JPH09180857A - 採暖具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陰電位治療機能を有しかつ電磁波の発生が抑
制された採暖具を提供することである。 【解決手段】 ヒータ１０は第１の発熱導体１０ａ、第
２の発熱導体１０ｂおよびシールド導体１０ｃからな
る。第１の発熱導体１０ａおよび第２の発熱導体１０ｂ
はシールド導体１０ｃにより一体的に覆われている。第
１の発熱導体１０ａおよび第２の発熱導体１０ｂの一端
部どうしは電気的に接続され、第１の発熱導体１０ａの
他端部から電流を供給することにより、第１の発熱導体
１０ａおよび第２の発熱導体１０ｂには互いに逆方向に
電流が流れる。シールド導体１０ｃには陰電位発生回路
３により負電位−Ｖｎが与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は採暖具に関し、特に
環境および人体への影響を考慮した採暖具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人体を温める採暖具として、
電気毛布、電気カーペット、足温器等種々のものが開発
されている。そして、陰電位が肩凝り等の治療効果を有
することから、例えば、特開昭６２−７４３７３号およ
び特開平３−１９１９６７号公報に開示されるように、
陰電位治療機能を有する採暖具が開発されている。

【０００３】このような採暖具では、陰電位発生回路
（負電位発生回路）の正電位側端子を接地電位に保持し
た状態で負電位側端子から高レベルの負電位（陰電位）
を発生し、その負電位を採暖具本体に内蔵された電極
（電床）に付与している。

【０００４】また、通常、ヒータの抵抗体を発熱体およ
び陰電位付与のための電床として共用している。そのた
め、交流電圧の半サイクルにおいて抵抗体からなるヒー
タを交流電源に接続してそのヒータを発熱させ、交流電
圧の残りの半サイクルにおいてヒータを交流電源から遮
断し、かつ陰電位発生回路により負の高電圧をそのヒー
タに与えている。

【０００５】図５は従来の採暖具の一例を示す回路図で
ある。図５において、コンセント（電力供給用接続口）
３００の一方の電極ｎ１は交流電源（商用電力供給電
源）ＡＣの非活線（接地側電位線）３０１に接続され、
他方の電極ｎ２は交流電源ＡＣの活線（非接地側電位
線）３０２に接続されている。プラグ（電力取り入れ用
接続器）５１の一方の電極はラインＬ１に接続され、他
方の電極はラインＬ２に接続されている。ラインＬ１，
Ｌ２には変圧器５３を介して所定の直流電圧を発生する
直流電源回路５４が接続されている。

【０００６】プラグ５１をコンセント３００に差し込ん
でメインスイッチ５２をオンにすると、ラインＬ１，Ｌ
２間に交流電圧が印加される。すると、遅延回路５５
は、リレー５６の接点を一定時間オフにする。その間
に、アースライン検出回路５８はラインＬ２が交流電源
ＡＣの非活線３０１側に接続されているか否かを検出す
る。

【０００７】例えば、ラインＬ２が活線３０２側に接続
されているときには、大地Ｇと採暖具本体との間に存在
する容量ＣからラインＬ４および抵抗Ｒを介してライン
Ｌ２に電流Ｉ₀ が流れる。これにより、アースライン検
出回路５８は、リレー５７の接点を端子ｂの側に接続す
る。逆に、ラインＬ２が非活線３０１側に接続されてい
るときには、ラインＬ４、抵抗ＲおよびラインＬ２に電
流Ｉ₀ は流れない。それにより、アースライン検出回路
５８は、リレー５７の接点を端子ａの側に接続する。そ
の後、遅延回路５５はリレー５６の接点をオンにする。
このようにして、ラインＬ４が常に交流電源ＡＣの非活
線３０１側に接続される。

【０００８】陰電位発生回路５９は、ラインＬ４に接続
される正電位側端子Ｎ１１および保護抵抗６０を介して
ヒータ７０の一端に接続される負電位側端子Ｎ１２を有
する。この陰電位発生回路５９は、正電位側端子Ｎ１１
が接地電位に保持された状態で負電位側端子Ｎ１２から
高レベルの負電位（陰電位）を発生し、交流電圧の正の
半サイクルにおいて負電位を保護抵抗６０を介してヒー
タ７０の一端（ノードＮ１０）に与える。制御回路６１
は、交流電源ＡＣからの交流電圧の負の半サイクルでサ
イリスタ２をオンにし、かつ交流電圧の正の半サイクル
でサイリスタ６２をオフにする。

【０００９】図６の（ａ）は交流電源ＡＣの交流電圧を
示し、（ｂ）はヒータ７０の一端の電位を示し、（ｃ）
はヒータ７０に流れる電流を示している。図６に示すよ
うに、交流電圧の正の半サイクルではヒータ７０に負電
位が与えられ、交流電圧の負の半サイクルではヒータ７
０に電流が供給される。それにより、交流電圧の正の半
サイクルにおいて陰電位治療機能が発揮され、交流電圧
の負の半サイクルにおいてヒータ加熱が行なわれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の採暖具で
は、図６の（ｃ）に示すように、交流電圧の負の半サイ
クルにおいてのみヒータ７０に電流が流れる。したがっ
て、ヒータ７０に流れる電流は断続的となる。断続的な
電流は電磁波を発生することになる。このような採暖具
は、冬季の間、長時間人体に接触させて用いるものであ
り、電磁波が人体に何らかの影響を与える可能性があ
る。また、採暖具は種々の場所で用いられ、電磁波が周
囲の環境に多かれ少なかれ影響を与える可能性もある。

【００１１】例えば、病院の治療室で人体を暖めながら
精密な電子機器からなる治療器を用いて治療を行う場合
に、断続的な電流により発生された電磁波が治療器に電
磁誘導的な障害を与える可能性がある。

【００１２】本発明の目的は、陰電位治療機能を有しか
つ電磁波の発生が抑制された安価な採暖具を提供するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段および発明の効果】

（１）第１の発明 第１の発明に係る採暖具は、第１および第２の導線のう
ち少なくとも一方を発熱体により形成し、第１の導線に
沿って第２の導線を設けるとともに、第１および第２の
導線の周囲をシールド導体で一体的に取り囲み、第１お
よび第２の導線の一端部どうしを電気的に接続し、電流
供給手段により第１の導線の他端部から第２の導線の他
端部に電流を供給し、かつ陰電位発生回路によりシール
ド導体に負電位を付与するものである。

【００１４】第１の発明に係る採暖具においては、第１
および第２の導線の一端部どうしが電気的に接続されて
いるので、電流供給手段により第１の導線の他端部から
第２の導線の他端部に電流を供給すると、第１の導線お
よび第２の導線には互いに逆方向に電流が流れる。その
ため、第１の導線に流れる電流により発生する磁界と第
２の導線に流れる電流により発生する磁界とは互いに逆
向きとなる。したがって、第１の導線に流れる電流によ
る磁界と第２の導線に流れる電流による磁界とが互いに
相殺され、第１および第２の導線の周囲にはほとんど磁
界が発生しない。

【００１５】また、第１および第２の導線の周囲がシー
ルド導体で一体的に取り囲まれ、かつシールド導体に負
電位が付与される。したがって、シールド導体の内部の
電界がシールド導体で遮蔽され、シールド導体の外部に
は電界が発生しない。

【００１６】このように、第１および第２の導線の周囲
には磁界および電界がほとんど形成されず、電磁波がほ
とんど発生しない。また、シールド導体に負電位が付与
されるので、シールド導体が陰電位治療機能を発揮す
る。

【００１７】したがって、陰電位治療機能を有しかつ電
磁波の発生が抑制された安価な採暖具が得られる。 （２）第２の発明 第２の発明に係る採暖具は、第１の発明に係る採暖具の
構成において、第１の導線、第２の導線およびシールド
導体が同軸に形成されたものである。それにより、磁界
および電界の発生が効果的に抑制される。また、第１の
導線、第２の導線およびシールド導体が一本の線に一体
化されているので、取り扱いが容易となる。

【００１８】（３）第３の発明 第３の発明に係る採暖具は、第１または第２の発明に係
る採暖具の構成において、電流供給手段が交流電源であ
り、交流電源の交流電圧の負の半サイクルの期間のみに
第１および第２の導線に電流を流す整流手段をさらに備
えたものである。それにより、第１および第２の導線の
電位も負電位となる。したがって、陰電位治療機能の効
果が向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例による採
暖具の回路図である。この採暖具は、例えば、電気毛
布、電気カーペット、足温器である。図１の採暖具はコ
ントローラ部１００および採暖具本体部２００からな
る。

【００２０】採暖具本体部２００にはヒータ１０および
温度センサ１２が内蔵されている。ヒータ１０は、第１
の発熱導体１０ａ、第２の発熱導体１０ｂおよびシール
ド導体１０ｃからなる。一方、温度センサ１２は、感熱
線１２ａおよびシールド導体１２ｂからなる。本実施例
では、ヒータ１０のシールド導体１０ｃおよび温度セン
サ１２のシールド導体１２ｂが陰電位付与のための電床
４０として用いられる。

【００２１】コントローラ部１００は、主としてダイオ
ード１，２、陰電位発生回路（負電位発生回路）３、温
度制御回路４、変圧器５、直流電源回路６、マイクロコ
ンピュータ７、メインスイッチ９、サイリスタ１３およ
びスイッチング素子１４を含む。

【００２２】ラインＬ１はプラグ８の一方の電極に接続
され、ラインＬ２はメインスイッチ９を介してプラグ８
の他方の電極に接続されている。ダイオード１のアノー
ドはノードＮ１に接続され、カソードはラインＬ１に接
続されている。ダイオード２のアノードはノードＮ１に
接続され、カソードはラインＬ２に接続されている。こ
れらのダイオード１，２が正電位側端子接続回路３０を
構成する。

【００２３】変圧器５の１次巻線５ａはラインＬ１，Ｌ
２間に接続されている。陰電位発生回路３の一方の電源
端子３ａは変圧器５の一方の２次巻線５ｂの一端に接続
され、他方の電源端子３ｂはスイッチング素子１４を介
して２次巻線５ｂの他端に接続されている。陰電位発生
回路３の正電位側端子３１はノードＮ１に接続され、負
電位側端子３２はヒータ１０のシールド導体１０ｃおよ
び温度センサ１２のシールド導体１２ｂに接続されてい
る。この陰電位発生回路３は、例えば両波２段重ね４倍
電圧回路からなり、負電位側端子３２からは例えば−６
００Ｖの負電位が出力される。

【００２４】変圧器５の他方の２次巻線５ｃには直流電
源回路６が接続されている。マイクロコンピュータ７
は、予め設定された制御プログラムおよび負電位発生パ
ターンに従って、スイッチング素子１４に負電位の発生
タイミングおよび発生期間を制御するための制御信号Ｓ
Ｃを与えるとともに、陰電位発生回路３に負電位のレベ
ルを切り換えるための制御信号ＶＣを与える。マイクロ
コンピュータ７を動作させるための直流電圧は直流電源
回路６により与えられる。

【００２５】ヒータ１０の第１の発熱導体１０ａの一端
と第２の発熱導体１０ｂの一端との間にはダイオード１
１が接続されている。第１の発熱導体１０ａの他端はラ
インＬ１に接続され、第２の発熱導体１０ｂの他端はサ
イリスタ１３を介してラインＬ２に接続されている。温
度センサ１２の感熱線１２ａの両端は温度制御回路４に
接続されている。温度制御回路４は、感熱線１２ａに流
れる電流の値に基づいてサイリスタ１３をオンオフ制御
する。

【００２６】コンセント３００の一方の電極は交流電源
（商用電力供給用電源）ＡＣの非活線（接地側電位線）
３０１に接続され、他方の電極は交流電源ＡＣの活線
（非接地側電位線）３０２に接続されている。

【００２７】プラグ８をコンセント３００に差し込んで
メインスイッチ９をオンにすると、ラインＬ１からヒー
タ１０の第１の発熱導体１０ａ、ダイオード１１、第２
の発熱導体１０ｂおよびサイリスタ１３を介してライン
Ｌ２に電流が流れる。それにより、ヒータ１０の第１お
よび第２の発熱導体１０ａ，１０ｂが発熱する。このと
き、温度制御回路４は温度センサ１２の感熱線１２ａに
流れる電流の値に基づいてサイリスタ１３をオンオフ制
御することにより温度制御を行う。

【００２８】一方、ノードＮ１の電位はダイオード１，
２により接地電位または負電位に保持される。マイクロ
コンピュータ７が制御信号ＳＣによりスイッチング素子
１４をオンにすると、陰電位発生回路３の負電位側端子
３２から負電位が発生される。この負電位は電床４０と
して働くヒータ１０のシールド導体１０ｃおよび温度セ
ンサ１２のシールド導体１２ｂに与えられる。これによ
り、陰電位治療機能が発揮される。陰電位発生回路３に
より発生される負電位のレベルはマイクロコンピュータ
７の制御信号ＶＣにより切り換えられる。

【００２９】図２の（ａ）は交流電源ＡＣの交流電圧の
波形図であり、（ｂ）は電床４０の電位の波形図であ
る。図２の（ａ）に示すように、交流電源ＡＣの交流電
圧は＋Ｅと−Ｅとの間で正弦波状に変化する。図２の
（ｂ）に示すように、電床４０の電位は、交流電圧の正
の半サイクルで−Ｖｎとなり、負の半サイクルで−Ｖｎ
−Ｅとなる。

【００３０】図３は図１に示されるヒータ１０の構造を
示す模式図である。図３において、絶縁体からなる芯材
２１の周囲に導電性の箔または整列線からなる第１の発
熱導体１０ａが螺旋状に巻回され、芯材２１および第１
の発熱導体１０ａの表面が樹脂からなる絶縁層２２によ
り被覆されている。絶縁層２２の周囲には導電性の箔ま
たは整列線からなる第２の発熱導体１０ｂが螺旋状に巻
回され、絶縁層２２および第２の発熱導体１０ｂの表面
が樹脂からなる絶縁層２３により被覆されている。さら
に、絶縁層２３の周囲にはシールド導体１０ｃが螺旋状
に巻回され、絶縁層２３およびシールド導体１０ｃの表
面が樹脂からなる絶縁層２４により被覆されている。絶
縁層２４の周囲には熱融着層２５が形成されている。

【００３１】次に、図４を参照しながら本実施例の採暖
具におけるヒータ１０の動作を説明する。図４に示すよ
うに第１の発熱導体１０ａおよび第２の発熱導１０ｂの
一端部どうしは電気的に接続されている。第１の発熱導
体１０ａの端部から電流Ｉを供給すると、第１の発熱導
体１０ａおよび第２の発熱導体１０ｂには互いに逆方向
に電流Ｉが流れる。

【００３２】それにより、第１の発熱導体１０ａの周囲
には磁界＋Ｈが発生し、第２の発熱導体１０ｂの周囲に
は磁界−Ｈが発生する。磁界＋Ｈおよび磁界−Ｈの向き
は互いに反対となっている。したがって、磁界＋Ｈと磁
界−Ｈとが互いに相殺され、ヒータ１０の周囲にはほと
んど磁界が発生しない。

【００３３】また、第１の発熱導体１０ａおよび第２の
発熱導体１０ｂはシールド導体１０ｃにより一体的に覆
われ、シールド導体１０ｃは負電位−Ｖｎに保持されて
いる。したがって、ヒータ１０内の電界がシールド導体
１０ｃで遮蔽され、ヒータ１０の外部には電界が発生し
ない。

【００３４】このように、ヒータ１０の外部には磁界お
よび電界がほとんど形成されず、電磁波がほとんど発生
しない。また、シールド導体１０ｃに負電位−Ｖｎが付
与されるので、陰電位治療機能が発揮される。さらに、
シールド導体１０ｃが第１および第２の発熱導体１０
ａ，１０ｂから電気的に分離されているので、陰電位治
療をヒータ加熱と独立に任意のタイミングで行なうこと
ができる。

【００３５】また、本実施例のヒータ１０においては、
第１の発熱導体１０ａ、第２の発熱導体１０ｂおよびシ
ールド導体１０ｃが同軸に形成されているので、取り扱
いが容易である。

【００３６】以上のように、本実施例の採暖具では、ヒ
ータ１０からほとんど電磁波が発生されることなく、陰
電位治療機能が実現される。なお、本実施例では、第１
の発熱導体１０ａおよび第２の発熱導体１０ｂが同軸に
配置されているが、第１の発熱導体１０ａおよび第２の
発熱導体１０ｂを互いに沿うように平行に配置してもよ
い。

【００３７】また、上記実施例では、第１および第２の
導線として第１および第２の発熱導体１０ａ，１０ｂを
用いているが、第１および第２の導線の一方を発熱導体
により形成し、他方を単なる導体により形成してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による採暖具の回路図であ
る。

【図２】交流電源の電源電圧および電床の電位の波形図
である。

【図３】図１の採暖具に用いられるヒータの構造を示す
模式図である。

【図４】図３のヒータの動作を説明するための図であ
る。

【図５】従来の採暖具の一例を示す回路図である。

【図６】従来の採暖具における交流電源の交流電圧、ヒ
ータの一端の電位およびヒータに流れる電流の波形図で
ある。

【符号の説明】 ３ 陰電位発生回路 １０ ヒータ １０ａ 第１の発熱導体 １０ｂ 第２の発熱導体 １０ｃ シールド導体 １２ 温度センサ １２ａ 感熱線 １２ｂ シールド導体 ４０ 電床 ＡＣ 交流電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１および第２の導線のうち少なくとも
   一方を発熱体により形成し、前記第１の導線に沿って前
   記第２の導線を設けるとともに、前記第１および第２の
   導線の周囲をシールド導体で一体的に取り囲み、前記第
   １および第２の導線の一端部どうしを電気的に接続し、
   電流供給手段により前記第１の導線の他端部から前記第
   ２の導線の他端部に電流を供給し、かつ陰電位発生回路
   により前記シールド導体により負電位を付与することを
   特徴とする採暖具。
2. 【請求項２】 前記第１の導線、前記第２の導線および
   前記シールド導体は同軸に形成されたことを特徴とする
   請求項１記載の採暖具。
3. 【請求項３】 前記電流供給手段は交流電源であり、前
   記交流電源の交流電圧の負の半サイクルの期間のみに前
   記第１および第２の導線に電流を供給する整流手段をさ
   らに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の採
   暖具