JP5686891B2 - 発熱線 - Google Patents
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Description
そこで、本発明の目的は、電流容量を増やしたときの屈曲性を大幅に高めることが出来る発熱線を提供することにある。
上記第1の観点による発熱線(100)では、発熱素線(10)の数を増やせば電流容量を増やすことが出来る。すなわち、1本の平角線(2)の断面積を大きくしなくてもよいので、屈曲性を大幅に高めることが出来る。
上記第2の観点による発熱線(100)では、平角線(2)の巻回方向と発熱素線(10)の撚り方向が逆向きであるため、発熱素線(10)を撚る時に平角線(2)の巻き締まりが発生せず、柔軟性を維持することが出来る。また、発熱線(100)に係る内力(残留応力)は、互いにベクトル方向が異なるため打ち消され、発熱線(100)の柔軟性を維持することが出来る。
上記第3の観点による発熱線(200)では、発熱素線(20)の数を増やせば電流容量を増やすことが出来る。すなわち、1本の平角線(4)の断面積を大きくしなくてもよいので、屈曲性を大幅に高めることが出来る。また、複数の発熱素線(20)同士が絶縁されているので、1本の発熱素線(20)が断線した場合に、断線箇所で異常発熱が生じることを回避できる。
上記第4の観点による発熱線(200)では、平角線(4)の巻回方向と発熱素線(20)の撚り方向が逆向きであるため、発熱素線(20)を撚る時に平角線(4)の巻き締まりが発生せず、柔軟性を維持することが出来る。また、発熱線(200 )に係る内力(残留応力)は、互いにベクトル方向が異なるため打ち消され、発熱線(200)の柔軟性を維持することが出来る。
図1は、実施例1に係る発熱線100を示す側面図である。
この発熱線100は、3本の発熱素線10を撚り合わせ、その外周に絶縁被覆3を形成した構成である。
発熱素線10は、巻芯1の周りに平角線2をスパイラル状に巻回した構成である。
撚り合わせた3本の発熱素線10の外周に、ストロー状の絶縁被覆3を被せて、それを押出装置にセットして引き抜くストロー押出方法で発熱線100を製造した場合、図2の(a)に示すように3本の発熱素線10で囲まれた中心部分および隣接する発熱素線10で形成される谷間の部分が空洞になるときと、図2の(b)に示すように3本の発熱素線10で囲まれた中心部分のみが空洞になるときとがある。通常の押出しにより、撚り合わせた3本の発熱素線10の外周に絶縁被覆3を形成した場合は、図2の(b)に示すように3本の発熱素線10で囲まれた中心部分のみが空洞になる。
図2の(a)に示すように3本の発熱素線10で囲まれた中心部分および隣接する発熱素線10で形成される谷間の部分が空洞になったときは、断面外形が非円形になる場合がある。この場合、平面上に布線したときに平面との接触面積が断面外形が円形の場合よりも増えるため、熱伝達効率を向上することが出来る。
発熱素線10において平角線2をスパイラル状に巻回する方向と、発熱線100において3本の発熱素線10を撚り合わせる方向は逆向きになっている。
平角線2は例えば軟銅平角線であり、厚さtは例えば0.023mm〜0.060mmであり、幅wは例えば0.15mm〜0.75mmである。
従って、平角線厚さt/巻芯外径s=0.085〜0.600であり、平角線幅w/巻芯外径s=0.556〜7.500であり、平角線幅w/厚さt=5.00〜15.00である。
絶縁被覆3は、例えばポリアミド樹脂であり、押出しにより形成されている。
発熱線100の外径Dは例えば0.9mmである。
(1)周長700mmの発熱線100のループLをクランプCLから下げる。
(2)ループLの下端を2gの負荷荷重Gで引き下げる。
(3)ループLの横幅Qを測定する。
巻芯外径s=0.17mm、平角線厚さt=0.027mm、平角線幅w=0.32mm、平角線巻きピッチp=0.45mm、平角線厚さt/巻芯外径s=0.159、平角線幅w/巻芯外径s=1.882、平角線幅w/厚さt=11.85の発熱線100に対する測定結果は、温度22℃において、Q=82.7mmであった。
(1)半径5mmの2本のローラRを2.5mmの隙間fを空けて並べ、その隙間fに発熱線Kを通し、発熱線Kの下端を500gの負荷荷重gで引っぱる。
(2)発熱線Kの上端側を左右90°に繰り返し屈曲させて破断に至る往復屈曲回数を測定する。
巻芯外径s=0.17mm、平角線厚さt=0.027mm、平角線幅w=0.32mm、平角線巻きピッチp=0.45mm、平角線厚さt/巻芯外径s=0.159、平角線幅w/巻芯外径s=1.882、平角線幅w/厚さt=11.85の発熱素線10を3本撚りした外径D=0.9mmの発熱線100に対する測定結果は、温度22℃において、15万回でも破断しなかった。
この屈曲性の試験における曲げ半径R=5mm、発熱線100の曲げ外周(2π・R)=31.4mmであるから、発熱線100の外径D/発熱線100の曲げ外周=2.9%となる。発熱線100の外径/発熱線100の曲げ外周の値が2.9%以下なら、この屈曲性の試験条件よりも緩い条件になるから、15万回でも破断しない。
比較例2として、巻芯外径s=0.17mm、平角線厚さt=0.060mm、平角線幅w=0.36mm、平角線巻きピッチp=0.45mmの発熱素線10を1本だけ用いた発熱線に対する測定結果は、温度22℃において、18300回で破断した。従って、実施例1の発熱線100は、比較例2に比べて電流容量(導体断面積)が1.2倍になると共に屈曲性が約8.2倍以上になった。
(1)発熱素線10の数を増やせば電流容量を増やすことができ、1本の平角線2の断面積を大きくしなくてもよいので、屈曲性を大幅に高めることが出来る。
(2)発熱素線10を撚る時に平角線2の巻き締まりが発生せず、柔軟性を維持することが出来る。
図7は、実施例2に係る発熱線200を示す側面図である。
この発熱線200は、3本の発熱素線20を撚り合わせ、その外周に絶縁被覆3を形成した構成である。
発熱素線20は、巻芯1の周りにエナメル被覆平角線4をスパイラル状に巻回した構成である。
撚り合わせた3本の発熱素線20の外周に、ストロー状の絶縁被覆3を被せて、それを押出装置にセットして引き抜くストロー押出方法で発熱線200を製造した場合、図8の(a)に示すように3本の発熱素線20で囲まれた中心部分および隣接する発熱素線20で形成される谷間の部分が空洞になるときと、図8の(b)に示すように3本の発熱素線20で囲まれた中心部分のみが空洞になるときとがある。通常の押出しにより、撚り合わせた3本の発熱素線20の外周に絶縁被覆3を形成した場合は、図8の(b)に示すように3本の発熱素線20で囲まれた中心部分のみが空洞になる。
図8の(a)に示すように3本の発熱素線20で囲まれた中心部分および隣接する発熱素線20で形成される谷間の部分が空洞になったときは、断面外形が非円形になる場合がある。この場合、平面上に布線したときに平面との接触面積が断面外形が円形の場合よりも増えるため、熱伝達効率を向上することが出来る。
発熱素線20においてエナメル被覆平角線4をスパイラル状に巻回する方向と、発熱線200において3本の発熱素線20を撚り合わせる方向は逆向きになっている。
エナメル被覆平角線4は例えばポリエステルイミド樹脂被覆を施した軟銅平角線であり、厚さtは例えば0.023mm〜0.060mmであり、幅wは例えば0.15mm〜0.75mmである。
従って、平角線厚さt/巻芯外径s=0.085〜0.600であり、平角線幅w/巻芯外径s=0.556〜7.500であり、平角線幅w/厚さt=5.00〜15.00である。
絶縁被覆3は、例えばポリアミド樹脂であり、押出しにより形成されている。
発熱線200の外径Dは例えば0.9mmである。
比較例3として、巻芯外径s=0.17mm、平角線厚さt=0.027mm、平角線幅w=0.31mm、平角線巻きピッチp=0.45mmの発熱素線20を1本だけ用いた発熱線に対する測定結果は、温度22℃において、166000回で破断した。従って、実施例2の発熱線200は、比較例3に比べて電流容量(導体断面積)が約3.1倍になると共に屈曲性が約3.6倍以上になった。
比較例4として、巻芯外径s=0.17mm、平角線厚さt=0.060mm、平角線幅w=0.36mm、平角線巻きピッチp=0.45mmの発熱素線20を1本だけ用いた発熱線に対する測定結果は、温度22℃において、73200回で破断した。従って、実施例2の発熱線200は、比較例4に比べて電流容量(導体断面積)が1.2倍になると共に屈曲性が約8.2倍以上になった。
なお、実施例2の発熱線200の屈曲性は、比較例1に比べて14倍以上、比較例2に比べて32倍以上向上している。
(1)発熱素線20の数を増やせば電流容量を増やすことができ、1本のエナメル被覆平角線4の断面積を大きくしなくてもよいので、屈曲性を大幅に高めることが出来る。
(2)発熱素線20を撚る時にエナメル被覆平角線4の巻き締まりが発生せず、柔軟性を維持することが出来る。
(3)複数の発熱素線20同士が絶縁されているので、1本の発熱素線20が断線した場合に、断線箇所で異常発熱が生じることを回避できる。
電流容量が小さい場合は、図11に示すように、発熱素線10(または20)を最小数2本にしてもよい。
撚り合わせた2本の発熱素線10(または20)の外周に、ストロー状の絶縁被覆3を被せて、それを押出装置にセットして引き抜くストロー押出方法で発熱線100(または200)を製造した場合、図11の(a)に示すように2本の発熱素線10(または20)で形成される谷間の部分が空洞になるときと、図11の(b)に示すようにその谷間の部分が空洞にならないときとがある。通常の押出しにより、撚り合わせた2本の発熱素線10(または20)の外周に絶縁被覆3を形成した場合は、図11の(b)に示すように2本の発熱素線10(または20)で形成される谷間の部分が空洞にならない。
図11の(a)に示すように2本の発熱素線10(または20)で形成される谷間の部分が空洞になったときは、断面外形が非円形になる場合がある。この場合、平面上に布線したときに平面との接触面積が断面外形が円形の場合よりも増えるため、熱伝達効率を向上することが出来る。
電流容量が大きい場合は、図12に示すように、発熱素線20(または10)の数を4本以上にすればよい。
撚り合わせた4本以上の発熱素線20(または10)の外周に、ストロー状の絶縁被覆3を被せて、それを押出装置にセットして引き抜くストロー押出方法で発熱線200(または100)を製造した場合、図12の(a)に示すように7本の発熱素線20(または10)で囲まれた中心部分および隣接する発熱素線20(または10)で形成される谷間の部分が空洞になるときと、図12の(b)に示すように7本の発熱素線20(または10)で囲まれた中心部分のみが空洞になるときとがある。通常の押出しにより、撚り合わせた7本の発熱素線20(または10)の外周に絶縁被覆3を形成した場合は、図12の(b)に示すように7本の発熱素線20(または10)で囲まれた中心部分のみが空洞になる。
図12の(a)に示すように7本の発熱素線20(または10)で囲まれた中心部分および隣接する発熱素線20(または10)で形成される谷間の部分が空洞になったときは、断面外形が非円形になる場合がある。この場合、平面上に布線したときに平面との接触面積が断面外形が円形の場合よりも増えるため、熱伝達効率を向上することが出来る。
また、図12の(a)または(b)に示すような発熱線の場合、中心となる発熱素線20(または10)の過剰加熱防止のため、中心となる発熱素線20(または10)1本を巻芯1とすることも出来る。
2 平角線
3 絶縁被覆
4 エナメル被覆平角線
10,20 発熱素線
100,200 発熱線
Claims (4)
- 巻芯(1)の周りに平角線(2)をスパイラル状に巻回した複数本の発熱素線(10)を撚り合わせ、その外周に複数本の発熱素線(10)で囲まれた中心部分および隣接する発熱素線(10)で形成される谷間の部分に空洞ができるように絶縁被覆(3)を形成したことを特徴とする発熱線(100)。
- 請求項1に記載の発熱線(100)において、前記平角線(2)の巻回方向と前記発熱素線(10)の撚り方向が逆向きであることを特徴とする発熱線(100)。
- 絶縁被覆した平角線(4)を巻芯(1)の周りにスパイラル状に巻回した複数本の発熱素線(20)を撚り合わせ、その外周に複数本の発熱素線(20)で囲まれた中心部分および隣接する発熱素線(20)で形成される谷間の部分に空洞ができるように絶縁被覆(3)を形成したことを特徴とする発熱線(200)。
- 請求項3に記載の発熱線(200)において、前記平角線(4)の巻回方向と前記発熱素線(20)の撚り方向が逆向きであることを特徴とする発熱線(200)。
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