JPS61285689A - 感熱線 - Google Patents

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 本発明は電気毛布、電気カーペット等の面状採暖具に使
用される発熱機能と温度検知機能を有する感熱線に関す
る。

従来の技術 従来電気毛布や電気カーペットに使用されるコード状の
感熱線は第４図に示すコード状発熱線と第５図に示すコ
ード状検知線との２本が面状採暖具内に組込まれて使用
されている。

コード状発熱線の構造において、８はポリエステル繊維
、耐熱ポリアミド等からなる芯糸、９は芯糸８の外周囲
にスパイラル状に巻着した銅、銅合金等の発熱線、１０
は異常温度になった際に１５０〜１９０℃で溶融軟化し
かつ負の温度特性を有する結晶性樹脂例えばナイロン１
１．ナイロン１２等を芯糸８及び発熱線９の外周囲に押
出成形被覆してなるヒユーズ層、１１はヒユーズ層１０
の外周囲にスパイラル状に巻着して発熱線９との間でヒ
ユーズ層１０に流れる漏洩電流又はヒユーズ層１０が溶
融したことによって流れる短絡電流を検知し制御回路の
保安回路を動作させて発熱線９に流れる発熱電流を遮断
させる機能を有する異常検知線、１２はヒユーズ層１０
及び異常検知線１１の外周囲を押出成形被覆してなるポ
リ塩化ビニルの絶縁外被である。

またコード状検知線は第５図に示す如く、１６はポリエ
ステル、耐熱ポリアミド等からなる芯糸。

１４は芯糸１３の外周囲に巻着した銅、銅合金等からな
る内部検知線、１５は負の温度係数を有する例えばポリ
塩化ビニル樹脂に四級アンモニウム塩１〜５重量％を添
加した組成物を押出成形加工により芯糸１３及び内部検
知線１４の外周囲に被覆してなる感熱層、１６は感熱層
１５の外周囲に巻着した銅、銅合金等からなる外部検知
線、１７は感熱層１４及び外部検知線１６の外周囲をポ
リ塩化ビニルで押出成形被覆してなる絶縁外被である。

コード状発熱線及びコード状検知線は電気毛布あるいは
電気カーペット等の面状採暖具に所、定のパターンで蛇
行配設されかつ固定され、快適な採暖温度になるよう制
御回路と組合せて採暖を可能ならしめている。

すなわち、平常使用状態の３０〜６０℃の採暖温度動作
の場合は感熱層１５のインピーダンスを内部検知線１４
と外部検知線１６とにより検知し、コード状発熱線の発
熱線９に流れる発熱電流を制御する。

また制御回路の素子の故障や外部加熱によって採暖温度
以上に温度が上昇した異常状態の場合。

ヒーーズ層１０に流れる漏洩電流を異常検知線１１が検
知して制御回路に組込まれた保安回路を動作させて発熱
線９に流れる発熱電流を遮断させ２人体に対するやけど
や面状採暖具の焼損を未然に防止する。

このようにヒユーズ層１０と感熱層１５とが２種類のコ
ード状発熱線及びコード状検知線とに分けて別々の役割
機能を発揮している。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来のコード状発熱線とコード状検知線を
使用した面状採暖具は以下に述べる問題点があジ、その
解決の必要性があった。

山　コード状発熱線とコード状検知線を異なった蛇行配
列パターンに配設しかつ固定する為２作業性が悪いだけ
でなく、お互いが重なって配設された場合は面状採暖具
が凹凸状になったりコードがつぶれて故障の原因になり
易い。

（２）　　面状採暖具は繊維質の断熱材例えば毛布地や
ニードルパンチフェルト等の中に硬いコード状物が組込
まれている為、複数のコード状物を使用すると折ジたた
み性が悪かったり、使用時の異和感がある。

（３）　　第５図の内側検知線１４は感熱層１５で被覆
されていることから接触信頼性は確保されるが、外側検
知線１６は不十分な接触状態になり、感熱層１５が有し
ているインピーダンスの温度依存性能を十分引き出せず
、温度検知性能が低下する。

（４）　　第５図の感熱層１５は押出成形技術上の制約
と機械的強度から厚みが０．２問以下にできず、その為
に絶縁物であるポリ塩化ビニルのサーミヌタ特性を向上
させる四級アンモニウム塩の添加量を本来必要とされる
量以上に多く添加しなければならず、その結果として添
加した四級アンモニウム塩のブリードや移行現象を引き
起してインピーダンスが使用中に経時変化してしまい温
度検知感度が低下する。

（５）　　コード状発熱線及びコード状検知線の材料と
製造工数が余計にかかり、低コストの面状採暖具が得ら
れない。

問題点を解決する為の手段 本発明は以上述べた従来の問題点を解決する為になされ
たもので、カーボン繊維や導電性皮膜を処理した導電性
の芯糸の外周囲にα００５〜０．０５ｍｍの厚さに負の
温度係数を有し１４０〜１８０℃で溶融軟化点を有する
感熱層を予めエナメル処理加工により被覆した一対の検
知線をスパイラル状に平行巻着し、これらの外周囲に１
５０〜１９０℃に融点を有する結晶性の樹脂を押出成形
加工によジヒーーズ層を形成し、ヒユーズ層の外周囲に
発熱線をスパイラル状に巻着後これら全体をポリ塩化ビ
ニルの絶縁外被で被覆した構造とした。

作用 感熱層を被覆した一対の検知線を導電性の芯糸の外周囲
にスパイラル状に平行巻着後それらの外周囲にヒーーズ
層１発熱線、絶縁外被のそれぞれ金設けた構造の感熱線
にすることにより、以下に述べる作用機能を有し、その
産業上の利用価値は大なるものがある。

（１）１本のコード状感熱線で平常温度検知と異常温度
検知ができ１面状採暖具への組込み作業性が改良できる
。

（２）　　構造的に屈曲性も良くなり面状採暖具の折り
たたみ性向上と使用時の異和感を減少できる。

（３）　　感熱層が検知線の表面に均一に被覆されかつ
導電性の芯糸に巻着されていることから、感熱層との接
触信頼性が確保され、温度検知の感度が大きい。

（４）　　感熱層の厚みが０．００５〜０．０５１ｍの
薄い皮膜の為。

必要以上にサーミヌタ改良の為の添加剤を加えなくとも
優れた温度検知感度を有し、インピーダンスの経時変化
を小さく抑えることができる。

（５）　　感熱線の使用材料が少なくかつ製造工数も少
なくて効率が良いことから低コストの面状採暖具が得ら
れる。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に従い詳述する。

第１図は本考案の一実施例の感熱線の構造であり、１は
カーボン繊維あるいはポリエステル、耐熱ポリアミド、
ガラス等の耐熱繊維表面に導電性塗料あるいはニッケル
メッキ等を施した導電性を有する芯糸、２は銅あるいは
銅合金からなる一対の検知線６，４の表面に予め０．０
０５〜α０５＋ｍｎの厚さに被覆された負の温度係数を
有し１４０〜１８０℃の温度領域で溶融軟化点を有する
例えばポリアミド系樹脂からなる感熱層、５は芯糸１及
び感熱層２の外側外周囲に押出成形加工によって被覆さ
れた１５０〜１°９０℃に融点を有する結晶性樹脂例え
ばポリアミド樹脂、共重合ポリエステル樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリアセター
ル樹脂等の温度ヒユーズ層、６は温度ヒユーズ層５の外
周囲にスパイラル状に巻着された発熱作用をする銅、銅
合金等からなる発熱線、７は温度ヒユーズ層５及び発熱
線６の外周囲に押出成形加工によって被覆したポリ塩化
ビニルからなる絶縁外被である。

前記構成における作用を次に説明する。

第２図は第１図に示した感熱線の実施例と第５図に示し
たコード状検知線の従来例とのインピーダンスの温度依
存特性である。

第３図は第１図に示した感熱線の実施例と第５図に示し
たコード状検知線の従来例とヲ１２０℃の温度で老化さ
せた際のインピーダンスの経時変化特性である。

芯糸１は検知線３．感熱８２．芯糸１．感熱層２、検知
線４のループで電気的回路を形成させる必要から導電特
性を有し、かつ芯材としての機械的強度を具備しなけれ
ばならない。導電性の芯糸１はカーボン繊維が適するが
、その他にポリエステル繊維、耐熱ポリアミド繊維、ガ
ラス繊維等の表面に例えばウレタン樹脂、アクリル樹脂
、ポリエステル樹脂等全バインダーとして導電粒子例え
ばカーボン、ニッケル粉、銀粉９０ジーウム粉等を６〜
３０重量％添加した組成物を塗布し乾燥焼成し導電化し
たもの、あるいはポリエステル繊維・耐熱ポリアミド繊
維の表面にニッケルメッキを施して導電化したもの、あ
るいは導電性樹脂を耐熱繊維の外周囲にチュービングし
たものでもよい。

感熱層２は検知線３，４の表面にエナメル処理加工によ
り被覆されることから密着性が優れ、また導電性の芯糸
１とは機械的に巻き付けられている為、接触面積が大き
くかつ信頼もあり、第２図に示すようにインピーダンス
の温度依存性は第５図に示すような従来例よりも大きく
、温度検知感度が優れている。また感熱層２は樹脂を溶
剤で溶解させてその粘度を調節することにより検知線６
．４の表面に形成する皮膜の厚みを０．００５〜０．０
５ｍｒ＋にしていることからサーミヌタ特性を向上する
為の添加剤例えば四級アンモニウム塩、イミダシリン化
合物、オキサゾリン化合物等の添加量は１重量％前後で
も十分インピーダンスを低くかつＢ定数を大きくでき、
第６図に示した如く感熱線を１２０℃の高温に放置した
際のインピーダンスの耐熱経時変化は従来例よりも著し
く小さくできる。

実施例においてインピーダンスの経時変化ｆ　小さく抑
えられる理由はサーミスタ特性改良用の添加剤量が少な
いことと結晶性樹脂であるヒーーズ層５が外周囲にある
為一種の遮閉層となって添加剤の移行を防止しているこ
とによる。

温度ヒユーズ層５は感熱線が異常温度状態になった際に
発熱線乙に流れる電流を遮断させる機能を有する。例え
ば温度制御回路の素子が故障して平常の温度制御が困難
になった場合２発熱線乙の発熱量が増加して感熱線が１
００℃以上になると感熱層２及び温度ヒユーズ層５は負
の温度係数を有しているからインピーダンスが著しく小
さくなり検知線６，４と発熱線６との間に流れる漏洩電
流が増加して制御回路に設けた保安回路を動作させて発
熱線６に流れる電流を遮断し２人体に対するやけどや面
状採暖具の焼損を未然に防止することができる。

また使用時の面状採暖具が外部加熱によって異常温度に
なった場合を想定すると、感熱層２は１４０〜１８０℃
で溶融軟化する性質を有し、温度ヒユーズ層５も１５０
〜１９０℃で溶融することから、検知線６．４と発熱線
６とが接触短絡を起して過大な短絡電流が流れて保安回
路を動作させ発熱体乙に流れる電流を遮断することがで
きる。

温度ヒユーズ層５の融点を１５０〜１９０℃に制限した
理由は次による。融点が１５０℃以下になると耐熱老化
性及び屈曲強度の低下や誤溶断を起し、ｊ９Ｌｉｔ以上
になると面状採暖具が焼損し易くなることからいずれも
好ましくない。

また感熱層２の溶融軟化点を１４０〜１８０℃にした理
由は、温度ヒユーズ層５よジも約１０℃低い方が異常温
度時に検知線６，４と発熱線６とが確実に短絡し易くさ
せる為である。

このように感熱層２及び温度ヒユーズ層５が同じような
物性を有していることにより、異常温度状態を検知して
やけどや焼損を防止することができる。温度ヒユーズ層
５はナイロン１１．ナイロン１２、変性ナイロン１１等
の単一物であってもその機能を果すが、感熱層２に添加
したサーミスタ特性。

改良用の添加剤と同質あるいは同系化合物を添加するこ
とによって異常温度の検知感度を向上することができる
。

発熱線６は感熱線の外径を細く抑える為と、温度ヒユー
ズ層５との接触面を大きくする必要性があることから箔
状が適するのに対し、検知線３，４は感熱層２を薄く均
一に被覆しなければならないことと、感熱線の屈曲性を
確保する為外径が０．１〜０、３　ｒｒｒｍの丸形が好
ましい。

第１図に示した構造からも明らかな如く、１本のコード
状物で平常時の温度検知と異常時の温度検知を兼ねた発
熱作用をする感熱線であることから、使用材料が少なく
かつ製造工数も少なくて済み低コストの面状採暖具が得
られる。また一対の検知線６，４と発熱線６とは別個に
温度制御回路が組めることから、一対の検知線６，４間
に交流電界を印加して感熱層２のインピーダンスを検知
することができる。

従って感熱層２にイオン性の添加剤を添加しても分極現
象を起さず特性変化をしない。また本実施例では感熱層
２を検知線５，４の両方に形成したが１片方のみでｂっ
てもよい。

発明の効果 以上詳述した如く本発明によれば以下の効果が期待でき
ることから、その産業上の利用価値は大なるものがある
。

（１）　　面状採暖具に１本の感熱線を蛇行配設するだ
けで平常温度検知と異常温度検知の両機能を有し、かつ
組込み作業性が著しく向上できる。

（２）　　面状採暖具としての屈曲性を確保するととも
に、折りたたみ性の向上と採暖時の異和感の低減ができ
る。

（３）　　構造的に温度検知感度の大きいものが得られ
る。

（４）　　特性の経時変化が小さく長期信頼性がある。

（５）　　製造コストが安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す感熱線の構造図、第２
図は本発明の一実施例と従来例とのインピーダンスの温
度特性図、第３図は本発明の一実施例と従来例との耐熱
老化時のインピーダンス変化率特性図、第４図及び第５
図はそれぞれ従来例を示す感熱線の構造図を示す。 １・・・芯糸、　　　　　　２・・・感熱層。 ６．４・・・検知線、　　　　５・・・温度ヒユーズ層
。 ６・・・発熱線、　　　　　７・・・絶縁外被。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芯糸（１）の外周囲にスパイラル状に平行巻着した
   一対の検知線（３）、（４）と、これらの外周囲に被覆
   してなる１５０〜１９０℃に融点を有する結晶性樹脂の
   ヒューズ層（５）と、このヒューズ層（５）の外周囲に
   スパイラル状に巻着した発熱線（６）と、これら全体を
   被覆してなる絶縁外被（７）とからなる感熱線において
   、前記芯糸（１）が導電性を有しかつ検知線（３）、（
   ４）の少なくとも一方の表面に負の温度係数を有する感
   熱層（２）を設けたことを特徴とする感熱線。 ２、芯糸（１）がカーボン繊維又は表面に導電性皮膜を
   施した耐熱繊維である特許請求の範囲第１項記載の感熱
   線。 ３、感熱層（２）がエナメルワニス処理加工により検知
   線（３）、（４）の少なくとも一方の表面に被覆してな
   る特許請求の範囲第１項記載の感熱線。