JP2009283333A

JP2009283333A - ヒータ制御装置

Info

Publication number: JP2009283333A
Application number: JP2008135139A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kawase; 知之河瀬
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-23
Also published as: JP5181830B2

Abstract

【課題】周囲温度が高い場合にもヒータ検査が的確に出来るヒータ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ヒータ１と、温度検出手段５と、温度制御手段２と、動作開始用のスイッチ３とを備え、前記温度制御手段２は、前記スイッチを３入れることで動作を開始し、前記温度検出手段５から得られる検出温度と予め定められた目標温度とを比較して前記ヒータ１への通電の入／切動作を制御する事で、加熱する対象物を前記目標温度に保つようにし、前記検出温度が前記目標温度を越え前記ヒータ１に通電されない場合に、前記スイッチ３を入れた直後から所定の時間内は、前記検出温度によらず強制的に前記ヒータ１へ通電させる構成とし、これにより検査工程の時間短縮による効率化を促進できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒータの温度制御に関し、特に、ヒータの通電検査の時間短縮に効果的な制御手段に関するものである。

従来、この種のヒータ制御装置は図９に示す構成となっていた。すなわち、ヒータ制御器１０１はヒータ１０２と温度制御手段１０３を有し、また、前記ヒータ１０２への通電時に同ヒータ２そのものを外方から加熱してその昇温を促進する補助ヒータ１０４が配置してあった。

前記補助ヒータ１０４は、ヒータ１０２の温度検出手段５からの出力信号に応動する駆動制御手段１０６を介して駆動制御され、さらに、ヒータ１０２に対する電力供給状態に基づいてヒータ制御器１０１の作動状態の良否を判定する判定手段１０７を備えている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２１９２８０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、専用の補助ヒータ１０４を備えなくてはならないため、検査装置が大掛かりとなり、場所と費用がかかる事と、補助ヒータ１０４を使用するにしても一定の昇温時間をもつ事になり、大量生産ラインにおいて検査に時間を要し生産効率が下がるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、合理的で、しかも短時間でヒータの通電検査を可能としたものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明のヒータ制御装置は、ヒータと、温度検出手段と、温度制御手段と、動作開始用のスイッチとを備え、前記温度制御手段は、前記スイッチを入れることで動作を開始し、前記温度検出手段から得られる検出温度と予め定められた目標温度とを比較して前記ヒータへの通電の入／切動作を制御する事で、加熱する対象物を前記目標温度に保つようにし、前記検出温度が前記目標温度を越え前記ヒータに通電されない場合に、前記スイッチを入れた直後から所定の時間内は、前記検出温度によらず強制的に前記ヒータへ通電させる構成としたものである。

これによって、検査する場所の温度が高い場合であっても必ずヒータへの通電がなされる為、容易に通電検査を行う事が出来るようにしたものである。

本発明のヒータ制御装置は、検査時間の短縮化を実現出来、確実性を高める事も出来る。また、検査時にヒータが過度に温度上昇することを防ぐ事が自動的に出来、安全な監査を実施する事が出来る。また、ヒータＯＦＦ動作を確実に確認する事が出来るので、故障の発見率を向上させることが出来る。

第１の発明は、ヒータと、温度検出手段と、温度制御手段と、動作開始用のスイッチとを備え、前記温度制御手段は、前記スイッチを入れることで動作を開始し、前記温度検出
手段から得られる検出温度と予め定められた目標温度とを比較して前記ヒータへの通電の入／切動作を制御する事で、加熱する対象物を前記目標温度に保つようにし、前記検出温度が前記目標温度を越え前記ヒータに通電されない場合に、前記スイッチを入れた直後から所定の時間内は、前記検出温度によらず強制的に前記ヒータへ通電させる構成とすることで、検査する場所の温度が高い場合であっても必ずヒータへ通電され、容易に通電検査を行う事が出来る。

第２の発明は、ヒータと、温度検出手段と、温度制御手段と、動作開始用のスイッチと、電源電圧検出手段とを備え、前記温度制御手段は、前記スイッチを入れることで動作を開始し、前記温度検出手段から得られる検出温度と予め定められた目標温度とを比較して前記ヒータへの通電の入／切動作を制御する事で、加熱する対象物を前記目標温度に保つようにし、電源電圧が所定の範囲と異なる場合には、スイッチを入れると、検出温度によらず強制的に前記ヒータへ通電させる構成とすることで、検査専用モードに容易に切り替えが出来、検査する場所の温度が高い場合であっても必ずヒータへ通電され、容易に通電検査を行う事が出来る。

第３の発明は、特に第１の発明において、検出温度が目標温度を超えている場合、その温度差が大きい場合は強制的にヒータに通電する時間を短い時間とし、温度差が小さい場合は強制的に前記ヒータを入れる時間を長い時間とするようにして、温度差に応じてヒータの通電時間を自動的に調整する構成とすることで、周囲の環境に合わせて過度の温度上昇を防ぐ事が出来るので、より安全に検査を行う事が出来る。

第４の発明は、特に第１の発明において、目標温度よりも高い第二の目標温度を設定し、検出温度が第二の目標温度を超えた場合は、強制的にヒータへの通電をＯＦＦさせる構成とすることで、長時間のヒータ加熱によって過度の温度上昇を防ぐ事が出来る。

第５の発明は、特に第１の発明において、検出温度と無関係に、動作スイッチを入れた直後から所定の時間は強制的にヒータへの通電をＯＦＦし、その後、強制的に前記ヒータに通電を開始する構成とすることで、故障で制御不能の場合に通電するだけでヒータが連続通電となってしまう状況を、動作スイッチを入れた時点ですぐに判断する事が出来るので、こしょうの発見率が高まり、検査が効率良く確実に行う事が出来る。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は暖房装置の加熱手段であるヒータを制御して所定の温度に保つ温度制御装置への応用例である。

図１において、ヒータ１は暖房用加熱手段として機能し、温度制御手段としてのマイコン２で制御されるもので、スイッチ３の操作によって電源４が供給され、温度制御動作を開始する。

また、マイコン２はスイッチ３の投入から所定時間の間、無条件にヒータ１への通電を行うタイマーを有するものである。

温度検出手段５は温度と抵抗値の相関があるサーミスタからなり、固定抵抗６との分圧回路を構成することにより、マイコン２に入力される電圧が温度に応じた電圧値となるようにしてある。

そして、この電圧をマイコン２は内蔵のＡＤ変換器によりデジタル値に変換し、さらに温度情報に換算する。

また、マイコン２は、上記温度検出手段５で検出した温度が制御温度より低ければ、ＦＥＴ７をＯＮさせる信号を出力してヒータ１への通電を開始する。

ヒータ１に通電されて温度が上昇し、制御温度に到達すれば、マイコン２はＦＥＴ７をＯＦＦさせ、ヒータ１への通電を切る。

以上のように構成されたヒータ制御装置について、以下その動作、作用について図２の動作フロー図を参照しながら説明する。

まず、ステップ１でスイッチ３をＯＮするとステップ２に進み、マイコン２がＦＥＴ７に信号を出力してヒータ１を通電状態として加熱動作を開始し、同時にマイコン２のタイマーが計時を開始する。

次にステップ３で、タイマー計時時間をチェックし、計時時間Ｔを超えない場合は時間Ｔの経過を待つ動作を繰り返す。

ステップ３で計時時間Ｔを超えた場合、ステップ４へ進んでマイコン２がＦＥＴ７をＯＦＦさせ、ヒータ１への通電を切る。

ヒータ１の通電検査は、ステップ２からステップ４までの間がヒータ８への通電がされているので可能となる。

以上のように、本実施の形態では、スイッチ３を入れると、温度検出手段５による温度に無関係に強制的にヒータ１への通電を開始する構成であるので、検査する部屋の、季節や空調設備による温度変動の影響を受ける事が無く、しかもタイマーを設けて短時間だけ強制通電するので通常動作にはほとんど影響も無く、確実に短時間に検査を実施する事が出来る。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２を示し、抵抗８，９により電源４を分圧してマイコン２に入力するように構成している。マイコン２は内蔵のＡＤ変換器によりデジタル値に変換し、さらに電圧情報に換算する。

なお、図１に示す構成と同作用をするものには同一符号を付し、具体的説明は実施の形態１のものを援用する。

以上のように構成されたヒータ制御装置について、以下その動作、作用について図４の動作フロー図も参照しながら説明する。

まず、ステップ５でスイッチ３を入れるとステップ６に進み、電源４の電圧をマイコン２で取得する。

ステップ７でこの電圧を判断し、所定の電圧ａ以下であるときは、温度検出手段５に無関係に強制的にヒータ１に通電するようにマイコン２がＦＥＴ７をＯＮさせる。

このモードは検査専用モードであり、所定の電圧ａも通常の使用範囲より低く設定されており、ヒータ１が連続通電になるが、電力は小さい為、過度の温度上昇となる事は無い
。

一方、ステップ７で電源４の電圧が通常使用範囲の場合は、ステップ９に進み、温度検出手段５で検出温度を取得し、ステップ１０で検出温度と目標温度を比較する。

検出温度が目標温度よりも低い場合は、ステップ１１へ進み、ヒータ１への通電を開始し、検出温度が目標温度よりも高い場合はステップ１２へ進み、ヒータ１の通電を切る。いずれの場合もステップ１０へ進み、同様の動作を繰り返して、温度を目標温度で一定にするように制御するようにしている。

以上のように、実施の形態２では電源４の電圧を通常と異なる電圧にすることで検査専用モードでシステムを立ち上げ、このときはヒータ１が強制的に通電されるように動作する構成であるので、検査する部屋の、季節や空調設備による温度変動の影響を受ける事が無く、確実に短時間に検査を実施する事が出来る。

また、実施の形態１のようなタイマーを設ける必要も無いので、高精度なマイコン２を使用することも必要なく、低コストで量産性に優れたヒータ制御装置を提供する事が出来る。

（実施の形態３）
図５は実施の形態３を示すもので、構成は図１と同じである。

以下、本実施の形態のヒータ制御装置の動作、作用について説明する。

ステップ１３でスイッチ３を入れると、ステップ１４に進み、マイコン２はＦＥＴ７に信号を出力してヒータ１へ通電して加熱動作を開始し、同時にタイマーが計時を開始し、さらに温度検出手段５にて検出温度を取得する。

次に、ステップ１５で、図６に示すような検出温度と目標温度の差と通電時間の関係からなる換算を行なって、取得した検出温度からタイマ時限Ｔを算出する。

しかる後、ステップ１６でタイマー計時時間をチェックし、タイマーが時間Ｔを超えない場合はステップ１６へ戻り、時間Ｔの経過を待つ動作を繰り返す。

タイマーが時間Ｔを超えた場合、ステップ１７へ進んで、マイコン２がＦＥＴ７をＯＦＦさせ、ヒータ１への通電を切る。

ヒータ１の通電検査は、ステップ１４〜１７までの間で可能となる。

以上のように、本実施の形態では、スイッチ３を入れると、温度検出手段５による温度に無関係に強制的にヒータ１に通電開始し、その通電している時間が、検出した温度と目標温度の温度差に応じて自動調整が可能となり、目標温度よりも高いときにはより早く通電を切るように動作する構成であるので、過度の過熱による温度上昇を防ぐことが出来、検査する部屋の、季節や空調設備による温度変動の影響を受ける事が無く、しかもタイマーを設けて短時間だけ強制通電するので通常動作にはほとんど影響も無く、確実に短時間に検査を実施する事が出来る。

（実施の形態４）
図７は実施の形態４を示すもので、構成は図１と同じである。

ステップ１８でスイッチ３を入れると、ステップ１９に進み、マイコン２はＦＥＴ７に信号を出力してヒータ１へ通電し、これによって加熱動作を開始するとともに、タイマーが計時を開始し、さらに温度検出手段５にて検出温度を取得する。

次に、ステップ２０へ進み、タイマー計時時間をチェックし、時間Ｔを超えた場合はステップ２２へ進んでヒータ１への通電を切るが、時間Ｔを超えない場合はフロー２１へ進み、検出温度と第２目標温度とを比較する。

第２目標温度を超えた場合にはステップ２２へ進んでヒータ１への通電を切るが、第２目標温度を超えない場合はステップ２０へ戻り、タイマー時間Ｔまで同様の動作を繰り返す。ヒータ１の通電検査は、フロー１９〜２２までの間で可能となる。

なお、第２目標温度は、通常の温度制御における目標温度よりもかなり高い温度に設定しておき、過度の温度上昇となるのを防ぐリミッターの役目を担っている。

以上のように、本実施の形態では、スイッチ３を入れると、温度検出手段５による温度に無関係に強制的にヒータ１に通電開始する構成であるので、検査する部屋の、季節や空調設備による温度変動の影響を受ける事が無く、しかもタイマーを設けて短時間だけ強制通電するので通常動作にはほとんど影響も無く、確実に短時間に検査を実施する事が出来る。

さらに、タイマー時間内であっても温度が過度に上昇したときにはヒータ１への通電を切るリミッターを設けているので、より安全なヒータ制御装置を提供することが出来る。

（実施の形態５）
図８は実施の形態４を示すもので、構成は基本的には図１と同じで、マイコン２が第１、第２のタイマーをもっている点が異なる。

ステップ２３でスイッチ３を入れるとステップ２４に進み、第１のタイマーが計時を開始する。

次に、ステップ２５で第１のタイマーの計時時間をチェックし、時間Ｔ１を超えない場合はステップ２５へ戻り、時間Ｔ１の経過を待つ動作を繰り返す。

ステップ２５で時間Ｔ１を超えた場合、ステップ２６へ進んでマイコン２がＦＥＴ７に信号を出力してヒータ１へ通電し、これにより加熱動作を開始するとともに、タイマーが計時を開始する。

次に、ステップ２７へ進んで第２のタイマーの計時時間をチェックし、第２のタイマーが時間Ｔ２を超えない場合はステップ２７へ戻り、時間Ｔ２の経過を待つ動作を繰り返す。ステップ２７で第２のタイマーの計時時間Ｔ２を超えた場合、ステップ２８へ進んで、マイコン２がＦＥＴ７をＯＦＦさせ、ヒータ１への通電を切る。

ヒータ１の通電検査は、ステップ２６〜２８の間で可能となる。

また、ヒータ１への通電ＯＦＦ確認も、第１タイマー動作中のステップ２４〜２６まで
の間で可能である。

以上のように、本実施の形態では、動作スイッチ３を入れると、まずヒータ通電を確実に切る動作から開始するので、故障時に連続してヒータ１が入りっ放しとなる故障を検出すことが出来る。

その後、温度検出手段５による温度に無関係に強制的にヒータ１に通電開始する構成であるので、検査する部屋の、季節や空調設備による温度変動の影響を受ける事が無く、しかもタイマーを設けて短時間だけ強制通電するので通常動作にはほとんど影響も無く、確実に短時間に検査を実施する事が出来る。

以上のように、本発明にかかるヒータ制御装置は、ヒータ制御装置の検査に関し、動作開始直後には温度制御に無関係に強制的にヒータに通電をして検査が出来るようしたものであり、あるいは、動作開始直後はヒータを一定時間ＯＦＦさせてからその後にヒーターを強制通電する構成であり、ヒータの通電時間も短時間として過度の温度上昇とならないように工夫をしており、安全で効率よく短時間に確実に検査することができるヒータ制御装置を提供することが出来る。

本発明の実施の形態１を示すヒータ制御装置の回路ブロック図同実施の形態１におけるヒータ制御装置の動作フロー図本発明の実施の形態２におけるヒータ制御装置の回路ブロック図同実施の形態２におけるヒータ制御装置の動作フロー図本発明の実施の形態３におけるヒータ制御装置の動作フロー図本発明の実施の形態３におけるヒータ制御装置の検出温度と目標温度の差と通電時間との相関を示した説明図本発明の実施の形態４におけるヒータ制御装置の動作フロー図本発明の実施の形態５におけるヒータ制御装置の動作フロー図従来のヒータ制御装置の概観図

符号の説明

１ヒータ
２温度制御手段
３スイッチ
５温度検出手段

Claims

ヒータと、温度検出手段と、温度制御手段と、動作開始用のスイッチとを備え、前記温度制御手段は、前記スイッチを入れることで動作を開始し、前記温度検出手段から得られる検出温度と予め定められた目標温度とを比較して前記ヒータへの通電の入／切動作を制御する事で、加熱する対象物を前記目標温度に保つようにし、前記検出温度が前記目標温度を越え前記ヒータに通電されない場合に、前記スイッチを入れた直後から所定の時間内は、前記検出温度によらず強制的に前記ヒータへ通電させる構成としたヒータ制御装置。
ヒータと、温度検出手段と、温度制御手段と、動作開始用のスイッチと、電源電圧検出手段とを備え、前記温度制御手段は、前記スイッチを入れることで動作を開始し、前記温度検出手段から得られる検出温度と予め定められた目標温度とを比較して前記ヒータへの通電の入／切動作を制御する事で、加熱する対象物を前記目標温度に保つようにし、電源電圧が所定の範囲と異なる場合には、スイッチを入れると、検出温度によらず強制的に前記ヒータへ通電させる構成としたヒータ制御装置。
検出温度が目標温度を超えている場合、その温度差が大きい場合は強制的にヒータに通電する時間を短い時間とし、前記温度差が小さい場合は強制的に前記ヒータを入れる時間を長い時間とするようにして、前記温度差に応じて前記ヒータの通電時間を自動的に調整する構成とした請求項１記載のヒータ制御装置。
目標温度よりも高い第二の目標温度を設定し、検出温度が前記第二の目標温度を超えた場合は、強制的にヒータへの通電をＯＦＦさせる構成とした請求項１記載のヒータ制御装置。
検出温度と無関係に、スイッチを入れた直後から所定の時間は強制的にヒータへの通電をＯＦＦし、その後、強制的に前記ヒータへの通電を開始する構成とした請求項１記載のヒータ制御装置。