JPH06102942A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒータ通電時にも均一な温度検出ができ、温
度異常上昇時の保安用の発熱抵抗器が１本で構成できる
安価で安全性の高い温度制御装置を提供する。 【構成】 円筒状の熱溶融性感温体３をはさんだ１対の
電極線２，４の内側あるいは外側に非熱溶融性樹脂層５
を介して発熱導体線６を配設した感熱ヒータ線１０を用
い、温度検出および異常温度上昇時の安全動作に使用す
る電極を発熱導体線６から分離して構成した。この構成
により、発熱導体線６が通電中でも均一な温度検出がで
き、さらに感熱ヒータ線６が異常温度上昇したときに温
度ヒューズ１３を溶断させる抵抗器１４を１本にするこ
とができ、温度制御装置の小型化とコストダウンを実現
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気カーペットなどの平
面状電気採暖具などに用いられる温度制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、快適性と排気ガスのない安全性を
備えた平面状の電気床暖房が普及している。以下に従来
の平面状電気採暖具に用いられる温度制御装置の構成を
図面を参照しながら説明する。

【０００３】図３に従来の電気採暖具の温度制御装置に
用いられる感温ヒータ線の構成を、図４に図３に示す感
温ヒータ線を用いた温度制御装置の構成を示す。従来の
温度制御装置（例えば、特開平１−７１１２号公報に開
示されている）は図３に示すように中心部から芯糸２１
上に順次螺旋状の電極線２２、熱溶融性感温体２３、螺
旋状の発熱導体線２４、分離層２５、絶縁外皮２６を設
けた構成の感温ヒータ線２７を用い、図４に示すように
電極線２２の一端は温度ヒューズ３４と熱結合した抵抗
器２９を介してダイオード２８のカソードに接続され、
ダイオード２８のアノードは温度ヒューズ３４を介して
電源に接続され、電極線２２の他端は温度ヒューズ３４
と熱結合した抵抗器３０を介して温度検出手段３１とダ
イオード３３のカソードに接続され、ダイオード３３の
アノードは電源の他端に接続され、発熱導体線３４は一
端を温度ヒューズ３４とダイオード２８のアノードとの
接続点に接続し、他端は電力制御手段３２を介して電源
グランド側に接続されている回路で構成されている。

【０００４】従来のこの種の温度制御装置は発熱導体線
２４と電極線２２間にはさまれた熱溶融性感温体２３の
インピーダンスの温度変化を温度検出手段３１により電
圧の変化として検出し、この電圧によって電力制御手段
３２により発熱導体線の通電を制御して温度を制御する
よう構成されている。さらに局部的な保温と温度検出手
段３１の故障が同時に発生したときなど、感熱ヒータ線
２７の温度が異常に上昇したときには熱溶融性感温体２
３が溶融し、発熱導体線２４と電極線２２間が接触する
ことにより、２９または３０の抵抗器が発熱し、温度ヒ
ューズ３４を溶断して発熱導体線２４への通電を停止し
て安全性を確保している。

【０００５】図４に示すように、電力制御手段３２によ
り発熱導体線２４への通電がオンしているときは感熱ヒ
ータ線２７の場所により検出する温度が異なる。これは
発熱導体線２４のＡ点が電源側、Ｂ点が電源グランド側
に接続されているため、Ａ点とＢ点の間に電位勾配がで
き、熱溶融性感温体２３にかかる電位が場所により異な
るのが原因である。したがって電力制御手段３２により
発熱導体線２４が発熱しているとき、Ｂ点側が局部的な
保温により温度上昇したとしてもこれを検出できないの
で、その点の温度が異常に上昇してしまう。この異常昇
温を避けるために、感熱ヒータ線２７を平行に往復させ
て配線したり、一定時間毎に発熱導体線２４への通電を
停止して温度を検出するなどで安全性を確保している。

【０００６】さらに、局部的な保温と温度検出手段３１
の故障が同時に起こったときなどの感熱感温材２３が溶
融する時の動作での電位勾配の影響を避けるために、発
熱導体線２４と電極線２２が接触することにより抵抗器
を発熱させ、これと熱結合した温度ヒューズ３４を溶断
して通電を停止するよう構成されている。この動作は例
えばＢ点側が局部的な保温により異常に温度が上昇した
場合、感熱感温材２３が溶融し、Ｂ点で発熱導体線２４
と電極線２２が接触することになる。この場合、通電中
であるので発熱導体線２４には電位勾配があり、Ｂ側に
接続した抵抗器３０の両端にはほとんど電位差がないの
で抵抗器３０には電流が流れず、抵抗器３０は発熱しな
い。このため、電極線２２のＡ点側に抵抗器２９を接続
してこれを発熱させて温度ヒューズ３４を溶断する。同
様にＡ点側で異常温度上昇が起こった場合は抵抗器２９
は発熱せず抵抗器３０が発熱して温度ヒューズ３４を溶
断し、電源を遮断して安全性を確保している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構成では、温度検出に用いる電極の一方を発熱導体
線２４で構成しているため下記のような課題があった。

【０００８】発熱導体線２４への通電がオンしていると
きは発熱導体線２４に場所による電位差が発生するた
め、感熱ヒータ線２７の場所により検出する温度が異な
ってしまう。このことを避けるためには、感熱ヒータ線
２７を平行に往復させて配線したり、一定時間毎に発熱
導体線２４への通電を停止して温度を検出するなどの構
成が必要であった。感熱ヒータ線２７を平行に往復して
配線すると、それだけ感熱ヒータ線２７の全長が長くな
ったり工数がかかることになりコスト高となる。

【０００９】さらに、発熱導体線２４に電位差ができる
ために温度ヒューズ３４と熱結合して異常温度上昇時に
通電を停止するための抵抗器２９，３０が２つ必要にな
るという課題があった。このとき用いられる抵抗器は大
きな耐電力が必要なので大型になる。普通温度ヒューズ
ブロックとして温度ヒューズとともに樹脂あるいはセメ
ントなどでモールドされているが、大型の抵抗器を使用
しなければならないため、このブロックが大きくなり、
コストが高くなり、また、制御回路の小型化に支障をき
たすという課題があった。

【００１０】本発明は上記の課題を解決するもので、発
熱導体線に通電中にも感熱ヒータ線全体の温度を均一に
検出することができ、かつ、異常温度検出動作時の発熱
抵抗を１本とすることによりコストが安く制御回路の小
型化ができる温度制御装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の温度制御装置は、円筒状熱溶融性感温体の内面
と外面に一対の電極線を設け、電極線の一方に接して非
熱溶融性樹脂層を設け、非熱溶融性樹脂層を介して発熱
導体線を設けた感熱ヒータ線と、電源の両端に温度ヒュ
ーズと発熱導体線と発熱導体線への通電をオンオフする
電力制御手段との直列回路を接続し、温度ヒューズと発
熱導体線の接続点に温度ヒューズと熱結合した抵抗器を
介して電極線のいずれか１本を接続し、電極線の他の１
本と電源と電力制御手段との接続点の間に電源の正負い
ずれかのサイクルで電極線間に流れる電流を温度信号に
変換して電力制御手段に出力する温度検出手段および温
度検出手段と反対方向の電流を流すようにダイオードを
接続したものである。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、発熱導体線と独立した１
対の電極線と、その間に配した熱溶融性感温体のインピ
ーダンスの温度変化により温度を検出し、異常発熱時に
は熱溶融性感温体が溶融し、電極線同士が接触すること
により抵抗器が発熱し、この抵抗器と熱結合した温度ヒ
ューズが溶断することとなる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の一実施例の温度制御装置を図
面を参照しながら説明する。本実施例の感熱ヒータ線の
構成を図１に示す。図に示すように、芯糸１に螺旋状に
第１の電極線２を配し、その外側に熱溶融性感温体３を
被覆し、さらにその外側に第２の電極線４を螺旋状に配
設し、その外側に非熱溶融性樹脂層５を被覆し、その外
側に発熱導体線６を螺旋状に配設し、さらにその外側に
分離層７と絶縁外皮８を被覆して構成している。図２に
本実施例の温度制御装置の構成を示す。図に示すよう
に、感温ヒータ線１０の電極線４を抵抗器７および抵抗
器７と熱結合した温度ヒューズ１３を介して電源ライン
の一方と接続し、感温ヒータ線１０の電極線２を温度検
出手段１１とダイオード９のアノードに接続し、ダイオ
ード９のカソードは電源ラインの他方に接続し、感温ヒ
ータ線１０の発熱導体線６と温度検出手段１１の温度信
号によって通電を制御する電力制御手段１２との直列回
路を温度ヒューズ１３と抵抗器１４の接続点と電源ライ
ンのダイオード９のカソード側との間に接続して構成さ
れている。

【００１４】通常の温度制御時には感熱ヒータ線１０の
温度が変化すると、熱溶融性感温体３をはさんだ電極線
２と４間のインピーダンスが変化し、電源の負サイクル
時の電流の変化を温度検出手段１１で検出温度に対応し
た電圧に変換する。電力制御手段１２では、この電圧を
予め設定された電圧と比較して発熱線導体線６への通電
を制御して温度を制御する。温度検出に使用する電極線
２と４は発熱導体線６との間に非熱溶融性の樹脂５をは
さんでいるため、発熱導体線６の電位勾配の影響は受け
にくく通電状態に関わらず感熱ヒータ線１０全域で均一
な温度検出が可能である。

【００１５】さらに局部的な保温と回路故障などが重な
った場合などにより感熱ヒータ線１０の温度が異常に上
昇すると、非熱溶融性の樹脂５を通じて熱が熱溶融性感
温体３に伝わり、熱溶融性感温体３が溶融し、電極線２
と４が接触する。このとき抵抗器１４とダイオード９に
は電源電圧がかかり、抵抗器１４に大電流が流れる。抵
抗器１４は大電流が流れることにより発熱し、これと熱
結合した温度ヒューズ１３を溶断させ、発熱導体線１０
への通電を停止する。このときも、電極線２と４は発熱
導体線６との間に非熱溶融性の樹脂５をはさんでいるた
め、発熱導体線６の電位勾配の影響は全くなく、１本の
抵抗器１４で感熱ヒータ線１０全域で均一な温度異常上
昇時の安全動作が可能である。なお、電極線２と４を入
れ換えて使用しても同様の動作が可能である。

【００１６】また、本実施例では熱溶融性感温体３と電
極線２と４の外側に発熱導体線６を配した感熱ヒータ線
を用いたが、発熱導体線６の外側に熱溶融性感温体３と
電極線２および４を配した感熱ヒータ線を用いてもよ
い。

【００１７】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
本発明によれば、温度検知線と発熱導体線を一体にし、
それぞれ個別に配線する必要のないヒータを用いた一線
式感熱ヒータの構成でありながら、温度検出および感熱
ヒータ線の異常温度上昇検出に使用する電極線を発熱導
体線から分離した。この構成によれば、電極線を流れる
電流が発熱導体線の通電状態に影響されないので発熱導
体線の通電状態のオンオフにかかわらず感熱ヒータ全体
にわたって均一な温度検出ができる。さらに、局部的な
保温と回路故障がかさなり感熱ヒータが異常温度上昇し
て熱溶融性感温体が溶融したときの安全動作に使用する
大型の抵抗器を従来２本必要であったところを１本で機
能させることができるので、コストが安く、省スペース
でありながら安全性の高い温度制御装置を構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の感熱ヒータ線の構成を示す
側面図

【図２】同温度制御装置の構成を示す回路図

【図３】従来の感熱ヒータ線の構成を示す側面図

【図４】同温度制御装置の構成を示す回路図

【符号の説明】

１ 芯糸 ２ 電極線 ３ 熱溶融性感温体 ４ 電極線 ５ 非熱溶融性樹脂層 ６ 発熱導体線 ７ 分離層 ８ 絶縁外皮 ９ ダイオード １０ 感温ヒータ線 １１ 温度検出手段 １２ 電力制御手段 １３ 温度ヒューズ １４ 抵抗器 １５ 電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状熱溶融性感温体の内面と外面に一
   対の電極線を設け、前記電極線の一方に接して非熱溶融
   性樹脂層を設け、前記非熱溶融性樹脂層を介して発熱導
   体線を設けた感熱ヒータ線と、電源の両端に温度ヒュー
   ズと前記発熱導体線と前記発熱導体線への通電をオンオ
   フする電力制御手段との直列回路を接続し、前記温度ヒ
   ューズと前記発熱導体線の接続点に前記温度ヒューズと
   熱結合した抵抗器を介して前記電極線のいずれか１本を
   接続し、前記電極線の他の１本と前記電源と前記電力制
   御手段との接続点の間に、前記電源の正負いずれかのサ
   イクルで前記電極線間に流れる電流を温度信号に変換し
   て前記電力制御手段に出力する温度検出手段と、前記温
   度検出手段と反対方向の電流を流すダイオードを接続し
   た温度制御装置。