(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転位相に対応してバーナへのガスの供給量を調節する火力調節装置であって、モータの正転によって駆動されるカムを備え、原点状態から正転方向にカムを駆動して電磁安全弁を強制的に開弁し、バーナの着火が完了すると電磁安全弁が閉弁し得る状態までさらにカムを正転させると共に、最小火力位相と最大火力位相とに挟まれた火力調節範囲を設定し、火力調節後にこの火力調節範囲から正転によって原点に復帰するものにおいて、環状部分の一部が欠如し非検出範囲となるＣ形状の抵抗体と、この抵抗体の表面を摺動する摺動子とを備えた位相センサを、モータの出力軸の回転に連動して摺動子が摺動するように取り付け、上記非検出範囲を、上記カムが電磁安全弁を強制的に開弁する範囲と火力調節範囲とのいずれにも対応しない位相に位置するように設定したことを特徴とする火力調節装置。
【請求項２】
上記非検出範囲を、火力調節範囲の正転側端部と原点との間に位置するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の火力調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータによってガスバーナに供給されるガス量を増減する火力調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータで火力を調節する装置として、同心円周上に直径の相違する複数の貫通孔が介設された回転板の中心にモータの出力軸を連結し、この回転板の回転位相をモータで変更できるように構成すると共に、回転板が当接する固定板にガスの出口となる開孔を設け、回転板の貫通孔と固定板の開孔とが一致する開孔面積を増減することによって、開孔から排出されるガス量を調節するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このものでは回転板の回転位相を検知するため、モータの出力軸を囲繞する接点を設け、モータの出力軸に固定されたブラシがこれら接点と接触することによって回転軸の回転位相を検知している。
【特許文献１】特許第２５３７７７４号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の火力調節装置では、回転軸の回転位相を検知する際の分解能は、回転軸を囲繞するように配置された接点の個数によって決定される。すなわち、上記特許文献１に記載された従来の構成では、接点と接点との間では、ブラシはいずれの接点にも接触していないので、直前に通過した接点の位相と次に接触するであろう接点の位相とに挟まれた範囲内になることしか検知できない。また、このようにブラシがいずれの接点にも接触していない状態で、制御装置がダウンした場合には、再起動後にモータを正転もしくは逆転して、ブラシがいずれかの接点に接触するまで、回転板の回転位相を全く認識できないという不具合が生じる。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、上述の不具合が生じない火力調節装置を提供することを課題とする。
【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よる火力調節装置は、モータの回転位相に対応してバーナへのガスの供給量を調節する火力調節装置であって、モータの正転によって駆動されるカムを備え、原点状態から正転方向にカムを駆動して電磁安全弁を強制的に開弁し、バーナの着火が完了すると電磁安全弁が閉弁し得る状態までさらにカムを正転させると共に、最小火力位相と最大火力位相とに挟まれた火力調節範囲を設定し、火力調節後にこの火力調節範囲から正転によって原点に復帰するものにおいて、環状部分の一部が欠如し非検出範囲となるＣ形状の抵抗体と、この抵抗体の表面を摺動する摺動子とを備えた位相センサを、モータの出力軸の回転に連動して摺動子が摺動するように取り付け、上記非検出範囲を、上記カムが電磁安全弁を強制的に開弁する範囲と火力調節範囲とのいずれにも対応しない位相に位置するように設定したことを特徴とする。
【０００７】
上記構成では、抵抗体の表面を摺動子が摺動することによってモータの出力軸の回転位相を検知することができる。そのため、出力は連続したアナログ出力になるため、高精度の分解能で位相を検知することができる。また、摺動子が抵抗体の表面に接触した状態で再起動されても、その時点での回転位相を検知することができる。
【０００８】
ところで、従来のものでは火力調節機能しか有していないので、ブラシが火力調節範囲内に位置する状態から、原点に復帰する場合にはモータを逆転させても全く問題は生じない。ところが、上記構成ではモータの回転によってカムを駆動し電磁安全弁を強制的に開弁させる構成を採用しているため、逆転させると再度電磁安全弁が強制的に開弁されてしまうので逆転させて原点復帰を行うことができない。そのため、火力調節範囲内で火力調節している状態から原点復帰する場合には、モータを正転させるしかない。
【０００９】
半固定抵抗型の位相センサでは、摺動子が抵抗体の表面から外れないように設計されているため、摺動子が非検知範囲を通過するようには設計されていない。そのため、抵抗体が設けられている範囲よりも非検知範囲の耐久性が低い。また、再起動した際に摺動子が非検知範囲に位置すると、抵抗体に接触するまで位置を確認することができない。特に電磁安全弁を強制的に開弁させている途中で位相を検知できなくなることは望ましくない。
【００１０】
そこで、上記非検出範囲を、上記カムが電磁安全弁を強制的に開弁する範囲と火力調節範囲とのいずれにも対応しない位相に位置するように設定した。
【００１１】
なお、抵抗体と非検知範囲との境界部分で摺動子が停止した状態で再起動されると、抵抗体の中間部分に位置するものと誤検知するおそれがある。上記非検出範囲を、火力調節範囲の正転側端部と原点との間に位置するように設定しておけば、このような誤検知が生じても、モータはその位置から原点復帰のため正転されるので、摺動子は直ちに非検知範囲に入り、誤検知を修正することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の説明から明らかなように、本発明は、抵抗体を用いた半固定抵抗型の位置センサを用いるので、従来のものより位相検知の解像度を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照して、１は電池ケース１０にセットされる電池を電源として作動するビルトイン式のガスコンロであり、上面には大バーナ１１、中バーナ１２、および小バーナ１３の大きさの相違する３つのバーナが設けられている。またガスコンロ１の前面に開口部を有するグリル庫内にはグリルバーナ１４が取り付けられている。操作パネルには電源スイッチ１５が設けられており、この電源スイッチ１５を押操作するとガスコンロ１が作動状態になる。また、この操作パネルには各バーナに対応して４つの操作つまみ１６が設けられている。
【００１４】
この操作つまみ１６は点消火ボタンとしての機能と火力調節つまみとしての機能との２つの機能を備えている。通常時は操作つまみ１６は操作パネル内に埋没しているが、軽く押し込むと操作パネル面から突出する。この突出によりバーナに点火される。バーナに点火されるとその後の火力調節は突出している操作つまみ１６を回動することにより行う。そして、調理が終了してバーナを消火する際には、火力がいずれの状態からでも操作つまみ１６を操作パネルに押し込む。すると、操作つまみ１６は消火スイッチとして機能して、バーナが瞬時に消火される。
【００１５】
図２および図３を参照して、２は上記各バーナに供給されるガスの流量を調節する火力調節装置である。この火力調節装置２には、上流側に電磁安全弁２１と、その下流側に位置して火力調節部２２とが内蔵されている。この電磁安全弁２１は内部に電磁石を内蔵しており、コントローラから供給される開弁保持用の電力によって弁体を吸着して開弁状態を保持するものである。ただし、このタイプの電磁安全弁２１は、内蔵する電磁石が発生する磁力が弱いので、閉弁状態にある弁体を吸引して開弁することができず、開弁する際には弁体を強制的に押して開弁させ、弁体を電磁石に吸着させる必要がある。弁体が電磁石に一旦吸着されると、弁体を強制的に開弁させていた外部からの強制力を取り除いても、電磁石の磁力によって開弁状態を保持することができる。
【００１６】
各バーナの近傍には熱電対が配設され、各熱電対はコントローラに接続されており、バーナが失火して熱電対からの熱起電力の電圧が所定の閾値より低下すると、コントローラは電磁安全弁２１に供給していた開弁保持用の電流を遮断する。すると、内蔵するバネの付勢力により弁体は自動的に閉弁状態に復帰する。
【００１７】
火力調節部２２にはステッピングモータ３が取り付けられている。このステッピングモータ３は図示しないコントローラから供給されるパルス信号によって回転するものであり、供給されるパルス数に比例した回転角度だけ回転するように構成されている。そして、パルスの供給が停止すると出力軸３１は回転を停止し、その状態でセルフロックされる。なお、パルス信号は位相の相違する２つのパルス信号が供給されており、両パルス信号の位相のずれを反転することにより、出力軸３１の回転方向を正逆自在に切り替えることができる。
【００１８】
この出力軸３１には半固定抵抗型の位相センサ４が取り付けられている。また、出力軸３１と連動して回転する回転軸３２が設けられている。そして、この回転軸３２の先端には、駆動部材５が固定されている。この駆動部材５には上方に延びる１対の係合突起５１が形成されている。
【００１９】
この駆動部材５を囲うように円筒状のカム部材６が取り付けられている。このカム部材６は係合突起５１に係合して回転するもので、外周面にはカム面６１が形成されている。そしてカム面６１には、ロッド７に摺動自在に取り付けられたキャップ７１がバネ７２の付勢力で当接されている。そして、カム部材６が回転し、キャップ７１を回転軸３２に対して直角方向に押すと、ロッド７もキャップ７１と共に押されて移動する。
【００２０】
ロッド７の先端方向には電磁安全弁２１の弁体２１ａが位置しており、ロッド７が押されて移動すると、このロッド７の先端が弁体２１ａを押して電磁安全弁２１を強制的に開弁させる。なお、キャップ７１とロッド７との間にはバネ７３が取り付けられており、そのため、ロッド７が弁体２１ａを押し切った状態からさらにキャップ７１が押されても、ロッド７がキャップ７１内に入り込んで、弁体２１ａに不当な応力が作用することが防止される。なお、弁体２１ａはバネ２１ｂによって常に閉弁方向に付勢されている。
【００２１】
上記駆動部材５の上方には開閉板８が取り付けられており、この開閉板８はバネの付勢力により、上方のガス通路板９に当接している。上記係合突起５１は上方に延設されており、これら１対の係合突起５１が開閉板８に係合している。したがって、回転軸３２が回転すると駆動部材５を介して回転力が開閉板８に伝わり、開閉板８が回転する。
【００２２】
開閉板８には開弁穴８１が上下に貫通して設けられている。一方、ガス通路板９には複数個のガス通路穴９１が、同じく上下に貫通して設けられている。開閉板８が回転すると開弁穴８１がガス通路穴９１のいずれかに一致する。すると、その一致したガス通路穴９１を通ってガスが上方へと流れる。開閉板８を回転させると、開弁穴８１に一致するガス通路穴９１の数や大きさが変わるので、上方へ流れるガスの流量が増減する。
【００２３】
なお、ガス通路板９の上面にはゴム製のガスケット９２を介してオリフィス板９３が取り付けられており、特に中火から弱火に相当する流量のガスが流れる際に、ガス種に応じてガス量を調節している。したがって、ガス種が異なればこのオリフィス板９３のみを交換するだけでよい。
【００２４】
図４を参照して、上記位相センサ４の内部には、Ｃ字状の抵抗体４１が基板上に形成されている。この抵抗体４１の内側には環状の固定電極４２が形成されている。上記出力軸３１に固定され、出力軸３１と共に回転移動する摺動子であるブラシ４３が設けられている。このブラシ４３は金属製であり、２つの接点４３ａ、４３ｂを備えている。一方の接点４３ａは抵抗体４１の表面に接しながら摺動し、他方の接点４３ｂは固定電極４２の表面に接しながら摺動するように構成されている。従って、抵抗体４１と固定電極４２とは両接点４３ａ、４３ｂ間で短絡される。そのため、出力軸３１が回転し、その回転に連動してブラシ４３が回転移動すると、出力される抵抗値が連続して変化する。ただし、抵抗体４１の両端部４１ａ、４１ｂで挟まれた範囲は抵抗体が存在しないので、非検出範囲となる。
【００２５】
図５を合わせて参照して、図５の（ａ）に示す原点位置から出力軸３１が正回転すると、カム６１がキャップ７１を押して電磁安全弁２１の弁体が開弁し出す。この位置が点火開始位置である。さらに出力軸３１が正転を続けると、カム６１がキャップ７１を押し切って電磁安全弁２１の電磁石に弁体を押しつける。この状態が図５の（ｂ）に示す状態である。この状態に到達するまでに図示しない点火プラグが作動して、バーナとの間に火花放電を発生させている。出力軸３１がさらに正転して図５の（ｃ）に示す点火完了位置まで正転すると、コントローラはバーナが点火したか否かを判断する。
【００２６】
点火が成功していれば、最小火力と最大火力とで挟まれた火力調節範囲内で適宜往復移動して火力を調節する。その際、カム６１は図５(ｃ)に示す位置から戻らない。
【００２７】
調理が終了し消火され、あるいは調理途中で失火すると、コントローラは電磁安全弁２１を閉弁させる。そして、次回の点火に備えて、出力軸３１を正転させて原点位置まで復帰させる。この火力調節範囲の正転側端部である最大火力位置から原点位置までの間に、非検知範囲が位置するように設置した。火力調節範囲内ではブラシ４３は多くの回数往復移動するが、火力調節範囲から原点位置への復帰は、点火操作１回につき１回しか移動しないので、非検知範囲の耐久性が抵抗体４１の被着されている範囲より劣っても、摩耗を必要最小限にとどめることができる。
【００２８】
なお、接点４３ａが端部４１ａを通過する際に外部から検知される抵抗値は急激に変化するものの、図６のＡに示すように若干の傾きを有する。そのため、端子４３ａが端部４１ａを通過中に、電池の消耗などでコントローラがダウンし停止した場合、コントローラは位相センサ４からの出力値ａ１を火力調節範囲におけるａ２であると誤認識するおそれがある。ところが、仮にそのように誤認識されても、出力軸３１は原点位置に向かって正転されるので、端子４３ａは直ちに非検知範囲内に入り、誤認識の影響はその時点で解消される。
【００２９】
ところで、上記の実施の形態ではガスコンロ１の電源は電池であったが、電灯線等の他の電源を用いるガスコンロに本発明を適用してもよい。
【００３０】
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図
【図２】火力調節装置の内部構造を示す斜視図
【図３】火力調節装置の内部構造を示す正面断面図
【図４】位相センサの構造を示す図
【図５】点火時のカム６１の移動状態を示す図
【図６】位相センサの出力変化を示す図
【符号の説明】
【００３２】
１  ガスコンロ
２  火力調節装置
３  ステッピングモータ
４  位相センサ
５  駆動部材
６  カム部材
８  開閉板
９  ガス通路板
２１  電磁安全弁
【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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