(57)【要約】【課題】ガスレンジ等に適用される燃料ガスの流量を制御する流体制御弁装置において、小型化、簡素化、高速化、低消費電力化等を図る。【解決手段】流体の通路３１ａを開閉し得る弁体３２、弁体３２を電気的に駆動するアクチュエータを備える流体制御弁装置において、弁体３２は直線的に往復動して通路３１ａを開閉するように形成され、アクチュエータは、直線的に往復動して駆動力を及ぼすべく弁体３２に直結されたリニアモータ２０からなる。これにより、構造が簡素化され、装置が小型化され、弁体３２の開閉動作を高速化でき、又、非通電でもディテント力を得ることができるため、消費電力を低減しつつ、所定の流量に制御することができる。【選択図】  図２ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の通路を開閉し得る弁体と、前記弁体を電気的に駆動するアクチュエータとを備え、流体の流量を制御する流体制御弁装置であって、
前記弁体は、直線的に往復動して前記通路を開閉するように形成され、
前記アクチュエータは、直線的に往復動して駆動力を及ぼすべく、前記弁体に直結されたリニアモータからなる、
ことを特徴とする流体制御弁装置。
【請求項２】
前記リニアモータは、往復動方向に配列された複数の磁極片を有すると共に磁路を形成するステータと、前記ステータの磁極片に対向して往復動方向に配列された複数の磁極片を有すると共に磁路を形成するスライダと、前記ステータに巻回されて前記複数の磁極片の少なくとも一つにそれぞれ磁極を発生させ得る励磁用の複数のコイルと、前記スライダ又はステータの磁路の一部に介在する永久磁石片と、を含む、
ことを特徴とする請求項１記載の流体制御弁装置。
【請求項３】
前記スライダは、往復動方向に長尺に形成されると共に一端部に前記弁体を連結する連結部を有する保持フレームと、前記保持フレームを挟んで固定されると共に前記複数の磁極片をそれぞれ有する一対の可動ヨークと、前記一対の可動ヨークに挟まれた状態で前記保持フレームに保持されると共に往復動方向に長尺に形成された前記永久磁石片と、を含む、
ことを特徴とする請求項２記載の流体制御弁装置。
【請求項４】
前記スライダは、往復動方向に長尺に形成されると共に一端部に前記弁体を連結する連結部を有する可動ヨークからなり、
前記ステータは、磁路の一部に介在すると共に往復動方向に長尺に形成された前記永久磁石片、を含む、
ことを特徴とする請求項２記載の流体制御弁装置。
【請求項５】
前記リニアモータ及び前記弁体は、共通のベースに一体的に保持されている、
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の流体制御弁装置。
【請求項６】
燃料ガスを供給する通路を開閉し得る弁体と、前記弁体を電気的に駆動するアクチュエータと、前記弁体の下流側に連結されたガスバーナと、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、を備えたガス燃焼器であって、
前記弁体は、直線的に往復動して前記通路を開閉するように形成され、
前記アクチュエータは、直線的に往復動して駆動力を及ぼすべく、前記弁体に直結されたリニアモータからなる、
ことを特徴とするガス燃焼器。
【請求項７】
前記制御手段は、前記弁体が通路の開口面積を多段的に変化させるように、前記リニアモータを駆動制御する、
ことを特徴とする請求項６記載のガス燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体、液体等の流体の流量を制御するためのアクチュエータを備えた流体制御弁装置に関し、特に、ガスレンジ、ガスオーブン等のガス燃焼器における燃料ガスの流量を制御する流体制御弁装置及びこれを用いたガス燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス燃焼器（例えば、ガス調理器、自動調理器）としては、ガスバーナに供給する燃料ガスの流量を制御するために、ガスバーナの上流に配置されてガス通路を開閉するコック（弁体）、コックを開閉駆動するアクチュエータとして回転式のモータ、モータの回転をコックに伝達するための機械的な連動機構、モータを駆動制御する制御回路等により、流体制御弁装置を構成したものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
この流体制御弁装置においては、アクチュエータとしてのモータは、回転式のＤＣモータあるいは回転式のステップモータである。したがって、モータの回転をコック（弁体）に伝達するために（あるいは、回転運動を直線運動に変換するために）、ギヤ等を含む機械的な連動機構（あるいは、変換機構）を用いると、機械的なガタ（バックラッシュ）等により、モータが正転する場合と逆転する場合とで位置ずれを生じ、コック（弁体）の開閉駆動を高精度に制御するのが困難である。
また、連動機構（あるいは、変換機構）を用いると、機械的なロス（負荷）を補うためにモータを大型化する必要があり、その結果、装置の大型化、消費電力の増加を招く。
さらに、連動機構（あるいは、変換機構）を介在させると、モータの駆動動作がコック（弁体）の開閉動作に変換されるまでに若干の遅れを生じ、開閉動作の高速化には限界がある。
【０００４】
【特許文献１】特公平７−５４１７８号公報
【特許文献２】特開２００１−１１６２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来の流体制御弁装置を用いたガス燃焼器においては、回転式のモータから弁体（コック）に駆動力を伝達（あるいは変換）するための連動機構（あるいは、変換機構）を備えるが故に、構造が複雑化し、弁体の開閉動作を高精度に制御できず、又、開閉動作の高速化も困難である等の問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、弁体を直接開閉駆動できるアクチュエータを採用することで、装置の小型化、構造の簡素化等を図りつつ、弁体を開閉駆動する際の高速化、消費電力の低減等を達成でき、気体あるいは液体等の流体の流量を制御できる流体制御弁装置及びこれを用いたガス燃焼器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流体制御弁装置は、流体の通路を開閉し得る弁体と、弁体を電気的に駆動するアクチュエータとを備え、流体の流量を制御する流体制御弁装置であって、上記弁体は、直線的に往復動して通路を開閉するように形成され、上記アクチュエータは、直線的に往復動して駆動力を及ぼすべく、弁体に直結されたリニアモータからなる、構成となっている。
この構成によれば、弁体を駆動するアクチュエータとして、弁体に直結されたリニアモータを採用したことにより、連動機構あるいは変換機構等を用いる場合に比べて、構造が簡素化され、装置が小型化され、弁体の開閉動作を高速化できる。また、リニアモータによれば、非通電でもディテント力を得ることができるため、消費電力を低減しつつ、所定の流量に制御することができる。
【０００８】
上記構成の装置において、リニアモータは、往復動方向に配列された複数の磁極片を有すると共に磁路を形成するステータと、ステータの磁極片に対向して往復動方向に配列された複数の磁極片を有すると共に磁路を形成するスライダと、ステータに巻回されて複数の磁極片の少なくとも一つにそれぞれ磁極を発生させ得る励磁用の複数のコイルと、スライダ又はステータの磁路の一部に介在する永久磁石片と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、複数のコイルへの通電を適宜制御することにより、ステータの磁極片とスライダの磁極片との間に磁気的な吸引力及び反発力を発生させて、スライダを直線的に移動させて、弁体に開閉動作を行わせることができる。特に、磁路の一部に永久磁石片を設けたハイブリッド型のリニアモータとすることで、消費電力を低減しつつ、十分な駆動力を得ることができる。
【０００９】
上記構成の装置において、スライダは、往復動方向に長尺に形成されると共に一端部に弁体を連結する連結部を有する保持フレームと、保持フレームを挟んで固定されると共に複数の磁極片をそれぞれ有する一対の可動ヨークと、一対の可動ヨークに挟まれた状態で保持フレームに保持されると共に往復動方向に長尺に形成された永久磁石片と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、スライダが、保持フレーム、一対の可動ヨーク、保持フレームに保持されると共に一対の可動ヨークに挟まれた永久磁石片により形成されるため、構造が簡単であり、相互の組み付けを容易に行うことができる。また、保持フレームの連結部に対して弁体を連結するだけでリニアモータと弁体との組み付けが完了するため、製造ライン等において装置の組み付けを容易に行うことができ、生産性が向上する。
【００１０】
また、上記構成の装置において、スライダは、往復動方向に長尺に形成されると共に一端部に弁体を連結する連結部を有する可動ヨークからなり、ステータは、磁路の一部に介在すると共に往復動方向に長尺に形成された永久磁石片を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、ステータに対して永久磁石片を設けたことにより、スライダの質量が減少してその応答性が高まり、弁体の開閉動作をより高速化することができる。
【００１１】
上記構成の装置において、リニアモータ及び弁体は、共通のベースに一体的に保持されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、リニアモータ及び弁体を共通のベース上で保持することにより、モジュール化することができるため、気体あるいは液体等の流体の流量を制御する種々の流体機器の流体制御弁装置として適用することができる。
【００１２】
本発明のガス燃焼器は、燃料ガスを供給する通路を開閉し得る弁体と、弁体を電気的に駆動するアクチュエータと、弁体の下流側に連結されたガスバーナと、アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、を備えたガス燃焼器であって、上記弁体は、直線的に往復動して通路を開閉するように形成され、上記アクチュエータは、直線的に往復動して駆動力を及ぼすべく、弁体に直結されたリニアモータからなる、構成となっている。
この構成によれば、弁体を駆動するアクチュエータとして、弁体に直結されたリニアモータを採用したことにより、連動機構あるいは変換機構等を用いる場合に比べて、ガス燃焼器の構造が簡素化され、小型化される。また、弁体の開閉動作を高速化できるため、ガスバーナに供給される燃料ガスの流量を瞬時に調整することができ、高精度な流量制御が可能となる。また、リニアモータによれば、非通電でもディテント力を得ることができるため、消費電力を低減しつつ、所定の流量に制御することができる。
【００１３】
上記構成のガス燃焼器において、制御手段は、弁体が通路の開口面積を多段的に変化させるように、リニアモータを駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、コイルへの通電及び非通電を適宜制御することにより、通路を流れる燃料ガスの流量を高精度でかつきめ細かに制御することができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成をなす流体制御弁装置及びガス燃焼器によれば、装置等の小型化、構造の簡素化等を図りつつ、弁体を開閉駆動する際の高速化、消費電力の低減等を達成でき、気体あるいは液体等の流体の流量を高精度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図７は、本発明に係る流体制御弁装置及びガス燃焼器の一実施形態を示すものであり、図１は流体制御弁装置を備えたガス燃焼器の概略システム図、図２は流体制御弁装置の側面図、図３は流体制御弁装置の断面図、図４はリニアモータを示す側面図、図５ないし図７はリニアモータを示す斜視図である。
【００１６】
このガス燃焼器（ガスレンジ）は、図１に示すように、外輪郭を形成するケース１、ケース１の上面に配置されたガスバーナ２、ガスバーナ２に対して燃料ガスを供給するガス配管３、ガス配管３の途中に設けられた流体制御弁装置４、ガスバーナ２の近傍に配置された点火器５、ガスバーナ２の近傍に配置されて燃焼状態（例えば、温度等）を検出するセンサ６、流体制御弁装置４，点火器５，センサ６等に接続されて種々の駆動制御及び検出信号の処理等を行う制御回路７、制御回路７に接続されて種々の制御信号を入力する操作釦が配列さえた操作パネル８等を備えている。
ここで、操作パネル８及び制御回路７により、流体制御弁装置４、点火器５等の駆動を制御する制御手段が構成されている。尚、この制御手段においては、オープンループ制御、あるいは、図示しない位置センサにより位置検出を行うフィードバック制御のいずれかの制御が可能である。
【００１７】
流体制御弁装置４は、図１ないし図３に示すように、ケース１の内壁面に固定されるベース１０、ベース１０上に固定されたアクチュエータとしてのリニアモータ２０、リニアモータ２０に直結された弁体３２を含む弁ユニット３０等により形成されている。
このように、流体制御弁装置４は、共通のベース１０に対して、リニアモータ２０及び弁ユニット３０が一体的に保持されてモジュール化されているため、この装置４をモジュール品として取り扱うことができ、ガス燃焼器の組み付け作業が簡略化される。
尚、この流体制御弁装置４は、図１においては説明の便宜上比較的大きく示しているが、全長が数センチメートル〜十数センチメートル程度の比較的小さいモジュール品であり、ケース１内においては、狭小の設置スペースがあれば、何れの場所であっても設置できるものである。
【００１８】
弁ユニット３０は、図２に示すように、燃料ガスを通す通路３１ａを画定するハウジング３１、ハウジング３１に往復動自在に支持されると共に通路３１ａを開閉し得る弁体３２、通路３１ａに連通するようにハウジング３１に設けられた上流側コネクタ３３及び下流側コネクタ３４等により形成されている。
弁体３２は、図２に示すように、ハウジング３１の外部に突出するロッド３２ａを有し、ロッド３２ａの先端には、リニアモータ２０に連結される被連結部３２ｂを有する。
上流側コネクタ３３は、図１に示すように、ガス配管３の上流側に接続され、下流側コネクタ３４は、ガス配管３の下流側に接続されるようになっている。
【００１９】
リニアモータ２０は、図２及び図３に示すように、ベース１０上に固定されたステータ２１、ステータ２１に対向して配置され直線的に往復動するスライダ２２、ステータ２１に設けられた励磁用の複数（ここでは３つ）のコイル２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）、スライダ２２に設けられた永久磁石片２４、スライダ２２をステータ２１に対して往復動自在に支持するガイド機構２５等により形成されている。
【００２０】
ステータ２１は、磁性材料により、磁路の一部を画定するように形成された固定ヨークであり、図３ないし図６に示すように、往復動方向Ｌに長尺な平板状の基部２１ａ、基部２１ａから垂直に突出して配列された３つの突出部２１ｂ、それぞれの突出部２１ｂの上端部において往復動方向Ｌに配列して形成された複数（ここでは４つ）の磁極片２１ｃ等を有する。
複数の磁極片２１ｃは、往復動方向Ｌに直交する方向にそれぞれ長尺でかつ直方体形状に突出して形成され、又、それぞれの突出部２１ｂには、４つの磁極片２１ｃが往復動方向Ｌにおいて等ピッチＰで配列されて一体的に形成されている。
尚、この実施形態においては、ステータ２１に３つの突出部２１ｂを設けたが、それ以外の個数であってもよく、又、各々の突出部２１ｂに４つの磁極片２１ｃを設けたが、それ以外の個数であってもよい。
【００２１】
３つの突出部２１ｂには、図３ないし図６に示すように、樹脂製のボビン２３´を介して励磁用のコイル２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）が、それぞれ巻回されている。
したがって、コイル２３ａ〜２３ｃに対して、通電方向を適宜選択して通電することにより、コイル２３ａ〜２３ｃと対応する突出部２１ｂの磁極片２１ｃにＮ極又はＳ極（磁極）を生じさせることができる。
【００２２】
スライダ２２は、図３ないし図７に示すように、一端部に弁体３２（の被連結部３２ｂ）を連結する連結部２２０ａを有する保持フレーム２２０、保持フレーム２２０を挟んで固定されると共に複数の磁極片２２１ａ，２２２ａをそれぞれ有する一対の可動ヨーク２２１，２２２、一対の可動ヨーク２２１，２２２に挟まれた状態で保持フレーム２２０に保持されると共に往復動方向Ｌに長尺に形成された永久磁石片２４等により形成されている。
【００２３】
保持フレーム２２０は、樹脂材料等により薄板状でかつ往復動方向Ｌに長尺に形成されており、図６に示すように、弁体３２の被連結部３２ｂを嵌合させて連結する凹部をもつ連結部２２０ａ、永久磁石片２４を嵌め込んで保持するための略矩形状の嵌合孔２２０ｂ等を有する。
【００２４】
一対の可動ヨーク２２１，２２２は、磁性材料により、磁路の一部を画定するように形成されており、ステータ２１の磁極片２１ｃと対向するべく、往復動方向Ｌに等ピッチＰでそれぞれ配列された複数の磁極片２２１ａ，２２２ａを有する。ここで、可動ヨーク２２１の磁極片２２１ａと可動ヨーク２２２の磁極片２２２ａとは、図７に示すように、往復動方向Ｌにおいて、半ピッチＰ／２だけずれた状態となるように形成されている。
そして、一対の可動ヨーク２２１，２２２は、永久磁石片２４を挟み込むように、両側（往復動方向Ｌに直交する方向）から保持フレーム２２０に対してネジ等により締結され（固定され）ている。
【００２５】
永久磁石片２４は、図６に示すように、保持フレーム２２０に保持されるべく薄板状でかつ往復動方向Ｌに長尺に形成されており、一方の可動ヨーク２２１（又は２２２）に隣接する側がＮ極（又はＳ極）となり、他方の可動ヨーク２２２（又は２２１）に隣接する側がＳ極（又はＮ極）となるように着磁されている。すなわち、永久磁石片２４は、保持フレーム２２０に保持された状態で、一対の可動ヨーク２２１，２２２により形成される磁路の一部に介在するように形成されている。
【００２６】
上記のように、スライダ２２は、保持フレーム２２０、一対の可動ヨーク２２１，２２２、保持フレーム２２０に保持されると共に一対の可動ヨーク２２１，２２２に挟まれた永久磁石片２４により形成されるため、構造が簡単であり、相互の組み付けを容易に行うことができる。また、保持フレーム２２０の連結部２２０ａに対して弁体３２を連結するだけでリニアモータ２０と弁体３２との組み付けが完了するため、製造ライン等において装置４の組み付けを容易に行うことができ、生産性が向上する。
【００２７】
ガイド機構２５は、図２及び図３に示すように、ステータ２１の両側にネジ等により固定されたガイドフレーム２５ａ、一対の可動ヨーク２２１，２２２の両側にネジ等により固定された被ガイドフレーム２５ｂ、ガイドフレーム２５ａ及び被ガイドフレーム２５ｂの間に介在して転動するボール２５ｃ等により形成されている。
そして、このガイド機構２５は、スライダ２２の磁極片２２１ａ，２２２ａをステータ２１の磁極片２１ｃから若干離した（非接触の）状態に支持しており、スライダ２２はステータ２１に対して、直線的に往復動するようになっている。
【００２８】
次に、この流体制御弁装置４におけるリニアモータ２０の動作について、図８ないし図１２を参照しつつ説明する。尚、図８ないし図１２においては、説明の便宜上、ステータ２１の突出部２１ｂがそれぞれ３個の磁極片２１ｃを有する場合を示している。
【００２９】
先ず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、コイル２３ａ，２３ｂ，２３ｃに対して非通電の状態で、スライダ２２は停止しており、弁体３２は通路３１ａを閉鎖した状態にある。このとき、永久磁石片２４により発生する磁束は、永久磁石片２４→可動ヨーク２２２→磁極片２２２ａ→磁極片２１ｃ→磁極片２２１ａ→可動ヨーク２２１→永久磁石片２４という経路を辿り、磁極片２２１ａ，２２２ａと磁極片２１ｃとの間に発生する磁気的吸引力（ディテント力）により、スライダ２２はステータ２１に対して所定の位置に保持されている。
【００３０】
続いて、図９（ａ），（ｂ）に示すように、コイル２３ｂに一方向への通電を行い、コイル２３ｃに他方向への通電を行うと、コイル２３ｂに対応する磁極片２１ｃにＳ極が発生し、コイル２３ｃに対応する磁極片２１ｃにＮ極が発生する。
その結果、永久磁石２４による磁束の他に、コイル２３ｂ，２３ｃへの通電により磁束が発生し、特に、コイル２３ｂに対応する磁極片２１ｃと磁極片２２２ａとの間の磁気的吸引力、コイル２３ｃに対応する磁極片２１ｃと磁極片２２１ａとの間の磁気的吸引力等のバランス関係により、図９（ｃ），（ｄ）に示すように、ステータ２１に対してスライダ２２が所定量（１ステップ）だけ直線移動し、これに対応した量だけ弁体３２も直線移動して、通路３１ａを所定の開口面積となるように開放する。
【００３１】
そして、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、コイル２３ｂ，２３ｃへの通電を断つと、永久磁石片２４により発生する磁束が、永久磁石片２４→可動ヨーク２２２→磁極片２２２ａ→磁極片２１ｃ→磁極片２２１ａ→可動ヨーク２２１→永久磁石片２４という経路を辿り、磁極片２２１ａ，２２２ａと磁極片２１ｃとの間に発生する磁気的吸引力（ディテント力）により、スライダ２２はステータ２１に対して初期位置から１ステップ移動した位置に保持される。このように、非通電の状態であっても、スライダ２２はディテント力により保持されるため、常時通電して保持力を得る場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００３２】
続いて、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、コイル２３ａに一方向への通電を行い、コイル２３ｃに他方向への通電を行うと、コイル２３ａに対応する磁極片２１ｃにＳ極が発生し、コイル２３ｃに対応する磁極片２１ｃにＮ極が発生する。
その結果、永久磁石２４による磁束の他に、コイル２３ａ，２３ｃへの通電により磁束が発生し、特に、コイル２３ａに対応する磁極片２１ｃと磁極片２２２ａとの間の磁気的吸引力、コイル２３ｃに対応する磁極片２１ｃと磁極片２２１ａとの間の磁気的吸引力等のバランス関係により、図１１（ｃ），（ｄ）に示すように、ステータ２１に対してスライダ２２が所定量（１ステップ）だけ直線移動し、これに対応した量だけ弁体３２も直線移動して、通路３１ａを１ステップ分だけ大きい開口面積となるように開放する。
【００３３】
そして、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、コイル２３ａ，２３ｃへの通電を断つと、永久磁石片２４により発生する磁束が、永久磁石片２４→可動ヨーク２２２→磁極片２２２ａ→磁極片２１ｃ→磁極片２２１ａ→可動ヨーク２２１→永久磁石片２４という経路を辿り、磁極片２２１ａ，２２２ａと磁極片２１ｃとの間に発生する磁気的吸引力（ディテント力）により、スライダ２２はステータ２１に対して初期位置から２ステップ移動した位置に保持される。このように、非通電の状態であっても、スライダ２２はディテント力により保持されるため、常時通電して保持力を得る場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００３４】
すなわち、このリニアモータ２０を備えた流体制御弁装置４がガス燃焼器に適用された場合は、操作パネル８上の操作釦を適宜操作することで、制御回路７を介して、流体制御弁装置４（リニアモータ２０）が設定モードに応じて駆動制御される。
例えば、弁体３２が燃料ガスの通路３１ａを全閉した状態から全開させる場合、あるいは、全開した状態から全閉させる場合、リニアモータ２０の応答性が良いため、開閉動作を高速化することができる。
【００３５】
また、通路３１ａを流れる燃料ガスの流量を、最大流量よりも少ない流量で調整した場合は、弁体３２が通路３１ａの開口面積を多段的に変化させるように、リニアモータ２０を駆動制御することができる。これにより、通路３１ａを流れる燃料ガスの流量を高精度にかつきめ細かに制御することができ、種々の調理モードに応じた燃焼状態を得ることができる。
【００３６】
上記のように、複数のコイル２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）への通電を適宜制御することにより、ステータ２１の磁極片２１ｃとスライダ２２の磁極片２２１ａ，２２２ａとの間に磁気的な吸引力及び反発力を発生させて、スライダ２２を直線的に移動させると同時に弁体３２に開閉動作を行わせることができるため、応答性が良く、特に、磁路の一部に永久磁石片２４を設けたハイブリッド型のリニアモータ２０とすることで、消費電力を低減しつつ、十分な駆動力を得ることができる。
【００３７】
図１３及び図１４は、本発明に係る流体制御弁装置の他の実施形態を示すものであり、図１３は装置の概略構成図、図１４は動作説明図である。
この流体制御弁装置４´は、図１３に示すように、ベース１０´、ベース１０´上に固定されたアクチュエータとしてのリニアモータ２０´、リニアモータ２０´に直結された弁体３２´を含む弁ユニット３０´等により形成されている。
【００３８】
弁ユニット３０´は、図１３に示すように、燃料ガスを通す通路３１ａ´を画定するハウジング３１´、ハウジング３１´に往復動自在に支持されると共に通路３１ａ´を開閉し得る弁体３２´、通路３１ａ´に連通するようにハウジング３１´に設けられた上流側コネクタ３３´及び下流側コネクタ３４´等により形成されている。
弁体３２´は、図１３に示すように、ハウジング３１´の外部に突出するロッド３２ａ´、被連結部３２ｂ´を有する。
【００３９】
リニアモータ２０´は、図１３に示すように、ベース１０´に固定されたステータ２１´、ステータ２１´に対向して配置され直線的に往復動するスライダ２２´、ステータ２１´に設けられた励磁用の複数（ここでは４つ）のコイル２６´（２６ａ´，２６ｂ´，２６ｃ´、２６ｄ´）、ステータ２１´に設けられた永久磁石片２４´、スライダ２２´をステータ２１´に対して往復動自在に支持するガイド機構２５´等により形成されている。
【００４０】
ステータ２１´は、磁性材料により往復動方向Ｌに長尺に形成された固定ヨークを含み、図１３に示すように、基部２１ａ´、基部２１ａ´から垂直に突出して配列された２つの突出部２１ｂ´、それぞれの突出部２１ｂ´の先端部において往復動方向Ｌに配列して形成された複数（ここでは２つ）の磁極片２１ｃ´等を有する。
尚、この実施形態においては、ステータ２１´に２つの突出部２１ｂ´を設けたが、それ以外の個数であってもよく、又、各々の突出部２１ｂ´に２つの磁極片２１ｃ´を設けたが、それ以外の個数であってもよい。
【００４１】
永久磁石片２４´は、図１３に示すように、ステータ２１´の基部２１ａ´と突出部２１ｂ´との間に介在するように接合されており、基部２１ａ´に隣接する側がＮ極及びＳ極となり、突出部２１ｂ´に隣接する側がＳ極及びＮ極となるように着磁されている。すなわち、永久磁石片２４´は、ステータ２１´により画定される磁路の一部に介在するように形成されている。
【００４２】
４つの磁極片２１ｃ´は、柱状に形成されており、その周りには樹脂製のボビン２７´を介して励磁用のコイル２６´（２６ａ´，２６ｂ´，２６ｃ´，２６ｄ´）が、それぞれ巻回されている。ここで、コイル２６ａ´とコイル２６ｂ´とは、一つの線で繋がっており、お互いに逆向きにとなるように巻回されている。また、コイル２６ｃ´とコイル２６ｄ´とは、一つの線で繋がっており、お互いに逆向きにとなるように巻回されている。
【００４３】
したがって、コイル２６ａ´，２６ｂ´に通電すると、コイル２６ａ´に対応する磁極片２１ｃ´とコイル２６ｂ´に対応する磁極片２１ｃ´とには、それぞれ異なる磁極（一方がＮ極で他方がＳ極）が発生し、又、コイル２６ｃ´，２６ｄ´に通電すると、コイル２６ｃ´に対応する磁極片２１ｃ´とコイル２６ｄ´に対応する磁極片２１ｃ´とには、それぞれ異なる磁極（一方がＮ極で他方がＳ極）が発生するようになっている。
【００４４】
スライダ２２´は、磁性材料により往復動方向Ｌに長尺に形成された可動ヨークであり、図１３に示すように、ステータ２１´の磁極片２１ｃ´と所定隙間をおいて対向するように往復動方向Ｌに配列された複数の磁極片２２ａ´、一端部において弁体３２´（の被連結部３２ｂ´）を連結する連結部２２ｂ等を有する。
ここでは、スライダ２２´が、永久磁石片２４´を含まないため、その分だけ質量が小さくなり、スライダ２２´の応答性が向上し、弁体３２´の開閉動作をより高速化することができる。
【００４５】
ガイド機構２５´は、図１３に示すように、ベース１０に固定されてステータ２１´を保持するサポート２５ａ´、ベース１０に固定されてスライダ２２´を支持する支持板２５ｂ´及びボール２５ｃ´等により形成されている。
そして、このガイド機構２５´は、スライダ２２´の磁極片２２ａ´をステータ２１´の磁極片２１ｃ´から若干離した（非接触の）状態で、スライダ２２´がステータ２１´に対して、直線的に往復動するように支持している。
尚、図１３においては、説明の便宜上、スライダ２２´の下面を支持するボール２５ｃ´のみを示しているが、スライダ２２´とステータ２１´の間隔を一定に保持するために、スライダ２２´の上面を支持するための同様のボール（不図示）が設けられている。
【００４６】
次に、この流体制御弁装置４´におけるリニアモータ２０´の動作について、図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照しつつ説明する。
先ず、図１４（ａ）に示すように、それぞれのコイル２６ａ´，２６ｂ´及び２６ｃ´，２６ｄ´に対して非通電の状態で、スライダ２２´は停止しており、弁体３２´は通路３１ａ´を所定の開口面積となるように開放した状態にある。
このとき、永久磁石片２４´により発生する磁束は、図１４（ａ）中の矢印で示すように流れて、磁極片２２ａ´と磁極片２１ｃ´との間に発生する磁気的吸引力（ディテント力）により、スライダ２２´はステータ２１´に対して所定の位置に保持されている。
【００４７】
続いて、図１４（ｂ）に示すように、一方のコイル２６ｃ´，２６ｄ´に通電を行うと、コイル２６ｃ´に対応する磁極片２１ｃ´での磁気的吸引力が強められ、コイル２６ｄ´に対応する磁極片２１ｃ´での磁気的吸引力が弱められる。
その結果、スライダ２２´は、磁気的吸引力がバランスする位置まで、ステータ２１´に対して相対的に直線移動し、これに対応した（初期位置から１ステップ移動した）量だけ弁体３２´も直線移動して、通路３１ａ´を所定の開口面積となるように絞る。
【００４８】
そして、図１４（ｃ）に示すように、コイル２６ｃ´，２６ｄ´への通電を断つと、永久磁石片２４´により発生する磁束が、図１４（ｃ）中の矢印で示すように流れて、磁極片２２ａ´と磁極片２１ｃ´との間に発生する磁気的吸引力（ディテント力）により、スライダ２２´は、ステータ２１´に対して初期位置から１ステップ移動した位置に保持される。このように、非通電の状態であっても、スライダ２２´はディテント力により保持されるため、常時通電して保持力を得る場合に比べて消費電力を低減することができる。
【００４９】
上記実施形態においては、流体制御弁装置４，４´が適用される機器としてガス燃焼器を示し、制御される流体として燃料ガスを示したが、これに限定されるものではなく、制御される流体が液体である水道水の流量制御機器等に適用されてもよい。
上記実施形態においては、流体制御弁装置４、４´を適用するガス燃焼器として、ガスレンジを示したが、これに限定されるものではなく、ガスオーブン、その他のガス燃焼器に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上述べたように、本発明の流体制御弁装置及びガス燃焼器は、小型化、構造の簡素化、開閉動作の高速化、消費電力の低減等が達成されるため、燃料ガスを用いるガスレンジ、ガスオーブン等に限らず、その他の気体を制御対象とする機器、液体を制御対象とする機器等において、流量を高精度に制御するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る流体制御弁装置を備えたガス燃焼器の一実施形態を示すシステム図である。
【図２】本発明に係る流体制御弁装置の一実施形態を示す側面図である。
【図３】本発明に係る流体制御弁装置の一実施形態を示す断面図である。
【図４】流体制御弁装置の一部を構成するリニアモータを示す側面図である。
【図５】流体制御弁装置の一部を構成するリニアモータを示す斜視図である。
【図６】流体制御弁装置の一部を構成するリニアモータを示すものであり、一部を取り除いた状態を示す斜視図である。
【図７】リニアモータの一部を構成するスライダを示す斜視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、流体制御弁装置（リニアモータ）の動作を説明するための状態図である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、流体制御弁装置（リニアモータ）の動作を説明するための状態図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、流体制御弁装置（リニアモータ）の動作を説明するための状態図である。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、流体制御弁装置（リニアモータ）の動作を説明するための状態図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、流体制御弁装置（リニアモータ）の動作を説明するための状態図である。
【図１３】本発明に係る流体制御弁装置の他の実施形態を示す側面図である。
【図１４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１３に示す流体制御弁装置（リニアモータ）の動作を説明するための状態図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  ケース
２  ガスバーナ
３  ガス配管
４，４´  流体制御弁装置
５  点火器
６  センサ
７  制御回路（制御手段）
８  操作パネル（制御手段）
１０  ベース
２０，２０´  リニアモータ
２１，２１´  ステータ
２１ａ，２１ａ´  基部
２１ｂ，２１ｂ´  突出部
２１ｃ，２１ｃ´  複数の磁極片
２２，２２´  スライダ
２２ａ´  複数の磁極片
２２ｂ´  連結部
２２０  保持フレーム
２２０ａ  連結部
２２１，２２２  一対の可動ヨーク
２２１ａ，２２２ａ  複数の磁極片
２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）  励磁用のコイル
２３´，２７´  ボビン
２４，２４´  永久磁石片
２５，２５´  ガイド機構
２６´（２６ａ´，２６ｂ´，２６ｃ´，２６ｄ´）  励磁用のコイル
３０，３０´  弁ユニット
３１，３１´  ハウジング
３１ａ，３１ａ´  通路
３２，３２´  弁体
３２ａ，３２ａ´  ロッド
３２ｂ，３２ｂ´  被連結部
３３，３３´  上流側コネクタ
３４，３４´  下流側コネクタ
Ｌ  往復動方向
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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