JPH076960Y2 - 玩具用通電加熱具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は玩具用通電加熱具に関し、低電圧の印加により
温風を吐出口より連続的に吐出させて、熱変色層が表面
に形成されている玩具、絵本、教習材等と組み合わせて
適用され、吐出される温風により前記熱変色層の任意の
個所を変色させる、過熱や漏電の危険性のない玩具用通
電加熱具に関する。

従来の技術 従来より、動物玩具等の表面に形成した熱変色性素材に
接触させ、該接触部位の色を変化させる通電加熱具は、
実開昭62−139573号公報、特開昭62−201178号公報等に
開示されているが、低電圧の印加により温風を吐出さ
せ、前記熱変色性素材を加熱変色させる、非接触型の通
電発熱具は開示されていない。小型の温風発生ドライヤ
ーが市販されているとしても、前記熱変色素材を変色さ
せるための玩具用への適用を満足させていない。

考案が解決しようとする問題点 前記従来の接触型の通電加熱具にあっては、対象の熱変
色素材が、人形の髪、衣服や、凹凸状素材、造花その他
筆圧で形状が保持でき難い各種の素材等の場合、或いは
比較的広い面積にわたり変色させようとする場合等で
は、使い勝手を必ずしも満足させていないし、通電発熱
体がタングステン、ニッケル、チタン等の金属抵抗発熱
体であり、自己温度制御機能がなく、そのままでは過熱
による危険性があり、温度制御スイッチ等が要求され
る。又、前記小型のドライヤーにあっては、対象の熱変
色素材を非接触状態で加熱変色させることができるとし
ても、通電発熱体がニクロム線等による金属系抵抗発熱
体であり、過熱による危険性があり、幼児等に安心して
使用させることができなかった。

本考案は、前記した従来の不具合を一挙に解消し、電池
等による低電圧の印加により、所期の温度の温風を吐出
口より吐出させる、過熱や漏電の危険性のない軽便な玩
具用通電加熱具を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本考案は図面について説明する。

本考案通電加熱具１は、熱変色層が少なくとも一部の表
面に設けられている玩具、絵本、教習材等の、前記熱変
色層に温風を吹きつけることにより、吹きつけ個所を加
熱変色させる通電加熱具であって、本体ケース２内に
は、少なくとも発熱機構部３と送風機構部４が収容さ
れ、該ケース２の一端に設けた吐出口51より温風を連続
的に吐出させる構成であり、送風機構部４は出力0.1W〜
2W、1,500rpm〜20,000rpmの小型モーター41の駆動軸に
取付けたファン42を備えており、発熱機構部３はファン
42により供給される空気を暖気可能な位置に通電発熱体
31を配置してなり、前記通電発熱体31が（イ）25℃〜70
℃の温度範囲において、電気抵抗の温度係数が正の値を
示す抵抗発熱体であり、（ロ）25℃における体積抵抗率
（ρ₂₅）が9.8×10^-3Ω.cm〜2.97×10⁵Ω.cm、（ハ）25
℃と70℃における体積抵抗率の比率（ρ₇₀／ρ₂₅）が、
次式５≦（ρ₇₀／ρ₂₅）≦400の範囲内にあること、の
各要件を満たし、0.8V〜40Vの電圧印加により発熱し、
発熱飽和温度が30℃〜100℃の温度範囲内の任意の温度
に自己温度制御されるサーミスタにより構成されている
ことを特徴とする。

前記において、通電発熱体31は概ね0.05cm²〜30cm²（片
面の面積）、且つ厚みが0.5cm〜1.0cmの大きさのものが
本考案発熱要素として実用性を有し、前記範囲内の適宜
の大きさの発熱体31を組合せて適用できる。

前記より小面積の系では、極めて高温に昇温させなけれ
ば、所期の温風を発生できず、安全性に問題があり、一
方、大容積の系では低電圧の印加による短時間での昇温
性を満足させない。

発熱体31はBaTiO₃系焼結体〔稀土類元素をドープして半
導体化し、更に必要応じ、Sr等の元素で置換したもの、
Si単結晶系、有機プラスチック系（低融点の結晶性プラ
スチック中にグラファイト等の導電性微粉末がブレンド
されたもの）等を挙げることができ、低温度域（30〜10
0℃）での発熱飽和温度の調整、昇温特性等の面より前
記BaTiO₃系焼結体が好適である。

発熱体31はディスク状、帯状、ハニカム状、その他、目
的に応じた適宜の形状が採用される。

次に本考案に適用の通電発熱体31の特性を第７図〜第10
図に示すグラフについて説明する。

通電発熱体31は、少なくとも25℃〜70℃の範囲内に於い
て電気抵抗の温度係数が正の値を示し、且つ温度上昇に
ともなう抵抗値の増加が急勾配であることが必須要件
（第７図）であり、抵抗値の増加が前記温度範囲内で急
激であることにより、発熱量は急激に減少し、前記温度
範囲内において自己温度制御を可能とする。

更に発熱体31は、25℃における体積抵抗率（ρ₂₅）が9.
8×10^-3Ω.cm〜2.97×10⁵Ω.cm、更に詳細には各温度に
おける体積抵抗率（ρ）が第８図に示す許容範囲内（上
限値と下限値を示す線の範囲内）にあり、25℃と70℃に
おける体積抵抗率の比率（ρ₇₀／ρ₂₅）が、次式５≦
（ρ₇₀／ρ₂₅）≦400の範囲内にあることを要件とす
る。

前記要件を満たすことにより、発熱要素として要求され
る低温度域（100℃以下、好ましくは70℃以下）での発
熱性と自己温度制御性を満たす発熱体31を供給できる。
発熱体31が各温度における限界値外の系、例えば、上限
値の線を越える体積抵抗率の系では、電圧を高くしなけ
れば、所期の温度域に短時間で昇温させ難いし、下限値
の線より低い体積抵抗率の系では、電圧を極めて小さく
して大電流を流さなければ、所期の発熱温度が得られ
ず、本考案玩具用通電加熱具への適用性を有さない。

第９図は室温変化による発熱体の安定温度の関係を示す
グラフであり、被加熱体が発熱体の発生する単位時間当
たりの発熱量と、放熱量（単位時間当たり）が一致する
温度で安定し、本考案に適用の発熱体31が金属系発熱体
に系に較べて、雰囲気温度による影響が少なく、安定し
た熱特性を示す。

第10図は通電発熱時間と発熱体の発熱温度との関係を示
すグラフである。尚、前記実験データは、BaTiO₃系焼結
体〔15.0mmφ×厚さ1mm、2.5Ω（25℃）を発熱体３と
し、ニクロムによる配線（0.1mmポリエステルフイルム
上に形成）の系を金属系発熱体として対比試験したもの
であり、それぞれ30mm角×厚さ0.3mmの真鍮板に固着
し、約1Vの電圧を印加して得られた。

前記通電発熱体31には、それ自体に電極面を設けたも
の、具体的には、前記通電発熱体31自体の対向面にアル
ミ溶射やニッケル、スズ等によるメッキを施して形成、
或いは通電発熱体31に接触配置の導電部材や放熱フィン
32に設けることができる。

発熱機構部３は、前記通電発熱体31を適用し、放熱フィ
ン32を装備させて放熱効果を有効に発現させることがで
きるが、放熱フィン32を装備せず、板状片の通電発熱体
31の多数枚を適宜、組合せて配置できるし、ハニカム状
に形成した通電発熱体31を暖気可能な位置に配備させて
構成することができる。

送風機構部４は、従来より汎用の小型モーター41の駆動
軸にファン42を取付けて実用に供することができる。

前記モーター41と通電発熱体31は電源に通電可能にセッ
トされる。

電源は、各種の電池や商用電源が所定電圧（0.8〜40V）
に調整されて適用される。電池等にあっては、本体ケー
ス２叉は握持部７内に着脱自在に装着して通電加熱具と
なすことができるが、系外の電源より通電可能に構成す
ることができる。

吐出部材５は、本体ケース２内で発生させた暖気を効果
的に吐出させるためのものであり、吐出口51は先端方向
に縮径されたもの、偏平状に形成したもの、分岐させた
もの等が有効である。

本考案の通電加熱具１が適用される対象は、熱変色層が
少なくとも一部の表面に設けられている玩具、絵本、教
習材、占い、ゲーム要素等をもつ対象物が有効である。

前記における熱変色層は、従来より公知の熱変色材、例
えば、液晶や、電子供与性呈色性有機化合物、前記化合
物の顕色剤及び前記両者の呈色反応を生起させる媒体と
なる化合物の３成分を含む熱変色性材料又は前記成分の
樹脂固溶体の微粒子の形態の可逆熱変色性を示す熱変色
性材料（例えば、、特公昭51−35414号公報、特公昭51
−44706号公報、特公昭52−7764号公報、特公平１−293
98号公報、特開昭60−264285号公報等に開示の熱変色性
材料）により彩色された。20〜65℃（好ましくは、30〜
50℃）に変色点をもつ系が好適である。

作用 電圧印加により、通電発熱体31は自己発熱して昇温を開
始するが、昇温開始時にあっては、発熱体31に流れる電
流が大きいので、電池の内部抵抗によって電池の端子電
圧が大きく降下し、これによりモーター41の回転は、ゆ
るやかになり送風量は少ないが、発熱体31の温度上昇に
ともない発熱体に流れる電流が少なくなり、電池の端子
電圧が上昇するのでモーター41の回転は速くなり、送風
量は増大し温風の温度上昇は速やかになる。尚、ニクロ
ム線等の金属系抵抗発熱体の系では、モーター41の回転
速度は、発熱体の発熱温度の影響を受けず、電圧印加直
後より一定のため、速やかに昇温させた温風を発生させ
ない。

通電発熱体31の自己発熱による昇温につれて、抵抗値が
急激に増加し、温度上昇率は低くなり、発熱量と放熱量
が一致する温度で安定して自己温度制御される（第９図
参照）。

通電後の経過時間と発熱温度の関係をみると、金属発熱
体の系が温度による抵抗変化率が極めて小さいことに依
存して温度上昇による単位時間当たりの発熱量が略一定
となり、温度がゆっくりと上昇するのに対し、本考案の
通電発熱体31は、通電直後は大きな電流が流れ、温度上
昇率が大きく速やかに所定温度に昇温する。

室温の変化に対し、通電発熱体31は雰囲気温度が20℃の
とき約33℃で安定し、雰囲気温度が28℃のとき約38℃で
安定しており、その差約５℃であるのに、金属発熱体の
系では温度による単位時間当たりの発熱量の変化が小さ
いことに依存して、雰囲気温度20℃のときの安定温度は
約32℃、雰囲気温度が28℃のとき安定温度39℃、その差
７℃の実験データが示すように、本考案通電発熱体31
は、金属発熱体の系に較べて雰囲気温度による温度変化
が小さい挙動を示す。

通電発熱体31は、（イ）、（ロ）、（ハ）の各要件を満
たすことにより、低電圧（0.8〜40V）の印加により、前
記した挙動を示し、100℃以下の低温度域において自己
温度制御機能を果たし、所期の熱特性を発現させる。

実施例１（第１図〜第４図参照） プラスチック製本体ケース２（外径3.5cmφ×全長9.0c
m:軸線方向に割型になっており、合体させて組立てられ
るように構成されている）に、発熱機構部３と送風機構
部４を通電可能に結線して内蔵させると共に、本体ケー
ス２の中央部に握持部７〔スイッチ機構を内蔵している
（図示せず）〕を取付け、更に本体ケースの軸線方向の
一端に吐出部材５（先端方向に縮径され、6mmφの吐出
口51を開口させている）を、他端に空気吸入孔６をもつ
部材を嵌着させて玩具用通電加熱具１が構成される。

前記握持部７には、電池を内蔵させることができ、コー
ドを介して系外の電源と接続させる構成にすることもで
きる。

前記における発熱機構部３は、通電発熱体31〔BaTiO₃系
焼結体（15mmφ×厚み1mm）：両面には導電メッキ層が
形成されている、抵抗値２Ω（25℃）の発熱飽和温度50
℃に設定された抵抗発熱体〕の２個を上下放熱フィン32
に導電接着剤により取り付けて構成した。

送風機構部４は、小型モーター41〔出力0.4W、回転数40
00rpm〕を箱体に内蔵させ、モーター41の出力軸にファ
ン42を取付けて構成した。

前記発熱機構部３と送風機構部４は、第４図示例の如く
並列配線され、4.5Vの電源（1.5Vの乾電池３個を直列配
置）と、スイッチ71を介して通電可能に構成される。

前記通電加熱具１は、25℃の室温下では通電10秒経過
後、約45℃の温風を吐出口51より連続的に吐出させるこ
とができた。

実施例２（第４図〜第５図参照） 支持体34に通電発熱体31〔BaTiO₃系焼結体（25mmφ×厚
み1mmであり、両面には導電メッキ層が形成されてい
る、抵抗値2.5Ω（25℃）の発熱飽和温度50℃に設定さ
れた抵抗発熱体からなり、2mmφの通気孔311が７個適宜
間隔をおいて配設されている〕を垂直状に取付け、両面
対向位置に配置の接点部材33により挟着し、リード線８
を介して通電可能に組み立てられ、発熱機構部３を構成
した。

前記発熱機構部３を、送風機構部４と同一軸線上に配置
して玩具用通電加熱具１を構成した。

適用例１ 35℃に変色点を有し、35℃未満で黒色を呈し、35℃以上
では白色に可逆的に変化する熱変色性材料により彩色さ
れた植毛生地で外郭が形成された、クマのぬいぐるみに
前記実施例１の通電加熱具１を用いて、温風を吹きつけ
たところ、吹きつけ個所は白色に変化し、全面にわたり
吹きつけたところ、全面が白色の外観の白クマに変加さ
せることができた。

前記白クマは、常温では黒クマの様相に復帰し、再度温
風の吹き付けにより、白クマに変身させて繰り返し楽し
むことができた。

適用例２ 色彩記憶性感温色素〔特開昭60−264285号「可逆感熱記
録組成物」を利用した色素〕を含む色材で彩色の人形の
髪〔35℃以上で黒色から白色に変化し、常温域で白色を
保持でき、15℃以下に冷やすと黒色を再現できる〕に前
記実施例１の通電加熱具１により温風を吹きつけ、黒色
の髪から白色に変化させ、常温で白色状態を維持して視
覚させた。冷却（15℃以下）温風吹きつけ（35℃以
上）の繰り返しにより、黒色白色の髪を再現させて楽
しむことができた。

考案の効果 本考案玩具用通電加熱具は温風を吐出口より吐出させ、
対象の熱変色素材の所望個所を非接触状態で変色させる
ことができ、従来の接触型の通電加熱具では使い勝手を
満足させない、熱変色素材、例えば、人形の髪、衣服、
凹凸状素材や筆圧で変形し易い各種の素材に対しても効
果的に適用できることは勿論、本体に内蔵の通電発熱体
の自己温度制御機能により、過熱によるトラブルがない
上、所定温度の温風を吐出させて安定的に熱変色させる
ことができる。

更に、低電圧の印加により機能する通電加熱具であるか
ら、漏電による危険もなく、幼児等に対しても安心して
使用させることができる。

又、電源として市販の各種電池が適用でき、乾電池等を
着脱自在に装着させた軽便かつ携帯性の玩具用通電加熱
具として供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案通電加熱具の斜視図、第２図は前記加熱
具の内部説明図、第３図は発熱機構部及び送風機構部の
各要部斜視図、第４図は要部結線状態の説明図、第５図
は他の実施例の発熱機構部の縦断説明図、第６図は前記
発熱機構部のＡ−Ａ線断面図、第７図〜第10図は、本考
案通電加熱具に適用される通電発熱体の特性を示す各グ
ラフであり、第７図は温度と抵抗の特性、第８図は各温
度における体積抵抗率の許容範囲、第９図は室温変化に
よる発熱体の安定温度の関係、第10図は通電時間と発熱
体の発熱温度の関係をそれぞれ示す。 １…玩具用通電加熱具、４…送風機構部 ２…本体ケース、41…モーター ３…発熱機構部、42…ファン 31…通電発熱体、５…吐出部材 311…通気孔、51…吐出口 32…放熱フィン、６…空気吸入孔 33…接点部材、７…握持部 34…支持体、71…スイッチ ８…リード線

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】熱変色層が少なくとも一部の表面に設けら
   れている玩具、絵本、教習材等の、前記熱変色層に温風
   を吹きつけることにより、吹きつけ個所を加熱変色させ
   る玩具用通電加熱具であって、本体ケース内には、少な
   くとも発熱機構部と送風機構部が収容され、該ケースの
   一端に設けた吐出口より温風を連続的に吐出させるよう
   構成されており、送風機構部は出力0.1W〜2W、1,500rpm
   〜20,000rpmの小型モーターの駆動軸に取付けたファン
   を備えており、発熱機構部はファンにより供給される空
   気を暖気可能な位置に通電発熱体を配置してなり、前記
   通電発熱体が（イ）25℃〜70℃の温度範囲において、電
   気抵抗の温度係数が正の値を示す抵抗発熱体であり、
   （ロ）25℃における体積抵抗率（ρ₂₅）が9.8×10^-3Ω.
   cm〜2.97×10⁵Ω.cm、（ハ）25℃と70℃における体積抵
   抗率の比率（ρ₇₀／ρ₂₅）が、次式５≦（ρ₇₀／ρ₂₅）
   ≦400の範囲内にあること、の各要件を満たし、0.8V〜4
   0Vの電圧印加により発熱し、発熱飽和温度が30℃〜100
   ℃の温度範囲内の任意の温度に自己温度制御されるサー
   ミスタにより構成されてなる玩具用通電加熱具。
2. 【請求項２】通電発熱体は、BaTiO₃系焼結体である請求
   項１記載の玩具用通電加熱具。