JP3194696B2 - 温度表示機能付き液体容器 - Google Patents

温度表示機能付き液体容器

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポット、水筒等の
液体容器であって、太陽電池からの供給電力に基づいて
表示部に収容した液体の液温を表示することのできる温
度表示機能付き液体容器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ポット等の外部電源を利用しない
液体容器には、収容したお湯の温度を表示できるように
したものとして、例えば、特公平4−43647号公報
に開示のものがある。これは、液体表示機能を有するポ
ットに関するもので、そこには温度計やバイメタルを利
用した液温表示の欠点を解決するため、温度センサを利
用したものが開示されている。詳しくは、このポット
は、コンパレータを利用して温度センサでの検出信号と
基準信号とを比較して表示部に所定の表示を行うように
している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ポ
ットで使用するコンパレータは消費電流が約200μA
必要であるため、太陽電池のように供給電流が数十μA
(明るさが200Lxの場合)のものは使用できず、電
池等の他の電源を必要とする。このため、電池を取り替
える等の煩わしい作業を行わなければならないという問
題がある。また、太陽電池のような電流容量の小さい電
源を利用できたとしても、IC回路が外来ノイズの影響
を受けやすいため、誤動作を起こす危険があり、そのた
めの措置が必要である。さらに、太陽電池では、供給電
圧が変動し、温度検出に利用することが困難であるとい
う問題もある。
【0004】そこで、本発明は、電流容量の小さい太陽
電池を使用しても、誤動作を起こすことなく適切な液温
表示の可能な温度表示機能付き液体容器を提供すること
を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成するた
め、本発明では、温度検出手段の検出信号に基づいて液
体容器内の液温を表示部に表示するようにした温度表示
機能付き液体容器において、太陽電池により駆動する温
度表示回路を有し、該温度表示回路は、パルス信号を出
力する発振回路と、前記温度検出手段の検出信号に基づ
いて液温を判定するシステムリセットICと、該システ
ムリセットICからの出力信号をセット端子に入力され
ると共に、前記発振回路からのパルス信号をリセット端
子に入力されることにより、前記表示部に温度表示を行
わせるラッチ回路とを備えたものである。
【0006】前記システムリセットICでは、電流容量
の小さい太陽電池であるにも拘わらず、温度検出手段か
らの検出信号を的確に判別してラッチ回路のセット端子
に出力信号を発する。ラッチ回路では、リセット端子に
入力される発振回路からのパルス信号により常時リセッ
トされる。これにより、外来ノイズの悪影響を受けて
も、瞬時に元の状態に復帰し、誤動作を生じることがな
い。そして、前記システムリセットICからの入力信号
に従って表示部に所定の温度表示を行わせる。
【0007】前記温度検出手段はサーミスタからなり、
前記システムリセットICは、液温変化による前記サー
ミスタでの電気抵抗値の上昇に伴う電圧降下に従って入
力電圧が所定値以下に低下すれば、ラッチ回路のセット
端子への出力信号が切り替わるものが使用可能である。
【0008】前記サーミスタと組み合わせる抵抗をシス
テムリセットICの内部抵抗で兼用するのが好ましい。
【0009】前記太陽電池からの供給電力を並列接続し
たツェナダイオードを介して供給するのが好ましい。太
陽電池からの供給電圧が変動しても、順次ツェナダイオ
ードで変動幅を抑えられる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
【0011】(第1の実施の形態)第1の実施の形態に
係る温度表示機能付き液体容器では、収容される水の水
温・水位が図1に示す水温・水位検出回路によって検出
できるようになっている。
【0012】この水温・水位検出回路は、大略、太陽電
池1と、発振回路2と、ワンショットマルチバイブレー
タ3と、サーミスタ4と、システムリセットIC5と、
ラッチ回路6a,6b,6cとから構成されている。
【0013】太陽電池1にはコンデンサCと、抵抗R1
及びツェナダイオードZD1が並列接続され、そのプラ
ス極はワンショットマルチバイブレータ3のVcc端子に
接続され、そのマイナス極はLCD7の基準端子とワン
ショットマルチバイブレータ3のGND端子とにそれぞ
れ接続されている。
【0014】発振回路2は、発振周波数が100Hzに
設定されたパルス信号(矩形波)を発振し、このパルス
信号をそれぞれ第1出力端子a及び第2出力端子bから
出力し、これを反転したパルス信号を第3出力端子cよ
り出力する。この発振周波数はLCD7がスタティック
駆動する場合の動作周波数と同一である。これにより、
LCD7専用の駆動回路が不要となり、部品点数を削減
することが可能である。
【0015】ワンショットマルチバイブレータ3は、そ
の入力端子が前記発振回路2の第2出力端子bに接続さ
れ、その出力端子が液体容器8の底に設けた基準電極9
aに接続されており、発振回路2の第2出力端子bから
のパルス信号のオンエッジに同期するパルス信号を出力
する。
【0016】サーミスタ4は液体容器8内に配設され
(図1では、簡略のため液体容器8から離れた位置に記
載されている。)、一方の端子は抵抗R1,R2を介して
太陽電池1のプラス極に接続され、他方の端子はシステ
ムリセットIC5のVcc端子に接続されている。ここで
は、液温が70℃以下になると出力がローになるものが
使用されている。
【0017】システムリセットIC5は、本来、入力電
圧を監視してマイコンの誤動作を防止するための素子で
ある(例えば、ミツミ電機(株)製;PST9011等
が使用可能である。)。その内部構成を説明すると、図
2に示すように、2つのオペアンプ10a,10bと2
つのトランジスタTr1,Tr2とを備えている。オペア
ンプ10aのマイナス入力端子はVcc端子とGND端子
との間に内部接続された抵抗R3,R4の中点に接続さ
れ、プラス入力端子は低電圧回路11に接続されてい
る。一方、オペアンプ10aの出力端子は抵抗R5を介
してトランジスタTr1のベースに接続され、このトラ
ンジスタTr1のコレクタは抵抗R6を介してオペアンプ
10bのマイナス入力端子に接続されている。また、オ
ペアンプ10bの出力端子は抵抗R7を介してトランジ
スタTr2のベースに接続されている。トランジスタT
2のコレクタ及び前記オペアンプ10bのプラス入力
端子はシステムリセットIC5の出力端子Voutに接続
され、トランジスタTr1,Tr2のエミッタはアース接
続されている。
【0018】このような回路構成のシステムリセットI
C5は、その出力端子Voutが抵抗R8を介して太陽電池
1のプラス極に接続されると共に、ラッチ回路6aのセ
ット端子Sに接続され、GND(アース)端子は太陽電
池1のマイナス極に接続されている。また、前述のよう
に、Vcc端子はサーミスタ4及び抵抗R2に接続されて
いるので、サーミスタ4、R2の合成抵抗と、システム
リセットIC5の内部抵抗との分圧によってVcc端子に
入力される電圧値が決定される。そして、前記システム
リセットIC5では、1.1Vの電圧を基準値として入力
電圧の変化を検出することが可能であるので、通常の電
圧比較器として本システムリセットIC5を用いること
ができ、その低消費電力性から太陽電池の液温検知用と
して使用することが可能である。
【0019】ラッチ回路6aは液温検出用であり、ラッ
チ回路6b,6cは水位検出用である。
【0020】液温検出用ラッチ回路6aでは、そのセッ
ト端子Sには前記システムリセットIC5の出力端子V
outが接続され、リセット端子Rには発振回路2の第1
出力端子aが接続されている。これにより、この液温検
出用ラッチ回路6aは、発振回路2からのパルス信号に
基づいて1/100秒の周期でシステムリセットIC5から
の入力信号をリセットすることが可能である。したがっ
て、たとえ外来ノイズの影響を受けてシステムリセット
IC5等が誤動作を起こしたとしても、液温検出用ラッ
チ回路6aで瞬時にリセットされるので、LCD7への
誤表示には至らない。
【0021】一方、水位検出用ラッチ回路6b,6cで
は、そのセット端子Sには液体容器8の上方及び底にそ
れぞれ配設した第1測定電極9b及び第2測定電極9c
がそれぞれ接続され、リセット端子Rには、発振回路2
の第3出力端子cが接続されている。これにより、液体
容器8内に収容した水の水位が第2測定電極9cよりも
上方の満水状態であれば、発振回路2からのパルス信号
に同期してワンショットマルチバイブレータ3からのパ
ルス信号が各水位検出用ラッチ回路6b,6cに入力さ
れ、いずれからも出力信号が得られる。また、前記水位
が第1測定電極9bと第2測定電極9cの間の中間状態
であれば、下方の第2水位検出用ラッチ回路6cのセッ
ト端子Sにのみパルス信号が入力され、その第2水位検
出用ラッチ回路6cからのみ出力が得られる。さらに、
液体容器8内が空である場合、いずれの水位検出用ラッ
チ回路6b,6cからも出力が得られない。
【0022】なお、前記LCD7は、図3に示すよう
に、収容した水の温度が所定温度を越えているか否かを
示す水温表示部12(湯気を表す部分が点灯又は消滅す
る。)と、液体容器8の側面図と類似の形状をした上下
2箇所の表示部13a,13bからなる水位表示部13
とからなり、例えば、液体容器8の上方前面に配設され
る。
【0023】前記構成の水温・水位検出回路では次のよ
うにして水温が検出される。すなわち、液体容器8にお
湯を注水し、その温度が設定温度(例えば、70℃)を
越える場合には、サーミスタ4の電気抵抗値は低くな
り、サーミスタ4、抵抗R2の合成抵抗と、システムリ
セットIC5の内部抵抗との分圧は高くなり、基準電圧
1.1V以上になる。その結果、システムリセットIC5
の出力はハイとなる。
【0024】そして、時間が経過すること等により、液
体容器8に収容したお湯の温度が低下して前記設定温度
未満となれば、サーミスタ4の電気抵抗値が上昇して、
図4に示すように、システムリセットIC5のVcc端子
に入力される電圧が降下する。これにより、入力電圧が
前記基準電圧未満となり、システムリセットIC5から
の出力はローとなる。
【0025】これにより、液温検出用ラッチ回路6aで
は、図5に示すように、前記システムリセットIC5か
らの出力がハイの場合には、リセット端子Rに入力され
る発振回路2からのパルス信号によって1/100秒の周期
でリセットされながら出力がハイとなりLCD7の水温
表示部12を点灯する。そして、液温が下がり、前記シ
ステムリセットIC5からの出力がローとなれば、出力
端子からの出力はローとなり前記水温表示部12は消灯
される。
【0026】一方、前記構成の水温・水位検出回路では
次のようにして水位が検出される。すなわち、液体容器
8内にお湯を注水し、水位が第1測定電極9bよりも上
方に位置すれば、図6(a)に示すように、基準電極9
aと第1測定電極9b及び第2測定電極9cとの間が導
通状態となるので、各水位検出用ラッチ回路6b,6c
のセット端子Sにはワンショットマルチバイブレータ3
からのパルス信号が入力される。これにより、LCD7
の水位表示部13の表示部13a,13bは共に点灯さ
れる。
【0027】また、使用により水位が減少すれば、順
次、基準電極9と第1測定電極9b、第2測定電極9c
との間の順で絶縁状態が形成され、図6(b)に示すよ
うに、第1水位検出用ラッチ回路6b、第2水位検出用
ラッチ回路6cの順でパルス信号の出力がなくなり、L
CD7の該当する部分が消灯する。これにより、現在、
水位が液体容器8のどの範囲であるか、すなわち、半分
以上、半分以下あるいは空であるかを判別することが可
能となる。
【0028】なお、前記実施の形態では、システムリセ
ットIC5を1つだけ設けて液温を2段階でのみ表示で
きるようにしたが、さらに数を増やして複数段階で表示
できるようにしてもよく、又、冷水の検出に利用しても
よい。
【0029】また、前記実施の形態では、第1測定電極
9b、第2測定電極9c及びこれに対応する第1水位検
出用ラッチ回路6b、第2水位検出用ラッチ回路6cを
設けて、水位を半分以上、半分以下、空の3態様で認識
できるようにしたが、さらに細分化して水位を検出する
ことも可能である。ただし、この場合、測定電極及び水
位検出用ラッチ回路は検出を希望する水位毎に必要であ
る。
【0030】(第2の実施の形態)第2の実施の形態に
係る温度表示機能付き液体容器では、収容される水温が
図7に示す温度検出回路によって検出できるようになっ
ている。
【0031】この温度表示回路は、前記第1の実施の形
態とは太陽電池1に対して3つのツェナダイオードZD
1,ZD2,ZD3を並列接続し、各ツェナダイオードZ
1,ZD2間、ZD2,ZD3間に抵抗R9,R10を接続
した点が異なる。使用するツェナダイオードZD1,Z
2,ZD3としては、例えば、シリコンプレーナ形(日
本電気製;RDーHSシリーズ等)のツェナ電流が小さ
くてもツェナ電圧が比較的安定するものが好ましい。
【0032】このように、ツェナダイオードZD1,Z
2,ZD3を並列接続したので、明るさの変化に伴い太
陽電池1からの供給電圧・電流が変動しても、順次各ツ
ェナダイオードZD1,ZD2,ZD3によってツェナ電
圧が安定する。具体的に、ツェナダイオードZD1,Z
2,ZD3に日本電気製RDー2.7HSを使用し、抵
抗R1を250KΩ、抵抗R9,R10を100KΩとした
場合、供給電圧の変化(2.5〜5V)に対して各ツェ
ナダイオードZD1,ZD2,ZD3によって得られるツ
ェナ電圧は、図8に示すように、最終的に1.91〜1.
96Vとなり、変動幅を僅かに0.05Vに抑えること
ができた。
【0033】なお、前記第2の実施の形態では、3つの
ツェナダイオードZD1,ZD2,ZD3を並列接続する
ようにしたが、その数は限定されるものではない。ただ
し、実際には電圧降下等を考慮すれば、3つ程度が適当
である。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る温度表示機能付き液体容器によれば、電流容量が
小さい太陽電池を使用した場合であっても、システムリ
セットICを適用することにより適切に温度表示を行う
ことができる。
【0035】また、ラッチ回路を使用して発振回路から
のパルス信号に基づいて表示部への表示を頻繁にリセッ
トし直すようにしているので、外来ノイズによって誤動
作を起こすことがない。
【0036】さらに、太陽電池からの供給電圧を並列接
続した複数のツェナダイオードを介してシステムリセッ
トICに供給するようにしているので、供給電圧の変動
幅が小さくなり、より安定した温度検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係る液体容器の温度表示
回路を示す回路図である。
【図2】 図1に示すシステムリセットICの回路図で
ある。
【図3】 図1に示すLCDの正面図である。
【図4】 図1のシステムリセットICの入力と出力の
関係を示すグラフである。
【図5】 図1の液温検出用ラッチ回路の入力と出力の
関係を示すグラフである。
【図6】 図1の水位検出用ラッチ回路の入力と出力の
関係を示すグラフである。
【図7】 第2の実施の形態に係る液体容器の温度表示
回路を示す回路図である。
【図8】 図6の各ツェナダイオードにより得られるツ
ェナ電圧を示す図表である。
【符号の説明】
1 太陽電池 2 発振回路 4 サーミスタ 5 システムリセットIC 6a 液温検出用ラッチ回路 6b,6c 水位検出用ラッチ回路 7 LCD 8 液体容器 12 水温表示部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度検出手段の検出信号に基づいて液体
    容器内の液温を表示部に表示するようにした温度表示機
    能付き液体容器において、 太陽電池により駆動する温度表示回路を有し、該温度表
    示回路は、パルス信号を出力する発振回路と、前記温度
    検出手段の検出信号に基づいて液温を判定するシステム
    リセットICと、該システムリセットICからの出力信
    号をセット端子に入力されると共に、前記発振回路から
    のパルス信号をリセット端子に入力されることにより、
    前記表示部に温度表示を行わせるラッチ回路とを備えた
    ことを特徴とする温度表示機能付き液体容器。
  2. 【請求項2】 前記温度検出手段はサーミスタからな
    り、前記システムリセットICは、液温変化による前記
    サーミスタでの電気抵抗値の上昇に伴う電圧降下に従っ
    て入力電圧が所定値以下に低下すれば、ラッチ回路のセ
    ット端子への出力信号が切り替わるものであることを特
    徴とする請求項1に記載の温度表示機能付き液体容器。
  3. 【請求項3】 前記サーミスタと組み合わせる抵抗をシ
    ステムリセットICの内部抵抗で兼用したことを特徴と
    する請求項2に記載の温度表示機能付き液体容器。
  4. 【請求項4】 前記太陽電池からの供給電力を並列接続
    したツェナダイオードを介して供給するようにしたこと
    を特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の
    温度表示機能付き液体容器。
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