JPH03244929A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電気カーペットに関する。

（従来の技術） 従来の電気カーペットには、第２図に示すように、発熱
体１が敷設されたカーペット本体２にセンサワイヤ等か
らなる温度検出手段３が設けられているとともに、図示
しない操作部に温度調節用ボリウム等からなる温度設定
手段４が設けられており、検出手段３により検出された
温度検出電圧Ｖｄと設定手段４から出力された温度設定
電圧Ｖ　ｓｅｔとが比較手段５により随時比較され、こ
の比較結果かマイクロコンピュータ（以下マイコンと略
称する）等からなる切替制御手段６に与えらき前記発熱
体１がオフ動作するように切替制御され、カーペット本
体２の温度かほぼ設定温度に近い一定温度で制御される
ようになっている。

たたし、この場合において温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔが一
定値であるとすると、温度制御中、発熱体１Ｖｄか温度
設定電圧Ｖ　ｓｅｔ以下となり発熱体１がオンしたとき
には上記温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔを上昇発熱体１がオフ
したときには上記温度設定電圧ｖ　ｓｅｔを下降させて
発熱体１がオン動作しにくくなるようにして、発熱体１
のオン／オフ切替が頻繁に行われるのを防止していた。

ところで、電気カーペットはカーペット本体１にカーペ
ットカバーを被せて使用する場合とカバーを外して使用
する場合とがあるが、カバー未使用時にはカバー使用時
と比べて熱が逃げ易くなる。

このため、カバー未使用時において発熱体１の発熱作用
による温度検出手段３の検出温度上昇カブはカバー使用
時のそれに比べて緩やかとなる。

換言すればカバー未使用時において発熱体１がオン動作
してからオフ動作するまでの時間かカバ使用時のそれに
比べて長くなる。従って、カバー未使用のカーペット本
体１上に座布団等を乗せて局部的に保温状態とすると、
その局部か異常に高温となって火傷等の事故につなかる
おそれかあった。

一方、カバー未使用時において発熱体１の発熱作用停止
による温度検出手段３の検出温度下降カーブはカバー使
用時のそれに比べて急激となる。

従って、発熱作用の停止により温度検出電圧Ｖｄが低下
して温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔに到達し発熱体１がオン動
作しても遅れによるアンダーシュート分が大きくなって
なかなか暖まらず、カーペット本体１が冷たく感じるこ
とがあった。

そこでこのような不具合をなくすために、例えばカーペ
ット本体の表面生地を厚くしてカバーなしでも熱が逃げ
難くなるように工夫する必要があった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の電気カーペットにおいては、カバー未
使用時の火傷等の事故や表面温度の低下等の不具合をな
くすために、カーペット本体の表面生地を厚くする等し
てカバーなしでも熱が逃げ難くなるように工夫する必要
かあり、コストが高くならざるを得なかった。

本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、熱
を逃げ難くするための格別な工夫を必要とすることなく
、カバー未使用時の局部的な表面温度上昇や表面温度の
大幅な低下を防止でき、コストの低減をはかり得る電気
カーペットを提供しようとするものである。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、第１図に示すように、発熱体１が敷設された
カーペット本体２と、発熱体１の発熱作用により加熱さ
れるカーペット本体２の温度を検出する温度検出手段３
と、設定温度を出力する温度設定手段４と、この設定手
段４による温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔと検出手段３による
温度検出電圧Ｖｄとを比較する比較手段５と、この比較
手段５による比較結果に基づいて発熱体１のオン／オフ
を切替制御する切替制御手段６と、この制御手段６によ
る発熱体１のオン切替指示出力もしくはオフ切替指示出
力に応じて設定手段４の温度設定電圧ｖ　ｓｅｔを上昇
もしくは下降させる第１の設定温度調節手段７と、制御
手段６による発熱体１のオン切替指示出力もしくはオフ
切替指示出力から一定時間を計時する計時手段８と、こ
の計時手段８により一定時間が計時されたことに応じて
設定手段４の温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔを下降もしくは上
昇させる第２の設定温度調節手段９とを備えたものであ
る。

（作　用） このような構成の電気カーペットにおいては、運転スイ
ッチの投入に応じて発熱体１がオン動作し、その後カー
ペット本体２の温度検出電圧Ｖｄが温度設定電圧ｖ　ｓ
ｅｔに達すると、発熱体１に対して切替制御手段６から
オフ切替指示が出力され、発熱体１はオフ動作する。こ
のとき第１の設定温度制御手段７により温度設定電圧Ｖ
　ｓｅｔか一旦下降され、一定時間経過後、第２の設定
温度制御手段９により上記温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔが上
昇される。

従って、発熱体１はカーペット本体２が比較的高温の状
態でオン動作するため、カーペットカバー未使用のため
急激に表面温度が下降し、動作遅れに伴うアンダーシュ
ート分が大きくなっても表面温度を充分に維持できる。

一方、発熱体１がオン動作すると、第１の設定温度制御
手段７により温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔが一旦上昇され、
一定時間経過後、第２の設定温度制御手段９により上記
温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔが下降される。従って、カーペ
ットカバー未使用のため温度上昇が緩やかであっても発
熱体１は比較的短時間でオフ動作するため、局部保温に
よる異常高温が抑制される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第３図はこの実施例における電気カーペットの電気回路
図であって、図中１０は制御部本体を構成するマイクロ
コンピュータ（以下、マイコンと略称する）である。こ
のマイコン１０は制御用電源回路１１からの＋５ボルト
電源供給により予め設定されたプログラムに基づいて動
作し、温度設定回路１２、ディファレンシャル回路］３
、リレー駆動回路１４およびＬＥＤ点灯回路１５をそれ
ぞれ制御する。また、温度信号比較回路１６、イニシャ
ライズ回路１７、クロック発生回路１８、スイッチ入力
検知回路１９がそれぞれ前記マイコン１０に接続されて
いる。

図中２０は暖房面モードとして全面、左片面。

右片面の３モードを有するカーペット本体である。

このカーペット本体２０には第１のヒータ２１と第２の
ヒータ２２か配線されているとともに温度センサ２３が
配線されている。第１．第２のヒータ２１，２２はそれ
ぞれ片面ずつ暖房するもので、各ヒータ２１，２２には
それぞれ感温層を介して短絡検知線２４．２５が巻回さ
れている。そして、各ヒータ２１，２２および温度セン
サ２３は前記制御用電源回路１１から交流電力の供給を
受けるようになっている。また、温度センサ２３の出力
は温度制御回路２６に与えられるようになっている。

前記制御用電源回路１１は、第４図に示すように、運転
スイッチＳＷＩおよび温度ヒユーズＴＦを介して前記各
ヒータ２１，２２および温度センサ２３に対して交流電
源ＶａＣを供給するように構成されている。また、交流
電源ＶａＣは前記ＬＥＤ点灯回路１５にも供給されるよ
うになっている。

さらに上記制御用電源回路１１は、交流電圧をダイオー
ドＤ１０．抵抗Ｒ１７，コンデンサＣ４により半波整流
および平滑してツェナダイオードＺＤＩにより＋１２ｖ
（ボルト）の直流電源を得ているとともに、トランジス
タロ１５．抵抗Ｒ４５，ツェナダイオードＺＤ２．　コ
ンデンサＣ８により＋５■の直流安定化電源を得ている
。

そして、＋１２ｖの直流電源は温度制御回路２６、ディ
ファレンシャル回路１３およびリレー駆動回路１４に供
給されており、＋５Ｖの直流安定化電源は前記マイコン
１０の他、温度信号比較回路１６、イニシャライズ回路
１７およびスイッチ入力回路１つに供給されている。

前記温度制御回路２６は、第５図に示すように、交流電
圧Ｖａｃを抵抗Ｒ４８，温度センサ２３を構成する一方
の８１〜８２間抵抗および抵抗Ｒ５２の合成抵抗と温度
センサ２３を構成する他方のＥ］〜Ｅ２間抵抗と低抵抗
５１との合成抵抗とで分圧して温度検出電圧Ｖｓを得、
この電圧ＶｓをオペアンプＯＰ１．抵抗Ｒ２６，抵抗Ｒ
２３，ダイオードＤ１１およびコンデンサＣ７で構成さ
れたピークホールド回路により整流・平滑することによ
って、コンデンサＣ７の両端に温度センサ２３による検
出温度に相当する電圧Ｖｄを得るように構成されている
。

前記温度設定回路１２は、第６図に示すように、第２の
ヒータ２２に巻回された短絡検知線２５からの半波の電
源電圧ＶＧＢを抵抗Ｒ４９および抵抗Ｒ２４で分圧しコ
ンデンサＣ６で平滑している。

また、第１のヒータ２１に巻回された短絡検知線２４か
らの半波の電源電圧ＶＧＡを抵抗Ｒ５０および抵抗Ｒ２
５で分圧してトランジスタＱ２０およびトランジスタＱ
１８をオン／オフさせている。

ここで、トランジスタＱ２０およびトランジスタＱ１８
がオン時には抵抗Ｒ３５，サーミスタＴＨおよび抵抗Ｒ
３２の合成抵抗と温度調節用ボリウムＶＲ，抵抗Ｒ１８
および抵抗Ｒ２７の合成抵抗とで分圧された電圧がトラ
ンジスタＱ２３．抵抗Ｒ３０および抵抗Ｒ３１の最高温
度制御回路を経て設定温度電圧ｖ　ｓｅｔとなる。すな
わち、この設定温度電圧Ｖ　ｓｅｔは前記ボリウムＶＲ
によって設定されたカーペット表面温度に相当する変化
が可能となっている。また室温の変化をサーミスタＴＨ
で捉らえて室温の低いときには温度を上げる補正を行う
ものとなっている。さらに、片面運転に切換わるとトラ
ンジスタＱ１９がオンしトランジスタＱ２０がオフして
、トランジスタ０１ｇのみのオン／オフとなり、上記分
圧回路に抵抗Ｒ２８か追加されて設定温度電圧ｖ　ｓｅ
ｔか上昇し、全面運転時に近い温度になるように補正さ
れる。

なお、マイコン１０からの指令によりダニ退治運転時に
はトランジスタＱ６がオンして設定温度電圧Ｖ　ｓｅｔ
かボリウムＶＲによらず高レベルとなる。

また、速暖運転時にはトランジスタＱ８がオンして設定
温度電圧Ｖｓｅｔを上昇させる。一方、トランジスタＱ
２０およびトランジスタ０１８かオン時には前記基準電
圧かセンサ２次箔断線検出電圧Ｖ　ｃｕｔとなって得ら
れる。

前記温度信号比較回路１６は、第７図に示すように、前
記温度制御回路２６からの検出温度電圧Ｖｄが非反転入
力端子（＋）に入力され、前記温度設定回路１２からの
設定温度電圧ｖ　ｓｅｔか反転入力端子（−）に入力さ
れるオペアンプＯＰ２を有する。そして、［ｖｄ＜ｖｓ
ｅｔｌの場合にはオペアンプＯＰ２の出力がローレベル
となってトランジスタＱ１４がオフし、温度検知信号が
ハイレベルの一定となり、［Ｖｓｅｔ　＜　Ｖ　ｄ　＜
　Ｖｃｕｔコの場合にはオペアンプＯＰ２の出力がハイ
レベルとローレベルとを縁り返してトランジスタＱ１４
がオン／オフし、温度検知信号がハイレベルとロレベル
とを繰り返すようになり、［Ｖｃｕｔ　＜　Ｖ　ｄ　］
の場合にはオペアンプＯＰ２の出力がノ）イレベルとな
ってトランジスタＱ１４がオンし、温度検知信号がロー
レベルの一定となるように構成されている。ここで、上
記温度検知信号は前記マイコン１０に入力される。

前記ディファレンシャル回路１３は、第８図に示すよう
に、前記マイコン１０からのディファレンシャル信号が
ハイレベルになるとトランジスタＱ１７がオンし、トラ
ンジスタＱ１６およびトランジスタＱ７がオフして、前
記温度設定回路１２の設定温度電圧ｖ　ｓｅｔが上昇し
、上記ディファレンシャル信号がローレベルになるとト
ランジスタＱ１７がオフし、トランジスタＱ１６および
トランジスタＱ７がオンして、前記温度設定回路１２の
設定温度電圧Ｖ　ｓｅｔが下降するように構成されてい
る。

前記リレー駆動回路１４は、第９図に示すように、ダイ
オードＤＢ、抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ１により交流
電源を半波整流および平滑して得られた直流電源をリレ
ーコイル電源とする。そして、マイコン１０からの出力
がリレーＯＮ信号の場合にはトランジスタＱ４およびト
ランジスタＱ２がオンすることによってリレーＲＬＡお
よびリレーＲＬＢをオンさせて、第１．第２のヒータ２
１．２２を通電させ、リレーＯＦＦ信号の場合にはトラ
ンジスタＱ４およびトランジスタＱ２がオフすることに
よってリレーＲＬＡおよびリレーＲＬＢをオフさせて、
第１．第２のヒータ２１゜２２の通電を解除させるよう
に構成されている。

ここで、暖房面モードの切換えはスイッチＳＷ２および
スイッチＳＷ３によって行われる。すなわち、スイッチ
ＳＷ２がオン時にはトランジスタＱ１がオンし、トラン
ジスタＱ２がオフしてリレーＲＬＢがオフとなり、第１
のヒータ２１だけの片面運転となる。一方、スイッチＳ
ＷＩがオン時にはトランジスタＱ３がオンし、トランジ
スタＱ４がオフしてリレーＲＬＡがオフとなり、第２１
Ａ’）− のヒータ２２だけの片面運転となる。

前記イニシャライズ回路１７は、第１０図に示すように
、マイコン１０の電源ＶＤＤに対する供給電圧Ｖｃかマ
イコン動作電圧に達するまで出力Ｏをローレベルとし、
マイコン動作電圧に到達した時点て出力Ｏをハイレベル
とするシステムリセッ）ＩＣ（集積回路）２７を有する
。

前記クロック発生回路１８は、第１１図に示すように、
例えば４５５ＫＨｚ内部クロックを発生する発振子Ｘｉ
を有する。

前記スイッチ入力回路検知回路１９は、第１２図に示す
ように、ダニ退治スイッチＳＷ５、即暖スイッチＳＷ６
およびアラームスイッチＳＷ７を有し、各スイッチＳＷ
５〜ＳＷ７が押されるとマイコン１０にスイッチ入力と
してハイレベル信号が入力されるようになっている。

一方、前記ＬＥＤ点灯回路１５は、第１２図に示すよう
に、交流電源ＶａｃをコンデンサＣ３にて電圧降下し、
ツェナダイオードＺＤ３にて半波整流、電圧制限してＬ
ＥＤ回路の電源としている。

そして、マイコン１０の各ＬＥＤＩ〜４１：対応したポ
ートからハイレベル信号が出力されると、対応するトラ
ンジスタＱＩＯ〜Ｑ１３をオンしてＬＥＤＩ〜４を点灯
させるように構成されている。

さらに、この電気カーペットには、各種安全回路として
、第１３図に示す温度過昇防止回路２８、第１４図に示
すリレー接点溶着検知回路２９、第１５図に示す短絡検
知線断線検知回路３０、第１６図に示すマイコン故障検
知回路３１が組み込まれでいる。

しかして、前記マイコン１０は、運転スイッチＳＷＩの
投入により制御用電源回路１１から電源供給を受け、こ
れがマイコン動作電圧になるとイニシャライズを行う。

そしてイニシャライズ後、第１７図に示す暖房運転を開
始する。すなわち、温度信号比較回路１６から出力され
る温度検知信号を周期的に取り込み、この検知信号に応
じてリレーＲＬＡおよびリレーＲＬＢのオン／オフを制
御することによって各ヒータ２１，２２の通電を制御す
る。すなわち、温度検知信号がハイレベル一定のとき（
Ｖｄ＜Ｖｓｅｔ）　　　リレー制御回路１４に対してリ
レーＯＦＦ信号を出力する。また、温度検知信号がロー
レベル一定のときも（Ｖｄ＞Ｖｃｕｔ）　　　リレー制
御回路１４に対してリレーＯＦＦ信号を出力する。これ
に対し、温度検知信号がハイレベルとローレベルとで交
互に変化する場合には（Ｖｓｅｔ　＜　Ｖ　ｄ　＜　Ｖ
ｃｕｔ　）　、リレー制御回路１４に対してリレーＯＮ
信号を出力する。

また、マイコン１０はリレー制御回路１４に対する出力
がオフからオンに切換わったとき、ディファレンシャル
回路１３に対するディファレンシャル信号をハイレベル
にすると同時に、内蔵されたタイマによる計時を開始さ
せる。そして、この内蔵タイマにより予め設定された一
定時間（例えば３分）が計時されたならば、上記ディフ
ァレンシャル信号をローレベルに復帰させる。

このような構成の電気カーペットにおいては、運転スイ
ッチＳＷ１を投入すると暖房運転が開始され、面切換ス
イッチＳＷ２．ＳＷ３の状態に応じてヒータ２１，２２
が通電される。また、温度設定回路１２によって設定さ
れた温度設定電圧Ｖ　ｓｅｔと温度制御回路２６によっ
て検出された温度検出電圧Ｖ（ｊとが温度信号比較回路
１６により随時比較され、温度検出電圧Ｖｄが温度設定
電圧Ｖ　ｓｅｔまて上昇したならばヒータ２１，２２に
対する通電か解除される。これにより温度検出電圧Ｖｄ
が低下し、やがてこの温度検出電圧Ｖｄが温度設定電圧
ｖ　ｓｅｔに達すると、リレー制御出力がリレーＯＦＦ
信号からリレーＯＮ信号に変化してヒータ２］、２２に
対する通電か再開される。このときディファレンシャル
信号がローレベルからハイレベルに切り換えられて、温
度設定回路１２の温度設定電圧ｖ　ｓｅｔが温度を上げ
る方向つまりはリレーがオフしにくい方向へ上昇する。

また同時にマイコン内蔵のタイマが起動する。そして、
このタイマにより一定時間が計時されるとディファレン
シャル信号がローレベルに切換わって、温度設定電圧ｖ
　ｓｅｔが下降する。

このように、ヒータへの通電が再開されたときリレーが
オフしにくくなるように一旦上昇させた温度設定電圧Ｖ
　ｓｅｔを一定時間経過後に下降させているので、カー
ペットカバーが未使用のため温度上昇が緩やかであって
も比較的短時間でヒータへの通電が解除される。従って
、カーペットカバー未使用のカーペット本体上に座布団
等を乗せて局部的に保温しても、この局部保温による異
常高温が抑制され、火傷等の事故が防止される。よって
、カーペット本体の表面生地を厚くする等の工夫が不要
となり、コストを低減できるようになる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。

例えば前記実施例ではヒータに対する通電が再開された
とき一旦上昇させた温度設定電圧ｖ　ｓｅｔを一定時間
経過後に下降させる場合を示したが、ヒータに対する通
電が解除されたとき設定電圧ｖ　ｓｅｔを一旦下降させ
てリレーがオンしにくくなるようにし、一定時間が経過
したならば上記設定電圧ｖ　ｓｅｔを上昇させて比較的
高温でヒータへの通電が再開されるようにしたものも本
発明に含むものとする。こうすることにより、たとえカ
ーペットカバーが未使用で温度下降曲線が急激で動作遅
れによるアンダーシュート分か大きくても表面温度を充
分に維持できるようになる。よって、やはりカーペット
カバー未使用の場合を考慮してカーペット本体の表面生
地を厚くする等の工夫か不要となり、コストの低減をは
かり得る。

この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施
可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、熱を逃げ難くす
るための格別な工夫を必要とすることなく、カバー未使
用時の局部的な表面温度上昇や表面温度の大幅な低下を
防止でき、コストの低減をはかり得る電気カーペットを
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は従来
の構成を示すブロック図、第３図乃至第１７図は本発明
の一実施例を示す図であって、第３図は全体の回路構成
図、第４図は制御用電源回路の回路図、第５図は温度制
御回路の回路図、第６図は温度設定回路の回路図、第７
図は温度信号比較回路の回路図、第８図はディファレン
シャル回路の回路図、第９図はリレー駆動回路の回路図
、第１０図はイニシャライズ回路の回路図、第１１図は
クロック発生回路の回路図、第１２図はスイッチ入力検
知およびＬＥＤ点灯回路の回路図、第１３図乃至第１６
図は各種安全回路の回路図、第１７図はマイコンの本発
明に関わる暖房運転処理を示す流れ図である。 １０・・マイクロコンピュータ（マイコン）、１１・・
・制御用電源回路、１２・・・温度設定回路、１３・・
・ディファレンシャル回路、１４・・・リレー駆動回路
、１６・・・温度信号比較回路、２０・・・カーペット
本体、２１．２２・・・ヒータ（発熱体）２３・・・温
度センサ、２６・・・温度制御回路。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発熱体が敷設されたカーペット本体と、前記発熱体の発
   熱作用により加熱される前記カーペット本体の温度を検
   出する温度検出手段と、設定温度を出力する温度設定手
   段と、この設定手段による設定温度と前記検出手段によ
   る検出温度とを比較する比較手段と、この比較手段によ
   る比較結果に基づいて前記発熱体のオン／オフを切替制
   御する切替制御手段と、この制御手段による前記発熱体
   のオン切替指示出力もしくはオフ切替指示出力に応じて
   前記設定手段の設定温度を上昇もしくは下降させる第１
   の設定温度調節手段と、前記制御手段による前記発熱体
   のオン切替指示出力もしくはオフ切替指示出力から一定
   時間を計時する計時手段と、この計時手段により一定時
   間が計時されたことに応じて前記設定手段の設定温度を
   下降もしくは上昇させる第２の設定温度調節手段とを具
   備したことを特徴とする電気カーペット。