JP2519956Y2 - 液体容器の液量検出装置 - Google Patents

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内容液の注出路をなす液量検出装
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） この種の液位を静電容量変化によって検出する液量検
出装置は、特開昭61−223618号公報で知られている。こ
のものは内容液量に応じた静電容量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） このような静電容量変化による液量検出方式において
は、検出する静電容量をリアルに表示するようにしてい
る。そのため使用中、液体容器を少し押動かしかり向き
を変えたりする際に液面が揺れて液位がわずかに上下す
ると、検出静電容量が変化してしまい、それに応じて液
量表示も変化する。つまり内容量に変化がないのに液面
の揺れによるわずかな静電容量の変化に応じて液量表示
手段の表示が変化してしまい、使用に不便になるととも
に使用者の不信をかってしまう。

（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ヒータ
を設けた内容器の内部に連通した内容液の注出路をなす
液量検出管内の内容液量に応じた静電容量を検出する静
電容量検出手段と、 静電容量検出手段での検出静電容量に応じた液量を段
階的に表示する液量表示手段と、 検出静電容量が現時点の液量検出管内の内溶液量位置
に対し所定の上り幅または下り幅以上に液位が変動した
ことを判別する判別手段と、 判別手段による検出静電容量が前記所定以上液位が変
動したことの判別信号によって初めて液量表示手段を検
出静電容量の変化に応動させる表示制御手段と を備えたことを特徴とするものである。

（作用） 本考案によれば、 静電容量検出手段により内容器内に連通した液量検出
管内の内容液量に応じた静電容量を検出したから、内容
器の液量を直接検出する構成に比し、管内液位の差を検
出するだけでよく液位の差をより明確に検出できしかも
内容器とは別個に設けられた液量検出管にて静電容量検
出構造を採ることができるため、液体容器の構造に適合
した設計が可能となる。

そして検出静電容量の違いに応じた内容液量を液量表
示手段によって段階的に表示するのに、この表示を表示
制御手段により制御し、検出静電容量が現時点の液量検
出管内の内容液量位置に対し、所定の上がり幅または下
り幅以上に液位が変動したことを判別手段が判別したと
き初めて、液量表示手段を検出静電容量の変化に応動さ
せるようにしたから、段階的な液量表示が液体容器の使
用上液面が揺れて液位が僅かに変化するようなことに影
響されないで達成できるようにするので、使用する際僅
かな液面の揺れにより内容液量の表示が変わるようなこ
とがなく使用に便利である。

特に、内容液の補給、使用による実際の増減時、食事
等による食卓上の振動にも内容器内の内容液が実際に所
定以上液位変化して初めて液量表示が変化するので、こ
の変化が短時間内のものであるか長時間経過してのもの
であるかに係わりなく、現時点の液量管内の内容液量位
置に対し前記所定幅以上液位変化した結果による実際の
液量位置により初めて段階的な液量表示を行うことがで
きる。

そして、この静電容量による内容液量の検出を内容器
内に連通した内容液の注出路をなす液量検出管内にて行
うようにしたから、特別な液量検出管を設けることな
く、既存の部品たる内容液の注出路にて兼用することが
できて、その構成を簡略化することができ、また、この
液量検出管内においては、内容器径と比しその管径が小
であるため管内の液面の揺れが少なくそれと相俟って、
液量注出管内の内容液の液量変化で静電容量の変化を判
別することができるため、内容器内にあっては、例えば
沸騰直後の上記による結露により液面の変化がその結露
により判別し難くなる場合があるが、液量注出管内であ
れば、例え結露が生じても液量注出管内の内容液の注出
により結露水も流出されるため、この結露の影響を受け
難く液位変化の判別が容易となり、前記所定幅以上の液
位変化による段階的な液量表示をより確実に行うことが
できる。

（実施例） 第１図から第５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にであって、第
１図に示すように、ヒータ１を設けた内容器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。ヒータ１
は内容器２の側周壁下部に巻き付けて設けてある。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９に軸６
によって外蓋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
取り付けられ、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がし内容
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と切り換え閉塞され、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
る注出路を兼用した液量検出管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
端が外部に解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。

液量検出管17の上端には弾性体よりなるエルボ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
の全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解放状態で受け入れて
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。

この大気への解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。その流出量は少ないけれども、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を設けて常時は重なり弁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15内に充満しようとして重なり弁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
流入して、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。

内容液の注出路をなす液量検出管17の立ち上がり部は
液量検出部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17b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。

ここで液量検出部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、液量検出部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に通じた液量検出部17b内の内
容液42とが、液量検出部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静電容量検出手段を構成
してある。この液位に応じた静電容量の違いは、第１、
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（以下マイコンという）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液量表示手段を構成してあ
る。

発光ダイオード42₁〜42₆は外装体１の全部に嵌め付け
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は各中間水
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図に示す外装ケース３の前部の凹
陥部3a部に当てがい、両側の爪43aと凹陥部3aの両側の
係合孔3bとの係合によって嵌付け、外装ケース３の上端
に肩部材５を装着することで抜け止めされる。外装ケー
ス３は金属板よりなり後部での突き合わせ縁が互いに逆
向きの係合爪3c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との組み立てに供される。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とし部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69d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１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、下方から溢流水か流下してきたとして
も、マイコンボックス69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が巻きつけら
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に巻き付
けて設けてあるが、ヒータ１自信は通常外周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77、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による取り付けで今１つの遮熱板72をも仮想線のよう
に取り付けることができる。その場合スペーサーリング
82を用いると良い。

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はメインヒータとサブヒータとの組み合わせとされて
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。

実施例のマイコン66による表示制御手段及び判別手段
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、先ずステップ＃１で液量検出管17内の静電容量変化
による液量変化がある場合、その変化が現時点での液量
検出管17内の内容液量位置に対し、上がりか下がりかを
判別し、上がりであればステップ＃５に移行してその変
化がリアル設定し第６図にupで示す所定の上がり幅以上
の液位の変動（例えば25CC）かどうか判別する。リアル
設定上り幅以上の液位が変動した場合は発光ダイオード
42（フローチャートではLEDで示す。）の点灯数を１つ
増やし、リアル設定上り幅以下の液位が変動した場合は
ステップ＃７に移行し、発光ダイオード42の点灯数を変
化させずそのままにする。ステップ＃１で静電容量変化
による液位の変動が下がりであればステップ＃２に移行
してその変化がリアル設定した第６図にDWで示す所定の
下り幅以下の液位の振動（例えば25CC）かどうか判別す
る。リアル設定下り幅以下の液位の変動の場合はステッ
プ＃４に移行し、発光ダイオード42の点灯数を１つ減ら
し、リアル設定下り幅以上の液位の変動の場合はステッ
プ＃３に移行し、発光ダイオード42の点灯数を変化させ
ずそのままにする。

なお液面の揺れによる検出静電容量の変化は、極く短
周期の増減の繰返しであるから、短い周期での変化時は
液量表示を変えないことも一法である。そこで、表示制
御手段は、検出静電容量変化が一定幅以上か、変化が所
定時間以上続いているかの少なくとも一方を条件として
液量表示を変えることによって行うことも考えられる。

（考案の効果） 本考案によれば、静電容量検出手段により内容器内に
連通した液量検出管内の内容液量に応じた静電容量を検
出したから、内容器の液量を直接検出する構成に比し、
管内液位の差を検出するだけでよく液位の差をより明確
に検出できしかも内容器とは別個に設けられた液量検出
管にて静電容量検出構造を採ることができるため、液体
容器の構造に適合した設計が可能となる。そして検出静
電容量の違いに応じた内容液量を液量表示手段によって
段階的に表示するのに、この表示を表示制御手段により
制御し、検出静電容量が現時点の液量検出管内の内容液
量位置に対し、所定の上がり幅または下り幅以上に液位
が変動したことを判別手段が判別したとき初めて、液量
表示手段を検出静電容量の変化に応動させるようにした
から、段階的な液量表示が液体容器の使用上液面が揺れ
て液位が僅かに変化するようなことに影響されないで達
成できるようにするので、使用する際僅かな液面の揺れ
により内容液量の表示が変わるようなことがなく使用に
便利である。

特に、内容液の補給、使用による実際の増減時、食事
等による食卓上の振動にも内容器内の内容液が実際に所
定以上液位変化して初めて液量表示が液位変化するの
で、この変化が短時間内のものであるか長時間経過して
のものであるかに係わりなく、現時点の液量管内の内容
液量位置に対し前記所定幅以上液位変化した結果による
実際の液量位置により初めて段階的な液量表示を行うこ
とができる。

そして、この静電容量による内容液量の検出を内容器
内に連通した内容液の注出路をなす液量検出管内にて行
うようにしたから、特別な液量検出管を設けることな
く、既存の部品たる内容液の注出路にて兼用することが
できて、その構成を簡略化することができ、また、この
液量検出管内においては、内容器径と比しその管径が小
であるため管内の液面の揺れが少なくそれと相俟って、
液量注出管内の内容液の液量変化で静電容量の変化を判
別することができるため、内容器内にあっては、例えば
沸騰直後の蒸気による結露により液面の変化がその結露
により判別し難くなる場合があるが、液量注出管内であ
れば、例え結露が生じても液量注出管内の内容液の注出
により結露水も流出されるため、この結露の影響を受け
難く液位変化の判別が容易となり、前記所定幅以上の液
位変化による段階的な液量表示をより確実に行うことが
できる。

【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図は外装ケースの斜視図、第４図は制御
回路図、第５図は表示制御動作を示すフローチャート、
第６図は表示状態の切り換えを行う水量変化の、ヒステ
リンス状態を示す説明図である。 Ａ……水量検出回路（静電容量検出手段） Ｂ……水量表示回路（液量表示手段） 66……マイクロコンピュータ（表示制御手段、判別手
段）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ヒータを設けた内容器の内部に連通した内
   容液の注出路をなす液量検出管内の内容液量に応じた静
   電容量を検出する静電容量検出手段と、 静電容量検出手段での検出静電容量に応じた液量を段階
   的に表示する液量表示手段と、 検出静電容量が現時点の液量検出管内の内容液量位置に
   対し所定の上り幅または下り幅以上に液位が変動したこ
   とを判別する判別手段と、 判別手段による検出静電容量が前記所定以上液位が変動
   したことの判別信号によって初めて液量表示手段を検出
   静電容量の変化に応動させる表示制御手段と を備えたことを特徴とする液体容器の液量検出装置。