JPS63181284A - 発熱体 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は電気カーペット等に用いられる発熱体の構成に
関するものである。

（背景技術） 電気カーペット等の床暖房器具にあってはフィルム状も
しくはコード状の発熱体が用いられるが、発熱面積が広
いため各部の温度を平均的に検出するために種々の方式
が提案されている。

第４図は従来の発熱体（面状発熱体）の温度制御＠砧に
おける温度検出のための構成を示したものであり、発振
器１３で発熱体１２のヒータ電極１２ａに接続される商
用電源１１の周波数（商用周波）とは異なる周波数の信
号を発生し、バイパスフィルタ１４．コンデンサＣ８を
介して、感熱材１２ｃを挾んでヒータ電極１２ａと対向
するセンサ電極１２ｂに発振イ＝号を印加し、このセン
サ電１１２ｂに生じる分担電圧をバイパスフィルタ１５
を介した後に同期検波回路１６により直流的な温度検出
信号■。Ｕ、を取り出すようにしている。

すなわち、発熱体１２のヒータ電極１２ｍとセンサ電１
１２ｂこの間に配設されたフィルム状の感熱材１２ｃは
負特性サーミスタとして動作するものであり、等価回路
で示せば第５図のようにヒータ電Ｊｉ１２ａがアース電
極となって発振器１３に対してコンデンサＣ５と感熱材
１２ｅの等価キャパシタンスＣＴが直列接続されたもの
となる。しかして、発熱体１２の温度変化と共に感熱材
１２ｃのインピーダンスが変化し、端子Ａに生じる発振
信号の振幅が変化することになり、乙の信号振幅を同期
検波回路１６で取り出すことにより温度変化に追随した
信号を得ろことができる。

ところで、センサ電極１２ｂには感熱材１２ｃを介して
ヒータＳ極１２＆から商用周波の信号も誘起し、この電
圧も発熱体１２の温度に応じて変化することから、商用
周波信号を用いて温度検出することも考えられるが、ヒ
ータ電極１２ｍから伝わる電圧はその点の電圧に比例し
たものとなるため、発熱体１２の位置によって信号電圧
が異なり、よって部分断熱等により発熱体１２の温度が
均一でなくなると出力信号は平均温度を示さなくなるた
め、この方法を用いることはできない。そのため、第４
図の如く商用周波とは異なる周波数の発振器１３を必要
とし、更にセンサ電極１２ｂに混入する商用周波信号を
除去するためにバイパスフィルタ１４．１５および同期
検波口＃１６といった回路を必要とすることとなり、構
成が複雑になると共にコストダウンを図れないという欠
点があった。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、商用周
波により温度検出を行うことを可能とすると共に、温度
の検出手段を発熱体に一体化し、発熱体に接続される温
度制御回路の構成の簡略化およびコストダウンを図るこ
このできる発熱体を提供することを目的としている。

（発明の開示） 以下、実施例を示す図面に沿って本発明を詳述する。

第１図（イ）は本発明の発熱体の一実施例にかかる構成
を示したものであり、ヒータ電極２ａは往路と復路とが
近接して配電される１００Ｖ−ＯＶ混合構成となってお
り、発熱体２の各部での平均電圧が一律に５０Ｖとなる
ように構成されている。また、センサ電極２ｂはヒータ
電極２ａと同一平面内もしくは感熱材２ｄを介して対向
して並行して設けられ、ヒータ電極２ａとセンサ電極２
ｂは感熱材２ｄおよび反射電極２ｃにより電気的に結合
されている。また、ヒータ電極２ｍ、センサ電極２ｂも
しくは反射電極２Ｃと同一平面内に、センサ電極２ｂか
らの信号を検出する検出手段としての零相変成コイル２
ｅが設けられている。

第１図（ロ）２（ハ）は発熱体２の一部を断面図で示し
たものであり、（ロ）は負特性サーミスタとして動作す
るフィルム状の感熱材２ｄの一面にヒータ電極２ａ、セ
ンサ電極２ｂが、他面に反射電極２ｃおよび零相変成コ
イル２ｅがエツチング処理等によって形成されている例
である。また、（ハ）は負特性サーミスタとして動作す
るフィルム状の感熱材２ｄの一面にヒータ電極２ａ、零
相変成コイル２ｅが、他面にセンサ電極２ｂおよび反射
電極２Ｃがエツチング処理等によって形成された例を示
している。

第２図（イ）、（ロ）は第１図（ハ）に対応する具体的
な発熱体２の構成例を示したものであり、（イ）は感熱
材２ｄよりも上面に形成されるヒータ電極２ａと零相変
成コイル２ｅのパターンを示し、（四）は裏面に形成さ
れるセンサ電極２ｂと反射電極２ｃのパターンを示して
いる。

第２図（イ）において、ヒータ電極２＆と零相変成コイ
ル２ｅは、厚さ約４０μのアルミ箔に図示のようなヒー
タ電極２ａと零相変成コイル２ｅをループパターンとし
て描いておき、エツチング処理等により不要なアルミ分
を取り除くことにより形成される。そして、取り除かれ
た後はヒータ抵抗値成分とコイル成分として各々特性値
を持つため、リード線により端子部で半田付は処理され
、各々温度制御回路に接続される。また、第２図（ロ）
におけるセンサ電ｉ２ｂ、反射電極２ｃも同様にして形
成され、センサ電極２ｂはリード線等を介して温度制御
回路に接続される。

第３図は本発明の発熱体を用いた温度制御回路の一例を
示すブロック構成図であり、２は第１図および第２図で
示した発熱体である。なお、零相変成コイル２ｅは記号
化して示しである。

第３図において発熱体２のヒータ電極２ａの両端にはリ
レー接点Ｓ、、Ｓ２および電源スィッチＳＷを介して商
用電源１が接続されており、センサ電極２ｂの両端は互
いに接続されヒータ電極２ｂの一端に接続される。なお
、このときセンサ電極２ｂからヒータ電極２ａの一端に
流れる電流（ヒータ電極２ａから感熱材２ｄを介してセ
ンサ電極２ｂに流れる漏電流）は発熱体２に設けられた
零相変成コイル２ｅを貫通することとなり、零相変成コ
イル２ｅの両端には貫通する電流に比例する信号が生じ
る。この零相変成コイル２ｅの両端は増幅回路１０の入
力端子に接続され、増幅回路１０の出力は漏電検出回路
７の出力と共に平滑回路３にオア（ＯＲ）入力される。

ここで、平滑回路３は入力された信号を整流・平滑して
直流化を行うもので、その出力端子はスイッチング回路
４および過昇防止回路５に共に接続され、スイッチング
回路４の出力によりリレー駆動回路８が動作するように
なっている。また、スイッチング回路４の入出力端子間
にはオフ時間タイマ６が接続され、スイッチング回路４
の出力信号がローレベルになると、スイッチング＠路４
の所定値をオフ保持レベルに切り替えると共に、スイッ
チング回路４の出力がオフ時間タイマ６のリセット信号
として入力されカウントが開始され、設定されたオフ時
間がカウントアツプされるとオフ状態が解除されるよう
になっている。なお、電源回路９は各回路に電源を供給
するためのものである。

動作にあたって、発熱体２の温度が低い場合は感熱材２
ｄのインピーダンスが高く、ヒータ電極２ａから感熱材
２ｄを介してセンサ電極２ｂに流れる電流は小さく、よ
って零相変成コイル２ｅの２次側両端に変換される電圧
は小さな値となる。

したがって、増幅口＠１０の増幅出力電圧も小さく、平
滑回路３によって直流化された信号Ｃよスイッチング回
路４の比較レベルに達しないため、リレー駆動回路８は
リレー接点Ｓ、、ｓ２をオン状態に保ち、ヒータ電極２
ａに通電を続けて加熱を行う。

次に、発熱体２の温度が設定温度に達するとスイッチン
グ回路４が反転動作してリレー駆動回路８に信号を送出
し、リレー接点Ｓ、、Ｓ２をオフせしめてヒータ電極２
ａへの通電を停止する。

しかして、ヒータｆ４極２ａが商用型Ｒ１と切り離され
ることによりセンサ電極２ｂに生じていた信号電圧は消
失してスイッチング回ｌｓ４は再び反転動作を行おうと
するが、直前のオフ動作時にオフ時間タイマ６が動作を
開始して一定時間、リレー駆＊＠Ｉｎ　８を保持してい
るのでリレー接点Ｓ、、Ｓ２は即座にオンとはならず、
オフ時間タイマ６で設定される一定の冷却時間をおいて
再びオンにｔｘ９１する。その後も上記の動作を繰　ｌ
り返し、よって発熱体２は一定温度に保たれることにな
る。

なお、発熱体２のヒータ電極２ａは１ｏｏｖ−ｏｖ混合
構成になっているため感熱材２ｄを介してセンサ電極２
ｂに伝わる電圧は場所によらず一定であり、温度のみに
依存するため部分断熱等によって温度が均一でなくなっ
ても平均温度を検出して温度制御することができる。

（発明の効果） 以上のように本発明の発熱体にあっては、ヒータ電極と
、このヒータ電極の温度を検知するセンサ電極と、この
センサ電極からの信号を検出する検出手段とを備えてい
るので、商用周波により温度検出が行えるため従来例に
おける発振器、バイパスフィルタ、同期検波回路等が不
要となり、また、検出手段も不要であるため、発熱体に
接続される温度ｆｆｉ制御回路の構成の簡略化およびコ
ストダウンを図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発熱体の一実施例を示し、（イ）は全
体の構成図、（ロ）、（ハ）は部分的な断面図、第２図
はパターンの一例を示す図、第３図は温度制御回路の例
、第４図は従来の発熱体の温度制御回路、第５図は第４
図の説明図である。 １・・・・商用電源、２・・・・・・発熱体、２ａ・・
・・・ヒータ電極、２ｂ・・・・・・センサ電極、２ｃ
・・・・・・反射電極、２ｄ・・・・・・感熱材、２ｅ
・・・・・・零相変成コイル、３・旧・・平滑回路、４
・・・・スイッチング回路、５・・・・・過昇防止回路
、６・・・・・・オフ時間タイマ、７旧・・漏電検出回
路、８・・・・・リレー駆動回路、９・・・・・電源回
路、１０・・・・・・増幅回路、Ｓ、、Ｓ２・・・・・
リレー接点 ほか１名 第１図 （イ） ２Ｃ２１） 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータ電極と、このヒータ電極の温度を検知する
   センサ電極と、このセンサ電極からの信号を検出する検
   出手段とを備えたことを特徴とする発熱体。
2. （２）検出手段がヒータ電極からセンサ電極への漏電流
   を検出する零相変成コイルであって、前記ヒータ電極、
   センサ電極および零相変成コイルの各端子が同一箇所に
   配電されてなる特許請求の範囲第１項記載の発熱体。
3. （３）負特性感熱サーミスタ材料からなる基板にヒータ
   電極、センサ電極および零相変成コイルを並設してなる
   特許請求の範囲第２項記載の発熱体。
4. （４）箔状のヒータ電極、センサ電柵および零相変成コ
   イルを全て箔押しにて形成してなる特許請求の範囲第３
   項記載の発熱体。