JP3192282U - セラミックフレームを有するヒーター - Google Patents

Abstract

【課題】放熱効果および構造強度を向上させるセラミックフレームを有するヒーターを提供する。
【解決手段】セラミックフレーム１は、ＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３を有する。一対の電極片３は、上表面１１および下表面１２にそれぞれ対応するように配置されている。一対の放熱デバイス４は、一方が上表面１１と一枚の電極片３との間に挟まれ、もう一方が下表面１２ともう一枚の電極片３との間に挟まれ、ＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３を閉鎖し、ＰＴＣ加熱デバイス２と相互に接触する。セラミックフレーム１は、好適な熱伝導性を有し、ＰＴＣ加熱デバイス２の発生した熱量を迅速に外部に伝導し、ヒーター１０の加熱効率を向上させることができる。また、耐熱性が高く、ヒーター１０が熱を受けても脆くならないため、ヒーター１０の構造強度を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、ヒーターに関し、特に、セラミックフレームを有するヒーターに関する。

正温度係数（ＰＯＳＩＴＩＶＥ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＥＦＦＩＣＩＥＮＴ，ＰＴＣ）加熱デバイスは、通電すると温度を上昇させ、電気抵抗を変換区に入れ、一定の温度内において、電気抵抗が温度の上昇にともない、迅速に増加する。そのため、ＰＴＣ加熱デバイスは、広範囲で高温ヒーター、家電、車両用ヒーター、コード保護などに応用されている。

従来のヒーターは、ＰＴＣ加熱デバイス、一対の電極片およびプラスチックフレームを含む。ＰＴＣ加熱デバイスは、プラスチックフレーム内に配置されている。一対の電極片は、プラスチックフレームの両面に貼着され、ＰＴＣ加熱デバイスと電気的に接続している。そのため、ＰＴＣ加熱デバイスは、電極片から外部電力を供給され、電流がＰＴＣ加熱デバイスを通過するとＰＴＣ加熱デバイスが発熱して加熱を行う。

ＰＴＣ加熱デバイスの防水能力を向上させるために、プラスチックフレームの外部に多量の防水ジェルを塗布し、プラスチックフレームの外部を包み込むようにする。しかし、プラスチックフレームおよび防水ジェルは、熱伝導性および耐熱性が低いため、ＰＴＣ加熱デバイスの発生した熱量を外部に伝導できず、プラスチックフレームを高温化で脆くさせたり、変形させたり、ヒビを入れたりすることが多く、所定の防水能力を大幅に低下させることがあった。

本考案の目的は、放熱効果および構造強度を向上させるセラミックフレームを有するヒーターを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本考案は、セラミックフレームを有するヒーターを提供する。本考案のセラミックフレームを有するヒーターは、セラミックフレーム、少なくとも一つのＰＴＣ加熱デバイス、一対の電極片および一対の放熱デバイスを含む。セラミックフレームは、セラミック材料からなり、上表面、下表面、および上表面と下表面とを貫く少なくとも一つのＰＴＣ加熱デバイス配置孔を有する。少なくとも一つのＰＴＣ加熱デバイスは、ＰＴＣ加熱デバイス配置孔内に配置されている。一対の電極片は、上表面および下表面にそれぞれ対応するように配置されている。一対の放熱デバイスは、一方が上表面と一枚の電極片との間に挟まれ、もう一方が下表面ともう一枚の電極片との間に挟まれ、ＰＴＣ加熱デバイス配置孔を閉鎖し、ＰＴＣ加熱デバイスと相互に接触する。隙間のない高緻密性の酸化アルミニウムからなるセラミックフレームは、好適な熱伝導性を有し、ＰＴＣ加熱デバイスの発生した熱量を迅速に外部に伝導し、ヒーターの加熱効率を向上させる。また、耐熱性が高く、ヒーターが熱を受けても脆くならないため、ヒーターの構造強度を向上させることができる。

本考案の隙間のない高緻密性の酸化アルミニウムからなるセラミックフレームは、絶縁性が良好であるため、内部に配置されたＰＴＣ加熱デバイスがセラミックフレームから隔離され、外部の回路または異物がＰＴＣ加熱デバイスに接触するのを防ぎ、ＰＴＣ加熱デバイスと電極片との間の良好な導電性を保つことができる。

防水能力に関しては、ＰＴＣ加熱デバイスがセラミックフレーム内に配置されているため、シリコーンポッティングの使用を減少させ、ヒーターの防水能力を向上させることができる。

ヒーターは、セラミックフレームおよびシリコーンポッティングがＰＴＣ加熱デバイスの外部を覆うことによりヒーターが防水効果を有し、コストも削減することができる。

好適な熱伝導性を有するセラミックフレームは、放熱デバイスと熱接触しているため、ＰＴＣ加熱デバイスの発生した熱量がセラミックフレームにより迅速に外部に伝導し、ヒーターの加熱効率を向上させる。

セラミックフレームは、耐熱性が高く、ヒーターが熱を受けても脆くならないため、ヒーターの構造強度を向上させることができる。

本考案の第1の実施形態によるヒーターを示す分解斜視図である。 本考案の第1の実施形態によるヒーターを示す斜視図である。 本考案の第２の実施形態によるヒーターを示す斜視図である。 本考案の第３の実施形態によるヒーターを示す斜視図である。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜４を参照する。図１は、本考案の第1の実施形態によるヒーターを示す分解斜視図である。図２は、本考案の第1の実施形態によるヒーターを示す斜視図である。図３は、本考案の第２の実施形態によるヒーターを示す斜視図である。図４は、本考案の第３の実施形態によるヒーターを示す斜視図である。図１〜４に示すように、本考案のセラミックフレームを有するヒーター１０は、セラミックフレーム１、ＰＴＣ加熱デバイス２および一対の電極片３を含む。

図１および図２を参照する。図１および図２に示すように、セラミックフレーム１は、セラミック材料からなり、上表面１１、下表面１２および少なくとも一つのＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３を有する。ＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３は、上表面１１および下表面１２を貫通するようにして設けられている。また、セラミックフレーム１は、隙間のない高緻密性の酸化アルミニウムからなるが、これに限定されるものではない。

図１および図２を参照する。図１および図２に示すように、本考案のＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３およびＰＴＣ加熱デバイス２は、数量がともに複数である。ＰＴＣ加熱デバイス２は、それぞれＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３内に配置されている。また、ＰＴＣ加熱デバイス２は、用いる原料によりセラミックＰＴＣおよび高分子ＰＴＣに分けられる。セラミックＰＴＣは、チタン酸バリウム、二酸化チタンなどの材料に少量の希土類元素を添加して高温で焼結されてなる。高分子ＰＴＣは、ポリエチレンおよび導電性を有するカーボンブラックが圧縮されてなる。

図１および図２を参照する。図１および図２に示すように、本考案の一対の電極片３は、それぞれ上表面１１および下表面１２対応するように配置されている。

図１および図２を参照する。図１および図２に示すように、本考案のヒーター１０は、一対の放熱デバイス４をさらに含む。一方の放熱デバイス４は、上表面１１と一枚の電極片３との間に挟まれ、もう一方の放熱デバイス４は、下表面１２ともう一枚の電極片３との間に挟まれている。一対の放熱デバイス４は、ＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３を閉鎖し、ＰＴＣ加熱デバイス２と相互に接触することにより電極片３を放熱デバイス４を介してＰＴＣ加熱デバイス２に電気的に接続している。

放熱デバイス４は、波型放熱フィン４１および導熱板４２を有する。波型放熱フィン４１は、それぞれ電極片３と放熱デバイス４との間に結合され、二つの導熱板４２は、ともにＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３を閉鎖し、ＰＴＣ加熱デバイス２と相互に接触する。

波型放熱フィン４１および導熱板４２は、はんだ付けにより接合されるか、一体成形される。波型放熱フィン４１は、電極片３にはんだ付けされる。

波型放熱フィン４１は、それぞれ湾曲されて複数のＵ字型湾曲部４１１を成形している。Ｕ字型湾曲部４１１と電極片３と導熱板４２との間に複数の放熱路４３が形成されている。

図３および図４を参照する。図３に示すように、本考案のヒーター１０は、シリコーンポッティング５を有する。シリコーンポッティング５は、セラミックフレーム１の外部を覆うことができる。また、図４に示すように、シリコーンポッティング５は、セラミックフレーム１、電極片３および放熱デバイス４の外部を覆うこともできる。

図１および図２を参照する。図１および図２に示すように、本考案のヒーター１０の組み立ては、セラミック材料からなるセラミックフレーム１を利用する。セラミックフレーム１は、セラミック材料からなり、上表面１１、下表面１２および少なくとも一つのＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３を有する。ＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３は、上表面１１および下表面１２を貫通するようにして設けられている。ＰＴＣ加熱デバイス２は、それぞれＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３内に配置されている。一対の電極片３は、それぞれ上表面１１および下表面１２対応するように配置されている。一方の放熱デバイス４は、上表面１１と一枚の電極片３との間に挟まれ、もう一方の放熱デバイス４は、下表面１２ともう一枚の電極片３との間に挟まれている。一対の放熱デバイス４は、ＰＴＣ加熱デバイス配置孔１３を閉鎖し、ＰＴＣ加熱デバイス２と相互に接触することにより電極片３を放熱デバイス４を介してＰＴＣ加熱デバイス２に電気的に接続している。これにより、ＰＴＣ加熱デバイス２は、セラミックフレーム１内に配置され、シリコーンポッティング５の使用を減少させることができる。また、セラミック材料は、熱伝導性が良好で、耐熱性が特に高いため、ヒーター１０の放熱効果および構造強度を向上させることができる。

図１および図２を参照する。図１および図２に示すように、本考案のヒーター１０の使用状態を説明する。隙間のない高緻密性の酸化アルミニウムからなるセラミックフレーム１は、絶縁性が良好であるため、内部に配置されたＰＴＣ加熱デバイス２がセラミックフレーム１から隔離され、外部の回路または異物がＰＴＣ加熱デバイス２に接触するのを防ぎ、ＰＴＣ加熱デバイス２と電極片３との間の良好な導電性を保つことができる。

図３および図４を参照する。図３および図４に示すように、ＰＴＣ加熱デバイス２がセラミックフレーム１内に配置されているため、シリコーンポッティング５の使用を減少させ、ヒーター１０の防水能力を向上させることができる。

図３および図４を参照する。従来のヒーターは、ヒーターを直接内部に入れて、防水機能を有する防水カバーが提供されていたが、図３および図４に示すように、本考案のヒーター１０は、セラミックフレーム１およびシリコーンポッティング５がＰＴＣ加熱デバイス２の外部を覆うことによりヒーター１０が防水効果を有し、コストも削減することができる。

ＰＴＣ加熱デバイス２は、セラミックフレーム１内に配置されている。セラミックフレーム１は、隙間のない高緻密性の酸化アルミニウムからなるため、好適な熱伝導性を有する。セラミックフレーム１および放熱デバイス４は、熱接触しているため、ＰＴＣ加熱デバイス２の発生した熱量がセラミックフレーム１により迅速に外部に伝導し、ヒーター１０の加熱効率を向上させることができる。

ＰＴＣ加熱デバイス２は、隙間のない高緻密性の酸化アルミニウムからなるセラミックフレーム１内に配置され、セラミックフレーム１の耐熱性が高く、ヒーター１０が熱を受けても脆くならないため、ヒーター１０の構造強度を向上させることができる。

本考案では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本考案を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本考案の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の保護の範囲は、実用新案請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１ セラミックフレーム
２ ＰＴＣ加熱デバイス
３ 電極片
４ 放熱デバイス
５ シリコーンポッティング
１０ ヒーター
１１ 上表面
１２ 下表面
１３ ＰＴＣ加熱デバイス配置孔
４１ 波型放熱フィン
４２ 導熱板
４３ 放熱路
４１１ Ｕ字型湾曲部

Claims (6)

1. セラミック材料からなり、上表面、下表面、および前記上表面と前記下表面とを貫く少なくとも一つのＰＴＣ加熱デバイス配置孔を有するセラミックフレームと、
   前記ＰＴＣ加熱デバイス配置孔内に配置されている少なくとも一つのＰＴＣ加熱デバイスと、
   前記上表面および前記下表面にそれぞれ対応するように配置されている一対の電極片と、
   一方が前記上表面と前記一枚の電極片との間に挟まれ、もう一方が前記下表面と前記もう一枚の電極片との間に挟まれ、前記ＰＴＣ加熱デバイス配置孔を閉鎖し、前記ＰＴＣ加熱デバイスと相互に接触する一対の放熱デバイスと、を含むことを特徴とするセラミックフレームを有するヒーター。
2. 前記放熱デバイスは、波型放熱フィンおよび導熱板を有し、前記波型放熱フィンはそれぞれ前記電極片と前記放熱デバイスとの間に結合され、前記二つの導熱板はともに前記ＰＴＣ加熱デバイス配置孔を閉鎖し、前記ＰＴＣ加熱デバイスと相互に接触することを特徴とする請求項１に記載のセラミックフレームを有するヒーター。
3. 前記波型放熱フィンは、それぞれ湾曲されて複数のＵ字型湾曲部を成形し、前記Ｕ字型湾曲部と前記電極片と前記導熱板との間に複数の放熱路を形成していることを特徴とする請求項２に記載のセラミックフレームを有するヒーター。
4. 前記セラミックフレーム、前記電極片および前記放熱デバイスの外部を覆うシリコーンポッティングを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載のセラミックフレームを有するヒーター。
5. 前記セラミックフレームの外部を覆うシリコーンポッティングを、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載のセラミックフレームを有するヒーター。
6. 前記セラミック材料は、隙間のない高緻密性の酸化アルミニウムからなることを特徴とする請求項１に記載のセラミックフレームを有するヒーター。

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