JPH01108614A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電気毛布、電気カーペット、電気フロアヒー
タなどの温度を制御する温度制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば電気毛布などの暖房器具においては、毛布
本体と、コントローラ（温度制御装置）とをケーブルな
どによって接続し、この温度制御装置によって毛布本体
内に設けられたヒータ線の発熱量を制御して、毛布本体
の温度を制御するようにしたものが多い。

第９図はこのような電気毛布と、この電気毛布の温度を
制御する温度制御装置とを示すブロック図である。

この図に示す電気毛布１は、袋状に形成される毛布本体
２と、この毛布本体２内に配置される１線式本体２と、
この毛布本体２内に配置される１線式ワイヤ３とを備え
ている。

１線式ワイヤ３は、第３図に示す如く線状に形成された
芯糸４と、この芯糸４に螺旋状に巻付けられるリボン状
のセンサ電線５と、このセンサ電線５および前記芯糸４
を覆うように形成される感熱誘電層６と、この感熱誘電
層６に螺旋状に巻伺けられるヒータ線７と、このヒータ
線７および前記感熱誘導層６を覆うように形成される絶
縁外被８とを備えている。

そして、ヒータ線７に電流が供給されたとき、このヒー
タ線７が発熱して毛布本体２の温度を上昇させる。また
、感熱誘電層６の温度が変化すれば、これに応じてこの
感熱誘電層６の誘電率が変化し、前記センサ電線５と、
ヒータ線７との間の静電容量が変化する。

また、温度制御装置は、センサ出力取込み部１０と、セ
ンサ温度検知回路１１と、温度設定回路１２と、ゼロク
ロス信号発生回路１３と、サンプリング回路１４と、比
較回路１５と、駆動回路１６と、サイリスタ１７と、安
全監視回路１８とを備えており、前記センサ線５によっ
て検知された温度と、温度設定回路１２に設定されてい
る設定温度とを比較し、この比較結果に基づいて前記ヒ
ータ線７に流す電流量を制御して電気毛布１の温度を制
御する。

センサ出力取込み部１ｏは、前記センサ線５の一端側と
サイリスタ１７のカソードとの間に介挿される電流電圧
変換用の抵抗器１９と、この抵抗器１９に並列に接続さ
れるノイズ吸収用のコンデンサ２０とを備えており、前
記ヒータ線７に印加される交流電圧に対応してセンサ線
５に流入したり、流出したりする電荷の量に応じた値の
温度検知信号Ｓ１を発生し、これを−センサ温度検知回
路１１に供給する。

センサ温度検知回路１１は、前記センサ出力取込み部１
０から出力される温度検知信号ｓ１を取り込むとともに
、これを整流して温度検知信号Ｓ２を生成し、これを比
較回路１５に供給する。

また、温度設定回路１２は、予め設定されている温度設
定値に対応した値の温度設定信号ｓ３を発生し、これを
サンプリング回路１４に供給する。

また、ゼロクロス信号発生回路１３は、前記ヒータ線７
に電力を供給する交流商用型＋１１ｉ２１の出力を取り
込んで、そのゼロクロス点を検出するように構成されて
おり、ゼロクロス点を検出したときゼロクロス信号Ｓ４
を発生して、これをサンプリング回路１４に供給する。

サンプリング回路１４は、前記ゼロクロス信号Ｓ４が供
給されていないときには、その出力端子を電圧Ｖｃｃに
保持している。そして、前記ゼロクロス信号Ｓ４が供給
されたとき、前記温度設定回路１２から出力される温度
設定信号ｓ３を取り込み、これを比較回路１５に供給す
る。

比較回路１５は、前記サンプリング回路１４がら出力さ
れる温度設定信号Ｓ３の値と、前記センサ温度検知回路
１１から出力される温度検知信号Ｓ２の値とを比較して
、Ｓ２〉Ｓ３のとき、つまり前記電気毛布１の温度が温
度設定回路１２によって設定されている温度よりも低い
とき、駆動信号Ｓ５を発生して、これを駆動回路１６に
供給する。

駆動回路１６は、前記駆動信号＄５を供給されたとき、
トリガー信号Ｓ６を発生し、これをサイリスタ１７のゲ
ートに供給する。

これによって、このサイリスタ１７が導通し、交流商用
電源２１の一端２１ａ→ヒータ線７→サイリスタ１７の
アノード、同サイリスタ１７のカソード→交流商用電源
２１の他端２１ｂなる経路で、ヒータ線７に電流が流れ
て、電気毛布１の温度が上昇する。

また、安全監視回路１８は、センサ線５と、センサ出力
取込み部１０との間に介挿されている抵抗器２２と、こ
の抵抗器２２が発熱したとき、回路を遮断して前記交流
商用型［２１がら出力される交流電圧が前記ヒータ線７
に印加されないようにする温度ヒユーズ２３とを備えて
いる。そして、何等かの原因によって１線式ワイヤ３を
構成する感熱誘電層６が融解して、ヒータ線７と、セン
サ線５とが接触したときには、ヒータ線７がらセンサ線
５に流れ込む電流によって抵抗器２２が発熱し、温度ヒ
ユーズ２３を融断させ、これらヒータ線７と、センサ線
５とが接触しても大きな事故にならないようにしている
。

（発明が解決しようとする問題点） ところでこのような電気毛布１に用いられている安全監
視回路１８においては、ヒータ線７と、センサ線５とが
接触したときに生じる電流によって抵抗器２２を発熱さ
せ、この熱で温度ヒユーズ２３を融断させるようにして
いるので、ヒータ線７と、センサ線５とが断続的に接触
をくり返す場合には、抵抗器２２の発熱が小さく、温度
ヒユーズ２３が融断されない状態が長く続き、電気毛布
１が過熱状態になる虞れもあった。

またこのような温度制御装置において用いられている温
度ヒユーズ２３は、抵抗器２２の温度が上昇してからこ
の温度ヒユーズ２３が融断されるまで通常、１分程度の
時間を必要とするので、その間、電気毛布１の温度が過
熱される虞れもあった。

本発明は上記の事情に鑑み、ヒータ線と、センサ線とが
接触事故を起こしたとき、これを直ちに検知してヒータ
線への給電を中止することができる温度制御装置を提供
することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、温度センサを発熱体に近接し
て配設し、この温度センサから出力される温度検出信号
に基づいて、前記発熱体に供給する電力を制御する電力
制御手段を備えた温度制御装置に、前記温度センサに直
列に接続する低耐電圧型の制御素子と、前記電力制御手
段を駆動するに必要な所定の信号を発生する信号発生手
段とを有して構成した。

（作用） 本発明における温度制御装置においては、低耐電圧型の
制御素子が温度センサに直列に接続されているので、例
えば発熱体と温度センサとが接触したときには、当該発
熱体に供給される電圧が前記低耐電圧型の制御素子に印
加されて、この制御素子は破壊される。従って温度セン
サおよび低耐電圧型の制御素子を介した信号発生手段か
らの信号が出力されなくなるため、電力制御手段は非駆
動状態となり、そのため発熱体への再通電は不可能な状
態となる。

（実施例） 第１図は本発明による温度制御装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

この図に示す温度制御装置は、パルス信号発生回路３０
と、電圧印加回路３１と、センザ出力取込み回路３２と
、センザ温度検知回路３３と、温度設定回路３４と、サ
ンプリング回路３５と、比較回路３６と、駆動回路３７
と、サイリスタ３８と、ノイズ吸収回路３９と、安全監
視回路４０とを備えて構成される。従って、サイリスタ
３８に印加される交流電圧のゼロクロス点より前で、電
気毛布４１の温度と、温度設定回路３４に設定されてい
る設定温度とを比較するとともに、この比較結果に基づ
いてサイリスタ３８のオン／オフを決定する。またこの
装置においては、前記ゼロクロス点より後において、電
圧印加回路３１のトランジスタ５９をオンさせて、電気
毛布４１内に配置された１線式ワイヤ４２を構成するセ
ンサ線４３の一端を電位ＶＥＥまで低下させる。このと
き、センサ線４３と、ヒータ線４５とが接触していなけ
れば、駆動回路３７がサイリスタ３８のオン／オフ制御
可能な状態になり、また感熱誘電層４４などが破壊され
てセンサ線４３と、ヒー・９線４５とが接触していれば
、ヒータ線４５に印加されている交流商用電源４６の出
力電圧によって前記トランジスタ５９が破壊されて、以
後、駆動回路３７がサイリスク３８のオン／オフ制御を
中止する。

パルス信号発生回路３０は、前記交流商用電源４６の両
端に介挿される抵抗器５０．５１と、これら抵抗器５０
．５１の接続穴に得られた電圧に基づいて前記サイリス
タ３８に印加されている交流電圧が負から正に変わると
きより少し前で、第１同期パルス信号Ｓ１０を生成する
第１パルス発生器５２と、前記各抵抗器５０．．５１の
接続点に得られた電圧に基づいて前記サイリスタ３８に
印加されている交流電圧が負から正に変わった後に、第
２同期パルス信号Ｓ１１を生成する第２パルス発生器５
２とを備えており、これら第１同期パルス信号Ｓ１０．
第２同期パルス信号Ｓ１１をサンプリング回路３５と、
電圧印加回路３１とに各々、供給する。

またセンサ温度検知回路３３は、前記センサ線４３の出
力を取込んでいるセンサ出力切込み回路３２から温度検
知信号Ｓ１４が出力されたとき、これを取込んで温度検
知信号Ｓ１５を生成して比較回路３６に供給する。この
場合、電気毛布４１の温度が低下すれば、これに対応し
て温度検知信号８１５の値が上がする。

また温度設定回路３４は、可変抵抗器などの設定器を備
えており、この設定器に設定されている温度設定値に対
応した値の温度設定信号Ｓ１６を発生し、これをサンプ
リング回路３５に供給する。

サンプリング回路３５は、前記第１同期パルス信号Ｓ１
０が供給されていないときには、その出力端子電圧を電
源電圧ＶＣＣに保持している。そしてこの状態で、前記
第１同期パルス信号ＳＩＯが供給されたとき、前記温度
設定回路３４から出力される温度設定信号Ｓ１６を取り
込み、これを比較回路３６に供給する。

比較回路３６は、前記サンプリング回路３５の出力と前
記センサ温度検知回路３３から出力される温度検知信号
Ｓ１５の値とを比較する演算増幅器５４を備えており、
前記サンプリング回路３５が出力端子電圧を電源電圧Ｖ
ｃｃに保持しているときには、その出力端子を“ｌｏ”
レベルにしている。そして、このサンプリング回路３５
から温度設定信号８１６が出力されたとき、この温度設
定信号Ｓ１６の値と前記センサ温度検知回路３３から出
力される温度検知信号８１５の値とを比較して、Ｓｌ　
５＞８１６のとき、すなわち前記電気毛布４１の温度が
温度設定回路３４によって設定されている温度よりも低
いとき、ヒータオン信号Ｓ１７を発生し、これを駆動回
路３７に供給する。

前記回路３７は、前記ヒータオン信号Ｓ１７が供給され
たとぎにセラ１〜され、この後リセット信号Ｓ１８が供
給されたときにリセットされるＲ８型フリップフロップ
５５と、このＲ８型フリップフロップ５５のセット出力
端子が’ＬＯ”レベルになっているときに充電され、“
Ｈｉ”レベルになったときに放電するコンデンサ５６と
、このコンデンサ５６の充放電時定数を決める抵抗器５
７と、前記コンデンサ５６から放電される電流を電圧に
変換してトリガー信号Ｓ１９を発生する抵抗器５８とを
備えており、前記ヒータオン信号Ｓ１７が供給されたと
き、コンデンサ５６に充電されている電荷でトリガー信
号Ｓ１９を発生してサイリスタ３８のゲートに供給する
。

これによって、交流商用電源４６によってサイリスタ３
８に順方向の電圧が印加されたとき、このサイリスタ３
８が導通し、交流商用電源４６゛の一端４６ａ→温度ヒ
ユーズ８１→ヒータ線４５→サイリスタ４６のアノード
、同サイリスタ４６のカソード→交流商用電源４６の他
端４６ｂなる経路で、ヒータ線４５に電流が流れて、電
気毛布４１の温度が上胃する。

この後、リセット信号Ｓ１８が供給されたとき駆動回路
３７がトリガー信号Ｓ１９の発生を停止して、コンデン
サ５６に充電動作を行わせる。

また、ノイズ吸収回路３９は、抵抗器７５と、コンデン
サ７６とからなる直列回路を備えており、前記サイリス
タ３８が、オン／オフしたときに生＝１２− しるノイズを吸収する。

また、電圧印加回路３１は、第２パルス発生回路５３か
ら第２同期パルス信号Ｓ１１が出力されたときにオン状
態となる低耐圧型のトランジスタ５９と、このトランジ
スタ５９のベースと前記第２パルス発生回路５３の出力
端子との間に介挿されるベース電流制限用の抵抗器６０
と、前記トランジスタ５９のコレクタと前記センサ線４
３の一端との間に介挿される分圧用の抵抗器６１とを備
えており、前記第２パルス発生回路５３から第２同期パ
ルス信号Ｓ１１が出力されたときセンサ線４３の一端側
を電圧ＶＥＥ近くまで低下させる。

また安全監視回路４０は、前記センサ線４３の他端に接
続される抵抗器８０と、この抵抗器８０が発熱したとき
、溶断する温度ヒユーズ８１とを備えており、感熱誘電
層４４などが破壊されて、センサ線４３と、ヒータ線４
５とが接触しているとき、ヒータ線４５からセンサ線４
３に供給される電流によって温度ヒユーズ８１を融解さ
せ、回路動作を停止させる。

またセンサ出力取込み回路３２は、電流電圧変換回路６
２ど、信号極性制限回路６３と、断線チエツク回路６４
とを備えており、前記電圧印加回路３１によってセンサ
線４３の一端側が電圧ＶＥ［近くまで低下させられてい
ない状態では、ヒータ線７１５に電圧が印加されて、感
熱誘′電層４４の温度に応じた誘電重分だＣブしンサ線
４３に電荷が流れ込んだとき、この電荷の最に応じた値
の温度検知信号Ｓ１／４を発生して、これをセンサ温度
検知回路３３に供給する。

また、前記電圧印加回路３１によってセンサ電極４３の
一端側が電圧ＶＥＥ近くまで低下させられたときには、
このセンサ線４３の他端が電圧ＶＥＥ近くまで低下して
いるかどうかをヂエックする。さらに、このセンサ線４
３の（ｌ！！端が電圧ＶＥＥ近くまで低下しているかど
うかをヂエツクする。

さらに、このセンサ線４３の他端が電圧ＶＥＥに近くま
で低下していれば、センサ線４３が断線していないこと
を示すリセット信号Ｓ１８を発生して、これを前記Ｒ８
型フリップフロップ５５に供給し、これをリセットさせ
る。

電流電圧変換回路６２は、前記抵抗器８０の一端とサイ
リスタ３８のカソードとの間に介挿される電流電圧変換
用の抵抗器６５と、この抵抗器６５に並列に接続される
ノイズ吸収用のコンデンサ６６とを備えており、前記電
圧印加回路３１によってセンサ線４３の一端側が電圧Ｖ
ＥＥ近くまで低下させられていない状態のζきは、セン
サｍ４３に流れ込んだ電荷の量に応じた値の温度検知信
＠Ｓ１４を発生して、これをセンサ温度検知回路３３に
供給する。

また信号極性制限回路６３は、直列に接続された３つの
ダイオード６７ａ　、６７ｂ　、６７ｃを備えており、
前記抵抗器６５と、抵抗器８０との接続点電圧が正極性
方向の所定値以上になろうとしたときに、これをクリッ
ピングして前記温度検知信号８１４の値が正極性になる
のを防止する。

また断線チエツク回路６４は、前記抵抗器６５と前記抵
抗器８０との接続点電圧が所定の値以下になったときに
、導通するダイオードアレ６８と、このダイオードアレ
６８が導通したときにオン状態となるトランジスタ６９
と、このトランジスタ６９のコレクタ電圧を分圧する抵
抗器７０．７１と、前記トランジスタ６９がオン状態と
なってこれら抵抗器７０．７１の接続点電圧が低下した
ときにオン状態となるトランジスタ７２と、このトラン
ジスタ７２のコレクタ電圧を取り出すための抵抗器７３
とを備えている。そして、前記電圧印加回路３１によっ
てセンサ線４３の一端側が電圧ＶＥＥ近くまで低下させ
られたとぎ、このセンサ線４３の他端が電圧ＶＥＥ近く
まで低下していれば、センサ線４３が断線していないこ
とを示すリセット信号８１８を発生して、これをＲ５型
ノリツブフロップ５５に供給する。

このＪ：うにこの実施例においては、サイリスタ３８の
オン／オフを決定した後において、電圧印加回路３１の
トランジスタ５９をオンさせて、センサ線４３の一端を
電位ＶＥＥまで低下させる。

このとき、センサ線４３ど、ヒータ線４５とが接触して
いな【プれば、駆動回路３７がリセツ１〜されてサイリ
スタ３８のオン／オフ制御が可能になる。

また、感熱誘電層４４などが破壊されて、センサ線４３
と、ヒータ線４５とが接触していれば、ヒータ線４５に
印加されている交流商用電源４６の出力電圧によって前
記トランジスタが破壊されて、以後、駆動回路３７がサ
イリスタ３８のオン／オフ制御を中止する。

この後、交流商用電源４６から出力された電流がヒータ
線４５からセンサ線４−３に供給されて抵抗器８０が発
熱し、温度ヒユーズ８１を融解させる。これによって、
回路動作が完全に停止する。

また上述した実施例においては、低耐圧型のトランジス
タ５９を使用しているが、これに代えて定圧型のＦＥＴ
　（電界効果型トランジスタ）などを用いても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、発熱体と、温度セ
ンサとの接触が生じたときには、この接触をを直ちに検
知するとともに発熱体への給電を瞬時に中止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による温度制御装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は従来の温度制御装置を示すブロック
図、第３図は１線式ワイヤの一例を示す斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 温度センサを発熱体に近接して配設し、この温度センサ
   から出力される温度検出信号に基づいて、前記発熱体に
   供給する電力を制御する電力制御手段を備えた温度制御
   装置であって、 前記温度センサに直列に接続する低耐電圧型の制御素子
   と、 前記電力制御手段を駆動するに必要な所定の信号を発生
   する信号発生手段と を有して前記温度センサおよび低耐電圧型の制御素子を
   介して信号発生手段からの信号を出力するように構成し
   たことを特徴とする温度制御装置。