JPH03216986A - 自己温度制御型発熱体の異常検出方法 - 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、主として電気カーペットや電気フロアヒー夕
等の床暖房装置に用いられる自己温度制御型発熱体の異
常検出方法に関する． （従来の技術） 従来より、抵抗の温度係数が正で大きい材料の層を間に
挟んだ一対のｉｔｓｉからなる自己温度ＩＩ１７御型発
熱体が電気カーベットや電気フロアヒーターの発熱体と
して用いられている．この発熱体においては、前記抵抗
の温度係数が正で大きい材料（以下、ＰＴＣ材料と略称
する）の層を通して前記一対の電極間を流れる電流によ
って全体的に均一な熱が発生される．しかしながら局所
的に断熱状態の部分が生ずると、その部分の温度が高く
なり、ＰＴＣ材料層の抵抗が大きくなるためその部分か
ら出力される熱量は低下する．すなわち、前記のような
発熱体を使用することによって発熱体の局所的な断熱部
の温度を自動的に制御することができる． （発明が解決しようとする諜題》 しかしながら、このような発熱体においては、制御温度
を決定する要因であるＰＴＣ材料の温度抵抗値特性が比
較的不安定であり、局所的な断熱等により他の部分より
も高い温度に長時間置かれた場合、ＰＴＣ材料の温度抵
抗値特性が経時変化し、ＰＴＣ材料を流れる電流による
発熱量とその部分からの放熱量のバランスによって決定
される自己制御温度が変化してしまい、特にＰＴＣ材料
の温度抵抗値特性の変化が、抵抗値が小さくなる方向の
変化である場合は自己制御温度が高くなり危険である． すなわち、発熱体の自己制御温度は、ＰＴＣ材料の温度
抵抗値特性によって制御されているので、長時間の局部
断熱等の温度によりＰＴＣ材料の温度抵抗値特性が変化
した場合、自己制御温度が変化してしまうことになる．
また、従来はＰＴＣ材料の温度抵抗値特性が変化したこ
とを検知する手段を持たないため、自己制御温度が高く
なる方向にＰＴＣ材料の温度抵抗値特性が変化した場合
は危険であるという課題があった． この発明は斯る！ＩＩ！！ｌを解決するためになされた
ものであり、その目的とするところは、発熱体の特定部
分の温度が異常に高くなるのをいち早く検出して発熱体
の過熱を防止することのできる自己温度制御型発熱体の
異常検出方法を提供することにある． （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明は、少くとも２個以上
の電極が対向配置され、その電極間に抵抗温度係数が正
の材料を挟んでなる発熱体において、前記発熱体の一部
に他の部分よりも温度が高くなる部分を予め設けておき
、その部分の温度がある設定値以上となった場合に発熱
体への通電を停止することをを特徴とする． （作　用） 前記構成により、本発明・方法においては、発熱体の一
部の配線間隔を他の部分より小さくする等により、常に
その発熱体の通常使用モードにおける最高温度と同じ温
度となる部分を予め設けておき、その部分の温度を温度
センサーにて検知し、ある設定値以上に高くなった場合
には、発熱体への通電を停止して発熱体の温度が異常に
高くなるのを防止しようとするものである。

（実施例） 以下、図面に基づき本発明の好ましい実施例を説明する
． 第１図には自己温度制御型発熱体の概略構成が示されて
いる．同図において、発熱体は２本の対向した電極１の
間がＰＴＣ材料２で満たされ、その周囲が絶縁材料３で
覆われた構造を有している．そして、これらの電極１間
に一定電圧を印加した場合、ＰＴＣ材料２に電流が流れ
発熱を生ずる．この発熱によりＰＴＣ材料２の温度が上
昇すると共に、ＰＴＣ材料２の抵抗値は次第に大きくな
り、反対に電流は減少してくる．やがて、ＰＴＣ材料２
の発熱量と放熱量が同一となる温度で安定する．第２図
には、このような発熱体Ｈを熱源として用いた電気カー
ペットの斜視図が示されている．発熱体Ｈは、高温度部
Ｏを除いて一定間隔で配線されていて、電気カーペット
表面の温度が均一になるようにしてある．前記の高温度
部０は、実施例では他の部分よりも発熱体Ｈの間隔が小
さくなるように配線され、また、その部分の温度を検知
するための温度センサーＳが設けられている．このよう
に、発熱体Ｈの間隔を他の部分よりも小さくすることに
よってその部分の温度は他の部分よりも高くなり、この
間隔を適切に設定することでその電気カーペットの通常
使用における最高温度を常につくり出すことが可能であ
る． なお、高温度部０を実現する方法は、発熱体１１の配線
間隔を小さくする方法のほかに、局所的に電極ｌの間隔
を小さくしたり、局所的に強く断熱する等の方法がある
のはいうまでもない．また、発熱体Ｈの両端及び温度セ
ンサーＳのリード線はコントローラＣに接続され、コン
トローラＣには商用電力を得るための電源コードＷが設
けられている． 第３図には、発熱体Ｈの温度抵抗値特性が示されており
、ここでは発熱体Ｈが熱履歴を受ける前の初期特性をＴ
１とし、熱腹歴を受けたために同一温度で見て抵抗値が
低くなる方向に変化したときの発熱体Ｈの温度抵抗値特
性をＴ８で示している．このとき、発熱体Ｈが熱履歴を
受けた場合の温度抵抗値特性の変化は、同一温度で見て
抵抗値が高くなる方向に変化することも考えられるが、
このような場合は発熱体Ｈの温度が低くなる方向である
ため安全である． しかし、第３図に示したように、発熱体Ｈの温度抵抗値
特性が同一温度で見て抵抗値が低くなる方向に変化する
場合は、発熱体Ｈの温度が高くなる方向の変化であるた
め危険である． 第４図には、本実施例の制御回路が示されており、発熱
体Ｈの両端は、電源スイッチＳＷとスイッチ要素６ａと
を介して商用交流電源ＡＣに接続されている．また、発
熱体Ｈの高温部０に設けられた温度センサーＳは温度検
出回路７に接続され、さらに異常温度レベルの判定を行
う判定回路８が接続されていて、判定回路８の判定結果
はリレー駆動回路６に与えられる．前記、判定回路８に
おいて、発熱体Ｈの高温度部０の温度が、ある設定値を
越え異常高温度であると判定した場合、スインチ要素６
ａが開放され、発熱体Ｈへの通電を停止するようになっ
ている． このほか、リレー駆動回路６には、スイソチ要素６ａの
開閉時間を変えて発熱体Ｈの温度調整を行う温度調整回
路５が接続され、さらに商用電源ＡＣからスイッチＳＷ
を通して直流電圧を発生する電源回路４に接続されてい
る． なお、温度調整回路５がリレー、駆動回路６に出す信号
と判定回路８がリレー駆動回路６に出す棧 信号とを比較した場合、常に鼾者が優先することはいう
までもない． （発明の効果） 本発明は以上説明した通り、少くとも２個以上の電極が
対向配置され、その電極間に抵抗温度係数が正の材料を
挟んでなる発熱体において、前記発熱体の一部に他の部
分よりも温度が高くなる部分を予め設けておき、その部
分の温度がある設定偵以上となった場合に発熱体への通
電を停止することにより、発熱体の特定部分の温度が異
常に高くなるのをいち早く検出して発熱体の過熱を防止
することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は発熱体の概略構成を示す図、第２図は前記発熱
体を熱源として用いた電気カーペットの斜視図、第３図
は発熱体の温度一抵抗特性を示す図、第４図は本実施例
の制御回路を示す図である．ｌ・・・電極、２・・・Ｐ
ＴＣ材料、Ｈ・・・発熱体、０・・・高温部、 Ｓ・・・温度センサー （ほかｌ名） 第 １ 図 （山／？１５）Ｖ｝Ｍ実十臂僅一 手続補正書 （自発） １．事件の表示 平成２年　特許願　第１０２７８号 ２．発明の名称 自己温度制御型発熱体の異常検出方法 ３．補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称（５８３）松下電工株式会社 ４，代理人〒１５１ 住所　東京都渋谷区笹塚２丁目４番１号バールハイツ笹
塚７０４号 補正の内容 図面第２図を別紙の通り補正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　少くとも２個以上の電極が対向配置され、その電極間
   に抵抗温度係数が正の材料を挟んでなる発熱体において
   、前記発熱体の一部に他の部分よりも温度が高くなる部
   分を予め設けておき、その部分の温度がある設定値以上
   となった場合に発熱体への通電を停止することを特徴と
   する自己温度制御型発熱体の異常検出方法。