JPH08288106A

JPH08288106A - 正特性サーミスタ装置

Info

Publication number: JPH08288106A
Application number: JP7111143A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Oya; 康裕大矢; Keiichi Yamada; 圭一山田; Yasuaki Tsujimura; 泰明辻村; Naoto Miwa; 直人三輪
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1996-11-01
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: EP0738098B1; DE69633087T2; DE69633087D1; JP3646345B2; EP0738098A2; US5729189A; EP0738098A3

Abstract

(57)【要約】【目的】発熱体と放熱ブロックとの間の電気的導通に
優れ，かつ両者の間の伝熱効率が高い正特性サーミスタ
装置を提供すること。【構成】正の抵抗温度係数を有する発熱体２と，該発
熱体２に電流を供給すると共に，上記発熱体２が発熱す
る熱を受けて，被加熱体を加熱する放熱ブロック３，３
１とよりなる。上記発熱体２には，上記放熱ブロック
３，３１と当接する当接面２５０に，金属ペースト電極
２５５を設けてあり，かつ，上記発熱体２の金属ペース
ト電極２５５と放熱ブロック３，３１との間には，流動
性を有するオイル４を配置してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，内燃機関における吸気
加熱装置等として使用される正特性サーミスタ装置に関
する。

【０００２】

【従来技術】従来，正の抵抗温度係数を有する発熱体
と，該発熱体に電流を供給すると共に，上記発熱体が発
熱する熱を受けて，被加熱体を加熱する放熱ブロックと
よりなる加熱装置が知られている。上記発熱体はＰＴＣ
素子よりなり，上記放熱ブロックと当接する当接面に電
極を有している。一方，上記放熱ブロックは，伝熱プレ
ートと，該伝熱プレートに設けた放熱フィンとよりな
る。

【０００３】上記加熱装置において，上記発熱体と上記
放熱ブロックとは，弾力性を有するケース等に，上記放
熱ブロックにおける伝熱プレートが，上記電極と当接す
るよう，収納されている（特開昭６２−１０７２６１
号）。また，上記発熱体と上記放熱ブロックとの間を，
接着剤で固定した加熱装置も知られている（特開昭５７
−１０９２８３号）。

【０００４】しかしながら，上記加熱装置において，一
般に，電極は溶射，金属ペースト等により形成された溶
射電極，金属ペースト電極が用いられている。上記溶射
電極の表面は，深い凹凸を有している。これにより，上
記発熱体における電極と放熱ブロックとの間には大きな
空間が形成され，よって，両者の間の伝熱効率が悪くな
るおそれがある。金属ペースト電極の場合，溶射電極ほ
どの凹凸はないが，やはり電極と放熱ブロックとの間に
空間が存在し，伝熱効率が低くなることがある。

【０００５】そこで，溶射電極の場合，従来，図９に示
すごとく，正の抵抗温度係数を有する発熱体２と，該発
熱体２に電流を供給すると共に，上記発熱体２が発熱す
る熱を受けて，被加熱体を加熱する放熱ブロック３，３
２とよりなると共に，上記発熱体２は，放熱ブロック
３，３２と当接する当接面２５０に電極９５を有し，該
電極９５と放熱ブロック３，３２との間の空間２００
に，グリス９９を配置した加熱装置９が提案されている
（特開平６−１２３４９８号）。上記加熱装置９におい
ては，電極９５と放熱ブロック３，３２との間の空間２
００がグリス９９によって充填されるため，両者の間の
伝熱効率が向上する。

【０００６】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記グリス９
９は，半固形状であり，流動性がない。このため，図９
に示すごとく，上記電極９５における凸部９５５と，放
熱ブロック３，３２との間にグリス９９が残留し，発熱
体２と放熱ブロック３，３２との間の電気的導通が阻害
されるおそれがある。特に，金属ペースト電極にグリス
を用いた場合，溶射電極に比べて凹凸が小さいため導通
が不安定になりやすい（図６参照）。

【０００７】また，上記グリス９９は半固形状であるた
め，内部には，必ず気泡が取り込まれている。この場合
には，取り込まれた気泡が空間と同じ役割をはたすた
め，上記発熱体２と放熱ブロック３，３２との間の伝熱
効率が悪くなるおそれがある。

【０００８】本発明は，かかる問題点に鑑み，発熱体と
放熱ブロックとの間の電気的導通に優れ，かつ両者の間
の伝熱効率の高い，正特性サーミスタ装置を提供しよう
とするものである。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は，正の抵抗温度係数を有す
る発熱体と，該発熱体に電流を供給すると共に，上記発
熱体が発熱する熱を受けて，被加熱体を加熱する放熱ブ
ロックとよりなる正特性サーミスタ装置において，上記
発熱体には，上記放熱ブロックと当接する当接面に，金
属ペースト電極を設けてあり，かつ，上記発熱体の金属
ペースト電極と放熱ブロックとの間には，流動性を有す
るオイルを配置してなることを特徴とする正特性サーミ
スタ装置にある。

【００１０】本発明において最も注目すべきことは，上
記発熱体の金属ペースト電極と放熱ブロックとの間に
は，流動性を有するオイルを配置してなることにある。

【００１１】上記オイルは，例えば，上記正特性サーミ
スタ装置の組み立てに際して，発熱体の表面に設けた金
属ペースト電極の表面，または放熱ブロックの上記金属
ペースト電極と当接する表面に，スクリーン印刷，スタ
ンプ印刷等の印刷を施すことにより，配置することがで
きる。また，例えば，スプレー，ノズル等でオイルを吹
き付けることにより，上記オイルを配置することもでき
る。更に，例えば，ハケ塗り，含浸等により，上記オイ
ルを配置することもできる。

【００１２】また，上記オイルの配置に当たっては，例
えば，上記正特性サーミスタ装置の組み立てに際して，
上記発熱体と上記放熱ブロックを当接させた後，側面等
の隙間から，金属ペースト電極と放熱ブロックとの間に
オイルを含浸させることもできる。

【００１３】上記オイルとしては，例えば，エンジンオ
イル，ターボオイル，シリンダオイル，マシンオイル，
切削オイル，シリコーンオイル，フッ素オイルを用いる
ことができる。

【００１４】次に，上記オイルは，粘度が１，０００，
０００ｃＳｔ以下であることが好ましい。上記粘度が
１，０００，０００ｃＳｔよりも大きい場合には，上記
金属ペースト電極の表面における凸部と，放熱ブロック
との間に上記オイルが残留し，両者の電気的導通を阻害
するおそれがある。

【００１５】次に，上記オイルの沸点，揮発温度，また
は分解温度が発熱体の発熱温度よりも高いことが好まし
い。これにより，正特性サーミスタ装置の使用中に，オ
イルが分解，蒸発等することにより，発熱体と放熱ブロ
ックとの間より失われることを防止することができる。
また，かかる性質を有するオイルとしては，例えば，耐
熱性に優れており，２００℃以上でも使用可能な，シリ
コーンオイル，フッ素オイルなどを使用することができ
る。

【００１６】上記発熱体は，例えば，ＰＴＣ素子等の正
の抵抗温度係数を有する物質により構成することができ
る。そして，上記ＰＴＣ素子には，樹脂よりなるもの
と，セラミックよりなるものとがある。

【００１７】特に，上記セラミックよりなるＰＴＣ素子
としては，ＢａＴｉＯ₃系，ＰｂＴｉＯ₃系，Ｖ₂Ｏ₃
系のものなどが使用できるが，特に特開昭６１−１５４
００３号に開示されている耐還元性を有するＢａＴｉＯ
₃系のＰＴＣ素子を使用することが好ましい。

【００１８】上述のセラミックよりなるＰＴＣ素子は，
正特性サーミスタ装置の使用中に上記オイル等が分解等
した場合に形成する還元性雰囲気内において，還元劣化
しない。よって，発熱体の劣化を防止できる。

【００１９】また，上記金属ペースト電極は，金属粉，
ガラスフリット，バインダ，溶剤等を含む金属ペースト
を，スクリーン印刷，ハケ塗り等により発熱体の表面に
塗布し，その後，乾燥させ，焼き付けることにより，形
成することができる。また，上記金属粉としては，例え
ば，Ａｇ，Ａｇ及びＰｄの混合粉，オーミックＡｇ，Ａ
ｌ，Ｚｎ等を用いることができる。

【００２０】上記放熱ブロックは，例えば，後述の実施
例１に示すごとく，波状フィンと該波状フィンにおける
屈曲部に接合された伝熱プレートにより構成することが
できる。この場合には，上記伝熱プレートが上記発熱体
と直接当接する部分となる。また，上記波状放熱フィン
の他に，例えば，ハニカム状の放熱フィン，また多孔質
金属よりなる放熱フィンを用いることができる。

【００２１】上記発熱装置は，上記放熱ブロック及び発
熱体を，例えば，ケース等に収納固定することにより構
成することができる。この時，上記ケース内に，上記放
熱ブロック及び上記発熱体を複数個収納することもでき
る。

【００２２】次に，上記金属ペースト電極の表面粗さ
は，２０μｍ以下であることが好ましい。上記表面粗さ
は，ＪＩＳＢ０６０１−１９８２に従って測定した
十点平均粗さである。また，基準長さは，粗さが６．３
〜２５μｍであれば，２．５ｍｍ，２５〜１００μｍで
あれば８ｍｍ，０．８〜６．３μｍでは，０．８ｍｍで
ある。上記表面粗さが，２０μｍよりも大きい場合に
は，発熱体における金属ペースト電極と放熱ブロックと
の間の空間が大きくなるため，両者の間の伝熱効率が悪
化するおそれがある。

【００２３】なお，本発明の正特性サーミスタ装置は，
後述の実施例に示すごとく，大型トラックのエンジン等
における吸気加熱装置として最適であるが，その他に
も，家電用，自動車客室用の温風ヒータ等として使用す
ることができる。

【００２４】

【作用及び効果】本発明の正特性サーミスタ装置におい
ては，発熱体に設けた金属ペースト電極と放熱ブロック
との間に，流動性を有するオイルが配置してある。これ
により，金属ペースト電極の凸部と放熱ブロックとの間
にオイルが残留することが防止され，よって，金属ペー
スト電極と放熱ブロックとが密接し，両者の間に優れた
電気的導通を確保することができる。

【００２５】また，上記オイルは撥水性を有するため，
上記発熱体と上記放熱ブロックとの間に，水分，塩分等
が浸入することを防止でき，両者の腐蝕を防止すること
ができる。従って，両者の間に，優れた電気的導通を確
保することができる。

【００２６】また，上記オイルにより，発熱体と放熱ブ
ロックとの間の空間が充填され，この間の伝熱効率が向
上する。また，上記オイルは流動性を有するため，気泡
の巻き込みもなく，該気泡による伝熱効率の悪化を防止
することもできる。

【００２７】上記のごとく，本発明によれば，発熱体と
放熱ブロックとの間の電気的導通に優れ，かつ両者の間
の伝熱効率が高い正特性サーミスタ装置を提供すること
ができる。

【００２８】

【実施例】

実施例１本発明の実施例にかかる正特性サーミスタ装置につき，
図１〜図４を用いて説明する。なお，本例の正特性サー
ミスタ装置は，ディーゼルエンジンの吸気加熱装置とし
て使用するものである（図４）。図１〜図３に示すごと
く，本例の正特性サーミスタ装置１は，４枚の正の抵抗
温度係数を有する発熱体２と，該発熱体２に電流を供給
すると共に，上記発熱体２が発熱する熱を受けて，被加
熱体を加熱する５段の放熱ブロック３，３１，３２とよ
りなる。

【００２９】上記発熱体２には，上記放熱ブロック３，
３２と当接する当接面２５０に，金属ペースト電極２５
を設けてあり，かつ該金属ペースト電極２５と放熱ブロ
ック３，３２との間の空間２００には，流動性を有する
オイル４を配置してある。

【００３０】なお，放熱ブロック３１は，後述のごと
く，発熱体２に対面する放熱ブロック３，３２の間に設
けられたもので，発熱体２とは接触していない。また，
上記オイル４は，粘度が１００ｃＳｔ（４０℃）の，Ｊ
ＩＳＫ２２１６−１９６６記載のディーゼルエンジ
ンオイルである。

【００３１】上記発熱体２は，チタン酸バリウム系セラ
ミック焼結体よりなる，厚さ１．５ｍｍの矩形平板状の
ＰＴＣ素子より構成されている。また，上記金属ペース
ト電極２５の表面粗さは５μｍである。

【００３２】なお，上記金属ペースト電極２５を有する
発熱体２は，以下に示すごとく作製する。チタン酸バリ
ウムを含有する造粒粉末を成形し，１３００〜１３６０
℃の温度にて焼成する。得られた焼結体の当接面となる
面を平面度５μｍ以下となるように研磨し，厚さ１．５
ｍｍの研磨品を得る。この研磨品の両面をＰｄＣｌ₂を
主成分とする活性化ペーストを印刷し，焼付ける。その
後，無電解Ｎｉメッキ処理をし，活性化ペースト付与部
分にのみ，Ｎｉメッキを付着させる。一方，金属粉（Ａ
ｇ），ガラスフリット（ホウケイ酸鉛等），バインダ
（エチルセルロース等），溶剤（ｎ−ブチルカルビトー
ルアセテート等）を含む金属ペーストを作成する。

【００３３】次に，上記金属ペーストを，スクリーン印
刷により，上記Ｎｉメッキ品の両面にＮｉメッキをカバ
ーするように塗布する。上記金属ペーストを乾燥させた
後，上記金属ペーストを焼付ける。これにより，両面に
金属ペースト電極２５を有する発熱体２を得る。

【００３４】上記放熱ブロック３，３１，３２は，アル
ミニウム製プレートを，波状に屈曲することにより構成
された放熱フィン３０２と，該放熱フィン３０２の屈曲
部３０４に対し，ロウ付けにより接合されたアルミニウ
ム製の伝熱プレート３０１とより構成されている。そし
て，上記放熱ブロック３，３２は，各々の有する伝熱プ
レート３０１を介して，上記発熱体２の金属ペースト電
極２５と当接している。

【００３５】次に，図２，図３に示すごとく，上記正特
性サーミスタ装置１は，上記４枚の発熱体２と５段の放
熱ブロック３，３１，３２を収納したケース１０と，該
ケース１０を収納するハウジング１５とにより構成され
ている。

【００３６】上記ケース１０の正面１１及び背面１２
（図４）は，被加熱体である空気が抵抗なく通過するよ
う，複数の窓を設けた枠形状を有している。また，上記
ケースの正面１１及び背面１２には，発熱体２と放熱ブ
ロック３，３２との当接部の側面をシールするために中
枠１１１を設けてある。なお，上記ケース１０及び中枠
１１１は耐熱性樹脂，ハウジング１５はアルミニウムよ
り構成されている。

【００３７】次に，上記発熱体２及び放熱ブロック３，
３１，３２のケース１０への配置について説明する。上
記ケース１０の中央には，発熱体２と当接しない中央放
熱ブロック３１が配置され，該中央放熱ブロック３１の
両側に隣接するよう２体の内側放熱ブロック３が配置さ
れている。

【００３８】そして，上記内側放熱ブロック３の外側に
は２枚の発熱体２が配置され，該発熱体２を介して，外
側放熱ブロック３２が配置されている。なお，上記発熱
体２の金属ペースト電極２５の表面には，予めオイル４
がスクリーン印刷により塗布されてある。

【００３９】そして，上記ケース１０とハウジング１５
との間には，Ｕ字状に曲げ形成した弾性部材１５９が設
けてあり，該弾性部材の復元力によりケース１０が側面
より押圧され，その結果ケース１０の内部に収納した発
熱体２及び放熱ブロック３，３１，３２が互いに当接，
固定される。

【００４０】次に，上記発熱体２への電流の供給は以下
の構成によって行われている。即ち，上記内側放熱ブロ
ック３の伝熱プレート３０１からは，図示されない下ケ
ースに設けた切欠きを通して，プラス側ターミナル１９
が引き出されてある。上記プラス側ターミナル１９は，
ナット１９１，ボルト１９２により，ハウジング１５に
固定されている。また，上記プラス側ターミナル１９
は，上記下ケースの枠部１０９及びインシュレーターリ
ング１９３により，電気的に絶縁された状態で，上記ハ
ウジング１５に固定されている。

【００４１】一方，上記外側放熱ブロック３２の伝熱プ
レート３０１からは，図示されない下ケースに設けた切
欠きを通して，マイナス側ターミナル１８が引き出され
てある。上記マイナス側ターミナル１８は，小ネジ１８
１により，ハウジング１５に固定され，該ハウジング１
５においてアースされている。なお符号１５８は，ケー
ス１０をハウジング１５に固定するためのクリップであ
る。

【００４２】次に，図４に示すごとく，本例の正特性サ
ーミスタ装置１は，ディーゼルエンジン８の吸気系に取
付ける，吸気加熱装置として使用するものである。上記
正特性サーミスタ装置１は，上記ディーゼルエンジン８
とエアクリーナー８２との間に設けた，インテークマニ
ホルド部８３内において，発熱体２が流路を横断するよ
うに，取付けられている。なお，同図において，符号８
４はピストン，８５は燃焼室，８６は吸気弁，８６１は
排気弁，８７は燃料噴射ノズルである。

【００４３】また，上記正特性サーミスタ装置１による
吸気の加熱は，以下のようにして行われる。即ち，図示
しないバッテリにより供給された電流が，上記正特性サ
ーミスタ装置１のプラス側ターミナル１９に入り，上記
電流は，内側放熱ブロック３１の伝熱プレート３０１よ
り金属ペースト電極２５を通って，発熱体２の厚さ方向
に流れる。その後，上記電流は，外側放熱ブロック３２
を経て，マイナス側ターミナル１８に至り，小ネジ１８
１を介して，ハウジング１５にアースされる。

【００４４】これにより，上記発熱体２において，熱が
発生する。発生した熱は上記金属ペースト電極２５，オ
イル４を介して放熱ブロック２における，伝熱プレート
３０１，放熱フィン３０２に伝熱する。よって，上記デ
ィーゼルエンジン８に取り込まれた空気は，上記放熱フ
ィン３０２を横断することにより，加熱される。

【００４５】次に，本例における作用効果につき説明す
る。本例の正特性サーミスタ装置１においては，発熱体
２と放熱ブロック３，３２との間の空間２００に, 流動
性を有するオイル４が配置してあるこれにより，金属ペ
ースト電極２５の凸部２５５とにオイル４が残留するこ
とが防止され，よって，金属ペースト電極２５と放熱ブ
ロック３，３２とが密接し，両者の間に優れた電気的導
通を確保することができる。

【００４６】また，上記オイル４は撥水性を有し，更
に，発熱体２と放熱ブロック３，３２との当接部分をシ
ールするように，ケース１０の正面１１には枠部１１１
が設けてある。これにより，上記発熱体２と放熱ブロッ
ク３，３２との間に，水分，塩分等が浸入することを防
止できる。更に，オイル４が両者の当接部分より漏れる
ことも防止できる。よって，発熱体２，放熱ブロック
３，３２等の腐蝕が防止できる。以上により，発熱体２
と放熱ブロック３，３２との間に，優れた電気的導通を
確保することができる。

【００４７】また，上記オイル４により，発熱体２と放
熱ブロック３，３２との間の空間２００が充填され，こ
の間の伝熱効率が向上する。また，上記オイル４は流動
性を有するため，気泡の巻き込みもなく，該気泡による
伝熱効率の悪化を防止することもできる。

【００４８】従って，本例によれば，発熱体と放熱ブロ
ックとの間の電気的導通に優れ，かつ両者の間の伝熱効
率が高い，正特性サーミスタ装置を提供することができ
る。

【００４９】尚，実施例１ではＮｉメッキの上に金属ペ
ースト電極を付与したが，本発明はこれに限定されるも
のではなく，例えばオーミックＡｇペースト，Ａｌペー
スト，ＺｎペーストなどのＮｉメッキのない一層電極で
も同様の効果を得ることができる。

【００５０】実施例２本例は，表１，表２に示すごとく，本発明にかかる，発
熱体と放熱ブロックとの間にオイルを配置した正特性サ
ーミスタ装置の性能について，オイル以外の物質を配置
した正特性サーミスタ装置等と比較評価するものであ
る。まず，本発明にかかる試料１〜７は，実施例１と同
様の構成を有する正特性サーミスタ装置であって，発熱
体と放熱ブロックとの間に，表１に示す各オイルを配置
したものである。

【００５１】また，表２に示すごとく，比較試料Ｃ１
は，発熱体と放熱ブロックとの間に，シリコーングリス
を配置してある。また，比較試料Ｃ２は，発熱体と放熱
ブロックとの間には，何も配置していない。

【００５２】また，比較試料Ｃ３は，発熱体と放熱ブロ
ックとの間に，グラファイトよりなる，厚さ０．２ｍｍ
のシートを配置してある。なお，上記シートは弾性を有
する固体である。比較試料Ｃ１〜Ｃ３ともに，その他は
試料１〜７と同様の構造である。ただし，Ｃ１のグリス
のみは，表面粗さが５μｍでは導通が不安定になるた
め，表面粗さ２０μｍのデータである。

【００５３】次に，上記試料１〜７，比較試料Ｃ１〜Ｃ
３の性能を評価するに当たっては，以下に示す試験を行
う。まず，上記各試料及び比較試料を製作し，これらに
おける突入電流を，ＤＣ１２Ｖを印加した時に流れる最
大電流をペンレコーダにより測定する。

【００５４】その後，上記各試料及び比較試料を，温度
８０℃，湿度９５％の高温高湿雰囲気に１２００時間放
置する。その後，上述した方法を用いて，再び突入電流
を測定する。上記測定により，作製直後の試料，比較試
料の突入電流と，高温高湿雰囲気放置後の突入電流との
間の変化率，即ち突入電流変化率を求める。

【００５５】また，上記各試料及び比較試料の出力を，
２５℃においてＤＣ１２Ｖ印加し，１ｍ³／ｍｉｎの風
量における電流を測定し，電流と電圧の積により電力を
求める。実施例３にて後述のオイル塗布した状態で電極
の表面粗さを小さくしていった極限値（理想値）の出力
に対する比を出力比とする。

【００５６】上記結果を表１及び表２に示す。上記突入
電流変化率がマイナスであるということは，高温高湿雰
囲気において，水分が発熱体と放熱ブロックとの間に侵
入し，放熱ブロック等が腐蝕し，発熱体と放熱ブロック
との間の電気的導通が悪化したことを表す。即ち，上記
腐蝕が生じなければ突入電流変化率は０％となる。

【００５７】また，上記出力比は，発熱体と放熱ブロッ
クとの間の伝熱効率の良，不良を表す。即ち，伝熱効率
が最も良好である時，出力比は１００となる。よって，
上記表１，表２においては，上記突入電流変化率が−２
０％以上であり，かつ出力比が９０％以上である試料及
び比較試料を○，それ以外のものを×と評価する。

【００５８】同表より知られるごとく，本発明にかかる
試料１〜７は，突入電流変化率が−３％程度，また出力
比が１００と，優れた性能を有することが判る。一方，
比較試料Ｃ１〜Ｃ３は，突入電流変化率が−２０％を越
え，また出力比も８０〜８７％と低く，本発明の試料１
〜７に比べて，いずれも劣っていることが判る。

【００５９】これにより，本発明にかかる正特性サーミ
スタ装置は，高温高湿雰囲気において，放熱ブロック等
の腐蝕が生じず，よって，発熱体と放熱ブロックとの間
の電気的導通が悪化しないことが判る。また，本発明に
かかる正特性サーミスタ装置は，発熱体と放熱ブロック
との間の伝熱効率が高いことが判る。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】

【００６２】実施例３本例は，図１，図５，図６に示すごとく，エンジンオイ
ルまたはシリコーングリスを配置した正特性サーミスタ
装置における，金属ペースト電極の表面粗さと出力比と
の関係について説明するものである。上記エンジンオイ
ルを配置した正特性サーミスタ装置は，実施例１に示す
正特性サーミスタ装置と同様の構成（図１参照）であ
る。なお，上記エンジンオイルは表１の試料１と同様の
ものである。

【００６３】また，上記シリコーングリスを配置した正
特性サーミスタ装置も，図６に示すごとく，実施例１に
示す正特性サーミスタ装置と同様の構成であって，発熱
体２には，放熱ブロック３，３２と当接する当接面２５
０に，金属ペースト電極２５を設け，かつ，上記発熱体
２の金属ペースト電極２５５と放熱ブロック３，３２と
の間には，実施例２における表２（比較試料Ｃ１）に示
す，シリコーングリスを配置してある。

【００６４】上記出力比は，上述の各正特性サーミスタ
装置において，実施例２と同様の方法により測定する。
また，各正特性サーミスタ装置における金属ペースト電
極は，実施例１に示す方法を利用して，表面粗さだけを
違えて形成する。なお，表面粗さは，ペースト中の金属
粉の粒径によって制御する。上記測定結果を図５に示
す。同図における実線Ａは，エンジンオイルを配置した
正特性サーミスタ装置，破線Ｂは，シリコーングリスを
配置した正特性サーミスタ装置の結果である。

【００６５】同図によれば，エンジンオイルを配置した
正特性サーミスタ装置は，金属ペースト電極の表面粗さ
が小さくなるほど，出力比が１００に近づき，１０μｍ
以下ではほぼ１００となる。従って，表面粗さが２０μ
ｍ以下ならばシリコングリスより出力が大きくなるが，
望ましくは１０μｍ以下にするのがよい。

【００６６】一方，シリコーングリスを用いた正特性サ
ーミスタ装置は，金属ペースト電極の表面粗さが２０μ
ｍよりも小さくなった場合に，急激に出力比が低下して
しまう。これは，図６に示すごとく，金属ペースト電極
２５における，ほぼ全ての凸部２５５と放熱ブロック
３，３２との間にシリコーングリス９９が入り込み，発
熱体２への電流の供給が途絶えたためである。そして，
上記現象は金属ペースト電極２５の表面粗さが小さくな
り，凸部２５５の高さが低くなるほど起こりやすい。

【００６７】一方，オイルを配置した正特性サーミスタ
装置においては，オイルが流動性を有するため，実施例
１における図１に示すごとく，凸部と放熱ブロックとの
間は完全に接触し，両者の間にオイルが残留することは
ない。よって，表面粗さ２０μｍ以下において，上述の
シリコーングリスを配置した正特性サーミスタ装置とは
逆に，表面粗さが小さくなることにより，発熱体と放熱
ブロックとの距離が小さくなり，両者の間の伝熱効率が
向上し，シリコーングリスを配置したもの以上の出力を
得ることができる。

【００６８】これにより，上記エンジンオイルを配置し
た本発明にかかる正特性サーミスタ装置は，伝熱効率に
優れている。一方，シリコーングリスのごとき流動性の
ない物質を配置した正特性サーミスタ装置は，表面粗さ
を小さくすることによる，伝熱効率向上の効果を得るこ
とができない。

【００６９】実施例４本例は，図７に示すごとく，実施例１と同様の構成を有
する，各種正特性サーミスタ装置（ａ）〜（ｄ）におけ
る，高温高湿雰囲気における，耐久性について試験する
ものである。まず，上記各正特性サーミスタ装置につい
て説明する。正特性サーミスタ装置（ａ）（図７におけ
る実線）は，金属ペースト電極の表面粗さが５μｍ，発
熱体及び放熱ブロックとの間にエンジンオイル（実施例
２における表１，試料１参照）を配置した本発明にかか
る正特性サーミスタ装置である。

【００７０】正特性サーミスタ装置（ｂ）（図７におけ
る一点鎖線）は，金属ペースト電極の表面粗さが２０μ
ｍ，また発熱体及び放熱ブロックとの間にエンジンオイ
ルを配置した正特性サーミスタ装置である。正特性サー
ミスタ装置（ｃ）（図７における破線）は，金属ペース
ト電極の表面粗さが５μｍ，また発熱体及び放熱ブロッ
クとの間に何も配置していない正特性サーミスタ装置で
ある。

【００７１】正特性サーミスタ装置（ｄ）（図７におけ
る二点鎖線）は，金属ペースト電極の表面粗さが２０μ
ｍ，また発熱体及び放熱ブロックとの間に何も配置して
いない正特性サーミスタ装置である。

【００７２】上記試験は，実施例２と同様に，後述する
各正特性サーミスタ装置を温度８０℃，湿度９５％の高
温高湿雰囲気に放置し，突入電流変化率の経時変化につ
いて測定する。上記測定結果を図７に示す。

【００７３】ここで，仮に，上記正特性サーミスタ装置
を，実施例１に示すごとく，ディーゼルエンジンの吸気
加熱装置として用いる場合には，上記試験において，高
温高湿雰囲気に１０００時間を越えて放置した時に，突
入電流変化率が−２０％以下であらねばならない。即
ち，上記突入電流変化率が−２０％以下となった場合に
は，即熱性が低下し，ディーゼルエンジンの始動性が悪
化する，また白煙が低減できない等の不具合が生じるた
めである。

【００７４】図７に示すごとく，何も配置していない正
特性サーミスタ装置（ｃ），（ｄ）は，上述の条件を満
たしていない。特に，金属ペースト電極の表面粗さが大
きい（ｄ）は，時間とともに著しく突入電流変化率が悪
化する。

【００７５】しかし，エンジンオイルを配置した正特性
サーミスタ装置（ａ），（ｂ）は，突入電流変化率の低
下も小さく，高温高湿雰囲気における耐久性に優れてい
る。以上より，エンジンオイルを配置した本発明にかか
る正特性サーミスタ装置は，ディーゼルエンジンの吸気
加熱装置としてふさわしいことが判る。

【００７６】実施例５本例は，図８に示すごとく，正特性サーミスタ装置を用
いて空気を加熱する際，該正特性サーミスタ装置を通過
する空気量と出力との関係について説明する。即ち，実
施例４における，各正特性サーミスタ装置（ａ），
（ｃ）を用いて，２５℃においてＤＣ１２Ｖを印加し，
所定の風量における電流を測定し，電流と電圧の積によ
り電力を求める。

【００７７】一般に，正の抵抗温度係数を有する発熱体
は，通電により発熱するが，該発熱体の温度は，ある一
定の温度で安定する。このような発熱体を用いて空気を
加熱した場合には，発熱体に触れる空気の量が増大する
ごとに，より多くの熱が奪われ，発熱体の温度が低下す
る。しかし，温度が低下すれば，上記発熱体は抵抗が減
少し，より多くの電流が流れ，再び，発熱体の温度は元
の温度まで上昇し，そこで安定する。従って，上記正特
性サーミスタ装置（ａ），（ｃ）を用いて空気を加熱し
た場合には，空気量が増大するにつれて，出力も増大す
る。

【００７８】図９に示すごとく，正特性サーミスタ装置
（ａ），（ｃ）の出力は，空気量の増大と共に増大する
が，正特性サーミスタ装置（ａ）増大の割合のほうが
（ｃ）よりも大きく，この傾向は，空気量が増大すれば
するほど，強くなる。

【００７９】これにより，正特性サーミスタ装置（ａ）
においては，発熱体の熱が効率良く，被加熱体に伝熱さ
れているが，正特性サーミスタ装置（ｃ）においては，
発熱体の熱が，被加熱体に効率良く伝熱できない状態に
あることが判る。

【００８０】近年，排気ガス規制の強化に伴い，大型ト
ラック用の吸気加熱装置の需要が高まっており，該吸気
加熱装置として，正特性サーミスタ装置を使用する機会
が増大している（実施例１における図４）。そして，エ
ンジンが大型となれば，それに伴い，エンジンが吸気す
る空気量も増大する。従って，上述のエンジンオイルを
配置した正特性サーミスタ装置は，大型トラックの吸気
加熱装置として最適であることが判る。

【００８１】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，正特性サーミスタ装置の要
部拡大図。

【図２】実施例１における，正特性サーミスタ装置の平
面図。

【図３】実施例１における，正特性サーミスタ装置の一
部切欠き説明図。

【図４】実施例１における，ディーゼルエンジンの吸気
系の説明図。

【図５】実施例３における，正特性サーミスタ装置の出
力比と表面粗さとの関係を示す線図。

【図６】実施例３における，シリコーングリスを用い
た，比較例としての正特性サーミスタ装置の要部拡大
図。

【図７】実施例４における，正特性サーミスタ装置の突
入電流変化率と高温高湿雰囲気における耐久時間との関
係を示す線図。

【図８】実施例５における，正特性サーミスタ装置の空
気量と出力との関係を示す線図。

【図９】従来例における，加熱装置の要部拡大説明図。

【符号の説明】

１．．．正特性サーミスタ装置，２．．．発熱体，２５．．．金属ペースト電極，２５０．．．当接面，３，３１，３２．．．放熱ブロック，４．．．オイル，

フロントページの続き (72)発明者三輪直人愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正の抵抗温度係数を有する発熱体と，該
発熱体に電流を供給すると共に，上記発熱体が発熱する
熱を受けて，被加熱体を加熱する放熱ブロックとよりな
る正特性サーミスタ装置において，上記発熱体には，上
記放熱ブロックと当接する当接面に，金属ペースト電極
を設けてあり，かつ，上記発熱体の金属ペースト電極と
放熱ブロックとの間には，流動性を有するオイルを配置
してなることを特徴とする正特性サーミスタ装置。
【請求項２】請求項１において，上記金属ペースト電
極の表面粗さは，２０μｍ以下であることを特徴とする
正特性サーミスタ装置。
【請求項３】請求項１または２において，上記オイル
は，粘度が１，０００，０００ｃＳｔ以下であることを
特徴とする正特性サーミスタ装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項において，
上記オイルの沸点，揮発温度，または分解温度が発熱体
の発熱温度よりも高いことを特徴とする正特性サーミス
タ装置。