JPH025389A - 採暖具の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、発熱線を安全に制御する採暖具の制ａｌ装置
に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の採暖具の一例である電気カーペットの構
成例を第４図に示す。１は電気カーペット本体であり、
本体１の中に表面温度を検出する温度検知線２と採暖に
寄与する発熱線３とが別々に配線されている、いわゆる
二線式と呼ばれている電気カーペットの例を示す、４は
電気カーペット本体１の表面温度を制御するコントロー
ラボックスである。

第５図は温度検知線２の構成を示す一部切欠斜視図であ
り、一対の第１の電極線５，６と、その間に充填されて
温度によりインピーダンスが変化する高分子感温体７が
一体構成されている。８は芯糸、９は外皮であり、芯糸
８のまわりにｔ　％線５がスパイラル状に巻かれ、その
周囲に高分子感温体７が充填され、その外側を同様に電
極線６がスパイラル状に巻かれ、これらが外皮っておお
われている。

第６図は高分子感温体７のインピーダンス温度特性図で
あり、温度上昇とともにインピーダンスが低下する特性
を有する。

第７図は電気カーペットの採暖に寄与する発熱線３の構
成を示す一部切欠斜視図であり、第２の電極線１０と絶
縁樹脂１１と発熱線３が一体構成されている。１２は芯
糸、１３は外皮であり、芯糸１２のまわりに第２の電極
線１０がスパイラル状に巻かれ、その周囲に絶縁樹脂１
１が充填され、その外側を同様に発熱線３がスパイラル
状に巻かれ、これらが外皮１３でおおわれている。

第８図は従来の温度制御回路図である。１４は交流電源
、１５は電源スィッチである。　１６．１７．１８゜１
９は抵抗、２０．２１はダイオード、２２．２３はコン
デンサである。抵抗１つ（抵抗値をＲＦＩとする）と−
対の第１の電極線５．６と高分子感温体７（インピーダ
ンスをＺとする）と抵抗１６とダイオード２１とコンデ
ンサ２３によって交流電源１４の正サイクルの平滑され
た温度信号電圧■、が得られる。検出される温度信号電
圧■、の関係式は交流電源１４の電圧をｙ　ａｃとする
と、はぼ（１）式のようになる。

Ｖｔ　＝　１　／　（１＋ＲＦＩ　／　Ｚ　）　Ｘ　Ｖ
、、”・・・・（１）すなわち、温度上昇とともに高分
子感温体７のインピーダンスＺが低下するので、平滑さ
れた温度信号電圧Ｖ、は低下する。また、ダイオード２
Ｑ、抵抗１７、コンデンサ２２により交流電源１４の負
のサイクルにおいてら、高分子感温体７に正のサイクル
と対称な電圧が印加されるようになっている。

これは、高分子感温体７は塩ビ系やナイロン系の化学物
質の樹脂であるので、分極劣化を防ぎインピーダンスの
安定化をはかるためである。２４はダイオード２５．２
６．２７．２８．２９は抵抗、３０は所望の温度に設定
するための可変抵抗器、３１はコンデンサであり、これ
らにより平滑されて温度設定電圧■９が得られる。３２
は制御器であり、高分子感温体７の温度信号電圧■、と
温度設定手段である可変抵抗器３０の温度設定電圧Ｖｓ
のそれぞれの入力情報を比較制御している。

３３はダイオード、３４．３５は抵抗、３６．３７はコ
ンデンサ、３８は定電圧ダイオード、３９は発熱線３へ
の通電を制御する直流リレー、４０は直流リレー３９の
サージ吸収用のダイオードである。ダイオード３３、抵
抗３４．３５、コンデンサ３６．３７、定電圧ダイオー
ド３８から制御器３２、直流リレー３９の駆動電源を得
ている。４１はリレー３９の駆動手段のトランジスタ、
４２．４３は抵抗、４４はダイオードであり、制御器３
２の信号によりトランジスタ４１がオンオフされて直流
リレー３９の制御が行われ、発熱線３の通電の入り切り
が制御される。なお、抵抗４２とダイオード４４は直流
リレー３９のチャタリングを防止するものである。

４５、４６はダイオード、４７．４８は抵抗値の小さい
抵抗、４９は保安回路であり、本実施例では抵抗４７゜
４８と熱的に結合した温度ヒユーズである。制御器３２
が故障し、直流リレー３９がオン状態のままで電気カー
ペット本体１の発熱線３の温度が異常に上昇し、絶縁樹
脂１１が溶解し、第２の電極線１０と発熱線３が接触す
ることによって、抵抗４７．４８に大電流が流れると、
そのジュール熱で保安回路４９は動作し、交流電源１４
は遮断される。なお、通常は絶縁樹脂１１のインピーダ
ンスは非常に大きく、したがって抵抗４７．４８には微
少な電流しか流れないので、保安回路４９が動作するこ
とはない。

また、最近では制御器３２にマイクロコンピュータを用
いる例が増加している。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では以下に示すような問
題を有していた。すなわち、たとえば制御器３２が故ｎ
または誤動作した場合、実際には絶縁樹脂１１の溶解温
度は約１７０’Ｃで、溶解温度まで達するにはかなりの
時間を要するものであり、さらに周囲の条件（気温、風
速、周囲の材質など）によっては溶解温度には達せず、
高温で飽和し、やけど、畳の変色などという問題を有し
ていた。

また、制御器３２にマイクロコンピュータを用いた場合
、マイクロコンピュータ使用における課題であるソフト
上のバグ等に起因するものを含んだ暴走、ノイズ誤動作
など制御器が正常に動作しないという問題が発生する確
立も増加している。

本発明の上記問題を解決するもので、異常状態発生時に
は、周囲の条件によらず、速やかに発熱線への給電を停
止させ、やけど、畳の変色などを防止できる採暖具の制
御装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記問題を解決するために、本発明は、交流電源に接続
された発熱線と、この発熱線への通電を制御する直流リ
レーと、前記交流電源の電圧の正サイクルの立ち上がり
を検出する正サイクル同期検出手段と、前記直流リレー
を駆動する駆動手段と、発熱線を通電または非通電状態
に制御するための入力温度情報により、発熱線の通電決
定時には前記正サイクル同期検出手段で検出された正サ
イクル信号を基準としてパルス信号を出力し、発熱線の
非浦電決定時にはハイレベル信号を出力し、前記駆動手
段を制御する制御手段と、前記交流電源と前記発熱線の
間に接続されて発熱線への給電を遮断する保安手段と、
前記制御手段の出力と前記正サイクル同期検出手段の出
力とのＮ　ＯＲｔｆａ理出力出力り制御され、前記保安
手段を動作させるサイリスタとを備えたものである。

作用 上記構成により、交流電源の正パルス信号と、直流リレ
ーを制御する制御手段の前記正パルスを基準として作成
されたパルスまたは直流出力とのＮＯＲ論理をとって、
保安手段を動作させるサイリスタを制御するので、制御
手段が故障または誤動作して異常状態になった場合、周
囲の条件によらずに、発熱体への給電は速やかに停止さ
れる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施の電気カーペットの回路図であ
る。７０は制御手段であるマイクロコンピュータ（以後
マイコンと呼ぶ）であり、Ｔｏ。はその直流電源端子で
ある。５０は抵抗であり、マイコン７０の発振クロック
を構成する。　５１．５２．５４．５５は抵抗、５３は
トランジスタであり、マイコン７０のｖｏ端子から出力
される信号によりトランジスタ５３は動作し、直流リレ
ー３９の駆動手段であるトランジスタ４１を動作させる
。マイコン７０のＶｓ線端子温度設定手段である可変抵
抗器３０の温度設定電圧Ｖｓが入力されるアナログディ
ジタル変換入力端子（以下Ａ／Ｄ入力端子と呼ぶ）であ
る、またマイコン７０の■を端子は高分子感温体７の温
度信号電圧■、を入力するＡ／Ｄ入力端子である。また
、マイコン７０の■２＠子は交Ｋｔｂ源の正サイクル信
号を入力する正サイクル入力端子である。５６゜５７、
６１．６２．６４．６５は抵抗、５８はコンデンサ、５
９はダイオード、６０．６３はトランジスタであり、交
流電源の正サイクル同期検出手段を構成し、その出力は
マイコン７０の正サイクル入力端子に入力される。また
、コンデンサ５８はこの正サイクル同期検出手段の出力
の位相をＴＡ整するためのものである。６６は抵抗６４
．６５の接続点に接続されたトランジスタであり、保安
回路４９である温度ヒユーズと熱的に結合された抵抗４
７．４８の接続点に接続されたサイリスタ６７を駆動す
るためのものである。６８はサイリスタ６７のゲートに
設けられた抵抗であるやまた、トランジスタ６６のコレ
クタはトランジスタ５３のエミッタに接続され、抵抗５
１．５２、トランジスタ５３．６６でＮＯＲ論理回路を
構成している。

第２図はマイクロコンピュータ７０のフローチャートを
示す。マイコン７０は■７端子および■８端子に入力さ
れた温度信号電圧および温度設定電圧を比較できるよう
にそれぞれ温度値■７および■８にＡ／Ｄ変換し、この
値ｖＴおよび■８を比較し、設定温度より検出温度が高
ければ（ＶＴ＞■ｓ）、直流リレー３９をオフさせるた
めにＶ。＠子をＨｉ出力とし、また、設定温度より検出
温度が低ければ（Ｖ　Ｔ≦Ｖｓ　）　、Ｖｚ　＠子がら
入力された交流電源の正パルス信号を基準として作成し
たパルス信号を出力する。

上記構成による動作を第３図の波形図を用いて説明する
。設定温度より検出温度が低い■工≦■３のとき、マイ
コン７０の■。端子より第３図（ａ）期間のＶｏのよう
な交流電源の正サイクルを基準としたパルス波形を出力
する。そしてこの■。波形と正サイクル同期検出手段の
出力信号■２のＮＯＲ論理をとれば、第３図の（ａ）期
間に示すようなＶ　ｚ　＋　Ｖ　ｏの波形となり、この
信号がサイリスタ６７のゲート入力電圧Ｖ。（＝Ｚ２　
＋ＶＯ）としてゲートへ入力される。したがって、サイ
リスタ６７のアノード・カソード間電圧■ｓｃＲ□−え
は第３図の（ａ）期間に示すようにゲート入力電圧■。

がＯに落ちてから正サイクルに立ち上がることになり、
サイリスタ６７はオフしたままとなる。また、設定温度
より検出温度が高いＶＴ＞Ｖ、のときも、第３図の（ｂ
）期間のように■。端子はＨｉ出力となり、Ｖ２＋Ｖ０
＝Ｖ、がＬ０レベルとなることから、サイリスタ６７は
オフしたままであり、アノード・カソード間の電圧Ｖ８
ＣＲ。

＾−には第３図の（ｂ）期間のようになる。

次に、マイコン７０が故障または誤動作して、第３図の
（Ｃ）期間のようにｖ０端子の出力波形がり、レベルに
なった場合、Ｖ、＋Ｖ。”　Ｖ　ａの波形は第３図の（
Ｃ）期間のようになり、斜線部分でサイリスタ６７はト
リガーされることになり、サイリスタ６７は正サイクル
でオンし、サイリスタ６７のアノード・カソード間の電
圧ＶＩＩＣＲＡ−にの波形は第３図の（Ｃ）期間のよう
になり、抵抗４８を発熱させ、保安回路４９である温度
ヒユーズを動作させ、発熱線３を交流電源１４から分離
する。したがって、異常発生後速やかに発熱線３の加熱
は停止され、やけど、堂の変色などの問題を未然に防止
できる。

発明の効果 以上本発明によれば、交流電源の正パルス信号と、直流
リレーを制御する制御手段の前記正パルス信号を基準と
して作成されたパルスまたは直流出力とのＮＯＲ論理を
とって、保安手段を動作させるサイリスタを制御するの
で、制御手段が故障または誤動作して異常状態になった
場合においては、周囲の条件（気温、風速、周囲の材質
など）によらずに、発熱線への給電は速やかに停止され
、やけど、畳の変色などを防止できる。特に制御手段が
マイクロコンピュータで構成されている場合には有効果
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の採暖具の制御装置の回路図
、第２図は同制御装置のフローチャート、第３図は同制
御装置の動作を説明する波形図、第４図は採暖具の一例
である電気カーペットの構成図、第５図は温度検知線の
構成を示す一部切欠斜視図、第６図は高分子感温体のイ
ンピーダンス温度特性図、第７図は発熱線の構成を示す
一部切欠斜視図、第８図は従来の制御装置の回路図であ
る。 ３・・・発熱線、７・・・高分子感温体、１４・・・交
流電源、３０・・・可変抵抗器、３９・・・直流リレー
、４１・・・トランジスタ（駆動手段）、４９・・・保
安回路、５６〜６５・・・正サイクル同期検出手段、５
１．５２．５３．６６・・・ＮＯＲ論理回路、６８・・
・サイリスタ、７０・・・マイクロコンピュータ（制御
手段）。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第２図 第４図 第６図 、＄４表ｒｏ　二振九＃（”ｃｌ 第 ワ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、交流電源に接続された発熱線と、この発熱線への通
   電を制御する直流リレーと、前記交流電源の電圧の正サ
   イクルの立ち上がりを検出する正サイクル同期検出手段
   と、前記直流リレーを駆動する駆動手段と、発熱線を通
   電または非通電状態に制御するための入力温度情報によ
   り、発熱線の通電決定時には前記正サイクル同期検出手
   段で検出された正サイクル信号を基準としてパルス信号
   を出力し、発熱線の非通電決定時にはハイレベル信号を
   出力し、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記交流
   電源と前記発熱線の間に接続されて発熱線への給電を遮
   断する保安手段と、前記制御手段の出力と前記正サイク
   ル同期検出手段の出力とのＮＯＲ論理出力により制御さ
   れ、前記保安手段を動作させるサイリスタとを備えた採
   暖具の制御装置。