JPH01304680A - 電気採暖具の温度制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は電気カーペット、電気毛布などの電気採暖具の
温度制御装置に関するものである。

従来の技術 以下に従来の電気カーペットについて説明する。

第３図は従来の電気カーペットの本体構成図を示す、１
は電気カーペット本体であり、本体１の中に表面温度を
検出する温度感熱線２と、採暖に寄与するひも状の発熱
体３とを別々に配線したいわゆる二線式とよばれている
電気カーペットの例を示すものである。４は電気カーペ
ット本体１の表面温度を制御するコントローラボックス
である。

第４図は温度感熱線２の構成を示す一部切欠斜視図であ
り、一対の第１の電極線５，６とその間に充填されて温
度によりインピーダンスが変化する温度感熱樹脂７とが
一体構成されている。８は芯糸、９は外皮であり、芯糸
８のまわりに電極線５がスパイラル状に巻かれ、その周
囲に温度感熱樹脂７が充填され、その外側に同様に電極
線６がスパイラル状に巻かれ、これらが外皮９で覆われ
ている。

第５図は温度感熱樹脂７のインピーダンス温度特性を示
し、温度上昇とともにインピーダンスが低下する特性を
有する。

第６図は電気カーペット１の採暖に寄与する発熱体３の
構成を示す一部切欠斜視図であり、ヒータ線１０、第２
の電極線１１、絶縁樹脂１２が一体構成されている。１
３は芯糸、１４は外皮であり、芯糸１３のまわりにヒー
タ線１０がスパイラル状に巻かれ、その周囲に絶縁樹脂
１２が充填され、その外側に同様に第２の電極線１１が
スパイラル状に巻かれ、これらが外皮１４で覆われてい
る。

第７図は従来の温度制御回路図である。　１５は交流電
源、１６は電源スィッチである。　１７，１８，１９．
２０は抵抗、　２１．２２はダイオード、　２３．２４
はコンデンサであり、抵抗１７　（抵抗Ｒ工、とする）
、一対の電極線５，６と、温度感熱樹脂７（インピーダ
ンスＺとする）と、抵抗１８、ダイオード２１、コンデ
ンサ２３によって交流電源１５の正サイクルの平滑され
た温度信号電圧Ｖｔがえられる。検出される温度信号の
電圧Ｖｔの関係式は交流電源１５の電圧をＶａｃとする
と、はぼ式（１）のようになる。

Ｖｔ＝１／　（１＋Ｒ，ｔ／Ｚ）ＸＶａ　ｃ−（１）す
なわち、温度上昇とともに温度感熱樹脂７のインピーダ
ンス２が低下するので平滑された温度信号電圧Ｖｔは低
下する。また、ダイオード２２、抵抗１９．コンデンサ
２４で交流電源１５の負のサイクルにおいても、温度感
熱樹脂７に正のサイクルと対称な電圧が印加されるよう
になっている。これは、温度感熱樹脂７はナイロン系の
化学物質の樹脂であるので、その分極劣化を防ぎインピ
ーダンスの安定化を回るためである。

２５はダイオード、　２６，２７，２８，２９，３０は
抵抗、３１は所望の温度に設定するための温度設定手段
である可変抵抗器、３ｚはコンデンサであり、これらに
より平滑されて温度設定電圧Ｖｓが得られる。

３３は比較器であり、温度感熱樹脂７の温度信号電圧Ｖ
ｔと温度設定手段である可変抵抗器３１の温度設定電圧
Ｖｓを比較している。

３４はダイオード、３５．３６は抵抗、３７．３８はコ
ンデンサ、３９は定電圧ダイオードであり、これらによ
って定電圧回路を構成し、比較器３３および電力制御手
段であるリレー４０の駆動電源を得ている。４１はリレ
ーの逆起電力を吸収するダイオードである。

４２は制御部であり、比較器３３からの信号により制御
信号を送出し、駆動手段であるトランジスタ４３をオン
オフしてリレー４０の制御を行い、ヒータ線１０の入り
切りを制御する。

４４．４５はダイオード、４６．４７は抵抗値の小さい
発熱抵抗、４８は保安回路であり、制御部４２が故障し
。

リレー４０がＯＮ状態のままで電気カーペット本体１の
ヒータ線１０の温度が異常に上昇し、絶縁樹脂１２が溶
融して第２の電極線１１とヒータ線１０が接触すること
によって発熱抵抗４６．４７に大電流が流れ、そのジュ
ール熱で保安回路４８が動作して交流電源１５を遮断す
る。なお、通常は絶縁樹脂１２のインピーダンスは非常
に大きく、したがって発熱抵抗４６゜４７には微小な電
流しか流れないので、保安回路４８が動作することはな
い。

４９はタイマ設定部、５０はタイマ時間表示部である。

この部分の外観図を第８図に示す。第８図において、使
用者はタイマ設定つまみ５１を通常位置に合わせ、現在
時刻を時刻設定ボタン５２．５３でタイマ時間表示部５
０を見ながら合わせる。続いて、ある時間で自動的に電
源スィッチ１６をＯＮしたい場合は、タイマ設定つまみ
５１を自動入に合すせ、時刻設定ボタン５２，５３で自
動ＯＮしたい時刻に合わせる１次にある時間で自動的に
電源を０ＦＦＬ。

たい場合は、同様にタイマ設定つまみ５１を自動切に合
わせ、電源を０ＦＦＬ／たい時刻に時刻設定ボタン５２
．５３でタイマを合わせる。このように設定して初めて
設定が完了する。

発明が解決しようとする課題 したがって、使用者は自動ＯＮ、自動ＯＦＦの時間が毎
日変わらなければ一度だけ設定すればよいが、実際には
、日によって自動ＯＮ、自動ＯＦＦの時刻を変えたい場
合もあり、そのときは、また自動ＯＮ、自動ＯＦＦの時
刻を再設定しなければならなかった。

また、自動ＯＦＦの場合、設定時刻よりも早く就寝した
り、外出したりすることがある。この際に電源スィッチ
１６をＯＦＦにせず、切り忘れてずっと電源ＯＮしたま
まになっていたりすることがあった。そのため、無駄な
電気を使用し省エネあるいは安全性という面で非常に不
具合であった。

また、操作面での煩雑さを解消するために次のようなも
のもあった。すなわち、自動ＯＦＦスイッチを押せば１
時間後に自動的にＯＦＦするというものである。しかし
ながら、自動ＯＦＦスイッチを押さなければ自動的に０
ＦＦＬないので、この自動ＯＦＦスイッチを押し忘れれ
ば、ずっと通電してしまうことになり、省エネという点
でやはり不具合点を有していた。

また、電源スィッチ１６をＯＮしてから一定時間後に電
源をＯＦＦするというものもあるが、使用時間が一定と
いうことはないため、設定時間より長く使用するときな
どでは、途中で電源が切れてしまったり、短時間しか使
用せず、しかも電源スィッチを切り忘れた場合は設定時
間までの長時間にわたって電源が無駄に入っていたりし
て、やはり使い勝手、省エネ、安全性という点で改善の
余地があった。

本発明は上記問題を解決するもので、タイマにより途中
で電源が切れたり、長時間にわたって電源が無駄に入っ
たりすることのない温度制御装置を提供することを目的
とするものである。

課題を解決するための手段 上記問題を解決するために、本発明の温度制御装置は、
採暖に寄与する発熱体と、前記発熱体への通電を制御す
る電力制御手段と、前記電力制御手段を駆動する駆動手
段と、前記発熱体を所定の温度に設定する温度設定手段
と、少なくとも温度設定手段を含む操作部と、前記操作
部が操作される毎に起動するタイマ起動手段と、前記タ
イマ起動手段がカウントアツプ時、前記発熱体への通電
をストップする信号を前記駆動手段に送出するタイマ管
理部とを備えたものである。

作用 上記した構成により、温度設定手段を含む操作部が操作
される毎にタイマが起動し、タイマアップ時に電源が自
動的にＯＦＦするので、操作部を最後に操作してから比
較的短時間後向動的に通電を停止することになり、電源
スィッチを切り忘れてもその後の比較的短時間のうちに
電源が自動的にＯＦＦになり、省エネ、安全面でその結
果は大きい。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は１本発明の一実施例の電気カーペットの構成図
である。第２図において、電気カーペット本体１００を
左右Ａ、Ｂ面の２つに分けてそれぞれの面で温度制御し
ようとするものである。　１０１゜１０２はＡ、Ｂ面の
ヒータ線、１０３，１０４はＡ、Ｂ面の温度検知線、１
０５はコントローラボックスである。

第１図は本発明の一実施例の温度制御回路である。１０
６は交流電源、１０７は電源スィッチである。

温度検出回路は２つのヒータ線１０１．１０２にそれぞ
れ対応して２つの温度検出回路が構成されている。

このうちの一方の温度検出回路について、その動作を説
明する。　１０８，１０９，１１０，１１１は抵抗、１
１２，１１３はダイオード、１１４，１１５はコンデン
サであり、抵抗１０８、一対の電極線１０３Ａ、　１０
３Ｂ温度感熱樹脂１１６（インピーダンスＺとする）と
、抵抗１０９、ダイオード１１２とコンデンサ１１４に
よって交流電源１０６の正サイクルの平滑された温度信
号電圧Ｖｔがえられ、温度上昇とともに温度感熱樹脂１
１６のインピーダンスが低下するので平滑された温度信
号電圧Ｖｔは低下する。また、ダイオード１１３、抵抗
１１０、コンデンサ１１５で交流電源１０６の負のサイ
クルにおいても、温度感熱樹脂１１６に正のサイクルと
対称な電圧が印加されるようになっている。

これは、温度感熱樹脂１１６はナイロン系の化学物質の
樹脂であるので、その分極劣化を防ぎインピーダンスの
安定化を図るためである。他方の温度検出回路は抵抗１
１７，１１８，１１９，１２０、ダイオード１２１゜１
２２、コンデンサ１２３，１２４、一対の電極線１０４
Ａ。

１０４Ｂ、温度感熱樹脂１２５によって構成され、同様
に動作するものである。

次に一方の温度設定回路について説明する。

１２６はダイオード、１２７，１２８，１２９は抵抗、
１３０は所望の温度に設定するための温度設定手段であ
る可変抵抗器、１３１はコンデンサであり、これらによ
り平滑されて温度設定電圧Ｖｓが得られる他方の温度設
定回路はダイオード１３２．抵抗１３３，１３４，１３
５、可変抵抗器１３６、コンデンサ１３７によって構成
され、同様な動作をする。

１３８、１３９は比較器であり、温度感熱樹脂１１６，
１２５の温度信号電圧Ｖｔと温度設定手段である可変抵
抗器の１３０．１３６の温度設定電圧Ｖｓをそれぞれ比
較している。　１４０，１４１，１４２，１４３は抵抗
であり、比較器１３８，１３９の入力保護をしている。

１４４はダイオード、１４５，１４６は抵抗、　１４７
，１４８はコンデンサ、１４９は定電圧ダイオードであ
り、これらによって定電圧回路を構成し、制御手段１４
９、電力制御手段であるリレー１５０，１５Ｉの駆動電
源を得ている。　１５２，１５３はリレーの逆起電力を
吸収するダイオードである。制御手段１８０は比較器１
３８゜１３９からの信号により制御信号を送出し、駆動
手段であるトランジスター１５４　、１５５をオンオフ
してリレー１５０，１５１の制御を行い、ヒータ線１０
１，１０２の入り切りを制御する。

１５６、１５７．１５８．１５９はダイオード、　１６
０，１６１，１６２゜１６３は抵抗値の小さい発熱抵抗
、１６４は保安回路であり、制御手段１８０が故障し、
たとえばリレー１５０がＯＮ状態のままで電気カーペッ
ト本体１．００のヒータ線１０１の温度が異常に上昇し
、絶縁樹脂１６５が溶融して第２の電極線１６６とヒー
タ線１０１が接触することによって発熱抵抗１６０，１
６１に大電流が流れ、そのジュール熱で保安回路１６４
が動作して交流電源１０６を遮断する。なお、通常は絶
縁樹脂１６５のインピーダンスは非常に大きく、したが
って発熱抵抗１６０，１６１には微小な電流しか流れな
いので保安回路１６４が動作することはない。ダイオー
ド１５８゜１５９、発熱抵抗１６２．１６３、感熱樹脂
１６７、電極線１６８も同様の働きをする。

１６９．１７０は電気カーペット本体ｌＯＯの通電面積
を切り替える面積切り替えスイッチ、　１７１，１７２
は抵抗であり、Ａ、Ｂ両面通電したい場合はスイッチ１
６９、１７０をＯＮにし、Ａ面のみのときはスイッチ１
６９を、Ｂ面のみのときはスイッチ１７０をＯＮすれば
よい、１７３はタイマ起動部であり、温度設定手段であ
る可変抵抗器１３０，１３６の信号の変化あるいは前記
面積切り替えスイッチ１６９，１７０からの信号の変化
を検出してタイマを起動させる。すなわち使用者が温度
設定を変更したり、通電面積の選択を変更した場合にこ
のタイマ起動部１７３がタイマを起動するのである。タ
イマがカウントアツプする前に再び使用者が温度設定手
段である可変抵抗器１３０，１３６または面積切り替え
スイッチ１６９，１７０を変更した場合には、それまで
のタイマカウント値はリセットされ、タイマは再スター
トする。そしてタイマ管理手段１７４が一定時間後カウ
ントアップした時点で制御手段１８０が電力制御手段で
あるリレー１５０．１５１への信号をストップさせる。

なお本実施例では１面積切り替えスイッチまたは温度設
定を変更した場合に、タイマが起動するものとしたが、
他にたとえば、ダニ駆動スイッチの信号が変化した場合
など他の操作部が変化しても前記タイマが起動し、同様
に電力制御手段であるリレーをストップさせる構成にし
てもよい。

１７５はタイマ切りスイッチであり、長時間使用するこ
とがあらかじめ分かつている場合は、途中で通電が停止
されないように、このスイッチをいれることによってタ
イマ機能がはたらかないようにするものであり、より使
い勝手がよくなるものである。

これにより、従来のように電源スィッチをＯＮしてから
比較的長時間後に自動的に通電を停止する機能を有する
ものに対して、本実施例では、使用者が実際に温度調節
や通電面積の切り替えスイッチなどの操作部を最後に操
作してから、比較的短時間後に自動的に通電を停止する
ことになるので、もし、使用者が電源スィッチを切り忘
れて就寝あるいは外出しても、無駄に通電してしまうと
いう不具合は、より低減される。特に、電気カーペット
などは日常非常によく使用されるものであり、温度調節
や通電面積の切り替えなどを頻繁にするものであるから
、より有効に使用でき、省エネ、安全面に対してその効
果は大きい。

発明の効果 以上のように本発明の温度制御装置によれば、使用者が
特に意識しなくても、最後に温度設定を含む操作部を変
更してから一定時間後に自動的に通電を停止する機能を
有し、これにより、就寝あるいは外出しても、無駄に通
電してしまうという不具合は低減され、省エネ、安全面
に対して大きな効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気カーペットの温度制御
装置の制御回路図、第２図は同電気カーペットの構成図
、第３図は従来例の電気カーペットの構成図、第４図は
温度感熱線の構成を示す一部切欠斜視図、第５図は温度
感熱樹脂のインピーダンス変化特性図、第６図は発熱体
の構成を示す一部切欠斜視図、第７図は従来例の温度制
御装置の制御回路図、第８図は従来の電気カーペットの
コントローラボックスの外観図である。 １００・・・電気カーペット本体、　１０１，１０２・
・・ヒータ線。 １０３．１０４・・・温度検知線、　１１６，１２５・
・・温度感熱樹脂、１３０．１３６・・・可変抵抗器（
温度設定手段）　、　１３８，１３９・・・比較器、１
５０，１５１・・・リレー（電力制御手段）。 １５４．１５５・・・トランジスタ（駆動手段）　、　
１６９，１７０・・・面積切り替えスイッチ、１７３・
・・タイマ起動部、１７４・・・タイマ管理部、１８０
・・・制御手段。 第２図 第８図 第４図 ワ 一＋祠（表ｉ之Ｌｌｔ　（’ＣＣフ ン１図 １　　　　　　　鳩

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、採暖に寄与する発熱体と、前記発熱体への通電を制
   御する電力制御手段と、前記電力制御手段を駆動する駆
   動手段と、前記発熱体を所定の温度に設定する温度設定
   手段と、少なくとも温度設定手段を含む操作部と、前記
   操作部が操作される毎に起動するタイマ起動手段と、前
   記タイマ起動手段がカウントアップ時、前記発熱体への
   通電をストップする信号を前記駆動手段に送出するタイ
   マ管理部とを備えた電気採暖具の温度制御装置。