水位検知装置及びこの水位検知装置を備えた加熱調理器
【課題】タンク内の水位を検知する水位検知装置において、別の検知装置を新たに追加することなく、水位検知装置の故障を診断できる機能を備えたものを提供する。
【解決手段】液体を貯留する水タンク７と、光を放射する発光素子１０ａと光量を検出する受光素子１０ｂの組合せで構成され該受光手段１０ｂの検出結果から水タンク７内の水８の有無を検知する水位センサ１０と、該発光素子１０ａが放射する光を該受光素子１０ｂへ到達させる第一光路部と、該発光素子１０ａが放射する光の一部を該受光素子１０ｂへ到達させる第二光路部と、前記受光素子１０ｂが検出する光量に基づいて水タンク７に貯留されている水８の水位を検知すると共に前記発光素子１０ａまたは前記受光素子１０ｂの故障を検知する判定部１１を備えることにより、簡単な構成にて、水位検知装置の故障診断機能を実現できるものである。
【解決手段】液体を貯留する水タンク７と、光を放射する発光素子１０ａと光量を検出する受光素子１０ｂの組合せで構成され該受光手段１０ｂの検出結果から水タンク７内の水８の有無を検知する水位センサ１０と、該発光素子１０ａが放射する光を該受光素子１０ｂへ到達させる第一光路部と、該発光素子１０ａが放射する光の一部を該受光素子１０ｂへ到達させる第二光路部と、前記受光素子１０ｂが検出する光量に基づいて水タンク７に貯留されている水８の水位を検知すると共に前記発光素子１０ａまたは前記受光素子１０ｂの故障を検知する判定部１１を備えることにより、簡単な構成にて、水位検知装置の故障診断機能を実現できるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内の水位を検知する水位検知装置及びこの水位検知装置を備えた加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンク内の水位を検知する水位検知装置として、例えば「インクタンクのプリズム２０は液室に液体が存在しないときには外部から入射した光を外部へ反射するが、液室に液体が存在する場合は外部から入射した光を外部へ反射しない機能を有し、かつ、一辺４０ｍｍの正方形断面をもち厚さ１．７ｍｍの直方体の光学特性をＪＩＳ Ｋ７１３６に従った規格で測定したときに全光線透過率が８０％以上でありヘイズ値は７５％以上８５％以下であることと同等の光学特性を有する。」というものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５―４１１８３号（請求項第一項）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術を用いた水位検知装置では、タンク内に水がある場合には受光せず、水がない場合だけ受光するという仕組みであるため、水位検知装置が故障した場合はタンク内に水が有ると常に判定してしまうという問題があった。このような問題を解決する方法として、水位検知装置が正常に動作していることを確認するために、発光手段もしくは受光手段に電流が供給されていることを検出する装置など、水位検知装置とは別の検知装置を新たに設け、水位検知装置の故障を判定する必要があった。
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、別の検知装置を新たに追加することなく、水位検知装置の故障を診断できる機能を備えたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に関る水位検知装置は、液体を貯留するタンクと、光を放射する発光手段と光量を検出する受光手段の組合せで構成され、該受光手段の検出結果から前記タンク内の液体の有無を検知する水位センサと、該発光手段が放射する光を該受光手段へ到達させる第一光路部と、前記タンクと、前記発光手段及び前記受光手段との間に構成し、前記タンク内の液体の有無に係らず該発光手段が放射する光の一部を該受光手段へ到達させる第二光路部と、前記受光手段が検出する光量に基づいて、前記タンクに貯留されている液体の水位を検知すると共に、前記発光手段または前記受光手段の故障を検知する判定部と、を備え、前記発光手段の光の放射量を段階的に変え、それに伴う前記受光手段の出力から前記発光手段及び前記受光手段の故障を検知するものである。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、本発明は、簡単な構成にて、水位検知装置の故障診断機能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加熱調理器の縦断面概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る水タンクと水位センサの斜視概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る水タンクと水位センサの横断面概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る加熱調理器の回路ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る各条件時の受光素子が受光する光量を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る判定部の故障診断時のフローチャート図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る各条件時の受光素子が受光する光量を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る水タンクと水位センサの横断面概略図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る水タンクと水位センサの横断面概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る水タンクと水位センサの横断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜６を用いて説明する。なお、実施の形態１は、本発明の水位検知装置を加熱調理器に搭載した例である。
図１は、本発明の実施の形態１に係る加熱調理器１００の縦断面概略図である。なお、図１を含めて以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
１は加熱調理器１００の本体であり、本体１の内部には中に被加熱物（米や水等）が収納される炊飯釜２が着脱自在に設けられており、本体１には炊飯釜２を加熱するための誘導加熱コイル等の加熱体３も設けられている。炊飯釜２内に収納された被加熱物は、加熱体３によって加熱され、調理または保温される。４は本体１の後方上部に軸支されたヒンジ部（図示省略）を介して本体１の上面を開閉自在に覆う蓋体であり、蓋体４の内側に取り付けられ炊飯釜２の上部開口部を開閉自在に覆う内蓋５と、炊飯釜２内で発生した蒸気を導く蒸気パイプ６が設けられている。なお、内蓋５と蒸気パイプ６は、蓋体４から着脱自在に取付けられている。また、蒸気パイプ６の一端は前述の通り炊飯釜２と連通し、その他端は本体１に着脱自在に設けられた水タンク７と連通している。蒸気パイプ６は、蓋体４が開く際、蓋体４に残る蓋体側蒸気パイプ６ａと、水タンク７内に残る水タンク側蒸気パイプ６ｂとに分かれる構成となっており、水タンク側蒸気パイプ６ｂの一端は、水タンク７内に所定量貯留された水８内にて開口している。このような構成にすることにより、炊飯釜２内に発生した蒸気は、蒸気パイプ６を通って水タンク７に貯留した水８内へ投入され、水８によって蒸気が冷却され復水し、復水した蒸気はそのまま水タンク７内に回収される。
【００１０】
水タンク７は、炊飯釜２の脇に並ぶように本体１に収納されている。また、水タンク７は、上方に開口を有する箱状に形成されており、その水タンク７上方の開口は水タンク蓋９によって塞がれている。なお、本発明では、水タンク側蒸気パイプ６ｂは水タンク蓋９を貫通するように一体に構成されており、一度の動作で水タンク７から水タンク側蒸気パイプ６ｂ及び水タンク蓋９を外すことができ、これにより容易に水タンク７へ給水ができるようになっている。
本体１の水タンク７側方には、水タンク７内の対向する位置に水８が有るか無いかを検出する水位センサ１０と、水位センサ１０の検出結果から水タンク７内の水位の位置や水位センサ１０の故障を判断する判定部１１が設けられている。なお、実施の形態１では、水位センサ１０を縦方向に複数設置することによって、判定部１１にて水タンク７内に貯留している水８の水位の詳細位置が検知できるように構成されている。判定部１１で得られた結果は制御部１２へ送信され、制御部１２はその結果を用いて加熱体５への出力を制御する。
【００１１】
次に、水タンク７の水位を検出する構成について、図２〜３を用いて具体的に説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る水タンク７と水位センサ１０の斜視概略図であり、図３は本発明の実施の形態１に係る水タンク７と水位センサ１０の横断面概略図である。なお、図２、３において、説明しやすくする為に、水タンク７と一つの水位センサ１０以外の構成は、消去して表示している。
【００１２】
水タンク７は、光を透過する材料（例えばポリスチレン等）で形成されており、図２に示すように、水タンク７の本体１側の側方には、発光素子１０ａと受光素子１０ｂ及びそれらが取付けられる基板１０ｃで構成された水位センサ１０が設けられている。また、水タンク７の、水位センサ１０に対向する位置には、凹部１３が水タンク７の上面から下面に亘って形成されている。凹部１３は、発光素子１０ａに対向する位置に設けられた入射側屈曲部１３ａと、受光素子１０ｂに対向する位置に設けられた出射側屈曲部１３ｂと、それらを結ぶ伝達部１３ｃとで構成されている。また、水タンク７の側方のうち、水位センサ１０と対向している面とは逆の面に、タンクカバー１４が設けられており、タンクカバー１４は水タンク７に取り外し可能に設置されている。また、タンクカバー１４の水タンク７側の面には、発光手段１０ａから放射する光に対し、高い反射率を有する光反射部１５を備えている。なお、実施の形態１では、光反射部１５をタンクカバー１４に設けているが、例えば光反射部１５をタンクカバー１４に対向する水タンク７の面に設置しても良い。
【００１３】
図３は、水位センサ１０および凹部１３付近を拡大した横断面図である。
図３に示すように、例えばその水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、発光素子１０ａから放射された光Ａが入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と空気の屈折率が大きくずれているので入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄで光Ａが反射し、その反射した光Ａは伝達部１３ｃを通過し、さらに出射側屈曲部１３ｂの内側の出射側反射面１３ｅで反射して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１３ａ、伝達部１３ｃ、出射側屈曲部１３ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ａの光路を、本発明では第一光路としている。
一方、その水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が有る場合は、発光素子１０ａから放射された光が入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と水８の屈折率が近いので光は入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄから水タンク７内に透過する。この透過した光のうち、一部の光Ｂは水位センサ１０とは反対側に設けられた光反射部１５によって反射し、その反射した光Ｂは出射側屈曲部１３ｂの内側の出射側反射面１３ｅを透過して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１３ａ、光反射部１５、出射側屈曲部１３ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ｂの光路を、本発明では第二光路としている。なお、光Ｂは、発光素子１０ａから放射された光の一部だけであることから、かならず光Ｂは光Ａよりも光量が少なくなるように構成されている。
【００１４】
なお、凹部１３の具体的な形状として、一例として水タンク７の厚さが２．０ｍｍ、入射側屈曲部１３ａ及び出射側屈曲部１３ｂの内側角度を４５°、外側角度を１０°、伝達部１２ｃの距離を２０ｍｍ、伝達部１２ｃの厚さを３．０ｍｍで構成している。また、凹部１３は、上記の形態に限定されるものではなく、例えば平面視で３角形状であってもよい。
【００１５】
また、水位センサ１０と本体１を構成する本体壁面１ａとの間には、水位センサ１０を支持する支持具１６が設けてあり、この支持具１６は水位センサ１０を支持して本体壁面１ａに水位センサ１０を取り付ける役割と、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂを基板１０ｃに半田付けする際に、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂを精度よく所定の位置に導くもしくは所定の位置に矯正する役割を有している。
また、支持具１６には、発光素子１０ａに対向する位置に発光側開口部１６ａ、受光素子１０ｂに対向する位置に受光側開口部１６ｂが形成されており、発光側開口部１６ａ、受光側開口部１６ｂの内壁には、カーボンブラックなどの炭素材料からなる光を吸収する光吸収塗膜１７が設けられている。このように光吸収塗膜１７を発光側開口部１６ａ、受光側開口部１６ｂの内壁に設けることにより、例えば、発光側開口部１６ａに光吸収塗膜１７を設けると、発光素子１０ａから放射される光のうち、より指向性の高い光だけを凹部１３へ投光でき、これにより周囲への迷光が低減し水位センサ１０の誤検知を低減することができる。また、例えば受光側開口部１６ｂに光吸収塗膜１７を設けると、受光素子１０ｂが光路を通ってきた光以外の外部からの光を受光するのを抑制することができ、これにより水位センサ１０の誤検知を低減することができる。
【００１６】
また、本体壁面１ａの光が通る部分には、光を透過する材料で形成された窓部１８が設けられている。窓部１８を設けることにより、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂに水などがかかるのを防止することができ、これにより発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂが故障することを抑制している。また、窓部１８と本体壁面１ａの間に光吸収塗膜１７を設けることによって、上記のように発光側開口部１６ａ、受光側開口部１６ｂの内壁に光吸収塗膜１７を設けた時と同様の効果を得ることが出来る。ここで、窓部１８の素材として、発光素子１０ａから発光される光の波長帯域のみ良く透過するような素材を設けることによって、上記の様な発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂへの水かかりを防止しつつ、加熱調理器１００外からの光による受光素子１０ｂへの受光を抑制することができ、これにより、誤検知を防止することが出来る。
【００１７】
次に、水位センサ１０及び判定部１１による水タンク７の水位検知の概要について説明する。
図４は本発明の実施の形態１に係る加熱調理器１００の回路ブロック図である。
図４に示すように、本発明の発光素子１０ａ及びそれに対応する受光素子１０ｂは、水タンク７に対して高さ方向にずらして３組み設けられている。各発光素子１０ａは判定部１１からの信号によって発光し、その各発光素子１０ａの光を受けた各受光素子１０ｂからの信号は、増幅器１９で増幅されたのち判定部１１に入力され、その結果から判定部１１は水タンク７のどの位置まで水８が溜まっているか判定する。例えば、図４のように、一番下の発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの位置まで水８が溜まっている状態の場合、一番上と真ん中の受光素子１０ｂからは高い光量を受光していることを示す信号が判定部１１に出力され、一番下の受光素子１０ｂからは小さい光量が受光していることを示す信号が判定部１１に出力される。判定部１１はこの結果を受けて、真ん中の受光素子１０ｂと一番下の受光素子１０ｂとの間に水８の水面があると判定する。判定部１１によって得られた結果は、制御部１２に出力され、制御部１２はその結果から、加熱体３の入力電圧を制御して炊飯釜２から出る蒸気の量を調節したり、水タンク７一杯まで水８が溜まっていると判定された場合は炊飯を停止したりする。また、ランプや液晶ディスプレイから構成された表示部２０を用いて使用者に水タンク７に溜まった水８の量を表示したり、水タンク７一杯まで水８が溜まっていると判定された場合は使用者に水タンク７の排水を促すメッセージを表示したりする。なお、水タンク７の排水を促すメッセージは表示部２０の表示だけでなく、ブザー等による報知も併せて行ってもよい。
【００１８】
ここで、本実施の形態では、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂが３組み設けられた構成であるが、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂは１組み以上設置してあれば水タンク７内の水８の水面を判定することが可能であり、組数を制限するものでは無い。但し、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの組合せを複数設けることにより、より細かく水タンク７内の水８の水面の位置を把握することが出来るものである。
また、各発光素子１０ａの発光は、まとめて発光させても良いし、順番に発光させても良い。
【００１９】
次に、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの故障判断について説明する。
図５は本発明の実施の形態１に係る各条件時の受光素子１０ｂが受光する光量を示す図である。
図５に示すように、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂが正常時には、例えば水タンク７に水８が無い場合は、図３に示す第一光路からの光Ａが受光素子１０ｂで検出される。また、水タンク７に水８が有る場合は、光Ａよりも光量の小さい第二光路からの光Ｂが受光素子１０ｂで検出される。それに対し、発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障した時には、受光素子１０ｂは光を検出しない。このように、受光素子１０ｂが受光する光量の差によって、判定部１１は水タンク７の水８の有無だけで無く、発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障したことを検知することが出来る。
なお、判定部１１にて発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障したことを検知した時は、判定部１１はその結果を制御部１２に出力し、制御部１２はそれを受けて、例えば加熱体３の入力を切って炊飯を停止したり、表示部２０を用いて使用者に故障を報知したりする。なお、故障を報知する手段としては、表示部２０の表示だけでなくブザー等による報知も併せて行ってもよい。
【００２０】
次に、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの故障判断の精度を高める方法について説明する。
図６は本発明の実施の形態１に係る判定部１１の故障診断時のフローチャート図である。
図６に示すように、故障診断が開始すると（Ｓ１）、判定部１１は強さの異なる３つの電圧で発光素子１０ａを発光させ、その時の受光素子１０ｂの受光量（例えばＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３）を検出する（Ｓ２）。Ｓ２の計測が終わると（Ｓ３のＹｅｓ）、その結果から受光素子１０ｂの受光量の値がどの個体でも一定の値Ｖとなるような発光素子１０ａに入力される電圧に対する補正値Ａを算出する（Ｓ４）。これにより、発光素子１０ａや受光素子１０ｂの個体バラツキや経年劣化によって、受光素子１０ｂが受光する光量への影響を抑制することができ、水タンク７内の水８の有無を精度よく検出することが出来るようになる。
次に、受光素子１０ｂの値Ｖと故障検知用閾値Ｖｔｈｒを比較し（Ｓ５）、受光素子１０ｂの値Ｖが故障検知用閾値Ｖｔｈｒより小さい場合は（Ｓ５のＹｅｓ）、発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障していると判定する（Ｓ６）。また、受光素子１０ｂの値Ｖが故障検知用閾値Ｖｔｈｒより大きい場合は（Ｓ５のＮｏ）、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂは故障していないと判定する（Ｓ７）。その後、判定部１１は、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの状況を制御部１２に送信する（Ｓ８）。
なお、上記発光素子１０ａの発光量を変化させる手段として、発光素子１０ａに入力する電圧を変化させる代わりに、発光素子１０ａに投入する電流をパルス状にし、このパルス幅を変えることによって発光素子１０ａの発光量を変化させても良い。
【００２１】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について説明する。図７は本発明の実施の形態２に係る各条件時の受光素子１０ｂが受光する光量を示す図である。なお、図中において実施の形態１と同じ機能を有する部分には同一の符号を付している。以下に、実施の形態２が、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態２では、受光素子１０ｂが受光する光について、実施の形態１で示した第一光路からの光Ａ及び第二光路からの光Ｂの他に、対になっている発光素子１０ａ以外の発光素子１０ａからの光Ｃを導く第三光路を有するものである。ここで、第三光路の構成についてはどのようなものでも良く、受光素子１０ｂが受光する光量のうち、光Ｃの光量が、光Ｂの光量より少なければ良い。なお、実施の形態２では、各発光素子１０ａの発光を同時に行うものについて説明する。
【００２２】
図７に示すように、実施の形態２の受光素子１０ｂは、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂが正常時には、例えば水タンク７に水８が無い場合は、第一光路からの光Ａと第三光路からの光Ｃが受光素子１０ｂで検出される。また、水タンク７に水８が有る場合は、光Ａより光量の小さい第二光路からの光Ｂと第三光路からの光Ｃが受光素子１０ｂで検出される。それに対し、発光素子１０ａが故障した時には、第三光路からの光Ｃが受光素子１０ｂで検出される。また、受光素子１０ｂが故障した時には、受光素子１０ｂは光を検出しない。このように、受光素子１０ｂが受光する光量の差によって、判定部１１は水タンク７の水８の有無だけで無く、発光素子１０ａと受光素子１０ｂのどちらが故障したのか検知することが出来る。
なお、判定部１１にて発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障したことを検知した時は、判定部１１はその結果を制御部１２に出力し、制御部１２はそれを受けて、例えば加熱体３の入力を切って炊飯を停止したり、表示部２０を用いて使用者に故障を報知したりする。なお、故障を報知する手段としては、表示部２０の表示だけでなくブザー等による報知も併せて行ってもよい。
【００２３】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３について説明する。図８は本発明の実施の形態３に係る水タンク７と水位センサ１０の横断面概略図である。なお、図中において実施の形態１と同じ機能を有する部分には同一の符号を付している。以下に、実施の形態３が、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。また、実施の形態３に、実施の形態２の構成を用いても良い。
実施の形態３では、実施の形態１及び実施の形態２で設けられた光反射部１５の代わりに、タンクカバー１４の水タンク７側の面に粗い凹凸面２１を形成し、光が凹凸面２１に当たった時に大きな反射角で反射するように構成されている。
【００２４】
図８に示すように、その水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が有る場合は、発光素子１０ａから放射された光が入射側屈曲部１２ａに投光されたとき、水タンク７材料と水８の屈折率が近いので光は入射側屈曲部１２ａの内側の入射側反射面１２ｄから水タンク７内に透過する。この透過した光Ｂは水位センサ１０とは反対側に設けられた凹凸部２１によって大きな反射角で反射し、その反射した光Ｂの一部は出射側屈曲部１２ｂの内側の出射側反射面１２ｅを透過して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１２ａ、凹凸部２１、出射側屈曲部１２ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ｂの光路を、実施の形態２では本発明の第二光路としている。なお、光Ｂは、発光素子１０ａから放射された光の一部だけであることから、かならず光Ｂは光Ａよりも光量が少なくなるように構成されている。
上記のように構成することにより、タンクカバー１４の取付けが不十分であったり、タンクカバー１４自体が歪んでしまったりしている場合でも、安定的に光Ｂを受光素子１０ｂに向けて反射することができ、これによる誤検知を抑制することが出来る。
【００２５】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４について説明する。図９は本発明の実施の形態４に係る水タンク７と水位センサ１０の横断面概略図である。なお、図中において実施の形態１と同じ機能を有する部分には同一の符号を付している。以下に、実施の形態４が、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。また、実施の形態４に、実施の形態２の構成を用いても良い。
実施の形態４では、窓部１８に、水タンク７に設けた凹部１３と同様に、入射側屈曲部１８ａ、出射側屈曲部１８ｂ、伝達部１８ｃを形成し、これによって第二光路を形成している。
【００２６】
図９に示すように、例えばその水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、発光素子１０ａから放射された光Ａが入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と空気の屈折率が大きくずれているので入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄで光Ａが反射し、その反射した光Ａは伝達部１３ｃを通過し、さらに出射側屈曲部１３ｂの内側の出射側反射面１３ｅで反射して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１３ａ、伝達部１３ｃ、出射側屈曲部１３ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ａの光路を、本発明では第一光路としている。加えて、発光素子１０ａから放射された光のうち拡散した一部の光Ｂが、窓部１８に形成された入射側屈曲部１８ａ、伝達部１８ｃ、出射側屈曲部１８ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する。この光Ｂの光路を、実施の形態４では第二光路としている。つまり、実施の形態４では、水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、第一光路からの光Ａと第二光路からの光Ｂの両方を受光素子１０ｂで受光する。
一方、その水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が有る場合は、第一光路の光は入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と水８の屈折率が近いので光は入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄから水タンク７内に透過する。しかし、第二光路の光Ｂは、水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い時と同様に、窓部１８に形成された入射側屈曲部１８ａ、伝達部１８ｃ、出射側屈曲部１８ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する。
上記のように第二光路を水タンク７と水位センサ１０との間に構成することにより、例えば水タンク７内の水８に米に含まれるおねば成分が混ざって透過率が低下しても、第二光路からの光Ｂを受光することができ、水位を検知することが出来る。また、実施の形態３と同様に、タンクカバー１４の取付けが不十分であったり、タンクカバー１４自体が歪んでしまったりしている場合でも、安定的に受光素子１０ｂは光Ｂを受光することができ、これによる誤検知を抑制することが出来る。
【００２７】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５について説明する。図１０は本発明の実施の形態５に係る水タンク７と水位センサ１０の横断面概略図である。なお、図中において実施の形態１と同じ機能を有する部分には同一の符号を付している。以下に、実施の形態５が、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。また、実施の形態５に、実施の形態２の構成を用いても良い。
実施の形態５では、凹部１３の一部に、第二光路用の導光部１３ｆを設けている。
【００２８】
図１０に示すように、例えばその水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、発光素子１０ａから放射された光Ａが入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と空気の屈折率が大きくずれているので入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄで光Ａが反射し、その反射した光Ａは伝達部１３ｃを通過し、さらに出射側屈曲部１３ｂの内側の出射側反射面１３ｅで反射して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１３ａ、伝達部１３ｃ、出射側屈曲部１３ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ａの光路を、本発明では第一光路としている。加えて、発光素子１０ａから放射された光のうち拡散した一部の光Ｂが、凹部１３に形成された導光部１３ｆを経由して受光素子１０ｂに到達する。この光Ｂの光路を、実施の形態５では第二光路としている。つまり、実施の形態５では、実施の形態４と同様に、水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、第一光路からの光Ａと第二光路からの光Ｂの両方を受光素子１０ｂで受光する。
一方、その水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が有る場合は、第一光路の光は入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と水８の屈折率が近いので光は入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄから水タンク７内に透過する。しかし、第二光路の光Ｂは、水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い時と同様に、凹部１３に形成された導光部１３ｆを経由して受光素子１０ｂに到達する。
上記のように第二光路を水タンク７と水位センサ１０との間に構成することにより、例えば水タンク７内の水８に米に含まれるおねば成分が混ざって透過率が低下しても、第二光路からの光Ｂを受光することができ、水位を検知することが出来る。また、実施の形態３と同様に、タンクカバー１４の取付けが不十分であったり、タンクカバー１４自体が歪んでしまったりしている場合でも、安定的に受光素子１０ｂは光Ｂを受光することができ、これによる誤検知を抑制することが出来る。
【符号の説明】
【００２９】
１ 本体、２ 炊飯釜、３ 加熱体、４ 蓋体、５ 内蓋、６ 蒸気パイプ、６ａ 蓋体側蒸気パイプ、６ｂ 水タンク側蒸気パイプ、７ 水タンク、８ 水、９ 水タンク蓋、１０ 水位センサ、１０ａ 発光素子、１０ｂ 受光素子、１０ｃ 基板、１１ 判定部、１２ 制御部、１３ 凹部、１３ａ 入射側屈曲部、１３ｂ 出射側屈曲部、１３ｃ 伝達部、１３ｄ 入射側反射面、１３ｅ 出射側反射面、１３ｆ 導光部、１４ タンクカバー、１５ 光反射部、１６ 支持具、１６ａ 発光側開口部、１６ｂ 受光側開口部、１７ 光吸収塗膜、１８ 窓部、１８ａ 入射側屈曲部、１８ｂ 出射側屈曲部、１８ｃ 伝達部、１９ 増幅器、２０ 表示部、２１ 凹凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内の水位を検知する水位検知装置及びこの水位検知装置を備えた加熱調理器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンク内の水位を検知する水位検知装置として、例えば「インクタンクのプリズム２０は液室に液体が存在しないときには外部から入射した光を外部へ反射するが、液室に液体が存在する場合は外部から入射した光を外部へ反射しない機能を有し、かつ、一辺４０ｍｍの正方形断面をもち厚さ１．７ｍｍの直方体の光学特性をＪＩＳ Ｋ７１３６に従った規格で測定したときに全光線透過率が８０％以上でありヘイズ値は７５％以上８５％以下であることと同等の光学特性を有する。」というものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５―４１１８３号（請求項第一項）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術を用いた水位検知装置では、タンク内に水がある場合には受光せず、水がない場合だけ受光するという仕組みであるため、水位検知装置が故障した場合はタンク内に水が有ると常に判定してしまうという問題があった。このような問題を解決する方法として、水位検知装置が正常に動作していることを確認するために、発光手段もしくは受光手段に電流が供給されていることを検出する装置など、水位検知装置とは別の検知装置を新たに設け、水位検知装置の故障を判定する必要があった。
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、別の検知装置を新たに追加することなく、水位検知装置の故障を診断できる機能を備えたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に関る水位検知装置は、液体を貯留するタンクと、光を放射する発光手段と光量を検出する受光手段の組合せで構成され、該受光手段の検出結果から前記タンク内の液体の有無を検知する水位センサと、該発光手段が放射する光を該受光手段へ到達させる第一光路部と、前記タンクと、前記発光手段及び前記受光手段との間に構成し、前記タンク内の液体の有無に係らず該発光手段が放射する光の一部を該受光手段へ到達させる第二光路部と、前記受光手段が検出する光量に基づいて、前記タンクに貯留されている液体の水位を検知すると共に、前記発光手段または前記受光手段の故障を検知する判定部と、を備え、前記発光手段の光の放射量を段階的に変え、それに伴う前記受光手段の出力から前記発光手段及び前記受光手段の故障を検知するものである。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、本発明は、簡単な構成にて、水位検知装置の故障診断機能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加熱調理器の縦断面概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る水タンクと水位センサの斜視概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る水タンクと水位センサの横断面概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る加熱調理器の回路ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る各条件時の受光素子が受光する光量を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る判定部の故障診断時のフローチャート図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る各条件時の受光素子が受光する光量を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る水タンクと水位センサの横断面概略図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る水タンクと水位センサの横断面概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る水タンクと水位センサの横断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について、図１〜６を用いて説明する。なお、実施の形態１は、本発明の水位検知装置を加熱調理器に搭載した例である。
図１は、本発明の実施の形態１に係る加熱調理器１００の縦断面概略図である。なお、図１を含めて以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
１は加熱調理器１００の本体であり、本体１の内部には中に被加熱物（米や水等）が収納される炊飯釜２が着脱自在に設けられており、本体１には炊飯釜２を加熱するための誘導加熱コイル等の加熱体３も設けられている。炊飯釜２内に収納された被加熱物は、加熱体３によって加熱され、調理または保温される。４は本体１の後方上部に軸支されたヒンジ部（図示省略）を介して本体１の上面を開閉自在に覆う蓋体であり、蓋体４の内側に取り付けられ炊飯釜２の上部開口部を開閉自在に覆う内蓋５と、炊飯釜２内で発生した蒸気を導く蒸気パイプ６が設けられている。なお、内蓋５と蒸気パイプ６は、蓋体４から着脱自在に取付けられている。また、蒸気パイプ６の一端は前述の通り炊飯釜２と連通し、その他端は本体１に着脱自在に設けられた水タンク７と連通している。蒸気パイプ６は、蓋体４が開く際、蓋体４に残る蓋体側蒸気パイプ６ａと、水タンク７内に残る水タンク側蒸気パイプ６ｂとに分かれる構成となっており、水タンク側蒸気パイプ６ｂの一端は、水タンク７内に所定量貯留された水８内にて開口している。このような構成にすることにより、炊飯釜２内に発生した蒸気は、蒸気パイプ６を通って水タンク７に貯留した水８内へ投入され、水８によって蒸気が冷却され復水し、復水した蒸気はそのまま水タンク７内に回収される。
【００１０】
水タンク７は、炊飯釜２の脇に並ぶように本体１に収納されている。また、水タンク７は、上方に開口を有する箱状に形成されており、その水タンク７上方の開口は水タンク蓋９によって塞がれている。なお、本発明では、水タンク側蒸気パイプ６ｂは水タンク蓋９を貫通するように一体に構成されており、一度の動作で水タンク７から水タンク側蒸気パイプ６ｂ及び水タンク蓋９を外すことができ、これにより容易に水タンク７へ給水ができるようになっている。
本体１の水タンク７側方には、水タンク７内の対向する位置に水８が有るか無いかを検出する水位センサ１０と、水位センサ１０の検出結果から水タンク７内の水位の位置や水位センサ１０の故障を判断する判定部１１が設けられている。なお、実施の形態１では、水位センサ１０を縦方向に複数設置することによって、判定部１１にて水タンク７内に貯留している水８の水位の詳細位置が検知できるように構成されている。判定部１１で得られた結果は制御部１２へ送信され、制御部１２はその結果を用いて加熱体５への出力を制御する。
【００１１】
次に、水タンク７の水位を検出する構成について、図２〜３を用いて具体的に説明する。図２は本発明の実施の形態１に係る水タンク７と水位センサ１０の斜視概略図であり、図３は本発明の実施の形態１に係る水タンク７と水位センサ１０の横断面概略図である。なお、図２、３において、説明しやすくする為に、水タンク７と一つの水位センサ１０以外の構成は、消去して表示している。
【００１２】
水タンク７は、光を透過する材料（例えばポリスチレン等）で形成されており、図２に示すように、水タンク７の本体１側の側方には、発光素子１０ａと受光素子１０ｂ及びそれらが取付けられる基板１０ｃで構成された水位センサ１０が設けられている。また、水タンク７の、水位センサ１０に対向する位置には、凹部１３が水タンク７の上面から下面に亘って形成されている。凹部１３は、発光素子１０ａに対向する位置に設けられた入射側屈曲部１３ａと、受光素子１０ｂに対向する位置に設けられた出射側屈曲部１３ｂと、それらを結ぶ伝達部１３ｃとで構成されている。また、水タンク７の側方のうち、水位センサ１０と対向している面とは逆の面に、タンクカバー１４が設けられており、タンクカバー１４は水タンク７に取り外し可能に設置されている。また、タンクカバー１４の水タンク７側の面には、発光手段１０ａから放射する光に対し、高い反射率を有する光反射部１５を備えている。なお、実施の形態１では、光反射部１５をタンクカバー１４に設けているが、例えば光反射部１５をタンクカバー１４に対向する水タンク７の面に設置しても良い。
【００１３】
図３は、水位センサ１０および凹部１３付近を拡大した横断面図である。
図３に示すように、例えばその水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、発光素子１０ａから放射された光Ａが入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と空気の屈折率が大きくずれているので入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄで光Ａが反射し、その反射した光Ａは伝達部１３ｃを通過し、さらに出射側屈曲部１３ｂの内側の出射側反射面１３ｅで反射して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１３ａ、伝達部１３ｃ、出射側屈曲部１３ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ａの光路を、本発明では第一光路としている。
一方、その水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が有る場合は、発光素子１０ａから放射された光が入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と水８の屈折率が近いので光は入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄから水タンク７内に透過する。この透過した光のうち、一部の光Ｂは水位センサ１０とは反対側に設けられた光反射部１５によって反射し、その反射した光Ｂは出射側屈曲部１３ｂの内側の出射側反射面１３ｅを透過して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１３ａ、光反射部１５、出射側屈曲部１３ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ｂの光路を、本発明では第二光路としている。なお、光Ｂは、発光素子１０ａから放射された光の一部だけであることから、かならず光Ｂは光Ａよりも光量が少なくなるように構成されている。
【００１４】
なお、凹部１３の具体的な形状として、一例として水タンク７の厚さが２．０ｍｍ、入射側屈曲部１３ａ及び出射側屈曲部１３ｂの内側角度を４５°、外側角度を１０°、伝達部１２ｃの距離を２０ｍｍ、伝達部１２ｃの厚さを３．０ｍｍで構成している。また、凹部１３は、上記の形態に限定されるものではなく、例えば平面視で３角形状であってもよい。
【００１５】
また、水位センサ１０と本体１を構成する本体壁面１ａとの間には、水位センサ１０を支持する支持具１６が設けてあり、この支持具１６は水位センサ１０を支持して本体壁面１ａに水位センサ１０を取り付ける役割と、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂを基板１０ｃに半田付けする際に、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂを精度よく所定の位置に導くもしくは所定の位置に矯正する役割を有している。
また、支持具１６には、発光素子１０ａに対向する位置に発光側開口部１６ａ、受光素子１０ｂに対向する位置に受光側開口部１６ｂが形成されており、発光側開口部１６ａ、受光側開口部１６ｂの内壁には、カーボンブラックなどの炭素材料からなる光を吸収する光吸収塗膜１７が設けられている。このように光吸収塗膜１７を発光側開口部１６ａ、受光側開口部１６ｂの内壁に設けることにより、例えば、発光側開口部１６ａに光吸収塗膜１７を設けると、発光素子１０ａから放射される光のうち、より指向性の高い光だけを凹部１３へ投光でき、これにより周囲への迷光が低減し水位センサ１０の誤検知を低減することができる。また、例えば受光側開口部１６ｂに光吸収塗膜１７を設けると、受光素子１０ｂが光路を通ってきた光以外の外部からの光を受光するのを抑制することができ、これにより水位センサ１０の誤検知を低減することができる。
【００１６】
また、本体壁面１ａの光が通る部分には、光を透過する材料で形成された窓部１８が設けられている。窓部１８を設けることにより、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂに水などがかかるのを防止することができ、これにより発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂが故障することを抑制している。また、窓部１８と本体壁面１ａの間に光吸収塗膜１７を設けることによって、上記のように発光側開口部１６ａ、受光側開口部１６ｂの内壁に光吸収塗膜１７を設けた時と同様の効果を得ることが出来る。ここで、窓部１８の素材として、発光素子１０ａから発光される光の波長帯域のみ良く透過するような素材を設けることによって、上記の様な発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂへの水かかりを防止しつつ、加熱調理器１００外からの光による受光素子１０ｂへの受光を抑制することができ、これにより、誤検知を防止することが出来る。
【００１７】
次に、水位センサ１０及び判定部１１による水タンク７の水位検知の概要について説明する。
図４は本発明の実施の形態１に係る加熱調理器１００の回路ブロック図である。
図４に示すように、本発明の発光素子１０ａ及びそれに対応する受光素子１０ｂは、水タンク７に対して高さ方向にずらして３組み設けられている。各発光素子１０ａは判定部１１からの信号によって発光し、その各発光素子１０ａの光を受けた各受光素子１０ｂからの信号は、増幅器１９で増幅されたのち判定部１１に入力され、その結果から判定部１１は水タンク７のどの位置まで水８が溜まっているか判定する。例えば、図４のように、一番下の発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの位置まで水８が溜まっている状態の場合、一番上と真ん中の受光素子１０ｂからは高い光量を受光していることを示す信号が判定部１１に出力され、一番下の受光素子１０ｂからは小さい光量が受光していることを示す信号が判定部１１に出力される。判定部１１はこの結果を受けて、真ん中の受光素子１０ｂと一番下の受光素子１０ｂとの間に水８の水面があると判定する。判定部１１によって得られた結果は、制御部１２に出力され、制御部１２はその結果から、加熱体３の入力電圧を制御して炊飯釜２から出る蒸気の量を調節したり、水タンク７一杯まで水８が溜まっていると判定された場合は炊飯を停止したりする。また、ランプや液晶ディスプレイから構成された表示部２０を用いて使用者に水タンク７に溜まった水８の量を表示したり、水タンク７一杯まで水８が溜まっていると判定された場合は使用者に水タンク７の排水を促すメッセージを表示したりする。なお、水タンク７の排水を促すメッセージは表示部２０の表示だけでなく、ブザー等による報知も併せて行ってもよい。
【００１８】
ここで、本実施の形態では、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂが３組み設けられた構成であるが、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂは１組み以上設置してあれば水タンク７内の水８の水面を判定することが可能であり、組数を制限するものでは無い。但し、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの組合せを複数設けることにより、より細かく水タンク７内の水８の水面の位置を把握することが出来るものである。
また、各発光素子１０ａの発光は、まとめて発光させても良いし、順番に発光させても良い。
【００１９】
次に、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの故障判断について説明する。
図５は本発明の実施の形態１に係る各条件時の受光素子１０ｂが受光する光量を示す図である。
図５に示すように、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂが正常時には、例えば水タンク７に水８が無い場合は、図３に示す第一光路からの光Ａが受光素子１０ｂで検出される。また、水タンク７に水８が有る場合は、光Ａよりも光量の小さい第二光路からの光Ｂが受光素子１０ｂで検出される。それに対し、発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障した時には、受光素子１０ｂは光を検出しない。このように、受光素子１０ｂが受光する光量の差によって、判定部１１は水タンク７の水８の有無だけで無く、発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障したことを検知することが出来る。
なお、判定部１１にて発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障したことを検知した時は、判定部１１はその結果を制御部１２に出力し、制御部１２はそれを受けて、例えば加熱体３の入力を切って炊飯を停止したり、表示部２０を用いて使用者に故障を報知したりする。なお、故障を報知する手段としては、表示部２０の表示だけでなくブザー等による報知も併せて行ってもよい。
【００２０】
次に、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの故障判断の精度を高める方法について説明する。
図６は本発明の実施の形態１に係る判定部１１の故障診断時のフローチャート図である。
図６に示すように、故障診断が開始すると（Ｓ１）、判定部１１は強さの異なる３つの電圧で発光素子１０ａを発光させ、その時の受光素子１０ｂの受光量（例えばＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３）を検出する（Ｓ２）。Ｓ２の計測が終わると（Ｓ３のＹｅｓ）、その結果から受光素子１０ｂの受光量の値がどの個体でも一定の値Ｖとなるような発光素子１０ａに入力される電圧に対する補正値Ａを算出する（Ｓ４）。これにより、発光素子１０ａや受光素子１０ｂの個体バラツキや経年劣化によって、受光素子１０ｂが受光する光量への影響を抑制することができ、水タンク７内の水８の有無を精度よく検出することが出来るようになる。
次に、受光素子１０ｂの値Ｖと故障検知用閾値Ｖｔｈｒを比較し（Ｓ５）、受光素子１０ｂの値Ｖが故障検知用閾値Ｖｔｈｒより小さい場合は（Ｓ５のＹｅｓ）、発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障していると判定する（Ｓ６）。また、受光素子１０ｂの値Ｖが故障検知用閾値Ｖｔｈｒより大きい場合は（Ｓ５のＮｏ）、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂは故障していないと判定する（Ｓ７）。その後、判定部１１は、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂの状況を制御部１２に送信する（Ｓ８）。
なお、上記発光素子１０ａの発光量を変化させる手段として、発光素子１０ａに入力する電圧を変化させる代わりに、発光素子１０ａに投入する電流をパルス状にし、このパルス幅を変えることによって発光素子１０ａの発光量を変化させても良い。
【００２１】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について説明する。図７は本発明の実施の形態２に係る各条件時の受光素子１０ｂが受光する光量を示す図である。なお、図中において実施の形態１と同じ機能を有する部分には同一の符号を付している。以下に、実施の形態２が、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
実施の形態２では、受光素子１０ｂが受光する光について、実施の形態１で示した第一光路からの光Ａ及び第二光路からの光Ｂの他に、対になっている発光素子１０ａ以外の発光素子１０ａからの光Ｃを導く第三光路を有するものである。ここで、第三光路の構成についてはどのようなものでも良く、受光素子１０ｂが受光する光量のうち、光Ｃの光量が、光Ｂの光量より少なければ良い。なお、実施の形態２では、各発光素子１０ａの発光を同時に行うものについて説明する。
【００２２】
図７に示すように、実施の形態２の受光素子１０ｂは、発光素子１０ａ及び受光素子１０ｂが正常時には、例えば水タンク７に水８が無い場合は、第一光路からの光Ａと第三光路からの光Ｃが受光素子１０ｂで検出される。また、水タンク７に水８が有る場合は、光Ａより光量の小さい第二光路からの光Ｂと第三光路からの光Ｃが受光素子１０ｂで検出される。それに対し、発光素子１０ａが故障した時には、第三光路からの光Ｃが受光素子１０ｂで検出される。また、受光素子１０ｂが故障した時には、受光素子１０ｂは光を検出しない。このように、受光素子１０ｂが受光する光量の差によって、判定部１１は水タンク７の水８の有無だけで無く、発光素子１０ａと受光素子１０ｂのどちらが故障したのか検知することが出来る。
なお、判定部１１にて発光素子１０ａもしくは受光素子１０ｂが故障したことを検知した時は、判定部１１はその結果を制御部１２に出力し、制御部１２はそれを受けて、例えば加熱体３の入力を切って炊飯を停止したり、表示部２０を用いて使用者に故障を報知したりする。なお、故障を報知する手段としては、表示部２０の表示だけでなくブザー等による報知も併せて行ってもよい。
【００２３】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３について説明する。図８は本発明の実施の形態３に係る水タンク７と水位センサ１０の横断面概略図である。なお、図中において実施の形態１と同じ機能を有する部分には同一の符号を付している。以下に、実施の形態３が、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。また、実施の形態３に、実施の形態２の構成を用いても良い。
実施の形態３では、実施の形態１及び実施の形態２で設けられた光反射部１５の代わりに、タンクカバー１４の水タンク７側の面に粗い凹凸面２１を形成し、光が凹凸面２１に当たった時に大きな反射角で反射するように構成されている。
【００２４】
図８に示すように、その水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が有る場合は、発光素子１０ａから放射された光が入射側屈曲部１２ａに投光されたとき、水タンク７材料と水８の屈折率が近いので光は入射側屈曲部１２ａの内側の入射側反射面１２ｄから水タンク７内に透過する。この透過した光Ｂは水位センサ１０とは反対側に設けられた凹凸部２１によって大きな反射角で反射し、その反射した光Ｂの一部は出射側屈曲部１２ｂの内側の出射側反射面１２ｅを透過して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１２ａ、凹凸部２１、出射側屈曲部１２ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ｂの光路を、実施の形態２では本発明の第二光路としている。なお、光Ｂは、発光素子１０ａから放射された光の一部だけであることから、かならず光Ｂは光Ａよりも光量が少なくなるように構成されている。
上記のように構成することにより、タンクカバー１４の取付けが不十分であったり、タンクカバー１４自体が歪んでしまったりしている場合でも、安定的に光Ｂを受光素子１０ｂに向けて反射することができ、これによる誤検知を抑制することが出来る。
【００２５】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４について説明する。図９は本発明の実施の形態４に係る水タンク７と水位センサ１０の横断面概略図である。なお、図中において実施の形態１と同じ機能を有する部分には同一の符号を付している。以下に、実施の形態４が、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。また、実施の形態４に、実施の形態２の構成を用いても良い。
実施の形態４では、窓部１８に、水タンク７に設けた凹部１３と同様に、入射側屈曲部１８ａ、出射側屈曲部１８ｂ、伝達部１８ｃを形成し、これによって第二光路を形成している。
【００２６】
図９に示すように、例えばその水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、発光素子１０ａから放射された光Ａが入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と空気の屈折率が大きくずれているので入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄで光Ａが反射し、その反射した光Ａは伝達部１３ｃを通過し、さらに出射側屈曲部１３ｂの内側の出射側反射面１３ｅで反射して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１３ａ、伝達部１３ｃ、出射側屈曲部１３ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ａの光路を、本発明では第一光路としている。加えて、発光素子１０ａから放射された光のうち拡散した一部の光Ｂが、窓部１８に形成された入射側屈曲部１８ａ、伝達部１８ｃ、出射側屈曲部１８ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する。この光Ｂの光路を、実施の形態４では第二光路としている。つまり、実施の形態４では、水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、第一光路からの光Ａと第二光路からの光Ｂの両方を受光素子１０ｂで受光する。
一方、その水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が有る場合は、第一光路の光は入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と水８の屈折率が近いので光は入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄから水タンク７内に透過する。しかし、第二光路の光Ｂは、水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い時と同様に、窓部１８に形成された入射側屈曲部１８ａ、伝達部１８ｃ、出射側屈曲部１８ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する。
上記のように第二光路を水タンク７と水位センサ１０との間に構成することにより、例えば水タンク７内の水８に米に含まれるおねば成分が混ざって透過率が低下しても、第二光路からの光Ｂを受光することができ、水位を検知することが出来る。また、実施の形態３と同様に、タンクカバー１４の取付けが不十分であったり、タンクカバー１４自体が歪んでしまったりしている場合でも、安定的に受光素子１０ｂは光Ｂを受光することができ、これによる誤検知を抑制することが出来る。
【００２７】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５について説明する。図１０は本発明の実施の形態５に係る水タンク７と水位センサ１０の横断面概略図である。なお、図中において実施の形態１と同じ機能を有する部分には同一の符号を付している。以下に、実施の形態５が、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。また、実施の形態５に、実施の形態２の構成を用いても良い。
実施の形態５では、凹部１３の一部に、第二光路用の導光部１３ｆを設けている。
【００２８】
図１０に示すように、例えばその水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、発光素子１０ａから放射された光Ａが入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と空気の屈折率が大きくずれているので入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄで光Ａが反射し、その反射した光Ａは伝達部１３ｃを通過し、さらに出射側屈曲部１３ｂの内側の出射側反射面１３ｅで反射して、受光素子１０ｂに投光される。この、発光素子１０ａから放射された光が、入射側屈曲部１３ａ、伝達部１３ｃ、出射側屈曲部１３ｂを経由して受光素子１０ｂに到達する光Ａの光路を、本発明では第一光路としている。加えて、発光素子１０ａから放射された光のうち拡散した一部の光Ｂが、凹部１３に形成された導光部１３ｆを経由して受光素子１０ｂに到達する。この光Ｂの光路を、実施の形態５では第二光路としている。つまり、実施の形態５では、実施の形態４と同様に、水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い場合は、第一光路からの光Ａと第二光路からの光Ｂの両方を受光素子１０ｂで受光する。
一方、その水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が有る場合は、第一光路の光は入射側屈曲部１３ａに投光されたとき、水タンク７材料と水８の屈折率が近いので光は入射側屈曲部１３ａの内側の入射側反射面１３ｄから水タンク７内に透過する。しかし、第二光路の光Ｂは、水位センサ１０に対向する位置の水タンク７の内側に水８が無い時と同様に、凹部１３に形成された導光部１３ｆを経由して受光素子１０ｂに到達する。
上記のように第二光路を水タンク７と水位センサ１０との間に構成することにより、例えば水タンク７内の水８に米に含まれるおねば成分が混ざって透過率が低下しても、第二光路からの光Ｂを受光することができ、水位を検知することが出来る。また、実施の形態３と同様に、タンクカバー１４の取付けが不十分であったり、タンクカバー１４自体が歪んでしまったりしている場合でも、安定的に受光素子１０ｂは光Ｂを受光することができ、これによる誤検知を抑制することが出来る。
【符号の説明】
【００２９】
１ 本体、２ 炊飯釜、３ 加熱体、４ 蓋体、５ 内蓋、６ 蒸気パイプ、６ａ 蓋体側蒸気パイプ、６ｂ 水タンク側蒸気パイプ、７ 水タンク、８ 水、９ 水タンク蓋、１０ 水位センサ、１０ａ 発光素子、１０ｂ 受光素子、１０ｃ 基板、１１ 判定部、１２ 制御部、１３ 凹部、１３ａ 入射側屈曲部、１３ｂ 出射側屈曲部、１３ｃ 伝達部、１３ｄ 入射側反射面、１３ｅ 出射側反射面、１３ｆ 導光部、１４ タンクカバー、１５ 光反射部、１６ 支持具、１６ａ 発光側開口部、１６ｂ 受光側開口部、１７ 光吸収塗膜、１８ 窓部、１８ａ 入射側屈曲部、１８ｂ 出射側屈曲部、１８ｃ 伝達部、１９ 増幅器、２０ 表示部、２１ 凹凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留するタンクと、
光を放射する発光手段と光量を検出する受光手段の組合せで構成され、該受光手段の検
出結果から前記タンク内の液体の有無を検知する水位センサと、
該発光手段が放射する光を該受光手段へ到達させる第一光路部と、
前記タンクと、前記発光手段及び前記受光手段との間に構成し、前記タンク内の液体の有無に係らず該発光手段が放射する光の一部を該受光手段へ到達させる第二光路部と、
前記受光手段が検出する光量に基づいて、前記タンクに貯留されている液体の水位を検
知すると共に、前記発光手段または前記受光手段の故障を検知する判定部と、
を備え、
前記発光手段の光の放射量を段階的に変え、それに伴う前記受光手段の出力から前記発光手段及び前記受光手段の故障を検知することを特徴とする水位検知手段。
【請求項２】
前記判定部が前記タンクに水が貯留していると判断しているときに、前記発光手段及び前記受光手段の故障を検知することを特徴とする請求項１に記載の水位検知手段。
【請求項３】
被加熱物を収納する炊飯釜と、
該炊飯釜を加熱する加熱体と、
請求項１もしくは請求項２に記載の水位検知装置を備え、
前記炊飯釜から出る蒸気を復水した水を前記タンクに貯留し、前記水位検知装置の結果
により前記加熱体への入力を調節することを特徴とする加熱調理器。
【請求項１】
液体を貯留するタンクと、
光を放射する発光手段と光量を検出する受光手段の組合せで構成され、該受光手段の検
出結果から前記タンク内の液体の有無を検知する水位センサと、
該発光手段が放射する光を該受光手段へ到達させる第一光路部と、
前記タンクと、前記発光手段及び前記受光手段との間に構成し、前記タンク内の液体の有無に係らず該発光手段が放射する光の一部を該受光手段へ到達させる第二光路部と、
前記受光手段が検出する光量に基づいて、前記タンクに貯留されている液体の水位を検
知すると共に、前記発光手段または前記受光手段の故障を検知する判定部と、
を備え、
前記発光手段の光の放射量を段階的に変え、それに伴う前記受光手段の出力から前記発光手段及び前記受光手段の故障を検知することを特徴とする水位検知手段。
【請求項２】
前記判定部が前記タンクに水が貯留していると判断しているときに、前記発光手段及び前記受光手段の故障を検知することを特徴とする請求項１に記載の水位検知手段。
【請求項３】
被加熱物を収納する炊飯釜と、
該炊飯釜を加熱する加熱体と、
請求項１もしくは請求項２に記載の水位検知装置を備え、
前記炊飯釜から出る蒸気を復水した水を前記タンクに貯留し、前記水位検知装置の結果
により前記加熱体への入力を調節することを特徴とする加熱調理器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１８５１７９（Ｐ２０１２−１８５１７９Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１３７５３６（Ｐ２０１２−１３７５３６）
【出願日】平成２４年６月１９日（２０１２．６．１９）
【分割の表示】特願２０１０−２１１６８（Ｐ２０１０−２１１６８）の分割
【原出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００１７６８６６）三菱電機ホーム機器株式会社 (1,201)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月１９日（２０１２．６．１９）
【分割の表示】特願２０１０−２１１６８（Ｐ２０１０−２１１６８）の分割
【原出願日】平成２２年２月２日（２０１０．２．２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００１７６８６６）三菱電機ホーム機器株式会社 (1,201)
【Ｆターム（参考）】
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