JP3898188B2 - ネットヒータ - Google Patents

Description

本発明は、自動車のハンドルやシート、あるいは複雑な配管のエルボー部などに使用されるネットヒータに関する。

従来から、特に寒冷地で使用される自動車のハンドルの円輪部を暖めるのに、細い１種類のヒータ線をトリコット編みして形成したネットヒータが使用されている（特許文献１、特許文献２参照）。

図６に示すような自動車のハンドル１に使用されるネットヒータは、ハンドルの円輪部２を全長にわたって包覆できる長さと幅とを有する長方形の形状をなしている。しかし、円輪部２のみでなくスポーク部３の一部まで加熱するようになると、図１に示すような長方形の両側に、部分的に突出部を設けた形状とする必要がある。

長方形の両側に、部分的に突出部を設けた形状とするために、従来、例えば、特許文献２に示されるように３枚の長方形のネットヒータを配列し、両側の２枚のネットヒータを適宜間隔を置いて外側にＵ字状に屈曲させた形状としたり、特許文献１に示される１枚の長方形のネットヒータの両側を部分的に拡幅した形状とすること等が案出された。
特開２００３−１２３９４７号公報 特開２００３−２１７８０２号公報

上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
上記した３枚の長方形のネットヒータを配列し、両側の２枚のネットヒータを適宜間隔を置いて外側にＵ字状に屈曲させた形状としたものは、部品点数が多く製造が煩雑であるという難点がある。

また、上記した１枚のネットヒータの両側を部分的に拡幅した形状とするものは、図７に示すように、ヒータ本体４の両側の拡幅した部分５に、しわが発生し温度分布が不均一になるという難点がある。
特許文献１に示された発明に係るネットヒータは、縦横方向共に編目が比較的自由に変形するため、全体として伸縮性があり３次元的曲面には充分にフィットすることから、ハンドルの円輪部のみの加熱の用途には適している。

しかしながら、このようなネットヒータは、おおむね菱形をした編目の２辺が２本線であるが残りの２辺が１本線で構成されるため、横方向の張力には強度が小さく、編目の崩れ方が大きくなる。このため、部分的に大きく拡幅、例えば編み幅の５０％程度に拡幅されると、図７に示されるように、その拡幅された部分５の編目が大きく変形し、編目の密度が局部的に集中し均一な発熱を期待することができなくなる。勿論、編目の集中した部分５が異常な高温に上がってしまうわけである。したがって、長方形の両側を部分的に突出した形状とするネットヒータには適さない。

本発明は、以上の点に着目してなされたもので、網目がほとんど崩れることなく、しかも長さ方向への伸縮性を残したままで、緯方向に５０％以上に拡幅できるネットヒータを提供することを目的とする。

本発明は次の構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
左回りのループを連続的に形成してなる左回りヒータ線と、右回りのループを連続的に形成してなる右回りヒータ線とを経線としてそれぞれ複数本を交互に配列して緯方向に綴ったトリコット編みでヒータ本体を形成し、上記ヒータ本体は、部分的に緯方向に拡幅した形状とされ、経方向の両端部にそれぞれ電極が設けられたことを特徴とするネットヒータ。

交互に配置した左右ループの２種のヒータ線により経編みで構成されてほぼ菱形の網目のどの辺も２本線になるように編み込まれている。緯方向（幅方向）に編み幅の５０〜１００％拡幅しても網目の異常な偏りがなく、経方向（長さ方向）にも伸縮する余地を残し、ハンドルのような３次元的曲面にも浮きやしわを発生することなく装着できる。

〈構成２〉
構成１に記載のネットヒータにおいて、上記電極は、上記ヒータ本体の経方向の両端部を、それぞれ所定寸法の金属箔の上面に重ね合せると共に、上記金属箔の上面のほぼ全面にわたって薄く施された半田により固着してなることを特徴とするネットヒータ。

金属箔とヒータ本体とが平面的に薄い状態で半田付けされているので、電極自体の柔軟性が保持され、ヒータとして使用する際の取付けが容易である。

〈構成３〉
構成１又は２に記載のネットヒータにおいて、上記ヒータ本体は、部分的に緯方向に編み幅の５０〜１００％拡幅した形状とされ、所定形状の皮革に重ね合せて貼着されたことを特徴とするネットヒータ。

ヒータ本体は使用時には一面全部をカバーする皮革に貼着される。このため、皮革はヒータ本体と同様の形でヒータ本体より一回り大きな形状とされている。

〈構成４〉
構成３に記載のネットヒータにおいて、上記ヒータ本体の、一部を拡幅した状態の両縁部を、耐熱性合成繊維からなる耐熱糸によって縁かがりしたことを特徴とするネットヒータ。

耐熱糸は、耐熱性のある合成繊維で３０〜３００デシテックスの太さからなる糸である。
一部を拡幅した状態のヒータ本体の両縁部を耐熱糸によって縁かがりされているので、ヒータ本体の型崩れを防止できる。皮革に貼着する作業を行う場合等に好都合である。

〈構成５〉
構成１に記載のネットヒータにおいて、上記ヒータ本体は、線径が０．０２〜０．２０ｍｍで、エナメル線用絶縁塗料が被覆されたヒータ線により、トリコット編みの編目ピッチが０．５〜８．０ｍｍで形成されたものであることを特徴とするネットヒータ。

このような構成により、伸縮性、柔軟性があり複雑な曲面に対しても密着して装着することができる。

本発明のネットヒータは、ほぼ菱形をした編目のどの辺も基本的に２本線で構成され、どの方向に張力を受けても編目が崩れ難いものであり、長方形の両側を部分的に突出した形状とするネットヒータに適している。
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。

図１は、実施例１のネットヒータの全体構成を示す説明図である。
図１において、このネットヒータは、後述するトリコット編みでヒータ本体１０を構成し、このヒータ本体１０の経方向（長さ方向）Ｍの両端部にそれぞれ電極１３を設けたものである。電極１３にはリード線１５が設けられている。

ヒータ本体１０の、電極１３が設けられていない側の両縁部には一部を緯方向（幅方向）Ｐに拡幅してなる突出部１１が設けられている。この突出部１１は、例えば、ハンドルに使用するネットヒータの場合にはハンドルのスポーク部の数や間隔等に合わせて設けられる。

図２は、ヒータ本体１０の網目の具体例を示す図で、（ａ）は編む前の２種類のヒータ線を示す説明図、（ｂ）は編まれた状態を示す説明図である。
ヒータ本体１０は、図２（ａ）に示す左回りのループを連続的に形成してなる左回りヒータ線１０Ａと、右回りのループを連続的に形成してなる右回りヒータ線１０Ｂとにより形成される。これらの２種類のヒータ線１０Ａと１０Ｂの複数本がそれぞれ経線として交互に配列され、トリコット編みで緯方向に綴ることにより、図２（ｂ）に示されるヒータ本体１０が構成されている。ここで、トリコット編みとは、ループを経方向に連続にかつ平面的に綴ることをいう。

ヒータ線１０Ａと１０Ｂは、線径が０．０２〜０．２０ｍｍで、エナメル線用絶縁塗料が被覆されている。ヒータ線１０Ａと１０Ｂの材料は、ニッケルが１％以上入った銅合金、又はニクロム線等の腐食に強く抵抗値をコントロールし易い合金が好ましい。また、体積固有抵抗が純銅の１〜１００倍、好ましくは２〜２０倍であれば、加工性がよくなる。さらに、ヒータ線１０Ａと１０Ｂは、線径を好ましい範囲の０．０６〜０．０８ｍｍとした場合は強度と柔軟性とを両立させることができる。

なお、ヒータ線１０Ａと１０Ｂの線径を０．０２〜０．０４ｍｍにする場合には、上記のような材料では抗張力が弱くなるので、銀が含有された銅合金線が好ましい。この銀が含有された銅合金線は、銀の含有率によっては軟銅線の２〜３倍の抗張力を得ることが可能であり、線径０．０４ｍｍでも、抗張力をニッケルが１％以上入った銅合金線の線径０．０５〜０．０７ｍｍとほぼ同じにすることができる。したがって、より細く柔軟性の高いヒータ線１０Ａと１０Ｂを提供できるようになるので、網状ヒータの伸縮性、柔軟性を、さらに向上させることが可能になる。
このようなヒータ線１０Ａと１０Ｂをトリコット編みでヒータ本体１０を形成する際の編目ピッチＰが、０．５〜８ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍであれば、発熱の均一性、加工性、経済性をすべて満足できる。

ヒータ線１０Ａと１０Ｂのエナメル線用絶縁塗料としては、ポリビニルアセタール、ポリウレタン、ポリアミドイミドあるいはポリイミドなどを主成分にするものが好ましい。ポリビニルアセタールあるいはポリウレタンを主成分にするエナメル線用塗料は、１００〜１５０℃の耐熱性を備え、しかも皮膜を剥離することなく半田付けができるので、信頼性が高くなり電極を短時間で構成することができる。また、ポリアミドイミドあるいはポリイミドを主成分にするエナメル線用塗料は、耐熱性が高く耐磨耗性がよいので、トリコット編みがし易くなる。

このようなエナメル線用塗料によれば、次の利点がある。すなわち、極めて薄い均一な皮膜で絶縁性を確保することができ、例えば線径０．０７ｍｍの金属導体の場合、ＪＩＳ３種エナメル線ならば最小皮膜厚さが０．００３ｍｍになるので、ヒータ素線の外径が必要以上に太くならない。また、編み込み時の厳しい機械的な屈曲に耐えうることができる。また、必要に応じて耐熱クレードを幅広く選択でき、特殊なものを除き、ＵＬ規格で１０５〜２４０℃から選択できるようになる。

ヒータ本体１０の網目は、図２（ｂ）に示された構成か、もしくはこの左右対称の構成のいずれかとなる。このような基本構成の編目は、菱形と見た場合、どの辺も２本線であるので強度にむらがなく、大きな張力がかけられても型崩れが生じ難い。また、このような構成により、伸縮性、柔軟性があり複雑な曲面に対しても密着して装着することができる。

図３は、ヒータ本体１０の端部に設けられた電極部分を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は端面図である。
図３に示すように、電極１３は、ヒータ本体１０の経方向の端部を、それぞれ所定の長さと幅で厚さが０．０１〜０．５ｍｍからなる金属箔１３Ａの上面に重ね合せると共に、金属箔１３Ａの上面に、薄く施された半田１６で固着することにより構成されている。

すなわち、半田１６は、ヒータ本体１０の端部の柔軟性が損なわれない程度に、金属箔１３Ａのほぼ全幅に、５〜３０μｍの厚みで薄く流し込まれた状態でヒータ本体１０の各ヒータ線の端部を溶着している。金属箔１３Ａは、柔軟性をできるかぎり維持するためには厚さが０．０１〜０．２ｍｍであることが望ましい。厚さがこの範囲であれば、必要以上の発熱を抑え、しかも電極部における破断強度等の機械的強度の低下を防止することができる。なお、電極１３は、ヒータ本体１０の両端部にそれぞれ設けられている。

なお、金属箔１３Ａには、酸化による経時劣化を防ぐために導電性および耐腐食性を有する非鉄金属がめっき等の皮膜処理されていることが好ましい。また金属箔１３Ａ自体が導電性および耐腐食性を有する非鉄金属からなるものでもよい。また、電極１３は、難燃化処理が施され、かつ伸縮性に富み、柔軟性がある絶縁材料によって覆われた状態で接着されていることが好ましい。これにより、電極１３を他の導電体から電気絶縁できるので、電極が電気的に安定する。

図４は、幅Ａが８０ｍｍのヒータ本体１０の両縁部に、幅Ｂが１６０ｍｍまで拡幅して突出部１１を設けた状態（拡幅率１００％）を示す展開図である。図４に示したように、ヒータ本体１０の、突出部１１が設けられた部分は、図７と比較して編目の崩れが小さく充分実用の範囲にとどまっている。

図５は、ヒータ本体１０を自動車のハンドルヒータとして使用する際の一例を示した図である。すなわち、図５に示すようにヒータ本体１０は、先ず、部分的に緯方向（幅方向）に編み幅の５０〜１００％拡幅した形状とされる。次に、耐熱性合成繊維からなる耐熱糸１６によって両縁部が縁かがりされる。このようにしてヒータ本体１０の型崩れを防止した状態として、耐熱性の接着テープ１７により所定形状の皮革１８に重ね合せて貼着される。

このようにヒータ本体１０は使用時には一面全体をカバーする皮革１８に貼着される。皮革１８はヒータ本体１０とほぼ同様の形をなしており、かつヒータ本体１０より一回り大きな形状とされている。
図５に示すように構成されたネットヒータをスポーク加熱型ハンドルに装着し、加熱時の温度分布を測定したところ、加熱すべきハンドルの円輪部およびスポーク部において極めて均等な特性が得られた。

実施例１のネットヒータの全体構成を示す説明図である。 実施例１のヒータ本体の網目の具体例を示す図で、（ａ）は編む前の２種類のヒータ線を示す説明図、（ｂ）は編まれた状態を示す説明図である。 同ヒータ本体の端部に設けられた電極部分を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は端面図である。 同ヒータ本体の両縁部に突出部を設けた状態を示す平面図である。 同ネット本体の使用状態を示す説明図である。 自動車のハンドルに使用されるネットヒータの説明図である。 従来のネットヒータを示す説明図である。

符号の説明

１０ ヒータ本体
１１ 突出部
１３ 電極
１５ リード線

Claims (5)

1. 左回りのループを連続的に形成してなる左回りヒータ線と、右回りのループを連続的に形成してなる右回りヒータ線とを経線としてそれぞれ複数本を交互に配列して緯方向に綴ったトリコット編みでヒータ本体を形成し、
   前記ヒータ本体は、部分的に緯方向に拡幅した形状とされ、経方向の両端部にそれぞれ電極が設けられたことを特徴とするネットヒータ。
2. 請求項１に記載のネットヒータにおいて、
   前記電極は、前記ヒータ本体の経方向の両端部を、それぞれ所定寸法の金属箔の上面に重ね合せると共に、前記金属箔の上面のほぼ全面にわたって薄く施された半田により固着してなることを特徴とするネットヒータ。
3. 請求項１又は２に記載のネットヒータにおいて、
   前記ヒータ本体は、部分的に緯方向に編み幅の５０〜１００％拡幅した形状とされ、所定形状の皮革に重ね合せて貼着されたことを特徴とするネットヒータ。
4. 請求項３に記載のネットヒータにおいて、
   前記ヒータ本体の、一部を拡幅した状態の両縁部を、耐熱性合成繊維からなる耐熱糸によって縁かがりしたことを特徴とするネットヒータ。
5. 請求項１に記載のネットヒータにおいて、
   前記ヒータ本体は、線径が０．０２〜０．２０ｍｍで、エナメル線用絶縁塗料が被覆されたヒータ線により、トリコット編みの編目ピッチが０．５〜８．０ｍｍで形成されたものであることを特徴とするネットヒータ。

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