JPH0219598B2 - - Google Patents

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JPH0219598B2
JPH0219598B2 JP56098148A JP9814881A JPH0219598B2 JP H0219598 B2 JPH0219598 B2 JP H0219598B2 JP 56098148 A JP56098148 A JP 56098148A JP 9814881 A JP9814881 A JP 9814881A JP H0219598 B2 JPH0219598 B2 JP H0219598B2
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JP
Japan
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core
conductor
heating cable
ptc
ptc material
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Sunbeam Corp
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/54Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
    • H05B3/56Heating cables
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49082Resistor making
    • Y10T29/49083Heater type

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  • Resistance Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ケーブルの加熱要素に関連して正の
温度係数(PTC)の材料を使用する加熱ケーブ
ル、特に、電気毛布、シーツ等に使用するのに好
適な加熱ケーブルに関する。
近年、電気的な加熱要素に関連するPTC材料
の使用は、その自己制限的な温度特性による利点
のため、益々拡大されている。種々な型式の加熱
ケーブルが工夫され、これらの加熱ケーブルにお
いては、一対の離隔された導体は、2つの該導体
上に押出し成形されたPTC材料で分離される。
2つの該導体間のPTC材料は、1つの導体から
他の導体への比較的小さい抵抗の通路を提供す
る。熱は、実際にPTC材料に発生され、2つの
導体のワイヤ間のPTC材料は、2つの導体ワイ
ヤの間に位置する複数の並列の抵抗ヒータとして
見做され得る。
該PTC材料は、代表的に、導電性カーボンブ
ラツクの分散が付加されるポリエチレン材料から
成つてもよい。米国特許第3858144号は、加熱ケ
ーブルに使用する好適なPTC材料の成分と、焼
鈍手順を包含する該材料の処理される態様とを全
般的に記載する。また、該特許は、PTC材料と、
該材料に電流を供給する導体との間の低い接触抵
抗に関する問題を述べている。
該特許では、改善された安定性と、導体ワイヤ
とPTC材料との間の良好で一層一様な界面の導
電性とは、電極への押出し成形によるカーボンブ
ラツク重合体母組織の沈積に先立ち、導電性ブラ
ツクを含有する成分で電極を予め被覆することに
よつて得られる如く述べられる。これは、他の個
所よりも界面においてかなり多い量のカーボンブ
ラツクを有する重合体母組織を生じる。しかしな
がら、該特許に開示される型式の導体は、電気毛
布と、反復される撓わみが必要でワイヤが容易に
撓わめられねばならないその他の環境とで使用す
るのに好適ではない。
本発明は、ヒータを制限するPTC材料を使用
し改良された可撓性の特性を有し改良された抵抗
の安定性を示す電気毛布に使用するのに好適な加
熱ケーブルを提供することを意図する。
特に、本発明は、導体上に押出し成形され絶縁
被覆で被われる正の温度係数(PTC)の材料に
よつて離隔された関係に支持される一対の細長く
間隔のある導体を有し電気毛布に使用される加熱
ケーブルを提供し、該ケーブルは、該導体の少く
とも1つが、非電導性の可撓性糸のコアと、該コ
アに巻付けられ小さい抵抗の材料の螺旋状に位置
するリボンとを有し、該糸のコアが、導電性炭素
で含浸され、該螺旋状に巻付けられた材料のリボ
ンの内径において該導体の長手方向に小さい抵抗
の通路を提供することを特徴とする。
本発明の他の特徴および利点は、本発明の好適
実施例に関し添付図面を参照する下記の説明によ
つて明瞭になる。
第1図を参照すると、符号12で全体を表示さ
れる加熱ケーブルが示される。加熱ケーブル12
は、所望の抵抗特性を得る如く導電性カーボンブ
ラツクを装填されたポリエチレンの形態をとつて
もよい押出し成形のPTC材料で離隔する関係に
支持される一対の間隔のある導体14,16を有
している。
導体14,16の各々は、夫々のコア14a,
16aと、夫々の螺旋状に巻かれる導体ワイヤ1
4b,16bとを有している。導体ワイヤ14
b,16bは、銅で形成され、約0.064mm×0.254
mm(0.0025″×0.010″)の断面を有している。コア
14a,16aは、直径が約0.457mm(0.18″)で
あり、第1図に示す如くほゞ円筒形の形状に一体
に束ねられ螺旋状に位置する導体ワイヤ14b,
16b間に保持される複数の1650デニールを有す
るレーヨン糸またはガラス糸で形成される。
コア14a,16aは、本発明によると、分散
された導電性炭素粒子を含有する溶液に浸漬され
る。該溶液は、水またはアルコール基のいづれで
もよく、コアを形成するガラスまたはレーヨンの
糸の間に残される凹所ないし空隙に炭素粒子が沈
積し得る様に充分に流動的である。コア14a,
16aへの炭素のこの付着は、導体ワイヤ14
b,16bがコアに巻付けられる前または後に実
施可能である。しかしながら、炭素の一層完全な
浸透は、コアが導体ワイヤによつて巻付けられる
前に被覆されゝば達成可能である。
PTC材料18が導体14,16に押出成形さ
れるとき、コア14a,16aに沈積された導電
性炭素の表面部分は、該材料が押出される際に流
体ないし溶融の状態にあるため、PTC材料の表
面の部分になる。この結果は、PTC材料とコア
14a,16aとの間の界面にPTC材料の著し
く導電性の部分を生じることである。従つて、
PTC材料内へ導体14,16の間を通る電流は、
PTC材料に直接接触する導体ワイヤの表面を通
過するか、またはコアの沈積された炭素層を通り
螺旋状に巻かれた導体ワイヤ14b,16bの巻
きの間に位置するPTC材料の領域内を長手方向
へ導かれるかのいづれかである。種々な通路を電
流に設けることは、加熱ケーブルの特性を改善
し、2つの導体ワイヤの間に一層均等な導電性を
与える。
第3図の断面図を考察すると、コア14a,1
6aの導電性カーボンブラツクによる被覆で与え
られる導体面積の増大が容易に認められる。コア
14a,16aとPTC材料18の層との間の層
17は、幾分誇張された形状で示されるが、上述
の如くコア内に実際に延びるカーボンブラツクの
層を示す様に意図される。導電性被覆のない場合
には、導体14と16の間のPTC材料18の層
を流れる電流は、導体ワイヤ14b,16bへ流
れなければならないであろう。しかしながら、導
体14,16は全長にわたつて隣接する導体に露
出される導体ワイヤ14b,16bの部分、また
は露出されるコア14a,16aの導電性部分1
7のいづれかを有するので、2つの導体14,1
6の間の電流の流れは、2つの導体間で均等かつ
直接的である傾向を有し、これにより、PTC材
料18に最高かつ最も均等な加熱を提供する。
コア14a,16aに使用される微細なガラス
繊維またはレーヨン繊維は、加熱ケーブルに強度
と、可撓性とを与える。コアの導電性炭素の被覆
は、コアの可撓性を低減する傾向を有せず、上述
の如く導体14,16の電気特性を改善する。可
撓性コア14a,16aに螺旋状に各外被間に間
隔を有して位置する導体ワイヤ14b,16bを
有することにより、加熱ケーブルの可撓性は、導
体ワイヤの存在によつて低減されない。更に、導
体ワイヤ14b,16bを螺旋状に各外被間に間
隔を有して配置することにより、加熱ケーブルを
曲げた時に導体ワイヤ14b,16b自体が伸ば
されたり、圧縮されたりして曲がることを低減
し、導体ワイヤ14b,16bの破損により加熱
ケーブルが折れ曲がつてしまう可能性を低減す
る。加熱ケーブルは、導体ワイヤ14b,16b
を破断する危険なしに屡々撓わめ得る。
電気的なパラメータを安定化する如く、PTC
被覆のワイヤは、ポリエチレン材料の溶融点また
はそれ以上の温度で焼鈍される。PTC材料18
の焼鈍中の物理的形状を維持する如く、焼鈍され
るのに先立つてPTC材料18上に押出される熱
可塑性材料の層20が設けられる。焼鈍の完了
後、熱可塑性材料の層20は、除去されるか、ま
たは所定の位置に残されてもよい。次に、塩化ポ
リビニールの他の被覆22は、加熱ケーブル12
に設けられる継手と、コネクタとにおいて好適に
シール可能な絶縁被覆を与える如くその上に押出
される。使用されるPTC材料の特定の型式と、
該材料が受ける焼鈍工程とに依存して、熱可塑性
層20は、必要とされるか、または必要とされな
い。
得られる組立体は、電気毛布、電気敷毛布、シ
ーツ等に使用するのに好適な特性を有し丈夫で可
撓性と耐久性とを備えている。該ワイヤは、通常
の毛布の外被で殆んど認められない様に充分に細
く作られてもよく、加熱ケーブルが折畳みに認め
られる様な抵抗を与えることなく毛布が折畳み可
能な如く充分に可撓性に作り得る。更に、該加熱
ケーブルは、任意の過熱状態が展開ないし発生し
得る領域で自己制限的であるPTC加熱ケーブル
に固有の利点を有している。電気毛布に使用され
るとき、該加熱ケーブルは、局部的な過熱状態に
関する限り最高の安全保護を有すると共に、毛布
の全領域へ均等かつ効率的に熱を分配する毛布を
提供する。
第4図を参照すると、単一のコア14aが、被
覆されるコアに直接巻付けられる1つの導体ワイ
ヤ14bを伴つて使用され、一方、第2導体ワイ
ヤ15が、第1導体14上に押出されたPTC材
料18′の層に螺旋状に巻付けられる本発明の他
の実施例が示される。この配置では、導体ワイヤ
14b,15は、コア14aに対し同心状に位置
し、螺旋状導体ワイヤ14b,15間に位置する
PTC材料18′の円筒形層も、該コアに同心状で
ある。第2導体ワイヤ15は、第1図から第3図
の実施例に関して述べられた如く、熱可塑性層2
0′と、塩化ポリビニール被覆22′とで包囲され
る。第4図の実施例のコア14aに付着される炭
素層17′は、その作用と、付着の態様とに関す
る限り、最初に説明された実施例の層17に対応
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を具現する加熱ケーブルの部分
的な斜視図、第2図は同上の2−2線に沿う拡大
断面図、第3図は同上の加熱ケーブルの部分的な
縦断面図、第4図は本発明の他の実施例の断面図
を示す。 12……加熱ケーブル、14,16……導体、
14a,16a……コア、14b,16b……導
体ワイヤ、15……第2導体ワイヤ、17……導
電性層、18,18′……PTC材料、20,2
0′……熱可塑性層、22,22′……塩化ポリビ
ニール。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ケーブルの抵抗加熱装置として作用する正の
    温度係数(PTC)の材料で離れた関係に支持さ
    れる一対の細長く離隔した導体を備え、該各導体
    が、非導電性の可撓性糸のコアと、該コアに各外
    被の間に間隔をあけて巻付けられ螺旋状に位置す
    る低抵抗材料のリボンとを有し、該糸のコアが、
    該螺旋状に巻付けられる材料のリボンの内径にお
    いて前記導体の長手方向の低抵抗路を与える導電
    性炭素で含浸され、前記PTC材料が、離隔した
    該導体上に押出し成形され、少くとも1つの絶縁
    被覆が、該PTC材料上に押出し成形される電気
    毛布に使用する加熱ケーブル。 2 前記コアが、前記導電性炭素の液体分散中へ
    の該コアの浸漬によつて該導電性炭素で含浸さ
    れ、それにより、該炭素が、該コアの表面と、該
    コアの糸の間〓内とに沈積される特許請求の範囲
    第1項記載の加熱ケーブル。 3 前記材料のリボンが、約0.01613mm2
    (0.000025平方インチ)の断面積を有する高導電
    性の銅を備える特許請求の範囲第1項または第2
    項記載の加熱ケーブル。 4 前記PTC材料で包囲される導体が、焼鈍手
    順中にその形状を維持する如く熱可塑性ゴムで被
    覆され、次に、塩化ポリビニール絶縁被覆が、該
    熱可塑性ゴム被覆の上に装着される特許請求の範
    囲第1項から第3項のいづれか1つの項に記載の
    加熱ケーブル。 5 ケーブルの抵抗加熱装置として作用する正の
    温度係数(PTC)の材料で離れた関係に支持さ
    れる一対の細長い離隔した導体を備え、該導体の
    1つが、非導電性の可撓性糸のコアと、該コアに
    各外被の間に間隔をあけて巻付けられる低抵抗材
    料の螺旋状に位置するリボンとを有し、該糸のコ
    アが、該螺旋状に巻付けられる材料のリボンの内
    径において該導体の長手方向に低抵抗路を与える
    導電性炭素を含浸され、前記PTC材料が、前記
    1つの導体の上に押出し成形され、少くとも1つ
    の絶縁被覆が、該PTC材料と、該導体との上に
    押出し成形される電気毛布に使用する加熱ケーブ
    ル。 6 前記コアが、前記導電性炭素の液体分散中へ
    の該コアの浸漬によつて該導電性炭素で含浸さ
    れ、それにより、該炭素が、該コアの表面と、該
    コアの糸の間〓内とに沈積される特許請求の範囲
    第5項記載の加熱ケーブル。 7 前記材料のリボンが、約0.01613mm2
    (0.000025平方インチ)の断面積を有する高導電
    性の銅を備える特許請求の範囲第5項または第6
    項記載の加熱ケーブル。 8 前記PTC材料が、前記1つの導体およびコ
    アのまわりに円筒形包囲体を形成し、前記離隔し
    た導体の他のものが、該PTC材料に螺旋状に巻
    付けられ、前記絶縁被覆が、該他の導体と、該
    PTC材料との上に押出し成形される特許請求の
    範囲第5項から第7項のいづれか1つの項に記載
    の加熱ケーブル。 9 巻き付けられる前記他の導体を有する前記
    PTC材料の円筒形包囲体が、焼鈍手順中に該
    PTC材料の形状を維持する如く熱可塑性ゴムで
    被覆され、次に、塩化ポリビニール絶縁被覆が、
    該熱可塑性ゴム被覆の上に装着される特許請求の
    範囲第8項記載の加熱ケーブル。
JP56098148A 1980-06-24 1981-06-24 Heating cable for electric carpet Granted JPS5740891A (en)

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