JP2002039561A

JP2002039561A - 面状発熱装置

Info

Publication number: JP2002039561A
Application number: JP2000224676A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ishibashi; 昭宏石橋; Hideki Tamura; 秀樹田村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】人体検知状態を採暖者に分かり易く示す。【解決手段】電気的加熱を行う熱源と、人体の有無を
検出する人体検知センサ３と、人体検知センサ３の出力
に応じて熱源への電力供給を制御する制御部８とを備え
る。上記制御部は人体検知センサの人体不在状態を示す
出力が一定時間継続することで目標制御温度を設定され
た温度より下げて熱源の制御を行うとともに、人体存在
状態を示す出力を受けて、目標制御温度を設定された温
度に戻す。また、人体検知センサ３による人体検知で発
光表示を行い且つ人体不在検知で発光レベルを低下もし
くは発光停止を行う発光表示手段２９を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として電気カーペ
ットや電気フロアヒータ等の床暖房用の面状発熱装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気カーペットや電気フロアヒータとい
った面状発熱装置では、暖房面積や暖房温度を採暖者が
選択するための温度調節部や暖房面積切り換え部を備え
ているのが通常であり、また、採暖者が使用を開始して
からできるだけ短時間に必要温度に到達させるための急
速暖房機能を備えたもの、日射条件やエアコン、ファン
ヒータ等の暖房器の併用運転により室温が上昇した場合
に電気カーペットの温度を採暖者の暖房感が変わらない
程度に低下させて運転することで余計な電気代を節約す
る室温検知型電力セーブ機能を備えたもの等がある。

【０００３】しかし上記の各機能は、いずれも面状発熱
装置上に採暖者が存在することを前提にしており、採暖
者が面状発熱装置上に不在の場合は、多かれ少なかれ不
必要な電気代を消費することになる。

【０００４】このために、人体検知センサによって電気
カーペット上に採暖者が存在するか否かを検出してヒー
タへの電力供給を制御するものが提案されている。この
ような面状発熱装置では、発光ダイオードやネオン管等
の発光表示手段を設けるとともに、人体検知時と人体不
在検知時とで異なる色調での発光表示を行わせるように
して、動作状態を使用者に知らせるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、人体検知出力
に応じて熱源制御、つまりは電力制御を行うものにおい
て、人体不在時においても発光表示を行うことは無駄な
電力消費となる。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは電気代を節約しつ
つ人体検知状態を採暖者に分かり易く示すことができる
面状発熱装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、電気
的加熱を行う熱源と、人体の有無を検出する人体検知セ
ンサと、人体検知センサの出力に応じて熱源への電力供
給を制御する制御部とを備え、人体検知センサの人体不
在状態を示す出力が一定時間継続することで目標制御温
度を設定された温度より下げて熱源の制御を行うととも
に、人体存在状態を示す出力を受けて、目標制御温度を
設定された温度に戻す制御を上記制御部が行う面状発熱
装置であって、人体検知センサによる人体検知で発光表
示を行い且つ人体不在検知で発光レベルを低下もしくは
発光停止を行う発光表示手段を備えていることに特徴を
有している。人体不在検知時には発光表示手段での電力
消費を低下もしくは無くすようにしたものである。

【０００８】この時、上記発光表示手段には、人体検知
センサによる人体不在検知時から所定時間の経過後に発
光レベルを低下もしくは発光停止を行うものを好適に用
いることができる。また、発光表示手段は、人体検知セ
ンサによる人体不在検知時からの経過時間に応じて段階
的に発光レベルを低下させるものであってもよく、人体
検知センサによる人体不在検知時からの経過時間に応じ
て色調を変化させるものであってもよい。制御部の人体
検知センサ出力に応じた熱源制御に連動して発光レベル
を低下させるようにすることも好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、図５は本発明に係る面状発熱装置
１である電気カーペットを示しており、商用電力を通電
することによって発熱する感熱発熱線５を略等間隔にジ
グザグ状に配設して上下をポリエステル繊維等の不織布
で被覆しており、片隅には制御部を内蔵した温度コント
ローラ２及び人体検知センサ３を備えている。図中４は
商用電力を受けるための電源コードである。

【００１０】温度コントローラ２は、図７に示すよう
に、電源スイッチ２１、面積切換スイッチ２２、温度調
節レバー２３、適温セーブスイッチ２４、人体検知セン
サ３のオンオフ用スイッチ２５等を備えるとともに、上
記スイッチ２４のオンオフ状態を示す発光表示部２７
と、上記スイッチ２５のオンオフ状態を示す発光表示部
２８、そして電源ランプとしての発光表示部２９を備え
ている。これら発光表示部２７，２８，２９は発光ダイ
オードで形成されている。

【００１１】人体検知センサ３は、面状発熱装置１上の
採暖者の有無を検出するためもので、赤外線受動型光学
センサを好適に用いることができるが、このほか、超音
波式センサや圧電センサ等を用いたものであってもよ
い。

【００１２】上記感熱発熱線５は、図６に示すように、
ポリエステル繊維等からなる電気絶縁性の糸５ｄに金属
導体線をスパイラル状に巻装して商用電力の通電により
発熱する発熱線５ａを形成し、その表面を温度に応じて
インピーダンスが負の変化をする有機系の感熱材料５ｃ
で被覆し、さらにその表面に金属導体線をスパイラル状
に巻装して検知線５ｂを形成し、最後にその表面を電気
絶縁性の樹脂で被覆したものとして形成している。この
感熱発熱線５の発熱線５ａの両端間に商用電源を接続
し、感熱発熱線５のどちらか一方端の発熱線５ａと検知
線５ｂを短絡させれば、発熱線５ａより感熱材料５ｃを
介して検知線５ｂに流れ込む交流電流によって検知線５
ｂの両端間に図８に示す特性の温度・交流電圧特性電圧
Ｖ_TCが発現する。感熱材料５ｃは温度が上昇するとイン
ピーダンスが低下する方向に変化する負の特性をもつた
め、温度が上昇すると検知線５ｂに流れ込む交流電流が
増加する。温度・交流電圧特性電圧Ｖ_TCは、一定の抵抗
値をもつ検知線５ｂを前記交流電流が流れることにより
発現するために正の温度特性をもつことになる。

【００１３】温度コントローラ２は、正の温度特性であ
る温度・交流電圧特性電圧Ｖ_TCを利用して、電力の通電
に伴って上昇する感熱発熱線５の温度を検出し、あらか
じめ設定した温度まで到達したとき、図４に示すリレー
Ｒｙをオフして電力の通電を停止し、一定時間経過後、
リレーＲｙをオンして電力の通電を開始する動作を繰り
返すことにより、設定温度を保たさせるものであり、ま
た、採暖者が設定温度に相当するリレーＲｙをオフさせ
る温度・交流電圧特性電圧Ｖ_TCの設定値を選択できるよ
うにすることで好みの温度に調節できるようにしてい
る。なお、熱源として温度検出機能を有する感熱発熱線
５を使用したものを示したが、一般に２線式と呼ばれて
いる温度検出する感熱線と電力を通電することで発熱す
る発熱線とを別々に配設したものを熱源とするものであ
ってもよい。

【００１４】図４は温度コントローラ２が内蔵している
制御部を示しており、商用電源６がリレーＲｙを介して
感熱発熱線５の発熱線５ａの両端間に接続されていて、
リレーＲｙがオンすると発熱線５ａに電力が通電され、
リレーＲｙがオフすると電力供給が停止するようになっ
ている。感熱発熱線５の検知線５ｂの発熱線５ａと短絡
されていない側の一端が接続された分圧回路１２は、増
幅回路１１に接統されていて温度・交流電圧特性電圧Ｖ
_TCをある定率で分圧して増幅回路１２に出力する。増幅
回路１２は入力された温度・交流電圧特性電圧Ｖ_TCの分
圧をある定率で増幅して平滑回路１０に出力するもので
あり、平滑回路１０は入力された交流電圧を平滑して直
流電圧に変換してＡ／Ｄ変換回路９に出力する。Ａ／Ｄ
変換回路９は入力された直流電圧を数値に変換して制御
回路８に出力している。つまり、上記一連の回路ブロッ
クによって、温度・交流電圧特性電圧Ｖ_TCがそれに呼応
した数値に変換され制御回路８に入力されることにな
る。

【００１５】また、制御回路８には人体検知センサ３と
リレー駆動回路１３が接続されている。人体検知センサ
３は人体が放射する赤外線の変化を検出して変化がある
場合はＨｉを、変化がない場合はＬｏを出力する。した
がって電気カーペット上に採暖者が存在し、何らかの動
きをしている場合、その動きに応じた断続的なＨｉ，Ｌ
ｏ信号を出力することになる。

【００１６】制御回路８は、人体検知センサ３の出力と
Ａ／Ｄ変換回路９の出力とに基づいてリレー駆動回路１
３を介したリレーＲｙのオン／オフを行って面状発熱装
置１を所望の温度に制御する。図中７は直流電源回路７
であり、スイッチＳＷを介して商用電源６に接続されて
いる。

【００１７】次に、人体検知センサ３の出力に基づく制
御動作を図２に示すフローチャートに基づいて説明する
と、今、採暖者の操作によって設定温度が４５℃に設定
されておれば、制御回路８は人体検知センサ３が人体検
知出力（Ｈｉ）を出力しているかぎり、上記設定温度で
ある４５℃を保つ動作を行う。また、人体検知センサ３
からの人体検知出力がなくなっても（出力がＬｏになっ
ても）１０分が経過するまでは、やはり上記設定温度で
ある４５℃を保つ動作を行う。これは人体が面状発熱装
置１上に存在しているにもかかわらず、赤外線受動型光
学センサである人体検知センサ３が不在と誤判断する虞
が高いことを考慮したものである。

【００１８】そして、人体検知出力がない時間が１０分
以上となれば、採暖者がセットした設定温度（４５℃）
よりも所定値だけ低い温度（たとえば５℃低い４０℃）
を制御目標温度として設定し、制御回路８はこの温度を
保つ制御を行う。人体検知出力がなくなったことを受け
ていきなり電力の供給を停止すると、面状発熱装置１の
温度は急激に低下するため、採暖者が電気カーペット上
に万が一存在していた場合、強い不快感を与えることに
なるが、このような事態を招くことがないものである。

【００１９】人体検知出力がない時間が１５分を越えれ
ば、上記温度（４０℃）よりも更に低い温度（たとえば
３０℃）を制御目標温度として設定し、制御回路８はこ
の温度を保つ制御を行う。採暖者がやむを得ない事情で
一旦離れた後に戻ってきた場合でも、比較的短時間のう
ちに、もとの温度（４５℃）に復帰させることができ、
利便性が良いものである。

【００２０】そして人体検知出力がない時間が６０分に
達したならば、電力の供給を停止する。１時間以上の長
時間にわたって不在であるということは電源の切り忘れ
と判断して利便性の向上よりも電気代の節約を優先させ
ている。

【００２１】加えるに、人体検知出力が所定時間以上な
かったことから省電力モード、あるいは電力供給停止モ
ードに入った後、人体の検知出力があれば、もとの温度
（４５℃）に戻す制御を行うのであるが、この時、人体
の検知出力があってから所定時間が経過（図２に示す例
では１０分）するまでは、前記設定温度（４５℃）より
も少し高い温度（５０℃）を制御目標温度として設定
し、制御回路８はこの温度を保つ制御を行い、その後、
本来の設定温度（４５℃）を保つ制御に移行するように
してある。面状発熱装置１がある程度の熱容量をもって
いるために電力供給を開始してもすぐには昇温せず、も
との設定温度近辺の温度になるまで長い時間を要してし
まうことから、この時間の短縮のために、本来の設定温
度よりも少し高い温度を目標制御温度としている。

【００２２】図１に人体検知センサ３の出力状態と設定
温度と面状発熱装置１の温度のタイミングチャートを示
す。図１は採暖者が面状発熱装置１から１時間以上離れ
た場合のものである。なお、図中の１点鎖線は、人体検
知出力がなくなってから１０分経過した時点で電力供給
を停止した時の面状発熱装置１の温度変化を示してい
る。

【００２３】また、前記電源ランプである発光表示部２
９は、電源スイッチ２１を入れることで直流電源回路を
電源として、Ａ／Ｄ変換回路９からの信号で点灯して電
源オン状態を示すのであるが、この発光表示部２９は、
人体検知センサ３の出力に応じてその点灯状態を変化さ
せるものとなっている。図１及び図３はこの点灯状態の
変化の一例を示しており、人体検知出力がなくなってか
ら所定時間（ここでは感熱発熱線５への電力供給停止に
合わせて６０分）が経過した時点で、電源スイッチ２１
の状態にかかわらず、発光表示部２９が消灯するように
してあり、その後、人体検知出力があれば、再度点灯す
るようにしてある。図９及び図１０に示すように、消灯
させるのではなく、発光レベル（照度）を低下させるよ
うにしてもよい。

【００２４】また、図１１及び図１２に示すように、人
体検知出力がなくなった時点で即座に発光表示部２９を
消灯させたり発光レベルを低下させたりしてもよい。

【００２５】このほか、図１３に示すように、人体検知
出力がなくなった時点からの経過時間に応じて、発光レ
ベルを段階的に低下させたり、さらには色調も変化（た
とえば赤から緑）に変化させるようにしてもよい。色調
を変化させることで、人体検知状態を採暖者がより明瞭
に認識することができる。

【００２６】段階的に発光レベルを低下させる場合、熱
源制御と連動させることで、省エネルギー化と同時に熱
源の制御状態も採暖者に知らせることができるものとな
る。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明においては、電気的
加熱を行う熱源と、人体の有無を検出する人体検知セン
サと、人体検知センサの出力に応じて熱源への電力供給
を制御する制御部とを備え、人体検知センサの人体不在
状態を示す出力が一定時間継続することで目標制御温度
を設定された温度より下げて熱源の制御を行うととも
に、人体存在状態を示す出力を受けて、目標制御温度を
設定された温度に戻す制御を上記制御部が行うために、
人体検知センサが誤って人体不在出力を行ったとして
も、いきなり電力供給を停止しないことから、採暖者に
不快な思いをさせることがないものであり、また、実際
に採暖者が不在である場合の省エネルギー化を図ること
ができる上に、採暖者が戻ってきた場合の設定温度への
迅速な復帰を得ることができる面状発熱装置において、
人体検知センサによる人体検知で発光表示を行い且つ人
体不在検知で発光レベルを低下もしくは発光停止を行う
発光表示手段を備えていることから、人が不在であるに
もかかわらず発光表示を行うことによる無駄を無くすこ
とができるとともに、人体検知状態を採暖者に分かり易
く示すことができる。

【００２８】この時、上記発光表示手段には、人体検知
センサによる人体不在検知時から所定時間の経過後に発
光レベルを低下もしくは発光停止を行うものを用いる
と、熱源制御の状態と合わせることができるために、よ
り適切な表示を行うことができる。

【００２９】また、発光表示手段は、人体検知センサに
よる人体不在検知時からの経過時間に応じて段階的に発
光レベルを低下させるものであってもよく、人体検知セ
ンサによる人体不在検知時からの経過時間に応じて色調
を変化させるものであったり、さらには制御部の人体検
知センサ出力に応じた熱源制御に連動して発光レベルを
低下させるものであると、採暖者により的確に状態表示
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の動作を示すタイミ
ングチャートである。

【図２】同上の熱源制御に関するフローチャートであ
る。

【図３】同上の発光表示部の動作に関するフローチャー
トである。

【図４】同上のブロック回路図である。

【図５】同上の斜視図である。

【図６】同上の感熱発熱線の斜視図である。

【図７】同上の温度コントローラの正面図である。

【図８】同上の特性図である。

【図９】同上の他例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１０】同上の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図１１】同上のさらに他例の動作を示すフローチャー
トである。

【図１２】同上の別の例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１３】同上の他例の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１面状発熱装置３人体検知センサ５感熱発熱線８制御回路２９発光表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的加熱を行う熱源と、人体の有無を
検出する人体検知センサと、人体検知センサの出力に応
じて熱源への電力供給を制御する制御部とを備え、人体
検知センサの人体不在状態を示す出力が一定時間継続す
ることで目標制御温度を設定された温度より下げて熱源
の制御を行うとともに、人体存在状態を示す出力を受け
て、目標制御温度を設定された温度に戻す制御を上記制
御部が行う面状発熱装置であって、人体検知センサによ
る人体検知で発光表示を行い且つ人体不在検知で発光レ
ベルを低下もしくは発光停止を行う発光表示手段を備え
ていることを特徴とする面状発熱装置。
【請求項２】発光表示手段は、人体検知センサによる
人体不在検知時から所定時間の経過後に発光レベルを低
下もしくは発光停止を行うものであることを特徴とする
請求項１記載の面状発熱装置。
【請求項３】発光表示手段は、人体検知センサによる
人体不在検知時からの経過時間に応じて段階的に発光レ
ベルを低下させるものであることを特徴とする請求項１
または２記載の面状発熱装置。
【請求項４】発光表示手段は、人体検知センサによる
人体不在検知時からの経過時間に応じて色調を変化させ
るものであることを特徴とする請求項１または２または
３記載の面状発熱装置。
【請求項５】発光表示手段は、制御部の人体検知セン
サ出力に応じた熱源制御に連動して発光レベルを低下さ
せるものであることを特徴とする請求項１または２また
は３のいずれかの項に記載の面状発熱装置。