JP3664852B2 - 回転式ガス弁装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として温調機能付きガスこんろに適用される回転式ガス弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、温調機能付きガスこんろとして、バーナのガス供給路に、手動式の流量調整弁と、電動モータで駆動される電動式の流量調整弁とを介設し、通常は手動式流量調整弁でバーナの火力を調整し、温調モードを選択したときは、被調理物の温度を検出する温度センサからの信号に基づいて被調理物の温度が設定温度に維持されるように電動式流量調整弁を制御するものが考えられている。
【０００３】
ところで、こんろ用のガス弁装置として、バルブケーシング内に、流量調整弁と、安全弁と、安全弁に対向するロッドとを設け、操作軸の回転で流量調整弁を操作すると共に、操作軸に連動するカム機構により、操作軸の消火位置から点火位置への正転でロッドを戻しばねに抗して安全弁側に前進させて安全弁を押圧開弁し、且つ、点火位置で操作軸の正転操作を解除したときに戻しばねの付勢力で操作軸を所定角度逆転させつつロッドを後退させて安全弁の押圧を解くようにした回転式ガス弁装置が知られている。
【０００４】
かかる回転式ガス弁装置において、流量調整弁は一般にテーパ栓で構成されるが、ロッドに設けたニードル弁で流量調整弁を構成するものも特開平９−１０１０２４号公報で知られている。
【０００５】
また、カム機構は、ケーシングに対し固定のカムと、操作軸に回り止めして前後方向に摺動自在に係合させた第１従動子と、第１従動子に設けた係合部に前後方向に長手のガイド溝において係合して第１従動子の正逆転に伴って正逆転する第２従動子とで構成されている。ここで、カム機構には、第２従動子の前後動に連動してロッドが前後動されるようにした、特公昭57-36497号公報に見られるような第１のタイプと、第１従動子の前後動に連動してロッドが前後動されるようにした、実公昭63-2777号公報に見られるような第２のタイプとがある。
【０００６】
第１のタイプのカム機構では、第１従動子がその正転及び逆転でカムに案内されて前進及び後退されるようにし、第２従動子のガイド溝を後側の幅広部と前側の幅狭部とを有する段付形状に形成し、操作軸の消火位置から点火位置への正転に際し、第１従動子の係合部がガイド溝の幅広部と幅狭部との間の後向きの段差に係合して、第１従動子に対する第２従動子の後退が阻止され、第１従動子の正転に伴う前進で第２従動子を介してロッドが戻しばねに抗して後退端位置から前進端位置に前進して、安全弁が押圧開弁され、点火位置で操作軸の正転操作を解除したとき、操作軸が所定角度逆転し、第１従動子の係合部がガイド溝の段差から外れて前方にのびる幅狭部に移行し、第１従動子に対し第２従動子及びロッドが戻しばねの付勢力で後退して安全弁の押圧が解かれるようにしている。
【０００７】
また、第２のタイプのカム機構では、第２従動子がその正転及び逆転でカムに案内されて前進及び後退されるようにし、第２従動子のガイド溝を前側の幅広部と後側の幅狭部とを有する段付形状に形成し、操作軸の消火位置から点火位置への正転に際し、第１従動子の係合部がガイド溝の幅広部と幅狭部との間の前向きの段差に係合して、第２従動子に対する第１従動子の後退が阻止され、第１従動子を介しての第２従動子の正転に伴う該第２従動子の前進で第１従動子を介してロッドが戻しばねに抗して後退端位置から前進端位置に前進して、安全弁が押圧開弁され、点火位置で操作軸の正転操作を解除したとき、操作軸が所定角度逆転し、第１従動子の係合部がガイド溝の段差から外れて後方にのびる幅狭部に移行し、第２従動子に対し第１従動子及びロッドが戻しばねの付勢力で後退して安全弁の押圧が解かれるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の回転式ガス弁装置の流量調整弁は手動式であり、この流量調整弁とは別に温調用の電動式流量調整弁を設けたのではコストが高くなる。
【０００９】
この場合、回転式ガス弁装置の操作軸を電動モータでも回転し得るようにして、手動及び電動のハイブリッド型ガス弁装置を構成し、温調モードの選択時に電動モータにより操作軸を回転して流量調整弁を制御すれば、別個の電動式流量調整弁が不要となり、コストを安くできる。
【００１０】
ここで、ガスこんろの電源は乾電池であって、電動モータとして消費電力の小さな小型のモータを用いざるを得ず、操作軸を回転させるのに必要なトルクを得るためには、電動モータと操作軸との間に減速比の大きな減速機構を介設することが必要になる。この場合、減速機構にウォームを組込めば、減速機構を大形化せずに減速比を大きくできる。然し、このものでは、電動モータの不作動時にウォームが容易には回転しなくなるため、操作軸の手動による回転操作力が大きくなり、操作性が損われる。
【００１１】
本発明は、以上の点に鑑み、手動操作を軽い力で行い得られるようにした手動及び電動のハイブリッド型回転式ガス弁装置を提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明では、バルブケーシング内に、バーナへの供給ガス量を増減する流量調整弁を設け、操作軸の手動回転で流量調整弁を操作するようにした回転式ガス弁装置において、
電動モータによりウォームを含む減速機構を介して操作軸を回転可能として、手動により操作軸を回転する他に温調モードを選択したときには電動モータにより操作軸を回転すると共に、
減速機構と操作軸との間に、操作軸の回転負荷に相当するトルクより若干高く且つ減速機構の回転拘束力より低い値のリミッタ値を設定したトルクリミッタ機構を介設し、或いは、電動モータの不作動時に連結解除されるクラッチ機構を介設して、温調モード時の電動モータによる操作軸の回転を確保すると共に、手動で操作軸を回転する際には減速機構による回転拘束力を受けることなく軽い力で操作軸を回転できるようにしている。
【００１３】
トルクリミッタ機構を設ければ、電動モータの不作動時にウォームによって減速機構の回転が拘束されても、トルクリミッタ機構の滑りにより操作軸を手動回転できる。ここで、トルクリミッタ機構で伝達可能なトルクのリミッタ値は、電動モータで操作軸を回転する際にトルクリミッタ機構の滑りを生じないように、操作軸の回転負荷に相当するトルクより若干高く設定する必要があるが、このリミッタ値はウォームによる減速機構の回転拘束トルクよりも遥かに小さく、そのため、操作軸を軽い力で手動回転でき、操作性が損われることはない。
また、クラッチ機構を設ければ、操作軸をより軽い力で手動回転できる。
【００１４】
ところで、バルブケーシング内に、流量調整弁に加えて、安全弁と、安全弁に対向するロッドとを設け、操作軸に連動するカム機構により、操作軸の消火位置から点火位置への正転でロッドを戻しばねに抗して安全弁側に前進させて安全弁を押圧開弁し、且つ、点火位置で操作軸の正転操作を解除したときに戻しばねの付勢力で操作軸を所定角度逆転させつつロッドを後退させて安全弁の押圧を解くようにした場合、トルクリミッタ機構を用いると、トルクリミッタ機構を介して該軸に伝達される減速機構の回転拘束力により、点火位置での正転操作の解除に際し操作軸が所定角度逆転しなくなり、ロッドの後退による安全弁の押圧解除が得られなくなる可能性がある。この場合、トルクリミッタ機構の操作軸に対する連結部材を前記所定角度分の遊びを持つように操作軸に連結しておけば、操作軸は、トルクリミッタ機構を介して伝達される減速機構の回転拘束力を受けずに所定角度逆転するようになり、安全弁の押圧を確実に解除できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はグリル１と右側の大バーナ２と左側の標準バーナ３とを有するガスこんろを示しており、標準バーナ３の内径部には被調理物の温度を鍋底に当接して検出する温度センサ３ａが設けられている。こんろの前面パネル４には、グリル１用のバーナ（図示せず）の操作摘み５と、大バーナ２用の操作摘み６と、標準バーナ３用の操作摘み７と、標準バーナ３の制御モードを選択するモード選択部８とが設けられている。モード選択部８には、揚物ボタン８ａと、炊飯ボタン８ｂと、湯沸ボタン８ｃとが設けられている。
【００１６】
標準バーナ３には、図２に示す如き回転式ガス弁装置Ａを介してガスが供給される。このガス弁装置Ａは、前後方向（図２の右方を前方とする）に長手のバルブケーシング９内に、安全弁１０と、その後方の流量調整弁１１とを設け、バルブケーシング９の前部に開設した入口９ａから流入するガスを安全弁１０と流量調整弁１１とを介してバルブケーシング９の中間部に開設した出口９ｂに導くように構成されている。
【００１７】
安全弁１０は、標準バーナ３の火炎を検出する熱電対等の火炎検知素子１２からの信号を入力するコントローラ１３によって通電励磁される電磁石１０ａと、電磁石１０ａに対向する吸着片１０ｂと、吸着片１０ｂに弁杆１０ｃを介して連結される、ばね１０ｄで後方の閉じ側に付勢される弁体１０ｅとで構成されている。そして、バルブケーシング９内に前後動自在なロッド１４を設けると共に、バルブケーシング９の後端部に、操作摘み７に連結される操作軸１５と、操作軸１５の回転をロッド１４の前後動に変換するカム機構１６とを設け、消火位置から点火位置への操作軸１５の正転でロッド１４を図２に示す後退端位置から図３（Ａ）に示す前進端位置に戻しばね１４ａに抗して前進させ、安全弁１０をその弁体１０ｅへのロッド１４の当接で押圧開弁させるようにした。安全弁１０を押圧開弁すると吸着片１０ｂが電磁石１０ａに当接し、この状態で標準バーナ３に点火すると、火炎検知素子１２の信号によりコントローラ１３を介して電磁石１０ａが通電励磁されて吸着片１０ｂが電磁石１０ａに吸着され、安全弁１０は開弁状態に保持される。
【００１８】
流量調整弁１１は、バルブケーシング９内に形成した弁孔１１ａに挿入可能な、後方に向って縮径するテーパ状の弁体１１ｂを有するニードル弁で構成されており、弁体１１ｂをロッド１４に一体成形して、ロッド１４の前後動により供給ガス量が増減されるようにしている。更に、弁体１１ｂの前側にゴム等の弾性体から成る大径の弁体１１ｃを設け、ロッド１４が後退端位置に後退したとき、弁孔１１ａが弁体１１ｃによって閉塞され、標準バーナ３へのガス供給が遮断されるようにした。
【００１９】
カム機構１６は、図４に示す如く、バルブケーシング９に固定されるカム１６０と、操作軸１５に前後動自在に回り止め係合される第１従動子１６１と、第１従動子１６１に設けた係合部１６１ａに前後方向に長手のガイド溝１６２ａにおいて係合して第１従動子１６１の正逆転に伴って正逆転する第２従動子１６２とで構成されている。そして、ロッド１４の後端を、第１と第２の両従動子１６１，１６２の一方、本実施形態では第１従動子１６１に当接させて、第１従動子１６１の前後動に連動してロッド１４が前後動されるようにし、第２従動子１６２がその正逆転でカム１６０に案内されて前後動されるようにしている。
【００２０】
これを詳述するに、カム１６０は、バルブケーシング９の後部に嵌着される円筒カムで構成され、カム１６０に内挿される円筒状の第２従動子１６２の外周面にピン状の係合部１６２ｂを突設して、該係合部１６２ｂをカム１６０に形成した正転方向に向って前方に傾斜する図５に示す如き螺旋状のカム溝１６０ａに係合させ、第２従動子１６２がその正逆転に伴いカム溝１６０ａに案内されて前後動されるようにしている。尚、カム１６０の外周面には、カム１６０をバルブケーシング９に対し回り止めする突部１６０ｂが形成されている。
【００２１】
第２従動子１６２に形成するガイド溝１６２ａは、図６に示す如く、前側の幅広部１６２ａ1と、後側の幅狭部１６２ａ2と、幅広部１６２ａ1と幅狭部１６２ａ2との間の前向きの段差１６２ａ3とを有する段付形状に形成されており、第２従動子１６２に内挿する円筒状の第１従動子１６１の外周面に突設した突起から成る係合部１６１ａをガイド溝１６２ａに係合させている。また、第１従動子１６１には、異形断面形状の袋穴状の軸孔１６１ｂが形成されており、該軸孔１６１ｂに異形断面形状に形成した操作軸１５の前端部１５ａを挿入して、操作軸１５に対し第１従動子１６１が摺動自在に回り止め係合されるようにしている。
【００２２】
操作軸１５の消火位置においては、第２従動子１６２の係合部１６２ｂがカム溝１６０の図５にａで示す位置に存し、第１従動子１６１の係合部１６１ａがガイド溝１６２ａの図６にａで示す位置に存する。操作軸１５を消火位置から正転すると、係合部１６１ａがガイド溝１６２ａの図６にｂで示す位置に移動して幅広部１６２ａ1の正転方向の溝縁に当接し、第１従動子１６１を介して第２従動子１６２が正転され、カム溝１６０ａに案内されて第２従動子１６２が前進する。この際、ガイド溝１６２ａの前向きの段差１６２ａ3が係合部１６１ａに係合し、第２従動子１６２の前進に伴い第１従動子１６１が前進し、ロッド１４が第１従動子１６１に押されて戻しばね１４ａに抗して後退端位置から前進する。
【００２３】
操作軸１５を点火位置に正転させると、係合部１６２ｂがカム溝１６０の図５にｂで示す位置に移動し、ロッド１４が図３（Ａ）に示す如く前進端位置に前進し、安全弁１０が押圧開弁される。また、バルブケーシング９の後端のベース板９ｃに取付けた点火スイッチ１７が操作軸１５に回り止め係合させたスイッチ駆動カム１７ａにより点火位置でオンされ、標準バーナ３に点火される。
【００２４】
点火後、操作摘み７から手を離して操作軸１５の正転操作を解除すると、ロッド１４を介して第１従動子１６１に作用する戻しばね１４ａの付勢力により、操作軸１５を所定角度逆転させつつ係合部１６１ａが段差１６２ａ3を乗り越えてガイド溝１６２ａの幅狭部１６２ａ2に移行し、第１従動子１６１とロッド１４とが後退する。そして、係合部１６１ａが図６にｃで示す位置に移動して幅狭部１６２ａ3の後端に当接すると、第１従動子１６１のそれ以上の後退が阻止され、ロッド１４の前進端位置からの後退が図３（Ｂ）に示す中間位置で停止される。この中間位置では、安全弁１０の押圧が解かれるが、流量調整弁１１は全開状態に維持され、標準バーナ３の火力は強火になる。また、操作軸１５の所定角度の逆転で点火スイッチ１７がオフされる。
【００２５】
その後、操作軸１５を逆転させると、第１従動子１６１を介して第２従動子１６２が逆転され、カム溝１６０ａに案内されて第２従動子１６２がその前進端位置から後退し、この後退に追従して第１従動子１６１とロッド１４とが中間位置から後退する。かくするときは、流量調整弁１１により標準バーナ３への供給ガス量が絞られ、火力が弱められる。そして、係合部１６２ｂがカム溝１６０ａの図５にｃで示す位置に移動したところで、流量調整弁１１の大径弁体１１ｃが弁孔１１ａを閉塞し、標準バーナ３が消火される。かくて、点火後、操作軸１５を図５のｂとｃの間の角度範囲で正逆転することにより標準バーナ３の火力調整を行うことができる。
【００２６】
操作軸１５の逆転により第１従動子１６１がベース板９ｃに当接してそれ以上の後退が阻止されると、以後、第２従動子１６２のみが後退し、係合部１６１ａがガイド溝１６２ａに対し相対的に前進して、操作軸１５が消火位置に戻されたとき係合部１６１ａが図６にａで示す位置に復帰する。
【００２７】
尚、本実施形態のカム機構１６は、第１従動子１６１に連動させてロッド１４を前後動させる上記第２のタイプに構成されているが、第２従動子１６２に連動させてロッド１４を前後動させる上記第１のタイプに構成することも可能である。また、本実施形態では、流量調整弁１１をニードル弁で構成しているが、流量調整弁をテーパ栓で構成しても良く、この場合は第２従動子１６２をテーパ栓に対し前後方向に摺動自在に回り止め係合させ、操作軸１５の正逆転により第２従動子１６２を介してテーパ栓を正逆転させて供給ガス量を増減する。
【００２８】
ところで、上記コントローラ１３には、火炎検知素子１２からの信号だけでなく、温度センサ３ａとモード選択部８とからの信号も入力されており、コントローラ１３により制御される電動モータ１８をベース板９ｃに固定されるブラケット９ｄに取付け、該電動モータ１８により操作軸１５を回転して標準バーナ３の火力を調整可能とし、モード選択部８で選択された制御モードに応じて標準バーナ３の火力を制御できるようにしている。
【００２９】
これを詳述するに、コントローラ１３は操作軸１５の手動操作で標準バーナ３に点火したときに起動されるようになっており、点火後、モード選択部８の揚物ボタン８ａを押すと、温度センサ３ａの検出温度が設定温度に維持されるように、電動モータ１８を介して火力が自動調整される。尚、設定温度は揚物ボタン８ａを押す度に段階的に変化する。
【００３０】
また、炊飯ボタン８ｂを押したときは、炊飯に適した中火の火力が得られるように電動モータ１８が制御され、温度センサ３ａの検出温度が炊飯完了温度に上昇したところで、電動モータ１８を介して操作軸１５が消火位置に戻される。
【００３１】
また、湯沸ボタン８ｃを押したときは、温度センサ３ａの検出温度が１００℃に上昇したところで電動モータ１８を介して火力を弱火にする。
【００３２】
操作軸１５には、回転角度を検出するエンコーダ１９の可動子１９ａが連結されており、エンコーダ１９からの信号をコントローラ１３に入力し、電動モータ１８で操作軸１５を所要の角度位置に回転し得るようにしている。
【００３３】
電動モータ１８の出力トルクは減速機構２０を介して操作軸１５に伝達されるようになっている。減速機構２０は、電動モータの出力軸上の駆動ギア２００と、これに噛合する従動ギア２０１と、従動ギア２０１と一体のウォーム２０２と、ウォーム２０２に噛合する操作軸１５上のウォームホイール２０３とで構成されている。このようにウォーム２０２を用いると、減速機構２０を大形化せずに減速比を大きく取れる利点があるが、電動モータ１８の不作動時にウォーム２０２によって減速機構２０の回転が拘束され、このままでは操作軸１５を手動で回転する際に必要な操作力が非常に大きくなる。
【００３４】
そこで、本実施形態では、減速機構２０と操作軸１５との間にトルクリミッタ機構２１を介設し、減速機構２０の回転が拘束されても、トルクリミッタ機構２１の滑りにより軽い力で操作軸１５を手動回転できるようにしている。トルクリミッタ機構２１は、操作軸１５に外挿される筒状の連結部材２１０と、連結部材２１０の外周に圧入される押えばね２１１と、連結部材２１０に相対回転可能に外挿した前記ウォームホイール２０３に押えばね２１１によって圧接されるリング状のシュー部材２１２とで構成されており、電動モータ１８の作動時は、ウォームホイール２０３からのトルクをシュー部材２１２と押えばね２１１と連結部材２１０とを介して操作軸１５に伝達するように構成されている。伝達可能なトルクのリミッタ値は、押えばね２１１の付勢力によって、操作軸１５の回転負荷より若干高い値に設定されており、電動モータ１８によりトルクリミッタ機構２１での滑りを生ずることなく操作軸１５を回転できる。一方、電動モータ１８の不作動時に操作軸１５を手動回転する際は、ウォーム２０２によって回転が拘束されるウォームホイール２０３に対しシュー部材２１２が滑り、ウォーム２０２による回転拘束力を受けずに操作軸１５を軽い力で回転できる。
【００３５】
また、連結部材２１０の軸孔２１０ａは、これに挿入する操作軸１５のＤ形断面部１５ｂより広角の断面形状に形成されており、連結部材２１０が所定角度αの遊びを持って操作軸１５に連結される。該角度αは、前記係合部１６１ａが前記ガイド溝１６２ａの段差１６２ａ3を乗り越えるのに必要な角度と同程度に設定されている。かくて、点火位置で操作軸１５の正転操作を解除したとき、連結部材２１０にトルクリミッタ機構２１を介してウォーム２０２による回転拘束力が作用していても、操作軸１５はこの拘束力を受けずに所定角度α分だけ確実に逆転し、係合部１６１ａがガイド溝１６２ａの幅狭部１６２ａ2に移行して、ロッド１４による安全弁１０の押圧が確実に解除される。
【００３６】
以上、減速機構２０と操作軸１５との間にトルクリミッタ機構２１を介設した実施形態について説明したが、図７に示す実施形態のように、減速機構２０と操作軸１５との間にクラッチ機構２２を介設しても良い。クラッチ機構２２は、例えば、ウォームホイール２０３に連結されるアウタ２２ａと操作軸１５に連結されるインナ２２ｂとを有する電磁クラッチで構成されるもので、電動モータ１８の作動時にコントローラ１３によって連結されて、減速機構２０からのトルクを操作軸１５に伝達し、電動モータ１８の不作動時には連結解除される。かくて、操作軸１５をウォーム２０２による回転拘束力を受けずに軽い力で手動回転できる。そして、クラッチ機構２２の連結解除で操作軸１５は減速機構２０から完全に切離されるから、クラッチ機構２２の操作軸１５に対する連結部に上記の如き遊びを設ける必要はない。
【００３７】
尚、クラッチ機構２２を用いるとコストが高くなり、コスト的にはトルクリミッタ機構２１を用いた方が有利である。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、手動及び電動のハイブリッド型回転式ガス弁装置が得られると共に、ウォームを含む減速機構を用いることで、減速機構を大形化せずに減速比を大きく取って小形の電動モータにより操作軸を回転できるようになり、且つ、操作軸を軽い力で手動回転できて、操作軸の手動操作性も損わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明ガス弁装置を組込んだこんろの斜視図
【図２】 本発明ガス弁装置の第１実施形態の縦断面図
【図３】 （Ａ）操作軸を点火位置に正転したときの状態を示す縦断面図、
（Ｂ）点火位置で操作軸の正転操作を解除したときの状態を示す縦断面図
【図４】 第１実施形態の要部の分解斜視図
【図５】 カムに形成するカム溝の展開図
【図６】 第２従動子に形成するガイド溝を示す図
【図７】 本発明ガス弁装置の第２実施形態の縦断面図
【符号の説明】
９ バルブケーシング １０ 安全弁
１１ 流量調整弁 １４ ロッド
１５ 操作軸 １６ カム機構
１８ 電動モータ ２０ 減速機構
２０２ ウォーム ２１ トルクリミッタ機構
２１０ 連結部材 ２２ クラッチ機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として温調機能付きガスこんろに適用される回転式ガス弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、温調機能付きガスこんろとして、バーナのガス供給路に、手動式の流量調整弁と、電動モータで駆動される電動式の流量調整弁とを介設し、通常は手動式流量調整弁でバーナの火力を調整し、温調モードを選択したときは、被調理物の温度を検出する温度センサからの信号に基づいて被調理物の温度が設定温度に維持されるように電動式流量調整弁を制御するものが考えられている。
【０００３】
ところで、こんろ用のガス弁装置として、バルブケーシング内に、流量調整弁と、安全弁と、安全弁に対向するロッドとを設け、操作軸の回転で流量調整弁を操作すると共に、操作軸に連動するカム機構により、操作軸の消火位置から点火位置への正転でロッドを戻しばねに抗して安全弁側に前進させて安全弁を押圧開弁し、且つ、点火位置で操作軸の正転操作を解除したときに戻しばねの付勢力で操作軸を所定角度逆転させつつロッドを後退させて安全弁の押圧を解くようにした回転式ガス弁装置が知られている。
【０００４】
かかる回転式ガス弁装置において、流量調整弁は一般にテーパ栓で構成されるが、ロッドに設けたニードル弁で流量調整弁を構成するものも特開平９−１０１０２４号公報で知られている。
【０００５】
また、カム機構は、ケーシングに対し固定のカムと、操作軸に回り止めして前後方向に摺動自在に係合させた第１従動子と、第１従動子に設けた係合部に前後方向に長手のガイド溝において係合して第１従動子の正逆転に伴って正逆転する第２従動子とで構成されている。ここで、カム機構には、第２従動子の前後動に連動してロッドが前後動されるようにした、特公昭57-36497号公報に見られるような第１のタイプと、第１従動子の前後動に連動してロッドが前後動されるようにした、実公昭63-2777号公報に見られるような第２のタイプとがある。
【０００６】
第１のタイプのカム機構では、第１従動子がその正転及び逆転でカムに案内されて前進及び後退されるようにし、第２従動子のガイド溝を後側の幅広部と前側の幅狭部とを有する段付形状に形成し、操作軸の消火位置から点火位置への正転に際し、第１従動子の係合部がガイド溝の幅広部と幅狭部との間の後向きの段差に係合して、第１従動子に対する第２従動子の後退が阻止され、第１従動子の正転に伴う前進で第２従動子を介してロッドが戻しばねに抗して後退端位置から前進端位置に前進して、安全弁が押圧開弁され、点火位置で操作軸の正転操作を解除したとき、操作軸が所定角度逆転し、第１従動子の係合部がガイド溝の段差から外れて前方にのびる幅狭部に移行し、第１従動子に対し第２従動子及びロッドが戻しばねの付勢力で後退して安全弁の押圧が解かれるようにしている。
【０００７】
また、第２のタイプのカム機構では、第２従動子がその正転及び逆転でカムに案内されて前進及び後退されるようにし、第２従動子のガイド溝を前側の幅広部と後側の幅狭部とを有する段付形状に形成し、操作軸の消火位置から点火位置への正転に際し、第１従動子の係合部がガイド溝の幅広部と幅狭部との間の前向きの段差に係合して、第２従動子に対する第１従動子の後退が阻止され、第１従動子を介しての第２従動子の正転に伴う該第２従動子の前進で第１従動子を介してロッドが戻しばねに抗して後退端位置から前進端位置に前進して、安全弁が押圧開弁され、点火位置で操作軸の正転操作を解除したとき、操作軸が所定角度逆転し、第１従動子の係合部がガイド溝の段差から外れて後方にのびる幅狭部に移行し、第２従動子に対し第１従動子及びロッドが戻しばねの付勢力で後退して安全弁の押圧が解かれるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の回転式ガス弁装置の流量調整弁は手動式であり、この流量調整弁とは別に温調用の電動式流量調整弁を設けたのではコストが高くなる。
【０００９】
この場合、回転式ガス弁装置の操作軸を電動モータでも回転し得るようにして、手動及び電動のハイブリッド型ガス弁装置を構成し、温調モードの選択時に電動モータにより操作軸を回転して流量調整弁を制御すれば、別個の電動式流量調整弁が不要となり、コストを安くできる。
【００１０】
ここで、ガスこんろの電源は乾電池であって、電動モータとして消費電力の小さな小型のモータを用いざるを得ず、操作軸を回転させるのに必要なトルクを得るためには、電動モータと操作軸との間に減速比の大きな減速機構を介設することが必要になる。この場合、減速機構にウォームを組込めば、減速機構を大形化せずに減速比を大きくできる。然し、このものでは、電動モータの不作動時にウォームが容易には回転しなくなるため、操作軸の手動による回転操作力が大きくなり、操作性が損われる。
【００１１】
本発明は、以上の点に鑑み、手動操作を軽い力で行い得られるようにした手動及び電動のハイブリッド型回転式ガス弁装置を提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明では、バルブケーシング内に、バーナへの供給ガス量を増減する流量調整弁を設け、操作軸の手動回転で流量調整弁を操作するようにした回転式ガス弁装置において、
電動モータによりウォームを含む減速機構を介して操作軸を回転可能として、手動により操作軸を回転する他に温調モードを選択したときには電動モータにより操作軸を回転すると共に、
減速機構と操作軸との間に、操作軸の回転負荷に相当するトルクより若干高く且つ減速機構の回転拘束力より低い値のリミッタ値を設定したトルクリミッタ機構を介設し、或いは、電動モータの不作動時に連結解除されるクラッチ機構を介設して、温調モード時の電動モータによる操作軸の回転を確保すると共に、手動で操作軸を回転する際には減速機構による回転拘束力を受けることなく軽い力で操作軸を回転できるようにしている。
【００１３】
トルクリミッタ機構を設ければ、電動モータの不作動時にウォームによって減速機構の回転が拘束されても、トルクリミッタ機構の滑りにより操作軸を手動回転できる。ここで、トルクリミッタ機構で伝達可能なトルクのリミッタ値は、電動モータで操作軸を回転する際にトルクリミッタ機構の滑りを生じないように、操作軸の回転負荷に相当するトルクより若干高く設定する必要があるが、このリミッタ値はウォームによる減速機構の回転拘束トルクよりも遥かに小さく、そのため、操作軸を軽い力で手動回転でき、操作性が損われることはない。
また、クラッチ機構を設ければ、操作軸をより軽い力で手動回転できる。
【００１４】
ところで、バルブケーシング内に、流量調整弁に加えて、安全弁と、安全弁に対向するロッドとを設け、操作軸に連動するカム機構により、操作軸の消火位置から点火位置への正転でロッドを戻しばねに抗して安全弁側に前進させて安全弁を押圧開弁し、且つ、点火位置で操作軸の正転操作を解除したときに戻しばねの付勢力で操作軸を所定角度逆転させつつロッドを後退させて安全弁の押圧を解くようにした場合、トルクリミッタ機構を用いると、トルクリミッタ機構を介して該軸に伝達される減速機構の回転拘束力により、点火位置での正転操作の解除に際し操作軸が所定角度逆転しなくなり、ロッドの後退による安全弁の押圧解除が得られなくなる可能性がある。この場合、トルクリミッタ機構の操作軸に対する連結部材を前記所定角度分の遊びを持つように操作軸に連結しておけば、操作軸は、トルクリミッタ機構を介して伝達される減速機構の回転拘束力を受けずに所定角度逆転するようになり、安全弁の押圧を確実に解除できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はグリル１と右側の大バーナ２と左側の標準バーナ３とを有するガスこんろを示しており、標準バーナ３の内径部には被調理物の温度を鍋底に当接して検出する温度センサ３ａが設けられている。こんろの前面パネル４には、グリル１用のバーナ（図示せず）の操作摘み５と、大バーナ２用の操作摘み６と、標準バーナ３用の操作摘み７と、標準バーナ３の制御モードを選択するモード選択部８とが設けられている。モード選択部８には、揚物ボタン８ａと、炊飯ボタン８ｂと、湯沸ボタン８ｃとが設けられている。
【００１６】
標準バーナ３には、図２に示す如き回転式ガス弁装置Ａを介してガスが供給される。このガス弁装置Ａは、前後方向（図２の右方を前方とする）に長手のバルブケーシング９内に、安全弁１０と、その後方の流量調整弁１１とを設け、バルブケーシング９の前部に開設した入口９ａから流入するガスを安全弁１０と流量調整弁１１とを介してバルブケーシング９の中間部に開設した出口９ｂに導くように構成されている。
【００１７】
安全弁１０は、標準バーナ３の火炎を検出する熱電対等の火炎検知素子１２からの信号を入力するコントローラ１３によって通電励磁される電磁石１０ａと、電磁石１０ａに対向する吸着片１０ｂと、吸着片１０ｂに弁杆１０ｃを介して連結される、ばね１０ｄで後方の閉じ側に付勢される弁体１０ｅとで構成されている。そして、バルブケーシング９内に前後動自在なロッド１４を設けると共に、バルブケーシング９の後端部に、操作摘み７に連結される操作軸１５と、操作軸１５の回転をロッド１４の前後動に変換するカム機構１６とを設け、消火位置から点火位置への操作軸１５の正転でロッド１４を図２に示す後退端位置から図３（Ａ）に示す前進端位置に戻しばね１４ａに抗して前進させ、安全弁１０をその弁体１０ｅへのロッド１４の当接で押圧開弁させるようにした。安全弁１０を押圧開弁すると吸着片１０ｂが電磁石１０ａに当接し、この状態で標準バーナ３に点火すると、火炎検知素子１２の信号によりコントローラ１３を介して電磁石１０ａが通電励磁されて吸着片１０ｂが電磁石１０ａに吸着され、安全弁１０は開弁状態に保持される。
【００１８】
流量調整弁１１は、バルブケーシング９内に形成した弁孔１１ａに挿入可能な、後方に向って縮径するテーパ状の弁体１１ｂを有するニードル弁で構成されており、弁体１１ｂをロッド１４に一体成形して、ロッド１４の前後動により供給ガス量が増減されるようにしている。更に、弁体１１ｂの前側にゴム等の弾性体から成る大径の弁体１１ｃを設け、ロッド１４が後退端位置に後退したとき、弁孔１１ａが弁体１１ｃによって閉塞され、標準バーナ３へのガス供給が遮断されるようにした。
【００１９】
カム機構１６は、図４に示す如く、バルブケーシング９に固定されるカム１６０と、操作軸１５に前後動自在に回り止め係合される第１従動子１６１と、第１従動子１６１に設けた係合部１６１ａに前後方向に長手のガイド溝１６２ａにおいて係合して第１従動子１６１の正逆転に伴って正逆転する第２従動子１６２とで構成されている。そして、ロッド１４の後端を、第１と第２の両従動子１６１，１６２の一方、本実施形態では第１従動子１６１に当接させて、第１従動子１６１の前後動に連動してロッド１４が前後動されるようにし、第２従動子１６２がその正逆転でカム１６０に案内されて前後動されるようにしている。
【００２０】
これを詳述するに、カム１６０は、バルブケーシング９の後部に嵌着される円筒カムで構成され、カム１６０に内挿される円筒状の第２従動子１６２の外周面にピン状の係合部１６２ｂを突設して、該係合部１６２ｂをカム１６０に形成した正転方向に向って前方に傾斜する図５に示す如き螺旋状のカム溝１６０ａに係合させ、第２従動子１６２がその正逆転に伴いカム溝１６０ａに案内されて前後動されるようにしている。尚、カム１６０の外周面には、カム１６０をバルブケーシング９に対し回り止めする突部１６０ｂが形成されている。
【００２１】
第２従動子１６２に形成するガイド溝１６２ａは、図６に示す如く、前側の幅広部１６２ａ1と、後側の幅狭部１６２ａ2と、幅広部１６２ａ1と幅狭部１６２ａ2との間の前向きの段差１６２ａ3とを有する段付形状に形成されており、第２従動子１６２に内挿する円筒状の第１従動子１６１の外周面に突設した突起から成る係合部１６１ａをガイド溝１６２ａに係合させている。また、第１従動子１６１には、異形断面形状の袋穴状の軸孔１６１ｂが形成されており、該軸孔１６１ｂに異形断面形状に形成した操作軸１５の前端部１５ａを挿入して、操作軸１５に対し第１従動子１６１が摺動自在に回り止め係合されるようにしている。
【００２２】
操作軸１５の消火位置においては、第２従動子１６２の係合部１６２ｂがカム溝１６０の図５にａで示す位置に存し、第１従動子１６１の係合部１６１ａがガイド溝１６２ａの図６にａで示す位置に存する。操作軸１５を消火位置から正転すると、係合部１６１ａがガイド溝１６２ａの図６にｂで示す位置に移動して幅広部１６２ａ1の正転方向の溝縁に当接し、第１従動子１６１を介して第２従動子１６２が正転され、カム溝１６０ａに案内されて第２従動子１６２が前進する。この際、ガイド溝１６２ａの前向きの段差１６２ａ3が係合部１６１ａに係合し、第２従動子１６２の前進に伴い第１従動子１６１が前進し、ロッド１４が第１従動子１６１に押されて戻しばね１４ａに抗して後退端位置から前進する。
【００２３】
操作軸１５を点火位置に正転させると、係合部１６２ｂがカム溝１６０の図５にｂで示す位置に移動し、ロッド１４が図３（Ａ）に示す如く前進端位置に前進し、安全弁１０が押圧開弁される。また、バルブケーシング９の後端のベース板９ｃに取付けた点火スイッチ１７が操作軸１５に回り止め係合させたスイッチ駆動カム１７ａにより点火位置でオンされ、標準バーナ３に点火される。
【００２４】
点火後、操作摘み７から手を離して操作軸１５の正転操作を解除すると、ロッド１４を介して第１従動子１６１に作用する戻しばね１４ａの付勢力により、操作軸１５を所定角度逆転させつつ係合部１６１ａが段差１６２ａ3を乗り越えてガイド溝１６２ａの幅狭部１６２ａ2に移行し、第１従動子１６１とロッド１４とが後退する。そして、係合部１６１ａが図６にｃで示す位置に移動して幅狭部１６２ａ3の後端に当接すると、第１従動子１６１のそれ以上の後退が阻止され、ロッド１４の前進端位置からの後退が図３（Ｂ）に示す中間位置で停止される。この中間位置では、安全弁１０の押圧が解かれるが、流量調整弁１１は全開状態に維持され、標準バーナ３の火力は強火になる。また、操作軸１５の所定角度の逆転で点火スイッチ１７がオフされる。
【００２５】
その後、操作軸１５を逆転させると、第１従動子１６１を介して第２従動子１６２が逆転され、カム溝１６０ａに案内されて第２従動子１６２がその前進端位置から後退し、この後退に追従して第１従動子１６１とロッド１４とが中間位置から後退する。かくするときは、流量調整弁１１により標準バーナ３への供給ガス量が絞られ、火力が弱められる。そして、係合部１６２ｂがカム溝１６０ａの図５にｃで示す位置に移動したところで、流量調整弁１１の大径弁体１１ｃが弁孔１１ａを閉塞し、標準バーナ３が消火される。かくて、点火後、操作軸１５を図５のｂとｃの間の角度範囲で正逆転することにより標準バーナ３の火力調整を行うことができる。
【００２６】
操作軸１５の逆転により第１従動子１６１がベース板９ｃに当接してそれ以上の後退が阻止されると、以後、第２従動子１６２のみが後退し、係合部１６１ａがガイド溝１６２ａに対し相対的に前進して、操作軸１５が消火位置に戻されたとき係合部１６１ａが図６にａで示す位置に復帰する。
【００２７】
尚、本実施形態のカム機構１６は、第１従動子１６１に連動させてロッド１４を前後動させる上記第２のタイプに構成されているが、第２従動子１６２に連動させてロッド１４を前後動させる上記第１のタイプに構成することも可能である。また、本実施形態では、流量調整弁１１をニードル弁で構成しているが、流量調整弁をテーパ栓で構成しても良く、この場合は第２従動子１６２をテーパ栓に対し前後方向に摺動自在に回り止め係合させ、操作軸１５の正逆転により第２従動子１６２を介してテーパ栓を正逆転させて供給ガス量を増減する。
【００２８】
ところで、上記コントローラ１３には、火炎検知素子１２からの信号だけでなく、温度センサ３ａとモード選択部８とからの信号も入力されており、コントローラ１３により制御される電動モータ１８をベース板９ｃに固定されるブラケット９ｄに取付け、該電動モータ１８により操作軸１５を回転して標準バーナ３の火力を調整可能とし、モード選択部８で選択された制御モードに応じて標準バーナ３の火力を制御できるようにしている。
【００２９】
これを詳述するに、コントローラ１３は操作軸１５の手動操作で標準バーナ３に点火したときに起動されるようになっており、点火後、モード選択部８の揚物ボタン８ａを押すと、温度センサ３ａの検出温度が設定温度に維持されるように、電動モータ１８を介して火力が自動調整される。尚、設定温度は揚物ボタン８ａを押す度に段階的に変化する。
【００３０】
また、炊飯ボタン８ｂを押したときは、炊飯に適した中火の火力が得られるように電動モータ１８が制御され、温度センサ３ａの検出温度が炊飯完了温度に上昇したところで、電動モータ１８を介して操作軸１５が消火位置に戻される。
【００３１】
また、湯沸ボタン８ｃを押したときは、温度センサ３ａの検出温度が１００℃に上昇したところで電動モータ１８を介して火力を弱火にする。
【００３２】
操作軸１５には、回転角度を検出するエンコーダ１９の可動子１９ａが連結されており、エンコーダ１９からの信号をコントローラ１３に入力し、電動モータ１８で操作軸１５を所要の角度位置に回転し得るようにしている。
【００３３】
電動モータ１８の出力トルクは減速機構２０を介して操作軸１５に伝達されるようになっている。減速機構２０は、電動モータの出力軸上の駆動ギア２００と、これに噛合する従動ギア２０１と、従動ギア２０１と一体のウォーム２０２と、ウォーム２０２に噛合する操作軸１５上のウォームホイール２０３とで構成されている。このようにウォーム２０２を用いると、減速機構２０を大形化せずに減速比を大きく取れる利点があるが、電動モータ１８の不作動時にウォーム２０２によって減速機構２０の回転が拘束され、このままでは操作軸１５を手動で回転する際に必要な操作力が非常に大きくなる。
【００３４】
そこで、本実施形態では、減速機構２０と操作軸１５との間にトルクリミッタ機構２１を介設し、減速機構２０の回転が拘束されても、トルクリミッタ機構２１の滑りにより軽い力で操作軸１５を手動回転できるようにしている。トルクリミッタ機構２１は、操作軸１５に外挿される筒状の連結部材２１０と、連結部材２１０の外周に圧入される押えばね２１１と、連結部材２１０に相対回転可能に外挿した前記ウォームホイール２０３に押えばね２１１によって圧接されるリング状のシュー部材２１２とで構成されており、電動モータ１８の作動時は、ウォームホイール２０３からのトルクをシュー部材２１２と押えばね２１１と連結部材２１０とを介して操作軸１５に伝達するように構成されている。伝達可能なトルクのリミッタ値は、押えばね２１１の付勢力によって、操作軸１５の回転負荷より若干高い値に設定されており、電動モータ１８によりトルクリミッタ機構２１での滑りを生ずることなく操作軸１５を回転できる。一方、電動モータ１８の不作動時に操作軸１５を手動回転する際は、ウォーム２０２によって回転が拘束されるウォームホイール２０３に対しシュー部材２１２が滑り、ウォーム２０２による回転拘束力を受けずに操作軸１５を軽い力で回転できる。
【００３５】
また、連結部材２１０の軸孔２１０ａは、これに挿入する操作軸１５のＤ形断面部１５ｂより広角の断面形状に形成されており、連結部材２１０が所定角度αの遊びを持って操作軸１５に連結される。該角度αは、前記係合部１６１ａが前記ガイド溝１６２ａの段差１６２ａ3を乗り越えるのに必要な角度と同程度に設定されている。かくて、点火位置で操作軸１５の正転操作を解除したとき、連結部材２１０にトルクリミッタ機構２１を介してウォーム２０２による回転拘束力が作用していても、操作軸１５はこの拘束力を受けずに所定角度α分だけ確実に逆転し、係合部１６１ａがガイド溝１６２ａの幅狭部１６２ａ2に移行して、ロッド１４による安全弁１０の押圧が確実に解除される。
【００３６】
以上、減速機構２０と操作軸１５との間にトルクリミッタ機構２１を介設した実施形態について説明したが、図７に示す実施形態のように、減速機構２０と操作軸１５との間にクラッチ機構２２を介設しても良い。クラッチ機構２２は、例えば、ウォームホイール２０３に連結されるアウタ２２ａと操作軸１５に連結されるインナ２２ｂとを有する電磁クラッチで構成されるもので、電動モータ１８の作動時にコントローラ１３によって連結されて、減速機構２０からのトルクを操作軸１５に伝達し、電動モータ１８の不作動時には連結解除される。かくて、操作軸１５をウォーム２０２による回転拘束力を受けずに軽い力で手動回転できる。そして、クラッチ機構２２の連結解除で操作軸１５は減速機構２０から完全に切離されるから、クラッチ機構２２の操作軸１５に対する連結部に上記の如き遊びを設ける必要はない。
【００３７】
尚、クラッチ機構２２を用いるとコストが高くなり、コスト的にはトルクリミッタ機構２１を用いた方が有利である。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、手動及び電動のハイブリッド型回転式ガス弁装置が得られると共に、ウォームを含む減速機構を用いることで、減速機構を大形化せずに減速比を大きく取って小形の電動モータにより操作軸を回転できるようになり、且つ、操作軸を軽い力で手動回転できて、操作軸の手動操作性も損わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明ガス弁装置を組込んだこんろの斜視図
【図２】 本発明ガス弁装置の第１実施形態の縦断面図
【図３】 （Ａ）操作軸を点火位置に正転したときの状態を示す縦断面図、
（Ｂ）点火位置で操作軸の正転操作を解除したときの状態を示す縦断面図
【図４】 第１実施形態の要部の分解斜視図
【図５】 カムに形成するカム溝の展開図
【図６】 第２従動子に形成するガイド溝を示す図
【図７】 本発明ガス弁装置の第２実施形態の縦断面図
【符号の説明】
９ バルブケーシング １０ 安全弁
１１ 流量調整弁 １４ ロッド
１５ 操作軸 １６ カム機構
１８ 電動モータ ２０ 減速機構
２０２ ウォーム ２１ トルクリミッタ機構
２１０ 連結部材 ２２ クラッチ機構
Claims (3)
- バルブケーシング内に、バーナへの供給ガス量を増減する流量調整弁を設け、操作軸の手動回転で流量調整弁を操作するようにした回転式ガス弁装置において、
電動モータによりウォームを含む減速機構を介して操作軸を回転可能として、手動により操作軸を回転する他に温調モードを選択したときには電動モータにより操作軸を回転すると共に、
減速機構と操作軸との間に、操作軸の回転負荷に相当するトルクより若干高く且つ減速機構の回転拘束力より低い値のリミッタ値を設定したトルクリミッタ機構を介設して、温調モード時の電動モータによる操作軸の回転を確保すると共に、手動で操作軸を回転する際にはトルクリミッタ機構を滑らせて減速機構による回転拘束力を受けることなく軽い力で操作軸を回転できるようにした、
ことを特徴とする回転式ガス弁装置。 - バルブケーシング内に、バーナへの供給ガス量を増減する流量調整弁を設け、操作軸の回転で流量調整弁を操作するようにした回転式ガス弁装置において、
電動モータによりウォームを含む減速機構を介して操作軸を回転可能として、手動により操作軸を回転する他に温調モードを選択したときには電動モータにより操作軸を回転すると共に、
減速機構と操作軸との間に、電動モータの不作動時に連結解除されるクラッチ機構を介設して、温調モード時の電動モータによる操作軸の回転を確保すると共に、手動で操作軸を回転する際には減速機構による回転拘束力を受けることなく操作軸を軽い力で回転できるようにした、
ことを特徴とする回転式ガス弁装置。 - 請求項１に記載の回転式ガス弁装置であって、
バルブケーシング内に、安全弁と、安全弁に対向するロッドとを設け、操作軸に連動するカム機構により、操作軸の消火位置から点火位置への正転でロッドを戻しばねに抗して安全弁側に前進させて安全弁を押圧開弁し、且つ、点火位置で操作軸の正転操作を解除したときに戻しばねの付勢力で操作軸を所定角度逆転させつつロッドを後退させて安全弁の押圧を解くようにしたものにおいて、
トルクリミッタ機構の操作軸に対する連結部材を前記所定角度分の遊びを持つように操作軸に連結する、
ことを特徴とする回転式ガス弁装置。
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