JPH07334251A

JPH07334251A - 電気カーペット

Info

Publication number: JPH07334251A
Application number: JP12280494A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takei; 武武井
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】感熱線が経時劣化するという特性があることを
前提として、感熱線の経時変化を考慮した温度制御を行
い、快適な使用を長期にわたって可能にした電気カーペ
ットを提供する。【構成】電気カーペットの運転温度および運転時間と、
感熱線のインピーダンス変化率との関係を定めたインピ
ーダンス補正データを予め記憶しておく。電気カーペッ
トの運転が開始された後、その運転時間と運転温度とを
インピーダンス補正データに当てはめて、感熱線のイン
ピーダンスを補正する。そして補正されたインピーダン
スに基づき電気カーペットの温度を判別し、判別された
温度により電気カーペットの温度制御を行う。【効果】経時変化により感熱線のインピーダンスが変化
しても、そのインピーダンス変化が補正されて、正しい
温度が判別される。よって電気カーペットを所望の設定
温度に保て、快適な使用感が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電気カーペットに関
し、特に、温度検知の仕方が改良され、所望の設定温度
で長期に渡り使用が可能な電気カーペットに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電気カーペットには、従来より、発熱温
度を検知するために感熱線が使用されている。感熱線は
温度によるインピーダンスの変化を利用する測温部材で
ある。感熱線１０の構造は、たとえば図７に示すよう
に、巻芯１に巻かれた内巻線２と内巻線２に同心に巻か
れた外巻線３と、内巻線２および外巻線３間に介在され
た感熱樹脂４と、外巻線３の周囲を覆う外被５とを備え
ている。上記構成の感熱線１０では、単位長さ当たりの
内巻線２と外巻線３との間の感熱樹脂４の抵抗値に基づ
いて温度が検知される。

【０００３】かかる感熱線１０は、可撓性があり、電気
カーペットの加熱面に沿わせて分布させることができ、
電気カーペットの各加熱面の温度を検出できるという特
徴がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
感熱線１０には、高温状態での長期使用により、感熱樹
脂４が経時劣化をして、そのインピーダンスが変化（増
加）するという欠点がある。感熱樹脂４のインピーダン
スが増加すると、感熱線１０により検知される温度が実
際の温度よりも低くなり、正確な温度検知ができない。

【０００５】従来の電気カーペットにおける問題は、電
気カーペットの構成部品の中で、上記感熱線１０のイン
ピーダンス劣化が他の部品に比べて比較的早く生じると
いうことである。それゆえ、従来の電気カーペットで
は、長期使用に伴い、設定温度よりも高い温度で運転さ
れることが多く、快適な使用感が得難いという欠点があ
った。

【０００６】この発明は、かかる欠点を解消するために
なされたもので、感熱線が経時劣化をするという特性が
あることを前提として、該感熱線の経時劣化を考慮し
て、感熱線の検知温度を補正して温度制御を行い、快適
な使用を長期に渡って可能にした電気カーペットを提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電気カーペットの発熱面に沿って分布され、電気カーペ
ットの運転温度に比例したインピーダンスを示す感熱
線、電気カーペットの運転中、前記感熱線の示すインピ
ーダンスを検出する検出手段、電気カーペットの運転温
度および運転時間と、前記感熱線のインピーダンス変化
率との関係を定めるインピーダンス補正データを記憶す
る記憶手段、前記検出手段で検出されたインピーダンス
を前記記憶手段に記憶されたインピーダンス補正データ
に基づいて補正する手段、および補正されたインピーダ
ンスに基づいて、電気カーペットの運転温度を判別し、
温度制御を行う手段、を含むことを特徴とする電気カー
ペットである。

【０００８】請求項２記載の発明は、前記補正手段は、
電気カーペットに電源が投入されて運転が開始されてか
ら、電気カーペットの温度が立ち上がるのに必要な予め
定める時間の間に得られるデータは、前記インピーダン
ス補正の対象データから除外することを特徴とする、請
求項第１項記載の電気カーペットである。請求項３記載
の発明は、前記補正手段による補正量が、検出されるイ
ンピーダンスに対して予め定める割合に達したとき、電
気カーペットを使用不能状態にする手段をさらに含むこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の電気カーペッ
トである。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、感熱線の示すイ
ンピーダンスが検出され、検出されたインピーダンスは
インピーダンス補正データに基づいて補正される。それ
ゆえ感熱線のインピーダンスが経時劣化により増加し、
正確な温度に比例したインピーダンスを示さなくても、
そのインピーダンスは補正されて電気カーペットの運転
温度に換算される。それゆえ補正されたインピーダンス
によって正しい運転温度が得られる。

【００１０】インピーダンス補正データは、電気カーペ
ットの運転温度および運転時間と、感熱線のインピーダ
ンス変化率との関係を定めている。補正手段は、好まし
くは、タイマ等の計時手段を含み、計時手段によって電
気カーペットの運転時間を測定するようにされている。
また、補正手段は、インピーダンス補正データにより得
られる所定のインピーダンス変化率に基づいて検出され
たインピーダンス補正を行うようにされており、この所
定のインピーダンス変化率は、温度制御手段により判別
された電気カーペットの運転温度により校正されるよう
にされている。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、電気カーペ
ットに電源が投入されて運転開始されてから、電気カー
ペットの温度が立ち上がるのに必要な予め定める時間、
たとえば２０分間の間は、得られるデータをインピーダ
ンス補正の対象データとはしない。電気カーペットに電
源が投入された直後は、電気カーペットの温度が安定し
ないから、上記構成にすることにより、不正確なデータ
に基づくインピーダンス補正をしないようにすることが
できる。

【００１２】請求項３記載の発明では、感熱線のインピ
ーダンス変化率が所定の割合になったとき、たとえばイ
ンピーダンス変化率が３０％となったときには、感熱線
の寿命が尽きたとして、電気カーペットを使用不能状態
にする。これにより快適な状態での電気カーペットの使
用が確保される。

【００１３】

【実施例】以下には、図面を参照して、この発明の一実
施例について詳細に説明をする。図１は、この発明の一
実施例にかかる電気カーペットの運転時間（使用時間）
と感熱線のインピーダンス変化との関係を示すグラフで
ある。図１に示すように、電気カーペットにおいては、
運転時間の増加（使用年数の経過）に伴い、感熱線のイ
ンピーダンスは増加するように変化する。また、感熱線
のインピーダンス変化は、運転温度が高いほど顕著であ
る。

【００１４】通常、メーカとしては、電気カーペットの
製品寿命を６年と設定しているが、電気カーペットを５
０℃の運転温度で６年間使用した場合、感熱線のインピ
ーダンスは約２０％も増加する。それゆえ、この実施例
にかかる電気カーペットでは、以下に説明するように、
感熱線のインピーダンス増加を補正して、良好な温度制
御が行なえるように工夫されている。

【００１５】なお因みに、感熱線のインピーダンスが３
０％増加すると、検知温度は実際の温度より約８℃低く
なる。そこで、この実施例では、後述するように、イン
ピーダンス変化率が３０％増加したとき、感熱線の寿命
が満了したとして、電気カーペットを使用不能状態とす
るようにされている。表１は、実測データ等から得られ
た、この発明の一実施例の電気カーペットにおける、運
転温度および運転時間から感熱線のインピーダンス変化
率を求めるためのデータテーブルの一例を示している。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１において、関数ｆ（１）は平均運転温
度が２５℃以上で３５℃未満のとき、つまり感熱線の周
囲温度を３０℃と想定した場合の運転時間とインピーダ
ンス変化率との関係を示している。同様に、関数ｆ
（２），ｆ（３）は、それぞれ、平均運転温度が３５℃
以上４５℃未満（感熱線の想定周囲温度が４０℃）、お
よび、平均運転温度が４５℃以上５５℃未満（感熱線の
想定周囲温度が５０℃）の各場合の運転時間とインピー
ダンス変化率との関係を示している。

【００１８】表１に示すデータテーブルは、たとえば１
５時間後の変化率までが予め設定されていれば十分であ
る。なぜならば、電気カーペットは、通常、連続して数
時間使用するものであり、電源を投入したまま何十時間
も使うことはない。それゆえたとえば１５時間後の変化
率程度までがデータテーブルに設定されていれば、後述
するインピーダンスの補正ができるからである。もちろ
ん、数十時間後までの変化率がテーブルに設定されてい
ても構わない。

【００１９】なお、電気カーペットは、通常、ヒータが
発熱する関係上、運転中は２５℃以上となるから２５℃
未満の場合は考慮する必要がない。また、運転温度が５
５℃以上になると、たとえばヒューズ等の他の安全装置
によって運転が中止されるから、５５℃以上の運転温度
は考慮する必要がない。図２は、表１に示すデータテー
ブルに基づく電気カーペットの運転内容と感熱線のイン
ピーダンス変化率との関係を示すグラフである。図２に
おいて、の折れ線グラフは、電気カーペットを最初平
均温度３０℃で５時間運転をし、その後、平均温度を４
０℃にして２時間運転し、さらにその後平均温度を３０
℃にして３時間運転をした、計１０時間運転をした場合
の感熱線のインピーダンス変化率を示している。また、
の折れ線グラフは、平均温度３０℃で１０時間運転し
た場合の感熱線のインピーダンス変化率を示し、の折
れ線グラフは、４０℃で１０時間運転した場合の感熱線
のインピーダンス変化率を示している。

【００２０】のグラフは、のグラフから、次のよ
うにして得られる。まず、平均温度３０℃で５時間運転
をしたとき、インピーダンス変化率は９ｐｐｍである。
次に運転温度４０℃とした場合、この９ｐｐｍに最も近
いデータをの折れ線グラフから探す。すると１１ｐｐ
ｍの値が得られる。の折れ線グラフの１１ｐｐｍの点
から２時間運転をすると、インピーダンス変化率は１８
ｐｐｍに変わる。そしてこの１８ｐｐｍに最も近いデー
タをの折れ線グラフから探し、その点からさらに３時
間運転したときのインピーダンス変化率として２３ｐｐ
ｍを得る。この結果がの折れ線グラフである。

【００２１】図３は、この発明の一実施例にかかる電気
カーペットの温度制御関係回路のブロック図である。温
度制御は、ＣＰＵ１１により実行される。ＣＰＵ１１に
はＣＰＵ１１の動作プログラムが格納されたＲＯＭ１２
が接続されており、ＲＯＭ１２に格納されたプログラム
に基づいてＣＰＵ１１はインピーダンス検出手段、補正
手段および温度制御手段として機能する。ＣＰＵ１１に
は、また、不揮発性メモリ１３およびワークレジスタや
タイマ等として使用されるＲＡＭ１４が接続されてい
る。不揮発性メモリ１３には、表１に示すデータテーブ
ルがストアされている。また、後述するインピーダンス
変化率初期値ΔＺ₀が記憶されている。

【００２２】ＣＰＵ１１には、前述した感熱線１０によ
り測定されたインピーダンスＺ_Kが与えられる。ＣＰＵ
１１では、このインピーダンスＺ_Kに基づき、後述する
所定の処理を行なって、電気カーペットのヒータに対す
る通電を制御し、電気カーペットを所望の温度に保つ。
図４は、図３の温度制御関係回路におけるＣＰＵ１１の
温度制御動作を表わすフローチャートである。次に、図
４のフローチャートの流れに従って、この発明の一実施
例にかかる電気カーペットの温度制御動作について説明
をする。

【００２３】電気カーペットに電源が投入されると、Ｃ
ＰＵ１１により、まず、不揮発性メモリ１３に記憶され
た感熱線１０のインピーダンス変化率初期値ΔＺ₀を読
出され、該初期値ΔＺ₀は変化率ΔＺ_KとしてＲＡＭ１
４のワークエリアに設定される（ステップＳ１）。不揮
発性メモリ１３に記憶されている上記変化率初期値ΔＺ
₀は、工場出荷時には、±０％とされている。なおこの
不揮発性メモリ１３に記憶されている変化率初期値ΔＺ
₀は、後述するように、電気カーペットの使用に伴い書
換えられる。

【００２４】次いでＲＡＭ１４のタイマエリアに、１時
間タイマＴ₁により計時される１時間の値ｔ_Lがストア
される。つまり１時間タイマＴ₁の初期化が行われる
（ステップＳ２）。この１時間タイマＴ₁はデクリメン
ト形のタイマであり、設定値が「０」となったとき、タ
イムアップをする。また、ＲＡＭ１４にストアされる積
算運転温度ΣＴ_Kが「０」に初期化される（ステップＳ
３）。

【００２５】上記ステップＳ２，Ｓ３の前置処理がされ
た後、次のステップＳ４〜Ｓ９において、１時間の間に
おける電気カーペットの運転温度が検出される。具体的
には、まず、感熱線１０のインピーダンス測定値Ｚ_Kが
読み込まれ（ステップＳ４）、読み込まれたインピーダ
ンス測定値Ｚ_Kが補正される（ステップＳ５）。補正
は、測定値Ｚ_Kが（１＋ΔＺ_K）で除算されることによ
り行われる。

【００２６】そして補正後のインピーダンスＺ₀に基づ
き、ｇ（Ｚ₀）＝Ｔ_Kが求められる。ここに、Ｔ_Kは補
正されたインピーダンスＺ₀から換算された電気カーペ
ットの検知運転温度である。運転温度Ｔ_Kが検知される
ごとに、その温度Ｔ_Kは積算され、積算運転温度ΣＴ_K
が求められる（ステップＳ７）。

【００２７】そして、１時間タイマＴ₁の値が減算され
（ステップＳ８）、１時間タイマＴ ₁が０になるまで、
上記ステップＳ４〜Ｓ８の処理が繰返される。やがて、
１時間タイマＴ₁により１時間が計時されると、処理は
次のステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、１時
間の積算運転温度ΣＴ_Kが１時間の値ｔ_Lで除算され
て、１時間の平均運転温度Ｔ_Aが算出される。そして算
出された平均運転温度Ｔ_Aが３５℃未満か（ステップＳ
１１）、４５℃未満か（ステップＳ１３）が、それぞれ
判別される。ステップＳ１１，Ｓ１３の判別により、適
用すべきインピーダンス変化率関数ｆ（１），ｆ（２）
またはｆ（３）が選択される（ステップＳ１２，Ｓ１
４，Ｓ１５）。

【００２８】そしてステップＳ１６において、選択され
た関数に代入すべき時間値ｔ₂を「０」に初期化し、次
のステップＳ１７において代入時間値ｔ₂を１時間単位
で増加していく。すなわちまず、ｔ₂＝１として、選択
されたインピーダンス変化率関数に１時間を代入する。
たとえば、関数ｆ（１）が選択された場合は、関数ｆ
（１）に１時間を代入し、不揮発性メモリ１３に記憶さ
れたデータテーブル（表１参照）により、１時間後のイ
ンピーダンス変化率２ｐｐｍを得る。そしてこの求めら
れた変化率はステップＳ１においてＲＡＭ１４に設定さ
れた変化率ΔＺ_Kと比較される（ステップＳ１８）。

【００２９】比較の結果、関数から求められた変化率ｆ
（ｔ₂）が設定された変化率ΔＺ_Kよりも小さい場合
は、ステップＳ１７に戻り、代入する時間値を１時間単
位で増やして、上記の比較を再度行う。そして選択され
た関数ｆに或る時間値ｔ₂を代入したときの変化率ｆ
（ｔ₂）が設定された変化率ΔＺ_Kと等しいか、または
大きくなったとき、当該関数に、そのときの時間値ｔ₂
にさらに１時間を加えた値を代入して得られる変化率を
求め、それを新しく設定変化率ΔＺ_Kとする（ステップ
Ｓ１９）。このように、ステップＳ１９で設定変化率Δ
Ｚ_Kの校正がされる。

【００３０】上記ステップＳ１７〜Ｓ１９の一連の処理
を具体的に説明すると次のとおりである。図２を参照し
て、たとえば最初の設定変化率ΔＺ_Kが５ｐｐｍである
とする。そして選択された関数ｆはｆ（１）であるとす
る。この場合図２のの折れ線グラフに沿って変化率が
求められる。すなわち、ｔ₂＝１のときは変化率は２ｐ
ｐｍ、ｔ₂＝２のときは４ｐｐｍ、ｔ＝３のときは５ｐ
ｐｍである。したがって、ステップＳ１９では、ｔ₂＝
４が代入され、設定変化率ΔＺ_Kは７ｐｐｍに校正され
る。そしてステップＳ１９で校正された設定変化率ΔＺ
_Kは、変化率初期値ΔＺ₀として不揮発性メモリ１３に
書込まれ、不揮発性メモリ１３の変化率初期値ΔＺ₀も
校正される（ステップＳ２０）。

【００３１】そして、その後ステップＳ２からの処理が
繰返される。さらに、上記ステップＳ１９で校正された
変化率ΔＺ_Kが、たとえば０．３（３０％）に達したと
き、ヒータに通電がされないようにし、その旨を報知し
て、電気カーペットを使用不能状態としてもよい。上述
の図４に示す制御に代えて、以下に説明するように、電
気カーペットの温度が安定しない電源投入開始からたと
えば２０分程度の間は、平均運転温度の算出の基礎とし
ない制御にしてもよい。

【００３２】より具体的に説明すると、図５に示すよう
に、電気カーペットの運転においては、電源が投入され
た後、電気カーペットが設定温度に上昇するまでには、
２０分ほどを要する。そして電源投入後、２０分を経過
した頃から、電気カーペットは設定温度を維持するよう
に動作する。それゆえ、たとえば図５の場合は、平均運
転温度はたとえば３６℃であるが、電源投入後２０分を
経過するまでは運転温度は低いから、最初の１時間は、
平均運転温度が３５℃未満であると誤って判別されるお
それがある。

【００３３】そこで、かかる不都合を除去するように、
図６に示す制御を行ってもよい。図６は電源投入後２０
分の間は平均運転温度の算出の基礎としない制御を表わ
すフローチャートである。図６に示す処理は、図４に示
すフローチャートのステップＳ８からステップＳ１１に
代わるものである。図６を参照して説明すると、ステッ
プＳ８で１時間タイマＴ₁の値が１デクリメントされた
後、電源投入後２０分以内か否かの判別がされる（ステ
ップＳ８１）。そして電源投入後２０分以内の場合に
は、１時間タイマＴ₁に４０分の値ｔ _L2が設定され、か
つ、積算運転温度ΔＴ_Kが「０」にされる、フラグＦが
セットされる（ステップＳ８２）。

【００３４】そして、ステップＳ９でタイマＴ₁がタイ
ムアップしたと判別された場合は、さらにフラグＦがオ
ンしているか否かの判別がされ（ステップＳ９１）、フ
ラグＦがオンしていなければ、タイマＴ₁では１時間が
計時されたわけであるから、ステップＳ１０に進み、積
算運転温度ΔＴ_Kが１時間の値Ｔ_Lで除算されて、平均
運転温度Ｔ_Aが求められる。

【００３５】一方、ステップＳ９１でフラグがオンと判
別されると、積算運転温度ΔＴ_Kは４０分の値ｔ_L2で除
算されて、平均運転温度Ｔ_Aが算出され、フラグＦがオ
フされる（ステップＳ９２）。図４に示すフローチャー
トのステップＳ８からステップＳ１１を、図６に示すフ
ローチャートで置き換えることにより、電気カーペット
に電源が投入されて後、運転温度が安定するまでに要す
る２０分間の間は、平均運転温度の算出の基礎から除外
することができる。

【００３６】この発明は、以上説明した実施例にかかわ
らず、請求の範囲記載の範囲内において種々の変更が可
能である。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、電気カー
ペットの感熱線が使用に伴い経時劣化しても、その経時
劣化が補正されて正しい運転温度が検出され、その正し
い運転温度に基づく温度制御がされる。したがって、快
適な使用を長期にわたって可能にした電気カーペットを
提供することができる。

【００３８】請求項２記載の発明では、感熱線のインピ
ーダンス補正をする際に、補正の基礎データが安定した
データのみから得られるから、インピーダンス補正をよ
り正確に行える。よってより長期にわたって運転温度が
所望の運転温度に制御可能な電気カーペットとすること
ができる。請求項３記載の発明では、感熱線の劣化が所
定の割合に達したときには、感熱線のインピーダンスを
たとえ補正しても正しい温度制御が行いにくいから、か
かる場合は電気カーペットを使用不能にする。これによ
り快適な使用を保証した電気カーペットとすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる電気カーペットの
運転時間と感熱線のインピーダンス変化との関係を示す
グラフである。

【図２】表１に示すデータテーブルに基づく電気カーペ
ットの運転内容と感熱線のインピーダンス変化率との関
係を示すグラフである。

【図３】この発明の一実施例にかかる電気カーペットの
温度制御関係回路のブロック図である。

【図４】図３の温度制御関係回路におけるＣＰＵ１１の
温度制御動作を表わすフローチャートである。

【図５】電気カーペットにおける電源投入から温度立ち
上がりに要する時間の一例を表わすグラフである。

【図６】電源投入後２０分の間は平均運転温度の算出の
基礎としない制御を表わすフローチャートである。

【図７】感熱線の構成例を示す図解図である。

【符号の説明】

１０感熱線１１ＣＰＵ１３不揮発性メモリＺ_K 検出インピーダンス ΔＺ₀ インピーダンス変化率初期値 ΔＺ_K インピーダンス変化率Ｔ₁ １時間タイマ ΣＴ_K 積算運転温度Ｔ_A 平均運転温度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気カーペットの発熱面に沿って分布さ
れ、電気カーペットの運転温度に比例したインピーダン
スを示す感熱線（１０）、電気カーペットの運転中、前記感熱線（１０）の示すイ
ンピーダンスを検出する検出手段（１１）、電気カーペットの運転温度および運転時間と、前記感熱
線（１０）のインピーダンス変化率との関係を定めるイ
ンピーダンス補正データを記憶する記憶手段（１３）、前記検出手段（１０）で検出されたインピーダンスを前
記記憶手段（１３）に記憶されたインピーダンス補正デ
ータに基づいて補正する手段（１１）、および補正され
たインピーダンスに基づいて、電気カーペットの運転温
度を判別し、温度制御を行う手段（１１）、を含むこと
を特徴とする電気カーペット。
【請求項２】前記補正手段（１１）は、電気カーペット
に電源が投入されて運転が開始されてから、電気カーペ
ットの温度が立ち上がるのに必要な予め定める時間の間
に得られるデータは、前記インピーダンス補正の対象デ
ータから除外することを特徴とする、請求項第１項記載
の電気カーペット。
【請求項３】前記補正手段（１１）による補正量が、検
出されるインピーダンスに対して予め定める割合に達し
たとき、電気カーペットを使用不能状態にする手段（１
１）をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２
記載の電気カーペット。