JPH0613165A - 正抵抗温度係数をもつ発熱体 - Google Patents
正抵抗温度係数をもつ発熱体Info
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- JPH0613165A JPH0613165A JP16867792A JP16867792A JPH0613165A JP H0613165 A JPH0613165 A JP H0613165A JP 16867792 A JP16867792 A JP 16867792A JP 16867792 A JP16867792 A JP 16867792A JP H0613165 A JPH0613165 A JP H0613165A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、採暖器具及び一般の加熱装置とし
て利用される発熱体に関して、通電発熱時にＰＴＣ抵抗
体と金属電極板の熱膨張差に起因する高抵抗化の課題を
解決し、安全で長期使用に耐える正抵抗温度係数をもつ
発熱体を提供する。 【構成】 高密度ポリエチレンにカーボンブラックを分
散させて架橋した後、細分化して微小導電粒体とし、さ
らにカーボンと共に高密度ポリエチレンに混合分散され
た導電性組成物から成る抵抗体１と前記抵抗体１の薄肉
板状長手方向に沿う薄肉対向面に金属粉末を配合したゴ
ム弾性体で設けられた一対の電極２及び、電極３また
は、金属でメッキして設けられた電極５、６と前記電極
全体を被覆するポリエステルフィルム４で構成され、電
圧１２Ｖの印加により抵抗値変化が少なく、長寿命の正
抵抗温度係数をもつ発熱体を得ることができる。
て利用される発熱体に関して、通電発熱時にＰＴＣ抵抗
体と金属電極板の熱膨張差に起因する高抵抗化の課題を
解決し、安全で長期使用に耐える正抵抗温度係数をもつ
発熱体を提供する。 【構成】 高密度ポリエチレンにカーボンブラックを分
散させて架橋した後、細分化して微小導電粒体とし、さ
らにカーボンと共に高密度ポリエチレンに混合分散され
た導電性組成物から成る抵抗体１と前記抵抗体１の薄肉
板状長手方向に沿う薄肉対向面に金属粉末を配合したゴ
ム弾性体で設けられた一対の電極２及び、電極３また
は、金属でメッキして設けられた電極５、６と前記電極
全体を被覆するポリエステルフィルム４で構成され、電
圧１２Ｖの印加により抵抗値変化が少なく、長寿命の正
抵抗温度係数をもつ発熱体を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、採暖器具、および一般
加熱器具に使用される正抵抗温度係数をもつ発熱体に関
するものである。
加熱器具に使用される正抵抗温度係数をもつ発熱体に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の正抵抗温度係数（以下ＰＴＣと称
す）をもつ発熱体は、一対の電極板間に設けたＰＴＣ抵
抗体のＰＴＣ特性により適宜な温度に自己制御されてい
る。
す）をもつ発熱体は、一対の電極板間に設けたＰＴＣ抵
抗体のＰＴＣ特性により適宜な温度に自己制御されてい
る。
【０００３】しかし、特に大きな電力密度が要求される
場合においては、発熱体の温度分布を一様にするため、
一対の電極板間方向の温度分布を良好にすることが不可
欠であり、その解決策として一対の電極板間の距離を互
いに接近させて構成する手段が講じられてきた。
場合においては、発熱体の温度分布を一様にするため、
一対の電極板間方向の温度分布を良好にすることが不可
欠であり、その解決策として一対の電極板間の距離を互
いに接近させて構成する手段が講じられてきた。
【０００４】図７において、電極板７０及び電極板７１
は互いに接近して設けられた平行する平板状の金属電極
板であり、この間にＰＴＣ抵抗体７２を配することによ
り高出力のＰＴＣ発熱体を構成している。
は互いに接近して設けられた平行する平板状の金属電極
板であり、この間にＰＴＣ抵抗体７２を配することによ
り高出力のＰＴＣ発熱体を構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に前記のような構
成では、その自己温度制御性から長期的な使用により、
ＰＴＣ抵抗体と電極板の熱膨張差によるＰＴＣ抵抗体と
電極板界面の剥離、またはＰＴＣ抵抗体中のクラックに
よる電気的絶縁層がＰＴＣ発熱体の一部または全体に形
成され、発熱体全体が高抵抗化して発熱温度が低下する
という欠点を有していた。
成では、その自己温度制御性から長期的な使用により、
ＰＴＣ抵抗体と電極板の熱膨張差によるＰＴＣ抵抗体と
電極板界面の剥離、またはＰＴＣ抵抗体中のクラックに
よる電気的絶縁層がＰＴＣ発熱体の一部または全体に形
成され、発熱体全体が高抵抗化して発熱温度が低下する
という欠点を有していた。
【０００６】本発明の目的は、上記課題を解決するもの
で、安全で且つ長期使用に耐えるＰＴＣ発熱体を提供す
ることを目的としている。
で、安全で且つ長期使用に耐えるＰＴＣ発熱体を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の正抵抗係数をもつ発熱体は、結晶性高分子
物質組成中に導電性微粉末が分散されかつ架橋剤により
架橋した組成を有する粒子状導電性組成物と、導電性の
あるカーボン粒子とを、結晶性高分子物質組成物に混合
分散して形成された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特性をもつ抵抗体と、前記抵抗
体の長手方向に沿う薄肉対向面に、一体に成形された金
属粉末を配合したゴム弾性体製の一対の電極と、前記電
極を被覆する絶縁体とを備えたものである。
に、本発明の正抵抗係数をもつ発熱体は、結晶性高分子
物質組成中に導電性微粉末が分散されかつ架橋剤により
架橋した組成を有する粒子状導電性組成物と、導電性の
あるカーボン粒子とを、結晶性高分子物質組成物に混合
分散して形成された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特性をもつ抵抗体と、前記抵抗
体の長手方向に沿う薄肉対向面に、一体に成形された金
属粉末を配合したゴム弾性体製の一対の電極と、前記電
極を被覆する絶縁体とを備えたものである。
【０００８】また、前記金属粉末を配合したゴム弾性体
製の一対の電極にかえて金属の電気メッキ層製の一対の
電極にすることができ、さらに前記一対の電極は金属粉
末を配合したゴム弾性体製の電極と金属の電気メッキ層
製の電極との組合せにすることできるものである。
製の一対の電極にかえて金属の電気メッキ層製の一対の
電極にすることができ、さらに前記一対の電極は金属粉
末を配合したゴム弾性体製の電極と金属の電気メッキ層
製の電極との組合せにすることできるものである。
【０００９】
【作用】本発明は前記構成により金属粉末を配合したゴ
ム弾性体製の電極でＰＴＣ抵抗体の通電発熱時の膨張に
よる力学的負荷を吸収し、ＰＴＣ抵抗体と電極の熱膨張
差に基づく界面での剥離、ＰＴＣ抵抗体中のクラックを
防止することが可能となる。特に高分子組成物が架橋物
を細分化した導電性粉末をカーボン粉末と共に高分子物
質組成中に混合した本発明におけるＰＴＣ抵抗体は、導
電性粉末とバインダとしての高分子物質の間で熱膨張差
があり、発熱通電時の電極に対する膨張による応力ムラ
を吸収することができる。このためＰＴＣ発熱体の通電
による高抵抗化を防止する作用を有する。
ム弾性体製の電極でＰＴＣ抵抗体の通電発熱時の膨張に
よる力学的負荷を吸収し、ＰＴＣ抵抗体と電極の熱膨張
差に基づく界面での剥離、ＰＴＣ抵抗体中のクラックを
防止することが可能となる。特に高分子組成物が架橋物
を細分化した導電性粉末をカーボン粉末と共に高分子物
質組成中に混合した本発明におけるＰＴＣ抵抗体は、導
電性粉末とバインダとしての高分子物質の間で熱膨張差
があり、発熱通電時の電極に対する膨張による応力ムラ
を吸収することができる。このためＰＴＣ発熱体の通電
による高抵抗化を防止する作用を有する。
【００１０】また電極を金属の電気メッキ層製とした場
合は、その電極はＰＴＣ抵抗体表面の凹凸形状に沿って
形成され、ＰＴＣ抵抗体と電極との密着性が良いため、
発熱体に長時間通電してもＰＴＣ抵抗体と電極との熱膨
張差に基づく界面での劣化を防止するので発熱体の通電
による高抵抗化は従来の電極板に比較して少ないもので
ある。さらに一対の電極が金属粉末を配合したゴム弾性
体製のものと金属メッキ層によるものとの組合せである
場合は夫々上記した作用を奏するものである。
合は、その電極はＰＴＣ抵抗体表面の凹凸形状に沿って
形成され、ＰＴＣ抵抗体と電極との密着性が良いため、
発熱体に長時間通電してもＰＴＣ抵抗体と電極との熱膨
張差に基づく界面での劣化を防止するので発熱体の通電
による高抵抗化は従来の電極板に比較して少ないもので
ある。さらに一対の電極が金属粉末を配合したゴム弾性
体製のものと金属メッキ層によるものとの組合せである
場合は夫々上記した作用を奏するものである。
【００１１】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の実施例を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００１２】図１（ａ）は、この発明の一実施例の発熱
体の基本的な構成を示す断面図である。
体の基本的な構成を示す断面図である。
【００１３】図１（ａ）において、１は長尺の薄肉板状
のＰＴＣ抵抗体でこのＰＴＣ抵抗体１にはその長手方向
に沿って薄肉対向面に設けた一対の金属粉末を配合した
ゴム弾性体電極２、３がある。そして全体はポリエステ
ルの絶縁体４で被覆して構成したものである。
のＰＴＣ抵抗体でこのＰＴＣ抵抗体１にはその長手方向
に沿って薄肉対向面に設けた一対の金属粉末を配合した
ゴム弾性体電極２、３がある。そして全体はポリエステ
ルの絶縁体４で被覆して構成したものである。
【００１４】なお、前記実施例１では、ＰＴＣ抵抗体１
は次の組成物からできている。導電性微粉末として、６
０重量％のファーネスブラックを含有する高密度ポリエ
チレン混練物１００重量部に架橋剤としてジクミルパー
オキサイドを４．５重量部配合したものを１８０℃で１
時間熱処理を施すことにより得た架橋物を冷凍粉砕によ
り平均粒子径約５０μｍの導電粒子とした。この架橋導
電粒子と粒径約０．１μｍのカーボンを１０対１の比率
で混合した混合物を高密度ポリエチレン中に全カーボン
量が組成比５０重量％になるように混練したものをＰＴ
Ｃ抵抗体１として用いた。なお、この正抵抗温度係数を
もつ抵抗体は、６×１０2 Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を
示した。
は次の組成物からできている。導電性微粉末として、６
０重量％のファーネスブラックを含有する高密度ポリエ
チレン混練物１００重量部に架橋剤としてジクミルパー
オキサイドを４．５重量部配合したものを１８０℃で１
時間熱処理を施すことにより得た架橋物を冷凍粉砕によ
り平均粒子径約５０μｍの導電粒子とした。この架橋導
電粒子と粒径約０．１μｍのカーボンを１０対１の比率
で混合した混合物を高密度ポリエチレン中に全カーボン
量が組成比５０重量％になるように混練したものをＰＴ
Ｃ抵抗体１として用いた。なお、この正抵抗温度係数を
もつ抵抗体は、６×１０2 Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を
示した。
【００１５】ＤＣ１２Ｖで通電すると約９０℃の飽和温
度を示した。なお、前記実施例１では結晶性高分子物質
としてポリエチレンを用いたがポリアミド、ポリプロピ
レン等であってもよい。また絶縁体４として、ポリエス
テルを用いたがポリ塩化ビニルやポリフェニレンサルフ
ァイド等であってもよい。
度を示した。なお、前記実施例１では結晶性高分子物質
としてポリエチレンを用いたがポリアミド、ポリプロピ
レン等であってもよい。また絶縁体４として、ポリエス
テルを用いたがポリ塩化ビニルやポリフェニレンサルフ
ァイド等であってもよい。
【００１６】さらに前記実施例１の金属粉末を配合した
ゴム弾性体電極２，３は、金属粉末である１〜１００μ
ｍ粒径の銅粉末をベースポリマーである無水マレイン酸
変性水添スチレン系熱可塑性エラストマーに混ぜ込んで
生成し、体積固有抵抗値が２．１×１０-3Ω・ｃｍを示
す組成物を用いた。そして厚さが約３５μｍのこの金属
粉末を配合したゴム弾性体電極２，３でＰＴＣ抵抗体１
を挟んで一体加圧成型して結合させた。ゴム弾性を示す
導電性組成物のベースポリマーには、オレフィン系ＴＰ
Ｅ、エステル系ＴＰＥ、ウレタン系ＴＰＥ等の熱可塑性
エラストマー等であってもよい。また、ベースポリマー
に混合する金属粉末は、金粉末等であってもよい。
ゴム弾性体電極２，３は、金属粉末である１〜１００μ
ｍ粒径の銅粉末をベースポリマーである無水マレイン酸
変性水添スチレン系熱可塑性エラストマーに混ぜ込んで
生成し、体積固有抵抗値が２．１×１０-3Ω・ｃｍを示
す組成物を用いた。そして厚さが約３５μｍのこの金属
粉末を配合したゴム弾性体電極２，３でＰＴＣ抵抗体１
を挟んで一体加圧成型して結合させた。ゴム弾性を示す
導電性組成物のベースポリマーには、オレフィン系ＴＰ
Ｅ、エステル系ＴＰＥ、ウレタン系ＴＰＥ等の熱可塑性
エラストマー等であってもよい。また、ベースポリマー
に混合する金属粉末は、金粉末等であってもよい。
【００１７】上記本発明実施例１のＰＴＣ発熱体と、従
来例である電極にニッケルメッキした銅電極板を用いた
ＰＴＣ抵抗体をそれぞれ、雰囲気温度８０℃、印加電圧
ＤＣ１２Ｖの通電耐久試験を行い、一定時間ごとに室温
中に取り出しＤＣ１２Ｖを通電したときのＰＴＣ発熱体
表面の飽和温度を比較した。その結果を図２に表す。
来例である電極にニッケルメッキした銅電極板を用いた
ＰＴＣ抵抗体をそれぞれ、雰囲気温度８０℃、印加電圧
ＤＣ１２Ｖの通電耐久試験を行い、一定時間ごとに室温
中に取り出しＤＣ１２Ｖを通電したときのＰＴＣ発熱体
表面の飽和温度を比較した。その結果を図２に表す。
【００１８】図２において、従来構成のＰＴＣ発熱体は
試験前での表面温度は約９３℃を示したが５０００時間
経過後の表面温度は約６０℃にまで低下した。本発明の
ＰＴＣ発熱体の表面温度は、５０００時間経過後も殆ど
変化せず、９０℃以上を保持していた。これは、従来の
構成のＰＴＣ発熱体では、通電発熱によりＰＴＣ抵抗体
と金属電極板の熱膨張差のために生じたＰＴＣ抵抗体と
金属電極板の界面の剥離、あるいはＰＴＣ抵抗体中のク
ラックによる電気的絶縁層が、一部または全体にわたっ
て形成されるので、ＰＴＣ発熱体全体が高抵抗化し発熱
温度が低下したと考えられる。これに対し、本発明のＰ
ＴＣ発熱体の電極は、ゴム弾性を有した導電性組成物電
極である。そのためＰＴＣ抵抗体の通電発熱時の膨張に
よる電極への力学的負荷を吸収し、ＰＴＣ抵抗体と電極
との密着性が長時間保持され、前述のＰＴＣ抵抗体と金
属電極界面での熱膨張差に起因する高抵抗化を防止で
き、ＰＴＣ発熱体としての抵抗値変化率が小さく、発熱
温度も安定する。
試験前での表面温度は約９３℃を示したが５０００時間
経過後の表面温度は約６０℃にまで低下した。本発明の
ＰＴＣ発熱体の表面温度は、５０００時間経過後も殆ど
変化せず、９０℃以上を保持していた。これは、従来の
構成のＰＴＣ発熱体では、通電発熱によりＰＴＣ抵抗体
と金属電極板の熱膨張差のために生じたＰＴＣ抵抗体と
金属電極板の界面の剥離、あるいはＰＴＣ抵抗体中のク
ラックによる電気的絶縁層が、一部または全体にわたっ
て形成されるので、ＰＴＣ発熱体全体が高抵抗化し発熱
温度が低下したと考えられる。これに対し、本発明のＰ
ＴＣ発熱体の電極は、ゴム弾性を有した導電性組成物電
極である。そのためＰＴＣ抵抗体の通電発熱時の膨張に
よる電極への力学的負荷を吸収し、ＰＴＣ抵抗体と電極
との密着性が長時間保持され、前述のＰＴＣ抵抗体と金
属電極界面での熱膨張差に起因する高抵抗化を防止で
き、ＰＴＣ発熱体としての抵抗値変化率が小さく、発熱
温度も安定する。
【００１９】以上のことから、本発明のＰＴＣ発熱体
は、従来の構成のＰＴＣ発熱体の構成と比較して長時間
通電してもＰＴＣ抵抗体と電極が剥離、或はＰＴＣ抵抗
体中のクラックが発生しにくいので通電によるＰＴＣ発
熱体の抵抗値の安定性が向上している。
は、従来の構成のＰＴＣ発熱体の構成と比較して長時間
通電してもＰＴＣ抵抗体と電極が剥離、或はＰＴＣ抵抗
体中のクラックが発生しにくいので通電によるＰＴＣ発
熱体の抵抗値の安定性が向上している。
【００２０】（実施例２）図１（ｂ）において、１は長
尺の薄肉板状のＰＴＣ抵抗体で、その長手方向に沿って
薄肉対向面に設けた導電性金属メッキ電極５、６があ
り、前記全体を絶縁体４であるポリエステルで被覆して
ＰＴＣ発熱体とした。
尺の薄肉板状のＰＴＣ抵抗体で、その長手方向に沿って
薄肉対向面に設けた導電性金属メッキ電極５、６があ
り、前記全体を絶縁体４であるポリエステルで被覆して
ＰＴＣ発熱体とした。
【００２１】なお、前記実施例２で用いたＰＴＣ抵抗体
の組成は実施例１におけるものと同一であるため説明を
省略する。
の組成は実施例１におけるものと同一であるため説明を
省略する。
【００２２】金属メッキ電極５、６には銅を無電解メッ
キにより、ＰＴＣ抵抗体の長手方向に厚み３５μｍで均
一になるように形成した。
キにより、ＰＴＣ抵抗体の長手方向に厚み３５μｍで均
一になるように形成した。
【００２３】上記の本発明実施例のＰＴＣ発熱体と、従
来例である電極にニッケルメッキ銅電極板を用いたＰＴ
Ｃ抵抗体をそれぞれ、雰囲気温度８０℃、印加電圧ＤＣ
１２Ｖの通電耐久試験を行った。約５０００時間経過し
た後、従来の構成のＰＴＣ発熱体と本発明のＰＴＣ抵抗
体とで断面の比較をすれば、従来の構成のＰＴＣ抵抗体
には電極板とＰＴＣ抵抗体との界面に剥離、或はクラッ
クが発見されると考えられるが、剥離の厚みはそれほど
大きくなく約１０μｍ程度と考えられるので、断面形状
を露出させるために剥離、クラックが生じた部分がつぶ
される恐れがあり、うまく本発明のＰＴＣ発熱体との比
較ができにくい。そこで、下記のような測定をして比較
検討した。
来例である電極にニッケルメッキ銅電極板を用いたＰＴ
Ｃ抵抗体をそれぞれ、雰囲気温度８０℃、印加電圧ＤＣ
１２Ｖの通電耐久試験を行った。約５０００時間経過し
た後、従来の構成のＰＴＣ発熱体と本発明のＰＴＣ抵抗
体とで断面の比較をすれば、従来の構成のＰＴＣ抵抗体
には電極板とＰＴＣ抵抗体との界面に剥離、或はクラッ
クが発見されると考えられるが、剥離の厚みはそれほど
大きくなく約１０μｍ程度と考えられるので、断面形状
を露出させるために剥離、クラックが生じた部分がつぶ
される恐れがあり、うまく本発明のＰＴＣ発熱体との比
較ができにくい。そこで、下記のような測定をして比較
検討した。
【００２４】約５０００時間経過した後、本発明のＰＴ
Ｃ発熱体と従来のＰＴＣ発熱体を室温中で周波数特性を
測定した。周波数を１０4〜１０6 ヘルツに変化させた
ときの復素インピーダンスを測定し、それぞれ試験前の
復素インピーダンスとを比較した。その結果を図３、図
４に示す。
Ｃ発熱体と従来のＰＴＣ発熱体を室温中で周波数特性を
測定した。周波数を１０4〜１０6 ヘルツに変化させた
ときの復素インピーダンスを測定し、それぞれ試験前の
復素インピーダンスとを比較した。その結果を図３、図
４に示す。
【００２５】図３は、前述の本発明実施例２のＰＴＣ発
熱体の試験前と、試験時間５０００時間経過後の室温中
で測定した復素インピーダンスプロットの軌跡を表した
グラフである。図４は、従来のＰＴＣ発熱体の場合を表
したグラフである。
熱体の試験前と、試験時間５０００時間経過後の室温中
で測定した復素インピーダンスプロットの軌跡を表した
グラフである。図４は、従来のＰＴＣ発熱体の場合を表
したグラフである。
【００２６】図３のように試験前、および５００時間経
過後の復素インピーダンスプロットの軌跡は半円とな
る。これは、ＰＴＣ発熱体は図５に示すようなＰＴＣ抵
抗体中のバルクとしての抵抗（Ｒ0 ）と抵抗体の誘電率
によって決まる幾何学的容量（Ｃ0 ）の並列回路によっ
て表されるからである。試験前と試験５０００時間経過
後の復素インピーダンス軌跡を比較すると、試験後のイ
ンピーダンス軌跡は大きくなったが試験前と同じ半円状
の軌跡であることがわかった。
過後の復素インピーダンスプロットの軌跡は半円とな
る。これは、ＰＴＣ発熱体は図５に示すようなＰＴＣ抵
抗体中のバルクとしての抵抗（Ｒ0 ）と抵抗体の誘電率
によって決まる幾何学的容量（Ｃ0 ）の並列回路によっ
て表されるからである。試験前と試験５０００時間経過
後の復素インピーダンス軌跡を比較すると、試験後のイ
ンピーダンス軌跡は大きくなったが試験前と同じ半円状
の軌跡であることがわかった。
【００２７】これは、図５の等価回路全体の復素インピ
ーダンスＺが次の式１で表わされる。 Ｚ＝Ｒ／（１＋（ｗＣＲ）2 ）−ｊｗＣＲ2 ／（１＋（ｗＣＲ）2 ） …（１） これを変形すると次の式２となる。 （Ｘ−Ｒ／２）2 ＋Ｙ2 ＝Ｒ2 ／４ …（２） 但し、Ｘ＝Ｒ／（１＋（ｗＣＲ）2 ） Ｘ＞＝０ Ｙ＝ｗＣＲ2 ／（１＋（ｗＣＲ）2 ） Ｙ＞＝０ 式２より復素インピーダンスプロットの軌跡は、図３の
ように横軸にＸ、縦軸にＹをとってグラフに表わすと、
中心（Ｒ／２，０）、半径Ｒ／２の半円を描くことより
説明される。
ーダンスＺが次の式１で表わされる。 Ｚ＝Ｒ／（１＋（ｗＣＲ）2 ）−ｊｗＣＲ2 ／（１＋（ｗＣＲ）2 ） …（１） これを変形すると次の式２となる。 （Ｘ−Ｒ／２）2 ＋Ｙ2 ＝Ｒ2 ／４ …（２） 但し、Ｘ＝Ｒ／（１＋（ｗＣＲ）2 ） Ｘ＞＝０ Ｙ＝ｗＣＲ2 ／（１＋（ｗＣＲ）2 ） Ｙ＞＝０ 式２より復素インピーダンスプロットの軌跡は、図３の
ように横軸にＸ、縦軸にＹをとってグラフに表わすと、
中心（Ｒ／２，０）、半径Ｒ／２の半円を描くことより
説明される。
【００２８】また、この試験５０００時間経過後のＰＴ
Ｃ発熱体の半円が大きくなったのは、通電試験により抵
抗体自体の中のカーボンの変質が進み抵抗体全体として
の抵抗値が高くなったためである。試験前と比較して抵
抗値変化率は約１０％大きくなった。しかし、ＰＴＣ発
熱体の飽和温度は９０℃で変化がなかった。
Ｃ発熱体の半円が大きくなったのは、通電試験により抵
抗体自体の中のカーボンの変質が進み抵抗体全体として
の抵抗値が高くなったためである。試験前と比較して抵
抗値変化率は約１０％大きくなった。しかし、ＰＴＣ発
熱体の飽和温度は９０℃で変化がなかった。
【００２９】図４に示す従来の構成のＰＴＣ発熱体の場
合、試験５０００時間経過後の復素インピーダンスプロ
ットの軌跡は、二つの半円が合わさったような軌跡とな
る。
合、試験５０００時間経過後の復素インピーダンスプロ
ットの軌跡は、二つの半円が合わさったような軌跡とな
る。
【００３０】これは、図５に示す等価回路に加えて、図
６に示すように抵抗（Ｒ1 ）と容量（Ｃ1 ）の並列回路
で表される別の等価回路が直列に結合したと考えられ
る。これはＰＴＣ抵抗体中のバルクのインピーダンスに
加え、ＰＴＣ抵抗体と電極板の界面のインピーダンスの
寄与が大きくなってきたためと考えられる。試験前と比
較した抵抗値変化率は約６０％大きくなっていた。ま
た、このＰＴＣ発熱体の表面温度は約６０℃にまで低下
していた。これは、従来の構成のＰＴＣ発熱体では、通
電発熱によりＰＴＣ抵抗体と金属電極板の熱膨張差のた
め生じたＰＴＣ抵抗体と金属電極板の界面の剥離、ある
いはＰＴＣ抵抗体中のクラックによる電気的絶縁層が、
一部または全体にわたって形成されたため、ＰＴＣ抵抗
体にこの界面インピーダンスが結合されたことになり、
ＰＴＣ発熱体全体が高抵抗化し発熱温度が低下していた
と考えられる。これに対し、本発明のＰＴＣ発熱体は電
極が金属でメッキされているのでＰＴＣ抵抗体との密着
性が良好となり、長期使用してもＰＴＣ抵抗体と金属電
極界面での熱膨張差に起因する高抵抗化が起こりにくく
なり、ＰＴＣ発熱体としての抵抗値変化率が小さく、発
熱温度も安定する。
６に示すように抵抗（Ｒ1 ）と容量（Ｃ1 ）の並列回路
で表される別の等価回路が直列に結合したと考えられ
る。これはＰＴＣ抵抗体中のバルクのインピーダンスに
加え、ＰＴＣ抵抗体と電極板の界面のインピーダンスの
寄与が大きくなってきたためと考えられる。試験前と比
較した抵抗値変化率は約６０％大きくなっていた。ま
た、このＰＴＣ発熱体の表面温度は約６０℃にまで低下
していた。これは、従来の構成のＰＴＣ発熱体では、通
電発熱によりＰＴＣ抵抗体と金属電極板の熱膨張差のた
め生じたＰＴＣ抵抗体と金属電極板の界面の剥離、ある
いはＰＴＣ抵抗体中のクラックによる電気的絶縁層が、
一部または全体にわたって形成されたため、ＰＴＣ抵抗
体にこの界面インピーダンスが結合されたことになり、
ＰＴＣ発熱体全体が高抵抗化し発熱温度が低下していた
と考えられる。これに対し、本発明のＰＴＣ発熱体は電
極が金属でメッキされているのでＰＴＣ抵抗体との密着
性が良好となり、長期使用してもＰＴＣ抵抗体と金属電
極界面での熱膨張差に起因する高抵抗化が起こりにくく
なり、ＰＴＣ発熱体としての抵抗値変化率が小さく、発
熱温度も安定する。
【００３１】以上のことから、本発明のＰＴＣ発熱体
は、従来のＰＴＣ発熱体と比較して長時間通電してもＰ
ＴＣ抵抗体と電極が剥離、或はＰＴＣ抵抗体中のクラッ
クが発生しにくいので通電によるＰＴＣ発熱体の抵抗値
の安定性が向上する。
は、従来のＰＴＣ発熱体と比較して長時間通電してもＰ
ＴＣ抵抗体と電極が剥離、或はＰＴＣ抵抗体中のクラッ
クが発生しにくいので通電によるＰＴＣ発熱体の抵抗値
の安定性が向上する。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明の正抵抗係数をも
つ発熱体によれば、次の効果が得られる。
つ発熱体によれば、次の効果が得られる。
【００３３】正抵抗係数をもつ発熱体の電極は金属粉末
を配合したゴム弾性組成物により構成されＰＴＣ抵抗体
と一体成型されているので、通電時の発熱による熱膨張
差に起因する電極とＰＴＣ抵抗体との界面の劣化が防止
でき、抵抗値変化率の安定化が従来例と比較して大きく
向上され、高信頼度のある安全な自己温度制御作用を有
する発熱体を実現することができる。
を配合したゴム弾性組成物により構成されＰＴＣ抵抗体
と一体成型されているので、通電時の発熱による熱膨張
差に起因する電極とＰＴＣ抵抗体との界面の劣化が防止
でき、抵抗値変化率の安定化が従来例と比較して大きく
向上され、高信頼度のある安全な自己温度制御作用を有
する発熱体を実現することができる。
【００３４】また電極を、導電性金属のメッキにより構
成した場合には、ＰＴＣ抵抗体の凹凸面に対して均一に
接合し接合力が大であり、通電時の発熱による熱膨張差
に起因する金属電極板とＰＴＣ抵抗体との界面の劣化が
防止できる。そのため抵抗値変化率が従来例と比較して
大きく向上され、高信頼度のある安全な自己温度制御作
用を有する発熱体を実現することができる。
成した場合には、ＰＴＣ抵抗体の凹凸面に対して均一に
接合し接合力が大であり、通電時の発熱による熱膨張差
に起因する金属電極板とＰＴＣ抵抗体との界面の劣化が
防止できる。そのため抵抗値変化率が従来例と比較して
大きく向上され、高信頼度のある安全な自己温度制御作
用を有する発熱体を実現することができる。
【００３５】そして金属メッキによる電極と、金属粉末
を配合したゴム弾性組成物による電極とを組合せた場合
には、上記夫々の効果を発揮し得るものである。
を配合したゴム弾性組成物による電極とを組合せた場合
には、上記夫々の効果を発揮し得るものである。
【図１】（ａ）本発明の実施例１における正抵抗係数を
もつＰＴＣ発熱体の要部断面図 （ｂ）同実施例２におけるＰＴＣ発熱体の要部断面図
もつＰＴＣ発熱体の要部断面図 （ｂ）同実施例２におけるＰＴＣ発熱体の要部断面図
【図２】本発明の実施例１のＰＴＣ発熱体と従来例ＰＴ
Ｃ発熱体の発熱温度の寿命特性を示すグラフ
Ｃ発熱体の発熱温度の寿命特性を示すグラフ
【図３】本発明の実施例２におけるＰＴＣ発熱体の試験
前と通電試験５０００時間後の復素インピーダンスプロ
ットの軌跡
前と通電試験５０００時間後の復素インピーダンスプロ
ットの軌跡
【図４】従来例のＰＴＣ発熱体の試験前と通電試験５０
００時間後の復素インピーダンスプロットの軌跡
００時間後の復素インピーダンスプロットの軌跡
【図５】本発明実施例２のＰＴＣ発熱体の通電試験後の
等価回路
等価回路
【図６】従来例ＰＴＣ発熱体の通電試験後の等価回路
【図７】従来例ＰＴＣ発熱体の要部断面図
１ ＰＴＣ抵抗体 ２、３ 金属粉末を配合したゴム弾性体電極 ４ 絶縁体 ５、６ 導電性金属メッキ電極
Claims (4)
- 【請求項１】結晶性高分子物質組成中に導電性微粉末が
分散されかつ架橋剤により架橋した組成を有する粒子状
導電性組成物と、カーボン粒子とを、結晶性高分子物質
組成物に混合分散して形成された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特性をもつ抵抗体
と、前記抵抗体の長手方向に沿う薄肉対向面に金属粉末
を配合したゴム弾性体製の一対の電極と、前記電極を被
覆する絶縁体とを備えた正抵抗温度係数をもつ発熱体。 - 【請求項２】請求項１における一対の電極の一方又は両
方を金属メッキ層とした正抵抗温度係数をもつ発熱体。 - 【請求項３】架橋剤をジクミルパーオキサイドとした請
求項１または２記載の正抵抗温度係数をもつ発熱体。 - 【請求項４】正抵抗温度係数が６×１０2 Ω・ｃｍの抵
抗体を用いた請求項１乃至３のいずれかに記載の正抵抗
温度係数をもつ発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16867792A JPH0613165A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 正抵抗温度係数をもつ発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16867792A JPH0613165A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 正抵抗温度係数をもつ発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613165A true JPH0613165A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15872439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16867792A Pending JPH0613165A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 正抵抗温度係数をもつ発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613165A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009544124A (ja) * | 2006-07-20 | 2009-12-10 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 抵抗装置および前記抵抗装置を製造するための方法 |
| JP2010024840A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Nikki Co Ltd | Ｌｐｇ加熱装置 |
| JP2016039376A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 三菱マテリアル株式会社 | サーミスタ素子の欠陥検出方法 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP16867792A patent/JPH0613165A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009544124A (ja) * | 2006-07-20 | 2009-12-10 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 抵抗装置および前記抵抗装置を製造するための方法 |
| JP2010024840A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Nikki Co Ltd | Ｌｐｇ加熱装置 |
| JP2016039376A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 三菱マテリアル株式会社 | サーミスタ素子の欠陥検出方法 |
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