(57)【要約】【課題】面状暖房装置において発熱体が短絡したことを検出し、装置を確実に停止させ安全性を高めることを目的とする。【解決手段】第１の発熱線１５又は第２の発熱線１６の電流を検出する電流検出手段１７を設け、電流検出手段１７が検出する電流値が所定の値以上となると二つの発熱線１５、１６の間で短絡が発生したと判定し、電流遮断手段１８を強制的に開放することで装置を停止させる。これにより、発熱線の短絡時に即時に機器を停止させることができる。【選択図】図２
2006261010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体の電流を検出する電流検出手段と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記電流検出手段は前記発熱体が短絡した場合の過電流を検出すると前記制御部に信号を伝達し、前記制御部は前記電流遮断手段を開放状態とし、前記発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置。
【請求項２】
第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体の電流を検出する電流検出手段と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記第１の発熱線の一方の端子側に第１の電流検出手段、他方の端子側に第２の電流検出手段を設け、前記第１の電流検出手段と第２の電流検出手段の出力を比較する比較器によって前記第１の電流検出手段と前記第２の電流検出手段の出力に差が生じた際は前記制御部が前記電流遮断手段を開放状態とし、前記発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置。
【請求項３】
第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体の電流を検出する電流検出手段と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記第１の発熱線と前記第２の発熱線の接続点に電流検出手段を設け、前記電流検出手段の検出する電流値が所定の値以下になると前記制御部は前記電流遮断手段を開放状態とし、前記発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置。
【請求項４】
電流検出手段はカレントトランスと、整流部と、平均化回路とを有し、前記整流部は前記カレントトランスの出力を整流し、前記平均化回路は前記整流部の出力を平均化する構成とした請求項３記載の面状暖房装置。
【請求項５】
電流検出手段はカレントトランスと、前記カレントトランスの出力が正あるいは負の時にパルスを出力するパルス出力手段とを有し、制御部は前記パルス出力手段の出力パルスが所定時間以上出力されなかったとき電流遮断手段を開放状態とし、発熱体への電流供給を遮断する構成とした請求項３記載の面状暖房装置。
【請求項６】
第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記第１あるいは第２いずれか一方の発熱線の一方の端子側の電流と他方の端子側の電流が不平衡となったときに出力を発する不平衡電流検出手段を設け、前記不平衡電流検出手段が出力を発すると前記制御部は前記電流遮断手段を開放状態とし、発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置。
【請求項７】
不平衡電流検出手段は環状の磁性体と、前記磁性体に巻線を巻回するとともに前記環状の磁性体に発熱線の一方の端子側と他方の端子側の配線を互いに電流の向きが逆方向となるように貫通してなる請求項６記載の面状暖房装置。
【請求項８】
表示部を設け、電流検出手段あるいは不平衡電流検出手段によって制御部が電流遮断手段を開放状態としたときは前記表示部にこの情報を表示する構成とした請求項１〜７いずれか１項に記載の面状暖房装置。
【請求項９】
通報手段を設け、電流検出手段あるいは不平衡電流検出手段によって制御部が電流遮断手段を開放状態としたときは前記通報手段によってこの情報を通報する構成とした請求項１〜７いずれか１項に記載の面状暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気カーペット、電気毛布、パネルヒータ等の面状暖房装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気カーペットのような面状暖房装置は、発熱体に流れる電流によって商用周波数の磁界が発生していた。そこで、発熱体を第１の発熱線と第２の発熱線に分割し、互いの発熱線に逆位相の電流を流し、かつ第１の発熱線と第２の発熱線を近接することによって双方が発生する磁界を打ち消すことによって外部への磁界の漏洩を防止する構成としたものが知られている。
【０００３】
上記の構成においては近接した発熱線同士が短絡した場合、機器に備えられた電流ヒューズを用い、短絡時に生じるか電流によって電流ヒューズを溶断させる構成が一般的である。しかしながら、発熱線の不特定の部位で短絡が生じた場合で短絡時に機器の電流が電流ヒューズの溶断点まで達しないとき、たとえば電気カーペットの場合、発熱線は数十メートルにも及ぶため短絡部位によってはある程度抵抗値を残したまま発熱線同士が短絡することが考えられ、この場合電流ヒューズが溶断しない。仮に、電流ヒューズが溶断せずに保持されると電源コードの発熱や発熱線そのものの異常発熱など発火に発展する恐れがある。
【０００４】
そこでその対策として図１１に示す構成のものが特許文献１として公開されている。この文献によると第１発熱線１と第２発熱線２よりなる発熱体を暖房装置本体に配設し、商用電源３により発熱体に通電加熱し、商用電源３に対して過電流により溶断する電流ヒューズ４と、第１発熱線１と、発熱体の温度に応じて開閉する電流遮断器５と、第２発熱線２および外部より加熱されることにより溶断する温度ヒューズ６とを直列に接続し、温度ヒューズ６の両端間に、温度ヒューズ６を加熱し溶断させる発熱抵抗７と、この発熱抵抗７への通電をオン・オフさせるスイッチング素子（トライアック）８を直列接続し、第１発熱線１と第２発熱線２とを互いに電流が逆方向に流れるように電流遮断器５を折り返し点とし、発熱体が不特定箇所で短絡したとき、温度ヒューズ６を溶断して回路部品等の発熱・発火に対する安全性を高めることができる。
【特許文献１】特開２００４−２９３９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では第１および第２の発熱線同士の短絡を直接検出しているものではない。すなわち、電流遮断器５の開閉によって発熱線の温度を制御する際に、電流遮断器５が開状態のときに発熱線が短絡していることによってトライアック８を通じて発熱抵抗７に通電し、温度ヒューズ６を溶断し短絡の状態を保持させない動作をするため、電流遮断器５が閉状態では短絡を検出し、機器を停止させることはできない。このため短絡の検出に遅れが生じ、発熱・発火を完全に防止することはできないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、不特定部位での発熱線同士の短絡を検出し発熱体への電流供給を即時に遮断することで発熱・発火に対する安全性を飛躍的に高めた面状暖房装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の面状暖房装置は、第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体の電流を検出する電流検出手段と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記電流検出手段は前記発熱体が短絡した場合の過電流を検出すると前記制御部に信号を伝達し、前記制御部は前記電流遮断手段を開放状態とし、前記発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置としたものである。
【０００８】
これによって発熱線同士が短絡した際に商用電源から見た発熱体の抵抗値低下するため過電流が発生し、この過電流を電流検出手段によって検出し、制御部が電流遮断手段を開放状態とすることで発熱線への電流供給を遮断できるため発熱線が短絡し電流を供給し続けることを防止することができる。
【０００９】
また、第１又は第２いずれかの発熱線の一方の端子に第１の電流検出手段、他方の端子側に第２の電流検出手段を設け、第１の電流検出手段と第２の電流検出手段の出力に差が生じた場合、電流遮断手段を開放状態にすることで発熱体への電流供給を遮断する構成としたものである。
【００１０】
これによって第１の電流検出手段と第２の電流検出手段の出力差から発熱線の短絡を検出することができるので発熱線の不特定の部位で第１の発熱線と第２の発熱線が短絡しても、発熱線へ電流を供給し続けることを防止することができる。
【００１１】
また、さらに、電流検出手段を第１の発熱線と第２の発熱線の接続点に設ける構成としたものである。
【００１２】
これによって発熱線が不特定部位で短絡した際に電流検出手段を通過する電流がなくなるため、電流検出手段の出力が所定値以下になると発熱線の短絡と検出し電流遮断手段を開放状態とすることで発熱線への電流供給を停止することができる。
【００１３】
また、さらに、第１又は第２の発熱線のいずれか一方の発熱線の両端における電流の不平衡を検出する不平衡電流検出手段を設けたものである。
【００１４】
これにより、発熱線が不特定部位で短絡することによって発熱線の端子部における電流が不等となったことを不平衡電流検出手段で検出できるので、発熱線の不特定部位で第１の発熱線と第２の発熱線が短絡しても、発熱線へ電流を供給し続けることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の面状暖房装置によれば第１の発熱線と第２の発熱線が不特定部位で短絡したことを電流検出手段によって検出し、電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱線の短絡時に即時に機器を停止させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の発明は、第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体の電流を検出する電流検出手段と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記電流検出手段は前記発熱体が短絡した場合の過電流を検出すると前記制御部に信号を伝達し、前記制御部は前記電流遮断手段を開放状態とし、前記発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置とすることによって、第１の発熱線と第２の発熱線が不特定部位で短絡したことを電流検出手段によって検出し、電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上することが可能となる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体の電流を検出する電流検出手段と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記第１の発熱線の一方の端子側に第１の電流検出手段、他方の端子側に第２の電流検出手段を設け、前記第１の電流検出手段と第２の電流検出手段の出力を比較する比較器によって前記第１の電流検出手段と前記第２の電流検出手段の出力に差が生じた際は前記制御部が前記電流遮断手段を開放状態とし、前記発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置とすることによって、第１の発熱線と第２の発熱線が不特定部位で短絡したことを電流検出手段によって検出し、電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上することが可能となる。
【００１８】
第３の発明は、第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体の電流を検出する電流検出手段と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記第１の発熱線と前記第２の発熱線の接続点に電流検出手段を設け、前記電流検出手段の検出する電流値が所定の値以下になると前記制御部は前記電流遮断手段を開放状態とし、前記発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置とすることにより、発熱線が不特定部位で短絡した際に電流検出手段を通過する電流がなくなるため、電流検出手段の出力が所定値以下になると発熱線の短絡と検出し電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上することが可能となる。
【００１９】
第４の発明は、特に第３の発明の電流検出手段はカレントトランスと、整流部と、平均化回路とを有し、前記整流部は前記カレントトランスの出力を整流し、前記平均化回路は前記整流部の出力を平均化する構成とすることにより、発熱線が不特定部位で短絡した際に電流検出手段を通過する電流がなくなるため、電流検出手段の出力が所定値以下になると発熱線の短絡と検出し電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上することが可能となる。
【００２０】
第５の発明は、特に第３の発明の電流検出手段はカレントトランスと、前記カレントトランスの出力が正あるいは負の時にパルスを出力するパルス出力手段とを有し、制御部は前記パルス出力手段の出力パルスが所定時間以上出力されなかったとき電流遮断手段を開放状態とし、発熱体への電流供給を遮断する構成とすることによって、発熱線が不特定部位で短絡した際に電流検出手段を通過する電流がなくなるため、パルス出力手段が検出電流によるパルスを出力しなくなり、所定の時間パルスの出力が来ない状態になると発熱線の短絡と検出し電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上することが可能となる。
【００２１】
第６の発明は、第１の発熱線と第２の発熱線を直列接続した発熱体と、前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記発熱体への通電を遮断する電流遮断手段とを有し、前記第１あるいは第２いずれか一方の発熱線の一方の端子側の電流と他方の端子側の電流が不平衡となったときに出力を発する不平衡電流検出手段を設け、前記不平衡電流検出手段が出力を発すると前記制御部は前記電流遮断手段を開放状態とし、発熱体への電流供給を遮断する構成とした面状暖房装置とすることによって、発熱線が不特定部位で短絡した際に第１ないし第２のいずれかの発熱線の端子部の電流が不等になると発熱線の短絡と検出し、電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上することが可能となる。
【００２２】
第７の発明は、特に第６の発明の不平衡電流検出手段は環状の磁性体と、前記磁性体に巻線を巻回するとともに前記環状の磁性体に発熱線の一方の端子側と他方の端子側の配線を互いに電流の向きが逆方向となるように貫通してなる構成とすることにより、発熱線が不特定部位で短絡した際に第１ないし第２のいずれかの発熱線の端子部の電流が不等になると発熱線の短絡と検出し、電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上することが可能となる。
【００２３】
第８の発明は、特に第１ないし第７の発明の面状暖房装置に表示部を設け、電流検出手段あるいは不平衡電流検出手段によって制御部が電流遮断手段を開放状態としたときは前記表示部にこの情報を表示する構成することにより、発熱線の短絡を検出した際に電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上するとともに使用者が面状暖房装置の異常状態を視認できるので誤使用を防止することが可能となる。
【００２４】
第９の発明は、特に第１ないし第７の発明の綿羊暖房装置に通報手段を設け、電流検出手段あるいは不平衡電流検出手段によって制御部が電流遮断手段を開放状態としたときは前記通報手段によってこの情報を通報する構成とすることにより、発熱線の短絡を検出した際に電流遮断手段を開放状態とすることで発熱体への電流供給を遮断することができるので、発熱・発火に対する安全性を飛躍的に向上するとともに使用者が面状暖房装置の異常状態を音声などで確認できるので誤使用を防止することが可能となる。
【００２５】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について電気カーペットへの応用例として図面を用いて説明する。図1は本発明による電気カーペットの概略外観図である。
【００２７】
カーペット本体は断熱性に優れた素材（たとえばポリエステルのフェルト生地など）からなる裏生地１０上に通電によって発熱する発熱体１１を蛇行させて配設し、この発熱体１１の上からタフト生地等からなる表生地１２を接着固定する。さらに外周部はオーバーロック縫製し構成される。このカーペット本体の周縁部には発熱体１１の通電量を制御し温度調整機能や安全保護機能を有したコントローラ１３が接続されており、コントローラ１３には商用電源３からの給電用のプラグ１４が接続されている。
【００２８】
発熱体１１は芯材に銅合金からなる第１の発熱線１５を螺旋状に巻回し、この第1の発熱線１５をポリエステル又はポリアミドなどの耐熱性の絶縁物で被覆し、さらにこの外周に第１の発熱線１５と同様の第２の発熱線１６を螺旋状に巻回し、再び耐熱性の絶縁物で被覆するいわゆる同軸上に第１の発熱線１５および第２の発熱線１６を配置し、双方の発熱線を隣接して配置する構成や芯材に銅合金からなる第１の発熱線１５を螺旋状に巻回し、この第１の発熱線１５をポリエステルやポリアミドなどの耐熱性の絶縁物で被覆し、同様の構成の第２の発熱線１６を隣接して平行に配置する構成又は双方の発熱線を対撚りにすることによって隣接配置する構成となっている。
【００２９】
図２は本発明による電気カーペットの要部回路図である。ここに示すように商用電源３に対して第１の発熱線１５、第２の発熱線１６、電流遮断装手段１８を順次直列に接続し、第１の発熱線１５あるいは第２の発熱線１６の通過電流を検出する電流検出手段１７が設けられている。制御部１９は第１の発熱線１５および第２の発熱線からなる発熱体１１の発熱量を制御するため電流遮断手段１８をオンオフ制御するとともに、電流検出手段１７が過電流を検出すると電流遮断手段１８を強制的に遮断するように働く。また、表示手段２０は制御部１９が発熱体１１の短絡を検出し、電流遮断手段１８を強制的に遮断するとこの状態を表示する。
【００３０】
図３は電流検出手段１７の検出する電流を示した波形図である。第１の発熱線１と第２の発熱線１６がともに正常な状態で動作している時刻Ｔ１までは各々の発熱線の抵抗値で決まる所定の電流値が観測される。例えば、時刻Ｔ１において図１中Ａ１−Ａ２間で発熱線同士が短絡すると商用電源３側から見た発熱体１１の抵抗値が減少するためか電流が発生し、正常時はＩ１であった電流ピーク値がＩ２まで上昇する。
【００３１】
これは、例えば発熱線１５，１６が何らかの異常で部分的に加熱し、相互の発熱線の間に介在する絶縁物が融解した場合や使用者が誤って押しピンなどを電気カーペットに貫通させてしまい、偶然、発熱線同士を短絡してしまった場合などに起こりうる現象である。通常、過電流に対する保護対策としては電流ヒューズ（図示せず）を発熱体１１に直列に接続することで保護するが、電気カーペットの場合、発熱体１１の全体長が数十メートルにも及ぶため短絡する部位によっては電流ヒューズの溶断電流に達しない場合がある。
この場合、電流ヒューズによる保護ではいつまでも発熱線の短絡状態が保持されてしまうため、安全性に問題があるが、本実施の形態のように過電流を検出する電流検出手段１７を設けることによって電流ヒューズの溶断電流に達しないような短絡電流であっても異常を検出できるため発熱体１１の異常過熱を防止することができる。同時に、表示手段２０によって異常を検出し電流遮断手段１８によって強制的に停止していることを使用者に通報することができ、使用者の誤使用を未然に防ぐことができる。
【００３２】
図４は電流検出手段１７のより具体的な構成を示した回路例である。発熱線の電流を検出するカレントトランス２１とカレントトランス２１の出力に負荷抵抗２２を接続し、カレントトランス２１の出力を整流する整流器２３を介してカレントトランス２１の出力を一旦直流化し、その直流化した電圧出力を平均化回路２４で平均化する。比較器２６は基準電圧２５と平均化回路２４の出力を比較し、正常な状態では出力を出さないが、発熱線１１の短絡によってカレントトランス２１の検出出力が増加すると、基準電圧２５（Ｖｒｅｆ）を超えることで信号を発生する。制御部１９はこの信号によって電流遮断手段１８を開放状態とし、発熱体１１への電流供給を遮断する。このため発熱体１１での短絡を短時間で検出し、商用電源３からの電流供給を遮断することができるので、発熱体１１が異常に高温になることがなく電気カーペットの安全性を高めることが可能となる。
【００３３】
また、本実施の形態では第１および第２の発熱線１５、１６の抵抗値についてなんら制限していないが、例えば２つの発熱線が互いにほぼ等しい抵抗値の場合、２つの発熱線の抵抗値がアンバランスな場合、一方の発熱線のみが発熱し、他方の発熱線は発熱しないいわゆるリード線の場合であっても本実施の形態の効果を発揮できる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施形態について図５および図６を用いて説明する。図６は本発明によるホットカーペットの要部回路図である。ここに示すように商用電源３に対して第１の発熱線１５、第２の発熱線１６、電流遮断装手段１８を順次直列に接続し、第２の発熱線１６の商用電源３側に第１の電流検出手段２７を設け、他方の端子側に第２の電流検出手段２８を設けている。第１および第２の電流検出手段２７，２８は比較器２９に入力され、比較器２９は２つの電流検出手段の検出出力に差が生じると制御部１９に信号を伝達する。制御部１９は第１の発熱線１５および第２の発熱線からなる発熱体１１の発熱量を制御するため電流遮断手段１８をオンオフ制御するとともに、比較気２９が２つの電流検出手段の差が一定以上になったことを検出すると電流遮断手段１８を強制的に遮断するように働く。また、通報手段２０は制御部１９が発熱体１１の短絡を検出し、電流遮断手段１８を強制的に遮断するとこの状態を使用者に音声で通報する。
【００３５】
図６は第１の電流検出手段２７と第２の電流検出手段２８の検出電流を示した波形図である。時刻Ｔ２において第１の発熱線１５と第２の発熱線１６がＢ１−Ｂ２間で何らかの要因で短絡した状態を示している。発熱線が互いに短絡していない正常な状態では第１の電流検出手段２７と第２の電流検出手段２８に流れる電流は相等しいため、その出力も等しい値Ｉ１が出力される。しかしながら、時刻Ｔ２においてＢ１−Ｂ２間で短絡が発生すると商用電源３から第１の発熱線１５に流れ込んできた電流はＢ１−Ｂ２でショートカットして第２の電流検出手段を通らずに第２の発熱線１６に流れ込む。そして、第１の電流検出手段２７を通って商用電源３へもどる経路で電流が流れる。
【００３６】
したがって電流が流れる経路の発熱体１１の抵抗値が低下するため、第１の電流検出手段２７で検出される電流は正常な状態よりも大きな値Ｉ３が検出される。電流の増加の割合は発熱線同士が短絡する位置によって変わり、商用電源３に近い方で短絡した場合は増加の割合が大きく、逆に第１の発熱線１５と第２の発熱線１６の接続部に近づくにしたがって電流の増加の割合は減少する。一方、第２の電流検出手段２８の検出電流は短絡が発生すると、ゼロとなる。これは発熱線同士がいずれの箇所で短絡してもこの状態となる。
【００３７】
したがって発熱線同士の短絡が発生すると第１の電流検出手段２７と第２の電流検出手段２８の検出電流値に大きな差が生じ、その出力にも大きな差が発生する。比較器２９はこの差を検出することで発熱線の短絡を判定し、制御部１９に発熱線の短絡を検出した信号を伝達する。制御部１９はこの信号を受信すると電流遮断手段１８を強制的に遮断し、発熱線１１が短絡している状態で商用電源３から電流が供給され続けることを防止する。
【００３８】
このため発熱線１１の不特定部位での短絡による異常な温度上昇を未然に防ぐことができ、電気カーペットの安全性を飛躍的に高めることが可能となる。同時に、通報手段３０によって異常を検出し電流遮断手段１８によって強制的に停止していることを使用者に音声などによって通報することができ、使用者の誤使用をより確実に未然に防ぐことができる。
【００３９】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態について図７、図８を用いて説明する。図７は本発明の第３の実施の形態における要部回路図である。ここに示すように商用電源３に対して第１の発熱線１５、第２の発熱線１６、電流遮断装手段１８を順次直列に接続し、電流検出手段３１は第１の発熱線１５と第２の発熱線１６の接続点に配置している。電流検出手段３１は検出電流が所定の値以下になると制御部１９に信号を伝達する。制御部１９は第１の発熱線１５および第２の発熱線からなる発熱体１１の発熱量を制御するため電流遮断手段１８をオンオフ制御するとともに、検出電流が所定の値以下になったことを電流検出手段３１が検出すると電流遮断手段１８を強制的に遮断するように働く。
【００４０】
例えば正常に電流が流れている状態からある時刻で第１および第２の発熱線１５、１６同士が何らかの要因で短絡すると、商用電源３から第１の発熱線１５に流れ込んできた電流は短絡箇所でショートカットして電流検出手段３１を通らずに第２の発熱線１６に流れ込む。このため発熱線１１のいずれかの箇所で短絡が発生すると電流検出手段３１は電流を検出できなくなり、この状態を短絡発生と判定する。具体的な回路構成は実施の形態１でも述べた図４の構成でカレントトランス２１の出力を整流し、その整流出力を平均化しこの平均値が所定の値を下回ったときに短絡と判定する信号を制御部１９に送る構成や、図９の様にカレントトランス２１の出力を単に整流器３２（ダイオード）によって整流し、この出力を比較器２６によって比較し、所定の値以上の時にＨｉの信号を出力するように構成してもよい。この場合、発熱体１１が正常に動作しているとカレントトランス２１は電流を検出するので比較器２６は商用電源３の周波数のパルス列を出力する。発熱体１１の任意の箇所で短絡が発生するとカレントトランス２１には電流が流れなくなるのでカレントトランス２１の出力は常にＬｏｗレベルとなり基準電圧２４Ｖｒｅｆを超えることがなくなる。したがって、比較器２６はパルス列を出力しなくなる。制御部１９は比較器２６からパルス列が来なくなった状態が所定の時間継続すると短絡が発生したと判定し、電流遮断手段１８を強制的に遮断するように動作する。このため発熱線１１の不特定部位での短絡による異常な温度上昇を未然に防ぐことができ、電気カーペットの安全性を飛躍的に高めることが可能となる。
【００４１】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態について図９、図１０を用いて説明する。図７は本発明の第４の実施の形態における要部回路図である。ここに示すように商用電源３に対して第１の発熱線１５、第２の発熱線１６、電流遮断装手段１８を順次直列に接続し、不平衡電流検出手段３３によって商用電源３から第１の発熱線１５へ流れ込む電流と、第１の発熱線１５から第２の発熱線１６へ流れ込む電流のアンバランスを検出する構成となっている。図面では第１の発熱線１５の電流のアンバランスを検出する構成で記載しているが、当然のことながら第２の発熱線１６の電流のアンバランスを検出する構成であってもなんら変わらない。不平衡電流検出手段３３は検出電流のアンバランスが所定の値以上になると制御部１９に信号を伝達する。制御部１９は第１の発熱線１５および第２の発熱線からなる発熱体１１の発熱量を制御するため電流遮断手段１８をオンオフ制御するとともに、不平衡電流検出手段３３からの出力を検出すると電流遮断手段１８を強制的に遮断するように働く。
【００４２】
このように機能する不平衡電流検出手段３３は図１０に示す構成で実現することができる。環状の磁性体コア３４に検出巻線３５を巻回し、環状コア３４に電流検出する電流線３６、３７を貫通させる。このとき電流線３６と３７の電流の流れる向きは互いに反対方向になっていなければならない。このように構成することで電流線３６と３７に図示のよう方向に電流が流れかつＩ１＝Ｉ２の条件であると各々の電流線が作る磁界は互いに打ち消しあうため磁性体コア３４に磁束は発生しない。このため検出巻線３５の出力はゼロである。しかしながらＩ１≠Ｉ２となると磁性体コア３４に磁束が発生し、検出巻線３５に電圧が出力される。制御部１９はこの検出巻線３５に出力電圧が発生すると電流遮断手段１８を強制的に遮断し、機器を停止させる。
【００４３】
ここである時刻で第１の発熱線１５と第２の発熱線１６が任意の箇所で短絡した場合を考えると、商用電源３から第１の発熱線１５に流れ込む電流は、一旦、不平衡電流検出手段３３を通って第１の発熱線１５に流れ込み、短絡箇所を介して第２の発熱線１６へと流れ込み、再び商用電源３へ戻る経路で流れる。したがって不平衡電流検出手段３３の一方の電流線にはまったく電流が流れないことになる。このため、不平衡電流検出手段３３の電流線３６、３７に不平衡が生じ、磁性体コア３４に磁束が発生することで検知巻線３５に出力電圧が発生する。発熱線同士の短絡がいかなる箇所で発生してもこの現象は必ず起こるので本実施の形態においては発熱線同士の短絡を不平衡電流検出手段３３によって確実に検出することができる。このため発熱線１１の不特定部位での短絡による異常な温度上昇を未然に防ぐことができ、電気カーペットの安全性を飛躍的に高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明にかかる面状暖房装置は、発熱線相互の短絡を確実に検出できるので、電気カーペット、電気毛布、パネルヒータ等の面状暖房装置やその他の電熱線加熱を応用した機器の短絡検知に応用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電気カーペットの外観図
【図２】同電気カーペットの要部回路図
【図３】同電気カーペットの電流検出手段１７の検出電流波形図
【図４】同電気カーペットの電流検出手段１７の具体的例を示す回路図
【図５】本発明の第２の実施の形態における電気カーペットの要部回路図
【図６】同電気カーペットの第１および第２の電流検出手段２７、２８の検出電流波形図
【図７】本発明の第３の実施の形態における電気カーペットの要部回路図
【図８】同電気カーペットの電流検出手段３１の具体例を示す回路図
【図９】本発明の第４の実施の形態の電気カーペットの要部回路図
【図１０】同電気カーペットの不平衡電流検出手段３４の具体的な構成例を示す図
【図１１】従来の面状暖房装置の要部回路図
【符号の説明】
【００４６】
３  商用電源
１５  第１の発熱線
１６  第２の発熱線
１７  電流検出手段
１８  電流遮断手段
１９  制御部
２０  表示手段
２１  カレントトランス
２３  整流器
２４  平均化回路
２７  第１の電流検出手段
２８  第２の電流検出手段
３０  通報手段
３１  電流検出手段
３３  不平衡電流検出手段
３４  磁性体
３５  検出巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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