(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の導線をガラス繊維の絶縁被覆で覆って構成された耐熱電線の端末処理方法であって、前記絶縁被覆の長手方向の途中を加熱して前記ガラス繊維を互いに熱融着した後、この熱融着された部位の略中央位置にワイヤーストリッパーの刃を当てて前記導線が切断されないように絶縁被覆を切断し、この刃で切断部分よりも前記導線を露出させたい側の絶縁被覆を除去することを特徴とする耐熱電線の端末処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の端末処理方法で処理されたことを特徴とする耐熱電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱電線およびその端末処理方法に係り、導線を覆う絶縁被覆がガラス繊維束（ガラス繊維テープ）、ガラス繊維編組等のガラス繊維から形成されている耐熱電線に関する。
【０００２】
【背景技術】
絶縁被覆の材質として、ビニール被覆やゴム等の材質を用いている一般の電線は、絶縁被覆が１８０℃程度の温度で軟化したり変質したりする。また、このような温度条件の基では、ポリイミド系の耐熱性プラスチックからなる絶縁被覆を用いても、長期使用には不安がある。これらの電線に対し、絶縁被覆や導線の材質を換えて、より高温の領域まで安定に使用できるようにした電線を耐熱電線と呼ぶことができる。このような耐熱電線の絶縁被覆としては、耐熱性を保つためにガラス繊維で編まれたガラス繊維編組がよく用いられている。特に、燃焼機器の排ガスの燃焼温度等を計測する高温用温度センサ等に好適に用いられている。
しかしながら、ガラス繊維編組からなる絶縁被覆は、その端末が解けてばらばらになりやすいため、解け難くするための端末処理が必要となる。
【０００３】
図７（Ａ）、（Ｂ）には、従来の方法によって端末処理された耐熱電線が示されている。
図７（Ａ）において、耐熱電線１００は、ニッケルからなる導線１０１と石英ガラスの繊維を編んで形成されたガラス繊維編組の絶縁被覆１０２を備えている。この耐熱電線１００では、ガラス糸１０３を用いて絶縁被覆１０２の端末とすべき部位を結束し、結束部位より先端の絶縁被覆１０２を切断除去することにより端末処理を行っている。ここで、ガラス糸１０３を結束する方法としては、釣り糸を釣り針に結束する要領に似た方法が用いられる。
一方、図７（Ｂ）に示された耐熱電線１００では、絶縁被覆１０２の端末とすべき部位に接着性のあるポリイミド系の耐熱ワニスを含浸させてガラス繊維の固着部１０４を形成し、この固着部１０４の一部を含む先端の絶縁被覆１０２を切断除去することにより端末処理を行っている。
すなわち、絶縁被覆１０２の材質であるガラスは、化学的にも熱的にも導線１０１より安定しているため、導線１０１に直に化学薬品や熱を加えると、絶縁被覆１０２より先に導線１０１を侵襲する虞がある。このため、従来は、前述のように、絶縁被覆１０２を固定または固着させる処理方法が用いられてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガラス糸１０３で結束する端末処理方法では、結束するガラス糸１０３が切れやすいため作業性が悪い。特に、絶縁被覆１０２の直径が例えば２ｍｍ以下まで細くなると、作業性が一段と悪化する。また、ガラス糸１０３は摩擦力だけで固定されているため、ずれると結束力が失われる不安がある。
また、ポリイミド系の耐熱ワニスで固着させる端末処理方法では、５００℃以上の温度でポリイミド系ワニスの分解が起こり、絶縁被覆１０２の絶縁性が劣化するという問題が生じる。しかも、分解温度以下でも固着力が失われていくから、実用的な使用上限温度は３００℃台にあるとされ、それ以上の温度領域での使用は困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、端末処理を迅速かつ確実に行うことができる耐熱電線およびその端末処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の耐熱電線の端末処理方法は、金属の導線をガラス繊維の絶縁被覆で覆って構成された耐熱電線の端末処理方法であって、前記絶縁被覆の長手方向の途中を加熱して前記ガラス繊維を互いに熱融着した後、この熱融着された部位の略中央位置にワイヤーストリッパーの刃を当てて前記導線が切断されないように絶縁被覆を切断し、この刃で切断部分よりも前記導線を露出させたい側の絶縁被覆を除去することを特徴とする。
このような本発明においては、ガラス繊維を熱融着させることにより端末処理を行うが、その作業は絶縁被覆の必要部位を数秒間等の短時間加熱するだけでよく、迅速に行われる。また、ガラス繊維を熱融着させることにより端末が解けるといった不具合も生じない。
【０００７】
また、本発明の耐熱電線は、以上の端末処理方法で処理されたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
ただし、便宜上、以下には、端末処理される以前と以後の耐熱電線に同一符号を付して説明する。
図１は、端末処理される本実施の形態に係る耐熱電線１０を示す側面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、端末処理後の耐熱電線１０を示す側面図である。
図１および図２において、耐熱電線１０は、例えばニッケルからなる導線１１と、石英ガラスからなるガラス繊維１２を編んで作られたガラス繊維編組１３と、導線１１および絶縁被覆１５の間において導線１１に絡み付くように巻かれたガラス繊維テープ１４とを備え、ガラス繊維編組１３とガラス繊維テープ１４とにより絶縁被覆１５が構成されている。
なお、図示を省略するが、ガラス繊維テープ１４は、ガラス繊維１２と同様な繊維を所定量束ねることにより作られたものである。
【００１０】
図３において、耐熱電線１０の絶縁被覆１５の端部は、加熱されることによって形成された融着部１６となっている。この融着部１６は、ガラス繊維編組１３のガラス繊維１２およびガラス繊維テープ１４のガラス繊維が一体に熱融着されたものであり、他の絶縁被覆１５の編組部分に比べて外観上光沢があるとともに、機械的には硬化している。
融着部１６からは、導線１１の切断端部が露出しており、この露出した部分が高温用圧力センサ等の機器に結線されるようになっている。
【００１１】
次ぎに、耐熱電線１０の端末処理方法を図４に基づいて説明する。
まず、図４（Ａ）において、耐熱電線１０をリール等から必要長さ切断して取り出し、取り出した耐熱電線１０の長手方向における途中位置、すなわち、耐熱電線１０の先端に近い位置を絶縁被覆１５の端末とするために、絶縁被覆１５を水素炎２０により例えば数秒間等の短時間加熱して融着部１６を形成する。この際、水素炎２０の温度を絶縁被覆１５を形成しているガラス繊維１２等の軟化点近傍の温度に調節しておく。
この後、図４（Ｂ）に示すように、融着部１６よりも図４中右側部分をワイヤーストリッパーを構成する挟持辺２１Ａで挟持するとともに、融着部１６の略中央位置に刃２１Ｂが当たるようにし、この刃２１Ｂで融着部１６よりも先端側の絶縁被覆１５を切断除去する。
以上により、図３に示す端末処理された耐熱電線１０が得られる。
【００１２】
このような本実施の形態によれば、以下のような効果がある。
すなわち、耐熱電線１０の端末処理は、絶縁被覆１５を部分的に熱融着することにより行われるが、その融着にあたっては、端末としたい位置を数秒間等の短時間加熱するだけでよく、作業時間を大幅に短縮して端末処理を迅速に行うことができる。
【００１３】
このため、何本もの耐熱電線１０の端末処理を連続して行うことが可能になり、ガラス糸で結束する端末処理に比べ、作業効率を格段に向上させることができる。
特に、絶縁被覆１５の直径が例えば２ｍｍ以下のように小さい場合には、加熱時間がより短くなるため、作業性がさらに向上する。
【００１４】
また、ガラス繊維１２等を融着することにより端末処理が行われるから、従来のような結束部がずれて結束力が失われることがなく、信頼性をも向上させることができる。
そして、ワニス等の高分子材料を用いていないため、耐熱電線１０を構成する各部材の高い耐熱性を有効に利用でき、耐熱電線１０の実用的な使用上限温度を拡大させることができる。
【００１５】
図５は、第２の実施の形態を説明するための行程図であり、この図に基づいて、耐熱電線１０を得るための別の方法を説明する。なお、本実施形態の内容は、本発明の権利範囲には含まれないが、本発明を理解する上で参考となるために説明する。
本実施の形態では、図５（Ａ）に示すように、端末処理が施されていない耐熱電線１０において、絶縁被覆１５の端末としたい位置から先端側の部分を刃２１Ｂで予め切断除去し、この後、図５（Ｂ）に示すように、絶縁被覆１５の切断部３７を水素炎２０で加熱して融着部１６を形成する。
【００１６】
このような本実施の形態によれば、前述の実施の形態と略同様な効果を得ることができる。
ところで、切断部３７の加熱をガラス繊維１２同士が融着し合うのみならず、ガラス繊維１２が導線１１にも融着する程に行うと、余分な絶縁被覆１５も導線１１に固定され、除去することが困難となる場合がある。しかし、本実施の形態では、余分な絶縁被覆１５は加熱される前に除去されるから、ガラス繊維１２を十分に加熱することが可能となる。従って、必要とされる絶縁被覆１５が導線１１に確実に固定され、絶縁被覆１５の導線１１に対する位置ずれをより一層有効に防止することができる。
【００１７】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記各実施の形態では、導線１１の材質がニッケルであったが、その他の材質としては、ステンレスや銀等であってもよく、導線として通常一般に用いられる材質であってよい。
【００１８】
また、前記各実施の形態では、ガラス繊維編組１３およびガラス繊維テープ１４を形成しているガラス繊維１２等の材質が石英ガラスであったが、本発明に用いられるガラス繊維の材質としては、石英ガラスの他、例えば、無アルカリガラス等であってもよい。
【００１９】
そして、それらガラス繊維編組やガラス繊維テープとしては、ガラス繊維のみから形成されているものに限定されるものではない。特に、ガラス繊維編組は、ガラス繊維が切れ難く、かつ編組全体が容易に解けてしまうことのないように、例えば、微量のポリイミド樹脂を含侵させて製作されたものであってもよい。
要するに、ガラス繊維が主要な素材であればよく、ガラス以外の材料が含まれていても本発明を適用できる。
また、ガラス繊維テープとしては、所定量のガラス繊維を束ねたものに限定されず、例えば、導体にスパイラル状に巻かれたガラス糸等であってもよい。
【００２０】
さらに、前記各実施の形態では、絶縁被覆１５がガラス繊維編組１３とガラス繊維テープ１４とから構成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば、ガラス繊維編組およびガラス繊維テープのうちのいずれか一方だけで絶縁被覆が構成されている場合でも本発明に含まれる。
【００２１】
また、前記各実施の形態では、加熱手段として水素炎２０が用いられていたが、水素炎２０に限定する必要はなく、電熱ヒーターや炭化水素系のガスを用いたアセチレン・酸素炎や、ブタンガスの燃焼による炎等、要は絶縁被覆１５の一部分を所定時間、加熱・溶融・冷却ができる加熱手段であればよい。
しかしながら、本実施の形態のように、水素炎を用いれば、ガス成分に炭素原子を含まないため、加熱時において未燃焼ガスによるススが発生しない。従って、ススが絶縁被覆１５に付着して絶縁性の劣化を生じさせるという不安を解消できる。そして、水素炎は燃焼炎の温度制御が容易であるというメリットもある。
また、所定時間加熱する手段としては、所定時間後に炎から自動的に離すことができる装置等を用いてもよい。
【００２２】
さらにまた、前記各実施の形態では、絶縁被覆１５を切断除去する方法として、各々同じ構成のワイヤーストリッパーを用いていたが、特に第２の実施の形態で用いられるワイヤーストリッパーとしては、絶縁被覆１５の所定部位を切断した際、切断端部が少しでも解けないようにするために、切断端部をクランプする機能が設けられていてもよい。あるいは、ワイヤーストリッパーに加え、切断端部となる部位を予め押さえる専用治具を設け、この治具を熱融着が行われてから外すようにしてもよい。
ただし、絶縁被覆１５の切断には、ワイヤーストリッパーを用いなくともよく、導線１１を傷つけることなく絶縁被覆１５を切断する方法であれば他の方法でもよい。
【００２３】
そして、前記各実施の形態では、断熱電線１０の先端側の絶縁被覆１５が切断された後に除去されていたが、このような余分な絶縁被覆は単に先端側にずらされるだけであってもよい。
このような場合には、ずらされた絶縁被覆の両端末も熱融着することが望ましく、こうすることで、その絶縁被覆が解けるのを防止できる。また、このような電線は、露出した導体を切断して用いても、あるいは、切断せずに用いてもよい。
【００２４】
また、前記各実施の形態では、融着部１６の端部から導線１１が露出していたが、耐熱電線の先端を機器等に結線しない状態で長期間放置しておく場合等、特に導線１１を露出させる必要がない時には、耐熱電線の先端における絶縁被覆を解けないように熱融着しておけばよく、このような場合でも本発明に含まれる。
すなわち、本発明では、絶縁被覆を切断した後等に導線を露出させるか否かについては、その実施にあたって適宜決められてよい。要するに、絶縁被覆の端部が熱融着されていればよい。
【００２５】
ところで、前記第１の実施の形態においては、硬化した融着部１６の一部が刃２１Ｂの当接によって砕かれるため、その際にガラス粉が生じ、このガラス粉が切断部１７の周囲に飛散して付着する場合がある。このこと自体は耐熱電線１０としての機能に支障はないが、付着したガラス紛は、振動等により付着部から離脱することで、耐熱電線１０からの発塵物質となる可能性がある。
そこで、ガラス粉が生じた場合には、図４（Ｂ）の次の作業として、図６に示すように、水素炎２０で切断部１７を例えば数秒間再加熱し、付着したガラス紛１８を再融着させてもよい。こうすることにより、砕けて付着したガラス紛１８が再融着されるため、耐熱電線１０からの発塵を確実に防ぐことができる。
なお、融着部１６の切断時において、吸塵機等を用いれば、切断時のガラス粉の飛散を有効に防止することができ、ガラス粉の耐熱電線１０への付着そのものを抑えることができる。
また、前記第２の実施の形態によれば、予め切断部３７を形成した後、この切断部３７を熱融着するため、硬化した融着部１６を切断する前記第１の実施の形態と異なり、切断時にガラス粉１８が生じる心配がない。
【００２６】
さらに、本発明は、高温用温度センサに用いられるものに限らず、他の様々な機器の電線として用いることができる。
【００２７】
【実施例】
［第１実施例］
ここで、端末処理方法の具体的条件を下記の通りとし、前記第１の実施の形態に基づいて耐熱電線１０を製作した。
▲１▼導線１１…φ３００μｍニッケル、融点：１４５５℃（材料データ）
▲２▼絶縁被覆１５…軟化点温度：１３００〜１６００℃（材料データ）
・ガラス繊維編組１３（石英ガラス繊維１２）
・ガラス繊維テープ１４（石英ガラス繊維）
▲３▼水素炎の温度…１５００℃前後（φ０．１ｍｍの白金・白金１３％ロジウム裸線熱電対を使用して測定）
▲４▼加熱時間…２秒
本実施例によれば、端末処理を迅速かつ確実に行うことができるとともに、高温での使用にも耐える耐熱電線１０を製作できることが確認された。
【００２８】
ところで、導線１１の融点は１４５５℃であるのに対し、絶縁被覆１５の軟化温度は１３００〜１６００℃と広いため、軟化温度が１４５５℃よりも高い絶縁被覆１５を用いた場合には、加熱行程において、導線１１が絶縁被覆１５よりも先に溶融してしまう可能性があった。しかし、本実施例においては、おおよそ次の（イ）および（ロ）の理由により、絶縁被覆１５は導線１１が融点に達するよりも先に軟化点となるから、導線１１が絶縁被覆１５よりも先に溶融してしまうことがなく、常に隣接するガラス繊維１２同士が融着することが解った。これにより、軟化温度の高い絶縁被覆１５を用いても、実用可能な耐熱電線１０を確実に製作できることが確認された。
（イ）絶縁被覆１５を形成しているガラス繊維１２等は、太さが数μｍであるため、φ３００μｍである導線１１よりも単位体積当たりの表面積｛（表面積）／（体積）｝が数十倍大きく、水素炎２０から受け取った熱により、いちはやく温度が上昇する。
（ロ）導線１１は、絶縁被覆１５に保護されて水素炎２０からの熱が伝わり難いうえ、伝わった熱が金属の良好な熱伝導性により非加熱部位へと流れてしまうため、加熱部位の導線１１の温度が融点に達することはない。
【００２９】
［第２実施例］
次いで、第２実施例として、端末処理されていな耐熱電線に微量のポリイミド樹脂を含侵させた後、前記第１実施例と同様な条件で端末処理を行った。
この結果、完成品の状態でガラス繊維が切れ難くかつガラス編組全体が容易に解けることのない耐熱電線を製作できることが確認された。
また、このような絶縁被覆を加熱すると絶縁被覆の加熱部位と非加熱部分との境界にポリイミド樹脂の炭化した黒色の領域が生じるが、このような耐熱電線を二本用いて導線間の絶縁抵抗を測定した結果、１００ＭΩ以上／５００ＶＤＣの値が得られ、実用可能であることも確認された。
【００３０】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明によれば、耐熱電線の端末処理は、ガラス繊維からなる絶縁被覆を熱融着することにより行われるから、その処理作業を迅速かつ確実に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】端末処理される本発明の第１の実施の形態に係る耐熱電線を示す側面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】端末処理された前記耐熱電線を示す側面図である。
【図４】前記実施の形態における端末処理方法を説明するための行程図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を説明するための行程図である。
【図６】本発明の変形例を示す側面図である。
【図７】従来例を示す側面図である。
【符号の説明】
１０  耐熱電線
１１  導線
１２  ガラス繊維
１５  絶縁被覆
１７  切断部
【図１】
0003609202.tif 000002
【図２】
0003609202.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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