JPH04116801A - 面状発熱体 - 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、有機正特性サーミスタシートを利用して構成
された面状発熱体に関し、特に、帯状の有機正特性サー
ミスタシートを複数本並設した構造を有する面状発熱体
に関する。

〔従来の技術〕

従来より、自己温度制御機能を有する面状発熱体として
、第６図（ａ）及び（ｂ）に示すものが公知である。す
なわち、有機高分子材料中に導電性粒子を分散させてな
る材料を用いて、正の抵抗温度特性を示す有機正特性サ
ーミスタシート１が構成されている。

有機正特性サーミスタシート１の両端縁１ａ。

１ｂに沿うように、電極２．３が取り付けられている。

電極２．３は、有機正特性サーミスタシート１の両端縁
１ａ、ｌｂ近傍を加熱し、軟化させた状態で、金属線を
埋設することにより形成されている。

上記のような面状発熱体では、電極２．３から電圧を印
加することにより、電極２．３間に存在する有機正特性
サーミスタシート１がＰＴＣ挙動により発熱し、面状発
熱体として機能する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、有機正特性サーミスタシートｌは、正特
性サーミスタとしての挙動を示すものであるため、仮に
シート１内に高温部が生じた場合、該高温部の抵抗値が
上昇し、電圧集中が生じる。

そして、電圧集中により温度がさらに上昇し、その結果
、全体として有機正特性サーミスタシート１が面状発熱
体として機能し得なくなるという問題があった。

上記のような部分的な高温異常を防止するために、従来
は、有機正特性サーミスタシート１の両面または片面に
放熱板を貼り合わせ、ヒートスポットすなわち部分的高
温部が生じないように構成する必要があった。

また、上記の構成では、面状発熱体として発熱させたい
領域のすべてに、有機正特性サーミスタシート１を配置
する必要があった。

よって、上記のような放熱板を貼り合わせる必要がある
ため、並びに発熱させたい領域の全領域に有機正特性サ
ーミスタシート１を配置する必要があるため、面状発熱
体のコストが非常に高いものとなっていた。

のみならず、大面積の有機正特性サーミスタシート１を
均一に作製することは非常に困難であり、シートのサイ
ズが大きくなればなる程、並びにシートの比抵抗が高く
なればなる程、比抵抗のばらつきが大きくならざるを得
す、均一な特性の面状発熱体を得ることは容易ではなか
った。従って、抵抗値及びサイズの異なる面状発熱体を
容易に得ることはできなかった。

本発明の目的は、温度分布の均一性が良好であり、かつ
発熱体材料を削減することが可能な構造を備えており、
従ってサイズ・出力の変更が容易かつ安価な面状発熱体
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の面状発熱体は、有機高分子材料中に導電性粒子
を分散させてなる正の抵抗温度特性を示す材料よりなる
複数本の帯状の有機正特性サーミスタシートを用いて構
成されている。複数本の帯状の有機正特性サーミスタシ
ートは、略平行に並設されている。そして、本発明では
、複数本の帯状の有機正特性サーミスタシートに交差す
るように少な（とも２本の電極が備えられており、各電
極は、上記複数本の帯状の有機正特性サーミスタシート
に電気的に接続されている。

〔作用〕

本発明の面状発熱体では、複数本の帯状の有機正特性サ
ーミスタシートが略平行に配置されて発熱領域が構成さ
れている。従って、複数本の帯状の有機正特性サーミス
タシートの本数、間隔及び長さを選択することにより、
発熱領域の幅及び長さを自由に変更することができる。

また、複数本の帯状の有機正特性サーミスタシートに接
続される上記電極の間隔及び数を選択することによって
も、発熱領域の幅及び長さを変更することができると共
に、面状発熱体の大面積化も容易とされている。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明の一実施例にかかる面状発熱体を示す
平面図であり、第２図は第１図の■−■線に沿う断面図
である。

面状発熱体１１では、複数本の帯状の有機正特性サーミ
スタシート１２〜２２が略平行に並設されている。各有
機正特性サーミスタシート１２〜２２は、例えばポリエ
チレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレ
ート等の有機高分子材料中に、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分散させた材料
により構成されている。

すなわち、有機高分子材料中に導電性粒子を分散させて
なる材料をシート状に成形した後に切断することにより
、あるいは図示のような帯状の形状に成形することによ
り得られている。このような有機高分子材料中に導電性
粒子を分散させてなる材料は、正の抵抗温度特性を示す
。

他方、帯状の有機正特性サーミスタシート１２〜２２は
、その両端において、電極２３．２４に電気的に接続さ
れている。電極２３．２４は、複数本の有機正特性サー
ミスタシート１２〜２２と交差する方向に、特に、本実
施例では略直交する方向に延ばされている。

従って、電極２３．２４間に電圧を印加することにより
、複数本の帯状の有機正特性サーミスタシート１２〜２
２が発熱し、有機正特性サーミスタシート１２〜２２が
配置されている領域により発熱領域が構成される。この
場合、本実施例の面状発熱体１１では、発熱領域の全領
域に渡り有機正特性サーミスタシートが配置されていな
い、言い換えれば、複数本の帯状の有機正特性サーミス
タシート１２〜２２間には空間２５が設けられているた
め、その分だけ有機正特性サーミスタシートの使用量が
削減される。

なお、電極２３．２４は、複数本の金属線を有機正特性
サーミスタシート１２〜２２と同一材料よりなる被覆層
２６．２７に埋設した構造を有する。実際の製造に際し
ては、帯状の有機正特性サーミスタシート１２〜２２と
被覆層２６２７とを一体に成形しておき、被覆層２６．
２７を加熱して軟化し、その状態で金属線を埋設するこ
とにより、電極２３．２４を図示のように形成すること
ができる。

もっとも、複数本の帯状の有機正特性サーミスタシート
１２〜２２を予め得た後に、被覆層２６２７と熱溶着駅
しかる後、上記のように電極２３．２４を埋設させても
よい、さらに、予め電極２３．２４が埋設された被覆層
２６．２７を、複数本の帯状の有機正特性サーミスタシ
ート１２〜２２の両端に熱溶着により固定してもよい。

上述した電極２３．２４は、例えばＡｌ線またはＣｕ線
等のような適宜の導電性材料により形成され得る。

上記実施例の面状発熱体１１では、使用する帯状の有機
正特性サーミスタシート１２〜２２の長さ、本数及び間
隔を変更することにより、幅及び長さの異なる面状発熱
体を容品に得ることができる。

しかも、上述したように、複数本の有機正特性サーミス
タシート１２〜２２として、押出成形等により得られた
長尺状の有機正特性サーミスタ材料成形体を用いること
ができるので、従来の面状発熱体では実現することが困
難であった非常に長い面状発熱体を得ることも可能であ
る。また、使用する複数本の帯状の有機正特性サーミス
タシート１２〜２２の本数を増加させることによっても
、このような非常に長い面状発熱体を得ることができる
。

なお、本実施例の面状発熱体１１においても、発熱領域
の一部における電圧集中の問題は生じ得る。しかしなが
ら、電圧集中については、発熱領域に放熱板を貼り付け
ることにより、緩和することができ、従来例と同様の発
熱状態を得ることができる。

よって、本実施例によれば、任意のサイズの面状発熱体
を安定に得ることができ、しかも発熱領域の一部にのみ
有機正特性サーミスタ材料が用いられるものであるため
、面状発熱体のコストが効果的に低減され得ることがわ
かる。

第１図に示した実施例では、帯状の有機正特性サーミス
タシート１２〜２２は、等間隔に配置されていた。これ
に対して、第３図に示すように、帯状の有機正特性サー
ミスタシート１２〜２２間の間隔を異ならせてもよい、
すなわち、第３図に示した面状発熱体３１では、複数本
の帯状の有機正特性サーミスタシート１２〜２２間の間
隔を異ならせることにより、所望の温度分布を有する面
状発熱体を得ることが可能となる。

第１図実施例の面状発熱体１１では、複数本の帯状の有
機正特性サーミスタシート１２〜２２の両端に電極２３
．２４が接続されている。しかしながら、複数本の帯状
の有機正特性サーミスタシートに電気的に接続される電
極は必ずしも帯状の有機正特性サーミスタシートの両端
に接続される必要はない。

また、第４図及び第５図に示すように、複数本の帯状の
有機正特性サーミスタシート１２〜２０に交差するよう
に設けられる電極は、３本以上形成されていてもよい、
第４図及び第５図に示した実施例の面状発熱体４１では
、帯状の有機正特性サーミスタシート１２〜２０の両端
に電気的に接続されるように電極２３．２４が設けられ
ており、さらに帯状の有機正特性サーミスタシート１２
〜２０の中央領域において第３の電極４２が各帯状の有
機正特性サーミスタシート１２〜２０に電気的に接続さ
れるように設けられている。

なお、上述してきた実施例では、複数本の帯状の有機正
特性サーミスタシートとして、同一の材料からなり、か
つ同一幅のものが用いられていたが、複数本の帯状の有
機正特性サーミスタシートとして、異種の材料からなる
ものを用いたり、幅の異なるものを用いることにより、
部分的に出力の異なる面状発熱体を構成することも可能
である。

さらに、上述した各実施例の面状発熱体は、合成樹脂フ
ィルムのような適宜の絶縁性フィルムに貼り付けてもよ
く、また合成樹脂フィルム等の絶縁性材料を介して放熱
性を改善するためにアルミニウム板等の均熱板に貼り付
けてもよい、もっとも、面状発熱体を取り付ける場所及
び用途によって、これらの絶縁性フィルムや均熱板を用
いずともよい、すなわち、被加熱部分自体を上記のよう
な絶縁性フィルムや均熱板として利用することも可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、複数本の帯状の有機正
特性サーミスタシートを並設することにより発熱領域が
設けられているため、該複数本の帯状の有機正特性サー
ミスタシートの本数、長さ及び間隔を変更することによ
り、幅及び長さの異なる面状発熱体を極めて容易に提供
することが可能となる。すなわち、同一組成の有機正特
性サーミスタ材料を用いて、各種の形状の面状発熱体を
容易に得ることができ、また同一発熱量を種々の形状の
面状発熱体で実現することも可能となる。

よって、種々のサイズの面状発熱体において有機正特性
サーミスタ材料を共通化することができるため、種々の
サイズの面状発熱体を安価に提供することができる。

しかも、本発明の面状発熱体では、発熱領域の全領域に
有機正特性サーミスタシートが配置されるものではない
ため、すなわち帯状の有機正特性サーミスタシートを複
数本の形成することにより発熱領域を構成しているため
、有機正特性サーミスタ材料の使用量を削減することが
でき、それによって面状発熱体のコストが効果的に低減
される。

また、複数本の帯状の有機正特性サーミスタシートの間
隔及び使用材料等を変更することにより、部分的に出力
の異なる面状発熱体を得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる面状発熱体を説明す
るための平面図、第２図は第１図の■−■線に沿う断面
図、第３図は本発明の他の実施例にかかる面状発熱体を
説明するための平面図、第４図は本発明のさらに他の実
施例の面状発熱体を説明するための平面図、第５図の第
４図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図（ａ）及び（ｂ）
は、従来の面状発熱体の平面図及びＢ−Ｂ線に沿う断面
図である。 図において、１１は面状発熱体、１２〜２２は帯状の有
機正特性サーミスタシート、２３．２４は電極、３１．
４１は面状発熱体、４２は電極を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機高分子材料中に導電性粒子を分散させてなる
   正の抵抗温度特性を示す材料よりなる複数本の帯状の有
   機正特性サーミスタシートを備え、前記複数本の帯状の
   有機正特性サーミスタシートが略平行に並設されており
   、 前記複数本の帯状の有機正特性サーミスタシートに交差
   するように設けられており、かつ前記複数本の帯状の有
   機正特性サーミスタシートに電気的に接続されている、
   少なくとも２本の電極をさらに備えることを特徴とする
   、面状発熱体。