JPH07294013A - 電気湯沸器の制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器内の湯または水を沸騰させた後、一定温
度に保つ電気湯沸器の制御回路を提供する。 【構成】 ヒータ通電制御手段８と、温度センサ９と比
較器６とからなる温度検出手段と、複数の温度を選択す
る温度選択手段１８とを有し、温度選択手段１８の温度
選択スイッチ１３が押されると充電手段１４でコンデン
サ１５は充電され、比較器１６の基準電圧部５の電圧を
越えると、比較器１６の出力で温度設定切換手段１０に
信号を送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内の湯または水を
加熱して沸騰させ、そのあと保温温度制御を行い、一定
温度を保つ電気湯沸器の制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今の電気湯沸器は、水を加熱して湯が
沸くと自動的に保温状態となり、湯沸かし中であるか、
保温中であるかはランプ等で表示されるようになってい
る。また、マイコン制御の電気湯沸器が普及したことも
あって、水を十分沸騰加熱し、殺菌やカルキ抜き機能を
備えている。この保温温度は、育児のミルクや玉露は５
０℃〜７０℃、煎茶なら８０℃、コーヒやインスタント
ラーメン向けには９０℃、といった具合に任意に選択が
できるようになっている。

【０００３】以下に、マイコンを使用しない電気湯沸器
の従来例を図４に基づいて説明する。

【０００４】図４において、１０１は沸騰開始を選択す
るスイッチ、１０２はリレーで、スイッチ１０１が押さ
れると常閉接点のスチームセンサ１０３を介して作動
し、同時にリレー１０４の接点が「ＯＮ」してスイッチ
１０１を離してもリレー１０２は自己保持される。この
接点１０４には湯沸かし用のヒータ１０５が接続されて
おり、電気ポットは湯沸かし動作に入る。その時、ヒー
タ１０５と並列接続されている沸騰表示用のネオン管１
０７が点灯し、沸騰中を表示する。なお、１０８は沸騰
表示用のネオン管１０７の電流制限用抵抗である。湯が
沸いてくると蒸気が発生し常閉接点のスチームセンサ１
０３が作動して、接点が開離するためリレー１０２の自
己保持が外れ、ヒータ１０５は停止する。この時、保温
状態を表示するネオン管１０９が点灯する。なお、１１
０は保温表示用のネオン管１０９の電流制限抵抗であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、スチームセンサ１０３の作動で湯沸かしす
るためのヒータ１０５を遮断するため、温度設定は一点
だけとなり、保温は常に通電状態とする方式であり、湯
沸かし後の保温温度を選択することはできないという課
題を有していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するもので、沸騰開始スイッチの開始を記憶する
開始記憶手段と、湯温を検出する温度検出手段と、この
温度検出手段の出力で作動する記憶解除手段により、放
電タイマを起動しタイムアップ後は別の温度に切り換え
る温度切換手段に、温度選択スイッチの作動を記憶する
温度選択記憶手段の出力で複数の温度に切り換える温度
切換手段を備えてなるものである。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、沸騰選択スイッチを押すこ
とによって沸騰開始記憶がセットされ、ヒータが通電状
態になる。温度センサが沸騰温度を検出すると記憶解除
手段により沸騰開始記憶が解除されると共に、沸騰温度
検知制御から保温温度制御に切り換わると共に、事前に
選択記憶された保温温度に湯温が設定されるものであ
る。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を説明する。図１は本
発明の一実施例における電気湯沸器のブロック図であ
る。

【０００９】図１において、１は沸騰開始の選択をする
開始スイッチ、２はコンデンサ４を充電する充電手段、
３はコンデンサ４の電圧を開始スイッチ１の操作ばらつ
きの影響無く一定の充電電圧が得られるようにした電圧
安定手段、５は基準電圧部、６は電圧安定手段３と基準
電圧部５とを比較する比較器で、開始記憶手段を構成し
ている。この開始記憶手段は、コンデンサ４が充電され
ると、比較器６の出力によってＯＲ回路１２を介して、
ヒータ通電制御手段８の駆動保持ができる。９は温度セ
ンサで、所定の温度が設定された温度設定切換手段１０
と比較器１１とで温度検出手段を構成し、温度センサ９
が所定の温度を検出したとき、比較器１１の出力により
記憶解除手段７を起動し、コンデンサ４が充電状態から
放電に切り換わる。このコンデンサ４の放電が比較器６
の基準電圧部５の電圧以下になると放電はストップし、
ヒータ通電制御手段８は遮断される。以上は、温度選択
スイッチ１３を押していない場合である。

【００１０】次に、ヒータ通電制御手段８や、開始記憶
の有無に関わらず選択できる温度選択スイッチ１３を押
すと、充電手段１４でコンデンサ１５は充電され、比較
器１６の基準電圧部５の電圧を越えると、比較器１６の
出力で温度設定切換手段１０に信号を送る。１７は電源
が遮断されたときコンデンサ１５の電荷が放電するよう
にしたリセット手段である。１８は温度選択手段の構成
を示している。

【００１１】以下に、図２に具体的な回路例を用いて説
明する。２１は沸騰動作を選択する開始スイッチ、２２
はコンデンサ４を充電する充電手段の抵抗、２３はコン
デンサ４の電圧が開始スイッチの操作ばらつきがあって
も、一定の充電電圧が確保できるようにした電圧安定手
段のツェナダイオードである。今、開始スイッチ２１が
押され、抵抗２２を介してコンデンサ４に充電され、コ
ンデンサ４の充電電圧が抵抗５と抵抗５’で分圧された
（Ｃ）点の基準電圧と比較器６によって比較判断され、
コンデンサ４の充電電圧がこの電圧より高くなると比較
器６の出力が「ＬＯＷ」になりＯＲ回路を介してヒータ
通電制御手段８を駆動する。

【００１２】この時、同時に抵抗３１は比較器６の出力
が「ＬＯＷ」になることによって、抵抗３４に並列接続
された状態となり、温度設定切換手段１０の沸騰温度が
設定される。３０はヒータ通電制御手段８から温度設定
抵抗３４に電流が流れ込まないように阻止するダイオー
ドである。

【００１３】以下に、温度検出手段の動作について説明
する。沸騰温度の設定は温度センサ９と、抵抗３１と抵
抗３４の並列接続、および抵抗３６と抵抗３７とでブリ
ッジ回路で形成され、比較器１１で平衡状態を検知す
る。温度センサ９をＲ9とし、抵抗３４をＲ34、抵抗３
１をＲ31、その並列接続はＲP、抵抗３６、抵抗３７を
それぞれＲ36、Ｒ37とすると、ブリッジの平行条件は、
「Ｒ9×Ｒ37＝Ｒ34×Ｒ36」となる。いま、温度センサ
９の平行条件を満たす値をＲ9とすると「Ｒ9＝ＲP×Ｒ3
6／Ｒ37」となり、温度センサ９をサーミスタとすると
設定温度Ｔxは、 「Ｔx＝Ｂ×Ｔ0／（Ｂ＋（Ｔ0×ｌｎ・Ｒ9／Ｒ0））」 （ただし、ＢはサーミスタのＢ定数、Ｔ０はＢ定数算出
時の温度、Ｒ0はＴ0時のサーミスタ抵抗値を示す。また
抵抗３４と抵抗３１の並列接続値ＲPは 「ＲP＝（Ｒ34＋Ｒ31）／Ｒ34×Ｒ31」） で算出できる。

【００１４】このように設定された状態で、通電初期の
温度センサ９は温度が低いので温度センサ９であるサー
ミスタの抵抗値としては高い状態になっているため、ブ
リッジの平行条件は崩れている。この時、比較器１１の
基準電圧（Ａ）点よりセンサ入力となる（Ｂ）点が低い
ため比較器１１の出力は「ＬＯＷ」になり、接続されて
いるヒータ通電制御手段８は「ＯＮ」状態となる。こ
の、ヒータ通電制御手段８の接点６８は、加熱ヒータで
ある抵抗４１に接続され、通電させるものである。温度
センサ９の温度が沸騰点を検知すると、比較器１１の出
力は「ＨＩ」になり、リレーはＯＦＦする。

【００１５】それと同時に、比較器１１の出力と抵抗３
６と抵抗３７で分圧された温度検出手段の比較器１１と
の共通基準電圧（Ａ）を比較器７で比較判別の結果、比
較器７の出力が「ＬＯＷ」になり、抵抗４９を介してコ
ンデンサ４を放電させ、その放電時定数で通電遅延タイ
マー手段を形成することができ、沸騰維持によるカルキ
ぬきや殺菌効果を得ることができる。

【００１６】このタイマーが終了するときは、コンデン
サ４の両端電圧が前記基準電圧（Ｃ）点の電圧より低く
なった時点で比較器６の出力が「ＨＩ」レベルになるの
で抵抗３１が抵抗３４から切り離され、温度センサ９と
の分圧抵抗が大きくなるので、Ｔxで示される算式から
設定温度は低くなる。このような動作によって沸騰選択
スイッチ２１を押すことにより沸騰加熱動作からタイマ
ー手段でカルキ抜きを行い、保温制御動作に切り換える
ことのできる安価な制御回路が実現するのである。

【００１７】なお、温度設定切換手段１０は、温度セン
サ９と直列抵抗で分圧したもので説明したが、これとは
逆に基準電圧（Ａ）点の電圧を切り換えても同様である
ことは説明するまでもない。

【００１８】次に、保温制御動作の温度設定が選択可能
なものを説明する。４３は高温保温選択スイッチで、保
温状態を選択すると、抵抗４４を介してコンデンサ４５
に充電する。この充電電圧は基準電圧（Ｃ）点より高く
なると比較器１６の出力は「ＬＯＷ」になる。保温状態
であるということは、比較器６の出力は「ＨＩ」（開始
記憶が解除されているため）であることから、トランジ
スタ５２は抵抗３５を介して「ＯＮ」され、抵抗３３と
抵抗３４が並列接続される。この並列接続値を高温保温
温度に設定する事によって、抵抗３１と抵抗３４の並列
接続の沸騰温度設定と、抵抗３４単独の通常保温温度設
定の３つの温度設定が可能となるものである。４７のダ
イオードはこのような温度選択記憶手段１８の記憶リセ
ットを電源の切断によって行うようにしたものである。
この高温保温選択スイッチは沸騰動作中の操作でも同様
に選択できることを以下に説明する。ヒータ通電制御手
段８が動作中の湯沸かし段階は、比較器６の出力が「Ｌ
ＯＷ」になり、抵抗３１が抵抗３４に並列接続されてい
る状態のため、トランジスタ５２のベースは「ＬＯＷ」
のためドライブされない。したがって高温保温選択記憶
手段１８はセットされても湯沸かし状態から温度センサ
が所定の温度を検知し、タイマー手段が起動しタイムア
ップして沸騰開始記憶が解除され、比較器６の出力が
「ＨＩ」となってトランジスタ５２が動作状態になり、
高温保温温度に設定切り換えができるものである。ダイ
オード６２は比較器６が「ＬＯＷ」になったとき、比較
器７の入力に影響が出ないようにするための、ＯＲ回路
を形成している。抵抗３８は比較器７のマイナス入力の
「ＨＩ」レベルを確保する抵抗である。３９は回路電源
用平滑コンデンサ、４０は定電圧ダイオード、４１は加
熱ヒータ、６８はヒータ通電制御手段８の接点、６３は
半波整流用のダイオード、６４は電圧ドロップ用の抵
抗、６９は雷サージ吸収用のサージ吸収素子、６６は異
常温度上昇時の安全温度ヒューズ、６７は商用電源を示
す。

【００１９】以下に、上記した構成による電気湯沸器の
動作を図３のタイミングチャートで補足説明する。

【００２０】図３のＡ点は回路に通電した後、すぐに開
始スイッチ１を押した状態である。その時、コンデンサ
４が充電され、実線で示されるＢ点（図２の基準電圧
（Ｃ）点電圧）を越えたとき、図３Ｃ点のように温度設
定切換手段が沸騰温度の１００℃設定となり、ヒータ４
１が駆動される。沸騰するまでの間は湯沸かし工程で、
ヒータ４１は連続通電となる。ここでＤ点で停電が発生
したとすると、ヒータ４１は停止するが、コンデンサ４
の充電電圧はそのまま保持されるため、停電が復帰する
と開始記憶手段が機能し、ヒータは通電が続行される。
Ｅ点で図２の温度センサ９が沸騰点の１００℃近傍を検
知すると、比較器１１の出力が「ＨＩ」になり、記憶解
除手段の比較器７の出力が「ＬＯＷ」になり、抵抗３７
を介して、コンデンサ４が図３のＦ点より放電する。こ
の時タイマー手段が起動し、ヒータが駆動状態をタイム
アップするまで遅延できることによって、カルキ抜き効
果を得ることができる。このカルキ抜き中にＧ点で停電
が発生したとすると、コンデンサ４の放電はストップす
るので、タイマー計時区間は停電復帰後、残時間を実行
計時するコンデンサ４の電圧がＨ点の比較電圧まで下が
ると、タイムアップし、図２の比較器６の出力が「Ｈ
Ｉ」になり、抵抗３１が切り離され、温度設定切換手段
は６０℃になると同時にヒータはＯＦＦする。この後は
６０℃で比較器１１によって湯温を一定に保つようヒー
タを温度コントロールする。

【００２１】以下に、高温保温を選択したときの動作を
説明する。Ｉ点で高温保温の選択をすると、コンデンサ
１５の充電により高温保温記憶手段がセットされ、Ｊ点
で温度設定を高温９０℃にセットする。その後開始スイ
ッチをＯＮすると前記同様にＬ点で温度センサが沸騰検
知し、開始記憶を記憶解除手段の起動によりコンデンサ
４は放電する。この放電時定数でタイマー手段を構成し
Ｍ点までヒータ通電を遅延させる。タイマーがタイムア
ップすると温度設定切換手段のトランジスタ５２によっ
て設定温度９０℃がセットされＮ点から高温保温の状態
で温度コントロールされることになる。Ｏ点で電源を切
るとリセット手段１７のダイオードによりコンデンサ１
５は放電され高温保温記憶はリセットされる。再度通電
時には、元の通常６０℃保温が設定されるように構成し
ている。

【００２２】

【発明の効果】以上の本発明の電気湯沸器は温度選択記
憶のスイッチを備え、コンデンサへの充電により、マイ
コン制御でなく安価な回路構成で実現でき、インスタン
トラーメンから赤ちゃんのミルク調乳まで電気湯沸器の
活用範囲が広がると共に、使い勝手が大幅に改善される
効果があり、またノイズにも強く価格の安い制御回路が
実現でき工業的価値大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電気湯沸器のブロッ
ク図

【図２】同回路図

【図３】同動作を説明する図

【図４】従来例における電気湯沸器の回路図

【符号の説明】

２，１４ 充電手段 ６，１１，１６ 比較器 ８ ヒータ通電制御手段 ９ 温度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータと、このヒータを加熱して昇温お
   よび保温させるヒータ通電制御手段と、温度を感知する
   温度センサと第１の比較器とからなる温度検出手段と、
   前記ヒータを任意に開始させるための開始スイッチとこ
   の開始スイッチと直列に接続した第１の充電回路、およ
   び第２の比較器とからなる開始記憶手段とを有する電気
   湯沸器の制御回路において、所定の温度を検知した後複
   数の温度を選択するための温度選択スイッチと、この温
   度選択スイッチと直列に第２の充電回路と第３の比較器
   とを備え、前記開始記憶手段の出力を反転させる反転切
   換手段を有する温度選択記憶手段とを備えた電気湯沸器
   の制御回路。
2. 【請求項２】 前記第２の充電回路は、電源遮断時に作
   動するリセット手段を備えた請求項１記載の電気湯沸器
   の制御回路。