(57)【要約】【課題】本発明は、面状採暖具に関するもので、専用の回路等を用いず、通電手段の短絡故障を検知することを目的とするものである。【解決手段】面状採暖具本体に配設されたヒータ１と、ヒータ１の温度を検出する温度検出手段５と、ヒータへ通電を行う通電手段６と、温度検出手段５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７と、温度検出手段７の検出値を検出し、通電手段６の短絡故障を検出する短絡検出手段１０と、短絡検出手段１０の検出値により通電を遮断する通電遮断手段９とを備えた構成とすることにより、通電手段６の通電状態が判定できることから、専用の回路等を追加することなく、通電手段６の短絡故障を検出し、ヒータへの通電を遮断することができる。【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ヒータと、前記ヒータの温度を検出する温度検出手段と、前記ヒータへ通電を行う通電手段と、前記温度検出手段の検出値により前記ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記温度検出手段の検出値により前記通電手段の短絡故障を検出する短絡検出手段と、前記短絡検出手段の検出値により前記ヒータへの通電を遮断する通電遮断手段とを備えた面状採暖具。
【請求項２】
短絡検出手段は、通電手段を非通電状態に切り替えたときの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】
短絡検出手段は、通電手段が非通電状態のときの温度検出手段の検出値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】
短絡検出手段は、通電手段を非通電状態から通電状態に切り替える直前の温度検出手段の検出値と、通電手段を通電状態から非通電状態に切り替えたときの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】
短絡検出手段は、通電状態が非通電状態に切り替わってからの時間を計時する非通電時間計時手段を有し、前記非通電時間計時手段の計時時間が所定時間経過後に温度検出手段の検出値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】
短絡検出手段は、温度制御手段により通電手段が切り替わるタイミングで、温度検出手段の検出値を検出することを特徴とした請求項１〜５のいずれか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）に配設されたヒータ１と温度検知線２は、温度によりインピーダンスが変化する感温材３をはさんで感温ヒータ線４を構成している。
【０００３】
ヒータ１の発熱により、面状採暖具の温度が変化すると、感温材３のインピーダンスが変化し、温度検知線２からヒータ１へ流れる電流が変化する。
【０００４】
この電流変化を温度検出手段５において、電圧信号として取り出して温度検出を行う。ここで、温度検出手段５の検出値とヒータ温度との関係を図７に示す。ヒータ１に通電を行う通電手段６が通電状態のときには、ヒータ温度の上昇につれ感温材３のインピーダンスが小さくなる特性を持っている。温度検出手段５は温度検知線２からの電流が大きくなると検出値（電圧）が小さくなるような回路（図示せず）としている。そして、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（Ｖ１）まで低下したときに、温度制御手段７において、通電手段６を非通電状態とするような温度制御を行っていた。但し、通電手段６が非通電状態のときには電流が流れないため、温度検出手段５の検出値はＨｉ電圧（Ｖ０）一定となるような構成となっていた。
【０００５】
また、通電手段６には通電状態のときには交流に同期した電流が流れ、非通電状態のときには電流が流れないことから、この電流変化を通電状態検出手段８において電圧信号として取り出して通電状態の検出を行っていた。
【０００６】
通電手段６の通電状態と通電状態検出手段８の検出値との関係を図８に示す。通電手段６が通電状態のときには、交流に同期した電流が流れるため、通電状態検出手段８の検出値は、図８（ａ）のように交流に同期したパルスとなり、非通電状態のときには、電流が流れないため、図８（ｂ）のように、Ｈｉ電圧（Ｖ０）で一定となる構成となっていた。
【０００７】
ここで、例えばリレーを用いた通電手段６が溶着故障に陥った場合には、温度検出手段５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（Ｖ１）まで低下し、リレーに対して温度制御手段７が非通電状態（ＯＦＦ）を指示するが、リレーが溶着故障のため、非通電状態（ＯＦＦ）にはならず、通電を継続する（ＯＮ）ことで、ヒータ１の温度上昇を招いてしまう。
【０００８】
なお、ここでは、リレーの溶着故障についてのみ記載したが、リレー駆動回路の故障によって常時通電状態になる故障も同様の現象となり、さらに通電手段６にトライアックを用いた場合のトライアックの短絡故障やトライアック駆動回路の故障による常時通電状態故障も同様の現象となる。
【０００９】
これを防ぐために、通電状態検出手段８により、通電手段６の通電状態を検出することで、温度制御手段７が通電手段６に対して非通電状態を指示しているにも関わらず、通電手段６が通電状態、すなわち短絡故障状態であるときには、通電遮断手段９において、ヒータへの通電を遮断する構成となっていた。
【００１０】
【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、通電手段６の状態を検出するために、専用の通電状態検出手段８を設ける必要があり、そのための部品や回路を追加することで、コストアップにつながっていた。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、専用の検出回路等を追加せずに、容易に通電手段の短絡故障を判定することを目的とするものである。
【００１２】
【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、面状採暖具本体に配設されたヒータと、ヒータの温度を検出する温度検出手段と、ヒータへ通電を行う通電手段と、温度検出手段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、温度検出手段の検出値を検出し、通電手段の短絡故障を検出する短絡検出手段と、短絡検出手段の検出値によりヒータへの通電を遮断する通電遮断手段とを備えた構成としたものである。
【００１３】
温度検出手段の検出値を検出することで、通電手段の状態が通電状態か非通電状態かを判定できることから、温度制御手段が通電手段に対して非通電状態を指示しているにもかかわらず、通電状態と判定したときは、通電手段が短絡故障と判定することができ、専用の回路等を追加することなく、通電手段の短絡故障を検出することができる。
【００１４】
【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ヒータと、ヒータの温度を検出する温度検出手段と、前記ヒータへ通電を行う通電手段と、前記温度検出手段の検出値により前記ヒータへの通電を制御する温度制御手段と、前記温度検出手段の検出値により、前記通電手段の短絡故障を検出する短絡検出手段と、前記短絡検出手段の検出値により前記ヒータへの通電を遮断する通電遮断手段とを備えた構成とすることにより、温度検出手段の検出値により、通電手段の状態が通電状態か非通電状態かを判定できることから、温度制御手段が通電手段に対して非通電状態を指示しているにもかかわらず、通電状態と判定したときは、通電手段が短絡故障していると判定することができ、専用の回路等を追加することなく、通電手段の短絡故障を検出することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、特に、請求項１に記載の短絡検出手段を、通電手段を通電状態から非通電状態に切り替えたときの温度検出手段の検出値の変化を検出する構成としたことにより、ヒータの温度が上昇した状態、すなわち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、より高い精度で通電手段の短絡故障を検出することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、特に、請求項１に記載の短絡検出手段を、通電手段が非通電状態のときの温度検出手段の検出値を検出する構成としたことにより、通電手段が非通電状態の間、常時短絡故障を検出でき、かつ温度検出手段の検出値がＨｉ電圧でないときに短絡故障と判定できることから、容易かつ確実に通電手段の短絡故障を検出することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、特に、請求項１に記載の短絡検出手段を、通電手段を非通電状態から通電状態に切り替える直前の温度検出手段の検出値と、通電手段を通電状態から非通電状態に切り替えたときの温度検出手段の検出値との差を検出する構成としたことにより、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、より確実に通電手段の短絡故障を検出することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、短絡検出手段を、通電状態が非通電状態に切り替わってからの時間を計時する非通電時間計時手段を有し、前記非通電時間計時手段の計時時間が所定時間経過後に温度検出手段の検出値を検出する構成としたことにより、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、より確実に通電手段の短絡故障を検出することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、短絡検出手段を、温度制御手段により通電手段が切り替わるタイミングで、温度検出手段の検出値を検出する構成としたことにより、通常の温度制御には何ら影響を与えず、通電手段の短絡故障を検出することができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
（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）に配設されたヒータ１と温度検知線２は、温度によりインピーダンスが変化する感温材３をはさんで構成された感温ヒータ線４と、ヒータ１の温度を検出する温度検出手段５と、ヒータ１に通電を行う、リレーを用いた通電手段６と、温度検出手段５の検出値によりヒータ１への通電を制御する温度制御手段７と、温度検出手段５の検出値を検出し、通電手段６の短絡故障を検出する短絡検出手段１０と、短絡検出手段１０の検出値によりヒータへの通電を遮断する通電遮断手段９とからなる。
【００２２】
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。図２は、通電手段６を通電状態から非通電状態に切り替えたときの温度検出手段５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、通電手段６が正常であれば、通電手段６は非通電状態になるので、温度検出手段５の検出値は、前述のようにＨｉ電圧（Ｖ０）へと変化する。一方、通電手段６の接点が溶着しているときは、温度検出手段７が通電手段６に対して非通電状態を指示しても、通電手段６は非通電状態にならずに通電し続けるため、温度検出手段５の検出値は、図２（ｂ）のようにヒータ温度の上昇に応じて変化（低下）する。
【００２３】
ここで、本実施例では、通電手段６を通電状態から非通電状態へと切り替えたときの温度検出手段５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短絡検出手段１０において検出することで、通電手段６が短絡しているか否かを判定し、短絡故障と判定した場合には、通電遮断手段９によりヒータへの通電を遮断する。
【００２４】
以上のように、通電手段６を通電状態から非通電状態に切り替えたときの温度検出手段５の検出値の変化を検出することで、従来のように専用の短絡検出回路等を設けることなく、通電手段６が短絡故障しているか否かを判定し、ヒータへの通電を停止させることができる。
【００２５】
また、ヒータ１の温度が上昇した状態、すなわち温度検出手段５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、より高い精度で通電手段６の短絡故障を検出することができる。
【００２６】
なお、本実施例では通電手段を１つとして記載したが、複数の通電手段を持つ面状採暖具でも、同様の構成とすることにより、短絡故障の検出が可能となる。
【００２７】
（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。図３は、通電手段６が非通電状態のときの温度検出手段５の検出値を表した図である。ここで、図３（ａ）のように、通電手段６が正常なときの温度検出手段５の検出値は、通電手段６が非通電状態のため、前述の通りＨｉ電圧（Ｖ０）で一定となる。一方、図３（ｂ）のように、通電手段６が短絡故障しているときは、常時通電状態となるため、温度検出手段５の検出値は、ヒータ１の温度に応じて変化（低下）する。このことから、この温度検出手段５の検出値を短絡検出手段１０において検出することにより、検出値がＨｉ電圧（Ｖ０）なら通電手段６は正常、Ｈｉ電圧（Ｖ０）でなければ通電手段６は短絡故障と判定することができる。
【００２８】
以上のように、非通電状態のときの、温度検出手段５の検出値を短絡検出手段１０において検出することで、専用の短絡検出回路等を設けることなく、通電手段６が短絡故障しているか否かを判定し、通電を停止させることができる。
【００２９】
また、通電手段６が非通電状態の間、常時短絡故障を検出でき、かつ温度検出手段５の検出値がＨｉ電圧でないときに短絡故障と判定できることから、容易かつ確実に通電手段の短絡故障を検出することができる。
【００３０】
（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。温度検出手段５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、例えば温度検出手段５の検出値が変化したか否かを判定するのに、温度検出手段５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。
【００３１】
ここで、図４のように、通電手段６を非通電状態から通電状態に切り替える直前の温度検出手段５の検出値（Ｖ２）と、通電手段６を通電状態から非通電状態に切り替えたときの温度検出手段５の検出値（Ｖ３）との差について考えると、通電手段６が正常なときには、図４（ａ）のように、どちらも非通電状態での検出値となることから、Ｖ２＝Ｖ３となる。一方、通電手段６が通電途中で短絡故障したときには、図４（ｂ）のように、通電手段６が通電を継続し、ヒータ１の温度に応じて検出値が変化することから、Ｖ２≠Ｖ３となる。このことから、Ｖ２＝Ｖ３であれば通電手段６は正常、Ｖ２≠Ｖ３であれば通電手段６は短絡故障と判定することができる。
【００３２】
以上のように、通電手段６を非通電状態から通電状態に切り替える直前の温度検出手段５の検出値と、通電手段６を通電状態から非通電状態に切り替えたときの温度検出手段５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、通電手段６の短絡故障を検出することができる。
【００３３】
（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、短絡検出手段１０は、通電手段６が非通電状態に切り替わってからの時間を計時する非通電時間計時手段１１を有し、非通電時間計時手段１１の計時時間が所定時間経過後に温度検出手段５の検出値の変化を検出するものである。
【００３４】
通電手段６が非通電状態に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、温度検出手段５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６が非通電状態に切り替わってからの非通電時間を計時し、所定時間後から検出を始めることで、温度検出手段５の検出値が十分安定した状態で検出することができる。
【００３５】
以上のように、通電手段６が非通電状態に切り替わってからの非通電時間を計時し、所定時間後から温度検出手段５の検出値の変化を検出し始めることで、より確実に通電手段６の短絡故障を検出することができる。
【００３６】
また、通電手段６の状態の切替をランダムに行ってしまうと、複数のヒータを持つ面状採暖具では、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。
【００３７】
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６の状態が切り替わるタイミングで、溶着検出手段１０において、温度検出手段５の検出値の変化を検出することで、通常の温度制御へは何ら影響を与えず、快適な暖感覚が提供できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜６に記載の発明によれば、専用の短絡検出回路等を設けることなく、通電手段が短絡故障しているか否かを判定し、ヒータへの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、通電手段が正常な場合の温度検出手段の検出値の変化を示したグラフ
（ｂ）本発明の実施例１において、通電手段が短絡故障した場合の温度検出手段の検出値の変化を示したグラフ
【図３】（ａ）本発明の実施例２において、通電手段が正常な場合の温度検出手段の検出値を示したグラフ
（ｂ）本発明の実施例２において、通電手段が短絡故障した場合の温度検出手段の検出値を示したグラフ
【図４】（ａ）本発明の実施例３において、通電手段が正常な場合の温度検出手段の検出値を示したグラフ
（ａ）本発明の実施例３において、通電手段が短絡故障した場合の温度検出手段の検出値を示したグラフ
【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】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】（ａ）通電状態における通電状態検出手段の検出値を示した図
（ｂ）非通電状態における通電状態検出手段の検出値を示した図
【符号の説明】
１　ヒータ
５　温度検出手段
６　通電手段
７　温度制御手段
９　通電遮断手段
１０　短絡検出手段
１１　非通電時間計時手段
【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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