JPS62276781A - 面状発熱体の温度制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 、　本発明はカバー装着の有無によっては影響されるこ
となく快適暖房が可能な面状発熱体の温度制御装置に関
する。

（従来の技術） 電気カーペットなどの面状発熱体において、周囲温度の
高低に伴う利用者の温度差体感による影響を排除し快適
な温度制御を可能ならしめるものが提案されており、例
えば特開昭５７−６１２８１号公報によりその内容が公
知である。

これは、室温の高低に応じて設定温度を低高に補正する
と共に、この補正された設定温度に発熱体の温度が合致
するように該発熱体への通電を制御する構成である。

（発明が解決しようとする問題点） 最近に至っ゛て、電気カーペットをそのまま使用せずに
、表面側の汚れや損傷を防ぐ趣旨からカバーを装着する
ことが多く行われてきてるが、現に汎用されるに至るカ
バーは、綿布などのシーツとは異なりポリウレタンシー
トなどを基材として有する比較的厚手で断熱性を持つも
のであるので、カバーを装着したときと装着しないとき
とでは、カーペット上に着座した人が惑じる産湯は当然
異なることは言うまでもない。

そこで室温の変化に対応し設定温度を調節し得る前述の
公知装置を使用したとしても、カバーの有無には同等対
処することができなく、さらに設定温度の補正を行う必
要があるが、かかる補正要求に応え得る面状発熱体は今
なお提供されていないのが実状である。

ところで、カバーを装着した場合においては設定温度を
若干高めに設定すればよいように、−見考えられるが、
発熱体の温度を検出する温度センサがカーペットの層内
深く設けられていること、利用者が着座した限定個所で
の産湯（実際に人体に惑じる温度）に対して、設定温度
はカーペットの全面積における温度分布状態下での発熱
部の平均温度を規定するものであるから、単純に一定値
の温度補正を行ったのでは良好な結果が得られないこと
などの点から、カバー使用の有無による産湯差をなくし
て快適制御を可能ならしめる装置は容易には実現し難く
、要求が満たされないまま現在に至っているのである。

かかる実状に鑑みて本発明は従来の懸案を解決するべ〈
発明するに及んだものであって、特にカバーを装着する
かしないかの違いに応じて、切換スイッチの如き切換手
段の作動により、設定温度の補正を夫々の状態に適合し
た条件で自動的に行わせるようにすることによって、室
温差とカバーの有無による産湯差の影響を排除し常に快
適暖房の維持を安定的に果たさせることを発明の目的と
する。

（問題点を解決するための手段） しかして本発明はその構成を明示する第１図によって明
らかな如く、表面に被着させるカバー（６）を着脱可能
に備えた面状発熱体（１）の温度制御装置として、発熱
温度検出手段（７）と、室温検出手段（８）と、第１７
ＭＬ度設定手段（９）と、第２温度設定手段αのと、切
換手段αυと、温度判定手段側と制御手段（＋３１とに
より構成したことを特徴とする。

発熱温度検出手段（７）は、面状発熱体（１）の発熱体
（２）の温度を検出し温度に対応した電気信号を発す。

る。

室温検出手段（８）は、面状発熱体（１）が設置された
室内の温度を検出し該温度に対応した電気信号を発生す
る。

第１温度設定手段（９）は、発熱体（２）の設定温度に
対応する電気信号を室温の高低に応じて負係数を持つ一
次関数的な関係の電気信号として発生する第２温度設定
手段αωは発熱体（２）の設定温度に対応する電気信号
を、室温の高低に応じて前記第１温度設定手段（９）に
比しレベル及び変化の度合いが大きい負係数の一次関数
的な関係の電気信号として発生する。

切換手段（１０は前記カバー（６）を装着していないと
きは第１温度設定手段（９）を選択し、装着したときは
第２温度設定手段α〔を選択して夫々作動させて、室温
検出手段（８）に接続せしめ、該検出手段（８）が発生
する電気信号を入力させるようにする。

温度判定手段（２）は、発熱温度検出手段（７）の発生
電気信号が、選択された第１温度設定手段（９）又は第
２温度設定手段α匂の発生電気信号に対して大きいとき
はオフ信号を、小さいときはオン信号を夫々発生する。

制御手段（２）は、前記発熱体（２）に対して温度判定
手段側が発生する前記オン信号により通電し、オフ信号
により通電を断たせるよう作動し、例えば、リレーコイ
ルに直列させたトランジスタが好適なものである。

（作　用） 本発明は切換手段Ｕυを自動的に作動させ、あるいは手
動で切換えるだけの簡単な人為操作だけで、第１温度設
定手段（９）又は第２温度設定手段αｌが室温差及びカ
バーの無し又は有りの別に応じて適正な温度補正を行っ
て産湯を快適な状態に維持することが可能である。

（実施例） 本発明の実施例を添付図面によって以下説明する。

第２図は面状発熱体（１）例えば電気カーペットであっ
て、電熱線をジグザグ状の平面的に配列して形成した発
熱体（２）と、線状窓熱素子を前記発熱体（２）の下部
に近接配置して形成した温度センサ（３）とを、裏面材
（４）及び表面材（５）で挟み付けて一体の厚手シート
状に形成した周知の構造をなしている。

上記面状発熱体（１）は表面材（５）上に重ねて載せる
カバー（６）を着脱可能な付属品として備えている。

畝上の構成を有する面状発熱体！１１の温度を制御する
ための電気回路を第３図に示しているが、１００ボルト
電源と発熱体（２）とを接続する強電制御回路ならびに
発熱体（２）への通電を自動調節する弱電制御回路を備
えている。

前記強電制御回路は、電源の供給を断続するリレーα旬
、発熱体（２）を全面又は半面に切換え使用するための
切換スイッチａＳ１電源スイッチａＱ１保護用温度ヒユ
ーズαη、表示灯α匂、からなっている。

一方、前記弱電制御回路は、前記温度センサ（３）を検
出部として有し、発熱体（２）の平均的温度に対応して
電気信号を発生する発熱温度検出手段（７）、カーペッ
トに内設した過熱検出用の保護電極側、室温検知用の温
度センサα争を検出部として有し、室温に対応した電気
信号を発生する室温検出手段（８）、コントローラ内部
温度検出器（２１ならびに前記切換手段としてのスイッ
チＱυを入力要素として備えると共に、それ等入力要素
からの信号を演算処理するためのマイクロコンピュータ
（以下マイコンと称す）　（２４）、前記各入力要素か
ら発生されるアナログ信号を処理するための走査器（２
２）及びＡ／Ｄ変換器（２３）からなる制御回路本体部
を備えており、マイコン（２４）の出力ポートに各モニ
ターランプ（２５Ａ−Ｃ）及び前記リレー０４）のソレ
ノイド（１４ｓ）を接続せしめて、前記リレー００のオ
ンオフ制御及び各運転状態の表示を行わせるようになっ
ている。

しかして前記マイコン（２４）は本発明の構成要素のう
ち、第１温度設定手段（９）、第２温度設定手段αφ、
温度判定手段亜および制御手段α濁に対応する制御中枢
部であって、入力ポート、出力ポート、読み出し専用メ
モリ　（ＲＯＭ）、任意アクセスメモリ（ＲＡＭ）及び
中央演算装置（ＣＰＵ）からなるものであって、ＲＯＭ
及びＲＡＭに書込まれているプログラムをフローチャー
トで示すと第４図の通りであり、同じく書込まれている
データを線図で示すと第５図に線（１）、　（ＩＩ）と
して表される通りである。

次に本発明装置例の作動を第３図及び第４図により説明
すると、電源スィッチＱｌを投入し、切換スイッチαつ
を適宜操作すると、温度調節操作器（２１）で操作した
設定温度よりも、発熱体（２）の温度が低いことによっ
てマイコン（２４）はリレーＱ４）のソレノイド（１４
ｓ）に励磁のための出力を発し、リレーα旬が閉成する
ために発熱体（２）は通電され、漸次温度が上昇してく
る。

マイコン（２４）では所定時間の周期的に前記□雨検出
手段＋７）、　（８１が検出した発熱体（２）の温度（
７Ｍ　）及び室温（Ｔ、）を読み込み（イ）、そして切
換手段ａυとしてのスイッチαＤがどちらに操作されて
いるかをチェック（ＩＩ＋）シ、例えばカバー（６）が
装着されていなくて切の状態であると、室温（Ｔ、）が
予め設定した上限値（Ｔｌ１１、例えば２５℃）よりも
高いか低いかを判定する（ハ）。

この判定結果がＴ、≧ＴＲＩであると、室温（ＴＲ）を
ＴＲＩ（２５℃）に固定せしめ（ニ）、ＴＩ＜Ｔえ、で
あると次に予め設定した下限値（”ｂｚ、例えば１５．
８℃）との比較判定を行う（ネ）。

このときの判定結果がＴＲ＞　Ｔｌｌ！であれば室温（
ＴＲ）を実際の値で次の演算に充当させるものとし、一
方Ｔ、ｔ≦ＴＲ２であると、室温（Ｔｌｌ）をＴ１１２
（１５，８℃）に固定せしめる（へ）。

なお、この判定は室温が高い場合に発熱体（２）の選定
温度を低下させたのでは暖房の実効がなく、一方室温が
低い場合に発熱体（２）の温度を極端に高くしたのでは
過熱の危険があったりすることから、かかる点を考慮し
て上限値と下限値の限界を定めるようにしたものである
。

かくして、室温（Ｔ、）がＴｌＩ２＜　ＴＲ＜　ＴＲＩ
であると、第１温度設定手段（９）に対応する設定温度
の補正をＣＰＵで演算して行わせる（ト）。

すなわち、第５図における線（Ｉ）に対応したオフ制御
温度点（ＴＯＦＦ　）の計算式、Ｔｏｒｒ□　−ｆ−Ｔ
Ｒ＋　Ａ　　・・・（Ａ）但し、ｆ　＝　１．２ Ａ・６３　　とする に基づいて、室温の高低に応じ、負係数を持つ一次関数
の関係で、基準となる設定温度を定める。

この場合に、前述した如く、ＴＲの下限値（ＴＲ□・１
５．８℃）及び上限値（ＴＲ１＝２５℃）が決定されて
いるので、ＴＯＦＦの上限値及び下限値は夫々４４℃及
び３３℃となり、この温度範囲の間で発熱体（２）の温
度（Ｔ４）は室温が高いと低く、逆に低いと高く自動設
定されるのである。

上述の如くしてＴ。ＦＦが定まるとオン制御温度点（Ｔ
ＯＮ）の計算を、 ＴｏＮ＝ＴＯＦＦ　−Ｃ・・・（Ｂ） 但し、Ｃ・２．５℃（ディファレンシャル）により行っ
て（チ）、発熱体（２）の検出温度（ＴＯ）を読み出し
くす）た後、温度判定手段Ｑ２１に対応する温度判定を
行う（ヌ）。

この温度判定（ヌ）の結果がＴＮ　＜　ＴＯＮ　　であ
るとオン信号を発せしめ、ＴＩ　＞　ＴＯＦアであると
オフ信号を発せしめる。

此のオン信号、オフ信号によって例えばリレー００のソ
レノイド（１４ｓ）に直列接続してなるトランジスタを
導通又は不導通させることによって、発熱体（２）への
通電をオン・オフ制御し、発熱体（２）を第１温度設定
手段（９）により求めた設定温度に保持させることが可
能である。

一方、カバー（６）が装着されていて前記スイッチａυ
が人の状態であると、まず、この場合も室温（Ｔ、）が
上限値（Ｔ□、例えば２５℃）より高いか低いかを判定
する（ハ）。

この判定結果がＴ、≧ＴＲＩであると、室温（ＴＲ）を
ＴＲＩ（２５℃）に固定せしめ（ニ）、Ｔ、Ｉ＜Ｔ□で
あると次に予め設定した下限値（ＴＲ３、例えば１７．
３℃）との比較判定を行う（ル）。

このときの判定結果がＴＲ＞　ＴＲ３であれば、室温（
ＴＲ）を実際の値で次の演算に充当させるものとし、一
方、Ｔ、≦ＴＲ３であると、室温（ＴＲ）をＴＲ３（１
７，３℃）に固定せしめる（ヲ）。

かくして、室温（ＴＲ）がＴＲ３＜　ＴＲ＜　ＴＲＩで
あると、第２温度設定手段αのに対応する設定温度の補
正をＣＰｔ１で演算させる（ワ）。

すなわち、第５図における線（ＩＩ）に対応したオフ制
御温ｉ点（Ｔａｒｔ　）の計算式、ＴＯＦＦ　＝−ｇ−
Ｔ＋＋　　＋　Ｂ　　・・・（Ｂ）但し、ｇ　＝　２．
２ Ｂ・８９　　とする に基づいて、室温の高低に応じ第１温度設定手段（９）
の場合に比しレベルが太きく　　（Ｂ　＞Ａ）、変化の
度合が大きい（ｇ＞ｆ）条件の負係数の一次関数の関係
で、基準となる設定温度を定める。

なお、この場合も、Ｔ、の下限値（ＴＲｆｆ＝ｔ’７．
．３℃）及び上限値（ＴＲＩ・２５℃）が決定されてい
るので、ＴＯＦＦの上限値及び下限値は夫々５１℃及び
３４℃となり、この温度範囲の間で発熱体（２）の温度
（Ｔ）Ｉ　）は室温が高いと低く、逆に低いと高く自動
設定される。

その後のオン制御温度点（ＴＯＮ　）の計算（チ）、発
熱体（２）の検出温度（ＴＩ４）読み出しくす）、温度
判定（ヌ）の各フローはカバー（６）を装着していない
ときのそれと同様である。

以上述べた如くカバー（６）の装着の有無によって発熱
体（２）の基準となる設定温度は、第５図に示す如くカ
バー（６）を装着した場合の方が同じ室温に対して高く
設定され、しかもこの設定温度量温度差（△Ｔ）は室温
が高い場合の方が小さく、２５℃で１℃（最小）となり
、一方、１７．３℃で８．７℃（最大）と室温が低い場
合の方が太き（なるものであり、実際にカーペット上に
着座した場合の体感温度である産湯を測定したところ第
５図に示すように、カバー（６）の有無には関係なく殆
ど同じ温度値となり、しかも快適温感範囲（Ｌ）内に全
ての条件が包含される良好な結果が得られ、かくして快
適制御が実現されるに至った。

以上説明した例は切換手段α０を手動の切換スイッチに
適用したものについて説明したが、本発明は切換手段ａ
υを自動的に作動させる自動装置とすることも可能であ
って、この例の場合は第５図に示す如く電気カーベラ）
　（１）の表側の互いに離れた２個所にカバー（６）が
装着されたか否かを検知するカバーセンサ（２６−、）
　、（２６−ｚ）を夫々取着して、両センサ（２６−１
）　、（２６−２）の検知信号をカバー検知回路（２７
−、）　、（２７−２）を夫々介して走査器（２２）に
送らせるように回路構成し、前記カバーセンサ（２６−
、）、　（２６−ｚ）が共にカバー（６）の装着によっ
て作動し信号を発した場合に、両信号の論理積をとって
切換手段αυをカバー装着側に作動させ、また、両セン
サ（２６−、）　、（２６−、）の少なくとも一方が作
動しない場合に切換手段０υをカバー非装着側に作動さ
せるようにすればよい（第６図参照）。

なお、前記カバーセンサ（２６−＋）　、　（２６−２
）としては、ＣｄＳからなるホトトランジスタなどの光
センサが好適なものとして挙げられる。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、カバー（６）を装着した
場合と装着していない場合とで室温にたいする発熱体（
２）の設定温度を変えるようにしており、しかも、カバ
ー（６）を装着した場合の設定温度の方を室温に対する
変化の度合いが大きく、かつレベルも大きい値に補正さ
せているので、実際に利用者が体感する産湯をカバー（
６）の装着の有無に関係なく快適な温度に安定保持する
ことが可能であって、快適暖房制御を確実、簡単に実現
し得て利用者に対し多大の利便をもたらす優れた効果が
奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するブロック図、第２図は
本発明の１実施例に係る面状発熱体の略示組織図、第３
図は本発明の例に係る電気回路系統図、第４図は本発明
の制御態様を示すフローチャート、第５図及び第６図は
本発明の実施例に係る電気回路部分図及び切換手段に対
応するフローチャート、第７図は本発明における室温に
対する発熱体の産湯及び設定温度の関係を示す線図であ
る。 （１１・・・・・・面状発熱体、　（２）・・・・・・
発熱体、（６）・・・・・・カバー、 （７）・・・・・・発熱温度検出手段、（８）・・・・
・・室温検出手段、 （９）・・・・・・第１温度設定手段、α０）・・・・
・・第２温度設定手段、αυ・・・・・・切換手段、 叩・・・・・・温度判定手段、 α■・・・・・・制御手段。 第４図 第５図 第６図 第７図 （１５，ｌ：ｌバ１７３）　→ヤジュ’Ｃ（２５）手続
主甫正書１発） １、事件の表示 昭和６１年特許願第１２０７９６号 ２、発明の名称　面状発熱体の温度制御装置３、補正を
する者 事件との関係　　特許出願人 梅田センタービル 名称　（２８５）ダイキン工業株式会社代表者　山　１
）　　稔 ４、代理人 居所　大阪市南区南船場３丁目９番１０号７、補正の内
容 ＋１１　　明細書第８頁第９行目の「過熱検出用」とあ
るのを「漏電検出用」に補正する。 （２）　　明細書第８頁第１２行目の「、コントローラ
内部温度検出器（２句」とあるのを削除する。 （３）明細書第９頁第１６〜１７行目の「温度調節操作
器（２１）で操作した」とあるのを「第１温度設定手段
（９）または第２温度設定手段αＯ）で設定された」に
補正する。 （４）図面の第３図を別紙図面に補正する。 ８、添付書類の目録 （１）図面　　　　１通

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、表面に被着させるカバー（６）を着脱可能に備えた
   面状発熱体（１）において、発熱体（２）の温度を検出
   し該温度に対応した電気信号を発生する発熱温度検出手
   段（７）と、室温を検出し該温度に対応した電気信号を
   発生する室温検出手段（８）と、設定温度に対応する電
   気信号を、室温の高低に応じて負係数を持つ一次関数的
   な電気信号として発生する第１温度設定手段（９）と、
   設定温度に対応する電気信号を、室温の高低に応じて前
   記第１温度設定手段（９）に比しレベル及び変化の度合
   いが大きい負係数の一次関数的な関係の電気信号として
   発生する第２温度設定手段（１０）と、前記カバー（６
   ）を装着していないときは第１温度設定手段（９）を、
   一方、装着したときは第２温度設定手段（１０）を夫々
   選択作動させて前記室温検出手段（８）に接続せしめる
   切換手段（１１）と、前記発熱温度検出手段（７）の発
   生電気信号が第１温度設定手段（９）又は第２温度設定
   手段（１０）の発生電気信号に対して大きいときはオフ
   信号を、小さいときはオン信号を夫々発生する温度判定
   手段（１２）と、前記発熱体（２）に対して前記オン信
   号により通電し、オフ信号により通電を断たせる制御手
   段（１３）とを備えてなることを特徴とする面状発熱体
   の温度制御装置。