JP2010185643A - ケーブルが接続・固定されたヒータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータユニットのヒータ素子等と接続されるケーブルを基材へ固定する際の作業性を向上し、且つ、風合いに優れたヒータユニットを提供すること。
【解決手段】基材と、該基材上に配設されるヒータ素子と、該ヒータ素子と接続されたケーブルとからなり、上記ケーブルが粘着テープによって上記基材に固定されているヒータユニット。上記ケーブルが、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り、上記ヒータ素子と接続される側において、上記スリーブの端部が偏平され、上記絶縁電線が該偏平部において一列に配列しているものであるヒータユニット。上記粘着テープを覆うようにして不織布が貼り付けられているヒータユニット。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、カーシートヒータ、電気カーペット、電気毛布等に使用可能なヒータユニットに係り、特に、ヒータユニットのヒータ素子等と接続されるケーブルを基材へ固定する際の作業性を向上し、且つ、風合いに優れたものに関する。

例えば、カーシートヒータなど、従来のヒータユニットにおいては、不織布等の基材、ヒータ素子としてのコード状ヒータ、コード状ヒータの温度を制御するサーモスタットやサーミスタなどの温度制御装置、及び、コード状ヒータと温度制御装置を外部の電源に接続するためのケーブルからなり、コード状ヒータ、温度制御装置、及び、ケーブルは基材に固定されて一体化した構成となっている（例えば、特許文献１等参照）。ここで、ケーブルを基材に固定する際には、爪部を有する金属製の固定具を用い、ケーブルを固定具で抱持した状態で固定具の爪部を基材に貫通させ、爪部を折り曲げて固定することが一般的である。また、基材上にケーブルを配置し、その上から熱融着性接着樹脂を成型固化させることにより、ケーブルを基材に固定することもなされている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

本件に関連する技術として、当該出願人より例えば特許文献４等が出願されている。

特開２００３−１７４９５２公報：クラベ 特開２００８−１９２５８６公報：たちばな電機 特開２００７−２６６９１公報：松下電器産業 特願２００８−１４４２００明細書：クラベ

しかしながら、上記したような金属製の固定具を使用した場合、注意深く作業をしないと、爪部によってケーブルに傷をつけてしまい、ケーブルの絶縁性が損なわれてしまう問題があった。また、種々の製品形態により、ケーブルの太さ（ケーブル内部の電線本数）が変わってくるが、上記した金属製の固定具であると、ケーブルの太さに応じたサイズを用意しなくてはならないので、コスト的にも負担となっていた。また、特にシートヒータとして使用する際は、ヒータユニット全体として柔軟な風合いが要求される。上記したような金属製の固定具を使用すると、使用者がこの部分に固い異物感を感じることになってしまうことになっていた。この問題は、上記した熱融着性接着樹脂を成型固化させることによる固定の場合も同様で、いくら柔軟な樹脂を使用したとしても、固形物として異物感を感じさせることは否めない。更に、熱融着性接着樹脂を使用した場合、樹脂の溶融〜成型〜固化を経る工程が必要なため時間がかかり、作業性に劣るものである。

本発明はこのような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、ヒータユニットのヒータ素子等と接続されるケーブルを基材へ固定する際の作業性を向上し、且つ、風合いに優れたヒータユニットを提供することにある。

前記目的を達成するべく、本発明の請求項１によるヒータユニットは、基材と、該基材上に配設されるヒータ素子と、該ヒータ素子と接続されたケーブルとからなるヒータユニットにおいて、上記ケーブルが粘着テープによって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。
また、請求項２記載のヒータユニットは、上記ケーブルが、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り、上記ヒータ素子と接続される側において、上記スリーブの端部が偏平され、上記絶縁電線が該偏平部において一列に配列しているものであることを特徴とするものである。
また、請求項３記載のヒータユニットは、上記粘着テープを覆うようにして不織布が貼り付けられていることを特徴とするものである。
また、請求項４記載のヒータユニットは、上記粘着テープが、テープ基材の材料としてアセテートを使用したものであることを特徴とするものである。
また、請求項５記載のヒータユニットは、上記粘着テープが、布粘着テープであ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によれば、工程が非常に簡単なものとなる上、ケーブルに傷を付けるおそれもなく、作業性に優れたものである。更に、異物感を感じるような固形物がなくなるため、風合いの優れたものとなる。
特に、ケーブルの端部を扁平することで、ケーブルと基材の接触面積が増加し、ケーブルと基材との固定がより強固なものとなる。ケーブルの端部を扁平にすると、上記した金属製の固定具の場合、より大きなものに設計変更しなければならず、同時に、異物感もより大きく感じてしまうことになるが、本発明においてはこのような問題は生じない。

以下に、示す図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

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、本発明によるヒータユニットを車両用シートヒータに適用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２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３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４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５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５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４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。尚、基材２１のコード状ヒータ１１を配設する側の面に、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構わない。

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。

固定の方法としては、スリーブ２を扁平した部分、及び、スリーブから引き出した絶縁電線１の一部について、粘着テープ５により固定することによって行われる（図１において、粘着テープ５で隠される部分を点線にて示す）。粘着テープ５としては、テープ基材上にゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤などを塗布した従来公知の種々の粘着テープが使用できる。例えば、テープ基材として、クラフト紙，和紙，クレープ紙などを使用した紙粘着テープ、ポリエチレン，ポリアミド，ポリフェニレンサルファイド，ポリエステル，アセテート，綿，ガラス繊維といった材料の織布や不織布を使用した布粘着テープ、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリイミド，ポリ塩化ビニル，ポリエステル，アセテートといった材料のフィルムを使用したフィルム粘着テープ、ゴム材料，発泡樹脂材料，アルミホイルなどの材料、或いは種々の材料を組合せて使用した特殊粘着テープなどが挙げられる。特にヒータユニットをカーシートヒータに適用する場合は、伸縮性及び柔軟性に優れ、風合いへの影響が小さいものが好ましい。特に、布粘着テープは、伸縮性及び柔軟性に優れ、風合いへの影響が小さいとともに、引張り強度にも優れることから好ましい。また、例えば、カーシートヒータにおいては、粘着テープ５の上に、両面テープによって不織布を貼り付け、ケーブルの保護を図ると同時に優れた風合いを保持するという手法が取られる場合がある。このよう場合に、テープ基材の材料としてアセテートを使用した粘着テープ５であれば、この両面テープとの相性が良く、優れた接着が期待できる。

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１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。基材２１を車両用シート等に固定するに当たり、基材２１に接着層を形成する場合があるが、この場合は、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。スリーブ２の片端を扁平する場合、上記実施の形態では、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、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。

以上詳述したように本発明によれば、ヒータユニットのヒータ素子等と接続されるケーブルを基材へ固定する際の作業性を向上し、且つ、風合いに優れたヒータユニットを提供することができる。このヒータユニットは、例えば、カーシートヒータ、電気カーペット、電気毛布等などの種々暖房器具に適用することが可能である。

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、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。

１ 絶縁電線
２ スリーブ
３ ケーブル
５ 粘着テープ
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 (5)

1. 基材と、該基材上に配設されるヒータ素子と、該ヒータ素子と接続されたケーブルとからなるヒータユニットにおいて、上記ケーブルが粘着テープによって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。
2. 上記ケーブルが、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り、上記ヒータ素子と接続される側において、上記スリーブの端部が偏平され、上記絶縁電線が該偏平部において一列に配列しているものであることを特徴とする請求項１記載のヒータユニット。
3. 上記粘着テープを覆うようにして不織布が貼り付けられていることを特徴とする請求項２記載のヒータユニット。
4. 上記粘着テープが、テープ基材の材料としてアセテートを使用したものであることを特徴とする請求項３記載のヒータユニット。
5. 上記粘着テープが、布粘着テープであることを特徴とする請求項１〜請求項４記載のヒータユニット。
   

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