JP5340652B2

JP5340652B2 - 電気こたつ

Info

Publication number: JP5340652B2
Application number: JP2008162488A
Authority: JP
Inventors: 敏明田中; 隆夫廣瀬; 貴巨山下
Original assignee: エルテック株式会社
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010002144A

Description

本発明は、電気ヒータを備えたやぐらの中に暖房空間を形成し、温度設定手段を有するコントローラにより電気ヒータへの電源の供給を制御して暖房空間の温度を調整する電気こたつに関するものである。

従来のこの種の電気こたつは、電気ヒータを備えたやぐら本体の４隅に支持脚を設けて床面上に支持することによりやぐらを組み立て、その外周を布団で覆うことによりやぐらの中に暖房空間を形成している。

そして、温度設定手段を有するコントローラにより、暖房空間の温度が使用者の設定した温度になるように電気ヒータへの通電をＯＮ／ＯＦＦまたは位相制御することにより電気ヒータへの電源の供給を制御して暖房空間の温度を調整する技術が、例えば特許文献１などに開示されている。
特開平７−１９８１４９号公報

そして、一般的に、使用者がこの電気こたつを使い始めるときは内部が冷えているため、暖房開始初期は温度設定を高めに設定する傾向がある。このため、電気ヒータ通電後、電気こたつ内部の暖房空間の温度が使用者の快適温度を超えて上昇する結果となり、使用者は温度調節摘み等の温度設定手段を操作して設定温度を低くするが、この操作をすると使用者は暑く感じている状況であるため、今度は設定温度を低くし過ぎる傾向がある。設定温度を低くし過ぎても、一時的には快適性に問題はないが、時間経過とともに電気こたつ内部の暖房空間の温度が下がり過ぎてしまい快適性が損なわれる状態になる。

このため、快適な温度状態にするには幾度も温度設定手段を操作して温度設定を上げ下げしなければならず、使用者の中には繰り返し操作をあきらめ、無駄な電力消費をする暖めすぎの使用者もあり、操作性、節電性から不便なものであった。

そこで本発明は、上述した問題点に鑑み、温度設定手段を有するコントローラにより電気ヒータへの電源の供給を制御して暖房空間の温度を調整する電気こたつにおいて、快適性を維持しつつ、操作性、節電性を良好なものにすることを目的とする。

このため本発明は、電気ヒータを備えたやぐらの中に暖房空間を形成し、温度設定手段を有するコントローラにより前記電気ヒータへの電源の供給を制御して暖房空間の温度を調整する電気こたつにおいて、前記コントローラは暖房空間の温度を検出する温度センサーと、前記温度設定手段と、前記温度センサーの検出温度と前記温度設定手段の設定温度とを比較して前記電気ヒータの通電量を制御する通電量制御装置と、スイッチと、このスイッチの操作時に前記温度設定手段による設定温度よりも低めに温度設定をシフトする温度設定変更手段とを備え、前記温度設定変更手段は前記電気ヒータの通電開始から暖房空間の温度が前記設定温度になるまでに要した１℃当たりの熱量と、暖房空間の温度が設定温度に達した時点から前記スイッチが投入されるまでの時間とに応じて温度設定のシフト量を自動的に変更するものであることを特徴とする。

本発明によれば、従来、使用者が快適感を超える温度となったと判断したときに温度設定手段により設定温度を下げる操作をしていたのに対し、例えばスイッチ操作により所定温度分、暖房空間の温度設定を低めにシフトし、温度設定の下げすぎを防止できるため、快適性を維持しつつ、操作性、節電性を向上できる。

また、温度設定変更手段により、電気ヒータの通電開始から暖房空間の温度が設定温度になるまでに要した１℃当たりの熱量と、暖房空間の温度が設定温度に達した時点からスイッチが投入されるまでの時間とに応じて温度設定のシフト量を自動的に低めに変更するものであるから、使用環境や使用者の好みに応じて温度のシフト量が自動的に決まり、より快適な温度制御を行なうことができる。

以下、本発明の電気こたつを実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。電気こたつの縦断面図である図１において、１は室内のカーペットなどの略中央に載置される電気こたつで、やぐら本体２Ａ及びこのやぐら本体２Ａの隅部に設けられた４本の脚２Ｂとでやぐら２が形成される。そして、前記やぐら本体２Ａの裏面中央部には電気ヒータ４が設けられている。

そして、やぐら２を覆うようにこたつ布団５が設けられ、やぐら本体２Ａの上にこたつ布団５を介して天板１Ａを載置することにより、やぐら２の中に暖房空間３が形成されている。電気ヒータ４の保護ケース４Ａにはコントラローラ接続部６と電気ヒータ４への電源供給を制御する本体側コントローラ７Ａが設けられている。

図２は前記コントラローラ接続部６に接続される手元側コントローラ７Ｂの概略説明図であり、以下詳述する。この手元側コントローラ７Ｂは電気ヒータ４への制御信号と電源を供給するコントローラ接続プラグ８と、交流電源を受電する電源プラグ９と、これらを接続するコード１０及びコントローラケース１１とを備えている。そして、前記コントローラケース１１には、温度設定手段であるダイヤル式の温度調節摘み１２、温度調節表示部１３、温度設定変更手段である省エネスイッチ１４、省エネ表示ランプ１５及び電源表示ランプ１６が回路構成周辺部品とともに内蔵する回路基板に取り付けられた状態で設けられている。

図３は本体側コントローラ７Ａと手元側コントローラ７Ｂとで構成されるコントローラ７の電気回路図である。本体側コントローラ７Ａでは、電気ヒータ４が位相制御回路１７とともに位相制御基板（通電量制御装置）１８に設けられたトライアック１９に接続されている。

手元側コントローラ７Ｂでは、温度調節摘み１２と連動し、温度調節摘み１２が「切り」位置から離れて操作されるとオンになる電源スイッチ２０に抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２を介して電源表示ランプ１６が接続され、更に２連の省エネスイッチ１４の一方のオン接点（ａ−ｃ）に抵抗Ｒ３、ダイオードＤ１及び省エネ表示ランプ１５が直列に接続され、省エネスイッチ１４の他方のオン接点（ｄ−ｆ）には温度設定変更手段である抵抗（固定抵抗）Ｒ１、温度調節摘み１２と連動する温度設定手段である可変抵抗ＶＲ及び抵抗Ｒ２が直列接続され、これらは位相制御回路１７に接続されている。また、省エネスイッチ１４の他方のオフ接点（ｄ−ｅ）は前記抵抗Ｒ１と可変抵抗ＶＲの中間接続点に接続されている。

従って、温度調節摘み１２が「切り」位置から離れて操作されて交流電源に接続される電源スイッチ２０がオンになると、抵抗Ｒ４、ダイオードＤ２を介して電源表示ランプ１６が点灯する。また、省エネスイッチ１４の他方のオフ接点（ｄ−ｅ）、可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ２を介して位相制御回路１７のスタートパルス発生回路（図示せず）に電流が供給され、スタートパルス発生回路のコンデンサに充電されることによりスタートパルスが発生し、前記トライアック１９の位相制御が行なわれる。

このため、温度調節摘み１２による可変抵抗ＶＲの抵抗値に応じて前記スタートパルス発生回路のコンデンサの充電時間が変化し、電気ヒータ４への電源供給が制御され、暖房空間３の温度調整が行なわれる。

そして、暖房開始当初は温度調節摘み１２による温度設定が高めに調整され、可変抵抗ＶＲの抵抗値が低く調整されるため、コンデンサの充電時間が早く、暖房空間３の温度は急激に上昇し、高めに維持されるようになる。

使用者が暑く感じるようになって、使用者が省エネスイッチ１４をオン操作すると、省エネスイッチ１４の一方のオン接点（ａ−ｃ）、抵抗Ｒ３、ダイオードＤ１を介して省エネ表示ランプ１５が点灯する。また、省エネスイッチ１４の他方のオン接点（ｄ−ｆ）、抵抗Ｒ１、可変抵抗ＶＲ、及び抵抗Ｒ２を介して位相制御回路１７に電流が流れるため、抵抗Ｒ１の固定抵抗値の分だけ前記コンデンサの充電時間が遅れ、トライアック１９がオンするタイミングも遅れるため、電気ヒータ４の通電時間が短くなり、電気ヒータ４の発熱量が減ることとなる。

この結果、暖房空間３の温度設定が一定量低めにシフトしたことになり、温度調節摘み１２で低めに調整しなくても暖房空間３の温度が一定値下がるようにでき、温度設定の下げすぎを防止して、快適性を維持できるとともに、操作性及び節電性に優れた温度調整を行なうことができる。

上述した実施形態は、スイッチ操作により固定抵抗を投入することにより暖房空間３の温度設定が一定量低めにシフトする固定方式の温度設定変更手段について説明したが、この固定方式の温度設定変更については種々の実施態様があり、デジタル方式で温度設定するものではスイッチ操作で温度設定が一定値低めにシフトするようにしても良い。

また、以下詳述するように、温度設定変更手段による温度設定のシフト量を使用環境や使用者の好みに応じて自動式に変えるようにしても良い。

温度調整変更手段の一例を示すブロック図である図４において、交流電源に接続される電源ラインに電源スイッチ２０とトライアック１９と電気ヒータ４を接続する。電源ラインには他に、電力測定のためのカレントトランスＣＴや電源電圧測定配線や制御回路電源を作るための配線が接続されている。但し、制御回路電源は図示していない。

電源スイッチ２０がオンで、省エネスイッチ１４がオフしている通常の状態では、温度設定器２１により設定された温度と暖房空間３内に設置される温度センサー２２により検出された暖房空間３の温度を温度制御回路２３で比較し、差が大きい場合はトライアック１９の通電電力を大きくし、差が小さい場合は通電電力を小さくするように電力制御回路２４で前記トライアック１９を制御する。

所定時間毎に温度設定器２１により設定された温度と暖房空間３の温度を比較し、その差に応じて電気ヒータ４の電力制御を継続するため、暖房空間３の温度は設定温度になるように上昇する。温度センサー２２が検出した暖房開始時の初期温度Ｔ１は省エネスイッチ１４が投入されるまで記憶される。

カレントトランスＣＴで検出する電流と電源電圧の積からトライアック１９の通電電力を電力積算回路２５にて算出している。通電電力の積算は次の２種類である。
Ａ．電源スイッチ２０のオンから温度センサー２２の検出温度が設定温度に到達するまでの値
Ｂ．電源スイッチ２０のオンから省エネスイッチ１４がオンされるまでの値
電源スイッチ２０がオンされている間に省エネスイッチ１４がオンされると、設定温度ＴＳと暖房空間３の初期温度Ｔ１の差で上記Ａの値を演算回路２６で除し、暖房空間３の温度を１℃上げるのに要した熱量を算出し、この値を標準値（製造段階で入力してあるデータ）と比較して、１℃当たりの熱量が標準値より大きい場合は標準より放熱ロスが大きいと判断し、設定温度を低めに変更するシフト量を小さくし、電力削減率を小さくする。逆に、１℃当たりの熱量が標準値より小さい場合は標準より放熱ロスが小さいと判断し、設定温度を低めに変更するシフト量を大きくし、電力削減率を大きくする。

さらに、設定温度に達した後、省エネスイッチ１４がオンされるまでの時間を測定し、この時間が所定値を超える場合、使用者が暖かめ目が好みであると判断し、上記の設定温度シフト量を緩和し、逆に、短い場合は設定温度シフト量を増加させる。

この実施態様のように温度調整変更手段が自動式のものでは、電気ヒータの通電開始から暖房空間の温度が設定温度になるまでに要した１℃当たりの熱量と、暖房空間の温度が設定温度に達した時点からスイッチが投入されるまでの時間とに応じて温度設定のシフト量を自動的に低めに変更するものであるから、使用環境や使用者の好みに応じて温度のシフト量が自動的に決まり、より快適な温度制御を行なうことができる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電気こたつの縦断面図である。コントローラの一部を構成する手元用コントローラの概略説明図である。コントローラの一例を示す電気回路図である。温度調整変更手段の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１電気こたつ
２やぐら
３暖房空間
４電気ヒータ
７コントローラ
７Ａ本体側コントローラ
７Ｂ手元側コントローラ
１２温度調節摘み（温度設定手段）
１４省エネスイッチ（温度設定変更手段）
１８位相制御基板（通電量制御装置）
Ｒ１固定抵抗（温度設定変更手段）
ＶＲ可変抵抗（温度設定手段）

Claims

電気ヒータを備えたやぐらの中に暖房空間を形成し、温度設定手段を有するコントローラにより前記電気ヒータへの電源の供給を制御して暖房空間の温度を調整する電気こたつにおいて、前記コントローラは暖房空間の温度を検出する温度センサーと、前記温度設定手段と、前記温度センサーの検出温度と前記温度設定手段の設定温度とを比較して前記電気ヒータの通電量を制御する通電量制御装置と、スイッチと、このスイッチの操作時に前記温度設定手段による設定温度よりも低めに温度設定をシフトする温度設定変更手段とを備え、前記温度設定変更手段は前記電気ヒータの通電開始から暖房空間の温度が前記設定温度になるまでに要した１℃当たりの熱量と、暖房空間の温度が設定温度に達した時点から前記スイッチが投入されるまでの時間とに応じて温度設定のシフト量を自動的に変更するものであることを特徴とする電気こたつ。