JPH10241837A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高出力かつ高信頼性の面状発熱体を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 開口部を有するケース１２内に収納する
とともにその一部をケース１２外に引き出した一対の熊
手状板バネ端子１３ａ，１３ｂと、この熊手状板バネ端
子１３ａ，１３ｂ上に設けるとともに、一方の主面に少
なくとも一対の櫛形電極１１ａを有するＰＴＣサーミス
タ素子１１と、このＰＴＣサーミスタ素子１１上に設け
るとともにケース１２の開口部を覆うように設けた放熱
板１４とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加湿器、吸
入器、衣類乾燥機、電子蚊取器などの加熱用ヒータに熱
源として用いるバネ圧接構造を有した面状発熱体に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＰＴＣヒータ市場は、小型、高出
力、高信頼性のヒータが望まれている。特に高出力化に
ついては、特公昭５６−１４２２１号公報に記載された
櫛形電極と呼ばれる電極構造を有した発熱体が知られて
いる。図５に櫛形電極を備えた一般的なＰＴＣサーミス
タ素子１１の表面の斜視図を、図６に図５に示すＰＴＣ
サーミスタ素子１１の裏面の斜視図を示す。図中の１１
ａは櫛形電極、１１ｂは側面電極、１１ｃは裏面電極で
ある。

【０００３】以下に従来の面状発熱体について説明す
る。図７は図５，６に示すＰＴＣサーミスタ素子１１を
用いた従来の面状発熱体の断面図であり、１１は一方の
主平面に櫛形電極１１ａを備えた板状のＰＴＣサーミス
タ素子、１２はケース、１６ａ，１６ｂは電極板、１４
は放熱板、１５は絶縁板、１７は導電性接着剤である。
従来のＰＴＣサーミスタ素子１１を用いた面状発熱体
は、ＰＴＣサーミスタ素子１１の裏面電極１１ｃへ電極
板１６ａ，１６ｂを導電性接着剤１７で固定し、電極板
１６ａ，１６ｂを介してＰＴＣサーミスタ素子１１に給
電を行うという構造を有したものが主であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＴＣ
サーミスタ素子１１への給電に導電性接着剤１７を用い
た場合、ＰＴＣサーミスタ素子１１の発熱により導電性
接着剤１７が劣化する。そのため長期の信頼性を確保す
るためには、ＰＴＣサーミスタ素子１１の発熱温度を抑
える必要があった。その結果、面状発熱体の出力に限界
が生じてしまうという問題点を有していた。

【０００５】そこで本発明は、高出力かつ高信頼性の面
状発熱体を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の面状発熱体は、開口部を有するケースと、こ
のケース内に収納するとともにその一部を前記ケース外
に引き出した少なくとも一対の熊手状板バネ端子と、こ
の熊手状板バネ端子上に設けるとともに、一方の主面に
少なくとも一対の櫛形電極を有するＰＴＣサーミスタ素
子と、このＰＴＣサーミスタ素子上に設けるとともに前
記ケースの開口部を覆うように設けた放熱板とを備えた
ものである。

【０００７】この構成によれば、熊手状板バネ端子を用
いることで従来のように導電性接着剤を用いることなく
ＰＴＣサーミスタ素子に給電を行うことができるため、
ＰＴＣサーミスタ素子の発熱温度を上げることができ
る。また均等かつ高バネ圧でＰＴＣサーミスタ素子を抑
圧保持することで絶縁板との密着性を高め熱抵抗を低減
できるため高出力な面状発熱体を得ることができる。そ
の結果上記目的を達成することができるのである。

【０００８】さらに複数の熊手状板バネ端子を並列に構
成し、ＰＴＣサーミスタ素子の電極とそれぞれ独立に接
触させることにより、仮にその一つで給電不良が起きて
も、他の接触部からＰＴＣサーミスタ素子に給電を行う
ことができるため、信頼性の高い面状発熱体を得ること
が可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、開口部を有するケースと、このケース内に収納する
とともに一方の主面に少なくとも一対の櫛形電極を有す
る板状のＰＴＣサーミスタ素子と、前記ケース内部に前
記ＰＴＣサーミスタ素子を抑圧保持しながら電気的に接
続するとともに前記ケース外へ引き出した少なくとも一
対の熊手状の板バネ端子と、前記ＰＴＣサーミスタ素子
上に設けるとともに前記ケースの開口部を覆うように設
けた放熱板とを備えた面状発熱体であり、導電性接着剤
を用いることなくＰＴＣサーミスタ素子に給電すること
ができるため、ＰＴＣサーミスタ素子の発熱温度を高く
設定できるとともに熊手状板バネ端子の高バネ圧により
ＰＴＣサーミスタ素子を均等に放熱板に密着させること
ができるため高出力を有するものである。

【００１０】請求項２に記載の発明は、ＰＴＣサーミス
タ素子と放熱板の間に絶縁板を備えた請求項１に記載の
面状発熱体であり、放熱板の材質をアルミニウムや銅等
の熱伝導性の高い金属で構成できるため、さらに高出力
な面状発熱体を得ることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、熊手状板バネ端
子を両持ち板バネあるいは片持ち板バネで構成した請求
項１あるいは請求項２に記載の面状発熱体であり、両持
ちバネまたは片持ちバネを並列に等間隔で接続させて熊
手状板バネ端子を構成することで、ＰＴＣサーミスタ素
子を均一に押圧保持することが容易に可能となり、ＰＴ
Ｃサーミスタ素子と放熱板との密着性を高めることがで
きる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、ケースを二重構
造にするとともに、外側のケースをステンレス、アルミ
ニウム、銅、亜鉛のいずれかで構成し、内側のケースを
絶縁性の樹脂、磁器のいずれかで構成した請求項１〜３
のいずれかに記載の面状発熱体であり、仮にＰＴＣサー
ミスタ素子に変化が起きたとしても、外部への影響を小
さくすることができる。また外側のケースを金属で形成
することにより全体の放熱性を高めることができる。

【００１３】請求項５に記載の発明は、絶縁板の少なく
とも片側の主平面に良熱伝導性の樹脂を塗布した請求項
１〜４のいずれかに記載の面状発熱体であり、熱をより
効率よく被加熱物に伝えることができる。

【００１４】以下本発明の実施の形態について図面を参
照しながら説明する。 （実施の形態１）図１は本実施の形態における面状発熱
体の分解斜視図、図２は同断面図、図５はＰＴＣサーミ
スタ素子表面の斜視図、図６は同裏面の斜視図であり、
１１は板状のＰＴＣサーミスタ素子、１２はケース、１
３ａ，１３ｂは熊手状板バネ端子、１４は放熱板、１５
は絶縁板である。

【００１５】ＰＴＣサーミスタ素子１１は、チタン酸バ
リウムを主成分とした半導体素子で、銀、アルミニウ
ム、亜鉛などを用いて、図５，６に示すように表面に櫛
形電極１１ａ、側面に側面電極１１ｂ、裏面に裏面電極
１１ｃを印刷、焼付により形成している。またその形状
は角板状あるいは円板状で１．０mm〜５．０mmの厚みを
有している。

【００１６】ケース１２は絶縁性材料、例えばＰＰＳ等
の樹脂またはアルミナ、ステアタイトなどの磁器、を用
いて形成する。

【００１７】熊手状板バネ端子１３ａ，１３ｂは、高耐
熱性を有するステンレスあるいはリン青銅などのバネ材
を用いる。また熱による酸化を防止するために表面に金
やニッケルなどのコーティングを施すことが望ましい。

【００１８】放熱板１４はアルミニウムやステンレスな
どを用いる。絶縁板１５は熱伝導率が良好で、絶縁性の
磁器、例えばアルミナなどを用いる。

【００１９】なお、本実施の形態では、熊手状板バネ端
子１３ａ，１３ｂを両持ち板バネで構成したが、片持ち
板バネで構成してもよい。

【００２０】また放熱板１４と絶縁板１５との間、及び
ＰＴＣサーミスタ素子１１と絶縁板１５との間、放熱グ
リースなどの熱伝導性良好な樹脂（図示せず）を塗布し
てもよい。

【００２１】本実施の形態における面状発熱体の組立方
法は、ケース１２の内部に二つの熊手状板バネ端子１３
ａ，１３ｂをその一部がケース１２外へ露出するように
配置し、上部にＰＴＣサーミスタ素子１１を配置する。
次にＰＴＣサーミスタ素子１１の上部へ絶縁板１５、放
熱板１４を配置し、放熱板１４をケース１２へかしめ
る。

【００２２】この面状発熱体の使用方法は、熊手状板バ
ネ端子１３ａ，１３ｂへ給電を行い、放熱板１４上部に
存在する被加熱物を加熱する。

【００２３】本実施の形態における面状発熱体は、熊手
状板バネ端子１３ａ，１３ｂを用いることで、従来のよ
うに導電性接着剤を用いることなくＰＴＣサーミスタ素
子１１に給電を行うことができるため、ＰＴＣサーミス
タ素子１１の発熱温度を高く設定できる。またＰＴＣサ
ーミスタ素子１１を高バネ圧で均等に絶縁板１５に密着
させることができるため、高出力を得ることができる。
さらに二つの熊手状板バネ端子１３ａ，１３ｂを用いる
ことによりＰＴＣサーミスタ素子１１への複数の接続部
よりそれぞれ独立に給電を行うことが可能となるため、
仮に一つの接続部で給電不良が発生したとしても他の接
続部より給電が継続されるため、信頼性をも高めること
ができる。

【００２４】（実施の形態２）図３は本実施の形態の面
状発熱体の分解斜視図、図４は同断面図であり、１１は
ＰＴＣサーミスタ素子、１３ａ，１３ｂは熊手状板バネ
端子、１４は放熱板、１５は絶縁板、１１ａは櫛形電
極、１１ｂは側面電極、１１ｃは裏面電極であり、以上
は図１に示す面状発熱体の構成と同様である。（実施の
形態１）の構成と異なるのは、ケース１２を外装ケース
１２ａとその内部に配置した内装ケース１２ｂの二重構
造にした点である。外装ケース１２ａはステンレス、ア
ルミニウム、銅、亜鉛のいずれかの金属を用い、内装ケ
ース１２ｂは難燃性のＰＰＳ等樹脂またはアルミナ、ス
テアタイト等の磁器を用いる。

【００２５】この面状発熱体の組立方法、使用方法は外
装ケース１２ａの内部に内装ケース１２ｂを配置した後
は、（実施の形態１）と同様である。

【００２６】なお、本実施の形態においては、熊手状板
バネ端子１３ａ，１３ｂを片持ち板バネで構成したが、
（実施の形態１）と同様に両持ち板バネで構成してもよ
い。一般的にはＰＴＣサーミスタ素子１１の裏面電極１
１ｃと熊手状板バネ端子の接続部の接触抵抗を低減させ
るためには、高いバネ圧を確保できる両持ち板バネの方
が適するが、発熱体の出力が小さい場合には、片持ち板
バネでも十分である。

【００２７】また、（実施の形態１）と同様に、放熱板
１４と絶縁板１５との間およびＰＴＣサーミスタ素子１
１と絶縁板１５との間に、放熱グリース等の良熱伝導性
の樹脂（図示せず）を塗布してもよい。

【００２８】また、外装ケース１２ａは箱状だけでな
く、単板状（図示せず）でもよい。本実施の形態におけ
る面状発熱体の構成によると、ケース１２を二重構造に
することで、仮に内装ケース１２ｂの内部のＰＴＣサー
ミスタ素子１１に変化が起きたとしても、外部への影響
を小さくすることができる。

【００２９】また、外装ケース１２ａを金属で形成して
いるので全体の放熱性能が向上する。

【００３０】

【発明の効果】以上本発明によると、ＰＴＣサーミスタ
素子への給電に熊手状の板バネ端子を用いることにより
高出力かつ高信頼性な面状発熱体を得ることが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における面状発熱体の分
解斜視図

【図２】同断面図

【図３】本発明の実施の形態２における面状発熱体の分
解斜視図

【図４】同断面図

【図５】櫛形電極を有した一般的な板状ＰＴＣサーミス
タ素子表面の斜視図

【図６】同裏面の斜視図

【図７】従来の面状発熱体の断面図

【符号の説明】

１１ ＰＴＣサーミスタ素子 １１ａ 櫛形電極 １１ｂ 側面電極 １１ｃ 裏面電極 １２ ケース １２ａ 外装ケース １２ｂ 内装ケース １３ａ 熊手状板バネ端子 １３ｂ 熊手状板バネ端子 １４ 放熱板 １５ 絶縁板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金谷 健司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有するケースと、このケース内
   に収納するとともに一方の主面に少なくとも一対の櫛形
   電極を有する板状のＰＴＣサーミスタ素子と、前記ケー
   ス内部に前記ＰＴＣサーミスタ素子を抑圧保持しながら
   電気的に接続するとともに前記ケース外へ引き出した少
   なくとも一対の熊手状板バネ端子と、前記ＰＴＣサーミ
   スタ素子上に設けるとともに前記ケースの開口部を覆う
   ように設けた放熱板とを備えた面状発熱体。
2. 【請求項２】 ＰＴＣサーミスタ素子と放熱板の間に絶
   縁板を備えた請求項１に記載の面状発熱体。
3. 【請求項３】 熊手状板バネ端子は、両持ち板バネある
   いは片持ち板バネで構成されている請求項１あるいは請
   求項２に記載の面状発熱体。
4. 【請求項４】 ケースは、二重構造であるとともに、外
   側のケースはステンレス、アルミニウム、銅、亜鉛のい
   ずれかで構成されており、内側のケースは絶縁性の樹
   脂、磁器のいずれかで構成されている請求項１〜３のい
   ずれか一つに記載の面状発熱体。
5. 【請求項５】 絶縁板の少なくとも片側の主平面に良熱
   伝導性の樹脂を塗布した請求項１〜４のいずれか一つに
   記載の面状発熱体。