JPH0465511B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気毛布、電気カーペツト等のヒータ
や、温度過昇防止線として用いる可撓性発熱線に
関する。

従来例の構成とその問題点 従来、電気カーペツト、電気毛布等に用いられ
る可撓性発熱線は第１図に示すように、第１導体
線１と、第２導体線２が同心円状に内巻、外巻状
にスパイラルに設けられ、その間に介在させたナ
イロン樹脂３の融点における鋭的な融解挙動を利
用し、両導体線を短絡させ、過昇温度を検出して
いた。しかしながら、本構造では生産性の低い巻
線工程を内巻、外巻の２回設けねばならず、生産
性およびコストに限界があつた。

一方、従来の正の抵抗温度係数を有する発熱線
（以下PTC発熱線と記す）は例えば第１図、第２
図に示す如く構成されていた。第１図、第２図に
おいて、３はPTC発熱層であり、第２図ではそ
の外表面に第１図では内側と外側に１対の第１、
第２導体線２，２′がスパイラルに巻きつけられ
ており、その外表面は絶縁体５でチユービングさ
れている。またPTC発熱層３の内表面部には芯
糸４を配している。本構成では、PTC発熱層３
のPTC発熱層３のPTCカーブによりある自己制
御温度に設定することができるが、外部よりの押
圧、屈曲、ねじり等により局部的に電極間距離が
小さくなつたりPTC発熱層３の一部に導電性物
質が誤つて混入していた場合など、発熱線全体の
抵抗値がほとんど変わらず、その局部に電流が集
中し局部過熱、アーク発生、さらには電極間シヨ
ートが生じ、火傷、火災など安全性を損なう面を
有していた。第１、第２導体線１，２間シヨート
に関しては、発熱線全体に流れる電流値に大きな
変化があるので電流ヒユーズ等により危険ではあ
るが簡単に通電を停止させることができるが、上
記の如く、発熱線全体の抵抗値がほとんど変わら
ず、変わつてもPTCの発熱線自身の自己制御抵
抗値範囲内であり、その局部に電流が集中した場
合などは安全性を確保することができないもので
あつた。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点を解消するもので、
安全で信頼性の高いものを提供することを目的と
する。

発明の構成 本発明は、熱収縮性の芯糸４ａ上に、第３図の
ように第１導体線１ａと、第２導体線２ａとを平
行にスパイラル状に形成して成ることを特徴とす
る。上記熱収縮性の芯糸４ａとは、温度過昇防止
装置の作動温度、即ち120〜200℃の温度にて大き
な熱収縮をおこす絶縁性繊維をいう。具体的に
は、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアル
コール共重合体（ビニロンセンイ）等の有機繊維
が適し、特に延伸糸はこの性質が顕著である。ま
た、本発明の可撓性発熱線は製線工程にて、幾分
かの張力をかけた状態で製線されるため、芯糸４
ａの張力によつて伸ばされた状態で可撓性発熱線
となる。それ故、本発明における熱収縮性の芯糸
４ａとは、単に熱収縮する糸のみならず、０〜５
Kg程度の張力によつて、伸度の大きい糸をも含
む。すなわち、この糸は、製線工程上で伸ばされ
た状態で電線となり、120〜200℃の過昇温度にお
いて、外側に構成されている外被５の軟化により
応力が働いて電線として収縮するという結果を生
ずる。それ故、芯糸に一般に行なわれるヒートセ
ツト処理は、伸度と熱収縮性の比率を調整する工
程であり、本発明における熱収縮性は、この伸度
と熱収縮率の和に比例する。すなわち、本発明に
おける可撓性発熱線は異常昇温時に例えば８％以
上と大きく収縮し、両電導体線１ａ，２ａ極間が
短絡する。この時の収縮率は芯糸自身の熱収縮率
と発熱線製線時の伸びの和にほぼ近い値となる。

本発明に用いるPTC発熱層３としては、次の
２種類のものを用いる。即ち、(A)第１導体線１
ａ、第２導体線２ａのいずれかを発熱線として用
い、他方を信号線として用いる発熱線の場合に
は、PTC発熱層３は必ずしも必要でないが、ナ
イロン１１，１２のような熱溶融性高分子層を設
けてもよい。この場合異常昇温時にこの層３は溶
融して低粘度液体に変化するため、本発明の安全
動作を非常に安定して作動させることができる。

(B)PTC発熱層３に大きな正の抵抗温度係数を
もつPTC発熱層を設ける場合があり、この時本
発明の可撓性発熱線は温度過昇防止動作をする
PTC発熱線となる。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面に基づ
いて説明する。

実施例 １ ナイロン６を延伸してなる1500デニールの熱収
縮性の芯糸４ａ上に、直径0.17mmの銅線を厚み
0.06mmに製箔し、ピツチ1.2mmピツチで２本を平
行に巻き付け、第１、第２導体線１ａ、２ａとし
た。その上に絶縁外被５として軟質ポリ塩化ビニ
ル組成物層0.5ｍ厚を被覆した。これをサンプル
〔Ａ〕とした。これと別に、サンプル〔Ｂ〕とし
て、第３図のごとくナイロン１２よりなるPTC
発熱層３を形成したのち、サンプル〔Ａ〕と同様
の絶縁外被５を被覆した。これらのサンプル
〔Ａ、Ｂ〕を炉中にセツトし、導体線１ａに0.8A
の電流を通じで発熱させ、炉を１℃／分の昇温速
度にて昇温させたところ、第１、第２導体線１
ａ，２ａがサンプル〔Ａ〕では176℃サンプル
〔Ｂ〕では169℃で短絡し、ヒユーズを溶断させ、
通電を断つ安全動作をした。サンプル〔Ａ〕に比
べ、〔Ｂ〕の方が動作温度バラツキが少なく、動
作が安定していた。

実施例 ２ 1500デニールの延伸処理したポリエステルの芯
糸１ａに、実施例１と同様の仕様にて銅線の第
１、第２導体線１ａ，２ａを巻きつけ、PTC発
熱層３として、カーボンブラツク20％ポリエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体30％、ポリエチレン50％
よりなるものを被覆し、第３図のような可撓性発
熱線を構成した。これを炉中にセツトし、１℃／
分で昇温させたところ、172℃にて第１、第２導
体線１ａ，２ａ間が短絡し、フユーズを溶断さ
せ、通電を断つ安全動作をした。

このように、局部的な異常過熱に対しても十分
な安全性を確保することができる。即ち、外部よ
りの押圧、屈曲、ねじり等により局部的に第１、
第２導体線１ａ，２ａ間距離が小さくなつたり、
PTC発熱層３の中にある導電性物質が混入され
ていたり、あるいは第１、第２導体線１ａ，２ａ
自身が断線するかあるいは断線しかかつていたり
して、局部過熱が生じた際、芯糸４ａを熱収縮さ
せ、第１、第２導体線１ａ，２ａを接触短絡さ
せ、第１、第２導体線１ａ，２ａをシートとして
電流ヒユーズを溶断させ、通電を断つて異常過
熱、局部過熱を検出するものである。本可撓性発
熱線は第３図のような簡単な構成において、
PTC特性および過熱溶断機能を有するもので、
高安全性、高機能性の可撓性発熱線となる。

なお熱収縮性の芯糸４ａは120℃〜200℃にて８
％以上の収縮率を示すもので、120℃〜200℃は、
異常昇温時の安全動作温度を示しており、８％以
上の収縮率は確実な安全動作させるための収縮限
界を示している。また、ここで、芯糸４ａの融点
が200℃以下であるということは、次のような理
由に基づいている。即ち、一般に布地の電気採暖
具に配設される場合、200℃以上に上昇すると発
火、発煙に至り、事故の原因となる。それ故、
200℃以下に過昇防止温度を有することは製品安
全に重要なことである。またPTC発熱層３はカ
ーボンブラツクを中心とする粒子状導電剤を含有
させた高分子組成物であり、例えばこれに用いる
樹脂としてはポリエチレン−酢酸ビニル共重合
体、ポリエチレン−エチルアクリレート共重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フインやポリアミド、ポリエステル等の結晶性樹
脂があり、60〜180℃の結晶変態点付近で急激な
正の温度係数を示す。

第１、第２導体線１ａ、２ａ間の距離は0.3〜
２mm程度でありPTC発熱層３は高比抵抗の組成
物でよく、自己温度制御性のためのPTC特性は
容易に得られる。

発明の効果 以上のように本発明によれば次の効果を得るこ
とができる。

外部からの押圧、屈曲、ねじり等のより局部的
に第１、第２導体線間距離が小さくなつたり、
PTC発熱層に導電性物質が混入されていたり、
第１、第２導体線自身が断線ないしは断線しかか
つていたり、さらには外的要因で異常に加熱され
たりする場合などに生じる局部過熱、異常過熱さ
らにはアーク発生による過熱がおきると芯糸が収
縮し、第１、第２の導体線を短絡させ電流ヒユー
ズを溶断させ、通電を停止し、安全性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来例を示す側面図と斜視
図、第３図は本発明の一実施例を示す側面図であ
る。 １ａ，２ａ……第１、第２導体線、３……
PTC発熱層、４ａ……芯線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芯糸上に第１導体線と第２導体線とを平行に
   スパイラル状に巻きつけ、異常昇温時に、前記芯
   糸の熱収縮性により、前記第１導体線と前記第２
   導体線を短絡させる可撓性発熱線。 ２ 芯糸は異常昇温時に、８％以上収縮する特許
   請求の範囲第１項記載の可撓性発熱線。 ３ 芯糸が、ポリエステル、ポリアミド、ポリビ
   ニルアルコール共重合体より選ばれた一種である
   特許請求の範囲第１項、または第２項記載の可撓
   性発熱線。 ４ 第１、第２導体線の一方を発熱素線とし、他
   方を信号線とした特許請求の範囲第１項、または
   第２項記載の可撓性発熱線。 ５ スパイラル状に形成された第１、第２導体線
   上に芯糸の熱収縮温度より低い温度で大きな正の
   抵抗温度係数（以下、PTCと略す）をもつ組成
   物でPTC発熱層を形成し、さらにその外側に第
   ３導体線をスパイラル状に形成し、前記第１、第
   ２導体線の一方と前記第３導体線を前記PTC発
   熱層の電極とした特許請求の範囲第１項記載の可
   撓性発熱線。 ６ PTC発熱層がカーボンブラツクを含有した
   ポリオレフイン組成物より成る特許請求の範囲第
   ５項記載の可撓性発熱線。