JPS61228513A - 温度制御装置 - 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】 イ）産業上の利用分野 本発明は例えばアイロン等に使用される温度制御装置に
関する。

口）従来の技術 従来、例えば電気アイロンに使用される温度制御装置に
於いて、ヒーターと、ベースの温度を検出するサーミス
タと、該サーミスタの出力に基づき、リレー回路を介し
てヒーターを制御する制御回路とを有し、前記サーミス
タの熱応答性を向上して安定状態での温度変化の幅を低
減すると共に温度検知誤差を低減する様にしたものは例
えば特開昭５８−１１２５９８号公報に開示されている
が、この様に安定状櫂での温度変化の幅を低域すると単
位時間当りのリレー接点の開閉回数が多くなるのでリレ
ー接点の耐用時間が短くなり、ひいてはリレー接点の導
通不良、接点溶着を生じてアイロンの寿命を短くする恐
れがあった。而して、この様な欠点を解決するために温
度変化の幅を任意に可変できる手段（例えば制御回路と
リレー回路との間に接続した遅延回路）を設け、上述し
た温度変化の幅から、実用上さしつかえのない温度変化
の幅とリレー接点の耐用時間を考慮して決定した温度変
化の幅に可変する様にすることが考えらｈるが、電源投
入後に生じるオーバーシュートが更に大きくなり好まし
いものではなかった。

ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上記の欠点を考慮して、オーバーシュートを大
きくすることなく、実用上さしつかえのない温度変化の
幅とリレー接点の耐用時間を考慮して決定した温度変化
の幅に設定できる温度制御装置を提供することを目的と
する。

二）問題点を解決するための手段 本発明は加熱手段をリレー回路を介して制御する制御手
段を具備した温度制御装置であって、前記制御手段は加
熱手段の２度目以後の切換タイミングを最初の切換タイ
ミングより遅らせる初切換検出手段を具備するものであ
る。

ホ）作　用 本発明は上記の如く構成したものであるから、加熱手段
の最初の切換を、検出手段が所定温度を検出した時に行
い、そして加熱手段の２度目以後の切換は検出手段が所
定温度を検出してから所定時間後に行うものである。

へ）実施例 本発明の温度制御装置を備えた電気アイロンを例にとり
１実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は電気アイロンの部分断面図で、図中［１）はア
ルオニウム製のペース（被加熱体）、［２１は該ペース
に埋設したヒータＣ加熱手段）、＋３１　＃−を前記ペ
ースｆ１）に形成した気化室、（４）は該気化室の近傍
で且つペースＨに密着固定したサーミスタ、（５）は前
記ペース！１）の底面に設けられ前記気化室（３）と連
通ずるスチーム孔、（６）は前記ペースｉｌｌの上方に
設けたアイロンカバーで、前記気化室（３）に連通ずる
シリコンゴムの如き耐熱性ゴム上り力る筒状の連絡部材
（７）を設けている。（８）は前記アイロンカバー（６
）の上面に固定した把手体で、土部に棒状の機り部（８
Ａ）を有し、下部に案内部（８Ｂ）を有し、後部に握り
部（８Ａ）と案内部（８Ｂ）を連結した支持部（８Ｃ）
を形成している。（９）はアイロンカバー１６）と案内
部（８Ｂ）間に着脱自在に収納され、水を貯留するタン
クで、底面に前記連絡部材（７）に連通ずるスチームノ
ズル（１■を設けている。

第２図は握り部（８Ａ）の斜視図で、（ｕ）Ｉ／ｉペー
スｉｌ＋の所望温度を低から高へ設定するＵＰスイッチ
、０づは高から低へ設定するＤＯＷＮスイッチ、（１３
）（１３１・・・は設定温度を表示する表示器である。

第３図は概略的な電気回路図で、ロウ０４は交流電源、
Ｑｌｌｆ）は直康電源回路、（１ｄはイニシャル回路で
、交流電源Ｈを投入した時に正パルスを出力するもので
ある。Ｃ１ηは設定温度て応じた所定値を保持する設定
手段で、σＰ　ＤＯＷＮ・カウンタ回路０→と、該カウ
ンタ回路のσＰ入力端子、ＤＯＷ’Ｎ入力端子にＦ３　
ｑした前記σＰスイッチ（１１）及びＤＯＷＮスイッチ
（１田とから構成している。前記σＰ　ＤＯＷＮ　・カ
ラ／り０鵠はσＰスイッチ（ＩＩ）を閉じた時、低から
高に対応する所定値を出力し、そして′ＤＯＷＮスイッ
チ（＋２１を閉じた時、高から低に対応する所定値を出
力するものである。頂は前言ｅペース１］）の温度を検
出する検出手段で、前記サーミスタ（４）とＡ　／　Ｄ
変換回路Ｑ■とから構成している。ニ１）はリレー回路
で、前記ヒータ（２）に直列接４した接点（２１Ａ）と
、丈接点と電磁結合したコイル（２１Ｂ）と、該コイル
への通電を制御するリレー用トランジスタ（２１Ｃ）と
から構成している。（２２１け前記設定手段（１７１と
検出手段（＋ｉと【基づき、前記リレー回路（２１１を
介して前記ヒータ（２）を制御する制御手段で、設定手
段（１７）と検出手段（＋１との出力を比較する比較手
段（２３）と、該比較手段の出力を遅傅させるタイマー
手段（２４）と、該タイマー手段を不動作にする初切換
検出手段伍とから構成している。前記比較手段ｆ２）’
９は設定手段（ｌηによる設定温度が検出手段ｆ＋ｇＫ
よる検出温度より大きい時には″ＨＨレベル信号を、そ
して小さい時には＠Ｌ＃レベル信号を出力するものであ
る。又、前記タイマー手段（２４）はインバータ回路（
２４Ａ）と、該インバータ回路を介して前記比較手段（
（２）の出力を与えられる相反する極のコントロール端
子を有する第１、第２スリーステートバッファ回路（２
４Ｂ）、（’２４Ｇ）と、第２スリーステートバッファ
回路（ｚ４ｃ）の出力を与えられるワンショット回路（
２４Ｄ）と、第２スリーステートバッファ回路（２４Ｃ
）の出力とワンショット回路（２４Ｄ）の出力を与えら
れるアンド回路（２４Ｋ）と、第１スリーステートバッ
ファ回路（２４Ｂ）の出力とアンド回路ｒ２４１１１）
の出力を与えられるノア回路（２４Ｆ）とから構成して
いる。前記夫々のスリーステートバッファ回路（’２４
Ｂ）（２４Ｇ）はその出力端子を抵抗を介して接地し、
ノーイインピーダンスとまった時に出力端子が’Ｌ”レ
ベルになる様に設定している。前記ワンショット回路（
２４Ｄ）は入力パルスの立ち上がりに同期して所定幅の
負パルスを出力するものである。前記初切換検出手段（
社）はイニシャル回路（ＩＩの出力とσＰ　Ｄｏ■・カ
ウンタ回路［９の入力とを与えられたオア回路ｔ２６１
の出力を積分回路四ηを介してＳ入力端子に与えられ、
前記比較手段（２３）の出力をＲ入力端子に与えられる
プリップフロップ（状態切換器）　（’ｚｓＡ）と、該
フリップフロップのα出力端子をベースに接続し、コレ
クタを前記ｉ１、第２スリーステートバッファ回路ｒ２
４Ｂ）　、（２４Ｃ）のコントロール端子に接続した切
換用トランジスタ（２ｓＢ’）とから構成している。

第４図はタイムチャートを示し、（Ａ）はベース（１）
の中央温度、（Ｂ）はサーミスタ（４）の検出温度、（
Ｃ）はフリップフロップ（ｆ’ｓＡ）のＳ入力端子の入
力信号波形、（至）はフリップフロップ（２５Ａ）のＲ
入力端子の入力信号波形、■はフリップフロップ（２５
ム）のα出力端子の出力信号波形、（７）は第１スリー
ステートバッファ回路（２４Ｂ）の出力信号波形、（Ｇ
）は第２スリーステートバッファ回路（２４Ｃ）の出力
信号波形、（ロ）はワンショット回路（ｚ４Ｄ’）の出
力信号波形、ｃｘ）はアンド回路（２４ＦＸ）の出力信
号波形、Ｃ″ｆ′）はノア回路（２４Ｆ）の出力信号波
形である。

次に第１図乃至第４図に基づいて、上記構成に於ける動
作を説明する。先づ、予めＵＰＤＯＷＩ！ｉ・カウンタ
回路θ噂の出力が例えば２００Ｃ１’（対応する所定値
を保持する様にセットした状態で交流電源０４を投入す
ると、比較手段（至）は１Ｐレベル信号を出力するので
フリップフロップ（２５Ａ）のＲ入力端子にはりＰレベ
ル信号が与えられることになり、α出力端子からは″Ｌ
”レベル信号が出力されて切換用トランジスタ（２５Ｂ
）はＯＦＦする。この切換用トランジスタ（２５Ｂ）が
ＣＩＦ’Ｆすると、第１、第２スリーステートバッファ
回路（２４Ｂ”）（２４Ｃ）の夫々のコントロール端子
には“Ｈ”レベル信号が与えられるので、第１スリース
テートバッファ回路（２４Ｂ）の出力はハイインピーダ
ンスになり、そして第２スリーステートバッファ回°路
（２４Ｃ）の出力はインバータ回路（２４Ａ）の出力に
対応して、Ｌ“レベル信号を出力する。前記第１スリー
ステートバッファ回路（２４Ｂ’）は上述した様にハイ
インピーダンスの時は″′Ｌ＃レベル信号を出力するこ
とになる。而して、アンド回路（２４Ｋ）は”Ｌ”レベ
ル信号を出力するので、ノア回路（２４Ｆ’）は１Ｈ”
レベル信号を出力することに唸り、リレー用トランジス
タ（２１Ｃ）がＯＮして、接点（２１Ａ）が閉じ、ヒー
ター（２１への通電が開始される。又、イニシャル回路
ｆ＋Ｉｊから正パルスがオア回路が、積分回路（２７１
を介してフリップ７０ツブ（２ｓＡ）のＳ入力端子て与
えられるので、積分回路幼の時定数を例えば０．５秒烏
寒に設定すると、交流電源Ｑ４投入後から０，５秒後に
フリップフロップ（２５Ａ）はα出力端子から＠Ｈ”レ
ベル信号を出力することとなり、切換用トランジスタ（
２５Ｂ）はＯｌｒする。この切換用トランジスタ（２５
Ｂ）がＯＮすると、第１スリーステートバッファ回路（
ｚ４Ｂ）は今度はインバータ回路（２４Ａ）の出力に対
応するが、依然としてインバータ回ＦＪ（：４Ａ）は１
２レベル信号を出力しているのでひきつづｉ”Ｌ’レベ
ル信号を出力し、第２スリーステートバッファ回路（２
４Ｇ）の出力はハイインピーダンスとなる。この第２ス
リーステートバッファ回路（２４Ｇ）は第１スリーステ
ートバッファ回路（２４Ｂ）と同様にノ・イインピーダ
ンスの時け″′Ｌ″レベル信号を出力することになり、
依然として出力に変化はない。従って、ヒーター（２）
への通電は保持され、ベースｆ１１の温度は上昇する。

ベースＩｌ）の温度が上昇し、サーミスタ（４）が第４
図に於けるｔｌの時点で２００℃を検出すると、比較手
段□□□の出力は″Ｌ”レベル信号に変わり、そ力は″
″Ｌ＃Ｌ＃レベル信号る。従って、リレー用トランジス
タ（２ｘｃ）は０ＩＦＦＩ、て、接点（２１ム）は・、
開き、ヒーター（２）への通電は速断される。ベースＩ
ｌｌの温度はヒーター（２）への通電が速断されても、
余熱により所定の温度まで上昇し、そこから徐々に温度
が下降することに々る。この様々交流電源０４投入後に
於けるベース（１）の最大上昇温度は、安定状態に於け
る最大上昇温度より多少高くなるがｃオーバーシュート
）これは、サーミスタ（４）の熱応答性に限界があるた
めである。

而して、ベース＋１）の温度が下降し、サーミスタ（４
）が第４図に於けるｔ２の時点で２００℃を検出すると
、比較手段器の出力は１Ｈ”レベル信号に変わるので、
フリップフロップ（２５Ａ）のＲ入力端子には”Ｈ”レ
ベル信号が与えられてａ出力端子の出力は１Ｌ”レベル
信号に変化する。従って第１スリーステートバッファ回
路（２４Ｂ）の出力はノ）イインピーダンスとなり、そ
して第２スリースチートノ（ツファ回路（２４Ｃ）はイ
ンバータ回路（２４Ａ）の出力に対応して１Ｌ”レベル
信号を出力するので、ノア回路（２４Ｆ）の出力は′″
Ｈ”レベル信号に変化し、ヒーター（２）への通電が開
始される。

次にベース＋１１の温度が上昇してサーミスタ（４）が
第４図に於けるｔ３の時点で２００Ｃを検出すると、比
較手段器の出力は“Ｌルベル信号に変化するので、第２
スリーステートバッファ回路（２４Ｃ）の出力は＠Ｌ”
レベル信号から′″Ｈ＃Ｈ＃レベル信号する。すると、
ワンショット回＠（２４Ｄ）はこの信号の変化に同期し
て所定幅の負パルスを出力するので、ノア回路（２４Ｆ
）はこの負パルスの発生時間（第４図に於けるｔ３〜ｔ
４）の間、＠Ｈ＃レベル信号を保持することＫなり、ヒ
ーター（２）もその間通電されている。そして、ワンシ
ョット回路（２４Ｄ）の出力が−ＬＨ−レベル信号に復
帰すると、ノア回路（２４Ｆ）の出力は″ｒレベル信号
に変化し、ヒーター（２）への通電は遮断され、ベース
＋１）の温度は徐々に降下してＩＥ４図に於けるｔ５の
時点でサーミスタ（４）が２００℃を検出することにな
る。以後、第４図に於けるｔ２〜ｔ６のヒーターの０Ｎ
−ＯＩＦＦサイクルを操り返すことになる。

而して、ＤＯＷＮスイッチ０２を閉じて設定温度を２０
０℃から１５０℃に例えば第４図に於けるｔｓ’で変化
せしめたとすると、このｔ５時点から０．５秒後にフリ
ップフロップ（２５Ａ）のａ出力端子は＠Ｈ”レベル信
号に変わるので、第１スリーステートバッファ回路（２
４Ｂ）はインノく一夕回路（２４Ａ）の出力に対応して
′″Ｈ”レベル信号を出力し、そして第２スリーステー
トバッファ回路（３４Ｃ）の出力はハイインピーダンス
となる。従ってノア回路（２４１Ｆ）の出力は１Ｌ＃し
段ル信号のままであり、ヒーター（２）への通電は遮断
された状態を保持することになる。面シて、ベースｆ１
）の温度が徐々Ｋｌｌ下ｔ、、？−ミスタ（４）が１５
０℃を検出すると、比較手段（２３）の出力は＠Ｅ″ル
ベル信号に変わるので、フリップフロップ（２５Ａ）の
Ｒ入力端子には＠Ｒ”レベル信号が与えられてＱ出力端
子の出力は″Ｌルベル信号に変化する。従って第１スリ
ースチートノくツファ回路（２４Ｂ）の出力はノ・イイ
ンピーダンスとなり、そして第２スリーステートバッフ
ァ回路（２４Ｃ）はインバータ回路（２４Ａ）の出力に
対応して＠　Ｉ、　＃レベル信号を出力するので、ノア
回路（２４Ｆ）の出力は１Ｐレベル信号に変化し、ヒー
ター＋２１　／％、の通電がＣ 開始される。以後、１５０を境に、第４図に於けるｔ２
〜ｔ５と略同様なヒーター（２）の０Ｎ−０１１’Ｆサ
イ−クルを繰り返すことになる。

次にσＰスイッチ（１１）を閉じて設定温度を１５０℃
から２００℃に例えば第４図に於けるｔｌＪで変化せし
めたとすると、このｔ１４時点から０．５秒後に７リツ
プフロツプ（２５Ａ）のＱ出力端子は“Ｈ”レベル信号
に変わるので、第１スリースチートノ（ツファ回路（２
４Ｂ）はインバータ回路（２４Ａ）の出力に対応して“
Ｌ″レベル信号出力し、そして第２スリーステートバッ
ファ回路（２４Ｃ）の出力はノ１イインピーダンスとな
る。従ってノア回路（２４Ｆ）の出力は＠Ｈ”レベル信
号に変わり、ヒーター（２）への通電が開始されること
になる。而して、ペース＋１）の温度が上昇し、サーミ
スタ（４）が２００℃を検出すると、第４図に於けるｔ
１時点と同様、即座にヒーター（２）への通電は遮断さ
れ、そしてペース（１）の温度が降下して、サーミスタ
（４）が２００℃を再び検出した後は第４図に於けるｔ
２〜ｔ５と同様なヒーター（２）の０Ｎ−Ｏ１１’？サ
イクルを操り返すことになる。

次に上記ワンショット回路（２４Ｄ）より出力される負
パルスの幅を決定する一方法について述べる。

先づ上記構成に於いて、負パルスの幅を０秒とし、そし
て設定温度を２００℃とした時、安定状態に於けるヒー
ターのオン時間、オン−オフ１サイクル時間及び温度変
化の幅を測定したところ下ここで例えばリレーの寿命仕
様を２０万回、安全係数を２として、リレーの寿命を実
質１０万回とすると、アイロンの寿命は７２２時間とな
り、一般にアイロン目標寿命とされる１５００時間に７
７８時間時間中ることになる。

次に負パルスの幅を４秒及び５秒として上記とこの場合
に於いて、負パルスの幅を４秒圧した時のアイロンの寿
命は１４４４時間、５秒にした時のアイロンの寿命は１
７７７時間となり、前者の場合は１５００時間に対し、
５６時間不足、後者の場合は２７７時間余裕有りとなっ
た。又、温間変化の幅は前者の場合は１０℃、後者の場
合は１２℃となり、バイメタル式の場合に生じる温度変
化幅２０〜３２℃に比べ著しく向上している。

従って負パルスの幅を５秒としてワンショット回路を設
定すればよいことになる。

尚、本発明がタイマー手段を加熱手段の通電遮断の時の
み作用するように設定した理由は、温度上昇速度は周囲
温度にあまり影響を受は表いが、温度下降速度は周囲温
度に非常だ影響を受は易すいため、タイマー手段を加熱
手段の通電開始に作用せしめると、周囲温度により温度
変化の幅が非常に大きく変化するような状態が起こりつ
るためである。

ト）発明の効果 本発明は加熱手段をリレー回路を介して制御する制御手
段を具備した温度制御装置であって、前記制御手段は加
熱手段の最初の切換と加熱手段の２度目以降の切換とで
切換タイミングを異ならせる初切換検出手段を具備した
ものであるから、オーバーシュートを大きくすることな
く、実用上さしつかえのない温度変化の幅とリレー接点
の耐用時間を考慮して決定した温度変化の幅に設定する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の温度制御装置を備えた電気アイロンの
部分断面図、第２図は同じく電気アイロンの握り部の斜
視図、第３図は同じく電気アイロンの電気回路図、第４
図は同じく電気アイロンのタイムチャートである。 （２）・・・加熱手段（ヒーター）、αη・・・設定手
段、１１１・・・検出手段、嬶）・・・リレー回路、（
ロ）・・・制御手段、（四・・・比較手段、（２か・・
タイマー手段、（２Ｉ１９・・・初切換検出手段、（２
５Ａ）・・・状態切換器。 出願人　三洋電機株式会社外１名 代理人　弁理士　佐　野　静　夫 第１図 第２図 １フ 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加熱体を加熱する加熱手段と、設定温度に応じ
   た所定値を保持する設定手段と、前記被加熱体の温度を
   検出する検出手段と、前記設定手段と検出手段とに基づ
   き、リレー回路を介して前記加熱手段を制御する制御手
   段とを具備し、前記制御手段は加熱手段の２度目以後の
   切換タイミングを加熱手段の最初の切換タイミングより
   遅らせる初切換検出手段を具備したことを特徴とする温
   度制御装置。
2. （２）前記初切換検出手段は前記設定手段の操作又は電
   源投入でセットされ加熱手段の最初の切換から２度目の
   切換までにリセットされる状態切換器を有することを特
   徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の温度制御装置
   。
3. （３）前記制御手段は前記設定手段と検出手段を比較す
   る比較手段と、該比較手段の出力を遅延させるタイマー
   手段と、該タイマー手段を不動作にする前記初切換検出
   手段とより構成されることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第１項記載の温度制御装置。
4. （４）前記タイマー手段は前記加熱手段の通電遮断の時
   に作用することを特徴とする前記特許請求の範囲第３項
   記載の温度制御装置。