(57)【要約】      （修正有）【課題】部品のバラツキに起因するオフセットを消去するための調整作業を行うことなく高い測定精度が得られる液体等の残量測定装置を提供する。【解決手段】噴霧機Ａに適用された残量測定装置Ｂは、タンク設置台４０に設けられており、溶液タンク１０の重さを検出するひずみゲージ４２と、溶液タンクが空状態であるか否かを調整モード／計測モードとして設定入力するためのモード選択スイッチ７１１と、調整モードのときはひずみゲージの検出結果を入力するとともに設定Ｗ０を検出値Ｗに書き換えて更新する一方、計測モードのときはひずみゲージの検出結果を入力するとともに検出値Ｗに基づいて溶液タンクに入れられた噴霧液Ｌの残量Ｖ（Ｖ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ０））の演算を行い、演算結果を測定値として表示器７１２に出力する制御基板６０とを具備している。【選択図】図１
0003207344.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
液体等容器を設置するための設置台に設けられており且つ前記液体等容器の重さを検出する重さセンサと、前記液体等容器が空状態であるか否かを調整モード／計測モードとして設定入力するためのモード入力部と、前記モード入力部が調整モードを示すときは、前記重さセンサの検出結果を入力するとともに設定Ｗ０を当該検出値に書き換えて更新する一方、前記モード入力部が計測モードを示すときは、前記重さセンサの検出結果を入力するとともに当該検出値Ｗに基づいて前記液体等容器に入れられた内容物の残量Ｖ（Ｖ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ０）、Ｋ：比例定数）の演算を行い、当該演算結果を測定値として出力する測定制御部とを具備したことを特徴とする残量測定装置。
【請求項２】
前記重さセンサがひずみゲージであり、前記モード入力部がモード選択スイッチである場合の請求項１記載の残量測定装置において、
前記測定制御部としての制御基板と、前記測定値を表示出力するための表示器とを備え、
前記制御基板には、前記ひずみゲージの出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の後段に接続されたＡ／Ｄコンバータと、前記Ａ／Ｄコンバータ及びモード選択スイッチの各出力信号が入力される一方、前記測定値の表示データを生成して前記表示器に出力するＣＰＵと、設定Ｗ０及びプログラムが記録されており且つ前記ＣＰＵに接続されたメモリとが実装されており、前記ＣＰＵにより処理される前記プログラムは、前記モード選択スイッチの出力信号が調整モードを示すときは、前記Ａ／Ｄコンバータの出力値を入力するとともに前記メモリ上の設定Ｗ０を当該出力値に書き換えて更新する一方、前記モード選択スイッチの出力信号が計測モードを示すときは、前記メモリ上の設定Ｗ０を読み出すとともに前記Ａ／Ｄコンバータの出力値を入力し、これらのデータに基づいて残量Ｖの演算を行うとともに前記表示データに変換して前記表示器に出力する動作を含む内容になっていることを特徴とする残量測定装置。
【請求項３】
液体等容器に入れられた噴霧液を高圧エアーにより噴霧ノズルから噴霧させる噴霧機において、請求項１又は２の残量測定装置を用いて、前記液体等容器内の噴霧液の残量Ｖの測定値の演算等を行い、当該測定値に基づいて前記高圧エアーを生成するためのエアーポンプの駆動制御を行う構成になっていることを特徴とする噴霧機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は重さセンサを用いて液体等容器内の液体等の残量を測定する残量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の残量測定装置の従来例として混合液供給装置の提案がある（特許文献１参照）。同装置は、研磨材原液タンクの総重量を重量測定器により測定し、その測定値から予め記憶されているタンク本体の重量を減算し、これにより研磨材原液の残量を算出する構成になっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７３１９８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例による場合、センサー等の部品のバラツキを原因としてオフセットが発生し、これを消去するための調整作業を出荷前に製品毎に行なうことが必要不可決になる。かかる調整作業は非常に煩わしく、装置全体の低コスト化を図る上で大きな障害になるという問題が指摘されている。もっとも、バラツキの少ない部品を使用すると、調整作業が不要になるとはいえ、部品自体が高価となり、この点で低コスト化を図ることはやはり困難となる。
【０００５】
本考案は上記した背景の下で想作されたものであって、その目的とするところは、オフセットを消去するための調整作業を行うことなく高い測定精度が得られる残量測定装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案に係る残量測定装置は、液体等容器を設置するための設置台に設けられており且つ前記液体等容器の重さを検出する重さセンサと、前記液体等容器が空状態であるか否かを調整モード／計測モードとして設定入力するためのモード入力部と、前記モード入力部が調整モードを示すときは、前記重さセンサの検出結果を入力するとともに設定Ｗ０を当該検出値に書き換えて更新する一方、前記モード入力部が計測モードを示すときは、前記重さセンサの検出結果を入力するとともに当該検出値Ｗに基づいて前記液体等容器に入れられた内容物の残量Ｖ（Ｖ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ０）、Ｋ：比例定数）の演算を行い、当該演算結果を測定値として出力する測定制御部とを具備している。
【０００７】
このような構成の残量測定装置による場合、液体等容器に入れられた内容物の残量がＶ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ０）の式により演算される構成になっていることから、重さセンサのバラツキを原因として発生するオフセットが演算過程で消去され、従来とは異なりオフセットを消去するための煩わしい特別な調整作業が不要になる。しかもこの演算を行うのに必要な設定Ｗ０の値が重さセンサを用いて自動的に取得される構成になっていることから、大きな設計変更を要せず、装置自体の低コスト化を図ることが可能になる。
【０００８】
上記装置において、前記重さセンサがひずみゲージであり、前記モード入力部がモード選択スイッチである場合の具体例としては、前記測定制御部としての制御基板と、前記測定値を表示出力するための表示器とを備えるものがある。前記制御基板には、前記ひずみゲージの出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の後段に接続されたＡ／Ｄコンバータと、前記Ａ／Ｄコンバータ及びモード選択スイッチの各出力信号が入力される一方、前記測定値の表示データを生成して前記表示器に出力するＣＰＵと、設定Ｗ０及びプログラムが記録されており且つ前記ＣＰＵに接続されたメモリとが実装されている。前記ＣＰＵにより処理される前記プログラムは、前記モード選択スイッチの出力信号が調整モードを示すときは、前記Ａ／Ｄコンバータの出力値を入力するとともに前記メモリ上の設定Ｗ０を当該出力値に書き換えて更新する一方、前記モード選択スイッチの出力信号が計測モードを示すときは、前記メモリ上の設定Ｗ０を読み出すとともに前記Ａ／Ｄコンバータの出力値を入力し、これらのデータに基づいて残量Ｖの演算を行うとともに前記表示データに変換して前記表示器に出力する動作を含む内容にすると良い。
【０００９】
このような構成の残量測定装置による場合、回路構成がシンプルであることから、装置自体の一層の低コスト化を図ることが可能になる。
【００１０】
上記残量測定装置の適用例としての噴霧機は、液体等容器に入れられた噴霧液を高圧エアーにより噴霧ノズルから噴霧させる機器であって、前記残量測定装置を用いて、前記液体等容器内の噴霧液の残量Ｖの測定値の演算等を行い、当該測定値に基づいて、前記高圧エアーを生成するエアーポンプの駆動制御を行う構成になっている。
【００１１】
このような構成の噴霧機による場合、上記残量測定装置を用いて、液体等容器に入れられた噴霧液の残量を演算する構成になっているので、ひずみゲージのオフセットを消去するための煩わしい調整作業が不要になる。また、回路自体がシンプルとなることから、機器全体の低コスト化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の残量測定装置の実施形態を説明するための図であってその適用例である噴霧機の全体構成図である。
【図２】同装置の制御基板のＣＰＵにより処理されるプログラムのフローチャートであり、（ａ）はメインプログラム、（ｂ）は割り込みサブルーチンプログラムを示している。
【図３】同装置のひずみゲージの出力特性を示すグラフである。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、本考案の実施の形態を図１〜図３を参照して説明する。ここに例として挙げる噴霧機Ａは、空港・駅・ホールその他の公共施設等にアルコール等の消毒液を間欠的に噴霧して空中散布するのに主として使用される自給式の噴霧装置である。具体的には溶液タンク１０に入れられた噴霧液Ｌを高圧エアーαにより噴霧ノズル２０から噴霧させる機器であって、本体ケース１と、噴霧液Ｌ（クレーム上の内容物に相当）を貯留する溶液タンク１０（クレーム上の液体等容器に相当）と、溶液タンク１０から供給された噴霧液Ｌを高圧エアーαと混合して噴霧させる噴霧ノズル２０と、モータ５０の駆動により噴霧ノズル２０に供給すべき高圧エアーαを生成するエアーポンプ３０と、溶液タンク１０を設置するためのタンク設置台４０（クレーム上の設置台に相当）と、操作スイッチ群７１及び表示器７２が含められた操作パネル７０と、溶液タンク１０内の噴霧液Ｌの残量Ｖの測定値を演算し、当該測定値に基づいてエアーポンプ３０の駆動制御等を行う制御基板６０（クレーム上の測定制御部に相当）等を具備した構成になっている。
【００１４】
なお、図中１１は溶液用配管チューブ、１２はエアー用配管チューブ、１３はスイッチング電源である。これらのチューブの途中に設けられた弁等については図示省略されている。
【００１５】
このような噴霧機Ａにおいて、溶液タンク１０内の噴霧液Ｌの残量Ｖを測定するとともに、その測定値を表示器７２に表示出力させるための装置として残量測定装置Ｂが含められている。
【００１６】
残量測定装置Ｂは、タンク設置台４０のＬ状支持部４１に設けられており且つ溶液タンク１０の重さを電圧として検出するひずみゲージ４２（クレーム上の重さセンサに相当）と、溶液タンク１０が空状態であるか否かを調整モード／計測モードとして設定入力するためのモード選択スイッチ７１１と（クレーム上のモード入力部に相当）と、モード選択スイッチ７１１が調整モードを示すときは、ひずみゲージ４２の検出結果を入力するとともに設定Ｗ０を当該検出値Ｗに書き換えて更新する一方、モード選択スイッチ７１１が計測モードを示すときは、ひずみゲージ４２の検出結果を入力するとともに当該検出値Ｗに基づいて溶液タンク１０に入れられた噴霧液Ｌの残量Ｖ（Ｖ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ０）、Ｋ：比例定数）の演算を行い、当該演算結果を測定値として表示器７２に出力する制御基板６０とを具備している。
【００１７】
なお、モード選択スイッチ７１１については操作パネル７０に含められたスイッチである。表示器７２については残量Ｖの測定値をデジタル形式で表示出力する液晶表示パネルである。これらは本体ケース１のフロントパネルに取り付けられている。
【００１８】
制御基板６０については、ひずみゲージ４２の検出値Ｗに基づいて溶液タンク１０内の噴霧液Ｌの残量Ｖを演算等する機能に加えてモータ５０を定速度で間欠駆動させるとともに、当該残量Ｖの測定値に基づいてモータ５０の１サイクル中の駆動時間を調節して一回当たりの噴霧量を一定にする機能が含められている。本実施形態では、これらの機能を主としてマイクロコンピュータを利用したソフトウエアにより実現している。
【００１９】
制御基板６０には、ひずみゲージ４２の出力信号を増幅する増幅回路６１と、増幅回路６１の後段に接続されたＡ／Ｄコンバータ６２と、Ａ／Ｄコンバータ６２及びモード選択スイッチ７１１の各出力信号が入力される一方、残量Ｖの測定値の表示データを生成して表示器７２に出力するＣＰＵ（Central Processing Unit）６３と、設定Ｗ０を含む各種設定値及びプログラムが記録されており且つＣＰＵ６３のバスライン上に接続されたメモリ６４とが実装されている。
【００２０】
メモリ６４は、ＣＰＵ６３により処理されるプログラム(図２参照)の他、噴出１回当たりの噴霧量を一定にするのに必要な残量Ｖと、１サイクル中のモータ駆動時間との関係がテーブルとして予め用意されたデータテーブル、設定Ｗ０を含めた各種設定値が予め記録されている。なお、メモリ６４のメモリ領域の一部が書き替え可能となっており、設定Ｗ０等のデータについては、更新可能になっている。
【００２１】
操作スイッチ群７１に含まれる噴霧開始スイッチが押されると、図２（ａ）に示されたメインプログラムがＣＰＵ６３により順次的に処理されるようになっている。メインプログラムの内容は下記の通りである。
【００２２】
この場合、モード選択スイッチ７１１の出力信号に変化がないことから、モード選択スイッチ７１１は計測モードを示し、残量測定装置Ｂが計測モードとして動作する。まず、Ａ／Ｄコンバータ６２の出力値をひずみゲージ４２の検出値ＷとしてＣＰＵ６３に入力して取り込む。これに前後してメモリ６４上の設定Ｗ０を読み出し、設定Ｗ０のデータをＣＰＵ６３に入力して取り込む（Ｓ２）。
【００２３】
このようにして取り込まれた検出値Ｗ及び設定Ｗ０の各データに基づいて、残量Ｖ（Ｖ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ０）、Ｋ：比例定数）の演算を行い、当該演算結果に対して絶対値をとり正の表示データに変換して表示器７２に出力する（Ｓ３）。この結果、表示器７２に残量Ｖの測定値が表示出力される。
【００２４】
引き続いて、モータ制御用サブルーチンプログラムが処理され、メモリ６４上のデータテーブルを参照することにより上記残量Ｖに対応する１サイクル中のモータ駆動時間を求め、当該モータ駆動時間の通りにモータ５０を間欠駆動させるに必要なモータ指令値を生成してモータ５０に出力する（Ｓ４）。その後は、ステップ１に戻り、上記処理の繰り返しとなる。このようなループ処理が操作スイッチ群７１に含まれる噴霧停止スイッチが押されるまで連続して行われる。
【００２５】
次に、操作スイッチ群７１に含まれるモード選択スイッチ７１１が押されると、図２（ｂ）に示された割り込みサブルーチンプログラムがＣＰＵ６３により順次的に処理されるようになっている。同プログラムの内容は下記の通りである。
【００２６】
この場合、モード選択スイッチ７１１の出力信号に変化があることから、モード選択スイッチ７１１は調整モードを示し、残量測定装置Ｂが調整モードとして動作する。まず、Ａ／Ｄコンバータ６２の出力値をひずみゲージ４２の検出値ＷとしてＣＰＵ６３に入力して取り込む（Ｓ５）。これをメモリ６４上の設定Ｗ０のアドレスに書き込んで書き換え設定Ｗ０のデータを更新する（Ｓ６）。これで割り込みサブルーチンプログラムが終了となる。
【００２７】
なお、調整モードにおいて検出値Ｗの値に変動が見られるときは、上記処理内容ではなく、検出値Ｗを所定サンプリング周期毎に複数取り込み、これらの平均値を設定Ｗ０とすると良い。
【００２８】
以下、上記のように構成された噴霧機Ａ及び残量測定装置Ｂの使用方法等について説明する。
【００２９】
噴霧機Ａの製品出荷前の調整作業時には、溶液タンク１０を空にした状態で、操作スイッチ群７１に含まれるモード選択スイッチ７１１を押す。すると、噴霧機Ａとともに残量測定装置Ｂが調整モードとして動作し、溶液タンク１０を空にした状態で検出されたひずみゲージ４２の検出値ＷがＣＰＵ６３に取り込まれ、メモリ６４上の設定Ｗ０のデータが当該検出値Ｗに更新される。ひずみゲージ４２の部品のバラツキを原因として発生するオフセットを消去する目的の調整作業についてはこれで終了となる。
【００３０】
噴霧機Ａの製品出荷後の使用時には、溶液タンク１０に噴霧液Ｌを入れた状態で、操作スイッチ群７１に含まれる噴霧開始スイッチを押す。すると、噴霧機Ａとともに残量測定装置Ｂが計測モードとして動作し、ひずみゲージ４２の検出値Ｗ及びメモリ６４上の設定Ｗ０のデータがＣＰＵ６３に取り込まれる。そして、ＣＰＵ６３により残量Ｖ（Ｖ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ０）、Ｋ：比例定数）の演算を行われ、当該演算結果が測定値として表示器７２に出力される。その結果、表示器７２には、溶液タンク１０内の噴霧液Ｌの残量が表示出力される。
【００３１】
と同時に、ＣＰＵ６３によりモータ５０が間欠駆動され、これによりエアーポンプ３０が動作して高圧エアーαが噴霧ノズル２０から出る。これに伴って、溶液タンク１０内の噴霧液Ｌが吸い上げられて噴射ノズル２０内に導かれると、噴霧液Ｌがミスト状になって、高圧エアーαとともに噴霧ノズル２０から噴出される。
【００３２】
また、ＣＰＵ６３によりモータ５０の１サイクル中のモータ駆動時間が上記した通りメモリ６４上のデータテーブルを参照して残量Ｖに応じて制御されることから、噴出１回当たりの噴霧量は溶液タンク１０内の噴霧液Ｌの残量に関係なく一定となる。
【００３３】
このような構成の残量測定装置Ｂによる場合、溶液タンク１０に入れられた噴霧液Ｌの残量がＶ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ０）の式により演算される構成になっていることから、ひずみゲージ４２のバラツキを原因として発生するオフセットが演算により消去される。以下、この点を図３を参照して説明する。
【００３４】
図３はひずみゲージ４２の入出力特性を示している。図中破線で表示されたグラフはプラス側にオフセットがある特性を有するもの、図中一点破線で表示されたグラフはマイナス側にオフセットがある特性を有するもの、図中実線で表示されたグラフはオフセットがない理想的な特性を有するものを各々示している。
【００３５】
メモリ６４上の設定Ｗ０の数値は、溶液タンク１０が空の状態でのひずみゲージ４２の検出値Ｗ（具体的にはＡ／Ｄコンバータ６２の出力値）であることから、これは、溶液タンク１０の自重に対してひずみゲージ４２のオフセットの分が加算された値を示す。噴霧液Ｌの残量は本来的にはＶ＝ＫＷの演算式により求められるところ、本案では、同式で表わされるグラフを設定Ｗ０の分だけ上下方向にシフトしたＫ（Ｗ−Ｗ０）の式を用いて残量Ｖが演算されることから、ひずみゲージ４２の部品のバラツキを原因として現れるオフセットが演算の過程で消去される。これは、残量Ｖの測定値に上記オフセットに伴う測定誤差が含まれないことを意味する。よって、従来とは異なりオフセットを消去するための煩わしい調整作業が不要でありながら、高い測定精度が得られる。
【００３６】
しかもこの演算を行うのに必要な設定Ｗ０の数値がひずみゲージ４２等を用いて自動的に取得される構成になっていることから、大きな設計変更を要せず、装置自体の低コスト化を図ることが可能になる。もっとも、設定Ｗ０の数値を取得するに当たり、溶液タンク１０を空にした状態で、モード選択スイッチ７１１を押すという調整作業が新たに必要になるものの、その作業自体は非常に容易である。
【００３７】
なお、本考案に係る残量測定装置は、噴霧機だけの適用に止まらず自動コーヒーメーカー等にも同様に適用可能である。その適用対象に応じて構成を以下のように設計変更すると良い。例えば、重さセンサについては、液体等容器の重さを検出可能であれば足り、設置台の取り付け箇所や個数につき液体等容器の適用対象に応じて適宜変更すると良い。モード入力部については、液体等容器が空状態であるか否かを直接又は間接に設定入力することが可能である限り、如何なる入力手段を用いても良い。測定制御部については、モータの駆動制御の方式が限定されず、例えば、残量の測定値に基づいてモータの回転速度を調整する形態でも良く、またソフトウェアではなくハードウエア等により同様の機能を実現してもかまわない。
【００３８】
本考案に係る噴霧機は、消毒液を間欠的に噴霧して空中散布する用途に止まらず、高温の外気を緩和するために冷却水等を連続的に散布する用途や家庭用／業務用の室内に使用する用途にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ  噴霧機
１０    溶液タンク  
２０      噴霧ノズル
３０      エアーポンプ
４０      タンク設置台
５０      モータ
６０      制御基板
７０      操作パネル
７１  操作スイッチ群
７２  表示器
Ｂ  残量測定装置
４２  ひずみゲージ
６０  制御基板
６１  増幅回路
６２  Ａ／Ｄコンバータ
６３  ＣＰＵ
６４  メモリ
７１１    モード選択スイッチ
Ｌ  噴霧液
α  高圧エアー
【図１】
0003207344.tif 000003
【図２】
0003207344.tif 000004
【図３】
0003207344.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月7日(2016.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
液体等容器を設置するための設置台に設けられており且つ前記液体等容器の重さを検出する重さセンサと、前記液体等容器が空状態であるか否かを調整モード／計測モードとして設定入力するためのモード入力部と、前記モード入力部が調整モードを示すときは、前記重さセンサの検出結果を入力するとともに設定Ｗ0を当該検出値に書き換えて更新する一方、前記モード入力部が計測モードを示すときは、前記重さセンサの検出結果を入力するとともに当該検出値Ｗに基づいて前記液体等容器に入れられた内容物の残量Ｖ（Ｖ＝Ｋ（Ｗ−Ｗ0）、Ｋ：比例定数）の演算を行い、当該演算結果を測定値として出力する測定制御部とを具備したことを特徴とする残量測定装置。
【請求項２】
前記重さセンサがひずみゲージであり、前記モード入力部がモード選択スイッチである場合の請求項１記載の残量測定装置において、
前記測定制御部としての制御基板と、前記測定値を表示出力するための表示器とを備え、前記制御基板には、前記ひずみゲージの出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の後段に接続されたＡ／Ｄコンバータと、前記Ａ／Ｄコンバータ及びモード選択スイッチの各出力信号が入力される一方、前記測定値の表示データを生成して前記表示器に出力するＣＰＵと、設定Ｗ0及びプログラムが記録されており且つ前記ＣＰＵに接続されたメモリとが実装されており、前記ＣＰＵにより処理される前記プログラムは、前記モード選択スイッチの出力信号が調整モードを示すときは、前記Ａ／Ｄコンバータの出力値を入力するとともに前記メモリ上の設定Ｗ0を当該出力値に書き換えて更新する一方、前記モード選択スイッチの出力信号が計測モードを示すときは、前記メモリ上の設定Ｗ0を読み出すとともに前記Ａ／Ｄコンバータの出力値を入力し、これらのデータに基づいて残量Ｖの演算を行うとともに前記表示データに変換して前記表示器に出力する動作を含む内容になっていることを特徴とする残量測定装置。
【請求項３】
液体等容器に入れられた噴霧液を高圧エアーにより噴霧ノズルから噴霧させる噴霧機において、請求項１又は２の残量測定装置を用いて、前記液体等容器内の噴霧液の残量Ｖの測定値の演算を行い、当該測定値に基づいて前記高圧エアーを生成するためのエアーポンプの回転速度の制御を行う構成になっていることを特徴とする噴霧機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記残量測定装置の適用例としての噴霧機は、液体等容器に入れられた噴霧液を高圧エアーにより噴霧ノズルから噴霧させる機器であって、前記残量測定装置を用いて、前記液体等容器内の噴霧液の残量Ｖの測定値の演算を行い、当該測定値に基づいて、前記高圧エアーを生成するエアーポンプの回転速度の制御を行う構成になっている。