JPH01197987A - 正温度係数セラミック発熱素子 - 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、正温度係数（Ｐｏｓｌｔｉｖｅ　Ｔｃｕｎｐ
ｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　、以下ＰＴＣ
と略称する）セラミ，り発熱素子に関し、特に環状かつ
異径なＰＴＣセラミック材料を同心状に配置したＰＴＣ
セラミック発熱素子に関する。

〔従来の技術〕

公知のように、半導性を有するテタ／醒パリクム（　Ｂ
ａＴｌＯｓ　）　’に主体とするＰＴＣセラミックス材
料は、温度上昇に伴って抵抗値が増大する正特性サーミ
スタとしての性格を有しているので、発熱素子として汎
用されている。

公知技術において、ＰＴＣセ之ミック発熱素子の一般的
な形状としては、平板なグレート形及び平板な皿状の熱
放出面を有するディスク形があるが、このようなプレー
ト形及びディスク形の形状は、大きな発熱量を得るため
には発熱体自体を大聖化する必要があって不経済である
と共に、大きくすると温度分布の不均一が発生して壊れ
やすくなるので、米国特許３９２７３００に開示された
ハニカム形の形状のものにおいては、発熱量を増大させ
るために多数個の貫通孔を発熱体全体に開設して比表面
積を塘犬嘔せている。

また、米国特許４１６２３９５は、互いに並列配置され
た複数枚の平板形発熱体と、これらの発熱体を収納する
Ｕ字形ハウジングとを備えるものが開示されていて、こ
れも複数枚の平板形発熱体により比表面積を増大させる
ことにより、発熱量の増大を図ると共に、そのノ・ウノ
ングにより補強を図っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから、前記ハニカム形のものにおいては、発熱
量は増大するものの、ノ・ニウム形発熱体を成形するた
めに複数の金型工程が必要である上に、成形材料の粒子
サイズの均一な分布及び型出し工程が困難であることか
ら、不良品発生率が極めて高いものとなっている。

また、前記Ｕ字形ハウジングを有するものにおいては、
金型工程は簡単であるが、複数枚の平板形発熱体とハウ
ジングとを有するので、限定された形状と寸法のものし
か製造できないものとなっていると共に、発熱効果の面
でハニカム形より劣っている。

本発明は以上のような実情を背景になされたもので、成
形が簡単で、かつ比表面積が大きくて、大きな発熱量が
得られる環状壁を複数個同心配置し九同心発熱体として
構成したＰＴＣセラミック発熱素子を提供することを目
的とする。

本発明は、また、最少限の保持体で十分に強固な構造を
講築するＰＴＣセラミック発熱素子を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、正の抵抗温度係数を特性とするセラミック
材料で成形される発熱素子と、この発熱素子上に形成さ
れる２電極と、この発熱素子を支持すると共に、前記２
を極にそれぞれ別個に電気接続される少くとも２つの保
持体とから構成される装置 環状壁を複数個異径に、かつ互いに間隔を有して、ほぼ
同心状に配置される同心発熱体であることを特徴とする
と共に、前記保持体が、前記同心発熱体の外周縁部分を
少くとも２方向から保持する保持部材及び各保持部材の
内周面を横断するように一体形成される連結部材を備え
ることを特徴とするＰＴＣセラミック発熱素子によって
達成される。

また、前記保持体が、その各保持部材の外周面に少くと
も１つ電気接続用の端子を突設し，その各連結部材が前
記同心発熱体中の各環状壁と尚接する面において、各環
状壁を個別に嵌着する固着溝を凹設していることが望ま
しい。

〔作用」 本発明は、上記手段を採用することで、ＰＴＣセラミッ
ク材料で複数個異径に成形された環状壁をほぼ同心状に
配置することで同心発熱体を形成しているので、金型成
形において、円形、多角形、ジグザグな波形と多様な形
状が簡単に成形でき、しかも、その壁厚、壁高も自由に
調整できると共に、比表面構を大きく取れるので発熱効
果も良いものとなる。

また、前記同心発熱体に対する保持体は、同心発熱体の
ごく一部分しか被覆しないので、発熱効率の低下をもた
らさないと共に、ごく少ない部材で当該同心発熱体を保
持できる。

〔実施例〕 以下、図面に基づいて、本発明にかかわる好適な実施例
を説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す斜視図である。

この第１図において、加熱装置１０は、同心発熱体１と
保持体２とを備えている。

同心発熱体１は、複数個異径なリング状の譲状壁１ａ、
ｌｂ、ｌｃ、ｌｄを肩していて、それぞれに異った直径
を持つ円形な壁面体で各発熱素子を成形すると共に、正
温度係数（Ｐｏａｌｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｒａｖａｔｕｒ
ａＣＯ・ｆｆ１ｃｅｎｔ−ＰＴＣ）を特性とするセラミ
ック材料で成形されている。各環状壁１ａ、ｌｂ、ｌｃ
、１４は、互いの壁面間に空間が設けられた同心円状の
配置となっておシ、中央に配設され、同じく同心発熱体
１の一部分であるシリンダ状の中心部材１・もＰＴＣセ
ラミック材料で成形されると共に、−帯内側の環状壁ｌ
ｄ内にほぼ均等な間隔をあけるように設けられている。

なお、互いに隣接する環状壁１ａ。

ｌｂｌ　ｌｃ、　ｌｄの壁間距離及び壁厚は、組立てら
れる加熱装［Ｍｌｏの全体の大きさによシ適宜調整され
ることが望ましい。即ち、環状壁ｌａ、１ｂ＋ＩＣ，ｌ
ｄの各直径が全体的に大であれば、壁厚を増大させて、
その強度を増さなければならないし、もし各直径が全体
的に小であれば、壁厚は小さいものでも十分な強度が得
られる。また、壁間距離については、適当に小さくする
ことによって、加熱装置１０の発熱効果を向上させるこ
とができる。

第２図は、本実施例の一番外側の環状壁を一部断面表示
した斜視図である。

この第２図において例示するように、環状壁１ａ（ｌｂ
、ｌｃ、ｌｄ　）の上下に対向する上下端面には、それ
ぞれオーム接触の電極２ｍ、２ｂが設けられる力ζこれ
ら２ｆｉ極２ｍ、２ｂは、例えば、鋏電極などがめつき
法またはその他の公知技術によって、上下端面全体また
は一部所定部位に形成される。

なお、これら２電極２ａ、２ｂは、他の環状壁１ｂ。

ｌｅ、ｌｄ及び中心部材ｌ・の各上下端面にもそれぞれ
形成されている（第３図参照）。

再び、第１図において、前記同心発熱体１、つまり、環
状壁１ａ、ｌｂ、ｌｅ、ｌｄ及び中心部材１ｅは、金属
などの電導材料で成形される保持体２によシ保持固定さ
れている。この保持体２は、同心発熱体１の外周縁部、
即ち、一番外側の環状壁１ａの上下端面を、上下２方向
から挟着保持するリング板状の２保持部材３ｍ　、　３
ｂと、これら２保持部材３ａ、３ｂの各内周面を水平方
向及び垂直方向に横断する各連結部材４ｍ、４ｂをそれ
ぞれ一体的に成形している。

第３図は、本実施例の同心発熱体と連結部材との結合状
態を示す要部断面図である。

この第３図において、同心発熱体ｌのうち、環状壁１ｂ
、ｌｃ、ｌｄは、その電極２ａ、２ｂが形成されている
各上下端面を、上下の連結部材４ｍ、４ｂに、それぞれ
内側へ向けて放射状に対応個数凹設された固ｉ？Ｊｌｔ
４ｅ内へ嵌入すると共に、はんだ付けなどの方法で互い
が溶接固定されている。なお、図示していないが、中心
部材Ｉｓも同様となっている。

第４図は、本実施例の同心発熱体中、一番外側の環状壁
と保持部材との連結状態を示す一部断面表示の要部斜視
図である。

この第４図において、一番外側の環状壁１＆は、その２
電極２ｍ、２ｂが形成されている上下端面を２保持部材
３ｍ、　３ｂで上下２方向から扶んで溶接されていると
共に、各保持部材３ａ、３ｂの外周縁から、それぞれ環
状壁１ａの外周面に沿うように延設芒れｆｃＬ字突条３
０　ａ　＋　３０　ｂによって掛止されている。

次に、第１図と第４図とに示すように、２保持部材３ｍ
、３ｂの外周面から直径方向へ少くとも１つずつ（本実
施例では１２０度角ずつに分けて３個ずつ）電気接続用
の端子５ａが突設されると共に、ねじ孔５ｂがそれぞれ
に開設されて、電気接続用に供されている。

なお、第５図、第６図、第７図に図示のように、ＰＴＣ
セラミック材料で成形される同心発熱体の形状としては
、第５図の中央部を大きく開口したものや、第６図の方
形な環状壁を同心状に配置したものや、第７図のソグザ
グな波形の環状壁を採用して、表比面積を更に増大させ
たものなどの多様な実施態様が実現できる。

〔発明の効果〕

正温度係数を特性とするセラミック材料を、環状異径に
成形するので、金型成形が大変容易であると共に、同心
状に配置された同心発熱体によって発熱を行うので、表
比面積が増大して、均一かつ効率的な発熱が実現できる
。

また、その保持体が最少限の部材から構成できるので経
済的であると共に、極めて小型のものから極めて大型な
ものまで製作可能であり、各環状壁の形状を多様に変化
させられるので、匡用に応じた形状及び寸法のものを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかわる好適な一実施例を示す斜視
図、第２図は、その同心発熱体中、一番外側の環状壁を
一部断面表示した斜視図、第３図は、その同心発熱体と
連結部材との結合状態を示す要部断面図、第４図は、そ
の同心発熱体中、−番外側の環状壁と保持部材との連結
状態を示す一部断面表示の要部斜視図、第５図は、中央
を大きく開口した円形な同心発熱体を示す斜視図、第６
図は、方形な同心発熱体を示す平面図、第７図は、波形
の同心発熱体を示す平面図である。 （符号の説明） １：同心発熱体、１ｍ＋１ｂ＋１ｃ、ｌｄ　：同心発熱
体の環状壁、ｌｅ：同心発熱体の中心部材、２：保持体
、２ｍ、２ｂ：を極、３ｍ、３ｂ：保持体を形成するり
ング状保持部材、４ａ、４ｂ：保持部材３ｍ１３ｂの連
結部材、５ａ：端子、１０：加熱装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、正の抵抗温度係数を特性とするセラミック材料で成
   形される発熱素子と、この発熱素子上に形成される２電
   極と、この発熱素子を支持すると共に、前記２電極にそ
   れぞれ別個に電気接続される少くとも２つの保持体とか
   ら構成される加熱装置において、 当該発熱素子が、リング状の環状壁を複数個異径に、か
   つ、互いに間隔を有して、ほぼ同心状に配置される同心
   発熱体であることを特徴とする正温度係数セラミック発
   熱素子。 ２、前記保持体が、前記同心発熱体の外周縁部分を少く
   とも２方向から保持する保持部材及び各保持部材の内周
   面を横断するように一体形成される連結部材を備えるこ
   とを特徴とする上記請求項１記載の正温度係数セラミッ
   ク発熱素子。 ３、前記保持体が、その各保持部材の外周面に少くとも
   １つ電気接続用の端子を突設し、その各連結部材が前記
   同心発熱体中の各環状壁と当接する面において、各環状
   壁を個別に嵌着する固着溝が凹設されていることを特徴
   とする上記請求項１または２記載の正温度係数セラミッ
   ク発熱素子。