JPH08210903A - 攪拌流体の重量感知方法及び装置 - Google Patents

攪拌流体の重量感知方法及び装置

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JPH08210903A
JPH08210903A JP7280208A JP28020895A JPH08210903A JP H08210903 A JPH08210903 A JP H08210903A JP 7280208 A JP7280208 A JP 7280208A JP 28020895 A JP28020895 A JP 28020895A JP H08210903 A JPH08210903 A JP H08210903A
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stirred
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motor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は冷蔵庫等の攪拌装置において、流体
や水等の被攪拌物の量により変化するモーターの回転数
をホール素子を利用して検出することにより、被攪拌物
の重量を検出する装置及び方法である。 【解決手段】 被攪拌物の重量を測定するために攪拌モ
ーターの回転数を検出して矩形波に出力する重量感知部
11と、ユーザーの作動命令を受け入れる作動命令入力部
12と、前記作動命令入力部12から作動命令が入力される
とき、重量感知部11の出力周波数を根拠に被攪拌物の重
量を計算し、その重量に適合した駆動制御信号を出力す
るマイクロコンピューター13と、前記マイクロコンピュ
ーター13から出力する駆動制御信号により駆動して攪拌
モーターを駆動させる攪拌モーター駆動部14と、前記マ
イクロコンピューター13の制御を受けてシステムの作動
状況を表示する表示部15とで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫等の攪拌装
置において、流体や水等の被攪拌物の重量を検出する技
術に関し、特にホールセンサーを利用した簡単な構成と
して、感知誤差を減らした攪拌流体の重量感知方法及び
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、一般的な流体重量感知装置が適
用される攪拌回路図である。図示したように、前記装置
は被攪拌物の作動命令を受け入れる作動命令入力部(2)
と、前記作動命令入力部(2) から作動命令が入力される
とき、重量感知部(1) の出力周波数を根拠に被攪拌物の
重量を計算して負荷量に適合した駆動制御信号を出力す
るマイクロコンピューター(3) と、前記マイクロコンピ
ューター(3) から出力される駆動制御信号により駆動さ
れ、下記の攪拌モーター(M) を駆動させる攪拌モーター
駆動部(4) と、前記マイクロコンピューター(3) の制御
を受けてシステムの作動状態を表示する表示部(5) とで
構成される。
【０００３】図２は、一般的な攪拌装置の概略図であっ
て、攪拌モーター(M) の軸に駆動磁石（円形の永久磁
石）(6) が装着され、流体を攪拌するための回転力を発
生する駆動部(7) と、容器(10)の下部に装着され、前記
駆動磁石(6) との相互作用で負荷（流体）を攪拌する攪
拌磁石(8) と、前記容器(10)の下部に装着されて負荷
（被攪拌物、即ち、流体又は水）の重量を感知する重量
センサー(9) とで構成される。このように構成された攪
拌装置の作動を図３を参照しながら説明すれば次の通り
である。
【０００４】容器(10)に流体や水等の被攪拌物を入れて
作動スイッチ(SW1）を押すと、マイクロコンピューター
(3) は、その入力ポート(P2)を通じて現在作動の命令が
入力されたことを認識し、攪拌モーター駆動部(4) を作
動させる。また、その入力ポート(P1)を通じて入力され
る発振信号の周波数として現在攪拌されている被攪拌物
の重量判断する。
【０００５】重量センサー(9) は、二つの極板が向かい
合うようにして、その間の靜電容量を利用するようにし
た構造であって、図３のように負荷の重量により重量セ
ンサー(9) の両極間の距離(d) が狭くなるので、その重
量センサー(9) の靜電容量(C1)はつぎの式により増加す
ることが認められる。
【０００６】
【数１】 但し、上記式において、Ｓ：極板面積、ｄ：極板間隔、
εοεγ：極間充填剤の誘電率である。
【０００７】それから、重量感知部(1) にある発振回路
(1A)の発振周波数（Ｆ）は次の式のように靜電容量(C1)
に反比例する。
【０００８】
【数２】 結局、被攪拌物の重量が増加すれば、発振回路(1A)の発
振周波数が小さくなり、逆に減少すれば発振周波数が大
きくなる。
【０００９】マイクロコンピューター(3) は発振周波数
を根拠に被攪拌物の重量を判断して、その量が一定量よ
り小さければ出力ポート(P4)から低電位を出力して水補
充表示用発光ダイオード(LED1)を点灯させ、一定量より
大きければ出力ポート(P3)から一定時間、低電位を出力
して攪拌モーター(M) を駆動させる。前記攪拌モーター
(M) により駆動磁石(6) が回転し、その時、発生する磁
界により攪拌磁石(8)が回転して攪拌作用がなされる。
【００１０】この時、マイクロコンピューター(3) は出
力ポート(P5)から低電位を出力して作動表示用発光ダイ
オード(LED2)を点灯させることにより、ユーザーは現在
攪拌作動が進行していることがわかる。
【００１１】一定の時間後、マイクロコンピューター
(3) は、出力ポート(P3)で高電位を出力してモーター駆
動用リレー(RY1) をオフさせて、それにより前記攪拌モ
ーター(M) の駆動が停止し、攪拌作用が中止される。こ
の時、前記マイクロコンピューター(3) は、その出力ポ
ート(P6)で低電位を出力して攪拌完了表示用発光ダイオ
ード(LED3)を点灯する。
【００１２】しかし、このような従来の重量感知装置に
おいては、被攪拌物が継続して浸漬されている限り重量
センサーの二つの極板が引き続き抑えられることにな
り、その極板の弾性が低下して、復元力が弱くなり、こ
れにより感知誤差が大きくなる欠点がある。また、発振
回路を構成する抵抗及び可変コンデンサー（重量センサ
ー）の公差を補正するために追加する可変抵抗により回
路が複雑となり、その調整が難しい。また、構成の複雑
性による価格の上昇の短所と、人等がセンサーの回りに
接近するとき、靜電容量の変化により誤差が大きくなる
欠点がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ホー
ルセンサーを利用して攪拌モーターに結合された駆動磁
石の回転数を検出し、その検出された回転数により被攪
拌物の重量を判断する攪拌流体の重量感知方法及び装置
を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴によ
ると、攪拌モーターと、前記攪拌モーターの回転軸に固
定され、共に回転する駆動磁石と、前記駆動磁石の磁界
により動力の伝達を受けて回転する攪拌磁石で被攪拌物
を攪拌する攪拌方法において、ホールセンサーで前記駆
動磁石の磁界を検出して前記攪拌モーターの回転数を感
知するステップ；感知された前記攪拌モーターの回転数
に相応する被攪拌物の重量を計算するステップ；それか
ら、前記計算された重量に基づいて前記攪拌モーターを
運転するステップで構成される攪拌流体の重量感知方法
が提供される。
【００１５】本発明の他の特徴によると、被攪拌物を攪
拌するための攪拌モーターと、前記攪拌モーターの回転
軸に固定し、共に回転する駆動磁石と、前記駆動磁石の
磁界により動力の伝達を受けて回転する攪拌磁石を備え
る攪拌装置において、前記駆動磁石の磁界を利用して前
記攪拌モーターの回転数を感知する手段；前記感知され
た攪拌モーターの回転数に相応する被攪拌物の重量を計
算し、計算された前記被攪拌物の重量値が設定値より小
さいか同一であれば前記攪拌モーターを停止させ、設定
値より大きければ前記被攪拌物の重量に相応する、予め
設定された運転時間中、前記攪拌モーターを運転するコ
ントロール手段；前記コントロール手段の制御下で、前
記攪拌モーターの運転／停止を制御する手段；それか
ら、ユーザーの作動選択を前記コントロール手段に入力
し、前記コントロール手段による作動結果を表示する入
力／表示手段で構成された攪拌流体の重量感知装置が提
供される。
【００１６】
【作用】このように構成された本発明において、攪拌モ
ーター(M) が停止している状態でユーザーが作動開始の
命令を入力すると、攪拌モーター(M) が回転し、作動表
示用発光ダイオード(LED12) が点灯され、重量感知部に
より感知された攪拌モーター(M) の回転数が被攪拌物の
重量値としてマイクロコンピューターに入力される。
【００１７】マイクロコンピューターは、入力された攪
拌モーター(M) の回転数、即ち、被攪拌物の重量を判断
して、一定量以下であれば、攪拌モーター(M) を停止さ
せて水補充表示用発光ダイオード(LED11) を点灯させて
ユーザーが被攪拌物を補充するように表示する。
【００１８】一方、入力された被攪拌物の重量が一定量
以上であれば、被攪拌物の重量に基づいて適当な攪拌時
間を設定し、その時間の間、攪拌モーター(M) を回転さ
せ、攪拌時間が完了すると、攪拌モーター(M) を停止さ
せて作動完了用発光ダイオード(LED13) を点灯させる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図４は、本発明による攪拌流体の
重量感知装置の一実施例の回路図である。図示のように
被攪拌物の重量を測定するために下記攪拌モーター(M)
の回転数を検出して矩形波に出力する重量感知部(11)
と、ユーザーの作動命令を受け入れる作動命令入力部(1
2)と、前記作動命令入力部(12)から作動命令が入力され
るとき、重量感知部(11)の出力周波数を根拠に被攪拌物
の重量を計算し、その重量に適合した駆動制御信号を出
力するマイクロコンピューター(13)と、前記マイクロコ
ンピューター(13)から出力する駆動制御信号により駆動
され、攪拌モーター(M) を駆動させる攪拌モーター駆動
部(14)と、前記マイクロコンピューター(13)の制御を受
けてシステムの作動状況を表示する表示部(15)とで構成
される。
【００２０】図５は図４の重量感知部(11)内にあるホー
ルセンサー部(11A) の内部ブロックであって、供給電圧
を安定化する電圧安定化部(16)と、前記電圧安定化部(1
6)からの電圧により作動され、下記駆動磁石(20)の回転
数に相応する周期の矩形パルスを出力するホール素子(1
7)と、前記ホール素子(17)の出力電圧を処理に適合する
ように増幅する増幅器(18)と、前記増幅器(18)出力電圧
の正確なレベルを作るためのヒステリシスバッファー(1
9)と、前記ヒステリシスバッファー(19)の出力信号によ
りスイッチングされるトランジスタ(Q11) とで構成され
る。
【００２１】このように構成された本発明の作動を図４
乃至図９を参照して説明すると、次の通りである。
【００２２】図６で示す攪拌モーター(M) の駆動が停止
された状態ではマイクロコンピューター(13)の出力ポー
ト(P4 〜P6) から高電位が出力され、表示部(15)の水補
充表示用発光ダイオード(LED11) 、作動表示用発光ダイ
オード(LED12) 、完了表示用発光ダイオード(LED13) が
すべて消灯した状態を保持する。
【００２３】容器(22)に流体や水等の被攪拌物を入れて
作動スイッチ(SW11)を押すと、マイクロコンピューター
(13)は、入力ポート(P2)を通じて現在作動命令が入力さ
れていることを認識し、その出力ポートに低電位を出
力、モーター駆動用リレー(RY2) を作動させて攪拌モー
ター(M) を回転させる。これと同時に出力ポート(P5)に
低電位を出力して、作動表示用発光ダイオード(LED12)
を点灯させる。
【００２４】前記攪拌モーター(M) の回転により駆動磁
石(20)が回転し、この駆動磁石(20)で発生する磁力によ
り攪拌磁石(21)が回転される。この時、容器(22)内にあ
る被攪拌物の重量により攪拌モーター(M) に印加される
負荷が変わるので負荷量により攪拌モーター(M) の回転
速度が図７のように変化する。
【００２５】前記攪拌モーター(M) の回転数はホール素
子(17)により検出されてマイクロコンピューター(13)に
印加される。その回転数検出原理を説明すると、駆動磁
石(20)の磁界がホール素子(17)に印加されてホール素子
(17)の内部に電流が流れると、その磁界と電流に直角方
向にホール電圧が発生する。
【００２６】駆動磁石(20)が回転すると、磁界が回転さ
れ、それによりホール素子(17)の出力電圧は、攪拌モー
ター(M) の回転数、即ち、被攪拌物の重量に応じて図８
に示すようになる。
【００２７】前記ホール素子(17)の出力は、増幅器(18)
を通じて処理するのに適当な水準で増幅された後、再び
ヒステリシスバッファー(19)を通じて整形化される。前
記ヒステリシスバッファー(19)の出力により、トランジ
スタ(Q11) は、前記マイクロコンピューター(13)の入力
ポート(P1)にパルス電圧を印加する。
【００２８】これにより、前記マイクロコンピューター
(13)は、ホールセンサー部(11A) から入力されるパルス
の周期を根拠に容器(22)にある程度の被攪拌物があるか
を判断する。
【００２９】被攪拌物の量が一定以下であれば、前記攪
拌モーター(M) の駆動を停止させて水補充表示用発光ダ
イオード(LED11) を点灯させる一方、一定量以上であれ
ば、その被攪拌物の量による駆動時間の間、攪拌モータ
ー(M) を駆動させながら作動表示用発光ダイオード(LED
12) を点灯させる。一定の駆動時間が終了すると、攪拌
モーター(M) の駆動を中止させて完了表示用発光ダイオ
ード(LED3 ）を点灯する。
【００３０】図１０は、本発明の他の実施例を示したも
ので、図６の攪拌磁石(21)がなく攪拌翼(33)が直接被攪
拌物に浸漬状態で被攪拌物の量による攪拌モーター(M)
の速度を感知する実施例である。
【００３１】図９は図４に示した実施例の作動を示すフ
ローチャートである。
【００３２】攪拌モーター(M) が停止している状態でユ
ーザーが作動開始命令を入力すると（ステップＳ１）、
攪拌モーター(M) が回転して作動表示用発光ダイオード
(LED12) が点灯され、重量感知部(11)により感知された
攪拌モーター(M) の回転数が被攪拌物の重量値としてマ
イクロコンピューター(13)に入力される（ステップＳ２
〜Ｓ４）。
【００３３】マイクロコンピューター(13)は入力された
攪拌モーター(M) の回転数、即ち被攪拌物の重量を判断
して（Ｓ５）、一定量以下であれば、攪拌モーター(M)
を停止させて（ステップＳ６）、水補充表示用発光ダイ
オード(LED11) を点灯させてユーザーが被攪拌物を補充
するように表示する（ステップＳ７）。本実施例では被
攪拌物が定量の１／６以下であるとき、水補充表示を行
うように設定した。
【００３４】一方、入力された被攪拌物の重量が一定量
以上であれば、被攪拌物の重量に基づいて適当な攪拌時
間を設定して（ステップＳ８〜Ｓ８')、その時間の間、
攪拌モーター(M) を回転させ、攪拌時間が完了すると
（ステップＳ９）、攪拌モーター(M) を停止させて作動
完了用発光ダイオード(LED13) を点灯させる（ステップ
Ｓ10）。以上で本実施例による装置の作動が完了する。
【００３５】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明は、ホー
ルセンサーを利用して攪拌モーターに結合された駆動磁
石の回転数を検出することで被攪拌物の重量を測定する
ことにより、従来の重量センサーで問題となる、センサ
ーに付加される機械的疲労およびセンサーの変形による
誤差の発生を防止できることは勿論、簡単な構成でかつ
調整作業が不必要である等の効果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一般的な流体重量感知装置が適用される
攪拌回路図である。
【図２】従来の一般的な攪拌装置の概略図である。
【図３】従来の一般的な重量感知装置の概略図である。
【図４】本発明の攪拌流体の重量感知装置に対する一実
施例回路図である。
【図５】図４に示すホールセンサー部の内部ブロック図
である。
【図６】本発明のホールセンサーが適用される攪拌装置
の概略図である。
【図７】水の量と回転速度の関係を示したグラフであ
る。
【図８】ホールセンサーの出力波形図である。
【図９】本発明の重量感知方法に対するフローチャート
図である。
【図１０】本発明の他の実施例の構造図である。
【符号の説明】
１、11：重量感知部 ２、12：作動命令入力部 ３、13：マイクロコンピューター ４、14：攪拌モーター駆動部 ５、15：表示部 ６、20：駆動磁石 ７：駆動部 ８、12：攪拌磁石 ９：重量センサー 10、22：容器 11A ：ホール素子部 16：電圧安定化部 17：ホール素子 18：増幅器 19：ヒステリシスバッファー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 攪拌モーターと、前記攪拌モーターの回
    転軸に固定され、共に回転する駆動磁石と、前記駆動磁
    石の磁界により動力の伝達を受けて回転する攪拌磁石と
    で被攪拌物を攪拌する攪拌方法において、 ホールセンサーで前記駆動磁石の磁界を検出し、前記攪
    拌モーターの回転数を感知するステップと、感知された
    前記攪拌モーターの回転数に相応する被攪拌物の重量を
    計算するステップと、前記計算された重量に基づいて前
    記攪拌モーターを運転するステップとで構成されること
    を特徴とする攪拌流体の重量感知方法。
  2. 【請求項２】 前記攪拌モーターの運転ステップは、前
    記計算された被攪拌物の重量が設定基準値より小さいか
    同一であれば、前記攪拌モーターを停止させるステップ
    と、前記計算された被攪拌物の重量が設定基準値より大
    きければ前記計算された被攪拌物の重量に相応する運転
    時間中、前記攪拌モーターを運転した後、前記攪拌モー
    ターを停止するステップとで構成されることを特徴とす
    る請求項１記載の攪拌流体の重量感知方法。
  3. 【請求項３】 前記運転時間は、前記計算された被攪拌
    物の重量に基づいて少なくとも一つ以上設定されている
    ことを特徴とする請求項２記載の重量感知方法。
  4. 【請求項４】 被攪拌物を攪拌するための攪拌モーター
    と、前記攪拌モーターの回転軸に固定されて共に回転す
    る駆動磁石と、前記駆動磁石の磁界により動力の伝達を
    受けて回転する攪拌磁石とを備える攪拌装置において、 前記駆動磁石の磁界を利用して前記攪拌モーターの回転
    数を感知する手段と、前記感知された攪拌モーターの回
    転数に相応する被攪拌物の重量を計算し、計算された前
    記被攪拌物の重量値が設定値より小さいか同一であれば
    前記攪拌モーターを停止させ、設定値より大きければ、
    前記被攪拌物の重量に相応する予め設定された運転時間
    中、前記攪拌モーターを運転するコントロール手段と、
    前記コントロール手段の制御下で、前記攪拌モーターの
    運転／停止を制御する手段と、ユーザーの作動選択を前
    記コントロール手段に入力し、前記コントロール手段に
    よる作動結果を表示する入力／表示手段とで構成された
    ことを特徴とする攪拌流体の重量感知装置。
  5. 【請求項５】 前記回転数感知手段が、 電源電圧を安定化させる電圧安定手段と、前記電圧安定
    手段により安定化された電圧により作動し、前記駆動磁
    石の回転数を検出してそれに相応する周波数のパルス信
    号を出力するホール素子と、前記ホール素子から出力さ
    れるパルス信号を増幅する増幅器と、前記増幅器から増
    幅した信号の波形レベルを整形するヒステリシスバッフ
    ァーと、前記ヒステリシスバッファーの出力によりスイ
    ッチングされるトランジスタとで構成されたことを特徴
    とする請求項４記載の攪拌流体の重量感知装置。
  6. 【請求項６】 前記コントロール手段で設定される前記
    運転時間は、前記計算された被攪拌物の重量に基づいて
    少なくとも一つ以上設定されていることを特徴とする請
    求項４記載の攪拌流体の重量感知装置。
JP7280208A 1994-10-27 1995-10-27 攪拌流体の重量感知方法及び装置 Expired - Lifetime JP2654934B2 (ja)

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