JP2011106716A

JP2011106716A - ガスコンロ

Info

Publication number: JP2011106716A
Application number: JP2009260938A
Authority: JP
Inventors: Masashi Takeda; 正史武田; Shinichiro Hata; 紳一朗秦
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2029-11-16
Also published as: JP5259556B2

Abstract

【課題】モータが電磁安全弁を強制的に開弁している状態で停電により外部からの電力の供給が停止すると、電磁安全弁が閉弁できない。そのため、モータへの電力を供給するラインにコンデンサを設け、モータに電力が供給されている状態でコンデンサに蓄電しておき、停電時にはこのコンデンサに蓄電されている電力でモータを作動させるが、コンデンサを可及的に小型化したい。
【解決手段】電磁安全弁の開弁途中で停電すると、モータの作動位相を電磁安全弁が閉弁し得る状態にするために正転した場合の消費電力と逆転した場合の消費電力とのうち、消費電力の少ない方向の回転方向に、コンデンサに蓄えられている電力によってモータを回転させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、商用電力等の外部電源から電力の供給を受けて作動するモータによって電磁安全弁の開弁を行うガスコンロに関する。

ガスコンロにはガスバーナへのガスの供給量を増減して火力を調節する火力調節機構の他に、失火などの場合にいち早くガスの供給を停止するために電磁安全弁が取り付けられている。この電磁安全弁は、外部からの力によって強制的に開弁され、内蔵されている電磁石の電磁力によって開弁保持される。従って、閉弁する際には電磁石への通電を停止することにより電磁力を消失させれば自動的に閉弁する。

電磁安全弁を開弁する際に、手動により電磁安全弁を開弁するものもあるが、近年はモータによってカム板を回転させて、そのカム板のカム面によって移動されるロッドが電磁安全弁の弁体を押して強制的に開弁するものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−３３３２３４号公報（図３，図４）

上記従来のガスコンロではモータを駆動するために電源を必要とする。この電源としては電池を内蔵し、その電池を電源としてもよいが、商用電力のように外部の電源から電力供給を受けて、この外部電源からの電力によってモータを作動させるものがある。

一方、ガスコンロには複数のガスバーナが設けられており、ガスはそれぞれのガスバーナに分岐され、各分岐路に電磁安全弁が配置されている。そして、分岐前には１個の開閉弁が設けられ、この開閉弁が閉弁するとすべてのガスバーナへのガスの供給が停止するように構成されている。

この開閉弁が開故障した状態で、かつモータが電磁安全弁を強制的に開弁している状態で停電により外部からの電力の供給が停止すると、ガスバーナからのガスの漏出が生じるおそれがある。そのため、モータへの電力を供給するラインにコンデンサを設け、モータに電力が供給されている状態でコンデンサに蓄電しておき、停電時にはこのコンデンサに蓄電されている電力によってモータを作動させて電磁安全弁が閉弁できる状態になるようにモータを駆動している。

ところが、このようにモータを駆動し得る電力を蓄電するためには、比較的大きな容量のコンデンサが必要であるが、大容量のコンデンサは大きさが大きいばかりではなく、価格が高いという問題がある。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、停電にモータを駆動するためのコンデンサの容量を可及的に小さくすることのできるガスコンロを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明によるガスコンロは、外部の電源から供給される電力で駆動されるモータを備え、点火操作がされるとこのモータでカム板を駆動して電磁安全弁を強制的に開弁させ、電磁安全弁を開弁保持させるとともに、電磁安全弁がバーナの点火により開弁保持された後、カム板をさらに駆動して電磁安全弁に対するカム板による強制的な開弁を解除して、電磁安全弁が閉弁し得る状態にするガスコンロにおいて、外部の電源から供給される電力で上記モータを駆動するとともに、外部の電源からの電力供給が停止したことを検知する停電検知回路と、モータに供給される電力を蓄えるコンデンサとを備え、モータの制御手段はモータの作動位相を検知して、カム板が電磁安全弁を強制的に開弁している状態で外部からの電力の供給が停止すると、モータの作動位相を電磁安全弁が閉弁し得る状態にするために正転した場合の消費電力と逆転した場合の消費電力とのうち、消費電力の少ない方向の回転方向に、コンデンサに蓄えられている電力によってモータを回転させることを特徴とする。

カム板が電磁安全弁を開弁している途中の状態から電磁安全弁が閉弁し得る状態にするためには、モータを正逆いずれの方向に回転しても実現することができる。そこで、より消費電力の少ない方向にモータを回転させることにより、モータでの消費電力を可及的に少なくなるようにした。

以上の説明から明らかなように、本発明は、停電時などでのモータの消費電力を少なくすることにより、モータの駆動用の電力を蓄電するコンデンサを小さくすることができる。

本発明の一実施の形態の構成を示す図ガスコンロ内の配管の状態を示すブロック図火力調節装置の内部構造を示す斜視図火力調節装置の内部構造を示す正面断面図安全弁の内部構造を示す図点火時のカム６１の移動状態を示す図

図１を参照して、１は外部から供給される交流１００Vの電力によっ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。

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。この突出により点火操作が内部で行われ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、対応するバーナが瞬時に消火される。

図２を参照して、ガスは開閉弁である元弁１０を通過した後、各ガスバーナに分岐される。各分岐路には火力調節装置２が配設されている。この火力調節装置２はステッピングモータ３によって作動されるものであり、かつ電磁安全弁２１を備えており、この電磁安全弁２１の開弁もステッピングモータ３によって行われる。

図３から図５を参照して、火力調節装置２のケーシング２０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、図５に示すように、内部に電磁石２１ｄを内蔵しており、コントローラ１００から供給される開弁保持用の電力によって、弁体２１ａに連結された可動鉄片２１ｃ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２１ｄが発生する磁力が弱いので、閉弁状態にある弁体２１ａをバネ２１ｂの付勢力に抗して吸引して開弁することができない。そのため、開弁する際には弁体２１ａを強制的に押して開弁させ、可動鉄片２１ｃを電磁石２１ｄに押し付けて吸着させる必要がある。可動鉄片２１ｃが電磁石２１ｄに一旦吸着されると、弁体２１ａ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２１ｄの磁力によって開弁状態を保持することができる。

各バーナの近傍には図外の熱電対が配設され、各熱電対はコントローラ１００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１００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２１ｂの付勢力により弁体２１ａは自動的に閉弁状態に復帰する。

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はコントローラ１００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、供給されるパルス信号の周波数に比例した回転速度で、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。

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。

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６１が形成されている。そしてカム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。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はキャップ７１と共に押されて移動する。

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に不当に大きな応力が作用することが防止される。

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。

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。

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。

また、コントローラ１００には交流１００Vの外部電源１０１から電力供給を受けている。この外部電源１０１から停電監視回路１０２を経て変圧された後、整流回路１０３で直流に整流される。そして、この直流電力はコンデンサ１０４に蓄電されるとともにコントローラ１００に給電される。

図６を参照して、図６の（ａ）に示す原点位置から出力軸３１が正回転すると、係合突起５１がカム部材６の肩部６ａを押すことによってカム部材６が回転する。カム６１がキャップ７１を押して電磁安全弁２１の弁体２１ａが開弁し出す。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２１ｄに可動鉄片２１ｃを押しつける。この状態が図６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がさらに正転すると、キャップ７１の先端はカム６１の頂点位置を過ぎ、傾斜部に当接する。すると、キャップ７１がカム６１を押す力の分力の一部がカム６１を正回転方向に押し、カム部材６の肩部６ａは係合突起５１から離れ、回転軸より先行して回動される。その後コントローラＣはバーナが点火したか否かを判断する。

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係合突起５１は適宜往復移動して火力を調節する。その際、カム６１は図６(ｃ)に示す位置から戻らない。

さて、このように電磁安全弁２１の弁体２１ａが強制的に開弁されている状態で停電検知回路１０２が停電を検知すると、コンデンサ１０４に蓄電されている電力によってステッピングモータ３を作動させて、弁体２１ａが強制的に開弁されない状態にする必要がある。ただし、ステッピングモータ３の消費電力を最小限にするため、ステッピングモータ３の回転方向を決定する必要がある。すなわち、弁体２１ａを強制的に開弁する工程の内、初期の段階であればステッピングモータ３を逆転させて戻し、工程の後期であればそのまま正転させる方が消費電力が少なくなる。本実施の形態では、図６の（ａ）から（ｃ）までの範囲を１００として、（ａ）から３５までの間であればステッピングモータ３を逆転させ（ａ）の状態に戻し、それ以上であれば正転させて（ｃ）の状態になるようにした。

ところで、上記実施の形態では、外部の電源として交流電源を用いる場合について説明したが、外部で整流して直流電力としてガスコンロに供給する直流電源やバッテリ、あるいは太陽光発電等の家庭用直流発電装置などからガスコンロに対して直流電力の供給が行われる構成のものに適用することができる。

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。

１ガスコンロ
２火力調節装置
２１電磁安全弁
３ステッピングモータ
６カム部材
７ロッド

Claims

外部の電源から供給される電力で駆動されるモータを備え、点火操作がされるとこのモータでカム板を駆動して電磁安全弁を強制的に開弁させ、電磁安全弁を開弁保持させるとともに、電磁安全弁がバーナの点火により開弁保持された後、カム板をさらに駆動して電磁安全弁に対するカム板による強制的な開弁を解除して、電磁安全弁が閉弁し得る状態にするガスコンロにおいて、外部の電源から供給される電力で上記モータを駆動するとともに、外部の電源からの電力供給が停止したことを検知する停電検知回路と、モータに供給される電力を蓄えるコンデンサとを備え、モータの制御手段はモータの作動位相を検知して、カム板が電磁安全弁を強制的に開弁している状態で外部からの電力の供給が停止すると、モータの作動位相を電磁安全弁が閉弁し得る状態にするために正転した場合の消費電力と逆転した場合の消費電力とのうち、消費電力の少ない方向の回転方向に、コンデンサに蓄えられている電力によってモータを回転させることを特徴とするガスコンロ。