JPH0537137Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［技術分野］ 本考案は、電気式の床暖房パネルの温度コント
ロール装置に関するものである。

［背景技術］ 従来、床パネル内にヒータを組み込んで床から
室内を暖房するようにした床暖房パネルの温度コ
ントロール装置は、第１６図に示すように、床パ
ネル１内に配設された暖房用のヒータ２と、サイ
リスタを用いた半導体スイツチ回路３との直列回
路を交流電源４に接続し、床パネル１の温度を検
出する温度検出素子５出力に基いて上記半導体ス
イツチ回路３をオン、オフ制御して床パネル１が
所定温度になるようにヒータ２への通電を制御す
るスイツチ制御回路６を設けたものがあつた。と
ころで、このような従来例において、雷サージに
よる回路故障を防止するために電源ラインと大地
アースとの間に非線形抵抗素子Ｚよりなる雷サー
ジ吸収回路を設けていたが、非線形抵抗素子Ｚの
アース側端と、外部に導出される大地アース端子
とを結線する配線を比較的太い電線を用いて行な
う必要があり、大地アースの配線が面倒であると
いう問題があつた。

［考案の目的］ 本考案は、上記の点に鑑みて為されたものであ
り、その目的とするところは、雷サージ吸収回路
の大地アースの配線を確実かつ簡単に行うことが
でき、しかもプリント基板の固定も同時に行える
床暖房パネルの温度コントロール装置を提供する
ことにある。

［考案の開示］ （構成） 本考案は、床パネル内に配設された暖房用のヒ
ータと、サイリスタを用いた半導体スイツチ回路
との直列回路を交流電源に接続し、床パネルの温
度を検出する温度検出素子出力に基いて上記半導
体スイツチ回路をオン、オフ制御して床パネルが
所定温度になるようにヒータへの通電を制御する
スイツチ制御回路を設け、半導体スイツチ回路お
よびスイツチ制御回路含む温度コントロール部を
埋め込みボツクスに配設するようにして成る床暖
房パネルの温度コントロール装置において、回路
部品が実装されたプリント基板に雷サージ吸収回
路を設け、上記雷サージ吸収回路のアース側端の
銅箔パターンに一端が半田付け接続された接続ピ
ンの他端を大地アースされた埋め込みボツクスへ
の取付板を兼ねる半導体回路のサイリスタの放熱
板にかしめ固定し、上記放熱板を埋め込みボツク
スに取り付けることにより雷サージ吸収回路のア
ース側端が放熱板および埋め込みボツクスを介し
て大地アースされるようにしたものであり、雷サ
ージ吸収回路の大地アースの配線を確実かつ簡単
に行うことができるようにしたものである。

（実施例） 第１図乃至第１５図は本考案一実施例を示すも
ので、床パネル１は第１図乃至第３図に示すよう
に、木質表面材２０の背面に均熱板２１を配置
し、均熱板２１の下方に一対の暖房用のヒータ２
ａ，２ｂを配設するとともに、ヒータ２ａ，２ｂ
の下方に断熱材２２を配設して形成されている。
この床パネル１内には、ヒータ２ａ，２ｂの下面
に配設された感熱スイツチSta，Stbと、ゲート
抵抗R₀a，R₀bと、温度ヒユーズFta，Ftbと、双
方向性３端子サイリスタ（以下、トライアツクと
略称する）Q₁a，Q₁bとよりなる過熱防止回路が
組み込まれており、床パネル１内の温度が部分的
に予め設定された危険温度以上になつたときに感
熱スイツチSta，Stbがオフしてトライアツク
Q₁a，Q₁bのトリガを停止して、トライアツク
Q₁a，Q₁bをオフすることによりヒータ２ａ，２
ｂへの通電を停止して過熱による危険を防止する
ようになつている。

上記ヒータ２ａ，２ｂに直列接続される半導体
スイツチ回路３は、床パネル１内に組み込まれた
上記過熱防止用のトライアツクQ₁a，Q₁bと、温
度制御用のトライアツクQ₂とをそれぞれ直列的
に接続して形成されており、トライアツクQ₂は
スイツチ制御回路６出力にてトライアツクQ₃を
介してトリガされるようになつている。ここに、
ヒータ２ａ，２ｂはこの半導体スイツチ回路３お
よび両切りスイツチよりなる電源スイツチSW₁を
介して交流電源４に接続されており、電源スイツ
チSW₁および半導体スイツチ３にて両ヒータ２
ａ，２ｂへの通電が制御されるようになつてい
る。また、温度制御用のトライアツクQ₂のゲー
ト制御回路は、コンデンサC₂と、抵抗R₁と、ト
ライアツクQ₂のリード端子の温度が所定温度
（95〜105℃）よりも高くなつたときにオフする感
温スイツチTsと、トライアツクQ₃とで形成され
ており、過負荷または高温場所での使用時にトラ
イアツクQ₂が過負荷状態で動作することによる
破壊を防止するようになつている。

温度制御用のトライアツクQ₂を制御するスイ
ツチ制御回路６は、トランジスタQ₄と、ゼロボ
ルトスイツチ回路ZSと、ダイオードD₁，D₂と、
コンデンサC₃〜C₅と、ボリユームVR₁〜VR₃と、
抵抗R₃〜R₁₀とで形成されており、床パネル１の
表面温度を検出するサーミスタTHよりなる温度
検出素子５の出力に基いて上記半導体スイツチ回
路３の温度制御用のトライアツクQ₂をオン、オ
フ制御して床パネル１が所定温度になるようにヒ
ータ２ａ，２ｂへの通電を制御するようになつて
いる。ここに、整流用ダイオードD₁および抵抗
R₁₀よりなる整流降圧回路にて交流電源４を整流
降圧した電圧は、電流検出用抵抗R₉と、この抵
抗R₉の両端電圧にて点灯される発光ダイオード
LEDとの並列回路よりなる動作表示回路８を介
して回路電源ラインに印加されるようになつてお
り、平滑用コンデンサC₄にて平滑して回路電源
（DC8V）が得られるようになつている。この回
路電源が端子，に印加されるゼロボルトスイ
ツチ回路ZSは、内蔵されているオペアンプおよ
び外付けの帰還用抵抗R₄にて形成されるコンパ
レータと、コンパレータ出力が“Ｈ”になつたと
きに交流電源入力端子から入力される交流電源
電圧のゼロクロス点に同期したトリガパルスを発
生してトリガパルス出力端子から出力するパル
ス発生回路とで構成されており、オペアンプの反
転入力端子に基準電圧（実施例では4V）が入
力されるとともに、非反転入力端子に温度検出
信号が入力されている。したがつて、床パネル１
の温度が予め設定された所定温度よりも低くなつ
ており、温度検出信号が基準電圧よりも低くなつ
たとき、コンパレータ出力が“Ｈ”になつてパル
ス発生回路から半導体スイツチ回路３を交流電源
のゼロクロス点近傍でトリガするトリガパルスが
出力されるようになつている。基準電圧発生回路
は、トランジスタQ₄、分圧用抵抗R₅，R₆にて構
成され、回路電源をトランジスタQ₄を介して通
電した後、抵抗R₅，R₆にて分圧することにより
基準電圧（4V）が発生されるようになつている。
一方、温度検出信号は、回路電源を抵抗R₈と、
トランジスタQ₄と、断線補償用の抵抗R₇が並列
接続されたサーミスタTHと、ダイオードD₂と、
温度設定回路９を構成するボリユームVR₁〜VR₃
とで分圧して得られるようになつている。ここ
に、床パネル１を一定温度にコントロールする場
合における温度設定はボリユームVR₃の回転軸に
取着された温調つまみ９ａを回動することによつ
て行なわれ、その調整可能範囲の最高温度、最低
温度（50℃、25℃）の設定は半固定のボリユーム
VR₁，VR₂を用いて行なわれるようになつてい
る。

また、一方の回路電源ラインは、回路部品が実
装されたプリント基板１３の銅箔パターンにより
形成される放電ギヤツプＧと、非線形抵抗素子Z₂
とよりなる雷サージ吸収回路７を介して埋め込み
ボツクスへの取付板を兼ねる半導体スイツチ回路
３のトライアツクQ₂の放熱板１２に接続されて
おり、このアルミ製の放熱板１２は埋め込みボツ
クスを介して大地アースされているので、雷サー
ジによる高電圧を放電ギヤツプＧを介して非線形
抵抗素子Z₂にて吸収することにより回路部品の保
護が図られている。この場合、放電ギヤツプＧの
ギヤツプ幅を適当に設定（例えば0.4±0.1mm）し
ておくことにより、雷サージ吸収回路７を雷サー
ジに対して動作させ、且つ絶縁試験時に印加され
る測定用高電圧に対して動作させないようにする
ことができ、絶縁試験時に非線形抵抗素子Z₂を取
り外す必要がなくなるので、絶縁試験をやり易く
できることになる。また、銅箔パターンにて形成
される放電ギヤツプＧの両電極Ga，Gbのうちの
一方の電極Gaには複数の山型突起Ga₁，Ga₂，
Ga₃が形成されており、放電によつて対向電極と
の距離が最も短い１つの山型突起Ga₁，Ga₂，
Ga₃から放電が発生し、この放電によつて１つの
山型突起Ga₁，Ga₂，Ga₃が破壊されても、順次
残りの山型突起Ga₁，Ga₂，Ga₃を介して放電が
可能になつているので、雷サージに対する信頼性
が向上するとともに、長寿命化が図れることにな
る。さらにまた、非線形抵抗素子Z₂のアース側端
子と放熱板１２との接続は、一端がプリント基板
１３の銅箔パターンに半田付け接続された黄銅製
の接続ピンＰを放熱板１２にかしめ接続すること
により行なわれているので、電気的接続とプリン
ト基板１３の放熱板１２への固定とが同時に行な
われるようになつている。

また、通常、AC100Vの商用電源が印加される
電源接続端子T₅，T₆にAC200Vが誤つて印加さ
れた場合における異常昇温防止用ヒユーズFcは、
プリント基板１３の回路給電ライン部分の銅箔パ
ターンに設けられた細幅部にて形成されており、
AC200Vが電源接続端子T₅，T₆に印加されて、
コンデンサC₁が並列接続されたサージ雑音除去
用の非線形抵抗素子Z₁（バリスタ電圧が198V〜
242V）が大電流により破壊されるとともに、ト
ライアツクQ₁a，Q₁bが過負荷によつて短絡故障
した場合（オン状態のままになつた場合）におい
て、異常昇温防止用のヒユーズFcが溶断してス
イツチ制御回路６への給電が停止されトリガパル
スが出力されなくなり、トライアツクQ₂がオフ
になつてヒータ２ａ，２ｂへの給電が停止されて
床パネル１の異常昇温が防止されるようになつて
いる。

また、ヒータ２ａ，２ｂが短絡されたり、床パ
ネル接続端子T₁，T₂が短絡された場合の短絡電
流を遮断する短絡保護回路は、短絡保護用ヒユー
ズFsにて形成されており、短絡保護用ヒユーズ
Fsはプリント基板１３の負荷給電ライン部分の
銅箔パターンに細幅部（４〜５mm）を設けること
により形成され、大きな短絡電流がこの細幅部を
流れることにより、この短絡保護用ヒユーズFs
が溶断して電源供給を停止して異常動作をさせな
いようにしている。

また、床パネル１が接続される床パネル接続端
子T₁，T₂、温度検出素子５が接続されるセンサ
接続端子T₃，T₄および電源接続端子T₅，T₆はプ
リント基板１３の端部に設けられた速結端子にて
形成されており、電源接続端子T₅，T₆がセンサ
接続端子T₃，T₄から離れた位置であつて床パネ
ル接続端子T₁，T₂に隣接して設けられるととも
に、電源接続端子T₅，T₆が縦方向に配置され、
両接続端子T₁，T₂，T₃，T₄が横方向に配置され
ている。したがつて、センサ接続端子T₃，T₄に
電源線が接続されるような結線間違いが起き難い
ようになつており、誤つた配線による故障の発生
を防止できることになる。なお、各接続端子T₁
〜T₆に接続される電線（単線）はケース１０の
背面に穿設された電線挿入孔１５を介して各接続
端子T₁〜T₆に鎖錠接続されるようになつており、
はずし孔１６内に露出している解除ボタン１７を
ドライバーで操作することにより鎖錠が解除され
て電線が取り外されることになる。なお、第８図
乃至第１１図では接続端子T₁，T₂，T₃，T₄の鎖
錠ばねおよび鎖錠解除ボタンは図示しておらず、
接続端子T₅，T₆は一体化された端子ブロツクと
なつている。また、放熱板１２のケース１０から
突出した部分には、プレート１４が覆着されてい
る。

以下、本考案の動作について説明する。まず、
最初に温度コントロールの基本動作について説明
すると、いま、電源スイツチSW₁をオンにするこ
とにより、ヒータ２ａ，２ｂと半導体スイツチ回
路３との直列回路の両端に交流電源４が印加され
るとともに、スイツチ制御回路６にも電源が給電
され、スイツチ制御回路６により温度検出素子５
出力に基いて半導体スイツチ回路３がオン、オフ
制御される。実施例では、床パネル１の温度はサ
ーミスタTHよりなる温度検出素子５の抵抗変化
として検出されており、床パネル１の温度が高く
なるにしたがつて温度検出素子５の抵抗が低くな
る。したがつて、床パネル１の温度がボリユーム
VR₃にて設定されている所定温度以上になつたと
き、温度検出素子５の抵抗変化に応じて変化する
温度検出信号が基準電圧よりも高くなつてスイツ
チ制御回路６のゼロボルトスイツチ回路ZSから
トリガパルスが出力されなくなり、半導体スイツ
チ回路３のトライアツクQ₂がオフされてヒータ
２ａ，２ｂへの通電が停止される。一方、床パネ
ル１の温度が所定温度よりも低くなつた場合に
は、温度検出信号が基準電圧よりも低くなつてス
イツチ制御回路６のゼロボルトスイツチ回路ZS
からトリガパルスが交流電源電圧のゼロクロス点
に同期して出力され、トライアツクQ₂がオンさ
れてヒータ２ａ，２ｂに通電されるようになつて
おり、床パネル１の温度は常にボリユームVR₃に
て設定された所定温度となるように自動制御され
ている。

次に、本考案に係る雷サージ吸収回路７の大地
アース部は、プリント基板１３に実装された雷サ
ージ吸収回路７のアース側端の銅箔パターンに一
端が半田付け接続された接続ピンＰの他端を大地
アースされた埋め込みボツクスＸへの取付板を兼
ねる半導体回路のトライアツクQ₂の放熱板１２
にかしめ固定し、上記放熱板１２を第１３図に示
すように埋め込みボツクスＸに取付ねじにて取り
付けることにより、雷サージ吸収回路７のアース
側端が放熱板１２および埋め込みボツクスＸを介
して大地アースするようになつており、大地アー
スの配線を確実かつ簡単に行えるようになつてい
る。なお、建物の側壁Ｗに埋め込み配設される埋
め込みボツクスＸは、必ず電線管Ｙを介して大地
アースされており、一般に、電気機器を大地アー
スする場合、大地アース端子を太い電線を用いて
埋め込みボツクスＸに接続することにより行われ
る。

またこの接続ピンＰにより、雷サージ吸収回路
７の大地アースが行なわれており、大地アースの
配線を確実かつ簡単に行えるようになつている。
また、この接続ピンＰによるプリント基板１３と
放熱板１２との接続により、プリント基板１３の
放熱板１２への固定が同時に行われることにな
り、組み立て作業が簡略化されることになる。ま
た、実施例のように接続ピンＰとして黄銅製のも
のを用いれば、接続ピンＰの電気抵抗が小さく、
しかも比較的大きな機械的強度が得られるので、
良好な大地アースを実現できるとともに、プリン
ト基板１３の固定も確実に行えることになる。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、床パネル内に配設され
た暖房用のヒータと、サイリスタを用いた半導体
スイツチ回路との直列回路を交流電源に接続し、
床パネルの温度を検出する温度検出素子出力に基
いて上記半導体スイツチ回路をオン、オフ制御し
て床パネルが所定温度になるようにヒータへの通
電を制御するスイツチ制御回路を設け、半導体ス
イツチ回路およびスイツチ制御回路含む温度コン
トロール部を埋め込みボツクスに配設するように
して成る床暖房パネルの温度コントロール装置に
おいて、回路部品が実装されたプリント基板に雷
サージ吸収回路を設け、上記雷サージ吸収回路の
アース側端の銅箔パターンに一端が半田付け接続
された接続ピンの他端の大地アースされた埋め込
みボツクスへの取付板を兼ねる半導体回路のサイ
リスタを放熱板にかしめ固定し、上記放熱板を埋
め込みボツクスに取り付けることにより雷サージ
吸収回路のアース側端が放熱板および埋め込みボ
ツクスを介して大地アースされるようにしたの
で、雷サージ吸収回路の大地アースの配線を確実
かつ簡単に行うことができ、しかもプリント基板
の固定を同時に行え、組み立て作業を簡略化でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案一実施例の回路図、第２図は同
上の一部切欠した要部斜視図、第３図は同上の要
部断面図、第４図は同上の要部正面図、第５図は
同上の要部下面図、第６図は同上の要部側面図、
第７図は同上の要部正面図、第８図は同上の要部
上面図、第９図は同上の要部側面図、第１０図は
同上の要部側面図、第１１図は同上の要部下面
図、第１２図および第１３図は同上の断面図、第
１４図ａは同上の要部下面図、第１４図ｂは同上
の要部拡大下面図、第１５図は同上の要部上面
図、第１６図は従来例のブロツク回路図である。 １は床パネル、２ａ，２ｂはヒータ、３は半導
体スイツチ回路、４は交流電源、５は温度検出素
子、６はスイツチ制御回路、７は雷サージ吸収回
路、１２は放熱板、１３はプリント基板、Q₂は
トライアツク、Ｐは接続ピンである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 床パネル内に配設された暖房用のヒータと、
   サイリスタを用いた半導体スイツチ回路との直
   列回路を交流電源に接続し、床パネルの温度を
   検出する温度検出素子出力に基いて上記半導体
   スイツチ回路をオン、オフ制御して床パネルが
   所定温度になるようにヒータへの通電を制御す
   るスイツチ制御回路を設け、半導体スイツチ回
   路およびスイツチ制御回路含む温度コントロー
   ル部を埋め込みボツクスに配設するようにして
   成る床暖房パネルの温度コントロール装置にお
   いて、回路部品が実装されたプリント基板に雷
   サージ吸収回路を設け、上記雷サージ吸収回路
   のアース側端の銅箔パターンに一端が半田付け
   接続された接続ピンの他端を大地アースされた
   埋め込みボツクスへの取付板を兼ねる半導体回
   路のサイリスタの放熱板にかしめ固定し、上記
   放熱板を埋め込みボツクスに取り付けることに
   より雷サージ吸収回路のアース側端が放熱板お
   よび埋め込みボツクスを介して大地アースされ
   るようにしたことを特徴とする床暖房パネルの
   温度コントロール装置。 (2) 黄銅製の接続ピンを用いたことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の床暖房パ
   ネルの温度コントロール装置。