JP3137841B2 - 電気カーペットの温度制御装置 - Google Patents

電気カーペットの温度制御装置

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JP3137841B2 JP06215380A JP21538094A JP3137841B2 JP 3137841 B2 JP3137841 B2 JP 3137841B2 JP 06215380 A JP06215380 A JP 06215380A JP 21538094 A JP21538094 A JP 21538094A JP 3137841 B2 JP3137841 B2 JP 3137841B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気カーペットの発熱
体への通電を制御して温度を一定に保つための電気カー
ペットの温度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、快適な生活環境を求めて冷暖房の
設備の普及が著しい。その中でも設備工事が不要で簡便
な電気カーペットの普及が著しい。この様な電気カーペ
ットの温度制御は、カーペット内に埋め込まれた発熱体
近傍に感温素子を設け、その発熱体の温度を一定に保つ
ことが一般的であった。
【0003】図7はそのような従来の電気カーペットの
温度制御装置のブロック図を示すものである。同図にお
いて、100は交流電源、10は発熱体、5は感熱体で
あり、これらは本体1を構成する。51は抵抗器、53
はダイオード、54はコンデンサ、11はリレーコンタ
クト、12はリレーソレノイド、13はトランジスタで
ある。また20は制御回路である。以上のように構成さ
れた従来の電気カーペットの温度制御装置につき、以下
にその動作を説明する。
【0004】さて、図6の一点鎖線に示すようにサーミ
スタより構成される感熱体5が、点線せ示す発熱体10
に近接されている。発熱体10の温度は、この感熱体5
により検出される。図7に示す制御回路20、抵抗器5
1、ダイオード53、コンデンサ54、リレーコンタク
ト11、リレーソレノイド12、トランジスタ13は、
制御ボックス2に内蔵されている。
【0005】発熱体10の温度は、感熱体5により検出
され、電圧信号Vaに変換されて、制御回路20に入力
される。この電圧信号Vaは、感熱体5の抵抗値Rと抵
抗器51の抵抗値Raにより分圧し、ダイオード53と
コンデンサ54で半波整流されて生成される。このとき
の電圧Vaは、 Va=Ra/(Ra+R)・V (1) で与えられる。ここにVは交流電源100を半波整流し
た場合の電圧である。
【0006】この電圧信号Vaと制御回路(例えばマイ
クロコンピュータ)の内部に予め設定しておいた基準電
圧Vbとを比較する。この比較結果により、Va<Vb
なるときは、トランジスタ13に駆動信号Sdを送り、
トランジスタ13をオンする。このとき、リレーソレノ
イド12は通電し、リレーコンタクト11を閉じて発熱
体10に通電する。これにより、本体1の温度は上昇す
る。
【0007】一方、発熱によって発熱体10の温度が上
昇すると、これにともなって感熱体5の温度も上昇す
る。感熱体5(サーミスタ)の温度対抵抗値の特性は、
図8に示すごとくであるから、この温度上昇に伴って抵
抗値Rが低下する。これにより、(1)式の関係より、
電圧信号Vaの値は増大し、やがて基準電圧Vbを越え
ることになる。
【0008】このとき、制御回路20は、駆動信号Sd
を止め、トランジスタ13をオフしてリレーソレノイド
12の通電を遮断し、リレーコンタクト11を開いて発
熱体10への通電を停止する。
【0009】これにより、本体1の温度が低下すること
により感熱体5の温度も低下し、感熱体5の抵抗値Rは
図8の関係より増加し、(1)式の関係により電圧信号
Vaは低下する。これによって電圧信号Vaが基準電圧
Vbよりも小さくなると、前述のように制御回路20は
トランジスタ13をオンして再び発熱体10に通電す
る。このような一連の動作を繰り返して、制御回路20
は、本体1を一定の温度に保つというものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の電気カーペットの温度制御装置においては、感
熱体5は発熱体10の近傍に配置されているために室温
や床温の変化とは殆ど無関係に本体1の通電が行われ
る。このため、発熱体10のみが一定の温度に保たれ、
図6に示すように、発熱体10から感温体5が配置され
ていない領域までの温度の伝播が、本体1の置かれる床
材が異なるという実使用状態では画一的に行われないた
め、本体1全体の温度を一定に保てないという問題点が
ある。
【0011】また、仮に例えば特開平5−33956号
公報などのように、温度制御装置内部に室温だけを検出
する感温素子を新たに設けて温度制御を行っても、床温
の影響を受けて本体1全体の温度を一定に保つことが困
難であるという問題点がある。
【0012】本発明は上記問題点に鑑み成されたもので
あり、室温や床温の影響を受けにくい電気カーペットの
温度制御装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電気カーペットの温度制御装置は、請求項
1の構成では、電気カーペットに平面的に配された、通
電により発熱する発熱体の温度を所定の設定温度になる
ように制御するための電気カーペットの温度制御装置で
あって、上記本体が置かれる床材に応じて上記設定温度
を可変する設定手段を備え、該設定手段は、上記本体の
上記発熱体が配置されていない領域に設けられ、かつ上
記本体が置かれる床面に直に接するように配置され前記
床面の温度を検知する感温手段を含んでいる。
【0014】
【0015】
【0016】また、請求項2の構成では、設定手段は、
上記本体の外周部の上記発熱体が配置されていない領域
に設けられ、かつ上記本体が置かれる床面の温度を検知
する第1の感温手段と、室温を検知する第2の感温手段
とを含むものである。
【0017】
【作用】上記した構成により、請求項1の構成によれ
ば、床面の材料に応じて設定温度を可変する設定手段を
設けたことにより、使用している部屋の床材の影響によ
る本体の温度の変化を小さくすることとなる。
【0018】
【0019】また、感温手段を床面に直に接するように
配置することにより、床温を直接に検知することとな
る。
【0020】また、請求項2の構成によれば、床温を検
出する第1の感温手段以外に、室温を検出する第2の感
温手段を設けることにより、室温と床温の両方を検出し
て設定温度を制御することとなる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1は、本発明の第1の実施例におけ
る電気カーペットの温度制御装置のブロック図である。
同図において、交流電源100、発熱体10、感熱体
5、抵抗器51、ダイオード53、コンデンサ54、リ
レーコンタクト11、リレーソレノイド12、トランジ
スタ13は従来例におけるそれらと同一であり、詳しい
説明は省略する。なお、30は制御回路、40は床材に
応じて設定温度を切り換えるためのスイッチである。
【0022】以上のように構成された本発明の電気カー
ペットの温度制御装置につき、以下にその動作を説明す
る。電気カーペットは、図6に示すようにカーペット本
体1の端部に点線で示す発熱体10への通電を制御する
制御ボックス2が取り付けられている。制御回路30は
従来例と同様にこの制御ボックス2に内蔵され、スイッ
チ40は、この制御ボックス2の端部に取り付けられて
いる。
【0023】さて、電気カーペットの実使用状態である
床材の材質、例えば畳や木材によるフローリング或いは
カーペット等によって断熱性は異なる。このため、例え
ば、カーペットでは最も温度が上がり易く、畳はそれに
次ぎ、フローリングでは温度が最も上がりにくいという
性質がある。本実施例の特徴は、この違いによる温度設
定を確実に行うため、スイッチ40によってユーザに図
示のごとく床材の違いを選択させるものである。
【0024】即ち、選択されたスイッチ40の位置に対
応した設定温度に比例した基準電圧Vbを予め用意して
おく。この基準電圧の値は、前述した理由により、カー
ペット、畳、フローリングの基準電圧をそれぞれVb
1、Vb2、Vb3とすると、 Vb1<Vb2<Vb3 とすればよい。
【0025】これにより、制御回路30によって制御さ
れる発熱体10の温度、即ち設定温度は、カーペット、
畳、フローリングの設定温度をそれぞれT1、T2、T
3とすると、制御回路30の周辺回路とその動作は、従
来例と同一であるから、 T1<T2<T3 となる。
【0026】以上のように本実施例によれば、床材の種
類をユーザに選択させるスイッチ40を設けたことによ
り、床材に応じた設定温度を得ることができる。
【0027】図2は、本発明の第2の実施例における電
気カーペットの温度制御装置のブロック図を示すもので
ある。同図において、交流電源100、発熱体10、感
熱体5、抵抗器51、ダイオード53、コンデンサ5
4、リレーコンタクト11、リレーソレノイド12、ト
ランジスタ13は従来例におけるそれらと同一であり、
詳しい説明は省略する。なお、31は制御回路、41は
感温素子、42は抵抗器である。
【0028】以上のように構成された本発明の電気カー
ペットの温度制御装置につき、以下にその動作を説明す
る。制御回路31と感温素子41及び抵抗器42は図6
の制御ボックス2に内蔵され、感温素子41は床面と接
する場所に設けられている。
【0029】感温素子41の一端には制御回路31から
一定電圧V0が供給されており、この電圧V0を抵抗器
42と感温素子41で分圧した電圧Vcが制御回路31
には入力されている。この電圧Vcは、 Vc=Rb/(Rb+R’)・V0 (2) で与えられる。ここに、Rbは抵抗器42の抵抗値、
R’は感温素子41の抵抗値である。
【0030】感温素子41(サーミスタとする)の温度
対抵抗値の特性は、感温体5と同様に図8に示すごとく
であるから、この温度上昇に伴って抵抗値R’が低下す
る。これにより、(2)式の関係より、床の温度が低い
ときには電圧Vcは低くなり、逆に床の温度が高いとき
には電圧Vcは高くなる。
【0031】電圧Vcが低い場合には、即ち床の温度が
低いときには制御回路31の内部に持つ基準電圧Vbを
上げて、本体1の設定温度を上げるよう発熱体10に通
電を制御する。逆に電圧Vcが高い場合には、即ち床の
温度が高いときには基準電圧Vbを下げて、本体1の設
定温度を下げるよう発熱体10に通電を制御する。これ
により、床面の温度に応じた設定温度を得ることができ
る。
【0032】なお、本実施例では感温素子41の取付位
置は、制御ボックス2の内部としたが、図3の(a)及
び(b)に示すように本体1の外周部の発熱体10が配
置されていない領域に設けても良いし、また図4の
(a)及び(b)に示すように本体1の裏面に床面と直
に接するように設けても良い。
【0033】また、電圧Vcによって基準電圧Vbを変
化させる方法としては、複数のコンパレータを制御回路
31内に内蔵しても良いし、アナログ・ディジタル変換
して多値制御しても良い。
【0034】以上のように本実施例によれば、感温素子
41によって床面の温度を検出して発熱体の温度制御を
するために、第1の実施例のようにユーザが床材に応じ
て設定温度を切り換える必要がないので、使い勝手が向
上する上に、よりきめの細かい温度制御が可能になると
いう効果がある。
【0035】図5は、本発明の第3の実施例における電
気カーペットの温度制御装置のブロック図を示すもので
ある。同図において、交流電源100、発熱体10、感
熱体5、抵抗器51、ダイオード53、コンデンサ5
4、リレーコンタクト11、リレーソレノイド12、ト
ランジスタ13、感温素子41及び抵抗器42は第2の
実施例におけるそれらと同一であり、詳しい説明は省略
する。なお、32は制御回路、43は感温素子、44は
抵抗器である。
【0036】以上のように構成された本発明の電気カー
ペットの温度制御装置につき、以下にその動作を説明す
る。制御回路32と感温素子43及び抵抗器44は図6
の制御ボックス2に内蔵されているものとする。
【0037】感温素子43は、室温の変化を検知するよ
うに設けられており、感温素子43の一端には制御回路
32から一定電圧V0が供給されており、この電圧V0
を抵抗器44と感温素子43で分圧した電圧Vdが制御
回路32には入力されている。この電圧Vdは、 Vd=Rc/(Rc+R”)・V0 (3) で与えられる。ここに、Rcは抵抗器43の抵抗値、
R”は感温素子41の抵抗値である。
【0038】感温素子43(サーミスタとする)の温度
対抵抗値の特性は、感温素子41と同様に図8に示すご
とくであるから、この温度上昇に伴って抵抗値R”が低
下する。これにより、(3)式の関係より、室温が低い
ときには電圧Vdは低くなり、逆に室温が高いときには
電圧Vdは高くなる。
【0039】電圧Vdが低い場合には、即ち室温が低い
ときには制御回路32の内部に持つ基準電圧Vbを上げ
て、本体1の設定温度を上げるよう発熱体10に通電を
制御する。逆に電圧Vdが高い場合には、即ち室温が高
いときには基準電圧Vbを下げて、本体1の設定温度を
下げるよう発熱体10に通電を制御する。これにより、
室温に応じた設定温度を得ることができる。
【0040】先に説明したように感温素子41によって
床面の温度は第2の実施例と同様に検知されており、こ
の床面の温度の検知結果と上述の室温の検知結果を併せ
て発熱体10への通電の制御を行うことができることと
なる。
【0041】以上のように本実施例によれば、床面の温
度とともに室温を検知して発熱体への通電を制御するこ
とにより、第2の実施例に較べて、更に温度制御の精度
が向上するという効果が得られる。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明の電気カーペットの
温度制御装置は、請求項1の構成によれば、床面の材料
に応じて設定温度を可変する設定手段を設けたことによ
り、床面の材質に左右されずにカーペット本体の温度を
適正かつ一定に保てるうえ、きめ細かい温度制御が可能
となるという効果がある。
【0043】
【0044】また、感温手段を床面に直に接するように
配置することにより、床温を直接に検知することとな
、使い勝手が向上する上に、よりきめの細かい温度制
御が可能になるという更なる効果がある。
【0045】また、請求項2の構成によれば、床温を検
出する第1の感温手段以外に、室温を検出する第2の感
温手段を設けることにより、室温と床温の両方を検出し
て設定温度を制御することとなり、請求項1の構成に較
べて、更に温度制御の精度が向上するという効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例における電気カーペッ
トの温度制御装置のブロック図である。
【図2】 本発明の第2の実施例における電気カーペッ
トの温度制御装置のブロック図である。
【図3】 同実施例における感温素子の取付位置の一例
を示す図である。
【図4】 同実施例における感温素子の取付位置の他の
例を示す図である。
【図5】 本発明の第3の実施例における電気カーペッ
トの温度制御装置のブロック図である。
【図6】 本発明に係る電気カーペットの全体図であ
る。
【図7】 本発明の従来例における電気カーペットの温
度制御装置のブロック図である。
【図8】 本発明に使用する感温素子の特性図である。
【符号の説明】
1 本体 5 感温体 10 発熱体 11 リレーコンタクト 12 リレーソレノイド 13 トランジスタ 51 抵抗器 53 ダイオード 54 コンデンサ 30 制御回路 40 スイッチ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気カーペットに平面的に配された、通
    電により発熱する発熱体の温度を所定の設定温度になる
    ように制御するための電気カーペットの温度制御装置で
    あって、上記本体が置かれる床材に応じて上記設定温度
    を可変する設定手段を備え、該設定手段は、上記本体の
    上記発熱体が配置されていない領域に設けられ、かつ上
    記本体が置かれる床面に直に接するように配置され前記
    床面の温度を検知する感温手段を含むことを特徴とする
    電気カーペットの温度制御装置。
  2. 【請求項2】 電気カーペットに平面的に配された、通
    電により発熱する発熱体の温度を所定の設定温度になる
    ように制御するための電気カーペットの温度制御装置で
    あって、上記本体が置かれる床材に応じて上記設定温度
    を可変する設定手段を備え、該設定手段は、 上記本体の外周部の上記発熱体が配置されていない領域
    に設けられ、かつ上記本体が置かれる床面の温度を検知
    する第1の感温手段と、 室温を検知する第2の感温手段と、 を含むことを特徴とする電気カーペットの温度制御装
    置。
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JP4526438B2 (ja) * 2005-05-24 2010-08-18 永大産業株式会社 電気式床暖房システム
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