JP2017059459A - Constant-temperature heating device, toy, game machine, and tableware - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定温発熱装置に関し、更に詳しくは、安全で、消費電力が小さく、簡単かつ安価に作製でき、応答速度の速い定温発熱装置に関する。 The present invention relates to a constant temperature heating device, and more particularly to a constant temperature heating device that is safe, consumes little power, can be easily and inexpensively manufactured, and has a high response speed.
また、本発明は、上記本発明の定温発熱装置を使用した、玩具、遊技機器、食器に関する。 The present invention also relates to a toy, a game machine, and tableware using the constant temperature heating device of the present invention.
玩具、遊技機器、食器などの分野において、常温以上、100℃未満の一定温度で発熱する定温発熱装置が求められている。 In the fields of toys, gaming machines, tableware, etc., there is a demand for a constant temperature heating device that generates heat at a constant temperature of normal temperature or higher and lower than 100 ° C.
たとえば、温度により色彩の変化する髪を備えた人形と、ヘヤードライヤーとを組合せた玩具において、ヘヤードライヤーの熱源として定温発熱装置を用いることが考えられる。 For example, in a toy in which a doll having hair whose color changes with temperature and a hair dryer are combined, a constant temperature heating device may be used as a heat source for the hair dryer.
あるいは、遊技機器であるパチンコ装置やパチンコスロットル装置などにおいて、入賞した場合(当たりを引き当てた場合)や、あるいは入賞が確定した場合(その後入賞することが確定した場合)に、発熱して、入賞または入賞の確定を遊技者に知らせるために定温発熱装置を用いることが考えられる。 Alternatively, when a prize is awarded (when winning is awarded) or when a prize is confirmed (when it is confirmed that a prize is won afterwards) in a pachinko device or pachinko throttle device that is a gaming machine, the prize is generated. Alternatively, it is conceivable to use a constant temperature heating device in order to notify the player of the winning decision.
あるいは、食品を掬うスプーンなどの食器に組込み、アイスクリームなどを溶かしながら容易に掬えるようにするため、定温発熱装置を用いることが考えられる。 Alternatively, it is conceivable to use a constant temperature heating device in order to incorporate into a tableware such as a spoon for sipping food and to melt the ice cream easily.
定温発熱装置としては、これまで、様々な、回路および発熱源が使用されてきた。 Various circuits and heat sources have been used as constant temperature heating devices.
玩具、遊技機器、食器などに使用される定温発熱装置においては、安全であることが最優先とされる。それに加えて、消費電力が小さいこと、簡単に安価に作製できる回路であること、応答速度が速いこと(スイッチを入れてから短い時間で予め定められた設定温度に上昇すること)などが求められる。 In a constant temperature heating device used for toys, gaming machines, tableware, etc., safety is a top priority. In addition, it requires low power consumption, a circuit that can be easily manufactured at low cost, and a fast response speed (rise to a preset temperature in a short time after switching on). .
本発明は、安全で、消費電力が小さく、簡単かつ安価に作製でき、応答速度が速い定温発熱装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a constant temperature heating device that is safe, has low power consumption, can be easily and inexpensively manufactured, and has a high response speed.
その手段として、本発明の定温発熱装置は、予め定められた設定温度または設定温度近傍の温度で発熱する装置であって、電源と、発熱素子と、スイッチング素子と、コンパレータ素子と、NTCサーミスタ素子と、複数の抵抗素子と、を備え、発熱素子は、電源により発熱し、スイッチング素子は、電源と発熱素子との間に挿入され、コンパレータ素子はスイッチング素子のオンとオフとを制御し、NTCサーミスタ素子は、発熱素子の近傍に配置されて発熱素子と同じ温度に近づくように発熱素子と熱的に結合され、設定温度における抵抗値を閾値抵抗値として備え、NTCサーミスタ素子と、少なくとも1つの抵抗素子とが直列に接続され、かつ一定の電圧が印加されて、温度検出用分圧回路が形成され、温度検出用分圧回路のNTCサーミスタ素子と抵抗素子との接続点から、温度検出用電圧が出力され、少なくとも2つの抵抗素子が直列に接続され、かつ一定の電圧が印加されて、比較用分圧回路が形成され、比較用分圧回路の1つの抵抗素子ともう1つの抵抗素子との接続点から、比較用電圧が出力され、温度検出用分圧回路の抵抗素子および比較用分圧回路の抵抗素子のそれぞれの抵抗値、および、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路にそれぞれ印加される電圧は、NTCサーミスタ素子の温度が設定温度で、NTCサーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値のときに、温度検出用電圧=比較用電圧となるように設定され、NTCサーミスタ素子の温度が設定温度よりも低く、NTCサーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも大きいときに、温度検出用電圧>比較用電圧であり、NTCサーミスタ素子の温度が設定温度よりも高く、NTCサーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも小さいときに、温度検出用電圧<比較用電圧であるか、または、NTCサーミスタ素子の温度が設定温度よりも低く、NTCサーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも大きいときに、温度検出用電圧<比較用電圧であり、NTCサーミスタ素子の温度が設定温度よりも高く、NTCサーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも小さいときに、温度検出用電圧>比較用電圧であり、コンパレータ素子は、温度検出用電圧と比較用電圧とを比較し、NTCサーミスタ素子の温度が設定温度よりも低く、NTCサーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも大きいときに、スイッチング素子をオンにし、NTCサーミスタ素子の温度が設定温度よりも高く、NTCサーミスタ素子の抵抗値が閾値抵抗値よりも小さいときに、スイッチング素子をオフにするようにした。 As its means, the constant temperature heating device of the present invention is a device that generates heat at a predetermined set temperature or a temperature near the set temperature, and includes a power source, a heating element, a switching element, a comparator element, and an NTC thermistor element. And a plurality of resistance elements, the heating element generates heat from the power source, the switching element is inserted between the power source and the heating element, the comparator element controls on and off of the switching element, and NTC The thermistor element is disposed in the vicinity of the heat generating element and is thermally coupled to the heat generating element so as to approach the same temperature as the heat generating element. The thermistor element includes a resistance value at a set temperature as a threshold resistance value and includes at least one NTC thermistor element. A resistance element is connected in series, and a constant voltage is applied to form a temperature detection voltage dividing circuit, and the NTC of the temperature detection voltage dividing circuit is formed. -A temperature detection voltage is output from the connection point between the mister element and the resistance element, at least two resistance elements are connected in series, and a constant voltage is applied to form a voltage dividing circuit for comparison. A comparison voltage is output from a connection point between one resistance element and another resistance element of the voltage dividing circuit, and the resistance values of the resistance elements of the temperature detecting voltage dividing circuit and the resistance dividing circuit are respectively The voltages applied to the temperature detection voltage dividing circuit and the comparison voltage dividing circuit are for temperature detection when the temperature of the NTC thermistor element is the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is the threshold resistance value. Voltage = comparison voltage, when the temperature of the NTC thermistor element is lower than the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is larger than the threshold resistance value, the temperature detection voltage> ratio When the temperature of the NTC thermistor element is higher than the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is smaller than the threshold resistance value, the temperature detection voltage <the comparison voltage or the NTC thermistor element When the temperature of the NTC thermistor element is lower than the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is larger than the threshold resistance value, the temperature detection voltage <the comparison voltage, and the temperature of the NTC thermistor element is higher than the set temperature. When the resistance value of the element is smaller than the threshold resistance value, the temperature detection voltage> the comparison voltage. The comparator element compares the temperature detection voltage with the comparison voltage, and the temperature of the NTC thermistor element is the set temperature. When the resistance value of the NTC thermistor element is lower than the threshold resistance value, the switching element is turned on and the NTC thermistor element When the temperature is higher than the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is smaller than the threshold resistance value, the switching element is turned off.
更に、金属からなる保熱板を備え、NTCサーミスタ素子と発熱素子とが、保熱板に、絶縁性部材を介して実装されたものとすることが好ましい。この場合には、NTCサーミスタ素子と発熱素子との熱的な結合の度合いが高まり、より高い精度で設定温度または設定温度近傍の温度で発熱させることができ、応答速度も向上する。 Furthermore, it is preferable that a heat insulating plate made of metal is provided, and that the NTC thermistor element and the heat generating element are mounted on the heat insulating plate via an insulating member. In this case, the degree of thermal coupling between the NTC thermistor element and the heating element is increased, heat can be generated at a set temperature or a temperature near the set temperature with higher accuracy, and the response speed is also improved.
発熱素子として、たとえばPTCサーミスタ素子を使用することができる。この場合には、誤作動により設定温度よりも異常に温度が上昇しても、PTCサーミスタ素子の抵抗値が上昇してそれ以上の温度の上昇を抑えることができるため、より安全性が向上する。 For example, a PTC thermistor element can be used as the heating element. In this case, even if the temperature rises abnormally than the set temperature due to a malfunction, the resistance value of the PTC thermistor element rises and further temperature rise can be suppressed, so that safety is further improved. .
比較用電圧を可変として、NTCサーミスタ素子の閾値抵抗値を変え、設定温度を変えることができるものとすることができる。この場合には、1つの定温発熱装置で、複数の設定温度を設定することが可能になる。この場合において、直列に接続された抵抗素子とスイッチとの直列回路を、複数、並列に接続したものを、比較用分圧回路の少なくとも1つの抵抗素子と置換え、スイッチを切り替えることにより、比較用電圧を可変にすることができる。あるいは、可変抵抗器を、比較用分圧回路の少なくとも1つの抵抗素子と置換え、可変抵抗器を調整することにより、比較用電圧を可変にすることができる。 The comparison voltage can be made variable, the threshold resistance value of the NTC thermistor element can be changed, and the set temperature can be changed. In this case, it is possible to set a plurality of set temperatures with one constant temperature heating device. In this case, a series circuit of resistance elements and switches connected in series is replaced with at least one resistance element of the voltage dividing circuit for comparison, and a switch is switched for replacement. The voltage can be made variable. Alternatively, the comparison resistor can be made variable by replacing the variable resistor with at least one resistive element of the comparison voltage dividing circuit and adjusting the variable resistor.
本発明の定温発熱装置は、高い安全性が求められる、たとえば、玩具や、遊技機器や、食器などに使用することができる。 The constant temperature heating device of the present invention can be used for, for example, toys, gaming machines, tableware, and the like, which require high safety.
本発明の定温発熱装置は、設定温度を超えると発熱素子への電力の供給が止められるため、高い安全性を備え、消費電力が小さい。また、本発明の定温発熱装置は、アナログ回路で構成されており、高価なアナログ・デジタル・コンバータ(ADC)などが不要であり、安価に作製することができる。また、本発明の定温発熱装置は、応答速度が速い。 The constant temperature heating device according to the present invention has high safety and low power consumption because the supply of power to the heating element is stopped when the set temperature is exceeded. In addition, the constant temperature heating device of the present invention is configured by an analog circuit and does not require an expensive analog-digital converter (ADC) and can be manufactured at low cost. Further, the constant temperature heating device of the present invention has a high response speed.
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、実施形態の理解を助けるためのものであり、必ずしも厳密に描画されていない場合がある。たとえば、描画された構成要素ないし構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。 Each embodiment shows an embodiment of the present invention exemplarily, and the present invention is not limited to the content of the embodiment. Moreover, it is also possible to implement combining the content described in different embodiment, and the implementation content in that case is also included in this invention. Further, the drawings are for helping understanding of the embodiment, and may not be drawn strictly. For example, a drawn component or a dimensional ratio between the components may not match the dimensional ratio described in the specification. In addition, the constituent elements described in the specification may be omitted in the drawings or may be drawn with the number omitted.
[第1実施形態]
図1および図2に、第1実施形態にかかる定温発熱装置100を示す。ただし、図1は、定温発熱装置100の等価回路図である。図2は、定温発熱装置100のNTCサーミスタ素子およびヒーター部を示す部分平面図である。
[First Embodiment]
1 and 2 show a constant
定温発熱装置100は、予め定められた設定温度、または設定温度近傍の温度で発熱する。本実施形態においては、設定温度を40℃に設定した。定温発熱装置100は、電源を入れると、後述するヒーター部へ電力が供給され、ヒーター部が発熱を開始する。そして、ヒーター部が発熱を続け、ヒーター部の温度が上昇して40℃を超えると、ヒーター部への電力の供給が停止され、ヒーター部は発熱を停止する。そして、時間が経過して、ヒーター部の温度が下降して40℃を下回ると、ヒーター部への電力の供給が再開され、ヒーター部は発熱を再開する。この結果、定温発熱装置100のヒーター部は、40℃、または、40℃近傍の温度に維持される。
The constant
図1に示すように、定温発熱装置100は、電源Vccを備える。本実施形態においては、電源Vccを直流6Vとした。電源Vccには、電源スイッチとしてスイッチSW1が接続されている。
As shown in FIG. 1, the constant
また、定温発熱装置100は、発熱素子として、3つのPTCサーミスタ素子PTC1、PTC2、PTC3を備える。PTCサーミスタ素子PTC1、PTC2、PTC3は、相互に並列に接続されてヒーター部3を構成している。ヒーター部3は、電源Vccの電力により発熱する。
The constant
スイッチSW1とヒーター部3との間に、スイッチング素子Q1が挿入されている。スイッチング素子Q1は、電源Vccからヒーター部3への送電をオン・オフする。本実施形態においては、スイッチング素子Q1としてPNPトランジスタを使用した。
A switching element Q1 is inserted between the switch SW1 and the
定温発熱装置100は、抵抗素子R1とNTCサーミスタ素子NTC1とが直列に接続された温度検出用分圧回路を備える。温度検出用分圧回路は、抵抗素子R1側の端部がスイッチSW1の負荷側(電源Vccと反対の側)に接続され、NTCサーミスタ素子NTC1側の端部がグランドに接続されている。温度検出用分圧回路は、抵抗素子R1とNTCサーミスタ素子NTC1との接続点から、温度検出用電圧を出力する。
The constant
定温発熱装置100は、抵抗素子R2と抵抗素子R3とが直列に接続された比較用分圧回路を備える。比較用分圧回路は、抵抗素子R2側の端部がスイッチSW1の負荷側に接続され、抵抗素子R3側の端部がグランドに接続されている。比較用分圧回路は、抵抗素子R2と抵抗素子R3との接続点から、比較用電圧を出力する。
The constant
定温発熱装置100は、コンパレータ素子Cmp1を備える。
The constant
コンパレータ素子Cmp1の反転入力端子−に、温度検出用分圧回路の抵抗素子R1とNTCサーミスタ素子NTC1との接続点が接続されている。 A connection point between the resistance element R1 of the temperature detection voltage dividing circuit and the NTC thermistor element NTC1 is connected to the inverting input terminal − of the comparator element Cmp1.
コンパレータ素子Cmp1の非反転入力端子+に、比較用分圧回路の抵抗素子R2と抵抗素子R3との接続点が接続されている。 A connection point between the resistance element R2 and the resistance element R3 of the voltage dividing circuit for comparison is connected to the non-inverting input terminal + of the comparator element Cmp1.
コンパレータ素子Cmp1の正側の電源端子が、スイッチSW1の負荷側に接続されている。 The positive power supply terminal of the comparator element Cmp1 is connected to the load side of the switch SW1.
コンパレータ素子Cmp1の負側の電源端子が、グランドに接続されている。 The negative power supply terminal of the comparator element Cmp1 is connected to the ground.
コンパレータ素子Cmp1の出力端子が、抵抗素子R4を介して、スイッチング素子Q1の制御端子に接続されている。 The output terminal of the comparator element Cmp1 is connected to the control terminal of the switching element Q1 via the resistance element R4.
なお、抵抗素子R4とスイッチング素子Q1との接続点が、別途、抵抗素子R5を介して、スイッチSW1の負荷側に接続されている。 A connection point between the resistance element R4 and the switching element Q1 is separately connected to the load side of the switch SW1 via the resistance element R5.
各素子の抵抗値を表1に示す。 Table 1 shows the resistance value of each element.
また、図2に、NTCサーミスタ素子NTC1とヒーター部3(PTCサーミスタ素子PTC1〜3)との具体例を示す。 Moreover, the specific example of NTC thermistor element NTC1 and the heater part 3 (PTC thermistor elements PTC1-3) is shown in FIG.
図2に示すように、アルミニウムなどからなる保熱板1が用意され、保熱板1の主面に、樹脂などからなる絶縁性の薄い回路基板2が貼着されている。回路基板2には、3系統の回路配線4a、4b、4cが形成されている。回路配線4aには、PTCサーミスタ素子PTC1〜3それぞれの一方の端子が接続されている。また、回路配線4bには、NTCサーミスタ素子NTC1の一方の端子が接続されている。そして、回路配線4cには、PTCサーミスタ素子PTC1〜3それぞれの他方の端子と、NTCサーミスタ素子NTC1の他方の端子とが接続されている。
As shown in FIG. 2, a heat insulating plate 1 made of aluminum or the like is prepared, and an insulating
更に、回路配線4a、4b、4cには、それぞれ、リード線5a、5b、5cが接続されている。リード線5aは、図1に示すスイッチング素子Q1に接続されている。リード線5bは、図1に示す抵抗素子R1に接続されている。リード線5cは、図1に示すグランドに接続されている。
Furthermore,
上述したとおり、定温発熱装置100は、設定温度が40℃に設定されている。NTCサーミスタ素子NTC1は、負の抵抗温度係数を備え、定温発熱装置100の設定温度である40℃のときの抵抗値を、閾値抵抗値として備える。本実施形態においては、表1に示すように、NTCサーミスタ素子NTC1に、40℃において5.6kΩの抵抗値を示す素子を使用したため、NTCサーミスタ素子NTC1の閾値抵抗値は5.6kΩである。
As described above, the set temperature of the constant
NTCサーミスタ素子NTC1は、自身の温度が40℃(ヒーター部3の温度が略40℃)のときに、閾値抵抗値である5.6kΩの抵抗値を示す。また、NTCサーミスタ素子NTC1は、自身の温度が40℃(ヒーター部3の温度が略40℃)を下回るときに、閾値抵抗値である5.6kΩよりも高い抵抗値を示す。また、NTCサーミスタ素子NTC1は、自身の温度が40℃(ヒーター部3の温度が略40℃)を超えるときに、閾値抵抗値である5.6kΩよりも低い抵抗値を示す。
The NTC thermistor element NTC1 exhibits a resistance value of 5.6 kΩ, which is a threshold resistance value, when its own temperature is 40 ° C. (the temperature of the
上述した温度検出用分圧回路の抵抗素子R1、比較用分圧回路の抵抗素子R2、R3の抵抗値、および、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路にそれぞれ印加される電圧は、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が設定温度40℃であり、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が閾値抵抗値である5.6Ωのときに、温度検出用電圧と比較用電圧とが等しく(温度検出用電圧=比較用電圧)なるように設定されている。 The resistance values of the resistance element R1 of the temperature detection voltage dividing circuit, the resistance elements R2 and R3 of the comparison voltage dividing circuit, and the voltages applied to the temperature detection voltage dividing circuit and the comparison voltage dividing circuit, respectively, are: When the temperature of the NTC thermistor element NTC1 is the set temperature of 40 ° C. and the resistance value of the NTC thermistor element NTC1 is 5.6Ω which is the threshold resistance value, the temperature detection voltage and the comparison voltage are equal (temperature detection voltage) = Voltage for comparison).
具体的には、表1に示すように、抵抗素子R1は4.7kΩに、抵抗素子R2は4.7kΩに、抵抗素子R3は5.6kΩに、それぞれ設定されている。 Specifically, as shown in Table 1, the resistance element R1 is set to 4.7 kΩ, the resistance element R2 is set to 4.7 kΩ, and the resistance element R3 is set to 5.6 kΩ.
また、上述したとおり、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路の一端は、それぞれ、スイッチSW1の負荷側に接続されているため、電源スイッチであるスイッチSW1がオンの場合には、温度検出用分圧回路および比較用分圧回路に、それぞれ、電源Vccの直流6Vが印加される。 Further, as described above, one end of each of the temperature detection voltage dividing circuit and the comparison voltage dividing circuit is connected to the load side of the switch SW1, so that when the power switch SW1 is turned on, the temperature is A DC voltage of 6 V from the power source Vcc is applied to the detection voltage dividing circuit and the comparison voltage dividing circuit, respectively.
この結果、比較用電圧は、常時、約3.26Vである。 As a result, the comparison voltage is always about 3.26V.
また、温度検出用電圧は、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が設定温度の40℃(ヒーター部3の温度が略40℃)で、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が閾値抵抗値である5.6Ωのときに、約3.26Vである。
Further, the temperature detection voltage is 5.6Ω, in which the temperature of the NTC thermistor element NTC1 is 40 ° C. (the temperature of the
比較用電圧の算出式と、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃であるときの温度検出用電圧の算出式とを表1に示す。 Table 1 shows a calculation formula for the comparison voltage and a calculation formula for the temperature detection voltage when the temperature of the NTC thermistor element NTC1 is 40 ° C.
温度検出用電圧は、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃であるとき約3.26Vであるが、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃よりも低くなると、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が5.6kΩよりも大きくなるため、温度検出用電圧は3.26Vよりも大きくなる。 The temperature detection voltage is about 3.26 V when the temperature of the NTC thermistor element NTC1 is 40 ° C. However, when the temperature of the NTC thermistor element NTC1 becomes lower than 40 ° C., the resistance value of the NTC thermistor element NTC1 is 5. Since it becomes larger than 6 kΩ, the temperature detection voltage becomes larger than 3.26V.
反対に、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃を上回ると、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が5.6kΩよりも小さくなるため、温度検出用電圧は3.26Vよりも小さくなる。 On the contrary, when the temperature of the NTC thermistor element NTC1 exceeds 40 ° C., the resistance value of the NTC thermistor element NTC1 becomes smaller than 5.6 kΩ, so that the temperature detection voltage becomes smaller than 3.26V.
定温発熱装置100においては、比較用電圧と温度検出用電圧との大小を、コンパレータ素子Cmp1で比較し、NTCサーミスタ素子NTC1の温度(ヒーター部3の温度)を検出して、スイッチング素子Q1のオンとオフとを制御する。
In the constant
具体的には、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が閾値抵抗値5.6kΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きい(温度検出用電圧>比較用電圧)場合に、NTCサーミスタ素子NTC1の温度(ヒーター部3の温度)が設定温度である40℃よりも低いと判断し、コンパレータ素子Cmp1の出力端子から負の最大電圧を出力してスイッチング素子Q1をオンにし、電源Vccからヒーター部3に電力を供給する。
Specifically, when the resistance value of the NTC thermistor element NTC1 is larger than the threshold resistance value 5.6 kΩ and the temperature detection voltage is larger than the comparison voltage (temperature detection voltage> comparison voltage), the NTC thermistor element It is determined that the temperature of NTC1 (the temperature of the heater unit 3) is lower than the set temperature of 40 ° C., the negative maximum voltage is output from the output terminal of the comparator element Cmp1 to turn on the switching element Q1, Power is supplied to the
逆に、NTCサーミスタ素子NTCの抵抗値が閾値抵抗値5.6kΩよりも小さく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さい(温度検出用電圧<比較用電圧)場合に、NTCサーミスタ素子NTC1の温度(ヒーター部3の温度)が設定温度である40℃よりも高いと判断し、コンパレータ素子Cmp1の出力端子から正の最大電圧を出力してスイッチング素子Q1をオフにし、電源Vccからヒーター部3への電力の供給を停止する。
Conversely, when the resistance value of the NTC thermistor element NTC is smaller than the threshold resistance value 5.6 kΩ and the temperature detection voltage is smaller than the comparison voltage (temperature detection voltage <comparison voltage), the NTC thermistor element NTC1 It is determined that the temperature (temperature of the heater unit 3) is higher than the set temperature of 40 ° C., the positive maximum voltage is output from the output terminal of the comparator element Cmp1, the switching element Q1 is turned off, and the
以上の構成からなる定温発熱装置100の作動について、再度、整理して説明する。
The operation of the constant
電源スイッチであるSW1をオンにすることにより、電源Vccから、抵抗素子R1とNTCサーミスタ素子NTC1とで構成される温度検出用分圧回路、および、抵抗素子R2と抵抗素子R3とで構成される比較用分圧回路に電力が供給される。この時点においては、NTCサーミスタ素子NTCの温度は設定温度である40℃よりも低いため、NTCサーミスタ素子NTCの抵抗値は閾値抵抗値5.6kΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きく、コンパレータ素子Cmp1の出力端子から負の最大電圧が出力されるため、スイッチング素子Q1はオンになる。この結果、電源Vccから、スイッチング素子Q1を経由して、ヒーター部3(PTCサーミスタ素子PTC1〜3)にも電力が供給される。 When the power switch SW1 is turned on, the temperature detection voltage dividing circuit including the resistance element R1 and the NTC thermistor element NTC1 from the power supply Vcc, and the resistance element R2 and the resistance element R3 are included. Electric power is supplied to the voltage dividing circuit for comparison. At this time, since the temperature of the NTC thermistor element NTC is lower than the set temperature of 40 ° C., the resistance value of the NTC thermistor element NTC is larger than the threshold resistance value 5.6 kΩ, and the temperature detection voltage is higher than the comparison voltage. Since the negative maximum voltage is output from the output terminal of the comparator element Cmp1, the switching element Q1 is turned on. As a result, electric power is also supplied from the power source Vcc to the heater unit 3 (PTC thermistor elements PTC1 to PTC1) via the switching element Q1.
電力の供給を受けたヒーター部3(PTCサーミスタ素子PTC1〜3)は、発熱を開始する。 The heater unit 3 (PTC thermistor elements PTC1 to PTC1 to PTC3) receiving the supply of power starts to generate heat.
更に電力の供給が続き、ヒーター部3(PTCサーミスタ素子PTC1〜3)の温度が設定温度である40℃を超え、更にNTCサーミスタ素子NTC1の温度が設定温度である40℃を超えると、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が閾値抵抗値5.6kΩよりも小さくなり、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さくなり、コンパレータ素子Cmp1の出力端子から正の最大電圧が出力され、スイッチング素子Q1をオフにする。この結果、ヒーター部3(PTCサーミスタ素子PTC1〜3)への電力の供給は停止され、ヒーター部3は発熱を停止する。
When the power supply continues and the temperature of the heater section 3 (PTC thermistor elements PTC1 to 3) exceeds the set temperature of 40 ° C. and the temperature of the NTC thermistor element NTC1 exceeds the set temperature of 40 ° C., the NTC thermistor The resistance value of the element NTC1 becomes smaller than the threshold resistance value 5.6 kΩ, the temperature detection voltage becomes smaller than the comparison voltage, the maximum positive voltage is output from the output terminal of the comparator element Cmp1, and the switching element Q1 is turned off. To. As a result, the supply of power to the heater unit 3 (PTC thermistor elements PTC1 to PTC1) is stopped, and the
そして、ヒーター部3の温度が下がり、更にNTCサーミスタ素子NTC1の温度が下がり、設定温度である40℃を下回り、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が閾値抵抗値5.6kΩよりも大きくなり、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きくなると、コンパレータ素子Cmp1の出力端子から再び負の最大電圧が出力され、スイッチング素子Q1をオンにする。この結果、ヒーター部3への電力の供給が再開され、ヒーター部3は発熱を再開する。
Then, the temperature of the
定温発熱装置100は、以上のように、ヒーター部3(PTCサーミスタ素子PTC1〜3)が、発熱の停止と再開を繰り返すことにより、設定温度である40℃近傍の温度で、安定した熱供給をおこなう。
As described above, the constant
図3に、電源スイッチであるSW1をオンにしてからの、アルミニウムなどからなる保熱板1の温度変化をグラフとして示す。なお、図3においては、一部の時間を拡大して示している。なお、保熱板1の温度は、熱電対により測定した。 FIG. 3 is a graph showing the temperature change of the heat insulating plate 1 made of aluminum or the like after the power switch SW1 is turned on. In FIG. 3, a part of the time is shown in an enlarged manner. The temperature of the heat insulating plate 1 was measured with a thermocouple.
図3から分かるように、定温発熱装置100の保熱板1は、SW1をオンにしてから約1.3秒で、設定温度である40℃に達し、応答速度が非常に速い。
As can be seen from FIG. 3, the heat retaining plate 1 of the constant
また、定温発熱装置100の保熱板1は、その後も、設定温度である40℃近傍の温度に維持されて、安定した熱供給をおこなっている。
In addition, the heat retaining plate 1 of the constant
以上説明したように、定温発熱装置100は、設定温度を超えると発熱素子(PTCサーミスタ素子PTC1〜3)への電力の供給が停止されるため、安全性が高く、消費電力が小さい。また、定温発熱装置100は、アナログ回路で構成されており、高価なアナログ・デジタル・コンバータ(ADC)などが不要であり、安価に作製することができる。また、定温発熱装置100は、応答速度が非常に速い。更に、定温発熱装置100は、発熱素子として、PTCサーミスタ素子PTC1〜3を使用しているため、誤作動により設定温度よりも異常に温度が上昇しても、PTCサーミスタ素子PTC1〜3の抵抗値が上昇してそれ以上の温度の上昇を抑えることができるため、より安全性が高くなっている。
As described above, the constant-
[第2実施形態]
図4に、第2実施形態にかかる定温発熱装置200を示す。ただし、図2は、定温発熱装置200の等価回路図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows a constant
定温発熱装置200は、図1および図2に示した、第1実施形態にかかる定温発熱装置100から、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路などに変更を加えた。
The constant
具体的には、定温発熱装置200は、NTCサーミスタ素子NTC1と抵抗素子R11とを直列に接続して温度検出用分圧回路を構成し、NTCサーミスタ素子NTC1側の端部をスイッチSW1の負荷側(電源Vccと反対の側)に接続し、抵抗素子R11の端部をグランドに接続した。そして、温度検出用分圧回路のNTCサーミスタ素子NTC1と抵抗素子R11との接続点を、定温発熱装置100とは異なり、コンパレータ素子Cmp1の非反転入力端子+に接続した。
Specifically, the constant temperature
また、定温発熱装置200は、抵抗素子R12と抵抗素子R13とを直列に接続して比較用分圧回路を構成し、抵抗素子R12側の端部をスイッチSW1の負荷側に接続し、抵抗素子R13側の端部をグランドに接続した。そして、比較用分圧回路の抵抗素子R12と抵抗素子R13との接続点を、定温発熱装置100とは異なり、コンパレータ素子Cmp1の反転入力端子−に接続した。
In addition, the constant
定温発熱装置200の各素子の抵抗値を表2に示す。
Table 2 shows the resistance value of each element of the constant
NTCサーミスタ素子NTC1にも、定温発熱装置100と同様に、40℃のときに5.6kΩの抵抗値を示す素子を使用しており、NTCサーミスタ素子NTC1の閾値抵抗値は5.6kΩである。
Similarly to the constant
NTCサーミスタ素子NTC1は、自身の温度が40℃のときに、閾値抵抗値である5.6kΩの抵抗値を示す。また、自身の温度が40℃を下回るときに、閾値抵抗値である5.6kΩよりも高い抵抗値を示す。また、自身の温度が40℃を超えるときに、閾値抵抗値である5.6kΩよりも低い抵抗値を示す。 The NTC thermistor element NTC1 exhibits a resistance value of 5.6 kΩ, which is a threshold resistance value, when its temperature is 40 ° C. Further, when its own temperature falls below 40 ° C., it shows a resistance value higher than the threshold resistance value of 5.6 kΩ. Further, when its own temperature exceeds 40 ° C., it shows a resistance value lower than the threshold resistance value of 5.6 kΩ.
表2に示すように、定温発熱装置200において、抵抗素子R11は4.7kΩに、抵抗素子R12は5.6kΩに、抵抗素子R13は4.7kΩに、それぞれ設定されている。
As shown in Table 2, in the constant
定温発熱装置200においては、比較用電圧は、常時、約2.74Vである。
In the constant
また、温度検出用電圧は、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が設定温度の40℃で、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が閾値抵抗値である5.6Ωのときに、約2.74Vである。 The temperature detection voltage is about 2.74 V when the temperature of the NTC thermistor element NTC1 is 40 ° C. which is the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element NTC1 is 5.6Ω which is the threshold resistance value.
比較用電圧の算出式と、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃であるときの温度検出用電圧の算出式とを表2に示す。 Table 2 shows a calculation formula for the comparison voltage and a calculation formula for the temperature detection voltage when the temperature of the NTC thermistor element NTC1 is 40 ° C.
温度検出用電圧は、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃であるとき約2.74Vであるが、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃よりも低くなると、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が5.6kΩよりも大きくなるため、温度検出用電圧は2.74Vよりも小さくなる。なお、この挙動は、温度検出用分圧回路の構成、配線が異なっているため、第1実施形態の定温発熱装置100の挙動と逆になっている。
The temperature detection voltage is about 2.74 V when the temperature of the NTC thermistor element NTC1 is 40 ° C. When the temperature of the NTC thermistor element NTC1 becomes lower than 40 ° C., the resistance value of the NTC thermistor element NTC1 is 5. Since it becomes larger than 6 kΩ, the temperature detection voltage becomes smaller than 2.74V. This behavior is opposite to the behavior of the constant
そして、反対に、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃を上回ると、NTCサーミスタ素子NTC1の抵抗値が5.6kΩよりも小さくなるため、温度検出用電圧は2.74Vよりも大きくなる。この挙動も、温度検出用分圧回路の構成、配線が異なっているため、第1実施形態の定温発熱装置100の挙動と逆になっている。
On the contrary, when the temperature of the NTC thermistor element NTC1 exceeds 40 ° C., the resistance value of the NTC thermistor element NTC1 becomes smaller than 5.6 kΩ, so that the temperature detection voltage becomes larger than 2.74V. This behavior is also opposite to the behavior of the constant
定温発熱装置200においても、比較用電圧と温度検出用電圧との大小を、コンパレータ素子Cmp1で比較し、NTCサーミスタ素子NTC1の温度を検出して、スイッチング素子Q1のオンとオフとを制御する。
Also in the constant
具体的には、NTCサーミスタ素子NTCの抵抗値が閾値抵抗値5.6kΩよりも大きく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも小さい(温度検出用電圧<比較用電圧)場合に、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が設定温度である40℃よりも低いと判断し、コンパレータ素子Cmp1の出力端子から負の最大電圧を出力してスイッチング素子Q1をオンにし、電源Vccからヒーター部3に電力を供給する。
Specifically, when the resistance value of the NTC thermistor element NTC is larger than the threshold resistance value 5.6 kΩ and the temperature detection voltage is smaller than the comparison voltage (temperature detection voltage <comparison voltage), the NTC thermistor element It is determined that the temperature of NTC1 is lower than the set temperature of 40 ° C., the negative maximum voltage is output from the output terminal of the comparator element Cmp1, the switching element Q1 is turned on, and power is supplied from the power supply Vcc to the
逆に、NTCサーミスタ素子NTCの抵抗値が閾値抵抗値5.6kΩよりも小さく、温度検出用電圧が比較用電圧よりも大きい(温度検出用電圧>比較用電圧)場合に、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が設定温度である40℃よりも高いと判断し、コンパレータ素子Cmp1の出力端子から正の最大電圧を出力してスイッチング素子Q1をオフにし、電源Vccからヒーター部3への電力の供給を停止する。
On the contrary, when the resistance value of the NTC thermistor element NTC is smaller than the threshold resistance value 5.6 kΩ and the temperature detection voltage is larger than the comparison voltage (temperature detection voltage> comparison voltage), the NTC thermistor element NTC1 It is determined that the temperature is higher than the set temperature of 40 ° C., the positive maximum voltage is output from the output terminal of the comparator element Cmp1, the switching element Q1 is turned off, and the supply of power from the power source Vcc to the
定温発熱装置200は、定温発熱装置100とは異なる、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路の構成、配線を備えるが、定温発熱装置100と同様に、設定温度である40℃近傍の温度で、安定した熱供給をおこなうことができる。
The constant
[第3実施形態]
図5に、第3実施形態にかかる定温発熱装置300を示す。ただし、図5は、定温発熱装置300の等価回路図である。
[Third Embodiment]
FIG. 5 shows a constant
定温発熱装置300は、図1および図2に示した、第1実施形態にかかる定温発熱装置100の抵抗素子R3を、抵抗素子R31とスイッチSW2とが直列に接続された直列回路と、抵抗素子R32とスイッチSW3とが直列に接続された直列回路とが並列に接続された回路に置換えた。なお、図5においては、便宜上、抵抗素子R31と抵抗素子R32とを併せて、符号R3で示している。
The constant
定温発熱装置300の各素子の抵抗値を表3に示す。
Table 3 shows the resistance value of each element of the constant
この結果、定温発熱装置300は、スイッチSW2をオン、スイッチSW3をオフにすることにより、比較用電圧を約3.26Vに設定することができる。また、スイッチSW2とスイッチSW3の両方をオンにすることにより、比較用電圧を約2.38Vに設定することができる。それぞれの算出式を表3に示す。
As a result, the constant
一方、定温発熱装置300のNTCサーミスタ素子NTC1は、定温発熱装置100のNTC素子NTC1と同一種類のものであるが、負の抵抗温度係数を備え、40℃のときに5.6kΩの抵抗値を示し、60℃のときに3.1kΩの抵抗値を示す。
On the other hand, the NTC thermistor element NTC1 of the constant
この結果、定温発熱装置300は、温度検出用電圧が、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が40℃のときに約3.26Vになり、NTCサーミスタ素子NTC1の温度が60℃のときに約2.38Vになる。それぞれの算出式を表3に示す。
As a result, in the constant
以上より、定温発熱装置300は、スイッチSW2とスイッチSW3を切り替えることにより、設定温度を変更することが可能になっている。具体的には、スイッチSW2をオン、スイッチSW3をオフにすることにより、設定温度を40℃に設定することができる。また、スイッチSW2とスイッチSW3の両方をオンにすることにより、設定温度を60℃に設定することができる。
As described above, the constant
本発明においては、定温発熱装置300のように、設定温度を可変にすることができる。
In the present invention, like the constant
[第4実施形態]
図6に、第4実施形態にかかる定温発熱装置400を示す。ただし、図6は、定温発熱装置400の等価回路図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 shows a constant
定温発熱装置400は、図1および図2に示した、第1実施形態にかかる定温発熱装置100の抵抗素子R3を、可変抵抗器R33に置換えた。可変抵抗器R33は、抵抗値を、たとえば、0kΩ〜10kΩの範囲で変更することができる。
In the constant
定温発熱装置400は、可変抵抗器R33を調整することにより、設定温度を連続的に変化させることができる。
The constant
[第5実施形態]
図7に、第5実施形態にかかる定温発熱装置500を示す。ただし、図7は、定温発熱装置500の等価回路図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 shows a constant
定温発熱装置500は、図1および図2に示した、第1実施形態にかかる定温発熱装置100の、PTCサーミスタ素子PTC1、PTC2、PTC3が並列に接続されたヒーター部3を、1つのヒーター素子13に置換えた。
The constant
ヒーター素子13は、図示しないが、基板上に発熱抵抗部が形成され、発熱抵抗部を絶縁性かつ耐熱性の外層材で被覆した構造からなる。
Although not shown, the
本発明において、ヒーター部(発熱素子)の構成は任意であり、様々な発熱素子を使用することができる。 In the present invention, the configuration of the heater section (heat generating element) is arbitrary, and various heat generating elements can be used.
[第6実施形態]
第6実施形態として、第1実施形態にかかる定温発熱装置100を使用して、ヘヤードライヤー玩具(図示せず)を作製した。
[Sixth Embodiment]
As 6th Embodiment, the hair dryer toy (not shown) was produced using the constant
ヘヤードライヤー玩具は、筒状の本体内部に定温発熱装置100が配置され、同じく本体内部に配置されたモータにより回転するプロペラにより、温風を外部に吹き出すことができる。
In the hair dryer toy, the constant
本実施形態のヘヤードライヤー玩具は、第1実施形態にかかる定温発熱装置100を使用しているため、安全性が高く、消費電力も小さく、応答速度が速いためスイッチを入れてから短い時間で温風が吹き出す。
Since the hair dryer toy according to the present embodiment uses the constant
[第7実施形態]
第7実施形態として、第1実施形態にかかる定温発熱装置100を使用して、パチンコ装置(図示せず)を作製した。
[Seventh Embodiment]
As a seventh embodiment, a pachinko device (not shown) was manufactured using the constant
パチンコ装置は、遊技者が握るハンドル近傍に定温発熱装置100が埋設されており、入賞した場合(当たりを引き当てた場合)や、あるいは入賞が確定した場合(その後入賞することが確定した場合)に、発熱して、入賞または入賞の確定を遊技者に知らせることができる。
In the pachinko machine, the constant
定温発熱装置100が埋設され近傍に、温度により色彩が変化するサーモテープを貼着しておき、色彩によって、入賞または入賞の確定を遊技者に知らせるようにしても良い。
本実施形態のパチンコ装置は、発熱して、入賞または入賞の確定を遊技者に知らせるため、遊技性(遊技の楽しさ)が向上している。
A thermo tape whose color changes with temperature may be attached in the vicinity where the constant
The pachinko machine according to the present embodiment generates heat and informs the player of winning or confirming winning, so that the gameability (game fun) is improved.
[第8実施形態]
第8実施形態として、第1実施形態にかかる定温発熱装置100を使用して、アイスクリームなどの低温の食品を掬うスプーン(図示せず)を作製した。具体的には、スプーンの匙部近傍に、定温発熱装置100を埋設した。
[Eighth Embodiment]
As an eighth embodiment, a spoon (not shown) for sipping cold food such as ice cream was produced using the constant
本実施形態のスプーンは、第1実施形態にかかる定温発熱装置100を使用しているため、安全性が高く、消費電力が小さい。また、本実施形態のスプーンは応答速度が速いため、スイッチを入れてから短い時間で温度が上昇し、アイスクリームなどの低温の食品を溶かしながら容易に掬うことができる。
Since the spoon of this embodiment uses the constant
以上、第1実施形態〜第5実施形態にかかる定温発熱装置100〜500と、第6実施形態〜第8実施形態にかかる定温発熱装置100を使用した応用製品について説明した。
しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。
The application products using the constant
However, the present invention is not limited to the contents described above, and various modifications can be made in accordance with the spirit of the invention.
たとえば、定温発熱装置100〜400では、発熱素子として3つのPTCサーミスタ素子PTC1〜3を並列に接続して使用したが、発熱素子はPTCサーミスタ素子には限られず、定温発熱装置500のようにヒーター素子であっても良いし、その他の種類のものであっても良い。また、PTCサーミスタ素子を使用する場合であっても、その個数は3つには限定されず、1つでも良く、2つ、または、4つ以上であっても良い。すなわち、使用するPTCサーミスタ素子の抵抗値や、必要な発熱量などに応じて任意に選定することができる。
For example, in the constant
また、定温発熱装置100〜500では、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子(PTCサーミスタ素子PTC1〜3やヒーター素子13)の全てに、1つの電源Vcc(直流6V)から電力を供給しているが、これらは、別々の電源から供給されるものであっても良い。また、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子に対して印加される電圧は、6Vには限定されない。更に、温度検出用分圧回路、比較用分圧回路、発熱素子に対し、異なる電圧が印加されても良い。
Further, in the constant
更に、定温発熱装置100〜500では、NTCサーミスタ素子NTC1に、40℃において5.6kΩの抵抗値を示すものを使用したが、使用するNTCサーミスタ素子の抵抗温度特性は任意であり、実施形態において使用したものには限られない。
Further, in the constant
1・・・保熱板
2・・・回路基板
3・・・ヒーター部
4a、4b、4c・・・回路配線
5a、5b、5c・・・リード線
13・・・ヒーター素子
Vcc・・・電源
SW1、SW2、SW3・・・スイッチ
PTC1、PTC2、PTC3・・・PTCサーミスタ素子(発熱素子)
NTC1・・・NTCサーミスタ素子
Cmp1・・・コンパレータ素子
Q1・・・スイッチング素子
R1、R2、R3、R4、R5、R11,R12、R13、R31、R32・・・抵抗素子
100、200、300、400、500・・・定温発熱装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat insulating
NTC1 ... NTC thermistor element Cmp1 ... comparator element Q1 ... switching elements R1, R2, R3, R4, R5, R11, R12, R13, R31, R32 ...
Claims (9)
電源と、発熱素子と、スイッチング素子と、コンパレータ素子と、NTCサーミスタ素子と、複数の抵抗素子と、を備え、
前記発熱素子は、前記電源により発熱し、
前記スイッチング素子は、前記電源と前記発熱素子との間に挿入され、
前記コンパレータ素子は前記スイッチング素子のオンとオフとを制御し、
前記NTCサーミスタ素子は、前記発熱素子の近傍に配置されて前記発熱素子と同じ温度に近づくように前記発熱素子と熱的に結合され、前記設定温度における抵抗値を閾値抵抗値として備え、
前記NTCサーミスタ素子と、少なくとも1つの前記抵抗素子とが直列に接続され、かつ一定の電圧が印加されて、温度検出用分圧回路が形成され、
前記温度検出用分圧回路の前記NTCサーミスタ素子と前記抵抗素子との接続点から、温度検出用電圧が出力され、
少なくとも2つの前記抵抗素子が直列に接続され、かつ一定の電圧が印加されて、比較用分圧回路が形成され、
前記比較用分圧回路の1つの前記抵抗素子ともう1つの前記抵抗素子との接続点から、比較用電圧が出力され、
前記温度検出用分圧回路の前記抵抗素子および前記比較用分圧回路の前記抵抗素子のそれぞれの抵抗値、および、前記温度検出用分圧回路および前記比較用分圧回路にそれぞれ印加される前記電圧は、前記NTCサーミスタ素子の温度が前記設定温度で、前記NTCサーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値のときに、前記温度検出用電圧=前記比較用電圧となるように設定され、
前記NTCサーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記NTCサーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記温度検出用電圧>前記比較用電圧であり、前記NTCサーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記NTCサーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記温度検出用電圧<前記比較用電圧であるか、または、前記NTCサーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記NTCサーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記温度検出用電圧<前記比較用電圧であり、前記NTCサーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記NTCサーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記温度検出用電圧>前記比較用電圧であり、
前記コンパレータ素子は、前記温度検出用電圧と前記比較用電圧とを比較し、前記NTCサーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも低く、前記NTCサーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも大きいときに、前記スイッチング素子をオンにし、前記NTCサーミスタ素子の温度が前記設定温度よりも高く、前記NTCサーミスタ素子の抵抗値が前記閾値抵抗値よりも小さいときに、前記スイッチング素子をオフにする定温発熱装置。 A constant temperature heating device that generates heat at a predetermined set temperature or a temperature near the set temperature,
A power source, a heating element, a switching element, a comparator element, an NTC thermistor element, and a plurality of resistance elements;
The heating element generates heat from the power source,
The switching element is inserted between the power source and the heating element,
The comparator element controls on and off of the switching element;
The NTC thermistor element is disposed in the vicinity of the heating element and is thermally coupled to the heating element so as to approach the same temperature as the heating element, and includes a resistance value at the set temperature as a threshold resistance value,
The NTC thermistor element and at least one of the resistance elements are connected in series, and a constant voltage is applied to form a temperature detection voltage dividing circuit,
A temperature detection voltage is output from a connection point between the NTC thermistor element and the resistance element of the temperature detection voltage dividing circuit.
At least two of the resistance elements are connected in series and a constant voltage is applied to form a comparative voltage dividing circuit;
A comparison voltage is output from a connection point between the one resistive element and the other resistive element of the comparative voltage dividing circuit,
The resistance values of the resistance element of the temperature detection voltage dividing circuit and the resistance element of the comparison voltage dividing circuit, and the resistance value applied to the temperature detection voltage dividing circuit and the comparison voltage dividing circuit, respectively. The voltage is set so that the temperature detection voltage = the comparison voltage when the temperature of the NTC thermistor element is the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is the threshold resistance value,
When the temperature of the NTC thermistor element is lower than the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is larger than the threshold resistance value, the temperature detection voltage> the comparison voltage, and the NTC thermistor element When the temperature is higher than the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is smaller than the threshold resistance value, the temperature detection voltage <the comparison voltage or the temperature of the NTC thermistor element is When the resistance value of the NTC thermistor element is lower than the set temperature and greater than the threshold resistance value, the temperature detection voltage <the comparison voltage, and the temperature of the NTC thermistor element is higher than the set temperature. When the resistance value of the NTC thermistor element is lower than the threshold resistance value, the temperature detection voltage> the comparison voltage Yes,
The comparator element compares the temperature detection voltage with the comparison voltage, and when the temperature of the NTC thermistor element is lower than the set temperature and the resistance value of the NTC thermistor element is larger than the threshold resistance value. In addition, when the switching element is turned on, the temperature of the NTC thermistor element is higher than the set temperature, and the resistance value of the NTC thermistor element is smaller than the threshold resistance value, the constant temperature heat generation that turns off the switching element. apparatus.
前記NTCサーミスタ素子と前記発熱素子とが、前記保熱板に、絶縁性部材を介して実装された、請求項1に記載された定温発熱装置。 Furthermore, a heat insulating plate made of metal is provided,
The constant temperature heating device according to claim 1, wherein the NTC thermistor element and the heating element are mounted on the heat retaining plate via an insulating member.
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