JPH08152149A - 床暖房コントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低温火傷を自動的に防止するように制御を行う
床暖房コントローラを提供するにある。 【構成】制御部１は、ヒータ２₁ ，２₂ への連続通電時
間を計測して、単位時間当たりの通電率を求め、設定温
度が３４℃以上においてその通電率が７０％以上になる
と、目標温度を３３℃に設定し、この目標温度と温度セ
ンサ３の検出温度との比較を行ってヒータ２₁ ，２₂ の
通電制御を行う。そして通電率が６０％以上で７０％未
満の時には目標温度を上記３３℃に維持し、通電率が６
０％未満になると、現在の目標温度に１℃を加えて目標
温度を変更する。以後通電率が低くなって使用者に冷た
い感じを与える状態になると目標温度を高くして暖房感
を与え、しかも低温火傷となるような通電率になるのを
抑止しつつ上記の制御を繰り返し、その後目標温度と設
定温度とが等しくなると通常の制御動作に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床暖房コントローラに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の床暖房コントローラには低
温やけどに対する対策が施されておらず、そのため使用
者が使用時に注意する必要があった。また温度制御を行
う制御部としては、通常マイクロコンピュータが使用さ
れているが、瞬時停電対策は施されているものの、一定
時間以上の停電発生時に対する対策は殆ど取られておら
ず、そのため停電が一定以上継続した場合には停電復帰
時に温度設定等の初期設定を行う必要があった。また暴
走時には一々使用者がリセットスイッチの操作を行わな
ければならず、その操作理由や操作方法を使用者が熟知
しなければ故障等と勘違いされる恐れがあった。

【０００３】更にまた床暖房用ヒータの通電制御は半導
体スイッチング素子を使用して行うものが通常であるた
め、大容量の床暖房用ヒータを制御する場合には、外付
けのリレーボックス内の電磁リレーを半導体スイッチン
グ素子でオン・オフ制御し、この電磁リレーのリレー接
点に接続した床暖房用ヒータをオン・オフ制御するよう
にしていたた。

【０００４】リレーボックスを利用して複数の床暖房用
ヒータを制御する場合に複数の電磁リレーが同時に動作
し、その動作音が大きくなって耳障りとなるいう問題が
あった。また電磁リレーの消費電流が大きいため電磁リ
レーの発熱が大きくリレーボックスの温度上昇を抑える
ことができなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来例で
は、低温やけどに対する対策が施されていない点、マイ
クロコンピュータを使用している場合の解決すべきて
点、また電磁リレーを使用する場合における解決すべき
点等が多々あった。本発明は上記問題点に鑑みて為され
たもので、請求項１記載の発明の目的は低温やけどを自
動的に防止するように温度制御を行う床暖房コントロー
ラを提供するにある。

【０００６】また請求項２記載の発明の目的は、請求項
１の発明の目的に加え、停電が発生しても長時間に亘り
設定内容を保持することができ、停電復帰時に初期設定
が不要な床暖房コントローラを提供するにある。更に請
求項３記載の発明の目的は、請求項１の発明の目的に加
え、大容量の床暖房用ヒータを直接接続することが可能
な床暖房コントローラを提供するにある。

【０００７】更にまた請求項４記載の発明の目的は、請
求項３の発明の目的に加え、複数の床暖房用ヒータを制
御でき、しかも電磁リレーの動作音発生を抑制をできる
床暖房コントローラを提供するにある。また請求項５記
載の発明の目的は、請求項４の発明の目的に加え、電磁
リレーにおける消費電流を抑制できて発熱を抑えること
ができる床暖房コントローラを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、床暖房用ヒータへの通電をオ
ン、オフするスイッチ手段と、床暖房用ヒータに並設さ
れて床温度を検出する温度センサと、床温度を設定する
温度設定手段と、この温度設定手段の設定温度に基づい
て目標温度を設定して該目標温度に温度センサの検出す
る床温度が収束するようにスイッチ手段の通電時間を制
御する制御部とを備えた床暖房コントローラにおいて、
制御部は温度設定手段の設定温度が所定温度以上に設定
され且つ単位時間に対する床暖房用ヒータの通電率が所
定値以上の場合には低温火傷防止動作制御に移行し、目
標温度を上記設定温度より低い一定温度に設定し、以後
通電率が所定範囲内にある状態では上記目標温度の変更
を行わずに温度センサの検出温度との比較によるスイッ
チ手段の通電時間の制御を行い、上記通電率が上記所定
範囲の下限値未満の場合になれば一定温度に所定温度値
を加算した温度を目標温度に変更設定し、最終的に目標
温度と設定温度とが等しくなった時点で低温火傷防止動
作制御を停止して、設定温度と温度センサの検出温度と
の比較によるスイッチ手段の通電時間の制御動作へ移行
する制御機能を備えたものである。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記制御部をマイクロコンピュータで構成し、交
流電源を整流平滑して得た直流を一定電圧に制御する安
定化電源回路と、交流電源電圧波形のゼロクロスを検出
するゼロクロス検出回路とを備え、制御部は安定化電源
回路の出力に逆流防止用のダイオードを通じて接続した
平滑コンデンサの両端電圧を電源として動作し、ゼロク
ロス検出回路のゼロクロス検出が無くなると低消費電流
モードの動作に移行するものである。

【００１０】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記スイッチ手段を電磁リレーのリレー接点で構
成し、コントローラ本体には床暖房用ヒータを接続する
負荷接続端子を設け、コントローラ本体内ではヒータ用
電源を接続する電源端子をリレー接点を介して負荷接続
端子に接続し、電磁リレーの励磁のオン、オフをドライ
ブ回路を介して制御部の制御出力により行うものであ
る。

【００１１】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
いて、電磁リレーは複数設けられ、各電磁リレーを同時
的に励磁駆動する際に駆動開始のタイミングをずらすよ
うに制御するものである。請求項５の発明では、請求項
４の発明において、電磁リレーの駆動電圧を励磁開始か
ら一定時間の間を定格電圧とし一定時間経過後は定格電
圧より低く且つ動作状態が保持できる電圧に切り換える
ものである。

【００１２】

【作用】請求項１の発明によれば、床暖房用ヒータへの
通電をオン、オフするスイッチ手段と、床暖房用ヒータ
に並設されて床温度を検出する温度センサと、床温度を
設定する温度設定手段と、この温度設定手段の設定温度
に基づいて目標温度を設定して該目標温度に温度センサ
の検出する床温度が収束するようにスイッチ手段の通電
時間を制御する制御部とを備えた床暖房コントローラに
おいて、制御部は温度設定手段の設定温度が所定温度以
上に設定され且つ単位時間に対する床暖房用ヒータの通
電率が所定値以上の場合には低温火傷防止動作制御に移
行し、目標温度を上記設定温度より低い一定温度に設定
し、以後通電率が所定範囲内にある状態では上記目標温
度の変更を行わずに温度センサの検出温度との比較によ
るスイッチ手段の通電時間の制御を行い、上記通電率が
上記所定範囲の下限値未満の場合になれば一定温度に所
定温度値を加算した温度を目標温度に変更設定し、最終
的に目標温度と設定温度とが等しくなった時点で低温火
傷防止動作制御を停止して、設定温度と温度センサの検
出温度との比較によるスイッチ手段の通電時間の制御動
作へ移行する制御機能を備えたので、設定温度が高くて
しかも通電率が大きく低温火傷を起こすような場合に
は、自動的に低温火傷を起こすことなく、床温度が設定
温度になるように床暖房用ヒータへの通電制御を行うこ
とができ、使用者が特に低温火傷の発生に注意を払うこ
ともなく安心して使用できる。

【００１３】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、上記制御部をマイクロコンピュータで構成
し、交流電源を整流平滑して得た直流を一定電圧に制御
する安定化電源回路と、交流電源電圧波形のゼロクロス
を検出するゼロクロス検出回路とを備え、制御部は安定
化電源回路の出力に逆流防止用のダイオードを通じて接
続した平滑コンデンサの両端電圧を電源として動作し、
ゼロクロス検出回路のゼロクロス検出が無くなると低消
費電流モードの動作に移行するので、特別なバックアッ
プ電源を設けることなく、停電時において設定内容等を
長時間保持でき、停電復旧時において使用者が初期設定
等を行うことなく動作復帰するができる。

【００１４】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、上記スイッチ手段を電磁リレーのリレー接点
で構成し、コントローラ本体には床暖房用ヒータを接続
する負荷接続端子を設け、コントローラ本体内ではヒー
タ用電源を接続する電源端子をリレー接点を介して負荷
接続端子に接続し、電磁リレーの励磁のオン、オフをド
ライブ回路を介して制御部の制御出力により行うので、
外部にリレーボックス等を設けることなく大きな容量の
ヒータをそのまま負荷接続端子に接続するだけで、直接
ヒータの通電をオン、オフできる。

【００１５】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
において、電磁リレーは複数設けられ、各電磁リレーを
同時的に励磁駆動する際に駆動開始のタイミングをずら
すように制御するので、複数の電磁リレーが同時的に動
作してもその動作音を小さくすることができて、雰囲気
を壊すような騒音発生を抑制できる。請求項５の発明に
よれば、請求項４の発明において、電磁リレーの駆動電
圧を励磁開始から一定時間の間を定格電圧とし一定時間
経過後は定格電圧より低く且つ動作状態が保持できる電
圧に切り換えるので、電磁リレーの消費電流を低くし、
励磁コイルの発熱を抑制でき、そのためコントローラ本
体内部の温度上昇も小さくなる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例の回路図を示す。本実施
例では、１チップのマイクロコンピュータからなる制御
部１を用いて、床暖房用ヒータ２₁ 、２₂ の通電を床温
度を検出する温度センサ３の検出温度に基づいてオン、
オフ制御するようになっている。

【００１７】制御系の回路の電源は交流電源ＡＣ₁ を降
圧トランスＴで電圧を降下した後、整流器４と平滑コン
デンサＣ₁ で整流平滑し、更にこの整流平滑した直流電
圧をレギュレータＩＣからなる安定化電源回路５により
所定電圧（実施例では８Ｖ）に安定化し、更にこの所定
電圧をレギュレータＩＣからなる安定化電源回路６によ
り所定電圧（実施例では５Ｖ）に安定化し、この安定化
された所定電圧の直流を平滑コンデンサＣ₂ 、Ｃ₃ 、ダ
イオードＤ₁ からなる平滑回路を介して制御部１に電源
として供給するようになっている。

【００１８】ダイオードＤ₁ は平滑コンデンサＣ₃ の充
電電荷が逆流するのを防止するためのダイオードであ
り、平滑コンデンサＣ₃ は交流電源ＡＣ₁ が停電した場
合に、充電電荷を制御部１に電源として供給するための
バックアップ電源部を構成する。また上記整流器４の平
滑コンデンサＣ₁ の両端電圧はレギュレータＩＣからな
る安定化電源回路１９により所定電圧に安定化され、後
述する電磁リレーＲｙ₁，Ｒｙ₂ のリレー駆動用電源と
なる。

【００１９】また安定化電源回路５の出力は、基準電圧
回路２９により一定電圧に変換されてこの電圧を基準電
圧Ｖref として制御部１に与えられるようになってい
る。制御部１は、電源立ち上がり時にはリセットＩＣ７
によりリセットされるもので、外部に設けたクロック発
生回路８から動作の基準となるクロック信号が与えられ
て動作し、予め床暖房制御に必要な制御プログラムと、
タイマ動作に必要なタイマ動作プログラムと、現在時刻
の計時やタイマ動作の動作時刻の計時を行うための時計
機能のプログラムを内蔵ＲＯＭ内に格納し、これらプロ
グラムを実行するようになっている。また停電時におけ
る低消費電流モード動作の機能が備わっている。

【００２０】制御部１は、図２に示す操作部９の操作キ
ーＫ₁ 乃至Ｋ₉ の操作信号を取り込む入力ポートと、外
部に設置される負特性サーミスタからなる温度センサ３
の両端電圧を入力する入力ポート、ＨＡ用の監視信号を
信号入力回路１２を介して取り込む入力ポート、更には
交流電源ＡＣ₁ の電圧のゼロクロスを検出するゼロクロ
ス検出回路１３の検出信号を取り込む入力ポート、上記
の基準電圧Ｖref を入力する入力ポート等を入力用とし
て備えている。

【００２１】また出力ポートとして、リレー制御用及び
リレー駆動電圧切換の制御信号を出力するポートや、Ｈ
Ａ用の制御信号を信号出力回路１４を介して外部へ送る
ためのポート、更に動作音等を発するブザー回路１５の
制御信号を出力するポート、また時刻表示や、設定温度
の表示、タイマ時刻の表示等を行う液晶表示器１０を駆
動する表示信号を出力するポート、更に操作キーの操作
時の表示を行う発光ダイオードＬＥＤ₁ 乃至ＬＥＤ₃ を
駆動するための駆動信号を出力するポート等を備えてい
る。

【００２２】ゼロクロス検出回路１３は降圧トランスＴ
の２次出力を取り込み、その電圧を抵抗で分圧して制御
部１に与えるようにしており、制御部１はこのゼロクロ
ス検出に基づいて後述する電磁リレーＲｙ₁ 、Ｒｙ₂ を
励磁するタイミングを設定し、且つ停電検出を行う。ク
ロック発生回路１１は後述する制御部１が低消費電流モ
ードで動作する時に内蔵時計機能の時刻カウント用クロ
ックを発生するためのものである。

【００２３】温度センサ３は後述する床パネルＰ内に収
納され、床温度を検出するもので、コントローラ本体３
０の背面に設けたセンサ接続端子３１，３１に接続さ
れ、コントローラ本体３０の内部において電圧が印加さ
れる抵抗分圧回路１６の一部を構成して検出温度に応じ
てその抵抗値を変化させ、分圧電圧を変化させるように
なっている。

【００２４】電磁リレーＲｙ₁ ，Ｒｙ₂ は夫々個別に制
御されるもので、上記安定化電源回路１９の出力にドラ
イバ回路２０₁ ，２０₂ のトランジスタＱ₁ ，Ｑ₂ を介
して接続され、ドライバ回路２０₁ ，２０₂ のトランジ
スタＱ₁ ，Ｑ₂ がオンすれば励磁電流が流れて動作する
ようになっている。ここで安定化電源回路１９は電圧制
御端子が抵抗Ｒ₁ を介してグランドに接続されるか、或
いは電圧切換回路２１のトランジスタＱ₃ を介してグラ
ンドに接続されるかによって出力電圧を電磁リレーＲｙ
₁ ，Ｒｙ₂ の定格電圧（実施例では１２Ｖ）か、開放電
圧よりやや高いが定格電圧よりも低い電圧（実施例では
８Ｖ）かに切り換えるようになっている。

【００２５】電圧切換回路２１の制御は制御部１のリレ
ー制御用の出力ポートの一つを利用して行われる。電磁
リレーＲｙ₁ ，Ｒｙ₂ の各リレー接点ｒ₁ ，ｒ₂ はヒー
タ用電源と床暖房用ヒータ２₁ ，２₂ との間に挿入され
るもので、床暖房用ヒータ２₁ ，２₂ の通電をオン、オ
フするスイッチ手段を構成する。

【００２６】図１の回路を内蔵するコントローラ本体３
０は図２、図３に示すように大角形の配線器具と同じ寸
法モジュールに基づいて３連形の大きさに形成された器
体３１と、この器体３１の前面開口部に被着されるカバ
ー３２と、スイッチボックスに取り付けるための取付枠
３９とで構成され、このカバー３２には操作部９のキー
の操作釦や、液晶表示器１０の表示面、更に発光素子Ｌ
ＥＤ₁ …の頭部が露出する開口部が設けられ、更にこの
カバー３２の表面には化粧カバー３３が配設され、更に
この化粧カバー３３の表面には操作釦に対応する操作部
位を示す印刷や、液晶表示器１０の表示面や発光素子Ｌ
ＥＤ₁ …の頭部が視認できるような透明部位を設けた操
作シート３４が貼着されている。

【００２７】そして器体３１の裏面には温度センサを接
続するセンサ接続端子３５，３５、回路系の電源と第１
の床暖房用ヒータ２₁ の電源とを兼ねた交流電源ＡＣ₁
を接続する第１の電源端子３６₁ ，３６₁ と、第２の床
暖房用ヒータ２₂ の電源たる交流電源ＡＣ₂ を接続する
第２の電源端子３６₂ ，３６₂ と、各床暖房用ヒータ２
₁ ，２₂ を接続する負荷接続端子３７₁ ，３７₁ 、３７
₂ ，３７₂ 、更にＨＡ用の信号線接続用の端子部３８を
備えている。

【００２８】そしてセンサ接続端子３５，３５の配置場
所と、負荷及び電源を接続する端子配置場所との間に位
置する器体３１の裏面には両配置場所を隔絶するための
絶縁セパレータを嵌合する溝３１Ａを設けてある。また
図６に示すように器体３１の裏面には電線結束用バンド
５０の基部を圧入固定する穴５１を穿設してある。

【００２９】さてコントローラ本体３０内において、上
記電磁リレーＲｙ₁ ，Ｒｙ₂ のリレー接点ｒ₁ ，ｒ
₂ は、一端を夫々に対応する一方の電源端子３６₁ 、３
６₂ に接続し、他端を一方の負荷接続端子３７₁ ，３７
₂ に接続している。そして他方の電源端子３６₁ ，３６
₂ は対応する他方の負荷接続端子３７₁ ，３７₂ に接続
してあり、電源端子３６₁ ，３６₁ 間や、３６₂ ，３６
₂ 間に交流電源ＡＣ₁ 、ＡＣ₂ が接続され、負荷接続端
子３７₁ ，３７₂ に床暖房用ヒータ２₁ ，２₂ が接続さ
れると、各リレー接点ｒ₁ 、ｒ₂ は交流電源ＡＣ₁ ，Ａ
Ｃ₂ と床暖房用ヒータ２₁ ，２₂ との間に挿入されるこ
とになる。

【００３０】床暖房用ヒータ２₁ 、２₂ は図４に示すよ
うに夫々床上に縦横に配置される床パネルＰを連結して
夫々のパネルＰ（Ｐ₀ ）内に配設しているヒータ線を並
列接続することによって構成されるもので、各床暖房用
ヒータ２₁ 、２₂ を構成するパネル群において、前列に
配置されるパネルＰの前端内部には図５に示すように横
方向配列されるパネルＰのヒータ線へ送り配線すること
ができるＴ形の分岐コネクタ４０を内蔵し、この分岐コ
ネクタ４０にヒータ線の一端側に接続された雄コネクタ
４１を接続してある。また後端内部にはヒータ線の他端
側に接続された雌コネクタ４２を内蔵してある。後列に
配置されるパネルＰには前端より内部のヒータ線に接続
され、前列のパネルＰ（Ｐ₀ ）の雌コネクタ４２に接続
する雄コネクタ４３を導出し、また後端部には更に後列
に配置されるパネルへの接続のための雌コネクタ４２を
内蔵してある。而して前列のパネルＰ（Ｐ₀ ）同士は夫
々に設けた分岐コネクタ４０同士を両端に雄コネクタ４
４を設けた接続線４５を利用して接続し、前、後列のパ
ネルＰ（Ｐ₀ ）同士は、前列のパネルＰ（Ｐ₀ ）の雌コ
ネクタ４２に後列のパネルＰの雄コネクタ４３を接続し
て各パネルＰ内のヒータ線を電気的に並列接続するよう
になっている。

【００３１】そして各パネル群の前列の一端に配置され
るパネルＰ₀ の分岐コネクタ４０にコントローラ本体３
０の負荷接続端子３７₁ 、３７₁ 或いは３７₂ ，３７₂
との間を接続線４６で接続してコントローラ本体３０か
ら通電が為されるようになる。そしてコントローラ本体
３０に接続される床暖房用ヒータ２₁ ，２₂ を構成する
パネル群の何れか一方の前列の一端に配置されるパネル
Ｐ₀ 内に温度センサ３を内蔵し、この温度センサ３を信
号用電線４７により床暖房コントローラＣＴ（Ｐ₀ ）の
センサ接続端子に接続するのである。

【００３２】このようにして本実施例の床暖房コントロ
ーラは２組の床暖房用ヒータ２₁ ，２₂ を接続すること
ができるのである。勿論床面積が狭い場合には１組の床
暖房用ヒータだけを接続するようにしても良い。この場
合この床暖房用ヒータを構成するパネル群の前列一端に
位置するパネルＰには温度センサを内蔵しているものが
使用されるのは勿論である。

【００３３】而して今図４に示すように床暖房コントロ
ーラにより制御される床暖房用ヒータを２₁ 、２₂ の二
組とした場合、各負荷接続端子３７₁ 、３７₁ 、３
７₂ ，３７₂ に対応する電源端子に交流電源ＡＣ₁ ，Ａ
Ｃ₂ を例えば漏電ブレーカ４８、４８と電源線４９、４
９を介して接続する。尚電源線４９、４９や 接続線４
６、４７は図６の結束バンド５０により結束される。つ
まり結束バンド５０により配線施工性を高めている。

【００３４】さて制御部１は交流電源ＡＣ₁ が接続され
ると、電源供給が開始され、またリセット１Ｃ７により
電源リセットがかかり、作待機状態となる。ここでユー
ザが初期設定として、現在時刻を設定する操作をおなう
ために時刻キーＫ₆ を操作すると、制御部１はこの操作
により現在時刻設定モードの動作に入り、時キーＫ₇ 、
分キーＬ₈ の操作に応じて液晶表示器１０での現在時刻
表示を変更する。そしてセットキーＫ₆ の操作がある
と、その時点で表示されている時刻を現在時刻とし、以
後時計機能の計時に伴って時刻表示を行う。この設定操
作時に液晶表示器１０に操作に関するメッセージを表示
したり発光ダイオードＬＥＤ₂ 、ＬＥＤ₃ を操作順に併
せて点滅させて、使用者に操作の手順や操作完了を示
す。

【００３５】さて初期状態では床暖房は切り状態にあっ
て制御部１は待機状態にあり、この時各電磁リレーＲｙ
₁ ，Ｒｙ₂ は非励磁状態で、そのリレー接点ｒ₁ ，ｒ₂
をオフし、各ヒータ２₁ ，２₂ の通電を停止している。
この状態で入りキーＫ₁ が操作されると、制御部１は発
光ダイオードＬＥＤ₁を点灯させて入りモード動作に入
ったことを表示し、制御動作に移行する。この入りモー
ド動作では制御部１は温度センサ３の検出温度と、設定
温度との比較を介して、検出温度が設定温度より低い場
合には電磁リレーＲｙ₁ ，Ｒ₂ をオンさせる制御信号を
出力する。この場合まず電圧切換回路２１のトランジス
タＱ₃ をオフにして安定化電源回路１９の出力電圧を１
２Ｖに設定した状態で、まず電磁リレーＲｙ₁ のドライ
ブ回路２０₁ をオンさせ、電磁リレーＲｙ₁ を最初に励
磁する。そして電磁リレーＲｙ₁ の動作後、次に電磁リ
レーＲｙ₂ のドライブ回路２０₂ をオンさせ、電磁リレ
ーＲｙ₂ を励磁し、しかる後に電圧切換回路２１のトラ
ンジスタＱ₃ をオンにし、安定化電源回路１９の出力電
圧を８Ｖに低下させる。尚電磁リレーＲｙ₁ 、Ｒｙ₂ の
励磁開始のタイミングはゼロクロス検出回路１３のゼロ
クロスに基づいて設定し、突入電流が流れるのを抑止す
るようになっている。

【００３６】上述のように二つの電磁リレーＲｙ₁ ，Ｒ
ｙ₂ の動作を遅らせるのは動作音を小さくするためであ
り、また励磁開始時に定格電圧を電磁リレーＲｙ₁ ，Ｒ
ｙ₂の励磁コイルに印加し、その後は定格電圧より低い
が動作状態が維持できる電圧に低下させのは動作中の電
流消費を低くして励磁コイルの発熱を抑制し、コントロ
ーラ本体３０内の温度上昇を抑えるためである。

【００３７】さて電磁リレーＲｙ₁ 、Ｒｙ₂ が励磁され
て、そのリレー接点ｒ₁ ，ｒ₂ がオンすると、床暖房用
ヒータ２₁ ，２₂ は交流電源ＡＣ₁ 、ＡＣ₂ に接続され
て通電され、発熱することになる。この発熱によって床
温度が上昇して暖房が開始される。この床温度は温度セ
ンサ３が検出しており、この検出温度が予め設定されて
いる設定温度に達すると、制御部１はドライブ回路２０
₁ ，２０₂ をオフさせて電磁リレーＲｙ₁ ，Ｒｙ₂ の励
磁を止め、リレー接点ｒ₁ ，ｒ₂ をオフし、床暖房用ヒ
ータ２₁ ，２₂ の通電を遮断する。従って通電が遮断さ
れることにより、床温度は徐々に下降して、設定温度よ
り一定温度低くなると、制御部１は上述と同様にドライ
ブ回路２０₁ ，２０₂ を再びオンして電磁リレーＲ
ｙ₁ 、Ｒｙ₂を励磁させ、床暖房用ヒータ２₁ ，２₂ の
通電を再開する。このようにして床暖房用ヒータ２₁ ，
２₂ の通電を設定温度と、温度センサ３の検出温度とを
比較しながらオン、オフ制御して床温度を設定温度に収
束させるのである。

【００３８】ところで温度設定は入りモード状態にて行
うことができ、制御部１は設定キーＫ₃ 、Ｋ₄ の操作に
応じて設定温度を下げたり、上げたりし、同時にその設
定温度を液晶表示器１０の温度表示する。従って使用者
はこの表示を見ながら設定キーＫ₃ 、Ｋ₄ を操作して所
望の温度に設定することができるのある。制御部１は設
定温度を内蔵ＲＡＭに記憶して、この記憶した設定温度
に基づいて温度制御の目標温度値を決定する。この目標
温度は通常設定温度であるが、設定温度が例えば３４℃
以上に設定されると、低温火傷を起こす恐れがあるた
め、通電率が一定値以上になれば、低温火傷防止動作モ
ードに移行して以下のように制御を行う。

【００３９】つまり制御部１は、ヒータ２₁ ，２₂ への
連続通電時間を計測して、単位時間当たりの通電時間の
割合（１００分率）を求め、設定温度が３４℃以上にお
いてその通電率が７０％以上になると、目標温度を一定
値（例えば３３℃）に設定し、この目標温度と温度セン
サ３の検出温度との比較を行ってヒータ２₁ ，２₂ の通
電のオン、オフ制御を行う。そして通電率が６０％以上
で７０％未満の時には目標温度を上記３３℃に維持して
制御を継続し、通電率が６０％未満になると、現在の目
標温度に１℃を加えて目標温度を変更する。このようし
て通電率が低くなって使用者に冷たい感じを与える状態
になると目標温度を高くして暖房感を与え、しかも低温
火傷となるような通電率になるのを抑止しつつ、上記の
制御を繰り返えし、やがて目標温度と設定温度とが等し
くなると、低温火傷防止動作モードから通常の制御動作
に戻って、設定温度に床温度がなるように制御を継続す
るのである。尚液晶表示器１０の温度表示は設定温度を
表示し、目標温度は表示しない。

【００４０】さて床暖房を停止させたい場合には切りキ
ーＫ₂ を操作すれば良く、この操作により制御部１はド
ライブ回路２０₁ 、２０₂ をオフ状態にして電磁リレー
Ｒｙ₁ ，Ｒｙ₂ を非励磁状態に保ち、ヒータ２₁ ，２₂
への通電を止める。また同時に発光ダイオードＬＥＤ₁
を消灯する。尚本実施例ではタイマ動作により床暖房を
制御することができ、この場合予約キーＫ₅ が操作され
ると制御部１はタイマ時刻予約モードに入り、入り時刻
の操作を促すメッセージを液晶表示器１０に表示させる
とともに発光ダイオードＬＥＤ₂ を点滅させ、使用者に
時キーＫ₇ 、分キーＫ₈ の操作を促す。そして時キーＫ
₇ 、分キーＫ₈ の操作により時刻設定が行われ、セット
キーＫ₉ が操作されると、発光ダイオードＬＥＤ₂ を消
灯させ、発光ダイオードＬＥＤ₃ を点滅させて時刻設定
が完了したことを表示する。

【００４１】尚このタイマ時刻予約モード下では制御部
１は設定キーＫ₃ ，Ｋ₄ による温度設定操作を受付け、
床暖房時の温度設定も可能としている。そしてタイマ時
刻の設定が終了すると、制御部１は現在時刻とタイマ時
刻とを比較して、現在時刻がタイマ時刻になると、上述
の入りキーＫ₁ の操作時と同様に床暖房制御を開始す
る。この床暖房も切りキーＫ₂ が操作されると、停止す
ることになって、制御部１は待機状態に戻る。

【００４２】ところで床暖房中或いは待機中において交
流電源ＡＣ₁ が停電すると、制御部１への電源供給は平
滑コンデンサＣ₃ の充電電荷によって行われることにな
る。この場合、ゼロクロス検出回路１３のゼロクロス検
出が無くなり、制御部１は停電と判断し、基準電圧Ｖｒ
ｅｆの接続端子を”Ｈ”にして低電流消費モードに入
り、内蔵ＲＡＭに記憶してある設定データや現在の動作
状態のデータの保持と、時計機能のクロック発生回路１
１のクロックカウントによる計時のみを維持して、操作
部９のキー操作や表示制御、電磁リレーＲｙ₁ 、Ｒｙ₂
の制御を停止する。

【００４３】そして交流電源ＡＣ₁ が復電して、ゼロク
ロス検出の入力があると、停電復旧と制御部１は判断
し、基準電圧Ｖｒｅｆの接続端子を”Ｌ”に戻して、内
蔵ＲＡＭに記憶してある設定データや動作状態のデータ
に基づいた動作状態に復帰することになる。そのため改
めて使用者が初期設定を行う必要がない。尚マイクロコ
ンピュータからなる上記制御部１には暴走を監視し、暴
走検出時にはリセットをかけるウオッチドックダイマ機
能を備えており、暴走時に一々使用者がリセット操作を
行う必要がないようにしている。

【００４４】

【発明の効果】請求項１の発明は、床暖房用ヒータへの
通電をオン、オフするスイッチ手段と、床暖房用ヒータ
に並設されて床温度を検出する温度センサと、床温度を
設定する温度設定手段と、この温度設定手段の設定温度
に基づいて目標温度を設定して該目標温度に温度センサ
の検出する床温度が収束するようにスイッチ手段の通電
時間を制御する制御部とを備えた床暖房コントローラに
おいて、制御部は温度設定手段の設定温度が所定温度以
上に設定され且つ単位時間に対する床暖房用ヒータの通
電率が所定値以上の場合には低温火傷防止動作制御に移
行し、目標温度を上記設定温度より低い一定温度に設定
し、以後通電率が所定範囲内にある状態では上記目標温
度の変更を行わずに温度センサの検出温度との比較によ
るスイッチ手段の通電時間の制御を行い、上記通電率が
上記所定範囲の下限値未満の場合になれば一定温度に所
定温度値を加算した温度を目標温度に変更設定し、最終
的に目標温度と設定温度とが等しくなった時点で低温火
傷防止動作制御を停止して、設定温度と温度センサの検
出温度との比較によるスイッチ手段の通電時間の制御動
作へ移行する制御機能を備えたので、設定温度が高くて
しかも通電率が大きく低温火傷を起こすような場合に
は、自動的に低温火傷を起こすことなく、床温度が設定
温度になるように床暖房用ヒータへの通電制御を行うこ
とができ、使用者が特に低温火傷の発生に注意を払うこ
ともなく安心して使用できるという効果がある。

【００４５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記制御部をマイクロコンピュータで構成し、交流
電源を整流平滑して得た直流を一定電圧に制御する安定
化電源回路と、交流電源電圧波形のゼロクロスを検出す
るゼロクロス検出回路とを備え、制御部は安定化電源回
路の出力に逆流防止用のダイオードを通じて接続した平
滑コンデンサの両端電圧を電源として動作し、ゼロクロ
ス検出回路のゼロクロス検出が無くなると低消費電流モ
ードの動作に移行するので、特別なバックアップ電源を
設けることなく、停電時において設定内容等を長時間保
持でき、停電復旧時において使用者が初期設定等を行う
ことなく動作復帰するができるという効果がある。

【００４６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、 請求項３の発明では、請求項１の発明において、
上記スイッチ手段を電磁リレーのリレー接点で構成し、
コントローラ本体には床暖房用ヒータを接続する負荷接
続端子を設け、コントローラ本体内ではヒータ用電源を
接続する電源端子をリレー接点を介して負荷接続端子に
接続し、電磁リレーの励磁のオン、オフをドライブ回路
を介して制御部の制御出力により行うので、外部にリレ
ーボックス等を設けることなく大きな容量のヒータをそ
のまま負荷接続端子に接続するだけで、直接ヒータの通
電をオン、オフできるという効果がある。

【００４７】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、電磁リレーは複数設けられ、各電磁リレーを同時的
に励磁駆動する際に駆動開始のタイミングをずらすよう
に制御するので、複数の電磁リレーが同時的に動作して
もその動作音を小さくすることができて、雰囲気を壊す
ような騒音発生を抑制できるという効果がある。請求項
５の発明は、請求項４の発明において、電磁リレーの駆
動電圧を励磁開始から一定時間の間を定格電圧とし一定
時間経過後は定格電圧より低く且つ動作状態が保持でき
る電圧に切り換えるので、電磁リレーの消費電流を低く
し、励磁コイルの発熱を抑制でき、そのためコントロー
ラ本体内部の温度上昇も小さくなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】（ａ）は同上のコントローラ本体の正面図であ
る。（ｂ）は同上のコントローラ本体の断面図である。

【図３】（ａ）は同上のコントローラ本体の背面図であ
る。（ｂ）は同上のコントローラ本体の側面図である。

【図４】同上の使用例の電気配線図である。

【図５】同上の使用例の配線方法の説明図である。

【図６】同上の要部の分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 制御部 ２₁ ，２₂ 床暖房用ヒータ ３ 温度センサ Ｒｙ₁ 、Ｒｙ₂ 電磁リレー ｒ₁ 、ｒ₂ リレー接点 ＡＣ₁ ，ＡＣ₂ 交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広石 昭彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 石神 義久 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】床暖房用ヒータへの通電をオン、オフする
   スイッチ手段と、床暖房用ヒータに並設されて床温度を
   検出する温度センサと、床温度を設定する温度設定手段
   と、この温度設定手段の設定温度に基づいて目標温度を
   設定して該目標温度に温度センサの検出する床温度が収
   束するようにスイッチ手段の通電時間を制御する制御部
   とを備えた床暖房コントローラにおいて、制御部は温度
   設定手段の設定温度が所定温度以上に設定され且つ単位
   時間に対する床暖房用ヒータの通電率が所定値以上の場
   合には低温火傷防止動作制御に移行し、目標温度を上記
   設定温度より低い一定温度に設定し、以後通電率が所定
   範囲内にある状態では上記目標温度の変更を行わずに温
   度センサの検出温度との比較によるスイッチ手段の通電
   時間の制御を行い、上記通電率が上記所定範囲の下限値
   未満の場合になれば一定温度に所定温度値を加算した温
   度を目標温度に変更設定し、最終的に目標温度と設定温
   度とが等しくなった時点で低温火傷防止動作制御を停止
   して、設定温度と温度センサの検出温度との比較による
   スイッチ手段の通電時間の制御動作へ移行する制御機能
   を備えていることを特徴とする床暖房コントローラ。
2. 【請求項２】上記制御部をマイクロコンピュータで構成
   し、交流電源を整流平滑して得た直流を一定電圧に制御
   する安定化電源回路と、交流電源電圧波形のゼロクロス
   を検出するゼロクロス検出回路とを備え、制御部は安定
   化電源回路の出力に逆流防止用のダイオードを通じて接
   続した平滑コンデンサの両端電圧を電源として動作し、
   ゼロクロス検出回路のゼロクロス検出が無くなると低消
   費電流モードの動作に移行することを特徴とする請求項
   １記載の床暖房コントローラ。
3. 【請求項３】上記スイッチ手段を電磁リレーのリレー接
   点で構成し、コントローラ本体には床暖房用ヒータを接
   続する負荷接続端子を設け、コントローラ本体内ではヒ
   ータ用電源を接続する電源端子をリレー接点を介して負
   荷接続端子に接続し、電磁リレーの励磁のオン、オフを
   ドライブ回路を介して制御部の制御出力により行うこと
   を特徴とする請求項１記載の床暖房コントローラ。
4. 【請求項４】上記電磁リレーは複数設けられ、各電磁リ
   レーを同時的に励磁駆動する際に駆動開始のタイミング
   をずらすように制御することを特徴とすることを特徴と
   する請求項４記載の床暖房コントローラ。
5. 【請求項５】電磁リレーの駆動電圧を励磁開始から一定
   時間の間を定格電圧とし一定時間経過後は定格電圧より
   低く且つ動作状態が保持できる電圧に切り換えることを
   特徴とする請求項４又は５記載の床暖房コントローラ。