(57)【要約】【課題】簡易かつ正確に容器内の水量を検知すること。【解決手段】液体１ａを収容する容器１と、容器１内の液体１ａを加熱する加熱手段２と、容器１内への循環時もしくは器体外への吐出時に液体１ａが通過する循環路９と、循環路９に液体１ａを流す循環手段５と、循環路９からの液体１ａの流れを切替える切替弁１０と、切替弁１０から器体外部に液体１ａを導く出湯路１１と、切替弁１０と容器１の満水位置１ｂより上の部分とを接続する連通管１２と、連通管１２を液体１ａが流れていることを検知する水流検知手段１３とを設け、循環手段５が動作してから水流検知手段１３が液体１ａの流れを検知するまでの時間を計測することにより容器１内の水量を検知することができる。【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、前記容器内の液体を加熱する加熱手段と、前記容器内への循環時もしくは器体外への吐出時に液体が通過する循環路と、前記循環路に液体を流す循環手段と、前記循環路からの液体の流れを切替える切替弁と、前記切替弁から器体外部に液体を導く出湯路と、前記切替弁と前記容器の満水位置より上の部分とを接続する連通管と、前記循環路もしくは前記連通管を液体が流れていることを検知する水流検知手段とを備え、前記循環手段が動作してから前記水流検知手段が液体の流れを検知するまでの時間を計測することにより前記容器内の水量を検知する構成とした電気湯沸かし器。
【請求項２】
水流検知手段は、連通管を挟むように対向して設けられた発光素子と受光素子とで構成された請求項１記載の電気湯沸かし器。
【請求項３】
水流検知手段は、連通管を挟むように対向して設けられた発光素子と受光素子と前記連通管内部に設けられた回転羽根によって構成された請求項１記載の電気湯沸かし器。
【請求項４】
水流検知手段は、発光素子の光が、液体により受光素子に届き検知を始める、あるいは、回転羽根により遮断されたと検知を始めて所定時間継続してから液体が流れていると判定する構成とした請求項２、３のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【請求項５】
水流検知手段は、連通管と容器の接続部に設けられた磁力を持つ材料で構成された開閉蓋と、前記開閉蓋の開閉を電磁的に検知する電磁スイッチによって構成され、水流があるときには、前記開閉蓋が開き、水流が無いときには前記開閉蓋が閉じていることを前記電磁スイッチにて検知する構成とした請求項１に記載の電気湯沸かし器。
【請求項６】
水流検知手段は、連通管に配置された磁力を持つ材料で構成された水流ボールと、前記水流ボールの可動を電磁的に検知する電磁スイッチによって構成され、水流があるときは、前記水流ボールが前記連通管内で動いたことを前記電磁スイッチによって検知する構成とした請求項１記載の電気湯沸かし器。
【請求項７】
表示手段を有し、水流検知手段において、発光素子の光が液体により受光素子に届かずに安定して検知しない、あるいは、回転羽根により間欠に遮断されることを安定して検知しないときは、水流検知できない旨の表示を前記表示手段にて表示する構成とした請求項２〜４のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【請求項８】
出湯動作終了から所定時間経過後に水量検知を行う構成とした請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【請求項９】
容器内の液体の温度を検知する温度検知手段を有し、前記温度検知手段にて所定温度の温度低下を検知したときに水量検知を行う構成とした請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【請求項１０】
循環手段は、モーターとポンプにて構成され、水量検知を行う前に前記モーターを所定時間通常の逆回転させる構成とした請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【請求項１１】
循環手段は、モーターとポンプにて構成され、水量検知を行う前に所定時間前記モーターを駆動させる構成とした請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【請求項１２】
循環手段は、モーターとポンプにて構成され、器体外へ吐出するときに前記モーターを駆動する電圧より、水量検知を行う際に前記モーターを駆動する電圧を低くする構成とした請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【請求項１３】
循環手段にかかる電圧を検知する電圧検知手段を有し、水量検知を行う際に前記循環手段にかかる電圧を測定し、その値から、水量検知の結果を補正する構成とした請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気湯沸かし器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気湯沸かし器においては、モーターの電流を検知することにより容器内の液体の残水量を検知する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は特許文献１に記載された従来の電気湯沸かし器を示すものである。
図１２において、温度検知手段２２は、容器２１の温度を測定する。加熱手段２３は容器２１内の液体を加熱し保温する。出湯ポンプ２４は、容器内の液体を容器２１外もしくは容器２１内へ吐出させる。この出湯ポンプ２４は、モーター２５へ通電することにより駆動される。出湯切り換え手段２６、浄水器２７がある。制御手段２９は、マイクロコンピュータを利用し、第２の電源３０により動作する。電流検知手段３１は、モーター２５の電流を検知する。具体的にはモーター２５の電流路に直列に１０Ω程度の抵抗を挿入し、この抵抗の両端の電圧を測定することによりモーター２５の電流の測定を実現している。
【０００４】
上記の構成において、出湯を続けている間は出湯ポンプ２４の負荷によりモーター２５には約１５０ｍＡの電流が流れており電流検知手段３１の出力の電圧は、１５０ｍＡ×１０Ω＝１．５Ｖとなる。その後、続けて出湯を行い容器２１内の液体の残水量が殆ど無くなると、出湯ポンプ２４が空転しモーター２５には無負荷電流の５０ｍＡが流れる。このとき電流検知手段３１の出力の電圧は、５０ｍＡ×１０Ω＝０．５Ｖとなる、負荷があるときの電圧と比較するために、残水量検知手段３２による判断の閾値Ｖ０＝１．０Ｖとし、この閾値を下回った時点で容器２１内の水が無くなったと判断して加熱手段２３による保温もしくは加熱の動作を停止する構成となっている。
【特許文献１】特許第３２８２４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、モーターにかかる負荷の測定により容器内の液体の残水量の検知を行うため容器内の液体の有無しか検知できない構成となっていた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、容器内の液体の量を簡易かつ正確に検知することができる電気湯沸かし器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気湯沸かし器は、循環路もしくは連通管の液体の通過、つまり液体が流れていることを液体の有無により検知する水流検知手段を設け、モーター（循環手段）が駆動してから水流検知手段にて液体の到達もしくは通過を検知するまでの時間を計測する構成としたものである。
【０００８】
これによって、計測した時間により、容易に容器内の液体の量を正確に検知することとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電気湯沸かし器は、前記従来の課題を解決するもので、容器内の液体の量を簡易かつ正確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、液体を収容する容器と、前記容器内の液体を加熱する加熱手段と、前記容器内への循環時もしくは器体外への吐出時に液体が通過する循環路と、前記循環路に液体を流す循環手段と、前記循環路からの液体の流れを切替える切替弁と、前記切替弁から器体外部に液体を導く出湯路と、前記切替弁と前記容器の満水位置より上の部分とを接続する連通管と、前記循環路もしくは前記連通管を液体が流れていることを検知する水流検知手段とを備え、前記循環手段が動作してから前記水流検知手段が液体の流れを検知するまでの時間を計測することにより前記容器内の水量を検知する構成としたことにより計測した時間により、容易に容器内の液体の量を正確に検知することとなり、容器内の液体の量を簡易かつ正確に検知することができる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明の水流検知手段は、連通管を挟むように対向して設けられた発光素子と受光素子とで構成することにより、連通管内の液体の有無で受光素子が発光素子の光を受光する受光量が変化するので、１対の素子を追加するだけの簡易な構成で容器内の液体の水量を検知することができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１の発明の水流検知手段は、連通管を挟むように対向して設けられた発光素子と受光素子と連通管内部に設けられた回転羽根によって構成することにより、連通管内の水流有りで回転する回転羽根の羽根の位置により受光素子が発光素子の光を受光する受光量が変化し、より正確に水流を検知して容器内の液体の水量を検知することができる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第２または第３の発明の水流検知手段は、発光素子の光が、液体により受光素子に届き検知を始める、あるいは、回転羽根により遮断されたと検知を始めて、所定時間継続してから液体が流れていると判定する構成としたことにより、循環手段であるモーターの駆動開始時の液体の流れの不安定さを排除し、より容器内の液体の水量を正確に検知することができる。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１の発明の水流検知手段は、連通管と容器の接続部に設けられた磁力を持つ材料で構成された開閉蓋と、前記開閉蓋の開閉を電磁的に検知する電磁スイッチによって構成され、水流があるときには、前記開閉蓋が開き、水流が無いときには前記開閉蓋が閉じていることを前期電磁スイッチにて検知する構成としたことにより水流の有無を電磁的に検知するので、光学的に検知する場合に必要な連通管の透明度を配慮する必要が無くなり、より簡易な構成で容器内の水量を検知することが可能となる。
【００１５】
第６の発明は、特に、第１の発明の水流検知手段は、連通管に配置された磁力を持つ材料で構成された水流ボールと、前記水流ボールの可動を電磁的に検知する電磁スイッチによって構成され、水流があるときには、前記水流ボールが前記連通管内で動いたことを前記電磁スイッチによって検知する構成としたことにより、水流の有無を電磁的に検知するので、光学的に検知する場合に必要な連通管の透明度を配慮する必要が無くなり、更に簡易な構成で容器内の水量を検知することが可能となる。
【００１６】
第７の発明は、表示手段を有し、特に、第２〜４のいずれか１つの発明の水流検知手段において、発光素子の光が液体により受光素子に届かずに安定して検知しない、あるいは、回転羽根により間欠に遮断されることを安定して検知しないときは、水流検知できない旨の表示を前記表示手段にて表示する構成としたことにより、使用者に機器に不具合があることを知らせ、容器及び循環手段や循環路の洗浄を促すことが可能となる。
【００１７】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明の出湯動作終了から所定時間経過後に水量検知を行う構成としたことにより、出湯によって水量が減った後すぐに水量を測定し、常に容器内の液体の量を把握することが可能となる。
【００１８】
第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの発明の温度検知手段にて温度低下を検知したときに水量検知を行う構成としたことにより、容器内に容器内液体より低い温度の液体が追加された後もすぐに水量を検知し、常に容器内の液体の量を把握することが可能となる。
【００１９】
第１０の発明は、特に、第１〜９のいずれか１つの発明の循環手段は、モーターとポンプにて構成され、水量検知を行う前に前記モーターを所定時間通常の逆回転させる構成としたことにより、循環路と容器間でポンプを介して液体を往復させて湯沸かし等でポンプ内に溜まった気泡を取り除き、モーター及びポンプの駆動が安定し容器内の液体の水量の検知をより正確に行うことが可能となる。
【００２０】
第１１の発明は、特に、第１〜９のいずれか１つの発明の循環手段は、モーターとポンプにて構成され、水量検知を行う前に所定時間前記モーターを駆動させる構成としたことにより、循環路と容器間でポンプを介して液体を流して湯沸かし等でポンプ内に溜まった気泡を取り除き、モーター及びポンプの駆動が安定し容器内の液体の水量の検知をより正確に行うことが可能となる。
【００２１】
第１２の発明は、特に、第１〜１１のいずれか１つの発明の循環手段は、モーターとポンプにて構成され、器体外へ吐出するときに前記モーターを駆動する電圧より、水量検知を行う際に前記モーターを駆動する電圧を低くする構成としたことにより、モーターを駆動してから水流検知手段が液体の流れを検知するまでの時間が、水量の差に応じて差が大きくなり、より精度良く容器内の液体の水量を検知することができる。
【００２２】
第１３の発明は、循環手段にかかる電圧を検知する電圧検知手段を有し、特に、第１〜１２のいずれか１つの発明の水量検知を行う際に循環手段にかかる電圧を測定し、その値から、水量検知の結果を補正する構成としたことにより、例えば、循環手段にかかる電圧が標準より高い場合には、通常よりもその差に応じて流水速度が上がり水量検知までの測定時間が短くなり水量を実際より多く検知すると考えられ、その分を差し引いて水量検知結果を補正することにより、より精度よく容器内の液体の水量を検知することができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における電気湯沸かし器の構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１において、容器１は液体１ａを収容する円筒形の容器である。加熱手段２は容器１に当接した、液体１ａの加熱もしくは保温を行うためであり、通常は加熱用と保温用の２つ以上のヒータで構成される。加熱制御手段７は、加熱手段２への通電を制御することにより、加熱手段２のオンオフ制御を行うものであり、一般的には、リレーやトライアック等で構成される。
【００２６】
温度検知手段３は容器１に当接され、サーミスタ等で構成される。温度検知手段３で検知した温度は、制御手段６に伝えられ、その温度が例えば約９０℃より低い場合には、制御手段６から加熱制御手段７に命令を出し加熱用の加熱ヒータを制御し液体１ａの加熱を行い、温度検知手段３にて検知する温度勾配がほぼ横這いになると、容器１内の液体１ａが沸騰したと見なし、加熱ヒータ（加熱手段２）による加熱を終了し、制御手段６からの命令により加熱制御手段７にて保温ヒータ（加熱手段２）による保温制御を開始する。そして液体１ａの温度が例えば約９８℃で安定するように保温制御を行う。
【００２７】
容器１内の液体１ａの器体外への吐出の経路は、まず、容器１の下部に取り付けられた循環手段５の駆動により循環路９を通過する。その後切替弁１０を通るが、この切替弁１０の先は２つの経路に分岐しており、吐出の場合には、切替弁１０の動作により出湯路１１へと導かれ、液体１ａが器体外へ吐出される。また循環の経路については、切替弁１０に至るまでは吐出時と同様の経路を辿り、切替弁１０にて循環側に切替えられ、容器１へとつながる連通管１２を液体１ａが通過する。そして、連通管１２と接続された満水位置１ｂより上の部分より容器１に液体１ａが戻る構成となっている。通常、容器１に液体１ａが注がれている場合は、容器１内の液体１ａの水位と同じ高さまで、循環路９にも液体１ａが満たされている構成となる。つまり、循環路９内の液体１ａの水位は容器１内の液体１ａの水量に比例している。
【００２８】
切替弁１０は具体的には電磁的に作動する弁と、その弁を作動させるためのコイル等々で構成されている。
【００２９】
吐出制御手段４はスイッチ等々で構成され、吐出制御手段４をオンさせることによって循環手段５を駆動し、前述した経路を辿り容器１内の液体１ａを外部へ吐出する。循環手段５は具体的にはポンプ５ａと、このポンプ５ａを駆動するモーター５ｂにて構成されている。
【００３０】
水流検知手段１３は、容器１内の水量を検知する際の循環動作を行う際に、連通管１２内を液体１ａが通過することを検知するものである。液体１ａの通過を検知するものであるため、常に液体１ａが連通管１２内に留まる構成では水流検知が成り立たないため、容器１側の連通管１２との接続部分は容器１の満水位置１ｂより上方であることが不可欠となる。
【００３１】
浄水フィルター１５は活性炭等の触媒を内部に備え、容器１の、連通管１２との接続部分近傍に取り付けられており、循環動作を行うと、連通管１２を通過した液体１ａが浄水フィルター１５を通り容器１内に戻る構成となっており、容器１内の液体１ａの湯沸かし時等に循環動作を行うことにより、液体１ａの浄化を行うことができる。
【００３２】
表示手段８は温度検知手段３にて検知した容器１内の温度や、加熱制御手段７による加熱の状態や加熱保温の設定状態を表示する、ＬＣＤやＬＥＤ等で構成される。
【００３３】
図２は本実施の形態の電気湯沸かし器の回路図である。
【００３４】
図２において、交流電源１６が供給される。加熱手段２は、容器１内の液体１ａを加熱する第一の発熱体２ａと、第一の発熱体２ａよりも発熱量が少なく容器１内の液体１ａを加熱保温する第二の発熱体２ｂで構成され、加熱制御手段７は、加熱手段２と直列に接続されたリレー接点７ａ、７ｂと、このリレー接点７ａ、７ｂの制御を行うリレーコイル７ｃ、７ｄで構成され、このリレーコイル７ｃ、７ｄに電流を流すことにより、前記リレー接点７ａ、７ｂを閉じるようになっている。温度検知手段３は、温度を抵抗値に変換するサーミスタ３ａと分圧用抵抗３ｂとで分圧値を作る。ここで、容器１内の液体１ａが対流する際や液体１ａが沸騰前に発生しやすい気泡の破裂などによるサーミスタ３ａの検知の揺らぎや、電気的外来ノイズを吸収するために、充放電用の抵抗３ｄと電解コンデンサ３ｅを備え、これらのポートの出力を、後述する制御手段６をなすマイクロコンピュータ６ａ（以後、マイコンと略す）にて温度を検出するタイミングに応じて変化させ、検知温度の変化を安定して精度良く検出することができる。こうして電気的外来ノイズやサーミスタ３ａの検知の揺らぎを極力除去した分圧値をＡＤ変換器３ｃにて２進符号に変換する。ＡＤ変換器３ｃは約１０〜１３０℃の範囲を単位温度幅（本実施の形態では約０．５℃）の温度刻みにし、温度を２進符号にて出力する。そして、この２進符号が１ビット変化するのに要する時間を検知して、例えば、ある所定時間以上要していれば、容器１内の液体１ａが沸騰状態になったため温度の上昇がほぼ横這いになったとして、加熱制御手段７にて加熱制御から保温制御に切り替えたり、また、例えば変化に要する時間がある所定時間以内であるのを連続的に検知した場合には、容器１内の液体１ａの量が不足しているために温度が急激に上昇していると判断し、加熱制御手段７にて加熱を停止したりする。循環手段５は回路図ではモーター５ｂで構成され、吐出制御手段４は回路図ではスイッチ４ａと、後述するマイコン６ａによってオンオフ制御される第一のトランジスタ４ｂおよび第二のトランジスタ４ｃと、第一のトランジスタ４ｂに直列に接続された抵抗４ｄと、第二のトランジスタ４ｃに直列に接続された抵抗４ｅと、マイコン６ａの出力を決定するロック解除スイッチ４ｆによって構成される。また、切替弁１０は回路図では、第三のトランジスタ１０ａとコイル１０ｂで構成されており、通常はこの第三のトランジスタ１０ａはオフしており、そのためコイル１０ｂにも電流が流れない構成となり、この時、切替弁１０は液体１ａが連通管１２側に流れるようになっており、もし第三のトランジスタ１０ａがオン状態でコイル１０ｂに電流が流れている時には、電磁的に作動する弁がコイルの磁気によって動作し出湯路１１側へ接続する構成となっている。ロック解除スイッチ４ｆがオンされると、マイコン６ａは先ずその時のスイッチ４ａの状態を、このスイッチ４ａに接続されているマイコン６ａのポートの電位によって判断する。この電位が”Ｈ”となっていたらスイッチ４ａがオンされている状態なので、第一のトランジスタ４ｂおよび第三のトランジスタ１０ａをオンさせると即吐出が行われるため危険であり、このロック解除スイッチ４ｆの入力を無効にする。この電位が”Ｌ”の場合は、スイッチ４ａがオフ状態であり第一のトランジスタ４ｂおよび第三のトランジスタをオンさせても即吐出にはならないので、マイコン６ａの出力を”Ｌ”から”Ｈ”に変え、第一のトランジスタ４ｂおよび第三のトランジスタ１０ａをオン状態にする（この状態を以下、ロック解除状態という）。この時、切替弁１０は第三のトランジスタのオンにより出湯路１１側に接続されている。このロック解除状態でスイッチ４ａがオンされると、モーター５ｂに抵抗４ｄとの分圧の電圧がかかり、スイッチ４ａがオンされている間モーター５ｂに電流が流れ、容器１内の液体１ａが吐出される。また、吐出終了後もロック解除状態が継続されるのを防ぐために、ロック解除状態でスイッチ４ａの電位が”Ｌ”状態であるのを第一の所定時間（本実施の形態では１０秒とする）継続した場合には、マイコン６ａの出力を”Ｌ”にし第一のトランジスタ４ｂおよび第三のトランジスタ１０ａをオフさせロック解除状態を解く（ロック状態）。
【００３５】
また、循環動作については、前述した温度検知手段３の検知温度に応じて液体１ａの加熱を行う際に、第三のトランジスタ１０ａがオフしている状態で、第二のトランジスタ４ｃをオンさせる。すると、モーター５ｂに抵抗４ｅとの分圧の電圧がかかり、モーター５ｂに電流が流れ、容器１内の液体１ａが循環路９を辿り、切替弁１０および連通管１２を通過して浄水フィルター１５を通って容器１内に戻る。この動作を液体１ａが沸騰する直前まで行い、液体１ａの浄化を行う。この循環動作中に、もし、ロック解除スイッチ４ｆがオンされると、まず、第二のトランジスタ４ｃをオフさせる。
【００３６】
そして出湯動作時と同じように、マイコン６ａは先ずその時のスイッチ４ａの状態を入力し、このスイッチ４ａに接続されているマイコン６ａのポートの電位によって判断する。この電位が”Ｈ”となっていたらスイッチ４ａがオンされている状態なので、第一のトランジスタ４ｂ及び第三のトランジスタ１０ａをオンさせると即吐出が行われるため危険であり、このロック解除スイッチ４ｆの入力を無効にする。そして循環動作に戻るため、第二のトランジスタ４ｃをオンさせる。一方、スイッチ４ａに接続されているマイコン６ａのポートの電位が”Ｌ”の場合は、スイッチ４ａがオフ状態であり第一のトランジスタ４ｂおよび第三のトランジスタ１０ａをオンさせても即吐出にはならないので、マイコン６ａの出力を”Ｌ”（本実施の形態ではオープン）から”Ｈ”に変え、第一のトランジスタ４ｂおよび第三のトランジスタ１０ａをオン状態にすることにより、循環動作を停止してロック解除状態にする。
【００３７】
表示手段８は回路図ではＬＣＤ８ａとＬＥＤ８ｂ、ＬＥＤ８ｃ、ＬＥＤ８ｄとＬＥＤ８ｂに直列に接続された抵抗８ｅ、ＬＥＤ８ｃに直列に接続された抵抗８ｆ、ＬＥＤ８ｄに直列に接続された抵抗８ｇによって構成され、ＬＣＤ８ａでは、常時、温度検知手段３にて検知された温度をマイコン６ａの制御により５℃刻みのデジタル表示で表示する。
【００３８】
またＬＥＤについては、加熱手段２にて加熱動作をしているときは、抵抗８ｅに接続されたマイコン６ａのポートを“Ｌ”にすることにより、ＬＥＤ８ｂを点灯させて加熱動作中であることを表示する。そして加熱手段２にて加熱中に温度検知手段３にて温度の上昇がほぼ横這いになったとことを検知し、加熱手段２の動作が加熱から保温に切り替わると抵抗８ｅへのマイコン６ａの出力を“Ｈ”（オープン）に切り替え、ＬＥＤ８ｂを消灯させると同時に、逆に抵抗８ｆへの出力を“Ｈ”から“Ｌ”に切り替え、ＬＥＤ８ｃを点灯させて保温状態であることを表示する。またＬＥＤ８ｄについては、前述したロック解除状態のとき、抵抗８ｇにつながるマイコン６ａの出力を“Ｌ”に切り替えて、ＬＥＤ８ｄを点灯させて出湯可能状態であることを表示する。
【００３９】
水流検知手段１３は回路図では発光素子１３ａと受光素子１３ｂと抵抗１３ｃ及び抵抗１３ｄで構成されている。容器１内の液体の水量検知を行う時は先ず、発光素子１３ａに接続されたマイコン６ａのポートの出力を“Ｈ”にし、発光素子１３ａに電流を流し、発光素子１３ａをオン状態にさせる。この時、発光素子１３ａによって発せられた光は連通管１２内の光の屈折により、受光素子１３ｂまでは届かず、受光素子１３ｂはオフ状態であり、この受光素子１３ｂと接続されているマイコン６ａの入力は“Ｈ”となる。この状態でマイコン６ａの出力によりモーター５ｂを駆動させると、循環路９内の液体が上方へ持ち上がり、やがて連通管１２内を通過する。連通管１２内を通過すると、連通管１２内の光の屈折が変化し、発光素子１３ａからの光が受光素子１３ｂに届き、受光素子１３ｂがオン状態となりマイコン６ａにて受光素子１３ｂと接続している入力が“Ｌ”に変化する。この一連の動作の中で、マイコン６ａはモーター５ｂを駆動してから受光素子１３ｂからの入力が“Ｌ”に変化するまでの時間を計測している。
【００４０】
図３は本実施の形態におけるマイコン６ａに記憶されたプログラムの水量検知の動作の部分のフローチャートを示したもので、これにより一連の水量検知の動作を説明する。
【００４１】
ステップｓ１では出湯もしくは循環動作が終了してから、第二の所定時間（本実施例では５秒）経過しているかどうかを判断する。これは、もし、出湯もしくは循環動作が終了して間もない時であると、循環路９内の水位が安定しないためで正確に検知を行えない可能性があるためである。
【００４２】
次に、発光素子１３ａをオンさせるために発光素子１３ａに接続されたポートの出力を“Ｌ”から“Ｈ”に切替える（ステップｓ２）。その後、第二のトランジスタ４ｃへの出力を“Ｌ”から“Ｈ”に切替えてモーター５ｂを駆動させるとともに（ステップｓ３）、時間の計測を開始する（ステップｓ４）。その後、常に受光素子１３ｂに接続されたポートの入力の状態を検知し続け（ステップｓ５）、その入力が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替ると時間の計測を停止し（ステップｓ６）、第二のトランジスタ４ｃおよび発光素子１３ａをオフさせる（ステップｓ７）。
【００４３】
ここで計測した時間をもとに、図４で示すマイコン６ａに記憶されている計測した時間と水量の関係のグラフから容器１内の液体１ａの水量を求める。この計測した時間が容器１内の液体１ａの水量に比例するのは、循環路９内の液体１ａの水位が容器１内の液体の水量に比例し、循環路９から水流検知手段１３の位置に到達するまでの時間が循環路９の液体１ａの水位によって変わるからである。
【００４４】
ここで求められた水量は様々な動作で使用することができ、例えば、湯沸かし動作を行う場合は、もし水量がある所定の量以下であると判断すると、容器１内の液体１ａが空になり、加熱を続けると容器１の破損につながる可能性があり加熱手段２の動作を停止することができる。また、水量に応じて湯沸かし時間のリミッタを設け、加熱手段２の動作時間がそのリミッタに達すると加熱動作を停止することにより、容器１内の液体１ａの沸騰状態が継続することを防ぐこともできる。また、液体１ａを浄化するための循環動作についても、容器１内の液体１ａの量に応じて循環動作時間を変えることにより、少ない量の場合は短い時間とし、循環動作にかかる電力を最適化し無駄な電力の消費を防ぐことも可能である。
【００４５】
以上の動作により、水流検知手段１３を設けることにより、容器１内の液体１ａの水量を簡易かつ正確に求めることが可能となる。
【００４６】
ここで、本実施例では第二の所定時間を５秒としたが、これは５秒に限るものでは無く、循環路９内の水位が安定するのに充分な時間であれば問題ないことは言うまでもない。
【００４７】
水流検知手段１３は連通管１２に設ける構成としたが、循環路９の上部に設けても同様の効果が得られるが、安定して測定するためには、液体１ａが水流検知手段１３に到達するまでの時間が長い方が望ましく、その意味では、連通管１２に設ける方が良いのは言うまでもない。
【００４８】
また、水流検知手段１３は水量を検知する際のみ動作させる構成としたが、それ以外の時にも定期的に動作させ、満水位置１ｂより上まで容器１内の液体１ａが注がれていないかどうかを検出することも可能である。もし満水位置１ｂより上まで液体１ａが注がれている状態で容器１内の液体１ａを加熱すると容器１内の内圧が高くなり、切替弁１０の動作が正常に働かなくなる可能性もあり、それを防ぐことができる。
【００４９】
また、モーター５ｂに印加される電圧を検知する電圧検知手段５ｃ（図示せず）を設けることにより、水流検知の際に印加される電圧を測定し、その測定した電圧を元に補正を行うことも可能である。例えば、測定した電圧が標準より高ければ、同じ水量でも計測時間が短くなる傾向となり、計測時間から図４をもとに求めた水量より多くなるので、電圧が高い割合から水量を多めになることより差し引いて補正することにより、さらに正確に実際の水量を求められるようになる。
【００５０】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について図１、２、５を参照しながら説明する。なお、実施の形態１で説明したものと同一構成部材には同一符号を用い、その説明を省略する。
【００５１】
図５は受光素子１３ｂの検知出力を示したグラフであり、これらにより、水量検知動作について説明する。
【００５２】
水量検知を開始してモーター５ｂが駆動を開始すると、液体１ａは切替弁１０を通過し連通管１２にたどり着く。このときすでに発光素子１３ａはオン状態で発光を継続して行っている。そして液体１ａが連通管１２を通過すると、連通管内部に備え付けられた回転羽根１３ｃが回り、発光素子１３ａによって発せられた光は回転羽根１３ｃ（図示せず）の羽根の位置によっては受光素子１３ｂへ届いたり阻止されたりを繰り返し行うことになる。具体的に受光素子１３ｂの検知入力は届くと“Ｈ”レベル、阻止されると“Ｌ”レベルを繰り返し図５のようなパルス状になる。このパルス状に検出していることをマイコン６ａにて検知し、所定回数（本実施例では８回とする）以上このパルスを検知すると、液体１ａが連通管１２を通過していると判断し、モーター５ｂの駆動開始からの時間の計測を停止する。そしてこの計測した時間から容器１内の液体１ａの水量を検知する。
【００５３】
ここで、パルスを所定回数以上検知してから液体１ａが連通管１２を通過していると判断するのは、モーター５ｂ駆動開始時の液体１ａの流れの不安定さを排除するためである。またパルス検出の周期が一定でない場合には、ポンプ５ａの回転不良等の不具合が発生していると判断し、表示手段８にてその旨を表示する構成となっている。
【００５４】
以上、回転羽根１３ｃを追加するとともに、パルスの発生が安定してから液体１ａが連通管１２を通過していると判断することにより、モーター５ｂの駆動開始時の液体１ａの流れの不安定さを排除し、より正確に容器１内の液体１ａの水量を検知することができる。更には、パルス発生の周期を検知し、ポンプ５ａの回転不良等の不具合を検出し使用者に知らせることも可能となる。
【００５５】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態について図４、６、７、８を参照しながら説明する。なお、実施の形態１及び２で説明したものと同一構成部材には同一符号を用い、その説明を省略する。
【００５６】
図６は水流検知手段の構成を示す図であり、水流ボール１３ｆは連通管１２内に備えられ、磁力を持つ材料で構成されている。水流がない時には、連通管１２の切替弁１０側に水流ボール１３ｆが位置し、連通管１２内に液体１ａの流れがあるときには水流ボール１３ｆが動き、連通管１２の容器側に移動する。この構成となるためには、連通管１２の切替弁１０との接続側が、容器１との接続側より、低い位置に構成されることが必要である。また、さらには、連通管１２と切替弁１０の間や、容器１との間には、水流ボール１３ａの可動を停止させるための仕切り１４が必要であるが、その仕切り１４は液体１ａの流れを阻止せず、且つ、水流ボール１３ａの可動を止めるのに十分なものであればよく、網目状や格子状の仕切りとするのが一般的であり、単体で設ける必要はなく切替弁１０や容器１もしくは連通管１２と一体に構成することがより望ましい。
【００５７】
電磁スイッチ１３ｇはその水流ボール１３ｆの可動を検知し、周囲に磁力があるときにはスイッチがオンする構成である。これは、連通管１２の容器１との接続部分近傍に配置され、連通管１２内に液体１ａの流れがないときは電磁スイッチ１３ｇはオフし、流れがあるときはオンする構成となっている。
【００５８】
図７は本実施の形態の電気湯沸かし器の回路図である。
【００５９】
図７において、電磁スイッチ１３ｇが水流ボール１３ｆの可動を検知し、連通管１２内に水流がない場合はオフ状態を継続し、水流がある間はオンし続ける構成となっている。
【００６０】
図８は本実施例の形態におけるマイコン６ａに記憶されたプログラムの水量検知の動作の部分のフローチャートを示したもので、これにより一連の水量検知の動作を説明する。
【００６１】
ステップｓ１では出湯もしくは循環動作が終了してから、第二の所定時間（本実施例では５秒）経過しているかどうかを判断する。これは、もし、出湯もしくは循環動作が終了して間もない時であると、循環路９内の水位が安定しないためで正確に検知を行えない可能性があるからである。
【００６２】
次に、第二のトランジスタ４ｃへの出力を“Ｌ”から“Ｈ”に切替えてモーターを駆動させるとともに（ステップｓ２）、時間の計測を開始する（ステップｓ３）。その後、常に電磁スイッチ１３ｇに接続されたポートの入力の状態を検知し続け（ステップｓ４）、その入力が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替ると時間の計測を停止し（ステップｓ５）、第二のトランジスタをオフさせる（ステップｓ６）。
【００６３】
ここで計測した時間をもとに、図４で示すマイコン６ａに記憶されている計測した時間と水量の関係のグラフから容器１内の液体の水量を求める。
【００６４】
以上の動作により、水流検知手段１３を設けることにより、容器１内の液体１ａの水量を簡易かつ正確に求めることが可能となり、さらに水流検知手段１３を水流ボール１３ｆと電磁スイッチ１３ｇで構成することにより、光学的に検知する場合に求められる連通管１２の透明度について配慮する必要もなく、より簡単な構成で実現できる。
【００６５】
尚、水流検知手段１３を電磁的なスイッチにて構成する方法は他にもあり、例えば、水流ボール１３ｆを使用せず、容器１の連通管１２との接続部に磁力を持つ材料で構成された開閉蓋１３ｅ（図示せず）を設け、水流がない時には開閉蓋１３ｅは閉じた状態で、水流があるときには開閉蓋１３ｅが開き、それを近傍に設けた電磁スイッチ１３ｇにて検知する構成としても同様の効果が得られる。
【００６６】
（実施の形態４）
本発明の第４の実施の形態について図１、２、４、９を参照しながら説明する。なお、実施の形態１〜３で説明したものと同一構成部材には同一符号を用い、その説明を省略する。
【００６７】
図９は本実施例の形態におけるマイコン６ａに記憶されたプログラムの水量検知の動作の部分のフローチャートを示したもので、これにより一連の水量検知の動作を説明する。
【００６８】
先ず、出湯動作が行われたか（ステップｓ１）、もしくは水温が第三の所定時間内（本実施例では３秒以内）に所定値（本実施例では３℃）以上の温度低下を温度検知手段３にて検知したかどうか（ステップｓ２）を判定する。
【００６９】
次にステップｓ３では出湯もしくは循環動作が終了してから、第二の所定時間（本実施例では５秒）経過しているかどうかを判断する。これは、もし、出湯もしくは循環動作が終了して間もない時であると、循環９路内の水位が安定しないためで正確に検知を行えない可能性があるためである。
【００７０】
次に、発光素子１３ａをオンさせるためにマイコン６ａに接続されたポートの出力を“Ｌ”から“Ｈ”に切替える（ステップｓ４）。その後、第二のトランジスタへの出力を“Ｌ”から“Ｈ”に切替えてモーター５ｂを駆動させるとともに（ステップｓ５）、時間の計測を開始する（ステップｓ６）。その後、常に受光素子１３ｂに接続されたポートの入力の状態を検知し続け（ステップｓ７）、その入力が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替ると時間の計測を停止し（ステップｓ８）、第二のトランジスタおよび発光素子１３ａをオフさせる（ステップｓ９）。
【００７１】
ここで計測した時間をもとに、図４で示すマイコン６ａに記憶されている計測した時間と水量の関係のグラフから容器１内の液体の水量を求める。
【００７２】
以上の動作により、水流検知手段を設け、かつ出湯動作後や容器１内に液体１ａが追加された際に水量の検知を都度行うことにより、常に容器１内の液体１ａの水量を把握することが可能となる。
【００７３】
（実施の形態５）
本発明の第５の実施の形態について図１、２、４、１０を参照しながら説明する。なお、実施の形態１〜４で説明したものと同一構成部材には同一符号を用い、その説明を省略する。
【００７４】
図１１は本実施例の形態におけるマイコン６ａに記憶されたプログラムの水量検知の動作の部分のフローチャートを示したもので、これにより一連の水量検知の動作を説明する。
【００７５】
ステップｓ１では出湯もしくは循環動作が終了してから、第二の所定時間（本実施例では５秒）経過しているかどうかを判断する。これは、もし、出湯もしくは循環動作が終了して間もない時であると、循環路９内の水位が安定しないためで正確に検知を行えない可能性があるためである。
【００７６】
次に、第二のトランジスタ４ｃへの出力を一時的に第四の所定時間（本実施例では１秒とする）の間だけ“Ｈ”にしモーター５ｂを駆動させる（ステップｓ２）。
【００７７】
その後、モーター５ｂの駆動により不安定になった循環路９の水位が安定するまで待つために第五の所定時間（本実施例では３秒とする）だけ待機する（ステップｓ３）。
【００７８】
その後、発光素子１３ａをオンさせるためにマイコン６ａのポート出力を“Ｌ”から“Ｈ”に切替える（ステップｓ４）。その後、第二のトランジスタ４ｃへの出力を“Ｌ”から“Ｈ”に切替えてモーター５ｂを駆動させるとともに（ステップｓ５）、時間の計測を開始する（ステップｓ６）。その後、常に受光素子１３ｂに接続されたポートの入力の状態を検知し続け（ステップｓ７）、その入力が“Ｈ”から“Ｌ”に切り替ると時間の計測を停止し（ステップｓ８）、第二のトランジスタ４ｃおよび発光素子１３ａをオフさせる（ステップｓ９）。
【００７９】
ここで計測した時間をもとに、図４で示すマイコン６ａに記憶されている計測した時間と水量の関係のグラフから容器１内の液体１ａの水量を求める。
【００８０】
以上の動作により、水流検知手段１３を設け、かつ出湯動作後や容器１内に液体１ａが追加された際に水量の検知を都度行うことにより、常に容器１内の液体１ａの水量を把握することが可能となる。
【００８１】
尚、本実施例ではモーター５ｂを一時的に回転させる時間を１秒としたが、これに限るものではなく、ポンプ５ａ内に溜まった気泡を取り除くのに十分な時間であればよい。
【００８２】
また、本実施例ではモーター５ｂを正回転させる構成としたが、逆回転させる構成としても同様の効果が得られる。
【００８３】
（実施の形態６）
本発明の第６の実施の形態について図１、２、１１を参照しながら説明する。なお、実施の形態１〜５で説明したものと同一構成部材には同一符号を用い、その説明を省略する。
【００８４】
図２において、抵抗４ｅは循環時にモーター５ｂとの分圧の役割を果たすものであり、出湯時に分圧の役割を果たす抵抗４ｄより大きい値となっている。これにより、循環時にモーター５ｂにかかる電圧は出湯時の電圧より低くなり、同じ水量であったとしても、モーター５ｂ駆動開始後に液体１ａが循環路９から連通管１２内部に到達するまでにかかる時間は長くなる。
【００８５】
図１１はモーター５ｂ駆動開始から水流検知手段１３が検知するまでの計測時間と水量の関係を示したグラフで（ａ）は循環電圧が出湯電圧と同じ場合で（ｂ）は循環電圧を出湯電圧より低くした場合のグラフである。このグラフより、循環電圧を低くするほうが、グラフの傾きが緩やかになり、水量の検知が容易となる。
【００８６】
以上の構成および動作により、容器１内の液体１ａの水量をさらに正確に求めることが可能となる。
【００８７】
尚、本実施例では循環電圧を出湯電圧より低くするとしたが、どこまでも低くすれば良いと言うものではなく、最低でも、循環路９内の液体１ａを持ち上げるだけのモーター５ｂ駆動電圧以上であることが必要なことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明によれば、水流検知手段を設け、モーター駆動開始時から水流検知手段が検知するまでの時間を計測することにより、容器内の液体の水量を簡易かつ正確に検知することができるので液体貯水装置等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態１、２、４〜６における電気湯沸かし器の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１、２、５における電気湯沸かし器の回路図
【図３】本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態３における受光素子の検知出力を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態３における水流検知手段の構成図
【図７】本発明の実施の形態３における電気湯沸かし器の回路図
【図８】本発明の実施の形態３における電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態４における電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態５における電気湯沸かし器の動作を示すフローチャート
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態６における循環電圧が出湯電圧と同じ場合の計測した時間と水量の関係を示すグラフ（ｂ）同、循環電圧を出湯電圧より低くした場合の計測した時間と水量の関係を示すグラフ
【図１２】従来の電気湯沸かし器の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００９０】
１  容器
１ａ  液体
１ｂ  満水位置
２  加熱手段
３  温度検知手段
４  吐出制御手段
５  循環手段
５ａ  ポンプ
５ｂ  モーター
５ｃ  電圧検知手段（図示せず）
６  制御手段
７  加熱制御手段
８  表示手段
９  循環路
１０  切替弁
１１  出湯路
１２  連通管
１３  水流検知手段
１３ａ  発光素子
１３ｂ  受光素子
１３ｃ  回転羽根（図示せず）
１３ｅ  開閉蓋
１３ｆ  水流ボール
１３ｇ  電磁スイッチ
１４  仕切り
１５  浄水フィルター
【図１】
2005224340.tif 000003
【図２】
2005224340.tif 000004
【図３】
2005224340.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005224340.tif 000007
【図６】
2005224340.tif 000008
【図７】
2005224340.tif 000009
【図８】
2005224340.tif 000010
【図９】
2005224340.tif 000011
【図１０】
2005224340.tif 000012
【図１１】
2005224340.tif 000013
【図１２】
2005224340.tif 000014