JP3796936B2

JP3796936B2 - 広面積暖房装置

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Publication number: JP3796936B2
Application number: JP35392897A
Authority: JP
Inventors: 道治上川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2017-12-22
Also published as: JPH11185943A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気カーペットや電気毛布、床暖房パネル等の広面積暖房装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に従来の感熱発熱線Ａの一例を示す。１は糸状の芯材であって、芯材１の外周には二本の金属導体２０を一組とする発熱線２がほぼ全長に亘って巻き付けて設けられている。発熱線２の外側には感熱樹脂層３が発熱線２及び芯材１の外面を覆うように芯材１のほぼ全長に亘って形成されている。この感熱樹脂層３はポリ塩化ビニル組成物に微量のイオン伝導性物質を添加して調製される感熱樹脂組成物で形成されるものであって、図６（ａ）に示すような負特性（温度が上昇するとインピーダンスが低下する）の温度−インピーダンス特性を有するものである。感熱樹脂層３の外周にはセンサー電極４がほぼ全長に亘って巻き付けて設けられている。
【０００３】
さらにセンサー電極４の外側には絶縁層５がセンサー電極４及び感熱樹脂層３の外面を覆うようにして感熱樹脂層３のほぼ全長に亘って形成されている。この絶縁層５は感熱樹脂層３中の添加成分がブリードアウトするのを防止する分離層として設けられるものであって、バリア性を有するポリエステル樹脂等で形成される。そして絶縁層５の外面がほぼ全長に亘って外周絶縁層２２で被覆され、さらに外周絶縁層２２の外面がほぼ全長に亘って熱接着層２３で被覆されることによって、従来から汎用されている感熱発熱線Ａが形成されている。
【０００４】
図５（ａ）（ｂ）に上記のような発熱線Ａを用いた広面積暖房装置Ｂとして電気カーペットを示す。この電気カーペットは、アルミニウム箔などの金属箔の両面に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等の熱接着層を設けて均熱シート３０を形成し、均熱シート３０の裏面に発熱線Ａを設け、これをフェルトなどで形成される表面材３１と裏面材３２の間に挟んでホットプレス等を施して一体化し、これに発熱線Ａと接続される端子部３３を設けて形成されるものである。
【０００５】
図８に上記のような発熱線Ａを用いた電気カーペットの回路を示す。端子部３３の発熱線２の一端は給電部３４としてリレー接点３５を介して電源７の一端に接続されていると共に端子部３３の発熱線２の他端は回路グランド３６として電源７の他端に接続されている。またセンサー電極４の一端はバイアス抵抗８を介して給電部３４に接続されていると共にセンサー電極４の他端は回路グランド３６に接続されている。さらにセンサー電極４とバイアス抵抗８の間には制御部１０の一端が接続されていると共に制御部１０の他端は回路グランド３６に接続されている。
【０００６】
このように形成される電気カーペットを発熱させるにあたっては、リレー接点３５を閉じた状態にして電源７から感熱発熱線Ａの発熱線２に電圧をかけて電流を流すようにして行われる。このように発熱線２に電流を流すと、発熱線２から感熱樹脂層３を通ってセンサー電極４に電流が流れて検出されるが、このセンサー電極４で検出された電流は温度信号として制御部１０に入力される。そして電源７から発熱線２に供給される電流量を調整する制御系（図示は省略）を、制御部１０に入力された温度信号の大きさに基づいて制御し、発熱線２に供給される電流量を調節して発熱量の制御を行い、電気カーペットの温度制御を行うようにしている。
【０００７】
つまり上述のように感熱樹脂層３は負特性の温度−インピーダンス特性を有しているので、電気カーペットの温度上昇あるいは温度降下に伴う感熱樹脂層３の温度上昇あるいは温度降下により発熱線２からセンサー電極４に流れる電流量が増減し、この結果、図６（ｂ）に示すように、制御部１０に入力される温度信号も増減することとなる。従って、設定された温度信号よりも大きな温度信号が制御部１０に入力されると電気カーペットが設定温度よりも高い温度であると判断して発熱線２に供給される電流量を減少させて発熱線２の発熱を抑えるようにし、設定された温度信号よりも小さな温度信号が制御部１０に入力されると電気カーペットが設定温度よりも低い温度であると判断して発熱線２に供給される電流量を増加させて発熱線２の発熱を促進するようにして、電気カーペットの温度制御を行うのである。
【０００８】
またこの電気カーペットでは、センサー電極４と給電部３４の間にバイアス抵抗８が設けられているので、センサー電極４が断線した場合に、制御部１０に高い電圧（温度信号電圧）が供給されることになり、この電圧に基づいて制御部１０が作動してリレー接点３５が開かれることによって発熱線２への給電を停止するようにしている。さらに感熱樹脂層３が温度上昇した場合、その抵抗値が部位によって異なり、発熱線２からセンサー電極４へ流れる電流が回路グランド３６側で小さく、バイアス抵抗８側で大きくなる。従って、回路グランド３６側が低感度部分となって温度上昇し過ぎる場合があるが、上記電気カーペットでは、図５（ａ）のように、端子部３３からみて往路４０を構成する感熱発熱線Ａと復路４１を構成する感熱発熱線Ａとをほぼ平行に配線するようにしているので、どの部分もある程度の大きさで見た場合は、感度が平均化するように工夫されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように形成される感熱発熱線Ａにあって、発熱線２に給電されると電磁波が発生するが、電磁波は人体に悪影響を与えるおそれがあり、社会不安化している。また海外電圧事情などによって、１００Ｖの低電圧系で使用する場合や、２００Ｖの高電圧系で使用する場合があるが、高電圧系で使用するときには発熱線に流れる電流値が大きくなって危険であるので、低電圧系で使用するための感熱発熱線Ａと高電圧系で使用するための感圧発熱線Ａをそれぞれ別に設計して製作する必要があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電磁波の発生を低減することができ、また低電圧系用と高電圧系用に部材を共通化することができる感熱発熱線を用いた、電磁波の発生が低く、安全性の高い広面積暖房装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る広面積暖房装置は、芯材１の外側に３組の金属導体２０を巻き付けると共に各組の金属導体２０間に感熱樹脂層３や絶縁層５を介在させて絶縁し、３組の金属導体２０のうち２組をほぼ同等の抵抗値を有する発熱線２，６とすると共に一方の発熱線２に流れる電流の向きと他方の発熱線６に流れる電流の向きが逆向きになるように発熱線２，６を形成し、感熱樹脂層３に面する他の一組の金属導体２０を、感熱樹脂層３を通って発熱線２から流れてくる電流を検出する温度検出用のセンサー電極４として形成し、低電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線２，６を電源７に対して並列に、高電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線２，６を電源７に対して直列にそれぞれ結線可能にした感熱発熱線Ａを用いた低電圧系仕様の広面積暖房装置であって、電源７と接続される端子部３３に感熱発熱線Ａの両端部を接続すると共に往路となる感熱発熱線Ａと復路となる感熱発熱線Ａを平行に配線し、感熱発熱線Ａの上記２組の発熱線２，６を電源７に対して並列に接続し、センサー電極４の一端をバイアス抵抗８を介して電源７の一端に接続すると共にセンサー電極４の他端を電流ヒューズ９を介して電源７の他端と接続して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の請求項２に係る広面積暖房装置は、芯材１の外側に３組の金属導体２０を巻き付けると共に各組の金属導体２０間に感熱樹脂層３や絶縁層５を介在させて絶縁し、３組の金属導体２０のうち２組をほぼ同等の抵抗値を有する発熱線２，６とすると共に一方の発熱線２に流れる電流の向きと他方の発熱線６に流れる電流の向きが逆向きになるように発熱線２，６を形成し、感熱樹脂層３に面する他の一組の金属導体２０を、感熱樹脂層３を通って発熱線２から流れてくる電流を検出する温度検出用のセンサー電極４として形成し、低電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線２，６を電源７に対して並列に、高電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線２，６を電源７に対して直列にそれぞれ結線可能にした感熱発熱線Ａを用いた高電圧仕様の広面積暖房装置であって、電源７と接続される端子部３３に感熱発熱線Ａの両端部を接続すると共に往路となる感熱発熱線Ａと復路となる感熱発熱線Ａを平行に配線し、感熱発熱線Ａの上記２組の発熱線２，６を電源７に対して直列に接続し、センサー電極４の一端をバイアス抵抗８を介して電源７の一端に接続すると共にセンサー電極４の他端を電流ヒューズ９を介して電源７の他端と接続して成ることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項３に係る広面積暖房装置は、請求項２の高電圧系仕様の広面積暖房装置において、直列に接続される２組の発熱線２，６のうち、一方の発熱線２とセンサー電極４との間に感熱樹脂層３を、他方の発熱線６とセンサー電極４との間に絶縁層５を介在させて絶縁し、感熱樹脂層３に対面している側の一方の発熱線２の他方の発熱線６と反対側をセンサー電極４と電気的に接続して成ることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図３に本発明の感熱発熱線Ａの一例を示す。１は糸状の芯材であって、芯材１の外周には二本の金属導体２０を一組とする発熱線２が内発熱線としてほぼ全長に亘って巻き付けて設けられている。芯材１は絶縁性のある合成繊維などで形成されるものであって、例えば、１０００〜２０００デニール程度のポリエステル糸などを用いることができる。また金属導体２０としては銅合金等で形成される直径が０．１〜０．２ｍｍ程度のものを用いることができ、この金属導体２０の１〜５本を一組として発熱線２を形成することができる。また発熱線２の巻き付けのピッチは０．５〜１．５ｍｍ程度に設定することができる。
【００１６】
発熱線２の外側には感熱樹脂層３が発熱線２及び芯材１の外面を覆うように芯材１のほぼ全長に亘って形成されている。この感熱樹脂層３はポリ塩化ビニル組成物等に微量のイオン伝導性物質を添加して調製される感熱樹脂組成物で形成されるものであって、図６（ａ）に示すような負特性（温度が上昇するとインピーダンスが低下する）の温度−インピーダンス特性を有するものである。また感熱樹脂層３の厚みは０．２〜０．４ｍｍ程度に設定され、押し出し成形にて発熱線２及び芯材１を被覆するように成形される。
【００１７】
感熱樹脂層３の外周にはセンサー電極４がほぼ全長に亘って巻き付けて設けられている。センサー電極４を形成する金属導体２０としては幅が０．５ｍｍ程度で厚みが０．０５ｍｍ程度の金属製のリボンなどを用いることができ、その巻き付けのピッチは０．５〜１．５ｍｍ程度に設定されている。センサー電極４の周方向の巻き付け方向は上記発熱線２の巻き付け方向と反対に設定されている。
【００１８】
センサー電極４の外側には厚みの薄い絶縁層５がセンサー電極４及び感熱樹脂層３の外面を覆うようにして感熱樹脂層３のほぼ全長に亘って形成されている。この絶縁層５は感熱樹脂層３中の添加成分がブリードアウトするのを防止する分離層として設けられるものであって、バリア性を有するポリエステル樹脂等の樹脂で形成される。絶縁層５を形成するにあたっては、厚み５０μｍ程度のフィルムを巻くか、厚み０．０５〜０．１ｍｍ程度に樹脂を押し出し成形するようにする。
【００１９】
絶縁層５の外周には二本の金属導体２０を一組とする発熱線６が外発熱線としてほぼ全長に亘って巻き付けて設けられている。金属導体２０としては銅合金等で形成される直径が０．１〜０．２ｍｍ程度のものを用いることができ、この金属導体２０の１〜５本を一組として発熱線６を形成することができる。また発熱線６の巻き付けのピッチは０．５〜１．５ｍｍ程度に設定することができ、上記内側の発熱線２の周方向の巻き付け方向と同じ巻き付け方向に設定されており、内側の発熱線２と外側の発熱線６は同心円状に配置され、互いにほぼ全長に亘って略平行で対向した状態に配置されている。そしてこの外の発熱線６と上記の内の発熱線２とは、ほぼ同等な抵抗値に形成してある。
【００２０】
発熱線６の外側には外周絶縁層２２が発熱線６及び絶縁層５の外面をほぼ全長に亘って覆うように形成されている。外周絶縁層２２は耐熱性のポリ塩化ビニル樹脂等を押し出し成形などすることによって、厚み０．３〜０．４ｍｍ程度に形成されるものである。外周絶縁層２２の外面には熱接着層２３がほぼ全長に亘って覆うようにして形成されている。熱接着層２３は低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等を適宜押し出し成形などすることによって、厚み０．１ｍｍ程度に形成されるものである。
【００２１】
そして発熱線２、６の長さ方向に対する一方の同じ側の端部はそれぞれ結線部２ａ、６ａとして導出されていると共に発熱線２、６の長さ方向に対する他方の同じ側の端部はそれぞれ結線部２ｂ、６ｂとして導出されている。このようにして本発明に係る１線式の感熱発熱体Ａを形成することができるものである。尚、上記感熱発熱線Ａは実施の形態の一例であって、導体金属２０の種類・表面処理・サイズ・形状等は設計の要求で適宜変更や最適化することができ、例えば、発熱線６の外側に絶縁被覆を取り易くするために糸や紙を巻いたりすることもできる。また感熱樹脂層３と絶縁層５を相互に入れ替えた構造に形成することもできる。
【００２２】
上記のように形成される感熱発熱体Ａにあって、図１に示すように、発熱線２の一方の結線部２ａと他方の結線部２ｂを電源７の一端と他端に、発熱線６の一方の結線部６ａと他方の結線部６ｂを電源７の他端と一端にそれぞれ結線して、電源７に対して発熱線２，６を並列接続することによって、１００Ｖなど低電圧系の仕様にすることができる。また図３に示すように、発熱線２の一方の結線部２ａと発熱線６の一方の結線部６ａを電源７の一端と他端に結線すると共に発熱線２の他方の結線部２ｂと発熱線６の他方の結線部６ｂを短絡結線して、電源７に対して発熱線２，６を直列接続することによって、２００Ｖなど高電圧系の仕様にすることができる。発熱線２，６は同等の抵抗値を有するために、図１のように発熱線２，６を並列接続すると、各発熱線２，６に同等の電流が流れて発熱するが、図３のように発熱線２，６を直列接続すると、各発熱線２，６には並列接続の場合の約半分の電流が流れることになり、２００Ｖなど高電圧系で使用する場合にも、１００Ｖなど低電圧系で使用する場合と同じ条件で安全に使用することができる。従って、発熱線２，６の結線部２ａ，２ｂ，６ａ，６ｂによる結線を選択して並列接続あるいは直列接続することによって、感熱発熱体Ａを低電圧系の仕様にも高電圧系の仕様にも共用することができるものである。
【００２３】
上記のような感熱発熱線Ａを用いて広面積暖房装置Ｂとして図５（ａ）（ｂ）に示すような電気カーペットを形成することができる。この電気カーペットは、アルミニウム箔などの金属箔の両面に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等の熱接着層を設けて均熱シート３０を形成し、均熱シート３０の裏面に発熱線Ａを設け、これをフェルトなどで形成される表面材３１と裏面材３２の間に挟んでホットプレス等を施して一体化し、これに電源７と接続される端子部３３を設けて形成されるものである。
【００２４】
図２に図１の感熱発熱線Ａを組み込んだ電気カーペットの動作の等価回路を示す。端子部３３内の発熱線６の結線部６ａは給電部３４で電源７に、結線部６ｂは回路グランド３６で電源７にそれぞれ接続されており、給電部３４の途中にはリレー接点３５が設けられている。また端子部３３内の発熱線２の結線部２ａは回路グランド３６で電源７に、結線部２ｂは給電部３４で電源７にそれぞれ接続されている。またセンサー電極４の一端（電極２ａ、６ａと同じ側の端部）はバイアス抵抗８を介して給電部３４に接続されていると共にセンサー電極４の他端（結線部２ｂ、６ｂと同じ側の端部）は電流ヒューズ９を介して回路グランド３６に接続されている。さらにセンサー電極４とバイアス抵抗８の間に制御部１０の一端が接続されていると共に制御部１０の他端は回路グランド３６に接続されている。
【００２５】
このように形成される電気カーペットを発熱させるにあたっては、リレー接点３５を閉じた状態にして電源７から感熱発熱線Ａの発熱線２、６に電圧をかけて電流を流すようにして行われる。このように発熱線２、６に電流を流すと、発熱線２から感熱樹脂層３を通ってセンサー電極４に電流が流れて検出されるが、このセンサー電極４で検出された電流は温度信号として制御部１０に入力される。そして電源７から発熱線２に供給される電流量を調整する制御系（図示は省略）を、制御部１０に入力された温度信号の大きさに基づいて制御して動作させ、発熱線２に供給される電流量を調節して発熱量の制御を行い、電気カーペットの温度制御を行うようにしている。
【００２６】
つまり上述のように感熱樹脂層３は負特性の温度−インピーダンス特性を有しているので、発熱体２，６の発熱による電気カーペットの温度上昇あるいは温度降下に伴う感熱樹脂層３の温度上昇あるいは温度降下によって発熱線２、６からセンサー電極４に流れる電流量が増減し、この結果、図６（ｂ）に示すように、制御部１０に入力される温度信号も増減することとなる。従って、設定された温度信号よりも大きな温度信号が制御部１０に入力されると電気カーペットが設定温度よりも高い温度であると判断されて発熱線２、６に供給される電流量を減少させて発熱線２、６の発熱を抑えるようにし、設定された温度信号よりも小さな温度信号が制御部１０に入力されると電気カーペットが設定温度よりも低い温度であると判断されて発熱線２、６に供給される電流量を増加させて発熱線２、６の発熱を促進するようにして、電気カーペットの温度制御を行うのである。
【００２７】
またこの電気カーペットでは感熱発熱線Ａの感熱樹脂層３が温度上昇した場合、その抵抗値が部位によって異なり、発熱線２、６からセンサー電極４へ流れる電流が回路グランド３６側で小さく、バイアス抵抗８側で大きくなる。従って、回路グランド３６側が低感度部分となって温度上昇し過ぎる場合があるが、上記電気カーペットでは、図５（ａ）のように、端子部３３からみて往路４０を構成する感熱発熱線Ａと復路４１を構成する感熱発熱線Ａとをほぼ平行に配線するようにしているので、どの部分もある程度の大きさで見た場合は、感度が平均化するように工夫されている。
【００２８】
そして上記のように電気カーペットなどの広面積暖房装置Ｂに組み込まれる図１の感熱発熱線Ａは、内側の発熱線２と外側の発熱線６を同心円状に配置して互いにほぼ全長に亘って略平行で対向した状態に配置して形成してあり、発熱線２の一方の結線部２ａと他方の結線部２ｂを電源７の一端と他端に、発熱線６の一方の結線部６ａと他方の結線部６ｂを電源７の他端と一端にそれぞれ結線してあるので、内側の発熱線２に流れる電流の向きと外側の発熱線６に流れる電流の向きが逆向きになるものであり、発熱線２、６の流れる電流のベクトルを発熱線２、６の長さ方向に逆向きにして差交させ、各発熱線２、６に電流が流れることによって生じる磁界（図１に矢印イ、ロで示す）を互いに打ち消し合わせることができ、この結果、感熱発熱線Ａからの電磁波の発生を低減することができるものである。従って、この感熱発熱線Ａを用いた広面積暖房装置Ｂの電磁波の発生も低く抑えることができるものである。ちなみに、従来の図７の感熱発熱線Ａを用いた電気カーペットでは、その直上で２５０ｍＧ程度の電磁界が発生していたものが、２ｍＧ以下に低減することが可能になるものであった。
【００２９】
また感熱樹脂層３を内蔵させて感熱機能を有しているので、発熱温度を検知する機能を別途設けることなく発熱温度を容易に検知することができ、温度調節を弱から強まで自在に容易に設定することが可能となって、使い勝手をよくすることができるものであり、しかも一線式で簡単な構成に形成することができるものである。従って、この感熱発熱線Ａを用いた広面積暖房装置Ｂの温度調節も容易に行うことができ、使い勝手が向上するものである。
【００３０】
また上記のような暖房装置Ｂでは、センサー電極４の回路グランド３６の側に電流ヒューズ９を設けてあるので、外側の発熱線６が薄い絶縁層５を突き破るような事故が発生した場合、発熱線６とセンサー電極４の接触によって瞬間的に電流ヒューズ９が切れると、この後、発熱線６とセンサー電極４の接触がなくてもセンサー電極４とバイアス抵抗８の接続部分と回路グランド３６との間のセンサー電圧値を大きな値に維持することになって制御部１０から見れば感熱発熱線Ａの温度が高い状態と同等にすることができ、制御部１０でリレー接点３５を開いて電源７を遮断するように作動することができ、安全に使用することができるものである。一般的に、踏みつけ等の異常な外力が感熱発熱線Ａにかかった場合に、外側の発熱線６が大きな変形を起こして薄い絶縁樹脂層５を突き破ることで、この安全装置を働かせることができる。
【００３１】
つまり、上記のような暖房装置Ｂでは、センサー電極４とバイアス抵抗８の接続部分と回路グランド３６の間の電圧をセンサー電極４で検知して制御しているものであり、この場合、発熱線２の電圧は回路グランド３６から見て０〜５０Ｖの電圧を持っている（発熱線２、６が同一抵抗で電源７が１００Ｖの場合）。一方、センサー電極４は大きな抵抗値のバイアス抵抗８と小さな抵抗値の電流ヒューズ（温度ヒューズ）９の間にあり、よって、その電圧値は０Ｖ近くになっている。また発熱線２から感熱樹脂層３を通ってセンサー電極４に流れ込む電流は、電流ヒューズ９を通って回路グランド３６に流れ込むようになっている。従って、感熱樹脂層３の温度上昇によるインピーダンス低下で、センサー電極４に流れ込む電流が増大すると、センサー電極４とバイアス抵抗８の接点部分と回路グランド３６の間の電圧は温度上昇と共に増大する（増大量は感熱樹脂層３のインピーダンス値にもよるが、数１００ｍｍＶ）。よって、発熱線６がセンサー電極４に接触すると、センサー電極４とバイアス抵抗８の接点部分の電圧が異常に高くなり、電源７からの給電を遮断する動作をリレー接点３５が起こし、一度でも発熱線６がセンサー電極４に接触して大きな電流が流れて電流ヒューズ９が切れてしまうと、センサー電極４とバイアス抵抗８の接点部分にはほぼ電源７の電圧に近い電圧が発生して電源７からの給電を遮断する動作を保持するのである。
【００３２】
尚、上記ような電気カーペットの具体例を示すと、感熱発熱線Ａの長さ３６ｍ、発熱線２の抵抗値６６Ω、発熱線６の抵抗値６６Ω（発熱線２、６を並列に接続すると抵抗値は３３Ω、３０３Ｗ）、センサー電極４の抵抗値５００Ω、感熱樹脂層３のインピーダンス値２０ｋΩ（ａｔ５０℃）、バイアス抵抗の抵抗値１０００ｋΩ、電流ヒューズ９の溶断電流値１０ｍＡなどとすることができ、センサー電流が２．５ｍＡ程度、温度信号電圧が６２５ｍＶ程度となる。このように形成される電気カーペットでは、その直上での電磁界が既述のように２ｍＧ以下であった。一方、図７に示す従来例の感熱発熱線Ａを用いた電気カーペットの具体例を示すと、感熱発熱線Ａの長さ３６ｍ、発熱線２の抵抗値３３Ω、センサー電極４の抵抗値５００Ω、感熱樹脂層３のインピーダンス値２０ｋΩ（ａｔ５０℃）、バイアス抵抗の抵抗値１０００ｋΩ、電流ヒューズ９の溶断電流値１０ｍＡなどとすることができ、センサー電流が２．５ｍＡ程度、温度信号電圧が６２５ｍＶ程度となる。このように形成される電気カーペットでは、その直上で既述のように２５０ｍＧ程度の電磁界が発生した。
【００３３】
次に、図４に図３の感熱発熱線Ａを組み込んだ電気カーペットの動作の等価回路を示す。端子部３３内の発熱線６の結線部６ａは給電部３４で電源７に、発熱線２の結線部２ａは回路グランド３６で電源７にそれぞれ接続されており、給電部３４の途中にはリレー接点３５が設けられている。また端子部３３内の発熱線２の結線部２ｂと発熱線６の結線部２ｂを短絡して発熱線２，６は直列に接続されている。またセンサー電極４の一端（結線部２ａ、６ａと同じ側の端部）はバイアス抵抗８を介して給電部３４に接続されていると共にセンサー電極４の他端（結線部２ｂ、６ｂと同じ側の端部）は電流ヒューズ９を介して回路グランド３６に接続されている。さらにセンサー電極４とバイアス抵抗８の間に制御部１０の一端が接続されていると共に制御部１０の他端は回路グランド３６に接続されている。その他の構成は図２のものと同様に形成することができる。
【００３４】
またこのものでも、内側の発熱線２に流れる電流の向きと外側の発熱線６に流れる電流の向きが逆向きになるものであり、発熱線２、６の流れる電流のベクトルを発熱線２、６の長さ方向に逆向きにして差交させ、各発熱線２、６に電流が流れることによって生じる磁界（図３に矢印イ、ロで示す）を互いに打ち消し合わせることができ、この結果、感熱発熱線Ａからの電磁波の発生を低減することができるものである。従って、この感熱発熱線Ａを用いた広面積暖房装置Ｂの電磁波の発生も低く抑えることができるものである。
【００３５】
ここで、発熱線２，６のうち、感熱樹脂層３に対面している発熱線２が低圧側になるようにしてある。すなわち発熱線６の結線部６ａを給電部３４に接続すると共に発熱線２の結線部２ａを回路グランド３６に接続し、図４のように発熱線２の発熱線６とは反対側がセンサー電極４接続されるようにすることによって、発熱線２が回路グランド３６側になるように発熱線２，６を直列に接続してある。このものでは、ＡＣ２００Ｖのような高電圧電源に接続しても、抵抗値がほぼ同等な発熱線２，６のうち感熱樹脂層３に対面している発熱線２は回路グランド３６側の低圧側にあるために、感熱樹脂層３には最高でも１００Ｖしか印加されることがなく、感熱樹脂層３を流れる電流値を小さく抑えることができ、感熱樹脂層３の自己発熱を抑えることができて信頼性が高くなるものである。ちなみに、感熱樹脂層３に高電圧のＡＣ２００Ｖが印加されると、感熱樹脂層３の自己発熱は１００Ｖの４倍となり、自己発熱があって温度制御が利かなくなるおそれがあるだけでなく、イオン伝導性のプラスチックサーミスタの電圧ブレーク（イオンに強い電界がかかるとイオンが動きすぎて反対の極性の電圧がかかっても元のイオンが戻れなくなってサーミスタ特性が急激に劣化すること）が発生するおそれがあるが、上記のものではこのような問題がなくなるものである。勿論、その他の効果について、図４のものは図２の実施の形態と同様の効果を奏するのは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
上記のように本発明において感熱発熱体は、芯材の外側に３組の金属導体を巻き付けると共に各組の金属導体間に感熱樹脂層や絶縁層を介在させて絶縁し、３組の金属導体のうち２組をほぼ同等の抵抗値を有する発熱線とすると共に一方の発熱線に流れる電流の向きと他方の発熱線に流れる電流の向きが逆向きになるように発熱線を形成し、感熱樹脂層に面する他の一組の金属導体を、感熱樹脂層を通って発熱線から流れてくる電流を検出する温度検出用のセンサー電極として形成し、低電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線を電源に対して並列に、高電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線を電源に対して直列にそれぞれ結線可能にしたので、２組の発熱線のうち一方と他方の発熱線の流れる電流のベクトルをそれぞれ逆向きとして各発熱線で生じる磁界を互いに打ち消し合わせることができ、電磁波の発生を低減することができるものであり、また２組の発熱線の結線を選択して並列接続あるいは直列接続することによって、感熱発熱体を低電圧系の仕様にも高電圧系の仕様にも共用することができるものである。
【００３７】
そして請求項１の発明は、上記の感熱発熱線を用いた広面積暖房装置であって、電源と接続される端子部に感熱発熱線の両端部を接続すると共に往路となる感熱発熱線と復路となる感熱発熱線を平行に配線し、感熱発熱線の上記２組の発熱線を電源に対して並列に接続し、センサー電極の一端を高抵抗値のバイアス抵抗を介して電源の一端に接続すると共にセンサー電極の他端を電流ヒューズを介して電源の他端と接続するようにしたので、電磁波の発生を低減した感熱発熱線によって、安全性の高い広面積暖房装置を提供することができるものであり、また感熱発熱線の２組の発熱線が並列に接続してあることによって、低電圧系の仕様の広面積暖房装置を提供することができるものである。しかも、ヒータ線が絶縁層を突き破るような事故が発生した場合、ヒータ線とセンサー電極の接触によって瞬間的に電流ヒューズが切れて、この後、ヒータ線とセンサー電極の接触がなくてもセンサー電極とバイアス抵抗の接続部分に生じるセンサー電圧値を大きな値に維持することができ、安全性を高めることができるものである。さらに、端子部からみて往路を構成する感熱発熱線と復路を構成する感熱発熱線とを平行に配線しているため、感度が平均化するものである。
【００３８】
また請求項２の発明は、上記の感熱発熱線を用いた広面積暖房装置であって、電源と接続される端子部に感熱発熱線の両端部を接続すると共に往路となる感熱発熱線と復路となる感熱発熱線を平行に配線し、感熱発熱線の上記２組の発熱線を電源に対して直列に接続し、センサー電極の一端を高抵抗値のバイアス抵抗を介して電源の一端に接続すると共にセンサー電極の他端を電流ヒューズを介して電源の他端と接続するようにしたので、電磁波の発生を低減した感熱発熱線によって、安全性の高い広面積暖房装置を提供することができるものであり、また感熱発熱線の２組の発熱線が直列に接続してあることによって、高電圧系の仕様の広面積暖房装置を提供することができるものである。しかも、ヒータ線が絶縁層を突き破るような事故が発生した場合、ヒータ線とセンサー電極の接触によって瞬間的に電流ヒューズが切れて、この後、ヒータ線とセンサー電極の接触がなくてもセンサー電極とバイアス抵抗の接続部分に生じるセンサー電圧値を大きな値に維持することができ、安全性を高めることができるものである。さらに、端子部からみて往路を構成する感熱発熱線と復路を構成する感熱発熱線とを平行に配線しているため、感度が平均化するものである。
【００３９】
また請求項３の発明は、直列に接続される２組の発熱線のうち、一方の発熱線とセンサー電極との間に感熱樹脂層を、他方の発熱線とセンサー電極との間に絶縁層を介在させて絶縁し、感熱樹脂層に対面している側の一方の発熱線の他方の発熱線と反対側をセンサー電極と電気的に接続したので、高電圧電源に接続しても、２組の発熱線のうち感熱樹脂層に対面している発熱線は低圧側にあって、感熱樹脂層に印加される電圧は最高でも高電圧電源の電圧の半分になり、感熱樹脂層を流れる電流値を小さく抑えることができ、感熱樹脂層の自己発熱を抑えることができて信頼性が高くなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の感熱発熱線の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１の感熱発熱線を用いた広面積暖房装置の概略の回路図である。
【図３】同上の感熱発熱線の他の実施の形態の一例を示す概略図である。
【図４】図３の感熱発熱線を用いた広面積暖房装置の概略の回路図である。
【図５】（ａ）は電気カーペットを示す平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】（ａ）は感熱樹脂層の温度−インピーダンスの関係を示すグラフ、（ｂ）は感熱樹脂層の温度とセンサー電極の温度信号の関係を示すグラフである。
【図７】従来例の感熱発熱線を示す概略図である。
【図８】図７の感熱発熱線を用いた暖房装置の概略の回路図である。
【符号の説明】
１芯材
２発熱線
３感熱樹脂層
４センサー電極
５絶縁層
６発熱線
７電源
８バイアス抵抗
９電流ヒユーズ
２０金属導体

Claims

芯材の外側に３組の金属導体を巻き付けると共に各組の金属導体間に感熱樹脂層や絶縁層を介在させて絶縁し、３組の金属導体のうち２組をほぼ同等の抵抗値を有する発熱線とすると共に一方の発熱線に流れる電流の向きと他方の発熱線に流れる電流の向きが逆向きになるように発熱線を形成し、感熱樹脂層に面する他の一組の金属導体を、感熱樹脂層を通って発熱線から流れてくる電流を検出する温度検出用のセンサー電極として形成し、低電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線を電源に対して並列に、高電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線を電源に対して直列にそれぞれ結線可能にした感熱発熱線を用いた広面積暖房装置であって、電源と接続される端子部に感熱発熱線の両端部を接続すると共に往路となる感熱発熱線と復路となる感熱発熱線を平行に配線し、感熱発熱線の上記２組の発熱線を電源に対して並列に接続し、センサー電極の一端をバイアス抵抗を介して電源の一端に接続すると共にセンサー電極の他端を電流ヒューズを介して電源の他端と接続して成ることを特徴とする広面積暖房装置。
芯材の外側に３組の金属導体を巻き付けると共に各組の金属導体間に感熱樹脂層や絶縁層を介在させて絶縁し、３組の金属導体のうち２組をほぼ同等の抵抗値を有する発熱線とすると共に一方の発熱線に流れる電流の向きと他方の発熱線に流れる電流の向きが逆向きになるように発熱線を形成し、感熱樹脂層に面する他の一組の金属導体を、感熱樹脂層を通って発熱線から流れてくる電流を検出する温度検出用のセンサー電極として形成し、低電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線を電源に対して並列に、高電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線を電源に対して直列にそれぞれ結線可能にした感熱発熱線を用いた広面積暖房装置であって、電源と接続される端子部に感熱発熱線の両端部を接続すると共に往路となる感熱発熱線と復路となる感熱発熱線を平行に配線し、感熱発熱線の上記２組の発熱線を電源に対して直列に接続し、センサー電極の一端をバイアス抵抗を介して電源の一端に接続すると共にセンサー電極の他端を電流ヒューズを介して電源の他端と接続して成ることを特徴とする広面積暖房装置。
直列に接続される２組の発熱線のうち、一方の発熱線とセンサー電極との間に感熱樹脂層を、他方の発熱線とセンサー電極との間に絶縁層を介在させて絶縁し、感熱樹脂層に対面している側の一方の発熱線の他方の発熱線と反対側をセンサー電極と電気的に接続して成ることを特徴とする請求項２に記載の広面積暖房装置。