(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と、該発熱体に直列接続した電力制御素子と、前記発熱体に直列接続した温度ヒューズと、前記発熱体の温度を検出し前記電力制御素子を開閉して前記発熱体を所定温度に制御するものにおいて、前記発熱体は、発熱線と短絡用導体と該短絡用導体と発熱線間に介在し所定温度以上で溶融する熱溶融層と前記短絡用導体の外周を被う絶縁層で構成し、前記発熱体への通電を遮断すべく設けた前記温度ヒューズには、その近傍に配置した第１、第２加熱抵抗に電流を流して、その発熱により加熱溶断する構成とし、交流電源の両端間に、第１ダイオードと該ダイオードとは逆方向の第２ダイオードと前記第１加熱抵抗と前記第１ダイオードと逆方向の第３ダイオードを直列接続し、前記第２ダイオードに、第２加熱抵抗と前記第１ダイオードと同方向の第４ダイオードと前記短絡用導体の直列回路を並列接続したことを特徴とする温度制御回路。
【請求項２】
前記第１ダイオードと第２加熱抵抗と第４ダイオードと短絡用導体の直列回路を介して、前記第１加熱抵抗と第３ダイオードの接続点から前記電力制御素子の開閉に必要な電源を供給することを特徴とする請求項１に記載の温度制御回路。
【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、電気毛布等の電気採暖具に最適な温度制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気カーペットのような電気採暖具は、例えば特開平４−６４８２８号公報に見られるように電熱線（Ｈ）と感熱線（１１）と該感熱線の感熱層（１ａ）（１ｂ）の抵抗率の変化を検出して前記電熱線の制御を行う温度制御回路により構成しており、何らかの理由により電熱線が異常温度上昇した場合には、導線（２ａ）または（２ｂ）に接続した演算増幅器（ＯＰ１）或いは（ＯＰ２）がハイレベル電圧を出力し、ＳＣＲがオンとなって抵抗（Ｒ３）を発熱させ、ヒューズ（Ｆ）を溶断させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の先行技術に見られるような導線と感熱層は採暖具の広範囲にわたって配設しており、どの部分で電熱線が異常発熱するのか特定されず、また同時に複数箇所で異常過熱を生ずることもあり得る。
【０００４】
また、導線が複数箇所で断線した場合には、温度検知電圧が規定の電圧にならないため、温度制御電圧や安全回路が満足に作動せず、火災等の危険な状態になるという欠点があった。
【０００６】
本発明は、発熱体の複数箇所で同時に異常過熱が発生して複数箇所で発熱線と短絡用導体が短絡したり、短絡用導体の断線が生じた場合であっても、確実に温度ヒューズを溶断したり、リレー駆動を停止して発熱線が連続発熱するのを防止するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発熱体と、該発熱体に直列接続した電力制御素子と、前記発熱体に直列接続した温度ヒューズと、前記発熱体の温度を検出し前記電力制御素子を開閉して前記発熱体を所定温度に制御するものにおいて、前記発熱体は、発熱線と短絡用導体と該短絡用導体と発熱線間に介在し所定温度以上で溶融する熱溶融層と前記短絡用導体の外周を被う絶縁層で構成し、前記発熱体への通電を遮断すべく設けた前記温度ヒューズには、その近傍に配置した第１、第２加熱抵抗に電流を流して、その発熱により加熱溶断する構成とし、交流電源の両端間に、第１ダイオードと該ダイオードとは逆方向の第２ダイオードと前記第１加熱抵抗と前記第１ダイオードと逆方向の第３ダイオードを直列接続し、前記第２ダイオードに、第２加熱抵抗と前記第１ダイオードと同方向の第４ダイオードと前記短絡用導体の直列回路を並列接続したものである。
【０００８】
また、前記第１ダイオードと第２加熱抵抗と第４ダイオードと短絡用導体の直列回路を介して、前記第１加熱抵抗と第３ダイオードの接続点から前記電力制御素子の開閉に必要な電源を供給するものである。
【０００９】
【作用】
本発明は、交流電源の両端間に、第１ダイオードと該ダイオードとは逆方向の第２ダイオードと温度ヒューズの近くに設けた第１加熱抵抗と前記第１ダイオードと逆方向の第３ダイオードを直列接続し、前記第２ダイオードに、第２加熱抵抗と前記第１ダイオードと同方向の第４ダイオードと前記短絡用導体の直列回路を並列接続したことにより、発熱線と短絡用導体の複数箇所で異常過熱を生じ、複数箇所で短絡した場合には、第２加熱抵抗を発熱させて温度ヒューズを溶断し、発熱線の連続発熱を防止する。
【００１０】
また、発熱線の発熱を制御する電力制御素子の開閉に必要な電力は、第１ダイオードと第２加熱抵抗と第４ダイオードと短絡用導体の直列回路を介して、第１加熱抵抗と第３ダイオードとの接続点から供給することにより、短絡用導体の断線時には電力制御素子の開閉に必要な電力が得られず発熱線の発熱が停止する。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の温度制御回路の一実施例を示す回路図、図２は同じく発熱体の説明図、図３は温度ヒューズ組立体の平面図である。
【００１２】
（１）、（２）は電気カーペットの生地（図示せず）に蛇行状に配置した線状の第１、第２の発熱体で、図２に示すようにテトロン芯（３）、（４）と該テトロン芯の外周に巻線した第１、第２の発熱線（５）、（６）と該発熱線の外周を被い所定温度以上で溶融する第１、第２の熱溶融層（７）、（８）と該熱溶融層の外周に巻線した第１、第２の短絡用導体（９）、（１０）と該短絡用導体の外周を被う絶縁層（１１）、（１２）とから構成している。（１３）は交流電源である。
【００１３】
（１４）は前記第１、第２の発熱線（５）、（６）の一端と接続した２つの接点（１５）、（１６）と中間の接点（１７）を有する暖房面積切換スイッチ、（１８）は前記接点（１７）と交流電源（１３）の電極（Ａ）間に接続し前記発熱線（５）、（６）の発熱を制御する電力制御素子（以下リレー接点とする）で、後述するリレーにより開閉する。
【００１４】
前記第１、第２の発熱線（５）、（６）の他端は、それぞれを交流電源の電極（Ｂ）に接続し、前記第１、第２の短絡用導体（９）、（１０）の一端は互いに接続してそれぞれが直列接続されている。
【００１５】
（１９）は前記発熱体（１）、（２）の近傍に配置した温度検知線（図示せず）により設定温度と器具温度とを比較し発熱体を制御する制御回路で、設定温度に達した時には出力端子（Ｐ0）を「Ｌ」出力とし、設定温度に達するまでは出 力端子（Ｐ0）を「Ｈ」出力にする。
【００１６】
（２０）は前記第１、第２電熱線（５）、（６）の他端と交流電源（１３）の電極（Ｂ）間に直列に介挿した温度ヒューズで、図に示すようにその両側には密着して第１、第２加熱抵抗（２１）、（２２）を配置しており、これらは温度ヒューズ組立体（２３）を構成する。
【００１７】
（２４）はアノードを交流電源（１３）の電極（Ａ）に接続しカソードを第２加熱抵抗（２２）に接続した第１ダイオード、（２５）はアノードを第１加熱抵抗（２１）に接続しカソードを前記第１ダイオード（２４）のカソードに接続して該第１ダイオードと逆方向に配置した第２ダイオード、（２６）はアノードを交流電源（１３）の電極（Ｂ）に接続しカソードを第１加熱抵抗（２１）に接続した第３ダイオード、（２７）はアノードを第２加熱抵抗（２２）に接続しカソードを前記第２の短絡用導体（１０）の他端に接続した第４ダイオードである。
【００１８】
前記第１の短絡用導体（９）の他端は前記第２ダイオード（２５）と第１加熱抵抗（２１）の接続部に接続している。
【００１９】
従って、交流電源の両端間に、第１ダイオード（２４）と該ダイオードとは逆方向の第２ダイオード（２５）と前記第１加熱抵抗（２１）と前記第１ダイオード（２４）と逆方向の第３ダイオード（２６）を直列接続し、前記第２ダイオード（２５）に、第２加熱抵抗（２２）と第１ダイオード（２４）と同方向の第４ダイオード（２７）と前記第１、第２の短絡用導体（９）（１０）の直列回路を並列接続している。
【００２０】
（２８）は前記第２加熱抵抗（２２）と第４ダイオード（２７）の接続部と交流電源（１３）の電極（Ｂ）との間に接続したＳＣＲで、前記第１ダイオード（２４）と同方向に配置している。
【００２１】
（２９）はアノードを前記リレー接点（１８）と暖房面積切換スイッチ（１４）の接続部に接続した第５ダイオード、（３０）は前記第５ダイオード（２９）のカソードに接続した抵抗、（３１）は前記抵抗（３０）に直列接続した第６ダイオード、（３２）は前記第６ダイオード（３１）に接続したコンデンサ、（３３）は前記第６ダイオード（３１）とコンデンサ（３２）との接続部と前記ＳＣＲ（２８）のゲートに接続したゲート回路、（３４）は前記第１加熱抵抗（２１）と第３ダイオード（２６）の接続部に接続したリレー（３５）の電源回路で、降圧抵抗（３６）と直流変換用ダイオード（３７）の直列回路（３８）とから構成している。（３９）は前記電源回路（３４）に直列接続したトランジスタで、そのベースを前記制御回路（１９）の出力端子（Ｐ0）に接続している。（４０ ）は抵抗である。
【００２２】
（４１）は前記抵抗（３０）と第６ダイオード（３１）との接続部とトランジスタ（３９）のコレクタ間に接続した第７ダイオードである。（４２）は電源スイッチである。
【００２３】
次に動作について述べる。暖房面積切換スイッチ（１４）はその接点（１７）を接点（１５）に接続した場合には第１の発熱体（５）のみが発熱して例えば左側半分が発熱し、接点（１６）に接続した場合には第２の発熱体（６）のみが発熱して例えば右側半分が発熱し、両方の接点（１５）、（１６）に接続した場合にはそれぞれの発熱体（５）、（６）が発熱して全面加熱するようになされている。
【００２４】
今、暖房面積切換スイッチ（１４）を切り換えて第１の発熱体（５）のみを発熱するように設定した場合について述べる。電源スイッチ（４２）を閉じて通電を開始すると、始めは制御回路（１９）にて設定された設定温度に対してカーペット本体の温度が低いために制御回路（１９）の出力端子（Ｐ0）は「Ｈ」出力となりトランジスタ（３９）をオン状態にしてリレー（３５）を駆動してリレー接点（１８）をオンにする。
【００２５】
即ち、逆方向の半波において、交流電源（１３）の電極（Ａ）−第１ダイオード（２４）−第２加熱抵抗（２２）−第４ダイオード（２７）−第１、第２の短絡用導体（９）、（１０）−第１加熱抵抗（２１）の経路にて第３ダイオード（２６）間の両端電圧が前記リレー（３５）に印加される。
【００２６】
リレー接点（１８）のオンに伴ない交流電源（１３）の電極（Ａ）−リレー接点（１８）−暖房面積切換スイッチ（１４）−第１の発熱線（５）−交流電源（１３）の電極（Ｂ）の経路及びその逆方向の経路にて第１の発熱線（５）が発熱する。
【００２７】
やがて、カーペット本体の温度が上昇して設定温度に達すると、制御回路（１９）の出力端子（Ｐ０）が「Ｌ」になるため、トランジスタ（３９）がオフしリレー（３５）の駆動が停止してリレー接点（１８）がオフし第１の発熱線（５）への通電を停止する。
【００２８】
その後、カーペット本体の温度が低下し設定温度の許容温度幅を外れた温度まで低下すると制御回路（１９）の出力端子（Ｐ0）が「Ｈ」となって前述と同様 にリレー接点（１８）をオンにして再び第１の発熱線（５）に通電しカーペット本体を加熱する。
【００２９】
もし、制御回路（１９）の出力端子（Ｐ0）の出力が「Ｌ」となってリレー（ ３５）の駆動を停止しリレー接点（１８）をオフして第１の発熱体（１）の発熱線（５）を停止するように作動しているにも拘らずリレー接点（１８）が経年変化等によって溶着している場合には、前述のようにトランジスタ（３９）がオフしているため、リレー接点（１８）−第５ダイオード（２９）−抵抗（３０）−第６ダイオード（３１）の経路によりゲート回路（３３）にてＳＣＲ（２８）をトリガーして、第１ダイオード（２４）−第２加熱抵抗（２２）−ＳＣＲ（２８）の経路により、温度ヒューズ（２０）を溶断し第１の発熱線（５）への通電を停止する。
【００３０】
かくして、第１の発熱線（５）の発熱動作中において、何らかの理由により異常過熱を生じて図１に示す（ａ）点で第１の発熱線（５）と第１の短絡用導体（９）が短絡した場合は、交流電源（１３）の電極（Ｂ）−温度ヒューズ（２０）−第３ダイオード（２６）−第１加熱抵抗（２１）−第１の短絡用導体（９）−短絡点（ａ）−暖房面積切換スイッチ（１４）ーリレー接点（１８）−交流電源（１３）の電極（Ａ）の経路にて第１加熱抵抗（２１）が発熱して温度ヒューズ（２０）を溶断する。
【００３１】
（ｂ）点で短絡した場合は、交流電源（１３）の電極（Ａ）−第１ダイオード（２４）−第２加熱抵抗（２２）−第４ダイオード（２７）−第１、第２の短絡用導体（９）、（１０）−短絡点（ｂ）−交流電源（１３）の電極（Ｂ）の経路にて第２加熱抵抗（２２）が発熱して温度ヒューズ（２０）を溶断する。
【００３２】
ここで、仮に（ａ）点と（ｂ）点の２箇所で同時に異常が生じて短絡した場合には、交流電源（１３）の電極（Ｂ）−温度ヒューズ（２０）−短絡点（ｂ）−第２ダイオード（２５）−第２加熱抵抗（２２）−第４ダイオード（２７）−第２の短絡用導体（１０）−短絡点（ａ）−暖房面積切換スイッチ（１４）−電極（Ａ）の経路にて第２加熱抵抗（２２）が発熱して温度ヒューズ（２０）を溶断する。
【００３３】
又、暖房面積切換スイッチ（１４）を切り換えて第２の発熱体（６）のみを発熱するように設定した場合の異常過熱時においても前述と同様な動作を行うことができ、仮に（ｃ）点で短絡した場合は、第１加熱抵抗（２１）が発熱し、（ｄ）点で短絡した場合は、第２加熱抵抗（２２）が発熱して各々温度ヒューズ（２０）を溶断する。（ｃ）点と（ｄ）点が同時に短絡した場合には、交流電源（１３）の電極（Ａ）−第１ダイオード（２４）−第２加熱抵抗（２２）−第４ダイオード（２７）−短絡点（ｄ）−温度ヒューズ（２０）−交流電源（１３）の電極（Ｂ）の経路にて第２加熱抵抗（２２）が発熱し、温度ヒューズ（２０）を溶断する。
【００３４】
かくして、第１或は第２の発熱体（１）、（２）の発熱動作中、或は発熱動作開始時に第１或は第２の短絡用導体（９）、（１０）の一部で断線した場合は、前記第１と第２の短絡用導体（９）、（１０）が直列接続されているため、どの短絡用導体が断線した場合であってもリレー（３５）の電源回路（３４）側に電圧が印加されず、仮に制御回路（１９）の出力端子（Ｐ0）が「Ｈ」になっても リレー（３５）が駆動せず発熱線（５）或は（６）への通電が停止する。
【００３５】
【発明の効果】
以上の様に本発明は、発熱線と短絡用導体の複数箇所で異常過熱を生じて該発熱線と短絡用導体が複数箇所で短絡した場合であっても確実に第１、第２加熱抵抗のそれぞれが発熱し温度ヒューズが溶断して発熱線の連続発熱を防止する。
【００３６】
また、短絡用導体と加熱抵抗の直列回路を介して電力制御素子に電源を供給することで、短絡用導体の断線時には、電力制御素子の開閉に必要な電源が供給されず、発熱線への電流が遮断されて即時に発熱が停止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度制御回路の一実施例を示す回路図である。
【図２】同じく発熱体の説明図である。
【図３】温度ヒューズ組立体の平面図である。
【符号の説明】
１  第１の発熱体
２  第２の発熱体
５  第１の発熱線
６  第２の発熱線
９  第１の短絡用導体
１０  第２の短絡用導体
１３  交流電源
１８  電力制御素子（リレー接点）
１９  制御回路
２０  温度ヒューズ
２１  第１加熱抵抗
２２  第２加熱抵抗
２４  第１ダイオード
２５  第２ダイオード
２６  第３ダイオード
２７  第４ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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