JPH04110527A - 面状発熱体を使用した電気暖房機器 - 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〉 本発明は面状発熱体を使用した電気暖房機器、例えは電
気カーペット、電気毛布、床暖房機に関するものである
。

〈従来の技術と発明か解決しようとする課題〉近年の電
気暖房機器は、耐久性能か非常に向上し、耐用年数か長
（なっている反面、長期使用を続けることによる劣化、
機械的疲労等により思わぬ形の故障か発生する可能性を
秘めている。

電気暖房機器を長期間使用すると、例えば電気ヒータの
電熱線に電力を供給する電力線か断線に近い状態となり
、熱を持つなどの事態か発生し、火災か発生したり、火
傷を負ったりする危険かある。

そこで、上記危険を未然に防止するためには、一定期間
使用すると、電気ヒータの機能が働くうちに電力回路を
切って使用できなくなるようにし、長期間使用の危険を
回避することか望ましい。

しかし、電気暖房機器の使用期間を計測するとなると、
タイマ等の計測手段か必要になり、電気暖房機器の構成
か複雑化しコスト高に繋がる。

一方、上記面状発熱体を使用した電気暖房機器において
は、発熱体の表面に針やピンか刺さった場合、もしそれ
かヒータに接触すると、最悪対地電圧１００Ｖかかかり
、この時、針やピンか刺さった上に人か座ると、感電の
危険に晒される。そこで、電気ヒータを保護電極で覆っ
て、針やピンか刺さると電熱線と保護電極との絶縁抵抗
か低下することを利用して、電熱線を両切りのリレーで
電源ラインから切り離して使用者の安全を確保すること
が行われている。

本発明は、電気暖房機器を長年使用した場合、電気暖房
機器の折り曲げによる上記保護電極のリード線（信号線
）の疲労による断線現象を利用して、長期間使用の危険
を回避し、安全に製品寿命を終らせることかできる電機
暖房機器を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明の面状発熱体を使用
した電機暖房機器は、電気ヒータの絶縁状態を検知する
ための保護電極と、保護電極に接続された信号線を通し
て検出される電位に基ついて電気ヒータの絶縁か低下し
たことを検知すると、電気ヒータへの通電オフ信号を出
す感電防止保護手段とを備える折り曲げ可能なものであ
り、上記信号線および電気ヒータに電源を供給する電力
線は、電気暖房機器の折り曲げ位置に対応する部位を横
切って配置されているとともに、信号線は、少なくとも
当該部位において電力線よりも曲げ疲労による断線寿命
か短くなるように設定され、さらに、上記信号線の断線
を検知する断線検知手段を備えているものである。

信号線の曲げ疲労による断線寿命を電力線よりも少なく
するには、例えば信号線、電力線を、ともに同径の複数
の素線から構成し、信号線を構成する素線の本数を、電
力線を構成する素線の本数よりも少なくしてもよく、信
号線、電力線を、ともに同数の複数の素線から構成し、
信号線を構成する素線の径を、電力線を構成する素線の
径よりも太くしてもよい。また、信号線、電力線が撚り
線であれば、信号線の撚りピッチを、電力線の撚りピッ
チよりも粗くしてもよい。

く作用〉 上記の構成によれば、保護電極に接続された信号線は、
電力線とともに、電気暖房機器の折り曲げ位置に対応す
る部位を横切って配置されるとともに、少なくとも当該
部位において電力線よりも曲げ疲労寿命を短くしている
ので、電気暖房機器を何回も折り曲げていると電力線か
断線するという危険状態か来る前に、信号線か断線する
。電気暖房機器の折り曲げ回数は電気暖房機器の使用を
続けるに連れて増加するので、安全に製品寿命を終らせ
るこさかてきる。しかも、信号線には本来微小な電流し
か流れないので、電力線に比べて、断線させても危険性
は少ない。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は、電気カーペットの温度制御回路を示す図であ
る。１は電気カーペットの加熱部であり、電気ヒータ１
１と温度センサ１２とを含む。温度センサ１２は、温度
か高いとインピーダンスか低くなり、温度が低いとイン
ピーダンスか高くなる感熱線から構成されている。温度
センサ１２は本体温度検出回路２に接続され、ここにお
いて本体温度に対応する電気信号に変換され出力される
。

一方、温度設定回路３は、使用者かスライド抵抗３１で
選択した温度に相当する電気信号を作り出す回路である
。ヒータ制御回路５は、マイクロコンピュータから構成
されるものであり、本体温度検出回路２の検出した温度
に相当する電気信号と、温度設定回路３て設定した設定
温度に相当する電気信号とを入力して、ヒータ１１の温
度を一定に制御するため、リレー駆動回路４にリレー制
御信号を供給するものである。また、ヒータ制御回路５
は、本体温度が異常に高くなった時、抵抗５１に通電し
てこれと熱的に結合する温度ヒユーズ８を溶断してヒー
タ１１への通電を強制的に止めるものである。リレー駆
動回路４は、リレーコイル７をオンオフ制御するもので
ある。７１．７２はリレーコイル７のより駆動されるリ
レースイッチである。

電気カーペットのヒータ１１は第２図（ａ）　、　（ｂ
）に示すように多数のテープ状の導電線１１Ｂとテープ
状の絶縁糸１１４とを交互に配列し、上記導電線１１３
および絶縁糸１１４と交差する方向に絶縁糸を配して平
織り組織りに織り成した面状発熱体によって構成されて
いる。さらに、上記導電線１１３および絶縁糸１１４と
交差する方向に電極線１１２を一定間隔を隔てて設けで
ある。そして、電極線１１２の端部から電力線１１１が
導出されている。

さらにヒータ１１の片面にはシート状のＡＪ！保護電極
１３か積層されている。このＡノ保護電極１３は、図に
おいて上下に２分割されている。電気カーペットを収納
するとき、これら２枚のＡノ保護電極１３の間で折り曲
げることか多いので、ここに折り曲げ予想線Ａ−Ａを設
定している。

各Ａノ保護電極］−３は、信号線１３１により接続され
、この信号線１３１を通して感電防止保護回路６に接続
されている。第２図（ｂ）の１３２は、Ａノ保護電極１
３を覆う絶縁物である。感電防止保護回路６は、Ａノ保
護電極１３の絶縁か異常に低下したことを検知すると、
リレー駆動回路４にオフ信号を出すものである。

上記電力線１１１および信号線１３１は、電気カーペッ
トを収納するときの折り曲げ予想線Ａ−Ａをほぼ直角に
横切って配置されている。

なお、電気カーペットは、必ずしも２つ折りにして収納
されるたけでなく、４つ折りにして収納される場合もあ
る。この場合、第３図に示すように、折り曲げ予想線は
、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃに示す位置になり、信号線１３１は、
第３図において、２枚のＡ！保護電極１３の上縁から折
り曲げ予想線Ｂ−Ｂを横切って引き出され、電力線１１
１は、折り曲げ予想線Ｃ−Ｃを横切って引き出されてい
る。

信号線１３１は、電力線１１１と比較して素線本数を減
らしたり、素線径を太くしたり、撚りピッチを粗くした
りすることによって曲げに対する疲労寿命を低下させて
いる。

例えば、電力線１１１をφ０．０５の素線２５９本（０
，５ｎｕｎ２　）の撚り線（撚りピッチ２０ｍｍ）で構
成するのに対して、信号線１３１を、φ０．０５の素線
１４８本（０，３ｍｍ２　）の撚り線（撚りピッチ２０
ｍｍ）で構成する。この場合、折り曲げに対する断線寿
命（折り曲げによって素線か全て断線するまでの折り曲
げ回数）は、電力線１１１か５０００回になるのに対し
て、信号線１３１は３０００回になる。

また、信号線１３１をφ０．１８の素線２０本（０５ｍ
ｍ２　）の撚り線（撚りピッチ２０ｍｍ）で構成すると
、折り曲げに対する断線寿命はそれより減少して２５０
０回位となる。

また、信号線の撚りピッチを、電力線の撚りピッチより
も粗くしてもよい。例えば、電力線１１１をφ０．０５
の素線２５９本（０，５ｍｍ２　）の撚り線（撚りピッ
チ２０ｍｍ）で構成するのに対して、信号線１３１を、
φ０．０５の素線２５９本（０，５ｍ＋ｎ２　）の撚り
線（撚りピッチ４０■）て構成すると、断線寿命は、電
力線１］１か５０００回になるのに対して、信号線１３
１は２５００回になる。

第４図は感電防止保護回路６の回路図である。

感電防止保護回路６は、コンパレータ６１の（＋）電極
に抵抗Ｒ５、Ｒｅを接続し、抵抗Ｒｅと、抵抗Ｒ７との
間にＡＪ保護電極１３を接続している。

したかって、Ｒ５、Ｒ６、Ａノ保護電極１３、抵抗Ｒ７
てループを構成する。抵抗Ｒ６とＡＪ保護電極１３の間
は、抵抗Ｒ８を通して信号接地（ｓｉｇｎａｌ　ｇｒｏ
ｕｎｄ、図ではＳＧと表記）されている。

一方、コンパレータ６１の（−）電極には、参照電圧を
供給する抵抗Ｒ３，Ｒ４が接続される。ダイオードＤ１
、抵抗Ｒ２は自己保持のためのディファレンシャル回路
である。

上記第４図の回路によれば、Ａノ保護電極１３とヒータ
１１との絶縁か保たれている通常の状態であれば、（＋
）電極の電位ｖ１は、抵抗Ｒ７のために高くなる。した
がって、（−）電極の電位を適当な値Ｖ２に設定すると
、Ｖｌ　＞Ｖ２となりコンパＬ／−夕６１の出力から”
旧Ｇ　Ｈ”レベルの信号すなわちリレー駆動回路４への
リレーオン信号か出される。

Ａノ保護電極１３とヒータ１１との絶縁か低下すれば、
抵抗Ｒ５，Ｒ６を通して電流か流れ、り＋）電極の電位
Ｖ１か低下する。このためＶｌ　＜Ｖ２となり、コンパ
レータ６１の８カから”ｌｏｗ”レベルの信号すなわち
リレー駆動回路４へのりレーオフ信号が出される。

もし、長期使用等の理由でＡノ保護電極１３のリード線
か断線すると、抵抗Ｒ８のために、り＋）電極の電位ｖ
１か低下する。このためやはりＶｌ＜Ｖ２となりコンパ
レータ６１の出力から”ｌｏｗ”レベルの信号すなわち
リレー駆動回路４−＼のリレーオフ信号か比される。こ
の結果、ヒータ１１への通電は行われず、電気カーペッ
トは、見かけ上ヒータ１１か断線したのと同じ状態にな
る。

すなわち、感電防１保護回路６は、断線検知手段として
も機能する。

したかって、装置の寿命か自然に終る前に、強制的に寿
命を終らせた結果となる。

上記感電防止保護回路は、本実施例のため特別に設計し
たものである。

従来の感電防止保護回路は、例えば第５図に示すような
構成のもので、コンパレータ６１の（＋）電極に抵抗Ｒ
６を通して電圧検出端子Ｔを設け、この電圧検出端子Ｔ
にＡノ保護電極１３のリード線１３１を接続している。

電圧検出端子ＴはＡノ保護電極１３の電位を検出すれば
よいので、リード線１３１の両端は短絡されている。こ
の回路により、Ａノ保護電極１３か人体と同電位（図に
おけるＳＧと同じ電位）になるとコンパレータ６１が働
いて電源か切断される。

しかし、この感電防止保護回路は、発熱体の絶縁か正常
かどうかをチエツクする回路であり、信号線か断線する
と、絶縁状態”良”とみなし、逆に安全回路か働かなく
なる。よって、リード線１３１の断線を調べることはで
きない。

そこで、第４図の回路構成のように抵抗Ｒ７゜ＡＪ保護
電極１３．抵抗Ｒ８を直列に繋いで、信号線か断線する
と、電圧検出端子か信号接地端（Ｓ　Ｇ）と同電位にな
るようにしたのである。

なお、本発明は上５己の実施例に限定されるものではな
く、例えば、信号線１３１は全線にわたって折り曲げに
対する疲労寿命か低下しているものである必要はない。

少なくとも、折り曲げ部位を横切る部分において疲労寿
命か低下していればよい。その池水発明の要旨を変更し
ない範囲内において種々の設計変更を施すことか可能で
ある。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明によれば、保護電極の信号線の曲
げ疲労寿命を短くすることによって、特に構造を複雑に
することもなく、かつコストも上げることなく、長期使
用時に保護電極の信号線を早めに断線させ、電気暖房機
器の寿命を強制的に終らせることがてきる。したかって
機器の経年変化による危険の発生を防止することかでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は面状発熱体と保護電極か組み込まれた電気カー
ペットの電気回路図、 第２図は電気ヒータと保護電極の構成を示す図であり、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図、第３図は電気ヒー
タと保護電極の他の構成を示す正面図、 第４図は感電防止保護回路の電気回路図、第５図は従来
の感電防止保護回路の電気回路図である。 ヒータ制御回路、 断線検知手段を兼ねる感電防止保護回路、１・・・電気
ヒータ、１１１・電力線、２・温度センサ、１Ｂ・Ａノ
保護電極、３１　信号線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、面状発熱体で構成される電気ヒータ（１１）の絶縁
   状態を検知するための保護電極（１３）と、保護電極（
   １３）に接続された信号線（１３１）を通して検出され
   る電位に基づいて電気ヒータ（１１）の絶縁が低下した
   ことを検知すると、電気ヒータ（１１）への通電オフ信
   号を出す感電防止保護手段（６）とを備える折り曲げ可
   能な電気暖房機器において、 上記信号線（１３１）、および電気ヒータ（１１）に電
   源を供給する電力線（１１１）は、電気暖房機器の折り
   曲げ位置に対応する部位を横切って配置されているとと
   もに、信号線（１３１）は、少なくとも当該部位におい
   て電力線（１１１）よりも曲げ疲労による断線寿命が短
   くなるように設定されているものであり、 上記信号線（１３１）の断線を検知する断線検知手段（
   ６）を備えていることを特徴とする、面状発熱体を使用
   した電気暖房機器。 ２、上記信号線（１３１）、電力線（１１１）は、とも
   に同径の複数の素線から構成されるものであり、信号線
   （１３１）を構成する素線の本数が、電力線（１１１）
   を構成する素線の本数よりも少ないことを特徴とする請
   求項１記載の面状発熱体を使用した電気暖房機器。 ３、上記信号線（１３１）、電力線（１１１）は、とも
   に同数の複数の素線から構成されるものであり、信号線
   （１３１）を構成する素線の径が、電力線（１１１）を
   構成する素線の径よりも太いことを特徴とする請求項１
   記載の面状発熱体を使用した電気暖房機器。 ４、上記信号線（１３１）、電力線（１１１）は、とも
   に複数の素線を撚った撚り線であり、信号線（１３１）
   の撚りピッチは、電力線（１１１）の撚りピッチよりも
   粗いことを特徴とする請求項１記載の面状発熱体を使用
   した電気暖房機器。