JPH0410375A - 面状発熱体 - 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】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、導電性エラストマ層に対し電極が配設されて
なる面状発熱体に関し、特に、導電性エラストマ層に対
し電極間に位置するよう少なくとも１つの補助電極を配
設しておき電極および補助電極の間の電圧を監視するこ
とにより導電性エラストマ層の異常を検知し異常が検知
されたとき電極を電源から遮断してなる面状発熱体に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の面状発熱体としては、電極の配設された
導電性エラストマ層に対しサーモスタットおよび温度フ
ユーズの少なくとも一方を配設しておき導電性エラスト
マ層の温度を監視することにより異常を検知してなるも
のが提案されていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら、従来の面状発熱体では、（ｉｌ導電性エ
ラストマ層が熱劣化に伴なって折曲あるいは引張に際し
電極に並行に切断された場合、切断部を含む断面領域の
うち非切断部に電流が集中してしまう欠点があり、その
ため［ｉｉ）切断部を含む断面領域のうち非切断部で温
度が過度に上昇してしまい、かつ残余領域で温度が過度
に低下してしまう欠点があり、結果的に（ｉｉｉｌ残余
領域にサーモスタットあるいは温度フユーズが配設され
ているとき、導電性エラストマ層の異常を検知できない
欠点があった。

そこで、本発明は、これらの欠点を除去する目的で、導
電性エラストマ層に対し電極間に位置するよう少なくと
も１つの補助電極を配設しておき電極および補助電極の
開の電圧を監視することにより導電性エラストマ層の異
常を検知し異常が検知されたとき電極を電源から遮断し
てなる面状発熱体を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、「導電性
エラストマ層に対し電極が配設されてなる面状発熱体に
おいて、 （ａ）導電性エラストマ層（１１２、１，３１１に対し
電極（１２，１３；２２．２３；３２．３３１間に位置
するよう配設されてなる少 なくとも１つの補助電極（１４１〜 １４ｓ：　２Ｌ〜２４１；　３４１〜３４３）と、（ｂ
ｌ電極（１２，１３；２２，２３；３２，３３）および
補助電極（１４１〜１４ｓ；　２４１〜２４３３４＋〜
３４３）の間に配設されてお り、電極（１２，１３；２２，２３；３２，３３）およ
び補助電極（１４１〜１４ｓ；　２４１〜２４、、３４
１〜３４３）の間の電圧を監視して導電性エラストマ層
（１１２、１ ，３１）の異常を検知するための少な くとも１つの異常検知手段（１５１〜 １５４；　２５．〜２５４．・・・、・・・、２７１〜
２７４；３５１〜３５４．・・・、３７．〜３７４）と
、（ｃｌ異常検知手手段１５．〜１５４；　２５．〜２
５４、・・・、２７、〜２７４；　３５１〜３５４゜・
・・、３７１〜３７４）が異常を検知したとき、電極（
１２，１３；２２．２３；３２，３３）を電源から切り
離すための遮断手 段ｆ１６　＋〜１６４；２８．２９．２９ａ；３８．３
９Ａ、３９Ｂｌと を備えてなることを特徴とする面状発熱体」 である。

［作用］ 本発明にかかる面状発熱体は、導電性エラストマ層に対
し電極が配設されてなる面状発熱体であって、特に、（
ａ）導電性エラストマ層に対し電極間に位置するよう配
設されてなる少なくとも１つの補助電極と、（ｂ）　ｍ
ｌ極および補助電極の間に配設されており、電極および
補助電極の間の電圧を監視して導電性エラストマ層の異
常を検知するための少なくとも１つの異常検知手段と、
（ｃｌ異常検知手段が異常を検知したとき、電極をＮ源
から切り離すための遮断手段とを備えてなるので、 ｆｉ）導電性エラストマ層を複数の領域に区分して監視
する作用 をなし、また （ｉｉｌ導電性エラストマ層の局部に異常が生じたとき
の検知過誤を排除する作用 をなし、ひいては （ｉｉｉ）導電性エラストマ屡の局部における異常発熱
を回避し、安全性を向上せしめる作をなす。

［実施例］ 次に、本発明にかかる面状発熱体について、その好まし
い実施例を挙げ、添付図面を参照しつつ、具体的に説明
する。

しかしながら、以下に説明する実施例は、本発明の理解
を容易化ないし促進化するために記載されるものであっ
て、本発明を限定するために記載されるものではない。

換言すれば、以下に説明される実施例において開示され
る各要素は、本発明の精神ならびに技術的範囲に属する
すべての設計変更ならびに均等物置換を含むものである
。

」匡住区直立五五り 第１図は、本発明にかかる面状発熱体の第１の実施例を
示すための構成図である。

第２図は、本発明にかかる面状発熱体の第２の実施例を
示すための構成図である。

第３図は、本発明にかかる面状発熱体の第３の実施例を
示すための構成図である。

ｌの　　の まず、第１図を参照しつつ、本発明にかかる面状発熱体
の第１の実施例について、その構成を詳細に説明する。

■は、本発明にかかる面状発熱体であって、布基材の少
なくとも一面に配設された導電性エラストマ層１１と、
導電性エラストマ層１１の表面に対し離間して配設され
ており交流電源Ｅに接続された複数（ここでは２つ）の
電極１２．１３と、導電性エラストマ層１１の表面に対
し電極１２．１３の間に位置するよう配設された少なく
とも１つにこでは３つ）の補助電極１４３、〜．１４３
とを備えている。補助電極１４１．〜．１４３は、導電
性テープを導電性エラストマ層１１の表面に貼付けるこ
とにより配設すればよい。

本発明にかかる面状発熱体■は、また、電極１２、１３
および補助電極１４１．〜，１４３の間にそれぞれ直列
に配設された抵抗１５．、〜．１５４と、抵抗１５１．
〜．１５４の近傍に対して配設されかつ互いに直列に接
続されており電極１３と交流電源Ｅとの間に直列に挿入
された温度フユーズ１６１．〜．１６４とを備えている
。抵抗１５．、〜．１５４としては、たとえば、ＩＷの
発熱量をもつ金属被膜抵抗がある。温度フユーズ１６１
、〜．１６４としては、金属ケースをもつものが好まし
い。

１の　　の 更に、第１図を参照しつつ、本発明にかかる面状発熱体
の第１の実施例について、その作用を詳細に説明する。

艶１皿舶 電極１２．１３に対し交流電源Ｅが温度フユーズ１６１
、〜．１６４を介して接続されることにより、布基材お
よび導電性エラストマ層１１に対し電流が与えられる。

これに伴なって、導電性エラストマ層１１は、発熱動作
を開始する。

五五丘Ω勤韮 導電性エラストマ層１１は、抵抗が温度変化に際して変
化しない場合、もしくは抵抗が温度上昇に際して減少す
る（すなわち負温度特性をもつ）場合、その温度が付設
のサーモスタットおよび温度フユーズ（図示せず）によ
って所定範囲に維持される。このため、抵抗１５８．〜
．１５４が発熱することがなく、温度フユーズ１６１．
〜．１６４を溶断しない。

これに対し、導電性エラストマ層１１は、抵抗が温度上
昇に際して増大する（すなわち正温度特性をもつ）場合
、その温度が自己の抵抗変化によって所定範囲に維持さ
れる。このため、抵抗１５３．〜．１５４が発熱するこ
とがなく、温度フユーズ１６．、〜．１６４を溶断しな
い。

以上により、導電性エラストマ層１１は、発熱動作を持
続する。

匙！詩Ωを詐 導電性エラストマ層１１は、損傷を受けると、損傷を受
けた箇所（たとえば補助電極１４□、１４３の間）で抵
抗が増大し、結果的に補助電極１４３、１４゜間の電圧
が増大する。

これ穆伴なって、抵抗１５．に対して大量の電流が流れ
ることとなり、抵抗１５．が発熱する。抵抗１５３の発
熱に伴なって、その近傍に配設された温度フユーズ１６
．が溶断され、電極１２．１３が交流電源Ｅから遮断さ
れる。これにより、導電性エラストマ層１１は、異常発
熱を回避することができる。

導電性エラストマ層１１は、抵抗が温度上昇によって増
大する（すなわち正温度特性をもつ）場合、異常発熱す
ると、異常発熱の箇所（たとえば補助電極１４３、１４
３の間）で抵抗が過度に増大し、結果的に補助電極１４
□、１４３の間の電圧が過度に増大する。

これに伴なって、抵抗１５３に対して大量の電流が流れ
ることとなり、抵抗１５ｍが発熱する。抵抗１５、の発
熱に伴なって、その近傍に配設された温度フユーズ１６
８が溶断され、電極１２．１３が交流電源Ｅから遮断さ
れる。これにより、導電性エラストマ層１１は、異常発
熱を回避することができる。

導電性エラストマ層１１は、抵抗が温度上昇によって減
少する（すなわち負温度特性をもつ）場合、異常発熱す
ると、異常発熱の箇所（たとえば補助電極１４□、１４
８の間）で抵抗が過度に減少し。

結果的に補助電極１４□、１４３の間の電圧が過度に減
少する。

これに伴なって、電極１２および補助電極１４１の間と
補助電極１４３．１４□との間と補助電極１４３および
電極１３の間との電圧が過度に増大し、抵抗１５１゜１
５□、１５４に対して大量の電流が流れることとなり、
抵抗１５．．１５□、１５４が発熱する。抵抗１５．．
１５ａ。

１５４の発熱に伴なって、その近傍に配設された温度フ
ユーズ１６　、　、１６□、１６４が溶断され、電極１
２．１３が交流電源Ｅから遮断される。これにより、導
電性エラストマ層１１は、異常発熱を回避することがで
きる。

２の　　の 加えて、第２図を参照しつつ、本発明にかかる面状発熱
体の第２の実施例について、その構成を詳細に説明する
。

社は、本発明にかかる面状発熱体であって、布基材の少
なくとも一面に配設された導電性エラストマ層２１と、
導電性エラストマ層２１の表面に対し離間して配設され
ており交流電源Ｅに接続された複数にこては２つ）の電
極２２．２３と、導電性エラストマ層２１の表面に対し
電極２２．２３の間に位置するよう配設された少なくと
も１つ（ここでは３つ）の補助電極２４１．〜．２４此
、電極２２．２３および補助電極２４１、〜．２４１の
間にそれぞれ抵抗ｒｌ＋＋〜、ｒ１４を介して直列に配
設された光ダイオード２５３．〜；２５１４とを備えて
いる。補助電極２４１．〜．２４３は、導電性テープを
導電性エラストマ層２１の表面に貼付けることにより配
設すればよい。

本発明にかかる面状発熱体並は、また、光ダイオード２
５１．〜；２５１４の近傍に対して配設されており交流
電ｆｉＥに接続された整流器ＲＥＣの出力端にコレクタ
が抵抗ｒ２１＋〜、ｒ２４を介して接続された光トラン
ジスタ２６１．〜．２６４と、非反転入力端が光トラン
ジスタ２６１．〜．２６４のコレクタに対して接続され
かつ反転入力端が整流器ＲＥＣの出力端にそれぞれ接続
された可変抵抗ｒ□、〜、ｒカ、に対して接続されてお
り光トランジスタ２６．、〜．２６４が導通したとき出
力端から低レベルの出力を出力する演算増幅器２７１．
〜．２７４と、ベースが抵抗ｒ　４１　ｒ　ｓを介して
整流器ＲＦＣの出力端に接続されかつ抵抗ｒ４を介して
演算増幅器２７３．〜．２７４の出力端に接続されてお
り演算増幅器２７、〜．２７４の出力端に低レベルの出
力が現われたとき非導通状態となるトランジスタ２８と
、トランジスタ２８のコレクタと整流器ＲＥＣの出力端
との間に対して挿入されておりトランジスタ２８が導通
状態となったとき励磁状態となってリレー接点２９ａを
閉鎖状態に維持しかつトランジスタ２８が非導通状態と
なったとき非励磁状態となってリレー接点２９ａを開放
し開放状態に維持するリレーコイル２９とを備えている
。

２の　　の また、第２図を参照しつつ、本発明にかかる面状発熱体
の第２の実施例について、その作用を詳細に説明する。

Ｌ作皿ｌ 整流器ＲＥＣは、交流電源Ｅに対して接続されており、
直流電圧を、抵抗ｒ２０．〜．ｒ２４を介して光トラン
ジスタ２６．、〜．２６４のコレクタに与え、可変抵抗
ｒ、１．〜１　ｒ、４を介して演算増幅器２７１．〜．
２７４の反転入力端に与え、更に抵抗Ｔ　４１　ｒ　ｓ
を介してトランジスタ２８のベースに与え、併せてリレ
ーコイル２９を介してトランジスタ２８のコレクタに与
えている。

トランジスタ２８が導通状態にあってリレーコイル２９
が励磁状態にあるので、リレー接点２９ａは、適宜の手
段によって閉鎖されると、その状態に維持される。

これに伴なって、交流電源Ｅが電極２２．２３に対して
接続されるので、導電性エラストマ層２１は、発熱動作
を開始する。

五宣豊Ω勤詐 導電性エラストマ層２１は、（ｉ）抵抗が温度変化に際
して変化しない場合、もしくは抵抗が温度上昇に際して
減少する（すなわち負温度特性をもつ）場合、その温度
が付設のサーモスタットおよび温度フユーズ〔図示せず
）によって所定範囲に維持され、また（ｉｉｌ抵抗が温
度上昇に際して増大する（すなわち正温度特性をもつ）
場合、その温度が自己の抵抗変化によって所定範囲に維
持される。このため、電極２２．２３および補助電極２
４３．〜．２４３の間で電圧が増大することがなく、光
ダイオード２５Ｉ、〜、２５４が発光を生じない。

光ダイオード２５３．〜；２５１４が発光を生じないの
で、光トランジスタ２６４．〜．２６４は、非導通状態
を維持し、演算増幅器２７１．〜．２７４の非反転入力
端に対し高レベルの電圧を与える。

それ故、演算増幅器２７１．〜．２７４の出力端には、
高レベルの出力が現われている。

このとき、トランジスタ２８は、ペースエミッタ間に十
分の電圧差が維持されているので、導通状態を維持する
。

トランジスタ２８が導通状態を維持しているので、リレ
ーコイル２９は、励磁状態を維持しており、リレー接点
２９ａを閉鎖状態に維持する。

リレー接点２９ａが閉鎖状態に維持されるので、電極２
２．２３には、交流電源Ｅからの給電が継続される。

以上により、導電性エラストマ層２１は、発熱動作を持
続する。

艮！丘Ωを作 導電性エラストマ層２１は、損傷を受けると、損傷を受
けた箇所（たとえば補助電極２４２．２４−の間）で抵
抗が増大し、結果的に補助電極２４□、２４゜間の電圧
が増大する。

これに伴なって、光ダイオード２５３に対して大量の電
流が流れることとなり、光ダイオード２５、が発光し、
その近傍に配設された光トランジスタ２６３を導通せし
める。

光トランジスタ２６３が導通すると、演算増幅器２７、
の非反転入力端に与えられている電圧が低下し、その出
力端に低レベルの出力が現われる。

演算増幅器・・・、２７１の出力端に低レベルの出力が
現われると、トランジスタ２８は、ペースエミッタ間の
電圧が低下し、非導通状態となる。

トランジスタ２８が非導通状態となると、リレーコイル
２９が非励磁状態となり、リレー接点２９ａを開放する
。リレー接点２９ａは、−旦開放されると、安全確保の
目的で、リレーコイル２９が再び励磁状態となっても、
開放状態に維持される。

リレー接点２９ａが開放されると、電極２２．２３から
交流電源Ｅが切り離される。

導電性エラストマ層２１は、抵抗が温度上昇に際して増
大する（すなわち正温度特性をもつ）場合、局部に異常
発熱が発生すると、その局部で抵抗が増大し、結果的に
電圧が増大するので、上述と同様に動作する。

導電性エラストマ層２１は、抵抗が温度上昇に際して減
少する（すなわち負温度特性をもつ）場合、局部（たと
えば補助電極２４□；２４１の間）に異常発熱が発生す
ると、その局部で抵抗が過度に減少し、結果的に電圧が
過度に減少するので、電極２２および補助電極２４１の
間と補助電極２４１．２４ｔの間と補助電極２４１およ
び電極２３の間との電圧が過度に増大し、光ダイオード
２５１２、５□、２５４が発光する。このため、光トラ
ンジスタ２６．．２６□、２６４が導通し、上述と同様
に動作する。

３の　　　　の　　　・ 併せて、第３図を参照しつつ、本発明にかかる面状発熱
体の第３の実施例について、その構成および作用を詳細
に説明する。

第３の実施例は、リレーコイル２９に代え抵抗３９Ａが
配設され、かつリレー接点２９ａに代え温度フユーズ２
９Ｂが配設されていることを除き、第２の実施例と同一
の構成を有している。

したがって、第３の実施例は、導電性エラストマ層３１
において局部で異常発熱が発生すると、温度フユーズ３
９Ｂが溶断され、交流電源Ｅから電極３２．３３への給
電を停止することを除き、第２の実施例と同一の作用を
有している。

それ故、ここでは第２の実施例に包有された部材と同一
の部材に対し第２の実施例で付した参照番号よりも１０
だけ多い参照番号を付すことにより、その他の詳細な説
明を省略する。

ユ良形丞り なお、上述においては、交流電源Ｅの場合についてのみ
説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく
、直流電源の場合も包摂している。ちなみに、直流電源
の場合は、整流器ＲＦＣを除去できる。

また、上述においては、導電性エラストマ層２１．３１
が負温度特性をもつ場合、異常発熱が発生したとき、異
常発熱が発生しなかった領域に対応する光ダイオード２
５１２、５１２、５４；３５１，３５□、３５４の発光
を検知して後続の動作を実行しているが、本発明は、こ
れに限定されるものではなく、異常発熱が発生した領域
に対応する光ダイオード２５．；３５１の減光を検知し
て後続の動作を実行する場合を包摂している。ちなみに
、この場合は、光トランジスタ２６．、〜，２６４；　
３６１．〜，３６４のコレクタを演算増幅器・・・、２
７１、〜，２７４；　３７．、〜，３７４の反転入力端
に接続し、かつ可変抵抗ｒ３３．〜．ｒ８４を演算増幅
器２７１．〜，・・・、２７１　；　３７．、〜，３７
４の非反転入力端に接続すればよい。

（３）発明の効果 上述より明らかなように、導電性エラストマ層に対し電
極が配設されてなる面状発熱体であって、特に、（ａ）
導電性エラストマ層に対し電極間に位置するよう配設さ
れてなる少な（とも１つの補助電極と、（ｂｌ電極およ
び補助電極の間に配設されており、電極および補助電極
の間の電圧を監視して導電性エラストマ層の異常を検知
するための少なくとも１つの異常検知手段と、ｆｃｌ異
常検知手段が異常を検知したとき、電極を電源から切り
離すための遮断手段とを備えてなるので、（ｉ）導電性
エラストマ層を複数の領域に区分して監視できる効果 を有し、また （ｉｉ）導電性エラストマ層の局部に異常が生じたとき
の検知過誤を排除できる効果 を有し、ひいては （ｉｉｉ）導電性エラストマ層の局部における異常発熱
を回避でき、安全性を向上できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる面状発熱体の第１の実施例を示
すための構成図、第２図は本発明にががる面状発熱体の
第２の実施例を示すための構成図、第３図は本発明にか
かる面状発熱体の第３の実施例を示すための構成図であ
る。 １０・・・・・・・・・・・・・・・面状発熱体１１・
・・・・・・・・・・・・・導電性エラストマ層１２、
１３・・・・・・・・・・・電極１４、〜１４３・・・
・・・・補助電極１５、−１５４・・・・・・・抵抗 １６、〜１６４・・・・・・・温度フユーズ２０・・・
・・・・・・・・・・・・・面状発熱体２１・・・・・
・・・・・・・・・導電性エラストマ層２２、２３・・
・・・・・・・・・電極２’Ｌ〜２４３・・・・・・・
補助電極２５１〜２５４・・・・・・・光ダイオード２
６、〜２６４・・・・・・・光トランジスタ２７１〜２
７４・・・・・・・演算増幅器２８・・・・・・・・・
・・・・トランジスタ２９・・・・・・・・・・・・・
・リレーコイル２９ａ・・・・・・・・・・・・・リレ
ー接点３０・・・・・・・・・・・・・・・・面状発熱
体３１・・・・・・・・・・・・・導電性エラストマ層
３２、３３・・・・・・・・・・・電極３４、〜３４３
・・・・・・・補助電極３５、〜３５１・・・・・・・
光ダイオード３６、〜３６４・・・・・・・光トランジ
スタ３７、〜３７４・・・・・・・演算増幅器３８・・
・・・・・・・・・・・・トランジスタ３９Ａ・・・・
・・・・・・・・・抵抗３９Ｂ・・・・・・・・・・・
・・温度フユーズＥ・・・・・・・・・・・・・・・・
交流電源ＲＥＣ・・・・・・・・・・・・・・・整流器
ｒ目Ａ＋ｒ＋４ｉ　ｒａｔＡ＋ｒｓ４；ｒ＜＋ｒｓ・・
・・・・・・・・・・抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導電性エラストマ層に対し電極が配設されてなる面状発
   熱体において、 （ａ）導電性エラストマ層（１１、２１、３１）に対し
   電極（１２、１３；２２、２３；３２、３３）間に位置
   するよう配設されてなる少なくとも１つの補助電極（１
   ４＿１〜１４＿３；２４＿１〜２４＿３；３４＿１〜３
   ４＿３）と、 （ｂ）電極（１２、１３；２２、２３；３２、３３）お
   よび補助電極（１４＿１〜１４＿３；２４＿１〜２４＿
   ３；３４＿１〜３４＿３）の間に配設されており、電極
   （１２、１３ ；２２、２３；３２、３３）および補助電極（１４＿１
   〜１４＿３；２４＿１〜２４＿３；３４＿１〜３４＿３
   ）の間の電圧を監視して導電性エラストマ層（１１、２
   １、３１）の異常を検知するための少なくと も１つの異常検知手段（１５＿１〜１５＿４；２５＿１
   〜２５＿４、・・・、２７＿１〜２７＿４；３５＿１〜
   ３５＿４、・・・、３７＿１〜３７＿４）と、 （ｃ）異常検知手段（１５＿〜１５＿４；２５＿１〜２
   ５＿４、・・・、２７＿１〜２７＿４；３５＿１〜３５
   ＿４、・・・、３７＿１〜３７＿４）が異常を検知した
   とき、電極（１２、１３；２２、２３；３２、３３）を
   電源から切り離すための遮断手段（１６＿１〜１６＿４
   ；２８、２９、２９ａ；３８、３９Ａ、３９Ｂ）と を備えてなることを特徴とする面状発熱体。