JPH02266501A - 有機正特性サーミスタ - 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、例えば面状発熱体として用いられる有機正特
性サーミスタに関し、特に、正の抵抗温度特性を示すシ
ート上に形成された電極構造が改良されたものに関する
。

〔従来の技術〕

例えばポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂に、金属
粉、カーボンブラックまたはグラファイト等の導電性粒
子を混練してなる材料は、正の抵抗温度特性を示す、こ
の材料からなるシートを用いた有機正特性サーミスタが
、フレキシブルな面状発熱体として応用されている。

上述した有機正特性サーミスタでは、正の抵抗温度特性
を示すシートの一方面に、所定距離を隔てて対向配置し
た給電部を形成し、給電部間に互いに間挿し合う複数本
の枝状電極を形成した電極構造が採用されていた。

この有機正特性サーミスタを利用した面状発熱体は、自
己温度制御機能を有するため、一定温度に保温すること
が可能であり、また異常時にも自動的に発熱温度を抑制
することができるので、ニクロム線や金属フォイルを用
いた面状発熱体に比べて安全性の点において優れるもの
であった。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかしながら、
上述した自己温度制御機能を有するため、有機正特性サ
ーミスタでは温度の切換え、すなわち出力の変更が非常
に困難であるという問題があった。

すなわち、従来の有機正特性サーミスタにおける出力切
換えは、単一のシート内に上述した電極構造を複数個形
成して複数個の発熱回路を構成し、複数個の回路の接続
を切換えることにより、発熱面積を１／２や１／３に切
換えていた。しかしながら、この構造では、正の抵抗温
度特性を示すシート面上において部分的に発熱させるも
のであるため、すなわち発熱部分と非発熱部分とが完全
に分割されるため、発熱させたい領域全体を均一に発熱
させせることができなかった。

よって、本発明の目的は、発熱させたい領域の全域でほ
ぼ均一に発熱させた状態を維持しつつ出力を変更するこ
とが可能な有機正特性サーミスタを提供することにある
。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明の有機正特性サーミスタでは、有機高分子材料に
導電性粒子を分散させた正の抵抗温度特性を示す材料よ
りなるシートを用いて構成されている。シートの一方面
上には、所定距離を隔てて第１．第２の給電部が対向配
置されており、第１第２の給電部には複数本の枝状電極
が他方側の給電方向に延びるように接続されている。ま
た、第１、第２の給電部に接続された枝状電極は、他方
側の給電部に接続された枝状電極と互いに間挿し合うよ
うに配置されている。

そして、本発明では、上記第１．第２の給電部のうち、
少なくとも一方が互いの間を絶縁された複数本の給電電
極からなり、該複数本の給１ｔｔＦＩｉからなる給電部
に接続された上記複数本の枝状電極が、複数本の給電電
極に所定の割合で分散されて接続されていることを特徴
とする。

〔作用〕

複数本の給電電極からなる給電部に接続された複数本の
枝状電極が、複数本の給１を電極に所定の割合で分散さ
れて接続されているので、複数本の給電電極への給ｔｎ
様を選択することにより、すなわち給電される給電電極
の数を切換えることにより、出力を変化させることがで
きる。

他方、複数本の枝状電極は、該複数本の給電電極間に所
定の割合で分散されて接続されているので、出力を切換
えた場合でも、発熱させたい領域の全域でほぼ均一に加
熱することができる。

〔実施例の説明〕

以下、本発明の一実施例を説明することにより、本発明
の構成及び構造を明らかにする。

第１図は本発明の一実施例の有機正特性サーミスタの平
面図である。有機正特性サーミスタｌは、正の抵抗温度
特性を示すシート２を用いて構成されている。このシー
ト２は、有機高分子材料に導電性粒子を分散させること
により、正の抵抗温度特性を示すようにされている。

有機高分子材料としては、例えばポリエチレンのような
オレフィン系合成樹脂を例示することができるが、その
他、導電性粒子を分散させ得る担体となる有機高分子材
料である限り、任意のものを用いることができる。

また、導電性粒子としても、カーボンブラック、金属粉
、グラファイト等の任意の導電性材料を用いることがで
きる０通常は、導電性粒子を有機高分子材料に混練し、
適宜の成形法により成形したり、あるいは板状絶縁性部
材上に混練された材料よりなるフィルムを積層したりす
ることによりシート２が得られる。

シート２の上面には、シート２の第１．第２の側端縁２
ａ、２ｂに沿うように、所定距離を隔てて第１．第２の
給電部が配置されている。

第１の給電部は本実施例では、２本の給電を極３．４か
らなる。給電電極３．４は、絶縁層５（ハツチングを付
さずに図示されている。）により互いの間が絶縁されて
いる。この給電電極３４及び絶縁層５の積層部分の構造
は、のちほど説明する。

他方、第２の給電部は、シート２の第２の側端縁２ｂに
沿うように形成された給電電極６からなる。

上述した給１を電極３，４．６には、それぞれ、複数本
の枝状電極７，８．９が電気的に接続されているように
形成されている。このうち、第１の給電部を構成する給
電電極３，４に接続された枝状電極７．８と、第２の給
電部を構成する給１を電極６に接続された複数本の枝状
［極９とは、互いに間挿し合うように配置されている。

そして、第１の給電部側においては、給電電極３に接続
された枝状電極７と、給′ｒ４電極４に接続された枝状
電極８とが、側端縁２ａの延びる方向において交互に配
置されている。

上記実施例の有機正特性サーミスタを製造する場合には
、まず第２図に示すように、シート２の上面に、給を電
極４及び枝状電極８並びに給電電極６及び枝状電極９を
、導電性材料を付与することにより構成する０例えば、
Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕのような金属材料を主体とする導電性
ペーストを第２図に示すように塗布・乾燥することによ
り、あるいはアルミニウム箔のような金属箔を貼付ける
ことにより形成することができる。

また、給電部４，６と枝状電極８，９とは別の導電性部
材で構成してもよい０例えば、給電電極４．６を金属箔
により、枝状電極８．９を導電性ペーストにより形成し
てもよい。

次に、第３図に示すように、シート２の第１の側端縁２
ａに沿って給ｉｔ極４の一部を被覆するように、かつ複
数の突出部５ａを有するように絶縁層５を形成する。こ
の絶縁層５は、任意の絶縁性樹脂により形成することが
できる。絶縁Ｎ５は、前述したように給電電極３．４間
を絶縁するために設けられているものであり、その目的
を達し得る限り、図示の形状以外の形状に形成してもよ
い。

最後に、絶縁層５上に、第１図に示した給電電極３及び
複数本の枝状電極７を形成する。この給電電極３及び枝
状電極７については、前述した給電電極４，６及び枝状
電極８，９と同様の材料及び方法を用いて形成すること
ができる。もっとも、給電電極３は絶縁層５により給電
電極４と絶縁される必要があるため、給電電極３の幅は
図示のように絶縁層５よりも狭くする必要がある。

第１図の有機正特性サーミスタ１では、第１の給電部が
２本の給電電極３，４により構成されており、他方側の
給電部に接続された枝状電極９と間挿し合う複数本の枝
状電極７，８が交互に給電電極３．４に振り分けて接続
されている。従って、給ｉｔ極３及び４並びに給１ｔｉ
ｔｐｉ６の全てから給電した場合に最も高い出力を得る
ことができる。

また、給ｉｔ極３．４の何れかからの給電を停止した場
合には、出力を低下させ、発熱量を切り換えることがで
きる。しかも、何れの場合であっても、シート２の上面
において発熱に寄与する枝状１ｉｔｆｉ７〜９がほぼ均
一に分散されることになるため、出力を切換えた場合で
も全面を均一に発熱させることが可能である。

なお、給電電極３に接続された枝状電極７と給電電極４
に接続された枝状電ｉ８との数が異ならされているので
、給ｉｔ極３への給電を停止した場合と、給電電極４へ
の給電を停止した場合とにおいても発熱量を切換えるこ
とが可能とされている。すなわち、本実施例の有機正特
性サーミスタ１では、発熱させたい領域の全域で、はぼ
均一に発熱させた状態を維持しつつ、出力を３段に切換
えることが可能とされている。

次に、本発明の具体的な実験結果につき説明する。

シート２として５０Ｘ１３０ｍの大きさのものを用意し
、ポリエチレンシートにカーボンブラックを分散させて
なるものを用意した。このシート２の一方主面に、Ａｇ
ペーストをスクリーン印刷することにより、給電電極３
，４．６及び枝状電極７〜９を形成した。なお、給電電
極３，４との間に介在される絶縁層は、シリコーン樹脂
を第３図に示す形状に塗布・硬化させることにより形成
した。

上記のようにして得た有機正特性サーミスタの裏面に両
面粘着テープを用いて０．２ｍ厚のアルミニウム板を貼
付け、有機正特性サーミスタの抵抗及び直流１２Ｖ印加
時の出力電力を測定したところ、下記の第１表に示す結
果が得られた。

第１表 第１表から明らかなように、給電ｉ極への接続方法を切
換えることにより、消費電力を３段階に切換えることが
でき、すなわち発熱量を３段階に切換え得ることがわか
る。また、アルミニウム板の欄度分布を調べたところ、
上述した３種類の発熱態様の何れにおいても、同じ傾向
の温度分布を示した。

第１図実施例では、第１の給電部に接続される複数本の
枝状電極７，８を交互に給電電極３，４に割り当てたが
、他の割合で分散させてもよい。

すなわち、複数本の給′ｇＬ電極からなる給電部に接続
される枝状電極の分散方法を変更することにより、切換
え設定出力を種々変更することができる。

また、上記実施例には、第１の給電部側においてのみ複
数本の給ｔｉ！極が形成されていたが、他方側の給電部
においても互いの間を絶縁された複数本の給ｔ１ｉ極を
有するように構成してもよい。

また、複数本の給電電極は、図示の２本の場合に限らず
、３本以上形成してもよい。

さらに、第１．第２の給電部の形成位置についても、実
施例のようにシート２の側端縁２ａ、２ｂ近傍において
側端縁に沿うように形成する必要も必ずしもない、すな
わち、シートの中央領域において第１．第２の給電部を
構成し、その間に複数本の枝状電極を配置した構成であ
ってもよく、また上記のうよな発熱回路が単一のシート
の複数個の領域に構成されているものであってもよい。

（発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、所定距離を隔てて対向
配置された第１．第２の給電部のうち少なくとも一方の
給電部が複数本の給電電極からなり、複数本の給電電極
に複数本の枝状電極が所定の割合で分散接続されている
ため、複数本の給電電極で構成されている給電部側への
給電方法を選択することにより、出力を簡単に切換える
ことができる。しかも、複数本の枝状電極は複数本の給
電電極に分散接続されているものであるため、すなわち
従来例のように出力切換えに際しである領域すべてを発
熱停止させるものでないため、発熱させたい領域の全域
でほぼ均一に発熱させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の有機正特性サーミスタの平
面図、第２図は第１図実施例を製造する過程においてシ
ート上面に給電電極及び枝状電極を形成した状態を示す
平面図、第３図はは絶縁層を形成した状態を説明するた
めの平面図である。 図において、１は有機正特性サーミスタ、２はシート、
３，４は第１の給電部を構成する給電電極、５は絶縁層
、６は第２の給電部を構成する給電電極、？、８．９は
枝状を極を示す。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 有機高分子材料に導電性粒子を分散させた正の抵抗温度
   特性を示す材料よりなるシートと、前記シート上で所定
   距離を隔てて対向配置された第１、第２の給電部と、 前記第１、第２の給電部に接続されており、対向配置さ
   れた他方側の給電部方向に延びる複数本の枝状電極とを
   備え、一方の給電部に接続された枝状電極が、他方の給
   電部に接続された枝状電極と互いに間挿し合うように配
   置された有機正特性サーミスタにおいて、 前記第１、第２の給電部のうち、少なくとも一方の給電
   部が、互いの間を絶縁された複数本の給電電極からなり
   、該複数本の給電電極からなる給電部に接続された前記
   複数本の枝状電極が、該複数本の給電電極に所定の割合
   で分散されて接続されていることを特徴とする、有機正
   特性サーミスタ。