String-like heating element
专利汇可以提供String-like heating element专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE:To provide a heating element which maintains sensor properties and safe action features even when it is composed of a heat sensitizing material which does not have a rapid-melting property. CONSTITUTION:A heating element comprises core materials 3, 4, an electrode 1 wound thereto, a heat sensitizing layer 5 coated thereto, an electrode 2 wound thereto, and an enveloping insulating layer 6. The core materials 3, 4 are composed of a composite of materials with different heat deformation rates, for example, fiber threads 3 and metal wires which substantially deform within a certain range of temperatures (alias form memorization alloy wire). The heat sensitizing layer 5 consists of a material having a polyvinyl-chloride-group resin as a base resin, Therefore, this constitution allows, at abnormally high temperatures, the core materials 3, 4 to deform the entire heating element, causing short between the electrodes 1, 2 to operate a safety circuit. Thus, this constitution provides a very reliable heating element which allows its heat sensitizing material to be selected from a wide range of options, has sensor properties with a very variable impedance, and maintains a safe operation function at abnormally high temperatures.，下面是String-like heating element专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気カーペットや電気毛布等に使用する発熱体に関し、紐状発熱体の芯材の材料構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気カーペットや電気毛布等に使用する発熱体は、特開平２−５４８８５号公報及び図５でも示すとおり、芯糸３に電極１を螺旋状に巻き、その上から感熱層５を被覆し、この上に電極２を螺旋状に巻き、その上から外被絶縁層６を被覆する構成のものが一般的であった。 ここで、芯糸３にはポリエステル繊維や芳香族ポリアミド繊維の単一材料からなる糸で構成され、感熱層５はポリアミド樹脂を主材料とするものや、ポリ塩化ビニル樹脂を主材料とするものが使用されていた。 発熱体が発熱抵抗体と温度センサーとを兼ね備えたタイプの発熱体（ヒータ・センサー一体タイプ発熱体ともいう）
である場合には前記感熱層は温度変化に対応してインピーダンス変化を生じさせる材料であるとともに、発熱体が異常温度になったとき上記２つの電極１、２間を短絡させて安全回路を作動させるためにある温度域での急峻な溶融特性を持った材料であることが同時に求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の発熱体の構造において、しかも前述のヒータ・センサー一体タイプの発熱体において、前述のように感熱層には、インピーダンス変化特性と急峻な溶融特性の２つが必要である。 そしてこの発熱体を電気カーペットのような高容量の暖房器に使用する場合は感熱層の使用温度も高く耐熱温度の高い材料が要求される。 ところが現在の感熱層材料に関しては、前記ポリ塩化ビニル系の材料は、温度変化に対応してのインピーダンス変化も大きいためセンサー材料として優れているが、急峻な溶融特性をもっていないので、感熱層を挟んだ２つの電極間を短絡できず安全回路を作動できないのでヒータ材料としては満足できない面があった。 また、ポリアミド系の材料は急峻な溶融特性を有しているが、温度変化に対するインピーダンス変化は比較的小さいし、耐熱温度もポリ塩化ビニル系よりも低く高容量の暖房器には適さないという欠点を有していた。 すなわちヒータ・センサー一体タイプの発熱体の感熱層としては十分に満足できる材料は困難であった。
【０００４】本発明は上記発熱体の感熱層材料の欠点を発熱体の構造で補い、センサー特性に優れ、かつ上記溶融機能も備えた耐熱温度の高い発熱体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため本発明の発熱体は、芯材と、これの外側に設けた電極と、これの外側に設けた感熱層と、外被絶縁層とから成り、芯材は熱変形率の異なる複数の材料で構成されるものである。
【０００６】
【作用】上記構成において芯材が熱変形率の異なる複数の材料で構成されるので、発熱体が異常温度にまで上昇したとき、熱変形率（熱収縮率）の差によって芯材そのものが大きく変形する。 一方、感熱層も急峻な熱溶融性は持たないまでも熱可塑性樹脂のため軟化はする。 感熱層の軟化した状態で芯材が大きく変形したとき感熱層を挟んだ２つの電極どうしは短絡状態に至る。 すなわち感熱層に急峻な熱溶融性を持たせたときと同じ効果をもたらす。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従い詳細に述べる。 図１は紐状発熱体の構造を示すもので、ポリエステル繊維からなる芯糸３と、ある温度になると大きく形状変化をする合金材料（通称形状記憶合金）４とをあわせたものを芯材とし、これに銅または銅合金材からなる第一の電極１を螺旋状に巻いて構成し、その上から、
ポリ塩化ビニール樹脂を主材料とし、これに有機電解質を加えた材料からなる感熱層５を被覆し、同じく銅または銅合金材からなる第二の電極２をその上に螺旋状に巻いて、その上から外被絶縁層６を被覆する構造のものである。 ここで形状記憶合金４は通常使用温度域では直線的な形状とし１５０℃以上の温度域ではのこぎり刃形状を示すように設定された金属の細い線で構成されている。 形状記憶合金はＮｉ−ＴｉやＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ等が一般的であるが変形する温度域の高い材料としてＦｅ−
Ｐｄがある。 一方、感熱層５はポリ塩化ビニール樹脂を主材料とし、これにイオン電導度を与える有機電解質やそのほか酸化防止剤、安定剤、可塑剤を添加した材料で構成される。 電極１，２は銅や銅合金線を箔状にしたものを用い、互いに交差する方向で螺旋状に巻かれた構成とし、電極１は前記感熱層５からの温度信号を検出する電極（以降、信号線を呼ぶ）として使用し、電極２は発熱抵抗体（以降、発熱線と呼ぶ）として使用する。 発熱体に関する部分の電気接続を図４に示すとき、電極２
（発熱線）はリレー接点を介してＡＣ１００Ｖに接続され、電極１はその一端を制御回路部９に接続され、と同時に両端にはダイオードと抵抗１０ａおよび１０ｂを介してＡＣ１００Ｖに接続されている。 この回路図で示すとうり信号線１と発熱線２とが短絡した場合抵抗１０ａ
および１０ｂに電流が流れ発熱させることができ、この抵抗と温度ヒューズとを熱的に接続しておけば短絡したときに温度ヒューズを溶断させ発熱線２への電流を停止することができる。 従ってこの現象を利用し暖房器本体が異常に温度上昇したときに前記信号線１と発熱線２との短絡を起こさせれば安全回路として働かすことができる。 先に述べた感熱層５の材料は温度変化に対して大きなインピーダンス変化を示すうえ、インピーダンス特性の耐熱安定性も高くセンサー材料としては優れているが、ポリ塩化ビニール樹脂をベース材料としているので、ある温度域においての急峻な溶融特性は備えていない。 ところが、本発明の芯材には繊維質からなる糸３と形状記憶合金４との複合体なので、ある温度以上になると図３で示すごとく大きく変形する。 このとき、感熱層５は高温下で相当に軟化しているので芯材部分での大きな変形により信号線１と発熱線２とが短絡する結果となる。 従って急峻な溶融特性を備えていない材料を感熱層に用いても、芯材部分の大きな熱変形の結果、溶融機能と同等の効果をもたらすことができる。
【０００８】以上、芯材に形状記憶合金線を使用する場合について述べたが、大きな熱変形を起こさせればよいわけであるから芯材に熱収縮率の異なる糸を複合して使用する方法がある。 図２にその構造を示す。 ポリエステル繊維からなる芯糸３と芳香族ポリアミド繊維からなる芯糸４とを互いに撚りあわしたものを芯材として使用する。 他の構成品は第一の実施例と同じである。 ここでポリエステル繊維は比較的熱収縮が大きい材料で製線時の加工条件によっても変わるが１５０℃程度の温度域では５〜８％の熱収縮があり、一方芳香族ポリアミド繊維は熱収縮が小さく１５０℃域でも１％以下である。 このように大きく熱収縮率の異なる糸を互いに撚りあわせた場合は１５０℃程度の温度域において前述の実施例１の場合の図３のような変形をきたすことができる。 実施例では糸を互いに撚りあわせた場合を説明したが単に２つを束ねた場合についても同様の結果を得ることができる。
【０００９】
【発明の効果】以上のように、本発明は芯材と、電極と、感熱層と、電極と、外被絶縁層とから成り、前記芯材は熱変形率の異なる２つ以上の材料で構成されているので、発熱体が高温度域に達したときに大きな変形をきたし２つの電極間を短絡することができ、感熱層の材料が、ある温度域で急峻な溶融特性を有していない材料であっても異常温度域で安全回路を作動することができる。 従って、ヒータ・センサー一体タイプの発熱体において発熱体の感熱層材料を比較的自由に選定でき、従来例でいうようなセンサー特性に優れ、しかも溶融機能も備えた耐熱温度の高い発熱体を提供することができる。
【図１】本発明発熱体の一実施例を示す構造図
【図２】同発熱体の第二実施例の構造図
【図３】同発熱体の高温状態における構造図
【図４】同発熱体を用いた暖房器の回路構成図
【図５】従来例の発熱体の構造図
１，２ 電極 ３ 第一の芯材 ４ 第二の芯材 ５ 感熱層 ６ 外被絶縁層
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