JP3018580B2 - 正抵抗温度係数発熱体およびその製造方法 - Google Patents
正抵抗温度係数発熱体およびその製造方法Info
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- JP3018580B2 JP3018580B2 JP3141639A JP14163991A JP3018580B2 JP 3018580 B2 JP3018580 B2 JP 3018580B2 JP 3141639 A JP3141639 A JP 3141639A JP 14163991 A JP14163991 A JP 14163991A JP 3018580 B2 JP3018580 B2 JP 3018580B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、採暖器具及び一般の加
熱装置として有用な正抵抗温度係数発熱体（以下ＰＴＣ
発熱体と称する）に関する。
熱装置として有用な正抵抗温度係数発熱体（以下ＰＴＣ
発熱体と称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から結晶性高分子中に導電性微粉末
を分散した抵抗体組成物が顕著なＰＴＣ特性を示すこと
で知られていて、この抵抗組成物を用いて自己温度制御
性を有する発熱体を構成する試みがなされてきた。この
種の発熱体の利点は、抵抗体の形状加工性が優れていて
任意の形状が容易に得られること、可撓性に優れている
こと、抵抗値の調整範囲が広いことにあり、これまでに
比較的低電力密度の面状発熱体および長尺可撓性発熱体
として用いられてきた。しかし、大きな電力密度が要求
される場合においては発熱体自体の温度分布を一様にす
るための均熱板が不可欠となり、従来のＰＴＣ発熱体に
おいては図５に示すように、熱伝導性の良好なアルミナ
焼結体から成る電気絶縁基板１１の上に、導電性微粉末
を結晶性高分子中に分散した材料を主成分とするＰＴＣ
抵抗体１２を密着して構成し、その両端部に一対の電極
１３ａ、１３ｂを設ける等の対策が講じられていた（特
公昭５５−４０１６１号公報）。
を分散した抵抗体組成物が顕著なＰＴＣ特性を示すこと
で知られていて、この抵抗組成物を用いて自己温度制御
性を有する発熱体を構成する試みがなされてきた。この
種の発熱体の利点は、抵抗体の形状加工性が優れていて
任意の形状が容易に得られること、可撓性に優れている
こと、抵抗値の調整範囲が広いことにあり、これまでに
比較的低電力密度の面状発熱体および長尺可撓性発熱体
として用いられてきた。しかし、大きな電力密度が要求
される場合においては発熱体自体の温度分布を一様にす
るための均熱板が不可欠となり、従来のＰＴＣ発熱体に
おいては図５に示すように、熱伝導性の良好なアルミナ
焼結体から成る電気絶縁基板１１の上に、導電性微粉末
を結晶性高分子中に分散した材料を主成分とするＰＴＣ
抵抗体１２を密着して構成し、その両端部に一対の電極
１３ａ、１３ｂを設ける等の対策が講じられていた（特
公昭５５−４０１６１号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の高電
力密度ＰＴＣ発熱体では均熱板が不可欠であった。均熱
板がなければ均一な温度分布が得られず、局部的に高温
部ができ、そこに電圧が集中して局部異常発熱現象を生
じ、均一な温度分布による正常な発熱特性が得られなく
なる。また、均熱板があっても、アルミナ焼結体のよう
な電気絶縁材料の熱伝導率には、高電力密度ＰＴＣ発熱
体の熱を速やかに外部へ伝えるだけの能力がアルミニウ
ム材料などに比較して小さいために限界があり、電圧集
中発生を防止するための充分な余裕がなかった。さら
に、アルミナ焼結体のようなセラミック材料は可撓性が
なく、被加熱物との密着性が不十分であったり、大きな
寸法の物を作るのは、そり、変形等で問題があり、寸法
形状に限界があった。セラミック系の均熱板に代わる材
料としてアルミニウム等の高熱伝導率金属板とポリエス
テルフイルム等の電気絶縁板との貼りあわせ均熱板が考
案されているが、耐電圧特性を十分に満足するだけの厚
みの電気絶縁板を設けると、電気絶縁板が熱の不良導体
であるため熱が伝達されずアルミナ焼結体を上回る均熱
効果を得ることは困難であり、高い電力密度を得ること
ができなかった。このように、従来の高電力密度のＰＴ
Ｃ発熱体は均熱板に起因する諸問題があった。
力密度ＰＴＣ発熱体では均熱板が不可欠であった。均熱
板がなければ均一な温度分布が得られず、局部的に高温
部ができ、そこに電圧が集中して局部異常発熱現象を生
じ、均一な温度分布による正常な発熱特性が得られなく
なる。また、均熱板があっても、アルミナ焼結体のよう
な電気絶縁材料の熱伝導率には、高電力密度ＰＴＣ発熱
体の熱を速やかに外部へ伝えるだけの能力がアルミニウ
ム材料などに比較して小さいために限界があり、電圧集
中発生を防止するための充分な余裕がなかった。さら
に、アルミナ焼結体のようなセラミック材料は可撓性が
なく、被加熱物との密着性が不十分であったり、大きな
寸法の物を作るのは、そり、変形等で問題があり、寸法
形状に限界があった。セラミック系の均熱板に代わる材
料としてアルミニウム等の高熱伝導率金属板とポリエス
テルフイルム等の電気絶縁板との貼りあわせ均熱板が考
案されているが、耐電圧特性を十分に満足するだけの厚
みの電気絶縁板を設けると、電気絶縁板が熱の不良導体
であるため熱が伝達されずアルミナ焼結体を上回る均熱
効果を得ることは困難であり、高い電力密度を得ること
ができなかった。このように、従来の高電力密度のＰＴ
Ｃ発熱体は均熱板に起因する諸問題があった。
【０００４】本発明はこのような問題を解決し、信頼性
の高い高電力密度のＰＴＣ発熱体の提供を目的とする。
の高い高電力密度のＰＴＣ発熱体の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のＰＴＣ発熱体は、二枚の絶縁フィルムの間
にリード線を有する大小二枚の電極板を備え、その電極
板の間に中間の大きさの正抵抗温度係数抵抗体を備え、
この大なる電極板は、この小なる電極板のリード線と重
合する位置に、この小なる電極板のリード線より幅の広
い切り欠き部を備えると共に、この切り欠き部近傍にリ
ード線を備え、この大小電極板間の沿面距離を前記正抵
抗温度係数抵抗体の厚みより大きくしたものである。
めに本発明のＰＴＣ発熱体は、二枚の絶縁フィルムの間
にリード線を有する大小二枚の電極板を備え、その電極
板の間に中間の大きさの正抵抗温度係数抵抗体を備え、
この大なる電極板は、この小なる電極板のリード線と重
合する位置に、この小なる電極板のリード線より幅の広
い切り欠き部を備えると共に、この切り欠き部近傍にリ
ード線を備え、この大小電極板間の沿面距離を前記正抵
抗温度係数抵抗体の厚みより大きくしたものである。
【０００６】
【作用】上記した構成によれば、電極板間、リード線間
の絶縁性が確保できることになる。
の絶縁性が確保できることになる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【０００８】図１は本実施例のＰＴＣ発熱体の上面図、
図２はＡ−Ｂ線に沿った断面図である。図１および図２
において、１は厚さ０.5mmのＰＴＣ抵抗体で、２および
３はＰＴＣ抵抗体１に一体に密着された金属（電解銅
箔、圧延銅箔等）からなる大なる電極板および小なる電
極板である。大なる電極板２はＰＴＣ抵抗体１の周囲方
向に沿った縁面部までを覆い、小なる電極板３はＰＴＣ
抵抗体１の周囲方向に沿った縁面部よりも小さくしてあ
る。電気を供給するリード線４および５は電極板２およ
び３に接続されている。さらにその外側は二枚の絶縁フ
イルム６で覆われていて電気的に外部と遮断されてい
る。大なる電極板２の端面には切り欠き部７が設けられ
ている。この切り欠き部７で、電極板２，３間の沿面距
離を２.6mmまで増大させることによって電極板のバリ等
による耐電圧破壊に対する安全性を大幅に改善してい
る。また、切り欠き部７はリード線５の幅よりも大きく
している。これは接続による厚み方向のばらつき、厚み
の変化でＰＴＣ抵抗体１の厚みが薄くなり、上下両電極
板２，３の耐電圧破壊を防ぎ安全性を確保する。ＰＴＣ
抵抗体１はその厚みを３mm以下にすると、厚み方向に対
して抵抗体内部の熱を外部へ早く伝達し内部温度と外部
温度との差が小さくなり、均一な温度分布のために極端
な電圧集中現象は観測されなかった。また厚さ１mm以下
では、大きな放熱負荷のもとに２Ｗ／cm2(６０deg 昇
温）発熱時にも異常が見られなかった。この結果から、
厚さ３mm以下の薄肉状のＰＴＣ抵抗体の両面に電極を設
けた発熱体は、電極板がＰＴＣ抵抗体を覆うように全面
に設けられており、この電極板が放熱作用を行うため熱
拡散能力が高く、本質的に電圧集中現象が発生し得な
い。しかし、電圧集中による抵抗体の破壊現象は生じな
いものの、大きな熱負荷に対しては、発熱体電極間には
大きな電圧勾配分布と温度分布が存在し、局部的な抵抗
体組成物の熱劣化が発生したり、熱の伝達損失が生じる
ので、抵抗体の厚さは少なくとも３mm以下、さらには１
mm以下であることが好ましい。この構造のＰＴＣ発熱体
は非常に単純な構成であり、均熱板に起因する様々な制
約から開放されるので、性能面、構造面、工法面で大き
な飛躍が得られた。
図２はＡ−Ｂ線に沿った断面図である。図１および図２
において、１は厚さ０.5mmのＰＴＣ抵抗体で、２および
３はＰＴＣ抵抗体１に一体に密着された金属（電解銅
箔、圧延銅箔等）からなる大なる電極板および小なる電
極板である。大なる電極板２はＰＴＣ抵抗体１の周囲方
向に沿った縁面部までを覆い、小なる電極板３はＰＴＣ
抵抗体１の周囲方向に沿った縁面部よりも小さくしてあ
る。電気を供給するリード線４および５は電極板２およ
び３に接続されている。さらにその外側は二枚の絶縁フ
イルム６で覆われていて電気的に外部と遮断されてい
る。大なる電極板２の端面には切り欠き部７が設けられ
ている。この切り欠き部７で、電極板２，３間の沿面距
離を２.6mmまで増大させることによって電極板のバリ等
による耐電圧破壊に対する安全性を大幅に改善してい
る。また、切り欠き部７はリード線５の幅よりも大きく
している。これは接続による厚み方向のばらつき、厚み
の変化でＰＴＣ抵抗体１の厚みが薄くなり、上下両電極
板２，３の耐電圧破壊を防ぎ安全性を確保する。ＰＴＣ
抵抗体１はその厚みを３mm以下にすると、厚み方向に対
して抵抗体内部の熱を外部へ早く伝達し内部温度と外部
温度との差が小さくなり、均一な温度分布のために極端
な電圧集中現象は観測されなかった。また厚さ１mm以下
では、大きな放熱負荷のもとに２Ｗ／cm2(６０deg 昇
温）発熱時にも異常が見られなかった。この結果から、
厚さ３mm以下の薄肉状のＰＴＣ抵抗体の両面に電極を設
けた発熱体は、電極板がＰＴＣ抵抗体を覆うように全面
に設けられており、この電極板が放熱作用を行うため熱
拡散能力が高く、本質的に電圧集中現象が発生し得な
い。しかし、電圧集中による抵抗体の破壊現象は生じな
いものの、大きな熱負荷に対しては、発熱体電極間には
大きな電圧勾配分布と温度分布が存在し、局部的な抵抗
体組成物の熱劣化が発生したり、熱の伝達損失が生じる
ので、抵抗体の厚さは少なくとも３mm以下、さらには１
mm以下であることが好ましい。この構造のＰＴＣ発熱体
は非常に単純な構成であり、均熱板に起因する様々な制
約から開放されるので、性能面、構造面、工法面で大き
な飛躍が得られた。
【０００９】次に本発明の製造方法について図３にもと
づいて説明する。図３（ａ）はＰＴＣ発熱体の上面図で
あり、図３（ｂ）〜図３（ｄ）は製造工程中におけるＣ
−Ｄ線に沿った断面図である。
づいて説明する。図３（ａ）はＰＴＣ発熱体の上面図で
あり、図３（ｂ）〜図３（ｄ）は製造工程中におけるＣ
−Ｄ線に沿った断面図である。
【００１０】図３（ｂ）は一枚の絶縁フイルム６の上に
リード線５を有する小なる電極板３を設け、その上に小
なる電極板３より大きいＰＴＣ抵抗体１を設け、その上
に小なる電極板３のリード線５より幅の広い切り欠き部
７を有するＰＴＣ抵抗体１より大きい大なる電極板２を
設け、切り欠き部７の近傍のリード線の挿入部に離型紙
８を設けて全体を圧着加工したものの断面図である。
リード線５を有する小なる電極板３を設け、その上に小
なる電極板３より大きいＰＴＣ抵抗体１を設け、その上
に小なる電極板３のリード線５より幅の広い切り欠き部
７を有するＰＴＣ抵抗体１より大きい大なる電極板２を
設け、切り欠き部７の近傍のリード線の挿入部に離型紙
８を設けて全体を圧着加工したものの断面図である。
【００１１】その後離型紙８を除去し、大なる電極板２
の切り欠き部７近傍を折り曲げ、リード線４を圧接加工
したものの断面図が図３（ｃ）に示されている。その後
全体を平板状に圧着加工し、大なる電極板２の上に他の
絶縁フイルム６を設け、全体を圧着加工した。加工後の
ＰＴＣ発熱体の断面が図３（ｄ）に示されている。
の切り欠き部７近傍を折り曲げ、リード線４を圧接加工
したものの断面図が図３（ｃ）に示されている。その後
全体を平板状に圧着加工し、大なる電極板２の上に他の
絶縁フイルム６を設け、全体を圧着加工した。加工後の
ＰＴＣ発熱体の断面が図３（ｄ）に示されている。
【００１２】この製造方法により、リード線４と５を近
接した状態でも耐電圧特性の優れたＰＴＣ発熱体が製造
できる。
接した状態でも耐電圧特性の優れたＰＴＣ発熱体が製造
できる。
【００１３】また、電極板間のＰＴＣ抵抗体の厚みが薄
くなって耐電圧の低下しないＰＴＣ発熱体が製造でき
る。
くなって耐電圧の低下しないＰＴＣ発熱体が製造でき
る。
【００１４】なお、ＰＴＣ発熱体の形状は円形に限定さ
れるものではなく、図４に示すような角形でも同様の作
用効果が得られる。また、リード線４とリード線５の位
置関係は実施例に限定されるものでなく、絶縁性、耐電
圧特性を確保できる位置であればよい。
れるものではなく、図４に示すような角形でも同様の作
用効果が得られる。また、リード線４とリード線５の位
置関係は実施例に限定されるものでなく、絶縁性、耐電
圧特性を確保できる位置であればよい。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、次の効果が得られる。 （１）従来のＰＴＣ発熱体より薄型で電力密度が高く、
かつ信頼性の高いＰＴＣ発熱体が得られる。 （２）電極間、リード線間の絶縁性、耐電圧特性の優れ
たＰＴＣ発熱体が工業的に生産できる。
よれば、次の効果が得られる。 （１）従来のＰＴＣ発熱体より薄型で電力密度が高く、
かつ信頼性の高いＰＴＣ発熱体が得られる。 （２）電極間、リード線間の絶縁性、耐電圧特性の優れ
たＰＴＣ発熱体が工業的に生産できる。
【図１】本発明の一実施例のＰＴＣ発熱体の上面図
【図２】同ＰＴＣ発熱体の断面図
【図３】本発明の製造方法によるＰＴＣ発熱体の上面図
および断面図
および断面図
【図４】本発明の他の実施例のＰＴＣ発熱体の上面図
【図５】従来のＰＴＣ発熱体の上面図
１ ＰＴＣ抵抗体 ２ 大なる電極板 ３ 小なる電極板 ４，５ リード線 ６ 絶縁フイルム ７ 切り欠き部 ８ 離型紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01C 7/02 - 7/22
Claims (4)
- 【請求項１】二枚の絶縁フイルムの間にリード線を有す
る大小二枚の電極板を備え、その電極板の間に中間の大
きさの正抵抗温度係数抵抗体を備え、前記大なる電極板
は、前記小なる電極板のリード線と重合する位置に、前
記小なる電極板のリード線より幅の広い切り欠き部を備
え、かつ、前記切り欠き部近傍にリード線を備え、前記
大小電極板間の沿面距離を前記正抵抗温度係数抵抗体の
厚みより大きくした正抵抗温度係数発熱体。 - 【請求項２】正抵抗温度係数抵抗体が結晶性高分子中に
導電性微粉末を分散させた厚みが３mm以下である請求項
１記載の正抵抗温度係数発熱体。 - 【請求項３】一枚の絶縁フイルムの上にリード線を有す
る小なる電極板を設け、その小なる電極板の上に前記小
なる電極板より大きい正抵抗温度係数抵抗体を設け、そ
の正抵抗温度係数抵抗体の上に上記小なる電極板のリー
ド線より幅の広い切り欠き部を有し正抵抗温度係数抵抗
体より大きい大なる電極板を設け、上記切り欠き部近傍
のリード線の挿入部に離型紙を設け、全体を圧着加工後
前記離型紙を除去し、上記大なる電極板の切り欠き部近
傍を折り曲げリード線を圧接加工後全体を平板状に圧着
加工し、上記大なる電極板の上に他の絶縁フイルムを設
け、全体を圧着加工する正抵抗温度係数発熱体の製造方
法。 - 【請求項４】正抵抗温度係数抵抗体が結晶性高分子中に
導電性微粉末を分散させた厚みが３mm以下である請求項
３記載の正抵抗温度係数発熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141639A JP3018580B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 正抵抗温度係数発熱体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3141639A JP3018580B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 正抵抗温度係数発熱体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04365303A JPH04365303A (ja) | 1992-12-17 |
| JP3018580B2 true JP3018580B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=15296727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3141639A Expired - Fee Related JP3018580B2 (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | 正抵抗温度係数発熱体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3018580B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11135302A (ja) * | 1997-10-27 | 1999-05-21 | Murata Mfg Co Ltd | 正特性サーミスタ |
| US10577995B2 (en) | 2017-08-25 | 2020-03-03 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Double wall mixer with active heat transfer |
| US10316721B1 (en) | 2018-04-23 | 2019-06-11 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | High efficiency mixer for vehicle exhaust system |
| US10287948B1 (en) | 2018-04-23 | 2019-05-14 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | High efficiency mixer for vehicle exhaust system |
| US10787946B2 (en) | 2018-09-19 | 2020-09-29 | Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc | Heated dosing mixer |
-
1991
- 1991-06-13 JP JP3141639A patent/JP3018580B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04365303A (ja) | 1992-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090107 Year of fee payment: 9 |
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