JPS6245203Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は電気カーペツト、電気毛布、電気敷布
等の電気暖房器の温度制御装置に関するもので、
特に発熱体の異常温度上昇時に動作する保安装置
に係るものである。

従来の技術 従来の温度制御装置、例えば通常の温度制御を
行なう際の温度感知を行なう温度上昇とともに低
インピーダンスとなる感熱層を介して一次巻線と
二次巻線が同軸上に螺旋状に巻れた感熱体及び異
常温度上昇時に溶解して低インピーダンスとなる
溶解層を介して発熱線と信号線が同軸上に螺旋状
に巻れた発熱体よりなる２線式の温度制御装置は
特開昭52−105069号として公開されている。

上記の２線式の温度制御装置は第２図に示すよ
うに構成されるものであり、第２図において、５
１は温度制御回路、５２は速熱回路であり、該温
度制御回路５１は通常の温度制御を行なう際の温
度感知を行なう温度上昇とともに低インピーダン
スとなる感熱層５３を介して一次巻線５４と二次
巻線５５が同軸上に螺旋状に巻れた感熱体５６、
異常温度上昇時に溶解して低インピーダンスとな
る溶解層５７を介して発熱線５８と信号線５９が
同軸上に螺旋状に巻れた発熱体６０、該発熱体６
０の発熱線５８への通電を該発熱体６０の発熱温
度を上記感熱体５６にて感知して出力される制御
信号にて制御するサイリスタ６１、該発熱体６０
の発熱線５８による異常温度上昇時の溶解層５７
の溶解時に通電されて発熱し温度ヒユーズ６２を
加熱溶断させる抵抗６３を備えてなる。

上記のように構成してなる温度制御装置の動作
を説明すると、通常の温度制御は発熱体６０の発
熱温度を感熱体５６にて感知して出力される制御
信号にてサイリスタ６１を制御し該サイリスタ６
１にて発熱体６０の発熱線５８への通電を制御し
て通常の温度制御を行なうものであり、また異常
温度上昇時には発熱体６０の溶解層５７が溶解し
て低インピーダンスとなり、抵抗６３に通電され
て該抵抗６３が発熱し、温度ヒユーズ６２を加熱
して該温度ヒユーズ６２を溶断させ上記発熱体６
０の発熱線５８への通電を停止させるものであ
る。

尚、上記構成において速熱回路５２は温度制御
回路５１の温度設定を行なう可変抵抗６４を短絡
して速熱状態に設定し、所定の速熱レベル状態に
なると該速熱回路５２の速熱動作状態を自動的に
解除するものである。

考案が解決しようとする問題点 上記のように構成してなる温度制御装置であれ
ば、長年に亘る使用やその他の原因で発熱体６０
の信号線５９が断線していると、その場所に依つ
ては溶解層５７が溶解しても抵抗６３には短絡電
流が流れず従つて該抵抗６３が発熱せず温度ヒユ
ーズ６２が溶断せず異常温度上昇時の保安を確実
に行なうことができず、信頼性が低いという欠点
があつた。

本考案は上記のような欠点を除去したもので、
その目的とする処は信号線が如何なる場所で断線
しても異常温度上昇時には保安動作を確実に行な
うことができる温度制御装置を提供することにあ
る。

問題点を解決するための手段 本考案は何等かの原因に依つて発熱線４への通
電の制御が不能になり発熱体が異常昇温した時溶
解層６の溶解温度以下で、温度検出回路より発生
する異常時信号にて温度ヒユーズ７を加熱して溶
断させる抵抗３７に通電動作する第１の保安回路
と、更に何等かの原因で発熱体の温度が異常昇温
し溶解層６の溶解温度に達した時に通電されて上
記温度ヒユーズ７を加熱し溶断させる２本の抵抗
４４，４８と互いに逆極性の２本のダイオード４
６，４７を夫々直列に接続するとともに該夫々の
直列回路間に信号線５を直列に接続し、且つ該信
号線５間を短絡線４９にて短絡してなる第２の保
安回路を有する構成にしたものである。

作 用 何等かの原因に依つて発熱線４への通電の制御
が不能になり発熱体が異常昇温した時溶解層６の
溶解温度以下で、温度検出回路より発生する異常
時信号にて第１の保安回路の抵抗３７に通電動作
して温度ヒユーズ７を加熱して溶断させて保安を
行ない、また何等かの原因で発熱体の温度が異常
昇温し溶解層６の溶解温度に達した時に第２の保
安回路の２本の抵抗４４，４８に通電して温度ヒ
ユーズ７を加熱して溶断させて保安を行ない。そ
して第２の保安回路の信号線５が如何なる場所で
断線しても短絡線４９を介して通電されるように
して信頼性を高めたものである。

実施例 以下本考案の温度制御装置の一実施例を電気カ
ーペツトに実施した場合について第１図とともに
説明する。

第１図に於て、１は感熱体の一次巻線、２は感
熱体の二次巻線、３は感熱層、４は発熱体の発熱
線（負荷）、５は信号線、６は溶解層、７は温度
ヒユーズ、８は電源スイツチ、９は交流電源、１
０，１１，１２，１３，１６，１７，２１，２
２，２５，２８，２９，３６，３７，３９，４
１，４３，４４，４５，４８は抵抗、１４，１
９，２４，２７，３１，４０，４６，４７はダイ
オード、１５，２０，２６，３２，４２はコンデ
ンサ、１８は可変抵抗器、２３，３４，３５はト
ランジスタ、３０Ａは電磁リレーのコイル、３０
Ｂは電磁リレーの接点、３３，３８はサイリス
タ、４９は短絡線である。

そして交流電源９に電源スイツチ８、温度ヒユ
ーズ７、リレー接点３０Ｂ、発熱線４が直列に接
続されて主回路を構成している。

そして上記主回路の負荷電流を制御するリレー
接点３０Ｂの開閉を制御するリレーコイル３０Ａ
の励磁電流を制御する第１のサイリスタ３３が、
更に保護用抵抗２９と直列に接続され、該直列回
路からなる励磁回路が、上記主回路のリレー接点
３０Ｂ、発熱線４の直列回路に並列に接続されて
いる。また上記励磁回路のリレーコイル３０Ａの
両端に保護用ダイオード３１が第１のサイリスタ
３３と逆極性に並列に接続されまた平滑用コンデ
ンサ３２も並列に接続されている。

そして上記第１のサイリスタ３３のゲート信号
供給用コンデンサ２６の充電回路が、ダイオード
２７、コンデンサ２６、抵抗２５、ダイオード２
４の直列回路からなり該直列回路は抵抗２９、リ
レーコイル３０Ａ、第１のサイリスタ３３の直列
回路からなる励磁回路に並列に接続されている。

また上記コンデンサ２６の放電回路はコンデン
サ２６、第１のサイリスタ３３のゲート、カソー
ド、抵抗４５、コンデンサ２６なる閉回路からな
り、第１のサイリスタ３３のゲート信号供給回路
となつている。また第１のサイリスタ３３のゲー
ト、カソード間に動作安定用抵抗２８が接続され
ている。

また感熱体の一次巻線１、感熱層３、二次巻線
２及び抵抗１１、抵抗１３が電気的に直列に接続
され、該直列回路が上記主回路のリレー接点３０
Ｂ、発熱線４の直列回路に並列に接続されてい
る。また抵抗１１，１３の直列回路に抵抗１０，
１２の直列回路が並列に接続されている。

そして抵抗１３の両端にダイオード１４を介し
てコンデンサ１５が並列に接続され、コンデンサ
１５とダイオード１４の接続端に抵抗１６を介し
てpnpのトランジスタ２３のベースが接続され、
トランジスタ２３のエミツタは第１のサイリスタ
３３のカソードに、コレクタはゲートに接続され
ている。

そしてトランジスタ２３のベースエミツタ間
に、抵抗１７と電気カーペツトの温度調節（温度
可変）用可変抵抗器１８の直列回路が接続されて
いる。

また、抵抗１２の両端にダイオード１９を介し
てコンデンサ２０が接続され、該コンデンサ２０
とダイオード１９の接続端に抵抗２１を介して
npnトランジスタ３４のベースが接続されて温度
検出回路を構成しトランジスタ３４のエミツタは
第１のサイリスタ３３のカソードラインにコレク
タはpnpトランジスタ３５のベースに接続され、
トランジスタ３４のベースエミツタ間に抵抗２２
が接続されている。

また主回路の発熱線４に並列に抵抗３７、第２
のサイリスタ３８の直列回路が接続され、また更
にダイオード４０、抵抗４１、抵抗４３の直列回
路が並列に接続されている。

そして抵抗４３の両端に平滑用コンデンサ４２
に並列に接続され該コンデンサ４２と抵抗４１の
接続端に抵抗３９を介してトランジスタ３５のエ
ミツタが接続され該トランジスタ３５のコレクタ
は第２のサイリスタ３８のゲートに、ベースはト
ランジスタ３４のコレクタに接続されて第１の保
安回路を構成している。また第２のサイリスタ３
８のゲート、カソード間に抵抗３６が接続されて
いる。

また抵抗４８、ダイオード４６、信号線５、ダ
イオード４６と逆極性のダイオード４７、抵抗４
４の直列回路が発熱線４に並列に接続されて第２
の保安回路を構成している。

また本考案の温度制御装置を構成する発熱体の
構成は巻芯の上に発熱線４が螺旋状に巻かれその
上をポリアミド樹脂等からなり、発熱体の正常温
度時は電気絶縁物であつて、異常温度上昇時に溶
解する溶解層６が覆つていてその上を信号線５が
螺旋状に巻かれ、その上を塩化ビニール等からな
る外被が覆つている。また感熱体は巻芯の上に一
次巻線１が螺旋状に巻かれその上を塩化ビニール
等からなり負の抵抗温度係数を有し温度の上昇に
伴つてインピーダンスの低下する感熱層３が覆つ
ていて、その上を二次巻線２が螺旋状に巻かれそ
の上を外被が覆つている。

以上構成の電気カーペツトの温度制御装置に於
て、電源スイツチ８がONされると、感熱体の温
度が低く感熱層３のインピーダンスが高いとき、
コンデンサ２６は交流電源９、ダイオード２７、
コンデンサ２６、抵抗２５、ダイオード２４、温
度ヒユーズ７、電源スイツチ８、交流電源９なる
閉回路で交流電源の負の半サイクル（第１のサイ
リスタ３３の逆極性の電圧時）時充電され充電が
完了すると次の正の半サイクル（第１のサイリス
タ３３の順方向の電圧時）にかけて次の放電回路
で放電する。

即ちコンデンサ２６、第１のサイリスタ３３の
ゲート、カソード、抵抗４５、コンデンサ２６な
る閉回路で放電し、放電電流が第１のサイリスタ
３３のゲート電流として印加される為第１のサイ
リスタ３３は交流電源の正の半サイクルの立上り
時点から導通しリレーコイル３０Ａに励磁電流が
流れるとリレー接点３０Ｂは閉成され発熱線４は
通電され、電気カーペツトと温度は上昇する。

そして可変抵抗器１８に依つて設定された温度
に達すると、感熱層３のインピーダンスも低下し
て居り、従つて抵抗１３に依つて分圧された電圧
値がトランジスタ２３をONせしめると充分な値
まで上昇し、ダイオード１４、コンデンサ１５に
依つて整流平滑されてトランジスタ２３をONせ
しめる。

トランジスタ２３がONするとコンデンサ２６
の放電電流はトランジスタ２３に依つて短絡され
て第１のサイリスタ３３のゲート電流として流れ
ない。即ちこのときのコンデンサ２６の電荷の放
電回路はコンデンサ２６、トランジスタ２３のコ
レクタ、エミツタ、抵抗４５、コンデンサ２６な
る閉回路となる。

従つて第１のサイリスタ３３は導通しなくな
り、リレー接点３０Ｂは開成されて電気カーペツ
トの温度は下降する。

以上の如くして温度制御がなされるが、何等か
の原因により上記動作がなされずに発熱線４が制
御不能の状態で通電されると、感熱層３の温度が
可変抵抗器１８による可変可能範囲以上の値とな
ると抵抗１２の両端に分圧された電圧がトランジ
スタ３４をONせしめるに充分な値となり、ダイ
オード１９、コンデンサ２０により整流平滑され
てトランジスタ３４をONせしめる。またこのと
き発熱線４の両端に抵抗４１、ダイオード４０を
介して接続されたコンデンサ４２は充電されて居
り、この電位によりトランジスタ３５にベース電
流が流れる。従つてトランジスタ３５もONし、
コンデンサ４２の電荷は抵抗３９、トランジスタ
３５のエミツタ、コレクタ、第２のサイリスタ３
８のゲート、カソード、コンデンサ４２なる閉回
路で放電し、第２のサイリスタ３８のゲート電流
として流れる為第２のサイリスタは導通する。従
つて抵抗３７に電流は流れ、比較的低抵抗に設定
された抵抗３７は発熱し、実装上抵抗３７の近傍
に配設された温度ヒユーズ７を傍熱し溶断せしめ
る。即ち第１の保安回路が働いて電気カーペツト
の安全を計る。

併し、これら第１の保安回路が動作し得なかつ
た時発熱体の温度は更に上昇し溶解層６の溶解温
度に達する。このとき勿論溶解層６は溶解し、発
熱線４と信号線５は短絡状態となり短絡電流が次
の閉回路を流れる。

即ち、交流電源の正の半サイクル時は交流電源
９、電源スイツチ８、温度ヒユーズ７、リレー接
点３０Ｂ、抵抗４８、ダイオード４６、信号線
５、溶解層６、発熱線４、交流電源９、また負の
半サイクル時は交流電源９、抵抗４４、ダイオー
ド４７、信号線５、溶解層６、発熱線４、リレー
接点３０Ｂ、温度ヒユーズ７、電源スイツチ８、
交流電源９なる閉回路を短絡電流が流れて抵抗４
４，４８を夫々発熱させ、実装上抵抗４４，４８
の近傍に配設された温度ヒユーズ７を傍熱し、溶
断せしめる。

また発熱体の両端、例えばＡ−A′又はＢ−
B′で発熱線４と信号線５が短絡された時、若し信
号線５の両端が短絡されて居なくて、また信号線
５のＣの箇所で断線があれば抵抗４４又は４８に
短絡電流は流れず温度ヒユーズ７は溶断しない。

ところが本考案に依つて信号線５の両端が短絡
線４９に短絡されている為例えば信号線５のＣ点
で信号線５が断線されているとき発熱体のＢ−
B′で発熱線４と信号線５が短絡した時、短絡電流
は交流電源９、電源スイツチ８、温度ヒユーズ
７、リレー接点３０Ｂ、抵抗４８、ダイオード４
６、信号線５のB′、発熱線４のＢ、交流電源９な
る閉回路を流れて抵抗４８を発熱せしめ温度ヒユ
ーズ７が溶断される。

またＡ−A′が短絡した時の短絡電流の閉回路
は省く。

以上の如く、信号線５の如何なる場所で断線が
起つても、溶解層６が溶解すると抵抗４４，４８
の少くとも何れかが発熱し温度ヒユーズ７を溶断
する。

即ち第２の保安回路が如何なる場合でも確実に
動作することができ、電気カーペツトの安全を計
る。

考案の効果 本考案の温度制御装置は上記のような構成であ
るから、正常時の温度制御回路の温度制御動作の
他に何等から原因に依つて発熱線への通電の制御
が不能となり発熱体が異常昇温した時、溶解層の
溶解温度以下で温度検出回路より発生する異常時
信号と、発熱線の両端に接続された抵抗等に依り
構成された信号回路よりの信号によつて第１の保
安回路が動作して第１の保安動作を行ない、更
に、何等かの原因で発熱体の温度が異常昇温し溶
解層の溶解温度に達した時に２本の抵抗と互に逆
極性の２本のダイオードが夫々直列に接続された
直列回路に信号線が直列に接続され且つ該信号線
の両端が短絡されてなる第２の保安回路が動作し
て第２の保安動作を行ない、第１及び第２の保安
回路により完全な保安動作を行なうことができ、
その上第２の保安回路の信号線が如何なる場所で
断線しても確実に保安動作を行なうことができ、
極めて信頼性の高い温度制御装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の温度制御装置の一実施例を示
す回路構成図、第２図は従来の温度制御装置の一
実施例を示す回路構成図である。 図面中、１は感熱体の一次巻線、２は感熱体の
二次巻線、３は感熱層、４は発熱線、５は信号
線、６は溶解層、７は温度ヒユーズ、２４，２７
はダイオード、３０Ａは電磁リレーコイル、３０
Ｂは電磁リレーの接点、３３，３８はサイリス
タ、４９は短絡線を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポリアミド樹脂等からなり、発熱体の正常温度
   時に電気絶縁物であつて、異常温度上昇時に溶解
   して低インピーダンスとなる溶解層を介して発熱
   線と短絡線が同軸上に螺旋状に巻れた発熱体の発
   熱線が該発熱線への通電を制御するスイツチング
   素子、温度ヒユーズ等を直列に接続して主回路を
   構成し、該発熱体の発熱線の発熱温度を感知する
   感熱体を含む温度検出回路よりの制御信号に依り
   上記スイツチング素子の動作を制御する構成とし
   た温度制御装置において、何等かの原因に依つて
   発熱線への通電の制御が不能となり発熱体が異常
   昇温した時上記溶解層の溶解温度以下で、上記温
   度検出回路より発生する異常時信号にて上記温度
   ヒユーズを加熱して溶断させる抵抗に通電動作す
   る第１の保安回路と、更に何等かの原因で発熱体
   の温度が異常昇温し溶解層の溶解温度に達した時
   に通電されて上記温度ヒユーズを加熱し溶断させ
   る２本の抵抗と互いに逆極性の２本のダイオード
   を夫々直列に接続するとともに該夫々の直列回路
   間に信号線を直列に接続し、且つ該信号線間を短
   絡線にて短絡してなる第２の保安回路を有するこ
   とを特徴とする温度制御装置。