JP3794677B2

JP3794677B2 - 電気ポット

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Publication number: JP3794677B2
Application number: JP2001109649A
Authority: JP
Inventors: 昇治宮前; 明彦西澤
Original assignee: Panasonic Corp; Tiger Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Tiger Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2021-04-09
Also published as: JP2002300968A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明は、電動給湯ポンプを備えた電気ポットに関するものである。
【従来の技術】
【０００３】
最近の電気ポットでは電動給湯ポンプを備え、給湯スイッチを押すと、同電動給湯ポンプが駆動されて、内容器内の湯が給湯通路を介して外部に注出される電動給湯型のものが多くなっている。
【０００４】
このような電動給湯型の電気ポットの中には、給湯スイッチを押し続ける限り、連続的に湯を注出できる連続給湯式のものと、給湯スイッチを押し続けても、予じめ設定した所定量の湯を注出すると電動給湯ポンプが停止する定量給湯式のものとの２種がある。
【０００５】
そして、それらの何れの場合にあっても、上記電動給湯ポンプには、一般に直流型のものが採用されており、その出力、すなわち単位時間当りの給湯能力は、予じめ当該電動給湯ポンプに印加する直流電源電圧の値を所定の値に設定することによって決定される。
【０００６】
しかし、この単位時間当りの給湯能力の設定は、あくまでも当該電動給湯ポンプの目標回転速度を所定の回転速度に設定するということにすぎず、仮に電動給湯ポンプの目標回転速度が所定の回転速度になるように印加電圧値を設定したとしても、実際には保温領域全体に亘って常に単位時間当り同一の給湯能力を維持できるとは限らない。
【０００７】
すなわち、上記電動給湯ポンプは、その時の温度の相違による湯の粘性の差や内容器内の湯量の相違（満量・中量・少量）によるヘッド差、また電動給湯ポンプ自体の経年劣化による給湯性能の差などによって、同じ印加電圧の時であっても注出される湯量に差が生じる。
【０００８】
したがって、これを湯温や湯量、給湯ポンプの給湯性能に関係なく、常に連続した一定の湯の出方を実現できるようにしようと思うと、上記電動給湯ポンプへの直流印加電圧の値を所定の湯温および湯量等を基準として、その時の湯温および湯量等に応じて補正する必要がある。
【０００９】
これは連続給湯時の場合に限らず、定量給湯時の場合の初期注出時から注出完了時までの間の湯の注出にとっても同じであるが、特に電動給湯ポンプの駆動時間をタイマー制御することにより定量給湯を行うようにしたものの場合には、一定量の湯を注出するのに要する時間を一定にするためにも上記補正の必要性が高い。
【００１０】
また、そのような補正を正確に行うことができるようになっていると、当該定量給湯時において、注出される湯が飛び散りなくカップ内にスムーズに注がれるように、最初は少しずつ注出する一方、中間で多量に注出し、さらに最後にかけて次第に湯量を絞って行くような湯の注出方法も実現可能となる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、従来における上記電動給湯ポンプ回転速度の可変手段は、例えば耐圧の高いパワートランジスタと可変抵抗器とを組合せ、可変抵抗器を可変することにより印加電圧自体を変えるようにするのが一般的であるが、そのような構成の場合には、細かい回転速度の調節が不可能なことはもちろん、自動的な可変制御自体が難しく、上述のような高度な要求に対応することが困難である。また、上述のような高度な要求に対応するためには、実際の給湯量そのものを正確に検出することが必要である。
【００１２】
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、流量検出手段として給湯通路を通る湯量に応じた正確な回転速度信号を出力するスクリュー羽根構造の流量センサを採用するとともに、上記直流型電動給湯ポンプをパルス制御方式で駆動するようにし、そのデューティー比の正確な調整を可能とすることによって、上述のような高度な要求に応じられるようにした電気ポットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明は、上記の目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１４】
（１）請求項１の発明
この発明の電気ポットは、湯沸かし保温用の内容器と、該内容器を加熱する加熱手段と、上記内容器内の湯を給湯通路を介して外部に給湯する直流型の電動給湯ポンプと、該電動給湯ポンプをパルス電圧により駆動するパルス駆動手段と、上記電動給湯ポンプにより外部に給湯される湯の流量を検出する流量検出手段と、該流量検出手段により検出される単位時間当りの湯の流量が所定の設定流量になるように上記パルス駆動手段のパルス電圧のデューティー比を決定して上記電動給湯ポンプの回転数をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、該フィードバック制御手段の上記デューティー比を補正するデューティー比補正手段とを備えてなる電気ポットであって、上記流量検出手段が、上記給湯通路に設けられていて上記給湯通路を通る湯量に応じた回転速度信号を出力するスクリュー羽根構造の流量センサよりなり、上記フィードバック制御手段は、同流量センサの出力特性がリニアな領域で上記パルス駆動手段に印加するパルス電圧のデューティー比を制御するようになっているとともに、基本デューティー比として、予じめ設定された最大のデューティー比よりも所定の割合小さい所定のデューティー比を有し、上記デューティー比補正手段による上記フィードバック制御手段のデューティー比の補正は、該基本デューティー比をベースとして、その時の条件に応じ上記最大のデューティー比までの所定の割合の範囲で、上記フィードバック制御手段の上記設定流量に対応したデューティー比の増減を行うことによりなされるようになっていることを特徴とする電気ポット。
【００１５】
上記のように、直流型の電動給湯ポンプをパルス電圧で駆動するようにし、その駆動パルス電圧のデューティー比を制御するようにすると、当該電動給湯ポンプに印加する直流電圧の電圧値そのものを可変抵抗器で可変する従来のものに比べて、電動給湯ポンプの回転数を細かく、応答性良く、しかも正確に制御することができ、電動給湯ポンプの単位時間当りの湯の吐出量を高精度に調節することができるようになる。
【００１６】
そして、この発明では、その場合において、上記電動給湯ポンプにより外部に給湯される湯の流量を検出する流量検出手段を備え、該流量検出手段により検出される単位時間当りの湯の流量が所定の設定流量になるように、上記電動給湯ポンプの駆動パルス電圧のデューティー比を決定して上記電動給湯ポンプの回転数をフィードバック制御するようになっている。
【００１７】
そして、同流量検出手段は、上記給湯通路に設けられていて、上記給湯通路を通る湯量に応じた回転速度信号を出力するスクリュー羽根構造の流量センサにより構成されていて、同流量センサの出力特性がリニアな領域で上記パルス駆動手段の上記電動給湯ポンプの駆動パルス電圧のデューティー比を制御するようになっている。
【００１８】
上述のように、直流型の電動給湯ポンプをパルス電圧で駆動するようにし、その駆動パルス電圧のデューティー比を制御するようにすると、電動給湯ポンプの回転数を細かく、応答性良く、しかも正確に制御することができ、単位時間当りの湯の吐出量をも高精度に調節することができるようになる。
【００１９】
そして、その場合の単位時間当りの湯の吐出量の調節は、予じめ検証されている電動給湯ポンプのポンプ性能を考慮して所定の目標吐出量を設定し、実際の電動給湯ポンプの吐出量が当該目標吐出量となるように、上記のようなスクリュー羽根構造の流量センサのリニアな出力特性部分を使用して実際の流量を正確に応答性よく検出しながら、実流量が上記設定された所定の目標流量となるように、電動給湯ポンプ駆動パルス電圧のデューティー比を決定して、上記電動給湯ポンプの回転数をフィードバック制御するようにすると、より一層高精度な吐出量、給湯量制御が可能となる。
【００２０】
また、上記の構成では、さらにデューティー比補正手段が設けられており、該デューティー比補正手段によって、上記フィードバック制御手段の上記目標流量に対応したデューティー比を補正することにより、電動給湯ポンプの単位時間当りの吐出量を適正に設定された目標流量に維持するようにしている。
【００２１】
上記のように直流型の電動給湯ポンプをパルス電圧で駆動するようにし、その駆動パルス電圧のデューティー比を流量センサの検出値に基いてフィードバック制御するようにすると、電動給湯ポンプの回転数を細かく、応答性良く、しかも正確に制御することができ、単位時間当りの湯の吐出量を高精度に調節することができる。
【００２２】
しかし、実際の電動給湯ポンプの単位時間当りの湯の吐出量は、上記フィードバック制御手段からの駆動パルス電圧のデューティー比が一定でも、その時の湯温や湯量、電動給湯ポンプ性能の経年劣化など、その時の条件により、一定しない。
【００２３】
したがって、それら湯温や湯量等の変化に拘わらず、常に一定の吐出量を確保しようと思うと、上記フィードバック制御によって電動給湯ポンプへ印加される駆動パルス電圧のデューティー比を、その時の湯温や湯量等をパラメータとして、さらに適正に補正する必要がある。
【００２４】
そこで、上記のようにデューティー比補正手段を設け、該デューティー比補正手段によって上記フィードバック制御手段のデューティー比を適切に補正することによって、上記電動給湯ポンプの単位時間当りの吐出量を所定の目標流量に維持するようにすると、それらの要求に適切に応えることができる。
【００２５】
しかも、その場合、上記フィードバック制御手段は、予じめ設定された最大のデューティー比よりも所定の割合小さい所定の基本デューティー比を有し、上記デューティー比補正手段による上記フィードバック制御手段のデューティー比の補正は、該基本デューティー比をベースとし、その時の条件、例えば湯温や湯量、電動給湯ポンプ性能の経年劣化などを考慮して、上記最大のデューティー比までの所定の割合の範囲で、上記フィードバック制御手段のデューティー比を増減することによりなされるようになっている。
【００２６】
したがって、上記デューティー比補正手段により、上記フィードバック制御手段のデューティー比の補正を行うに際し、該予じめ設定された最大のデューティー比よりも所定の割合小さい基本デューティー比に対して、上記最大のデューティー比までの所定の割合の範囲で、その時の湯温や湯量、電動給湯ポンプ性能の経年劣化など所定の条件に応じた任意の割合で、上記フィードバック制御手段の上記設定流量に対応したデューティー値を適切に増減することにより、より最適な出力デューティー比の補正、すなわち、より正確な単位時間当りの吐出量の補正を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００２７】
以上の結果、本願発明の電気ポットによると、電動給湯ポンプの単位時間当りの給湯量を、応答性良く、高精度かつ正確に調節できるようになり、通常給湯モードの場合は勿論、定量給湯モードの場合にも、湯温や湯量、電動給湯ポンプのポンプ性能などの変化に拘わらず、常に最適な給湯量制御を実現することができるようになる。
【発明の実施の形態】
【００２８】
以下、添付の図面を参照して、本願発明の実施の形態１に係る電気ポットの構成と作用について説明する。
【００２９】
（電気ポット本体部の構成）
先ず図１ないし図５には、同本願発明の実施の形態１に係る電気ポットの本体および要部の構成が示されている。
【００３０】
この電気ポットは、先ず図１および図２に示すように、貯湯用の内容器３を備えた容器本体１と、該容器本体１の上部側開口部を開閉する蓋体２と、上記内容器３を湯沸し時において加熱する加熱手段である湯沸しヒータ４Ａと、上記内容器３を保温時において加熱する加熱手段である保温ヒータ４Ｂと、上記内容器３内の湯を外部へ給湯するための給湯通路５と、該給湯通路５の途中に設けられた実流量計測用の流量センサ８０と、ＡＣ電源が接続されている状態において上記給湯通路５を介して上記内容器３内の湯を外部に送り出す電動給湯ポンプ６と、ＡＣ電源が接続されていない状態において上記給湯通路５を介して内容器３内の湯を外部に送り出すエア式の手動給湯ポンプ１８とを備えて構成されている。
【００３１】
上記容器本体１は、外側面部を構成する合成樹脂製の筒状の外ケース７と、内側面部を構成する上記内容器３と、上記外ケース７と内容器３とを上部側で一体に結合固定する合成樹脂製の環状の肩部材８と、底面部を構成する合成樹脂製の皿状の底部材９とからなっている。
【００３２】
上記内容器３は、ステンレス製の有底円筒形状の内筒１０と同じくステンレス製の円筒形状の外筒１１との間に真空断熱空間を設けた保温性能の高い真空二重構造体からなっており、その底部には、外周部を除いて上記内筒１０の底面部のみにより構成された１枚板部３ａが形成されている。該１枚板部３ａは若干上方に高く突出して成形されていて、その下面側には、上記湯沸しヒータ４Ａと保温ヒータ４Ｂ（例えば雲母板にワット数の異なる２組の発熱体を保持させたマイカヒータよりなる）が取り付けられている。
【００３３】
上記内容器３の上端部には、上記内筒１０側の上端部を中心軸方向に向けて絞り加工したヒートキープ構造の小径の給水口３ｂが形成されている。また符号１２は、上記内容器３の温度（換言すれば、内容器３内の湯の温度）を検出する湯温検出手段として作用する底センサ（湯温センサ）であり、サーミスタよりなっている。さらに、符号１３は上記内容器３の満水位を表示する凸状の満水位表示部である。
【００３４】
上記蓋体２は、合成樹脂製の上板１４と該上板１４に対して外周縁が結合された合成樹脂製の下板１５とからなっており、上記肩部材８の後部に設けられたヒンジ受け１６に対してヒンジピン１７を介して上下方向に開閉自在且つ着脱自在に支持されている。
【００３５】
この蓋体２には、ＡＣ電源が接続されていない状態でも上記給湯通路５を介して外部への給湯が可能なように、手動押圧操作により圧縮作動されるエア式の手動給湯ポンプ１８が配設されている。該手動給湯ポンプ１８は、上記蓋体２の略中央部に形成された円筒部１９内に配設されたベローズタイプのものとされており、押圧カバー２０Ａと押圧板２０Ｂを介して蛇腹構造のベローズ２０Ｃを下方に押圧操作することにより、ベローズ２０Ｃ内の加圧空気２０Ｄが空気吹込口を介して内容器３内に吹き込まれ、該加圧空気の吹き込み圧力によって内容器３内のお湯が給湯通路５を介して外部へ押し出されるようになっている。また、２０Ｅはベローズ２０Ｃの上方への復元バネ、１５Ａは下板１５側のベローズ支持板である。なお、符号２１ａ〜２１ｄは、下方から上方に向けて相互に連通した蓋体２の蒸気排出通路、２２は同蒸気排出通路２１ａ〜２１ｄの蒸気導出部２１ａ側途中に配設された転倒止水弁である。
【００３６】
上記蓋体２における下板１５の下面には、金属製の内カバー部材２３が固定されており、該内カバー部材２３の外周縁には、上記蓋体２の閉蓋時において上記内容器３の給水口３ｂの上面に圧接される耐熱ラバー製のシールパッキン２４が設けられている。
【００３７】
上記給湯通路５の上流端側である上記内容器３の下部位置には、内容器３側湯導入筒６ａ、給湯ポンプ側湯吸入口６ｂを介して直流型の電動給湯ポンプ６が配設されており、この給湯通路５においては上記湯導入筒６ａを介して湯吸入口６ｂより吸入された湯が当該電動給湯ポンプ６のポンピング作用により、その吐出口６ｃから吐出され、同給湯通路５の直管部５ｂを経て、上記流量センサ８０内の流量検出通路を通り、転倒止水弁側連結パイプ５ｃから外部への湯注出口５ｄに導かれる。
【００３８】
さらに、符号３５は、後述する各種スイッチ類の操作面や液晶表示部の表示面を備えた操作パネル部、５１ａは、マイコン制御部６０や各種スイッチ類３８〜４１，４２，４３、液晶表示装置（駆動部）等を備えたマイコン基板、５１は、液晶表示部４７の支持部材、５０は、上記電動給湯ポンプ６の駆動回路や湯沸しヒータ４Ａ、保温ヒータ４Ｂの加熱制御回路、安定化直流電源回路等を備えた電源基板である。
【００３９】
上記操作パネル部３５には、給湯スイッチ３８、給湯ロック解除スイッチ３９、再沸騰／保温選択スイッチ４０、おやすみタイマースイッチ４１、定量給湯モード選択時における給湯量設定用アップダウンスイッチ４２，４３、再沸騰表示用ＬＥＤ４４、保温動作表示用ＬＥＤ４５、給湯ロック解除表示用ＬＥＤ４６、液晶表示部４７等が設けられている。
【００４０】
上記液晶表示部４７には、例えば時刻／時間／湯温／作動状態等兼用表示部４７ａ、保温設定温度表示部４７ｂ、まほうびん保温表示部４７ｃが設けられており、各種の便利な情報表示がなされるようになっている。
【００４１】
この電動給湯型の電気ポットは、上記給湯スイッチ３８を押し続ける限り、連続的に上記電動給湯ポンプ６を駆動して湯を注出できる連続給湯モードと、給湯スイッチ３８を押し続けても、予じめアップダウンスイッチ４２，４３で設定した所定量の湯を注出すると上記電動給湯ポンプ６が停止する定量給湯モードとの２種の給湯モードを備えて構成されている。
【００４２】
そして、その何れの給湯モードの場合にも、上記流量センサ８０の出力を利用した電動給湯ポンプ６の駆動パルス電圧のデューティー比のフィードバック制御（回転数制御）並びに湯温や湯量、給湯ポンプ性能の劣化等の条件に応じた同フィードバック制御されるデューティー比自体の補正制御が行われる。
【００４３】
そして、上記給湯ポンプ６の制御に使用される流量センサ８０は、例えば図３および図４、図５に示されるように、回転支軸８１の外周に筒状のハブ８２ａを介して螺旋状の回転スクリュー羽根８２を遊嵌し、それらを給湯通路５の直管部５ｂの上端に嵌合筒８３を介して嵌合固定して支持するとともに、外周部をシリコン弾性体８９で液密にカバーし、その上部外周に透明体よりなる筒状の通路形成部材８４の下端部８４ａを嵌合する。そして、さらに該通路形成部材８４の上端部８４ｂを上記転倒止水弁側連結パイプ５ｃの下端に突き合わせ、同突き合わせ部外周部にスリーブ８８を嵌合してシール状態で連結固定する。
【００４４】
また、該通路形成部材８４の下部側外周には、装置支持フランジ８４ｃが設けられており、その上部に小径の第１の筒壁８５ａと大径の第２の筒壁８５ｂとの２重の筒壁構造を備えた傘状の装置カバー８５が嵌合固定されている。そして、上記第１の筒壁８５ａを利用して装置基板８６が取り付けられており、該装置基板８６上の上記透明な通路形成部材８４を挟んで対向する前後両位置に発光部８７ａと受光部８７ｂが、相互に光軸Ｐを一致させた状態で設置されている。該発光部８７ａと受光部８７ｂの光軸Ｐは、例えば図５に示すように、上記通路形成部材８４内の螺旋状の回転スクリュー羽根８２の上下羽根間の隙間を介したものとなるように、その回転中心軸位置よりも半径方向外方に所定位置偏位させて設置されている。
【００４５】
したがって、上記電動給湯ポンプ６が駆動され、上記直管部５ｂを介して上記通路形成部材８４内の湯流通路を湯が通ると、それによって上記螺旋状の回転スクリュー羽根８２が回転するが、それによって上記発光部８７ａと受光部８７ｂ間の光軸Ｐは半回転毎に遮断され、受光部８７ｂからは、その単位時間内の回転速度に応じた所定の個数Ｎの出力信号が出力される。そして、この出力信号の個数Ｎが結局上記電動給湯ポンプ６による給湯量を表わすことになる。
【００４６】
なお、この流量センサ８０は、例えば図８の出力特性図に示すように、電動給湯ポンプ６の吐出流量が小さい少量時（イ）には回転スクリュー羽根８２が回らず、所定量以上（ロ）になると、安定した回転となって、リニアに出力信号数Ｎが増加する。そして、その後、所定量以上の流量になると次第に飽和（ハ）してきて、やがては流量に回転が追いつかなくなる（ニ）。
【００４７】
このため、上記（ロ）のリニアな特性部を使用して、後述する給湯量制御を行う。
【００４８】
（制御回路部の構成）
次に図６、図７は、それぞれ上記構成の電気ポット本体における制御回路部の構成を示すブロック図、電気回路図である。
【００４９】
図６、図７中、先ず符号５７は平滑コンデサＣ₂，Ｃ₃および電源ＩＣ９０よりなり、マイコン制御部６０および加熱制御部５４、ポンプ電源部５９等に直流電源を供給する直流安定化電源部、また５４は、湯沸しヒータ４Ａ作動用の電源スイッチＲｓ、同電源スイッチＲｓ駆動用の電源リレーＲＬ、保温ヒータ４Ｂ作動用のトライアック５３、同トライアック５３駆動用のトランジスタＴＲ₁よりなる加熱制御部、４Ａ，４Ｂは、湯沸しヒータ４Ａ、保温ヒータ４Ｂよりなる加熱手段、５９は、上記電動給湯ポンプ６のポンプ電源部、３８は、上述の給湯スイッチ、５８は、上記電動給湯ポンプ６のモータ部に対して駆動用のパルス電圧を供給して駆動するパルス駆動部、６は、上述の直流型の電動給湯ポンプである。
【００５０】
上記湯沸しヒータ４Ａは、例えば上記マイコン制御部６０から湯沸しヒータＯＮ信号ａが出力されると、先ず上記トランジスタＴＲ₃を介して電源リレーＲＬが作動され、それに対応して電源スイッチＲｓがＯＮになることにより、駆動される。
【００５１】
また、上記保温ヒータ４Ｂは、上記マイコン制御部６０から、保温ヒータＯＮ信号ｂが出力されると、上記トランジスタＴＲ₁がＯＮになり、トライアック５３がトリガーされて駆動される。
【００５２】
さらに、上記電動給湯ポンプ６は、そのアース側ライン中に挿入された上記給湯スイッチ３８がＯＮ操作されると、トランジスタＴＲ₆を介してマイコン制御部６０に同給湯スイッチ３８のＯＮ信号が入力され、それに応じてマイコン制御部６０が上記保温ヒータ４ＢをＯＦＦにするとともに、上記マイコン制御部６０から所定のデューティー比のパルス電圧信号ｃ（図１１参照）が出力されて、そのポンプ電源部５９およびパルス駆動部５８側トランジスタＴＲ₄，ＴＲ₅および抵抗Ｒ₁，Ｒ₂、トランジスタＴＲ₂の分圧電源回路を介して所定の分圧電源値で、かつ当該所定のデューティー比で適切に回転駆動される。なお、電動給湯ポンプ６両端のＤ₃は、サージ電圧吸収用のダイオードである。
【００５３】
また、上記マイコン制御部６０には、定電圧電源部を介して所定の定電圧が供給されている。さらにＤ₁，Ｄ₂は、逆流防止ダイオード、Ｃ₁はコンデンサである。
【００５４】
また、上記マイコン制御部６０には、さらに液晶表示部４７、再沸騰表示用ＬＥＤ４４、保温動作表示用ＬＥＤ４５、給湯ロック解除表示用ＬＥＤ４６等の各種表示部や給湯スイッチ３８、再沸騰／保温選択スイッチ４０、給湯ロック解除スイッチ３９、おやすみタイマースイッチ４１等の各種操作部や温度検知手段１２、流量検知手段８０などの各センサー部等が、各々入出力ポートを介して接続されている。
【００５５】
（給湯量および給湯量の補正制御）
次に、図９は、上記のように構成された本願発明の実施の形態１に係る電気ポットの基本となる給湯量制御のメインルーチン、図１０は同給湯量のフィードバック制御のサブルーチン、図１１は、これら給湯量制御における電動給湯ポンプの駆動パルスを各々示している。
【００５６】
また、図１２は、同本願発明の実施の形態１に係る給湯量の湯温、湯量等の変化に応じた補正制御の内容を示している。
【００５７】
すでに述べたように、通常給湯モードの場合は勿論、定量給湯モードの場合においても、上記直流型電動給湯ポンプ６の単位時間当りの給湯量を、応答性良く、高精度かつ正確に調節できるようにするためには、当該直流型の電動給湯ポンプ６をパルス電圧で駆動するようにし、そのデューティー比を適切にコントロールするようにすることが好ましい。
【００５８】
そして、その場合の単位時間当りの吐出量の調節は、予じめ検証されている電動給湯ポンプ６のポンプ性能を考慮して所定の目標吐出量を設定し、実際の電動給湯ポンプ６の吐出量が当該目標吐出量となるように、上記流量検出手段としての流量センサ８０を使用して実流量を検出しながら、該実流量が上記設定された所定の目標吐出量となるようにパルス電圧のデューティー比を決定して、上記電動給湯ポンプ６の回転数をフィードバック制御するようにする。このようにすると、高精度な吐出量、給湯量制御が可能となる。
【００５９】
図９、図１０の給湯量および給湯量の補正制御は、このような見地から構成されている。
【００６０】
一方、実際の電動給湯ポンプ６の単位時間当りの吐出量は、駆動電圧が一定でも、その時の湯温や湯量、電動給湯ポンプ性能の経年劣化などにより、一定しない。
【００６１】
したがって、それら湯温や湯量等の変化に拘わらず、常に一定の吐出量を確保しようと思うと、上記図１０のフィードバック制御のデューティー比を補正するデューティー比補正手段を設けて、上記電動給湯ポンプ６へ印加される設定された目標吐出量に対応するフィードバック制御のパルス電圧のデューティー比を、その時の湯温や湯量等をパラメータとして、適正に補正する必要がある。
【００６２】
そして、そのようなデューティー比の補正を行うに際し、上記デューティー比のフィードバック制御手段の制御量として、予じめ設定された最大のデューティー比（１００％）よりも所定の割合（例えば２０％）小さい基本デューティー比（８０％）を持たせ、該基本デューティー比（８０％）に対して、上記最大値（１００％）までの所定の割合（２０％）の範囲で任意の割合（０〜２０％）の値を増減することにより、最適なデューティー比の補正、すなわち電動給湯ポンプ６の単位時間当りの吐出量の補正を行うようにすると、湯温や湯量、電動給湯ポンプ６のポンプ性能などの変化に拘わらず、最適な給湯量制御を実現することができる。
【００６３】
図１２の給湯量の補正制御は、このような見地から構成されている。
【００６４】
（基本となる給湯制御：図９のフローチャート）
先ず、今上記電気ポット本体は、湯沸し、カルキ抜きが完了し、内容器３内には所定目標保温温度（９８℃又は９０℃）で、満量状態の湯が貯留され、給湯ロック状態に設定されていることを前提として話を進める。
【００６５】
該状態において、先ず最初にロック解除スイッチ３９がＯＮ操作されたか否かを判定する（ステップＳ₁）。
【００６６】
その結果、ＮＯのロック解除スイッチ３９がＯＮ操作されないままの時は、そのまま通常の保温制御のメインルーチンに戻る（ステップＳ₂）。他方、ＹＥＳのロック解除スイッチ３９がＯＮ操作された時は、上記給湯ロック機能を解除して、給湯ロック解除表示用ＬＥＤ４６を点灯（ステップＳ₃）させるとともに、所定のロック解除時間Ｔを設定しているロック解除タイマーＴＭのタイマー動作をスタートさせる（ステップＳ₄）。
【００６７】
そして、それに続いて該ロック解除タイマーＴＭのロック解除時間Ｔのタイマーアップ（経過）を判定し（ステップＳ₅）、ＹＥＳの時は、上記給湯ロック解除表示用ＬＥＤ４６をＯＦＦ（ステップＳ₆）にした上で、上記通常の保温制御のメインルーチンに戻る（ステップＳ₇）。
【００６８】
他方、これに対してＮＯの未だロック解除時間Ｔが経過していない時は、次に給湯スイッチ３８がＯＮ操作されたか否か、を判定する（ステップＳ₈）。
【００６９】
そして、その結果、ＹＥＳの給湯スイッチ３８がＯＮ操作された時は、先ず上記電動給湯ポンプ６の駆動手段であるパルス駆動部５８に対して、マイコン制御部６０内のデューティー比制御回路（特許請求の範囲中におけるフィードバック制御手段に該当する）から、上記パルス電圧の基本デューティー比が８０％（図１１のパルス電圧のＡ／（Ａ＋Ｂ）が８０％）の基本となるパルス電圧を出力する（ステップＳ₉）。また、それと同時に上記流量センサ８０の単位時間当りの出力パルス数Ｎ、すなわち同単位時間当りの検出流量をマイコン制御部６０内に読み込む（ステップＳ₁₀）。
【００７０】
そして、該読み込んだ単位時間当りの流量センサ８０の出力パルス数Ｎが予じめ設定した所定の設定パルス数Ｎａ±ΔＮの範囲内にあるか否かを判定し、ＹＥＳの時は同判定を繰り返す一方、設定パルス数Ｎａ±ΔＮの範囲を超えるようになってＮＯと判定されると、後述するように、その変化量に応じて上記パルス駆動部５８へ出力するパルス電圧のデューティー比を補正する（ステップＳ₁₂）。
【００７１】
他方、上記ステップＳ₈の給湯スイッチ３８のＯＮ／ＯＦＦ判定で、給湯スイッチ３８がＯＮ操作されなかったＮＯの時は、ステップＳ₅に戻る。
【００７２】
（設定目標流量へのフィードバック制御：図１０のフローチャート）
上記ステップＳ₁₂のパルス駆動部５８へ出力するパルス電圧のデューティー比のフィードバック補正、つまり給湯量のフィードバック補正は、例えば図１０のフローチャートのようにして行われる。
【００７３】
すなわち、先ず、その時の目標とする設定流量値（ｍｌ）を実現するのに必要な基本となるパルス電圧のデューティー比（これが前述の８０％である）を所定のマップ（標準となる給湯量ｍｌとそれに対応した基本となるデューティー比の値を予じめマッピングしたデータテーブル）から読み出して設定する（ステップＳ₁₂₁）。
【００７４】
一方、それに続いて上記流量センサ８０の単位時間当りの出力パルス数Ｎから、その時の実際の電動給湯ポンプ６の吐出量を計算する（ステップＳ₁₂₂）。該計算は、例えば１秒間の出力パルス数Ｎ毎に対応した流量（ｍｌ）がテーブルとして準備されているので、これを使用してなされる。
【００７５】
そして、その上で上記設定した目標流量と実際の吐出流量との流量差を計算（ステップＳ₁₂₃）し、同流量差分に応じた補正デューティー比を補正テーブルから読み出し、上記基本となるデューティー比（８０％）に加算してデューティー比を増減補正することによって、新たなデューティー比を設定する（ステップＳ₁₂₄）。
【００７６】
そして、該新たなデューティー比のパルス電圧を上記パルス駆動部５８に出力して上記電動給湯ポンプ６を駆動する。
【００７７】
以上のように、本実施の形態の基本となる給湯量および給湯量のフィードバック制御では、直流型の電動給湯ポンプをパルス電圧で駆動するようにし、そのデューティー比を容易に可変コントロールすることができるようにしている。したがって、その回転速度、単位時間当りの給湯量の可変調節は容易となる。
【００７８】
そして、その場合の単位時間当りの吐出量の調節は、予じめ検証されている電動給湯ポンプのポンプ性能を考慮して所定の目標吐出量を設定し、実際の電動給湯ポンプの吐出量が当該目標吐出量となるようにする一方、実流量検出手段としての流量センサ８０を使用して実際の吐出流量を検出しながら同実際の吐出流量が上記所定の目標流量となるようにパルス電圧のデューティー比を設定制御して、上記電動給湯ポンプの回転数を制御するようにしている。したがって、より高精度な吐出量、給湯量制御が可能となる。
【００７９】
ところが、先にも述べたように、実際の電動給湯ポンプの単位時間当りの吐出量は、上記目標流量に応じて設定される駆動パルス電圧のデューティー比が一定でも、その時の湯温や湯量、電動給湯ポンプ性能の経年劣化などにより、一定しない。
【００８０】
したがって、それら湯温や湯量等の変化に拘わらず、常に一定の吐出量を確保しようと思うと、さらに、それらをパラメータとするデューティー比補正手段を設けて、上記目標とする流量に応じて設定された電動給湯ポンプへ印加されるパルス電圧のデューティー比を、さらに、その時の湯温や湯量等をパラメータとして、適正に補正する必要がある。
【００８１】
そこで、そのようなデューティー比の補正を行うに際し、上記電動給湯ポンプ６のパルス電圧のデューティー比を制御するデューティー比制御回路（フィードバック制御手段）に予じめ設定された最大のデューティー比よりも所定の割合小さい基本デューティー比を持たせ、該基本デューティー比に対して、上記最大のデューティー比までの所定の割合の範囲で任意の割合の値を増減することにより、最適なデューティー比の補正、すなわち単位時間当りの吐出量の補正を行うようにすると、上述した湯温や湯量、電動給湯ポンプのポンプ性能などの変化に拘わらず、目標流量通りの最適な給湯量制御を実現することができる。
【００８２】
図１２のフローチャートは、そのような湯温、湯量等の変化に対応した給湯量および給湯量補正制御の内容を示している。
【００８３】
すなわち、この給湯量の補正制御は、内容器３内の湯量が満量の時と少量の時とでは、同一デューティー比の下における給湯量が１０％程度異なる点に注目し、特に給湯スイッチ３８のＯＮ後、ｔ₁秒（１秒）経過した後の流量センサ８０の検出流量の差により、内容器３内の湯量が満量であるか、少量であるかを判定し、それらの判定結果に応じて適切に上記デューティー比制御回路（フィードバック制御手段）のデューティー比の補正を行うようにしたことを特徴とするものである。
【００８４】
先ず、今上記電気ポット本体は、湯沸し、カルキ抜きが完了した保温状態において、内容器３内には所定目標保温温度（９８℃又は９０℃）で、所定量の湯が貯留され、給湯ロック状態に保持されていることを前提として話を進める。
【００８５】
該状態において、先ず最初にロック解除スイッチ３９がＯＮ操作されたか否かを判定する（ステップＳ₁）。
【００８６】
その結果、ＮＯのロック解除スイッチ３９がＯＮ操作されないままの時は、そのまま通常の保温制御のメインルーチンに戻る（ステップＳ₂）。他方、ＹＥＳのロック解除スイッチ３９がＯＮ操作された時は、上記給湯ロック機能を解除して、給湯ロック解除表示用ＬＥＤ４６を点灯（ステップＳ₃）させるとともに、所定のロック解除時間Ｔを設定しているロック解除タイマーＴＭのタイマー動作をスタートさせる（ステップＳ₄）。
【００８７】
そして、それに続いて該ロック解除タイマーＴＭのロック解除時間Ｔのタイマーアップ（経過）を判定し（ステップＳ₅）、ＹＥＳの時は、上記給湯ロック解除表示用ＬＥＤ４６をＯＦＦ（ステップＳ₆）にした上で、上記通常の保温制御のメインルーチンに戻る（ステップＳ₇）。
【００８８】
他方、これに対してＮＯの未だロック解除時間Ｔが経過していない時は、次に給湯スイッチ３８がＯＮ操作されたか否か、を判定する（ステップＳ₈）。
【００８９】
そして、その結果、ＹＥＳの給湯スイッチ３８がＯＮ操作された時は、先ず上記電動給湯ポンプ６の駆動手段であるパルス駆動部５８に対して、上記マイコン制御部６０内のデューティー比制御回路（特許請求の範囲中のフィードバック制御手段に該当する）から、上記パルス電圧の基本デューティー比が８０％のパルス電圧を出力する（ステップＳ₉）。そして、その後、上記給湯スイッチ３８がＯＮ操作されてから、ｔ₁秒（１秒）が経過したか否かを判定する（ステップＳ₁₀）。その結果、ＹＥＳの時は、その間における上記流量センサ８０の出力パルス数Ｎ、すなわち同ｔ₁秒内の検出流量をマイコン制御部６０内に読み込む（ステップＳ₁₁）。
【００９０】
そして、該読み込んだｔ₁秒内の流量センサ８０の出力パルス数Ｎが予じめ設定した第１の設定パルス数Ｎａよりも大であるか否かを判定し、ＹＥＳの時は同判定を繰り返す一方、他方出力パルス数Ｎが上記第１の設定パルス数Ｎａよりも小さくてＮＯと判定されると、さらに同出力パルス数Ｎが、第１の設定パルス数Ｎａよりも小さい第２の設定パルス数Ｎｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ₁₃）。
【００９１】
その結果、ＹＥＳの湯量が満量状態にあって、ヘッド差が十分に大きい時には少量時に比べて相対的に小さいデューティー比８５％（８０％＋５％）に設定し（ステップＳ₁₄）、その後給湯スイッチ３８がＯＮ操作され続けていることを確認（ステップＳ₁₅）した上で、同デューティー比８５％で電動給湯ポンプ６を駆動する。
【００９２】
他方、上記ステップＳ₁₃での判定の結果、ＮＯの湯量が少量状態にあって、ヘッド差が小さい時には上記満量時に比べて相対的に大きいデューティー比９０％（８０％＋１０％）に設定し（ステップＳ₁₆）、給湯スイッチ３８がＯＮ操作され続けていることを確認（ステップＳ₁₇）した上で、同デューティー比９０％で電動給湯ポンプ６を駆動する。
【００９３】
この結果、内容器３内の湯量の多少に関係なく、単位時間当り同一の給湯量を実現することができるようになる。
【００９４】
なお、この場合、上記内容器３内の湯量のレベルを満量、中量、少量と３段階に分け、それに応じてパルス電圧のデューティー比を例えば８０％、８５％、９０％と３段階に補正設定するようにしてもよい。
【００９５】
また、この湯量を湯温に変更しても、全く同様の制御を実現することができる。
【００９６】
（実施の形態２）
なお、以上の実施の形態１の構成の給湯量および給湯量補正制御では、特に通常給湯モードと定量給湯モードとの区別をしなかったが、実施の形態によっては、連続的に湯を給湯する通常給湯モードと予じめ設定された所定量の湯を給湯する定量給湯モードとでは、自ずと湯の出し方が変わり、電動給湯ポンプの単位時間当りに吐出する吐出量も異なってくる。例えば連続給湯モードの場合には常に連続した一定の量の湯の出方が求められる反面、定量給湯時の場合には、注出される湯が飛び散りなくカップ内にスムーズに注がれるように、最初は少しずつ注出する一方、中間で多量に注出し、さらに最後にかけて次第に湯量を絞って行くような湯の注出方法が望まれる。
【００９７】
そこで、それら注出方法が異なる２種の給湯モードに対応して、当該注出時の単位時間当りの吐出量を決定するデューティー比を適切に補正するような構成も、必要に応じて採用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態１の電気ポット本体部分の構成を示す側方から見た縦断面図である。
【図２】同本体部分の平面図である。
【図３】同本体部分の流量センサ部の拡大縦断面図である。
【図４】同流量センサの要部の平面図である。
【図５】同流量センサの要部の側面図である。
【図６】同本体部分の制御ブロック回路図である。
【図７】同本体部分の制御電気回路図である。
【図８】同本体部分の流量センサの出力特性を示す図である。
【図９】本願発明の実施の形態１の基本となる給湯量制御ルーチンのフローチャートである。
【図１０】本願発明の実施の形態１の給湯量フィードバック補正制御ルーチンのフローチャートである。
【図１１】本願発明の実施の形態１の給湯量制御における電動給湯ポンプ駆動パルスのデューティー比を示す図である。
【図１２】本願発明の実施の形態１の湯温、湯量等の変化に対応した給湯量補正制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１は容器本体、２は蓋体、３は内容器、４Ａは湯沸しヒータ、４Ｂは保温ヒータ、５は給湯通路、６は電動給湯ポンプ、７は外ケース、１０は内筒、１１は外筒、１２は底センサ、１８は手動給湯ポンプ、６０はマイコン制御部、８０は流量センサである。

Claims

湯沸かし保温用の内容器と、該内容器を加熱する加熱手段と、上記内容器内の湯を給湯通路を介して外部に給湯する直流型の電動給湯ポンプと、該電動給湯ポンプをパルス電圧により駆動するパルス駆動手段と、上記電動給湯ポンプにより外部に給湯される湯の流量を検出する流量検出手段と、該流量検出手段により検出される単位時間当りの湯の流量が所定の設定流量になるように上記パルス駆動手段のパルス電圧のデューティー比を決定して上記電動給湯ポンプの回転数をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、該フィードバック制御手段の上記デューティー比を補正するデューティー比補正手段とを備えてなる電気ポットであって、上記流量検出手段が、上記給湯通路に設けられていて上記給湯通路を通る湯量に応じた回転速度信号を出力するスクリュー羽根構造の流量センサよりなり、上記フィードバック制御手段は、同流量センサの出力特性がリニアな領域で上記パルス駆動手段に印加するパルス電圧のデューティー比を制御するようになっているとともに、基本デューティー比として、予じめ設定された最大のデューティー比よりも所定の割合小さい所定のデューティー比を有し、上記デューティー比補正手段による上記フィードバック制御手段のデューティー比の補正は、該基本デューティー比をベースとして、その時の条件に応じ上記最大のデューティー比までの所定の割合の範囲で、上記フィードバック制御手段の上記設定流量に対応したデューティー比の増減を行うことによりなされるようになっていることを特徴とする電気ポット。