JP5418153B2 - electric blanket - Google Patents
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Description
本発明は、ヒータを有する電気毛布、特に、敷設されたマットを加熱する電気毛布に関する。 The present invention relates to an electric blanket having a heater, and more particularly to an electric blanket for heating a laid mat.
蓄冷効果の高い材料からなる蓄熱体は保冷剤として搬送用や医療用など多方面で数多く使用されている。また、この蓄熱体は蓄熱効果も高いので、蓄熱体のマットを寝具用の保温材として使用することができる。このマットが布団の間に放置された状態での温度降下は15時間で6℃程度と小さいので、再び使用されるときも幾分暖かい。この蓄熱体のマットはヒータを備えていないので、何らかの方法、例えば、こたつやホットカーペットで予め暖めておくか、電気毛布などで就寝中に温める必要がある。 A large number of heat storage elements made of materials having a high cold storage effect are used as a cold storage agent in various fields such as transportation and medical use. Moreover, since this heat storage body also has a high heat storage effect, the mat of the heat storage body can be used as a heat insulating material for bedding. The temperature drop when the mat is left between the futons is as small as 6 ° C in 15 hours, so it is somewhat warm when used again. Since this heat storage mat does not include a heater, it needs to be warmed in some way, for example, with a kotatsu or hot carpet in advance, or with an electric blanket during sleeping.
しかしながら、蓄熱体のマットをこたつやホットカーペットで温める方法は就寝中にはできないという問題がある。これに対してマットを電気毛布で温める方法は就寝中に蓄熱体を温めることができる。しかしながら、通常の電気毛布は蓄熱体のマットを温めるように温度の設計がされていないために、人体側のマットの表面温度を適温まで高めることはできないという問題があった。また、いずれの方法も蓄熱体のマットの温度を所定の温度になるように制御するものではなく、このマットの温度を適温にすることができないという問題があった。 However, there is a problem that the method of warming the heat storage mat with a kotatsu or a hot carpet cannot be performed while sleeping. On the other hand, the method of warming the mat with an electric blanket can warm the heat storage body while sleeping. However, since the temperature of the normal electric blanket is not designed to heat the mat of the heat storage body, there is a problem that the surface temperature of the mat on the human body side cannot be increased to an appropriate temperature. In addition, none of the methods controls the temperature of the mat of the heat storage body to be a predetermined temperature, and there is a problem that the temperature of the mat cannot be set to an appropriate temperature.
そこで、特許文献1にはこの蓄熱体をヒータで温める技術が開示されている。図9Aは従来のヒータ付きの蓄熱マットを示す平面図であり、図9Bは従来のヒータ付きの蓄熱マットの断面図である。
Therefore,
図9Aに示すように、特許文献1の実施例に記載されている蓄熱マット50は4つの仕切袋50aに仕切られており、図9A右方の3つの仕切袋50aにはそれぞれ第1、第2、第3発熱体51,52,53が順に設けられている。それぞれの第1、第2、第3発熱体51,52,53にはヒータ54が設けられ、ヒータ54の要所には温度スイッチ55が設けられている。第1、第2、第3発熱体51,52,53は図9Bに示すように、ポリエステルフェルトのような含浸母剤56に含浸された蓄熱体57を備えている。蓄熱体57は変態潜熱の大きい酢酸ナトリウム系であり、加熱されることにより液化し、温度検出手段を担う。蓄熱体57の変態温度は第1、第2、第3発熱体51,52,53が順に50℃、55℃、58℃となっている。蓄熱体57が含浸された含浸母剤56は積層アルミニウム箔製の袋体58に封入されている。袋体58の図9B下方にはヒータ54が配設され、袋体58の下方にはヒータ54を挟持してアルミニウム箔59が接着されている。アルミニウム箔59が接着された袋体58は、図9B上方をクッション60で、図9B下方をクッション61、62で挟持され、仕切袋50aに封入されている。このような構成により、特許文献1の蓄熱マット50の蓄熱体57はヒータ54によって、就寝中であっても温められる。
As shown in FIG. 9A, the
しかしながら、特許文献1には就寝中でも蓄熱体を温める方法は開示されているが、温度スイッチ55の具体的な取り付け方法が開示されていない。このために、特許文献1に基づいて蓄熱体のマットの具体的な温度制御方法を導き出すことは困難である。また、蓄熱体のマットの場合は含浸母剤56を備えていないので、人体側のマットあるいは蓄熱体の表面の温度を検出する温度検出手段をマットと粘性の高い蓄熱体で挟持することはできない。このために温度検出手段を付設するための保持部材が必要となり、材料費と工賃が高騰することになる。
However,
また、蓄熱体のマットとヒータを一体にすると、マットの汚れを落としたり、汗を乾燥させたり、他のマットに交換したりするのに不便である。また、蓄熱体の業界とヒータの業界とは業種が異なるために、蓄熱体のマットとヒータを一体にした製品を設計・製造することは容易ではない。 In addition, when the heat storage mat and the heater are integrated, it is inconvenient to clean the mat, dry the sweat, or replace the mat with another mat. In addition, since the heat storage industry and the heater industry are different, it is not easy to design and manufacture a product in which the heat storage mat and the heater are integrated.
そこで、上記問題を解決するために、ヒータを備えていない従来の蓄熱体のマットを温める電気毛布の開発を想起するに至った。しかしながら、特許文献2に開示されるように、通常の電気毛布には温度検出機能を備えたヒータが使用されており、このヒータの温度検出で温熱制御を行っているため、これにさらに、マット用の温度センサーで温熱制御する回路を追加することとなると価格アップと温熱制御の煩雑化を招くこととなる。そこで、蓄熱体のマットに温度検出手段を付設することなく、また、既存の電気毛布の制御回路等のハードウェア構成を何ら変更しないで、制御ソフトのみを変更することにより、電気毛布を蓄熱体のマットの保温に使用することが、上述のような新たな電気毛布の開発課題とされた。 Therefore, in order to solve the above problems, the inventors have come up with the development of an electric blanket for heating a mat of a conventional heat storage body that does not include a heater. However, as disclosed in Patent Document 2, a heater having a temperature detection function is used for a normal electric blanket, and temperature control is performed by detecting the temperature of the heater. If a circuit for controlling heat with a temperature sensor is added, the price increases and the heat control becomes complicated. Therefore, without attaching temperature detection means to the mat of the heat accumulator, and without changing any hardware configuration such as the control circuit of the existing electric blanket, the electric blanket can be stored in the heat accumulator by changing only the control software. The use of such mats for heat insulation has been the subject of the development of a new electric blanket as described above.
また、この開発にあたっては放熱の環境の差異も考慮しなければならない。この環境の差異には、まず、就寝時の室温の違いがある。室温が低ければ、放熱が多くなるので、ヒータに多くの電力を供給しなければならない。また、掛け布団や敷布団などの放熱も影響する。例えば、薄い掛け布団は放熱が多くなるので、ヒータに多くの電力を供給しなければならない。図10Aはヒータの温熱制御が行われなかったときの室温20℃、15℃、10℃のヒータ表面温度と蓄熱体の表面温度の変化を示した図であり、いずれの表面温度も室温が低くなる程、低くなる。図10Bはヒータの温熱制御が行われなかったときの厚い掛け布団と薄い掛け布団のヒータ表面温度と蓄熱体の表面温度の変化を示した図であり、いずれの表面温度も掛け布団の厚さが薄くなる程低くなる。この放熱の環境を考慮しないと、例えば、室温が低くて薄い布団のときは非常に放熱が大きくなって風邪をひく恐れがあり、逆に、室温が高くて厚い布団のときは非常に放熱が少なくなって低温やけどとなる恐れがある。なお、従来の電気毛布に既存の室温センサーを利用して室温のみ検出したとしても、他の放熱の環境(例えば、前述の布団の厚さ、電気毛布が敷かれるベッドや床の環境)を考慮しないと、風邪をひいたり、低温やけどになったりする恐れがある。 In this development, differences in the heat dissipation environment must also be considered. The difference in the environment is firstly the difference in the room temperature at bedtime. If the room temperature is low, heat dissipation increases, so a large amount of power must be supplied to the heater. In addition, heat dissipation from comforters and mattresses is also affected. For example, since a thin comforter increases heat dissipation, a large amount of power must be supplied to the heater. FIG. 10A is a diagram showing changes in the heater surface temperature of 20 ° C., 15 ° C., and 10 ° C. and the surface temperature of the heat storage body when the heater temperature control is not performed. I see, it gets lower. FIG. 10B is a diagram showing changes in the heater surface temperature of the thick comforter and the thin comforter and the surface temperature of the heat accumulator when the heater temperature control is not performed, and the thickness of the comforter becomes thin at any surface temperature. It gets lower. If this environment for heat dissipation is not taken into account, for example, when the room temperature is low and a thin futon, the heat dissipation may be very large and a cold may occur. There is a risk of low temperature burns. Even if only the room temperature is detected using an existing room temperature sensor on a conventional electric blanket, other heat dissipation environments (for example, the thickness of the above-mentioned futon, the environment of the bed or floor on which the electric blanket is laid) are considered. Otherwise, you may catch a cold or get a low-temperature burn.
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、蓄熱体のマットに温度検出手段を付設することなく、また、既存の電気毛布のハードウェア構成を何ら変更しないで制御ソフトのみを変更することにより、蓄熱体のマットの保温に好適に使用できる電気毛布であって、かつ、放熱の環境変化があってもマットの表面温度の変化が少ない電気毛布を供給することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and does not add a temperature detection means to the mat of the heat storage body, and changes the hardware configuration of the existing electric blanket. Without changing the control software alone, an electric blanket that can be used favorably to keep the mat of the heat accumulator, and with little change in the surface temperature of the mat even if there is a change in the heat dissipation environment, is supplied. The purpose is to do.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の電気毛布の発明は、ヒータを有し、敷設されたマットを加熱する電気毛布であって、電気毛布の所定の場所の温度を検出する温度検出回路と、前記所定の場所の所定温度からの温度降下と該温度降下に対応する前記ヒータへの加電量のテーブルを記憶する記憶手段と、前記ヒータへの加電時の前記所定の場所の温度上昇が前記所定温度に達したときに前記ヒータへの加電を遮断し、前記温度検出回路によって前記所定の場所の温度降下を検出し、検出された温度降下に対応する前記ヒータへの加電量を前記記憶手段のテーブルより取得し、取得された加電量で前記ヒータを温熱制御する温熱制御回路を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the electric blanket invention according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電気毛布において、前記所定温度は、設定された放熱の環境中で放熱量が最も少ない環境における温熱制御の設定温度であることを特徴とする。
Further, in the electric blanket according to
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の電気毛布において、前記温熱制御回路は前記温度降下の検出を複数回行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the electric blanket according to the first aspect, the thermal control circuit detects the temperature drop a plurality of times.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の電気毛布において、前記マットは寝具であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the electric blanket according to the first aspect, the mat is a bedding.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の電気毛布において、前記温熱制御回路は温熱制御を通電率の変化で行い、前記テーブルが記憶する加電量は一定の電圧における通電率であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the electric blanket according to the first aspect, the thermal control circuit performs thermal control by changing a conduction rate, and the amount of applied electricity stored in the table is a conduction rate at a constant voltage. It is characterized by being.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の電気毛布において、前記記憶手段は前記温度上昇に対応する前記所定の場所の温度の設定値を前記テーブルに記憶し、前記温熱制御回路は、前記検出された温度上昇に対応する前記設定値を前記記憶手段のテーブルより取得し、前記所定の場所の温度が前記取得された設定値を超えるとあるいは前記取得された設定値以上になると前記ヒータへの通電を停止させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the electric blanket according to the first aspect, the storage means stores a set value of the temperature at the predetermined location corresponding to the temperature rise in the table, and the thermal control. The circuit acquires the set value corresponding to the detected temperature rise from the table of the storage means, and when the temperature of the predetermined location exceeds the acquired set value or more than the acquired set value Then, the power supply to the heater is stopped.
また、請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の電気毛布において、前記ヒータは前記マットを加熱し且つ前記温度を検出する導線を有していることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the electric blanket according to the first aspect, the heater has a conductor for heating the mat and detecting the temperature.
本発明は上記構成を備えることにより、以下に示すような優れた効果を奏する。すなわち、請求項1に記載の電気毛布の発明によれば、蓄熱体のマットの温度を検出せずに、電気毛布本来の温度検出手段を使用して所定温度からの温度降下を測定し、その温度降下に対応するヒータへの加電量をテーブルにより取得して、取得した加電量でヒータを温熱制御することにより、マットの温度を調整することができる。このために、マットの温度を検出するための新たなセンサーの追加やこれに伴う回路などの部品の追加が不要となり、電気毛布のハードウェア構成を変更しないで、制御ソフトのみを変更することにより、電気毛布を蓄熱体のマットの保温に好適に使用することができる。また、実験データによって得たテーブルを使用すれば、マットの表面温度の変化を低減することができる。また、本発明の電気毛布はマットの温度を検出しないので、蓄熱体のマットとヒータを別体にすることができる。これにより、マットの汚れを落としたり、汗を乾燥させたり、他のマットに交換したりすることが容易となる。
By providing the above configuration, the present invention has the following excellent effects. That is, according to the invention of the electric blanket according to
請求項2の発明によれば、放熱量が最も少ない環境における温熱制御の設定温度から温度降下が検出されるので、温度降下の検出前のヒータへの加電によって、マットが適温を超えることを防止することができる。 According to the invention of claim 2, since the temperature drop is detected from the set temperature of the thermal control in the environment where the amount of heat radiation is the smallest, it is possible that the mat exceeds the appropriate temperature by the heating to the heater before the temperature drop is detected. Can be prevented.
請求項3の発明によれば、温熱制御回路は温度降下の検出を複数回行うので、温度降下の検出精度を上げることができる。尚、温度降下の値として、初回よりも安定した最終検出値を採用してもよく、複数の検出値の平均値を採用してもよい。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、請求項1に記載の電気毛布において、掛け布団、敷布団等の寝具の厚さや材質などの違いにより放熱が異なっても、マットの表面温度の変化を低減することができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、請求項1に記載の電気毛布において、温熱制御を通電率の変化で行う電気毛布に本発明を適用させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, in the electric blanket according to the first aspect, the present invention can be applied to an electric blanket in which thermal control is performed by changing the energization rate.
請求項6の発明によれば、請求項1に記載の電気毛布において、蓄熱体のマットの温度を検出することなく、蓄熱体のマットの温度が設定値を超えるとあるいは設定値以上になるとヒータへの通電を停止させる。これにより、異常状態で蓄熱体表面温度が高温になり、使用者が低温やけどになることを防止することができる。
According to the invention of claim 6, in the electric blanket according to
請求項7の発明によれば、既存の電気毛布のヒータが1つの導線で加熱と温度検出を行う一線式と称されるものであっても、本発明を適用させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the present invention can be applied even if an existing heater of an electric blanket is called a one-wire system that performs heating and temperature detection with a single conductor.
以下、実施形態及び図面を参照にして本発明を実施するための最良の形態を説明するが、以下に示す実施形態は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the embodiments and drawings. However, the embodiments shown below are not intended to limit the present invention to those described herein. The present invention can be equally applied to various modifications without departing from the technical idea shown in the claims.
図1に示すように、敷布団30上に本実施形態の電気毛布10が敷設され、電気毛布10にマット31が敷設され、マット31に人体32が横たわり、人体32に掛け布団33が掛けられる。マット31は不織布の袋体34に蓄熱性の高い材料からなる蓄熱体35が封入されている。蓄熱体は例えば、吸水性ポリマー、パラペン、防カビ剤、グリセリン、水などで構成され、水のみの場合と比べ数十倍の蓄熱性を有する。この蓄熱性により蓄熱体35は温度降下が小さい。例えば、布団中に放置された30℃のマット31の15時間後の温度降下は7℃程度である。また、蓄熱体35は粘度が高くて低反発であり、身体にフィットするために、体圧をよく分散できるので、寝心地が良いという特徴も備えている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、電気毛布10はヒータ11が第1毛布生地12と第2毛布生地13で挟持される構成となっている。第1毛布生地12と第2毛布生地13は例えば、アクリルとポリエステルからなる。図2に示すように、ヒータ11は矩形の第1毛布生地12と第2毛布生地13の間をジグザグに配線されている。ヒータ11の両端はコントローラ14に接続されている。図3Aに示すように、ヒータ11は、例えばポリエステルなどの可撓性樹脂からなる芯線15の上に抵抗が大きい一次導体16が巻き付けられ、その上にプラスチックサーミスタ17の層が形成され、その上に抵抗が小さい二次導体18が巻き付けられ、その上に塩化ビニールなどの可撓性電気絶縁材からなる外被19が形成されている。プラスチックサーミスタ17は塩化ビニールなど温度によりインピーダンスが変化する樹脂からなり、温度を検知することが可能である。図3Bに示すように、抵抗が大きい一次導体16は発熱する抵抗となって蓄熱体35を温める。インピーダンスが変化するプラスチックサーミスタ17は一次導体16と二次導体18に電気的に接続されて、一次導体16と二次導体18によって温度検出の信号を取り出すことができるようになっている。このように、ヒータ11は、蓄熱体35を温める機能と自己の温度検出の機能を備えている。
As shown in FIG. 1, the
図4に示すように、ヒータ11が接続されるコントローラ14は、スイッチ20と、温度検出回路21と温熱制御回路22と記憶回路23と室温センサー24を備えている。発熱体である一次導体16はスイッチ20を介して交流100Vの商用電源36に接続されている。温度検出回路21はヒータ11の一次導体16と二次導体18に電気的に接続されて、特許文献2に開示されるように、ヒータ11の温度を検出し、これを温熱制御回路22に出力する。記憶回路23は温熱制御回路22を動作させるプログラム25、ON時間の初期値26と通電率テーブル27を予め記憶している。室温センサー24は電気毛布10が既存の電気毛布として使用されていたときの部品であり、既存の電気毛布として室温を検出することができるように、外気と触れ且つヒータ11の加熱の影響を受けにくい位置に配設されている。
As shown in FIG. 4, the
上述の構成により、ヒータ表面温度は温熱制御回路22の制御のもとで温度検出回路21によって検出され、検出されたヒータ表面温度が温熱制御回路22に入力される。ヒータ表面温度の検出はマット31を加熱しているとき(後述のヒータON時)も加熱していないときも間欠的に行われている。なお、市販されているヒータには、プラスチックサーミスタの温度によるインピーダンスの変化を利用して温度を検出するもの、金属抵抗線の抵抗値変化を利用して温度を検出するものがある。また、1本の導線で加熱と温度検出を行うものや、別々の線で加熱と温度検出を行うものがある。このように、種々のヒータがあるが、本発明はいずれのヒータにも適用することができる。なお、1本の導線で加熱と温度検出を行うヒータのときも、ヒータ表面温度の検出は間欠的に行われるので、マット31を加熱する必要がないときも導線に短時間の電流が流れることになる。しかしながら、この温度検出のためによるマット31の温度上昇は無視できるほど小さい。
With the above-described configuration, the heater surface temperature is detected by the
次に通電率テーブル27について説明する。図5Aは通電率テーブル27を実験により取得するための図であり、ヒータ表面温度と蓄熱体35の表面温度の変化を記したものである。図5Bはヒータ11に通電される電圧を示す。図5Bのように、ヒータ11には所定の電圧で、1周期P中ON時間Bのパルスが印加され、このときの通電率(デューティ比)はB/Pとなる。まず、製品の仕様として最も放熱が少ない環境と最も放熱が多い環境が設定される。例えば、最も放熱が少ない環境とは室温が高くで掛け布団が最も厚い環境であり、最も放熱が多い環境とは室温が低く掛け布団が無い環境である。そして、最も放熱が少ない環境で蓄熱体35の表面温度が目標値T(例えば、32℃)になるようなヒータ表面温度Cminと、最も放熱が多い環境で蓄熱体35の表面温度が目標値Tになるようなヒータ表面温度Cmaxが実験により求められる。例えば、CmaxとCminの温度差は6℃となる。ヒータ表面温度Cminは、製品の仕様内のいかなる環境でも蓄熱体35の表面温度が目標値Tを超えることがない閾値となる。
Next, the energization rate table 27 will be described. FIG. 5A is a diagram for obtaining the energization rate table 27 by experiment, and shows changes in the heater surface temperature and the surface temperature of the
ヒータ表面温度の閾値となるCminが取得されると、図5Aに示すように、室温と掛け布団の厚さが所定の条件に設定され、ヒータ表面温度がCminになるまで、通電率のON時間が初期値Bdとなるパルスがヒータ11に印加される(図5のD1期間)。ヒータ表面温度がCminになると、所定時間E(例えば、1分〜5分)ヒータ11への通電がOFFされ、この間のヒータ表面の第1回目の温度降下An(nは環境の符号。n=1,2,3,・・・)(1)が測定される。再び、ヒータ表面温度がCminになるまで、初期値Bdの通電率でヒータ11が通電され、所定時間Eのヒータ表面の第2回目の温度降下An(2)が測定される。これを繰り返して、3回の温度降下An(1),An(2),An(3)が測定され、第3回目の温度降下の測定値An(3)が通電率テーブル27の温度降下の測定値Anとして記憶される(図5のD2期間)。初回の測定値An(1)よりも最終の測定値An(3)の方が安定した放熱状態であるので、第3回目の測定値An(3)が採用される。しかしながら、複数の検出値の平均値が採用されてもよく、1回しか測定されなくてもよい。
When Cmin which is a threshold value of the heater surface temperature is acquired, as shown in FIG. 5A, the room temperature and the comforter thickness are set to predetermined conditions, and the ON time of the energization rate is set until the heater surface temperature becomes Cmin. A pulse having an initial value Bd is applied to the heater 11 (D1 period in FIG. 5). When the heater surface temperature becomes Cmin, the energization to the
その後、蓄熱体35の表面温度が目標値TになるようなON時間Bn(nは環境の符号。n=1,2,3,・・・)のパルスが実験により求められる。また、蓄熱体35の表面温度が略目標値Tになるときのヒータ表面温度が設定値Cn(nは環境の符号。n=1,2,3,・・・)として実験により求められる。そして、ON時間Bnと設定値Cnがヒータ表面温度の所定時間Eの温度降下Anに対応されて記録される。室温と掛け布団の厚さが変更されながら温度降下AnとON時間Bnと設定値Cnの実験データが取得され、これが図5Cに示すような通電率テーブルとして記憶回路23に記憶される。室温が高くなれば、蓄熱体35の放熱が小さくなるために、蓄熱体35の表面温度が目標値TになるようなON時間Bnと温度降下Anと設定値Cnは小さくなる。掛け布団の厚さが厚くなれば、蓄熱体35の放熱が小さくなるために、蓄熱体35の表面温度が目標値TになるようなON時間Bnと温度降下Anと設定値Cnは小さくなる。
Thereafter, a pulse having an ON time Bn (n is an environmental code, n = 1, 2, 3,...) Such that the surface temperature of the
次に、ユーザーが使用するときの温熱制御回路22の動作を、図6のフローチャートに基づき説明する。電気毛布10のメイン電源(図示せず)がONされると(ステップS1)、温熱制御回路22は記憶回路23よりパルスのON時間Bの初期値Bdを読み取る(ステップS2)。そして、温熱制御回路22はヒータ表面温度がCminになるまで、ON時間Bdをヒータ11に印加してマット31を加熱させる(ステップS3、S4)。そして、前述の通電率テーブル27のヒータ表面温度の所定時間Eの温度降下Anの取得と同様の方法で、ヒータ表面温度がCminに達したときから所定時間Eだけヒータ11への通電がOFFされたときの温度降下を3回測定し、最終の測定値A(3)をこの環境における温度降下の測定値Aとする(ステップS5)。
Next, the operation of the
温熱制御回路22は記憶回路23の通電率テーブル27から温度降下の測定値Aに対応するON時間Bnとヒータ表面温度の設定値Cnを求めて、ON時間Bとヒータ表面温度の設定値Cを取得する(ステップS6)。通電率テーブル27に温度降下の測定値Aの値がないときは温度降下の測定値Aの前後の値に対応する2つのON時間Bnと2つのヒータ表面温度の設定値Cnより補間してON時間Bの値とヒータ表面温度の設定値Cの値を取得する。温熱制御回路22は、ヒータ表面温度が設定値C未満であれば(ステップS7のY)、温熱制御回路22はON時間Bをヒータ11に印加してマット31を加熱させる(ステップS8)。温熱制御回路22は、ヒータ表面温度が設定値C以上であれば(ステップS7のN)、蓄熱体35の表面温度が目標値Tを越えたものとして、ヒータ11への通電をOFFにする(ステップS9)。そして、温熱制御回路22は、電気毛布10の主電源スイッチ(不図示)がOFFにされなければ(ステップS10のN)、ステップS7に戻り、電気毛布10の主電源スイッチがOFFにされれば(ステップS10のY)、動作を終了する。
The
このように、所定温度Cminからの温度降下の測定値Anに対応するヒータ11へのON時間Bn(加電量)を複数の環境についてあらかじめ求め、これを通電率テーブル27として記憶し、温熱制御回路22は検出された温度降下Aに対応するヒータ11へのON時間Bを通電率テーブル27より取得し、取得されたON時間Bでヒータ11を温熱制御する。なお、上述の温度降下は、所定時間の温度変化で求められたが、所定の第1温度から所定の第2温度まで温度降下する時間で温度降下を求めることもできる。
As described above, the ON time Bn (the amount of power applied) to the
図7Aは室温が20℃、15℃、10℃における蓄熱体35の表面温度とヒータ11の表面の温度を示す図であり、実線が20℃、一点鎖線が15℃、二点鎖線が10℃を示す。図7Bは室温が20℃、15℃、10℃の1周期P中のON時間Bnを示す図である。図7Aに示すように、蓄熱体35の表面温度は室温が20℃、15℃、10℃のいずれも同じ目標値Tに収束している。その収束したときのヒータ11の表面の温度は、室温が低くなるほど放熱量が大きくなるために、室温が20℃、15℃、10℃の順に低くなる。そして、所定温度Cminからの所定時間Eの温度降下の測定値Anは室温が20℃、15℃、10℃の順に低くなる。したがって、パルスのON時間は20℃、15℃、10℃をそれぞれB1,B2,B3とすると、B1<B2<B3になり、室温が低くなるほどヒータ11への加熱量が多くなる。なお、20℃、15℃、10℃のいずれも電圧とパルスの周期は同じPである。このように温度降下の測定値Anに対応するON時間Bnでマット31を加熱させるために、室温が異なっても、蓄熱体35の表面温度は同じ目標値Tに収束することができる。
FIG. 7A is a diagram showing the surface temperature of the
図8Aは厚い掛け布団と薄い掛け布団における蓄熱体35の表面温度とヒータ11の表面の温度を示す図であり、実線が厚い掛け布団、破線が薄い掛け布団を示す。図8Bは厚い掛け布団と薄い掛け布団の1周期P中のON時間Bnを示す図である。図8Aに示すように、蓄熱体35の表面温度は厚い掛け布団と薄い掛け布団のいずれも同じ目標値Tに収束している。その収束したときのヒータ11の表面の温度は、掛け布団の厚さが薄くなるほど放熱量が大きくなるために、厚い掛け布団、薄い掛け布団の順に低くなる。そして、所定温度Cminからの所定時間Eからの温度降下の測定値Anは厚い掛け布団、薄い掛け布団の順に低くなる。したがって、パルスのON時間は厚い掛け布団と薄い掛け布団をそれぞれB4,B5とすると、B4<B5になり、掛け布団の厚みが薄いほどヒータ11への加熱量が多くなる。なお、厚い掛け布団と薄い掛け布団のいずれも電圧とパルスの周期は同じPである。このように温度上昇値Anに対応するON時間Bnでマット31を加熱させるために、掛け布団の厚さが異なっても、蓄熱体35の表面温度は同じ目標値Tに収束することができる。
FIG. 8A is a diagram showing the surface temperature of the
また、図6のステップS7、ステップS9に示すように、温熱制御回路22は、通電率テーブル27に基づいて、ヒータ表面温度が設定値Cn以上になると、蓄熱体35の表面温度が目標値Tを越えたものとして、ヒータ11への通電をOFFにする。これにより、異常状態で蓄熱体表面温度が高温になり、使用者が低温やけどになることを、蓄熱体のマットの温度を検出することなく、防止することができる。例えば、図5AのBnで加熱しているT2期間中に掛け布団が追加されたりする環境変化や、落下物により電気毛布10が故障したりする事故や、マット31を加熱するための電気毛布10を従来の電気毛布として身体に掛けたりする誤使用などから、低温やけどを防止することができる。なお、温熱制御回路22はヒータ表面温度が設定値Cn以上になるとヒータ11への通電をOFFにしたが、温熱制御回路22はヒータ表面温度が設定値Cnを超えるとヒータ11への通電をOFFにしてもよい。
Further, as shown in step S7 and step S9 in FIG. 6, the
このように、本発明はマットの温度を検出せずに、従来の温度検出付きヒータを使用して所定時間の温度降下を測定し、その温度降下に基づいてヒータを温熱制御することにより、マットの温度を調整している。このために、マットの温度を検出するための新たなセンサーの追加やこれに伴う回路などの部品の追加が不要となり、既存の電気毛布のハードウェア構成を何ら変更しないで、制御ソフトのみを変更することにより、電気毛布を蓄熱体のマットの保温に使用することができる。また、本発明はマットの温度を検出しないので、蓄熱体のマットとヒータを別体にすることができる。これにより、マットの汚れを落としたり、汗を乾燥させたり、他のマットに交換したりすることが容易となる。 As described above, the present invention measures the temperature drop for a predetermined time using a conventional heater with temperature detection without detecting the temperature of the mat, and controls the temperature of the heater based on the temperature drop. The temperature is adjusted. For this reason, there is no need to add a new sensor to detect the temperature of the mat or the accompanying parts such as circuits, and only the control software is changed without changing the hardware configuration of the existing electric blanket. By doing so, the electric blanket can be used to keep the mat of the heat storage body warm. Further, since the present invention does not detect the temperature of the mat, the mat of the heat storage body and the heater can be separated. Thereby, it becomes easy to remove the dirt on the mat, dry the sweat, or replace the mat.
尚、既存の電気毛布としての室温センサー24は室温を検出することができるが、ヒータ11のON/OFFに伴う温度変化を検出することができない。したがって、室温センサー24を室温以外の放熱環境の変化、例えば、掛け布団の厚みの違いによる蓄熱体35の表面の温度変化に対応する電気毛布の検出手段として使用することはできないので、本発明は室温センサー24が無い既存の電気毛布にも適用することができる。しかしながら、図5Cの通電率テーブルを室温ごとに複数取得して記憶し、室温センサー24で検出した温度によって通電率テーブルを選択するようにすれば、温度変化に対して温熱制御の精度を向上させることができ、また、室温以外の放熱環境の変化にも対応することができる。
In addition, although the
また、上述の電気毛布のヒータ11のON/OFFに伴う温度変化は、直接ヒータの温度を検出することによって行われたが、既存の電気毛布の室温センサーがマットで覆われる位置に配設されており、ヒータ11のON/OFFに伴う温度変化を検出することが可能であれば、ヒータ11でなく、室温センサーでヒータ11のON/OFFに伴う温度変化を検出することができる。さらに、既存の電気毛布の温度検出がヒータや室温センサーとは別体の温度検出手段を備え、電気毛布の毛布生地の温度を検出し、ヒータの温度制御を行うものであるときは、その温度検出手段によって温度降下を検出することにより、本発明をこの電気毛布に適用させることができる。
Further, the temperature change accompanying the ON / OFF of the
また、上述のようにあらかじめ実験データにより通電率テーブルを取得し、その通電テーブルに基づいて温熱制御を行っているので、マットの表面温度の誤差をより小さくすることができる。 Further, as described above, an energization rate table is acquired in advance from experimental data, and thermal control is performed based on the energization table, so that the error in the mat surface temperature can be further reduced.
また、本発明は、所定温度からの温度降下を測定するが、その所定温度は、製品仕様内の環境で最も放熱が少ない環境における蓄熱体の表面温度が目標値になるようなヒータ表面温度Cminであるために、蓄熱体の表面温度が目標値Tを超えることはなく、例えば、低温やけどを防止することができる。そして、蓄熱体の表面温度が目標値Tを超えることがないぎりぎりまで、初期の加電率で加熱することができる。このために、初期の加電率を高くすることで、低温やけどを防止しつつ、蓄熱体の表面温度を早く上昇させることができる。尚、所定温度はCminでなくても、Cmin以下であれば、低温やけどを防止することができる。 Further, the present invention measures a temperature drop from a predetermined temperature, and the predetermined temperature is a heater surface temperature Cmin at which the surface temperature of the heat storage body in the environment with the least heat dissipation in the environment within the product specifications becomes a target value. Therefore, the surface temperature of the heat storage body does not exceed the target value T, and for example, low temperature burns can be prevented. And it can heat with an initial stage electric charge rate until the surface temperature of a thermal storage body does not exceed target value T. For this reason, by increasing the initial charging rate, the surface temperature of the heat storage body can be quickly raised while preventing low-temperature burns. Even if the predetermined temperature is not Cmin, low temperature burns can be prevented if it is Cmin or less.
10…電気毛布
11… ヒータ
12… 第1毛布生地
13… 第2毛布生地
14… コントローラ
15… 芯線
16… 一次導体
17…プラスチックサーミスタ
18…二次導体
19…外被
20…スイッチ
21…温度検出回路
22…温熱制御回路
23…記憶回路
24…室温センサー
27…通電率テーブル
30…敷布団
31…マット
32…人体
33…掛け布団
34…袋体
35…蓄熱体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
電気毛布の所定の場所の温度を検出する温度検出回路と、前記所定の場所の所定温度からの温度降下と該温度降下に対応する前記ヒータへの加電量のテーブルを記憶する記憶手段と、前記ヒータへの加電時の前記所定の場所の温度上昇が前記所定温度に達したときに前記ヒータへの加電を遮断し、前記温度検出回路によって前記所定の場所の温度降下を検出し、検出された温度降下に対応する前記ヒータへの加電量を前記記憶手段のテーブルより取得し、取得された加電量で前記ヒータを温熱制御する温熱制御回路を備えたことを特徴とする電気毛布。 An electric blanket having a heater and heating a laid mat,
A temperature detection circuit for detecting a temperature at a predetermined location of the electric blanket, a storage means for storing a temperature drop from the predetermined temperature at the predetermined location and a table of the amount of electricity applied to the heater corresponding to the temperature drop; When the temperature rise at the predetermined place during heating to the heater reaches the predetermined temperature, the heating to the heater is cut off, and the temperature drop at the predetermined place is detected by the temperature detection circuit and detected. An electric blanket comprising a thermal control circuit that acquires an applied amount of electricity to the heater corresponding to the temperature drop from the table of the storage means, and controls the temperature of the heater with the acquired applied amount of electricity.
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