JPH11200431A

JPH11200431A - 凍結防止ヒータ用節電コントローラ

Info

Publication number: JPH11200431A
Application number: JP114898A
Authority: JP
Inventors: Toao Nakayama; 東亜雄中山
Original assignee: TEMUKO KK; WORK KK
Current assignee: TEMUKO KK; WORK KK
Priority date: 1998-01-06
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 1999-07-27
Anticipated expiration: 2018-01-06
Also published as: JP3846822B2

Abstract

(57)【要約】【課題】感温スイッチ・オン／オフ状態の検出と複数
本接続のヒータのうち断線不良のヒータの特定とが可能
の凍結防止ヒータ用節電コントローラの提供。【解決手段】水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ
１３０は、電源プラグ１２１から電気的に分岐して互い
に並列であって、各端末に水道凍結防止ヒータ１０₁〜
１０₃を接続すべき接続雌コネクタ１２２₁〜１２２₃
を具えた複数の中継系統１３５₁〜１３５₃と、サーモ
スタット３の閉成による電源付勢に基づき電磁コイルＸ
を励磁するべきコイル励磁回路１３６と、各中継系統の
一方の中継線１３３₁〜１３３₃に介装されて電磁コイ
ルＸの励磁により閉成する可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃ
と、サーモスタット３に対し並列接続したサーモスタッ
ト・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀と、可動スイ
ッチ接点ａ，ｂ，ｃに対しそれぞれ並列接続したヒータ
別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道管等の凍結防
止技術に関し、特に、水道管等に使用される凍結防止ヒ
ータの断線又は供電状況を検出できる凍結防止ヒータ用
節電コントローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】寒冷地等において電熱で水道管の凍結を
防止する水道凍結防止技術には、一般に図４（ａ）に示
すように、水道管に巻き付け又は添接して接触固定され
る発熱帯（ヒータ）１と、差込み電源プラグ２ａを持ち
発熱帯１に供電するための交流電源コード２と、このコ
ード２の途中の防水接続プラグ２ｂで分岐接続された過
熱防止及び節電のためのサーモスタット（感温スイッ
チ）３とを備えた水道凍結防止ヒータ１０が用いられて
いる。発熱帯１はその端部にコード接続部１ａと端末封
止部１ｂを有しており、端末封止部１ｂの貫通孔には、
発熱帯の掛止又は固定用の可撓性芯線入り樹脂被覆帯
（いわゆるビニールタイ）１ｃが結び付けられている。

【０００３】発熱帯１は一般に図４（ｂ）に示す断面構
造を有しており、等間隔で並行した一対の電熱線（電気
抵抗線）Ｌ₁，Ｌ₂を軟質耐熱性の電気絶縁樹脂部Ｓで
押出成形法により連続被覆したものであり、電気絶縁樹
脂部Ｓは電熱線Ｌ₁，Ｌ₂の周囲の山形被覆部（突条被
覆部）Ｓ₁，Ｓ₂とそれらを連結する肉薄連結部Ｓ₀と
からなり、山形被覆部（突条被覆部）Ｓ₁，Ｓ₂との間
には谷部Ｖが形成されている。

【０００４】発熱帯１としては上記の電気抵抗線タイプ
のものに限らず、最近では自己温度制御式タイプのもの
が使用されるようになって来ており、この自己温度制御
式タイプにおいては、Ｌ₁，Ｌ₂が導電線（リード線）
に相当し、Ｓが周囲温度に応じて発熱量を変化させるポ
リマー発熱体（コア）となっており、そのポリマー発熱
体の周囲がポリマー絶縁外皮（図示せず）で被覆された
ものである。等価回路的には、２本の導電線Ｌ₁，Ｌ₂
に沿って無数の並列可変抵抗回路が分布しており、コア
の温度が下がると、微少収縮して電気抵抗が下がり、ヒ
ータ出力を上げ、逆に、コアの温度が上がると、微少膨
張して電気抵抗が上がり、ヒータ出力を下げるようにな
っている。従って、自己温度制御式タイプの凍結防止帯
では感温スイッチ等のサーモスタット３が不要となって
いる。

【０００５】このような水道凍結防止ヒータ１０は、発
熱帯１を水道管に巻付け又は添接して接触させながら、
接着テープで固定した後、発泡スチロール保温筒，保温
テープ等の保温材で覆って固定されるものである。

【０００６】ところで、水道凍結防止ヒータ１０の発熱
帯１は２本の電熱線（電気抵抗線）又は導電線で構成さ
れているため、これらの供電線が断線していると、発熱
不能により寒冷下では水道管が凍結してしまう。また、
サーモスタット３がオフ状態で故障している場合も、水
道管が凍結してしまう。

【０００７】このような実情から、水道凍結防止ヒータ
の施工時や使用中において発熱帯１の供電線の断線不良
等を検出する目的で、水道凍結防止ヒータとは別に、水
道凍結防止ヒータ用節電コントローラが用いられて来
た。

【０００８】図５は水道凍結防止ヒータに使用される水
道凍結防止ヒータ用節電コントローラを示す回路図であ
る。この水道凍結防止ヒータ用節電コントローラ２０
は、交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）から水道凍結防止
ヒータ１０へ中継接続するためのものであり、商用交流
電源のコンセントに接続される差込み電源プラグ２１
と、水道凍結防止ヒータ１０の差込み電源プラグ２ａが
差込み接続される雌型接続コネクタ２２と、差込みプラ
グ２１とコネクタ２２とを導通するための２本の供電線
２３，２４と、一方の供電線２３に介在し設定温度でオ
ン・オフするサーモスタット（感温スイッチ）３と、供
電線２３，２４間に介在し、サーモスタット３に直列接
続すると共に水道凍結防止ヒータ１０に並列接続してお
り、サーモスタット３に近接配置された小形の模擬（ダ
ミー）発熱抵抗器Ｒと、供電線２３，２４間に介在する
ヒータ供電検出回路２５とから成る。

【０００９】通常、バイメタル・サーモスタットのオン
温度は６±３°Ｃで、オフ温度は１３±３°Ｃとなって
いるが、ケース３ａに内蔵されて模擬発熱抵抗器Ｒが近
接付帯したサーモスタット３のオン作動は発熱帯１の外
気温度に実質上感応するものであり、またそのオフ作動
は、後述するように、実質的に発熱帯１付近の水道管温
度に近似したサーモスタット環境温度（擬似水道管温
度）に感応するものである。感温スイッチ・オン／オフ
検出回路２５は、電流制限抵抗器ｒと電源パイロット・
ランプの発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｌと整流ダイオード
Ｄとの直列接続回路である。

【００１０】節電コントローラ２０と水道凍結防止ヒー
タ１０の使用態様は、コネクタ２２と水道凍結防止ヒー
タ１０の差込み電源プラグ２ａとを接続し、コントロー
ラ２０の差込み電源プラグ２１を商用交流電源のコンセ
ントに差し込んでおくものである。水道管は長く引き回
れているため、現実には水道管の部位が異なるとその部
位の温度は多少異なるものであるが、発熱帯１の非発熱
期間では平均的な水道管温度としては外気温度と略等し
く、外気温度の変化に応じて水道管温度も変化する。ま
たケース３ａ内のサーモスタット３の環境温度は外気温
度に追従する。

【００１１】他方、発熱帯１の発熱期間では水道管温度
が上昇するが、発熱帯１に対し並列接続の模擬発熱抵抗
器Ｒも発熱するため、ケース３ａ内のサーモスタット３
の環境温度も上昇する。寒風のときは無風のときよりも
水道管から熱が奪われるため、水道管が凍結し易いもの
であるが、寒風にケース３ａが曝されると、その分、ケ
ース３ａ内のサーモスタット３の環境温度は上昇し難く
なるので、発熱期間ではサーモスタット３の環境温度は
水道管温度をトレースしている。

【００１２】例えば、寒冷地で昼間から夜間にかけて、
図６（Ｂ）の実線で示す如く、外気温度Ｔ_sが除々に降
下し、サーモスタット３のオン温度を下回ると、時刻ｔ
₁でサーモスタット３がオンするので、発光ダイオード
Ｌが点灯し、図６（Ａ）に示す如く、発熱帯１への供電
により発熱帯１が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器
Ｒも発熱し始める。水道管自身は熱容量が相当大きいた
め、発熱帯１の発熱による水道管温度Ｔ_S（図６（Ｂ）
の１点鎖線で図示）の上昇変化率は比較的小さいもの
の、ケース３ａ内の模擬発熱抵抗器Ｒが発熱すると、そ
れに近接配置されたサーモスタット３の環境温度Ｔ
_D（図６（Ｂ）の２点鎖線で図示）は比較的速く上昇す
るので、速やかにオフ温度に到達し、時刻ｔ₂でサーモ
スタット３がオフする。この発熱帯１の発熱時間（ｔ₂
−ｔ₁）では水道管が加温されるものの、水道管温度Ｔ
_Pがオン温度迄は昇温しない。

【００１３】サーモスタット３が時刻ｔ₂でオフする
と、外気温度Ｔ_sがなおもオン温度よりも低いため、サ
ーモスタット３の環境温度Ｔ_Dがまた降下し始め、再
度、オン温度を下回るので、時刻ｔ₃でサーモスタット
３がオンし、発熱帯１が発熱し始めると共に、模擬発熱
抵抗器Ｒも発熱し始め、やがて環境温度Ｔ_Dの昇温によ
りオフ温度に達するので、時刻ｔ₄でサーモスタット３
がオフする。この第２回目の発熱期間（ｔ₄−ｔ₃）
は、外気温度Ｔ_sが第１回目よりも低くなっており、サ
ーモスタット３の環境温度Ｔ_Dが昇温し難くなっている
ため、第１回目の発熱期間（ｔ₂−ｔ₁）よりも長くな
る。

【００１４】更に、サーモスタット３が時刻ｔ₄でオフ
すると、外気温度Ｔ_sがなおも低いため、サーモスタッ
ト３の環境温度Ｔ_Dが急激に降下して、再々度、オン温
度を下回るので、時刻ｔ₅でサーモスタット３がオン
し、発熱帯１が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器Ｒ
も発熱し始め、やがてオフ温度に達し、時刻ｔ₆でサー
モスタット３がオフする。この第２回目の非発熱期間た
る間歇休止期間（ｔ₅−ｔ₄）は、外気温度Ｔ_sが第１
回目よりも低くなっており、サーモスタット３の環境温
度Ｔ_Dが急激に降温するため、第１回目の発熱期間（ｔ
₃−ｔ₂）よりも短くなる。

【００１５】そしてまた、サーモスタット３が時刻ｔ₆
でオフすると、外気温度Ｔ_sがなおも一層低いため、サ
ーモスタット３の環境温度Ｔ_Dが急激に降下してオン温
度を下回り、時刻ｔ₇でサーモスタット３がオンし、発
熱帯１が発熱し始めると共に、模擬発熱抵抗器Ｒも発熱
し始めるが、外気温度Ｔ_sが例えば−１０°Ｃ以下の酷
寒冷であったり、寒風が強い場合は、サーモスタット３
の環境温度Ｔ_Dの上昇が起こり難くなるため、サーモス
タット３はオンし続け、発熱帯１の発熱がそのまま継続
する。

【００１６】このように、サーモスタット３のオフ期間
では外気温度Ｔ_sに見立てたサーモスタット３の環境温
度Ｔ_Dがオン温度以下になると、サーモスタット３がオ
ンして発熱帯１及び模擬発熱抵抗器Ｒが発熱し始め、水
道管の凍結を未然に防止し、他方、サーモスタット３の
オン期間では発熱帯１で加温される水道管の水道管温度
Ｔ_Pに見立てたサーモスタット３の環境温度Ｔ_Dがオフ
温度以上になると、サーモスタット３がオフして発熱帯
１及び模擬発熱抵抗器Ｒの発熱が休止し、水道管の過剰
加温が抑制されて消費電力の節約が図られる。

【００１７】そして、サーモスタット３がオンすると、
発光ダイオードＬが点灯し、サーモスタット３がオフす
ると、発光ダイオードＬが消灯する。しかしながら、水
道凍結防止ヒータ１０がコントローラ２０に接続されて
いなかったり、発熱帯１に断線が発生している場合で
も、サーモスタット３がオンすると、発光ダイオードＬ
が点灯してしまうため、この感温スイッチ・オン／オフ
検出回路２５はサーモスタット３のオン・オフを検出で
きるに過ぎず、実際の発熱帯１への供電有無を検出でき
るものではない。

【００１８】図７は水道凍結防止ヒータに使用される水
道凍結防止ヒータ用（３本用）節電コントローラ２０を
示す回路図である。なお、図５に示す節電コントローラ
２０の部分と同一部分には同一参照符号を付し、その説
明を省略する。この水道凍結防止ヒータ用節電コントロ
ーラ３０は、交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）から３本
の水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃へ中継接
続するためのものであり、互いに並列の雌形接続コネク
タ２２₁，２２₂，２２₃を供電線２３，２４の端末に
接続したものである。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
水道凍結防止ヒータ用（３本用）節電コントローラ３０
においては、それぞれ次のような問題点があった。

【００２０】節電コントローラ２０と同様に、感温
スイッチ・オン／オフ検出回路２５の発光ダイオードＬ
が発光している場合、サーモスタット３がオン状態にあ
ることは判るものの、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０
₂，１０₃に実際供電されて発熱していることは検出で
きない。ヒータ１０₁，１０₂，１０₃がコントローラ
３０に接続されていなかったり、ヒータ１０₁，１
０₂，１０₃のいずれかに断線が発生していても、サー
モスタット３がオンすると、発光ダイオードＬが点灯し
てしまうからである。

【００２１】また、水道凍結防止ヒータ１０₁，１
０₂，１０₃のいずれかに断線不良が生じていても、そ
の断線不良に係る水道凍結防止ヒータを特定することは
できない。

【００２２】そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題
は、感温スイッチ・オン／オフ状態の検出と複数本接続
のヒータのうち断線不良に係るヒータの特定とが可能の
凍結防止ヒータ用節電コントローラを提供することにあ
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る凍結防止ヒータ用節電コントローラ
は、凍結防止ヒータを端末に接続すべき中継系統におい
て感温スイッチの閉成による電源付勢により連動する電
磁スイッチを介在させたことを特徴とする。

【００２４】即ち、本発明の第１の手段は、電源プラグ
からの一方の中継線に介装された感温スイッチ及び端末
に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具えた主
中継系統と、上記電源プラグから電気的に分岐して端末
に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具えた副
中継系統と、上記感温スイッチの閉成による電源付勢に
基づき電磁コイルを励磁すべきコイル励磁回路と、上記
副中継系統の一方の中継線に介装されて前記電磁コイル
の励磁により閉成する可動スイッチ接点と、上記感温ス
イッチに直列接続すると共に上記主中継系統の上記接続
コネクタに並列接続する第１の整流路と、この第１の整
流路に介在する感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯
と、上記感温スイッチに対し並列接続し、上記第１の整
流路の整流極性とは逆極性で整流する第２の整流路と、
この第２の整流路に介在する上記主中継系統のヒータ別
供電表示灯と、上記可動スイッチ接点に対し並列接続し
た上記副中継系統のヒータ別供電表示灯と、を有して成
ることを特徴とする。

【００２５】第１の手段では、電源プラグをコンセント
に接続すると共に、中継系統の端末の接続コネクタに凍
結防止ヒータを接続した使用状態において、外気温度が
オン温度以上であると、感温スイッチが開成しているた
め、これに並列接続の第２の整流路を介して整流電流が
流れるので、主中継系統のヒータ別供電表示灯が点灯す
ると共に、可動スイッチ接点に対し並列接続した副中継
系統のヒータ別供電表示灯も点灯する。この第２の整流
路に整流電流が流れる極性では第１の整流路には電流が
流れず、また第２の整流路に整流電流が流れない逆極性
では第２の整流路によって第１の電流路は電流遮断状態
となっているため、感温スイッチ・オン／オフ検出表示
灯は消灯状態となっている。なお、感温スイッチの開成
期では、各ヒータ別供電表示灯を介して凍結防止ヒータ
へ電流が流れているが、通常、ヒータ別供電表示灯に対
し直列の電流制限抵抗を接続しておくことで、電流値を
絞り込み、表示電力を抑制することができる。

【００２６】他方、外気温度がオン温度以下になると、
感温スイッチが閉成するため、第２の整流路が短絡する
ので、主中継系統のヒータ別供電表示灯が消灯すると共
に、主中継系統に接続された凍結防止ヒータの発熱が開
始する。また、第１の整流路に整流電流が流れ、感温ス
イッチ・オン／オフ検出表示灯は点灯状態となる。更
に、感温スイッチの閉成による電源付勢に基づきコイル
励磁回路が電磁コイルを励磁するので、副中継開系統の
可動スイッチ接点が閉成し、副中継開系統の端末に接続
された凍結防止ヒータが通電して発熱が開始される。

【００２７】従って、通常、外気温度がオン温度以上で
ある冬場の昼間や夏場など（施工時に感温スイッチの周
囲を暖めた場合も含む）において、感温スイッチ・オン
／オフ検出表示灯が消灯状態である場合には、感温スイ
ッチが正常に開成状態であることを確認できる。逆に、
感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が点灯状態である
場合は、感温スイッチがオン故障となっていることを検
出できる。また、ヒータ別供電表示灯が点灯状態である
場合、コネクタに断線故障の無い正常の凍結防止ヒータ
が接続されていることを確認できる。逆に、いずれかの
ヒータ別供電表示灯が消灯状態である場合、そのヒータ
別供電表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続さ
れていないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続さ
れていてもその凍結防止ヒータが断線故障となっている
ことを検出できる。

【００２８】外気温度がオン温度以下である場合（施工
時に感温スイッチの周囲を冷却スプレー等で冷やした場
合も含む）、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が点
灯状態であるときは、感温スイッチが正常に開成状態で
あることを確認できる。逆に、感温スイッチ・オン／オ
フ検出表示灯が消灯状態であるときは、感温スイッチの
オフ故障になっていることを検出できる。また、ヒータ
別供電表示灯が消灯状態であるときは、コネクタに断線
故障の無い正常の凍結防止ヒータが接続されて、発熱状
態であることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別
供電表示灯が点灯状態であるときは、そのヒータ別供電
表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続されてい
ないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続されてい
てもその凍結防止ヒータが断線故障であることを検出で
きる。

【００２９】このように、本発明の第１の手段の凍結防
止ヒータ用節電コントローラでは、感温スイッチ・オン
／オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表示灯
の点灯・消灯とは排他的な表示を行うようになっている
ので、夏場での施工時には感温スイッチ・オン／オフ検
出表示灯と各ヒータ別供電表示灯の排他的な点灯・消灯
状態を視認すると共に、感温スイッチの周囲を冷却スプ
レー等で冷やし、その排他的点灯・消灯状態が反転する
場合には、すべて正常（感温スイッチのオン・オフ故障
無し、凍結防止ヒータの接続不良無し、凍結防止ヒータ
の断線不良無し）であることを確認できる。

【００３０】更に、主中継系統に感温スイッチが介装さ
れており、且つ第１及び第２の整流路に表示灯が介在し
ているため、可動スイッチ接点の接点数を少なくでき、
低コスト化に寄与する。

【００３１】本発明の第２の手段は、感温スイッチを介
して電源プラグに接続された一方の供電線及び上記電源
プラグに接続された他方の供電線から電気的に分岐して
互いに並列であって、各端末に凍結防止ヒータを接続す
べき接続コネクタを具えた複数の中継系統と、上記感温
スイッチの閉成による電源付勢に基づき電磁コイルを励
磁するべきコイル励磁回路と、上記各中継系統の一方の
中継線に介装されて上記電磁コイルの励磁により閉成す
る可動スイッチ接点と、上記感温スイッチに対し並列接
続した感温スイッチ・オン／オフ表示灯と、上記可動ス
イッチ接点に対し並列接続したヒータ別供電状況表示灯
とを有して成ることを特徴とする。

【００３２】この第２の手段でも、電源プラグをコンセ
ントに接続すると共に、中継系統の端末の接続コネクタ
に凍結防止ヒータを接続した状態において、外気温度が
オン温度以上であると、感温スイッチが開成しているた
め、これに並列接続の感温スイッチ・オン／オフ検出表
示灯が点灯していると共に、中継開系統の可動スイッチ
接点に並列接続のヒータ別供電表示灯が点灯している。

【００３３】他方、外気温度がオン温度以下になると、
感温スイッチが閉成するため、感温スイッチ・オン／オ
フ検出表示灯が点灯していると共に、感温スイッチの閉
成による電源付勢に基づいててコイル励磁回路が電磁コ
イルを励磁するので、中継開系統の可動スイッチ接点が
閉成し、各中継開系統に接続された凍結防止ヒータへ通
電し発熱が開始される。

【００３４】従って、通常、外気温度がオン温度以上で
ある冬場の昼間や夏場など（施工時に感温スイッチの周
囲を暖めた場合も含む）において、感温スイッチ・オン
／オフ検出表示灯が点灯状態である場合、感温スイッチ
が正常に開成状態であることを確認できる。逆に、感温
スイッチ・オン／オフ検出表示灯が消灯状態である場合
は、感温スイッチがオン故障になっていることを検出で
きる。また、ヒータ別供電表示灯が点灯状態である場
合、端末コネクタに断線故障の無い正常の凍結防止ヒー
タが接続されていることを確認できる。逆に、いずれか
のヒータ別供電表示灯が消灯状態である場合、そのヒー
タ別供電表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続
されていないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続
されていてもその凍結防止ヒータが断線故障であること
を検出できる。

【００３５】外気温度がオン温度以下である場合（施工
時に感温スイッチの周囲を冷却スプレー等で冷やした場
合も含む）、感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯が消
灯状態であるときは、感温スイッチが正常に開成状態で
あることを確認できる。逆に、感温スイッチ・オン／オ
フ検出表示灯が点灯状態であるときは、感温スイッチの
オフ故障になっていることを検出できる。また、ヒータ
別供電表示灯が消灯状態であるときは、コネクタに断線
故障の無い正常の凍結防止ヒータが接続されて、発熱状
態であることを確認できる。逆に、いずれかのヒータ別
供電表示灯が点灯状態であるときは、そのヒータ別供電
表示灯に係るコネクタに凍結防止ヒータが接続されてい
ないか、そのコネクタに凍結防止ヒータが接続されてい
てもその凍結防止ヒータが断線故障であることを検出で
きる。

【００３６】このように、本発明の第２の手段に係る凍
結防止ヒータ用節電コントローラでは、感温スイッチ・
オン／オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表
示灯の点灯・消灯とは同表示モードで動作するようにな
っているので、夏場での施工時には感温スイッチ・オン
／オフ検出表示灯及び各ヒータ別供電表示灯の点灯状態
を視認すると共に、感温スイッチの周囲を冷却スプレー
等で冷やし、消灯状態へ反転する場合には、すべて正常
（感温スイッチのオン・オフ故障無し、凍結防止ヒータ
の接続不良無し、凍結防止ヒータの断線不良無し）であ
ることを確認できる。

【００３７】この第２の手段では、各中継開系統がそれ
ぞれ平等の並列関係にあるため、第１の手段における第
１及び第２の整流路を特に設けなくて済む。

【００３８】通常は、各表示灯として安価な発光ダイオ
ードが用いられる。発光ダイオードの故障率は殆ど問題
とならないが、中継系統の可動スイッチ接点の故障対策
については顧慮する必要がある。しかし、ヒータ別供電
表示灯が並列に接続されているので、例えば、凍結防止
ヒータを接続しない状態において、複数のヒータ別供電
表示灯の表示モードの横並び異同を照合することで、可
動スイッチ接点の不良をも発見できる。

【００３９】感温スイッチ・オン／オフ検出表示灯やヒ
ータ別供電表示灯は電流定格の大きいものならば、感温
スイッチや可動スイッチ接点に直列接続しても構わな
い。しかし、表示電力が元々無効電力であることから、
表示灯を直列に接続する場合は、電流制限抵抗や整流ダ
イオードを更に直列に接続し、表示電流を低減すること
が必要になる。ところが、凍結防止ヒータが通電して発
熱する期間では、これらの表示灯に比較的大きな電流を
流す必要があることから、電流制限抵抗等が却って障害
となり、高出力の凍結防止ヒータをコントローラに接続
し難くなる。また接続すべき凍結防止ヒータの出力如何
により電流制限抵抗の抵抗値の最適化を余儀無くされ、
汎用性のあるコントローラの実現が困難となる。

【００４０】このような事情から、本発明では、表示灯
を感温スイッチや可動スイッチ接点に並列接続し、ヒー
タへの通電時の障害にならないようにしており、非通電
時ではそのヒータ負荷が表示灯に直列に加わることか
ら、電流制限効果が自ずと発揮され、表示電力の低減に
も寄与する。

【００４１】第１及び第２の手段において、電磁コイル
と複数の可動スイッチ接点とは接点電磁リレーを用いて
構成できるため、部品点数の削減と低コスト化に寄与す
る。

【００４２】また、第１及び第２の手段において、感温
スイッチに直列接続すると共に中継系統の接続コネクタ
に並列接続する模擬（ダミー）発熱素子を当該感温スイ
ッチに近接配置して成ることが好ましい。外気温度に近
似の感温スイッチの環境温度に感応して感温スイッチが
オンすることは勿論であるが、感温スイッチがオフする
のは、外気温度に感応するのではなく、模擬発熱素子が
凍結防止ヒータの発熱と同時的に発熱しているため、模
擬発熱素子の発熱による感温スイッチの環境温度に感応
するものである。つまり、オン・オフするときはヒータ
加温対象の温度をトレースした形で行われるので、ヒー
タ加温対象の無駄な過熱を防止でき、小刻みな間歇発熱
制御により、消費電力の大幅低減を達成できる。

【００４３】感温スイッチとしては、サーマル・リード
・スイッチやバイメタル・サーモスタットが通常使用さ
れる。感温スイッチの故障率は非常に低いものの、その
スイッチ故障率のうち約８０％はオン故障であるとの報
告がある。感温スイッチがオン故障である場合、夏期で
も、凍結防止ヒータが発熱し続けているため、ヒータの
保温材等の火災発生を招く虞れがある。

【００４４】そこで、本発明においては、感温スイッチ
に直列接続した感温フューズを模擬発熱素子に近接配置
して成る。このように、模擬発熱素子に近接させて温度
フューズを設けることにより、外気温度がオン温度より
も高くなっても、なおも感温スイッチのオン故障により
凍結防止ヒータが発熱し続けている場合、模擬発熱素子
も同時的に発熱し続けているため、模擬発熱素子の近傍
温度が高温になるので、感温フューズが溶断し、感温ス
イッチへは供電されなくなる。これにより、コイル励磁
回路の電源付勢が消滅するため、電磁コイルが非励磁と
なり、可動スイッチ接点が開成し、各中継系統の通電が
停止して発熱が止む。従って、感温スイッチのオン故障
による火災発生や無駄な電力消費を無くすことができ
る。また、感温フューズが溶断すると、すべての表示灯
が消灯状態となるので、感温フューズの溶断を発見でき
る。

【００４５】第１及び第２の手段において、コイル励磁
回路としては半波整流平滑回路を採用できる。部品点数
の少ない簡素な直流電源で済ませることができるため、
低コスト化に寄与する。

【００４６】更に、模擬発熱素子には、その半波整流平
滑回路の半波整流回路を直列接続して成ることが好まし
い。模擬発熱素子は感温スイッチに近接配置されている
ことから、微弱発熱でも構わないものである。そこで、
半波整流回路から模擬発熱素子に印加するのは交流半波
電流であるため、消費電力の低減を図ることができる。

【００４７】なお、本発明の節電コントローラは端末に
複数の接続コネクタを備えており、これに凍結防止ヒー
タを適宜接続できるようになっているが、本発明には接
続コネクタを設けずに、予めに凍結防止ヒータが接続固
定されているものも含まれる。

【００４８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を添付図面
に基づいて説明する。

【００４９】〔実施形態１〕図１は本発明の実施形態１
に係る水道凍結防止ヒータ用節電コントローラの外観を
示す斜視図、図２は実施形態１に係る水道凍結防止ヒー
タ用節電コントローラの回路構成を示す回路図である。

【００５０】本例の水道凍結防止ヒータ用節電コントロ
ーラ（断線チェッカー）１２０は、後述の電子部品を内
蔵した樹脂製のコントローラ・ボックス１２０Ａと、こ
の一側端から延び出る接続コード１２１ａの先端に設け
られ、商用交流電源のコンセントに接続すべき電源プラ
グ１２１と、コントローラ・ボックス１２０Ａの他側端
から延び出る３本の接続コード１２２ａ，１２２ｂ，１
２２ｃの先端に設けられ、水道管凍結防止ヒータを接続
すべき雌形接続コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃
とを有している。コントローラ・ボックス１２０Ａの表
面側において、接続コード１２１ａ寄りでそれに対応す
る位置にはサーモスタット・オン／オフ検出用緑色発光
ダイオードＬ₀が設けられており、また各接続コード１
２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ寄りでそれぞれに対応する
位置にはヒータ別供電検出用赤色発光ダイオードＬ₁，
Ｌ₂，Ｌ₃が設けられている。

【００５１】本例の回路構成は、図２に示す如く、電源
プラグ１２１からの一方の中継線１２３₁にて介装され
たサーモスタット３及び端末に水道凍結防止ヒータ１０
₁を接続すべき接続コネクタ１２２₁を具えた主中継系
統１２５₁と、電源プラグ１２１から電気的に分岐して
互いに並列であって各端末に水道凍結防止ヒータ１
０₂，１０₃を接続すべき接続コネクタ１２２₂，１２
２₃を具えた副中継系統１２５₂，１２５₃と、サーモ
スタット３の閉成による電源付勢に基づき電磁コイルＸ
を励磁すべきコイル励磁回路１２６と、副中継系統１２
５₂，１２５₃の一方の中継線１２３₂，１２３₃に介
装されて電磁コイルＸの励磁により閉成する可動スイッ
チ接点ａ，ｂと、サーモスタット３に直列接続すると共
に主中継系統１２５₁の接続コネクタ１２２₁に並列接
続する第１の整流路１２７と、サーモスタット３に対し
並列接続し、第１の整流路１２７の整流極性とは逆極性
で整流する第２の整流路１２８と、第１の整流路１２７
に介在するサーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイ
オードＬ₀と、第２の整流路１２８に介在する主中継系
統のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁と、可動ス
イッチ接点ａ，ｂに対しそれぞれ並列接続した副中継系
統のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₂，Ｌ₃と、
を有して成る主中継系統１２５₁は一方の中継線１２３
₁と他方の中継線１２４₁とから成る開回路である。ま
た、第１の副中継系統１２５₂は一方の中継線１２３₂
と他方の中継線１２４₂とから成る開回路である。更
に、第２の副中継系統１２５₃も一方の中継線１２３₃
と他方の中継線１２４₃とから成る開回路である。

【００５２】コイル励磁回路１２６は、整流ダイオード
Ｄと、抵抗器ｒ及び蓄電コンデンサＣの積分回路とから
成る半波整流平滑回路である。第１の整流路１２７は、
整流ダイオードＤ₀と電流制限抵抗器ｒ₀とサーモスタ
ット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀との直列回
路である。第２の整流路１２８も、整流ダイオードＤ₁
と電流制限抵抗器ｒ₁とヒータ別供電検出用発光ダイオ
ードＬ₁との直列回路である。また、ヒータ別供電検出
用発光ダイオードＬ₂，Ｌ₃には直列に整流ダイオード
Ｄ₂，Ｄ₃と電流制限抵抗器ｒ₂，ｒ₃が接続されてい
る。電磁コイルＸと可動スイッチ接点ａ，ｂとは２接点
電磁リレーＲＹ₂を構成している。

【００５３】主中継系統１２５₁において、サーモスタ
ット３に直列接続すると共に接続コネクタ１２２₁に並
列接続する小形の模擬（ダミー）発熱抵抗器（発熱素
子）Ｒがサーモスタット３に近接配置されている。この
模擬発熱抵抗器Ｒには、コイル励磁回路１２６の整流ダ
イオードＤが直列接続されている。そして、サーモスタ
ット３に直列接続した感温フューズＦが模擬発熱抵抗器
Ｒに近接配置されている。

【００５４】このような構成の水道凍結防止ヒータ用節
電コントローラ１２０は、電源プラグ１２１を商用交流
電源の壁面コンセントに接続すると共に、中継系統１２
５₁，１２５₂，１２５₃の端末の接続雌コネクタ１２
２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１
０₁，１０₂，１０₃をそれぞれ接続して使用する。

【００５５】外気温度がオン温度以上であると、サーモ
ストッタ３が開成しているため、これに並列接続の第２
の整流路１２８を介して整流電流が流れているので、主
中継系統１２５₁のヒータ別供電検出用発光ダイオード
Ｌ₁が赤色点灯していると共に、可動スイッチ接点ａ，
ｂに対し並列接続した副中継系統１２５₂，１２５₃の
ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₂，Ｌ₃も赤色点
灯している。この第２の整流路１２８に整流電流が流れ
る半波極性では第１の整流路１２７には電流が流れず、
また第２の整流路１２８に整流電流が流れない半波逆極
性では第２の整流路１２８によって第１の電流路１２７
は電流遮断状態となっているため、サーモスタット・オ
ン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀は消灯状態となって
いる。なお、このサーモストッタ３の開成期では、各ヒ
ータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃を介
して凍結防止ヒータへ半波整流が流れているが、ダイオ
ードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃に対し直列の電流制限抵抗ｒ₁，
ｒ₂，ｒ₃が接続されているため、電流値が絞り込まれ
ており、表示電力が抑制されている。

【００５６】他方、外気温度がオン温度以下になると、
サーモストッタ３が閉成するため、第２の整流路１２８
が短絡するので、主中継系統１２５₁のヒータ別供電検
出用発光ダイオードＬ₁が消灯すると共に、主中継系統
１２５₁に接続された水道凍結防止ヒータ１０₁の発熱
が開始する。また、第１の整流路１２７に整流電流が流
れ、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオード
Ｌ₀は緑色点灯状態となる。更に、サーモストッタ３の
閉成による電源付勢に基づきコイル励磁回路１２６が電
磁コイルＸを励磁するので、副中継開系統１２５₂，１
２５₃の可動スイッチ接点ａ，ｂが閉成し、副中継開系
統１２５₂，１２５₃の端末に接続された水道凍結防止
ヒータ１０₂，１０₃が通電して発熱が開始される。

【００５７】従って、通常、外気温度がオン温度以上で
ある冬場の昼間や夏場など（施工時にサーモスタット３
の周囲を暖めた場合も含む）において、サーモスタット
・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が消灯状態であ
る場合には、サーモスタット３が正常に開成状態である
ことを確認できる。逆に、サーモスタット・オン／オフ
検出用発光ダイオードＬ₀が点灯状態である場合は、サ
ーモスタット３がオン故障となっていることを検出でき
る。また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ
₂，Ｌ₃が点灯状態である場合、コネクタ１２２₁，１
２２₂，１２２₃に断線故障の無い正常の水道凍結防止
ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていることを
確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光
ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が消灯状態である場合、そ
のコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防
止ヒータが接続されていないか、そのコネクタに水道凍
結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていて
もその水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が断
線故障となっていることを検出できる。

【００５８】外気温度がオン温度以下である場合（施工
時にサーモスタット３の周囲を冷却スプレー等で冷やし
た場合も含む）、サーモスタット・オン／オフ検出用発
光ダイオードＬ₀が点灯状態であるときは、サーモスタ
ット３が正常に開成状態であることを確認できる。逆
に、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオード
Ｌ₀が消灯状態であるときは、サーモスタット３のオフ
故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供
電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が消灯状態で
あるときは、コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に
断線故障の無い正常の水道凍結防止ヒータ１０₁，１０
₂，１０₃が接続されて、発熱状態であることを確認で
きる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光ダイオ
ードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が点灯状態であるときは、その雌
コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止
ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていないか、
そのコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結
防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていても
その水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が断線
故障であることを検出できる。

【００５９】このように、本例の水道凍結防止ヒータ用
節電コントローラ１２０では、サーモスタット・オン／
オフ検出用発光ダイオードＬ₀の点灯・消灯状態と各ヒ
ータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点
灯・消灯状態とは排他的な表示を行うようになっている
ので、夏場での施工時にはサーモスタット・オン／オフ
検出用発光ダイオードＬ₀と各ヒータ別供電検出用発光
ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の排他的な点灯・消灯モー
ドを視認すると共に、サーモスタット３の周囲を冷却ス
プレー等で冷やし、その排他的点灯・消灯状態が反転す
る場合には、サーモスタット３は、すべて正常（サーモ
スタット３のオン・オフ故障無し、水道凍結防止ヒータ
１０₁，１０₂，１０₃の接続不良無し、水道凍結防止
ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の断線不良無し）である
ことを確認できる。

【００６０】本例では、発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，Ｌ
₂，Ｌ₃をサーモスタット３や可動スイッチ接点ａ，ｂ
に並列接続し、ヒータ１０₁，１０₂，１０₃への通電
時では電流制限しないようにしており、非通電時ではそ
のヒータ負荷が発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃
に直列に加わることから、電流制限効果が自ずと発揮さ
れ、表示電力の低減に寄与している。

【００６１】ここに、発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，
Ｌ₂，Ｌ₃の故障率は殆ど問題とならないが、中継系統
の可動スイッチ接点ａ，ｂの故障対策については顧慮す
る必要がある。ヒータ別供電検出用発光ダイオード
Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が並列に接続されているので、例え
ば、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃を接続
しない状態において、ヒータ別供電検出用発光ダイオー
ドＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点灯・消灯モードの横並び異同を
照合することで、可動スイッチ接点ａ，ｂの不良をも発
見できる。

【００６２】また、副中継開系統１２５₂，１２５₃の
感温開閉は２接点電磁リレーＲＹ₂を用いて達成してい
るため、部品点数の削減と低コスト化に寄与している。

【００６３】更に、本例においては、サーモスタット３
に直列接続すると共に中継系統の接続コネクタに並列接
続する模擬発熱抵抗器Ｒがサーモスタット３に近接配置
されている。前述したように、模擬発熱抵抗器Ｒにより
サーモスタット環境温度が模擬水道管温度として見立て
られるため、図６に示す間歇発熱制御が行われる。即
ち、外気温度に近似のサーモスタット３の環境温度に感
応して感温スイッチがオンすることは勿論であるが、サ
ーモスタット３がオフするのは、外気温度に感応するの
ではなく、模擬発熱抵抗器Ｒが水道凍結防止ヒータ１０
₁，１０₂，１０₃の発熱と同時的に発熱しているた
め、模擬発熱抵抗器Ｒの発熱によるサーモスタット３の
環境温度に感応するものである。つまり、オン・オフす
るときは水道管の温度をトレースした形で行われるの
で、水道管の無駄な過熱（オン／オフ・マージン間の発
熱）を防止でき、小刻みな間歇発熱制御により、消費電
力の大幅低減を達成できる。

【００６４】これに加え、本例では、サーモスタット３
に直列接続した感温フューズＦ（溶断温度約６０°Ｃ）
が模擬発熱抵抗器Ｒに近接配置されている。このような
温度フューズＦを設けることにより、外気温度がオン温
度よりも高くなっても、サーモスタット３のオン故障に
より水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が発熱
し続けている場合、模擬発熱抵抗器Ｒも同時的に発熱し
続けているため、模擬発熱抵抗器Ｒの近傍温度が高温に
なるので、感温フューズＦが溶断し、サーモスタット３
へは供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路１
２６の電源付勢が消滅するため、電磁コイルＸが非励磁
となり、可動スイッチ接点ａ，ｂが開成し、各中継系統
１２５₁，１２５₂，１２５₃の通電が停止して発熱が
止む。従って、サーモスタット３のオン故障による火災
発生や無駄な電力消費を無くすことができる。また、感
温フューズＦが溶断すると、すべての発熱ダイオードＬ
₀〜Ｌ₃が消灯状態となるため、感温フューズＦの溶断
を発見でき、コントローラの交換を促すに役立つ。

【００６５】コイル励磁回路１２６としては半波整流平
滑回路が採用されているため、部品点数の少ない簡素な
回路で済み、低コスト化に寄与する。しかも、模擬発熱
抵抗器Ｒには、コイル励磁回路１２６の整流ダイオード
Ｄから半波整流が印加されるようになっているので、模
擬発熱抵抗器Ｒの消費電力の低減も図ることができる。

【００６６】更に、本例では、主中継系統１２５₁にサ
ーモスタット３が介装されており、また第１の整流路１
２７及び第２の整流路１２８に発光ダイオードＬ₀，Ｌ
₁が介在しているため、２接点電磁リレーＲＹ₂で３中
継系統の通電制御ができ、低コスト化に寄与する。

【００６７】〔実施形態２〕図３は実施形態２に係る水
道凍結防止ヒータ用節電コントローラの回路構成を示す
回路図である。

【００６８】本例の水道凍結防止ヒータ用節電コントロ
ーラ（断線チェッカー）１３０も、図１に示す如くの外
観構成を有している。またその回路構成は、サーモスタ
ット３を介して電源プラグ１２１に接続された一方の供
電線１３３及び電源プラグ１２１に接続された他方の供
電線１３４から電気的に分岐して互いに並列であって、
各端末に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃を
接続すべき雌形接続コネクタ１２２₁，１２２₂，１２
２₃を具えた複数の中継系統１３５₁，１３５₂，１３
５₃と、サーモスタット３の閉成による電源付勢に基づ
き電磁コイルＸを励磁するべきコイル励磁回路１３６
と、各中継系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の一方の
中継線１３３₁，１３３₂，１３３₃に介装されて電磁
コイルＸの励磁により閉成する可動スイッチ接点ａ，
ｂ，ｃと、サーモスタット３に対し並列接続したサーモ
スタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀と、可
動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃに対しそれぞれ並列接続した
ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃と
を有して成る。

【００６９】第１の中継系統１３５₁は一方の中継線１
３３₁と他方の中継線１３４₁とから成る開回路であ
る。また、第２の中継系統１３５₂は一方の中継線１３
３₂と他方の中継線１３４₂とから成る開回路である。
更に、第３の中継系統１３５₃も一方の中継線１３３₃
と他方の中継線１３４₃とから成る開回路である。

【００７０】コイル励磁回路１３６は、整流ダイオード
Ｄと、抵抗器ｒ及び蓄電コンデンサＣの積分回路とから
成る半波整流平滑回路である。また、ヒータ別供電検出
用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃には直列に整流ダイ
オードＤ₁，Ｄ₂，Ｄ₃と電流制限抵抗器ｒ₁，ｒ₂，
ｒ₃が接続されている。電磁コイルＸと可動スイッチ接
点ａ，ｂ，ｃとは３接点電磁リレーＲＹ₃を構成してい
る。

【００７１】供電線１３３においては、サーモスタット
３に直列接続すると共に接続雌コネクタ１２２₁〜１２
２₃に並列接続する小形の模擬（ダミー）発熱抵抗器
（発熱素子）Ｒがサーモスタット３に近接配置してい
る。この模擬発熱抵抗器Ｒには、コイル励磁回路１３６
の整流ダイオードＤが直列接続されている。そして、サ
ーモスタット３に直列接続した感温フューズＦが模擬発
熱抵抗器Ｒに近接配置されている。

【００７２】この水道凍結防止ヒータ用コントローラ１
３０も、電源プラグ１２１を商用交流電源の壁面コンセ
ントに接続すると共に、中継系統１３５₁，１３５₂，
１３５₃の端末の接続コネクタ１２２₁，１２２₂，１
２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃を
接続して使用される。

【００７３】外気温度がオン温度以上であると、サーモ
スタット３が開成しているため、これに並列接続のサー
モスタット・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が緑
色点灯していると共に、中継開系統１３５₁，１３
５₂，１３５₃の可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃに並列接
続のヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ
_３が赤色点灯している。

【００７４】他方、外気温度がオン温度以下になると、
サーモスタット３が閉成するため、サーモスタット・オ
ン／オフ検出用発光ダイオードＬ_０が消灯していると
共に、サーモスタット３の閉成による電源付勢に基づい
ててコイル励磁回路１３６が電磁コイルＸを励磁するの
で、中継開系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の可動ス
イッチ接点ａ，ｂ，ｃが閉成し、ヒータ別供電検出用発
光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が消灯すると共に、各中
継開系統１３５₁，１３５₂，１３５₃に接続された水
道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃へ通電し発熱
が開始される。

【００７５】従って、通常、外気温度がオン温度以上で
ある冬場の昼間や夏場など（施工時にサーモスタット３
の周囲を暖めた場合も含む）において、サーモスタット
・オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀が点灯状態であ
る場合、サーモスタット３が正常に開成状態であること
を確認できる。逆に、サーモスタット・オン／オフ検出
用発光ダイオードＬ₀が消灯状態である場合は、サーモ
スタット３のオン故障になっていることを検出できる。
また、ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，
Ｌ₃が点灯状態である場合、端末コネクタ１２２₁，１
２２₂，１２２₃に断線故障の無い正常の水道凍結防止
ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されていることを
確認できる。逆に、いずれかのヒータ別供電表示灯が消
灯状態である場合、そのヒータ別供電表示灯に係るコネ
クタ１２２₁，１２２₂，１２２₃にヒータ別供電検出
用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が接続されていない
か、そのコネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に水道
凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が接続されてい
てもその水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が
断線故障であることを検出できる。

【００７６】外気温度がオン温度以下である場合（施工
時にサーモスタット３の周囲を冷却スプレー等で冷やし
た場合も含む）、サーモスタット・オン／オフ検出用発
光ダイオードＬ₀が消灯状態であるときは、サーモスタ
ット３が正常に開成状態であることを確認できる。逆
に、サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオード
Ｌ₀が点灯状態であるときは、サーモスタット３のオフ
故障になっていることを検出できる。また、ヒータ別供
電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が消灯状態で
あるときは、コネクタ１２２₁，１２２₂，１２２₃に
断線故障の無い正常の水道凍結防止ヒータ１０₁，１０
₂，１０₃が接続されて、発熱状態であることを確認で
きる。逆に、いずれかのヒータ別供電検出用発光ダイオ
ードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が点灯状態であるときは、そのヒ
ータ別供電検出用発光ダイオードに係るコネクタ１２２
₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０₁，
１０₂，１０₃が接続されていないか、そのコネクタ１
２２₁，１２２₂，１２２₃に水道凍結防止ヒータ１０
₁，１０₂，１０₃が接続されていてもその水道凍結防
止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が断線故障であること
を検出できる。

【００７７】このように、本例では、サーモスタット・
オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀の点灯・消灯状態
と各ヒータ別供電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ
₃の点灯・消灯状態とは同表示モードで動作するように
なっているので、夏場での施工時にはサーモスタット・
オン／オフ検出用発光ダイオードＬ₀及び各ヒータ別供
電検出用発光ダイオードＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点灯モード
を視認すると共に、サーモスタット３の周囲を冷却スプ
レー等で冷やし、消灯状態へ反転する場合には、すべて
正常（サーモスタット３のオン・オフ故障無し、水道凍
結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の接続不良無し、
水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃の断線不良
無し）であることを確認できる。

【００７８】本例では、各中継開系統１３５₁，１３５
₂，１３５₃がそれぞれ平等の並列関係にあるため、実
施形態１における第１及び第２の整流路１２７，１２８
を特に設けなくて良い。

【００７９】また実施形態１と同様に、発光ダイオード
Ｌ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃をサーモスタット３や可動スイ
ッチ接点ａ，ｂ，ｃに並列接続し、ヒータ１０₁，１０
₂，１０₃への通電時では電流制限しないようにしてお
り、非通電時ではそのヒータ負荷が発光ダイオード
Ｌ₀，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃に直列に加わることから、電流
制限効果が自ずと発揮され、表示電力の低減に寄与して
いる。

【００８０】ここに、発光ダイオードＬ₀，Ｌ₁，
Ｌ₂，Ｌ₃の故障率は殆ど問題とならないが、中継系統
の可動スイッチ接点ａ，ｂの故障対策については顧慮す
る必要がある。ヒータ別供電検出用発光ダイオード
Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃が並列に接続されているので、例え
ば、水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃を接続
しない状態において、ヒータ別供電検出用発光ダイオー
ドＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の点灯・消灯を異同を照合すること
で、可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃの不良をも発見でき
る。

【００８１】また、中継開系統１３５₁，１３５₂，１
３５₃の感温開閉は３接点電磁リレーＲＹ₃を用いて達
成しているため、部品点数の削減と低コスト化に寄与し
ている。

【００８２】更に、サーモスタット３に直列接続すると
共に中継系統の接続コネクタに並列接続する模擬発熱抵
抗器Ｒがサーモスタット３に近接配置されている。前述
した理由により、図６に示す間歇発熱制御が行われる。
即ち、外気温度に近似のサーモスタット３の環境温度に
感応して感温スイッチがオンすることは勿論であるが、
サーモスタット３がオフするのは、外気温度に感応する
のではなく、模擬発熱抵抗器Ｒが水道凍結防止ヒータ１
０₁，１０₂，１０₃の発熱と同時的に発熱しているた
め、模擬発熱抵抗器Ｒの発熱によるサーモスタット３の
環境温度に感応するものである。つまり、オン・オフす
るときは水道管の温度をトレースした形で行われるの
で、水道管の無駄な過熱を防止でき、間歇発熱制御によ
り消費電力の大幅低減を達成できる。

【００８３】これに加え、本例では、サーモスタット３
に直列接続した感温フューズＦ（溶断温度約６０°Ｃ）
が模擬発熱抵抗器Ｒに近接配置されている。このような
温度フューズＦを設けることにより、外気温度がオン温
度よりも高くなっても、サーモスタット３のオン故障に
より水道凍結防止ヒータ１０₁，１０₂，１０₃が発熱
し続けている場合、模擬発熱抵抗器Ｒも同時的に発熱し
続けているため、模擬発熱抵抗器Ｒの近傍温度が高温に
なるので、感温フューズＦが溶断し、サーモスタット３
へは供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路１
３６の電源付勢が消滅するため、電磁コイルＸが非励磁
となり、可動スイッチ接点ａ，ｂ，ｃが開成し、各中継
系統１３５₁，１３５₂，１３５₃の通電が停止して発
熱が止む。従って、サーモスタット３のオン故障による
火災発生や無駄な電力消費を無くすことができる。ま
た、感温フューズＦが溶断すると、すべての発光ダイオ
ードＬ₀〜Ｌ₃が消灯状態となるので、感温フューズＦ
の溶断を早期に発見でき、コントローラの交換を促すに
役立つ。

【００８４】更に、コイル励磁回路１３６としては半波
整流平滑回路が採用されているため、部品点数の少ない
簡素な回路で済み、低コスト化に寄与する。しかも、模
擬発熱抵抗器Ｒには、コイル励磁回路１３６の整流ダイ
オードＤから半波整流が印加されるようになっているの
で、模擬発熱抵抗器Ｒの消費電力の低減も図ることがで
きる。

【００８５】なお、上記各実施形態では３本のヒータを
接続できる節電コントローラを説明してあるが、２本の
ヒータだけを接続できる節電コントローラや４本以上の
ヒータを接続できる節電コントローラも中継系統を増減
するだけで容易に実現することができる。

【００８６】また、本実施形態では水道凍結防止ヒータ
に用いる例を説明してあるが、水道管の凍結に限らず、
一般に、凍結（氷化）を生じさせたくない箇所のために
用いるヒータ（防凍器）に広く適用できることは言う迄
もない。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る凍結
防止ヒータ用節電コントローラは、凍結防止ヒータを端
末に接続すべき中継系統において感温スイッチの閉成に
よる電源付勢により連動する電磁スイッチと、感温スイ
ッチ及び可動スイッチ接点に並列接続した表示灯とを有
する点を特長とするものであるから、次のような効果を
奏する。

【００８８】（１）本発明では、感温スイッチ・オン
／オフ検出表示灯の点灯・消灯と各ヒータ別供電表示灯
の点灯・消灯とは排他的又は同時的な表示を行うように
なっているので、感温スイッチのオン・オフ故障、特定
の凍結防止ヒータの接続不良、又は特定の凍結防止ヒー
タの断線不良を検出できる。しかも、複数のヒータ別供
電表示灯の点灯・消灯モードの横並び異同を照合するこ
とで、可動スイッチ接点の不良をも発見できる。また、
表示灯を感温スイッチや可動スイッチ接点に並列接続
し、ヒータへの通電時の障害にならないようにしてお
り、非通電時ではそのヒータ負荷が表示灯に直列に加わ
ることから、電流制限効果が自ずと発揮され、表示電力
の低減に寄与する。

【００８９】（２）特に第１の手段では、主中継系統
に感温スイッチが介装されており、且つ第１及び第２の
整流路に表示灯が介在しているため、可動スイッチ接点
の接点数を少なくでき、低コスト化に寄与する。

【００９０】（３）特に第２の手段では、各中継開系
統がそれぞれ平等の並列関係にあるため、第１の手段に
おける第１及び第２の整流路を特に設けなくて済む。

【００９１】（４）電磁コイルと複数の可動スイッチ
接点とが接点電磁リレーを用いて構成されて成る場合、
部品点数の削減と低コスト化に寄与する。

【００９２】（５）感温スイッチに直列接続すると共
に中継系統の接続コネクタに並列接続する模擬発熱素子
を当該感温スイッチに近接配置して成る場合、感温スイ
ッチがオフするのは、外気温度に感応するのではなく、
模擬発熱素子が凍結防止ヒータの発熱と同時的に発熱し
ているため、模擬発熱素子の発熱による感温スイッチの
環境温度に感応する。このため、ヒータ加温対象の無駄
な過熱を防止でき、小刻みな間歇発熱制御により、消費
電力の大幅低減を達成できる。

【００９３】（６）感温スイッチに直列接続した感温
フューズを模擬発熱素子に近接配置して成る場合、感温
スイッチがオン故障のときは、模擬発熱素子も同時的に
発熱し続けているため、模擬発熱素子の近傍温度が高温
になるので、感温フューズが溶断し、感温スイッチへは
供電されなくなる。これにより、コイル励磁回路の電源
付勢が消滅するため、電磁コイルが非励磁となり、可動
スイッチ接点が開成し、各中継系統の通電が停止して発
熱が止む。従って、感温スイッチのオン故障による火災
発生や無駄な電力消費を無くすことができる。また、感
温フューズが溶断すると、すべての表示灯が消灯状態と
なるので、感温フューズの溶断を発見でき、コントロー
ラの交換を促すに役立つ。

【００９４】（７）コイル励磁回路を半波整流平滑回
路で構成した場合、部品点数の少ない簡素な直流電源で
済ませることができるため、低コスト化に寄与する。

【００９５】（８）模擬発熱素子にはその半波整流平
滑回路の半波整流回路を直列接続して成る場合、模擬発
熱素子は感温スイッチに近接配置されていることから、
微弱発熱でも構わないものである。半波整流回路から模
擬発熱素子に印加するのは交流半波電流であるため、消
費電力の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る水道凍結防止ヒータ
用節電コントローラの外観を示す斜視図である。

【図２】実施形態１に係る水道凍結防止ヒータ用節電コ
ントローラの回路構成を示す回路図である。

【図３】実施形態２に係る水道凍結防止ヒータ用節電コ
ントローラの回路構成を示す回路図である。

【図４】（ａ）は水道凍結防止ヒータの一例を示す平面
図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ′線に沿って切断した状
態を示す断面図である。

【図５】従来の模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止ヒ
ータ用（１本用）節電コントローラの回路構成を示す回
路図である。

【図６】（Ａ）は模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止
ヒータ用節電コントローラのヒータ発熱制御の経時変化
を示すグラフで、（Ｂ）はそのヒータ間歇発熱制御によ
る水道管等の温度推移を示すグラフである。

【図７】従来の模擬発熱抵抗器を用いた水道凍結防止ヒ
ータ用（３本用）節電コントローラの回路構成を示す回
路図である。

【符号の説明】

１…発熱帯２ａ…電源プラグ３…サーモスタット（感温スイッチ）１０₁，１０₂，１０₃…水道凍結防止ヒータ１２０，１３０…水道凍結防止ヒータ用節電コントロー
ラ１２０Ａ…コントローラ・ボックス１２１ａ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ…接続コード１２１…電源プラグ１２２₁，１２２₂，１２２₃…雌形接続コネクタ１２３₁，１２３₂，１２３₃，１３３₁，１３３₂，
１３３₃…一方の中継線１２４₁，１２４₂，１２４₃，１３４₁，１３４₂，
１３４₃…他方の中継線１２５₁…主中継系統１２５₂，１２５₃…副中継系統１２６，１３６…コイル励磁回路１２７…第１の整流路１２８…第２の整流路１３３…一方の供電線１３４…他方の供電線１３５₁，１３５₂，１３５₃…中継系統Ｘ…電磁コイルａ，ｂ，ｃ…可動スイッチ接点Ｌ₀…サーモスタット・オン／オフ検出用発光ダイオー
ドＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃…ヒータ別供電検出用発光ダイオードＤ，Ｄ₀，Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃…整流ダイオードｒ…抵抗器ｒ₀，ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃…電流制限抵抗器Ｃ…蓄電コンデンサＲＹ₂…２接点電磁リレーＲＹ₃…３接点電磁リレーＲ…模擬発熱抵抗器Ｆ…感温フューズ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源プラグからの一方の中継線に介装さ
れた感温スイッチ及び端末に凍結防止ヒータを接続すべ
き接続コネクタを具えた主中継系統と、前記電源プラグ
から電気的に分岐して端末に凍結防止ヒータを接続すべ
き接続コネクタを具えた副中継系統と、前記感温スイッ
チの閉成による電源付勢に基づき電磁コイルを励磁すべ
きコイル励磁回路と、前記副中継系統の一方の中継線に
介装されて前記電磁コイルの励磁により閉成する可動ス
イッチ接点と、前記感温スイッチに直列接続すると共に
前記主中継系統の前記接続コネクタに並列接続する第１
の整流路と、この第１の整流路に介在する感温スイッチ
・オン／オフ検出表示灯と、前記感温スイッチに対し並
列接続し、前記第１の整流路の整流極性とは逆極性で整
流する第２の整流路と、この第２の整流路に介在する前
記主中継系統のヒータ別供電表示灯と、前記可動スイッ
チ接点に対し並列接続した前記副中継系統のヒータ別供
電表示灯と、を有して成ることを特徴とする凍結防止ヒ
ータ用節電コントローラ。
【請求項２】感温スイッチを介して電源プラグに接続
された一方の供電線及び前記電源プラグに接続された他
方の供電線から電気的に分岐して互いに並列であって、
各端末に凍結防止ヒータを接続すべき接続コネクタを具
えた複数の中継系統と、前記感温スイッチの閉成による
電源付勢に基づき電磁コイルを励磁するべきコイル励磁
回路と、前記各中継系統の一方の中継線に介装されて前
記電磁コイルの励磁により閉成する可動スイッチ接点
と、前記感温スイッチに対し並列接続した感温スイッチ
・オン／オフ表示灯と、前記可動スイッチ接点に対しそ
れぞれ並列接続したヒータ別供電表示灯とを有して成る
ことを特徴とする凍結防止ヒータ用節電コントローラ。
【請求項３】請求項１又は請求項２において、前記電
磁コイルと前記可動スイッチ接点とに接点電磁リレーを
用いて成ることを特徴とする凍結防止ヒータ用節電コン
トローラ。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
おいて、前記感温スイッチに直列接続すると共に前記中
継系統の前記接続コネクタに並列接続する模擬発熱素子
を当該感温スイッチに近接配置して成ることを特徴とす
る凍結防止ヒータ用節電コントローラ。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
おいて、前記感温スイッチに直列接続した感温フューズ
を前記模擬発熱素子に近接配置して成ることを特徴とす
る凍結防止ヒータ用節電コントローラ。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか一項に
おいて、前記コイル励磁回路は半波整流平滑回路である
ことを特徴とする凍結防止ヒータ用節電コントローラ。
【請求項７】請求項６において、前記模擬発熱素子に
は、前記半波整流平滑回路の半波整流回路が直列接続さ
れて成ることを特徴とする凍結防止ヒータ用節電コント
ローラ。