面状採暖具
【課題】発熱体の吸湿状態に関わらず、快適な暖感覚を与えることができる面状採暖具を提供すること。
【解決手段】通電開始時は温度設定手段１３による設定温度よりも高い目標温度で発熱体１１を制御する速熱制御手段１６と、速熱制御手段の目標温度よりも高い目標温度で発熱体を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御手段１８と、Ｌｏｗ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１７と、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御中の発熱体の通電状態から発熱体の吸湿状態を判定する吸湿判定手段２０と、吸湿判定手段により発熱体が吸湿していると判定された場合のみ、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の目標温度よりもさらに高い目標温度で発熱体を立ち上げ制御するＨｉ強制立ち上げ制御手段１９を備えたことにより、発熱体の吸湿の有無に関わらず、いつも快適な暖感覚が得られる。
【解決手段】通電開始時は温度設定手段１３による設定温度よりも高い目標温度で発熱体１１を制御する速熱制御手段１６と、速熱制御手段の目標温度よりも高い目標温度で発熱体を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御手段１８と、Ｌｏｗ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１７と、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御中の発熱体の通電状態から発熱体の吸湿状態を判定する吸湿判定手段２０と、吸湿判定手段により発熱体が吸湿していると判定された場合のみ、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の目標温度よりもさらに高い目標温度で発熱体を立ち上げ制御するＨｉ強制立ち上げ制御手段１９を備えたことにより、発熱体の吸湿の有無に関わらず、いつも快適な暖感覚が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の面状採暖具は、発熱線と温度検知線を一本の感温ヒータ線とした一線式構成の発熱体が使用されることが多い。一線式構成にすると発熱線と温度検知線を別々に配線する必要がなく、一本化した感温ヒータ線を配線するだけで温度制御が可能となる。
【０００３】
また、発熱部分と温度検出部分とを一体化していることにより、発熱線の温度を直接検知できることから、局部的な保温をされても温度上昇を抑えることができ、安全性も高い。
【０００４】
一線式構成に用いられる感温ヒータ線は、発熱線と温度検知線との間に高分子感温体を介在させ，この感温体のインピーダンスの温度特性により、線間に流れる電流が変化することを利用し、これを温度検知線から取り出して温度制御を行うことが一般的な制御方式となっている。
【０００５】
そこで、従来の面状採暖具は、図６に示すように、面状採暖具（図示せず）に配設された一線式感温ヒータ線である発熱体１と、発熱体１の温度を検出する温度検出手段２と、面状採暖具の制御温度を設定する温度設定手段３と、温度検出手段２で検出された検出値（発熱体１の検出温度）と温度設定手段３にて設定された設定温度とから発熱体１への通電制御を行う制御手段４とから構成されている。
【０００６】
ここで、温度検出手段２の検出値と実際の発熱体１の温度との関係を図７に示す。発熱体１に通電を行っている状態のときには、発熱体１の温度上昇に伴い温度検出手段２の検出値は小さくなるという特性を有している。
【０００７】
一方、使用者は設定したい温度をＶＲ等の温度設定手段３により可変し、温度検出手段２の検出値が温度設定手段３において設定した設定温度に相当する信号レベル（Ｖ１）まで低下したときに、制御手段４において、発熱体１への通電を非通電とするような温度制御を行っていた。
【０００８】
また、面状採暖具の使用開始時には、使用環境によっては低い温度まで面状採暖具の温度が低下していることが容易に考えられ、その場合に、使用者が温度設定手段３にて設定した設定温度で発熱体１の温度を制御し始めると、面状採暖具の表面温度の温度上昇が緩慢となり、使用者に不快感を与えてしまうことから、図８に示すように、通電開始時から一定時間は設定温度よりも高い設定温度となるように発熱体１が制御され、速く昇温させる制御方式（速熱制御方式）が取られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、前記従来の構成では，一線式ヒータ線に使用されている感温体が長期間使用されなかったり、環境条件によって吸湿すると、インピーダンスが減少し、発熱線と温度検知線との線間に流れる電流が増大するという特性を有している。
【００１０】
図９に、吸湿状態の発熱体と乾燥状態の発熱体とを比較したときの発熱体の温度と温度検出手段の検出値との関係を示す。
【００１１】
図９から明らかなように、温度検出手段の検出値が同じ値でも、吸湿状態の発熱体の温
度ＴＡと、乾燥状態の発熱体の温度ＴＢは
ＴＡ＞ＴＢ
となり、温度検出手段の検出値が同じ値であっても、実際の発熱体の表面温度は、吸湿状態の方が乾燥状態よりも低い。
【００１２】
このことから、吸湿状態の発熱体の場合に発熱体の温度が低いにも関わらず、温度検出手段の検出値に基づいて温度制御が行われることから、使用者が設定した設定温度よりも、実際の発熱体の表面温度が低くなり、使用者に不快感を与えてしまう。
【００１３】
特に、購入直後やシーズン初めは、感温体が吸湿していることが多いため，上記症状が現れやすい。
【００１４】
従来の面状採暖具は、前記課題を解決するために、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設定温度で発熱体を立ち上げ制御する強制立ち上げ制御手段を設けている。（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
これにより、通電初期から高い温度を目標に温度制御し、従来よりも発熱体の温度が上昇することから、吸湿した湿気を除去しやすくなることで、吸湿状態の発熱体でも、早期に正常な温度特性を回復させ、快適な暖感覚を与えることができるというものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−１０２９４４号公報
【特許文献２】特許第４６０９２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、前記従来の構成では、発熱体の吸湿の有無に関わらず、通電開始時に高い温度で強制立ち上げ制御を行うため、吸湿していない場合、表面温度が熱くなりすぎて使用者に不快感を与えてしまうという課題を有していた。また、強制立ち上げ制御時の目標温度を吸湿してない場合でも不安全および不快にならないように低めにすると、本来の吸湿している場合に十分な効果が得られないという課題を有していた。
【００１８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、発熱体の吸湿の有無に関わらず、快適な暖感覚を与えることができる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】
【００１９】
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、温度設定手段による設定温度よりも高い目標温度で発熱体を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御中に、発熱体の通電状態から発熱体の吸湿状態を判定する吸湿判定手段を設けたものである。これによって、発熱体が吸湿していることを判定した場合のみ、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の設定温度よりもさらに高い目標温度で発熱体を立ち上げ制御するＨｉ強制立ち上げ制御手段により制御目標温度を上げて通電制御するので、吸湿している場合に発熱体の表面温度が低くなるような制御となることがなく適温に昇温することができ、加えて昇温制御中に発熱体の湿気除去がしやすくなり早期に正常な温度特性を回復させ、快適な暖感覚を与えることができる。かつ、吸湿がない場合には、Ｈｉ強制立ち上げ制御にせずＬｏｗ強制立ち上げ制御で立ち上げ制御され、不用意に目標温度を上げて表面温度が熱くなりすぎて使用者に不快感を与えることがなく、快適な暖感覚を与えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の面状採暖具は、発熱体の吸湿の有無に関わらず、いつも快適な暖感覚を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における面状採暖具の制御ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における通電開始時からの時間と制御目標温度との関係を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態２における吸湿時と吸湿なし時の発熱体検出温度と発熱体表面温度を表したチャート
【図４】本発明の実施の形態３における面状採暖具の制御ブロック図
【図５】本発明の実施の形態４における異なる電源電圧時の発熱体検出温度および発熱体表面温度を表したチャート
【図６】従来の面状採暖具の制御ブロック図
【図７】温度検出手段の検出値と発熱体の温度との関係を表した図
【図８】通電開始時の面状採暖具の温度と時間との関係を表した図
【図９】発熱体の乾燥状態と吸湿状態との差を表した図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、面状採暖具本体に配設された発熱線と温度検知線とが一体になった発熱体と、前記発熱体に接続されたコントローラと、を備え、前記コントローラは、
前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記発熱体の制御温度を設定する温度設定手段と、
通電開始時は前記温度設定手段による設定温度よりも高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御する速熱制御手段と、
前記速熱制御手段の目標温度よりも高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御手段と、
前記Ｌｏｗ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、
前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の立ち上げ制御中の前記発熱体の通電状態から前記発熱体の吸湿状態を判定する吸湿判定手段と、
前記吸湿判定手段により前記発熱体が吸湿していると判定された場合のみ、前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の目標温度よりもさらに高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御するＨｉ強制立ち上げ制御手段と、
を備えた構成とすることにより、発熱体が吸湿している場合は、従来よりさらに発熱体の湿気を除去しやすくなり、早期に正常な温度特性を回復させ、快適な暖感覚を与えることができる。発熱体の吸湿がない場合も、不用意に目標温度を上げて、表面温度が熱くなりすぎて使用者に不快感を与えることがなくなり、快適な暖感覚を与えることができる。
【００２３】
第２の発明は、特に、第１の発明の吸湿判定手段を、通電開始から一定時間内の発熱体の通電オン／オフ回数を計測する計時手段とカウント手段を有し、通電開始から一定時間内の前記発熱体の通電オン／オフ回数が所定回数以上の場合、吸湿と判定する構成とすることにより、発熱体の吸湿判定が可能となる。従来技術から明らかなように、発熱体の吸湿時は、温度検出手段の検出値が同じ値でも、吸湿状態の発熱体の方が乾燥状態よりも発熱体の実際の温度は低い。このように、発熱体の温度が低いにも関わらず温度検出手段の検出値によって温度制御を行うため、発熱体の吸湿時は、一定時間内の通電オン／オフ回数が多くなる。したがって、通電開始から一定時間内の発熱体の通電オン／オフ回数より発熱体の吸湿判定が可能となる。
【００２４】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、判定手段を、コントローラ内部の温度を検出する内部温度検出手段を備え、内部温度検出手段の検出した内部温度が所定温度未満であり、かつ温度設定手段の設定温度が所定レベル以上のときに、Ｌｏｗ強制立
ち上げ制御にて制御を行い、吸湿判定手段は、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御中のみ、吸湿判定を行う構成とすることにより、通電直後等で発熱体の温度が高い場合には、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段およびＨｉ強制立ち上げ制御手段による温度制御と、吸湿判定を行わないことで、不用意に温度が上昇することを防ぐことができ、かつ吸湿判定の精度を上げることができる。
【００２５】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、吸湿判定手段は、発熱体に印加されている電圧を検出する電圧検出手段を備え、電圧検出手段の検出電圧により吸湿判定の判定値を変化させる構成とすることにより、さらに吸湿判定の精度を上げることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における面状採暖具の制御ブロック図で、図２は、Ｈｉ強制立ち上げ制御とＬｏｗ強制立ち上げ制御と速熱制御との温度を比較した図である。
【００２８】
図１において、発熱体１１は発熱線と温度検知線とが一体になった一線式ヒータ線であり、発熱体１１と接続されたコントローラ１５があり、温度検出手段１２は、発熱体１１の温度を検出する手段であり、温度設定手段１３は、使用者がスライドボリューム等のような、任意に所定の設定温度に切り替えが可能なものであり、速熱制御手段１６は、通電開始時に温度設定手段１３の設定温度よりも高い目標温度で発熱体１１の温度を立ち上げ制御するものであり、判定手段１７は、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の実施の可否を判定する手段であり、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８は、判定手段１７にて所定の条件を満足した場合に、速熱制御手段１６よりも高い目標温度で発熱体１１の温度を立ち上げ制御するものである。
【００２９】
そして、Ｈｉ強制立ち上げ制御手段１９は、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の目標温度よりもさらに高い目標温度で発熱体１１の温度を立ち上げ制御するもので、吸湿判定手段２０は、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の立ち上げ制御中の発熱体１１の通電状態から発熱体１１の吸湿状態を判定し、吸湿していると判定した場合のみ、Ｈｉ強制立ち上げ制御手段１９での立ち上げ制御をする構成である。吸湿判定手段２０の吸湿判定方法については後述する。
【００３０】
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。
【００３１】
面状採暖具は、使用者が温度設定手段１３によって設定した設定温度に早く到達させるために、速熱制御手段１６において、通電開始時は、使用者が設定した設定温度よりも高い目標温度で発熱体１１を通電制御し、一定時間後に設定温度で制御することが一般的である。
【００３２】
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、特に発熱体１１が吸湿していることから、温度検出手段１２の検出値と発熱体１１の温度との関係が変化し、使用者が意図した設定温度で制御しないことがある。
【００３３】
ここで、本来の制御温度にて制御させようとすると、早急に湿気を除去し、温度検出手段１２の検出値と発熱体１１の温度との関係を正常な状態に戻す必要がある。
【００３４】
そのために、図２のように、設定温度までの到達時間を早めるための速熱制御だけでなく、速熱制御手段１６の目標温度よりも高い目標温度で発熱体１１を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御手段１８により、速熱制御手段１６による速熱温度よりも高い目標温度で発熱体１１への通電制御を行うことで、発熱体１１の温度をさらに上昇させることができ、発熱体１１の湿気を除去しやすくする。
【００３５】
吸湿判定手段２０はＬｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の発熱体１１の通電状態から発熱体の吸湿状態を判定する。判定方法の詳細は実施の形態３にて説明する。
【００３６】
吸湿判定手段２０によって、発熱体１１が吸湿していると判定された場合のみ、図１の（ａ）のルートにて、さらに高い目標温度で発熱体１１を通電制御するようＨｉ強制立ち上げ制御手段１９の立ち上げ制御に切り替わる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態において、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の立ち上げ制御中に、吸湿判定手段２０によって発熱体１１が吸湿しているかどうかの判定がされて、発熱体１１が吸湿している場合のみ、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の目標温度よりもさらに高い目標温度で発熱体１１の温度を立ち上げ制御されることで、吸湿している場合は、従来よりさらに発熱体の湿気を除去しやすくなり、早期に正常な温度特性を回復させ、快適な暖感覚を与えることができる。そして、発熱体１１吸湿がない場合には、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８による立ち上げ制御が継続されて、Ｈｉ強制立ち上げ制御手段１９の立ち上げ制御に切り替わることはないので、不用意に目標温度を上げて、表面温度が熱くなりすぎて使用者に不快感を与えることがなくなり、快適な暖感覚を与えることができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における発熱体１１が吸湿している時と吸湿していない時の発熱体表面温度および温度検出手段１２での検出値（発熱体の検出温度）とを示したチャートである。図３の左側は吸湿なし時、右側は吸湿あり時のチャートである。図３のチャートにおいて、温度が高低を繰り返しているのは、温度検出手段１２による検出値によって、通電オン／オフが繰り返されていることによるものである。
【００３９】
従来技術である特許文献２にも記載されているように、一線式ヒータ線に使用されている発熱線と温度検知線との間の感温体が吸湿すると、感温体のインピーダンスが減少し、発熱線と温度検知線との線間に流れる電流が増大するという特性を有している。
【００４０】
発熱体１１である一線式ヒータ線は、本来、感温体の温度の上昇にともなって感温体のインピーダンスが減少し、発熱線と温度検知線との線間に流れる電流が増大する特性を利用して、感温体のインピーダンス変化によって生じる電流変化を温度検出手段１２で直流電圧に変換して、発熱体１１の温度が検出される。ところが感温体は、前記のように温度上昇だけでなく吸湿によってもインピーダンスが減少することから、発熱体１１が吸湿状態であれば、図３の右側の吸湿あり時のチャートのように、発熱体１１の表面温度が低いにも関わらず、温度検出手段１２によって検出された発熱体１１の検出温度が制御目標温度に到達したと判定して発熱体１１への通電をオフするため、発熱体１１への通電オン／オフ回数が多くなる。
【００４１】
このことから、吸湿判定手段２０は、通電開始から一定時間内の発熱体の通電オン／オフ回数を計測する計時手段とカウント手段を有し、通電開始から一定時間内の発熱体１１への通電オン／オフ回数が所定回数以上の場合、吸湿と判定する構成とすることにより、発熱体１１の吸湿判定が可能となる。判定時間および判定値は、発熱体１１の温度特性により異なる。実施例では、２０分以内に５回以上の通電オン／オフ回数がカウントされた
とき吸湿と判定している。
【００４２】
（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における面状採暖具の制御ブロック図である。
【００４３】
内部温度検出手段２３は、コントローラ１５の内部の温度検出するものであり、コントローラ１５は発熱体１１と接続されていることから、発熱体１１への通電を行うと、発熱体１１の温度の影響を受け，コントローラ１５内部の温度が上昇する。
【００４４】
この温度変化を利用し、判定手段１７は、使用者が温度設定手段１３にて設定する設定温度が所定レベル以上であり、かつ内部温度検出手段２３にて検出したコントローラ１５内部の温度が所定温度未満、例えば２０℃未満のときのような温度が低い場合のみ、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８によるＬｏｗ強制立ち上げ制御を行うこととする。
【００４５】
さらに、上記以外のとき、すなわち使用者が設定している設定温度が所定レベル未満、例えば低目盛の場合、もしくは通電直後等により内部温度検出手段２３の検出温度が高い場合には、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８による制御を行わずに、速熱制御手段１６による速熱制御のみとする。
【００４６】
また、吸湿判定手段２０はＬｏｗ強制立ち上げ制御手段１８がＬｏｗ強制立ち上げ制御を行っている場合のみ、吸湿判定を行うこととする。吸湿判定は通電開始から一定時間内の発熱体１１への通電オン／オフ回数にておこなうため、面状採暖具の前回使用直後の再使用等、表面温度が十分暖まっている状態からでは、正しく判定することができない。そこで内部温度検出手段２３にて検出したコントローラ１５内部の温度が所定温度未満の場合のみ、吸湿判定を行う。これにより、精度のよい吸湿判定を行うことができる。
【００４７】
なお、判定手段１７の判定条件は、商品性や使い勝手等を考慮した上で決定するものであり、ここに記載した数値に限ったものではない。
【００４８】
（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態における面状採暖具の異なる電源電圧時の発熱体検出温度および発熱体表面温度の関係を示したチャートである。本実施の形態における例では発熱体１１に電源電圧が印加されている。図５の左側は電源電圧１００Ｖ、右側は電源電圧１１５Ｖ印加時のチャートである。図５のチャートにおいて、温度が高低を繰り返しているのは、温度検出手段１２による検出値によって、通電オン／オフが繰り返されていることによるものである。
【００４９】
図５から分かるように、吸湿状態が同じでも、発熱体１１に印加される電圧を変化させると、発熱体１１の制御状態は変化する。電圧を上げると、所定の制御温度に到達するまでの時間が短くなり、一定時間内に発熱体１１をオン／オフする回数は増える。
【００５０】
電源電圧が設置場所の電源事情によりばらついても、正しく吸湿判定を行うために、本発明の第４の実施の形態の例では、電圧検出手段２４を設け、発熱体１１に印加されている電圧を検出する。吸湿判定手段２０は、電圧検出手段２４の検出電圧により吸湿判定の判定値を変化させることとした。例えば、電源電圧が上がると、一定時間内に発熱体１１をオン／オフする回数は増えるため、吸湿と判定する発熱体１１へのオン／オフ回数の比較値を、基準の判定値よりも上げている。これにより、より精度のよい吸湿判定を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
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状態を検出し、安全かつ快適な温度制御を実現できるので、感温式の発熱体を用いている機器に適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１１ 発熱体
１２ 温度検出手段
１３ 温度設定手段
１５ コントローラ
１６ 速熱制御手段
１７ 判定手段
１８ Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段
１９ Ｈｉ強制立ち上げ制御手段
２０ 吸湿判定手段
２３ 内部温度検出手段
２４ 電圧検出手段
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の面状採暖具は、発熱線と温度検知線を一本の感温ヒータ線とした一線式構成の発熱体が使用されることが多い。一線式構成にすると発熱線と温度検知線を別々に配線する必要がなく、一本化した感温ヒータ線を配線するだけで温度制御が可能となる。
【０００３】
また、発熱部分と温度検出部分とを一体化していることにより、発熱線の温度を直接検知できることから、局部的な保温をされても温度上昇を抑えることができ、安全性も高い。
【０００４】
一線式構成に用いられる感温ヒータ線は、発熱線と温度検知線との間に高分子感温体を介在させ，この感温体のインピーダンスの温度特性により、線間に流れる電流が変化することを利用し、これを温度検知線から取り出して温度制御を行うことが一般的な制御方式となっている。
【０００５】
そこで、従来の面状採暖具は、図６に示すように、面状採暖具（図示せず）に配設された一線式感温ヒータ線である発熱体１と、発熱体１の温度を検出する温度検出手段２と、面状採暖具の制御温度を設定する温度設定手段３と、温度検出手段２で検出された検出値（発熱体１の検出温度）と温度設定手段３にて設定された設定温度とから発熱体１への通電制御を行う制御手段４とから構成されている。
【０００６】
ここで、温度検出手段２の検出値と実際の発熱体１の温度との関係を図７に示す。発熱体１に通電を行っている状態のときには、発熱体１の温度上昇に伴い温度検出手段２の検出値は小さくなるという特性を有している。
【０００７】
一方、使用者は設定したい温度をＶＲ等の温度設定手段３により可変し、温度検出手段２の検出値が温度設定手段３において設定した設定温度に相当する信号レベル（Ｖ１）まで低下したときに、制御手段４において、発熱体１への通電を非通電とするような温度制御を行っていた。
【０００８】
また、面状採暖具の使用開始時には、使用環境によっては低い温度まで面状採暖具の温度が低下していることが容易に考えられ、その場合に、使用者が温度設定手段３にて設定した設定温度で発熱体１の温度を制御し始めると、面状採暖具の表面温度の温度上昇が緩慢となり、使用者に不快感を与えてしまうことから、図８に示すように、通電開始時から一定時間は設定温度よりも高い設定温度となるように発熱体１が制御され、速く昇温させる制御方式（速熱制御方式）が取られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、前記従来の構成では，一線式ヒータ線に使用されている感温体が長期間使用されなかったり、環境条件によって吸湿すると、インピーダンスが減少し、発熱線と温度検知線との線間に流れる電流が増大するという特性を有している。
【００１０】
図９に、吸湿状態の発熱体と乾燥状態の発熱体とを比較したときの発熱体の温度と温度検出手段の検出値との関係を示す。
【００１１】
図９から明らかなように、温度検出手段の検出値が同じ値でも、吸湿状態の発熱体の温
度ＴＡと、乾燥状態の発熱体の温度ＴＢは
ＴＡ＞ＴＢ
となり、温度検出手段の検出値が同じ値であっても、実際の発熱体の表面温度は、吸湿状態の方が乾燥状態よりも低い。
【００１２】
このことから、吸湿状態の発熱体の場合に発熱体の温度が低いにも関わらず、温度検出手段の検出値に基づいて温度制御が行われることから、使用者が設定した設定温度よりも、実際の発熱体の表面温度が低くなり、使用者に不快感を与えてしまう。
【００１３】
特に、購入直後やシーズン初めは、感温体が吸湿していることが多いため，上記症状が現れやすい。
【００１４】
従来の面状採暖具は、前記課題を解決するために、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設定温度で発熱体を立ち上げ制御する強制立ち上げ制御手段を設けている。（例えば、特許文献２参照）。
【００１５】
これにより、通電初期から高い温度を目標に温度制御し、従来よりも発熱体の温度が上昇することから、吸湿した湿気を除去しやすくなることで、吸湿状態の発熱体でも、早期に正常な温度特性を回復させ、快適な暖感覚を与えることができるというものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−１０２９４４号公報
【特許文献２】特許第４６０９２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、前記従来の構成では、発熱体の吸湿の有無に関わらず、通電開始時に高い温度で強制立ち上げ制御を行うため、吸湿していない場合、表面温度が熱くなりすぎて使用者に不快感を与えてしまうという課題を有していた。また、強制立ち上げ制御時の目標温度を吸湿してない場合でも不安全および不快にならないように低めにすると、本来の吸湿している場合に十分な効果が得られないという課題を有していた。
【００１８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、発熱体の吸湿の有無に関わらず、快適な暖感覚を与えることができる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】
【００１９】
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、温度設定手段による設定温度よりも高い目標温度で発熱体を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御中に、発熱体の通電状態から発熱体の吸湿状態を判定する吸湿判定手段を設けたものである。これによって、発熱体が吸湿していることを判定した場合のみ、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の設定温度よりもさらに高い目標温度で発熱体を立ち上げ制御するＨｉ強制立ち上げ制御手段により制御目標温度を上げて通電制御するので、吸湿している場合に発熱体の表面温度が低くなるような制御となることがなく適温に昇温することができ、加えて昇温制御中に発熱体の湿気除去がしやすくなり早期に正常な温度特性を回復させ、快適な暖感覚を与えることができる。かつ、吸湿がない場合には、Ｈｉ強制立ち上げ制御にせずＬｏｗ強制立ち上げ制御で立ち上げ制御され、不用意に目標温度を上げて表面温度が熱くなりすぎて使用者に不快感を与えることがなく、快適な暖感覚を与えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の面状採暖具は、発熱体の吸湿の有無に関わらず、いつも快適な暖感覚を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における面状採暖具の制御ブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における通電開始時からの時間と制御目標温度との関係を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態２における吸湿時と吸湿なし時の発熱体検出温度と発熱体表面温度を表したチャート
【図４】本発明の実施の形態３における面状採暖具の制御ブロック図
【図５】本発明の実施の形態４における異なる電源電圧時の発熱体検出温度および発熱体表面温度を表したチャート
【図６】従来の面状採暖具の制御ブロック図
【図７】温度検出手段の検出値と発熱体の温度との関係を表した図
【図８】通電開始時の面状採暖具の温度と時間との関係を表した図
【図９】発熱体の乾燥状態と吸湿状態との差を表した図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、面状採暖具本体に配設された発熱線と温度検知線とが一体になった発熱体と、前記発熱体に接続されたコントローラと、を備え、前記コントローラは、
前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記発熱体の制御温度を設定する温度設定手段と、
通電開始時は前記温度設定手段による設定温度よりも高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御する速熱制御手段と、
前記速熱制御手段の目標温度よりも高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御手段と、
前記Ｌｏｗ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、
前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の立ち上げ制御中の前記発熱体の通電状態から前記発熱体の吸湿状態を判定する吸湿判定手段と、
前記吸湿判定手段により前記発熱体が吸湿していると判定された場合のみ、前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の目標温度よりもさらに高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御するＨｉ強制立ち上げ制御手段と、
を備えた構成とすることにより、発熱体が吸湿している場合は、従来よりさらに発熱体の湿気を除去しやすくなり、早期に正常な温度特性を回復させ、快適な暖感覚を与えることができる。発熱体の吸湿がない場合も、不用意に目標温度を上げて、表面温度が熱くなりすぎて使用者に不快感を与えることがなくなり、快適な暖感覚を与えることができる。
【００２３】
第２の発明は、特に、第１の発明の吸湿判定手段を、通電開始から一定時間内の発熱体の通電オン／オフ回数を計測する計時手段とカウント手段を有し、通電開始から一定時間内の前記発熱体の通電オン／オフ回数が所定回数以上の場合、吸湿と判定する構成とすることにより、発熱体の吸湿判定が可能となる。従来技術から明らかなように、発熱体の吸湿時は、温度検出手段の検出値が同じ値でも、吸湿状態の発熱体の方が乾燥状態よりも発熱体の実際の温度は低い。このように、発熱体の温度が低いにも関わらず温度検出手段の検出値によって温度制御を行うため、発熱体の吸湿時は、一定時間内の通電オン／オフ回数が多くなる。したがって、通電開始から一定時間内の発熱体の通電オン／オフ回数より発熱体の吸湿判定が可能となる。
【００２４】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、判定手段を、コントローラ内部の温度を検出する内部温度検出手段を備え、内部温度検出手段の検出した内部温度が所定温度未満であり、かつ温度設定手段の設定温度が所定レベル以上のときに、Ｌｏｗ強制立
ち上げ制御にて制御を行い、吸湿判定手段は、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御中のみ、吸湿判定を行う構成とすることにより、通電直後等で発熱体の温度が高い場合には、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段およびＨｉ強制立ち上げ制御手段による温度制御と、吸湿判定を行わないことで、不用意に温度が上昇することを防ぐことができ、かつ吸湿判定の精度を上げることができる。
【００２５】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、吸湿判定手段は、発熱体に印加されている電圧を検出する電圧検出手段を備え、電圧検出手段の検出電圧により吸湿判定の判定値を変化させる構成とすることにより、さらに吸湿判定の精度を上げることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における面状採暖具の制御ブロック図で、図２は、Ｈｉ強制立ち上げ制御とＬｏｗ強制立ち上げ制御と速熱制御との温度を比較した図である。
【００２８】
図１において、発熱体１１は発熱線と温度検知線とが一体になった一線式ヒータ線であり、発熱体１１と接続されたコントローラ１５があり、温度検出手段１２は、発熱体１１の温度を検出する手段であり、温度設定手段１３は、使用者がスライドボリューム等のような、任意に所定の設定温度に切り替えが可能なものであり、速熱制御手段１６は、通電開始時に温度設定手段１３の設定温度よりも高い目標温度で発熱体１１の温度を立ち上げ制御するものであり、判定手段１７は、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の実施の可否を判定する手段であり、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８は、判定手段１７にて所定の条件を満足した場合に、速熱制御手段１６よりも高い目標温度で発熱体１１の温度を立ち上げ制御するものである。
【００２９】
そして、Ｈｉ強制立ち上げ制御手段１９は、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の目標温度よりもさらに高い目標温度で発熱体１１の温度を立ち上げ制御するもので、吸湿判定手段２０は、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の立ち上げ制御中の発熱体１１の通電状態から発熱体１１の吸湿状態を判定し、吸湿していると判定した場合のみ、Ｈｉ強制立ち上げ制御手段１９での立ち上げ制御をする構成である。吸湿判定手段２０の吸湿判定方法については後述する。
【００３０】
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。
【００３１】
面状採暖具は、使用者が温度設定手段１３によって設定した設定温度に早く到達させるために、速熱制御手段１６において、通電開始時は、使用者が設定した設定温度よりも高い目標温度で発熱体１１を通電制御し、一定時間後に設定温度で制御することが一般的である。
【００３２】
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、特に発熱体１１が吸湿していることから、温度検出手段１２の検出値と発熱体１１の温度との関係が変化し、使用者が意図した設定温度で制御しないことがある。
【００３３】
ここで、本来の制御温度にて制御させようとすると、早急に湿気を除去し、温度検出手段１２の検出値と発熱体１１の温度との関係を正常な状態に戻す必要がある。
【００３４】
そのために、図２のように、設定温度までの到達時間を早めるための速熱制御だけでなく、速熱制御手段１６の目標温度よりも高い目標温度で発熱体１１を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御手段１８により、速熱制御手段１６による速熱温度よりも高い目標温度で発熱体１１への通電制御を行うことで、発熱体１１の温度をさらに上昇させることができ、発熱体１１の湿気を除去しやすくする。
【００３５】
吸湿判定手段２０はＬｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の発熱体１１の通電状態から発熱体の吸湿状態を判定する。判定方法の詳細は実施の形態３にて説明する。
【００３６】
吸湿判定手段２０によって、発熱体１１が吸湿していると判定された場合のみ、図１の（ａ）のルートにて、さらに高い目標温度で発熱体１１を通電制御するようＨｉ強制立ち上げ制御手段１９の立ち上げ制御に切り替わる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態において、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の立ち上げ制御中に、吸湿判定手段２０によって発熱体１１が吸湿しているかどうかの判定がされて、発熱体１１が吸湿している場合のみ、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８の目標温度よりもさらに高い目標温度で発熱体１１の温度を立ち上げ制御されることで、吸湿している場合は、従来よりさらに発熱体の湿気を除去しやすくなり、早期に正常な温度特性を回復させ、快適な暖感覚を与えることができる。そして、発熱体１１吸湿がない場合には、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８による立ち上げ制御が継続されて、Ｈｉ強制立ち上げ制御手段１９の立ち上げ制御に切り替わることはないので、不用意に目標温度を上げて、表面温度が熱くなりすぎて使用者に不快感を与えることがなくなり、快適な暖感覚を与えることができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における発熱体１１が吸湿している時と吸湿していない時の発熱体表面温度および温度検出手段１２での検出値（発熱体の検出温度）とを示したチャートである。図３の左側は吸湿なし時、右側は吸湿あり時のチャートである。図３のチャートにおいて、温度が高低を繰り返しているのは、温度検出手段１２による検出値によって、通電オン／オフが繰り返されていることによるものである。
【００３９】
従来技術である特許文献２にも記載されているように、一線式ヒータ線に使用されている発熱線と温度検知線との間の感温体が吸湿すると、感温体のインピーダンスが減少し、発熱線と温度検知線との線間に流れる電流が増大するという特性を有している。
【００４０】
発熱体１１である一線式ヒータ線は、本来、感温体の温度の上昇にともなって感温体のインピーダンスが減少し、発熱線と温度検知線との線間に流れる電流が増大する特性を利用して、感温体のインピーダンス変化によって生じる電流変化を温度検出手段１２で直流電圧に変換して、発熱体１１の温度が検出される。ところが感温体は、前記のように温度上昇だけでなく吸湿によってもインピーダンスが減少することから、発熱体１１が吸湿状態であれば、図３の右側の吸湿あり時のチャートのように、発熱体１１の表面温度が低いにも関わらず、温度検出手段１２によって検出された発熱体１１の検出温度が制御目標温度に到達したと判定して発熱体１１への通電をオフするため、発熱体１１への通電オン／オフ回数が多くなる。
【００４１】
このことから、吸湿判定手段２０は、通電開始から一定時間内の発熱体の通電オン／オフ回数を計測する計時手段とカウント手段を有し、通電開始から一定時間内の発熱体１１への通電オン／オフ回数が所定回数以上の場合、吸湿と判定する構成とすることにより、発熱体１１の吸湿判定が可能となる。判定時間および判定値は、発熱体１１の温度特性により異なる。実施例では、２０分以内に５回以上の通電オン／オフ回数がカウントされた
とき吸湿と判定している。
【００４２】
（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における面状採暖具の制御ブロック図である。
【００４３】
内部温度検出手段２３は、コントローラ１５の内部の温度検出するものであり、コントローラ１５は発熱体１１と接続されていることから、発熱体１１への通電を行うと、発熱体１１の温度の影響を受け，コントローラ１５内部の温度が上昇する。
【００４４】
この温度変化を利用し、判定手段１７は、使用者が温度設定手段１３にて設定する設定温度が所定レベル以上であり、かつ内部温度検出手段２３にて検出したコントローラ１５内部の温度が所定温度未満、例えば２０℃未満のときのような温度が低い場合のみ、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８によるＬｏｗ強制立ち上げ制御を行うこととする。
【００４５】
さらに、上記以外のとき、すなわち使用者が設定している設定温度が所定レベル未満、例えば低目盛の場合、もしくは通電直後等により内部温度検出手段２３の検出温度が高い場合には、Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段１８による制御を行わずに、速熱制御手段１６による速熱制御のみとする。
【００４６】
また、吸湿判定手段２０はＬｏｗ強制立ち上げ制御手段１８がＬｏｗ強制立ち上げ制御を行っている場合のみ、吸湿判定を行うこととする。吸湿判定は通電開始から一定時間内の発熱体１１への通電オン／オフ回数にておこなうため、面状採暖具の前回使用直後の再使用等、表面温度が十分暖まっている状態からでは、正しく判定することができない。そこで内部温度検出手段２３にて検出したコントローラ１５内部の温度が所定温度未満の場合のみ、吸湿判定を行う。これにより、精度のよい吸湿判定を行うことができる。
【００４７】
なお、判定手段１７の判定条件は、商品性や使い勝手等を考慮した上で決定するものであり、ここに記載した数値に限ったものではない。
【００４８】
（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態における面状採暖具の異なる電源電圧時の発熱体検出温度および発熱体表面温度の関係を示したチャートである。本実施の形態における例では発熱体１１に電源電圧が印加されている。図５の左側は電源電圧１００Ｖ、右側は電源電圧１１５Ｖ印加時のチャートである。図５のチャートにおいて、温度が高低を繰り返しているのは、温度検出手段１２による検出値によって、通電オン／オフが繰り返されていることによるものである。
【００４９】
図５から分かるように、吸湿状態が同じでも、発熱体１１に印加される電圧を変化させると、発熱体１１の制御状態は変化する。電圧を上げると、所定の制御温度に到達するまでの時間が短くなり、一定時間内に発熱体１１をオン／オフする回数は増える。
【００５０】
電源電圧が設置場所の電源事情によりばらついても、正しく吸湿判定を行うために、本発明の第４の実施の形態の例では、電圧検出手段２４を設け、発熱体１１に印加されている電圧を検出する。吸湿判定手段２０は、電圧検出手段２４の検出電圧により吸湿判定の判定値を変化させることとした。例えば、電源電圧が上がると、一定時間内に発熱体１１をオン／オフする回数は増えるため、吸湿と判定する発熱体１１へのオン／オフ回数の比較値を、基準の判定値よりも上げている。これにより、より精度のよい吸湿判定を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
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状態を検出し、安全かつ快適な温度制御を実現できるので、感温式の発熱体を用いている機器に適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１１ 発熱体
１２ 温度検出手段
１３ 温度設定手段
１５ コントローラ
１６ 速熱制御手段
１７ 判定手段
１８ Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段
１９ Ｈｉ強制立ち上げ制御手段
２０ 吸湿判定手段
２３ 内部温度検出手段
２４ 電圧検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状採暖具本体に配設された発熱線と温度検知線とが一体になった発熱体と、
前記発熱体に接続されたコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記発熱体の制御温度を設定する温度設定手段と、
通電開始時は前記温度設定手段による設定温度よりも高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御する速熱制御手段と、
前記速熱制御手段の目標温度よりも高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御手段と、
前記Ｌｏｗ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、
前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の立ち上げ制御中の前記発熱体の通電状態から前記発熱体の吸湿状態を判定する吸湿判定手段と、
前記吸湿判定手段により前記発熱体が吸湿していると判定された場合のみ、前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の目標温度よりもさらに高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御するＨｉ強制立ち上げ制御手段と、
を備えた面状採暖具。
【請求項２】
前記吸湿判定手段は、通電開始から一定時間内の前記発熱体の通電オン／オフ回数を計測する計時手段とカウント手段を有し、通電開始から一定時間内の前記発熱体の通電オン／オフ回数が所定回数以上の場合、吸湿と判定することを特徴とした請求項１に記載の面状採暖具。
【請求項３】
前記判定手段は、前記コントローラ内部の温度を検出する内部温度検出手段を備え、前記内部温度検出手段の検出した内部温度が所定温度未満であり、かつ前記温度設定手段の設定温度が所定レベル以上のときに、前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段にて立ち上げ制御を行い、前記吸湿判定手段は、前記Ｌｏｗ強制立ち上げ手段による立ち上げ制御中のみ、吸湿判定を行うことを特徴とした請求項１または２に記載の面状採暖具。
【請求項４】
前記吸湿判定手段は、前記発熱体に印加されている電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記電圧検出手段の検出電圧により吸湿判定の判定値を変化させることを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の面状採暖具。
【請求項１】
面状採暖具本体に配設された発熱線と温度検知線とが一体になった発熱体と、
前記発熱体に接続されたコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記発熱体の制御温度を設定する温度設定手段と、
通電開始時は前記温度設定手段による設定温度よりも高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御する速熱制御手段と、
前記速熱制御手段の目標温度よりも高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御するＬｏｗ強制立ち上げ制御手段と、
前記Ｌｏｗ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、
前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の立ち上げ制御中の前記発熱体の通電状態から前記発熱体の吸湿状態を判定する吸湿判定手段と、
前記吸湿判定手段により前記発熱体が吸湿していると判定された場合のみ、前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段の目標温度よりもさらに高い目標温度で前記発熱体を立ち上げ制御するＨｉ強制立ち上げ制御手段と、
を備えた面状採暖具。
【請求項２】
前記吸湿判定手段は、通電開始から一定時間内の前記発熱体の通電オン／オフ回数を計測する計時手段とカウント手段を有し、通電開始から一定時間内の前記発熱体の通電オン／オフ回数が所定回数以上の場合、吸湿と判定することを特徴とした請求項１に記載の面状採暖具。
【請求項３】
前記判定手段は、前記コントローラ内部の温度を検出する内部温度検出手段を備え、前記内部温度検出手段の検出した内部温度が所定温度未満であり、かつ前記温度設定手段の設定温度が所定レベル以上のときに、前記Ｌｏｗ強制立ち上げ制御手段にて立ち上げ制御を行い、前記吸湿判定手段は、前記Ｌｏｗ強制立ち上げ手段による立ち上げ制御中のみ、吸湿判定を行うことを特徴とした請求項１または２に記載の面状採暖具。
【請求項４】
前記吸湿判定手段は、前記発熱体に印加されている電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記電圧検出手段の検出電圧により吸湿判定の判定値を変化させることを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の面状採暖具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２７８０（Ｐ２０１３−２７８０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６９００（Ｐ２０１１−１３６９００）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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