JP2023063864A - ガスコンロ - Google Patents

Abstract

【課題】電池の出力電圧を正確に検出できる、使い勝手に優れたガスコンロを提供する。【解決手段】電池６０と、供給される燃料ガスを燃焼させることによって調理物を加熱するバーナ１０Ｌと、バーナ１０Ｌに供給する燃料ガスのガス供給量を調整する流量調整弁２３Ｌと、流量調整弁２３Ｌを駆動するステッピングモータ２４Ｌ及び音声情報を出力する報知器３０とを有し、制御部５０は、バーナ１０Ｌの点火前に、ステッピングモータ２４Ｌを直流駆動させるとともに、報知器３０から非可聴領域の周波数の音声情報を出力させて、電池６０の出力電圧を監視する初期電圧チェックを実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、電池を電源とするガスコンロに関する。特に、本発明は、電池の出力電圧を監視するガスコンロに関する。

装置のパルス駆動化、高性能化などにより、電源として電池を使用するガスコンロが提供されている。例えば、パルス駆動負荷としてステッピングモータを有し、ステッピングモータによりガス供給路に設けられた流量調整弁の開度を調整するガスコンロがある。この種のガスコンロでは、ステッピングモータにより流量調整弁を開弁してバーナの燃焼を開始させた後に、電池の出力電圧の低下によりステッピングモータの駆動が不能になると、流量調整弁によってバーナの燃焼量を調節することができなくなり、調理に失敗してしまう。そのため、電池の出力電圧を検出する電圧検出手段を設け、ステッピングモータの駆動開始に先立って、スイッチング手段によりステッピングモータのいずれかの固定子巻線に電池の出力電圧を印加したときの電圧検出手段の検出電圧が所定の基準電圧以下となるか否かを確認し、検出電圧が基準電圧以下となると、ステッピングモータの駆動を禁止することが提案されている（例えば、特許文献１）。

ところで、ガスコンロには、電池を電源とする電気機器として、流量調整弁を駆動するステッピングモータ以外に種々の電気機器（電源の電気的負荷）が備えられ、例えば、バーナを点火するイグナイタや、運転状態を音声により報知させるスピーカなどが備えられており、これらの電気機器の一部は、互いに並行して駆動させる場合がある。

例えば、バーナの点火時に、イグナイタの駆動と並行して、ステッピングモータを駆動して流量調整弁を開弁させる場合がある。また、バーナの燃焼（温調）運転中に何らかの異常が生じた場合、流量調整弁の閉弁と並行して、スピーカから警告を報知させる場合がある。

電池の内部抵抗は電流値によって変化するため、上記のような負荷の大きな複数の電気機器が並行して駆動されて電流値が大きくなると、電源の負担も大きくなり、電池の出力電圧の低下が大きくなる。また、電池は使用環境や経年劣化によって内部抵抗が異なってきて、低温になるほど、また電池の残量が少なくなるほど、内部抵抗が高くなり、電池の出力電圧の低下が大きくなる。さらに、電池の内部抵抗は電池の種類によっても異なるし、電気機器の抵抗値は個体差によるばらつきがある。このため、電気機器を駆動させたときの電池の出力電圧の低下の最大値を予測して、ある程度の余裕を持たせた基準電圧が設定されている。

しかしながら、従来のように余裕を持って各電気機器の駆動が可能な基準電圧を設定すると、実際には複数の電気機器を並行して駆動させることができる場合でも、バーナの燃焼が禁止されてしまうという問題がある。また、バーナの点火前に複数の電気機器を駆動させて電池の出力電圧を確認することも考えられるが、ステッピングモータをパルス駆動させると、電池の出力電圧のふらつきが大きくなる。そのため、ステッピングモータとともに、スピーカを駆動させると、電池の出力電圧を正確に検出できないという問題や、不要な音声がスピーカから出力されてしまうという問題がある。

特開２００３－３３９１９５号公報

本発明は上記課題を解決するものであり、本発明の目的は、電池の出力電圧を正確に検出できる、使い勝手に優れたガスコンロを提供することにある。

本発明によれば、
電池と、
供給される燃料ガスを燃焼させることによって調理物を加熱するバーナと、
バーナに供給する燃料ガスのガス供給量を調整する流量調整弁と、
電池を電源とする電気負荷である流量調整弁を駆動するステッピングモータ及び音声情報を出力する報知器と、
電気負荷の駆動を制御し、電気負荷を駆動させたときの電池の出力電圧を監視する制御部と、を有し、
制御部は、バーナの点火前に、ステッピングモータを直流駆動させるとともに、報知器から非可聴領域の周波数の音声情報を出力させて、電池の出力電圧を監視する初期電圧チェックを実行するガスコンロが提供される。

上記ガスコンロによれば、バーナの点火前に、ガスコンロの運転中、並行して駆動される可能性があるステッピングモータと報知器とを駆動させて、電池の出力電圧を監視する初期電圧チェックが実行されるから、複数の電気機器が駆動されるときの実際の電池の出力電圧の低下を検出することができる。そして、上記ガスコンロによれば、初期電圧チェックにおいて、ステッピングモータを直流駆動させるとともに、報知器から非可聴領域の周波数の音声情報を出力させるから、電池の出力電圧の変動を低減できるとともに、不要な音声の出力を防止することができる。これにより、上記ガスコンロによれば、調理の開始前に、使用者に音声による違和感を生じさせることなく、実際の使用状況にあった電池の出力電圧を正確に検出することができる。

好ましくは、上記ガスコンロにおいて、
電池を電源とする電気負荷であるバーナを点火させるイグナイタを有し、
制御部は、初期電圧チェックにおいて、さらにイグナイタを駆動させる。

上記ガスコンロによれば、初期電圧チェックにおいて、ガスコンロの運転中、ステッピングモータや報知器と並行して駆動される可能性があるイグナイタも駆動させるから、実際の使用状況にあった電池の出力電圧をより正確に検出することができる。

以上のように、本発明によれば、バーナの点火前に、電池の出力電圧を正確に検出できるとともに、使い勝手に優れたガスコンロを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るガスコンロの一例を示す概略斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るガスコンロの一例を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るガスコンロにおける動作の一例を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係るガスコンロを具体的に説明する。
図１は、本実施の形態のガスコンロ１の外観形状を示す概略斜視図である。このガスコンロ１は、コンロ本体２と、コンロ本体２の上面を覆う天板３とを備えている。コンロ本体２の内部には、左右のコンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒが、天板３から上部を突出させた状態で設けられており、天板３上には、向かって左コンロバーナ１０Ｌを囲むようにして五徳４Ｌが載置され、向かって右コンロバーナ１０Ｒを囲むようにして五徳４Ｒが載置されている。そして、五徳４Ｌ、４Ｒの上に鍋などの調理容器を載置した状態で、調理容器を下方から左右のコンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒで加熱することによって、調理容器内の調理物を加熱調理することが可能となる。なお、ガスコンロ１は、内部にグリルを有してもよい。

コンロ本体２の前面側には、左右のコンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒの点消火及び火力調節のために使用者によって操作される操作つまみ６Ｌ，６Ｒが搭載されている。また、コンロ本体２の前面の左右中央の位置には、音出力孔９ｈが形成されており、コンロ本体２に内蔵されたスピーカ（報知器）３０（図２参照）から音声情報を出力することが可能となっている。さらに、コンロ本体２の前面の右上隅の位置には、ガスコンロ１の電源スイッチ９が搭載されている。なお、本明細書では、ガスコンロ１を前方から見たときの奥行き方向を前後方向、幅方向を左右方向、高さ方向を上下方向という。

図２は、ガスコンロ１での運転を制御するための内部構造を示すブロック図である。左右のコンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒには、ガス供給路であるガス配管２０から燃料ガスが供給される。ガス配管２０は、上流側では１本となっており、元弁２１の下流側で複数本に分岐して、左コンロバーナ１０Ｌと右コンロバーナ１０Ｒとに接続されている。元弁２１は、電動開閉弁から構成され、後述する制御ユニット５０に接続されている。

左コンロバーナ１０Ｌに接続されるガス配管２０の途中には、上流側から順に、電磁安全弁２２Ｌと、流量調整弁２３Ｌとが設けられている。同様に、右コンロバーナ１０Ｒに接続されるガス配管２０の途中には、電磁安全弁２２Ｒと、流量調整弁２３Ｒとが設けられている。電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒはそれぞれ、通電保持型電磁弁により構成され、図示しない電磁石に継続的に通電することで開弁保持され、通電を遮断することで閉弁される。電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒは、制御ユニット５０に接続されている。また、流量調整弁２３Ｌ，２３Ｒはそれぞれ、ステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒによって駆動され、ステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒは、制御ユニット５０に接続されている。

左右のコンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒにはそれぞれ、中央部に温度センサ１１Ｌ，１１Ｒが設けられ、周囲に点火プラグ１２Ｌ，１２Ｒと炎検知センサ１３Ｌ，１３Ｒとが設けられている。温度センサ１１Ｌ，１１Ｒや炎検知センサ１３Ｌ，１３Ｒは制御ユニット５０に接続され、点火プラグ１２Ｌ，１２Ｒは共用のイグナイタ３３に接続されている。イグナイタ３３は、点火プラグ１２Ｌ，１２Ｒで火花放電を発生させるための高電圧を発生させる電気機器であり、イグナイタ３３は制御ユニット５０に接続されている。コンロ本体２の前面に設けられた操作つまみ６Ｌ，６Ｒ、スピーカ３０は、同様に、制御ユニット５０に接続されている。

ガスコンロ１の内部には、ガスコンロ１の運転制御を行うための電子回路ユニットである制御ユニット５０が搭載されている。制御ユニット５０は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）５１を備え、マイコン５１は、ＣＰＵ、メモリ、タイマなどを備えており、メモリに記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行することが可能となっている。また、制御ユニット５０は、操作つまみ６Ｌ，６Ｒの操作信号を発生して、それをマイコン５１に入力する操作スイッチ回路４１と、マイコン５１からの制御指令により元弁２１を通電駆動する弁駆動回路４２と、マイコン５１からの制御指令により電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒを通電駆動する電磁弁駆動回路４３と、マイコン５１からの制御指令によりステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒを駆動するモータ駆動回路４４と、点火プラグ１２Ｌ，１２Ｒに火花放電を生ぜしめるイグナイタ３３をマイコン５１からの制御指令により通電駆動するイグナイタ駆動回路４５と、マイコン５１からの制御指令によりスピーカ３０に所定の周波数の音響信号を付与して音声情報を出力させるスピーカ駆動回路４６と、ガスコンロ１の電源部である電池６０からの電圧を昇圧させたり、電圧を安定させたりしてマイコン５１等に給電する電源回路４７と、電池６０の出力電圧を監視する電池電圧監視回路４８とを備える。なお、マイコン５１は、燃焼制御を実行する制御用マイコンと、操作つまみ６Ｌ，６Ｒの操作内容を検出したり、スピーカ３０に音響信号を出力したりする操作用マイコンとから構成されてもよい。

電源回路４７は、使用者が電源スイッチ９をオン操作すると、電池６０からマイコン５１等や各駆動回路に給電し、各駆動回路による元弁２１、電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒ、ステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒ、スピーカ３０、イグナイタ３３への通電を可能な状態とする。また、電源回路４７は、電池電圧監視回路４８に電池６０の電圧に応じた電圧を付与し、電池電圧監視回路４８は、電源回路４７から与えられる電圧により電池６０の出力電圧を監視し、出力電圧に基づく信号をマイコン５１に出力する。マイコン５１は、電池６０の出力電圧が所定の基準電圧以下となると、電磁弁駆動回路４３やモータ駆動回路４４の駆動を禁止し、スピーカ駆動回路４６を駆動させてスピーカ３０から所定の音声情報を報知させる。なお、本実施の形態では、電池として、新品状態での定格電圧が、例えば３Ｖのものが使用される。

図示しないが、モータ駆動回路４４は、直流とパルスを選択的に生成可能な電源回路と、スイッチング回路とを備え、マイコン５１からの制御指令に応じて、ステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒに直流が印加されるか、パルスが印加されるかが選択される。具体的には、電源スイッチ９がオン操作されてマイコン５１が起動すると、後述する初期電圧チェックにおいて、直流を生成しステッピングモータ２４Ｌを直流駆動させて電池６０の出力電圧を監視し、その後、電池６０の出力電圧が所定の基準電圧より高ければ、使用者の操作つまみ６Ｌ，６Ｒによる操作に応じて、ステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒをパルス駆動する。なお、直流駆動及びパルス駆動におけるピーク電流値は、略同一に設定される。

スピーカ駆動回路４６は、マイコン５１からの制御指令に応じて、スピーカ３０に所定の音響信号を付与して、スピーカ３０から可聴領域の周波数（一般に、１０～２０ｋＨｚ）及び非可聴領域の周波数（一般に、２０ｋＨｚ以上）の音声情報を出力させる。

次に、本実施の形態のガスコンロ１の作動を説明する。なお、本実施の形態では、電池６０の消耗を考慮して、ガスコンロ１の運転中、複数のステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒを並行して駆動させないように設定されている。このため、いずれのコンロバーナも点火されていない状態で実行される初期電圧チェックでは、ガスコンロ１の運転中の負荷に近い状態となるように、並行して駆動される可能性があるイグナイタ３３と、一方のステッピングモータ２４Ｌと、スピーカ３０とを駆動させるが、さらに他の電気負荷がある場合、それらも並行して駆動させてもよい。例えば、ガスコンロ１が、外部の機器（例えば、スマートフォンや、無線ルータ、レンジフード）と電波や赤外線などで通信するための通信機器などを備える場合、これらの電気機器も初期電圧チェックで並行して駆動させてもよい。また、電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒは、ステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒと並行して駆動される場合があるため、初期電圧チェックでこれらも駆動させてもよい。ただし、電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒは負荷の小さな電気機器であり、電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒを開弁保持させるために必要な電流値は小さく、電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒを駆動させたときの電池６０の出力電圧の低下は軽微となる。従って、電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒを駆動させず、負荷の大きな電気機器を駆動させる初期電圧チェックで電池６０の出力電圧が基準電圧より高ければ、電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒも安定して駆動させることができる。

図３に示すように、使用者が電源スイッチ９をオン操作すると、電源回路４７はマイコン５１や各駆動回路に給電して、これらを起動する。そして、電源回路４７は電池電圧監視回路４８に電池６０の電圧に応じた電圧を付与し、電池電圧監視回路４８は電池６０の出力電圧Ｖｘが所定の適正電圧Ｖｃ（例えば、２．６８Ｖ）よりも高い場合、すなわち、電池６０の残量が十分に残っている場合、その旨を示す信号をマイコン５１に出力する。

電池６０の出力電圧Ｖｘが適正電圧Ｖｃより高ければ、図３に示すように、マイコン５１からの制御指令により、ステッピングモータ２４Ｌを直流駆動させるとともに、スピーカ３０から非可聴領域の周波数の音声情報を出力させ、さらにイグナイタ３３を通電駆動させて点火プラグ１２Ｌ，１２Ｒに高電圧を印加した状態で、電池電圧監視回路４８で監視される電池６０から付与される電池６０の出力電圧Ｖｘが所定の基準電圧Ｖｓ（２．０Ｖ）以下に低下するかどうかを判定する初期電圧チェックが実行される。

図示しないが、初期電圧チェックで電池６０の出力電圧Ｖｘが基準電圧Ｖｓ以下であれば、コンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒいずれかの燃焼中に、ステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒの駆動が不能となって流量調整弁２３Ｌ，２３Ｒの開度を調整できない可能性がある。このため、マイコン５１は、電磁安全弁２２Ｌ，２２Ｒ及びステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒの駆動を禁止して、使用者に電池交換の必要性を認識させるため、スピーカ３０から可聴領域の周波数の音声情報を報知させる。

一方、初期電圧チェックで電池６０の出力電圧Ｖｘが基準電圧Ｖｓより高ければ、モータ駆動回路４４、イグナイタ駆動回路４５、及びスピーカ駆動回路４６への通電を遮断して、操作つまみ６Ｌ，６Ｒでの操作を待機する。そして、図３に示すように、例えば、使用者が操作つまみ６Ｌを操作して左コンロバーナ１０Ｌの点火操作を行うと、マイコン５１からの制御指令により、元弁２１と電磁安全弁２２Ｌを開弁させるとともに、ステッピングモータ２４Ｌをパルス駆動させて流量調整弁２３Ｌを所定の開度に開弁させる。次いで、マイコン５１からの制御指令により、イグナイタ３３を通電駆動させて、点火プラグ１２Ｌ，１２Ｒに高電圧を印加し、点火処理を実行する。このとき、例えば、炎検知センサ１３Ｌで燃焼炎が検知されず、点火不良が生じた場合、使用者に点火不良を認識させるため、マイコン５１からの制御指令により、スピーカ３０から可聴領域の周波数の音声情報が出力される。

また、例えば、左コンロバーナ１０Ｌが燃焼している状態で、使用者が操作つまみ６Ｒを操作して右コンロバーナ１０Ｒの点火操作を行うと、上記と同様にして、マイコン５１からの制御指令により、電磁安全弁２２Ｒの開弁、流量調整弁２３Ｒの開弁、点火プラグ１２Ｌ，１２Ｒへの高電圧の印加が行われて、点火処理が実行される。このとき、例えば、左コンロバーナ１０Ｌの調理の状態についてスピーカ３０から所定の報知が行われる場合、マイコン５１からの制御指令により、スピーカ３０から可聴領域の周波数の音声情報が出力される。従って、本実施の形態のガスコンロ１では、上記状態が並行して駆動される電気機器の全てに通電された最大負荷状態となる。

図３の左右のコンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒの点火処理における電池６０の出力電圧の変化に見られるように、ステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒがパルス駆動されている場合、出力のＯＮ－ＯＦＦによって電池６０の出力電圧は低下と回復とを繰り返すノコギリ状の電圧波形となる。これに対して、本実施の形態の初期電圧チェックでは、ステッピングモータ２４Ｌは直流駆動されるため、モータ駆動回路４４及びステッピングモータ２４Ｌで消費される電力は略一定であり、電池６０の出力電圧の変動は小さい。また、図３に示すように、初期電圧チェックでは、ステッピングモータ２４Ｌを直流駆動させるとともに、イグナイタ３３も並行して駆動させることにより、電流値が大きくなるため、電池６０の出力電圧の低下が大きくなる。また、スピーカ３０から非可聴領域の周波数の音声情報で出力させても電池６０の出力電圧の変動は小さい。これにより、ステッピングモータ２４Ｌとスピーカ３０とを並行して駆動させた場合でも、電池６０の出力電圧を正確に検出することができる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、左右のコンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒの点火前に、ガスコンロ１の運転中、並行して駆動されるいずれか一方のステッピングモータ２４Ｌ，２４Ｒとスピーカ３０とイグナイタ３３とを駆動させて、電池６０の出力電圧を監視する初期電圧チェックが実行されるから、実際に複数の電気機器が並行して駆動されたときの電池６０の出力電圧の低下を検出することができる。従って、ガスコンロ１の使用状況にあった電池６０の出力電圧を検出することができる。これにより、電気機器を駆動させたときの電池６０の出力電圧の低下の最大値を予測した余裕を持った基準電圧を設定する必要がなく、基準電圧を精度良く設定することができ、電池６０を有効に使用することができる。

また、本実施の形態によれば、初期電圧チェックにおいて、ステッピングモータ２４Ｌを直流駆動させるとともに、スピーカ３０から非可聴領域の周波数の音声情報を出力させるから、電池６０の出力電圧の変動を低減できるとともに、左右のコンロバーナ１０Ｌ，１０Ｒの点火前に、不要な音声の出力を防止することができる。特に、本実施の形態では、電池６０の出力電圧の低下が大きなイグナイタ３３も、ステッピングモータ２４Ｌやスピーカ３０とともに並行して駆動させるから、電池６０の出力電圧の変動を抑えつつ、実際の使用状況にあった電池６０の出力電圧をより正確に検出することができる。

１ ガスコンロ
１０Ｌ，１０Ｒ コンロバーナ
２３Ｌ，２３Ｒ 流量調整弁
２４Ｌ，２４Ｒ ステッピングモータ
３０ スピーカ
３３ イグナイタ
５０ 制御ユニット
６０ 電池

Claims (2)

1. 電池と、
   供給される燃料ガスを燃焼させることによって調理物を加熱するバーナと、
   バーナに供給する燃料ガスのガス供給量を調整する流量調整弁と、
   電池を電源とする電気負荷である流量調整弁を駆動するステッピングモータ及び音声情報を出力する報知器と、
   電気負荷の駆動を制御し、電気負荷を駆動させたときの電池の出力電圧を監視する制御部と、を有し、
   制御部は、バーナの点火前に、ステッピングモータを直流駆動させるとともに、報知器から非可聴領域の周波数の音声情報を出力させて、電池の出力電圧を監視する初期電圧チェックを実行するガスコンロ。
2. 請求項１に記載のガスコンロにおいて、
   電池を電源とする電気負荷であるバーナを点火させるイグナイタを有し、
   制御部は、初期電圧チェックにおいて、さらにイグナイタを駆動させるガスコンロ。
   
   
   
   

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