JPH0673312B2

JPH0673312B2 - 正温度係数セラミック発熱素子

Info

Publication number: JPH0673312B2
Application number: JP63021411A
Authority: JP
Inventors: デインチンルェイ; ポンチョンジェン
Original assignee: ツアイトワンフアーレンゴンイェジシュウイェンジオウユエン
Priority date: 1988-02-02
Filing date: 1988-02-02
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH01197987A

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（Positive Temperature Coeffic
ient、以下PTCと略称する）セラミック発熱素子に関
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、半導性を有するチタン酸バリウム(BaTiO
₃)を主体とするPTCセラミック材料は、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セラミック発熱素子の一般的な
形状としては、平板なプ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
は発熱体自体を大型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増大
させている。

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、そのハウジングによ
り補強を図っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、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、ハニカ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た同心発熱体として
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
構築する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
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
とを特徴とすると共に、前記保持体が、前記同心発熱体
の外周縁部分を上下方向から保持するリング状の保持部
材及び各保持部材の内周面間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当接する面において、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、金形成形
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、比表面積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環状壁1a,1b,
1c,1dを有していて、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
（Positive Temprevature Coefficent＝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,1b,
1c,1dは、互いの壁面間に空間が設けられた同心円状の
配置となっており、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1eもPTCセラミ
ック材料で成形されると共に、一番内側の環状壁1d内に
ほぼ均等な間隔をあけるよに設けられている。なお、互
いに隣接する環状壁1a,1b,1c,1dの壁間距離及び壁厚
は、組立てられる加熱装置10の全体の大きさにより適宜
調整されることが望ましい。即ち、環状壁1a,1b,1c,1d
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図において例示するように、環状壁1a（1b,1c,1d）
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2a,2bが設けられるが、これら２電極2a,2bは、例え
ば、銀電極などがめっ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,1c,1d及び
中心部材1e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,1b,1c,1d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により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方向から挾着保持す
るリング板状の２保持部材3a,3bと、これら２保持部材3
a,3bの各内周面間を水平方向及び垂直方向に横断する各
連結部材4a,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１のうち、環状壁1b,1
c,1d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4a,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着溝4c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1e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1aは、その２電
極2a,2bが形成されている上下端面を２保持部材3a,3bで
上下２方向から挾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
うように延設されたＬ字突条30a,30b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3a,3
b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5
a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図のジグザグ
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。この場合、本
発明によるリング状の保持部材は、上記同心発熱体の各
形状に対応して様々な環形状で実現される。

〔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、使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、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、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、1a,1b,1c,1d:同心発熱体の環状壁、1e:
同心発熱体の中心部材、2:保持体、2a,2b:電極、3a,3b:
保持体を形成するリング状保持部材、4a,4b:保持部材3
a,3bの連結部材、5a:端子、10:加熱装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特公昭62−41384（ＪＰ，Ｂ２) 実願昭58−107351号（実開昭60− 15786号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（ＪＰ，Ｕ) 実願昭60−27922号（実開昭61− 144591号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正の抵抗温度計数を特性とするセラミック
材料で形成される発熱素子と、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なくとも２つの
保持体とから構成される加熱装置において、当該発熱素子は、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
発熱体であり、そして前記保持体は、前記同心発熱体の外周縁部分を上下方向
から保持するリング状の保持部材と、前記各保持部材の
内周面間を横断するように一体形成し、前記同心発熱体
及び送風間隙の支持機能を有した連結部材とを備えるこ
とを特徴とする正温度係数セラミック発熱素子。
【請求項２】前記保持体が、その各保持部材の外周面に
少なくとも１つ電気接続用の端子を突設し、そして前記
連結部材の支持機能は前記同心発熱体中の各環状壁と当
接する面において、各環状壁を別個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記載の正
温度係数セラミック発熱素子。