JP2791849B2

JP2791849B2 - 電気カーペットの制御装置

Info

Publication number: JP2791849B2
Application number: JP35096592A
Authority: JP
Inventors: 猛古川
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1991-12-05
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JPH05248650A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気カーペットの制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、図面を参照して従来の電気カーペ
ットの制御装置（以下、『従来装置』という）を説明す
る。図６は従来装置の電気回路図である。

【０００３】従来装置は、電気カーペット本体１（以
下、『本体１』という）に設けた発熱体２と発熱体２に
直列接続された温度ヒューズ３と、温度ヒューズ３を加
熱し溶断させる温度ヒューズ加熱体４と、発熱体２の近
傍に配置され発熱体２の温度を検知する負特性サーミス
タ等よりなる感熱体５と、第２のスイッチング素子とし
てのサイリスタ６と、制御部７とを含んでいる。温度ヒ
ューズ３とこれに直列に連なる電源８との端子間にいず
れも並列接続された４個の枝回路によって構成されてい
る。

【０００４】第１の枝回路21には発熱体２に第１のスイ
ッチング素子としてのリレーコンタクト９が直列接続さ
れている。第２の枝回路22には感熱体５に分圧抵抗19が
直列接続されている。第３の枝回路23には制御部７が接
続されている。第４の枝回路には温度ヒューズ加熱体４
とサイリスタ６とが直列接続されており、これらによっ
て安全回路24が構成されている。

【０００５】前記温度ヒューズ加熱体４は前記温度ヒュ
ーズ３とモールド成形等によって一体に形成して熱結合
されており、温度ヒューズ加熱体４の発熱によって温度
ヒューズ３が溶断するように構成されている。

【０００６】制御部７はＡ／Ｄ入出力部を含むマイコン
よりなり、分圧抵抗10で分圧されダイオード13を介して
コンデンサ14で平滑された直流電圧が入力電圧信号ＶＡ
として入力されている。さらに、制御部７はトランジス
タ11を介してリレーソレノイド12を作動させるリレー作
動信号と、サイリスタ６のゲートＧを開閉させるゲート
信号とを出力するように構成されている。

【０００７】次に、従来装置の動作について説明する。
発熱体２の温度は感熱体５により電圧信号に変換され入
力電圧信号ＶＡとして制御部７によりモニターされてい
る。前記入力電圧信号ＶＡが制御部７で予め設定された
基準電圧信号ＶＢよりも小さいときは、トランジスタ11
をオンしてリレーソレノイド12に通電し、リレーコンタ
クト９をオンさせて発熱体２に通電し、本体１の温度が
上がる。

【０００８】発熱体２の温度が上昇すると、これに伴っ
て感熱体５の温度も上昇する。これにより、感熱体５の
インピーダンスが小さくなり、入力電圧信号ＶＡが大き
くなる。入力電圧信号ＶＡが前記記述電圧信号ＶＢを越
えると、制御部７はトランジスタ11をオフする。これに
より、リレーソレノイド12はオフし、リレーコンタクト
９を開いて発熱体２への通電が停止される。これによ
り、本体１の温度が下がり、感熱体５の温度も下がる。
そして、感熱体５のインピーダンスが大きくなり、入力
電圧信号ＶＡが小さくなって基準電圧信号ＶＢよりも小
さくなると、トランジスタ11が再びオンし、発熱体２に
通電される。以上の繰り返しにより本体１は一定の温度
範囲に維持される。

【０００９】また、トランジスタ11が短絡したり、リレ
ーコンタクト９が開かない等、故障が生じた場合に発熱
体２が連続通電され、過熱するものを防止するため、前
記基準電圧信号ＶＢよりさらに大きい第２の基準電圧信
号ＶＣが設定されている。そして入力電圧信号ＶＡが第
２の基準電圧信号ＶＣよりも大きくなると、制御部７は
サイリスタ６にゲート信号を与えてサイリスタ６をオン
させて温度ヒューズ加熱体４に通電して発熱させ、温度
ヒューズ３を加熱して溶断させ発熱体２の通電をオフす
る。このようにして、安全回路24は、発熱体２の過熱を
防止している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置においては電源電圧ＶＤの変動により本体１の設定温
度が変化するという問題点があった。すなわち、電源電
圧ＶＤが通常時よりも大きくなると入力電圧信号ＶＡも
大きくなる。一方、前記基準電圧信号ＶＢは電源電圧Ｖ
Ｄの高低に関係なく一定に保たれている。それ故、入力
電圧信号ＶＡが基準電圧信号ＶＢに達する時間が通常時
よりも早くなり、発熱体２の通電時間も短くなる。従っ
て、本体１の温度も通常時の設定温度よりも低くなる。

【００１１】反対に電源電圧ＶＤが通常時よりも小さく
なると、入力電圧信号ＶＡも低くなり、基準電圧信号Ｖ
Ｂに達する時間が通常時よりも遅くなり、発熱体２の通
電時間も長くなる。従って、本体１の温度も通常時の設
定温度よりも高くなる。

【００１２】また、前記安全回路24においても、以下に
記すような問題点がある。その１つは、サイリスタ６と
温度ヒューズ加熱体７のいずれかが故障した場合、外観
からは故障が発見できない。そのため、本体１に異常が
発生した場合に、温度ヒューズ３が溶断できず、火災等
を招く危険がある。また、他の１つは、本体１上でヤグ
ラコタツ等他の暖房機を使用した場合に、その熱によっ
て発熱体２の通電が停止しているにも関わらず、感熱体
５の温度が上昇する。そして、感熱体５のインピーダン
スが小さくなり、入力電圧信号ＶＡが大きくなって第２
の基準電圧信号ＶＣを越えると、サイリスタ６が通電
し、温度ヒューズ加熱体４が通電されて発熱し、温度ヒ
ューズ３を加熱して溶断させるといった誤動作が起こる
ことになる。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
で、電源電圧が変動しても設定温度が変化することな
く、安全回路及びリレーの故障が直ちに検知できるよう
にするとともに、発熱体の通電停止中に他の加熱体によ
って加熱されても誤動作しないようにした電気カーペッ
トの制御装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る電気カー
ペットの制御装置は、電気カーペット本体に設けた発熱
体と、この発熱体に直列接続された温度ヒューズと、温
度ヒューズに直列接続されるとともに前記発熱体の近傍
に配置され発熱体の温度を検知する感熱体と、発熱体に
直列接続され発熱体の通電を制御する第１のスイッチン
グ素子と、前記温度ヒューズを加熱し溶断させる温度ヒ
ューズ加熱体と、この温度ヒューズ加熱体への通電をオ
ン・オフさせる第２のスイッチング素子とを直列接続し
てなる安全回路と、前記第２のスイッチング素子に並列
接続され第２のスイッチング素子のオン・オフを検知す
るモニター手段と、制御部とを具備しており、前記制御
部は所定のパターンで第２のスイッチング素子をオン・
オフさせるチェック信号を第２のスイッチング素子に与
えてモニター手段に直流電圧信号を発生させるとともに
前記直流電圧信号をフィードバックして入力しており、
かつ電源電圧の変動によって変化する前記直流電圧信号
に応じて予め設定された基準電圧信号を増減させ、増減
した基準電圧信号に基づいて発熱体の通電をオフさせる
とともに、前記直流電圧信号の有無によって安全回路の
故障を判断して発熱体の通電をオン・オフさせるように
なっている。

【００１５】また、請求項２に係る電気カーペットの制
御装置は、電気カーペット本体に設けた発熱体と、この
発熱体に直列接続された温度ヒューズと、温度ヒューズ
に直列接続されるとともに前記発熱体の近傍に配置され
発熱体の温度を検知する感熱体と、発熱体に直列接続さ
れ発熱板の通電を制御する第１のスイッチング素子と、
前記温度ヒューズを加熱し溶断させる温度ヒューズ加熱
体とこの温度ヒューズ加熱体の通電を制御する第２のス
イッチング素子とを直列接続してなる安全回路と、前記
第２のスイッチング素子に並列に接続されたモニター手
段と、制御部とを具備しており、前記モニター手段は第
２のスイッチング素子の分圧をダイオードを介して第１
のスイッチング素子に入力せしめて第１のスイッチング
素子及び第２のスイッチング素子の作動状態を同時にモ
ニターするように構成されており、前記制御部は所定の
パターンで第２のスイッチング素子を制御するチェック
信号を第２のスイッチング素子に与えてモニター手段に
直流電圧信号を発生させるとともに、前記直流電圧信号
をフィードバックして入力しており、かつ電源電圧の変
動によって変化する前記直流電圧信号に応じて予め設定
された基準電圧信号を増減させ、増減した基準電圧信号
に基づいて発熱体の通電を制御させるとともに、前記直
流電圧信号の有無によって安全回路及び第１のスイッチ
ング素子の故障を判断し、発熱体の通電をオフさせるよ
うになっている。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しつつ請求項１に係る電気
カーペットの制御装置（以下、『本発明装置』とする）
の一実施例を説明する。

【００１７】図１は請求項１に係る本発明装置の電気的
回路部、図２はチェック信号波形図、図３は直流電圧信
号波形図である。なお、従来のものと略同一の部分等に
は同一の符号を付して説明を行う。

【００１８】本発明装置は、発熱体２と温度ヒューズ３
と温度ヒューズ加熱体４と感熱体５とサイリスタ６とモ
ニター手段30と制御部40とを含んでいる。モニター手段
30を除く分は従来装置と同様に電気的に接続されてお
り、枝回路21に発熱体２と第１のスイッチング素子とし
てのリレーコンタクト９が直列接続されており、枝回路
24に第２のスイッチング素子としてのサイリスタ６と温
度ヒューズ加熱体４が直列接続され安全回路24を形成し
ている。

【００１９】モニター手段30は分圧抵抗31と分圧抵抗32
とを直列接続した第５の枝回路33と、制限抵抗34とコン
タクト35を直列接続した第６の枝回路36と、第５、第６
枝回路33、36の各中間接続点を連結するダイオード37を
含んでいる。そして、第５の枝回路33はサイリスタ６の
アノード、カソードＡ−Ｋ間に、第６の枝回路36は制御
部40にそれぞれ並列接続されている。

【００２０】サイリスタ６のＡ−Ｋ間に発生する半波の
電圧は分圧抵抗31、32で分圧され、ダイオード37とコン
デンサ35で整流平滑して直流電圧信号ＶＥに変換され制
御部40にフィードバックとして入力されるように構成さ
れている。

【００２１】制御部40は、前記直流電圧信号ＶＥの値に
応じて前記基準電圧信号ＶＢが増減されるようになって
いる。また、制御部40より図２に示すように時間Ｔ1 の
周期とパルス幅Ｔ２のパターンを有するチェック信号Ｖ
Ｇをサイリスタ６のゲートＧに与えており、サイリスタ
６は前記チェック信号ＶＧのパルス幅に相当する時間Ｔ
２のみオンするように構成されている。

【００２２】サイリスタ６がオンすると、モニター手段
30に印加される電圧はバイパスされて零となり、制御部
40には図３に示すように直流電圧信号ＶＥが入力されな
くなる。そして、時間Ｔ２経過後、サイリスタ６がオフ
し、直流電圧信号ＶＥが制御部40に再度入力されるよう
になっている。

【００２３】前記時間Ｔ２はサイリスタ６のオンによ
り、温度ヒューズ加熱体４が加熱されても温度ヒューズ
３が溶断することがないように設定されている。

【００２４】次に、請求項1 に係る本発明装置の第１機
能である電源電圧の変動に対する動作について説明す
る。電源電圧ＶＤが通常時には、従来装置と同様に発熱体
２の温度は感熱体５より制御部40に入力電圧信号ＶＡと
して入力されている。また、モニター手段30より直流電
圧信号ＶＥが制御部40に入力されている。制御部40は直
流電圧信号ＶＥと基準電圧信号ＶＢとを比較し、その大
小に応じてトランジスタ11をオン・オフし、リレーコン
デンサー９を開閉して発熱体２の温度を一定に保ってい
る。

【００２５】電源電圧ＶＤが変動して通常時よりも高
くなると、サイリスタ６のＡ−Ｋ間の電圧も高くなり、
直流電圧信号ＶＥが大きくなる。これに応じて基準電圧
信号ＶＢも大きくなる。従って、入力電圧信号ＶＡが基
準電圧信号ＶＢに達する迄の時間が長くなる。すなわ
ち、発熱体２の通電時間が長くなり、本体１の温度を上
げて通常時の設定温度になるように補正される。電源電
圧ＶＤが通常時よりも低くなった時は、基準電圧信号Ｖ
Ｂも小さくなり、前記と逆に作動する。

【００２６】次に、本発明装置の第２の機能である安全
回路の故障検知動作について説明する。正常時は、制御部40には図３に示すようにＴ１時間オ
ンし、Ｔ２時間オフする直流電圧信号ＶＥが入力されて
おり、前記項記載の通り作動している。

【００２７】何らかの原因で温度ヒューズ加熱体４が
故障すると、サイリスタ６のＡ−Ｋ間に電圧が印加され
なくなる。従って、直流電圧信号ＶＥは零となる。

【００２８】サイリスタ６が故障すると、制御部40よ
りチェック信号ＶＧを与えてもサイリスタ６はオンしな
い。従って、モニター手段30からは、直流電圧信号ＶＥ
が制御部40に入力されたままとなる。すなわち、Ｔ２時
間はオフしない状態となる。

【００２９】制御部40は前記における直流電圧信
号ＶＥの有無によって安全回路の故障を判断し、トラン
ジスタ11をオフし、リレーコンタクト９を開く。

【００３０】次に、請求項２に係る本発明装置の一実施
例を図面を参照して説明する。図４は一実施例の電気回
路図、図５ (Ａ) は制御部にフィードバックされる直流
電圧信号の例示波形図、図５ (Ｂ) はリレーコンタクト
のオン・オフに伴う直流電圧信号の例示波形図である。

【００３１】請求項２に係る本発明装置は、請求項１に
係る発明装置において、抵抗31と抵抗32との中間接続点
とリレーコンタクト９とは、トランジスタ38を介して電
気的に接続されており、モニター手段30がリレーコンタ
クト９とサイリスタ６のオン・オフ作動状態を同時にモ
ニターできるように構成されている。なお、本発明装置
の第１機能と第２機構とは前記請求項１に係る発明装置
と同様であるので、その説明は省略する。

【００３２】次に、本発明装置の第３の機能であるリレ
ーコンタクトの故障検知動作について説明する。前記の状態において、図５ (Ｂ) に示すように、リ
レーコンタクト９がＴ３時間オンすると、抵抗32の両端
に発生する電圧はダイオード38を通じてバイパスされ、
直流電圧信号ＶＥの電位が低くなる。逆に、リレーコン
タクト９がＴ４時間オフすると、抵抗32の両端に電圧が
発生し、直流電圧信号ＶＥの電位が高くなる。すなわ
ち、直流電圧信号ＶＥの電位によってリレーコンタクト
９のオン・オフ作動状態を検知することができる。

【００３３】何らかの原因によってリレーコンタクト
９が短絡又は開放状態となり作動しなくなると、制御部
40からトランジスタ11にオン又はオフの信号を出力して
いるにもかかわらず、直流電圧信号ＶＥの電位が変化し
なくなる。これによって制御部40はリレーコンタクト９
の故障を検知する。

【００３４】ここにおいて、リレーコンタクト９が故
障したときにのみ、制御部40を介して前記安全回路24を
作動するようにしておくと、制御部40は前記第１、第２
の機能である動作と識別することができるので、次のよ
うな場合に誤動作をしないので大変便利である。すなわ
ち、本体１上でヤグラコタツ等の暖房機を使用した時
に、暖房機の熱により発熱体２の通電が停止されている
にもかかわらず、感熱体５の温度が上昇し、入力電圧Ｖ
Ａが第２の基準電圧ＶＣを越えてサイリスタ６がオン
し、温度ヒューズ加熱体４が加熱されて発熱し、ついに
は温度ヒューズ３を溶断させるという事態を防ぐことが
できる。

【００３５】なお、前記直流電圧信号ＶＥの変化、有無
を図外の表示手段によって表示するようなしておくと、
使用者は安全回路、リレーコンタクトの故障を直ちに知
ることができるので大変便利である。前記モニター手段
の構成は、本実施例に限定されるものではなく、同様に
作動するものであればよい。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１に係る
発明装置は、感熱体と温度ヒューズと温度ヒューズ加熱
体と第１と第２のスイッチング素子とモニター手段と制
御部とを具備している。そして、制御部は所定のパター
ンで第２のスイッチング素子をオン・オフさせるチェッ
ク信号を第２のスイッチング素子に与えてモニター手段
に直流電圧信号を発生させるとともに、この直流電圧信
号をフィードバックさせて入力させている。

【００３７】そして、前記１つの直流電圧信号に基づい
て基準電圧信号を増減させて発熱体の通電をオン・オフ
させるとともに、前記直流電圧信号の有無によって安全
回路の故障を検知するようにしている。従って、電源電
圧の変動により設定温度の変動が抑制されるので大変都
合がよいものである。また、安全回路の故障を逸早く検
知することができるので、火災等の危険性がなく、信頼
性の向上を図ることができる。

【００３８】請求項２に係る発明装置においては、モニ
ター手段で第１のスイッチング素子のオン・オフ作動も
モニターしているので、リレーコンタクトの故障を素早
く検知することができる。さらに発熱体の通電が停止し
ているにもかかわらず、他の暖房機との併用による外部
からの加熱によって温度ヒューズが溶断するのを防止す
ることができるので、大変都合がよいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に係る図面であって、本発明
装置の電気回路図である。

【図２】本発明の請求項１に係る図面であって、チェッ
ク信号波形図である。

【図３】本発明の請求項１に係る図面であって、直流電
圧信号波形図である。

【図４】本発明の請求項２に係る図面であって、本発明
装置の電気回路図である。

【図５】本発明の請求項２に係る図面であって、同図
(Ａ) は制御部にフィードバックされる直流電圧信号の
例示波形図、同図 (Ｂ) はリレーコンタクトのオン・オ
フに伴う直流電圧信号の例示波形図である。

【図６】従来装置の電気回路図である。

【符号の説明】

１本体２発熱体３温度ヒューズ４温度ヒューズ加熱体５感熱体６サイリスタ９リレーコンタクト 11 トランジスタ 12 リレーソレノイド 30 モニター手段 31,32 分圧抵抗 35 コンデンサ 37,38 ダイオード 40 制御部ＶＡ入力電圧信号ＶＢ基準電圧信号ＶＥ直流電圧信号ＶＧチェック信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24D 13/00 - 15/04 H05B 3/00 310,320,365

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気カーペット本体に設けた発熱体と、
この発熱体に直列接続された温度ヒューズと、温度ヒュ
ーズに直列接続されるとともに前記発熱体の近傍に配置
され発熱体の温度を検知する感熱体と、発熱体に直列接
続され発熱体の通電を制御する第１のスイッチング素子
と、前記温度ヒューズを加熱し溶断させる温度ヒューズ
加熱体とこの温度ヒューズ加熱体への通電をオン・オフ
させる第２のスイッチング素子とを直列接続してなる安
全回路と、前記第２のスイッチング素子に並列接続され
第２のスイッチング素子のオン・オフを検知するモニタ
ー手段と、制御部とを具備しており、前記制御部は所定
のパターンで第２のスイッチング素子をオン・オフさせ
るチェック信号を第２のスイッチング素子に与えてモニ
ター手段に直流電圧信号を発生させるとともに前記直流
電圧信号をフィードバックして入力しており、かつ電源
電圧の変動によって変化する前記直流電圧信号に応じて
予め設定された基準電圧信号を増減させ、増減した基準
電圧信号に基づいて発熱体の通電をオン・オフさせると
ともに、前記直流電圧信号の有無によって安全回路の故
障を判断して発熱体の通電をオフさせるようにしたこと
を特徴とする電気カーペットの制御装置。
【請求項２】電気カーペット本体に設けた発熱体と、
この発熱体に直列接続された温度ヒューズと、温度ヒュ
ーズに直列接続されるとともに前記発熱体の近傍に配置
され発熱体の温度を検知する感熱体と、発熱体に直列接
続され発熱体の通電を制御する第１のスイッチング素子
と、前記温度ヒューズを加熱し溶断させる温度ヒューズ
加熱体とこの温度ヒューズ加熱体の通電を制御する第２
のスイッチング素子とを直列接続してなる安全回路と、
前記第２のスイッチング素子に並列に接続されたモニタ
ー手段と、制御部とを具備しており、前記モニター手段
は第２のスイッチング素子の分圧をダイオードを介して
第１のスイッチング素子に入力せしめて第１のスイッチ
ング素子及び第２のスイッチング素子の作動状態を同時
にモニターするように構成されており、前記制御部は所
定のパターンで第２のスイッチング素子を制御するチェ
ック信号を第２のスイッチング素子に与えてモニター手
段に直流電圧信号を発生させるとともに、前記直流電圧
信号をフィードバックして入力しており、かつ電源電圧
の変動によって変化する前記直流電圧信号に応じて予め
設定された基準電圧信号を増減させ、増減した基準電圧
信号に基づいて発熱体の通電を制御させるとともに、前
記直流電圧信号の有無によって安全回路及び第１のスイ
ッチング素子の故障を判断し、発熱体の通電をオフさせ
るようにしたことを特徴とする電気カーペットの制御装
置。