JPH01151190A - 発熱ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電気が供給されると発熱する多数の正特性サ
ーミスタ板を具備した発熱ユニットに関し、とくに電気
式温風機や電気式乾燥器への組込みが容易な発熱ユニッ
トにかかわる。

［従来の技術］ この種の電気式温風機１機に組み付けられる縦置き型ま
たは横置き型の発熱ユニット１００は、第５図および第
６図に示すごとく、一対の電極板１２０．１３０の接続
される一対の棒状導電性プレート１２１．１３１の間に
多数の正特性す〜ミスタ板１１１を列設した複数のＰＴ
Ｃヒータｉｉｏと、電極板１２０．１３０の端子にビス
または半田付は等によって接続されたリード線１４０．
１５０と、電極板１２０と電極板１３０とを絶縁する樹
脂裂取（Ｊ板１６０とからなる。

発熱ユニット１００は、ビス等の固着具によって温風器
の送風ダクトに取付けられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ここで、温風器の送風ダクト内を通過する送風空気と多
数の正特性サーミスタ板１１１との熱交換効率を良くす
るためには、多数の正特性ザーミスタ板１１１の間の間
隙を送風空気が通過し、その他の部分を送風空気が通過
しないように構成する必要がある。

しかるに、上記に示す従来の発熱ユニット１００は、発
熱密度を上げる場合にも、構成上の公差を必要とするた
め、複数のＰＴＣヒータ１１０の間に隙間が存在し、そ
の隙間を送風空気が通過する恐れがあり、熱交換効！が
悪かった。

また各サーミスタ板の間を通過する送風空気の昇温効率
を向上させるために、正特性サーミスタ板１１１を例え
ば２２０℃程度まで加熱する場合には、正特性サーミス
タ板１１１への供給電圧を高くする必要があるが、従来
の発熱ユニット１００のように樹脂製取付板を設けてい
るものでは耐熱温度を越えてしまい溶損するため、送風
空気のｈｉ効率を向上させることができなかった。

そこで、取付板を金属製とすることが考えられるが、そ
れでは電極板１２０．１３０同士の絶縁を行えず、また
断熱性に劣るので、電気式温風器の送風ダクトを溶損さ
せる恐れがある。断熱性、耐熱性を向上させるために、
取付板をセラミック製とすることが考えられるが、従来
の発熱ユニット１００の構造のように、電極板を取付け
たり、ビス等で送風ダクトに取付けたりすることができ
る取付板を構成することは困難であった。

本発明は、多数の正特性サーミスタ板と送風空気との熱
交換効率を向上し、電気絶縁性、耐熱性、断熱性に優れ
た発熱コニットの提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の発熱ユニットは、平行して配された一対の枠状
電極板間に多数の正特性サーミスタ板を平行して列設し
てなるＰＴＣヒータを、前記多数の正特性サーミスタ板
の列設範囲にほぼ対応した形状の窓を有する一対のセラ
ミック製枠体間に挟持してなる構成を採用した。

［作用］ 本発明の発熱ユニットは上記構成によりつぎの作用を有
する。

送風空気は、平行して配された一対の枠状電極板間に多
数の正特性サーミスタ板を平行して列設してなる列設範
囲にほぼ対応した形状の一方の窓より流入し、隣設した
正特性サーミスタ板の間のみを通過した後、窓より流出
するので、常に空気通路のみ送風空気が通過し、その他
の部分を送風空気が通過することがなくなる。

また、ＰＴＣヒータを一対のセラミック製枠体間に挟持
しているので、送風空気の昇温効率を向上させる目的で
、高温度で制御されるＰＴＣヒータを使用しても枠体を
固定する固定部材にＰＴＣヒータの熱が伝熱され難いの
で、固定部材に耐熱温度の低い部材を用いることが可能
となる。

［発明の効果コ 本発明の発熱ユニットは上記構成および作用によりつぎ
の効果を奏する。

正特性サーミスタ板の間を通過する送風空気の昇温効率
が向上でき、送風空気との熱交換効率が向上でき、一対
の枠状電極板との短絡を防止できる。

［実施例］ 本発明の発熱ユニットの一実施例を第１図ないし第４図
に基づき説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を適用した発熱
ユニットを示し、第３図はその発熱ユニットのハウジン
グを示し、第４図はその発熱ユニットを具備した電気式
温風機を示す。

１は電気式温風機を示し、２はその温風機に組−ち　　
　− 付けられた横置式の発熱ユニットを示す。

温風機１は、送風ダクト１１の吸入口１２に送風用ファ
ン１３を取付け、吹出口１４に風向変更用ルーパー１５
を取付けている。送風ダクト１１は、上蓋１６と底壁１
７とからなり、底壁１７に形成されたガイド１８に発熱
ユニット２を図示上方より挿入した後、上蓋１６を組付
けて構成される。

発熱ユニット２は、第１のＰＴＣヒータ２ａと、第２の
ＰＴＣヒータ２ｂと、第１のｐ　−ｒ　ｃヒータ２ａお
よび第２のＰＴＣヒータ２ｂを挟持する一対のセラミッ
ク製の第１の枠体６および第２の枠体７とを備えている
。

第１のＰＴＣヒータ２ａおよび第２のＰＴＣヒータ２ｂ
は、発熱体３を一対の枠状電極板である第１の電極４と
第２の電極５との間に配している。

発熱体３には、第１の電極４と第２の電極５との間に空
気通路３１を隔てて、所定の列設範囲で多数の正特性サ
ーミスタ板３２が列設され、・通電されることにより、
所定の温度に速やかに昇温する。

また、発熱体３は、一方がわの両端縁３３および一方が
わの中央付近３４が第１の電極４に固着され、他方がわ
の両端縁３５および他方がわの中央付近３６が第２の電
極５に固着されている。

さらに、発熱体３の前後には、所定の間隙を隔てて、ム
ライト磁器などの電気絶縁性、耐熱性、断熱性に優れた
セラミック製の絶縁部材３７．３８が配され、第１の電
極４と第２の電極５との短絡を防止している。

本実施例の正特性１ノーミスタ板３２は、長方形状のＢ
ａＴｉＯ３を主成分とする導電性セラミックなどで構成
され、特定の温度から電気抵抗が急増する。

第１の電極４は、絶縁部材３７を掴持する断面形状がコ
の字型の板状掴持部４１と、絶縁部材３８を掴持する断
面形状がコの字型の板状掴持部４２と、これらの掴持部
４１．４２同士を連結する断面形状がＬ字型の板状アン
グル４３と、掴持部４１．４２同士を連結する平板状ア
ングル４４とを具備する。

掴持部４１には、先端部４５が掴持部４１より前方に突
出した第１の電極４のＬ字型の端子４６がビス４７によ
って締結されている。その端子４６には、ビスまたは半
田付けくいずれも図示せず）等によってリード線（図示
せず）が接続される。

アングル４３は、発熱体３の一方がわの両端縁３３に沿
って２水平行に配され、発熱体３の一方がわの両端縁３
３を接着材（図ではアングル４３に隠れて見えない）に
よって固着している。アングル４４は、発熱体３の一方
がわの中央イ」近３４を接着材（図ではアングル４４に
隠れて見えない）によって固着している。

第２の電極５は、第１の電極４に発熱体３を介して平行
的に配され、第１の電極４と同一の構造であり、掴持部
５１．５２、アングル５３．５４を具備している。

掴持部５２には、先端部５５が掴持部５２より後方に突
出した第２の電極５の端子５６がビス（図では絶縁部材
３８に隠れて見えない）によって締結されている。その
端子５６には、ビスまたは半田付けくいずれも図示せず
）等によってリード線（図示せず）が接続される。

アングル５３は、発熱体３の他方がわの両端縁３５を接
着材５８によって固着している。アングル５４は、発熱
体３の他方がわの中央付近３６を接着材５９によって固
着している。本実施例の接着材は、導電性、耐熱性に優
れたシリコン銀ゴムなどのシリコン系のゴムが採用され
ている。ここで、電極と多数の正特性サーミスタ板とを
固着した時に両者を電気的に絶縁する接着材を採用する
ことはできないが、直接電極と多数の正特性サーミスタ
板とが接続されていれば導電性を捨てても、耐熱性に優
れた接着材であれば採用することは可能である。

第１の枠体６と第２の枠体７とは、ムライト磁器などの
電気絶縁性、耐熱性、断熱性に優れたセラミックで構成
され、相互に嵌合することによって、第１の１丁Ｃヒー
タ２ａおよび第２のＰ　−ｒ　Ｃヒータ２ｂを挟持する
と共に、第１のＰＴＣヒータ２ａおよび第２のＰＦＣヒ
ータ２ｂを内包する。

第１の枠体６には、第１のＰ　Ｔ、Ｃヒータ２ａの一方
がわの端縁を保持する口の字型の座６１と、第２のＰＴ
Ｃヒータ２ｂの一方がわの端縁を保持す＝　８　− る口の字型の座６２とが設けられている１、座６１．６
２内には、多数の正特性ザーミスタ板３２の列設範囲に
ほぼ対応した形状の窓であると共に、空気通路３１内に
送風空気を流入させる流入口６３．６４が形成されてい
る。さらに座６１．６２の周囲には、第１のＰＴＣヒー
タ２ａおよび第２のＰＴＣヒータ２ｂの端縁を内包する
隔壁６５〜６９とが設けられている。

座６１．６２においては、絶縁部材３７、第１の電極４
の掴持部４１および端子４６を保持する先端部６１ａ、
６２ａと、絶縁部材３８、第１の電極４の掴持部４２、
アングル４３を保持するコの字型部６１ｂ、６２ｂと、
先端部６１ａ、６２ａとコの字型部６１ｂ、６２ｂとの
間に形成された段差６１ｃ、６２ｃとを具備する。また
、先端部６１ａ、６２ａには、第１の電極４の端子４６
の先端部４５を隔壁６５より前方に突出させるためのス
リット６１ｄ、６２ｄと、ビス４７の頭が嵌り込む半円
状の溝６１ｅ、６２ｅが形成されている。さらに、先端
部６１ａ、６２ａは、コの字型部６１ｂ、６２ｂより端
子４６の板厚分だけ低く形成されている。

隔壁６５．６６には、第２の枠体７との接合面６５ａ、
６６ａが設けられ、また送風ダクト１１の底壁１７に形
成されたガイド１８に嵌合する突条部６５ｂ、６６ｂが
前方および後方に向って突設されている。さらに、隔壁
６５．６６には、送風ダクト１１の内壁に沿って突条部
６５ｃ、６６ｃが吸入口１２または吹出口１４に向って
突設されている。

隔壁６７．６８は、第２の枠体７との接合部に、第２の
枠体７に向って突条６７ａ、６８ａを突設した一方がわ
接合面６７ｂ、６８ｂと、突条６７ａ、６８ａの長さと
ほぼ同様な長さの溝６７ｃ、６８ｃを形成した他方がわ
接合面６７ｄ、６８ｄと、一方がわ接合面６７ｂ１６８
ｂと他方がわ接合面６７ｄ、６８ｄとの間に形成された
段差６７ｅ、６８ｅとを設けている。この段差６７ｅ、
６８ｅは、隔壁６５と隔壁６６との中央に位置すると共
に、この段差６７ｅ、６８ｅより突条６７ａ、６８ａま
での長さと、段差６７ｅ、６８ｅより溝６γｃ１６８ｃ
までの長さとがほぼ一致する位置となるように形成され
ている。

隔壁６９は、座６１．６２の間に設けられており、−方
がね接合面６９ａと、他方がわ接合面６９ｂと、−方が
ね接合面６９ａと他方がね接合面６９ｂとの間に形成さ
れた段差６．９ｃとを設けている。

隔壁６５の座６１．６２から接合面６５ａ、６６ａまで
の高さは、第１の電極４の板厚と端子４６の板厚との和
にほぼ対応するように形成されている。隔壁６７．６８
．６９の一方がわ部分の座６１．６２から接合面６７ｂ
１６８ｂ、６９ａまでの高さは、第１の電極４の板厚に
ほぼ対応するように形成されている。隔壁６６、隔壁６
７．６８．６９の他方がね部分の座６１．６２から接合
面６６ａ　、　６７ｃｊ　１６８ｄ　、　６９ｂまでの
高さは、発熱体３の高さと第１の電極４の板厚との和に
ほぼ対応するように形成されている。

第２の枠体７は、第１の枠体６と同一形状をしており、
１つの型で両者を成型でき、低コストに製造できる。第
２の枠体７には、第１のｐ　−ｒ　ｃヒータ２ａの他方
がわの端縁を保持する座７１と、第２のＰＴＣヒータ２
ｂの他方がわの端縁を保持する座７２とが設けられてい
る。座７１．７２内には、多数の正特性サーミスタ板３
２の列設範囲にほぼ対応した形状の窓であると共に、空
気通路３１から送風空気を流出させる流出ロア３．７４
が形成されている。

さらに座７１．７２の周囲には、第１のＰＴＣヒータ２
ａおよび第２のＰＴＣヒータ２ｂの端縁を内包する隔壁
１５〜７９とが設けられている。

座７１．７２においては、絶縁部材３８、第２の電極５
の掴持部５２および端子５６を保持する先端部７１ａ１
７２ａと、絶縁部材３７、第２の電極５の掴持部５１、
アングル５３を保持するコの字型部７１ｂ、７２ｂと、
先端部７１ａ、７２ａとコの字型部７１ｂ、７２ｂとの
間に形成された段差７１ｃ、７２ｃとを具備する。また
、先端部７１ａ、７２ａには、第２の電極５の端子５６
の先端部５５を隔壁７５より後方に突出させるためのス
リット７１ｄ、７２ｄと、ビスの頭が嵌り込む半円状の
溝７１ｅ、７２ｅが形成されている。

隔壁７５．７６には、第１の枠体６の接合面６６ａ、６
５ａに接合する接合面７５ａ、７６ａが設けられ、また
送風ダクト１１の底壁１７に形成されたガイド１８に嵌
合する突条部７５ｂ、７６ｂが前方および後方に向って
突設されている。さらに、隔壁７５．７６には、送風ダ
クト１１の内壁に沿って突条部７５ｃ、７６Ｃが吸入口
１２または吹出口１４に向って突設されている。

隔壁７７．７８は、突条７７ａ、７８ａを突設した一方
がわ接合面７７ｂ、７８ｂと、溝７７ｃ、７８ｃを形成
した他方がわ接合面７７ｄ、７８ｄと、一方がわ接合面
７７ｂ、７８ｂと他方がわ接合面７７ｄ、７８ｄとの間
に形成された段差７７ｅ、７８ｅとを設けている。突条
７７ａ、７８ａは、第１の枠体６の隔壁６８．６７に形
成された溝６８ｃ、６７ｃにそれぞれ嵌合する。溝７７
Ｃ１７８ｃは、第１の枠体６の隔壁６８．６７に形成さ
れた突条６８．６１にそれぞれ嵌合する。

隔壁７９は、座７１．７２の間に設けられており、−方
がね接合面７９ａと、他方がわ接合面７９ｂと、−方が
ね接合面７９ａと他方がね接合面７９ｂとの間に形成さ
れた段差７９ｃとを設けている。

隔壁７５の座７１．７２から接合面７５ａ、７６ａまで
の高さは、第２の電極５および端子５６の板厚にほぼ対
応するように形成している。隔壁７７．７８．７９の一
方がね部分の座７１．７２から接合面７７ｂ、７８ｂ。

７９ａまでの高さは、第２の電極５の板厚にほぼ対応す
るように形成されている。隔壁７６、隔壁７７、７８．
７９の他方がわ部分の座７１．７２から接合面７６ａ、
７７ｄ　、　７８ｄ　１７９ｂまでの高さは、発熱体３
の高さおよび第２の電極５の板厚にほぼ対応するように
形成されている。

本実施例の発熱ユニットの作用を図に基づき説明する。

第１の電極４のアングル４３．４４に多数の板状正特性
サーミスタ板３２の一方がわを接着材によって固着しな
がら正特性サーミスタ板３２を縦列的に配し、さらに、
第２の電極５のアングル５３．５４に接着材５８．５９
によって、正特性サーミスタ板３２の他方がわを固着す
る。

つぎに、正特性サーミスタ板３２の縦列方向の両端に絶
縁部材３７．３８を配置し、この絶縁部材３７．３８を
第１の電極４の掴持部４１．４２および第２の電極５の
掴持部５２．５１によって掴持する。したがって、発熱
体３が第１の電極４と第２の電極５との間に挟着される
こととなり、これによって第１のＰＴＣヒータ２ａが構
成される。

このとき、各正特性サーミスタ板３２の間には、空気通
路３１が多数形成され、これらの空気通路３１は、第１
の電極４のアングル４３．４４および第２の電極５のア
ングル５３．５４の間に形成されている空隙と連通ずる
こととなる。また、第１の電極４の掴持部４１に先端部
４５が掴持部４１より前方に突出するように第１の電極
４の端子４６をビス４７によって締結し、第２の電極５
の掴持部５２に先端部５５が掴持部５２より後方に突出
するように第２の電極５の端子５６をビスによって締結
する。

このような第１のＰＴＣヒータ２ａと同様な方法で第２
のＰＴＣヒータ２ｂを構成する。

そして、電気絶縁性、耐熱性、断熱性に優れたセラミッ
ク製の第２の枠体７の座７２．７１に第１のＰＴＣヒー
タ２ａと第２のＰＴＣヒータ２ｂとを装着する。すると
、座７２．７１においては、絶縁部材３８、第２の電極
５の掴持部５２および端子５６が先端部７１ａ、７２ａ
に装着され、絶縁部材３７、第２の電極５の掴持部５１
、アングル５３がコの字型部７１ｂ、７２ｂに装着され
る。また、第２の電極５の端子５６の先端部５５が先端
部７１ａ、７２ａのスリット７１ｄ、７２ｄより後方に
突出し、第１の電極４の端子４６の先端部４５が隔壁７
６より前方に突出する。

つぎに、第１図に示すように、図示上方より電気絶縁性
、耐熱性、断熱性に優れたセラミック製の第１の枠体６
を第２の枠体７に装着する。

したがって、第１の枠体６と第２の枠体７との間に、第
１のＰＴＣヒータ２ａおよび第２のＰＴＣヒータ２ｂが
上下方向にやや自由度を有した状態で挟持され、第１の
枠体６と第２の枠体７との内部に第１のＰＴＣヒータ２
ａおよび第２のＰＴＣヒータ２ｂが内包されることとな
る。

上述のように、粗細けた発熱ユニット２を送風ダク１〜
１１に組付ける。つまり、第１の枠体６の隔壁６５．６
６の突条部６５ｂ、６６ｂ、および第２の枠体７の隔壁
７５．７６の突条部７５ｂ、７６ｂを第４図の図示上方
より送風ダクト１１のガイド１８に挿入して、送風ダク
ト１１に組付ける。

よって、簡易で、低コストに組付けることが可能で、気
密性、電気絶縁性、耐熱性、断熱性に非常に優れた温風
機１を構成することができる。

送風用ファン１３から吐出された送風空気は、第１の枠
体６の座６１．６２内に形成された流入口６３．６４よ
り流入し、通電されて所定の温度に昇温している各正特
性サーミスタ板３２の間に形成される空気通路３１のみ
を通過した後、第２の枠体７の座７１．７２内に形成さ
れた流出ロア３．１４より流出するので、常に空気通路
３１のみ送風空気が通過し、その他の部分を送風空気が
通過することがなくなる。

このため、送風空気は、各正特性サーミスタ板３２によ
って加熱された暖気のみが吹出口１４から吹出され、吹
出温度のばらつきが抑制される。よって、本実施例の温
風１ｉは、正特性サーミスタ板３２の間を通過する送風
空気の昇温効率を飛躍的に向上することができる。

したがって、送風空気の昇温効率を向上させる目的で、
第１のＰＴＣヒータ２ａおよび第２のＰＴＣヒータ２ｂ
に高電圧を供給しても一対の第１の枠体６および第２の
枠体７が断熱性のセラミック製であるため、発熱ユニッ
ト２を固定する送風ダクト１１に第１のＰＴＣヒータ２
ａおよび第２のＰＴＣヒータ２ｂの熱が伝熱されないの
で、送風ダクト１１に耐熱温度の低い樹脂等の部材を用
いることが可能となり、温風４１ｉ１全体の重量を軽量
に構成することができる。

さらに、第１の電極４と第２の電極５とは、電気絶縁性
のセラミック製の第１の枠体６および第２の枠体７によ
り保持されており、且つ両者の間には、どの箇所でも多
数の正特性サーミスタ板３２および絶縁部材３７．３８
を介在しているので、第１の電極４と第２の電極５との
間が短絡する恐れが全くなく、全ての正特性ザーミスタ
板３２は必ず発熱し、送風空気を加熱することができる
。

［その他の実施例コ 本実施例では、発熱ユニットを電気式温風機に組付けた
が、発熱ユニットを電気式乾燥器、電気式暖房器、電気
式加熱器など気体、液体および固体を加熱する装置に組
付けても良い。

本実施例では、一対の枠体で２組のＰＴＣヒータを保持
したが、一対の枠体で１組以上のＰＬＣヒータを保持す
るものであれば本実施例に限定されない。

本実施例では、一対の枠体を同一形状の第１の枠体と第
２の枠体とから構成したが、枠体を異なる形状の第１の
枠体と第２の枠体とから構成しても良く、内部にＰＴＣ
ヒータを保持し、月つ窓が形成されていれば送風ダク１
〜などの固定部材に一体的に形成されていても良い。

本実施例では、発熱体の両端に配される絶縁部材と枠体
とを別途設けたが、絶縁部材を枠体に一体的に形成して
も良く、また絶縁部材を設けない構造としても良い。

第１の電極および第２の電極の形状は、本実施例の形状
の他に、ハニカム状電極、格子状電極、穴付電極などの
枠状電極板等本発明を逸脱しない範囲内で種々の形状を
採用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を適用した発熱ユニットを示
す分解図、第２図は本発明の一実施例を適用した発熱ユ
ニットを示す斜視図、第３図は本発明の一実施例を適用
した発熱ユニットの第１の枠体または第２の枠体を示す
平面図、第４図はその発熱ユニットを具備した電気式温
風機を示す斜視図、第５図は従来の縦置き型の発熱ユニ
ットを示す斜視図、第６図は従来の横置き型の発熱ユニ
ットを示す斜視図である。 図中 １・・・電気式温風機機　２・・・発熱ユニット　２ａ
・・・第１のＰＴＣヒータ　２ｂ・・・第２のＰＴＣヒ
ータ３・・・発熱体　４・・・第１の電極（枠状電極板
）５・・・第２の電極（枠状電極板）　　６・・・第１
の枠体７・・・第２の枠体　３１・・・空気通路　３２
・・・正特性サーミスタ板　３７．３８・・・絶縁部材
　４６・・・第１の電極の端子　５６・・・第２の電極
の端子　６３．６４・・・流入口（窓）７３．７４・・
・流出口（窓）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 平行して配された一対の枠状電極板間に多数の正特性サ
   ーミスタ板を平行して列設してなるＰＴＣヒータを、 前記多数の正特性サーミスタ板の列設範囲にほぼ対応し
   た形状の窓を有する一対のセラミック製枠体間に挟持し
   てなる発熱ユニット。