JPH0581984U - 板状ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 発熱体２、電極板３・３および同形・同大の
２枚のシート４・４で構成されており、シート４は電気
絶縁性と防水性とを備えている。そして、貼り合わせる
シート４・４間の空気および水分を除去してシート４と
電極板３とを密着状態にすると共に、シート４・４の周
縁部４ａ・４ａを貼着して密封する。 【効果】 一度に、電極板および発熱体の絶縁と防水と
を行える。板状ヒータを金属等にも取り付けられる。シ
ートと電極板とを密着状態にするので、発熱体からシー
トへの熱伝導性が良くなると共に、電極板および発熱体
をシート内部の所定の位置に固定できる。発熱体の表面
（発熱面）の平滑性を保持したまま絶縁を行えるので、
板状ヒータの設置を所望する場所に容易に取り付けられ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば、定温ヒータや局所加熱ヒータとして多くの応用分野で利用 できるＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を有するチタン酸バリ ウム系磁器半導体等のセラミックスを用いた板状ヒータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、板状ヒータとしては、マイカ等の絶縁板の中にニクロム線を挟み 込む、高密度アルミナの板の表面に金属発熱体を印刷する、耐熱性高分子フ ィルムの表面にカーボン等の発熱塗料を塗布する等が挙げられる。

【０００３】 しかし、上記の各板状ヒータでは、１）発熱温度を一定にするために制御回路 が必要、２）過熱防止のための回路が必要、３）発熱部分の印刷パターン等の設 計が複雑という問題を生じていた。

【０００４】 そこで、上記の問題を回避するものとして、自己温度制御機能を備える正特性 サーミスタであるチタン酸バリウム系磁器半導体からなる発熱体を用いた板状ヒ ータが考えられ、そのような板状ヒータでは、発熱体の両面に電極が設けられ、 それらの電極が半田付け等により外部の電源と接続され、さらに、それら電極を 外部と絶縁すると共に、発熱体からの熱を外部に伝達するために表面（発熱面） を平滑にし、電気絶縁性、耐熱性、機械的強度および熱伝導性に優れたアルミナ 等のセラミックスの成形品からなるケース、もしくは、絶縁フィルムが上記発熱 体を被うように設けられている。

【０００５】 そして、上記板状ヒータでは、ケースもしくは絶縁フィルムと、発熱体との間 に空間（隙間）ができると、熱伝導性が低下することから、ケースもしくは絶縁 フィルムと、発熱体とを密着させている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記板状ヒータでは、例えば絶縁フィルムで発熱体を被う場合には 、絶縁フィルムに発熱体を固定する必要があり、そのために接着剤等を用いなけ ればならない。また、アルミナ等のセラミックスの成形品からなるケースで発熱 体を被う場合には、このケースを別に作製する必要があり、上記板状ヒータを製 造するための工程数が増加し、かつ、コストアップを招来する。

【０００７】 従って、発熱体の表面（発熱面）の平滑性を保持したまま絶縁を行い、しかも 効率良く、絶縁体に発熱体を固定する方法が求められている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の板状ヒータは、上記の課題を解決するために、正特性サーミス タからなる盤状の発熱体の両面に電極板が設けられている板状ヒータにおいて、 防水性を有する同形かつ同大の２枚の電気絶縁性シートの間に、上記発熱体を挟 み、重ね合わせた上記２枚の電気絶縁性シートの周縁部を貼着して発熱体を密封 すると共に、電気絶縁性シート間の空気および水分を除去することにより、電気 絶縁性シートと電極板とを密着状態にすることを特徴としている。

【０００９】 請求項２記載の板状ヒータは、上記の課題を解決するために、正特性サーミス タからなる盤状の発熱体の両面に電極板が設けられている板状ヒータにおいて、 防水性を有し、同形かつ同大であって対向する一面にそれぞれ接着層が形成され ている２枚の電気絶縁性シートの間に、上記発熱体を挟み、重ね合わせた上記２ 枚の電気絶縁性シートの周縁部を貼着して発熱体を密封すると共に、電気絶縁性 シート間の空気および水分を除去することにより、電気絶縁性シートと電極板と を密着状態にすることを特徴としている。

【００１０】

【作用】

請求項１記載の構成によれば、防水性を有する同形かつ同大の２枚の電気絶縁 性シートの間に、上記発熱体を挟み、重ね合わせた上記２枚の電気絶縁性シート の周縁部を貼着して発熱体を密封することにより、一度に、電極板および発熱体 の絶縁と防水とを行うことができる。また、電極板および発熱体は外部と電気的 に絶縁されているので、板状ヒータを金属等にも取り付けることができる。さら に、電気絶縁性シート間の空気および水分を除去することにより、電気絶縁性シ ートと電極板とを密着状態にするので、発熱体から電気絶縁性シートへの熱伝導 性が良くなると共に、電極板および発熱体を電気絶縁性シート内部の所定の位置 に固定できる。その上、発熱体の表面（発熱面）の平滑性を保持したまま絶縁を 行えるので、例えば、電気絶縁性シートの表面に接着剤等を塗布することにより 、板状ヒータの設置を所望する場所に容易に取り付けることができる。

【００１１】 また、請求項２記載の構成によれば、請求項１記載の構成と同様の作用を得る ことができる他、２枚の電気絶縁性シートの互いに対向する一面にそれぞれ接着 層が形成されているので、より強固に２枚の電気絶縁性シートの周縁部を貼着し て発熱体を密封することができ、電気絶縁性シートの防水性等をより高めること ができる。

【００１２】

【実施例】

本考案の一実施例について図１および図２に基づいて説明すれば、以下の通り である。

【００１３】 図１および図２に示すように、本実施例の板状ヒータ１は略円盤状の外観を有 し、発熱体２、電極板３・３および電気絶縁性シートを構成する２枚のシート４ ・４で構成されている。円盤状の形状を有する発熱体２は、正温度係数（Positi ve Temperature Coefficient）を有する素材、例えばチタン酸バリウムを主原料 としたセラミックス半導体からなり、室温からキュリー温度Ｔc （抵抗急変温度 ）までは低抵抗であるが、キュリー温度Ｔc を越えると急峻に抵抗値が増大する 特性を有する感熱素子としての正特性サーミスタである。この特性により、発熱 体２に電圧を印加すると、最初は、低抵抗なため、初期消費電力が大きく急激に 温度が上昇し、温度がキュリー温度Ｔc を越えると抵抗値が急峻に増大すること により、消費電力が大幅に低下する。これにより、発熱体２は、一定温度以上に はその温度が上がらず、一定温度を安定に保つこととなって、自己温度制御機能 を備える。尚、この発熱体２は、材料組成によりキュリー温度Ｔc が、およそ３ ０〜２５０℃の範囲で任意に設定できるので、板状ヒータ１を使用する条件に応 じてキュリー温度Ｔc を設定すればよい。

【００１４】 電極板３・３は、発熱体２の両面に設けられており、発熱体２よりも僅かに小 さい円盤状の形状を有している。また、電極板３には、外部の電源と接続するた めに、電極端子３ａが形成されている。そして、電極板３・３と発熱体２との電 気的な接続は、発熱体２の表面および裏面に、例えば、銀電極（塗料）を塗布し て電極を形成し、その表面に電極板３を、例えば、エポキシ／銀混合の接着剤２ ａ（デグザ社製）で接着することにより行われている。

【００１５】 シート４・４は、例えば塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレ ート、ポリアミド等の融点を有するプラスチックスで円盤状に作製されており、 これら２枚のシート４・４を重ね合わせたときに、その内部に発熱体２および電 極板３・３を包み込むことができる大きさを有している。そして、シート４は、 熱伝導性が良く、電気絶縁性を備えると共に、発熱体２の発熱温度に耐え得る耐 熱性、水（水蒸気）を内部に通さない防水性、濡れても膨潤しない耐水性、空気 を内部に通さない気密性および難燃性をも備えている。

【００１６】 シート４・４は、発熱体２および電極板３・３を外部と電気的に絶縁するため に、これら発熱体２および電極板３・３を、２枚のシート４・４を重ね合わせた 内部に包み込んだ後、例えば、高周波加熱や超音波溶接等により、重ね合わせた シート４・４の周縁部４ａ・４ａが貼り合わされて密封（シール）される。この とき、同時に、内部に空気や水分が残留しないように、貼り合わせるシート４・ ４の周縁部４ａ・４ａの隙間から、例えばプラスチックス製の針を内部に差し込 み、真空ポンプ等の減圧装置で内部の空気等を除去して真空（減圧）にする。こ れにより、発熱体２および電極板３・３の絶縁と防水とが同時に行え、かつ、シ ート４の内側と電極板３とは密着状態となり、発熱体２からシート４への熱伝導 性が良くなると共に、発熱体２および電極板３・３は、貼り合わせたシート４・ ４内部の所定の位置に固定される。また、内部の空気や水分を除去してあるので 、内部結露によるショート等を起こさない。尚、高周波加熱とは、高周波エネル ギを用いて行う誘導加熱または誘電加熱のことであり、超音波溶接とは、母材を 音極間に支持し、加圧しながら超音波を与え、その超音波振動を利用して行う固 相溶接のことである。

【００１７】 シート４・４の周縁部４ａ・４ａを高周波加熱や超音波溶接等により貼り合わ せて密封する際、シート４に用いるプラスチックスの種類によって、シート４同 士の接着や、シート４と電極端子３ａとの接着が弱い場合には、シート４の周縁 部４ａの内側に接着層を形成するために、例えば、エポキシ系樹脂を主成分とす る接着剤を塗布する。この接着剤は、シート４と同様に、電気絶縁性を備えると 共に、発熱体２の発熱温度に耐え得る耐熱性、水（水蒸気）を内部に通さない防 水性、濡れても膨潤しない耐水性、空気を内部に通さない気密性を備えていれば よい。また、この接着剤と同様の性質を備えた接着剤を両面に塗布したテープを 、シート４の周縁部４ａの内側に貼り付けて接着層を形成してもよい。これによ り、板状ヒータ１は、より強固にシート４・４の周縁部４ａ・４ａを貼り合わせ て密封することができ、シート４の防水性等をより高めることができる。

【００１８】 上記の構成により、板状ヒータ１は、電極板３・３および発熱体２を外部と電 気的に絶縁するためのシート４・４が設けられ、このシート４・４は防水性を有 しているので、シート４・４の周縁部４ａ・４ａを貼り合わせて密封することに より、一度に、電極板３・３および発熱体２の絶縁と防水とを行うことができる 。また、電極板３・３および発熱体２は外部と電気的に絶縁されているので、板 状ヒータ１を金属等にも取り付けることができる。さらに、貼り合わせたシート ４・４内部の空気および水分を除去してシート４と電極板３とを密着状態にする ので、発熱体２からシート４への熱伝導性が良くなると共に、電極板３・３およ び発熱体２を貼り合わせたシート４・４内部の所定の位置に固定できる。その上 、発熱体２の表面（発熱面）の平滑性を保持したまま絶縁を行えるので、例えば 、シート４の表面に接着剤等を塗布することにより、板状ヒータ１の設置を所望 する場所に容易に取り付けることができる。例えば、板状ヒータ１を鏡の裏面に 取り付けて鏡を温めれば、この鏡は浴室等の湿度の高い場所に設置しても曇らな い防曇鏡となる。尚、板状ヒータ１の形状や大きさは、上記の形状および大きさ に限定されるものではなく、上記の円盤状以外に、例えば角盤状に形成してもよ い。

【００１９】 次に、本考案の他の実施例について図３および図４に基づいて説明すれば、以 下の通りである。

【００２０】 図３および図４に示すように、本実施例の板状ヒータ１１は略楕円盤状の外観 を有し、複数個の発熱体１２…、電極板１３・１３、絶縁材１５および電気絶縁 性シートを構成する２枚のシート１４・１４で構成されている。円盤状の形状を 有する発熱体１２…は、上述した板状ヒータ１の発熱体２と同様にして作製され た正特性サーミスタであり、絶縁材１５に填め込まれている。電極板１３・１３ は、複数個の発熱体１２…全てを挟み込むように設けられており、略楕円盤状の 形状を有している。また、電極板１３には、外部の電源と接続するために、リー ド線１３ａが、例えば、半田付けにより取り付けられている。そして、電極板１ ３・１３と発熱体１２…との電気的な接続は、発熱体１２…の表面および裏面に 、例えば、銀電極（塗料）を塗布して電極１２ａ…を形成した後、電極１２ａ… と電極板１３とを、例えば、半田付けすることにより行われている。絶縁材１５ は、電極板１３同士が触れ合ってショートしないように設けられたスペーサであ り、例えば、ポリエチレンテレフタレートの発泡体で作製されており、電気絶縁 性を備えると共に、発熱体１２…の発熱温度に耐え得る耐熱性を備えている。そ して、絶縁材１５には、発熱体１２…を填め込むための円形の穴が複数開口され ており、電極板１３とほぼ同じ大きさの略楕円盤状に形成されている。

【００２１】 シート１４・１４は、上述した板状ヒータ１のシート４と同じく、例えば塩化 ビニル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等の融点を有 するプラスチックスで楕円盤状に作製されており、これら２枚のシート１４・１ ４を重ね合わせたときに、その内部に発熱体１２…、絶縁材１５および電極板１ ３・１３を包み込むことができる大きさを有している。そして、シート１４は、 熱伝導性が良く、電気絶縁性を備えると共に、発熱体１２…の発熱温度に耐え得 る耐熱性、水（水蒸気）を内部に通さない防水性、濡れても膨潤しない耐水性、 空気を内部に通さない気密性および難燃性をも備えている。

【００２２】 シート１４・１４は、発熱体１２…および電極板１３・１３を外部と電気的に 絶縁するために、これら発熱体１２…および電極板１３・１３を、２枚のシート １４・１４を重ね合わせた内部に包み込んだ後、例えば、高周波加熱や超音波溶 接等により、重ね合わせたシート１４・１４の周縁部１４ａ・１４ａが貼り合わ されて密封（シール）される。このとき、同時に、内部に空気や水分が残留しな いように、貼り合わせるシート１４・１４の周縁部１４ａ・１４ａの隙間から、 例えばプラスチックス製の針を内部に差し込み、真空ポンプ等の減圧装置で内部 の空気等を除去して真空（減圧）にする。これにより、発熱体１２…および電極 板１３・１３の絶縁と防水とが同時に行え、かつ、貼り合わせたシート１４の内 側と電極板１３とは密着状態となり、発熱体１２…からシート１４への熱伝導性 が良くなると共に、発熱体１２および電極板１３・１３は、貼り合わせたシート １４・１４内部の所定の位置に固定される。また、内部の空気や水分を取り除い てあるので、内部結露によるショート等を起こさない。

【００２３】 シート１４・１４の周縁部１４ａ・１４ａを高周波加熱や超音波溶接等により 貼り合わせて密封する際、シート１４に用いるプラスチックスの種類によって、 シート１４同士の接着や、シート１４とリード線１３ａとの接着が弱い場合には 、シート１４の周縁部１４ａの内側に接着層を形成するために、例えば、エポキ シ系樹脂を主成分とする接着剤を塗布する。この接着剤は、シート１４と同様に 、電気絶縁性を備えると共に、発熱体１２…の発熱温度に耐え得る耐熱性、水（ 水蒸気）を内部に通さない防水性、濡れても膨潤しない耐水性、空気を内部に通 さない気密性を備えていればよい。また、この接着剤と同様の性質を備えた接着 剤を両面に塗布したテープを、シート１４の周縁部１４ａの内側に貼り付けて接 着層を形成してもよい。これにより、板状ヒータ１１は、より強固にシート１４ ・１４の周縁部１４ａ・１４ａを貼り合わせて密封することができ、シート１４ の防水性等をより高めることができる。

【００２４】 上記の構成により、板状ヒータ１１は、電極板１３・１３および発熱体１２… を外部と電気的に絶縁するためのシート１４・１４が設けられ、このシート１４ ・１４は防水性を有しているので、シート１４・１４の周縁部１４ａ・１４ａを 貼り合わせて密封することにより、一度に、電極板１３・１３および発熱体１２ …の絶縁と防水とを行うことができる。また、電極板１３・１３および発熱体１ ２…は外部と電気的に絶縁されているので、板状ヒータ１１を金属等にも取り付 けることができる。さらに、貼り合わせたシート１４・１４内部の空気および水 分を除去してシート１４と電極板１３とを密着状態にするので、発熱体１２…か らシート１４への熱伝導性が良くなると共に、電極板１３・１３および発熱体１ ２…を、貼り合わせたシート１４・１４内部の所定の位置に固定できる。その上 、発熱体１２…の表面（発熱面）の平滑性を保持したまま絶縁を行えるので、例 えば、シート１４の表面に接着剤等を塗布することにより、板状ヒータ１１の設 置を所望する場所に容易に取り付けることができる。例えば、板状ヒータ１１を 鏡の裏面に取り付けて鏡を温めれば、この鏡は浴室等の湿度の高い場所に設置し ても曇らない防曇鏡となる。尚、板状ヒータ１１の形状や大きさは、上記の形状 および大きさに限定されるものではなく、上記の楕円盤状以外に、例えば円盤状 や角盤状に形成してもよい。

【００２５】

【考案の効果】

請求項１記載の板状ヒータは、以上のように、正特性サーミスタからなる盤状 の発熱体の両面に電極板が設けられている板状ヒータにおいて、防水性を有する 同形かつ同大の２枚の電気絶縁性シートの間に、上記発熱体を挟み、重ね合わせ た上記２枚の電気絶縁性シートの周縁部を貼着して発熱体を密封すると共に、電 気絶縁性シート間の空気および水分を除去することにより、電気絶縁性シートと 電極板とを密着状態にする構成である。

【００２６】 それゆえ、重ね合わせた上記２枚の電気絶縁性シートの周縁部を貼着して発熱 体を密封することにより、一度に、電極板および発熱体の絶縁と防水とを行うこ とができる。また、電極板および発熱体は外部と電気的に絶縁されているので、 板状ヒータを金属等にも取り付けることができる。さらに、電気絶縁性シート間 の空気および水分を除去することにより、電気絶縁性シートと電極板とを密着状 態にするので、発熱体から電気絶縁性シートへの熱伝導性が良くなると共に、電 極板および発熱体を電気絶縁性シート内部の所定の位置に固定できる。その上、 発熱体の表面（発熱面）の平滑性を保持したまま絶縁を行えるので、例えば、電 気絶縁性シートの表面に接着剤等を塗布することにより、板状ヒータの設置を所 望する場所に容易に取り付けることができるという効果を奏する。

【００２７】 請求項２記載の板状ヒータは、以上のように、正特性サーミスタからなる盤状 の発熱体の両面に電極板が設けられている板状ヒータにおいて、防水性を有し、 同形かつ同大であって対向する一面にそれぞれ接着層が形成されている２枚の電 気絶縁性シートの間に、上記発熱体を挟み、重ね合わせた上記２枚の電気絶縁性 シートの周縁部を貼着して発熱体を密封すると共に、電気絶縁性シート間の空気 および水分を除去することにより、電気絶縁性シートと電極板とを密着状態にす る構成である。

【００２８】 それゆえ、請求項１記載の板状ヒータと同様の効果を奏する他、２枚の電気絶 縁性シートの互いに対向する一面にそれぞれ接着層が形成されているので、より 強固に２枚の電気絶縁性シートの周縁部を貼着して発熱体を密封することができ 、電気絶縁性シートの防水性等をより高めることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例における板状ヒータの破砕断
面図である。

【図２】上記板状ヒータの断面図である。

【図３】本考案の他の実施例における板状ヒータの破砕
断面図である。

【図４】上記板状ヒータの断面図である。

【符号の説明】

１ 板状ヒータ ２ 発熱体 ３ 電極板 ４ シート（電気絶縁性シート） ４ａ 周縁部 １１ 板状ヒータ １２ 発熱体 １３ 電極板 １４ シート（電気絶縁性シート） １４ａ 周縁部 １５ 絶縁材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】正特性サーミスタからなる盤状の発熱体の
   両面に電極板が設けられている板状ヒータにおいて、 防水性を有する同形かつ同大の２枚の電気絶縁性シート
   の間に、上記発熱体を挟み、重ね合わせた上記２枚の電
   気絶縁性シートの周縁部を貼着して発熱体を密封すると
   共に、電気絶縁性シート間の空気および水分を除去する
   ことにより、電気絶縁性シートと電極板とを密着状態に
   することを特徴とする板状ヒータ。
2. 【請求項２】正特性サーミスタからなる盤状の発熱体の
   両面に電極板が設けられている板状ヒータにおいて、 防水性を有し、同形かつ同大であって対向する一面にそ
   れぞれ接着層が形成されている２枚の電気絶縁性シート
   の間に、上記発熱体を挟み、重ね合わせた上記２枚の電
   気絶縁性シートの周縁部を貼着して発熱体を密封すると
   共に、電気絶縁性シート間の空気および水分を除去する
   ことにより、電気絶縁性シートと電極板とを密着状態に
   することを特徴とする板状ヒータ。