JP2016173199A - ガスコンロ - Google Patents

Abstract

【課題】１つの電磁弁によりガスの流量の急激な変化を抑制できるガスコンロを提供する。【解決手段】ガスコンロは、バーナ２と、器具栓本体部３と、電磁弁４と、電圧印加部５とを備えている。電圧印加部５から印加された電圧により、電磁弁４は、電磁弁４が開弁してガス流路３１を流れるガスの流量が最大流量となる開弁状態、電磁弁４が閉弁してガス流路３１を流れるガスの流量が最小流量となる閉弁状態、およびガスの流量が最大流量と最小流量との間の中間流量を維持するように電磁弁４が開弁および閉弁を繰り返す中間状態に制御される。【選択図】図２

Description

本発明は、ガスコンロに関し、特に、電磁弁を備えたガスコンロに関するものである。

従来、ガスの流量を切り替えるための電磁弁の開閉によりガスの燃焼量を切り替え可能なガスコンロが使用されている。このガスコンロのバーナの火炎は、電磁弁の開閉によりガスの燃焼量が大きい状態の大火とガスの燃焼量が小さい状態の小火とに切り替えられる。たとえば、特開２００２−２４６２２８号公報（特許文献１）には、電磁弁に適用可能なソレノイドアクチュエータが記載されている。

特開２００２−２４６２２８号公報

上記のガスコンロでは、電磁弁の開閉により瞬時にガスの流量が変化する。このため、ガスの流量が急激に変化する。したがって、ガスコンロのバーナの火炎が大火から小火に切り替えられたときには、ガスの流量の減少に対するバーナへの一次空気の供給量の追従が遅れるため、バーナへの一次空気の供給量が過多となる。これにより、バーナの火炎の吹き消えが発生する。他方、ガスコンロのバーナの火炎が小火から大火に切り替えられたときには、ガスの流量の増大に対するバーナへの一次空気の供給量の追従が遅れるため、バーナへの一次空気の供給量が過小となる。これにより、バーナの火炎としてイエロー炎が発生する。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、１つの電磁弁によりガスの流量の急激な変化を抑制できるガスコンロを提供することである。

本発明のガスコンロは、ガスを燃焼させるものである。ガスコンロは、バーナと、器具栓本体部と、電磁弁と、電圧印加部とを備えている。バーナは、ガスを燃焼させるためのものである。器具栓本体部は、バーナにガスを供給するためのガス流路を有する。電磁弁は、器具栓本体部に取り付けられ、かつガス流路を開閉可能なものである。電圧印加部は、電磁弁を開弁または閉弁させるための電圧を電磁弁に印加可能なものである。電圧印加部から印加された電圧により、電磁弁は、電磁弁が開弁してガス流路を流れるガスの流量が最大流量となる開弁状態、電磁弁が閉弁してガス流路を流れるガスの流量が最小流量となる閉弁状態、およびガスの流量が最大流量と最小流量との間の中間流量を維持するように電磁弁が開弁および閉弁を繰り返す中間状態に制御される。

本発明のガスコンロによれば、電磁弁は、ガスの流量が最大流量となる開弁状態、ガスの流量が最小流量となる閉弁状態、およびガスの流量が最大流量と最小流量との間の中間流量を維持するように電磁弁が開弁および閉弁を繰り返す中間状態に制御される。したがって、電磁弁は、開弁状態から中間状態を経て閉弁状態に制御されるため、１つの電磁弁によりガスの流量の急激な減少を抑制することができる。また、電磁弁は、閉弁状態から中間状態を経て開弁状態に制御されるため、１つの電磁弁によりガスの流量の急激な増大を抑制することができる。よって、１つの電磁弁によりガスの流量の急激な変化を抑制することができる。そして、ガスの流量の急激な減少を抑制することにより、バーナの火炎の吹き消えを抑制することができる。また、ガスの流量の急激な増大を抑制することにより、イエロー炎の発生を抑制することができる。

上記のガスコンロにおいては、電磁弁は、コイルと、可動磁性体と、弁体とを含む。コイルは、電圧印加部から電圧が印加される。可動磁性体は、電圧印加部から印加された電圧によってコイルに発生する磁力により電磁弁を開弁または閉弁する方向に移動可能なものである。弁体は可動磁性体に取り付けられている。器具栓本体部は、弁体に当接可能な弁座を含む。開弁状態では、弁体が弁座から離間している。閉弁状態では、弁体が弁座に当接している。中間状態では、弁体が弁座に対して離間および当接を繰り返す。したがって、可動磁性体は、電圧印加部から印加された電圧によってコイルに発生する磁力により電磁弁を開弁または閉弁する方向に移動する。このため、可動磁性体に取り付けられた弁体が弁座に対して離間および当接を繰り返すことにより、ガスの流量が中間流量を維持することができる。

上記のガスコンロにおいては、電磁弁は、永久磁石と、付勢部材とを含む。永久磁石は、可動磁性体を吸引可能なものである。付勢部材は、弁体が取り付けられた可動磁性体を弁座に向かって付勢可能なものである。開弁状態では電圧印加部からの電圧の印加が停止された状態で永久磁石に可動磁性体が吸引されている。閉弁状態では電圧印加部からの電圧の印加が停止された状態で付勢部材により弁体が弁座に当接している。したがって、電磁弁は、開弁状態において電圧印加部からの電圧の印加が停止されても、永久磁石が可動磁性体を吸引することにより開弁状態を維持することができる。また、電磁弁は、閉弁状態において電圧印加部からの電圧の印加が停止されても、弁体が取り付けられた可動磁性体を弁座に向かって付勢部材が付勢することにより閉弁状態を維持することができる。

上記のガスコンロにおいては、電圧印加部は、中間状態において電磁弁に複数のパルス電圧を印加する。このため、複数のパルス電圧により、ガスの流量が中間流量を維持するように電磁弁が開弁および閉弁を繰り返す中間状態に電磁弁を制御することができる。

上記のガスコンロにおいては、電圧印加部は、直流電圧を供給可能な乾電池と、乾電池に電気的に接続されたスイッチング回路とを含む。このため、スイッチング回路により乾電池から供給される直流電圧の極性を切り替えることができる。したがって、電圧印加部の電源として乾電池を使用することができる。

上記のガスコンロにおいては、電圧印加部は、定電流回路を含む。定電流回路は、乾電池およびスイッチング回路の各々に電気的に接続されている。このため、乾電池の電圧が変化した場合でも、定電流回路により、一定の電流値を有する電流をスイッチング回路に供給することができる。

以上説明したように本発明によれば、１つの電磁弁によりガスの流量の急激な変化を抑制できるガスコンロを提供することができる。

本発明の一実施の形態におけるガスコンロの構成を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における器具栓、バーナ、電圧印加部および制御部の構成を概略的に示す一部断面図である。 本発明の一実施の形態における電磁弁の開弁状態を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態における電磁弁の閉弁状態を概略的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態における電磁弁のばね荷重、吸引力および閉弁方向の合成力を示す図である。 本発明の一実施の形態におけるスイッチング回路の一例としてのＨブリッジ回路の回路図である。 本発明の一実施の形態における定電流回路の回路図である。 本発明の一実施の形態における電磁弁の開弁状態、中間状態および閉弁状態での印加電圧と、電磁弁の開弁および閉弁と、ガス流量との関係を示す図である。 本発明の一実施の形態における電磁弁のガスの流量の変化を示す図である。 本発明の一実施の形態におけるパルス電圧の波形を示す図である。 本発明の一実施の形態における周波数とガスの流量との関係を示す図である。 本発明の一実施の形態におけるデューティ比とガスの流量との関係を示す図である。 本発明の一実施の形態における自動調理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず、本発明の一実施の形態におけるガスコンロの構成について説明する。本実施の形態では、ガスコンロの一例として、コンロ部とグリルを備えたビルトイン型のガスコンロについて説明する。なお、ガスコンロは、コンロ台などに載置される据え置き型のテーブルコンロであってもよい。また、ガスコンロは、グリルを備えていなくてもよい。

図１を参照して、本実施の形態のガスコンロ１は、ガスを燃焼させるものである。ガスコンロ１は、コンロ部２ａと、グリル２ｂとを有している。図１および図２を参照して、ガスコンロ１は、バーナ２と、器具栓本体部３と、電磁弁４と、電圧印加部５と、制御部６と、トッププレート１１と、前面部１２と、電池ケース１３と、点消火ボタン１４と、火力調節レバー１５と、五徳２１と、グリル扉２２と、点火装置２３と、点火検知装置２４と、温度センサ２５とを主に有している。

主に図１を参照して、トッププレート１１は、ガスコンロ１の天面部を構成している。トッププレート１１には複数のコンロ部２ａが設けられている。本実施の形態では、前面部１２から見て左側および右側に２つのコンロ部２ａが設けられている。各コンロ部２ａはガスを燃焼させるためのバーナ２を備えている。トッププレート１１の上面には各バーナ２を中心にして五徳２１が設けられている。バーナ２と、五徳２１と、図２に示す点火装置２３および点火検知装置２４とでコンロ部２ａが構成されている。

なお、点火装置２３は、入力回路（高圧トランスの１次側巻き線を含む）が一つに対して出力回路（高圧トランスの２次側巻き線）が各バーナ２の数だけ備えられている。一つの入力回路への通電により各々の出力回路（高圧トランスの２次側巻き線）に高電圧が発生し、各バーナ２の全てに点火用放電のための高電圧が供給される。

各コンロ部２ａには、調理容器の下面の温度を検知可能な温度センサ２５が設けられている。温度センサ２５は、調理容器が五徳２１上に載置された時に調理容器の下面に当接して温度を検知する。この温度は制御部６に認識される。

本実施の形態では、ガスコンロ１にはグリル２ｂが設けられている。グリル２ｂは、ガスコンロ１の本体内の中央部に配置されたグリル庫と、グリル庫内に設けられたグリルバーナ（図示せず）と、点火装置２３および点火検知装置２４とを有している。グリル２ｂの前端は、ガスコンロ１の前面部１２に開口しており、グリル扉２２によって開閉自在に閉塞される。

点火装置２３は、イグナイタ（図示せず）で発生させる高圧パルスにより、バーナ２およびグリルバーナのガスの吐出口に設けられた点火プラグに放電を起こさせて点火するものである。イグナイタは制御部６により制御される。

点火検知装置２４は、バーナ２およびグリルバーナに設けられた熱電対からなるものである。点火されると火炎の熱により発生する熱起電力が制御部６に認識される。

グリル扉２２の両側には、グリル扉２２とともにガスコンロ１の前面部１２を構成する前面パネルＰ１、Ｐ２が設けられている。右側の前面パネルＰ２の下側には、電池ケース１３が設けられている。電池ケース１３には、制御部６の電源となる乾電池が収容されている。

左側の前面パネルＰ１には左側のバーナ２を点火および消火するための点消火ボタン１４ａが設けられている。右側の前面パネルＰ２にはグリルバーナを点火および消火するための点消火ボタン１４ｂと、右側のバーナ２を点火および消火するための点消火ボタン１４ｃとが設けられている。

これらの点消火ボタン１４（１４ａ〜１４ｃ）は、バーナ２での加熱の開始および停止を手動で行うための加熱および停止手動操作部である。また、前面部１２には、火力調節レバー１５（１５ａ〜１５ｃ）がそれぞれ各点消火ボタン１４ａ〜１４ｃの上側に設けられている。これらの火力調節レバー１５（１５ａ〜１５ｃ）は各バーナ２の加熱量を手動で調節するための加熱量手動操作部である。

ガスコンロ１の左側の前面パネルＰ１の下側には、コンロ用の調理設定部Ｐ３が設けられている。なお、ガスコンロ１の右側の前面パネルＰ２の下側には、電池ケース１３の隣にグリル用の調理設定部が設けられているが細部については詳述しない。

コンロ用の調理設定部Ｐ３は、自動調理のメニュー（オートメニュー）を設定するためのオートメニュー設定部Ｐ３１と、オートメニューを表示するためのオートメニュー表示部Ｐ３２と、調理時間を設定するためのタイマ入力部Ｐ３３と、調理時間を表示するためのタイマ表示Ｐ３４とを有している。

主に図２を参照して、バーナ２に器具栓３ａが接続されている。器具栓３ａは、器具栓本体部３と、電磁弁４とを有している。器具栓本体部３は、バーナ２にガスを供給するためのガス流路３１を有している。電磁弁４は、器具栓本体部３に取り付けられている。電磁弁４はガス流路３１を開閉可能に構成されている。

電磁弁４は電圧印加部５および制御部６に電気的に接続されている。電圧印加部５は、電磁弁４を開弁または閉弁させるための電圧を電磁弁４に印加可能に構成されている。制御部６は電磁弁４および電圧印加部５を制御可能に構成されている。本実施の形態の制御部６はマイクロコンピュータからなっている。

電圧印加部５から印加された電圧により、電磁弁４は、開弁状態、閉弁状態および中間状態に制御される。開弁状態では、電磁弁４が開弁してガス流路３１を流れるガスの流量が最大流量となる。閉弁状態では、電磁弁４が閉弁してガス流路３１を流れるガスの流量が最小流量となる。中間状態では、ガスの流量が最大流量と最小流量との間の中間流量を維持するように電磁弁４が開弁および閉弁を繰り返す。

本実施の形態では、電磁弁４として、火力切替用のラッチ式の電磁弁４について説明する。なお、電磁弁４は、ラッチ式に限定されず、ソレノイド弁であればよい。

ラッチ式の電磁弁４の開閉に応じてバーナ２の火力が調整される。ラッチ式の電磁弁４は、開弁用の極性のパルス電流の通電により開放状態に移行し、その後は通電を停止した後にも開放状態を維持する。また、ラッチ式の電磁弁４は、閉弁用の極性（開弁用とは逆極性）のパルス電流の通電により閉止状態に移行し、その後は通電を停止した後にも閉止状態を維持する。このとき電流のパルス幅は２００〜３００ｍ秒に設定されており、コンロの火力を種々の状態に維持する場合にも省電力が実現される。ラッチ式の電磁弁４は、機器の電源として乾電池が用いられる場合に特に好適に用いられる。

器具栓本体部３の内部にガス流路３１が形成されている。ガス流路３１は、ガス流路３１の上流端となる導入口３１ａと、下流端となる導出口３１ｂとを有している。

また、器具栓３ａは、安全弁３２と、メイン弁３３と、オリフィス３４と、流量制御弁３５と、スライダ３６と、バルブロッド３７と、ノズル３８と、継手３９とを有している。継手３９は導入口３１ａに接続されている。継手３９を通して導入口３１ａからガス流路３１にガスが導入される。

ガス流路３１には、上流側より、安全弁３２用の弁孔、メイン弁３３用の弁孔が設けられている。メイン弁３３用の弁孔の下流側は、大火用の流路３１ｃと、小火用の流路３１ｄとが並列に設けられている。大火用の流路３１ｃにはラッチ式の電磁弁４用の弁孔が設けられている。小火用の流路３１ｄにはオリフィス３４が設けられている。

ラッチ式の電磁弁４の弁孔の下流側で、大火用の流路３１ｃと小火用の流路３１ｄとが合流している。大火用の流路３１ｃと小火用の流路３１ｄとの合流箇所からさらに下流側には、火力調節レバー１５と連動する流量制御弁３５用の弁孔が設けられている。

流量制御弁３５用の弁孔の下流側には、バーナ２にガスを供給するための導出口３１ｂが設けられている。導出口３１ｂにはノズル３８が接続されている。ノズル３８にはバーナ２が接続されている。導出口３１ｂからノズル３８を経由してバーナ２にガスが供給される。

器具栓本体部３には、スライダ３６が前後方向に移動自在に取り付けられている。スライダ３６は前端面が点消火ボタン１４に組み込まれたチャイルドロック用スライド部（図示せず）により後方に押圧されることで後退するように構成されている。

チャイルドロック用スライド部が内部に組み込まれた点消火ボタン１４は、前後動自在に設けられている。点消火ボタン１４は、点消火ボタン１４の指で押される部分よりも上側の部分がコンロ本体側に枢支されて指で押される部分が前後動し、スライダ３６の前端面を後方に押圧する。スライダ３６には、たとえば既存のハート型カム等からなる前位置と後位置との切替機構（図示せず）が設けられている。点消火ボタン１４を押し操作する毎に、スライダ３６が後位置から前進して前位置に位置したり、前位置から後退して後位置に位置したりして、前位置と後位置とが切り替わって保持される。

スライダ３６の進退に伴って進退するバルブロッド３７が設けられている。バルブロッド３７の先端側はガス流路３１内に挿入されている。バルブロッド３７の先端部は後方すなわち下流側より上流側に向けて、メイン弁３３用の弁孔と安全弁３２用の弁孔とに挿通されている。バルブロッド３７は、スライダ３６が前位置から後位置に切り替わる際、一旦後位置よりも後方の最後位置に後退してから後位置にまで前進する。バルブロッド３７は、この最後位置に移動した時に、安全弁３２用の弁孔を上流側より閉止している安全弁３２の弁体を上流側に移動させて、安全弁３２用の弁孔を開放する。安全弁３２は電磁弁からなり、弁体が前方すなわち下流側に前進することで安全弁３２用の弁孔を後方より閉止し、弁体が後方すなわち上流側に後退することで安全弁３２用の弁孔を開放する。

安全弁３２は、点火検知装置２４により火炎が検知されている場合にのみ制御部６により開放状態が維持され、火炎が検知されなくなると制御部６による開放状態の維持が停止して閉止される。これにより、煮こぼれや風により立ち消えが起こって点火検知装置２４の火炎が検知されなくなった場合に、燃料ガスの流出が防止される。また、温度センサ２５により検知された調理容器の下面の温度が所定の温度（例えば２５０℃）に達すると、制御部６は、空焚きおよび焦げ付き等の異常が発生していると判定して、安全弁３２を閉止する。

バルブロッド３７の途中には、メイン弁３３用の弁孔を開閉するメイン弁体が設けてある。そして、スライダ３６が前位置に位置している時にはメイン弁体がメイン弁３３用の弁孔を後方より閉止し、スライダ３６が後位置に位置している時にはメイン弁体がメイン弁３３用の弁孔より後方に位置してメイン弁３３用の弁孔を開放する。

流量制御弁３５用の弁孔は、火力調節用のニードル３５ａの前後方向の移動により開度が自在に調節される。火力調節レバー１５が操作されることで、ニードル３５ａが前後方向に移動することにより、流量制御弁３５用の弁孔の開度が調節される。具体的には、火力調節レバー１５が右に行く程、ガスの供給量が多くなるように流量制御弁３５の弁孔の開度が調節される。

また、点消火ボタン１４またはスライダ３６の位置によりＯＮ／ＯＦＦが切り替わる器具栓スイッチ（図示せず）が設けられている。器具栓スイッチは、点消火ボタン１４（またはスライダ３６）が前位置に位置している時にはＯＦＦとなり、後位置（最後位置も含む）に位置している時にＯＮとなる。

バーナ２、グリルバーナの点火を行うには、点消火ボタン１４を押し操作して、スライダ３６を前位置から後位置に後退させる。スライダ３６とともに後退したバルブロッド３７により、安全弁３２が開放されると共にメイン弁３３が開放され、ガスがバーナ２、グリルバーナに供給される。また、スライダ３６が後退することにより器具栓スイッチがＯＮとなり、制御部６への給電がＯＮとなって制御部６が動作を開始する。

点消火ボタン１４を押し操作されて、加熱が開始されると、火力調節レバー１５を操作することで、所望の火力が得られる。

全ての点消火ボタン１４のスライダ３６を前位置にすると、メイン弁３３が閉止して消火し、器具栓スイッチ（図示せず）がＯＦＦになり、安全弁３２が閉止すると共に電源保持信号の出力が停止して制御部６への給電が終了する。

次に、図２および図３を参照して、本実施の形態の電磁弁４の構成について詳しく説明する。本実施の形態の電磁弁４は、弁体４０と、コイル４１と、可動磁性体４２とを主に有している。コイル４１は電圧印加部５から電圧が印加される。本実施の形態では電圧としてパルス電圧が印加される。パルス電圧は交流パルス電圧であってもよく直流パルス電圧であってもよい。また、電圧は、パルス電圧に限定されず、正弦波電圧であってもよい。

コイル４１はソレノイドからなっている。可動磁性体４２は、電圧印加部５から印加された電圧によってコイル４１に発生する磁力により電磁弁４を開弁または閉弁する方向に移動可能に構成されている。可動磁性体４２は、プランジャからなっている。可動磁性体４２は、コイル４１の中に通されている。可動磁性体４２は、一方端に設けられたフランジ部４２ａと他方端に設けられた接触部４２ｂとを有している。

弁体４０は、可動磁性体４２に取り付けられている。具体的には、弁体４０は可動磁性体４２の一方端に取り付けられている。弁体４０はたとえばゴムからなっている。また、器具栓本体部３は、弁体４０に当接可能な弁座３０を有している。弁座３０はガス流路３１の一部を構成している。弁体４０が弁座３０に当接することによりガス流路３１は閉止される。

本実施の形態の電磁弁４は、ラッチ式の電磁弁４であるため、付勢部材４３と、永久磁石４４とをさらに備えている。付勢部材４３は、弁体４０が取り付けられた可動磁性体４２を弁座３０に向かって付勢可能に構成されている。本実施の形態では付勢部材４３はスプリングからなっている。付勢部材４３の中に可動磁性体４２が通されている。付勢部材４３は、コイル４１とフランジ部４２ａとの間に伸縮自在に配置されている。

永久磁石４４は可動磁性体４２を吸引可能に構成されている。本実施の形態では、永久磁石４４は、第１の磁石部材４４ａおよび第２の磁石部材４４ｂを有している。第１の磁石部材４４ａはコイル４１の中に通されている。第２の磁石部材４４ｂは、第１の磁石部材４４ａに当接されており、第１の磁石部材４４ａおよび第２の磁石部材４４ｂが並ぶ方向にコイル４１と間隔をあけて配置されている。

続いて、図２〜図４を参照して、本実施の形態の電磁弁４の開閉動作について説明する。制御部６からラッチ式の電磁弁４のコイル４１に開弁用電流が通電されると、図４に示すように、コイル４１に発生する磁力により可動磁性体４２が永久磁石４４に向かって移動する。弁体４０が弁座３０から離間することにより電磁弁４が開弁される。電磁弁４が開弁されると、弁体４０と弁座３０との間をガスが流通する。

そして、可動磁性体４２が永久磁石４４と当接すると、コイル４１への通電が遮断されても、永久磁石４４の磁力によって可動磁性体４２と永久磁石４４とが当接して弁体４０が弁座３０から離間した状態が維持される。

他方、制御部６からラッチ式の電磁弁４のコイル４１に閉弁用電流が通電されると、図３に示すように、コイル４１に発生する磁力により可動磁性体４２が弁座３０に向かって移動する。弁体４０が弁座３０に当接することにより電磁弁４が閉弁される。電磁弁４が閉弁されると、弁体４０と弁座３０との間のガスの流通が遮断される。本実施の形態では、フランジ部４２ａが付勢部材４３によって弁座３０に向けて付勢されている。

続いて、さらに図５を参照して、ラッチ式の電磁弁４における、付勢部材４３によるばね荷重（閉弁方向）と、永久磁石４４による吸引力（開弁方向）と、閉弁方向の合成力（ばね荷重＋吸引力）との関係を説明する。なお、図５では、コイル４１に電圧が印加されていない状態が示されている。図５に示すように、付勢部材４３によるばね荷重は、可動磁性体４２の移動距離（弁ストローク）に応じて直線的に変化する。

また、永久磁石４４による可動磁性体４２と永久磁石４４との間に生じる吸引力は、永久磁石４４と可動磁性体４２との間の距離の２乗に反比例する。このため、ラッチ式の電磁弁４が閉弁から開弁に近づくほど永久磁石４４と可動磁性体４２との間の距離は短くなるからその特性は図中上に凸となる曲線となる。そして、付勢部材４３によるばね荷重と永久磁石４４による吸引力とを合成した力である閉弁方向の合成力も図中上に凸となる曲線となる。本実施の形態では、図５に示すように、弁ストロークが約０．２ｍｍの位置においてばね荷重と吸引力とが等しくなる。

次に、図２、図６および図７を参照して、電圧印加部５の構成について詳しく説明する。本実施の形態では電圧印加部５として直流電源が適用されているが、これに限定されず交流電源を用いることができる。

本実施の形態では、電圧印加部５は、乾電池５１と、スイッチング回路５２と、定電流回路５３とを含んでいる。乾電池５１は直流電圧を供給可能に構成されている。乾電池５１の電圧はたとえば３．２Ｖである。本実施の形態では直流電源として乾電池５１が適用されているが、これに限定されずその他の直流電源を用いることができる。

本実施の形態ではスイッチング回路５２の一例としてＨブリッジ回路について説明する。スイッチング回路（Ｈブリッジ回路）５２は乾電池５１に電気的に接続されている。Ｈブリッジ回路５２は電流の向きを逆方向に切り替え可能に構成されている。主に図６を参照して、Ｈブリッジ回路５２は、第１〜第４のトランジスタＱ１〜Ｑ４と、第１〜第４のトランジスタＱ１〜Ｑ４に電気的に接続された第１〜第８の抵抗Ｒ１〜Ｒ８を有している。第１のトランジスタＱ１と第４のトランジスタＱ４とがＯＮ状態にされ、第２のトランジスタＱ２と第３のトランジスタＱ３とがＯＦＦ状態にされた場合と、第２のトランジスタＱ２と第３のトランジスタＱ３とがＯＮ状態にされ、第１のトランジスタＱ１と第４のトランジスタＱ４とがＯＦＦ状態にされた場合とで、コイル４１に印加される電流の向きが逆方向に切り替えられる。

定電流回路５３は、乾電池５１およびＨブリッジ回路５２の各々に電気的に接続されている。定電流回路５３は、乾電池５１から一定の電流値を有する電流をＨブリッジ回路５２に供給可能に構成されている。主に図７を参照して、定電流回路５３は、第１のトランジスタＱ１および第２のトランジスタＱ２と、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２と、負荷ｌ１とを有している。この負荷ｌ１は、図６に示すＨブリッジ回路５２のＶ＋に電気的に接続されている。また、この負荷ｌ１は定電流出力である。

制御部６はＨブリッジ回路５２をスイッチング可能に構成されている。具体的には、制御部６はＨブリッジ回路５２の電流の向きを切り替え可能に構成されている。Ｈブリッジ回路５２のＳＩＧＮＡＬ１〜４に制御部（マイクロコンピュータ）６からの信号が入力されることにより、トランジスタＱ１〜Ｑ４がスイッチングされて、コイル４１に駆動電圧（電流）が印加される。

なお、上記ではスイッチング回路５２の一例としてＨブリッジ回路について説明したが、スイッチング回路５２はＰＷＭ（Pulse Width Modulation）スイッチング回路であってもよい。この場合、ＰＷＭスイッチング回路は、乾電池５１に直接電気的に接続されていてもよく、また乾電池５１に電圧昇圧回路を経由して電気的に接続されていてもよい。

次に、図２〜図４および図８を参照して、本実施の形態の電磁弁の開弁状態、中間状態および閉弁状態について説明する。開弁状態では、開弁側の印加電圧としてたとえば３Ｖのパルス電圧が電磁弁４に印加されることにより電磁弁４が開弁される。具体的には、開弁状態では、弁体４０が弁座３０から離間する。そして、開弁状態では電圧印加部５からの電圧の印加が停止された状態で永久磁石４４に可動磁性体４２が吸引されている。したがって、電磁弁４が開弁した状態が維持される。このため、ガスの流量が最大流量になる。この開弁状態においてガスコンロ１のバーナ２の火炎は大火になる。

ガスコンロ１のバーナ２の火炎が大火から小火に移行する際には、電磁弁４は開弁状態から中間状態を経由して閉弁状態に制御される。中間状態では、電磁弁４に閉弁側および開弁側の印加電圧が交互に印加される。本実施の形態では、電圧印加部５が中間状態において電磁弁４に複数のパルス電圧を印加する。これにより、電磁弁４は開弁および閉弁を繰り返す。つまり、中間状態では、弁体４０が弁座３０に対して離間および当接を繰り返す。

具体的には、電磁弁４が開弁した状態において閉弁側の印加電圧としてたとえば−３Ｖのパルス電圧が電磁弁４に印加されることにより電磁弁４が閉弁される。続けて、電磁弁４が閉弁した状態において開弁側の印加電圧としてたとえば３Ｖのパルス電圧が電磁弁４に印加されることにより電磁弁４が開弁される。さらに続けて、電磁弁４が開弁した状態において閉弁側の印加電圧としてたとえば−３Ｖのパルス電圧が電磁弁４に印加されることにより電磁弁４が閉弁される。

このように、電磁弁４が開弁および閉弁を繰り返すことにより、ガスの流量が最大流量と最小流量との間の中間流量に維持される。この中間状態においてガスコンロ１のバーナ２の火炎は中火になる。

中間状態を経て閉弁状態に電磁弁４が制御される。閉弁状態では、閉弁側の印加電圧としてたとえば−３Ｖが電磁弁４に印加されることにより電磁弁４が閉弁される。具体的には、閉弁状態では、弁体４０が弁座３０に当接する。そして、閉弁状態では電圧印加部５からの電圧の印加が停止された状態で付勢部材４３により弁体４０が弁座３０に当接している。したがって、電磁弁４が閉弁した状態が維持される。このため、ガスの流量が最小流量になる。この開弁状態においてガスコンロ１のバーナ２の火炎は小火になる。

また、ガスコンロ１のバーナ２の火炎が小火から大火に移行する際には、上記のガスコンロ１のバーナ２の火炎が大火から小火に移行する場合とは逆に電磁弁４は閉弁状態から中間状態を経由して開弁状態に制御される。

図９に、ガスコンロ１のバーナ２の火炎が大火から小火へ移行し、さらに小火から大火に移行する際の時間の経過に伴うガスの流量の変化を示す。バーナ２の火炎は大火から中火を経由して小火に移行する。なお、大火から中火に至る前の図中Ａにおいて瞬間的にガス流量が低下しているのは、図４に示すように永久磁石４４に吸引された可動磁性体４２を移動させるためのアンダーシュートである。このアンダーシュートは瞬間的に発生するだけであるため、バーナ２の火炎の安定性に問題はない。

本実施の形態ではラッチ式の電磁弁４は付勢部材４３により閉弁する方向に付勢されている。したがって、付勢部材４３の付勢力を利用して電磁弁４を閉弁することができる。このため、電磁弁４に印加される閉弁側および開弁側の電圧の振幅を異ならせることができる。つまり、図１０に示すように、電磁弁４に印加される閉弁側の電圧の振幅を開弁側の電圧の振幅よりも低くすることができる。これにより、電磁弁４に印加される閉弁側の電圧と開弁側の電圧とが同じである場合よりも消費電力を少なくすることができる。

また、図１１を参照して、印加電圧の周波数によりガスの流量が変化することがわかった。図１１は、開弁方向の電圧の印加時間と閉弁方向の電圧の印加時間の比であるデューティ比を５０：５０に固定した状態で周波数を変化させた場合のガスの流量の変化を示す。

また、図１２を参照して、デューティ比によりガスの流量が変化することがわかった。図１２は、印加電圧の周波数を６０Ｈｚに固定した状態でデューティ比を変化させた場合のガスの流量の変化を示す。

したがって、図１１および図１２に示すように、印加電圧の周波数およびデューティ比と組み合わせることによりガスの流量を調整できることがわかった。

次に、図１および図２を参照して、本実施の形態のガスコンロ１の自動調理について説明する。

本実施の形態のガスコンロ１の自動調理のメニュー（オートメニュー）は、揚げものモード、湯わかしモード、炊飯モードを有している。オートメニュー設定部Ｐ３１には、揚げものモードに設定するための揚げものスイッチと、湯わかしモードに設定するための湯わかしスイッチと、炊飯モードに設定するための炊飯スイッチとが設けられている。

揚げものモードは、バーナ２の点火後、使用者により設定された温度に達するようにバーナ２の火力を自動調節する自動調理モードである。揚げものスイッチは、押下回数により２００℃、１８０℃、１６０℃といった複数種類の揚げものの調理の中から目的とする温度の調理を設定できる。

また、湯わかしモードおよび炊飯モードは、バーナ２の点火後、予め設定された燃焼条件で燃焼させ、湯わかしおよび炊飯の完了が予測される時点で自動的にバーナ２を消火する自動調理モードである。湯わかしスイッチは、押下回数により自動消火、５分保温といった、湯わかし後にすぐ消火するか、あるいは一定時間保温するかといった湯わかし処理を設定できる。また、炊飯スイッチは、押下回数によりごはん、おかゆといった複数種類の炊飯の調理の中から目的とする炊飯の調理を設定できる。

たとえば、揚げものスイッチが押されることにより揚げものモードが選択された場合には、制御部６によって揚げものモードが実行される。具体的には、制御部６は、温度センサ２５により検出される調理容器の温度を設定された温度（２００℃、１８０℃、１６０℃の何れか）に維持するように、ラッチ式の電磁弁４を開閉する。これにより、バーナ２の火力が大火力と小火力とに切替えられる。

具体的には、温度センサ２５により検出される調理容器の温度が設定された温度より高いときはラッチ式の電磁弁４が閉弁され、小火用の流路３１ｄのみからバーナ２にガスが供給されて、バーナ２の火力が小火力になる。また、温度センサ２５により検出される調理容器の温度が設定された温度より小さいときはラッチ式の電磁弁４が開弁され、大火用の流路３１ｃおよび小火用の流路３１ｄの両方からバーナ２にガスが供給されて、バーナ２の火力が大火力になる。

続いて、図２および図１３を参照して、本実施の形態のガスコンロ１の自動調理の動作について説明する。

まず点消火ボタン１４が押下されてガスコンロ１が点火される（ステップＳ１）。このとき、電磁弁４は開弁状態である。また、バーナ２の火力は大火力に設定される。そして、自動調理がスタートする（ステップＳ２）。このとき、自動調理タイムがスタートする。自動調理タイムは制御部６に設けられたタイマによって測定される。

続いて、温度センサ２５の検知温度が設定温度以上か否かが判別される（ステップＳ３）。温度センサ２５の検知温度が設定温度以上でない場合には、自動調理タイムが終了したか否かが判定される（ステップＳ４）。自動調理タイムが終了していない場合には、再び温度センサ２５の検知温度が設定温度以上か否かが判別される（ステップＳ３）。他方、自動調理タイムが終了した場合には、ガスコンロ１が消火される（ステップＳ１２）。

温度センサ２５の検知温度が設定温度以上である場合には、電磁弁４が開弁された状態から閉弁される（ステップＳ５）。ここで、図４に示すように永久磁石４４に吸引された可動磁性体４２を弁座３０に向かって移動させるために電磁弁４が閉弁される。最初から電磁弁４をパルス駆動させるためのパルス電流がコイル４１に流されても、可動電磁弁４２が永久磁石４４から完全に離れられずに、可動電磁弁４２と永久磁石４４との間で微細な振動が生じる。したがって、電磁弁４が開弁された状態から閉弁されるときには、永久磁石４４の吸引力に抗するために一旦完全に閉弁できるだけの電流がコイル４１に流される。具体的には、電磁弁４を完全に閉弁できるだめの電流が瞬間的にたとえば０．１秒間コイル４１に流される。そして、電磁弁４を完全に閉弁できるだけの電流が流されてからたとえば０．１秒後に電磁弁がたとえば１〜３秒間程度パルス駆動する（ステップＳ６）。これにより、電磁弁４は中間状態に制御される。この中間状態の後に電磁弁４は閉弁状態となる。

続いて、温度センサ２５の検知温度が設定温度以下か否かが判別される（ステップＳ７）。温度センサ２５の検知温度が設定温度以下でない場合には、自動調理タイムが終了したか否かが判定される（ステップＳ８）。自動調理タイムが終了していない場合には、再び温度センサ２５の検知温度が設定温度以下か否かが判別される（ステップＳ７）。他方、自動調理タイムが終了した場合には、ガスコンロ１が消火される（ステップＳ１２）。

温度センサ２５の検知温度が設定温度以下である場合には、電磁弁４がたとえば１〜３秒間程度パルス駆動する（ステップＳ９）。これにより、電磁弁４は中間状態に制御される。そして、その直後に電磁弁４が閉弁状態から開弁状態に制御される（ステップＳ１０）。なお、電磁弁４が閉弁された状態から開弁されるときには、付勢部材４３の付勢力に逆らうだけなので、最初からパルス電流がコイル４１に流されるだけで可動磁性体４２はパルス電流に追従可能である。

続いて、自動調理タイムが終了したか否かが判定される（ステップＳ１１）。自動調理タイムが終了していない場合には、再び温度センサ２５の検知温度が設定温度以上か否かが判別される（ステップＳ３）。他方、自動調理タイムが終了した場合には、ガスコンロ１が消火される（ステップＳ１２）。これにより、自動調理が終了する。

次に、本実施の形態のガスコンロ１の作用効果について説明する。
主に図８に示すように、本実施の形態のガスコンロ１によれば、電磁弁４は、ガスの流量が最大流量となる開弁状態、ガスの流量が最小流量となる閉弁状態、およびガスの流量が最大流量と最小流量との間の中間流量を維持するように電磁弁４が開弁および閉弁を繰り返す中間状態に制御される。したがって、電磁弁４は、開弁状態から中間状態を経て閉弁状態に制御されるため、１つの電磁弁４によりガスの流量の急激な減少を抑制することができる。また、電磁弁４は、閉弁状態から中間状態を経て開弁状態に制御されるため、１つの電磁弁４によりガスの流量の急激な増大を抑制することができる。よって、１つの電磁弁４によりガスの流量の急激な変化を抑制することができる。そして、ガスの流量の急激な減少を抑制することにより、バーナ２の火炎の吹き消えを抑制することができる。また、ガスの流量の急激な増大を抑制することにより、イエロー炎の発生を抑制することができる。

主に図２〜図４に示すように、本実施の形態のガスコンロ１においては、可動磁性体４２は、電圧印加部５から印加された電圧によってコイル４１に発生する磁力により電磁弁４を開弁または閉弁する方向に移動する。このため、可動磁性体４２に取り付けられた弁体４０が弁座３０に対して離間および当接を繰り返すことにより、ガスの流量が中間流量を維持することができる。

本実施の形態のガスコンロ１においては、電磁弁４は、開弁状態において電圧印加部５からの電圧の印加が停止されても、永久磁石４４が可動磁性体４２を吸引することにより開弁状態を維持することができる。また、電磁弁４は、閉弁状態において電圧印加部５からの電圧の印加が停止されても、弁体４０が取り付けられた可動磁性体４２を弁座３０に向かって付勢部材４３が付勢することにより閉弁状態を維持することができる。

主に図８に示すように、本実施の形態のガスコンロ１においては、電圧印加部５は、中間状態において電磁弁に複数のパルス電圧を印加する。このため、複数のパルス電圧により、ガスの流量が中間流量を維持するように電磁弁４が開弁および閉弁を繰り返す中間状態に電磁弁４を制御することができる。

主に図２に示すように、本実施の形態のガスコンロ１においては、電圧印加部５は、直流電圧を供給可能な乾電池５１と、乾電池５１に電気的に接続されたスイッチング回路（Ｈブリッジ回路）５２とを含む。このため、スイッチング回路（Ｈブリッジ回路）５２により乾電池５１から供給される直流電圧の極性を切り替えることができる。したがって、電圧印加部５の電源として乾電池５１を使用することができる。

本実施の形態のガスコンロ１においては、電圧印加部５は、定電流回路５３を含む。定電流回路５３は、乾電池５１およびスイッチング回路（Ｈブリッジ回路）５２の各々に電気的に接続されている。このため、乾電池５１の電圧が変化した場合でも、定電流回路５３により、一定の電流値を有する電流をスイッチング回路（Ｈブリッジ回路）５２に供給することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ガスコンロ、２ バーナ、２ａ コンロ部、２ｂ グリル、３ 器具栓本体部、３ａ 器具栓、４ 電磁弁、５ 電圧印加部、６ 制御部、１１ トッププレート、１２ 前面部、１３ 電池ケース、１４ 点消火ボタン、１５ 火力調節レバー、２１ 五徳、２２ グリル扉、２３ 点火装置、２４ 点火検知装置、２５ 温度センサ、３０ 弁座、３１ ガス流路、３２ 安全弁、３３ メイン弁、３４ オリフィス、３５ 流量制御弁、３６ スライダ、３７ バルブロッド、３８ ノズル、３９ 継手、４０ 弁体、４１ コイル、４２ 可動磁性体、４３ 付勢部材、４４ 永久磁石、５１ 乾電池、５２ スイッチング回路（Ｈブリッジ回路）、５３ 定電流回路。

Claims (6)

1. ガスを燃焼させるガスコンロであって、
   前記ガスを燃焼させるためのバーナと、
   前記バーナに前記ガスを供給するためのガス流路を有する器具栓本体部と、
   前記器具栓本体部に取り付けられ、かつ前記ガス流路を開閉可能な電磁弁と、
   前記電磁弁を開弁または閉弁させるための電圧を前記電磁弁に印加可能な電圧印加部とを備え、
   前記電圧印加部から印加された電圧により、前記電磁弁は、前記電磁弁が開弁して前記ガス流路を流れる前記ガスの流量が最大流量となる開弁状態、前記電磁弁が閉弁して前記ガス流路を流れる前記ガスの流量が最小流量となる閉弁状態、および前記ガスの流量が前記最大流量と前記最小流量との間の中間流量を維持するように前記電磁弁が開弁および閉弁を繰り返す中間状態に制御される、ガスコンロ。
2. 前記電磁弁は、
   前記電圧印加部から電圧が印加されるコイルと、
   前記電圧印加部から印加された電圧によって前記コイルに発生する磁力により前記電磁弁を開弁または閉弁する方向に移動可能な可動磁性体と、
   前記可動磁性体に取り付けられた弁体とを含み、
   前記器具栓本体部は、前記弁体に当接可能な弁座を含み、
   前記開弁状態では、前記弁体が前記弁座から離間し、
   前記閉弁状態では、前記弁体が前記弁座に当接し、
   前記中間状態では、前記弁体が前記弁座に対して離間および当接を繰り返す、請求項１に記載のガスコンロ。
3. 前記電磁弁は、
   前記可動磁性体を吸引可能な永久磁石と、
   前記弁体が取り付けられた前記可動磁性体を前記弁座に向かって付勢可能な付勢部材とを含み、
   前記開弁状態では前記電圧印加部からの電圧の印加が停止された状態で前記永久磁石に前記可動磁性体が吸引されており、
   前記閉弁状態では前記電圧印加部からの電圧の印加が停止された状態で前記付勢部材により前記弁体が前記弁座に当接している、請求項２に記載のガスコンロ。
4. 前記電圧印加部は、前記中間状態において前記電磁弁に複数のパルス電圧を印加する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスコンロ。
5. 前記電圧印加部は、直流電圧を供給可能な乾電池と、前記乾電池に電気的に接続されたスイッチング回路とを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスコンロ。
6. 前記電圧印加部は、定電流回路を含み、
   前記定電流回路は、前記乾電池および前記スイッチング回路の各々に電気的に接続されている、請求項５に記載のガスコンロ。

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