(57)【要約】【課題】アルミニウム粉、黒鉛粉を主材料とする焼結原料混合物を圧縮形成または押出成形によって成形した成型抵抗体が損傷しない状態で電極を形成でき、かつ、端子との間の電気的接続の選択自由度を高くすること。【解決手段】アルミニウム粉、黒鉛粉等を主材料とする焼結原料混合物７を、圧縮形成または押出成形によって外形を形成し、それを焼結させた成型抵抗体１１と、成型抵抗体１１の外周に対して金属の溶射によって所定面積の金属層からなる溶射電極１３ａ，１４ａ，とを具備する。成型抵抗体１１の端部表面にアーク溶射ガンから溶射される金属によって両側に設けてなる溶射電極１３ａ，１４ａは、成型抵抗体１１の空隙に溶射された金属が浸透しているから強靭な電極となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム粉と、黒鉛粉とを主材料とする焼結原料混合物を、圧縮形成または押出成形によって成形し、それを焼結し、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する抵抗温度特性を有してなる成型抵抗体と、
前記成型抵抗体の両側の前記成型抵抗体の外周面及び／または内周面及び／または端面を含む表面に、溶射ガンから溶射された金属によって所定面積の溶射層を形成すると共に前記成型抵抗体と通電自在とした溶射電極と
を具備することを特徴とする焼結成型発熱体。
【請求項２】
前記成型抵抗体にはその長さ方向に貫通孔を設け、前記貫通孔には、長さ方向に対して垂直に切断した断面が、円形、楕円形、長円形、三角形、四角形、六角形の何れか１以上としたことを特徴とする請求項１に記載の焼結成型発熱体。
【請求項３】
前記溶射電極は、前記溶射電極に弾接する端子によって前記成型抵抗体に通電することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼結成型発熱体。
【請求項４】
前記溶射電極は、前記溶射電極に前記導電線の一方を接続し、前記導電線の他方は端子に接続したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼結成型発熱体。
【請求項５】
前記溶射電極は、前記溶射電極を形成後、前記溶射電極に前記導電線を接続すべく、再度、前記溶射電極及び前記導電線の表面に金属を溶射したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焼結成型発熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム粉と黒鉛粉とを主材料とする焼結原料混合物を成型し、焼結させた成型抵抗体に溶射された電極を設けた焼結成型発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属や金属酸化物・窒化物等の粉末を焼成してなる焼結体は、その緻密性から様々な分野での利用可能性があり、従来から多くの技術が開発されてきた。
特に、金属材料としてのアルミニウム材料は、軽量、かつ、安価であり、加工性も良いことから、従来から焼結体を製造する原材料としてアルミニウム材料が検討されてきた。
しかし、アルミニウム材料は極めて酸化し易く、その表面に安定で硬い酸化皮膜が形成され易いため、これをそのまま焼結させても機械的強度の高い焼結体を得ることは困難であった。
【０００３】
ところで、本出願人は、先に、アルミニウム粉末を使用した焼結体の発明に係る特許文献１の特許出願をした。この特許文献１に記載の焼結体の発明は、アルミニウム微粒子とゼオライト微粒子と有機バインダ及び／または無機バインダとを含有し、これらが均一に混合された混合物を、常温でプレス成形し、非酸化雰囲気において１２００℃〜１８００℃の範囲内の温度で焼結したものであり、これによって、優れた機械的強度を有する焼結体が得られている。
【０００４】
特許文献１の発明においては、１２００℃〜１８００℃の範囲内の温度で焼結したことから、得られる焼結体は主にアルミナ質となり、通電発熱はなく、抵抗体、抵抗発熱体等の用途に適した導電性は備えられていなかった。このため、アルミニウム材料を使用した焼結体として応用分野の拡大を図ることはできなかった。
また、従来から使用されている発熱体として、ニクロム合金、カンタル（ニッケル・クロム）合金等の金属材料や、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック材料からなるものが開発されている。
しかし、金属材料からなる発熱体は、液体加熱用の発熱体等として使用する場合において、金属の周囲にマグネシア等の絶縁物を配設し、更に、全体を金属シースで包む必要があることから、また、金属線によって面放熱させていたので発熱効率が低かった。一方、セラミック材料からなる発熱体においては、脆くて急激な温度変化による熱衝撃に弱く、急速加熱や急速冷却が困難であった。
そこで、本出願人は、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正特性発熱体として特許文献２の発明を提供した。
【０００５】
即ち、特許文献２の先願では、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする混合物を、圧縮形成または押出成形によって外形の成形と共に複数の貫通孔を設け、それを焼結させた成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた電極を具備し、前記成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものであるから、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が混合されてなる混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら混合物を強固で緻密な固形状態とし、この状態で焼結することによって、高強度の正特性発熱体を得ることができる。また、成型抵抗体に黒鉛粉が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって上記混合物は複合化されて、空隙を有する正特性発熱体となり、かかる正特性発熱体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正特性発熱体となり、かかる多孔質の正特性発熱体は、特定の温度まで上昇できる抵抗発熱体として使用可能となる。
【０００６】
特に、こうして得られた多孔質の正特性発熱体は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正特性発熱体の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る多孔質の正特性発熱体は、抵抗発熱体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体となる。
【０００７】
ここで、前記正特性発熱体における空隙は、本発明者らが、実験研究を重ねた結果、成型抵抗体における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、成型抵抗体における空隙が少ないと、正特性発熱体の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、成型抵抗体における空隙が多すぎると、抵抗発熱体として使用において、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。よって、条件次第で、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正特性発熱体の成型抵抗体が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−３６４７０
【特許文献２】特願２０１２−２５６３３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献２で成型抵抗体として多孔質の正特性発熱体が得られるようになっても、その成型抵抗体には、黒鉛粉が混合されており、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となっているため、焼成によって複合化されるが、金属棒や金属板状に平面的な露出面となっていない。荒れた露出表面となっている。
ここで、電極の溶接のために成型抵抗体の一部を削り出してそこに銀蝋またはアルミニウムの鋳込み溶接を行うと、前記成型抵抗体の成分のアルミニウム粉が熔融したり、酸化アルミになったりして成型抵抗体の電気抵抗が無限大に大きくなり、場合によっては断線状態となり、目的の抵抗値が得られない可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる不具合を解決すべくなされたもので、アルミニウム粉、黒鉛粉を主材料とする焼結原料混合物を圧縮形成または押出成形によって成形した成型抵抗体が損傷しない状態で電極を形成でき、しかも、前記成型抵抗体と電気的接続の選択自由度の高い焼結成型発熱体の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明の焼結成型発熱体は、アルミニウム粉、黒鉛粉等を主材料とする焼結原料混合物を、圧縮形成または押出成形によって外形を形成し、それを焼結させた成型抵抗体と、前記成型抵抗体の両側に、溶射ガンから溶射された金属によって所定面積で所定の溶射層も厚みを形成すると共に前記成型抵抗体と通電自在な溶射電極とを具備するものである。
ここで、前記成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると抵抗が増大する正特性の抵抗温度特性を有するものであり、完全に比例関係が成立するものではなく、比例関係以上に抵抗値が大きく変化するキュリー点温度が存在することを意味である。なお、比例関係以上に抵抗値が大きく変化するキュリー点温度は、本発明では組成によって急激に変化しないものがある。
【００１２】
また、アルミニウム粉は、例えば、アトマイズ法（噴霧式）によって製造された不規則な形状（針状、紡錘形状等）のものが使用される。レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が３０μｍ〜７５μｍの範囲内であり、ふるい分け試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満であるもの、好ましくは、中位径が３５μｍ〜６５μｍの範囲内であり、粒子径が１００μｍ未満であるものである。
なお、「ふるい分け試験」とは、ＪＩＳ−Ｚ−８８０１によって規定された目開きをもつ標準ふるいを用いて、測定対象となる粉末をふるい分けることによって粒度分布を測定する試験方法をいうものである。標準ふるいなどを用いて行う粒径，粒径分布を測定する方法のことである。粒径と、粒径分布の表現は、使用したふるいの目開き（μｍ ）とふるい上残量（オーバサイズ）またはふるい下通過量（アンダーサイズ）の全体に対する比率で表される。
【００１３】
また、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１「試験用粉体及び試験用粒子」の本文及び解説の用語の定義によれば、中位径とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数（または質量）が、全粉体のそれの５０％を占めるときの粒子径（直径）、即ち、オーバサイズ５０％の粒径であり、通常、メディアン径または５０％粒子径といいＤ50と表わされる。定義的には、平均粒子径、中位径で粒子群のサイズを表現されるが、ここでは、レーザ回折・散乱法によって測定した値であり、この「レーザ回折・散乱法によって測定した中位径」とは、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算重量部が５０％となる粒子径（Ｄ50）を指す。
なお、上記数値は、無作為に抽出された粒度分布に左右されるから、厳格なものでなく概ねであり、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。
【００１４】
加えて、黒鉛粉は、例えば、熱伝導率が低く、高温下でも前記アルミニウム粉とは反応しないものが選択される。ここでは、前記アルミニウム粉の溶融点（６６８℃）より低い温度では溶融しないものであればよく、例えば、炭素、カーボンブラック、活性炭、炭素繊維等の粉状物が挙げられる。カーボン質材料の繊維は、石油系ピッチから合成できる。更に、黒鉛粉体の純度は９０％以上が好ましい。また、黒鉛粉は、人造黒鉛であっても、また天然黒鉛であってもよい。
そして、一般的に使用されるアルミニウム粉、黒鉛粉等に添加される粘土粉は、鉱物質粉としての陶磁器用の粘土粉であり、例えば、アルミニウム酸化物及びケイ素酸化物、アルミニウム酸化物とケイ素酸化物の複合酸化物、アルミニウムのケイ酸塩のうちの少なくとも１種を含有するものであればよく、例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石、ゼオライトの粉末等が使用される。前記蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石、ゼオライトの粉末は、通常、鉱物質粉と呼ばれ、陶磁器用の粘土粉である。
【００１５】
アルミニウム粉と、黒鉛粉と、通常使用される粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物は、水を加えて混練し、金型でプレスする圧縮形成または押出成形機で押出成形することにより任意の形状に成形し、それを、例えば、温度制御電気炉内にて９００℃〜１１００℃の範囲内で焼結させたものである。温度制御電気炉内にて９００℃〜１１００℃の範囲内で焼結するのは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、９００℃未満では十分な焼成が行われず焼結不良となってしまう確率が高いことが確認され、焼結温度の下限値を９００℃とし、また、１１００℃を超えると、得られた形成体が正特性を有さない確率が高いことが確認されたことから、焼結温度の上限値を１１００℃としたものである。
このアルミニウム粉と、黒鉛粉とを主材料とする焼結原料混合物を焼成した成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する。更に、前記成型抵抗体に対して設けた複数の貫通孔は、格別その断面形状を問うものではないが、設ける場合には、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものが好適である。
【００１６】
更に、前記成型抵抗体に設けた溶射電極とは、前記成型抵抗体の外周面及び／または内周面及び／または端面を含む表面に溶射ガンで直接溶射した金属により前記成型抵抗体と前記溶射電極とが電気的に導通とし、前記成型抵抗体の両側に電極として設けたものである。この溶射電極は端子等から前記成型抵抗体との間に導通を得るものである。
なお、ここで使用している溶射とは、２本の金属ワイヤを電極として電極間にアーク放電を発生させ、その熱により溶融した金属の粒子を、圧縮空気の噴射で更に微細化し、被溶射材に吹き付け、粗面の被溶射材表面のアンカー効果によって、固着させ、皮膜を形成するものである。
前記溶射電極として溶射された金属（粒子）は、前記成型抵抗体の表面に吹き付けて皮膜を形成するものであるから、吹き付けられる物質（溶射材）は、前記成型抵抗体に対しての被施工物が金属、セラミックス等であり、更にその上面を金属、セラミックス、サーメット、プラスチック等で表面処理を行うことができる。
一般に、金属溶射は、亜鉛、アルミニウム、銅等の金属からなる溶射材を溶融させて、吹き付けるものであり、本発明を実施する場合の金属は格別限定されるものではなく、その溶射方法においても、溶線式フレーム溶射、粉末式フレーム溶射、溶棒式フレーム溶射、高速フレーム溶射、電気式溶射、アーク溶射、プラズマ溶射（減圧プラズマ式溶射・大気プラズマ式溶射・水プラズマ式溶射）、線爆溶射、コールドスプレー等の何れでもよい。
【００１７】
請求項２の焼結成型発熱体の成型抵抗体には、その長さ方向に貫通孔を設けたもので、断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか１つ以上の長さ方向に形成した貫通孔を設けることができる。
ここで、前記断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか１つ以上の貫通孔は、複数とすることもできる。そのとき、異なる形状のものを組み合わせて使用してもよいし、単一種類のものとしてもよいし、大小を混在させてもよい。
【００１８】
請求項３の焼結成型発熱体の前記溶射電極は、前記溶射電極に弾接する端子によって前記成型抵抗体に通電するものである。
ここで、所定面積の金属の溶射電極に弾接するとは、外部圧力を伝達する一次元接触、二次元接触、三次元接触、即ち、点接触、線接触、面接触が生じるものであればよい。公知の電極は、通常、溶射電極の温度上昇及び温度降下の繰り返しで実質的にアニールを行うという現象が弾性を劣化させる要因になるが、本発明においては、前記成型抵抗体に通電しても溶射電極で異常な温度上昇が生じないから、溶射電極及びその相手材との間に弾性劣化は殆どなく、永続的な使用が可能となる。
【００１９】
請求項４の焼結成型発熱体の前記溶射電極は、前記溶射電極に前記導電線の一方を接続し、前記導電線の他方は前記成型抵抗体に通電する端子に接続したものである。
ここで、導電線を前記成型抵抗体に接続とは、原理的には前記成型抵抗体が丸棒状であっても角棒状であっても全周の一部が機械的に接触するものであればよい。例えば、１５度以上、即ち、全周の１／２４を巻き付けてもよい。即ち、これは丸棒状からなる２４本の前記成型抵抗体を束ね結束するときの外周の接合角度に相当し、発明者らの実験によれば、通常の溶射電極が問題なく使用できることが確認された。また、単純に複数本をまとめて束ねる場合、前記成型抵抗体は奇数本となるから、中心部は前記成型抵抗体に形成した溶射面からなる溶射電極相互の電気的接続とすることができる。このように、前記溶射電極に前記導電線の一方を電気的に機械的に接続し、前記導電線の他方は前記成型抵抗体に通電する端子に接続したものであればよい。
【００２０】
請求項５の焼結成型発熱体の前記溶射電極は、前記溶射電極を形成後、前記溶射電極に前記導電線を接続すべく、再度、前記溶射面及び前記導電線の表面に金属を溶射したものである。
前記溶射電極に前記導電線を接続とは、前記成型抵抗体に形成した所定面積及び層の金属の溶射電極に導電線を前記成型抵抗体に、例えば、機械的に接触させたり、１５度以上に巻き付けたりし、前記溶射面及び前記銅電線の表面に再度溶射し、それを前記成型抵抗体に通電する端子に接続したものである。接続の一態様であるが、導電線を前記成型抵抗体に１５度以上巻き付けるとは、丸棒状であっても角棒状であっても全周の１／２４を巻き付ければよいことを意味する。これは、丸棒状からなる２４本の前記成型抵抗体を束ね結束するときの接合角度に相当する。また、発明者らの実験によれば、接線とすることができること及び接線以上の巻き付けにすればよいことを確認した。しかし、複数束ねる場合には、偶数本とすることができず、奇数本となる。また、本発明では、空気流を確保するために外周のみに複数本環状に並べ、中心側を空洞とすることもできる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明にかかる焼結成型発熱体の成型抵抗体は、アルミニウム粉と黒鉛粉とを主材料とする焼結原料混合物を、圧縮形成または押出成形によって成型し、それを焼結させた成型抵抗体と、前記成型抵抗体の両側の前記成型抵抗体の外周面及び／または内周面及び／または端面を含む表面に、溶射ガンから溶射された金属によって所定面積の溶射層を形成すると共に前記成型抵抗体と通電自在としてなる溶射電極とを具備し、前記成型抵抗体に黒鉛粉が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって上記焼結原料混合物は複合化されて、空隙を有する発熱体となる。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の成型抵抗体となる。
【００２２】
特に、こうして得られた多孔質の成型抵抗体は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速くなる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、前記成型抵抗体の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る多孔質の発熱体は、抵抗発熱体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の通電発熱体となる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができる。
【００２３】
ここで、前記成型抵抗体の空隙は、本発明者らが、実験研究を重ねた結果、成型抵抗体における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、成型抵抗体における空隙が少ないと、通電発熱体の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、成型抵抗体における空隙が多すぎると、抵抗発熱体としての使用において、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
なお、この焼結成型発熱体の成型抵抗体の空隙は、形成した乾燥状態の成型抵抗体の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものとして表現される。また、「パラフィン浸透装置（ＵＬＶＡＣ  ＤＡ−１５Ｄ）」により真空に脱気したところにパラフィンを含浸させて、その重さの変化から算出したものも、結果的に大きな差は生じなかった。したがって、ここでは前者、後者の区別なく説明する。
【００２４】
前記成型抵抗体の端部表面の前記成型抵抗体の外周面及び／または内周面及び／または端面を含む表面に、溶射ガンから溶射される金属によって所定面積の金属性の溶射面を前記成型抵抗体の両側に設けてなる溶射電極は、前記通電発熱体における空隙に蒸着金属が浸透し、前記通電発熱体と蒸着金属が接合した面が形成される。この面は溶射される金属が、アルミニウム粉と黒鉛粉は勿論、陶磁器用の粘土粉にも結合するから、そのアンカー効果により剥離され難い溶射面となり、しかも、その層の厚みを増すことで、それが溶射電極となるものであるから、前記溶射電極と前記成型抵抗体との結合は堅固なものとなり、安定した接触抵抗値となる。また、溶射は、作業効率が良く、簡単な塗料の吹付と同様に作業でき作業性が良い。
したがって、アルミニウム粉、黒鉛粉を主材料とする焼結原料混合物を圧縮形成または押出成形によって成形した成型抵抗体が損傷しない状態で溶射電極を形成でき、かつ、溶射電極から導電線に引き出す方法も自在になるので、その設計自由度も高くなる。
また、前記成型抵抗体の両側に設けてなる溶射電極は、端子との間に如何なる導電体を介在させることも、介在させないこともでき、設計自由度が高い。なお、この溶射電極の幅は端部から５〜３０ｍｍ程度である。
【００２５】
更に、本発明にかかる焼結成型発熱体の前記成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇するとキュリー点で抵抗が増大する抵抗温度特性を有するものであるから、アルミニウム粉と、黒鉛粉とが混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の正特性発熱体を得ることができる。
また、成型抵抗体に黒鉛粉が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって上記焼結原料混合物は複合化されて、空隙を有する正特性発熱体となり、かかる正特性発熱体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正特性発熱体となり、かかる多孔質の正特性発熱体は、特定の温度まで上昇できる抵抗発熱体として使用可能となる。
【００２６】
こうして得られた多孔質の成型抵抗体は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正特性発熱体の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る多孔質の正特性発熱体は、抵抗発熱体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体となる。そして、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができ、ヒートショックにも強い。
【００２７】
請求項２の発明にかかる焼結成型発熱体の前記成型抵抗体に設けた１以上の長さ方向に延びた貫通孔は、断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか１つ以上としたものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、放熱面が特定の形状に拘束されないので、放熱効果を上げた発熱体とすることができる。また、１個以上の貫通孔の流体抵抗を任意の値に設定することにより、空気流の流れの速度に応じた形態を採用することができる。そして、その外形は任意の形状とすることができる。勿論、本発明の焼結成型発熱体の前記成型抵抗体は、中実のものとすることもできる。
また、前記成型抵抗体に設けた１以上の長さ方向に延びた貫通孔は、断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか１つ以上を設けることは熱効率を良くするのみではなく、材料費のコストを低減できる。
【００２８】
請求項３の発明にかかる焼結成型発熱体の前記溶射電極は、弾接する端子によって前記成型抵抗体に通電するものであるから、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、前記端子を前記成型抵抗体に形成した所定面積の金属の溶射面に弾接し、点接触、線接触、面接触することによって前記成型抵抗体に通電するものである。
特に、前記端子から前記成型抵抗体に通電してもその間の溶射電極で異常な温度上昇が生じず、温度上昇が少なく、弾性劣化は殆どないから、所定面積の金属の溶射面に弾接しても、外部圧力を伝達する一次元接触、二次元接触、三次元接触が生じる端子であれば永続的な使用が可能となる。
従来のヒータの電極では、溶射電極の温度上昇及び温度降下の繰り返しで、実質的にアニールを行うことになるので弾性が劣化するが、本発明においては、溶射電極の温度上昇が殆ど無視できるから、弾接機能の永続的使用が可能となる。
【００２９】
請求項４の発明にかかる焼結成型発熱体の前記溶射電極は、前記溶射電極に前記導電線の一方を接続し、前記導電線の他方は端子に接続したものであるから、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、導電線の一方を前記溶射電極に接続するものであるから、簡単な接続または結束によって比較的低抵抗の端子接続することができる。
したがって、成型抵抗体に対する給電手段の選択自由度が高くなり、簡単な方法で電気的通電状態を確保できるから、前記成型抵抗体を最もシンプルな形にすることができる。
【００３０】
請求項５の発明にかかる焼結成型発熱体の前記溶射電極は、前記溶射電極を形成後、前記溶射電極に前記導電線を接続すべく、再度、前記溶射面及び前記導電線の表面に金属を溶射したものであるから、請求項１または請求項２の何れか１つに記載の効果に加えて、前記成型抵抗体に形成した所定面積の金属の溶射面からなる溶射電極に導電線を重ね、再度、前記溶射面及び前記導電線の表面に溶射するものであるから、前記導電線が前記溶射面に固定されるから接触抵抗が安定し、前記成型抵抗体に通電する前記導電線の端子の選択自由度が高くなる。また、機械的強度もよくなり、電気抵抗も低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる焼結成型発熱体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる焼結成型発熱体を示すもので、（ａ）は円柱状の成型抵抗体であり、（ｂ）は円柱状の金属溶射した成型抵抗体であり、（ｃ）は円柱状の成型抵抗体で溶射電極を配設したものである。
【図３】図３は本発明の実施の形態２にかかる焼結成型発熱体を示すもので、（ａ）は直方体状の成型抵抗体であり、（ｂ）は直方体状の金属溶射した成型抵抗体であり、（ｃ）は直方体状の成型抵抗体で溶射電極を配設したものである。
【図４】図４は本発明の実施の形態３にかかる焼結成型発熱体の構成を示す説明図で、（ａ）は円柱状の成型抵抗体であり、（ｂ）は円柱状の金属溶射した成型抵抗体であり、（ｃ）は円柱状の成型抵抗体で電極として端子を配設したものである。
【図５】図５は本発明の実施の形態４にかかる焼結成型発熱体の構成を示す説明図で、成型抵抗体と弾性体との関係を示す説明図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態５にかかる焼結成型発熱体の構成を示す説明図で、成型抵抗体と導電体との関係を示す説明図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態６にかかる焼結成型発熱体の構成を示す説明図で、成型抵抗体と導電体との関係を示す説明図で、（ａ）は７本の成型抵抗体の場合、（ｂ）は中央に風路を設けた場合、（ｃ）中央に風路を設けた場合の変形例である。
【図８】図８は本発明の実施の形態１乃至実施の形態６にかかる正特性発熱体の特性図で、（ａ）は温度−抵抗特性図、（ｂ）は時間−電流特性図、（ｃ）は時間−温度特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態にかかる焼結成型発熱体について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、同一記号及び同一符号は、実施の形態の同一または相当する機能部分を意味し、実施の形態相互との同一記号及び同一符号は、それら実施の形態に共通する機能部分であるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
【００３３】
［実施の形態１〜３、成型抵抗体の基本構成］
まず、本発明の実施の形態１乃至実施の形態６の焼結成型発熱体について、図１を参照して製造方法から説明する。
本実施の形態１乃至実施の形態６で使用する多孔質で、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正特性の抵抗温度特性を有する成型抵抗体１１(図２参照)及び成型抵抗体２１(図３参照)及び成型抵抗体３１(図４参照)は、アルミニウム粉２、炭素粉末としての黒鉛粉３、無機酸化物材料としての陶磁器用の粘土粉である蛙目粘土粉４、必要に応じて、木粉５、水及び／またはバインダ６を使用して製造されるものである。ここで、木粉５は焼成後のヒートショックを強くするのに役立つものである。また、水及び／またはバインダ６を省略し、粉体を固めたものとして焼成することもできる。
【００３４】
図１のフローチャートに示されるように、本実施の形態１乃至実施の形態３の成型抵抗体１０，２０，３０においては、最初に、ステップＳ１の焼結原料混合工程にて、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、木粉５、水６及び／またはバインダが混合され、焼結原料混合物７が形成される。
【００３５】
ここで、アルミニウム粉２としては、市販のアルミニウム粉末を用いることができ、このようなアルミニウム粉末は、ミナルコ（株）、日本軽金属（株）、東洋アルミニウム（株）、大和金属粉工業（株）等から発売されている。また、アルミニウム粉２には、１００％アルミニウムでなく、無機物等の不純物が僅かに含まれたものや、リサイクルのアルミニウムでも使用可能であり、更には、鉄や銅等の金属を僅かに含有したアルミニウム合金の粉末等を使用することも可能である。
【００３６】
このアルミニウム粉２には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が３０μｍ〜７５μｍの範囲内であり、ふるい分け試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満であるものを用いるのが好ましい。つまり、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性を向上させるためである。また、アルミニウム粉２の中位径が３０μｍ未満であると、焼成過程においてアルミニウム粉２が低温で溶融しやすくて表面に噴出する可能性があり、一方、アルミニウム粉２の中位径が７５μｍを超えると、黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる可能性がある。アルミニウム粉２のふるい分け試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ以上の場合においても、黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定したアルミニウム粉２の中位径が３５μｍ〜６５μｍの範囲内であり、ふるい分け試験法によって測定した粒子径が１００μｍ未満である。
【００３７】
炭素粉としての黒鉛粉３は、アルミニウム粉２の溶融点より低い温度では溶融しないものであり、この黒鉛粉３には、市販の黒鉛粉末を用いることができる。そして、このような黒鉛粉末は、西村黒鉛（株）、日本黒鉛工業（株）、伊藤黒鉛工業（株）、（株）中越黒鉛工業所等から発売されている。市販の黒鉛粉末には、鱗状黒鉛や土状黒鉛等の天然黒鉛、鱗状天然黒鉛粉末を長柱状に造粒した長柱状造粒黒鉛等の人造黒鉛が存在するが、中でも、一般的に純度が高いとされる天然の鱗状黒鉛を用いるのが好ましい。鱗状黒鉛を用いることで、アルミニウム粉２に絡んで付着し易く、アルミニウム粉２の溶融によりアルミニウムが表面に噴出する焼結不良を効果的に抑制することができるからである。
【００３８】
この黒鉛粉３には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が６０μｍ〜９０μｍの範囲内であり、ふるい分け試験法によって測定した粒子径が２００μｍ未満であるものを用いるのが好ましい。ここでも、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
また、黒鉛粉３の中位径が６０μｍ未満であると、焼成過程において黒鉛粉３が液状化し易く、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉３の中位径が９０μｍを超えると、黒鉛粉３が均一に分散混合され難くなって、アルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、同様に焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。黒鉛粉３のふるい分け試験法によって測定した粒子径が２００μｍ以上の場合においても、アルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した黒鉛粉３の中位径が７０μｍ〜８０μｍの範囲内であり、ふるい分け試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満である。
【００３９】
陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉４は、花崗岩が風化し堆積してできた風化残留粘土を水簸（珪砂と粘土の分離）し、精製して粉末状にしたものであり、アルミニウムのケイ酸塩鉱物のＡｌ2Ｓｉ4０10（ＯＨ）8であるカオリン主成分で、石英、長石、雲母等が混在する粘土粉である。そして、一般的に、化学成分析によればアルミニウム酸化物のＡｌ2Ｏ3及びケイ素酸化物ＳｉＯ2の成分量が最も多く、その他にＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ等の成分を含有しているが、成分量は産地等により異なるため、主としてＡｌ2Ｏ3及びＳｉＯ2が含有されていればその他の成分や組成比は特に限定されるものではない。この蛙目粘土粉４には、例えば、（株）ヤマス、共立マテリアル（株）等から発売されている市販の蛙目粘土粉を用いることができる。
【００４０】
また、この蛙目粘土粉４にはレーザ回折・散乱法によって測定した中位径が５μｍ〜３０μｍの範囲内であり、ふるい分け試験法によって測定した粒子径が１００μｍ未満であるとし、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
そして、蛙目粘土粉４の中位径が５μｍ未満の微細粉されたものを得るのにはコストが掛かる上に、蛙目粘土粉４の中位径が５μｍ未満であると、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすくなり、後述の焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）において安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。一方、蛙目粘土粉４の中位径が３０μｍを超えると、蛙目粘土粉４が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすかったりする可能があり、それによって、やはり焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）において安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。
蛙目粘土粉４のふるい分け試験法によって測定した粒子径が１００μｍ以上の場合においても、同様に、蛙目粘土粉４が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすかったりする。それによって、焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）において安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。
なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した蛙目粘土粉４の中位径が１０μｍ〜２０μｍの範囲内であり、ふるい分け試験法によって測定した粒子径が７０μｍ未満である。
【００４１】
木粉５は、大鋸屑、間伐材のチップ、小径木、製材端材、樹皮等の木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。ウィスカー状の木粉５を使用することでアルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４等の原料がウィスカーの髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、この状態で後述の成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなる。そして、この成形された焼結原料混合物を焼結することによって得られる焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）は、その強度が非常に高いものとなる。
【００４２】
また、この木粉５には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が８０μｍ〜１２０μｍｍの範囲内であり、ふるい分け試験法による粒子径が２００μｍ未満であるものを用いることが好ましい。小径粒子と大径粒子の組み合わせによって充填性が向上するからである。また、木粉５の中位径が８０μｍ未満の微細粉されたものを得るにはコストが掛かり、一方で、木粉５の中位径が１２０μｍを超えると、木粉５が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）において安定した強度が確保されない可能性がある。また、木粉５のふるい分け試験法による粒子径が２００μｍ以上の場合においても、木粉５が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）において安定した強度が確保されない。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した木粉５の中位径が５０μｍ〜１００μｍの範囲内であり、ふるい分け試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満である。
【００４３】
なお、粒子径が２００μｍ未満の木粉５を経済的に得るには、間伐材、小径木、樹皮、製材端材、大鋸屑等の木屑を、水分２０重量部以下に乾燥した後に、微粉砕する必要がある。木屑を水分２０重量部以下に乾燥することによって、粉砕物がスラリー化して微粉砕を妨げることを防止できるからである。更に、乾燥した木屑を微粉砕して、粒子径が２００μｍ未満の木粉５とするためには、周速５０ｍ／秒〜８０ｍ／秒の範囲内の微粉砕機を用いるのが好ましく、このような微粉砕機としては、例えば、河本鉄工（株）製のミクロンコロイドミル等がある。
ここで、スギ（杉）・ヒノキ（檜）等の針葉樹は、我が国において広く分布しており、建材等として大量に使用されているため、大鋸屑や間伐材並びに樹皮を容易に大量に入手することができる。更に、針葉樹の微細組織はウィスカー状であり、微粉砕して木粉５とすることが容易である。したがって、原料収集と国土保全上は、大鋸屑及び間伐材のチップ並びに樹皮としては、針葉樹の大鋸屑または針葉樹の間伐材のチップ或いは針葉樹の樹皮を用いることが好ましい。
【００４４】
そして、本実施の形態１乃至実施の形態３では、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、及び木粉５に、これら原料が比重の違いによって移動が生じない量（重力沈降しない量）の水及び／またはバインダ６が混合されることによって、蛙目粘土粉４が粘土鉱物質であることからこれが成形性または保形性等の確保に有利に機能して、原料同士が互いに接着され、手で握っても崩れることなくまとまった状態の焼結原料混合物７が得られる。このようにして得られた焼結原料混合物７は、アルミニウム粉２や木粉５の表面に黒鉛粉３が付着した状態になっている。
【００４５】
なお、本実施の形態１乃至実施の形態３においては、これら原料の混合に精密分散混合機が用いられ、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、及び木粉５が均一に分散混合されて焼結原料混合物７となっている。なお、精密分散混合機としては、周速５μｍ／秒〜８０ｍ／秒の範囲内、より好ましくは、周速２０ｍ／秒〜３０ｍ／秒の範囲内の高速攪拌分散機を用いるのが好ましく、このような高速攪拌分散機としては、例えば、ホソカワミクロン（株）製の横型タービュライザ（登録商標）等がある。
【００４６】
また、本実施の形態１乃至実施の形態３においては、原料に蛙目粘土粉４を用いることから、水６を少量混合するだけで容易に原料同士が接着されてまとまった状態となり、後述の成形工程においては常温で加圧するだけで、焼結原料混合物７が成形されて強固なものとすることができるが、本発明を実施する場合には、原料同士の接着に、有機バインダや無機バインダを使用することも可能であり、水とバインダとを併用することも可能である。
ここで、「有機バインダ」としては、例えば、合成樹脂、澱粉、合成糊、砂糖等を用いることができる。また、合成樹脂には熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂があり、熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリウレタン系樹脂等を用いることができ、熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、イソシアネート樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタンプレポリマー等を用いることができる。なお、中でも、ポリオール系樹脂とイソシアネート系樹脂とは常温で反応して強固な結合を形成し、特に、イソシアネート系樹脂は、木粉５等における水酸基（−ＯＨ）と反応して強固なウレタン結合を形成するため、焼結原料混合物７を成形したものはとても強固で緻密な状態のものとなる。
【００４７】
「無機バインダ」としては、セメント等の水硬性材料、磁器（タイル）・陶器の原料であるベントナイト等の粘土、ρ−アルミナ（Ａｌ2Ｏ3 ・ｎＨ2 Ｏ：ｎ≒０．５）、ケイ酸ナトリウム、水溶性アルカリケイ酸、（株）ジャパンナノコート製のシリカバインダ、グランデックス（株）製のシリカバインダである汎用バインダＦＪ２９４等を用いることができる。
なお、有機バインダは、加熱過程において焼失し空隙となり、無機バインダは、焼失せずに焼成されることになる。
【００４８】
更に、本発明を実施する場合においては、樹脂成型方法のように、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４及び木粉５に、水６を入れ、スラリー状の焼結原料混合物７として金型に充填し、固めた後に、ステップＳ２の成形工程に供することができる。また、セラミックや磁器（タイル）の製造のように、焼結原料混合物７をスプレードライヤーによって乾燥させた後、ステップＳ２の成形工程に供することも可能である。また、水及び／またはバインダ６を使用しないで粉体のみの焼結原料混合物７を固めることもできる。いずれにせよ、後述する焼成過程において形状が保持される程度に固化された状態のものが作製できれば、水及び／または原料同士を接着する手段やバインダの種類は特に限定されない。
【００４９】
次に、本実施の形態１乃至実施の形態３においては、この焼結原料混合物７が、ステップＳ２の成形工程において、常温で加圧され、強固で緻密な固形状態の焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）となる。
この成形工程においては、焼結原料混合物７をプレス成形金型に投入し所定圧力のプレスで成形するプレス成形と、焼結原料混合物７を耐圧性の型枠に入れ所定圧力で押し出して成形する押出成形等が可能である。
【００５０】
因みに、本実施の形態１乃至実施の形態３においては、原料に蛙目粘土粉４を用いたことから、上述の如く、水及び／またはバインダ６を少量混合するか、またはなくすことができるので容易に原料同士が接着されてまとまった状態となる。このため、常温での加圧で、更に、低圧力で成形することができる。よって、高圧力や加熱装備のプレス装置を必ずしも用いなくても良く、低コスト化を図ることができる。
具体的に、水及び／またはバインダ６を混合してなる焼結原料混合物７をプレス成形する場合、プレス圧力は、１０ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2未満であると、焼結原料混合物７が十分に圧縮されないため、得られる焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）の強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が２００ｋｇ／ｃｍ2を超えると、焼結原料混合物７に圧力が掛かり過ぎて高緻密度とものとなり、焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）の抵抗値が小さくなって焼成後の多孔質の成型抵抗体１１,２１，３１の通電発熱性が損なわれる可能性がある。また、焼結不良となる可能性がある。より好ましくは、５０ｋｇ／ｃｍ2〜１５０ｋｇ／ｃｍ2の範囲内である。特に、水分量が多いほど低圧力での成形が可能となる。
【００５１】
そして、このように本実施の形態１乃至実施の形態３においては、常温の加圧によって成形でき、外部からの均一な加熱が不要であるため、プレス成形の場合には、厚い焼結前成型体８（例えば、１５０トンのプレス機で約２０ｍｍ厚まで）を得ることも可能である。更に、加熱機構が不要であることから、プレス成形機及び金型の構造を簡単にして、広い面積の焼結前成型体８（例えば、１０００ｍｍ×２０００ｍｍ）を得ることも可能である。なお、このときのプレス成形機としては、例えば、１５０トン以上の粉末成形プレス機が使用できる。このプレス機によれば、成形途中にガス抜きが出来る機構が付いているため、成形によって高強度のものが安定して得られる。勿論、例えば、後述するように、凹凸を有する金型や曲線部を有する金型枠型等を使用し、成形によって焼結原料混合物７の意匠面に凹凸を形成し、焼結原料混合物７を所望形状に成形することも可能である。
【００５２】
一方、押出成形の場合には、焼結原料混合物７を曲面形状の筒状・棒状等複雑な形状に成形することが可能である。特に、水及び／またはバインダ６を混合してなる焼結原料混合物７は、成形性が良いため、押出成形によって各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形（ハニカム状）等の極めて複雑な形状に形成することも可能である。このようにして、図２乃至図４に示す本実施の形態１乃至実施の形態３にかかる押出成形した焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）が得られる。
【００５３】
なお、本発明を実施する場合には、勿論、加熱加圧によって、焼結原料混合物７を成形することも可能である。殊に、本発明においては、蛙目粘土粉４等の鉱物質粉が使用され、これが成形性または保形性等の確保に有利に機能することから、加熱加圧の場合、水やバインダを混合せずとも成形が可能である。因みに、水やバインダを混合せず加熱加圧する場合のプレス成形圧力は、５０ｋｇ／ｃｍ2〜３００ｋｇ／ｃｍ2の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が５０ｋｇ／ｃｍ2未満であると、水やバインダを混合していない場合に焼結原料混合物７が十分に圧縮されないため強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が３００ｋｇ／ｃｍ2を超えると、焼結原料混合物７に圧力が掛かり過ぎて高緻密度とものとなり、得られる成型抵抗体１１,２１，３１の抵抗値が小さくなって、焼成しても成型抵抗体１１,２１，３１の通電発熱性が損なわれる可能性がある。より好ましくは、１００ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2の範囲内である。しかし、抵抗値及び複合成分によっては、１００ｋｇ／ｃｍ2〜２００ｋｇ／ｃｍ2の範囲外の使用も有り得る。
【００５４】
続いて、成形された焼結原料混合物７は、ステップＳ３の焼結工程において、温度制御電気炉内にて９００℃〜１１００℃の範囲内で焼結される。
ここで、焼結の温度が９００℃〜１１００℃の範囲内とは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、９００℃未満では、十分な焼成が行われずに粉状態のものが得られ焼結不良となってしまうことが確認されたことから、焼結温度の下限値を９００℃とし、一方で、１１００℃を超えると、得られる成型抵抗体１１，２１，３１は通電発熱性を有さないことが確認されたことから、焼結温度の上限値を１１００℃としたものである。
なお、焼結工程の昇温制御は、各原料の種類、粒子径、配合量や、後述の焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）において必要とされる抵抗値、発熱温度等によって予め実験によって最適値が設定される。
そして、このように９００℃〜１１００℃の範囲内で焼結することによって、正特性の成型抵抗体１１，２１，３１となる。このようにして得られた正特性の成型抵抗体１１，２１，３１は、常温では抵抗が低く、所定の温度（キュリー点温度Ｃｕ）に達すると急激に抵抗が増大（組成により急激でない場合もある）するという抵抗温度特性を有し、通電によって容易に抵抗発熱する。特に、成型抵抗体１１,２１,３１は全面で放熱し、かつ、多孔質であるから表面積が広くなり、効率の良い熱源となる。
【００５５】
ステップＳ３で正特性の成型抵抗体１１,２１,３１を焼成した後、ステップＳ４で成型抵抗体１１,２１,３１の所望の位置に金属（アルミニウムで実施）の溶射によって溶射面からなる溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａを形成する。溶射面からなる溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、図示では厚く表現されているが、溶射層の厚みは２〜２００μｍ程度である。溶射層の厚みを正確に表現できないのは、成型抵抗体１１,２１,３１の表面が平滑面でなく、かつ、アーク溶射ガンから溶射する金属粒子のサイズが正確でないこと及びアンカー効果によって浸透していること等に由来する。
この金属溶射して形成した溶射面からなる溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、成型抵抗体１１,２１,３１が多孔質であるから、より堅固に成型抵抗体１１,２１,３１に対して溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａが接合される。この成型抵抗体１１,２１,３１に形成される溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、成型抵抗体１１,２１,３１の長さ方向の両側、即ち、両端部側に形成される。
【００５６】
その後、ステップＳ５で溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに銅線またはアルミ線、黄銅線等の導電線１５,１６，２５，２６を接続する。導電線１５,１６，２５，２６は、本実施の形態１及び実施の形態２では、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａに対して１回巻き付け、その先端を捻じることで導電線１５,１６，２５，２６を固定している。そして、そこに圧着端子からなる端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂを嵌めて圧着し、固着している。このとき、端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂの圧着力が、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａの周囲に加わるように導電線１５、導電線１６に加えるのが望ましい。
【００５７】
なお、上記実施の形態では、端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂの圧着力が溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａの周囲に加わるように導電線１５,１６，２５，２６にテンションを加えることを前提に説明した。しかし、溶射面からなる溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａは滑ることがないので、テンションを加えることを必ずしも必要とするものではない。しかし、電気的及び機械的に安定した使用を前提とする場合には、テンションをかけるのが望ましい。なお、導電線１５,１６，２５，２６の種類はより線でも単線でもよいし、銅線、真鍮線、ステンレス線、それらの合金等の丸または角の線材が使用できる。
【００５８】
また、上記実施の形態では、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａに対して１回巻き付け、その先端を捻じることで導電線１５,１６，２５，２６を固定しているが、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａに仮固定した導電線１５,１６，２５，２６を１ヵ所から数ヵ所溶射することにより、端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂの圧着力が溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａの周囲に加わらなくても導電線１５,１６，２５，２６との間の導電性は確保される。勿論、各溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａに対して１回巻き付け、導電線１５,１６，２５，２６の先端の捻じった位置を溶射によって固定してもよい。
【００５９】
上記図２に示す実施の形態の焼結成型発熱体１０は、成型抵抗体１１が円環柱状体であるが、それを図３に示すように、四角環柱状体の焼結成型発熱体２０とすることもできる。また図４に示すように成型抵抗体１１の中心に貫通する貫通孔１２をなくし、中実な成型抵抗体３１からなる焼結成型発熱体３０とすることもできる。
図３に示す実施の形態では、正特性の成型抵抗体３１を焼成した後、ステップＳ４で成型抵抗体３１の所望の位置に金属の溶射によって溶射面及び所定の層の厚みからなる溶射電極３３ａ，３４ａを形成する。この溶射面からなる溶射電極３３ａ，３４ａは、成型抵抗体３１が多孔質であるから、より堅固に成型抵抗体３１に対して接合される。この成型抵抗体３１に形成される溶射電極３３ａ，３４ａは、成型抵抗体３１の長さ方向の端部側に形成される。即ち、溶射電極３３ａ，３４ａは、成型抵抗体３１の両側の成型抵抗体３１の外周面及び／または貫通孔１２，２２の一部からなる内周面及び／または端面を含む表面に、溶射ガンから溶射された金属によって所定面積の溶射層を形成すると共に成型抵抗体３１と通電自在としたものである。
【００６０】
上記実施の形態の成型抵抗体１１,２１,３１に設けた溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、成型抵抗体１１,２１,３１の両側の成型抵抗体１１，２１，３１の外周面及び／または内周面及び／または端面を含む表面に、直接、アーク溶射ガンで溶射した金属層により成型抵抗体１１，２１，３１と溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａとを電気的に導通とし、成型抵抗体１１,２１,３１の両側に溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａを設けたものである。この溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ等から成型抵抗体１１,２１,３１との間に導通を得ている。
なお、ここで使用している溶射とは、２本の金属ワイヤを電極として電極間にアーク放電を発生させ、その熱により溶融した金属の溶滴を、圧縮空気の噴射で微細化１０〜１００μｍ前後に設定し、被溶射材に吹き付け、粗面の被溶射材表面のアンカー効果によって、固着させ、皮膜を形成するものである。因みに、発明者らは、アーク溶射ガンによる溶射とは、本発明を実施する場合に株式会社ダイヘン製造の溶射装置で、溶射機がインバータ溶射電源ＡＳ４００を使用し、溶射用ワイヤ送給装置ＡＳＦ−０６を、アーク溶接ガンＡＳＴＳ−２５０を使用した。
【００６１】
溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａとして溶融される金属粒子は、成型抵抗体１１，２１，３１の表面に吹き付けて皮膜を形成するものであるから、吹き付けられる物質（溶射材）は、前記成型抵抗体に対しての被施工物が金属、セラミックス等であり、更にその上面を金属、セラミックス、サーメット、プラスチック等で表面処理を行うことができる。
ここで、金属溶射は、亜鉛、アルミニウム、銅等の金属からなる溶射材を溶融させて、吹き付けるものであり、本発明を実施する場合の金属は格別限定されるものではなく、その溶射方法においても、溶線式フレーム溶射、粉末式フレーム溶射、溶棒式フレーム溶射、高速フレーム溶射、電気式溶射、アーク溶射、プラズマ溶射（減圧プラズマ式溶射・大気プラズマ式溶射・水プラズマ式溶射）、線爆溶射、コールドスプレー等の何れでもよい。
また、本発明の実施例においては、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａを形成することを前提に説明するが、溶射材料としては合成樹脂、セラミックスも溶射できる。したがって、これらによるコーテングも可能であり、絶縁性能を高くすることができる。また、遠赤外線を放射する材料のコーティングも可能である。
【００６２】
［実施の形態１〜３の変形］
なお、多孔質で、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する成型抵抗体１１,２１,３１は、図１に示すものに限られるものではない。
本発明者らの実験研究によれば、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性抵抗体としての追及を行った。
本実施の形態１乃至実施の形態３の成型抵抗体１１，２１,３１は、アルミニウム粉３０〜５０ｖｏｌ％、黒鉛粉５〜１０ｖｏｌ％、粘土粉３０〜５０ｖｏｌ％、木粉０〜１０ｖｏｌ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水１５〜２５ｖｏｌ％を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結し、正特性発熱体１０，２０となるものであり、焼結した成型抵抗体１１,２１,３１は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものである。しかし、更に、金属シリコン５〜１０ｖｏｌ％及び鉄粉０〜１０ｖｏｌ％を混合した焼結原料混合物とすることにより、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性が変化した。
【００６３】
例えば、金属シリコン５〜１０ｖｏｌ％を混合した場合には、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉０〜１０ｖｏｌ％を混合した場合には、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用できる。ところが、金属シリコン及び鉄粉は、導体としての性質を有しているから、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下する。即ち、単純な発熱体としての機能に近づくことになる。特に、金属シリコン５〜１０ｖｏｌ％と鉄粉０〜５ｖｏｌ％の配合量を多くすると導体としての特性が高くなる。
即ち、本実施の形態１乃至実施の形態３の成型抵抗体１１,２１,３１を、アルミニウム粉３０〜５０ｖｏｌ％、黒鉛粉５〜１０ｖｏｌ％、粘土粉３０〜５０ｖｏｌ％、木粉０〜１０ｖｏｌ％、金属シリコン５〜１０ｖｏｌ％、鉄粉０〜５ｖｏｌ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水１５〜２５ｖｏｌ％を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結し、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体を得ることができる。
【００６４】
更に、本発明者らの実験研究によれば、本実施の形態の焼結成型発熱体１１,２１,３１は遠赤外線を発生していることが確認されていることから、多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０は抵抗体として、遠赤外線による放射、伝熱効果をも期待できる。
そのようなセラミックス遠赤外線放射材料については、種々のものがその放射率及び放射特性と共に知られている。例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、チタニア（ＴｉＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ4）、マグネシア（ＭｇＯ）、イットリア（Ｙ2Ｏ3）、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2）、βスポジューメン（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2）、ムライト（Ａｌ2Ｏ3・３ＳｉＯ2）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＯ2）等であり、これらは、一般に白色を呈している。
【００６５】
また、上記の白色系の他に、セラミックス遠赤外線放射材料としては、有色の全赤外域で放射率が高いセラミックス遠赤外線放射材料がある。そのような有色系のセラミックス材料としては、例えば、酸化銅（Ｃｕ2Ｏ，ＣｕＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ、Ｃｏ3Ｏ4）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）等の遷移金属の酸化物、或いは、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）等の炭化物等が挙げられ、これらの多くは、窯業用顔料としても一般に用いられているものである。また、これらは２種以上の組合わせで高効率の赤外線放射が得られ、例えば、ＭｎＯ2−Ｆｅ2Ｏ3−ＣｕＯ−ＣｏＯ、或いはＣｏＯ−Ｆｅ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3−ＭｎＯ2等の一体の焼成物は高効率赤外線放射体と呼ばれるものであり、黒色を呈し、「黒体」に近い赤外線の放射特性が得られる。
【００６６】
このように、本実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、アルミニウム粉２と、アルミニウムの溶融点より低い温度では溶融しない黒鉛粉としての黒鉛粉３と、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉４と、これらアルミニウム粉末２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、及び木粉５が比重の違いによって移動が生じない量の水及び／またはバインダ６とが混合された焼結原料混合物７を、常温で圧力を加えて成形し、９００℃〜１１００℃の範囲内の温度で焼結して５％〜５０％の範囲内の空隙を有し、通電によって発熱する正特性の焼結成型発熱体１０，２０，３０を形成してなるものである。
したがって、本実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０によれば、機械的強度が高く、かつ、通電により抵抗発熱し、抵抗発熱体として使用可能となる。
【００６７】
特に、本実施の形態の多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定である。
更には、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）の緻密度を調節することによって、また、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体１１,２１，３１の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体１１,２１，３１の抵抗分布を調節することによって、焼結成型発熱体１０，２０，３０において異なる発熱温度の設定ができ、多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０の特定部位を特定の温度に発熱させることできる。
【００６８】
また、本実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０よれば、各原料は入手しやすく安価な材料であり、非酸化条件下等の特別な条件下で製造されるものでもないため、製造コストの低コスト化が可能である。
このようにして、機械的強度が高く、かつ、酸等の化学的にも強靭であり、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として使用可能な焼結成型発熱体１０，２０，３０となる。また、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として使用可能である。
【００６９】
また、上記実施の形態においては、炭素粉として黒鉛粉３を用いたが、本発明を実施する場合には、黒鉛粉３としては、アルミニウム粉２の溶融点より低い温度では溶融せず、アルミニウム粉２を覆うことで焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出して焼結されなくなる焼結不良を抑制することができるものであればよく、黒鉛粉３の他に、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、活性炭等が挙げられる。しかし、黒鉛粉３は、融点が高く、また、アルミニウム粉２の表面に付着しやすい（絡みやすい）ため、焼成過程でアルミニウムが表面に噴出する焼結不良を確実に抑制でき、発熱体において安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できる。このため、黒鉛粉３としては炭素粉が適する。
【００７０】
上記実施の形態においては、原料に木粉５を使用しているが、これは本発明に必須の配合成分ではない。しかし、木粉５が混合されている場合には、成形固化の強度を向上させることができ、多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０の強度を向上させることが可能である。木粉５は焼成過程において焼失し空隙となることから、その配合量を調節することで、多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０における空隙率を容易に制御することができ、更には、焼結成型発熱体１０，２０，３０の抵抗値を容易に制御することが可能である。また、加熱された焼結成型発熱体１０，２０，３０に対して水滴等を滴下しても、そのようなヒートショックに対して全く寿命の変化が生じなかった。
なお、本発明の実施の形態で挙げている数値は、その全てが臨界値を示すものではなく、ある数値は実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を若干変更してもその実施を否定するものではない。
【００７１】
［実施の形態３］
図４は本発明の実施の形態３にかかる焼結成型発熱体の構成を示す説明図である。特に、本実施の形態と実施の形態１との相違点を重点的に詳述する。
図４（ａ）は、押出成形によって、中実の円柱状の焼結前成型体３１を形成する。その組成は、実施の形態１と同じである。図４（ｂ）は、成型抵抗体３１の端部面を含む両側を溶射し、所定面積の金属層の溶射面からなる溶射電極３３ａ、溶射電極３４ａを形成している。
【００７２】
アルミ端子１７とアルミ端子１８からなる端子は、正面から見て釣鐘状シルエットラインの所定の厚みの平面突起１７ａ，１８ａが形成され、その中央付近に貫通孔１７ｂ，１８ｂが形成されている。アルミ端子１７とアルミ端子１８の平面突起１７ａ，１８ａの付け根は、円柱状になっていて、その先端は、１〜３ｍｍ程度の円柱状の窪みを形成した嵌合孔１７ｃ，１８ｃとなっている。アルミ端子１７とアルミ端子１８は、上下反転しているが同一構造をしている。
【００７３】
図４の押出成形によって、中実の円柱状の焼結前成型体８ｃを形成し、焼結して成型抵抗体３１とし、その両側を溶射して、所定面積の金属層の溶射面及びその厚みからなる溶射電極３３ａ、溶射電極３４ａを形成している。アルミ端子１７を金型または木型でアルミ端子１７の平面突起１７ａを所定の位置に位置決めし、嵌合孔１７ｃが上に窪みの開放を位置する状態とする。嵌合孔１７ｃに９００℃〜１１００℃の範囲内の温度に溶融したアルミニウムを円柱状の窪みの1／３程度の深さに入れる。その直後に、中実の円柱状の成型抵抗体３１の一方の溶射電極３３ａを成型抵抗体１１の先端が円柱状の窪みの底に当接するまで素早く挿入する。そこで、成型抵抗体３１及びアルミ端子１７に対して圧縮空気を吹き付けて冷却する。余剰のアルミニウムは滴下し、簡単にアルミ端子１７から剥離することができる。熱容量的には、嵌合孔１７ｃに溶融したアルミニウムを供給することにより、嵌合孔１７ｃと溶射電極３３ａが溶融接合する。それと同時に、急激に圧縮空気を吹き付けて冷却すると、溶融していたアルミニウムが５００℃以下に低下し、成型抵抗体２１の抵抗値が異常に大きくなることが防止され、抵抗値に影響が出ない。
【００７４】
アルミ端子１８も同様に、アルミ端子１７を接続した後、または接続前に、金型または木型でアルミ端子１８の平面突起１８ａを所定の位置に位置決めし、嵌合孔１８ｃに溶融したアルミニウムを入れ、その直後に、中実の円柱状の成型抵抗体３１の一方の溶射電極３４ａを成型抵抗体３１の先端が円柱状の窪みの底に当接するまで挿入し、成型抵抗体３１及びアルミ端子１８に対して圧縮空気を吹き付けて冷却し、嵌合孔１８ｃと溶射電極３４ａが溶融接合する。
この事例では、成型抵抗体１１が中実のものを説明したが、図２に示すような、貫通孔１２を形成したものでも同様である。溶射電極３３ａ，３４ａは、成型抵抗体３１の両側の外周面及び／または内周面及び／または端面を含む表面に、溶射ガンから溶射された金属によって所定面積の溶射層を形成すると共に成型抵抗体３１と通電自在としたものである。
【００７５】
［実施の形態４］
図５は本発明の実施の形態４にかかる焼結成型発熱体の構成を示す説明図である。特に、本実施の形態４と実施の形態１との相違点を重点的に説明する。
図５に示す実施の形態４にかかる焼結成型発熱体の構成は、図２に示す成型抵抗体１１を使用した実施の形態である。
弾性体で導電体からなるジグザグ帯体６１は、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａの幅以下の幅の鋼帯で、成型抵抗体１１を受ける連続するＶ字状の角度が１２０°で、反対側に開口する角度も１２０°となっており、それの繰り返しの長尺物（目的に合った所定の長さで切断している）から成り立っている。この折曲角度の１２０°は、本発明を実施する場合には、拘束されるものではなく、通常、Ｖ字状の角度が８０〜１６０°までの範囲で弾性を得る構成として使用される。
【００７６】
ジグザグ帯体６１の特定位置に配置された成型抵抗体１１の反対側から押圧力を加えるのは、基準接合帯材６２である。この基準接合帯材６２は、ジグザグ帯体６１と同様の材料からなり、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａの幅以下の鋼帯である。但し、ジグザグ帯体６１のように、その長さ方向にジグザグに折曲されておらず、長さ方向に数条の波が形成されている。したがって、基準接合帯材６２は長さ方向に湾曲しない構造となっている。なお、説明を省略するが、成型抵抗体１１の溶射電極１４ａ側も同様になっている。
図５の構成は、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａに対して、ジグザグ帯体６１と基準接合帯材６２で挟持し、その間に外力を加えることにより、ジグザグ帯体６１の弾性により、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａとジグザグ帯体６１及び基準接合帯材６２とを電気的に導通状態とすることができる。
【００７７】
成型抵抗体１１の溶射電極１３ａをジグザグ帯体６１及び基準接合帯材６２で挟持する構造は、少なくともジグザグ帯体６１の最外部のジグザグ帯体６１には基準接合帯材６２によってジグザグ帯体６１の変形を生じないようにする必要がある。そこで、図５の構造においては、最外部のジグザグ帯体６１を補強する対向する補強基準接合帯材６６を設けている。
そして、対向する補強基準接合帯材６６は、その間をボルト６３及びダブルナット６４によって締め付けており、複数の成型抵抗体１１の溶射電極１３ａをジグザグ帯体６１及び基準接合帯材６２で複数対挟持している。
本実施の形態では、補強基準接合帯材６６とその反対側の基準接合帯材６２との間を、ボルト６３及びダブルナット６４によって締め付けているが、各基準接合帯材６２も同時に締め付ける構造とすることもできる。
【００７８】
図５に示す成型抵抗体１１の溶射電極１３ａは、ジグザグ帯体６１及び基準接合帯材６２とで弾接することにより、導通状態とすることができる。したがって、その組み合わせを複数段とすれば、それに応じて電力容量の大きなものを製造することができる。
また、図５に示すものは空気の温度を上昇させる熱源として使用するものであるから、ジグザグ帯体６１のＶ字状の１個間隔にスペースを設けて、成型抵抗体１１を配設し、太矢印方向の空気抵抗を小さくしているが、空気流の方向によっては、或いは熱源の種類によっては、１個間隔にスペースを設けることなく連続して、または２個間隔、３個間隔に成型抵抗体１１を配設することができる。
【００７９】
ここで、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａは、ジグザグ帯体６１及び基準接合帯材６２とで弾接するものであるから、また、ジグザグ帯体６１と基準接合帯材６２の一方が弾性を有しておれば成型抵抗体１１の溶射電極１３ａに弾接できる。また、ジグザグ帯体６１及び基準接合帯材６２は電力を供給する導電路となるものであるから、ジグザグ帯体６１及び／または基準接合帯材６２を弾接する端子６５として捉えることができる。
即ち、実施の形態４の焼結成型発熱体は、溶射電極１３ａは、溶射電極１３ａに弾接するジグザグ帯体６1及び／または基準接合帯材６２からなる端子６５によって、成型抵抗体１１に通電するものである。
【００８０】
［実施の形態５］
図６は本発明の実施の形態５にかかる焼結成型発熱体の構成を示す説明図である。特に、本実施の形態５と実施の形態１との相違点を重点的に説明する。
図６に示す実施の形態５にかかる焼結成型発熱体の構成は、図２に示す成型抵抗体１１を使用した実施の形態である。
図６において、弾性体であり、導電体である電極保持体７１は略逆Ω字状で上に開口を有し、その中央は回動を止めるように位置決めし、電気的に基準接合材７４に電気的機械的に接続されている。基準接合材７４は電気的導体でもよいし、絶縁物であってもよい。電気的導体の場合には、直接、電極保持体７１の略Ω字状の中心下位置を回動しないようにボルト７２とナット７３でボルトナット止めまたはカシメ止めし、電気的に基準接合材７４に接続されておればよい。
【００８１】
基準接合材７４が絶縁物の場合には、電極保持体７１の略Ω状の中心下位置を基準接合材７４の内部に保持した導電体に回動を止めるようにボルト７２とナット７３でボルトナット止めまたはカシメ止めし、電気的にその導電体に接続されておればよい。
このとき、電極保持体７１は、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａを上に開口する略Ω状の電極保持体７１で対向する弾性力を得て弾接する。
また、同時に電極保持体７１は電力を供給する導電路となるものであるから、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａを弾接する端子として捉えることができる。
即ち、実施の形態５の焼結成型発熱体は、溶射電極１３ａは、溶射電極１３ａに弾接する電極保持体７１からなる端子７５によって、成型抵抗体１１に通電するものである。
【００８２】
［実施の形態６］
図７は本発明の実施の形態６にかかる焼結成型発熱体の構成を示す説明図である。特に、本実施の形態と実施の形態１との相違点を重点的に説明する。図７に示す実施の形態６にかかる焼結成型発熱体の構成は、図２に示す成型抵抗体１１を使用した実施の形態で説明する。
図７（ａ）は７本の成型抵抗体１１を束ねて、消費電力を大きくしたものである。７本の成型抵抗体１１を束ねて並列接続するため、６本の成型抵抗体１１の溶射電極１３ａとを弾性を有し、電気的内部抵抗の小さいステンレススチール、鋼材、黄銅等からなる帯状の導電帯８１を公知の締付具８２で締め付けている。
【００８３】
導電帯８１と締付具８２は、締付けにより、６本の成型抵抗体１１の溶射電極１３ａとを導電帯８１及び締付具８２で導通状態とする。同時に、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａの締付けは、中心部に存在する成型抵抗体１１の溶射電極１３ａに対しての締付けとなり、溶射電極１３ａは、所定の厚みとなっているから、全７本の成型抵抗体１１が導電帯８１と締付具８２との間で並列接続され所定の抵抗値となる。このとき、端子８３の基部を導電帯８１と溶射電極１３ａの間に挟み、導電帯８１を締付具８２で締め付けることにより、端子８３の基部と導電帯８１と溶射電極１３ａの間に電気的導通状態が担保される。なお、端子８３の貫通孔８４はボルト等による締付用である。
【００８４】
図７（ａ）の実施の形態では、中心の成型抵抗体１１の周囲に６本の成型抵抗体１１を配設する事例であったが、図７（ｂ）の実施の形態では、中心の成型抵抗体１１をステンレススチール、鋼材、黄銅等からなるリング８０としたものである。リング８０によって中央に空気の通路を確保することができる。これによって、例えば、暖房の際には、導電帯８１の外周から、リング８０の内周から暖気を得ることができる。即ち、エネルギの変換効率を上げることができる。
また、図７（ｃ）の実施の形態では、図７（ｂ）の実施の形態のリング８０に成型抵抗体１１を積極的に受ける凹部を形成した変形リング８０Ａとしたものである。この場合も、成型抵抗体１１の溶射電極１３ａを導電体８１と変形リング８０Ａで挟持することができる。特に、図７（ｃ）の実施の形態の変形リング８０Ａでは、その成型抵抗体１１の本数が任意に設定でき、また、太さについても任意に設定できる。
この図７（ｃ）の実施の形態の場合においても、これによって、例えば、暖房の際には、導電帯８１の外周から、変形リング８０Ａの内周から暖気を得ることができる。即ち、エネルギの変換効率を上げることができる。
【００８５】
このように図１乃至図７に示す実施の形態で使用した成型抵抗体１１,２１，３１は、通電により自己発生するジュール熱で図８（ａ）のように徐々に温度上昇する。この間、成型抵抗体１１の内部抵抗は最初から順次低下し、所定の温度、即ち、キューリ点温度Ｃｕを超えると一変して抵抗値が増加する。これを時間と電流との関係で表すと、図８（ｂ）のように、最初は電流の増加Ｉｓとなり、その後、キューリ点温度で電流がピーク値Ｉｐとなり、そして、電流は定常状態に落ち着き、定電流Ｉｔ状態となる。また、温度と時間との関係では、成型抵抗体１１は最初温度上昇するが、キューリ点温度Ｃｕ付近で所定の温度状態となる。
【００８６】
即ち、成型抵抗体１１は、多孔質で、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗値が増大する正特性の抵抗温度特性を有するものであり、成型抵抗体１１の温度は印加電圧に依存し、印加電圧が一定であれば、成型抵抗体１１の温度が一定となる。したがって、例えば、発熱した熱が外部に出ないように閉鎖空間を作り、その中に成型抵抗体１１を入れたとすると、温度が低下しないからその温度を維持するエネルギの供給が行われなくなり、省電力モードで働かせることができる。
また、温度制御に電圧制御で対応できるから制御が簡単である。また、電熱源として使用する場合には、キューリ点温度Ｃｕを低い温度に設定しておけば火災等の発生を防止することができる。
【００８７】
以上のように、本発明の実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、アルミニウム粉２と、黒鉛粉３と、蛙目粘土粉４とを主材料とする混合物、即ち、焼結原料混合物７を、射出成形、プレス成形等の圧縮形成または押出成形機によって押し出す押出成形によって外形の成形と共に複数の貫通孔１２，２２を設け、それを焼結させた成型抵抗体１１，２１，３１と、成型抵抗体１１，２１，３１に設けた１対の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａを具備し、成型抵抗体１１，２１，３１は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度（キュリー点温度）特性を有するものであるから、アルミニウム粉２と、黒鉛粉３と、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉４が混合されてなる焼結原料混合物７を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物７は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の焼結成型発熱体１０，２０，３０を得ることができる。
また、成型抵抗体１１，２１，３１に黒鉛粉３が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉３が付着し、アルミニウム粉２が黒鉛粉３に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点（６６０．４℃）に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって焼結原料混合物７は複合化されて、空隙を有する正特性の抵抗体となり、かかる正特性の抵抗体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０となり、かかる多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、特定の温度まで上昇できる抵抗発熱体として使用可能となる。
【００８８】
特に、こうして得られた多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして成型抵抗体１１,２１，３１の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体１１,２１，３１の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で焼結成型発熱体１０，２０，３０の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体１１,２１，３１の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、本実施の形態の多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、抵抗発熱体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０となる。
【００８９】
ここで、焼結成型発熱体１０，２０，３０における空隙は、本発明者らが、実験研究を重ねた結果、成型抵抗体１１，２１，３１における空隙が所定の範囲内においては、抵抗体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、成型抵抗体１１，２１，３１における空隙が少ないと、正特性発熱体としての抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、成型抵抗体１１，２１，３１における空隙が多すぎると、抵抗熱体として使用において強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
【００９０】
なお、この成型抵抗体１１，２１，３１の空隙は、形成した乾燥状態の焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。よって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい焼結成型発熱体１０，２０，３０が得られる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができるから、温度制御と同時に湿度制御も行うことができる。
【００９１】
本実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１に対して設けた複数の貫通孔１２は、各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか１つとしたものであるから、放熱面が特定の形状に拘束されないので、放熱効果を上げた焼結成型発熱体１０，２０，３０とすることができる。また、複数の貫通孔１２，２２の流体抵抗を任意の値に設定することにより、空気流の流れの速度に応じた形態を採用することができる。
【００９２】
本実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１に設けた１対の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、成型抵抗体１１,２１，３１の長さ方向の両端側に形成したものであるから、成型抵抗体１１，２１，３１の長さ方向の両端側に形成した１対の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、複数の貫通孔１２，２２の一端側から他端側に電流が流れることを意味し、実際に電流が通電する通電路が直線以外の複雑な経路となるから成型抵抗体１１，２１，３１の全体からの発熱が期待できる。
【００９３】
本実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１に対して設けた１対の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成したものであるから、成型抵抗体１１，２１，３１の長さ方向に対する直角方向の対向面側に形成した１対の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、複数の貫通孔１２，２２の両側面側に電圧を印加することを意味し、原理的には成型抵抗体１１，２１，３１の断面形状の最も薄い部分で発熱されるものであるから、成型抵抗体１１，２１，３１の全体が略均一に発熱させることができる。特に、成型抵抗体１１，２１，３１の距離の短い間に電圧を印加するものであるから、低い電圧で所定の熱量を発生できる。
【００９４】
本実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１に対して設けた１対の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、溶射によって成型抵抗体１１,２１，３１に設けたものであるから、成型抵抗体１１，２１，３１に対して設けた１対の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）に埋設すると焼成の際の焼成温度との関係で溶けてしまう可能性がある。しかし、溶射の場合には、成型抵抗体１１，２１，３１が完成した時点で行えばよいから、溶射する金属が特定されない。また、成型抵抗体１１，２１，３１は、多孔質発熱体という形態を採るがその表面面積が利用された状態でリード線の端子との接続ができ、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａの発熱を極端に少なくすることができ、長寿命となる。
【００９５】
本実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１は、アルミニウム粉３０〜５０ｖｏｌ％、黒鉛粉５〜１０ｖｏｌ％、粘土粉３０〜５０ｖｏｌ％、必要に応じて金属シリコン５〜１５ｖｏｌ％、また、鉄粉０〜５ｖｏｌ％、木粉０〜１０ｖｏｌ％との配合で混合した焼結原料混合物７とし、その全体に対して、水１５〜２５ｖｏｌ％を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後の焼結前成型体８(８Ａ，８Ｂ，８Ｃ)を焼結させてなるものであるから、次の効果を奏する。
即ち、焼結原料混合物７において、例えば、アルミニウム粉２の含有量が３０ｖｏｌ％未満であると、アルミニウム粉２が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉２の含有量が５０ｖｏｌ％を超えると、アルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。
ここで、金属シリコン５〜１５ｖｏｌ％及び鉄粉０〜５ｖｏｌ％は、抵抗値の決定に使用される。特に、鉄粉０〜５ｖｏｌ％は酸化防止にも役立つ。また、木粉０〜１０ｖｏｌ％は多孔質の空隙を形成するのに使用されるが、燃焼によって煙が出るから、できるだけ少ない方が望ましい。
【００９６】
また、例えば、黒鉛粉３の含有量が５ｖｏｌ％未満であると、黒鉛粉３が極めて少な過ぎてアルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉３の含有量が１０ｖｏｌ％を超えると、黒鉛粉３が多過ぎて焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）の強度及び純度が低下し、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。
そして、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉４の含有量が、例えば、３０ｖｏｌ％未満であると、陶磁器用の蛙目粘土粉４が少なすぎて、得られる成型抵抗体１１,２１，３１の抵抗値が小さくなり、多孔質発熱体の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の蛙目粘土粉４の含有量が５０ｖｏｌ％を超えると、陶磁器用の粘土粉が多過ぎて、通電性が損なわれる。
【００９７】
更に、木粉５は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉５を使用することでアルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４等の原料がウィスカーのヒケ状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉５が入っていなくても焼結前成型体８（８Ａ，８Ｂ，８Ｃ）を得ることはできる。通常、０〜１０ｖｏｌ％配合するのが望ましい。
したがって、この焼結成型発熱体１０，２０，３０によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、焼結原料混合物７において、前記アルミニウム粉２の含有量が４０ｖｏｌ％〜４５ｖｏｌ％の範囲内であり、前記黒鉛粉３の含有量が５ｖｏｌ％〜１０ｖｏｌ％の範囲内であり、前記鉱物質粉（陶磁器用の蛙目粘土粉４）の含有量が４０ｖｏｌ％〜４５ｖｏｌ％の範囲内あることによって、更に確実に多孔質の正特性発熱体において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
【００９８】
以上説明したように、上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１は、アルミニウム粉２と黒鉛粉３とを主材料とする焼結原料混合物７を、圧縮形成または押出成形によってステップＳ２で成型し、それを焼結させた成型抵抗体１１，２１，３１と、成型抵抗体１１，２１，３１に設けた溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａとを具備し、成型抵抗体１１，２１，３１に黒鉛粉３が混合されていることによって、アルミニウム粉２の表面に黒鉛粉３が付着し、アルミニウム粉２が黒鉛粉３に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって焼結原料混合物７は複合化されて、空隙を有する抵抗体となる。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の成型抵抗体１１，２１，３１となる。
【００９９】
特に、こうして得られた多孔質の成型抵抗体１１，２１，３１は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速くなる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体１１，２１，３１の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体１１，２１，３１の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体１１，２１，３１の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、抵抗体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の通電発熱体となる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができる。
【０１００】
ここで、成型抵抗体１１，２１，３１の空隙は、本発明者らが、実験研究を重ねた結果、成型抵抗体１１，２１，３１における空隙が所定の範囲内においては、抵抗体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、成型抵抗体１１，２１，３１における空隙が少ないと、その抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、成型抵抗体１１，２１，３１における空隙が多すぎると、抵抗体として使用において、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
なお、この焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１の空隙は、形成した乾燥状態の成型抵抗体１１，２１，３１の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。
【０１０１】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する抵抗温度特性を有するものであるから、アルミニウム粉２と、黒鉛粉３とが混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の正特性の抵抗体を得ることができる。
また、成型抵抗体１１，２１，３１に黒鉛粉３が混合されていることによって、アルミニウム粉２の表面に黒鉛粉３が付着し、アルミニウム粉２が黒鉛粉３に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって上記焼結原料混合物は複合化されて、空隙を有する正特性の抵抗体となり、かかる正特性の抵抗体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０となり、かかる多孔質の正特性の抵抗体は、特定の温度まで上昇できる発熱体として使用可能となる。
【０１０２】
特に、こうして得られた多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正特性の抵抗体の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、成型抵抗体１１，２１，３１の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で成型抵抗体１１，２１，３１の抵抗分布を調節することによって、成型抵抗体１１，２１，３１の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、抵抗体として使用に好適であり、特に、面で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗体として好適に使用可能な多孔質の焼結成型発熱体１０，２０，３０となる。そして、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができ、ヒートショックにも強い。
【０１０３】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１に設けた１以上の長さ方向に延びた貫通孔１２は、断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形の何れか１つ以上としたものであるから、放熱面が特定の形状に拘束されないので、放熱効果を上げた発熱体とすることができる。また、１個以上の貫通孔１２，２２の流体抵抗を任意の値に設定することにより、空気流の流れの速度に応じた形態を採用することができる。そして、その外形は任意の形状とすることができる。
勿論、本発明の焼結成型発熱体１０，２０，３０の成型抵抗体１１，２１，３１は、中空の物だけでなく、中実のものとすることもできる。また、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、成型抵抗体１１，２１，３１の外周面及び／または内周面及び／または端面を含む表面に溶射ガンで直接溶射した金属により成型抵抗体１１，２１，３１と溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａとが電気的に導通とし、成型抵抗体１１，２１，３１の両側に電極として設るものであればよい。
【０１０４】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに弾接する端子６５，７５，８３によって成型抵抗体１１，２１，３１に通電するものであるから、端子６５，７５，８３を成型抵抗体１１，２１，３１に形成した所定面積の金属の溶射面に弾接し、点接触、線接触、面接触することによって成型抵抗体１１，２１，３１に通電するものである。
特に、成型抵抗体１１，２１，３１に通電しても溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａで異常な温度上昇が生じないので、温度上昇が少なく、弾性劣化は殆どないから、所定面積の金属の溶射面に弾接しても、外部圧力を伝達する一次元接触、二次元接触、三次元接触が生じる端子６５，７５，８３であれば永続的な使用が可能となる。
【０１０５】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の端子６５，７５，８３は、導電線１５，１６，２５，２６の一方を溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａの溶射面に接線以上に巻き付けて接続し、他方の導電線１５，１６，２５，２６は成型抵抗体１１，２１，３１に通電する端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３としたものであるから、導電線１５，１６，２５，２６の一方を溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａの溶射面に接線以上に巻き付けて接続するものであるから、丸柱状の成型抵抗体１１，２１，３１であっても、接線またはそれ以上に接合距離を広くした導電線１５，１６，２５，２６との接触によって導通を得るものであるから、簡単な結束によって比較的低抵抗の端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３を形成することができる。
したがって、成型抵抗体１１，２１，３１に対する給電手段の選択自由度が高くなり、簡単な方法で電気的通電状態を確保できるから、成型抵抗体１１，２１，３１を最もシンプルな形にすることができる。
【０１０６】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３は、成型抵抗体１１，２１，３１に形成した所定面積の金属の溶射面に導電線を接線以上に巻き付けて、再度、前記溶射面及び導電線１５，１６，２５，２６の表面に溶射し、成型抵抗体１１，２１，３１に通電する前記導電線１５，１６，２５，２６の端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３としたものであるから、成型抵抗体１１，２１，３１に形成した所定面積の金属の溶射面からなる溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに導電線１５，１６，２５，２６を接線以上に巻き付けて、再度、導電線１５，１６，２５，２６の表面に溶射するものであるから、前記導電線が前記溶射面に固定されるから接触抵抗が安定し、成型抵抗体１１，２１，３１に通電する導電線１５，１６，２５，２６の端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３の選択自由度が高くなる。
【０１０７】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０のの端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３は、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに弾接する端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３によって成型抵抗体１１，２１，３１に通電するものであるから、端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３を成型抵抗体１１，２１，３１に形成した所定面積の金属の溶射面に弾接し、点接触、線接触、面接触することによって成型抵抗体１１，２１，３１に通電するものである。
特に、端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３から成型抵抗体１１，２１，３１に通電してもその間の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａで異常な温度上昇が生じず、温度上昇が少なく、弾性劣化は殆どないから、所定面積の金属の溶射面に弾接しても、外部圧力を伝達する一次元接触、二次元接触、三次元接触が生じる端子であれば永続的な使用が可能となる。
【０１０８】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、導電線１５，１６，２５，２６の一方を接続し、その他方は端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３に接続したものであるから、簡単な接続または結束によって比較的低抵抗の端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３を接続することができる。
したがって、成型抵抗体１１，２１，３１に対する給電手段の選択自由度が高くなり、簡単な方法で電気的通電状態を確保できるから、成型抵抗体１１，２１，３１を最もシンプルな形にすることができる。
【０１０９】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに導電線１５，１６，２５，２６の一方を接続し、導電線１５，１６，２５，２６の他方は成型抵抗体１１，２１，３１に通電する端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３に接続したものである。
ここで、導電線１５，１６，２５，２６を成型抵抗体１１，２１，３１に接続とは、原理的には成型抵抗体１１，２１，３１が丸棒状であっても角棒状であっても全周の一部が機械的に接触するものであればよい。例えば、１５度以上、即ち、全周の１／２４を巻き付けてもよい。即ち、これは丸棒からなる２４本の成型抵抗体１１，２１，３１を束ね結束するときの外周の接合角度に相当し、発明者らの実験によれば、通常の溶射電極として問題なく使用できることが確認された。また、単純に複数本をまとめて束ねる場合、成型抵抗体１１，２１，３１は奇数本となるから、中心部は成型抵抗体１１，２１，３１に形成した溶射面からなる溶射電極相互の電気的接続とすることができる。このように、溶射電極に機械的に接触し、電気的導通を得れればよい。
【０１１０】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａは、そこに導電線１５，１６，２５，２６を接続すべく、再度、導電線１５，１６，２５，２６の表面に金属を溶射したものであるから、成型抵抗体１１，２１，３１に形成した所定面積の金属の溶射面からなる溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに導電線１５，１６，２５，２６を重ね、再度、前記溶射面及び導電線１５，１６，２５，２６の表面に溶射するものであるから、導電線１５，１６，２５，２６が前記溶射面に固定されるから接触抵抗が安定し、前記成型抵抗体に通電する導電線１５，１６，２５，２６の端子の選択自由度が高くなる。
【０１１１】
上記実施の形態の焼結成型発熱体１０，２０，３０は、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａを形成後、溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに導電線１５，１６，２５，２６を接続すべく、再度、前記溶射面及び導電線１５，１６，２５，２６の表面に金属を溶射したものである。
ここで溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに導電線１５，１６，２５，２６を接続とは、成型抵抗体１１，２１，３１に形成した所定面積及び層の金属の溶射電極１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａに導電線１５，１６，２５，２６を成型抵抗体１１，２１，３１に、例えば、機械的に接触させたり、１５度以上に巻き付けたりし、溶射面及び導電線１５，１６，２５，２６の表面に再度溶射し、それを成型抵抗体１１，２１，３１に通電する端子１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ、端子６５，７５，８３に接続したものである。接続の一態様であるが、導電線１５，１６，２５，２６を成型抵抗体１１，２１，３１に１５度以上巻き付けるとは、丸棒状であっても角棒状であっても全周の１／２４を巻き付ければよいことを意味する。これは、丸棒状からなる２４本の成型抵抗体１１，２１，３１を束ね結束するときの接合角度に相当する。また、発明者らの実験によれば、接線とすることができること及び接線以上の巻き付けにすればよいことを確認した。しかし、複数束ねる場合には、偶数本とすることができず、奇数本となる。また、本発明では、空気流を確保するために外周のみに複数本環状に並べ、中心側を空洞とすることもできる。
【符号の説明】
【０１１２】
２    アルミニウム粉
３    黒鉛粉（黒鉛粉）
４    粘土粉（蛙目粘土粉）
５    木粉
６    水／バインダ
７    焼結原料混合物
８Ａ，８Ｂ    焼結前成型体
１０，２０，３０    焼結成型発熱体
１１，２１，３１    成型抵抗体
１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａ    溶射電極
１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ    端子
１５，１６，２５，２６    導電線
１７，１８    アルミ端子
６１    ジグザグ帯体
６２    基準接合帯材
６５，７５，８３    端子
６６    補強基準接合帯材
８０    リング
８０Ａ    変形リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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