図面 (/)

技術 トランスレス発熱体

出願人 株式会社大泉製作所
発明者 金子仁司
出願日 1993年6月8日 (26年4ヶ月経過) 出願番号 1993-137903
公開日 1994年12月22日 (24年9ヶ月経過) 公開番号 1994-349566
状態 拒絶査定
技術分野 捕獲、駆除 抵抗加熱 酸化物セラミックスの組成2 サーミスタ・バリスタ
主要キーワード 円弧状セグメント 電圧切替スイッチ 常温抵抗値 両面電極 発熱装置 蚊取り器 トランスレス 直角座標
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年12月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

目的

発熱装置トランスレス化を実現する。

構成

(BaPbCaY)TiO3+SiO2+Mnで表わされるセラミックス材料組成物焼結体であって、SiO2は0.1重量%,Mnは0.020重量%添加されている。このセラミックス材料組成物の焼結体は、正特性サーミスタであり、電圧−電流特性は、電圧Vxを横軸電流Iyを縦軸とする直角座標において、

Vx+Iy=a(aは定数

の条件を満たす領域を少なくとも印加電圧が100V〜220Vの範囲に渡って有している。

概要

背景

液体式電気蚊取り器は、図5に示すように殺虫液1を充填したタンク2内にセラミック製の芯3を挿し込み、タンク2上に突き出した芯3の周上に発熱装置4を装備し、発熱装置4に通電して発熱させて、その熱を芯に伝え、芯3に吸い上げられている殺虫液1を蒸発させて室内に拡散させるものである。

発熱装置4には、発熱体として正特性サーミスタ素体5が組込まれている。正特性サーミスタ素体は、BaTiO3を基体とし、これに金属酸化物をドープしたセラミックス組成物焼結体である。円筒体の両面に電極を形成したもの(実公平1−12395号)や、円弧状のセグメントの両面に電極を形成したものが用いられる。液体式電気蚊取り器の発熱装置4は、国内では100Vの商用電源で発熱させている。

概要

発熱装置のトランスレス化を実現する。

(BaPbCaY)TiO3+SiO2+Mnで表わされるセラミックス材料組成物の焼結体であって、SiO2は0.1重量%,Mnは0.020重量%添加されている。このセラミックス材料組成物の焼結体は、正特性サーミスタであり、電圧−電流特性は、電圧Vxを横軸電流Iyを縦軸とする直角座標において、

Vx+Iy=a(aは定数

の条件を満たす領域を少なくとも印加電圧が100V〜220Vの範囲に渡って有している。

目的

本発明の目的は、印加電圧の変化に対して発熱温度に大幅な変化が生じない発熱体、すなわち、トランスレス発熱体を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

金属酸化物をドープしたBaTiO3を基体とするセラミックス材料組成物焼結体通電して発熱させるトランスレス発熱体であって、BaTiO3を基体とするセラミックス材料組成物の焼結体は、正特性サーミスタであり、正特性サーミスタの電圧−電流特性は、電圧Vxを横軸電流Iyを縦軸とする直角座標において、Vx+Iy=a(aは定数)の条件を満たす領域を少なくとも印加電圧が100V〜220Vの範囲に渡って有するものであることを特徴とするトランスレス発熱体。

請求項2

BaTiO3を基体とする材料組成物は、化学式(BaPbCaY)TiO3+SiO2+Mnで表わされ、材料組成中に添加されたSiO2とMnとの添加量は実質的に、SiO2 0.1 重量%Mn 0.020重量%であることを特徴とする請求項1に記載のトランスレス発熱体。

請求項3

BaTiO3を基体とする材料組成物は、化学式(BaPbSrY)TiO3+SiO2+Mnで表わされ、材料組成中に添加されたSiO2とMnとの添加量は実質的に、SiO2 0.1 重量%Mn 0.020重量%であることを特徴とする請求項1に記載のトランスレス発熱体。

技術分野

0001

本発明は、例えば液体式電気蚊取り器の殺虫液蒸発熱源などに用いるトランスレス発熱体に関する。

背景技術

0002

液体式電気蚊取り器は、図5に示すように殺虫液1を充填したタンク2内にセラミック製の芯3を挿し込み、タンク2上に突き出した芯3の周上に発熱装置4を装備し、発熱装置4に通電して発熱させて、その熱を芯に伝え、芯3に吸い上げられている殺虫液1を蒸発させて室内に拡散させるものである。

0003

発熱装置4には、発熱体として正特性サーミスタ素体5が組込まれている。正特性サーミスタ素体は、BaTiO3を基体とし、これに金属酸化物をドープしたセラミックス組成物焼結体である。円筒体の両面に電極を形成したもの(実公平1−12395号)や、円弧状のセグメントの両面に電極を形成したものが用いられる。液体式電気蚊取り器の発熱装置4は、国内では100Vの商用電源で発熱させている。

発明が解決しようとする課題

0004

ところが、発熱装置に組込まれた正特性サーミスタ素子は、印加電圧に比例して、発熱温度が変化するという問題がある。一般の液体式電気蚊取り器の発熱装置に、220Vを印加して発熱させたときには、100Vで発熱させたときに比べて発熱温度が約7℃以上上昇する。

0005

発熱温度が100Vでの設定温度より7℃以上上昇すると、殺虫液の蒸散量が異常に早くなり、タンク内に充填された殺虫液の有効期間の規定日数を満足できないという問題を生ずる。

0006

我国では、商用電源電圧100Vに統一されているが、海外では商用電源電圧に220Vが使用される国があり、また、一部の国には、商用電源電圧に100Vと、220Vとの両方を使用している国がある。そこで、輸出製品には商用電源電圧220Vを100Vに電圧降下させるトランス付設し、あるいはトランスに電圧切替スイッチを設け、スイッチを切替えて必要によりトランスを使用することでこれに対応しているのが実情である。製品にトランスを付設することは、もとより、製品のコストアップとなり、重量,容積の増大を招くことになる。もっとも、印加電圧がAC100V,220Vの両方に使用できる発熱体は知られているが、このものは、信頼性を向上し、最大定格電圧を上げることにより対応しようというものであり、発熱温度差に注目したものではなかった。

0007

本発明の目的は、印加電圧の変化に対して発熱温度に大幅な変化が生じない発熱体、すなわち、トランスレス発熱体を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するため、本発明によるトランスレス発熱体においては、金属酸化物をドープしたBaTiO3を基体とするセラミックス材料組成物の焼結体に通電して発熱させるトランスレス発熱体であって、BaTiO3を基体とするセラミックス材料組成物は、正特性サーミスタであり、正特性サーミスタの電圧−電流特性は、電圧Vxを横軸電流Iyを縦軸とする直角座標において、
Vx+Iy=a(aは定数
の条件を満たす領域を少なくとも印加電圧が100V〜220Vの範囲に渡って有するものである。

0009

また、BaTiO3を基体とする材料組成物は、化学式
(BaPbCaY)TiO3+SiO2+Mn
で表わされ、材料組成中に添加されたSiO2とMnとの添加量は実質的に、
SiO2 0.1 重量%
Mn 0.020重量%
である。

0010

また、BaTiO3を基体とする材料組成物は、化学式
(BaPbSrY)TiO3+SiO2+Mn
で表わされ、材料組成中に添加されたSiO2とMnとの添加量は実質的に、
SiO2 0.1 重量%
Mn 0.020重量%
である。

0011

BaTiO3を基体とするセラミックス材料組成物に添加する特定の添加物の量を固定したとき、例えば、
(BaPbCaY)TiO3+SiO2+Mn
組成とする正特性サーミスタ素体において、SiO2とMnの添加量が
SiO2=0.1重量%,Mn=0.020重量%
のときに、図1に示すように、キュリー点(Tc)以降、温度−抵抗特性に急激な立ち上りがみられる。このことにより、Tc以上に発熱してしまえば、それ以上、印加電圧を高くした場合でも、比抵抗が比例して大きく急変し、電力の増加が少なくて済むと考えられる。その電圧−電流特性をみると、図2のように印加電圧が100V〜220Vを含む領域で45°直線に極めて近い減衰をすることを見出した。すなわち、電圧Vxを横軸に、電流Iyを縦軸とする直角座標において、
Vx+Iy=a(aは定数)
の関係を充足する減衰特性が得られることが判明した。図1には比較のためにBaTiO3を基体とするセラミックス材料組成物を用いた従来の正特性サーミスタ素子の特性を比較例として破線で示した。

0012

図2において、(BaPbCaY)TiO3+SiO2+Mn中のSiO2の添加量を0.1重量%,Mnの添加量を0.020重量%に固定したセラミックス材料組成物を焼結して正特性サーミスタ素子に加工し、これを発熱体に用いたときに、印加電圧を100Vのときと220Vのときとでは、その消費電力P=VIの変化が小さく、したがって、少なくとも印加電圧100〜220Vの範囲内において、その発熱温度には差が殆ど生じない。

0013

通常の正特性サーミスタでは、図2の比較例に示すように、一般に減衰特性は、45°直線より緩やかに減衰し、この結果、印加電圧が大きい程、消費電力が増大し、発熱温度は高い。

0014

本発明によるこの特異な特性は、実験の結果得られたものであり、このような特性が得られる理由は必ずしも明らかではない。上記組成によれば、45°直線減衰特性が得られる範囲は、およそ70℃〜250℃であった。好都合のことに、この範囲は、商用電源電圧100V〜220Vの範囲をクリヤしている。また、上記組成物の今一つの特長は、高い耐電圧が得られることである。さらに発熱温度の高低は、組成物中のPbの量を増減することにより任意に制御できる。

0015

一方、(Ba,Pb,Ca,Y)TiO3+SiO20.1重量%+Mn0.020重量%の組成物において、CaをSrに置き換えた組成物であっても、電圧−電流特性に、同様の減衰特性が得られることが確認された。また、正特性サーミスタは、図3の比較例に示すように、一般に常温抵抗R25に反比例して発熱温度が変化するが、CaをSrに置き換えた組成物の場合でも図3の本発明に示すように、通常使用できる常温抵抗R25の範囲内では殆ど変化しないことが分かった。このことは、上記組成物による正特性サーミスタの2以上の組を発熱体に用いたときに、各々のサーミスタのR25を必ずしも揃えなくても同じ発熱量を得ることができる。

0016

したがって、本発明による正特性サーミスタを円筒状又はセグメントに加工し、両面電極取付け、これを発熱体に用いたときに、商用電源電圧100V,22Vの印加電圧の違いによって発熱温度に差が生ぜず、発熱装置のトランスレス化を実現できる。

0017

以下に本発明の実施例を説明する。

0018

(実施例1)表1は、セラミックス組成、
(Ba1-x-y-zPbxCayYz)T1.000O3+αwt%SiO2+βwt%Mnにおいて、x=7.0mol%に固定し、y,z及びα,βを種々に変化させて焼成した正特性サーミスタについて、常温抵抗(KΩ),印加電圧220Vと100Vとの発熱温度(℃),耐電圧(V),キュリー点(℃)を測定した結果を示している。

0019

0020

表1の結果から、SiO2の添加量α=0.1重量%,Mnの添加量β=0.020重量%に設定したものは、印加電圧を220Vに設定したときと、100Vに設定したときの発熱温度の温度差がいずれも7℃を大きく下廻りα,βのいずれか一方を少しでも増加させたときには、発熱温度の温度差は、7℃を下廻っているもののその温度差に増加の傾向が見られた。測定値にはややバラツキが認められるが、耐圧性常温抵抗値総合して判断すると、HX−18の試料すなわち、x=7.0重量%,y=4.0重量%,z=0.40重量%のもとでα=0.1重量%,β=0.020重量%に設定して焼成したものが電圧−電流減衰特性に優れていると言うことができる。

0021

表2は、SiO2の添加量を0.4重量%に固定し、他の成分の添加量を変化させた場合の測定結果を示している。表2に明らかなとおり、印加電圧220Vと100Vでの発熱温度の温度差は、表1に較べて著しく増大している。

0022

0023

(実施例2)表3はセラミック組成
(Ba1-x-y-zPbxSryYz)Ti1.000O3+αwt%SiO2+βwt%MnにおいてSiO2の添加量α=0.1重量%,Mnの添加量β=0.02に固定し、x,t,zmol%を種々に変化させて焼成した正特性サーミスタについて、常温抵抗(KΩ),印加電圧220Vと100Vとの発熱温度(℃),耐電圧(V),キュリー点(℃)を測定した結果を示している。

0024

0025

表3の結果から、印加電圧220Vと100Vとの発熱温度の温度差に関しては、実施例1に比べて劣るものの、比較的安定していることが認められた。表4は、x,y,zと共にα,βを種々に変化させた例である。

0026

0027

表4の結果に明らかなとおり、α=0.1,β=0.020からのずれが大きい程、印加電圧220Vと100Vとの発熱温度の温度差が大きいことが認められた。

0028

(実施例3)セラミックス材料組成((BaPbSrY)TiO3+SiO20.1重量%+Mn0.020重量%)について、焼成温度を種々変化させて得られた組成物の常温抵抗R25KΩと、印加電圧を100V,220Vに設定したときの発熱温度を測定した。測定結果を表5に示す。

0029

0030

表5の結果に明らかなとおり、焼成温度1320℃×2hrで焼成した素体は、焼成不足のため、発熱温度が素体によって大きく変動したが、焼成温度が1340℃〜1380℃の範囲内では、常温抵抗R25の変化幅も通常より小さく、また、印加電圧を220Vに設定したときと、100Vに設定したときとの発熱温度の温度差の変動幅も少なく、発熱温度が焼成温度の影響を殆ど受けないことが判明した。

0031

通常、正特性サーミスタは、常温抵抗R25に反比例して発熱温度が変化するが、上記組成物を用いた正特性サーミスタでは、通常使用する常温抵抗R25の範囲内では殆ど発熱温度が変化せず、したがって、量産時に多少焼成温度が上下し、常温抵抗R25が変動しても素体の発熱特性に大きな変動は生じない。

0032

(実施例4)実施例1の試料HX−18を外径1.32cm,内径0.78cm,厚さ0.35cm,中心角100°の円弧状セグメントパターン成形し、1330℃で2時間焼成し、得られた素体5の両面に電極6を付し、図4に示す端子金具7の対間に圧着し、これを発熱装置4として、図5要領で、タンク2内に浸した芯3の周囲にセットした。タンク2内には、いずれも45mlの殺虫液を充填し、発熱装置4を印加電圧100Vで加熱したときと、印加電圧220Vで加熱したときとの殺虫液の全量の消費時間を比較した。結果は表6のとおりである。

0033

0034

上表6の結果により、いずれの試料についても殺虫液の全量消費時間は、印加電圧が220Vのときに、100Vの電圧印加に比べて短いが、その差はせいぜい31時間の範囲に止められた。ちなみに、実験によれば、印加電圧220Vと100Vとの発熱温度差が1℃の違いで45mlの殺虫液の全液の消費時間に12時間の違いを生ずることが分かった。したがって温度差7℃以上では、実に84時間以上の違いとなる。

発明の効果

0035

以上のように、本発明によるときには、少なくとも印加電圧100V〜220Vの範囲にわたって、発熱体の発熱温度をほぼ一定に保持して装置のトランスレス化を実現できる。さらに、セラミック材料組成物(BaPbCaY)TiO3+SiO2+Mnにおいて、CaをSrで置換した焼結体においても、焼成温度が1340℃〜1380℃の範囲内で多少の上下があっても、通常使用できる常温抵抗の範囲内であり、また、それらの素体は印加電圧の違いによっても発熱温度に殆ど差が生ぜず、安定した特性が得られ、正特性サーミスタ素体の2個以上を同じ発熱装置に組込むときにも、互いの素体の常温抵抗を揃える必要がなくなり、素体を任意に選定して発熱装置を組立てることができる。以上、実施例では液体式電気蚊取り器の発熱装置に適用した例を説明したが、勿論これに限らず、凍結防止用ヒータその他の発熱装置の熱源に広く利用できる。

図面の簡単な説明

0036

図1正特性サーミスタの温度−抵抗特性を示す図である。
図2正特性サーミスタの電圧−電流特性を示す図である。
図3正特性サーミスタの常温抵抗−発熱温度特性を示す図である。
図4正特性サーミスタ素体の組付け要領を示す図である。
図5本発明を適用する電気蚊取り器の断面図である。

--

0037

1殺虫液
2タンク
3 芯
4発熱装置
サーミスタ素体
6 電極

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 三菱マテリアル株式会社の「 温度センサ」が 公開されました。( 2019/08/15)

    【課題】 耐湿性及び応答性に優れ、配線腐食を抑制可能な温度センサを提供すること。【解決手段】 絶縁性基材2と、絶縁性基材上にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部3と、薄膜サーミスタ部の上と下... 詳細

  • アキレス株式会社の「 苗木保護カバー」が 公開されました。( 2019/08/15)

    【課題】円柱や多角柱などの筒状に湾曲、又は折り曲げても、割れを生じることがなく、筒体の形状を保持できる苗木保護カバーを提供する。【解決手段】苗木保護カバー1は、生分解性樹脂、紫外線吸収剤、及び光安定剤... 詳細

  • 三菱マテリアル株式会社の「 温度センサ」が 公開されました。( 2019/08/15)

    【課題】 陽極側電極の腐食を抑制することができる温度センサを提供すること。【解決手段】 絶縁性基板2と、絶縁性基板の上面にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部3と、薄膜サーミスタ部の上又は下... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ