JP2005308567A - 示温成形体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
端子金具付ケーブルに端子金具を装着したままで簡易に交換、装着が可能で、かつ形状が簡単で製造しやすく、少ないサイズの種類で、ケーブルや端子金具のサイズにも柔軟に対応できる示温成形体とその製造方法を提供する
【解決手段】
本発明の示温成形体では、一枚のシートを端部が互いに重なり部を持つ様に巻き込んだ巻筒状の成形体としてその全面または、一部に示温部分を存在させ、成形体は柔軟性を有しているため巻き込みを開いて設置が容易であり、設置後は、復元力により被検知物に密着するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱変色性物質が含有された示温成形体であって、端子金具を備えたケーブルへの使用に適する形状を有するもの及びその製造方法に関するものである。

従来、配電盤と分電盤間を結ぶ屋内配線等に使用される電線やコード、屋外配線を構成するケーブル、各種電気機器の部品等において、加熱を検知するための熱変色成形体が知られている。これらは、合成樹脂材料に熱変色性物質を混入してシート体やチューブ等の所定の形状に成形されたり、又、合成樹脂材料からの成形物の表面上に熱変色性物質を塗布することにより製造され、検知対象物である上記の電線等に貼付したり被覆したりして用いられている。

然しながら、上述の屋内配線、屋外配線等の配線に使用されている電線、コード、ケーブルは、一般的には、その末端に端子金具が装着されており、配電盤、分電盤等において、端子金具を介して他の配線と接続されることとなる。図５に一般的な端子金具５１を備えたケーブル５５を示す。端子金具５１は、導電性金属によって形成され、リング状をなす端子金具本体５２と、ここから後方へ一体に延設されたバレル５４とからなっている。この内、端子金具本体２の中心部には取り付け穴５３が開口しており、他の配線と接続される場合には、この取り付け穴５３を配電盤等に立設したボルト（図示しない）をねじ込んで締め付けることになる。また、端子金具本体５２の後方には、接続すべきケーブルの芯線部分を圧着するためのバレル５４が左右に一対、対向して配されている。端子金具５１にたいして、上記の芯線５６部分をバレル５４によりかしめ付けることによって、端子金具５１がケーブル５５に装着されることとなる。

図５のような端子金具付ケーブルの接続部分における異常温度を検出するために、バレル５４からケーブル５５の末端部分にわたって、熱変色性物質を有する示温材料を取り付けることが行われている。示温材料の装着方法としては、シート状の示温材料をケーブル上に接着剤等で貼り付けることが考えられるが、この方法では、熱により接着剤が劣化するなどにより、ケーブルと示温材料との密着が悪くなり、異常温度の検出感度が鈍る恐れがあるという欠点がある。

別法としては、示温材料をチューブ状に成形し、該チューブをバレル５４からケーブル５５の末端部分に装着することが考えられる。しかし、図５から明らかなように、一般的な端子金具においては、ボルト締めによる接続を確実にするために、リング状の端子金具本体５２び径ｍがケーブル５５の径ｎよりも大きく、さらに、端子金具本体５２はケーブル５５の底面に沿って配置されている。このため、示温成形体の装着においては、バレル５４のかしめ付けを開放しケーブル５５から端子金具５１をはずした後に、示温成形体にケーブル５５を挿入し、その後、再度バレル５４のかしめ付けを行い端子金具５１をケーブル５５に装着し、最終的に示温成形体をバレル５４およびケーブル５５の末端部分に密着させるという非常に煩雑な操作が要求されるという欠点を有していた。また、熱収縮チューブのような示温成形体を用いて、ケーブル５５から端子金具５１をはずすことなく示温成形体を装着し、熱により密着させることも考えられるが、示温成形体の熱収縮率が小さい場合にはこの方法は使用できない。また、熱収縮率が大きい場合であっても、加熱による密着操作が必要となり煩雑である。さらに、加熱温度によっては、不可逆性の熱変色性の物質が使用できない場合がある。

このような事情から、本発明人等は、先に特許文献１に示すような示温成形体を提案した。端子金具付ケーブルにおいて、端子金具を装着したまま簡易に交換、装着可能な示温成形体を提供するものであった。これを図６で説明する。示温成形体６１は、ケーブル５５を挿入し密着するように、ケーブルと同じ断面を持つ形状になっている。図では、略円筒状の断面を有し、その先に６２で示す端子金具本体通過部分が付設されている。このような構造では、端子金具本体通過部分の幅が端子金具本体５２の径ｍより大きいので、端子金具５１をケーブル５５からはずさなくとも示温成形体６１を装着できる。６３はケーブルを挿入するケーブル挿入部分である。ところで、図６様な形状の示温成形体は、以上の利点を有する反面、形状が複雑なので、成形の型が複雑になること及び、ケーブルや端子金具本体の大きさに応じたサイズのものを用意しなければならないという欠点がある。
特開２００２−１９８１２８

本発明は、上記の問題を解決すべくなされたもので、端子金具付ケーブルに端子金具を装着したままで簡易に交換、装着が可能で、かつ形状が簡単で製造しやすく、少ないサイズの種類で、ケーブルや端子金具のサイズにも柔軟に対応できる示温成形体とその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以上のような背景であって従来の問題点を解決するために提案されたものであり、一枚のシート状の形状体を互いに先端部が重なりを有するように巻いたロール形状体の示温成形体を特徴としている。以下説明する。

請求項１記載の発明は、示温成形体であって、一枚のシート状の形状体を互いに先端部が重なりを有するように巻いたロール形状体を少なくとも有することと、前記ロール形状体の全面または一部に温度の変化により変色する示温部を有することとを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の示温成形体において、前記の示温成形体は、前記ロール形状体を開くこと及び、被検知体への装着後に復元力により前記ロール形状体に戻る柔軟性を有することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の示温成形体において、前記示温部は、示温剤を成形前に分散することで前記示温成形体に一体的に形成された構造または、成形後に示温剤を塗布または貼り付けされた構造を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、示温成形体の製造方法であって、一枚のシート状の形状体の先端を互いに重なりを有するように棒状体に巻き取りロール形状をさせた後、固定化することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の示温成形体の製造方法において、前記棒状体は複数の棒状体からなり、低温状態での示温成形体の巻き取り工程と、高温状態に移行しての示温成形体の軟化工程と、冷却しての示温成形体の固定化工程と、低温での示温成形体の取出工程とを有することを特徴とする。

以上の様に構成されているので、本発明の示温成形体によれば、検知対象物である端子金具付ケーブルやその他の配線を破壊または分解または接続解除することなく、示温成形体を容易に装着、交換ができるようになった。更に、示温成形体の巻き込みの復元性により被検知部への密着も優れるので異常な過熱を精度よく検出する感度が改善できた。更に形状が単純であるので、成形の型等も単純でありコスト低減が計れた。棒状のものに巻き込むことで簡単に成形する製造方法が採用でき、工程コストが低減できた。さらに、成形前のシート状の示温成形体の幅を変えることで、重なり部を変えることができ、成形型を変えることなく、被検知部のサイズの多様性に対応するものが成形できた。このため、製品種を集約できて管理コストの低減を図ることができた。

発明を実施するための最良の形態として、一枚のシート状の示温成形体を円柱棒に巻く様に端に重なりを持つ様にロール状に巻いた形状を持っていることと、示温成形体の柔軟性によりケーブル等への設置後は復元力により被検知体に密着する特徴とを有するものであり、以下に、使用できる材料とともに実施態様を説明する。

本発明の示温成形体は、樹脂及び熱変色性物質を含む。本発明の示温成形体に使用可能な樹脂としては、成形体が被検知部分である、端子金具５１とケーブル５５の接続部分、又はケーブル５５に装着でき、成形体と前記被検知部分が示温可能に密着するものであれば、任意の樹脂が使用できる。例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。適度な柔軟性を有していれば、装着の際に容易であり、密着性にも優れるという観点から、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂等が好ましい。更に、示温成形体のケーブルとの密着性を高めることにより、示温性を向上させる観点から、熱収縮する樹脂も好ましく、かかる特性を示す樹脂としては、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられる。また、上記の樹脂は、単独で使用されても良いし、二種類以上が混合されて使用されても良い。

本発明において使用される熱変色性物質は、熱により変色する物質であれば、温度が低下すれば元の色に戻る可逆性の熱変色性物質、および、温度が低下しても元の色に戻らない不可逆性の熱変色性物質のいずれであっても良い。本発明において使用される熱変色性物質は、常態においては、所定の色を示しているが、所定温度以上となると異なる色を示すこととなる。そして可逆性の熱変色性物質を用いた場合には、所定温度より低温になると、元の色に戻り、非可逆性のものを用いた場合には、変色した状態が維持される。例えば、熱変色性物質の色の変化としては、常態において、赤、白、青、緑、黒、黄等の色の熱変色性物質が、加熱により透明又はほぼ透明に変色することが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明において使用可能な可逆性の熱変色性物質は、繰り返し使用できるという利点を有している。この観点から、可逆性の熱変色物質としては、長期間にわたって使用できるマクロカプセル化したものを用いることが望ましい。例えば、（株）日本カプセルプロダクツ製の感温染色マイクロカプセルパウダーを用いることが出来る。これは、電子受容性化合物（顕色剤）類、この化合物類と反応して発色する無色染料である電子供与性色素類、及び、電子受容性化合物と電子供与性呈色性色素類との混合物に対して両者の反応をある温度以上もしくはある温度以下で阻害する性質を有する減感剤との混合物から構成される熱変色性物質を、透明で内部成分が染み出さず、外部からの浸透を防止しえる材料でマイクロカプセル化したものであり、ある温度以上（以下）で色が消える特性を有する。尚、電子受容性化合物類としては、フェノール性水酸基を有する化合物（例えば、ビスフェノールＡ）もしくはその金属塩、カルボン酸金属塩、又は、酸性酸エステル（例えば、没食子
酸プロピルエステル）もしくはその金属塩等が用いられている。電子供与性呈色性色素類としてはクリスタルバイオレットラクトン（青）、マカライトグリーンラクトン（緑）、ローダミンＢラクタム（赤）、３，６−ジメトキシフルオラン（黄）、３−シクロヘキシルアミノー６−クロロフルオラン（橙）、ジエチルアミノベンゾフルオラン（桃）、８−ジエチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオラン（黒）等が用いられている。減感剤としては、アルコール、脂肪酸等が用いられている。

本発明において使用可能な不可逆性の熱変色性物質としては、所定の温度において、変色し、温度低下後も変色が元に戻らない物質であれば任意の物質を使用できる。例えば、サーモクロミック有機色素スピロピラン類、ビアントロンやジキサンチレン等の縮合芳香環の置換したエチレン誘導体など；金属錯塩結晶ＣｏＣｌ_２・（ＣＨ_２）_６Ｎ_４・１０Ｈ_２Ｏ、ＰｂＣｒＯ_４、Ｃｕ_２ＨｇＩ_４、Ａｇ_２ＨｇＩ_４など；コレステリック液晶（マイクロカプセルに封入して用いる）；電子供与性呈色性化合物と電子受容性化合物と有極性有機化合物の組み合わせ・電子供与性呈色性化合物フェニルメタン系化合物（各種フルオラン、フェニルフタリド類等）、各種インドリルフタリド、スピロピラン、ロイコオーラミン類、アシルまたはアリールオーラミン類など・電子受容性化合物フェノール性水酸基を有する化合物、フェノール性水酸基を有する化合物の金属塩、各種トリアゾール類、カルボン酸類、カルボン酸の金属塩など・有極性有機物アルコール類（オレイルアルコール等）、アミド類（アセトアセチルアニリド等）、エステル類（ジフェニルフタレート等）、水難溶性のカルボン酸の第一級アミン塩、ケトン又はエーテル類、少なくとも１個の芳香族基を結合基とするアゾメチン類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明において使用可能な熱変色製物質は、可逆性または不可逆性のいずれであっても、その変色温度は、熱変色温度を制御する物質の含有量を調整することにより、所望の温度の約±３0℃、好ましくは約±２0℃の範囲で適宜設定することが出来る。上記の熱変色性物質は単独で使用されても良いし、複数の物質が混合されて使用されても良い。上記した熱変色性物質の含有量は、示温成形体の重量に対して、０．５〜４０重量％であり、経済的には、１〜２０重量％程度が好ましい。

一態様としては、本発明の示温成形体は、ベース材料である上記の樹脂と任意の温度設定の上記熱変色性物質とを所定の配合比で混合した後、成形することにより得られる。成形方法は限定されるものではないが、本発明の成形体は、一枚のシートを巻き込んで重なりのある円筒状にしたものであるので、プレス成形が便利である。又、他の態様としては、ベース材料である上記の樹脂から重なりのある筒状の成形体を形成し、該成形体の表面上に熱変色性物質を塗布または熱変色性物質を含むシートを貼り付けることにより作られたものであってもよい。

本発明の目的を損なわない範囲で、その効果が発現する量の各種添加剤、無機充填剤を添加してもよい。各種添加剤としては、難燃剤、難燃助剤、滴下防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、滑剤、着色剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
以下、本発明の一実施態様を図１から図４に示し説明する。

図１は、本発明による示温成形体の一実施態様を示す斜視図である。本発明の示温成形体１１は、一枚のシートを端部が互いに重なり部１２を持つ様に巻き込んだロール状の成形体である。筒状の空間穴１３にケーブルが収まる様になっている。示温成形体１１を図５の端子付ケーブルに装着する場合を説明すると、示温成形体１１は、柔軟性を有するので、容易に重なり部１２のところが開き、この部分からケーブル５５および／またはバレル５４の部分を筒状の空間穴１３に収めることができ、都合が良いことには、示温成形体１１の復元力により、示温成形体１１はケーブル５５および／またはバレル５４を締め付けるようになって密着性がよい。このため、示温感度が良く、ケーブルの異常加熱の検知能力が高いと言う特徴がある。また、温度上昇により、更に収縮する熱収縮性材料を用いると、温度上昇により、更に密着性が良くなって都合がよい。このことにより、重なり部１２の重なりを適当に大きく形成すると、多種のサイズのケーブルに対応することができて、示温成形体１１のサイズ種を少なくすることができる。沢山の種類のサイズを用意しなくてよいことは、経済的、管理的に有意義である。

図２は、本発明による示温成形体の一実施態様を示す図である。２１は示温成形体であって、図１の示温成形体１１との違いは長さが長いということだけである。このようにすると、使用者が長い部分で検知したければ、その長さにあわせて切断して使えばよい。図１のように端子部のみに使いたければ、短く切断して使えばよい。言わば、任意長さに対応できることになる。

図３は、図１および図２の示温成形体の製造方法の一実施態様を示す図である。一枚のシート状の示温成形体３１を任意の径の巻き取り棒３２に巻き込む。巻き込んだ状態３３において、冷却等の処理により、成形の形状を固定する。固定後に巻き取り棒３２から抜き取った後の示温成形体は、図１または図２で示すものとなっている。このように単純な形状なので、製造方法も単純になり、複雑な成形型を必要としない利点を有する。また、重なり部は、シートの幅と巻き取り棒３２の径により簡単に決定される。巻き取り棒３２の周囲長を超えるシート幅部の半分が重なり部の幅となる。即ち、シート幅を大きくした分だけ、重なりを大きくでき、ケーブルのサイズの多様性に対応できる。

図４は、本発明による示温成形体の別の実施態様を示す斜視図であって、示温成形体４１は、示温剤を有する示温部分４２と示温剤を持たない非示温成形部４３を持っている。
前記の成形剤等を成形した後、塗布や貼り付けにより示温剤を有する示温部分４２を形成することができる。このことにより、熱成形のあとに、不可逆性の示温部分を設けることに好都合となる。

図７は、本発明による示温成形体の製造方法の一実施態様を示す工程図であって、棒状体は複数の棒状体からなり、コンベア等により矢印のように移動する。低温状態での示温成形体の巻き取り工程と、高温状態に移行しての示温成形体の軟化工程と、冷却しての示温成形体の固定化工程と、低温での示温成形体の取出工程からなっている。
巻き取り工程では１枚のシート状の示温成形体の素材７１が巻き取り棒７２に巻き取られ、
軟化工程に移動する。軟化工程では、赤外線加熱炉等により加熱され高温になることで軟化し、構造変化を起こして巻取りの形状に馴染むようになる。軟化温度は、概ね、１２０度から２００度の間であるが、１８０℃で１分間行った。更に移動して固定化工程では、風冷または水冷等の冷却を受け、巻取りの形状のまま固定化される。更に取出工程において、成形後の示温成形体７３は、巻き取り棒７２から抜き取られる。

図５には、本発明の示温成形体１１、２１を装着することが可能な、端子金具付ケーブルの一態様が示されるが、本発明の示温成形体を装着可能な端子金具付ケーブルとしては、これに限定されるものではない。端子金具つきケーブルとしては、導電性ケーブルの末端に接続用の端子金具を有するものであれば、任意の用途、形態のものが含まれ、例えば、配電盤と分電盤間等を結ぶ屋内配線等に使用されている電線やコード、屋外配線を構成するケーブル、各種電気機器の部品等が挙げられるがこれらに限定されるものではなく、例えば、既に配線接続されて、挿入のための端がないような通常のケーブルにも本発明の示温成形体を巻きつけることができ、ケーブルのどの位置にも設置可能である。既設の配線の接続をはずさないで取り付けることがかのうであるのは極めて好都合である。

以上のような示温成形体は、ケーブル等の配線部の異常過熱を検知するに有益であり、かつ、接続をはずさないで取り付けることが可能であり、ケーブルのサイズへの対応性もよく、製造が容易であるので、産業上利用性が極めて大きい。

本発明による示温成形体の一実施態様を示す斜視図である。 本発明による示温成形体の別の一実施態様を示す斜視図である。 本発明による示温成形体の製造方法の一実施態様を示す図である。 本発明による示温成形体の別の一実施態様を示す斜視図である。 示温成形体が付設される一般的な端子金具を備えたケーブルの斜視図である。 従来の示温成形体の一実施態様を示す斜視図である。 本発明による示温成形体の製造方法を示す一実施態様を示す工程図である。

符号の説明

１１、２１、３１、４１、６１、７１ 示温成形体
１２ 重なり部
１３ 筒状の空間穴
３２、７２ 巻き取り棒
３３ 巻き込んだ状態
４２ 示温部分
４３ 非示温成形部
５１ 端子金具
５２ 端子金具本体
５３ 取り付け穴
５４ バレル
５５ ケーブル
５６ 芯線
６２ 端子金具本体通過部分
６３ ケーブル挿入部分
７１ 示温成形体の素材
７３ 成形後の示温成形体

Claims (5)

1. 一枚のシート状の形状体を互いに先端部が重なりを有するように巻いたロール形状体を少なくとも有することと、前記ロール形状体の全面または一部に温度の変化により変色する示温部を有することとを特徴とする示温成形体。
2. 前記の示温成形体は、前記ロール形状体を開くこと及び、被検知体への装着後に復元力により前記ロール形状体に戻る柔軟性を有することを特徴とする請求項１記載の示温成形体。
3. 前記示温部は、示温剤を成形前に分散することで前記示温成形体に一体的に形成された構造または、成形後に示温剤を塗布または貼り付けされた構造を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の示温成形体。
4. 一枚のシート状の形状体の先端を互いに重なりを有するように棒状体に巻き取りロール形状をさせた後、固定化することを特徴とする示温成形体の製造方法。
5. 前記棒状体は複数の棒状体からなり、低温状態での示温成形体の巻き取り工程と、高温状態に移行しての示温成形体の軟化工程と、冷却しての示温成形体の固定化工程と、低温での示温成形体の取出工程とを有することを特徴とする請求項４記載の示温成形体の製造方法。
   

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