WO2017199576A1 - 高屈曲ヒータ線及び面状発熱体 - Google Patents

高屈曲ヒータ線及び面状発熱体 Download PDF

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WO2017199576A1
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wire
heater wire
heating
diameter
core material
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PCT/JP2017/011356
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毅安 中山
裕一 仲條
田中　大介
北沢　弘
千秋 小池
正平 宮原
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東京特殊電線株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
    • H05B3/56—Heating cables

Definitions

  • the present invention relates to a highly bent heater wire and a planar heating element. More specifically, the present invention relates to a highly flexible heater wire used for automobiles and the like, and a planar heating element using the same.
  • the heater wire is used as a heat source for heating products such as electric carpets and electric blankets, and heating members for vehicles such as seat heaters and steering heaters, and forms corresponding to the respective uses have been proposed.
  • a general aligned cord-like heater wire a conductor wire coated with insulation is wound around a core made of a polyamide fiber bundle in an aligned state, and an insulating layer is extruded on the outer periphery thereof.
  • Patent Document 1 in order to solve such a problem, the outer periphery of the conductor wire is coated with fluororesin to reduce the frictional force with the insulator layer, and stress is applied to the conductor wire even when subjected to an external force such as bending. It is difficult. As a result, the number of bendings until at least one conductor wire is cut can be 20,000 or more.
  • Heater wires used for heating products and heating members are required to have high flexibility.
  • a heater wire used for a vehicle heating member is required to have high reliability of 200,000 times or more in a bending characteristic test.
  • the insulation covering strands 102 are horizontally wound on the core wire 101 made of a fiber bundle, the spaces between the wires are made uniform. When they are wound side by side, they are likely to run up between lines during production. Therefore, the aligned insulation coated wires 102 are wound with a small space 105 for each turn.
  • the insulating covering strand 102 is always arranged at a position biased with respect to the center of the heater wire 110. For this reason, when the same portion is repeatedly bent, the stress applied to each strand 102 is not equalized but is biased, and the stress is concentrated on a specific strand 102 and is easily disconnected.
  • the outer insulator layer 104 is thin or has no insulator layer 104, if the space 105 is bent as a fulcrum, stress is easily applied to the opposite strand so that the wire is easily disconnected. .
  • the present invention has been made to solve the above problems.
  • the object is to provide a highly flexible heater wire exhibiting high flexibility and a planar heating element using the same.
  • the high-bending heater wire according to the present invention is provided by twisting a core material made of a fiber bundle or fiber yarn and a plurality of heating wires on the outer periphery of the core material at a pitch in the range of 4 mm to 12 mm. And a heat insulating part, and an insulating coating layer provided on the outer periphery of the heat generating part.
  • the heat generating portion obtained by twisting a plurality of heat generating wires is provided on the outer periphery of the core material, there is no space for each turn where the core material is exposed as in the prior art. .
  • the heat generating part twists the heat generating wires at a pitch of 4 mm or more and 12 mm or less, it is possible to provide a heater wire that can suppress untwisting and has good bending characteristics.
  • the heating wire includes a heating wire and an insulating film provided on an outer periphery of the heating wire, and the diameter of the heating wire is 0.02 mm or more and 0.2 mm or less. It is preferable that the number of the heating lines is in the range of 14 or more and 200 or less.
  • the heating portion can be reduced in diameter, and the entire heater wire can be reduced in diameter, weight and flexibility.
  • the heater wire can be easily sewn to the sheet base material constituting the sheet heating element, and the minimum bending radius can be reduced. You can also.
  • a plurality of thin heating wires are twisted together to form a heating part, there is no space for each turn as in the past, and stress unevenness based on the space can be reduced, and surface irregularities caused by the existence of the space can be reduced. It can be significantly reduced.
  • an exothermic wire is an exothermic wire covered with an insulating film, the exothermic wires can be insulated from each other, and even if a disconnection occurs, the occurrence of a heat spot at that portion is suppressed. be able to.
  • the flatness of the cross section is 0.1 or less.
  • the flatness is 0.1 or less, there is an advantage that the variation in strength in each part is small.
  • the high-bend heater wire with such flatness is derived from the reduction of surface irregularities, so when manufacturing a planar heating element using the heater wire, it is sewn to the sheet substrate constituting the planar heating element.
  • the fixed portion is easy to slide and the load is difficult to concentrate on a specific portion. Further, no local load is applied when the heater wire is bent and arranged. As a result, the tensile strength and bending characteristics can be improved.
  • the planar heating element according to the present invention is characterized in that the high-bending heater wire according to the present invention is disposed on a base material. According to the present invention, a planar heating element provided with a highly reliable high-bending heater wire can be provided.
  • the present invention it is possible to provide a highly flexible heater wire with significantly improved tensile strength and bending characteristics.
  • the bending property test can show a high bending property of 200,000 times or more. Further, it is possible to provide a planar heating element provided with a highly reliable high-bend heater wire.
  • the high-bending heater wire 10 includes a core material 1 made of a fiber bundle or fiber yarn, and a plurality of heating wires 3 on the outer periphery of the core material 1. And the insulating coating layer 5 provided on the outer periphery of the heat generating portion 2.
  • the high-bend heater wire 10 has a known form surface shown in Patent Document 1 in an outer diameter of 0.5 mm to 1.2 mm and a resistance range of 0.1 ⁇ / m to 4.0 ⁇ / m. It can be preferably used as a heater wire of the heating element.
  • “having” means that other configurations may be included within a range that does not impair the effects of the present invention, and for example, the buffer layer 4 shown in FIG. 3 may be provided. It means that.
  • this highly bent heater wire 10 since the heat generating portion 2 formed by twisting a plurality of heat generating wires 3 is provided on the outer periphery of the core material 1, the core material 101 is exposed as in the conventional example shown in FIG. 4. There is no space 105 for each round. As a result, it is possible to provide the high-bending heater wire 10 with improved tensile strength and bending characteristics. Moreover, since the heat generating portion 2 twists the heat generating wires 3 at a pitch of 4 mm or more and 12 mm or less, it is possible to provide a heater wire that can prevent untwisting and has good bending characteristics.
  • the core material 1 is an essential configuration located at the center of the high-bending heater wire 10 and is preferably a high-tensile body that functions as a winding core.
  • a fiber bundle in which fiber yarns made of a plurality of fibers are bundled is preferably used, but the core material 1 may be formed using only fiber yarns.
  • the fiber bundle or the fiber yarn is selected according to the outer diameter of the core material 1.
  • the fiber constituting the fiber bundle or the fiber yarn may be any heat-resistant fiber that has strength and does not have a thermal influence even when the heating wire 3 is heated.
  • polyester fibers such as Tetron (registered trademark), wholly aromatic polyamide fibers such as Kevlar (registered trademark), polyarylate fibers such as Vectran (registered trademark), glass A fiber etc.
  • the core material 1 may be a composite of fibers of different materials and fiber yarns having different outer diameters.
  • the core material 1 has a cross section of a concentric circle (true circle) with these fiber bundles or fiber yarns as an assembly line, a stranded wire or a braided wire. At this time, in order to make the core material 1 have a more concentric (true circular) cross section, it is more preferable that the fiber bundle or the fiber yarn is a stranded wire.
  • the outer diameter of the core material 1 is not specifically limited, For example, the range of 0.17 mm or more and 0.8 mm or less can be mentioned. Since the core material 1 made of a fiber bundle or fiber yarn is flexible and easily deformed, the outer diameter of the core material 1 is the diameter when the core material 1 is a perfect circle, and the core material 1 is a flat shape. Is evaluated as a diameter converted from a cross-sectional area to a true circular cross-sectional area. Further, “dtex” indicates the fiber yarn in terms of weight, and 1 dtex means that the length is 10,000 g and 1 g.
  • the highly flexible heater wire 10 uses a flexible and strong fiber bundle as the core material 1, the tensile strength and the bending characteristics can be remarkably improved as compared with the heater wire without the core material 1.
  • the heat generating portion 2 is an essential configuration provided on the outer periphery of the core material 1 and is provided by twisting a plurality of heat generating wires 3 at a pitch of 4 mm to 12 mm.
  • a twisting form as shown in FIG. 1, the concentric twisting form which twists around the core material 1 without a gap is preferable.
  • the twisted form shown in FIG. 1 is different from that of a conventional heater wire 110 shown in FIG. 4 in which a linear heating wire 102 is wound in a spiral shape around the outer periphery of the core material 101.
  • the heat generating portion 2 in which a plurality of heat generating wires 3 are twisted so as to cover the outer periphery of the core material 1 is provided, so that there is no space 105 for each turn where the core material 101 is exposed as shown in FIG.
  • the highly flexible heater wire 10 with improved tensile strength and bending characteristics can be obtained.
  • the heating wire 3 includes a heating wire 3a and an insulating film 3b provided on the outer periphery of the heating wire 3a.
  • the heating element wire 3a is a resistance wire that generates heat due to an electric current, and the diameter and the number of resistance wires can be arbitrarily selected and used so that the resistance value of the heating specification is obtained.
  • Examples of the exothermic wire 3a include a copper wire and a copper alloy wire.
  • Examples of the copper alloy wire include a CuAg alloy, a CuSn alloy, and a CuNi alloy.
  • examples of the insulating film 3b also referred to as enamel film
  • examples of the insulating film 3b include heat-resistant polyester imide (PEI), polyimide (PI), and polyamide imide (PAI).
  • the exothermic element wire 3a is selected on the assumption that it has a resistance value of the exothermic specification, and the diameter thereof is preferably in the range of 0.02 mm or more and 0.2 mm or less.
  • the thickness of the insulating film 3b is about 1 type, 2 types, or 3 types according to general Japanese Industrial Standards (JIS C 3202: 2014), and an arbitrary thickness can be selected from among them. . Since the insulating film 3b insulates the heat generating wires, even if a disconnection occurs, the occurrence of a heat spot at that portion can be suppressed.
  • the diameter of the heating wire 3 composed of the heating wire 3a and the insulating film 3b is in the range of 0.03 mm or more and 0.22 mm or less.
  • the number of the heating wires 3 is designed in consideration of the resistance value and the diameter, but is preferably in the range of 14 or more and 200 or less.
  • the diameter of the heating wire 3 is less than 0.03 mm, it is preferable in that the surface unevenness becomes smaller. However, if the diameter of the exothermic wire 3 is less than 0.03 mm, the exothermic element wire 3a itself is reduced in diameter and a large number of wires are required, and the absolute value of the single wire strength is reduced. When the diameter exceeds 0.22 mm, Surface irregularities become large.
  • the number of the heating wires 3 is determined by the relationship between the resistance value and the diameter of the heating wires 3, but if the number is less than 14, the heating wire 3a itself may increase in diameter and affect the overall surface unevenness. If the number exceeds 200, the heating element wire 3a itself may be reduced in diameter to require a large number of wires, and the absolute value of the single wire strength may be reduced.
  • the twisting pitch of the heating wire 3 is preferably in the range of 4 mm or more and 12 mm or less. By setting the twist pitch within this range, untwisting can be suppressed, variation in bending characteristics can be reduced, and the cross section tends to be rounded.
  • the twist pitch exceeds 12 mm, the twist may be loosened and the behavior may be unraveled during work. As a result, the cross section may not be rounded, and the bending characteristics may vary. Further, for example, during a bending test using a mandrel, the heating wire 3 on the mandrel side is bent, but the heating wire 3 on the side other than the mandrel is easily pulled and stretched, and the bending characteristics may be deteriorated by repetition. On the other hand, if the twist pitch is less than 4 mm, the heating wire 3 is tightly wound, and therefore the heating wire overlap tends to increase. As a result, the cross-section may not be rounded, may become stiff and may not satisfy the bending characteristics, or may vary.
  • the number of heating wires 3 is 14 or more and 200 or less as described above.
  • the number of the heating wires 3 that can realize the above-described effects is preferably 14 or more and 100 or less.
  • the heating wires overlap when twisted at less than 4 mm, and as a result, the cross-section may not be rounded, or it may become stiff and do not satisfy the bending characteristics or may vary.
  • the buffer layer 4 is not an essential component, but can be provided on the outer periphery of the heat generating portion 2 as shown in FIG.
  • the buffer layer 4 is provided on the outer periphery of the heat generating part 2 and acts to further reduce the unevenness between the heat generating lines appearing on the outer peripheral surface of the heat generating part 2.
  • the buffer layer 4 is preferably a layer made of, for example, a fiber bundle or fiber yarn.
  • a fiber bundle and fiber yarn the thing similar to what was demonstrated in the column of the above-mentioned core material 1 can be used.
  • the same polyester fiber or polyamide fiber as the core material 1 can be used.
  • These fiber bundles and fiber yarns can be provided by winding or twisting them so as to cover the heat generating portion 2 as horizontal winding yarns.
  • the thickness of the buffer layer 4 is not particularly limited, but can be, for example, in the range of 0.02 mm or more and 0.2 mm or less.
  • the type and thickness of the fiber bundle or fiber yarn are selected so as to obtain such a thickness.
  • the insulating coating layer 5 is provided so as to cover the heat generating portion 2 (or the buffer layer 4 when the buffer layer 4 is provided). For example, after providing the heat generating part 2, it can be formed by resin extrusion or the like so as to cover the outer periphery thereof.
  • the constituent material of the insulating coating layer 5 may be an insulating and heat-resistant resin material.
  • polyimide resin, acrylic resin, polyvinyl chloride (PVC), polyamide resin, polyester resin, fluorine resin, etc. Can be mentioned.
  • the thickness of the insulating coating layer 5 may be about 0.05 mm or more and 1.0 mm or less, but is preferably thicker for improving the bending characteristics, for example, about 0.1 mm to 0.3 mm.
  • the thickness of the insulating coating layer 5 is preferably uniform.
  • the insulating coating layer 5 is mainly formed by resin extrusion, the surface after the heat generating portion 2 or the buffer layer 4 which is the stage before resin extrusion is provided with surface irregularities based on the heat generating lines 3. Small is preferable.
  • the heat generating portion 2 formed by twisting a plurality of heat generating wires 3 is provided so as to cover the core material 1, a large number of heat generating wires that are thinner than the conventional heater wire 110 shown in FIG. 4 are provided. Used. Therefore, the unevenness
  • the surface irregularities of the outer diameter after the insulating coating layer 5 is formed by resin extrusion on the outer periphery are also reduced, and the thickness of the insulating coating layer 5 is uniform in each part. As a result, local stress concentration can be reduced and the bending life is extended.
  • the high-bend heater wire 10 thus configured has a small cross-sectional flatness, but the degree is preferably 0.1 or less.
  • the flatness is calculated by [(maximum diameter ⁇ minimum diameter) / maximum diameter] in the cross section.
  • the high-bend heater wire 10 having a flatness ratio in the above range has an advantage that the cross section thereof is a concentric circle or a substantially concentric circle and the variation in strength at each surface portion is small.
  • the high-bending heater wire 10 having such a flattening rate has a twist pitch of the heating wire 3 in the range of 4 mm or more and 12 mm or less, and the cross-sectional shape can be easily rounded. It comes from the reduction.
  • the advantage is that the fixing portion sewn on the sheet base material constituting the sheet heating element becomes slippery and it is difficult for the load to concentrate on a specific portion. There is. Further, a local load is not applied when the heater wire is bent and arranged at the time of manufacturing the planar heating element. As a result, the tensile strength and the bending property can be improved.
  • the flatness ratio of the high-bend heater wire 10 exceeds 0.1, for example, there is a difference in the bending characteristics when bent in the direction of the maximum diameter and when bent in the direction of the minimum diameter. It is likely to occur.
  • the conventional heater wire 110 shown in FIG. 4 since the space 105 exists between the heating wires, the flatness is larger than that of the highly bent heater wire 10 according to the present invention having no space, and the bending characteristics differ depending on the bending direction. Occurs.
  • the high-bend heater wire 10 according to the present invention has a concentric circle or a substantially concentric cross-section with no space and a small flatness, so that a difference in bending characteristics hardly occurs depending on the bending direction.
  • the planar heating element according to the present invention is the same as the planar heating element of the known form shown in the above-mentioned Patent Document 1 except that the high-bending heater wire 10 according to the present invention is applied as the heater wire. That is, since the sheet heating element according to the present invention is provided with the high-bending heater wire 10 according to the present invention on the substrate 21, a sheet heating element provided with a highly reliable high-bending heater line is provided. can do.
  • planar heating element examples include those used for various purposes. For example, heating products such as electric carpets and electric blankets, and heating members for vehicles such as seat heaters and steering heaters can be mentioned, and preferably mounted on automobile seats proposed in Patent Document 1 above. it can.
  • a planar heating element as a heating member for an automobile a highly bent heater wire is sewn and arranged in a sheet base material.
  • the high-bend heater wire 10 can achieve a reduction in diameter, weight and flexibility of the entire heater wire, the heater wire 10 can be sewn to the sheet base material constituting the sheet heating element. In addition to being easy, the minimum bending radius can be reduced.
  • the heater wire is sewn to the sheet base material as the heater wire has a small diameter and is flexible. Since the high-bend heater wire 10 according to the present invention satisfies both of them, it is advantageous in that it can be sewn with a minimum bend radius small. In addition, since the surface of the high-bend heater wire 10 is smooth, the fixing portion of the sheet heating element to the sheet base material is slippery, the load is difficult to concentrate on a specific location, and the heater wire is bent. However, local load due to surface irregularities (diameter fluctuation) is not applied. As a result, disconnection hardly occurs and the bending characteristics in the bending test can be improved.
  • Example 1 As the core material 1, one fiber yarn (280 dtex, outer diameter of about 0.17 mm) made of polyarylate fiber was used. In addition, 1 dtex is 1 g of fibers having a length of 10,000 m. 32 heating wires 3 having a diameter of 0.06 mm in which a polyesterimide film (insulating film 3b) having a thickness of 0.006 mm is provided on a heating element wire 3a having a diameter of 0.05 mm on the core material 1 are used. And as shown to FIG. 2 (A), it twisted together with the pitch of 12 mm, and it was set as the heat generating part 2. FIG.
  • the heating element wire 3a was a CuSn alloy wire, and 32 wires having a resistance of about 0.3 ⁇ / m were adopted.
  • a nylon resin (insulating coating layer 5) was formed to a thickness of 0.25 mm by melt extrusion, and a heater wire 10 having a diameter of 0.93 mm was produced.
  • the surface of the heater wire 10 obtained was slightly uneven, the flatness was 0.03, and it was a round wire shape.
  • Example 2 In Example 1, 14 exothermic wires 3a having a diameter of 0.08 mm were used instead of 32 exothermic wires 3a having a diameter of 0.05 mm. The resistance at this time is about 0.3 ⁇ / m. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the heater wire 10 of Example 2.
  • FIG. The final diameter of the high bending heater wire 10 was 0.96 mm.
  • the unevenness of the surface of the obtained heater wire 10 was slightly larger than that of Example 1, but was uniform, the flatness ratio was 0.04, and was a round wire shape.
  • Example 3 In Example 1, instead of 32 exothermic wires 3a having a diameter of 0.05 mm, 60 exothermic wires 3a having a diameter of 0.05 mm were used. The resistance at this time is about 0.15 ⁇ / m. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the heater wire 10 of Example 3. FIG. The final high-bending heater wire 10 had a diameter of 0.97 mm. The surface of the heater wire 10 obtained was slightly uneven, the flatness was 0.04, and it was a round wire shape.
  • Example 4 In Example 1, a buffer layer 4 (thickness: 0.07 mm) in which six fiber yarns (280 dtex, outer diameter: about 0.17 mm) made of polyester fibers are bundled and twisted is provided on the heat generating portion 2; A nylon resin with a thickness of 0.10 mm was formed thereon by melt extrusion. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the heater wire 10 of Example 4.
  • FIG. The final high-bending heater wire 10 had a diameter of 0.77 mm.
  • the unevenness of the surface of the obtained heater wire 10 was smaller than that of Example 1, the flatness was 0.02, and it was a round wire shape.
  • Example 5 In Example 4, the thickness of the nylon resin was changed from 0.10 mm to 0.15 mm. Other than that was carried out similarly to Example 4, and produced the heater wire 10 of Example 5.
  • FIG. The final high-bending heater wire 10 had a diameter of 0.87 mm.
  • the unevenness of the surface of the obtained heater wire 10 was smaller than that of Example 4, the flatness was 0.01, and the shape was a round wire.
  • Example 6 In Example 1, the twist pitch of the heating wire 3 was changed from 12 mm to 4 mm. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the heater wire 10 of Example 6. FIG. The surface of the heater wire 10 obtained was slightly uneven, the flatness was 0.03, and it was a round wire shape.
  • Example 7 In Example 1, instead of 32 exothermic wires 3a having a diameter of 0.05 mm, 60 exothermic wires 3a having a diameter of 0.05 mm were used. Furthermore, the twist pitch of the heating wire 3 was changed from 12 mm to 4 mm. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the heater wire 10 of Example 7. FIG. The surface of the heater wire 10 obtained was slightly uneven, the flatness was 0.04, and it was a round wire shape.
  • the core material 101 one fiber yarn (560 dtex, outer diameter of about 0.27 mm) made of polyarylate fiber was used.
  • seven exothermic wires 102 having a diameter of 0.12 mm in which an insulating film having a thickness of 0.01 mm is provided on an exothermic element wire having a diameter of 0.1 mm are aligned, and in this state, the outer periphery of the core material 101 is arranged.
  • the gap (space 105) of seven bundles arranged in order to prevent the overlapping of lines was horizontally wound at a pitch of 2.0 mm with a gap of 1.0 mm.
  • the heating element wire was Cu wire so that the resistance of the seven wires was about 0.3 ⁇ / m.
  • a nylon resin (insulating coating layer 105) was formed with a thickness of 0.21 mm by melt extrusion to produce a heater wire 110 having a diameter of 0.90 mm.
  • the unevenness of the surface of the obtained heater wire was large, there was a considerable difference in comparison with Example 1, the flatness ratio was 0.12, and it was a slightly flat shape.
  • Example 3 In Example 1, the twist pitch of the heating wire 3 was changed from 12 mm to 2 mm. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the heater wire of the comparative example 3. FIG. Although the unevenness of the surface of the obtained heater wire was slight, the flatness was 0.12, and it was a slightly flat shape.
  • Example 4 In Example 1, the twist pitch of the heating wire 3 was changed from 12 mm to 16 mm. Other than that was carried out similarly to Example 1, and produced the heater wire of the comparative example 4. FIG. The surface of the obtained heater wire was slightly uneven, the flatness was 0.06, and it was a round wire shape.
  • the flatness is determined by embedding each heater wire obtained in epoxy resin and then polishing the cross section, and observing the cross section with an optical microscope to obtain the maximum diameter and minimum diameter, [(maximum diameter ⁇ minimum diameter) / Maximum diameter] was calculated.

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

【課題】高い屈曲性を示す高屈曲ヒータ線及びそれを用いた面状発熱体を提供する。 【解決手段】繊維束又は繊維糸からなる芯材（１）と、芯材（１）の外周に複数本の発熱線（３）を４ｍｍ以上１２ｍｍ以下のピッチで撚り合わせて設けられた発熱部（２）と、発熱部（２）の外周に設けられた絶縁被覆層（５）とを有しているように構成して上記課題を解決する。発熱線（３）は、発熱素線（３ａ）と、発熱素線（３ａ）の外周に設けられた絶縁皮膜（３ｂ）とからなり、発熱素線（３ａ）の直径が０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内であり、発熱線（３）の本数が１４本以上２００本以下の範囲内であるように構成することが好ましい。面状発熱体は、こうした高屈曲ヒータ線（１０）を基材に配設して構成する。

Description

高屈曲ヒータ線及び面状発熱体
　本発明は、高屈曲ヒータ線及び面状発熱体に関する。さらに詳しくは、本発明は、自動車等に用いられる高屈曲性のヒータ線、及びそれを用いた面状発熱体に関する。
　ヒータ線は、電気カーペット、電気毛布等の暖房製品や、シートヒータ、ステアリングヒータ等の車両用暖房部材の発熱源として利用され、それぞれの用途に応じた形態が提案されている。一般的な引き揃えたコード状ヒータ線としては、ポリアミド繊維束からなる芯材上に、絶縁被覆された導体素線を引き揃えられた状態で巻き、その外周に絶縁層を押出形成したものが知られている。
　こうしたヒータ線において、絶縁被覆された導体素線としてエナメル線を用いた場合、絶縁被膜であるポリウレタン樹脂やポリイミド樹脂等の硬質材料は、表面の滑りが悪い。そのため、ヒータ線が屈曲等の外力を受けた際、導体素線とその外周に形成される絶縁体層等との摩擦力等により導体素線に応力が加わって、繰り返しの屈曲により導体素線の断線が生じ易いという問題があった。
　特許文献１では、そうした問題を解決すべく、導体素線の外周をフッ素樹脂被覆したことで絶縁体層との摩擦力を小さくし、屈曲等の外力を受けても導体素線に応力が加わりにくくしている。その結果、導体素線が少なくとも１本切れるまでの屈曲回数が２万回以上とすることができている。
特開２０１３－２０９５１号公報
　暖房製品や暖房部材に用いられるヒータ線は、高屈曲性が求められている。特に車両用暖房部材に用いられるヒータ線では、屈曲特性試験で２０万回以上の高い信頼性が求められている。
　上記従来のヒータ線１１０では、図４（Ａ）に示すように、繊維束からなる芯線１０１上に絶縁被覆素線１０２を引き揃えられた状態で横巻きする場合、各線間を均等になるようにつめて並べて巻装すると、製造途中で線同士の乗り上げ等が発生し易かった。そこで、揃えられた絶縁被覆素線１０２を周回ごとに若干の空間１０５を空けて巻いている。この巻き形態では、図４（Ｂ）に示すように、ヒータ線１１０の中央に対して絶縁被覆素線１０２は常に偏った位置に配置されることになる。そのため、同じ個所を繰り返し屈曲させたときに、各素線１０２にかかる応力は均等とならずに偏ってしまい、特定の素線１０２に応力集中して断線し易くなってしまう。特に外側の絶縁体層１０４の厚さが薄かったり絶縁体層１０４が無かったりする場合、空間１０５が支点になって屈曲すると、その反対側の素線に応力がかかり易くなって断線し易くなる。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。その目的は、高い屈曲性を示す高屈曲ヒータ線、及びそれを用いた面状発熱体を提供することにある。
　（１）本発明に係る高屈曲ヒータ線は、繊維束又は繊維糸からなる芯材と、該芯材の外周に複数本の発熱線を４ｍｍ以上１２ｍｍ以下の範囲のピッチで撚り合わせて設けられた発熱部と、該発熱部の外周に設けられた絶縁被覆層とを有する、ことを特徴とする。
　この発明によれば、芯材の外周には複数本の発熱線を撚り合わせた発熱部が設けられているので、従来のように芯材が露出した周回ごとの空間がない状態になっている。その結果、引張強度や屈曲特性が著しく向上した高屈曲ヒータ線を提供することができる。また、発熱部は、発熱線を４ｍｍ以上１２ｍｍ以下のピッチで撚り合わせているので、撚りのほどけを抑制できるとともに良好な屈曲特性を有するヒータ線を提供できる。
　本発明に係る高屈曲ヒータ線において、前記発熱線は、発熱素線と該発熱素線の外周に設けられた絶縁皮膜とからなり、前記発熱素線の直径が０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内であり、前記発熱線の本数が１４本以上２００本以下の範囲内であるように構成することが好ましい。
　この発明によれば、細い発熱線を複数本撚り合わせて発熱部とするので、発熱部を細径化でき、ヒータ線全体の細径化と軽量化と柔軟化を実現できる。その結果、このヒータ線を用いて面状発熱体を製造する場合に、面状発熱体を構成するシート基材へのヒータ線の縫い付けが容易に行なえるとともに、最小曲げ半径を小さくすることもできる。また、細い発熱線を複数本撚り合わせて発熱部とするので、従来のような周回ごとの空間がなく、その空間に基づいた応力不均等を低減できるとともに、その空間の存在により生じる表面凹凸を著しく低減することができる。その結果、応力集中を低減して引張強度や屈曲特性を向上させることができる。なお、発熱線は、発熱素線それぞれに絶縁皮膜が被覆されたものであるので、発熱素線間を絶縁でき、仮に断線が発生しても、その部位でヒートスポットが発生することを抑制することができる。
　本発明に係る高屈曲ヒータ線において、横断面の扁平率が、０．１以下であることが好ましい。
　この発明によれば、０．１以下の扁平率であるので、各部での強度のバラツキが小さくなっているという利点がある。こうした扁平率を持つ高屈曲ヒータ線は、表面凹凸の低減に由来しているので、ヒータ線を用いて面状発熱体を製造する場合に、面状発熱体を構成するシート基材に縫い付けた固定部が滑り易くなって特定箇所に荷重が集中し難いという利点がある。また、ヒータ線を曲げて配置する時にも局部的な負荷がかからない。その結果、引張強度や屈曲特性を向上させることができる。
　（２）本発明に係る面状発熱体は、上記本発明に係る高屈曲ヒータ線を基材に配設したことを特徴とする。この発明によれば、信頼性の高い高屈曲ヒータ線を備えた面状発熱体を提供することができる。
　本発明によれば、引張強度や屈曲特性が著しく向上した高屈曲ヒータ線を提供することができる。屈曲特性試験で２０万回以上の高い屈曲特性を示すことができる。また、信頼性の高い高屈曲ヒータ線を備えた面状発熱体を提供することができる。
本発明に係る高屈曲ヒータ線の一例を示す模式的な説明図である。 本発明に係る高屈曲ヒータ線の模式的な断面図である。（Ｂ）に示す高屈曲ヒータ線は（Ａ）に示す高屈曲ヒータ線よりも発熱線の数を多くしたものである。 本発明に係る高屈曲ヒータ線の他の一例を示す模式的な説明図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。 従来のヒータ線の模式的な説明図（Ａ）と断面図（Ｂ）である。
　以下、本発明に係る高屈曲ヒータ線及び面状発熱体について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は図示の実施形態に限定されるものではない。
　［高屈曲ヒータ線］
　本発明に係る高屈曲ヒータ線１０は、図１～図３に示すように、繊維束又は繊維糸からなる芯材１と、芯材１の外周に複数本の発熱線３を４ｍｍ以上１２ｍｍ以下のピッチで撚り合わせて設けられた発熱部２と、発熱部２の外周に設けられた絶縁被覆層５とを有している。この高屈曲ヒータ線１０は、０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の外径、０．１Ω／ｍ以上４．０Ω／ｍ以下の抵抗範囲において、上記特許文献１で示されている公知形態の面状発熱体のヒータ線として好ましく用いることができる。なお、「有する」とは、本発明の効果を阻害しない範囲でそれ以外の構成が含まれていてもよいことを意味し、例えば、図３に示す緩衝層４等が設けられていてもよいことを意味している。
　この高屈曲ヒータ線１０では、芯材１の外周に複数本の発熱線３を撚り合わせてなる発熱部２が設けられているので、図４に示す従来例のように、芯材１０１が露出した周回ごとの空間１０５がない。その結果、引張強度や屈曲特性が向上した高屈曲ヒータ線１０を提供することができる。また、発熱部２は、発熱線３を４ｍｍ以上１２ｍｍ以下のピッチで撚り合わせているので、撚りのほどけを抑制できるとともに良好な屈曲特性を有するヒータ線を提供することができる。
　以下、高屈曲ヒータ線の各構成要素を詳しく説明する。
　（芯材）
　芯材１は、高屈曲ヒータ線１０の中心に位置する必須の構成であり、巻芯として機能する高張力体であることが好ましい。芯材１の例としては、複数の繊維からなる繊維糸を束ねた繊維束が好ましく用いられるが、繊維糸だけを用いて芯材１としてもよい。繊維束とするか繊維糸とするかは、芯材１の外径に応じて選択される。繊維束又は繊維糸を構成する繊維としては、強度があり、発熱線３の加熱によっても熱的影響のない耐熱性の繊維であればよい。例えば、繊維束又は繊維糸を構成する繊維として、テトロン（登録商標）等のポリエステル繊維や、ケブラ（登録商標）等の全芳香族ポリアミド繊維や、ベクトラン（登録商標）等のポリアリレート繊維、ガラス繊維等を挙げることができる。また、芯材１は、異なる材質の繊維や、外径の異なる繊維糸を任意に複合させたものであってもよい。
　芯材１はこれらの繊維束又は繊維糸を集合線、撚り線又は編み込み線にして同心円状（真円形）の断面になっている。このとき、芯材１をより同心円状（真円形）の断面にするためには、繊維束又は繊維糸を撚り線とすることがより好ましい。芯材１の外径は特に限定されないが、例えば０．１７ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下の範囲を挙げることができる。繊維束や繊維糸からなる芯材１は柔軟で変形し易いことから、芯材１の外径は、芯材１が真円形である場合はその直径とし、芯材１が扁平形である場合はその断面積から真円形の断面積に換算した直径として評価する。また、「ｄｔｅｘ」は繊維糸を重量換算で示すものであり、１ｄｔｅｘは、長さ１００００ｍで１ｇであることを意味する。
　本発明に係る高屈曲ヒータ線１０は、柔軟で強度もある繊維束を芯材１として用いるので、芯材１のないヒータ線に比べて、引張強度や屈曲特性を著しく向上させることができる。
　（発熱部）
　発熱部２は、芯材１の外周に設けられる必須の構成であり、複数本の発熱線３を４ｍｍ以上１２ｍｍ以下のピッチで撚り合わせて設けられている。撚り合わせ形態としては、図１に示すように、芯材１の周りに隙間なく撚り合わせる同心撚り形態が好ましい。
　図１に示す撚り形態は、図４に示す従来のヒータ線１１０のように芯材１０１の外周に線状の発熱線１０２をスパイラル状に横巻きしたものとはその形態が異なっている。本発明では、芯材１の外周を覆うように複数本の発熱線３を撚り合わせた発熱部２を設けるので、図４に示すように芯材１０１が露出した周回ごとの空間１０５がない。その結果、引張強度や屈曲特性が向上した高屈曲ヒータ線１０とすることができる。
　発熱線３は、発熱素線３ａと、その発熱素線３ａの外周に設けられた絶縁皮膜３ｂとで構成されている。発熱素線３ａは、電流によって発熱する抵抗線であり、その発熱仕様の抵抗値となるように、抵抗線の直径及びその本数を任意に選択して用いることができる。発熱素線３ａとしては、例えば、銅線や銅合金線等を挙げることができる。銅合金線としては、ＣｕＡｇ合金、ＣｕＳｎ合金、ＣｕＮｉ合金等を挙げることができる。一方、絶縁皮膜３ｂ（エナメル皮膜ともいう。）としては、耐熱性を有するポリエステルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等を挙げることができる。
　発熱素線３ａは、発熱仕様の抵抗値にすることを前提にして選択され、その直径としては０．０２ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。一方、絶縁皮膜３ｂの厚さは、一般的な日本工業規格（ＪＩＳ　Ｃ　３２０２：２０１４）で１種、２種、３種の程度であり、その中から任意の厚さを選択することができる。絶縁皮膜３ｂは発熱素線間を絶縁するので、仮に断線が発生したとしても、その部位でヒートスポットが発生することを抑制することができる。
　こうした発熱素線３ａと絶縁皮膜３ｂとで構成される発熱線３の直径は、０．０３ｍｍ以上、０．２２ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。発熱線３の本数は、抵抗値と直径とを考慮して設計されるが、１４本以上、２００本以下の範囲内であることが好ましい。上記範囲の細い直径の発熱線３をこの範囲の本数で構成することにより、発熱部２を設けた後の全体の直径を小さくできる。結果として、ヒータ線全体の細径化と軽量化と柔軟化を実現できる。また、細い発熱線３を複数本用いることにより、図４示す従来のような周回ごとの芯材１０１の露出部（空間）１０５を無くすことができるので、その露出部（空間）１０５に起因したヒータ線表面の表面凹凸を著しく低減することができる。本発明では、そうした露出部（空間）１０５がないので、強度バランスを崩す要因（表面凹凸）を低減でき、その表面凹凸に起因した応力集中を低減して引張強度や屈曲特性を向上させることができる。
　発熱線３の直径が０．０３ｍｍ未満では、表面凹凸はより小さくなる点では好ましい。しかし、発熱線３の直径が０．０３ｍｍ未満では、発熱素線３ａ自体が細径化して多くの本数が必要になるとともに単線強度の絶対値が小さくなり、直径が０．２２ｍｍを超えると、表面凹凸が大きくなってしまう。発熱線３の本数は、発熱線３の抵抗値や直径との関係で決まるものであるが、１４本未満では、発熱素線３ａ自体が大径化して全体の表面凹凸に影響することがあり、２００本を超えると、発熱素線３ａ自体が細径化して多くの本数が必要になるとともに単線強度の絶対値が小さくなることがある。
　発熱線３の撚りピッチは、４ｍｍ以上１２ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。撚りピッチをこの範囲とすることにより、撚りがほどけることを抑制でき、屈曲特性のバラツキを小さくすることができ、さらに断面が丸くなりやすい。
　撚りピッチが１２ｍｍを超えると、撚りがゆるくなって作業中にほどけるような挙動を示すことがある。その結果、断面が丸くならない場合もあり、屈曲特性にもバラツキが生じることがある。さらに、例えばマンドレルを用いた屈曲試験時に、マンドレル側の発熱線３は曲がるけれども、マンドレル側でない側の発熱線３は引っ張られて伸び易くなって、繰り返しによって屈曲特性が低下する可能性がある。一方、撚りピッチが４ｍｍ未満では、発熱線３をきつめに巻くことになるので、発熱線の重なりが多くなり易い。その結果、断面が丸くならない場合があったり、堅くなって屈曲特性を満たさないか又はバラツキが生じたりすることがある。
　発熱線３の本数は上記のように１４本以上２００本以下である。ただし、撚りピッチが４ｍｍ以上１２ｍｍ以下の範囲内のとき、前記した作用効果を実現できる発熱線３の本数としては、１４本以上、１００本以下が好ましい。特に１００本を超える場合には、４ｍｍ未満で撚ったときの発熱線の重なりが多くなり、その結果として断面が丸くならない場合があったり、堅くなって屈曲特性を満たさないか又はバラツキが生じたりすることがある。
　（緩衝層）
　緩衝層４は、必須の構成ではないが、図３に示すように、発熱部２の外周に設けることができる。緩衝層４は、発熱部２の外周に設けられて、発熱部２の外周表面に現れる発熱線間の凸凹をより一層低減するように作用する。緩衝層４は、例えば繊維束や繊維糸からなる層が好ましい。繊維束や繊維糸については、上記した芯材１の欄で説明したものと同様のものを用いることができる。例えば、芯材１と同様のポリエステル繊維やポリアミド繊維等を用いることができる。この繊維束や繊維糸を横巻糸として発熱部２を覆うように巻き付けたり、撚り合わせたりして設けることができる。
　緩衝層４の厚さは特に限定されないが、例えば０．０２ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下の範囲内とすることができる。緩衝層４として繊維束や繊維糸を用いる場合には、そうした厚さになるように、繊維束や繊維糸の種類や太さを選定する。
　（絶縁被覆層）
　絶縁被覆層５は、発熱部２（緩衝層４が設けられている場合にはその緩衝層４）を覆うように設けられている。例えば、発熱部２を設けた後に、その外周を覆うように樹脂押出等で形成することができる。絶縁被覆層５の構成材料としては、絶縁性があり、耐熱性のある樹脂材料であればよく、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂等を挙げることができる。絶縁被覆層５の厚さは、０．０５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の程度であればよいが、屈曲特性向上のためには厚い方がよく、例えば０．１ｍｍ～０．３ｍｍ程度が好ましい。
　絶縁被覆層５の厚さは均等であることが好ましい。ただし、絶縁被覆層５は主に樹脂押出で形成されることから、樹脂押出し前の段階である発熱部２又は緩衝層４が設けられた後の表面は、発熱線３に基づいた表面凹凸が小さいことが好ましい。本発明では、複数本の発熱線３を撚り合わせてなる発熱部２が芯材１を覆うように設けているので、図４に示す従来のヒータ線１１０に比べて細い多本数の発熱線を用いている。そのため、発熱部２の表面の凹凸が小さくなっている。したがって、その外周に絶縁被覆層５を樹脂押出で形成した後の外径も表面凹凸が小さくなり、かつ絶縁被覆層５の厚さも各部で均一になる。その結果、局部的な応力集中を低減でき、屈曲寿命が長くなる。
　こうして構成される高屈曲ヒータ線１０は、その横断面の扁平率は小さくなっているが、その程度は０．１以下であることが好ましい。扁平率は、横断面において、［（最大径－最小径）／最大径］で計算される。上記範囲の扁平率の高屈曲ヒータ線１０は、その断面が同心円又は略同心円になっており、表面各部での強度のバラツキが小さくなっているという利点がある。こうした扁平率を持つ高屈曲ヒータ線１０は、上記したように発熱線３の撚りピッチを４ｍｍ以上１２ｍｍ以下の範囲内にして断面の形状を丸くし易いことや、絶縁被覆層５の表面凹凸の低減に由来している。その結果、ヒータ線１０を用いて面状発熱体を製造する場合に、面状発熱体を構成するシート基材に縫い付けた固定部が滑り易くなって特定箇所に荷重が集中し難いという利点がある。また、面状発熱体の製造時にヒータ線を曲げて配置する時にも局部的な負荷がかからない。その結果、引張強度や屈曲特性の高を向上させることができる。
　高屈曲ヒータ線１０の扁平率が０．１を超えると、例えば最大径の方向に屈曲させた場合と最小径の方向に屈曲させた場合とで屈曲特性に差が生じ、屈曲特性のバラツキが生じ易い。図４に示す従来のヒータ線１１０では、発熱線間に空間１０５があることから、空間のない本発明に係る高屈曲ヒータ線１０に比べて扁平率が大きくなり、屈曲方向によって屈曲特性に差が生じる。一方、本発明に係る高屈曲ヒータ線１０は、空間がなく、扁平率が小さい同心円又は略同心円の断面であるので、屈曲方向によって屈曲特性に差が生じ難い。
　［面状発熱体］
　本発明に係る面状発熱体は、ヒータ線として本発明に係る高屈曲ヒータ線１０を適用した他は、上記特許文献１等で示されている公知形態の面状発熱体と同様である。すなわち、本発明に係る面状発熱体は、本発明に係る高屈曲ヒータ線１０を基材２１に配設しているので、信頼性の高い高屈曲ヒータ線を備えた面状発熱体を提供することができる。
　面状発熱体としては、各種の用途に用いるものを挙げることができる。例えば、電気カーペット、電気毛布等の暖房製品や、シートヒータ、ステアリングヒータ等の車両用暖房部材を挙げることができ、好ましくは上記特許文献１で提案されている自動車用のシートに装着することができる。自動車用暖房部材としての面状発熱体では、高屈曲ヒータ線は、シート基材に縫い込んで配設されている。
　本発明に係る高屈曲ヒータ線１０は、ヒータ線全体の細径化と軽量化と柔軟化を実現できているので、面状発熱体を構成するシート基材へのヒータ線１０の縫い付けが容易になるとともに、最小曲げ半径を小さくすることもできる。
　シート基材へのヒータ線の縫い付けは、ヒータ線の直径が細く、柔軟であるほど好ましい。本発明に係る高屈曲ヒータ線１０はその両方を満たすので、最小曲げ半径を小さくして縫い込むことができる点で有利である。また、高屈曲ヒータ線１０の表面が平滑であるので、面状発熱体のシート基材への固定部が滑り易く、特定箇所に荷重が集中し難く、ヒータ線が曲げられた場合であっても、表面凸凹（直径変動）による局部的な負荷がかからない。その結果、断線が生じ難く、屈曲試験での屈曲特性を向上させることができる。
　以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
　［実施例１］
　芯材１として、ポリアリレート繊維からなる繊維糸（２８０ｄｔｅｘ、外径約０．１７ｍｍ）を１本用いた。なお、１ｄｔｅｘとは、長さ１００００ｍで１ｇの繊維のことである。この芯材１上に、直径０．０５ｍｍの発熱素線３ａに厚さ０．００６ｍｍのポリエステルイミド皮膜（絶縁皮膜３ｂ）が設けられた直径０．０６ｍｍの発熱線３を３２本用い、図１及び図２（Ａ）に示すようにピッチ１２ｍｍで撚り合わせて発熱部２とした。このときの発熱素線３ａはＣｕＳｎ合金線を用い、３２本の抵抗が約０．３Ω／ｍになるものを採用した。次に、溶融押出しによって、ナイロン樹脂（絶縁被覆層５）を厚さ０．２５ｍｍで形成し、直径が０．９３ｍｍのヒータ線１０を作製した。得られたヒータ線１０の表面の凹凸は僅かであり、扁平率は０．０３であり、丸線形状であった。
　［実施例２］
　実施例１において、直径０．０５ｍｍの３２本の発熱素線３ａに代えて、直径０．０８ｍｍの１４本の発熱素線３ａを用いた。このときの抵抗は約０．３Ω／ｍである。それ以外は実施例１と同様にして実施例２のヒータ線１０を作製した。最終的な高屈曲ヒータ線１０の直径は０．９６ｍｍであった。得られたヒータ線１０の表面の凹凸は実施例１よりも少し大きかったが均等であり、扁平率は０．０４であり、丸線形状であった。
　［実施例３］
　実施例１において、直径０．０５ｍｍの３２本の発熱素線３ａに代えて、直径０．０５ｍｍの６０本の発熱素線３ａを用いた。このときの抵抗は約０．１５Ω／ｍである。それ以外は実施例１と同様にして実施例３のヒータ線１０を作製した。最終的な高屈曲ヒータ線１０の直径は０．９７ｍｍであった。得られたヒータ線１０の表面の凹凸は僅かであり、扁平率は０．０４であり、丸線形状であった。
　［実施例４］
　実施例１において、発熱部２の上に、ポリエステル繊維からなる繊維糸（２８０ｄｔｅｘ、外径約０．１７ｍｍ）を６本束ねて撚り合わせた緩衝層４（厚さ：０．０７ｍｍ）を設け、その上に溶融押出しによって、ナイロン樹脂を厚さ０．１０ｍｍで形成した。それ以外は実施例１と同様にして実施例４のヒータ線１０を作製した。最終的な高屈曲ヒータ線１０の直径は０．７７ｍｍであった。得られたヒータ線１０の表面の凹凸は実施例１よりも小さく、扁平率は０．０２であり、丸線形状であった。
　［実施例５］
　実施例４において、ナイロン樹脂の厚さを０．１０ｍｍから０．１５ｍｍに変更した。それ以外は実施例４と同様にして実施例５のヒータ線１０を作製した。最終的な高屈曲ヒータ線１０の直径は０．８７ｍｍであった。得られたヒータ線１０の表面の凹凸は実施例４よりも小さく、扁平率は０．０１であり、丸線形状であった。
　［実施例６］
　実施例１において、発熱線３の撚りピッチを１２ｍｍから４ｍｍに変更した。それ以外は、実施例１と同様にして実施例６のヒータ線１０を作製した。得られたヒータ線１０の表面の凹凸は僅かであり、扁平率は０．０３であり、丸線形状であった。
　［実施例７］
　実施例１において、直径０．０５ｍｍの３２本の発熱素線３ａに代えて、直径０．０５ｍｍの６０本の発熱素線３ａを用いた。さらに、発熱線３の撚りピッチを１２ｍｍから４ｍｍに変更した。それ以外は、実施例１と同様にして実施例７のヒータ線１０を作製した。得られたヒータ線１０の表面の凹凸は僅かであり、扁平率は０．０４であり、丸線形状であった。
　［比較例１］
　芯材１０１として、ポリアリレート繊維からなる繊維糸（５６０ｄｔｅｘ、外径約０．２７ｍｍ）を１本用いた。この芯材１０１上に、直径０．１ｍｍの発熱素線に厚さ０．０１ｍｍの絶縁皮膜が設けられた直径０．１２ｍｍの発熱線１０２を７本引き揃え、その状態で芯材１０１の外周に横巻した。横巻きの際には、図４に示すように、線の重なりを防ぐために引き揃えた７本束の隙間（空間１０５）を１．０ｍｍ空けてピッチ２．０ｍｍで横巻きした。このときの発熱素線はＣｕ線を用い、７本の抵抗が約０．３Ω／ｍになるようにした。次に、溶融押出しによって、ナイロン樹脂（絶縁被覆層１０５）を厚さ０．２１ｍｍで形成し、直径が０．９０ｍｍのヒータ線１１０を作製した。得られたヒータ線の表面の凹凸は大きく、実施例１との比較ではかなりの違いがあり、扁平率も０．１２であり、少し扁平した形状であった。
　［比較例２］
　芯材は使用せず、直径０．０８０ｍｍの発熱素線に厚さ０．０１ｍｍのポリエステルイミド皮膜（絶縁皮膜）が設けられた直径０．１０ｍｍの発熱線１０２を１４本用い、ピッチ１２ｍｍで撚った。このときの発熱素線はＣｕＳｎ合金線を用い、１４本の抵抗が約０．３Ω／ｍになるようにした。次に、溶融押出しによって、ナイロン樹脂を厚さ０．２５ｍｍで形成し、直径が０．９２ｍｍのヒータ線を作製した。得られたヒータ線の表面の凹凸は実施例２よりもやや大きく、扁平率は０．０５であり、丸線形状であった。なお、比較例２のヒータ線は、芯材がないことから、剛性があって硬く、柔軟性の点で劣っていた。
　［比較例３］
　実施例１において、発熱線３の撚りピッチを１２ｍｍから２ｍｍに変更した。それ以外は、実施例１と同様にして比較例３のヒータ線を作製した。得られたヒータ線の表面の凹凸は僅かであったが、扁平率は０．１２であり、少し扁平した形状であった。
　［比較例４］
　実施例１において、発熱線３の撚りピッチを１２ｍｍから１６ｍｍに変更した。それ以外は、実施例１と同様にして比較例４のヒータ線を作製した。得られたヒータ線の表面の凹凸は僅かであり、扁平率は０．０６であり、丸線形状であった。
　［特性評価］
　各実施例と比較例について屈曲試験を行った。屈曲試験は、半径５ｍｍのマンドレルの間に各実施例と比較例で作製したヒータ線を挟み、マンドレルと垂直方向に両側９０度ずつの屈曲を１回として屈曲回数を測定した。屈曲回数の評価は、発熱線が１本切れるまでの回数とした。切断の有無は、各発熱線の抵抗値を計測して行った。
　実施例１～７のヒータ線は、いずれも屈曲回数２０万回を超えたので、超えた時点で測定は終了した。一方、比較例１のヒータ線は、屈曲回数が５万回であり、比較例２のヒータ線は、屈曲回数が７万回であり、いずれも２０万回まで到達しなかった。また、比較例３，４のヒータ線も、いずれも２０万回まで到達しなかった。
　なお、扁平率は、得られた各ヒータ線をエポキシ樹脂に埋め込んだ後に断面研磨し、その横断面を光学顕微鏡で観察して最大径と最小径を出し、［（最大径－最小径）／最大径］で計算して求めた。
　１　芯材（繊維束又は繊維糸）
　２　発熱部
　３　発熱線
　３ａ　発熱素線
　３ｂ　絶縁皮膜（エナメル皮膜）
　４　緩衝層（繊維束又は繊維糸）
　５　絶縁被覆層
　１０，１０Ａ，１０Ｂ　高屈曲ヒータ線
　１０１　芯材
　１０２　発熱線（絶縁被覆素線）
　１０４　絶縁被覆層
　１０５　空間（芯材の露出部）
　１１０　ヒータ線

Claims (4)

  1. 　繊維束又は繊維糸からなる芯材と、該芯材の外周に複数本の発熱線を４ｍｍ以上１２ｍｍ以下のピッチで撚り合わせて設けられた発熱部と、該発熱部の外周に設けられた絶縁被覆層とを有する、ことを特徴とする高屈曲ヒータ線。
  2. 　前記発熱線は、発熱素線と該発熱素線の外周に設けられた絶縁皮膜とからなり、前記発熱素線の直径が０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲内であり、前記発熱線の本数が１４本以上２００本以下の範囲内である、請求項１に記載の高屈曲ヒータ線。
  3. 　横断面の扁平率が０．１以下である、請求項１又は２に記載の高屈曲ヒータ線。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の高屈曲ヒータ線を基材に配設したことを特徴とする面状発熱体。
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