JPH0538551Y2

JPH0538551Y2 -

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Publication number: JPH0538551Y2
Application number: JP13862687U
Authority: JP
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1993-09-29
Anticipated expiration: 2002-09-10
Also published as: JPS6443584U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は電気やぐらこたつに関するもので、特
に温度制御装置に特徴を有するものである。

従来の技術近年電気やぐらこたつは半導体素子を用いて発
熱体に供給する電力を導通角を変化せしめること
により制御する無接点温度調節が採用されてい
る。しかし、この導通角を制御する無接点温度制
御は電源の周波数による影響を受け、たとえば、
60Hzと50Hzとでは50Hzのほうがこたつ内の温度が
高くなる欠点を有していた。以下図面を参照しな
がら、上述した従来の電気やぐらこたつの一例に
ついて説明する。

第４図及び第５図は従来の電気やぐらこたつの
一部切欠側面図と回路図、第６図は温度特性図で
ある。

第４図、第５図において、１はやぐらで裏面に
発熱体ユニツト２を固定してある。

３はプラグで発熱体ユニツト２とコントローラ
４を接続する。

プラグ３の内部には、正特性サーミスタ５を配
設して発熱体ユニツト２の温度を検知する。７は
発熱体で発熱体ユニツト２の内部に温度ヒユーズ
８と直列に配設している。６は双方向性サイリス
タで発熱体７に供給する交番電流の導通角を制御
する。

９は双方向性サイリスタのゲートを点弧し前記
導通角を制御する点弧回路であり、１０は可変抵
抗器で双方向性サイリスタ６の導通角を手動で変
えて温度調節するものである。１１は電源スイツ
チでコントローラ４に配設されている。

以上のように構成された電気やぐらこたつにお
いて、以下その動作について説明する。

交流電源端子ａ，ｂより電力を供給すると、発
熱体７より放射した熱はやぐら内（以下こたつ内
と言う）を暖める。そして、こたつ内の温度が正
特性サーミスタ５により検知され、その検出出力
により双方向性サイリスタ６の導通角を制御して
発熱体７の放射熱を制御する。

すなわち、こたつ内の温度が上昇すると、正特
性サーミスタ５の抵抗値が増加し、点弧回路９の
点弧パルスが遅れ、双方向性サイリスタ６の導通
角が小さくなり、発熱体７の放射熱も弱くなるの
で、こたつ内の温度は一定に保持される。又、温
度を可変する場合は可変抵抗器１０の抵抗値を大
きくすればこたつ内の温度は低くなり、前記抵抗
値を小さくすれば高くなる。

第６図に可変抵抗器１０の操作による各温度設
定すなわち強設定、中設定、弱設定における交流
電源の周波数を50Hz及び60Hzに切り換えたときの
こたつ内の温度変化を示す。尚、交流電源の周波
数が50Hzのときの強設定、中設定、弱設定の温度
特性をそれぞれｐ，ｒ，ｔで示し、交流電源の周
波数が60Hzのときの強設定、中設定、弱設定の温
度特性をそれぞれｑ，ｓ，ｕ，で示す。

図において、縦軸は、こたつ内の温度Ｔ、横軸
は所定時間Ｈを示す強設定、中設定、弱設定のそ
れぞれの温度をT₁，T₂，T₃とするとT₁＞T₂＞
T₃の関係となる。そして、たとえば、交流電源
の周波数が60Hzのとき強設定、中設定、弱設定の
それぞれにおいて、温度T₃になるまでの立ち上
りに必要な所要時間Ｈをそれぞれh₁，h₂，h₃で示
すとh₁＜h₂＜h₃の関係になるものであり、この傾
向は周波数が50Hzのときも同様である。

又、交流電源が50Hzのときの各設定時の温度は
60Hzにおける各設定時の温度T₁，T₂，T₃に対し
それぞれ高くなつている。

考案が解決しようとする問題点上述のように従来構成では、交流電源の周波数
が異なると周波数の差により発熱体への供給電力
に差が生じるため、可変抵抗器１０の操作等によ
る各設定温度におけるこたつ内の温度に差が生じ
る。例えば、50Hz電源を使用する場合に較べて60
Hz電源を使用する場合には発熱体への供給電力が
少なくなり前記こたつ内の温度が低くなるその
為、同じ電気こたつを交流電源の周波数を異にし
て使用すると、前記こたつ内の温度が違うため使
用者が故障と勘違いする場合等があつた。

本考案はかかる問題点を解決し、交流電源の周
波数が異なつて使用されても可変抵抗器１０の操
作等による各温度設定におけるこたつ内の温度が
一定となる電源やぐらこたつを提供することを目
的とする。

問題点を解決するための手段本考案の電気やぐらこたつは、やぐら下方に設
けられた発熱体と、交流電源からの前記発熱体へ
の供給電力を制御信号に応じて導通角を変化せし
めて制御する双方向性サイリスタと、前記交流電
源に同期した三角波電圧を発生させる三角波発生
手段と、前記やぐら内の温度に応じた検知電圧を
発生する検知手段と、前記検知電圧と前記三角波
電圧を比較し前記検知電圧に較べ前記三角波電圧
が高い期間を示す第１の制御信号を発生するコン
パレータと、前記第１の制御信号の入力により前
記期間に前記双方向性サイリスタを導通させる第
２の制御信号を発生する制御信号発生手段と、前
記第２の制御信号を前記制御信号として前記双方
向性サイリスタに印加する手段と、前記交流電源
の周波数を判別し、その周波数に応じて前記三角
波電圧の波高値を制御する制御手段とよりなつて
いる。

作用本考案は前記構成により、制御手段が交流電源
の周波数を判別し、その周波数に応じて三角波発
生手段から出力する三角波電圧の波高値を変化せ
しめて検知手段から出力する検知電圧に較べて前
記三角波電圧が高い期間を変化せしめることによ
り、前記周波数が異なつても各温度設定における
発熱体への供給電力がそれぞれ一定となるよう双
方向性サイリスタにて交番電流の導通角を変化せ
しめるため、前記周波数が異なつて使用されても
各温度設定におけるこたつ内の温度はそれぞれ一
定となり、使用者にとつて使い勝手がよくなるも
のである。

実施例以下本考案の一実施例の電気やぐらこたつにつ
いて図面を参照しながら説明する。なお図中従来
と同様な部分には第４〜第６図と同一符号を付し
ている。

第１図において、６はやぐら下方に設けられた
発熱体７に供給される交番電流の導通角を変化せ
しめて制御する双方向性サイリスタである。１４
は直流電源装置でコンパレータ１８、制御手段１
９、（以下マイクロコンピユータと言う。）及び双
方向性サイリスタ６の点弧用電源である。１７は
三角波電圧発生器で電源端子ａ，ｂより入力され
た交流電源電圧の電圧零点に同期した三角波電圧
を発生しコンパレータ１８に印加する。１６は交
流電源電圧の電圧の零点を検出する零点検出器で
その出力は前記三角波電圧発生器１７の三角波発
生信号に用いられる。前記三角波電圧発生器１７
から出力された三角波電圧を印加してコンパレー
タ１８から出力した第１の制御信号は前記双方向
性サイリスタのゲートに印加され発熱体７に供給
される交番電流の導通角を制御する第２の制御信
号を発生する制御信号発生手段からなるマイクロ
コンピユータ１９に入力される。さらに、前記マ
イクロコンピユータ１９は前記零点検出器１６の
出力等を印加することにより前記交流電源の周波
数を判別し、その周波数に応じた出力を前記三角
波電圧発生器１７に印加する手段とからなつてい
る。１５はマイクロコンピユータ１９を初期化す
るためのリセツト回路である。一方こたつ内の温
度を検知する検知手段として設けられたサーミス
タ２８は接続点ｄを介して直列に可変抵抗器２０
が接続されると共に、前記接続点ｄよりコンパレ
ータ１８の（＋）端子に検知電圧を印加してい
る。

コンパレータ１８より出力された前記三角波電
圧発生器１７の出力した三角波電圧が前記サーミ
スタ２８の検知電圧に較べて高い期間を示す第１
の制御信号はマイクロコンピユータ１９に入力さ
れ、パルス信号に変換してマイクロコンピユータ
１９のｊ端子より第２の制御信号を出力する。マ
イクロコンピユータ１９より出力された第２の制
御信号はトランジスタ２１を介して双方向性サイ
リスタ６のゲートに印加し、双方向性サイリスタ
６にて交番電流の導通角を制御するものである。

２４，２５，２６は抵抗器でコンデンサー２３
に充電電流を流しそのコンデンサー２３の端子に
三角波電圧を発生させる。２２はトランジスタ
で、電源の零電圧に同期して導通し、コンデンサ
ー２３に充電した電圧を放電するものである。

以上のように構成された電気やぐらこたつにつ
いて以下第１図、第２図を用いて、その構成の詳
細とその動作を説明する。電源端子ａ，ｂより第
２図の波形イで示す電源を供給すると零点検出器
１６を構成する回路内のトランジスタ２７のコレ
クタ側とマイクロコンピユータ１９の端子ｆとの
接続点ｈには第２図の波形ロのパルスが出力され
る。そしてトランジスタ２２のコレクタ側は交流
電源波形の零点で導通するのでコンデンサー２３
に充電された電圧は放電し、トランジスタ２２の
コレクタ側とコンパレータ１８の（−）端子間の
接続点ｇの電圧は波形ロに同期した第２図の波形
ハのような交流電源周波数に関係なく波高値が電
圧e₃で一定となる三角波電圧となり、コンパレー
タ１８の（−）端子に印加される。

こたつの内部温度が低いとき、すなわち、双方
向性サイリスタにより交番電流の導通角が略最大
となり発熱体７に略最大の電力が供給されるとき
はサーミスタ２８の抵抗値は高く接続点ｄの検知
電圧は電圧e₁のように低い。

従つて、コンパレータ１８の出力は第２図の波
形に示すように三角波電圧ハの電圧e₁の時点より
始まりe₃の時点で終る波形となり、マイクロコン
ピユータ１９の端子ｉに入力される。そして、マ
イクロコンピユータ１９にてパルスに処理され
て、マイクロコンピユータ１９の端子ｊ点より出
力された第２の制御信号の波形は第２図の波形ホ
のようになる。そして、双方向性サイリスタ６の
ゲートにトランジスタ２１を介して第２の制御信
号を印加して双方向性サイリスタ６を点弧し、発
熱体７には第２図の波形ニと同期した第２図の波
形ヘに示す導通角最大の電力が供給される。又、
こたつ内部の温度が高くなればなるほどサーミス
タ２８の抵抗値も低くなり接続点ｄの検知電圧は
電圧e₁より高い電圧e₂と高くなり、コンパレータ
１８の出力は波形ハに示す三角波電圧の高い値す
なわち電圧e₂より始まる。その為、こたつ内部の
温度が高いと第２図の波形ハで示すe₁＜e₂となる
検知電圧e₂よりコンパレータ１８の出力が始ま
り、その出力波形は第２図の波形トのようにな
り、マイクロコンピユータ１９の端子ｉに入力さ
れる。そしてマイクロコンピユータ１９にてパル
ス処理されてマイクロコンピユータの端子ｊ点よ
り出力された第２の制御信号の波形は第２図の波
形チのようになる。そして、双方向性サイリスタ
６のゲートにトランジスタ２１を介して第２の制
御信号を印加すると、双方向性サイリスタ６の導
通角が小さくなるため発熱体７に供給される供給
電力は第２図の波形リのようになり、こたつ内部
の温度が低い場合より発熱体７の発熱量は減少す
る。したがつて、可変抵抗器２０によりそれぞれ
設定される各設定温度にこたつ内部温度がそれぞ
れに達するまでは、各設定温度に関係なくこたつ
の内部温度に応じた供給電力が発熱体７に供給さ
れる。すなわち、各設定温度にこたつ内部の温度
がそれぞれ達すると、こたつ内部の温度は上昇し
なくなり各設定温度に一定に保持される。又、零
点検出器１６により出力した波形ロのパルスをマ
イクロコンピユータ１９に端子ｆより入力し、マ
イクロコンピユータ１９にて交流電源の周波数を
判別する。たとえば50Hzを所定の周波数とし60Hz
を他の周波数として判別すると、50Hzの交流電源
を検出した場合はマイクロコンピユータ１９より
所定の出力が発生せずマイクロコンピユータの端
子ｃから出力されないが、60Hzの交流電源を検出
した場合はマイクロコンピユータ１９より所定の
出力が発生し端子ｃから出力され前記三角波発生
器１７に印加される。そして、三角波発生器１７
より接続点ｇを介してコンパレータ１８の（−）
端子に入力される三角波発生器１７の波形は第２
図の波形オ（実線で示す。）となる。この波形オ
の三角波電圧の波高値は電圧e₄となり半線で示し
た交流電源50Hzのときに出力された三角波電圧の
波形ルの波高値の電圧e₃より高くなつている。し
たがつて、サーミスタ２８による検知電圧が電圧
e₂の場合、波形オによつて得られる第２図の波形
ヨで示す発熱体７への供給電力と前記半線で示し
た波形ルによつて得られる波形タで示す発熱体７
への供給電力が略等しくなる。すなわち、マイク
ロコンピユータ１９の端子ｃより出力された前記
所定の出力は三角波発生器１７の三角波電圧の波
高値を変化せしめて発熱体７への供給される交番
電流の導通角を制御することにより、発熱体への
供給電力を交流電源の周波数に関係なく50Hzの周
波数により得られる発熱体７への供給電力と略等
しくしたものである。又、本実施例においては、
サーミスタ２８の抵抗値を可変抵抗器２０の値の
４倍以上に選んでおけば冷えきつたこたつ使用初
期の発熱体７への電力を供給する双方向性サイリ
スタ６の導通角は可変抵抗器２０の値を最大、す
なわち、低い設定温度にしても最大値に近い値と
なり、その結果こたつの立ち上り時間を短かくす
ることができる。

第３図は可変抵抗器２０の操作により選んだ各
設定温度、すなわち、強設定、中設定、弱設定に
おける温度特性（それぞれｋ，ｌ，ｍで示す。）
を示す。

この図に示すように、各設定温度までに達する
までの立上りの温度上昇勾配は略同一となり、従
来のように、各設定における立上り時間が強設
定、中設定、弱設定の順に大きく異なることがな
くなる。すなわち、中設定および弱設定の場合で
も強設定と略同様な立上りを有することができ
る。以上のように50Hz交流電源、あるいは60Hz交
流電源すなわち異なる周波数の交流電源を任意に
選んで使用しても各温度設定におけるこたつ内部
温度には差のないこたつを提供できる。

尚、前記実施例においては、前記所定の周波数
として50Hz、すなわち、発熱体７への供給電力が
大きくなる周波数を選んだが、60Hz、すなわち発
熱体７への供給電力が小さくなる周波数を選んだ
場合も考えられる。たとえば50Hzの交流電源を使
用すると、50Hzを検出して所定の出力がマイクロ
コンピユータ１９の端子ｃより出力し三角波発生
器１７に印加される。この三角波発生器１７には
前記所定の出力により前記三角波発生器１７より
発生する三角波電圧の波高値を低く変化せしめる
手段たとえば回路内の抵抗値を変化させる手段が
設けられることにより、発熱体７への供給電力の
導通開始点を遅くするように変化し60Hzの交流電
源により得られる発熱体７への供給電力と略等し
い供給電力を得ることができる。

又、使用される交流電源が３種類以上考えられ
る場合にも交流電源の周波数を判別し、各周波数
に応じて前記所定の出力をそれぞれ出力し、それ
ぞれの所定の出力に応じて三角波発生器１７にて
発生する三角波電圧の波高値を変化せしめること
により、所定の周波数の交流電源にて得られる発
熱体７への供給電力と略等しい供給電力が前記所
定の周波数以外の他の周波数の交流電源において
も得ることができる。

考案の効果以上のように本考案によれば、三角波発生手段
より出力される発熱体へ供給する交流電源に同期
した三角波電圧とこたつ内の温度を検出する検出
手段より出力した検知電圧を比較し、前記検知電
圧に較べ前記三角波電圧が高い期間を示すコンパ
レータの出力を制御信号発生手段に印加し、前記
制御信号発生手段の出力を制御信号として双方向
性サイリスタに印加することにより前記発熱体へ
交番電流の導通角を制御すると共に、前記交流電
源の周波数を判別し、その周波数に応じて前記三
角波電圧の波高値を変化せしめて前記導通角を制
御する制御手段により、交流電源の周波数が異な
つても各温度設定における発熱体への供給電力が
それぞれ一定となるため、交流電源の周波数が異
なつても各設定におけるこたつ内の温度はそれぞ
れ一定となる。したがつて、交流電源の周波数が
異なつても各設定におけるこたつ内の温度はそれ
ぞれ一定となり、使用者の勘違いによるトラブル
がなくなり、快適でかつ、使い勝手がよい電気や
ぐらこたつを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における電気やぐら
こたつの回路図、第２図Ａ，Ｂは同電気やぐらこ
たつにおける動作説明のための波形図、第３図は
同電気やぐらこたつにおける温度特性図、第４図
は従来の電気やぐらこたつにおける一部切欠側面
図、第５図は同電気やぐらこたつにおける回路
図、第６図は同電気やぐらこたつにおける温度特
性図である。１……やぐら、６……双方向性サイリスタ、７
……発熱体、１７……三角波発生手段、１８……
コンパレータ、１９……マイクロコンピユータ、
２８……サーミスタ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

やぐらの下方に設けられた発熱体と、交流電源
からの前記発熱体への供給電力を制御信号に応じ
て導通角を変化せしめて制御する双方向性サイリ
スタと、前記交流電源に同期した三角波電圧を発
生させる三角波発生手段と、前記やぐら内の温度
に応じた検知電圧を発生する検知手段と、前記検
知電圧と前記三角波電圧を比較し前記検知電圧に
較べ前記三角波電圧が高い期間を示す第１の制御
信号を発生するコンパレータと、前記第１の制御
信号の入力により前記期間に前記双方向性サイリ
スタを導通させる第２の制御信号を発生する制御
信号発生手段と、前記第２の制御信号を前記制御
信号として前記双方向性サイリスタに印加する手
段と、前記交流電源の周波数を判別し、その周波
数に応じて前記三角波電圧の波高値を制御する制
御手段とからなる電気やぐらこたつ。