JPS62200672A - 発熱体装置 - 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、正の抵抗温度特性を有する磁器半導体発熱体
を用いた発熱体装置に係り、特に水中ヒータとして用い
るのに好適な発熱体装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば実公昭４４−２１７４４号公報に示されて
いるように、正の抵抗温度特性を有する磁器半導体発熱
体を複数個用い、これを金属ケース内に密着固定するよ
うにした発熱体装置は一般に知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところがこの種の従来の発熱体装置においては、磁器半
導体発熱体の両面に接着したオーム性接触電極に、導線
を直接接着固定する方法を採っているため、予め各発熱
体を所定配列に配置した状態で行なわなければならず、
作業が容易でないとともに、充分な接触状態が得られず
、また導線をロウ付けにより電極に固定する場合には、
ロウ付は時の熱的ストレスにより発熱体が破損するおそ
れがある。

また従来の発熱体装置においては、磁器半導体発熱体を
金属ケース内に単に密着封入しているに過ぎないため、
発熱体で発生した熱が金属ケースに充分に伝わらず、熱
効率が悪いとともに、発熱体が熱破損するおそれがある
。

本発明はかかる現況に鑑みなされたもので、製作が容易
で熱効率がよく、また発熱体の熱破損のおそれが全くな
い発熱体装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、所定間隔で対向し周縁部が相互に連結される
金属製の第１ケース板および第２ケース板からなる放熱
ケースと、第１ケース板の中心部から立上がり第２ケー
ス板の中心部を貫通する筒状の中心部材と、前記放熱ケ
ース内の中心部材周囲位置に配置され各ケース板の内面
に対向する面にオーム性接触電極がそれぞれ一体に配さ
れた板状の複数の正の抵抗温度特性を有する磁器半導体
発熱体と、前記オーム性接触電極に圧接される電極板と
、この電極板と放熱ケース内面との間を絶縁する絶縁層
と、一端が前記１！極板に接続され前記中心部材の内部
を通して外部に引出される導線と、前記中心部材に装着
されて両ケース板を接近方向に締付ける締付部材とを備
えたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る発熱体装置においては、オーム性接触電極
に電極板を圧接させ、この電極板から導線を引出すよう
にしているので、組立作業が極めて容易で、しかもオー
ム性接触電極と導線との接触状態を安定させることがで
きる。

また、両ケース板の周縁を連結するとともに、両ケース
板の中心部を締付部材により締付けるようにしているの
で、磁器半導体発熱体と放熱ケースとが大きな力で圧接
し、これにより熱伝導が良好になって熱効率を向上させ
ることが可能となるとともに発熱体の熱破損を防止する
ことが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る発熱体装置の一例を示すもので、
この発熱体装置１は、第１ケース板２ａと第２ケース板
心とからなる円板容器状の放熱ケース２を備えており、
この放熱ケース２内には発熱機構３が組込まれ、その導
Ｉｓ４は、放熱ケース２の中心部に配した筒状の中心部
材５の内部を通して外部に引出されている。

前記第１ケース板すは、第２図ないし第４図に示すよう
に周縁にリブ６を有する浅底の円筒容器状をなしており
、その内側中心部には、後に詳述する中心部材５の一端
を回り止めした状態でロウ付けするための凹部７が設け
られ、その外周部には、このロウ付は時にロウが流出す
るのを防止するリング溝８が設けられている。

また、このリング溝８と前記リプ６との間には、第２図
ないし第４図に示すように第１ケース板２ａの内側に凸
に屈曲する概略台形状の押圧加工部９が周方向に等間隔
で６個設けられている。

また前記第２ケース板すは、第５図および第６図に示す
ように外周縁に前記第１ケース＆　２ａのリブ６内に嵌
入される大きさの外フランジ１０を有する浅絞りの蓋状
をなしており、その中心部には、大径部１１ａと小径部
１１ｂとからなる段付筒部１１が外方に向かって一体的
に突設されている。この段付筒部１１の小径部１１ｂ先
端には、第６図に示すように内７ラング部１２が設けら
れており、その先端面には、第５図および第６図に示す
ように０リング溝１３が設けられている。

また、この段付筒部１１と前記外７ランジ１０との間に
は、第５図および第６図に示すように第２ケース板かの
内側に凸に屈曲する概略台形状の押圧加工部１４が設け
られている。そして第１ケース板２ａは、第１図に示す
ようにその周縁の外７ランジ１０を前記第１ケース板２
ａのリプ６に例えばシリコンゴムを介して水密に加絞め
固定した際に、押圧加工部１４が第１ケース板２ａの押
圧加工部と周方向に完全に一致するようになっている。

前記両ケース板２ａ、２ｂは、例えば鉄を約１．５−含
むアルミ合金で形成されており、その外表面には、硬質
アルマイト処理、フッ素樹脂処理。

あるいは金メッキ等の表面処理が施され、耐蝕性、耐薬
品性、および均熱性の向上が図られている。

このように構成された放熱ケース２の内部に配される発
熱機構３は、第７図および第８図に示すように正の抵抗
温度特性を有する円板状の６個の磁器半導体発熱体（以
下ＰＴＣと称す）１５を備えており、各ＰＴＣ１５の両
面には、オーム性接触電極１５ａがそれぞれ一体的に配
されている。

これら各ｐ’ｒｃ　１５は、第７図および第８図に示す
ように例えば集成マイカ製でドーナツ円板状をなす位置
決め板１６に周方向に等間隔で設けた６個の位置決め孔
１６ａに収容されており、この状態において、前記各ケ
ース板２ａ　、　２ｂの押圧加工部９，１４に周方向に
対応するようになっている。

前記位置決め板１６の両面側には、第７図および第８図
に示すように例えばステンレス鋼製のドーナツ薄円板状
をなす１！極板１７がそれぞれ配置され、その外面側に
は、例えば天然マイカとその外側のポリイミドフィルム
とからなるドーナツ円板状の絶縁板１８がそれぞれ配置
されている。そしてこの絶縁板１８の外面が、前記各ケ
ース板２ａ　、　２ｂの内面に圧接されるようになって
いる。

また前記各電極板犯の内端縁部には、第７図および第８
図に示すように導線４ａ　、　４ｂの一端がそれぞれ接
続されており、これら両導線４ａ、４ｂは、発熱機構３
の中心部を通され、さらに第１図に示すように中心部材
５の内部を通されて外部に引出されている。

前記中心部材５は、第９図に示すように前記第１ケース
板２ａ内側中央部の凹部７にロウ付けされる基端部材１
９と、この基端部材四の先端にナツト部材２０を介して
連結される筒状の雄ねじ部材２１とを備えている。

前記基端部材１９は、第１０図に示すように前記凹部７
に嵌入されてロウ付けされる非円形板状のロウ付は部１
９ａと、このロウ付は部１９ａから立上がる筒状の雄ね
じ部１９ｂとから構成されており、雄ねじ部１９ｂ周面
の径方向に対向する二箇所には、先端から軸方向にスリ
ン）２２が設けられている。そして前記各導、ＩＪ４ａ
、４ｂは、このスリン）２２を通して中心部材５の内部
に引入れられるようになっている。

また前記雄ねじ部材２１は、第１１図に示すように筒状
をなしており、その基端部材１９との連結端部には、基
端部材１９内に挿入されるテーパ部２１ａが設けられて
いる。またこの雄ねじ部材２１とナツト部材２０とは、
一体重に製作するか、あるいは螺入量を一定にした状態
で接着剤等で固定するかして完全に位置関係が固定され
ており、雄ねじ部材２１は、この状態でナツト部材２０
を介し基端部材１９に連結されるようになっている。

前記雄ねじ部材２１には、第９図に示すように両ケース
板２ａ　、　２ｂの中心部を相互に接近する方向に締付
ける締付部材ｎが螺装されており、この締付部材２３と
第２ケース板かの内７ラング部１２との間は、０リング
２４によりシールされている。またこの締付部材２３に
よる締付量は、第９図に示すように前記内７ラング部１
２とナツト部材２０との接触により規制され、これによ
り常に一定の締付力が得られるようになっている。

このように構成された発熱体装置１は、第１図に示すよ
うに例えば湯沸し器底板３にバッキング２６を介して貫
通配置され、雄ねじ部材２１に螺装される固定ナツト２
７を締付けることにより水密に固定されるようになって
いる。またこの固定ナツト２７は、第１図に示すように
内部に凹陥部２７ａを有するキャップ状をなしていて締
付部材２３および段付筒部１１の小径部１１ｂを逃げる
構造になっており、これにより、湯沸し器底部２５の板
厚が変化しても対応できるようになっている。

次に作用について説明する。

発熱体装置１の製作に際しては、まず発熱機構３を第７
図に示す状態に組付けるとともに、第１ケース板２ａ内
側中央部の凹部Ｔに軸廻りに位置決めした状態で基端部
材１９をロウ付けする。

次いで、この第１ケース板２ａ内に前記発熱機構３を配
置し、６導１１ａ　４ａ　、　４ｂをスリットｎを介し
て雄ねじ部１９ｂ内に引入れる。そしてさらに、この導
線４ａ　、　４ｂを雄ねじ部材２１内に通した状態で、
ナツト部材２０を介し雄ねじ部材２１を基端部材１９に
連結する。この際、基端部材１９の雄ねじ部１９ｂには
スリン）２２が設けられているので、通常であればナツ
ト部材九の締付けにより雄ねじ部１９ｂが中心側に倒れ
込んでしまうが、雄ねじ部材２１のテーパ部２１ａが雄
ねじ部１９ｂ内に挿入されるので、このようなおそれが
全くない。

このため、ナツト部材加を強く締付けることができる。

次いで、雄ねじ部材力を段付筒部１１に通した状態で第
２ケース板すを第１ケース板２ａに重ね合わせ、シリコ
ンゴム等のシール材あるいは接着剤を介しリプ６を外７
ランジ１０側に折曲げて両ケース板２ａ　、　２ｂの周
縁を水密に加絞め固定する。そして締付部材ｎを締付け
て両ケース板２ａ。

ｂの中心部を締付ける。

しかして、両ケース板２ａ、２ｂは周縁部が加絞め加工
により締付けられるとともに、中心部が締付部材ｎの締
付けにより締付けられるので、放熱ケース２と発熱機構
３とが強い力で圧接し、これにより、熱効率を大幅に向
上させることができるとともに、部分加熱がなくなって
ＰＴＣｆ５の熱破損を有効に防止できる。そしてこの効
果は、各ケース板２ａ　、　２ｂに押圧加工部９，１４
を設け、これを各ＰＴＣ１５に対応させることにより、
より充分に得られる。

すなわち、各ケース板２ａ、２ｂを押圧加工して押圧加
工部９，１４を形成する場合、第１２図に実線で示すよ
うにその突出先端面は平坦とはならず、球面状となるの
が通例である。この状態で両ケース板２ａ　、　２ｂの
周縁および中心部を締付けると、第１２図に鎖線で示す
ように各押圧加工部９．１４が発熱機構の外面に倣って
平坦状に弾性変形することになる。このため、ＰＴＣ１
５の全面が確実に放熱ケース２に密着し、しかもその場
合の圧接力は、両ケース板２ａ　、　２ｂの締付力に各
押圧加工部９，１４の弾性変形に伴なう反力が加わった
値となるので、極めて大きな値となる。

また各ＰＴＣ１５間に厚さのバラ付きがあっても、各押
圧加工部９，１４の弾性変形でこれを吸収でき、製作時
にＰＴＣ１５を破損させてしまうおそれが全くない。

なお前記実施例では、両ケース板２ａ　、　２ｂがアル
ミニュウム合金製である場合について説明したが、アル
ミニュウム＃　＃ｆ　ｓあるいは銅合金等の他の軟質の
均熱性金属でもよい。また、ステンレス鋼の内側にアル
ミニュウム、銅、金、あるいはこれらの合金を爆接（す
なわちクラツド材）、ロウ付け、あるいは圧接させたも
のでもよい。

また前記実施例では、両ケース板２ａ　、　２ｂの周縁
を加絞め加工するものについて説明したが、両ケース板
２ａ　、　２ｂを締付けた状態で溶接したり四つ付けす
るようにしてもよい。

また前記実施例では、６個のＰＴＣ１５が並列に接続さ
れたものについて説明したが、ＰＴＣ１５の個数を変更
したり、あるいは各電極板１７を複数に分割して出力切
換ができるようにしてもよい。

また前記実施例では、放熱ケース２が円形をなしている
場合について説明したが、楕円形等地の形状であっても
同様に適用でき、同様の効果が期待できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、オーム性接触電極に電極
板を圧接させ、この電極板から導線を引出すようにして
いるので、組立作業が極めて容易で、しかもオーム性接
触電極と導線との接触状態を安定させることができる。

また、両ケース板の周縁を連結するとともに、両ケース
板の中心部を締付部材により締付けるようにしているの
で、ＰＴＣと放熱ケースとが大きな力で圧接し、これに
より熱伝導が良好になって熱効率の向上が期待できると
ともに、部分加熱によるＰＴＣの熱破損を防止できる。

【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装置の部分断面
図、第２図は第１ケース板を内側から見た詳細図、第３
図は第２図のＩ−１線断面図、第４図は第３図の右側面
図、第５図は第２ケース栃を外側から見た詳細図、第６
図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線断面図、第７図は発熱機構の
断面図、第８図は同様の分解斜視図、第９図は中心部材
の詳細を示す断面図、第１０図は基端部材の斜視図、第
１１図は雄ねじ部材の断面図、第１２図は各ケース板の
押圧加工部の効果を示す説−明図である。 １・・・発熱体装置、　２・・・放熱ケース、２ａ・・
・第１クース板、２ｂ・・・第２ケース板、　３・・・
発熱機構、　４ａ　、　４ｂ・・・導線、　５・・・中
心部材、９．１４・・・押圧加工部、１５・・・ＰＴＣ
，１５ａ・・・オーム性接触電極、　１７・・・電極板
、　１８・・・絶縁板、２３・・・締付部材。 特許出願人　　株式会社石崎電機製作所代理人　弁理士
　駒　　津　　敏　　洋、、、、Ｊｔ（）　・ 代理人　弁理士　小　　原　　二　　部、−・　・。 （・−１・。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）所定間隔で対向し周縁部が相互に連結される金属製
   の第１ケース板および第２ケース板からなる放熱ケース
   と、第１ケース板の中心部から立上がり第２ケース板の
   中心部を貫通する筒状の中心部材と、前記放熱ケース内
   の中心部材周囲位置に配置され各ケース板の内面に対向
   する面にオーム性接触電極がそれぞれ一体に配された板
   状の複数の正の抵抗温度特性を有する磁器半導体発熱体
   と、前記オーム性接触電極に圧接される電極板と、この
   電極板と放熱ケース内面との間を絶縁する絶縁層と、一
   端が前記電極板に接続され前記中心部材の内部を通して
   外部に引出される導線と、前記中心部材に装着されて両
   ケース板を接近方向に締付ける締付部材とを具備するこ
   とを特徴とする発熱体装置。 ２）少なくともいずれか一方のケース板は、各磁器半導
   体発熱体に対応する部位が放熱ケースの内部側に凸に押
   圧加工されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の発熱体装置。 ３）両ケース板は、その内面に軟質の均熱性導電層を有
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の発熱体装置。 ４）均熱性導電層は、アルミニユウム、銅、金またはこ
   れらの合金であることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載の発熱体装置。 ５）外ケースは、その外面に表面処理が施されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項
   または第４項記載の発熱体装置。 ６）表面処理は、硬質アルマイト処理、フッ素樹脂処理
   、または金メッキ処理であることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の発熱体装置。