JP3351968B2 - 面状電気暖房器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、芯材に発熱線を巻
回して形成した線状発熱体を暖房器本体に配設し、該発
熱線への通電を制御して暖房を行う面状電気暖房器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気暖房器を電気カーペットにお
いて説明すると、電気カーペットは、断熱性のよいフェ
ルト等の裏布に発熱体（温度検知用の温度検知線が一体
のものは、発熱体のみ，温度検知用の感熱体が別線のも
のは、発熱体と感熱体をそれぞれ）が蛇行状に配設さ
せ、この裏布にタフトされた表布が接着固定されて暖房
器本体が形成され、この暖房器本体の外面角部にコント
ローラが設けられ、このコントローラに上記発熱線への
通電を制御して暖房器本体の表面温度を設定温度に制御
する制御回路が設けられていた。

【０００３】上記電気カーペットに用いる発熱体４０を
第１の従来例として図７に示す。図７において、ポリエ
ステル等でなる巻芯４１に銅合金でなる発熱線４２が螺
旋状に巻回され、この発熱線４２に異常な温度上昇によ
る過熱が生じた場合に融解するナイロン等でなる絶縁体
４３が設けられ、この絶縁体４３に当該絶縁体が融解し
たことを検知する検知線４４が螺旋状に巻回され、この
検知線４４が耐熱塩化ビニル等でなる絶縁用外被４５で
覆われて形成されていた。なお、温度検知用の検知線が
一体となっている発熱体の場合は、制御用温度検知と兼
用される。

【０００４】しかし、図７に示したような発熱体４０を
使用する電気カーペットであれば、発熱線４２に流れる
電流で磁界が発生していた。そこで、発熱線から発生す
る磁界を互いに打ち消すことによって、磁界の発生を押
えるようとするものが、特開平４−２７８１２５号公報
に開示されており、これを第２の従来例として図８に示
して説明する。

【０００５】図８において、発熱体６０に第１の発熱線
５２，第２の発熱線５４を設け、第１の発熱線５２と第
２の発熱線５４とには、逆向きの電流が流れるよう構成
される。すなわち、ポリエステル製の巻芯５１に、銅合
金製の第１の発熱体５２が螺旋状に巻回され、第１の発
熱線５２にポリイミド等のピンホールのない耐熱絶縁体
５３が設けられ、この耐熱絶縁体５３に第２の発熱線５
４が螺旋状に巻回され、この第２の発熱線５４にナイロ
ン等でなる絶縁体５５が設けられ、この絶縁体５５に、
温度制御用の検知線５６が螺旋状に巻回され、この検知
線５６が耐熱塩化ビニル等でなる絶縁用外被５７で覆わ
れて形成されていた。

【０００６】第３の従来例としては図９に示すものがあ
り、近距離して平行な巻芯７１，７２にそれぞれ第１の
発熱線７３、第２の発熱線７４を螺旋状に巻回して、第
１の発熱線７３、第２の発熱線７４にそれぞれ絶縁体７
５が設けられ、この絶縁体７５に当該絶縁体７５が溶解
したことを検知する検知線７６が螺旋状に巻回され、こ
の検知線７６が耐熱塩化ビニル等でなる絶縁用外被７７
で覆われて形成されていた。なお、温度検知用の検知線
が一体の発熱体については、制御用温度検知と兼用され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術の欠
点問題を具体的に記載する。第２の従来例、第３の従来
例に示すような発熱体使用の電気カーペットであれば、
第１の発熱線、第２の発熱線から発生する磁界を互いに
打ち消すことによって、磁界の発生を押えることはでき
るが、電気カーペットの制御不能の場合、あるいは、外
部過熱、発熱線の半断線状態等で発熱体が異常過熱した
場合には、過熱検知が上手くできないという安全機能面
において不安定要素がある。

【０００８】その理由は本来の安全機能動作は、第２の
従来例の場合では、発熱線の異常過熱（１７０℃前後）
になると、絶縁体５５は融解し検知線５６が第２の発熱
線５４に接触することで、本来絶縁されている箇所が回
路接続され安全機能が動作するに至る。しかし、第１の
発熱線５２の半断線の異常加熱により発生した熱は拡散
してしまい、絶縁体５５が溶解することなく、検知線５
６により異常加熱を検知することは困難であった。

【０００９】また、第３の従来例の場合では、発熱線の
異常過熱（１７０℃前後）になると、絶縁体７５は融解
し、検知線７６が第１の発熱線７３、あるいは、第２の
発熱線７４に接触することで、本来絶縁されている箇所
が回路接続され安全機能が動作するに至る。しかし、異
常過熱時に検知線が接触して検知する前に第１の発熱線
７３と第２の発熱線７４とが短絡する恐れがあった。

【００１０】本発明は、発熱体からの磁気の発生を低減
すると共に、発熱線の異常過熱を確実に検知できる面状
電気暖房器を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電気暖房器は上
記のような課題を解決するもので、暖房器本体に配設さ
れた発熱体の構造改善に関するものである。磁界の発生
を押える目的で発熱体に第１の発熱線とそれに平行に逆
電流を流し、磁界を互いに打消し合うべく第２の発熱線
を設け、尚且つ発熱線の異常過熱時の安全機能動作が焼
損、発火等に至らないよう確実である構造とした。

【００１２】

【００１３】

【００１４】本発明の発熱体は、図５に示す構造であ
り、図５はポリエステル等でなり近接して平行に配置さ
れた、第１の巻芯１と第２の巻芯２に、それぞれに第１
の発熱線３、第２の発熱線４を螺旋状に巻回し、この第
１の発熱線３、第２の発熱線４にそれぞれ異常な温度上
昇による過熱が生じた場合に融解するナイロン等でなる
絶縁体５，６を設け、この絶縁体５に温度検知線７を螺
旋状に巻回し、絶縁体６に銅合金等からなる導線８を螺
旋状に巻回し、この温度検知線７と導線８が近接した状
態で耐熱塩化ビニル等でなる絶縁用外被９で覆って一体
としている。また、導線８の両端を短絡して、温度検知
線７の一端と接続していることで、上記第１の発熱線お
よび／または第２の発熱線の異常過熱を検知する検知手
段を形成している。

【００１５】したがって、この発熱体１０においては、
第１の発熱線３、第２の発熱線４にそれぞれ異常な温度
上昇による過熱が生じた場合にそれぞれ絶縁体５、絶縁
体６が融解して、第１の発熱線３には温度検知線７が、
第２の発熱線４には導線８が確実に接触する。

【００１６】上記構成によれば、本発明の面状電気暖房
器は、発熱体の一端の第１の発熱線と第２の発熱線とを
直列に接続して、もう一端の第１発熱線と第２の発熱線
に電気を供給することで、第１の発熱線、第２の発熱線
に通電され暖房を行う。

【００１７】この時に、第１の発熱線に流れる電流と第
２の発熱線とに流れる電流は、逆方向、同じ電流量であ
りその互いの発熱線が極近接しているため、互いに発生
している磁界が同じ強度で逆の方向性となり、磁界を互
いに打消し合う効果を発揮する。また、第１の発熱線と
第２の発熱線がそれぞれ異常な温度上昇による過熱が生
じた場合に融解するナイロン等でなる絶縁体を介して、
その温度異常を検知するため温度検知線、あるいは、導
線を設けた構造により異常時の安全機能動作が確実にな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の面状電気暖房器の
各実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１９】＜第１の実施の形態＞本発明の電気暖房器
を電気カーペットに用いた第１の実施の形態を説明す
る。本発明の電気カーペットは、図１，図２に示すよう
に、断熱性の良い素材（例えばポリエステルのフェルト
等）からなる裏布１１上に、通電により発熱する発熱線
を有する発熱体３０を蛇行状に配設し、この発熱体３０
の上からハードニーパンやタフト生地からなる表布１２
を接着固定する。さらに、裏布１１と表布１２との全周
縁に、オーバーロック縫製した縫製部１３を形成し、カ
ーペット本体１５を形成する。また、このカーペット本
体１５の角部に、上記発熱体の構成部である温度検知線
によって発熱線への通電を制御する制御回路（図４に示
す）を有したコントローラ１４を設けている。

【００２０】上記発熱体３０は、図３に示すようにポリ
エステル等からなる巻芯２１に、銅合金でなる第１の発
熱線２２を螺旋状に巻回し、該第１の発熱線２２を異常
な温度上昇による過熱が生じた場合に融解（１７０℃前
後で融解）するナイロン等からなる絶縁体２３で被覆す
る。また、該絶縁体２３に当該絶縁体２３が融解した
時、第１の発熱線２２と短絡して安全装置を作動させる
と共に、温度制御するための検知も兼ねる温度検知線２
４を螺旋状に巻回す。さらに、当該温度検知線２４を絶
縁体２３と同質の絶縁体２５を被覆し、当該絶縁体２５
に第２の発熱線２６を螺旋状に巻回し、当該第２の発熱
線２６を耐熱塩化ビニル等からなる絶縁用外被で被覆し
て形成している。

【００２１】そして、上記第１の発熱線２２の一端２
２′をコントローラ１４の制御回路に接続し、該第１の
発熱線の他端２２を該第２の発熱線の一端２６に接続
し、該第２の発熱線の他端２６′を制御回路に接続して
いる。また、図４に示すように、上記第１の発熱線２２
と第２の発熱線２６との接続点を折り返し点として接続
しているから、通電が行われると電流が第１の発熱線を
流れて接続点から返って第２の発熱線２６に流れ常に第
１の発熱線２２と第２の発熱線２６には逆方向の電流が
流れる。

【００２２】次に、上記構成の電気カーペットの動作を
説明すると、制御回路から第１の発熱線２２及び第２の
発熱線２６に通電を行い、該第１の発熱線２２及び第２
の発熱線２６が発熱して温度が上昇すると、この温度を
温度検知線２４が検知して、この温度検知線２４からの
検知信号に基づいて、制御回路の自動温度調節器ＳＣＲ
がＯＦＦ−ＯＮしてこの自動温度調節器ＳＣＲに直列に
接続された、第１の発熱線２２及び第２の発熱線２６へ
の通電を制御して所望の温度での暖房を行う。

【００２３】次に、制御回路部品故障（特に自動温度調
節器ＳＣＲがＯＦＦしない故障）や、外部過熱また発熱
線の半断線等の異常状態が発生し、発熱線の異常温度上
昇となると焼損、発煙に至る前に制御回路の安全機能が
動作する。

【００２４】その安全機能の動作を説明すると、第１の
発熱線２２の一カ所でも上記の異常過熱（１７０℃前
後）になると、その箇所の第１の発熱線２２を覆ってい
る絶縁体２３が融解し、本来絶縁されている温度検知線
２４と第１の発熱線２２が短絡する。また、同じように
第２の発熱線２６部が異常過熱になるとその箇所の絶縁
体２５が融解し温度検知線２４と第２の発熱線が短絡す
る。

【００２５】このとき電気の流れは図４において、電源
スイッチＳＷ→温度ヒューズＴ．Ｆ→抵抗Ｒ２１（温度
ヒューズＴ．Ｆに一体の抵抗）→ダイオードＤ６→温度
検知線２４→第１の発熱線２２または第２の発熱線２６
→電流ヒューズＩ．Ｆとなる。このように、本来抵抗Ｒ
２１に流れない電流が流れ、抵抗Ｒ２１が過熱されその
熱で温度ヒューズＴ．Ｆが動作することにより、発熱線
への通電を止め安全を保つことができる。

【００２６】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の実施の形態を説明する。なお、上記第１の実施の形態
と同一部分の詳細な説明は省略する。第１の実施の形態
とは発熱体の構成のみが異なるもので、図１，図２に示
す構成は同じである。

【００２７】第２の実施の形態の発熱体は図５に示すよ
うに、ポリエステル等でなり近接して平行に配置された
第１の巻芯１及び第２の巻芯２に、それぞれ第１の発熱
線３，第２の発熱線４を螺旋状に巻回す。さらに、この
第１の発熱線３，第２の発熱線４に、それぞれ異常な温
度上昇による過熱が生じた場合に融解するナイロン等で
なる絶縁体５，絶縁体６を設ける。

【００２８】そして、絶縁体５に温度検知線７を螺旋状
に巻回し、絶縁体６に銅合金等からなる導線８を螺旋状
に巻回し、この温度検知線７と導線８とが近接した状態
で耐熱塩化ビニル等でなる絶縁用外被９で覆って一体と
する。そして、上記第１の発熱線の一端３′をコントロ
ーラ１４の制御回路に接続し、該第１の発熱線の他端３
を該第２の発熱線の一端４に接続し、該第２の発熱線の
他端４′を制御回路に接続する。

【００２９】上記第１の発熱線３と第２の発熱線４との
接続点を折り返し点として接続しているから、通電が行
われると電流が第１の発熱線を流れて接続点から返って
第２の発熱線に流れ、常に第１の発熱線３と第２の発熱
線４には逆方向の電流が流れる。

【００３０】次に、第２の実施の形態の動作説明する。
制御回路から第１の発熱線３及び第２の発熱線４に通電
を行い、該第１の発熱線３及び第２の発熱線４が発熱し
て温度が上昇するとこの温度を温度検知線７が検知し
て、この温度検知線７からの検知信号に基づいて、制御
回路の自動温度調節器ＳＣＲがＯＦＦ−ＯＮしてこの自
動温度調節器ＳＣＲに直列に接続された、第１の発熱線
３及び第２の発熱線４への通電を制御して所望の温度で
の暖房を行う。

【００３１】異常温度上昇時の安全機能の動作説明する
と、第１の発熱線３の異常過熱（１７０℃前後）になる
と、第１の発熱線３を覆っている絶縁体５が融解して温
度検知線７と短絡する。また、同じように第２の発熱線
４が異常過熱になって絶縁体６が融解して導線８と短絡
する。図６に示すように、この導線は両端８，８′を短
絡して温度検知線の一端７と接続しているため、第１の
実施の形態で説明したように、第１の発熱線３、また
は、第２の発熱線４のどちらかが異常となっても、本来
抵抗Ｒ２１に流れない電流が流れ、抵抗Ｒ２１が過熱さ
れその熱で温度ヒューズＴ．Ｆを動作させ安全を保つこ
とができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の電気暖房器は、上記のような構
成であるため、第１の発熱線と第２の発熱線により、通
電時に発生する磁界を低減して、電磁ノイズの発生を防
止すると共に、発熱線を２本設けた場合でも、第２の導
線の両端を短絡して第１の導線の一端と接続すること
で、上記第１の発熱線および／または第２の発熱線の異
常過熱を検知した場合には、第１の発熱線と第２の発熱
線への通電を止める保全手段を設けているので、発熱線
の半断線等の異常発熱時に、２本の発熱線が互いに短絡
することなく、安全機能動作を確実に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面状電気暖房器を示す概略平面図であ
る。

【図２】図１の面状電気暖房器本体の断面図である。

【図３】本発明の面状電気暖房器の第１の実施の形態の
発熱体の要部拡大図である。

【図４】本発明の電気暖房器の第１の実施の形態に用い
る回路図である。

【図５】本発明の面状電気暖房器の第２の実施の形態の
発熱体の要部拡大図である。

【図６】本発明の電気暖房器の第２の実施の形態に用い
る発熱体接続部の回路図である。

【図７】第１の従来例の面状電気暖房器に用いる発熱体
の要部拡大図である。

【図８】第２の従来例の面状電気暖房器に用いる発熱体
の要部拡大図である。

【図９】第３の従来例の面状電気暖房器に用いる発熱体
の要部拡大図である。

【符号の説明】

１，２，２１ 巻芯 ３，２２ 第１の発熱線 ４，２６ 第２の発熱線 ５，６，２３，２５ 絶縁体 ７，２４ 温度検知線 ８ 導線 ９，２７ 絶縁用外被 １０，３０ 発熱体 １５ カーペット本体 １１ 裏布 １２ 表布 １３ 縫製部 １４ コントローラ ＳＣＲ 自動温度調節器

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 3/00 F24D 13/02 H05B 3/56 H05B 3/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体を暖房器本体に面的に配設し、該
   発熱体への通電を制御して暖房を行う面状電気暖房器に
   おいて、 第１の巻芯と、該第１の巻芯に巻回す第１の発熱線と、
   該第１の発熱線を被覆する第１の絶縁体と、該第１の絶
   縁体に巻回す第１の導線とから構成する第１の発熱体
   と、 第２の巻芯と、該第２の巻芯に巻回す第２の発熱線と、
   該第２の発熱線を被覆する第２の絶縁体と、該第２の絶
   縁体に巻回す第２の導線とから構成する第２の発熱体と
   を備え、 上記第１の発熱体と第２の発熱体とを、平行に配置して
   その両者を絶縁用外被で覆い一体にした一体型発熱体と
   し、上記第１の発熱線と第２の発熱線に逆方向の電流を
   流すとともに、 上記第２の導線の両端を短絡して上記第１の導線の一端
   に接続することで、上記第１の発熱線および／または第
   ２の発熱線の異常過熱を検知した場合には、第１の発熱
   線と第２の発熱線への通電を止める保全手段を設けたこ
   とを特徴とする面状電気暖房器。
2. 【請求項２】 上記発熱体を暖房器本体に配設した状態
   で、上記第１の発熱線と第２の発熱線とを直列に接続す
   ることを特徴とする請求項１に記載の面状電気暖房器。