JPS6231996Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は、自動車計器、特に燃料計、冷却水温
計、油圧計、電圧計等の指針作動用及びこれら計
器回路の電圧調整用に使用するバイメタルの加温
に用いられる発熱電線の改良に関するものであ
る。 従来のバイメタル用発熱電線は、電熱線に電気
絶縁用ガラス糸を２層ないし４層交互に反対方向
に横巻被覆し、その上にシリコーン樹脂塗料を含
浸塗布焼付した構造の電線であつた。 しかし、このような従来の発熱電線は、近年の
自動巻線機の採用に伴なつて要求されつつある厳
しい品質特性と高い信頼性を必ずしも充分に満た
しうるものではなくなつてきた。一方、バイメタ
ルの巻線時及び実車走行時にガラス絶縁層が破壊
し、電熱線とバイメタルが短絡するという欠陥も
発生している。更に、可撓性を良くするために２
官能基の多いシリコーン樹脂塗料を含浸焼付塗料
として用いているため、200℃付近に通電加熱さ
れると、Si−OH（ケイ素−ヒドロキシル）間の
縮合反応が起つて炭化水素系ガスを発生し、バイ
メタル先端に設けられている電気接点の動作不良
の原因ともなつていた。 また、最近になつてガラス糸に代えて芳香族ポ
リアミド繊維を電熱線に横巻きし、これにポリア
ミドイミドまたはポリイミド樹脂塗料を含浸塗布
し、焼付硬化させた発熱電線が提案されている。
しかし、このような電線では、有機質の繊維を用
いていることから、たとえば時折経験されるよう
な発熱電線に異常電流が流れた場合に、被覆層全
体が炭化してしまつて短絡を起すという危険があ
る。また、ワイヤブラシ等で被覆層を取り除くと
きに、ガラス糸には見られないケバ立ち様の繊維
のほつれが見られ、バイメタルへの巻線作業性を
損う。 本考案はこれらの諸問題を解決することを目的
とするもので、添付図面に示す如く、電熱線１の
上に電気絶縁用ガラス糸を横巻した第１横巻層２
を設け、その上に芳香族ポリアミド繊維を横巻し
た第２横巻層３を設け、さらにその上にポリアミ
ドイミド樹脂塗料又はポリイミド樹脂塗料を含浸
後に焼付して得た含浸塗布焼付層４を設けてなる
電線である。 ここに、芳香族ポリアミド繊維とは、例えばポ
リ−ｍ−フエニレン・イソフタルアミドあるいは
ポリ−ｐ−フエニレン・テレフタルアミド等が挙
げられる。 以下に本考案について更に詳細に説明する。 一般に、電熱線の被覆層の厚さにはその性質上
一定の制限があり、通常は電熱線直径と同一ない
しほぼ半分の厚さの被覆層を設ける。余り厚いと
巻線時に被覆の内側層と外側層との間にセン断応
力が作用して層剥離あるいは表面割れの原因とな
る。一方、余り薄いと所期の絶縁効果が得られな
い。したがつて、本考案においても、被覆層の厚
さは、好ましくは電熱線直径と同一ないしほぼ半
分程度にする。 本考案においてはかかる被覆層はガラス糸横巻
層と芳香族ポリアミド繊維横巻層から構成され、
前者が上記被覆内側層、後者が外側層をそれぞれ
構成することとなる。該ガラス糸横巻層は直接に
電熱線に被覆され、一方、芳香族ポリアミド繊維
の横巻層は上記ガラス糸横巻層を介して電熱線に
巻かれる。 なお、外側層に含浸塗布された塗料はこの外側
層に含浸されるため、焼付後はこの外側層と一体
になつて外殻層を形成するが、添付図面では説明
の便宜上、この塗料の含浸塗布焼付層をひとつの
独立した層として示してある。 かかる構成を備えた本考案によれば、まず第一
に、バイメタル巻線時に受ける変形が比較的少な
い内側層をガラス糸からなる第一横巻層とするこ
とにより、バイメタル巻線時におけるガラス糸の
破壊が防止されると共に、電熱線にガラス糸が密
着していることから、ガラス糸のもつすぐれた熱
伝導性が確保され、有効に利用される。さらに、
ガラス糸横巻層が内側層として介在するために、
時折経験される異常電流通電時における450℃を
超える温度においても、絶縁被覆の全面炭化が防
止され、それにより短絡を防止することができ
る。本考案の好適態様において、ガラス糸横巻層
の厚さ：芳香族ポリアミド繊維横巻層の厚さの比
を約１：１ないし約３：１とする。 第二に、バイメタル巻線時に大きな変形を受け
る外側層には柔軟性および耐屈曲性にすぐれた芳
香族ポリアミド繊維を用いているため、繊維の伸
長により該巻線時に受ける変形応力を緩和すると
共に、この芳香族ポリアミド繊維のもつ小さな摩
擦係数によりバイメタルエツジ部における絶縁被
覆破壊の防止をはかることができる。 第三に、焼付絶縁塗料にポリアミドイミド塗料
またはポリイミド塗料を用いているので、外側層
である芳香族ポリアミド繊維との相溶性が良く、
そのため含浸が容易となる。ポリアミドイミド塗
料及びポリイミド塗料はこのように芳香族ポリア
ミド繊維から成る層に容易に含浸することから、
この塗料も内側層であるガラス糸から成る層に接
触することになり、そのためガラス糸の内側層と
芳香族ポリアミド繊維の外側層との密着性は一層
強化され、剥離することはなく、したがつて、機
械的強度の向上ばかりでなく熱伝導性の均一化を
も図ることができる。上記塗料はまた250℃とい
う高温の使用温度においても電気接点に有害なガ
スを発生せず、さらに高速巻線時におけるすべり
性の改良にも寄与する。 次に、本考案を実施例によつてさらに説明す
る。 実施例 １ 直径0.080mmのニツケルクロム電熱線に、電気
絶縁用ガラス糸（ECD 900）を横巻し、その上
に芳香族ポリアミド繊維（du Pont社商品名“ノ
ーメツクス”）を横巻し、さらにその上にポリア
ミドイミド樹脂塗料を含浸塗布焼付して、従来品
とほぼ同一の0.243mmの仕上外径を有する発熱電
線を得た。被覆厚さは0.082mmであり、ガラス糸
横巻層と芳香族ポリアミド繊維横巻層の厚みの比
は約１：１であつた。この電線の各種試験におけ
る試験結果を下記の第１表に示す。比較のため
に、上記電熱線を従来のガラス糸被覆シリコーン
樹脂塗料焼付して得た発熱電線（従来品）及びガ
ラス糸を使わずに上記電熱線に芳香族ポリアミド
繊維を直接横巻し、ポリアミドイミド樹脂塗料を
含浸塗布焼付して得た発熱電線（参考品）も同様
に試験し、その結果を第１表に併せて示す。

【表】 第１表の結果から明らかな如く、本考案に係る
発熱電線は耐熱性、機械的強度に優れ、巻線性も
良好であり、実用的な価値はきわめて大きい。特
に、参考品と比較した場合、下地層としてガラス
糸を電熱線に横巻きしているので、そのすぐれた
絶縁性及び熱伝導性が有効に発揮されることに加
えて、被覆の剥離が容易で、ほつれも少ない。ま
た、ガラス糸層が内側層にあり、厚さも従来品に
比べて比較的薄いので、バイメタル巻線時にバイ
メタルエツジ部の苛酷な屈曲にも耐え、バイメタ
ル作動時のバイメタル自体の変形にもよく耐え
る。さらに、参考品に比べて高価な芳香族ポリア
ミド繊維の使用量が少ないため安価に製造できる
という経済的効果も有している。 実施例 ２ 本例では実施例１を繰り返えしたが、電熱線は
直径0.10mmのものを使用し、その他、比較のた
め、ガラス糸だけを単層あるいは多層巻きしたも
の、表面処理塗料としてシリコーン樹脂を使つた
もの、そして芳香族ポリアミド繊維を多層巻きし
たもの等を得、それぞれ特性を評価した。結果は
第２表にまとめて示す。同表に示す結果から、本
考案に係る発熱電線が絶縁破壊電圧及び耐摩耗性
の両方にともにすぐれていることが分かる。な
お、耐摩耗性は実用上は５〜10回程度で十分であ
る。

【表】 実施例 ３ 実施例１と同様にして第３表に示す３種の発熱
電線を得、これらを使つて下記要領の昇温特性試
験及び過電流特性試験を行なつた。

【表】 試験条件 イ 昇温特性試験 巻線抵抗値 86Ω 電圧値 D.C.8V 電流値 94mA 通電時間 ２分 ロ 過電流特性試験 巻線抵抗値 86Ω 電圧電流値 D.C.18V、210mA 通電時間 ２分 昇温特性試験は通電時の試料の温度変化を測定
するもので、その結果は第２図にグラフで示す。
図中、曲線Ａは従来品、曲線Ｂは本考案品、曲線
Ｃは参考品の試験結果を示す。グラフからわかる
ように、本考案品の昇温特性はガラス繊維のみで
被覆された従来品よりは劣るが、参考品よりはす
ぐれている。 一方、過電流特性試験は２分通電後の電熱線と
バイメタル間の絶縁抵抗を測定するもので、その
結果は次の第４表に示す。

【表】 第４表の結果からわかるように、芳香族ポリア
ミド繊維を二重に横巻した参考品の発熱電線は４
試料中２試料が20〜30秒で発火断線し、残りの２
試料も２分通電後に被覆層が黒色に炭化し、絶縁
抵抗もほぼゼロとなるなど、耐熱性が非常に低か
つた。二重ガラス繊維横巻発熱電線である従来品
の試料は炭化はしなかつたが、黄色に変色した。
この従来品の絶縁抵抗値がいずれの試料でも低い
のは、シリコーン樹脂塗料を含浸焼付しているた
め、この塗料が熱によりガス化し、さらにバイメ
タルの熱変形にガラス被覆層が追従できなかつた
ためと考えられる。本考案品で絶縁抵抗が高いの
は、芳香族ポリアミド繊維被覆層が炭化しても、
残るガラス繊維被覆層が絶縁性を維持できるから
だと考えられる。このように、本考案品は参考品
に比べて格段に耐熱性にすぐれており、たとえ異
常電流が流れてもなお絶縁性を保持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る発熱電線を一部破壊し
て示す拡大斜視図、第２図は、本考案品の通電時
の昇温特性を従来品及び参考品のそれと共に示す
グラフである。 第１図において、１：電熱線、３：第２横巻
層、２：第１横巻層、４：含浸塗布焼付層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電熱線と、該電熱線を直接被覆する電気絶縁
   用ガラス糸からなる第１横巻層と、該第１横巻
   層を被覆する芳香族ポリアミド繊維からなる第
   ２横巻層と、該第２横巻層に含浸塗布後焼付し
   て得たポリアミドイミド樹脂塗料またはポリイ
   ミド樹脂塗料の含浸塗布焼付層とを備えたこと
   を特徴とする、自動車計器バイメタル用発熱電
   線。 (2) 前記第１横巻層：第２横巻層の厚さの比が
   １：１〜３：１である、実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の自動車計器バイメタル用発熱電
   線。