(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水コンテナの蛇口を通る流れを検出する近接スイッチ流れセンサであって、
前記温水コンテナの前記蛇口に取り付けられ、蛇口を通る流れを許容する開位置と蛇口を通る流れを防止する閉位置との間で移動可能な可動部を有する、蛇口ハンドルと、
前記蛇口ハンドルの開位置と閉位置との間での前記蛇口ハンドルの前記可動部の移動を検出するために、前記蛇口ハンドルの前記可動部と関連して協働するように取り付けられた近接センサと、を備え、
前記近接センサは、前記蛇口ハンドルの前記可動部が前記蛇口ハンドルの前記開位置または前記閉位置のいずれにあるかを示す蛇口位置信号を生成し、
前記近接センサは、検出可能なフィールドを放射するように構成されたエミッタと、前記エミッタと協働するように配置された検出器とを備え、
前記蛇口ハンドルが前記閉位置にあるとき、前記検出器が前記検出可能なフィールドを検出し、前記蛇口ハンドルが前記開位置にあるとき、前記検出器が前記検出可能なフィールドを検出せず、
前記蛇口ハンドルの前記可動部が該可動部に隣接する場所から引き離されるとき、該可動部が前記蛇口ハンドルの前記開位置にあり、
前記蛇口ハンドルの前記可動部が直立し該可動部に隣接する場所に向けて移動されるとき、該可動部が前記蛇口ハンドルの前記閉位置にあり、
前記エミッタおよび前記検出器が前記蛇口ハンドルの前記可動部に隣接する前記場所に配置され、前記蛇口ハンドルの前記可動部が前記閉位置にあるとき、前記エミッタから放射された検出可能なフィールドが前記蛇口ハンドルの前記可動部の外面によって反射されて前記検出器によって受け取られ、前記蛇口ハンドルの前記可動部が前記開位置にあるとき、前記エミッタから放射された検出可能なフィールドが前記検出器によって受け取られないことを特徴とする近接スイッチ流れセンサ。
【請求項２】
前記エミッタが光エミッタであり、前記検出器が光センサであることを特徴とする請求項１に記載の近接スイッチ流れセンサ。
【請求項３】
前記エミッタが赤外光エミッタであり、前記検出器が赤外光センサであることを特徴とする請求項１に記載の近接スイッチ流れセンサ。
【請求項４】
前記エミッタが音エミッタであり、前記検出器が音響近接センサであることを特徴とする請求項１に記載の近接スイッチ流れセンサ。
【請求項５】
前記音エミッタが超音波エミッタであり、前記検出器が超音波近接センサであることを特徴とする請求項４に記載の近接スイッチ流れセンサ。
【請求項６】
前記エミッタがインダクタンス源であり、前記検出器がインダクタンスセンサであることを特徴とする請求項１に記載の近接スイッチ流れセンサ。
【請求項７】
前記インダクタンス源がターゲット金属板を備えることを特徴とする請求項６に記載の近接スイッチ流れセンサ。
【請求項８】
前記蛇口位置信号を受信し、該蛇口位置信号に応答して前記温水コンテナ内部の水の加熱を最適化するように構成された電子制御ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の流れ検出装置。
【請求項９】
前記電子制御ユニットは、蛇口を通る流れを示す前記蛇口位置信号が前記電子制御ユニットによって受信されると直ちに前記温水コンテナ内の加熱素子のスイッチを入れるように動作可能な制御ロジックを備えることを特徴とする請求項８に記載の流れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に飲料製造器、コーヒーメーカー、温水器、湯沸かし器の領域に関し、より詳細には、航空機のギャレーインサート内にあるような温水コンテナ内の流れを検出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、ハンドル１２を手動操作して水タンク１４、特定の湯沸かし器、温水器、コーヒーメーカー等（以下、「ユニット」と呼ぶ）から温水を注ぐための手動の蛇口または栓１０を有する従来技術の湯沸かし器を示す。湯沸かし器は、そのような手動の蛇口または栓を使用して温水を注ぐ。これらのユニットでは、水の加熱を制御する制御回路は、水が注がれてすぐには水の加熱を開始しない。これらのユニットの制御回路は、ヒータをオンオフするのに、タンク内の水の温度検出にのみ依存している。これらのユニットでは、タンク内で検出された水温が予め設定されたリミットを下回るときにのみ、ヒータがオンにされる。その結果、制御回路は水の加熱の必要性を予測することができない。この手法の欠点は、水が引き出されている時とヒータがオンにされる時との間に遅延が生じることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
蛇口ハンドルの開回路または閉回路への物理的な移動を検出し変換するセンサを用いて温水コンテナからの流れを検出する、より信頼性が高く安価で軽量なシステムを提供することが望ましい。本発明は、これらの要望および他の要望を満たす。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
簡潔にかつ一般的に述べると、本発明は、蛇口ハンドルの物理的な移動を検出して変換するセンサを用いて開回路または閉回路を表す信号を提供することによって、温水コンテナの蛇口を通る流れを検出するシステムを提供する。例えば、ユーザが蛇口を開けると、センサからの信号に基づき、電子制御システムロジックが水の加熱の必要性を予測することができる。
【０００５】
したがって、本発明は、温水コンテナの蛇口を通る流れを検出する近接スイッチ流れセンサを提供する。近接スイッチ流れセンサは、温水コンテナの蛇口に取り付けられ、蛇口を通る流れを許容する開位置と蛇口を通る流れを防止する閉位置との間で移動可能な可動部を有する、蛇口ハンドルと、蛇口ハンドルの開位置と閉位置との間での蛇口ハンドルの可動部の移動を検出するために、蛇口ハンドルの可動部と関連して協働するように取り付けられたセンサと、を備える。センサは、蛇口ハンドルの可動部が蛇口ハンドルの開位置または閉位置のいずれにあるかを示す蛇口位置信号を生成する。その結果、電子制御システムロジックは、蛇口位置信号に応答して水タンクの再加熱を開始することができ、そのため引き出し可能な（特定の温度を上回る）温水の量が増加し、タンク内の水の加熱に要する回復時間が短縮する。反対に、ユーザが蛇口を操作していないとき、電子制御システムロジックは水タンクの再加熱を停止することができる。
【０００６】
蛇口ハンドル位置を検出するのに有用である便利で安価で軽量型のセンサの一つは、近接センサである。近接センサを用いて、蛇口ハンドルの開回路または閉回路への物理的な移動を検出し変換することができる。本明細書では、近接センサは、検出可能なフィールドを放射するように構成されたエミッタと、検出可能なフィールド（電磁場または電磁ビーム、あるいは音）を検出しフィールド内の変化を感知可能に構成される検出器との組み合わせのような、目標に接触せずに目標物の物理的な移動を検出できるセンサとして定義される。
【０００７】
したがって、一つの好適な実施形態では、センサは、検出可能なフィールドを放射するように構成されたエミッタと、エミッタと協働するように配置された検出器とを備える近接センサであってもよい。蛇口ハンドルが閉位置にあるとき、検出器は検出可能なフィールドを検出し、蛇口ハンドルが開位置にあるとき、検出器は検出可能なフィールドを検出しないように動作する。別の好適な態様では、エミッタおよび検出器は蛇口ハンドルに関連して隣接配置されてもよい。蛇口ハンドルの可動部が閉位置にあるとき、エミッタから放射された検出可能なフィールドが蛇口ハンドルの可動部の外面によって反射されて検出器によって受け取られ、蛇口ハンドルの可動部が開位置にあるとき、エミッタから放射された検出可能なフィールドが前検出器によって受け取られない。
【０００８】
別の態様では、エミッタは、蛇口ハンドルの可動部の一方に蛇口ハンドルの可動部と隣接して取り付けられ、検出器は、蛇口ハンドルの可動部の他方に蛇口ハンドルと隣接して取り付けられてもよい。
【０００９】
好適な態様では、エミッタが例えば赤外光エミッタなどの光エミッタであってもよく、検出器が例えば赤外光センサなどの光電光センサであってもよい。別の態様では、エミッタが例えば超音波エミッタなどの音エミッタであってもよく、検出器が例えば超音波近接センサなどの音響近接センサであってもよい。さらに別の態様では、エミッタが例えばターゲット金属板などのインダクタンス源であってもよく、検出器がインダクタンスセンサであってもよい。
【００１０】
第２の好適な実施形態では、蛇口ハンドルの可動部の移動を検出する検出器に、蛇口ハンドルの可動部の移動を伝えるための機構が設けられる。移動を伝える機構は、対向する第１端および第２端を有する機械的リンク機構を典型的に備える。第１端は蛇口ハンドルの可動部と係合するように構成され、第２端は、蛇口ハンドルの開位置および閉位置にそれぞれ対応する第１位置と第２位置の間を移動するように構成される。蛇口ハンドルの可動部の移動を検出する検出器は、第１位置と第２位置の間での機械的リンク機構の第２端の動きを検出し、第１位置と第２位置の間での機械的リンク機構の第２端の動きに応答して、蛇口ハンドルの開位置と閉位置の間での蛇口ハンドルの可動部の動きを表す蛇口位置信号を生成する。機械的リンク機構は、例えば蛇口ハンドルの可動部と係合するように付勢されたバネ荷重移動ロッドを備えてもよい。また、検出器は、例えばmake/break赤外線センサまたはマイクロスイッチなどの運動センサであってもよい。
【００１１】
第１および第２実施形態のそれぞれにおいて、蛇口位置信号を受信し、蛇口位置信号に応答して温水コンテナ内部の水の加熱を最適化するように構成された電子制御ユニットが設けられてもよい。例えば、電子制御ユニットは、蛇口を通る流れを示すスイッチ蛇口位置信号が受信されると直ちに温水コンテナ内の加熱素子のスイッチを入れるように動作可能な制御ロジックを備えていてもよい。
【００１２】
本発明のこれらのおよび他の態様と利点は、以下の詳細な説明と、本発明の特徴を例示する添付の図面から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術の湯沸かし器の斜視図である。
【図２Ａ】本発明に係る近接センサを利用する流れ検出装置の第１実施形態の模式図であり、蛇口が閉位置にあり近接センサ回路が閉路構成である非流れ状態を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ａと同様の模式図であり、蛇口が開位置にあり近接センサ回路が開路構成である流動状態を示す図である。
【図３Ａ】インダクタンス近接センサを利用する図２Ａの実施形態の変形例の模式図であり、蛇口が閉位置にあり近接センサ回路が閉路構成である非流動状態を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａと同様の模式図であり、蛇口が開位置にあり近接センサ回路が開路構成である流動状態を示す図である。
【図４Ａ】従来技術の電磁流れ検出装置の模式図であり、蛇口が閉位置にあり電磁流れ検出装置が閉路構成である非流動状態を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａと同様の模式図であり、蛇口が開位置にあり電磁流れ検出装置が開路構成である流動状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照して、本発明は、温水コンテナの蛇口ハンドルの動きを検出するために温水コンテナの蛇口ハンドルと関連して取り付けられたセンサを使用することを含む、温水コンテナからの流れを検出するシステムを提供する。センサの電気信号（開または閉）を使用して、蛇口ハンドル位置（開または閉）の状態に関する電子論理情報を提供する。この情報はギャレーインサート電子回路によって処理され、加熱タンク内部の水の再加熱を最適化する。
【００１５】
図２Ａおよび２Ｂを参照して、本発明の第１の好適な実施形態では、図１のものと同様の湯沸かし器２６に、水蛇口３０を有するフロントパネル２８に近接センサ３２を取り付けることができる。本発明によると、近接センサ３２は、検出可能なフィールドを放射するエミッタ３４と、検出可能なフィールドを検出し検出可能なフィールド内の変化を感知する検出器３６とを利用して、蛇口を通る流れを検知する。一つの好適な態様では、近接センサは例えばＬＥＤ等の赤外光エミッタであってもよく、エミッタからの赤外光ビームを感知するための光電赤外光センサと組み合わせて用いられる。代替的に、近接センサは、対応する光電光センサと組にされる別のタイプの光エミッタ、対応する超音波近接センサと組にされる超音波エミッタ、対応する音響近接センサと組にされる別のタイプの音エミッタ、または、図３Ａ、３Ｂに示すような、対応するインダクタンスセンサ４０と組にされる例えばターゲット金属板３８などのインダクタンス源の組み合わせであってもよい。検出可能なフィールドのエミッタと検出可能なフィールドの検出器の組み合わせの他のタイプが適していてもよい。
【００１６】
エミッタおよび検出器は、例えば通常はウインドウ４２の背後であるフロントパネルの背後に典型的に取り付けられ、例えば赤外線光電近接センサが用いられるとき、赤外線フィルタなどの適切なフィルタを備えてもよい。組にされたエミッタおよび検出器は、組にされたエミッタおよび検出器に近接する物体を検出することができる。例えば赤外光電近接センサが用いられるとき、近接センサは蛇口ハンドルの背後に配置される。この結果、蛇口ハンドルが直立の閉位置にあるとき、蛇口ハンドル４６の可動部４４の反対側の外面によってエミッタから放射された赤外線ビームが反射され、赤外線ビームが検出器によって受け取られる。オペレータが蛇口ハンドルを引っ張って湯沸かし器から水を引き出すと、蛇口ハンドルの反射する反対側の外面が引き離され、エミッタから放射された赤外線ビームが検出器に向けて反射されなくなり、検出器は蛇口ハンドルが開位置であることを示す電気信号を生成する。
【００１７】
代替的に、例えばフロントパネルの背後などの蛇口ハンドルの可動部に隣接して蛇口ハンドルの可動部の一方に取り付けられたエミッタと、蛇口ハンドルに隣接して蛇口ハンドルの可動部の他方に取り付けられた検出器と、を有する近接センサが取り付けられてもよい。エミッタがインダクタンスフィールド源であり検出器がインダクタンス検出器であるときのように、蛇口ハンドルが閉位置であり非流動状態であることを示す直立位置にエミッタがあるとき、近接センサは、エミッタから直接放射された検出可能なフィールドを受け取る。したがって、図２Ａおよび３Ａに示す閉位置から図２Ｂおよび３Ｂに示す開位置に蛇口ハンドルが移動して湯沸かし器から水が引き出されると、放射された検出可能フィールドが検出器によって検出されなくなる。この結果、検出器は、蛇口ハンドルが開位置であり流動状態にあることを示す電気信号を生成し、タンクからの水の引き出しを知らせる。
【００１８】
タンクからの水の引き出しを示すスイッチ信号が検出されると直ちに温水器または湯沸かし器内の加熱素子のスイッチを入れる制御ロジックを備えた例えばＰＣボードなどの電子制御ユニット４８に、近接センサが接続されていてもよい。これにより、回復時間が改善される。近接スイッチは目立っておらず、搭載時に実質的に隠されており、蛇口またはハンドルの外観および動作に悪影響を与えない。蛇口ハンドルの機械的動作の検知によって温水コンテナの蛇口を通る流れを検出する近接センサを使用することで、従来のシステムと比較して、コストが低下し、重量が軽減し、信頼性が改善された温水コンテナの蛇口からの流れの検出を容易に実現することができる。
【００１９】
図４Ａおよび４Ｂを参照して、出口蛇口ハンドルの物理的位置の電磁的監視によって、湯沸かし器または温水器の蛇口を通る流れを検出することができる。例えば、図１、２Ａ、２Ｂ、３Ａおよび３Ｂに示したような、水蛇口（図示せず）の蛇口ハンドル５６の可動部５４の移動を検出器５８に伝える機構５２を含む、従来技術の電磁流れ検出装置５０によって、湯沸かし器または温水器の蛇口を通る流れを検出することができる。図４Ａ、４Ｂに示すように、水蛇口の部分６２あるいは湯沸かし器または温水器（図示せず）の他の適切な部分に、バネ荷重移動ロッド６０を取り付けることができる。バネ荷重移動ロッドの第１端６４を蛇口ハンドルとの接触を維持するように付勢した状態で、蛇口ハンドルに隣接して取り付けることができる。この結果、図４Ａに示す第１の閉位置から図４Ｂに示す第２の開位置への蛇口ハンドルの可動部の移動により、長手方向のバネ荷重移動ロッドの反対側の第２端６６が、図４Ａに示す第１の閉位置と図４Ｂに示す第２の開位置との間で対応して移動する。例えばmake/brake赤外線センサまたはマイクロスイッチなどの運動センサであってもよい検出器をばね荷重移動ロッドに隣接して取り付けて、バネ荷重移動ロッドの第２端の位置を検出し、図４Ａに示す第１位置または閉位置、または図４Ｂに示す第２位置または開位置のいずれに蛇口ハンドルがあるかを示す信号を電子制御ユニット６８に伝達することができる。例えば、蛇口ハンドルと直接接触する機械的スイッチを蛇口の端部に設けてもよい。
【００２０】
本発明の特定の形態について図解し説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な修正をなし得ることは上記から明らかである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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