JP2929160B2 - 一線式ヒータ線 - Google Patents
一線式ヒータ線Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気カーペット等の面状
発熱体に用いられるヒータ線に関し、更に詳しくは一線
式方式のヒータ線に関する。
発熱体に用いられるヒータ線に関し、更に詳しくは一線
式方式のヒータ線に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より電気毛布，電気カーペット等の
面状発熱体はヒータ線がカーペット等の基材に敷線され
て使用されている。通常，これらの面状発熱体は温度制
御の機能がヒータ線に付与されている。ヒータ線はその
機能により、一線式方式のヒータ線（以下一線式ヒータ
線という）と二線式方式のヒータ線（以下二線式ヒータ
線という）に大別される。一線式ヒータ線は発熱部と温
度検知部が１本の線にまとめられた構造である。一方，
二線式ヒータ線は発熱部と温度検知部がそれぞれ分離
し、ヒータ線と感温検知線の２本が一対で機能する構造
となっている。なおヒータ線の使用条長により、電気毛
布には一線式ヒータ線が主に使用され、また電気カーペ
ットには二線式ヒータ線が主に使用されている。
面状発熱体はヒータ線がカーペット等の基材に敷線され
て使用されている。通常，これらの面状発熱体は温度制
御の機能がヒータ線に付与されている。ヒータ線はその
機能により、一線式方式のヒータ線（以下一線式ヒータ
線という）と二線式方式のヒータ線（以下二線式ヒータ
線という）に大別される。一線式ヒータ線は発熱部と温
度検知部が１本の線にまとめられた構造である。一方，
二線式ヒータ線は発熱部と温度検知部がそれぞれ分離
し、ヒータ線と感温検知線の２本が一対で機能する構造
となっている。なおヒータ線の使用条長により、電気毛
布には一線式ヒータ線が主に使用され、また電気カーペ
ットには二線式ヒータ線が主に使用されている。
【０００３】従来より用いられている一線式ヒータ線の
構造を図２を用いて説明する。一線式ヒータ線８ａはポ
リエステル繊維等の巻芯１の外周に、１本或は複数本の
発熱導体２を一定ピッチ幅でスパイラル状に巻回し、こ
の外周にナイロン−１１，ナイロン−１２等のポリアミ
ド系樹脂をチューブ状に押出し被覆して熔断層１０を設
け、次にこの熔断層１０の外周に温度検知線と信号線を
兼ねたニッケル線６を一定ピッチ幅でスパイラル状に巻
回し、更にポリ塩化ビニル系樹脂をチューブ状に押出し
て絶縁外被層７を設けた構造になっている。この一線式
ヒータ線８ａに用いられているニッケル線６は抵抗温度
係数が 3.8〜4.5 ×10-3程度あり、温度に対して直線的
に変化する特性を有している。従って、このニッケル線
の温度変化に対する抵抗値の変化（ΔΩ）を検知し、一
線式ヒータ線の全長に渡る平均温度として温度制御を行
っている。
構造を図２を用いて説明する。一線式ヒータ線８ａはポ
リエステル繊維等の巻芯１の外周に、１本或は複数本の
発熱導体２を一定ピッチ幅でスパイラル状に巻回し、こ
の外周にナイロン−１１，ナイロン−１２等のポリアミ
ド系樹脂をチューブ状に押出し被覆して熔断層１０を設
け、次にこの熔断層１０の外周に温度検知線と信号線を
兼ねたニッケル線６を一定ピッチ幅でスパイラル状に巻
回し、更にポリ塩化ビニル系樹脂をチューブ状に押出し
て絶縁外被層７を設けた構造になっている。この一線式
ヒータ線８ａに用いられているニッケル線６は抵抗温度
係数が 3.8〜4.5 ×10-3程度あり、温度に対して直線的
に変化する特性を有している。従って、このニッケル線
の温度変化に対する抵抗値の変化（ΔΩ）を検知し、一
線式ヒータ線の全長に渡る平均温度として温度制御を行
っている。
【０００４】二線式ヒータ線の構造について図３を用い
て説明する。この二線式ヒータ線は図３（ａ）のヒータ
線（発熱部）と図３（ｂ）の感温検知線（温度検知部）
の２本が一対となっている。まず図３（ａ）のヒータ線
２０について説明する。このヒータ線２０はポリエステ
ル繊維等の巻芯１の外周に、１本或は複数本の発熱導体
２を一定ピッチ幅でスパイラル状に巻回し、この外周に
ポリ塩化ビニル系樹脂をチューブ状に押出して絶縁外被
層７を設けた構造である。また図３（ｂ）の感温検知線
４０は、巻芯１の外周に銅又は銅合金からなる発熱導体
３１を巻回し、この外周に高分子サーミスタ材料をチュ
ーブ状に押出して温度検知層３２を設け、次にこの外周
に信号線３３を巻回し、この外周にポリ塩化ビニル系樹
脂をチューブ状に押出して、絶縁外被層７を設けた構造
である。なお、前記温度検知層３２に用いる高分子サー
ミスタ材料は、ポリ塩化ビニル系等の熱可塑性樹脂を基
材とし、これにイオン伝導性を付与する物質を添加して
なる高分子サーミスタである。なおイオン伝導性付与物
質は、一般に過塩素酸第４級アンモニウム塩からなる界
面活性剤が使用されている。
て説明する。この二線式ヒータ線は図３（ａ）のヒータ
線（発熱部）と図３（ｂ）の感温検知線（温度検知部）
の２本が一対となっている。まず図３（ａ）のヒータ線
２０について説明する。このヒータ線２０はポリエステ
ル繊維等の巻芯１の外周に、１本或は複数本の発熱導体
２を一定ピッチ幅でスパイラル状に巻回し、この外周に
ポリ塩化ビニル系樹脂をチューブ状に押出して絶縁外被
層７を設けた構造である。また図３（ｂ）の感温検知線
４０は、巻芯１の外周に銅又は銅合金からなる発熱導体
３１を巻回し、この外周に高分子サーミスタ材料をチュ
ーブ状に押出して温度検知層３２を設け、次にこの外周
に信号線３３を巻回し、この外周にポリ塩化ビニル系樹
脂をチューブ状に押出して、絶縁外被層７を設けた構造
である。なお、前記温度検知層３２に用いる高分子サー
ミスタ材料は、ポリ塩化ビニル系等の熱可塑性樹脂を基
材とし、これにイオン伝導性を付与する物質を添加して
なる高分子サーミスタである。なおイオン伝導性付与物
質は、一般に過塩素酸第４級アンモニウム塩からなる界
面活性剤が使用されている。
【０００５】電気カーペット等、二線式ヒータ線を用い
る面状発熱体は前記ヒータ線２０と感温検知線４０を一
対で使用し、温度検知層３２のインピーダンスの温度依
存性（サーミスタＢ定数）を利用し、インピーダンスの
変化量（ΔΖ）に対応する温度変化（ΔΤ）を検出し温
度制御を行っている。二線式ヒータ線に用いられる感温
検知線４０は、高分子サーミスタ材料からなる温度検知
層３２が設けられているため、室温から 100℃の温度領
域の温度変化に対しインピーダンスが 500ＫΩから２Ｋ
Ωと変化し、変動幅も大きく、また局部保温による異常
加熱も高精度で検出できる。そのため二線式ヒータ線は
大面積の電気カーペットに適した加熱方式であり、この
分野に多用されている。
る面状発熱体は前記ヒータ線２０と感温検知線４０を一
対で使用し、温度検知層３２のインピーダンスの温度依
存性（サーミスタＢ定数）を利用し、インピーダンスの
変化量（ΔΖ）に対応する温度変化（ΔΤ）を検出し温
度制御を行っている。二線式ヒータ線に用いられる感温
検知線４０は、高分子サーミスタ材料からなる温度検知
層３２が設けられているため、室温から 100℃の温度領
域の温度変化に対しインピーダンスが 500ＫΩから２Ｋ
Ωと変化し、変動幅も大きく、また局部保温による異常
加熱も高精度で検出できる。そのため二線式ヒータ線は
大面積の電気カーペットに適した加熱方式であり、この
分野に多用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近時，ヒータ線を長尺
使用する大型の面状発熱体、例えば電気カーペットは２
畳用，３畳用と大型になり、敷線されるヒータ線の条長
も必然的に長くなっている。一線式ヒータ線は一般にニ
ッケル線の抵抗温度係数を利用し、抵抗の変化を検出し
て温度を制御する方式である。しかしながら、使用する
ヒータ線の条長が長くなると、ニッケル線の抵抗温度係
数が 3.8〜4.5 ×10-3と小さいため、温度に対する抵抗
変化を精度良く検出することができず、感度が悪くなっ
てしまう。また、局部的な温度変化、特に局部保温によ
る発熱を検出することができないという欠点がある。従
って、一線式ヒータ線はヒータ線の使用条長の短い電気
毛布，電気座布団等に限定され使用されている。
使用する大型の面状発熱体、例えば電気カーペットは２
畳用，３畳用と大型になり、敷線されるヒータ線の条長
も必然的に長くなっている。一線式ヒータ線は一般にニ
ッケル線の抵抗温度係数を利用し、抵抗の変化を検出し
て温度を制御する方式である。しかしながら、使用する
ヒータ線の条長が長くなると、ニッケル線の抵抗温度係
数が 3.8〜4.5 ×10-3と小さいため、温度に対する抵抗
変化を精度良く検出することができず、感度が悪くなっ
てしまう。また、局部的な温度変化、特に局部保温によ
る発熱を検出することができないという欠点がある。従
って、一線式ヒータ線はヒータ線の使用条長の短い電気
毛布，電気座布団等に限定され使用されている。
【０００７】一方、二線式ヒータ線は前記したようにヒ
ータ線と感温検知線が個別に独立して一対で使用される
ため、面状発熱体への敷線作業は一線式ヒータ線と比較
し約２倍の工数が必要になるという欠点がある。また一
対の使用であるためコスト的に高く、合理化の余地があ
る。最近コスト削減のため一線式ヒータ線が見直されて
きている。このため、従来の二線式ヒータ線の特徴を阻
害せずにヒータ線と温度検知線を一体化するための検討
がなされていたが、熔断層材料にインピーダンスの温度
依存生を安定して付与せしめる方法がなく、殆ど実用化
されていなかった。特に熔断層材料にポリアミド系樹脂
を使用すると、ポリアミド系樹脂の吸湿性によるインピ
ーダンスの変化率が大きいという問題があり、これが実
用化を阻害している主原因であった。
ータ線と感温検知線が個別に独立して一対で使用される
ため、面状発熱体への敷線作業は一線式ヒータ線と比較
し約２倍の工数が必要になるという欠点がある。また一
対の使用であるためコスト的に高く、合理化の余地があ
る。最近コスト削減のため一線式ヒータ線が見直されて
きている。このため、従来の二線式ヒータ線の特徴を阻
害せずにヒータ線と温度検知線を一体化するための検討
がなされていたが、熔断層材料にインピーダンスの温度
依存生を安定して付与せしめる方法がなく、殆ど実用化
されていなかった。特に熔断層材料にポリアミド系樹脂
を使用すると、ポリアミド系樹脂の吸湿性によるインピ
ーダンスの変化率が大きいという問題があり、これが実
用化を阻害している主原因であった。
【０００８】本発明者等は、上記各種問題点を解決する
ために鋭意研究した結果、二線式ヒータ線の利点を生か
し，かつヒータ線と感温検知線を一体化するためには、
熔断層材料のナイロン−１１，ナイロン−１２等のポリ
アミド系樹脂にインピーダンスの温度依存性を付与せし
め、かつポリアミド系樹脂の吸湿性に起因するインピー
ダンスの変化を改善する必要があることを突き止めたも
のである。なお、熔断層（温度検知層）材料を改善した
発明については、本発明者等は既に特願平４−３００５
２３号（高分子感温体）として特許出願を行っている。
ために鋭意研究した結果、二線式ヒータ線の利点を生か
し，かつヒータ線と感温検知線を一体化するためには、
熔断層材料のナイロン−１１，ナイロン−１２等のポリ
アミド系樹脂にインピーダンスの温度依存性を付与せし
め、かつポリアミド系樹脂の吸湿性に起因するインピー
ダンスの変化を改善する必要があることを突き止めたも
のである。なお、熔断層（温度検知層）材料を改善した
発明については、本発明者等は既に特願平４−３００５
２３号（高分子感温体）として特許出願を行っている。
【０００９】本発明は上記従来技術が有する各種問題点
を解決するためになされたもので、特願平４−３００５
２３号の高分子感温体（熔断層材料）を一線式ヒータ線
に応用し、従来の二線式ヒータ線の特徴を阻害せずにヒ
ータ線と感温検知線を一体化し、一本の線に構造を単純
化した特性の良い一線式ヒータ線を提供することを目的
とする。
を解決するためになされたもので、特願平４−３００５
２３号の高分子感温体（熔断層材料）を一線式ヒータ線
に応用し、従来の二線式ヒータ線の特徴を阻害せずにヒ
ータ線と感温検知線を一体化し、一本の線に構造を単純
化した特性の良い一線式ヒータ線を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、巻芯の外周に発熱導体を定ピッチでスパイ
ラル状に巻回し、この外周に導電性付与剤として，ポリ
オレフィンオキサイド（−[ -(ＣＨ2)ｍ−Ｏ- ] ｎ−
（但しｍ，ｎ＝２〜４））に過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
ｌＯ4)を溶解した高分子固体電解質をポリアミド系樹脂
に添加してなる温度検知層を設け、この温度検知層の外
周に金属導体からなる信号線を定ピッチでスパイラル状
に巻回し、この外周にプラスチックテープの巻回層を設
け、次にこのテープ巻回層の外周にニッケル線からなる
温度検知線を定ピッチでスパイラル状に巻回し、更に絶
縁外被層を設けた一線式ヒータ線にある。
に本発明は、巻芯の外周に発熱導体を定ピッチでスパイ
ラル状に巻回し、この外周に導電性付与剤として，ポリ
オレフィンオキサイド（−[ -(ＣＨ2)ｍ−Ｏ- ] ｎ−
（但しｍ，ｎ＝２〜４））に過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
ｌＯ4)を溶解した高分子固体電解質をポリアミド系樹脂
に添加してなる温度検知層を設け、この温度検知層の外
周に金属導体からなる信号線を定ピッチでスパイラル状
に巻回し、この外周にプラスチックテープの巻回層を設
け、次にこのテープ巻回層の外周にニッケル線からなる
温度検知線を定ピッチでスパイラル状に巻回し、更に絶
縁外被層を設けた一線式ヒータ線にある。
【００１１】前記発熱導体は銅線，銅合金線が一般的で
あるが、これらにニッケルメッキを施したニッケルメッ
キ銅線，ニッケルメッキ銅合金線でも良い。また前記ポ
リオレフィンオキサイドとしてはポリエチレンオキサイ
ド（ＰＥＯ）ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）が用
いられる。また前記ポリアミド系樹脂として、ナイロン
−１１，ナイロン−１２等が用いられる。また前記信号
線は銅線，銅合金線が一般的であるが、これらにニッケ
ルメッキを施したニッケルメッキ銅線，ニッケルメッキ
銅合金線又はステンレス綱線でも良い。また前記発熱導
体または信号線は、断面円形状の丸線でも，断面楕円形
状或は平角状のリボン線でも良い。なお、一般に銅，銅
合金は高温時、銅イオンが溶出し、イオン伝導に寄与す
るキャリアと反応し、インピーダンス特性を低下させる
ので、前記発熱導体または信号線はニッケルメッキを施
したニッケルメッキ銅線，ニッケルメッキ銅合金線が好
ましい。
あるが、これらにニッケルメッキを施したニッケルメッ
キ銅線，ニッケルメッキ銅合金線でも良い。また前記ポ
リオレフィンオキサイドとしてはポリエチレンオキサイ
ド（ＰＥＯ）ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）が用
いられる。また前記ポリアミド系樹脂として、ナイロン
−１１，ナイロン−１２等が用いられる。また前記信号
線は銅線，銅合金線が一般的であるが、これらにニッケ
ルメッキを施したニッケルメッキ銅線，ニッケルメッキ
銅合金線又はステンレス綱線でも良い。また前記発熱導
体または信号線は、断面円形状の丸線でも，断面楕円形
状或は平角状のリボン線でも良い。なお、一般に銅，銅
合金は高温時、銅イオンが溶出し、イオン伝導に寄与す
るキャリアと反応し、インピーダンス特性を低下させる
ので、前記発熱導体または信号線はニッケルメッキを施
したニッケルメッキ銅線，ニッケルメッキ銅合金線が好
ましい。
【００１２】また、前記プラスチックテープ巻回層のテ
ープの材質は電気絶縁性に優れ、かつ熱的に強く、金属
導体を腐食するガスを放出しない合成樹脂フィルム、例
えばポリエチレンテレフタレートフィルム，ポリエーテ
ルイミドフィルム，ポリフェニルスルホンフィルム等が
用いられるが、特に限定されるものではない。なお、経
済性，汎用性を考慮するとポリエチレンテレフタレート
テープが好ましい。また前記プラスチックテープ巻回層
は縦添又は一定の幅の重ね巻で形成されるのが好まし
い。更に、絶縁外被層はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹
脂、ＰＶＣ混和物等のポリ塩化ビニル系の材料が使用さ
れる。
ープの材質は電気絶縁性に優れ、かつ熱的に強く、金属
導体を腐食するガスを放出しない合成樹脂フィルム、例
えばポリエチレンテレフタレートフィルム，ポリエーテ
ルイミドフィルム，ポリフェニルスルホンフィルム等が
用いられるが、特に限定されるものではない。なお、経
済性，汎用性を考慮するとポリエチレンテレフタレート
テープが好ましい。また前記プラスチックテープ巻回層
は縦添又は一定の幅の重ね巻で形成されるのが好まし
い。更に、絶縁外被層はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹
脂、ＰＶＣ混和物等のポリ塩化ビニル系の材料が使用さ
れる。
【００１３】面状発熱体を温度制御するための機能から
考慮すると、本発明の一線式ヒータ線は金属導体４とニ
ッケル線６を温度検知層３の上に直接巻回するのが好ま
しい。しかしながら金属導体４とニッケル線６が接触し
た場合は、ニッケル線６の温度に対する抵抗変化を検出
する直流成分が温度検知層３を介して発熱導体２に流
れ、温度検知層３中に分散しているイオンキャリアを分
極するので、信号線４とニッケル線６を電気的に、完全
に分離する必要がある。また、温度検知層３のインピー
ダンス変化を忠実に検出するためには、信号線４は、温
度検知層３の直上に，接触抵抗を極力小さくする手段を
用いて巻回する必要がある。一方、ニッケル線６は必ず
しも温度検知層３と完全に接触して巻回する必要はなく
発熱導体２の温度変化を応答良く検出できる位置に巻回
してあれば良い。このため信号線４は温度検知層３の直
上に巻回し、ニッケル線６は金属導体４との接触を防止
するため、プラスチックテープ巻回層５を介在し、該テ
ープ巻回層５上にニッケル線６を巻回する。
考慮すると、本発明の一線式ヒータ線は金属導体４とニ
ッケル線６を温度検知層３の上に直接巻回するのが好ま
しい。しかしながら金属導体４とニッケル線６が接触し
た場合は、ニッケル線６の温度に対する抵抗変化を検出
する直流成分が温度検知層３を介して発熱導体２に流
れ、温度検知層３中に分散しているイオンキャリアを分
極するので、信号線４とニッケル線６を電気的に、完全
に分離する必要がある。また、温度検知層３のインピー
ダンス変化を忠実に検出するためには、信号線４は、温
度検知層３の直上に，接触抵抗を極力小さくする手段を
用いて巻回する必要がある。一方、ニッケル線６は必ず
しも温度検知層３と完全に接触して巻回する必要はなく
発熱導体２の温度変化を応答良く検出できる位置に巻回
してあれば良い。このため信号線４は温度検知層３の直
上に巻回し、ニッケル線６は金属導体４との接触を防止
するため、プラスチックテープ巻回層５を介在し、該テ
ープ巻回層５上にニッケル線６を巻回する。
【００１４】
【作用】本発明のヒータ線の温度検知層で検出されるイ
ンピーダンスの温度依存性は、低温領域（約２０〜５０
℃）と高温領域（約５０〜 120℃）では異なった挙動を
示す。これは、温度検知層のプラスチックサーミスタの
イオン伝導の機構が異なっており、低温領域では温度検
知層の容量性リアクタンス成分が主体となり、また高温
領域では体積固有抵抗成分が主体となるためである。前
記容量性リアクタンスの温度に対する変化率が小さいの
で、温度制御に利用するには適さない。一方、体積固有
抵抗の温度に対する変化率は大きいので温度制御に利用
するには好適である。またニッケル線は、前記したよう
に低温領域から高温領域にかけてほぼ一定の割合で抵抗
が変化する。
ンピーダンスの温度依存性は、低温領域（約２０〜５０
℃）と高温領域（約５０〜 120℃）では異なった挙動を
示す。これは、温度検知層のプラスチックサーミスタの
イオン伝導の機構が異なっており、低温領域では温度検
知層の容量性リアクタンス成分が主体となり、また高温
領域では体積固有抵抗成分が主体となるためである。前
記容量性リアクタンスの温度に対する変化率が小さいの
で、温度制御に利用するには適さない。一方、体積固有
抵抗の温度に対する変化率は大きいので温度制御に利用
するには好適である。またニッケル線は、前記したよう
に低温領域から高温領域にかけてほぼ一定の割合で抵抗
が変化する。
【００１５】このため本発明の一線式ヒータ線は、低温
領域ではニッケル線の温度に対する抵抗の変化をとらえ
て温度制御し、高温領域及び局部保温による局所の異常
発熱等は温度検知層の体積固有抵抗すなわちインピーダ
ンスの変化をとらえて温度制御する。またこれらの温度
制御機能が全く作動しないために異常発熱を生じ、温度
検知層樹脂の融点以上に加熱されると、温度検知層が熔
融し発熱導体と信号線が接触して過焼防止回路が作動す
る。すなわち、この温度検知層は熔断層を兼ねているも
のである。
領域ではニッケル線の温度に対する抵抗の変化をとらえ
て温度制御し、高温領域及び局部保温による局所の異常
発熱等は温度検知層の体積固有抵抗すなわちインピーダ
ンスの変化をとらえて温度制御する。またこれらの温度
制御機能が全く作動しないために異常発熱を生じ、温度
検知層樹脂の融点以上に加熱されると、温度検知層が熔
融し発熱導体と信号線が接触して過焼防止回路が作動す
る。すなわち、この温度検知層は熔断層を兼ねているも
のである。
【００１６】本発明の一線式ヒータ線は、一本のヒータ
線に，従来の二線式ヒータ線の機能を全て保有し、かつ
低温領域の温度変化を精度良くとらえる機能を付与して
いるものである。すなわち温度の検知は、温度検知層と
ニッケル線を併用し、低温領域の温度制御と局部保温に
より生ずる局所発熱を感度良く検出できるので、一線式
ヒータ線の温度制御が信頼性高く行える。また面状発熱
体への敷線作業はヒータ線と温度検知線の２本を個別に
敷線する工程が省略されるのでコストが低減される。ま
た長尺のヒータ線を必要とする面状発熱体，例えば電気
カーペットにも好ましく用いることが出来る。
線に，従来の二線式ヒータ線の機能を全て保有し、かつ
低温領域の温度変化を精度良くとらえる機能を付与して
いるものである。すなわち温度の検知は、温度検知層と
ニッケル線を併用し、低温領域の温度制御と局部保温に
より生ずる局所発熱を感度良く検出できるので、一線式
ヒータ線の温度制御が信頼性高く行える。また面状発熱
体への敷線作業はヒータ線と温度検知線の２本を個別に
敷線する工程が省略されるのでコストが低減される。ま
た長尺のヒータ線を必要とする面状発熱体，例えば電気
カーペットにも好ましく用いることが出来る。
【００１７】
【実施例】本発明の一線式ヒータ線の実施例について図
を用いて説明する。なお本発明は本実施例に限定される
ものではない。図１は本発明の一実施例の一線式ヒータ
線の構造を示す斜視図、図４は実施例１のヒータ線（温
度検知層）のインピーダンス特性を示すグラフ図、また
図５は実施例１のヒータ線（ニッケル線）の抵抗特性を
示すグラフ図である。
を用いて説明する。なお本発明は本実施例に限定される
ものではない。図１は本発明の一実施例の一線式ヒータ
線の構造を示す斜視図、図４は実施例１のヒータ線（温
度検知層）のインピーダンス特性を示すグラフ図、また
図５は実施例１のヒータ線（ニッケル線）の抵抗特性を
示すグラフ図である。
【００１８】実施例１ 電気カーペット用の一線式ヒータ線の製造について図１
を用いて説明する。外径0.45ｍｍのポリエステル繊維撚
糸からなる巻芯１の外周に、0.14ｍｍφ×２本のニッケ
ルメッキ銅線からなる発熱導体２を巻きピッチ0.60ｍｍ
でスパイラル状に巻回して素線を製造し、一旦ボビンに
巻取った（図示せず）。次に該ボビンから素線を繰り出
し、この素線の外周に，ポリエチレンオキサイドに過塩
素酸リチウムを溶解させた高分子固体電解質をイオン伝
導性付与剤として添加したポリアミド樹脂（ナイロン−
１２）をヘッド温度220 ℃，シリンダー温度 240℃の押
出機を用いて，チューブ状に押出し、外径0.120 ｍｍの
温度検知層３を設けた。次にこの温度検知層３の外周に
0.13ｍｍφ×２本のニッケルメッキ銅線から成る信号線
４を巻きピッチ0.20ｍｍでスパイラル状に巻回した。次
にこの外周に 0.016ｍｍ厚×6.00ｍｍ幅のポリエステル
テープを１／４ラップ巻きしてプラスチックテープ巻回
層５を設け、次にこのプラスチックテープ巻回層５の外
周に0.09ｍｍφのニッケル線６を巻きピッチ0.20ｍｍで
スパイラル状に巻回し、最後にこの外周にＰＶＣ混和物
をチューブ状に押出し、絶縁外被層７を設け、仕上外径
が2.35ｍｍの電気カーペット用一線式ヒータ線を製造し
た。なお、この一線式ヒータ線８の仕様は１畳用，100V
-200W-29.5m （全波仕様）である。
を用いて説明する。外径0.45ｍｍのポリエステル繊維撚
糸からなる巻芯１の外周に、0.14ｍｍφ×２本のニッケ
ルメッキ銅線からなる発熱導体２を巻きピッチ0.60ｍｍ
でスパイラル状に巻回して素線を製造し、一旦ボビンに
巻取った（図示せず）。次に該ボビンから素線を繰り出
し、この素線の外周に，ポリエチレンオキサイドに過塩
素酸リチウムを溶解させた高分子固体電解質をイオン伝
導性付与剤として添加したポリアミド樹脂（ナイロン−
１２）をヘッド温度220 ℃，シリンダー温度 240℃の押
出機を用いて，チューブ状に押出し、外径0.120 ｍｍの
温度検知層３を設けた。次にこの温度検知層３の外周に
0.13ｍｍφ×２本のニッケルメッキ銅線から成る信号線
４を巻きピッチ0.20ｍｍでスパイラル状に巻回した。次
にこの外周に 0.016ｍｍ厚×6.00ｍｍ幅のポリエステル
テープを１／４ラップ巻きしてプラスチックテープ巻回
層５を設け、次にこのプラスチックテープ巻回層５の外
周に0.09ｍｍφのニッケル線６を巻きピッチ0.20ｍｍで
スパイラル状に巻回し、最後にこの外周にＰＶＣ混和物
をチューブ状に押出し、絶縁外被層７を設け、仕上外径
が2.35ｍｍの電気カーペット用一線式ヒータ線を製造し
た。なお、この一線式ヒータ線８の仕様は１畳用，100V
-200W-29.5m （全波仕様）である。
【００１９】一線式ヒータ線の特性試験 本発明実施例１の一線式ヒータ線の特性試験として、温
度検知層のインピーダンスの温度依存性，ニッケル線の
温度−抵抗特性，温度検知層の熔断温度を測定した。温
度検知層のインピーダンス特性及びニッケル線の抵抗の
測定方法は、まず前記実施例１で製造した一線式ヒータ
線８より２９．６ｍ長を試験試料として各３本採取し
た。次にこれらの試料を恒温槽中に放置し、０〜１００
℃の温度範囲で、１０℃間隔で、それぞれの温度が安定
後１時間後に温度検知層のインピーダンス及びニッケル
線の直流抵抗を測定した。測定結果を下記表１及び図
４，５に示す。なお図４，５は平均値である。
度検知層のインピーダンスの温度依存性，ニッケル線の
温度−抵抗特性，温度検知層の熔断温度を測定した。温
度検知層のインピーダンス特性及びニッケル線の抵抗の
測定方法は、まず前記実施例１で製造した一線式ヒータ
線８より２９．６ｍ長を試験試料として各３本採取し
た。次にこれらの試料を恒温槽中に放置し、０〜１００
℃の温度範囲で、１０℃間隔で、それぞれの温度が安定
後１時間後に温度検知層のインピーダンス及びニッケル
線の直流抵抗を測定した。測定結果を下記表１及び図
４，５に示す。なお図４，５は平均値である。
【００２０】
【表１】
【００２１】一線式ヒータ線（温度検知層）の熔断特性 温度検知層の熔断温度の測定方法は、まず前記実施例１
で製造した一線式ヒータ線８より２５ｃｍ長の試料を１
０本採取した。次に図６に示す実装回路を用い、恒温槽
中に試料を入れて１℃／分の割合で昇温し、温度検知層
の熔断温度を測定した。測定結果を下記表２に示す。
で製造した一線式ヒータ線８より２５ｃｍ長の試料を１
０本採取した。次に図６に示す実装回路を用い、恒温槽
中に試料を入れて１℃／分の割合で昇温し、温度検知層
の熔断温度を測定した。測定結果を下記表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】本発明の一線式ヒータ線は、発熱部と温
度検知部が１本の線に集約された構造のヒータ線となっ
ている。従って従来の二線式ヒータ線と比較し、発熱部
と温度検知部が接近し構築されているため、温度の検知
感度が向上し、より応答性の良い温度制御が可能となっ
た。また一線式で経済的であるうえに、面状発熱体基材
への敷線作業が効率良く行え、製造工数の削減が可能と
なった。また本発明の一線式ヒータ線は、温度検知機能
として，温度検知層のインピーダンスの温度依存性を利
用するものと、ニッケル線の抵抗変化を利用するものと
の二重になっており、これらの機能を温度制御回路の入
力に利用することができる。従って、従来の一線式ヒー
タ線では適用できなかった，長尺ヒータ線を必要とする
電気カーペット等にも好ましく適用可能となり、高信頼
性を有する電気カーペットがコストを低減して製造でき
るようになった。更に本発明の一線式ヒータ線の温度検
知層は温度検知機能の他に熔断機能が付与されている。
従って、二線式ヒータ線の特徴を有し、過焼防止機能も
併せ持った一線式ヒータ線がコストを安く提供できるの
で産業上に寄与する効果は極めて大である。
度検知部が１本の線に集約された構造のヒータ線となっ
ている。従って従来の二線式ヒータ線と比較し、発熱部
と温度検知部が接近し構築されているため、温度の検知
感度が向上し、より応答性の良い温度制御が可能となっ
た。また一線式で経済的であるうえに、面状発熱体基材
への敷線作業が効率良く行え、製造工数の削減が可能と
なった。また本発明の一線式ヒータ線は、温度検知機能
として，温度検知層のインピーダンスの温度依存性を利
用するものと、ニッケル線の抵抗変化を利用するものと
の二重になっており、これらの機能を温度制御回路の入
力に利用することができる。従って、従来の一線式ヒー
タ線では適用できなかった，長尺ヒータ線を必要とする
電気カーペット等にも好ましく適用可能となり、高信頼
性を有する電気カーペットがコストを低減して製造でき
るようになった。更に本発明の一線式ヒータ線の温度検
知層は温度検知機能の他に熔断機能が付与されている。
従って、二線式ヒータ線の特徴を有し、過焼防止機能も
併せ持った一線式ヒータ線がコストを安く提供できるの
で産業上に寄与する効果は極めて大である。
【図１】本発明の一実施例のヒータ線の構造を示す斜視
図である。
図である。
【図２】従来の一線式ヒータ線の構造を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】従来の二線式ヒータ線の構造を示す略図であ
る。（ａ）はヒータ線の構造を示す斜視図である。
（ｂ）は感温検知線の構造を示す斜視図である。
る。（ａ）はヒータ線の構造を示す斜視図である。
（ｂ）は感温検知線の構造を示す斜視図である。
【図４】実施例１のヒータ線（温度検知層）のインピー
ダンス特性を示すグラフ図である。
ダンス特性を示すグラフ図である。
【図５】実施例１のヒータ線（ニッケル線）の抵抗特性
を示すグラフ図である。
を示すグラフ図である。
【図６】熔断特性を測定する回路図である。
１ 巻芯 ２ 発熱導体 ３ 温度検知層（熔断層） ４ 金属導体（信号線） ５ プラスチックテープ巻回層 ６ ニッケル線 ７ 絶縁外被層 ８ 一線式ヒータ線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−57075（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−214189（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−216174（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−65794（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−58492（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 3/56
Claims (5)
- 【請求項１】 巻芯１の外周に発熱導体２を定ピッチで
スパイラル状に巻回し、この外周に導電性付与剤とし
て，ポリオレフィンオキサイド（−［-(ＣＨ2)ｍ−Ｏ-
] ｎ−（但しｍ，ｎ＝２〜４））に過塩素酸リチウム
（ＬｉＣｌＯ4)を溶解した高分子固体電解質をポリアミ
ド系樹脂に添加してなる温度検知層３を設け、この温度
検知層３の外周に金属導体からなる信号線４を定ピッチ
でスパイラル状に巻回し、この外周にプラスチックテー
プの巻回層５を設け、次にこのテープ巻回層５の外周に
ニッケル線からなる温度検知線６を定ピッチでスパイラ
ル状に巻回し、更に絶縁外被層７を設けたことを特徴と
する一線式ヒータ線。 - 【請求項２】 前記発熱導体２が、銅線，銅合金線，ニ
ッケルメッキ銅線，ニッケルメッキ銅合金線の丸線或は
リボン線からなることを特徴とする請求項１記載の一線
式ヒータ線。 - 【請求項３】 前記ポリオレフィンオキサイドが、ポリ
エチレンオキサイドまたはポリプロピレンオキサイドで
あることを特徴とする請求項１または２記載の一線式ヒ
ータ線。 - 【請求項４】 前記信号線４が、銅線，銅合金線，ニッ
ケルメッキ銅線，ニッケルメッキ銅合金線又はステンレ
ス綱線の丸線或はリボン線からなることを特徴とする請
求項１，２または３記載の一線式ヒータ線。 - 【請求項５】 前記プラスチックテープ巻回層５が、ポ
リエチレンテレフタレート樹脂テープ，ポリエーテルイ
ミド樹脂テープ，ポリフェニルスルホン樹脂テープの縦
添または重ね巻で形成されていることを特徴とする請求
項１，２，３または４記載の一線式ヒータ線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7382594A JP2929160B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 一線式ヒータ線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7382594A JP2929160B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 一線式ヒータ線 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263128A JPH07263128A (ja) | 1995-10-13 |
| JP2929160B2 true JP2929160B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=13529323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7382594A Expired - Fee Related JP2929160B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 一線式ヒータ線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2929160B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100791061B1 (ko) * | 2007-03-21 | 2008-01-04 | 이명준 | 전자석 발열선과 이를 이용한 온열 매트 |
| JP5499576B2 (ja) * | 2009-09-03 | 2014-05-21 | 株式会社富士通ゼネラル | ヒータ線及びヒータ線を備えた採暖器 |
| CN112351528A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-09 | 安徽文汇机电设备有限公司 | 一种安全型自限温电伴热带 |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP7382594A patent/JP2929160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07263128A (ja) | 1995-10-13 |
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