JPH0564912U - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の発熱部に対する電源の印加個所を切替
えるスイッチに連動したスイッチ手段で、単安定マルチ
バイブレータのインバータと接地側間の抵抗値を変化さ
せて該マルチバイブレータの設定時間を変えることによ
り、複数の発熱態様に対し一本の感熱線でもって適性温
度に制御できる装置を得る。 【構成】 単安定マルチバイブレータのインバータ入力
側と接地側間に複数の抵抗を接続し、複数の発熱部への
電源印加個所を切替えるスイッチに連動して上記インバ
ータ入力側と接地側間の抵抗値を変える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、感熱線の位相角を測定して電気敷物等採暖具の温度を制御する装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

温度検出素子としての感熱線に印加される電圧と流れる電流の位相角を測定し て温度制御する装置の従来例は、図６に示すように、Ｄタイプ・フリップフロッ プ４５のＣＬ入力端にゼロ電圧信号源の信号Ｖを、同Ｄ入力端に単安定マルチバ イブレータ（ワンショット・タイマー）４１を介してゼロ電流信号源の信号Ｉを 与え、同Ｑ出力端の信号を制御信号とするものが知られている（例えば、実開平 ３−８２４１２号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

広い面積を暖房する電気敷物等では発熱部を複数とし、切替スイッチによって 所望の発熱部へ電源を印加するようにしている。従って、所望の発熱部を正確に 温度制御するには、各発熱部に対応して独立した感熱線を装着して切替スイッチ を連動すれば良い。しかし、この場合は各感熱線の端末処理や切替スイッチの端 子数が多くなりコスト高、容積大を招くので、感熱線は一本が望ましい。

【０００４】 ところが、感熱線が一本だと、従来技術では単安定マルチバイブレータの設定 時間が同じなので、全発熱部に電源を印加したときと、一発熱部に電源を印加し たときの感熱線の温度分布の相違によって、その制御温度が大きく変わるといっ た問題点がある。

【０００５】 本考案は、上記従来技術の有する間題点を解消するもので、複数の発熱部に対 する電源印加個所の切替スイッチに連動して単安定マルチバイブレータの設定時 間を変え、一本の感熱線でもって発熱部の態様に応じて最適の設定温度を得るこ とができる温度制御装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、複数の発熱部と、これら複数の発熱部 にわたって一本の感熱線を設け、この感熱線に印加される電圧と電流の位相角を 測定して温度を制御する装置において、温度設定を行なう単安定マルチバイブレ ータのインバータ入力側と接地側間に複数の抵抗を接続し、上記発熱部ヘの電源 印加個所を切替るスイッチに連動したスイッチ手段でインバータ入力側と接地側 間の抵抗値を変化させて単安定マルチバイブレータの設定時間を変えるようにし たものである。

【０００７】 上記インバータ入力側と接地側間の抵抗値を変化させるスイッチ手段は、機械 的な接点のもの、半導体開閉素子による電気的なものなどがある。

【０００８】

【作用】

発熱部が全面の場合感熱線はその全長が加温され、発熱部が一部の場合感熱線 は、当該発熱部にあるその一部のみが加温され他部は加温されないので、発熱部 の切替えに連動して単安定マルチバイブレータの設定時間を変えることにより、 発熱部の態様が変わっても制御温度は大きく変動しない。

【０００９】

【実施例】

図１は、電気敷物等採暖具の一例をブロック図で示し、独立した二つの発熱部 ８、９にわたって一本の感熱線６が装着され、切替スイッチ７は発熱部８、９に 対して電源１の印加個所を切替える。交流電源１は、切替スイッチ７の可動接点 ７１、７２が図示のように中央位置にあるときは両発熱部８、９に、一方可動接 点が上方位置にあるときは発熱部８に、他方可動接点が下方位置にあるときは発 熱部９に夫々印加される。

【００１０】 感熱線６に印加される電圧のゼロ点はゼロ電圧検出部２で、流れる電流のゼロ 点はゼロ電流検出部３で夫々検出され、次段の温度設定部４に出力される。制御 部５は、温度設定部４からの出力信号によって電源回路中にあるリレー等の開閉 素子１０を動作する。

【００１１】 図２は、温度設定部４の一例を示す回路図で、単安定マルチバイブレータ４１ のナンドゲート４２の出力端には、可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２と抵抗ｒが直列接続 されている。この両可変抵抗ＶＲ１、ＶＲ２の各スライド端子には別の可変抵抗 ＶＲ３の両端が接続され、この可変抵抗ＶＲ３のスライド端子はコンデンサＣの 一端に接続されている。これら３個の可変抵抗群は、調整回路４３として発熱部 を所望温度に調整するために用いられる。

【００１２】 コンデンサＣの他端はインバータ４４の入力端に、インバータ４４の出力端は Ｄタイプ・フリップフロップ４５のＤ入力端に順次接続されており、またインバ ータ４４の入力側と接地側には抵抗Ｒ１と同Ｒ２が直列に接続されている。これ ら両抵抗Ｒ１、Ｒ２間と接地側との間には上記切替スイッチ７の可動接点７１、 ７２と連動する可動接点７３が設けられ、この可動接点７３が図示のように中央 位置にあるときは上方の抵抗Ｒ１のみが、他方可動接点７３が上方または下方位 置あるときは直列接続の両抵抗Ｒ１、Ｒ２がマルチバイブレータ４１の設定時間 に影響を与える（但し、調整回路４３部及びコンデンサＣの値は一定とする）。

【００１３】 即ち、可動接点７１、７２、７３が図１、図２の位置にあるときは、発熱部８ と同９に電源が印加される回路が構成され、感熱線６は全長にわたって温度を検 知する。一方可動接点７１、７２、７３が両図において上方位置あるいは下方位 置にあるとき、電源印加の回路はどちらか一方の発熱部８または同９にのみ構成 され、感熱線６はその半分の長さが発熱温度を検知する。

【００１４】 従って、インバータ４４の入力側と接地側間の抵抗値が同じで、マルチバイブ レータ４１の設定時間が一定であると、電源印加が発熱部８、９の両方の場合或 いはいずれか一方の場合、これらへの通電は感熱線６の異なった温度検知信号に もとづいて制御されるので発熱温度に差が生じるが、本考案では発熱部の切替え と連動して、単安定マルチバイブレータ４１の設定時間を変えることにより、い ずれの場合でも発熱温度を略同じとする。

【００１５】 一般に感熱線は、温度の上昇につれてその位相角が小さくなる特性を示し、温 度制御は、感熱線の位相角が設定時間より短いときに制御部５がリレー１０をオ フし、逆に感熱線の位相角が設定時間より長いときにリレー１０をオンするよう に構成し、発熱部８、同９のいずれか一方に通電した場合、感熱線６の温度検知 信号は、例えば発熱部８と非発熱部９の温度の平均値になるので、この平均値を 基準に温度制御するよう上記設定時間を変えるようにしてある。

【００１６】 即ち、図２において可動接点７３が図示の位置にあるとき、抵抗Ｒ１が直接に 接地されるので単安定マルチバイブレータ４１の設定時間は短く、他方可動接点 ７３が上方または下方位置にあるときは抵抗Ｒ１と同Ｒ２が直列接続で接地され るので、上記設定時間は長くなる。

【００１７】 図５は、本考案装置による温度特性図で、Ａ１の時点で一方の発熱部８に電源 印加（各可動接点は上方位置）すると、調整回路４３による設定温度Ｔまで上昇 し、一方の発熱部８はこの温度Ｔを一定に保つ。その後Ｂの時点で両方の発熱部 ８、９に電源印加（各可動接点は中央位置）すると、他方の発熱部９は温度上昇 し始めるが、このとき先に通電され一定温度に保たれていた発熱部８は、後に通 電された発熱部９の上昇時に矢示Ｔ１の温度変動がある。

【００１８】 この変動は、発熱部８側にある感熱線６と発熱部９側にある感熱線６とに温度 差があるのと、インバータ４４と接地側間の抵抗値が、抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）から 抵抗Ｒ１の値となって単安定マルチバイブレータ４１の設定時間が変わったこと による。また、Ａ２時点で一方の発熱部８のみへの通電に戻す（各可動接点は上 方位置）と、上記とは逆の動作となり発熱部８には矢示Ｔ２の温度変動がある。

【００１９】 しかしながら、実験によれば上記の温度変動Ｔ１、Ｔ２は、電気敷物の表面で ２℃程度であり、時間も短いので使用上はなんら問題とならない。

【００２０】 図３は、本考案の他の実施例を示し、発熱部の大きさに大小差を設けたもので 、可動接点７１、７２が図示のように中央位置にあるときは全発熱部８、９ａ、 ９ｂに電源回路が構成され、一方可動接点が上方位置にあるときは発熱部８に、 下方位置にあるときは発熱部９ａ、９ｂに夫々電源回路が構成される。

【００２１】 上記の場合、発熱部の発熱態様は３態となり、同様に感熱線６の加熱態様も３ 態になるので、インバータ４４に接続の抵抗値も可動接点７３の切替えによって ３種類となり、その動作は上記と同理同様である。なお、抵抗Ｒ４部からＤタイ 御部５のオン・オフ頻度を少なくするためのものである。

【００２２】 図４は、本考案のさらに別の実施例を示し、インバータ４４の入力側と接地側 間の抵抗値の切替えをフォトカプラ等の半導体開閉素子Ｐ１、Ｐ２で行うように したもので、これらフォトカプラは夫々トランジスタＱ２、Ｑ３で動作される。

【００２３】 尚、上記の各例では、インバータ４４と接地側間に複数の抵抗を直列接続した ものを示したが、これとは別に複数の抵抗を並列接続して切替スイッチで抵抗値 を変えるようにしても良い。

【００２４】

【考案の効果】

本考案は、以上のように複数の発熱部の発熱態様を切替るスイッチに運動して 単安定マルチバイブレータのインバータ側に接続の抵抗値を切替え、この切替え によって該マルチバイブレータの設定時間を変えるようにしたので、複数の発熱 部にわたって設けた一本の感熱線でもって適正な温度制御をすることができ、感 熱線の端末処理や切替スイッチの端子数が少なくなって小型、低価格の商品を提 供し得る。

【００２５】 また、上記抵抗値の切替えを半導体開閉素子で行なうことにより、微弱電流や 長期使用にも安定した動作を確保することができるとともに、より一層の小型化 、低価格化に貢献する。

【提出日】平成４年２月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】 尚、上記の各例では、インバータ４４と接地側間に複数の 抵抗を直列接続したものを示したが、これとは別に複数の抵抗を並列接続して切 替スイッチで抵抗値を変えるようにしても良く、また、感熱線６と発熱部８、９ とは別体とせず一本の同軸構造に構成した、所謂感熱ヒータ線にしても、配線を 図示のようにすれば、上記と同様に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の温度制御装置を有する採暖具のブロッ
ク図である。

【図２】本考案の一実施例を示す要部の回路図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す要部の回路図であ
る。

【図４】本考案のさらに他の実施例を示す要部の回路図
である。

【図５】本考案装置による温度特性図である。

【図６】従来の温度制御装置の回路図である。

【符号の説明】

２ ゼロ電流検出部 ３ ゼロ電圧検出部 ４ 温度設定部 ４１ 単安定マルチバイブレータ ４４ インバータ ５ 制御部 ６ 感熱線 ７ 切替スイッチ ７１、７２、７３ 可動接点 ８、９、９ａ、９ｂ 発熱部 ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３ 可変抵抗 Ｃ コンデンサ Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗 Ｐ１、Ｐ２ フォトカプラ Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３ トランジスタ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発熱部と、この複数の発熱部にわ
   たって一本の感熱線を設け、この感熱線に印加される電
   圧と電流の位相角を測定して温度を制御する装置におい
   て、温度設定を行なう単安定マルチバイブレータのイン
   バータ入力側と接地側間に複数の抵抗を接続し、上記発
   熱部への電源印加個所を切替るスイッチに連動したスイ
   ッチ手段でインバータ入力側と接地側間の抵抗値を変化
   させて単安定マルチバイブレータの設定時間を変えるよ
   うにしたことを特徴とする温度制御装置。
2. 【請求項２】 上記抵抗値の切替えは、半導体開閉素子
   で行なうようにしたことを特徴とする請求項１記載の温
   度制御装置。