JPH1140328A - Ptc面状発熱体 - Google Patents

Ptc面状発熱体

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JPH1140328A
JPH1140328A JP9191048A JP19104897A JPH1140328A JP H1140328 A JPH1140328 A JP H1140328A JP 9191048 A JP9191048 A JP 9191048A JP 19104897 A JP19104897 A JP 19104897A JP H1140328 A JPH1140328 A JP H1140328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating element
ptc
electrode layer
layer
ptc heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP9191048A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Kudo
敏夫 工藤
Takasada Mitsui
孝禎 三ツ井
Takahiro Kariya
隆広 假屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority to JP9191048A priority Critical patent/JPH1140328A/ja
Publication of JPH1140328A publication Critical patent/JPH1140328A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

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  • Resistance Heating (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2箇所の領域に分離したPTC発熱体層3を
直列に接続されることにより、このPTC発熱体層3が
対応する電圧の2倍の高電圧の電源8を使用することが
できるようにしたPTC面状発熱体1を提供する。 【解決手段】 絶縁性フィルム2上に2箇所の領域に分
離してPTC発熱体層3を形成すると共に、第1電極層
4は左側の領域のPTC発熱体層3上に形成し、第2電
極層5は右側の領域のPTC発熱体層3上に形成し、中
間電極層6はこれら左右の領域のPTC発熱体層3上に
架け渡すように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、床暖房や壁面から
の暖房等に用いるPTC面状発熱体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のPTC面状発熱体13は、図4に
示すように、ポリエステル(PET)等の絶縁性フィル
ム2上にPTC発熱体層3を形成すると共に、このPT
C発熱体層3上に第1電極層4と第2電極層5をパター
ン形成したものであった。PTC発熱体層3は、PTC
インキをスクリーン印刷によって絶縁性フィルム2上に
被膜形成したものである。PTCインキは、バインダー
となる樹脂マトリクス中にカーボンや熱半導体を分散さ
せてPTC([Positive Temperature Coefficient]正温
度係数)特性を持たせた導電性インキであり、通電によ
って発熱すると温度上昇に伴って抵抗値も上昇するの
で、外部の温度制御機器を用いなくても自動的に一定温
度を維持することができる自己温度制御機能を備えてい
る。第1電極層4と第2電極層5は、それぞれこのPT
C発熱体層3上に櫛歯状にパターン形成された良導電性
の電極層であり、各櫛歯状パターンが互いにほぼ等間隔
となるように配置されている。また、これらの第1電極
層4と第2電極層5は、それぞれの端末部がリード線7
を介して電源8に接続されている。従って、第1電極層
4と第2電極層5の各櫛歯状パターン間のPTC発熱体
層3には、それぞれこの電源8の電圧が印加されて通電
される。そして、この通電によって面状のPTC発熱体
層3を一定温度で発熱させることができる。
【0003】上記PTC発熱体層3は、電源8の電圧に
応じて、PTCインキのカーボンや熱半導体等の組成を
変える必要がある。また、第1電極層4と第2電極層5
の各櫛歯状部分の間隔も、この電圧に応じた距離に設定
する必要がある。そして、従来は、12V,24V及び
100Vの電源8に対応した組成のPTCインキが実用
化されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記PTC
面状発熱体13を床暖房や壁面からの暖房に用いる場合
には、比較的大きな電力を消費するので、単相3線式で
給電される200Vの電源8を使用したいという要望が
ある。しかし、このような高圧を印加すると、PTC発
熱体層3のPTC特性が不安定になり易く、過熱や熱暴
走を引き起こすおそれもあるので、200Vの電源8に
対応した組成のPTCインキを安定供給することは困難
である。このため、従来のPTC面状発熱体13は、1
00V以下の比較的低電圧の電源8でしか用いることが
できないという問題があった。
【0005】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、PTC発熱体層を複数の領域に分離して形成
し、各領域のPTC発熱体層を中間電極層を介して直列
接続することにより、高圧の電源を使用可能にすること
ができるPTC面状発熱体を提供することを目的として
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明のPTC面
状発熱体は、上記課題を解決するために、面状の絶縁
基材上に複数の領域に分離して形成されたPTC発熱体
層と、いずれかのPTC発熱体層の領域上にパターン形
成された第1電極層と、この第1電極層が形成された領
域以外のPTC発熱体層の領域上にパターン形成された
第2電極層と、それぞれ電極層が1つだけ形成された2
箇所のPTC発熱体層の領域を架け渡すように形成さ
れ、双方のPTC発熱体層の領域上において、それぞれ
その領域上の電極層のパターンに対しほぼ等間隔となる
ようにパターン形成された中間電極層とを備えたことを
特徴とする。
【0007】の手段によれば、いずれかのPTC発熱
体層の領域上で第1電極層と中間電極層が対向する。ま
た、別のPTC発熱体層の領域上では、この中間電極層
と他の中間電極層とが対向し、順次各PTC発熱体層の
領域上で、2つの中間電極層が対向する。そして、最後
のPTC発熱体層の領域上では、最後の中間電極層と第
2電極層が対向する。従って、各領域のPTC発熱体層
は、これらの中間電極層を介して順次直列に接続される
ので、第1電極層と第2電極層の間に印加される電源電
圧を各領域のPTC発熱体層で分圧することができ、低
圧用のPTC発熱体層を用いているにもかかわらず、こ
れの整数倍の高圧の電源を使用することができるように
なる。なお、ここで単に電極層という場合には、第1電
極層、第2電極層又は中間電極層のいずれかを意味す
る。
【0008】また、前記のPTC発熱体層が絶縁基
材上に2箇所の領域に分離して形成されると共に、前記
第1電極層が一方のPTC発熱体層の領域上に形成さ
れ、前記第2電極層が他方のPTC発熱体層の領域上に
形成され、前記中間電極層がこれら一方と他方のPTC
発熱体層の領域を架け渡すように形成されたものである
ことを特徴とする。
【0009】の手段は、においてPTC発熱体層が
2箇所の領域にのみ分離して形成される場合を示すもの
であり、この場合には、1つの中間電極層のみがこれら
2箇所のPTC発熱体層の領域を架け渡すように形成さ
れる。このように2箇所のPTC発熱体層の領域が1つ
の中間電極層を介して直列接続されると、各PTC発熱
体層に印加する電圧の2倍の電圧を電源から供給するこ
とができるようになる。
【0010】さらに、前記の各電極層が、PTC発
熱体層の領域上で、もう一方の電極層と互いにほぼ等間
隔で噛み合うように櫛歯状にパターン形成されたもので
あることを特徴とする。
【0011】の手段によれば、2つの電極層がPTC
発熱体層の領域上で櫛歯状に噛み合ってパターン形成さ
れるので、広い面積のPTC発熱体層を比較的狭い所定
間隔ごとに分割して効率良く通電することができるよう
になる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【0013】図1〜図3は本発明の一実施形態を示すも
のであって、図1はPTC面状発熱体の絶縁性フィルム
上に形成されるPTC発熱体層と電極層の構成を示す平
面図、図2はPTC面状発熱体の構造を示す斜視図、図
3は従来のPTC面状発熱体を用いた等価回路を示す平
面図である。なお、図4に示した従来例と同様の機能を
有する構成部材には同じ番号を付記する。
【0014】本実施形態は、PTC発熱体層3を2箇所
の領域に分離して形成したPTC面状発熱体1について
説明する。このPTC面状発熱体1は、図1に示すよう
に、絶縁性フィルム2上にPTC発熱体層3を形成して
いる。絶縁性フィルム2は、縦長の長方形状のポリエス
テルフィルムの中央部に縦に細長いスリット状の長孔2
aを形成したものである。この長孔2aは、PTC面状
発熱体1の設置時に取り付け位置の突起に嵌合するため
のものであり、他の取り付け方法による場合には必ずし
も設ける必要はない。PTC発熱体層3は、この長孔2
aに沿った中央部にある程度の間隔を開けて、左右2箇
所の領域にそれぞれ分離して形成される。また、これら
のPTC発熱体層3は、それぞれ絶縁性フィルム2の左
右の端辺部付近にもある程度の隙間を開けて形成され
る。このようなPTC発熱体層3のパターン形成は、P
TCインキを絶縁性フィルム2上にスクリーン印刷する
ことにより形成することができる。PTCインキは、バ
インダーとなるシリコーン樹脂等の樹脂マトリクス中に
カーボンマイクロビーズ等の導電性フィラーを分散させ
てPTC特性を持たせたものや、これに熱半導体を加え
て温度に対しさらに鋭敏な電気抵抗特性を持たせたもの
を用いる。また、本実施形態では、100Vの電源電圧
に対応した組成のPTCインキを使用する。
【0015】上記PTC発熱体層3を形成した絶縁性フ
ィルム2上には、さらに第1電極層4と第2電極層5と
中間電極層6がパターン形成される。これらの電極層4
〜6は、良導電性の銀系塗料等を絶縁性フィルム2上や
PTC発熱体層3上にスクリーン印刷することによりパ
ターン形成したものである。なお、ここでは絶縁性フィ
ルム2上にPTC発熱体層3を成膜した後にこれらの電
極層4〜6をパターン形成する場合について説明する
が、先に電極層4〜6をパターン形成した後にPTC発
熱体層3を成膜することもできる。
【0016】第1電極層4は、絶縁性フィルム2の左半
分の周縁部に沿って形成された太い幹線パターンと、P
TC発熱体層3が成膜されていない左端辺部に沿ったこ
の幹線パターンから等間隔に右方向に伸びて左側の領域
のPTC発熱体層3上に重ねて形成された複数本の櫛歯
状パターンとからなる。第2電極層5は、絶縁性フィル
ム2の右半分の周縁部に沿って形成された太い幹線パタ
ーンと、PTC発熱体層3が成膜されていない右端辺部
に沿ったこの幹線パターンから等間隔に左方向に伸びて
右側の領域のPTC発熱体層3上に重ねて形成された複
数本の櫛歯状パターンとからなる。また、これら第1電
極層4と第2電極層5における幹線パターンの下端中央
寄りの部分には、それぞれ端末部が形成されてリード線
7を介し200Vの電源8に接続されている。
【0017】中間電極層6は、絶縁性フィルム2の中央
部及び長孔2aの周囲に沿ってPTC発熱体層3が成膜
されていない部分に形成された太い幹線パターンと、こ
の幹線パターンから左右方向に伸びて左右側の領域のP
TC発熱体層3上にそれぞれ重ねて形成された複数本の
櫛歯状パターンとからなる。また、この中間電極層6の
各櫛歯状パターンは、第1電極層4と第2電極層5の各
櫛歯状パターンの間に等間隔に噛み合うように形成され
る。
【0018】上記絶縁性フィルム2は、図2に示すよう
に、PTC発熱体層3と電極層4〜6を形成した面に、
同形状のポリエステルフィルム9とウレタンフォーム1
0を貼り合わせると共に、裏面に粘着層11を形成して
セパレータ12で覆うことによりPTC面状発熱体1を
完成する。ポリエステルフィルム9はPTC発熱体層3
や電極層4〜6を絶縁性フィルム2との間で絶縁密閉す
るためのものであり、ウレタンフォーム10は断熱層で
ある。また、裏面のセパレータ12を剥がせば、このP
TC面状発熱体1を粘着層11によって設置位置に貼り
付けて固定することができる。
【0019】上記構成のPTC面状発熱体1は、電源8
からの200Vの電圧をリード線7を介して印加する
と、第1電極層4の幹線パターンから各櫛歯状パター
ン、左側の領域のPTC発熱体層3及び中間電極層6の
左側の各櫛歯状パターンを経て、この中間電極層6の幹
線パターンから右側の各櫛歯状パターン、右側の領域の
PTC発熱体層3、第2電極層5の各櫛歯状パターン及
び幹線パターンに至る経路で交流電流が流れる。従っ
て、第1電極層4の各櫛歯状パターンと中間電極層6の
左側の各櫛歯状パターンとの間に配置された左側の領域
のPTC発熱体層3と、中間電極層6の右側の各櫛歯状
パターンと第2電極層5の各櫛歯状パターンとの間に配
置された右側の領域のPTC発熱体層3とは、直列に接
続されることになる。即ち、本実施形態のPTC面状発
熱体1は、図3に示すように、従来の100V用のPT
C面状発熱体13を2枚直列に接続したものと等価にな
り、電源8から印加される200Vの電圧がこれらのP
TC面状発熱体13で分圧されてそれぞれ100Vずつ
の電圧が印加されるように、本実施形態のPTC面状発
熱体1の2箇所のPTC発熱体層3でもそれぞれ100
Vずつの電圧が印加されることになる。なお、このよう
に従来のPTC面状発熱体13をリード線7を用いて直
列接続することもできるが、この場合には、現場での施
工が面倒になり、配線ミス等によるトラブルも起き易く
なる。
【0020】以上説明したように、本実施形態のPTC
面状発熱体1によれば、絶縁性フィルム2上に2箇所に
分離して成膜したPTC発熱体層3が中間電極層6を介
して直列に接続されるので、各領域のPTC発熱体層3
には、電源8の電圧を半分に分圧した電圧が印加される
ようになる。従って、PTC発熱体層3には、100V
用のものを用いることができるので、さらに高電圧用の
ものを用いることにより安定性や安全性が損なわれるよ
うなことがなく、しかも、単相3線式で給電される20
0Vの電源8を用いることができるので、比較的電力消
費の大きな床暖房用等に用いても、電力の無駄が増加す
るようなことがなくなる。
【0021】なお、上記実施形態では、中間電極層6を
外部には接続しない浮いた状態にしていたが、ここにも
端末部を設けて、第1電極層4と第2電極層5との間に
それぞれ100Vの電源を接続すれば、2箇所のPTC
発熱体層3を並列接続した100V用のPTC面状発熱
体1として使用することもできるようになる。
【0022】また、上記実施形態では、各電極層4〜6
にそれぞれ櫛歯状パターンを設けたが、同じ領域のPT
C発熱体層3上に形成される1対の電極層4〜6のパタ
ーンが互いにほぼ等間隔で向かい合うようになるもので
あれば、これ以外のパターンを用いることも可能であ
る。
【0023】さらに、上記実施形態では、PTC発熱体
層3を2箇所に形成したが、これを3箇所以上に分離し
て形成し、中間電極層6もこれらPTC発熱体層3の間
ごとに2箇所以上設ければ、より高電圧の電源に対応す
ることも可能となる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のPTC面状発熱体によれば、各領域のPTC発熱体層
が中間電極層を介して順次直列に接続されるので、低圧
用のPTC発熱体層を用いた場合にも、これの整数倍の
高圧の電源を供給することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すものであって、PT
C面状発熱体の絶縁性フィルム上に形成されるPTC発
熱体層と電極層の構成を示す平面図である。
【図2】本発明の一実施形態を示すものであって、PT
C面状発熱体の構造を示す斜視図である。
【図3】本発明の一実施形態を示すものであって、従来
のPTC面状発熱体を用いた等価回路を示す平面図であ
る。
【図4】従来例を示すものであって、PTC面状発熱体
の絶縁性フィルム上に形成されるPTC発熱体層と電極
層の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
1 PTC面状発熱体 2 絶縁性フィルム 3 PTC発熱体層 4 第1電極層 5 第2電極層 6 中間電極層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 面状の絶縁基材上に複数の領域に分離し
    て形成されたPTC発熱体層と、 いずれかのPTC発熱体層の領域上にパターン形成され
    た第1電極層と、 この第1電極層が形成された領域以外のPTC発熱体層
    の領域上にパターン形成された第2電極層と、 それぞれ電極層が1つだけ形成された2箇所のPTC発
    熱体層の領域を架け渡すように形成され、双方のPTC
    発熱体層の領域上において、それぞれその領域上の電極
    層のパターンに対しほぼ等間隔となるようにパターン形
    成された中間電極層とを備えたことを特徴とするPTC
    面状発熱体。
  2. 【請求項2】 前記PTC発熱体層が絶縁基材上に2箇
    所の領域に分離して形成されると共に、前記第1電極層
    が一方のPTC発熱体層の領域上に形成され、前記第2
    電極層が他方のPTC発熱体層の領域上に形成され、前
    記中間電極層がこれら一方と他方のPTC発熱体層の領
    域を架け渡すように形成されたものであることを特徴と
    する請求項1に記載のPTC面状発熱体。
  3. 【請求項3】 前記各電極層が、PTC発熱体層の領域
    上で、もう一方の電極層と互いにほぼ等間隔で噛み合う
    ように櫛歯状にパターン形成されたものであることを特
    徴とする請求項1又は請求項2に記載のPTC面状発熱
    体。
JP9191048A 1997-07-16 1997-07-16 Ptc面状発熱体 Pending JPH1140328A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004511890A (ja) * 2000-10-06 2004-04-15 イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド サーミスターを備える電気ヒータ
JP2011003429A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Panasonic Corp 面状発熱体
JP2011014267A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Panasonic Corp 面状発熱体

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JP2004511890A (ja) * 2000-10-06 2004-04-15 イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド サーミスターを備える電気ヒータ
JP2011003429A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Panasonic Corp 面状発熱体
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