JPS5833499Y2 - 電気コタツ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電気コタツに関するもので、特に温度調整の
手段を低温側にセットした場合にあっても急峻な温度上
昇が得られるようにしたものである。

一般に電気コタツは、環境条件に応じて低温、中温、高
温等にセットされ、セット条件に応じた温度制御がなさ
れるようにしである。

第４図は従来一般に使用されている電気コタツの温度制
御部の回路図を示したもので、次のような制御作用を得
ている。

即ち、ヒータ１に直列に双方向性制御素子２を接続し位
相制御による温度コントロールを行なうようにしたもの
で、この位相制御回路は、コタツ内部の温度検出用正特
性サーミスタ３、コタツ内部温度設定用可変抵抗器４、
およびコンデンサ５の直列回路と、コンデンサ５の充電
に基づく端子電圧にて双方向性制御素子２をトリガする
トリガ素子６にて構成しである。

なおＩはコタツ内部に設置される温度ヒユーズ、８゜９
は雑音防止を目的としたコンデンサおよびコイルである
。

コタツ内部の温度設定は、可変抵抗器４を調整すること
で行なわれており、そして、正特性サーミスタ３と可変
抵抗器４との抵抗値の和によって定まるコンデンサ５の
充電電圧がトリガ素子６のブレークオーバー電圧に達す
ると、双方向性制御素子２がオンとなりヒータ１への通
電が図られるようにしである。

したがって、可変抵抗器４の抵抗値を低く調整すると、
コンデンサ５への充電速度が急速になり、双方向性制御
素子２の導通角も大きくなってヒータ１への通電量が増
加することから、コタツ内部は高温となる。

また、コタツ内部の温度が上昇すると内部温度を検知す
る正特性サーミスタ３の抵抗値が上昇する結果、コンデ
ンサ５への充電速度が低下し、双方向性制御素子２の導
通角も小さくなってヒータ１への通電を制御し、温度コ
ントロールがなされる。

一方、可変抵抗器４の抵抗値を最大に調整すると、コン
デンサ５への充電速度が遅り、シたがって双方向性制御
素子６の導通角が小さくなりヒータ１への通電を減少さ
せる結果コタツ内部の温度は低くコントロールされる。

今、ここで可変抵抗器４の抵抗値が最大、即ちコタツ内
部温度を低く設定した場合で、しかもヒータ１への通電
初期を考える。

この条件下では、正特性サーミスタ３の抵抗値は充分低
いので、コンデンサ５の充電電流は殆んど可変抵抗器４
の抵抗値によって決定されることになり、双方向性制御
素子２の導通角が小さく制限されるので、設定温度に達
するまでに長時間を要することになる。

即ち、可変抵抗器４によって設定された使用適正温度に
達するまでに長時間を要する不都合が有る。

第５図は、可変抵抗器４の抵抗値を三段階に変化した際
の立上り特性を示したもので、ｄは可変抵抗器４の抵抗
値を最小、即ちコタツの設定温度を高くした場合、ｅは
可変抵抗器４の抵抗値を中間、即ちコタツの設定温度を
中間とした場合、そしてｆは可変抵抗器４の抵抗値を最
大、即ちコタツの設定温度を低くした場合である。

本図から明らかなように、コタツの設定温度を高くとっ
た場合を除き、立上り特性は悪く、適温に達するまでの
時間が長すぎる欠点を有している。

勿論、使用初期に設定温度を高くすればこのような問題
はなくなるが、その都度確認したり調整操作が要求され
る煩られしさが有る。

したがって、この考案の目的は、設定温度に左右される
ことなく立上り特性がほぼ一定となるようにし、設定温
度に到達後はその範囲にて温度コントロールがなされる
ようにすることにある。

この目的を遠戚するためにこの考案は、コタツ内部温度
を検出する正特性サーミスタと抵抗にて分圧回路を構威
し、前記抵抗両端に生じる電圧を得る位置より温度設定
用の可変抵抗器を介して双方向性制御素子のトリガ電流
を供給するようにしである。

以下、この考案の好ましい実施例について説明する。

同、図中同一作用部材は同一符号にて示しである。

即ちコタツ内部温度検出を目的とした正特性サーミスタ
３に直列に固定抵抗１０を接続し、この抵抗１０の両端
に生じる電圧降下を双方向性制御素子２のトリガ用とし
て作用するように構成しである。

そしてコタツ内部の温度設定を行なう可変抵抗器１１は
抵抗１０の正特性サーミスタ３側一端とトリガ素子６間
に接続し、さらに可変抵抗器１１を通じて流れるトリガ
電流をバイパスする負特性サーミスタ１２むよびトリガ
素子６のオン作用を得る位相用コンデンサ１３とを接続
しである。

したがって、可変抵抗器１１を流れるトリガ電流は、抵
抗１０の両端に生じる電圧降下の大きさによって左右さ
れ、コタツ内部の温度が低く正特性サーミスタ３の抵抗
値が低いとこの電圧降下が大きくなり、可変抵抗器１１
を流れるトリガ電流は増加する方向に変化することにな
る。

このため位相用コンデンサ１３は急速に充電され、トリ
ガ素子６のブレークオーバー電圧に達し、双方向性制御
素子２をオン状態に導ひくことになる。

つまり双方向性制御素子２の導通角が大きくヒータ１の
加熱が急速になり、可変抵抗器１１によって設定される
制御温度に急速に達することになる。

な釦、可変抵抗器１１の抵抗値を最大にし設定温度を低
くした場合と、抵抗値を最小にし設定温度を高くした場
合とを比較しても設定温度に達する時間に差は殆んど生
じていない。

この理由は、コタツ内部の温度が低い場合では、正特性
サーミスタ３の抵抗値が充分低いので、抵抗１０の両端
に生じる電圧降下は大きく、トリガ電流が増加するので
、可変抵抗器１１の設定位置による影響が生じないから
であり、いずれの場合でも設定温度への到達は急峻なも
のとなっている。

図中破線で囲ったＡ部はコタツ内部に位置し、Ｂ部はコ
タツ外の通電回路途中に介在されるコントロールボック
ス（図示せず）に位置するものである。

そしてこのコントロールボックス内に位置する半導体素
子の発熱に対する補償用として、前記した負特性サーミ
スタ１２が位置している。

即ち半導体素子の発熱あるいは外的条件によって過熱し
た場合、負特性サーミスタ１２の抵抗値が低下すること
から位相用コンデンサ１３への充電電流をバイパスし、
双方向性制御素子２の導通角を小すくシてヒータ１への
通電量をコントロールシ、前記の補償作用が得られるよ
うにしである。

なお、コタツ内部の温度コントロールは、先の従来例と
同様にコタツ内部の温度を検出し、その抵抗値が変化す
る正特性サーミスタ３と、可変抵抗器１１にて設定され
た抵抗値にて所定温度にコントロールされる。

第２図は、第１図回路の可変抵抗器の値を最小、中間、
最大とした場合の第５図と同様な比較特性図で、ａは抵
抗値が最小、即ちコタツ内部の設定温度を高くした場合
、ｂは抵抗値が中間、即ちコタツ内部の設定温度を中間
とした場合、Ｃは抵抗値を最大、即ちコタツ内部の設定
温度を低くした場合である。

本図からも明らかなように可変抵抗器１１をいずれに設
定した場合でも、設定温度への到達時間は短かく急峻な
立上シ特性となっていることが分る。

第３図は他の実施例を示したもので、トリガ素子として
双方向性の素子６′を使用したことおよび可変抵抗器１
１に直列に過電流防止用抵抗１４を接続したことが先の
例とは異なる。

しかし、この実施例に釦いても同様な作用が得られる。

なお９′は雑音防止用のコイル、Ｄｌ、Ｄ２はヒステリ
シス特性改善を目的としたダイオードである。

なト本考案は、正特性サーミスタと抵抗による分圧回路
を構成したことにより、可変抵抗器の温度設定位置に関
係なく正特性サーミスタへは、双方向性制御素子の端子
間電圧が分圧回路の抵抗１０を介して印加される。

ここでこたつ内部の温度が低い状態すなわち正特性サー
ミスタの温度が低い状態では、正特性サーミスタの抵抗
値が充分低いので双方向性制御素子の端子間電圧は、そ
のほとんどが分圧回路の抵抗１０に印加され熱消費され
る。

しかし、こたつ内部温度が上昇すると正特性サーミスタ
の抵抗値が高くなるため今まで分圧回路の抵抗１０にほ
とんど印加されていた双方向性制御素子の端子間電圧は
、正特性サーミスタ側に移動して行く。

そうすると今まで分圧回路の抵抗１０で消費されていた
電圧が正特性サーミスタ側に移動し正特性サーミスタが
自己発熱を始める。

そうすると正特性サーミスタの抵抗値は自己宛熱分が加
わるためさらに高くなる、正特性サーミスタの抵抗値が
高くなるとさらに発熱し、正特性サーミスタの抵抗値は
急上昇しある温度で安定する作用を有する。

この作用は、温度設定用の可変抵抗器の抵抗値には何ら
関係なく行われるため明細書の分圧回路による特性改善
の作用と相乗された、低い設定温度においても非常に立
ち上がりの良好な電気こたつを得ることができる。

なア・、本考案は交流回路であるので分圧回路の抵抗１
０は、コンデンサ等のインピーダンス部材に置き換える
ことも可能である。

以上の説明で明らかなように、この考案はコタツ内部温
度を検出する正特性サーミスタと抵抗にて分圧回路を構
成し、この抵抗両端に生じる電圧を得る位置より温度設
定用の可変抵抗器を介して双方向性制御素子のトリガ直
流を供給するようにしたので、コタツへの通電初期は双
方向性制御素子へのトリガ電流が大きく、可変抵抗器に
よる温度設定に殆んど左右されることなく急速な温度上
昇が望めることになる。

また、設定温度に達すると、正特性サーミスタの作用に
より温度コントロールされるので危険は全くない。

したがって、従来装置のように温度設定によって立上り
特性が著じるしく緩慢になる等の不都合がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による電気コタツの一実施例を示す回
路図、第２図はこの考案による電気コタツの通電初期よ
り設定温度に達するまでの立上り特性図、第３図は他の
実施例を示す回路図、第４図は従来の電気コタツの回路
図、第５図は同立上り特性図である。 １・・・ヒータ、２・・・双方向性制御素子、３・・・
正特性サーミスタ、６・・・トリガ素子、１０・・・抵
抗、１１・・・可変抵抗器、１２・・・負特性サーミス
タ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヒータへの通電を双方向性制御素子にて位相制御し設定
   温度にコントロールするようにした電気コタツにむいて
   、前記双方向性制御素子に並列に接続したコタツの内部
   温度検出用の正特性サーミスタとインピーダンス部材と
   の直列回路を有し、前記インピーダンス部材の両端に生
   じる電圧を得る位置より温度設定用の可変抵抗器を介し
   て前記双方向性制御素子のトリガ電流を供給するように
   した電気コタツ。