JP2020027765A - Tape-like heater - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、テープ状ヒータに関する。 The present disclosure relates to a tape-shaped heater.
従来から正温度係数特性を備えた線状PTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータ線に関する発明が知られている(下記特許文献1を参照)。特許文献1に記載された線状PTCヒータ線は、第1および第2の線状の給電線と、これら給電線の間で並列に接続される複数の正温度係数特性を備えた矩形状の面状発熱体と、給電線および面状発熱体を被覆する第1の被覆層と、第1の被覆層を被覆する第2の被覆層とを備えている(同文献、請求項1等を参照。)。 BACKGROUND ART Conventionally, an invention related to a linear PTC (Positive Temperature Coefficient) heater wire having a positive temperature coefficient characteristic has been known (see Patent Document 1 below). The linear PTC heater wire described in Patent Document 1 has a rectangular shape having first and second linear power supply lines and a plurality of positive temperature coefficient characteristics connected in parallel between the power supply lines. It includes a planar heating element, a first coating layer that covers the power supply line and the planar heating element, and a second coating layer that covers the first coating layer. reference.).
この従来の線状PTCヒータ線は、面状発熱体の部位では、第1の被覆層の外側面と第2の被覆層の内側面とは全面において密着している。一方、線状PTCヒータ線における長手方向で隣接する面状発熱体と面状発熱体との間では、第1の被覆層の外側面と第2の被覆層の内側面との間に隙間部を有している。 In this conventional linear PTC heater wire, the outer surface of the first coating layer and the inner surface of the second coating layer are in close contact with each other at the area of the planar heating element. On the other hand, between the planar heating elements adjacent to each other in the longitudinal direction of the linear PTC heater wire, a gap is formed between the outer surface of the first coating layer and the inner surface of the second coating layer. have.
この従来の線状PTCヒータ線は、次の2つの条件を満たすことを特徴としている。
条件1:10%≦(t/a)×100≦50%
条件2:3A≦B≦10A
This conventional linear PTC heater wire is characterized by satisfying the following two conditions.
Condition 1: 10% ≦ (t / a) × 100 ≦ 50%
Condition 2: 3A ≦ B ≦ 10A
ただし、上記条件1および2において、aは線状PTCヒータ線における長手方向で隣接する面状発熱体と面状発熱体の間での厚みであり、tは線状PTCヒータ線の横幅の中央部における前記隙間部の厚みであり、Aは面状発熱体の線状PTCヒータ線の長手方向での長さであり、Bは長手方向で隣接する面状発熱体と面状発熱体の間の距離である。 In the above conditions 1 and 2, a is the thickness between the planar heating elements adjacent in the longitudinal direction of the linear PTC heater wire, and t is the center of the horizontal width of the linear PTC heater wire. Is the thickness of the gap in the portion, A is the length in the longitudinal direction of the linear PTC heater wire of the planar heating element, and B is the distance between the planar heating elements adjacent in the longitudinal direction. Is the distance.
上記従来の線状PTCヒータ線では、小さい曲率半径で被加熱体に沿って敷設した場合でも、第2の被覆層における曲げの内側となる面に密着性を阻害するような大きさのしわが生じるのを回避できる。そのために、施工に格別の注意を払わなくても、曲げられた部分での線状PTCヒータ線と被加熱体との密着性は十分に確保される(同文献、第0014段落等を参照。)。 In the above-mentioned conventional linear PTC heater wire, even when laid along the object to be heated with a small radius of curvature, a wrinkle having a size that hinders the adhesion to the inner surface of the second coating layer that is inside the bend. Can be avoided. Therefore, the adhesion between the linear PTC heater wire and the object to be heated at the bent portion is sufficiently ensured without paying special attention to the construction (see the same document, paragraph 0014, etc.). ).
また、上記従来の線状PTCヒータ線における長手方向での温度差も小さい範囲内に収めることができる。それにより、この従来の線状PTCヒータ線を用いる場合には、曲率部を含めた全加熱領域において、所望の伝熱性能を確保することができ、高い熱効率を達成することができる。 Further, the temperature difference in the longitudinal direction of the conventional linear PTC heater wire can be kept within a small range. Thus, when the conventional linear PTC heater wire is used, desired heat transfer performance can be secured in the entire heating region including the curvature portion, and high thermal efficiency can be achieved.
前記従来の線状PTCヒータ線のようなテープ状ヒータは、たとえば100℃以上の比較的高温の発熱が要求される場合がある。しかし、前記従来の線状PTCヒータ線のように、たとえば第1の被覆層と第2の被覆層の素材が塩化ビニル系樹脂である場合(特許文献1、第0011段落等を参照。)、このような比較的高温の発熱には適さない。 A tape-shaped heater such as the conventional linear PTC heater wire may require a relatively high temperature of, for example, 100 ° C. or more. However, for example, when the material of the first coating layer and the second coating layer is a vinyl chloride resin as in the conventional linear PTC heater wire (see Patent Document 1, paragraph 0011, etc.). It is not suitable for such relatively high-temperature heat generation.
また、前記従来の線状PTCヒータ線のようなテープ状ヒータは、たとえば保温や凍結防止を目的として配管に巻き付けて使用される場合がある。一般的に、配管に巻き付けて使用されるテープ状ヒータは、たとえば配管のエルボの溶接個所に残されたバリやフランジの角などによって被覆層に傷がつくと、その傷を起点として被覆層に裂けが発生するおそれがある。このような被覆層の裂けによる損傷は、給電線の電気的絶縁性を損なう可能性があり、テープ状ヒータの耐久性および安全性の観点からも防止する必要がある。 A tape-like heater such as the conventional linear PTC heater wire may be used by being wound around a pipe for the purpose of, for example, keeping heat or preventing freezing. Generally, when a tape-shaped heater wound around a pipe is used and the coating layer is damaged by, for example, a burr or a corner of a flange left at a welding portion of an elbow of the pipe, the scratch is used as a starting point. There is a risk of tearing. Such damage due to tearing of the coating layer may impair the electrical insulation of the power supply line, and must be prevented from the viewpoint of the durability and safety of the tape heater.
本開示は、100℃以上の比較的高温で使用することが可能であり、かつ被覆層の裂けによる損傷を防止することが可能なテープ状ヒータを提供する。 The present disclosure provides a tape-shaped heater that can be used at a relatively high temperature of 100 ° C. or higher and that can prevent damage due to tearing of a coating layer.
本開示の一態様は、第1および第2の給電線と、該第1および第2の給電線に並列に接続された正温度係数特性を備えた複数の発熱体と、該複数の発熱体ならびに前記第1および第2の給電線を被覆する被覆層と、を備えたテープ状ヒータであって、前記被覆層の素材は、JIS K 6251に規定のダンベル状3号形試験片を用いた引張試験による切断時伸びが145%以上のシリコーンゴムであることを特徴とするテープ状ヒータである。 One aspect of the present disclosure is directed to a first and second power supply lines, a plurality of heating elements having a positive temperature coefficient characteristic connected in parallel to the first and second power supply lines, and the plurality of heating elements. And a coating layer covering the first and second power supply lines, wherein a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251 is used as a material of the coating layer. A tape-shaped heater characterized in that it is a silicone rubber having an elongation at break of 145% or more in a tensile test.
上記態様のテープ状ヒータは、被覆層の素材がシリコーンゴムであることから、たとえば150℃以上の比較的高温で長期間にわたって使用することができる。また、上記態様のテープ状ヒータは、被覆層の素材が、JIS K 6251に規定のダンベル状3号形試験片を用いた引張試験による切断時伸びが145%以上のシリコーンゴムであることで、被覆層に傷がついた場合でも、被覆層の裂けによる損傷を防止することができる。 Since the tape-shaped heater of the above aspect is made of silicone rubber as the material of the coating layer, it can be used at a relatively high temperature of, for example, 150 ° C. or more for a long period of time. Further, in the tape-shaped heater of the above aspect, the material of the coating layer is a silicone rubber having an elongation at break of 145% or more in a tensile test using a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251. Even if the coating layer is damaged, damage due to tearing of the coating layer can be prevented.
上記態様のテープ状ヒータは、前記シリコーンゴムの前記切断時伸びが619%以下であってもよい。この場合、たとえば、被覆層が極端に柔軟にならず、テープ状ヒータの取り扱いを容易にすることができる。 In the tape-shaped heater of the above aspect, the elongation at the time of cutting of the silicone rubber may be 619% or less. In this case, for example, the coating layer does not become extremely flexible, and the handling of the tape-shaped heater can be facilitated.
上記態様のテープ状ヒータは、前記シリコーンゴムの前記切断時伸びが170%以上、272%以下であってもよい。この場合、被覆層に適度な剛性を持たせることができ、テープ状ヒータの取り扱い性を向上させることができる。 In the tape-shaped heater of the above aspect, the elongation at the time of cutting of the silicone rubber may be 170% or more and 272% or less. In this case, the coating layer can have appropriate rigidity, and the handling of the tape heater can be improved.
上記態様のテープ状ヒータにおいて、前記被覆層の素材は、JIS K 7128−3に規定の引裂強さ試験方法による引裂強さが170N/cm以上、390N/cm以下のシリコーンゴムであってもよい。この構成により、被覆層に傷がついた場合でも、被覆層の裂けによる損傷をより確実に防止することができる。 In the tape-shaped heater of the above aspect, the material of the coating layer may be a silicone rubber having a tear strength of 170 N / cm or more and 390 N / cm or less according to a tear strength test method specified in JIS K 7128-3. . With this configuration, even when the coating layer is damaged, damage due to tearing of the coating layer can be more reliably prevented.
上記態様のテープ状ヒータは、前記シリコーンゴムの前記引裂強さが186N/cm以上、232N/cm以下であってもよい。この構成により、被覆層に傷がついた場合でも、被覆層の裂けによる損傷をより確実に防止することができる。 In the tape-shaped heater of the above aspect, the tear strength of the silicone rubber may be 186 N / cm or more and 232 N / cm or less. With this configuration, even when the coating layer is damaged, damage due to tearing of the coating layer can be more reliably prevented.
上記態様のテープ状ヒータにおいて、前記被覆層は、前記複数の発熱体ならびに前記第1および第2の給電線を被覆する第1の被覆層と、該第1の被覆層を被覆する第2の被覆層と、を有し、前記第1の被覆層と前記第2の被覆層との間に金属製の編組線によって構成されたシールドが介在していてもよい。 In the tape-shaped heater according to the above aspect, the covering layer includes a first covering layer covering the plurality of heating elements and the first and second power supply lines, and a second covering layer covering the first covering layer. And a shield formed by a metal braided wire may be interposed between the first coating layer and the second coating layer.
この構成により、給電線を流れる電流に対する外部からの電磁的なノイズの影響を低減することができ、給電線を流れる電流による外部環境への影響を低減することができる。また、テープ状ヒータの機械的な強度を向上させることができる。 With this configuration, the effect of external electromagnetic noise on the current flowing through the power supply line can be reduced, and the effect of the current flowing through the power supply line on the external environment can be reduced. Further, the mechanical strength of the tape-shaped heater can be improved.
本開示によれば、100℃以上の比較的高温で使用することが可能であり、かつ被覆層の裂けによる損傷を防止することが可能なテープ状ヒータを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a tape-shaped heater that can be used at a relatively high temperature of 100 ° C. or higher and that can be prevented from being damaged by tearing of a coating layer.
以下、図面を参照して本開示のテープ状ヒータの実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a tape-shaped heater of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本開示の実施形態に係るテープ状ヒータ100の一部を切断した斜視図である。図2は、図1に示すテープ状ヒータ100の発熱部10を構成する給電線11,12と発熱体13の斜視図である。図3は、図1に示すテープ状ヒータ100のIII−III線に沿う断面図である。図4は、図1に示すテープ状ヒータ100のIV−IV線に沿う断面図である。
FIG. 1 is a perspective view in which a part of a tape-
詳細については後述するが、本実施形態に係るテープ状ヒータ100は、次の構成を備えることを特徴としている。テープ状ヒータ100は、第1および第2の給電線11,12と、それら第1および第2の給電線11,12に並列に接続された正温度係数特性を備えた複数の発熱体13と、その複数の発熱体13ならびに第1および第2の給電線11,12を被覆する被覆層20と、を備える。被覆層20の素材は、JIS K 6251に規定のダンベル状3号形試験片を用いた引張試験による切断時伸びが145%以上のシリコーンゴムである。
Although the details will be described later, the tape-
以下、本実施形態に係るテープ状ヒータ100の構成をより詳細に説明する。テープ状ヒータ100は、たとえば、発熱部10と、その発熱部10を被覆する被覆層20とを備えている。発熱部10は、たとえば、前述の第1の給電線11、第2の給電線12、および発熱体13に加えて、金属端子14と、電極15とを備えている。被覆層20は、たとえば、第1の被覆層21と、この第1の被覆層21を被覆する第2の被覆層22と、これら第1の被覆層21と第2の被覆層22との間に介在するシールド23とを備えている。
Hereinafter, the configuration of the tape-
第1および第2の給電線11,12は、たとえば、複数の銅線からなる可撓性を有するより線または平編線であり、所定の間隔をあけておおむね平行に配置され、テープ状ヒータ100の長さ方向におおむね平行に延びている。第1および第2の給電線11,12の一端は、たとえば、差込プラグを有する電源ケーブルに接続されている。第1および第2の給電線11,12は、たとえば、電源ケーブルの差込プラグを給電用コンセントに差し込むことで、交流電流が供給されるように構成されている。
The first and second
発熱体13は、正温度係数特性を備えるPTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータであり、たとえば、チタン酸バリウムに微量の希土類元素を添加することで得られる。発熱体13は、たとえば、矩形平板状の面状発熱体である。発熱体13の寸法は、特に限定されないが、たとえば、厚さが1.5mmから2.0mm程度、第1および第2の給電線11,12を横断する方向である幅が8mmから9mm程度、テープ状ヒータ100の長さ方向に沿う長さが5.5mmから6.5mm程度である。
The
複数の発熱体13は、テープ状ヒータ100の長さ方向において所定の間隔をあけて配置され、幅方向の一端が第1の給電線11に接続され、幅方向の他端が第2の給電線12に接続されている。
The plurality of
金属端子14は、たとえば、銅、リン青銅、鉄、鉄ニッケル合金、金、銀、アルミニウムなどの導電性を有する金属を素材として製作され、発熱体13を第1および第2の給電線11,12に電気的に接続している。金属端子14は、発熱体13の幅方向の一端と他端の電極15を介して固定されている。金属端子14は、たとえば、発熱体13および第1の給電線11または第2の給電線12に対し、これらを挟持するように塑性変形させられてかしめられることで固定されている。このように、一対の金属端子14によって個々の発熱体13を第1および第2の給電線11,12に電気的かつ機械的に接続することで、複数の発熱体13が並列に接続されている。
The
電極15は、発熱体13と金属端子14との間に介在し、上記チタン酸バリウム系PTCからなる発熱体13と金属端子14との間を導通させる。電極15は、発熱体13の幅方向の一端と他端において、発熱体13の表面にペースト状の電極材料を塗布および焼付することで形成され、チタン酸バリウム系PTCからなる発熱体13の表面に定着する。
The
被覆層20は、たとえば前述のように、複数の発熱体13ならびに第1および第2の給電線11,12を被覆する第1の被覆層21と、その第1の被覆層21を被覆する第2の被覆層22と、を有している。第1の被覆層21および第2の被覆層22の素材は、前述のように、JIS K 6251に規定のダンベル状3号形試験片を用いた引張試験による切断時伸びが145%以上のシリコーンゴムである。また、第1の被覆層21および第2の被覆層22、すなわち被覆層20の素材であるシリコーンゴムの切断時伸びは、たとえば619%以下である。
The
図5は、図1に示すテープ状ヒータ100の被覆層20を構成する素材の試験方法の一例を示す斜視図である。被覆層20の素材であるシリコーンゴムの上記引張試験による切断時伸びの下限と上限は、たとえば、次のように決定することができる。まず、特性の異なる複数のシリコーンゴムを用意し、各々のシリコーンゴムの試験片TPを用意する。試験片TPは、たとえば、幅が約10mm、厚さが約1mmの帯状に成形する。次に、試験片TPの中央に、たとえば刃物によって微小な傷Cを付ける。次に、試験片TPを、外径が25mmの円筒状の直管SPの周方向に張力を加えながら巻き付ける巻き付け試験を行う。このとき、傷Cから亀裂が伸展し、最終的に破断した試験片TPを不合格とし、傷Cからの亀裂の伸展がなく、破断しなかった試験片TPを合格とする。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a method for testing a material constituting the
次に、上記巻き付け試験を合格した各々のシリコーンゴムについて、上記引張試験による切断時伸びを測定する。次に、各々のシリコーンゴムについて、それぞれ、切断時伸びの標準偏差σaを算出する。さらに、各々のシリコーンゴムについて、それぞれ、切断時伸びの平均値μaを算出してμa±3σaを求める。そして、複数のシリコーンゴムのμa−3σaの最小値を、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの切断時伸びの下限とし、複数のシリコーンゴムのμa+3σaの最大値を、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの切断時伸びの上限とすることができる。
Next, for each silicone rubber that has passed the above winding test, the elongation at break is measured by the above tensile test. Next, a standard deviation σa of elongation at break is calculated for each silicone rubber. Further, for each silicone rubber, the average value of the elongation at break μa is calculated to obtain μa ± 3σa. The minimum value of μa−3σa of the plurality of silicone rubbers is defined as the lower limit of the elongation at break of the silicone rubber as the material of the
なお、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの切断時伸びの下限と上限は、たとえば巻き付け試験を合格したシリコーンゴムの切断時伸びのμa±2σaであってもよい。この場合、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの上記引張試験による切断時伸びは、たとえば170%以上、272%以下である。
The lower limit and the upper limit of the elongation at break of the silicone rubber, which is the material of the
また、被覆層20、すなわち第1および第2の被覆層21,22の素材は、たとえばJIS K 7128−3に規定の引裂強さ試験方法による引裂強さが170N/cm以上、390N/cm以下のシリコーンゴムである。被覆層20の素材であるシリコーンゴムの上記引裂強さ試験方法による引裂強さの下限と上限は、たとえば、次のように決定することができる。
The material of the
上記巻き付け試験を合格した各々のシリコーンゴムについて、上記引裂強さ試験方法による引裂強さを測定する。次に、各々のシリコーンゴムについて、それぞれ、引裂強さの標準偏差σbを算出する。さらに、各々のシリコーンゴムについて、それぞれ、引裂強さの平均値μbを算出してμb±3σbを求める。そして、複数のシリコーンゴムのμb−3σbの最小値を、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの引裂強さの下限とし、複数のシリコーンゴムのμ+3σの最大値を、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの引裂強さの上限とすることができる。
The tear strength of each silicone rubber that has passed the above winding test is measured by the above-described tear strength test method. Next, the standard deviation σb of the tear strength is calculated for each silicone rubber. Further, for each silicone rubber, the average value μb of the tear strength is calculated to obtain μb ± 3σb. The minimum value of μb−3σb of the plurality of silicone rubbers is defined as the lower limit of the tear strength of the silicone rubber that is the material of the
なお、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの引裂強さ下限と上限は、たとえば、複数のシリコーンゴムのμb±3σbうち、最も狭い範囲のμb±3σbであってもよい。この場合、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの上記引裂強さ試験方法による引裂強さは、たとえば186N/cm以上、232N/cm以下であることができる。
The lower limit and the upper limit of the tear strength of the silicone rubber as the material of the
被覆層20は、たとえば、第1の被覆層21と第2の被覆層22との間に金属製の編組線によって構成されたシールド23を有している。シールド23は、たとえば、スズメッキ軟銅線の編組線である。シールド23は、たとえば、第1の被覆層21の表面の50〜90%を被覆している。なお、被覆層20は、シールド23を有しなくてもよい。
The
テープ状ヒータ100は、たとえば、次のように製造することができる。まず、第1および第2の給電線11,12の間に、複数の発熱体13を複数の金属端子14および電極15を介して接続する。次に、発熱部10の周囲にシリコーンゴムを押出成形することによって、第1の被覆層21を形成する。このとき、第1の被覆層21と発熱部10との間に隙間が生じないようにシリコーンゴムを押出成形する。
The tape-shaped
次に、第1の被覆層21をシールド23によって被覆する。次に、シールド23によって被覆された第1の被覆層21の周囲にシリコーンゴムを押出成形することによって、第2の被覆層22を形成する。このとき、第1の被覆層21と第2の被覆層22との間に隙間が生じないようにシリコーンゴムを押出成形する。最後に、第1および第2の給電線11,12を電源ケーブル(図示を省略する。)に接続して、電源ケーブルを第2の被覆層22の周囲に固定することで、テープ状ヒータ100が製造される。
Next, the
テープ状ヒータ100は、たとえば図3および図4に示すように、扁平な断面形状を有している。より具体的には、テープ状ヒータ100は、厚さ方向の両端におおむね平行な一対の平坦面を有し、幅方向の両端に半円筒状の一対の曲面を有する長円形状の断面形状を有している。テープ状ヒータ100の厚さTは、たとえば約10mm程度であり、第1の被覆層21の厚さt1は、たとえば約6mmから約7mm程度であり、第2の被覆層22の厚さt2は、たとえば約2mm程度である。またテープ状ヒータ100の幅Wは、たとえば約20mm程度である。テープ状ヒータ100は、たとえば、厚さTの2倍以上の幅Wを有している。
The tape-shaped
以下、本実施形態のテープ状ヒータ100の作用について説明する。
Hereinafter, the operation of the tape-shaped
テープ状ヒータ100は、たとえば保温を必要とする配管などの保温対象に巻き付けられ、図示を省略する電源ケーブルの差込プラグが給電用コンセントに差し込まれる。すると、発熱部10の第1および第2の給電線11,12に交流電流が供給され、PTCヒータである発熱体13が所定の温度範囲で発熱し、被覆層20を介して保温対象に熱が伝わる。これにより、テープ状ヒータ100によって保温対象が保温される。
The tape-shaped
ここで、テープ状ヒータ100は、前述のように、第1および第2の給電線11,12と、これら第1および第2の給電線11,12に並列に接続された正温度係数特性を備えた複数の発熱体13と、これら複数の発熱体13ならびに第1および第2の給電線11,12を被覆する被覆層20と、を備えている。そして、被覆層20の素材は、JIS K 6251に規定のダンベル状3号形試験片を用いた引張試験による切断時伸びが145%以上のシリコーンゴムである。
Here, as described above, the tape-shaped
このように、テープ状ヒータ100は、被覆層20の素材がシリコーンゴムであることから、たとえば150℃以上の比較的高温で長期間にわたって使用することができる。また、テープ状ヒータ100において、被覆層20の素材が、上記引張試験による切断時伸びが145%以上のシリコーンゴムであることで、被覆層20に傷がついた場合でも、被覆層20の裂けによる損傷を防止することができる。
Thus, the tape-shaped
また、本実施形態のテープ状ヒータ100は、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの上記引張試験による切断時伸びが619%以下である。これにより、被覆層20が極端に柔軟にならず、テープ状ヒータ100に適度な剛性を付与することができ、テープ状ヒータ100の取り扱いを容易にすることができる。
Further, in the tape-shaped
また、本実施形態のテープ状ヒータ100は、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの上記引張試験による切断時伸びが170%以上、272%以下である。これにより、被覆層20の裂けをより確実に防止するとともに、被覆層20により高い剛性を持たせることができ、テープ状ヒータ100の取り扱い性をより向上させることができる。
In the tape-shaped
また、本実施形態のテープ状ヒータ100において、被覆層20の素材は、JIS K 7128−3に規定の引裂強さ試験方法による引裂強さが170N/cm以上、390N/cm以下のシリコーンゴムである。この構成により、被覆層20に傷がついた場合でも、被覆層20の裂けによる損傷をより確実に防止することができる。
Further, in the tape-shaped
また、本実施形態のテープ状ヒータ100は、被覆層20の素材であるシリコーンゴムの上記引裂強さ試験法による引裂強さが186N/cm以上、232N/cm以下である。この構成により、被覆層20に傷がついた場合でも、被覆層20の裂けによる損傷をより確実に防止することができる。
Moreover, in the tape-shaped
また、本実施形態のテープ状ヒータ100において、被覆層20は、複数の発熱体13ならびに第1および第2の給電線11,12を被覆する第1の被覆層21と、その第1の被覆層21を被覆する第2の被覆層22と、を有している。また、第1の被覆層21と第2の被覆層22との間に金属製の編組線によって構成されたシールド23が介在している。
Moreover, in the tape-shaped
この構成により、給電線11,12を流れる電流に対する外部からの電磁的なノイズの影響を低減することができ、給電線11,12を流れる電流による外部環境への影響を低減することができる。また、テープ状ヒータ100の機械的な強度を向上させることができる。したがって、被覆層20の裂けによる損傷を防止することができる。
With this configuration, the influence of external electromagnetic noise on the current flowing through the
以上説明したように、本実施形態によれば、100℃以上の比較的高温で使用することが可能であり、かつ被覆層20の裂けによる損傷を防止することが可能なテープ状ヒータ100を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, there is provided a tape-shaped
以上、図面を用いて本開示に係るテープ状ヒータの実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。 As described above, the embodiment of the tape-shaped heater according to the present disclosure has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design change may be made without departing from the gist of the present disclosure. And the like, if any, are included in the present disclosure.
[実施例]
以下、本開示のテープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの実施例について説明する。まず、適度な剛性を有する実施例1のシリコーンゴムと、実施例1のシリコーンゴムよりも柔軟な実施例2のシリコーンゴムを用意し、JIS K 6251に規定のダンベル状3号形試験片を用いた引張試験を行って、各シリコーンゴムの切断時伸びを測定した。また、実施例1および実施例2のシリコーンゴムを用い、JIS K 7128−3に規定の引裂強さ試験を行って、各シリコーンゴムの引裂強さを測定した。
[Example]
Hereinafter, examples of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater according to the present disclosure will be described. First, the silicone rubber of Example 1 having moderate rigidity and the silicone rubber of Example 2 which is more flexible than the silicone rubber of Example 1 were prepared, and a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251 was used. A tensile test was performed to measure the elongation at break of each silicone rubber. Further, the silicone rubbers of Examples 1 and 2 were subjected to a tear strength test specified in JIS K 7128-3 to measure the tear strength of each silicone rubber.
次に、実施例1および2のシリコーンゴムを、それぞれ、厚さ1mm、幅10mmの帯状に加工し、幅方向の中央部に刃物による微小な傷を付けて巻き付け試験の試験片を作製した。傷は、試験片の幅方向に約2mm程度の長さであり、試験片を貫通させて形成した。次に、実施例1のシリコーンゴムの試験片と、実施例2のシリコーンゴムの試験片を用いて、巻き付け試験を行った。具体的には、外径が25mmの金属製の直管の周方向に、各シリコーンゴムの試験片を巻き付けた。その結果、各試験片において、傷からの亀裂の伸展は見られず、各試験片は破断しなかった。 Next, each of the silicone rubbers of Examples 1 and 2 was processed into a strip shape having a thickness of 1 mm and a width of 10 mm, and a small wound was made at the center in the width direction with a blade to prepare a test piece for a winding test. The scratch was about 2 mm long in the width direction of the test piece, and was formed by penetrating the test piece. Next, a winding test was performed using the silicone rubber test piece of Example 1 and the silicone rubber test piece of Example 2. Specifically, a test piece of each silicone rubber was wound around the circumference of a metal straight pipe having an outer diameter of 25 mm. As a result, in each of the test pieces, no crack was extended from the scratch, and each test piece did not break.
[比較例]
次に、実施例1のシリコーンゴムよりも硬質の比較例1のシリコーンゴムを用い、実施例1および実施例2と同様に引張試験および引裂強さ試験を行って、切断時伸びと引裂強さを測定した。次に、比較例1のシリコーンゴムを用い、実施例1および実施例2と同様に巻き付け試験を行ったところ、試験片の傷から亀裂が伸展し、最終的に試験片が破断した。
[Comparative example]
Next, using the silicone rubber of Comparative Example 1 which is harder than the silicone rubber of Example 1, a tensile test and a tear strength test were performed in the same manner as in Example 1 and Example 2, and elongation at break and tear strength were performed. Was measured. Next, a winding test was performed using the silicone rubber of Comparative Example 1 in the same manner as in Example 1 and Example 2. As a result, a crack was extended from a scratch on the test piece, and finally the test piece was broken.
実施例1および実施例2ならびに比較例1の引張試験と引裂強さ試験の結果を、それぞれ、以下の表1と表2に示す。また、図6に、実施例1および実施例2ならびに比較例1の切断時伸びの平均値と引裂強度の平均値との関係を示す。なお、図6において、点A1、A2、Z1は、それぞれ、実施例1、実施例2、比較例1の結果の平均値を示している。 The results of the tensile test and the tear strength test of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are shown in Tables 1 and 2 below, respectively. FIG. 6 shows the relationship between the average value of elongation at break and the average value of tear strength in Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. In FIG. 6, points A1, A2, and Z1 indicate the average values of the results of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, respectively.
以上のように、実施例1のシリコーンゴムは、表1に示す切断時伸びが200[%]以上、206[%]以下であり、表2に示す引裂強度が200[N/cm]以上、219[N/cm]以下であり、巻き付け試験によって亀裂の伸展や破断がなかった。また、実施例2のシリコーンゴムは、表1に示す切断時伸びが405[%]以上、517[%]以下であり、表2に示す引裂強度が230[N/cm]以上、318[N/cm]以下であり、巻き付け試験によって亀裂の伸展や破断がなかった。 As described above, the silicone rubber of Example 1 has an elongation at break shown in Table 1 of 200% or more and 206% or less, and a tear strength shown in Table 2 of 200 N / cm or more. 219 [N / cm] or less, and there was no crack extension or breakage in the winding test. Further, the silicone rubber of Example 2 has an elongation at break of 405 [%] or more and 517 [%] or less shown in Table 1, and a tear strength shown in Table 2 of 230 [N / cm] or more and 318 [N]. / Cm] or less, and there was no crack extension or breakage in the winding test.
一方、比較例1のシリコーンゴムは、表1に示す切断時伸びが67[%]以上、76[%]以下であり、表2に示す引裂強度が165[N/cm]以上、182[N/cm]以下であり、巻き付け試験によって亀裂が伸展して破断した。 On the other hand, the silicone rubber of Comparative Example 1 has an elongation at break shown in Table 1 of 67% or more and 76% or less, and a tear strength shown in Table 2 of 165 N / cm or more and 182 N / Cm] or less, and the crack extended and fractured in the winding test.
実施例1のシリコーンゴムは、切断時伸びの標準偏差σaが25.2[%]であり、引裂強度の標準偏差σbが7.4[N/cm]であった。また、実施例2のシリコーンゴムは、切断時伸びの標準偏差σaが48.5[%]であり、引裂強度の標準偏差σbが36.4[N/cm]であった。 The silicone rubber of Example 1 had a standard deviation σa of elongation at break of 25.2 [%] and a standard deviation σb of tear strength of 7.4 [N / cm]. In the silicone rubber of Example 2, the standard deviation σa of elongation at break was 48.5 [%], and the standard deviation σb of tear strength was 36.4 [N / cm].
実施例1のシリコーンゴムは、切断時伸びの平均値をμaとすると、切断時伸びのμa−3σaとμa+3σaは、それぞれ、約145[%]と約297[%]である。実施例2のシリコーンゴムは、切断時伸びの平均値をμaとすると、切断時伸びのμa−3σaとμa+3σaは、それぞれ、約327[%]と約619[%]である。この場合、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの切断時伸びの範囲は、μa−3σaの最小値以上、μa+3σaの最大値以下、すなわち、約145[%]以上、約619[%]以下とすることができる。 Assuming that the average value of the elongation at break of the silicone rubber of Example 1 is μa, the elongation at break μa−3σa and μa + 3σa are about 145 [%] and about 297 [%], respectively. Assuming that the average value of elongation at break of the silicone rubber of Example 2 is μa, μa−3σa and μa + 3σa of elongation at break are about 327% and about 619%, respectively. In this case, the range of elongation at the time of cutting of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is not less than the minimum value of μa−3σa and not more than the maximum value of μa + 3σa, that is, about 145 [%] or more and about 619 [%]. It can be:
また、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの切断時伸びの範囲は、実施例1のシリコーンゴムの切断時伸びのμa±2σaの範囲である約170[%]以上、約272[%]以下としてもよい。また、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの切断時伸びの範囲は、実施例2のシリコーンゴムの切断時伸びのμa±2σaの範囲である約375[%]以上、約570[%]以下としてもよい。 The range of the elongation at break of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is not less than about 170 [%], which is the range of the elongation at break of the silicone rubber of Example 1 ± 2 σa, and is about 272 [%]. ] It may be as follows. The range of the elongation at break of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is about 375 [%] or more, which is the range of μa ± 2σa of the elongation at break of the silicone rubber of Example 2, and about 570 [%]. ] It may be as follows.
また、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの切断時伸びの範囲は、実施例1のシリコーンゴムの切断時伸びのμa±σaの範囲である約195[%]以上、約246[%]以下としてもよい。また、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの切断時伸びの範囲は、実施例2のシリコーンゴムの切断時伸びのμa±σaの範囲である約424[%]以上、約522[%]以下としてもよい。 Further, the range of the elongation at break of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is about 195 [%] or more, which is the range of the elongation at break of the silicone rubber of Example 1 ± a ± σa, and about 246 [%]. ] It may be as follows. The range of the elongation at break of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is not less than about 424 [%], which is the range of μa ± σa of the elongation at break of the silicone rubber of Example 2, and about 522 [%]. ] It may be as follows.
さらに、実施例1のシリコーンゴムは、引裂強度の平均値をμbとすると、引裂強度のμb−3σbとμa+3σbは、それぞれ、約186[N/cm]と約232[N/cm]である。実施例2のシリコーンゴムは、引裂強度の平均値をμbとすると、引裂強度のμb−3σbとμb+3σbは、それぞれ、約170[N/cm]と約390[N/cm]である。この場合、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの引裂強度の範囲は、μb−3σbの最小値以上、μb+3σbの最大値以下、すなわち、約170[N/cm]以上、約390[N/cm]以下とすることができる。 Further, in the silicone rubber of Example 1, assuming that the average value of the tear strength is μb, the tear strengths μb−3σb and μa + 3σb are about 186 [N / cm] and about 232 [N / cm], respectively. Assuming that the average value of the tear strength of the silicone rubber of Example 2 is μb, the tear strengths μb−3σb and μb + 3σb are about 170 [N / cm] and about 390 [N / cm], respectively. In this case, the range of the tear strength of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is not less than the minimum value of μb−3σb and not more than the maximum value of μb + 3σb, ie, not less than about 170 [N / cm] and not more than about 390 [N / Cm] or less.
また、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの引裂強度の範囲は、実施例1のシリコーンゴムの引裂強度のμb±2σbの範囲である約194[N/cm]以上、約224[N/cm]以下としてもよい。また、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの引裂強度の範囲は、実施例2のシリコーンゴムの引裂強度のμb±2σbの範囲である約206[N/cm]以上、約353[N/cm]以下としてもよい。 Further, the range of the tear strength of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is not less than about 194 [N / cm], which is the range of the tear strength of the silicone rubber of Example 1, which is ± b ± 2σb, and is not less than about 224 [N]. / Cm] or less. The range of the tear strength of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is not less than about 206 [N / cm], which is the range of the tear strength of the silicone rubber of Example 2 ± b ± 2σb, and is about 353 [N]. / Cm] or less.
また、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの引裂強度の範囲は、実施例1のシリコーンゴムの引裂強度のμb±σbの範囲である約201[N/cm]以上、約217[N/cm]以下としてもよい。また、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの引裂強度の範囲は、実施例2のシリコーンゴムの引裂強度のμb±σbの範囲である約243[N/cm]以上、約317[N/cm]以下としてもよい。 The range of the tear strength of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater is not less than about 201 [N / cm], which is the range of the tear strength of the silicone rubber of Example 1 ± b ± σb, and is about 217 [N]. / Cm] or less. Further, the range of the tear strength of the silicone rubber forming the coating layer of the tape-shaped heater is not less than about 243 [N / cm], which is the range of the tear strength of the silicone rubber of Example 2 ± b ± σb, and about 317 [N]. / Cm] or less.
以上のように、テープ状ヒータの被覆層を構成するシリコーンゴムの切断時伸び、または、切断時伸びおよび引裂強度の範囲を実験値の標準偏差に基づいて規定することで、被覆層の裂けによる損傷を防止することが可能なテープ状ヒータを提供することができた。 As described above, the elongation at break of the silicone rubber constituting the coating layer of the tape-shaped heater, or, by defining the range of the elongation at break and the tear strength based on the standard deviation of the experimental value, the coating layer tears A tape-shaped heater capable of preventing damage can be provided.
11 第1の給電線
12 第2の給電線
13 発熱体
20 被覆層
21 第1の被覆層
22 第2の被覆層
23 シールド
100 テープ状ヒータ
11 First
Claims (6)
前記被覆層の素材は、JIS K 6251に規定のダンベル状3号形試験片を用いた引張試験による切断時伸びが145%以上のシリコーンゴムであることを特徴とするテープ状ヒータ。 First and second power supply lines, a plurality of heating elements having a positive temperature coefficient characteristic connected in parallel to the first and second power supply lines, the plurality of heating elements, and the first and second heating elements. And a coating layer for covering the power supply line, a tape-shaped heater comprising:
A tape-shaped heater, wherein a material of the coating layer is a silicone rubber having an elongation at break of 145% or more in a tensile test using a dumbbell-shaped No. 3 test piece specified in JIS K6251.
前記第1の被覆層と前記第2の被覆層との間に金属製の編組線によって構成されたシールドが介在していることを特徴とする請求項1に記載のテープ状ヒータ。 The covering layer has a first covering layer covering the plurality of heating elements and the first and second power supply lines, and a second covering layer covering the first covering layer,
The tape-shaped heater according to claim 1, wherein a shield constituted by a braided metal wire is interposed between the first coating layer and the second coating layer.
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