JPS6233221A - 電気コタツ - 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 本発明は電気コタツに関し、特に位相制御によりランデ
ヒータよシなる加熱手段を制御するものであってコタツ
本体の適温状態と非適温状態を表示するようにしたもの
である。

（ロ）従来の技術 電気コタツは器具本体への電源供給の有無を表示する構
成として器具本体の電源供給側に表示ランプを接続し念
ものがある。この様な具体的な先行技術は実開昭５７−
１２０９５８−８公報に開示されているが、この場合は
電源スィッチの閉成により表示ランプが点灯し開成によ
り消灯するものであり電源が器具本体に供給されている
ことが判明できても器具本体の温度が設定温度（適温）
であるか否かがわからない欠点があった。又、例えば器
具本体内の温度制御を行なうサーモスタットに直列にヒ
ータを接続し該ヒータに表示ランプを並列接続したもの
にあっては、サーモスタットの閉成時に前記表示ランプ
を点灯し器具本体内が設定温度に達した１升定時間後の
サーモスタットの開放時に前記表示ランプを消灯するよ
うに構成したが、前述の改に表示ランプはヒータへの通
電時に点灯し断電時に消灯することになり所謂通電表示
ランプであって本来の器具本体内の適湿状態及び非適温
状翳を表示することができなかつ念。

また、器具本体の加熱手段としてランデヒータを用いた
ものにあっては、その加熱量の調節を行なう手段として
常時交流電源波形の略０度付近でランプヒータへの通電
を行ないその通電率によって制御する所謂オン−オフ制
御方式と、交流電源波形の任意の導通角でランプヒータ
へ通電しその通電量によって制御する８１ｉ−謂位相制
御方式がある。

前者の場合は特長としてノイズの発生が少な贋ことが挙
げられるがランプヒータの様な光源となるものにおいて
は制御素子（ＴＲＩＡＣ等）の導通によるランプヒータ
のチラッキ玄生じ使用者に不快感を与えると共に目を痛
める原因となった。又、後者の場合は若干のノイズが生
ずるもののチョークコイル等で殆んど抑えることができ
ると共にランプヒータのチラッキを防止することができ
る長所がある。

（ハ）　解決しようとする問題点 本発明はランプヒータを位相制御して該ランプヒータの
チラッキを防止すると共に前記位相制御部品と用いてコ
タツ本体内の温度を適温或いは非適温とし明確に表示し
て内部回路を簡素化し且適温の表示に温度幅を有して使
用者に正Ｔｉｊｉな適温範囲を報知する。

に）問題点を解決するための手段 本発明は、ランデヒータよりなる加熱手段と、所望温度
に設定する温度設定手段と、該温度設定手段とコンデン
サと温度検出手段と抵抗とからなるブリッジ回路と、温
度設定手段により設定された温度に基づく充電電位と温
度検出手段により検出し念温度による電位を比較する比
較手段と、交流電源波形の′４０度付近でパルスを発生
するゼロクロスパルス発生手段々、該パルス発生手段の
パルス信号をもとにコタツ木体の温度が設定温）（より
低い時に比較手段が出力して加熱手段辷駆動する厖動手
段と、ゼロクロスパルス１１手段のパルス信号を用いて
前記コンデンサの放電を行なう電位降下手段と、ゼロク
ロスパルス発生手段によるパルス信号金一定時間出力す
るタイマー手段と、前記温度検出手段が温度設定手段に
よって設定されたコタツ本体の温度を検出した時に表示
する適温表示手段と、温度検出手段によって検出した温
度と温度設定手段によって設定され之コタツ本体の温度
との間に所′ごの温度差を生じた時に表示する非適温表
示手段とからなり、前記適温表示手段の適温表示範囲を
＋ＪｆＪ記タイマー手段のｌＪ′ｊ力後から電ｒヶ降下
手段によるコンデンサの放電時−までとした構成とする
。

（力作用 、畠Ｊ（設定手段によりコタツ本体内の所望温度を１役
定し、この設定表温度検出手段により検出したコタツ本
体内の温度と比較し、コタツ本体内の温度が設定温度よ
りも低い時にはブリッジ回路に基づく比較手段の出力に
よりランプヒータよりなる加熱手段を駆動し、コタツ本
体内の温度が設定１１′Ａ度よりも高い場合には前記比
較手段の出力変化により加熱手段への躯＃を亭止する。

適温表示手段は前記温度検出手段が温度設定手段によっ
て設定されたコタツ本体の温度を検出した時に表示し、
非適温表示手段は温度検出手段によって検出した温度と
温度設定手段によって設定されたコタツ本体の温度との
間に所定の温度差を生じた時に表示する。

（へ）実施例 本発明の実施例を図面に基づき説明する。

始めに第１図及び第２図について説明する。＋Ｉ）は複
攻木の桟（２ａ）・・・（２！ｈ）を縦横に組合わせて
枠体（３）を構成し該枠体の夫々の隅角部に複数本の支
持脚（４ａ）、（４ｂ）、（４ｃ）、（４ｄ）を固定し
たコタツ本体で、前記枠体ｉ３＋の中央部に桟（２ｂ）
、（２ｃ）、（２ｆ）、（２ｇ）により形成される収納
部（６）を設けると共に該収納部に隣接して桟（２ｃ）
、（２ｄ）、（２ｆ）。

（２ｇ）により形成される空所（６）を設けている。

＋７）Ｆｉ前記収納部（６）に収納固定するヒーターユ
ニットで、取付枠体（８）と該枠体に固定した反射板（
９）と両端を前記取付枠体（８）の下面に固定した複数
本のランプヒータよシなる加熱手段ｉ＋０１　、α０）
（以下ランプヒータとする）と網目状の保護ガード（川
と天板（國とから構成している。

（ＩＳは前記空所１６）に収納した前記ランプヒータ（
１０）、　＋＋０１の加熱量ｆ：調節する電装ユニット
で、前記桟（２Ｃ）ｔ−押通したリード線０４１により
前記ランプヒータｆＩＯ＋　、　＋１０１に接続してい
る。

（＋５）は−側を前記電装ユニット（ｌ濁に接続し他側
に電源プラグ霞を接続したリモコンで、前記電装ユニッ
ト（１３１を介してランプヒータ（１０１、１１（ｌｌ
を制御シコタツ本体（ｌ）内を所ヤ温度に設定する温度
設定手段−と前記コタツ本体＋＋１内の温度が適温であ
る時に表示する適温表示手段（４１）と適温でない時に
表示する非適温表示手段（ト）とを内装している。

次に第３図の概略電気回路図について説明する。

α７）は交流電源、（１〜は交流電源波形の略Ｏ度付近
でパルスを発生するゼロクロスパルス発生手段、α９）
は該パルス発生手段のパルスを若干遅らせて交流電源波
形の略Ｏ度付近で出力するディレィ手段、（イ）は前記
ディレィ手段（１１によるパルスの立下がり時の信号を
入力としてパルス信号を一定時間出力するタイマー手段
である。

？１）は前記ヒーターユニット（７）の適所に取付けた
負特性のサーミスタよりなる温度検出手段（以下サーミ
スタとする）で、前記コタツ本体（１）内の温度を検出
する。（２２は前記ランプヒータｔ１０１　、１０１の
加熱量を調節しコタツ本体＋１＞を所望温度に設定する
ボリウムよりなる温度設定手段（以下ボリウムとする）
である。（２３１は該ボリウムとこのボリウムに直列接
続したコンデンサ（財）を−辺とする回路々前記サーミ
スタ３υとこのサーミスタに直列接続した抵抗クーとか
らなるブリッジ回路、弼はコンパレータよりなる比較手
段で（以下コンパレータとする）前記ブリッジ回路Ａの
前記サーミスタ（２幻により検出した温度ＩＣよる電位
（比較電位）と前記ボリウム（曽テより設定された温度
に基づくコンデンサ（２４）の充電電位（基準電位）を
比較しコタツ本体の−温度が設定温度より低い時、即ち
、比較電位が基準電位よりも低い時に出力する。

同は前記コンパレータ鏝の出力を入力とし前記タイマー
手段−からのパルス信号の立下り時に出力を反転するＪ
−にフリップフロッグよりなる駆動手段（以下第１フリ
ツププロツプとする）、（ハ）は前記コンパレータ□□
□からの出力を入力としゼロクロスパルス発生手段α〜
からのパルスの立上シ時に出力を反転する第２フリツグ
フロツプよりなる作動手段（以下第２フリツプフロツプ
とする）。

四は前記ゼロクロスパルス発生手段Ｑ８）のパルス信号
の立下がり時に出力するワンショットタイプの第１マル
チバイブレータ、国は前記コンパレータ弼の出力ｍ８の
立上がり時に出力するワンショットタイプの第２７ｐチ
パイブレータである。。

ａっは前記ランデヒータ１ｌｏｌ　、　［１０１に直列
接続した双方向性導通素子（以下ＴＲＩＡＣとする）、
＠は該ＴＲＩＡＣのゲートに接続したスイッチング素子
（以下トランジスタとする）で、導通時に前記ＴＲＩＡ
ＣＧυを導通状愚にする。

儲け１ｉｉ７記第１フリツグフロツプ啼のＱ端子と前記
第１マルチバイブレータ凶の出力端子を入力側に接続し
た第１ＡＮＤゲート、＋３４は前記第１フリツプフロツ
プ（５）のＱ端子と前記４に２マルチバイブレータ関の
出力端子を入力側に接続し走部２ＡＮＤゲートである。

前記第１及び！２ＡＮＤゲートａ、鱒の夫々の出力はダ
イオード（７）、ｗ’を介して前記トランジスタ■のペ
ースに接続している。

ｇりはコタツ本体１】）内の温度を表示する表示手段　
　□で、コタツ本体＋＋Ｈ内の温度が設定値でない時ｌ
ｌ′Ｉ：表示する低温表示ランプ（至）と高温表示ラン
プ（７）とからなる非適温表示手段−とコタツ本体（Ｉ
）内の温度が所望温度の時に表示する適温表示手段ｊ４
１）とからなる。前記適温表示手段（４Ｉ）は、サーミ
スタシｌ）により検出したコタツ本体（１）内の温度が
ボリウムｔ２２により設定された所望温度を基準として
その高温側と低湿側に境界レベルを設けこの境界レベｌ
Ｌ／間にある時に点灯表示するようにしている。けりは
前記第１７リツプフロツデ翰のＱ端子と第２７リツプフ
ロツ７″（２樽のＱ端子を入力Ｉｔ（！ＩＫ接続した適
温表示手段（４υの駆動用の条件手段（以下第３ＡＮＤ
ゲートとする）、 （４（至）は前記ディレス手段α９）のパルス信’８に
より前記コンデンサ（２４１の放電を行なう電位降下手
段で、コレクタとエミッタ間に接続したスイッチングト
ランジスタである。

次に第４図（ａ）　、（ｂ）　、　（ｃ）　、　ｆｄ）
に示す特性図にライて説明する。（ａ）はランデヒータ
（１０１、ｆｌｏｌの定格消費電力を５００Ｗとしブリ
ッジ回路（瀾内の各部品の抵抗値及びコンデンサ（２燭
の値を適当に設定し実験的に求めた時のコタツ本体（１
）のＩ！ｌＬ度（イ）とサーミスタ温度（ロ）を示すも
ので理想的にはある一定の消費電力の時にサーミスタ温
度（ロ）はコタツ本体（り内の温度（イ）と同一の線上
となるのが好ましいが図に示す様に実際にはサーミスタ
はヒーターユニット（７）側の温度も検出するためコタ
ツ本体（１）内の温度（イ）よりも若干高くなっている
。ここで、通電当初にその定格消ｔｊｔ電力の全５００
Ｗでランデヒータ（１０）、　（１０）を発熱すると、
サーミスタ圓が前述のヒーターユニット側のランデヒー
タｔ１０１　、　（１０１の輻射熱の温度を多く検出す
る傾向となりコタツ本体ｔｌｌ内の温度（イ）とサーミ
スタ温度（ロ）の温度差が大きくなる。

（ｈ）はゼロクロスパルス発生手段（１８１からのパル
ス信号の時間によって算式に基づき描かれる曲線で、パ
ルス信号の時間が早ければ消費電力が大きくなり、パル
ス信号の時間が短かければ消費電力が小さくなる。

（Ｃ：）はコンデンサ（２４Ｉの充電比率（Ｖｃ）とゼ
ロクロスパルス発生手段（１８）からのパルス信号の時
間によって定まるポリウム翰による「高」、「低」の夫
々の設定時間の曲線で、例えば「低」位置であればコン
デンサ例への充電時間が長く、「高」位置であれば短か
くなる。

（ｄ）はサーミスタ＠１）の変化率（ＶＴｈ）と温度と
の関係を示したもので、前述のボリウム□□□が「低」
の時に変化率（ＶＴｈ）が０．４４であってこの時のコ
タツ本体＋Ｂ内の温度（イ）が一般に「低」温度設定レ
ベルとされている約３４°Ｃになり「高」の時に変化率
（ｖｒｈ）が０．７６であってこの時のコタツ本体＋＋
＋内の温度（イ）が一般に「高」温度設定レベルとされ
ている約６７℃になる。

この様に第４図ｊａ）〜（ｄｌは夫埼が相関関係があり
、（ａ）の特性図を基準にして（ｂ）　、（ｃｌ　、　
（ｄ）ｆｅ描き、特に（Ｃ）の特性図ではポリウム（濶
が「高」設定の場合には（３）に示すコタツ本体内の温
度が「高Ｊの安定レベル（約６７″Ｃ）になる点を定め
、「低」設定の場合には（ａｌに示すコタツ本体内の温
度が「低」の安定レペ／Ｌ／（約３４°Ｃ）になる点を
定めている。

次に動作について述べる。

今、コタツ本体内を「高」温度に設定したい場合には交
流電源（ｌηを供給してポリウム（２２１を「高」位置
に設定して抵抗値を最小にすると、当初コタツ本体ｉｌ
ｌ内の温度が設定温度よりも低いためにサーミスタ＠υ
の抵抗値が太きく　（Ｖｃ）＞（ＶＴｈ）となっている
。このため第５図（Ａ）の様にコンパレータ側の比較電
位（εが基準電位■よりも低くｔｌ’：ｌン／＜Ｖ−夕
例が出力■し第１７リツプフロツプ幻の（Ｊ）に入力さ
れると共にタイマー手段０２０）の一定時間後（交流電
源波形の移相角９００．２７０’）の出力◎の立下がり
により前記第１７リツプフロツデ（２７１がセットされ
てＱｆ＠子より出力し■低温表示ランプ（至）を点灯さ
せコタツ本体＋、Ｘ、）内の温度が設定温度に対して低
いことを表示する。又、同時にゼロクロスパルス発生手
段（国からの出力の立下がり■により第１マルチバイブ
レータ四が出力し■第ＬＡＮＤゲートｃ３３ｔ−介して
トランジスタ（至）をＯＮにしＴＲＩＡＣＩａｌ）ｔｌ
−導通してランデヒ−タ（１０１。

（１０）に通電しコタツ本体（Ｉｊ内を加温する。

やがて、コタツ本体（１）内の温度の上昇により（ＶＴ
ｈ）が上昇しサーミスタ！２１）の抵抗値が減少して比
較電位［Ｆ］が上がると共にタイマー手段（社）からの
一定時間後の出力Ｏの立下がシ時がゼロクロスからの時
間が４．１６ｍ５Ｏ時Ｋ（ＶＴｈ）と（ＶＣ）の夫々の
比率を比較すると夫々が０．６２となり、第４図（ａ）
の様にコタツ本体（１１内の温度は約５３七となり設定
温度付近に噌したことになる。この時、第５図〔Ｂ〕の
様に（ＶＴｈ）が高くなりコンパレータ嶽の出力タイミ
ングがずれるためタイマー手段□□□からの一定時間後
の出力時◎にコンパレータ（イ）からの出力■がなく第
１フリツプフロツプ（ロ）のＱ端子■がローレベルとな
り低温表示ランプ（２〜が消灯すると共に第２フリツプ
フロツプ怒はゼロクロスパルス発生手段（国からのパル
ス信号■の立上がり時にセットされて第３ＡＮＤケ゛’
−ｂｋ２を介し適温表示ランフ″（４１）を点灯し適温
状態であることを表示するっこの場合実際の設定温度（
６７℃）よりも一定温度（１２ｄｅｇ）低くずれた温度
より適温状態を表示する。この温度差はコタツ本体ｏｌ
内の温度がもうすでに急激に加温されて温度上昇するよ
うな上４＠域を外れており安定領域である点をとらまえ
たものであり実験的に最も実用的な１２ｄｅｇとなった
。もし、設計時に何らかの制限によりこの温度差を変更
する場合はタイマー手段し０）の一定時間の出力′！ｉ
ｌ−変えることにより可能となる。この安定領域では第
１フロツリ゛フロツプ□□□のＱ端子の出力のがないた
めトランジスタ□□□け０ＦＦＬランプヒータ＋＋Ｏｒ
　、　ａＯ＋への通電が止められている。そして、ラン
プヒータｆ１０１　、１，１０１の断電によりコタツ本
体内の温度が低下してコンパレータ翰の出力■があると
第２７μチパイブレーターにより０第２ＡＮＤゲート０
４を介してトランジスタ（至）をＯＮにしＴＲＩＡＣ（
３１）を導通してランプヒータ１０１　、　ｆｉｏ＋に
通電し再びコタツ本体内を加温する。以下この繰り返し
てより適温状態を保持する。

而して、使用者がコタツ本体（Ｉｊ内の温度を「高コの
設定から「低」に変更した時はボリウム（３）の抵抗値
が最大となり「低」の温度制御に移行するわけであるが
、変更直後はコタツ本体（１１内の温度が６７℃となッ
テイル（Ｄテ（ＶＴ　ｈ　）ｌｄＯ，７６、（ＶＣ）は
前述のタイマー手段２０）からの出力の立下がり時から
第４図（ａ）に示す０．２７となり（Ｖｃ）＜（ＶＴｈ
）によってさらに（Ｖｃ）が「低」の適温レベル時の（
Ｖｃ）の０．４４より大きいことがわかり高温状態であ
ることを検出する。即ち（Ｖｃコ０゜５４）　＜（ＶＴ
ｈ＝０．７６）となる。ｃの、＋め、ティレイ手段ｃ！
０）から出力するパルス信’＆（Ｄ）によるスイッチン
グトランジスタ（侶のＯＮ時にコンデンサ（２４＋の放
電が行なわれるが、この時第３図（ｃｌの様にコンパレ
ータ・渕はその比較電位［Ｆ］が高いために出力＠がな
く第２フリツプフロツプ（２８１のＱ端子はローレベル
であり適温表示ランプ（４１）が消灯すると共に第２フ
リツプフロツプ怒の蚕端子Ｉ８がハイレペ〃となって高
温表示ランプｃ俳が点灯する。そして、第１フ１ノツフ
リロツプガのＱ＠子比出力はローレベルであり、コンパ
レータ１洞の出力■がないためにトランジスタ（至）は
ＯＮせずランプヒータ１ｌｏｌ、’（１０１１／′ｉ断
電状態となる。この後コタツ本体（１）内の温度が低下
して（ＶＴｈ）が小さくなりコンパレータ翰より出力す
ると再びランプヒータｎｏ）、ｕｏ＋に通電する。従っ
−Ｃ１この場合実際の設定温度（３４°Ｃ）よりも一定
温度（９ｄｅｇ）高くずれた温１式以上の時は高温状態
を表示する。

（ト）発側の効果 以−ヒの様に本発明はゼロクロス制御によりランプヒー
タの加熱量を調節するため、ラングヒータの点灯、消灯
によるチラッキを防止するこ七ができると共にゼロクロ
ス制御を行なうゼロクロスパルス発生手段、温度検出手
段を含むブリッジ回路、電位降下手段、タイマー手段を
用いてコタツ本体内が適温となっているか否かを表示す
ることができる。特に適温表示手段の適温表示範囲はタ
イマー手段の出力後からコンデンサの放電時までとして
コタツ本体内の温度の安定領域として幅をもたせ、使用
者に適温時期を早く知らせて採暖時期（コタツ本体内に
入いる）を報知することができる。又、非適温表示手段
はコタツ本体内の温度が設定温度よりも前述の幅を外れ
た範囲を表示することができ、実使用温度範囲とこの範
囲外の１晶度範囲とを明確に表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気コタツの外観斜視図、第２図はコ
タツ本体の部分断面図、第３図は概略回路図、第４図（
ａ）はコタツ本体内温度とサーミスタ温度の関係図、（
ｂ）は同じくゼロクロス時間と消費電力との関係図、（
Ｃ）は同じくボリウムてよる設定値とコンデンサの充電
比率との関係図、（ｄ）は同じく温度とサーミスタの変
化率との関係図、第５図は第３図のタイムチャート図で
、第３図の各点■〜［相］の対応する部分の波形を示す
ものである。 （１）・・・コタツ本体、＋１０１　、　ｔｌｏｌ・・
・ランプヒータ、０η・・・交流電源、α岨・・ゼロク
ロスパルス発生手段、岡・・・タイマー手段、＠ｉｔ・
・・温度検出手段、（２２・・・温度設定手段、（四・
・・ブリッジ回路、（２４１・・・コンデンサ、□□□
・・・抵抗、弼・・・比較手段、□□□・・・駆動手段
％　　（４０）・・・非適温表示手段、（４Ｉ）・・・
適温表示手段、旧・・・電位降下手段。 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２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コタツ本体を加熱するランプヒータよりなる加熱
   手段と、該加熱手段の加熱量を調節しコタツ本体を所望
   温度に設定する温度設定手段とコンデンサとコタツ本体
   の温度を検出する温度検出手段と抵抗とからなるブリッ
   ジ回路と、該ブリッジ回路の前記温度設定手段により設
   定された温度に基づくコンデンサの充電電位と温度検出
   手段により検出した温度による電位を比較する比較手段
   と、交流電源波形の略０度付近でパルスを発生するゼロ
   クロスパルス発生手段と、該パルス発生手段のパルス信
   号をもとにコタツ本体の温度が設定温度より低い時に前
   記比較手段が出力して前記加熱手段を駆度する駆動手段
   と、前記ゼロクロスパルス発生手段のパルス信号を用い
   て前記コンデンサの放電を行なう電位降下手段と、前記
   ゼロクロスパルス発生手段によるパルス信号を一定時間
   出力するタイマー手段と、前記温度検出手段が温度設定
   手段によって設定されたコタツ本体の温度を検出した時
   に表示する適温表示手段と、温度検出手段によって検出
   した温度と温度設定手段によって設定されたコタツ本体
   の温度との間に所定の温度差を生じた時に表示する非適
   温表示手段とからなり、前記適温表示手段の適温表示範
   囲を前記タイマー手段の出力後から電位降下手段による
   コンデンサの放電時までとしたことを特徴とする電気コ
   タツ。