(57)【要約】【課題】本発明は、面状採暖具に関するもので、片側の通電手段の故障を検知し、使用者に不快感を与えないことを目的とするものである。【解決手段】面状採暖具本体に半面ずつ配設されたヒータ１，３と、各ヒータ温度の平均温度を検出する平均温度検出手段９と、各ヒータへ通電を行う通電手段１０，１１と、全面通電と半面通電とで判定レベルを切り替える判定レベル切替手段１３と、平均温度検出手段９の検出値の変化を検出する変化検出手段１４と、判定レベル切替手段１３により切り替わった判定レベルと平均温度検出手段９の検出値と変化検出手段１４の検出値によりヒータへの通電を制御する温度制御手段と１２を備えた構成とすることにより、通電手段が通電状態か否かを検出することができるため、片側の通電手段の故障を判定することができ、通電を停止させることで、使用者に不快感を与えることを防ぐことができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状採暖具本体に配設された複数のヒータと、前記複数のヒータの平均温度を検出する平均温度検出手段と、前記複数のヒータへ通電を行う通電手段と、前記複数のヒータへの通電状態により判定レベルを切り替える判定レベル切替手段と、平均温度検出手段の検出値の変化を検出する変化検出手段と、判定レベルと平均温度検出手段の検出値とを比較しヒータへの通電を決定するとともに、変化検出手段の検出値により通電手段の異常を検出する温度制御手段とを備えた面状採暖具。
【請求項２】
変化検出手段は、複数のヒータの一つを通電状態にしたときの平均温度検出手段の検出値の変化を検出することを特徴とした請求項１記載の面状採暖具。
【請求項３】
変化検出手段は、複数のヒータの通電状態の後において、一つのヒータを非通電状態にしたときの平均温度検出手段の検出値の変化を検出することを特徴とした請求項１記載の面状採暖具。
【請求項４】
変化検出手段は、複数のヒータが非通電状態のときの平均温度検出手段の検出値と、複数のヒータの通電状態の後に一つのヒータのみを非通電状態にしたときの平均温度検出手段の検出値との差を検出することを特徴とした請求項１記載の面状採暖具。
【請求項５】
通電状態が切り替わってからの時間を計時する通電時間計時手段を有し、変化検出手段は、前記通電時間計時手段の計時時間が所定時間経過後に平均温度検出手段の検出値の変化を検出することを特徴とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の面状採暖具。
【請求項６】
変化検出手段は、平均温度検出手段の検出値と判定レベルとの比較により通電手段の状態を切り替える際に、通電を交互に切り替えて、平均温度検出手段の検出値の変化を検出することを特徴とした請求項２〜５のいずれかに１項に記載の面状採暖具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気カーペットや電気毛布、床暖房等の面状採暖具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の面状採暖具は、例えば図６に示すように、面状採暖具本体（図示せず）に半面ずつ配設されたヒータＡ１と温度検知線Ａ２、及びヒータＢ３と温度検知線Ｂ４は、それぞれ温度によりインピーダンスが変化する感温材Ａ５及び感温材Ｂ６をはさんで感温ヒータ線Ａ７及び感温ヒータ線Ｂ８を構成している。以降、採暖具を２分割し、一方をＡ面、他方をＢ面と呼ぶ。
【０００３】
ヒータＡ１の発熱により、面状採暖具の温度が変化すると、感温材Ａ５のインピーダンスが変化し、温度検知線Ａ２からヒータＡ１へ流れる電流が変化する。また、Ｂ面側もＡ面側と同様に温度検知線Ｂ４からヒータＢ３へ流れる電流が変化する。
【０００４】
この電流変化を電圧信号として取り出して温度検出を行うが、それぞれ独立して温度検出を行うと、温度検出回路の部品点数が多くなり、コストも高くなるためそれぞれの温度検知線に流れる電流を合成し、電圧信号として取り出すことで、一つの平均温度検出手段９にて平均温度検出を行っている。ここで、平均温度検出手段９の検出値とヒータ温度との関係を図７に示す。ヒータＡ１に通電を行う通電手段Ａ１０もしくはヒータＢ３に通電を行う通電手段Ｂ１１が通電状態のときには、ヒータ温度の上昇につれ感温材Ａ５もしくは感温材Ｂ６のインピーダンスが小さくなるため、流れる電流が大きくなる。一方、平均温度検出手段９の検出値（電圧）は図に示すように温度が高くなるにつれて小さくなり、ヒータへの通電が非通電のとき最大値（Ｖ０）になるように回路構成している。この検出値が使用者の設定した温度に相当する信号レベルまで低下したときに、温度制御手段１２において、通電手段を非通電状態とするような温度制御を行っていた。
【０００５】
ここで、通電手段が非通電状態のときには電流が流れないため、Ａ面及びＢ面のどちらの通電手段も通電状態のとき（全面通電）と、片側のみの通電手段が通電状態のとき（半面通電）とでは、ヒータが同じ温度でも流れる電流が異なることになる。このことから、全面通電のときと半面通電とで、ヒータ温度に対する平均温度検出手段９の検出値の関係が異なることになる。従って、この検出値と比較しヒータをオンするかオフするかを判定するための判定レベルを、判定レベル切替手段１３によって、全面通電のときは全面用の判定レベル（Ｖ１）、半面通電のときは半面用の判定レベル（Ｖ２）とに切り替えて、その判定レベルに基づいて温度制御手段１２にて温度制御を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では、全面通電であるにもかかわらず、片側の通電手段、例えば通電手段Ａ１０が通電できなくなるような故障が発生したときに、図８のように、半面用の判定レベル（Ｖ２）ではなく、全面用の判定レベル（Ｖ１）で温度制御が行われるため、平均温度検出手段９の検出値が半面用の判定レベル（Ｖ２）を下回っても通電を続け、故障していない側の通電手段Ｂ１１の通電時間Ｔ１が、通電手段が正常なときの通電時間Ｔ２よりも長くなり、ヒータＢ３の温度が本来の設定温度よりも遙かに高い温度で制御することになることから、使用者に、故障していない側は熱すぎる、故障している側はぬるすぎるといった不快感を与えるような構成となっていた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、片側の通電手段の故障を検知し、使用者に不快感を与えないことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、面状採暖具本体に半面ずつ配設されたヒータと、各ヒータ温度の平均温度を検出する平均温度検出手段と、各ヒータへ通電を行う通電手段と、前記複数のヒータへの通電状態により判定レベルを切り替える判定レベル切替手段と、平均温度検出手段の検出値の変化を検出する変化検出手段と、判定レベルと平均温度検出手段の検出値とを比較しヒータへの通電の決定するとともに、変化検出手段の検出値により通電手段の異常を検出する温度制御手段とを備えた構成としたものである。
【０００９】
平均温度検出手段の変化を検出することで、通電手段が通電状態か否かを検出することができるため、通電手段を通電状態にしたにも関わらず非通電状態であるときに、片側の通電手段の故障と判定することができ、通電を停止させることで、使用者に不快感を与えることを防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、面状採暖具本体に配設された複数のヒータと、前記複数のヒータの平均温度を検出する平均温度検出手段と、前記複数のヒータへ通電を行う通電手段と、前記複数のヒータへの通電状態により判定レベルを切り替える判定レベル切替手段と、平均温度検出手段の検出値の変化を検出する変化検出手段と、判定レベルと平均温度検出手段の検出値とを比較しヒータへの通電を決定するとともに、変化検出手段の検出値により通電手段の異常を検出する温度制御手段とを備えた構成とすることにより、平均温度検出手段の変化を検出することで、通電手段が通電状態か否かを検出することができるため、通電手段を通電状態にしたにも関わらず実際には非通電状態であるときは、温度変化が所定の変化を示さないので、片側の通電手段の故障と判定することができ、通電を停止させるあるいは異常であることを表示することで、使用者に不快感を与えることを防ぐことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１に記載の変化検出手段を、複数のヒータの一つを通電状態にしたときの平均温度検出手段の検出値の変化を検出するようにしたことにより、通電を始めるタイミングで、片側の通電手段の故障を検出することができ、早い段階で通電を停止させ、使用者に不快感を与えることを防ぐことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項１に記載の変化検出手段を、複数のヒータの通電状態の後において、一つのヒータを非通電状態にしたときの平均温度検出手段の検出値の変化を検出するようにしたことにより、ヒータの温度が上昇した状態、すなわち平均温度検出手段の検出値がより変化の大きい領域で検出することができるため、より高い精度で片側の通電手段の故障を検知することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、変化検出手段を、複数のヒータが非通電状態のときの平均温度検出手段の検出値と、複数のヒータの通電状態の後に一つのヒータのみを非通電状態にしたときの平均温度検出手段の検出値との差を検出することにより、検出値を所定の絶対値で判定するのではなく、検出値の差で判定するため、回路的なばらつきの影響を受けず、より確実に片側の通電手段の故障を検知することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、通電状態が切り替わってからの時間を計時する通電時間計時手段を有し、通電時間計時手段の計時時間が所定時間経過後に平均温度検出手段の検出値の変化を検出することにより、平均温度検出手段の検出値が安定したタイミングで検出することができ、より確実に片側の通電手段の故障を検知することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、変化検出手段を、平均温度検出手段の検出値と判定レベルとの比較により通電手段の状態を切り替える際に、通電を交互にて平均温度検出手段の検出値の変化を検出するようにしたので、それぞれのヒータに生じる温度差を抑制することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例における面状採暖具のブロック図である。図１に示すように、面状採暖具本体（図示せず）に半面ずつ配設されたヒータＡ１と温度検知線Ａ２、及びヒータＢ３と温度検知線Ｂ４は、それぞれ温度によりインピーダンスが変化する感温材Ａ５及び感温材Ｂ６をはさんで構成された感温ヒータ線Ａ７及び感温ヒータ線Ｂ８と、ヒータＡ１の温度とヒータＢ３の温度との平均温度を検出する一つの平均温度検出手段９と、ヒータＡ１とヒータＢ３それぞれに通電を行うためのリレーからなる通電手段Ａ１０及び通電手段Ｂ１１と、全面通電と半面通電とで温度制御を行う判定レベルを切り替える判定レベル切替手段１３と、平均温度検出手段９の検出値の変化を検出する変化検出手段１４と、判定レベル検出手段１３によって切り替わった判定レベルと平均温度検出手段９の検出値と変化検出手段１４の検出値により各ヒータへの通電を制御する温度制御手段１２とからなる。
【００１８】
以上のように構成された面状採暖具について、以下その動作、作用を説明する。
【００１９】
図２は、両方の通電手段（通電手段Ａ１０及び通電手段Ｂ１１）が非通電状態から片側の通電手段のみを通電状態にしたときの、平均温度検出手段９の検出値の変化を表した図である。ここで、図２（ａ）のように、通電状態にした側の通電手段（例えば通電手段Ａ１０）が正常であれば、平均温度検出手段９の検出値はヒータ温度に応じて変化する。一方、通電手段Ａ１０が故障していた場合は、両方の通電手段が非通電状態ということになるので、前述の通り、図２（ｂ）のように、平均温度検出手段９の検出値は変化しない。
【００２０】
本実施例では、片側の通電手段のみを通電状態にしたときの平均温度検出手段９の検出値の変化が、図２（ａ）または図２（ｂ）のどちらの状態であるかを変化検出手段１４において検出することで、通電手段が正常であるか、異常（故障）であるかを判定し、異常（故障）であれば通電を停止させる。
【００２１】
以上のように、全面通電時に一旦片側の通電手段のみを通電状態にしたときの、平均温度検出手段９の検出値の変化を変化検出手段１４において検出することで、通電状態にした側の通電手段Ａ１０が故障しているか否かを検出することができ、使用者に不快感を与える前に通電を停止させることができる。
【００２２】
また、通電を開始するタイミングで故障検知できることから、早い段階で故障検知を行うことができる。
【００２３】
なお、本実施例では通電手段Ａ１０が故障した場合について記載したが、通電手段Ｂ１１が故障した場合でも、同様に検出が可能である。
【００２４】
（実施例２）
本発明の第２の実施例について図面を用いて説明する。
【００２５】
図３は、両方の通電手段が通電状態のときに、片側の通電手段のみ非通電状態にしたときの、平均温度検出手段９の検出値の変化を表した図である。ここで、図３（ａ）のように、両方の通電手段が正常なときの平均温度検出手段９の検出値は、全面通電から半面通電に切り替わることになるので、半面通電時の検出値が検出されることになる。一方、図３（ｂ）のように、非通電状態にした側と反対側の通電手段が故障して通電状態にならない場合には、両方の通電手段が非通電状態となることから、前述のように、平均温度検出手段９の検出値は両方の通電手段が非通電状態、すなわち検出値Ｖ０で一定となる。このことから、両方の通電手段が正常なときと、片側の通電手段が故障しているときとで、平均温度検出手段９の検出値の変化に差が発生することになる。この平均温度検出手段９の検出値の変化を変化検出手段１４において検出することで、片側の通電手段が故障しているか否かを検出することができる。
【００２６】
以上のように、全面通電時に一旦片側の通電手段のみを非通電状態にしたときの、平均温度検出手段９の検出値の変化を変化検出手段１４において検出することで、非通電状態にした側と反対側の通電手段が故障しているか否かを検出することができ、使用者に不快感を与える前に通電を停止させることができる。
【００２７】
また、通電状態から非通電状態への切替時に検出することから、検出温度の高い領域、すなわち平均温度検出手段９の検出値の変化の大きい領域で検出することができ、より精度の高い検出が可能となる。
【００２８】
（実施例３）
本発明の第３の実施例について図面を用いて説明する。
【００２９】
平均温度検出手段９の検出値は、回路ばらつき等によって絶対値に個体差が発生してしまう。このため、例えば平均温度検出手段９の検出値が変化したか否かを判定するのに、平均温度検出手段９の検出値の変化が、ある所定の絶対値以上ならば正常、ある所定の絶対値未満ならば異常というように判定すると、回路ばらつき等によって、正常状態を異常状態、もしくは異常状態を正常状態と誤判定してしまうおそれがある。
【００３０】
ここで、図４のように、両方の通電手段が非通電状態のときの平均温度検出手段９の検出値（Ｖ３）と、両方の通電手段が通電している状態から片側の通電手段のみを非通電状態にしたときの平均温度検出手段９の検出値（Ｖ４）との差について考えると、両方の通電手段が正常なときには、図４（ａ）のように、ヒータ温度に応じて検出値が変化しているので、Ｖ３≧Ｖ４となり、非通電状態にした通電手段の反対側の通電手段が故障しているときには、図４（ｂ）のように、両方の通電手段が非通電状態となることから、Ｖ３＝Ｖ４となる。このことから、Ｖ３≠Ｖ４であれば通電手段は正常、Ｖ３＝Ｖ４であれば通電手段が故障と判定することができる。
【００３１】
以上のように、両方の通電手段が非通電状態のときの平均温度検出手段９の検出値と、両方の通電手段が通電している状態から片側の通電手段のみを非通電状態にしたときの平均温度検出手段９の検出値との差を検出することで、回路的なばらつきの影響を受けず確実に、片側の通電手段の故障の有無を検出することができる。
【００３２】
（実施例４）
図５は、本発明の第４の実施例における面状採暖具のブロック図である。図５に示すように、通電手段Ａ１０もしくは通電手段Ｂ１１の状態が切り替わってからの時間を計時する通電時間計時手段１５を有し、通電時間計時手段１５の計時時間が所定時間経過後に平均温度検出手段９の検出値の変化を検出するものである。
【００３３】
通電手段の状態が切り替わったときには、回路的なばらつきや時定数によって、平均温度検出手段９の検出値が安定するまでに時間を要する。そのため、通電手段の状態が切り替わってからの通電時間を計時し、所定時間後から検出を始めることで、平均温度検出温度９の検出値が十分安定した状態で検出することができる。
【００３４】
以上のように、通電手段の状態が切り替わってからの通電時間を計時し、所定時間後から平均温度検出手段９の検出値の変化を検出し始めることで、より確実に片側の通電手段の故障を検出することができる。
【００３５】
また、通電手段Ａ１０及び通電手段Ｂ１１の状態の切替をランダムに行ってしまうと、一方のヒータの温度が上がったり下がったりするおそれがあることから、それぞれのヒータに温度差が生じ、使用者に不快感を与えてしまう。
【００３６】
そこで、設定温度に到達したことによる通常の温度制御によって、通電手段の状態が切り替わるタイミングで、前述のように、片側の通電手段のみを通電状態あるいは非通電状態にすることで、通常の温度制御への影響を極力減少させ、快適な暖感覚が提供できる。
【００３７】
また、例えば今回通電手段Ａ１０を非通電状態にすると、次のタイミングでは通電手段Ｂ１１を非通電状態にするというように、通電手段の切替を交互に行うことで、それぞれのヒータに発生する温度差を緩和し、使用者に不快感を与えないようにすることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、全面通電時に片側の通電手段の故障を検知することができ、使用者に不快感を与える前に通電を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における面状採暖具のブロック図
【図２】（ａ）本発明の実施例１において、通電手段が正常な時の平均温度検出手段の検出値のグラフ
（ｂ）本発明の実施例１において、通電手段が故障の時の平均温度検出手段の検出値のグラフ
【図３】（ａ）本発明の実施例２において、通電手段が正常な時の平均温度検出手段の検出値のグラフ
（ｂ）本発明の実施例２において、通電手段が故障の時の平均温度検出手段の検出値のグラフ
【図４】（ａ）本発明の実施例３において、通電手段が正常な時の平均温度検出手段の検出値のグラフ
（ｂ）本発明の実施例３において、通電手段が故障の時の平均温度検出手段の検出値のグラフ
【図５】本発明の実施例５における面状採暖具のブロック図
【図６】従来の面状採暖具のブロック図
【図７】平均温度検出手段の検出値とヒータ温度との関係を表した図
【図８】片側の通電手段が故障したときの平均温度検出手段の検出値を示した図
【符号の説明】
１　ヒータＡ（ヒータ）
３　ヒータＢ（ヒータ）
９　平均温度検出手段
１０　通電手段Ａ（通電手段）
１１　通電手段Ｂ（通電手段）
１２　温度制御手段
１３　判定レベル切替手段
１４　変化検出手段
１５　通電時間計時手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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