(57)【要約】【課題】ヒーター自体の異常を検知可能とすること。【解決手段】主電源用リレー４、５と、測定電源用リレー１１、１２とヒーター３に供給された測定用電源を分圧する補正抵抗１４を有する分圧手段１１と、報知手段９、１０と、マイコン７と、制御用電源等を生成する電源回路６を有し、最初にヒーター３へ主電源を供給したときに、基準時間が経過した時点で主電源の供給を停止してヒーター３へ測定用電圧を供給するとともに分圧手段１１で分圧された測定用電源の電圧を基準電圧として記憶し、２回目以降にヒーター３へ主電源を供給したときに、基準時間が経過した時点で主電源の供給を停止してヒーター３へ測定用電圧を供給するとともに分圧手段１１で分圧された測定用電源の電圧を実測電圧として基準電圧と比較し、両電圧が異なる場合にヒーター３への電源供給の中止、警報手段９、１０の作動を行うことを特徴とする。【選択図】図１
2009037825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床暖房用又は融雪用ヒーターのコントローラーであって、
主電源のヒーター（３）への供給又は供給の停止を行なうための主電源用リレー（４、５）と、
測定用電源のヒーター（３）への供給又は供給の停止を行なうための測定電源用リレー（１２、１３）と、ヒーター（３）に供給された測定用電源を分圧するための１オームの補正抵抗（１４）と、を有する分圧手段（１１）と、
報知手段（９、１０）と、
ヒーター（３）への電源供給開始からヒーター温度が安定するまでの基準時間を記憶するとともに、
最初にヒーター（３）へ主電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で主電源の供給を停止してヒーター（３）へ測定用電圧を供給するとともに前記分圧手段（１１）で分圧された測定用電源の電圧を基準電圧として記憶し、２回目以降に前記ヒーター（３）へ主電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で主電源の供給を停止してヒーター（３）へ測定用電圧を供給するとともに前記分圧手段（１１）で分圧された測定用電源の電圧を実測電圧として前記基準電圧と比較し、前記実測電圧と基準電圧が異なる場合に、前記ヒーター（３）への電源供給を中止するとともに警報手段（９、１０）を作動させるためのマイコン（７）と、
主電源を用いて前記マイコン用の制御用電源、リレー用の駆動電源、測定用電源等を生成する電源回路（６）と、を有することを特徴とするヒーター用コントローラー。
【請求項２】
請求項１に記載のヒーター用コントローラー用いた床暖房用又は融雪用ヒーターのコントロール方法であって、
予め、ヒーターへの電源供給開始からヒーター温度が安定するまでの時間を基準時間として設定するとともにマイコン（７）に記憶させ、
最初にヒーター（３）へ電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で電源供給を停止してヒーター（３）へ５Ｖの測定用電圧を供給するとともに前記５Ｖの測定用電圧を前記補正抵抗（１４）で分圧し、該分圧した電圧を基準電圧としてマイコン（７）に記憶させ、
２回目以降に前記ヒーター（３）へ電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で電源供給を停止してヒーター（３）へ５Ｖの測定用電圧を供給するとともに前記５Ｖの測定用電圧を前記補正抵抗（１４）で分圧し、該分圧した電圧を実測電圧としてマイコン（７）に入力して前記基準電圧と比較し、
前記実測電圧と基準電圧が異なる場合に前記ヒーター（３）への電源供給を中止するとともに警報手段（８、９、１０）を作動させる、ことを特徴とするヒーターのコントロール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は床暖房用又は融雪用ヒーターのコントローラー及びそれを用いたヒーターのコントロール方法に係り、より詳しくは、ヒーターに異常が発生した際にその異常を検出してヒーターへの電源供給を遮断可能するとともにその異常発生を報知することとしたヒーター用コントローラー及びそれを用いたヒーターのコントロール方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、床暖房用ヒーターや融雪用のヒーターにおいては、ヒーターの発熱体に温度センサーを配置してヒーター温度が所定温度に達した場合に電源を遮断する方法や、ヒーターへの通電率を制御してヒーター温度を制御する方法が採用されているが、これらの制御方法は、ヒーター温度を制御する点に主眼を置いた制御方法であり、ヒーターの異常を検出するものではない。そのため、ヒーター自体に異常が発生している場合にはその異常を検出することはできない。
【０００３】
即ち、従来の制御方法においては、ヒーター自体に異常が発生している場合でも、その異常には関知せずにヒーターの温度のみを基準にして電源供給の遮断や通電率の制御をおこなっていた。
【０００４】
そのために、従来の制御方法を採用している場合には、ヒーターに異常が発生していてもまったくそれを知ることができず、それにより、発火等の事態を招いてしまうことも考えられた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、特に床暖房用又は融雪用のヒーターにおいて、ヒーターの異常を検知可能としたヒーター用コントローラー及びそれを用いたヒーターのコントロール方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のヒーター用コントローラーは、
床暖房用又は融雪用ヒーターのコントローラーであって、
主電源のヒーターへの供給又は供給の停止を行なうための主電源用リレーと、
測定用電源のヒーターへの供給又は供給の停止を行なうための測定電源用リレーと、ヒーターに供給された測定用電源を分圧するための１オームの補正抵抗と、を有する分圧手段と、
報知手段と、
ヒーターへの電源供給開始からヒーター温度が安定するまでの基準時間を記憶するとともに、
最初にヒーターへ主電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で主電源の供給を停止してヒーターへ測定用電圧を供給するとともに前記分圧手段で分圧された測定用電源の電圧を基準電圧として記憶し、２回目以降に前記ヒーターへ主電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で主電源の供給を停止してヒーターへ測定用電圧を供給するとともに前記分圧手段で分圧された測定用電源の電圧を実測電圧として前記基準電圧と比較し、前記実測電圧と基準電圧が異なる場合に、前記ヒーターへの電源供給を中止するとともに警報手段を作動させるためのマイコンと、
主電源を用いて前記マイコン用の制御用電源、リレー用の駆動電源、測定用電源等を生成する電源回路と、を有することを特徴としており、これを用いた本発明のヒーターのコントロール方法では、予め、ヒーターへの電源供給開始からヒーター温度が安定するまでの時間を基準時間として設定するとともにマイコンに記憶させ、
最初にヒーターへ電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で電源供給を停止してヒーターへ５Ｖの測定用電圧を供給するとともに前記５Ｖの測定用電圧を前記補正抵抗で分圧し、該分圧した電圧を基準電圧としてマイコンに記憶させ、
２回目以降に前記ヒーターへ電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で電源供給を停止してヒーターへ５Ｖの測定用電圧を供給するとともに前記５Ｖの測定用電圧を前記補正抵抗で分圧し、該分圧した電圧を実測電圧としてマイコンに入力して前記基準電圧と比較し、
前記実測電圧と基準電圧が異なる場合に前記ヒーターへの電源供給を中止するとともに警報手段を作動させる、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、最初にヒーターに電源を供給したときに基準電圧を設定し、その後、ヒーターへ電源を供給するたびごとに、基準電圧を演算した方法と同様にして実測電圧を演算し、この基準電圧と実測電圧を比較することとし、これによりヒーターの異常を検出することとしている。そのために、ヒーターに異常が生じている場合にその異常を容易に検出することが可能であり、それにより不測の事態が発生することを有効に防止可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のヒーター用コントローラーでは、主電源とヒーターとの間に介在し、主電源のヒーターへの供給又は供給の停止を行なうための主電源用リレーを有するとともに、ヒーターへ測定用電源を供給するとともにこの測定用電源を分圧する分圧手段と、表示部、ブザー等の報知手段と、主電源を用いて各種の電源を生成する電源回路とを有しており、前記分圧手段は、測定用電源のヒーターへの供給又は供給の停止を行なうための測定電源用リレーと、ヒーターに供給された測定用電源を分圧するための１オームの補正抵抗とを有している。
【０００９】
また、本発明のヒーター用コントローラーでは、制御手段としてのマイコンを有しており、このマイコンではまず、ヒーターへの電源供給開始からヒーター温度が安定するまでの時間を基準時間として記憶する。
【００１０】
また、マイコンは、最初にヒーターへ主電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で主電源の供給を停止してヒーターへ測定用電圧を供給するとともに前記分圧手段で分圧された測定用電源の電圧を基準電圧として記憶し、２回目以降に前記ヒーターへ主電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で主電源の供給を停止してヒーターへ測定用電圧を供給するとともに前記分圧手段で分圧された測定用電源の電圧を実測電圧として前記基準電圧と比較し、前記実測電圧と基準電圧が異なる場合に、前記ヒーターへの電源供給を中止するとともに、警報手段を作動させる機能を有する。
【００１１】
そして、前記電源回路は、主電源を用いて、前記マイコン用の制御用電源、リレー駆動用の駆動電源、測定用電源等を生成することとしている。
【００１２】
次に、このように構成される本発明のヒーター用コントローラーを用いた本発明のヒーターのコントロール方法では、まず、ヒーターへの電源供給を開始した時点からヒーター温度が所定温度で安定するまでの時間を、基準時間として、予めマイコンに設定しておく。
【００１３】
次に、最初にヒーターへ電源を供給したときに、前記基準時間が経過した時点で電源供給を停止し、ヒーターへ５Ｖの測定用電圧を供給するとともに、この測定用電圧を１オームの補正抵抗で分圧し、この分圧した電圧を基準電圧としてマイコンに記憶させておく。
【００１４】
そして、２回目以降に前記ヒーターへ電源を供給した場合には、その度ごとに、前記基準時間が経過した時点で電源供給を停止し、ヒーターへ５Ｖの測定用電圧を供給するとともに、この測定用電圧を１オームの補正抵抗で分圧し、この分圧した電圧を実測電圧としてマイコンに入力し、前記基準電圧と比較する。
【００１５】
そして、前記実測電圧と基準電圧が異なる場合に、前記ヒーターへの電源供給を中止するとともに警報手段を作動させる。
【実施例１】
【００１６】
本発明のヒーター用コントローラーの実施例について図面を参照して説明すると、図１は、本実施例のヒーター用コントローラーの構成を示すブロック図であり、図において１が本実施例のヒーター用コントローラーある。
【００１７】
また、図において２は電源、３がヒーターであり、太線で示した部分が、ヒーターへ供給する主電源の経路である。また、図において４、５は主電源用リレーであり、即ち、本実施例においては、電源２とヒーター３との間に主電源用リレー４、５を介在し、この主電源用リレー４、５の作動によりヒーター３への主電源の供給及び供給停止を制御することとしている。
【００１８】
次に、前記電源２には電源回路６が接続されているとともに、この電源回路６にはマイコン７が接続されており、前記電源回路６において、前記主電源用リレー４、５を駆動するための１２Ｖと、マイコン等の制御用の５Ｖを生成することとしている。
【００１９】
そして、前記マイコン７には、各種操作用スイッチ８、表示部を構成するＬＥＤ９、及びブザー１０が接続され、前記スイッチ８の操作等によりマイコン７において装置全体の制御を行なうこととしており、また、ＬＥＤ９及びブザー１０はヒーター異常時の報知手段としても機能することとしている。
【００２０】
またマイコン７では、前記スイッチ８を用いて、使用するヒーターについて、電源供給開始からヒーター温度が安定するまでの時間を基準時間として設定することができるとともに、この設定した基準時間を記憶することとしている。
【００２１】
次に、図において１１は分圧手段であり、この分圧手段１１において、前記ヒーター３に５Ｖの測定用電圧を供給するとともに、このヒーター３に供給した測定用電圧を分圧して、この分圧した電圧値をマイコン７に記憶させることとしている。
【００２２】
即ち、前記分圧手段１１は、それぞれが前記ヒーター３に接続された入力側の測定用リレー１１と出力側の測定用リレー１２を有しているとともに、入力側の測定用リレー１２は前記電源回路６に接続され、入力側の測定用リレー１２を介して、前記電源回路６で生成された５Ｖを前記ヒーター３へ供給することとしている。
【００２３】
そして、出力側の測定用リレー１３は、１オームの補正抵抗１４を介してアースに接続されており、これにより、前記ヒーター３から出力された５Ｖを分圧することとしている。
【００２４】
また、前記ヒーター３からの出力は前記マイコン７に接続されており、これにより、前記補正抵抗１４により分圧された測定用電圧をマイコン７に記憶可能としている。
【００２５】
なお、図４は本実施例のヒーター用コントローラーの具体的な回路図であり、図において２が電源、３がヒーター、４ｂ、５ｂが主電源用リレーの接点、６が電源回路、７がマイコン、８がスイッチ群、９が表示部、１０がブザー、１２、１３が測定用リレー、１４が補正抵抗、４ａがリレードライブである。
【００２６】
また、ヒーターには、温度上昇に伴って抵抗値が大きくなるいわゆるＰＴＣヒーターと、抵抗値が固定されており温度が上昇しても抵抗値が変わらないニクロム線等によるヒーターがあるが、本実施例では、これらのいずれのヒーターにも適用可能である。
【００２７】
次に、このように構成される本実施例のヒーター用コントローラーを用いた本発明のヒーターのコントロール方法の実施例について図３のフローチャートを参照して説明すると、本実施例のヒーターのコントロール方法では、まず、予め、基準時間を設定してこの基準時間を前記マイコン７に記憶させておく（ステップ１）。
【００２８】
即ち、一般的にヒーターの発熱体は、電源の供給を開始してから温度が所定温度で安定するまでに所定時間を有するため、本実施例のヒーターのコントロール方法では、まず、ヒーターへの電源供給開始からヒーター温度が所定温度で安定するまでの時間を調べ、この時間を基準時間としてマイコン７に記憶させておく。具体的には、本実施例においては基準時間を１時間と設定している。
【００２９】
なお、前述したように、ヒーターには、温度上昇に伴って抵抗値が大きくなるいわゆるＰＴＣヒーターと、抵抗値が固定されており温度が上昇しても抵抗値が変わらないニクロム線等によるヒーターがあるが、本実施例では、温度が上昇しても抵抗値が変わらないヒーターを前提として基準時間を１時間に設定している。従って、この基準時間はヒーターの種類により異なり、例えばＰＴＣヒーターに本実施例を適用する場合には、本発明者の実験データによれば２時間程度にするのが良い。
【００３０】
次に、ステップ２において電源スイッチをオンにした後に、基準時間が経過した時点で、ヒーター３への電源供給が最初の電源供給であるときには、ステップ３において、ヒーター３の抵抗値に基づいた基準電圧を演算して、ステップ４において、この演算結果をマイコン７にメモリさせておく。
【００３１】
このステップ３の基準電圧の演算、ステップ４の基準電圧のメモリについて説明すると、最初にヒーター３へ電源を供給したときには、ヒーター３への電源開始から始めて基準時間が経過した時点で、即ち、電源供給から１時間が経過した時点で、マイコン７の制御によって前記主電源用リレー４、５の接点をオフにして前記ヒーター３への主電源の供給を停止する。
【００３２】
そして、瞬時に入力側の測定用リレー１２と出力側の測定用リレー１３の接点をオンにして、ヒーター３に測定用の５Ｖを供給する。図１において長波線で示した部分が測定用電源の経路である。
【００３３】
次に、前記ヒーター３から出力される前記５Ｖを、１オームの補正抵抗１４によって分圧し、これによって、前記ヒーター３の初期状態における抵抗値を電圧値に置き換え、それに基づいて、分圧された電圧値を基準電圧としてマイコン７に記憶させる。
【００３４】
この演算方法について図２を用いて説明すると、図において、ヒーター３の抵抗値が９オームの場合には、ヒーター３の抵抗値と補正抵抗の抵抗値の合計である１０オームを１００％とすると、ヒーター３の抵抗値の割合は、｛１００（％）／（１オーム＋９オーム）｝×９オーム＝９０（％）となり、補正抵抗１４の抵抗値の割合は、｛１００（％）／（１オーム＋９オーム）｝×１オーム＝１０（％）となる。
そうすると、ヒーター３に加えられた５Ｖを１００％とすると、この５Ｖは９：１の割合で分圧され、即ち、ヒーター３に加わる電圧値Ａは４．５ｖ、補正抵抗１４に加わる電圧値Ｂは０．５ｖになり、この０．５ｖが、基準電圧としてマイコン７に記憶される。
【００３５】
次に、基準時間が経過した時点で、ヒーター３への電源供給が２回目以降であるときには、ステップ５において、実測電圧を演算する。この実測電圧の演算方法は、前記基準電圧の演算方法と同様であり、即ち、ヒーター３への電源開始から始めて基準時間経過した時点で、マイコン７の制御によって前記主電源用リレー４、５の接点をオフにして前記ヒーター３への主電源の供給を停止するとともに、瞬時に入力側の測定用リレー１２と出力側の測定用リレー１３の接点をオンにして、ヒーター３に測定用の５Ｖを供給する。そして、前記ヒーター３から出力される前記５Ｖを、１オームの補正抵抗１４によって分圧し、これによって、前記ヒーター３の現時点における抵抗値を電圧値に置き換え、それに基づいて、分圧された電圧値を実測電圧としてマイコン７に入力する。
【００３６】
次に、マイコン７においては、ステップ６において、前記メモリされている基準電圧と前記実測電圧とを比較し、電圧値が相違しているときには、ステップ７において、電源をオフにしてヒーター３への主電源の供給を中止するとともに、ブザー１０、ＬＥＤ９等の警報手段を作動させて異常の発生を報知する。実測電圧が基準電圧と異なるということは、ヒーター３の抵抗値が初期状態における抵抗値と異なっていることを意味しており、即ちヒーター３の異常を意味しているために、この場合には、ヒーター３への主電源の供給を中止するとともに警報手段９、１０を作動させることとしている。
【００３７】
なお、本実施例においては、電源供給が最初であるか否かはマイコン７において、カウンタ機能等を用いて判別することとしている。
【００３８】
このように、本実施例のヒーターのコントロール方法では、最初にヒーターに電源を供給したときにヒーターの抵抗値に基づいて基準電圧を演算してマイコンに記憶させておき、その後、２回目以降にヒーターへ電源を供給するたびごとに、基準電圧を演算した方法と同様にして実測電圧を演算し、この基準電圧と実測電圧を比較することとしているため、ヒーター自体の異常を容易に検出することが可能であり、それにより不測の事態が発生することを有効に防止可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のヒーター用コントローラー及びそれを用いたヒーターのコントロール方法によると、ヒーター自体の異常を容易に検出することにより不測の事態の発生を未然に防止可能であるため、発熱体を有するヒーター全般のコントロール方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のヒーター用コントローラーの実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のヒーターのコントロール方法の実施例における基準電圧を演算する方法を説明するための図である。
【図３】本発明のヒーターのコントロール方法の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明のヒーター用コントローラーの実施例の具体的な回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    コントローラー
２    電源
３    ヒーター
４、５    主電源用リレー
４ｂ、５ｂ    リレー接点
４ａ    リレードライブ
６    電源回路
７    マイコン
８    スイッチ群
９    表示部
１０    ブザー
１１    分圧手段
１２、１３    測定電源用リレー
１４    補正抵抗
【図１】
2009037825.tif 000003
【図２】
2009037825.tif 000004
【図３】
2009037825.tif 000005
【図４】
2009037825.tif 000006