JPS58163024A - 温度制御回路の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は発熱体への通断電を温度制御器にて制御される
制御素子により行うものにおいて、制御素子の故障を検
知して発熱体への通電を遮断する安全器を備えた温度制
御回路の安全装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、電気毛布或いは電気カーペットにおいては、発熱
体に制御素子としてのサイリスタを直列に接続し、温度
を温度制御器の感熱体により検知して、その検知結果に
応じて前記サイリスタを導通又は遮断して発熱温度の制
御を行うようにしている。そして、回路故障が生じて発
熱体が過熱した場合には、発熱体周囲の溶融屑が溶触し
て該溶融屑の周囲に巻回された感知線が発熱体に接触す
ることによって該発熱体の過熱を検知するようにしてい
る。そして、回路故障のうちサイリスタの故障が原因の
場合には、例えばその逆電流増加を検知して発熱体が過
熱する以前に温度ヒユーズを溶触させるようにしている
。

（背蹟技術の問題点〕 しかしなから、従来構造のものでは、回路故障がサイリ
スタの場合でも、そのサイリスタの順方向の阻止電圧が
低下した場合には、やはり発熱体が過熱することとなり
、従って、サイリスタの交換とともに発熱体も全て新品
に交換しなければならず、交換作業が面倒であるととも
に費用も多くかかる欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、制御素子のあらゆる故障に対し−Ｃ発熱体を
過熱させることなく該発熱体に直列接続された安全器を
解放させるようにし、これにより、制御素子が故障した
時に交換すべき部品を最小限にとどめ、交換作業が簡単
にできるとともに費用も極力安価になし得るようにした
温度制御回路の安全装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は制御素子又は発熱体に全波整流器を並列接続し
、温度制御器が前記制御素子を遮断状態に制御している
時に前記全波整流器からの直流出力が通常状態と異った
状態を早した時に発熱体と直列接続された安全器を解放
作動させる作動回路を設けるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の第１の実施例について第１図乃至第４図を
参照しながら説明する。１は電気毛布本体で、この内部
に過熱感知発熱線２及び感熱体３が配設されている。即
ち、第２図は過熱感知発熱線２を示す図であり、芯糸２
ａに発熱体としての発熱線２１）を巻き、その上から所
定の温度で溶融するナイロン１１２ｃを被覆して、ざら
に加熱感知線２ｄを巻いてその外側に電気絶縁被覆２ｅ
を施したものである。また、第３図は感熱体３を示す図
であり、芯糸３ａに一方の導体３１〕を巻き、その上に
負の温度係数のインピーダンス特性を有する感熱層３Ｃ
を設け、さらに他方の導体３ｄをその上に巻いてその外
側に電気絶縁被覆３ｅを施したものである。一方、４，
５は一対の交流電源端子であり、これらの間に発熱線２
１）と、制御素子としてのサイリスタ６と、安全器とし
ての温度ヒユーズ７との直列回路が接続されている。８
は温度設定用の可変抵抗、９は固定抵抗で、これらは感
熱体３の感熱層３Ｃのインピーダンス、感知線２ｄ、温
度ヒユーズ７を加熱するヒータ１０及び温度ヒユーズ７
を介して交流電源端子４．５間に接続されており、導体
３ｂには抵抗１１及びコンアン１ノ１２からなる遅延回
路１３が接続されている。一方、１４は調度制御器で、
抵抗１５乃至１８、ツェナダイオード１９及び２０．４
個のダイオード２１ａ乃至２１ｄからなる全波整流器２
１゜ダイオード２２，１−ランリスク２３及びインバー
タ２４からなる同期制御部２５と、遅延回路１３の出力
と導体３ｄに印加された電圧とが入力されて内部の基準
電圧との比較により温度検出信号を出力端子２６０から
出力する温度検知部２６と、ＮＡＮＤゲート２７．抵抗
２８乃至３０．トランジスタ３１及びコンデンサ３２か
らなる点弧制御部３３とから構成されており、電解コン
デンサ３４が外（＝ｌけされている。一方、３５は作動
回路で、これは勺イリスタロのアノード・カソード間に
抵抗３６を介して並列接続された４個のダイオード３７
ａ乃至３７ｄからなる全波整流器３７．抵抗３８乃至４
２．トランジスタ４３及び４４．ダイオード４５．コン
デンサ４６及び４７，３人力のＮＯＲゲー１〜４．８．
ＮＡＮＤグー１−４９及びサイ５− リスク５０により構成されており、サイリスタ５０のア
ノードには温度ヒユーズ７を加熱するヒータ５１が直列
接続されている。

次に上記構成の作用を説明する。交流電源端子４．５間
に交流電源が印加されるど、可変抵抗８゜固定抵抗９．
感熱体３Ｃのインピーダンス、導体２ｄ及びヒータ１０
の直列回路に電流が流れて、導体３ｄに分圧された交流
電圧が生成され、これが抵抗１１及びコンデンサ１２か
らなる遅延回路１３を介して温度検知部２６に入力され
る。そして、感熱層３Ｃのインピーダンスは電気毛布本
体１の温度に追従して変化するから、導体３ｄに発生す
る交流電圧は電気毛布本体１の温度に追従したものとな
り、遅延回路１３を介して温度検知部２６に入力された
交流電圧が該温度検知部２６内の基準電圧と比較される
ことにより、第４図（ａ　）に示すように電気毛布本体
１の温度が設定温度より低い時（時刻［１以前）には出
力端子２６０が交流電源に同期してｒＨＩＪとなり、電
気毛布本体１の温度が設定温度より高い時（時刻ｔ１以
降）に６− は出力端子２６０が連続的にｒＬＯＪとなる。而して、
上記した設定温度は、可変抵抗８の抵抗値（インピーダ
ンス）を変化させて感熱層３Ｃのインピーダンスどの分
圧割合を変化することににっで行われる。一方、ツェナ
ダイオード１９．２０の直列回路の両端には最大値が一
定化された交流電圧が発生し、母線５２及びアース線５
３間にはダイオード２２にて整流され旦つ電解コンデン
サ３４にて平滑された低圧の直流電圧が印加される。

そして、同期制御部２５の１〜ランジスタ２３のベース
・エミッタ間には全波整流器２１にて直流化された第４
図（ｂ）に示す電圧ｖ　１が印加されるから、該１ヘラ
ンジスタ２３は交流電源端子４，５間に印加された交流
電源の零電圧近傍にてその交流電源に同期し−で遮断し
、従ってインバータ２４の入力端子２４１の電圧は第４
図（Ｃ）に示すにうになり、出力端子２４０の電圧は第
４図（ｄ　）に示ずようになる。また、電気毛布本体１
の温度が設定温度よりも低い時は、ＮＡＮＤゲート２７
の一方の入力端子に温度検知部２６の出力端子２６０か
らｒｌ−１１Ｊレベルが入力されるから、該ＮＡＮＤゲ
ート２７の出力２７０はそのＮＡＮＤゲート２７の他方
の入力端子に与えられたインバータ２４の出力端子２４
０からの信号を反転した第４図（ｅ）に示すようになり
、この信号がｒＬＯＪのとぎにトランジスタ３１が導通
してサイリスタ６が点弧される。即ち、点弧制御部３３
は交流電源の零電圧近傍でサイリスタ６のゲートに点弧
信号を与え、交流電源の負の半ザイクル期間該ザイリス
タ６が導通ずる。そして、この時作動回路３５のＮＯＲ
ゲート４８の入力端子４８１３には、温度検知部２６か
ら交流電源に同期したｒＨＴＪレベルが与えられている
から、該ＮＡＮＤゲート４８の１１１力端子４８０が他
の入力端子４８１１，４８１２とは無関係にｒＬＯＪレ
ベルとなっており、従ってＮＡＮＤゲート４９の出力端
子４９０が第４図（１）に示すように［トＩＩＪレベル
でトランジスタ４４か遮断されており、リーイリスタ５
０　ｔ、を遮断されている。そして、第４図（ｆ）はサ
イリスタ６の両端に生ずる電圧Ｖ２を示している。

一方、電気毛布本体１の温度が設定温度まで上臂すると
（時刻口）、温度検知部２６の出力端子２６０が連続的
に「１０」レベルになるから、ＮＡＮＤゲート２７の出
力端子２７０は、インバータ２４の出力端子２７ＩＯが
ｒ　ｌ−＋　１　Ｊレベルとなってもそのままハイレベ
ルを維持し、従って点弧制御部３３は作動せず、サイリ
スタ６は点弧信号が与えられず遮断状態を呈する。この
状態でサイリスタ６が正常な遮断状態を呈しＣいる時に
は、該リーイリスタ６のアノード・カソード間に並列接
続された全波整流器３７に交流電源が印加されるから、
作動回路３５のトランジスタ４３のベース・エミッタ間
には全波整流器３７にて直流化された電圧が印加され、
該トランジスタ４３は１〜ランジスタ２３と同一タイミ
ングで交流電源に同期して導通及び遮断され、従ってＮ
ＯＲゲート４８の入力端子４８１２の電圧は第４図（す
）に示すようになる。即ち、電気毛布本体１の温度が設
定温度を超えて温度検知部２６の出力端子２６０がｒＬ
ＯＪのときに、ＮＯＲゲート４８の入力端子４８１３は
９− ｒ　１０　Ｊで、入力端子４８１１及び４８１２には第
４図（ｄ　）及び（ｑ　）に示されるような互いに反転
した如き電圧波形が入力されることとなり、従ってＮＯ
Ｒゲート４８はサイリスタ６が正常な遮断状態のとぎ（
時刻ｔ１から時刻ｔ２の間）には出力端子４８０が常に
１１０」レベルで、ＮＡＮＤゲート４９の出力端子４９
０が第４図（ｊ　）に示すようにｒＨＩＪレベルでトラ
ンジスタ４／Ｉが遮断され、且つサイリスタ５０が遮断
されている。ところが、サイリスタ６が故障して例えば
順方向の耐圧が低下した時には第４図に時刻ｔ２以降に
実線で示すように温度制御器１４の点弧制御部３３が作
動してないにもかかわらず、該サイリスタ６のアノード
・カソード間の電圧が耐圧を越えた時点で導通状態にな
る。そして、このようにしてサイリスタ６が故障状態で
導通すると、発熱線２ｂが導通状態になるが、作動回路
３５の全波整流器３７は出力を生じなくなり、トランジ
スタ４３はサイリスタ６が導通した時に遮断されＮＯＲ
ゲート４８の入力端子４８１２が「ＬＯ」レベルになる
。ま１０− た、ＮＯＲゲート４８の人ツノ端子４８１３はｒＬＯＪ
レベルで入力端子４８１１は交流電源の零電圧近傍以外
ではｒ　１０　Ｊレベルであるから、ＮＯＲゲート４８
の出力端子４８０は第４図（ｈ）に示すようにｒ　）−
＋　１　Ｊレベルに変化し、ダイオード４５を介してコ
ンデンサ４６が充電される。従って、ＮＡＮＤゲー１−
４９の入力端子４９１１に第４図（ｉ　）に示すような
１Ｆ＋１Ｊレベルの電圧が引続き印加されることとなり
、該ＮＡＮＤゲート４９の出力端子４９０には同期制御
部２５のインバータ２４の出力端子２／１０の出力を反
転した交流電圧の零電圧近傍でｒＬＯＪレベルとなる第
４図（ｊ　＞に示すような電圧波形が出力される。そし
て、Ｎ△ＮＤゲート４９の出力端子４９０が「［Ｏ」レ
ベルの時にサイリスタ５０が点弧されて交流電源の負の
半サイクル期間該サイリスタ５０が導通されヒータ５１
の両端に第４図（ｋ　）で示ずＪζうな半波の交流電圧
が印加されて温度ヒユーズ７が加熱されて溶断され発熱
線２ｂへの通電が断たれる。

そして、温度ヒユーズ７は発熱線２ｂの周囲のナイロン
層２Ｃが溶融するＪ：りも充分早い時点で溶断されるよ
うになっている。また、サイリスタ７が故障して逆方向
の漏れ電流が増加した時及び短絡した時にも、作動回路
３５の全波整流器３７が出力を生じなくなるから、上述
と同様にしてサイリスタ５０が点弧されて導通するよう
になり、温度ヒユーズ７が溶断される。

尚、上記したサイリスタ６以外の故障で発熱線２ｂが異
常に温度上昇した時には、ナイロン層２Ｃが溶融して発
熱線２ｂが感知線２ｄに短絡し、ヒータ１０に通常より
大きな電流が流れるから、該ヒータ１０の発熱により温
度ヒユーズ７が溶断される。

また、上記構成において、制御素子としてはサイリスタ
６の代りにトライアック或いはパワートランジスタ等を
用いてもよく、温度ヒユーズ７の代りにリレー等を用い
てもよい。

第５図は本発明の第２の実施例を示すものであり、全波
整流器３７を発熱線２ｂの両端間に接続するとともにト
ランジスタ４３のコレクタをインバータ５２を介してＮ
ＯＲゲート４８の入力端子４８１２に接続するような構
成としたものであり。

温度検知部２６の出力端子２６０が連続的に「［−〇」
のとぎ（電気毛布本体１の温度が設定温度より高くサイ
リスタ６に点弧パルスが与えられない時）に該サイリス
タ６の故障で発熱線２ｂが通電されてその両端間に電圧
が生じた時には、作動回路３５のサイリスタ５０が第１
の実施例と同様にして点弧されて温度ヒユーズ７が溶断
する。

〔発明の効果〕

本発明は以上の説明から明らかなように、制御素子のあ
らゆる故障に対して発熱体を過熱させることなく該発熱
体に直列接続された安全器を解放させるようにし、これ
により、制御素子が故障した時に交換すべき部品を最小
限にとどめ、交換作業を簡単にできるとともに費用も極
力安価になし得るようにした温度制御器の安全装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示１３− すものであり、第１図は電気回路図、第２図は加熱感知
体の平面図、第３図は感熱体の平面図、第４図は電気回
路中の電圧又電流波形を示す図、第５図は本発明の第２
の実施例を示す電気回路図である。 図面中、１は電気毛布本体、２は過熱感知発熱体（発熱
体）、４．５は交流電源端子、６はサイリスタ（制御素
子）、７は温度ヒユーズ（安全器）、１４は温度制御器
、３５は作動回路、３７は全波整流器である。 出願人　　東京芝浦電気株式会社 ＝１４− 第２図　　　　第３図 −２０７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対の交流電源端子間に直列に接続された発熱体及
   び制御素子並びに安全器と、温度を検知して前記制御素
   子の導通及び遮断を制御する温度制御器と、前記制御素
   子又は発熱体に並列接続されてその両端間に生ずる交流
   電圧を直流化づる全波整流器と、前記温度制御器が前記
   制御素子を遮断状態に制御している時に前記全波整流器
   からの出力が所定値以下に低下した時に前記安全器を開
   放させる作動回路とを具備してなる温度制御回路の安全
   装置。