(57)【要約】      （修正有）【課題】精密な温度制御を可能として電力消費を抑制した電気ポットを提供する。【解決手段】電気ポット１は、液体を収容する容器３と、容器３に収容された液体を保温加熱する保温ヒータ４ｂと、保温ヒータ４ｂを制御する保温制御部１０ｂとを有し、保温制御部１０ｂは、保温ヒータ４ｂの制御を、保温ヒータ４ｂに供給する電力を制御する電力制御により行い、保温ヒータ４ｂに供給される電力は、保温制御部１０ｂにより、容器３に収容された液体を所定温度で保温するために必要な最低限の電力へ制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する容器と、前記容器に収容された液体を保温加熱する保温ヒータと、前記保温ヒータを制御する保温制御部とを有し、
前記保温制御部は、前記保温ヒータの制御を、前記保温ヒータに供給する電力を制御する電力制御により行い、
前記保温ヒータに供給される電力は、前記保温制御部により、前記容器に収容された液体を所定温度で保温するために必要な最低限の電力へ制御される電気ポット。
【請求項２】
前記保温制御部による前記電力制御は、電圧のゼロクロス周期を単位として通電／非通電を制御する半波制御により行われる請求項１に記載の電気ポット。
【請求項３】
前記保温ヒータに供給される電力のデューティ比は分数で規定され、分母が制御周期となる半波の数を規定し、分子が制御周期の間に通電する半波の数を規定する請求項２に記載の電気ポット。
【請求項４】
前記容器に収容された液体の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記保温制御部は、前記温度検出手段が検出した液体の温度と、予め設定された保温目標温度との差に基づいて、前記保温ヒータに供給する電力のデューティ比を変更する請求項１から３のいずれか１項に記載の電気ポット。
【請求項５】
前記保温制御部は、前記温度検出手段が検出した液体の温度と、予め設定された保温目標温度との差が所定の閾値を越えた際に、前記保温ヒータに供給する電力のデューティ比を１へ変更する請求項４に記載の電気ポット。
【請求項６】
前記保温制御部は、前記容器に収容された液体の沸騰に要した時間に基づいて、前記保温ヒータの制御を開始する際のデューティ比の初期値を決定する請求項４または５に記載の電気ポット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気ポットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電源が投入されると、一旦沸騰状態まで加熱し、その後所望の保温温度で保温するように構成した電気ポットが知られている。特許文献１に記載の電気ポットは、加熱用と保温用の２つのヒータを備えている。これらヒータを制御する加熱制御手段は、ヒータと直列に接続されたリレー接点と、このリレー接点の制御を行うリレーコイルで構成され、このリレーコイルに電流を流すことにより、リレー接点を閉じるようになっている。すなわち特許文献１に記載の電気ポットでは、ヒータの制御はリレーによるＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３７５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の電気ポットでは保温の際、保温ヒータがヒーター制御素子によるＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。ここで保温ヒータは、満水状態で保温ができ、かつ、水のつぎ足し等による温度低下にも対応できるよう、容量の大きなヒータが用いられる。そのような大容量のヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御して保温を行うと、ＯＮの際に発生する熱量が大きいために微妙な温度コントロールが困難となり、目標温度を超えて加熱する事態が頻発することになる。そうすると、電力を無駄に消費する上に、貯留された湯水（液体）の温度が大きく変動し、好ましくない。
【０００５】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、精密な温度制御を可能として電力消費を抑制した電気ポットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔構成１〕
上記目的を達成するための電気ポットの特徴構成は、液体を収容する容器と、前記容器に収容された液体を保温加熱する保温ヒータと、前記保温ヒータを制御する保温制御部とを有し、
前記保温制御部は、前記保温ヒータの制御を、前記保温ヒータに供給する電力を制御する電力制御により行い、
前記保温ヒータに供給される電力は、保温制御部により、前記容器に収容された液体を所定温度で保温するために必要な最低限の電力へ制御される点にある。
【０００７】
上記の特徴構成によれば、保温制御部は、保温ヒータの制御を、保温ヒータに供給する電力を制御する電力制御により行うから、精密な温度制御が可能となる。そして保温ヒータに供給される電力は、保温制御部により、容器に収容された液体を所定温度で保温するために必要な最低限の電力へ制御されるから、無駄な電力の消費を抑制することができる。すなわち上記の特徴構成によれば、精密な温度制御を可能として電力消費を抑制した電気ポットを提供することができる。
【０００８】
〔構成２〕
本発明に係る電気ポットの別の特徴構成は、前記保温制御部による前記電力制御は、電圧のゼロクロス周期を単位として通電／非通電を制御する半波制御により行われる点にある。
【０００９】
上記の特徴構成によれば、保温制御部による電力制御は、電圧のゼロクロス周期を単位として通電／非通電を制御する半波制御により行われるため、簡易な構成により電力制御を行うことができ好適である。
【００１０】
〔構成３〕
本発明に係る電気ポットの別の特徴構成は、前記保温ヒータに供給される電力のデューティ比は分数で規定され、分母が制御周期となる半波の数を規定し、分子が制御周期の間に通電する半波の数を規定する点にある。
【００１１】
上記の特徴構成によれば、保温ヒータに供給される電力のデューティ比は分数で規定され、分母が制御周期となる半波の数を規定し、分子が制御周期の間に通電する半波の数を規定するため、デューティ比の設定・変更を簡単に行うことができ、簡易な構成により電力制御を行うことができ更に好適である。
【００１２】
〔構成４〕
本発明に係る電気ポットの別の特徴構成は、前記容器に収容された液体の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記保温制御部は、前記温度検出手段が検出した液体の温度と、予め設定された保温目標温度との差に基づいて、前記保温ヒータに供給する電力のデューティ比を変更する点にある。
【００１３】
上記の特徴構成によれば、容器に収容された液体の温度を検出する温度検出手段を有し、保温制御部は、温度検出手段が検出した液体の温度と、予め設定された保温目標温度との差に基づいて、保温ヒータに供給する電力のデューティ比を変更するため、保温ヒータに供給する電力を容器に収容された液体の温度に応じた適切な電力へ調整することができ、消費電力を更に抑制することが可能となる。
【００１４】
〔構成５〕
本発明に係る電気ポットの別の特徴構成は、前記保温制御部は、前記温度検出手段が検出した液体の温度と、予め設定された保温目標温度との差が所定の閾値を越えた際に、前記保温ヒータに供給する電力のデューティ比を１へ変更する点にある。
【００１５】
上記の特徴構成によれば、保温制御部は、温度検出手段が検出した液体の温度と、予め設定された保温目標温度との差が所定の閾値を越えた際に、保温ヒータに供給する電力のデューティ比を１へ変更するため、保温ヒータへ供給される電力を迅速に最大化して、液体の温度が保温目標温度となるよう制御することができる。すなわち上記の特徴構成によれば、迅速で精密な温度制御が可能な電気ポットを実現することができる。
【００１６】
〔構成６〕
本発明に係る電気ポットの別の特徴構成は、前記保温制御部は、前記容器に収容された液体の沸騰に要した時間に基づいて、前記保温ヒータの制御を開始する際のデューティ比の初期値を決定する点にある。
【００１７】
上記の特徴構成によれば、保温制御部は、容器に収容された液体の沸騰に要した時間に基づいて、保温ヒータの制御を開始する際のデューティ比の初期値を決定するため、保温ヒータに供給される電力が容器に収容された液体の量に応じた適切な電力となるので、無駄な電力の消費を抑制することができ好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電気ポットの概要を示す概略図
【図２】電気ポットで行われる半波制御の説明図
【図３】電気ポットで行われる沸騰・保温の処理の概要を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施形態に係る電気ポット１について図面に基づいて説明する。図１に示す電気ポット１は、本体１ａ、蓋体２、容器３、湯沸かしヒータ４ａ、保温ヒータ４ｂ、温度検出手段５、吐出口６、吐出管７、電動ポンプ８、操作表示パネル９および制御部１０を有して構成される。
【００２０】
蓋体２は、本体１ａに開閉自在に取り付けられている。容器３は本体１ａの内部に設けられ、湯水を収容する縦長の容器である。湯沸かしヒータ４ａは、容器３の底面の外側に配置された、容器３に収容された湯水を加熱して沸騰させる電気ヒータである。保温ヒータ４ｂは、容器３の底面の外側に配置され、容器３に収容された湯水を加熱して保温する電気ヒータである。温度検出手段５は、容器３の側面の外側に配置され、容器３に収容された湯水の温度を検出する手段であり、例えばサーミスタである。
【００２１】
前記容器３の底から前記容器３の内部と連通し前記容器３の前側の側壁に沿って立ち上がり前記本体１ａの肩部に形成された吐出口６に至る吐出管７が接続されている。前記吐出管７の下部には、前記容器３内の湯を吐出する吐出手段である電動ポンプ８が設けられている。本体１ａの前側肩部には、操作表示パネル９が設けられている。
【００２２】
制御部１０は、湯沸かしヒータ４ａ、保温ヒータ４ｂ、電動ポンプ８および操作表示パネル９に電力を供給し、またこれらの動作制御を行う。制御部１０は、沸騰制御部１０ａおよび保温制御部１０ｂを有する。沸騰制御部１０ａは、湯沸かしヒータ４ａを制御して、容器３に収容された湯水の沸騰を制御する。保温制御部１０ｂは、保温ヒータ４ｂを制御して、容器３に収容された湯水の保温を制御する。
【００２３】
本実施形態では、保温制御部１０ｂは、保温ヒータ４ｂの制御を、保温ヒータ４ｂに供給する電力を制御する電力制御により行う。以下、図２を参照して、保温制御部１０ｂが行う電力制御について説明する。
【００２４】
保温制御部１０ｂにより保温ヒータ４ｂに供給される電力は、交流に対して、電圧のゼロクロス周期を単位として通電／非通電を制御する半波制御により行われる。図２の（１）に示す、デューティ比Ｄ＝１／９の場合を例にとって説明する。図２の縦軸（図示せず）は電圧を示し、横軸は時間を示す。この場合、交流の１周期の半分（ゼロクロス周期）を単位として、半波ｈ１、ｈ１０、ｈ１９、ｈ２８が通電、他の半波が非通電となっている。つまり、半波９個に１個の割合で通電がなされる。通電の期間について詳しくは、例えば半波１０では、電圧が正から負に変わる時点から、電圧が負から正に変わる時点まで、保温ヒータ４ｂに通電される。例えば保温ヒータ４ｂの出力（全半波で通電した場合の出力）が９０Ｗの場合には、デューティ比Ｄ＝１／９での電力制御により、１０Ｗでの保温加熱が行われることになる。
【００２５】
図２の（２）に示すデューティ比Ｄ＝２／２７の場合には、半波ｈ１、ｈ１４、ｈ２８が通電、他の半波が非通電となっている。つまり、半波２７個に２個の割合で通電がなされる。この場合、デューティ比Ｄ＝２／２７での電力制御により、６．６Ｗでの保温加熱が行われることになる。
【００２６】
図２の（３）に示すデューティ比Ｄ＝１／１８の場合には、半波ｈ１、ｈ１９が通電、他の半波が非通電となっている。つまり、半波１８個に１個の割合で通電がなされる。この場合、デューティ比Ｄ＝１／１８での電力制御により、５Ｗでの保温加熱が行われることになる。
【００２７】
図２の（４）に示すデューティ比Ｄ＝１／２７の場合には、半波ｈ１、ｈ２８が通電、他の半波が非通電となっている。つまり、半波２７個に１個の割合で通電がなされる。この場合、デューティ比Ｄ＝１／２７での電力制御により、３．３Ｗでの保温加熱が行われることになる。
【００２８】
図２の（５）に示すデューティ比Ｄ＝１／１０の場合には、半波ｈ１、ｈ１１、ｈ２１、ｈ３１が通電、他の半波が非通電となっている。つまり、半波１０個に１個の割合で通電がなされる。この場合、デューティ比Ｄ＝１／１０での電力制御により、９Ｗでの保温加熱が行われることになる。
【００２９】
図２の（６）に示すデューティ比Ｄ＝２／９の場合には、半波ｈ１、ｈ５、ｈ１０、ｈ１４、ｈ１９、ｈ２３、ｈ２８、ｈ３２が通電、他の半波が非通電となっている。つまり、半波９個に２個の割合で通電がなされる。この場合、デューティ比Ｄ＝２／９での電力制御により、２０Ｗでの保温加熱が行われることになる。
【００３０】
図２の（７）に示すデューティ比Ｄ＝１の場合には、すべての半波で通電がなされる。この場合、９０Ｗでの保温加熱が行われることになる。
【００３１】
このように本実施形態では、保温ヒータ４ｂに供給される電力のデューティ比Ｄは分数で規定され、分母が制御周期となる半波の数を規定し、分子が制御周期の間に通電する半波の数を規定する。
【００３２】
次に図３を参照して、電気ポット１で行われる沸騰・保温の処理について説明する。
【００３３】
ステップ＃Ｓ１０１では、容器３に水が満たされ、電気ポット１に通電されると、沸騰が開始される。具体的には、沸騰制御部１０ａによる湯沸かしヒータ４ａへの通電と、沸騰時間の計測と、温度検出手段５を用いた湯水の温度検出が開始される。そしてステップ＃Ｓ１０２へ進む。
【００３４】
ステップ＃Ｓ１０２では、温度検出手段５が検出する容器３の水の温度が所定の閾値（例えば、１００℃）を越えると、沸騰を完了する。このとき、沸騰制御部１０ａによる沸騰時間の計測も併せて終了する。そしてステップ＃Ｓ１０３へ進む。
【００３５】
ステップ＃Ｓ１０３では、保温制御部１０ｂは、沸騰制御部１０ａが計測した沸騰時間に基づいて、保温の際のデューティ比Ｄの初期値を決定する。例えば、沸騰時間が２０分以上の場合はデューティ比Ｄの初期値を１／９に決定する。沸騰時間が１５分以上２０分未満の場合はデューティ比Ｄの初期値を２／２７に決定する。沸騰時間が１０分以上１５分未満の場合はデューティ比Ｄの初期値を１／１８に決定する。沸騰時間が１０分未満の場合はデューティ比Ｄの初期値を１／２７に決定する。そしてステップ＃Ｓ１０４に進む。
【００３６】
沸騰時間は、容器に収容された湯水の量に対応する。つまりステップ＃Ｓ１０３では、保温ヒータ４ｂに供給される電力（のデューティ比Ｄ）の初期値が、容器に収容された液体の量に応じた値へと設定される。容器に収容された液体の量が多い場合、沸騰時間は長くなり、設定される電力の大きさ（デューティ比Ｄ）は大きくなる。容器に収容された液体の量が少ない場合、沸騰時間は短くなり、設定される電力の大きさ（デューティ比Ｄ）は小さくなる。
【００３７】
ステップ＃Ｓ１０４では、保温制御部１０ｂが保温の処理を開始する。具体的にはまず、保温制御部１０ｂによる温度検出手段５を用いた湯水の温度検出が開始される。そしてステップ＃Ｓ１０５へ進む。
【００３８】
ステップ＃Ｓ１０５では、保温制御部１０ｂが、温度検出手段５が検出した湯温度Ｔｐと、操作表示パネル９にて設定された保温目標温度Ｔｔとの温度差ΔＴを計算し（ΔＴ＝Ｔｔ−Ｔｐ）、温度差ΔＴが予め設定された閾値である０．５℃よりも大きいか否かを確認する。温度差ΔＴが０．５℃よりも大きい場合（ステップ＃Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、ステップ＃Ｓ１０６へ進む。温度差ΔＴが０．５℃以下の場合（ステップ＃Ｓ１０５：Ｎｏ）、数秒のインターバルをおいて再度ステップ＃Ｓ１０５を行う。
【００３９】
ステップ＃Ｓ１０６では、保温制御部１０ｂが、設定されたデューティ比Ｄでの保温ヒータ４ｂへの通電を開始する。そしてステップ＃Ｓ１０７へ進む。
【００４０】
ステップ＃Ｓ１０７では、保温制御部１０ｂが、温度検出手段５が検出した湯温度Ｔｐと保温目標温度Ｔｔとの温度差ΔＴを計算し、温度差ΔＴが予め設定された閾値である１．５℃よりも大きいか否かを確認する。温度差ΔＴが１．５℃よりも大きい場合（ステップ＃Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、ステップ＃Ｓ１０８へ進む。温度差ΔＴが１．５℃以下の場合（ステップ＃Ｓ１０７：Ｎｏ）、ステップ＃Ｓ１０９へ進む。
【００４１】
ステップ＃Ｓ１０８では、保温制御部１０ｂが、デューティ比Ｄの分子を分母と同じ値に変更する。例えば、デューティ比Ｄ＝１／９の場合、デューティ比Ｄ＝９／９、すなわち１に変更する。そしてステップ＃Ｓ１０６へ戻る。
【００４２】
つまりこのステップ＃Ｓ１０８の処理で、保温制御部１０ｂは、温度検出手段５が検出した液体の温度Ｔｐと、予め設定された保温目標温度Ｔｔとの差が所定の閾値（１．５℃）を越えた際に、保温ヒータに供給する電力のデューティ比を１へ変更する。これにより、保温ヒータ４ｂへ供給される電力が最大となり、容器３の湯水が強く加熱される。
【００４３】
ステップ＃Ｓ１０９では、保温制御部１０ｂが、温度検出手段５が検出した湯温度Ｔｐと保温目標温度Ｔｔとの温度差ΔＴを計算し、温度差ΔＴが予め設定された閾値である１．０℃よりも大きいか否かを確認する。温度差ΔＴが１．０℃よりも大きい場合（ステップ＃Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、ステップ＃Ｓ１１０へ進む。温度差ΔＴが１．０℃以下の場合（ステップ＃Ｓ１０９：Ｎｏ）、ステップ＃Ｓ１１１へ進む。
【００４４】
ステップ＃Ｓ１１０では、保温制御部１０ｂが、デューティ比Ｄの分子に１を加える。例えば、デューティ比Ｄ＝１／９の場合、デューティ比Ｄ＝２／９に変更する。そしてステップ＃Ｓ１０６へ戻る。つまりこのステップ＃Ｓ１１０の処理で、デューティ比Ｄが増加し、保温ヒータ４ｂへ供給される電力が増加する。
【００４５】
ステップ＃Ｓ１１１では、保温制御部１０ｂが、温度検出手段５が検出した湯温度Ｔｐと保温目標温度Ｔｔとの温度差ΔＴを計算し、温度差ΔＴが予め設定された閾値である０．５℃よりも大きいか否かを確認する。温度差ΔＴが０．５℃よりも大きい場合（ステップ＃Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、ステップ＃Ｓ１０６へ戻る。すなわちこの場合、デューティ比Ｄは変更されず、保温が継続する。温度差ΔＴが０．５℃以下の場合（ステップ＃Ｓ１１１：Ｎｏ）、ステップ＃Ｓ１１２へ進む。
【００４６】
ステップ＃Ｓ１１２では、保温制御部１０ｂが、温度検出手段５が検出した湯温度Ｔｐと保温目標温度Ｔｔとの温度差ΔＴを計算し、温度差ΔＴが予め設定された閾値である０℃よりも大きいか否かを確認する。温度差ΔＴが０℃よりも大きい場合（ステップ＃Ｓ１１２：Ｙｅｓ）、ステップ＃Ｓ１１３へ進む。温度差ΔＴが０℃以下の場合（ステップ＃Ｓ１１２：Ｎｏ）、ステップ＃Ｓ１１４へ進む。
【００４７】
ステップ＃Ｓ１１３では、保温制御部１０ｂが、デューティ比Ｄの分母に１を加える。例えば、デューティ比Ｄ＝１／９の場合、デューティ比Ｄ＝１／１０に変更する。そしてステップ＃Ｓ１０６へ戻る。つまりこのステップ＃Ｓ１１０の処理で、デューティ比Ｄが減少し、保温ヒータ４ｂへ供給される電力が減少する。
【００４８】
ステップ＃Ｓ１１４では、保温制御部１０ｂが、デューティ比Ｄを初期値（ステップ＃Ｓ１０３で決定した値）に戻し、保温ヒータ４ｂへの通電を停止する。そしてステップ＃Ｓ１０５へ戻る。
【００４９】
以上のようにして、電気ポット１での沸騰・保温の処理が行われる。つまり本実施形態に係る電気ポット１では、保温制御部１０ｂは、温度検出手段５が検出した液体の温度Ｔｐと、予め設定された保温目標温度Ｔｔとの差に基づいて、保温ヒータ４ｂに供給する電力のデューティ比Ｄを変更する（ステップ＃Ｓ１０８、Ｓ＃１１０およびＳ＃１１３）。
【００５０】
この処理により、保温ヒータ４ｂに供給される電力は、容器に収容された湯水の温度Ｔｐを、保温目標温度Ｔｔへ保つのに適した電力へ制御される。例えば、気温が低く電気ポット１からの放熱量が大きい場合には、湯水の温度Ｔｐが低下してΔＴが大きくなる傾向を示す。そうするとデューティ比Ｄがステップ＃Ｓ１１０の処理により徐々に大きくなり、保温ヒータ４ｂによる加熱量が徐々に増加する。このようにして、保温ヒータ４ｂに供給される電力が、容器に収容された湯水の温度Ｔｐを、保温目標温度Ｔｔへ保つのに適した電力へと調整される。
【００５１】
＜他の実施形態＞
（１）上述の実施形態では、保温制御部１０ｂによる電力制御が、電圧のゼロクロス周期を単位として通電／非通電を制御する半波制御により行われる例を説明した。保温制御部１０ｂによる電力制御としては他の方式も可能であり、例えば交流の１周期の中の部分的な位相区間にて通電を行う、位相制御による電力制御も適用可能である。この場合のデューティ比Ｄは、交流の１周期の中の通電する位相の割合で表される。
【００５２】
（２）上述の実施形態では、ステップ＃Ｓ１０５、＃Ｓ１０７、＃Ｓ１０９、＃Ｓ１１１および＃Ｓ１１２の判定の閾値を具体的な数値で示したが、これらの数値は適宜変更可能である。また、より多くの閾値を設けて細かなデューティ比Ｄの制御を行ったり、閾値を少なくして簡略化したデューティ比Ｄの制御を行うことも可能である。
【００５３】
（３）上述の実施形態では、ステップ＃Ｓ１１０にてデューティ比Ｄの分子に１を加え、ステップ＃Ｓ１１３にてデューティ比Ｄの分母に１を加える例を示した。デューティ比Ｄの変更量は、他の値とすることも可能である。
【００５４】
上述の実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１      ：電気ポット
１ａ    ：本体
２      ：蓋体
３      ：容器
４ａ    ：湯沸しヒータ
４ｂ    ：保温ヒータ
５      ：温度検出手段
６      ：吐出口
７      ：吐出管
８      ：電動ポンプ
９      ：操作表示パネル
１０    ：制御部
１０ａ  ：沸騰制御部
１０ｂ  ：保温制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018064644.tif 000005