(57)【要約】【課題】  ２本の発熱線の間の絶縁体に絶縁異常が生じたことを確実に検出する。【解決手段】  絶縁体３を介して隣接する一方の発熱線２とリレー接点１０との間に、第１電流検出器２４を介装する。一方の発熱線２と他方の発熱線４との間に、第２電流検出器２５を介装する。制御回路９は、第１電流検出器２４の出力と第２電流検出器２５の出力を比較して、異常の有無を判断する。通常時は、各電流検出器２４、２５の出力は同じである。絶縁異常が生じると、両発熱線２、４が短絡し、第２電流検出器２５の出力が低下する。制御回路９は、異常の発生を検知すると、リレー接点１０を開き、発熱体１への通電を停止する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の発熱線が絶縁体を介して隣接され、流れる電流の方向が互いに逆になるように両発熱線が接続された発熱体と、該発熱体への通電を制御する制御装置とを備え、前記発熱体に流れる電流を検出する第１電流検出器が設けられ、前記発熱線のいずれか一方の発熱線に流れる電流を検出する第２電流検出器が設けられ、前記制御装置は、各電流検出器の出力に基づいて通電のオンオフを制御することを特徴とする採暖具。
【請求項２】
２本の発熱線が絶縁体を介して隣接され、流れる電流の方向が互いに逆になるように両発熱線が接続された発熱体と、該発熱体への通電を制御する制御装置とを備え、前記発熱体と直列に第１電流検出器が設けられ、２本の前記発熱線の接続点に第２電流検出器が設けられ、前記制御装置は、各電流検出器の出力に基づいて通電のオンオフを制御することを特徴とする採暖具。
【請求項３】
制御装置は、第１電流検出器の出力が第２電流検出器の出力より大となったとき、発熱体への通電をオフすることを特徴とする請求項１または２記載の採暖具。
【請求項４】
各発熱線の一端が電源にそれぞれ接続され、第１電流検出器は、いずれか一方の発熱線と電源との間に介装され、各発熱線の他端同士が接続され、第２電流検出器は、両発熱線の他端側の中間に介装されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の採暖具。
【請求項５】
第１電流検出器および第２電流検出器は、制御装置を構成する回路基板または前記制御装置を形成するケース内に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の採暖具。
【請求項６】
複数の発熱体が設けられ、各発熱体に対して第１電流検出器および第２電流検出器が設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の採暖具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱線の抵抗発熱を利用した電気カーペット、電気毛布等の採暖具に関し、詳しくは異常発熱に対する温度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭で使用される採暖具には、電気カーペットをはじめ、電気毛布、電気敷布、電気座布団、床暖房パネルなど様々な種類のものがある。例えば電気カーペットのような面状採暖具では、表生地と裏生地の間に発熱体を挟むのが一般的な構造である。発熱体は、金属製の発熱線から構成される。
【０００３】
ところで、発熱線に流れる電流によって、発熱体から電磁波が発生する。この電磁波の発生を抑制した発熱体が特許文献１に記載されている。図３に示すように、発熱体１は、発熱線２を耐熱性の絶縁体３で被覆し、この絶縁体３に発熱線４を巻き付け、さらにナイロン等の被覆材５で被覆し、被覆材５に感熱体６として温度検知線を巻き付け、塩化ビニルの絶縁用外皮７で覆った構造となっている。
【０００４】
２本の発熱線２、４は、絶縁体３を介して同軸あるいは並行に配線される。そして、図４に示すように、各発熱線２、４の一端は制御装置８にそれぞれ接続され、各発熱線２、４の他端同士が接続される。これによって、各発熱線２、４に逆方向の電流が流れ、電流によって生じる磁界が互いに打ち消しあって、発熱体１から発生する電磁波が抑制される。図中、９は制御回路、１０はリレー接点、１１は電流ヒューズ、１２は電源である。
【０００５】
このように、２本の発熱線は絶縁体を介して設けられている。しかし、ピンホールや熱劣化等で絶縁不良が生じたときには、２本の発熱線が短絡し、発熱体に流れる電流が増え、異常発熱したりする。そのため、電流ヒューズを設けたり、あるいは特許文献２に記載されているように、発熱体に直列に電流検出器を設け、短絡が発生したときの異常電流を検出して、通電を遮断している。
【特許文献１】特開平４−２７８１２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１９１４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の電流検出器は、発熱体が正常な状態にあっても、電源電圧の変動や外部ノイズにより、誤作動する場合がある。また、発熱線の短絡する箇所が電源供給側に近いほど、異常が発生したときに検出器に流れる電流値が大きくなり、異常が発生してから動作するまでの時間は短くなる。反対に、電源供給側から離れるほど、検出器に流れる電流値が小さくなる。その結果、異常が発生してから検出器が動作するまで時間がかかる、あるいは短絡時の電流によっては、検出器が動作しない場合があり、安全性に問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑み、発熱体における短絡を確実にかつ迅速に検出できる採暖具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、２本の発熱線が絶縁体を介して隣接され、流れる電流の方向が互いに逆になるように両発熱線が接続された発熱体と、該発熱体への通電を制御する制御装置とを備え、前記発熱体に流れる電流を検出する第１電流検出器が設けられ、前記発熱線のいずれか一方の発熱線に流れる電流を検出する第２電流検出器が設けられ、前記制御装置は、各電流検出器の出力に基づいて通電のオンオフを制御するものである。
【０００９】
第１電流検出器は、発熱体と直列に設けられる。第２電流検出器は、２本の発熱線の接続点に設けられる。具体的には、各発熱線の一端が電源にそれぞれ接続され、第１電流検出器は、いずれか一方の発熱線と電源との間に介装される。また、各発熱線の他端同士が接続され、第２電流検出器は、両発熱線の他端側の中間に介装される。このように、電流検出器を配置することにより、発熱体全体に流れる電流に対する発熱体内における電流の小さな変化でも検出することができる。
【００１０】
そして、制御装置は、第１電流検出器の出力と第２電流検出器の出力とを比較し、短絡の発生の有無を判断する。絶縁体の絶縁異常が発生すると、２本の発熱線は短絡するので、第２電流検出器の出力が減少する。制御装置は、第１電流検出器の出力が第２電流検出器の出力より大となったとき、短絡が生じていると判断して、即座に発熱体への通電をオフする。これによって、発熱体の異常発熱が防止される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、発熱体内の絶縁体に絶縁異常が生じたとき、発熱体の内外において電流差が生じることによって、絶縁異常による短絡を確実に検出できる。そのため、すぐに発熱体への通電を停止でき、異常発熱を防止でき、安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本実施形態の採暖具である電気カーペットを図１に示す。表生地と裏生地の間に発熱体１を挟み込んだカーペット本体２０の角部に、発熱体１への通電制御を行う制御装置８が装着されている。発熱体１の構造は、図３に示した２本の発熱線２、４を絶縁体３を介して隣接されたものと同じであり、発熱体１の発熱線２、４および感熱体６は、制御装置８に接続される。
【００１３】
制御装置８は、電源コード２１を介して電源１２に接続され、図２に示すように、マイクロコンピュータからなる制御回路９と、制御回路９によって制御されるリレー（図示せず）を有する。制御装置８内において、各発熱線２、４の一端は、電源コード２１に接続されたリード線２２にそれぞれ接続され、各発熱線２、４の他端同士がリード線２３によって接続される。一方の発熱線２に接続されたリード線２２に、リレー接点１０および電流ヒューズ１１が介装され、電流ヒューズ１１が電源１２のＡＣ１側に接続される。制御回路９は、リレーを作動させることにより、リレー接点１０を開閉して、通電のオンオフを行う。
【００１４】
そして、絶縁体３の絶縁異常を検出するために、発熱体１に流れる電流を検出する第１電流検出器２４と、２本の発熱線２、４のいずれか一方の発熱線に流れる電流を検出する第２電流検出器２５とが設けられる。各電流検出器２４、２５は、カレントトランスからなる。第１電流検出器２４は、一方の発熱線２の一端とリレー接点１０との間に介装され、発熱体１と直列に接続される。第２電流検出器２５は、２本の発熱線２、４の他端同士を接続するリード線２３に介装される。すなわち、２本の発熱線２、４の接続点に配される。
【００１５】
各電流検出器２４、２５は、検出地点に流れる電流に応じた電圧を制御回路９に出力する。制御回路９は、各電流検出器２４、２５の出力を比較して、２本の発熱線２、４の間に短絡が発生していないかを判断する。この判断結果に基づいて、リレー接点１０を開閉し、通電のオンオフを制御する。
【００１６】
通常時には、リレー接点１０を閉じて、通電を開始すると、発熱体１に電流が流れ、温度が上がる。これに伴って感熱体６から温度上昇に応じた出力電圧が制御回路９に入力される。感熱体６の出力に基づいて、制御回路９は、リレー接点１０の開閉を制御し、カーペット本体２０の表面温度を一定に保つ。
【００１７】
このとき、各電流検出器２４、２５は、発熱体１を流れる電流を検出しており、制御回路９は、第１電流検出器２４の出力電圧Ｖａと第２電流検出器２５の出力電圧Ｖｂとの大小を比較する。通常時は、発熱体１に流れる総電流と、各電熱線２、４に流れる電流とは等しいので、Ｖａ＝Ｖｂとなり、制御回路９は正常と判断する。
【００１８】
ここで、絶縁体３に異常が生じた場合、２本の発熱線２、４間にレアショートといった短絡が起こる。すると、第２電流検出器２５に流れる電流が減少する、あるいはなくなり、第２電流検出器２５の出力電圧Ｖｂが小さくなる。
【００１９】
制御回路９は、Ｖａ＞Ｖｂとなったことを検知して、異常が発生したと判断する。そして、制御回路９は、リレーを作動させて、リレー接点１０を開く。発熱体１への通電がオフされる。したがって、絶縁体３の絶縁異常が発熱体１内の如何なる箇所で発生しても、このことを確実に検出でき、発熱体１への通電を停止して、異常発熱を防止できる。なお、上記の異常が発生したとき、音や表示等によって報知するとよい。
【００２０】
ところで、各電流検出器２４、２５は、制御装置８内に配置される。制御装置８は、制御回路９等を回路基板に搭載して、ケースに内装した構造である。そのため、電流検出器２４、２５は、ケース内に装着される。そして、電流検出器２４、２５を実装可能なものにすれば、回路基板に搭載でき、制御装置８を小型化できる。
【００２１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。電流検出器として、面実装可能な抵抗素子、ホール素子等を用いてもよい。
【００２２】
また、採暖具は、複数の発熱体を並列に配置した構造のものであってよい。この場合、第１、第２電流検出器は、各発熱体に対して設けておく。制御装置は、発熱体毎に短絡の有無を監視する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の電気カーペットの平面図
【図２】制御装置の電気回路図
【図３】発熱体の構造を示す図
【図４】従来の制御装置の電気回路図
【符号の説明】
【００２４】
１    発熱体
２、４    発熱線
３    絶縁体
８    制御装置
９    制御回路
１０    リレー接点
２４    第１電流検出器
２５    第２電流検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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