JP6373210B2 - 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
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Description
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 (5)
- 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し、
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い、
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長尺PTCヒーターコードの端部を封止処理する方法。 - 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。
- 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1または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。
- 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1〜3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。
- 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4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。
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