JP2009289713A - ケーブル及びケーブルが接続されたヒータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】作業性が大幅に向上するとともに、設計の自由度が高いケーブルと、このケーブルが接続されたヒータユニットを提供すること。
【解決手段】複数本の絶縁電線１からなる電線束と、該電線束の外周に被覆され上記電線束を収束するスリーブ２とからなるケーブル３において、上記スリーブ２の少なくとも片方の端部が偏平され、上記絶縁電線１が該偏平部において一列に配列しているケーブル３。上記スリーブ２と、上記絶縁電線１の内の少なくとも１本とが接着しているケーブル３。基材と、該基材上に配設されるヒータ素子と、該ヒータ素子の発熱を制御するための温度制御装置とからなり、上記ヒータ素子及び上記温度制御装置と、上記ケーブルとが、該ケーブルにおけるスリーブが偏平された側の端において接続されており、上記スリーブの偏平部が上記基材に固定されているヒータユニット。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、自動車用の電気配線や各種暖房器具の電気配線などに使用されるケーブルと、このケーブルが接続されたヒータユニットに係り、特に、作業性が大幅に向上するとともに、設計の自由度が高いものに関する。

従来より、自動車の電気配線において、複数本の絶縁電線を引き揃えたり撚り合わせたりしてなる絶縁電線束の上に、収束を目的として各種樹脂材料からなるチューブを被覆することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、複数本の電線を配設する際には、複数本の電線が一体となって平行に配列された、いわゆるフラットケーブルというものが使用されることがある。（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−１９７６０３号公報：クラベ 特公平７−８７０４９号公報：クラベ

しかしながら、特許文献１のように、単に電線束にチューブを被覆したのみであると、チューブ内部の絶縁電線の配置はランダムの状態となり、各絶縁電線が入り乱れた状態となるため、目的とする絶縁電線を見つけ出すことが困難となってしまっていた。

これに対して、特許文献２のようなフラットケーブルは、一列に電線が配列しているため、目的とする絶縁電線を見つけ出すことは容易である。しかし、フラットケーブルの製造には種々の点より生産性の問題が生じることになる。平行に配列した電線導体の周囲に押出成型等によって絶縁体を形成する場合は、高度な成形技術と特殊な設備が必要である。また、それぞれ成形した絶縁電線を複数本平行に配列し、各電線間を接着する場合も、接着のための設備が必要となり、また、絶縁体の材料によっては接着ができない場合もある。そもそも、このようなフラットケーブルは、分岐した後の各絶縁電線の長さが異なる場合や、設計変更によって必要な絶縁電線の本数が変わった場合は、対応が非常に困難であり、設計の自由度が低いため、使用される状況は限られたものである。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、特に、作業性が大幅に向上するとともに、設計の自由度が高いケーブルと、このケーブルが接続されたヒータユニットを提供することにある。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１によるケーブルは、複数本の絶縁電線からなる電線束と、該電線束の外周に被覆され上記電線束を収束するスリーブとからなるケーブルにおいて、上記スリーブの少なくとも片方の端部が偏平され、上記絶縁電線が該偏平部において一列に配列していることを特徴とするものである。
又、請求項２記載のケーブルは、上記スリーブと、上記絶縁電線の内の少なくとも１本とが、接着していることを特徴とするものである。
又、請求項３記載のヒータユニットは、基材と、該基材上に配設されるヒータ素子と、該ヒータ素子の発熱を制御するための温度制御装置と、からなり、上記ヒータ素子及び上記温度制御装置と、上記ケーブルとが接続されているヒータユニットにおいて、上記ケーブルは、上記スリーブが偏平された側の端において上記ヒータ素子及び上記温度制御装置と接続されており、上記スリーブの偏平部が上記基材に固定されていることを特徴とするものである。
又、請求項４記載のヒータユニットは、上記スリーブの偏平部が粘着テープにより予め基材に仮固定されていることを特徴とするものである。

本発明によるヒータユニットは、全ての絶縁電線が一列に配列されて固定されることになるため、一目で目的とする絶縁電線がどれであるかが判別できる。従って、端子接続のとき等にわざわざ必要な絶縁電線を探すことがないため、作業性を格段に向上させることができる。また、スリーブ端部から引き出す各絶縁電線の長さが異なっていても、当該絶縁電線の位置をずらしたり切断したりするなど、対応は容易であるし、設計変更によって電線束を構成する絶縁電線の本数が変わったとしても、単に絶縁電線を加減するだけで良く、その対応は容易である。
また、少なくとも１本の絶縁電線とスリーブとを接着させることで、スリーブの偏平が確実に保持されるため、偏平が崩れて絶縁電線が位置ずれしてしまうことを確実に防止することができる。
また、スリーブの端部が偏平になるということは、例えば、ヒータユニットにケーブルを接続した場合、ケーブルをヒータ素子等に接続し、スリーブの端部をヒータユニットの基材上に固定する際には、スリーブと基材が接する面積が増加することになるため、より固定を確実にすることができる。また、ケーブル端部においてその厚さが薄くなるため、ケーブル接続部の出っ張りを減少することができる。

以下、図１乃至図６を参照して本発明の実施の形態を説明する。この実施の形態は、本発明によるケーブルを車両用シートヒータに接続することを想定した例を示すものである。

まず、導体素線の外周に塩化ビニル樹脂からなる絶縁被覆を施した絶縁電線１を５本引き揃え、電線束とする。この絶縁電線１は、識別を容易にするため、５本それぞれが異なる色（黒、白、赤、黄、青）の絶縁被覆となっており、それぞれの外径は約２ｍｍである。次いで、この電線束に、塩化ビニル樹脂からなり、外径約８ｍｍ、肉厚約０．５ｍｍの略円筒形状のスリーブ２を被せ、ケーブル３とする。

このケーブル３について、スリーブ２の端部より１００ｍｍほど各絶縁電線１を引き出した後、スリーブ２の端部を加圧しながら高周波ウェルダーをかけ、チューブ２内面と絶縁電線１とを接着した。図１に示すように、この際の加圧によってスリーブ２の端部は偏平となって５本の絶縁電線１は一列に配列することとなり、また、接着によってスリーブ２の端部は偏平の状態を保持することとなった。この偏平部の厚さは、約３ｍｍであった。

次いで、車両用シートヒータとして使用されるヒータユニットについて説明する。まず、ヒータ素子として、本実施の形態におけるコード状ヒータ１１の構成から説明する。本実施の形態におけるコード状ヒータ１１は図２に示すような構成になっている。まず、外径約０．２ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束からなるヒータ芯１３があり、該ヒータ芯１３の外周には、素線径０．０８ｍｍの錫鍍金硬質錫入り銅合金線（ＴＨ−ＳＮＣＣ−３）からなる６本の発熱体素線を引き揃えて構成された発熱体１５がピッチ約０．７ｍｍで螺旋状に巻装されている。上記発熱体１５の外周には、絶縁体層１７としての四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）が約０．１５ｍｍの肉厚で押出・被覆されている。又、この絶縁体層１７の外周には、更に、熱融着層１９としてのポリエチレン（ＰＥ）が０．２ｍｍの厚さで押出・被覆されている。コード状ヒータ１１はこのような構成になっていて、その仕上外径は１．１ｍｍである。尚、この実施の形態の場合には、上記したように、絶縁体層１７の外周に熱融着層１９を別の層として設けた構成にしているが、例えば、これら両層を混在させて一層構造とすることも考えられる。又、屈曲性や引張強度を考慮した場合には上記ヒータ芯１３は有効であるが、ヒータ芯１３の代わりに複数本の発熱体素線を引き揃えるか或いは撚り合わせたものを使用することも考えられる。

次に、上記構成をなすコード状ヒータ１１を接着・固定する基材２１（図３〜図５に示す）の構成について説明する。本実施例における基材２１は、不織布（目付１００ｇ／ｍ^２，厚さ０．６ｍｍ）に、熱融着性繊維としての低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維（以下、「低融点ポリエステル繊維」と称す）を所定の割合（３％〜３０％程度）で混入させた構成になっている。又、この実施の形態の場合には上記したように熱融着性繊維としての低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維を使用しているが、それ以外にも、例えば、低融点ポリプロピレンを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維、又はポリエチレンを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維等の使用が考えられる。

次に、上記コード状ヒータ１１を基材２１上に所定のパターン形状で配設して接着・固定する構成について説明する。図３はコード状ヒータ１１を基材２１上に接着・固定させるためのホットプレス式ヒータ製造装置２３の構成を示す図である。まず、ホットプレス治具２５があり、このホットプレス治具２５上には複数個の係り止め機構２７が設けられている。上記係り止め機構２７は、図４に示すように、ピン２９を備えていて、このピン２９はホットプレス冶具２５に穿孔された孔３１内に下方より差し込まれている。このピン２９の上部には係り止め部材２３が軸方向に移動可能に取り付けられていて、コイルスプリング３５によって常時上方に付勢されている。そして、図４中仮想線で示すように、これら複数個の係り止め機構２７の係り止め部材３３にコード状ヒータ１１を引っ掛けながら所定のパターン形状にて配設することになる。

図３に戻って、上記複数個の係り止め機構２７の上方にはプレス熱板３７が昇降可能に配置されている。すなわち、コード状ヒータ１１を複数個の係り止め機構２７の係り止め部材３３に引っ掛けながら所定のパターン形状にて配設し、その上に基材２１を置く。その状態で上記プレス熱板３７を降下させてコード状ヒータ１１と基材２１に、例えば、２３０℃／５秒間の加熱・加圧を施すものである。それによって、コード状ヒータ１１側の熱融着層１９と基材２１側の熱融着性繊維、すなわち、低融点ポリエステル繊維が融着することになり、その結果、コード状ヒータ１１と基材２１が接着・固定されることになる。尚、上記プレス熱板３７の降下による加熱・加圧時には複数個の係り止め機構２７の係り止め部材３３はコイルスプリング３５の付勢力に抗して下方に移動するものである。

基材２１のコード状ヒータ１１を配設しない側の面には、接着層の形成、或いは、両面テープの貼り付けがなされても良い。これは、座席に取り付ける際、シートヒータ４１を座席に固定するためのものである。基材２１の伸縮性の点や、良質な風合いの保持という点からすると、離型シート等の上に接着剤のみからなる接着層を形成し、該接着層を上記離型シートから上記基材２１表面に転写することによって接着層を形成することが好ましい。

上記ヒータユニット４１におけるコード状ヒータ１１の両端、及び、温度制御装置４９には、上記ケーブル３から引き出された各絶縁電線１が接続され、このケーブル３のもう一方の端にはコネクタ４５が接続される。温度制御装置４９としては、従来公知のものを使用すれば良い。例えば、サーモスタット、サーミスタなどの温度検知装置を適宜制御回路と組合せて使用すれば良い。そして、このコネクタ４５を介して図示しない車両の電気系統に接続されることになる。

ケーブル３は位置ずれが起こらないように、その一部が基材２１に固定される。ケーブル３の位置ずれが起こると、絶縁電線１やそれと接続したコード状ヒータ１１、温度制御装置４９なども連動して位置ずれをしたり、これらが断線してしまったりする可能性がある。固定をする際には、スリーブ２の偏平部が基材２１に固定されることが好ましい。これは、偏平によってスリーブ２と基材２１との接触面積が増えるため、より確実に固定がなされるためである。また、スリーブ２の偏平部のみが基材２１上にあるような配置にすれば、ヒータユニット４１としての厚みを抑えることができる。このような観点から、偏平部の厚さは、偏平させる前のケーブル３外径の半分以下とすることが好ましい。また、固定の方法としては、一例として、上記基材２１と同様のものに接着層を形成したものを別に用意し、これと基材とで挟み込んだ上、止め金具で固定することによって行われる。この際、ケーブル３を配置した段階で、先にケーブル３を粘着テープ等により基材２１に仮固定をしておけば、その後の絶縁電線１の取り回しといった作業性が向上するため好ましい。また、基材２１に圧縮痕を付しておき、この圧縮痕を目印としてケーブル３を配置すれば、ケーブル３の位置決めを容易なものとすることができる。圧縮痕を付す方法としては、例えば、基材２１にコード状ヒータ１１を接着・固定する際に、プレス熱板３７の所定の位置に突起を設けておけば、簡便に基材２１に圧縮痕を付すことができる。勿論、他の方法により圧縮痕を付しても構わない。

上記作業を行うことにより、図５に示すような車両用シートヒータのヒータユニット４１を得ることができる。又、上記構成をなすヒータユニット４１は、図６に示すような状態で、車両用のシート５１内に埋め込まれることになる。すなわち、上記した通り、車両用シート５１の表皮カバー５３又は座席パット５５に、ヒータユニット４１が貼り付けられることとなるものである。

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。コード状ヒータ１１には、例えば、特開２００３−１７４９５２号公報に記載されたものをはじめとした、従来公知の如何なるコード状ヒータも使用することができる。また、例えば、特願２００７−１５８４５２明細書に開示されているような、ヒータ芯１３が熱収縮性及び熱溶融性を有するものであるコード状ヒータ、特願２００７−１５８４５３明細書に開示されているような、発熱体１５が絶縁被膜により被覆された導体素線を引き揃えたものから構成されたコード状ヒータ、特開２００７−１３４３４１公報に開示されているような、発熱体１５が銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線の素線であるものから構成されたコード状ヒータなどを使用しても良い。

基材２１についても、不織布に限定されるものではなく、伸縮性を有するものであれば構わない。例えば、織布、発泡樹脂シートなども考えられる。何れの場合でも、繊維間や気孔内など基材２１の内部空隙にまで接着剤が侵入しないように接着層を形成すれば、基材２１が硬化して伸縮性を損なうことはなく、風合いが悪化することもない。

また、コード状ヒータ１１を基材２１に配設する際、加熱加圧による融着によって接着・固定する態様でなく、他の態様によりコード状ヒータ１１を基材２１に固定しても良い。例えば、縫製によりコード状ヒータ１１を基材２１に固定しても良いし、一対の接着剤付き布体で挟持固定することでコード状ヒータ１１を基材２１に固定しても良いし、他の態様を用いても良い。

また、ケーブル３の各構成についても、使用用途等に応じて適宜寸法の設定や構成材料の選定をすれば良い。上記実施の形態においては、スリーブ２の端部を加圧しながら高周波ウェルダーをかけていたが、このような態様に限定されるものではない。例えば、スリーブ２の端部からスリーブ２内に接着剤を注入し、スリーブ２の端部を加圧しながら接着剤を硬化させる方法、スリーブ２の端部を加熱加圧してスリーブ２の端部を加熱変形させる方法、スリーブ２の端部を加熱加圧してスリーブ２の内面と絶縁電線１とを熱融着させる方法、狭窄した状態を保持できる金具等を別に用意して該金具でスリーブ２の端部を挟み込み固定する方法、などが考えられる。また、ケーブル３の使用態様についても、電力ケーブルとしての使用のみでなく、信号ケーブルとして使用しても良い。

ケーブルを接続する対象についても、シートヒータに限定することはなく、フィルムヒータやセラミックヒータといった各種加熱器具に接続しても良い。更には、加熱器具に限定されることもなく、各種の電気機器や通信機器に接続しても良い。

以上詳述したように本発明によれば、良質な風合いを損なわずに繰返し荷重による破損を防止することができるヒータユニットを得ることができる。また、このようなヒータユニットは、特に繰返し荷重を受けるような用途に顕著な効果を発するが、車両用シートヒータや車両用以外のシートヒータのみならず、例えば、電気毛布、電気カーペット、暖房便座、加熱調理器具といった各種加熱器具にも好適に応用可能である。

本発明の実施の形態を示す図で、ケーブルの構成をその一部を切り欠いて示す斜視図である。 本発明の実施の形態を示す図で、コード状ヒータの構成をその一部を切り欠いて示す側面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、ホットプレス式ヒータ製造装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態を示す図で、コード状ヒータを所定のパターン形状に配設する様子を示す一部斜視図である。 本発明の実施の形態を示す図で、ヒータユニットの構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態を示す図で、ヒータユニットを車両用シート内に埋め込んだ様子を一部切り欠いて部示す斜視図である。

符号の説明

１ 絶縁電線
２ スリーブ
３ ケーブル
１１ コード状ヒータ
２１ 基材
４１ ヒータユニット
４９ 温度制御装置

Claims (4)

1. 複数本の絶縁電線からなる電線束と、該電線束の外周に被覆され上記電線束を収束するスリーブとからなるケーブルにおいて、
   上記スリーブの少なくとも片方の端部が偏平され、上記絶縁電線が該偏平部において一列に配列していることを特徴とするケーブル。
2. 請求項１記載のケーブルにおいて、
   上記スリーブと、上記絶縁電線の内の少なくとも１本とが、接着していることを特徴とするケーブル。
3. 基材と、該基材上に配設されるヒータ素子と、該ヒータ素子の発熱を制御するための温度制御装置と、からなり、上記ヒータ素子及び上記温度制御装置と、請求項１又は請求項２記載のケーブルとが接続されているヒータユニットにおいて、
   上記ケーブルは、上記スリーブが偏平された側の端において上記ヒータ素子及び上記温度制御装置と接続されており、上記スリーブの偏平部が上記基材に固定されていることを特徴とするヒータユニット。
4. 請求項３記載のヒータユニットにおいて、
   上記スリーブの偏平部が粘着テープにより予め基材に仮固定されていることを特徴とするヒータユニット。

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