JPS61143982A - 発熱体 - Google Patents

発熱体

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JPS61143982A
JPS61143982A JP26664984A JP26664984A JPS61143982A JP S61143982 A JPS61143982 A JP S61143982A JP 26664984 A JP26664984 A JP 26664984A JP 26664984 A JP26664984 A JP 26664984A JP S61143982 A JPS61143982 A JP S61143982A
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resistor
heat
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和典 石井
誠之 寺門
康友 船越
坂入 忠
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、採暖器具及び、一般の加熱装置等として有用
な発熱体の構成に関するものである。
従来の技術 従来の正の抵抗温度係数をもつ(以下PTCと称)発熱
体は、例えば特公昭57−43995号公報や特公昭5
5−40161号公報に示されているように、第6図の
ような構造になっていた。
すなわち絶縁基板1上に相対向する一対の帯状電極2が
設けられ、その上からPTC発熱抵抗体3が設けられる
構成のものであり、このPT(、を抗体3のPTC特性
により適宜な温度に自己制御されるものであった。
発明が解決しようとする問題点 しかし、このような構成のものでは、特にPTC発熱体
3が高発熱量の場合に、温度分布が異常に不均一になり
、異常な高温部とほとんど発熱しない部分が生じるばか
りか、異常高温部は発煙・発火現象を呈する危険性を有
するという問題があった。
これは以下の現象による。
いま、この発熱体に電圧を印加し通電させたとすると、
理論的には第7図の実線aで示すように、PTC発熱体
3部においてはほぼ均一な発熱温度であり、例えば第8
図のようなPTC特性によりある温度に自己制御される
。しかし、このPTC発熱体3の抵抗分布の不均一性、
外部よりの断熱状態の部分的差異、あるいは外部よりの
局所加熱等により一対の電極間方向の抵抗分布が若干不
均一になり抵抗値が相対的に大きい部分Aが生じた場合
に、A部にかかる電圧は大きくなり、A部はその他の部
分より発熱量が大きくなり、第7図の破線すのような温
度分布が生じてくる。これに伴ない、A部の抵抗値はP
TC特性のためにさらに高抵抗になり、A部にかかる電
圧もさらに大きくなっていき、A部はさらに高温になっ
ていく。このようにして、最終的には、第9図で示すよ
うに高温な発熱箇所Aを呈する。この時の一対の電極2
間方向の発熱量分布を第10図に示す。このように一旦
温度分布が若干でも生じるとPTC特性により温度差が
助長され増大される。この現象を以下の説明では、電圧
集中現象と呼ぶことにする。
この電圧集中現象は、高発熱量のものほど発生しやすく
、従来のPTC発熱体3は、発熱量を制限したり、ある
いは、非常に熱伝導性の良い絶縁基板1を用いるかして
、この電圧集中現象に対処せねばならなかった。
ところで、熱伝導性の優れた抵抗体すなわち、チタン酸
バリウム等を用いたセラミック系抵抗体素子を用いると
、この電圧集中現象を抑える発熱量の限界をかなり大き
くすることができるが、この抵抗体では、加工性の面で
大きさ、形状をかなり制約せざるを得ず面積の大きい加
熱等においては小さな素子を非常に多く配設せざるを得
す、給電用接続等が複雑になるばかりか、可撓性がなく
割れやすく放熱体等に熱的に結合しにくいという本発明
の産業上の利用分野では実際には実現性に乏しいという
大きな問題点を有していた。
このような中で、高発熱量でも電圧集中現象を発生させ
ないで、しかも加工性に優れた発熱体としては、結晶性
高分子中に導電性微粒子を分散させた組成物を主成分と
したPTC抵抗体を用い、一対の電画間隔を適宜に小さ
くして温度分布を小さくすれば可能であると考えられる
が、第6図の如く構成では、電極2の占める面積が大き
くなり、PTC抵抗体部分の占める面積は帯状電極2の
幅を細くしても非常に小さくなり高発熱量を得にくいば
かりか、材料的なロスも大きい。また絶縁基板1に熱伝
導性の非常に優れた高価な材料を用いてもそれほど効果
はない。そこで、適宜な厚みの薄肉板状の前記PTC抵
抗体の両面に一対の電極を構成すれば、上記全ての問題
点は解決されると想定されるが、ここで大きな問題とな
るのは、この両面に構成された電極への給電方法である
。例えば第1の電極側に放熱体の如く熱負荷体を熱的に
結合させたとすると、この電極への給電部分の放熱体を
切り欠いたり、孔開けしたりあるいはずらしたりして削
除する方法は容易に考えられるが、これでは、各種機器
に用いる場合など、給電構造が複雑になるばかりか、前
記給電部の接続端子部に給電用導体の引張力、押圧等の
機械的な力が加わった場合に前記接続端子部だけでこの
力を吸収することになり、この接続端子部の導通不良、
電気接@抵抗の増大による異常過熱・発火等に連がる可
能性もあり、非常に危険な面も有している。
また、放熱体は、金属等の導電性材料を用いる場合が多
く、この場合、前記放熱体の削除面積は漏電等の安全性
の面からそれほど小さくすることもできない。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点を解消する
もので、きわめて簡易でしかも信頼性の高い給電構造を
提供し前記電圧集中現象の発生しない安全で高発熱量可
能な発熱体を実現させるものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決する本発明の技術的手段は、結晶性高
分子中に導電性微粒子を分散させた組成物を主成分とす
る薄肉板状のPTC抵抗体の両面に第1・第2の電極を
設け、この第1・第2の電極のうち少なくとも一方の一
部は重合した他方の電極と抵抗体外へ突出させたもので
ある。
作  用 発明者らはこの発熱体の給電構造の根源である一対の電
極とPTC抵抗体との位置関係に着目し、上記のような
構成を見い出した。
すなわち、上記少なくとも一方の電極には、他方の電極
及びPTC抵抗体外へ突出した部分があり、この部分に
給電用の接続端子を設ければ、この発熱体に対して同一
方向の給電が可能となり前記の問題点は全て解消される
ことになり、高発熱量においても安全で信頼性の高いか
つ加工性の優れた発熱体を実現できる。
実施例 以下、本発明の一実施例について添付図面に基ついて説
明する。なお、本発明の各実施例の同種の部品について
は簡単のため、同一番号を付与する。また本発明の発熱
体の使用例を明確にするためこの発熱体の熱負荷体を放
熱板4及び絶縁フィルム5とした例でも説明を進める。
第1図において6.7は第1・第2の電極であり、この
電極6,7間に薄肉板状のPTC抵抗体8を電気的に導
通ずる如(配しており、一方の電極6には、重合したP
TC抵抗体6、他方の電極7外へ突出した突出部分イを
設けている。この突出部分イと電極7の任意の位置に給
電用接続を行なうことによりこの発熱体に対して同一方
向の給電が可能となり、各種熱負荷体への構成を非常に
簡易にすることができる。
第2図の実施例では、放熱板4及び絶縁フィルム5に本
発明の発熱体を熱的に結合させた例であるが、上記と同
様に電極6部に突出部分イを設けこの部分でリード線9
を接続することにより、この発熱体に対して同一方向の
給電が可能となる。
これにより放熱板4等を切り欠いたり、孔開けしたり、
ずらしたりすることも不要となる。また、この接続部分
は容易に放熱板4及び絶縁フィルム5により保持させる
ことができるため、リード線接続部に引張り、抑圧等の
機械的な力が加わってもこの接続部の断線、接触抵抗に
よる異常過熱発火、電極断線による異常過熱発火等を防
止することができ、非常に安全であるという優れた特徴
を有するものである。
また、第2図の電極7の口部にも重合したPTC抵抗体
8と電極6外へ突出させた部分をもたせて、ここに前記
の如くリード線1oを接続しているが、これにより、半
田付接続等のように高温になった場合、あるいは、接続
箇所が押圧された場合等に生じるPTC抵抗体8の材料
的及び機械的損傷、さらにはこれによる異常過熱発火等
を防止することができる。
また、第3図の如く、電極6とPTC抵抗体8と電極7
を順次にずらせて突出部分を形成するものでもよく、第
4図の如く、PTC抵抗体8が電極6あるいは7より突
出していてもよい。また、第3図等のようにPTC抵抗
体8及び電極6,7が帯形状をしており、この幅方向に
少なくとも一方の電極をずらす構成にあっては、これら
の構成部品の形状加工が非常に容易であり、またこれら
を帯形状の長手方向に一体化させる加工も簡単にでき、
材料的なロスも発生しない。そればかりでなく、給電用
接続端子も、各種機器の構成に合わせて、長手方向のど
の位置に配することもできるという効果も有している。
さらに、実際の使用構成を考えると、第5図の如く、電
極7側にも絶縁フィルム11等を貼付ける場合が多いが
、第5図の電極7の突出部分は放熱板4に、絶縁フィル
ム5を介して熱的に結合することになる。本構成におい
ては放熱板4の熱拡散により電極7側が放熱板4側より
相対的に温度が高くなることが多くPTC抵抗体8のP
TC特性によりこの傾向はさらに助長されるが、この場
合、電極7自身の放熱板4への熱伝導により、電極6、
電極7間方向の温度分市もさらに均一にすることができ
、また熱効率も向上するという特徴も有している。
ところで、PTC抵抗体8はカーボンブラックを中心と
する粒子状導電剤を含有させた高分子組成物であり、例
えばこれに用いる樹脂としてはポリエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、ポリエチレン−エチルアクリレート共重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン
やポリアミド、ポリハロゲン化ビニリデン、ポリエステ
ル等の結晶性樹脂があり、各々の結晶変態点付近で急激
な正の温度係数を示す。また一対の電極6,7の距離は
0.3〜3gu!1程度であり、PTC抵抗体8は高比
抵抗の組成物でよく、自己温度制御性のためのPTC特
性は容易に得られる。
次に、電極6,7としては、本実施例では厚みが35μ
mの銅箔を用いたが、導電体であればどのようなもので
あってもよい。
また、この実施例では、この発熱体の熱負荷体として放
熱板4を用いて説明したが、放熱、受熱するどのような
熱負荷体であっても同様な効果を奏することができる。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、この発熱体の
各種熱負荷体の削除等の複雑な加工をすることなく非常
に簡易に給電処理ができ、しかも信頼性の高い給電構造
が可能となり、前記電圧集中現象の発生しない安全で高
発熱量可能な発熱体を実現できる。また、本発明の構成
は、加工性にもすぐれた安価な構成で実現できるもので
あり、実用上、きわめて有利なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の発熱体の斜視図、第2
図は本発明の第2の実施例の発熱体の斜視図、第3図は
本発明の第3の実施例の発熱体の斜視図、第4図は本発
明の第4の実施例の発熱体の断面図、第5図は本発明の
第5の実施例の発熱体の断面図、第6図は従来の発熱体
の平面図、第7図は同発熱体の発熱温度分布図、第8図
は同発熱体のPTC特性図、第9図は同発熱体の電圧集
中現象発生の模式図、第10図は同電圧集中現象発生時
の発熱量分布図である。 4・・・・・・放熱板、5,11・・・・・・絶縁フィ
ルム、6.7・・・・・・電極、8・・・・・・PTC
抵抗体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名6 
、7−−−−電糧 第1 図、?−PTCje”、抗体 F−7−PTC鍼イ本 第2図 4−一一一放無板 ’1−−−− PTC抵坑体 第4図      4一枚処板 5−−−一絶縁74)弘 第6図     第8図 温良 第7図     第9図 第10図 x−x’ 一3′;

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)結晶性高分子中に導電性微粒子を分散させた組成
    物を主成分とする薄肉板状の正の抵抗温度係数をもつ抵
    抗体と、この抵抗体の両面に設けられた第1、第2の電
    極とを備え、前記第1、第2の電極のうち少なくとも一
    つの一部は重合した他方の電極と抵抗体外へ突出させた
    発熱体。
  2. (2)第1、第2の電極の突出方向を異ならせた特許請
    求の範囲第1項記載の発熱体。
  3. (3)抵抗体及び第1、第2の電極は帯状であり、この
    帯形状の幅方向に少なくとも一方の電極をずらせた特許
    請求の範囲第1項、または2項記載の発熱体。
JP26664984A 1984-12-18 1984-12-18 発熱体 Granted JPS61143982A (ja)

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JP26664984A JPS61143982A (ja) 1984-12-18 1984-12-18 発熱体
EP85116105A EP0187320B1 (en) 1984-12-18 1985-12-17 Self-regulating heating article having electrodes directly connected to a ptc layer
US06/809,966 US4783587A (en) 1984-12-18 1985-12-17 Self-regulating heating article having electrodes directly connected to a PTC layer
DE8585116105T DE3583932D1 (de) 1984-12-18 1985-12-17 Selbstregelnder heizartikel mit elektroden welche direkt mit einer ptc-schicht verbunden sind.
CA000497966A CA1249323A (en) 1984-12-18 1985-12-18 Self-regulating heating article having electrodes directly connected to a ptc layer
US07/190,562 US4954696A (en) 1984-12-18 1988-05-05 Self-regulating heating article having electrodes directly connected to a PTC layer

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