JPH08138837A - Ptc薄板ユニット - Google Patents

Ptc薄板ユニット

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JPH08138837A
JPH08138837A JP28214594A JP28214594A JPH08138837A JP H08138837 A JPH08138837 A JP H08138837A JP 28214594 A JP28214594 A JP 28214594A JP 28214594 A JP28214594 A JP 28214594A JP H08138837 A JPH08138837 A JP H08138837A
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JP
Japan
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ptc
overcurrent
thin plate
insulating substrate
ptc thermistor
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Withdrawn
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JP28214594A
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English (en)
Inventor
Takashi Kaimoto
隆 貝本
Osamu Nakano
修 中野
Masanori Nishifuji
雅則 西藤
Koichi Inanaga
浩一 稲永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Tungsten Co Ltd
Original Assignee
Nippon Tungsten Co Ltd
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Priority to CN97104555A priority patent/CN1173799A/zh
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 PTCサーミスタ素子の両面に絶縁基板を設
け、PTCサーミスタ素子間に過電流溶断部を設けて、
暴走・発火等の事故を防ぐとともに、本機能が作動しな
い時においても、火花や炎が外部にでないような構造に
し、火災等の大事故に至らないようにした。 【構成】 PTCサーミスタ素子の両面に絶縁基板を設
け、PTCサーミスタ素子間に過電流溶断部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機産業、宇宙産
業、自動車産業、船舶産業関連など、コンパクトで、高
出力が要求される用途に使用されるPTC薄板ユニット
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、一般的にPTC薄板ユニット
は、図11(a)に示すように、直方体の板状に焼成加
工したPTCサーミスタ素子1の両面に電極2が形成さ
れ、電圧を印加する方法がとられている。
【0003】この方法によれば、PTC素子の放熱面積
が限られ、あまり大きな電力が取り出せないことから、
図11(b)のようにPTC素子を熱伝導率の高い放熱
板17に接着し、出力増大を図っていた。しかしなが
ら、この方法の場合、耐電圧の関係から、素子1の厚み
を一定量以上とらなければならず、放熱板7も大きくし
なければならないことから、コスト高になったり、重量
制限のある用途においては、重量が増大するという問題
が生じていた。さらに、放熱係数を高めようとしても、
無風状態においては限界があり、出力に限界があった。
【0004】このような問題点に鑑みて、実開昭55ー
105904号公報においては、図10に示すように、
PTCサーミスタ素子1を薄板状にし、片面に一対の電
極2を形成し、絶縁版3を介して放熱板17の表面で発
熱させることにより単位面積当たりの出力を高めること
に成功している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
実開昭55ー105904号公報に記載されたものの場
合、例えば、図9に示すように、電圧印加後に突入電流
Imaxが流れた後、自己発熱により、時間経過と共に
抵抗値が急激に増大して電流が減衰し、熱平衡時にはき
わめて低い電流値I0となる。ところが、発熱装置の置
かれた外部条件等の悪影響を受けて、PTCサーミスタ
素子が劣化した場合、本来低電流となるべき熱平衡時に
曲線(OS)で示されるように再び上昇して過電流が流
れ、著しく危険な状態になり、PTCサーミスタから発
火することがある。これを回避するために電流ヒューズ
を電気的に直列に接続して防止することが考えられる
が、コストアップの要因となったり、また、溶断電流値
にかからない程度の電流が流れ続けると事故を阻止する
ことができないという危険性をはらんでいた。
【0006】また、従来品として、図8(a)及び
(b)に示されたものがある。これは、片面に電極2を
設けた2つのPTCサーミスタ素子1を並べて導電結合
部8で接続し、絶縁皮膜4で被覆したものであるが、こ
れに高電圧を印加したところ、520Vでブレークダウ
ンし、また、ブレークダウンした瞬間、火花等が飛散
し、周囲の樹脂等は焼失した。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明においては、PT
Cサーミスタ素子間に過電流溶断部を設けることで暴走
・発火等の事故を未然に防ごうとするものである。
【0008】また、万一、機能が作動せず、事故に至っ
た場合においても発火箇所の周囲を不燃、耐アーク材に
することにより火災等に拡がらないようにするものであ
る。
【0009】
【作用】上記目的を達成するため、PTCサーミスタ素
子間に過電流溶断部を設け、暴走・発火等の事故を防ぐ
とともに、本機能が作動しない時においても、火花や炎
が外部にでないようにした。
【0010】
【実施例】図1(a)及び(b)に示されているPTC
薄板ユニットは、本発明の実施例で、電極2が形成され
た絶縁基板3にPTCサーミスタ素子1を直接接着し、
電極2上に保護板となる絶縁基板5を接着したものであ
る。なお、図2に示すように、シリコン樹脂等の絶縁皮
膜4を介して絶縁基板5を接着してもよい。絶縁基板3
としては、アルミナを主成分とする一般的にアルミナ基
板と呼ばれているものが、耐熱、強度、重量の点で優れ
ているが、これに限られることなく、マイカ、マグネシ
ア、窒化アルミ、エポキシ、シリコン等の絶縁性を示
し、耐熱性があって、薄板形状であればよい。
【0011】一方、アークや火花等の発生が考えられる
側の絶縁基板5については、耐アーク性の点から考慮し
て、マイカと呼ばれるものが優れているが、これに限ら
れることなく、前記のマグネシア、窒化アルミ、エポキ
シ、シリコン等の絶縁性を示し、耐熱性があって、薄板
形状であればよい。
【0012】このユニットに高電圧を印加したところ、
図1(a)及び(b)に示した構造のものは350V
で、図2に示した構造のものは、500Vでブレークダ
ウンしたが、この特性の差は、電極間の絶縁特性の差に
よるものであるが、いずれの場合も、表裏絶縁基板にク
ラックが生じたものの、火花等は飛び出さなかった。
【0013】図10及び図11で説明したように、従来
品である複数のPTCユニットを用いる場合、PTCユ
ニット間をリード線接合部13により導電路を形成して
いたが、本願発明はこの部分を図3に示すように過電流
溶断部6a、6bとしたものである。具体的には、金属
線の比抵抗値から太さ0.1〜1.0φ、好ましくは
0.3〜0.5φ、長さ1〜40mm、好ましくは3〜
10mmのステンレス線を使用するのがよい。この構成
によれば、PTCユニットが暴走し過電流が生じた場合
に、電極よりも高抵抗になっている過電流溶断部6a、
6bに電圧が集中しそれ以上過電流が流れた場合に過電
流溶断部6a、6bを溶断させてヒューズ作用を行なわ
せることにして、サーミスタ素子1の保護を行なうこと
ができる。なお、図4のような表面に一対の渦巻き状電
極2を形成したPTCサーミスタ素子を2個取り付ける
ことにより、図3に示すように、同方向にリード線7を
取り出すことができる。図5(a)及び(b)に示した
ヒーターユニットは、金属カバー15に接合されたPT
C薄板ユニット11を外枠ケース10に断熱材14を埋
めて組み入れたもので、この場合、PTCサーミスタ素
子が2個並んでおり、同方向にリード線7を取り出すこ
とができ、リード線7は電流ヒューズ12及び本体電源
接続部9に接続されているリード線接合部13に容易に
接合され、ヒーターユニットがコンパクトにでき、不良
・事故等の恐れが減少するというメリットがある。
【0014】過電流溶断部6は、図6に示した断面構造
が考えられる。この構造は、過電流溶断部6を絶縁皮膜
4で被覆したものであるが、このような構造の場合、表
面絶縁被覆や絶縁板に伝導される熱量が多くなり、その
分だけ過電流溶断部の温度上昇が遅れ、過電流溶断作用
に時間遅れを生じ、また、溶断箇所及び溶断電流にバラ
ツキが生じ、動作が不安定になるし、大きい溶断電流が
必要となるので、図7(a)、(b)及び(c)に示す
ように、過電流溶断部6の周りに空間部16を設ける構
造にするとよい。図7(a)においては、過電流溶断部
6の上部には表面絶縁皮膜を設けることなく、下部も絶
縁皮膜4との間に空間部16を設けたもので、図7
(b)に示されたものは、過電流溶断部6の周りに空間
部16を残して絶縁皮膜4を設けたもので、さらに、図
7(c)は、過電流溶断部6を金属カバー板15を介し
て絶縁基板5を設けて被覆して空間部16を設けたもの
である。空間部16を設けることにより、過電流溶断部
の温度上昇の遅れがなくなり、過電流溶断作用に時間遅
れも生じることがなく、また、溶断箇所及び溶断電流に
バラツキが生じなくなり、動作が安定する。
【0015】
【発明の効果】本願発明は、PTCサーミスタ素子の両
面特にアーク発生、発火箇所の周囲に絶縁基板を設け、
また、PTCサーミスタ素子間に過電流溶断部を設けた
ので、ヒーターの暴走・発火等の事故を防ぐとともに、
本機能が作動しない時においても、火花や炎が外部にで
ないという効果がある。さらに、過電流溶断部の周りに
空間部を設けることにより、過電流溶断部の温度上昇の
遅れがなくなり、過電流溶断作用に時間遅れも生じるこ
とがなく、また、溶断箇所及び溶断電流にバラツキが生
じなくなり、動作が安定するという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明によるPTC薄板ユニットの説明図
で、(a)正面図、(b)はその断面図。
【図2】本願発明による絶縁皮膜を被覆したPTC薄板
ユニットの断面図。
【図3】本願発明による2個の素子からなるPTC薄板
ユニットの正面図。
【図4】本願発明による渦巻き状電極を有するPTC薄
板ユニットの正面図。
【図5】本願発明によるPTC薄板ユニットを組み込ん
だヒーターの説明図で、(a)及び(b)はその断面
図。
【図6】本願発明による過電流溶断部を有するPTC薄
板ユニットの断面図。
【図7】本願発明による過電流溶断部に空間を有するP
TC薄板ユニットの説明図で、(a)、(b)及び
(c)はその断面図。
【図8】従来のPTCヒーターユニットの説明図で、
(a)正面図、(b)はその断面図。
【図9】PTCヒーターユニットの電流の変化図。
【図10】従来のPTCヒーターユニットの斜視図。
【図11】従来のPTCヒーターユニットの説明図で、
(a)は素子の斜視図、(b)はヒータユニットの断面
図。
【符号の説明】
1 PTCサーミスタ素子、2 電極、3 絶縁基板、
4 絶縁皮膜、5 絶縁基板、6、6a、6b 過電流
溶断部、7 リード線、8 導電結合部、9 本体電源
接続部、10 外枠ケース、11 PTC薄板ユニッ
ト、12 電流ヒューズ、13 リード線接合部、14
断熱材、15 金属カバー板、16 空間部、17
放熱板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年1月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】この方法によれば、PTC素子の放熱面積
が限られ、あまり大きな電力が取り出せないことから、
図11(b)のようにPTC素子を熱伝導率の高い放熱
板17に接着し、出力増大を図っていた。しかしなが
ら、この方法の場合、耐電圧の関係から、素子1の厚み
を一定量以上とらなければならず、放熱板17も大きく
しなければならないことから、コスト高になったり、重
量制限のある用途においては、重量が増大するという問
題が生じていた。さらに、放熱係数を高めようとして
も、無風状態においては限界があり、出力に限界があっ
た。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】このような問題点に鑑みて、実開昭55ー
105904号公報においては、図10に示すように、
PTCサーミスタ素子1を薄板状にし、片面に一対の電
極2を形成し、絶縁基板3を介して放熱板17の表面で
発熱させることにより単位面積当たりの出力を高めるこ
とに成功している。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】このユニットに高電圧を印加したところ、
図1(a)及び(b)に示した構造のものは350V
で、図2に示した構造のものは、500Vでブレークダ
ウンした。この特性の差は、電極間の絶縁特性の差によ
るものであるが、いずれの場合も、表裏絶縁基板にクラ
ックが生じたものの、火花等は飛び出さなかった。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】図10及び図11で説明したように、従来
品である複数のPTCユニットを用いる場合、PTCユ
ニット間をリード線接合部13により導電路を形成して
いたが、本願発明はこの部分を図3に示すように過電流
溶断部6a、6bとしたものである。具体的には、金属
線の比抵抗値から太さ0.1〜1.0φ、好ましくは
0.3〜0.5φ、長さ1〜40mm、好ましくは3〜
10mmのステンレス線を使用するのがよい。この構成
によれば、PTCユニットが暴走し過電流が生じた場合
に、電極よりも高抵抗になっている過電流溶断部6a、
6bに電圧が集中しそれ以上過電流が流れた場合に過電
流溶断部6a、6bを溶断させてヒューズ作用を行なわ
せることにして、PTCサーミスタ素子1の保護を行な
うことができる。なお、図4のような表面に一対の渦巻
き状電極2を形成したPTCサーミスタ素子を2個取り
付けることにより、図3に示すように、同方向にリード
線7を取り出すことができる。図5(a)及び(b)に
示したヒーターユニットは、金属カバー15に接合され
たPTC薄板ユニット11を外枠ケース10に断熱材1
4を埋めて組み入れたもので、この場合、PTCサーミ
スタ素子が2個並んでおり、同方向にリード線7を取り
出すことができ、リード線7は電流ヒューズ12及び本
体電源接続部9に接続されているリード線接合部13に
容易に接合され、ヒーターユニットがコンパクトにで
き、不良・事故等の恐れが減少するというメリットがあ
る。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図11
【補正方法】変更
【補正内容】
【図11】従来のPTCヒーターユニットの説明図で、
(a)はPTCサーミスタ素子の斜視図、(b)はヒー
タユニットの断面図。
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲永 浩一 福岡市博多区美野島1丁目2番8号 日本 タングステン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板に対して、一方の面に一対の電
    極を形成したPTCサーミスタ素子を直接密着させるよ
    うにし、さらにその反対面に絶縁基板を貼付けたことを
    特徴とするPTC薄板ユニット。
  2. 【請求項2】 PTCサーミスタ素子は2個の薄板から
    なり、表面に1対の渦巻き状電極が形成され、絶縁基板
    に貼付けられていることを特徴とするPTC薄板ユニッ
    ト。
  3. 【請求項3】 複数のPTCサーミスタ素子間に過電流
    溶断部を設けていることを特徴とする請求項1又は請求
    項2記載のPTC薄板ユニット。
  4. 【請求項4】 過電流溶断部は周囲に空間を設けている
    ことを特徴とする請求項1、2又は3記載のPTC薄板
    ユニット。
JP28214594A 1994-01-31 1994-11-16 Ptc薄板ユニット Withdrawn JPH08138837A (ja)

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JP28214594A JPH08138837A (ja) 1994-11-16 1994-11-16 Ptc薄板ユニット
US08/522,366 US5804797A (en) 1994-01-31 1995-01-27 PTC planar heater and method for adjusting the resistance of the same
PCT/JP1995/000095 WO1995020819A1 (fr) 1994-01-31 1995-01-27 Element chauffant plat c.t.p. et procede de regulation de la valeur de resistance de cet element
KR1019950704111A KR960701454A (ko) 1994-01-31 1995-01-27 Ptc면형 히터 및 그 저항값 조정방법
CA002159496A CA2159496C (en) 1994-01-31 1995-01-27 Ptc planar heater and method for adjusting the resistance of the same
EP95906527A EP0692798A4 (en) 1994-01-31 1995-01-27 FLAT HEATING ELEMENT C.T.P. AND METHOD FOR REGULATING THE RESISTANCE VALUE OF THIS ELEMENT
AU14669/95A AU693152B2 (en) 1994-01-31 1995-01-27 Flat PTC heater and resistance value regulating method for the same
CN95190068A CN1037038C (zh) 1994-01-31 1995-01-27 正温度系数热敏电阻平面型加热器
TW084101653A TW299557B (ja) 1994-01-31 1995-02-22
CN97104554A CN1173798A (zh) 1994-01-31 1997-03-25 Ptc平面型加热器以及对其电阻的调节方法
CN97104555A CN1173799A (zh) 1994-01-31 1997-03-25 Ptc平面型加热器以及对其电阻的调节方法
KR1019997008543A KR100251671B1 (ko) 1994-01-31 1999-09-18 Ptc 면형 히터용 박판 유니트

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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