(57)【要約】【課題】発熱線が異常発熱したときの安全性を高めることができる電気暖房器を提供する。【解決手段】巻き芯に巻回した発熱線と、該発熱線との間に感熱層を介在させた同軸上に螺旋状に巻回した検知線とを備え、該検知線を絶縁外被により被覆した発熱体を備え、電源に対して温度ヒューズを介して前記発熱体を直列に接続してなる電気暖房器において、前記２本の発熱体６，６を設け、該一方の発熱体６に備えた発熱線６Ａと該他方の発熱体６に備えた発熱線６Ｂとを互いに流れる電流方向Ｉ１，Ｉ２が逆方向となるように電源Ｄに対して並列に接続し、前記発熱線の異常発熱により前記感熱層６Ｅ，６Ｆを溶融して該発熱線６Ａ，６Ｂと前記検知線６Ｇ，６Ｈとが短絡し、該検知線６Ｇ，６Ｈに流れる電流により発熱して前記温度ヒューズＦを溶断させる制御部Ｓを備えた。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き芯に巻回した発熱線と、該発熱線との間に感熱層を介在させた同軸上に螺旋状に巻回した検知線とを備え、該検知線を絶縁外被により被覆した発熱体を備え、電源に対して温度ヒューズを介して前記発熱体を直列に接続してなる電気暖房器において、
前記２本の発熱体を設け、該一方の発熱体に備えた発熱線と該他方の発熱体に備えた発熱線とを互いに流れる電流方向が逆方向となるように電源に対して並列に接続し、前記発熱線の異常発熱により前記感熱層を溶融して該発熱線と前記検知線とが短絡し、該検知線に流れる電流により発熱して前記温度ヒューズを溶断させる制御部を備えている電気暖房器。
【請求項２】
巻き芯に巻回した発熱線と、該発熱線との間に絶縁層を介在させた同軸上に螺旋状に巻回した検知線とを備え、該検知線を絶縁外被により被覆した発熱体を備え、電源に対して温度ヒューズを介して前記発熱体を直列に接続してなる電気暖房器において、
前記２本の発熱体を設け、該一方の発熱体に備えた発熱線と該他方の発熱体に備えた発熱線とを互いに流れる電流方向が逆方向となるように電源に対して並列に接続し、前記検知線が、温度の上昇に伴ってインピーダンスが変化する材料でなり、前記発熱線の異常発熱により前記検知線の両端の電圧変化を検知して前記温度ヒューズを溶断させる制御部を備えている電気暖房器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気毛布や電気カーペットあるいは電気コタツなどにおいて使用される電気暖房器に関し、具体的には、巻き芯に巻回した発熱線と、該発熱線との間に感熱層を介在させた同軸上に螺旋状に巻回した検知線とを備え、該検知線を絶縁外被により被覆した発熱体を備え、電源に対して温度ヒューズを介して直列に配して前記発熱体を接続してなる電気暖房器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電気暖房器には、発熱体の異常発熱による発火、発煙等のトラブル発生を防止するための対策が施されている。例えば、巻き芯に巻回した発熱線とこの発熱線との間に感熱層を介在させた同軸上に螺旋状に巻回した短絡線とからなる発熱体を用い、前記発熱線及び短絡線をそれぞれ２つに分割し、発熱線又は短絡線の一方を両中間点同士で接続するとともに、他方を両外端同士で接続し、それぞれ交流電源に対して直列接続し、かつ、発熱線と短絡線とを互いに流れる電流の方向が逆方向となるように並列接続したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７３８３２号公報（図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、発熱線及び短絡線をそれぞれ２つに分割することによって、２つの線間それぞれに加わる電位差を小さくすることができるものの、発熱線が異常発熱したときに、感熱層が溶融してしまうことにより、発熱線と短絡線とが短絡してしまうため、発熱線に流れる電流が小さいとはいえ、無視することができず、安全性において不安の残るものであり、改善の余地があった。
【０００５】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、発熱線が異常発熱したときの安全性を高めることができる電気暖房器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、巻き芯に巻回した発熱線と、該発熱線との間に感熱層を介在させた同軸上に螺旋状に巻回した検知線とを備え、該検知線を絶縁外被により被覆した発熱体を備え、電源に対して温度ヒューズを介して前記発熱体を直列に接続してなる電気暖房器において、前記２本の発熱体を設け、該一方の発熱体に備えた発熱線と該他方の発熱体に備えた発熱線とを互いに流れる電流方向が逆方向となるように電源に対して並列に接続し、前記発熱線の異常発熱により前記感熱層を溶融して該発熱線と前記検知線とが短絡し、該検知線に流れる電流により発熱して前記温度ヒューズを溶断させる制御部を備えていることを特徴としている。
【０００７】
また、巻き芯に巻回した発熱線と、該発熱線との間に絶縁層を介在させた同軸上に螺旋状に巻回した検知線とを備え、該検知線を絶縁外被により被覆した発熱体を備え、電源に対して温度ヒューズを介して前記発熱体を直列に接続してなる電気暖房器において、前記２本の発熱体を設け、該一方の発熱体に備えた発熱線と該他方の発熱体に備えた発熱線とを互いに流れる電流方向が逆方向となるように電源に対して並列に接続し、前記検知線が、温度の上昇に伴ってインピーダンスが変化する材料でなり、前記発熱線の異常発熱により前記検知線の両端の電圧変化を検知して前記温度ヒューズを溶断させる制御部を備えている電気暖房器であってもよい。
【０００８】
従って、図６に示すように、２本の発熱線６Ａ，６Ｂを用いることによって、何れも絶縁外被６Ｉ，６Ｊによって覆われているから、２本の発熱線６Ａ，６Ｂの異常発熱によって感熱層６Ｅ，６Ｆが溶ける、又は破れることがあっても、２本の発熱線６Ａ，６Ｂ同士が短絡することがないから、発火、発煙が発生する等のトラブル発生がない。そして、発熱線６Ａ，６Ｂの異常発熱により、制御部Ｓが作動して温度ヒューズＦが溶断して電源部Ｄから発熱線６Ａ，６Ｂへの回路を遮断することができる。
また、一方の発熱体に備えた発熱線と該他方の発熱体に備えた発熱線とを互いに流れる電流方向が逆方向となるように電源に対して並列に接続することによって、一方の発熱線にて発生する磁界を他方の発熱線にて発生する磁界を打ち消すことができ、電磁ノイズの発生を防止することができる。
尚、前記制御部としては、発熱線の異常発熱により感熱層を溶融して該発熱線と前記検知線とが短絡し、該検知線に流れる電流により発熱して温度ヒューズを溶断させるように構成したものや、前記検知線が、温度の上昇に伴ってインピーダンスが変化する材料でなり、前記発熱線の異常発熱により前記検知線の両端の電圧変化を検知して前記温度ヒューズを溶断させるように構成したものが挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
絶縁外被にて覆われた２本の発熱線を用いて配線することによって、異常発熱によって感熱層が溶ける、又は破れることがあっても、２本の発熱線が短絡することがないから、発熱線が異常発熱したときの発熱線の発火、発煙等のトラブル発生を阻止することができる安全性の高い電気暖房器を提供することができる。
また、一方の発熱体に備えた発熱線と他方の発熱体に備えた発熱線とを互いに流れる電流方向が逆方向となるように電源に対して並列に接続することによって、電磁ノイズの発生を防止することができ、商品価値の高いものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電気コタツを下から見た斜視図である。
【図２】断熱体に発熱体を配置した状態を示す斜視図である。
【図３】面状発熱体の断面図である。
【図４】枠を下側から見た斜視図である。
【図５】枠を上側から見た斜視図である。
【図６】２本の発熱線及び検知線の接続を示す電気回路図である。
【図７】２本の発熱体の構成を示す斜視図である。
【図８】電気カーペットの一部切欠き斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、電気暖房器の一例である電気コタツを示している。
電気コタツは、やぐら本体の上端に配置され、表裏両面がフラットな板状で平面視矩形状（図１では正方形であるが長方形であってもよい）の上板１と、この上板１の四隅のコーナー部にそれぞれ折り畳み自在に取り付けた４つの脚２とを備え、前記上板１の下面に面状発熱体Ｈを備えている。尚、図１に示すＴは、前記上板１に載置される天板であり、上板１と天板Ｔとの間には、掛け布団（図示せず）が配置されることになる。
前記面状発熱体Ｈには、ＯＮ−ＯＦＦを行うためのコントローラ８とコントローラに接続されたコンセント付きのコード（図示せず）を備えている。
【００１２】
前記上板１の材料としては、ここでは木を用い、その木を所定の板厚、例えば１５〜２０ｍｍ程度（実際には１８ｍｍ）の厚みに加工することによって、使用に耐え得る剛性を確保できるようにしているが、金属や合成樹脂あるいはその他各種の材料であってもよい。
【００１３】
前記上板１の下面の外周縁に取り付けられる枠３にて仕切られる水平方向内側の領域内に、前記面状発熱体Ｈを配置し、該配置された面状発熱体Ｈを前記枠３にて前記上板１に挟み込んだ状態で後述するビスＢ（図３参照）を用いて固定することによって、上板１の下面のほぼ全域に渡る範囲に面状発熱体Ｈを備えさせることができるだけでなく、面状発熱体Ｈが枠３から水平方向外側に食み出ることがない。そして、上板１の下面のほぼ全域に渡って面状発熱体Ｈを配置することによって、上板１の下方のほぼ全域に面状発熱体Ｈからの熱を放出させることができるようになっている。
【００１４】
前記上板１の下面に備える前記面状発熱体Ｈは、図２及び図３に示すように、上板１の下面側からシート状の断熱体４、下方側へ熱放射を行うためのフィルム状の反射部材５、発熱体６、通気性を有するシート状の部材７を積み重ねて一体化して構成されている。
【００１５】
前記断熱体４は、例えば合成樹脂でなる不織布からなり、反射部材５に接着剤等を用いて一体化されている。又、反射部材５は、金属箔の中でも熱伝導率の高いアルミニウム箔からなり、このアルミニウム箔の表面に発熱体６を融着させるための融着層を構成する合成樹脂をコーティングしている。又、前記部材７は、織布又は編んだ布や繊維シートを機械的、化学的、熱的に処理し、接着剤や繊維自身の融着力で接合して作った不織布の他、ナイロン等の合成樹脂を編んだものなどからなり、その織り目の孔の大きさや網目の孔の大きさは、発熱体６から放射される熱を上板１の下方の内部空間に効率よく伝達することができる大きさに構成することになる。このように部材７を、布や合成樹脂等で構成していれば、発熱体６からの熱が伝達されることがなく、手や足が部材７に触れても熱くない利点がある。また、部材７をシート状の薄いもので構成する方が小型化を図る上において有利であるが、厚手のものから構成してもよい。
【００１６】
前記枠３は、合成樹脂製でなる多数の部材３Ａ，３Ｂからなり、前記脚２を折り畳み自在に支持する支持部材２Ａを迂回させるように底面視において四隅が内方側にそれぞれ凹んだ形状になっている。具体的には、４つのコーナー部に配置されるＭ字形状に屈曲された４つの第１部材３Ａと、これら４つの第１部材３Ａの端部同士間に位置し、かつ、係止により互いに連結される直線状の４つの第２部材３Ｂとからなっている。前記特定の第２部材３Ｂの一部を切断して短い寸法にすることによって、第１部材３Ａとの間から後述する温度調節用のコントローラ８のスライド式の調節ツマミ８Ａを備えた操作部を外側に向けて配置することができるようになっている。
【００１７】
更に、前記枠３について詳述すれば、図３〜図５に示すように、前記上板１の下面から下方に向かって延びることにより前記面状発熱体の横側面を水平方向から覆う縦板状のカバー部３ａと、カバー部３ａの下端から水平方向内側に延びるとともにカバー部３ａよりも内側に位置してシート部材７と反射部材５と断熱体４とを上板１とで挟み込む挟持部３Ｅとを備え、その挟持部３Ｅが、カバー部３ａの下端から水平方向内側に延びる横板状の水平部３ｂと、水平部３ｂの延出端（内側端）から上板側に延びる縦板状の押圧部３ｃとからなり、前記水平部３ｂに固定具であるビスＢ（釘であってもよい）を貫通保持する貫通孔形成用の円筒状部３ｄを備えている。
従って、前記シート部材７と前記反射部材５と前記断熱体４とが、前記上板１の下面１Ａと該筒状部３ｄの上端面３ｅ及び前記押圧部３ｃの上端面３ｆとの間に挟み込まれて仮止めしており、この状態から、ビスＢを円筒状部３ｄの貫通孔３Ｋを通して３つの部材７，５，４を貫通させてから上板１にねじ込むことによって、枠３を介して面状発熱体Ｈを上板１に固定することができるようになっている。尚、第２部材３Ｂの長手方向に、円筒状部３ｄを３個備えており、それらのうちの２つの円筒状部３ｄの上端面３ｅが押圧部３ｃの上端面３ｆと同一高さ位置にあり、他の残りの１つである（図５の右上に位置している）円筒状部３ｄの上端面３ｅが押圧部の上端面３ｆよりも高い位置にあるが、押圧部３ｃの上端面３ｆと同一高さ位置にしてもよい。図４及び図５に示す３Ｒは、第２部材３Ｂの長手方向両端に備えさせ、第１部材３Ａの端部に係止して該第１部材３Ａと位置決めさせるための係止突起であるが、無くてもよい。
【００１８】
図３にも示すように、前記枠３の下端面３Ｇが前記面状発熱体Ｈの下端面７Ａよりも下方に突出するように枠３の上下方向の寸法を設定することによって、水平方向から面状発熱体Ｈが見えることがないようにしているが、枠３の下端面３Ｇと面状発熱体の下端面７Ａを同一レベルになるように枠３の上下方向の寸法を設定してもよい。
【００１９】
前記発熱体６は、図２に示すように、前記反射部材５の一端から他端へ直線状に配置し、他端から折り返して一端側へ配置するように、直線状で平行かつ等間隔で多数配列されている。
前記発熱体６について詳述すれば、図７に示すように、２本の発熱体６，６をほぼ平行となる状態で配置するとともに、図６に示すように、２本の発熱体６，６のそれぞれに備える発熱線６Ａ，６Ｂのうちの一方の発熱線６Ａと他方の発熱線６Ｂとを互いに流れる電流方向Ｉ１，Ｉ２が逆方向となるように商用交流電源Ｄに対して並列に接続してあり、一方の発熱線６Ａにて発生する磁界を他方の発熱線６Ｂにて発生する磁界を打ち消すことによって、人体に悪影響を及ぼす電磁ノイズの発生を防止することができるようにしている。ここでは、交流電源Ｄを使用したものを示しているが、直流電源を使用したものであってもよい。
【００２０】
前記発熱体６，６は、ポリエステル樹脂等からなる芯材６Ｃ，６Ｄに銅又は銅合金でなる第１発熱線６Ａ，６Ｂを螺旋状に巻回し、第１発熱線６Ａ，６Ｂを該発熱線６Ａ，６Ｂの異常発熱時に（１７０℃前後で）溶解するナイロンでなる感熱層６Ｅ，６Ｆで被覆し、その感熱層６Ｅ，６Ｆ上に感熱層６Ｅ，６Ｆの溶解により第１発熱線６Ａ，６Ｂと短絡して後述する制御部Ｓを作動させる検知線６Ｇ，６Ｈを螺旋状に巻回し、検知線６Ｇ，６Ｈをポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等からなる絶縁外被６Ｉ，６Ｊにて被覆している。前記検知線６Ｇ，６Ｈは、ニッケル又は銅からなっている。尚、図６では、発熱体６，６の絶縁外被６Ｉ，６Ｊ間に大きな隙間があるように見えているが、実際には隙間はなく、図７に示すように並設されている。
【００２１】
また、前記商用交流電源Ｄと発熱線６Ａ，６Ｂとの間に回路遮断用の温度ヒューズＦを備えるとともに、発熱線６Ａ，６Ｂの異常発熱により感熱層６Ｅ，６Ｆを溶融して該発熱線６Ａ，６Ｂと前記検知線６Ｇ，６Ｆとが短絡し、該検知線６Ｇ，６Ｆに流れる電流により発熱して前記温度ヒューズＦを溶断させる制御部Ｓを備えている。
例えば一方の発熱線６Ａが異常発熱して感熱層６Ｅが溶融することにより、発熱線６Ａと検知線６Ｈとが短絡する。これにより、制御部Ｓが抵抗器（ラジエントともいう）９を発熱させて、温度ヒューズＦを溶断させて回路を遮断することができるようになっている。このとき、２本の発熱線６Ａ，６Ｂは絶縁外被６Ｉ，６Ｊにて被覆されていることから、２本の発熱線６Ａ，６Ｂが短絡することがない。
【００２２】
前記感熱層６Ｅ，６Ｆが溶融する構成の場合を示したが、検知線６Ｇ，６Ｈが、温度の上昇に伴ってインピーダンスが変化する材料でなり、前記発熱線６Ａ，６Ｂの異常発熱により前記検知線６Ｇ，６Ｈの両端の電圧変化を検知して前記温度ヒューズＦを溶断させるように前記制御部Ｓを構成して実施してもよい。この場合、検知線６Ｇ，６Ｈとしては、温度の上昇に伴ってインピーダンスが増加するニッケル又は銅等で構成することになるが、温度の上昇に伴ってインピーダンスが低下する材料で構成することもできる。また、感熱層６Ｅ，６Ｆを発熱により溶解しない耐熱性の高い樹脂でなる絶縁層から構成することになる。
【００２３】
実施形態では、面状発熱体Ｈを備えた電気コタツを示したが、前記上板がテーブルを構成する上板であってもよい。また、図８に示すように、布等でなる表裏のカバー１０，１１内に前記発熱体６を敷き詰めた電気カーペットに本発明を適用することができる。図８に示す発熱体６は、前記裏側のカバー１０の上面から前記シート状の断熱体４、上方側への熱放射を行うための前記フィルム状の反射部材５を備えさせて実施してもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１…上板、１Ａ…下面、２…脚、２Ａ…支持部材、３…枠、３Ａ，３Ｂ…部材、３Ｅ…挟持部、３Ｇ…下端面、３Ｋ…貫通孔、３ａ…カバー部、３ｂ…水平部、３ｃ…押圧部、３ｄ…円筒状部、３ｅ…上端面、３ｆ…上端面、４…断熱体、５…反射部材、６…発熱体、６Ａ，６Ｂ…発熱線、６Ｃ，６Ｄ…芯材、６Ｅ，６Ｆ…感熱層、６Ｇ，６Ｆ…検知線、６Ｇ，６Ｈ…検知線、６Ｉ，６Ｊ…絶縁外被、７…シート部材、７Ａ…下端面、８…コントローラ、８Ａ…調節ツマミ、９…抵抗器、１０，１１…カバー、Ｂ…ビス、Ｄ…商用交流電源、Ｆ…温度ヒューズ、Ｈ…面状発熱体、Ｉ１，Ｉ２…電流方向、Ｓ…制御部、Ｔ…天板
【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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