JP2011224286A - Electric kettle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水の吐出スイッチに圧力センサを用いることにより、連続して水の吐出量を変化させることのできる、電気湯沸かし器に関するものである。 The present invention relates to an electric water heater capable of continuously changing the amount of water discharged by using a pressure sensor in a water discharge switch.
従来、この種の電気湯沸かし器は、容器内の水を吐出させるポンプと、ポンプを駆動するモータと、圧力センサと、圧力センサの検知圧力を電圧に変換する圧力電圧変換手段と、圧力電圧変換手段により変換された電圧に応じた電圧をモータに印加するモータ駆動手段とより構成されていた。(例えば、特許文献1参照)
図3、図4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3、図4に示すように、水を収容する容器1、容器1内の水を吐出するポンプ2、ポンプを駆動するモータ3、水を吐出するノズル4、圧力センサ6、圧力電圧変換手段9、モータ駆動手段8より構成されている。
Conventionally, this type of electric water heater includes a pump that discharges water in a container, a motor that drives the pump, a pressure sensor, a pressure-voltage conversion unit that converts a pressure detected by the pressure sensor into a voltage, and a pressure-voltage conversion unit. Motor driving means for applying a voltage corresponding to the voltage converted by the motor to the motor. (For example, see Patent Document 1)
3 and 4 show a conventional electric water heater described in Patent Document 1. FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, a container 1 for containing water, a pump 2 for discharging water in the container 1, a
この構成における動作を説明すると、使用者が、圧力センサ6を押すと、圧力電圧変換手段9は、使用者が圧力センサ6を押す圧力に応じた電圧を発生させ、モータ駆動手段8はその電圧に応じた電圧をモータ3に印加する。すると、モータ3は、モータ駆動手段8により印加された電圧に応じた回転数で回転し、ポンプ2が駆動され、ポンプ2によってくみ上げられた容器1内の水が、ノズル4より吐出される。
The operation in this configuration will be described. When the user presses the
使用者が、吐出される水量を、増やしたいときは、圧力センサ6を押す力を増すと、それに応じ、圧力電圧変換手段9の出力電圧が増加し、モータ駆動手段8の出力電圧が増加し、モータ3に印加する電圧が増加されることにより、ポンプ2の回転速度が上昇して、ノズル4より吐出される水量が増加する。
When the user wants to increase the amount of water discharged, if the force pushing the
しかしながら、このような従来の構成では、圧力センサ6の出力が、温度特性や、機構的経年劣化、電気的経年劣化によるドリフトを起こしても、補正することができず、使用者が、同じ力で圧力センサ6を押しているにもかかわらず、ノズル4より吐出する水量がばらついてしまうという課題を有していた。
However, in such a conventional configuration, even if the output of the
又、このような従来の構成では、圧力センサ6が故障し、異常に高い出力が出力されていても、それを検知することができず、使用者が、圧力センサ6に触れていないにもかかわらず、ノズル4より水が吐出されたり、使用者が、軽い力で圧力センサ6に触れているだけであるのに、いきなり大量の水が吐出されたりする虞れがあるという、課題を有していた。
In such a conventional configuration, even if the
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧力センサ6の出力が、温度特性や、機構的経年劣化、電気的経年劣化によるドリフトを起こしても、ノズル4より吐出する水の水量のばらつかない、かつ、圧力センサ6が故障時において、使用者が圧力センサ6を押していないにもかかわらず水が吐出される、あるいは、圧力センサ6を軽く押しただけなのに、いきなり大量の水を吐出するということのない安全な、電気湯沸かし器を提供する
ことを目的とする。
The present invention solves the above-described conventional problems, and even if the output of the
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、吐出ロック解除スイッチと、吐出ロック解除スイッチが押されたときにモータへの電流供給を許可する吐出許可手段と、吐出ロック解除スイッチが押された時点での圧力電圧変換手段の出力電圧を記憶する初期値記憶手段と、初期値記憶手段に記憶された初期値を基に圧力電圧変換手段の出力電圧に補正を加える補正手段とを付加したものである。 In order to solve the above-described conventional problems, an electric water heater of the present invention includes a discharge lock release switch, a discharge permission unit that permits current supply to the motor when the discharge lock release switch is pressed, and a discharge lock release switch. Initial value storage means for storing the output voltage of the pressure voltage conversion means at the time when is pressed, and correction means for correcting the output voltage of the pressure voltage conversion means based on the initial value stored in the initial value storage means; Is added.
これにより、吐出ロック解除スイッチが押された時点での圧力電圧変換手段の出力電圧が、初期値記憶手段に初期値として記憶され、補正手段が初期値記憶手段に記憶された初期値を基に圧力電圧変換手段の出力電圧に補正を加えることにより、圧力センサの出力が、温度特性や、機構的経年劣化、電気的経年劣化によるドリフトを起こしても、補正手段によりそれらが相殺され、ノズルより吐出する水量のばらつきを無くすことができる。 As a result, the output voltage of the pressure voltage conversion means at the time when the discharge lock release switch is pressed is stored as an initial value in the initial value storage means, and the correction means is based on the initial value stored in the initial value storage means. By correcting the output voltage of the pressure-voltage converter, even if the pressure sensor output drifts due to temperature characteristics, mechanical aging, or electrical aging, they are offset by the correction means. Variations in the amount of water discharged can be eliminated.
又、もし、吐出していない時に、圧力センサが故障し、短絡に近い状態になり圧力電圧変換手段の出力電圧が異常に上昇しても、吐出ロック解除スイッチが押された時点での圧力電圧変換手段の出力電圧が、初期値記憶手段に初期値として記憶され、補正手段が初期値記憶手段に記憶された初期値を基に圧力電圧変換手段の出力電圧に補正を加えることにより、ノズル4から水がいきなり吐出されることがない。
Also, if the pressure sensor breaks down when not discharging and the output voltage of the pressure voltage conversion means rises abnormally even if it closes to a short circuit, the pressure voltage when the discharge lock release switch is pressed The output voltage of the conversion means is stored as an initial value in the initial value storage means, and the correction means applies correction to the output voltage of the pressure voltage conversion means based on the initial value stored in the initial value storage means, whereby the
本発明の電気湯沸かし器は、水の吐出スイッチに圧力センサを用い、任意の吐出量を設定できるものにおいて、圧力センサの、温度特性や、機構的経年劣化、電気的経年劣化によるドリフトを相殺し、水の吐出量のばらつきを解消できる。 The electric water heater of the present invention uses a pressure sensor for the water discharge switch, and can set an arbitrary discharge amount.In the pressure sensor, the temperature characteristics, mechanical aging, and drift due to electrical aging are offset. Dispersion of water discharge amount can be eliminated.
又、もし、吐出していない時に、圧力センサが故障し、短絡に近い状態となっても、吐出ロック解除スイッチが押された時点で相殺され、ノズルから水がいきなり吐出されることがない。 Also, if the pressure sensor breaks down and closes to a short circuit when not discharging, the pressure is canceled when the discharge lock release switch is pressed, and water is not discharged from the nozzle suddenly.
第1の発明は、吐出ロック解除スイッチが押された時点での圧力電圧変換手段の出力電圧が、初期値記憶手段に記憶され、その記憶された初期値を基に、圧力電圧変換手段の出力電圧が補正されるので、圧力センサ出力の、温度特性や、機構的経年劣化、電気的経年劣化によるドリフトが相殺され、ノズルより吐出する水量のばらつきを無くすことができる。 In the first invention, the output voltage of the pressure voltage conversion means at the time when the discharge lock release switch is pressed is stored in the initial value storage means, and the output of the pressure voltage conversion means is based on the stored initial value. Since the voltage is corrected, the drift due to temperature characteristics, mechanical aging and electrical aging of the pressure sensor output is offset, and variations in the amount of water discharged from the nozzle can be eliminated.
又、もし、吐出していない時に、圧力センサが故障し、短絡に近い状態になり圧力電圧変換手段の出力電圧が異常に上昇しても、吐出ロック解除スイッチが押された時点での圧力電圧変換手段の出力電圧が、初期値記憶手段に初期値として記憶され、補正手段が初期値記憶手段に記憶された初期値を基に圧力電圧変換手段の出力電圧に補正を加えることにより、相殺することができ、ノズル4から水がいきなり吐出されることがない。
Also, if the pressure sensor breaks down when not discharging and the output voltage of the pressure voltage conversion means rises abnormally even if it closes to a short circuit, the pressure voltage when the discharge lock release switch is pressed The output voltage of the conversion means is stored as an initial value in the initial value storage means, and the correction means cancels out by correcting the output voltage of the pressure voltage conversion means based on the initial value stored in the initial value storage means. Thus, water is not suddenly discharged from the
第2の発明は、第1の発明に加えて、補正手段の出力電圧と、しきい値設定手段により設定されるしきい値とを比較し、その結果、補正手段の出力電圧の方が大きい場合、モータを停止させることにより、吐出途中に急に圧力センサが短絡故障した時や、圧力センサにノイズが印加された時に発生する、急激な水の大量吐出を防止できる。 In addition to the first invention, the second invention compares the output voltage of the correcting means with the threshold set by the threshold setting means, and as a result, the output voltage of the correcting means is larger. In this case, by stopping the motor, it is possible to prevent a large amount of water from being suddenly discharged when the pressure sensor suddenly fails during the discharge or when noise is applied to the pressure sensor.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なを、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における電気湯沸かし器の一部をブロック図化したシステム構成図である。一部断側面図は、従来の電気湯沸かし器と同一であり、図3を参照する。図3の、容器1、ポンプ2、吐出口4、については、従来の電気湯沸かし器と同一であり、説明を省略する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a system configuration diagram in which a part of the electric water heater according to Embodiment 1 of the present invention is made into a block diagram. The partially cutaway side view is the same as a conventional electric water heater, and reference is made to FIG. About the container 1, the pump 2, and the
以下に、図1に基づき、本実施の形態の説明をする。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施の形態においては、圧力センサ6は、可変抵抗型のもので、押される圧力が強いほど、抵抗値が小さくなるものである。圧力センサ6は、抵抗により構成された圧力電圧変換手段9に接続され、圧力センサ6に加えられた圧力は、圧力センサ6と圧力電圧変換手段9(抵抗)の、分圧として電圧に変換される。
In the present embodiment, the
吐出ロック解除スイッチ10を、使用者が押すと、回路上ではその下端に接続された抵抗101との接続点の電圧が、ハイとなり、吐出許可手段11を構成するラッチ手段111がそれをラッチすると共に、同じく吐出許可手段11を構成するトランジスタ112へ、駆動信号を出力する。ラッチ手段111からの駆動信号を受けたトランジスタ112は導通し、モータ3への電流供給が開始される。
When the user presses the discharge
又、吐出ロック解除スイッチ10を、使用者が押すと同時に、初期値記憶手段12が、圧力電圧変換手段9の出力電圧値を、初期値として記憶する。
At the same time when the user presses the discharge
補正手段13は、圧力電圧変換回路9の出力電圧から、初期値記憶手段12に記憶された初期値を減算し、その結果の電圧値を、モータ駆動手段8に出力する。モータ駆動手段8は、この補正手段13の出力電圧に基づき、モータ3へ駆動電圧を出力する。
The correction means 13 subtracts the initial value stored in the initial value storage means 12 from the output voltage of the pressure voltage conversion circuit 9 and outputs the resulting voltage value to the motor drive means 8. The motor drive unit 8 outputs a drive voltage to the
初期値記憶手段12、補正手段13、吐出許可手段11を構成するラッチ手段111は、1チップマイクロコンピュ−タ14内に、その入出力回路やプログラムの形で実現されている。
The latch means 111 constituting the initial value storage means 12, the correction means 13, and the discharge permission means 11 are realized in the form of an input / output circuit or a program in the one-
加熱手段15は、リレー16により交流電流を供給され、リレー16は、1チップマイクロコンピュ−タ14により駆動されるトランジスタ17により、駆動される。18は電源回路で、1チップマイクロコンピュ−タ14やモータ3等、各回路に対して電源電流を供給する。
The heating means 15 is supplied with an alternating current by a
温度センサ19は、容器1底面に取り付けられ、容器1の温度を検知する。温度センサ19により検知された温度は、温度センサ19と直列接続された抵抗20との分圧回路により、電圧に変換され、1チップマイクロコンピュ−タ14に入力される。1チップマイクロコンピュ−タ14は、温度センサ19により検知された温度を参照しつつ、内部に記憶されたプログラムに従い、リレー16を駆動し、加熱手段15の通電を制御し、容器1内の水を加熱する。
The
次に、この構成における、動作について説明する。 Next, the operation in this configuration will be described.
使用者が、吐出ロック解除スイッチ10を押すと、吐出許可手段11を構成する、ラッチ手段111がそのことを記憶するとともに、トランジスタ112に駆動信号を出力する。トランジスタ112は、その駆動信号を受け導通し、モータ3への電流供給が可能となる。
When the user presses the discharge
又、吐出ロック解除スイッチ10が押された瞬間、初期値記憶手段12は、圧力電圧変換手段9の出力電圧値を記憶する。
At the moment when the discharge
補正手段13は、圧力電圧変換手段9の出力電圧より、初期値記憶手段12に記憶された初期値を減算し、モータ駆動手段8にその結果を出力する。
The
この演算により、圧力センサ6が、押されていない状態における、圧力電圧変換手段9の出力電圧、つまり、温度特性や、機構的経年劣化、電気的経年劣化によるドリフトを相殺することができる。
By this calculation, it is possible to cancel out the output voltage of the pressure-voltage converting means 9 in the state where the
モータ駆動手段8は、補正手段13より出力された出力電圧に基づき、モータ3へ駆動電圧を出力する。
The motor drive unit 8 outputs a drive voltage to the
これにより、モータ3が駆動され、ポンプ2が回転し、ノズル4より水が吐出される。
Thereby, the
使用者が、圧力センサ6を押す力を増やすと、圧力センサ6の抵抗値が減少し、圧力センサ6と、圧力電圧変換手段9(抵抗)と分圧点の電圧が上昇し、圧力電圧変換手段9の出力電圧が上昇する。圧力電圧変換手段9の出力電圧が上昇すると、補正手段13の出力電圧も上昇する。補正手段13の出力電圧が上昇すると、それを入力とするモータ駆動手段8から出力される、モータ3の駆動電圧も上昇する。モータ3の駆動電圧が上昇すると、その回転速度が増加し、ポンプの回転も増加して、ノズル4から吐出される水量が増加する。
When the user increases the force pushing the
使用者が、圧力センサ6を押す力を減らした場合は、逆の作用により、ノズル4から吐出される水量も減少する。
When the user reduces the force pushing the
圧力センサ6は、温度特性や、機構的経年劣化、電気的経年劣化により、抵抗値のドリフトを起こすことがあるが、吐出ロック解除スイッチ10が押された時点での圧力電圧変換手段9の出力電圧が、初期値記憶手段12に初期値として記憶され、補正手段13が、圧力電圧変換手段9の出力電圧より、この初期値を減算することにより、ドリフトが相殺され、ノズル4より吐出する水量のばらつきを無くすことができる。
The
又、もし、吐出していない時に、圧力センサ6が故障し、短絡に近い状態になり、圧力電圧変換手段9の出力電圧が異常に上昇していても、吐出ロック解除スイッチ10を操作したとき、その電圧が初期値記憶手段12に初期値として記憶され、補正手段13にて相殺されるので、吐出ロック解除スイッチ10を操作した直後より、ノズル4から水がいきなり吐出されることがない。
Also, if the discharge
又、もし、使用者が、吐出ロック解除スイッチ10を操作したとき、同時に圧力スイッチ6を押していたとしても、その押していた力は、圧力電圧変換手段9にて電圧に変換され、初期値記憶手段12に初期値として記憶され、補正手段13にて相殺されるので、吐出ロック解除スイッチ10を操作した直後より、ノズル4から水がいきなり吐出されるこ
とがない。
Further, even if the user operates the discharge
なお、本実施の形態では、圧力電圧変換手段9を、単純な抵抗分圧回路としたが、1チップマイクロコンピュータ14の演算機能等を利用した、非線形のものであっても構わない。
In the present embodiment, the pressure-voltage converting means 9 is a simple resistance voltage dividing circuit, but it may be non-linear using the arithmetic function of the one-
又、本実施の形態では、補正手段13を、圧力電圧変換手段9の出力電圧から、初期値記憶手段12に記憶された初期値を減算するだけのものとしたが、1チップマイクロコンピュータ14の演算機能等を利用した、非線形のものであっても構わない。
In the present embodiment, the correction means 13 only subtracts the initial value stored in the initial value storage means 12 from the output voltage of the pressure voltage conversion means 9, but the one-
又、モータ駆動手段8は、入力電圧に対して、非線形の演算を行い、その結果の電圧を出力するものであって構わない。 Further, the motor driving means 8 may perform a non-linear calculation on the input voltage and output the resultant voltage.
以上のように、圧力センサ6が、温度特性や、機構的経年劣化、電気的経年劣化により、抵抗値のドリフトを起こしたとしても、吐出ロック解除スイッチ10が押された時点での圧力電圧変換手段9の出力電圧が、初期値記憶手段12に初期値として記憶され、補正手段13が、圧力電圧変換手段9の出力電圧より、この初期値を減算することにより、ドリフトが相殺され、ノズル4より吐出する水量のばらつきを無くすことができる。
As described above, even if the
同様にして、吐出していない時に、圧力センサ6が故障し、短絡に近い状態になっても、吐出ロック解除スイッチ10を操作したとき、その電圧が初期値記憶手段12に初期値として記憶され、補正手段13が、圧力電圧変換手段9の出力電圧より、この初期値を減算することにより相殺されるので、吐出ロック解除スイッチ10を操作した直後より、ノズル4から水がいきなり吐出されることがない。
Similarly, even when the
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2における電気湯沸かし器の一部をブロック図化したシステム構成図である。一部断側面図は、従来の電気湯沸かし器と同一であり、図3を参照する。実施の形態1において説明した構成要素、及び動作については、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a system configuration diagram in which a part of the electric water heater according to Embodiment 2 of the present invention is made into a block diagram. The partially cutaway side view is the same as a conventional electric water heater, and reference is made to FIG. The description of the components and operations described in Embodiment 1 is omitted.
以下、図2に基づき、本実施の形態を説明する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to FIG.
しきい値設定手段21により設定されたしきい値と、補正手段13の出力電圧は、比較手段22で比較され、もし、補正手段13の出力電圧が、しきい値設定手段21により設定されたしきい値より大きい場合、比較手段22が吐出禁止手段23へ駆動信号を出力する。
The threshold set by the threshold setting means 21 and the output voltage of the correcting
吐出禁止手段23は、トランジスタにより構成され、比較手段22の駆動信号を受けると導通し、吐出許可手段11を構成するラッチ手段111から、同じく吐出許可手段11を構成するトランジスタ112へ出力される駆動信号を、グランドへ短絡する。
The discharge prohibiting means 23 is composed of a transistor, and is turned on when receiving a drive signal from the comparing
これにより、吐出許可手段11を構成するトランジスタ112は、休止し、モータ3への電流供給が断たれる。
As a result, the
しきい値設定手段21と、比較手段22は、初期値記憶手段12等と同様、1チップマイクロコンピュ−タ14内に、その入出力回路やプログラムの形で実現されている。
The threshold setting means 21 and the comparison means 22 are realized in the form of an input / output circuit or a program in the one-
次に、この構成における、動作について説明する。 Next, the operation in this configuration will be described.
もし、何らかの理由で吐出中に、圧力センサ6が故障し、短絡状態、もしくは、それに
近い状態になったとき、あるいは、圧力センサ6にノイズが進入したばあい、圧力センサ6の抵抗値は、大きく低下し、圧力電圧変換手段9を構成する抵抗との、分圧電圧は著しく上昇し、圧力電圧変換手段9の出力電圧も著しく上昇し、補正手段13の出力電圧も、大幅に上昇する。
If, for some reason, the
このため、比較手段22において、補正手段13の出力電圧は、しきい値設定手段21により設定されるしきい値を超過し、比較手段22は、吐出禁止手段23に、駆動信号を出力する。
Therefore, in the
すると、吐出禁止手段23を構成するトランジスタが導通し、吐出許可手段11を構成するラッチ手段111から、同じく吐出許可手段11を構成するトランジスタ112へ出力される駆動信号を、グランドへ短絡し、トランジスタ112への駆動信号が途絶えて、トランジスタ112は休止し、モータ3への電源供給が行われず、モータ3は停止し、よってポンプ2も停止して、ノズル4からの水の吐出も停止する。
Then, the transistor that constitutes the discharge prohibiting means 23 becomes conductive, and the drive signal output from the latch means 111 that constitutes the discharge permitting means 11 to the
以上のように、実施の形態1の効果に加え、本実施の形態では、吐出中に、圧力センサ6が短絡故障、あるいは、ノイズが進入しても、比較手段22において、補正手段13の出力電圧と、しきい値設定手段21により設定されるしきい値とを比較し、その結果、補正手段13の出力電圧が大きい場合、吐出禁止手段23が、モータ3への電源供給を停止することにより、急激な水の大量吐出を防止できる。
As described above, in addition to the effects of the first embodiment, in this embodiment, even if the
以上のように、本発明にかかる電気湯沸かし器は、圧力センサを用いた無段階出湯において、ばらつきが少なく、かつ、圧力センサが故障した場合でも安全に吐出のできるものを提供するものであり、業務用の湯茶サーバー等にも利用できる。 As described above, the electric water heater according to the present invention provides a stepless hot water using a pressure sensor that has little variation and can discharge safely even when the pressure sensor fails. It can also be used as a hot water tea server.
1 容器
2 ポンプ
3 モータ
4 ノズル
6 圧力センサ
8 モータ駆動手段
9 圧力電圧変換手段
10 吐出ロック解除スイッチ
11 吐出許可手段
12 初期値記憶手段
13 補正手段
15 加熱手段
21 しきい値設定手段
22 比較手段
23 吐出禁止手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2
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