JP2508297Y2

JP2508297Y2 - 液体容器の液量表示装置

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Publication number: JP2508297Y2
Application number: JP1987053987U
Authority: JP
Inventors: 敏明河合
Original assignee: Tiger Corp
Current assignee: Tiger Corp
Priority date: 1987-04-09
Filing date: 1987-04-09
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2002-04-09
Also published as: JPS63161332U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は液体容器の液量検出装置、殊に液位を電気的
に検出する液量検出装置に関するものであり、例えば電
気ポット等内部を透視できないような液体容器の液量を
外部表示するのに利用される。

（従来の技術）この種の液位を電気的に検出する液量検出装置は、特
開昭61-223618号公報で知られている。このものは液体
容器に通じた内容液導出路を絶縁性とし、その外面に内
容液導出路の内部を挟んで対向するよう設けた２片以上
の電極を設け、それら電極間で内容液導出路内の液位に
応じた静電容量を得、これを電気的に検出して液位を検
出するようになっている。

（考案が解決しようとする問題点）このような電気的検出方式は、液位を無段階に検出す
ることができる。

しかし内容液導出路の外面にその内部を挟んで対向す
るよう２以上の電極を設けることは部品点数および組立
工数がかさみコストアップの原因となる。

（問題点を解決するための手段）本考案は前記のような問題点を解決するために、基部
が器体底部に接続されて器体外で立ち上がり器体内液位
と同一液位が得られる内容液導出路を有した液体容器に
おいて、内容液導出路の液位検出範囲を含む部分を絶縁
管で形成してこの絶縁管の液位検出範囲の外周に第１の
電極を巻付け、内容液導出路の絶縁管から基部側に導電
性の継ぎ管を設けてこれを第２の電極とし、第１の電極
と第２の電極との間における静電容量によって液位を判
定する液位判定手段を設けたことを特徴とするものであ
る。

（作用）本考案の上記構成によれば、内容液導出路は基部が器
体に通じ、内容液を器体外に導出することができるのと
同時に、器体内液位と同一液位まで内容液が常時流入す
るようにすることができる。

この内容液導出路内の内容液は内容液導出路の一部を
形成する絶縁管の液位検出範囲の外側に設けられた第１
の電極と対峙するとともに、内容液の導出路の絶縁管か
ら基部側に設けられた導電性の継ぎ管がなす第２の電極
と電気的に通じることにより、液位検出のための通路や
第２の電極を特別に設けることなく、しかも内容液導出
路の部分のみで、内容液導出路に流入している内容液と
第１の電極との間に器体内液位に対応した静電容量を得
るとともに、これを外部に位置する第１、第２の各電極
双方間にそのまま接続される液位判定手段に受けて液位
を判定できるようにすることができる。

（実施例）第１図から第６図に示す本考案の実施例は、エアポン
プ式の卓上電気ポットの場合を示すものであって、第１
図に示すように、側周壁下部にヒータ１を巻付けた内容
器２が外装ケース３に収容保持され器体４を形成してい
る。内容器２の口部2aは外装ケース３の上端に合成樹脂
製の肩部材５によって連結され、肩部材５の後部鉤型軸
受９に軸６によって外蓋７が開閉および着脱自在に枢着
されている。外蓋７の下面には内容器２の口部2aに施さ
れる内蓋８が取付けられ、外蓋７と一体的に開閉され
る。

外蓋７内には、外蓋７の上面押圧板10によって押動操
作されるベローズポンプ11が設けられ、内蓋８とベロー
ズポンプ底板12との間に設けられる給気通路13を通じて
内容器２内に加圧空気を送り込み、内容液を加圧するよ
うになっている。給気通路13は分枝孔14を通じて外蓋７
の上面へ抜ける蒸気抜き通路15が設けられ、ヒータ１に
よる保温や沸騰の際に発生する蒸気を外部に逃し内容器
２内が異常昇圧しないようになっている。

前記分枝孔14は、ベローズポンプ11の押圧操作に連動
して下動される弁36によって、ベローズポンプ底板12の
給気口16と切換え閉塞され、内容液加圧時に加圧空気が
蒸気抜き通路15へ逃げたり、貯湯状態のとき蒸気がベロ
ーズポンプ11内に侵入したりすることが起きないように
なっている。

前記加圧される内容液を内容器２の外部上方へ案内す
る導出路17が、基端を内容器２の底部に接続して設けら
れ、内容器２と底部で通じかつ上端が外部に開放されて
いることにより、内容器２内の内容液が常時流入して同
一レベルを保つようになっている。導出路17の上端には
合成樹脂製エルボ20を接続してある。このエルボ20は肩
部材５の嘴状に一側へ張り出した嘴状部5aの裏側に固着
した逆Ｕ字管23に接続している。逆Ｕ字管23はエルボ20
との接続部直ぐ上に転倒時止水弁25を内蔵しており、先
端の下向き吐出口19はその前面側に下端から内容器２の
満水位置よりも上位にまで達するスリット26が形成され
ている。器体４の嘴状部5aの下には、嘴状部5aを包囲す
る形のパイプカバー27が設けられ、嘴状部5aおよび器体
４の外装ケース３に嵌め付けてある。パイプカバー27の
底部には、逆Ｕ字管23の吐出口19からの吐出液を大気へ
の開放状態で受入れて下方へ流出させる注液ガイド管24
を下方から着脱自在に取付けてある。

この大気への開放状態での受入れには前記スリット26
も関係し、サイフォン・スプラッシュおよび急激な注出
の場合の内容液噴き出しを確実に防止する。注液ガイド
管24は、肩部材５の嘴状部5a部に着脱可能に嵌め付けら
れ、吐出口19からの吐出液をやや大きな口径で無理なく
受け入れ、整流板28で整流して静かに下方に流下させ
る。

給気通路13には逆止弁29が設けられているが、転倒時
逆止弁29は一時安定せず内容液を流出させてしまうこと
がある。その流出量は少いけれども、蒸気抜き通路15を
通じて外蓋７部から外部に流れ出ることがあると、万一
その場所に乳幼児が居た場合等危険でもある。そこで、
ベローズポンプ底板12の給気口16とは別に給気路13に通
じる補助連通孔30を設けて常時は重り弁31で閉じ状態に
しておき、前記内容液が給気路15に流出した場合、流出
液が給気路13内に充満しようとして重り弁31を押し開
き、補助連通孔30を通じベローズポンプ11内に流入し、
分枝孔14を通じた蒸気抜き通路15側への流出を抑止する
ようになっている。

なお、肩部材５の一部に裏側から蒸気センサ37を突出
させて、蒸気抜き通路15内にその一部の透孔15aから臨
み、蒸気温度により内容液の沸騰を検出するようになっ
ている。

内容液の導出路17の立上がり部は液位検出部17bと
し、絶縁材料で形成してある。具体的にはガラスでもよ
いが樹脂の方が誘電率がよく静電容量変化を得やすい
し、液面周囲の表面張力による盛上がりが原因した液面
レベルの不特定性を抑えることができる。液量検出部17
bは合成樹脂製の直状接続管17c、金属製曲管17a、合成
樹脂製エルボ17d、金属製接続口17eを介して内容器２の
底部に接続されている。

ここで液位検出部17bの外周にはアルミニウム箔41を
巻付けて第１の電極とし、液位検出部17b内の内容液に
電気的につながる前記曲管17aを第２の電極とし、第１
の電極41と第２の電極17aに通じた液位検出部17b内の内
容液42とが、液位検出部17bの絶縁周壁を介し対峙し、
その対峙領域の大きさ、つまり内容液42の液位高さに応
じた静電容量を得られるようにしてある。

この液位に応じた静電容量の違いは、第１、第２の各
電極41、17aを、ポットの動作制御用マイクロコンピュ
ータ（以下マイコンと云う）66（第４図）に水量検出回
路Ａを介し接続することで、マイコン66に入力するよう
にしている。これによりマイコン66はその静電容量の違
いに応じた入力によって内容液の液位を、給水を促すべ
き給水ライン、安全最低水位でエンプティ警告の必要な
エンプティラインをも含み判定し、その判定に応じてマ
イコン66に水量表示回路Ｂを介し接続している外部表示
用の発光ダイオード42₁、42₂…42₆を駆動し、液位を外
部表示するようにしてある。

発光ダイオード42₁〜42₆は外装体１の前部に嵌め付け
た樹脂製パネル43に有する表示窓44を通じ点灯表示する
ようにしてある。最下位の発光ダイオード42₁は安全最
低水位に対応し給水を促す表示、最上位発光ダイオード
42₆は満水位、他の発光ダイオード42₂〜42₅は各中間液
位をそれぞれ表示する。

樹脂パネル43の下部にはヒータ１により内容液を適時
沸騰させる再沸騰回路Ｃの再沸騰スイッチ45を操作する
操作ボタン45aが設けられているし、沸騰表示用、保温
表示用の各発光ダイオード46、47が窓49を通じ外部表示
するように設けられている。そしてそれらが設けられて
いる部分は透明な樹脂カバーシート48によって面一状態
に覆い、それらに必要な表示はカバーシート48の裏面に
印刷してある。

樹脂パネル43は第３図に示す外装体１の前部の凹陥部
1a部に当てがい、両側の爪43aと凹陥部1aの両側の係合
孔1bとの係合によって嵌付け、外装体１の上端に肩部材
５を装着することで抜け止めされる。外装体１は金属板
よりなり後部での突き合せ縁が互いに逆向きの係合爪1c
どうしが係合し合うことで仮連結され、肩部材５や底板
68との組立てに供される。組立後は肩部材５や底板68と
の嵌合によって隙間のない接合状態に保たれるようにな
っている。

内容器２の背部に設けた段落し部61には、取付板33を
利用してサーミスタ63が取付けられ、内容器２の底部に
は温度ヒューズ60が取付けられている。

マイコン66はヒータ１の通電や信号ブザー65の動作等
も制御するが、CPUとROMとを持つものであり、基板67に
他の必要な回路部分とともに装備されており、クロック
発生回路Ｄからのクロック信号を基準に動作する。基板
67は、外装ケース３の下端に取付けた環状の底板68の一
部に一体形成しかつ出入れ口69bが下向きに開口するマ
イコンボックス69に下方より収容してネジ70によりネジ
止めし、かつ上方から被せた遮熱板72をもネジ74により
ネジ止めしてある。マイコンボックス69の天板69aは、
その下面に基板67をネジ止めするときのスペーサ突起71
が四箇所、また上面に遮熱板72を取付けるときのスペー
サ突起73が四箇所前記スペーサ突起71と同じ位置に設け
られている。

基板67のネジ70によるネジ止めは、前記三箇所のスペ
ーサ突起71、73部を利用して下方から上方に貫通しない
ようにして行い、遮熱板72はマイコンボックス69の外周
に嵌り合うスカート壁72aを持ち、スカート壁72aに設け
た孔72bがマイコンボックス69の外周に形成した係合爪6
9cに弾性係合させることで装着し、取付けの安定のため
に、他の一箇所のスペーサ突起71、73部を利用して上方
から下方に貫通しないようにしてネジ74によりネジ止め
している。これによってマイコンボックス69は上下の貫
通部が一切なく、上方から溢流水が流下してきたとして
も、マイコンボックス69内には入らず、マイコンボック
ス69内の基板67に装備されている電子回路を前記溢流水
から保護することができる。

内容器２の上半部外まわりには断熱材78が巻き付けら
れ、下半部外まわりには遮熱板75が設けられている。ヒ
ータ１はバンド状ケース76に収納して内容器２に巻付け
てあるが、ヒータ１自身は通常外周3/4範囲程度にしか
設けられないのでこの範囲に対応する部分にのみ遮熱板
75を設けてあり、遮熱板75の内容器２下方への折込み部
には底遮熱板77も併せ設けてある。

これによって、基板67は、遮熱板75の前記折込み部お
よび底遮熱板77、遮熱板72、マイコンボックス69とそれ
らの間にある空気層とによってヒータ１からの熱を遮断
され、充分な熱保護を受ける。

遮熱板75、底遮熱板77は、内容器２の底部に溶接など
して取付けた取付金具79に温度ヒューズ60の取付板80と
共にネジ81により同時に取付けられている。なお、ネジ
81による取付けで今１つの遮熱板72をも仮想線のように
取付けることができる。その場合スペーサリング82を用
いるとよい。

マイコン基板67上の回路を含む制御回路91は第４図に
示すブロック図の通りであり、マイコン66に必要な各種
外部電子部品や動作部品と結線されている。なおヒータ
１はメインヒータ1aとサブヒータ1bとの組合せとされて
いる。

制御回路91からの第１の電極41への接続端子101は、
第１の電極41の外面に当てがって液位表示部に被せたシ
ュリンク樹脂膜102によって押付け、第１の電極41との
接触を確固に保つようにしてある。

またシュリンク樹脂膜102の上からはさらに前記端子1
01の基部対応箇所に樹脂バンド103で締付け、端子101が
抜け外れないようにしている。

第２の電極17aへの接続端子104は、第２の電極17aに
スポット溶接した金属片105に、一般の接続金具106を嵌
付け、それに対し接続してある。

今一連の制御動作を第５図に示す制御フローチャート
に従って説明すると、電源オンによって動作制御がスタ
ートし、先ずステップ＃１で必要な初期設定が行われた
後、ステップ＃２に移行しブザー65を作動させて、加熱
開始を外部表示し、電気ポットの使用開始を知らせると
共に以後の取扱いの注意を促す。次いでステップ＃３で
内容液がエンプティ状態かどうかを、第１、第２各電極
41、17aを通じた静電容量により判別される。このエン
プティ検出時点でも適当な残量があって完全な空炊き状
態になるまでには少しの時間が掛かるようにしてある。
エンプティ状態でなければステップ＃４、ステップ＃５
と移行して、電気ポットが安全使用可能な状態かどうか
判別しながら必要な準備処置をし、使用不可の場合はス
テップ＃１に戻って最初からフローを繰返すようにして
ある。

使用可であればステップ＃６に移行し内容液が給水ラ
イン以上かどうかを前記と同じく静電容量から判別す
る。給水ライン以下であったときはステップ＃51で給水
動作準備制御を行い、それが給水ブザー完了状態でない
ことを条件に確認されたとき（ステップ＃52、＃53）、
ステップ＃54に移行して給水表示用ダイオード42₁を点
滅させると共にそれに同期してブザー65を断縁に作動
（例えば２回）させて給水が必要な残量に達しているこ
とを外部表示し、給水を促す。その後給水動作解消およ
び給水ブザー完了の制御を経て（ステップ＃55、＃5
6）、ステップ＃52に戻る。

このとき給水ブザー完了が確認されるのでステップ＃
34に戻り通常の保温動作制御が繰返される。この際ステ
ップ＃６で再度給水ライン以下か判別されてステップ＃
51、＃52へ移行しても給水ブザー完了状態のままである
ため、ステップ＃52からステップ＃34に戻るだけであ
り、前記必要回数の給水外部表示以後は、給水表示用ダ
イオード42₁は点灯しっ放しとなる。

ステップ＃６で給水ラインに達したことが確認される
とステップ＃6aに移行して給水ブザー完了制御を解消し
ておきステップ＃７に移行する。

ステップ＃７ではステップ＃21での沸騰状態を示すブ
ザー65の動作の準備を行った後ステップ＃８に移行し、
再沸騰スイッチ44がオンかどうか判別する。再沸騰スイ
ッチ44がオンであるとステップ＃９でブザー65を作動さ
せて“ピッ”と鳴し応動したことを外部表示するととも
にステップ＃10で沸騰準備をしてステップ＃11に移行す
る。再沸騰スイッチ44がオフである場合はステップ＃
９、＃10を実行せず即ステップ＃11に移行する。

ステップ＃11ではサーミスタ63が所定温度を検知して
いるかどうか判別する。検知していなければステップ＃
12に移行して沸騰準備ができているかどうか判別する。
準備できているとそのまま、準備できていなければステ
ップ＃13に移行してサーミスタ63が沸騰温度以下である
場合にステップ＃14での沸騰、準備動作を経て、それぞ
れステップ＃15に移行し、メインヒータ1a、サブヒータ
1bを共にオンせさる。この後ステップ＃16で沸騰表示用
発光ダイオード46をオンさせて沸騰使用状態にあること
を外部表示すると共に保温表示用発光ダイオード47をオ
フさせる。

次いでステップ＃17に移行し蒸気センサ37が沸騰温度
以下かどうか判別する。以下であるとステップ＃３に移
行して沸騰のための加熱を繰返す。ステップ＃17で沸騰
温度以上であるとステップ＃18に移行して蒸気センサ37
が95°以下であるとステップ＃３に移行し沸騰のための
加熱を繰返す。95°以下でなければステップ＃19に移行
しメインヒータ1a、サブヒータ1bをオフにし、ステップ
＃20で沸騰準備を解消し、ステップ＃21で沸騰表示部用
発光ダイオード46を点滅させるとともにブザー65を作動
させて、沸騰状態に達したことを外部表示させる。この
後ステップ＃３に移行する。

ステップ＃11でサーミスタ63が所定温度である場合は
ステップ＃31に一旦移行してメインヒータ1a、サブヒー
タｂをオフにした後ステップ＃32に移行し、沸騰準備が
されている場合のみステップ＃33に移行して保温表示用
発光ダイオード47をオフにした後ステップ＃17に移行し
て沸騰処理を行わせる。

ステップ＃32で沸騰準備がされていない場合は保温状
態であるので、ステップ＃34に移行し沸騰表示用発光ダ
イオード46をオフするとともに保温表示用発光ダイオー
ド47を点灯させ、保温状態であることを外部表示させ
る。次いでステップ＃35でサーミスタ63が所定温度以上
かどうか判別し、以下であるとステップ＃36でサブヒー
タ1bをオンさせた後、以上であるとそのまま、ステップ
＃37に移行しサーミスタ63が所定温度以下であればその
まま、以上であればステップ＃38に移行してサブヒータ
1bをオフした後ステップ＃３に移行し保温状態を繰返
す。

給水外部表示にかかわらず給水なしのまま使用が続く
等により、ステップ＃３で内容液がエンプティ状態であ
ると判別されると、ステップ＃41に移行して電源オン時
のエンプティかどうか判別し、そうでなければステップ
＃42に移行して所定回数連続してエンプティ状態かどう
か判別される。ステップ＃41、＃42でエンプティである
とステップ＃43に移行して沸騰表示用発光ダイオード4
6、保温表示用発光ダイオード47、給水表示用発光ダイ
オード42をオフにした後、ステップ＃44でメインヒータ
1a、サブヒータ1bをオフにし、さらにステップ＃45で給
水表示用発光ダイオード42を点滅させ（例えば32回）、
視覚的にエンプティ状態を外部表示する。

次いでステップ＃46でエンプティのブザー動作指令状
態であるかどうか判別し、そうであるとステップ＃47で
ブザー65を作動させて連続的に鳴らし、ステップ＃48で
エンプティのブザー動作指令状態を解除した後ステップ
＃３に戻るようにしてある。ステップ＃46でエンプティ
のブザー動作指令状態でなければそのままステップ＃３
に戻る。

ステップ＃41、＃42でエンプティでない場合もステッ
プ＃３に戻る。

マイコン66はまた時計装置87およびデジタル時計表示
部88は、さらに現在時刻セットのための時変更キー83、
分変更キー84、省エネルギー（以下省エネと云う）開始
時刻Ａセットキー85、省エネ終了時刻Ｂセットキー86が
接続され、表示部88にリアルタイムを表示するとともに
夜間や外出中等の所定時間の間ヒータ１の通電を抑え、
再加熱の立上がりを極端に悪くすることのない程度の最
低温度を保つ省エネ保温が可能なようにしてある。

表示部82、各キー83、84、85、86の各操作部83a、84
a、85a、86aは樹脂パネル43の下部に設けられている。

以下この省エネ保温制御につき第６図に示すフローチ
ャートに基づき説明する。

先ずステップ＃61で現在時刻をセットする。このセッ
トは前記時変更キー83および分変更キー84を適宜操作す
ることで行われ、デジタル時計表示部88の時刻表示が現
在時刻となる。そこでステップ＃62に移行し省エネ開始
時刻Ａをセットする。このセットは省エネ開示時刻Ａセ
ットキー85を操作した後時変更キー83および分変更キー
84を操作し、デジタル時計表示部88での時刻表示が所定
時刻Ａとなるようにして行う。

ステップ＃63に移行し省エネ終了時刻Ｂをセットす
る。このセットは省エネ終了時刻Ｂセットキー86を操作
した後時変更キー83および分変更キー84を操作し、デジ
タル時計表示部88での時刻表示が所定時刻Ｂとなるよう
にして行う。

省エネ開始時刻Ａセットキー85、省エネ終了時刻Ｂセ
ットキー86を操作したときのデジタル時計表示部88での
時刻Ａ、Ｂの表示は、一定時間キー85、86および83、84
が操作されないときリアルタイム表示に戻るようにして
ある。

以上の時刻Ａ、Ｂのセットの後ステップ＃64に移行
し、前記第７図で説明した通常の湯沸し、保温ループを
一巡した後ステップ＃65に移行する。ここで省エネ時刻
Ａ、Ｂがセットされているか否かが判別され、セットさ
れていなければそのままステップ＃64に戻り、セットさ
れているとステップ＃66に移行して現在時刻がセットし
た時刻Ａかどうか判別する。時刻Ａに達していなければ
そのままステップ＃64に戻る。つまり時刻Ａになるまで
通常の湯沸し、保温制御が行われる。

ステップ＃66で時刻Ａであるとステップ＃67に移行
し、サーミスタ63の温度が省エネ設定温度例えば70℃で
あるかどうか判別する。省エネ設定温度以上であるとス
テップ＃68でサブヒータ1bをオフして、また省エネ設定
温度以下であるとステップ＃70でサブヒータ1bをオンし
て、それぞれステップ＃69に移行し、ここで現在時刻が
時刻Ｂであればステップ＃64に戻り、時刻Ｂでなければ
ステップ＃67に移行する。これにより時刻Ｂに達するま
で内容液を70℃に保つ省エネ保温が行われる。

なお第１の電極41は液位検出部17bの外周に蒸着鉱金
したり、インサート成形により全周または一定幅に形成
したもの等とすることもできる。

また第２の電極17aは、内容器２そのものなど液位検
出部17b内の内容液に電気的につながる内容器２側部分
のどこを兼用してもよい。

（考案の効果）本考案によれば、内容液導出路内の内容液は内容液導
出路の一部を形成する絶縁管の液位検出範囲の外側に設
けられた第１の電極と器体内液位と同一液位を持って体
峙するとともに、内容液の導出路の絶縁管から基部側に
設けられた導電性の継ぎ管がなす第２の電極と電気的に
通じることにより、液位検出のための通路や第２の電極
を特別に設けることなく、しかも内容液導出路の部分の
みで、内容液導出路に流入している内容液と第１の電極
との間に器体内液位に対応した静電容量を得るととも
に、これを外部に位置する第１、第２の各電極間にその
まま接続される液位判定手段に受けて液位を判定できる
ようにすることができ、液位検出のための通路や第２の
電極を特別に設けたり、内部に電極を設けたり、この内
部の電極を外部の液位判定手段と接続したりするような
ことが不要となる分だけ構造および組立作業が簡略化す
る他、液位検出装置全体が、器体に接続される内容液導
出路の部分のみで必要構造が完結することにより、内容
液導出路とともに１つの組付け部品として取扱い、内容
液導出路を器体に接続するだけでよいので、組立や補修
に便利で安価に供することができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図、第２図は分
解斜視図、第３図は外装体の斜視図、第４図は制御回路
図、第５図は通常の湯沸し、保温制御状態を示すフロー
チャート、第６図は省エネ保温状態を示すフローチャー
トである。２……内容器３……外装ケース４……器体 17……導出路（内容液導出路） 17a……曲管（第２の電極） 17b……液位検出部（絶縁管） 41……アルミニウム箔（第１の電極） 66……マイコン（液位判定手段）

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】基部が器体底部に接続されて器体外で立ち
上がり器体内液位と同一液位が得られる内容液導出路を
有した液体容器において、内容液導出路の液位検出範囲を含む部分を絶縁管で形成
してこの絶縁管の液位検出範囲の外周に第１の電極を巻
付け、内容液導出路の絶縁管から基部側に導電性の継ぎ
管を設けてこれを第２の電極とし、第１の電極と第２の
電極との間における静電容量によって液位を判定する液
位判定手段を設けたことを特徴とする液体容器の液量検
出装置。