JPH11345678A - リード線一体型コード状ヒータ及び、該コード状ヒータを用いた面状発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 電気良導体が、充分な接触面積をもって金属
抵抗線の内側に確実に固定保持されて、優れた可とう性
を示すリード線一体型のコード状ヒータとこれを発熱素
子として利用した面状発熱体を提供する。 【解決手段】 ヒータ芯上に金属抵抗線が螺旋状に巻装
され、或は、その周上に絶縁被覆が施されてなるコード
状ヒータにおいて、ヒータ芯と金属抵抗線との間には、
ヒータ芯上に横巻きされた電気良導体からなるリード線
部が所定の間隔で形成される。リード線部においては、
ヒータ芯上に電気良導体が隙間なく横巻きにされてい
る。絶縁被覆には、リード線部の位置を判別するための
マーキングが施されている。ヒータ芯には、耐熱性樹脂
による防加工処理が施されている。面状発熱体はコード
状ヒータが、面状基材上に所定形状に配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱に寄与しない
リード線部が長手方向に所定の間隔で一体に形成された
リード線一体型コード状ヒータと、該コード状ヒータを
発熱素子として利用した面状発熱体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ヒータ芯上に金属抵抗線が螺旋状に巻装
されてなるコード状ヒータ、或いは、その周上に必要に
応じて絶縁被覆が施された構成のコード状ヒータは、金
属抵抗線の種類や巻ピッチ、或いは絶縁被覆材料などを
適宜に変更することによって所望とする発熱量を簡単に
得ることができ、設計の自由度が極めて高いことから、
各種機器の保温用ヒータ、加熱用ヒータ、凍結防止用ヒ
ータなどとして幅広く使用されている。

【０００３】通常、この種のコード状ヒータは、その両
端に電源供給用のリード線部が形成されて実使用に供さ
れることになるのであるが、コード状ヒータとリード線
とを接続してリード線部を形成する場合には、リード
線、接続端子等の電気部品が必要になるとともに、該接
続部には、使用用途に応じて、例えば、絶縁モールド材
や絶縁チューブを使用した絶縁処理加工を施さなければ
ならないため、低コスト化が強く要求されるような用途
においては、コスト面で使用範囲が制限される場合があ
った。

【０００４】そこで、このような問題に対しては、例え
ば、実公昭５４−２４３５８号公報、実公昭５８−１９
９４号公報、実開昭６１−７５０９７号公報、特開平９
−２６００４０号公報などにおいて、コード状ヒータの
内部にリード線部を設け、それによってコード状ヒータ
とリード線との接続加工や、該接続部への絶縁処理加工
を不要とすることが提案されている。

【０００５】まず、実公昭５４−２４３５８号公報に
は、ヒータ芯上に巻装された金属抵抗線の周面に金属編
組物を被覆することによってリード線部を形成し、その
周上に絶縁被覆を施した構成のコード状ヒータが開示さ
れている。又、実公昭５８−１９９４号公報には、ヒー
タ芯上に巻装された金属抵抗線の周面にテープ状の導線
を縦添えすることによってリード線部を形成し、その周
上に絶縁被覆を施した構成のコード状ヒータが開示され
ている。又、実開昭６１−７５０９７号公報には、ヒー
タ芯と該ヒータ芯上に巻装された金属抵抗線との間に導
線を縦添えすることによってリード線部を形成し、その
周上に絶縁被覆を施した構成のコード状ヒータが開示さ
れている。又、特開平９−２６００４０号公報には、ヒ
ータ巻芯と該ヒータ巻芯上に巻装された金属抵抗線との
間、及び／又は金属抵抗線の外側に、複数本の金属細線
又は金属箔からなる良導電体を縦添えすることによって
リード線部を形成し、その周上に絶縁被覆を施した構成
のコード状ヒータが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公報によって提案されたコード状ヒータにおいては、
それぞれ以下に示すような問題点があった。まず、実公
昭５４−２４３５８号公報及び実公昭５８−１９９４号
公報にて提案されたコード状ヒータの場合は、リード線
部として機能する金属編組物やテープ状導線が、ヒータ
芯上に巻装された金属抵抗線の外側に配置される構成で
あるため、絶縁被覆の形成時や端末加工時などに金属編
組物やテープ状導線の位置がずれないように、予め絶縁
被覆前に特別な環状端子部材を使用してそれらを固定保
持しておく必要がある。そのような部材の使用は、それ
だけで部品点数や製造工程数を増加させてしまうばかり
か、その部分の外径が太くなってしまうため、絶縁被覆
を施す際の障害になるとともに、絶縁被覆を施した後の
コード状ヒータの表面に部分的に凹凸が発生してしまい
外観上好ましくない。

【０００７】次に、実開昭６１−７５０９７号公報にて
提案されたコード状ヒータの場合は、リード線部として
機能する導線を、金属抵抗線の外側ではなくヒータ芯と
該ヒータ芯上に巻装された金属抵抗線との間に縦添えす
ることによって、上記実公昭５４−２４３５８号公報及
び実公昭５８−１９９４号公報において必要とされてい
たような特別な端子部材を省略しようとしたものであ
る。しかしながら、このコード状ヒータは構造上、金属
抵抗線と導線との接触面積が少ないことから以下のよう
な問題点がある。

【０００８】まず、端末加工時などに長さ方向に引っ張
り力が加わると導線の位置がずれ易いという問題があ
る。導線の位置がずれるようなことがあると、所望とす
る位置にリード線部を形成することができなくなってし
まうばかりか、金属抵抗線の巻きピッチにもずれが生じ
てしまう恐れがある。従って、やはり、このコード状ヒ
ータの場合であっても、上記実公昭５４−２４３５８号
公報及び実公昭５８−１９９４号公報と同様に固定部材
が必要になってしまう。又、電流が導線だけでなく金属
抵抗線にも流れてしまうため、リード線部においても発
熱が生じてしまう。

【０００９】そこで、これらの問題に対しては、例え
ば、外径の太い導線を使用することによって金属抵抗線
との接触面積を大きくすることが考えられるが、その場
合には、得られるコード状ヒータの可とう性が損なわれ
てしまうとともに、絶縁被覆を施した後のコード状ヒー
タの表面に部分的に凹凸が発生してしまい外観上好まし
くない。

【００１０】又、特開平９−２６００４０号公報にて提
案されたコード状ヒータの場合は、実公昭５８−１９９
４号公報及び実開昭６１−７５０９７号公報にて提案さ
れた内容をただ単に組み合わせただけの構成であるた
め、上記と同様の問題点がある。

【００１１】本発明はこのような点に基づいてなされた
もので、その目的とするところは、発熱に寄与しないリ
ード線部を構成する電気良導体が、特別な固定部材を必
要とすることなく充分な接触面積をもって金属抵抗線の
内側に確実に固定保持されているとともに、優れた可と
う性を示すリード線一体型のコード状ヒータを提供する
ことにある。又、本発明の他の目的は、上記のコード状
ヒータを発熱素子として利用した面状発熱体を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本発明によるリード線一体型コード状ヒータは、ヒータ
芯上に金属抵抗線が螺旋状に巻装されてなるコード状ヒ
ータ、或いは、その周上に絶縁被覆が施されたコード状
ヒータにおいて、前記ヒータ芯と前記金属抵抗線との間
には、前記ヒータ芯上に横巻きされた電気良導体からな
るリード線部が所定の間隔で形成されていることを特徴
とするものである。この際、前記リード線部において
は、ヒータ芯上に電気良導体が隙間なく横巻きされてい
ることが考えられる。又、前記絶縁被覆には、リード線
部の位置を判別するためのマーキングが施されているこ
とが考えられる。又、前記ヒータ芯には、耐熱性樹脂に
よる防水加工処理が施されていることが考えられる。
又、本発明の他の態様による面状発熱体は、上記のコー
ド状ヒータが、面状基材上に所定形状に配設されている
ことを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】ヒータ芯としては、例えば、ガラ
ス繊維糸、アルミナ繊維糸、ポリエステル繊維糸、芳香
族ポリアミド繊維糸、全芳香族ポリエステル繊維糸等の
絶縁糸、若しくは、これらの絶縁糸の周上にシリコーン
ゴム等の弾性体被覆が設けられたものなどが挙げられ
る。

【００１４】ヒータ芯は、そのまま使用しても良いが、
例えば、耐湿性や防水性などが要求される用途で使用す
る場合には、予めメチルフェニルシリコーンワニス、ゴ
ム系シリコーンワニス等の耐熱性樹脂によって防水加工
処理を施しておくことが好ましい。このような処理を施
しておけば、ヒータ芯の吸湿や吸水を確実に防止するこ
とができるため、得られるコード状ヒータの耐湿性や防
水性が向上する。処理の方法としては、例えば、ヒータ
芯の表面に耐熱性樹脂を塗布したり、ヒータ芯中に耐熱
性樹脂を含浸したりすることが考えられる。

【００１５】金属抵抗線としては、ニッケルクロム合金
線、鉄クロム合金線、銅ニッケル合金線、ステンレス線
等の抵抗線の単線、撚り線、引き揃え線などが挙げられ
る。又、その形状としては、丸線の他、リボン線などが
挙げられる。

【００１６】上記ヒータ芯と上記金属抵抗線との間に電
気良導体を所定の間隔で配設して発熱に寄与しないリー
ド線部を形成する。本発明では、ヒータ芯上に電気良導
体を横巻きすることによってリード線部を形成してい
る。電気良導体としては、一般に電線などで用いられる
銅、アルミ等の金属材料が挙げられ、又、その形状とし
ても線状、リボン状（テープ状）、箔状のもの、更に
は、これらの金属材料を絶縁フィルム上に貼り合わせた
り蒸着したりしたものなど各種の形状が挙げられる。こ
れらの内のいずれのものを使用しても良いが、本発明に
おいては、この電気良導体をヒータ芯上に横巻きするこ
とを特徴としていることから、好ましくは、ヒータ芯上
に横巻きした際に自身の弾性で巻きほぐれないものが望
ましい。

【００１７】尚、ヒータ芯上に電気良導体を横巻きする
場合には、電気良導体によってヒータ芯の表面が覆い隠
されるように隙間なく横巻きすることが好ましい。こう
することによって、金属抵抗線と電気良導体とをリード
線部の全長にわたって良好に接触させることができるた
め、リード線部において、電流が金属抵抗線に流れるこ
とがなく無用な発熱が生じることがない。又、電気良導
体をヒータ芯上に隙間なく横巻きすれば、例えば、実使
用に際して該リード線部に接続端子を接続する場合な
ど、使用する接続端子の形状や、圧着する位置に拘わら
ず、接続端子と電気良導体とはヒータ芯の周方向の全周
にわたって良好に接触することになるため、該接続部に
おいても無用な発熱が生じることがない。

【００１８】絶縁被覆は、使用条件に応じて適宜に施せ
ば良い。例えば、シリコーンゴム、塩化ビニル樹脂、ポ
リエチレン、フッ素ゴム、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、
ガラス繊維、アルミナ繊維等の公知の電気絶縁材料を、
公知の方法によって形成することが考えられる。この
際、絶縁被覆と金属抵抗線との間に公知のセパレータを
介在させても良い。当該出願人が特願平８−３５２２３
６号にて提案した不織布セパレータなどは特に好適であ
り、端末加工時のストリップ作業性を大幅に向上させる
ことができる。

【００１９】尚、絶縁被覆を施す際、不透明な絶縁材料
を使用したり、透明な絶縁材料を使用してもセパレータ
を介在させるような場合には、絶縁被覆の表面に、リー
ド線部と発熱部の位置を判別するためのマーキングを施
すことが好ましい。こうすることによって、リード線部
と発熱部の位置を目視で簡単に確認することができるた
め、実使用時に各種機器に装着する場合など、被加熱部
のみに集中して発熱部を配設することができる。例え
ば、放熱を促進させる目的で使用されるアルミ箔や均熱
板にコード状ヒータを配設する場合など、リード線部と
発熱部の位置が判別できないと、発熱部がアルミ箔や均
熱板からはみ出してしまうことがあり、局部的な異常発
熱が発生する恐れがあるが、マーキングを施しておけば
そのような心配が無くなる。マーキングは、通常の電線
製造時に採用されている方法などを利用すれば良く、
又、マーキングの位置もリード線部、発熱部のどちらで
も良い。

【００２０】上記構成のコード状ヒータを、面状基材上
に所定の形状に配設することによって本発明の他の態様
による面状発熱体が完成する。面状基材は、用途に応じ
て適宜に選択されるものであり特に限定されない。例え
ば、アルミニウム、ステンレス等の金属材料からなる箔
又は板、和紙、クラフト紙等の紙材、ガラス繊維、不織
布等の繊維材、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェ
ニレンサルファイド、ポリイミド、ポリカーボネート、
シリコーンゴム、フッ素樹脂等の有機高分子材料からな
るフィルム又はシート、セラミック、マイカ等の無機材
料からなるシートなどが挙げられる。これらは、単独で
用いても良いし、複数の材料を組み合わせて用いても良
い。尚、これらの面状基材にコード状ヒータを固定する
ための手段としては、例えば、加熱溶着による方法、接
着剤や粘着剤を使用することによる方法、両面粘着テー
プ等を使用することによる方法などが挙げられる。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と併せて説明
する。

【００２２】実施例１ まず、外径０．７ｍｍのガラス繊維組紐からなるヒータ
芯上に、電気良導体として厚さ０．０２５ｍｍ、幅２ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍの銅箔を１／４ラップ巻きで所定の
間隔で横巻きし、次いで、その外周に金属抵抗線として
外径０．１３ｍｍの銅ニッケル合金線を所定のピッチで
螺旋状に横巻きした。ここで、前記電気良導体が配設さ
れた部分が発熱に寄与しないリード線部として機能する
ことになり、それ以外の部分が発熱部として機能するこ
とになる。そして最後に、これらの周上に絶縁被覆とし
てシリコーンゴムを押出被覆した後、公知の方法で架橋
して仕上外径２．６ｍｍのコード状ヒータを得た。

【００２３】実施例２ まず、外径０．７ｍｍのガラス繊維組紐からなるヒータ
芯上に、電気良導体として厚さ０．０４ｍｍ、幅２ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍのアルミ箔を１／４ラップ巻きで所
定の間隔で横巻きし、次いで、その外周に金属抵抗線と
して外径０．１３ｍｍの銅ニッケル合金線を所定のピッ
チで螺旋状に横巻きした。ここで、前記電気良導体が配
設された部分が発熱に寄与しないリード線部として機能
することになる。そして最後に、これらの周上に絶縁被
覆としてシリコーンゴムを押出被覆した後、公知の方法
で架橋して仕上外径２．６ｍｍのコード状ヒータを得
た。

【００２４】比較例１ まず、外径０．７ｍｍのガラス繊維組紐からなるヒータ
芯上に、電気良導体として厚さ０．０７６ｍｍ、幅３ｍ
ｍ、長さ２００ｍｍの銅箔を所定の間隔で長手方向に縦
添えし、次いで、その外周に金属抵抗線として外径０．
０８ｍｍのニッケルクロム合金線を所定のピッチで螺旋
状に横巻きした。ここで、前記電気良導体が配設された
部分が発熱に寄与しないリード線部として機能すること
になる。そして最後に、これらの周上に絶縁被覆として
シリコーンゴムを押出被覆した後、公知の方法で架橋し
て仕上外径２．６ｍｍのコード状ヒータを得た。

【００２５】比較例２ まず、外径０．７ｍｍのガラス繊維組紐からなるヒータ
芯上に、電気良導体として厚さ０．０８９ｍｍ、幅３ｍ
ｍ、長さ２００ｍｍのアルミ箔を所定の間隔で長手方向
に縦添えし、次いで、その外周に金属抵抗線として外径
０．０８ｍｍのニッケルクロム合金線を所定のピッチで
螺旋状に横巻きした。ここで、前記電気良導体が配設さ
れた部分が発熱に寄与しないリード線部として機能する
ことになる。そして最後に、これらの周上に絶縁被覆と
してシリコーンゴムを押出被覆した後、公知の方法で架
橋して仕上外径２．６ｍｍのコード状ヒータを得た。

【００２６】ここで、このようにして得られた合計４種
類のコード状ヒータにおけるリード線部を試料として、
可とう性を評価した。水平状態に保持した長さ５０ｍｍ
の試料の一端を固定し、他端に質量１０ｇのおもりを吊
り下げ、１分間経過した後、水平面に対してたわんだ距
離を測定した。尚、この際、比較のためにコード状ヒー
タの発熱部に対しても同様の試験を実施してみた。

【００２７】その結果、コード状ヒータの発熱部のたわ
み距離が４７ｍｍであったのに対し、各試料のたわみ距
離は、それぞれ実施例１が４２ｍｍ、実施例２が４３ｍ
ｍ、比較例１が３３ｍｍ、比較例２が３４ｍｍであっ
た。このように、本実施例によるものは、コード状ヒー
タの発熱部と同程度のたわみ距離を示しており、比較例
に比べて極めて優れた可とう性を備えていると言える。

【００２８】実施例３ 実施例１で製造したコード状ヒータを、非磁性金属検出
センサを備えた公知のマーキング装置に連続的に導入し
て、リード線部と発熱部を検知しながら、発熱部の位置
する部分の絶縁被覆表面にマーキングを施した。

【００２９】ここで、このようにして得られたコード状
ヒータを、１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形状のステン
レス製放熱板に蛇行形状に配設して面状発熱体を製造し
てみたところ、リード線部と発熱部の位置を目視で簡単
に確認することができ、作業性が極めて良好であった。

【００３０】実施例４ 外径０．７ｍｍのガラス繊維組紐からなるヒータ芯に、
ゴム系シリコーンワニスを含浸して防水加工処理を施し
た他は、実施例１と同様の材料、同様の工法により仕上
外径２．６ｍｍのコード状ヒータを得た。

【００３１】ここで、このようにして得られたコード状
ヒータの一端を、赤いインクの入ったビーカーに浸して
吸水状態を確認してみたところ、２４時間経過後も何ら
変化は認められなかった。

【００３２】尚、本発明は上記の実施例に限定されるも
のではない。まず、上記の実施例では、リード線部を構
成する電気良導体として、銅箔とアルミ箔を用いたが、
軟銅線等の金属細線を用いても良いし、更に、それらを
併用してヒータ芯上に横巻きしても良い。又、金属抵抗
線としても、丸線以外にリボン線を用いても良い。又、
本実施例では、金属抵抗線を巻装した後、直接絶縁被覆
を施したが、セパレータ等を介在させても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ヒ
ータ芯上に電気良導体が所定の間隔をもって隙間なく横
巻きされ、その周上に金属抵抗線が巻装された構成であ
るため、電気良導体は特別な固定部材を必要とすること
なく充分な接触面積をもって金属抵抗線の内側に確実に
固定保持されることになる。よって、発熱に寄与しない
リード線部が所望とする位置に確実に形成され、優れた
可とう性を示すリード線一体型のコード状ヒータを提供
することができる。このコード状ヒータは、従来必要と
されていたような、リード線、接続端子等の電気部品や
煩雑な絶縁処理加工が不要であるため、製造コストも低
減し使用範囲が大幅に広がる。更に、このコード状ヒー
タを面状基材に配設すれば、同様の特徴を有する面状発
熱体を簡単に得ることができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータ芯上に金属抵抗線が螺旋状に巻装
   されてなるコード状ヒータにおいて、前記ヒータ芯と前
   記金属抵抗線との間には、前記ヒータ芯上に横巻きされ
   た電気良導体からなるリード線部が所定の間隔で形成さ
   れていることを特徴とするリード線一体型コード状ヒー
   タ。
2. 【請求項２】 ヒータ芯上に金属抵抗線が螺旋状に巻装
   され、その周上に絶縁被覆が施されてなるコード状ヒー
   タにおいて、前記ヒータ芯と前記金属抵抗線との間に
   は、前記ヒータ芯上に横巻きされた電気良導体からなる
   リード線部が所定の間隔で形成されていることを特徴と
   するリード線一体型コード状ヒータ。
3. 【請求項３】 前記リード線部においては、ヒータ芯上
   に電気良導体が隙間なく横巻きされていることを特徴と
   する請求項１又は請求項２記載のリード線一体型コード
   状ヒータ。
4. 【請求項４】 前記絶縁被覆には、リード線部の位置を
   判別するためのマーキングが施されていることを特徴と
   する請求項２又は請求項３記載のリード線一体型コード
   状ヒータ。
5. 【請求項５】 前記ヒータ芯には、耐熱性樹脂による防
   水加工処理が施されていることを特徴とする請求項１、
   請求項２、請求項３又は請求項４記載のリード線一体型
   コード状ヒータ。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
   記載のコード状ヒータが、面状基材上に所定形状に配設
   されていることを特徴とする面状発熱体。