(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続された発熱体を配設した本体部と、前記発熱体に通電制御を行うコントローラ部とを備えた面状電気暖房機において、前記コントローラ部内に、使用者の選択に応じて前記発熱体への通電を切換える通電切換手段を配置し、前記通電切換手段と前記発熱体の一端側とを電気的に接続する複数の接続手段に流れる電流による磁界が強め合うように前記複数の接続手段同士を略平行に配置し、前記発熱体の他端側と商用電源とを電気的に接続するリード線または導体パターンを、前記複数の接続手段の間に配線することを特徴とする面状電気暖房機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気カーペット、電気毛布などの面状電気暖房機に係わり、より詳細には、面状電気暖房機のコントローラ部内に配置されるリード線やリレーなどの部品から発生する超低周波磁界を低減する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気カーペットのような商用電源により発熱体に通電して暖房を行う面状電気暖房機は、この発熱体に流れる電流により磁界（電磁波）が発生していた。そこで、発熱体を第１発熱線と第２発熱線とから構成し、第１発熱線の通電により発生する磁界と、第２発熱線の通電により発生する磁界とが互いに打消す方向に通電させ、電磁波の発生を防止するものが普及している。
【０００３】
しかしながら、このような面状電気暖房機は、発熱体に通電制御を行うコントローラ部から発生する電磁波については抑圧できないため、発熱体とコントローラ部とから発生する電磁波を抑圧するものとして、発熱体を覆う導電性材料やコントローラ部のＧＮＤを商用電源の中性線側に接続するようにした電気カーペットが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この発熱体とコントローラ部とから発生する電磁波を抑圧するものは、図８に示すように、電気カーペット５０は、カーペット本体部５１とコントローラ部５２とから構成され、カーペット本体部５２は、互いに電気絶縁層を介して撚り合わされた２本の抵抗導体を平面状に形成した発熱体５３と、この発熱体５３と近接して形成した温度検知用の電極線などを用いた温度検知部５４とが設けられている。
【０００５】
コントローラ部５２内には、カーペット本体部５１に形成された温度検知部５４からの温度情報を検出し、発熱体５３に供給する電力を、電力制御素子５７により制御する制御回路５５が組み込まれている。この制御回路５５は、温度検知部５４からの温度検出手段、異常時の断線検出手段、温度検出手段で得られた情報と温度調節手段で設定した温度条件を基にカーペット本体部５１に形成された発熱体５３の温度を制御する制御手段とが設けられている。
【０００６】
そして、制御回路５５には極性判別回路５８が追加され、この極性判別回路５８は電源プラグ５９を介して商用電源から単相１００Ｖの交流電源が供給されており、極性判別回路５８の極性判別手段６０により商用電源における単相電源の中性線側を判別し、極性判別回路５８の接地点接続手段６１により発熱体５３を覆う導電性材料６２や制御回路５５のＧＮＤを単相電源の中性線側に接続させる。
【０００７】
これにより、発熱体５３とコントローラ部５２から発生する電磁波を中性線側に放出でき、カーペット本体部５１及びコントローラ部５２から発生する電磁波を抑圧できるようになっている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１による電気カーペット５０は、制御回路５５のＧＮＤを単相電源の中性線側に接続させることによりコントローラ部５２内で発生する一部の電磁波の発生を抑圧できるが、コントローラ部５２内で商用電源からの交流電源の供給によって大電流が流れるリード線やリレーなどの部品から発生する超低周波磁界の発生を抑圧することができない。また、コントローラ部５２から発生する電磁波を抑圧するために、新たに極性判別回路５８が必要となり、コストアップの要因となってしまう。
【０００９】
そこで、これを補うようにした構造として、半導体基板上に配置された複数の回路に流れる電流を互いに逆方向にして、流れる電流に基づく電磁界を打消し合うようにした構造が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
この半導体基板上に配置された複数の回路に流れる電流を互いに逆方向にして、流れる電流に基づく電磁界を打消し合うようにした構造は、図９に示すように、半導体集積回路装置の半導体基板上に、第１ＶＣＣ線ＶＣＣ１と第１ＧＮＤ線ＧＮＤ１が平行に延設され、これと所要の間隔をおいて第２ＶＣＣ線ＶＣＣ２と第２ＧＮＤ線ＧＮＤ２が平行に延設されている。
【００１１】
これらのＶＣＣ線とＧＮＤ線の延設方向に沿って３つの回路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が配列され、中央に配置されている回路Ｃ１は、第２ＶＣＣ線ＶＣＣ２と第１ＧＮＤ線ＧＮＤ１との間に接続され、その両側に配置されている各回路Ｃ２、Ｃ３は、第１ＶＣＣ線ＶＣＣ１と第２ＧＮＤ線ＧＮＤ２との間に接続されている。
【００１２】
各回路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が動作すると、図９に矢印で示すように、中央の回路Ｃ１は第２ＶＣＣ線ＶＣＣ２から第１ＧＮＤ線ＧＮＤ１に向けて電流が流れ、その両側の各回路Ｃ２、Ｃ３は、第１ＶＣＣ線ＶＣＣ１から第２ＧＮＤ線ＧＮＤ２に向けて電流が流れるようになっている。
【００１３】
このため、中央の回路Ｃ１では矢印の電流の流れの方向に向かって時計回りの電磁界が発生し、その両側の回路Ｃ２、Ｃ３では矢印の電流の流れの方向に向かって時計回り（回路Ｃ１と反対回り）の電磁界が発生するので、隣接する回路での電磁界の方向は逆方向になり、隣接する回路の電磁界はそれぞれ打消し合い、結果として電磁界の強度が低下されるようになっている。
【００１４】
しかしながら、特許文献２による構造は、同一構成の回路に流れる電流が等しい場合に、偶数の回路のときに電磁界が０になり、奇数の回路のときに１つの回路分の電磁界の値となるように、隣接する回路同士で電磁界を相殺するものである。図９の場合、３つの回路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３であるため、１つの回路分の電磁界の値に抑制される例である。このため、隣接する同一構成の部品同士で磁界を重ね合せ、この重ね合わせた磁界がその他の構成の部品の磁界と相殺されるものでなく、その他の構成の部品から発生する磁界を含む広範な磁界を抑制することができない。
【００１５】
また、特許文献２による構造は、複数の回路Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のすべてに電流が流れるものであり、いずれかの部品に電流が流れていなくても、すべての部品に電流が流れていても、部品から発生する磁界を相殺することができない。例えば、電気カーペットのコントローラ部内に、使用者の選択した暖房領域に応じて発熱体への通電を切換える２つのリレーと、この２つのリレーと２つの発熱体とをそれぞれ電気的に接続する２本のリード線が配置されている場合、いずれかのリード線に電流が流れていなくても、２本のリード線に電流が流れていても、リード線から発生する磁界を相殺するには不十分である。
【００１６】
したがって、従来においては、使用者が上記のようなコントローラ部を有する面状電気暖房機を使用して暖房領域や暖房能力を選択した場合、コントローラ部内に配置される部品から発生する磁界を一様にかつ安価に低減することができないという問題点があった。
【特許文献１】特開２００４−３７４２号公報（第４頁−第５頁、図１）
【特許文献２】特許第３１７５６７８号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記問題点に鑑み、使用者の暖房領域や暖房能力の選択に応じて、コントローラ部内に配置される部品から発生する磁界を一様にかつ安価に低減することができる面状電気暖房機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、並列接続された発熱体を配設した本体部と、前記発熱体に通電制御を行うコントローラ部とを備えた面状電気暖房機において、前記コントローラ部内に、使用者の選択に応じて前記発熱体への通電を切換える通電切換手段を配置し、前記通電切換手段と前記発熱体の一端側とを電気的に接続する複数の接続手段に流れる電流による磁界が強め合うように前記複数の接続手段同士を略平行に配置し、前記発熱体の他端側と商用電源とを電気的に接続するリード線または導体パターンを、前記複数の接続手段の間に配線することを特徴とする構成となっている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の本発明によれば、コントローラ部内に、使用者の選択に応じて発熱体への通電を切換える通電切換手段を配置し、通電切換手段と発熱体の一端側とを電気的に接続する複数の接続手段に流れる電流による磁界が強め合うように複数の接続手段同士を略平行に配置し、発熱体の他端側と商用電源とを電気的に接続するリード線または導体パターンを、複数の接続手段の間に配線する構成にした。これにより、使用者の暖房領域や暖房能力の選択に応じて、コントローラ部内に配置される部品から発生する磁界を一様にかつ安価に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明による面状電気暖房機を示す外観概略図、図２は本発明による面状電気暖房機の発熱体を示す要部拡大図、図３は本発明による面状電気暖房機を示す電気回路図で、（Ａ）は全体構成を説明する電気回路図、（Ｂ）は動作を説明する電気回路図、図４は本発明による第１の実施形態の面状電気暖房機のコントローラ部内の構造を模式的に示すレイアウト図で、（Ａ）は全体構成を説明する平面レイアウト図、（Ｂ）は一部を説明する側面レイアウト図、図５は本発明によるコントローラ部内に配置される通電切換手段とリード線、または、接続手段とリード線に流れる電流の関係を示す電流波形図である。
【００２１】
図６は本発明によるコントローラ部内に配置される通電切換手段とリード線、または、接続手段とリード線に発生する磁界の関係を模式的に示す磁界特性図で、（Ａ）は第１リレーと第２リレーとをＯＮにした状態を示す磁界特性図、（Ｂ）は第１リレーのみをＯＮにした状態を示す磁界特性図、図７は本発明による第２の実施形態の面状電気暖房機のコントローラ部内の構造を模式的に示す平面レイアウト図である。
【００２２】
本発明による面状電気暖房機の実施形態について電気カーペットを例にして説明する。本発明による電気カーペットは、図１乃至図３に示すように、断熱性の良いポリエステルのフェルトなどの素材からなる裏生地１上に、通電により発熱する第１発熱線８および第２発熱線１０と、第１発熱線８および第２発熱線１０の温度を検知する短絡検知線１２とからなる発熱体２を蛇行状に配設し、この発熱体２の上からタフト生地などからなる表生地３を接着固定し、この全周縁をオーバーロック縫製して本体部であるカーペット本体部４を形成している。
【００２３】
このカーペット本体部４の周縁部に、短絡検知線１２の検知温度によって第１発熱線８および第２発熱線１０への通電量を制御する制御回路５ａや安全保護装置などを搭載した制御基板５ｂを備えたコントローラ部５を設け、コントローラ部５に商用電源６ａからの給電用のプラグ６が接続されている。
【００２４】
発熱体２は、ポリエステルなどからなる芯材７に銅合金でなる第１発熱線８を螺旋状に巻回し、第１発熱線８をボリイミドなどの耐熱絶縁体９で被覆するとともに、耐熱絶縁体９に第２発熱線１０を螺旋状に巻回し、第２発熱線１０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１１で被覆し、融解層１１に、融解層１１の融解により第２発熱線１０と短絡して安全保護装置を動作させる短絡検知線１２を螺旋状に巻回し、短絡検知線１２を耐熱塩ビなどからなる外被絶縁層１３で被覆して形成している。
【００２５】
カーペット本体部４は発熱体２が配設された発熱領域を複数に区画し、全体または必要な部分のみ暖房するようになっている。本例ではＡ面とＢ面との暖房領域に区画し、図示を省略したコントローラ部５に設けた暖房領域選択手段により、両面またはいずれか一方の面を暖房するように選択されるようになっている。さらに、各暖房領域はそれぞれ２つの発熱面からなり、例えばＡ面の場合、図３（Ｂ）に示すように、発熱面Ａ１と発熱面Ａ２との２面で構成されている。
【００２６】
また、カーペット本体部４は、表生地３と裏生地１との間に、それぞれの発熱面Ａ１、発熱面Ａ２の第１発熱線８と第２発熱線１０の接続点１５ａ、接続点１５ｂ、および、短絡検知線１２同士の接続点１６を収納する箱体１４が設けられている。更に、コントローラ部５内の制御基板５ｂ上に、それぞれの発熱面Ａ１と発熱面Ａ２の間の第１発熱線８同士の接続点１５ｃが導引されている。これにより、第１発熱線８と第２発熱線１０に互いに電流が逆方向に流れるように、箱体１４ａ内の接続点１５ａ、接続点１５ｂを折り返し点として接続した構成となっている。
【００２７】
また、発熱体２は、第２発熱線１０の外周に融解層１１を介して、温度上昇により抵抗値が変化する短絡検知線１２を巻回し、その一端を箱体１４内で短絡検知線１２同士を接続し、他端をコントローラ部５内の制御基板５ｂに導引した構成となっている。
【００２８】
更に、図３（Ｂ）に示すように、発熱面Ａ１の第２発熱線１０のａ点と第１発熱線８のｂ点とを接続し、発熱面Ａ２の第１発熱線８のｃ点と第２発熱線１０のｄ点とを接続している。また、発熱面Ａ１の第１発熱線８のｆ点と発熱面Ａ２の第１発熱線８のｇ点とを接続するとともに、発熱面Ａ１の第２発熱線１０のｅ点と発熱面Ａ２の第２発熱線１０のｈ点の間を、第１電流ヒューズ１７ａ、通電切換手段である第１リレー１８ａ、温度ヒューズ１９を介して商用電源６ａに接続した構成となっている。
【００２９】
同様に、図示を省略したが、暖房領域のＢ面についても、発熱面Ａ１の第２発熱線１０のａ点と第１発熱線８のｂ点に相当する各接点を接続し、発熱面Ａ２の第１発熱線８のｃ点と第２発熱線１０のｄ点に相当する各接点を接続している。また、発熱面Ａ１の第１発熱線８のｆ点と発熱面Ａ２の第１発熱線８のｇ点に相当する各接点を接続するとともに、発熱面Ａ１の第２発熱線１０のｅ点と発熱面Ａ２の第２発熱線１０のｈ点に相当する各接点の間を、第２電流ヒューズ１７ｂ、通電切換手段である第２リレー１８ｂ、温度ヒューズ１９を介して商用電源６ａに接続した構成となっている。
【００３０】
このような構成によって、図３（Ａ）示すように、カーペット本体部４は、暖房領域のＡ面を形成する発熱体２が第１電流ヒューズ１７ａ、第１リレー１８ａを介して、暖房領域のＢ面を形成する発熱体２が第２電流ヒューズ１７ｂ、第２リレー１８ｂを介して、それぞれ温度ヒューズ１９および商用電源６ａに対して並列接続された電気回路となっている。
【００３１】
そして、使用者がコントローラ部５の暖房領域選択手段によりカーペット本体部４のＡ面を選択し、Ａ面の暖房時に、商用電源６ａのＡＣ１側からの電流Ｉａは、図３（Ｂ）の矢印で示すように、発熱面Ａ１の第２発熱線１０から第１発熱線８を通り、発熱面Ａ２の第１発熱線８から第２発熱線１０を流れて商用電源６ａのＡＣ２側へ帰還する。これにより、発熱面Ａ１と発熱面Ａ２のそれぞれの第１発熱線８と第２発熱線１０には、互いに等しい電流Ｉａが、直列接続によってそれぞれ逆方向に流れて磁界を打消し合い、電磁波の発生を防止できるようになっている。同様に、使用者がコントローラ部５の暖房領域選択手段によりカーペット本体部４のＢ面または両面を選択し、Ｂ面または両面の暖房時においても、第１発熱線８と第２発熱線には、互いに等しい電流がそれぞれ逆方向に流れて磁界を打消し合い、電磁波の発生を防止できるようになっている。
【００３２】
また、発熱体２の商用電源６ａに近い側で何らかの異常な衝撃などにより、耐熱絶縁体９が破壊され例えば、図３（Ｂ）の第２発熱線１０のｅ点と第１発熱線８のｆ点の間の近傍が短絡した場合、電流は商用電源６ａのＡＣ１側から、発熱面Ａ２の第１発熱線８および第２発熱線１０を流れて商用電源６ａのＡＣ２側へ帰還する。このとき、第１発熱線８および第２発熱線１０の抵抗値が全てほぼ同一とした場合、商用電源６ａのＡＣ１−ＡＣ２間の抵抗値は、全体の１／２が残り、電流値は通常（１〜数Ａ）の２倍の２Ｉａとなるが、５０Ａ以上の大電流には至らないので、発熱体２が損傷することを防止できるようになっている。その上で、このような短絡が継続した場合、第１電流ヒューズ１７ａや温度ヒューズ１９が溶断し、カーペット本体部４の機能を停止できるようになっている。
【００３３】
次に、図４乃至図６を用いて、コントローラ部５に搭載された制御基板５ｂについて説明する。図４（Ａ）に示すように、制御基板５ｂ上には主に、図３（Ａ）に示す第１リレー１８ａ、第２リレー１８ｂ、第１電流ヒューズ１７ａ、第２電流ヒューズ１７ｂおよび温度ヒューズ１９が配置されている。詳細には、図３（Ａ）に示す商用電源６ａのＡＣ１側から電源コード２０が配線されており、この電源コード２０は制御基板５ｂ上の導体パターンに接続され、この導体パターンにより分岐されて第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとに接続されている。
【００３４】
また、第１リレー１８ａは、カーペット本体部４のＡ面に対応する第１発熱線８および第２発熱線１０への通電を制御し、第２リレー１８ｂは、カーペット本体部４のＢ面に対応する第１発熱線８および第２発熱線１０への通電を制御するものである。これらの第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂは、互いに電流が同一方向（図４（Ａ）に示す下方向の矢印）に流れるように、隣接した状態で平行に配置されている。また、第１リレー１８ａは第１電流ヒューズ１７ａに制御基板５ｂ上の導体パターンを介して接続され、第１電流ヒューズ１７ａに第１リレー１８ａからの電流が流れるようになっている。同様に、第２リレー１８ｂは第２電流ヒューズ１７ｂに導体パターンを介して接続され、第２電流ヒューズ１７ｂに第２リレー１８ｂからの電流が流れるようになっている。
【００３５】
更に、第１電流ヒューズ１７ａは、カーペット本体部４のＡ面に対応する第１発熱線８および第２発熱線１０に流れる過電流から保護するため、ヒューズが溶断してＡ面の機能を停止し、第２電流ヒューズ１７ｂは、カーペット本体部４のＢ面に対応する第１発熱線８および第２発熱線１０に流れる過電流から保護するため、ヒューズが溶断してＢ面の機能を停止するものである。これらの第１電流ヒューズ１７ａと第２電流ヒューズ１７ｂは、互いに電流が同一方向（図４（Ａ）に示す右方向の矢印）に流れるように、間隔をあけた状態でほぼ直線上に配置されている。そして、第１電流ヒューズ１７ａは、Ａ面の行きの第２発熱線１０に制御基板５ｂ上の導体パターン２１ａを介して接続され、その第２発熱線１０に第１電流ヒューズ１７ａからの電流が流れるようになっている。同様に、第２電流ヒューズ１７ｂは、Ｂ面の行きの第２発熱線１０に制御基板５ｂ上の導体パターン２１ｂを介して接続され、その第２発熱線１０に第２電流ヒューズ１７ｂからの電流が流れるようになっている。
【００３６】
そして、カーペット本体部４のＡ面とＢ面のそれぞれの戻りの第２発熱線１０は、制御基板５ｂ上の導体パターンを介して１つに結線され、商用電源６ａに温度ヒューズ１９を介して帰還するためのリード線となるＨＣＯＭ線２２に接続される。ＨＣＯＭ線２２は、ほぼ直線上に配置されている第１電流ヒューズ１７ａと第２電流ヒューズ１７ｂとの間を通すとともに、第１電流ヒューズ１７ａと第２電流ヒューズ１７ｂに平行に配線されている。更に、ＨＣＯＭ線２２は、平行に配置されている第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとの間隙を通すとともに、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂに平行に配線されている。このＨＣＯＭ線２２は、第１電流ヒューズ１７ａと第２電流ヒューズ１７ｂに流れる電流の方向に対し、電流が逆向き（図４（Ａ）に示す左方向の矢印）に流れるように配線され、同様に、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂに流れる電流の方向に対し、電流が逆向き（図４（Ａ）に示す上方向の矢印）に流れるように配線されている。
【００３７】
そして、ＨＣＯＭ線２２は温度ヒューズ１９に制御基板５ｂ上の導体パターンを介して接続され、温度ヒューズ１９にＨＣＯＭ線２２からの電流が流れるようになっている。この温度ヒューズ１９は、カーペット本体部４に配設された発熱体２の異常過熱から保護するため、図３に示す制御回路５ａを介して短絡検知線１２に接続された発熱抵抗２５に流れる電流による発熱により、温度ヒューズ１９を溶断してカーペット本体部４の機能を停止するものである。そして、温度ヒューズ１９は導体パターンを介して商用電源６ａのＡＣ２側へ帰還する電源コード２３に接続され、電源コード２３に温度ヒューズ１９からの電流が流れるようになっている。この電源コード２３は、温度ヒューズ１９に流れる電流の方向に対し、電流が逆向きに流れるように、温度ヒューズ１９に隣接した状態で平行に配線されている。これにより、温度ヒューズ１９と電源コード２３とに流れる電流により発生する磁界同士で打消し合い、超低周波磁界の発生を防止している。
【００３８】
また、図４（Ｂ）に示すように、電源コード２０とＨＣＯＭ線２２とは、互いに電流の方向が逆向きとなるように上下に重ねて配線され、電源コード２０と電源コード２３とは、互いに電流の方向が逆向きとなるように上下に重ねて配線されている。これにより、電源コード２０とＨＣＯＭ線２２とに流れる電流により発生する磁界同士で打消し合い、電源コード２０と電源コード２３とに流れる電流により発生する磁界同士で打消し合い、超低周波磁界の発生を防止している。
【００３９】
以上説明してきた構成からなる電気カーペットの使用時に、カーペット本体部４の両面に通電すると、図５に示すように、コントローラ部５の内部の制御基板５ｂに配置されている第１リレー１８ａに流れる電流と、第２リレー１８ｂに流れる電流はそれぞれ、商用電源６ａのＡＣ１側に第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとが並列接続されているので、商用電源６ａによる電流Ｉａの１／２の電流値の波形となり、その合成電流は電流Ｉａの電流値に等しい波形となっている。また、ＨＣＯＭ線２２に流れる電流は、商用電源６ａのＡＣ２側に帰還されるリード線であるので、商用電源６ａによる電流Ｉａの電流値に等しく逆位相の波形となっている。なお、図示を省略したが、カーペット本体部４のＡ面またはＢ面のみに通電すると、第１リレー１８ａまたは第２リレー１８ｂに流れる電流のみとなり、第１リレー１８ａまたは第２リレー１８ｂに流れる電流は、商用電源６ａによる電流Ｉａの電流値に等しい波形となっている。このとき、ＨＣＯＭ線２２に流れる電流は、上述と同様に、商用電源６ａによる電流Ｉａの電流値に等しく逆位相の波形となっている。
【００４０】
以上のように、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとＨＣＯＭ線２２に流れる電流の関係になっていることから、これらの電流により発生する超低周波磁界の特性は図６のようになる。すなわち、カーペット本体部４のＡ面およびＢ面の両面に通電した場合、図６（Ａ）に示すように、ＨＣＯＭ線２２の上部でコントローラ部５の外部であるａ−ａ’面のｃ点における第１リレー１８ａの磁界ベクトルＨＲ１と第２リレー１８ｂの磁界ベクトルＨＲ２とは互いに強め合い、それぞれの磁界ベクトルＨＲ１と磁界ベクトルＨＲ２の合成磁界ベクトルＨＲが形成される。このため、コントローラ部５の外部であるａ−ａ’面のｃ点における第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂの合成磁界ベクトルＨＲと、ＨＣＯＭ線２２の磁界ベクトルＨＬとは、互いに逆向きでほぼ同一値のベクトルとなる。したがって、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとの合成磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界の発生をほとんど無くすことができる。また、カーペット本体部４のＡ面のみに通電した場合、図６（Ｂ）に示すように、第１リレー１８ａとＨＣＯＭ線２２との間の上部でコントローラ部５の外部であるｂ−ｂ’面のｄ点における第１リレー１８ａの磁界ベクトルＨＲ１が形成される。このため、コントローラ部５の外部であるｂ−ｂ’面のｄ点における第１リレー１８ａの磁界ベクトルＨＲ１と、ＨＣＯＭ線２２の磁界ベクトルＨＬとは、互いにほぼ逆向きでほぼ同一値のベクトルとなる。したがって、第１リレー１８ａの磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界の発生をほとんど無くすことができる。また、カーペット本体部４のＢ面のみに通電した場合も同様、第２リレー１８ｂの磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界の発生をほとんど無くすことができる。
【００４１】
更に、図示を省略したが、カーペット本体部４の両面に通電すると、第１電流ヒューズ１７ａとＨＣＯＭ線２２に流れる電流の関係は、第１電流ヒューズ１７ａに流れる電流が電流Ｉａの１／２の電流値の波形となり、ＨＣＯＭ線２２に流れる電流が電流Ｉａの電流値と等しい波形となるので、第１電流ヒューズ１７ａの磁界ベクトルと、ＨＣＯＭ線２２の磁界ベクトルとは、互いにほぼ逆向きでＨＣＯＭ線２２に対して第１電流ヒューズ１７ａの方が１／２のベクトルとなる。したがって、第１電流ヒューズ１７ａの磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界によって、超低周波磁界をほぼ半減することができる。また、第２電流ヒューズ１７ｂとＨＣＯＭ線２２に流れる電流の関係も、第１電流ヒューズ１７ａの場合と同様となるので、第２電流ヒューズ１７ｂの磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界によって、超低周波磁界をほぼ半減することができる。そして、カーペット本体部４のＡ面のみに通電した場合、第１電流ヒューズ１７ａとＨＣＯＭ線２２に流れる電流の関係は、第１電流ヒューズ１７ａとＨＣＯＭ線２２に流れる電流がそれぞれ、電流Ｉａの電流値と等しい波形となるので、第１電流ヒューズ１７ａの磁界ベクトルと、ＨＣＯＭ線２２の磁界ベクトルとは、互いにほぼ逆向きでほぼ同一値のベクトルとなる。したがって、第１電流ヒューズ１７ａの磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界をほとんど無くすことができる。また、カーペット本体部４のＢ面のみに通電した場合も同様、第２電流ヒューズ１７ｂの磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界の発生をほとんど無くすことができる。
【００４２】
次に、図５乃至図７を用いて、コントローラ部５に搭載された制御基板５ｂのその他の実施形態について説明する。なお、これまで説明してきた共通する構成については図示および説明を省略する。この実施形態は、図３（Ａ）および図４（Ａ）に示した第１電流ヒューズ１７ａと第２電流ヒューズ１７ｂとを省略し、温度ヒューズ１９のみによりカーペット本体部４を過電流から保護するものである。このため、図７に示すように、コントローラ部５の内部の制御基板５ｂ上において、第１リレー１８ａから第２発熱線１０へ電気的に接続する接続手段として、導体パターン２４ａにより配線され、第２リレー１８ｂから第２発熱線１０へ電気的に接続する接続手段として、導体パターン２４ｂにより配線されているものである。これらの導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂ同士は、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂの配置状態と同様に、互いに電流が同一方向（図７に示す右方向の矢印）に流れるように、隣接した状態で略平行に配線されている。言い換えれば、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂに流れる電流による磁界が強め合うように、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂ同士が略平行に配線されている。そして、ＨＣＯＭ線２２は、略平行に配線されている導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂとの間隙を通すように、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂに略平行に配線されている。
【００４３】
これにより、電気カーペットの使用時に、カーペット本体部４の両面に通電すると、図５に示すように、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂに流れる電流はそれぞれ、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂに流れる電流と同一値の波形であるので、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂの合成電流は、商用電源６ａによる電流Ｉａの電流値に等しい波形となっている。また、ＨＣＯＭ線２２に流れる電流も、商用電源６ａによる電流Ｉａの電流値に等しく逆位相の波形となっている。更に、カーペット本体部４のＡ面またはＢ面のみに通電すると、導体パターン２４ａまたは導体パターン２４ｂに流れる電流のみとなるので、導体パターン２４ａまたは導体パターン２４ｂに流れる電流は、商用電源６ａによる電流Ｉａの電流値に等しい波形となり、ＨＣＯＭ線２２に流れる電流も、上述と同様に、商用電源６ａによる電流Ｉａの電流値に等しく逆位相の波形となっている。
【００４４】
以上のように、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂとＨＣＯＭ線２２に流れる電流の関係になっていることから、これらの電流により発生する超低周波磁界の特性は、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとＨＣＯＭ線２２に流れる電流の関係と同様に、図６のようになる。すなわち、図６（Ａ）に示すように、カーペット本体部４のＡ面およびＢ面の両面に通電した場合、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂの合成磁界ベクトルＨＲと、ＨＣＯＭ線２２の磁界ベクトルＨＬとは、互いに逆向きでほぼ同一値のベクトルとなり、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂの合成磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界の発生をほとんど無くすことができる。また、図６（Ｂ）に示すように、カーペット本体部４のＡ面のみに通電した場合も、導体パターン２４ａの磁界ベクトルＨＲ１と、ＨＣＯＭ線２２の磁界ベクトルＨＬとは、互いにほぼ逆向きでほぼ同一値のベクトルとなるので、導体パターン２４ａの磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界の発生をほとんど無くすことができる。また、カーペット本体部４のＢ面のみに通電した場合も同様、導体パターン２４ｂの磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界の発生をほとんど無くすことができる。更に、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂに加え、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂも、同一のＨＣＯＭ線２２により超低周波磁界を相殺することができ、更に多数の部品を含む広範な磁界を抑制することができる。
【００４５】
なお、これまで説明してきた実施形態においては、第２発熱線１０から商用電源６ａへ帰還するリード線であるＨＣＯＭ線２２を、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとの間、第１電流ヒューズ１７ａと第２電流ヒューズ１７ｂとの間、または、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂとの間に配線するようにしたが、本発明はこれに限らず、リード線の替わりに、制御基板５ａ上に、第２発熱線１０から商用電源６ａへ帰還する導体パターンを配線するようにしてもよい。
【００４６】
また、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとの間、第１電流ヒューズ１７ａと第２電流ヒューズ１７ｂとの間、または、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂとの間に、ＨＣＯＭ線２２を配線するようにしたが、本発明はこれに限らず、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとの間のみ、導体パターン２４ａと導体パターン２４ｂとの間のみに、ＨＣＯＭ線２２を配線するようにしてもよい。
【００４７】
そして、第１リレー１８ａと第２リレー１８ｂとは２つの部品からなっているが、本発明はこれに限らす、２つのリレー接点をもつパッケージ化された１つの部品を制御基板５ｂ上に配置し、この部品上にＨＣＯＭ線２２を配線するようにしてもよい。この場合、２つのリレー接点をもつ部品の磁界と、ＨＣＯＭ線２２の磁界で打消し合い、超低周波磁界の発生を低減することができる。
【００４８】
また、図７に示す実施形態においては、第１リレー１８ａから第２発熱線１０へ電気的に接続する接続手段として、導体パターン２４ａにより配線され、第２リレー１８ｂから第２発熱線１０へ電気的に接続する接続手段として、導体パターン２４ｂにより配線されるようにしたが、本発明はこれに限らず、導体パターン２４ａと導体バターン２４ｂの替わりに、制御基板５ａ上に、第１リレー１８ａから第２発熱線１０へそれぞれ電気的に接続するリード線により配線するようにしてもよい。
【００４９】
更に、これまで説明してきた実施形態においては、それぞれが暖房領域を形成する並列接続された発熱体２を配設したカーペット本体部４と、発熱体２に通電制御を行うコントローラ部５とを備えた電気カーペットにおいて、コントローラ部５による使用者の暖房領域の選択に応じて発熱体２への通電を切換える通電切換手段を配置した例を説明したが、本発明はこれに限らず、一面を形成する並列接続された複数の発熱体を配設したカーペット本体部と、これらの発熱体に通電制御を行うコントローラ部５とを備えた電気カーペットにおいて、コントローラ部５による使用者の暖房能力の選択に応じて発熱体への通電を切換える通電切換手段を配置したものであってもよい。この場合、例えば、カーペット本体部として、一面を形成する並列接続された２本の発熱体を上下に配設し、コントローラ部５に暖房能力の強弱を選択する暖房能力選択手段を設け、使用者が暖房能力選択手段により暖房能力「強」を選択した場合、２本の発熱線へ通電制御するように通電切換手段により切換え、暖房能力「弱」を選択した場合、いずれか１本の発熱線へ通電制御するように通電切換手段により切換える電気カーペットに適用することができる。
【００５０】
なお、これまで説明してきた実施形態においては、カーペット本体部４に設けた箱体１４内で第１発熱線８と第２発熱線１０とを接続して折り返すようにしたが、本発明はこれに限らず、コントローラ部５で第１発熱線８と第２発熱線１０とを接続して折り返す場合なども適用できる。また、発熱体２として、第１発熱線８、第２発熱線１０および短絡検知線１２を同軸状にしたが、本発明はこれに限らず、第１発熱線８、第２発熱線１０および短絡検知線１２をそれぞれ絶縁体で被覆し、これらの被覆された第１発熱線８、第２発熱線１０および短絡検知線１２をそれぞれ捩ったケーブル構造の発熱体であってもよい。更に、電気カーペットを例に説明したが、それ以外の電気毛布、床暖房パネルなどの面状電気暖房機に適用できる。
【００５１】
以上説明してきた実施形態による本発明の面状電気暖房機によれば、並列接続された発熱体２を配設した本体部４と、発熱体２に通電制御を行うコントローラ部５とを備えたものにおいて、コントローラ部５内に、使用者の選択に応じて発熱体２への通電を切換える通電切換手段１８ａ、１８ｂを配置し、通電切換手段１８ａ、１８ｂと発熱体２の一端側とを電気的に接続する接続手段２４ａ、２４ｂに流れる電流による磁界が強め合うように、接続手段２４ａ、２４ｂ同士を略平行に配置し、発熱体２の他端側と商用電源６ａとを電気的に接続するリード線２２または導体パターンを、接続手段２４ａ、２４ｂの間に配線することにした。
【００５２】
これにより、接続手段２４ａ、２４ｂとは互いに同一方向に電流が流れることになるので、接続手段２４ａ、２４ｂ同士で磁界を重ね合せ、この重ね合わせた磁界とリード線２２または導体パターンの磁界との間で打消し合うことになる。このため、背景技術の欄の特許文献２による構造と比べて、接続手段２４ａ、２４ｂに加え、リード線２２または導体パターンから発生する磁界を含む広範な磁界を抑制することができる。そして、接続手段２４ａまたは接続手段２４ｂに電流が流れていなくても、接続手段２４ａ、２４ｂの両方に電流が流れていても、それぞれ、リード線２２または導体パターンとの組合せにより磁界を打消し合うことができる。また、背景技術の欄の特許文献１による構造と比べて、極性判別回路５８などの新たな回路を不要にすることができる。したがって、使用者の暖房領域や暖房能力の選択に応じて、コントローラ部５内に配置される部品から発生する磁界を一様にかつ安価に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明による面状電気暖房機を示す外観概略図である。
【図２】本発明による面状電気暖房機の発熱体を示す要部拡大図である。
【図３】本発明による面状電気暖房機を示す電気回路図で、（Ａ）は全体構成を説明する電気回路図、（Ｂ）は動作を説明する電気回路図である。
【図４】本発明による第１の実施形態の面状電気暖房機のコントローラ部内の構造を模式的に示すレイアウト図で、（Ａ）は全体構成を説明する平面レイアウト図、（Ｂ）は一部を説明する側面レイアウト図である。
【図５】本発明によるコントローラ部内に配置される通電切換手段とリード線、または、接続手段とリード線に流れる電流の関係を示す電流波形図である。
【図６】本発明によるコントローラ部内に配置される通電切換手段とリード線、または、接続手段とリード線に発生する磁界の関係を模式的に示す磁界特性図で、（Ａ）は第１リレーと第２リレーとをＯＮにした状態を示す磁界特性図、（Ｂ）は第１リレーのみをＯＮにした状態を示す磁界特性図である。
【図７】本発明による第２の実施形態の面状電気暖房機のコントローラ部内の構造を模式的に示す平面レイアウト図である。
【図８】従来による電磁波抑圧型電気カーペットの構成を示すブロック図である。
【図９】従来による半導体集積回路装置の基本構成を説明するための模式的なレイアウト図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  裏生地
２  発熱体
３  表生地
４  カーペット本体部（本体部）
５  コントローラ部
５ａ  制御回路
５ｂ  制御基板
６  プラグ
６ａ  商用電源
７  芯材
８  第１発熱線
９  耐熱絶縁体
１０  第２発熱線
１１  融解層
１２  短絡検知線
１３  外被絶縁層
１４  箱体
１５ａ  接続点
１５ｂ  接続点
１５ｃ  接続点
１６  接続点
１７ａ  第１電流ヒューズ
１７ｂ  第２電流ヒューズ
１８ａ  第１リレー（通電切換手段）
１８ｂ  第２リレー（通電切換手段）
１９  温度ヒューズ
２０  電源コード
２１ａ  導体パターン（接続手段）
２１ｂ  導体パターン（接続手段）
２２  ＨＣＯＭ線（リード線）
２３  電源コード
２４ａ  導体パターン（接続手段）
２４ｂ  導体パターン（接続手段）
２５  発熱抵抗
Ａ１  発熱面
Ａ２  発熱面
【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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