JPH0367482A

JPH0367482A - 正抵抗温度係数をもつ発熱体

Info

Publication number: JPH0367482A
Application number: JP20209289A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Hirai; 伸幸平井; Tadataka Yamazaki; 山崎　忠孝; Takahito Ishii; 隆仁石井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-08-03
Filing date: 1989-08-03
Publication date: 1991-03-22

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】産業上の利用分野本発明は採暖器具及び一般の加熱装置として有用な発熱
体に関する。

従来の技術従来の正抵抗温度係数を有する発熱体は、一対の電極間
の正抵抗温度係数をもつ（ＰＴＣ）抵抗体の正抵抗温度
特性により適当な温度に自己制御されるものであった。

しかし、特に大きな電力密度が要求される場合は、発熱
体自体の温度分布を一様にするために、一対の電極方向
に温度分布を良好にすることが不可欠であり、その解決
方法として、第５図に示すように一対の電極の間隔を接
近させて構成する方法が講じられていた。第５図におい
て、２２．２３は互いに接近して設けられた一対の平行
平板上の金属電極であり、この間に正抵抗温度係数をも
つ抵抗体２４を配することにより高出力の正抵抗温度係
数をもつ発熱体を出現することが可能となった。

発明が解決しようとする課題一般にこうした正抵抗温度係数をもつ抵抗体は長期的に
熱負荷をかけることにより酸化劣化を起こし、−時は高
抵抗化するが、最終的には結晶性高分子組成物が劣化し
正抵抗温度特性がなくなり、さらには低抵抗化し、異常
過熱、発煙、発火に至る危険性を有している。しかし、
発熱体として使用する場合は、−時高抵抗化した際にほ
とんど発熱しなくなっていき、安全である。しかしなが
ら、こうした平板金属電極２２．２３により正抵抗温度
係数をもつ抵抗体２４の長手方向に沿う薄肉対向面を覆
う構成にあっては、平板金属電極２２．２３で覆われた
部分の酸素ガス透過度はＯとなるために、耐熱劣化はほ
とんどなくなる。一方、平板金属電極２２．２３で覆わ
れていない、例えば第５図の正抵抗温度係数をもつ抵抗
体２４の縁面部分２４ａなどは外装材により酸素ガス透
過が阻止されるだけであり、平板金属電極２２．２３に
より覆われている部分と覆われていない部分での耐熱劣
化速度が大きく異なってくる。このため平板金属電極２
２．２３の間の正抵抗温度係数をもつ抵抗体２４自身に
より形成される縁面部分だけが熱酸化劣化を起こし、−
時高抵抗化するが、平板金属電極２２．２３で覆われた
部分は正常に発熱しており、この熱により上記縁面部分
はさらに劣化が促進され、ついには低抵抗化したり、亀
裂が生じて、異常過熱、発煙、発火に至る危険性を有し
ていた。

また、上記課題を解決するために、第６図、第７図に示
すように、例えば、特開昭６３−２２４１７３号公報に
おいて、正抵抗温度係数をもつ抵抗体２５を一対の電極
２６．２７で覆い、縁面部をこれら電極の少なくとも一
方で覆った構成にしたものがある。２８は外装材として
の絶縁体である。このようにして、縁面部に外装材２８
をとおして進入する酸素ガスを遮断している。

しかし、このような構成では正抵抗温度係数をもつ抵抗
体２５の縁面部２５ａ、２５ｂにも電極２７が接触して
いるために、電極２５の両端の部分２６ａ、２５ｂに電
流Ｉが集中して流れることとなり、電極の両端の部分２
６ａ、２６ｂ近傍の正抵抗温度係数をもつ抵抗体２６が
他の部分に比べ温度が上昇する結果となる。このため、
この部分より結晶性高分子組成物の劣化が開始するとい
う課題を有していた。

本発明の目的は上記課題を解決し、安全で信頼性の高い
長寿命の正抵抗温度係数をもつ発熱体を提供しようとす
るものである。

課題を解決するための手段本発明は上記目的を達成するため、結晶性高分子組成物
中に導電性微粉末を分散させてなる導電性組成物を主成
分とする長尺薄肉板状の正抵抗温度係数をもつ抵抗体と
、前記抵抗体の長平方向に沿う薄肉対向面に設けた一対
の電極板と、これらの全体を外装する絶縁体とを備え、
前記一対の少なくとも一方の電極板が前記抵抗体の長手
方向に沿った縁面部を、結晶性高分子組成物の絶縁層を
介して覆うようにした正抵抗温度係数をもつ発熱体とし
た。

作用上記のように本発明では正抵抗温度係数をもつ抵抗体の
長手方向に沿った両縁面部が金属電極で覆う構成とする
ことにより、一対の電極間に抵抗体自身で形成される縁
面部分を一方の電極板と同一面に構成することが可能と
なる。このため、この部分に金属よりなる均熱板を配置
することが容易となり、これにより正抵抗温度係数をも
つ抵抗体は全周を金属体で覆われることとな′る。従っ
て、酸素ガスの透過がほとんどなくなり、結晶性高分子
組成物の劣化速度が減少する。

また、正抵抗温度係数をもつ抵抗体の縁面部には、結晶
性高分子組成物を配置しているために、外装の絶縁体か
ら抵抗体までの酸素ガスの透過経路が長くなるために、
上記のように均熱板を配置しなくとも、ガスの透過度は
かなり少なくすることができる。なおかっ、電極は薄肉
対向面のみで正抵抗温度係数をもつ抵抗体と接触してい
るために、均一な電流分布・均一発熱となる。

ゆえに、正抵抗温度係数をもつ抵抗体のどの位置におい
ても劣化しにくく、同じ速度で劣化し、徐々に温度が低
下して、非常に長期にわたって正常に発熱させることが
でき、極めて安全性の高い長寿命の発熱体が得られる。

実施例以下、本発明の一実施例として示した発熱体を図面に基
づいて説明する。

第１図において、１は厚さ０．６ｍｍの薄い板状の正抵
抗温度係数をもつ抵抗体であり、結晶性高分子組成物中
に導電性微粉末を分散させた組成物を主成分としている
。この正抵抗温度係数をもっ抵抗体ｌの長尺方向に沿う
薄肉対向面である上下面に厚さ３５μｍの銅の板状電極
２．３が接している。また、正抵抗温度係数をもつ抵抗
体ｌの縁面部には結晶性高分子組成物からなる絶縁層４
を設けている。一方の電極２は正抵抗温度係数をもつ抵
抗体ｌと、絶縁層４を覆うように設けられている。また
、電極３は、電極２に対して絶縁層４を介して２．５ｍ
ｍの縁面距離の縁面部分５を設けて構成されており、同
じく厚さ３５μｍの銅板を用いている。この電極２．３
、正抵抗温度係数をもつ抵抗体ｌ及び絶縁層４は、ポリ
エチレンテレフタレートよりなる外装の絶縁体６により
外部と絶縁されている。電極２．３の縁面部分５は電極
３と同一面に構成され、この縁面部分５に外装の絶縁体
を介してアルミニウムよりなる均熱板を貼り付けると、
正抵抗温度係数をもつ抵抗体ｌは全周を金属で覆われる
こととなり、酸素はほとんど透過しなくなる。また、均
熱板がなくても、絶縁層４が存在するために、絶縁層４
がない場合に比べ外部から酸素が透過し、正抵抗温度係
数をもつ抵抗体ｌまでの距離は、１０倍以上にすること
が可能となる。このため、酸素の透過速度は１０分の１
以下となり、同じく熱酸化劣化は減少することとなる。

また、電極２．３と正抵抗温度係数をもつ抵抗体ｌの接
触面は、薄肉対向面のみに限られるために、電流密度は
正抵抗温度係数をもつ抵抗体ｌのどの部分でも等しくな
り、局部的に発熱分布が不均一になることがなく、この
点においても、正抵抗温度係数をもつ抵抗体１が局部的
に劣化することがなくなる。

ここで、正抵抗温度係数をもつ抵抗体ｌに含まれる結晶
性高分子組成物と、絶縁層４の結晶性高分子組成物とは
、層剥離の点で同一結晶性高分子組成物のほうが良好な
結果となるが、この点を考慮にいれて結晶性高分子組成
物を選択すれば異なるものを用いてもよいことは明らか
である。

そこで本発明の実施例としての発熱体の電極側の面にア
ルミニウム放熱板を貼り付けたものと、第５図及び第６
図に示した従来例の発熱体（それぞれ比較例１、比較例
２とする）を１３０℃の恒温槽にいれ、４０００時間後
の３者の比較を行った。ＡＣｌｏｏＶをそれぞれのサン
プルに印加すると、比較例１（縁面部に電極を設けてい
ないもの）は縁面部分に亀裂が入りスパークした。一方
比較例２（縁面部に電極をほどこした物）および本発明
の実施例では全く異常がなく、正常に発熱した。しかし
ながら、さらに継続して１５０００時間まで１３０℃恒
温槽中に放置した場合、ＡＣｌ　００Ｖを印加すると、
比較例２及び実施例は共に正常に発熱するが、表面温度
は比較例が１５℃低下したのに比べ、実施例は５℃の変
化にとどまった。また、末期も徐々に温度が低下し、安
全であることも確認された。

第２図は第２実施例を示し、正抵抗温度係数をもつ抵抗
体７の両面に電極８．９を設け、一方の電極９は絶縁層
ｌＯを介して縁面部を覆うようになっている。電極８の
表面に、絶縁層ＩＯが接触している点が特徴である。こ
れは結晶性高分子組成物にカーボンブラック等の導電性
微粉末を分散させた正抵抗温度係数をもつ抵抗体７は元
の結晶性高分子組成物に比べ電極との密着性が悪くなる
傾向がある。このため、絶縁層１０と電極との密着部分
を設けることにより、電極と正抵抗温度係数をもつ抵抗
体７の密着補強の効果をあげている。これによっても、
第１の実施例以上に劣化の少ない発熱体を得ることがで
きる。

第３図は第３実施例を示し、正抵抗温度係数をもつ抵抗
体１２の両面に電極１３．１４を設け、一方の電極１４
は絶縁層１５を介して縁面部を覆うようになっている。

電極１３の同一平面上にまで、一方の電極１４を伸ばし
たことに特徴がある。これにより、電極１４側に貼り付
けられる放熱板への熱伝達の効率を高める効果があるこ
とは明らかである。

第４図は第４実施例を示し、１７は正抵抗温度係数をも
つ抵抗体、１８．１９は電極、２０は絶縁層で、電極１
９がコの形ではなくなだらかに曲線状に電極１８と同一
平面上まで伸ばしたことを特徴とする。

これについても、同様な結果が得られるのは明らかであ
る。

発明の効果以上のように本発明によれば、次の効果が得られる。

（１）　　正抵抗温度係数をもつ抵抗体の対向面に設け
た電極板の少なくとも一方の電極板が絶縁層を介して正
抵抗温度係数をもつ抵抗体の縁面部分を覆った構成とな
っており、この縁面部分は外装の絶縁体を覆われている
。従って、正抵抗温度係数をもつ抵抗体の全面を覆い、
特に縁面部分に均熱板等を用いた場合、金属体で完全に
覆える構造が提供できるために、酸素透過度を減少でき
、正抵抗温度係数をもつ抵抗体の熱酸化劣化を抑えるこ
とが可能である。

（２）　　また、絶縁層を設けることにより、正抵抗温
度係数をもつ抵抗体と外部との距離を大きくとることが
でき、正抵抗温度係数をもつ抵抗体の熱酸化劣化を抑え
ることが可能である。

（３）　　電極と正抵抗温度係数をもつ抵抗体の接触面
は、薄肉対向面のみに限られるために、電流密度は正抵
抗温度係数をもつ抵抗体のどの部分でも等しくなり、局
部的に発熱分布が不均一になることがなく、正抵抗温度
係数をもつ抵抗体が局部的に劣化することがなくなる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示す正抵抗温度係数をもつ
発熱体の断面図、第２図〜第４図はそれぞれ本発明の他
実施例として示した正抵抗温度係数をもつ発熱体の断面
図、第５図〜第７図は従来の正抵抗温度係数をもつ発熱
体の断面図である。ｌ、７．１２、＋　７　・・・正抵抗温度係数をもつ抵
抗体２．３．８．９．１３、−１４．１８．１９−・・
電極４．１Ｏ１）５％２０・・・絶縁層６、ｌＩ、　１６．２１−・・絶縁体

Claims

【特許請求の範囲】

（１）結晶性高分子組成物中に導電性微粉末を分散させ
てなる導電性組成物を主成分とする長尺薄肉板状の正抵
抗温度係数をもつ抵抗体と、前記抵抗体の長手方向に沿
う薄肉対向面に設けた一対の電極板と、これらの全体を
外装する絶縁体とを備え、前記一対の少なくとも一方の
電極板が前記抵抗体の長手方向に沿った縁面部を、結晶
性高分子組成物の絶縁層を介して、覆うようにしたこと
を特徴とする正抵抗温度係数をもつ発熱体。