JP2005268194A - 電線接続部を密封した電気部品、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄処理時に何ら環境保護上の問題を生じない材質の絶縁材を用いた電気素子と電線との接続端部を確実に絶縁密封する。
【解決手段】燃焼時にハロゲンを生じない材質で難燃剤を混合して成る絶縁被覆を有する電気素子と燃焼時にハロゲンを生じない材質で架橋処理した電線との接続端部を同じく燃焼時にハロゲンを生じない材質で難燃剤を混合した絶縁チューブとその内部にあらかじめ塗布したホットメルト接着剤にて被覆するとともに該部を加圧加熱して一体化する。
【選択図】図３

Description

本発明は冷蔵庫等において部分的に加熱するためのコード状ヒーター、暖房機器等において加熱源とするコード状ヒーターや温度制御器、温度ヒューズ等の電線接続部に密封防水を施した電気部品とその製造方法に関するものである。

従来この種の電気部品電線接続部は、図７〜図９に示すようなものが知られている。

図７は電気冷蔵庫のヒーターとして知られている電気部品であるコード状ヒーターの一部を切開して示す斜視図である。同図において１００はコード状の発熱素子でガラスヤーン又はポリエステル樹脂等を糸状にした芯線１０１に抵抗線たとえばニクロム線１０２を１本又は必要に応じて複数本らせん状に巻き、その上から抵抗線の保護のためポリエステル樹脂繊維１０３を巻き、その上に絶縁のため塩化ビニル樹脂１０４が押し出し被覆されている。これを電源に接続を容易にするため一般的なビニルコード（ＪＩＳ Ｃ３３０６）１０６をコード状ヒーター１００に接続端子１０５をもって電気的且機械的に接続し、電圧を加えることにより所定の発熱が得られるように出来ている。この接続部を密封絶縁するため透明な塩化ビニル樹脂製のチューブ１０８を被せて両端部分を高周波誘導加熱により加熱、加圧し溶融して密封を得るもので、図８に示すＡ，Ａ′部は略密着状態にあったが、溶剤（図示せず）により補完する場合もあった。また図９のごとく加熱による収縮の性質を付与されたチューブ２０８の内面に充填剤２１０を介在させ絶縁を施すものもあるが加工時間が長く量産作業性に欠け異質の樹脂で構成されるため溶融できず確実な密封は期待できないものであり、又放熱箔接着剤との接着も出来ないものであった。

このような点を改良したものとして特開平６−１４０１３１（特許文献１）に記載されたものが知られている。この従来技術について図１０を用いて説明する。図１０において３０８はコード状発熱素子とリード線との接続部を密封する二重熱収縮チューブで架橋塩化ビニル樹脂からなる外層部３０８ａと、この内面に形成されたホットメルト接着剤３０８ｂからなっている。前記二重熱収縮チューブ３０８を用いた場合には、接続部を被覆した後、該部を所定時間加熱することにより略確実な絶縁密封を得る事が出来るものである。

これらの組立品はそのままの状態で冷蔵庫等や暖房器具に部分的に装着されるか又は接着剤の塗布されたアルミニュウム箔に配備し固定されて機器に組み込まれる事が多い。

前述の従来技術においては絶縁被覆がいずれも塩化ビニル樹脂で構成されているため溶融密着が容易で所望の絶縁密封効果が得られるものであった。

しかしながら廃棄時に低い温度で焼却処理をしたときダイオキシンが発生し、人体に悪影響を及ぼすことが社会的な問題として取り沙汰されており、地球環境保護の観点からは好ましくないことが知られている。

このため塩化ビニル樹脂の代りにポリエチレン樹脂をはじめとするハロゲンを発生しない樹脂でコード状ヒーターや絶縁電線等の電気部品を製造する技術が注目され始めている。

しかしながらポリエチレン樹脂による絶縁材は耐熱、耐燃焼性が塩化ビニル樹脂のそれに及ばず、価格も塩化ビニル樹脂の絶縁になるコード状ヒーターや絶縁電線等より高価であり充分な普及に至っていない状況にある。併し押出し成型時に特殊な補強工程即ち電子架橋を施した絶縁電線は耐熱耐燃焼性を高めることが出来、電線メーカーから上市され始めているが、溶融する性質が消失し密封のための樹脂絶縁チューブとの溶着が出来ず、かかる絶縁電線を用いたコード状ヒーター組立品において密封防水加工が困難なものであった。万が一密封が不完全な場合には露滴の中での使用及び水中耐圧検査のときに水分の浸入を招き接続金属部の腐食断線の原因となる。またハロゲンを発生しない樹脂で押し出し成型した絶縁チューブにおいて、耐燃焼性を高めると難燃材料混合のため樹脂の透明性が消失し、浸入した水滴の目視確認すらも不可能である。
特開平６−１４０１３１号公報

上記従来の技術の問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は地球環境保護に障害となる材料を用いることなく、接続電線との確実な防水絶縁構造が得られる電気部品接続部の密封とその製造方法を提供することにある。

本発明の第一の発明は、燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成る被覆材にて被覆された電気素子と、燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成る被覆材にて被覆されるかまたは燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料から成る被覆材にて被覆され且つ電子架橋処理された電線との接続部が接続端子を介して接続されており、この接続部を燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成り内側に熱可塑性の接着剤を設けた絶縁チューブにて被覆し一体化して成る電気部品である。

これにより、燃焼時にハロゲンを発生しない材料を使用して電気部品の重要部分を耐熱、耐燃焼性に優れたものになし、電線との接続部を良好な防水密封構造とし、しかも廃棄処理に際して環境保護上の問題を解消し得るものである。

本発明の第二の発明は、燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成る被覆材にて被覆された電気素子と、燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成る被覆材にて被覆されるかまたは燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料から成る被覆材にて被覆され且つ電子架橋処理された電線との接続部を接続端子を介して接続すると共に、この接続部を燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成り内側に熱可塑性の接着剤を設けた絶縁チューブにて被覆した後、加熱加圧により一体化することを特徴とする電気部品の製造方法である。

この方法に依れば、電子架橋処理により溶融しない絶縁電線の被覆材であっても接続部を被覆する絶縁チューブに難燃剤を混合したことにより絶縁チューブ及び熱可塑性の接着剤が溶融し確実に絶縁密封され、且絶縁電線との接続強度も良好なものを製造することが出来る。

もちろん電気素子即ちコード状ヒーターの被覆材料は、放熱兼固定のための金属箔との接着が必要な場合を除き、電子架橋することは容易であり、この場合も燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合した絶縁チューブ及び熱可塑性の接着剤の溶融によって確実に密封接続することができる。

本発明の電気部品は廃棄処理する際には環境保護上の問題を生じさせない樹脂材料を用いて電線との接続部を確実に密封防水した絶縁ができる。

以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態の説明をする。なお、本発明は本実施の形態により限定されるものではない。また、本実施の形態の説明において、同一構成ならびに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明は行わないものとする。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電気部品の一部を切開して示す斜視図、図２は同電気部品と電線との接続部を示す斜視図、図３は同上電気部品の接続部における一製造工程を示す縦断面図であり、図４は同上電気部品の要部斜視図である。

図において１０はコード状の電気部品で、糸状の芯材１（一般的にガラス繊維や合成樹脂の繊維からなる）に螺旋状に巻きつけられた細い抵抗線２（例えばニクロム線）と、さらにその上から抵抗線２の保護のため巻きつけられた樹脂繊維３とこれら全てを被覆する絶縁被覆４から成る発熱素子１０ａと後述する電線６とから成っている。

前記絶縁被覆４は燃焼時にハロゲンを発生しない材料、ここではポリエチレン樹脂に周知の難燃剤を混合したものが用いられる。

前記絶縁被覆４は必要に応じて電子架橋処理されたものを用いても良いがここではで架橋処理されていない場合について説明する。

また、前記電線６は図示を省略しているが、導線をポリエチレン樹脂から成る被覆材で被覆して架橋処理されており、その導線と前記抵抗線２とは接続端子５により接続されている。

なお前記電線６の絶縁被覆は難燃剤は必ずしも必要としないが、電線６が架橋処理されない場合は難燃剤を混合したものを用いても良い。

図３において７、７′は前記発熱素子１０ａの端部と電線６の端部外周にあらかじめ塗布された熱可塑性の接着剤であるホットメルトである。また、８は接続端子５を含む前記発熱素子１０ａと後述する電線６との接続端部を被覆する絶縁チューブでその材質は難燃材料を混合したポリエチレン樹脂から成るもので電子架橋処理されていないものである。

９、９‘は超音波加工装置の加工治具で前記絶縁チューブ８の両端部を加圧加熱し、成形する様にかたどられている。

前記加工治具９、９′の形状は、加工装置により加圧加熱されると、絶縁チューブ８が前記発熱素子１０ａの端部、及び電線６の端部において加工治具にかたどられた形状に押しつぶされ、このとき電線６の端部被覆は溶融しないが絶縁チューブ８は溶融して電線６に密着しその状態でホットメルトにより接着される。

また、前記絶縁チューブ８と前記発熱素子１０ａの被覆端部も同様に前記絶縁チューブ８が加熱により溶融するので密着しホットメルト７、７′によって接着一体化され絶縁密封が行われる。そして一体化された後、その接続強度はきわめて高くなり、溶剤による接着補完作業も不要になる。

図４は前記各工程を経て出来あがった電気部品（コード状ヒータ）の斜視図である。絶縁チューブ８の加圧部分に当接する治具９、９′の形状は断面積縮小の目的で自在であり、縦横に縞模様となすことも接着の強度を高めることが出来る。

前述の通り前記超音波加工による加熱時に絶縁チューブ８と発熱素子１０ａの絶縁被覆は溶融するが難燃剤が混合されているため燃えることはない。

なお、前記実施の形態においては発熱素子１０ａの絶縁被覆については架橋処理しないものを用いたが、例えばアルミ箔への接着を要しない用途に供されるものについては架橋処理してもよく、この場合難燃剤を混合する必要がないのは勿論である。

以上のように本実施の形態は架橋処理された絶縁材や難燃剤を混合した絶縁材と熱変形の出来る絶縁材の間にホットメルトを用いて加熱加圧処理をすることにより一体化して成るものであるから、接続端部を確実に絶縁密封でき、またその廃棄処理に際して環境保護上の問題を生じないものである。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における電気部品の一製造工程における接続部の縦断面図である。

図５において７、７′は熱溶着材であるホットメルトであり、絶縁チューブ８の両端部付近に予め塗布されている。そして、ホットメルト７、７′が介在する部分を実施の形態１と同様に超音波加工装置の治具９、９′により加圧、加熱することにより実施の形態１と同様に接続端部を確実に絶縁密封状態にすることができる。

本実施の形態によれば、ホットメルト７、７′が予め絶縁チューブ８の内面に塗布されているものであるから、製造工程において発熱素子１０ａや電線６の端部外周に塗布する作業を省略できるものである。

また本実施の形態において絶縁チューブ８の内面全域に亘ってホットメルトを塗布したものを前記方法で加圧、加熱することにより密封状態になし得ることも出来るものである。

（実施の形態３）
図６Ａは本発明の実施の形態３による電気部品の接続部を示す斜視図である。

図６Ａにおいて２０は電気部品で難燃剤を混合したポリエチレン樹脂から成る袋状あるいはカバー上の絶縁チューブ２８内に被覆されている電気素子、ここでは温度ヒューズ２０ａとポリエチレン樹脂の絶縁被覆を有する電子架橋処理された電線２６と接続されており、その接続端部は前述の通り超音波加工により加圧加熱されホットメルトの接着により絶縁密封されている。なお、詳細な説明は省略するが、温度ヒューズ２０ａは両端において電線２６の導線と直接電気接続されている。

本実施の形態では絶縁チューブ２８の両端において電線２６と接続されているが図６Ｂに示す如く、袋状の絶縁チューブ２８の一端部において電線２６と接続しても同様に絶縁防水構造を得ることができる。なお、図６Ｂにおいて図６Ａと同一符号は同一部分を示すものとし、詳細な説明を省略する。

以上のように本実施の形態による電気部品２０は温度ヒューズ２０ａとして電気冷蔵庫等の発熱個所や露水環境に設置されてもきわめて安全であり、また廃棄処理に際して環境上、何ら問題を生じないものである。

尚、接続部の絶縁被覆部分においては難燃剤が混合されているため水分の浸入について目視できないことが懸念されるが、前述実施の形態で説明した如く確実な絶縁防水構造が得られるため水分の浸入についてはもともと問題がないものである。

本発明は、上述の通り発熱をともなう電気機器や露水を生じる環境で使用される電気部品として高い信頼性をもって利用することができる。

本発明の実施の形態１における電気部品の一部を切開した斜視図 同上電気部品の電線との接続端部を示す斜視図 同上電気部品の一製造工程を示す縦断面図 同上電気部品の外観斜視図 本発明の実施の形態２における電気部品の一製造工程を示す縦断面図 本発明の実施の形態３における電気部品の外観斜視図 本発明の実施の形態３における異なる形式の電気部品の外観斜視図 従来例を示す電気部品の一部を切開した斜視図 同上電気部品の電線との接続端部を示す縦断面図 異なる従来例における電気部品の電線との接続端部を示す縦断面図 異なる従来例における絶縁チューブを示す縦断面図

符号の説明

４ 絶縁被覆
６ 電線
７、７′ 熱溶着材
８ 絶縁チューブ
９、９′ 治具
１０ 電気部品
１０ａ 電気素子（発熱素子）
２０ 電気部品
２０ａ 電気素子（温度ヒューズ）
２６ 電線
２８ 絶縁チューブ

Claims (9)

1. 燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成る被覆材にて被覆された電気素子と、燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成る被覆材にて被覆されるかまたは燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料から成る被覆材にて被覆され且つ電子架橋処理された電線との接続部が接続端子を介して接続されており、この接続部を燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成り内側に熱可塑性の接着剤を設けた絶縁チューブにて被覆し一体化して成る電気部品。
2. 電気素子がコード状の発熱素子である請求項１に記載の電気部品。
3. 電気素子が燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料から成る被覆材にて被覆され且つ電子架橋処理された発熱素子である請求項１〜２のいずれか１項に記載の電気部品。
4. 電気素子が接続部において直接電線の端部と接続されている温度ヒューズである請求項１に記載の電気部品。
5. 燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成る被覆材にて被覆された電気素子と、燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成る被覆材にて被覆されるかまたは燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料から成る被覆材にて被覆され且つ電子架橋処理された電線との接続部を接続端子を介して接続すると共に、この接続部を燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料に難燃剤を混合して成り内側に熱可塑性の接着剤を設けた絶縁チューブにて被覆した後、加熱加圧により一体化することを特徴とする電気部品の製造方法。
6. 燃焼時ハロゲンを発生しない樹脂材料から成る被覆材にて被覆され且つ電子架橋処理された電気素子を用いることを特徴とする請求項５に記載の電気部品の製造方法。
7. 熱溶着材が絶縁チューブの内面に予め塗布されていることを特徴とする請求項５〜６のいずれか１項に記載の電気部品の製造方法。
8. 加熱加圧する手段として超音波加工装置を用いることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の電気部品の製造方法。
9. 請求項５〜８のいずれか一項に記載の電気部品の製造方法により製造される電気部品。

Images