JP2573257B2

JP2573257B2 - 電気採暖具

Info

Publication number: JP2573257B2
Application number: JP62265950A
Authority: JP
Inventors: 照也田中; 勝春松尾
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPH01108616A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば電気毛布、電気カーペット、電気フ
ロアヒータなどの温度を制御する電気採暖具に関する。

（従来の技術）従来、例えば電気毛布などの暖房器具においては、毛
布本体と、コントローラ（温度制御装置）とをケーブル
などによって接続し、この温度制御装置によって毛布本
体内に設けられたヒータ線の発熱量を制御して、毛布本
体の温度を制御するようにしたものが多い。

第８図はこのような電気毛布と、この電気毛布の温度
を制御する温度制御装置とを示すブロック図である。

この図に示す電気毛布101は、袋状に形成される毛布
本体102と、この毛布本体２内に配置される１線式ワイ
ヤ103とを備えている。

１線式ワイヤ103は、第９図に示す如く線状に形成さ
れた芯糸104と、この芯糸104に螺旋状に巻付けられるリ
ボン状のセンサ線105と、このセンサ線105および前記芯
糸104を覆うように形成される感熱誘導層106と、この感
熱誘導層106に螺旋状に巻付けられるヒータ線107と、こ
のヒータ線107および前記感熱誘導層106を覆うように形
成される絶縁外被108とを備えている。

そして、ヒータ線107に電流が供給されたとき、この
ヒータ線107が発熱して毛布本体102の温度を上昇させ
る。また、感熱誘導層106の温度が変化すれば、これに
応じてこの感熱誘導層106の誘電率が変化し、前記セン
サ線105と、ヒータ線107との間の静電容量が変化する。

また、温度制御装置は、整流回路111と、センサ出力
取込み部112と、制御回路113と、サイリスタ回路114と
を備えており、前記１線式ワイヤ103のセンサ線105から
出力される温度検知信号S1の値と、予め設定されている
設定温度とを比較し、この比較結果に基づいて前記１線
式ワイヤ103のヒータ線107に流す電流を制御して電気毛
布101の温度を制御する。

また整流回路111は、交流商用電源116から出力される
交流電圧を整流して予め決められた値の電圧を生成する
ように構成されており、これらの各生成電圧を回路各部
に供給する。

またセンサ出力取込み部112は、前記センサ線105に流
入したり、流出したりする電流から温度検知信号S1を生
成し、これを制御回路113に供給する。

制御回路113は、急速加熱回路117と、温度設定回路11
8と、温度制御回路120とを備えており、定常時において
は、前記温度検知信号S1の値と、予め設定されている設
定温度とを比較し、この比較結果に基づいてサイリスタ
回路114の導通を制御してヒータ線107に流れる電流の値
（量）を制御する。また、電源が投入されたときや、急
速加熱スイッチが操作されたときには、一定時間、前記
設定温度をレベルアップして前記ヒータ線107に流れる
電流の量を多くする。

急速加熱回路117は、電源が投入されたときや、急速
加熱スイッチが操作されたとき、これを検知して、一定
時間、急速加熱指示信号S3を発生し、これを温度設定回
路118に供給する。

温度設定回路118は、前記急速加熱指示信号S3が供給
されていないときには、使用者などによって設定された
値の温度設定信号S4を発生し、これを温度制御回路120
に供給する。また、前記急速加熱指示信号S3が供給され
ているときには、設定されている値よりも大きい値の温
度設定信号S4を発生し、これを温度制御回路120に供給
する。

温度制御回路120は、前記温度検知信号S1の値と、前
記温度設定信号S4の値とを比較し、この温度設定信号S4
の値で示される温度より前記電気毛布101の温度が低い
場合に、トリガー信号S2を発生し、これをサイリスタ回
路114に供給する。これによって、このサイリスタ回路1
14を構成するサイリスタ121が導通して、前記１線式ワ
イヤ103を構成するヒータ線107に電流が供給され、電気
毛布101の温度が上昇する。

（発明が解決しようとする問題点）ところでこのような暖房器具においては、電気毛布10
1の実際温度、センサ線105によって得られた温度（測定
温度）とが異なる。

このため、電源投入時や、急速加熱スイッチが操作さ
れたとき、急速加熱回路117が温度設定回路118から出力
される温度設定信号S3の値を約20度だけレベルアップす
ようにしている。

しかしながらこのような制御では、第10図に示すよう
に、電気毛布101の温度と、設定温度との差が小さい場
合、電気毛布101の温度が60度近くまで上がる虞れがあ
った。

また、第11図に示すように電気毛布101の温度と、設
定温度との差が大きい場合、電気毛布101の温度が設定
温度に達するまで、時間がかかりすぎるという不都合が
あった。

本発明は上記の事情に鑑み、電気毛布などの負荷温度
と、設定された温度との差が小さい場合には、負荷温度
が上がりすぎないようにすることができ、また電気毛布
などの負荷温度と、設定された温度との差が大きい場合
には、負荷温度を速く上昇させることができる電気採暖
具を提供することを目的としている。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）上記の問題点を解決するために本発明による電気採暖
具は、加熱設定温度情報に基づいて負荷を加熱するヒー
タと、ヒータの温度を検出するヒータ温度検出手段と、
ヒータの速熱時には使用者の加熱設定温度情報により定
められた急速加熱設定温度情報で負荷を加熱する制御手
段と、この制御手段に設けられ、前記ヒータ温度検出手
段で検出されたヒータの温度が加熱設定温度情報に達す
るまでの時間の長さに基づいて急速加熱設定温度で制御
する制御時間を決めるタイマ手段と、を具備して成るこ
とを要旨とする。

（作用）上記の構成において、例えば電源が投入されたとき
や、急速加熱スイッチが操作されたときには、制御手段
は、使用者が入力する加熱説定温度情報に応じて定めら
れた急速加熱設定温度情報に基づいて負荷を急速加熱す
る。さらにこのとき上記ヒータ温度検出手段が加熱設定
温度情報に達するまでの時間から急速加熱設定温度で制
御する制御時間を決めるタイマ手段を備えているので、
この急速加熱を行なうに必要な時間だけ負荷を加熱する
ことができる。

（実施例）第１図は本発明による電気採暖具の一実施例を示すブ
ロック図である。

この図に示す電気採暖具は、センサ出力取込み部１
と、サイリスタ２と、安全監視回路３と、制御回路４と
を備えている。そして、電源が投入されたときや、急速
加熱スイッチが操作されたときにおいて、電気毛布５の
温度と、設定された温度との差が小さい場合には、電気
毛布５の温度が上がりすぎないように急速加熱時間を短
くし、また電気毛布５の温度と、設定された温度との差
が大きい場合には、急速加熱時間を長くして、この電気
毛布５の温度を速く設定値に近づける。

センサ出力取込み部１は、抵抗６を備えており、電気
毛布５内に配置された１線式ワイヤのセンサ線７に流入
したり、流出したりする電荷の量に応じた値の電圧信号
（温度検知信号）S5を発生して、これを制御回路４に供
給する。

また、安全監視回路３は、抵抗８と、温度ヒューズ９
とを備えており、前記１線式ワイヤのセンサ線７と、ヒ
ータ線10とが接触したとき、温度ヒューズ10を溶断させ
て、交流商用電源11から出力される交流電圧が装置側に
供給されないようにする。

また制御回路４は、センサ温度検知回路12と、温度制
御回路13と、駆動回路14と、温度設定用の可変抵抗15
と、温度設定回路16と、設定温度到達判定回路17と、波
形整形回路18と、カウンタ19と、第１タイマ22と、第２
タイマ23と、加熱状態保持回路24と、急速加熱用設定切
替回路25と、急速加熱用スイッチ26と、初期化回路27
と、オアゲート28とを備えている。そして、電源が投入
されたときや、急速加熱用スイッチ26が操作されたとき
において、電気毛布５の温度と、設定された温度との差
が小さい場合には、電気毛布５の温度が上がりすぎない
ように急速加熱時間を短くし、また電気毛布５の温度
と、設定された温度との差が大きい場合には、急速加熱
時間を長くして、この電気毛布５の温度を速く設定値に
近づける。

センサ温度検知回路12は、前記温度検知信号S5を取込
んで、温度検知信号S6を生成し、これを温度制御回路13
や、設定温度到達判定回路17に供給する。

温度制御回路13は、前記温度検知信号S6の値と、温度
設定回路16から出力される電圧信号（急速設定温度信号
S7、または加熱設定温度信号S8）の値とを比較し、これ
らが一致するように駆動信号を発生して、これを駆動回
路14に供給する。

駆動回路14は、前記駆動信号に基づいてトリガー信号
を発生してサイリスタ２の通電を制御する。

また、温度設定回路16は、急速加熱用設定切替回路25
から急速加熱指示信号S12が供給されていないときに
は、温度設定用の可変抵抗15に設定されている値に対応
した電圧値の加熱設定温度信号S8を生成し、これを温度
制御回路13に供給する。また、前記急速加熱用設定切替
回路25から急速加熱指示信号S12が供給されているとき
には、温度設定用の可変抵抗15に設定されている値より
も約10度高い値に対応した電圧値の急速設定温度信号S7
を生成し、これを温度制御回路13や、設定温度到達判定
回路17に供給する。

設定温度到達判定回路17は、ヒステリシスコンパレー
タなどを備えており、前記急速設定温度信号S7と、前記
センサ温度検知回路12から出力される温度検知信号S6と
を比較し、温度検知信号S6によって示される温度が急速
設定温度信号S7によって示される温度より低いとき、
“0"信号を発生し、これを第1,第２タイマ22,23供給す
る。そして、温度検知信号S6によって示される温度が加
熱設定温度信号S8によって示される温度を越えたとき、
前記“0"信号に代えで、“1"信号を発生し、これを第1,
第２タイマ22,23に供給する。

また波形成形回路18は、前記交流商用電源11から出力
される交流電圧を取込んで、これを波形整形して周期的
なパルス信号を生成し、これをカウンタ19に供給する。

カウンタ19は、リセット信号S9が供給されたときにリ
セットされ、この後前記波形成形回路18から供給される
パルス信号を計数し、この計数結果が所定の値に達する
毎に、“1"信号を発生して、これを第1,第２タイマ22,2
3に供給する。

第１タイマ22は、第２図に示すようにアンドゲート31
a〜31eと、インバータ32a〜32fと、カウンタ33とを備え
ており、前記リセット信号S9が供給されたときにリセッ
トされる。そして、設定温度到達判定回路17から“0"信
号が供給されているとき、前記カウンタ19から“1"信号
が供給される毎に、これを計数して４ビットの計数デー
タを生成し、これを第２タイマ23に供給する。この場
合、計数時においては、カウンタ33の出力や、各アンド
ゲート31a〜31dの出力、インバータ32fの出力は、第３
図（Ａ）〜（Ｈ）に示すように変化する。

第２タイマ23はアンドゲート34a〜34iと、インバータ
35a〜35dと、カウンタ36と、オアゲート37とを備えてお
り、前記リセット信号S9が供給されたときにリセットさ
れる。そして、設定温度到達判定回路17から“1"信号が
供給されといるとき、前記カウンタ19から“1"信号が供
給される毎に、これを計数し、この計数結果が前記第１
タイマ22から供給されている計数データの値と対応した
とき、加熱解除信号（“1"信号）S10を発生して、これ
を加熱状態保持回路25に供給する。この場合、計数時に
おいては、カウンタ36の出力や、各アンドゲート34a〜3
4dの出力は、第４図（Ａ）〜（Ｈ）に示すように変化す
る。

加熱状態保持回路24は、前記リセット信号S9が供給さ
れたときから前記加熱解除信号S10が供給されるまでの
間、加熱保持信号S11を発生し、これを急速加熱用設定
切替回路25に供給する。

急速加熱用設定切替回路25は、前記加熱保持信号S11
が供給されている間、急速加熱指示信号S12を発生し
て、これを前記温度設定回路16に供給する。

また、オアゲート28は、電源が投入されて初期化回路
27からイニシャルリセット信号が供給されたり、急速加
熱用スイッチ26が操作されたりしたとき、リセット信号
S9を発生して、これをカンウタ19や、第1,第２タイマ2
2,23、加熱状態保持回路24に供給する。

次に、電気毛布５の温度が低い場合と、高い場合とに
分けて、この実施例の動作を説明する。

尚、図中T₀は加熱設定温度であり、T₁は急速加熱設定
温度をそれぞれ示す。またT₁はT₀より小であっても良
い。

まず、電気毛布５の温度が低い場合において、例えば
第５図（Ａ）に示すように時刻t₀で電源を投入すれば、
このとき回路各部がリセットされて、加熱状態保持回路
24から加熱保持信号S11が出力される。これによって、
急速加熱用設定切替回路25が急速加熱指示信号S12を発
生して、これを温度設定回路16に供給し、この温度設定
回路16から加熱設定温度信号S8を出力させる。この結
果、温度制御回路13は、駆動回路14を制御して、電気毛
布５の温度が前記加熱設定温度信号S8によって示される
温度になるように、サイリスタ２の導通を制御させる。

またこの動作と並行して、時刻t₀において、カウンタ
19が波形整形回路18から出力されるパルス信号の数を計
数して、この計数結果が所定の値になる毎に、“1"信号
を発生し、これを第1,第２タイマ22,23に供給する。

ここで、前記温度設定回路16から出力されてる加熱設
定温度信号S8の値より、センサ温度検知回路12から出力
される温度検知信号S6の値が低いので、設定温度到達判
定回路17が“0"信号を発生している。したがってこの場
合には、第１タイマ22だけが前記カウンタ19から出力さ
れる“1"信号の数を計数するとともに、この計数結果を
計数データとして第２タイマ23に供給する。

この後、前記温度設定回路16から出力されている加熱
設定温度信号S8の値より、センサ温度検知回路12から出
力される温度検知信号S6の値が高くなったとき、（時刻
t₁）、設定温度到達発生回路17がこれを検知して、“1"
信号を発生する。

これによって、第１タイマ22が計時動作を停止すると
ともに、第２タイマ23が計時動作を開始し、前記カウン
タ19から“1"信号が出力される毎に、その計数値をイン
クリメントさせる。そして、この計数値が第１タイマ22
から出力されている計数データの値に対応する値になっ
たとき（時刻t₂）、加熱解除信号S10を発生して、加熱
状態保持回路24から加熱保持信号S11が出力されないよ
うにする。

この結果、急速加熱用設定切替回路25から急速加熱指
示信号S12の発生を停止し、温度設定回路16から温度設
定信号S8を出力させる。

これによって、温度制御回路13は、電気毛布５の温度
が、この加熱設定温度信号S8によって示される温度にな
るように、駆動回路14を制御し、サイリスタ２の導通量
をコントロールする。

この場合、時刻t₀から時刻t₁までの時間は、電気毛布５
の温度と、加熱設定温度信号S8の値との差に対応し、ま
た時刻t₁から時刻t₂までの時間は、Ｔ（Ｔ＝t₁−t₀）に
対応しているので、電気毛布５の温度が、温度設定用の
可変抵抗15によって指定された温度になるまで、電気毛
布５を急速に加熱することができる。

なお、このときにおける回路各部の波形を図示すれ
ば、第６図（Ａ）〜（Ｕ）に示すようになる。

また、電気毛布５の温度が高い場合において例えば第
５図（Ｂ）に示すように時刻t₀で電源を投入すれば、上
述した動作と同様にして、時刻t₀から時刻t₁まで、第１
タイマ22によって電気毛布５の温度、加熱設定温度信号
S8の値との差が検出される。そして、この検出結果に対
応して時刻t₁から時刻t₂までの長さが決められる。

この場合、電気毛布５の温度と、加熱設定温度信号S8
の値との差が小さいので、時刻t₀から時刻t₂までの長さ
は、上述した場合に比べて非常に短くなる。

これによって、電気毛布５が過熱するのを防止するこ
とができる。

なお、このときにおける回路各部の波形を図示すれ
ば、第７図（Ａ）〜（Ｕ）に示すようになる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、電気毛布などの
負荷温度と、設定された温度との差が小さい場合には、
負荷温度が上がりすぎないようにすることができ、また
電気毛布などの負荷温度と、設定された温度との差が大
きい場合には、負荷温度を速く上昇させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気採暖具の一実施例を示す回路
図、第２図は第１図に示す第１タイマ，第２タイマの具
体例を示す回路図、第３図は第１タイマの動作例を示す
タイミングチャート、第４図は第２タイマの動作例を示
すタイミングチャート、第５図は同実施例の動作例を示
す波形図、第６図は第５図（Ａ）に示す動作を行ってい
るときにおける回路各部の波形図、第７図は第５図
（Ｂ）に示す動作を行っているときにおける回路各部の
波形図、第８図は従来からある電気採暖具の一例を示す
ブロック図、第９図は第８図に示す１線式ワイヤの斜視
図、第10図は第８図に示す電気採暖具の動作例を示す波
形図、第11図は第８図に示す電気採暖具の動作例を示す
波形図である。７……センサ線 10……ヒータ線 13……温度制御回路 16……温度設定回路 22……第１タイマ 23……第２タイマ 25……急速加熱用設定切替回路 26……急速加熱用スイッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱設定温度情報に基づいて負荷を加熱す
るヒータと、ヒータの温度を検出するヒータ温度検出手段と、ヒータの速熱時には使用者の加熱設定温度情報により定
められた急速加熱設定温度情報で負荷を加熱する制御手
段と、この制御手段に設けられ、前記ヒータ温度検出手段で検
出されたヒータの温度が加熱設定温度情報に達するまで
の時間の長さに基づいて急速加熱設定温度で制御する制
御時間を決めるタイマ手段と、を具備して成ることを特
徴とする電気採暖具。