JP3748048B2 - ガスバルブ - Google Patents
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Description
【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
Claims (3)
- 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。 - 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。
- 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。
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