JP3194696B2

JP3194696B2 - 温度表示機能付き液体容器

Info

Publication number: JP3194696B2
Application number: JP02920596A
Authority: JP
Inventors: 一浩西川
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 2001-07-30
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: JPH09220165A

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Ｖ_cc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Ｖ_cc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Ｖ_cc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
ｒ₂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Ｖ_out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Ｖ_out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、Ｖ_cc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Ｖ_cc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Ｖ_cc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
Ｄ₁，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
Ｄ₂，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
Ｄ₂，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
Ｄ₂，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ＩＣ６ａ液温検出用ラッチ回路６ｂ，６ｃ水位検出用ラッチ回路７ＬＣＤ８液体容器１２水温表示部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。