JPS6222387A

JPS6222387A - 発熱体

Info

Publication number: JPS6222387A
Application number: JP16240985A
Authority: JP
Inventors: 山本　周次; 市原　亘; 堀川　利裕; 大西　章雅; 桑原　伸盛
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1987-01-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、電気暖房器等に使用する発熱体に関するも
のである。

従来の技術従来のこの種の発熱体は、例えば実公昭５６−１１０７
号公報に示されているように、第８図のような構造にな
っていた。すなわち、ポリエステル繊維や、芳香族ポリ
アミド繊維からなる芯材１に、銅又は銅合金材料からな
る箔状のヒータ線２を、スパイラル状に巻き、その外側
へ、例えば、ナイロン等の熱溶融性の感温層３を形成し
、更にその外周部へ、銅又は銅合金からなる信号線４を
スパイラル巻きし、最外かくには、ｐｖｃなどからなる
、外被５を設ける構造のものであった。

発明が解決しようとする問題点しかし、電気カーペットのような、高ワツト製品の発熱
体に用いる場合には、ヒータ線２は、抵抗値を小さくす
る必要があり、従って、使用する線材が太くなり折り曲
げに対して断線しやすいという問題点があった。

なお、ここで用いる発熱体が、ヒータ線２と信号線４と
を、２重構造のスパイラル巻きにしている理由は、異常
高温時には、前記感温層３が溶融し、ヒータ線２と信号
線４とが接触し、それにより安全回路が作動するように
なっているためで、電気カーペット等には、必要とする
構造である。

従って、前記ヒータ線２、信号線４の両者とも折り曲げ
強度が強くなくては、実用に供しない。

ところが、従来例では、前述の理由から、極端にヒータ
線２の折り曲げ強度が弱いため、実使用上での大きな問
題となった。

そこで、本発明は、折り曲げ使用に対しても断線のしに
くい強固な発熱体を実現させるためのものである。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、多重構
造のスパインＩし巻きした発熱体の巻芯径の小さい方に
巻いた導体と、大きい方に巻いた導体の両者の折り曲げ
強度のレベル差を近づけることによって、発熱体全体と
しての強度アップをねらったもので、巻芯径の小さい方
へ巻いた導体の巻線後の単位長さ当りの抵抗値は、巻芯
径の大きい方へ巻いた導体のそれよりも、大きな値とし
たものである。

作　　用この技術的手段による作用は次のようになる。

２重構造のスパイラル巻きした発熱体を折り曲げたとき
巻芯径の小さい方の第１の導体（以降内巻線とよぶ）は
、巻芯径の大きい方の第２の導体（以降外巻線とよぶ）
よりも、鋭角に折り曲がるため、断線し易くなる。一方
、金属導体は、一般に、丸線の場合太径な程、箔状であ
れば、厚みの大きい程、くり返し曲げには弱く断線がし
易い。

従って、内巻線には、細又は薄形状の導体で、外巻線に
は、太又は厚形状の導体で構成すれば、折り曲げに対し
ては、有利となる。また、金属導体の抵抗値は、断面積
に反比例するため、形状の小さいもの程、大きくなり、
巻線後の抵抗値も大きくなる。すなわち、内巻線は、巻
線後の単位長さ当りの抵抗値を、外巻線の巻線後の単位
長さ当りの抵抗値より大きくすることで、折り曲げ時の
強度をアップすることができる。

実施例以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。　　− 第１図において、１は芯糸で、芳香族ポリアミド（デュ
ポン社のテプラー１５００デニーｔし）を使用し、２は
銀が０．６％程度含有する、銅銀線を箔状にして、スパ
イラル巻きした第１の導体で、本発熱体では、異常高温
時動作用の信号線として使用する。３は１６０℃近くで
溶融する感温層で、４は銀が０．６％程度含有する銅銀
線を箔状にして、スパイラル巻きした第２の導体で、こ
こではヒーター線として使用する。５はＰｖＣからなる
外被層である。前記第１の導体２は、直径が０．１５−
の丸線を厚み０．０６−に製箔し巻いたもので、巻線後
の１ｍ当りの抵抗は、２．７Ω／ｍで、前記第２の導体
４は、直径が０．３２ｍの丸線を厚み０．１２鰭に製箔
し、巻いたもので、巻線後の１ｍ当りの抵抗値は、０６
Ω／ｍでこの発熱体は、２畳相当の電気カーペット用に
、約４０　ｍ長さのを２本使用するものである。尚、芯
材１の径は約０．４ＮＮ感層３の径は約１．２期で、第
１の導体２の巻きピッチＰ、は約０．７ｍ、第２の導体
４０巻きピッチＰ２は約１．７鱈である。

この発熱体を、第２図に示すような折り曲げ試験機にて
くり返し曲げをしたとき、第１の導体２及び第２の導体
４が断線するまでの曲げ回数を測定し、その値を折り曲
げ強度の指標とする。ここで、電気カーペット等での使
用状況と近づけるため発熱体には、荷重Ｗを加えて、つ
まり張力を与えながら折り曲げを行なう。このときの折
り曲げ部の断面拡大図を第３図〜第５図に示す。尚１〜
５の各部は、第１図と同じ構成部品である。これら図面
に示すとおり、折り曲げ部分に於いては、第１の導体２
と第２の導体４とでは、多少挙動が異なり断線に至るメ
カニズムも違っている。第４図は導体１の折り曲げにつ
いて示したもので、巻き径が小さく、巻きピッチも密な
ため曲げ部分での第１の導体２の変位（図中２ａの部分
は、正常部の２の部分よりわずかに大きくなる）は小さ
く、従って第１の導体２にかかる張力は少いが、図中の
状態Ｉから状態■へとくり返されるとき、曲げ部分、例
えば、図中２ｂの部分では、２ｂから２ｂ′に変わると
きの変形がある。しかも、同−曲げ条件のため、同一部
の比較的鋭角的なくり返し変形のために、材料のくり返
し疲労で断線に至る。

一方、第５図に示すように、第２の導体４では、曲げ部
での変位は、巻き径が大きく、巻きピッチも疎であるた
め、大きくなり、従って図中４＆のように、張力Ｆが第
１の導体２の場合より比較的強くはたらき、断線の大き
な要因となる。逆に、前述の第１の導体２のような、く
り返し変形による材料疲労は、巻き径が大きいため、鈍
角な変形であるので、断線にまでは至りにぐい。このよ
うに、断線に至る主要因は、第１の導体２では、同一部
分の鋭角的くり返し曲げによるもので、第２の導体４で
は、曲げ部分の変位からくる張力によるものである。従
って、第１の導体２には、細又は薄形状の線材を使用し
、第２の導体４では、巻きピッチをできる限り密にする
ことが、折り曲げ強度をアップさせるための有効な手段
である。

これら現象を示すデータを第６図、第７図に示す。第１
の導体２のしかも巻き径が約０．４ｆｉのとき、線材の
太さく製°箔前の丸線のときの太さ）と巻きピッチとの
２つの因子を包含した巻線後の抵抗値Ω／ｍは、折り曲
げ試験での断線に至るまでのくり返し回数（断線限界回
数）と関係があり、明らかに０７ｍの増加とともに、強
度はアップする。又、第２の導体４では、巻きピッチと
、断線限界回数と大きく関係し、線材が銅線の場合も、
銅銀線の場合もほぼ同じで、断線限界は巻きピッチによ
って決まってしまう。本実施例では、第１の導体２を前
述の異常高温時作動の信号線に、また、第２の導体４は
、ヒータ線に使用し、前述の条件であるので同一部の同
一折曲げ条件下では、電気カーペットの製品のフエー？
レセーフの観点から必ず、ヒータ線が先に断線するよう
に設計されている。従って、芯材１の径が０．５層以下
で、第１の導体２０巻線後抵抗値が２．０Ω／ｍ以上の
ときは、第２の導体４は、巻きピッチが２．２回以下で
あることが、発熱体の最適値となる。

発明の効果本発明は、第１の導体の巻線後の所定長さの抵抗値を、
第２の導体のそれより大きくしであるので、発熱体とし
ての折り曲げ強度がアップするという第１の効果がある
。更に第２の効果として、万一断線したときのスパーク
現象がなく安全である。例えば、電気カーペットのよう
な高ワツト製品の発熱体の場合は、抵抗値が低く、前述
の理由から必然的にヒータ線は、第２の導体の側に構成
されるが、第５図のイの部分で断線したとしても、第２
の導体の場合は断線箇所での張力も大きいため、完全に
分離してしまう。このため、この間でスパークの発生は
全くなく、安全性は維持できる。

ところが従来例のように、第１の導体側にヒータ線を形
成したときに、断線が発生した場合、第１の導体では密
ピツチであるし、前述したように巻径か細く曲げ部での
変位も少いので、断線しても完全に分離しない場合があ
って、この不完全断線は、スパークを発生させることが
、度々あった。

第３の効果は、同じく第２の導体の側にヒータ線を構成
することの効果で、電気カーペットのような製品に使用
した場合に、しかも使用者が誤って刃物で傷つけた場合
、必ずヒータ線が先に騙れ、安全であるが、従来例では
、信号線が先に騙れ、傷つける程度によっては、内部側
のヒータ線はそのまま使用できる状態もあり得た。この
ことは、第９図の回路図で示すとおり、異常高温時の動
作不良という現象も発生し危険であった。その他、発熱
部分が製品表面に近くなったため、従来に比べて速熱性
も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の発熱体の構造図、第２図は
折り曲げ試験を示す状態図、第３図は折り曲げ部拡大断
面図、第４図は第１の導体の部分拡大図、第５図は第２
の導体の部分拡大図、第６図は第１の導体の巻線後抵抗
値と断線限界値上の関係図、第７図は第２の導体の巻き
ピッチと断線限界値との関係図、第８図は従来例の発熱
体の断面構造図、第９図は本発熱体の実施回路図である
。１・・・・芯材、２・・・・・・第１の導体、ａ・・・
・・・感温層、４・・・・・・第２の導体、５・・・・
・外被。ｆ・・・石　休５・９ｂ被層！ｉ　２　図第　３　図ｆ、ｌ’・・に材第４図　　　　　　　２．２ａ、２ｂ、２６’・・善＃
１第ｓｇ第　６　図第７図遵さ　ビ；ソテト・・芯　　材５１．、外被層２・・・　ヒータ　謀

Claims

【特許請求の範囲】

（１）芯材と、この芯材の外周部にスパイラル巻きした
第１の導体と、この第１の導体の外側に設けた感温層と
、この感温層の外周部にスパイラル巻きした第２の導体
と、この第２の導体の外周に設けた外被層とを備え、前
記第１の導体の巻線後の単位長さ当りの抵抗値は、前記
第２導体の巻線後の単位長さ当りの抵抗値より大きな値
をもつ構成の発熱体。
（２）芯材の径が０．５ｍｍ以下で、第１の導体の巻線
後の単位長さ当りの抵抗値が、２．０Ω／ｍ以上のとき
、第２の導体の巻きピッチが２．２ｍｍ以下となる構成
の特許請求の範囲第１項記載の発熱体。