JPH0982502A - ヒーターユニット - Google Patents
ヒーターユニットInfo
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- JPH0982502A JPH0982502A JP23746495A JP23746495A JPH0982502A JP H0982502 A JPH0982502 A JP H0982502A JP 23746495 A JP23746495 A JP 23746495A JP 23746495 A JP23746495 A JP 23746495A JP H0982502 A JPH0982502 A JP H0982502A
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Landscapes
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 PTCセラミック素子の電極層とリード線が
確実に接続された構造を有するヒーターユニットを提供
するものである。 【解決手段】 ヒーターユニットにおいて、PTCセラ
ミック素子の相対する面の片面もしくは両面に一対以上
の電極を設け、金属板の少なくとも一部が折り返された
折返部と前記金属板とで弾性挟持部が形成された板ばね
材にリード線を接続し、PTCセラミック素子の電極層
を板ばね材で弾性挟持することを特徴とする。板ばね材
で弾性挟持したPTCセラミック素子は絶縁基板に張り
付けられる。
確実に接続された構造を有するヒーターユニットを提供
するものである。 【解決手段】 ヒーターユニットにおいて、PTCセラ
ミック素子の相対する面の片面もしくは両面に一対以上
の電極を設け、金属板の少なくとも一部が折り返された
折返部と前記金属板とで弾性挟持部が形成された板ばね
材にリード線を接続し、PTCセラミック素子の電極層
を板ばね材で弾性挟持することを特徴とする。板ばね材
で弾性挟持したPTCセラミック素子は絶縁基板に張り
付けられる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、PTCセラミック
素子を利用したヒーターユニットに関する。
素子を利用したヒーターユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、PTCセラミック素子を組み
込んだヒーターユニットは、発熱装置の発熱体として利
用されている。図14は従来のヒーターユニットの平面
図、図15は図14のヒーターユニットの電極層とリー
ド線との接合部の断面図で、PTCセラミック素子1の
表面にAg等の電極層2を形成し、ヒーターユニットを
絶縁板3に接着剤7で接着し、電極層2へリード線4の
先端部をハンダ付け6あるいは導電性接着剤により接合
していた。
込んだヒーターユニットは、発熱装置の発熱体として利
用されている。図14は従来のヒーターユニットの平面
図、図15は図14のヒーターユニットの電極層とリー
ド線との接合部の断面図で、PTCセラミック素子1の
表面にAg等の電極層2を形成し、ヒーターユニットを
絶縁板3に接着剤7で接着し、電極層2へリード線4の
先端部をハンダ付け6あるいは導電性接着剤により接合
していた。
【0003】図16は実開昭63ー72885号公報記
載の発熱体ユニットの断面図で、同公報には、PTCセ
ラミック素子1、端子板21をばね性金属22でケース
23内に押さえ込んでヒーターユニットを形成した構造
が提案されている。
載の発熱体ユニットの断面図で、同公報には、PTCセ
ラミック素子1、端子板21をばね性金属22でケース
23内に押さえ込んでヒーターユニットを形成した構造
が提案されている。
【0004】図17は特開平4ー287301号公報記
載のヒーターユニットの断面図で、同公報には、PTC
セラミック素子1の電極層2上に被覆された樹脂層10
を傷つけないようにするため、ばね材5を開いた状態で
PTCセラミック素子1の電極層2を挟み、板ばね材5
の端部を溶接11してPTCセラミック素子1を弾力的
に挟みこむことが開示されている。
載のヒーターユニットの断面図で、同公報には、PTC
セラミック素子1の電極層2上に被覆された樹脂層10
を傷つけないようにするため、ばね材5を開いた状態で
PTCセラミック素子1の電極層2を挟み、板ばね材5
の端部を溶接11してPTCセラミック素子1を弾力的
に挟みこむことが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図14ある
いは図15に示すヒーターユニットは、加熱冷却が繰り
返されると、リード線の線材部、電極層、はんだ部の熱
膨張の差により、リード線の脱落や接触不良が起こり、
その結果、異常発熱や動作不良が起きたりすることがあ
った。
いは図15に示すヒーターユニットは、加熱冷却が繰り
返されると、リード線の線材部、電極層、はんだ部の熱
膨張の差により、リード線の脱落や接触不良が起こり、
その結果、異常発熱や動作不良が起きたりすることがあ
った。
【0006】また、図16に示す実開昭63ー7288
5号公報記載のヒーターユニットは、ケースカバー等が
必要となるため、ユニット全体が大きくなって、重量や
寸法制限のある用途には適していなかった。
5号公報記載のヒーターユニットは、ケースカバー等が
必要となるため、ユニット全体が大きくなって、重量や
寸法制限のある用途には適していなかった。
【0007】さらに、図17に示す特開平4ー2873
01号公報記載のヒーターユニットの場合、PTCセラ
ミック素子1をばね材5で挟持した後、ばね材が開かな
いように溶接するため、PTCセラミック素子1を挟持
するための工数が多くなりコスト高となる欠点がある。
01号公報記載のヒーターユニットの場合、PTCセラ
ミック素子1をばね材5で挟持した後、ばね材が開かな
いように溶接するため、PTCセラミック素子1を挟持
するための工数が多くなりコスト高となる欠点がある。
【0008】そこで、本発明はPTCセラミック素子の
電極層とリード線が確実に接続された構造を有するヒー
ターユニットを提供するものである。
電極層とリード線が確実に接続された構造を有するヒー
ターユニットを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヒーターユニ
ットにおいて、PTCセラミック素子の相対する面の片
面もしくは両面に一対以上の電極を設け、金属板の少な
くとも一部が折り返された折返部と前記金属板とで弾性
挟持部が形成された板ばね材にリード線を接続し、PT
Cセラミック素子の電極層を板ばね材で弾性挟持するこ
とを特徴とする。板ばね材で弾性挟持したPTCセラミ
ック素子は絶縁基板に張り付けられる。
ットにおいて、PTCセラミック素子の相対する面の片
面もしくは両面に一対以上の電極を設け、金属板の少な
くとも一部が折り返された折返部と前記金属板とで弾性
挟持部が形成された板ばね材にリード線を接続し、PT
Cセラミック素子の電極層を板ばね材で弾性挟持するこ
とを特徴とする。板ばね材で弾性挟持したPTCセラミ
ック素子は絶縁基板に張り付けられる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1はPTCセラミック素子と接
続用板ばねとの接続を示す平面図、図2は板ばね材の斜
視図、図3はPTCセラミック素子と絶縁板とを組み合
わせたヒーターユニットを示す平面図、図4はヒーター
ユニットの断面図であり、図1に示すように、薄板状の
PTCセラミック素子1には電極層2が形成されてい
る。
続用板ばねとの接続を示す平面図、図2は板ばね材の斜
視図、図3はPTCセラミック素子と絶縁板とを組み合
わせたヒーターユニットを示す平面図、図4はヒーター
ユニットの断面図であり、図1に示すように、薄板状の
PTCセラミック素子1には電極層2が形成されてい
る。
【0011】図2に示すように、PTCセラミック素子
1を挟持する板ばね5は、金属板5aの一部を折り曲げ
て折返部5bと金属板5aとにより略コの字形状の挟持
部5cが形成されている。折返部5bの先端には、間隙
を拡げるように立上部9を形成することにより、挟持部
5cの入口の間隙を拡げてセラミックをガイドし挟持し
やすくする。挟持部5cの反対側にはリード線接続部5
dが形成されている。
1を挟持する板ばね5は、金属板5aの一部を折り曲げ
て折返部5bと金属板5aとにより略コの字形状の挟持
部5cが形成されている。折返部5bの先端には、間隙
を拡げるように立上部9を形成することにより、挟持部
5cの入口の間隙を拡げてセラミックをガイドし挟持し
やすくする。挟持部5cの反対側にはリード線接続部5
dが形成されている。
【0012】板ばね5が取り付けられたPTCセラミッ
ク素子1は、図3及び図4に示すように、絶縁板3に張
り付けられ、ヒーターユニットに組み立てられる。
ク素子1は、図3及び図4に示すように、絶縁板3に張
り付けられ、ヒーターユニットに組み立てられる。
【0013】前記ヒーターユニットについて、5分ON
ー10分OFFの断続通電を5000回行って加熱冷却
を繰り返したが、板ばね接続部の接触不良に伴う抵抗値
の変化や異常発熱は認められなかった。
ー10分OFFの断続通電を5000回行って加熱冷却
を繰り返したが、板ばね接続部の接触不良に伴う抵抗値
の変化や異常発熱は認められなかった。
【0014】図5は両面に電極層2を有するPTCセラ
ミックの斜視図、図6は板ばね材の斜視図、図7は本発
明によるヒーターユニットの断面図で、図5に示すよう
に、ブロック状のPTCセラミック素子1は、相対する
両面に電極層2が形成されており、図6に示すように、
板ばね5は前記図2に示す板ばね5と同様に金属板5a
と折返部5bとにより挟持部5cが形成され、折返部5
bの先端には、間隙を拡げるように立上部9を形成さ
れ、挟持部5cの反対側にはリード線接続部5dが形成
されている。
ミックの斜視図、図6は板ばね材の斜視図、図7は本発
明によるヒーターユニットの断面図で、図5に示すよう
に、ブロック状のPTCセラミック素子1は、相対する
両面に電極層2が形成されており、図6に示すように、
板ばね5は前記図2に示す板ばね5と同様に金属板5a
と折返部5bとにより挟持部5cが形成され、折返部5
bの先端には、間隙を拡げるように立上部9を形成さ
れ、挟持部5cの反対側にはリード線接続部5dが形成
されている。
【0015】PTCセラミック素子1を板ばね5で弾性
挟持するにあたり、図7に示すように、板ばね5により
両面の電極層2が短絡しないように、各板ばね5の1電
極面に対して絶縁板3を介してPTCセラミック素子1
を挟持しヒーターユニットを形成する。このヒーターユ
ニットについて前記と同様の断続試験を実施したが、抵
抗値の変化や異常発熱は認められなかった。
挟持するにあたり、図7に示すように、板ばね5により
両面の電極層2が短絡しないように、各板ばね5の1電
極面に対して絶縁板3を介してPTCセラミック素子1
を挟持しヒーターユニットを形成する。このヒーターユ
ニットについて前記と同様の断続試験を実施したが、抵
抗値の変化や異常発熱は認められなかった。
【0016】次に、各部材について説明すると、PTC
セラミック素子1は0.1mm以上、好ましくは0.5
mm以上であると板ばねで挟持する際の破損が少ない。
セラミック素子1は0.1mm以上、好ましくは0.5
mm以上であると板ばねで挟持する際の破損が少ない。
【0017】PTCセラミック素子1表面に形成する電
極層2は、Ag、Zn、Ni、Al、Sn等のオーミッ
ク性を持たせた電極単味あるいはカバー電極層により形
成する。
極層2は、Ag、Zn、Ni、Al、Sn等のオーミッ
ク性を持たせた電極単味あるいはカバー電極層により形
成する。
【0018】PTCセラミック素子1を支持する絶縁板
3あるいは電極層2とばね材5との間に介在させる絶縁
板3の材質としては、アルミナ、マグネシア、窒化アル
ミニウム等が使用でき、できる限り熱伝導率の高いもの
が望ましい。
3あるいは電極層2とばね材5との間に介在させる絶縁
板3の材質としては、アルミナ、マグネシア、窒化アル
ミニウム等が使用でき、できる限り熱伝導率の高いもの
が望ましい。
【0019】また、PTCセラミック素子と絶縁板間と
の接着剤はシリコン、エポキシ等の弾性接着剤が熱膨張
緩和の点からも望ましい。
の接着剤はシリコン、エポキシ等の弾性接着剤が熱膨張
緩和の点からも望ましい。
【0020】板ばねの表面処理は、Niめっきの他に使
用環境、使用PTCセラミック素子の特性によってA
u、Ag等の貴金属めっきとすることもできる。
用環境、使用PTCセラミック素子の特性によってA
u、Ag等の貴金属めっきとすることもできる。
【0021】板ばねの材質は、SUS304の他にSU
S430,301、リン青銅等が使用できるが、高温多
湿下の試験においては、SUS製が最も耐久性が長く、
表面温度が220°Cの使用下において、大きな出力変
化がほとんど見られなかった。
S430,301、リン青銅等が使用できるが、高温多
湿下の試験においては、SUS製が最も耐久性が長く、
表面温度が220°Cの使用下において、大きな出力変
化がほとんど見られなかった。
【0022】なお、板ばねとリード線の半田部におい
て、ヒーターユニットの加熱温度よりも半田の軟化点が
低い場合は、カシメ、溶接等その他の接合手段を用い
る。
て、ヒーターユニットの加熱温度よりも半田の軟化点が
低い場合は、カシメ、溶接等その他の接合手段を用い
る。
【0023】板厚が0.4mm以上の板ばねでPTCセ
ラミック素子を挟持したところ、PTCセラミック素子
の割れ、電極の損傷が見られる場合があるので、PTC
セラミック素子の厚さ、ばねの強さあるいは形状等は適
正に設計する必要がある。板ばねの圧縮強さは電極幅に
対して5N/mm〜20N/mmの範囲にすることが望
ましく、5N/mmより小さい圧縮強さであると接触抵
抗が大きくなりすぎるという欠点があり、20N/mm
より大きな圧縮強さの場合、PTCセラミック素子の破
損を招いたり、電極層の損傷が起きたりすることがあ
る。
ラミック素子を挟持したところ、PTCセラミック素子
の割れ、電極の損傷が見られる場合があるので、PTC
セラミック素子の厚さ、ばねの強さあるいは形状等は適
正に設計する必要がある。板ばねの圧縮強さは電極幅に
対して5N/mm〜20N/mmの範囲にすることが望
ましく、5N/mmより小さい圧縮強さであると接触抵
抗が大きくなりすぎるという欠点があり、20N/mm
より大きな圧縮強さの場合、PTCセラミック素子の破
損を招いたり、電極層の損傷が起きたりすることがあ
る。
【0024】図8はPTCセラミック素子が歪んだ状態
を示す図、図9は本発明の板ばね5の別の実施例の斜視
図で、板ばねの形状については、図2に示す板ばね5の
ように、折返部5bを2分割することによって、図8に
示すようにPTCセラミック素子1が歪み、反り等の変
形が発生した場合でも、それぞれの折返部が独立して動
くので、反りが吸収され、PTCセラミックに与える損
傷を抑えることができ、確実に給電することができる。
折返部5bの分割は、図9に示すように、2以上の複数
分割することもできる。
を示す図、図9は本発明の板ばね5の別の実施例の斜視
図で、板ばねの形状については、図2に示す板ばね5の
ように、折返部5bを2分割することによって、図8に
示すようにPTCセラミック素子1が歪み、反り等の変
形が発生した場合でも、それぞれの折返部が独立して動
くので、反りが吸収され、PTCセラミックに与える損
傷を抑えることができ、確実に給電することができる。
折返部5bの分割は、図9に示すように、2以上の複数
分割することもできる。
【0025】図10は板ばねのさらに別の実施例の斜視
図、図11は図10の板ばねを用いたヒーターユニット
の接続部の断面図で、板ばねの折返部5bに複数の突起
8を形成することにより、図11に示すように数か所の
点接触で給電を行えるようにすることで、単位面積当た
りの電流値を小さくし、アーク等による損傷を防ぐこと
ができる。
図、図11は図10の板ばねを用いたヒーターユニット
の接続部の断面図で、板ばねの折返部5bに複数の突起
8を形成することにより、図11に示すように数か所の
点接触で給電を行えるようにすることで、単位面積当た
りの電流値を小さくし、アーク等による損傷を防ぐこと
ができる。
【0026】図12はヒーターユニットの底面をフラッ
トにする板ばねの断面図で、絶縁材を介在させない片方
のばね材の板厚を大きくし、ユニット底面をフラットに
して熱効率を高めることができる。
トにする板ばねの断面図で、絶縁材を介在させない片方
のばね材の板厚を大きくし、ユニット底面をフラットに
して熱効率を高めることができる。
【0027】また、図13はヒーターユニットの底面を
フラットにするPTCセラミック素子の断面図で、PT
Cセラミック素子に段差を設けることで、底面をフラッ
トにすることができるので、より一層熱効率を高めるこ
とができる。
フラットにするPTCセラミック素子の断面図で、PT
Cセラミック素子に段差を設けることで、底面をフラッ
トにすることができるので、より一層熱効率を高めるこ
とができる。
【0028】さらに、図18もヒーターユニットの底面
をフラットにするPTCセラミック素子の断面図で、P
TCセラミック素子の電極層2を互い違いに形成するこ
とで、底面をフラットにすることができる。
をフラットにするPTCセラミック素子の断面図で、P
TCセラミック素子の電極層2を互い違いに形成するこ
とで、底面をフラットにすることができる。
【0029】
【発明の効果】本発明の効果は次のとおりである。
【0030】(1) クリップ形状のばね性を持たせた
電極板にしているため、従来から用いられてきたばねで
押さえる充電構成に比べ、外側のケースも不要となり、
組立てが簡略化され、部品点数が少なく、軽量且つ低コ
ストにすることができる。
電極板にしているため、従来から用いられてきたばねで
押さえる充電構成に比べ、外側のケースも不要となり、
組立てが簡略化され、部品点数が少なく、軽量且つ低コ
ストにすることができる。
【0031】(2) 本発明の構成によれば、簡単且つ
確実に充電部を形成することができ、長期耐久性に優れ
ている。
確実に充電部を形成することができ、長期耐久性に優れ
ている。
【図1】本発明によるPTCセラミック素子と接続用板
ばねとの接続を示す平面図。
ばねとの接続を示す平面図。
【図2】図1の接続用板ばね材の斜視図。
【図3】図1のPTCセラミック素子を絶縁板に張り付
けたユニットを示す平面図。
けたユニットを示す平面図。
【図4】図3に示すユニットの断面図。
【図5】両面に電極層を有するPTCセラミック素子の
斜視図。
斜視図。
【図6】本発明による板ばね材の斜視図。
【図7】本発明によるヒーターユニットの断面図。
【図8】PTCセラミック素子が歪んだ状態を示す図。
【図9】本発明による複数分割折返部を有する板ばねの
斜視図。
斜視図。
【図10】本発明による折返部に突起を有する板ばねの
斜視図。
斜視図。
【図11】図10の板ばねを用いたヒーターユニットの
接続部の断面図。
接続部の断面図。
【図12】ヒーターユニットの底面をフラットにする板
ばねの断面図。
ばねの断面図。
【図13】ヒーターユニットの底面をフラットにするP
TCセラミック素子の断面図。
TCセラミック素子の断面図。
【図14】従来のヒーターユニットの平面図。
【図15】図14のヒーターユニットの電極層とリード
線との接合部の断面図。
線との接合部の断面図。
【図16】従来のヒーターユニットの断面図。
【図17】従来のヒーターユニットの断面図。
【図18】ヒーターユニットの底面をフラットにするP
TCセラミック素子の断面図。
TCセラミック素子の断面図。
1 PTCセラミック素子、 2 電極層、 3 絶縁
板、 4 リード線、5 板ばね、 5a 金属板、
5b 折返部、 5c 挟持部、 5d リード線接続
部、 6 はんだ、 7 接着剤、 8 突起、 9
立上部、 10 樹脂層、 11 溶接部、 21 端
子板、 22 ばね性金属、 23ケース
板、 4 リード線、5 板ばね、 5a 金属板、
5b 折返部、 5c 挟持部、 5d リード線接続
部、 6 はんだ、 7 接着剤、 8 突起、 9
立上部、 10 樹脂層、 11 溶接部、 21 端
子板、 22 ばね性金属、 23ケース
Claims (6)
- 【請求項1】 PTCセラミック素子の相対する面の片
面もしくは両面に一対以上の電極を設け、金属板の少な
くとも一部が折り返された折返部と前記金属板とで弾性
挟持部が形成された板ばね材にリード線を接続し、PT
Cセラミック素子の電極層を板ばね材で弾性挟持したこ
とを特徴とするヒーターユニット。 - 【請求項2】 板ばね材で弾性挟持したPTCセラミッ
ク素子を絶縁基板に張り付けたことを特徴とする請求項
1記載のヒーターユニット。 - 【請求項3】 板ばね材がステンレス鋼製であることを
特徴とする請求項1又は2記載のヒーターユニット。 - 【請求項4】 板ばね材の圧縮強さが電極幅に対して5
〜20N/mmであることを特徴とする請求項1、2又
は3記載のヒーターユニット。 - 【請求項5】 板ばね材の折返部が少なくとも3分割さ
れており、折返部が少なくとも2個以上であることを特
徴とする請求項1、2、3又は4記載のヒーターユニッ
ト。 - 【請求項6】 板ばね材の折返部の先端が折返部と逆方
向に折り返されていることを特徴とする請求項1、2、
3、4又は5記載のヒーターユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23746495A JPH0982502A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | ヒーターユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23746495A JPH0982502A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | ヒーターユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0982502A true JPH0982502A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17015731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23746495A Pending JPH0982502A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | ヒーターユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0982502A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001517371A (ja) * | 1997-03-27 | 2001-10-02 | リッテルフューズ,インコーポレイティド | リセット可能な自動回路保護装置 |
| GB2605629A (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-12 | Dyson Technology Ltd | A heater |
| CN115885352A (zh) * | 2020-12-17 | 2023-03-31 | Tdk电子股份有限公司 | 传感器装置以及用于生产传感器装置的方法 |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP23746495A patent/JPH0982502A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001517371A (ja) * | 1997-03-27 | 2001-10-02 | リッテルフューズ,インコーポレイティド | リセット可能な自動回路保護装置 |
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| JP2023554353A (ja) * | 2020-12-17 | 2023-12-27 | テーデーカー エレクトロニクス アーゲー | センサ構成およびセンサ構成を製造する方法 |
| CN115885352B (zh) * | 2020-12-17 | 2025-12-12 | Tdk电子股份有限公司 | 传感器装置以及用于生产传感器装置的方法 |
| US12560489B2 (en) | 2020-12-17 | 2026-02-24 | Tdk Electronics Ag | Sensor arrangement and method for producing a sensor arrangement |
| GB2605629A (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-12 | Dyson Technology Ltd | A heater |
| GB2605629B (en) * | 2021-04-08 | 2024-10-02 | Dyson Technology Ltd | A heater |
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