JPH0334285A - 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、その電極構造が改良された
ものに関する。

〔従来の技術〕

ポリエチレン等の有機高分子材料にカーボンブラック、
グラファイトまたは金属粉等の導電性粒子を混練し、底
形してなるシートは、正の抵抗温度特性を示す、このよ
うなシートを用いた有機正特性サー果スタは、自己温度
制御性を有する面状発熱体として多用されている。上述
した有機正特性サーミスタの一例を第２図に示す。

有機正特性サーミスタ１では、例えばポリエチレン等の
ポリオレフィン系樹脂にカーボンブランク等の導電性粒
子を分散させてなるシート２の一方主面上に、導電ペー
ストを印刷し硬化させることにより一対の電極３．４が
形成されている。電極３，４は、それぞれ、シート２の
側端縁に沿う給電部３ａ、４ａと、各給電部から反対側
の給電部４ａ、３ａに向かって延びるように設けられた
複数本の枝状電極３ｂ、４ｂとを有する。

有機正特性サーミスタ１では、電極３．４間に電流を通
ずることにより、複数本の枝状電極３ｂ。

４ｂ間においてシート２が発熱される。

なお、特に図示はしないが、上記電極３．４を金属箔を
用いて構成した構造も知られている。すなわち、金属箔
を電極３．４の形状に打ち抜いたものを、シート２に接
着剤や熱圧着等により貼付けた有機正特性サーミスタも
用いられている。

さらに、給電部のみを金属箔により構成し、該金属箔上
から、他方の給電部側に向かって延びるように導電ペー
ストを印刷・硬化させることにより枝状電極を形成した
構威も用いられている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕電極３，４を導
電ペーストで構成した有機正特性サーミスタｌでは、電
極強度が弱いため、発熱により膨張・収縮を繰返すと、
シート２に反りが生したり、電極の剥離や断線が生しる
という問題があった。その結果、抵抗値が増大したり、
所望の発熱量が得られなくなることがあった。のみなら
ず、給電部３ａ、４ａにおいて端子を引出すに際し、か
しめ等を行った場合には該給電部において断線が生し易
いという問題もあった。

他方、電極３．４全体を金属箔で構成した例では、電極
自体の強度は高められる。従って、給電部にかしめ等に
より端子を確実に取付けることができる。また、枝状電
ｉ３ｂ、４ｂの強度も充分であるため、断線等も生じ難
い。

しかしながら、金属箔とシート２を構成する樹脂との熱
膨張率が一桁以上も異なるため、シート２の膨張・収縮
に金属箔の変形が追随し得ない。

その結果、シート２の膨張・収縮に伴って有機正特性サ
ーミスタｌ全体に渡って反りが発生しがちであり、甚だ
しき場合には反りにより金属箔よりなる電極がシート２
から剥離することもあった。

また、給電部３ａ、４ａのみを金属箔により構威し、枝
状電極３ｂ、４ｂを導電ペーストで構成した構造におい
ても、金属箔とシート２との熱膨張差により、やはり有
機正特性サーミスタｌ全体に反りが発生しがちであり、
同様に電極剥離が起こり易かった。のみならず、全８Ｍ
とシートとの熱膨張差により、金属箔上に設けられた導
電ペーストよりなる技状電梅部分と、シート上に形成さ
れた枝状電極部分との間で断線が生じるという問題もあ
った。

よって、本発明の目的は、高強度であり、シートの膨張
・収縮に追随することが可能な電極を備え、シート全体
の反りや抵抗値の増大を効果的に防止し得る有機正特性
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果スタでは、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
りなるシートに、導電性糸状物を縫付けることにより、
該シート上において所定距離を隔てて配置された少なく
とも一対の電極が形成されている。

本発明において用い得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ポリオレフィン系樹脂を例示す
ることができるが、その他、後述の導電性粒子を分散さ
せ得る担体となり得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。

導電性粒子としては、カーボンブラック、グラファイト
または金属粉等の任意の導電性材料からなるものを用い
ることができる。なお、通常は、導電性粒子を有機高分
子材料中に混練し、適宜の酸形方法により底形すること
によりシートを得るが、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することによりシートを形
成してもよい。

電極を構成するための導電性糸状物としては、金属の単
線や束ねたもの、金属繊維を束ねたもの、金属繊維と有
機ファイバとを複合させたもの、またはカーボンファイ
バ等種々の導電性材料を用いることができる。また、糸
状物とは、シートに縫付けることが可能なものを表現す
るために選択した用語であり、細いテープ体等もシート
に縫付けることが可能である限り、糸状物なる表現に含
まれることを指摘しておく。

導電性糸状物のシートへの縫込みに際しては、ミシン等
の公知の縫製装置を用いることができるが、縫込み方法
自体は任意である。

［作用］ 少なくとも一対の電極が、正の抵抗温度特性を示す材料
よりなるシートに縫付けて形成されているので、シート
と電極との接合強度が飛躍的に高められる。従って、シ
ートの膨張・収縮により反りが生じ難く、また反りが生
したとしても、電極剥離等が起こり難い。さらに、糸状
物であり、シートに縫付けることが可能な材料により構
成されているので、曲げ等による断線も生し難い。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明の第１の実施例の平面図である。

有機正特性サーミスタ１１では、シート１２はポリエチ
レンにカーボンブランクを分散させることにより構成さ
れている。

シート１２の上面には、互いに間挿し合うように配置さ
れたくし歯状の一対の電極１３．１４が形成されている
。すなわち、電極１３．１４は、シー）１２の側端縁１
２ａ、１２ｂに沿う給電部１３ａ、１４ａと、複数本の
枝状電極部１３ｂ１４ｂとを有する。

本実施例の特徴は、この電極１３．１４が、導電性糸状
物をシート１２に縫付けることにより構成されているこ
とにある。すなわち、第３図に要部を拡大して断面図で
示すように、２本の金ｙＡｖＡ１５．１６を用いてシー
ト１２に縫込むことにより、一方の電極１３が形成され
ている。他方の電極１４についても、電極１３と同様に
形成されている。電極１３．１４の縫込みは、ミシン等
の一般的な縫製装置を用いて行われるが、方法自体は特
にこれには限定されない。

本実施例では、一対の電極１３．１４のすべての部分が
、金属線を縫付けることにより構成されているので、ミ
シン等の縫製装置を用いて、効率よくかつ容易に電極１
３．１４を形成することができる。従って、導電性ペー
スト及び金属箔の双方を用いた従来例のような？！雑な
電極形成工程を大幅に簡略化することが可能とされてい
る。

また、導電性糸状物は、比較的安価な卑金属により形成
し得るので、Ａｇペーストのような高価な貴金属材料を
用いた場合に比べて材料コストを低減することも可能と
なる。しかも、導電ペースト塗布時の乾燥工程や、金属
箔からなるＴＬ極の形成時のようなエツチング工程等の
煩雑な工程を省略することも可能である。よって、ｉ極
形成コストを効果的に改善し得る。

第１図実施例の有機正特性サーミスタ１１では、電極１
３．１４がシート１２に縫込まれており、ｉｔ電極１３
１４とシート１２との接合強度が縫込みより高められて
いる。従って、発熱させた際にシート１２が膨張・収縮
したとしても、電極剥離等が生し難い、また、糸状物で
あり可動であるため、反りも生し難い。

しかも、本実施例では、２本の金属線１５，１６を用い
、シート１２の両面から縫込んでいるので、膨張・収縮
時に電極からの力がシート１２の両面に均等に加わるた
め、シートの反りをより効果的に低減することが可能と
されている。また、両側から糸で挟んだ状態であるため
、電極剥離もより一層生し難い。

さらに、電極１３．１４が導電性糸状物で構成されてい
るため、曲げ等による断線も導電ペーストによる電極に
比べて生し難く、さらに１本の金属線が断線したとして
も、２本の金属線１５．１６の残りの１本の金属線によ
り電気的な導通が維持される。従って、電極の断線に対
する信頼性も向上されている。

第４図は、本発明の第２の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２１では、シ
ート１２の各側０ｉｕ１２ａ、１２ｂに沿うように金属
箔からなる給電電極２２．２３が形成されている。そし
て、給電電極２２．２３を形成した後に、導電性糸状物
からなる電極１３．１４がシート１２に縫込まれている
。従って、給電部は、給！電極２２．２３と導電性糸状
物の該給電電極２２．２３上に縫込まれている給電部１
３ａ、１４ａとで構成されている。その他の構造は、第
１図実施例と同様である。

本実施例では、給電部が、導電性糸状物と金属箔からな
る給電電極２２．２３との双方により構成されているた
め、電流容量が高められると共に、外部との接続のため
の端子のかしめ付は等が容易とされている。

しかも、金属箔からなる給電電極２２．２３がシー）１
２と共に導電性糸状物により縫込まれているため、金属
箔からなる給電電極２２．２３の剥離も、従来の金属箔
からなる電極の場合に比べて起こり難くされている。

なお、給電電極２２．２３を構成する材料としては、金
属箔に限らず導電性を有するテープ状のものであれば任
意のものを用いることができる。

第１図及び第４図実施例では、シート上に一対のくし歯
状電極が形成されていたが、本発明が適用される有機正
特性サーミスタにおける電極形状は、上述のような一対
のくし歯電極が形成されたものに限定されない。すなわ
ち、第５図（ａ）〜（ｃ）に、それぞれ、略図的平面図
において二点鎖線で示す種々の平面形状の電極を形成し
たものにも適用することができる。

第５図（ａ）では、一対の電極１３．１４がシート１２
内で渦巻き状に配置されている。第５図（ｂ）では、一
対の電極１３．１４は、渦巻き状の互いに間挿し合う電
極部１３ｃ、１４ｃを有するように構成される。さらに
、第５図（Ｃ）では、給電部１３ａ、１４３間に、複数
対のくし歯電極状分岐電極部１３ｄ、１４ｄが形成され
ている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、シートに導電性糸状物を縫込まさせる
ことにより電極が形成されているので、シートと電極と
の接合強度が飛躍的に高められた有機正特性サーミスタ
を得ることができる。従って、発熱時にシートの反りが
生じ難く、また電極剥離やｔ極の断線が生し難いため、
有機正特性サーミスタの信頼性を効果的に高めることが
できる。

しかも、糸状物を縫込むだけでｉ極が構成されるので、
電極形成工程の簡略化及びコストの低減にも寄与し得る
ものである。

なお、導電性糸状物として、比較的抵抗値の高いものを
用いれば、電極自身の発熱を利用することも可能であり
、従って発熱面積を拡大することもできる。

【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図は従来の有機正特性サーミスタの平面図、
第３図は有機正特性サーミスタの要部を拡大して示す断
面図、第４図は本発明の第２の実施例の有機正特性サー
ミスタの平面図、第５図（ａ）〜（ｃ）は電極形状の変
形例を説明するための各略図的平面図である。 図において、１１は有機正特性サーミスタ、１２はシー
ト、１３．１４は電極、１３ａ、１４ａは給電部、１３
ｂ、１４ｂは枝状′ｆ極、１５，１６は電極を構成する
ための金属線を示す。 第３図 第２図 第４図 ３ ０ 第３図 （ｂ） １昧Ｃ ３ ３ｃ ヰ Ｃ ３ｄ 吐

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、 前記シートに導電性糸状物を縫付けることにより形成さ
   れており、かつ前記シート上において所定距離を隔てて
   配置された少なくとも一対の電極とを備える有機正特性
   サーミスタ。