JP4042236B2 - ガス流量制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動駆動式のガス流量制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の機能を備えたガス流量制御装置は、ギヤドモーターを使用したものが見られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のギヤドモーター式のガス流量制御装置は、微細移動距離の制御が難しく、流量制御特性に段階火力変化しか得られなく、しかも多くの段階が得られにくいという欠点があった。また部品個々のバラツキにより調節制度がかなり低下する課題もあった。
【0004】
本発明は上記課題を解決するもので、部品精度に左右されることなく正確な流量調節を可能とすることを目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、ガス流量調節機能とガスの開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するステッピングモーターと、前記ガス流量制御部の流量制御位置とガスの遮断状態を検出する位置検出手段と、前記ステッピングモーターを駆動し前記位置検出手段の信号で位置判定を行う駆動制御部とから構成され、前記駆動制御部は、ステッピングモーターに印加するパルス数で所定位置に前記ガス流量制御部を制御し、位置検出手段の所定位置でパルス駆動の移動是正を行う位置判定手段を有した構成としてある。
【0006】
従って本発明では、ガス流量制御部やステッピングモータ等個々の部品バラツキがあっても、位置検出器で位置の是正を行うため、個々の部品精度を必要以上に厳しく規制する必要が無く、しかも正確に規定流量を確保できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明のガス流量制御装置は各請求項に記載の構成によって実施できるものである。
【0008】
すなわち請求項1記載のガス流量制御装置は、ガス流量調節機能とガスの開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するステッピングモーターと、前記ガス流量制御部の流量制御位置とガスの遮断状態を検出する位置検出手段と、前記ステッピングモーターを駆動し前記位置検出手段の信号で位置判定を行う駆動制御部とから構成され、前記駆動制御部は、ステッピングモーターに印加するパルス数で所定位置に前記ガス流量制御部を制御し、位置検出手段の所定位置でパルス駆動の移動是正を行う位置判定手段を有した構成としてあり、ガス流量制御部やステッピングモータ等個々の部品バラツキがあっても、位置検出器で位置の是正を行うため、個々の部品精度を必要以上に厳しく規制する必要が無く、しかも正確に規定流量を確保できる作用がある。
【0009】
また請求項2記載のガス流量制御装置は、駆動制御部に、位置検出手段の所定位置から、ステッピングモーターを所定パルス送出した後、逆回転させ前記位置検出手段の所定位置に戻るパルス数をカウントし、前記の往復時のパルス数の差を求めて機器の固有誤差とし、回転方向が異なる場合に目的位置のパルス数に前記機器の固有誤差を加算もしくは減算させ、ガス流量調節の精度を向上させる位置判定手段を有した構成としてあり、回転方向が異なる場合に目的位置のパルス数に機器の固有誤差を加算もしくは減算させるので流量調節機構の精度を向上させる作用がある。
【0010】
また請求項3記載のガス流量制御装置は、機器の固有誤差の検出を点火操作時に行う構成としてあり、点火操作時に検出を行うことによって誤差検出を毎回必要とせず余分な是正動作を必要としなくなる作用がある。
【0011】
また請求項4記載のガス流量制御装置は、駆動制御部に、位置検出手段の所定位置から、ステッピングモーターを所定パルス送出した後、逆回転させ前記位置検出手段の所定位置に戻るパルス数をカウントし、前記の往復時のパルス数の差を求めて機器の固有誤差とし、機器の固有誤差を駆動制御部に記憶させるとともに、回転方向が異なる場合に目的位置のパルス数に前記機器の固有誤差を加算もしくは減算させ、流量調節の精度を向上させる位置判定手段を有した構成としてあり、機器の固有誤差を駆動制御部に記憶させているので、誤差検出を毎回必要とせず余分な是正動作を必要としなくなる作用がある。
【0012】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施例は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0013】
図1(a)は本発明の実施例にかかるガス調理器の外観を示す斜視図であって、ガス調理器は、鍋底温度センサー2を備えた左こんろ1、右こんろ3、グリル4及び操作部5を備えて構成されている。前記操作部5には、図1(b)に示すように、各燃焼部の操作を個別に行う、左こんろ用点火/消火キー6、右こんろ用の点火/消火キー7、グリル用の点火/消火キー8、左こんろ用火力調節キー9,10、右こんろ用火力調節キー11、12、グリル用の火力調節キー13、14と、左こんろ用火力表示発光体15、右こんろ用火力表示発光体16、グリル用の火力表示発光体17、左コンロの調理モードの設定入力を行う各設定キー(調理モード設定手段)39、40とそれらの設定を表示する各表示ランプ42、43、グリルタイマーを設定するキー41とその表示ランプ44が設けられ、また、点火操作禁止用のチャイルドロックスイッチ19と、操作部近傍には制御のための電池を収納する電池収納部20が設けられている。
【0014】
前記左こんろ1は、図2に示すように、鍋底温度センサー(鍋底温度検出手段)2及び熱電対(燃焼温度検出手段)21、点火プラグ22が設けられた左こんろバーナー23を備え、この左こんろバーナー23には、制御回路24によって開閉制御されるガス制御ブロック25からガスが供給される。前記ガス制御ブロック25はホースエンド26からガスが入り、共用の元電磁弁27を通り左こんろバーナ用のガスの開閉及び火力調節を行う左こんろガス制御部29を介しノズル32を通して左こんろバーナにガスが供給される。前記ガス制御ブロック25の各ガス制御部29、30、31は大別して流量制御部33と前記流量制御部33を駆動させるステッピングモーター34(以下モーターという)、前記流量制御部33の位置を検出する位置検出手段となるエンコーダー35から構成している。
【0015】
上記の構成でチャイルドロックスイッチ19がOFFであることを確認し、点火/消火キー6をON操作すると、制御回路に電源が入り制御回路24を起動させ、制御回路24の制御によって、左こんろガス制御部29を点火流量位置に移動させ、前記元電磁弁27を開成させ、前記点火プラグ22により左こんろバーナー23を点火させる。
【0016】
この制御回路24には前記鍋底温度センサー2の検出温度、熱電対21の検出温度が入力され、これらの入力データ及び前記操作パネル5からの設定入力に基づいて前記左こんろガス制御部29を駆動制御して、左こんろバーナー23に供給されるガス流量を調節して自動制御による火力調整を行うことができる。
【0017】
また、前記右こんろ3は、図2に示すように、その燃焼部に熱電対21及び点火プラグ22が設けられた右こんろバーナー36を備え、この右こんろバーナー36には、制御回路24によって開閉制御されるガス制御ブロック25からガスが供給される。前記ガス制御ブロック25はホースエンド26からガスが入り、共用の元電磁弁27を通り、右バーナ用のガスの開閉及び火力調節を行う右こんろガス制御部30を介しノズル32を通して右こんろバーナー36にガスが供給される。
【0018】
上記の構成でチャイルドロックスイッチ19がOFFであることを確認し、点火/消火キー7をON操作すると、制御回路24に電源が入り制御回路24の制御によって、右こんろガス制御部30を点火流量位置に移動させ、前記元電磁弁27を開成させ、前記点火プラグ22により右こんろバーナー36を点火させる。
【0019】
この制御回路24には熱電対21の検出温度が入力され、この入力データ及び前記操作パネル5からの火力設定入力に基づいて前記右こんろ流量制御部30を駆動制御することにより右こんろバーナー36に供給されるガス流量を調節し、入力される加熱温度に基づいて右こんろバーナー36の燃焼状態を監視する。
【0020】
また、前記グリル4は、図2に示すように、その燃焼部に熱電対21及び点火プラグ38が設けられたグリルバーナー37を備え、このグリルバーナー37には、制御回路24によって開閉制御されるガス制御ブロック25からガスが供給される。前記ガス制御ブロック25はホースエンド26からガスが入り、共用の元電磁弁27、ガバナ28を通りグリルバーナ37のガスの開閉及び火力調節を行うグリルガス制御部31を介しノズル32を通してグリルバーナ37にガスが供給される。
【0021】
上記の構成でチャイルドロックスイッチ19がOFFであることを確認し、点火ボタン8をON操作すると、制御回路24に電源が入り制御回路24の制御によって、グリルガス制御部31を点火流量位置に移動させ、前記元電磁弁27を開成させ、前記点火プラグ38によりグリルバーナー37を点火させる。
【0022】
この制御回路24には熱電対21の検出温度が入力され、この入力データ及び前記操作パネル5からの火力設定入力に基づいて前記グリル流量制御部31を駆動制御することによりグリルバーナー37に供給されるガス流量を調節し、入力される加熱温度に基づいてグリルバーナー37の燃焼状態を監視する。
【0023】
上記構成からわかるように、左こんろ1、右こんろ3、グリル4からなる各燃焼部の燃焼状態は前記制御回路24によって制御される。
【0024】
図3(a)(b)は本発明のガス調理器のガス制御ブロック25を示す図で、ガスはホースエンド26から、元電磁弁27を通り、個々のバーナのガス制御部29、30、31に行く。前記個々のバーナのガス制御部に入ったガスは、流量制御部33のコックボデー33−1から入って流量制御板33−2,スライド閉子33−3を介してコックボデー33−1のガス出口33−4に到達し、ノズルに通じるガス管42に行く。
【0025】
また前記流量制御板33−2はスライド閉子33−3と共にバネ33−5にてコックボデー33−1に挿圧され、ガスのシール圧力としている。また、前記スライド閉子33−3にはスライド駆動用の駆動連結軸33−6の一端が嵌合され、他の一端はステッピングモーター34の駆動連結部34−1に接続されている。また、前記駆動連結軸33−6にはピン34−2を有し、ピン34−2にて、コックボデー33−1に固定されたエンコーダー35(位置検出手段)の可動部に継合させ、駆動連結軸33−6の移動状態を前記エンコーダー35に伝え、位置検出させる構成としている。また、前記駆動連結軸33−6にはOリング33−7をコックボデー33−1との間に使用しガスシールを行っている。前記エンコーダー35はリード線35−1、元電磁弁27はリード線27−1、モーター34はリード線34−2を介して制御回路24に接続されている。
【0026】
前記モーター34には、シャフト部にネジ部49を有しネジ部49に嵌合する雌ネジ50を設け、前記雌ネジ50の先端部に駆動連結軸33−6を固定して駆動連結部34−1を構成している。従って、ステッピングモーター34に駆動パルスを1パルス送出するとステッピングモーター34は1極分回転し、ネジ部49もその分回転し、雌ネジ50がその分移動することとなる。参考的に1例を示すと、モーターの極数を24極、ネジのリード2mmとすると、1パルスで2/24=0.08mm移動する。
【0027】
従って、ステッピングモーター34を回転させると駆動連結部34−1で直線移動が行われ、駆動連結軸33−6が移動し、駆動連結軸33−6の先端に嵌合されたスライド閉子33−3が移動する。一方流量制御板33−2は固定されているため、スライド閉子33−3の中央に設けたガス通過用の調節部となる貫通穴が、順次ガス流量制御板33−2のガス流量調節部となる穴位置と合わさることとなりガスの流量変化を行う。上記構成としていることから、ステッピングモーター34のトルクはスライド閉子33−3を付勢するバネ33−5と駆動連結軸33−6のガスシール用Oリング33−7の荷重とエンコーダー35を駆動させるスラスト荷重とになるが、バネ33−5の荷重はスライド閉子33−3に直角方向でスライド方向には常に一定荷重となり、荷重自体も少ない。また流量制御方式は流量制御板33−2とスライド閉子33−3の貫通穴の重なり状態で決定されることから、各火力切替段における流量精度はニードル方式に比較して精度も格段に向上する。
【0028】
また、ガスの流量調節が必要なときのみ、モーターを駆動させる方式のため、通常は、モーターが作動せず、省電力化が出来、電池電源と相性がよい。
【0029】
但し、ニードル方式であっても以降に説明する各内容は実施可能であり、スライド閉子のみにしか適用できないというものではない。
【0030】
図4(a)〜(c)は、エンコーダー35の外観図を示したものである。先の図3(a)(b)で説明した通り駆動連結軸33−6に垂直方向にピン34−2を設け、このピン34−2の移動量をエンコーダー35で検出する構成としている。前記のエンコーダー35は大分してパターンを印刷した基板35−1と外郭を構成する外郭体35−2と基板を摺動させる摺動体35−3と基板から信号を取り出すリード線35−4から構成され、前記摺動体35−3には、パターンに合致した集電子35−5が設けられている。
【0031】
図5(a)〜(f)は、エンコーダー35のパターンと火力の相関とパルス数を示す図であり、閉位置、弱火位置、中弱位置、中火位置、中強位置、強位置の5段階火力切替位置があり、火力位置をエンコーダー35とステッピングパルスの双方で検出しようとする構成のものである。
【0032】
A点はトラック1がON(トラック4(+COM)とトラック1とが、集電子によって導通状態にある)、トラック2と3がOFFである。尚トラック4(+COM)は共用の電源供給パターンである。この状態は、ガスを遮断した閉止状態を示している(スライド閉子33−3の貫通穴33aは流量制御板33−2の穴33bに係っていないのでガスは流れない)。
【0033】
安全的に考えてこの状態は、トラック1のみがON状態で、リード線の、断線、短絡、何れの場合でも検知する事を可能としており、(トラック1がONの時には他がONしてはならない。トラック1が断線したら閉止位置が無くなり、元電磁弁を遮断させる等により)フェールセーフの配慮を行っている。また、この位置はステッピングモーター34の移動パルスは0の状態とし、パルスカウンタ(後述)も0にリセットする。
【0034】
Bゾーンは、トラック1、2、3、共にOFF状態であり、ガスの遮断状態から開弁状態への移行段階を表している。移行段階においては、各トラック共にOFF状態で、パルスカウンタが所定のパルス数となっても、例えば駆動部が固着してステッピングモーター34が回転しない場合などで所定位置に達していない異常状態であることが認識できる構成とし安全性に配慮している。
【0035】
C点は、トラック1、2、OFF、トラック3、ONで弱位置の状態である。流量制御板33−2の最小穴位置1個からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される(弱火力状態は同図(d)に示すようにスライド閉子33−3の孔が流量制御板33−2の小孔1個に係り最小流量が流れる)。
【0036】
また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離3.58/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数45である。特に最小位置に関してはこの位置より閉止側に移動すると一旦閉止状態となりガスの供給が遮断され、再度開方向に移動させると生ガスがでる構成に必然的になっているため、最小位置検出は、パルスのカウンタ数とエンコーダー35の双方で確認し、安全性を確保する構成としてある。
【0037】
D点はトラック1、OFF、トラック2,3、ONで、中弱火位置を示している。中弱火位置では流量制御板33−2の2個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離5.2/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数65である。
【0038】
安全性に関しては、最小火力位置と最大火力位置の中間にあり、2重確認の必要度は緩和されるが、位置の検出に関してはエンコーダー35とパルスカウンタの双方で行っていることから、例えばノイズの影響によるパルスカウンタの誤作動時等に対しても確実に位置が検出できる特徴を有しその分使いやすさの向上を図っている。
【0039】
E点はトラック1、OFF、トラック2、ON、トラック3がONからOFFに切り替わった時点で、中火位置を示している。中火位置では同図(f)に示すように流量制御板33−2の3個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離6.7/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数84である。
【0040】
従って位置は、D点と同様にパルスのカウンタ数とエンコーダー35の双方で確認することが可能である。
【0041】
F点はトラック1、3、OFF、トラック2ONで、中強火位置を示している。中強火位置では流量制御板33−2の4個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離8.2/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数102である。
【0042】
この場合エンコーダー35のパターン位置は決定されずパルス管理のみで管理されている。
【0043】
F点の位置はエンコーダー35のパターンとは一致せず、パルスカウンタの数値で位置決定している。理由は、エンコーダー35のパターンの節約で、コストを低減させる目的であるが、一実施例の説明として全ての位置をエンコーダー35で行うことは容易に出来ることから、このF点は、エンコーダー35では一致していない例を挙げた。特に安全性に関しては、最小位置と最大位置の中間位置にあり燃焼状態は確保された範囲の火力調節で、多少のパルスカウンタ変動は、安全性に無害である。また、位置検出の精度に関しては前後位置からのパルス数も少なく、誤差も集積されないソフト処理が可能であることから実施可能と成ったものである。
【0044】
G点はトラック1はOFF、トラック2,3はONで、強火位置を示している。強火位置では同図(e)に示すように流量制御板33−2の最大穴からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離11.4/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数143である。
【0045】
最大火力位置の位置検出は、エンコーダー35とパルスカウンタの2重で検出する構成としている。最大位置を越え移動させることは、ガス流量制御機構に通常使用以外の無理な荷重を付加する結果となり、機構の信頼性の低下に成ることを防ぐ目的からも必要である。
【0046】
図6(a)(b)は、エンコーダー35のパターンと火力の相関とパルス数を示す図であり、閉位置、強火位置以外の弱火位置、中弱位置、中火位置、中強位置の4段階火力切替位置ではエンコーダーパターン位置と合わせない構成のもので、エンコーダー位置で補正しながらパルス数で位置を確定させる方式を示したものである(A点とBゾーン、およびG点は図5と同一のため説明は省略)。
【0047】
C点は、トラック1,2はOFF、トラック3はONで(α位置)、この位置から2パルスカウントした位置が弱位置の状態である。ガスは流量制御板33−2の最小穴位置から流入し、ガス管42を介してノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離3.78/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数47である。従って弱位置は、エンコーダー35で(α位置)確定後パルスを2個送出させると弱位置となる。
【0048】
D点はトラック1はOFF、トラック2,3はONで(β位置)、この位置から3パルスカウントした位置が中弱火位置の状態である。ガスは中弱火位置では流量制御板33−2の2個の穴位置から流入し、ガス管42を介してノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離5.4/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数68である。従って弱位置は、エンコーダー35で(β位置)確定後パルスを3個送出させると中弱位置となる。
【0049】
E点はトラック1はOFF、トラック2はON、トラック3がONからOFFに切り替わった時点(γ位置)から2パルスカウントした位置で、中火位置の状態である。中火位置では流量制御板33−2の3個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離6.7/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数84である。従って弱位置は、エンコーダー35で(γ位置)確定後パルスを3個送出させると中位置となる。
【0050】
F点はトラック1はOFF、トラック2はON、トラック3がONからOFFに切り替わった時点(γ位置)から21パルスカウントした位置で、中強火位置の状態である。中強火位置では流量制御板33−2の4個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離8.4/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数105である。従って弱位置は、エンコーダー35で(γ位置)確定後パルスを21個送出させると中位置となる。
【0051】
上記したように、弱火位置、中弱位置、中火位置、中強位置、をエンコーダーパターンと一致させていない利点は、制作時の各構成部品のバラツキをマイコンのソフトで吸収させる意図を有したもので、例えばマイコンソフトで対応しない場合、エンコーダー35のパターン修正や、流量制御板33−2の小穴の位置修正などが必要となるが、この方式によればソフト処理のみの対応が可能で、微調整の時間が短縮できかつ、修正費用も少なく出来る。
【0052】
図7(a)(b)は、エンコーダー35のパターンと火力の相関とパルス数を示す図であり、閉位置のみエンコーダー35で位置検出を行う構成とし、弱火位置、中弱位置、中火位置、中強位置、強位置については、エンコーダー35を使用せず、ステッピングモーター34の駆動パルスで位置制御を行うものである。
【0053】
A点はトラック1がON(パターン2とトラック1とが、集電子によって導通状態にある)、この状態は、ガスを遮断した閉止状態を示している。また、この位置はステッピングモーター34の移動パルスは0の状態とし、パルスカウンタ(後述)も0にリセットする。
【0054】
C点は、流量制御板33−2の最小穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離3.78/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数47である。従って弱位置は、A点からパルス数47カウントした位置で弱位置となる。
【0055】
D点は中弱火位置を示し、中弱火位置では流量制御板33−2の2個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離5.2/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数65である。従って中弱位置は、A点からパルス数65カウントした位置で中弱位置となる。
【0056】
E点は中火位置を示し、中火位置では流量制御板33−2の3個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離6.7/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数84である。従って中火位置は、A点からパルス数84カウントした位置で中火位置となる。
【0057】
F点は中強火位置を示し、中強火位置では流量制御板33−2の4個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離8.2/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数102である。従って中火位置は、A点からパルス数102カウントした位置で中強火位置となる。
【0058】
G点は強火位置を示し、強火位置では流量制御板33−2の最大穴からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離11.4/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数143である。従って中火位置は、A点からパルス数143カウントした位置で強火位置となる。
【0059】
この方式は、エンコーダー35の構成が簡単で、安全性の最低保障を確保した構成を示したもので、コスト的には安価に提供できる利点を有している。但し、流量精度に関しては、火力切替の誤差集積によるバラツキ幅が大きくなり、またノイズに対して弱い構成で、時々消火させないと、各段階における流量制度が保証しにくいという課題が残る。
【0060】
図8(a)(b)は、エンコーダー35のパターンと火力の相関とパルス数を示す図であり、閉位置と強位置のみエンコーダー35で位置検出を行う構成とし、弱火位置、中弱位置、中火位置、中強位置については、エンコーダー35を使用せず、ステッピングモーター34の駆動パルスで位置制御を行うものである。
【0061】
A点はトラック1がON(トラック4(+COM)とトラック1とが、集電子によって導通状態にある)、パターン2と3がOFFである。尚トラック4(+COM)は共用の電源供給パターンである。この状態は、ガスを遮断した閉止状態を示している。
【0062】
C点は、流量制御板33−2の最小穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離3.78/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数47である。従って弱位置は、A点からパルス数47カウントした位置で弱位置となる。
【0063】
D点は中弱火位置を示し、中弱火位置では流量制御板33−2の2個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離5.2/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数65である。また、弱位置からの長さは1.62で、弱位置からのパルス数は20パルスとなる。従って中弱位置は、A点からパルス数65カウントした位置で中弱位置となる。
【0064】
E点は中火位置を示し、中火位置では流量制御板33−2の3個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離6.7/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数84である。また、中弱位置からの長さは1.5で、中弱位置からのパルス数は19パルスとなる。従って中火位置は、A点からパルス数84カウントした位置で中火位置となる。
【0065】
F点は中強火位置を示し、中強火位置では流量制御板33−2の4個の穴位置からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離8.2/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数102である。また、中火位置からの長さは1.5で、中火位置からのパルス数は19パルスとなる。従って中火位置は、A点からパルス数102カウントした位置で中強火位置となる。
【0066】
G点はトラック1はOFF、トラック2,3はONで、強火位置を示している。強火位置では流量制御板33−2の最大穴からガスは流入しガス管42を介して、ノズル32に供給される。また、A点を起点としてステッピングモーター34の駆動パルスは、移動距離11.4/パルス当たりの移動量0.08mm=パルス数143である。また、中弱位置からの長さは4.7で、中強位置からのパルス数は59パルスとなる。従って強火位置は、パルスのカウンタ数とエンコーダー35の双方で確認することを可能としている。
【0067】
この方式は、閉止位置と、強位置をパルスのカウンタと位置検出の双方で検出させる折衷案で、強位置の位置確認を行うことにより、パルスカウンタの位置の誤差が強位置で修正できるため、流量精度の積算誤差の解消(強弱間の往復摺動による誤差の積算で所定位置からのずれが生じる)かつ、最大位置を越え移動させ、ガス流量制御機構に通常使用以外の無理な荷重を付加することによる、機構の信頼性の低下を防ぐ目的が達成できる。
【0068】
図9(a)(b)は、個々のガス制御部29の流量制御構成体のスラスト方向のガタを表し、ステッピングモーター34が回転し、回転が駆動連結部34−1を介し、駆動連結軸33−6の先端に係合されたスライド閉子33−3がスライドするための間の伝達誤差を説明する図である。また、エンコーダー35の駆動は前記駆動連結軸33−6とピン34−2で連結されていることから、スライド閉子33−3の移動と、エンコーダー35の移動とも往復運動時には位置誤差が生じる。これらの説明を行い、誤差をマイコンソフトで修正し正確な位置を常に保つための手段を講じようとするものである。
【0069】
ステッピングモーター34にはスラスト方向にAのガタがあり、モーターの回転をスラスト方向に転換する駆動連結部34−1はリードネジ間にBのガタがあり、駆動連結軸33−6に圧入した駆動連結部34−1のピン34−2とエンコーダー35の連結部にはCのガタがあり、雌ネジと駆動連結軸33−6にはDのガタがあり、駆動連結軸33−6の先端に係合したスライド閉子33−3の間にEのガタが存在する。それぞれのガタツキは、スライド閉子開方向と、閉方向でスライド距離の誤差として火力変化の回数と共に増加する。例えばA=0.5B=0.1、C=0.2、 D=0.1、E=0.2と仮定すると、合計1.1になる。前述のごとく、モーターの1パルスの移動距離を0.08とすれば、誤差は14パルスになる。この誤差は閉方向と開方向との回転方向を変化させる毎に発生するものである。
【0070】
例えば、図9(a)の状態から、図9(b)の状態(強燃焼から弱燃焼)に移行させるとき、モーターはAのガタ0.5/0.08=6パルス空打ちし、ネジの嵌合ガタ分Bの0.1/0.08=1パルスの接触替えを行い、Cのエンコーダー35とピンのガタ分Cの0.2/0.08=3の接触位置替えを行い、Dのガタ0.2/0.08=3の雌ネジと駆動連結軸33−6の接触位置換え、スライド閉子33−3と駆動連結軸33−6のガタ分Eの0.1/0.08=1パルスでスライド閉子33−3がスライドすることとなる。これらのガタは製造バラツキで一定でなくある幅で変化する。
【0071】
一方、流量を変化させる流量制御板33−2の小穴のピッチは、弱から中弱までの距離が1.62mm、パルスで20パルスであり、製造毎に変化する誤差と流量制御の位置精度とは大きくずれている。この課題の解消には、個々の部品精度の向上があるが、コスト的にも到底ガス調理器具に適するものではない。
【0072】
本発明においては、誤差の大きなものでも使用可能とするため、エンコーダー35の位置とパルスカウンタの比較を利用し、器具に組み込んだ状態でマイコンソフトで使用時に誤差吸収を行うもので、エンコーダー35の端の時点から所定パルス(例えば10パルス)移動させた後、逆方向に移動させ前記エンコーダー35の端に到達したときのパルス数(例えば20パルス)が前記10パルスと比較した差10パルスがこの器具の誤差であり、移動方向が異なる場合この誤差を加算することにより、常に正しい火力位置に設定できる。これをマイコンソフト処理で行っているものであり、このマイコンソフトの処理内容は後述する。
【0073】
次に制御回路の構成を示す。図10において、制御回路24は、電池電源51から、定電圧制御手段52を介して、制御回路24に定電圧を供給し、電池電源51から直接モーター用IC53、54、55を介してステッピングーター34に電力供給を行い、元電磁弁出力56を介して電磁弁27にも電力供給を行っている。また電池51の電圧を検出するため電圧検出手段57を有し測定電圧を駆動制御部58に入力している。
【0074】
駆動制御部58は、操作と表示ブロック65の左右こんろ部66、67とグリル部68の入力キー&表示69、70、71、及びチャイルドロックスイッチ19のキー入力を判定するキー入力判定手段72、前記各種表示の出力段73、前記キー入力指示があった場合、電池電源ゆえに電源供給能力面からモーターの駆動を1個のみとし、同時に駆動させる場合における優先順位を司る総合作動手段64を有する。そしてさらに前記キー入力判定手段72の指示により総合作動手段64を介して作動する左こんろ1の左こんろ駆動判定部59と、右こんろ3の右こんろ駆動判定部60と、グリル4のグリル駆動判定部61が有り、更に各駆動判定部の指示で作動し、電源電圧を判定する電圧判定手段81に基づいて、左こんろ用モーター用IC53、右こんろ用モーターIC54、グリル用モーターIC55への電力供給状態を可変させ省電力化を行う省電力化判定手段75、及び各駆動判定部の指示でガス制御部29、30、31の火力調節位置と火力設定条件により左こんろ用モーター用IC53、右こんろ用モーターIC54、グリル用モーターIC55への速度可変出力を司るモーター速度制御手段76がある。
【0075】
上記以外に前記キー入力の特定入力(同一キーを連続押し等)でデモモード(器具の説明を行なう)を行うデモモード判定手段78、流量制御ブロックの部品状態と完成品での検査状態であるかを判定する検査モード判定手段77、及び検査モード入出力端子62、左右こんろとグリルの使用火力の状態に応じて換気の状態を可変させる為の換気連動判定手段80、及びその換気連動端子63、制御回路24と各ガス制御部29、30、31、及び電磁弁出力回路56の各種の故障状態を判定し機器を個別もしくは全体を停止させるかを判定する故障判定手段79、及び表示部にその故障状態を表示させサービス対応力を向上させる目的の故障表示判定手段74等から構成されている。
【0076】
更に左こんろ1の左こんろ駆動判定部59は、温度センサー2から入力される温度データを温度判定する温度判定部82を介し、操作パネル5から入力される調理モード指定の設定入力と合わせ、調理モードを判定する調理モード判定部83を有し、調理モードに応じた焦げ付き防止判定部84、過熱防止判定部85、温度調節判定部86、湯沸かし判定部87を有している。
【0077】
また、左、右こんろ2、3及びグリル4の駆動判定部59、60、61は、熱電対25から入力される温度検出データにより燃焼監視を行うと共にタイマーによる点火からの時間経過の計時データに基づいて立ち消えや消し忘れ等の緊急事態に際しては左、右こんろまたはグリルのガス制御部29、30、31を閉じる制御を行う。
【0078】
上記構成になる制御回路24によるガス調理器の制御方法について、以下に示すフローチャートを参照して説明する。尚、各フローチャートに示すS1、S2…は、処理手順を示すステップ番号であって、本文に添記する番号と一致する。
【0079】
まず、図11は点火、消火動作のキー入力状態を示すもので、キー入力判定手段72は、操作部5のチャイルドロック19がOFFの場合S1、各種の操作キーを受け付ける状態で、点火キーが0.3秒以上押された場合S2、キー入力有りと判断し、左こんろS3か、右こんろかS4、グリルかS5を確認し、該当こんろを記憶させた後S6、該当こんろが使用中か否か判断させるS7。該当こんろが使用中の場合消火動作であることと優先度1であることを総合作動手段64に指示しS8、該当使用こんろの記憶を消しS9、同一キーが所定時間以上連続的に押されていないかS10を判定する。押されている場合は故障判定手段79に点火キーの故障である旨指示をするS11。また、該当こんろが使用中で無い場合S7、点火動作である旨と優先度2であることを総合作動手段64に指示しS12、同一キーが所定時間以上連続的に押されていないかS10を判定する。押されている場合は故障判定手段79に、点火キーの故障である旨指示をするS11構成としている。
【0080】
ここで優先順位を設けてモーターを作動させる意味合いは、電池電源の場合大きな負荷を一度にかけると極端な電圧低下が発生し、マイコンの電圧も下がり停止することになる。これを防ぐためモーターは複数同時に回さないように配慮し、その場合安全性使い勝手から使用事象に応じて、優先度を設けるもので、優先度1は消火動作、優先度2は点火動作、優先度3は手動火力調節動作、優先度4は自動火力調節動作としている。
【0081】
また点火キーの押し続けの配慮は、例えば、水滴がキーに入った、物がキーを押していた、等勝手にスイッチが入っていたという危険な状態を回避するための手段である。火力調節キーについても同様の意味合いで安全タイマーを設けているのである。
【0082】
また、図12と図13は、火力調節のキー入力状態を示すもので、図12は単純5段階火力調節のキー入力方法を示し、図13は5段階火力制御に、リニアな火力制御を切り替えさせる操作を行う火力調節のキー入力を示した一例を示したものである。
【0083】
図12に於いて、キー入力判定手段72は、こんろが使用中であるか判断しS13、使用中の場合火力調節キー入力が0.1秒以上か判定しS14、その場合は左こんろがS15、右こんろかS16、グリルかS17を判定し、該当こんろを記憶しS18、火力がUPかS19、DOWNかS20を判定し、総合作動手段64へ優先度3と共に指示をしS21、同一キーが所定時間以上連続的に押されていないかS22、を判定する。押されている場合は故障判定手段79に、火力キーの故障である旨指示をするS23構成としている。
【0084】
図13に於いて、キー入力判定手段72は、こんろが使用中であるか判断しS24、使用中の場合火力調節キー入力が0.1秒以上か判定しS25、その場合は左こんろかS26、右こんろかS27、グリルかS27−1を判定し、該当こんろを記憶しS28、火力キーの押し時間が0.3秒以上か判断しS29、以下の場合は、図12と同様に、火力がUPかS30、DOWNかS31、を判定し総合作動手段64へ優先度3と共に指示をしS32、同一キーが所定時間以上連続的に押されていないかS33を判定する。押されている場合は故障判定手段79に火力キーの故障である旨指示をするS34。
【0085】
一方、0.3秒以上の場合(リニア火力制御)S29は、火力がUPかS35、DOWNかS36、を判定し、総合作動手段64へ、リニア火力制御で、優先度3と共に指示しS37、同一キーが所定時間(10秒)以上連続的に押されていないかS38を判定する。押されている場合は故障判定手段79に、火力キーの故障である旨指示をするS39。
【0086】
リニア火力調節の火力キーは押し続ける時間が段階火力切替に比べて長いことから、S38にて安全タイマーは長い時間にしているのである。
【0087】
図14は、操作部5にある左こんろ用の各種調理モードキーに対するキー入力判定手段72の内容を示したものであ。調理モードキーの入力があった場合S40、湯沸かしキーでないか判定しS41、そうである場合は湯沸かしモードに決定しS42、そうでない場合は天ぷら高キーでないか判定しS43、そうでない場合は天ぷら低キーであるS45、そうである場合は天ぷら高モードに選定しS44、それぞれ、湯沸かしか、天ぷら高か、天ぷら低かを判定する。そののち、左こんろ使用中であるかS46、使用中の場合点火してから1分以内か確認しS47、1分以内の場合は次段の総合作動手段64を介して左こんろ駆動判定部59へ指示しS48、そうでない場合はS47、入力状態をリセットして元に戻すS52。また、使用していない場合S46は、タイマーを作動させS49、所定時間内に点火動作があるか確認しS50、所定時間に点火動作がある場合は次段の総合作動手段64を介して左こんろ駆動判定部59へ指示をしS48、点火動作が無い場合はリセットして元に戻すS52。
【0088】
調理モード入力は点火操作の前後1分間としているが、基本的には点火前に調理モードの設定を行い点火する事とし、万一忘れた場合、点火後1分以内であれば設定可能としているのである。1分以上経過した場合受け付けないのは、調理モードにあった調理ソフトを実行させているからで、途中変更は調理の出来映えを悪化させるためである。但し図示していないが、モード内の移動は自由で、例えば、天ぷらの低から高には移動できる配慮を行って使い勝手の向上を図っている。以上が調理モードキーの設定に関する説明である。
【0089】
また、図15は、通常使用モードと異なるデモモードに関してのキー入力判定手段72の内容を示したものである。デモモードとは器具の作動を説明するためのモードであり、デモモードの内容は一定でなく、ここでは、キー入力の判定に関して説明するものである。
【0090】
湯沸かしキー39の入力が0.1秒以上あるか判定しS53、カウンタでカウントさせS54、続けて4回あるか判定しS55、あった場合、てんぷら高キー40の入力が0.1秒以上あるか判定しS56、カウンタでカウントさせS57、続けて4回あった場合58、デモモードであることを決定し、総合作動手段64へデモモードであることを指示するS59。
【0091】
上記した内容がキー入力判定手段の具体内容の一例である。
次に上記のキー入力判定手段を介して次段の総合作動手段64の内容を以下に記す。
【0092】
図16に示す総合作動手段64は、点火キー入力があるか判定しS60、電池の電圧を検出する電圧検出手段57の電圧が電圧判定手段81で3.2V以下か判定しS61、以下の場合は、通常使用モードとしてデモモードか判定S62し、以上の場合は検査実行モードとして、検査モード判定手段77へ移行するS63。尚、検査モード判定手段77は別途記載する。前記3.2V以下の場合デモモードであるか判定しS62、デモモードの場合は、デモモード判定手段78に移行するS64。尚、デモモード判定手段78は別途記述する。
【0093】
デモモードでない場合S62、調理モード指示であるか判定しS65、調理モード指示である場合は左こんろ駆動判定装置の調理モード設定手段に内容を指示するS66。調理モード指示でない場合S65、点火指示であるか判定しS67、点火指示の場合、他のこんろを使用していないか判定しS68、他のこんろを使用していない場合該当こんろに駆動指示を行いS69、その後、元電磁弁27を開成しS70、点火器出力88を出すS71。
【0094】
点火指示でない場合S67、消火指示か火力変更指示の場合S67−1、他のモーターが回転中か判定しS67−2(点火操作で他こんろを使用している場合S68もこの項に接続)、他のモーターが回転中の場合S67−2、回転中の優先順位は該当こんろの優先順位と比べて早いかを判定しS67−3、早い場合は回転中のモーターを停止させ、該当こんろに駆動指示をするS72。そうでない場合S67−3は該当こんろの駆動を待避させ回転完了まで待ち、停止後該当こんろの駆動を指示するS73。他のモーターが駆動していない場合S67−2該当こんろに駆動を指示するS74。
【0095】
図17はこんろ駆動判定部の内容を示すもので、前記総合作動手段64からの指示により作動する。まずエンコーダー35の状態を位置判定手段90(図5に示す相関表)で読みとり現在位置としS75、閉止指示か判定しS76、閉止指示の場合は閉止位置である確認をしS77、閉止位置でない場合(エンコーダー位置が100でない場合)は、モーターエラーSUBに行きS78、閉止位置の場合はS76に戻る。
【0096】
閉止指示でない場合S76、点火指示か判定しS79、その場合は2時間タイマーをONしS80、火力の目的位置を中強位置にセットし、パルス数を102にセットしS81、速度を高速にし回転方向を強方向に指示しS82、ランプの点灯を中強に指示するS83。その後、駆動制御部58内の省電力化判定手段(7)S84とモーター速度制御手段(76)S85を介し、モーターICを介してパルスを出力しS86、モーターを回転させモーターに出力したパルス数をカウンタでカウントさせる「N=N+1」S87。パルスカウンタのカウント数が「20カウント<N」となったときS88、エンコーダー位置がBゾーン「000」であるか確認しS89、そうでない場合は「モーターエラーSUB」S90に進み(別途記述)、そうである場合はパルスカウンタが目的位置である中強位置102パルス数のMパルス手前である「102−M<N」に達したか判定しS91、達した場合のみエンコーダー35が目的位置である中強位置「010」であるか判定しS92、エンコーダー35が目的位置で無い場合、パルスカウンタの値Nが中強位置のパルス数102にMを加算した値以上であるか「102+M<N」判定しS93、そうでない場合はS84に戻し、そうである場合はモーターエラーSUBに飛ぶS94(モーターエラーSUBは後述)。
【0097】
一方エンコーダー位置が目的の中強位置になった場合S92、パルス数を基準の中強パルス数(102)に修正しS95、点火器にON指示しS96、バーナに着火したことを判別する熱起電力があるか「TC起電力有り?」判別しS97、無い場合は7秒経過したか判別しS98、7秒経過したら点火器をOFFしてS99、TCエラーとしてS100、故障判定手段79へ指示するS101。前記7秒以内に熱起電力が発生した場合S97、点火器をOFFしてS102、再度熱起電力があるか判定しS103、熱起電力がある場合2時間経過したかを判定しS104、2時間経過した場合消火指示を行うS105。また熱起電力が無くなった場合S103、TCエラー処理に行くS100。
【0098】
また、点火指示でない場合S79、消火動作か判定しS106、消火動作でない場合は火力変更に進む(図18に記載)。消火動作の場合まず目的位置を閉止位置、目的エンコダー位置を閉止位置「100」とし、パルス数を閉子移動パルスK(現在位置から閉止位置までのパルス数を算出しKに代入する(図5に示す相関表参照))S107。そして速度を高速、回転方向を弱方向としS108、ランプをoff指示しS109、エンコーダー位置が「弱〜中弱」の位置にあるか判定しS110、その場合はモーター速度を微速にしS111、そうでない場合は高速に指示するS112。
【0099】
その後、駆動制御部58内の省電力化判定手段(75)S113とモーター速度制御手段(76)S114を介し、モーターICを介してパルスを出力しS115、モーターを回転させモーターに出力したパルス数をカウンタでカウント「K=K−1」させるS116。パルスカウンタのカウント数が目的位置であるKからP手前に達したか「K<P」判定しS117、達した場合のみエンコーダー35が目的位置である閉止位置「100」であるか判定しS118、その場合はその時点のエンコーダー位置のパルス数を0に置換しS119、駆動制御部58に消火位置設定が終了であることを指示するS120。エンコーダー35が目的位置である閉止位置「100」で無い場合S118、パルスカウンタが目的パルス数KにP1を減算した値「K<−P1」でない場合S121、S110に戻りS121、繰り返す。そうである場合はS121、モーターエラーSUBに行くS122。(後述)
常に現在位置確認を行っているのは多こんろ使用中に使用していないこんろの閉止位置を確認し安全を確保するためである。また点火位置を中強位置にしているのは中火点火の目的で点火時の袖火対策の配慮であり強火で急激な点火で不安感がおこることを解消させるものである。2時間タイマーは消し忘れ防止の隠しタイマーで、安全性、省エネの配慮を行ったものである。
【0100】
点火時、20パルスの出力でエンコーダー35の位置確認を行っているのは、初動時にトルク不足で閉子が可動しているかの確認を行うためで、もし閉子が可動していない場合は後述するトルクアップ電力で回転させるようにしてあり、当初は低トルクで作動させ電力を削減しようとする特徴を有するものである。
【0101】
次に図9において、強弱方向に繰り返し使用すると機構のガタつきでパルス数と位置が合致しないことが発生することを説明したが、誤差を吸収する手段のソフト処理を火力変更の前、点火後に1回処理することにより解消させるその処理内容を図18に記す。
【0102】
図18は誤差検出処理を示したもので、速度を高速、回転方向を強方向としS123、省電力化判定手段(75)S124とモーター速度制御手段(76)S125を介し、パルスを出力させS126、パルス数をカウンタでカウントし「N=N+1」S127、(a1)に数値が代入されていないか確認しS128、代入されていない場合エンコーダ位置が中強位置(010)になったか判定しS129、なるまではS124に戻り、なった場合そのパルス数を(a)に記憶しS130、その時点で目的パルスを(a)+10に変更しS131、(a1)に記憶させS132、S124に戻り、(a1)が0でなくなった場合S128、(a1)=NになるまでS133、S124とS133を繰り返す。
【0103】
(a1)=NになったときS133、回転方向を弱方向に逆転指示しS134、省電力化手段(75)S135とモーター速度制御手段(76)S136を介し、パルスカウンターでパルス数をカウントし(q=q+1)S137、エンコーダ位置が中強位置(010)になったか判定しS138、なったときのパルス数を(a2)に記憶しS139、(a3)=(a2)−(a1)で機器の固有誤差を算出しS140、(a3)を往復運動時の誤差として記憶させ、逆転させた場合に毎回加算させ火力調節の精度向上を図るものである。
【0104】
上記の操作は点火操作時に1回のみ行うもので、この操作により部品バラツキを解消させることが可能となるものである。また上記は電池電源を使用し、毎回電源を切る場合の出来事であり、記憶素子を使用した場合は、製造時に設定すれば良く、家庭電源であれば、電源投入時に1回行えばよい。
【0105】
次に駆動制御部58内の総合作動手段から火力変更の指示があった場合のこんろ駆動判定手段59の動作を示すものである。火力変更には5段階火力変更と、5段階+リニア火力変更の2方法があり図19は5段階火力変更の場合を示し、図20は5段階+リニア火力変更の場合を示す。
【0106】
図19において、火力変更指示がUPか判定しS143、UPの場合、現在位置が強位置であれば受け付けずS144、強位置でない場合は目的位置を現在火力+1としS145、ランプを1個上に切替え点灯しS146、図5に基づいて現在のエンコーダ位置から1個上のエンコーダー位置Eに変更しS147、モーター駆動の出力パルス数Pを選択し「パルス数=現在パルス(G)+P」S148、回転方向を強方向に指示するS149。これが前回回転方向と同一方向か判定しS150、同一方向の場合は「目的パルス数=パルス数」としS151、同一方向でない場合補正(a3)をパルス数に加算した値を目的パルス数とするS152。
【0107】
速度指示のためエンコーダ位置が弱〜中弱範囲の時S153、速度を微速に指示しS154、中弱〜中範囲の時S155低速に指示しS156、中〜中強範囲の時S157中速に指示しS158、中強〜強の時S159高速に指示するS160。その後駆動制御部58の省電力化手段(75)S161とモーター速度判定手段(76)S161−1とを介して、モーターにパルスを出力しS162、エンコーダー35の位置判定とパルス数をカウントしS163、目的パルスよりSパルス手前の「目的パルス−S<(G)+(a3)+N」を判定しS164、条件成立時エンコーダ位置Eが指定位置であるか判定しS165、条件成立時はパルス数を図5に基づき標準位置に修正しS167、現在の回転方向を記憶させS168元のフローに戻すS169。条件成立時S164、エンコーダ位置Eが指定位置で無い場合S165、パルス数が目的パルスよりSパルスオーバーの「パルス数+S<(G)+(a3)−N」になったときS170、モータエラーSUBに行くS171。
【0108】
また、火力変更指示がDOWNの時S172、現在位置が弱位置であれば受け付けずS173、弱位置でない場合目的位置を現在位置−1としS174、ランプを現行から1個火力を下げた位置に変更しS175、図5に基づいて現在のエンコーダ位置から1個下のエンコーダー位置Eに変更しS176、モーター駆動の出力パルス数を「パルス数=現在パルス(G)−P」を選択しS177、回転方向を弱方向に指示するS178。これが前回回転方向と同一方向か判定しS179、同一方向の場合は目的パルス数=パルス数としS180、同一方向でない場合補正値(a3)をパルス数に加算した値を目的パルス数とするS181。
【0109】
速度指示のためエンコーダ位置Eが弱〜中弱範囲の時S182速度を微速に指示しS183、中弱〜中範囲の時S184低速に指示しS185、中〜中強範囲の時S186中速に指示しS187、中強〜強の時S188高速に指示するS189。その後駆動制御部の省電力化手段S190とモーター速度判定手段S191を介してモーターにパルスを出力しS192、エンコーダ35の位置判定Eとパルス数をカウントしS193、目的パルス数よりSパルス手前の「目的パルス+S<(G)+(a3)−N」を判定しS194、条件成立時エンコーダ位置Eが指定位置であるか判定しS195、条件成立時はパルス数を図5に基づき標準位置に修正しS196、現在の回転方向を記憶させS197、もとのフローに戻すS169。条件成立時エンコーダ位置Eが指定位置で無い場合S195、パルス数が目的パルス数よりSオーバーの「目的パルス数−S<(G)+(a3)−N」になったときS198、モータエラーSUBに行くS171。
【0110】
図20は火力5段階+リニア火力調節の火力切替内容を示すもので、火力変更が5段切替か判定しS199、5段切替の場合は、前述図19に示す内容を実行する(その説明は既述通り)。5段切替でない場合、すなわちリニア火力変更の場合S200、火力変更がUP方向の場合S201、現在が強位置か判定しS202、強位置の場合は元に戻しS199、そうでない場合は可動させるパルス数を現在パルスに+X(Xの値は2〜5の範囲で火力変化が目で解る程度の値で燃焼部位毎に設定する)加算した値としS203、回転方向を強方向に指示するS204。これが前回と回転方向が同じか判断しS205、同じ場合は目的パルス数=パルス数としS206、回転方向が異なる場合は目的パルス数=パルス数+(a3)としS207、パルス数の設定を行う。ここで(a3)は回転方向を変えたときの機構の遊びをソフトで解消させるステップ数で前述した内容である。
【0111】
可動目的パルス数が決定したら、次はエンコーダー35の位置が弱〜中弱の範囲の場合S208、速度を微速S209、中弱から中の範囲の場合S210、低速S211、中〜中強の場合S212速度を中速S213、中速から強の範囲の時S214速度を高速S215とし、駆動制御部58の省電力化手段(75)S216とモーター速度判定手段(76)S217を介して、モーターにパルスを出力するS218。その後、エンコーダー35の位置とパルスカウンタでパルス数を検出しS219、目的位置になったらS219−1、火力のランプに関して弱〜中弱の範囲の場合S220、ランプを中弱にS221、中弱から中の範囲の場合S222、ランプを中にS223、中〜中強の場合S224、ランプを中強にS225、中強〜強の範囲の時S226、ランプを中強にS227、強の場合S228、ランプを強にS229、指示し、火力調節キーが押し続けの場合はS230、そうでない場合は元のS201に戻す。ランプの指示の目的は弱位置のランプは弱火力になったときのみ点灯させる最小火力の保証である。
【0112】
火力変更がDOWN方向の場合S231、現在が弱位置か判定しS232、弱位置の場合は元に戻しS199、そうでない場合は可動させるパルス数を現在パルスに−X(Xの値は2〜5の範囲で火力変化が目で解る程度の値で器具毎に設定する)減算した値としS233、回転方向を弱方向に指示しS234、前回と回転方向が同じか判断しS235、同じ場合は目的パルス数=パルス数としS236、回転方向が異なる場合は目的パルス数=パルス数+(a3)としS237、パルス数の設定を行う。ここで(a3)は回転方向を変えたときの機構の遊びをソフトで解消させるステップ数で前述した内容である。
【0113】
可動目的パルス数が決定したら、次はエンコーダー35の位置が弱〜中弱の範囲の場合S238速度を微速S239、中弱から中の範囲の場合S240低速S241、中〜中強の場合S242速度を中速S243、中速から強の範囲の時S244速度を高速としS245、駆動制御部58の省電力化手段S246とモーター速度判定手段S247を介して、モーターにパルスを出力するS248。その後、エンコーダー35の位置とパルスカウンタでパルス数を検出しS249、目的位置になったらS249−1、火力のランプに関して弱〜中弱の範囲の場合S250ランプを弱にS251、中弱から中の範囲の場合S252ランプを中弱にS253、中〜中強の場合S254ランプを中にS255、中強〜強の範囲の時S256ランプを中強にS257、強の場合S258ランプを強にS259、指示し、火力調節キーが押し続けの場合は230、S201に戻すS230−1、そうでない場合は元に戻すS230−2。
【0114】
尚、ランプの指示の目的は強位置のランプは強火力になったときのみ点灯させる最強火力の保証である。
【0115】
また、ランプの表示については例えば弱位置は弱のみのランプの点灯、次の中弱位置は中弱位置のみの点灯とし、弱と中弱位置の中間の場合は弱ランプと中弱ランプを点灯させ、中間にあるという表示をさせる方法は、第2の実施例として有効である。
【0116】
上記したことにより火力切替が段階切替とリニア切替の双方が簡単に可能となり調理目的により選択可能となるのである。
【0117】
特に、リニア火力に変化させるときは、大まかな火力まで段階火力で選定し、その時点で押し続けることにより、リニア火力に変化するため合わせ易さも向上した。
【0118】
次に各こんろの駆動判定部59、60、61内にあるモーター誤作動処理の「モーターエラーSUB」に関して説明する。図21はその概略フローを示したもので、モーターエラーが発生しこのルーチンに入ったとき、モーター速度を高速にしS260、トルクを最高に指示しS261、回転方向をエラー処理前と同一にしS262、目的位置もエラー処理前と同一にしS263、駆動制御部58内の省電力化判定手段S264とモーター速度判定手段76S265を介して、モーターにパルスを出力するS266。このことは通常トルクで作動しないとき高トルクで再度動作させることを意味している。
【0119】
回転方向が強回転の時S267、パルスカウンタでパルスのカウントを行い「N=N+1」S268、エンコーダー35の位置検出を行いS269、エンコーダー35が目的位置か判定しS269、目的位置にきた場合はパルス数を図5に乗っ取り修正しS270、元のフローにリターンさせるS271。目的のエンコーダ位置が発見できず前回の目的パルス数から所定値Mを加算した値にNが到達したか「目的パルス+M>N」を判定しS272、達していない場合はS263に戻り、達した場合は1回目か判定しS273、1回目の場合は回転方向を弱方向に逆転させS274、モーター速度を高速にしS275、トルクを最高に指示しS276、駆動制御部58内の省電力化判定手段S277とモーター速度判定手段76S278を介して、モーターにパルスを出力するS279。
【0120】
パルスカウンタ2でパルスをカウントし「Q=Q+1」S280、Q>10となったときS281、モーターの回転を逆転させS282、M=30としS283、S263に戻す。このことは逆方向に回転させ、障害物を排除させることを意味する。S263から同一処理をフローに従って行い、目的エンコーダ位置が発見できずS269、「目的パルス+M(Mの値は大きくしてある)>N」を判定しS272、その場合には1回目か判定しS273、2回目となっているためモーター故障と判定しS284、故障処理に行くS285。
【0121】
また、モーター回転が弱方向の時はS267、下記の内容が処理の都合上変化するものでその部分を説明する。先のパルスカウンタでパルスのカウントを行い「N=N+1」S268が「N=N−1」となりS286、先の目的パルス数から所定値Mを加算した値にNが到達したか「目的パルス+M>N」S272が、「目的パルス−M<N」となるS287。それ以外は同一である。これらのことは、一度でモーターを故障と判定させず通常トルクで作動させ、それでも目的位置が無いときは更にバックさせて障害物を排除し再度目的位置に合わせるという配慮をしたものであり、上記したことにより、モーターエラーが発生した場合、トルク不足やその原因である初回可動時のグリスの粘着や、シール部の固着、またこれらを見越した過大トルクで作動させる無駄な電力消費が解消でき、かつ頻繁に上手く作動しないというクレームも解消が可能となるのである。
【0122】
上記した火力変更は自動調理モードにも適用され、自動調理モードと火力調節の関係を図10と図22(a)〜(c)、図23、図24を用いて以下に述べる。
【0123】
左こんろ駆動判定部59内の調理モード選択とモード選択をしない自動判別調理モードについて説明する。左こんろ1の場合は、操作パネル5から調理モード指定が有る場合と、無い場合とがあるので、左こんろ駆動判定部59の調理モード判定部83は、図22(a)(b)(c)に示すフローチャートと図23図24のように、2通りの処理手順を実行する。
【0124】
操作パネル5からの調理モード指定がなく、左こんろ1の点火操作がなされたときには、図22(a)(b)(c)に示す処理が実行される。
【0125】
図22(a)で温度判定部82は、鍋底温度センサー2により検出された温度を取り出しS288、この温度データを演算処理してS289、演算結果を調理モード判定部83に入力する。調理モード判定部83は、演算結果から水物調理であるか否かを判定しS290、水物調理である場合には、沸騰温度から焦げ付き防止温度を決定した後S291、焦げ付き防止判定部84に処理を移行させるS292。
【0126】
先のステップS290において水物調理でないと判定されたときには、油物調理として決定されS293、この後、油物調理の過熱を監視するため油物調理の過熱防止温度が決定された後S294、過熱防止判定部85に処理を移行させるS295。
【0127】
引き続き、上記調理モード判定部83から処理が移行された各部の処理動作について説明する。
【0128】
上記調理モード判定部83の処理手順のステップS292から処理が移行された焦げ付き防止判定部84の処理手順を図22(b)に示す。鍋底温度センサー2による検出温度であるセンサー温度について「センサー温度>焦げ付き防止温度−15℃」の条件判定が行われS296、この条件成立が初回か否かの判定がなされるS297。これが初回であったときには、ブザーなどで報知し、初回でないときは、焦げ付き至る状態であるが、まだ少し時間を要する状態と考えられるので、左こんろガス制御部29を弱位置とするための指令信号を左こんろ駆動判定部59に出力するS299。左こんろ駆動判定部59はモーター34により流量制御機構33を駆動してガス流量が弱位置となるようにして燃焼火力を弱める制御を行う。
【0129】
次に、焦げ付きタイマーをON動作させS300、これがX秒経過したか否かを判定してS301、X秒経過した後、「センサー温度>焦げ付き防止温度」の条件判定が行われS302、条件成立であるときには焦げ付きと判断できるので、左こんろ駆動判定部59の制御により左こんろガス制御部29を閉栓(OFF)するS303。
【0130】
また、ステップS302の判定処理により「センサー温度>焦げ付き防止温度」の条件が成立しない焦げ付き温度以下であるときには、「センサー温度>焦げ付き防止温度−5℃」の条件判定を行いS304、条件成立であるときには左こんろ駆動判定部59にガス制御部33を中火力位置にする指令を出力してS305、前記ステップS304の条件判定が成立しなかった場合と共にステップS296に戻す。
【0131】
この焦げ付き防止判定部84の処理動作により、鍋底温度センサー2による鍋底温度の検出に基づいて水物調理(煮物)における焦げ付きを防止する処理がなされ、使用者がガス調理器から離れているときには、焦げ付きが発生する前に左こんろ1の燃焼を停止させる処理が実行される。
【0132】
上記調理モード判定部83の処理手順のステップS295から処理が移行された過熱防止判定部85の処理手順を図22(c)に示す。
【0133】
「センサー温度>過熱防止温度−10℃」の条件判定がなされS306。この条件判定が成立する場合には、これが初回であるか否かを判定しS307、初回であるときにはブザーなどで報知しS308、左こんろ駆動判定部59はガス制御部29に弱位置に駆動制御する指令を出力するS309。先のステップS307の判定において初回でないときは、ブザー報知することなく、このステップS309に移行される。次に、「センサー温度>過熱防止温度」の条件判定がなされS310、条件成立のときには過熱状態であるので、左こんろ駆動判定部59にガス流量制御部33に閉止させる指令を出力して終了するS311。
【0134】
また、前記ステップS310による条件判定が成立しなかったときには、「センサー温度<過熱防止温度−18℃」の条件判定がなされS312、条件成立するときには左こんろ駆動判定部59にガス制御部29を強火力位置に制御する指令を出力してS313、ステップS306に処理を戻す。条件成立しないときには「センサー温度<過熱防止温度−5℃」の条件判定がなされS314、左こんろ駆動判定部59にガス制御部29を中火力位置に制御する指令を出力してS315、ステップS306に処理を戻す。
【0135】
上記したことにより天ぷらを揚げていて万一その場を離れた場合の天ぷら油の異常加熱を防止させ火災の危険を回避できるのである。
【0136】
以降調理モード設定を行った場合について図23、図24で説明する。
調理モード設定キーで調理モードキー入力があった場合も先の無かった場合のS288〜S295のフローを介して、調理モード判定部は、鍋底温度センサー2により検出される鍋類の温度及び操作パネル5から入力される調理モード指定に基づいて調理モードを設定し、水物調理の場合は焦げ付き防止判定部84を、油物調理の場合は過熱防止判定部85を、湯沸かしの場合は湯沸かし判定部87を動作させる。また、設定された各調理モードにおける温度調節は、温度調節判定部86を動作させて温度管理を実行させる。
【0137】
上記調理モード判定部83の処理手順のステップS48から処理が移行された天ぷらモードの温度調節判定部86の処理手順を図23に示す。まず、「センサー温度>設定温度」の条件判定がなされるS316。この条件判定が成立する場合には、これが1回目であるか否かを判定しS317、1回目であるときにはブザーなどで報知するS318。続いて、1回目でないときと共に、「センサー温度>設定温度+10℃」の条件判定がなされるS319。この条件が成立するときには、左こんろ駆動判定部34にガス制御部29を弱位置に駆動制御する指令を出力してS320、ステップS316に処理を戻す。逆に、条件が成立しないときには、「センサー温度>設定温度+5℃」の条件判定がなされS321、条件が成立するときには、左こんろ駆動判定部59にガス制御部29を中火力位置に駆動制御する指令を出力してS322、ステップS316に処理を戻す。
【0138】
また、先のステップS316の処理において、条件が成立しなかったときには、「センサー温度<設定温度−10℃」の条件判定がなされS323、条件が成立するときには、左こんろ駆動判定部59にガス制御部29を強位置に駆動制御する指令を出力しS324、条件が成立しないときには、「センサー温度<設定温度−5℃」の条件判定がなされS325、この条件が成立するときには、左こんろ駆動判定部59にガス制御部29を中火力位置に駆動制御する指令を出力してS326、ステップS316に処理を戻す。
【0139】
上記した内容により、設定した油温に制御し、天ぷらを揚げるのに適した温度制御で美味しい揚げ物が出来る器具を提供できることとなる。
【0140】
上記調理モード判定部83の処理手順のステップS48から処理が移行された湯沸かし判定部87の処理手順を図24に示す。温度判定部82からの温度データを取得しS327、これを演算処理してS328、この演算結果から60秒前の温度と比較した温度上昇が2℃以内の状態が連続2回あったか否かが判定されるS329。湯沸かし温度が沸騰点に達した状態では温度上昇は少ないので、判定が成立する状態となったときには沸騰と判断され、この後、左こんろ駆動判定部59にガス制御部29を弱位置に駆動制御する指令が出力されS330、タイマーをON動作させてS331計時を開始し、5分経過をカウントしてS332、5分経過したときには自動消火するために、ガス制御部29を閉栓作動させS333終了する。
【0141】
上記した内容により、湯を沸かして自動的に弱火にして5分間燃焼させカルキを抜いて自動消火させる便利な湯沸かし機能を提供できることとなる。
【0142】
上記説明のように、左こんろ1の場合、調理モード判定部83から始まる各処理手順に伴う左こんろ1の燃焼は、左こんろ駆動判定部59により自動制御される。
【0143】
次に省電力化判定手段75とモーター速度制御手段76について述べる。
図25(a)はステッピングモーター34の一般的な特性図を示すもので、縦軸にトルクと電流、横軸にモーター駆動用のパルス周波数を示し、曲線で1.5Vと3.0Vのそれぞれトルクと、消費電流を示したものである。ガス制御部29の機構を駆動させるために必要なトルクを50g−cmと仮定すると、1.5Vでは120Hz消費電流410mA、3.0Vでは、400Hzで駆動させると52.4g−cm消費電流は554mAである。(但しモーターの周波数特性でこれ以上の周波数では使用できない限界がモーターによって定められている。)なお、下記表1に詳細な数値を示す。
【0144】
【表1】
Figure 0004042236
【0145】
また、トルク最大となる周波数は低いほど高トルクとなり1.5Vの場合では20Hzと120Hzでは、72.5/50.9=1.42倍の差があり通常使用時にパルス出力をどのように扱うかは消費電流とトルク特性から重要な課題となる。また、電流値もこれに比例して変化し、特に電池を電源とした構成では、消費電流を低減しないと直ぐに電池切れとなり、市場性が確保できない。
【0146】
図25(b)は1.5V〜3Vの周波数とトルクの関係を示したグラフで、縦軸にトルク、横軸に周波数を表し1.5Vから0.5V毎のトルクを示したものである。50g−cmのトルクを得るためには、1.5Vで120PPS、2.0Vで200PPS、2.5Vで300PPS、3.0Vで400PPSであることが解る。従って同一トルクが得られるためには周波数を電圧に合わせて変化させればよい。なお、下記表2に詳細な数値を示す。
【0147】
【表2】
Figure 0004042236
【0148】
次に電池の省電力化とトルク制御を図る一例を示す。
図26(a)は、3V〜1.5Vまでを一定のトルクで使用する手段で、モーターを使用中か判断しS334、使用中になったら電池電圧を電圧検出手段57で検出して電圧判定手段81でXVと判定しS335、電圧に応じたトルクを確保した適正モーターパルス周波数を算出させるため、図25から求めた一次近似式で電圧に応じた周波数を求める。「Y=188X−168」S336、その後求めた周波数をマイコンで作成しS337、モーターにパルス出力を行うS338。ここで Yは出力周波数、Xはモーター印加電圧を示す。
【0149】
しかし出力周波数をリニアに変化させる手段は、別途周波数変換器が必要でありガス調理器具に使用することはコスト的にあわない場合、周波数変換器を使用せずマイコンのクロック分周に置き換え段階周波数制御方式とするのがよく、この方法の概略フローを図26(b)に示す。
【0150】
図26(b)において、3V〜1.5Vまでを一定のトルクで使用する手段で、モーターを使用中か判断しS339、使用中になったら電池電圧を電圧検出手段57で検出して電圧判定手段81でXVと判定しS340、電圧に応じたトルクを確保した適正モーターパルス周波数を算出させるため、図25から求めた一次近似式で電圧に応じた周波数を求める。「Y1=188X−168」S341、算出結果を
Y1<140の場合はS342、Yを120にS342−1、
Y1<180の場合はS343、Yを160にS343−1、
Y1<220の場合はS344、Yを200にS344−1、
Y1<260の場合はS345、Yを240にS345−1、
Y1<300の場合はS346、Yを280にS346−1、
Y1<340の場合はS347、Yを320にS347−1、
Y1<380の場合はS348、Yを360にS348−1、
にそれ以上の場合はYを400に選択しS349、マイコンで指定の周波数を設定しS349−1、モーターにパルス出力するS350。
【0151】
上記したことにより、マイコンのクロックパルスの分周で作動可能となり、回路も簡単でコストも安く一定トルクの省電力化を実現した駆動機構を仕上げることが出来る。
【0152】
以下は省電力化の一例を示すもので、周波数を一定にし電圧変化をデューティ可変で対応する手段を示し前述の図25で表すモーター特性図で1.5Vの時に必要な必要トルクを50g−cmとし必要周波数は120Hzとなり同様に3Vの時は周波数は400Hzとなる。
【0153】
周波数を一定とするには1.5Vの120PPS一定とし、3Vの時には、その1/3分のみ電力を供給することにより必要トルクが確保できることとなる。すなわちデューティを30%にする事となる。この方式の特徴は、電池電圧に関わらず速度は一定で、すなわち火力調節は電池の新旧に関わらず定速で制御が出来しかも省電力化が測れる特徴を有する。
【0154】
図27にその概要を示すと(A)は1.5V時のパルス出力を示すもので、デューティ100%、基本周波数は120PPSである。従って1.5V時に必要なトルクを出力するに必要な電力が供給されることとなる。
【0155】
(B)は3.0V時のパルス出力を示すもので、デューティ30%、基本周波数は120PPSである。電圧が1.5V時の2倍ある分供給時間を1/3にしているため供給電力量は1.5V時とほぼ同一となる。
【0156】
(C)は2.5V時のパルス出力を示すもので、デューティ40%、基本周波数は120PPSである。電圧が1.5V時の1.67倍であるため供給時間を40%としている。
【0157】
図28(a)はその概略フローを示したもので、モーター使用中か判定しS351、使用中のとき、電圧検出手段57で電圧を検出し電圧判定手段81で電圧Xを求めS352、その電圧を元に、Y1=188X−168を算出し(Y1は周波数、Xは現在時点の電圧)、その後デューティ比を求め、Y=1/Y1/1/YLを計算し(Yはデューティ比、YLは基本周波数(120PPS))、Yを求めるS354。その決定したデューティのパルスでモーターに出力するS355。
【0158】
上記の方法の欠点はデューティ制御のマイコンソフト処理でデューティ比を電圧に比例させているためマイコンのソフト処理が複雑となり、割り込み処理が多く誤作動の原因になりかねない。そのことを解消させる手段を示すのが図28(b)である。図28(b)は前記のデューティ比を予め段階的に大分して何れかのデューティでパルス出力を行う方法で概略フローにより説明すると、モーター使用中か判定しS356使用中のとき、電圧検出手段57で電圧を検出し電圧判定手段81で電圧Xを求めS357その電圧を元に、Y1=188X−168を算出し(Y1は周波数、Xは現在時点の電圧)、その後デューティ比を求め、Y=1/Y1/1/YLを計算しS358(Yはデューティ比、YLは基本周波数(120PPS))、その決定したデューティのパルスを
Y1<30ならばS359、Y=30にS359−1、
Y1<40ならばS360、Y=40にS360−1、
Y1<50ならばS361、Y=50にS361−1、
Y1<60ならばS362、Y=60にS362−1、
Y1<70ならばS353、Y=70にS363−1、
Y1<80ならばS364、Y=80にS364−1、
Y1<90ならばS365、Y=90にS366、
Y1>90ならばS365、Y=100にS367、
して、デューティ比を選択しS368、モーターにパルス出力するS369。
【0159】
これはマイコンの分周クロックパルスと同期させて誤動作を少なくさせる配慮を行ったものである。
【0160】
前述は省電力化と一定速度制御に関して述べたが、流量制御部が異常で作動しない場合の異常処理で高トルクを一時的に与え異常を回避させる為の高トルク出力に関しての方法を以下に説明する。ガス制御部29、30、31の機構は前述したごとく、可動軸にOリングでガスシールを行っており、特に作動初期にはOリングの食いつきがありその状況は低温になるほど大きくなる。また、可動部のスライド閉子33−3部にもゴミや埃の影響で一時的に作動が重くなり得る要因がある。
【0161】
このような原因のためモーターのトルクは通常必要トルクに安全率を加えたトルクで作動させる配慮を行っているが、その分、通常使用状態では不必要なトルクで作動させ、その分不要な電池の消耗を行っている。本発明は通常使用時と初回使用時に区分し、適正なトルクで作動させる手段を提供するものである。
【0162】
図29に示す省電力化判定手段はモーター駆動指示が初回か判定しS370、初回の場合はモーター駆動周波数を最高トルク周波数に指示しS371、パルスカウンタでパルスをカウントしS372、パルス数NがK以上になったか判定しS373、以上になったら初回信号を解除するS374。以下の場合は最高トルク周波数でパルス出力をモーターに出力するS375。また初回か判定しS370、初回でない場合通常の周波数でS376、パルス出力をモーターに出力するS375。
【0163】
上記により省電力化が達成可能となり、故障の回避が出来るのである。ここで所定値K個の出力を必要とするのは、本発明の特徴で、機構のガタつき分をカバーするパルス数を確保しないと本来の目的が達成できず効果がないためである。
【0164】
また、初回トルクに限定して説明をしたが、異常時にもこの処理を施すことにより省電力化が達成できることとなる。
【0165】
尚、第2の実施案として、図示はしないが最高トルクの周波数で常に作動させ、デューティ比で、上記の目的を達成させる方法もあるが、この方法では、火力調節速度が遅く実施する場合火力調節速度の判断を先に行い調理に適した速度を求める必要がある。
【0166】
次に、火力調節速度制御についての方法を記す。ガス調理器の火力調節は下記の内容から必要となる。例えば図5のエンコーダー位置と点火位置の関係で、点火させるとき閉子の状態から、弱、中弱、中、を介して点火位置である中強に至る。この位置で点火プラグ22に放電させ点火させることとなるが、ガスの流量と放電のタイミングはガス流量が弱位置で放電させると希薄ガス雰囲気のため、バーナ内部で燃焼することになる逆火が発生する。従って逆火が発生しない中強位置の時点火させる。この関係で中強位置に移動させる速度は遅いとガスが充満し爆発点火となり、不安感を生じさせる。点火時は早く点火位置に行くことが前提条件となる。また、強燃焼から弱燃焼にさせる場合例えば吹きこぼれそうになり、弱火に早く絞りたい時なども速度が速いことが好ましい。しかしあまり急速に火力変化を行うと、バックファイヤー現象が発生し滅火する事となる。滅火現象を無くするために、弱の手前から速度を減速させるように作動させると、過渡的な空気不足のため赤火燃焼が発生し、使用者から苦情が発生する。
【0167】
また、火力調節をリニア調節させる場合、調理内容に応じて弱火力に行くほど微細な火力調節が必要であり、火力の調節速度も遅い方が調節がしやすい。このように火力調節速度は、目的に応じて要望が変化し、一定速度では満足し得ない内容を有している。
【0168】
図30は速度調節方法の一例を示すもので、前述の図25のモーターの特性図から周波数に、微速、低速、中速、高速を割り当て、例えば微速を80Hz、低速を100Hz、中速を130Hz 、高速を160Hz とし、速度指示に従って、その周波数を出力させることにより速度制御が可能となるのである。
【0169】
速度指示が微速か判定しS377、微速の場合は周波数を80HzにしS381、低速の場合はS378周波数を100HzにしS382、中速の場合はS379周波数を130HzにしS383、高速の場合はS380周波数を160HzにしS384、モーターにパルス出力を行うS385ことで速度調節を可能とならしめるのである。
【0170】
図30では速度調節を周波数で変化させるものの説明をしたが、以降は周波数を一定とし、周波数の間欠給電で速度制御を行うもので、この方式は、省電力化対応も取り組みやすく、周波数変換方式は、家庭用電源を使用する場合は実用可能であるが、電池電源の場合は電圧変化に対して無理を生ずることがあり、どうしても使用する場合は、トルク優先で、その後速度変化制御とする必要が生じ、完全な速度制御を期待することは難しい。周波数を一定とし、速度制御を行うことはその欠点を補う優れた制御方式である。以下概略の方法を説明する。
【0171】
図31において、Aは一定周波数でパルスを出力した場合を高速とし100%の速度、Bは周波数の1/3を欠落させた状態を中速とし67%の速度、Cは周波数の1/2を欠落させた状態を低速とし50%の速度、Dは周波数の2/3欠落させた状態を微速とし33%の速度、の制御を行うものである。この方式の利点はトルクを一定に出来ることで且つ速度も指定速度の変動も少ないことにある。以下にその概略フローを説明する。
【0172】
図32において、モーター速度制御手段76は駆動指示があるか判断しS386、前段からの指示内容が高速か判定しS387、高速の場合は周波数の全パルスを出力しS389、停止指示があるまでS386繰り返す。高速でない場合S387、中速か判定しS390、中速の場合はカウンタでパルスをカウントしS391、カウンタが3でない場合(1もしくは2の場合)S392、パルスをモーターに出力しS394、停止指示があるまでS386繰り返す。そうでなくカウンタが3の時S392、カウンタを初期化しS393、再度カウントさせるS391。中速でない場合S390、低速か判定しS395、低速の場合はカウンタでパルスをカウントしS396、カウンタが2でない場合(1の時)S397、パルスをモーターに出力しS399、停止指示があるまでS386へと繰り返す。カウンタが2の時S397はカウンタを初期化しS398、再度カウントさせるS396。低速でない場合S395、微速と判定しS400、その場合はカウンタでパルスをカウントしS401、カウンタが3の場合S402、カウンタを初期化しS403、パルスをモーターに出力しS404、停止指示があるまでS386へと繰り返す。カウンタが1もしくは2の時はS402、再度カウントさせるS401。上記した内容により調理器具に適した火力制御の速度調節が可能となるのである。
【0173】
図33、図34は上記のモーター速度制御手段76と、省電力化判定手段75のつながりを示すものであり、図33は省電力化判定手段75の概略フローを示す。
【0174】
モーターの駆動指示があるか判断しS405、駆動指示がある場合、電圧検出手段57で電圧を検出し電圧判定手段81で電圧Xを求めS406、駆動指示の内容が高トルクか判断しS407、高トルクでない場合通常周波数160Hzの指定を行いS408、そうでない場合は高トルク周波数の指定を行いS409、何れの場合も、その電圧を元に、Y1=188X−168を算出し(Y1は周波数、Xは現在時点の電圧)、その後デューティ比を求め、Y=1/Y1/1/YLを計算しS410(Yはデューティ比、YLは基本周波数(120PPS))、その決定したデューティのパルスを
Y1<30ならばS411、Y=30にS411−1、
Y1<40ならばS412、Y=40にS412−1、
Y1<50ならばS413、Y=50にS413−1、
Y1<60ならばS414、Y=60にS414−1、
Y1<70ならばS415、Y=70にS415−1、
Y1<80ならばS416、Y=80にS416−1、
Y1<90ならばS417、Y=90にS417−1、
Y1>90ならばS417、Y=100にS418、
にして、デューティ比を選択しS419、次段のモーター速度判定手段に引き渡す。
【0175】
図34はモーター速度制御手段76の概略フローを示したものである。内容については図32と同一であり省略する
上記したことにより、電池の電圧低下においても、例えば1.5〜3.0Vの範囲では電池の電圧に左右されず、指定の一定トルクでしかも選定した速度の変化もなく使用可能とし、しかも省電力化を実現したガス調理器具の駆動制御を可能にするものである。
【0176】
また、速度制御、省電力化に対しては、上記以外に組み合わせが前述した内容から容易に可能であり、例えば電圧変動の少ない家庭電源を使用する場合は、最適化条件を設定し、最も適する構成を作り出せることが可能である。
【0177】
以上本発明の実施例について説明してきたが、本発明はこの実施例の形態に限られるものではなく、本発明の目的を達成するものであればどのようなものであってもよいものである。
【0178】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明によれば次のような効果が得られる。
【0179】
(1)請求項1、2記載の発明によれば、ガス流量制御部やステッピングモータ等個々の部品バラツキがあっても、位置検出器で位置の是正を行うため、個々の部品精度を必要以上に厳しく規制する必要が無く部品コストも安くて済み、しかも正確に規定流量を確保できる効果がある。
【0180】
(2)位置の是正は、点火時に行うことにより、毎回必要とせず余分な是正動作を必要としない。
【0181】
(3)位置の是正の値は記憶され、回転方向が異なる場合に使用されることから毎回必要とせず余分な是正動作を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施例に於けるガス流量制御装置を用いたガス調理器の外観を示す斜視図
(b)は同操作部の正面図
【図2】同ガス流量制御装置の全体構成図
【図3】(a)は同ガス制御ブロックの平面図
(b)は同側断面図
【図4】 (a)は同エンコーダーの平面図
(b)は同正面図
(c)は同側面図
【図5】(a)〜(f)は同エンコーダーのパターンと火力の相関図
【図6】(a)(b)は同エンコーダーのパターンと火力の相関図
【図7】(a)(b)は同エンコーダーのパターンと火力の相関図
【図8】(a)(b)は同エンコーダーのパターンと火力の相関図
【図9】(a)(b)は同ガス制御部の流量制御機構のガタつき内容を示す説明図
【図10】同制御部のブロック図
【図11】同点火消火動作の概略フローチャート
【図12】同キー入力判定手段の概略フローチャート
【図13】同キー入力判定手段の概略フローチャート
【図14】 同左こんろ用各種調理モードキー入力判定手段の概略フローチャート
【図15】同デモモードキー入力判定手段の概略フローチャート
【図16】同総合作動判定手段の概略フローチャート
【図17】同こんろ駆動判定手段の概略フローチャート
【図18】同誤差検出処理手段の概略フローチャート
【図19】同火力変更判定手段の概略フローチャート
【図20】同火力変更判定手段の概略フローチャート
【図21】同モーター誤作動処理手段の概略フローチャート
【図22】(a)(b)(c)は同自動判別調理モードの概略フローチャート
【図23】同自動判別調理モードの概略フローチャート
【図24】同自動判別調理モードの概略フローチャート
【図25】(a)(b)は同ステッピングモーターの特性図
【図26】(a)(b)は同省電力化、トルク制御の概略フローチャート
【図27】(A)(B)(C)は同省電力化、トルク制御の説明図
【図28】(a)(b)は同省電力化、トルク制御の説明図
【図29】同速度制御の概略フローチャート
【図30】同速度制御の概略フローチャート
【図31】(A)〜(D)は同速度制御の説明図
【図32】同速度制御の概略フローチャート
【図33】同速度制御の概略フローチャート
【図34】同速度制御の概略フローチャート
【符号の説明】
1 左こんろ
2 鍋底温度センサー
3 右こんろ
4 グリル
5 操作部
6 左こんろ用点火/消火キー
7 右こんろ用点火/消火キー
8 グリル用点火/消火キー
9 左こんろ用火力調節キー
10 左こんろ用火力調節キー
11 右こんろ用火力調節キー
12 右こんろ用火力調節キー
13 グリル用火力調節キー
14 グリル用火力調節キー
15 左こんろ用火力発光表示体
16 右こんろ用火力発光表示体
17 グリル用火力発光表示体
19 チャイルドロックスイッチ
20 電池収納部
21 熱電対
22 点火プラグ
23 左こんろバーナ
24 制御回路
25 ガス制御ブロック
26 ホースエンド
27 元電磁弁
27−1 リード線
28 ガバナ
29 左こんろガス制御部
30 右こんろガス制御部
31 グリルガス制御部
32 ノズル
33 流量制御部
33−1 コックボデー
33−2 流量制御板
33−3 スライド閉子
33−4 ガス出口
33−5 バネ
33−6 駆動連結軸
33−7 Oリング
34 ステッピングモーター
34−1 駆動連結部
34−2 ピン
34−3 リード線
35 エンコーダー
35−1 基板
35−2 外郭体
35−3 摺動体
35−4 リード線
35−5 集電子
36 右こんろバーナ
37 グリルバーナ
38 点火プラグ
39 調理モード設定キー
40 調理モード設定キー
41 調理モード設定キー
42 調理モード表示ランプ
43 調理モード表示ランプ
44 調理モード表示ランプ
49 ネジ部
50 雌ネジ
51 電池
52 定電圧制御手段
53 左こんろ用モーターIC
54 右こんろ用モーターIC
55 グリル用モーターIC
56 電磁弁出力
57 電圧検出手段
58 駆動制御部
59 左こんろ駆動判定部
60 右こんろ駆動判定部
61 グリル駆動判定部
62 検査モード入出力端子
63 換気連動端子
64 総合作動手段
65 操作と表示ブロック
66 操作と表示ブロックの左コンロ部
67 操作と表示ブロックの右コンロ部
68 操作と表示ブロックのグリル部
69 左こんろ入力キー&表示
70 右こんろ入力キー&表示
71 グリル入力キー&表示
72 キー入力判定手段
73 表示出力段
74 故障表示判定手段
75 省電力化判定手段
76 モーター速度制御手段
77 検査モード判定手段
78 デモモード判定手段
79 故障判定手段
80 換気連動判定手段
81 電圧判定手段
82 温度判定部
83 調理モード判定部
84 焦げ付き防止判定部
85 過熱防止判定部
86 温度調節判定部
87 湯沸かし判定部
88 点火器出力
89 モーターエラーSUB
90 位置判定手段

Claims (4)

  1. ガス流量調節機能とガスの開閉を行うガス閉止機能とを有するガス流量制御部と、前記ガス流量制御部を駆動するステッピングモーターと、前記ガス流量制御部の流量制御位置とガスの遮断状態を検出する位置検出手段と、前記ステッピングモーターを駆動し前記位置検出手段の信号で位置判定を行う駆動制御部とから構成され、前記駆動制御部は、ステッピングモーターに印加するパルス数で所定位置に前記ガス流量制御部を制御し、位置検出手段の所定位置でパルス駆動の移動是正を行う位置判定手段を有したガス流量制御装置。
  2. 駆動制御部は、位置検出手段の所定位置から、ステッピングモーターを所定パルス送出した後、逆回転させ前記位置検出手段の所定位置に戻るパルス数をカウントし、前記の往復時のパルス数の差を求めて機器の固有誤差とし、回転方向が異なる場合に目的位置のパルス数に前記機器の固有誤差を加算もしくは減算させ、ガス流量調節の精度を向上させる位置判定手段を有した請求項1記載のガス流量制御装置。
  3. 駆動制御部は機器の固有誤差の検出を点火操作時に行うことを特徴とした請求項2記載のガス流量制御装置。
  4. 駆動制御部は、位置検出手段の所定位置から、ステッピングモーターを所定パルス送出した後、逆回転させ前記位置検出手段の所定位置に戻るパルス数をカウントし、前記の往復時のパルス数の差を求めて機器の固有誤差とし、機器の固有誤差を駆動制御部に記憶させるとともに、回転方向が異なる場合に目的位置のパルス数に前記機器の固有誤差を加算もしくは減算させ、流量調節の精度を向上させる位置判定手段を有した請求項1記載のガス流量制御装置。
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