JPH0648098B2 - 採暖器具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、人体検知装置を具えたやぐらこたつ（リピン
グこたつ等を含む）や電気カーペツト等の採暖器具に関
するものである。

〈従来技術〉 従来、家庭等でやぐらこたつや電気カーペツト等の採暖
器具を使用している場合において、使用者が採暖器具か
ら離れるとき、その電源スイツチを切り忘れることがあ
る。

これは、エネルギーの無駄であるばかりではなく、万
一、安全装置が故障すると、採暖器具が過熱して危険な
状態となるといつた問題点が発生する。

〈先願技術〉 そこで、本出願人が先に出願した特願昭６２−２２７４
５３号の如く、発熱装置を有し、こたつ布団により覆わ
れて用いられるやぐらこたつにおいて、上記やぐらこた
つの本体に圧電フイルムを配備し、上記こたつ布団の動
きによる該圧電フイルムの機械的状態の変化を電気的に
検出して上記発熱装置を制御する如くなし、人体の検知
から一定時間の間、自動的に駆動する機能を有するやぐ
らこたつが提案されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記先願技術において、人体検知装置の検知結果に基づ
き一定時間だけ発熱装置を駆動するタイマー回路は、採
暖装置の他の機能を制御するマイクロコンピユータを利
用して構成されていた。そのため、マイクロコンピユー
タを搭載していない普及価格帯の製品に人体検知装置を
付加することができず、これらの製品の安全性を高める
ことができなかつた。

そこで、本発明は、安全性、省エネルギー性の面で優れ
た人体検知機能を普及価格帯の製品にも適用でき、これ
らの価格帯の製品の安全性を向上することができる採暖
器具の提供を目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明による問題点解決手段、第１図〜第６図の如く、
採暖器具本体１等の動きにより人体の存在を検出する人
体検知装置２と、該人体検知装置２に検知結果に基づき
一定時間Ｔだけ発熱装置３を駆動するタイマー回路４と
を具え、該タイマー回路４は、タイマー抵抗５を介して
充電される蓄電器６と、該蓄電器６に並例に接続され前
記人体検知装置２の出力により導通するスイツチング素
子７とを有し、発熱装置３の駆動中に新たな検知信号が
入力されるとその時点から再び前記一定時間Ｔの間は発
熱装置３を駆動するよう構成されているものである。

〈作用〉 上記問題点解決手段において、人体検知装置２は人体の
存在を検知すると、タイマー回路４に検知信号を出力す
る。この信号は、タイマー回路４のスイツチング素子７
を導通させることにより蓄電器６に蓄えられた電荷を放
電させ、タイマー回路４を初期状態とする。そして、ス
イツチング素子７がオフ状態となると、蓄電器６はタイ
マー抵抗５を介して充電され、この充電中の一定時間Ｔ
の間、発熱装置３はオン状態となる。このオン状態の間
に新たな検知信号が発生すると、再び蓄電器６が放電さ
れ初期状態となるため、この時点を起算点として前記一
定時間Ｔを計測し直す。

すなわち、タイマー回路４が簡単なハードウエアのみに
より構成されているため、安全性、省エネルギー性の面
で優れた人体検知機能を、マイクロコンピユータの搭載
されていない普及価格帯の製品にも適用でき、これらの
価格帯の製品の安全性を向上させることができる。

〈実施例〉 以下、本発明をやぐらこたつに適用した一実施例を第１
図〜第６図に基づいて説明する。第１図は本発明の一実
施例を示す採暖器具の電気回路図、第２図(a)は同じく
やぐらこたつの破断平面図、第２図(b)は同じくその側
面図、第３図(a)は同じく圧電素子保持機構の平面図、
第３図(b)は同じくその縦断面図、第４図(a)は同じく圧
電素子の平面図、第４図(b)は同じくその側面図、第５
図は同じく第１図に示す電気回路のＰ点における波形の
例を示す線図、第６図は同じくタイマー回路のタイミン
グチヤートである。

そして、図示の如く、本発明採暖器具は、採暖器具本体
１等の動きにより人体の存在を検出する人体検知装置２
と、該人体検知装置２に検知結果に基づき一定時間Ｔだ
け発熱装置３を駆動するタイマー回路４とを具え、該タ
イマー回路４は、タイマー抵抗５を介して充電される蓄
電器６と、該蓄電器６に並列に接続され前記人体検知装
置２の出力により導通するスイツチング素子７とを有
し、発熱装置３の駆動中に新たな検知信号が入力される
とその時点から再び前記一定時間Ｔの間は発熱装置３を
駆動するよう構成されたＣＲタイマーであるものであ
る。

前記本体１は、第２図(a)，(b)の如く、一般的なやぐら
こたつと同等のものであり、平面視正方形の上体１０
と、該上体１０の底面四隅に取付けられる四本の脚１１
等から成る。そして、該本体１の周囲および上面は、こ
たつ布団１２により覆われ、その上に前記上体１０とほ
ぼ同型の天板１３が載置される。１４はこたつ布団１２
の滑り止め用のゴム部材である。

前記人体検知装置２は、一般的な圧電素子１６と、該圧
電素子１６の出力電圧を検出増幅する検出回路１７と、
該検出回路１７の出力に接続される比較回路１８と、該
比較回路１８の出力に接続され比較回路１８の出力の立
上がりから一定時間Ｔ１だけその出力を“Ｈ”レベルと
する単安定回路１９と、前記圧電素子１６を保持し本体
１等の動きを圧電素子１６に伝える圧電素子保持機構２
０とを具えている。

そして、該圧電素子保持機構２０は、第３図(a)，(b)の
如く、前記本体１の上体１０の上面端部に形成される縦
孔10aに上下動可能に内嵌する円筒形外ケース２２と、
該外ケース２２に内嵌し上体１０に固定されるノブ２３
と、該ノブ２３の中央に突出する突出部23aに一端が外
嵌する圧縮ばね２４とから成る。該圧縮ばね２４の他端
は、前記外ケース２２に固定される圧電素子１６に当接
し、これを加圧する。また、こたつ布団１２と天板１３
を外ケース２２の上に載置したとき、圧縮ばね２４の弾
性力により外ケース２２の上面は上体１０の上面より突
出するよう設計されている。第３図中、２５，２６はリ
ード線27a，27bの貫通孔、２８は空気抜き孔である。

また、前記圧電素子１６は、一般的な圧電ブザー等に使
用されるものと同等のものであり、第４図(a)，(b)の如
く、円板状の圧電セラミツク３０と金属板３１とを貼合
せ、その外面を耐湿コーテイングして構成されている。
そして、例えば、圧電セラミツク３０の直径は１０mm、
厚さは０．２mmであり、金属板３１の直径は１５mm、厚
さは同じく０．２mm程度とされ、圧電セラミツク３０お
よび金属板３１には夫々一本のリード線27a，27bが接続
されている。

そして、前記検出回路１７は、第１図の如く、二個の演
算増幅器（オペアンプ）３３，３４と、四本のコンデン
サ３５〜３８と、六本の抵抗３９〜４４とから成り、圧
電素子１６の出力電圧を検出して増幅する機能を有す
る。

また、前記比較回路１８は、入力電圧を基準電圧（例え
ば±０．１Ｖ）と比較し、＋０．１Ｖ以上または−０．
１Ｖ以下である場合、その出力電圧を“Ｈ”レベルと
し、−０．１Ｖを超えかつ＋０．１Ｖ未満である場合、
その出力電圧を“Ｌ”レベルとするウインドコンパレー
タにより構成される。

前記タイマー回路４は、オペアンプ４７と、ツエナーダ
イオード４８および抵抗４９により構成される定電圧電
源５０と前記オペアンプ４７の負論理側入力端子47aと
の間に接続される前記タイマー抵抗５と、前記負論理側
入力端子47aおよびグラウンド５１の間に接続される前
記蓄電器６としてのコンデンサと、該コンデンサ６に電
流制限用の抵抗５２を介して並列に接続される前記スイ
ツチング素子７としてのトランジスタと、前記定電圧電
源５０およびグラウンド５１の間に接続され中点がオペ
アンプ４７の正論理側入力端子47bに接続される抵抗５
３，５４の直列接続体と、前記オペアンプ４７の正論理
側入力端子47bおよび出力端子47cの間に接続される抵抗
５５とから成るＣＲタイマーとされる。そして、前記ト
ランジスタ７のベース端子は抵抗５６を介して前記単安
定回路１９に接続される。また、前記タイマー抵抗５は
一般的な固定抵抗ある。

そして、オペアンプ４７の出力端子47cはトランジスタ
５７を介してリレー５８のコイル側に接続され、該リレ
ー５８の接点側には前記発熱装置３が接続される。

第１図中、５９は商用交流電源、６０は電源スイツチ、
６１は直流電源である。

上記構成において、人がやぐらこたつに入つていると、
本体１やこたつ布団１２が振動し、第１図のＰ点に第５
図の如き波形が現われる。第５図中、区間Ａおよび区間
Ｃでは本体１およびこたつ布団１２は振動しておらず、
区間Ｂでは本体１およびこたつ布団１２が振動してい
る。

すなわち、やぐらこたつに入つている人は、不定期なが
ら絶えず微動しており、この微動により圧電素子保持機
構２０の外ケース２２が振動し、圧縮ばね２４により圧
電素子１６に加えられる圧力が変化するため、やぐらこ
たつに人が入つていると、検出回路１７の出力（Ｐ点）
に電圧の変動が表われる。

そして、この電圧は比較回路１８により基準電圧（列え
ば±０．１Ｖ）と比較され、＋０．１Ｖ以上（第５図中
の区間Ｄ）または−０．１Ｖ以下（区間Ｆ）である場
合、比較回路１８の出力は“Ｈ”レベルとなり、−０．
１Ｖを超えかつ＋０．１Ｖ未満（区間Ｅ）である場合、
比較回路１８の出力は“Ｌ”レベルとなる。そのため比
較回路１８の出力は、やぐらこたつに人が入つている場
合、断続的に“Ｈ”レベルとなる。

該比較回路１８の出力信号は、単安定回路１９に入力さ
れ、一定巾のパルス信号となつて出力される。

ここで、第６図に基づいてタイマー回路４の動作を説明
する。

電源投入直後、コンデンサ６は空であり、タイマー抵抗
５を介して電流が流れる。そのため、負論理側入力端子
47aの端子電圧は正論理側入力端子47bに加えられる基準
電圧より低く、出力端子47cは“Ｈ”レベルとなり、リ
レー５８がオンとなるため、発熱装置３が発熱する。そ
して、コンデンサ６に電荷が蓄えられるにしたがつて負
論理側入力端子47aの端子電圧は高くなつていき、正論
理側入力端子47bの基準電圧より高くなると、出力端子4
7cは“Ｌ”レベルとなり、リレー５８がオフとなつて発
熱装置３はオフとなる。

ここで、検出回路１７が人体を検出して検知信号を出力
すると（時刻t1）、単安定回路１９の出力が一定時間Ｔ
１の間“Ｈ”レベルとなり、その間、トランジスタ７が
導通する。すると、コンデンサ６に蓄えられた電荷が該
トランジスタ７を介して放電され、電源投入直後と同じ
状態となる。そして、単安定回路１９の出力が“Ｌ”レ
ベルとなると（時刻t2）、スイツチング素子７としての
トランジスタがオフとなり、コンデンサ６に蓄えられた
電荷はトランジスタ７を介して放電されない。そのた
め、トランジスタ７がオフした時から、コンデンサ６に
蓄えられる電荷により負論理側入力端子47aの電圧が正
論理側入力端子47bの電圧よりも高くなるまでの一定時
間Ｔ２の間、出力端子47cを“Ｈ”レベルとし、発熱装
置３を発熱させる。このとき、時間Ｔ１，Ｔ２は一定で
あり、時間Ｔ１の間も発熱装置３はオンとなるため、タ
イマー時間Ｔ（＝Ｔ１＋Ｔ２）は一定であり、この間、
発熱装置３はオン状態である。

そして、この一定時間Ｔ２の間、新たな検知信号の入力
がなければ、出力端子47cは“Ｌ”レベルとなり、発熱
装置３はオフとなる（時刻t3）。

そして、再び検知信号があると（時刻t4）、同様の動作
により発熱装置３が一定時間Ｔの間、オンとなる。その
一定時間Ｔの間に新たな検知信号があると（時刻t5）、
単安定回路１９の出力が“Ｈ”レベルとなり、トランジ
スタ７をオンとしてコンデンサ６に蓄えられた電荷を放
電し、この時を起算点として一定時間Ｔが計測し直され
る。すなわち、一定の時間Ｔをあけずに新たな検知信号
がある間、発熱装置３は常にオン状態である。

そして、検知信号が検出されずに一定時間Ｔが経過する
と（時刻t6）、発熱装置３はオフとなる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

例えば、本発明の電気カーペツト等の他の機器に適用し
てもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、人体検
知装置の検知結果に基づき一定時間だけ発熱装置を駆動
するタイマー回路が、タイマー抵抗を介して充電される
蓄電器と、該蓄電器に並列に接続され前記人体検知装置
の出力により導通するスイツチング素子とを有し、発熱
装置の駆動中に新たな検知信号が入力されるとその時点
から再び前記一定時間の間は発熱装置を駆動する機能を
具えた簡単なハードウエアで構成されているため、安全
性、省エネルギー性の面で優れた人体検知機能を普及価
格帯の製品にも適用でき、これらの価格帯の製品の安全
性を向上することができるといつた優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す採暖器具の電気回路
図、第２図(a)は同じくやぐらこたつの破断平面図、第
２図(b)は同じくその側面図、第３図(a)は同じく圧電素
子保持機構の平面図、第３図(b)は同じくその縦断面
図、第４図(a)は同じく圧電素子の平面図、第４図(b)は
同じくその側面図、第５図は同じく第１図に示す電気回
路のＰ点における波形の例を示す線図、第６図は同じく
タイマー回路のタイミングチヤートである。 １：本体、２：人体検知装置、３：発熱装置、４：タイ
マー回路、５：タイマー抵抗、６：蓄電器、７：スイツ
チング素子、１０：上体、１１：脚、１２：こたつ布
団、１３：天板、１６：圧電素子、１７：検出回路、１
８：比較回路、１９：単安定回路、２０：圧電素子保持
機構、２２：外ケース、２３：ノブ、２４：圧縮ばね、
３０：圧電セラミツク、３１：金属板、Ｔ，Ｔ１，Ｔ
２：一定時間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】採暖器具本体等の動きにより人体の存在を
   検出する人体検知装置と、該人体検知装置の検知結果に
   基づき一定時間だけ発熱装置を駆動するタイマー回路と
   を具え、該タイマー回路は、タイマー抵抗を介して充電
   される蓄電器と、該蓄電器に並列に接続され前記人体検
   知装置の出力により導通するスイツチング素子とを有
   し、発熱装置の駆動中に新たな検知信号が入力されると
   その時点から再び前記一定時間の間は発熱装置を駆動す
   る駆動手段を具えてなることを特徴とする採暖器具。