(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより駆動されバーナへガスを供給するガス量を増減制御すると共に閉弁位置ではガスの供給を停止させる流量調節機構を、流量調節機構へのガスの供給路を開閉する電磁式の安全弁の下流側に設けた火力調節装置において、上記モータとしてステッピングモータを用い、ステッピングモータに供給するパルス数により上記流量調節機構の開度を制御すると共に、流量調節機構の開度が点火に必要なガス量になる位置より全閉側にスイッチの作動位置を設定し、このスイッチの作動位置に達するとスイッチの作動により上記パルス数から規定される開度と実際の開度との誤差を補正することを特徴とする火力調節装置。
【請求項２】
ステッピングモータの回転軸に連動して回転するカム板と、カム板によって作動するマイクロスイッチを取り付け、このマイクロスイッチを上記スイッチとしたことを特徴とする請求項１記載の火力調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス器具に設けられたバーナへのガス供給量を制御して、バーナの点消火および火力調節を行う火力調節装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の火力調節装置としては、特許第２１２９５８０号により、火力調節を行う流量調節機構に相当するモータ駆動式の電動バルブを各バーナ毎に取り付けたものが知られている。このものでは、通常のモータを使用しており、そのため、モータの回転軸を含めた駆動系の一部に位置センサを設ける必要がある。そしてその位置センサによって電動バルブの開度を検知しながら開度を調節している。
【０００３】
そのため、この火力調節機構では、電動バルブの開度を検知するために位置センサを設けなければならない。そして、常に位置センサの出力信号をサーチしながら電動バルブの開度調節をしなければならない。
【０００４】
このような場合には、流量調節機構を駆動するモータとしてステッピングモータを使用し、ステッピングモータに供給するパルス数によって開度を制御することが考えられる。このようにステッピングモータを用いると、所定の開度位置でその開度を保持させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、ステッピングモータを用いた場合には供給したパルス数から想定される開度と実際の開度とがずれるという脱調というエラーが生じるおそれがある。
【０００６】
従って、流量調節機構の開度を検知することなく、ステッピングモータに供給するパルス数だけで開度を制御することが考えられるものの、脱調については、補正する必要がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、流量調節機構をステッピングモータで駆動する際、位置センサによって常に流量調節機構の開度を監視する必要がなく、エラーを確実に補正することのできる火力調節装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明による火力調節装置は、モータにより駆動されバーナへガスを供給するガス量を増減制御すると共に閉弁位置ではガスの供給を停止させる流量調節機構を、流量調節機構へのガスの供給路を開閉する電磁式の安全弁の下流側に設けた火力調節装置において、上記モータとしてステッピングモータを用い、ステッピングモータに供給するパルス数により上記流量調節機構の開度を制御すると共に、流量調節機構の開度が点火に必要なガス量になる位置より全閉側にスイッチの作動位置を設定し、このスイッチの作動位置に達するとスイッチの作動により上記パルス数から規定される開度と実際の開度との誤差を補正することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、流量制御機構を全閉状態から開弁する際、および開弁状態から全閉状態に閉弁する際に、必ずスイッチが作動するので、確実に補正が行われる。
【００１０】
なお、ステッピングモータの回転軸に連動して回転するカム板と、カム板によって作動するマイクロスイッチを取り付け、このマイクロスイッチを上記スイッチとしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、ＧＴはガステーブルであり、２個のコンロ用バーナＢＣと１個のグリル用バーナＢＧとを備えている。これら各バーナＢＣ，ＢＧにはガス供給管ＧＰからガスが供給される。各バーナＢＣ，ＢＧには火力調節用のバルブユニット１が各々直列に接続されている。
【００１２】
このバルブユニット１は各バーナＢＣ，ＢＧへのガスの供給路を開閉する電磁式の安全弁２と各バーナＢＣ，ＢＧへ供給されるガスの流量を増減して火力調節を行う流量調節弁３とから構成されている。
【００１３】
図２を参照して、安全弁２はソレノイド部２１にソレノイドコイルとばねとを内蔵している。弁体２０はこのばねにより常に閉弁方向に付勢されており、ソレノイドに通電するとばねの付勢力に抗して弁体２０が開弁方向に駆動され、ガス供給路が開放される。逆にソレノイドコイルへの通電が停止すると、ソレノイドコイルによる磁力が消滅し、ばねの付勢力により弁体２０が閉弁方向に戻され、ガス供給路が閉鎖される。
【００１４】
流量調節弁３は主に回転板３１と固定板３２とオリフィス板３３とから構成される。更に、図３を参照して、回転板３１はステッピングモータ３４の駆動軸３４ａに連結された回転軸３５によって回転される。一方、固定板３２はバルブユニット１の筐体に固定されている。回転板３１には回転方向に沿って長穴３１ａが開けられており、固定板３２には長穴３１ａの軌跡に沿って複数の貫通孔３２ａが形成されている。
【００１５】
長穴３１ａと貫通孔３２ａとが一致しないとガスは長穴３１ａを通過することができず、従って、ガスは各バーナＢＣ，ＢＧへ供給されない。ステッピングモータ３４を駆動して回転板３１を回転させると、長穴３１ａが貫通孔３２ａに順次一致していく。長穴３１ａに一致した貫通孔３２ａはガスが通過する。ただし、長穴３１ａは２個の貫通孔３２ａに一致する長さに形成されているので、回転板３１ａを回転させると、長穴３２ａに一致する貫通孔３２ａの組み合わせが順次切り替わっていく。
【００１６】
なお、ガス種が異なるとガス種に応じてガスの供給量を変更する必要がある。そのため、ガス種に応じた流量になるオリフィス穴３３ａを形成したオリフィス板３３を固定板３３の上面にパッキン３２ｂを介して重ねている。このように構成しているので、回転板３１を回転させるとガスが通過するオリフィス穴３３ａが順次選択され、オリフィス穴３３ａによって調節された量のガスが各バーナＢＣ，ＢＧへと供給される。なお、ガス種が変更される場合には、オリフィス板３３のみを変更後のガス種に応じて取り替えればよい。
【００１７】
ところで、ステッピングモータ３４は図示しない制御装置から供給されるパルス信号により回転駆動される。そして、駆動軸３４ａの回転角度は供給されるパルス数に比例する。本発明では駆動軸３４ａの実際の回転角度をエンコーダ等を用いて連続して検知するフィードバック制御ではなく、供給するパルス数のみにより回転角度を制御するオープンループ制御を行っている。ただし、ガス供給量が所定量に到達すると図示しないイグナイタおよび点火電極を備えた点火装置を作動させて各バーナＢＣ，ＢＧに点火する必要があるため、ステッピングモータ３４の駆動軸３４ａにカム４を取り付け、このカム４の近傍に取り付けたマイクロスイッチ５がカム４によってオンにされると点火装置が作動するように構成した。
【００１８】
図４を参照して、流量調節弁３が閉状態にある（ａ）に示す状態からステッピングモータ３４を駆動して回転板３１を回転させると流量制御弁３は開弁状態になる。ただし、開弁初期の開度では供給されるガス量は弱火に相当するガス量でり極めて少量である。そのような状態で点火装置を作動させても各バーナＢＣ，ＢＧに点火させることはできない。そのため、回転板３１を約１１０°回転させた時点で点火装置を作動させるようにした。回転板３１が１１０°回転すると連動してカム４も１１０°回転し、（ｂ）に示すように、カム部４１がマイクロスイッチ５をオンさせる。
【００１９】
この１１０°の位置は中火位置より若干弱火位置側に設定されている。ただし、回転板３１を１１０°回転させた状態では、まだ各バーナＢＣ，ＢＧには点火可能な量のガスは供給されない。点火装置を先行して作動させた状態で更に回転板３１を回転させ、各バーナＢＣ，ＢＧに供給されるガス量を増加させると供給されるガス量が点火可能なガス量を超え、既に作動している点火装置によって点火が行われる。
【００２０】
更に詳細に説明すると、図５を参照して、点火指示が制御装置に対してされると、制御装置はまず２つのパラメータのＮとＭとを０にリセットする（Ｓ１）。そして、駆動軸３４ａを原点になるまで逆転させる。原点はマイクロスイッチ５がオフになることにより検知できる。駆動軸３４ａを所定時間逆転させ、もしマイクロスイッチ５がオフにならない場合には、パラメータＮをチェックし（Ｓ３）、１より小さい値、すなわち０の場合には再び所定時間駆動軸３４ａを逆転させる原点調整を行なうと共に（Ｓ４）、パラメータＮに１を加える（Ｓ５）。
【００２１】
このように２度の原点調整を行ってもマイクロスイッチ５がオフにならない場合にはＳ３からＳ６に進み、原点エラーとしてそれ以上の作動を停止させる（Ｓ６）。マイクロスイッチ５がオフになったことが確認されると、制御装置はステッピングモータ３４に対して２２４パルスを供給し、回転板３１を回転させる。なお、２２４パルスは中火位置である１３０°の回転角度に相当する。
【００２２】
マイクロスイッチ５は上述の通り１１０°の位置でオンするように設定されている。１１０°は本実施の形態では１９０パルスに相当する。従って、異常がなければ制御装置が２２４パルスをすべて出力する前にマイクロスイッチ５がオンになる。従って、２２４パルス出力してもマイクロスイッチ５がオンにならないときには回転板３１に固着等のディスク作動エラーが発生したとしてそれ以降の制御を中止する（Ｓ８，Ｓ９）。一方、マイクロスイッチ５がオンになるとその時点で既に出力されているパルス数を記憶すると共に、パルス数が２００を超えていれば、直ちに点火動作を中止する程ではないが回転途中に軽度の脱調等が発生したとして、パラメータＭを１にセットする（Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００２３】
マイクロスイッチ５がオンになったということは、回転板３１が少なくとも１１０°回転して、流量調節弁３を通過することのできるガス量が、点火が可能なガス量に近づいていることを示す。ただし、この時点では安全弁２が開弁していないのでガスはバーナに供給されることはない。マイクロスイッチ５がオンになると点火装置を作動させ（Ｓ１３）、更に回転板３１を回転させる。制御装置から出力されるパルス数が２２４パルスになり、中火位置に到達するとステッピングモータ３４を停止させる（Ｓ１４）。中火位置になるとその状態でバーナに供給されるガス量で点火が可能であるので、安全弁２を開弁させてバーナへガスを供給し、点火を行う（Ｓ１５）。
【００２４】
安全弁２が開弁しバーナへのガスの供給が開始されてから１０秒以内に点火が確認されると点火装置を停止させるが（Ｓ１６，Ｓ１７）、１０秒以内に着火を確認できないと、ステップ１８（Ｓ１８）に進む。上記マイクロスイッチ５がオンになった時点のステップ数が２００を超えていた場合にはステップ１２（Ｓ１２）でパラメータＭを１にセットした。ステップＭが１にセットされているということは軽度の脱調等のエラーが発生している場合であり、パラメータＭが０のままであれば点火装置を停止し安全弁２を閉弁させたあと点火エラーと判断する（Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ２１）。パラメータＭが１にセットされていれば回転板３１が中火位置まで十分に回転していないと判断して、点火装置を停止し安全弁２を閉弁させたあと、ディスク作動エラーと判断する（Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）。
【００２５】
このようにマイクロスイッチ５がオンになる位置を、点火可能位置より閉弁側に設定したので、バルブユニット１に異常が発生していなければ点火操作が行われると必ずマイクロスイッチ５はオンされる。そのためマイクロスイッチ５がオンされない場合には異常発生を検知することができる。また、マイクロスイッチ５が実際にオンになった時点でのパルス数からその後の制御におけるパルス数を補正することができる。すなわち、本来１９０パルスの位置でマイクロスイッチ５がオンすべきであるが、実際にオンした時点でのパルス数と１９０パルスとの差を誤差として、点火完了後の制御を補正することができる。
【００２６】
また、点火後は消火までに必ずマイクロスイッチ５がオフになるので、オン位置のパルス数とオフ位置のパルス数とからヒステリシスを算出することができる。その算出したヒステリシスは制御装置内に記憶し、次回制御時に反転時の制御にそのヒステリシスを適用させる。
【００２７】
ところで、本実施の形態では流量調節弁３の各々に安全弁２を取り付けたので、バーナを休止させている間に安全弁２を閉弁させたままでステッピングモータ３４を回転させ、補正値やヒステリシス値を更新することができる。また、このようにバーナを休止させている状態でステッピングモータ３４を回転させると、Ｏリングやその他摺動部の固着を防止することができる。なお、長時間ステッピングモータ３４を回転させていない状態で点火操作を行う場合には、回転開始からしばらくステッピングモータ３４に供給するパルス信号の周波数を低下させ、トルクを増大させることにより、固着対策を行ってもよい。
【００２８】
バーナに点火され調理が開始されると中火と強火との間の火力で長時間調理が行われることがある。この場合には長時間の調理中にマイクロスイッチ５はオンのままオフにされることがないので、脱調等による誤差が累積されるおそれが生じる。そこで、マイクロスイッチ５がオンのままでステッピングモータ３４に供給されたパルス数の累計が所定の値を超えると自動的にステッピングモータ３４を閉弁側に駆動させ、マイクロスイッチ５をオフさせて補正を行い、元の位置に復帰させるようにしてもよい。
【００２９】
上記実施の形態では、ステッピングモータ３４の回転を開始させてからマイクロスイッチ５がオンになる１１０°まで回転する間、実際にステッピングモータ３４が回転していることを制御装置は検知することができない。そこで、図６に示すように、段部４２を形成し、ステッピングモータ３４が回転を開始すると直ちにマイクロスイッチ５の第１接点がオンになるようにしてもよい。このマイクロスイッチ５は第１接点と第２接点とを備え、段部４２によって第１接点がオンにされ（ｂ）、更にカム部４１によって第２接点がオンになるものである。
【００３０】
ところで、上記実施の形態では、カム４を１段にして１個のマイクロスイッチ５を用いたが、カム４を２段にすると共に各カム４に対応させて２個のマイクロスイッチ５を取り付け、一方のマイクロスイッチは中火位置でオンされ、他方のマイクロスイッチは強火位置でオンされるように構成してもよい。このようにマイクロスイッチを２個設けることにより、中火点火と強火点火を自在に選択できるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、流量調節機構の駆動にステッピングモータを用い、ステッピングモータに供給するパルス数により流量調節機構の開度を調節するように構成した場合、脱調等によるパルス数のずれを補正する位置を、流量調節機構の開度が点火に必要なガス量になる位置より全閉側に設定したので、開弁から閉弁までの間に必ずその開度を通過するので確実に補正をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガス器具の全体構成を示すブロック図
【図２】バルブユニットの構成を示す断面図
【図３】ディスク部分の構成を示す図
【図４】カムの動作を示す図
【図５】点火時の制御フローを示す図フロー図
【図６】他の実施の形態のおけるカムの動作を示す図
【符号の説明】
１  バルブユニット
２  安全弁
３  流量調節弁
３１  回転板
３２  固定板
３３  オリフィス板
３４  ステッピングモータ
４  カム
５  マイクロスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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