(57)【要約】【課題】柔軟性、繰返し曲げ加工性、及び形状保持性を兼ね備えることにより、冷蔵庫の霜取用ヒータをはじめとした幅広い用途で好適に使用することが可能なコード状ヒータを提供すること。【解決手段】ヒータ線と、該ヒータ線上に施された絶縁被覆とからなるコード状ヒータであって、上記絶縁被覆の外周には、金属線の横巻又は編組からなる補強層が形成されているとともに、上記補強層には、横巻又は編組の隙間を埋める状態で金属コートが施されていることを特徴とするコード状ヒータ。上記金属線の材質が銅又は鉄を主成分とするものであることを特徴とするコード状ヒータ。上記金属コートに使用される金属がスズ又は亜鉛を主成分とするものであることを特徴とするコード状ヒータ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ線と、該ヒータ線上に施された絶縁被覆とからなるコード状ヒータであって、上記絶縁被覆の外周には、金属線の横巻又は編組からなる補強層が形成されているとともに、上記補強層には、横巻又は編組の隙間を埋める状態で金属コートが施されていることを特徴とするコード状ヒータ。
【請求項２】
請求項１記載のコード状ヒータにおいて、上記金属線の材質が銅または鉄を主成分としたものであることを特徴とするコード状ヒータ。
【請求項３】
請求項１記載のコード状ヒータにおいて、上記金属コートに使用される金属がスズまたは亜鉛を主成分としたものであることを特徴とするコード状ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟性、繰返し曲げ加工性、及び形状保持性を兼ね備えたコード状ヒータに係り、例えば、冷蔵庫の霜取用ヒータなどをはじめとした幅広い用途で好適に使用することが可能なコード状ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種機器の保温用ヒータ、加熱用ヒータ、凍結防止用ヒータなどとして、例えば、特許文献１乃至特許文献４に開示されているような様々な構成のヒータが知られている。
【０００３】
まず、特許文献１には、ガラス繊維からなる芯糸上に電熱線を螺旋状に巻装したヒータ線と、該ヒータ線の周上に施されたガラス繊維の編組又は横巻からなる絶縁層と、からなるコード状ヒータを、金属管内に収容配置した構成のヒータが開示されている。
【０００４】
又、特許文献２及び特許文献３には、ヒータ線の周上に絶縁被覆が施されたコード状ヒータの上に、金属管造管機を用いて連続的に金属管を被覆した構成のヒータが開示されている。
【０００５】
又、特許文献４には、シリコーンゴムからなる絶縁被覆を備えたコード状ヒータの外周に、ステンレス編組を施した構成のヒータが開示されている。
【０００６】
又、特許文献５には、絶縁被覆層の外周を、ステンレスのワイヤーメッシュで被覆した構成のヒータが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】実公昭４６−６９３８号公報
【特許文献２】特開平１１−１２１１５２号公報
【特許文献３】特開２００３−３６９５８号公報
【特許文献４】実用新案登録第２５６７９７７号公報
【特許文献５】実用新案登録第２５０４４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献１乃至特許文献３に開示されたヒータは、最外層となる金属管が機械的保護材、熱的保護材、及び熱伝導部材として機能することから、内部に収容されるコード状ヒータのヒータ線の種類や絶縁被覆の種類を用途に合わせて選択することにより、冷蔵庫の霜取用ヒータ以外の用途でも使用することが可能であるという利点を有している。しかしながら、これらのヒータは、外層が金属管で構成されているため、柔軟性が低く曲げ加工しにくいという欠点があった。又、加工時の寸法ミスなどにより一度曲げたものを元に戻して再加工したい場合があっても、再加工することは金属疲労による管へのクラック発生等ダメージが大きく、又、屈曲部の扁平も起こしやすいことから事実上難しいものであった。特に、特許文献１に開示されたヒータのように、金属管に後からコード状ヒータを通すタイプのものでは、コード状ヒータが通りやすいようにコード状ヒータと金属管と間に隙間が設けられているため、曲げ加工時に金属管が容易に扁平してしまうという欠点があった。従って、これらのヒータは複雑な形状に配設して使用するような用途には不向きであった。
【０００９】
一方、上記の特許文献４及び特許文献５に開示されたヒータは、外圧や引張りに強く柔軟性の高いコード状ヒータであるため、複雑な形状に配設して使用することが可能である。しかしながら、これらのヒータは、ヒータ単独で形状を保持することが困難である（形状保持性が低い）ため、使用用途が限定されていた。
【００１０】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、柔軟性、繰返し曲げ加工性、及び形状保持性を兼ね備えることにより、冷蔵庫の霜取用ヒータをはじめとした幅広い用途で好適に使用することが可能なコード状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】
【００１１】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１によるコード状ヒータは、ヒータ線と、該ヒータ線上に施された絶縁被覆とからなるコード状ヒータであって、上記絶縁被覆の外周には、金属線の横巻又は編組からなる補強層が形成されているとともに、上記補強層には、横巻又は編組の隙間を埋める状態で金属コートが施されていることを特徴とする。
【００１２】
又、請求項２によるコード状ヒータは、請求項１記載のコード状ヒータにおいて、金属線の材質が銅又は鉄を主成分とするものであることを特徴とする。
【００１３】
又、請求項３によるコード状ヒータは、請求項１記載のコード状ヒータにおいて、金属コートに使用される金属がスズ又は亜鉛を主成分とするものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるコード状ヒータは、上記請求項１記載の構成により、柔軟性、繰返し曲げ加工性、及び形状保持性を兼ね備えたものとなり、冷蔵庫の霜取用ヒータをはじめとした幅広い用途で好適に使用することが可能である。又、上記請求項２記載の構成により、柔軟性、形状保持性を更に向上させることができる。又、上記請求項３記載の構成により、上記の特性に加えて、更に、耐食性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明において使用されるコード状ヒータは、ヒータ線上に絶縁被覆が施された構成のものである。
【００１６】
ヒータ線としては、ニッケルクロム合金線、鉄クロム合金線、銅ニッケル合金線、ステンレス線等の金属抵抗線の単線、撚り線をそのまま、或いは、それらの金属抵抗線を、ポリエステル繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維等の繊維材料からなる芯材、若しくは、前記の繊維材料の周上にシリコーンゴム等の弾性体被覆が設けられた芯材の上に巻装したものなどを用いることができる。これらは、本発明によって得られるコード状ヒータの使用条件等を考慮して適宜に選択すれば良いが、例えば、芯材上に金属抵抗線をスパイラル状に巻装したものを使用した場合には、金属抵抗線の種類や巻ピッチを調整することにより、高ワット密度のコード状ヒータを容易に得ることができる。
【００１７】
絶縁被覆は、公知の絶縁材料を用いて、公知の方法によって形成すれば良い。絶縁材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の電気絶縁組成物や、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ・シリカ繊維等の繊維材料などが挙げられる。絶縁材料として、電気絶縁組成物を用いた場合には、押出加工などによって形成することが考えられ、又、繊維材料を用いた場合には、編組又は横巻によって形成することが考えられる。これらの絶縁被覆は、ヒータ線上に単層に形成しても良いし、二層以上の多層に形成しても良い。
【００１８】
本発明においては、上述したいずれの絶縁材料を用いて絶縁被覆としても良いが、補強層と接する部分の絶縁被覆は、耐熱性及び絶縁性に優れた絶縁材料から構成することが好ましい。これは、以下の理由による。つまり、本願発明では、絶縁被覆の外周に形成された補強層に金属コートを施すのであるが、この際、金属コートの方法として、例えば、「溶融金属中への浸漬」を採用した場合、高温の溶融金属中に所定の時間浸漬されることになるため、絶縁被覆の耐熱温度が低いと熱によって絶縁被覆が破壊され、絶縁性能が低下してしまうからである。又、コード状ヒータ自身の耐熱温度は、絶縁被覆の耐熱温度或いは金属コートの耐熱温度のどちらか低い方に左右されるので、金属コートの耐熱温度により近い絶縁被覆を用いることによって、コード状ヒータ自身の耐熱温度を高くすることができるためである。但し、コード状ヒータの使用用途によっては、例えば１００℃以下でしか使用されない場合もあるので、そのような場合には耐熱温度が１００℃以下の絶縁被覆を用いれば良い。  
【００１９】
耐熱性及び絶縁性に優れた電気絶縁組成物としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂が特に好ましい。又、耐熱性及び絶縁性に優れた繊維材料としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ・シリカ繊維等を挙げることができるが、これらの中でも、シリカ繊維、アルミナ繊維、アルミナ・シリカ繊維は特に優れた耐熱性を有していることから特に好ましい。
【００２０】
上記構成のコード状ヒータの外周には、コード状ヒータの機械的保護、熱的保護と、コード状ヒータから発せられる熱を被加熱物に良好に伝導させることを目的として、金属線の横巻き又は編組からなる補強層が形成される。
【００２１】
金属線の寸法は、コード状ヒータの外径によって適宜選択すれば良く、特に限定されない。又、金属線の形状は真円以外にも、例えば、楕円や四角形（即ちリボン状）であることも考えられる。金属線の材質は金属であれば特に限定されないが、柔軟性、形状保持性、及びコストの面からその材質は銅又は鉄を主成分としたものであることが好ましい。又、金属線には、後述する金属コートに使用する金属によって、予めメッキを施してあっても良い。こうすることで、金属コートと金属線の表面との間の濡れ性が高まることになり、金属コートが補強層の内層まで浸透させることが容易になるため好ましい。
【００２２】
金属線の横巻又は編組の条件（ピッチ、編組角、持ち数、打ち数等）は、コード状ヒータの外径に応じて適宜選定すれば良く、特に限定されない。又、横巻の場合は複数本の金属線が巻かれていても良く、Ｓ巻きとＺ巻きを組合せて巻かれていても良い。但し、カバー率が９０％を下回ると、後述する金属コートを施す際にピンホールが生じやすくなるため、カバー率は９０％以上であることが好ましい。ピンホールが生じると、外観が悪くなるだけでなく、ピンホールから内部に水分や高湿雰囲気が侵入する恐れがある。特に、絶縁被覆に繊維材料を用いた場合は、侵入した水分によってヒータ線と金属線が導通してしまい、ヒータとしての役割を果たさなくなってしまうことも考えられる。尚、ここで言うカバー率とは、金属線が絶縁被覆の表面を覆っている割合のことを言い、編組の場合は編組密度とも言う。
【００２３】
補強層には、繰返し曲げ加工性及び形状保持性を併せ持たせるとともに、耐湿性、耐水性を付与するため、金属コートが施される。
【００２４】
金属コートは、横巻又は編組を構成する金属線間の隙間を埋める状態で施される。金属コートの量（目付け）は特に限定されないが、金属コートの量（目付け）が少な過ぎるとピンホールを生じやすくなってしまい、多過ぎると柔軟性が低下してしまうことから、コード状ヒータの外径や補強層のカバー率に応じて適切な量（目付け）を選択する必要がある。又、金属コートは、補強層の表面層のみでなく、内層まで浸透していることが好ましい。こうすることにより、屈曲時に金属コートが剥がれることを防止できるとともに、形状保持性を更に向上させることができる。
【００２５】
金属コートに使用する金属は特に限定されず、スズ、亜鉛、銀、アルミニウム、ニッケル等が考えられるが、これらの中でも、スズ又は亜鉛を主成分としたものを使用することが好ましい。これらの金属は、耐食性に優れているとともに、比較的融点が低いため、後述する金属コートの方法として溶融金属中への浸漬を用いた際にも絶縁被覆を傷めにくいからである。
【００２６】
金属コートの方法としては、スプレー法、真空蒸着法、電解メッキ、溶融金属中への浸漬などが考えられる。これらの中でも、溶融金属中への浸漬は、比較的小規模な設備でも１０ｍ／ｍｉｎ程度の早い線速で製造可能であり、その結果、製造コストが低く抑えられるため好ましい。真空蒸着法は、金属コートを補強層の内層まで浸透させにくいとともに、連続コートさせる場合は設備が大掛かりになる。又、電解メッキは、通常の電解メッキ設備では線速がかなり遅くなり、線速を上げるためにはメッキ槽の長さを長くするなど設備が大掛かりになる。
【００２７】
又、金属コートの方法として溶融金属中にコード状ヒータを浸漬する方法を用いた場合、溶融金属中にコード状ヒータを浸漬させた直後にダイスを通してしごくことにより、金属コートを補強層の内層まで浸透させることも考えられる。
【００２８】
ここで、金属コートを施す前に、補強層へフラックス処理を施してあっても良い。こうすることにより、金属コートの乗りを良くしてピンホールを効果的に防止することができるとともに、金属コートを補強層の内層まで浸透させることができる。フラックスとしては、塩酸系のフラックスが浸透の効果が高く、残留しにくいため好ましい。
【００２９】
コード状ヒータの形状は、通常は外周が円形状のものとなるが、被加熱物への熱伝導効率を高めるために、ロールで上下から圧力を加えるなどして楕円形状、四角形状に成型しても良い。
【００３０】
本発明のコード状ヒータは、金属コート表面を露出したまま使用しても良いが、金属コートの外周に、更に、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等の電気絶縁組成物の押出被覆、ポリイミドテープ等のテープ巻きなどからなる外被を設けたり、金属コート表面に塗装を施したりしても良い。こうすることにより、耐食性を向上させることができるとともに、金属コートを外傷から保護することが可能となる。
【実施例１】
【００３１】
本発明の実施例１によるコード状ヒータは、図１に示すような構成になっている。まず、ヒータ線１と絶縁被覆２からなるコード状ヒータがあり、このコード状ヒータの外周には、金属線の編組からなる補強層３が形成され、更に、補強層３には、編組の隙間を埋める状態で金属コート（図示しない）が施されている。
【００３２】
次に、本実施例によるコード状ヒータの製造方法について説明する。まず、Ｅガラス繊維束からなる外径０．７ｍｍの芯材上に、外径０．０５ｍｍのニッケルクロム合金線を、芯材１ｍあたり１００Ωとなるように所定のピッチでスパイラル状に巻装してなるヒータ線１上に、絶縁被覆２として、７５番手のＥガラスヤーン６本を引き揃えたガラス繊維束からなる４重の横巻層、ガラス繊維からなる編組層、１３０番手のアルミナ長繊維からなる編組層を順次形成して、外径２．８ｍｍに仕上げた。
【００３３】
次に、この絶縁被覆２の外周に、素線径０．１２ｍｍのスズメッキ軟銅線を使用して、５本持ち、１６本打ち、ピッチ７．３ｍｍの条件にて編組を施し、補強層３を形成して、外径約３．４ｍｍに仕上げた。
【００３４】
そして、フラックス槽及び溶融スズ槽（槽の温度２５０℃、槽の長さ６０ｃｍ）に線速約１０ｍ／ｍｉｎにて連続的に浸漬し、フラックス処理と併せて金属コート（図示しない）を施した。尚、金属コートの量（目付け）は、金属コートを施す前と後におけるコード状ヒータの単位長さ当りの重量差から算出したところ、５．５ｇ／ｍであった。又、フラックスには市販の塩酸系フラックスを用いた。
【００３５】
ここで、このようにして得られたコード状ヒータを切断し、その断面の様子を目視にて観察したところ、金属コートが補強層２の内層まで浸透した状態であった。又、曲げ半径１０ｍｍにて左右９０度、１０回の屈曲試験を行ったが、容易に屈曲することができる柔軟性を備えるとともに、ヒータ線の断線、金属コートのひび割れなど、特に不具合が生じることはなく、繰返し曲げ加工にも耐えることが確認された。又、このコード状ヒータを直径２０ｍｍのマンドレルに２０周巻きつけたあと、マンドレルを抜き取り、その形状保持性を確認したところ、形状が崩れることなく保持されていることが確認された。
【実施例２】
【００３６】
補強層３の金属線を外径０．１２ｍｍの鉄線とし、溶融スズ槽を溶融亜鉛槽（槽の温度４２０℃）に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてコード状ヒータを作製した。
【００３７】
ここで、このようにして得られたコード状ヒータを切断し、その断面の様子を目視にて観察したところ、金属コートが補強層２の内層まで浸透した状態であった。又、曲げ半径１０ｍｍにて左右９０度、１０回の屈曲試験を行ったが、容易に屈曲することができる柔軟性を備えるとともに、ヒータ線の断線、金属コートのひび割れなど、特に不具合が生じることはなく、繰返し曲げ加工にも耐えることが確認された。又、このコード状ヒータを直径２０ｍｍのマンドレルに２０周巻きつけたあと、マンドレルを抜き取り、その形状保持性を確認したところ、形状が崩れることなく保持されていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によるコード状ヒータは、柔軟性、繰返し曲げ加工性、及び形状保持性を兼ね備えることにより、冷蔵庫の霜取用ヒータをはじめとした幅広い用途で好適に使用することが可能である。用途としては、例えば、暖房用機器、給湯用機器、乾燥用機器、調理用機器、冷蔵用機器、空調用機器などにおける加熱用ヒータ、保温用ヒータ、露付防止用ヒータ、霜取用ヒータなどが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例を示す図で、コード状ヒータの一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ヒータ線
２  絶縁被覆
３  補強層
【図１】
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