JPS61284082A - 正抵抗温度係数発熱体 - Google Patents
正抵抗温度係数発熱体Info
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- JPS61284082A JPS61284082A JP12651585A JP12651585A JPS61284082A JP S61284082 A JPS61284082 A JP S61284082A JP 12651585 A JP12651585 A JP 12651585A JP 12651585 A JP12651585 A JP 12651585A JP S61284082 A JPS61284082 A JP S61284082A
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- temperature coefficient
- pair
- heating element
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- Pending
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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。
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
本発明は採暖器具および一般の加熱装置等として有用な
正抵抗温度係数発熱体（以下ＰＴＣ発熱体と称す。）に
関するものである。
正抵抗温度係数発熱体（以下ＰＴＣ発熱体と称す。）に
関するものである。
従来の技術
従来から結晶性高分子中に導電性微粉末を分散した抵抗
体組成物が顕著なＰＴＣ特性を示すことが知られていて
、この組成物を用いて自己温度制御性を有する発熱体を
構成する試みがなされていた。この方式の利点は抵抗体
の形状加工性が優れていて任意の形状が容易忙得られる
こと、可撓性に優れていること、抵抗値の調整範囲が広
いことにあシ、これまでに比較的低電力密度の面状発熱
体および長尺可撓性発熱体として用いられてきた。
体組成物が顕著なＰＴＣ特性を示すことが知られていて
、この組成物を用いて自己温度制御性を有する発熱体を
構成する試みがなされていた。この方式の利点は抵抗体
の形状加工性が優れていて任意の形状が容易忙得られる
こと、可撓性に優れていること、抵抗値の調整範囲が広
いことにあシ、これまでに比較的低電力密度の面状発熱
体および長尺可撓性発熱体として用いられてきた。
しかし、大きな電力密度が要求される場合においては発
熱体自体の温度分布を一様にするための均熱板が不可欠
となシ、従来のＰＴＣ発熱体においては第３図に示すよ
うに、熱電導性の良好なアルミナ焼結体から成る電気絶
縁基板１の上に、導電性微粉末を結晶性高分子中に分散
した材料を主成分とするＰＴＣ抵抗体２を密着して構成
し、その両端に１対の電極３ａ、３ｂを設ける等の対策
が講じられていた（特公昭６５−４０１６１号公報）。
熱体自体の温度分布を一様にするための均熱板が不可欠
となシ、従来のＰＴＣ発熱体においては第３図に示すよ
うに、熱電導性の良好なアルミナ焼結体から成る電気絶
縁基板１の上に、導電性微粉末を結晶性高分子中に分散
した材料を主成分とするＰＴＣ抵抗体２を密着して構成
し、その両端に１対の電極３ａ、３ｂを設ける等の対策
が講じられていた（特公昭６５−４０１６１号公報）。
発明が解決しようとする問題点
このような従来の高電力密度ＰＴＣ発熱体では均熱板が
不可決であって、均熱板がなければ電圧集中による局部
異常発熱現象を生じ、正常な発熱特性が得られなくなる
。また、均熱板があっても、アルミナ焼結体のような、
電気絶縁材料の熱伝導率には限界があシ、電圧集中発生
限界までの余裕が十分になかった。さらにアルミナ焼結
体のようなセラミック材料は可撓性がなく、被加熱物と
の密着性が不十分であったシ、大きなものをつくりにく
いことから、一体で構成される発熱体の寸法形状にも限
界があった。一方セラミック系の均熱板に代わる材料と
して、アルミニウム等の高熱伝導率金属板とポリエステ
ルフィルム等の電気絶縁板との貼り合わせ均熱板が考案
されているが、耐電圧特性を十分に満足するだけの電気
絶縁板の厚みを設けると、アルミナ焼結体を上まわる均
熱効果を得ることが困難であり、大きな電力密度を得る
ことが出来なかった。このように、従来の高電力密度Ｐ
ＴＣ発熱体は均熱板に起因する諸問題が山積していて、
これ以上の発展の余地がなかった・この問題点を一挙に
解決するためには均熱板に依存する必要のないＰＴＣ発
熱体を導入することが重要であった。この点に着目して
検討を進めた結果、電圧集中現象が発生している部分の
幅が数ミリメートル以下であることを見い出し、その範
囲内に一対の電極を設置すれば、電極間の電圧勾配およ
び発熱分布がほぼ一様になるものと推定された。さらに
検討を進めた結果、ＰＴＣ抵抗体の表面に微細くし形電
極を設けると、電極の占める面積が相当大きくなり、有
効発熱部がほとんどなくなって、それ程大きな電力密度
が得られないことがわかった。その解決策として、ＰＴ
Ｃ抵抗体の厚さ方向への電圧印加方式を導入し、実験を
積み重ねた結果、抵抗体の厚さが５ｍ＋＋以下であれば
極端な電圧集中現象は観測されなかった。また、厚さ１
細以下では大きな放熱負荷のもとに２痴１（ｅ ｏ ａ
ｅｑ昇温）の発熱時にも異常はみられなかった。この結
果から厚さ５ｗ以下の薄肉状ＰＴＣ抵抗体の両面に電極
を設けた発熱体電極間の熱拡散能力が高く、本質的に電
圧集中現象が発生し得ないこの結論に達した。しかしな
がら電圧集中による抵抗体の破壊現象は生じないものの
、大きな劣化が発生したシ、熱の伝達損失が生じるので
、抵抗体の厚さ少なくとも３萌以下、好ましくは１頗以
下であることが判明した。この構造の発熱体は非常にシ
ンプルな構成であシ、均熱板に起因する様々な制約から
解放されるので、性能面、構造面、工法面で大きな飛躍
が得られるものと期待された。この結論をもとに具体的
な検討に着手すると、ＰＴＣ抵抗体組成物の耐電圧特性
、絶縁距離の確保、端子処理方法、取付は構造、加工方
法等に関する諸問題が多く、実用に程遠い状態にあった
Ｏ 以下本発明が解決しようとする具体的な課題について説
明する。３鵡以下、好ましくは１−以下の厚さの薄肉状
ＰＴＣ抵抗体の厚み方向に１ｏＯｖないし２０ＯＶを印
加する方式はこれまで異極間の距離が接近しているため
に極〈微細な欠陥があっても、容易に耐電圧破壊を生じ
最悪の場合、焼損に至ることが予想された。その欠陥を
作９得る重要な要因の１つとして、極く接近した位置に
構成される一対の異極電極端面の構造ならびに処理方法
が挙げられる。この一対の異極電極端面は３＋ａ＋以下
ないし１Ｍ以下の距離しか離れていないので化等で耐電
圧特性が不足する場合が容易に想定される。また薄肉Ｐ
ＴＣ抵抗体自体に端子が取付けられると、端子からの放
熱が犬きぐ他の部分との温度ムラを生じさせるだけでは
なく、熱効率も悪くなる。さらに一対の電極の表裏に端
子が必要で、後加工で絶縁処理を行なった後の端子処理
が容易でなく、組立コストが高くつき、かつ生産性が向
上しないという問題を有していた。
不可決であって、均熱板がなければ電圧集中による局部
異常発熱現象を生じ、正常な発熱特性が得られなくなる
。また、均熱板があっても、アルミナ焼結体のような、
電気絶縁材料の熱伝導率には限界があシ、電圧集中発生
限界までの余裕が十分になかった。さらにアルミナ焼結
体のようなセラミック材料は可撓性がなく、被加熱物と
の密着性が不十分であったシ、大きなものをつくりにく
いことから、一体で構成される発熱体の寸法形状にも限
界があった。一方セラミック系の均熱板に代わる材料と
して、アルミニウム等の高熱伝導率金属板とポリエステ
ルフィルム等の電気絶縁板との貼り合わせ均熱板が考案
されているが、耐電圧特性を十分に満足するだけの電気
絶縁板の厚みを設けると、アルミナ焼結体を上まわる均
熱効果を得ることが困難であり、大きな電力密度を得る
ことが出来なかった。このように、従来の高電力密度Ｐ
ＴＣ発熱体は均熱板に起因する諸問題が山積していて、
これ以上の発展の余地がなかった・この問題点を一挙に
解決するためには均熱板に依存する必要のないＰＴＣ発
熱体を導入することが重要であった。この点に着目して
検討を進めた結果、電圧集中現象が発生している部分の
幅が数ミリメートル以下であることを見い出し、その範
囲内に一対の電極を設置すれば、電極間の電圧勾配およ
び発熱分布がほぼ一様になるものと推定された。さらに
検討を進めた結果、ＰＴＣ抵抗体の表面に微細くし形電
極を設けると、電極の占める面積が相当大きくなり、有
効発熱部がほとんどなくなって、それ程大きな電力密度
が得られないことがわかった。その解決策として、ＰＴ
Ｃ抵抗体の厚さ方向への電圧印加方式を導入し、実験を
積み重ねた結果、抵抗体の厚さが５ｍ＋＋以下であれば
極端な電圧集中現象は観測されなかった。また、厚さ１
細以下では大きな放熱負荷のもとに２痴１（ｅ ｏ ａ
ｅｑ昇温）の発熱時にも異常はみられなかった。この結
果から厚さ５ｗ以下の薄肉状ＰＴＣ抵抗体の両面に電極
を設けた発熱体電極間の熱拡散能力が高く、本質的に電
圧集中現象が発生し得ないこの結論に達した。しかしな
がら電圧集中による抵抗体の破壊現象は生じないものの
、大きな劣化が発生したシ、熱の伝達損失が生じるので
、抵抗体の厚さ少なくとも３萌以下、好ましくは１頗以
下であることが判明した。この構造の発熱体は非常にシ
ンプルな構成であシ、均熱板に起因する様々な制約から
解放されるので、性能面、構造面、工法面で大きな飛躍
が得られるものと期待された。この結論をもとに具体的
な検討に着手すると、ＰＴＣ抵抗体組成物の耐電圧特性
、絶縁距離の確保、端子処理方法、取付は構造、加工方
法等に関する諸問題が多く、実用に程遠い状態にあった
Ｏ 以下本発明が解決しようとする具体的な課題について説
明する。３鵡以下、好ましくは１−以下の厚さの薄肉状
ＰＴＣ抵抗体の厚み方向に１ｏＯｖないし２０ＯＶを印
加する方式はこれまで異極間の距離が接近しているため
に極〈微細な欠陥があっても、容易に耐電圧破壊を生じ
最悪の場合、焼損に至ることが予想された。その欠陥を
作９得る重要な要因の１つとして、極く接近した位置に
構成される一対の異極電極端面の構造ならびに処理方法
が挙げられる。この一対の異極電極端面は３＋ａ＋以下
ないし１Ｍ以下の距離しか離れていないので化等で耐電
圧特性が不足する場合が容易に想定される。また薄肉Ｐ
ＴＣ抵抗体自体に端子が取付けられると、端子からの放
熱が犬きぐ他の部分との温度ムラを生じさせるだけでは
なく、熱効率も悪くなる。さらに一対の電極の表裏に端
子が必要で、後加工で絶縁処理を行なった後の端子処理
が容易でなく、組立コストが高くつき、かつ生産性が向
上しないという問題を有していた。
問題点を解決するだめの手段
本発明は上記問題点を解決するため、結晶性高分子中に
導電性微粉末を分散させた組成物を生成分とする薄肉正
温度係数抵抗体とその厚さ方向に電圧を印加すべく設け
られた一対の電極体により成り、前記一対の電極体の端
面間に構成される前記抵抗体の外表面に沿う沿面距離を
前記抵抗体の厚さ寸法より大きくなるように、前記抵抗
体と前記一対の電極体の幅寸法ないし位置関係を設定し
つつ貼シ合わされ、かつ前記抵抗体よりはみ出した前記
電極体に端子部を設け、さらに電気絶縁材料にて被覆し
、該電気絶縁材料の一部に前記端子部に一致するように
切欠き部を形成した構成よりなる正抵抗温度係数発熱体
を適用するものである。
導電性微粉末を分散させた組成物を生成分とする薄肉正
温度係数抵抗体とその厚さ方向に電圧を印加すべく設け
られた一対の電極体により成り、前記一対の電極体の端
面間に構成される前記抵抗体の外表面に沿う沿面距離を
前記抵抗体の厚さ寸法より大きくなるように、前記抵抗
体と前記一対の電極体の幅寸法ないし位置関係を設定し
つつ貼シ合わされ、かつ前記抵抗体よりはみ出した前記
電極体に端子部を設け、さらに電気絶縁材料にて被覆し
、該電気絶縁材料の一部に前記端子部に一致するように
切欠き部を形成した構成よりなる正抵抗温度係数発熱体
を適用するものである。
作 用
この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、薄肉ＰＴＣ抵抗体そのものを異極電極端面間
に十分な沿面距離をとれるだけの位置関係に介在させて
、一体成形加工を行なえば、他の電気絶縁材料を端面部
分に構成せずに安全が確保出来る。また、電極をＰＴＣ
抵抗体の幅より、はみ出し、その部分の任意の位置に端
子部を設ければ、ＰＴＣ抵抗体に半田付けなどによる圧
力および熱的な悪影響をおよぼさない。
に十分な沿面距離をとれるだけの位置関係に介在させて
、一体成形加工を行なえば、他の電気絶縁材料を端面部
分に構成せずに安全が確保出来る。また、電極をＰＴＣ
抵抗体の幅より、はみ出し、その部分の任意の位置に端
子部を設ければ、ＰＴＣ抵抗体に半田付けなどによる圧
力および熱的な悪影響をおよぼさない。
実施例
以下実施例を第１〜２図に基づいて説明する。
第１図において、４は厚さ１Ｎ以下のＰＴＣ抵抗体で、
電極５ａは、ＰＴＣ抵抗体４の幅より左側に端子６ａの
取付は面積（特に幅）以上の寸法分はみ出している。−
刃対向する電極５ｂはＰＴＣ抵抗体４の幅より右側方向
に端子６ｂの取付は面積（特に幅）以上の寸法分はみ出
させ、端子６ａ 。
電極５ａは、ＰＴＣ抵抗体４の幅より左側に端子６ａの
取付は面積（特に幅）以上の寸法分はみ出している。−
刃対向する電極５ｂはＰＴＣ抵抗体４の幅より右側方向
に端子６ｂの取付は面積（特に幅）以上の寸法分はみ出
させ、端子６ａ 。
６ｂが同一方向に取り出せるような位置関係のもとで貼
り合わされている。これにより、沿面距離をＰＴＣ抵抗
体４の厚みの２倍以上が確保される。
り合わされている。これにより、沿面距離をＰＴＣ抵抗
体４の厚みの２倍以上が確保される。
さらに電気絶縁層７ａ、７ｂは、熱融着性電気絶縁テー
プにて、ＰＴＣ抵抗体４および電極５ａ。
プにて、ＰＴＣ抵抗体４および電極５ａ。
５ｂにより構成されたＰＴＣ発熱体を被覆し、かつ電気
絶縁層７ａにあらかじめ端子ｅａ、ｅｂに対応する位置
に切欠き加工を施しておく。
絶縁層７ａにあらかじめ端子ｅａ、ｅｂに対応する位置
に切欠き加工を施しておく。
次に第２図は、熱融着性電気絶縁テープにて連続的に被
覆した本発明のＰＴＣ発熱体の斜視図である。切欠き部
８ａ、８ｂが端子６ａ、６ｂに対応する位置に熱ロール
にて加工を行なったものである。
覆した本発明のＰＴＣ発熱体の斜視図である。切欠き部
８ａ、８ｂが端子６ａ、６ｂに対応する位置に熱ロール
にて加工を行なったものである。
第１図に示した構造はＰＴＣ抵抗体４の沿面距離構成部
分が電極５ａおよび５ｂによって補強される点と電極５
ａおよび５ｂの幅が同一で良い点、さらに電気絶縁テー
プに端子５ａ、６ｂが容易に取り出せる様に切欠き部８
ａ 、ｓｂを設けているため、端子処理が簡単である点
に特徴がある・発明の効果 以上述べてきたように、本発明は異極電極端面間の沿面
距離を確保しつつ加工する方法を示すもので、薄肉ＰＴ
Ｃ抵抗体の厚さ方向に電圧を印加する方式の発熱体の抵
抗体と電極部分の断面構造は、この観点から決定される
ため、以下の効果を発揮する。
分が電極５ａおよび５ｂによって補強される点と電極５
ａおよび５ｂの幅が同一で良い点、さらに電気絶縁テー
プに端子５ａ、６ｂが容易に取り出せる様に切欠き部８
ａ 、ｓｂを設けているため、端子処理が簡単である点
に特徴がある・発明の効果 以上述べてきたように、本発明は異極電極端面間の沿面
距離を確保しつつ加工する方法を示すもので、薄肉ＰＴ
Ｃ抵抗体の厚さ方向に電圧を印加する方式の発熱体の抵
抗体と電極部分の断面構造は、この観点から決定される
ため、以下の効果を発揮する。
０）異極電極端面間の耐電圧性能に関しては何ら不安要
素はなく、高出力のＰＴＣ発熱体を得ることが出来る。
素はなく、高出力のＰＴＣ発熱体を得ることが出来る。
＠）端子部がＰＴＣ抵抗体に接していないため、端子か
らの放熱が少なく、温度ムラが生じにぐい。さらに半田
付けによる熱劣化も生じにくい。
らの放熱が少なく、温度ムラが生じにぐい。さらに半田
付けによる熱劣化も生じにくい。
（３）電気絶縁体に端子処理が容易に出来るように切欠
き加工が施こしであるため、生産性が高い。
き加工が施こしであるため、生産性が高い。
第１図は本発明の実施例のＰＴＣ発熱体の断面図、第２
図は本発明の実施例のＰＴＣ発熱体の斜視図、第３図は
従来のＰＴＣ発熱体の斜視図である０ １・・・・・・均熱板、２，４・・・・・・ＰＴＣ抵抗
体、３ａ。 ３ｂ、５ａ、５ｂ・・・・・・電極、ｅａ、ｅｂ・・・
・・・端子、７ａ 、 ７ｂ・・・・・・電気絶縁層、
Ｂａ、ａｂ・・・・・・切欠き部。
図は本発明の実施例のＰＴＣ発熱体の斜視図、第３図は
従来のＰＴＣ発熱体の斜視図である０ １・・・・・・均熱板、２，４・・・・・・ＰＴＣ抵抗
体、３ａ。 ３ｂ、５ａ、５ｂ・・・・・・電極、ｅａ、ｅｂ・・・
・・・端子、７ａ 、 ７ｂ・・・・・・電気絶縁層、
Ｂａ、ａｂ・・・・・・切欠き部。
Claims (1)
- 結晶性高分子中に導電性微粉末を分散させた組成物を主
成分とする薄肉正温度係数抵抗体と、その厚さ方向に電
圧を印加すべく設けられた一対の電極体より成り、前記
一対の電極体の端面間に構成される前記抵抗体の外表面
に沿う沿面距離を前記抵抗体の厚さ寸法より大きくなる
ように、前記抵抗体と前記一対の電極体の幅寸法ないし
位置関係を設定しつつ貼り合わされ、かつ前記抵抗体よ
りはみ出した前記電極体に端子部を設け、さらに電気絶
縁材料にて被覆し、該電気絶縁材料の一部に前記端子部
に一致するように切欠き部を形成した構成よりなる正抵
抗温度係数発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12651585A JPS61284082A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 正抵抗温度係数発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12651585A JPS61284082A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 正抵抗温度係数発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284082A true JPS61284082A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14937117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12651585A Pending JPS61284082A (ja) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | 正抵抗温度係数発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61284082A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0421095U (ja) * | 1990-06-13 | 1992-02-21 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50150039A (ja) * | 1974-05-22 | 1975-12-01 | ||
| JPS5730284A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-18 | Nitto Electric Ind Co | Self-temperature control type heating element |
| JPS5953672A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-28 | Canon Inc | プラズマｃｖｄ装置 |
-
1985
- 1985-06-11 JP JP12651585A patent/JPS61284082A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50150039A (ja) * | 1974-05-22 | 1975-12-01 | ||
| JPS5730284A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-18 | Nitto Electric Ind Co | Self-temperature control type heating element |
| JPS5953672A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-28 | Canon Inc | プラズマｃｖｄ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0421095U (ja) * | 1990-06-13 | 1992-02-21 |
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