JP2014114985A

JP2014114985A - 電気採暖具

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Publication number: JP2014114985A
Application number: JP2012267926A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ishikawa; 清志石川; Tomonari Sato; 友成里; Hisayasu Katayama; 尚保片山
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: JP5966153B2

Abstract

【課題】コントローラ内部の異常温度上昇時にヒータへの通電を遮断することにより、安全性の高い電気採暖具を提供することを目的とする。
【解決手段】ヒータ１３０を内蔵した本体１００と、ヒータ１３０への通電を制御するコントローラ３００とを含み、コントローラ３００は、コントローラ本体３１０内の温度上昇により溶断する温度ヒューズ３２１と、コントローラ本体３１０内の温度上昇を検知するサーミスタ３２２とを備え、温度ヒューズ３２１の溶断とサーミスタ３２２の温度検知によりヒータ１３０への通電を遮断する構成とし、温度ヒューズ３２１とサーミスタ３２２は、制御基板３２０の異なる面にそれぞれ配置されことにより、コントローラ内部の上方および下方のいずれの場所の温度が異常上昇した場合でもヒータへの通電を遮断することが可能となり、安全性の高い電気採暖具を提供することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、コントローラの異常発熱を防止する電気採暖具に関するものである。

従来、電気採暖具のコントローラにおいて、異常発熱によるケースの変形を防止する構成としては、コントローラの樹脂ケース内に設けたプリント基板の下側にマイカ板を設置し、プリント基板とマイカ板との間と、マイカ板と樹脂ケースの底面との間に空気層を形成し、プリント基板で発熱する熱が樹脂ケースの底面に伝わることを抑制し、樹脂ケースの特に底面の温度が異常上昇することにより、樹脂ケースの変形を防止する構成である（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３１５９６０号公報

しかしながら、前記従来の電気採暖具は、コントローラを床面に設置した正常な使用状態で使用した場合に所期の目的を達成することができるものであるが、コントローラを電気採暖具の上に乗せて使用したり、コントローラを毛布等で包んだ状態で使用した場合等、外部から熱が加えられたり、放熱を妨げられたりした場合には、所期の目的を達成することはできず、安全性という面においては未だ不十分な面があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、コントローラに外部より熱が加えられたり、放熱を妨げられる等の、異常使用の状態において、ヒータの通電を遮断することにより、安全性の高い電気採暖具を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決すために、本願発明の電気採暖具は、ヒータを内蔵した本体と、本体にコネクタを介して着脱自在に設けられ、ヒータへの通電を制御するコントローラとを含み、コントローラは、コントローラ本体内の温度上昇により溶断する温度ヒューズと、コントローラ本体内の温度上昇を検知するサーミスタとを備え、コントローラは、温度ヒューズの溶断と、サーミスタの温度検知によりヒータへの通電を遮断する構成とし、温度ヒューズとサーミスタは、コントローラ本体内に設置される制御基板の上面および下面の異なる面にそれぞれ配置されたことを特徴とするものである。

これにより、コントローラ内部の上方および下方のいずれの場所の温度が異常上昇した場合でもヒータへの通電を遮断することが可能となり、コントローラを本体の上面に置いての使用、コントローラを本体の下に潜り込ませての使用等の広い範囲の異常使用に対応してヒータへの通電を遮断して、コントローラケースの変形等を防止することができ、安全性の高い電気採暖具を提供することができる。

本発明の電気採暖具は、コントローラを異常使用によるコントローラケースの変形を防止し、安全性を向上することができる。

本発明の実施の形態１における電気採暖具のホット状態における使用形態を示す斜視図本発明の実施の形態１における電気採暖具のクール状態における使用形態を示す斜視図本発明の実施の形態１における電気採暖具の広げた状態を示す斜視図図１に示すＡＡ断面図本発明の実施の形態１におけるヒータ線の模式図図１に示すＢＢ断面図図２に示すＤＤ断面図図１に示すＣＣ断面図

第１の発明は、ヒータを内蔵した本体と、前記本体にコネクタを介して着脱自在に設けられ、前記ヒータへの通電を制御するコントローラとを含み、前記コントローラは、コントローラ本体内の温度上昇により溶断する温度ヒューズと、前記コントローラ本体内の温度上昇を検知するサーミスタとを備え、前記コントローラは、前記温度ヒューズの溶断と、前記サーミスタの温度検知により前記ヒータへの通電を遮断する構成とし、前記温度ヒューズと前記サーミスタは、前記コントローラ本体内に設置される制御基板の上面および下面の異なる面にそれぞれ配置されたことを特徴とする電気採暖具である。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記温度ヒューズは前記制御基板の上面に配置され、前記サーミスタは前記制御基板の下面に配置されたものである。

これにより、異常使用として多く行われるコントローラを本体の上面に置かれて使用された場合は、サーミスタの温度検知により制御部がヒータへの通電を遮断し、温度が低下した時点で復帰させる復帰型の安全装置として作動させることができ、異常使用としては頻度が少ないが、危険性の高いコントローラを本体の下に潜り込ませて使用された場合には、温度ヒューズが溶断する非復帰型の安全装置として作動させることができ、より高い安全性を確保することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記ヒータは、発熱線と温度検知線を絶縁層を介して同軸に巻設したヒータ線で構成し、前記温度ヒューズは、前記温度ヒューズを加熱する加熱抵抗を一体に備え、前記ヒータ線の前記発熱線と前記温度検知線とが短絡した場合、前記加熱抵抗に通電して前記温度ヒューズを溶断することを特徴とするものである。

これにより、温度ヒューズは、ヒータ線の異常と、コントローラの異常の両方の安全装置として作用させることができ、安全性の高い電気採暖具を低コストで提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態における電気採暖具の本体を上面に配置して通電状態で使用するホット状態の使用形態を示す斜視図であり、図２は本体の上面をカバーで覆い通電しないで使用するクール状態の使用形態示す斜視図であり、図３はカバーの配置を切り替えるために本体とカバーを広げた状態を示す斜視図であり、図４は図１に示すＡＡ断面図であり、図５は図１に示すＢＢ断面図であり、図６は図２に示すＤＤ断面図である。

＜１＞電気採暖具の構成
本実施の形態における電気採暖具は、内部にヒータユニットを備え、縦寸法が約１８０ｃｍ、横寸法が約７０ｃｍのマット状の本体と、本体の上面を着脱自在に覆う吸湿速乾機能を備えた布製のカバーとを備え、床面に広げて使用者が着座または横臥して使用するマット状の電気採暖具である。電気採暖具は、本体の上面を露出した状態でヒータユニットに通電して暖房器具として使用するホット状態と、本体の上面を吸湿速乾機能を備えたカバーで覆うことにより、汗をかく夏季等の高温時に快適なマットとして使用するクール状態の２つの使用形態に切り替えて使用することができるものである。

図１に示すように、ホット状態で電気採暖具を使用する場合は、略長方形の本体１００の下面側にカバー２００を敷きこんで積層し、本体１００の周縁部に設けたコネクタ受部３０６にコントローラ３００を接続し、ヒータユニット１３０に通電して使用される。

また、図２に示すように、クール状態で電気採暖具を使用する場合は、本体１００の上面をカバー２００で覆い、コントローラ３００は接続しないで使用される。

図３に示すように、本体１００とカバー２００とは、カバー２００の端部に形成された結合部２０１を介して結合されており、カバー２００を反転することによりホット状態とクルー状態に切り替えることができる。

図４に示すように、本体１００は、上面に配設された表面材１１０と、下面に配設された裏面材１２０と、表面材１１０と裏面材１２０との間に狭持されたヒータユニット１３０を積層して外周部を縫製加工することにより一体に形成し、外周縁の両長辺の略全長にファスナ１５０が縫製により取り付けられている。ファスナ１５０は、全長に亘り摺動自在なスライダ１５２を備え、結合部２０１側の端部にはカバー２００側のファスナ２４０の端部を挿入して接合させる接合具１５１が配置されている。

本体１００の表面材１１０は、表面が起毛状のポリエステル製の表布１１１と、ポリエステル製の綿１１２と、ポリエステル製の不織布１１３を積層した３層で構成されている。また、裏面材１２０は、外面となる下面側からポッティング加工を施したアクリル製の裏布１２１と、ポリエステル製の綿１２２と、ポリエステル製の不織布１２３を積層した３層で構成されている。

裏面材１２０に使用する裏布１２１は布の表面にアクリル樹脂によりドット状にポッティング加工を施したものであり、布の表面にアクリル樹脂の突起が間隔を設けて形成されており、床面に敷設した場合、突起が滑り止めの機能を発揮する。

ヒータユニット１３０は毛布１３１と不織布１３２との積層体の外周部と中央部の要所を縫製糸で縫製することにより、縫製しない部分に形成されたトンネル状の挿通経路にヒータ線１４０を挿入することにより、ヒータユニット１３０の略全面に亘りヒータ線１４０を蛇行させて配設したものである。

図１に示すように、ヒータ線１４０の両端部は本体１００の結合部２０１の近傍に設置されたコネクタ受部３０６に電気的に接続されている。コネクタ受部３０６はコントロー
ラ３００の接続コード３０１の先端に接続されたコネクタプラグ３０２が着脱自在に接続される構成となっている。

図５に示すように、ヒータ線１４０は、中心のガラス繊維１４１の周囲に発熱線１４２を螺旋状に巻きつけ、その外周にナイロン樹脂で絶縁層１４３を形成し、絶縁層１４３の外周に温度を検知するニッケルを主成分とする温度検知線１４４を螺旋状に巻きつけ、その外周にＰＶＣの絶縁層１４５で外被が形成されている。

ヒータ線１４０は発熱線１４２の両端部より通電することにより発熱させることができるとともに、温度検知線１４４は両端部間の抵抗値の変化を検出することにより、ヒータ線１４０の温度変化を検出することができ、ヒータ線１４０は加熱機能と温度検知機能の２つの機能を備えている。

図４に示すように、カバー２００は、表布２１０と、芯地２２０と、裏布２３０を積層した３層で構成されている。

表布２１０は特殊ポリエステル素材の繊維を編成したものであり、高い吸湿性と速乾性を備えたものである。特殊ポリエステル繊維は表面に溝を形成することにより、毛細管現象による水の吸収性および移動性を向上するとともに、繊維の表面積を拡大することにより高い速乾性と放熱性を備えたものである。また、表布２１０は複数の特殊ポリエス繊維を縒り合わせた太い糸で編成されており、表面に適度な凹凸が形成されることによりサラットした感触を備えたものである。

芯地２２０は、アクリル繊維を編成した厚い布地を使用し、表布２１０および裏布２３０より高い硬度を備え、適度な硬さを備えることにより比較的小さい変形がし難く、体にまとわりつきにくい構成となっている。

裏布２３０は、本体１００の裏面材１２０の裏布１２１と同様に、外面となる下面側にアクリル樹脂によるポッティング加工を施した布を使用している。

カバー２００は、表布２１０と芯地２２０と裏布２３０を積層して外周部を縫製加工することにより一体に形成し、外周縁の両長辺の略全長にわたりファスナ２４０が縫製により取り付けられている。

本体１００に取り付けられたファスナ１５０と、カバー２００に取り付けられたファスナ２４０は、カバー２００の保持手段として機能するものである。本体１００のファスナ１５０とカバー２００のファスナ２４０は相互に接合および分離させることが可能な構成である。本体１００のファスナ１５０とカバー２００のファスナ２４０を接合させる場合は、本体１００側の接合具１５１とスライダ１５２にカバー２００側のファスナ２４０の端部を挿入し、スライダ１５２を摺動させることにより接合および分離を自在に行うことができ、本体１００とカバー２００の両長辺を接合することができ、カバー２００を本体１００の所定位置に保持することができる。

図６に示すように、カバー２００が下側となるホット状態では、コネクタ受部３０６は本体１００の周縁部より外方に向かってに開放された状態となり、コントローラ３００のコネクタプラグ３０２を外方から略水平方向に挿入して接続することができ、この状態でコントローラ３００を介して本体１００への通電を制御することが可能となり、暖房機能を活用することができる。

一方、図７に示すようにカバー２００が上側となるクール状態では、コネクタ受部３０
６は、カバーで覆われるため、コントローラ３００のコネクタプラグ３０２を接続することができず、クール状態では不用意に本体１００に通電されることがなく、安全性を確保することができる。

＜２＞コントローラの構成
コントローラ３００は、操作スイッチや制御機能を備えたコントローラ本体３１０と、コントローラ３００と本体１００を電気的に接続する接続コード３０１と、接続コード３０１の先端に設置されたコネクタプラグ３０２と、コントローラ本体３１０に電源を供給する電源コード３０４と、電源コード３０４の先端に設置された電源プラグ３０５で構成されている。コネクタプラグ３０２は本体に設置されたコネクタ受部３０６とセットでコネクタを構成している。

コントローラ３００の操作機能としては、電気採暖具の電源を「入」、「切」する電源スイッチと面状採暖部の温度を使用者の好みに合わせて設定する温度設定ダイヤルとを一体に構成したロータリ式のダイヤル３１２がコントローラ本体３１０のコントローラケース３１１の上面に設置されている。ダイヤル３１２は透明な樹脂材料で形成されており、その内部には通電状態を表示する電源ランプが配置されている。

図８に示すように、コントローラ本体３１０の内部に収容されている制御部は、コントローラケース３１１の中間部に設置された制御基板３２０の上面にメイン部品であるマイクロコンピュータ、温度設定と電源の「入」、「切」を行うロータリ式の可変抵抗等の回路部品が配設されている。

特に、電気採暖具の安全機能として重要な温度ヒューズユニット３２１は制御基板３２０の上面に配置されている。温度ヒューズユニット３２１は、温度ヒューズと発熱抵抗が一体に構成されたものである。温度ヒューズユニット３２１は、主にヒータ線１４０に異常が発生し、発熱線１４２と温度検知線１４４が短絡した場合に発熱抵抗に電流が流れ、発熱抵抗の発熱により温度ヒューズが溶断して電源を遮断するものである。

発熱抵抗はヒータ線１４０の異常に加え、制御部に異常が発生した場合にも、マイクロコンピュータの制御信号により通電され、温度ヒューズを溶断して電源を遮断する。また、温度ヒューズは発熱抵抗の発熱がない場合も、コントローラ本体３１０内の温度が異常に上昇した場合には溶断しては電源を遮断することにより、安全性を確保する機能を備えたものである。例えば、コントローラ本体３１０を電気採暖具の本体１００の下に潜り込ませた状態で通電された場合や、コントローラ本体３１０を毛布等で覆った状態で通電された場合等が想定される。

また、制御基板３２０の下面にはサーミスタ３２２が設置されている。サーミスタ３２２はコントローラ本体３１０の内部の温度上昇を検知するもので、コントローラ本体３１０の内部の温度が所定以上に上昇することを防止し、コントローラ３００の故障の発生を防止するものであり、特に樹脂材料で形成されたコントローラケース３１１の変形を防止することができる。サーミスタ３２２は制御基板３２０の下面に設置されたことにより、コントローラ本体３１０を、電気採暖具の本体１００の上面に放置されて通電された場合等にコントローラケース３１１が変形すること防止し、安全性を確保する機能を備えている。

温度ヒューズユニット３２１とサーミスタ３２２を制御基板３２０の両面に分けて設置されたことにより、コントローラ本体３１０内の全範囲の温度上昇により異常を的確に検知して対処することが可能となり、高い安全性を確保することができる。

＜３＞電気採暖具の動作および作用
電気採暖具を暖房器具としてホット状態で使用する場合は、図１に示すように、カバー２００が本体１００下側になるように積層し、本体１００のファスナ１５０とカバー２００のファスナ２４０を係合させ、コントローラ３００のコネクタプラグ３０２をコネクタ受部３０６に接続する。

コントローラ３００のダイヤル３１２を回転することにより電源スイッチが入り、電源ランプが点灯して通電が開始される。ダイヤル３１２の回転角度を調節することにより温度を設定することができる。

ホット状態で使用した場合は、使用者の身体が接触する最上面は、本体１００の表面材１１０の表布１１１が配置されており、表面の起毛が体になじみ、柔らかい感触と起毛の間に保持される暖気で快適な暖房効果を得ることができる。

また、最下面にはカバー２００の裏布１２１が配置されており、ポッティング加工で施した突起で滑り止めの機能が発揮され、電気採暖具が不用意に移動して使用者が転倒等の危険な状態に陥ることを抑制することができる。

一方、クール状態で使用する場合は、図２に示すように、カバー２００が本体１００の上側になるように積層し、本体１００のファスナ１５０とカバー２００のファスナ２４０を接合させる。この状態では、本体１００のコネクタ受部３０６はカバー２００で覆われており、コントローラ３００は接続できない構成となっている。

カバー２００が本体１００上側になるクール状態で使用した場合、使用者の身体が接触する最上面は、カバー２００の表布２１０が配置されており、表布２１０が備えた吸湿速乾性によるサラット感に加え、芯地２２０は、アクリル繊維を編成した硬さを備えた厚い布地を使用し、比較的小さい変形がしにくい構成となっているため、体にまとわりつかないクールな感触を得ることができる。

また、最下面は本体１００の裏面材１２０の裏布１２１が配置されており、裏布１２１にポッティング加工で施した突起で滑り止めの機能が発揮され、電気採暖具が不用意に移動して使用者が転倒等の危険な状態に陥ることを抑制することができる。

上記のように本実施の形態における電気採暖具は、ヒータを内蔵した本体と吸湿速乾機能を備えたカバーを備えることにより、季節および気温に影響されずに一年中使用することが可能であり、使用範囲が広く、使い勝手の良いものである。また、一年中使用可能となることにより、収納場所の確保が不要となるとともに、収納および取り出しの手間を省くことができる。

また、クール状態で使用する場合は、コネクタ受部３０６をカバー２００で覆い、コントローラ３００の接続ができない状態となるため、不要な通電による無駄な電力消費を防止するとともに、不用意な通電により、使用者が低温火傷等の損傷を受けることを防止することができ、安全性と使い勝手を向上することができる。

また、コントローラ本体３１０の制御基板３２０の上面に温度ヒューズユニット３２１と下面にサーミスタ３２２を配置したことにより、コントローラ本体３１０の上下いずれの場所において異常昇温した場合に、異常昇温を停止させる機能を備えており高い安全性を確保することができる。

なお、本実施の形態においては、本体１００とカバー２００は、一辺を縫製により結合
し、二辺をファスナ１５０、２４０で接合する構成としたが、これに限るものではなく、例えば、本体とカバーは独立した部材として構成し、紐あるいはボタン等で係合させる構成としてもよい。また、カバーを袋状に形成し、本体をカバーの内部に収容する構成としてもよい。

また、本実施の形態においては、制御基板３２０の上面に温度ヒューズユニット３２１配置し、下面にサーミスタ３２２を配置したが、これに限るものではなく、これとは逆に配置した構成でも良く、温度ヒューズ３２１とサーミスタ３２２をそれぞれ制御基板３２０の反対の面に配置すれば同様の作用効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる電気採暖具は、コントローラの異常温度上昇によるコントローラの損壊を防止することができるので、本体と分離して設置されたコントローラを備えた他の電気器具等の用途にも適用できる。

１００本体
１３０ヒータユニット（ヒータ）
１４０ヒータ線
１４２発熱線
１４３絶縁層
１４４温度検知線
３００コントローラ
３０２コネクタプラグ（コネクタ）
３０６コネクタ受部（コネクタ）
３１０コントローラ本体
３２０制御基板
３２１温度ヒューズユニット（温度ヒューズ）
３２２サーミスタ

Claims

ヒータを内蔵した本体と、
前記本体にコネクタを介して着脱自在に設けられ、前記ヒータへの通電を制御するコントローラと、を含み、
前記コントローラは、コントローラ本体内の温度上昇により溶断する温度ヒューズと、前記コントローラ本体内の温度上昇を検知するサーミスタと、を備え、
前記コントローラは、前記温度ヒューズの溶断と、前記サーミスタの温度検知により前記ヒータへの通電を遮断する構成とし、
前記温度ヒューズと前記サーミスタは、前記コントローラ本体内に設置される制御基板の上面および下面の異なる面にそれぞれ配置されたことを特徴とする、
電気採暖具。
前記温度ヒューズは前記制御基板の上面に配置され、前記サーミスタは前記制御基板の下面に配置された、
請求項１に記載の電気採暖具。
前記ヒータは、発熱線と温度検知線を絶縁層を介して同軸に巻設したヒータ線で構成し、
前記温度ヒューズは、前記温度ヒューズを加熱する加熱抵抗を一体に備え、
前記ヒータ線の前記発熱線と前記温度検知線とが短絡した場合、前記加熱抵抗に通電して前記温度ヒューズを溶断することを特徴とする、
請求項１または２に記載の電気採暖具。