JP2002248054A - 電気湯沸し器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湯温、タンク水位、排出経路流量
等が変化しても給湯量を正確に制御できるようにして、
より精度の向上する定量供給型電気ポットを得る。 【解決手段】 水を貯留自在なタンク１と、タン
ク１内の水を外部に取出すための給湯出口２２と、タン
ク１内の水を給湯出口２２へ強制的に移送する電動ポン
プ２とを備えて成る電気ポットにおいて、電動ポンプ２
と給湯出口２２とを繋ぐ排出経路４に、そこを通る湯の
単位時間当たりの流量又は流量変化を連続的に検出する
流量検出手段５を配備し、羽根車機構６と光センサＳと
で成る流量検出手段５の検出情報に基づいて給湯出口２
２から排出された湯量を把握自在なフィードバック式の
制御装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば予め設定さ
れた量（例えば２００ｃｃ）だけ給湯して止るとか、給
湯量が随時表示されると言った具合に、定量供給が行え
るように構成された電気ポット等の電気湯沸し器に係
り、詳しくは、液体を貯留自在なタンクと、このタンク
内の液体を外部に取出すための出口と、タンク内の液体
を出口へ強制的に移送する送出手段とを備えて成る電気
湯沸し器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気湯沸し器の一例である電気ポットと
しては、従来、特開平１０−３２８０２８号公報に示さ
れたものが知られている。これは、単位時間当たりの吐
出量が定まっている電動ポンプと、給湯流路の最高位置
に水の有無を検出する流体センサとを設け、この流体セ
ンサが水の通過を検出した時点からの電動ポンプの作動
時間を制御することにより、外部への供給量を定めるこ
とができるようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術によるポ
ットでは、電動ポンプの単位時間当たりの吐出量が一定
であることを前提として成り立つ技術である。しかしな
がら、種々の実験から、給湯温度やタンクの水位、或い
は給湯経路での流速等、種々の要因が異なると、電動ポ
ンプの単位時間当たりの吐出量も変化することが知見さ
れてきており、必ずしも正確な定量給湯ができるもので
はないことが分かってきたのである。

【０００４】例えば、電動ポンプを一定条件で駆動して
いても、タンク内の水位が高いときと低いときでは、高
いときの方が単位時間当たりの吐出量が多くなるとか、
沸騰直後に給湯すると、キャビテーションによって所定
の流量を吐出できないといった具合である。従って、実
際には思い通りの定量給湯ができ無いことが多く、使い
勝手の芳しくないものであることから、定量供給技術に
関しては改善の余地が残されているものであった。

【０００５】本発明の目的は、水や湯の温度、タンクで
の水位、排出経路の流量が種々に変化しても、実際に外
部に供給される水量を正確に制御できるようにして、よ
り精度の向上する定量供給型の電気湯沸し器を提供する
点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の構成は、液体
を貯留自在なタンクと、このタンク内の液体を外部に取
出すための出口と、タンク内の液体を出口へ強制的に移
送する送出手段とを備えて成る電気湯沸し器において、
送出手段と出口とを繋ぐ排出経路に、排出経路を通る液
体の単位時間当たりの流量又は流量変化を連続的に検出
する流量検出手段を配備し、流量検出手段の検出情報に
基づいて出口から排出された液体の量を把握自在な制御
手段を設けてあることを特徴とする。

【０００７】請求項１の構成によれば、液体を外部に取
出す出口と送出手段との間に排出経路を通る液体の単位
時間当たりの流量を検出する流量検出手段を配備してあ
るから、実際に出口から取出される液体の量をほぼ完全
な迄に検出可能になり、種々の要因によって送出手段に
よる単位時間当たりの液体送出量が変化しても、その変
化に拘らず正確に液体の取出し量を把握することができ
る。故に、出口からの総液体排出量を随時表示する供給
量表示の場合、又は予め設定した量だけ液体を排出する
定量供給の場合のいずれであっても制御精度が向上する
ようになる。

【０００８】請求項２の構成は、請求項１の構成におい
て、流量検出手段を、排出経路を流れる液体によって回
転駆動される状態に排出経路に配置された羽根車と、こ
の羽根車の単位時間当たりの回転数を検出する回転数セ
ンサとで構成してあることを特徴とするものである。

【０００９】請求項２の構成によれば、排出経路におけ
る液体の流れによって羽根車を回転させ、回転数センサ
がその単位時間当たりの回転数を検出することで流量検
出するものであるから、排出経路の流れの変化に羽根車
の回転数が遅滞無く追従することが可能になり、種々の
要因による排出経路での単位時間当たりの流量変化を的
確に捕らえる対応ができて、より精度の良い流量検出が
可能になる。これにより、前述の供給量表示の場合には
流量の表示信頼度が増し、前述の定量供給の場合には供
給量の精度が向上するようになる。

【００１０】請求項３の構成は、請求項２の構成におい
て、回転数センサを、羽根車によって遮光されたＯＦＦ
状態と遮光されないＯＮ状態とが、羽根車の回動によっ
て繰返される光センサに構成してあることを特徴とする
ものである。

【００１１】請求項３の構成によれば、光を遮る状態と
遮らない状態とが現出自在な羽根車の回転によって光セ
ンサをＯＮ−ＯＦＦさせて回転数検出するデジタル処理
であるから、液体の流れに何らの影響を与えることが無
く、流量検出することに起因した流量変化が一切生じな
い点で良好な検出精度の維持に寄与できるようになる。

【００１２】請求項４の構成は、請求項１〜３の構成に
おいて、タンク内の液体の状態を検出する状態検出手段
を備え、流量検出手段による検出値を、そのときの液体
状態に応じた係数を乗じて補正する補正手段を設けてあ
ることを特徴とするものである。

【００１３】請求項４の構成によれば、次のような作用
が得られる。前述したように、温度や液体の性状等が異
なると、送出手段による送出条件が同じでも、実際の単
位時間当たりの排出量が変化するから、液体温度やタン
クの液位といった液体状態に応じた係数を乗じることに
より、それら状態変化に拘らずに精度良く流量検出する
ことができるようになる。

【００１４】請求項５の構成は、請求項４の構成におい
て、状態検出手段が、タンク内の液体温度を検出する温
度検出センサであり、補正手段は、流量検出手段による
検出値を、そのときの液体の温度が高いほど係数を小さ
くし、液体の温度が低いほど係数を大きくするものに設
定されていることを特徴とするものである。

【００１５】請求項５の構成によれば、例えば、水では
摂氏４度から温度が上がるに従って密度が減るように、
一般に液体温度が高いと液体密度が小さくなるから、液
体温度が高いほど係数を小さくし、液体温度が低いほど
係数を大きくすることにより、液体の流量検出誤差を、
その温度の高い低いに拘らずに補正することができ、流
量検出精度の良い状態を維持できるようになる。

【００１６】請求項６の構成は、請求項４の構成におい
て、状態検出手段が流量検出手段であり、排出経路を通
る液体の単位時間当たりの流量が多いほど係数を大きく
し、排出経路を通る液体の単位時間当たりの流量が少な
いほど係数を小さくするものに設定されていることを特
徴とするものである。

【００１７】液体の単位時間当たりの流量が多いときに
は検出誤差が少ない側に現れ、単位時間当たりの流量が
少ないときには検出誤差が多い側に現れる傾向があるか
ら、排出経路を通る液体の単位時間当たりの流量が多い
ほど係数を大きくし、排出経路を通る液体の単位時間当
たりの流量が少ないほど係数を小さくする請求項６の構
成によれば、流量の多少に拘らずに検出誤差を是正する
ことができ、検出精度を高めることが可能になる。

【００１８】請求項７の構成は、請求項３の構成におい
て、光センサのＯＮ状態、又はＯＦＦ状態が所定時間以
上続行される場合には、出口からの液体供給が為されて
いないと見なす停止制御手段を備えてあることを特徴と
するものである。

【００１９】請求項７の構成によれば、次のような作用
が得られる。羽根車回転によって光センサをＯＮ−ＯＦ
Ｆさせる構成では、羽根車の回転が停止すると、その停
止したときに光の通り道から羽根車が外れた位置に存在
すれば光センサはＯＮ状態に維持され、羽根車が丁度光
を遮る位置に存在すれば光センサはＯＦＦ状態に維持さ
れることになるから、光センサのＯＮ状態、又はＯＦＦ
状態が所定時間以上続行される場合には、羽根車の回転
が実質的に停止していること、即ち出口からの液体供給
が為されていないと見なすことができる。従って、停止
制御手段を備えることで、光センサは流量検出だけでな
く、液体供給の停止検出も行えるようになり、多機能化
をはかることができるようになる。

【００２０】請求項８の構成は、請求項３又は７の構成
において、排出経路における液体の移動が無い状態では
光センサがＯＮ状態となるように、羽根車を定まった角
度位置にて回転停止させる定位置停止機構を備えるとと
もに、光センサを、ＯＮ状態における液体による遮光状
態では中間ＯＮ状態として検出できるものに構成してあ
ることを特徴とするものである。

【００２１】請求項８の構成によれば、光センサは回転
数検出に加えて液位センサとしても機能させることが可
能になる。即ち、羽根車１１の回転が停止する液体非供
給状態では、羽根車１１は、これが光りを遮らない角度
位置にて停止するので、その状態で羽根車部位に液体が
存在していると、光が液体中を通ることによって殆ど減
光されずＯＮ状態として検出することが可能になる。一
方、液体が存在しないとガラス管７Ｃ内面にて光りが屈
折されることによって減光される中間ＯＮ状態となる
（図１１参照）。つまり、中間ＯＮ状態が続くことは、
羽根車部位には液体が貯留されていないことであるか
ら、その連続した中間ＯＮ状態検出により、液体が羽根
車部位に達する迄貯留されていないことの検出として機
能できるようになる。

【００２２】請求項９の構成は、請求項１〜８の構成に
おいて、液体の目標取出し量を設定自在な取出量設定手
段を設け、前記制御手段は、前記流量検出手段の検出情
報に基づく取出し量が、前記取出量設定手段によって予
め設定された目標値に合致するように前記送出手段を作
動させるものに構成されていることを特徴とする。

【００２３】請求項９の構成によれば、予め意図する液
体量（例：１５０ｃｃ）を設定してから送出手段を駆動
して液体供給させると、その設定された量だけ液体が出
口から排出されて止る前述の定量供給が行えるようにな
る。例えば、電気ポットにおいて、液晶等による表示装
置に「１５０」と打ち込み操作してから、給湯スイッチ
を押し操作するだけで、自動的に１５０ｃｃのお湯を出
して止るという動作を行わせることができる。

【００２４】請求項１０の構成は、請求項１〜８の構成
において、液体の取出し量を表示する表示手段を設け、
前記制御手段は、前記流量検出手段の検出情報に基づく
取出し量を、随時に前記表示手段にて表示するものに構
成されていることを特徴とする。

【００２５】請求項１０の構成によれば、出口からの総
液体排出量を随時表示する供給量表示（前述）が行える
ようになる。例えば、電気ポットにおいて表示装置を見
ながら給湯スイッチを押し続けて給湯しているときに、
２５０ｃｃといった希望する給湯量になったらスイッチ
の押し操作を解除して、意図した２５０ｃｃの給湯を行
う、という使い方が可能になるのである。

【００２６】請求項１１の構成は、請求項１〜１０の構
成において、排出経路における出口と流量検出手段との
間に転倒止水弁を介装し、出口から排出された液体の量
を、転倒止水弁内に貯留される液体の量を見越して制御
する見做し制御機能を制御手段に備えてあることを特徴
とする。

【００２７】請求項１１の構成によれば、排出経路にお
ける出口と流量検出手段との間に転倒止水弁を介装した
ことによって、湯沸かし器が倒れたときに内部の液体が
出口から零れる量を極力無いようすることができると共
に、見做し制御機能により、転倒止水弁を設けたことに
よって流量制御に誤差が生ることがないようにすること
ができる。

【００２８】請求項１２の構成は、請求項８の構成にお
いて、光センサを、タンク内にて設定された満水高さ位
置よりやや下方となる高さ位置に配置してあることを特
徴とする。

【００２９】請求項１２の構成によれば、中間ＯＮ状態
検出によって液体が羽根車部位に達する迄貯留されてい
るか否かを検出できる機能により、タンク内の液体が略
満水であるか否かの略満水検出手段としても機能させる
ことが可能になる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３１】図１に電気湯沸し器の一例である電気ポッ
トが示されている。この電気ポットは、内部に上方から
凹入する有底筒状が形成された容器本体１８と、貯湯用
空間１ａの上方を覆う蓋体１９とを設けて構成されてい
る。

【００３２】容器本体１８は、有底筒状の外ケース２０
と、貯湯用空間１ａを囲う内容器(タンクの一例）１
と、外ケース２０と内容器１との各上端側を互いに連接
する肩ケース２１とを備え、外ケース２０と肩ケース２
１とは夫々合成樹脂にて作成されている。肩ケース２１
は、その外周側が外ケース２０の上端に連なる断面形状
として容器本体１８の上部側外装体を構成するように形
成されている。肩ケース２１の前面側（図１の紙面上に
おける左側）の上方には、前方に膨出した注水部２１Ａ
に形成されており、その内部の下端側に後述の給湯出口
２２が配設されている。

【００３３】内容器１は、夫々ステンレス鋼板で成る内
筒２３と外筒２４とによって形成されている。内筒２３
は、円筒状の胴部２３ａと底板部２３ｂとを有して、そ
の内部が貯湯用空間１ａとなる有底筒状に形成されてい
る。胴部２３ａの上端側には、径方向に凸入した絞り部
２３ｃが形成されるとともに、そのやや下側に内方に突
出した満水目盛（満水高さ位置の一例）２３ｄが一体形
成されている。外筒２４の胴部２４ａの上端は、内筒の
胴部２３ａの上端に気密に接合されて、内筒２３と外筒
２４との間に密閉空間２５を形成してあり、この密閉空
間２５が真空処理される。

【００３４】底板部２３ｂの中央部下面には、サーミス
タ等から成る底センサ(容器温度センサ）２６が下側か
ら当接するように配置されており、貯湯用空間１ａの温
度を検出する。そして、この底センサ２６を囲うように
ヒータユニット２７が設けてある。ヒータユニット２７
の下側には、内容器１の底を下側から覆う遮熱板２８が
装備されており、その遮熱板２８の下側に電動ポンプ
（送出手段の一例）２が配置されている。

【００３５】電動ポンプ２は、底板部２３ｂを貫通する
状態に設けられた吸引管２ａと、排出経路４に接続され
る吐出管２ｂとを備えて、内容器１の底と外ケース２０
の底２０ａとの間の底空間部２９に配置されている。
尚、この底空間部２９には、上面が遮熱板３０ａで覆わ
れた電装ケース３０も設置されており、その中にマイコ
ンや制御回路基板等の電装品が収納されている。

【００３６】電動ポンプ２と給湯出口２２とを繋ぐ排出
経路４は、吐出管２ｂに接続される下液量管４ａと、流
量検出手段５と、下液量管４ａと、上液量管４ｂと、転
倒止水弁３１と、注出管４ｃと、給湯出口２２を下端に
備えた出口管４ｄとから構成されている。透明ガラス管
で成る下液量管４ａの外周側には、貯湯用空間１ａの残
量を検出するための電子水量センサ３２が配設されてい
る。

【００３７】電動ポンプ２の単位時間当たりの吐出量を
変更するには、供給電圧を高めて電動ポンプ２の駆動速
度を上げて流量を増し、供給電圧を低めて電動ポンプ２
の駆動速度を落として流量を減らす電圧制御手段と、電
動ポンプをパルス電流によって回転駆動するようにして
おき、その１パルス当たりにおける実通電時間を長くし
て電動ポンプ２の駆動速度を上げて流量を増し、１パル
ス当たりにおける実通電時間を短くすることで電動ポン
プ２の駆動速度を落として流量を減らすパルス制御手段
とがある。

【００３８】蓋体１９は、合成樹脂製の上板３３と下板
３４とを一体化して成り、肩ケース２１の後端側に設け
られたヒンジ機構３５を介して、開閉自在及び着脱自在
に容器本体１８に支持されるとともに、内容器１の上面
側開口を覆う閉じ位置で容器本体１８にロックするため
のロック機構３６を備えている。蓋体１９の略中央位置
には、手動による押し操作によって給湯する公知のエア
ー供給機構Ｅを構成するための押板３７が上下スライド
移動自在に装備されている。エアー供給機構Ｅは、エア
ー型ベローズ３８、エアー経路３９、空気・蒸気経路４
０、転倒止水弁４１等を備えている。

【００３９】次に、本電気ポットに採用されている定量
供給装置Ａについて説明する。定量供給装置Ａは、予め
設定した量だけ給湯したら自動的に止まるように機能す
るものであり、以下にその構成について説明する。

【００４０】図６に示すように、定量供給装置Ａは、所
望量の目標給湯量を設定する流量設定器３と、電動ポン
プ２と給湯出口２２とを繋ぐ排出経路４に装備された流
量検出手段５と、制御装置４２とから構成され、制御装
置４２は、流量検出手段５の検出情報に基づいて給湯出
口２２から排出された湯（液体の一例）の量を、流量設
定器３で設定された目標給湯量に合致させる定量制御機
能を有している。

【００４１】図３、図４に示すように、流量検出手段５
は、排出経路４を通る湯の単位時間当たりの流量を検出
するものであり、上方に向けて流れる湯によって回転駆
動される状態に排出経路４に配置された羽根車機構６に
装備された羽根車１１と、この羽根車１１の単位時間当
たりの回転数を検出する回転数センサＳとで構成されて
いる。そして、回転数センサＳを、羽根車１１によって
遮光されたＯＦＦ状態と遮光されないＯＮ状態とが、羽
根車１１の回転によって繰返される光センサに構成して
ある。

【００４２】羽根車機構６は、下液量管４ａと上液量管
４ｂとを連通するように介装された略円筒状の本体管７
と、本体管７の上下に設けられた接続管部７Ａ，７Ｂに
支承されたシャフト８と、羽根車１１とで構成されてい
る。尚、１２はスラストワッシャである。

【００４３】本体管７は、互いに同じ部品である上下の
接続管部７Ａ，７Ｂと、これらに亘って嵌合された透明
なガラス管７Ｃとで構成されており、接続管部７Ａ，７
Ｂは、段付き管７ａと、シャフト８を回転自在に内嵌自
在な穴状の軸受７ｂと、この軸受７ｂを段付き管７ａに
内装するための３枚の支持フィン７ｃとを備えて構成さ
れている。羽根車１１は、シャフト８に回転自在に外嵌
されるボス部１１ａと、湯流れ方向に対して傾斜した３
枚のプロペラ９と、プロペラ９の上側に位置する２枚の
遮光フィン１０とを一体形成して構成されている。

【００４４】回転数センサＳは、発光器１３と、これの
光を受光自在な受光器１４と、これらを支持する配線プ
リント基板１５と、配線プリント基板１５を支持するセ
ンサホルダ１６と、センサカバー１７とを備えた光セン
サに構成されている。センサホルダ１６とセンサカバー
１７とは、本体管７を被う状態で着脱自在であり、ガラ
ス管７Ｃの外周において嵌め込んで一体化することで、
ガラス管７Ｃに相対移動しない状態に外嵌取付けできる
ようになっている。その外嵌取付け状態では、発光器１
３と受光器１４とで決定される光道Ｌが、上接続管部７
Ａと羽根車１１との上下間において剥き出し状態のシャ
フト８のすぐ傍を通る状態に設定されている。

【００４５】つまり、電動ポンプ２が駆動されて湯が送
られてくると、下から上に向かう湯の流れがプロペラ９
に作用して、図５に示すように、ボス部１１ａが上接続
管部７Ａのスラストワッシャ１２に接触する状態に羽根
車１１を瞬時に押し上げつつ回転駆動させる。すると、
光道Ｌに干渉する高さ位置にて遮光フィン１０が回転す
る状態になり、回転する遮光フィン１０，１０による光
の遮断及び開通が繰り返されることによる連続したＯＮ
−ＯＦＦ信号により、回転数センサＳは羽根車１１の単
位時間当たりの回転数を検出できるようになっている。

【００４６】そして、電動ポンプ２が停止して湯の流れ
が無くなると、揚力が無くなって羽根車１１が下側のス
ラストワッシャ１２に接触する高さ位置に下降して、遮
光フィン１０が光道Ｌと干渉しない状態になるとともに
回転が停止する。この羽根車１１の回転が停止した場合
には、光道Ｌを遮るものが存在しなくなって受光器１４
が受光し続けるので、回転数センサＳのＯＮ状態が所定
時間以上続行される場合には、給湯出口２２からの湯排
出（液体供給）が為されていないと見なす停止制御手段
５３を制御装置４２に備えてある。

【００４７】又、タンク１内に貯留されている湯の喫水
線Ｆが光道Ｌより下の高さ位置にあると、ガラス管７Ｃ
によって光が屈折することから減光されたような状態に
なり、そのことを受光器１４が感知して回転数センサＳ
から中間ＯＮ信号として出力し、湯の喫水線Ｆが光道Ｌ
よりも上側にあると、その湯の存在によって光りの屈折
が軽減され、回転数センサＳはＯＮ信号を出力すること
から、回転数センサＳによって液面の位置が所定高さ位
置にあるか否かを検出する液位センサｅとしても機能で
きるようになっている（図１２参照）。従って、所定高
さ位置をタンク１内の水又は湯の上限位置とすれば、タ
ンク１の満タン検出として用いることが可能である。

【００４８】流量設定器３は、図２に示すように、注水
部２１Ａの上面に配備された表示装置４３と、増量設定
スイッチ４４と、減量設定スイッチ４５とで構成されて
いる。即ち、増量設定スイッチ４４を押すと、その押し
続けている間は、そのときに表示装置４３の液晶数字部
４３ａに示されている給湯量から、例えば１ｃｃ（ｍ
ｌ）毎で順次数字が増えて行き、減量設定スイッチ４５
を押すと、その押し続けている間は、そのときに表示装
置４３の液晶数字部４３ａに示されている給湯量から、
例えば１ｃｃ毎で順次数字が減って行くように構成され
ている。

【００４９】尚、増減量設定スイッチ４４，４５、後述
の給湯スイッチ４６、及びその他の各スイッチ類（再沸
騰スイッチ４９、保温選択スイッチ５０、ロック解除ス
イッチ５１、おやすみスイッチ５２等）、並びに表示装
置４３は、図６に示すように、いずれも制御装置４２に
接続されている。

【００５０】従って、液晶数字部４３ａを見ながら増減
量設定スイッチ４４，４５を操作して、所望の給湯量
（２００ｃｃ等）を設定し、ロック解除スイッチ５１を
操作してロック解除、それから給湯スイッチ４６を押し
操作すれば、液晶数字部４３ａに設定された量だけ給湯
出口２２から湯が排出されるように、自動的に電動ポン
プ２が駆動及び停止制御される定量供給が行えるのであ
る。つまり、制御装置４２は、流量検出手段５の検出情
報に基づく取出し量が、湯の目標取出し量を設定自在な
流量設定器（取出量設定手段の一例）３によって予め設
定された目標値に合致するよう、電動ポンプ２を作動さ
せるものとして機能するのである。

【００５１】図１、図６に示すように、内容器１内の湯
の状態を検出する状態検出手段Ｄを備え、流量検出手段
５による検出値を、そのときの液体の状態に応じた補正
係数Ｋを乗じて補正する補正手段４８を制御装置４２に
設けてある。状態検出手段Ｄとしては、貯湯用空間１ａ
の湯温度を検出する湯温センサ４７（前述の底センサ２
６で兼用させても良い）と、流量検出手段５とである。

【００５２】湯温センサ４７によって検出された湯の温
度により、温度補正係数ｋ１が次のように制御装置４２
に設定されている。この補正は、温度によって湯の粘土
が変わることに起因して行われる。 例えば、湯温が９５度において、流量検出手段５の検出
流量値が１０ｃｃ／ｓｅｃであるときには、補正手段４
８によって１０×０．９＝９ｃｃ／ｓｅｃに補正され、
又、湯温５５度において、検出流量値が８ｃｃ／ｓｅｃ
であるときには、補正手段４８によって８×１．１＝
８．８ｃｃ／ｓｅｃに補正されるのである。

【００５３】羽根車１１の回転数、即ち、回転数センサ
Ｓの１回のＯＮ−ＯＦＦサイクルに要する時間Δｔの長
さによる流量補正係数ｋ２が次のように制御装置４２に
設定されている。これは、羽根車１１の回転数が速くな
ると（流量が多くなると）、回転数センサＳの追従性能
が追いつかなくなり、実際よりも少ない目に検出してし
まうことに起因している。 例えば、羽根車１１の回転数が比較的低速であってΔｔ
が０．８であるときに、流量検出手段５の検出流量値が
４ｃｃ／ｓｅｃであれば、補正手段４８によって４×
１．０１＝４．０４に補正され、又、羽根車１１の回転
数が比較的速くΔｔが０．１であるときに、流量検出手
段５の検出流量値が１５ｃｃ／ｓｅｃであれば、補正手
段４８によって１５×１．１０＝１６．５に補正される
のである。

【００５４】参考に、実際の給湯制御作動について記し
ておく。流量検出手段５の上側に装備されている転倒止
水弁３１には、約４０ｃｃの空隙が存在しており、その
分の流量を目標給湯量に加算する制御が自動的に行われ
ている。つまり、排出経路４における出口２２と流量検
出手段５との間に転倒止水弁３１を介装し、出口２２か
ら排出された液体の量を、転倒止水弁３１内に貯留され
る液体の量を見越して制御する見做し制御機能を制御装
置４２に備えてある。又、排出経路４としての最も高い
部分を越えるまでは湯が出ないので、その分の流量補正
も行われている。フィードバック制御を行うものではあ
るが、羽根車１１の１回転当たりの流量から、目標給湯
量が設定されると直ちに電動ポンプ２に通電するパルス
電流のパルスカウント数が対応して求められるようにし
てあり、制御作動の迅速化を図ってある。

【００５５】電動ポンプ２が回転し始める給湯スタート
時には、羽根車１１がゆっくりと回転し始めるので、最
初の数十〜数百ｍ・ｓｅｃの間は回転数センサＳのＯＮ
−ＯＦＦをカウントしないように制御されている。又、
タンク１内の湯が無くなったときに、給湯操作して電動
ポンプ２を動かすと、その振動によって羽根車１１がチ
ャタリングを起こすことがあるが、そのときに、偶然に
遮光フィン１０が光道Ｌを跨ぐ範囲で振動するような状
態になると、湯が流れていないのにＯＮ−ＯＦＦ信号が
連続検出されて、給湯信号が出る誤作動につながるの
で、回転数センサＳにおける極く短い周期でのＯＮ−Ｏ
ＦＦ信号はカットする制御も組み込まれている。

【００５６】〔別実施形態〕 《１》流量検出手段５における羽根車機構６を、図７に
示すように構成しても良い。即ち、羽根車１１を、その
上端と上側の接続管部７Ａとの間の隙間を無いようにし
て、遮光フィン１０の回転軌跡と光センサＳの光道Ｌと
が常に干渉する状態に構成したものである。この場合
は、液位センサｅとしての機能は無いとともに、停止制
御手段５３は、光センサＳのＯＮ状態、又はＯＦＦ状態
のどちらであっても所定時間以上続行されると作動する
ように設定される。

【００５７】《２》流量検出手段５における羽根車機構
６を、図８に示すように構成しても良い。即ち、羽根車
１１における４枚のプロペラ９のうちの１８０度対向し
て配置される１組のプロペラ９，９を、他の２枚のプロ
ペラ９，９よりも上方に延長してロングプロペラ９Ｌ，
９Ｌに形成し、２枚の遮光フィン１０，１０を省略した
構造のもの。

【００５８】図３や図７に示す垂直に立った遮光フィン
１０では、羽根車１１の回転に対する通過流体の抵抗が
大きいに対して、この図８に示す構造によれば、水流に
対して傾斜しているロングプロペラ９Ｌの上部が遮光フ
ィン１０に相当するので、回転に対する通過流体の抵抗
が少なくなり、羽根車１１の単位時間当たりの回転数を
高くすることができる。それによって、単位時間当たり
のＯＮ−ＯＦＦセンシングのサイクルが速くなり、光セ
ンサＳによる検出精度を向上できる利点がある。

【００５９】《３》定量供給装置Ａに代えて、供給量表
示装置Ｂを備えるようにしても良い（図９参照）。即
ち、給湯スイッチ４６を押して給湯させると、その給湯
開始からの湯の排出量が液晶表示部４３ａに随時更新表
示されるように制御されるものであり、液晶表示部４３
ａを見ながら給湯操作し、所望の量が供給された時点で
給湯スイッチ４６の押し操作を解除すれば、正確に所望
量（例えば２５０ｃｃ）だけ給湯することができるもの
である。又、図６仮想線で示すように、切換スイッチ５
６を装備することにより、定量供給装置Ａと供給量表示
装置Ｂとの機能が選択設定できるようにすれば、一層便
利である。

【００６０】つまり、供給量表示装置Ｂでは、制御装置
４２は、流量検出手段５の検出情報に基づく湯の取出し
量を、随時に表示装置（表示手段の一例）４３にて表示
するものに構成されている。この供給量表示装置Ｂや前
述した定量供給装置Ａを総称して、「流量検出手段５の
検出情報に基づいて出口２２から排出された液体の量を
把握自在な制御手段」であると定義する。

【００６１】《４》図１０に示すように、図７又は図８
に示す構造の羽根車機構６を備えた流量検出手段５にお
いて、羽根車機構６を定まった角度位置にて回転停止さ
せる定位置停止機構Ｃを備えるとともに、回転数センサ
Ｓを、センサＯＮ状態における湯による遮光状態では中
間ＯＮ状態として検出できるものに構成する。定位置停
止機構Ｃとしては、例えば、遮光フィン１０，１０の最
外周側端にステンレス鋼等の金属片５４を一体装備する
とともに、本体管７に磁石５５を配置して構成する。

【００６２】つまり、排出経路４における湯の流れが無
くなり、回転している羽根車１１が減速して停止する際
には、金属片５４が磁石５５に引き寄せられた角度位置
にて停止するようになる。従って、２枚の遮光フィン１
０，１０が光道Ｌと干渉しない位置にて止るように設定
すれば、回転数センサＳが連続したＯＮ状態を検出する
とともに、いずれかの遮光フィン１０が光道Ｌと干渉す
る位置にて止るように設定すれば、回転数センサＳが連
続したＯＦＦ状態を検出するので、いずれの場合でも停
止制御手段５３の機能によって給湯が停止されたと検出
することができるのである。

【００６３】

【発明の効果】請求項１に記載の電気湯沸し器では、液
体の単位時間当たりの流量又は流量変化を連続的に検出
する流量検出手段を排出経路に配備して、その流量検出
手段の検出情報に基づいて出口から排出された液体の量
を把握する制御手段を設けたので、実際に排出される液
体の量をフィードバック制御によってより正確に把握す
ることができるようになった。これにより、供給量表示
でも定量供給でもその機能の信頼性が向上するようにな
る。

【００６４】請求項２に記載の電気湯沸し器では、排出
経路に配置された羽根車と、この羽根車の単位時間当た
りの回転数を検出する回転数センサとで流量検出手段を
構成することにより、排出経路での液体の流れを利用し
て流量検出することができ、請求項１の構成による前記
効果を比較的廉価に得られる利点がある。

【００６５】請求項３に記載の電気湯沸し器では、回転
数センサを、羽根車の構造を活用して作動精度に優れる
光センサとし得たので、請求項２の構成による前記効果
を信頼性良く奏することができた。

【００６６】請求項４に記載の電気湯沸し器では、請求
項１〜３の構成によるいずれかの前記効果を奏するとと
もに、液体の状態に応じた係数を乗じて補正する補正手
段を設けたことにより、流量検出精度が一層向上する利
点がある。

【００６７】請求項５に記載の電気湯沸し器では、液体
の温度変化に因る検出誤差を補正することが可能にな
り、それによって請求項４の構成による前記効果（流量
検出精度の一層の向上）を奏することができる。

【００６８】請求項６に記載の電気湯沸し器では、排出
経路を流れる液体の流速変化に因る検出誤差を補正する
ことが可能になり、それによって請求項４の構成による
前記効果（流量検出精度の一層の向上）を奏することが
できる。

【００６９】請求項７に記載の電気湯沸し器では、請求
項３の構成による前記効果を奏するとともに、光センサ
によって流量検出の他に液体供給停止検出も行え、機能
の兼用化が図れる利点がある。

【００７０】請求項８に記載の電気湯沸し器では、請求
項３又は７の構成によるいずれかの前記効果を奏すると
ともに、羽根車による遮光状態、液体による遮光状態、
非遮光状態という光センサによる３通りの検出動作が行
える工夫により、光センサによって流量検出の他に、液
体が所定量タンクに貯留されているか否かの検出が行え
る液位センサに兼用できる利点がある。

【００７１】請求項９に記載の電気湯沸し器では、予め
設定した量だけ液体供給できる定量供給型のものにおい
て、請求項１〜８の構成によるいずれかの前記効果を奏
することができた。

【００７２】請求項１０に記載の電気湯沸し器では、出
口からの総液体排出量を随時表示する供給量表示型のも
のにおいて、請求項１〜８の構成によるいずれかの前記
効果を奏することができた。

【００７３】請求項１１に記載の電気湯沸し器では、液
体の流量制御が良好に機能するようにしながら、液体出
口近くに転倒止水弁を設けて、湯沸かし器の不測の転倒
時に零れる液体量を最小限度に規制することができると
ともに、請求項１〜１０の構成によるいずれかの前記効
果を奏することができた。

【００７４】請求項１２に記載の電気湯沸し器では、流
量検出手段を略満水検出手段として兼用できる合理的な
ものとしながら、請求項８の構成による前記効果を奏す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気ポットの概略構造を示す一部切欠きの側面
図である。

【図２】蓋体の平面図である。

【図３】流量検出手段の構造を示す側面図である。

【図４】（イ）は図３の横断面図、（ロ）は回転体単品
の側面図である。

【図５】回転作動中の羽根車を示す側面図である。

【図６】定量供給装置の制御ブロック図である。

【図７】流量検出手段の第１別構造を示す側面図であ
る。

【図８】流量検出手段の第２別構造を示す側面図であ
る。

【図９】供給量表示装置の制御ブロック図である。

【図１０】定位置停止機構を備えた流量検出手段を示す
図である。

【図１１】中間ＯＮ状態の検出原理を示す図である。

【図１２】回転数センサの検出電圧変化グラフを示す図
である。

【符号の説明】

１ タンク ２ 送出手段 ３ 取出量設定手段 ４ 排出経路 ５ 流量検出手段 ６ 羽根車 ２２ 出口 ２３ｄ 満水高さ位置 ３１ 転倒止水弁 ４２ 制御手段 ４３ 表示手段 ４７ 温度検出センサ ４８ 補正手段 ５３ 停止制御手段 Ｃ 定位置停止機構 Ｄ 状態検出手段 Ｋ 係数 Ｓ 回転数センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 明彦 大阪府門真市大字門真1006 松下電器産業 株式会社内 Ｆターム(参考） 4B055 AA35 BA09 BA34 BA42 CA11 CA12 CA64 CA85 CB09 CD15 CD27 CD44 GA14 GB17 GC31 GD02

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を貯留自在なタンクと、このタンク
   内の液体を外部に取出すための出口と、前記タンク内の
   液体を前記出口へ強制的に移送する送出手段とを備えて
   成る電気湯沸し器であって、 前記送出手段と前記出口とを繋ぐ排出経路に、該排出経
   路を通る液体の単位時間当たりの流量又は流量変化を連
   続的に検出する流量検出手段を配備し、前記流量検出手
   段の検出情報に基づいて前記出口から排出された液体の
   量を把握自在な制御手段を設けてある電気湯沸し器。
2. 【請求項２】 前記流量検出手段を、前記排出経路を流
   れる液体によって回転駆動される状態に前記排出経路に
   配置された羽根車と、この羽根車の単位時間当たりの回
   転数を検出する回転数センサとで構成してある請求項１
   に記載の電気湯沸し器。
3. 【請求項３】 前記回転数センサを、前記羽根車によっ
   て遮光されたＯＦＦ状態と遮光されないＯＮ状態とが、
   前記羽根車の回動によって繰返される光センサに構成し
   てある請求項２に記載の電気湯沸し器。
4. 【請求項４】 前記タンク内の液体の状態を検出する状
   態検出手段を備え、前記流量検出手段による検出値を、
   そのときの液体状態に応じた係数を乗じて補正する補正
   手段を設けてある請求項１〜３のいずれか１項に記載の
   電気湯沸し器。
5. 【請求項５】 前記状態検出手段が、前記タンク内の液
   体温度を検出する温度検出センサであり、前記補正手段
   は、前記流量検出手段による検出値を、そのときの液体
   の温度が高いほど前記係数を小さくし、液体の温度が低
   いほど前記係数を大きくするものに設定されている請求
   項４に記載の電気湯沸し器。
6. 【請求項６】 前記状態検出手段が前記流量検出手段で
   あり、前記排出経路を通る液体の単位時間当たりの流量
   が多いほど前記係数を大きくし、前記排出経路を通る液
   体の単位時間当たりの流量が少ないほど前記係数を小さ
   くするものに設定されている請求項４に記載の電気湯沸
   し器。
7. 【請求項７】 前記光センサの前記ＯＮ状態、又は前記
   ＯＦＦ状態が所定時間以上続行される場合には、前記出
   口からの液体供給が為されていないと見なす停止制御手
   段を備えてある請求項３に記載の電気湯沸し器。
8. 【請求項８】 前記排出経路における液体の移動が無い
   状態では前記光センサがＯＮ状態となるように、前記羽
   根車を定まった角度位置にて回転停止させる定位置停止
   機構を備えるとともに、前記光センサを、前記ＯＮ状態
   における液体による遮光状態では中間ＯＮ状態として検
   出できるものに構成してある請求項３又は７に記載の電
   気湯沸し器。
9. 【請求項９】 液体の目標取出し量を設定自在な取出量
   設定手段を設け、前記制御手段は、前記流量検出手段の
   検出情報に基づく取出し量が、前記取出量設定手段によ
   って予め設定された目標値に合致するように前記送出手
   段を作動させるものに構成されている請求項１〜８のい
   ずれか１項に記載の電気湯沸し器。
10. 【請求項１０】 液体の取出し量を表示する表示手段を
    設け、前記制御手段は、前記流量検出手段の検出情報に
    基づく取出し量を、随時に前記表示手段にて表示するも
    のに構成されている請求項１〜８のいずれか１項に記載
    の電気湯沸し器。
11. 【請求項１１】 前記排出経路における前記出口と前記
    流量検出手段との間に転倒止水弁を介装し、前記出口か
    ら排出された液体の量を、前記転倒止水弁内に貯留され
    る液体の量を見越して制御する見做し制御機能を前記制
    御手段に備えてある請求項１〜１０のいずれか１項に記
    載の電気湯沸し器。
12. 【請求項１２】 前記光センサを、前記タンク内にて設
    定された満水高さ位置よりやや下方となる高さ位置に配
    置してある請求項８に記載の電気湯沸し器。