JPS61284083A - 正抵抗温度係数発熱体 - Google Patents

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。

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来た。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に得られる
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来た。

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にムラがあるため一様に均一化する
ため均熱板が不可欠となシ、従来のＰＴＣ発熱体におい
ては第４図に示すように熱伝導性に優れたアルミナ焼結
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、その両端部に一対の電極３ａ、３ｂ
を設ける等の対策が講じられていた。（特公昭５５−４
０１６１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
不可欠であって、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、充分な均熱効果
を得るにも限界があった０更に、アルミナ焼結体のよう
なセラミック材料には可撓性がなく、形状の加工性にも
限界があり、大きなものもつくシにくくなる欠点を有し
ていた。

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の金属板とポリエステルフィル
ム等の電気絶縁材料との貼り合わせ均熱板が考案されて
いるが、一応の均熱効果は得られるものの可撓性がなく
、形状の加工性にも限界があった。又、更に耐電圧特性
を十分に満足させるだけの厚みを絶縁材料に設けるとア
ルミナを上まわる均熱効果を得ることは困難であった。

このように、従来の高電力密度ＰＴＣ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。そこで、これらの問題点を解決する新しい
ＰＴＣ発熱体の検討を進めた結果、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
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。又、更に検討を進めた結果上記発熱体を保護する
電気絶縁材料の外側表面に熱伝導性に優れた金属薄膜を
形成することにより１段と熱の均熱効果が高められるこ
とを見い出した。又、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。これら解決策としてＰ
ＴＣ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６ｗｋ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鵡以下では、大きな放熱負荷のもとに２　
Ｗ／ｃＡ　　（６０ｄｅｇ昇温）の発熱時にも異常がみ
られなかった。この結果から、厚さ５１１６以下の薄肉
状ＰＴＣ抵抗体の両０面に電極を設けた発熱体は、電極
間の熱拡散能力は従来のものと比べると改良は出来た。

以下に本発明が解決しようとする具体的課題について説
明する。薄肉ＰＴＣ抵抗体では電圧集中による抵抗体の
破壊現象は生じないものの、大きな熱負荷に対しては発
熱体電極間に意外に大きな電圧勾配分布と温厚分布が存
在し、局部的な抵抗体組成物の熱劣化が発生したシ、゛
熱伝達損失が生じるので抵抗体の厚さは少なくとも３Ｗ
以下、好ましくは１鵡以下であることが判明した。更に
これらの抵抗体に発生する温度分布を均一にするための
均熱部が要求される。又、この均熱部はこの発熱体の特
徴を活かす可撓性に優れ、形状加工性にも優れた材質が
要求されるのである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題を解決するため、結晶性高分子中に導
電性微粉末を分散させた組成物を主成分とする薄肉ＰＴ
Ｃ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
体の厚さ寸法よりも大きくなるように、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
り合わせ、更に、熱の均一性を高める熱伝導性に優れた
金属薄膜を形成した可撓性に優れた電気絶縁性材料で上
記発熱体を保護するように設置した構成から成る正抵抗
温度係数発熱体に適用するものである。

作　　用 この発熱体における技術的手段による作用は次のように
なる。

異極の電極端面が薄肉ＰＴＣ抵抗体を介して接している
構造の発熱体において、電圧を印加すると抵抗体層の組
成バラツキ、電極体と抵抗体の接触抵抗バラツキ等が作
用し、発熱体として温度不均−の発生がみられる、これ
らの不均一を均一化するため熱伝導性を有する保護フィ
ルムで発熱体に密接するように形成することにより系全
体として発熱温度の均一化をはかるものであり、更に保
護フィルムの可撓性を用い形状加工の自由度をそこなう
こともないのである。

実施例 以下実施例を添付図面にもとづいて説明する。

（実施例１） 第１図において４は厚さ０．３羽のＰＴＣ抵抗体であり
、５ａ、６ｂはＰＴＣ抵抗体よりも１朋長い金属板電極
である。電極５ａ、５ｂはＰＴＣ抵抗体の端面より２朋
はみ出し部分を伴いつつＰＴＣ抵抗体の両面に貼り合わ
せたもので、沿面距離は幅方向１ケ所と厚さ方向１ケ所
の和であるから２．３Ｍとなる。このようにして得た抵
抗体の外側に第２図に示すような片面にアルミニウム膜
ｅｂ。

７ｂを形成し、更に片面にはヒートシール性を有する感
熱型樹脂層を形成したポリエステルフィルム６ａ、了ａ
を用い外被保護を形成した。

（実施例２） 第３図において、実施例１で得たＰＴＣ抵抗体を用い、
その外側に第３図に示すように片面にヒートシール性を
有する感熱型樹脂層を形成したポリエステルフィルムｓ
ａ、ａｂを用い外被保護の後、その外周部にアルミニウ
ム箔９を用い全周に被覆した。

発明の効果 以上述べて来たように本発明は、電極端面間の゛沿面距
離を確保し、更には可撓性に優れ、かつ均熱性に優れた
抵抗体を加工する方法を示すものであり、従来の欠点と
した薄肉ＰＴＣ発熱体が有する温度分布不均一、及び、
電圧集中現象が解決された、高出力のＰＴＣ発熱体を提
供することが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例で得だ均熱効果を有するＰＴＣ発
熱体の縦断面図、第２図は第２の実施例で得た均熱効果
を有するＰＴＣ発熱体の縦断面図、第３図は本発明の第
１の実施例に用いたＰＴＣ発熱体の縦断面図、第４図は
従来のＰＴＣ発熱体の斜視図である。 ２　、４−−−−−−ＰＴＣ抵抗体、３ａ、３ｂ、５ａ
。 ５ｂ・・・・・・電極体、６ａ、７ａ、８ａ、８ｂ・・
・・・・ポリエステル保護フィルム、ｅｂ、７ｂ・・・
・・・アルミニウム膜、９・・・・・・アルミニウム箔
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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抵抗温度係数抵抗体と、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向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
   も大きくなるように、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せ、更に
   、その外側に片面に熱伝導性に優れた伝導膜を形成した
   樹脂性フィルムで挾さくしたことを特徴とする正抵抗温
   度係数発熱体。
2. （２）薄肉正抵抗温度係数抵抗体の厚さが３ｍｍ以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の正抵
   抗温度係数発熱体。