(57)【要約】【課題】ヒータ素線の断線を抑え、且つ、ヒータ線の引抜強度の改善を図ったヒータ線とリード線の接続構造を提供すること。【解決手段】少なくともヒータ素線を有するヒータ線と、複数のリード素線を撚り合わせてなるリード線と、上記ヒータ線と上記リード線をかしめて電気的に接続する接続端子とからなり、上記リード素線の外径が、上記ヒータ線の外径の１／２以下であることを特徴とするヒータ線とリード線の接続構造。上記ヒータ線が、芯線上にヒータ素線を巻装した構造であるヒータ線とリード線の接続構造。上記接続端子が、Ｕ字状断面を有する形状であり、Ｕ字の先端を屈曲して上記リード線及び上記ヒータ線を固定保持するものであって、Ｕ字底部側に上記ヒータ線が配置され、Ｕ字開口部側に上記リード線が配置されているヒータ線とリード線の接続構造。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともヒータ素線を有するヒータ線と、複数のリード素線を撚り合わせてなるリード線と、上記ヒータ線と上記リード線をかしめて電気的に接続する接続端子とからなるヒータ線とリード線の接続構造において、
上記リード素線の外径が、上記ヒータ線の外径の１／２以下であることを特徴とするヒータ線とリード線の接続構造。
【請求項２】
上記ヒータ線が、芯線上にヒータ素線を巻装した構造であることを特徴とする請求項１記載のヒータ線とリード線の接続構造。
【請求項３】
上記接続端子が、Ｕ字状断面を有する形状であり、Ｕ字の先端を屈曲して上記リード線及び上記ヒータ線を固定保持するものであって、Ｕ字底部側に上記ヒータ線が配置され、Ｕ字開口部側に上記リード線が配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のヒータ線とリード線の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房便座、電気カーペット、電気毛布、カーシートヒータ等に使用可能なコード状ヒータとリード線との接続構造に係り、特に、ヒータ素線の断線を抑え、且つ、ヒータ線の引抜強度の改善を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コード状ヒータとリード線を電気的に接続する際には、圧着端子などの接続端子をかしめることにより接続していた。本発明に関連する技術として、例えば、特許文献１〜特許文献５などが参照できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５９６１４：松下電器産業
【特許文献２】特開平７−１６９５５７公報：日本電熱
【特許文献３】実開昭５４−６０３３０公報：クラベ
【特許文献４】実開昭５５−１２００８１公報：クラベ
【特許文献５】特開２０１０−５５８２０公報：クラベ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ヒータ線に使用されるヒータ素線は、一般に極細い線材からなるものであるが、例えば、昨今の電気カーペット、電気毛布、カーシートヒータ等では、使用者がヒータ線の凹凸を感じて違和感を受けることがないように、ますます細径化が要求されている。そのため、接続端子をかしめる際の圧力が少しでも強いとヒータ素線が断線することとなってしまうが、圧力が弱ければ端子からヒータ線が容易に抜けてしまったりすることになる。このような問題が生じないよう、最適なかしめの圧力について日々検討を行い、ヒータ素線の断線が起こらず、且つ、十分なヒータ線の引抜強度が得られるようになってはきたものの、かしめの圧力のみでは、十分に問題を解決するに至っていない。即ち、かしめの圧力を一定にしても、ヒータ線の引抜強度にバラつきが生じており、引抜強度不足により不良と判定される製品が多く存在しており、歩留まりが非常に悪くなっているのである。
【０００５】
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、ヒータ素線の断線を抑え、且つ、ヒータ線の引抜強度の改善を図ったヒータ線とリード線の接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するべく、本発明によるヒータ線とリード線の接続構造は、少なくともヒータ素線を有するヒータ線と、複数のリード素線を撚り合わせてなるリード線と、上記ヒータ線と上記リード線をかしめて電気的に接続する接続端子とからなるヒータ線とリード線の接続構造において、上記リード素線の外径が、上記ヒータ線の外径の１／２以下であることを特徴とするものである。
また、上記ヒータ線が、芯線上にヒータ素線を巻装した構造であることが考えられる。
また、上記接続端子が、Ｕ字状断面を有する形状であり、Ｕ字の先端を屈曲して上記リード線及び上記ヒータ線を固定保持するものであって、Ｕ字底部側に上記ヒータ線が配置され、Ｕ字開口部側に上記リード線が配置されていることが考えられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、リード素線の外径が、上記ヒータ線の外径の１／２以下であるため、かしめの圧力が分散してヒータ線に加わることになる。より詳細に説明すると、例えば、一方向にかしめの圧力が加わった場合、ヒータ線は少なくとも２本以上のリード素線から圧力を受けることになる。そのため、かしめの圧力が分散されると同時に、ヒータ線がリード素線に囲まれるように押さえられることになることから、ヒータ素線の断線を抑え、且つ、ヒータ線の引抜強度を向上させることができる。一方、リード素線の外径が、上記ヒータ線の外径の１／２を超える場合は、ヒータ線とリード素線の配置によっては、ヒータ線は１本のリード素線から圧力を受けることがある。このような状況であると、ヒータ素線は集中的な圧力を受けるとともに、ヒータ線の押さえも十分でないため、ヒータ素線の断線やヒータ線の抜けが生じてしまうことになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による実施の形態を示す写真で、リード線とヒータ線の接続構造の断面写真である。
【図２】本発明による他の実施の形態を示す写真で、リード線とヒータ線の接続構造の断面写真である。
【図３】比較例を示す写真で、リード線とヒータ線の接続構造の断面写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本実施の形態によるヒータ線とリード線の接続構造を説明する。
【００１０】
まず、ヒータ線の構成について説明する。外径約０．１４ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束からなる芯線があり、該芯線の外周には、素線径０．０５ｍｍの錫鍍金硬質錫入り銅合金線（ＴＨ−ＳＮＣＣ−３）からなる８本の発熱体素線を引き揃えて構成されたヒータ素線がピッチ約０．７ｍｍで螺旋状に巻装されている。ヒータ素線には、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチレンアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）からなる絶縁被膜が形成されている。この絶縁被膜は、充分に薄く且つ容易に塑性変形するものであるため、接続端子の接続時の圧力等により容易に除去されるものである。このようにして得られたヒータ線は、外径０．２４ｍｍとなっている。なお、実使用の際には、このヒータ線の外周に絶縁体層や熱融着樹脂層などを形成してコード状ヒータとされ、接続端子等に接続する際に、ストリップ加工等により適宜絶縁体層や熱融着樹脂層は除去されることとなる。本実施の形態においては、上記のヒータ線の外周に、絶縁体層として難燃剤が配合されたポリエチレン樹脂が０．２ｍｍの厚さで押出被覆されたコード状ヒータを使用しており、このコード状ヒータの先端８ｍｍについて絶縁体層をストリップし、ヒータ線を露出させている。
【００１１】
次いで、リード線の構成について説明をする。外径０．１２ｍｍの軟銅からなるリード素線６７本を撚り合わせ、この外周に塩化ビニル樹脂からなる絶縁被覆を施し、外径２．４ｍｍのリード線とする。このリード線の先端８ｍｍについて絶縁被覆をストリップし、リード素線を露出させている。
【００１２】
次に、断面Ｕ字形状で、高さ（Ｕ字断面の開口部から底部までの長さ）が２．９ｍｍ、幅（Ｕ字断面の開口部の幅）が２．６ｍｍ、長さ（Ｕ字断面に垂直の長さ）が５．６ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの銅合金からなる接続端子を用意する。上記のヒータ線及びリード線について、ストリップした端を同方向にして平行に引き揃え、ヒータ線が接続端子におけるＵ字断面の底部側、リード線が接続端子におけるＵ字断面の開口部側になるよう、ヒータ線及びリード線のストリップした端を接続端子内に配置する。この状態で、圧着治具によりＵ字の先端を屈曲して接続端子の高さが１．８３ｍｍになるまで圧力をかけて接続端子をかしめ、ヒータ線とリード線を固定保持し、接続構造を構成する。
【００１３】
このようにして得られたヒータ線とリード線の接続構造を実施例１として、ヒータ線の引抜強度を測定した。引抜強度は、端子端を治具に引っ掛けて固定した状態で、リード線及びヒータ線の長さ方向に対して平行の方向に２ｍｍ／秒のスピードでヒータ線を引張り、ヒータ線が引き抜けたときの力を測定した。試料数は１０とし、平均値を算出するとともに、基準値である３０Ｎを下回った個数を数えた。また、引抜強度測定後のヒータ線の状態について、目視で確認した。併せて、上記実施の形態において、リード線の構成として、外径０．０８ｍｍの軟銅からなるリード素線１５４本を撚り合わせたものを実施例２、外径０．１８ｍｍの軟銅からなるリード素線３０本を撚り合わせたものを比較例１とし、同様に引抜強度測定と測定後のヒータ線の状態確認を行った。これらの結果をまとめて表１に示す。
【００１４】
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【００１５】
表１に示すように、実施例１，２による試料は、基準値である３０Ｎを下回った試料はなく、引抜強度の平均値も高いものであった。特に、リード素線外径が小さい実施例２は、何れの試料も引抜強度が４０Ｎ以上となっており、特に優れた引抜強度を有していた。また、引抜強度測定後のヒータ線については、ヒータ素線のみが断線して引抜けていた状態であり、良好な状態であった。これに対して比較例１の試料は、３０Ｎを下回る試料が３個有った。この３個以外については、実施例１とほぼ同様の引抜強度を有していたことから、平均して引抜強度が低下するのではなく、数個に１個（本測定ではおおよそ３個に１個）の割合で基準に満たない不合格品が発生することが確認された。また、引抜強度測定後のヒータ線については、概ね良好であったが、一部の試料は、ヒータ素線に全く損傷がなく抜けてしまっており、ヒータ線に充分なかしめの圧力が加わっていなかったことが確認された。
【００１６】
また、上記実施例１、実施例２及び比較例１による接続構造について、かしめの圧力を加えた部分を切断し、その断面の拡大写真を撮影した。図１は実施例１、図２は実施例２、図３は比較例１による断面の拡大写真である。図１及び図２の通り、本実施例による接続構造では、接続端子内部でリード線が密な状態となっており隙間がほとんど生じていない。そのため、かしめの圧力がリード素線及びヒータ線に加わっており、引抜強度が向上しているものと考えられる。また、ヒータ線の周囲に多くのリード素線に囲まれるようにして配置されていることも確認できる。これにより、ヒータ線に加わるかしめの圧力が分散されると同時に、ヒータ線がリード素線に囲まれるように押さえられることになることから、ヒータ素線の断線を抑え、且つ、ヒータ線の引抜強度を向上させることができると考えられる。一方、図３のように、比較例１の接続構造は、接続端子内部に隙間が多く存在している。そのため、かしめの圧力が充分にリード素線やヒータ線に加わらず、引抜強度低下の原因となってしまうと考えられる。また、ヒータ線に接するリード素線の本数がわずかであるため、ヒータ素線が集中的な圧力を受けるとともに、ヒータ線の押さえも十分でないため、ヒータ素線の断線やヒータ線の抜けが生じてしまうことが考えられる。
【００１７】
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
ヒータ線としては、上記のように芯線上に、絶縁被膜が形成されたヒータ素線を巻装したものではなく、他の形態であっても良い。例えば、ヒータ素線を単に撚り合わせたものや、芯線とヒータ素線を撚り合わせたものも考えられるし、ヒータ素線に絶縁被膜が形成されていないものであっても構わない。芯線やヒータ素線の材質、寸法、或いは、巻装する場合の巻ピッチや撚り合わせる場合の撚りピッチなど、使用形態や設定温度等に応じて適宜設計すればよい。また、上記のように、適宜絶縁体層や熱融着樹脂層をヒータ線の外周に形成して、コード状ヒータとして取り扱っても良い。
【００１９】
リード線についても、リード素線の材質、寸法、撚り合わせる場合の撚りピッチ、或いは、絶縁被覆の材料など、使用形態や設定電流値等に応じて適宜設計すればよい。但し、リード素線の外径については、上記したヒータ線の外径の１／２以下とする必要がある。１／２を超えた場合、ヒータ素線の断線やヒータ線の抜けが生じてしまい、充分な引抜強度が得られないこととなってしまう。
【００２０】
接続端子は、上記した断面Ｕ字形状のものだけでなく、例えば、筒状で偏平させて使用するものや、断面Ｃ字形状で縮径して使用するものなど、種々の形状のものがあるので、適宜選定すればよい。また、材質や寸法等も適宜設計すればよい。断面Ｕ字形状の接続端子を使用する場合は、Ｕ字底部側にヒータ線が配置され、Ｕ字開口部側にリード線が配置されていることが好ましい。これにより、ヒータ線がＵ字開口部からはみ出てしまうことを防止できるとともに、Ｕ字先端部によってヒータ素線を損傷してしまうことを防止できる。更には、ヒータ素線に加わる圧力が分散されることともなる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上詳述したように本発明によれば、ヒータ素線の断線を抑え、且つ、ヒータ線の引抜強度の改善を図ったヒータ線とリード線の接続構造を得ることができる。このような接続構造は、例えば、暖房便座、電気カーペット、電気毛布、カーシートヒータ等、種々のヒータ装置におけるヒータ線とリード線の接続部として好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  ヒータ線
２  リード線
３  接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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