正温度系数热敏电阻及正温度系数热敏电阻装置

摘要

一种PTC热敏电阻及PTC热敏电阻装置,其特征在于备有:板状板状PTC热敏电阻元件体;通过形成于所述PTC热敏电阻元件体一侧面的第一侧面电极在所述元件体两个表面上形成梳齿状的第一梳齿状电极;通过形成于所述PTC热敏电阻元件体的与一侧面相对的另一侧面的第二侧面电极在所述元件体两个表面上形成梳齿状的第二梳齿状电极,在所述PTC热敏电阻元件的厚度方向上所述第一和第二梳齿状电极互相对置。上述结构具有高功率输出。

说明书

本发明涉及作为热风取暖器、加湿器及吸入器等加热器热源用的具有梳齿状电极的正温度系数热敏电阻及正温度系热敏电阻装置。

作为已有技术，如有实公昭58-50632号中描述的正温度系数热敏电阻。下面，参照图7～图9说明这类正温度系数热敏电阻。

正温度系数热敏电阻1，在具有正电阻温度特性的板状热敏电阻元件体2的相对的一对侧面形成有第一侧面电极3和及第二侧面电极4，在热敏电阻元件体2的两个表面各自通过上述第一及第二侧面电极3、4形成有预定间隔的梳齿状的第一梳齿状电极5a、5b及第二梳齿状电极6a、6b。

如图9所示，上述第一梳齿状电极5a、5b及第二梳齿状电极6a、6b的各自梳齿部，配置得使形成于热敏电阻元件体2上表面的第一梳齿状电极5a和形成于下表面的第一梳齿状电极5b相互相对夹着热敏电阻元件体2，同样，第二梳齿状电极6a及6b也相互相对相夹着热敏电阻元件体2。

上述结构的正温度系数热敏电阻1的第一梳齿状电极5a、5b与第二梳齿状电极6a、6b间，一旦施加电压，则在上表面的第一及第二梳齿状电极5a、5b间及下表面第一及第二梳齿状电极5b、6b间正温度系数热敏电阻1发热。进而，在热敏电阻元件体2的斜厚方向上在相对的第一及第二梳齿状电极5a、6b间及5b、6a间发热。

作为另一已有技术例子，如有实公昭55-53108号中描述的正温度系数热敏电阻，下面参照图10对其加以说明。

正温度系数热敏电阻1a，在其板状热敏电阻元件体2的两个平面上形成一对相对的第一梳齿状电极5a、5b及第二梳齿状电极6a、6b。

将构成热敏电阻元件体2厚度方向上相对电极的电极，即第一梳齿状电极5a和第二梳齿状电极6b，及第一梳齿状电极5b和第二梳齿状电极6a，在热敏电阻元件体2斜厚方向上相互错开分别设置第一梳齿状电极5a、5b及第二梳齿状电极6a、6b。

上述结构的正温度系数热敏电阻1a的第一梳齿状电极5a、5b和第二梳齿状电极6a、6b之间，一旦加有电压，则正温度系数热敏电阻1a在上表面的第一及第二梳齿状电极5a、6a间及下表面的第一及第二梳齿状电极5b、6b间发热。进而，在热敏电阻元件体2的斜厚方向上在相对的第一及第二梳齿状电极5a、6b间及5b、6a间发热。

但是，在上述构成的正温度系数热敏电阻1、1a中，在热敏电阻元件体2厚度t方向相对的第一及第二梳齿状电极5a、6b及5b、6a间，由于在热敏电阻元件体2斜厚方向相对，故第一及第二梳齿状电极间距离d1、d2大于热敏电阻元件体2的厚度t。再有，梳齿状电极的形成位置若偏离预定位置，则电极间距离d1、d2会随之变化。因此，正温度系数热敏电阻1、1a的发热效率下降。另外，随之热敏电阻1、1a的耐压特性的下降，元件体2内失去电压平衡，也存在发热效率下降的问题。

还有一个问题，即为了制作第一及第二梳齿状电极，还必须分别准备热敏电阻元件体2一侧表面用和另一侧表面用两种电极图形。

本发明为了克服上述问题，其目的在于提供热敏电阻元件体两个表面电极图形即使有些位置偏差也不会使发热效率下降、并能用一种电极图形在两个表面形成梳齿状电极的正温度系数热敏电阻及正温度系数热敏电阻装置。

为实现上述发明目的，本发明的正温度系数热敏电阻备有：板状正温度系数热敏电阻元件体；通过形成于所述正温度系数热敏电阻元件体一侧面的第一侧面电极在所述元件体两个表面上形成梳齿状的第一梳齿状电极；通过形成于所述正温度系数热敏电阻元件体的与一侧面相对的另一侧面的第二侧面电极在所述元件体两个表面上形成梳齿状的第二梳齿状电极，在所述正温度系数热敏电阻元件的厚度方向上所述第一和第二梳齿状电极互相对置。

再有，形成于所述正温度系数热敏电阻元件体表面的第一梳齿状电极及第二梳齿状电极的相互邻接距离，最好大致等于所述正温度系数热敏电阻元件体的厚度。

本发明正温度系数热敏电阻装置，在其板状正温度系数热敏电阻两个表面分别设置绝缘部件及散热部件，在所述正温度系数热敏电阻相对的一对侧面设有供电部件，所述正温度系数热敏电阻备有：板状正温度系数热敏电阻元件体；通过形成于所述正温度系数热敏电阻元件体一侧面的第一侧面电极在所述元件体两个表面上形成梳齿状的第一梳齿状电极；通过形成于所述正温度系数热敏电阻元件体的与一侧面相对的另一侧面的第二侧面电极在所述元件体两个表面上形成梳齿状的第二梳齿状电极，在所述正温度系数热敏电阻元件的厚度方向上所述第一和第二梳齿状电极互相对置，所述绝缘部件由于介于所述正温度系数热敏电阻与散热部件之间，故电气隔离所述正温度系数热敏电阻与散热部件，并将热量从所述正温度系数热敏电阻传导给热散热部件，所述散热部件覆盖于所述绝缘部件的表面，对所述正温度系数热敏电阻发出的热量进行散热，所述供电部件分别与所述正温度系数热敏电阻的一对侧面电极电气连接，供电给该正温度系数热敏电阻。

再有，形成于所述正温度系数热敏电阻元件体表面的第一梳齿状电极及第二梳齿状电极的相互邻接距离，最好大致等于所述正温度系数热敏电阻元件体的厚度。

还备有从侧面保持所述正温度系数热敏电阻且与所述正温度系数敏电阻两个表面对应的面呈开口的保持架。

最好是，所述保持架与所述供电部件构成一体，该供电部件的一端经所述正温度系数热敏电阻一对侧面电极与所述第一及及第二梳齿状电极电气连接，所述供电部件的另一端作为外部连接用端子。

通过将设置于所述正温度系数热敏电阻两个表面侧的所述散热部件相互紧连接，使所述正温度系数热敏电阻、绝缘部件及散热部件被固定。

最好在所述正温度系数热敏电阻、绝缘部件及散热部件间加有热传导剂。

因此，使热敏电阻元件两个表面间相对的梳齿状电极的位置容易对准，能获得发热效率高的正温度系数热敏电阻及正温度系数热敏电阻装置。

附图概述

图1为本发明一实施形态正温度系数热敏电阻的立体图；

图2为从图1所示正温度系数热敏电阻下方观察的立体图；

图3为从长度方向上剖开图1所示正温度系数热敏电阻的纵剖视图；

图4为图3所示剖面图中梳齿状电极在两个表面呈错开状态的局部放大图；

图5为本发明一实施形态正温度系数热敏电阻装置的立体图；

图6为图5所示装置的分解立体图；

图7为已有技术例的正温度系数热敏电阻的立体图；

图8为从图7所示电阻下方观察的立体图；

图9为沿长度方向剖开图7所示电阻的纵剖面图；

图10为另一已有技术例的正温度系数热敏电阻的纵剖面图。

下面，参照图1～图4详细说明本发明正温度系数热敏电阻一实施形态。其中，与已有技术例的相同部分赋以同一标号，并省略其详细说明。

正温度系数热敏电阻(下面简称为“PTC热敏电阻”)11，在具有正电阻温度特性的板状热敏电阻元件体2的相对侧面上形成有第一侧面电极3及第二侧面电极4，再分别通过该第一及第二侧面电极3、4在热敏电阻元件体2两个表面形成有以预定间隔设置的梳齿状的第一梳齿状电极15、16及第二梳齿状电极17、18。这些第一和第二侧面电极3、4及第一和第二梳齿状电极15～18用欧姆接触金属或合金制作。如对于烧结法可用银，铝；对于喷镀法可用铝；对于电镀法可用镍。在用镍电极情况下，也有的其上焊有银电极，以便能加大电流容量。若第一及第二侧面电极3、4的厚度取得厚一点，则与第一及第二梳齿状电极15～18的电气连接就稳定。

上述第一梳齿状电极15、16及第二梳齿状电极17、18的各个梳齿部如图3所示配置，使得热敏电阻元件体2上表面形成的第一梳齿状电极15和下表面形成的第二梳齿状电极18相互相对夹住热敏电阻元件体2，同样，上表面形成的第二梳齿状电极17和下表面形成的第一梳齿状电极16相互相对夹住热敏电阻元件体2。

在上述构成的PTC热敏电阻11的第一梳齿状电极15、16和第二梳齿状电极17、18间一旦施加电压，则PTC热敏电阻11在上表面的第一及第二梳齿状电极15、17间和下表面的第一及第二梳齿状电极16、18间发热。进而在热敏电阻元件体2厚度t方向上相对的第一及第二梳齿状电极15、18间和16、17间也发热。

在PTC热敏电阻11中，热敏电阻元件体2厚度t方向上相对的第一及第二梳齿状电极如15、18的电极间距离为t。此时，第一梳齿状电极15的位置如图4所示，即使向右偏离相当于梳齿部电极宽度W，也由于第一及第二梳齿状电极15、18电极间最短距离，即第一及第二梳齿状电极15、18相对端部15a、18a间距离为t，故发热状态稳定。

形成于同一表面上的第一及第二梳齿状电极15、17相互邻接的距离h和第一、第二梳齿状电极16、18相互邻接的距离h若基本等于热敏电阻元件体2的厚度t时，则PTC热敏电阻11两个表面中的发热与厚度方向内部中的发热基本相同，故能获取最大输出。

下面，参照图5、图6详细说明本发明PTC热敏电阻装置的一实施形态。但省略对上述实施形态中PTC热敏电阻11的详细说明。

PTC热敏电阻装置21备有2个PTC热敏电阻11，和从PTC热敏电阻11侧面保持PTC热敏电阻11的保持架26，所述PTC热敏电阻11两表面分别设置有绝缘部件22、23及第一和第二散热部件24、25。

绝缘部件22、23为板状体，覆盖于PTC热敏电阻11对应的第一和第二梳齿状电极15～18表面，其质材可由如具有弹性的硅树脂等或氧化铝等陶瓷那样的具有良好导热性和高耐热性的绝缘体构成。也即，绝缘部件22、23对PTC热敏电阻11的第一第二梳齿状电极15～18表面进行电气绝缘，并将PTC热敏电阻11发出的热量传导给散热部件24、25。

第一和第二散热部件24、25为板状或盒状，其质材可由铝等热传导好的金属构成。覆盖于PTC热敏电阻11表面，其间夹有绝缘部件22、23，并将PTC热敏电阻11发出的热量经绝缘部件22、23从其外表面散发出去。

第一散热部件24的端部备有用于供电部件31、32、33穿过的第一贯通孔27、28、29；其周围边缘部分形成有多个(图中为8个)第二贯通孔37。

第二散热部件25在其周围边缘部分形成有对应于第二贯通孔37的多个第三贯通孔38，其周围边缘部分还垂直设有多个(图中为4个)舌片39，与第一散热部件24对准位置后，将舌片39弯折，从而能与第一散热部件24固定成一体。

保持架26为具有2个开口30的框状体，其质材可由绝缘性树脂构成，能从侧部保持其表面露出的2个PTC热敏电阻11。保持架26其3个供电部件31、32、33形成一体，其各端31a、32a、33a设置在框状内侧。若将2个PTC热敏电阻11装填于开口30，则一端31a、32a及一端32a、33分别与各PTC热敏电阻11的一对侧面电极3、4弹性接触，与第一及第二梳齿状电极15、16、17及18电气连接。保持架26端部上面一侧形成有对应于第一散热部件24第一贯通孔27、28、29的突起34、35、36，供电部件31、32、33各另一端露出突起34、35、36的中央部分。这些各另一端构成向PTC热敏电阻11供电用的外部连接端。

上述结构的PTC热敏电阻装置21这样构成，将PTC热敏电阻11装填于保持架26的开口30，再加上热传导良好的如硅脂等热传导剂(未图示)后装上绝缘部件22、23，然后再加上热传导剂(未图示)叠合第一和第二散热部件24、25。此时，第一及第二散热部件24、25由舌片39确定位置，设于保持架26的突起34、35、36相应穿过第一散热部件24的第一贯通孔27、28、29，供电部件31、32、33的各另一端从突起34、35、36中央部露出于第一散热部件24的上方。保持该状态，将设于第二散热部件25的舌片39弯折，从而与第一散热部件24固定为一体。

实施例

准备长33×宽22×厚1.0mm的热敏电阻元件体2，制作第一及第二侧面电极3、4和分别在热敏电阻元件体2两个表面制作每个15根的第一及第二梳齿状电极15～18，作成图1所示PTC热敏电阻元件体11。

接着，如图6所示，在PTC热敏电阻11两个表面的梳齿状电极面上分别叠合设置作为绝缘部件的50×50×0.65mm的氧化铝及作为散热部件的70×70×1.5mm的铝板，从而获得实施例1的PTC热敏电阻装置。在实施例1的PTC热敏电阻装置中。进一步将硅脂分别加在PTC热敏电阻11表面与绝缘部件之间及绝缘部件与散热部件之间，从而获得实施例2的PTC热敏电阻装置。

对实施例1.2的PTC热敏电阻装置中各个PTC热敏电阻11施加电压100V，测量其功率，将结果记录于表1。

[表1]

功率(W)对比较例1的功率比％实施例1    277.6    125.9实施例2    384.7    174.5比较例1    220.5      --比较例2    235.6    106.8

作为比较例，用与实施例相同的热敏电阻元件体2作成下面两种PTC热敏电阻。

援引图1说明比较例1用PTC热敏电阻。对热敏电阻元件体2形成第一及第二侧面电极3、4和在热敏电阻元件体2一侧表面上形成每个15根的第一及第二梳齿状电极15、17，从而获得比较例1用PTC热敏电阻。

如图9所示，对热敏电阻元件体2形成第一及第二侧面电极3、4和在热敏电阻元件体2两个表面分别形成每个15根的第一及第二梳齿状电极5a、5b、6a、6b，从而获得比较例2用PTC热敏电阻。

对上述各个PTC热敏电阻设置实施例1所用的绝缘部件及散热部件，作成比较例1。与实施例2一样，将硅脂分别加入比较例1的PTC热敏电阻表面与绝缘部件与散热部件之间，从而得到比较例2。用与实施例1、2同样的条件测定比较例1、2的功率，其结果也记录于表1。表1中还记录有比较例2、实施例1、2对比较例2的功率比。

从表1可见，本发明实施例1的PTC热敏电阻，其输出比比较例1、2、的大，即使是同样大小的PTC热敏电阻也能获得更高的输出。再有，具有热传导剂的实施例2PTC热敏电阻装置，从PTC热敏电阻经绝缘部件至散热部件具有良好的热传导，比实施例1有更高的输出。

本发明涉及的PTC热敏电阻及PTC热敏电阻装置并不受限于上述实施形态，在其实质范围内可作种种实施形态的变化。例如，供电部件31、32、33的各另一端虽设置在第一散热部件24的上方，但也可设置在第一及第二散热部件24、25间的侧面。虽在PTC热敏电阻11与绝缘部件22、23与第一和第二散热部件24、25间分别加有热传导剂，但在热传导可以较小的情况下，也可省略之。另外，用于PTC热敏电阻装置的PTC热敏电阻的数量也不局限于2个。

如上所述，本发明的PTC热敏电阻由于将形成于热敏电阻元件体两个表面的第一及第二梳齿状电极配置得使第二梳状电极在热敏电阻元件体厚度方向上与第一梳齿状电极相对，故能获得大的输出，并能获得稳定输出。由于没有必要严格要求第一及第二梳齿状电极的图形(pattern)精度，故容易制造。再有，形成于PTC热敏电阻两个表面的第一及第二梳齿状电极的图形可以相同。

本发明的PTC热敏电阻装置由于使用上述PTC热敏电阻并从热敏电阻元件体侧面供电，故能从PTC热敏电阻两个表面获取高输出。由于在热敏电阻元件体、绝缘部件及散热部件间加有热传导剂，故能获得更大的输出。