JPH0849855A - カセット式ガスボンベの残量検知方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液化ガスを収容してなるカセット式ガスボン
ベのガス残量を外部からかつ確実に検知可能とする。 【構成】 カセット式ガスボンベ１では共振周波数はガ
ス残量により変わらないことに着目し、ガスボンベ１を
ガス器具にセットし、ガスボンベの缶胴２の溶接部2aに
対向する位置を基準として発信器11と受信器12をそれぞ
れガスボンベ１の特定の共振周波数で、検知しようとす
るガス残量で受信器12の出力電圧が所定値以上となる位
置に設置し、発信器11より前記特定の共振周波数信号を
発信し、受信器12にて所定値以上の受信出力を検出する
ことによりボンベ中の液化ガスの前記ガス残量を検知す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液化ガス燃料を収容し
てなるカセット式ガスボンベをこんろ等のガス器具にセ
ットし、使用にともなって減少する液化ガス量を特定の
ガス残量で検知するようにしたカセット式ガスボンベの
残量検知方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、卓上こんろ等においては、都
市ガスのコンセントからのガスホースの接続によるガス
の供給を行う代りに、容器に液化ガス燃料を収容してな
るカセット式ガスボンベをセットして、このガスボンベ
からのガスの供給によって燃焼を行うようにしたものが
知られている。また、このカセット式ガスボンベは、屋
外用の携帯こんろ、ストーブ、その他の各種ガス器具に
使用されている。

【０００３】また、カセット式ガスボンベを使用してい
るガス器具において、該ガスボンベのガス残量の検知を
ガス器具で行えるようにすると、ガスがなくなった場合
の対応が容易になる。さらに、ガス残量がわからない
と、ガスが残ったままガスボンベが交換、廃棄されるこ
とになり、安全上および廃棄物処理上の問題がある。

【０００４】前記ガスボンベのガス残量検知方法として
は、ガスボンベの重量変化を検出するもの（特開平４−
270811号、特開平５−203143号等参照）、ガス圧力を検
知するもの（実開昭62−97399 号参照）、燃焼時間を検
知するもの（実開平５−8243号参照）等が知られてい
る。しかし、これらの構造では、正確で安定した微少残
量の検出は困難であり、検知精度を高めるためには複雑
で高価な機構、制御システムが必要とされる。

【０００５】さらに、液体を収容する瓶、タンク、高圧
ボンベ等の液位検知の方法としては、これら容器の共振
あるいは容器内の空間部の空洞共振を利用して液位すな
わち残量を検知する技術が種々提案されている（実開平
３−76129 号、特開平５−223612号、特開昭50−132960
号参照）。

【０００６】具体的には、容器中の特定位置に液面がき
たときの容器の共振周波数を求めておき、この周波数の
音波を発生しておき、容器が共鳴した時点で液位を検知
するようにした方法が開示されているが、この方法は容
器の空洞共振を利用したものであり、液位の低下ととも
に容器内の空洞が大きくなり、これに伴い共振周波数が
低周波に移行する特性を利用し、液位を容器の共振音で
検知するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記容器の
空洞共振音を利用して液位を検知する方法は、そのまま
カセット式ガスボンベの液化ガスの残量検知に適用する
ことはできない。

【０００８】すなわち、前記先行技術では、容器の形状
構造が単純であり、接合部がないかあっても均質に接合
されているものであり、その容器の共振および容器に内
容物を収容した空洞部の共振は単純で、明解な共振姿態
を示し、収容量に応じて共振周波数が変化する特性に基
づいて、容器の共振音そのものからその残量を検知する
ようにした技術である。また、発信する共振周波数を変
更することにより任意の検知液位が設定可能である。

【０００９】これに対して、カセット式ガスボンベの缶
構造は、図２に例示するように、ガスボンベ１の缶胴２
は鉄板を巻き込み突合せた溶接部2aを電気溶接したもの
であり、この円筒状缶胴２の両端に半球状にプレスした
底板３および蓋部４をかしめ接合し、蓋部４に液化ガス
燃料の噴出の開閉を行うバルブ５を内蔵したマウンティ
ングカップ６が固着されている。上記バルブ５に至るガ
ス通路はＬ型ハウジング７で形成され、該Ｌ型ハウジン
グ７の内端開口が缶胴２の壁面に近接して配設されてい
る。このＬ型ハウジング７の屈曲方向に対応してマウン
ティングカップ６には切込凹部6aが形成されている。な
お、5aはガスケット、5bはスプリング、８はカップガス
ケットである。

【００１０】そして、上記カセット式ガスボンベ１は、
水平状態に倒して前記切込凹部6aの位置が上方となるよ
うにガス器具にセットされる。これは、常にガスボンベ
１内のガス空間から気化ガスを噴出して燃料を液化状態
のまま供給しないようにした構造である。その際、缶胴
２部の溶接部2aも常に定位置、すなわち垂直位置より約
20°ずれた底部位置となるようにセットされている。

【００１１】前記のような構造のガスボンベ１は、その
共振姿態は極めて複雑となり、単純に内部の液化ガス燃
料の残量に応じて共振周波数が変動するような特性には
なっていないことが判明した。

【００１２】すなわち、前記カセット式ガスボンベ１に
収容した液化ガスは、ガス器具の使用とともに液位を下
げ、図３で２０ｇ，１０ｇ，５ｇの各位置で液面が缶胴
２に接することになる。ガスボンベ１は薄い鉄板 (0.2m
m 厚）で構成されているため、ガスボンベ１の空の時の
共振は溶接部2aの強度が缶胴２で強く、この溶接部2aが
振動の節を形成する。これに伴い缶胴２の溶接部2aに対
向する位置（０°）を中心とした対称位置で複雑な共振
を示している。一方、ガスボンベ１の重量が軽く、かつ
金属板が薄いために、内部に液化ガスが存在する場合に
は、ガスボンベ１の共振に対する液位による影響が大き
く、液化ガスの液位が低い場合、より強く表われ、缶胴
各部の振動はさらに複雑に変化することが判明した（後
述の図８〜図１０参照）。

【００１３】したがって、カセット式ガスボンベの液位
検知については、従来より知られている容器の共振周波
数での単純な共振音によっては検知不可能である。ま
た、共振波形の周波数分析についても、発信スピーカと
共振受信マイク位置とにより周波数分析波形は異なり、
容器形状が単純で測定条件如何にかかわらず一律の周波
数分析波形が得られるものとは全く異なり、この方法も
カセット式ガスボンベの残量検知には適用できない。

【００１４】ところで、一般に容器が単純振動する場
合、一つの振動モードで共振周波数が液位と相関関係を
もてば、共振周波数の検知により、或いはいくつかの振
動モードによる共振周波数の周波数分析波形が液位と相
関関係をもてば、この測定により液位を認識することが
できる。しかし、カセット式ガスボンベのような薄板鉄
板を溶接した筒を缶胴として、この両端を半球形底板と
蓋で絞り固定したような容器では、溶接部、両端固定部
の強度が強く、容器の振動に対し振動規制が大きく働き
単純な振動は行われない。

【００１５】さらに、容器が鉄板の薄板で構成されてい
るため、内部に液化ガスが存在すると、容器の共振は液
化ガスによる大きな影響を受けるものであるが、この際
の変化は液化ガス量と相関がないことも判明した。前述
のような単純振動が行われている容器の場合は、内容物
量と相関をもった振動変化をもたらすが、カセット式ガ
スボンベの場合は複雑共振であり、液化ガスの残量と相
関関係をもった共振周波数の変化は認められなかった。

【００１６】そこで本発明は上記事情に鑑み、複雑な共
振姿態を有するカセット式ガスボンベであっても共振周
波数を利用して外部から内部の液化ガスの残量が特定状
態となった場合を検知可能としたカセット式ガスボンベ
の残量検知方法および残量検知装置を提供することを目
的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明のカセット式ガスボンベの残量検知方法は、基本的
に、前記のような構造のカセット式ガスボンベでは共振
周波数はガス残量により変わらないことに着目してなさ
れたものであり、液化ガスを収容したガスボンベをガス
器具にセットし、前記ガスボンベを励振する発信器とガ
スボンベの振動を検出する受信器を、それぞれ該ガスボ
ンベの缶胴の溶接部に対向する位置を基準として、特定
の共振周波数および検知しようとするガス残量で受信器
の受信出力が所定値以上となる位置に設置し、前記発信
器より前記特定の共振周波数信号を発信し、受信器の受
信出力が所定値以上となった時をガスボンベ中の液化ガ
ス量が前記ガス残量であると検知することを特徴とする
ものである。

【００１８】また、具体的には前記発信器と受信器の配
設位置および共振周波数の設定は、液化ガスを収容した
カセット式ガスボンベをガス器具にセットし、この状態
でガスボンベの缶胴に近接して該ガスボンベを励振する
発信器とガスボンベの振動を検出する受信器を設置し、
発信器から発信する励振信号の周波数を変更して収容液
化ガス量に関係なく該ガスボンベで生じる共振周波数を
求めるとともに、前記共振周波数でガスボンベ内の液化
ガス量に対応して、前記ガスボンベの缶胴の溶接部に対
向する位置を基準として、発信器と受信器の配置と受信
出力の関係を求め、この関係から検知しようとする特定
のガス残量で受信器による受信出力が所定値以上となる
発信器および受信器の配設位置を求めて行うものであ
る。

【００１９】さらに、前記発信器による励振信号の周波
数は、 1.3〜1.5kHz、 1.6〜1.8kHz、 2.1〜2.3kHzまた
は 3.6〜3.8kHzに設定するのが好ましい。さらに、特定
のガス残量で受信出力が所定値以上となる複数の共振周
波数を重畳加算した信号を発信器から発信し、各共振周
波数の受信出力が所定値以上となった時に液化ガス量が
特定のガス残量であると検知することが可能である。一
方、受信出力が複数のガス残量で所定値以上に増大する
特性を有する共振周波数と発信器および受信器の配設位
置を設定すると、複数のガス残量を検知することが可能
である。

【００２０】本発明のカセット式ガスボンベの残量検知
装置は、液化ガスを収容したカセット式ガスボンベをガ
ス器具にセットし、前記ガスボンベの缶胴に近接してガ
スボンベを励振する発信器とガスボンベの振動を検出す
る受信器を、それぞれガスボンベの缶胴の溶接部に対向
する位置を基準として、特定の共振周波数および検知し
ようとするガス残量で受信器の受信出力が所定値以上と
なる位置に設置し、前記発信器に特定の共振周波数信号
を発信する発振回路を接続するとともに、前記受信器に
前記共振周波数の受信出力が所定値以上であることを検
知するモニタ回路を接続したことを特徴とするものであ
る。

【００２１】また、本発明の他のカセット式ガスボンベ
の残量検知装置は、液化ガスを収容したカセット式ガス
ボンベをガス器具にセットし、前記ガスボンベの缶胴に
近接してガスボンベを励振する発信器とガスボンベの振
動を検出する受信器を、それぞれガスボンベの缶胴の溶
接部に対向する位置を基準として、特定の共振周波数お
よび検知しようとするガス残量で受信器の受信出力が所
定値以上となる位置に設置し、前記発信器に発振回路を
接続するとともに、前記受信器に前記共振周波数の受信
出力が所定値以上であることを検知するモニタ回路を接
続するとともに、共振周波数の受信信号の一部を前記発
信回路に帰還する帰還回路を接続したことを特徴とする
ものである。

【００２２】前記発信器としては、発信スピーカで構成
しガスボンベを音圧で励振させるもの、または、発信コ
イルで構成しガスボンベの磁性体による缶胴に発信コイ
ルよりの交番磁場を当てて該缶胴を励振させるもの、ま
たは、電磁駆動振動子、圧電素子等の振動子で構成しそ
の振動で缶胴を励振するものなどが採用可能である。一
方、前記受信器は受信マイク、受信コイル、電磁式また
は圧電素子等のピックアップなどで構成することが可能
である。特に、発信器を発信コイルで構成し、受信器を
受信マイクで構成するのが好適である。

【００２３】

【作用】前記したような本発明によるカセット式ガスボ
ンベの残量検知方法では、基本的に共振周波数の設定と
発信器および受信器の配設位置の設定により、特定ガス
残量での受信出力が所定値以上となる特性に基づくもの
であり、容器内の燃料量が検知しようとするガス残量よ
り多く収容されている場合には、発信器から共振周波数
の信号でガスボンベを励振しても共振程度は小さく、受
信器での共振周波数の受信出力は低く、この状態では受
信出力は所定値以上とはならず液化ガスの残量が特定液
位に達したとは判定しない。一方、液化ガスの残量が設
定量となると、発信器から送信した共振周波数での共振
程度が大きくなり、受信器で受信した共振周波数の受信
出力が大きくなり、これが所定値を越えることで設定の
ガス残量に低減したことを検出するものであり、複雑な
振動姿態を有するカセット式ガスボンベについてもその
特定のガス残量が精度よく検出でき、予期しない時期で
の燃料切れの発生を防止することができる。

【００２４】また、前記検知しようとするガス残量に対
する共振周波数、発信器および受信器の配設位置は、収
容液化ガス量に関係なく生じる共振周波数を求めるとと
もに、この共振周波数で液化ガス量に対応して、発信器
と受信器の配置と受信出力の関係を求め、この関係から
検知しようとする特定のガス残量で受信器による受信出
力が所定値以上となる発信器および受信器の配設位置を
求めて設置することで、最適配設位置を見出して残量検
知が行えるものである。

【００２５】また、発信器および受信器を共振周波数で
ガスボンベ内の液化ガス残量に対応して受信器による受
信出力が所定値以上となる位置に設置し、前記発信器に
特定の共振周波数信号を発振する発振回路を接続し、前
記受信器に前記共振周波数での受信出力が所定値以上で
あること検知するモニタ回路を接続した他励式の残量検
知装置では、特定の残量となる前後での検知および報知
が行えるとともに、前記残量検知が簡易な回路構成によ
って実現できるものである。

【００２６】さらに、発信器および受信器を共振周波数
でガスボンベ内の液化ガス残量に対応して受信器による
受信出力が所定値以上となる位置に設置し、前記発信器
に発振回路を接続し、前記受信器に前記共振周波数の受
信出力が所定値以上であることを検知するモニタ回路を
接続するとともに、共振周波数の受信信号の一部を前記
発信回路に帰還する帰還回路を接続した自励式の残量検
知装置では、発信器による励振信号が弱くても所定のガ
ス残量となった状態を確実に検知できるものである。

【００２７】前記発信器としては、発信スピーカ、発信
コイル、振動子などが採用可能であり、前記受信器とし
ては、受信マイク、受信コイル、ピックアップなどが採
用可能であるが、特に、発信器を発信コイルで受信器を
受信マイクで構成すると、ガスボンベの缶胴を非接触で
励振するとともに、発信器から受信器に直接信号が入力
されることがなく誤動作が生起し難い点で好適である。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２９】＜実施例１＞図１は本例のカセット式ガス
ボンベの残量検知方法を実施するための検知装置の概略
構成を示している。

【００３０】ガスボンベ１は図２に示すように缶胴２、
底板３、蓋部４、バルブ５等によって構成され、該ガス
ボンベ１は図示しないガス器具に水平状態にセットされ
る。

【００３１】残量検知装置10は前記ガス器具に設置され
るものであり、前記ガスボンベ１の缶胴２に近接して配
設され、該ガスボンベ１を励振する発信器11とガスボン
ベ１の振動を検出する受信器12とを備えている。実際に
は、ガスボンベ１の長手方向のほぼ中央部に、周方向の
所定角度位置、図３の例では、発信器11が90°の位置
に、受信器12が−90°の角度位置にそれぞれ設置されて
いる。

【００３２】この図３の設置例は、ガスボンベ１に収容
されている液化ガスの残量が０ｇ近傍（例えば２ｇ）の
ときに残量検知を行う場合である。この発信器11および
受信器12の設置角度は、ガスボンベ１の缶胴２の溶接部
2aに対向する 180°位置を基準点０°として、右方向に
正の角度、左方向に負の角度として表示している。

【００３３】前記発信器11は発信スピーカで構成され、
該発信器11には発振回路14からの発振信号が増幅器15を
介して入力され、ガスボンベ１の缶胴２を励振する。一
方、前記受信器12は受信マイクで構成され、該受信器12
で検出した受信出力はバンドパスフィルタ16を介してモ
ニタ回路17に入力される。

【００３４】前記発振回路14はガスボンベ１を特定の共
振周波数で励振する場合は、その発振周波数を共振周波
数に一致させるものであり、検出側で共振周波数を選択
する場合には、広域帯の発振信号を出力するものであ
る。前記バンドパスフィルタ16は共振周波数の出力信号
をモニタ回路17に送出するように設定され、モニタ回路
17は表示器としての発光ダイオード20を有している。

【００３５】上記構成により、発振回路14からの信号を
増幅器15を介して発信器11に入力し、ガスボンベ１を励
振させ、受信器12による検出信号は、より作動を確実に
するためのバンドパスフィルタ16を介して特定周波数成
分の受信出力がモニタ回路17のトランジスタ19に入力さ
れ、その出力電圧に応じてトランジスタ19を駆動させて
電源18により発光ダイオード20を発光させる。

【００３６】前記ガスボンベ１は液化ガス残量が特定の
値になったときに共振がその前後で増大し、受信器12か
らの受信出力の電圧は所定値以上となる。これにともな
い、その出力電圧が所定値を越えると、発光ダイオード
20の発光も検知しようとするガス残量の前後より徐々に
光量を増し、共振点で極大に達する。この発光ダイオー
ド20の発光、光量により特定の液化ガス残量となったこ
とを検知することができる。

【００３７】検知しようとする液化ガスの残量と、共振
周波数の値と、発信器11および受信器12の設置位置との
関係を表１に例示する。

【００３８】

【表１】

【００３９】そして、上記検知ガス残量が０ｇ近傍の各
例におけるガス残量の変化に対する受信マイク出力の変
動特性の測定例を図４に示し、同様にガス残量が５ｇ近
傍の測定例を図５に、ガス残量が１０ｇ近傍の測定例を
図６に示す。

【００４０】ここで、上記残量検知条件の選定方法を説
明する。まず、カセット式ガスボンベ１をこんろ等のガ
ス器具にセットした状態での共振周波数を求めるもので
あり、図３のガスボンベ１の缶胴２の中央部の溶接部2a
に対向する 180°ずれた位置を基点０°として、これよ
り左右それぞれ90°の間の各位置、この例では22.5°ず
つずれた位置に発信器11（発信スピーカ）および受信器
12（受信マイク）を設置して、発信器11より周波数を変
えて発信し、ガスボンベ１を励振すると、1.4kHz、1.7k
Hz、2.2kHz、3.7kHz近傍の４点に共振周波数があること
が分かった。この受信出力信号は、発信器11、受信器12
の位置に応じて強弱があるが、その位置に関係なく共通
な周波数での共振である。

【００４１】なお、上記共振周波数は、カセット式ガス
ボンベ１の形状的、強度的な誤差、室温等の影響を受け
て変化するものであり、実際には±0.1kHz程度の誤差が
生じることから、その周波数としては、 1.3〜1.5kHz、
1.6〜1.8kHz、 2.1〜2.3kHzまたは 3.6〜3.8kHzの範囲
に生起するものであり、これに対応して発信器11または
受信器12に設定される共振周波数もその範囲内の値とな
る。

【００４２】また、ガスボンベ１中の液化ガスの残量に
よる共振周波数の変化を測定すると、図７（Ａ）〜
（Ｂ）に示すように、液化ガスの量に関係なくその周波
数は一定であり、その受信出力の大きさが変化すること
が判明した。換言すれば、簡易な形状の容器の共振周波
数は収容液残量に応じてその共振周波数の値が変化し、
この共振している周波数を求めることで残量が検知でき
るが、カセット式ガスボンベ１の場合にはガス残量の変
化に応じて共振する周波数は変化しないことから、周波
数を求めることだけでは液量を検知することはできない
ものである。

【００４３】そこで、前記のように発信器11と受信器12
の位置を変更して、発信器11から例えば1.4kHzの周波数
の発信を行うか、受信器12で1.4kHzの周波数成分の検出
を行うことで、液化ガスの残量を変えた時の受信マイク
出力を測定し、これを等高線図に表したものを図８
（Ａ）〜（Ｄ）に示す。（Ａ）がガス残量が０ｇのと
き、（Ｂ）がガス残量が５ｇのとき、（Ｃ）がガス残量
が１０ｇのとき、（Ｄ）がガス残量が２０ｇのときであ
る。なお、同図中、符号Ｈが受信出力が高い点、Ｌが低
い点を示している。

【００４４】同様に共振周波数が1.7kHzの場合を図９
（Ａ）〜（Ｄ）に示し、共振周波数が2.2kHzの場合を図
１０（Ａ）〜（Ｄ）に示している。なお、共振周波数が
3.7kHzの場合は図示を省略している。

【００４５】前記図８〜図１０の結果から、液化ガス残
量が０ｇの時は、基点０°すなわち溶接部2aの対向位置
を中心に対称的に缶胴２は振動しているが、ガス残量が
あると、ガスボンベ１は溶接位置が垂直位置より約20°
ずれて固定されていること、および、液化ガスの液面が
水平となることから、この液面により対称形態が乱され
た振動となっている。

【００４６】また、前記図８（Ａ）〜（Ｄ）の結果に基
づき共振周波数が1.4kHzの場合で、横軸に液化ガス残量
をとり、縦軸に受信マイク位置をとり、発信スピーカの
位置毎に受信マイク出力の等高線図を描くとガス量変化
に対する振動変化が明確となるものであり、その一例を
図１１（Ａ）および（Ｂ）に示す。（Ａ）が発信スピー
カ位置が−45°のとき、（Ｂ）が発信スピーカ位置が−
67.5°のときであり、他の発信スピーカ位置の場合は図
示を省略する。

【００４７】同様に図９および図１０の結果に基づき共
振周波数が1.7kHzの場合、2.2kHzの場合および3.7kHzの
場合についても発信スピーカの位置毎に受信マイク出力
の等高線図を描く（図示省略）。

【００４８】この図１１を見ると、ガス量の変化に対し
て受信マイクの出力が、特定ガス量で発信スピーカ、受
信マイクの位置により出力電圧の山が出る場合がある条
件がみつかる。例えば、図１１の（Ａ）の発信スピーカ
位置が−45°のときでは、ガス残量が５ｇ近傍領域が山
になり、その他のガス残量では出力信号は低く高低差が
大きくなるような受信マイク位置が、67.5°，22.5°，
−67.5°にあり、受信マイク位置が−45°ではガス残量
が１０ｇ近傍領域が山になり、その他のガス残量では出
力信号は低くなっている。また、図１１の（Ｂ）の発信
スピーカ位置が−67.5°のときでは、ガス残量が５ｇ近
傍領域が山になり、その他のガス残量では出力信号は低
く高低差が大きくなるような受信マイク位置が、45°，
０°，−67.5°にある。

【００４９】そして、上記のような条件の選択例を前記
表１に示したものであり、各条件に基づき発信器11、受
信器12をその特定位置に設定し、ガス量の変化に対する
受信マイク出力の変動特性を求めると前記図４〜図６に
示すものであり、それぞれガス残量が０ｇ，５ｇ，１０
ｇ近傍になると受信マイク出力電圧が増大するか極大と
なって所定値以上となっている。さらに、各共振周波
数、発信スピーカ位置に対応する図８と同様の図に基づ
いて、同様に特定のガス量で受信マイク出力が増大また
は極大となって所定値以上となる条件を見出し、そのガ
ス残量の検知条件とするものである。

【００５０】上記のような検知条件の選定に基づき、発
信器11の発信周波数および受信器12のバンドパスフィル
タ16の周波数を設定し、発信器11および受信器12を所定
位置に取り付けるとともに、受信出力の大きさに応じて
発光ダイオード20の発光開始電圧を設定することで、所
定残量となった際の残量検知およびその報知を行うよう
に構成したものである。

【００５１】なお、カセット式ガスボンベ１は規格に基
づいて寸法などが設定されているものであり、ガスボン
ベ１の製造会社が異なっても略同様の振動特性を有し、
同じ検知方法によって残量検知が行える。

【００５２】＜実施例２＞図１２に本例の残量検知装置
の概略構成を示し、前記図１が他励式の検知回路である
のに対し、本例は自励式の検知回路の例を示している。

【００５３】本例の残量検知装置24は、カセット式ガス
ボンベ１が前例と同様にガス器具にセットされ、その検
知しようとする液化ガス残量に対応して、発信器11（発
信スピーカ）および受信器12（受信マイク）が所定位置
に設置されている。発信器11はフィルタおよび移相回路
25からの発振信号が増幅器15を介して入力されて駆動さ
れ、受信器12の出力信号は帰還回路26を介して前記フィ
ルタおよび移相回路25に帰還されるものであり、これに
より帰還増幅回路が構成されている。

【００５４】また、前記帰還回路26においては、受信信
号が帰還する間に、一度信号を増幅して信号の一部をモ
ニタ回路17に送出し、残信号はレベルを調整して帰還さ
れる。前記モニタ回路17では、発振時のみトランジスタ
19を駆動して発光ダイオード20を発光させ、発振すなわ
ち残量検知を報知する。そして、前記フィルタおよび移
相回路25の周波数特性は、検出残量に対応した共振周波
数に設定される。なお、発信の起動は回路内の雑音成分
により行われる。

【００５５】これにより、ガスボンベ１内の液化ガス量
が所定量となると、受信器12の受信出力が増大して所定
値以上となると、増幅率と帰還率とによる発振条件を満
たして発振し、残量検知と報知を行う。なお、ガスボン
ベ１を励振させるための発信器11への入力信号と、振動
を検出する受信器12からの出力信号が同位相の時に最も
効率よく発振するが、実際は必ずしも同位相とはなら
ず、その位相を合わせるための移相回路25を介装してい
るが、帰還する信号が十分大きな場合は、移相回路25が
なくても発振は励起される。

【００５６】＜実施例３＞本例は図１３に示し、発信器
の変形例であり、前記例では発信スピーカを発信器とし
ているが、これを発信コイル29で構成したものである。
受信器12については実施例１と同様に構成され、他励式
または自励式に回路構成される。

【００５７】ガスボンベ１の缶胴２は鉄板（磁性体）で
形成され、この缶胴２を直接を振動体としたものであ
り、ガスボンベ１の缶胴２に接近して発信コイル29が設
置され、該発信コイル29に発振回路14から増幅器15を介
して駆動信号が入力され、発信コイル29よりの交番磁場
を当てて缶胴２を励振駆動する。

【００５８】この例の発信器29によれば、前例の発信器
11のように音波を発生させて缶胴２を振動させるもので
なく、磁性体による缶胴２を振動体として発信コイル29
によって励振させることから、発信器29から音波が発信
されず受信器12は発信器29から直接空気中を伝わる振動
を検出することなく缶胴２の振動のみを検出することか
らその検出精度が高くなる利点を有している。

【００５９】特に、本例の発信コイル29による発信器
と、前例の受信スピーカによる受信器12との組み合わせ
が、非接触励振および誤動作防止の点で最適なものであ
る。

【００６０】なお、前記コイルによる発信器29の構造
は、そのまま受信器の構造として採用可能であり、磁性
体による缶胴２の振動をコイルの信号変化で検出するも
のであり、他の実施例における受信器としても適用可能
である。

【００６１】＜実施例４＞本例は図１４に示し、発信器
30を電磁駆動振動子（バイブレータ）で構成した例であ
る。この発信器30は磁石31の外周に可動体32を弾性体33
によって変動可能に設置し、該可動体33の先端に振動接
点34を設けるとともに、可動体33の外周すなわち磁石31
の外周に駆動コイル35が設置され、この駆動コイル35に
交番信号（発振信号）が入力されるように接続されてい
る。

【００６２】そして、前記振動接点34の先端をガスボン
ベ１の缶胴２に接触させて、直接振動を印加させて缶胴
２を励振する構造である。

【００６３】なお、前記電磁駆動振動子の構造は、電磁
石を使用して振動子を加振するもの等、その構造は従来
公知の構造が適宜採用可能である。また、このような駆
動振動子としては、圧電素子を使用したものなどが適宜
採用可能である。

【００６４】一方、前記振動子による発信器30の構造
は、そのままピックアップによる受信器の構造として採
用可能であり、缶胴２に接触した振動体の振動を電磁的
または圧電素子等で検出するものであり、他の実施例に
おける受信器としても適用可能である。

【００６５】＜実施例５＞本例の残量検知装置40の基本
構造は図１５に示すように、２種類の共振周波数を重ね
た発振信号で発信器11を駆動して残量検知を行うように
した例を示している。

【００６６】残量検知装置40の発信器11と受信器12が、
ガスボンベ１の缶胴２に対して実施例１と同様に設置さ
れている。受信器12には、異なる周波数の発振信号を出
力する第１および第２の発振回路14A,14B の発振信号が
加算回路41で重畳加算され、増幅回路15を介して入力さ
れて駆動され、２種類の共振周波数でガスボンベ１を励
振する。

【００６７】受信器12の出力信号は、前記２種類の発振
周波数に対応した２種類の第１および第２バンドパスフ
ィルタ16A,16B にそれぞれ送出され、それぞれの周波数
成分が第１および第２比較回路42A,42B で基準値と比較
され、いずれの周波数成分においても基準値以上の共振
出力があった場合には、ＡＮＤ回路43から信号がモニタ
回路17に出力されて残量検知および報知が行われる。

【００６８】そして、図１６に示すように、ガスボンベ
１内のガス残量の変化に対して、前記２種類の共振周波
数（1.4kHzと3.7kHz）でそれぞれ同一のガス残量（５
ｇ）で受信出力が極大となって所定値以上となるよう
に、前記発信器11および受信器12の配設位置（両者共に
22.5°）が設定され、それぞれの周波数成分での受信出
力の大きさに応じて比較回路42A,42B での検出レベルと
しての基準値を設定するものである。

【００６９】また、前記図４の検知特性に示されている
ように、発信スピーカを90°、受信マイクを−90°に設
置した場合には、共振周波数が1.4kHzの場合と1.7kHzの
場合の両方で０ｇ近傍のガス残量の検知が行えることか
ら同様に２種類の周波数を加算するように設定してもよ
い。

【００７０】本例においては、所定のガス残量となる
と、２つの共振周波数での出力信号に基づいて検知する
ことにより、１つの共振周波数での検知に比較して、検
知作動の信頼性が向上する。すなわち、ガス器具が置か
れている周囲の環境によっては、外部の振動源から伝播
した振動によってガスボンベ１が励振されたり、また、
他のノイズの影響によって、設定された１つの共振周波
数とノイズ周波数とが近似して受信器12での受信出力が
増大し、設定値と異なるガス残量で誤検知作動するの
を、２種類の共振周波数の設定によって防止することが
できる。

【００７１】＜実施例６＞本例の残量検知装置は、前記
実施例１と同様のものであるが、その検知特性を図１７
に示している。

【００７２】本例の場合の残量検知特性は、複数のガス
残量で受信出力が増大して残量検知を行うようにしたも
のであり、図１７の場合では、ガス残量が５ｇの場合と
２０ｇの場合とでそれぞれ残量検知が行えるものであ
り、このような検出特性が得られるように共振周波数、
発信器11および受信器12の設置位置を選定している。こ
れにより、ガス残量を２段階に検知して報知することが
できる。

【００７３】

【発明の効果】以上のような本発明によれば、カセット
式ガスボンベをガス器具にセットし、ボンベ缶の缶胴の
溶接部に対向する位置を基準として発信器と受信器をそ
れぞれボンベ缶の特定の共振周波数で、検知しようとす
るガス残量で受信器の受信出力が所定値以上となる位置
に設置し、発信器より前記特定の共振周波数信号を発信
し、受信器での受信出力の検出で前記ガス残量を検知す
るようにしたことにより、液化ガスの収容量によって共
振周波数の周波数が変化しないカセット式ガスボンベに
おいても発信器と受信器との適切な配設位置および共振
周波数の選定によって、ガスボンベの内部に検知機構を
設置することなく、外部からの残量検知が行えるもので
あり、予期しない時期での燃料切れの発生を防止するこ
とができ、その作動も比較的簡易な回路構成によって実
現でき、検知精度も測定精度の高い機器を使用すること
なく得られ、高い信頼性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるカセット式ガスボン
ベの残量検知装置の概略構成を示す回路図

【図２】カセット式ガスボンベの分解斜視図

【図３】図１の残量検知装置における発信器および受信
器のカセット式ガスボンベに対する配置例を示す説明図

【図４ないし図６】各検知条件におけるカセット式ガス
ボンベのガス量と受信マイク出力関係を示す特性図

【図７】ガス量の変化に対する共振周波数の測定例を示
すグラフ

【図８ないし図１０】ガス量の変化に対して発信スピー
カ位置と受信マイク位置との変化に応じた受信マイク出
力を測定した結果を示す等高線図

【図１１】特定発信スピーカ位置における各受信マイク
位置とガス量変化に対する受信マイク出力の変化を示す
等高線図

【図１２】本発明の第２の実施例における残量検知装置
を示す概略回路図

【図１３】発信器の変形例を示す第３の実施例の概略回
路図

【図１４】発信器の変形例を示す第４の実施例の概略構
成図

【図１５】第５の実施例における残量検知装置の概略ブ
ロック図

【図１６】図１５の検知特性例を示すグラフ

【図１７】第６の実施例における検知特性例を示すグラ
フ

【符号の説明】

１ カセット式ガスボンベ ２ 缶胴 2a 溶接部 10,24,40 残量検知装置 11,30 発信器 12 受信器 14 発振回路 16 バンドパスフィルタ 17 モニタ回路 26 帰還回路 29 発信コイル（発信器）

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液化ガスを収容したカセット式ガスボン
   ベをガス器具にセットし、 前記ガスボンベを励振する発信器とガスボンベの振動を
   検出する受信器を、それぞれ該ガスボンベの缶胴の溶接
   部に対向する位置を基準として、特定の共振周波数およ
   び検知しようとするガス残量で受信器の受信出力が所定
   値以上となる位置に設置し、 前記発信器より前記特定の共振周波数信号を発信し、受
   信器の受信出力が所定値以上となった時をガスボンベ中
   の液化ガス量が前記ガス残量であると検知することを特
   徴とするカセット式ガスボンベの残量検知方法。
2. 【請求項２】 液化ガスを収容したカセット式ガスボン
   ベをガス器具にセットし、この状態でガスボンベの缶胴
   に近接して該ガスボンベを励振する発信器とガスボンベ
   の振動を検出する受信器を設置し、発信器から発信する
   励振信号の周波数を変更して収容液化ガス量に関係なく
   該ガスボンベで生じる共振周波数を求めるとともに、 前記共振周波数でガスボンベ内の液化ガス量に対応し
   て、前記ガスボンベの缶胴の溶接部に対向する位置を基
   準として、発信器と受信器の配置と受信出力の関係を求
   め、 この関係から検知しようとする特定のガス残量で受信器
   による受信出力が所定値以上となる発信器および受信器
   の配設位置を求めることを特徴とする請求項１記載のカ
   セット式ガスボンベの残量検知方法。
3. 【請求項３】 前記発信器による励振信号の周波数が、
   1.3〜1.5kHz、 1.6〜1.8kHz、 2.1〜2.3kHzまたは 3.6
   〜3.8kHzであることを特徴とする請求項１記載のカセッ
   ト式ガスボンベの残量検知方法。
4. 【請求項４】 特定のガス残量で受信出力が所定値以上
   となる複数の共振周波数を重畳加算した信号を発信器か
   ら発信し、各共振周波数の受信出力が所定値以上となっ
   た時に液化ガス量が特定のガス残量であると検知するこ
   とを特徴とする請求項１記載のカセット式ガスボンベの
   残量検知方法。
5. 【請求項５】 受信出力が複数のガス残量で所定値以上
   に増大する特性を有する共振周波数と発信器および受信
   器の配設位置を設定し、複数のガス残量を検知すること
   を特徴とする請求項１記載のカセット式ガスボンベの残
   量検知方法。
6. 【請求項６】 液化ガスを収容したカセット式ガスボン
   ベをガス器具にセットし、 前記ガスボンベの缶胴に近接してガスボンベを励振する
   発信器とガスボンベの振動を検出する受信器を、それぞ
   れガスボンベの缶胴の溶接部に対向する位置を基準とし
   て、特定の共振周波数および検知しようとするガス残量
   で受信器の受信出力が所定値以上となる位置に設置し、 前記発信器に特定の共振周波数信号を発信する発振回路
   を接続するとともに、前記受信器に前記共振周波数の受
   信出力が所定値以上であることを検知するモニタ回路を
   接続したことを特徴とするカセット式ガスボンベの残量
   検知装置。
7. 【請求項７】 液化ガスを収容したカセット式ガスボン
   ベをガス器具にセットし、 前記ガスボンベの缶胴に近接してガスボンベを励振する
   発信器とガスボンベの振動を検出する受信器を、それぞ
   れガスボンベの缶胴の溶接部に対向する位置を基準とし
   て、特定の共振周波数および検知しようとするガス残量
   で受信器の受信出力が所定値以上となる位置に設置し、 前記発信器に発振回路を接続するとともに、前記受信器
   に前記共振周波数の受信出力が所定値以上であることを
   検知するモニタ回路を接続するとともに、共振周波数の
   受信信号の一部を前記発信回路に帰還する帰還回路を接
   続したことを特徴とするカセット式ガスボンベの残量検
   知装置。
8. 【請求項８】 前記発信器が発信スピーカで、ガスボン
   ベを音圧で励振させることを特徴とする請求項６または
   ７記載のカセット式ガスボンベの残量検知装置。
9. 【請求項９】 前記発信器が発信コイルで構成され、前
   記ガスボンベの磁性体による缶胴に発信コイルよりの交
   番磁場を当て、該缶胴を励振させることをことを特徴と
   する請求項６または７記載のカセット式ガスボンベの残
   量検知装置。
10. 【請求項１０】 前記発信器が電磁駆動振動子、圧電素
    子等の振動子であり、その振動でガスボンベの缶胴を励
    振することを特徴とする請求項６または７記載のカセッ
    ト式ガスボンベの残量検知装置。
11. 【請求項１１】 前記受信器が受信マイクであることを
    特徴とする請求項６または７記載のカセット式ガスボン
    ベの残量検知装置。
12. 【請求項１２】 前記受信器が受信コイルであることを
    特徴とする請求項６または７記載のカセット式ガスボン
    ベの残量検知装置。
13. 【請求項１３】 前記受信器が電磁式または圧電素子等
    のピックアップであることを特徴とする請求項６または
    ７記載のカセット式ガスボンベの残量検知装置。
14. 【請求項１４】 前記発信器が発信コイルで構成され、
    受信器が受信マイクで構成されたことを特徴とする請求
    項６または７記載のカセット式ガスボンベの残量検知装
    置。