JPH0317986A - 電気暖房器具の制御装置 - 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 この発明は、電気カーベット等のように床面に設置して
人がその上で採暖する電気暖房器具において、該電気暖
房器具の採暖部（本体）に人がいるいないを検知してヒ
ーターの加熱制御を行なう電気暖房器具の制御装置に関
する。

従来の技術 この種電気暖房器具の制御装置では実開昭５８−１８３
４１３　（以下Ａという）、特開昭６０−　１２９５３
８　（以下Ｂという）、特開昭６０−　１２４３８３　
（以下Ｃという）等人体の浮遊容量に感知するものと、
実開昭６３−８７４２８　（以下Ｄという）のように人
体の重量に感知するものとが提案されていた。

発明が解決しようとする課題 しかし、これ等人体の浮遊容量に感知するものは、容量
変化が少なく、対地容量の影響を受ける等の問題を有し
ていた。又、人体の重量に感知するものはこたつ等の日
常生活に必要な器物を本体の上に載せられると、その荷
重を人と識別することができず、電気カーペットの使用
実態に合わない制御システムになってしまう欠点を有し
ていた。すなわち、 （１）Ａにおいては、感知部の電極を櫛歯状に近接して
多数配列し、人の浮遊容量に敏感に反応できるようにす
るとともに、感知容量の変化量を増強する手段としてク
ッション材を介して平行に平板電極を感知部の全面にわ
たって設ける等の工夫が必要であり、構或が複雑で廉価
にできない。

（２）Ｂにおいては、感知部の対地容量の影響を少なく
するためアルミ箔等の対地容量の軽減手段を設ける必要
があり、上記（１）と同様に廉価に構成できない。

（３）Ｃにおいては、感知部の構成が基本的には上記（
２）と同様であり、対地容量や湿気の影響を少なくする
ため、第一の信号線及び第二の信号線と回路系を２重に
構或し、それぞれの信号線にはＣの実施例に示されてい
るごとく、感知容量そのものが少ないことを補なうため
に誘導或分を付加して共振回路を構或している。そのた
め、共振条件を満足させるための回路調整やチェック作
業等生産性に係わるコストアップの要因を内在している
． （４）Ｄにおいては、基本的には人体の重量に直接的に
感知してヒーターの加熱制御を行なう構或のものであり
、この種のものではこたつ等の靜荷重と人体の荷重の違
いを識別できないという欠点を有している。

従がって本発明は、上記問題に鑑み簡単な構或で廉価に
でき、動作の確実な同装置を提供することにある．すな
わち、 （１）変化量の少ない、対地容量や湿気等の外乱条件の
影響を受けやすい人体の浮遊容量には感知しない人検知
手段を実現し、動作の確実なものとすること。

（２）人と物との識別を可能にし、電気カーペットの使
用実態に合致したシステムとすること。

（３）人が電気カーベットの中央や端等様々な位置に載
っても確実に応動できるものとすること。

（４）そして、これらを廉価にすること。

課題を解決するための手段 ヒーターを備えた本体を床に敷いて採暖する電気暖房器
具の制御装置において、 人体の重量で静電容量が変化する複数個の対電極を本体
に配設し、これ等の対電極群は人体の重量でそれぞれ独
立して静電容量が変化するものであり、その対電極群の
うち２組相互間の静電容量の経時変化を複数検知し、こ
の複数検知信号を用いてヒーターの加熱制御を行なう構
或のものとした。

また、人体の重量で静電容量が変化する少なくとも３組
以上の対電極を本体に配設し、これ等の対電極群は人体
の重量でそれぞれ独立して静電容量が変化するものであ
り、その対電極群の隣接相互間の静電容量の経時変化を
それぞれ検知し、これ等の検知信号の論理和な用いてヒ
ーターの加熱制御を行なう構或のものとした。

また当該電極部を摘或する一方の電極部は１本の導電性
を有するフレキシブルな線材を蛇行させて形成した略平
行な線路であり、他方の電極部は略平板なフィルム状の
導電体の構成のものとした． 作　　用 上記構或により、人体の荷重が加えられた対電極は当該
電極間の静電容量が増加する。一方荷重を加えられない
対電極の静電極の変化はなく、両者の相互間には容量の
差が生じる．この差の値は本体上に人がいるいないの状
態変化及び人がいる場合でも本体上の中央にいるか端に
いるかによって時々刻々と変化する．その変化量をとら
えて本体上に人がいるいないを識別し、ヒーターの入切
や本体温度の高低切換え等の加熱制御を行なう．識別方
法は、当該変化量が少ない場合に人がいないとし、大き
い場合にいるとする。

ところで、複数個あるいは少なくとも３組以上の対電極
群を設けて人体の荷重にそれぞれ独立して静電容量が変
化するように構或している理由は、人がいるいないによ
っての変化率を大きくするためで、もし１組の対電極を
本体にすみずみまで配設したとすると線路長が大きくな
って、人がいないときの静電容量が増え、人がいるいな
いの変化率を著しく低下させてしまう。

又、これ等の検知信号あるいはその論理和でヒーターの
加熱制御する理由は、人が本体上の中央や端等の様々な
位置にいてもいるいないの検知を可能とするためである
。

実施例 第１図において、１は電気カーベットの本体で、この本
体にはヒーター線及び温度制御用の信号線（図中省略）
が付設されており、ヒーター線に通電して本体を暖め、
温度制御用信号線のはたらきで本体を所定の温度に保ち
、当該本体上に人が載って暖を採ることができる． ２及び３は人が本体上にいるいないを検知する人検知手
段で、２は断面が略円弧状の線状電極、３は略平板状の
面状電極である。２及び３によって１組の対電極が構或
される．本実施例では３組の対電極を有している。人検
知手段からの信号は検知回路５に入力され、制御回路６
のはたらきでヒーター回路が制御される．７は検知回路
５の高周波電源を供給する発振回路を示す。

第２図において、４は線状電極２及び面状電極３に介在
させた弾性を有する誘電体である，　　ｌａは本体表地
、　１ｂは同裏地を示している。線状電極２及び面状電
極３はそれぞれ本体平面に対して垂直方向に対向し、誘
電体４とともに表地１ａと裏地１ｂとで狭持されている
。

さらに詳述すると、本体１はポリエステル製の不織布で
、縦（ａ）　＝　１５００（ａｍ），横（ｂ）　＝４５
０　（ａｍ）　，厚さ（ｃ）・８ｎ＋ｍの大きさのもの
である。線状電極２は導電性を有するフレキシブルな電
線で、直径（　＋　）　＝　２．６（ｍｍ）のものを用
いて間隔（ｄ）　＝　３０（ｍｍ）、長さ（１２　＋　
）　＝１２５０（ｍｍ）の略平行線路を構威し、当該部
分で一組の対電極部の一方の電極部としている。そして
ピッチ（ｔ’）　＝１２８　（ａｕ＋＋）で３列の略平
行線路を配列し、３組の対電極部Ａ，Ｂ、Ｃの一方の電
極部を構或している。すなわち、１本の電線の配線によ
って複数の対電極部の一方を一体的に構或し、電気的に
も同電位としている。

配線パターンはＡ，Ｂ．Ｃとち略同一形状・大きさでＢ
を・中心に対称形にしている。

面状電極３は厚さ０．　１　（Ｉｌｍ）のアルく箔で、
幅（　Ｗ　＋　）　＝　６０（＋ｕｉ）、長さ（　（２
　２　）　＝　１３００（ａｍ）の大きさとし、３組の
対電極部Ａ，Ｂ，Ｃには同じ大きさのものを用い、約６
８（ａｍ）のｍ隔距離を設けてそれぞれ電気的に独立さ
せて配置している。誘電体４は厚さ（ｔ）　＝　２　（
Ｉｌｍ）の発泡クロロブレンゴムを用い、大きさは面状
電極と略同じ大きさのもので、接着剤で取付けている。

以上の構或において、発振回路７の周波数を３　０　Ｋ
Ｈｚとすると、当該対電極部のそれぞれの静電容量は約
３　０　０　（ＰＦ）となり、この上に人がのると約３
　０　（ＰＦ）の容量変化を得る。

第３図は第１図における検知回路の構或を示す。Ｃｓ　
，Ｃ２　、Ｃ３は線状電極２と面状電極３とで構成した
対電極の静電容量を示す。本実施例では各対電極の大き
さ形状な略同一としているので、Ｃ１キＣ２　’ｒＣ３
となる。当該ＣＩ　，Ｃ２、Ｃ３は線状電極２を共通端
子として発振回路７の高周波電源に接続している。高周
波電流はＣ１、Ｃ２　、Ｃ３にそれぞれ直列に接続した
抵抗Ｒ１、Ｒｚ　ｓ　Ｒ３に還流し、その値の変化はダ
イオードＤＩ，Ｄ２、Ｄ３を通して増幅器ＩＣｔ，ＩＣ
’２に入力される。ダイオードＤＩ、Ｄ２、Ｄ３の出力
側には充放電用コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ８及び抵抗Ｒ
４、ＲＳ，Ｒ８が接続されている。ダイオードＤ２は隣
接する対電極間の静電容量の差を増幅するために他のも
のと逆向きに接続している，　＋　Ｖ　ｃｃ，　−　Ｖ
　ＣＣはＩＣＩ，ＩＣ２の電源で、Ｖ　ＡＢ，　Ｖ　Ｉ
Ｉｃはその出力を示す。

第４図は、第１図から３図の構或の人検知手段を用いた
Ｖ　ＡＢ，　Ｖ　１１ｃの動作概念図である。人がいな
いときはＶＡＢ，　Ｖａｃいずれも出力電圧は略０であ
る．人がいるとき、Ａにいる場合には■。は＋８１，Ｂ
にいる場合にはー８２、Ｃにいる場合には略Ｏとなる。

同様にＶＢｅは、略Ｏ、−Ｈ３、＋Ｈ，の変化をする．
すなわち、人がいる場合にはＶＡＩＳ．ｖＢｃのいずれ
かは出力電圧がプラス、マイナスの変化をする。

前述のごとく対電極群の配列のピッチ（Ｐ）・１２８（
ｍ＋ａ）で、線状電極の線路間では約９８（ｍｍ）とな
り、この間隔は子供の足の大きさ程度であるので、本体
に通常の人間が片足でどの位置に載っても人がいると感
知することができる． 第５図はランダムに大人の人が本体に載ったときの出力
電圧ＶＡ８の変化を示す．この特性からわかるように秒
単位でＶＡＢの変化をとらえることができ、しかもその
値は±２０〜３　０　（＋ａＶ）の大きな値となる。電
気カーベットは本体の上にのってじっくりと暖をとるも
のであり、秒単位で±２０〜３　０　（ｍＶ）の経時変
化が得られれば、ヒーターの加熱制御を十分行なうこと
ができる。このように出力電圧ＶＡＢ％　ＶＢｃの経時
変化、すなわちゆらぎ現象をとらえてヒーターの加熱制
御を行なうべく、制御回路６を構或する。

制御回路６の人のいるいないの識別は、その基準となる
時間幅、出力電圧の変化量を当該回路を構或するマイコ
ンに予め所定値を入力し、ＶＡＩ１、ＶＢｃのいずれも
が所定の時間を超えても所定の値以下となったとき、す
なわちゆらぎ現象が生じなくなったとき人がいないとし
、それ以外は人がいるとすれば良く、簡単に構成できる
ので詳細な説明は省略する。

発明の効果 以上のように、人のいるいないを少なくとも３組以上の
対電極相互間の静電容量の経時変化、すなわち人体の荷
重分布の経時変化としてとらえるので、人の浮遊容量に
は感知せず、対地容量や温気等の外乱条件の影響を受け
ない動作の確実なものとすることができる。そして、こ
れ等の影響を除去する手段を特に設ける必要はない。

又、ヒーターの加熱制御は経時変化のゆらぎ現象をとら
えるので、人とこたつ等の静荷重との識別ができ、電気
カーベットの使用実態に合致したシステムにできる。

さらに対電極群相互間の静電容量の経時変化を検知し、
これ等の検知信号の論理和で人のいるいないを識別する
ので、人が本体の中央や端等のさまざまな位置にのって
も確実に応動できるシステムとすることができる。そし
てこれ等の対電極群を構或する部材は１本のフレキシブ
ルな導電性を有する線材とフィルム状の導電体であり、
簡単な構成で廉価に実施することができる。

以上、本発明によれば、簡単な構戊で廉価にでき、動作
の確実な同装置を提供することができる． １・・・本体、 ３・・・面状電極。

２・・・線状電極、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ヒーターを備えた本体を床に敷いて採暖する電気暖
   房器具の制御装置において、人体の重量で静電容量が変
   化する対電極（２）、（３）を本体（１）に複数個設け
   、これ等の対電極（２）、（３）群は人体の重量でそれ
   ぞれ独立して静電容量が変化するものであり、その対電
   極（２）、（３）群のうち２組相互間の静電容量の経時
   変化を複数検知し、その複数検知信号を用いてヒーター
   の加熱制御を行なうことを特徴とする電気暖房器具の制
   御装置。 ２、人体の重量で静電容量が変化する対電極（２）、（
   ３）を本体（１）に少なくとも３組以上設け、これ等の
   対電極（２）、（３）群は人体の重量でそれぞれ独立し
   て静電容量が変化するものであり、その対電極（２）、
   （３）群の隣接相互間の静電容量の経時変化をそれぞれ
   検知し、これ等の検知信号の論理和によってヒーターの
   加熱制御を行なうことを特徴とする電気暖房器具の制御
   装置。 ３、該電極（２）、（３）部を構成する一方の電極部は
   １本の導電性を有するフレキシブルな線材を蛇行させて
   形成した略平行な線路であり、他方の電極部は略平板な
   フィルム状の導電体であることを特徴とする第２項記載
   の電気暖房器具の制御装置。