JP2015068615A - 電気ストーブ - Google Patents

Abstract

【課題】被暖房対象物の不安全状態を積極的に回避するように制御される電気ストーブを提供する。【解決手段】電気ストーブ１０では、制御部が、ヒータ２１によって加熱される対象物の温度を輻射センサ５１で検出し、その検出値が所定の安全条件を満たしていないとき、予め設定されている安全措置を実行する。その結果、ユーザーがヒータ２１による温度上昇を感知することができない状態のときでも、ヒータ２１によって加熱される対象物の温度が不安全域に達しないように監視し、不安全状態を未然に防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、電気ストーブ、特に、輻射センサを備えた電気ストーブに関する。

近年、被加熱対象物の温度を輻射センサで検出し、その検出値に基づいてヒータ出力を制御する電気ストーブが広く普及している。例えば、特許文献１（特開平０６−１７４２４１号公報）に開示されている電気ストーブでは、被暖房対象がヒータから遠くに在るためにその受熱熱量が小さい場合には、輻射センサが検出する輻射熱量が小さくなるのでヒータの輻射熱量を増大させ、逆に、被暖房対象がヒータから近くに在るためにその受熱熱量が大きい場合には、輻射センサが検出する輻射熱量が大きくなるのでヒータの輻射熱量を減少させている。

上記のような電気ストーブの制御は、輻射センサが検出する輻射熱量が大きくなるとヒータの輻射熱量を減少させるので結果的に安全側に働くものの、積極的に被暖房対象が温度的に安全か否かを判定して温度制御するものではない。

本発明の課題は、被暖房対象物の不安全状態を積極的に回避するように制御される電気ストーブを提供することにある。

本発明の第１観点に係る電気ストーブは、加熱ヒータと、加熱ヒータによって加熱される対象物の温度を検出する輻射センサと、加熱ヒータの出力を制御する制御部とを備えている。制御部は、輻射センサの検出値が所定の安全条件を満たしていないとき、予め設定されている安全措置を実行する。

この電気ストーブでは、ユーザーが加熱ヒータによる温度上昇を感知することができない状態のときでも、加熱ヒータによって加熱される対象物の温度が不安全域に達しないように監視し、不安全状態を未然に防止することができる。

本発明の第２観点に係る電気ストーブは、第１観点に係る電気ストーブであって、制御部は、検出値が予め設定した閾値を超えたとき、安全措置を実行する。

この電気ストーブでは、例えば、閾値を、人のやけど、家具や床の変色若しくは変形、又は発火という事態につながるような温度に設定することによって、そのような事態を未然に防止することができる。

本発明の第３観点に係る電気ストーブは、第１観点に係る電気ストーブであって、制御部は、検出値が予め設定した閾値を超えた状態が一定時間続いたとき、安全措置を実行する。

この電気ストーブでは、例えば、発火の虞がある時を、「加熱される対象物の温度が所定値以上で、所定単位時間あたりの温度上昇が所定値を超えているとき」と設定することによって、火災を未然に防止することができる。

本発明の第４観点に係る電気ストーブは、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る電気ストーブであって、安全措置が、加熱ヒータの出力を低下させることである。

この電気ストーブでは、加熱される対象物の温度を下げることができるので、不安全状態を回避することができる。

本発明の第５観点に係る電気ストーブは、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る電気ストーブであって、安全措置が、加熱ヒータの運転を停止させることである。

この電気ストーブでは、加熱される対象物の温度を下げることができるので、不安全状態を回避することができる。

本発明の第６観点に係る電気ストーブは、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る電気ストーブであって、安全措置が、加熱される対象物の温度に注意すべき旨を示唆する報知である。

この電気ストーブでは、ユーザーに不安全状態を気づかせることができる。

本発明の第７観点に係る電気ストーブは、第１観点から第６観点のいずれか１つに係る電気ストーブであって、加熱ヒータを支持し所定の角度範囲内で往復回動する首振り機構部をさらに備える。この電気ストーブでは、一定箇所を長時間加熱することが回避される。

本発明の第８観点に係る電気ストーブは、第７観点に係る電気ストーブであって、首振り機構部の運転をオン・オフする操作部をさらに備えている。制御部は、首振り機構部の運転がオンのときとオフのときとで、安全条件を相違させる。

この電気ストーブでは、例えば、首振り運転によって一定周期で検出される温度が上昇しているような場合は、そのような状態は発火していると推定して加熱ヒータの運転を停止するような、首振り運転特有の条件設定をすることによって、より安全性を高めることができる。

本発明の第１観点に係る電気ストーブでは、ユーザーが加熱ヒータによる温度上昇を感知することができない状態のときでも、加熱ヒータによって加熱される対象物の温度が不安全域に達しないように監視し、不安全状態を未然に防止することができる。

本発明の第２観点に係る電気ストーブでは、例えば、閾値を、人のやけど、家具や床の変色若しくは変形、又は発火という事態につながるような温度に設定することによって、そのような事態を未然に防止することができる。

本発明の第３観点に係る電気ストーブでは、例えば、発火の虞がある時を、「加熱される対象物の温度が所定値以上で、所定単位時間あたりの温度上昇が所定値を超えているとき」と設定することによって、火災を未然に防止することができる。

本発明の第４観点に係る電気ストーブでは、加熱される対象物の温度を下げることができるので、不安全状態を回避することができる。

本発明の第５観点に係る電気ストーブでは、加熱される対象物の温度を下げることができるので、不安全状態を回避することができる。

本発明の第６観点に係る電気ストーブでは、ユーザーに不安全状態を気づかせることができる。

本発明の第７観点に係る電気ストーブでは、一定箇所を長時間加熱することが回避される。

本発明の第８観点に係る電気ストーブでは、例えば、首振り運転によって一定周期で検出される温度が上昇しているような場合は、そのような状態は発火していると推定して加熱ヒータの運転を停止するような、首振り運転特有の条件設定をすることによって、より安全性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る電気ストーブの正面側の斜視図。 図１の電気ストーブの背面側斜視図。 本体部の第１の首振り範囲を示す電気ストーブの平面図。 本体部の第２の首振り範囲を示す電気ストーブの平面図。 本体部の第３の首振り範囲を示す電気ストーブの平面図。 電気ストーブの制御ブロック図。 温度監視制御のフローチャート。 第１変形例に係る電気ストーブの正面側の斜視図。 第２変形例に係る電気ストーブであって、輻射センサを本体部の下部に配置した電気ストーブの正面側の斜視図。 第２変形例に係る電気ストーブであって、輻射センサを本体部の上部に配置した電気ストーブの正面側の斜視図。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る電気ストーブ１０の正面側の斜視図である。また、図２は、電気ストーブ１０の背面側の斜視図である。

図１において、電気ストーブ１０は、本体部２０と、本体部２０とは別体に設けられているベース部３０とを備えている。ベース部３０は、床面に設置される。本体部２０は、ベース部３０によって回動可能に支持されている。本体部２０は、ヒータ２１と反射板２２とを有している。

電気ストーブ１０は、首振り機能を有しており、床面に対して本体部２０が床面と平行な方向に回動して、ヒータ２１及び反射板２２から出る熱の放射方向を変化させることができる。

（２）詳細構成
（２−１）ベース部３０
図２において、ベース部３０は、台座３１と支柱３２とを有している。台座３１は、箱形の形状を成し、床面Ｇに設置される。台座３１の背面側には電源コード３３が伸縮可能に収納されている。

支柱３２は、台座３１の上面３１ａから上方に延びる柱状の部材であり、その下部が回動可能に台座３１に取り付けられている。支柱３２の上部の前面側と本体部２０の背面側とがブラケット２３を介して連結されている。

支柱３２は、下部に比べて上部の前面側が背面側に後退した形状を持っている。そして、支柱３２の前面側に本体部２０が取り付けられることで、支柱３２と本体部２０とを合わせた部材の重心がちょうど台座３１に位置するように構成されている。このような構成によって、電気ストーブ１０が安定して直立することが可能になっている。

（２−２）本体部２０
本体部２０は、ヒータ２１、反射板２２、及びブラケット２３以外に、本体ケーシング２４、ガード２５、及び操作部２６を有している。

本体ケーシング２４は、ヒータ２１と反射板２２とを内部に収納している。本体ケーシング２４の背面側には、本体ケーシング２４内の熱を外部に放出するために多数の開口部２４ｂが形成されている。ガード２５は、多数の細い金属棒を組み合わせてできており、本体ケーシング２４の前面側に装着されている。

熱は、ガード２５の金属棒の隙間を透して前面側に向けて放射され。本体部２０は、反射板２２の方向を上に傾けたり、下に傾けたりするために、ブラケット２３を介して支柱３２の延びる方向に対して角度を変更することができる。

操作部２６は、本体ケーシング２４の天板２４ａに設けられている。操作部２６には、操作に関する表示が記載されている操作銘板８８やヒータ出力を調節するロータリーツマミ８９などが取り付けられている。

（２−２−１）本体部２０の首振り範囲
本体部２０は、支柱３２の回動動作によって、以下のような図３Ａ〜図３Ｂに示すような首振り動作を行うことができる。

図３Ａは、本体部２０の第１の首振り範囲を示す電気ストーブ１０の平面図である。図３Ａにおいて、第１の首振り範囲は、本体部２０の前面が正面を向いて静止しているときを基準にして左右に３０°の範囲であり、全幅で６０°である。

図３Ｂは、本体部２０の第２の首振り範囲を示す電気ストーブ１０の平面図である。図３Ｂにおいて、第２の首振り範囲は、本体部２０の前面が上面視で反時計方向に３０°の方向を向いて静止しているときを基準にして左右に３０°の範囲であり、全幅で６０°である。

図３Ｃは、本体部２０の第３の首振り範囲を示す電気ストーブ１０の平面図である。図３Ｃにおいて、第３の首振り範囲は、本体部２０の前面が上面視で時計方向に３０°の方向を向いて静止しているときを基準にして左右に３０°の範囲であり、全幅で６０°である。

図３Ａ〜図３Ｃにおいて、首振り前の初期姿勢について本体部２０の前面を正面、反時計方向３０°、時計方向３０°の３姿勢で説明したが、これは便宜上そのように設定したものであって、首振り前の初期姿勢はユーザーが決定するものである。但し、本体部２０の前面を手動で動かせる範囲は６０°である。

（２−２−２）首振り機構部６１
首振り機構部６１は、駆動源であるモータ４７と、伝達機構４９とで構成されている（図２参照）。モータ４７はパルスモータであって、台座３１内に搭載され、その回転駆動力は、伝達機構４９を介して支柱３２の下部に伝達される。

操作部２６には、首振りスイッチ９０（図１及び図２参照）が設けられており、ユーザーが首振りスイッチ９０を押すことによって、首振り要求信号が制御部８０に伝送される。制御部８０は、首振り要求信号を受けて、モータ４７へ電源供給し、首振り動作を行わせる。

（２−３）制御部８０
図４は、電気ストーブ１０の制御ブロック図である。図４において、制御部８０は、操作部２６の操作に応じて、ヒータ２１の出力、及び首振り用のモータ４７の動作を制御する。また、制御部８０は、輻射センサ５１を介して被加熱体の温度を監視する。輻射センサ５１は、焦電式の赤外線センサであるが、これに限定されるものではなく、他の方式、例えばサーモパイルでもよい。

ユーザーがロータリーツマミ８９を回転させることによって、ロータリーツマミ８９の回転量に応じた電気信号が制御部８０に伝送され、制御部８０はヒータ２１に対してその電気信号に応じた通電制御を行う。

（３）温度監視制御
電気ストーブ１０では、反射板２２に対向する部分に熱が集中する。それゆえ、被加熱体が近いときには異常発熱によって不安全な状態になることを想定し、危険性を排除しておく必要がある。本実施形態の電気ストーブ１０は、台座３１の前面側に輻射センサ５１を配置し、少なくともヒータ２１への通電時は、常時、前方の被加熱体の温度を監視している。

具体的には、第１の温度監視制御として、輻射センサ５１が検出する被加熱体の検出温度Ｔｓが、第１温度Ｔ１（例えば５０℃）以上で、且つ所定単位時間（一分間）当たりの温度上昇ΔＴｓがｔ１（例えば１０℃）以上のときは、異常温度上昇で発火の可能性があるので、運転停止する。

また、第２の温度監視制御として、検出温度Ｔｓが第２温度Ｔ２（例えば７０℃）を超えているときは、やけど、家具・床の変色、変形のおそれがあるので、ヒータ２１の出力を低下する。

さらに、第３の温度監視制御として、検出温度Ｔｓが第３温度Ｔ３（例えば１００℃）を超えているときは、着衣、家具、及び床の焦げ、又は発火につながるので、運転停止する。以下、具体的な温度監視制御について、フローチャートを参照しながら説明する。

（３−１）第１の温度監視制御
図５は、温度監視制御のフローチャートである。図５において、制御部８０は、ステップＳ１において、電源がオンしているか否かを判定し、電源がオンしているときはステップ２へ進み、電源がオンしていないときは引き続きステップＳ１で電源がオンしているか否かを判定する。

制御部８０は、ステップＳ２において計時を開始するとともに、ステップＳ３においてヒータ２１へ通電し、ステップＳ４で一分毎に輻射センサ５１の検出温度Ｔｓを記憶する。

制御部８０は、ステップＳ５において検知温度Ｔｓが第１温度Ｔ１を超えているか否かを判定し、Ｔｓ＞Ｔ１のときはステップＳ６へ進み、Ｔｓ＞Ｔ１でないときはステップＳ４へ戻る。

制御部８０は、ステップＳ６において検出温度Ｔｓの一分間の温度上昇ΔＴｓがｔ１以上か否かを判定し、ΔＴｓ≧ｔ１のときはステップＳ６１へ進んで電源を強制オフし、ΔＴｓ≧ｔ１でないときはステップＳ７へ進む。

ここまでの制御フローにおいて、ステップＳ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ６１の流れが、第１の温度監視制御に相当する。

（３−２）第２の温度監視制御
制御部８０は、ステップＳ７において検出温度Ｔｓが第２温度Ｔ２を超えているか否かを判定し、Ｔｓ＞Ｔ２のときはステップＳ８へ進んでヒータ２１への通電量を低減し、Ｔｓ＞Ｔ２でないときはステップＳ４へ戻る。ステップＳ７からステップＳ８までの流れは、第２の温度監視制御に相当する。

（３−３）第３の温度監視制御
制御部８０は、ステップＳ９において検出温度Ｔｓが第３温度Ｔ３を超えているか否かを判定し、Ｔｓ＞Ｔ３のときはステップＳ１０へ進んで電源を強制オフし、Ｔｓ＞Ｔ３でないときはステップＳ４へ戻る。ステップＳ９からステップＳ１０までの流れは、第３の温度監視制御に相当する。

なお、この制御フローでは、第１の温度監視制御に相当するステップＳ４→Ｓ５→Ｓ６（→Ｓ６１）の流れと、第２の温度監視制御に相当するステップＳ７からステップＳ８までの流れと、第３の温度監視制御に相当するステップＳ９からステップＳ１０までの流れとを、直列に接続しているが、三者を同時に進行させる制御にしてもよい。

また、首振り運転がオンであってもオフであっても、温度監視制御は同じ条件で行われるが、例えば、首振りにより一定周期で検出される温度が常に上昇しているような場合には、発煙する可能性が高いと判断してヒータ２１への通電を停止するような、首振り運転特有の条件設定をすることによって、より安全性を高めることもできる。

（４）特徴
（４−１）
電気ストーブ１０では、制御部８０が、ヒータ２１によって加熱される対象物の温度を輻射センサ５１で検出し、その検出値が所定の安全条件を満たしていないとき、予め設定されている安全措置を実行する。その結果、ユーザーがヒータ２１による温度上昇を感知することができない状態のときでも、ヒータ２１によって加熱される対象物の温度が不安全域に達しないように監視し、不安全状態を未然に防止することができる。

（４−２）
制御部８０は、検出値が予め設定した閾値を超えたとき、安全措置を実行する。例えば、閾値を、人のやけど、家具や床の変色若しくは変形、又は発火という事態につながるような温度に設定することによって、そのような事態を未然に防止することができる。

（４−３）
制御部８０は、検出値が予め設定した閾値を超えた状態が一定時間続いたとき、安全措置を実行する。例えば、発火の虞がある時を、「加熱される対象物の温度が５０℃以上で、一分間当たりの温度上昇が１０℃を超えているとき」と設定することによって、火災を未然に防止することができる。

（４−４）
また、安全措置として、ヒータ２１の出力を低下させることによって加熱される対象物の温度を下げることができるので、不安全状態を回避することができる。

（４−５）
また、安全措置として、ヒータ２１の運転を停止させることによって加熱される対象物の温度を下げることができるので、不安全状態を回避することができる。

（４−６）
また、安全措置として、加熱される対象物の温度に注意すべき旨を示唆することによって、ユーザーに不安全状態を気づかせることができる。

（４−７）
電気ストーブ１０では、首振り機構部がヒータ２１を所定の角度範囲内で往復回動させることによって、一定箇所を長時間加熱することが回避される。

（５）変形例
（５−１）第１変形例
上記実施形態では、１つの輻射センサ５１をベース部３０の前面側に配置しているが、これに限定されるものではなく、２つの輻射センサ５１をベース部３０の前面側に配置してもよい。

図６は、第１変形例に係る電気ストーブ１０の正面側の斜視図である。図６において、輻射センサ５１は、ベース部３０の前面の２コーナーそれぞれに１つずつ配置されている。第１変形例では、検出したい範囲を２つの輻射センサ５１で分担できるので、１つの輻射センサ５１の検出範囲を狭めて、その分だけ検出精度を高めることができる。

（５−２）第２変形例
また、輻射センサ５１の配置位置がベース部３０に限定されるものではない。図７は、第２変形例に係る電気ストーブ１０であって、輻射センサ５１を本体部２０の下部に配置した電気ストーブ１０の正面側の斜視図である。また、図８は、第２変形例に係る電気ストーブであって、輻射センサ５１を本体部２０の上部に配置した電気ストーブ１０の正面側の斜視図である。図７及び図８において、輻射センサ５１が、本体部２０の首振り時に本体部２０と動作をともにするので監視範囲を拡張することができる。他の構成については、上記実施形態と同じ構成であるので、説明を省略する。

また、首振り運転がオンのときとオフのときとで、安全条件を相違させ、首振り運転特有の条件設定をすることによって、電気ストーブ１０の安全性をさらに高めることもできる。

（５−３）第３変形例
さらに、上記実施形態、第１変形例、及び第２変形例に係る電気ストーブ１０に、人認識センサを設け、人の「低温やけど」を防止する制御を組み入れることができる。

「低温やけど」とは、［「製品と安全」第７２号（平成１１年３月）］によれば、それほど熱いと感じない物や、暖かいと感じるものに触れていて「やけど」になることであるが、同文献には、「低温やけど」になる条件として、４４℃では３時間２０分程度、４６℃では４７分程度、５０℃では１６５秒、と記載されている。

そこで、第３変形例に係る電気ストーブ１０では、人認識センサが人の顔又は肌を認識した場合において、制御部８０は、輻射センサ５１による検出温度が４４℃で３時間、４６℃で４５分、又は５０℃で１５０秒のうちのいずれか一つの条件が成立したと推定したとき、ユーザーに報知するようにしている。その結果、人の「低温やけど」を防止することができる。

１０ 電気ストーブ
２１ ヒータ
２６ 操作部
５１ 輻射センサ
６１ 首振り機構部
８０ 制御部

特開平０６−１７４２４１号公報

Claims (8)

1. 加熱ヒータ（２１）と、
   前記加熱ヒータ（２１）によって加熱される対象物の温度を検出する輻射センサ（５１）と、
   前記加熱ヒータ（２１）の出力を制御する制御部（８０）と、
   を備え、
   前記制御部（８０）は、前記輻射センサ（５１）の検出値が所定の安全条件を満たしていないとき、予め設定されている安全措置を実行する、
   電気ストーブ（１０）。
2. 前記制御部（８０）は、前記検出値が予め設定した閾値を超えたとき、前記安全措置を実行する、
   請求項１に記載の電気ストーブ（１０）。
3. 前記制御部（８０）は、前記検出値が予め設定した閾値を超えた状態が一定時間続いたとき、前記安全措置を実行する、
   請求項１に記載の電気ストーブ（１０）。
4. 前記安全措置が、前記加熱ヒータ（２１）の出力を低下させることである、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気ストーブ（１０）。
5. 前記安全措置が、前記加熱ヒータ（２１）の運転を停止させることである、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気ストーブ（１０）。
6. 前記安全措置が、前記加熱される対象物の温度に注意すべき旨を示唆する報知である、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気ストーブ（１０）。
7. 前記加熱ヒータ（２１）を支持し、所定の角度範囲内で往復回動する首振り機構部（６１）をさらに備える、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電気ストーブ（１０）。
8. 前記首振り機構部（６１）の運転をオン・オフする操作部（２６）をさらに備え、
   前記制御部（８０）は、前記首振り機構部（６１）の運転がオンのときとオフのときとで、前記安全条件を相違させる、
   請求項７に記載の電気ストーブ（１０）。

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