JPH05836B2 - - Google Patents

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JPH05836B2
JPH05836B2 JP59065377A JP6537784A JPH05836B2 JP H05836 B2 JPH05836 B2 JP H05836B2 JP 59065377 A JP59065377 A JP 59065377A JP 6537784 A JP6537784 A JP 6537784A JP H05836 B2 JPH05836 B2 JP H05836B2
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JP
Japan
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temperature
heater
wire
temperature sensor
heating device
Prior art date
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JP59065377A
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JPS60208075A (ja
Inventor
Yoshio Kishimoto
Hideho Shinoda
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/717,103 priority patent/US4672176A/en
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Publication of JPH05836B2 publication Critical patent/JPH05836B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/54Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
    • H05B3/56Heating cables
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices

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  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気毛布、電気カーペツト等の面状採
暖具に関するものである。
従来例の構成とその問題点 従来、これらの面状採暖具における温度制御の
ための温度検出手段としては、ヒータと温度セン
サーとが併設された方式Aと、ヒータと温度セン
サーが一体構造になつた感熱ヒータを用いる方式
Bとがあつた。これらは、温度制御機構に大きな
差異があり、方式Aが採暖具本体中の配設された
箇所の温度検知をしてヒータによる加熱を制御す
る本体温度制御方式があるのに対し、方式Bは、
ヒータ温度を検知してヒータ温度を制御するヒー
タ温度制御方式の採暖具となる。しかしながら、
双方いずれも採暖利用者の状態に応じて温度制御
することができないという問題があつた。
発明の目的 本発明はこれらより一歩進んだ採暖具利用者の
体温、皮膚温、足温、衣服温度等の接触採暖負荷
の温度、を主に検知して、温度制御ができる採暖
具を提供することを目的とするものである。
発明の構成 前記目的を達成するため、本発明は温度センサ
ーと感熱ヒータ線とを面状採暖具本体に配設し、
前記温度センサーは前記感熱ヒータとの距離より
も本体表面との距離が小さくなるように配設し、
この温度センサーの温度信号に連動して感熱ヒー
タ線の温度制御をするものである。
実施例の説明 本発明における温度センサーとしては、一般サ
ーミスタ、サーモスタツト、PTCサーミスタ等
の温度センサーがあるが、可撓性線状の温度検知
線や光フアイバー温度センサーが最も適してい
る。この温度検知線は第1図に示すように構成さ
れ、正常時に平均温度を検知し、異常(局部保
温)時に、局部保温部の温度を主に制御すること
にその特徴がある。ここで図中の1は芯糸、2,
4は巻線電極、3は高分子感温体、5は絶縁外被
である。高分子感温体3はB定数の大きいサーミ
スタ材料である。一方、温度センサーとしての光
フアイバーセンサーは、温度により光伝送特性を
変化させるもので、温度上昇と共に光伝送損失を
増加させるもの。即ち、光フアイバーとしての光
透過率を減少させるものあるいは波長変化を生じ
るものが適す。この光フアイバーセンサの材料と
しては、サーモクロミツク性あるいは蛍光性材料
をコア材として形成する方法がある。
また、本発明における感熱ヒータ線は、例え
ば、第1図のような構造にして、内、外両電極
2,4を各々、発熱線、信号線として用い、介在
する高分子感温体3としてはポリアミド含有した
組成物を用いる一線式感熱ヒータと呼ばれるもの
が適している。この場合の温度制御は、内外電極
2,4間の高分子感温体の温度によるインピーダ
ンスの変化を検出し、発熱線の通電を制御して温
度制御する。また、感熱ヒータ線としては、他に
大きな正の抵抗温度係数(以下、PTCと略す)
を示す線状のPTCヒータがある。このPTCヒー
タとしては、第2図に示すような可撓性線状の
PTCヒータが適す。6,6′は芯糸、7,7′は
電極用導体、8がPTC発熱層、9が外被である。
PTCヒータは第1図の構造の3の層にPTC発熱
層を形成して、PTCヒータを構成してもよい。
PTC発熱層8に用いるPTC材料としては、カー
ボンブラツクを中心とする粒状導電材を含有させ
た高分子組成物を用いる。高分子としてはポリエ
チレン−酢ビ共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合、ポリエチレン、ポリプロピレン、
エチレンプロピレン共重合体等のポリオレフイン
やポリアミド、ポリエステル等があり、結晶性重
合体において、大きなPTC特性を有する。これ
らに化学架橋、電子線架橋等が適時ほどこされる
ことも当然である。第1図に示す温度センサーは
基本的には第3図Bのような位置に配設される。
すなわち、従来は同図Aのように温度センサー1
0と感熱ヒータ線11間の距離L1が温度センサ
ー10と本体表面上の接触採暖負荷12との距離
L2より小さく、PTCヒータ温度もしくは本体温
度を検知するように温度センサー10が配置され
ている。しかしながら本発明実施例においては、
同図BのようにL1>L2という条件となし、感熱
ヒータ線11より接触採暖負荷12の温度を主に
検出するように配置される。これにより、接触採
暖負荷12の温度を主に感知して感熱ヒータ線1
1を連動制御するシステムが構成される。前記
L1,L2の距離としては、幾何学的な距離より、
熱的距離、すなわち、熱伝導率に基づく距離をと
る方が実際的である。
このシステムにおける特徴としては、温度セン
サー10、感熱ヒータ線11間の距離が離れるた
め、ヒータ温度の制御を、温度センサー10の温
度信号により連動させるため、採暖具を使用する
人体の温度に応じて、快適に温度制御される。ま
た感熱ヒータ線11を用いる時、ヒータの最高温
度はPTC特性の急変点以上には上昇しない。ヒ
ータ温度を制御できる感熱ヒータとして前述の一
線式感熱ヒータと呼ばれるものがある。これは第
1図のような構造の温度検知線の少なくとも一方
の電極線を発熱導体として用いるものであるが、
この場合はヒータの長さ当りのワツトが一定であ
るため配線パターンによつてワツト密度が異な
り、ヒータ各部分共、同じ発熱量を有することに
なる。これに対し、PTCヒータでは定温部ほど
大電流が流れ発熱量が増すためPTCヒータ配線
部分の定温域ほど温度上昇が大きいことになる。
すなわち、光フアイバーセンサーやサーミスタ特
性を示す温度センサー10は、これらが配線され
た箇所の平均温度を検知するわけであるが、平均
温度としては主に高温部分の信号を優先的に検出
する。つまり、接触採暖負荷12の中の高温部分
の温度を優先的に検知し、採暖における熱刺激や
寝あせ等の不快感を生じない様働く。この際、一
線式感熱ヒータは配線密度の高い箇所の温度上昇
が大きいが、PTCヒータは定温部分で発熱量が
増し、高温部分での発熱量は減るという自己温度
制御機能のため、全体的にバランスのとれた採暖
システムが構成される。このように採暖利用者に
快適な温度制御機器の提供を実現するものであ
る。
次に具体例を述べる。
具体例 1 100V−105Wの感熱ヒータ線(24.5m長)を電
気毛布生毛布中に配線した。この感熱ヒータ線は
第1図のような形状で、高分子感温体3として静
電容量変化形のナイロン12組成物を使用した。
内巻、外巻導体2,4としては銅合金を、外被5
は軟質塩化ビニル組成物を使用した。上記毛布の
配線パターンは各線間距離を約8cmとした。その
丁度中間の4cmの所に別個の温度検知線16mを
配線した。この温度検知線は同じく第1図のよう
な形状で、高分子感温体3にイオン伝導性ポリ塩
化ビニル組成物、電極2,4にステンレス線を用
いた。これらを第4図のような回路に接続し、温
度設定をして使用した。ここで温度検知回路13
にて温度センサー10の温度信号を検知し、温度
検知回路14としてはICを用いた。電力制御回
路15にはサイリスタを採用して、感熱ヒータ線
11の温度信号により、温度検出回路14を作動
させ、この温度検出回路14の出力を温度検知回
路13の信号により連動制御させた。即ち、温度
センサー10の温度が低い時、つまり、ふとんが
暖たまつていない時や、皮膚温が低い時は感熱ヒ
ータ線11の温度が高温側へシフトする様に設定
した。この毛布を利用して就寝したところ、皮膚
温の低い、手足の冷たい時にはヒータ温度が上昇
し、体が十分に暖たまると、ヒータ温度が低下す
る快適な採暖特性が得られた。
具体例 2 第5図において、100V−150W(20℃)の感熱
ヒータ線17(24.5m長)を電気毛布生地中に配
線した。この感熱ヒータ線17は第2図のような
形状でPTC発熱層8としてカーボンブラツク含
有エチレン−酢ビ共重合体組成物を使用した。一
対の電極用導体7,7′としては銅合金を、外被
9は軟質塩化ビニル組成物を使用した。上記毛布
の配線パターンは具体例1と同様のものを用い、
温度センサー10も同じものを用い、同様に配線
した。これらを第5図のような回路に接続し、温
度設定をした。ここで、PTCヒータ線17の温
度は、PTCヒータ自身の正の抵抗温度係数を利
用して温度検知回路19で検知している。温度セ
ンサー10の温度信号は温度検知回路18で検出
し、この出力を温度検知回路19へ入力して、感
熱ヒータ線の温度制御を連動させた。電力制御回
路20としてはサイリスタを用いた。この毛布に
より、温度テストにあたり、温度センサー10の
温度が低い時、感熱ヒータ線温度が、高温側へシ
フトするように構成できた。この毛布を利用して
就寝したところ、皮膚温の低い、手足の冷たい時
には、その部分のヒータ温度が急上昇し、体が十
分に暖たまると、ヒータ温度が低下し、快適な採
暖特性が得られた。
本採暖具では、接触採暖負荷の温度によつて感
熱ヒータ線の制御温度をシフトさせるものである
ため、温度制御をち密におこなうことができた。
即ち、ヒータON−OFFに伴う温度幅は小さく抑
えることができ、快適な採暖具が得られた。
発明の効果 以上のように本発明によれば次のような効果を
得ることができる。
(1) 採暖利用者の接触負荷温度を連動して温度制
御するすぐれた採暖具が構成できる。
(2) ヒータ温度の過昇を防止でき、利用者の接触
負荷温度(体温、皮膚温、足温、衣類温度等)
に応答する快適採暖具が構成できる。
(3) 本発明は、電気毛布、カーペツト、ひざかけ
マツト、ふとん等、接触採暖する多くの温度制
御機器に利用できる。
(4) 感熱ヒータ線を利用する場合、定温部分の温
度が優先的に急上昇し、利用者の接触負荷温度
の定温部に特に早い温度上昇をもたらす快適採
暖具が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は温度検知線並びに感熱ヒータ線の一例
を示す構成図、第2図は感熱ヒータ線の一例を示
す断面図、第3図は温度センサーとヒータの配置
関係を示す説明図であり、Aは従来例、Bは本発
明の配置関係である。第4図は温度検知線と一線
式感熱ヒータ線を用いた本発明の一実施例の温度
制御回路のブロツク図である。第5図は温度検知
線と感熱ヒータ線を用いた本発明の採暖具の他の
実施例の温度制御回路のブロツク図である。 10……温度センサー、11……感熱ヒータ
線、12……接触採暖負荷。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 面状採暖具本体に、温度センサーと感熱ヒー
    タ線とを、前記温度センサーと前記感熱ヒータ線
    との熱的距離よりも前記温度センサーと本体表面
    との熱的距離が小さくなるように配設し、前記温
    度センサーの検出温度に連動して前記感熱ヒータ
    線の温度をシフトする制御回路を設け、前記本体
    表面の温度を前記感熱ヒータ線の温度設定に反映
    させてなることを特徴とする面状採暖具。 2 温度センサーは、一対の電極間に高分子感温
    体を介在させてなる可撓性温度検知線で構成した
    特許請求の範囲第1項記載の面状採暖具。 3 感熱ヒータ線は、発熱線と信号線間にポリア
    ミドを含有する高分子感温体を介在させて構成し
    た特許請求の範囲第1項記載の面状採暖具。 4 感熱ヒータ線は、大きな正の抵抗温度係数
    (以下PTCと略す)を有する線状のヒータで構成
    した特許請求の範囲第1項記載の面状採暖具。 5 温度センサーが、光フアイバで構成された特
    許請求の範囲第1項に記載の面状採暖具。
JP59065377A 1984-04-02 1984-04-02 面状採暖具 Granted JPS60208075A (ja)

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