JPS61285690A - 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、電気カーベン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、９はポリエステル繊維
、耐熱ポリアミド等からなる芯糸、１０は芯糸９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、１
１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
１１．ナイロン１２等ヲ芯糸９及び発熱線１０の外周囲
に押出成形被覆してなるヒユーズ層、１２はヒユーズ層
１１の外周囲にスパイラル状に巻着して発熱線１０との
間でヒユーズ層１１に流れる漏洩電流又はヒユーズ層１
１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１０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、１３はヒユー
ズ層１１及び異常検知線１２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、１４はポリエ
ステル、耐熱ポリアミド等からなる芯糸。

１５は芯糸１４の外周囲に巻着した銅、銅合金等からな
る内部検知線、１６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１４及び内部検
知線１５の外周囲に被覆してなる感熱層、１７は感熱層
１６の外周囲に巻着した銅、銅合金等からなる外部検知
線、１８は感熱層１５及び外部検知線１７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１６のインピーダンスを内部検知線１５
と外部検知Ｍ１７とにより検知し、コード状発熱線の発
熱線１０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。

ヒユーズ層１１に流れる漏洩電流を異常検知線１２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１０に流れる発熱電流を遮断させ１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１１と感熱層１６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り、その
解決の必要性があった。

（１）　　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１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りたた
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１５は感熱層１６で被
覆されでいることから接触信頼性は確保されるが、外側
検知線１７は不十分な接触状態になり、感熱層１６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１６は押出成形技術上の制約
と機械的強度から厚みが０．２咽以下にできず、その為
に絶縁物であるポリ塩化ビニルのサーミスタ特性を向上
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
葉身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０．００５〜０．０５ｍｎの厚さに負
の温度係数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と裸の金属からなる異常検知線
とをスパイラル状に平行巻着し、これらの外周囲に１５
０〜１９０℃に融点を有する結晶性の樹脂を押出成形加
工によりヒユーズ層を形成し、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
ル等の絶縁外被で被覆した構造とした。

作用 上述した本発明の感熱線構造により以下に述べる作用が
あり、その産業上の利用価値は犬なるものがある。

（１）１本のコード状感熱線で平常温度検知と異常湿度
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α００５〜０．０５＋＋ｏｎ
の薄い皮膜の為。

必要以上にサーミス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）　　一対の検知線間で平常時の温度検知を行い。

異常検知線と発熱線との間で異常温度の検知を行うこと
ができる。

（６）　　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の表面に導電性塗
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、銅合金等からなる一対の検知線６，４の表
面に予め０１００５〜０．０５ｍｍの厚さにエナメル処
理加工により被覆された負の温度係数を有する例えばポ
リアミド、エポキシ等の樹脂組成物からなる感熱層、５
は一対の検知線６，４と平行に巻着した銅、銅合金等か
らなる異常検知線、６は芯糸１．感熱層２及び異常検知
線５の外周囲に押出成形加工によって被覆された１５０
〜１９０℃に融点を有する結晶性樹脂例えばポリアミド
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、７は温度ヒユーズ層６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
の発熱線、８は温度ヒユーズ層６及び発熱線７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を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．感熱層２．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を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、ロジュウム粉等を３〜
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６，４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２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（
３）　、　（４）の表面に形成する皮膜の厚みを０．０
０５〜０．０５ｍにしていることからサーミスタ特性を
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３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を小さく抑え
られる理由はサーミスタ改良用の添加剤量が少ないこと
と、結晶性樹脂であるヒユーズ層６が外周囲にある為に
一種の遮閉層となり添加剤の移行を防止していることに
よる。

異常検知線５は発熱線７との間にある温度ヒユーズ層乙
の異常過熱時にインピーダンスが低下したり溶融する性
質を利用して漏洩電流あるいは短絡電流を検知して発熱
線に流れる電流を遮断させる金属の検知線である。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。

発熱線７０発熱量が増加して感熱線が１００℃以上にな
ってしまうと、温度ヒユーズ層乙のインピーダンスが著
しく小さくなり発熱線７と異常検知線５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７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、温度ヒユーズ層６が１５０〜
１９０℃で溶融して発熱線７と異常検知線５とが機械的
に接触短絡することによって短絡電流が流れ、その電流
を異常温度検知ａ５が検知して制御回路に設けた保安回
路を動作させて発熱線に流れる発熱電流を遮断しやけど
や焼損事故を未然に防止する。

温度ヒユーズ層乙の融点を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
性の低下や誤溶断を起し易くなす、１９０℃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
くなく、より好ましくは１５５〜１８０℃が適する。温
度ヒユーズ層６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
あるいは同系の化合物を添加することによって異常温度
の検知感度を向上できる。一方感熱層２は異常温度時の
動作機能は必要ないことから、１５０〜１９０℃におい
て未溶融の組成物、溶融組成物のいずれであってもよい
。

発熱線７は感熱線の外径を細く抑える為と、温度ヒユー
ズ層６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（１１〜０．３ｍｍ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７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３，４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３，４の両方に形成したが１片方のみであっ
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６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、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。 ３．４　　・・・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、この検知線（３）、（
   ４）と平行巻着した異常検知線（５）と、これら外周囲
   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（６）と、このヒューズ層（６）の外
   周囲にスパイラル状に巻着した発熱線（７）と、これら
   全体を被覆してなる絶縁外被（８）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。