JPH0355720A - 線材の被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は形状記憶合金や発熱体等の線材にセラミックス
材料又は合成樹脂材料によるビーズ状の絶縁被覆を施す
ための線材の被覆方法に関するものである． 〈従来の技術〉 従来より、ｔ線等の導電性線材には通電の際の漏電を防
止するために、ゴム等のプラスチックや布によって絶縁
被覆が施されている．前記の如き絶縁被覆を有する電線
等は、可撓性を有し自由に屈曲し得るものである．また
導電性線材と被覆材との間は密着しており、通電によっ
て発生するジュール熱は被覆材を介して空中に放散され
る．最近になって、目的の形状を記憶させた後所定の形
状に変形させ、形状回復温度以上に加熱すると記憶した
形状を回復し、この形状回復過程に於いて目的の仕事を
なし得る形状記憶合金が開発されている。通常前記形状
記憶合金に対する加熱は、雰囲気温度により或いは通電
により行っている。

前記形状記憶合金に於ける形状変化は非可逆的である。

このため本件出願人は、異なる形状を記憶させた復敗の
形状記憶合金線材を並列して一体化することによって形
状記憶合金の複合体をＩ＃Ｉ威し、形状記憧合金線材に
対し選択的に通電することで複合体を可逆的に形状変化
させたり、或いは異なる形状に変化させる技術を開発し
ている．前記技術にあっては、形状記憶合金の複合体を
構成する複数の形状記憶合金線材を選択的に通電するに
際し以下の各条件が必要となる．即ち、特定の形状記憶
合金線材に対する通電が他の形状記憶合金線材に漏電し
てはならない。また通電された形状記憶合金線材の発熱
が他の形状記憶合金線材に対し影響を与えてはならない
．また通電を遮断された形状記憶合金線材の有する熱は
速やかに放散されなければならない．更に、形状記憶合
金線材を個々に被覆した場合、該被覆が形状記憶合金線
材の形状回復動作を阻害するものであってはならない。

またニクロム線ヒーターの如き発熱体にあっては、裸純
の状態で用いられているのが一般である。

従って、例えばニクロム線を加熱炉に於ける熱源として
用いる場合には該線を直接炉壁に取り付けており、炉壁
に対する熱伝達が大きく、このため熱効率が悪い．また
シーズヒーターでは金属管の中にニクロム線を屈曲して
収納すると共に絶縁粉末を充填して構威しているため、
該ヒーターの熱が絶縁粉末の加熱に消費されることから
熱効率が悪い． 上記の如く、漏電の防止．熱伝達の防止．放熱性，可撓
性の保有等を解決するために、セラξソクス材料又は合
成樹脂材料によってビーズを形成し、該ビーズを個々の
形状記憶合金線材或いはニクロム線等に嵌装することに
よって、これ等の線材を被覆している． 〈発明が解決しようとする！Ｉｆｆ＞ 上記技術に於いて、形状記憶合金線材やニクロム線等に
ビーズを嵌装する場合、作業に多くの人手が必要となり
能率が悪く、従って作業コストが高くなる。

本発明の目的は、形状記憶合金やニクロム線等の線材に
効率的にセラミックス又は合成樹脂からなるビーズ状の
被覆を施す方法を提供するものである。

く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するための本発明に係る線材の被覆方法
は、セラもソクス材料の中空材の押出型の前端面に線材
の端部を当接させ、前記押出型からセラミノクス材料の
中空材を押出成形することによって前記線材の周囲にセ
ラξツクス材料による被覆層を形成し、次いで前記被覆
層の外周に所定の形状を持った溝を形成し、その後焼威
して線材の周囲にビーズ状のセラミックス被覆を形成す
ることを特徴とするものである． また他の被覆方法は、合成樹脂材料の中空材の押出型の
前端面に線材の端部を当接させ、前記押出型から合成樹
脂材料の中空材を押出成形することによって前記線材の
周囲に合成樹脂材料による被覆層を形成し、前記被覆層
が可塑性を保持している間に該被覆層の外周に所定の形
状を持った溝を形成し、その後常温まで冷却して線材の
周囲にビーズ状の合成樹脂被覆を形成することを特徴と
するものである． 〈作用〉 上記第１の手段に於いて、先ずセラミックス被覆すべき
線材をセラξツクス材料の中空材の押出型の前端面に当
接させる．そして前記押出型から粘土状のセラごツクス
材料を押出成形することによって、線材の周囲にセラミ
ンクス材料による被覆層を形成する．このとき、前記中
空材の内径は線材の外径よりも大きい寸法を有すること
が好ましい．前記の如くして線材の周囲にセラξツクス
材料による被覆層を形成した後、該被覆層の外周に所定
の形状、即ち、球状或いは円筒状等の所望の形状を持っ
た溝を形或する．次に線材と該線材の周囲に形成した溝
を有する被覆層とを焼威することによって線材の周囲に
形成した被覆層を硬化させる。前記焼成過程に於いて、
被覆層を構成するセラξソクスは溶融した後固化する。

この溶融−固化の際にセラ１ツクスが収縮することで、
被覆層の外周に形成した溝に集中応力が作用し、被覆層
には溝を基点とした亀裂が生じ、ビーズ状の被覆材とな
る。

また上記第２の手段に於いて、合成樹脂被覆すべき線材
を合成樹脂材料の中空材の押出型の前端面に当接させる
。そして前記押出型から溶融状態の合成樹脂材料を押出
成形することによって、線材の周囲に合成樹脂材料によ
る被覆層を形成する．前記の如くして線材の周囲に合成
樹脂材料による被覆層を形成した後、該被覆層が可塑性
を保持している間に被覆層の外周に所定の形状を持った
溝を形成する．次に線材と該線材の周囲に形戊した溝を
有する被覆層とを常温まで冷却することによって、線材
の周囲に形成した破屓層を硬化させると被覆層を構我す
る合成樹脂が収縮し、被覆層の外周に形成した溝に集中
応力が作用する．前記集中応力の作用によって被覆層に
は溝を基点とする亀裂が生じ、該被覆層が複数に分割し
てビーズ状の被覆材となる。

また線材の周囲に形成したセラミックス材料又は合成樹
脂材料による被覆層を切断した場合には、該被覆層を焼
或或いは単に冷却することで線材の周囲にビーズ状の被
覆材を形成することが出来る。

以上の工程によって線材の周囲にビーズ状のセラ旦ツク
ス被覆または合成樹脂被覆を形成することが出来る。

〈実施例〉 以下上記手段を用いた線材の被覆方法について図により
説明する． 第１図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明に係る線材の被覆方法の
工程順説明図、第２図は異なる長さの形状記憶合金線材
を接合して横威した形状記憶合金の複合体の説明図、第
３図（Ａ）．（Ｂ）は押出型の説明図、第４図は戒形体
に形成する溝の説明図である。

図に於いて、線材１は通電によって発熱するニクロム線
等の発熱体の線材、形状記憶合金の単一線材、或いは第
２図に示すような長さの異なる形状記憶合金線材を長手
方向に接合して構威した形状記憶合金の複合体としての
線材等の線材であって、隣接する周囲の物体に対し漏電
．熱影響の付与等を防止することが望ましい線材が用い
られる．押出型２は第３図に示すように、型２ａと中子
２ｂとによって構成されている。そして前記押出型２を
押出機３に装着すると共に、該押出機３によって粘土状
に錬成されたセラミンクス材料、又は溶融状態の合成樹
脂材料を押し出すと、セラミックス材料又は合成樹脂材
料は型２ａと中子２ｂとによってバイブ状に成形される
。このような押出成形法は公知である。

線材ｌを被覆するためのセラミックス材料としては、ア
ル逅ナ，ジルコニア，シリカ．アルミナ・シリカ．酸化
セリウム．マグネシア．チタニアムライト．スピネル，
コージェライト等の酸化物系セラ旦ックス、或いは窒化
ケイ素．窒化アルも，窒化ホウ素，窒化チタン，炭化ケ
イ素．炭化ホウ素，ｐｔ化タングステン，サイアロン等
の非酸化物系セラミンクス等を用いることが可能である
．また線材１を被覆するための合成樹脂材料としては、
ボエアミド，ポリイミド５ボリア逅ドイミド，フン素樹
脂，ポリベンゾイごダゾール等を用いることが可能であ
る。

前記線材１に被覆を施す方法について第ｌ図（Ａ）〜（
Ｆ）により工程順に説明する。尚、以下線材１をセラミ
ックスにより被覆する場合を主として説明し、必要に応
じて合成樹脂による場合の説明を付加する． 先ず、前記線材ｌを直線状に戊形すると共に、該綿材１
の一端をチャソク４によって把持し、他端を押出型２の
押出方向下流側の端面である中子２ｂの前端面に当接さ
せる｛同図（Ａ）　ｌ　．次に線材ｌを中子２ｂの前端
面に当接した状態を維持し、押出機３から押出型２を介
して粘土状にｉ！！威されたセラ稟フクス材料、或いは
溶融状態にある合成樹脂材料を線材ｌの周囲に沿わせて
押出成形し、線材ｌの周囲に被覆層となるパイプ状の成
形体（以下単にｒ成形体ｊという）５を形成する｛同図
（Ｂ）｝。

戊形体５の内径は線材ｌの外径よりも大きい寸法を有す
ることが好ましく、特に線材ｌが形状記憶合金線材を長
手方向に接合した複合体である場合には、接合部材６の
外径よりも大きい寸法を有することが好ましい。このよ
うに線材ｌの外周と成形体５の内周とに異なる寸法を持
たせることによって、成形体５が線材ｌに干渉すること
無く、円滑な押出戒形を実施し得るものである。

押出型２からの押出成形が進行し、戒形体５の長さが線
材１の長さと略等しくなると、線材ｌの周囲は略全長に
わたって戒形体５によって被覆される｛同図（Ｃ）　ｌ
　．このようにして略全長にわたって戒形体５により被
覆された線材ｌはチャック４から取り外されると共に、
端部の中子２ｂの端面に対する当接を解除される．前記
状態に於ける成形体５は、セラミックス材料の場合には
粘土状であり、また合成樹脂材料の場合には可塑性を有
している． 次に同図（Ｄ）に示すように所定の形状を持った工具７
を、線材ｌの周囲に形成された粘土状、或いは可塑性を
有する成形体５の外周面に対し矢印ａ方向から押圧する
と共に、線材１及び成形体５を矢印ｂ方向に回転させる
ことによって、成形体５に同図ＣＢ＞に示すような溝８
を形成すると同時に成形体５の表面を工具７によって成
形する．本実施例に於いて、工具７は成形体５の表面を
球状に成形し得るよう構威されている． 前記溝８の深さは成形体５を切断し得る深さで形成して
も良く、また第４図に示すように戒形体５の連続性を維
持し得る深さを持って形成しても良い． 戒形体５を溝８によって切断した場合には、後述する工
程で該成形体５を焼威或いは直ちに冷却することによっ
て線材１の周囲にビーズ状の被覆材９を形成することが
可能であり、また溝８を成形体５の連続性を維持して形
成した場合には、線材ｌ及び戒形体５を次工程に移送す
る際に、該成形体５を一材として取り扱うことが可能で
ある．尚、本実施例では成形体５には連続性を維持しう
るような溝８が形成されている． 次に成形体５の材料がセラミソクスである場合には、線
材ｌ及び成形体５をセラξツクス材料の組威に応じた温
度で焼成する．この焼成により、粘土状のセラミソクス
材料によって成形された戒形体５を硬化させる．即ち、
戒形体５を構威するセラミックス材料は昇温に伴って溶
融し、体積が減少する。このとき、戒形体５の外周に形
成した溝８に集中応力が作用する．次いで冷却すると、
成形体５が連続性を維持して形成されている場合、溝８
に対する集中応力によって戒形体５にはｉｌ１８を基点
とした亀裂が生じ、戒形体５は複数のビーズ状の被覆材
９となる。

また戒形体５の材料が合成樹脂である場合には、成形体
５の外周に溝８を形成した後、直ちに腺材ｌ及び戒形体
５を常温まで冷却して硬化させる．前記硬化過程に於い
て戒形体５は収縮し、該収縮によって発生する応力が溝
８に対する集中応力として作用し、成形体５には溝８を
基点とした亀裂が生じて成形体５は複数のビーズ状の被
覆材９となる． 上記の如くして線材ｌの周囲に形成したビーズ状の被覆
材９は線材ｌの略全長にわたって整列しているため、線
材ｌを発熱させた場合に熱が被覆材９の内部に籠もる虞
があり、また線材ｌを変形させた場合に被覆材９が互い
に干渉して該変形を阻害する虞がある．このため、必要
に応じて線材ｌに被覆した被覆材９を数個だけ取り外し
、被覆材９相互の間に適当な間隙を形成することが好ま
しい（同図（Ｆ）　ｌ　． 前述の実施例に於いて、戒形体５の表面を球状に成形す
ることによって球状の被覆材９を形成したが、この形状
に限定されるものでは無く、被覆材９を細長比（外径と
長さの比）の小さい円筒状に形成しても良い． 次に上記方法により周囲にビーズ状の被覆を施した形状
記憶合金線材、或いはニクロム線ヒーターの使用状態に
ついて説明する． 第５図（Ａ）　．　（Ｂ）は夫々異なる形状を記憶させ
た３本の形状記憶合金線材１１−１３を並列させると共
に可撓性を有するケーシングｌ４内に収納し、該ケーシ
ング１４によって一体化したアクチュエー夕に関する模
式説明図である。

図に示すように、各形状記憶合金線材１１〜１３は互い
にビーズ状の被覆材９を介して接触しており、従って、
形状記憶合金線材１１−１３の何れかに通電しても他の
形状記憶合金線材に漏電する虞がない。

ｉｌｍ電された形状記憶合金線材１１〜１３の何れかの
発熱は、被覆材９の相互間に形成した間隙から放敗され
、他の形状記憶合金線材に対し熱影響を及ばず虞がある
。このため、ケーシング１４内に冷却空気等を流通させ
ることによって、他の形状記憶合金線材に対する熱影響
を防止すると共に、通電を遮断された形状記憶合金線材
を速やかに冷却し得るように横威している．また通電さ
れた形状記憶合金線材１１〜ｌ３の何れかの発熱は被覆
材９を介してケーシングｌ４、及び接触する他の被覆材
９に伝達されるが、被覆材９の形状を球状とした場合に
は接触部が点接触となるため、熱伝達が少ない。

通電された形状記憶合金線材１１〜ｌ３の何れかが記憶
形状を回復するに際し、被覆材９が相互に適当な間隔を
持って配列されていることから、該被覆材９は形状記憶
合金線材の形状回復動作に伴って相互の位置を変更する
ことが可能であり、従って、通電された形状記憶合金線
材の形状回復動作を阻害する虞がない。

第６図は周囲にビーズ状の被覆材９を形成したニクロム
線をヒーターに適用した場合の模式説明図である。

図に於いて、周囲をビーズ状の被覆材９によって被覆さ
れたニクロム線ヒーター１５はコイル状に巻かれて金属
管１６内に収納されている。図に示すように、ニクロム
純ヒーター１５は互いに被覆材９を介して接触しており
、該ヒーターｌ５に通電してもショートする虞が無く、
また金属管ｌ６にも被覆材９を介して接触するため、漏
電する虞もない。

この場合、従来のシーズヒーターの如く、金属管内に絶
縁粉末を充填する必要がないことから、従来のシーズヒ
ーターと同一発熱のヒーターを形成する際に、金属管１
６の寸法を小さくすることが可能となり、且つヒーター
ｌ５の発熱が絶縁粉末の加熱に消費されることがないた
め、速やかに昇温させることか可能となる． 尚、形状記憶合金或いは発熱体等の線材ｌをビーズ状の
被覆材９によって被覆した場合には、この被覆によって
以下の効果を得ることが可能である。

即ち、被覆材９が隣接する他の物体と当接しても漏電の
虞が無い． 被覆材９の他の物体に対する接触が点接触となるため、
熱の伝達面積を小さくすることが可能となる。

線材を変形させた場合、被覆材９が相互に位置を変更す
ることが可能であり、従って線材の変形を阻害すること
が無い． 被覆材９によって被覆した複数の線材を並列させて一体
化した場合、これ等の線材の間に被覆材９の接触による
空間が生じることから、該空間に冷却空気を流通させる
ことが可能となり、従って特定の線材の発熱によって他
の線材が影響を受けることか無い． 被覆材９がビーズ状に形成されることから、断面が小さ
く且つ重量も小さいため急激な温度変化が発生してもヒ
ートショックが少ない。

く発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明に係る線材の被覆方
法は、被覆すべき線材をセラミ，クス材料又は合成樹脂
材料の中空材の押出型の端面に当接させ、前記押出型か
ら粘土状のセラξソクス材料又は溶融状態の合成樹脂材
料を押出戒形することによって線材の周囲にパイプ状の
被覆層を形成し、次いで該被覆材の外周に所定の形状を
持った溝を形成した後、線材と該線材の周囲に形成した
溝を有する被覆層とを焼戊又は直ちに冷却することで線
材の周囲にビーズ状の被覆を形成するよう構戒したので
、人手を患わすこと無く連続した工程で線材の周囲にセ
ラξツクス又は合成樹脂からなるビーズ状の被覆を施す
ことが出来る。

このため、被覆のための作業コストを低減することが出
来、且つ品質の一定した被覆を施すことが出来る等の特
徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明に係る線材の被覆方法の
工程順説明図、第２図は異なる長さの形状記憶合金線材
を接合して構成した形状記憶合金の複合体の説明図、第
３図（Ａ）　．　（Ｂ）は押出型の説明図、第４図は成
形体に形成した溝の説明図、第５図（＾），（８）は形
状記憶合金の複合体の模式説明図、第６図はヒーターの
模式説明図である。 ■は線材、２は押出型、３は押出機、４はチャンク、５
は戊形体、７は工具、８は溝、９は被覆材、１１−１３
は形状記憶合金線材、ｌ４はケーシング、ｌ５はニクロ
ム線ヒーター、ｌ６は金属管である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス材料の中空材の押出型の前端面に線
   材の端部を当接させ、前記押出型からセラミックス材料
   の中空材を押出成形することによって前記線材の周囲に
   セラミックス材料による被覆層を形成し、次いで前記被
   覆層の外周に所定の形状を持った溝を形成し、その後焼
   成して線材の周囲にビーズ状のセラミックス被覆を形成
   することを特徴とした線材の被覆方法。
2. （２）合成樹脂材料の中空材の押出型の前端面に線材の
   端部を当接させ、前記押出型から合成樹脂材料の中空材
   を押出成形することによって前記線材の周囲に合成樹脂
   材料による被覆層を形成し、前記被覆層が可塑性を保持
   している間に該被覆層の外周に所定の形状を持った溝を
   形成し、その後常温まで冷却して線材の周囲にビーズ状
   の合成樹脂被覆を形成することを特徴とした線材の被覆
   方法。
3. （３）請求項（１）又は（２）記載の線材の被覆方法に
   於いて、線材の周囲に形成した被覆層の外周を所定の形
   状に成形すると共に切断することを特徴とした線材の被
   覆方法。