JP2652430B2

JP2652430B2 - 多分割感熱面状発熱体

Info

Publication number: JP2652430B2
Application number: JP63265520A
Authority: JP
Inventors: 道治上川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JPH02112191A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電気カーベット等の広面積暖房器具に適用
される多分割感熱面状発熱体に関する。

（従来の技術）電気カーペット等の暖房器具は低温輻射と座った人へ
の接触伝熱とで暖房感を得るものであり、面積が広いこ
とが必要であるが、近年、省エネルギーの観点から使用
する人数に応じて暖房面積を切り替え、少人数の場合は
小さな面積で使用する使われ方が普及し始めている。

この背景としては、省エネルギー以外に、電気カーペ
ットは他の暖房器、例えば石油ストーブ等と併用される
ことも多く、主暖房器具としての輻射暖房感や室温を上
昇させる能力をあまり問題としない使われ方も多いため
と思われる。

（発明が解決しようとする課題）従って、電気カーペット等の暖房器具に要求されてい
る機能としては、１人で使用する場合はその人が座って
いる部分のみ温めることができる接触伝熱を重視した暖
房から、室温を上昇させたり多人数で使用する場合のよ
うに広面積を温めることができる暖房まで、暖房の仕方
を自由に選べることが要求される。

本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その
目的とするところは、発熱面積が自由に選択でき、更に
構造を簡単にして配線作業や温度制御回路が簡易化でき
ると共に、分割された発熱体の相互間で温度制御動作に
影響を与えないようにすること及び、分割された発熱体
の断線故障にも異常発熱することのない多分割感熱面状
発熱体を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、電源に並列に接続され、かつパターンの往
路と復路が並列に配設された２個以上の発熱電極と、前
記複数個の発熱電極への通電を選択する暖房面積選択ス
イッチと、感熱樹脂材を介して前記発熱電極に共通的に
対面すると共に、一端を前記電源と接続した温度検知電
極と、前記発熱電極から前記温度検知電極に流れるリー
ク電流を検知するCTと、前記暖房面積選択スイッチの動
作を個別に検出して通電面積を検知し、通電面積に応じ
た基準電圧を設定する通電面積検知回路と、前記通電面
積に応じた基準電圧と前記CTの出力に応じた温度信号電
圧とを比較するスイッチング回路とを備えたことによ
り、上記目的を達成している。

（作用）本発明は上記構成を採用し、発熱電極への通電の有無
を暖房面積選択スイッチと直列に接続された抵抗素子の
電圧降下の有無で検出する様にしている。

従って、分割された発熱体へ選択的に通電が行え、発
熱面積が自由に選択でき、更に暖房面積選択スイッチは
簡単な構造でよい。

また、発熱電極は複数に分割されているが、温度検知
電極は発熱電極の分割数より少ないので、配線作業が簡
単であり、端子数が少なく、更に温度制御回路が簡単に
なる。

さらに、非発熱部の状態が他の発熱部に影響しないの
で、発熱面積を切り替えても制御温度をほぼ一定に保つ
ことができ、安定した温度制御動作が行える。

また、暖房面積選択スイッチの故障や、発熱電極の断
線故障に対しても異常温度上昇を防止できるようになっ
ている。

（実施例）以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図は本発明の多分割感熱面状発熱体を応用した電
気カーペットの斜視図である。図において、イは電気カ
ーペット本体、ロは温度制御回路部、ハは電源コード
部、Ａ−１〜Ａ−３は３分割された個々の発熱体（ヒー
タ素子）、SS₁〜SS₃は３分割された個々の発熱体Ａ−１
〜Ａ−３への通電のオン・オフを行う暖房面積選択スイ
ッチである。なお、発熱体の分割数は３個に限られない
ことは言うまでもない。

第２図は本発明に用いられる多分割感熱面状発熱体Ａ
の一例を部分的な断面図で示したものであり、負特性感
熱樹脂材１の一方の面に金属箔よりなる発熱電極２を設
け、他の面に同様に金属箔よりなる温度検知電極３を設
け、その両面に絶縁フィルム４を貼って構成してある。

また、第３図は他のコード式の感熱発熱体Ａ′を示し
たものであり、面状に配設して面状発熱体を形成するも
のである。構成としては、中芯６′に温度検知電極３′
を巻回し、その周囲に負特性感熱樹脂１′を介して発熱
電極２′を巻回し、その周囲を分離層５′，絶縁層４′
で被覆するようにしてある。

第４図は第１図に示した電気カーペットの温度制御回
路を示す。この温度制御回路の構成を説明すると、商用
電源ACに電源スイッチSW,リレー接点Ryを介して多分割
感熱面状発熱体Ａの３分割に並列に配設された発熱電極
２−１〜２−３（第１図の発熱体Ａ−１〜Ａ−３におけ
る発熱電極）が並列に個々の暖房面積選択スイッチSS₁
〜SS₃と共に接続されており、これらの並列に配設され
た発熱電極２−１〜２−３に負特性感熱樹脂材１を介し
て対面する様に直列に配設された温度検知電極３が設け
られている。

なお、温度検知電極３の一端は、発熱電極２−１〜２
−３より負特性感熱樹脂材１を介して流れるリーク電流
L₁〜L₃が検知できる様に商用電源ACの一端と接続されて
いる。また、発熱電極２−１〜２−３には夫々通電の有
無を電圧降下の有無として検出する抵抗素子R₁〜R₃が直
列に接続されている。

さらに、発熱電極２−１〜２−３の往路と復路とが、
電流変換器CTを鎖交して商用電源ACに接続されており、
電流変換器CTは、温度上昇とともに、上昇する負特性感
熱樹脂材１を介して流れるリーク電流L₁〜L₃の増加を検
知し、その出力は、温度制御のための回路に与えられる
様になっている。すなわち、電流変換器CTの出力は、平
滑回路11を介し、温度信号電圧を基準電圧と比較して温
度制御を行うスイッチング回路12とリレーRyをオン・オ
フさせるリレー駆動回路14に順次伝達されて処理される
ようになっている。

また、リレーRyがオン動作した後に発熱電極２−１〜
２−３の温度が低下すると再び発熱のために、リレーRy
をオン動作させるためのオフ時間タイマー回路15がリレ
ー駆動回路14に接続されている。なお、電源回路16は、
各部に直流電源を供給するためのものである。

ここで、前述の発熱電極２−１〜２−３の通電の有無
を発熱電極２−１〜２−３と直列に接続された抵抗素子
R₁〜R₃の電圧降下の有無で検知する通電面積検知回路17
は、通電面積の大きさに応じて基準電圧の設定を行う。
また、スイッチング回路12は、前記の温度信号電圧と先
に設定された基準電圧とを比較して温度制御を行う。

一方、温度検知電極３の他端は、センター断線検知回
路13を介してスイッチング回路12に至り温度検知電極３
が途中で断線して温度検知不能となった際の安全性を確
保する様になっている。また、同時に温度検知電極３は
過昇防止回路18にも接続されており、温度制御回路の故
障などでリーク電流L₁〜L₃が限界値を越えるほど異常高
温になった場合に、リーク電流と、温度検知電極３の抵
抗値によって生じる温度検知電極３の異常電圧を検出し
て温度ヒューズThFuを溶断させて、通電を停止する様に
構成されている。

しかして、上記の温度制御回路の動作は次のようにな
る。すなわち、発熱電極２−１〜２−３が温度上昇する
と、負特性感熱樹脂材１のインピーダンスが低下し、電
流変換器CTの出力が上昇し、電流変換器CTより平滑回路
11を介してスイッチング回路12に入力する温度信号電圧
が増大して設定温度に達すると、スイッチング回路12の
出力が反転し、リレー駆動回路14を介してリレーRyがオ
フされ温度上昇が停止して冷却状態となる。また、リレ
ーRyがオフとなると温度信号電圧が得られなくなるが、
オフ時間タイマー回路15により所定時間オフが維持さ
れ、その時間の経過後に再び通電が開始され、これらの
動作により多分割面状発熱体Ａは、所定の温度に制御さ
れる。

この場合にあって、暖房面積選択スイッチSS₁〜SS₃の
いづれかが、オフ側に選択されていると、通電面積検知
回路17がオフ側に選択されている暖房面積選択スイッチ
の個数に応じて、スイッチング回路12の基準電圧値を変
化させるので、任意の部分のみ発熱させる場合であって
も、全体を発熱させる場合とほぼ同等の温度に制御を行
うことができる。

また、前述の様に暖房面積選択スイッチSS₁〜SS₃に選
択されている回路の抵抗素子R₁〜R₃の電圧降下の有無で
検出する様にしているため、発熱電極２−１〜２−３の
断線故障や暖房面積選択スイッチSS₁〜SS₃の故障等の場
合であっても、常に発熱している個数に応じた設定での
温度制御動作が行われるので、きわめて安全な多分割感
熱面状発熱体を得ることが可能である。

なお、上記の実施例では発熱電極が３個に対して温度
検知電極を１本としたが、特に制約はない。同様に温度
制御回路についてもブロック図で説明したが、説明した
内容に限定されるものではない。

また、抵抗素子R₁〜R₃による電圧降下の有無の検知方
式が簡単でよいがプリント基板等のパターン抵抗等でも
よいし、ZCTを鎖交させたり、リードスイッス等で発熱
回路への通電を検知する方法等としてもよい。

（発明の効果）以上のように本発明にあっては、電源に並列に接続さ
れ、かつパターンの往路と復路が並列に配設された２個
以上の発熱電極と、前記複数個の発熱電極への通電を選
択する暖房面積選択スイッチと、感熱樹脂材を介して前
記発熱電極に共通的に対面すると共に、一端を前記電源
と接続した温度検知電極と、前記発熱電極から前記温度
検知電流に流れるリーク電流を検知するCTと、前記暖房
面積選択スイッチの動作を個別に検出して通電面積を検
知し、通電面積に応じた基準電圧を設定する通電面積検
知回路と、前記通電面積に応じた基準電圧と前記CTの出
力に応じた温度信号電圧とを比較するスイッチング回路
とを備えたので、（イ）分割された発熱体へ選択的に通電が行え、発熱面
積が自由に選択でき、更に暖房面積選択スイッチは簡単
な構造でよい。

（ロ）発熱電極は複数に分割されているが、温度検知電
極は発熱電極の分割数より少ないので、配線作業が簡単
であり端子数が少なく、更に温度制御回路が簡単にな
る。

（ハ）非発熱部の状態が他の発熱部に影響しないので、
発熱面積を切り替えても制御温度をほぼ一定に保つこと
ができ、安定した温度制御動作が行える。

（ニ）暖房面積選択スイッチの故障や発熱電極の断線故
障に対しても以上温度上昇を防止できる、等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気カーペットの斜視図、第２図，第
３図はそれぞれ本発明に用いられる多分割感熱面状発熱
体の例を示す。また、第４図は本発明の電気カーペット
の温度制御回路を示す。Ａ……多分割感熱面状発熱体、R₁〜R₃……抵抗素子、SS
₁〜SS₃……暖房面積選択スイッチ、AC……商用電源、SW
……電源スイッチ、Ry……リレー接点、CT……電流変換
器、１……負特性感熱樹脂材、２−１〜２−３……発熱
電極、３……温度検知電極、11……平滑回路、12……ス
イッチング回路、13……センサー断線検知回路、14……
リレー駆動回路、15……オフ時間タイマー回路、16……
電源回路、17……通電面積検知回路、18……過昇防止回
路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電源に並列に接続され、かつパターンの往
路と復路が並列に配設された２個以上の発熱電極と、前記複数個の発熱電極への通電を選択する暖房面積選択
スイッチと、感熱樹脂材を介して前記発熱電極に共通的に対面すると
共に、一端を前記電源と接続した温度検知電極と、前記発熱電極から前記温度検知電極に流れるリーク電流
を検知するCTと、前記暖房面積選択スイッチの動作を個別に検出して通電
面積を検知し、通電面積に応じた基準電圧を設定する通
電面積検知回路と、前記通電面積に応じた基準電圧と前記CTの出力に応じた
温度信号電圧とを比較するスイッチング回路とを備えた
ことを特徴とした多分割面状発熱体。