JPS6340285A - 熱器具の温度制御装置 - 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】 ［′２明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電気カーペット、電気毛布等のようにヒータ
線と直列に温度ヒユーズを設けて成る熱器具の）Ｈ文制
御装置に関する。

（従来の技術） 第９図には、従来における電気カーペットの回路（１３
成が示されている。この第９図において、１はヒータ線
で、これはガラス糸芯（図示せず）に対して発熱線１ａ
、所定の温度で溶融する樹脂から成る感熱層１ｂ、検知
線１ｃ及び絶縁用の耐熱被覆層（図示せず）を順次巻装
或は被覆することにより構成されており、過熱状態にな
ったときには上記感熱層１ｂが溶融して発熱線１ａ及び
検加締１ｃ間が短絡するようになっている。２は上記ヒ
ータ線１に沿うように設けられた温度センサ線で、これ
はガラス糸芯（図示せず）に対して検知線２ａ、負の抵
抗温度特性を有する樹脂から成る感熱層２ｂ、検知線２
ｃ及び絶縁用の耐熱被覆層（図示せず）を順次巻装或は
被覆することにより構成されており、その検知温度が高
くなるのに応じて検知線２ａ、２ｃ間のインピーダンス
が低くなるようになっている。３は；８度ヒユーズで、
この温度ヒユーズ３は交流電源４の両端子間に前記発熱
体１ａ及びリレー５のリレー接点５ａを直列に介して接
続されている。６及び７は温度ヒユーズ３を強制的に溶
断させるための傍熱ヒータで、一方の傍熱ヒータ６は、
前記ヒータ線１が過熱状態となって発熱線１ａ及び検知
線ｌｃ間が短絡されたときに、その短絡部分及びダイオ
ード８．９を介して通電されるようになっている。また
、他方の傍熱ヒータ７は、サイリスタ１０のオンに応じ
て通電されるようになっている。そして、１１は前記リ
レー５の励磁コイル５ｂの通断電を制御するためのサイ
リスクである。１２は温度センサ線２の出力（検知線２
ａ、２ｃ間のインピーダンス変化ひいては温度センサ線
２の検知温度）に基づいてサイリスタ１０及び１１をオ
ンオフ制御するための温度制御回路で、これは温度セン
サ線２の検知温度が設定値以下のときにサイリスタ１１
をオンさせると共にサイリスク１０をオフさせ、上記検
知温度が設定値を越えたときにサイリスタ１１をオフさ
せると共にサイリスタ１０をオンさせる。従って、サイ
リスク１０．１１は互に反対の動作を行なう。尚、１３
は発熱温度調節用の温度調節回路で、可変抵抗１３ａに
よって温度センサ線２の出力を変化させるように構成さ
れている。

上記構成によれば、温度センサ線２の検知温度に基づい
てサイリスタ１１ひいてはリレー接点５ａがオンオフさ
れ、これにより発熱線１ａが通断電制御されてヒータ線
１の発熱温度が設定値となるように制御される。また、
リレー接点５ａが溶着したり或はサイリスタ１１が故障
したりして、温度制御回路１２からの制御信号と無関係
にリレー接点５ａが連続してオンされた状態に陥ったと
きには、発熱線１ａに連続通電されて過熱状態になる。

しかるに、この場合には、温度センサ線２により検知温
度が設定値を越えることになって、温度制御回路１２に
よりサイリスク１０がオン状態に保持されるので、傍熱
ヒータ７に通電されて温度ヒユーズ３が強制的に溶断さ
れ、以てヒータ線１の過熱に伴う事故が防止される。ま
た、サイリスタ１０の故障等により上記温度ヒユーズ３
の強制的な溶断が行なわれない場合には、ヒータ線１の
温度がさらに上昇することになるが、この場合には感熱
層１ｂの溶融に応じた発熱線１ａ及び検知線ＩＣ間の短
絡により傍熱ヒータ６に通電されるようになり、これに
よって温度ヒユーズ３が強制的に溶断される。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来構成では、２個の傍熱ヒータ６．７を必要とす
るため、構造の慢雑化及びこれに伴うコストの高騰を招
く。また、温度ヒユーズ３及び２個の傍熱ヒータ６．７
は、互に伝熱的に設ける必要があり、このため従来では
、温度ヒユーズ３及び傍熱ヒータ６．７を束ねると共に
、これらの周囲に例えばアルミニウム板を巻装して一体
化するようにしている。ところが、傍熱ヒータ６．７そ
のものは、数十ワット程度の出力を必要として比較的形
状が大きいものであり、このため」−記一体化物の形状
が大形化して、その収納スペースを大きくする必要があ
るばかりか、傍熱ヒータ６゜７の各通電時における熱容
量が大きくなるため、温度ヒユーズ３を溶断させるのに
要する時間が長引くという問題もある。しかも、」二足
従来構成では、ヒータ線１による安全機構（感熱層１ｂ
の溶融に伴う温度ヒユーズ３の溶断機能）が働いた場合
に、その溶融箇所が例えば第９図中のターミナル１ｄ近
くであった場合には、発熱線１ａでの電圧降下が大きく
なって傍熱ヒータ６に対して十分な電圧が印加されない
ことになる。従って、場合によっては傍熱ヒータ６の発
熱量が不足することがあって、温度ヒユーズ３を溶断で
きない虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その口
約は、ヒータ線通断電用の第１のスイッチング素子の制
御が不能になったとき、並びにヒー、り線の感熱層が溶
融したときの何れ場合にも温度ヒユーズを強制的に溶断
させる構成でありながら、上記温度ヒユーズを溶断させ
るための傍熱ヒータを１個設けるだけの構成を採用でき
て、措造の簡単化及び小形化等を図り得ると共に、前記
ヒータ線における感熱層の溶融箇所の如何に拘らず傍熱
ヒータの発熱はが不足する虞がなくて、−に記感熱層の
溶融時には温度ヒユーズを確実に溶断てきる等の効果を
奏する熱器具の温度制御装置を提供するにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明による熱器具の温度制御装置は、発熱線及び検知
線間に熱溶融性樹脂より成る感熱層が介在されたヒータ
線を、その温度に基づいて通断電制御することにより発
熱温度の制御を行なう温度制御手段と、前記ヒータ線を
通断電制御するための第１のスイッチング素子のｎ；制
御が不能になったときに、そのヒータ線の通電路に介在
されたｌ！ｉ度ヒユーズを強制的に溶断させるための傍
熱ヒータに通電させる異常検知手段と、交流電源の両端
に対をなすダイオードを逆極性状態で直列接続して成る
通電回路とを設け、前記ヒータ線の発熱線及び検知線間
が感熱層の溶融に応じて短絡したときには、前記傍熱ヒ
ータに対して、前記通電回路における対をなすダイオー
ドの共通接続点から上記ヒータ線の短絡部分を介して通
電される構成としたものである。

（作用） ヒータ線を通断電制御するための第１のスイッチング素
子が制御不能になったときには、これを検知した異常検
知手段によって傍熱ヒータに通電されて７１１度ヒユー
ズが強制的に溶断される。また、ヒータ線の感熱層が溶
融して発熱線及び検知線間が短絡したときには、傍熱ヒ
ータに対して、交流電源から通電回路における対をなす
ダイオードの共通接続点及び上記ヒータ線の短絡部分を
介して通電されて温度ヒユーズが溶断される。このとき
、」二記対をなすダイオードは交流電源に対して逆極性
にて直列接続された構成であるから、傍熱ヒータに対し
ては交流電源の正半波及び負半波が交互に印加されるこ
とになり、結果的にヒータ線における感熱層の溶融箇所
の如何に拘らず、傍熱ヒータをある程度以上の出力で発
熱させることができる。

（実施例） 以下、本発明を電気カーペットに適用した一実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。

第１図において、２１はカーペット本体Ａの中央部分に
蛇行状に設置された′ｆＳ１のヒータ線で、これは第７
図に示すように、ガラス糸芯２１ｄに発熱線２１ａを巻
装すると共に、この発熱線２１ａを所定の温度で溶融す
る例えばポリアミド樹脂製の感熱ｇ４２１ｂにより彼覆
し、さらにその上から検知線２１ｃを巻装すると共に、
この検知線２１Ｃを絶縁用の耐熱肢覆層２１ｅにより彼
覆することにより構成されている。そして、斯様な第１
のヒータ線２１にあっては、過熱状態になったときに感
熱層２１ｂが溶融して発熱線２１ａ及び検知線２１ｃ間
が短絡されるようになっている。２２はカーペット本体
Ａの周囲部分に蛇行状に設置７された第２のヒータ線で
、これは前記第１のヒータ線２１と同様（１４成のもの
であり、第１図には発熱線２２ａ、感熱層２２ｂ、検知
線２２ｃを示す。

２３はカーペット本体Ａに第１のヒータ線２１と沿うよ
うに配置された温度センサたる第１の温度センサ線で、
これは第８図に示すように、ガラス糸芯２３ｄに検知線
２３ａを巻装すると共に、この検知線２３ａを負の抵抗
ｌＫ度時特性何した例えばポリアミド樹脂製の感熱層２
３ｂにより彼覆し、さらにその上から検知線２３ｃを巻
装すると共に、この検知線２３ｃを絶縁用の耐熱被覆層
２３ｅにより被覆することにより（１も成されている。

従って、斯様な第１の温度センサ線２３にあっては、そ
の検知温度（第１のヒータ線２１の温度）が高くなるの
に応じて険加締２３ａ、２３ｃ間のインピーダンスが低
くなる。２４はカーペット本体Ａに第２のヒータ線２２
と沿うように配置された温度センサたる第２の温度セン
サ線で、これは前記第１　゛の温度センサ線２３と同様
に構成されている。即ち、第２の温度センサ線２４は、
第１図に示すように検知線２４ａ、感熱層２４ｂ、検知
線２４ｃを含んで構成され、その検知温度（第２のヒー
タ線２２の温度）が高くなるのに応じて検知線２４ａ、
２４ｃ間のインピーダンスが低くなる。

−２５は交流電源で、その一端が電源ラインＬ！に接続
され、他端が温度ヒユーズ２６を介して電源ラインＬ２
に接続されている。２７は第１のリレーで、前記第１の
ヒータ線２１の発熱線２１ａは、このリレー２７の第１
のスイッチング素子たるリレー接点２７ａがオンされた
ときに電源ラインＬｌ、Ｌ２から通電される。２８は第
２のリレーで、前記第２のヒータ線２２０発熱線２２ａ
は、このリレー２８の第１のスイッチング素子たるリレ
ー接点２８ａがオンされたときに電源ラインＬ１、Ｌ２
から通電される。２９は第１の温度センサ線２３に対応
して設けられた第１の分圧回路で、これは抵抗２９　ａ
、　　２９　ｂ、　　２９　ｃを有し、電源ラインＬ１
及びアース端子間に上記抵抗２９ａ〜２９ｃ及び第１の
温度センサ線２３の検知線２３ａ、２３ｃを図示の如く
接続することにより構成されている。従って、この第１
の゛分圧回路２９の出力端子２９ｄからは、第１の温度
センサ線２３による検知温度（第１のヒータ線２１の温
度）が高くなるほど低い値を呈する検知電圧Ｖｄａが出
力される。３０は第２の温度センサ線２４に対応して設
けられた第２の分圧回路で、これは抵抗３０ａ、３０ｂ
、３０ｃを有し、電源ラインＬ１及びアース端子間に」
二足抵抗３０ａ〜３０ｃ及び第２の温度センサ線２４の
検知線２４ａ、２４ｃを図示の如く接続することにより
構成されている。従って、この第２の分圧回路３０の出
力端子３０ｄからは、第２の温度センサ線２４による検
知温度（第２のヒータ線２２の温度）が高くなるほど低
い値を呈する検知電圧Ｖｄｂが出力される。

３１は第１の分圧回路２９からの検知電圧Ｖｄａを受け
る第１の温度検知回路、３２は第２の分圧回路３０から
の検知電圧Ｖｄｂを受ける第２の温度検知回路であり、
これらの具体的回路例について第２図に基づいて説明す
る。但し、上記両温度検知回路３１．３２は同一構成の
ものであるから、ここでは第１の温度検知回路３１につ
いてのみ説明する。即ち、第２図において、第１の温度
検知回路３１は、オペアンプを利用した周知構成の非反
転形のピーク検出回路３１ａ及びコンパレータ３１ｂを
含んで構成されている。上記ピーク検出回路３１ａは、
人力される検知電圧Ｖｄａのピーク値を一定時間だけ検
知電圧Ｖ　’ｄａとして保持し、またコンパレータ３１
ｂは、上記のように保持された検知電圧Ｖ　’ｄａがラ
インＬ３を介して入力される基準電圧Ｖｒより低いとき
にハイレベル信号を出力すると共に、検知電圧Ｖ　’ｄ
ａが基準電圧７１以上のときにローレベル信号を出力す
る。つまり、第１の温度検知回路３１は、第１の温度セ
ンサ線２３による検知温度が基／＄雷電圧ｒにより示さ
れる設定温度を越えた状態時のみハイレベル信号を出力
するものであり、また第２の温度検知回路３２にあって
も、第２の温度センサ線２４による検知温度が設定１１
す度を越えた状１時のみハイレベル信号を出力する。そ
して、上記第１の温度検知回路３１の出力は後述するマ
イクロコンピュータ３３の入力ポート３３ａに与えられ
、第２のｍ度検知回路３２の出力はマイクロコンピュー
タ３３の入力ポート３３ｂに与えられる。

しかして、第１の温度検知回路３１は、後述する帰還信
号が与えられる人力ライン３１ｃ（第２の温度検知回路
３２にあっては入力ライン３２ｃ（第１図参照））並び
にこの入力ライン３１ｃに対する帰還信号に応じて前記
コンパレータ３１ｂの出力にヒステリシスを与える抵抗
３１ｄ、３１ｅ、ダイオード３１ｆを有する。このよう
に抵抗３１ｄ、３１８等が設けられた結果、入力ライン
３１Ｃに対してハイレベル信号が与えられた状態（後述
から理解されるようにリレー接点２７ａに対してオン指
令信号が与えられた状態）では、ピーク検出回路３１ａ
からの検知電圧Ｖ　’ｄａとコンパレータ３１ｂの入力
端子Ｖｄｆ’（抵抗３１ｄ、３１ｅの共通接続点の電圧
）とが等しくなるが、入力ライン３１ｃに対してローレ
ベル信号が与えられた状態（後述から理解されるように
リレー接点２７ａに対してオフ指令信号が与えられた状
態）では、抵抗３１ｄ、３１ｅによる分圧機能が働いて
上記各電圧Ｖ　’ｄａ及び電圧Ｖｄｆ’が、Ｖ’ｄａ＞
Ｖｄｒの関係になり、以てコンパレータ３１ｂの出力に
ヒステリシスが付与される。このとき、抵抗３１ｄと・
■列に図示極性の２個のダイオード３１ｇ。

３１ｇの直列回路が接続されており、従って上記のよう
な電圧Ｖ’ｄａ及び電圧Ｖｄｒの差電圧ΔＶｄ（Ｖ　’
ｄａ　−Ｖｄｒ）は、ダイオード３１ｇの順方向電圧降
下をＶｒとした場合、ΔＶｄ＜２Ｖ（’の状態即ち第１
の温度センサ線２３による検知温度が高い状態では、Δ
Ｖｄ／Ｖ’ｄａが一定になってヒステリシスが大きくな
るが、第１の温度センサ線２３による検知温度が低くて
ピーク検出回路３１ａの出力電圧Ｖ　’ｄａが大きい状
態では、前記差電圧ΔＶｄがダイオード３１ｇによりク
ランプされるようになるため、ΔＶｄ−２Ｖｆ’となっ
てΔＶｄ／Ｖ’ｄａが小さくなり、以てヒステリシスが
小さくなる。

第１図に翻って、３４は室温検知回路で、これは直流電
源端子＋ＶＤＤとアース端子との間に抵抗３４ａを介し
て接続されて室温に反比例した検知電圧Ｖｊを発生する
サーミスタ３４ｂと、上記検知電圧ＶｉをラインＬ３を
介して与えられる基準電圧Ｖ「と比較するコンパレータ
３４ｃを有し、Ｖｔ＜Ｖｒの関係となったときにハイレ
ベル信号を出力して前記マイクロコンピュータ３３の入
力ボート３３ｃに与えるように構成されている。

ここで、前記マイクロコンピュータ３３は、第１及び第
２の；８度検知回路３１及び３２と共に本発明でいう温
度制御手段を構成すると共に、後述するように本発明で
いう異常検知手段もｔｌ＋４成するものであるが、ここ
ではまず上記温度検出手段の機能について述べる。即ち
、マイクロコンピュータ３３は、人力ボート３３ａ、３
３ｂ、３３ｃの各人力信号のレベルを夫々所定のタイミ
ングで’ｒＪＩ別し、特に、人力ポート３３ａ及び３３
ｂに対してローレベル信号が与えられた各状態時には、
夫々出力ポート３３ｈ及び３３ｉからオン指令信号たる
ハイレベル信号を出力し、入力ボート３３ａ。

３３ｂに対してハイレベル信号が与えられた各状態時に
は、夫々出力ポート３３ｈ及び３３ｉからオフ指令信号
たるローレベル信号を出力するように構成されている。

このように出力ポート３３ｈからハイレベル信号が出力
されたときには、トランジスタ３５がオンされて直流電
源端子＋ＶＤＤから第１のリレー２７の励磁コイル２７
ｂに通電され、これに応じてリレー接点２７ａがオンさ
れて第１のヒータ線２１の発熱線２１ａに通電される。

また、出力ポート３３ｉからハイレベル信号が出力され
たときには、トランジスタ３６がオンされて第２のリレ
ー２８の励磁コイル２８ｂに通電され、これに応じたリ
レー接点２８ａがオンにより第２のヒータ線２２の発熱
線２２ａに通電される。

そして、」−２出力ポート３３ｈ、３３ｉからの各出力
信号は、前述のように帰還信号として第１及び第２の温
度検知回路３１．３２の各入力ライン３１ｃ、３２ｃに
与えられる。

３７はラインＬ３に前記基！ｆｌ電圧Ｖｒを出力するた
めの基準電圧発生回路で、これは電源ラインＬｌとアー
ス端子及びラインＬ３との各間に、ダイオード３８．抵
抗３９〜４１．コンデンサ４２゜電圧設定回路４３を図
示の始く接続することにより構成されている。このとき
、上記電圧設定回路４３は、例えば８個の抵抗４３ａ〜
４３ｈとこれら抵抗４３ａ〜４３ｈを選択的にアース端
子に接続するスイッチ回路４３ｉより成るＤ−Ａ変換回
路として構成されており、これにより基準電圧Ｖｒを８
段階に変更できるようになっている。また、上記電圧設
定回路４３内の抵抗４３ａ〜４３ｈの各抵抗値は、第１
番目の抵抗４３ａの抵抗値を１とした場合、第２番目以
降のものの抵抗値が順次１／２倍ずつ小さくなる（例え
ば第８番目の抵抗４３ｈの抵抗値は１／１２８になる）
ように設定されている。そして、マイクロコンピュ−タ
３３は、上記スイッチ回路４３ｉ内の各スイッチ要素を
出力ポート３３ｆからの信号により所定のタイミンクで
選択的にオンさせることによって、基準電圧Ｖｒの値を
第４図に示すように段階的に変化させる。即ち、基■電
圧Ｖｒは、Ｖｒｔｌ　、　Ｖｒｔ２　。

Ｖｒｔ３　、　　Ｖｒｔ４　、　　Ｖｒｍ、　　Ｖｒａ
、　　Ｖｒｂ及び零レベルの８段階に変化される。この
とき、マイクロコンピュータ３３は、上記Ｊｌｆｆｌ圧
Ｖｒの変化タイミングをその基本クロックを分周したタ
イミングで行なうようになっているが、そのタイミング
は商用周波ｆｉ５０．６０Ｈｚと非同期の周波数、例え
ば５５Ｈｚｊ口当の周期の整数倍に設定されている。

上記基準電圧ＶｒのうちＶｒａ及びＶｒｂは、夫々前記
検知電圧Ｖｄａ及びＶｄｂとの比較用に供されるもので
あり、これら各比較動作は、夫々基準電圧ＶｒがＶｒｍ
からＶｒａに変化した直後及びＶｒａからＶｒｂに変化
した直後に、マイクロコンピュータ３３によって第１及
び第２の温度検知回路３１及び３２の出力レベルを判断
することにより行なわれる。このときマイクロコンピュ
ータ３３は、その判断結果によりリレー接点２７ａ、２
８ａをオン。

オフさせるものであるが、上記基準電圧Ｖｒの変化タイ
ミングは、前述したように５５Ｈｚ相当の周期の整数倍
になっているから、交流電源２５の周波数に同期するこ
とがなくなる。従って、リレー接点２７ａ、２８ａの開
閉周期が交流電源２５の周波数と同期することがなく、
リレー接点２７ａ、２８ａの電流をしゃ断するときの電
圧極性が常に同一になることに起因した接点材料の転移
といった事態を来たすことがなくなって、その接点寿命
が長期化するようになる。　− また、基準電圧ＶｒのうちＶｒｔｌ〜Ｖ　ｒｔ４は、前
記室温検知回路３４からの検知電圧Ｖｊとの比較用に供
されるものであり、マイクロコンピュータ３３は、その
比較結果により得られる室温の値に基づいて、前記検知
電圧Ｖ　ｄａ、　Ｖ　ｄｂとの比較用電圧Ｖｒａ、Ｖｒ
ｂを補正する。具体的には、例えば室温が低下した状態
のときに一ヒ記電圧Ｖｒａ、Ｖｒｂを低下させて設定温
度が高くなるように補正し、これによりカーペット本体
Ａの温度を」二昇させるようにしている。

さらに、！！準電圧Ｖ「のうちｖｒｆｆｌは、第１及び
第２の温度センサ線２３及び２４の各検知線２３Ｃ及び
２４ｃの断線故障、第１及び第２の分圧回路２９及び３
０内の抵抗２９ｃ及び３０ｃの断線故障、−上記各分圧
回路２９及び３０内の抵抗２９ａ及び３０ａの短絡故障
判定用に供されるものであり、検知電圧Ｖ　ｄａ、　Ｖ
　ｄｂが上述したような故障のない状態で通常に変化す
る値よりも十分大きな値に゛設定される。従って、」二
記故障が発生したときには、ＶｄＨ＞　Ｖ　ｒｌＩｌ、
　Ｖｄｂ＞　Ｖ　ｒｎ＋の関係となるものであり、マイ
クロコンピュータ３３にあっては斯様な関係を検知して
リレー接点２７ａ、２８ａをオフさせ、以て発熱線２１
ａ、２２ａに対する通電を停止させる。

４４は直流電源端子＋ＶＤＤから給電されるクロック発
生回路で、これは電源ラインＬ１から与えられる電圧波
形を整形することにより、交流電源２５の出力電圧Ｖａ
Ｃの位相に対して電気角で９００進んだ位相のクロック
信号Ｖｃｐを発生するようになっている。具体的には、
トランジスタ４４ａのベース電圧の位トロがコンデンサ
４４ｂにより交流電源２５の出力電圧Ｖａｃの位相より
９０’遅れると共に、」二記ベース電圧によりトランジ
スタ４４ａがオンされる毎に出力端子（トランジスタ４
４ａのコレクタ）の電圧が零レベルに反転し、これによ
り出力電圧Ｖａｃの位相に対して９０″進んだ矩形波状
のクロック信号Ｖｃｐが出力される。尚、上記クロック
信号Ｖｃｐはマイクロコンピュータ３３の入力ボート３
３ｄに与えられる。

さて、４５は逆極性の対をなすダイオード４５ａ、４５
ｂの直列回路を電源ラインＬ１及びＬ２間に接続して成
る通電回路、４６は前記温度ヒユーズ２６を強制的に溶
断させるための傍熱ヒータで、この傍熱ヒータ４６は、
その一端がダイオード４５ａ、４５ｂの共通接続点に接
続されていると共に、他端が第２のスイッチング素子た
るサイリスタ４７を介してアース端子に接続されている
。

尚、上記傍熱ヒータ４６は、前記温度ヒユーズ２６と伝
熱的に一体化されており、また、上記サイリスタ４７は
、そのゲート端子にマイクロコンピュータ３３の出力ポ
ート３３ｇからのトリガ用電圧信号Ｖ３３Ｇ　　（ハイ
レベル信号）を受けたときにオンされるようになってい
る。４８は傍熱ヒータ４Ｂ及びサイリスタ４７の共通接
続点の電圧を検知するための信号発生回路で、これは次
のように構成されている。即ち、信号発生回路４８は、
傍熱ヒータ４６及びサイリスタ４７の共通接続点の電圧
Ｖｓｃ（サイリスタ４７の端子電圧）を、前記第１のヒ
ータ線２１の検知線２１ｃ１分圧抵抗４８ａ、４８ｂの
直′列回路ｉ１及びに前記第２のヒータ線２２の検知線
２２ｃ９分圧抵抗４８ｃ、４８ｄの直列回路を介して各
別に分圧すると共に、これら各直列回路の分圧電圧の少
なくとも一方が分圧回路４８ｅによる分圧電圧より低く
なったときに、コンパレータ４８ｆからの出力電圧ＶＳ
をローレベル信号に反転させるように構成されている。

尚、上記出力電圧ＶＳは、マイクロコンピュータ３３の
人力ポート３３ｅに与えられる。

ここで、マイクロコンピュータ３３は、上記信号発生回
路４８の検知出力に基づいてサイリスタ４７の故障を判
断するための動作確認機能を有するものであり、以下に
おいては、この動作Ｇｔ認機能について述べる。即ち、
マイクロコンピュータ３３は、信号発生回路４８の出力
電圧Ｖｓ及び前記クロック発生回路４４からのクロック
信号Ｖｃｐを利用してサイリスタ４７の動作確認を行な
うように構成されている。具体的には、マイクロコンピ
ュータ３３は、第５図に示すように交流電源２５の投入
時点において、電源電圧ＶａＣより位相が９０°進んだ
クロックパルスＶｃｐの立上がりから次の立上がりまで
の１周期（時刻ｔｉｔ〜ｔ２１）において、出力ポート
３３ｇからハイレベル信号より成るトリガ用電圧信号Ｖ
　３３ｇを出力してサイリスタ４７のゲート端子に与え
る。このとき、サイリスタ４７に故障がない場合には、
これがオンされて傍熱ヒータ４６及びサイリスタ４７の
共通接続点の電圧ＶＳＣが略零レベルに低下するように
なり、これに応じて信号発生回路４８からの出力型Ｊ：
Ｅ　Ｖ　ｓが第５図中時刻ｔｌｌ−ｔ２１の期間ローレ
ベル信号に反転するようになる。そして、マイクロコン
ピュータ３３は、時刻ｔｌｌ〜ｔ２１の期間におけるク
ロック信号Ｖｅｐの立下がり時刻ｔ１２、並びにその後
にクロック信号Ｖｃｐが最初に立下がった時刻ｔ　２２
に同期して信号発生回路４８の出力電圧Ｖｓのレベルを
判断するものであり、出力電圧ＶＳが時刻ｔ１２におい
てローレベル信号且つ時刻Ｔ２２においてハイレベル信
号であることに基づいて、上述のようにサイリスタ４７
が正常にオンされ且つオフされたことを確認し、その後
の制御を続行する。また、時刻ｔ　１２において出力電
圧Ｖｓがハイレベル信号であると判断された状態はサイ
リスタ４７に開放故障した状態に相当し、時刻ｔ２２に
おいて出力電圧Ｖｓがローレベル信号であると判断され
た状態はサイリスタ４７が短絡故障した状態に相当する
ものであり、マイクロコンピュータ３３は、斯様な故障
を検知したときに出力ポート３３ｋから警報信号を発生
して、表示器４９にその旨を表示或は警報音を発するよ
うに構成されている。尚、このときには、傍熱ヒータ４
６の断線状態、第１及び第２のヒータ２１及び２２の各
検知線２１ｃ及び２２ｃの断線、コンパレータ４８ｆか
らローレベル信号が出力されたままとなる故障をも同時
に検出することができる。また、上記表示器４９は、例
えば発光ダイオードのマトリックス回路から構成されて
おり、出力ポート３３ｋからの信号に基づいて、設定温
度、第１及び第２のヒータ線２１及び２２の選択状態、
マイクロコンピュータ３３に内蔵されたタイマの設定状
態等も表示するようになっている。

５０は接点故障検知回路で、これはリレー接点２７ａ、
２８ａの端子電圧Ｖｃ２７　、　　Ｖｃ２８によりオン
オフされるトランジスタ５０ａ、５０ｂを有し、そのト
ランジスタ５０ａ、５０ｂ及び抵抗５０ｃ〜５０ｈを、
直流電源端子＋ＶＤＤとアース端子との間に図示の如く
接続して成り、トランジスタ５０ａ、５０ｂの各コレク
タからの電圧Ｖ３３ｍ。

Ｖ　３３ｎを夫々マイクロコンピュータ３３の人カポ−
１・３３ｍ、　　３３　ｎに与えるように構成されてい
る。このため、マイクロコンピュータ３３の入力ポート
３３　ｍ　＋　　３３１に与えられる電圧Ｖ３３１Ｉｌ
。

Ｖ　３３ｎは、リレー接点２７ａ、２８ａがオン状態（
溶着により短絡された状態も含む）になってトランジス
タ５９ａ、５０ｂがオフされる毎にハイレベル信号に反
転するようになる。

しかして、マイクロコンピュータ３３は、上記接点故障
検知回路５０と共に本発明でいう異常検知手段を構成す
るものであり、この異常検知手段の機能について述べる
。即ち、マイクロコンピュータ３３ｆは、接点故障検知
回路５０から与えられる電圧Ｖ３３ｍ　、　　Ｖ３３ｎ
及び前記クロック発生回路４４からのクロック信号Ｖｃ
ｐ並びに出力ボート３３ｈ、３３ｉからの出力状態に基
づいて、リレー接点２７ａ、２８ａ若しくはトランジス
タ３５゜３６に故障が発生して上記リレー接点２７ａ、
２８ａの制御が不能になった旨を検知し、その検知出力
によってｌＨ度ヒユーズ２６を強制的に溶断させるよう
に構成されており、以下においてはリレー接点２７ａ若
しくはトランジスタ３５に故障が発生したときの具体的
な動作を第６図に基づいて説明する。

マイクロコンピュータ３３は、前述したように第１のｉ
Ｒ度検知回路３１による検知温度が設定温度より低い状
態では、出力ポート３３　ｈからの出力信号をオン指令
信号たるハイレベル１３号に反転させてトランジスタ３
５及びリレー接点２７ａをオンさせ、」１記検知温度が
設定温度以下の状態では、出カポ−１−３３ｈからの出
力信号をオフ指令信号たるローレベル信号に反転させて
トランジスタ３５及びリレー接点２７ａをオフさせる。

従って、リレー接点２７ａの溶着或はトランジスタ３５
の故障がない状態では、出力ポート３３ｈからハイレベ
ル信号が出力されたときに、リレー接点２７ａの端子電
圧Ｖ　ｃ２７が零ボルトとなって電圧Ｖ　３３ｍが連続
的にハイレベル信号に反転し、出力ポート３３ｈからロ
ーレベル信号が出力されたときに、リレー接点２７ａの
端子電圧Ｖ　ｃ２７が電源電圧ＶａＣに対応したものと
なって電圧Ｖ３３Ｉ１１が間欠的にハイレベル信号に反
転するものであり、この場合、電圧Ｖ　３３ｍはクロッ
ク信号Ｖｃｐが立下がるタイミングではローレベル信号
になる。このため、リレー接点２７ａが溶着し或はトラ
ンジスタ３５か短絡故障した状態では、出力ポート３３
ｈからローレベル信号が出力されているにも拘らず電圧
Ｖ　３３＋ｎが連続的にハイレベル信号に反転するもの
であり、マイクロコンピュータ３３は、クロック信号Ｖ
ｃｐが立ち下がるタイミングにて出力ポート３３の出力
がローレベル信号にも拘らず電圧Ｖ　３３ｍがハイレベ
ル信号であったときに、これをリレー接点２７ａの溶着
若しくはトランジスタ３５の故障と判断する。そして、
マイクロコンピュータ３３は、斯はに故障と判断したと
きには、出力ポート３３ｇからトリガ用電圧信号Ｖ　３
３ｇを出力してサイリスタ４７をオンさせ、これにより
傍熱ヒータ４６を通電発熱させて温度ヒユーズ２６を強
制的に溶断させる。尚、マイクロコンピュータ３３は、
リレー接点２８ａ若しくはトランジスタ３６に故障が発
生したときにも」二連と同様の動作を行なう。

一方、５１はネーマトリックス回路として構成′された
キー入力回路で、マイクロコンピュータ３３の出カポ−
１−３３ｊから出力される例えば４ビツトのデジットパ
ルスをそのオン状態に応じて選択的に入力ポート３３（
に与えることにより、設定温度の切換、第１及び第２の
ヒータ線２１及び２２の双方を通電させる状態と一方の
みを通電させる状態の選択、マイクロコンピュータ３３
に内蔵されたタイマの設定等を行なう。

５２はパルス検知回路で、これはマイクロコンピュータ
３３の出力ポート３３ｊからのデジットパルスのうちの
１ビツトを人力し、そのデジットパルスが正常に出力さ
れているときには、出力ライン５２ａ、５２ｂをハイイ
ンピーダンス状態に切換え、デジットパルスの出力状態
に異常があったときには出力ライン５２ａ、５２ｂをロ
ーインピーダンス状態に切換えるように構成されている
。

また、ト記出カライン５２ａ、５２ｂは、夫々トランジ
スタ３５．３６のベースに接続されている。

従って、マイクロコンピュータ３３の故障によってデジ
ットパルスが正常に出力されない場合には、パルス検知
回路５２の出力ライン５２　ａ、　　５２　ｂがローイ
ンピーダンス状態に切換えられてトランジスタ３５，３
６に対するオン指令信号かキャンセルされるようになり
、以てリレースイッチ２７ａ、２７ｂが強制的にオフさ
れて第１及び第２のヒータ線２１及び２２に対する通７
ｒｉが停止されるようになる。

尚、第３図には上記パルス検知回路５２の具体的な回路
例が示されている。この第３図において、人力ライン５
２ｃに与えられるデジットパルスの１ビット分がマイク
ロコンピュータ３３の故障により連続してハイレベル信
号若しくはローレベル信号になると、そのデジットパル
スがコンデンサ５２ｄを通過できなくなって、コンデン
サ５２ｅの端子電圧が低下するため、出力ライン５２ａ
。

５２ｂがローインピーダンス状態に切換わる。

また、万一サイリスタ４７による温度ヒユーズ２６の溶
ＩｔＩｒ機能が動作せずに過熱状態に陥ったときには、
第１のヒータ線２１内の感熱層２１ｂ或は第２のヒータ
線２２内の感熱層２２ｂが溶融して、発熱線２１ａと検
知線２１ｃとの間或は発熱線２２ａと検知線２２ｃとの
間が短絡される。このような短絡が生じたときには、傍
熱ヒータ４６に対して、通電回路４５内のダイオード４
５ａまタハ４５　ｂ−１にヒｌニー１記各１　９’ｄＪ
２１　或ハ２２１：おける短絡部分を介して通電されて
、温度ヒユーズ２６が強制的に溶断されるようになる。

上記のように本実施例によれは、第１の温度センサ線２
３の検知温度に基づいてトランジスタ３５ひいてはリレ
ー接点２７ａがオンオフされると共に、第２の温度セン
サ線２４の検知温度に基づいてトランジスタ３６ひいて
はリレー接点２８ａがオンオフされることにより、発熱
線２１ａ及び２２ａが通断電制御され、これに応じて第
１及び第２のヒータ線２１及び２２の発熱温度が設定温
度に制御される。この場合、第１の温度センサ線２３か
らの出力電圧Ｖｄａに基づいてリレー接点２７ａ制御用
の二値化信号を出力する第１の温度検知回路３１　、＝
Ｉｕびに第２の、１４度センサ線２４からの出力電圧Ｖ
ｄｂに基づいてリレー接点２８ａ制御用の二値化信号を
出力する第２の温度検知回路３２には、その出力信号に
対して設定２１す度が高い状態時に高く且つ設定温度が
低い状態時に低くなる゛ヒステリシスが付与されている
から、次に述べるような利点がある。即ち、電気カーペ
ットでは、設定温度が高い状態時はどヒータ線２１．２
２の断電時における温度低下速度が早くなるものであり
、従って設定温度が高い状態時はどリレー接点２７ａ、
２８ａのオンオフ頻度が高くなる。二のような状態はリ
レー接点２７ａ、　　２８ａの寿命」二好ましくないた
め、そのオンオフ頻度を少なくすることが望ましく、こ
のためには、第１−及び第２の、ＦｊＬ度険知検知３１
及び３２の出力に大きなヒステリシスを付与すれば良い
。しかしながら、単にヒステリシスを大きくしたたけで
は、設定温度が低い状態時における発熱温度のリップル
が大きくなるという新たな問題点が惹起される。これに
対して、本実施例では第１及び第２の温度検知回路３１
及び３２の出力信号に対して」二連のようなヒステリシ
スが付与されているから、設定温度が高い状態時にリレ
ー接点２７ａ、２８ａのオンオフが頻繁に行なわれたり
、設定温度が低い状態時に温度リップルが大きくなって
しまう虞がない。

また、」二記（１η成によれば、傍熱ヒータ４６が１個
設けられているたけであるから、構造を簡単化できてコ
スト安になし得る。しかも、温度ヒユーズ２６及び傍熱
ヒータ４６の収納スペースが小さくて済むと共に、傍熱
ヒータ４６の通電時における熱容はを小さくできて、温
度ヒユーズを短時間で溶断させることができる。さらに
、第１及び第２のヒータ線２１及び２２において発熱線
２１ａ及び検知線２１ａ間或は発熱線２２ａ及び検知線
２２ａ間が短絡して傍熱ヒータ４６に通電されたときに
は、その傍熱ヒータ４６に対して、交流電源２５の正゛
１ｅ、波電圧及び負甲波電圧が夫々ダイオード４５ａ及
び４５ｂを介して印加される（ｂ成であるから、各ヒー
タ線２１及び２２における上記短絡箇所の如何に拘らず
１、傍熱ヒータ４６にある程度以上の７は圧が印加され
ることになる。従って、第１及び第２のヒータ線２１及
び２２における短絡箇所に関係なく温度ヒユーズを確実
に溶断させることができる。

一方、リレー接点２７ａ或は２８ａが溶岩したり、トラ
ンジスタ３５或は３６が故障したりして、マイクロコン
ピュータ３３の出力ポート３３ｈ。

３３ｔからのオフ指令信号（ローレベル信号）と無関係
にリレー接点２７ａ或は２８ａが連続してオンされた状
態に陥ったときには、発熱線２１ａ或は２２ａに連続通
電されて過熱状態になる。このような場合、マイクロコ
ンピュータ３３は、上記のような故障状態に陥った旨を
接点故障検知回路５０の出力に基づいて判断し、その出
力ポート３３ｇからトリガ用電圧信号Ｖ　３３ｇを出力
してサイリスタ４７をオンさせる。この結果、サイリス
タ４７を介して傍熱ヒータ４６に通電されて温度ヒユー
ズ２６が強制的に溶断されるようになり、以て過熱事故
の発生が未然に防１＃−，される。この場合、マイクロ
コンピュータ３３は、サイリスタ４７が開放或は短絡故
障状態にあるか否かを、交流電源２５の投入時点におい
て信号発生回路４８の出力電圧Ｖｓ等を１１１用して判
断し、故障があった場合には警報信号を発するように構
成されているから、上述した温度ヒユーズ２６による安
全機構が動作しない旨を使用者に予め知らせることがで
きて、故障対策を早期に講することができる等、安全性
を向上させ得る。しかも、マイクロコンピュータ３３は
、傍熱ヒータ４６の断線状態、第１及び第２のヒータ線
２１及び２２の各検知線２１Ｃ及び２２ｃの断線状態等
も検知して警報信号を出力する構成であるから、傍熱ヒ
ータ４６による温度ヒユーズ２６の強制的な溶断機能、
並びに第１及び第２のヒータ線２１及び２２が存する本
来の安全機構（感熱層２１ｂ或は２２ｂの溶融に伴う温
度ヒユーズ２６の溶断機能）が損われてしまうことがな
く、さらに安全性を向上させｉする。

尚、上記実施例では、サイリスタ４７の端子電圧を第１
及び第２のヒータ線２１及び２２の各検知線２１ｃ及び
２２ｃを介して検出するようにしたが、第１及び第２の
温度センサ線２３及び２４の各検知線２３ｃ及び２４ｃ
を介して検出する構成としても良く、この場合には、そ
の検知線２３Ｃ及び２４ｃの断線検知を行なうことがで
きる。

［発明の効果］。

本発明によれば以−りの説明によって明らかなように、
ヒータ線通断電用の第１のスイッチング素子の制御が不
能になったとき、並びにヒータ線の感熱層が溶融したと
きの何れの場合にも′温度ヒユーズを強制的に溶断させ
る構成でありながら、上記温度ヒユーズを溶断させるた
めの傍熱ヒータを１個設けるだけの構成を採用できて、
構造の簡単化及び小形化を図り得ると共に、温度ヒユー
ズの溶断所要時間を短縮でき、さらには、前記ヒータ線
における溶融箇所の如何に拘らず傍熱ヒータの発熱量が
不足する虞がなくて、上記感熱層の溶融時には）、１反
ヒユーズを確実に溶断てきる等の効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は全体の回路構成図、第２図は温度検知回路の回路
構成図、第３図はパルス検知回路の回路構成図、第４図
は基や電圧発生回路の出力電圧波形図、第５図はマイク
ロコンピュータによるサイリスタの動作確認機能説明用
の波形図、第６図は異常検知手段の機能説明用の波形図
、第７図は第１のヒータ線の構造を示す図、第８図は第
１の温度センサ線の構造を示す図である。また、第９図
は従来例を示す回路構成図である。 図中、２１は第１のヒータ線、２２は第２のヒータ線、
２１ａ、２２ａは発熱線、２１ｂ、２２ｂは感熱層、２
１ｃ、２２ｃは検知線、２３は第１の温度センサ線（温
度センサ）、２４は第２の温度センサ線（温度センサ）
、２３ａ、２３ｃ。 ２４ａ、２４ｃは検知線、２３ｂ、２４ｂは感熱層、２
５は交流電源、２６は温度ヒユーズ、２７はリレー、２
７ａはリレー接点（第１のスイッチング素子）、２８は
リレー、２８ａはリレー接点（第１のスイッチング素子
）、２９は第１の分圧回路、３０は第２の分圧回路、３
１は第１の温度検知回路（温度制御手段）、３２は第２
の温度検知回路（温度制御手段）、３３はマイクロコン
ピュータ（温度制御手段、異常検知手段）、３４は室温
検知回路、３５．３６はトランジスタ、３７は基！ｆ１
電圧発生回路、４４はクロ・ンク発生回路、４５は通電
回路、４５ａ、４５ｂはダイオード、４６は傍熱ヒータ
、４７はサイリスク（第２のスインチング素子）、４８
は信号発生回路、４９は表示器、５０は接点故障検知回
路（異常検知手段）、５２はパルス検知回路を示す。 出願人　　株式会社　　東　　　２ 第２図 −２う２ 第３図 Ｖｄａのしαル　ゝ、Ｊｄｂのし公ル 出力ボート３３ｈの出力 第　４　図 第５図 第６図 第７図　　　第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、発熱線及び検知線間に熱溶融性樹脂より成る感熱層
   が介在されその感熱層の溶融に応じて上記発熱線及び検
   知線間が短絡されるヒータ線と、このヒータ線を通断電
   制御するための第１のスイッチング素子と、前記ヒータ
   線の温度を検知するように設けられた温度センサと、こ
   の温度センサの検知出力に基づいて前記第１のスイッチ
   ング素子をオンオフさせて発熱温度の制御を行なう温度
   制御手段と、前記ヒータ線の通電路に介在された温度ヒ
   ューズと、この温度ヒューズを強制的に溶断させるため
   の傍熱ヒータと、オン状態で前記傍熱ヒータの通電路を
   形成する第２のスイッチング素子と、前記第１のスイッ
   チング素子の制御が不能になったときにこれを検知して
   前記第２のスイッチング素子をオンさせる異常検知手段
   と、交流電源の両端に対をなすダイオードを逆極性状態
   で直列接続して成る通電回路とを備え、前記傍熱ヒータ
   は、前記ヒータ線の発熱線及び検知線間が短絡したとき
   に前記通電回路における対をなすダイオードの共通接続
   点から上記ヒータ線の短絡部分を介して通電されるよう
   に構成されていることを特徴とする熱器具の温度制御装
   置。