JPH0660962A

JPH0660962A - 電気カーペット

Info

Publication number: JPH0660962A
Application number: JP21298492A
Authority: JP
Inventors: Katsuro Fukazawa; 勝郎深沢; Taka Terajima; 社寺島
Original assignee: Nihon Dennetsu Co Ltd
Current assignee: Nihon Dennetsu Co Ltd
Priority date: 1992-08-10
Filing date: 1992-08-10
Publication date: 1994-03-04
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JP2754121B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な回路構成で、ヒータを直列接続と並列
接続とに切り替え、消費電力を大幅に増加、又は、減少
させることができる電気カーペットを提供する。【構成】カーペット本体１のＡ，Ｂ面に、ヒータ４A,
４B を配置し、それぞれに接続したリレー8A,8B と反対
側に接続した直・並切替えリレー10のNO端子は、ヒータ
４Ａとヒータ４Ｂとを直列に接続し、手動スイッチ16を
NO端子に切り替え、且つ手動スイッチ14をAB端子に切り
替えると、温度制御回路２は温度設定手段18の設定に関
わりなく設定温度を下げて温度制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、簡単な構成で２つのヒ
ータを直列接続・並列接続に切り替えて消費電力を大幅
に変更できる電気カーペットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気カーペットは、従来から各種の目的
で発熱量を調節できるようにしている。例えば特開昭６
３−１８１２８５号公報は、電気カーペットの同じ発熱
面に発熱容量が異なる複数のヒータを配置し、これらの
ヒータを択一的に切り替える切替え手段を設け、通常は
低発熱容量のヒータに切り替え、発熱面の温度が低い暖
房開始時、及び、外気温度が低くなるなどして暖房中に
ヒータのオン時間が長くなったときに、高発熱容量のヒ
ータに切り替えるようにした電気暖房装置を開示してい
る。

【０００３】しかしながら、前記公報に記載の電気暖房
装置は、同一発熱面に発熱量の異なる複数のヒータを設
けるために配線が複雑となり、部品点数が増加し、しか
も、製造管理などの工数が上昇するという問題がある。
そこで、２畳相当以上の暖房面積の電気カーペットは、
発熱面を２分し、それぞれの発熱面に同じ発熱容量のヒ
ータを配置したものが従来から使用されている。

【０００４】そして、前記発熱面を２分し、それぞれに
ヒータを配置する電気カーペットにおいて、暖房開始時
には２つのヒーターを並列接続し、温度が上昇するとリ
レーを作動させてヒータを直列に接続して消費電力を少
なくすると共に、ヒータのオン時間を長くするようにし
た電気カーペットが実開平３−８９３１５号公報に開示
されている。しかしながら、この公報に記載された回路
は、直・並切替えリレーの直列側の極を、前記リレーの
一方に接続するため、直・並切替えリレーが順調に作動
しないと電源が短絡されるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで周知のよう
に、現在は、各種の電化製品が普及するに至っており、
一住居当たりの電力消費量が増加している。そのうち、
比較的消費電力の大きい家庭電化製品として、電気カー
ペット、電子オーブン、大型テレビなどがあり、これら
を同時に使用する機会が増え、使用電流が一住宅の契約
電流容量を越えブレーカーが作動し停電するという問題
が生じている。更に、パーソナルコンピュータやワード
プロセッサなど停電すると、故障や、それまでの作業が
消失するおそれのある電子機器が家庭に普及するに至っ
ている。この場合、電気機器の同時使用を止めることが
好ましいが、家族構成その他の事情で、電気カーペット
の使用を止めることが困難な状況にある場合がある。

【０００６】そこで、実開平４−８０１３号公報に記載
された先行技術は、カーペット本体を２つに区分し、そ
れぞれの発熱面に同じ発熱容量のヒータを取り付け、全
面を発熱させる場合には前記ヒータを並列接続して電源
に接続し、半分を発熱させる場合には、それぞれ片側の
ヒータだけに電源を接続する電気カーペットにおいて、
他の電流容量の大きい電気器具を同時に使用するため
に、使用電流が契約電流容量を越える場合に、手動スイ
ッチ操作により前記ヒーターを直列に接続して電気カー
ペットの電流を抑えて契約電流容量以下とするものであ
る。

【０００７】このように、ヒータを直列に接続して発熱
させると、当然発熱量が低下し、電気カーペットの温度
が設定温度に達しにくくなる。したがって、使用者か
ら、電流が流れているのにカーペット温度が設定温度ま
で上昇しないという苦情が出るという問題がある。更
に、通常のスイッチの組み合わせでは、スイッチ操作を
誤ると電源が短絡されるので、実際には、前記短絡を回
避するように設計した特別なスイッチを使用する必要が
あるという問題がある。

【０００８】本発明は、以上説明した種々の問題を解消
するために成されたものであり、簡単な回路構成で、し
かも直列に切り替えたときに短絡事故を起こすことなく
ヒータを直列接続と並列接続とに切り替え、消費電力を
大幅に増加、又は、減少させることができる電気カーペ
ットを提供することを第１の目的としている。本発明の
第２の目的は、電気カーペットの使用中に、他の電気器
具を使用するために契約電流容量を越えるおそれが生じ
た場合に、ヒータを直列に接続して電気カーペットに流
れる電流を小さくし、しかも、カーペット温度が設定温
度に達せず使用者に違和感を与えない電気カーペットを
提供することことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明の電気カーペットの構成は、カーペット本体
の発熱面を２区画に分割し、それぞれにリレーによって
オンオフするヒータを設け、該ヒータの接続を直列・並
列に切り替える直・並切替えリレーと、前記直列・並列
を指定する手動スイッチ手段とを設け、該手動スイッチ
を直列接続側に切替えると、直・並切替えリレーを作動
させてヒータを直列接続に切り替えると共に、前記ヒー
タをオンオフするリレーのうち、直・並切替えリレーに
接続されている側のリレーを開放するものである。

【００１０】商用電源の契約電流容量以内で、複数の電
気器具を使用するため、２つのヒータを直列接続として
電気カーペットの消費電流を低下させた際に、最高設定
温度以下の所定温度に設定温度を強制的に切り替え、こ
の強制設定温度に基づいて温度調節することができる。
また、２つのヒータを直列接続して通常の暖房を行い、
暖房開始時など、昇温速度を速める場合に、前記ヒータ
を並列接続するにすることもできる。

【００１１】前記切替え手段、２つのヒータを、並列接
続・直列接続に切り替え可能とする外、それぞれ一方の
ヒータのみに通電し、電気カーペットの一部分のみ暖房
できるように構成することもできる。

【００１２】

【作用】２つのヒータを直列接続と並列接続との選択を
手動スイッチによって指定し、制御器が、ヒータの接続
切り替えを行う前記手段は、簡単な回路構成でヒータに
流れる電流を大幅に変化させる作用があり、商用電源の
契約電流容量を越えないで複数の電気器具を同時に使用
しながら暖房を継続できる電気カーペットの提供と、通
常暖房を前記直列接続で行い、暖房使用時などのとき並
列接続にしてカーペット温度を急速に高めるようにした
電気カーペットの提供とを可能にする。

【００１３】２つのヒータを直列に接続した際に、調節
温度を最高設定温度以下の電力節約温度に強制的に切り
替える前記手段は、設定温度にカーペット温度が達しな
いために、使用者に違和感を与えることを防止する作用
がある。

【００１４】

【実施例】以下添付の図を対照して、実施例により本発
明を具体的に説明する。図１に示す実施例１の電気カー
ペットは、カーペット本体１と制御回路２とから成り、
カーペット本体１は、半分づつ温められるように、Ａ面
とＢ面とに区分し、Ａ面にはヒータ４A を、また、Ｂ面
にはヒータ４B を配置し、ヒータ４A ，４B は、同じ発
熱容量のものを使用した。また、カーペット温度を検知
するセンサー線６は、Ａ面とＢ面との両方に跨がって配
置し、１本のセンサー線６で、Ａ面，Ｂ面両方の温度を
同時に検知するようにした。

【００１５】なお、図１に示すＡ面，Ｂ面は、センサー
線６を途中で分割する複雑な形状に描いているが、これ
は便宜的なものであり、従来と同様に、単にカーペット
本体１の中央で等分するなど単純な形状の発熱面形状と
している。また、センサー線６は、感熱樹脂Ｓに電極線
Ｓ₁，Ｓ₂を通じて電流を流し、温度によって変化する
インピーダンスを、電流の変化によって検出する従来と
同様の検出手段を用いた。

【００１６】ヒータ４A の回路にヒータ４A をオンオフ
するリレー８A を設け、また、ヒータ４B の回路にヒー
タ４B をオンオフするリレー８B を設けた。直・並切替
えリレー10は、リレー８A,８B を接続した側と反対側の
ヒ−タ４A とヒ−タ４B との間を短絡して並列に接続す
るNC端子と、ヒ−タ４A をヒータ４B のリレー８B 側に
接続してヒータ４A,４B を直列に接続するNO端子とに切
り替えるように接続した。そして、前記リレー８A,８B,
10の制御は、すべてマイコン12によって行い、直・並切
替えリレー10をNO端子側に切替えると、リレー８B がオ
フしたままとなるように予めプログラムした。したがっ
て、ヒータ４A ，４B を直列接続にする際に、特別のス
イッチを用いずに、リレー８B を開放することができる
ので、回路構成の簡素化ができる。なお、前記回路は、
リレー８B が故障して開放されない場合でも、電源Ｅが
短絡される危険はない。

【００１７】マイコン12に接続した手動スイッチ14は、
ヒータ４A ，４B を選択するスイッチであり、Ａ端子と
するとヒータ４A を選択し、AB端子とするとヒータ４A,
４Bの両方を選択し、Ｂ端子とすると４B を選択するよ
うにマイコン12を予めプログラムした。また、手動スイ
ッチ16は、ヒータ４A ，４B の接続を並列接続・直列接
続に切り替えるスイッチであり、オンすると、手動スイ
ッチ14が前記AB端子に切り替えたとこのみ、リレー10が
NO端子に切り替わり、オフするとリレー10がNC端子に切
り替えわるようにマイコン12を予めプログラムした。

【００１８】温度設定回路18は、可変抵抗器から成り、
直流電源回路20の電圧を分圧し、該分圧値を設定温度信
号としてマイコン12に与えるようにした。また、温度検
出回路22は、前記センサー線６と抵抗24とによって分圧
回路を形成し、カーペット温度に対応してセンサー線６
に流れる電流の変化を、電圧に変換してカーペット温度
信号としてマイコン12に与えるようにした。なお、図１
には、前記各回路の外、フェールセーフ回路、ヒータ接
続モード表示回路など、電気カーペットに通常設ける各
種回路を設けることができる。

【００１９】次に、前記説明の電気カーペットの動作を
説明する。図１は、手動スイッチ14をAB端子に切り替え
てリレー８A ，８B の両方を作動状態にし、手動スイッ
チ16をオフして直・並切替えリレー10をNC端子側に切り
替え、ヒータ４A ，４B を並列接続して使用する場合を
示している。温度設定回路18の可変抵抗器を設定する温
度目盛に合わせ、１００Ｖ商用電源Ｅを投入すると、マ
イコン12は、温度検出回路22からの温度信号と設定温度
とを比較し、カーペット温度が設定温度より低ければ、
リレー８A ，８B をオンし、カーペット温度が設定温度
以上となればリレー８A ，８B をオフするように動作す
る。また、手動スイッチ14をＡ端子又はＢ端子に切り替
えると、センサー線６の半分は常温のままとなるので、
マイコン12は、係数を変更してカーペット温度を演算す
るように予め設定し、リレー８A ，８B のいずれか選択
した側をオンオフする信号を出力する。

【００２０】次に、複数の電気器具を使用し、全電流が
契約電流容量を越えるようになった場合を図２に示す実
施例２によって説明する。なお、実施例２のリレー８A
，８B は、単にヒータ４A ，４B の回路を閉じる目的
で使用し、ヒータ４A ，４B の温度調節する際のスイッ
チングを、リレー８C で行うようし、その他は図１に示
した回路と同様である。

【００２１】実施例２において、手動スイッチ14をAB端
子に切り替え、手動スイッチ16をオンすると、マイコン
12は、リレー８A をオン、リレー８B をオフするように
制御し、ヒータ４A 及びヒータ４B を直列に接続する。
その際の電流は、太線で示した回路を伝わって流れる。
いま、電源電圧をＶ、ヒータ４A ，４B のそれぞれの抵
抗値をＲ、直列接続の際の消費電力をＷ₁、並列接続の
際の消費電力をＷ2 とすると、消費電力の比（Ｗ₁／Ｗ
₂）は、Ｗ₁／Ｗ₂＝（Ｖ²／２Ｒ）／（２Ｖ²／Ｒ）＝１／４となる。即ち、直列接続の際は、最大消費電力Ｗ₂の４
分の１となる。例えば、２畳相当で６００Ｗの電気カー
ペットとすると、直列接続の際の消費電力は約１５０Ｗ
となる。即ち、契約電流容量が１０Ａである場合に、電
気カーペットを使用しているため、４Ａの余裕しかなか
ったものが、直列接続で使用することにより、8.５Ａの
余裕が得られ、電流容量の大きい電気器具の併用が可能
になる。

【００２２】ところで、直列接続すると、前記のとおり
消費電力が少なくなる分、設定温度にカーペット温度が
達しにくくなる場合があり、使用者に違和感を与えるお
それが生じる。そこで、実施例１及び２のいずれも、手
動で設定した設定温度に係わりなく、予め定めた低い温
度、即ち電力節約温度に設定温度を変更する。したがっ
て、設定温度と実温度との開きがなくなり、使用者に違
和感を与えることを回避することができる。

【００２３】以上説明した実施例１又は２の変形例とし
て、温度設定回路18の可変抵抗器と手動スイッチ16とを
連動させ、温度設定を一定値まで低下させると手動スイ
ッチ16がオンするように構成することもできる。実施例
３は、図１に示す回路の手動スイッチ16を省略し、温度
設定回路22の設定温度を一定値まで下げると、直・並切
替えリレー10をNO端子側に切り替えるように予めマイコ
ン12をプログラムしたものである。その他の回路構成は
図１と同様にしたので図を省略する。実施例３も実施例
１と同様に動作し、同様の効果を得ることができる。以
上説明した実施例３のように、直列・並列を指定する手
動スイッチ手段を、温度設定回路22にとマイコン12とに
よって構成するなど、手動スイッチ16以外の手段を用い
ることができる。

【００２４】実施例４の電気カーペットは、ヒータ４A
，４B の発熱容量を大きくした外は図１に示した回路
と同様にしたものである。即ち、通常の暖房時には、ヒ
ータ４A 及びヒータ４B を直列接続にして暖房し、暖房
開始時、及び、例えば外気温度が低くなるなど、昇温速
度が鈍る場合には、並列接続にして発熱容量を増強する
ようにしたものである。この場合には、実施例１と異な
り、設定温度を変更しない。このようにすると、簡単な
回路構成で昇温速度を通常の暖房の場合より遙に高める
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電気カーペ
ットは、発熱面を２つに区分し、それぞれの面にそれぞ
れヒータを配置し、手動入力でヒータの接続を指定し、
制御器がリレーを制御して直列接続・並列接続の切り替
えを行うようにしたので、簡単で、しかも、切り替えに
伴う電源の短絡がない回路構成としたので、直列に切り
替えた際の制御器の信頼性を高めることができた。

【００２６】したがって、本発明は、複数の電気器具を
使用し、商用電源の契約電流容量を越える事態が生じた
場合に、電気カーペットの発熱容量を低下させ、暖房を
継続しながら、ブレーカーが作動することなく、他の電
気器具を併用を大幅に可能にすることができる。その
際、設定温度を電力節約温度に自動的に切り替えて温度
調節することにより、設定温度にカーペット温度が達し
ないという違和感を使用者に与えることを防止すること
ができる。また、通常の暖房を直列に接続したヒータで
行い、このヒータを単に並列接続することで、暖房開始
時や、外気温度が低下して昇温時間が長くなる場合の昇
温速度を増加させることが、簡単な構成で達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による電気カーペットの回路
図である。

【図２】本発明の実施例２による電気カーペットの回路
図である。

【符号の説明】

１カーペット本体２制御回路４A ヒータ４B ヒータ８A リレー８B リレー 10 直・並切替えリレー 14 手動スイッ
チ 16 手動スイッチ 18 温度設定回
路 22 温度検出回路Ｅ電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カーペット本体の発熱面を２区画に分割
し、それぞれにリレーによってオンオフするヒータを設
け、該ヒータの接続を直列・並列に切り替える直・並切
替えリレーと、前記直列・並列を指定する手動スイッチ
手段とを設け、該手動スイッチを直列接続側に切替える
と、直・並切替えリレーを作動させてヒータを直列接続
に切り替えると共に、前記ヒータをオンオフするリレー
のうち、直・並切替えリレーに接続されている側のリレ
ーを開放する制御器を設けた電気カーペット。
【請求項２】前記制御器は、ヒータを直列接続に切替
えると制御器に設けた温度設定手段の設定温度に係わり
なく、制御温度を、最高設定温度より低い電力節約温度
に切り替えて温度調節するようにした請求項１の電気カ
ーペット。