JP2016181421A - 長尺ｐｔｃヒーターコードの端部を封止処理する方法および長尺ｐｔｃヒーターコード - Google Patents

Abstract

【課題】端部の封止をより完全なものとすることのできる長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法を提供する。【解決手段】長尺ＰＴＣヒーターコード３０の端部を封止処理するに当たり、封止処理をしようとする端部に、ヒーターコード３０の絶縁被覆１６，２２の絶縁性樹脂と主成分が同じ絶縁性樹脂からなる封止用キャップ部材を被せる。その端部をプレス機に取り付けた金型で挟み込み、金型の加熱により、端部を絶縁性樹脂の融点以上の温度に加熱する。【選択図】図１０

Description

本発明は、正温度係数特性を備えた長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法および長尺ＰＴＣヒーターコードに関する。

正温度係数（ＰＴＣ）特性を備えた発熱体を備えた長尺ＰＴＣヒーターコードは知られており、柔軟性があり敷設が容易なことから、融雪等の用途に広く用いられている。ここで、ＰＴＣ特性とは、Positive Temperature Coefficientの頭文字を取ったものであり、温度が高くなると電気抵抗が正の数の係数だけ変化する特性をいう。その一例として、特許文献１には、第１および第２の長尺給電線、前記給電線の間で並列に接続されている複数の正温度係数特性を備えた発熱体、および前記給電線および発熱体を包囲する２層構造の絶縁性樹脂からなる絶縁被覆を少なくとも有してなる長尺ＰＴＣヒーターコードが記載されている。

特許文献１に記載の形態の長尺ＰＴＣヒーターコードは、通常、数十ｍから数百ｍの長さのものとして製造され、巻き取りドラム等にロール状に巻き取られて保管されており、実使用に当たっては、施工現場に応じた適宜の長さに切断される。切断面には第１および第２の長尺給電線などの切断面が露出した状態となっており、切断面に水分が付着すると給電線間での短絡が生じる恐れがある。それを回避するために、特許文献１に記載の長尺ＰＴＣヒーターコードでは、切断面である先端部の絶縁封止のために封止用のハウジングを別途用意し、それをヒーターコードの先端部に取り付けるようにしている。また、特許文献１に記載のものでは、ヒーターコードの先端部付近でのより適切な環境的封止を達成するために、グリース、接着剤、マスチック、ゲルのように、圧縮下でヒーターの表面の周囲に適合して封止を形成する材料も配置するようにしている。

特許第２７５８２６３号公報

特許文献１に記載の長尺ＰＴＣヒーターコードでは、切断面である先端部の絶縁封止のために封止用のハウジングを用いているが、その構造上、コード本体と封止用のハウジングとの間に界面が生成されるのを避けることは困難であり、気密性の信頼性に限界が生じる。封止用のハウジング内に気密性を保持するために樹脂や接着剤を封入する場合にも、それらの充填の状態や寿命により界面が生成される恐れがあり、その界面から水分が侵入することで絶縁性低下を招く恐れがある。

本発明は、従来の長尺ＰＴＣヒーターコードが持つ上記の不都合を解消することにあり、封止用部材とコード外皮との間に界面が生成されるのを回避することができ、それにより、端部の封止、すなわち、密閉性・気密性を一層向上できるようにした長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法と、長尺ＰＴＣヒーターコードを提供することを課題とする。

本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法は、第１および第２の長尺給電線、前記給電線の間で並列に接続されている複数の正温度係数特性を備えた発熱体、前記給電線および発熱体を包囲する絶縁性樹脂からなる絶縁被覆を少なくとも有してなる長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法であって、封止処理をしようとする端部に前記絶縁被覆の絶縁性樹脂と主成分が同じ絶縁性樹脂からなる封止用キャップ部材を被せた後、前記端部を前記絶縁性樹脂の融点以上に加熱し、それにより前記絶縁被覆と封止用キャップ部材とを溶融一体化することを特徴とする。

上記の端部を封止処理する方法では、加熱により封止用キャップ部材の樹脂が溶融し、ヒーターコードの絶縁被覆の樹脂と融着して一体化する。そのために、封止用キャップ部材と絶縁被覆との間に継ぎ目や隙間が形成されるのを回避でき、毛細管現象などによって端部に水分が侵入するのを確実に防止することができる。それにより、端部で絶縁不良が起こるのを確実に回避することができる。

本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法の一態様では、前記端部の加熱を前記端部を熱プレス機に取り付けた金型で挟み込んで行うことを特徴とする。熱プレス機に取り付けた一対の金型で端部を挟み込んで加熱処理することで、封止処理を容易に行うことができる。

より好ましくは、上記金型を用いる方法において、前記金型として型内寸法が前記封止用キャップ部材を被せた状態での端部の外寸よりも小さくされた金型を用いることを特徴とする。この方法によれば、加熱成形時に型内の圧力が被処理部材に強めにかかることから、ヒーターコードの絶縁被覆および封止用キャップ部材に十分な圧力と熱が行き渡るようになり、両者間に空隙が残るのを回避でき、防水絶縁性能にバラツキが生じるのを回避できる。

本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法の一態様では、前記封止用キャップ部材として両端が開口している封止用キャップ部材を用いることを特徴とする。封止用キャップ部材の開口部が、端部に挿入する側のみが開口している袋状の場合に、加熱成形時に、閉鎖した端部側にガス（空気）が残ってしまう恐れがある。この場合、呼吸作用が生じて水分を引き込み、絶縁不良を起こす要因となりかねない。両端が開口している封止用キャップ部材を用いることにより、これを回避することができる。特に、金型として型内寸法が前記封止用キャップ部材を被せた状態での端部の外寸よりも小さくされた金型を用いる場合には、成形時の型内圧力が高くなることから、封止した端部に空隙が生じるのを一層確実に回避することができる。

本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法の一態様では、前記金型としてパーティング面に凹溝を成形した金型を用い、前記凹溝内の真空引きを行いながら前記溶融一体化処理を行うことを特徴とする。この態様では、真空引きを行うことにより、型内のガスをパーティング面を通して凹溝内に吸引し、該凹溝から積極的に型外に排出することが可能となる。それにより、加熱成形時に、封止用キャップ部材の閉鎖した端部側にガス（空気）が残ってしまうのを確実に回避することができ、封止性能にバラツキのない製品が得られる。

上記のパーティング面に凹溝を成形した金型を用いる処理方法において、より好ましくは、金型としてパーティング面における前記凹溝の外側にパッキング材を配置した金型を用いることを特徴とする。この態様では、真空引き時に、外気が凹溝内に入り込むのを阻止することができるので、型内真空引きの効果を一層確実に遂行できるようになる。

本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法の一態様では、前記金型として金型端面に前記金型の材料よりも熱伝導性の低い材料からなる耐熱性のヒーターコード保持冶具を備えた金型を用いることを特徴とする。

金型を用いた上記の加熱成形処理において、加熱成形中のヒーターコード端部は、型内の溶融した樹脂や残留ガスの膨張により型内の圧力が上昇し、かつ金型はヒーターコードの絶縁被覆樹脂の融点以上に加熱されているために、金型の外側に押し戻される現象が生じることがある。上記耐熱性ヒーターコード保持冶具を備えた金型を用いる態様は、この現象が生じるのを防止するためのものであり、金型端面、すなわち金型のヒーターコードを咥える口金部に、金型材料より熱伝導の低い材料、例えば、金型材料より熱伝導の低い耐熱樹脂あるいはセラミックスなどによる耐熱性ヒーターコード保持部を取り付け、この耐熱性ヒーターコード保持部によってヒーターコードを押えることで、上記のヒーターコードが押し戻される現象を防止することができる。

本発明は、さらに、第１および第２の長尺給電線、前記給電線の間で並列に接続されている複数の正温度係数特性を備えた発熱体、前記給電線および発熱体を包囲する絶縁性樹脂からなる絶縁被覆を少なくとも有してなる長尺ＰＴＣヒーターコードであって、その端部には、該端部に被せられた前記絶縁被覆の絶縁性樹脂と主成分が同じ絶縁性樹脂からなる封止用キャップ部材と前記絶縁被覆とが溶融一体化した封止処理が施されていることを特徴とする長尺ＰＴＣヒーターコードをも開示する。

上記の長尺ＰＴＣヒーターコードの一態様では、前記絶縁被覆は２層構造を備えており、前記封止処理が施されている端部では、外側の絶縁被覆が一部除去されていることを特徴とする。

なお、本発明において、前記正温度係数特性を備えた発熱体は、チタン酸バリウムに添加物を加えたセラミックスからなるものであってもよく、カーボンブラックのような導電体粉末を含む樹脂組成物からなるものであってもよい。後者の場合には、発熱体が柔軟性を備えているので、より可撓性、柔軟性に富んだ長尺ＰＴＣヒーターコードとなる。

本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法によれば、端部の封止用部材である封止用キャップ部材とヒーターコード外皮である絶縁被覆との間に界面が生成されるのを回避することができ、それにより、端部の封止、すなわち、密閉性・気密性を一層向上できるようにした長尺ＰＴＣヒーターコードが得られる。

長尺ＰＴＣヒーターコードにおける第１および第２の長尺給電線および給電線の間で並列に接続されている複数の正温度係数特性を備えた発熱体の一例を説明するための図。 長尺ＰＴＣヒーターコードにおける給電線および発熱体が絶縁性樹脂からなる第１の絶縁被覆によって覆われた状態を説明する図。 図２に示す長尺ＰＴＣヒーターコードの第１の絶縁被覆をさらに金属の編組線によるシールドと絶縁性樹脂からなる第２の絶縁被覆で覆った状態を説明する図。 本発明で用いる封止用キャップ部材の一例を示す図。 本発明で用いる封止用キャップ部材の他の例を示す図。 本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードの３つの例を示す図。 本発明の製造方法で用いる熱プレス機を説明する図。 本発明で用いる金型の一例を示す斜視図。 図８に示す金型の詳細図。 本発明による方法を実施するにあたって長尺ＰＴＣヒーターコードの端部側に行う処理の一例を説明するための図。 図８に示した金型を用いて封止処理された長尺ＰＴＣヒーターコードの一例を示す図。 本発明で用いる金型の他の形態を示す斜視図。 図１２のＡ−Ａ線に沿う断面図。 耐熱性のヒーターコード保持冶具を説明する図。 図１２に示す金型に図１４に示す耐熱性のヒーターコード保持冶具を取り付けた状態を示す図。

以下、本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法および長尺ＰＴＣヒーターコードの幾つかの実施の形態を添付の図面を参照しながら説明する。

［長尺ＰＴＣヒーターコードの説明］
最初に、本発明による長尺ＰＴＣヒーターコードＡ（図１１参照）のベースとなる長尺ＰＴＣヒーターコード３０の一例（図３参照）について説明する。図１は、長尺ＰＴＣヒーターコード３０の発熱部１０を説明するための斜視図であり、好ましくは銅単線のより線または編組線である第１の長尺給電線１１と第２の長尺給電線１２とを備え、第１の長尺給電線１１と第２の長尺給電線１２の間には複数の正温度係数特性を備えたチップ状の発熱体１３の複数個が並列に接続されている。

チップ状の発熱体１３は、チタン酸バリウムに添加物を加えたセラミックスからなるものであってもよく、カーボンブラックのような導電体粉末を含む樹脂組成物からなるものであってもよい。後者の場合、導電体粉末としては、カーボンブラック、ニッケルなどの導電体粉末が挙げられる。カーボンブラックとしては、アセチレンブラックおよびファーネスブラックで表面積が大きいもの、例えば、バルカンＸＣ−７２（キャポット社製品）、コンチネックスＮ３３０（カポット社製品）などが挙げられる。導電体粉末の平均粒径は４０〜７０μｍであるか、それより大きな平均粒径のものあるいはそれより小さい平均粒径のものと混合したものでもよい。樹脂組成物とは、ポリマーとして一般に使用されている高分子材料であってよく、ポリエチレン、ポリエチレン共重合体、ポリエステル、フッ素樹脂、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ポリ塩化ビニルなどを挙げることができる。

導電体粉末の樹脂組成物に対する添加量は、樹脂組成物１００質量部に対して、１５〜３０質量部であることが好ましい。導電体粉末の添加量が少なすぎると抵抗値が大きくなりすぎて発熱しなくなる。逆に多くなりすぎると抵抗が低くなると同時に、抵抗値の温度依存性がなくなりＰＴＣ特性を示さなくなる。

第１の長尺給電線１１および第２の長尺給電線１２とチップ状の発熱体１３とは、両者を機械的および電気的に接続するめの金属端子１４によってかしめられて一体化している。チップ状の発熱体１３の形状に制限はないが、この例では、幅がＤ、長さがＬ、厚みがＨの直方体をなしており、一例として、幅Ｄ：８ｍｍ、長さＬ：６ｍｍ、厚みＨ：１．６ｍｍの寸法である。可撓性を向上させるために、発熱体１３での幅Ｄ／長さＬの値Ｐが１または１以上であることが望ましい。金属端子１４の素材としては、銅、リン青銅、鉄、鉄ニッケル合金、金、銀、アルミニウムなどを用いることができる。また、好ましくは、発熱体１３と金属端子１４との間には、導電ペースト１５が塗布される。

なお、隣接するチップ状の発熱体１３、１３間の距離は、所要の加熱環境が得られることを条件に任意であってよいが、通常は、３０〜１００ｍｍ程度の範囲である。また、隣接するチップ状の発熱体１３、１３の距離はすべて同じであってもよく、異なった間隔で配置されていてもよい。

図１に示す発熱部１０は、一般に、図示しない巻き取りドラムにロール状に巻き取られており、巻き取りドラムから引き出して、それを従来知られた押し出し成形法を用いて、全体を絶縁性樹脂からなる第１の絶縁被覆１６で覆うことにより、図２に示すＰＴＣヒーター線２０とされる。絶縁性樹脂としては、例として、電気絶縁性および可撓性を有する軟質塩化ビニル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、架橋ポリエチレン系樹脂などの熱可塑性樹脂を挙げることができる。

図２に示すＰＴＣヒーター線２０の全長に対して、例えばスズメッキ軟銅線のような金属の編組線によるシールド２１が巻き付けられ、さらにその上に、適宜の手段により（例えば、従来知られた押し出し成形法を用いて）、好ましくは前記第１の絶縁被覆１６と同じあるいは主成分が同じ絶縁性樹脂による第２の絶縁被覆２２で覆うことで、絶縁被覆が２層構造とされた、図３に示す長尺ＰＴＣヒーターコード３０とされる。長尺ＰＴＣヒーターコード３０は、例えば３０〜３０００ｍ程度の長さに製造され、図示しない巻き取りドラムなどに巻き取られて保管される。

使用に当たって、長尺ＰＴＣヒーターコード３０は敷設する現場に適合した長さに切断される。図３に示すように、その切断面には、第１の長尺給電線１１と第２の長尺給電線１２の切断端面、第１の絶縁被覆１６の切断端面、シールド２１の切断端面、第２の絶縁被覆２２の切断端面がそのまま現れている。他方の切断面側には、図示しない電気供給コードが第１の長尺給電線１１と第２の長尺給電線１２に接続され、接続部は適宜のカバーによって気密に封止される。本発明は、前記した切断面側である端部に密封性の高い封止処理を施すことを課題とする。

［本発明による端部を封止処理する方法の説明］
［封止用キャップ部材］
本発明による方法では、長尺ＰＴＣヒーターコード３０の端部に被せる封止用キャップ部材４０を用いる。封止用キャップ部材４０の２つの例が図４と図５に示される。図４に示す封止用キャップ部材４０ａは、図４（ａ）に斜視図を、図４（ｂ）に図４（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図を示すように、一方端側は開放し、他方端側は閉鎖した扁平な袋状のものである。図５に示す封止用キャップ部材４０ｂは、図５（ａ）に斜視図を、図５（ｂ）に図５（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図を示すように、両方の端部が開放した、扁平な筒状のものである。

両者とも、その横断面形状は扁平な楕円形状であり、その断面の大きさは、封止しようとする長尺ＰＴＣヒーターコード３０の端部の断面の大きさとほぼ等しいか、幾分大きくされている。長さは、所望の封止が得られることを条件に実験的に設定すればよいが、通常、２〜５ｃｍものが用いられる。厚みも、後記する加熱処理によって破損せず、かつ加熱処理のよる溶融後に十分な封止性能が得られることを実験的に確かめることで設定すればよいが、通常、０．３〜２ｍｍ程度であれば十分である。

封止用キャップ部材４０の材料には、長尺ＰＴＣヒーターコード３０の前記した絶縁被覆１６、２２を構成する絶縁性樹脂と主成分が同じ絶縁性樹脂が用いられる。より好ましくは、軟質塩化ビニル樹脂である。なお、ここで主成分が同じとは、着色用材料などの他の成分が相互の融着性を阻害しない程度に混入していてもよいことを意味している。

後に詳しく説明するように、図３に示した長尺ＰＴＣヒーターコード３０の端部に、図４または図５に示した封止用キャップ部材４０を外挿状態で被せ、その後、端部全体を、用いている絶縁性樹脂の融点以上に加熱して、第２の絶縁被覆２２と封止用キャップ部材４０とを溶融一体化する、あるいは、第１の絶縁被覆１６と第２の絶縁被覆２２との双方に封止用キャップ部材４０とを溶融一体化することで、本発明による方法による封止処理が端部に施された長尺ＰＴＣヒーターコードとされる。

［端部への封止処理が施された長尺ＰＴＣヒーターコードの説明］
図６は、端部への封止処理が施された長尺ＰＴＣヒーターコードＡの３つの例を示している。なお、図６において、左図は側面図であり、右図は平面図である。

図６（ａ）に示す長尺ＰＴＣヒーターコードＡ１は、図３に示す端部を切断した長尺ＰＴＣヒーターコード３０の切断した端面に、図５（ａ）に示した封止用キャップ部材４０ａを被せ、両者を融着一体化したものであり、封止用キャップ部材４０ａは、切断端面と第２の絶縁被覆２２とにおいて、融着一体化している。そして、融着一体化によって封止された領域では、封止用キャップ部材４０ａのほぼ厚みに相当する分だけ、外形寸法が大きくなっている。

図６（ｂ）に示す長尺ＰＴＣヒーターコードＡ２は、図３に示す長尺ＰＴＣヒーターコード３０であって切断端部から一定の距離だけ第２の絶縁被覆２２を除去したものに対して、第２の絶縁被覆２２が除去された距離よりも長い長さの封止用キャップ部材４０ａを被せて両者を融着一体化したものである。図示のように、第２の絶縁被覆２２を除去した領域には第１の絶縁被覆１６が露出しており、封止処理後の長尺ＰＴＣヒーターコードＡ２では、封止用キャップ部材４０ａは、切断端面と、第１の絶縁被覆１６と第２の絶縁被覆２２とに融着している。そして、第１の絶縁被覆１６に融着している領域では、外形寸法が長尺ＰＴＣヒーターコード３０の外形寸法とほぼ同じあるいはより小さな寸法となっている。

図６（ｃ）に示す長尺ＰＴＣヒーターコードＡ３は、図３に示す長尺ＰＴＣヒーターコード３０であって切断端部から一定の距離だけ第２の絶縁被覆２２を除去したものに対して、第２の絶縁被覆２２が除去された距離とほぼ同じ長さの封止用キャップ部材４０ａを被せて両者を融着一体化したものである。図示のように、第２の絶縁被覆２２を除去した領域には第１の絶縁被覆１６が露出しており、封止処理後の長尺ＰＴＣヒーターコードＡ３では、封止用キャップ部材４０ａは、切断端面と、第１の絶縁被覆１６と、第２の絶縁被覆２２の端面２２ａとに融着している。そして、長尺ＰＴＣヒーターコードＡ３では、外形寸法が、端部においても長尺ＰＴＣヒーターコード３０の外形寸法とほぼ同じあるいはより小さな寸法となっている。

［熱プレス機の説明］
次に、上記した長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法を好適に実施することのできる熱プレス機および成形用金型について説明する。図７は、熱プレス機Ｂの一例を示しており、熱プレス機Ｂは、上熱盤Ｂ１と下熱盤Ｂ２を備え、双方の熱盤Ｂ１、Ｂ２は接近離間自在となっている。上熱盤Ｂ１と下熱盤Ｂ２には対をなす成形用金型Ｃ１、金型Ｃ２が取り付けられており、図示の例では、上熱盤Ｂ１が下降することで、両熱盤は接近して型締めがなされる。成形用金型Ｃ１、Ｃ２は熱盤Ｂ１、Ｂ２から伝熱され、型締めされた状態で金型内に配置された被成形品Ｅの加熱処理が進行する。所要の加熱処理が終了した後、型が開かれ、成形品が取り出される。

［成形金型の説明−その１］
図８、図９は、前記成形用金型Ｃ１、Ｃ２の一例を示している。金型は伝熱性の良い金属で作られるのが好ましく、より好ましくはアルミ合金製である。この例において、上金型Ｃ１と下金型Ｃ２は鏡面対称の形状であり、以下、下金型Ｃ２を例にとり、金型を詳細に説明する。なお、図９（ａ）は下金型Ｃ２の平面図、図９（ｂ）はその側面図、図９（ｃ）は図９（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図、図９（ｄ）は図９（ａ）のｄ−ｄ線に沿う断面図である。

下金型Ｃ２は、パーティング面５０のほぼ中央部に成形用凹部５１を有する。成形用凹部５１は、ヒーターコード３０を咥える口金部５２と、口金部５２に連続する凹陥部５３とからなる。口金部５２の横断面形状はヒーターコード３０の断面の下半分の外形形状とほぼ同じであり、深さはヒーターコード３０の厚みの１／２が入り込む深さである。凹陥部５３の長さは、図６に示したように、ヒーターコード３０の端部に封止用キャップ部材４０を被せたときの長さとほぼ等しい。なお、図８に示した金型Ｃ１、Ｃ２は、図６（ｂ）に示した形状の長尺ＰＴＣヒーターコードＡ２を熱成形するときに用いるものであり、凹陥部５３は第１の凹陥部５４とそれに続く第２の凹陥部５５とで構成される。以下、図９および図１０を参照しながら、より詳細に説明する。

［長尺ＰＴＣヒーターコードを熱成形するときの前作業の手順を説明］
図１０は、図６（ｂ）に示した形状の長尺ＰＴＣヒーターコードＡ２を熱成形するときの、ヒーターコード３０に対する前作業の手順を説明している。最初に、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、ヒーターコード３０の端部から、長さａだけ、第２の絶縁被覆２２および好ましくはシールド２１を除去する。それにより、ヒーターコード３０の端部には、第１の絶縁被覆１６が長さａだけ露出した状態となる。そして、露出した部分の幅方向の中央部両面には、図３に示される長手方向に凹部１７が顕れる。

端部に被せる封止用キャップ部材４０として、ここでは、図５に示した両端が開放した封止用キャップ部材４０ｂを用いている。図１０（ｂ）に示すように、封止用キャップ部材４０ｂの長さｂは、露出している第１の絶縁被覆１６の長さａ、すなわち除去した第２の絶縁被覆２２の長さａより長い。その封止用キャップ部材４０ｂをヒーターコード３０の端部に被せた状態の一例が図１０（ｃ）に示される。図示のように、封止用キャップ部材４０ｂの一方端側は、ヒーターコード３０の第２の絶縁被覆２２の上に距離ｃだけ重なっており、他方の端部側は、ヒーターコード３０の端部との間に距離ｄだけ前方に飛び出た状態となっている。すなわち、前記距離ｂ＝距離ａ＋距離ｃ＋距離ｄとされている。

［成形金型の説明−その２］
上記の封止用キャップ部材４０が被せられたヒーターコード３０の端部を成形処理するための金型Ｃ２（Ｃ１）において、前記凹陥部５３の長さは前記封止用キャップ部材４０ｂの長さｂとほぼ同じであり、前記第１の凹陥部５４の長さは前記寸法ｃとほぼ同じであり、前記第２の凹陥部５５の長さは距離ｂ−距離ｃ（＝前記距離ａ＋距離ｄ）の長さとほぼ同じである。口金部５２の長さは、熱成形時にヒーターコード３０を安定的に咥えることができる長さであればよく、任意であってよい。

第１の凹陥部５４の横断面形状は、図９（ｃ）に示すように、その横幅Ｗ１は封止用キャップ部材４０ｂの一部がヒーターコード３０の第２の絶縁被覆２２の上に重なっている箇所（すなわち、前記距離ｃの箇所）の横幅とほぼ等しい。断面形状は全体としては前記重なっている領域の断面形状とほぼ同じであるが、その横幅方向の中央部に突条５４ａが形成されている。この突条５４ａは、図３に示す第２の絶縁被覆２２と第１の絶縁被覆１６との間に形成される空間（長手方向に凹部１７）の形状とほぼ同じ形状とされている。また、第１の凹陥部５４における前記突条５４ａの両側の底面５４ｂは一部平坦面とされており、パーティング面５０と前記平坦面とされた底面５４ｂまでの距離は、封止用キャップ部材４０ｂの一部がヒーターコード３０の第２の絶縁被覆２２の上に重なっている領域の厚さの１／２よりも少し短くされている。

第２の凹陥部５５の横断面形状は、図９（ｄ）に示すように、その横幅Ｗ２は、前記横幅Ｗ１よりも第２の絶縁被覆２２の厚み分（第２の絶縁被覆２２の厚み×２）程度、幅が狭くなっている。もし、封止用キャップ部材４０ｂとして厚さが第２の絶縁被覆２２と同じ厚さのものを用いるとした場合には、前記横幅Ｗ２はヒーターコード３０の横幅とほぼ同じ横幅とされる。第２の凹陥部５５の断面形状は、全体としては、第１の絶縁被覆１６と封止用キャップ部材４０ｂとが重なっている領域の断面形状とほぼ同じとされるが、ここでも、その横幅方向の中央部に突条５５ａが形成されている。この突条５５ａの形状も、図３に示す第２の絶縁被覆２２と第１の絶縁被覆１６との間に形成される空間（長手方向に凹部１７）の形状とほぼ同じ形状とされている。また、第２の凹陥部５５における前記突条５５ａの両側の底面５５ｂも一部平坦面とされており、パーティング面５０と前記平坦面とされた底面５５ｂまでの距離は、封止用キャップ部材４０ｂの一部がヒーターコード３０の第１の絶縁被覆１６の上に重なっている領域の厚さの１／２よりも少し短くされている。

なお、下金型Ｃ２の４隅には孔５６が形成されており、上金型Ｃ１における型合わせしたときに前記孔５６に対応する箇所には、孔５６内に嵌入する脚５７が形成されている。

［加熱成形処理と成形品の説明］
加熱成形に当たっては、図１０（ｃ）に示すように、封止用キャップ部材４０ｂをヒーターコード３０の端部に被せた状態の被成形品Ｅを用意する。図７に示した熱プレス機Ｂの上熱盤Ｂ１に上金型Ｃ１を、下熱盤Ｂ２に下金型Ｃ１を取り付け、型を開いた状態で、型内に被成形品Ｅをセットする。両熱盤を加熱した状態で型締めを行うことにより、金型を通して被成形品Ｅは加熱され、それにより、封止用キャップ部材４０、およびヒーターコード３０の第１の絶縁被覆１６および第２の絶縁被覆２２を構成する絶縁性樹脂の溶融温度以上の温度にまで加熱される。

その加熱により、封止用キャップ部材４０を構成する樹脂と、第１の絶縁被覆１６および第２の絶縁被覆２２を構成する樹脂とは相互に溶融し、界面のない状態で一体化する。それにより、端部の完全な密封と封止が形成される。また、当然に、封止用キャップ部材４０の解放した端部も溶融により閉鎖される。そのようにして加熱溶融処理が完了した後、型を開き、処理品を取り出す。処理後の成形品が図１１に示される。図１１に示される成形品において、４０ｂは熱処理後の封止用キャップ部材であり、領域４１は成形型における第１の凹陥部５４の部分で熱処理された箇所、領域４２は成形型における第２の凹陥部５５の部分で熱処理された箇所を示している。

前記したように、図示の金型は、第１の凹陥部５４および第２の凹陥部５５には突条５４ａおよび突条５５ａが形成されており、その突条によって押圧されることで、第２の絶縁被覆２２と第１の絶縁被覆１６との間に形成される空間（長手方向に凹部１７）、および封止用キャップ部材４０と第１の絶縁被覆１６との間に形成される空間は、閉じた状態となっている。

また、第１の凹陥部５４における前記突条５４ａの両側の底面５４ｂは一部平坦面とされており、パーティング面５０と前記平坦面とされた底面５４ｂまでの距離は、封止用キャップ部材４０ｂの一部がヒーターコード３０の第２の絶縁被覆２２の上に重なっている領域の厚さの１／２よりも少し短くされていること、および、第２の凹陥部５５における突条５５ａの両側の底面５５ｂが一部平坦面とされ、パーティング面５０と前記平坦面とされた底面５５ｂまでの距離が、封止用キャップ部材４０ｂの一部がヒーターコード３０の第１の絶縁被覆１６の上に重なっている領域の厚さの１／２よりも少し短くされていることで、金型として型内寸法が前記封止用キャップ部材を被せた状態での端部の外寸よりも小さくなっており、そのために、加熱成形時に型内の圧力が被処理部材に強めにかかるようになる。それにより、ヒーターコード３０の絶縁被覆１６、２２および封止用キャップ部材４０に十分な圧力と熱が行き渡るようになり、両者間に空隙が残るのを確実に回避し、防水絶縁性能にバラツキが生じるのを確実に回避している。

［他の成形金型の説明］
図１２〜図１３を用いて、成形金型の第２の形態を説明する。第２の形態の成形金型Ｄにおいて、成形用凹部５１の形状、すなわち、ヒーターコード３０を咥える口金部５２と、前記口金部５２に連続する凹陥部５３（第１の凹陥部５４とそれに続く第２の凹陥部５５）の構成は、第１の形態の金型Ｃと同じであり、同じ符号を付すことで、それらの説明は省略する。

成形金型Ｄは、上金型Ｄ１と下金型Ｄ２とで構成される。上金型Ｄ１は前記した上金型Ｃ１と同じ形状である。ただし、図示の例では、脚５７に替えて、孔５８が４隅に形成されている。下金型Ｄ２は、下金型Ｃ２よりも厚みが厚くされており、成形用凹部５１の周囲を囲むようにして、パーティング面５０には、所要深さの第１の凹溝５９が形成されている。そして、前記第１の凹溝５９には外部に連通する横穴６１が適数、図示のものでは、図１３に示すように、左右の側壁に２個、形成されている。さらに、省略も可能であるが、第１の凹溝５９の外側を囲むようにして、パーティング面５０には、前記第１の凹溝５９よりは浅い深さの第２の凹溝６０が形成されている。また、下金型Ｄ２の４隅には、型締め時に上金型Ｄ１に形成した孔５８に対向する位置に孔６２が形成されている。

成形金型Ｄを用いて、熱成形処理を行うに当たっては、図１０（ｃ）に示したと同じ封止用キャップ部材４０ｂをヒーターコード３０の端部に被せた状態の被成形品Ｅを用意する。また、下金型Ｄ２に形成した前記横穴６１に図示しない真空引き装置からの配管を接続する。さらに、第２の凹溝６０内には耐熱性パッキン（不図示）を装着する。

その状態で、上金型Ｃ１と下金型Ｃ２を用いて処理する場合と同様に、型締めと加熱を行う。なお、図示の例では、型締め時に、上金型Ｄ１に形成した孔５８と、下金型Ｄ２に形成した孔６２とに、適宜の留ピンを挿入して両者を固定する。型締めの後、図示しない真空引き装置を作動し、横穴６１を介して第１の凹溝５９の真空引きを行う。第１の凹溝５９はパーティング面５０を介して成形空間である凹陥部５３（第１の凹陥部５４とそれに続く第２の凹陥部５５）につながっており、凹陥部５３（第１の凹陥部５４とそれに続く第２の凹陥部５５）内も負圧になる。その負圧によって、ヒーターコード３０とその端部に被せた封止用キャップ部材４０ｂとの間に存在するガス（空気）は強制的に外部に引き抜かれる。それにより、両者間の密着状態を一層確実に達成することが可能となる。

なお、第２の凹溝６０内に装着する耐熱性パッキンは、真空引きにより外気が第２の凹溝６０内に入り込むのを防止するためのものであり、外気の流入が生じない、あるいは生じても格別の問題がない場合には、第２の凹溝６０を省略することもできる。

［ヒーターコード保持冶具の説明］
図１４は、上記した成形金型Ｃ（Ｄ）と共に好適に用いられるヒーターコード保持冶具７０を示している。このヒーターコード保持冶具７０は、図１５に示すように、上金型Ｃ１（Ｄ）と下金型Ｃ２（Ｄ２）の端面に、その上面７１がそれぞれのパーティング面５０と面一となるようにして取り付けられるものであり、上面７１には、装着時に金型に形成した前記口金部５２と対応する箇所に、口金部５２と同形状の凹部７２または図示のもののように中央部に突条７３を有する凹部７２が形成されている。また、ヒーターコード保持冶具７０は、成形金型Ｃ（Ｄ）の材料よりも熱伝導性の低い耐熱性材料、例えば、成形金型Ｃ（Ｄ）がアルミ合金製である場合には、セラミックスやポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような耐熱性樹脂で作られている。

熱成形処理をするときに、金型Ｃ（Ｄ）の端面に耐熱性であるヒーターコード保持冶具７０を取り付けることにより、処理しようとするヒーターコードを自由には移動しない状態で押さえ付けることができる。それにより、前記したように、一般に、金型を用いた上記のような加熱成形処理において、加熱成形中のヒーターコード３０の端末部は、型内の溶融した樹脂や残留ガスの膨張により型内の圧力が上昇し、かつ金型はヒーターコード３０の絶縁被覆１６、２２および封止用キャップ部材４０ｂの樹脂材料の融点以上に加熱されているために、金型の外側に押し戻される現象が生じるが、この現象が生じるのを確実に阻止することが可能となる。

（使用材料）
図３に示した長尺ＰＴＣヒーターコード３０と同様な構成を備えたセキスイセラミックスヒーター（積水化成品工業株式会社製）（発熱体：チタン酸バリウムに添加物を加えたセラミックス）を用い、その第２の絶縁被覆２２とシールド２１とを端部から１０ｍｍだけ除去した（図１０において、ａ＝１０ｍｍ）。なお、第１の絶縁被膜１６および第２の絶縁被覆２２は塩化ビニル樹脂であり、第２の被覆２２は標準厚１．０ｍｍ、平均厚０．９ｍｍ以上、最小厚０．８ｍｍ以上、外径７．５±１．０×１８．５±１．５ｍｍである。

封止用キャップ部材４０として、第１の絶縁被膜１６および第２の絶縁被覆２２と同じ材料（塩化ビニル樹脂）からなるものと、主材料は同じであるが黒い色素（カーボンブラックやアニリンブラックなど）をわずかに添加したものからなるものの２種類を用意した。いずれも、形状は図５に示した形状（両端開放型）とした。また、封止用キャップ部材４０の内径をヒーターコード３０の第２の絶縁被覆２２の外径と同じとした。封止用キャップ部材４０の平均厚みは１ｍｍであり、長さは２０ｍｍ（図１０において、ｂ＝１０ｍｍ）である。その封止用キャップ部材４０をヒーターコード３０に被せたときの、図１０における長さｃと長さｄを、長さｃ＝８ｍｍ、ｄ＝２ｍｍとした。

（製造装置）
図７で説明した形状の熱プレス機Ｂを用いた。上下２枚の熱盤Ｂ１、Ｂ２に所定の温度を加えて、所定の圧力でプレスする装置である。

（金型）
成形用金型として、図８に示した、アルミ合金からなる金型Ｄを用いた。

（製造条件）
上記の熱プレス機の熱板に、上記の金型を取り付け、熱盤設定温度を１７５℃（金型温度：１７０〜１７５℃）に調整した。加熱時間を３分、５分、７分で熱処理を行った。

（評価）
融着部の密着性（融着性）の確認を引き裂き試験によって行った。試験は、封止用キャップ部材４０が第１の絶縁被膜１６および第２の絶縁被覆２２に融着している領域から、両者が融着一体化していない領域も含めて、所要長さに試験片を切り出し、試験片の一方端では封止用キャップ部材４０が融着していない第１の絶縁被膜１６および第２の絶縁被覆２２を試験機のチャックで把持させ、試験片の一方端では封止用キャップ部材の部分を試験機のチャックで把持させた。その状態で、引き裂き破壊が出るまで引っ張った。そして、引き裂きが生じたときの、封止用キャップ部材と絶縁被覆との界面に現れる状態を目視することで評価した。

２種類のヒーターコード保持冶具のいずれにおいても、５分および７分の加熱を行ったものは、界面ではなく、母材、すなわち絶縁被覆の破壊が生じた。このことから、絶縁被覆とヒーターコード保持冶具との双方の樹脂が溶融一体化したことがわかった。３分加熱のものは、一部に界面剥離が生じていた。

さらに、３分、５分、７分の熱処理を行ったものについて、電気特性（ａ．導通・短絡、ｂ．絶縁抵抗、ｃ．水中絶縁抵抗）を確認したところ、いずれも不都合は生じなかった。なお、電気特性のテストは、ａ．導通・短絡については、２本の給電線１１と１２の間の抵抗を抵抗計で測定する方法で行い、ｂ．絶縁抵抗については、給電線１１及び１２と編組線シールド２１の間の抵抗を５００Ｖメガ抵抗計で測定する方法で行い、ｃ．水中絶縁抵抗については、成形後の封止キャップ部材４０ａが完全に水没した状態で水と編組線シールド２１の間の抵抗を５００ＶVメガ抵抗計で測定する方法にて行った。

そして、ａ．導通・短絡については、抵抗計の表示が零あるいは∞になる場合に、ｂ．絶縁抵抗については、メガ抵抗計の表示が１ＭΩ未満になる場合に、ｃ．水中絶縁抵抗については、メガ抵抗計の表示が０．３ＭΩ未満になるような現象が生じた場合に、不具合が生じたものとした。

以上のことから、長尺ＰＴＣヒーターコードの端部に対して、本発明の方法による端部の封止処理を行うことにより、その加熱時間を適切に選択すれば、水の侵入に対する確実な封止処理が行えることが確認できた。

Ａ（Ａ１、Ａ２、Ａ３）…端部を封止処理した長尺ＰＴＣヒーターコード、
Ｂ…熱プレス機、
Ｂ１…上熱盤、
Ｂ２…下熱盤、
Ｃ、Ｄ…成形用金型、
Ｅ…熱処理前の被成形品、
１０…発熱部、
１１…第１の長尺給電線、
１２…第２の長尺給電線、
１３…正温度係数特性を備えたチップ状の発熱体、
１６…第１の絶縁被覆、
２０…ＰＴＣヒーター線、
２１…金属の編組線によるシールド、
２２…第２の絶縁被覆、
３０…長尺ＰＴＣヒーターコード、
４０…封止用キャップ部材、
５０…金型のパーティング面、
５２…口金部、
５３…凹陥部、
５４…第１の凹陥部、
５４ａ…第１の凹陥部の突条、
５５…第２の凹陥部、
５５ａ…第２の凹陥部の突条、
５９…第１の凹溝、
６１…横穴、
６０…第２の凹溝、
７０…ヒーターコード保持冶具。

Claims (9)

1. 第１および第２の長尺給電線、前記給電線の間で並列に接続されている複数の正温度係数特性を備えた発熱体、前記給電線および発熱体を包囲する絶縁性樹脂からなる絶縁被覆を少なくとも有してなる長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法であって、
   封止処理をしようとする端部に前記絶縁被覆の絶縁性樹脂と主成分が同じ絶縁性樹脂からなる封止用キャップ部材を被せた後、前記端部を前記絶縁性樹脂の融点以上に加熱し、それにより前記絶縁被覆と封止用キャップ部材とを溶融一体化することを特徴とする長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法。
2. 前記端部の加熱を前記端部を熱プレス機に取り付けた金型で挟み込んで行うことを特徴とする請求項１に記載の長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法。
3. 前記金型として型内寸法が前記封止用キャップ部材を被せた状態での端部の外寸よりも小さくされた金型を用いることを特徴とする請求項２に記載の長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法。
4. 前記封止用キャップ部材として両端が開口している封止用キャップ部材を用いることを特徴とする請求項２または３に記載の長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法。
5. 前記金型としてパーティング面に凹溝を成形した金型を用い、前記凹溝内の真空引きを行いながら前記溶融一体化処理を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法。
6. 前記金型としてパーティング面における前記凹溝の外側にパッキング材を配置した金型を用いることを特徴とする請求項５に記載の長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法。
7. 前記金型として金型端面に前記金型の材料よりも熱伝導性の低い材料からなる耐熱性のヒーターコード保持冶具を備えた金型を用いることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の長尺ＰＴＣヒーターコードの端部を封止処理する方法。
8. 第１および第２の長尺給電線、前記給電線の間で並列に接続されている複数の正温度係数特性を備えた発熱体、前記給電線および発熱体を包囲する絶縁性樹脂からなる絶縁被覆を少なくとも有してなる長尺ＰＴＣヒーターコードであって、その端部には、該端部に被せられた前記絶縁被覆の絶縁性樹脂と主成分が同じ絶縁性樹脂からなる封止用キャップ部材と前記絶縁被覆とが溶融一体化した封止処理が施されていることを特徴とする長尺ＰＴＣヒーターコード。
9. 前記絶縁被覆は２層構造を備えており、前記封止処理が施されている端部では、外側の絶縁被覆が一部除去されていることを特徴とする請求項８に記載の長尺ＰＴＣヒーターコード。

Images