(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部通路を介して相互に連通するガス流入部とガス流出部とを設けたバルブケーシングを備え、該内部通路に、前後方向に可動の操作ロッドを挿設すると共に、内部通路内でガス流入部の下流側に操作ロッドの移動量に応じてガス流出部への燃料ガスの流量を調節する流量調節弁を配設したガスバルブであって、
該流量調節弁は、操作ロッドの移動に連動して内部通路内を前後方向に移動するプランジャーと、該プランジャーの一側に設けたカム面に先端部が当接するように、内部通路とガス流出部との間の連通路内に挿設したニードル弁とを備え、該プランジャーを前後方向に移動させるとニードル弁がカム面に案内されて連通路内で移動し、該連通路の通路面積を変化させてガス流量の調節を行うことを特徴とするガスバルブ。
【請求項２】
前記プランジャーのカム面を、プランジャーの移動方向に平行な平坦部と傾斜部とから構成したことを特徴とする請求項１記載のガスバルブ。
【請求項３】
内部通路とガス流入部とを同一軸線上に形成し、前記プランジャーのガス流入部側に弁体を連結し、該弁体は、操作ロッドを前方向に移動させるとバルブケーシングに設けた弁座から離反して開弁することを特徴とする請求項１または請求項２記載のガスバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス器具のガスバーナーへの燃料ガスの供給量を制御するガスバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のガスバルブは、例えば、実公昭６１−３７９８６号公報が知られている。該ガスバルブは、内部通路を介して相互に連通するガス流入部とガス流出部とを設けたバルブケーシングを有する。該内部通路には、ガス流出部に連通する開口を設けた閉子収容室がテーパ状に形成されている。該閉子収容室には、操作ロッドと一体に回転自在であって内部にガス通路を有するテーパ形状の回転式閉子が設けられている。そして、操作ロッドを介して回転式閉子を回転させて、回転式閉子の外周面に開設した開口を閉子収容室の開口と一致させ、一致する面積に応じてガス流出部へのガス流量が調節される。この場合、操作ロッドを、ギアドモータを使用して回転式閉子を電動式で回転させるものも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転式閉子を使用する上記のものでは、バルブケーシングの閉子収容室や回転式閉子を高精度に加工する必要があると共に、バルブケーシングに回転式閉子を組付ける際に擦り合わせを行って閉子収容室と回転式閉子との間の気密性を確保する必要があり、その作業が面倒であるという問題があった。
【０００４】
また、気密性を保持しつつ閉子収容室の内面を回転式閉子が摺動するため、回転式閉子を回転させるのにトルクの大きいモータが必要になる。このため、ギアドモータが使用されるものの、ギアドモータを使用するのでは、その回転角の微調整が困難であるため、ガス流量を微調整することが困難であるという問題があった。この場合、モータの電源として電池を使用すると電池寿命が短くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、加工作業や組立作業が容易で、燃料ガスの流量を円滑に調節でき、その上、電動式に構成するのにも適したガスバルブを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明のガスバルブは、内部通路を介して相互に連通するガス流入部とガス流出部とを設けたバルブケーシングを備え、該内部通路に、前後方向に可動の操作ロッドを挿設すると共に、内部通路内でガス流入部の下流側に操作ロッドの移動量に応じてガス流出部への燃料ガスの流量を調節する流量調節弁を配設したガスバルブであって、該流量調節弁は、操作ロッドの移動に連動して内部通路内を前後方向に移動するプランジャーと、該プランジャーの一側に設けたカム面に先端部が当接するように、内部通路とガス流出部との間の連通路内に挿設したニードル弁とを備え、該プランジャーを前後方向に移動させるとニードル弁がカム面に案内されて連通路内で移動し、該連通路の通路面積を変化させてガス流量の調節を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、操作ロッドが前方向に移動すると、内部通路内でプランジャーが前方向に移動する。プランジャーが移動し始めると、一側に設けたカム面に先端部が当接したニードル弁がカム面に案内されて連通路内で移動し始める。該ニードル弁が移動すると、連通路の通路面積が増加して内部通路から連通路を経てガス流出部へと流れる燃料ガスのガス流量が増加する。そして、プランジャーの前後の移動量に応じて連通路内でのニードル弁の位置が変わり、その時の連通路の通路面積に応じてガス流量が調節される。
【０００８】
ところで、操作ロッドの前後方向の移動に伴うプランジャーの位置のヒステリシスを考慮すると、例えば、ガスバーナーの中火での火力設定を容易にするには操作ロッドを移動させてもガス流量が変化しない範囲をつくるのが望ましい。この場合、前記プランジャーのカム面を、プランジャーの移動方向に平行な平坦部と傾斜部とから構成すれば、ニードル弁の先端部が平坦部上を移動する間、連通路内でニードル弁は、同一流量の燃料ガスが流れる高さ位置に保持され、連通路の通路面積は変化しないので、ガス流量一定の範囲がつくられる。
【０００９】
また、流量調節弁の上流側にガス開閉を行う弁体を設ける場合、内部通路とガス流入部とを同一軸線上に形成し、前記プランジャーのガス流入部側に弁体を連結し、該弁体は、操作ロッドを前方向に移動させるとバルブケーシングに設けた弁座から離反して開弁するようにすればよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は、例えば、ガスバーナー（図示せず）を設けたガスコンロに使用されるガスバルブを示す。ガスバルブ１は、２個のブロックから構成されるバルブケーシング１１を有し、バルブケーシング１１の一側面にはガス流入口１２が設けられている。該ガス流入口１２には、同一線上に位置してバルブケーシング１１の長手方向に沿って形成された内部通路１３が連通している。
【００１１】
内部通路１３には、その前後方向に可動の操作ロッド２が挿設され、その一端は、ガス流入口１２と対向して内部通路１３の他側面に設けた開口部１１ａを貫通して外部に突出している。該開口部１１ａには操作ロッド２を支持するガイド部３がシール材３１を介して装着され、操作ロッド２を平行移動させる役割を果たす。また、内部通路１３には、その上方に位置してバルブケーシング１１内に折れ曲って形成された連通路１４が連通し、該連通路１４は、バルブケーシング１１の上面に形成したガス流出口１５に通じる。
【００１２】
内部通路１３に対して直角に上方に向かって分岐された通路１４ａはバルブケーシング１１の上面まで通じている。この通路１４ａには、後述のプランジャー４２と共に流量調節弁４を構成するニードル弁４１が挿設され、その先端部は内部通路１３内に突出している。また、この通路１４ａは、バルブケーシング１１の上面にシール材５１を介して装着された蓋部材５で密閉されている。
【００１３】
内部通路１３の底面に配置された流量調節弁４のプランジャー４２は、例えば、樹脂を成型してなり、その一端には操作ロッド２が連結されている。該プランジャー４２の一側にはカム面４２ａが設けられている。該カム面４２ａは、内部通路１３の下流側に向かって下方に傾斜して形成され、ニードル弁４１の先端部がプランジャー４２の移動方向に直交する方向から当接している。ここで、ニードル弁４１の先端部を常時プランジャー４２のカム面４２ａと当接させるため、ニードル弁４１は、蓋部材５との間に縮設したばね６によって内部通路１３方向に付勢されている。これにより、内部通路１３内でのプランジャー４２の前後方向の移動に連動して、連通路１４内をニードル弁４１がプランジャー４２の移動方向に直交する方向に昇降し、それに伴って、燃料ガスが通過する連通路１４の通路面積を変化させてガス流量が調節される。
【００１４】
ここで、操作ロッド２の前後方向の移動に伴うプランジャー４２の位置のヒステリシスを考慮すると、ガスバーナーの火力設定を容易にするには、操作ロッド２を移動させてもガス流量が変化しない範囲をつくるのが望ましい。本実施の形態では、プランジャー４２のカム面４２ａに、プランジャー４２の移動方向に平行な３個の平坦部４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを、プランジャー４２の底面からの高さ寸法をかえて設けた。内部通路１３の下流側の第１平坦部４２ｂは、ニードル弁４１が連通路１４を閉鎖して流量調節弁４が閉弁状態になる高さ位置に設けられている。
【００１５】
ニードル弁４１が第１平坦部４２ｂ上を移動する間、ガス流出口１５への燃料ガスの供給は、内部通路１３とニードル弁４１の下流側の連通路１４とを連通するように設けたバイパス絞り通路１６を介して行われる。この場合、該バイパス絞り通路１６は、連通路１４へと流れる燃料ガスの最小ガス流量を設定する通路面積を有する。
【００１６】
カム面４２ａの略中央部に設けた第２平坦部４２ｃは、ガスバーナーを中火にするガス流量の燃料ガスが連通路１４へと流れる高さ位置に設けられている。そして、ニードル弁４１が第２平坦部４２ｃ上を移動する間、連通路１４内でニードル弁４１は昇降せず、連通路１４の通路面積は変化しない。これにより、ガスバーナーの中火での火力設定が容易になる。そして、内部通路１３の上流側の第３平坦部４２ｄは、ニードル弁４１の先端部が該第３平坦部４２ｄに達すると連通路１４が全開になる高さ位置に設けられている。
【００１７】
また、プランジャー４２の上流側にはロッド６１の一端が連結されている。該ロッド６１の他端には弁体６３が取付けられ、該弁体６３は、内部通路１３内でガス流入口１２の下流側に設けた弁座６２と協働してガス開閉弁６を形成する。この場合、弁体６３と弁座６２とが密接するように、弁体６３をばね６４によって弁座６２方向に付勢している。そして、該ガス開閉弁６は、操作ロッド２を介してプランジャー４２を前方向（図の左側）に移動させると開弁する。
【００１８】
操作ロッド２の前後方向の移動は開口部１１ａに対向してバルブケーシング１１に連結した駆動部７により行われる。駆動部７は、内部通路１３に対向する貫通孔７１ａが設けられたハウジング７１を有する。該貫通孔７１ａには、バルブケーシング１１の開口部１１ａから突出した操作ロッド２の端部が連結されたスライダ７２が挿設されている。該スライダ７２は、ハウジング７１に付設したステッピングモータ７３により移動される。この場合、スライダ７２の内部には、ステッピングモータ７３の回転軸７３ａに設けたねじ部と螺合するねじ穴が設けられ、ステッピングモータ７３を回転させるとその回転に応じて貫通孔７１ａ内でスライダ７２が往復運動する。
【００１９】
スライド７２にはまた、上方に向かって突出した突出部７２ａが設けられ、ハウジング７１の上部には、該突出部７２ａに係合するスライドボリューム式のリニアセンサー７４が配設されている。そして、リニアセンサー７４の抵抗値の変化に応じて操作ロッド２の前後方向の移動量（ストローク）が検出される。これにより、例えばコンロ本体にタッチパネルを設け、該タッチパネルを操作して操作ロッド２の作動、即ち、ガス開閉弁６の開閉と流量調節弁４によるガス流量調節とを電動式で制御できるようにガスコンロを構成できる。この場合、本実施の形態ではプランジャー４２を前後方向に移動させるだけだから、従来技術の回転式閉子を回転させるものと比較して、トルクの小さいステッピングモータ７３を使用できる。このため、該ステッピングモータ７３の電源として電池を使用する場合に電池寿命を長くできる。
【００２０】
次に、図１乃至図４を参照して本発明のガスバルブ１の作用を説明する。図１に示す状態では、ガス開閉弁６は閉弁状態であり、流量調節弁４のニードル弁４１は、その先端部がプランジャー４２の第１平坦部４２ｂ上に位置して連通路１４を閉鎖している。この状態から、ステッピングモータ７３を正方向に回転させて操作ロッド２を前方向（図１の左側）に移動させると、プランジャー４２に連結したガス開閉弁６の弁体６３が弁座６２から離反してガス開閉弁６が開弁する。ここで、ガスバーナーの点火の確実性などの観点から、図２に示すように、ニードル弁４１の先端部がプランジャー４２の第２平坦部４２ｃ（ガスバーナーの中火）に達するまで、操作ロッド２を介してプランジャー４２を移動させる。このとき、内部通路１３に流入した燃料ガスは、流量調節弁４を備えた連通路１４及びバイパス絞り通路１６を介してガス流出口１５からガスバーナーの混合管へと流れる。そして、ガスバーナーの点火が行われる。
【００２１】
ガスバーナーの点火後に、ステッピングモータ７３を正方向に回転させて、図３に示すように、ニードル弁４１の先端部が第３平坦部４２ｄに達するまで操作ロッド２を介してプランジャー４２を前方向に移動させると、連通路１４内でニードル弁４１が最上位置まで上昇して連通路１４を全開にする。この場合、ガスバーナーは強火状態になる。
【００２２】
次いで、ガスバーナーの強火から中火にするためステッピングモータ７３を逆方向に回転させて操作ロッド２を介してプランジャー４２を後退させると、ニードル弁４１の先端部が第２平坦部４２ｃに達する（図２参照）。該第２平坦部４２ｃ上をニードル弁４１の先端部が移動する間、連通路１４の通路面積は一定に保持される。これにより、操作ロッド２の移動に伴うヒステリシスによりその停止位置が多少ずれてもガスバーナーが中火力に維持され、中火の火力設定が容易になる。
【００２３】
次いで、ガスバーナーの中火から最小絞りにするためステッピングモータ７３を逆方向にさらに回転させて操作ロッド２を介してプランジャー４２を後退させると、図４に示すように、第１平坦部４２ｂにニードル弁４１の先端部が達してニードル弁４１が連通路１４を閉鎖する。この場合、内部通路１３に流入した燃料ガスはバイパス絞り通路１６のみからガス流出口１５へと流れる。そして、ステッピングモータ７３を逆方向にさらに回転させ、操作ロッド２を介してプランジャー４２を後退させてガス開閉弁６が閉弁するまでは、ガス流量は最小絞りに保持される。
【００２４】
尚、本実施の形態では、バルブケーシング１１に電動式の駆動部７を連結することとしたが、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、駆動部８を手動式のものとして形成することもできる。この場合、駆動部８のハウジング８１内の貫通孔８１ａには、ガスコンロに設けられる操作部に連結される駆動ロッド８２により駆動され、操作ロッド２の一端が連結された回転体８３が配置されている。該回転体８３の外周面には突出部８３ａが形成され、該突出部８３ａはハウジング８１に設けたカム溝８１ｂと係合している。そして、操作部を介して駆動ロッド８２を反時計回りに回転させると、カム溝８１ｂに沿って回転体８３が反時計回りに回転しながら前方向に移動し、操作ロッド２を前方向に移動させる。
【００２５】
また、ハウジング８２の上面にはＯＮ／ＯＦＦスイッチ８４が設けられている。該ＯＮ／ＯＦＦスイッチ８４には、カム溝８１ｂの前側の端部方向に延出する接点切替レバー８４ａが設けられ、駆動ロッド８２を操作して回転体８３を前方向に移動させると、突出部８３ａが接点切替レバー８４ａに当接して、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ８４がＯＮ状態になり、ガスバーナーへの点火が行われる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガスバルブでは、回転式閉子を使用する従来のガスバルブと比較してその加工作業や組立作業が容易になると共に、ガスバーナーのガス流量を一定にする範囲がつくれる。また、ガス流量を調節する場合、プランジャーを前後方向に移動させるだけだから操作ロッドの駆動力を小さくできるので、操作ロッドをモータで駆動する場合でもトルクの小さいモータを使用できる。このため、モータの電源として電池を使用する場合に電池寿命を長くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスバーナーの停止状態で示すガスバルブの断面図
【図２】ガスバーナーの中火状態で示すガスバルブの断面図
【図３】ガスバーナーの強火状態で示すガスバルブの断面図
【図４】ガスバーナーの最小絞り状態で示すガスバルブの断面図
【図５】他の実施形態の駆動部を説明する図
【符号の説明】
１    ガスバルブ
１２  ガス流入部
１３  内部通路
１４  連通路
１５  ガス流出部
２    操作ロッド
４    流量調節弁
４１  ニードル弁
４２  プランジャー
【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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