JPH0644087U - ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 正特性サーミスタからなる筒状の発熱体２の
内周面から外周面の一部に連続するように電極３ｂが設
けられ、外周面に電極３ａが設けられている。ケース１
には、電極３ａ同士・電極３ｂ同士を接触させるべく電
極３ａ・３ｂ部分を押圧する板バネ４ａ・４ｂが側面１
ｅ・１ｅ内側に互いに対向するように設けられ、板バネ
４ａにリード線５が接続されている。 【効果】 電極同士を接触させるだけで個々の発熱体と
リード線とを電気的に接続することができ、板バネ間に
電圧を印加することにより発熱体を発熱させることが可
能となる。従って、例えば、電極同士、あるいは電極と
リード線とを半田付けする必要が無くなり、ヒータの構
造が簡素化されると共に、ヒータ製造工程が簡略化され
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、定温ヒータ等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、例えばチタン酸バリウム磁器半導体 セラミックスからなるヒータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、例えば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 バリウム磁器半導体セラミックスからなる発熱体を用いたヒータが広く使用され ている。このヒータは、発熱温度を一定にするための制御回路や過熱防止のため の回路が不要であるため、構造が簡素になり小型化し易く、かつ、極めて高い安 全性を有している。

【０００３】 図６に示すように、従来のヒータに用いられる発熱体３０は、例えばランタン のようなランタノイド等を添加したチタン酸バリウム磁器半導体粉末を、断面が 六角形の孔３１…を複数有する略円柱状の成形体に押出成形した後、焼成してチ タン酸バリウム磁器半導体セラミックスとすることにより形成される。そして、 発熱体３０の上下両面に銀電極（塗料）等を塗布することにより設けられた電極 面３２ａ・３２ｂに電圧を印加することにより発熱体３０を発熱させ、この発熱 体３０で発生した熱により上記の孔３１…内を流れる空気を温めるようになって いる。即ち、上記従来のヒータ（以下、ハニカム型ヒータと称する）は、送風機 （図示せず）等により発熱体３０の孔３１…に空気を送り込み、この空気を発熱 体３０で発生した熱により加熱し、温風として排出するようになっている。

【０００４】 また、図７に示すように、チタン酸バリウム磁器半導体粉末を板状に成形後、 焼成してチタン酸バリウム磁器半導体セラミックスとした発熱体（図示せず）の 上下両面に、多数のフィン３４…が並設された、例えば、アルミニウム等からな る一対の放熱部材３３・３３を熱的に密着させて設け、発熱体で発生した熱を上 記のフィン３４…により放熱するヒータ（以下、フィン型ヒータと称する）も知 られている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のハニカム型ヒータでは、チタン酸バリウム磁器半導 体粉末を押出成形することにより発熱体３０を形成しているため、精度良く発熱 体３０を形成することが難しいという問題点を有している。また、発熱体３０に 複数の孔３１…が設けられているため、発熱体３０の機械的強度が充分ではなく 、さらに、発熱体３０の上下両面に電極面３２ａ・３２ｂを設ける際に、例えば 銀塗料が孔３１…内を通って他の面に流れ出すことにより電極面３２ａ・３２ｂ が短絡する虞れが生じるという問題点を有している。

【０００６】 また、上記従来のフィン型ヒータでは、多数のフィン３４…が並設された複雑 な形状の放熱部材３３をアルミニウム等を加工することにより形成しなければな らず、さらに、導電性を有する放熱部材３３と発熱体とを電気的に絶縁させ、か つ、両者を熱的に密着させて設けなければならないため、ヒータの構造が複雑化 すると共に、ヒータ製造工程が煩雑となりコスト高を招来するという問題点を有 している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のヒータは、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 筒状の発熱部材と、電気絶縁性を有し、上記の発熱部材をそれらの軸方向が互い に並列となるようにして複数個収容可能な収容部材とを備えたヒータであって、 上記発熱部材の内周面から外周面の一部に連続するように一方の電極が設けられ ると共に、発熱部材の外周面に他方の電極が設けられ、上記収容部材には、導電 性を有し、複数個の発熱部材の電極同士を接触させるべく電極部分を押圧する押 圧バネが少なくとも２個設けられ、上記の押圧バネに一対の給電線がそれぞれ電 気的に接続されていることを特徴としている。

【０００８】

【作用】

上記の構成によれば、正特性サーミスタからなる筒状の発熱部材の内周面から 外周面の一部に連続するように一方の電極が設けられると共に、発熱部材の外周 面に他方の電極が設けられている。また、発熱部材をそれらの軸方向が互いに並 列となるようにして複数個収容可能な収容部材には、導電性を有し、複数個の発 熱部材の電極同士を接触させるべく電極部分を押圧する押圧バネが少なくとも２ 個設けられ、上記の押圧バネに一対の給電線がそれぞれ電気的に接続されている 。

【０００９】 これにより、複数個の発熱部材の電極同士を接触させるだけで、個々の発熱部 材と給電線とを押圧バネを介して電気的に接続することができ、給電線を介して 押圧バネ間に電圧を印加することにより発熱部材を発熱させることが可能となる 。従って、例えば、発熱部材の電極同士、あるいは発熱部材の電極と給電線とを 半田付けする必要が無くなり、ヒータの構造が簡素化されると共に、ヒータ製造 工程が簡略化される。また、例えば、収容部材の大きさ、あるいは発熱部材の大 きさおよび個数を、ヒータの使用目的や所望する熱量・温度等に応じて変更する ことにより、ヒータの能力を適宜変更することが可能となる。

【００１０】 尚、筒状に形成された発熱部材で発生した熱は、例えば、発熱部材の孔に空気 を送り込み、この空気を加熱して温風とすることにより外部に取り出すことがで きる。

【００１１】

【実施例】

本考案の一実施例について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通り である。尚、本実施例においては、発熱部材を５個用いたヒータを例に挙げて説 明する。

【００１２】 本実施例にかかるヒータは、図３に示すように、電気絶縁性を有し、前面１ａ および後面１ｂが開口面となっているケース（収容部材）１と、このケース１に 収容された５個の筒状の発熱体（発熱部材）２…とを備えている。上記の発熱体 ２…は、それらの軸方向が互いに並列となるようにして横一列に並べられており 、互いに密着した状態でケース１に収容されている。

【００１３】 図１および図２に示すように、発熱体２は、貫通孔２ｂを有する筒状に形成さ れており、その外周面および内周面に、例えば銀電極（塗料）を塗布することに より電極３ａ・３ｂが設けられている。上記の電極３ａは、発熱体２の外周面に 設けられる一方、上記の電極３ｂは、発熱体２の内周面全体に設けられると共に 、板ばね４ａ・４ｂ（後述する）に接触可能とするために外周面の一部にも連続 して設けられている。また、電極３ａ・３ｂ間には隙間２ａが設けられており、 両電極３ａ・３ｂが短絡しないようになっている。

【００１４】 上記の発熱体２は、正温度係数（Positive Temperature Coefficient）を有す る素材、例えばチタン酸バリウム磁器半導体粉末等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、低温 のため抵抗値が小さく、大電流が流れ、消費電力が大きいので急激に温度が上昇 する。そして、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、例えばチタン酸バリウム磁器半導体粉末等を筒 状の成形体に押出成形した後、焼成して形成すればよい。また、発熱体２は、材 料組成によりキュリー温度Ｔc が、およそ３０〜３００℃の範囲で任意に設定で きるので、ヒータの使用目的や所望する熱量・温度等に応じてキュリー温度Ｔc を設定すればよい。

【００１５】 上記のケース１は、図４に示すように、天板１ｃと、底板１ｄと、側板１ｅ・ １ｅとを備え、内部に５個の発熱体２…を収容可能な空間を有する略直方体形状 に形成されており、前面１ａおよび後面１ｂは開口面となっている。そして、何 れか一方の側板１ｅ内側の、前面１ａ近傍および後面１ｂ近傍には、導電性を有 する板バネ（押圧バネ）４ａ・４ａが設けられる一方、他方の側板１ｅ内側の、 板バネ４ａ・４ａに対向する位置には、板バネ４ｂ・４ｂが設けられている。ま た、上記の板バネ４ａ・４ａには、図示しない電源に接続されたリード線（給電 線）５・５がそれぞれ取り付けられている。尚、ケース１の天板１ｃおよび底板 １ｄは、発熱体２…を収容したときに、発熱体２…の外周面に当接するように設 けられている。

【００１６】 そして、図３に示すように、板バネ４ａ・４ａ・４ｂ・４ｂは、ケース１に発 熱体２…を電極３ａが前面１ａ側になるようにして横一列に並べて収容したとき に、発熱体２の電極３ａ・３ｂに圧接すると共に、発熱体２…を側板１ｅから離 れる方向に押圧し、発熱体２…の電極３ａ同士・電極３ｂ同士を互いに密着させ るようになっている。これにより、ケース１に発熱体２…を収容したときに、前 面１ａ近傍に設けられた板バネ４ａに発熱体２…の電極３ａ…が並列に接続され 、後面１ｂ近傍に設けられた板バネ４ａに発熱体２…の電極３ｂ…が並列に接続 されるようになっている。

【００１７】 また、ヒータは、図示しない送風機等を備えており、この送風機は、発熱体２ …の貫通孔２ｂ…、および発熱体２…とケース１との隙間に、例えばケース１の 後面１ｂ側から空気を送り込むようになっている。

【００１８】 上記の構成において、本ヒータは、各リード線５・５を介して板バネ４ａ・４ ａ間に電圧を印加することにより、並列に接続された発熱体２…が発熱して、こ の発熱体２…で発生した熱により貫通孔２ｂ…内等を流れる空気を温めるように なっている。即ち、本ヒータは、送風機等により発熱体２…の貫通孔２ｂ…等に 空気を送り込み、この空気を発熱体２…で発生した熱により加熱し、温風として 排出するようになっている。尚、発熱体２の貫通孔２ｂの直径は、貫通孔２ｂ内 を流れる空気を充分に加熱することができるように、例えば１mm〜10mm程度とす ればよい。また、発熱体２の長さは、ヒータの使用目的や所望する熱量・温度等 に応じて適当な長さに形成すればよい。

【００１９】 以上のように、本実施例にかかるヒータは、発熱体２の内周面から外周面の一 部に連続するように電極３ｂが設けられると共に、発熱体２の外周面に電極３ａ が設けられている。また、発熱体２…の電極３ａ同士・電極３ｂ同士を接触させ るべく電極３ａ・３ｂ部分を押圧する板バネ４ａ・４ａ・４ｂ・４ｂがケース１ に設けられ、上記の板バネ４ａ・４ａにリード線５・５がそれぞれ電気的に接続 されている。

【００２０】 これにより、ケース１に収容された５個の発熱体２…の電極３ａ同士・電極３ ｂ同士を接触させるだけで、個々の発熱体２の電極３ａ・３ｂとリード線５・５ とを板バネ４ａ・４ａを介してそれぞれ電気的に接続することができ、リード線 ５・５を介して板バネ４ａ・４ａ間に電圧を印加することにより発熱体２…を発 熱させることが可能となる。従って、例えば、電極３ａ同士・電極３ｂ同士、あ るいは電極３ａ・３ｂとリード線５・５とを半田付けする必要が無くなり、ヒー タの構造が簡素化されると共に、ヒータ製造工程が簡略化される。

【００２１】 尚、上記の実施例においては、発熱体２を５個用いたヒータを例に挙げて説明 したが、用いる発熱体２の大きさや個数は、勿論、上記の実施例に限定されるも のではなく、ヒータの使用目的や所望する熱量・温度等に応じて適当な大きさや 個数とすればよく、これにより、ヒータの能力を適宜変更することが可能となる 。また、発熱体２を筒状に形成する代わりに、必要に応じて、貫通孔を有する角 柱形状に形成することも可能である。さらに、ケース１の大きさや形状も、ヒー タの使用目的や所望する熱量・温度等に応じて適当な大きさ・形状とすればよい 。

【００２２】 また、発熱体２…の電極３ａ同士・電極３ｂ同士を接触させるだけで、個々の 発熱体２の電極３ａ・３ｂとリード線５・５とを板バネ４ａ・４ａを介してそれ ぞれ電気的に接続することができるので、例えば、図５に示すように、発熱体２ …を上下方向にも並べて収容可能なケース１１を形成し、このケース１１に発熱 体２…を収容してヒータを形成することも可能である。この場合にも、電極３ａ 同士・電極３ｂ同士、あるいは電極３ａ・３ｂとリード線５・５とを半田付けす る必要が無くなり、ヒータの構造が簡素化されると共に、ヒータ製造工程が簡略 化される。

【００２３】

【考案の効果】

本考案のヒータは、以上のように、発熱部材の内周面から外周面の一部に連続 するように一方の電極が設けられると共に、発熱部材の外周面に他方の電極が設 けられ、収容部材には、導電性を有し、複数個の発熱部材の電極同士を接触させ るべく電極部分を押圧する押圧バネが少なくとも２個設けられ、上記の押圧バネ に一対の給電線がそれぞれ電気的に接続されている構成である。

【００２４】 これにより、複数個の発熱部材の電極同士を接触させるだけで、個々の発熱部 材と給電線とを押圧バネを介して電気的に接続することができ、給電線を介して 押圧バネ間に電圧を印加することにより発熱部材を発熱させることが可能となる 。従って、例えば、発熱部材の電極同士、あるいは発熱部材の電極と給電線とを 半田付けする必要が無くなり、ヒータの構造が簡素化されると共に、ヒータ製造 工程が簡略化されるという効果を奏する。

【００２５】 また、例えば、収容部材の大きさ、あるいは発熱部材の大きさおよび個数を、 ヒータの使用目的や所望する熱量・温度等に応じて変更することにより、ヒータ の能力を適宜変更することが可能とな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ヒータに供される発
熱体の斜視図である。

【図２】上記発熱体の断面図である。

【図３】上記ヒータの斜視図である。

【図４】上記ヒータに供されるケースを示す斜視図であ
る。

【図５】本考案の他の実施例におけるヒータの斜視図で
ある。

【図６】従来のヒータに供される発熱体の斜視図であ
る。

【図７】従来のヒータに供される放熱部材の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ ケース（収容部材） ２ 発熱体（発熱部材） ３ａ 電極 ３ｂ 電極 ４ａ 板バネ（押圧バネ） ４ｂ 板バネ ５ リード線（給電線） １１ ケース（収容部材）

Claims (1)

【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筒状の発熱部材
   と、電気絶縁性を有し、上記の発熱部材をそれらの軸方
   向が互いに並列となるようにして複数個収容可能な収容
   部材とを備えたヒータであって、 上記発熱部材の内周面から外周面の一部に連続するよう
   に一方の電極が設けられると共に、発熱部材の外周面に
   他方の電極が設けられ、上記収容部材には、導電性を有
   し、複数個の発熱部材の電極同士を接触させるべく電極
   部分を押圧する押圧バネが少なくとも２個設けられ、上
   記の押圧バネに一対の給電線がそれぞれ電気的に接続さ
   れていることを特徴とするヒータ。