(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、高い防水性を有するベルトヒータ、又は、被加熱体を効率良く加熱することのできるベルトヒータ、即ち、供給用ホース（配管）等の被加熱体に対して密着して巻き付けることができ、さらに被加熱体が屈曲した場合においても隣接するベルトヒータ同士の間に隙間が発生しない、巻付性に優れたベルトヒータを提供することにある。【解決手段】  抵抗線２が巻き付けられた絶縁性芯材３の上に絶縁弾性体４を施したベルトヒータ１において、絶縁弾性体４の長さ方向に直行する断面形状が略平行四辺形であり、略平行四辺形の鋭角部分の角度θが６０°以下である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に絶縁弾性体を施したベルトヒータにおいて、該絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面の少なくとも一部が舌片形状を成しており、該舌片形状を成す部分は互いに重なるように弾性変形することが可能であることを特徴とするベルトヒータ。
【請求項２】
抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に絶縁弾性体を施したベルトヒータにおいて、該絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面形状が、凸部とそれに対応する凹部を１組以上有していることを特徴とするベルトヒータ。
【請求項３】
抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に絶縁弾性体を施したベルトヒータにおいて、該絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面形状が、略平行四辺形を成していることを特徴とするベルトヒータ。
【請求項４】
該略平行四辺形の鋭角部分の角度が６０°以下であることを特徴とする、請求項３に記載のベルトヒータ。
【請求項５】
該抵抗線が巻き付けられた該絶縁性芯材が、該絶縁弾性体内に２本以上並列に施されており、隣接する該抵抗線は互いに絶縁された状態であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のベルトヒータ。
【請求項６】
該抵抗線が巻き付けられた該絶縁性芯材の上に、該絶縁弾性体を押出被覆により施すことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のベルトヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅設備や産業機器等の分野において、被加熱体に螺旋状に巻き付けて使用するベルトヒータに関し、より具体的には、塗装用スプレーガンの塗料等の化学品やチョコレートなどの食品等の供給用ホース（配管）の加熱・保温、あるいは、冷蔵庫のドレイン管の結露防止等の使用に適したベルトヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被加熱体に巻き付けて使用する発熱体としては、ベルトヒータやテープヒーター等と呼ばれるヒータが用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、発熱体としての電気ヒーター線が耐熱性且つ可撓性を有した帯状基材上に規定される加熱面に支持されて全体が耐熱性樹脂シートからなる被包層により被包されて成ることを特徴とするテープヒーターが記載されている。これにより、精密器具や装置などの直管や曲管など任意の配管の保温又は加熱に使用でき、さらには、粉塵の発生が極めて少ないことが求められるクリーンルーム等において好適に使用することができる、としている。
さらに、この帯状基材全体は耐熱性樹脂シートで被包されており、樹脂シートはヒートシーラーやヒートプレスにより熱融着されている。しかし、このように熱融着により接着された部分は防水が完全でないため、水回りでの使用に向かず、漏電により製品寿命が短くなるという問題がある。また、ヒートプレスは一度に加工できる範囲がプレス金型の形状・大きさによって決まっており、長尺品を作製するには複数回プレスしなければならず、生産性が問題となる。
【０００４】
また、従来から使用されている一般的なベルトヒータの別の態様を図１示す。図１において、１はベルトヒータ、２は抵抗線、３は絶縁性芯材、４は絶縁弾性体である。ベルトヒータ１について、抵抗線２がガラス芯等の絶縁性芯材３に巻き付けられ、その巻き付けられた隣接する抵抗線２同士は、絶縁弾性体４により長手方向に互いに絶縁された状態で並列に施されている。また、絶縁弾性体４の断面形状は略凹字型である。このベルトヒータは、抵抗線２及び絶縁性芯材３を絶縁弾性体４で押出被覆しているため、高い防水性を有している。しかし、従来のベルトヒータは、化学品や食品等の供給ホースのように被加熱体が屈曲する箇所で使用することは想定しておらず、ベルトヒータを被加熱体に螺旋状に巻き付けて被加熱体を屈曲させた際、隣接するベルトヒータ間に隙間が発生するという巻付性の問題がある。
【０００５】
隣接するベルトヒータ同士の間に隙間があると、隙間から熱が分散し温度が下がるため、加熱効率や保温効率が低下し、さらに、熱分布が一定でなくなるため、供給用ホース（配管）等の被加熱体内を流れる物質の流量や粘度等の状態が不安定になり、流量過多や（スプレー等の）目詰まり等の問題が発生しやすくなる。また、隙間から侵入した外気が被加熱体に触れると、温度や湿度などの環境条件によっては、被加熱体表面に結露が発生する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３０３５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、高い防水性を有するベルトヒータ、又は、被加熱体を効率良く加熱することのできるベルトヒータ、即ち、供給用ホース（配管）等の被加熱体に対して密着して巻き付けることができ、さらに被加熱体が屈曲した場合においても隣接するベルトヒータ同士の間に隙間が発生しない、巻付性に優れたベルトヒータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に絶縁弾性体を施したベルトヒータにおいて、絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面の少なくとも一部が、弾性変形可能な舌片形状であるか、あるいは、絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面形状が凸部とそれに対応する凹部を１組以上有する形状であるか、あるいは、絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面形状が略平行四辺形であればよいことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の第１の態様は、抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に絶縁弾性体を施したベルトヒータにおいて、絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面の少なくとも一部が舌片形状を成しており、その舌片形状を成す部分（舌片部）は互いに重なるように弾性変形することが可能であることを特徴とするベルトヒータである。舌片部は、舌片部同士を重ねた際、互いに密着しうる形状であれば図２に示す形状でなくても良い。また、舌片部の厚みについては特に限定せず、舌片部の形状やベルトヒータの可撓性などを考慮して適宜決められる。
また、被加熱体との密着性を考慮し、被加熱体との接触面は平らであることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の第２の態様は、抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に絶縁弾性体を施したベルトヒータにおいて、絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面形状が、凸部とそれに対応する凹部を１組以上有していることを特徴とするベルトヒータである。凹凸部の形状は、嵌合しうる形状であれば、図３、４に示す形状でなくても良い。
また、被加熱体との密着性を考慮し、被加熱体との接触面は平らであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の第３の態様は、抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に絶縁弾性体を施したベルトヒータにおいて、絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面形状が、略平行四辺形を成していることを特徴とするベルトヒータである。略平行四辺形の鋭角部の角度、つまり図５におけるθは、６０°以下であることが好ましい。θが６０°を超えると、被加熱体に対して螺旋状に巻き付けた際、隣接するベルトヒータ同士の重なり幅が小さくなるため、被加熱体が屈曲した場合に、隣接するベルトヒータ間に隙間が発生するという巻付性の問題が生じる。
また、被加熱体との密着性を考慮し、被加熱体との接触面は平らであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の第４の態様は、第１〜３の態様において、抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材が、絶縁弾性体内に２本以上並列に施されており、隣接する抵抗線は互いに絶縁された状態であることを特徴とするベルトヒータである。絶縁性芯材が１本の時よりベルトヒータの幅が広いため、被加熱体への巻き数が減り、巻き付け作業は簡素化される。ただ、幅が広い分、剛性が増加し、被加熱体に対する形態追従性はやや劣化する。第４の態様の一例を示す図６について、絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面形状は第１の態様と同様の形状であるが、第２及び第３の態様と同様の形状であっても良い。
【００１３】
また、上記に挙げた本発明の第１〜４の態様のベルトヒータは、抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に、絶縁弾性体を押出被覆により施すことを特徴とする。さらに、抵抗線が露出する部分、即ち抵抗線とリード線との接続部については、絶縁性材料でモールドすることにより、抵抗線は絶縁弾性体内に完全に埋設される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、抵抗線が巻き付けられた絶縁性芯材の上に絶縁弾性体を施したベルトヒータにおいて、絶縁弾性体の長さ方向に直行する断面を所定の形状にすることで、供給用ホース（配管）等の被加熱体に対して密着して巻き付けることができ、さらに被加熱体が屈曲した場合においても隣接するベルトヒータ同士の間に隙間が発生しない、巻付性に優れたベルトヒータを得ることができる。その結果、例えば次に示すような効果が得られる。
・被加熱体に対する加熱効率や保温効率が改善され、高い省エネ効果が得られる。
・被加熱体の長さ方向における温度分布が一定になり、被加熱体内を流れる物質の流量や粘度等が安定し、流量過多や（スプレー等の）目詰まり等の問題が解決される。
・被加熱体の表面に結露が発生し難くなる。
・使用環境の影響を受け難くなり、例えば寒冷地や冷蔵倉庫などの過酷な環境下でも被加熱体を安定して加熱・保温することができる。
・抵抗線が露出する部分、即ち抵抗線とリード線との接続部については、絶縁性材料でモールドすることにより絶縁弾性体内に完全に埋設されるため、より高い絶縁性、防水性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のベルトヒータを示す斜視図である。
【図２】本発明におけるベルトヒータの第１の態様の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明におけるベルトヒータの第２の態様の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明におけるベルトヒータの第２の態様の他の例を示す斜視図である。
【図５】本発明におけるベルトヒータの第３の態様の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明におけるベルトヒータの第４の態様の一例を示す斜視図である。
【図７】ベルトヒータとリード線の接続部をモールドした形態を示す概略図である。
【図８】本発明におけるベルトヒータを被加熱体に巻き付けた形態について、リード線が被加熱体の両端に位置する形態を示す概略図である。
【図９】本発明におけるベルトヒータを被加熱体に巻き付けた形態について、リード線が被加熱体の片端に位置する形態を示す概略図である。
【図１０】ベルトヒータの切り欠き形状を示す概略図である。
【図１１】図９におけるＢ端部の形態を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明について、図面を参照しながら説明する。図２〜図６は、本発明におけるベルトヒータの第１〜４の態様の一例を示す斜視図であり、４ａは第一の態様における舌片部、４ｂは第２の態様における凸部、４ｃは第２の態様における凹部である。その他、図１と同一部分については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図７〜図１１において、５はモールド材料、６はリード線、７はベルトヒータ１とリード線６の接続部、８は被加熱体、９はベルトヒータ１の切り欠き部、１０は隣接するベルトヒータ１と抵抗線２の接続部である。
【００１７】
抵抗線２の材質は、特に限定しないが、一般的にはニクロム線、銅ニッケル線、鉄クロム線が用いられる。抵抗線２の寸法は、必要な熱量に応じて適宜決められ、中でもφ０．０３〜φ０．２６のものが好適に用いられる。絶縁性芯材３の材質は、ガラス芯、ガラス繊維（素線）を撚ったもの、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、さらには、ゴム弾性芯等が使用でき、その中でも複数本のガラス繊維（素線）を撚ったガラス芯が特に好ましい。絶縁弾性体４の材質は、シリコーンゴム、フッ素樹脂などが好適に用いられ、特にコスト、耐熱性、加工性の点からシリコーンゴムが最も好ましく用いられる。
【００１８】
絶縁弾性体４について、被加熱体と接触する面Ａの形状は、被加熱体とより密着しやすい形状が望ましく、例えば、被加熱体表面が凹凸である場合を除き、Ａ面は平らであることが好ましい。
【００１９】
本発明のベルトヒータ１の寸法は、被加熱体の形状・大きさなどにより適宜変更されるが、被加熱体が一般的な配管やチューブであれば、Ａ面を基準面として、幅５〜１５ｍｍ、厚さ５ｍｍ以下であることが好ましい。ベルトヒータ１の幅がこれより広くても、被加熱体に巻き付けることは可能だが、幅が広くなればなる程、剛性が増加して巻き戻る力が強くなり被加熱体に対する形態追従性が悪化する。その結果、被加熱体との密着性が低下し、加熱効率が低下する。また、前述の剛性は幅が狭くなるにつれて減少するため、幅が狭くなればなる程、形態追従性が改善されて密着性は向上する傾向にあるが、それと同時に被加熱体への巻き数が増えるため、巻き付け作業が煩雑になり作業効率が悪化する。従って、本発明のベルトヒータ１の幅については、形態追従性、作業効率の両面から判断して最適と思われる数値を適宜選択することが好ましい。厚みについて、厚過ぎると可撓性が低下し、被加熱体への巻き付けが困難となる。逆に薄すぎると十分な強度が得られず、屈伸などの負荷がかかると絶縁弾性体４が破断する恐れがあり不適当である。
【００２０】
本発明のベルトヒータ１の成型方法として、抵抗線２が巻き付けられた絶縁性芯材３の上に、絶縁弾性体４が押出被覆されていることが好ましい。ヒートシーラーやヒートプレスなどによっても成形は可能だが、絶縁性及び防水性に劣り、また、生産性が悪く、コスト面から見ても不適当である。
【００２１】
また、図７におけるベルトヒータ１とリード線６との接続部７は、絶縁性のモールド材料５でモールドされていることが好ましい。モールド材料５は絶縁性の材料であれば特に限定しないが、ベルトヒータ１との固着強度を考慮すると、ベルトヒータ１の外被と同じ材料、即ち、絶縁弾性体４であることが好ましい。
【００２２】
本発明のベルトヒータ１を被加熱体８に巻き付ける形態は、図８のように、巻き付け部の両端にリード線６が配置される形態と、図９のように、巻き付け部の片端にリード線６が配置される形態がある。これらは、ベルトヒータ１を設置する場所や配線環境などにより適宜選択が可能である。図９の場合、図１１ａのようにＢ端部に接続部１０を設けモールド等により絶縁する必要があるが、図１０のように、ベルトヒータ１の中間部で切り欠き部９を設け、図１１ｂのように図１０の切り欠き部９でＵ字状に折り返したベルトヒータ１を使用すれば、Ｂ端部の接続部１０は不要となる。ベルトヒータ１巻き付け部の両端（ベルトヒータ１の巻き始め及び巻き終わり）はシリコーンゴムやフッ素樹脂の生テープ（図示省略）を用いて被加熱体８に固定されていることが好ましい。
【００２３】
また、本発明のベルトヒータ１の被加熱体８への巻き付けピッチは、巻き付けるベルトヒータ１や被加熱体８の形状、大きさなどによって適宜決定される。
【実施例】
【００２４】
本発明の実施例１〜４と引用例１、２の仕様の詳細を表１に示す。また、実施例１及び４において、舌片部４ａの寸法は、幅２ｍｍ、厚みは舌片部４ａの付け根で１ｍｍである。本実施例及び引用例で用いるベルトヒータ１は、２２０Ｖ１４７Ｗ、抵抗値４１．９Ω／ｍ、そしてワット密度１５．１Ｗ／ｍのガラス芯（絶縁性芯材３）にニクロム線（抵抗線２）を横巻きしたものをシリコーンゴム（絶縁弾性体４）にて押出被覆したベルトヒータである。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
実施例１〜４及び引用例１、２について、防水性、生産性、巻付性（隙間の出来難さ）、形態追従性の評価を行った結果を表２に示す。ここで言う巻付性とは、各ベルトヒータ１を外径φ１０ｍｍのフッ素チューブ（被加熱体８）に対して螺旋状に巻き付けて、その両端をシリコーンゴムの生テープで固定した後、半径１７５ｍｍで屈曲させた際の、隣接するベルトヒータ間の隙間の出来難さを示している。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
表２に示す通り、本願発明の実施例１〜４では、抵抗線２及び絶縁性芯材３が絶縁弾性体４で押出被覆されていることにより、高い防水性・生産性が発揮できている。また、実施例１〜３については、巻付性・形態追従性においても優位性を確認できた。実施例４については、実施例１〜３よりもベルトヒータ１の幅が広いため剛性が強くなっており、形態追従性についてはやや劣位であったが、絶縁弾性体４の断面形状が舌片部４ａを有する形状になっているため、ベルトヒータ１を螺旋状に巻き付けて被加熱体８を屈曲させた際、隣接するベルトヒータ間の隙間は発生せず、巻付性については優位性が確認できた。また、この状態で表面温度を測定したところ、その差は５℃以内であった。
【００２９】
引用例１について、抵抗線２及び絶縁性芯材３が絶縁弾性体４内に埋設されており、絶縁弾性体４はヒートプレスにより熱融着されている。ヒートプレスは、前述の通り防水性が完全でなく、また、生産性が悪いため、防水性・生産性については劣位であった。また、絶縁弾性体４の断面形状が略凹字型であるため、ベルトヒータ１を螺旋状に巻き付けて被加熱体８を屈曲させた際、隣接するベルトヒータ間に隙間が発生するという問題があり、巻付性についても劣位であった。隙間が発生した箇所の表面温度は、発生しなかった箇所と比べて３０℃低かった。また、ベルトヒータ１の幅が広いため剛性が強く、形態追従性についてはやや劣位であった。
【００３０】
引用例２について、実施例１〜４と同様、抵抗線２が巻き付けられた絶縁性芯材３の上に、絶縁弾性体４が押出被覆されていることにより、高い防水性・生産性を発揮できるが、引用例１と同様、絶縁弾性体４の断面形状が略凹字型であるため、ベルトヒータ１を螺旋状に巻き付けて被加熱体８を屈曲させた際、隣接するベルトヒータ間に隙間が発生し、巻付性については劣位であった。また、ベルトヒータ１の幅が広いため剛性が強く、形態追従性についてはやや劣位であった。
【００３１】
以上の例は、本発明の一例に過ぎず、本発明の思想の範囲内であれば、種々の変更及び応用が可能であることは言うまでもない。例えば、本発明のベルトヒータは、使用される箇所などに応じて、絶縁弾性体の厚み、大きさ、抵抗線の種類などを、適宜変更されて供されることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３２】
１      ベルトヒータ
２      抵抗線
３      絶縁性芯材
４      絶縁弾性体
４ａ    舌片部
４ｂ    凸部
４ｃ    凹部
５      モールド材料
６      リード線
７      ベルトヒータ１とリード線６の接続部
８      被加熱体
９      ベルトヒータ１の切り欠き部
１０    隣接するベルトヒータ１と抵抗線２の接続部
Ａ面    被加熱体と接する面
【図１】
2015095385.tif 000005
【図２】
2015095385.tif 000006
【図３】
2015095385.tif 000007
【図４】
2015095385.tif 000008
【図５】
2015095385.tif 000009
【図６】
2015095385.tif 000010
【図７】
2015095385.tif 000011
【図８】
2015095385.tif 000012
【図９】
2015095385.tif 000013
【図１０】
2015095385.tif 000014
【図１１】
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