(57)【要約】  【課題】  ２つの切替えスイッチを用い、２つの発熱体の接続を直列または並列に切替え可能とすると共に、２つの発熱体に流れる電流を逆向きとして各発熱線で生じる電磁波の発生を抑えることができる面状採暖具を提供する。  【解決手段】  第１発熱線６と第２発熱線８よりなる発熱体を商用電源4aにより通電して暖房を行う面状採暖具において、第１発熱線と第２発熱線の接続を直列または並列に切替える直列・並列切替えスイッチ１２を設け、第２発熱線と直列・並列切替えスイッチとの接続点と商用電源の一端をバイパス路１３を介して直列または並列接続を指定する開閉１４とを設け、両スイッチの替えにより消費電力を大小に切替え可能とするとともに、第１発熱線と第２発熱線を互いに電流が逆方向に流れるように接続してなる構成とした。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発熱線と第２発熱線よりなる発熱体を商用電源により通電して暖房を行う面状採暖具において、
前記第１発熱線と第２発熱線の接続を直列または並列に切替える直列・並列切替えスイッチを設け、前記第２発熱線と前記直列・並列切替えスイッチとの接続線と前記商用電源と前記第１発熱線との接続線とを繋ぐバイパス路を設け、同バイパス路に開閉スイッチを設け、前記直列・並列切替えスイッチにより前記第１発熱線と前記第２発熱線とを直列に接続するときは、前記開閉スイッチを開き、前記第１発熱線と前記第２発熱線とを並列に接続するときは、前記開閉スイッチを閉じ、前記第１発熱線と第２発熱線にそれぞれ通電により発生する磁界を互いに打ち消すようにしたことを特徴とする面状採暖具。
【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採暖具に係わり、詳しくは２つの発熱体の接続を直列または並列に切替え可能とすると共に、電磁波の発生を抑えた発熱体の接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の面状採暖具において、通常の暖房を直列に接続したヒータで行い、外気温が低下した場合等にヒータの昇温速度を高めるべく並列接続にするため、２つの発熱体の接続を直・並列に切替えるものとして、例えば図３に示すようなものが知られている（特許文献１参照）、また、電磁波の発生を低減するものとして、例えば図４に示すようなものが知られている（特許文献２参照）。
【０００３】
図３において、（Ａ）は商用電源Ｅに対して並列接続、（Ｂ）は直列接続である。電気カーペットは、カーペット本体１’と制御回路２’とから成り、カーペット本体１’は、Ａ面とＢ面とに区分し、Ａ面にはヒータ４A ’を、また、Ｂ面にはヒータ４B ’を配置し、ヒータ４A ’，４B ’は、同じ発熱容量のものを使用した。また、カーペット温度を検知するセンサー線６’は、Ａ面とＢ面との両方に跨がって配置し、１本のセンサー線６’で、Ａ面，Ｂ面両方の温度を同時に検知するようにした。
【０００４】
ヒータ４A ’の回路にヒータ４A ’をオンオフするリレー８A ’を設け、また、ヒータ４B ’の回路にヒータ４B ’をオンオフするリレー８B ’を設けた。直・並切替えリレー10’は、リレー８A ’, ８B ’を接続した側と反対側のヒ−タ４A ’とヒ−タ４B ’との間を短絡して並列に接続するNC端子と、ヒ−タ４A ’をヒータ４B ’のリレー８B ’側に接続してヒータ４A ’, ４B ’を直列に接続するNO端子とに切り替えるように接続した。そして、前記リレー８A ’, ８B ’,10 ’の制御は、すべてマイコン12’によって行い、直・並切替えリレー10’をNO端子側に切替えると、リレー８B ’がオフしたままとなる。したがって、ヒータ４A ’，４B ’を直列接続にする際に、特別のスイッチを用いずに、リレー８B ’を開放することができるので、回路構成の簡素化ができる。
【０００５】
また、電気カーペットは、通常の暖房時には、ヒータ４A ’及びヒータ４B ’を直列接続にして暖房し、暖房開始時、及び、例えば外気温度が低くなるなど、昇温速度が鈍る場合には、並列接続にして発熱容量を増強するようにしたものである。このようにすると、簡単な回路構成で昇温速度を通常の暖房の場合より遙に高めることができる。
【０００６】
図４において、（Ａ）は並列接続、（Ｂ）は直列接続である。図４（Ａ）に示すように、発熱線２’’の一方の結線部２ａ’’と他方の結線部２ｂ’’を電源７’’の一端と他端に、発熱線６’’の一方の結線部６ａ’’と他方の結線部６ｂ’’を電源７’’の他端と一端にそれぞれ結線して、電源７’’に対して発熱線２’’，６’’を並列接続することによって、１００Ｖなど低電圧系の仕様にすることができる。
【０００７】
また、図４（Ｂ）に示すように、発熱線２’’の一方の結線部２ａ’’と発熱線６’’の一方の結線部６ａ’’を電源７’’の一端と他端に結線すると共に発熱線２’’の他方の結線部２ｂ’’と発熱線６’’の他方の結線部６ｂ’’を短絡結線して、電源７’’に対して発熱線２’’，６’’を直列接続することによって、２００Ｖなど高電圧系の仕様にすることができる。
【０００８】
上記構成において、低電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線を電源に対して並列に、高電圧系の仕様の場合には上記２組の発熱線を電源に対して直列にそれぞれ結線可能にしたので、２組の発熱線のうち一方と他方の発熱線の流れる電流のベクトルをそれぞれ逆向きとして各発熱線で生じる磁界を互いに打ち消し合わせることができ、電磁波の発生を低減することができる。
【０００９】
しかしながら、前記図３の場合は、２つの発熱体の接続を直・並列に切替えるものだが、２つの発熱体に流れる電流は同方向であり、電磁波の防止は考慮されてない。また、前記図４の場合は、２つの発熱体の接続を直・並列に切替えるものはなく、直・並列個別の回路で電磁波の発生を低減するものである。そこで、直・並列の切替えと、電磁波の発生防止を１つの回路構成で行うものが望まれている。
【特許文献１】特開平６−６０９６２号公報（２〜６頁、第１〜２図）
【特許文献２】特開平１１−１８５９４３号公報（４〜６頁、第２〜４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑み、面状採暖具において、２つの切替えスイッチを用い、２つの発熱体の接続を直列または並列に切替え可能とすると共に、２つの発熱体に流れる電流を逆向きとして各発熱線で生じる電磁波の発生を抑えることができる面状採暖具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】
【００１１】
本発明は上述の課題を解決するため、第１発熱線と第２発熱線よりなる発熱体を商用電源により通電して暖房を行う面状採暖具において、
前記第１発熱線と第２発熱線の接続を直列または並列に切替える直列・並列切替えスイッチを設け、前記第２発熱線と前記直列・並列切替えスイッチとの接続線と前記商用電源と前記第１発熱線との接続線とを繋ぐバイパス路を設け、同バイパス路に開閉スイッチを設け、前記直列・並列切替えスイッチにより前記第１発熱線と前記第２発熱線とを直列に接続するときは、前記開閉スイッチを開き、前記第１発熱線と前記第２発熱線とを並列に接続するときは、前記開閉スイッチを閉じ、前記第１発熱線と第２発熱線にそれぞれ通電することにより発生する磁界を互いに打ち消すようにした構成となっている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１発熱線と第２発熱線を並列接続とした場合、消費電力が２倍，直列接続とした場合１／２となり、発熱量を可変することができ、例えば、通常の暖房時には、直列接続にして暖房し、暖房開始時、及び外気温度が低くなるなど、昇温速度を速めたい場合には、並列接続にして発熱量を増強するすることができ、簡単な回路構成で昇温速度を通常の暖房の場合より遙に高めることができる。また、各々の発熱線から発生する磁力線どうしが互いに打ち消し合うことにより、面状採暖具本体の表面からの電磁波の放射を防止することができる面状採暖具となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の面状採暖具の実施の形態を実施例に基づき添付図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）は本発明における電気カーペット等面状採暖具の外観概略図、図１（Ｂ）は本発明の一実施例による発熱体の拡大構造図、図２は本発明による要部回路図で、（Ａ）は直列接続、（Ｂ）は並列接続の場合である。
【実施例１】
【００１４】
図１（Ａ）において、面状採暖具の基本的な構成は、通電により発熱する発熱体２を内蔵した本体１と、その発熱体２への通電量を制御して本体１の温度を制御する制御回路や安全保護装置等を含めた制御部３とからなっている。
【００１５】
本体１には繊維布からなる表地と裏地の間に発熱体２を蛇行状に配設してあり、発熱体２の端末部分は電気的に制御部３にまとめて接続されており、制御部３には商用電源４ａへの給電用のプラグ４が接続してある。
【００１６】
図１（Ｂ）において、前記発熱体２は、ポリエステル等からなる芯材５に銅合金でなる第１発熱線６を螺旋状に巻回し、前記第１発熱線６をポリイミド等の耐熱絶縁体７で被覆し、前記耐熱絶縁体７に第１発熱線６と同様の第２発熱線８を螺旋状に巻回し、前記第２発熱線８を異常な温度上昇による過熱が生じた場合に融解する融解層９で被覆し、前記融解層９に、同融解層９の融解により前記第２発熱線８と短絡して安全装置を動作させる短絡検知線１０を螺旋状に巻回し、前記短絡検知線１０を耐熱塩ビ等からなる外被絶縁層１１で被覆した構成となっている。
【００１７】
但し、前記発熱体２は上記構成に限定されるものではなく、前記第２発熱線８を前記芯材５に螺旋状に巻回し、前記第１発熱線６を前記耐熱絶縁体７に螺旋状に巻回してもよい。
【００１８】
図２（Ａ）は前記第１発熱線６と前記第２発熱線８を直列接続した場合の要部回路図である。図において、前記第１発熱線６と前記商用電源４ａを接続するＮＣ端子と、前記第１発熱線６と前記第２発熱線８を接続するＮＯ端子を備え、前記商用電源４ａに対し、前記第１発熱線６と第２発熱線８の接続を直列（ＮＯ端子側）または並列（ＮＣ端子側）に切替える直列・並列切替えスイッチ１２を設ける。
【００１９】
また、前記第２発熱線８と前記直列・並列切替えスイッチ１２のＮＯ端子との接続線と前記商用電源４ａと前記第１発熱線６との接続線とを繋ぐバイパス路１３を設けると共に、同バイパス路１３に開閉スイッチ１４を設け、前記直列・並列切替えスイッチ１２により前記第１発熱線６と前記第２発熱線８とを直列に接続するときは、前記直列・並列切替えスイッチ１２をＮＯ端子側に接続すると同時に、前記開閉スイッチ１４を開くようにした構成となっている。
【００２０】
そして、電流の流れ方向が図２（Ａ）の矢印で示すように、第１発熱線６と第２発熱線８とでは逆方向なり、電流位相は互いに１８０度ズレた逆位相関係となる。これにより、各々の発熱線から発生する磁力線どうしが互いに打ち消し合うことになり、面状採暖具本体１の表面からの電磁波の放射を防止することができる。
【００２１】
図２（Ｂ）は前記第１発熱線６と前記第２発熱線８を並列接続した場合の要部回路図である。図において、直列・並列切替えスイッチ１２をＮＣ端子側に接続すると同時に、前記開閉スイッチ１４を閉じることにより、並列接続することができる。また、上記と同様に面状採暖具本体１の表面からの電磁波の放射を防止することができる。
【００２２】
上記構成において、前記第１発熱線６と前記第２発熱線８を並列接続とした場合、消費電力が２倍，直列接続とした場合１／２となり、発熱量を可変することができる。例えば前記制御部３により手動または自動で制御して、図２（Ｃ）に示すように、通常の暖房時には直列・並列切替えスイッチ１２をＮＯ端子側に接続し、開閉スイッチ１４を開き直列接続にして暖房し、暖房開始時、及び外気温度が低くなるなど、昇温速度を速める場合には、直列・並列切替えスイッチ１２をＮＣ端子側に接続し、開閉スイッチ１４を閉じ並列接続にして発熱量を増強するすることができ、簡単な回路構成で昇温速度を通常の暖房の場合より遙に高めることができる。また、各々の発熱線から発生する磁力線どうしが互いに打ち消し合うことにより、面状採暖具本体１の表面からの電磁波の放射を防止することができる面状採暖具となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）は本発明における電気カーペット等面状採暖具の外観概略図、図１（Ｂ）は本発明の一実施例による発熱体の拡大構造図である。
【図２】本発明による要部回路図で、（Ａ）は直列接続、（Ｂ）は並列接続の場合である。
【図３】従来例における要部回路図で、（Ａ）は並列接続、（Ｂ）は直列接続の場合である。
【図４】従来例における他の要部回路図で、（Ａ）は並列接続、（Ｂ）は直列接続の場合である。
【符号の説明】
【００２４】
１    本体
２    発熱体
３    制御部
４    プラグ
４ａ  商用電源
５    芯材
６    第１発熱線
７    耐熱絶縁体
８    第２発熱線
９    融解層
１０  短絡検知線
１１  外被絶縁層
１２  直列・並列切替えスイッチ
１３  バイパス路
１４  開閉スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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