図９及び図
１０に示すような従来の間隙５を設けない構成とした場
合の発熱体４の単位面積あたりの発熱量と同様である。

【００２３】この定常状態のときに、図１に示した発熱
体４上の任意の点ａと、点ａから所定の距離Ｍ離れた箇
所にある点ｂの温度を計測すると、第１の実施の形態と
して示した例では、点ａでは３６℃、点ｂでは３７℃で
ありそのときの定常電流は、約０．７Ａであった。

【００２４】このように、図１に示した第１の実施の形
態によれば、一対の電極２，電極３間に、発熱体４を複
数箇所に部分的に設け、隣り合う発熱体４、４間に間隙
５を形成することによって、ヒータの温度分布を略均一
とすることができる。特に、間隙５を形成したことによ
り、個々の発熱体４の面積は小さくなることから、発熱
体４が印刷法により形成される場合であっても、図１に
示すような任意の点ａと、点ａから所定の距離Ｍ離れた
箇所にある点ｂとに位置する発熱体４を構成する材料を
均一分布させることができ、ヒータ全体の温度分布も均
一化することができる。

【００２５】また、間隙５は、どのような形状とするこ
ともできるため、ヒータ敷設部分に、突起等の障害物が
存在する場合においても障害物に合わせて間隙５を設
け、障害物を避けてヒータを敷設することもできる。ま
た、定常電流も従来技術に示したヒータよりも少なくな
ることから、ヒータの消費電力を低く抑えることができ
る。

【００２６】また、電極２，電極３の電極間に部分的に
形成された発熱体４の間に間隙５を形成したことから、
高価なＰＴＣ系発熱体を形成する部分の面積が少なくな
り、製品としてのコストを低く抑えることができる。

【００２７】次に、本発明によるヒータの第２の実施の
形態について図２及び図３を参照して説明する。図２
は、本発明の第２の実施の形態によるヒータの平面図、
図３は、本発明の第２の実施の形態によるヒータのＡ−
Ａ断面図である。

【００２８】図２及び図３に示すように、ヒータ１０
は、ＰＥＴなどから形成される基板１１（図２では図示
省略）と、この基板上に形成された一対の電極１３，電
極１４と、電極１３，電極１４と電気的に接続され、電
極１３，電極１４の電極間に部分的に複数形成されたＰ
ＴＣ特性を有する発熱体１５と、隣り合う発熱体１５，
発熱体１５間に形成された間隙１６と、ＰＥＴなどで形
成されて発熱体１５の上面を覆う上面基板１２と、上記
基板１１と基板１２等を接着するための接着部１７を有
している。

【００２９】電極１３，電極１４は、図２に示すよう
に、それぞれが櫛歯状に形成されており、基板１２の短
手方向の一方の端部側に電極１３の基部１３ａが配さ
れ、該電極１３の基部１３ａと対向する他方の端部側に
電極１４の基部１４ａが配されている。そして、電極１
３の基部１３ａから他方の電極側、すなわち電極１４の
基部１４ａ側に向かって形成される電極の枝部１３ｂ１
〜１３ｂｎが所定の間隔で平行に配されてなり、また、
電極１４の基部１４ａから他方の電極側、すなわち電極
１３の基部１３ａ側に向かって形成される電極の枝部１
４ｂ１〜１４ｂｎが所定の間隔で平行、かつ前記電極の
枝部１３ｂ１〜１３ｂｎの各々の間に配されてなる。従
って、電極１３の基部１３ａ、枝部１３ｂ１〜１３ｂ
ｎ、電極１４の基部１４ａ、電極の枝部１４ｂ１〜１４
ｂｎとによりそれぞれ櫛歯状を形成している。

【００３０】また、発熱体１５は、電極１３、電極１４
の電極間、すなわち、図２に示すように、電極の枝部１
３ｂ（１〜ｎ）と電極の枝部１３ｂ（１〜ｎ）に隣り合
う電極の枝部１４ｂ（１〜ｎ）との櫛歯部間に形成され
ており、図２に示す電極１３、電極１４の電極間の短手
方向の幅内に所定又は任意の間隔で形成されている。ま
た、この発熱体１５は、図３に示すように、電極１３，
電極１４の上面部を覆うようにして断面略T字状に形成
されている。また、接着部１７は、図２及び図３から明
らかなように、間隙１６の略中央部に設けられている。
接着部１７は、間隙１６の略中央部に設けるようにした
ので、接着部１７に用いられる接着剤が発熱体１５、電
極１３、電極１４への影響がないような構成となってい
る。

【００３１】本発明による第２の実施の形態によれば、
図示しない外部電源から電極１３，電極１４に電流を流
すことにより発熱体１５に通電され、発熱体１５が発熱
する。発熱体１５は、ＰＴＣ特性を有するため、所定温
度まで上昇すると、その電気抵抗が増大し、当該所定温
度で発熱温度を維持するようになる。

【００３２】また、ヒータ全体の発熱量は、発熱体４の
面積によって決まるため、電極１２，電極１３の電極間
距離が一定で発熱体１５と電気的に接続されていれば、
間隙１６を設けて発熱体１５をどのような形状と構成し
ても、発熱体１５の単位面積あたりの発熱量は、間隙１
６を設けない構成とした場合の発熱体の単位面積あたり
の発熱量と同様である。

【００３３】このように、本実施の形態によれば、電極
１３，電極１４の電極間に発熱体１５を部分的に形成
し、この発熱体１５，発熱体１５の間に間隙１６を形
成、配置したことから、第１の実施の形態同様、ヒータ
全体としての温度分布を略均一とすることができる。特
に、発熱体１５，発熱体１５の間に間隙１６を形成した
ことから、面積が広いヒータであっても、図３に示すよ
うに、個々の発熱体１５，発熱体１５の温度分布が均一
化される。また、間隙１６は、どのような形状とするこ
ともできるため、ヒータ敷設部分に、突起等の障害物が
存在する場合においても障害物に合わせて間隙１６を設
け、それに合わせて基板１１と上面基板１２を切断する
ことによって障害物を避けてヒータを敷設することもで
きる。

【００３４】また、定常電流も従来技術に示したヒータ
よりも少なくなることから、消費電力を低く抑えること
ができる。さらに、電極１３，電極１４間に部分的に発
熱体１５を形成したことから、高価なＰＴＣ系発熱体を
形成する部分の面積が少なくなるため、製品としてのコ
ストを低く抑えることができる。

【００３５】次に、本発明によるヒータの第３の実施の
形態について図４を参照して説明する。図４は、本発明
によるヒータの第３の実施の形態を示す平面図である。
第３の実施の形態に係るヒータについては、第２の実施
の形態（図２及び図３参照）に係るヒータの枝部間に形
成された間隙を有する発熱体と隣り合う枝部間に発熱体
が全く形成されない間隙が形成された点が異なり、他の
構成については同一であることから、第２の実施の形態
に係るヒータと同一の構成又は機能を有する部分につい
ては説明を省略する。

【００３６】図４に示すように、基板１１の全体が縦長
の矩形状に形成されている。電極１３，電極１４は、そ
れぞれが櫛歯状に形成されており、基板１１の短手方向
の一方の端部側に電極１３の基部１３ａが配され、該電
極１３の基部１３ａと対向する他方の端部側に電極１４
の基部１４ａが配されている。そして、電極１３の基部
１３ａから他方の電極側、すなわち電極１４の基部１４
ａ側に向かって形成される電極の枝部１３ｂ１〜１３ｂ
ｎが平行に配されてなり、また、電極１４の基部１４ａ
から他方の電極側、すなわち電極１３の基部１３ａ側に
向かって形成される電極の枝部１４ｂ１〜１４ｂｎが平
行、かつ前記電極の枝部１３ｂ１〜１３ｂｎの各々の間
に配されてなる。従って、電極１３の基部１３ａ、枝部
１３ｂ１〜１３ｂｎ、電極１４の基部１４ａ、電極の枝
部１４ｂ１〜１４ｂｎとによりそれぞれ櫛歯状を形成し
ている。

【００３７】また、発熱体１５は、電極１３、電極１４
の電極間、すなわち、図４に示すように、電極の枝部１
３ｂ（１〜ｎ）及び電極の枝部１３ｂ（１〜ｎ）に対応
する電極の枝部１４ｂ（１〜ｎ）との櫛歯部間にＸ方向
に所定の間隔で形成され、隣り合う発熱体１５との間に
間隙１６を形成している。例えば、電極の枝部１３ｂ１
と電極の枝部１３ｂ１に対応する電極の枝部１４ｂ１と
の櫛歯部間には、Ｘ方向、すなわち短手方向に所定の間
隔で発熱体１５が形成され、隣り合う発熱体１５との間
に間隙１６を形成している。また、発熱体１５が形成さ
れた櫛歯部間に隣り合う櫛歯部間には、発熱体が全く形
成されない間隙１８が設けられている。間隙１８は、対
向する前記一対の電極１３、電極１４の間を横切るよう
に配されている。例えば、電極の枝部１３ｂ２と電極の
枝部１４ｂ１との櫛歯部間には発熱体が全く形成されな
い間隙１８が設けられている。従って、前記櫛歯部間
は、間隙１６を有する発熱体１５と、発熱体１５が全く
形成されない間隙１８が交互に繰り返されて形成されて
いる。

【００３８】また、発熱体１５が全く形成されない間隙
１８の短手方向（Ｙ方向）の幅ｄは、前記発熱体１５の
一部に設けられた間隙１６の短手方向（Ｘ方向）の幅ｅ
と等しく、前記発熱体１５が全く形成されない間隙１８
の繰り返し間隔ｆ（ピッチ）は、前記発熱体の一部に設
けられた間隙１６の繰り返し間隔ｇ（ピッチ）に等し
い。従って、間隙１６、間隙１８が縦横に同間隔で張り
巡らされている。前記繰り返し間隔ｆのピッチは、幅ｄ
−ｄの中心間距離であり、また、幅ｇのピッチは、ｅ−
ｅの中心間距離である。

【００３９】また、第２の実施の形態の如く接着部（図
示しない）が、間隙１６、間隙１８の略中央部に設けら
れている。接着部１７は、間隙１６、間隙１８の略中央
部に設けるようにしたので、接着部に用いられる接着剤
が発熱体１５、電極１３、電極１４への影響がないよう
な構成となっている。

【００４０】本実施の形態に係るヒータによれば、ヒー
タの設置個所の形状に合わせ、ヒータを複数枚、縦横訪
わず設置するような場合においても、間隙１８の短手方
向の幅ｄは、間隙１６の短手方向の幅ｅと等しく、間隙
１８の繰り返し間隔ｆは、間隙１６の繰り返し間隔ｇに
等しい。従って、ヒータの固定のための螺子止め、釘打
ちが可能である間隙１６、間隙１８を用いて固定する場
合、図４に示すＸ方向、Ｙ方向の方向性を考慮しなくて
も基板１１を容易に間隙１６、間隙１８を整えることが
可能であるから、固定も容易である。

【００４１】また、ヒータを間隙１６、間隙１８の繰り
返し間隔ｆ、ｇ（ピッチ）づつ移動させるのであれば、
ヒータの固定箇所が縦横に整列されて容易に固定可能で
ある。

【００４２】本実施の形態によれば、間隙１６はＸ方向
に３箇所、間隙１８はＹ方向に８カ所設けられている
が、間隙１６の短手方向の幅ｅ（Ｘ方向の幅）と間隙１
８の短手方向の幅ｄ（Ｙ方向の幅）が等しく、かつ、間
隙１６の繰り返し間隔ｇ（ピッチ）が、間隙１８の繰り
返し間隔ｆ（ピッチ）に等しければ、本実施の形態の構
成に限られるものではない。

【００４３】本発明による第３の実施の形態によれば、
図示しない外部電源から電極１３，電極１４に電流を流
すことにより発熱体１５が発熱する。発熱体１５は、Ｐ
ＴＣ特性を有するため、所定温度まで上昇すると、その
電気抵抗が増大し、当該所定温度で発熱温度を維持する
ようになる。

【００４４】また、ヒータ全体の発熱量は、発熱体１５
の面積によって決まるため、電極１２，電極１３の電極
間距離が一定で発熱体１５と電気的に接続されていれ
ば、発熱体１５の単位面積あたりの発熱量は、間隙１６
を設けない構成とした場合の発熱体の単位面積あたりの
発熱量と同様である。

【００４５】また、間隙１６、間隙１８が縦横に同間隔
で張り巡らされているため、釘打ちや、螺子止めによ
り、ヒータを設置する場合においても、容易に固定が可
能であり、複数枚のヒータを縦横自由に組み合わせて設
置した場合においても、螺子止め等が可能な間隙１６、
間隙１８及びヒータの外周端に位置する基板１１が、縦
横同軸に整列されるので容易に固定可能であり、固定箇
所を誤る可能性が低減される。

【００４６】このように、本実施の形態によれば、電極
１３，電極１４の電極間に発熱体１５を部分的に形成
し、間隙１６、間隙１８を形成、配置したことから、第
１の実施の形態同様、ヒータ全体としての温度分布を略
均一とすることができる。特に、発熱体１５，発熱体１
５の間に間隙１６を形成した面積の広いヒータであって
も、図３に示すように、個々の発熱体１５，発熱体１５
の温度分布が均一化される。

【００４７】また、間隙１６、間隙１８が縦横に同間隔
で整列されることから、多数の釘打ち、螺子止めを行う
場合においても、誤って、電極１３、電極１及び発熱体
１５を釘打ち、螺子止め等してしまうことが防止され、
漏電及び漏電に伴うヒータの張り替えによるコストの上
昇が防止される。

【００４８】また、定常電流も従来技術に示したヒータ
よりも少なくなることから、消費電力を低く抑えること
ができる。さらに、電極１３，電極１４間に部分的に発
熱体１５を形成したことから、高価なＰＴＣ系発熱体を
形成する部分の面積が少なくなるため、製品としてのコ
ストを低く抑えることができる。

【００４９】本発明によるヒータの第４の実施の形態
は、第３の実施の形態を応用した変形例であり、この第
４の実施の形態について、図面を参照して説明する。図
５は、本発明によるヒータの第４の実施の形態を示す平
面図、図６は、図５に示す本発明によるヒータの第４の
実施の形態の部分拡大図、図７は、本発明によるヒータ
の第４の実施の形態を示すＢ−Ｂ断面図である。

【００５０】図７に示すように、ヒータは、ポリエチレ
ンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」という。）などか
らなる基板２１と、この基板２１上に銀等により所定の
パターンで形成された一対の電極２３，電極２４、基板
２１上に形成された発熱体２５と、この発熱体２５を覆
うように、ＰＥＴ等で形成された上面基板２２とを有し
ている。尚、第４の実施の形態のヒータの特性等は、第
１乃至第３の実施の形態のヒータと同様であるので共通
部分の詳細な説明は避けることとする。

【００５１】図５及び図６に示すように、電極２３は、
一端が外部電源（図示しない）のプラス（又はマイナ
ス）の一方端に電気的に接続された外周縁部２３ａと、
この外周縁部２３ａから基板２１の短手方向、すなわち
図５に示すＸ方向に向かって延び出した複数の枝状部２
３ｂ（１〜ｎ）と、この枝状部２３ｂ（１〜ｎ）から枝
状部２３ｂ（１〜ｎ）に対して直角、すなわち図５に示
すＹ方向に伸び出した複数の櫛歯部２３ｃとを有してい
る。

【００５２】また、他方の電極２４は、一端が外部電源
（図示しない）のマイナス（又はプラス）の一方端に電
気的に接続された外周縁部２４ａと、この外周縁部２４
ａから基板２１の短手方向、すなわち図５に示すＸ方向
に向かって延び出した複数の枝状部２４ｂ（１〜ｎ）
と、この枝状部２４ｂ（１〜ｎ）から枝状部２４ｂ（１
〜ｎ）に対して直角、すなわち図５に示すＹ方向に伸び
出した複数の櫛歯部２４ｃとからなり、前記複数の櫛歯
部２４ｃが電極２３の櫛歯部２３ｃと交互に配設されて
いる。

【００５３】図５及び図６に示すように、一方の電極２
３の枝状部２３ｂ（１〜ｎ）から伸び出した櫛歯部２３
ｃと枝状部２３ｂ（１〜ｎ）に対応する他方の電極２４
の枝状部２４ｂ（１〜ｎ）から伸び出した櫛歯部２４ｃ
との間には、発熱体２５が形成されている。また、同様
にして櫛歯部２３ｃと、他方の電極２４の櫛歯部２４ｃ
との間には、発熱体２５が全く形成されない間隙２６が
Ｘ方向に対して所定の間隔毎に設けられている。例え
ば、一方の電極２３の枝状部２３ｂ１から伸び出した櫛
歯部２３ｃと枝状部２３ｂ１に対応する他方の電極２４
の枝状部２４ｂ１から伸び出した櫛歯部２４ｃとの間に
は、発熱体２５が形成され、同様にして前記櫛歯部２３
ｃと、前記櫛歯部２４ｃとの間には、発熱体２５が全く
形成されない間隙２６がＸ方向に対して所定の間隔毎に
設けられている。また、電極２３の枝状部２３ｂ（１〜
ｎ）及び電極２４の枝状部２４ｂ（１〜ｎ）は、発熱体
２５との間に間隙２７を介して配されている。

【００５４】また、発熱体２５が形成されている枝状部
２３ｂ（１〜ｎ）とこれに対応する枝状部２４ｂ（１〜
ｎ）の間に隣り合う枝状部間には、発熱体が全く形成さ
れない間隙２８が設けられている。間隙２８は、対向す
る前記一対の電極２３の外周縁部２３ａと電極２４の外
周縁部２４ａの間を横切るように配されている。例え
ば、電極２３の枝部２３ｂ１と電極２４の枝部２４ｂ２
との枝状部間には発熱体が全く形成されない間隙２８が
設けられている。

【００５５】従って、前記枝状部間は、発熱体２５、間
隙２６、櫛歯部２３ｃ及び櫛歯部２４ｃからなる部分
と、発熱体が全く形成されない間隙２８がＸ方向に交互
に繰り返されて形成されている。

【００５６】また、電極２３の外周縁部２３ａと電極２
４の外周縁部２４ａの間を横切るように配された間隙２
８の幅ｈ（Ｙ方向の幅）は、電極２３の櫛歯部２３ｃと
他方の電極２４の櫛歯部２４ｃとの間に配された間隙２
６の幅ｉ（Ｘ方向の幅）と等しく、間隙２６の繰り返し
間隔ｊ（ピッチ）は、間隙２５の繰り返し間隔ｋ（ピッ
チ）に等しい。従って、間隙２６、間隙２８が縦横に同
間隔で整列して配設されている。尚、繰り返し間隔ｊ
は、間隙２６、間隙２８の中心間距離である。

【００５７】例えば、間隙２６の幅ｉが２０ｍｍであれ
ば、間隙２８の幅ｋも２０ｍｍであり、間隙２６のＸ方
向に対する中心を基準としたピッチｊを１５１．５ｍｍ
とすれば、間隙２８のＹ方向に対する中心を基準とした
ピッチｋは１５１．５ｍｍとなる。また、間隙２６の幅
ｉが４０ｍｍであれば、間隙２８の幅ｋも４０ｍｍであ
り、間隙２６のＸ方向に対する中心を基準としたピッチ
ｊを３０３ｍｍとすれば、間隙２８のＹ方向に対する中
心を基準としたピッチｋは３０３ｍｍとなる。要する
に、ピッチｊ及びピッチｋを等しくなるように適宜設定
すれば足りる。

【００５８】また、第２の実施の形態の如く接着部（図
６に図示する）が、間隙２６、間隙２８の略中央部に設
けられている。接着部２９は、間隙１６、間隙１８の略
中央部に設けるようにしたので、接着部に用いられる接
着剤が発熱体２５への影響がない構成となっている。

【００５９】本実施の形態によれば、間隙２６はＸ方向
に５箇所、間隙２８はＹ方向に１１カ所設けられている
が、間隙２６の幅ｉ（Ｘ方向の幅）と間隙２８の幅ｈ
（Ｙ方向の幅）が等しく、かつ、間隙２６の繰り返し間
隔ｊ（ピッチ）が、間隙２８の繰り返し間隔ｋ（ピッ
チ）に等しければ、本実施の形態の構成に限られるもの
ではない。

【００６０】図８は、本発明によるヒータの第４の実施
形態の使用状態を示した平面図であり、ヒータを３枚敷
設した状態を示している（電極の櫛歯部２３ｃ、電極の
櫛歯部２４ｃは省略）。ヒータの設置箇所の形状に合わ
せ、ヒータを複数枚、縦横問わず設置するような場合に
おいても、本実施の形態に係るヒータであれば、間隙２
６の幅ｉ（Ｘ方向の幅）と間隙２８の幅ｈ（Ｙ方向の
幅）が等しく、かつ、間隙２６の繰り返し間隔ｊ（ピッ
チ）が、間隙２８の繰り返し間隔ｋ（ピッチ）に等しい
ため、ヒータの固定のための螺子止め、釘打ちが可能で
ある間隙２６、間隙２８及びヒータ外周端に位置する基
板２１が、縦横に張り巡らされ、容易に固定が可能とな
る。また、ヒータを間隙２６、間隙２８の繰り返し間隔
ｊ、ｋ（ピッチ）づつ移動させるのであれば、ヒータの
固定箇所が縦横に張り巡らされ、容易に固定可能であ
る。

【００６１】本発明による第４の実施の形態によれば、
図示しない外部電源から電極２３，電極２４に電流を流
すことにより発熱体２５に通電され、発熱体２５が発熱
する。発熱体２２は、ＰＴＣ特性を有するため、所定温
度まで上昇すると、その電気抵抗が増大し、当該所定温
度で発熱温度を維持するようになる。

【００６２】電極２３の櫛歯部２３ｃ，電極２４の櫛歯
部２４ｃの電極間に発熱体を全く形成しない間隙２８を
形成、配置したことから、第１及び第２の実施形態同
様、面積が広いヒータであっても、個々の発熱体１５，
発熱体１５の温度分布が均一化される。

【００６３】また、間隙２６、間隙２８が縦横に同間隔
で張り巡らされているため、釘打ちや、螺子止めによ
り、ヒータを設置する場合においても、容易に固定が可
能であり、複数枚のヒータを縦横自由に組み合わせて設
置した場合においても、螺子止め等が可能な間隙２６、
間隙２８及びヒータの外周端に位置する基板２１が、縦
横同軸に張り巡らされ、容易に固定可能であり、固定箇
所を誤る可能性が低減される。

【００６４】このように、本実施の形態によれば、電極
１３，電極１４の電極間に発熱体２５を部分的に形成
し、間隙２６、間隙２８を形成、配置したことから、第
１の実施の形態乃至第３の実施の形態同様、ヒータ全体
としての温度分布を略均一とすることができる。特に、
発熱体１５，発熱体１５の間に間隙１６を形成したこと
から、面積が広いヒータであっても、図３に示すよう
に、個々の発熱体１５，発熱体１５の温度分布が均一化
される。

【００６５】また、間隙２６、間隙２８が縦横に同間隔
で張り巡らされていることから、多数の釘打ち、螺子止
めを行う場合においても、誤って、電極２３、電極２４
及び発熱体２５を釘打ち、螺子止め等してしまうことが
防止され、漏電及び漏電に伴うヒータの張り替えによる
コストの上昇が防止される。

【００６６】また、定常電流も従来技術に示したヒータ
よりも少なくなることから、消費電力を低く抑えること
ができる。さらに、電極２３，電極２４間に部分的に発
熱体２５を形成したことから、高価なＰＴＣ系発熱体を
形成する部分の面積が少なくなるため、製品としてのコ
ストを低く抑えることができる。

【００６７】本発明は上記第１乃至第４の実施の形態に
限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例
えば、前述したように、一対の電極間にＰＴＣ特性を有
する発熱体を形成し、当該発熱体の少なくとも一部に発
熱体を設けない間隙を形成してもよいし、また、この間
隙を断続的に複数形成するようにしてもよい。また、発
熱体として、ＰＴＣ特性を有する発熱体に加えて、ＰＴ
Ｃ発熱体以外の発熱体（例えば、カーボン系の発熱体な
ど）を併用して、本発明のヒータを構成することによっ
て、ＰＴＣ発熱体が所定の温度に達する以前の必要な熱
量をカーボン系の発熱体により迅速に補うこともでき
る。また、配線パターン、発熱体のパターンは、任意の
形状でよく、目的に応じて種々のパターン形状としても
よい。

【００６８】本発明によるＰＴＣ特性を有する発熱体
は、例えば、所定のポリマーマトリックスと導電性物質
を所定の割合で混合して形成し、ＰＴＣ発熱体の電気抵
抗が急増する所定の温度を調節することが可能である。
発熱体の温度が所定温度まで上昇すると、発熱体の電気
抵抗が急増する特性であるこの場合、ポリマーマトリッ
クスとしては、例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体
系ポリマー、ポリエチレングリコール系、ポリフッ化ビ
ニリデン系、エチレン／酢酸ビニル共重合体系、酸変性
ポリプロピレン系などでもよい。また、導電性物質とし
ては、黒鉛だけでなく、カーボンブラック、カーボン繊
維などの炭素系化合物、アルミニュウムなどの金属系化
合物などを使用してもよい。また、ポリマーマトリック
スに含まれる導電性物質の混合割合は、任意であるが、
特に１０〜７０重量％の範囲がＰＴＣ特性を発揮する上
で好ましい。

【００６９】基板及びコート層としては、例えば、ＰＥ
Ｔなどの樹脂シートだけでなく、セラミック製薄板など
を使用してもよい。

【００７０】また、発熱体の製造方法としては、例え
ば、ポリマーマトリックス成分と導電性物質を溶融混合
し、押出機等で成型して形成してもよし、スクリーン印
刷法を用いてもよい。

【００７１】スクリーン印刷法を用いて形成する場合に
は、まず、発熱体を形成すべき位置に開口部を形成した
スクリーンを作成する。そして、このスクリーンを基板
上に配置し、その上面からポリマーマトリックス成分と
導電性物質を混合したＰＴＣ系の材料を、任意の押込部
材でスクリーンの開口部に押し込み印刷する。その後、
このスクリーンを基板上から取り去ることにより、スク
リーンの開口部に対応した基板上の位置に、発熱体が印
刷形成される。このように、スクリーン印刷法を用いる
ことにより、薄い発熱体を形成することができるし、発
熱体の形状の自由度が向上し、例えば楕円形などの形状
でも簡単に形成することができる。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、正温度係数特性を有す
る発熱体を用いて、温度分布が均一で、製造コストが安
価であり、かつ、ヒータの設置にあたって容易に固定が
可能なヒータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるヒータの平面
図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態によるヒータの平面
図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態によるヒータのＡ−
Ａ断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態によるヒータの平面
図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態によるヒータの平面
図である。

【図６】図５に示す本発明によるヒータの第４の実施の
形態の部分拡大図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態によるヒータのＢ−
Ｂ断面図である。

【図８】本発明の第４実施形態によるヒータの使用状態
を示した平面図であり、ヒータを３枚敷設した状態を示
している（電極の櫛歯部２３ｃ、電極の櫛歯部２４ｃは
省略）。

【図９】従来のヒータの平面図である。

【図１０】従来のヒータの一部を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 電極 ３ 電極 ４ 発熱体 ５ 間隙 １１ 基板 １３ 電極 １３ａ 電極の基部 １３ｂ 電極の枝部 １４ 電極 １４ａ 電極の基部 １４ｂ 電極の枝部 １５ 発熱体 １６ 間隙 １７ 接着部 １８ 間隙 ２１ 基板 ２２ 上面基板 ２３ 電極 ２３ａ 電極の外周縁部 ２３ｂ 電極の枝状部 ２３ｃ 電極の櫛歯部 ２４ 電極 ２４ａ 電極の外周縁部 ２４ｂ 電極の枝状部 ２４ｃ 電極の櫛歯部 ２５ 発熱体 ２６ 間隙 ２７ 間隙 ２８ 間隙 ２９ 接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K092 PP05 PP20 QA05 QB02 QB17 QB20 QB21 QB31 QB43 QB49 QC02 QC20 QC25 QC31 QC38 QC42 QC49 QC58 RF02 RF13 RF17 RF22 TT16 UA19 VV22 VV40

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、一対の電極と、この電極と
   電気的に接続されて通電によりその温度が所定温度まで
   上昇すると電気抵抗が増大する正温度係数特性を有する
   発熱体とを備え、 前記発熱体の少なくとも一部に、発熱体が形成されない
   間隙が設けられていることを特徴とするヒータ。
2. 【請求項２】 前記間隙は、前記一対の電極間内に複数
   箇所に部分的に形成された発熱体の隣り合う発熱体間に
   形成されてなることを特徴とする請求項1記載のヒー
   タ。
3. 【請求項３】 前記間隙は、前記電極間に沿って所定又
   は任意の間隔で２以上形成されてなることを特徴とする
   請求項1又は請求項２記載のヒータ。
4. 【請求項４】 前記一対の電極は、それぞれ基部と、該
   基部から張り出された枝部とからなり、一方に配された
   電極の基部と対向する他方の側に他方の電極の基部が配
   され、前記一方の電極の基部から他方の電極側に向かっ
   て形成された枝部が所定の間隔で平行に配され、他方の
   電極の基部から前記一方の電極側に向かって形成された
   枝部が所定の間隔で平行、かつ前記一方の電極の枝部の
   各々の間に配されてなることを特徴とする請求項1記載
   のヒータ。
5. 【請求項５】 前記一対の電極は、対向し合う基部と、
   該基部から張り出された枝部とからなり、 前記枝部は、それぞれ一方の電極の基部から他方の電極
   側に向かって平行に張り出され、かつ、それぞれの枝部
   が対向する電極の枝部の各々の間に配されてなり、 前記一方の電極の枝部と前記他方の電極の枝部の間には
   一部に間隙を有する発熱体と発熱体が形成されない間隙
   が交互に配されており、 前記発熱体が形成されない間隙の対向する枝部間の幅
   （ｄ）は、前記発熱体の一部に設けられた間隙の幅
   （ｅ）と等しく、前記発熱体が形成されない間隙の繰り
   返し間隔（ｆ）は、前記発熱体の一部に設けられた間隙
   の繰り返し間隔（ｇ）に等しいことを特徴とする請求項
   1記載のヒータ。
6. 【請求項６】 前記一対の電極は、対向し合う外周縁部
   と、前記外周縁部から対向する他方の側へ張り出された
   枝状部と、前記枝状部と直角に伸張し、かつ、他方の電
   極の櫛歯部と交互に配置されるように設けられた櫛歯部
   とを有し、 前記櫛歯部間には、前記発熱体が形成される部位と所定
   の間隔で発熱体が形成されない間隙が形成される部位と
   があり、 前記一方の電極の枝状部と前記他方の電極の枝状部の間
   には、前記一対の電極の外周縁部間を直交するように配
   されて発熱体及び櫛歯部が形成されない間隙が所定の間
   隔で配設され、 前記発熱体が形成されない間隙の幅（ｉ）は、前記一対
   の電極の外周縁部間を直行するように配された間隙の幅
   （ｈ）と等しく、前記櫛歯部間に発熱体が形成されない
   間隙の繰り返し間隔（ｊ）は、前記一対の電極の外周縁
   部間を直行するように配された間隙の繰り返し間隔
   （ｋ）と等しいことを特徴とするヒータ。
7. 【請求項７】 前記間隙には、略中央部に接着部が設け
   られてなることを特徴とする請求項1乃至請求項６のう
   ち何れか１記載のヒータ。
8. 【請求項８】 前記発熱体は、ポリマーマトリックスと
   導電物質とからなり、前記導電物質が、前記発熱体全体
   の重量の１０乃至７０％である請求項１乃至請求項６の
   うち何れか１記載のヒータ。