JPS60208075A - 面状採暖具 - Google Patents

面状採暖具

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JPS60208075A
JPS60208075A JP59065377A JP6537784A JPS60208075A JP S60208075 A JPS60208075 A JP S60208075A JP 59065377 A JP59065377 A JP 59065377A JP 6537784 A JP6537784 A JP 6537784A JP S60208075 A JPS60208075 A JP S60208075A
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temperature
heater
wire
heating device
temperature sensor
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JPH05836B2 (ja
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岸本 良雄
英穂 篠田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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

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 本発明は電気毛布、電気カーペッ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(8)と、ヒータと温度センサーが一体構造に
なった感熱ヒータを用いる方式(B)とがあった。これ
らは、温度制御機構に大きな差違があり、方式(八が採
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であるのに対し、
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った。
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2
反膚温2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
号によっ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、一般す−ミスタ
、サーモスタット、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ァイバー温度
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。
IG分分子感温体上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、光ファイバ
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、サーモクロミッ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、外画電極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、
内外型4’M2.4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p”rc上ヒータある。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、カーボンブラン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、゛′エチレンーエチルアクリレート
共重合体、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ィンやポリアミド、ポ
リエステル等があり、結晶性重合体において、大きなP
TC特性を有する。これらに化学架橋、電子線架橋等が
適時は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CB)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10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全検知す
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Ll
>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11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
タの長さ尚りのワットが一定であるため配線パターンに
よってワッ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ヒータでは低温部はど大電流が流れ
発熱量が増すためPTCヒータ配線部分の低温域はど温
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1d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。
つ寸り、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、−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ヒータは低温
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、全体的にバランヌのとれた採
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
Bcmとした。
その丁度中間の4crn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I″C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、ど゛の温度検出回路14の出力を温度検知回路1
3の信号により連動制御させた。即ち、温度センサー1
0の温度が低い時、つ捷り、ふとんが暖だ捷っていない
時や、皮膚温が低い時は感熱ヒータ線10の温度が高温
側ヘ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、体が十分圧暖たまると、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’O)のg
熱ヒータ線17(24,5f7+長)を電気毛布生地中
に配線した。この感熱ヒータ線」7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ック含有エチレ
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11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って感熱ヒータ
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○N−oiF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)K応答する
快適採暖具が構成できる。
(3)本発明は、電気毛布、カーペット、ひざかけマン
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、低温部分の温度が
優先的に急上昇し、利用者の接触負荷温度の低温部に特
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F8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
本発明の一実施例温度制御回路のブロック図である。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ック図である。 10・・・・・・温度センサー、11・・・・・・感熱
ヒータ線、12・・・・・接触採暖負荷。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
1 図 第2図 7′ 第3 era でA・ 68゜ 第4図 第5図 t’t

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)面状採暖具本体に、温度センサーと感熱ヒータ線
    とを配設し、前記温度センサーは前記感熱ヒータ線との
    距離よジ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よって、前記感熱ヒー
    タ線の温度制御する面状採暖具。
  2. (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. (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P
    TC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。
JP59065377A 1984-04-02 1984-04-02 面状採暖具 Granted JPS60208075A (ja)

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US06/717,103 US4672176A (en) 1984-04-02 1985-03-28 Electric warmer

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