JPH02223183A - 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、ひも状ヒータを用いた電気カーベント等の採
暖具の温度制御装置に関するものである。

従来の技術 従来の技術を電気カーペットの温度制御装置の一例で説
明する。

第３図は、電気カーペットの本体構成図である。

本体Ｉには、消費電力Ｐ＋（ｗ）で長さｊ！＋（ｍ）の
ひも状ヒータ２と温度検知線３が配されている。

４はコントローラであり、温度検知線３によって検出さ
れる温度信号によって単に設定温度に制御するものであ
る。第４図に、従来の電気カーペットの表面温度の立上
りを示す。ａは、通電を開始すると一定時間（ｔｏ）の
間所望の設定温度にかかわらず最高の設定温度で制御し
、その後所望の設定温度で制御する。この事により、カ
ーペント表面温度ができるだけ速く上昇する事を意図し
たものである。さらに、電気カーベントの通常の使用方
法として本体１の上には、カバー（図示せず）を使用す
ることから、カバーの上の温度上昇の速度はカバーを用
いない時と比べてより遅くなる事は自明である。また、
ｂは通電開始時点から所望の設定温度で制御したもので
ある。これは、表面温度との熱的な結合より、ひも状ヒ
ータと温度検知線との熱的な結合が結いため、表面温度
がまだ所望の温度に達していなくても、ひも状ヒータへ
の通電を停止してしまうことより非常に表面温度の立上
りが遅くなる。

発明が解決しようとする課題 すなわち、電気カーペット等では、その表面温度ができ
るだけ速く上昇することが要望されている。電気カーペ
ット等では、単位面積当りの投入電力を大きくすればす
るほど表面温度の立上りが速くなるが、ひも状ヒータの
長さを長くして、例えば投入電力密度Ｐ　＋　／　ｌ　
＋　　（ｗ／　ｍ）以下で構成すれば、線温度は、設定
温度が従来と同一であれは従来と同等またはそれ以下と
なり、安全上も課題はないが、使用する際、人体が自分
の体重でひも状ヒータの存在感を感じる、いわゆる違和
感を惑しやすくなる事や、電気カーベントの製作上、ひ
も状ヒータが長くなった分だけ材料費が増加したり、ひ
も状ヒータの配線に時間がかかる等といったコストｕｐ
を生じるという課題が発生する。

また、単にひも状ヒータの長さを従来と同一にして違和
感やコス）ｕｐをなくしても、従来の様に単に設定温度
に制御する方式であれば、ひも状ヒータの線温度は上昇
し、人体がひも状ヒータの上に座った場合、特に周囲温
度が低く検知温度が設定温度より低く連続してひも状ヒ
ータが通電される場合、線温度は過度にあがり人体への
熱量の投入は従来より多くなり、やけど等の安全上の課
題も生じて来る。

また、従来は通電後、一定時間ｔ０だけ所望の設定温度
にかかわらず最高の設定温度で制御する構成であるため
、通電開始時点の周囲温度や電気カーベントの表面温度
によらずＬ０時間最高の設定温度で制御されることにな
り、所望の設定温度以上になり熱すぎたり、また反対に
不十分であったりするという課題があった。さらにまた
、投入電力を増加させれば、このことは従来以上に課題
となるのは明白である。

本発明は、かかる従来の課題を解決するもので、通電を
開始してから速く電気カーペットの表面温度を設定温度
に上昇させ、ひも状ヒータの長さを従来より長くするこ
となく、安全上の課題も発生しない電気カーペット等の
温度制御装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明の温度制御装置は、ワ
ット密度が高いひも状ヒータと、このひも状ヒータの通
電を制御するリレーと、前記ひも状ヒータの温度を検出
する温度検知線と温度検出回路とからなる温度検出部と
、この温度検出部で検出された検出温度信号と、前記ひ
も状ヒータの温度設定を行なう温度設定部と、この温度
設定部で設定された設定温度信号と前記検出温度信号と
を比較する比較部と、前記ひも状ヒータへの通電開始及
び終了を指示するスイッチと、このスイッチの通電開始
信号が入力された後の最初の（検出温度）＝（設定温度
）の関係になった時の比較部の出力信号によって起動す
ると共に前記温度設定部の設定温度をその期間最高の設
定温度とする第１のタイマと、この第１のタイマ動作終
了後に動作しく検出温度）〈（設定温度）の関係になっ
た時の比較部の出力信号によって起動する第２のタイマ
と、（検出温度）≧（設定温度）の場合の比較部の出力
信号又は第２のタイマの動作終了によって起動する第３
のタイマと、前記第１のタイマ終了後は、比較部の出力
信号と第２のタイマ出力信号のＡＮＤ信号でリレーをＯ
Ｎさせ、また比較部の出力信号と第３のタイマの出力信
号のＯＲ信号でリレーをＯＦＦさせ、第１のタイマ終了
以前は比較部の出力信号でリレーをＯＮ、ＯＦＦさせる
制御部とで構成したものである。

作用 上記構成によって、スイッチによって通電開始を指示す
れば、ワット密度の高いひも状ヒータに所望の設定温度
に検出温度が達するまでフル通電することによって一気
に温度を上昇させ、さらにその後一定時間（第１のタイ
マ動作時間）設定温度の最高温度で制御することによっ
て周囲の温度等によらず所望の設定温度に最短の時間で
最適に達する。

また、第１のタイマ終了後は、連続してリレーをＯＮす
る条件（（検出温度）＜（設定温度））であっても一定
時間以上連続してＯＮすることはなく、又、リレーをＯ
ＦＦする条件（（検出温度）≧（設定温度））となれば
第３のタイマ動作中にたとえ設定温度を変えたりするこ
とによってリレーをＯＮする条件（（検出温度）〈（設
定温度））になっても一定時間以上連続してＯＦＦする
。このことによって最大の投入電力量を制限し、人体が
ひも状ヒータ上に座った時などのその部分のひも状ヒー
タの過度な温度上昇を防止する。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は本発明の一実施例である電気カーペットの温度
制御装置の回路構成図である。２はワット密度が高いひ
も状ヒータである。５〜８は抵抗、９・１０はダイオー
ド、１１は電解コンデンサであり、温度検知線３に流れ
る電流を電圧に変換する温度検出回路１２を構成してい
る。そして、温度検知線３と温度検出回路とで温度検出
部１３を構成している。また、温度検知線３は、温度に
よってインピーダンスが変化する特性を有している。

温度設定部の設定温度信号１４と温度検出部１３の検出
温度信号１５を比較部１６で比較し、設定温度信号１４
と検出温度信号１５の関係がスイッチ１７が通電開始を
指示つまりＯＮした後はじめて（検出温度）〉（設定温
度）の関係になった時起動する第１のタイマを存し、第
１のタイマが起動するまではトランジスタ２１をＯＮＬ
、、リレー１７をフル通電し、第１のタイマ動作中は温
度設定部の設定温度を所望の設定温度にかかわらず最高
の温度で制御する。

第１のタイマ動作終了後は、所望の（設定温度）〈（検
出温度）の関係の時は、第２のタイマを起動し、（設定
温度）＜（検出温度）の時の比較部１６の出力信号と第
２のタイマの出力信号のＡＮＤ信号でリレー２５をＯＮ
させる。１８はＡＮＤ素子、１９はリレー駆動用のトラ
ンジスタである。つまり一定時間以上連続してＯＮＬな
いこととなる。また、−度、リレー２５がＯＦＦした後
は、（検出温度）≧（設定温度）の場合の比較部１６の
出力信号又は、第２のタイマの動作終了によって起動す
る第３のタイマ出力信号と比較部１６の出力信号のＯＲ
信号でリレー２５をＯＦＦする。２０はＯＲ素子、２２
は制御部である。２３はリレー２５を動作させる直？Ｊ
Ｌ電源、２４はリレー２５のコイルの逆起電力を吸収す
るダイオードである。

第２図は、本発明の一実施例を示すタイムチャートであ
る。スイッチ１７をＯＮさせれば、ａの期間は（検出温
度）＜（設定温度）でありリレー２５はフル通電となる
。そして（検出温度）＝（設定温度）になった時点より
第１のタイマを起動させｂの期間（ｔｂ待時間設定温度
を最高の温度で制御する。ｂの期間、図では表面温度が
最高の設定温度に達していないのにリレー２５がＯＮ　
　ＯＦＦしているのは、温度検知線３とひも状ヒータ２
の熱的結合が、温度検知線３と表面温度の熱的結合より
も強いため、表面温度が最高の設定温度に達しなくても
温度検知線３はひも状ヒータ２の熱を惑し最高の設定温
度に達するからである。特に温度立上りの時はこれが顕
著にあられれる。そして、Ｃの期間は（検出温度）〉（
設定温度）となりリレー２５はＯＦＦする。ｄの期間は
（検出温度）と（設定温度）に従ってリレー２５をＯＮ
、ＯＦＦさせている。ｅの期間は、設定温度を上げた期
間である。従って、例え（検出温度）〈（設定温度）で
あっても第２のタイマの出力信号１．時間を過ぎると、
第３のタイマの出力信号り、の時間だけＯＦＦする。即
ち、ひも状ヒータ２はこのひも状ヒータの消費電力をＰ
８とするとＰｔＸｔ、／（ｔ！＋ｔ、）が最大の平均消
費電力、つまり投入電力となり、投入電力量と比例する
。従って高いワットのひも状ヒータを用いても従来のひ
も状ヒータの消費電力をＰ、とすればｐ、＝ｐ、Ｘｔ。

／　（１−１＋　１３）つまり、ｔｚ　／　（ｔｚ　＋
Ｌ、）＝Ｐ、／Ｐ、の関係になる様にＬ２とｔ、の関係
をとれば、ひも状ヒータの過度な温度上昇を防止するこ
とができる。また、ａ及びｂの期間は従来のひも状ヒー
タの時よりも投入電力が大きいからそれだけ温度の立上
りも速くなる。また、設定温度及び検出温度に応じてａ
の期間の実際の時間は最適の時間をとることから従来例
の様に周囲の温度等による電力の投入しすぎ及び不十分
といった欠点が解消される。

発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように、本発明の温度
制御装置によれば次のような効果が得られる。

（１）　　ワット密度の高いひも状ヒータを用い、（検
出温度）＝（設定温度）になるまでフル通電し、その後
、第１のタイマで設定した一定時間、設定温度の最高温
度で制御することから、周囲の温度等によらず、温度立
上りが速く最短時間で所望の設定温度に到達することが
できる。

（２）連続的にひも状ヒータを通電する条件、即ち（検
出温度）＜（設定温度）であっても、ＯＮの連続時間を
第２のタイマで、ＯＦＦの連続時間を第３のタイマで設
定し、その関係をｔｚ　／　（ｔｔ＋ｔ、）＝Ｐ＋　／
Ｐｇとすることによって最大の投入電力量を従来と同一
にすることができ過度な温度上昇を防止することができ
安全性に極めてすぐれるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の温度制御装置の一実施例を示す回路構
成図、第２図は同装置のタイムチャート、第３図は従来
の電気カーペットの本体構成図、第４図は同電気カーペ
ットの表面温度の立上り特性を示す図である。 ２・・・・・・ひも状ヒータ、３・・・・・・温度検知
線、１２・・・・・・温度検出回路、１３・・・・・・
温度検出部、１６・・・・・・比較部、１７・・・・・
・スイッチ、２２・・・・・・制御部、２５・・・・・
・リレ第　３　図 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか】多塩　４　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワット密度が高いひも状ヒータと、このひも状ヒータの
   通電を制御するリレーと、前記ひも状ヒータの温度を検
   出する温度検知線と温度検出回路とからなる温度検出部
   と、この温度検出部で検出された検出温度信号と、前記
   ひも状ヒータの温度設定を行なう温度設定部と、この温
   度設定部で設定された設定温度信号と前記検出温度信号
   とを比較する比較部と、前記ひも状ヒータへの通電開始
   及び終了を指示するスイッチと、このスイッチの通電開
   始信号が入力された後の最初の（検出温度）＝（設定温
   度）の関係になった時の比較部の出力信号によって起動
   すると共に前記温度設定部の設定温度をその期間最高の
   設定温度とする第１のタイマと、この第１のタイマ動作
   終了後に動作し（検出温度）＜（設定温度）の関係にな
   った時の比較部の出力信号によって起動する第２のタイ
   マと、（検出温度）≧（設定温度）の場合の比較部の出
   力信号又は、第２のタイマの動作終了によって起動する
   第３のタイマと、前記第１のタイマ終了後は、比較部の
   出力信号と第２のタイマ出力信号のＡＮＤ信号でリレー
   をＯＮさせ、また比較部の出力信号と第３のタイマの出
   力信号のＯＲ信号でリレーをＯＦＦさせ、第１のタイマ
   終了以前は比較部の出力信号でリレーをＯＮ、ＯＦＦさ
   せる制御部とで構成した温度制御装置。