Electric heating cigarette lighter

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電熱シガーライター、特にヒーターエレメントをバネコンタクトに嵌挿することにより両者間に電気回路が形成され、ヒーターエレメントが発熱する形式の電熱シガーライターの改良に関するものである。

従来の技術 負極側のヒーターエレメントと正極側のバネコンタクトから構成され、前者を後者に嵌挿することにより電気回路を形成させ、発熱させる形式の電熱シガーライターは、自動車用等として古くから用いられている。

この電熱シガーライターは自動車等の運転中の操作便宜を図ったもので、第５図の回路図に示すように、ヒーターエレメント51の一端をバネコンタクト52に挿入すると、他の一端は同時に、電源の負極にアースされている車体53に接続されて発熱する機構となっている。 すなわち、ヒーターエレメント51は負極側に、バネコンタクトは正極側に位置するのである。

この形式の電熱シガーライターは、第４図に示すようにバネコンタクトの羽根型バネ部分１がバイメタルより成り、第３図に示すようなヒーターエレメントを、この羽根型バネ部分（以下、バイメタルと呼ぶ）に嵌挿して、第５図の回路を形成することによってヒーターエレメントを発熱させるのである。 なお、バイメタルは高膨張率側金属としてりん青銅（熱膨張率18×10 ^-6 cm/cm・
℃）、低膨張率側金属としてアンバー（熱膨張率1.2×1
0 ^-6 cm/cm・℃）または42アロイ（熱膨張率５×10 ^-6 cm/c
m・℃）などを用いたものである。 また、ヒーターエレメントとしては、一般に渦巻状のFe−Cr系電熱線（体積固有抵抗1.2×10 ^-4 Ω・cm）が用いられ、回路に数Ａクラス（最大10A）が流れることにより発熱するのである。

ところで、この形式の電熱シガーライターは、その電気回路中に、ヒーターエレメントが異常過熱を生じた際電流を遮断するための温度ヒューズを配置するのが普通である。

第４図は、電熱シガーライターの温度ヒューズを組込んだバネコンタクトの従来例を示す分解斜視図であるが、このバネコンタクトは、バイメタル１と通常は軟鋼より成るボルト部分２と有する主体と、通常アルミナセラミクスより成る絶縁碍子３と、２個の黄銅製の面状接続部片4,4′と両者の間に嵌挿されたマイカ製の絶縁パッキング５と軟鋼より成る座金６及びナット７から構成され、２個の面状接続部片4,4′の電気的接続は、これらの面状接続部片のそれぞれに設けたかしめ部8,8′の間に跨設した温度ヒューズ９を介して行われている。

そして、ヒーターエレメントがバネコンタクトのバイメタル１に嵌挿されると、電源からの電流が面状接続部片４、温度ヒューズ９、面状接続部片４′、座金６、ナット７及びボルト部分２の順に流れ、ヒーターエレメントの一端に接続し、ヒーターエレメントの他の一端は車体等の負極に接続して電気回路が形成され発熱する仕組みになっている。 次にバネコンタクトに嵌挿されたヒーターエレメントがタバコの着火に必要な温度（約800〜9
00℃）に達すると、バイメタル１の支持片１′,1′が熱膨張により外側に開き、自動的にヒーターエレメントを離脱させるので、回路はオフ状態になるが、ヒーターエレメントの嵌挿状態が傾いていてバイメタルが開いても外れなかったりする場合にはヒーターエレメントの温度がさらに上昇する。 そして、この温度が所定温度異常となると該熱がボルト、ナット等を伝搬して温度ヒューズに伝わり温度ヒューズ９が溶融断線して電気回路が遮断され、過熱による配線の焼損や近傍に配置されている電気、電子部品の損傷を防止する。 この温度ヒューズは、
絶縁碍子３によりヒーターエレメントと隔てられているので、通常200〜300℃で溶融するように設計され、一般には直径0.5〜2.0mmのSn−Pb系合金が使用され、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂で被覆されている。 この温度ヒューズを含む回路図は第６図に示すようになる。

発明が解決しようとする課題 従来の電熱シガーライターは安全装置として、絶縁パッキングを挿んで配設された２個の平面状接続部片の間に跨設した温度ヒューズを用いているので、この温度ヒューズを別に用意しなければならないし、また、これを取り付けるためのかしめ部を各平面状接続部片に設ける必要があり、構造が複雑になる上に、製造工程が多く生産コスト増加を免れない。

本発明は、このような従来の各平面状接触体に跨設する温度ヒューズを用いることなく、それと同じ作用効果を奏しうる電熱シガーライターを提供することを目的としてなされたとものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、電熱シガーライターの安全装置について種々研究を重ねた結果、温度ヒューズをパッキングとして構成することにより、従来の電熱シガーライターの安全装置がもつ欠点を克服しうることを見い出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、ヒーターエレメントとバネコンタクトから構成され、前者を後者に嵌挿したときに電気回路が形成されて発熱する形式の電熱シガーライターにおいて、該バネコンタクト中に２個の平面状接続部片を設けるとともに、その２個の部片間に、両部片を電気的に連結しうる、厚さ方向に貫通する導電性低融点金属部と絶縁性エラストマー部とから成る熱溶融性導電パッキングを配置したことを特徴とする電熱シガーライターを提供するものである。

次に、添付図面に従って、本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は、本発明の電熱シガーライターのバネコンタクトの構造例を示す分解斜視図であって、このバネコンタクトは、従来のものと同様にバイメタル１とボルト部分２とを有する主体と、絶縁碍子３、２個の面状接続部
4,4′、座金６及びナット７とを備えているが、面状接続部片4,4′の間に、第２図に示すような低融点金属部Ａと絶縁性エラストマー部Ｂより成る温度溶融性導電パッキング10が挿入されている。

この温度溶融性導電パッキングを形成する低融点金属部Ａの材料としては、融点430℃以下の金属、合金が適当である。 このようなものとしては、例えばZn（mp42
0℃）、In（mp156℃）、Cd（mp320℃）、Sn（mp2
32℃）、Se（mp217℃）、Bi（mp271℃）、Tl（mp
303℃）、Pb（mp327℃）、Sn−Pb共晶合金（mp183
℃）、Au−Si共晶合金（mp370℃）のような金属や合金の外、Au−Sb共晶合金、Au−In共晶合金なども用いることができる。 これらの中でSnは箔材料などとしても容易に入手ができる上に、その酸化物であるSnO ₂が2.8×1
0 ^-4 Ωという低い体積固有抵抗を有し、空気中で酸化しても接続抵抗の劣化を生じないという点で有利である。

次に、絶縁性エラストマー部Ｂの材料としては、ソリッドタイプのエラストマー又はスポンジタイプのエラストマーやセラミックス、マイカ、ガラス、各種繊維などで補強したエラストマーなどが用いられるが、パッキングとしての弾性を有する点でソリッドタイプのエラストマーが好ましい。 このようなエラストマーとしては、例えば天然ゴム（NR）、イソプレンゴム（IR）、スチレンブタジエンゴム（SBR）、ブタジエンゴム（BR）、ニトリルブタジエンゴム（NBR）、クロロプレンゴム（C
R）、ブチルゴム（IIR）、アクリルゴム（ACM）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（FKM）、塩素化ポリエチレン（CM）、エチレンプロピレンゴム（EPM）、エチレンプロピレンジエンゴム（EPD
M）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（EVA）、エピクロルヒドリンゴム（ECO）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー（TPS）、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、（TPO）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（TPEE）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（TP
E）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（TPEA）などの熱可塑性エラストマーが挙げられるが、混練性、加工性の点で各種タイプ（付加、縮合、パーオキサイド加硫あるいはLTV、RTV、HTV）のシリコーンゴムが最も好ましい。

これらの低融点金属部Ａと絶縁性エラストマー部Ｂとから構成される熱溶融性導電パッキングは、これを２個の平面状接続部片に挟んだときに両接続部片間に電流が通じるような状態で該パッキングの厚さ方向に貫通する導電性低融点金属部Ａが配設され、しかも絶縁性エラストマー部Ｂのパッキング作用が十分に発揮される形状で中央にボルト用貫通孔を有するものであればよく、その全体形状については特に制限はない。

第２図（イ）ないし（チ）は、本発明で用いられる熱溶融性導電パッキングの形状の例を示す斜視図であって、第２図（イ）は低融点金属箔Ａと絶縁性エラストマー層Ｂとを交互に積層して厚み10〜50mmのブロック体を作成し、これを厚み方向に裁断して、縞状表面を有する板体とし、これを中抜き円板状に打ち抜いて製造されたものである。 また第２図（ロ）は多数の低融点金属線Ａ
を立設した管状ダイの中へ絶縁性エラストマーＢを流し込み、軸方向に多数の低融点金属線を並列した管状体を形成させ、輪切にしたものである。 第２図（ハ）は第２
図（イ）の熱溶融性導電パッキングの変形例で縦横２方向に金属箔Ａを積層したものである。 第２図（ニ）は、
第２図（ロ）の金属線の代りに金属シート片Ａを立設した例である。

また、第２図（ヘ）と（ト）は、絶縁性エラストマー薄板Ｂ上に低融点金属層Ａを積層し、エッチングや切削等により所定間隔で低融点金属層を溝状に除去し、溝方向に対し直角方向で、所定の幅にカットして、リング状に丸めた例で、第２図（ヘ）は低融点金属部分が外側になるように丸めた例であり、第２図（ト）はそれが内側になるように丸めた例である。 第２図（チ）は、フライス盤に巻き付けた絶縁性エラストマーシートに低融点金属線を定ピッチで巻き付けたのち、シートを切り開き、
所定の幅にカットして、リング状に丸めた例である。

その外、絶縁性エラストマー線を縦糸、低融点金属線を横糸とした織布を、必要に応じ絶縁性エラストマーをバインダーとして反物状に巻き込んで作製した管状体を輪切にして用いてもよいし、絶縁性エラストマーのリングの適所に、低融点金属線を巻き付けたものを用いてもよい。 これらの熱溶融性導電パッキングにおいて、低融点金属箔の厚さ又は低融点金属線の径は、10〜100μｍ
にするのがよい。 これよりも大きくすると導電パッキングとして必要な弾性がそこなわれるし、またこれよりも小さくすると取り扱いが困難になる。 Sn箔又はSn線を用いる場合は20〜30μｍの範囲のものが適当である。

また、熱溶融性導電パッキング自体の厚さとしては、
0.2〜3.0mm、特に0.5〜2.0mmの範囲が好ましい。

本発明の電熱シガーライターは、このような構成のバネコンタクトに、第３図に示すような構造のヒーターエレメントを嵌挿することによって用いられる。

作用、効果 本発明の電熱シガーライターは、前記した構成をもつ熱溶融性導電パッキングを、バネコンタクト中の２個の平面状接続部片間に備えた構造を有することにより、ヒーターエレメントの長時間嵌挿によってヒーターエレメントが異常過熱を生じると、熱溶融性導電パッキング中の低融点金属部の体積減少及び溶融除去が起り、２個の面状接続部片間に絶縁状態が形成され、発熱が抑制される。

このように、本発明においては、単に特別に用意されたパッキングを、２個の平面状の接続部片間に挿入するだけで、過熱に基づく被害を防止しうるので、従来のバネコンタクトにおける温度ヒューズの取り付けを行う必要がなく、したがって、平面状接続部片にヒューズ取付けのための加工を行う必要はない。 このため製造工程の減少、加工の容易化をもたらす上に、組立ての自動化への対応も可能となり、製造コストを著しく低減することができるという利点がある。

実施例 次に、本発明を実施例について具体的に説明する。

実施例 厚さ0.03mmのSn箔・SNH〔中島金属箔粉工業（株）製商品名〕の両面にトルエンで２倍に希釈したシリコーンゴム−金属接着用のプライマーNo.8〔信越化学工業（株）製商品名〕を均一に塗布したのち、室温で塗布面を乾燥させ、さらに150℃で２時間熱処理を行い、プライマーの焼付けを行った。

次に、シリコーンゴムコンパウンド・KE−951u〔信越化学工業（株）製商品名〕に、加硫剤・Ｃ−８〔信越化学工業（株）製商品名〕をミキシングロールを用いて２
重量部添加混練したのち、カレンダーロールで1.0mmの厚さの未加硫シートを作製した。 このシートと前記プライマー処理Sn箔を交互に積層して行き高さ50mmの積層ブロック体を作製した。 さらにこの積層ブロック体を170
℃で３時間熱プレスを行い積層ブロック体のシリコーンゴムとSn箔を加硫接着させた。

次に、この加硫積層ブロック体を積層体面と垂直な方向にスライス加工を行い厚さ0.5mmのシートを得た。 このシートに170℃で2,時間のポストキュアー処理を施したのち、このシートから外径10mm、内径4.5mmのリングを打ち抜き第２図（イ）に示すような熱溶融製導電パッキングを得た。

このようにして得られた熱溶融製導電パッキングを、
第２図に示したように電熱シガーライターの正極側のバネコンタクトと電気的及び熱的に接続している相対向する平面状接続部片4,4′間に嵌挿して組立てを行ったところ、従来の構成のものに比べて非常に簡単に組立てができた。 また、組み立てた際の電気的接続性は初期値１
Ω以下であり繰り返し圧縮テストを行ったところ、何ら問題はなかった。 さらにヒーターエレメントが異常過熱した場合の温度ヒューズとしての機能を調べたところ、
Sn箔は該導電パッキングが280℃になった時完全に溶断し回路は開放された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電熱シガーライターのバネコンタクトの構造例を示す分解斜視図、第２図（イ）ないし（チ）は本発明において用いられる熱溶融性導電パッキングの形状の異なった例を示す斜視図、第３図は本発明の電熱シガーライターのヒーターエレメントの構造例を示す斜視図、第４図はバネコンタクトの従来例を示す分解斜視図、第５図は温度ヒューズのない電熱シガーライターの回路図、第６図は温度ヒューズのある電熱シガーライターの回路図である。 図中符号は次の意味をもつ １……バネ部分、２……ボルト部分 ３……絶縁碍子、4,4′……平面状接続部片 ５……絶縁パッキング、６……座金 ７……ナット、10……溶融性導電パッキング Ａ……導電性低融点金属部、Ｂ……絶縁性エラストマー部