JPH0224986A - 電気暖房器具の発熱体制御装置 - 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、同毛布、同敷布等の電気暖房
器において、当該暖房器具の本体に信号線を付設し、当
該信号線に高周波電流を還流させて本体に人がいるかい
ないかを検出し、当該暖房器具のヒーターの加熱制御を
行なう電気暖房器具の発熱体制御装置に関するものであ
る。

従来の技術 従来この種の発熱体制御装置では、特開昭６０−１２４
３８３号（以下Ａという）、特開昭６０−１２９５３８
号（以下Ｂという）、特開昭６０−１３８３３８号（以
下Ｃという）等が提案されている。

Ａにおいては、当該暖房器具の本体の周辺に第１信号線
が、またその中央部には第２の信号線がそれぞれ配置さ
れ、両信号線はそれぞれ配置された当該暖房器具上に被
検知物体（人）があるときとないときでは、該被検知物
体との間でそれぞれ所定のインピーダンス変化を呈する
構造のものであり、更に前記両信号線はそれぞれ前記被
検知物体の有無による両信号線インピーダンス変化の差
を検出し、この検出出力により当該暖房器具の発熱動作
を制御する回路手段に接続されている構成のものである
。

Ｂにおいては、当該暖房器具の本体上に配設した信号線
のインピーダンス変化にて人体（被検知物体）の有無を
検出する検出手段と、該検出手段にて本体に配設した発
熱体への通電を制御する制御手段と、該検出手段の対地
インピーダンスの影響を減少させる減少手段を具備した
構成のものである。

Ｃにおいては、人体の載置により、物理量が変化する人
検出手段と、発熱体とからなる本体と、前記人検出手段
の物理量の変化に応じて、人体の載置、非載置を検出し
、載置時には温度設定手段によって本体の温度制御を行
ない、非載置時には前記制御温度より低い制御温度とな
るように本体の温度制御を行なう制御部とを有する構成
のものである。

Ａ及びＢにおいては、人の有無を検出する手段は、本体
に付設した信号線を用い、人の有無で変化する信号線の
インピーダンスの変化によって検出を行なう構成のもの
である９両者とも検出手段を構成する電気回路のグラン
ド側と信号線間の静電容量（インピーダンス）の変化を
用いた検出手段である。係る人の有無の検出手段は、当
該暖房器具本体の湿度変化や設置場所の対地容量の違い
によって検出特性が著しく変化し、人の有無を的確に検
出するのは難しい。

そのため、Ａにおいては第１の信号線と第２の信号線を
設け、両者のインピーダンスの変化の差で人の有無の検
出を行なうようにしている。

Ｂにおいては、アルミ箔などの導電部材を当該暖房器具
本体の床面側に張付ける等、信号線の対地容量の影響を
減少させる減少手段を併用している。

Ｃにおいては１人体検出手段として圧力に応じて電極間
の物理量が変化する手段を用いていることと、人体の非
載置時には、人体の載置時の制御温度より低い制御温度
となるように本体温度制御を行なうことがこの発明の特
徴となっている。

発明が解決しようとする課題 上記の発熱体制御装置では次のような問題を有していた
。

（１）Ａ及びＢにおける人検出手段は、当該暖房器具本
体の湿度変化や設置場所の違いによって人体の有無の検
出特性が影響を受ける。これをさけるために本体に付設
した信号線の対地インピーダンスの影響を減少させる手
段が必要であり、Ａのように２つの信号線を用いて回路
系を２重にする５Ｂのように減少手段を併用する等の付
帯的な手段が不可欠で、コストアップとなる。

（２）Ｃにおける人検出手段は、人体と物の区別ができ
ず、こたつやテーブル等を当該暖房器具の上に載せた場
合には誤動作の原因となり、実用的でない。

（３）Ａ及びＢにおける発熱体の制御手段としては、人
検出手段の出力で同時間的に発熱体の通電制御を行なう
構成の実施例が示されているが、係る制御手段では人体
検出手段のエラーを識別することができず、信頼性に乏
しい。又、ちょっと離席した場合でもすぐに発熱体の通
電制御が応動し１本体温度が低下してしまい、快適暖房
として好ましくない結果を来す。

（４）Ｃにおける発熱体の制御手段としては、Ａ及びＢ
と同様に人検出手段の出力で同時間的に発熱体の通電制
御を行なうが、この場合には人体非載置状態の制御温度
を人体載置状態の制御温度より低くするという提案であ
り、無駄な電力消費をしないという点では消極的であり
１節電効果が少ない。

（５）暖房器具を所定温度に予熱する場合には、人が当
該暖房器具の上にいない場合が多い。この場合、Ｃでは
所定温度より低い温度で予熱されるので快適暖房という
点で好ましくない。又、Ａ及びＢの場合には、予熱の途
中で人検出手段が出力し、予熱を中断させてしまうとい
う弊害が起り得る。

課題を解決するための手段 本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、ヒーターを備えた本体に、一対の電極帯を付設す
るとともに、これら画電極帯間を（または、これら画電
極帯間を共振回路の一部とする共振回路を構成するとと
もに共振回路を）負荷とする高周波回路を構成し、高周
波回路に供給される電流（または、高周波パルス電流）
変化によって検知される本体上の物体の有無に基づいて
ヒーターの加熱制御を行なう検出回路を備え、一方、電
極帯を網目状の平行線路に、しかもヒーター線を挾持す
る本体の表地と裏地との間にヒーター線の付設部位を避
けて固定し、更に、検出回路に接続され１本体の温度が
所定温度へ到達後に出力される検出回路からの出力によ
ってヒーターの加熱制御を行なうとともに検出回路から
の出力を受付けた時に開始する計時が所定時間経過後に
はヒーターへの通電を停止し、かつ、物体の有無の検知
時に検出回路から出力するパルス信号が継続して複数回
出力された時には物体の「無」を認識する制御回路とを
夫々備えたものである。

作用 このようにしたことにより、一対の画電極帯間の静電容
量で高周波電流を画電極帯間に還流させ。

この時の高周波電流（本体上に物体、例えば人体の存在
する時は、人体の静電容量によってＣ成分が増加し、然
らざる時に比して大なる変化をなす高周波電流）の変化
によって本体上の物体の有無を検知するので、画電極帯
間の静電容量が支配的となって両電極帯に及ぼす対地容
量の影響を抑止する。

また、高周波電流を用いて本体上の検知物体の有無を検
知するので、共振条件を満たすようにして、物体の有無
の検知を明確にする。

更に、制御回路を介してヒーターへ通電する第１波ＯＦ
Ｆの認識後に検出回路を駆動させるようにしてヒーター
への通電初期の画電極帯間の湿気の影響を軽減し、かつ
、電気暖房器具を採暖する時には、予熱が完了するまで
は検出回路の応動をロックする。

また、検出回路から所定の条件を満足する出力数が得ら
れた時（例えば検知物体の「無」を認識した時）には、
物体の動きを敏感に感知している場合なので、計時動作
を開始して所定の時間経過した後にヒーターへの通電を
停止する。

実施例 第１図は本発明の一実施例による電気暖房器具の発熱体
制御装置の概要を示す。

図において１は例えば電気カーペットの本体で、この本
体１にはヒーター線（図示省略）が付設されており、本
体１の上に人がのって暖をとることができる。２は人検
出手段の信号線で、一対の並行電極帯が本体１内部に配
設されている。信号線２の信号は後述する検出回路３を
経て制御回路５に入力され、ヒーター６の加熱制御を行
なっている。

４は発振器であり、制御回路５からのパルス信号で原動
し、検知回路３に周期的に高周波パルス電圧を印加し、
信号線２に高周波電流を還流させるものである。検出回
路３はその電流の変化で本体１上に人がいるかいないか
を検出し、制御回路５へ出力する。

第２図は第１図における制御回路５の構成を示す。

図において７はマイクロプロセッサ−であり、キースイ
ッチ８、検知回路３の出力を読込む入力制御機能と、本
体の温度を読込みＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換機能を備え
、これ等の信号を演算処理する演算機能と、発振回路４
．リレー１１、表示灯１２、ブザー１３等の出力端子側
へ接続された回路素子（図示省略）へ制御信号を送り出
す出力制御機能とを備えている。１０はクロック発振回
路である。

キースイッチ８は温度設定あるいはスタートを指令する
スイッチ群であり、表示灯１２、ブザー１３は本体への
通電状態を示す表示機能を有するものである。リレー１
１にはヒーター６が接続され、ヒーター６の加熱制御を
行なっている。

第３図は第１図における検出回路３の構成を示す。

図において、１４は信号線２に効率良く電流を流すため
のコイルで、信号線２と直列に接続され。

当該コイル１４のＬ成分と信号線のＣ成分で直列共振回
路が構成されている。１５は分圧用の抵抗で、１６は比
較器、１７はその基準電位部をそれぞれ示す。

又、Ｖｃ、　Ｖｓは基準電位、入力信号電位をそれぞれ
示している。比較器１６の出力ＮｓはＶｓがＶｃを下回
った回数であり、その回数Ｎｓは制御回路５へ入力され
る。

第４図は第１図における本体１に付設された信号線２の
布線の態様を示している。

図において、１８は電極帯Ａ、１９は電極帯Ｂであって
、これ等の両電極帯Ａ１８、Ｂ１９が一対となって一つ
の信号線２を形成している。２０は制御回路５等を内蔵
したコントローラ一部を示している。

電極帯Ａ１ｇ及びＢ１９は平行線路を形成する如く本体
１に網目状に配置され、それぞれの一端はコントローラ
一部２０に接続されるとともに他端は開放端となってい
る。

第５図は本体の要部断面図を示す。

図において本体１は裏地２１と表地２２の２体からなり
、電極帯Ａ１８及びＢ１９はヒーター線２４と同様に裏
地２１と表地２２とで挾持され、本体１に固定されてい
る。又、電極帯Ａ１ｇ及びＢ１９はヒーター線２４が配
列された部位をさけ、ヒーター線２４相互間の中程に前
述の如く本体１に網状に配列されている。２３は化粧カ
バーを示す。

第６図は、第４図および第５図の構成の人検知手段を備
えた本体と、第２図に示す検出回路を用いた人検出特性
の例を示している。人が本体上にいない場合には実線で
、人がいる場合破線で、それぞれの場合の周波数ｆに対
する入力信号Ｖｓの変化をあられしている。両者は前記
コイル１４のＬ成分と信号線２のＣ成分によって直列共
振回路を構成されているので、５１．８２の共振周波数
を有する。

基準電位ｖｃは人がいる場合よりも人がいない場合の方
がＶｓが高い範囲で選ぶ必要があり、実施例では図中ｆ
ｃにおけるＶｓの値をＶｃとしている。又、発振器４の
周波数は人がいる場合の共振周波数■２として１人がい
る場合と人がいない場合のＶｓの差が大きくなる周波数
としている。

第７図は第２図の制御回路５のフローチャートを示して
いる。

以下、本実施例の動作をフローチャートに従って説明す
る。

まず電気暖房器具の使用開始にあっては、最初に所望の
採暖温度に係わる温度目盛（図示省略）を設定し、キー
スイッチ８の中からスタートボタンを押すと、ヒーター
線２４に通電され、本体１は加熱が開始される。

この時マイクロプロセッサ−７は本体１の温度を読込み
、本体１の温度Ｔｓが温度目盛で設定した設定温度Ｔｃ
を超えたとき、本体１の加熱を停止させるとともに第１
波ＯＦＦ、すなわち本体１の予熱が完了したことを認識
する。温度調節は引続き継続して行なわれる。

引続き第１波ＯＦＦ認識でパルス発振が始動し、数秒間
に１回程度のパルス信号を発信させて発振器４を動作さ
せる。

更に発振器４の動作で、検出回路３が始動し、検出回路
３から検知出力Ｎｓが出力される。マイクロプロセッサ
−７は検知出力Ｎｓを読込み、予め設定した基準値Ｎｃ
と比較し、検知出力Ｎｓが基準値Ｎｃを超えた場合には
本体１上に人がいないと認識する。

また、本体１上に人がいないと認識後さらにクロック発
振回路１０を介して計時を始動させ、所定の時間ｔｃ分
経過後世源「切」とする。ここで所定の時間ｔｃはちょ
っと席を離れる場合の条件設定で約２０分としている。

かくの如く上記一連のプログラム過程が終了してはじめ
て電源「切」とするが、途中で人が戻った場合を考え、
各過程が未完了の場合は第７図のごとく前過程へフロー
を戻し、むやみに電源「切」にならないようにしている
。

発明の効果 本発明によれば次のような効果を奏す。

（１）本体上に人がいる、いないの検出手段として一対
の電極帯を用いているので、電極帯間の静電容量が電極
帯の対地間容量よりも支配的な検出が可能となり、かつ
、高周波電流をこの電極帯間を負荷として還流させてい
るので、高周波電流は商用周波数の電流よりも人がいる
、いないに対して敏感に反応することから、動作が確実
で信頼性の高い人検出が可能となる。

（２）本体上に人がいる、いないを検出する検出回路は
コイルのし成分が付加され、当該コイルと電極帯間とで
共振回路が構成されており、上記高周波電流は回路の共
振特性を用いて電極帯間に適量の電流を流すので、外来
ノイズ等外乱の影響を軽減した人検出が可能となる。

又、上記人検出の高周波回路の周波数は人がいる場合の
共振周波数としているので、人がいる場合と、いない場
合の有意差が顕著となり、動作が確実な人検出の提供が
可能となる。

（３）信号線を構成する一対の電極帯は平行線路を形成
するとともに本体に網目状に配設されているので１本体
のいかなる部位でも人のいる、いないの検知が可能とな
る。

又、上記電極帯はヒーター線を挾持する裏地と表地とで
挾持されているので挾持構造が簡単で廉価な人検出手段
の提供が可能となる。

（４）制御回路は本体の温度を読込み、本体の温度の予
熱が完了するまで人検出手段の出力を受付けないので、
予熱の途中で電源「切」になることはない。

したがって、予熱中でも人がいないと予熱完了できない
といった自己矛盾を生ずることがなく。

予熱終了後に快適な暖をとることができる。

又１本体の予熱によって信号線の湿気の一影響が軽減で
き、信頼性を高めることができる。

（５）発振回路は一定周期のパルス信号で発振するので
、高周波回路の熱容量の軽減がはかれ、廉価な構成とす
ることができるばかりでなく、高周波発振にともなう電
波障害の軽減がはかれる。

（６）検出回路は人がいる、いないの出力をパルス信号
（検知出力）として出力するので、たとえ検出回路が瞬
間的に誤動作しても制御回路はこれを受付けないですみ
、システムの信頼性を高めることができる。

又１人がいないと認識後も所定時間が経過するまで電源
「切」にはならず、ちょっと席をはずした場合でも本体
の温度を一定に保ち、快適暖房が椎持できる。

（７）長時間冷をはずした場合には自動的に電源「切」
となり、節電がはかれる。

以上説明のごとく、本発明によれば動作が確実で、信頼
性が高く、構成が簡単で廉価にでき、しかも快適暖房性
とｆｆｉ電効果に優れた電気暖房器具の発熱体制御装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による電気暖房器具の発熱体
制御装置の概要を示すブロック図である。 第２図はその概略の制御回路図、第３図はその検出回路
図を示している。第４図は信号線の付設の態様を示す本
体斜視図で、第５図は本体の要部断面図を示す。第６図
は人検出特性を示す図で、第７図は制御回路のフォロー
チャートである。 １・・・本体、　　　　　３・・・検出回路、５・・・
制御回路、　　　　６・・・ヒーター１８．１９・・・
電極帯、２１・・・裏地、２２・・・表地、２４・・・
ヒーター線。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒーター（６）を備えた本体（１）に、一対の電
   極帯（１８）、（１９）を付設するとともにそれら電極
   帯（１８）、（１９）間を負荷とする高周波回路を構成
   し、高周波回路に供給される電流変化によって検知され
   る本体（１）上の物体の有無に基づいてヒーター（６）
   の加熱制御を行う検出回路（３）を備えたことを特徴と
   する電気暖房器具の発熱体制御装置。
2. （２）電極帯（１８）、（１９）間を共振回路の一部と
   する共振回路を構成するとともに共振回路を負荷とする
   高周波回路を構成し、高周波回路に供給される電流変化
   によって検知される本体（１）上の物体の有無に基づい
   てヒーター（６）の加熱制御を行なう検出回路（３）を
   備えた請求項１記載の電気暖房器具の発熱体制御装置。
3. （３）電極帯（１８）、（１９）間を負荷とする高周波
   回路に供給される高周波パルス電流の変化によって検知
   される本体（１）上の物体の有無に基づいてパルス信号
   を出力し、このパルス信号に基づいてヒーター（６）の
   加熱制御を行なう検出回路（３）を備えた請求項１記載
   の電気暖房器具の発熱体制御装置。
4. （４）電極帯（１８）、（１９）間を負荷とする高周波
   回路に供給される電流変化によって検知される本体（１
   ）上の物体の有無に基づいてヒーター（６）の加熱制御
   を行う検出回路（３）を備えるとともに、電極帯（１８
   ）、（１９）を網目状の平行線路に配列した請求項１記
   載の電気暖房器具の発熱体制御装置。
5. （５）電極帯（１８）、（１９）間を負荷とする高周波
   回路に供給される電流変化によって検知される本体（１
   ）上の物体の有無に基づいてヒーター（６）の加熱制御
   を行う検出回路（３）を備えるとともに、電極帯（１８
   ）、（１９）をヒーター線（２４）を挾持する本体（１
   ）の表地（２２）と裏地（２１）との間に固定した請求
   項１記載の電気暖房器具の発熱体制御装置。
6. （６）電極帯（１８）、（１９）間を負荷とする高周波
   回路に供給される電流変化によって検知される本体（１
   ）上の物体の有無に基づいてヒーター（６）の加熱制御
   を行う検出回路（３）を備え、電極帯（１８）、（１９
   ）を本体（１）に付設してなるヒーター線（２４）の付
   設部位を避けて付設した請求項１記載の電気暖房器具の
   発熱体制御装置。
7. （７）ヒーター（６）を備えた本体（１）上の物体の有
   無を検知する検出回路（３）と、検出回路（３）に接続
   され、本体（１）の温度が所定温度へ到着後に出力され
   る検出回路（３）からの出力によってヒーター（６）の
   加熱制御を行なう制御回路（５）とを備えた請求項１記
   載の電気暖房器具の発熱体制御装置。
8. （８）ヒーター（６）を備えた本体（１）上の物体の有
   無の検知時にパルス信号を出力する検出回路（３）と、
   検出回路（３）に接続され、前記のパルス信号が継続し
   て複数回出力された時に物体の「無」を認識する制御回
   路（５）とを備えた請求項１記載の電気暖房器具の発熱
   体制御装置。
9. （９）ヒーター（６）を備えた本体（１）上の物体の有
   無を検知する検出回路（３）と、検出回路（２）に接続
   され、検出回路（３）からの出力を受付けた時に計時を
   開始し、計時が所定時間経過後にヒーター（６）への通
   電を停止する制御回路（５）とを備えた請求項１記載の
   電気暖房器具の発熱体制御装置。