(57)【要約】【課題】ガス流量制御の閉子の移動距離を長く設けて、流量の切換段数を多く確保し、騒音の低下、装置の小型、軽量化をはかり、かつ正確な流量制御とモータロックなどの異常時の検出を可能とする。【解決手段】ガス流量調節機能とガスの開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するモータ７とを備え、前記ガス流量制御部として回転式の閉子１を使用することにより、閉子１の移動距離は長く確保でき、流量の切換段数が多く設けられる。【選択図】図１
2008064210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流量調節機能とガス通路の開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するモータとを備え、前記ガス流量制御部として回転式の閉子を使用したことを特徴とするガス流量制御装置。
【請求項２】
ガス流量調節機能とガス通路の開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するモータとを備え、前記ガス流量制御部は回転式の閉子を使用し、前記回転式の閉子の回転位置を検出する位置検出装置を設けたことを特徴とするガス流量制御装置。
【請求項３】
ガス流量制御部を駆動するモータは、ステッピングモータとした請求項１または請求項２記載のガス流量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスストーブ、ガスコンロ、ガステーブル、ガスオーブン等のガス器具に使用可能なガス流量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のガス流量制御装置はガス流量調節機能とガス通路の開閉を行うガス閉止機能を有するガス流量制御装置にスライド式の閉子が用いられている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は、特許文献１に記載された従来のガス流量制御装置の断面図である。図１２に示すように、閉子１はコックボディ２の中に開けられたガス通路３を遮断するように一面に載置されている。そして、閉子１はシャフト４が連結され、該シャフト４はギア機構としての送りナット５とスクリューネジ６を介し、該スクリューネジ６に連結固定されたモータ７によってスライド方向に動き、それにより閉子１も同時にコックボディ２上をスライドして動く。
【０００４】
閉子１のコックボディ２の一面と対向する反対の上面には、ガス通路３を流れるガスの流量を調整する板状の流量チップ８が載置され、流量チップ８は押さえバネ９により下方である閉子１の上面に押さえられている。閉子１には、ガスを通す貫通穴１０が開いており、貫通穴１０がコックボディ２によって塞がれているときにはガスは閉止され、貫通穴１０とガス通路３が合致するとガスが流れ、ガスの流量は閉子１のスライド方向に沿って流量チップ８の長手方向にガス流量の切換段数に応じ開けられた複数の穴８ａによって決められた量が流れる。
【０００５】
また、シャフト４にはピン１１が連結固定されており、ピン１１に連結されたエンコーダ１２によって閉子１の位置が検出される。
【特許文献１】特開２０００−１６１６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の構成ではガス流量の切換段数を多くすると閉子１の可動ストロークが長くなり、ガス通路３が開いてから流量最大になるまでの移動時間が長くなり、該流量制御装置を搭載したガス器具を使用するユーザーの使い勝手が悪くなる。また、閉子１のスライド方向の移動時間を短縮するためには、モータ７の回転スピードを上げればよいが、モータ７が大きくなり移動時のモータ７およびギアの騒音も増大し、消費電力も増大する。
【０００７】
したがって、上記の全ての問題点を解決するには、可能な流量の切換段数が決まってしまい、そして、モータ７を乾電池で駆動する場合、流量切換段数は５段階位が最大であった。また、モータ７の回転運動をスライド方向に変換するためのギア機構を有し、それにより装置全体の大きさも大きくなっていた。
【０００８】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、駆動騒音の低下、装置の小型、軽量化を図るガス流量制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のガス流量制御装置は、ガス流量調節機能とガス通
路の開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するモータとを備え、前記ガス流量制御部は回転式の閉子を使用したものである。これによって、閉子の駆動騒音の低下と、装置の小型、軽量化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガス流量制御装置は、従来のスライド式の閉子に比べてスライド方向変換のギア機構の不要と閉子の移動距離を長く、かつ流量の切換段数も多くすることが可能になり、したがって騒音の低下、装置の小型、軽量化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、ガス流量調節機能とガス通路の開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するモータとを備え、前記ガス流量制御部は回転式の閉子を使用したことを特徴とし、これによって、スライド式の閉子に比べて閉子の移動距離は長く確保でき、かつ流量の切換段数も多く設けることが可能になるとともに、従来のスライド式の閉子に比べ、モータの回転運動をスライド方向に変換するためのギア機構が不要になるため、騒音の低下、装置の小型、軽量化が可能となる。
【００１２】
第２の発明は、ガス流量調節機能とガス通路の開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するモータとを備え、前記ガス流量制御部は回転式の閉子を使用し、回転式の閉子の回転位置を検出する位置検出装置を設けることで、正確な流量制御とモータロックなどの異常時の検出が可能となる。
【００１３】
第３の発明は、特に第１の発明または第２の発明におけるガス流量制御装置のガス流量制御部を駆動するモータにステッピングモータを用いることで、位置検出ができない箇所においても正確な流量制御が可能となり、流量切換速度の可変も自在となる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるガス流量制御装置の断面図で、図２は同ガス流量制御装置の流量チップの平面図で、図３は同ガス流量制御装置の閉子の平面図である。ガス流量調節機能とガス通路の開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部は、図１に示すように構成されている。すなわち、金属で円形盤に形成した閉子１はその下面の外周端部を、コックボディ２を構成する金属製のコックボディ下１３の内部に回転自在に当接され、ガス通路３へガスを流す貫通穴１０を有し、閉子１の上面には貫通穴１０を通るガスの流量を調整する円形板の流量チップ８が載置されている。閉子１と流量チップ８とは、押さえバネ９によって下方に押され、閉子１はコックボディ下１３と当接され、回転した閉子１の貫通穴１０が前記当接面１３ａに位置してガス通路３への流通は遮断される閉子機能を有する。
【００１６】
閉子１にはシャフト４が連結され、シャフト４はモータシャフト１４に連結固定されており、モータ７が回転することにより、モータシャフト１４、シャフト４を介して閉子１も同時に回転する。流量チップ８は、シャフト４に当接しないように逃げ穴２１が中心部に形成され、閉子１の上面に載置されている。
【００１７】
閉子１は、ガスを通す貫通穴１０がコックボディ下１３の当接面１３ａによって塞がれているときにはガス流通は閉止され、貫通穴１０がコックボディ下１３の当接面１３ａより離れて合致していない位置あって塞がれていないときは、貫通穴１０をガスが流れる。モータシャフト１４は、Ｏリング１６を介してコックボディ２を構成する金属製のコック
ボディ上１５に挿入され、ガスが外に漏れるのを遮断している。
【００１８】
図２に示すように、流量チップ８は、円周上の一部に突起１７を設け、この突起１７をコックボディ下１３の溝２２に係止して閉子１の上面での回り止めとしている。また、円形板の流量チップ８には、閉子１の貫通穴１０との重合度合いにより、コックボディ下１３の流入口２３から入ったガスが貫通穴１０を経て流出口２４に流れる流量を調整するため、同一半径ｒ上を中心とした複数個で、かつ大きさの異なる穴８ａ〜８ｇが開けられている。そして、流量チップ８の穴８ａ〜８ｇと閉子１の貫通穴１０と閉子１を回転させるモータ７等でガス流量調節機能を構成する。
【００１９】
図３に示すように、閉子１の貫通穴１０は、エンドミルによって回転方向に同一半径ｒを中心として開けられ、中心部にはシャフト４を連結するための窪み２４が開いており、これに嵌合したシャフト４の回転が閉子１に伝わるようになっている。
【００２０】
以上のように構成されたガス流量制御装置について、以下にその動作、作用を説明する。
【００２１】
コックボディ２内に流入口２３から流入したガスは流量チップ８上から流量チップ８の穴８ａ〜８ｇを通過し、閉子１の貫通穴１０を通って装置下部であるコックボディ２の流出口２４から排出される。
【００２２】
流量チップ８、閉子１は上部から押さえバネ９によって下方に押さえつけられ、流量チップ８と閉子１の間、閉子１とコックボディ下１３の間の当接面１３ａからガスの流出を防いでいる。閉子１に接合されたシャフト４はモータシャフト１４を介してモータ７によって回され、モータシャフト１４と同時に閉子１も回転する。流量チップ８はコックボディ下１３に設けられた溝２２に突起１７が嵌合し、閉子１が回転しても回らない構成になっている。
【００２３】
図４〜図７に流量チップ８、閉子１、コックボディ下１３の位置関係を示す。各図中の斜線部分は閉子１とコックボディ下１３の当接面１３ａを示している。図４はガスがガス通路３を流れないように閉子１が閉止している時の位置関係を示している。図４に示すように閉子１の貫通穴１０はコックボディ下１３の当接面１３ａによって塞がれ、ガスの流れは閉止される。
【００２４】
図５はガスの最小流量が流れているときの流量チップ８、閉子１、コックボディ下１３の位置関係を示している。図５に示すように閉子１は図４に示したガス閉止位置から右回りに８２．５°回転し、閉子１の貫通穴１０の上に流量チップ８の穴８ｇが１つだけ位置し、ガスはその穴８ｇを通過し、貫通穴１０を通って流出口２４に排出される。
【００２５】
図６はガスの中間流量が流れているときの流量チップ８、閉子１、コックボディ下１３の位置関係を示している。図６に示すように閉子１は図４に示したガス閉止位置から右回りに１２８°回転し、閉子１の貫通穴１０の上に流量チップ８の穴８ｄ〜８ｇの４つだけ位置し、ガスはその４つの穴８ｄ〜８ｇを通過し、閉止１の貫通穴１０を通って流出口２４に排出される。このとき流れるガス流量は貫通穴１０の上に位置している流量チップ８の穴の総面積に比例した流量が流れる。
【００２６】
図７はガスの最大流量が流れているときの流量チップ８、閉子１、コックボディ下１３の位置関係を示している。図７に示すように閉子１は図４に示したガス閉止位置から右回りに１９３°回転し、閉子１の貫通穴１０の上に位置する流量チップ８の穴８ａ〜８ｃの総面積は最大となり、その面積に比例して最大流量が流れる。このように円盤状の閉子１
を回転させることにより、流量が段階的に変えることが可能となる。また、閉子１を直線上にスライドさせて流量を制御する従来方式と比べると同じ大きさでも長く移動距離が得られる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態においてはガス流量調節機能とガス通路３の開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するモータ７とを備え、前記ガス流量制御部は回転式の閉子１を使用することにより、従来のスライド式の閉子に比べて閉子の移動距離は長く確保でき、流量の切換段数が多く設けられる。また、従来のスライド式の閉子にあって、モータの回転運動をスライド方向に変換するためのギア機構が不要になるため、騒音の低下、装置の小型、軽量化が可能となる。
【００２８】
（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施形態におけるガス流量制御装置の断面図である。本実施の形態は、実施の形態１で説明したガス流量制御装置に、回転式の閉子１の回転位置を検出する位置検出装置を設けた点が異なり、それ以外のガス流量制御装置の構成並びに作用効果は実施の形態１の発明と同じであり、前記同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００２９】
図８に示すように、回転式の閉子１の回転位置を検出する位置検出装置は、モータシャフト１４に回転板１８が連結固定され、回転板１８上にはエンコーダブラシ１９が接合され、エンコーダブラシ１９の先端がエンコーダ基板２０に押し付けられた状態で組み込まれている。
【００３０】
次に図９は本発明の第２の実施形態におけるエンコーダ基板２０の平面図で、図１０はエンコーダ基板２０とエンコーダブラシ１９の位置関係を示す平面図である。図９に示すように、エンコーダ基板２０には同心円上にエンコーダパターンが４本の銅箔（黒塗部）で敷かれており、外側からトラック［１］、トラック［２］、トラック［３］、トラック［４］、ＣＯＭを示している。トラック［１］の端面を基点（０°）とし、トラック［２］は８２．５°トラック［３］は１２８°、トラック［４］は１９３°の位置から銅箔で敷かれており、ＣＯＭは全周銅箔が敷かれている。
【００３１】
また、図１０で示すようにエンコーダブラシ１９は５本の端子１９ａから構成され、それぞれの端子１９ａが各エンコーダパターンの真上になるように配置されており、銅箔上にエンコーダブラシ１９の端面が位置した場合にはＣＯＭと導通しＯＮのエンコーダ信号、銅箔がない上にエンコーダブラシ１９の端面が位置した場合はＣＯＭと導通しないためＯＦＦのエンコーダ信号が出力される。
【００３２】
以上のように構成されたガス流量制御装置について、以下にその動作、作用を説明する。
【００３３】
図１１にガス流量とエンコーダブラシ１９の回転位置、エンコーダ信号の関係を示す。エンコーダ信号のトラック［１］がＯＮからＯＦＦになる位置は図４で示した閉子位置とし、ガス流量は０である。トラック［１］がＯＮからＯＦＦになる位置を基点とし、エンコーダブラシ１９が８２．５°回転した位置が図５に示した最小流量となり、そのときトラック［２］がＯＦＦからＯＮになる。
【００３４】
また、トラック［１］がＯＮからＯＦＦになる位置を基点とし、エンコーダブラシ１９が１２８°回転した位置が図５に示した中間流量となり、そのときトラック［３］がＯＦＦからＯＮになる。さらに、トラック［１］がＯＮからＯＦＦになる位置を基点とし、エンコーダブラシ１９が１９３°回転した位置が図６に示した最大流量となり、そのときト
ラック［４］がＯＦＦからＯＮになる。
【００３５】
このようにエンコーダ信号により要求される流量が流れるように最適位置に閉子１を動かすことができる。また、モータ７を回転させているにもかかわらず、エンコーダ信号が変化しない場合は、モータ７もしくは閉子１がロックしていると判断でき、機器の使用を停止することが可能となる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては回転式の閉子１の回転位置を検出する位置検出装置を設けることで、正確な流量制御とモータロックなどの異常時の検出が可能となる。
【００３７】
また、実施形態１および２のモータ７をステッピングモータとした場合、回転速度が駆動周波数を変化させることで可能となる。また、ステッピングモータの特徴として、回転速度が速い場合は低トルク、回転速度が遅い場合は高トルクになる。よって、機器の始動時または異常時には閉子の固着などによる駆動トルクアップに対応して低速・高トルク回転とし、通常時は高速・低トルク回転とし装置の消費電力を抑えることができる。さらにエンコーダ信号では判らない中間火力も細かく正確にとめることができる。
【００３８】
以上のように、ガス流量制御装置のガス流量制御部を駆動するモータにステッピングモータを用いることで、位置検出が出来ない箇所においても正確な流量制御が可能となり、流量切換速度の可変も自在となる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように本発明にかかるガス流量制御装置は、従来のスライド式の閉子に比べてスライド方向変換のギア機構の不要と閉子の移動距離を長く、かつ流量の切換段数も多くすることが可能になり、騒音の低下、装置の小型、軽量化を図ることが可能になり、ガステーブル、ガスオーブン等の広い範囲のガス器具に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス流量制御装置の断面図
【図２】同実施の形態１におけるガス流量制御装置の流量チップの平面図
【図３】同実施の形態１におけるガス流量制御装置の閉子の平面図
【図４】同実施の形態１におけるガス流量制御装置で、ガスを閉止しているときの流量チップ、閉子、コックボディ下の位置関係図
【図５】同実施の形態１におけるガス流量制御装置で、最小流量が流れている時の流量チップ、閉子、コックボディ下の位置関係図
【図６】同実施の形態１におけるガス流量制御装置で、中間流量が流れている時の流量チップ、閉子、コックボディ下の位置関係図
【図７】同実施の形態１におけるガス流量制御装置で、最大流量が流れている時の流量チップ、閉子、コックボディ下の位置関係図
【図８】本発明の実施の形態２におけるガス流量制御装置の断面図
【図９】同実施の形態２におけるガス流量制御装置のエンコーダ基板の平面図
【図１０】同実施の形態２におけるガス流量制御装置で、エンコーダ基板とエンコーダブラシの位置関係図
【図１１】同実施の形態２におけるガス流量制御装置で、ガス流量とエンコーダブラシの回転位置、エンコーダ信号の関係を示す図
【図１２】従来のガス流量制御装置の断面図
【符号の説明】
【００４１】
１  閉子
２  コックボディ
３  ガス通路
７  モータ
８  流量チップ
１０  貫通穴
１２  エンコーダ
１３  コックボディ下
１５  コックボディ上
１８  回転板
１９  エンコーダブラシ
２０  エンコーダ基板
【図１】
2008064210.tif 000003
【図２】
2008064210.tif 000004
【図３】
2008064210.tif 000005
【図４】
2008064210.tif 000006
【図５】
2008064210.tif 000007
【図６】
2008064210.tif 000008
【図７】
2008064210.tif 000009
【図８】
2008064210.tif 000010
【図９】
2008064210.tif 000011
【図１０】
2008064210.tif 000012
【図１１】
2008064210.tif 000013
【図１２】
2008064210.tif 000014