JPH0670500B2 - 床暖房パネルの温度コントロ−ル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、電気式の床暖房パネルの温度コントロール装
置に関するものである。

［背景技術］ 床パネルに電気発熱体を組み込んで床から室内を暖房す
るようにした床暖房パネルが従来から用いられている。
そしてこの床暖房パネルにおいてその温度コントロール
は、電気発熱体の近傍にサーモスタットを組み込んだ
り、あるいは膨張式温度スイッチを組み込んだりして、
これらの温度スイッチを電気発熱体と直列に接続し、温
度スイッチを電気発熱体の発熱温度に応じてオンオフさ
せ、電気発熱体への通電を制御することによっておこな
われるのが一般的である。

しかしながらこのものにおいては、大きな電流が温度ス
イッチを介して電気発熱体に流されることになり、電気
スイッチのオンオフの際にアークなどが発生して、電気
スイッチの接点は電気的寿命の点において寿命が短くな
り、長期に亘って安定して温度コントロールをおこなわ
せることができないという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、長期
に亘って温度コントロールを安定しておこなわせること
ができる床暖房パネルの温度コントロール装置を提供す
ることを目的とするものである。

［発明の開示］ しかして本発明に係る床暖房パネルの温度コントロール
装置は、床暖房パネル１内に電気発熱体２とトライアッ
クやサイリスタのような半導体スイッチ３を設けて電気
発熱体２と半導体スイッチ３とを直列に接続し、床暖房
パネル１内にて電気発熱体２に近接して配置された温度
検知スイッチ４を半導体スイッチ３のトリガー回路５に
直列に挿入し、上記電気発熱体２の上面側に密接して設
けられ電気発熱体２の発熱を床暖房パネル１の表面側に
均一に伝熱して放熱する金属板７に半導体スイッチ３を
取り付けて成ることを特徴とするものである。

［作用］ 本発明にあって、温度検知スイッチ４を半導体スイッチ
３のトリガー回路５に直列に挿入するようにしているた
めに、電源からの電流の大部分は半導体スイッチ３から
電気発熱体２へと流れ、トリガー回路５を流れるトリガ
ー電流は非常に微少となり、トリガー回路５に挿入した
温度検知スイッチ４に大きな電流が流れることがなくな
る。また、電気発熱体２の発熱を床暖房パネル１の表面
側に均一に伝熱して放熱する金属板７に半導体スイッチ
３を取り付けるようにしているために、半導体スイッチ
３の熱を金属板７に伝熱して逃がすことによって半導体
スイッチ３の温度上昇を防ぐことができ、半導体スイッ
チ３の許容電流を高く維持することができる。

第２図は本発明の一実施例を示すもので、床暖房パネル
１は強度と裏面での断熱を得るための基板10と合板など
で形成される比較的柔らかい材料の表面板11とで構成さ
れ、基板10の表面に表面板11を張って基板10と表面板11
との間に面状の電気発熱体２を挟み込んで取り付けるよ
うにしてある。電気発熱体２は鋼板などで形成される金
属板７の下面側に密接して設けられるもので、金属板７
は表面板11のほぼ全面に亘って表面板11の下面側に配設
されるものである。また電気発熱体２の下面側にマグネ
ット利用リードスイッチ型などの温度検知スイッチ４が
近接して配設してあり、この温度検知スイッチ４は基板
10の上面の凹所12に収められるようにしてある。温度検
知スイッチ４は複数のものが用いられ、電気発熱体２の
全面に亘って等分布的に配置されるようにしてある。ト
ライアックやサイリスタなどによって形成される半導体
スイッチ３は金属板７の端部の下面に取付ねじ13によっ
て取り付けられるもので、この半導体スイッチ３は基板
10の凹所14に収められるようにしてある。

半導体スイッチ３と電気発熱体２とは第１図に示すよう
に電源（100VAC）に対して直列に接続される。また半導
体スイッチ３と電気発熱体２との間のリード線15には半
導体スイッチ３のトリガー回路５を構成するリード線16
の一端が接続してあり、このトリガー回路５に上記各温
度検知スイッチ４がそれぞれ直列に挿入してある。トリ
ガー回路５には抵抗17が挿入してあり、従って各温度検
知スイッチ４は抵抗16を介して半導体スイッチ３のゲー
トに直列に接続されることになる。

上記のようにして床暖房パネル１の温度コントロール装
置が形成されるものであるが、電気発熱体２へは半導体
スイッチ３を介して電源から電流が供給され、この電流
の供給による電気発熱体２の発熱は金属板７に伝達され
ると共に金属板７によってこの熱は床暖房パネル１の全
面に亘って均一に伝達され、床暖房をおこなうことがで
きる。そして電気発熱体２の発熱温度に応じて温度検知
スイッチ４はオンオフがなされ、この温度検知スイッチ
４のオンオフに応動して半導体スイッチ３がオンオフの
状態になり、電気発熱体２への電流の供給を維持したり
停止したりする制御がなされ、電気発熱体２の温度コン
トロールがなされるものである。

ここで、電源からの電流の大部分は半導体スイッチ３か
らリード線15を介して電気発熱体２へと流れ、トリガー
回路５を流れるトリガー電流は非常に微少である。従っ
て温度検知スイッチ４がオンオフされる際の接点でのア
ークの発生などは殆どなく、温度検知スイッチ４におけ
る電気的寿命は考慮するような必要はなく温度検知スイ
ッチ４の寿命は接点の摩耗など機械的寿命に依存される
ことになる。また半導体スイッチ３は接点機構を有する
ものでなく寿命は半永久的であるといえる。従って温度
コントロール装置におけるスイッチの寿命は温度検知ス
イッチ４の機械的寿命によって決まることになる。そし
て温度検知スイッチ４のなかで一般的なリードスイッチ
型のものを例にとると、その機械的寿命は接点の開閉が
１億回以上であるのに対して、電気的寿命はこの機械的
寿命から電気的破損による寿命低下を引くことによって
決まり通常50万回〜60万回である。従って温度検知スイ
ッチ４の寿命は機械的寿命に依存することになるとこ
ろ、長期に亘って安定して作動させることができること
になる。このように温度検知スイッチ４と半導体スイッ
チ３とはともに長期に亘る寿命を有することになり、長
期に亘って安定して電気発熱体２の温度コントロールを
おこなうことができるものである。

また、半導体スイッチ３において第５図に示すように温
度と許容電流との間に密接な関係があり、温度の上昇と
ともに許容電流は低下する。ここにおいて半導体スイッ
チ３は第２図に示したように電気発熱体２からの発熱を
床暖房パネル１の全体に均一に伝熱するための金属板７
に取り付けてあり、この金属板７を利用して半導体スイ
ッチ３の熱を逃がすことができるようにしてあり、半導
体スイッチ３の高温化による許容電流の低下を防止する
ようにしてある。従って温度検知スイッチ４による熱検
知温度は半導体スイッチ３からの放熱がおこなえる温度
以下に設定しておく必要がある。またこのように半導体
スイッチ３において温度と許容電流とは密接な関係があ
るため、電気発熱体２へ流す必要電流と電気発熱体２の
発熱温度とがこの関係に合うようにセットするのがよ
い。金属板７は上記のように電気発熱体２からの発熱を
床暖房パネル１の全体に均一に伝熱する作用をなすと共
に放熱材６としての作用もなし、さらには電気発熱体２
を保護する作用をもなすものである。また温度検知スイ
ッチ４は電気発熱体２の全面に亘って等分布的に配置さ
れるようにしてあるために、電気発熱体２や床暖房パネ
ル１の局所異常温度上昇を素早く検知して温度コントロ
ールをおこなうことができる。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、このもので
は鋼板などの金属板７によって形成される表板18と裏板
19との間に発泡ポリウレタンなどの断熱材を中間層20と
して充填して床暖房パネル１を構成するようにしてあ
る。そして面状の電気発熱体２は表板18の表面に沿って
配設してあり、また温度検知スイッチ４は第２図の実施
例と同様に電気発熱体２に近接して設けてある。半導体
スイッチ３は鋼板などの取付金具21に取付ねじ13で取り
付けてあり、この取付金具21を金属板７の表板18に固定
することで取付金具21を介して表板18に半導体スイッチ
３を取り付けるようにしてある。このものにあって回路
構成は第１図と同じように形成してある。そしてこのも
のでは、金属板７の表板18によって電気発熱体２の発熱
が床暖房パネル１の全面に亘って伝熱されるものであ
り、またこの表板18を放熱体６として利用して半導体ス
イッチ３からの放熱をおこなうことができる。また第２
図の実施例やこの第３図の実施例では金属板７による広
い面積で放熱がおこなえるために、放熱効果を大きく得
ることができる。

第４図の実施例では床暖房パネル１は第２図のものと類
似する構成にしてあるが、床暖房パネル１に設けた金属
板７の端部に鋼板などの金属材で形成した電源接続ボッ
クス８が取り付けてあり、この電源接続ボックス８に半
導体スイッチ３を固定することによって、電源接続ボッ
クス８を介して半導体スイッチ３を金属板７に取り付け
るようにしてある。この実施例において、電源接続ボッ
クス８を設ける部分では電気発熱体２は設けられていな
いが、トライアックなど半導体スイッチ３には１〜1.5%
程度の電力ロスがあってこれが発熱となり、電源接続ボ
ックス８にこの発熱が伝達されて、電気発熱体２のない
電源接続ボックス８部分における床暖房パネル１の加熱
をおこなうことができることになる。このものにあって
回路構成は第１図のものと同じように形成されている。

［発明の効果］ 上述のように本発明にあっては、床暖房パネル内に電気
発熱体とトライアックやサイリスタのような半導体スイ
ッチを設けて電気発熱体と半導体スイッチとを直列に接
続し、床暖房パネル内にて電気発熱体に近接して配置さ
れた温度検知スイッチを半導体スイッチのトリガー回路
に直列に挿入するようにしてあるので、電源からの電流
の大部分は半導体スイッチから電気発熱体へと流れ、ト
リガー回路を流れるトリガー電流は非常に微少となり、
従って温度検知スイッチにおける電気的寿命は考慮する
ような必要はなく温度検知スイッチは機械的寿命に依存
されることになって寿命を長くすることができ、また半
導体スイッチは接点機構を有するものでなく寿命を半永
久的であり、この結果半導体スイッチと温度検知スイッ
チとによる温度コントロールを長期に亘って安定してお
こなうことができるものである。また、上記電気発熱体
の上面側に密接して設けられ電気発熱体の発熱を床暖房
パネルの表面側に均一に伝熱して放熱する金属板に半導
体スイッチを取り付けるようにしてあるので、半導体ス
イッチの熱を金属板に伝熱して逃がすことによって温度
上昇を防ぐことができ、半導体スイッチの許容電流を高
く維持して半導体スイッチの破壊を防止できると共に電
気発熱体への大きな電流の供給を確保できるものであ
る。しかも半導体スイッチからの放熱は電気発熱体の発
熱を床暖房パネルの表面側に均一に伝熱して放熱する金
属板を利用しておこなうことができ、放熱のための特別
な構造にする必要がないと共に、半導体スイッチの熱を
床暖房に利用することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における回路構成を示す回路図、第２図
は同上の一実施例の分解断面図、第３図は同上の他の実
施例の一部切欠断面図、第４図は同上のさらに他の実施
例の一部切欠断面図、第５図はトライアックの特性を示
すグラフである。 １は床暖房パネル、２は電気発熱体、３は半導体スイッ
チ、４は温度検知スイッチ、５はトリガー回路、７は金
属板である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】床暖房パネル内に電気発熱体とトライアッ
   クやサイリスタのような半導体スイッチを設けて電気発
   熱体と半導体スイッチとを直列に接続し、床暖房パネル
   内にて電気発熱体に近接して配置された温度検知スイッ
   チを半導体スイッチのトリガー回路に直列に挿入し、上
   記電気発熱体の上面側に密接して設けられ電気発熱体の
   発熱を床暖房パネルの表面側に均一に伝熱して放熱する
   金属板に半導体スイッチを取り付けて成ることを特徴と
   する床暖房パネルの温度コントロール装置。