JPH0755835Y2 - 採暖装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は電気毛布や電気カーペット等の採暖装置の改良
に関する。

（従来の技術） 第３図は採暖装置としての電気カーペットの構成図であ
る。商用電源１には温度ヒューズＦ、電源スイッチSW₁
及び各リレー接点SW₂、SW₃を介して発熱体２及び電力コ
ントロール部３が直列接続されている。この電力コント
ロール部３はトライアック等から構成されている。発熱
体２はカーペット本体に配置されており、この発熱体２
にはセンサワイヤー４が沿って配置されている。このセ
ンサワイヤー４は電極4aと電極4bとを有し、これら電極
4a、4bとの間に感熱層4cを設けた構成となっている。こ
の感熱層4cは温度が高くなると抵抗値が小さくなるもの
である。このセンサワイヤー４は抵抗R₁を介して整流回
路５に接続されている。この整流回路５はセンサワイヤ
ー４に発生する電圧を整流して処理しやすい検知温度信
号に変換して温度検知部６に送る機能を有している。具
体的な構成は、抵抗R₁を介してセンサワイヤー４に整流
用ダイオードD₁を順方向に接続するとともにこの整流ダ
イオードD₁に電流制限用の抵抗R₂及び平滑用コンデンサ
C₁の並列回路を接続したものとなっている。又、整流回
路５には温度検知部６の保護用のツェナダイオードDZ₁
が接続されている。このツェナダイオードDZ₁は、例え
ばダイオードD₁等がオープンとなった場合に温度検知部
６に許容電圧以上の電圧が加わらないように接続された
もので、例えばツェナー電圧が約30Vの定格値のものが
接続されている。

温度検知部６は整流回路５からの検知温度信号と設定温
度信号とを比較してその温度差に応じた信号を制御部７
に送る機能を有している。この制御部７は温度検知部６
からの信号を受けて電力コントロール部３での通電率を
可変制御して発熱体２への通電量を調整する機能を有し
ている。又、温度検知部６には異常検知部８が接続され
ている。この異常検知部８は樹脂及び電極から構成され
るもので発熱体２に沿設されている。この異常検知部８
は、例えば発熱体２が異常加熱した場合に樹脂が溶解し
て電極と発熱体２とが接触すると、この接触を検知して
温度検知部６に異常信号を送出する機能を有している。
しかるに、温度検知部６は異常信号を受けると温度ヒュ
ーズＦを溶解したり、リレー駆動部９に対して各リレー
接点SW₂、SW₃を開く信号を送出する機能を有している。

又、発熱体２には整流部10が並列接続されている。この
整流部10にはタイマー部11、リレー駆動回路９及びリレ
ー部12等が接続されており、これらに直流電流を供給し
ている。タイマー部11は電源スイッチSW₁の投入時から
カウント開始して所定時間経過するとカウントアップし
てリレー接点SW₂、SW₃を開く機能を有している。リレー
駆動部９は温度検知部６からの異常信号を受けた場合及
びタイマ部11がカウントアップした場合にリレー部12へ
各リレー接点SW₂、SW₃を開く信号を送出する機能を有し
ている。

かかる構成であれば、交流電源１を印加すべく電源スィ
ツチSW₁が接点ｂ側に連動閉成すると、整流部10に電圧
が加わってタイマー部11、リレー駆動部９及びリレー部
12に電力が供給され、これにより各リレー接点SW₂、SW₃
は閉じる。

ここで、交流電流は正の半波で抵抗R₂→ダイオードD₁→
抵抗R₁→センサワイヤー４及び抵抗R₃に流れ、かくして
コンデンサC₁に充電が行われる。従って、交流電圧は抵
抗R₂、抵抗R₁、センサワイヤー４及び抵抗R₃により分圧
される。一方、負の半波ではセンサワイヤー４及び抵抗
R₃→抵抗R₁→ツェナダイオードDZ₁と流れる。このとき
コンデンサC₁は放電して温度検知部６に対して第４図に
示す8V程度の直流電圧を印加する。従って、交流電圧は
センサワイヤー４、抵抗R₃、抵抗R₁、ツェナダイオード
DZ₁の正方向の微小抵抗により分圧される。

正の半波と負の半波とを比較すると、正の半波の場合、
センサワイヤー４及び抵抗R₃の間の電圧Vaは抵抗R₂によ
り第４図に示すように電圧Vb（約8V）だけ消費された波
形として現れる。なお、VcについてはコンデンサC₁によ
り平滑された直流電圧が生じるようになっている。

負の半波の場合、センサワイヤー４及び抵抗R₃の間の電
圧VaはツェナダイオードDZ₁の正方向の微小抵抗により
生じる微小電圧Vb（約0.5V）分だけ消費された波形が生
じる。なお、電圧Vcについては抵抗R₂、抵抗R₁、センサ
ワイヤー４及び抵抗R₃により分圧された直流電圧が生じ
る。

従って、センサワイヤー４には直流成分を含んだ電圧、
つまり正負で異なった電圧が加わる。なお、センサワイ
ヤー４の温度に対するインピーダンスの変化により、こ
の直流電圧Vcが変化することを温度検知部６は検知す
る。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上記の如くセンサワイヤー４の感熱層4cに正
負の異なった電圧が加わると、この感熱層4cにはイオン
化の作用が生じる。このイオン化の作用が生じると、経
年変化により感熱層4cのインピーダンス値が徐々に上昇
するという現象が起きる。

このため、製造時に設定温度と感熱層4cのインピーダン
ス変化を正確に調整したとしても、経年変化により感熱
層4cの温度に対するインピーダンス値が上昇してしまう
ので、所望の設定温度に設定しても発熱体２はこの温度
と異なった温度になる。

そこで本考案は、経年変化により感熱層のインピーダン
ス値の変化が生じない信頼性の高い採暖装置を提供する
ことを目的とする。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 本考案は、発熱体と、発熱体に沿って配置され発熱体付
近の温度に応じた電圧を発生するセンサワイヤーと、こ
のセンサワイヤーに対して順方向に整流用ダイオードを
接続するとともにこの整流用ダイオードに分圧用抵抗及
び平滑コンデンサの並列回路を接続して構成され前記セ
ンサワイヤーに発生する電圧を整流して検知温度信号と
する整流回路と、この整流回路の検知温度信号と設定温
度信号とを比較してその温度差に応じた信号を出力する
温度検知部と、この温度検知部からの信号を受けて発熱
体への通電を制御する制御部と、温度検知部の保護用に
整流回路に対して並列接続された第１のツェナダイオー
ドと、この第１のツェナダイオードに対して逆方向に接
続された直流成分相殺用の第２のツェナダイオードと、
整流回路に対して並列接続されこの整流回路と同一イン
ピーダンスを有する直流成分相殺用のインピーダンス回
路とを備えて上記目的を達成しようとする採暖装置であ
る。

（作用） このような手段を備えたことにより、直流成分相殺用の
第２のツェナダイオード及び直流成分相殺用のインピー
ダンス回路によりセンサワイヤーには、正負同一の交流
電圧が加わる。かくして、センサワイヤーにはイオン化
によるインピーダンスの経年変化が生じなくなる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例について図面を参照して説明す
る。なお、第３図と同一部分には同一符号を付してその
詳しい説明は省略する。

第１図は電気カーペットに適用した採暖装置の構成図で
ある。ツェナダイオードDZ₁には直流成分相殺用のツェ
ナダイードDZ₂が逆方向に接続されている。又、整流回
路５にはインピーダンス回路20が接続されている。この
インピーダンス回路20は整流回路５と同一インピーダン
スを有して直流成分相殺用として作用するものである。
具体的には整流回路５にダイオードD₂を介して可変抵抗
VR及びコンデンサC₂の並列回路を接続した構成となって
いる。この場合、コンデンサC₂の容量はコンデンサC₁の
容量と同一とする。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明す
る。

交流電源１を印加すべく電源スイッチSW₁が接点ｂ側に
連動閉成すると、整流部10に電圧が加わってタイマー部
11、リレー駆動部９及びリレー部12に電力が供給され、
これにより各リレー接点SW₂、SW₃は閉じる。

ここで、交流電流は正の半波でツェナダイオードDZ₂、D
Z₁に流れるとともにコンデンサC₁及び抵抗R₂に流れる。
さらにダイオードD₁→抵抗R₁→センサワイヤー４及び抵
抗R₃に流れ、かくしてコンデンサC₁に充電が行われる。
このとき、コンデンサC₂は放電して温度検知部６に対し
て第２図に示す8V程度の直流電圧を印加する。従って、
交流電圧は抵抗R₂、抵抗R₁、センサワイヤー４及び抵抗
R₃により分圧される。

一方、負の半波では電流がセンサワイヤー４及び抵抗R₃
→抵抗R₁→ダイオードD₂→可変抵抗VR及びコンデンサC₂
に流れるとともに、抵抗R₁→ツェナダイオードDZ₁→ツ
ェナダイオードDZ₂に流れる。これによりコンデンサC₂
は充電される。又、コンデンサC₁は放電して温度検知部
６に対して第２図に示す8V程度の直流電圧V_Dを印加す
る。従って、交流電圧はセンサワイヤー４、抵抗R₃、抵
抗R₁、可変抵抗VR、ツェナダイオードDZ₁、DZ₂の微小抵
抗により分圧される。

正の半波と負の半波とを比較すると、正の半波の場合、
センサワイヤー４及び抵抗R₃の間の電圧Vaは抵抗R₂によ
り第２図に示すように電圧Vb（約8V）だけ消費された波
形があらわれる。なお、電圧VcについてはコンデンサC₁
により平滑された直流電圧が生じるようになっている。

負の半波の場合、センサワイヤー４及び抵抗R₃の間の電
圧Vaは可変抵抗VRにより生じる電圧V_D（約8V）分だけ消
費された波形が生じる。

この結果、センサワイヤー４には正負同一の電圧が加わ
る。

この状態にセンサワイヤー４は温度に対するインピーダ
ンスの変化して直流電圧Vcが変化し、温度検知部６はこ
の直流電圧Vcの変化を検知する。そして、温度検知部６
は検知温度信号と設定温度信号とを比較してその温度差
に応じた信号を出力する。制御部７は温度検知部６から
の信号を受けて電力コントロール部３の通電率を制御す
る。かくして、発熱体２への通電量が調整される。

このように上記一実施例においては、直流成分相殺用の
ツェナダイオードDZ₂及びインピーダンス回路20を整流
回路５に接続したので、センサワイヤー４の感熱層4cに
正負同一の電圧が加わり、感熱層4cにイオン化は生じな
い。従って、経年変化による感熱層4cのインピーダンス
値は生じなくなる。これにより、製造時に設定温度と感
熱層4cのインピーダンス変化を正確に調整すれば、感熱
層4cの温度に対するインピーダンス値は経年変化により
変化することは殆どなく、所望の設定温度に設定すれ
ば、この設定温度に制御できて信頼性を高くできる。

なお、本考案は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、上
記一実施例では電気カーペットに適用したが、電気毛布
に適用しても良い。

［考案の効果］ 以上詳記したように本考案によれば、経年変化により感
熱層のインピーダンス値の変化が生じない信頼性の高い
採暖装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案に係わる採暖装置の一実施例
を説明するための図であって、第１図は構成図、第２図
は動作タイミング図、第３図及び第４図は従来技術を説
明するための図である。 ２……発熱体、３……電力コントロール部、４……セン
サワイヤー、５……整流回路、６……温度検知部、７…
…制御部、８……異常検知部、９……リレー駆動部、10
……整流部、11……タイマ部、12……リレー部、20……
インピーダンス回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発熱体と、この発熱体に沿って配置され前
   記発熱体付近の温度に応じた電圧を発生するセンサワイ
   ヤーと、このセンサワイヤーに対して順方向に整流用ダ
   イオードを接続するとともにこの整流用ダイオードに分
   圧用抵抗及び平滑用コンデンサの並列回路を接続して構
   成され前記センサワイヤーに発生する電圧を整流して検
   知温度信号とする整流回路と、この整流回路の検知温度
   信号と設定温度信号とを比較してその温度差に応じた信
   号を出力する温度検知部と、この温度検知部からの信号
   を受けて前記発熱体への通電を制御する制御部と、前記
   温度検知部の保護用に前記整流回路に対して並列接続さ
   れた第１のツェナダイオードと、この第１のツェナダイ
   オードに対して逆方向に接続された直流成分相殺用の第
   ２のツェナダイオードと、前記整流回路に対して並列接
   続されこの整流回路と同一インピーダンスを有する直流
   成分相殺用のインピーダンス回路とを具備したことを特
   徴とする採暖装置。