JPH05315053A - Ｐｔｃサーミスタ発熱装置 - Google Patents
Ｐｔｃサーミスタ発熱装置Info
- Publication number
- JPH05315053A JPH05315053A JP11620292A JP11620292A JPH05315053A JP H05315053 A JPH05315053 A JP H05315053A JP 11620292 A JP11620292 A JP 11620292A JP 11620292 A JP11620292 A JP 11620292A JP H05315053 A JPH05315053 A JP H05315053A
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- JP
- Japan
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- ptc thermistor
- electrode
- vicinity
- ptc
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- Pending
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- Resistance Heating (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ＰＴＣサーミスタ素子（１）の少なくとも一
方の面に、一対の並行電極（２ａ），（２ｂ）をらせん
状に形成したＰＴＣサーミスタ発熱装置。 【効果】 ＰＴＣサーミスタ素子の中央部に近くなるほ
ど電極の抵抗値が高くなるため、ＰＴＣサーミスタ素子
外周付近に電流が流れ易く、中央付近はやや流れにくく
なる。一方、通電により発熱したジュール熱は、中央部
がこもり易く外周部は逃げ易い傾向があるため、電流と
熱のバランスが保たれ、素子全体が均一に加熱されるこ
とになる。これにより、熱膨張収縮のストレスによる素
子のクラックや割れの問題が生じなくなるので、フラッ
シュ耐圧の向上が見られ、高電圧を印加した場合でも、
長寿命で使用することができるようになる。
方の面に、一対の並行電極（２ａ），（２ｂ）をらせん
状に形成したＰＴＣサーミスタ発熱装置。 【効果】 ＰＴＣサーミスタ素子の中央部に近くなるほ
ど電極の抵抗値が高くなるため、ＰＴＣサーミスタ素子
外周付近に電流が流れ易く、中央付近はやや流れにくく
なる。一方、通電により発熱したジュール熱は、中央部
がこもり易く外周部は逃げ易い傾向があるため、電流と
熱のバランスが保たれ、素子全体が均一に加熱されるこ
とになる。これにより、熱膨張収縮のストレスによる素
子のクラックや割れの問題が生じなくなるので、フラッ
シュ耐圧の向上が見られ、高電圧を印加した場合でも、
長寿命で使用することができるようになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種のヒータに用いる
ＰＴＣ（正の抵抗温度特性）サーミスタ発熱装置に関す
るものである。
ＰＴＣ（正の抵抗温度特性）サーミスタ発熱装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＴＣサーミスタは、キュリー点以上に
温度が上がらず、非常に安全性が高いため、各種の定温
発熱体として多く使用されている。さらにこのＰＴＣサ
ーミスタは、入電時、突入電流が流れるため、前記の安
全性とともに、極めて温度の立ち上がりが早いという長
所も有している。
温度が上がらず、非常に安全性が高いため、各種の定温
発熱体として多く使用されている。さらにこのＰＴＣサ
ーミスタは、入電時、突入電流が流れるため、前記の安
全性とともに、極めて温度の立ち上がりが早いという長
所も有している。
【０００３】しかしながら、このＰＴＣサーミスタは金
属と比べると抵抗値が高く、無機材料であり、若干ポー
ラスな組織を有しているため、比熱が０．４〜１．０ｋ
Ｊ／ｋｇ・Ｋと大きく、熱伝導率も１〜３ｗ／ｍ・Ｋと
小さいため、より良好な立ち上がり特性を得るために、
これまで様々な試みがなされてきている。
属と比べると抵抗値が高く、無機材料であり、若干ポー
ラスな組織を有しているため、比熱が０．４〜１．０ｋ
Ｊ／ｋｇ・Ｋと大きく、熱伝導率も１〜３ｗ／ｍ・Ｋと
小さいため、より良好な立ち上がり特性を得るために、
これまで様々な試みがなされてきている。
【０００４】例えばＰＴＣ素子を出来る限り薄く、小さ
い形状にしたり、素子自身の比抵抗を低くするという手
法が一般的に用いられている。これらの方法の欠点は、
前者については、機械的強度が小さくなるという欠点が
あり、後者については、突入電流が大きくなりすぎ、家
電用品等についてはブレーカーの作動を招きやすいとい
う問題がある。
い形状にしたり、素子自身の比抵抗を低くするという手
法が一般的に用いられている。これらの方法の欠点は、
前者については、機械的強度が小さくなるという欠点が
あり、後者については、突入電流が大きくなりすぎ、家
電用品等についてはブレーカーの作動を招きやすいとい
う問題がある。
【０００５】この欠点を解消するため、実開昭５５−１
０５９０４号公報には、図１１のように薄板状のＰＴＣ
サーミスタに櫛歯状電極を形成したものが提案されてい
る。この方法によれば、実質的に電流はＰＴＣ素子表面
部分を主として流れるため、ＰＴＣ素子は、可能な限り
薄くすることができ、表面温度の立ち上がりが良好な発
熱装置を得ることができる。
０５９０４号公報には、図１１のように薄板状のＰＴＣ
サーミスタに櫛歯状電極を形成したものが提案されてい
る。この方法によれば、実質的に電流はＰＴＣ素子表面
部分を主として流れるため、ＰＴＣ素子は、可能な限り
薄くすることができ、表面温度の立ち上がりが良好な発
熱装置を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法によれば、薄板状の素子であり、主として櫛歯状電極
側、特に中央部が集中的に発熱され易く、温度分布の偏
りを招き、繰り返し使用していると熱膨張収縮のストレ
スによって素子の破壊が生じることがあった。
法によれば、薄板状の素子であり、主として櫛歯状電極
側、特に中央部が集中的に発熱され易く、温度分布の偏
りを招き、繰り返し使用していると熱膨張収縮のストレ
スによって素子の破壊が生じることがあった。
【０００７】そこで本発明が解決すべき課題は、均一な
温度分布の発熱装置を提供することである。
温度分布の発熱装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明のＰＴＣサーミスタ発熱装置は、ＰＴＣサー
ミスタ素子の一方の面に、一対の並行電極をらせん状に
形成したものである。
め、本発明のＰＴＣサーミスタ発熱装置は、ＰＴＣサー
ミスタ素子の一方の面に、一対の並行電極をらせん状に
形成したものである。
【０００９】
【作用】本発明では、ＰＴＣサーミスタ素子の中央部に
近くなるほど電極の抵抗値が高くなるため、全体から見
れば素子外周付近に電流が流れ易く、中央付近はやや流
れにくくなる。一方、通電により発熱したジュール熱
は、中央部がこもり易く外周部は逃げ易い傾向がある。
これによって電流と熱のバランスが保たれ、素子全体が
均一に加熱される。
近くなるほど電極の抵抗値が高くなるため、全体から見
れば素子外周付近に電流が流れ易く、中央付近はやや流
れにくくなる。一方、通電により発熱したジュール熱
は、中央部がこもり易く外周部は逃げ易い傾向がある。
これによって電流と熱のバランスが保たれ、素子全体が
均一に加熱される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００１１】図１は本発明の第１実施例を示すものであ
り、１はＰＴＣサーミスタ素子、２ａ，２ｂは電極であ
る。本実施例においては、電極２ａ，２ｂはＰＴＣサー
ミスタ素子１の対角点からそれぞれ点対称的に出発する
らせん状に形成されており、間隔は互いに等しくしてい
る。ＰＴＣサーミスタ素子１はチタン酸バリウム等の材
料からなり、例えば４ｍｍ以下、好ましくは、強度上、
２ｍｍ程度の厚さとする。電極２ａ，２ｂは銀、アルミ
ニウム、ニッケル等の金属または合金を溶射、印刷焼
付、メッキ等の方法で好ましくは０．５ｍｍ以上の厚さ
で形成する。電極２ａ，２ｂ間の間隔は電気製品の安全
基準上、２．５ｍｍ以上とすることが望ましい。
り、１はＰＴＣサーミスタ素子、２ａ，２ｂは電極であ
る。本実施例においては、電極２ａ，２ｂはＰＴＣサー
ミスタ素子１の対角点からそれぞれ点対称的に出発する
らせん状に形成されており、間隔は互いに等しくしてい
る。ＰＴＣサーミスタ素子１はチタン酸バリウム等の材
料からなり、例えば４ｍｍ以下、好ましくは、強度上、
２ｍｍ程度の厚さとする。電極２ａ，２ｂは銀、アルミ
ニウム、ニッケル等の金属または合金を溶射、印刷焼
付、メッキ等の方法で好ましくは０．５ｍｍ以上の厚さ
で形成する。電極２ａ，２ｂ間の間隔は電気製品の安全
基準上、２．５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００１２】この構成によれば、ＰＴＣサーミスタ素子
１の中央部に近くなるほど電極２ａ，２ｂの抵抗値が高
くなるため、全体から見ればＰＴＣサーミスタ素子１の
外周付近に電流が流れ易く、中央付近はやや流れにくく
なる。
１の中央部に近くなるほど電極２ａ，２ｂの抵抗値が高
くなるため、全体から見ればＰＴＣサーミスタ素子１の
外周付近に電流が流れ易く、中央付近はやや流れにくく
なる。
【００１３】一方、通電により発熱したジュール熱は、
中央部がこもり易く外周部は逃げ易い傾向があり、よっ
て電流と熱のバランスが保たれ、ＰＴＣサーミスタ素子
１全体が均一に加熱されることになり、熱膨張収縮のス
トレスによるＰＴＣサーミスタ素子１のクラックや割れ
の問題が生じなくなる。
中央部がこもり易く外周部は逃げ易い傾向があり、よっ
て電流と熱のバランスが保たれ、ＰＴＣサーミスタ素子
１全体が均一に加熱されることになり、熱膨張収縮のス
トレスによるＰＴＣサーミスタ素子１のクラックや割れ
の問題が生じなくなる。
【００１４】また、図２に示す第２実施例のように、Ｐ
ＴＣサーミスタ素子１の裏側にも電極２ｃ，２ｄを設け
ることができる。裏側の電極２ｃ，２ｄの構成について
は、図３のように表側のらせん状電極２ｂ，２ａと電気
的に結合され、裏側において２分割となるように形成し
てもよい。このようにすると、図５のようにらせん状電
極２を絶縁板３を介して放熱板４側に接着して使用する
場合、端子を取り出し易くなるという効果があり、さら
に裏側も加熱されるので、ＰＴＣサーミスタ素子１全体
の温度が均一になるという利点がある。
ＴＣサーミスタ素子１の裏側にも電極２ｃ，２ｄを設け
ることができる。裏側の電極２ｃ，２ｄの構成について
は、図３のように表側のらせん状電極２ｂ，２ａと電気
的に結合され、裏側において２分割となるように形成し
てもよい。このようにすると、図５のようにらせん状電
極２を絶縁板３を介して放熱板４側に接着して使用する
場合、端子を取り出し易くなるという効果があり、さら
に裏側も加熱されるので、ＰＴＣサーミスタ素子１全体
の温度が均一になるという利点がある。
【００１５】また、裏側の電極を図４のように電極２
ａ，２ｂと隔離して全面電極２ｅを設けると、電極２
ａ，２ｂ間の他に、電極２ａ，２ｅ間、２ｂ，２ｅ間も
ＰＴＣサーミスタ素子１が発熱するので、図３に示した
ＰＴＣサーミスタ素子を使用したときと同様にＰＴＣサ
ーミスタ素子１が均一に加熱されるようになる。
ａ，２ｂと隔離して全面電極２ｅを設けると、電極２
ａ，２ｂ間の他に、電極２ａ，２ｅ間、２ｂ，２ｅ間も
ＰＴＣサーミスタ素子１が発熱するので、図３に示した
ＰＴＣサーミスタ素子を使用したときと同様にＰＴＣサ
ーミスタ素子１が均一に加熱されるようになる。
【００１６】これらのらせん状電極２ａ，２ｂを形成し
たＰＴＣサーミスタ素子１は、図５に示したように絶縁
板３を介して放熱板４に接着する構造以外に、図６のよ
うに絶縁板３を介在して、らせん状の電極２を形成した
側とは反対側を放熱板４側に熱結合的に接着して使用し
てもよい。さらに、放熱板４をセラミックス等の絶縁材
料にしたり、絶縁を必要としない用途によっては、図７
のように絶縁板を介在させない構造で使用してもかまわ
ない。
たＰＴＣサーミスタ素子１は、図５に示したように絶縁
板３を介して放熱板４に接着する構造以外に、図６のよ
うに絶縁板３を介在して、らせん状の電極２を形成した
側とは反対側を放熱板４側に熱結合的に接着して使用し
てもよい。さらに、放熱板４をセラミックス等の絶縁材
料にしたり、絶縁を必要としない用途によっては、図７
のように絶縁板を介在させない構造で使用してもかまわ
ない。
【００１７】また、この電極は、板状のものに限らず、
図８や図９のような円筒のＰＴＣサーミスタ素子基体１
１に使用することができるが、この場合、図１０の展開
図のように円筒の中心部に向かってらせん状電極２ａ，
２ｂを形成するようなパターンにすることにより、均一
な発熱状態にすることができる。ちなみに、図１２に示
すように円筒状の基体１１に並行電極２ａ，２ｂを単に
らせん状に形成しただけでは、端子に遠くなるほど電極
の抵抗値が大きくなるため、均一な発熱状態を得ること
ができない。
図８や図９のような円筒のＰＴＣサーミスタ素子基体１
１に使用することができるが、この場合、図１０の展開
図のように円筒の中心部に向かってらせん状電極２ａ，
２ｂを形成するようなパターンにすることにより、均一
な発熱状態にすることができる。ちなみに、図１２に示
すように円筒状の基体１１に並行電極２ａ，２ｂを単に
らせん状に形成しただけでは、端子に遠くなるほど電極
の抵抗値が大きくなるため、均一な発熱状態を得ること
ができない。
【００１８】実施例 キュリー点を２２０℃にもつ８０×５０×１．５ｍｍの
形状のＰＴＣサーミスタ素子に、図１，図３，図４の形
状の電極を形成し、交流１００Ｖを印加したときの立ち
上がり速度および２分オン−５分オフを５０００回繰り
返したときのクラック発生有無の試験を行った。比較例
として、図１０の場合も同様の試験を行った。その結果
を表１に示す。なお、この場合、一対の電極間の室温抵
抗値はすべて２５±１Ωになるよう調整し、ＰＴＣサー
ミスタ素子は、断熱材の上に置いた状態で行った。
形状のＰＴＣサーミスタ素子に、図１，図３，図４の形
状の電極を形成し、交流１００Ｖを印加したときの立ち
上がり速度および２分オン−５分オフを５０００回繰り
返したときのクラック発生有無の試験を行った。比較例
として、図１０の場合も同様の試験を行った。その結果
を表１に示す。なお、この場合、一対の電極間の室温抵
抗値はすべて２５±１Ωになるよう調整し、ＰＴＣサー
ミスタ素子は、断熱材の上に置いた状態で行った。
【００１９】
【表１】 表１に示すように、Ｎｏ．４の櫛形電極のものは、１２
００回程度でクラックが発生したのに対して、本発明の
ものはいずれもクラックの発生は見られなかった。一
方、Ｎｏ．２，Ｎｏ．３のように、裏面まで電極を形成
したものは、表面だけに電極を形成したＮｏ．１の試料
に比較して、裏面の昇温も早かった。
００回程度でクラックが発生したのに対して、本発明の
ものはいずれもクラックの発生は見られなかった。一
方、Ｎｏ．２，Ｎｏ．３のように、裏面まで電極を形成
したものは、表面だけに電極を形成したＮｏ．１の試料
に比較して、裏面の昇温も早かった。
【００２０】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、ＰＴ
Ｃサーミスタ素子の中央部に近くなるほど電極の抵抗値
が高くなるため、ＰＴＣサーミスタ素子外周付近に電流
が流れ易く、中央付近はやや流れにくくなる。一方、通
電により発熱したジュール熱は、中央部がこもり易く外
周部は逃げ易い傾向があるため、電流と熱のバランスが
保たれ、素子全体が均一に加熱されることになる。これ
により、熱膨張収縮のストレスによる素子のクラックや
割れの問題が生じなくなるので、フラッシュ耐圧の向上
が見られ、高電圧を印加した場合でも、長寿命で使用す
ることができるようになる。
Ｃサーミスタ素子の中央部に近くなるほど電極の抵抗値
が高くなるため、ＰＴＣサーミスタ素子外周付近に電流
が流れ易く、中央付近はやや流れにくくなる。一方、通
電により発熱したジュール熱は、中央部がこもり易く外
周部は逃げ易い傾向があるため、電流と熱のバランスが
保たれ、素子全体が均一に加熱されることになる。これ
により、熱膨張収縮のストレスによる素子のクラックや
割れの問題が生じなくなるので、フラッシュ耐圧の向上
が見られ、高電圧を印加した場合でも、長寿命で使用す
ることができるようになる。
【図１】 本発明に係るＰＴＣサーミスタ素子の電極構
造の第１実施例の斜視図である。
造の第１実施例の斜視図である。
【図２】 本発明に係るＰＴＣサーミスタ素子の電極構
造の第２実施例の斜視図である。
造の第２実施例の斜視図である。
【図３】 第２実施例における裏面の電極形状の例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】 第２実施例における裏面の電極形状の他の例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】 本発明に係るＰＴＣサーミスタ発熱装置の構
造例を示す側面図である。
造例を示す側面図である。
【図６】 本発明に係るＰＴＣサーミスタ発熱装置の他
の構造例を示す側面図である。
の構造例を示す側面図である。
【図７】 本発明に係るＰＴＣサーミスタ発熱装置のさ
らに他の構造例を示す側面図である。
らに他の構造例を示す側面図である。
【図８】 本発明に係るＰＴＣサーミスタ発熱装置の別
の構造例を示す斜視図である。
の構造例を示す斜視図である。
【図９】 図８の別の例の斜視図である。
【図１０】 図８，図９の例の電極形状の展開図であ
る。
る。
【図１１】 従来のＰＴＣサーミスタ発熱装置の電極形
状の例を示す斜視図である。
状の例を示す斜視図である。
【図１２】 図８の例との比較例を示す斜視図である。
１：ＰＴＣサーミスタ素子、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄ，２ｅ：電極、３：絶縁板、４：放熱板、１１：円筒
状ＰＴＣサーミスタ素子基体
ｄ，２ｅ：電極、３：絶縁板、４：放熱板、１１：円筒
状ＰＴＣサーミスタ素子基体
Claims (1)
- 【請求項１】 ＰＴＣサーミスタ素子の少なくとも一方
の面に、一対の並行電極をらせん状に形成したことを特
徴とするＰＴＣサーミスタ発熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11620292A JPH05315053A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Ｐｔｃサーミスタ発熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11620292A JPH05315053A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Ｐｔｃサーミスタ発熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315053A true JPH05315053A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14681368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11620292A Pending JPH05315053A (ja) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Ｐｔｃサーミスタ発熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05315053A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995020819A1 (fr) * | 1994-01-31 | 1995-08-03 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | Element chauffant plat c.t.p. et procede de regulation de la valeur de resistance de cet element |
| JPH10312904A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Murata Mfg Co Ltd | サーミスタの製造方法 |
| JP2019060967A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 東芝ライテック株式会社 | ヒータ及び画像形成装置 |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP11620292A patent/JPH05315053A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995020819A1 (fr) * | 1994-01-31 | 1995-08-03 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | Element chauffant plat c.t.p. et procede de regulation de la valeur de resistance de cet element |
| US5804797A (en) * | 1994-01-31 | 1998-09-08 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | PTC planar heater and method for adjusting the resistance of the same |
| JPH10312904A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Murata Mfg Co Ltd | サーミスタの製造方法 |
| JP2019060967A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 東芝ライテック株式会社 | ヒータ及び画像形成装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000811 |