特開 2024-121895 コード状ヒータと面状ヒータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121895

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】コード状ヒータと面状ヒータ

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/56 20060101AFI20240902BHJP

   H05B 3/34 20060101ALI20240902BHJP

   H05B 3/20 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

H05B3/56 B

H05B3/34

H05B3/20 350

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023029118

(22)【出願日】2023-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000129529

【氏名又は名称】株式会社クラベ

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 唯郎

【テーマコード（参考）】

3K034

3K092

【Ｆターム（参考）】

3K034AA02

3K034AA12

3K034AA22

3K034HA04

3K034HA05

3K092PP05

3K092PP15

3K092QB02

3K092RA07

(57)【要約】

【課題】発熱量の設計を容易にすることが可能なコード状ヒータ及び面状ヒータを提供すること。
【解決手段】複数本の導体素線５ｘ，５ｙを有し、上記複数の導体素線５ｘ，５ｙが、線径の異なるものを有するコード状ヒータ１０。上記複数の導体素線５ｘ，５ｙの内の少なくとも一部または全てが、絶縁被膜５ｂにより被覆されているコード状ヒータ１０。上記複数の導体素線５ｘ，５ｙが、芯線３を中心として撚り合わされているコード状ヒータ１０。上記のコード状ヒータ１０を基材に配設した面状ヒータ。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数本の導体素線を有するコード状ヒータであって、
上記複数の導体素線が、線径の異なるものを有するコード状ヒータ。

【請求項2】

上記複数の導体素線の内の少なくとも一部または全部が、絶縁被膜により被覆されている請求項１記載のコード状ヒータ。

【請求項3】

上記複数の導体素線が、芯線を中心として撚り合わされている請求項１記載のコード状ヒータ。

【請求項4】

請求項１～３何れか記載のコード状ヒータを基材に配設した面状ヒータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータなどに好適に使用可能で、発熱量の設計を容易にすることが可能なコード状ヒータと、このコード状ヒータを使用した面状ヒータに関する。

【背景技術】

【0002】

コード状ヒータは、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータ等に使用されている。一般的に知られているコード状ヒータは、まず、芯線に複数のヒータ線を螺旋状に巻き、その上から絶縁体層による外被を被覆して形成されている。ヒータ線は、銅線やニッケルクロム合金線などの導体素線を複数本引き揃えるか、この導体素線を複数本撚合せて形成されている。熱融着部材がヒータ線の外周に形成され、この熱融着部材により、ヒータ線は例えば不織布やアルミ箔で形成された基材に接着される（例えば、特許文献１など参照）。

【0003】

導体素線が引張られたり屈曲されたりしたときに、導体素線の一部が断線することがある。従来は、コード状ヒータの各導体素線が接した状態となっているため、導体素線の一部が断線した場合、この断線した部分でヒータ線の径が細くなる。ヒータ線の径が細くなった部分は単位断面積当たりの電流量が増加するため、この部分は通常以上の発熱を起こす可能性がある。別の例で、導体素線の１本ずつを個別に絶縁被膜を形成してヒータ線を形成した場合、それぞれの導体素線が並列回路を形成する。このヒータ線の場合、導体素線の一部に断線が生じたとき、並列回路の一部が断線することになる。このヒータ線の場合、過大な発熱を防止できる（例えば、特許文献２、特許文献３など参照）。

【0004】

又、本発明に関連する技術として、当該出願人より特許文献４～６が出願されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－１７４９５２公報：クラベ

【特許文献2】特開昭６１－４７０８７号公報：松下電器産業

【特許文献3】特開２００８－３１１１１１公報：クラベ

【特許文献4】特開２０１０－１５６９１公報：クラベ

【特許文献5】国際公開ＷＯ２０１１／００１９５３公報：クラベ

【特許文献6】国際公開ＷＯ２０２２／０５４７０１公報：クラベ

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のコード状ヒータにおいては、複数の導体素線は何れも同じ線径となっている。ここで、自動車用途のコード状ヒータの場合、電圧は一定で印可されることから、発熱量は導体素線の抵抗値に依存することになる。導体素線の抵抗値は、導体素線の線径と長さに依存し、導体素線の長さは、コード状ヒータを配置するパターン形状と、導体素線の巻ピッチに依存することになる。コード状ヒータを配置するパターン形状は、被加熱部の形状や大きさに依存することから設計の制約が大きく、また、導体素線の巻ピッチは、耐屈曲性や断線のしにくさなどコード状ヒータの強度に影響することから最適な数値が予め定められている。そこで、導体素線の線径により導体素線の抵抗値、即ちコード状ヒータの発熱量を設計することが考えられるが、導体素線の線径には規格があり、製造工程上も線径細かく刻んだ多品種の導体素線を製造することは困難である。

【0007】

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、発熱量の設計を容易にすることが可能なコード状ヒータ及びそれを使用した面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】

【0008】

上記目的を達成するべく、本発明によるコード状ヒータは、複数本の導体素線を有するコード状ヒータであって、上記複数の導体素線が、線径の異なるものを有することを特徴とするものである。
また、上記複数の導体素線の内の少なくとも一部または全てが、絶縁被膜により被覆されていることが考えられる。
また、上記複数の導体素線が、芯線を中心として撚り合わされていることが考えられる。
又、本発明による面状ヒータは、上記のコード状ヒータを基材に配設したものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明のコード状ヒータは、異なる線径の導体素線を組合せて使用しているため、目的とする導体素線の抵抗値、即ち、コード状ヒータの発熱量を設計することが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明による実施の形態示す図で、コード状ヒータの構成を示す一部切り欠き側面図である。

【図2】本発明による実施の形態示す図で、絶縁被膜が形成された導体素線の構成を示す一部切り欠き側面図である。

【図3】本発明による実施の形態を示す図で、ホットプレス式ヒータ製造装置の構成を示す図である。

【図4】本発明による実施の形態を示す図で、コード状ヒータを所定のパターン形状に配設する様子を示す一部斜視図である。

【図5】本発明による実施の形態を示す図で、面状ヒータの構成を示す平面図である。

【図6】本発明による他の実施の形態示す図で、コード状ヒータの構成を示す一部切り欠き側面図である。

【図7】本発明による他の実施の形態示す図で、コード状ヒータの構成を示す一部切り欠き側面図である。

【図8】本発明による他の実施の形態示す図で、コード状ヒータの構成を示す一部切り欠き側面図である。

【図9】本発明による他の実施の形態示す図で、コード状ヒータの構成を示す一部切り欠き側面図である。

【図10】本発明による他の実施の形態示す図で、コード状ヒータの構成を示す一部切り欠き側面図である。

【図11】本発明による他の実施の形態示す図で、コード状ヒータの構成を示す一部切り欠き側面図である。

【図12】本発明による実施の形態示す図で、コード状ヒータの構成を示す断面図である。

【図13】本発明による面状ヒータを車両用シート内に埋め込んだ様子を一部切り欠いて部示す斜視図である。

【図14】本発明による面状ヒータをステアリングホイール内に埋め込んだ様子を一部切り欠いて示す斜視図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。これらの実施の形態は、本発明を面状ヒータとし、車両用シートヒータに適用することを想定した例を示すものである。

【0012】

まず、図１～図５，図１２を参照して本実施の形態を説明する。この実施の形態におけるコード状ヒータ１０の構成から説明する。本実施の形態におけるコード状ヒータ１０は図１及び図１２に示すような構成になっている。芯線３は外径約０．２ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束で形成されている。該芯線３の外周に、素線径０．０６ｍｍの硬質錫入り銅合金線である２本の導体素線５ｘ及び素線径０．０５ｍｍの硬質錫入り銅合金線である３本の導体素線５ｙを配置した状態で、ピッチ約５．００ｍｍで撚り合わされている。図１，図２，図１２に示すように、導体素線５ｘ，５ｙの周囲には、絶縁被膜５ｂが形成されている。絶縁被膜５ｂは、ポリウレタン樹脂製の内層５ｃと、ポリアミドイミド樹脂製の外層５ｄとから形成されている。絶縁被膜５ｂの内層５ｃは、導体素線５ｘ，５ｙの周囲にポリウレタンワニスを塗布し乾燥させることで厚さ５μｍの層となるように形成された。次に、外層５ｄは、この内層５ｃの外周にポリアミドイミドワニスを塗布し乾燥して厚さ５μｍの層となるように形成された。発熱線１は、芯線３上に導体素線５ｘ，５ｙを巻装して形成されている。コード状ヒータ１０は、発熱線１の外周に絶縁体層７を被覆して形成されている。絶縁体層７は、発熱線１の外周に、難燃剤が配合されたポリエチレン樹脂を平均厚さ０．２ｍｍとなるように押出被覆して形成されている。この実施の形態では、絶縁体層７のポリエチレン樹脂は、熱融着材として機能する。以上のコード状ヒータ１０の仕上外径は１．１０ｍｍである。芯線３は耐屈曲性や引張強度が高くなる点で有効である。芯線３を使用せずに、複数本の導体素線を引き揃えるか或いは撚り合わせて発熱線１とすることも可能である。

【0013】

次に、上記構成をなすコード状ヒータ１０を接着・固定する基材１１の構成について説明する。本実施例における基材１１は、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する熱融着性繊維１０％と、難燃性ポリエステル繊維からなる難燃性繊維９０％とを混合させた不織布（目付１００ｇ／ｍ^２、厚さ０．６ｍｍ）で形成されている。この基材１１は、型抜き等の公知の手法によって所望の形状に形成される。

【0014】

次に、上記コード状ヒータ１０を基材１１上に所定のパターン形状で配設して接着・固定する構成について説明する。図３はコード状ヒータ１０を基材１１上に接着・固定させるためのホットプレス式ヒータ製造装置１３の構成を示す図である。まず、ホットプレス治具１５について説明する。このホットプレス治具１５の上面に、複数個の係り止め機構１７が配置されている。図４に示すように、上記係り止め機構１７はピン１９を備えていて、このピン１９はホットプレス冶具１５に穿孔された孔２１に対して、その下方から上方に向けて挿入されている。このピン１９の上面には、係り止め部材２３がピン１９の軸方向に移動可能に取り付けられ、係り止め部材２３はコイルスプリング２５によって常時上方に付勢されている。そして、図４中仮想線で示すように、コード状ヒータ１０は、複数個の係り止め機構１７の上面の係り止め部材２３に係止されながら、係り止め部材２３の位置に対応した所定のパターン形状となるように配設される。

【0015】

図３に戻って、上記複数個の係り止め機構１７の上方位置には、プレス熱板２７が昇降可能に配置されている。まず、コード状ヒータ１０が複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３に引っ掛けられながら所定のパターン形状を描くように配設され、次に、基材１１がコード状ヒータ１０の上に置かれる。その状態で上記プレス熱板２７が降下して基材１１をコード状ヒータ１０に押し当てる。このとき、例えば、プレス熱板２７は２３０℃／５秒間の加熱・加圧を基材１１とコード状ヒータ１０に施す。すると、コード状ヒータ１０の熱融着部９と基材１１の熱融着性繊維はともに加熱・加圧されて互いに融着する。その結果、コード状ヒータ１０と基材１１が接着されて固定される。上記加熱・加圧時、上記プレス熱板２７は複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３のコイルスプリング２５の付勢力に抗して下方に移動する。

【0016】

基材１１におけるコード状ヒータ１０を配設しない面には、接着層を形成したり、或いは、両面テープを貼り付けたりしても良い。これらの接着層や両面テープは、面状ヒータ３１を座席に固定する際に利用される。

【0017】

上記作業を行うことにより、図５に示すような車両用シートヒータの面状ヒータ３１を得ることができる。リード線４０は接続端子（図示しない）を介して、上記面状ヒータ３１におけるコード状ヒータ１０の両端と、温度制御装置３９とに接続されている。コード状ヒータ１０と、温度制御装置３９と、コネクタ３５は、リード線４０によって互いに接続されている。この接続端子によるコード状ヒータ１０とリード線４０の接続について詳述する。コード状ヒータ１０の端部では、ストリップ加工機によって発熱線１の絶縁体層７を除去して発熱線１を露出させる。また、リード線４０の端部でも、ストリップ加工機によってリード線４０の絶縁体を除去して導線を露出させる。発熱線１を露出させたコード状ヒータ１０の端部と導体を露出させたリード線４０の端部とを接続端子に半田付けする。これにより、コード状ヒータ１０、リード線４０及び接続端子が互いに接続される。コード状ヒータ１０の導体素線５ｘ，５ｙに形成された絶縁被膜５ｂは半田付けの熱により除去されており、導体素線５ｘ，５ｙと、リード線４０の導体とが、電気的接続される。この作用機構について、以下に具体的に説明する。半田付けの温度は約３６０℃である。この温度は内層５ｃを構成するポリアミド樹脂の熱分解より高いため、内層５ｃは熱分解する。一方で、この３６０℃の温度は、外層５ｄを構成するポリアミドイミド樹脂の融点以下であり且つ熱分解温度以下でもある。即ち、導体素線５ｘ，５ｙが半田付けの温度で加熱されると、絶縁被膜５ｂの内層５ｃが熱分解し、絶縁被膜５ｂの外層５ｄと導体素線５ｘ，５ｙの間に空間が形成される。また、外層５ｄは、内層５ｃの周囲に塗布された後に乾燥工程を経ており、外層５ｄは延伸された状態となっているので、圧縮方向の残留応力が外層５ｄに生じている。コード状ヒータ１０の端部において、絶縁被膜５ｂの外層５ｄと導体素線５ｘ，５ｙとは密着していない状態となると、絶縁被膜５ｂは加熱されて収縮する。従って、導体素線５ｘ，５ｙの端部が自ずと露出する。以上のように、導体素線５ｘ，５ｙの端部が自ずと露出するため、導体素線５ｘ，５ｙの端部を研磨して絶縁被膜５ｂを除去する必要がなくなる。これにより、導体素線５ｘ，５ｙの端部の加工性は大きく向上する。コード状ヒータ１０は、コネクタ３５を介して図示しない車両の電気系統に接続される。

【0018】

なお、本実施の形態においては、面状ヒータ３１の発熱特性の仕様により、コード状ヒータ１０の抵抗値が１．６０Ω／ｍとなることが要求されている。導体素線５ｘ、５ｙの材料の固有抵抗が２．３０μΩ・ｍであることから、上記のように、線径０．０６ｍｍの２本の導体素線５ｘと線径０．０５ｍｍの３本の導体素線５ｙを組合せ、外径約０．２ｍｍの芯線３上に撚りピッチ５．００ｍｍにて撚り合わせることによって、コード状ヒータ１０の抵抗値を１．６０Ω／ｍに設計することができている。

【0019】

そして、上記面状ヒータ３１は、図１３に示すような状態で、車両用のシート４１内に埋め込まれた状態で配置されることになる。すなわち、上記した通り、車両用シート４１の表皮カバー４３又は座席パット４５に、面状ヒータ３１が貼り付けられる。

【0020】

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。まず、従来公知の種々のコード状ヒータをコード状ヒータ１０として使用されることができる。

【0021】

発熱線１は、例えば、以下の構成とすることができる。
１．図５に示ように、まず、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ｘ，５ｙを複数本撚り合わせ又は引き揃えて芯線３上に巻装し、さらに、その外周に絶縁被覆７を被覆して形成される発熱線１。
２．図６に示すように、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ｘ，５ｙを複数本撚り合わせて形成される発熱線１。
３．図７に示すように、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ｘ，５ｙを複数本引き揃えて形成される発熱線１。
４．図８に示すように、絶縁被膜５ｂによって被覆された導体素線５ｘ，５ｙと、絶縁被膜５ｂによって被覆されていない導体素線５ｘ，５ｙとを、交互に配置して形成される発熱線１。
５．図９に示すように、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ｘ，５ｙの本数を図８に示すものよりも増やした状態で、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ｘ，５ｙを引き揃えて配置して形成される発熱線１。
発熱線１は、これら以外にも様々な構成のものが想定できる。又、発熱線１は、上記実施の形態として図１に示すように、芯線３と導体素線５ｘ，５ｙを撚り合せて形成することもできる。

【0022】

芯線３としては、例えば、ガラス繊維等の無機繊維や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維等の有機繊維のモノフィラメント、マルチフィラメント、スパン、或いはそれらの繊維材料、若しくは、それらの繊維材料を構成する有機高分子材料を芯材とし、その周上に熱可塑性の有機高分子材料が被覆された構成を有する繊維などが挙げられる。又、熱収縮性及び熱溶融性を有する芯線３を使用した場合、導体素線５ｘ，５ｙが断線して異常加熱すると、芯線３が溶融して切断されるとともに収縮する。芯線３が収縮すると、芯線３に巻装された導体素線５ｘ，５ｙは芯線３の動作に追従するため、断線した導体素線５ｘ，５ｙの端部同士が分離する。そのため、断線した導体素線５ｘ，５ｙのそれぞれの端部が、接したり離れたりすることを繰り返さなくなる。また、断線した導体素線５ｘ，５ｙのそれぞれの端部が点接触のようなわずかな接触面積で接することがなくなる。すると、異常発熱が防止される。又、導体素線５ｘ，５ｙが絶縁被膜５ｂにより絶縁されている場合、芯線３が絶縁材料で形成されている必要はない。例えば、芯線３として、ステンレス鋼線やチタン合金線等を使用できる。しかし、導体素線５ｘ，５ｙが断線する可能性があるので、芯線３は絶縁材料で形成される方が良い。

【0023】

導体素線５ｘ，５ｙとしては、従来公知のものを使用することができ、例えば、銅線、銅合金線、ニッケル線、鉄線、アルミニウム線、ニッケル－クロム合金線、鉄－クロム合金線、などが挙げられ、銅合金線としては、例えば、錫－銅合金線、銅－ニッケル合金線、銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線などが挙げられる。このうち、コストと特性のバランスの点から、銅線又は銅合金線を使用することが好ましい。これら銅線又は銅合金線には軟質のものと硬質のものがあるが、耐屈曲性の観点から、軟質のものよりも硬質のものの方が特に好ましい。尚、硬質銅線や硬質銅合金線とは、線引き加工等の冷間加工によって個々の金属結晶粒が加工方向に長く引き伸ばされ繊維状組織となったものである。このような硬質銅線や硬質銅合金線は、再結晶温度以上で加熱すると、金属結晶内に生じた加工歪みが解消されるとともに、新たな金属結晶の基点となる結晶核が出現し始める。この結晶核が発達して、順次旧結晶粒と置換される再結晶が起き、更に結晶粒が成長した状態となる。軟質銅線や軟質銅合金線はこのような結晶粒が成長した状態のものである。この軟質銅線や軟質銅合金線は、硬質銅線や硬質銅合金線と比べて伸びや電気抵抗値は高いものの引張強さが低い性質となるため、耐屈曲性は硬質銅線や硬質銅合金線と比べて低くなる。このように、硬質銅線や硬質銅合金線は、熱処理によって耐屈曲性が低い軟質銅線や軟質銅合金線になるため、できるだけ熱履歴の少ない加工を行うことが好ましい。尚、硬質銅線はＪＩＳ－Ｃ３１０１（１９９４）、軟質銅線はＪＩＳ－Ｃ３１０２（１９８４）においても定義がなされており、外径０．１０～０．２６ｍｍでは伸び１５％以上、外径０．２９～０．７０ｍｍでは伸び２０％以上、外径０．８０～１．８ｍｍでは伸び２５％以上、外径２．０～７．０ｍｍでは伸び３０％以上のものが軟質銅線とされる。また、銅線には錫メッキが施されているものも含まれる。錫メッキ硬質銅線はＪＩＳ－Ｃ３１５１（１９９４）、錫メッキ軟質銅線はＪＩＳ－Ｃ３１５２（１９８４）にて定義がなされている。又、導体素線５ｘ，５ｙの断面形状についても種々のものが使用でき、通常使用される断面円形のものに限られず、いわゆる平角線と称されるものを使用しても良い。

【0024】

導体素線５ｘ，５ｙの本数にも限定はなく、線径が大きい導体素線５ｘが１本のみのものや、線径が小さい導体素線５ｙが１本のものなども考えられる。また、例えば図１１に示すように、導体素線５ｘよりも更に線径が大きい導体素線５ｚを使用することも考えられる。また、撚りや巻が崩れないように、線径が大きい導体素線５ｘと線径が小さい導体素線５ｙが交互に配置されるようにすることが考えられる。導体素線５ｘ、導体素線５ｙ等は、異なる材質のものを組合せても良い。また、導体素線５ｘ、導体素線５ｙ等は、異なる材料の絶縁被膜５ｂを形成しても良い。また、導体素線５ｘ、導体素線５ｙ等は、硬質の材料と軟質の材料を組合せても良い。これらの組合せについて、線径が大きい導体素線５ｘと線径が小さい導体素線５ｙとで異なる材質のものとしても良いし、複数の導体素線５ｘの内、または、複数の導体素線５ｙの内で異なる材質のものとしても良い。また、本発明の導体素線は、線径の異なるものを組合せており、この線径の組合せも、目的とするコード状ヒータ１０の抵抗値に応じて適宜設定することができる。例えば、素線径０．０９５ｍｍの硬質錫入り銅合金線である２本の導体素線５ｘ及び素線径０．０８５ｍｍの硬質錫入り銅合金線である３本の導体素線５ｙを使用することなども考えられる。ここで、最も線径が大きい導体素線の線径をＤｘ、最も線径が小さい導体素線の線径をＤｙとしたとき、Ｄｘ／Ｄｙが１．２以下となることが好ましい。Ｄｘ／Ｄｙが１．２を超えると、撚りや巻が崩れやすくなるとともに、耐屈曲性が低下する傾向にある。

【0025】

芯線３に導体素線５ｘ，５ｙを巻装する場合は、上記した導体素線５ｘ，５ｙの材料の中でも、巻付けたときのスプリングバックする量が小さいものが良く、復元率が２００％以下となるものが好ましい。例えば、銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線などは、抗張力性に優れ引張強度や耐屈曲性には優れるものの、巻付けたときスプリングバックし易い。そのため、芯線３に巻装する際に、導体素線５ｘ，５ｙの浮きや、過度の巻付けテンションによる導体素線５ｘ，５ｙの破断が生じ易く、又加工後には撚り癖が生じ易いため好ましくない。特に、導体素線５ｘ，５ｙに絶縁被膜５ｂが被覆される形態とした場合は、この絶縁被膜５ｂによる復元力も加わることになる。そのため、導体素線５ｘ，５ｙの復元率が小さいものを選定し、絶縁被膜５ｂによる復元力をカバーすることが重要となる。

【0026】

ここで、本発明で規定する復元率の測定について詳しく記述する。まず、導体素線に一定荷重を掛けながら、導体素線径の６０倍の径の円柱形マンドレルに対して、導体素線が重ならないように３回以上巻きつける。１０分後、荷重を取り去り、導体素線をマンドレルから外し、弾性により復元した形状の内径を測定して、導体素線のスプリングバックする割合を次の式（Ｉ）により算出して、復元率として評価する。
Ｒ＝（ｄ２／ｄ１）×１００―――（Ｉ）
記号の説明：
Ｒ：復元率（％）
ｄ１：巻付試験に用いたマンドレル径（ｍｍ）
ｄ２：導体素線をマンドレルに巻きつけた後、荷重を開放して復元した形状の内径（ｍｍ）

【0027】

導体素線５ｘ，５ｙに被覆される絶縁被膜５ｂは、上記実施の形態のように、内層５ｃと外層５ｄの２層によって形成されても良いし、３層以上の複数層によって形成されても良い。但し、内層を構成する材料の熱分解温度は、外層を構成する材料の融点または熱分解温度の内の低い方より低くなければならない。ここで、内層とは、導体素線５ｘ，５ｙ上に形成される層である。また、外層とは、この内層より外側であればよいので、外層のさらに外側に他の外層を形成したり、内層と外層の間に他の中間層を形成したりすることも可能である。

【0028】

絶縁被膜５ｂの材料は、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステルナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂など種々の材料が挙げられる。これらの材料は、複数種類を組み合わせて使用しても良いし、難燃剤や老化防止剤などの公知の添加剤を種々配合しても良い。これらの樹脂の中から材料を組み合わせて、内層を構成する材料の熱分解温度が、外層を構成する材料の融点または熱分解温度の内の低い方より、低くなる材料にする。内層の材料は、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール等を選択できる。特に、内層の材料が、熱硬化性樹脂であり、外層を構成する材料が、熱硬化性樹脂であることが好ましい。ここで熱硬化性樹脂には、架橋性材料も含まれる。コード状ヒータとしての発熱特性や、半田付け等の端末加工の容易さの観点から、内層の材料は、ポリウレタン樹脂またはポリエステル樹脂であり、外層の材料は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂またはシリコーン樹脂の何れかであることが好ましい。特に、内層の材料が、ポリウレタン樹脂であり、外層の材料が、ポリアミドイミド樹脂であることが好ましい。このポリウレタン樹脂は、例えばイミド含有ポリウレタン等、種々の変性や配合をしているようなものであっても良い。

【0029】

本発明は、外層が溶融または熱分解する温度以下で、内層が熱分解する。そのため、絶縁被膜により被覆された導体素線の端部を、内層の熱分解温度以上、外層の融点または熱分解温度の内の低い方の温度以下の温度とすると、内層のみが熱分解し、導体素線と絶縁被膜の間に空間ができる。一方、外層は、押出工法またはテープ横巻の工法によって形成されると、長さ方向に延伸がかけられて形成される。また、外層は、塗布硬化の工法で形成されると、硬化時に収縮の力が生じる。即ち、外層には、長さ方向に対して圧縮する方向の残留応力が存在する。絶縁被膜により被覆された導体素線の内層が熱分解すると、絶縁被膜と導体素線との間に空間が生じる。さらに、熱を加えられると、絶縁被膜の外層は収縮する。このような作用により、例えば、絶縁被膜により被覆された導体素線の端部を、半田の溶融温度等の所定の温度に加熱すると、絶縁被膜を除去して導体素線を露出させることができる。これにより、端末加工性を向上させることができる。

【0030】

また、端末加工性を向上させる要因は以下のように説明できる。導体素線は、半田等が接触して加熱されると、熱膨張する。銅線、銅合金線、ニッケル線等の金属材料を主体することが多い導体素線よりも、樹脂材料やゴム材料を主体とする絶縁被膜の方が熱膨張係数は大きい。そのため、導体素線よりも絶縁被膜の方が大きく熱膨張し、導体素線から絶縁被膜を剥離させようとする力が加わり、絶縁被膜にクラックが入る。半田等は絶縁被膜のこのクラックに浸入し、絶縁被膜の内層の熱分解を促進する。併せて、内層が熱分解すると分解性ガスが発生し、分解性ガスは外層を導体素線から押し剥がす。以上の考察に基づくと、絶縁被膜の材料は、熱膨張係数が大きいものが好ましい。また、内層の材料が熱分解する温度が、外層を構成する材料のガラス転移点以下であると、外層はゴム状態とならず、外層にクラックが入りやすくなる。

【0031】

また、端末加工性を向上させる他の要因は以下のように説明できる。半田等が接触して加熱されると、絶縁被膜の内層が熱分解する。熱分解して生じる分解性ガスが、例えば、水素、一酸化炭素、アルデヒド、低分子量アルカン等の還元性ガスである場合、この還元性ガスによって導体素線表面の酸化被膜が還元される。導体素線表面の酸化被膜が還元されると、半田等との濡れ性を高める。導体素線表面の濡れ性が高められると、導体素線と絶縁被膜の間に半田等が浸透浸入しやすくなり、内層の熱分解と絶縁被膜の剥離を進行させるとともに、半田等と導体素線との接合が確実に行われる。上記実施の形態で内層５ｃの材料として使用したウレタン樹脂は、熱分解時に還元性ガスを発生する。また、熱分解時に還元性ガスを発生する材料を種々の樹脂やゴム等に配合し、内層５ｃを構成する材料をこの配合した材料とすることもできる。これらの要因は発明者が推測しているものであり、これによって本発明や特許権利の範囲に影響を与えたり制限したりするものではない。

【0032】

内層５ｃの厚さは、４．０μｍ以上であることが好ましい。４．０μｍ未満であると、腐食性を有する液体または気体が存在する環境で使用した場合に、導体素線５ｘ，５ｙが腐食するおそれがあるので、絶縁被膜５ｂの外周に更に絶縁被覆等を形成することが必要となる。特に５．０μｍ以上であることが好ましい。また、内層５ｃの厚さが薄すぎると、内層５ｃが熱分解したとしても、導体素線５ｘ，５ｙと外層５ｄの間に十分な空間が得られず、外層５ｄが除去できなくなるおそれがある。また、内層５ｃの厚さが、７．０μｍ以下であることが好ましい。内層５ｃの厚さが７．０μｍを超えると、内層５ｃの熱分解時の発生ガス量が多くなる。例えば、この発生ガスが燃焼するものであると難燃性に悪影響を及ぼす可能性があるなど、発生ガスの影響を無視できなくなる。外層５ｄの厚さは、４．０μｍ以上であることが好ましい。４．０μｍ未満であると、腐食性を有する液体または気体が存在する環境で使用した場合に、導体素線５ｘ，５ｙが腐食するおそれがあるので、絶縁被膜５ｂの外周に更に絶縁被覆等を形成することが必要となる。特に５．０μｍ以上であることが好ましい。また、上記のように、内層５ｃは比較的低温で熱分解するものであるため、外層５ｄの厚さが十分でないと、特に高温時で絶縁性能を維持できなくなる可能性がある。外層５ｄの厚さは、７．０μｍ以下であることが好ましい。外層５ｄの厚さが、７．０μｍを越えると、外層５ｄの剛性が強くなりすぎ、例え内層５ｃが熱分解したとしても、外層５ｄの除去が困難となるおそれがある。また、内層被膜５ｃと外層被膜５ｄの厚さを加えた絶縁被膜５ｂの厚さは、８．０μｍを超えることが好ましい。８．０μｍ以下であると、腐食性を有する液体または気体が存在する環境で使用した場合に、導体素線５ｘ，５ｙが腐食するおそれがある。例えば、絶縁被膜５ｂが薄い場合、製造時の条件によっては、絶縁被膜５ｂにピンホールが形成される可能性がある。また、使用時の摩擦等により、絶縁被膜５ｂが摩耗してしまうことがある。この場合、内部の導体素線５ｘ，５ｙが露出することになるため、その部分から導体素線５ｘ，５ｙが腐食してしまうことがある。そのような腐食を防止するため、絶縁被膜５ｂが薄い場合には、絶縁被膜５ｂの外周に更に絶縁被覆等を形成することが必要となる。

【0033】

上記導体素線５ｘ，５ｙを芯材３の周囲に巻装する場合、撚り合せるよりも、引き揃えた方が好ましい。なぜなら、引き揃えたもののほうが発熱芯４の径が細くなるとともに、表面も平滑になるためである。又、引き揃える方法と、撚り合わせる方法の他に、芯材３の周囲に導体素線５ｘ，５ｙを編組することもできる。

【0034】

絶縁体層７は押出成形等によって形成しても良いし、予めチューブ状に成形した絶縁体層７を使用しても良い。絶縁体層７を形成する方法は特に限定されない。押出成形によって絶縁体層７を形成したときは、導体素線５ｘ，５ｙの位置が固定されているので、絶縁体層７と導体素線５ｘ，５ｙとの位置ズレが生じにくい。この結果、導体素線５ｘ，５ｙの摩擦や屈曲が防止され、耐屈曲性が向上されるため好ましい。絶縁体層７の材料は、コード状ヒータの使用形態や使用環境などによって適宜設計すれば良く、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、脂肪族ポリアミド系樹脂、塩化ビニル樹脂、変性ノリル樹脂（ポリフェニレンオキサイド樹脂）、ナイロン樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、合成ゴム、フッ素ゴム、エチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等、種々のものが挙げられる。特に、難燃性を有する高分子組成物が好ましく使用される。ここでの難燃性を有する高分子組成物とは、ＪＩＳ－Ｋ７２０１（１９９９年）燃焼性試験における酸素指数が２１以上のものを示す。酸素指数が２６以上のものは特に好ましい。このような難燃性を得るため、上記した絶縁体層７を構成する材料に適宜難燃材等を配合してもよい。難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水和物、酸化アンチモン、メラミン化合物、リン系化合物、塩素系難燃剤、臭素系難燃剤などが挙げられる。これらの難燃剤には公知の方法で適宜表面処理を施しても良い。

【0035】

又、この絶縁体層７を熱融着材で形成することにより、加熱加圧によりコード状ヒータ１０を基材１１に熱融着することができる。このような場合、上記した絶縁体層７を構成する材料の中でも、基材１１との接着性に優れるオレフィン系樹脂が好ましい。オレフィン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン－α－オレフィン共重合体、エチレン－不飽和エステル共重合体などが挙げられる。エチレン－不飽和エステル共重合体としては、例えば、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸エチル共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸ブチル共重合体などが挙げられ、これらの単独又は２種以上の混合物であってもよい。ここで「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸とメタクリル酸の両方を表すものである。これらの内から任意に選択すれば良いが、上記した絶縁被膜５ｂを構成する材料の分解開始温度以下又は融点以下の温度で溶融する材料である方が良い。又、基材１１との接着性に優れる材料として、ポリエステル系熱可塑性エラストマーが挙げられる。ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル－ポリエステル型、ポリエステル－ポリエーテル型のものがあるが、ポリエステル－ポリエーテル型の方が高い接着性を有するため好ましい。尚、コード状ヒータ１０と基材１１を熱融着する場合、コード状ヒータ１０と基材１１との接着強度は非常に重要なものである。この接着強度が充分でないと、使用していくうちに基材１１とコード状ヒータ１０とが剥離してしまい、それにより、コード状ヒータ１０には予期せぬ屈曲が加わることになるため、導体素線５ｘ，５ｙが断線する可能性が高くなる。導体素線５ｘ，５ｙが断線すると、ヒータとしての役を果たさなくなるだけでなく、チャタリングによりスパークに至るおそれもある。また、コード状ヒータ１０の使用温度が高い場合は、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを使用することが好ましい。もちろん、上記したような絶縁体層７の材料は、複数種類を組み合わせて使用しても良いし、難燃剤や老化防止剤などの公知の添加剤を種々配合しても良い。

【0036】

絶縁体層７は１層だけでなく、複数層形成してもよい。例えば、導体素線５ｘ，５ｙの外周にフッ素樹脂による層を形成し、その外周に熱融着材としてポリエチレン樹脂の層を形成し、これら２層により絶縁体層７を構成するような形態も考えられる。もちろん、３層以上となっていても構わない。又、絶縁体層７は、長さ方向に連続して形成することに限定されない。例えば、コード状ヒータ１０の長さ方向に沿って直線状やスパイラル線状に形成する、ドット模様に形成する、断続的に形成するなどの態様が考えられる。この際、熱融着材がコード状ヒータの長さ方向に連続していなければ、例え、熱融着材の一部に着火しても、燃焼部が広がらないため好ましい。又、熱融着材の体積が充分に小さければ、熱融着材が燃焼性の材料であっても、すぐに燃焼物がなくなり消火することになるし、ドリップ（燃焼滴下物）も発生しなくなる。従って、熱融着材の体積は、基材１１との接着性を保持できる最低限とすることが好ましい。

【0037】

また、上記のようにして得られたコード状ヒータ１０は、自己径の６倍の曲率半径で９０度ずつの屈曲を行う屈曲性試験において、導体素線が少なくとも１本切れるまでの屈曲回数が２万回以上であることが好ましい。

【0038】

また、コード状ヒータ１０の端末加工に際しては、上記実施の形態のように半田付け加工を行っても良いし、他の方法を用いることもできる。例えば、発熱線１を露出した端部について、所定の温度の熱源を近接させたり、所定の温度の温風を吹きかけたりすることでも、内層５ｃが熱分解するとともに絶縁被膜５ｂ（外層５ｄ）が収縮し、導体素線５ｘ，５ｙの端部が露出することになる。なお、ここでの所定の温度とは内層５ｃの熱分解温度以上の温度のことを示す。

【0039】

基材１１としては、上記実施の形態で示した不織布の他に、例えば、織布、紙、アルミ箔、マイカ板、樹脂シート、発泡樹脂シート、ゴムシート、発泡ゴムシート、延伸多孔質体等、種々のものが使用できるが、ＦＭＶＳＳ－Ｎｏ．３０２自動車内層材料の燃焼試験に合格する難燃性を有するものが好ましい。ここで、ＦＭＶＳＳとは、Ｆｅｄｅｒａｌ Ｍｏｔｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ、即ち、米国連邦自動車安全基準のことであり、そのＮｏ．３０２として、自動車内装材料の燃焼試験が規定されている。これらの中でも、不織布は、風合いが良く柔軟であるため、特にカーシートヒータの用途において好ましい。又、不織布を使用する場合も、上記実施の形態の場合には、不織布を構成する熱融着性繊維として、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維を使用しているが、それ以外にも、例えば、低融点ポリプロピレンを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維、又はポリエチレンを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維等の使用が考えられる。このような熱融着性繊維を使用することで、熱融着性繊維の芯部を取り囲んだ状態で、熱融着性繊維の鞘部と上記熱融着部９とが互いに融着し一体化することとなるため、コード状ヒータ１と不織布との接着は非常に強固なものとなる。又、難燃性繊維としては、例えば、上記の難燃性ポリエステルの他に、種々の難燃性繊維の使用が考えられる。ここで、難燃性繊維とは、ＪＩＳ－Ｌ１０９１（１９９９年）に合格する繊維のことを指す。このような難燃性繊維を使用することで、基材は優れた難燃性を付与されることとなる。

【0040】

熱融着性繊維の混合割合は、５％以上が好ましく、又、２０％以下が好ましい。熱融着性繊維の混合割合が５％未満だと、十分な接着性が得られない。又、熱融着性繊維の混合割合が２０％を超えると、不織布が固くなり、着座者が違和感を訴えることになり得るのみでなく、逆にコード状ヒータとの接着性が低下してしまう。更には、熱融着する際の熱によって基材が収縮し、設計で意図した寸法が得られなくなる可能性もある。難燃性繊維の混合割合は、７０％以上であり、好ましくは７０％以上９５％以下である。難燃性繊維の混合割合が７０％未満だと、十分な難燃性が得られない。又、難燃性繊維の混合割合が９５％を超えると、相対的に熱融着性繊維の混合割合が不足してしまい、十分な接着性が得られない。尚、熱融着性繊維の混合割合と難燃性繊維の混合割合を合算して１００％になる必要はなく、他の繊維を適宜混合させても良い。又、熱融着性繊維が混合されていない場合であっても、例えば、上記の熱融着部の材料と基材を構成する繊維の材料を同系統の材料とすることで、必要充分な接着性を得られることもあるので、熱融着性繊維が混合されていないことも充分に考えられる。

【0041】

又、不織布の大きさや厚さなどは、使用用途によって適宜に変更するものであるが、その厚さ（乾燥時に測定した値）は、例えば、０．６ｍｍ～１．４ｍｍ程度とすることが望ましい。このような厚さの不織布を使用すれば、加熱・加圧によりコード状ヒータと不織布とを接着・固定した際、不織布がコード状ヒータの外周の３０％以上、好ましくは５０％以上の部分と良好に接着することになるからであり、それによって、強固な接着状態を得ることができるからである。

【0042】

上記基材の中でも、空隙を有しているものが好ましく、特に、コード状ヒータが配設される面（以下、配設面と記す）が、コード状ヒータが配設されない面（以下、非配設面と記す）よりも空隙が多くなっているように構成されることが好ましい。空隙が多い状態とは、例えば、織布や不織布等の布体の場合、目付け、即ち単位体積当たりの繊維重量が小さい状態、発泡樹脂シートや発泡ゴムシートのような多孔体の場合、気孔率が大きい状態のことを示す。本発明による基材の具体的な態様としては、例えば、温度や圧力を調節するなどして片面のみ又は両面で強弱異なるカレンダー加工を行った織布又は不織布、片面のみからニードルパンチを行った不織布、片面にパイル形成や起毛をさせた布体、厚さ方向で気孔率が傾斜するように発泡制御した発泡樹脂シート又は発泡ゴムシート、空隙の多さが異なる材料を貼り合わせたもの、などが挙げられる。又、特に基材の空隙は連続していることが好ましい。これは、溶融した熱融着層が連続した空隙に浸透していくことで、アンカー効果が増して接着強度が向上するためである。このような空隙が連続している態様としては、繊維の集合体である織布や不織布等の布体、連続気孔を有する発泡樹脂シートや発泡ゴムシートなどが考えられる。尚、非配設面は空隙を有していないものも考えられる。

【0043】

又、コード状ヒータ１０を基材１１に配設する際、加熱加圧による融着によって接着・固定する態様でなく、他の態様によりコード状ヒータ１０を基材１１に固定しても良い。例えば、温風により熱融着材からなる絶縁体層７を溶融させて接着・固定する態様、導体素線５ｘ，５ｙに通電してその発熱により熱融着材からなる絶縁体層７を溶融させて接着・固定する態様、加熱しながら一対の基材１１で挟持固定する態様など、種々の態様が考えられる。

【0044】

又、熱融着材を使用しない形態も考えられ、例えば、縫製によってコード状ヒータ１０を基材１１上に配置することや、一対の基材１１でコード状ヒータ１０を挟持固定することも考えられる。このような場合、図１０や図１１に示すように絶縁体層７を形成しないことが考えられる。

【0045】

又、面状ヒータ３１を座席に固定するための接着層については、基材１１の伸縮性の点や、良質な風合いの保持という点からすると、離型シート等の上に接着剤のみからなる接着層を形成し、該接着層を上記離型シートから上記基材１１表面に転写することによって接着層を形成することが好ましい。又、この接着層は、難燃性を有するものが好ましく、それ単独でＦＭＶＳＳ－Ｎｏ．３０２自動車内装材料の燃焼試験に合格するような難燃性を有するものが好ましい。例えば、高分子アクリル系粘着剤などが挙げられる。接着層は基材の配設面に形成しても良いし非配設面に形成しても良い。

【0046】

また、上記構成をなす面状ヒータ３１は、図１４に示すような状態で、ステアリングホイール７１に設置されてもよい。このステアリングホイール７１は、ホイール部７２、スポーク部７３及びボス部７４からなり、面状ヒータ３１は、ホイール部７２のホイール芯材７７と被覆材７８の間に設置されることになる。

【0047】

本発明によるコード状ヒータ１０は、上記の通り、線径が異なる導体素線５ｘ，５ｙを有するものである。万が一、導体素線の断線が生じてしまうようなことが起こった場合、線径が大きい導体素線５ｘよりも、線径が小さい導体素線５ｙが先に断線することが多い。線径が小さい導体素線５ｙは抵抗値が高くなる。ここで、導体素線５ｘ、５ｙに絶縁被覆５ｂが形成されている場合、各導体素線５ｘ、５ｙはそれぞれ並列回路になる。その場合、抵抗値が高い導体素線５ｙが断線しても、全体としての発熱量の低下は比較的小さいものとなる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

以上詳述したように本発明によれば、発熱量の設計を容易にすることが可能なコード状ヒータを得ることができる。このコード状ヒータは、例えば、アルミ箔、発泡樹脂、不織布等の基材上に蛇行形状等の所定の形状に配設されて面状ヒータとし、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータ、暖房便座、防曇鏡用ヒータ、カメラ用凍結防止ヒータ、加熱調理器具等に好適に使用可能である。又、コード状ヒータ単体としても、例えば、パイプや槽等に巻き付けて接着したり、パイプ内に配置したりするような態様が考えられる。具体的な用途としては、例えば、配管や冷凍庫のパイプドレーンなどの凍結防止用ヒータ、エアコンや除湿機などの保温用ヒータ、冷蔵庫や冷凍庫などの除霜用ヒータ、乾燥用ヒータ、床暖房用ヒータとして好適に使用することができる。又、上記面状ヒータの用途として例示した電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータ、暖房便座、防曇鏡用ヒータ、加熱調理器具、床暖房等について、加熱対象物に本発明のコード状ヒータを直接貼り付けたり、巻き付けたりすることもできる。

【符号の説明】

【0049】

１ 発熱線
３ 芯材
５ｘ，５ｙ 導体素線
５ｂ 絶縁被膜
５ｃ 内層
５ｄ 外層
７ 絶縁体層
１０ コード状ヒータ
１１ 基材
３１ 面状ヒータ
４１ 車両用シート
７１ ステアリングホイール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】