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技術 面状採暖具

出願人 パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 栗本由子池本大輔森川由隆
出願日 2015年6月2日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2015-111884
公開日 2016年12月28日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2016-223720
状態 特許登録済
技術分野 電気、蓄熱等の区域暖房方式 抵抗加熱の制御
主要キーワード 高温期間 補助抵抗 負荷切替 低温期間 温度検出用抵抗 感温式 内部温度センサ 通電直後
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年12月28日)のものです。
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図面 (7)

課題

温度検知機能温度特性正常状態復帰させ、快適な暖房効果を提供すること。

解決手段

発熱線110と温度検知線120が一体のヒータ線100と、通電を制御する制御部200と、ヒータ線100の温度を設定する温度設定手段300と、コントローラの内部の温度を検知する内部温度センサ400とを備え、制御部200は通電開始時に温度設定手段300の設定温度と、内部温度センサ400の検出温度に基づき、通電開始直後制御形態として、設定温度より高い温度で制御する速熱制御を実施し、所定期間内に温度設定手段300を切替えた場合、所定期間の残りは強制立上制御を実施することにより、使用者使用感覚に沿った制御で、ヒータ線の除湿を可能な限り短時間実施することが可能となり、温度特性を回復させることができ、快適な暖房効果を得ることができる。

概要

背景

従来、この種の面状採暖具は、面状採暖具本体に配設された発熱線温度検知線とが一体になった発熱体と、発熱体に接続されたコントローラとを備え、コントローラは、発熱体の温度を検出する温度検出手段と、発熱体の制御温度を設定する温度設定手段と、通電開始時から一定時間は温度設定手段による設定温度よりも高い温度で発熱体を制御する速熱制御手段と、通電開始時から一定時間は発熱体に強制的に通電を行う強制立ち上げ制御手段と、強制立ち上げ制御手段の実施の可否を判定する判定手段とを備えている。

上記構成の面状採暖具においては、面状採暖具を長期間使用されず放置された場合、発熱体が吸湿するため、温度検知線より検出する温度検出手段の検出温度誤差が生じ、吸湿状態では乾燥状態よりも高い温度として検出してしまう。

吸湿状態での検知誤差を解消するために、面状採暖具の通電開始時に判定手段が可と判定した場合、通電開始から一定時間は強制立ち上げ制御手段で発熱体を制御し、判定手段が否と判定した場合、通電開始から一定時間は速熱制御手段で発熱体を制御する構成となっている。

判定手段の判定条件基本項目としては、通電開始時における温度設定手段の設定温度が所定レベル以上であることを、絶対条件としている。

また、強制立ち上げ制御を実施中に、温度検出手段の検出温度が異常温度まで到達したときには、通電を停止させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。

図6は従来の面状採暖具の制御系の構成を示す回路図である。図6に示すように、面状採暖具に配設された発熱体1と、発熱体に接続されたコントローラ2と、発熱体1の温度を検出する温度検出手段3と、発熱体1の温度を設定する温度設定手段4と、速熱制御手段5と、強制立ち上げ制御手段6と、強制立ち上げ制御手段6の実施の可否を判定する判定手段7で構成されている。

概要

温度検知機能温度特性正常状態復帰させ、快適な暖房効果を提供すること。発熱線110と温度検知線120が一体のヒータ線100と、通電を制御する制御部200と、ヒータ線100の温度を設定する温度設定手段300と、コントローラの内部の温度を検知する内部温度センサ400とを備え、制御部200は通電開始時に温度設定手段300の設定温度と、内部温度センサ400の検出温度に基づき、通電開始直後制御形態として、設定温度より高い温度で制御する速熱制御を実施し、所定期間内に温度設定手段300を切替えた場合、所定期間の残りは強制立上制御を実施することにより、使用者使用感覚に沿った制御で、ヒータ線の除湿を可能な限り短時間実施することが可能となり、温度特性を回復させることができ、快適な暖房効果を得ることができる。

目的

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、吸湿状態においても通電開始直後に適切な制御を実施することにより、快適な面状採暖具を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

面状採暖具本体に内蔵され、発熱線温度検知線とが一体に構成されたヒータ線と、前記ヒータ線に接続されたコントローラと、を含み、前記コントローラは、前記ヒータ線の通電を制御する制御部と、前記ヒータ線の温度を設定する温度設定手段と、前記コントローラの内部の温度を検知する内部温度センサと、を備え、前記制御部は、前記ヒータ線の温度を検出するヒータ温度検出部と、前記コントローラの内部の温度を検出する内部温度検出部と、前記ヒータ線の設定温度を設定する温度設定部と、前記ヒータ線の通電を駆動するヒータ駆動部と、前記ヒータ線の制御形態を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記制御形態の実施を判定する判定部と、を備え、前記記憶部は、前記温度設定部の設定温度と、前記ヒータ温度検出部の検出温度に基づき、前記発熱線をフィードバック制御する通常制御と、前記設定温度より高い温度で前記発熱線を制御する速熱制御と、前記発熱線に強制的に連続通電を実施する期間を含む所定期間に亘り制御する強制立上制御と、の制御形態を備え、前記判定部は、通電開始時に前記温度設定部の設定温度が所定温度未満の場合は前記速熱制御を実施し、前記速熱制御が実施されている途中に、前記温度設定部の設定温度が前記所定温度以上に変更された場合、通電開始時に前記内部温度検出部の検出温度が所定温度未満である場合、前記強制立上制御に設定された前記所定期間の残りの時間は、前記制御形態を前記強制立上制御に切替えて実施することを特徴とする、面状採暖具。

請求項2

前記強制立上制御は、通電開始直後低温期間においては、前記発熱線に強制的に連続通電を実施し、低温期間後の高温期間においては、安全性を確保できる設定温度である上限温度でフィードバック制御を実施することを特徴とする、請求項1に記載の面状採暖具。

請求項3

前記コントローラに内蔵され、室温を検知する室温センサと、前記制御部に備えられ、前記室温センサの検知データにより室温を検出する室温検出部と、をさらに備え、前記判定部は、前記制御形態を前記強制立上制御に切替える条件として、通電開始時に前記内部温度検出部の検出温度が所定温度未満に加え、前記室温検出部の検出温度が所定温度未満である場合に、前記制御形態を前記強制立上制御に切替えて実施することを特徴とする、請求項1または2に記載の面状採暖具。

技術分野

0001

本発明は、温度検知機能を備えた面状採暖具温度制御に関するものである。

背景技術

0002

従来、この種の面状採暖具は、面状採暖具本体に配設された発熱線温度検知線とが一体になった発熱体と、発熱体に接続されたコントローラとを備え、コントローラは、発熱体の温度を検出する温度検出手段と、発熱体の制御温度を設定する温度設定手段と、通電開始時から一定時間は温度設定手段による設定温度よりも高い温度で発熱体を制御する速熱制御手段と、通電開始時から一定時間は発熱体に強制的に通電を行う強制立ち上げ制御手段と、強制立ち上げ制御手段の実施の可否を判定する判定手段とを備えている。

0003

上記構成の面状採暖具においては、面状採暖具を長期間使用されず放置された場合、発熱体が吸湿するため、温度検知線より検出する温度検出手段の検出温度誤差が生じ、吸湿状態では乾燥状態よりも高い温度として検出してしまう。

0004

吸湿状態での検知誤差を解消するために、面状採暖具の通電開始時に判定手段が可と判定した場合、通電開始から一定時間は強制立ち上げ制御手段で発熱体を制御し、判定手段が否と判定した場合、通電開始から一定時間は速熱制御手段で発熱体を制御する構成となっている。

0005

判定手段の判定条件基本項目としては、通電開始時における温度設定手段の設定温度が所定レベル以上であることを、絶対条件としている。

0006

また、強制立ち上げ制御を実施中に、温度検出手段の検出温度が異常温度まで到達したときには、通電を停止させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。

0007

図6は従来の面状採暖具の制御系の構成を示す回路図である。図6に示すように、面状採暖具に配設された発熱体1と、発熱体に接続されたコントローラ2と、発熱体1の温度を検出する温度検出手段3と、発熱体1の温度を設定する温度設定手段4と、速熱制御手段5と、強制立ち上げ制御手段6と、強制立ち上げ制御手段6の実施の可否を判定する判定手段7で構成されている。

先行技術

0008

特許第4609214号公報

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、前記従来の構成では、発熱体の吸湿状態を使用者認知されないのが一般的であり、使用者は低い温度の設定温度で使用開始することがあり、使用開始後に面状採暖具の温度設定手段を操作して設定温度を高い温度に変更する場合がある。

0010

しかしながら、従来の判定手段の判定条件は、通電開始時における温度設定手段の設定温度が所定レベル以上であることが条件として設定おり、通電開始後に設定温度が所定レベル以上に設定されても強制立ち上げ制御は実施されずに速熱制御手段が継続される。

0011

そのため、発熱体の吸湿状態は長時間に亘り解消されず、面状採暖具は使用者が意図す
る設定温度で制御されない状態が継続されないことが懸念される。

0012

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、吸湿状態においても通電開始直後に適切な制御を実施することにより、快適な面状採暖具を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0013

前記従来の課題を解決するために、本発明の面状採暖具は、面状採暖具本体に内蔵され、発熱線と温度検知線とが一体に構成されたヒータ線と、ヒータ線に接続されたコントローラと、を含み、コントローラは、ヒータ線の通電を制御する制御部と、ヒータ線の温度を設定する温度設定手段と、コントローラの内部の温度を検知する内部温度センサと、を備え、制御部は、ヒータ線の温度を検出するヒータ温度検出部と、コントローラの内部の温度を検出する内部温度検出部と、ヒータ線の設定温度を設定する温度設定部と、ヒータ線の通電を駆動するヒータ駆動部と、ヒータ線の制御形態を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された制御形態の実施を判定する判定部と、を備え、記憶部は、温度設定部の設定温度と、ヒータ温度検出部の検出温度に基づき、発熱線をフィードバック制御する通常制御と、設定温度より高い温度で発熱線を制御する速熱制御と、発熱線に強制的に連続通電を実施する期間を含む所定期間に亘り制御する強制立上制御と、の制御形態を備え、判定部は、通電開始時に温度設定部の設定温度が所定温度未満の場合は速熱制御を実施し、速熱制御が実施されている途中に、温度設定部の設定温度が所定温度以上に変更された場合、通電開始時に内部温度検出部の検出温度が所定温度未満である場合、強制立上制御に設定された所定期間の残りの時間は、制御形態を強制立上制御に切替えて実施することを特徴とするものである。

0014

これにより、使用者の使用感覚に沿った温度制御ができるとともに、ヒータ線の吸湿状態を可能な限り短期間に解消し、温度検知機能の温度特性正常状態復帰させ、快適な暖房効果を提供することができる。

発明の効果

0015

本発明の面状採暖具は、ヒータ線の吸湿状態を可能な限り短期間に解消し、温度検知機能の温度特性を正常状態に復帰させ、快適な暖房効果を提供することができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の実施の形態における面状採暖具の制御系のブロック図
乾燥状態における通電開始直後のヒータ線の温度変化を比較したグラフ
ヒータ温度検出部の検出値とヒータ線の温度との関係を表したグラフ
ヒータ温度検出部の保護部の回路図
ヒータ線の乾燥状態と吸湿状態での温度検出値を示すグラフ
従来の面状採暖具のブロック図

実施例

0017

第1の発明は、面状採暖具本体に内蔵され、発熱線と温度検知線とが一体に構成されたヒータ線と、前記ヒータ線に接続されたコントローラと、を含み、前記コントローラは、前記ヒータ線の通電を制御する制御部と、前記ヒータ線の温度を設定する温度設定手段と、前記コントローラの内部の温度を検知する内部温度センサと、を備え、前記制御部は、前記ヒータ線の温度を検出するヒータ温度検出部と、前記コントローラの内部の温度を検出する内部温度検出部と、前記ヒータ線の設定温度を設定する温度設定部と、前記ヒータ線の通電を駆動するヒータ駆動部と、前記ヒータ線の制御形態を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記制御形態の実施を判定する判定部と、を備え、前記記憶部は、前記温度設定部の設定温度と、前記ヒータ温度検出部の検出温度に基づき、前記発熱線をフ
ィードバック制御する通常制御と、前記設定温度より高い温度で前記発熱線を制御する速熱制御と、前記発熱線に強制的に連続通電を実施する期間を含む所定期間に亘り制御する強制立上制御と、の制御形態を備え、前記判定部は、通電開始時に前記温度設定部の設定温度が所定温度未満の場合は前記速熱制御を実施し、前記速熱制御が実施されている途中に、前記温度設定部の設定温度が前記所定温度以上に変更された場合、通電開始時に前記内部温度検出部の検出温度が所定温度未満である場合、前記強制立上制御に設定された前記所定期間の残りの時間は、前記制御形態を前記強制立上制御に切替えて実施することを特徴とする、面状採暖具である。

0018

これにより、使用者の使用感覚に沿った温度制御ができるとともに、ヒータ線の吸湿状態を可能な限り短期間に解消し、温度検知機能の温度特性を正常状態に復帰させ、快適な暖房効果を提供することができる。
することができる。

0019

第2の発明は、特に、第1の発明において、前記強制立上制御は、通電開始直後の低温期間においては、前記発熱線に強制的に連続通電を実施し、低温期間後の高温期間においては、安全性を確保できる設定温度である上限温度でフィードバック制御を実施することを特徴とする、面状採暖具である。

0020

これにより、使用条件に関係なく可能な限り吸湿状態を短期間に解除することができる。

0021

第3の発明は、特に第1または第2の発明において、前記コントローラに内蔵され、室温を検知する室温センサと、前記制御部に備えられ、前記室温センサの検知データにより室温を検出する室温検出部と、をさらに備え、前記判定部は、前記制御形態を前記強制立上制御に切替える条件として、通電開始時に前記内部温度検出部の検出温度が所定温度未満に加え、前記室温検出部の検出温度が所定温度未満である場合に、前記制御形態を前記強制立上制御に切替えて実施することを特徴とする、面状採暖具である。

0022

これにより、内部温度センサが異常の場合、強制立上制御を中止することができるため、ヒータ線の異常温度上昇を抑制することができ、面状採暖具の安全性を向上することができる。

0023

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

0024

(実施の形態1)
<1>面状採暖具の構成
図1は本発明の面状採暖具の制御系統のブロック図であり、図2は乾燥状態における通電開始直後のヒータ線の温度変化を比較したグラフであり、図3はヒータ温度検出部の検出値とヒータ線の温度との関係を表したグラフであり、図4はヒータ温度検出部の保護部の回路図である。

0025

図1に示すように、面状採暖具の制御系の主な構成としては、面状採暖具の本体(図示せず)の内部に配設されたヒータ線100と、本体に接続され、ヒータ線100の通電を制御するコントローラ(図示せず)とを備え、コントローラには、ヒータ線100の通電を制御する制御部200と、使用者が面状採暖具の温度を設定する温度設定手段300と、コントローラ内部の温度を検知する内部温度センサ400と、室温を検知する室温センサ500が備えられている。

0026

ヒータ線100は発熱線110と、温度検知線120と、発熱線110と温度検知線120の間に介装された樹脂材料による感温体130が一体になった一線式線状ヒータである。

0027

温度設定手段300は、例えばスライドボリュームを主な構成部材とし、使用者が手動で操作することにより、ヒータ線100の温度を任意に設定可能なものである。

0028

内部温度センサ400は、制御部200を構成する制御基板(図示せず)の中央部に設置されおり、コントローラ内部の温度変化が検知できる構成となっている。また、室温センサ500は、コントローラ内部の温度変化に影響されずに外部の温度が検知できるように、コントローラの端部設けられた外部との連通口の近傍に配置されている。

0029

制御部200は、ヒータ線100の温度を検出するヒータ温度検出部210と、コントローラの内部の温度を検出する内部温度検出部220と、室温を検出する室温検出部230と、発熱線110の通電を制御するヒータ駆動部240と、温度設定手段300の設定情報を受信し、制御データに変換する温度設定部250と、発熱線110の制御形態および制御形態の選択条件等を記憶する記憶部260と、発熱線110の制御形態の選択を判定する判定部270を備えている。

0030

室温センサ500および室温検出部230は、内部温度センサ400のバラツキおよび故障監視するものであり、特に、後述する通電開始直後に強制的に連続通電を行う強制立上制御P3を安全に実施する目的で備えたものである。

0031

強制立上制御P3の開始時の判定の条件として、内部温度センサ400の設定値(23℃)に対し、室温センサ500の設定値はそれよりも高い温度(27℃)に設定されている。この設定は、コントローラの構成上、通常は室温センサ500の検出温度より内部温度センサの検出温度は高くなるが、温度センサのバラツキを考慮して、内部温度センサ400の設定値(23℃)に対して室温センサ500の設定値はそれよりも高い温度(27℃)に設定されている。このような判定の条件により、強制立上制御P3の開始時に、内部温度センサ400の検出温度が設定値(23℃)未満であっても、室温センサ500の検出温度が設定値(27℃)より高い場合は内部温度センサ400が異常である判定し、強制立上制御P3の実施を中止するものである。

0032

ヒータ温度検出部210は、温度検知線120からの検知信号電圧に変換する電圧変換部211と、変換された電圧がマイナスになることを防止する保護部212と、保護部212で補正されたデータからヒータ線100の温度を検出する温度検出部213から構成されている(保護部212の詳細については後述する)。

0033

発熱線110の制御形態としては3個のパターンを備えている。第1の制御形態は、ヒータ線100の温度検知線120の検知データからヒータ温度検出部210が検出した検出温度と、温度設定手段300により設定された設定温度に基づきフィードバック制御により発熱線110の通電を制御する通常制御P1のパターンである。

0034

第2の制御形態は、通電開始直後の所定時間(本実施の形態では5〜50分間)は、温度設定手段300で設定された設定温度よりも高い温度(速熱設定温度と称する)で発熱線110の温度制御を行う速熱制御P2のパターンである。この場合の所定時間は温度設定手段300の設定レベルにより異なり、例えば、最高温度の設定である7段階中の「7」に設定されている場合は、50分間となり、最低の温度設定である「1」に設定されている場合は5分間となり、いずれの設定レベルにおいても5分間〜50分間の範囲である。

0035

第3の制御形態は、通電開始直後の所定期間L(本実施の形態では50分間)において通電直後の(本実施の形態では20分間)の低温期間L1は、発熱線110に強制的に連続通電を行い、通電後期(本実施に形態では通電開始後20分〜50分)の高温期間L2は面状採暖具およびヒータ線100の安全を確保できる上限温度T3でフィードバック制御を行う強制立上制御P3のパターンである。

0036

低温期間L1(20分間)は、ヒータ線100に強制的に連続通電を実施する制御形態を採用したのは、この時間であれば、たとえ面状採暖具の上で電気コタツが使用される異常使用の状態においても、面状採暖具およびヒータ線100が異常温度まで上昇することがなく、安全性を確保することができるため、少なくとも低温期間L1は強制通電を実施することにより、可能な限りヒータ線100を早く乾燥させることができる。

0037

図2に示すように、50分間の所定期間Lは、乾燥状態のヒータ線100に強制的に連続通電を行った場合に、面状採暖具およびヒータ線100の温度が安全性を確保できる上限温度に到達するまでの時間を基づいて設定されている。そのため正常状態における強制立上制御P3では、基本的には所定期間Lの間はヒータ線100には連続的に通電が実施される。しかし、面状採暖具の上の布団を被せている場合、または面状採暖具の上で電気コタツが使用される等の異常使用の場合はヒータ線100が異常に上昇して上限温度T3以上に上昇する可能性がある。

0038

上記の異常使用に対する対策として、本実施の形態の面状採暖具は、通電開始直後の低温期間L1である20分間は無条件でヒータ線100に強制的に連続通電を行い、高温状態となる20分以降50分までの高温期間L2においては、ヒータ温度検出部210が上限温度T3を検出した場合は、上限温度T3でフィードバック制御することにより安全性を確保する構成となっている。

0039

上記3つのパターンの制御形態は制御部200の記憶部260に記憶されており、通電開始時に、判定部270の判定により、速熱制御P2または強制立上制御P3の制御形態が選択される。

0040

また、通電開始時に実施される速熱制御P2および強制立上制御P3が終了した時点からは、第1の制御パターンである通常制御P1に移行して通電が継続される。

0041

判定部270は、温度設定手段300の設定データと、内部温度検出部220の検知データに基づいて判定を行い、記憶部260に記憶された速熱制御P2と強制立上制御P3の2個の制御形態から、通電開始時に実施する制御形態を選択する機能を備えている。

0042

強制立上制御P3を選択する条件は、温度設定手段300の設定が最高の設定である7段階中の「7」が設定されており、内部温度検出部の検知データが23℃未満の条件が揃った場合に強制立上制御P3の制御形態が選択され、所定期間L(50分間)は基本的に発熱線110に連続的に通電される。

0043

強制立上制御P3を実施するための安全機能として、強制立上制御P3の開始時に、内部温度センサ400の検出温度が23℃未満であっても、室温センサ500の検出温度が27℃より高い場合は内部温度センサ400が異常である判定し、強制立上制御P3の実施は中止される。

0044

また、判定部は上記選択機能に加え、強制立上制御P3の開始から3分以内に、ヒータ温度検出部210の検知データが上限温度T3(80℃)以上の温度を検出した場合は、
ヒータ線100が他の熱源から加熱されていると判定し、高温期間L2の制御形態に移行し上限温度T3でフィードバック制御を実施する。この制御形態の切替え機能を備えることにより、例えば、面状採暖具の上で電気コタツ等の暖房器具が使用されている異常使用状態において、強制立上制御P3によるヒータ線100の異常温度上昇を防止することができる。 上記以外の条件の場合、判定部270は速熱制御P2を選択し、所定時間に亘り速熱制御P2が実施される。速熱制御P2が実施される時間は温度設定手段300の設定により異なり、例えば、温度設定の7段階中の最高温度である「7」の場合は50分間、中レベルの温度である「4」の場合は50分間、最低の温度設定である「1」に設定されている場合は5分間となる。

0045

また、温度設定手段300の設定が「7」以外で通電を開始した場合は、速熱制御P2で制御形態が開始されるが、速熱制御P2が実施されている途中に、使用者が温度設定を「7」に切替えた場合、通電開始時の内部温度検出部220の検知データが23℃未満であった場合、強制立上制御P3の所定期間L(50分間)の残りの時間は、制御形態が強制立上制御P3に移行して実施される構成となっている。

0046

これは、吸湿状態の面状採暖具を使用して、使用者が温度が低いと思って温度設定手段300の切替え操作を実施した場合に、使用者の意思に可能な限り対応するとともに、より快適な使用感を提供することができるとともに、ヒータ線100の吸湿状態を可能な限り短期間に解消することができる。

0047

図2は、上記制御形態における乾燥状態のヒータ線100の表面温度の変化を示すものである(図に示す速熱制御のグラフは温度設定が「4」の場合を示すものである)。

0048

図2に示すように、速熱制御P2が実施された場合、通電開始後にヒータ線100の温度は設定温度T1より高い速熱設定温度T2まで上昇し、所定時間(通電開始後50分間)内は速熱設定温度T2を維持し、所定時間到達後は設定温度T1まで下降し、設定温度T1に維持される。

0049

一方、強制立上制御P3が実施された場合、通電開始後の所定期間(50分間)は連続して温度上昇が継続して速熱設定温度T2以上の上限温度T3までヒータ線100の温度は上昇し、所定期間(50分間)に到達した時点で発熱線110への通電が停止されることにより、ヒータ線100の温度は設定温度T1まで下降し、その後設定温度に維持される。

0050

上記はヒータ線100が乾燥状態での温度変化を説明したものであり、ヒータ線100の吸湿状態においては、感温体130の抵抗が低下するため、制御部200のヒータ温度検出部210は実際の温度より高い温度を検出することとなる。そのため、ヒータ駆動部240は実際の温度より高い検出温度に基づき発熱線110の通電を制御するため、発熱線110への通電量が少なくなり、結果的に面状採暖具の温度上昇速度が遅くなる。

0051

図3は通常制御におけるヒータ温度検出部210の検出値(電圧)とヒータ線100の温度との関係を示すグラフである。

0052

ヒータ温度検出部210の検出値は電圧として出力され、温度が上昇するのに伴って電圧は下降し、通常制御P1が実施される設定温度T1の範囲ではプラスの電圧が維持されるように制御回路は構成されている。

0053

また、速熱制御P2が実施された場合の速熱設定温度T2の範囲においてもプラスの電圧が維持されるように構成されている。

0054

一方、強制立上制御P3が実施された場合、図3から推察できるように、検出値(電圧)がマイナスの電圧まで下降する可能性がある。この電圧はヒータ温度検出部210を構成するマイコンのA/D(アナログからデジタルに変換する入力)に印加される電圧であり、マイナス電圧を印加した場合マイコンが損傷する可能性がある。

0055

上記のように、通常制御P1と速熱制御P2に対応する温度範囲のみをプラス電圧になるように回路を構成しているのは、特に、通常制御P1の温度検知精度を向上することを目的とするものである。

0056

このため、本実施の形態におけるヒータ温度検出部210には検出値がマイナス電圧になることを防止する保護部212が設けられている。図4は、保護部212の一例を示すものであり、保護用負荷切替回路212aと保護用ダイオード212bを保護手段として備えている。

0057

保護用負荷切替回路212aは温度検出用補助抵抗212cを備えており、温度検出用抵抗212dと切替えることにより検出値がマイナス電圧になることを防止することができる。

0058

また、マイコンを使用した場合、最大定格が−0.3V〜+5.3Vであるのが一般的であるので、保護用ダイオード212bはVfが小さく0.2V程度であるショットキーバリアダイオードを使用している。

0059

上記のように保護部212を設けることにより、強制立上制御P3を実施した場合、検出値(電圧)はプラスの状態に維持されるため、マイコンが損傷することを防止することができる。

0060

<2>面状採暖具の動作および作用
図5はヒータ線の乾燥状態と吸湿状態での温度検出値を示すグラフである。

0061

面状採暖具は、通常の使用状態においては、使用者が温度設定手段300によって設定した設定温度に早く到達させるために、通電開始時に速熱制御P2の制御形態を実施し、通電開始直後は、使用者が設定した設定温度よりも高い温度で発熱線110を通電制御し、所定時間後に設定温度で制御する通常制御P1に移行する。

0062

しかし、前述の通り、購入直後やシーズン始めのときには、面状採暖具、特にヒータ線100の感温体130が吸湿している場合、ヒータ温度検出部210の検出値はヒータ線100の実際の温度より高い温度を検出する。

0063

図5に示すように、ヒータ温度検出部210の検出値Vaである時、ヒータ線100が乾燥状態であれば、ヒータ線100の実際の温度はTaであるが、ヒータ線100が吸湿状態の場合は、Taより低い温度のTbである。そのため、ヒータ線が吸湿状態の場合は、ヒータ温度検出部210の検出値はヒータ線100の実際の温度より高い温度として検出してしまうため、温度設定手段300で設定した設定温度T1まで上昇しないことがある。

0064

ここで、正規の設定温度で制御させようとすると、早急に湿気を除去し、ヒータ温度検出部210の検出値とヒータ線100の温度との関係を正常な状態に復帰させる必要がある。

0065

本実施の形態においては、温度設定手段300の設定が7段階中の「7」が設定されており、内部温度検出部の検知データが23℃未満の条件が揃った場合に、通電開始直後の所定時間(50分間)は発熱線110に強制的に通電する強制立上制御P3が実施され、ヒータ線100の温度を設定温度より上昇させることで、早期に湿気を除去し、所定時間後に設定温度で制御する通常制御P1に移行する。

0066

一方、吸湿状態において、内部温度検出部の検知データが23℃未満であっても、温度設定手段300の設定が7段階中の「7」より低い温度に設定されている場合は、通電開始直後の所定時間は速熱制御P2が実施される。

0067

吸湿状態で速熱制御P2が実施された場合、発熱線110への通電量が少なくなるため面状採暖具の温度上昇が遅くなる。この時使用者が温度設定手段300を操作して最高レベルの「7」に切替えた場合、制御部200は、通電開始時の内部温度検出部220の検知データが23℃未満であった場合は、制御形態を速熱制御P2から強制立上制御P3に切替え、強制立上制御P3の所定期間L(50分間)の残りの時間は、強制立上制御P3が実施される構成となっている。これにより、吸湿状態を早期に解消するとともに使用者の使用感覚に対応することができる。

0068

通電開始時に実施される速熱制御P2と強制立上制御P3の選択は制御部200の判定部270が自動的に選択して実施する。

0069

上記のように、本実施の形態における面状採暖具は、温度設定手段300の設定が「7」に設定され、内部温度検出部の検知データが23℃未満の条件が揃った場合に、自動的に強制立上制御P3の制御形態で通電が実施されるので、短時間にヒータ線100の除湿を実施することができ、使用者が意図した設定温度で面状採暖具を制御することができ、快適な暖房効果を得ることができる。

0070

また、内部温度検出部の検知データが23℃未満で、温度設定手段300の設定が7段階中の「7」より低い温度に設定されている場合、通電開始直後の制御形態は速熱制御P2が実施される。速熱制御P2が実施されている途中に、温度設定手段300が最高レベルの「7」に切替えられた場合、制御部200は制御形態を速熱制御P2から強制立上制御P3に変更し、強制立上制御P3の所定期間L(50分間)の残りの時間は強制立上制御P3が実施されることにより、使用者の使用感覚に沿った制御ができるとともに、ヒータ線の吸湿状態を可能な限り短期間に解消し、温度検知機能の温度特性を正常状態に復帰させ、快適な暖房効果を提供することができる。

0071

また、制御部200の判定部270が、強制立上制御P3の開始直後のヒータ線100の温度を検知することにより、面状採暖具の上で電気コタツ等の暖房器具が使用され、面状採暖具に外来熱が付加された異常使用状態で強制立上制御が実施された場合、ヒータ温度検出部の検出温度により異常使用状態を検出することが可能となり、ヒータ線の異常温度上昇を防止することができ、安全性と耐久性を向上することができる。

0072

また、強制立上制御P3の所定期間Lの内、通電直後の低温期間L1は、発熱線110に強制的に通電を行う構成としたことにより、使用条件に関係なく可能な限り吸湿状態を短期間に解除することができる。

0073

また、強制立上制御P3の開始時に、内部温度センサ400の検出温度が23℃未満であっても、室温センサ500の検出温度が27℃より高い場合は内部温度センサ400が異常である判定し、強制立上制御P3の実施は中止されることにより、ヒータ線の異常温度上昇を抑制することができ、面状採暖具の安全性を向上することができる。

0074

なお、本実施の形態においては、強制立上制御が実施される条件として、温度設定手段の設定が7段階中の「7」が設定されており、内部温度検出部の検知データが23℃未満の条件が揃った場合としたが、これに限るものではなく、使用するヒータ線およびコントローラの形態等により、他の条件としてもよい。

0075

また、強制立上制御の所定時間を50分間としたが、これに限るものではなく、ヒータ線の耐熱温度および強制通電の電力容量およびヒータ線の実際の温度上昇に基づき、適切な時間を設定すればよい。

0076

また、前記強制立上制御の実施中の通電開始直後にヒータ温度検出部が所定温度以上の検出温度を所定時間以内に検出した場合、前記制御形態を前記強制立上制御から前記速熱制御に切替える制御において、所定時間を3分間としたが、これに限るものではなく、使用するヒータ線の仕様等に合わせた他の時間に設定してもよい。

0077

以上のように、本発明にかかる面状採暖具は、一線式ヒータ線の吸湿による特性変化を早期に回復させることができるので、感温式の発熱体を用いている機器に適用できる。

0078

100ヒータ線
110発熱線
120温度検知線
200 制御部
210ヒータ温度検出部
220内部温度検出部
240ヒータ駆動部
250温度設定部
260 記憶部
270 判定部
300 温度設定手段
400内部温度センサ
L 所定期間
L1低温期間
L2高温期間
P1通常制御
P2 速熱制御
P3強制立上制御

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