JPH05141677A - 暖房器具の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、室温が低下した場合に暖房器具の温
度を局部的に高くなるのを自動的に防止する。 【構成】周囲温度が温度センサ(12)により検出され、こ
の温度センサ(12)の検知温度に応じた検知温度信号が補
正回路(15)に送られる。この補正回路(15)は検知温度信
号と低温発生回路(13)からの低温基準信号とを比較し、
周囲温度が低温基準温度よりも低下した場合に設定温度
信号を補正する。かくして、暖房器具(4)の温度が局部
的に感温層の溶解するまでの高温に高くなるのが防止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気カーペット等の暖
房器具の温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気カーペットは、カーペット本体に発
熱線が配線されるとともに温度検知線が配線され、かつ
発熱体への供給電力量を制御するコントローラが備えら
れている。このうち、コントローラは、設定温度と温度
検知線により検知されたカーペット本体の温度とを比較
し、その結果に応じて発熱体に接続されたリレーをオン
・オフ制御する。又、コントローラは、室温に応じて設
定温度を補正し、室温が低下した場合にカーペット本体
の温度が低下しないようにしている。これにより、カー
ペット本体の温度は、例えば53℃程度に安定する。

【０００３】ところが、カーペット本体に座布団等が置
かれると、この部分における放熱量が少なくなるため
に、室温が低くなった場合に局部的に温度が 100℃以上
に上昇してしまう。

【０００４】ところで、温度検知線は検知温度に応じて
抵抗値が変化するもので、カーペット本体の平均温度に
応じた抵抗値を示す。従って、カーペット本体上の温度
が局部的に上昇しても、温度検知線の抵抗はカーペット
本体全体の平均温度に応じた値となる。

【０００５】このため、カーペット本体における局部部
分の温度の上昇を検知できず、この局部部分の温度が異
常に上昇してしまう。又、発熱線の周囲には感温層を介
して短絡検知線が配線されている。この感温層は約 120
℃で溶解するので、この温度上昇により感温層が溶解し
て発熱線と短絡検知線とが接触し、短絡電流が流れる。
この短絡電流によりヒューズが溶断し、発熱線への電力
供給がしゃ断される。これでは、通常通りの動作の再開
が不可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように室温が低
下した場合に、カーペット本体上に座布団等が置かれる
と、その部分の温度が局部的に高くなる。

【０００７】そこで本発明は、室温が低下した場合に暖
房器具の温度が局部的に感温層が溶解するまでの高温に
高くなるのを自動的に防止できる暖房器具の温度制御装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、暖房本体の温
度に対応した温度信号と設定温度信号とを比較しその結
果に応じて暖房本体の温度を制御する暖房器具の温度制
御装置において、周囲温度を検出する温度センサと、低
温基準温度に対応した低温基準信号を作成する低温発生
回路と、温度センサの検知温度に応じた検知温度信号と
低温基準信号とを比較し、周囲温度が低温基準温度より
も低下した場合に設定温度信号を補正する補正回路とを
備えて上記目的を達成しようとする暖房器具の温度制御
装置である。

【０００９】

【作用】このような手段を備えたことにより、周囲温度
が温度センサにより検出され、この温度センサの検知温
度に応じた検知温度信号が補正回路に送られる。この補
正回路では、検知温度信号と低温発生回路からの低温基
準信号とを比較し、周囲温度が低温基準温度よりも低下
した場合に設定温度信号を補正する。これにより、暖房
器具の温度が局部的に感温層の溶解するまでの高温に高
くなるのが防止される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

【００１１】図１は電気カーペットに適用した暖房器具
の温度制御装置の構成図である。交流電源１には発熱体
２が接続され、この発熱体２にリレー３のリレー接点３
ａが接続されている。発熱体２は図２に示すようにカー
ペット本体４の全面に配線されている。又、交流電源１
には、ダイオード５を介して各抵抗Ｒ１、Ｒ２が直列接
続されるとともに整流回路６が接続されている。

【００１２】この整流回路６には温度検知回路７及び温
度設定回路８が接続されている。このうち、温度検知回
路７はカーペット本体４の温度を検知し、この検知温度
に応じた検知温度信号Ｖｄを出力する機能を有してい
る。

【００１３】又、温度設定回路８はカーペット本体４の
温度を所望温度に設定する機能を有するもので、整流回
路６に抵抗Ｒ３を介して可変抵抗ＶＲ及び抵抗Ｒ４の並
列回路を接続し、これら可変抵抗ＶＲ及び抵抗Ｒ４に抵
抗Ｒ５を直列接続し、この抵抗Ｒ５にトランジスタＱ１
のコレクタを接続している。そして、抵抗Ｒ３と可変抵
抗ＶＲとの接続点に現れる電圧を設定温度信号Ｖset と
している。

【００１４】コンパレータ９の「＋」入力端子には温度
検知回路７の出力端子が接続されるとともに「−」入力
端子には温度設定回路８の出力端子が接続されている。
このコンパレータ９は検知温度信号Ｖｄと設定温度信号
Ｖset との電圧レベル差に応じて「１」レベル又は
「０」レベルの差信号を出力するもので、この差信号は
マイクロコンピュータ１０に送られている。

【００１５】このマイクロコンピュータ１０は差信号を
受け、この差信号が「１」レベルのときにリレー３をオ
ンするリレー駆動信号を送出し、又差信号が「０」レベ
ルのときにリレー３をオフするリレー駆動信号をリレー
駆動回路１１に送出する機能を有している。

【００１６】一方、整流回路６には抵抗Ｒ６及び温度セ
ンサとしてのサーミスタ１２が直列接続され、かつ各抵
抗Ｒ７、Ｒ８を直列接続して成る低温発生回路１３が接
続されている。このうち、抵抗Ｒ６とサーミスタ１２と
の接続点に現れる電圧が検知温度信号Ｖｈとして送出さ
れる。又、低温発生回路１３は、例えば１０℃の低温基
準温度に応じた低温基準信号Ｖｅを作成するもので、各
抵抗Ｒ７、Ｒ８の接続点に現れる電圧を低温基準信号Ｖ
ｅとしている。なお、抵抗Ｒ７にはコンデンサ１４が接
続されている。

【００１７】これらサーミスタ１２及び低温発生回路１
３には補正回路１５が接続されている。この補正回路１
５は検知温度信号Ｖｈと低温基準信号Ｖｅとを比較し、
周囲温度が低温基準温度（１０℃）よりも低下した場合
に設定温度信号Ｖset を補正して３℃だけ設定温度を低
下させる機能を有している。

【００１８】具体的な構成は、コンパレータ１６が備え
られ、このコンパレータの「＋」入力端子に各抵抗Ｒ
７、Ｒ８の接続点が接続され、「−」入力端子に抵抗Ｒ
６とサーミスタ１２との接続点が接続されている。この
コンパレータ１６の出力端子には抵抗Ｒ９を介してトラ
ンジスタＱ２のベースが接続され、このトランジスタＱ
２のエミッタに補正抵抗Ｒｓが接続されている。なお、
コンパレータ１６にはフィードバック抵抗Ｒｆが接続さ
れている。次に上記の如く構成された装置の作用につい
て説明する。

【００１９】(1) 先ず、室温が１０℃以上の場合 この場合、低温基準信号Ｖｅの方が検知温度信号Ｖｈよ
りも電圧レベルが高いので、コンパレータ１６は「１」
レベルの信号を出力する。この信号はトランジスタＱ２
のベースに供給され、このトランジスタＱ２はオフとな
る。

【００２０】従って、温度設定回路８は抵抗Ｒ３、可変
抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５により形成される。こ
の回路は整流回路６からの直流電圧を分圧し、このうち
抵抗Ｒ３と可変抵抗ＶＲとの間に現れる電圧が温度設定
信号Ｖset としてコンパレータ９に送られる。図３はか
かる温度設定信号Ｖset の波形を示している。ここで、
温度設定信号Ｖset は可変抵抗ＶＲを調整することによ
りＷの範囲で変化し、ＶH は高温度側、ＶL は低温度側
の各電圧レベルである。一方、温度検知回路７はカーペ
ット本体４の温度を検知し、この検知温度に応じた図３
に示す検知温度信号Ｖｄを出力する。

【００２１】しかして、コンパレータ９は検知温度信号
Ｖｄと設定温度信号Ｖset との電圧レベル差に応じた
「１」レベル又は「０」レベルの差信号を出力し、この
差信号をマイクロコンピュータ１０に送る。このマイク
ロコンピュータ１０は差信号を受け、この差信号の
「１」又は「０」レベルに応じてオン又はオフのリレー
駆動信号をリレー駆動回路１１に送出する。これによ
り、リレー３がオン・オフし、リレー接点３ａが開閉
し、発熱体２への電力供給が制御される。

【００２２】(2) 次に室温が１０℃以下となった場合 図４に示すように室温が１０℃以下となると、検知温度
信号Ｖｈの方が低温基準信号Ｖｅよりも電圧レベルが高
くなる。これにより、コンパレータ１６は「１」レベル
の信号を出力し、この信号はトランジスタＱ２のベース
に供給され、このトランジスタＱ２はオンとなる。

【００２３】このトランジスタＱ２がオンとなることに
より、温度設定回路８には補正抵抗Ｒｓが接続される。
従って、補正抵抗Ｒｓが抵抗Ｒ３に対して並列接続さ
れ、この回路に可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５が
接続された回路が形成される。この回路の形成により温
度設定信号Ｖset は、図５に示すようにカーペット本体
４の温度を３℃低下させる電圧レベルに補正、つまり温
度３℃だけ低下させるに対応する電圧レベルだけ高く補
正される。

【００２４】従って、コンパレータ９には検知温度信号
Ｖｄと補正された温度設定信号Ｖset が入力する。この
結果、マイクロコンピュータ１０によりオンのリレー駆
動信号を送出する期間が短くなり、発熱体２への電力供
給量が減少する。

【００２５】このように発熱体２への電力供給量が減少
すると、カーペット本体４の表面温度は、補正のない場
合よりも３℃だけ低下し、時間の経過とともにほぼ５０
℃で一定に安定する。

【００２６】ところで、この状態にカーペット本体４の
上に座布団等が置かれると、この部分の温度が上昇する
が、上記の如く３℃だけ低く補正されるので、カーペッ
ト本体４の温度が局部的に 100℃以上に高くなる前に飽
和する。

【００２７】このように上記実施例によれば、室温が低
下して１０℃以下となった場合にカーペット本体４上に
座布団等が置かれても、その部分の温度が局部的に感温
層の溶解する高温に高くなることが自動的に防止され
る。

【００２８】次に別の実施例について説明する。なお、
図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は
省略する。図６は電気カーペットに適用した温度制御装
置の構成図である。

【００２９】整流回路６には温度設定回路２０が接続さ
れている。この温度設定回路２０は抵抗Ｒ10にトランジ
スタＱ10のコレクタを接続し、このトランジスタＱ10の
エミッタに可変抵抗ＶＱ及び抵抗Ｒ11の並列回路を接続
し、さらに抵抗Ｒ12を介してトランジスタＱ11のコレク
タを接続した構成となっている。そして、トランジスタ
Ｑ10のコレクタ電圧が温度設定信号Ｖset としてコンパ
レータ９の「−」入力端子に送られている。

【００３０】又、この温度設定回路２０のトランジスタ
Ｑ10のコレクタとトランジスタＱ11のコレクタとの間に
は、トランジスタＱ12のコレクタ・エミッタを介して補
正抵抗Ｒｇが並列接続されている。

【００３１】マイクロコンピュータ２１はコンパレータ
９からの差信号を受け、この差信号が「１」レベルのと
きにリレー３をオンするリレー駆動信号を送出し、又差
信号が「０」レベルのときにリレー３をオフするリレー
駆動信号をリレー駆動回路１１に送出する機能の他に次
の機能を有している。

【００３２】すなわち、このマイクロコンピュータ２１
の端子Ｐ３と整流回路６との間には省エネルギスイッチ
２２が接続され、かつ端子Ｐ４にトランジスタＱ12のベ
ースが接続されている。又、このマイクロコンピュータ
２１の端子Ｐ５と整流回路６との間には発光ダイオード
２３が接続されている。

【００３３】そして、マイクロコンピュータ２１は省エ
ネルギスイッチ２２がオンされたことを検出すると、端
子Ｐ４を「１」レベルから「０」レベルに変化してトラ
ンジスタＱ12をオンとし、これとともに端子Ｐ５を
「１」レベルから「０」レベルに変化して発光ダイオー
ド２３を点灯させる機能を有している。なお、図７は電
気カーペットのコントローラの一部を示している。次に
上記の如く構成された装置の作用について説明する。

【００３４】(1) 省エネルギスイッチ２２がオフの場合 この場合、マイクロコンピュータ２１は端子Ｐ４から
「１」レベルの信号を出力するので、トランジスタＱ12
はオフとなる。これにより温度設定回路２０は、抵抗Ｒ
10、可変抵抗ＶＱ及び抵抗Ｒ11の並列回路、さらに抵抗
Ｒ12を直列接続した構成となる。このとき、トランジス
タＱ10のコレクタ電圧は図８に示すように温度設定信号
Ｖset としてコンパレータ９の「−」入力端子に送られ
る。一方、温度検知回路７はカーペット本体４の温度を
検知し、この検知温度に応じた図８に示す検知温度信号
Ｖｄを出力する。

【００３５】しかして、コンパレータ９は検知温度信号
Ｖｄと設定温度信号Ｖset との電圧レベル差に応じた
「１」レベル又は「０」レベルの差信号を出力し、この
差信号をマイクロコンピュータ１０に送る。このマイク
ロコンピュータ１０は差信号を受け、この差信号の
「１」又は「０」レベルに応じてオン又はオフのリレー
駆動信号をリレー駆動回路１１に送出する。これによ
り、リレー３がオン・オフし、リレー接点３ａが開閉
し、発熱体２への電力供給が制御される。

【００３６】(2) 省エネルギスイッチ２２がオンの場合 この場合、マイクロコンピュータ２１は省エネルギスイ
ッチ２２がオンされたことを検出し、端子Ｐ４の出力信
号を「１」レベルから「０」レベルへ変化する。この信
号レベル変化によりトランジスタＱ12はオンし、補正抵
抗Ｒｇが温度設定回路２０における各タランドスタＱ1
1、Ｑ12間に接続される。この補正抵抗Ｒｇの接続によ
り、温度設定信号Ｖset は補正されて電圧レベルが高く
なり、図８に示すようにＶset Ａに変化する。一方、温
度検知回路７はカーペット本体４の温度を検知し、この
検知温度に応じた図８に示す検知温度信号Ｖｄを出力す
る。

【００３７】しかして、コンパレータ９は検知温度信号
Ｖｄと設定温度信号Ｖset Ａとの電圧レベル差に応じた
「１」レベル又は「０」レベルに応じた信号を出力する
が、設定温度信号Ｖset Ａは補正された電圧レベルなの
で、コンパレータ９から出力される「１」レベルの期間
は設定温度信号Ｖset と比較した場合よりも短くなる。
この結果、マイクロコンピュータ１０によりオンのリレ
ー駆動信号を送出する期間が短くなり、発熱体２への電
力供給量が減少する。このように発熱体２への電力供給
量が減少すると、カーペット本体４の表面温度は、補正
のない場合よりも低下する。

【００３８】又、この状態にマイクロコンピュータ１０
は端子Ｐ５を「１」レベルから「０」レベルに変化して
発光ダイオード２３を点灯させ、省エネルギ運転である
ことを報知する。

【００３９】このように上記実施例によれば、省エネル
ギスイッチ２２をオンすることで温度設定信号Ｖset を
補正して発熱体２への電力供給量を減少させるので、消
費電力量を一定量以下に抑えることができる。又、カー
ペット本体４の温度を低下させるので、カーペット本体
４上に座布団等が置かれても、その部分の温度が局部的
に高くなることがない。例えば、省エネルギスイッチ２
２の使用方法としては、朝の室温の低い状態に省エネル
ギスイッチ２２をオフし、昼間の室温の高い状態に省エ
ネルギスイッチ２２をオンする。そして、夜間に再び省
エネルギスイッチ２２をオフすれば、省エネルギで電気
カーペットを使用でき、かつ省エネルギ運転状態から設
定した所望温度に直ぐに戻すことができる。

【００４０】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、電気カーペットに限らず電気毛布にも適用
できる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、室
温が低下した場合に暖房器具の温度が局部的に感温層の
溶解するまでの高温に高くなるのを自動的に防止できる
暖房器具の温度制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる暖房器具の温度制御装置の一実
施例を示す構成図。

【図２】同装置における発熱体の配線を示す図。

【図３】同装置における温度設定信号及び検知温度信号
を示す図。

【図４】同装置におれるカーペット本体の温度補正を示
す図。

【図５】同装置における温度設定信号の補正を示す図。

【図６】本発明装置の別の実施例を示す構成図。

【図７】同装置におけるパネルの一部を示す図。

【図８】同装置における温度設定信号の補正を示す図。

【符号の説明】 ２…発熱体、 ４…カーペット本体、 ７…温度検知回路、 ８…温度設定回路、 ９…コンパレータ、 １０…マイクロコンピュータ、 １２…サーミスタ、 １３…低温発生回路、 １５…補正回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 暖房本体の温度に対応した温度信号と設
   定温度信号とを比較しその結果に応じて前記暖房本体の
   温度を制御する暖房器具の温度制御装置において、周囲
   温度を検出する温度センサと、低温基準温度に対応した
   低温基準信号を作成する低温発生回路と、前記温度セン
   サの検知温度に応じた検知温度信号と前記低温基準信号
   とを比較し、前記周囲温度が前記低温基準温度よりも低
   下した場合に前記設定温度信号を補正する補正回路とを
   具備したことを特徴とする暖房器具の温度制御装置。