JPH0353486A

JPH0353486A - 発熱体

Info

Publication number: JPH0353486A
Application number: JP18718589A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mitsuoka; 光岡　高志; Kuniyuki Nakayama; 中山　邦之; Yukihiko Kurosawa; 幸彦黒沢; Shuji Kunimatsu; 国末　修二; Yukihiro Tsuge; 柘植　幸宏
Original assignee: Fujikura Ltd; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JP2809432B2

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１本発明は、発熱体及び発熱体用の電極体に関し、詳しく
は発熱体を得るのに、全体構戒をより安全に簡素化し、
コストダウンを図り、その商品価値を高めようとする技
術に係るものである。

［従来の技術１従米、面状の発熱体を得るのに、例えば、特開昭５５−
１１７８８９号公報に示されるように、抵抗線をプラス
チンクシート上に形成してなる面状の発熱体が知られて
いるが、この従米の面状の発熱体にあっては、面状の発
熱体の温度を略一定温度に制御したりするコントローラ
及び過昇温防止器等が別途必要となるものであった。

ところで、上記従米例では面状の発熱体の温度を略一定
温度に制御したりするコントローラ及び過昇温防止器等
が別途必要となるので、発熱体としてその全体構或が大
掛がりとなり、その取り扱いも面倒で、かつコスト高と
なり、商品価値が低く、その普及の妨げとなるものであ
った。

また、他の従米例としては、特開昭５３−６９９３６号
公報に示される面状の発熱体のように、面状の発熱体自
体が正温度係数特性（ｐＴｃｖｆ性）を有するものがあ
る．ところが、発熱体自体が正温度係数特性を有するも
のは、艮期間繰り返し使用すると、発熱体内部のカーボ
ンが電極側に引かれて流れ、発熱体内部のカーボンの分
布が不均一になり、特に、発熱体のｌＩｌｌ！（電極間
の距離）が大きくなるとカーボンの移勤むらが大きくて
幅方向におけるカーボンの分布がいっそう不均一になる
。

このように、カーボンの分布が少ないところが抵抗が大
きくなり、面状の発熱体に部分的にホットスポ／ト、ホ
ットラインと称される局部過熱される部分が生じる恐れ
があって温度分布を均一に制御できず、局部過熱によっ
て溶断して火災等の危険があり、このため、面状発熱体
の幅（つまり電極間の１唱〉は最大でも１５０ｍｍ程度
のものしか実用化されていないのが現状である。

また、面状の発熱体自体が正温度係数特性層を有するも
のとして、結晶性プラスチックにカーボンを混合し、こ
れを放射線架橋したものが特開昭５６−６７１９２号公
報により知られているが、この従米例にあっては、カー
ボンの移動は抑制されるが、放射ｉ架橋は高価であると
いう問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものて゛あり
、その目的とするところは、発熱体本体の温度を制御す
るためのコントローラ及び過昇温防止器等を別途設けな
くてもよく、全体構或をより゛ｋ全に簡素化し、その取
り扱いも容易になし、その商品価値を高め、コストダウ
ンを図ることがて゛き、また、発熱体の幅を長くしても
温度分布を均一に制御できて１幅広の発熱体を形成する
ことも可能となり、また、発熱体本体の温度制御を正温
度係数特性層を有する電極体で行うようにして構戒を簡
略化するようにしたものにおいて、発熱体本体への電極
体の結合が簡略化できる発熱体及び発熱体用の電極体を
提供するにある。

［課題を解決するための手段］上記本発明の目的を達威するために、本発明の発熱体は
、正温度係ｒ＆特性を有する正温度係数特性層の少なく
とも片面に通電用の電極を設けて電極体となし、この電
極体を通電により発熱する発熱体本体に、府記正温度係
数特性層が前記発熱体本体と前記電極との間に介在する
ようにして結合させた構或部分を有すると共に、前記発
熱体本体の少なくとも一面に熱伝導性の良い層を被覆し
た構或とした。

また、発熱体用の電極体は、正温度係ｖｔｌ性を有する
正温度係数特性層の両面に導電性の金属層を一体に形成
してなる構或とするのが好ましい。

ここで、正温度係数特性層は、合Ｉ＃．樹脂に導電性粒
子を含有させたものであり、正温度係数特性層をＩ！Ａ
！Ｉ４させるのが＆Ｆましい。また、両面に導電性の金
属層を一体に形成した正温度係数特性層は、正温度係数
特性層の押出成形時に両面に金属層を一体形成されたも
のであってもよい，そして、発熱体本体はシート状であり、このシート状の
発熱体本体が、合成樹脂バインダーにカーボンを混入し
で威る組戒物の層を、ガラスクロスの少なくとも片面に
形成したものであってもよ塾１。

また、正温度係数特性を有する正温度係数特性層の両面
に金属層を一体に形成した電極体は発熱体本体に結合し
て発熱体を構或することができる。

ここで、電極体の片側の金属層を導電性を有する発熱体
本体に接し、電極となる片側の金属層の外面をまたぐよ
うに絶縁テープで覆って絶縁テープの両端部を発熱体本
体に縫着したり、あるいは、？［極体の片側の金属層を
導電性を有する発熱体本体に接すると共に１ｔ極体を発
熱体本体にａ着したりすることができ、これらいずれの
場合にも、発熱体の少なくとも片面に熱伝導性のよい層
を被覆することができる．更に、本発明において、熱伝導性の良い層として金属板
または金属箔を使用するものである。

１作用］このように、正温度係数特性層の少なくとも片面に通電
用の電極を設けて電極体となし、この電極体を通電によ
り発熱する発熱体本体に、前記正温度係数特性層が前記
発熱体本体とｉｆ記電極との間に介在するようにして結
合させた構威を有することで、電極体の正温度係数特性
層により発熱体本体の温度制御を行い、従米のように温
度制御を行うコントローラ及１／過昇温防止器等を省き
、全体構或をより安全に簡素化し、取り扱いも容易にし
、コストダウンを図り、その商品価値を高めるようにし
また、発熱体本体の少なくとも一面に熱伝導性の良い層
を被覆した構戒とすることで、発熱体本体の各部の温度
のばらつきを小さくできるものであり、また、熱伝導性
の良い層を発熱体本体の少なくとも一面に被覆すること
に上り、断熱状態となってら、トリップ現象を伴わない
制御により発熱体本体と正温度係数特性層を有する電極
体の温度が平衡した状態で安定状態に制御し、断熱状態
を除去すると元の定常状態に復帰させることができ、ま
た、発熱体用の電極体を、正温度係数特性層の両面に導
電性の金属層を一体１こ形成した構威とｒることで、正
温度係数特性層を有する電極体の片側の金属層を発熱体
本体に接ずるように結合ｒることで導電性良く結合でき
るものであり、結合に当たってもａ着等種々の結合手段
が採用できるようになった。

［実施例１以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳述する
。

第１図、第２図は本発明の一笑施例が示してあり、第３
図には他の実施例が示してあって、まず、これら第１図
乃至ｔＩＳ３図に示すものから説明する．正温度係数特
性を有する正温度係数待性／ｌｉｌ３の少なくとも片面
に通電用の電＋Ｉｉ２を設けて電極体Ｂを構威してある
。ここで、正温度係数特性層３とはヒータの温度が設定
温度範囲に昇温ｒると電シ（抵抗が急激に正の温度係敗
に従って増大する性質を言い、ＰＴＣ特性とも言う。こ
の第１図乃至第３図に示す実施例では、電極２としては
例えば銅箔のような金属１８を正温度係数特性層３に一
体化し、正温度係数特性層３を粘着剤４を介して発熱体
本体１に取着したものである。この発熱体本体１は面状
となっていて、フレキシブルで、種々の形状に沿うよう
にしてある。電１ｆｌ２としては銅以外にニッケル等の
ようなものがある．そして発熱体本体１は正温度係数特
性は有しておらず、カーボンファイバー、金属粒子を混
ぜた縄維、セルロースのような有ｍ繊維、合或繊維等を
組み合わせて混抄した発熱体本体１、又は、金属粒子や
カーボンピッチを合或！｛脂バイングーと混練してシー
ト状にした発熱体本体１、又は、カーボンペースト（合
或Ｉｆ　）Ｍバイングーとカーボン粒子と溶剤とを混合
したもの）を丞材シ一ト（例えば〃ラスクロス）１こ塗
布してなる発熱体本体１、又は、力一ボンビフチを合成
樹脂バイングーと混練したものを基材となるプラスチッ
クシ一トに塗４ｉ　Ｌた発熱体本体１、又は、インノウ
ム（Ｉｎ）、二酸化スズ（Ｓ１１０２）もしくはインジ
ウム（Ｉｎ）と二酸化スズ（Ｓ１１ｏ２）を併用した発
熱体を蛸えたシート状の発熱体本体１（プラスチックシ
一ト等の基材シ一トに二酸化スズ等の発熱体層が形成さ
れている発熱体本体１）等がある。そして正温度係数特
性を有する正混度係数特性層３としては、ポリオレ７イ
ン、アイオノマー樹１ｆｆｌ、フッ素樹脂（ビニリデン
フルオライド樹脂）等の樹脂内に３４電性のカーボン粒
子、金属粒子を含有させて正温度係数特性を有せしめた
ものがある。かかる場合、カーボン粒子は７γ−ネスブ
ラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等が
ある。そして配合割合は限定しないが正温度係数特性を
出すように配合するものであり、カーボン粒子は４〜５
０重量％含有させる。使用するカーボン粒子の特性によ
り配合量は異なる。このような正温度係数待性Ｍ３は上
記の他に例えば、ポリエチレン、エチレン共重合体、ポ
リエステル、フッ素樹脂、７ツ索ゴム、アクリルゴム、
ポリ塩化ビニル等のボリマーに、クレータルク、二酸化
けい素、ケイ藻土、軽石粉、力一ボン繊維、無煙炭粉末
、人造水晶石、シリカ等の特定量の７イラー及び啓電性
カーボンブラックを組み合わせ配合したものｈ４種々の
ものがある．そして電極２を正温度係！ｌｔ待性を有す
る正温度係数特性層３に付けたり、正温度係数特性層３
を発熱体本体１に付けるのは、圧着もしくは導電性を阻
害しない接着剤で取着すると上い。又、電極２、正温度
係数特性層３を付けた後、正温度係数特性層３を構戒す
る樹脂を架橋させて取着を行うのが好ましい。架橋に当
たっては電子線架橋、有機過酸化物による架橋等がある
。そして、発熱体Ａとしては、発熱体本体１面に正温度
係数特性Ｎ３を形成し、その上に銀ペースト等で導電性
の電極２を形戊することで電極体Ｂを構威してもよい。

ところで、電極２への通電は夫々電極２から専出された
リード線から行なわれる。なお、発熱体本体１のヒータ
としては金属線、金属帯等であってもよい。

このようｔこ、通電用の電極２と導電性を有する発熱体
本体１とを正温度係数特性を有する正温度係数特性Ｍ３
にて結合させることで、電極２がら正温度係数特性層３
を介して発熱体本体１に通電して発熱体本体１の昇温を
図るのであり、そして正温度係数特性Ｎ３の正温度係数
特性によって、正温度係数特性／ｌｌ３の温度が設定温
度範囲に昇温すると′ＩＬ気抵抗値が急激に正の温度係
数にしたがって増大し、正温度係ｌ待性１３への通′Ｉ
Ｌ量を抑制し、結果として発熱体本体１への通電を減少
させ、発熱体本体１のそれ以上の昇温を抑制し、このよ
うに発熱体本体１の温度制御を正温度係数特性層３にお
いて行い、しかして従米のように温度制御を行うコント
ローラ及び過昇温防止器等を省き、全体構成を簡素化し
、取り扱いも容易にし、コストダウンを図り、その商品
価値を高めるものであり、また、電極体Ｂ部分におい゛
ζ正温度係数特性７１１３により温度制御を行うことで
、発熱体本体１に正温度係数特性を持たせた従米のもの
のように艮期間の繰り返し使用をしても温度分布のばら
つきがなく、この結果、発熱体本体１の幅を長くしても
温度分布を均一に制御できて幅広の発熱体本体１を形成
することも可能となるものである。

なお、正温度係数待性Ｎ３を結晶性ボリマーに導電性粒
子を含有させたもので構成して、この正温度係敗特性Ｎ
３を架橋すると内部の専電性粒子が安定な間隔を保持す
ることができるようになるものである。

ところで、電極体Ｂとして、上記実施例では正温度係数
特性／１１３の片面にのみ導電性の金ｋｆ４Ｎ８を一体
に形成して導電性の金属／［８を電極２とし、正温度係
数特性層３の電極２と反対側の面を圧着もしくは導電性
を阻害しない接着剤で取着する等により結合した実施例
を示したが、正温度係数特性を有する正温度係数特性／
１３の両面に４電性のｔｉ層８を一体に形成してｔｊｆ
Ｊ４図に示すような電極体Ｂを形成し、この電極体Ｂの
一方の金属）ｖＪ８を発熱体本体１に接した状態で結合
するようにしてもよい。このように、正温度係数特性層
３の両面に導電性の−ｋ属層８を一体に形成した電極体
Ｂは、正温度係数特性層３の井出或形１（９に両面に金
属層８を一体形成することにより得るようにしてもよい
。このように正温度係数特性層３の両面に金属層８を一
体に形成した電極体Ｂを発熱体本本１に結合するには種
々の方法が採用できるが、例えば、第９図に示すように
、７Ｉ＆極体Ｂの片側の金ＡＸＷＩ８を導電性を有する
発熱体本体１に当接し、この状態で′ｌ１極２となる片
側の金属層８の外面をまたぐ上う｛こ絶縁テーフ゛９て
゛覆って絶縁テープ９の両端部を発熱体本体１にミシン
掛けによって糸状物１０により縫着したり、あるいは、
ｔｊＳ１０図、弟１１図に示すように、電極体Ｂの片側
の金）ｇ層８を専電性を有する発熱体本体１に当接した
状態で電極体Ｂを発熱体本体１にａ着したりすることが
できる。第ｌＯ図においては、発熱体本体１に当接する
方の金属／Ｉ８の両側を側ｈに連出してこの連出部８ａ
をミシン掛けによって糸状物１０によりｉｎするもので
あり、第１１図においては、正温度係数特性Ｎ３を両側
に連出してこの連出部３ａをミシン掛けによって糸状物
１０によりａ着するものである。

ところで、上記のように正温度係数特性層３が発熱体本
体１と前記電極との間に介在するようにして結合させた
発熱体Ａは、ｆ５１図、第３図、第７図、第８図に示す
ように発熱体Ａの片面又は両面に熱伝導性の良い層Ｃを
被覆することができる。

ここで、熱伝専性の良い層Ｃで被Ｐｉ（　ｔ　７＋場合
には合戒樹脂層のような絶縁層１１により被覆し、その
外面を熱伝専層の良い層Ｃで被榎するものである。もち
ろん熱伝導性の良い／ｆＥＩ　Ｃで被覆しない場合も絶
縁１１１により第６図のように被覆しても良いものであ
る。熱伝導性の良い層Ｃとしては、銅、アルミニュウム
、鉄等の金属の箔゛または板、あるいは、アルミナ、冫
リカ、窒化アルミ等をポリエナレン７タレートや塩化ビ
ニル等の合或樹脂シート中に練り込んだシート等が用い
られる。

次に、熱伝導性の良い／ＩＣで発熱体Ａを覆った場合の
実施例と、熱伝導性の良い／１ｃｔ覆わなかった場合と
における比較例との温度制御の実験例につき説明する。

以ドの説明において、正温度係数をｐ　’ｒ　ｃと略し
゛ζ説明する。

（比較例）ガラスクロスの片面にカーボンペーストをスクリーン印
刷により塗布して６００Ω／Ｃω２の発熱体本体１を形
成し、この発熱体本体１の幅２５０＋ａ＋ａＸ艮さｌ０
０＋ａｍのもののｌ唱方向の上面両側に幅１０＋ａｍの
電極体Ｂを結合し、更に全面を絶縁Ｎ１１を構或するマ
イラーテーブ（厚さ４０μ）により絶縁して比較例に用
いるＰＩＳ１２図に示すような試験体Ａ”を得た。ここ
で用いる電極体Ｂは３００μのＰＴＣ）ｒ１３の両面に
金属層８を構威する錫メッキ銅箔５０μを両面に積層し
たものである。

至温２０゜Ｃの環境下で第１３図（ａ）に示すように比
較例のｉＪ．験体Ａ　”の下に５０問厚のウレタン発泡
体１３を配置して片面断熱しｔこ状態で１００■の電圧
を印加し、続いて、弟１３図（＋３）に示すように試験
体Ａ”の上ト゛両面を５０＋ｕｅｌ！ｉｆのウレタン発
泡体１３を配置して両面断熱した状態で１００■の電圧
を印加し、この場合における一方の電極体（■点）、発
熱体本体１の幅方向の中央部（■点）、他方の電極体（
■点）の３点における混度の変化を測定した。結果を第
１５図に示『。第１５図において■は室温を示している
。

（実施例）第１２図に示す比較例で用いる試験体と同じものの全面
に熱伝導性の良いｌｃとして厚さ８０μの粘着剤付き７
ルミテーブを貼り付けて実施例に用いる試験体Ａ′を得
た。

室温２０℃の環境）で第１４図（ａ）に示すように実施
例の試験体Ａ′の下に５０＋ａｍ厚のウレタン発泡体１
３を配置して片面断熱した状態で１００■の電圧を印加
し、続いて、第１４図（ｂ）に示ｊように実施例の試験
体Ａ′の上下両面を５０＋ｏｎ＋Ｉ！７！のウレタン発
泡体１３を配置して両面断熱した状態で１００■の電圧
を印加し、続いて第１４図（ｃ）に示すように実施例の
試験体Ａ′の上下両面を２８０ωｍｌ′！７のウレタン
発泡体１３ａを配置して両面断熱した状態で１００■の
電圧を印加し、続いて弟１４図（ｄ）に示すように実施
例の試験体Ａ′のドに５Ｏｎｕｎｌ’Ｘのウレタン発泡
体１３を配置して片面断熱した状態で１００■の電圧を
印加し、この場合における一方の電極体（■点）、発熱
体本体１の１唱方向の中央ｆｆｌｓ（■点）、他方の電
極体（■，侭）の３点における温度の食化を測定した。

結果を＠１６図に示す。１５１６図において■は室温を
示している。

しかして、第１５図から明らかなように、比較例のもの
は５０ｍ＋ａ厚のウレタン発熱体１３を両面に配置した
両面断熱を行った時、ＰＴＣ層３が両面断熱されたこと
により昇温し、トリップによる電流制御によって発熱体
本体１の温度が制御されたが、トリップ前の発熱体本体
１の温度は１００゛Ｃになり、この結果、両面断熱を行
った時のＰ　ＴＣ層３と発熱体本体１との昇温速度が違
うため、発熱体本体１の温度をＲ実に８５℃以下で制御
するのは難しく、また、Ｐ　ＴＣ　）蕾３のない部分の
発熱体本体１だけが両面断熱されるとＰＴＣｌ３の昇温
は起こらないので発熱体本体１の温度制御（電流制ａｊ
）が起こらず、また、Ｉ）Ｔ（Ｊ１３の抵抗の範囲がド
記のようにかなり狭くなるという問題が発生することが
↑り明した。

一方，第１６図から明らかなように、実施例のものは、
５０ａ＋ｍ厚のウレタン発熱体１３を−１面に配置した
片面断熱の条件ドでは、熱ｆ云導性の良いＩ韓Ｃ（すな
わち均熱板）により発熱体本体ｌとＰ′ｒＣＮＪ３の温
度差は比較例に対して１０゜ＣかＣ＞　６゜Ｃへと小さ
くなっている。また、５０＋ｎ＋ｏ＃：のウレタン発熱
体１３を両面に配置して両面断熱した条件下では、両面
断熱によりｌ）　Ｔ　Ｃ　７ｉｉＪ　３の温度が上昇し
て電流制御をはじめる。そして、発熱体本体１の最終温
度は６９゜Ｃ．ＰＴ（Ｊ台３の温度は７２゛Ｃとなっｔ
こ。比較例のものと比べると発熱体本体１もｌ−’　Ｔ
　Ｃ　ＩｇＪ３も共に８５”Ｃ以下となり、また、トリ
ップ現象による電流制御が起こらないので、発熱体本体
１の温度は急激なＦ降をせず、８５゜Ｃ以ドに保たれる
。また、極端な断熱により、ｐ　’ｒ　ｃＲ４３の温度
を上げ、トリップさせようと試みたが、２８０ｕ＋ｍ厚
のウレタン発熱体１３ａを両面に配置して両面断熱した
条件下では、ＰＴＣｉ３の温度は７６゛Ｃ、発熱体本体
１の温度は６８℃であった。

これは発熱体本体１とＰＴＣ層３の温度があまり変わら
ないためと推定される。ｌｔ流制ＩＩ機構ｌ土トリップ
ではなく、抵抗上昇による温度制御と思われる。そして
、このようにトリップによる温度制御ではないので、断
熱材を除去すると元の状態ｌこ復帰する。つまり、例え
ば片面にのみ５０同厚のウレタン発熱体１３を配置する
と、始めの片面のみ５０＋ｎｍのウレタン発泡体１３を
配置した場合と同じ温度に復帰する。

上記のような、熱伝導性の良い７１Ｃで発熱体を覆った
実施例のものが上記の実験結果のような温度制御を行う
のは下記に述べるような理由からで・あると考えられる
。

以下温度制御磯構について説明する。

ＰＴＣ特性とは、第１７図に示すように温度の上昇とと
もに抵抗値が増大する特性のことをいう。

徐々に温度を上昇させるとポリマーの熱膨張率によって
カーボン・パスが次第に切断されていき、緩やかなｐ　
’ｒ　ｃ特性を示す。そして、融点近くでは急激なＰＴ
Ｃ効釆が現れる。

ところで、ＰＴＣを面状の発熱体本体の電極として用い
た場合の回路図は第１８図で示される。

この回路に一定電圧（Ｖ）を印加すると、回路の員荷抵
抗（Ｒｃ）がＰＴＣ素子の定常状態での抵抗値（ＲＰＴ
Ｃ）より十分に大きいと、素子の発熱一温度曲線はＰｇ
（１）式のような極大値をもつ曲線で表される。

Ｐ　ｇ＝　Ｖ　２Ｒ　ＰＴＣ（Ｔｌ／　（Ｒ　ＰＴｃ（
Ｔ）　十Ｒ　＋．）２゜−−−−゜（１）また、環境温
度をＴｏとすると素子の放熱量ｌよ索ｒ一温度の差に比
例するので、素子の放熱一況度特性ｆ）ｄは（２）式の
ようになる。

｝’ｄ＝ＫＡ（Ｔ−ＴＯ）−（２）　　Ｋ：熱放故係数
Ａ：素子面積そして、素子は第１９図に示すように、発熱量と放熱拭
の一致しｒこ温度（Ａ）で安定ｊる。印加電圧が上昇し
、Ｐ　Ｔ　Ｃ素子の発熱量がＰｇ（２）になると放熱量
との接点（Ｂ）で安定する。それ以上の電圧ではＰｇ（
３）となり、（Ｃ）の状態で安定する。

この（Ｃ）の状態ではＰＴＣ素子の温度が上昇して高抵
抗となっているため、回路を流れる電流を制御ｒる．こ
の状態に移転することをいわゆるトリップ現象と呼んで
いる。環境温度ＴＯが変化すると、１）Ｊが左右にシフ
トし、平衡点も移動する。一度トリソブした素子は、Ｐ
ｄの曲線以↑゜まで電圧をドげるか電源を切って素子が
冷えるのを待つ必要がある（ｊなわち、第１５図に示す
比較例において両面断熱時にトリップした後は電圧を下
げるか電源を切って素子が冷えるのを待たねばならない
）ところで、ＰＴＣ電極を発熱体本体の温度制御に用い
た時、訃圧Ｖは一定なので、発熱一温度曲＃ｉ　Ｐ　ｇ
は上下に移動しない。しがし、断熱材を用いると、放熱
一温度曲線は熱放散係数Ｋが小さくなるのでＰ，Ｉ（１
）からＰｂ（２）へと！１２１図のように変化する。一
方、一定の抵抗値ＲＬをもつ発熱体本体に、常温でｔｊ
Ｓ２０図のように抵抗値の異なるＰＴＣ電極（１）（２
）（３）を用いると、ｆｆ！２１図のように発熱量一温
度曲線はＰｇ（１）、Ｐｇ（２）、Ｐｇ（３）と変化す
る。

ここで、Ｐｇ（１）を例にすると、断熱材を乗せること
により、ＰＴＣ電極の温度はＡ　（ＪがらＡへ平衡点が
移動する。ところが、平衡点Ａ１は隣接する発熱体本体
から熱をもらっているので、断熱により昇温する発熱体
の温度を受けながら次第にＡ，からＢ，へと移動してい
く。そして、平衡点Ｂ，を越えると、ＰＴＣ電極は自Ｃ
発熱によって平衡点Ｃ１へ移動する。・すなわち、トリ
ップ現象を起こして抵抗値が急激に増加し、回路の電流
を制限する。Ｐｇ（２）、Ｐｇ（３）についても同様の
ことがいえる。しかし、発熱本の昇温速度はＰ　ｉ’　
Ｃ電極よりも速いので、１００゜Ｃ以上に昇温すること
があり、８５゜Ｃ以下に制御するのは難しい。また、こ
こで注念ｊべきことは、ＰＴＣ電極の抵抗が安わると各
平衡点も変化することである。

初期抵抗（ａｔ２０゜Ｃ　）：　Ｆ＜　ｐｒｅ（１　）
　＜　Ｒ　ＰＴＣ（２）　＜　Ｒ　ｐｒｃ（３）断熱時
の平衡点　：Ａ．＜Ａ２＜１トリンブ温度　　；Ｂ１＞　Ｂ２＞　Ｂ３トリップ平衡
の平衡点；　Ｃ　Ｉ＞　Ｃ　２　＞　Ｃ　３つまり、Ｉ
）　Ｔ　Ｃ電極の抵抗値が違うと、断熱してからトリン
ブ温度に達するまでに要する時間が異なってくる。よっ
て、発熱体本体が制御される温度も違ってくるので、ｐ
　’ｒ　ｃ電極の抵抗の設計が難しい。また発熱本体の
温度上昇の方がｌ）　Ｔ　Ｃ電極の温度上昇よりずっと
速く、その温度差はいつも一定というわけではないので
、全ての部分において８５℃以下を保証することは難し
い（比較例の問題点）。

ところが、熱伝啓性の良いＪｒ１で発熱体を覆う構戒と
した実施例のものにおいては、上Ｄｅ（２）式における
発熱面積（Ａ）が熱伝専性の良い層で覆わない場合（ご
化べて大きくなり、発熱一温度曲ＲＰｄ（２）は＠２２
図のように放熱一温度曲ｍＰｇの上へくる。

この１２２図からわかるように、Ｐｇ（２）とＰｄの交
点はＡ点しか存在しない。しかし、発熱体本体は電流制
限を受けないから、時間と共に昇温し、ＰＴＣ電極の温
度は、発熱体の温度によｌ）　Ａ点から高温側に動く．
更に、断熱すると発熱体本体の温度はより高くなり、Ａ
点はもっと右方向へ移動してＢ点となる。Ｂ点では、Ｐ
ＴＣ特性が出て電流を制限するので、発熱体本体の温度
はそれ以上上がらなくなり、少し下がってＰＴＣ電極の
熱を奪うようになり、両者が平衡した状態でＢ点が安定
する。

これはトリップ現象を伴わない制御なので（Ｂ点がＰｇ
の山を越えない）、断熱材を除夫ｒることにより実施例
のように元の定常状態（Ａ，白：）へ復帰するのである
。

［発明の効果１本発明にあっては、Ｒ述のように、正温度係数特性を有
する正温度係数特性層の少なくとも片面に通電用の電極
を設けて′ｉｌＬ極体となし、この電極体を通電により
発熱する発熱体本体に、前記正温度係数特性を有する層
が前記発熱体本体と前記電極との間に介在するようにし
て結合させたので、電極体の正温度係数特性層により発
熱体本体の温度制御を行い、従米のように温度制御を行
うコントローラ及び過昇温防止器等を省き、全体構或を
より安全に簡素化し、取り扱いも容易にし、コストダウ
ンを図り、その商品価値を高めるようにしまた、発熱体
本体の少なくとも一面に熱伝導性の良い層を被覆した！
ｆＩＩ戒とすることで、発熱体本体の各部の温度のばら
つきを小さくできるものである。しかも、発熱体本体の
少なくとも一面に熱伝導性の良い層を被覆することで、
断熱状態となっても、トリップ現象を伴わない制御によ
り発熱体本体の温度と正温度係数特性層を有する電極体
の温度が平衡した状態で安定状態に制御され、また、断
熱材を除去することにより元の定常状態へ復帰させるこ
とができるという利点がある。また、発熱体用の電極体
を、正温度係数特性層の両面に専電性の金属層を一体に
形成した構或とすることで、正温度係数特性層を有する
電極体の片側の金属層を発熱体本体に接するように結合
することで導電性良く結合できるものであり、結合に当
たってもａ着等種々の結合手段が採用でき、簡単且つ確
実に正温度係数特性層を有する電極体を発熱体本体に結
合できるものである。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は同上の斜
視図、第３図は同上の他の実施例の断面図、第４図は同
上に用いる電極体の一実施例の斜視図、第５図は同上の
電極体を発熱体本体に結合した尖施例の断面図、第６図
は同上の絶縁層により絶縁したものの断面図、第マ図は
同上の全面を熱伝導性の良い層で覆ったものの断面図、
第８図は同上の片面を熱伝導性の良い層で覆ったものの
断面図、１９図、第１０図、第１１図は同上の電極体を
発熱体本体に結合する各実施例の断面図、第１２図（ａ
）（ｂ）は熱伝導性の良い層て・覆わなかった比較例の
試験体の断面図及び平面図、第１３図（ａ）（＋））は
片面を５０ｍｍ厚のウレタン発泡体で断熱する場合、両
面を５０ｌＩ６Ｗ−のウレタン発泡体で断熱する場合の
試験方法の説明図、第１４図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）
は本発明の実施例の試験体の片面を５０ａ＋＊厚のウレ
タン発泡体で断熱する場合、両面を５０１厚のウレタン
発泡体で断熱する場合，両面を２８０＋＋＋ｍＩｑ−の
ウｌ／タン発泡体で断熱する場合、更に片面を５０τＩ
Ｉ厚のウレタン発泡体で断熱する場合の試験方法の説明
図、第１５図は比較例の試験体の各断熱時における温度
の安化を示すグラフ、第１６図は本発明の実施例のＶ．
験体の各断熱時における温度の変化を示すグラフ、第１
７図はＰＴＣ特性を示すグラフ、第１８図はＰＴＣを発
熱体の電極として用いた場合の回路図、第１９図は同上
の特性図、第２０図は常温で抵抗値の異なる場合のＰＴ
Ｃ特性を示すグラフ、第２１図は常温で抵抗値の異なる
ＰＴＣ電極を用いた場合における発熱量一温度曲線と平
衡点の移動を示すグラフ、第２２図は熱伝導性の良い層
で覆っｔこ場今における発熱量一温度曲線を示すグラフ
であって、１は発熱体本体、２は電極、３は正温度係数
特性層、８は金属層、９は絶縁テープ、Ｂは電極体、Ｃ
は熱伝導性の良い層である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）正温度係数特性を有する正温度係数特性層の少な
くとも片面に通電用の電極を設けて電極体となし、この
電極体を通電により発熱する発熱体本体に、前記正温度
係数特性を有する層が前記発熱体本体と前記電極との間
に介在するようにして結合させた構成部分を有すると共
に、前記発熱体本体の少なくとも一面に熱伝導性の良い
層を被覆したことを特徴とする発熱体。
（２）正温度係数特性を有する正温度係数特性層の両面
に導電性の金属層を一体に形成してなる発熱体用の電極
体。
（３）発熱体本体がシート状であることを特徴とする請
求項１記載の発熱体。
（４）発熱体本体が、合成樹脂バインダーにカーボンを
混入して成る組成物の層を、ガラスクロスの少なくとも
片面に形成したことを特徴とする請求項３記載の発熱体
。
（５）正温度係数特性を有する正温度係数特性層の両面
に金属層を一体に形成した電極体を発熱体本体に結合し
て成ることを特徴とする発熱体。
（６）電極体の片側の金属層を導電性を有する発熱体本
体に接し、電極となる片側の金属層の外面をまたぐよう
に絶縁テープで覆って絶縁テープの両端部を発熱体本体
に縫着して成ることを特徴とする請求項５記載の発熱体
。
（７）電極体の片側の金属層を導電性を有する発熱体本
体に接すると共に電極体を発熱体本体に縫着して成るこ
とを特徴とする請求項５記載の発熱体。
（８）発熱体の少なくとも片面に熱伝導性のよい層を被
覆して成ることを特徴とする請求項５又は請求項６又は
請求項７記載の発熱体。
（９）正温度係数特性層が、合成樹脂に導電性粒子を含
有させたものであることを特徴とする請求項２記載の発
熱体用の電極体。
（１０）正温度係数特性層を架橋させたことを特徴とす
る請求項９記載の発熱体用の電極体。
（１１）両面に導電性の金属層を一体に形成した正温度
係数特性層は、正温度係数特性層の押出成形時に両面に
金属層を一体形成されたものであることを特徴とする請
求項９記載の発熱体用の電極体。
（１２）熱伝導性の良い層として金属板または金属箔を
使用したことを特徴とする請求項１又は請求項３又は請
求項４又は請求項８記載の発熱体。