JPS6035189Y2 - 電熱装置の温度制御回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電熱装置の温度制御回路に関するものである
。

従来、カーペットなどに装置される電熱装置においては
、第１図に示すように電源１に対し複数のヒータ２，２
’（図では２つ）を並列に接続するとともに、これらヒ
ータ２，２′のいずれかを断接して発熱量を選択的に設
定する切替スイッチ３を接続して構成したヒータ回路と
、第２図に断面図で示すようにそれぞれのヒータ２，２
′に対しナイロンなどの感熱シート４，４′を介在させ
てアルミニュウム箔などからなる感熱電極５゜５′を対
向配置し両面を絶縁フィルム６で被覆して、これらの感
熱電極５，５′を第１図のように並列接続した回路の両
端子間７に前記ヒータ回路の電源周波数より十分高い周
波数（約ＩＫＨ２）の制御信号を印加して前記ヒータ２
，２′−の温度変化に伴なうヒータ２，２′と感熱電極
５，５′間のインピーダンス変化を検出し、それによっ
て前記ヒータ回路の給電制御を行なうようにした温度制
御回路とで構成されていた。

前記温度制御回路の一例の概略をブロック図で示せば第
３図に示すようになる。

すなわち、この温度制御回路は、前記ヒータ回路の電源
１を整流回路８で全波整流し、この整流電源を電源回路
９に入力し定電圧直流電源とし、この直流電源を基に発
振回路１０により前記ヒータ回路の電源１ （ＡＣｌ
ｏｏＶ、 ５０〜６０Ｈｚ）の周波数より十分高い周波
数（約ＩＫＨ２）の交流信号を得、この信号を結合回路
１１を介し前記感熱電極５，５′に印加し、感熱電極５
．５′とヒータ２，２′間のインピーダンス変化を検出
回路１２で検出しその検出値が次段のスイッチング回路
１３のしきい値を下まわるとこのスイッチング回路１３
がそれまでの安全温度範囲においてオン状態に保持して
いたトランジスタ１４をオフ状態に反転させ、このトラ
ンジスタ１４に直列接続された励磁コイル１５が駆動を
停止し前記ヒータ回路に接続された常開接点１５ａ、１
５ａをそれまでのオン状態からオフ状態に反転しヒータ
回路をしゃ断するように構成されている。

ところが、以上の回路構成において、第４図に示すよう
に切替スイッチ３をオフに設定し一方のヒータ２のみを
発熱させる使用状態のとき非発熱側のヒータ２′の切替
スイッチ非接続側端子部に断線Ａが生じている場合には
、制御信号の入力端子間７には前記非発熱側のヒータ２
′と感熱電極５′の間のインピーダンス分は検出回路１
２に接続されないこととなり、制御信号の入力端子間７
よりヒータ側の回路は第５図に示すように非発熱側のヒ
ータ２′がない場合と等価になるためこの入力端子間７
のインピーダンスは前記断線Ａのない場合に比して大幅
に増大し、これに比例して第３図に示す検出回路１２の
検出値は正常の場合に比し大幅に増大することとなって
、発熱側ヒータ２が許容温度を越える状態に至っても温
度制御回路がヒータ回路をしゃ断しないといった危険な
状態にさらされるおそれがある。

したがって、この考案の目的は、従来例における前記欠
点を解消し、ヒータの断線事故にさいしても誤動作を生
じることのない安全性の高い電熱装置の温度制御回路を
提供することである。

この考案の一実施例を第６図に示す。

すなわち、この電熱装置の温度制御回路は、第３図に示
す温度制御回路に前述の切替スイッチ３で断接されるヒ
ータ２′の断線Ａを検知し前記検出回路１２の検出値レ
ベルを非断線状態の場合のレベルに補正する断線検出回
路１６を付加したものであり、その具体例を第６図に基
づき以下に述べる。

この断線検出回路１６は、ヒータ２′の切替スイッチ接
続端子側に接続した抵抗１７、ダイオード１８、コンデ
ンサ１９および抵抗２０で構成される充電部２１と、ゲ
ートＧ１．Ｇ２で構成した前記スイッチング回路１３の
入力段に接続され前記検出回路１２から送られてきた検
出値を補正するサイリスタ２２と抵抗２２′の直列回路
で構成されるレベルシフト部２３と、前記充電部２１の
出力と前記スイッチング回路１３の出力とを受けて所定
の条件のとき前記レベルシフト部２３を構成するサイリ
スタ２２にゲート信号を与える抵抗２４、トランジスタ
２５、ダイオード２６．２７、および抵抗２８．２９で
構成されるゲート部３０からなっている。

この回路の動作を前記切替スイッチ３がオフでヒータ２
′が断線Ａを生じている場合とその他の場合に分けて以
下に説明する。

（１）切替スイッチ３がオフでヒータ２′が断線Ａを生
じている場合。

先述の第３図の説明から明らかなように、ヒータ回路へ
の給電開始のさいには検出回路１２がヒータ２と感熱電
極５の間の高インピーダンスを検出するため、スイッチ
ング回路１３は次段のトランジスタ１４をオンし、これ
によって励磁コイル１５が駆動してヒータ回路を断接す
る常開接点１５ａ、１５ａはオンしている。

ヒータ２がスイッチング回路１３のしきい値に換算して
設定している上限温度以上になった場合でも、切替スイ
ッチ３がオフで断線Ａが生じているこの条件では、検出
回路１２の検出値レベルが正常の場合に比して大幅に増
大しているため、このままではスイッチング回路１３は
トランジスタ１４をオフにしないすなわちヒータ回路を
しゃ断しないが、このときには断線検出回路１６の充電
部２１は充電されないためゲート部３０のトランジスタ
２５がオンせず、ダイオード２６はしゃ断状態となる。

一方、ダイオード２７についてもスイッチング回路１３
の出力レベルがハイレベルにあるからしゃ断状態となり
、電源回路９からゲート部３０の抵抗２９を介してサイ
リスタ２２にゲート信号が入力されてサイリスタ２２を
導通させるため、サイリスタ２２に直列に接続した抵抗
２２′がヒータ２′と感熱電極５′間のインピーダンス
の等価インピーダンスとなり前記検出回路１２の検出値
レベルを正常の場合のレベルまで低減し、このレベルシ
フトされた検出値を受けてスイッチング回路１３は次段
のトランジスタ１４をオフする。

したがって、ヒータ２′の断線の場合にもヒータ２が所
定の上限温度を越えると正常にヒータ回路のしゃ断が行
なわれ、過熱による火災事故などを起すことがない。

（２）切替スイッチ３がオフでヒータ２′が断線してい
ない場合。

この場合には、ヒータ回路への電源１の投入により（電
源投入時はヒータ回路は通電状態すなわち常開接点１５
ａ、１５ａがオン状態にある）断線検出回路１６の充電
部２１が充電され、その充電々圧によってゲート部３０
のトランジスタ２５がオンするため、ダイオード２６．
２７のアノード側電位がローレベルに降下し、レベルシ
フト部２３を構成するサイリスタ２２にゲート信号を入
力しない。

したがって検出回路１２の検出値（この場合、ヒータ２
′に断線Ａがないため検出値は正常）はレベル補正を受
けることなく次段のスイッチング回路１３に入力され、
正常な温度制御が行なわれる。

この正常な温度制御動作において、ヒータ回路がしゃ断
の状態にあるときは断線検出回路１６の充電部２１は充
電されずゲート部３０のトランジスタ２５がオフとなっ
てダイオード２６がしゃ断されるが、このときスイッチ
ング回路１３の出力は低レベルにあるためゲート部３０
のダイオード２７が導通状態となり、レベルシフト部２
３を構成するサイリスタ２２にゲート信号を入力せず、
したがって検出回路１２の検出値が補正を受けることな
くそのままスイッチング回路１３に入力される。

（３） 切替スイッチ３がオンの場合。

この場合には、ヒータ２′の断線Ａの有無に関係なく、
検出回路１２は感熱電極５，５′とヒータ２，２’間の
インピーダンスを正しく検出する。

そして断線検出回路１６もヒータ回路の通電時には充電
部２１に充電が行なわれ、その充電々圧によりゲート部
３０のトランジスタ２５がオンしダイオード２６が導通
してそのアノード側電位がローレベルに降下するため、
レベルシフト部２３が作動せず、前記検出回路１２によ
る正しい検出値は補正されることなくそのままスイッチ
ング回路１３に入力される。

また、この条件でヒータ回路がしゃ断状態にあるときは
、前記充電部２１が充電されずゲート部３０のトランジ
スタ２５がオフとなってダイオード２６がしゃ断状態と
なるが、このときスイッチング回路１３の出力も低レベ
ルにあるためゲート部３０のダイオード２７が導通状態
となりダイオード２６．２７のアノード側電位はアース
レベルに降下しレベルシフト部２３が作動せず、結局ス
イッチング回路１３へ入力される正しい検出信号を誤っ
てレベル補正することがない。

以上の動作により、この電熱装置の温度制御回路は、切
替スイッチ３で断接されるヒータ２′に断線Ａが生じた
ときだけ、誤って検出される検出回路１２の検出値を正
しいレベルに補正してスイッチング回路１３に入力する
ため、ヒータ２′の断線事故の有無に関係なく、常に正
常な温度制御を行なうことができる。

なお、この実施例ではヒータ回路は２つのヒータ２，２
′を並列接続した場合について説明したが、ヒータの数
がそれ以上の場合であっても同様であることは勿論であ
る。

以上のように、この考案の電熱装置の温度制御回路は、
前記ヒータと感熱電極間のインピーダンス変化を検出す
る検出回路と、前記検出回路による検出値が所定の上限
温度に対応して設定したしきい値をはずれるときヒータ
回路しゃ断の指令を出すスイッチング回路と、前記切替
スイッチで断接されるヒータの断線を検知して前記検出
回路の検出値レベルを非断線状態の場合のレベルに補正
する断線検出回路とを備えたため、切替スイッチ非接続
側端子に断熱事故のあるヒータを切替スイッチでしゃ断
して発熱動作させる場合においても誤動作することなく
、過熱による火災事故のおそれのない極めて安全性の高
い電熱装置の温度制御回路とすることができるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のヒータ回路を示す概略図、第２図はそ
のヒータと感熱電極との配置構成を示す断面図、第３図
はその全体の回路構成を示す概略図、第４図は非発熱側
ヒータに断線事故が生じた場合の従来例の欠点を示す説
明図、第５図は第４図の等価回路、第６図はこの考案の
一実施例を示す回路図である。 １・・・・・・電源、２，２′・・・・・・ヒータ、３
・・・・・・切替スイッチ、４．４’・・・・・・感熱
シート、５．５’・・・・・・感熱電極、８・・・・・
・整流回路、９・・・・・・電源回路、１０・・・・・
・発振回路、１２・・・・・・検出回路、１３・・・・
・・スイッチング回路、１５・・・・・・励磁コイル、
１５ａ・・・・・・常開接点、１６・・・・・・断線検
出回路、２１・・・・・・充電部、２３・・・・・・レ
ベルシフト部、３０・・・・・・ゲート部、Ａ・・・・
・・断線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電源に複数のヒータを並列接続するとともにこれらのヒ
   ータを選択的に断接し発熱量を設定する切替スイッチを
   接続したヒータ回路に対し、前記各ヒータに感熱シート
   を介しそれぞれ対向配置した複数の感熱電極を並列に接
   続してヒータの異常温度上昇に伴なうヒータと感熱電極
   間のインピーダンス変化を検出しヒータの給電制御を行
   なうようにした電熱装置において、前記ヒータと感熱電
   極間のインピーダンス変化を検出する検出回路と、前記
   検出回路による検出値が所定の上限温度に対応して設定
   したしきい値をはずれるときヒータ回路しゃ断の指令を
   出すスイッチング回路と１、前記切替スイッチで断接さ
   れるヒータの断線を検知して前記検出回路の検出値レベ
   ルを非断線状態の場合のレベルに補正する断線検出回路
   とを備えたことを特徴とする電熱装置の温度制御回路。