JPS6025872B2 - 電気床面暖房器の温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば電気じゆうたんの様な電気床面暖房器の
温度制御装置に関する。

従釆より繊維系の材質よりなる基村にヒータ線と検知線
を配設した電気じゆうたんは知られているが、じゆうた
んにピン或いは刃物等が突き刺さった場合に前記ピン等
が充電部となり感電の危険があった。

そして、床面にこばれた水を介して更に感電の危険性は
増大し床面暖房器の重大な欠点であった。又、こうした
際には高圧例のヒータ回路を即時に遮断して異常状態に
対処する必要があるが、その遮断を実行するためには少
なく英一対の検出電極を必要とする。しかし乍ら、前記
電極には高電圧が印加されているためにピン等の突き刺
さりにより前述と同様に感電する危険があると共に別個
の線状体により構成されるために基材への配設が面倒で
あると共に作業工程も多くなる。又、前記ヒータ線或い
は検知線に突き刺さった場合は感電すると共に異常加熱
を生じたり各部品の故障を招く原因となった。そして、
前記電極の構造はアルミ箔或いは銅箔の様な導電体で且
比較的柔軟で極薄の金属箔が用いられるために絶系或芯
等に巻装する際に引張り等の力にて破損しやすく完成後
に初期の目的を達成しない欠点があった。又前記の電気
回路は安全性の理由からヒータ線を制御用低電圧にて作
動する両切りリレーにて導断する場合があるが、電源ト
ランスの容量を大きくする必要があり大型化の原因とな
った。本発明は上記の種々の点に鑑みなされたもので合
成樹脂製の薄板状のフィルムに金属箔を接合せしめて二
層に巻装した一対の電極からなる、線状導体を有してお
り、前記導体の中心側に設けた発熱体の主回路をＳＣＲ
を用いたりレーによる両切型とし前記リレーを温度制御
回路と絶縁されたＳＣＲのゲート回路によって駆動せし
めると共に前記温度制御回路の電源側に前述の線状導体
を接続して感電防止を計り高圧側の発熱体の外側に設け
てピン等が発熱体に接触する迄に一対の電極を短絡せし
めて発熱体への給電を停止するものである。

以下図面に基づいて説明すると、１は線状導体、２は前
記導体１の中心に設けた発熱体、３は前記発熱体２を被
覆し所定温度以上で溶融する絶縁層（以下溶融層と称す
）、４は前記溶融層３に巻装した短絡用導線、５は前記
導線４に巻菱した合成樹脂製の薄板状の第一の絶縁体（
以下第一フィルムと称す）、６は前記第一フィルム５上
に該フィルムと同方向に巻装される第一電極で、合成樹
脂製の薄板状のフィルム７にアルミ箔或いは銅箔等の金
属箔８を貼着などで固着しており、一部分が重合する様
に巻装している。

９は前記第一電極６上に該第一電極６と逆方向に巻装さ
れる第２の絶縁体（以下第二フィルムと称す）、１川ま
前記第二フィルム９上に該フィルムと同方向に巻装され
る第二電極で、合成樹脂製の薄板状のフィルム１１にア
ルミ箔或いは銅箔等の金属箔１２を貼着などで固着して
おり一部分が重合する様に巻装している。

１３は前記第二電極１０を被覆する塩化ビニール等の絶
縁被覆である。

第２図イ第二フィルム９のＡ−Ａ断面図、口は第二電極
１０のＢ−Ｂ断面図を示しているが、第一フィルム５及
び第一電極６も同様な断面を有している。次に第４次に
示す電気回路図について説明すると、１４は前記発熱体
２に直列接続した異常加熱検知用のサーモスタット、１
５，１５は前記サーモスタット１４と発熱体２の直列回
路の両端に接続したりし−接点で、夫々を温度ヒューズ
１６，１７を介して電源端子１８，１９に接続している
。

２０‘ま一次側をスイッチ２１と電流ヒューズ２２を介
して電源端子１８，１９に接続した降圧トランスで、二
次側の一端子側は第一電極の一端に池端子側は第二電極
１０の一端に接続している。

２３は交流電圧で動作する以下のものからなる温度調節
回路、２４は一次側２５に中間端子２６を有する駆動ト
ランスで、前記一次側の中間端子２６を第一電極６の他
端に接続すると共に一柳端を固定抵抗２７と半固定抵抗
２８と可変抵抗２９等からなる温度可変器３川こ接続し
他端側を固定抵抗３１に接続している。

３２は温度により抵抗値の変化する負の感熱層３３を介
在して構成した一対の導体３４，３５を有する温度検知
体で、一方の導体３４の両端を短絡して駆動トランス２
４の他端側の固定抵抗３１に接続し他方の導体３５の一
側は前記温度可変器３０１こ接続し他側は前記第二電極
１０の他端に接続している。

３６は前記降圧トランス２０の一次側即ち電源端子１８
側に接続したＳＣＲ，３７は前記ＳＣＲ３６に直列接続
した交流用のＩＪレ−で、通電により前記リレー接点１
５，１５を開成する。

３‐８はリレー３７に並列接続した前記ＳＣＲ３６と逆
方向のダイオードである。

３９は前記ＳＣＲ３６のゲート回路で、駆動トランス２
４の二次側４０‘こコンデンサー４１、抵抗４２，４３
、ダイオード４４等を介してＳＣＲ３６のゲートに接続
している４５は前記ゲート回路３９と電源端子の他方１
９に接続した固定抵抗４６とコンデンサー４７よりなる
前記リレー３７のチャタリング防止回路、更に前記発熱
体２に溶融層３を介在して巻装した導線４はその両端を
夫々逆方向に配設したダイオード４８，４９を介して短
絡している。

５０，５１，５２，５３は前記ダイオード４８，４９の
接続部と電源端子１８，１９間に接続した逆方向のダイ
オードと、前記温度ヒューズ１６を溶断する発熱抵抗、
他方の温度ヒューズ１７は前記リレー接点１５，１５に
熱伝導的に配談し異常加熱時に該リレー接点１５，１５
の熱により溶断するものである。

次に動作について述べると、先ず線状導体１‘ま前述の
様に発熱体２、溶融層３、短絡用導線４、第一フィルム
５、第一電極６、第二フィルム９、第二電極１０、絶縁
被覆１３で構成される。そして前記第一電極６及び第二
電極１０の巻装時に金属箔８，１２が引張力によって破
損する危険があるが、重合接着されたフィルム７，１１
によって保護され容易に巻装できる。そして、夫々の電
極６，１０間は第二フィルム９と第二電極１０のフィル
ム１ １によって比較的大きな絶縁距離１を有しており
前述の巻装時に或いは使用時においても短絡する危険が
ない。又、前記線状導体１は中心側に高電圧を印放され
る発熱体２を設け、その外側に第二フィルム９を中間に
して第一電極６及び第二電極１０を設けたためピン或い
は刃物が突き刺つた場合に発熱体２に接触する直前に第
一電極６の金属箔８と第二電極１０の金属箔１２を短絡
せしめて発熱体２の通電を停止し更にピン等が押し込ま
れて発熱体２に接触した場合の感電を防止する。而して
、第４図と共に電気的な動作を述べると、電源端子１８
，１９より商用交流電圧を供給しスイッチ２１を閥成す
ると、降圧トランス２０によって降圧された制御用低電
圧は第一及び第二電極６，１０を介して温度調節回路に
印放されるが、最初負の感熱層３３のインピーダンスが
大きいためにそのインピーダンスと前記温度調節可変器
２３のインピーダンス間の差により電位差を生じ駆動ト
ランス２４の二次側４０に電圧を生じ、即ちゲート回路
３９によってＳＣＲ３６を導通せしめる。

この時ＳＣＲ３６は導通角を略ｏｏにて導通せしめてリ
レー３７を導通しリレー接点１５，１５を閉成して発熱
体２を発熱せしめる。やがて、温度可変器３０１こよっ
て設定された温度に達すると、負の感熱層３３のインピ
ーダンスが低下して前述の駆動トランス２４の分割され
た一次側２６の夫々の磁束がほぼ同じになると二次側４
川こ発生する電圧は０となりＳＣＲ３６を開放してリレ
ー３７を除勢し発熱体２の通電を停止する。そして、今
何らかの理由により本体の温度が異常に高くなった場合
はサーモスタット１４が動作して発熱体２の発熱を停止
するが、故障によりサーモスタット１４が動作しない場
合は溶融層３が溶融して発熱体２と導線４を短絡し抵抗
５２或いは抵抗５３の発熱により一方の温度ヒューズ１
６を溶断する。而して、ピン或いは刃物が突き剃った場
計は前記温度調節回路２３の電源供給側に設けた第一電
極６の金属箔８と第二電極１０の金属箔１２が短絡し温
度調節回路２３への実質的な通電を停止しＳＣＲ３６を
即時に遮断する。

又、電圧降下によりリレー接点１５，１５にチャタリン
グ現象を生ずる様になるがリレー３７、ダイオード４４
、抵抗４６、コンデンサー４７、リレー３７の回路で前
記コンデンサー４７を充電し次の正の半波でコンデンサ
ー４７の放電電流を抵抗４６を介してＳＣＲ３６のゲー
ト、リレー３７の回路で放賭させＳＣＲ３６のゲート信
号に差を生じヒステリミスを発生せしめてチャタリング
を防止する。又、チヤタリング防止回路４５に於いて、
該回路内の部品の故障等でチャタリングを生じた場合は
、リレー接点１５，１５が過熱するがその発生熱により
他方の温度ヒューズ１７を溶断させ接点の異常過熱を防
止する。尚、本発明は前記第一フィルム５をフィルムに
限定したが特にフィルムに限定することなく絶縁物であ
ればよい。

以上の様に本発明は両側にリレー接点を接続した発熱体
と、交流電源にＳＣＲと前記リレー接点を駆動するりレ
ーを直列接続した回路及び降圧トランスの一次側を接続
すると共に、該トランスの両端子にはフィルムの如き絶
縁体を介在せしめて巻菱した第一電極と第二電極を介し
て、感熱層を介在せしめた一対の導体を有する温度検知
体と駆動トランスの一次側からなる温度調節回路を接続
し、前記駆動トランスの二次側の起電圧によって前記Ｓ
ＣＲを制御するものであるから、発熱体はリレー接点に
よって両切型となり安全性が高いと共に温度調節回路は
降圧トランスの二次側に接続されており交流電源の高圧
側と絶縁され交流低電圧にて動作するため直流電圧に比
較して感熱層を有する温度検知体の動作が簡単となり、
且制御部品の定格容量を小さくすることができる。

又、温度調節回路の電源供供孫舎側の降圧トランスの両
端子側に第一電極と第二電極を設けたため、ピン或いは
刃物等が突き刺つた異常の場合には夫々の電極が短絡し
て即時にリレーを除勢しＳＣＲの導通を停止せしめてて
発熱を止めることができ危険を未然に防止する。更に、
上述の異常時には温度調節回路の電源供孫舎側でその異
常を検出するために温度調節回路内の電気部品を用いて
異常状態を検出するものに較べ動作が早く且信頼性が高
い。そして、交流低電圧で温度調節回路を駆動し、その
駆動により交流高電圧が印加されたＳＣＲを導通せしめ
て、前記ＳＣＲと共に交流電源に接続したりレーを駆動
しリレー接点を閉成して発熱体を発熱せしめるため制御
用低電圧源の形成の為に大きな電源トランス等を用いて
リレーを駆動せしめることがなく比較的簡単な回路に動
作せしめ、しかも高電圧側と低電圧側を降圧トランス及
び駆動トランスによって絶縁しているため確実に且安全
に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気床面暖房器の温度制御装置に利用
される線状導体の説明図、第２図イ、口は第１図Ａ−Ａ
の断面図及びＢ−Ｂの断面図、第３図は線状導体の断面
図、第４図は電気回路図である。 １・…・・線状導体、２・・・・・・発熱体、３……絶
縁層、５・・・・・・第一フィルム、６・・・・・・第
一電極、７・・・・・・フィルム、８…・・・金属箔、
９……第二フィルム、１０・・・・・・第二電極、１１
・・…・フィルム、１２…・・・金属箔、１５，１５・
・・…リレー接点、１８，１９・・・・・・電源端子、
２０・・・・・・降圧トランス、２３…・・・温度調節
回路、２４・・…・駆動トランス、２５・・・・・・駆
動トランスの一次側、３２・・・・・・温度検知導体、
３３・・・・・・感熱層、３４，３５・…・・導体、３
６．．…．ＳＣＲ，３７．．．．．．リレー。 矛’図才２図 矛３図 才４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両端にリレー接点を接続した発熱体と、交流電源に
   ＳＣＲと前記リレー接点を駆動するリレーを直列接続し
   た回路及び降圧トランスの一次側を接続すると共に該ト
   ランスの二次側の両端子にはフイルムの如き絶縁体を介
   在せしめて巻装した第一電極と第二電極を介して感納層
   を介在せしめた一対の導体を有する温度検知体と駆動ト
   ランスの一次側とからなる温度調節回路を接続し、前記
   駆動トランスの二次側の電圧によつて前記ＳＣＲを制御
   することを特徴とする電気床面暖房器の温度制御装置。