JPH027378A - 電気カーペット - 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、床面に敷いて採暖を行なう電気カーペットに
関するものである。

従来の技術 近年電気カーペットは、使用者が自分の好みのデザイン
を選べることや、°クリーニングの容易さなどから、ヒ
ーターユニットとオーバーカーペットが別になったもの
が主流になっている。又、電気カーペットは消費電力が
比較的大きいため、人がいない時には通電量を下げるな
どの目的で人体検知手段が種々考案されてきた、従来の
電気カーペットの人体検知手段と−して、例えば、特開
昭５７−９２６２７号公報のように電極間のインピーダ
ンスの変化を利用するものや、特開昭６０−８００３９
号公報のように重力スイッチを利用するものがよく知ら
れている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のようなものでは、下記のような課題
があった。

電極間のインピーダンスの変化を利用するものの場合、
設置する部屋の湿度や温度で、誘電率やインピーダンス
による電極間の静電容量が大きく変化する。したがって
人間がカーペット上ニ乗っても、人体による電極間の静
電容量の変化が温度や湿度による電極間の静電容量の変
化より小さいか同等で、人間がカーペットとに乗っても
正確に人体検知できないという問題を有していた。更に
、近年主流になっているオーバーカーペットを使用した
場合、電極間の静電容量の変化が小さく人体の有無を検
知することは不可能であった。

又、重力スイッチを利用するものの場合、例えばカーペ
ット上でテーブル等の脚によりカーペットが局部的に押
圧された場合でも、人体検知手段は人がカーペット上に
乗っているものと判断し、誤動作していた。

本発明は上記課題を解消し、簡単な構成で人体検知を正
確に行う電気カーペット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に本発明の電気カーペットは、
人体検知手段がヒーターユニット内に設けた面状櫛形電
極と、オーバーカーペット裏面に塗布された導電性皮膜
と、面状櫛形電極と導電性皮膜の間に設けた弾性絶縁物
層により構成され、面状櫛形電極間の静電容量の変化に
よりヒーターユニットへの通電を制御するものである。

作　　用 上記構成によって、人体検知手段がカーペットとの人体
の重量を面状櫛形電極間の静電容量の変化として検知し
、その出力によってヒーターユニットへの通電量を制御
するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。第１図、第２図、第３図において、１はヒーターユニ
ットで、■はオーバーカーペットである。このオーバー
カーペット１はヒーターユニットｌの上に敷かれて使用
される。

ヒーターユニット１は下記により構成される。

１は通電すると発熱するヒーターで、２はヒーターユニ
ットＩ中の温度を検知する温度センサーである。３はヒ
ーターユニット１中の温度を制御する温度制御部である
。４はヒーター１の発する熱をヒーターユニット１の全
面に拡散するためのアルミシートでヒーター１と温度セ
ンサー２を挾持している。５はヒーターの熱を床面に逃
がさないための断熱層である。６は所定間隔を有する一
対の異極の面状櫛形電極である。７は弾性絶縁物層であ
る。

オーバーカーペット■はその裏面に、導電性皮膜８が塗
布されている。

上記構成において、人体検知手段の動作について説明す
る。第２図のように電気カーペット上に人が乗っていな
い場合、一般に誘電体を平面電極で挾んだ場合の静電容
量は、誘電率をε、電極面積をＳ、電極間距離をｄとし
て次式で表せる。

Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ　　　　　　　　　・・・・・・（１−
１）所定間隔を有する面状櫛形電極間には浮遊容量Ｃ１
、面状櫛形電極６とアルミシート４の間に浮遊容量Ｃ２
、面状櫛形電極６と導電性皮膜８の間にも浮遊容量Ｃ３
を形成する。そしてＣ２・Ｃ３はそれぞれ次式で表せる
。

Ｃ２＝ε２・Ｓ２／ｄ２　　　　　・・曲（１−２）Ｃ
３＝ε３・Ｓ３／ｄ３　　　　　・・曲（１−３）した
がって無負荷時の所定間隔を有する面状櫛形電極間の合
成容量ＣＯは Ｃ０＝Ｃ１＋（Ｃ２＋Ｃ３）／２ ＝ＣＩ　＋　（Ｃ２・Ｓ２／ｄ２＋ε３・Ｓ３／ｄ３）
・・・・・・（１−４） となる。

次に、第３図のように電気カーペット上に人■が乗った
場合、その重量により弾性絶縁物層７の厚さがΔｄ２だ
け小さくなり浮遊容量Ｃ２もΔＣ２だけ太き（なる。し
たがって次式のようになる。

Ｃ２＋ΔＣ２＝ε′２・Ｓ２／（ｄ２−Δｄ２）・・・
・・・（１−５） ΔＣ２／Δｄ２＝ε２・Ｓ２／ｄ２（ｄ２−Δｄ２）・
・・・・・（１−６） （１−６）式のΔＣ２／Δｄ２を太き（するには、Ｃ２
・Ｓ２を太き（ｄ２を小さくする。即ちＣ２を大きくす
れば感度を上げることができる。

Ｃ３についても同様である。

したがって負荷時の面状櫛形電極間の合成容量ＣＯは、
その変化をΔＣＯとすれば、 ＣＯ十ΔＣ０＝Ｃ１＋（Ｃ２＋ΔＣ２ 十〇３＋ΔＣ３）／２ ＝ＣＯ＋（ΔＣ２＋ΔＣ３）／２ ・・・・・・（１−２） となり、無負荷時に比較して、（ΔＣ２＋ΔＣ３）／２
だけ容量が増加する。

次に上記人体検知手段を使用した温度制御の実施例につ
いて説明する。

第４図は実施例の一つの制御回路図である。９は交流電
源、１ｏは直流電源、１１はヒーター１を０Ｎ１０ＦＦ
するリレーである。１２，１３゜１４は演算増幅器、１
５，１６．１７はトランジスター、１８，１９はダイオ
ードである。２０〜３１は抵抗、３２〜３４はコンデン
サー、３５゜３６は可変抵抗である。

以下にこの制御回路の動作について説明する。

温度センサー２、トランジスター１５、ダイオード１８
、抵抗２０．２１で温度検知部を形成し、その温度信号
を演算増幅器１２の非反転入力端子に接続されている。

抵抗２２と可変抵抗３５で温度設定部を形成し、演算増
幅器１２の反転入力端子に接続されている。通常は演算
増幅器１２の出力によりトランジスター１７を０Ｎ１０
ＦＦさせリレーを駆動してヒーターを通電する。

演算増幅器１３、抵抗２３〜２６、コンデンサー３１．
３２で発振回路を構成し、その出力は面状櫛形電極６と
直列に接続された抵抗２７に接続されている。人体検知
手段６の両端電圧はダイオード１９、抵抗２９、コンデ
ンサー３３で直流電圧に変換され、抵抗３１と可変抵抗
３６で決定される設定電圧と比較され演算増幅器１４よ
り人体の有無が出力される。

人■がカーペット上にいない時、面状櫛形電極６の静電
容量は小さいのでそのインピーダンスは大きい。従って
その両端電圧は大きく、演算増幅器１４の非反転入力端
子の電位も大きい。その結果トランジスター１６はＯＮ
となりトランジスター１７をＯＦＦさせヒーター１の通
電を遮断する。

逆に人■がカーペット上にいる時、面状櫛形電極６の静
電容量は大きくなるのでそのインピーダンスは小さくな
る。従ってその両端電圧は小さくなり演算増幅器１４の
非反転入力端子の電位も小さくなる。そこで１記と逆の
動作になりヒーター１を設定温度で通電させる。

もし電気カーペット上にやぐらこたつやテーブル等の家
具が置かれて使用されても、可変抵抗３６の抵抗値を調
節して演算増幅器１４の反転入力端子の電位を設定する
ことにより重量補正を行なうことができる。

以上のように本実施例は、ヒーターユニット内の対の面
状櫛形電極と、前記面状櫛形電極を保持する弾性絶縁物
層と、オーバーカーペット裏面に塗布された導電性皮膜
とから構成され、面状櫛形電極間の静電容量の、人体の
重量による変化を電圧の変化に変換し、手動又は自動的
に設定可能な設定電圧と比較することにより人体検知を
行ないヒーターへの通電量を制御するので、カーペット
上にやぐらこたつやテーブル等の家具が置かれて使用さ
れても人体検知手段が誤動作することはなく感度良く人
体検知ができる。また従来はヒーターの熱をアルミシー
トで広げていたが、オーバーカーペット裏面の導電性皮
膜により更に熱を拡げる効果もある。

なお、本実施例では面状櫛形電極は一対だけであるが、
これを複数設けてもよい。また人がいない時にはヒータ
ーの通電を遮断するように制御しているが、これに限定
されるものではないことはいうまでもない。

発明の効果 以上のように本発明の電気カーペットによれば対の面状
櫛形電極と、面状櫛形電極を保持する弾性絶縁物層と、
オーバーカーペット裏面に塗布された導電性皮膜とから
構成され、面状櫛形電極間の静電容量の、人体の重量に
よる変化を電圧の変化に変換し、手動又は自動的に設定
可能な設定電圧と比較することにより人体検知を行なう
ので、簡単な構成で人体検知を正確に行うことができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電気カーペットの一
部切欠平面図、第２図は同電気カーペットの断面図、第
３図は同電気カーペットの人が乗った時の断面図、第４
図は同電気カーペットの制御回路図である。 １・・・・・・ヒーターユニット、履・・・・・・オー
バーカーペット、６・・・・・・面状櫛形電極、７・・
・・・・弾性絶縁物層、８・・・・・・導電性皮膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ！−・−と−り ２−”Ｌ、喪センブ ロー面状櫛形覧１ ８−　導電性皮膜 ニー・−ｈ−ターユニット ！−・Ｚ−バーカーペット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒーターユニットと、このヒーターユニットに載
   置されるオーバーカーペットと、人体検知手段と、前記
   人体検知手段の出力により前記ヒーターユニットへの通
   電量を制御する制御器を備え、前記人体検知手段は、前
   記ヒーターユニット内に設けた対の面状櫛形電極と、前
   記オーバーカーペット裏面に塗布された導電性皮膜と、
   前記面状櫛形電極と前記導電性皮膜の間に設けた弾性絶
   縁物層とから構成され、前記面状櫛形電極間の静電容量
   の変化により人体の有無を検知することを特徴とする電
   気カーペット。
2. （２）人体検知手段は、手動又は自動的に設定された設
   定電圧と、電極間の静電容量から変換された検知電圧を
   比較することにより人体検知を行なうことを特徴とする
   請求項１記載の電気カーペット。