JPH0494081A

JPH0494081A - 発熱体ユニット

Info

Publication number: JPH0494081A
Application number: JP2212906A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hayashi; 武史林; Masayuki Terakado; 誠之寺門; Kazunori Ishii; 和典石井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-03-26

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発熱体ユニットに関し、とくにその構成に関す
る。

従来の技術従来のこの種の発熱体は、例えば特開昭５８１６４１８
７号公報に示される第７図のような構造となっていた。

即ち対向する一対のｔ流１．２上に正の抵抗温度係数を
存する（以下ＰＴＣと記す）発熱体３を設け、その外表
面を絶縁体４でチュービングしている０本構成では、Ｐ
ＴＣ発熱体３のＰＴＣカーブにより、ある自己制御温度
に設定することができるものであった。

発明が解決しようとする課題しかし、このような従来の発熱体ユニットの構成で特に
電極１．２間の距離が近接している場合、この発熱体に
外部からの押圧、屈曲、ねじれなどにより局部的に電極
１．２間距離が小さくなったり、ＰＴＣ発熱体３の一部
に導電性物質が誤って混入していたり電流１または２が
断線した場合など、ＰＴＣ発熱体３全体の抵抗値がほと
んど変らず、その局部に電流が集中し、局部過熱、アー
ク発生、さらには電極１．２間短絡などが生し、やけど
、火災の発生などの危険性を有していた。また電極１．
２間の短絡に関しても、特に電極抵抗が大きい場合など
ＰＴＣ発熱体３全体に流れる電流値に大きな変化を生じ
ないので、電流ヒユーズなどで確実に通電を停止させる
ことは困難である。このようにＰＴＣ発熱体３の抵抗値
がほとんど変わらず、変わってもＰＴＣ発熱体３自身の
自己制御抵抗値範囲内レベルであり、その局部に電流が
集中した場合などは安全性を確保することができないと
いう問題点を有していた。

ところで電極１，２間が接近していない場合は上記のよ
うな現象はあまりないが、発熱体の大きさ、形状が制約
されたり、また高発熱量にする場合などは電極間をかな
り接近させて構成しなければならなかった。そこで、本
発明は特にこの一対の電極間を接近させた場合において
、上記従来の問題点を解決するもので、安全で休転性の
高い発熱体ユニット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問題点を解決するために本発明の発熱体ユニットは
、近接して対向する一対の電極体と、この電極体間に電
気的に導通するように構成した正の抵抗温度係数をもつ
抵抗体とを備えた複数個の発熱体と複数個の電流ヒユー
ズ機能体とを具備し、前記電流ヒユーズ機能体と前記電
極体とを同一の厚みで、かつ電気的に接続して構成した
ものである。

作用本発明の発熱体ユニットは上記した構成によって、複数
個の発熱体と複数個の電流ヒユーズ機能体とを具備し、
前記電流ヒユーズ機能体と前記発熱体の電極体とを同一
の厚みで構成し、かつ前記電流ヒユーズ機能体と前記発
熱体の下部電極体とを電気的に接続することにより、局
部的な電流集中を検知し、通電を停止させることとなる
。

実施例以下、本発明の一実施例の発熱体ユニットを添付図面に
基づいて説明する。第１図、第２図、第３図、第４図に
おいて、一対の電極体６．７（上部電極体６、下部電極
体７以下単に電極体と呼ぶ）間にＰＴＣ抵抗体８を配し
て発熱体５−ａを構成しており、同様に発熱体５−ｂ、
５−ｃ。

５−ｄを構成している。そして発熱体５−ａは電流ヒユ
ーズ機能体１２−ａ、または発熱体５−ｂは電流ヒユー
ズ機能体１２−ｂ、さらに発熱体５−ｃは電流ヒユーズ
機能体１２−Ｃ１さらにまた発熱体５−ｄは電流ヒユー
ズ機能体１２−ｄと電気的に接続されている。このよう
に発熱体５は４本に分割されており、１本の発熱体に１
個の電流ヒユーズ機能体（または複数個の発熱体に１個
の電流ヒユーズ機能体）を電気的に接続することにより
、局所的に電流が集中しても各電流ヒユーズ機能体で検
知し、通電を停止させ安全性を確保することができる。

前記電流ヒユーズ機能体１２を接続する場所は、下部電
極体７の近傍でもよく、また温度の少しでも低いコード
接続部近傍でも良い、ここで、ＰＴＣ抵抗体８はカーボ
ンブラックを中心とする粒子状導電側を含存した高分子
組成物であり、例えば、これに用いる樹脂としてはポリ
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン−エチル
アクリレート共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン
などのポリオレフィンやポリアミド、ポリハロゲン化ビ
ニリデン、ポリエステルなどの結晶性樹脂があり、おの
おのの融点近傍で急激な正の温度係数を示す、また一対
の電極体６．７の距離は０．３〜３論程度であり、ＰＴ
Ｃ抵抗体８は高比抵抗の組成物でよく、自己温度制御性
のためのＰＴＣ特性は容品に得られる。

また、上記自己温度制御性のためのＰＴＣ特性は、例え
ば第２図に示すような抵抗温度特性であり、この発熱体
の熱負荷状態により、安定時の抵抗値は異なるが、一般
の機器に用いる熱負荷状態では、通電突入時の抵抗値Ｒ
ｃと安定時の抵抗Ｒｓの比Ｒｓ　／　Ｒｃば１５以下で
あることが多い。

例えば、Ｒｓ　／　Ｒｃが６であり安定電力２００Ｗの
場合を考えてみると通電突入電力は１．２ｋＷとなる。

この場合、電流ヒユーズ機能体１２ａ−ｄに電流ヒユー
ズを設けると通電突入電流が１２Ａとなり１５Ａの電流
ヒユーズを１個設けたとすると、安定時には２Ａの電流
となっているので、前記局所電流集中が１３Ａ以上にな
らなければ電流ヒユーズは動作しないことになる。この
場合、電極体６．７の抵抗が大きければ電流ヒユーズは
働かない場合が多く、また、電極体６．７の抵抗が小さ
くても１０Ａ以上の電流が局所部分に流れる前に殆ど異
常過熱、発火などが発生し、非常に危険になる。さらに
電流ヒユーズの経年変化などで劣化するため、これらの
安全率を見ると電流容量が大きくなり、を流ヒユーズと
しては遅動溶断型の使用では対応が困難となってくる９
例えば、電極体６．７間で短絡現象が発生した場合に、
第１の実施例では、上部電極体６に厚み３５μｍの電解
銅箔、下部電極体７にも厚み３５μｍの電解銅箔を使用
している。

今、電極体６，７間で短絡した場合を考えると短絡電流
は現象によって約１００〜２００Ａ程度の電流が０〜２
抛Ｓ程度流れ、上部電極体６の電解銅箔がこの短絡電流
によって部分的に破壊しながら発火・発煙に至る。この
状態では遅動溶断型電流ヒユーズでは溶断せずに発火・
発煙が持続して非常に危険な状態となる。第１の実施例
では電流ヒユーズ機能体１２ａ−ｄは電極体６，７とほ
ぼ同一の厚み３５μｍの電解ｗ４箔を使用した印刷配線
板に１．２５閣巾のパターンを作成した。３５μｍの電
解銅箔で１．２５■巾の破壊電流は約１４Ａである。

第１の実施例では電流ヒユーズ機能体１２ａ−ｄのパタ
ーン図は第５図に示すようにパターンとして３種類、箔
巾として６種類で実験をした。

上記構成において、複数個の発熱体５と複数個の電流ヒ
エーズ機能体１２とを具備し、前記電流ヒユーズ機能体
１２と発熱体５の電極体６．７とを電気的に接続するこ
とによって、電極体６，７間での短絡現象、または局部
的な電流集中現象では下部電極体７側は放熱板１３に接
着材１５で固定されているために破壊しにくい構造にし
ている、また上部電極体６例の作用によって先に上部電
極体６が破壊すると同時にｔ流ヒユーズ機能体１２をも
破壊して、通電を停止させて安全性を確保できる効果が
ある。

第２の実施例では、上部電極体６に厚み３５μｍの電解
銅箔、下部電極体７には厚み７０μｍの電解銅箔を使用
している。今、電極体６．７間で短絡した場合を考える
と短絡電流は現象によって約１００〜２００　Ａ程度の
電流がＯ〜２０ａｓ程度流れ、上部電極体６の電解銅箔
がこの短絡電流によって部分的に破壊しながら発火・発
煙に至る。この状態では遅動溶断型電流ヒユーズでは溶
断せずに発火・発煙が持続して非常に危険な状態となる
。第２の実施例では電流ヒユーズ機能体１２ａ−ｄは上
部電極体６とほぼ同一の厚み３５μｍの電解銅箔を使用
した印刷配線板に１．２５■巾のパターンを作製した。

厚み３５μｍの電解銅箔で１．２５閣巾の破壊電流は約
１４Ａである。

第２の実施例では電流ヒユーズ機能体１２ａ−ｄのパタ
ーン図は第５図に示すようにパターンとして３種類、箔
巾として６種類で実験をした。

１託構成において、複数個の発熱体５と複数個の電流ヒ
ユーズ機能体１２とを具備し、電流ヒユーズ機能体１２
と前記発熱体５の下部電極体７とを電気的に接続するこ
とによって、電極体６．７間での短絡現象、または局部
的な電流集中現象では下部電極体７側は厚み１０ｕｒｎ
と上部電極体６よりも厚みを厚くしさらに放熱板１３に
接着材１５で固定しているために破壊しにくい構造にし
ている。また上部電極体６側の作用によって先に上部電
極体６が破壊すると同時に電流ヒユーズ機能体１２をも
破壊して、通電を停止させて安全性を確保できる効果が
ある。

第３の実施例では、上部電極体６に厚み７０ＩＩｍの電
解銅箔、下部電極体７にも厚み７０μｍの電解ＩＲ箔を
使用している。今、電極体６，７間で短絡した場合を考
えると短絡電流は現象によって約１００〜２００Ａ程度
の電流が０〜２０ｍ５程度流れ、上部電極体６の電解鋼
箔がこの短絡を流によって部分的に膨らみ破壊しながら
発火・発煙に至る。この状態では遅動溶断型電流ヒユー
ズでは溶断せずに発火・発煙が持続して非常に危険な状
態となる。

第３の実施例では電流ヒユーズ機能体１２ａ−ｄは厚み
３５μｍの電解銅箔を使用した印刷配線板に１．２５ｍ
中のパターンを作製した。厚み３５μｍの電解銅箔で１
．２５ｍ中の破壊電流は約１４Ａである。

第３の実施例では電流ヒユーズ機能体１２ａ〜ｄのパタ
ーン図は第５図に示すようにパターンとして３種類、箔
巾として６種類で実験をした。

上記構成において、複数個の発熱体５と複数個の電流ヒ
ユーズ機能体１２とを具備し、電流ヒユーズ機能体１２
と発熱体５の下部電極体７とを電気的に接続することに
よって、電極体６．７間での短絡現象、または局部的な
１ｉｔ流集中現象では下部電極体７側は厚み７０μｍと
上部電極体６と同一の厚みで構成し、さらに放熱板１３
に接着材１５で固定しているために破壊しにくい構造に
している。また上部電極体６例の作用によって先に上部
電極体６が破壊すると同時に厚み３５μｍの電解銅箔を
使用している電流ヒユーズ機能体１２をも破壊して、通
電を停止して安全性を確保できる効果がある。

さらに第３の実施例では電極体６，７間での短絡現象、
または局部的な電流集中現象では上部電極体６のの作用
によって先に上部電極体６が破壊するため、下部電極体
７は何等損傷を受けないために放熱板１３に漏電するこ
とは無く、極めて安全性の高い商品を提供できる効果が
ある。

電解銅箔は通常の電流ヒユーズに比べて経年変化が少な
く休転性が極めて高いため、休転性の高い商品の提供が
可能となる。さらに第６図のように電流ヒユーズ機能体
１２を発熱体５がら離して雰囲気温度の低い例えばコー
ドの接続場所に配設することによって熱劣化を少なくし
て休転性を向上させることも可能である。

発明の効果以上の実施例の説明で明らかなように本発明の発熱ユニ
ットによれば簡単な構成により次の効果が得られる。

外部よりの押圧、屈曲、ねじれなどにより局部的に上部
と下部の電極体間の距離が小さくなったり、ＰＴＣ抵抗
体に誤って導電性物質が混入していたり、電極体自身が
断線しかかっていたりする場合などに生じる上部と下部
の電極体間の短絡現象による局部過熱、異常過熱、発火
、感電などを下部電極体側を放熱板に接着材で固定して
いるために破壊しにくく、上部電極体側の作用によって
先に上部電極体が破壊すると同時に電流ヒユーズ機能体
をも破壊して、通電を停止させ、安全性を確保できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す発熱体ユニットの構成
図、第２図は同発熱体ユニットのＰＴＣ抵抗体のＰ〒Ｃ
特性を示すグラフ、第３図は同発熱体ユニットの発熱体
の構成を示す図、第４図は同発熱体ユニットの発熱体の
断面図、第５図は同発熱体ユニットの電流ヒユーズ機能
体の各種のパターンを示す図、第６図は電流ヒユーズ機
能体をまとめて配置した発熱体ユニットの構成を示す図
、第７回は従来例の発熱体ユニットの発熱体の構成を示
す斜視図である。５−　ａ　−ｄ・・・・・・ＰＴＣ発熱体、６・・・・
・・上部電極体、７・・・・・・下部電極体、８・・・
・・・ＰＴＣ抵抗体、１２−ａ−ｄ・・・・・・電流ヒ
ユーズ機能体。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第２１！１；Ｘ屓前図第図第図第図？

Claims

【特許請求の範囲】

（１）近接して対向する一対の電極体と、この電極体間
に電気的に導通するように構成した正の抵抗温度係数を
もつ抵抗体とを備えた複数個の発熱体と、複数個の電流
ヒューズ機能体とを具備し、前記電流ヒューズ機能体と
前記発熱体の電極体とを同一の厚みで構成し、かつ電気
的に接続してなる発熱体ユニット。
（２）電流ヒューズ機能体の印刷配線板上に形成した導
電性材料の厚みを、電極体の厚みと同一に構成してなる
請求項１記載の発熱体ユニット。
（３）電流ヒューズ機能体の印刷配線板上に形成した導
電性材料の巾を、少なくとも電極体の巾よりも狭く構成
してなる請求項１記載の発熱体ユニット。
（４）近接して対向する一対の電極体と、この電極体間
に電気的に導通するように構成した正の抵抗温度係数を
もつ抵抗体とを備えた複数個の発熱体と、複数個の電流
ヒューズ機能体とを具備し、前記電流ヒューズ機能体の
厚みよりも前記電極体の厚みを厚く構成し、かつ電気的
に接続してなる発熱体ユニット。
（５）電流ヒューズ機能体の印刷配線板上に形成した導
電性材料の厚みよりも電極体の厚みを厚く構成してなる
請求項４記載の発熱体ユニット。
（６）電流ヒューズ機能体の印刷配線板上に形成した導
電性材料の巾を、少なくとも電極体の巾よりも狭く構成
してなる請求項４記載の発熱体ユニット。
（７）電極体の厚みを、電流ヒューズ機能体の厚みより
も少なくとも１．５倍に構成してなる請求項４記載の発
熱体ユニット。
（８）近接して対向する厚みを異にする一対の電極体と
、この電極体間に電気的に導通するように構成した正の
抵抗温度係数をもつ抵抗体とを備えた複数個の発熱体と
、同数個の電流ヒユーズ機能体とを具備し、前記電流ヒ
ューズ機能体と前記電極体とを電気的に接続してなる発
熱体ユニット。
（９）電流ヒューズ機能体の印刷配線板上に形成した導
電性材料の厚みを、薄い方の電極体の厚みと同一に構成
してなる請求項８記載の発熱体ユニット。
（１０）電流ヒューズ機能体の印刷配線板上に形成した
導電性材料の巾を、少なくとも電極体の巾よりも狭く構
成してなる請求項８記載の発熱体ユニット。
（１１）一方の電極体の厚みに対して他方の電極体の厚
みを少なくとも１．５倍に構成してなる請求項８記載の
発熱体ユニット。
（１２）通電突入時の電流が１５Ａ以下の電流ヒユーズ
機能体を発熱体に設けてなる請求項１，４または８記載
の発熱体ユニット。
（１３）電流ヒューズ機能体を電極体の給電接続部近傍
、またはコード接続部近傍に設けてなる請求項１，４ま
たは８記載の発熱体ユニット。
（１４）下部電極体と電流ヒューズ機能体とを電気的に
接続してなる請求項１，４または８記載の発熱体ユニッ
ト。