JPH1012360A - 正特性サーミスタ発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】正特性サーミスタ素子の側面近傍の発熱を有効
利用できる正特性サーミスタ発熱体を提供することにあ
る。 【解決手段】正特性サーミスタ発熱体は、平板状の両主
面に電極が形成された正特性サーミスタ素子の一方主面
に放熱板が配置されて正特性サーミスタ素子と放熱板が
熱結合されているとともに、該正特性サーミスタ素子の
側面に絶縁体からなる高熱伝導部材が配置され、該高熱
伝導部材を介して前記正特性サーミスタ素子の側面と前
記放熱板とが熱結合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正特性サーミスタ
素子を用いた出力効率がよい正特性サーミスタ発熱体に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の正特性サーミスタ発熱体
は、例えば図３に示すように構成されている。正特性サ
ーミスタ発熱体１は、正特性サーミスタ素子２、放熱板
３および電極端子４を備えている。

【０００３】正特性サーミスタ素子２は、正の抵抗温度
特性を有する平板状のセラミック素体の両主面にオーミ
ック性の電極５、５が形成されている。放熱板３は、ア
ルミニウム等熱伝導のよい金属板からなる。この放熱板
３は正特性サーミスタ素子３の一方主面に導電性接着剤
（図示せず）にて接合されて、電気的導通および熱結合
される。電極端子４はバネ性の金属からなり、正特性サ
ーミスタ素子３の他方主面に接触されて電気的に導通さ
れる。

【０００４】この正特性サーミスタ発熱体１の放熱板３
と電極端子４との間に電圧を印加すると、正特性サーミ
スタ素子２が発熱し、放熱板３を介して熱放散される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成の正特性サーミスタ発熱体１において、放熱板３に
熱結合された正特性サーミスタ素子２の一方主面側は放
熱板を介して熱放散されて温度が低くなり抵抗が小さく
なるが、正特性サーミスタ素子２の他方主面側、つま
り、端子電極４側は熱放散が小さく温度が高くなり抵抗
が大きくなり、電圧の印加方向である正特性サーミスタ
素子２の厚み方向に抵抗の勾配が発生する。したがっ
て、正特性サーミスタ発熱体１の電力を大きくできない
という問題点を有していた。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、正特性サーミスタ素子の側面近傍の
発熱を有効利用できる正特性サーミスタ発熱体を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の正特性サーミスタ発熱体においては、平板
状の両主面に電極が形成された正特性サーミスタ素子の
一方主面に放熱板が配置されて正特性サーミスタ素子と
放熱板が熱結合されているとともに、該正特性サーミス
タ素子の側面に絶縁体からなる高熱伝導部材が配置さ
れ、該高熱伝導部材を介して前記正特性サーミスタ素子
の側面と前記放熱板とが熱結合されている。さらに、前
記正特性サーミスタ素子の比抵抗は、中央部に比較して
側面近傍が小さいことが好ましい。

【０００８】これにより、正特性サーミスタ素子の側面
近傍の発熱を有効利用できるとともに、正特性サーミス
タ素子の側面近傍における厚み方向についての抵抗値の
勾配を小さくして、正特性サーミスタ発熱体の電力を大
きくすることができるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による一つの実施の形態に
ついて、図１にもとづいて詳細に説明する。但し、前述
の従来例と同一部分については、同一の符号を付し、詳
細な説明を省略する。

【００１０】正特性サーミスタ発熱体１１は、正特性サ
ーミスタ素子２、放熱板３、電極端子４および熱伝導部
材１６を備え、正特性サーミスタ発熱体１の側面に熱伝
導部材１６を配置したものである。

【００１１】熱伝導部材１６は、例えばアルミナなどの
絶縁性且つ高熱伝導性の材料からなり、正特性サーミス
タ素子２の側面と放熱板３の表面との両方に面接触する
ように介在して熱結合される。

【００１２】正特性サーミスタ素子２と放熱板３との接
触面には、図示しないが、絶縁性且つ高熱伝導性の接着
材料、例えば、ＲＴＶシリコーンゴムを充填して接着す
るほうが好ましい。

【００１３】この正特性サーミスタ発熱体１１の放熱板
３と電極端子４との間に電圧を印加すると、正特性サー
ミスタ素子２が発熱し、従来例と同様に、正特性サーミ
スタ素子２の一方主面から放熱板３を介して熱放散され
るとともに、さらに、正特性サーミスタ素子２の側面か
ら熱伝導部材１６および放熱板３を介して熱放散され
る。

【００１４】次に、本発明による他の実施の形態につい
て、図２にもとづいて詳細に説明する。

【００１５】正特性サーミスタ素子１２は、正の抵抗温
度特性を有する平板状のセラミック素体１７であって、
セラミック素体１７の側面近傍１８の比抵抗は中央部１
９の比抵抗より小さくなっており、このセラミック素体
１７の両主面にオーミック性の電極５、５が形成された
ものである。

【００１６】そして、この正特性サーミスタ素子１２は
図１の正特性サーミスタ素子２と置き換えて用いられ
る。正特性サーミスタ素子１２が図１のように正特性サ
ーミスタ発熱体１１として組み立てられた状態で説明す
ると、放熱板３と電極端子４との間に電圧を印加する
と、正特性サーミスタ素子１２が発熱し、前述の実施の
形態と同様に、正特性サーミスタ素子１２の一方主面か
ら放熱板３を介して熱放散されるとともに、正特性サー
ミスタ素子１２の側面から熱伝導部材１６および放熱板
３を介して熱放散される。

【００１７】なお、熱伝導部材１６は絶縁性且つ高熱伝
導性の材料としてアルミナを例に挙げたが、これに限定
されるものではなく、ＲＴＶシリコーンゴムやＲＴＶシ
リコーンゴムにアルミナ粉等の高熱伝導粒子を混入した
ものを用いて正特性サーミスタ素子２、１２の側面と放
熱板３との間を充填して熱結合してもよい。

【００１８】（実施例）正特性サーミスタ素子２、１２
として、比抵抗が３．４５ＫΩ・ｃｍと均一な１５ｍｍ
×１５ｍｍ×厚さ２．３ｍｍのセラミック素体の両主面
に、下層にＮｉめっき、上層にＮｉめっきの周囲が略１
ミリ露出するような焼き付けＡｇによる電極を形成し、
初期抵抗値が３５０Ωの正特性サーミスタ素子２、およ
び、中央部の比抵抗が略４．３ＫΩ・ｃｍ、側面から中
央方向に深さ略０．３ｍｍわたる側面近傍の比抵抗が
１．０ＫΩ・ｃｍの比抵抗が不均一な１５ｍｍ×１５ｍ
ｍ×厚さ２．３ｍｍのセラミック素体の両主面に、下層
にＮｉめっき、上層にＮｉめっきの周囲が略１ミリ露出
するような焼き付けＡｇによる電極を形成し、全体の初
期抵抗値が３５０Ωの正特性サーミスタ素子１２を準備
した。

【００１９】熱伝導部材１６として、正特性サーミスタ
素子２、１２の側面と放熱板３と面接触できるアルミナ
と、ＲＴＶシリコーンゴム（東芝シリコーン製、ＴＳＥ
３３３１）を準備した。放熱板３として、５０ｍｍ×５
０ｍｍ×厚さ５．０ｍｍの銅板にＮｉめっきしたものを
準備した。さらに、電極端子４を準備した。

【００２０】準備した上述の正特性サーミスタ素子２、
１２および熱伝導部材１６を、表１に示すように組み合
わせて、実施例１〜４の正特性サーミスタ発熱体を作成
した。また、正特性サーミスタ素子２、１２を用いて表
１に示すような比較例１，２の正特性サーミスタ発熱体
を作成した。なお、実施例１〜４および比較例１、２の
正特性サーミスタ発熱体は、正特性サーミスタ素子２、
１２と放熱板３との間を導電性接着剤を用いて接合し
た。

【００２１】表１に示した実施例１〜４および比較例
１、２の正特性サーミスタ発熱体を周囲温度が２５℃の
環境下において、放熱板３を水平に設置し、放熱板３と
電極端子４との間にＡＣ１００Ｖを印加した。この状態
で通電を続け、正特性サーミスタ素子２、１２の中央部
に対応する放熱板３の温度が５０℃になったときの電力
を測定し、その結果を表１に記した。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から、実施例１と比較例１、２を比較
すれば、正特性サーミスタ素子の側面に熱伝導部材を配
置した実施例１の方が電力が大きいことがわかる。さら
に、実施例２と実施例１を比較すれば、正特性サーミス
タ素子の側面に高熱伝導率の熱伝導部材を配置した実施
例２の方が電力が大きいことがわかる。さらにまた、実
施例３と実施例１、および、実施例４と実施例２を比較
すれば、側面近傍の比抵抗が中央部の比抵抗より小さい
正特性サーミスタ素子を用いた実施例３、４の方がそれ
ぞれ電力が大きいことがわかる。つまり、実施例１、
２、３、４の発熱体の電力は、比較例１、２より順に大
きくなり、本発明によれば、同じ大きさの正特性サーミ
スタ素子を用いて、発熱量が大きく効率がよい発熱体を
得ることできる。

【００２４】なお、比抵抗が不均一な正特性サーミスタ
素子として、比抵抗が小さい領域が側面から深さ０．３
ｍｍのものを用いたが、側面からの深さは０．５ｍｍ以
下が好ましい。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による正特性
サーミスタ発熱体では、正特性サーミスタ素子が発熱し
た熱をその側面から熱伝導部材を介して放熱板に伝える
ことにより、サーミスタ素子の側面近傍において温度が
低く保持され、正特性サーミスタ素子の厚さ方向の抵抗
値が一様に小さくなり、正特性サーミスタ素子の出力を
多く引き出すことが可能になる。したがって、正特性サ
ーミスタ素子の主面からの発熱に加えて、側面近傍から
の発熱による出力増が可能になる。

【００２６】また、側面近傍の比抵抗が小さい正特性サ
ーミスタ素子を用いることにより、正特性サーミスタ素
子全体の初期抵抗値を同じ、つまり突入電流を同じにし
ても、側面近傍には電流が多く流れ、側面近傍からの発
熱を多くすることができ、出力効率がよい正特性サーミ
スタ発熱体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一つの実施の形態の正特性サーミ
スタ発熱体の要部断面側面図である。

【図２】本発明に係る他の実施の形態の正特性サーミス
タ発熱体に用いる正特性サーミスタ素子の断面図であ
る。

【図３】従来の正特性サーミスタ発熱体の斜視図であ
る。

【符号の説明】

２、１２ 正特性サーミスタ素子 ３ 放熱板 ５ 電極 １１、２１ 正特性サーミスタ発熱体 １６ 熱伝導部材 １８ 側面近傍 １９ 中央部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の両主面に電極が形成された正特
   性サーミスタ素子の一方主面に放熱板が配置されて正特
   性サーミスタ素子と放熱板が熱結合されているととも
   に、該正特性サーミスタ素子の側面に絶縁体からなる高
   熱伝導部材が配置され、該高熱伝導部材を介して前記正
   特性サーミスタ素子の側面と前記放熱板とが熱結合され
   ていることを特徴とする正特性サーミスタ発熱体。
2. 【請求項２】 前記正特性サーミスタ素子の比抵抗は、
   中央部に比較して側面近傍が小さいことを特徴とする請
   求項１に記載の正特性サーミスタ発熱体。