JPH08212838A - 高温検知線および長尺構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケーブル，パイプ等の長尺物の過熱，火災の
発生を短時間の内に検出できるようにすると共に、端末
加工を容易にすること。 【構成】 中心導体４に熱可塑性樹脂よりなる絶縁体５
を被覆し、その外側には、外面に接着層を有する金属箔
で同軸状に覆って外部導体７を形成する。そして、外部
導体７の外側に前記外部導体７と接着一体化させて外被
９を形成する。また、前記絶縁体５と外部導体７との間
には、外部導体７の接続を容易にするためのドレーン線
６を縦添えする。そのように形成した高温検知線をケー
ブル，パイプ等に巻き付けて用いる。このような高温検
知線では、接着層により外部導体７と外被９とが接着一
体化されているため、中心導体４と外部導体７の曲げ応
力がバラツキなく大きくなって、絶縁体５の溶融時に中
心導体４と外部導体７とが短絡し易くなり、高温検知感
度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気ケーブルやガス，
液体等の流体輸送用パイプのような長尺な線状構造物
（以下、「長尺構造物」という）に添設して、過熱や火
災の発生を検知する高温検知線、および、これを添設し
た長尺構造物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気ケーブルやガス，液体等の可燃流体
輸送用パイプは、過熱や火災の発生を初期の段階で検知
し、早期に送電停止や流体遮断等の防災対策をとる必要
がある。その検知方法としては、１回路で全長を検出で
きてコスト的に有利な高温検知線を、ケーブルやパイプ
等の長尺構造物に巻き付けたり平行に添わせたりして用
いている。

【０００３】このような高温検知線としては、今まで種
々のタイプのものが提案されてきた。例えば、検知す
べき温度に融点を持つ金属をヒューズに用いてその断線
を検知するもの、樹脂の高温での融解や軟化現象に基
づいて導体が短絡するのを検知するもの、金属や樹脂
の温度変化による抵抗変化を検知するもの、金属のキ
ュリー温度に関する透磁率の変化を検知するもの、光
ファイバーの高温での損失の増加を検知するもの等があ
る。それらの内、樹脂の高温での融解や軟化現象に基
づいて導体が短絡するのを検知するものは、製造の容易
さや回路の単純さから広く採用されており、例えば、図
８に示すように、所定の融点の樹脂よりなる絶縁体１４
で、ピアノ線等の高弾性金属からなる導体１３を被覆し
た２本の電線を撚ったものが一般的に用いられている。

【０００４】従来は、このような高温検知線を、電気ケ
ーブルや流体輸送用パイプに巻き付けたり平行に添わせ
たりして用いていた。そして、高温になると、絶縁体１
４，１４が融解，軟化して、２本の導体１３，１３が、
それらの弾性力により短絡する。それを検出することに
より、ケーブルやパイプの過熱や火災の発生を検知する
ようにしていた。

【０００５】なお、このような高温検知線に関連する従
来の文献としては、例えば、実開昭58−164125号公報、
実開昭59−12210 号公報等がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の技術には、検出感度が鈍く、高温発生から２導
体の短絡までの時間が長いという問題点があった。特
に、極狭い範囲の過熱に対して検出感度が著しく低くな
る傾向があった。本発明は、そのような問題点を解決
し、高温が発生したらより速やかにそれを検知できる高
温検知線およびこれを用いた長尺構造物を提供すること
を課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の高温検知線では、中心導体に熱可塑性樹脂
よりなる絶縁体を被覆し、該絶縁体の外側を、外面に接
着層を有する金属箔で同軸状に覆って外部導体を形成
し、その外側を絶縁材料からなる外被で被覆し、前記接
着層により前記外部導体と外被とを接着させることとし
た。また、前記中心導体は、芯糸上に金属箔を重ね巻き
して形成することとした。そしてまた、本発明の長尺構
造物は、上記高温検知線を添設することとした。

【０００８】なお、本発明における「接着」は、「粘
着」を含むものとする。また、上記の「添設する」とい
うことには、長尺構造物本体に高温検知線を巻き付けた
り縦添えしたりすることを含むものとする。また、本発
明の高温検知線の外部導体と外被とが接着一体化されて
外部導体の分離が困難になる点を補って端末加工を容易
にするため、絶縁体と外部導体との間には、ドレーン線
を縦添えすると良い。

【０００９】

【作 用】高温検知線の一部が高温にさらされると、
熱可塑性樹脂よりなる絶縁体が溶融または軟化する。す
ると、中心導体と外部導体には、ケーブルやパイプに巻
き付けられたときの曲げ応力が曲げの法線方向にかかっ
ているため、絶縁体が溶融または軟化した部分に、局部
的に応力が集中し、その部分の中心導体と外部導体に局
部変形が発生する。その結果、中心導体に突き出しが起
こり、高温検知線が同軸構造をしていて外側には必ず外
部導体があるため、中心導体と外部導体とが高確率で短
絡する。

【００１０】本発明の高温検知線においては、前記接着
層により、外部導体と外被とを接着させて一体化してい
るため、検知線に生じる曲げ応力が検知線の長さ方向に
均一となり、高温検知感度が検知場所によらず均一にな
る。この理由を本発明者は次のように考えている。すな
わち、合成樹脂製の外被，絶縁体と、金属製の外部導体
とは曲がり方が異なる。このため、外部導体と外被とが
接着されていないと、外被，絶縁体および外部導体は、
各々別々の曲がり方をするので、検知線が曲げられたと
き長手方向の各部分で異なる曲がり方をし易い。この結
果、この検知線をパイプ本体に取り付けたとき、変形が
大きく、従って曲げ応力が大きく検知が早い部分と、変
形が小さく、従って曲げ応力が小さく検知が遅い部分を
生じる。これに対して、外被と外部導体とが接着されて
いると、薄い箔からなる外部導体は厚い外被に追従して
曲がる。外被と絶縁体とは合成樹脂製なので似た曲がり
方をする。このため、検知線が曲げられたとき長手方向
の各部分の曲がり変形がより均一になる。この結果、長
手方向の各部分の曲げ応力が均一になり検知感度が均一
になる。

【００１１】また、芯糸上に金属箔を重ね巻きした中心
導体を採用すると、高温検知線に大きな可撓性を確保で
きると同時に中心導体の弾力性を確保できて、大きな可
撓性と高い高温検知感度を有する高温検知線となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の高温検知線をガス輸送用
波付け可撓管に適用した場合を示す図である。図１にお
いて、１は波付け可撓管、２は高温検知線、３は可撓管
外被である。波付け可撓管１は、平均外径が３５ｍｍの
ポリエチレン製で、螺旋状に波付けが行われている。な
お、可撓管としては、波付け可撓管でもストレート管で
もよいが、本実施例では、高温検知線の巻き付け易さと
可撓性の点で有利な、波付け可撓管１に適用することと
した。また、可撓管の材質としては、ポリエチレン以外
にも、ポリプロピレン等の他のポリオレフィンやＰＶＣ
（ポリ塩化ビニル），ポリアミド，熱可塑性ポリエステ
ル等のパイプ状に押出加工が可能な熱可塑性樹脂を用い
ることができる。

【００１３】該波付け可撓管１は、例えば、ガス等の可
燃流体を流す用途に用いられる場合、火災等で高温にさ
らされると危険である。そのため、高熱により波付け可
撓管１が軟化・破損する前に高温を検知して電磁弁を動
作させて可燃流体を遮断する必要がある。そこで、波付
け可撓管１の螺旋状の波付け溝に沿わせて高温検知線２
を巻き付け、該高温検知線２により高温を検知するよう
にしている。

【００１４】可撓管外被３は、厚さ０．３ｍｍ（好まし
くは０．１〜１．０ｍｍ）の軟質ＰＶＣよりなり、高温
検知線２の固定や保護のために設けるもので、必ずしも
設ける必要はないが、設けておくと高温検知線２にこれ
を径方向に圧縮する力が加わるので、検知感度が向上す
る。可撓管外被３の材質としては、ＰＶＣ以外にも、ポ
リエチレン，ポリプロピレン等のポリオレフィンやポリ
アミド，熱可塑性ポリエステル等のパイプ状に押出加工
が可能な熱可塑性樹脂を用いることができる。

【００１５】（第１実施例）次に、本発明の高温検知線
について説明する。図２は、本発明の第１実施例である
高温検知線の断面構造を示す図であり、図３は、該高温
検知線の一部を破断して示す側面図である。図２，図３
において、４は中心導体、５は絶縁体、６はドレーン
線、７は外部導体、８は接着層、９は外被である。

【００１６】中心導体４は、図４に示すように、ポリエ
ステル繊維製で約０．４ｍｍ径の芯糸１０の上を、厚さ
５０μｍ，幅２ｍｍの銅箔を重ね巻きした構造をしてい
る。なお、芯糸１０の材料としては、ポリエステル繊維
に限らず、木綿等の他の繊維材料を用いることができ
る。絶縁体５は、厚さ０．３ｍｍのポリプロピレン（結
晶融点１５８℃）により形成さている。ドレーン線６
は、厚さ２００μｍ，幅１ｍｍの銅箔を絶縁体５の上に
縦添することにより形成されている。外部導体７は、外
面に接着層８として厚さ約３０μｍの共重合ポリエステ
ル系ホットメルト粘着剤を付着させた、厚さ３０μｍ，
幅２ｍｍの銅箔を絶縁体５とドレーン線６の上に重ね巻
きすることにより形成されている。外被９は、軟質ＰＶ
Ｃにより形成されている。

【００１７】なお、中心導体４，ドレーン線６及び外部
導体７用の金属箔としては、銅箔以外にも、アルミニウ
ム等の導電性が高く、かつ、入手し易い任意のものを用
いることができる。また、接着層８としては、共重合ポ
リエステル系ホットメルト粘着剤以外にも、他のホット
メルト粘着剤，ゴム系粘着剤，アクリル系粘着剤や縮合
樹脂系接着剤，エポキシ系接着剤，酢酸ビニル樹脂系接
着剤，ニトリルゴム，ウレタンゴム等の合成ゴム系接着
剤あるいはアクリル樹脂，ポリエステル樹脂，ポリウレ
タン樹脂等を主成分とする接着剤等を用いることができ
る。好適例を示せば、外部導体７を銅またはアルミニウ
ム製とし、外被をＰＶＣ製とした場合には、接着剤とし
てアクリル樹脂系のもの、ポリエステル系のもの、エチ
レン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）系のものが好ましい。外
部導体７を銅またはアルミニウム製とし、外被をポリエ
チレン製とした場合には、接着剤としてアクリル樹脂系
のもの、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（Ｓ
ＢＳ）系のものが好ましい。また、外被９の材質として
は、ＰＶＣ以外にも、可撓管外被３と同様に、パイプ状
に押出加工が可能な他の熱可塑性樹脂を用いることがで
きる。

【００１８】この高温検知線の高温検知感度を確認する
ため、図７に示すような方法で試験を行った。すなわ
ち、炎の高さを５０ｍｍに調整したブンゼンバーナー１
２の炎に、高温検知線２を巻き付けた波付け可撓管１を
当てて、接炎させてから高温検知線２の中心導体と外部
導体とが短絡するまでの時間を計測した。その際、炎を
当てる位置は、高温検知線２から最も遠い位置になるよ
うに、波付け可撓管１の山の部分とした。そのようにし
て、５０の試料について計測したところ、その平均は１
８秒であった。また、その時、波付け可撓管１は、外被
が焦げただけで変形は見られなかった。

【００１９】（第１実施例の変形例）本実施例の変形例
として、高温検知線の絶縁体５の材料のみを、それぞ
れ、ポリアミド１２（結晶融点１７８℃），低密度ポリ
エチレン（結晶融点１１３℃），可塑化ＰＶＣ（ビカッ
ト軟化温度９０℃），ポリカーボネート樹脂（ビカット
軟化温度１５０℃）に変えて同様な試験を行った。その
結果、高温検知線が高温を検知するまでの平均時間は、
それぞれ、１９秒，３７秒，４２秒および３８秒であ
り、波付け可撓管１の状態は良好であった。

【００２０】これらの結果から言えることは、高温検知
線の絶縁体の材料としては、熱可塑性樹脂であれば、半
結晶性でも非結晶性でも良い結果が得られる。ただし、
半結晶性熱可塑性樹脂の場合は、結晶融点が５０〜２０
０℃のものが好ましく、非結晶性熱可塑性樹脂の場合
は、ビカット軟化温度が５０〜１８０℃のものが好まし
い。結晶融点，ビカット軟化温度がこの範囲より低い
と、絶縁体の変形によって誤動作の確率が高くなり、こ
の範囲より高いと、検知時間が長くなって問題になる。

【００２１】高温検知線の絶縁体に用いることができる
材料としては、上記のものの他に、エチレン共重合体等
のポリオレフィン，ビニルクロライド共重合体，熱可塑
性ポリウレタン，メタクリル系樹脂，ポリカーボネート
樹脂，スチレン系樹脂，アクリロニトリル系樹脂，ポリ
エステル系樹脂，ポリエーテル系樹脂等がある。ただ
し、理由はよく判らないが、上記試験結果が示すよう
に、ポリアミド１２とポリプロピレンが特に良好な結果
を示した。

【００２２】（比較例１）一方、高温検知線として図８
に示した従来のものを用い、その他は変えずに上記試験
方法と同様な試験を行った。その際、高温検知線の銅導
体１３は、外径０．４ｍｍとして、絶縁体１４は、厚さ
０．３ｍｍの低密度ポリエチレン（結晶融点１１３℃）
とした。その結果、高温検知線が高温を検知するまでの
平均時間は、４分３０秒であった。また、その時、波付
け可撓管１は燃焼し、大きく変形して穴があいていた。

【００２３】（比較例２）本発明の接着層の効果を確認
するため、上記第１実施例の高温検知線において、接着
層８のみを取り除き、その他は変えずに同様な試験を行
った。その結果、高温検知線が高温を検知するまでの平
均時間は、２分４９秒であった。また、その時、波付け
可撓管１はかなり焼け焦げ、大きく変形したものが多か
った。すなわち、外部導体７の外面に接着層８を設けた
場合とそうでない場合とでは、高温検知能力に大きな差
が出ることが判る。その理由としては、外部導体７の外
面に接着層８を設けないと、前述のごとく高温検知線の
各部に加わる曲げ応力が長手方向に均一化せずに大きく
ばらついて、曲げ応力の極小さい部分が多数箇所発生
し、その結果、平均して検知時間が長くなったものと考
えられる。

【００２４】（比較例３）中心導体４の芯糸１０に銅箔
を巻く際に、重ね巻きせずに約１ｍｍの間隔をあけて巻
いた以外は上記第１実施例と同様に形成した高温検知線
について同様な試験を行った。その結果、高温検知線が
高温を検知するまでの平均時間は、５分１６秒であっ
た。また、その時、波付け可撓管１は燃焼し、大きく変
形して大きな穴があいていた。すなわち、中心導体４と
して芯糸１０を用いる場合、金属箔を重ね巻きした場合
とそうでない場合とでは、高温検知能力に大きな差が出
ることが判る。その理由としては、金属箔を重ね巻きし
ないと中心導体４の弾性が著しく低下し、中心導体４の
曲げ応力が小さくなったためと考えられる。

【００２５】（第２実施例）図５は、本発明の第２実施
例である高温検知線の断面構造を示す図であり、図６
は、該高温検知線の一部を破断して示す側面図である。
符号は、図２，図３のものに対応している。第１実施例
と比較して、中心導体４が外径０．４ｍｍの銅線である
点、絶縁体５が低密度ポリエチレンである点、ドレーン
線６が外径０．２ｍｍの丸い銅線である点、外部導体７
が外面にアクリル系接着剤を２０μｍ付着した厚さ５０
μｍ，幅３ｍｍのアルミニウムテープを縦添した点で異
なっており、その他の点は第１実施例と同様である。

【００２６】この高温検知線の高温検知感度を確認する
ため、前記したものと同様な方法により高温検知線が高
温を検知するまでの時間を計測したところ、その平均は
４８秒であった。また、その時、波付け可撓管１は、外
被が焦げただけで変形は見られなかった。

【００２７】（第２実施例の変形例）本実施例の変形例
として、中心導体４の材料のみを、それぞれ、０．０５
％の錫を含む銅合金，０．２％の錫を含む銅合金に変え
て前記と同様な試験を行った。その結果、高温検知線が
高温を検知するまでの平均時間は、それぞれ、４０秒，
１３秒であり、波付け可撓管１の状態は良好であった。

【００２８】このことから、わずかな量の錫を銅に混入
すると高温の検知時間が短くなることが判る。その混入
量は、５％以下、好ましくは０．１〜２％が良い結果を
示す。すなわち、錫の混入量が２％を超えると中心導体
の電気抵抗が上昇して検知機能に支障が生じ始め、５％
を超えると中心導体の弾性率が高くなり過ぎて巻き付け
作業性が低下したり、電気抵抗がさらに上昇してしまう
からである。また、錫の混入量が０．１％未満では、検
知時間の短縮効果が充分に得られない。

【００２９】なお、検知時間を短縮化するために銅に混
入する材料としては、錫以外にも、鉛，亜鉛，鉄，ニッ
ケル，コバルト，マンガン，アルミニウム，燐等でもよ
い。その場合の混入量は、錫の場合と同様で良い。

【００３０】（比較例４）接着層の効果を確認するた
め、上記第２実施例の変形例の内、中心導体に０．２％
の錫を含む銅合金を用いた高温検知線において、接着層
８のみを取り除き、その他は変えずに同様な試験を行っ
た。その結果、高温検知線が高温を検知するまでの平均
時間は、２分１８秒であった。また、その時、波付け可
撓管１はかなり焼け焦げ、大きく変形していた。このこ
とからも、外部導体７の外面に接着層８を設けた場合と
設けない場合とで、高温検知能力に大きな差が出ること
が判る。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の高温検知線お
よび長尺構造物によれば、高温検知感度が向上して、ケ
ーブルやパイプの過熱や火災の発生をより短時間で検知
でき、より早い段階で防災対策を施すことができる。ま
た、芯糸上に金属箔を重ね巻きして中心導体を形成すれ
ば、大きな可撓性と高い高温検知感度を同時に持たせる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の高温検知線をガス輸送用波付け可撓
管に適用した場合を示す図

【図２】 本発明の第１実施例である高温検知線の断面
構造を示す図

【図３】 本発明の第１実施例である高温検知線の一部
を破断して示す側面図

【図４】 本発明の第１実施例である高温検知線の中心
導体の構造を示す図

【図５】 本発明の第２実施例である高温検知線の断面
構造を示す図

【図６】 本発明の第２実施例である高温検知線の一部
を破断して示す側面図

【図７】 高温検知線の高温検知性能を試験する状態を
示す図

【図８】 従来例を示す図

【符号の説明】

１ 波付け可撓管 ２ 高温検知線 ３ 可撓管外被 ４ 中心導体 ５ 絶縁体 ６ ドレーン線 ７ 外部導体 ８ 接着層 ９ 外被 １０ 芯糸 １１ 金属箔 １２ ブンゼンバーナー １３ 導体 １４ 絶縁体

フロントページの続き (72)発明者 河崎 修 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心導体に熱可塑性樹脂よりなる絶縁体
   を被覆し、該絶縁体の外側を、外面に接着層を有する金
   属箔で同軸状に覆って外部導体を形成し、その外側を絶
   縁材料からなる外被で被覆し、前記接着層により前記外
   部導体と外被とを接着させたことを特徴とする高温検知
   線。
2. 【請求項２】 前記中心導体は、芯糸上に金属箔を重ね
   巻きして形成したものであることを特徴とする請求項１
   記載の高温検知線。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の高温検知線が添
   設された長尺構造物。