JPH06341650A - 電気ストーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス信号により駆動する安価な赤外線セン
サによって、可燃物が本体にかかった時にヒータへの通
電を停止し過熱を防止する安全な電気ストーブを提供す
る。 【構成】 本体開口部に高温輻射ヒータ４を備え、開口
部前面に赤外線発光ダイオード１とフォトトランジスタ
２を対にして赤外線発光ダイオード１の光がフォトトラ
ンジスタ２に到達するように備え、パルス信号発生手段
２１からのパルス信号により赤外線発光ダイオード１を
駆動し、これをフォトトランジスタ２で受光し、フィル
タ回路２３によりパルス成分のみを取りだしたあとパル
ス信号発生手段２１からのパルス信号とフォトトランジ
スタ１からの信号を比較手段２４で比較し、一致した時
はヒータ４への通電をオンし、不一致の時はヒータへの
通電をオフする。そして電気ストーブの前面に可燃物が
来た時パルスの変化を感知してストーブの電源をオフし
て安全性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は火災、火傷防止の安全装
置を有した電気ストーブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気ストーブは例えば図２に示す
ように、本体３の開口部内部に高温輻射ヒータ４と、本
体３前面に発光部４０と受光部４１が備えられ、通常の
場合図２に示すように、発光部４０から出た光が受光部
４１に到達する。図３に示すように電気ストーブ前面に
可燃物５が存在した場合、可燃物５により光が遮られる
ようになっている。

【０００３】図１０に上記構成の回路を示す。図２中の
発光部４０には発光素子として集光ランプ４３が、受光
部４１には受光素子としてＣｄｓセンサ４４が設けられ
ている。集光ランプ４３から出た光がＣｄｓセンサ４４
に到達している状態、すなわち本体３前面に可燃物５が
存在しない場合ではＣｄｓセンサ４４と抵抗器６の接続
点の検出電位は抵抗器７と抵抗器８の接続点の基準電位
よりも低い。オペアンプ９は、基準電位とＣｄｓセンサ
４４からの検出電位を比較し、トランジスタ１０をオン
する電圧を発生する。これにより、リレーコイル１１に
通電されリレー接点１２がオンとなり輻射ヒータ４に通
電される。

【０００４】本体３前面に可燃物５が存在し、集光ラン
プ４３からの光がさえぎられＣｄｓセンサ４４に到達し
なかった場合、Ｃｄｓセンサ４４と抵抗器６の接続点の
検出電位は抵抗器７と抵抗器８の接続点の基準電位より
も高くなる。オペアンプ９は、基準電位とＣｄｓセンサ
４４からの検出電位を比較し、トランジスタ１０をオフ
する電圧を発生する。これにより、リレーコイル１１へ
の通電が停止し、リレー接点１２がオフとなり高温輻射
ヒータ４への通電が停止する。

【０００５】この構成により、電気ストーブ前面に可燃
物が存在した場合、これが高温になる前に高温輻射ヒー
タ４への通電を停止し、発火させないようにして安全性
を確保している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の技
術のこのような構成では、Ｃｄｓセンサ４４へ光が入射
しているか否かのみで可燃物の有無を判定するため以下
のような課題があった。

【０００７】Ｃｄｓセンサ４４は光に反応するため、集
光ランプ４３以外からの光も受光すると動作する。すな
わち、日光や照明などの外来光が入射していても、集光
ランプ４３からの光が入射していても同じように動作し
てしまう。したがって、可燃物が電気ストーブにかけら
れていても何らかの光がＣｄｓセンサ４４に入っている
状態では可燃物がないのと同じ状態になってしまい、高
温輻射ヒータ４への通電を停止できない可能性がある。

【０００８】これを避けるために発光部４０ではレンズ
のついた集光ランプ４３で光軸をしぼり、受光部４１で
はＣｄｓセンサ４４におおいをつけ外来光の影響を防ぐ
ようにすれば、外来光の影響はある程度逃れることがで
きる。しかし、このような構成では、光軸が絞られた光
軸を合わせるために集光ランプ４３とＣｄｓセンサ４４
の取り付けに高い精度が要求され、場合によっては調整
が必要であるなどコスト高の要因となっていた。

【０００９】また、外来光の影響をなるべくさけるため
に、赤外線を用いることが考えられるが、高温輻射ヒー
タ４は熱とともに光を出しており、この中に赤外線領域
のスペクトルも含まれることから単に赤外線を用いただ
けでは上記と同様の課題がある。

【００１０】また、赤外線以外の方法では超音波を使用
した物が考えられるが、超音波センサは光を用いたセン
サに比べて高価であるという課題がある。

【００１１】本発明は上記した課題を解決し、可燃物を
検出するためのセンサに安価な赤外線センサを用い、か
つ、ヒータから発せられる赤外線や外乱光による誤検出
がなく安全性を高めた電気ストーブを提供することを第
１の目的とする。

【００１２】さらに本発明の第２の目的は該電気ストー
ブに交流電源同期の負荷を同時に組み込んだ場合や他の
交流機器が発生する電源電圧波形に同期した電気的ノイ
ズが回路に侵入することによる誤検出を防止することに
ある。

【００１３】さらに本発明の第３の目的は他の機器の赤
外線リモコン等の外来光の影響での誤検出を防止するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電気ストーブは、前面が開口した本体と、
本体の開口内部に設けたヒータと、ヒータへの通電をオ
ン、オフする電力制御手段と、パルス信号を出力するパ
ルス信号発生手段と、本体前面に設置されパルス信号発
生手段からのパルス信号により駆動される赤外線発光素
子と、赤外線発光素子と対向して設置され赤外線発光素
子からの赤外線を受光する受光素子と、受光素子からの
信号によりパルス成分のみを抽出するフィルタ回路と、
パルス信号発生手段からの信号とフィルタ回路からの信
号を比較して一致した時はオン信号を一致しない時はオ
フ信号を電力制御手段に出力する比較手段からなる。

【００１５】また、第２の目的を達成するために、パル
ス信号発生手段を商用電源を入力して電源波形のゼロク
ロス点に同期したパルス信号を出力するように構成して
なるものである。

【００１６】また、第３の目的を達成するために、パル
ス信号発生手段は少なくとも２ビット以上のデータによ
りコード化をしたパルス信号を出力するように構成して
なる。

【００１７】

【作用】上記した構成により、パルス信号発生手段から
のパルス信号により赤外線発光素子が駆動され、これを
受光素子で受光し、フィルタ回路によりパルス成分のみ
を取りだした後、パルス信号発生手段からのパルス信号
と受光素子からの信号を比較手段で比較し、一致した時
はヒータへの通電をオンし、不一致の時はヒータへの通
電をオフする。

【００１８】さらに、パルス信号発生手段からの電源電
圧のゼロクロス点と同期したパルス信号により赤外線発
光素子が駆動され、これを受光素子で受光し、フィルタ
回路によりパルス成分のみを取りだした後、パルス信号
発生手段からのパルス信号と受光素子からの信号を比較
手段で比較し、一致した時はヒータへの通電をオンし、
不一致の時はヒータへの通電をオフする。

【００１９】さらに、パルス信号発生手段からの少なく
とも２ビット以上のデータによりコード化をしたパルス
信号により赤外線発光素子が駆動され、これを受光素子
で受光し、フィルタ回路によりパルス成分のみを取りだ
したあと、パルス信号発生手段からのパルス信号と受光
素子からの信号を比較手段で比較し、一致した時はヒー
タへの通電をオンし、不一致の時はヒータへの通電をオ
フする。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図５に基づ
いて説明する。本実施例の電気ストーブの外観は従来例
と同じく図２のようになっている。図２の中で３は本
体、４は高温輻射ヒータ、本体３の開口部前面に発光部
４０と受光部４１が対向して取り付けられている。本実
施例では発光部４０には赤外線発光素子として赤外線発
光ダイオード１と、受光部４１には受光素子としてフォ
トトランジスタ２が取り付けられている。

【００２１】通常使用時は赤外線発光ダイオード１から
発せられた光がフォトトランジスタ２に到達している。

【００２２】図３に示すように可燃物５が本体３開口部
前面にかかった場合、赤外線発光ダイオード１から発せ
られた赤外線が可燃物５で遮られ、フォトトランジスタ
２に到達しないようになっている。

【００２３】図１にマイクロコンピュータを用いて構成
した本実施例の電気ストーブのブロック図を示す。２０
はマイクロコンピュータ、２１はマイクロコンピュータ
２０内部でプログラムによりパルス信号を発生させるパ
ルス信号発生手段である。赤外線発光ダイオード１はマ
イクロコンピュータ２０内のパルス信号発生手段２１で
発生したパルス信号で駆動される。赤外線発光ダイオー
ド１からの赤外線はフォトトランジスタ２により受光さ
れ、フィルタ回路２３を通り、マイクロコンピュータ２
０内部の比較手段２４に入力される。比較手段２４には
同時にパルス信号発生手段２１からのパルス信号が入力
されている。比較手段２４の出力は電力制御手段として
のリレーコイル２５に接続され、リレー接点２６により
高温輻射ヒータ４が駆動される、また、図４にマイクロ
コンピュータ２０のプログラムのフローチャートを示
す。

【００２４】次に動作を説明をする。図５に動作説明図
を示す。まず、パルス信号発生手段２１からマイクロコ
ンピュータ２０の出力端子を通じて２７のようなパルス
信号を出力している。パルス信号はトランジスタ２２に
より赤外線発光ダイオード１を駆動する。赤外線発光ダ
イオード１からの赤外線は可燃物５がない通常時にはフ
ォトトランジスタ２により受光される。受光されたパル
ス状の赤外線信号はフォトトランジスタ２により電気信
号に変換される。この時、高温輻射ヒータ４からの赤外
線により、一定レベルの赤外線をフォトトランジスタ２
が受光するため、フォトトランジスタ２からの電気信号
は２８のようになる。

【００２５】フォトトランジスタ２からの電気信号はフ
ィルタ回路２３により直流成分をカットされ２９のよう
な信号になり、入力端子を通じてマイクロコンピュータ
２０に入力される。マイクロコンピュータ２０内部で
は、比較手段２４によりパルス信号と比較され、一致し
ていれば４５のようにＨレベルの信号を出力する。この
信号によりリレー接点２６はオンとなり、高温輻射ヒー
タは発熱する。

【００２６】次に図３のように可燃物５が本体３前面に
かかり、赤外線発光ダイオード１からの赤外線がフォト
トランジスタ２に到達しない場合はフォトトランジスタ
２からの電気信号は図５の３０のようにパルスが現れな
い。フィルタ回路２３を通ったあとの信号は直流成分を
カットされ３１のようになり、マイクロコンピュータ２
０の入力端子に入力される。この時パルス信号は３２の
状態であり、不一致となるため、比較手段２４により４
６のように出力端子からはＬレベルの信号を出力する。
したがってリレー接点２６はオフとなり、高温輻射ヒー
タ４の発熱は停止する。

【００２７】このように、本体３の前面に可燃物５がお
かれた時には高温輻射ヒータ４は発熱を停止し、安全を
確保することができる。

【００２８】さらに第２の実施例について図６〜図８を
用いて説明する。電源電圧は抵抗３２及び３３により分
圧されトランジスタ３４のベースに入力される。トラン
ジスタ３４のコレクタはマイクロコンピュータ２０に入
力され、入力端子を通じてパルス信号発生手段２１に入
力される。マイクロコンピュータ２０内では図７の３５
のように電源のゼロクロス点に同期したパルス信号を発
生し、出力端子を通じて赤外線発光ダイオード１を駆動
する。その他の構成は上記した実施例と同様である。

【００２９】次に動作を説明する。図７に動作説明図を
示す。電源電圧波形が抵抗３２及び３３により分圧さ
れ、トランジスタ３４のベースに入力されることにより
トランジスタ３４のコレクタ電圧は３７のように正サイ
クルで負となるパルス波形となる。この波形はマイクロ
コンピュータ２０に入力される。マイクロコンピュータ
２０では図８のフローチャートに基づき電源電波波形３
６のゼロクロス点に同期したパルス信号３５を発生させ
る。この場合、正サイクルで負となるパルス信号のエッ
ジが入力される度に１ｍｓのパルスを出力する。すなわ
ち、電源電圧半サイクルごとに１ｍｓ巾のパルスが出力
される。このパルス信号により発光ダイオード１を駆動
して可燃物検知を行う。パルス信号３５が電源のゼロク
ロス点に同期している他は前記した実施例と動作と同一
である。

【００３０】この実施例では電源のゼロクロス点に同期
してパルス信号を出し、そのタイミングで可燃物検知判
定を行う。一般にゼロクロス点は電圧がかからないため
この点でスイッチングを行っても電源にノイズを発生さ
せることは少ない。したがってこのタイミングで検出を
行うことで、電源に重畳した電気的ノイズの影響を避け
ることができる。

【００３１】さらに第３の実施例について説明する。回
路ブロックの構成は図１と同じである。異なる点は図１
のパルス信号発生手段２１として、図９の３８のように
コード化したパルス信号を出力する。この場合３ビット
のコードで１ならば電圧をＨレベルに、０ならば電圧を
Ｌレベルにするコード化を行っている。この例では“１
０１”というコードを使用している。このパルス信号に
より赤外線発光ダイオード１を駆動し、可燃物検知に使
用する。比較手段２４ではコードをデコードし、このコ
ードの一致によりリレーのオン、オフを決定する信号を
出力する。

【００３２】この実施例ではパルス状の外乱光や他機器
の赤外線リモコンがフォトトランジスタ２に入射しこの
信号による誤検出をなくすことができる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明からあきらかなように本発明
の電気ストーブは赤外線センサをパルスで駆動するため
以下の効果を得ることができる。

【００３４】（１）電気ストーブではヒータより赤外線
を発生しており、赤外線を用いたセンサでは受光側に定
常的に信号が現われる。発光側をパルスにし、パルス成
分のみを通すフィルタ回路を通して定常成分をカットで
きるためヒータの影響を受けにくく、電気ストーブにお
いて安全性を向上させるための可燃物検知を比較的安価
な赤外線によるセンサで実現できる。発光側の赤外線発
光ダイオードは高温で連続通電されると寿命が短くなる
が、パルス化することで寿命を延ばすことができる。ま
た、連続通電のものと同等以上の寿命を確保しながら比
較的高温の場所に設置できるので、より検出に適した場
所への設置が可能で安全性が高まる。パルスによって動
作し、発光側と受光側の信号の一致により判定をしてい
るため発光側、ならびに受光側が故障した場合、ヒータ
への通電を停止することができ、安全性が高まる。パル
スによって動作し、受光側と受光側の信号の一致により
判定をしているため他の光源からの影響により物体があ
るのに、外来光により物体がないと判定する危険側の誤
検出が起こりにくい。

【００３５】（２）ノイズの発生が少ない電源のゼロク
ロス点に同期したパルスを使用するため、電源に重畳さ
れてくる電気的ノイズの影響を受けにくい。

【００３６】（３）複数ビットのデータでコード化した
パルス信号を発光し、受光側でその信号の一致を見てい
るので、他の外来の赤外線信号の影響を受けにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における電気ストーブの
ブロック図

【図２】従来及び本発明の実施例の電気ストーブの斜視
図

【図３】同電気ストーブの異常状態を示す側面図

【図４】本発明の第１の実施例における電気ストーブの
動作フロー図

【図５】同電気ストーブの動作説明図

【図６】本発明の第２の実施例における電気ストーブの
ブロック図

【図７】同電気ストーブの動作説明図

【図８】同電気ストーブの動作フロー図

【図９】本発明第３の実施例における電気ストーブの動
作説明図

【図１０】従来の電気ストーブの電気回路図

【符号の説明】

１ 赤外線発生ダイオード ２ フォトトランジスタ ４ 高温輻射センサ ２１ パルス信号発生手段 ２３ フィルタ回路 ２４ 比較手段 ４８ リレー（電力制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塩 清次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山本 融士 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前面が開口した本体と、前記本体の開口内
   部に設けたヒータと、前記ヒータへの通電をオン、オフ
   する電力制御手段と、パルス信号を出力するパルス信号
   発生手段と、前記本体前面に設置され前記パルス信号発
   生手段からのパルス信号により駆動される赤外線発光素
   子と、前記赤外線発光素子と対向して設置され前記赤外
   線発光素子からの赤外線を受光する受光素子と、前記受
   光素子からの信号よりパルス成分のみを抽出するフィル
   タ回路と、前記パルス信号発生手段からの信号とフィル
   タ回路からの信号を比較して一致した時はオン信号を、
   一致しない時はオフ信号を前記電力制御手段に出力する
   比較手段を備えた電気ストーブ。
2. 【請求項２】パルス信号発生手段は商用電源を入力して
   電源波形のゼロクロス点に同期したパルス信号を出力す
   るように構成した請求項１記載の電気ストーブ。
3. 【請求項３】パルス信号発生手段は少なくとも２ビット
   以上のデータによりコード化をしたパルス信号を出力す
   るように構成した請求項１記載の電気ストーブ。