(57)【要約】      （修正有）【課題】電熱衣類、電熱毛布等に使用する安全性の高い導電発熱制御器を提供する。【解決手段】導電発熱制御器１０は、電熱物品内部の導電発熱体への直流電力の供給を制御し、加熱を行い、該制御器は、レギュレータ回路Ｕ１と、マイクロプロセッサＵ２と、温度センサ回路と、保護回路と、スイッチ回路と、クロック発振回路と、から構成され、加熱温度を精確に測定し、加熱温度設定範囲を維持するよう自動制御し、直流電圧入出力無電圧降下制御に適用し、更に、二重保護設計を具備し、使用操作の安全性を向上する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の電熱物品内部の導電発熱体への供給を制御し、加熱を行い、その感温導線に接続する導電発熱制御器であって、該制御器は、
直流定圧電源を供給するレギュレータ回路と、
マイクロプロセッサと、
各段加熱温度をセンサする複数の比較器を有し、各比較器の正入力端がそれぞれ該定圧電源の異なる分圧回路に接続し、その各負入力端が感温導線と接続する熱抵抗器の分圧端と接続し、各比較の出力端が該マイクロプロセッサに接続し、各比較器が温度段数切り換えスイッチに共同で接続する温度センサ回路と、
設定最高加熱温度をセンサする比較器を有し、それぞれ該定圧電源及びその分割回路及び該熱抵抗分圧端に接続する保護回路と、
それぞれ該マイクロプロセッサ及び保護回路の比較器の出力端に接続する制御回路と、
該直流電源の出力端及び制御回路に接続し、電熱物品の直流電源のオン又はオフを制御するスイッチ回路と、
該マイクロプロセッサ内部のソフトウェアと合わせて動作し、異常加熱を計測時、該制御回路及びスイッチ回路を経由して該直流電源をオフするクロック発振回路と、
を含む導電発熱制御器。
【請求項２】
前記マイクロプロセッサ内部のソフトウェアがクロック発振回路を合わせて、最低第１段加熱温度が加熱を繰り返すオフ間隔時間をカウント設定する請求項１記載の導電発熱制御器。
【請求項３】
前記マイクロプロセッサが温度センサ回路の切り換えスイッチ及び各比較の動作に対応する複数のインジケータを設ける請求項１記載の導電発熱制御器。
【請求項４】
前記マイクロプロセッサが温度段数に対応して切り換えスイッチ動作及び異常加熱警告するブザーを設ける請求項１記載の導電発熱制御器。
【請求項５】
前記制御回路が２つの直列するトランジスタを有し、該マイクロプロセッサ及び保護回路の比較器の出力端にそれぞれ接続する請求項１記載の導電発熱制御器。
【請求項６】
前記スイッチ回路がフィールドエフェクトトランジスタを有し、そのベースと制御回路の間に分圧回路を接続する請求項１記載の導電発熱制御器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、導電発熱制御器に関し、電熱衣類、電熱毛布及び電熱保健ベルト等の物品に使用させる制御器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電熱衣類、電熱毛布及び電熱医療保健ベルト内部には、導熱導電カーボンフィラメント等の導電発熱体を埋設し、感温導線を接続する。これらの導熱物品は、電源供給制御器に接続し、導熱導電カーボンフィラメントへの電源供給を制御し、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する必要がある。同時に温度センサ回路及び感温導線を合わせ、加熱温度の測定を行い、電源のオン又はオフを制御する。
【０００３】
現在の電熱物品制御器の温度センサ回路は、過熱温度をセンサし、発振回路のＲＣ時間常数を変化させ、スイッチ回路に電源をオン又はオフするよう制御させる。但し、この種の温度センサ方式は、加熱温度を迅速で精確に測定できず、加熱温度設定範囲の安定性に影響を及ぼし、電力を浪費する。特に制御器自身が二重保護回路設計を有しておらず、異常な加熱を発生し易く、危険な事故を起こし、生命財産の安全に影響を及ぼすので、改良を考案する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公表２００８−５１０４４８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案の目的は、加熱温度を精確に測定でき、加熱温度設定範囲を維持するよう自動制御し、電力を節減し、直流電圧入出力無電圧降下制御に適用し、更に、二重保護設計を具備し、異常な加熱により危険を招くことを回避し、使用操作の安全性を向上し、実際の要求に適合した導電発熱制御器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本考案が提供する導電発熱制御器は、直流定圧電源を供給するレギュレータ回路と、マイクロプロセッサと、各段加熱温度をセンサする複数の比較器を有し、各比較器の正入力端がそれぞれ該定圧電源の異なる分圧回路に接続し、その各負入力端が感温導線と接続する熱抵抗器の分圧端と接続し、各比較の出力端が該マイクロプロセッサに接続し、各比較器が温度段数切り換えスイッチに共同で接続する温度センサ回路と、設定最高加熱温度をセンサする比較器を有し、それぞれ該定圧電源及びその分割回路及び該熱抵抗分圧端に接続する保護回路と、それぞれ該マイクロプロセッサ及び保護回路の比較器の出力端に接続する制御回路と、該直流電源の出力端及び制御回路に接続し、電熱物品の直流電源のオン又はオフを制御するスイッチ回路と、該マイクロプロセッサ内部のソフトウェアと合わせて動作し、異常加熱を計測時、該制御回路及びスイッチ回路を経由して該直流電源をオフするクロック発振回路と、を含む。
本考案は、下記の特徴を有する。
（１）直流電源の電熱物品内部の導電発熱体への供給を制御し、加熱を行い、その感温導線に接続する導電発熱制御器であって、該制御器は、
直流定圧電源を供給するレギュレータ回路と、
マイクロプロセッサと、
各段加熱温度をセンサする複数の比較器を有し、各比較器の正入力端がそれぞれ該定圧電源の異なる分圧回路に接続し、その各負入力端が感温導線と接続する熱抵抗器の分圧端と接続し、各比較の出力端が該マイクロプロセッサに接続し、各比較器が温度段数切り換えスイッチに共同で接続する温度センサ回路と、
設定最高加熱温度をセンサする比較器を有し、それぞれ該定圧電源及びその分割回路及び該熱抵抗分圧端に接続する保護回路と、
それぞれ該マイクロプロセッサ及び保護回路の比較器の出力端に接続する制御回路と、
該直流電源の出力端及び制御回路に接続し、電熱物品の直流電源のオン又はオフを制御するスイッチ回路と、
該マイクロプロセッサ内部のソフトウェアと合わせて動作し、異常加熱を計測時、該制御回路及びスイッチ回路を経由して該直流電源をオフするクロック発振回路と、
を含む導電発熱制御器。
（２）前記マイクロプロセッサ内部のソフトウェアがクロック発振回路を合わせて、最低第１段加熱温度が加熱を繰り返すオフ間隔時間をカウント設定する（１）記載の導電発熱制御器。
（３）前記マイクロプロセッサが温度センサ回路の切り換えスイッチ及び各比較の動作に対応する複数のインジケータを設ける（１）記載の導電発熱制御器。
（４）前記マイクロプロセッサが温度段数に対応して切り換えスイッチ動作及び異常加熱警告するブザーを設ける（１）記載の導電発熱制御器。
（５）前記制御回路が２つの直列するトランジスタを有し、該マイクロプロセッサ及び保護回路の比較器の出力端にそれぞれ接続する（１）記載の導電発熱制御器。
（６）前記スイッチ回路がフィールドエフェクトトランジスタを有し、そのベースと制御回路の間に分圧回路を接続する（１）記載の導電発熱制御器。
【考案の効果】
【０００７】
本考案の導電発熱制御器は、加熱温度を精確に測定でき、加熱温度設定範囲を維持するよう自動制御し、電力を節減し、直流電圧入出力無電圧降下制御に適用し、更に、二重保護設計を具備し、異常な加熱により危険を招くことを回避し、使用操作の安全性を向上し、実際の要求に適合する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の好適実施例の制御器の立体図である。
【図２】図１の制御器の使用状態図である。
【図３】本考案の好適実施例の制御器の回路図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案が上記目的を達成する為に採用する技術手段及びその効果について、実施例を上げ、図面に合わせて以下に説明する。
【００１０】
先ず、本考案の実施例の導電発熱制御器は、電熱衣類、電熱毛布及び電熱医療保険ベルト等の電熱物品に適用され、これら電源物品内部に同様に電熱カーボングラファイト等の導電発熱体及び感温導線を埋設する。図１、図２に示すように、本考案の制御器１０は、殻体１１上に電熱物品の導電発熱体（図示せず）の電源導線２０の外端プラグ２２を挿入させる電源ソケット１２と、電熱物品の導電発熱体の感温導線２１の外端プラグ２３を挿入させる感温ソケット１３と、外部充電電源を接続させる充電ソケット１４と、を有する。また、殻体１１上に電源スイッチＳ１とその動作インジケータＤ１、温度段数循環切り換えスイッチＳ２とその段数に対応した動作インジケータＤ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５を設ける。
【００１１】
本実施例の導電発熱制御器１０は、直流電源を電熱物品内部の導電発熱に供給し加熱を行うよう制御し、該制御器１０は、レギュレータ回路、マイクロプロセッサ、温度センサ回路、保護回路、制御回路、スイッチ回路、及びクロック発振回路から構成され、加熱温度を精確に測定し、加熱温度を設定範囲に維持するよう自動制御し、直流電圧出入力無電圧降下制御に適用され、二重保護設計を具備し、使用操作安全性を向上させる。
【００１２】
図１、図３に示す好適実施例の回路図中、制御器１０内部は、バッテリタイプの直流電源を配置でき、この直流電源がコネクタＪ１、電源スイッチＳ１及びレギュレータ回路のレギュレータ素子Ｕ１を介して、直流電圧電源を出力し、電源入力動作インジケータＤ１及びその緩衝抵抗Ｒ１を接続する。レギュレータ回路の出力端にそれぞれレギュレータ出力フィルタ用コンデンサＣ１を接続し、マイクロプロセッサＵ２、温度センサ回路及び保護回路が必要な直流定圧電源を供給する。
【００１３】
レギュレータ回路出力端は、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２で積分回路を構成し、マイクロプロセッサＵ２にリセット（ＲＥＳＥＴ）動作を提供する。このマイクロプロセッサＵ２は、温度段数循環切り換えスイッチＳ２及びその抵抗Ｒ７を接続し、それぞれ抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を介して対応する段数の動作インジケータＤ２，３，４，５に接続する。マイクロプロセッサＵ２は、抵抗Ｒ８、トランジスタＱ１を介してブザーＢＺ１に接続し、また、コンデンサＣ３，Ｃ４及び石英発振素子Ｙ１が構成するクロック発振回路に接続する。
【００１４】
レギュレータ回路は、直流定圧電源を温度センサ回路に供給し、この温度センサ回路は、四段の加熱温度をセンサする第１、第２、第３、第４比較器Ｕ３Ａ，Ｕ３Ｂ，Ｕ３Ｃ，Ｕ３Ｄを有し、その各負入力端は、該感温導線２１（図２参照）と接続する熱抵抗Ｒ９及び抵抗Ｒ１０の分圧端に接続し、各正入力端は、それぞれ定圧電源の異なる分圧回路の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２、抵抗１４，１５、抵抗Ｒ１，Ｒ７，Ｒ１８及び抵抗Ｒ２０，Ｒ２１の分圧端に接続する。第１、第２、第３、第４比較器Ｕ３Ａ，Ｕ３Ｂ，Ｕ３Ｃ，Ｕ３Ｄは、該温度段数切り換えスイッチＳ２に共同で接続し、その各出力端は、マイクロプロセッサＵ２に接続し、それぞれ接地抵抗Ｒ１２，Ｒ１６，Ｒ１９，Ｒ２２を接続する。
【００１５】
保護回路は、設定最高加熱温度をセンサする比較器Ｕ４Ａを有し、その正入力端は、該定圧電源分圧回路の抵抗Ｒ２３，Ｒ２４に接続し、負入力端は、該熱抵抗Ｒ９の分圧端に接続し、その出力端は、マイクロプロセッサＵ２に接続し、それぞれ設置抵抗Ｒ２５に接続する。
【００１６】
制御回路は、２つの直列するトランジスタＱ２，Ｑ３を有し、トランジスタＱ２のベースを抵抗Ｒ２７を介してマイクロプロセッサＵ２の第１７ピン出力端に接続し、トランジスタＱ３のベースを抵抗Ｒ２６を介して保護回路の比較器Ｕ４Ａの出力端に接続する。
【００１７】
スイッチ回路は、直流電源及びその出力端コネクタＪ２の電源ソケット１２の間に接続され、また、該制御回路のトランジスタＱ２に接続し、該電熱物品及び電源ソケット１２の直流電源のオン又はオフの制御を受ける。好適実施例中、該スイッチ回路は、金属酸化物半導体フィールドエフェクトトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｑ４を有し、そのゲート及び制御回路の間に分圧回路の抵抗Ｒ２８，Ｒ２９を接続する。
【００１８】
本実施例の制御器１０は、電熱物品を使用時、先ず電源スイッチＳ１を開き、インジケータＤ１を点灯し、マイクロプロセッサＵ２が命令待ち中になる。温度段数切り換えスイッチＳ２を一回押し、インジケータＤ２が点灯し、ブザーＢＺ１が音を出し、マイクロプロセッサＵ２第１７ピンが高電位を出力し、保護回路の比較器Ｕ４Ａも高電位を出力し、トランジスタＱ２，Ｑ３をオンとし、抵抗Ｒ２８，Ｒ２９を接続し、分圧を発生し、フィールドエフェクトトランジスタＱ４を制御し、直流電源及びその出力端の電源ソケット１２をオンとし、直流電圧出入力無電圧降下制御に適用し、電熱物品の導電発熱体に加熱を開始させる。同時に、熱抵抗Ｒ９が温度上昇により抵抗値を低下させ、その分圧端の電圧は、相対して増加する。第１段の温度（例えば、摂氏４５度）まで加熱する時、第１比較器Ｕ３Ａの負入力端電圧が正入力端より大きく、低電位に出力し、マイクロプロセッサＵ２の第１７ピンに低電位を出力させ、従って、トランジスタＱ２及びフィールドエフェクトトランジスタＱ４がオンを停止し、直流電源をオフとし、加熱動作を停止し、同時にインジケータＤ２を消灯させる。マイクロプロセッサＵ２内部のソフトウェアは、クロック発振回路及びその石英発振素子Ｙ１のクロック発振信号に合わせて１０秒を自動カウントした後、自動加熱し、上記動作を繰り返す。
【００１９】
使用者が切り換えスイッチＳ２を再度押し、インジケータＤ２，Ｄ３が点灯し、ブザーＢＺ１が音を出し、フィールドエフェクトトランジスタＱ４が直流電源をオンとし、導電発熱体に継続加熱を供給し、第２温度（摂氏５０度）まで加熱する時、第２比較器Ｕ３Ｂの負入力端の電圧が正入力端より大きく、低電位を出力し、マイクロプロセッサＵ２及びトランジスタＱ２を介して、トランジスタＱ４を制御し、直流電源をオフとし、加熱動作を停止し、同時インジケータＤ２，Ｄ３を消灯する。温度が第１段温度（摂氏４５度）まで下降する時、再度、自動加熱し、上記動作を繰り返す。
【００２０】
使用者が切り換えスイッチＳ２を再度押し、インジケータＤ２，Ｄ３，Ｄ４が点灯し、ブザーＢＺ１が音を出し、フィールドエフェクトトランジスタＱ４が直流電源をオンとし、導電発熱体に継続加熱を供給し、第３温度（摂氏５５度）まで加熱する時、第３比較器Ｕ３Ｃの負入力端の電圧が正入力端より大きく、低電位を出力し、マイクロプロセッサＵ２及びトランジスタＱ２を介して、トランジスタＱ４を制御し、直流電源をオフとし、加熱動作を停止し、同時インジケータＤ２，Ｄ３，Ｄ４を消灯する。温度が第２段温度（摂氏５０度）まで下降する時、再度、自動加熱し、上記動作を繰り返す。
【００２１】
使用者が切り換えスイッチＳ２を再度押し、インジケータＤ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５が点灯し、ブザーＢＺ１が音を出し、フィールドエフェクトトランジスタＱ４が直流電源をオンとし、導電発熱体に継続加熱を供給し、第４温度（摂氏６０度）まで加熱する時、第４比較器Ｕ３Ｄの負入力端の電圧が正入力端より大きく、低電位を出力し、マイクロプロセッサＵ２及びトランジスタＱ２を介して、トランジスタＱ４を制御し、直流電源をオフとし、加熱動作を停止し、同時インジケータＤ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５を消灯する。温度が第３段温度（摂氏５５度）まで下降する時、再度、自動加熱し、上記動作を繰り返す。
【００２２】
上記マイクロプロセッサＵ２第１７ピンが高電位を出力する時、同時に、内部ソフトウェアがクロック発振回路に組み合わせ１０分間カウントし、設定温度に達しなければ、感温導線２１の測定に異常があると判定し、例えば、感温導線２１が脱落又は断裂を発生していると判定し、マイクロプロセッサＵ２に低電位を出力し、トランジスタＱ２を介してフィールドエフェクトトランジスタＱ４を制御し、直流電源をオフとし、同時にブザーＢＺ１に警告音を出させ、インジケータＤ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５を消灯させ、加熱制御に異常発生を警告する。また、加熱使用過程で、マイクロプロセッサＵ２が損壊時、第１７ピンが低電位を出力し、加熱動作を停止する。
【００２３】
マイクロプロセッサＵ２がフリーズする時、例えば、第１７ピンが高電位を出力し続け、また、例えば、その内部が自動カウントを失効し、加熱温度が上昇し続けることを招く。最高温度センサ設定点（摂氏７０）を超える時、保護回路の比較器Ｕ４Ａが低電位を出力し、トランジスタＱ３を停止させ、フィールドエフェクトトランジスタＱ４が直流電源をオフとし、二十保護を達成する。
【００２４】
本考案の導電発熱制御器は、加熱温度を精確に測定でき、加熱温度設定範囲を維持するよう自動制御し、電力を節減し、直流電圧入出力無電圧降下制御に適用し、更に、二重保護設計を具備し、異常な加熱により危険を招くことを回避し、使用操作の安全性を向上し、実際の要求に適合する。
【符号の説明】
【００２５】
１０  制御器
１１  殻体
１２  電源ソケット
１３  感温ソケット
１４  充電ソケット
２０  電源導線
２１  感温導線
２２  プラグ
２３  プラグ
ＢＺ１  ブザー
Ｃ１〜Ｃ４  コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ５  インジケータ
Ｊ１，Ｊ２  コネクタ
Ｑ１〜Ｑ３  トランジスタ
Ｑ４  フィールドエフェクトトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ２９  抵抗
Ｓ１  電源スイッチ
Ｓ２  切り換えスイッチ
Ｕ１  レギュレータ素子
Ｕ２  マイクロプロセッサ
Ｕ３Ａ〜Ｕ３Ｄ  比較器
Ｕ４Ａ  比較器
Ｙ１  石英発振素子
【図１】
0003154703.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003154703.tif 000005