JPH0864344A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設定温度から最高温度に到達するまでの計時
時間に応じて最高温度の継続時間を設定し、快適な採暖
温度を得るものである。 【構成】 ヒータ（１）の温度が設定温度から最高温度
に到達するまでの時間（ｔ₁）を計時する第一タイマー
（２２）と、この第一タイマーの計時時間（ｔ₁）に基
づいて最高温度を継続する時間（ｔ₂）を設定する第二
タイマー（２３）とを備え、計時時間と継続時間を反比
例関係で設定し、外気温の変化に応じた快適な採暖が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば電気カーペット、
電気コタツ等の採暖器具に最適な温度制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常の電気カーペットや電気コタツは、
使用者の好みに応じた温度を得るように温度設定ツマミ
を設けている。

【０００３】この温度設定ツマミによって使用者の希望
温度が設定されヒータに通電すると、初めはヒータを全
通電状態にして加熱し器具本体の温度が設定温度に達す
るとヒータの発熱量を制御して設定温度に維持するよう
にしている。

【０００４】また、特に外気温が低くなる真冬の時期や
使用者が寒い屋外から入って器具本体により採暖する場
合には、暖かさに物足りなさを感ずるため温度設定ツマ
ミによる設定温度を「強」に設定して暖かさをとり、通
常、この「強」状態をしばらく維持したあと再び温度設
定ツマミを操作して希望温度に応じて「強」から「中」
あるいは「弱」に設定温度を下げて採暖するようにして
いる。

【０００５】ところが、前述の様な採暖の方法では使用
者が初めに「強」状態で十分に暖まった後、寒い大気中
に手を差し出して温度設定ツマミを操作する必要があ
り、その操作が面倒であると共に折角暖まった手をその
操作によって寒い大気中に出して肌寒さを生ずる欠点が
ある。

【０００６】このため、特開平４−７３５２８号公報に
見られるように、通電初期は設定温度が低くても通電開
始から一定時間だけ設定温度を高めに変化させる所謂
「強スタート制御」を行ったものが提案された。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
様な先行技術に挙げた公開特許公報では、ヒータへの通
電開始後に短時間で高温度を保持し、詳記されていない
が高温度の到達後は一定時間、この温度を維持したあと
設定温度まで下げるようになされている。

【０００８】この様な制御方式の場合は、高温度の維持
時間が一定であるために、例えば外気温が低くて高温度
に到達するまでに長時間を要した場合であっても、短時
間であっても何れの場合においても快い暖を得るのに十
分でなかった。

【０００９】即ち、外気温が低い場合であって「強スタ
ート制御」を行った時には高温度に達するのに長時間を
要するため、高温度での継続時間が長く感じられ高温状
態の連続は不快そのものであると共に通電初期での高温
度領域での滞留時間が長いことと高温度での維持時間が
長くなることと低温火傷の危険を生じた。

【００１０】反対に、外気温が高い場合であって「強ス
タート制御」を行った時には、高温度に達するのが短時
間であり、高温度での継続時間が短く感じられ暖かさが
不十分であった。

【００１１】本発明は上記の点に着目し、設定温度から
最高温度に到達するまでの計時時間に応じて最高温度の
継続時間を設定し快適な採暖温度を得るようにしたもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱手段と、
該加熱手段の制御を行う電力制御手段と、前記加熱手段
の温度を検出する温度検出手段と、前記加熱手段を希望
の温度に設定する第一温度設定手段と、前記加熱手段を
最高温度に設定する第二温度設定手段と、第一温度設定
手段による設定温度に到達後に第二温度設定手段による
最高温度に到達するまでの時間を計時する第一タイマー
と、前記第一温度設定手段による最高温度の継続時間を
設定する第二タイマーとを備え、前記第二タイマーの設
定による継続時間は、第一タイマーの計時時間と反比例
で設定するものである。また、前記第二温度設定手段に
よる加熱手段の発熱中に点灯する高温表示器を設けたも
のである。

【００１３】

【作用】本発明は、第二タイマーによる最高温度の継続
時間の設定は、第一タイマーによる設定温度の到達後か
ら最高温度に到達するまでの計時時間を基にして反比例
で設定することから、設定温度が低い場合には、この設
定温度到達後から最高温度に到達するまでの第一タイマ
ーによる計時時間が長くなり、その結果第二タイマーに
よる最高温度継続時間を短くして、使用者が十分採暖し
ているにもかかわらず従らに最高温度の継続時間を長く
することがない。

【００１４】反対に設定温度が高い場合には、第一タイ
マーによる計時時間が短くなり、第二タイマーによる最
高温度の継続時間が長くなってももともと使用者の「高
め」の温度で採暖したいという意志に沿った制御ができ
る。

【００１５】また、第二温度設定手段の実行中は高温表
示器によって表示し、「高温スタート」中であることを
知らせることができる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の温度制御装置の電気回路図、図２は同じ
く第一タイマーの計時時間が短い場合の第二タイマーの
継続時間を示す器具本体の温度特性図、図３は同じく第
一タイマーの計時時間が長い場合の第二タイマーの継続
時間を示す器具本体の温度特性図、図４は同じく第一タ
イマーと第二タイマーの相関図を示すものである。

【００１７】（１）は電気カーペット（図示せず）に配
設したコード状の加熱手段（以下ヒータとする）、
（２）は前記ヒータ（１）に直列接続して該ヒータの制
御を行う電力制御手段（以下リレー接点とする）、
（３）は前記ヒータ（１）の近くに配設した温度検出手
段（温度センサーとする）で、温度により負の抵抗特性
を示す感熱層（４）とこの感熱層を介在させた一対の検
知線（５）（５）とから構成している。

【００１８】（６）は前記温度センサー（４）に直列接
続され該センサーのインピーダンスを電圧値に変換する
電圧変換回路、（７）は整流素子、抵抗（図示せず）を
有する抵抗回路、（８）は該抵抗回路に直列接続され前
記ヒータ（１）の発熱量を制御して器具本体を希望温度
（「強」、「中」、「弱」）に設定するボリウム
（９）、抵抗（１０）、出力回路（１１）よりなる温度
調節回路、（１２）は前記温度調節回路（８）の設定駆
動回路である。

【００１９】前記抵抗回路（７）と温度調節回路（８）
の直列回路は後述する比較回路（１６）の基準電位回路
（１３）を構成する。

【００２０】（１４）は前記電圧変換回路（６）の出力
回路に接続した電位検出用抵抗で、比較回路（１６）の
比較電位回路（１５）を構成する。

【００２１】（１６）はボリウム（９）により設定され
た設定温度に応じて発生する前記基準電位回路（１３）
の電位とヒータ（１）の温度変化に伴う温度センサー
（４）のインピーダンスに応じて発生する比較電位回路
（１５）の電位を比較する比較回路で、コンパレータ
（１７）とその駆動回路（１８）により構成し、ヒータ
（１）の温度が設定温度よりも低い場合には出力が
「Ｈ」となり、高い場合には出力が「Ｌ」となる。

【００２２】（１９）は希望温度に沿ってヒータ（１）
の温度を制御している安定運転中において、最高温度が
必要なった場合に「高温スタート」を開始する操作スイ
ッチ、（２０）は前記操作スイッチ（１９）の操作の有
無を検出するスイッチ検出回路である。

【００２３】（２１）は前記設定駆動回路（１２）と比
較回路（１６）とスイッチ検出回路（２０）を入力側に
接続したマイクロコンピュータよりなる制御手段（以下
マイコンとする）で、少なくとも第一タイマー（２２）
と第二タイマー（２３）と前記設定駆動回路（１２）の
出力と比較回路（１６）の出力を入力としてヒータ
（１）を希望の温度に設定する第一温度設定手段（２
４）とヒータ（１）を最高温度に設定する第二温度設定
手段（２５）と記憶回路（２６）を備えている。前記第
一タイマー（２２）は、通電初期にヒータ（１）の温度
がボリウム（９）による設定温度（希望温度）の到達後
に計時を開始し最高温度（「強」）に達するまでの時間
（ｔ₁）を計時するものである。

【００２４】前記第二タイマー（２３）は、ヒータ
（１）の温度が最高温度に到達後に計時を開始し前記第
一タイマー（２２）の計時時間に応じて決められた最高
温度の継続時間（ｔ₂）を計時するもので、第一タイマ
ー（２２）の計時時間（ｔ₁）と第二タイマー（２３）
の継続時間（ｔ₂）は図４に示すように反比例関係に設
定されており、計時時間（ｔ₁）が短い場合は継続時間
（ｔ₂）を長く、計時時間（ｔ ₁）が長い場合は継続時間
（ｔ₂）を短く設定している。

【００２５】前述の計時時間と継続時間の制御は、予め
前記記憶回路（２６）にプログラミングされており、ヒ
ータ（１）への通電開始時と操作スイッチ（１９）の操
作時の「高温スタート」時に自動的に設定される。

【００２６】（２７）は前記マイコン（２１）の出力側
に接続した駆動回路で、作動回路（２８）該作動回路に
よってオン−オフを行うトランジスタ（２９）とから構
成する。（３０）は前記トランジスタ（２９）に直列接
続され、このトランジスタのオンにより附勢されて前記
リレー接点（２）をオンにするリレーである。

【００２７】（３１）は前記マイコン（２１）の出力側
に接続した表示駆動回路、（３２）は前記表示駆動回路
（３１）によって駆動され「高温スタート」時に点灯す
る高温表示器である。

【００２８】次に動作について述べる。先ず、外気温が
高い時に設定温度を「中」程度に設定した場合におい
て、交流電源（ＡＣ）を印加すると、始めは温度センサ
ー（４）のインピーダンスが大きいことから電圧変換回
路（６）の出力電圧が小さく比較回路（１６）の出力が
「Ｈ」となってマイコン（２１）の出力も「Ｈ」となり
作動回路（２８）によってトランジスタ（２９）をオン
にしリレー（３０）を附勢しリレー接点（２）をオンに
してヒータ（１）に通電する。

【００２９】ヒータ（１）の発熱に伴い器具本体の温度
が上昇し、設定温度「中」に到達すると、温度センサー
（４）のインピーダンスが小さくなって電圧変換回路
（６）の出力電圧が大きくなり比較回路（１６）の出力
が「Ｌ」となる。

【００３０】この時の比較回路（１６）の出力変化を検
出した第一タイマー（２２）は計時を開始する。

【００３１】また、ヒータ（１）への通電初期では、記
憶回路（２６）によって比較回路（１６）の出力が
「Ｈ」から「Ｌ」に変化した時点であってもヒータ
（１）への通電を停止せず連続して発熱するようになさ
れている。

【００３２】やがて、ヒータ（１）の温度が上昇して最
高温度（「強」）に到達すると、第一タイマー（２２）
によって計時されたこの最高温度に到達するまでに要し
た計時時間（ｔ₁）を記憶回路が記憶する。この時の計
時時間は外気温が高い場合には長くなる。一方、この記
憶回路（２６）は計時時間（ｔ₁）が比較的短いことか
ら、その後の最高温度の継続時間（ｔ₂）を計時時間よ
りも長めに設定する。（図２参照） 最高温度に到達すると、第二タイマー（２３）によって
決定された継続時間（ｔ₂）の計時を開始すると共に表
示駆動回路（３１）を駆動して高温表示器（３２）を点
灯し「高温スタート」であることを表示する。

【００３３】そして、第二タイマー（２３）が継続時間
（ｔ₂）の計時を終了すると、マイコン（２１）の出力
が「Ｌ」となってトランジスタ（２９）をオフにしリレ
ー接点（２）をオフにしてヒータ（１）への通電を断
つ。このため、ヒータ（１）の温度が低下し設定温度ま
で下がると、再びヒータ（１）に通電して設定温度
（「中」）の温度制御を行う。

【００３４】また、外気温が低い時に設定温度を「中」
程度に設定したヒータへの通電初期の場合においては、
ヒータ（１）の温度が設定温度に達すると、第一タイマ
ー（２２）が最高温度に到達するまでの計時時間
（ｔ₁）が比較的長いことから、その後の最高温度の継
続時間（ｔ₂）を計時時間よりも短めに設定する。（図
３参照） 勿論、この場合でも前述と同様に「高温スタート」中に
は高温表示器（３２）を点灯し、第二タイマー（２３）
による最高温度の継続時間（ｔ₂）が終了すると、ヒー
タ（１）の温度を低下させて設定温度で制御する。

【００３５】ヒータ（１）が設定温度で安定運転してい
る場合において、使用者が寒い屋外から入ってカーペッ
トにて暖をとる時や使用者の人数が増えたり外気温が急
に低下した時に操作スイッチ（１９）を操作して「高温
スタート」を開始する場合を述べる。

【００３６】操作スイッチ（１９）を操作すると、スイ
ッチ検出回路（２０）の出力を前記マイコン（２１）に
入力し強制的にヒータ（１）の連続通電を行うと共に第
一タイマー（２２）が計時を開始し最高温度に達するま
での時間を計時する。最高温度に到達した時点では前述
の場合と同様に第二タイマー（２３）が第一タイマー
（２２）による計時時間（ｔ₁）を基に継続時間（ｔ₂）
を設定し、この継続時間（ｔ₂）中にヒータ（１）を最
高温度に保持し、その後、設定温度付近まで低下させて
安定運転状態に戻る。

【００３７】勿論、この場合においても計時時間
（ｔ₁）と継続時間（ｔ₂）は反比例関係である。

【００３８】

【発明の効果】以上の様に本発明は、第一タイマーによ
る設定温度から最高温度までの計時時間に基づいて第二
タイマーによる最高温度の継続時間を設定し、この計時
時間と継続時間を反比例で設定するため、外気温が低い
場合には最高温度の継続時間が短くなることから、高温
での滞留時間を短くして人体が必要以上に高温度に晒さ
れるのを抑え低温火傷や不快感を未然に防ぐことができ
る。

【００３９】即ち、外気温が低い場合には、最高温度に
到達するまでに高温度領域を長くとどまることになり、
この時点で使用者はすでに十分に暖められている。この
ため、最高温度での継続時間はそれ程長い時間必要とせ
ず、これに見合った長さの継続時間で制御を行うことが
できる。

【００４０】外気温が高い場合には、最高温度の継続時
間が長くなることから、高温での滞留時間を長くして設
定温度に応じた高温での採暖を行うことができる。

【００４１】即ち、外気温が高い場合には、最高温度に
到達するまでの高温度領域を短い時間で通過することに
なり、もともと高温度を必要として設定温度を高く設定
しているにも拘らず十分な暖かさが得られないことにな
る。このため、最高温度での継続時間を長くすることに
よってその暖かさを補うことができる。

【００４２】また、最高温度の継続中は、高温表示器に
よって表示することができ、現在の加熱手段による加熱
状態を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の温度制御装置の電気回路図である。

【図２】同じく外気温が高い場合の加熱手段の温度特性
図である。

【図３】同じく外気温が低い場合の加熱手段の温度特性
図である。

【図４】同じく第一タイマーの計時時間と第二タイマー
の継続時間の相関図である。

【符号の説明】

１ 加熱手段 ２ 電力制御手段 ３ 温度検出手段 ２１ マイクロコンピュータ ２２ 第一タイマー ２３ 第二タイマー ２４ 第一温度設定手段 ２５ 第二温度設定手段 ３２ 高温表示器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱手段と、該加熱手段の制御を行う電
   力制御手段と、前記加熱手段の温度を検出する温度検出
   手段と、前記加熱手段を希望の温度に設定する第一温度
   設定手段と、前記加熱手段を最高温度に設定する第二温
   度設定手段と、第一温度設定手段による設定温度に到達
   後に第二温度設定手段による最高温度に到達するまでの
   時間を計時する第一タイマーと、前記第一温度設定手段
   による最高温度の継続時間を設定する第ニタイマーとを
   備え、前記第二タイマーの設定による継続時間は、第一
   タイマーの計時時間と反比例で設定することを特徴とす
   る温度制御装置。
2. 【請求項２】 前記第二温度設定手段による加熱手段の
   発熱中に点灯する高温表示器を設けたことを特徴とする
   請求項１に記載の温度制御装置。