JP4160522B2 - 電動弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスコンロの火力調整弁などの流量調整弁をステッピングモータにより駆動する電動弁装置に関する。

ステッピングモータをアクチュエータとして使用して、流量調整弁を動作させる電動弁装置では、その流量調整弁の変位量は、ステッピングモータ（以下、本欄では単にモータという）に供給するパルス数に応じたものとなる。すなわち、１パルス当たりのモータの回転量が一定量に決まっているので、１パルス当たりの流量調整弁の変位量（開度変化量）も一定量に決まるようになっている。このような電動弁装置では、モータに供給するパルス数は、流量調整弁の相対的な開度変化量を規定するものであるので、流量調整弁の開度（変位位置）を所望の開度に制御するためには、電動弁装置の制御手段（マイクロコンピュータなど）やモータ駆動回路を含めた装置の電源投入時あるいはその直後の初期化時に流量調整弁の位置を確定しておく必要がある。

流量調整弁の位置を確定する手法としては、ストッパや弁座などにより機構的に（部材同士の当接や嵌合などによって）規制される流量調整弁の可動範囲の一端位置（流量調整弁の全閉位置、あるいは全開位置など。以下、原点位置という）に流量調整弁を強制的に変位させる（所謂、原点出しを行う）手法が知られている。

この場合、電源投入時の流量調整弁の開度がどのような開度であっても、原点位置に流量調整弁を変位させるために十分な所定数のパルスをモータに供給して、流量調整弁を原点位置に強制的に変位させる手法が従来より一般に知られている（例えば特開平６−２１３３４８号公報（特許文献１）の［０００６］を参照）。

しかし、この手法は、流量調整弁の初期位置が原点位置に近い場合には、流量調整弁が原点位置に到達してその位置に強制停止された後も、過剰なパルス数でモータが駆動されることから、比較的長い時間にわたって、該モータの脱調や、異音、振動が発生するという不具合がある。また、モータの脱調時間が長くなることで、モータの寿命も低下しやすい。

このため、このような不具合を解消するための技術が、前記特許文献１や、特開２００３−３２９６９８号公報（特許文献２）に開示されている。また、これらと同様のモータ制御技術が、例えば特許第２５０２５１５号公報（特許文献３）に開示されている。

これらの特許文献１〜３に見られる技術は、流量調整弁あるいはモータのロータが原点位置に到達したことを検知する手段を備え、その検知に応じてモータへのパルスの供給を停止するようにしたものである。
特開平６−２１３３４８号公報 特開２００３−３２９６９８号公報 特許第２５０２５１５号公報

前記特許文献１〜３に提案されている技術では、流量調整弁あるいはモータのロータが原点位置に到達したときに、モータのパルス駆動を停止できるので、モータの脱調や、異音、振動の発生を防止することが可能である。しかるに、これらの技術では、流量調整弁あるいはモータのロータが原点位置に到達したことを検知する検知手段が必要となるため、コスト的に不利であると共に、製品構造も複雑になるという不具合があった。特に、複数のバーナを備えるガスコンロのように、流量調整弁としての火力調整弁とこれを駆動するモータとが、各バーナ毎に備えられるものでは、上記の不具合が高まる。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、流量調整弁が原点位置に到達したことを検知する手段を必要とすることなく、簡単な構成で、可能な限りステッピングモータの脱調や、異音、振動の発生を防止しつつ、流量調整弁の原点出しを行うことができる電動弁装置を提供することを目的とする。

本発明の電動弁装置は、かかる目的を達成するために、流体流路に流体流量を調整すべく設けられ、可動範囲が機構的に規制される流量調整弁と、該流量調整弁を駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータにモータ駆動回路を介してパルスを供給し、その供給するパルス数によって該ステッピングモータよる流量調整弁の変位量を制御する制御手段とを備えた電動弁装置において、前記モータ駆動回路および制御手段が電源電力を受けつつ前記流体流路が遮断されているときに、前記流量調整弁の可動範囲の両端のうちの第１端寄りの所定位置に該流量調整弁を変位させるように前記ステッピングモータにパルスを供給するモータ待機動作制御手段と、少なくとも前記モータ駆動回路および制御手段への電源電力の供給の停止後に該電源電力の供給が再開されたとき、前記流量調整弁の可動範囲の両端のうちの第２端を該流量調整弁の原点位置とし、前記第１端から原点位置まで該流量調整弁を変位させ得る所定数のパルスを前記ステッピングモータに供給して該流量調整弁を原点位置に変位させる原点出し制御手段とを前記制御手段に備えたことを特徴とする。

かかる本発明の電動弁装置によれば、前記モータ駆動回路および制御手段が電源電力を受けつつ前記流体流路が遮断されているときに、前記ステッピングモータによって、前記流量調整弁を、その可動範囲の両端のうちの第１端寄りの所定位置に変位させる。このため、モータ駆動回路および制御手段への電源電力の供給の停止後に該電源電力の供給が再開されたときに、流量調整弁は、前記第１端寄りの所定位置に変位している。そして、この状態において、流量調整弁を第１端から原点位置である第２端に変位させ得る所定数のパルスをステッピングモータに供給して、流量調整弁を原点位置に変位させる。この場合、流量調整弁の初期位置は、第１端寄りの位置であるので、ステッピングモータに供給するパルス数（前記所定数）は、流量調整弁をその初期位置から原点位置（第２端）まで変位させるのに要するパルス数よりも多くなるものの、その余剰分は十分に少なくて済む。すなわち、前記原点出し制御手段によってステッピングモータに供給するパルス数は、例えば、流量調整弁の可動範囲の全範囲（第１端から第２端までの範囲）分の必要最低限のパルス数よりも若干多めのパルス数でよく、そのパルス数は、流量調整弁を第１端寄りの初期位置から原点位置（第２端）まで変位させるのに要する必要最低限のパルス数よりも若干多いもので済む。その結果、原点出し制御手段によって、所定数のパルスをステッピングモータに供給したとき、そのパルスの供給の終了前に、流量調整弁は原点位置に機構的に規制されるものの、その後、短時間でステッピングモータへのパルスの供給は終了する。つまり、流量調整弁の原点出しを行うときに、その終了直前にはステッピングモータの脱調が生じるものの、その脱調が発生する時間は十分に短い時間で済む。

従って、本発明によれば、流量調整弁が原点位置に到達したことを検知する手段を必要とせずに、簡単な構成で、可能な限りステッピングモータの脱調や、異音、振動の発生を防止しつつ、流量調整弁の原点出しを行うことができる。

かかる本発明では、前記原点出し制御手段が前記ステッピングモータに供給するパルスの電圧は、少なくとも前記流体流路の流体流量の調整時に前記制御手段が前記ステッピングモータに供給するパルスの電圧よりも低い電圧であることが好ましい。

これによれば、流量調整弁の原点出しを行うときのステッピングモータの発生トルクが比較的小さいものに抑えられる。このため、ステッピングモータの脱調時の異音や振動を小さなものに抑えることができる。

また、本発明は、前記流量調整弁が、ガスコンロのバーナへのガス供給路に、該バーナへのガス流量を調整すべく設けられた火力調整弁である場合に好適である。すなわち、ガスコンロは、室内に配置され、また、その近くでユーザが作業をするので、ステッピングモータの脱調時の異音や振動は、その継続時間が長いとユーザに不快感を及ぼしやすい。しかるに、本発明によるときには、ステッピングモータの脱調は前記した如く、ごく短時間しか発生しないので、かかる不都合を低コストで効果的に防止できる。

このようにガスコンロに適用する本発明では、前記第１端は、前記可動範囲の両端のうち、前記バーナの点火を行うときの前記火力調整弁の変位位置としてあらかじめ定められた点火位置により近い方の一端であることが好ましい。

これによれば、前記第１端寄りの所定位置は、バーナの点火を行うときの前記火力調整弁の変位位置としてあらかじめ定められた点火位置に近い位置となる。このため、前記モータ待機動作制御手段によって、火力調整弁を第１端寄りの所定の位置に変位させた後に、前記モータ駆動回路および制御手段への電源電力が維持されたまま、バーナの点火指示が与えられたときには、速やかに（短時間で）、火力調整弁を点火用の変位位置にステッピングモータによって変位させることができる。従って、バーナの点火を迅速に行うことが可能となる。

また、上記の如くガスコンロに適用する本発明は、前記ガスコンロが、前記バーナ、火力調整弁、ステッピングモータおよびモータ駆動回路の組を複数組備える場合に好適である。すわなち、バーナ、火力調整弁、ステッピングモータおよびモータ駆動回路の組を複数組備える場合には、モータ駆動回路および制御手段に電源電力を供給したときに、各火力調整弁をそれぞれに対応するステッピングモータによって、原点位置に変位させる必要があるので、複数のステッピングモータで比較的長い脱調が生じると、ユーザの不快感が高まりやすい。しかるに、本発明によるときには、各ステッピングモータでの脱調の時間が十分に短い時間で済むので、ユーザの不快感を防止する上で効果的である。また、いずれのステッピングモータについても、火力調整弁が原点位置に到達したことを検知する手段が必要ないので、コスト的な利点も大きい。

本発明の一実施形態を図１〜図８を参照して説明する。なお、本実施形態は、本発明をガスコンロに適用した場合の例である。

図１はガスコンロ１の外観斜視図、図２はガスコンロ１の操作／表示部の平面図である。これらの図を参照して、ガスコンロ１は、本実施形態では、その天板２に配置された２つの五徳３ａ，３ｂの下側にそれぞれバーナ４ａ，４ｂを備えている。また、天板２の手前側中央部には、操作／表示部５が設けられている。操作／表示部５は、ガスコンロ１の全体の作動に係るスイッチ６および表示ランプ７，８と、バーナ４ａの作動に係るスイッチ９ａ，１０ａ，１１ａおよび表示ランプ１２ａ，１３ａと、バーナ４ｂの作動に係るスイッチ９ｂ，１０ｂ，１１ｂおよび表示ランプ１２ｂ，１３ｂとを備えている。なお、本実施形態では、ガスコンロ１は、その元電源として家庭用もしくは商用の交流電源を使用するものである。

スイッチ６は、ガスコンロ１に元電源が供給された状態で、両バーナ４ａ，４ｂの作動指示（運転操作）を可能とする「運転状態」と該作動指示を不能とする「待機状態」とに切り換える操作スイッチ、スイッチ９ａ，９ｂは、それぞれに対応するバーナ４ａ，４ｂを点火準備状態（点火指示の待ち受け状態）にするための操作スイッチ、スイッチ１０ａ，１０ｂはそれぞれに対応するバーナ４ａ，４ｂの火力（バーナ４ａ，４ｂへのガス流量）を減少させるための操作スイッチ、スイッチ１１ａ，１１ｂはそれぞれに対応するバーナ４ａ，４ｂの火力を増加させるための操作スイッチである。この場合、本実施形態では、スイッチ１１ａ，１１ｂは、それぞれに対応するバーナ４ａ，４ｂの点火を指示するための操作スイッチを兼ねている。

本実施形態では、スイッチ６の操作によってガスコンロ１を「運転状態」にした後に、スイッチ９ａまたは９ｂを操作したときに、それぞれバーナ４ａ，４ｂの点火準備状態になる。そして、例えばバーナ４ａの点火準備状態で、スイッチ１１ａを操作したとき、バーナ４ａの点火処理が実行される。さらに、バーナ４ａの燃焼中に、スイッチ１０ａまたは１１ａを操作することで、バーナ４ａの火力を５段階に設定可能としている。また、バーナ４ａの燃焼運転中に、スイッチ９ａまたは６を操作すると、バーナ４ａの消火処理が実行される。このようなバーナ４ａの作動とスイッチ６，９ａ，１０ａ，１１ａの操作との関係は、バーナ４ｂ側についても同じであり、スイッチ６，９ｂ，１０ｂ，１１ｂの操作によって、上記と同様にバーナ４ｂの作動が行われる。補足すると、バーナ４ａ，４ｂのいずれが燃焼中であっても、スイッチ６を操作する（ガスコンロ１を「待機状態」にする）と、燃焼中のバーナはいずれも消火する。従って、バーナ４ａ，４ｂの燃焼運転は、ガスコンロ１の「運転状態」でのみ許可され、「待機状態」ではいずれのバーナ４ａ，４ｂも燃焼運転が不能とされる。

前記表示ランプ７は、ガスコンロ１が運転状態であることを点灯によって報知するランプ、表示ランプ１２ａ，１２ｂは、それぞれに対応するバーナ４ａ，４ｂの点火準備状態および燃焼運転中であること、換言すれば、それぞれに対応するバーナ４ａ，４ｂの燃焼運転が許可されている状態であることを点灯によって報知するランプである。また、表示ランプ１３ａ，１３ｂは、それぞれに対応するバーナ４ａ，４ｂが燃焼中であるときに、その火力のレベルを報知するランプである。本実施形態では、表示ランプ１３ａ，１３ｂは各バーナ４ａ，４ｂで設定可能な５種類の火力にそれぞれ対応する５個のＬＥＤを並べて構成されており、その設定された火力に対応したＬＥＤを点灯させるようにしている。なお、表示ランプ８は、ガスコンロ１の待機状態にてスイッチ６が所定時間（例えば４秒）以上、連続して操作され、ガスコンロ１の全ての操作（スイッチ６の所要の操作を除く）が不能となる所謂チャイルドロック状態において、そのことを点灯により報知するランプである。チャイルドロック状態は、スイッチ６を再び所定時間（例えば４秒）以上、連続して操作することで解除されるようになっている。

図３はガスコンロ１のガス流路の構成を模式的に示している。このガス流路は、両バーナ４ａ，４ｂについて共通の主ガス流路２０から分岐された各バーナ４ａ，４ｂ毎のガス流路２１ａ，２１ｂを介して各バーナ４ａ，４ｂにガスを供給するようにしている。そして、各ガス流路２１ａ，２１ｂに、これを開閉する電磁弁２２とガス流量を調整する火力調整弁２３（流量調整弁）とを備えたバルブユニット２４が設けられている。バルブユニット２４の構造は、いずれのバーナ４ａ，４ｂ側についても同じである。

バルブユニット２４は、本発明の電動弁装置の機構部分に相当するものであり、その構造の概要を図４および図５を参照して以下に説明する。図４はバルブユニット２４の一部を破断して示した斜視図、図５は該バルブユニット２４の要部部材の分解斜視図である。なお、図４中の白抜き矢印は、バルブユニット２４の入口流路２５から出口流路２６までのガスの流れの方向を示している。

バルブユニット２４は、ソレノイド部２７への通電によって開弁する弁体２８を入口流路２５に臨ませて配置した前記電磁弁２２を備えると共に、ステッピングモータ２９の駆動軸２９ａに回転軸３０を介して連結されて該駆動軸２９ａと一体に回転自在に設けられた円板形状の回転板３１と、この回転板３１の上面に摺接してバルブユニット２４の筐体３２に固定された円板形状の固定板３３とを前記火力調整弁２３の主たる構成要素として備えている。なお、電磁弁２２の弁体２８は図示しないばねにより閉弁側に付勢されており、ソレノイド部２７への通電を停止することで、閉弁するようになっている。

図５に示すように、火力調整弁２３の回転板３１には、その周方向（回転方向）に延在する長孔状のガス通孔３４が穿設されており、このガス通孔３４は、電磁弁２２の出口側流路３５に連通している。また、前記固定板３３には、周方向に配列された複数のガス通孔３６が穿設されており、これらのガス通孔３６は、バルブユニット２４の出口流路２６に連通している。固定板３３のこれらのガス通孔３６は、回転板３１をステッピングモータ２９により回転させることで、該回転板３１のガス通孔３４が固定板３３のガス通孔３６のうちの１つもしくは複数に連通するようになっている。そして、このとき、回転板３１の回転位置によって、そのガス通孔３４に連通する固定板３３のガス通孔３６の個数もしくは組み合わせが変化し、これにより、回転板３１のガス通孔３４とこれに連通する固定板３３のガス通孔３６とで構成されるガス流路の有効開口面積（開度）が変化するようになっている。この場合、回転板３１はバルブユニット２４の筐体３２などに設けられている図示しないストッパにより、回転可能範囲（可動範囲）が機構的に規制されており、回転板３１のガス通孔３４と固定板３３のガス通孔３６とで構成されるガス流路の開度が所定の最小開度となる回転位置（以下、最小開度回転位置）と所定の最大開度となる回転位置（以下、最大開度回転位置）との間の範囲で回転可能とされている。

なお、固定板３３の上面には、固定板３３の各ガス通孔３６にそれぞれ連通する複数のガス通孔３７が穿設された円板形状のオリフィス板３８がシール部材３９を介して着脱可能に装着されている。このオリフィス板３９は、使用するガスの種類に応じて固定板３３のガス通孔３６の有効開口面積を調整するためのものであり、ガス通孔３７の径がガス種に応じた径となっている。

図６は、ガスコンロ１の運転制御を行うために該ガスコンロ１に備えられた電子回路ユニット５０の主要構成を示すブロック図である。図示の如く、電子回路ユニット５０は、マイクロコンピュータ５１（以下、マイコン５１という）と、前記操作／表示パネル５の各スイッチ６，９ａ〜１１ａ，９ｂ〜１１ｂ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５２と、前記操作／表示パネル５の各表示ランプ７，８，１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂをマイコン５１の指示により駆動する表示回路５３と、前記各バルブユニット２４のステッピングモータ２９にマイコン５１の指示により駆動パルスを供給するモータ駆動回路５４と、このモータ駆動回路５４が発生する駆動パルスの電圧レベルをマイコン５１の指示により切り替える電圧切替回路５５と、マイコン５１の指示により各電磁弁２２を駆動する電磁弁駆動回路５６と、各バーナ４ａ，４ｂを点火するためのイグナイタ（点火器）５７をマイコン５１の指示により駆動するイグナイタ駆動回路５８とを備えている。ここで、本実施形態では、ステッピングモータ２９にモータ駆動回路５４から供給するパルスの電圧は、モータ駆動電圧切替回路５５によって、高レベルおよび低レベルの２種類のレベルに切替可能となっている。また、モータ駆動回路５４および電磁弁駆動回路５６は、それぞれ各ステッピングモータ２９毎、各電磁弁２２毎に各別に備えられている。

なお、図６では図示を省略しているが、マイコン５１には、操作／表示パネル５の各スイッチ６，９ａ〜１１ａ，９ｂ〜１１ｂの操作信号のほか、各バーナ４ａ，４ｂの着火を検知するセンサ、ガスコンロ１の種々の異常発生を検出するセンサの検出信号が入力されるようになっている。また、本実施形態では、ガスコンロ１には図示しないブザーおよびその駆動回路も備えられており、該ブザーがマイコン５１の指示により適宜作動するようになっている。そして、マイコン５１は入力信号とあらかじめ記憶保持したプログラムとに基づいて前記表示ランプ７，８，１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂ、ステッピングモータ２９、電磁弁２２、イグナイタ５７等の動作制御を行うようにしている。以下の説明では、ステッピングモータ２９を単にモータ２９と称する。

補足すると、マイコン５１は、本発明における制御手段に相当するものであり、その機能の一部としてモータ待機動作制御手段、原点出し制御手段を含んでいる。

次に、本実施形態のガスコンロ１の作動を図７および図８のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、バーナ４ａ，４ｂのいずれの運転を行う場合でも、ガスコンロ１の基本的作動は同様であるので、以下の説明は、例えばバーナ４ａの運転を行う場合を主体として行う。また、以下の説明では、各バーナ４ａ，４ｂで設定可能な５段階の火力を小さいものから順番に、火力１、火力２、…、火力５というように称する。従って、各火力Ｎ（Ｎ＝１，２，…，５）に対応する前記火力調整弁２３の開度（これは前記回転板３１の回転位置により定まる）は、Ｎの値が大きいほど、大きくなる。補足すると、火力１に対応する火力調整弁２３の開度は、機構的に規制される火力調整弁２３の最小開度よりも若干大きい開度であり、火力５に対応する火力調整弁２３の開度は、機構的に規制される火力調整弁２３の最大開度よりも若干小さい開度である。また、本実施形態では、火力４に対応する火力調整弁２３の開度は、各バーナ４ａの点火時の開度としてあらかじめ定められた開度（これは本発明における点火位置に相当する。以下、点火用開度ということがある）である。この火力４に対応する火力調整弁２３の回転板３１の回転位置は、前記最小開度回転位置および最大開度回転位置のうちの最大開度回転位置により近い回転位置である。

ＳＴＥＰ１で、ガスコンロ１を家庭用あるいは商用の交流電源に接続して、ガスコンロ１（電子回路ユニット５０を含む）に元電源の供給を開始すると、まず、マイコン５１の制御動作によって、ＳＴＥＰ２，３の処理が実行される。この処理は、マイコン５１の原点出し制御手段の機能によってなされる処理である。以下説明すると、ＳＴＥＰ２において、マイコン５１の指示により、前記電圧切替回路５５が各モータ２９に供給するパルスの電圧を低レベルの電圧に設定し、この状態で、マイコン５１がモータ駆動回路５４に指示して、各モータ２９に所定数のパルスを供給し、これにより、各バーナ４ａ，４ｂに係る火力調整弁２３をその原点位置に変位させる。ここで、本実施形態では、各火力調整弁２３の原点位置は、前記回転板３１の最小開度回転位置に対応する位置、すなわち、火力調整弁２３の最小開度の変位位置である。また、各モータ２９に供給するパルス数（上記所定数。以下、原点出しパルス数という）は、各火力調整弁２３の回転板３１を前記最大開度回転位置から、最小開度回転位置まで回転させる（火力調整弁２３を最大開度から最小開度まで変位させる）のに要する必要最低限のパルス数に数パルス（例えば１５〜２０パルス）の余裕分を加えたパルス数である。すなわち、原点出しパルス数は、前記最大開度回転位置から最小開度回転位置までの回転板３１の総回転角度よりも若干大きい角度（該総回転角度以上で、該総回転角度の近傍の角度）だけ、回転板３１を回転させることが可能なパルス数である。なお、火力調整弁２３の回転板３１を前記最大開度回転位置から最小開度回転位置まで回転させるのに要する必要最低限のパルス数は、上記総回転角度と、モータ２９への１パルス当たりの回転板３１の回転角とから求めることができる。

詳細は後述するが、本実施形態では、上記ＳＴＥＰ２の処理が実行される際には、その処理の開始前に、基本的には火力調整弁２３の開度は最大開度に近い開度になっている。

次いで、ＳＴＥＰ３においては、マイコン５１の指示により、電圧切替回路５５が各モータ２９に供給するパルスの電圧を高レベルの電圧に設定し、この状態で、マイコン５１がモータ駆動回路５４に指示して、各モータ２９を火力５に対応する位置に駆動する。この場合、モータ駆動回路５４から各モータ２９に供給されるパルスの数は、各モータ２９に対応する火力調整弁２３の回転板３１の最小開度回転位置から火力５に対応する回転板３１の回転位置までの回転角度に相当するパルス数である。

なお、以上説明したＳＴＥＰ２，３の処理は、バーナ４ａ側のモータ２９およびバーナ４ｂ側のモータ２９のそれぞれについて並行して行われる。但し、これらの処理を各モータ２９について並行して行う必要はなく、順番に行う（一方のモータ２９についてＳＴＥＰ２，３の処理を実行した後、これに続いて他方のモータ２９についてＳＴＥＰ２，３の処理を実行する）ようにしてもよい。

ＳＴＥＰ２，３の処理の終了よって、ガスコンロ１の状態は、前記待機状態になる（ＳＴＥＰ４）。この待機状態では、マイコン５１は、ＳＴＥＰ５において、前記操作スイッチ回路５２の出力信号によって、前記操作／表示部５のスイッチ６の操作が有るか否かを監視する。このとき、スイッチ６の操作があると、マイコン５１はＳＴＥＰ６の処理を実行し、図示しないブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ７を点灯させる（ブザーと表示ランプ７とをＯＮにする）。これにより、ガスコンロ１の状態は、前記運転状態に移行する（ＳＴＥＰ７）。また、待機状態でスイッチ６の操作が無い場合には、待機状態が継続する。

なお、図７および図８では、ブザーの「ＯＮ」はブザーを一時的に鳴動させることを意味し、表示ランプ７，８，１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂの「ＯＮ」、「ＯＦＦ」はそれぞれ点灯、消灯を意味し、電磁弁２２の「ＯＮ」、「ＯＦＦ」はそれぞれ電磁弁２２の開弁、閉弁を意味する。また、以降の説明では、特にことわらない限り、バーナ４ｂの運転操作は行われず、消火状態に維持されているものとする。

ガスコンロ１がＳＴＥＰ７で運転状態になったときには、マイコン５１は、ＳＴＥＰ８，９において、操作スイッチ回路５２の出力信号を基に、スイッチ６，９ａの操作の有無を監視する。このとき、スイッチ６，９ａのいずれも操作されない場合には、運転状態が継続する。

一方、ＳＴＥＰ８において、スイッチ６の操作が有った場合には、マイコン５１がＳＴＥＰ１５の処理を実行した後、ガスコンロ１の状態は、ＳＴＥＰ４の「待機状態」に復帰する。このとき、ＳＴＥＰ１５においては、マイコン５１は、図示しないブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ７を消灯させ、さらに、モータ２９を火力５に対応する位置に駆動する。ここで火力５に対応する位置に駆動するモータは、バーナ４ａ側のモータ２９およびバーナ４ｂ側のモータ２９の両者である。また、このときにモータ駆動回路５４から各モータ２９に供給するパルス数は、各火力調整弁２３の回転板３１の現在の回転位置から火力５に対応する回転位置までの回転角度に相当するパルス数である。このようにＳＴＥＰ１５で、各モータ２９を火力５に対応する位置に駆動する処理は、マイコン５１のモータ待機動作制御手段の機能によってなされる。

補足すると、ＳＴＥＰ８の判断時にバーナ４ｂの燃焼運転が行われていた場合には、マイコン５１は、ＳＴＥＰ１５において、バーナ４ｂ側の電磁弁２２を閉弁して（その電磁弁２２への通電を遮断する）、バーナ４ｂの消火をした後に、両モータ２９を火力５に対応する位置に駆動する。なお、ＳＴＥＰ１５で両モータ２９を駆動するとき、それらの駆動は本実施形態では、並行して行われるが、順番に行うようにしてもよい。

また、ガスコンロ１が運転状態であるときに、スイッチ６が操作されずに、スイッチ９ａの操作が有った場合（ＳＴＥＰ９の判断結果がＹＥＳの場合）には、マイコン５１は、ＳＴＥＰ１０において、図示しないブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ１２ａを点灯させる。これにより、ガスコンロ１の状態は、前記「点火準備状態」（より詳しくはバーナ４ａ側の点火準備状態）になる（ＳＴＥＰ１１）。

この点火準備状態では、マイコン５１は、ＳＴＥＰ１２〜１４において、操作スイッチ回路５２の出力信号を基に、スイッチ９ａ，６，１１ａの操作の有無を監視する。このとき、スイッチ９ａ，６，１１ａのいずれも操作されない場合には、点火準備状態が継続する。

一方、ＳＴＥＰ１２において、スイッチ９ａの操作が有った場合には、マイコン５１がＳＴＥＰ１６の処理を実行した後に、ガスコンロ１の状態は、ＳＴＥＰ７の運転状態に復帰する（点火準備状態が解除される）。このとき、ＳＴＥＰ１６においては、マイコン５１はブザーを一時的に鳴動させると共に表示ランプ１２ａを消灯させ、さらにモータ２９（詳しくはバーナ４ａ側のモータ２９）を火力４に対応する位置に駆動する。このときにモータ駆動回路５４からバーナ４ａ側のモータ２９に供給するパルス数は、バーナ４ａ側の火力調整弁２３の回転板３１の現在の回転位置から火力４に対応する回転位置（火力調整弁２３の前記点火用開度に対応する回転位置）までの回転角度に相当するパルス数である。なお、ＳＴＥＰ１６でバーナ４ａ側のモータ２９を火力４に対応する位置に駆動するのは、以後に、バーナ４ａの燃焼運転が行われる可能性が高いからである。

また、ＳＴＥＰ１３において、スイッチ６の操作が有った場合には、マイコン５１がＳＴＥＰ１７の処理を実行した後、ガスコンロ１の状態は、ＳＴＥＰ４の待機状態に復帰する。このとき、ＳＴＥＰ１７においては、マイコン５１は、図示しないブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ７，１２ａを消灯させ、さらに、モータ２９を火力５に対応する位置に駆動する。ここで火力５に対応する位置に駆動するモータは、前記ＳＴＥＰ１５の場合と同様、バーナ４ａ側のモータ２９およびバーナ４ｂ側のモータ２９の両者である。そして、各モータ２９へのパルスの供給は、ＳＴＥＰ１５の場合と同様に行われる。また、このときの各モータ２９の駆動は、マイコン５１のモータ待機動作制御手段の機能によってなされる。

補足すると、ＳＴＥＰ１３の判断時にバーナ４ｂの燃焼運転が行われていた場合には、マイコン５１は、ＳＴＥＰ１５の場合と同様、ＳＴＥＰ１７において、バーナ４ｂ側の電磁弁２２を閉弁して（その電磁弁２２への通電を遮断する）、バーナ４ｂの消火をした後に、両モータ２９を火力５に対応する位置に駆動する。

また、ガスコンロ１がバーナ４ａ側の点火準備状態であるときに、スイッチ９ａ，６が操作されずに、スイッチ１１ａの操作が有った場合（ＳＴＥＰ１４の判断結果がＹＥＳの場合）には、マイコン５１は、ＳＴＥＰ１８の処理を実行する。このＳＴＥＰ１８の処理は、バーナ４ａの点火処理であり、マイコン５１はブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ１３ａのうちの火力４に対応するＬＥＤを点灯させる。さらに、バーナ４ａ側のモータ２９を火力４に対応する位置に駆動した後、イグナイタ駆動回路５８を介してバーナ４ａ側のイグナイタ５７を作動させ（イグナイタ５７をＯＮにする）ると共に、バーナ４ａ側の電磁弁２２を開弁させる（バーナ４ａへのガス供給を開始する）。なお、バーナ４ａ側のモータ２９を火力４に対応する位置に駆動するときに該モータ２９に供給するパルス数は、バーナ４ａ側の火力調整弁２３の回転板３１の現在の回転位置から火力４に対応する回転位置までの回転角度に相当するパルス数である。

本実施形態では、ＳＴＥＰ１８でバーナ４ａの点火処理が開始される時には、火力調整弁２３は、点火用の所要の開度に相当する火力４の開度位置、またはその火力４よりも１段階だけ高い火力５の開度位置に変位している。このため、火力調整弁２３を迅速に火力４の開度位置に変位させることができる。従って、スイッチ１１ａが操作されたときのバーナ４ａの点火処理を速やかに開始することができる。

次いで、ＳＴＥＰ１９において、バーナ４ａの着火が確認される。このとき、上記点火処理においてイグナイタ５７を一定時間、動作させてもバーナ４ａの着火が確認されない場合には、マイコン５１がＳＴＥＰ２６，２７の処理を実行した後、ガスコンロ１の状態は、ＳＴＥＰ４の待機状態に復帰する。ＳＴＥＰ２６，２７の処理については後述する。

一方、バーナ４ａの着火が確認された場合には、マイコン５１はＳＴＥＰ２０において、イグナイタ５７の駆動を停止する（イグナイタ５７をＯＦＦにする）。これによりバーナ４ａの燃焼運転が開始する。

次いで、マイコン５１は、ＳＴＥＰ２１〜２３において、操作スイッチ回路５２の出力信号を基に、スイッチ９ａ，６，１０ａ，１１ａの操作の有無を監視する。このとき、スイッチ９ａ，６，１０ａ，１１ａのいずれも操作されない場合には、バーナ４ａの燃焼運転が継続する。

一方、ＳＴＥＰ２１において、スイッチ９ａの操作が有った場合には、マイコン５１がＳＴＥＰ２８の処理を実行した後、ガスコンロ１の状態は、ＳＴＥＰ７の運転状態に復帰する。ＳＴＥＰ２８は、バーナ４ａの消火処理であり、この処理では、マイコン５１は、ブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ１２ａ，１３ａを消灯する。さらに、マイコン５１は、バーナ４ａ側の電磁弁２２を閉弁させて、バーナ４ａを消火すると共に、バーナ４ａ側のモータ２９を、点火用の火力４に対応する位置に駆動する。すなわち、火力調整弁２３を前記点火用開度に変位させる。なお、バーナ４ａ側のモータ２９を点火用の火力４に対応する位置に駆動するときに該モータ２９に供給するパルス数は、バーナ４ａ側の火力調整弁２３の回転板３１の現在の回転位置から火力４に対応する回転位置（火力調整弁２３の前記点火用開度に対応する回転位置）までの回転角度に相当するパルス数である。

また、ＳＴＥＰ２２において、スイッチ６の操作が有った場合には、マイコン５１がＳＴＥＰ２９の処理を実行した後、ガスコンロ１の状態は、ＳＴＥＰ４の待機状態に復帰する。ＳＴＥＰ２９では、マイコン５１は、ブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ７，１２ａ，１３ａを消灯する。さらに、マイコン５１は、電磁弁２２を閉弁させると共に、モータ２９を点火用の火力５に対応する位置に駆動する。ここで、閉弁させる電磁弁２２は、バーナ４ａのみの燃焼運転が行われている場合には、バーナ４ａ側の電磁弁２２のみであるが、バーナ４ｂの燃焼運転も行われている場合には、バーナ４ｂ側の電磁弁２も閉弁される。従って、ＳＴＥＰ２９の処理によって、バーナ４ａ，４ｂは両者とも消火状態になる。また、ＳＴＥＰ２９で駆動するモータは、前記ＳＴＥＰ１５の場合と同様、バーナ４ａ側のモータ２９およびバーナ４ｂ側のモータ２９の両者である。そして、各モータ２９へのパルスの供給は、ＳＴＥＰ１５の場合と同様に行われる。また、このときの各モータ２９の駆動は、マイコン５１のモータ待機動作制御手段の機能によってなされる。

また、バーナ４ａの燃焼運転中に、スイッチ９ａ，６の操作がなされずに、スイッチ１０ａまたは１１ａの操作がなされた場合（ＳＴＥＰ２３の判断結果がＹＥＳの場合）には、ＳＴＥＰ２４において、マイコン５１は、ブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ１３ａのうちの、火力Ｘ＋１またはＸ−１（Ｘ：現在の火力）に対応するＬＥＤを点灯させる。なお、火力Ｘ＋１（ただし、Ｘ＋１の上限は「５」）に対応するＬＥＤを点灯させるのは、スイッチ１１ａの操作がされた場合であり、火力Ｘ−１（ただし、Ｘ−１の下限は「１」）に対応するＬＥＤを点灯させるのは、スイッチ１０ａの操作がされた場合である。さらに、ＳＴＥＰ２４では、マイコン５１は、バーナ４ａ側のモータ２９を更新後の火力Ｘ＋１（≦５）またはＸ−１（≧１）に対応する位置に駆動する。この場合にバーナ４ａ側のモータ２９に供給するパルス数は、バーナ４ａ側の火力調整弁２３の回転板３１の現在の火力Ｘに対応する回転位置から更新後の火力Ｘ＋１またはＸ−１に対応する回転位置までの回転角度に相当するパルス数である。

ＳＴＥＰ２４の処理により、火力調整弁２３の開度が更新後の火力Ｘ＋１またはＸ−１に対応する開度に調整される。

次いで、マイコン５１は、ＳＴＥＰ２５において、各種センサの出力を基に、異常（バーナ４ａの失火など）の有無を監視し、異常が無いときには、ＳＴＥＰ２１からの処理を継続する。

ＳＴＥＰ２５において、異常が有ったときには、前記ＳＴＥＰ１９において着火が確認されなかった場合と同じ処理をマイコン５１がＳＴＥＰ２６，２７で実行した後、ガスコンロ１の状態は、ＳＴＥＰ４の待機状態に復帰する。

ＳＴＥＰ２６では、マイコン５１は、ブザーを一時的に鳴動させると共に、表示ランプ１３ａを点滅させ、さらに、表示ランプ１２ａを消灯させる。また、マイコン５１は、電磁弁２２を閉弁させると共に、モータ２９を火力５に対応する位置に駆動する。ここで、閉弁させる電磁弁２２は、バーナ４ａのみの燃焼運転が行われている場合には、バーナ４ａ側の電磁弁２２のみであるが、バーナ４ｂの燃焼運転も行われている場合には、バーナ４ｂ側の電磁弁２も閉弁される。従って、ＳＴＥＰ２６の処理によって、バーナ４ａ，４ｂは両者とも消火状態になる。また、ＳＴＥＰ２６で駆動するモータは、前記ＳＴＥＰ１５の場合と同様、バーナ４ａ側のモータ２９およびバーナ４ｂ側のモータ２９の両者である。そして、各モータ２９へのパルスの供給は、ＳＴＥＰ１５の場合と同様に行われる。また、このときの各モータ２９の駆動は、マイコン５１のモータ待機動作制御手段の機能によってなされる。

ＳＴＥＰ２６に続くＳＴＥＰ２７では、マイコン５１は、所定のエラー解除処理を実行すると共に、表示ランプ７，１３ａを消灯させる。

なお、以上の図７および図８の説明（ＳＴＥＰ７以降の説明）では、バーナ４ａ側の運転操作を主体に説明したが、バーナ４ｂ側の運転操作についても同様である。この場合、図７および図８中のスイッチ９ａ，１０ａ，１１ａをそれぞれスイッチ９ｂ，１０ｂ，１１ｂに読み替え、また、表示ランプ１２ａ，１３ａをそれぞれ表示ランプ１２ｂ，１３ｂに読み替えれば、図７および図８はバーナ４ｂ側の運転操作を示すフローチャートとなる。但し、この場合、ＳＴＥＰ１６，１８，２４，２８中の「モータ」はバーナ４ｂ側のモータ２９、ＳＴＥＰ１８，２８中の「電磁弁」はバーナ４ｂ側の電磁弁２２である。これ以外は、バーナ４ａ側の作動と同様である。

以上説明したガスコンロ１の作動によって、ガスコンロ１の状態が待機状態になるときには（このときには、マイコン５１等を含む電子回路ユニット５０に元電源の電力が供給されており、また、両バーナ４ａ，４ｂへのガス供給は遮断されている）、各モータ２９は火力５に対応する位置、すなわち、各火力調整弁２３の最大開度に近い位置に駆動される。そして、ガスコンロ１の待機状態は、バーナ４ａ，４ｂの運転を行わない状態であるから、ガスコンロ１の元電源を遮断するときには、その遮断は通常、ガスコンロ１の待機状態において行われる。このため、ガスコンロ１の元電源を遮断した後、再びその元電源を投入して、前記ＳＴＥＰ２の処理が実行され、前記原点出しパルス数のパルスをモータ２９に供給したとき、そのパルスの供給が終了する直前に火力調整弁２３が機構的に最小開度（火力調整弁２３の原点位置）に規制されることとなる。従って、火力調整弁２３の開度が最小開度に到達した後にモータ２９に供給されるパルス数は十分に少なく、その結果、モータ２９の脱調を生じる時間が十分に短いものとなる。ひいては、その脱調時の異音や振動の発生をごく短時間に留めることができる。また、このときのパルスの電圧は、低レベルの電圧であるので、モータ２９の発生トルクは小さく、その結果、脱調時の異音や振動も小さなものに留めることができる。

なお、以上説明した実施形態では、火力調整弁２３の最小開度を原点位置としたが、最大開度を原点位置としてもよい。あるいは、原点出しを行うときに、火力調整弁２３の最小開度近傍位置などにストッパを突出させ、そのストッパにより火力調整弁２３が係止される位置を原点位置としてもよい。この場合の火力調整弁２３の可動範囲は、ストッパにより係止される位置と、最大開度もしくは最小開度位置との間の範囲になる。

また、前記実施形態では、ガスコンロ１の電動弁装置を例にとって説明したが、例えば給湯装置の水量調整弁をステッピングモータにより駆動する電動弁装置についても本発明を適用できる。

また、前記実施形態では、ガスコンロ１の元電源として交流電源を使用するものを示したが、電池を電源とするものであってもよい。この場合、電池の供給可能電力を一般には、あまり大きくできないので、前記実施形態のガスコンロ１のように、ステッピングモータにより駆動する火力調整弁を複数備える場合には、各火力調整弁の原点出しを行う際には、その原点出しを順番に行うことが望ましい。

また、前記実施形態では、各バーナ４ａ，４ｂの点火指示に応じた点火処理を迅速に行うために、前記ＳＴＥＰ１６，２８においてモータ２９を火力４に対応する位置に駆動して、火力調整弁２３を点火用開度に変位させるようにしたが、本発明の実施形態としては、ＳＴＥＰ１６，２８において、モータ２９を火力５に対応する位置に駆動するようにしてもよい。

本発明の電動弁装置の一例を適用したガスコンロの概観斜視図。 図１のガスコンロに備えた操作／表示部の平面図。 図１のガスコンロにガス流路の構成を模式的に示す図。 図１のガスコンロに備えた電動弁装置としてのバルブユニットの構造を破断して示す斜視図。 図４のバルブユニットの主要部の構成を示す斜視図。 図１のガスコンロに備えた電子回路ユニットの構成を示すブロック図。 図１のガスコンロの作動を示すフローチャート。 図１のガスコンロの作動を示すフローチャート。

符号の説明

１…ガスコンロ、４ａ，４ｂ…バーナ、２１ａ，２１ｂ…ガス流路（流体流路）、２３…火力調整弁（流量調整弁）、２９…ステッピングモータ、５１…マイクロコンピュータ（制御手段、モータ待機動作制御手段、原点出し制御手段）。

Claims (5)

1. 流体流路に流体流量を調整すべく設けられ、可動範囲が機構的に規制される流量調整弁と、該流量調整弁を駆動するステッピングモータと、該ステッピングモータにモータ駆動回路を介してパルスを供給し、その供給するパルス数によって該ステッピングモータよる流量調整弁の変位量を制御する制御手段とを備えた電動弁装置において、
   前記モータ駆動回路および制御手段が電源電力を受けつつ前記流体流路が遮断されているときに、前記流量調整弁の可動範囲の両端のうちの第１端寄りの所定位置に該流量調整弁を変位させるように前記ステッピングモータにパルスを供給するモータ待機動作制御手段と、少なくとも前記モータ駆動回路および制御手段への電源電力の供給の停止後に該電源電力の供給が再開されたとき、前記流量調整弁の可動範囲の両端のうちの第２端を該流量調整弁の原点位置とし、前記第１端から原点位置まで該流量調整弁を変位させ得る所定数のパルスを前記ステッピングモータに供給して該流量調整弁を原点位置に変位させる原点出し制御手段とを前記制御手段に備えたことを特徴とする電動弁装置。
2. 前記原点出し制御手段が前記ステッピングモータに供給するパルスの電圧は、少なくとも前記流体流路の流体流量の調整時に前記制御手段が前記ステッピングモータに供給するパルスの電圧よりも低い電圧であることを特徴とする請求項１記載の電動弁装置。
3. 前記流量調整弁は、ガスコンロのバーナへのガス供給路に、該バーナへのガス流量を調整すべく設けられた火力調整弁であることを特徴とする請求項１または２記載の電動弁装置。
4. 前記第１端は、前記可動範囲の両端のうち、前記バーナの点火を行うときの前記火力調整弁の変位位置としてあらかじめ定められた点火位置により近い方の一端であることを特徴とする請求項３記載の電動弁装置。
5. 前記ガスコンロは、前記バーナ、火力調整弁、ステッピングモータおよびモータ駆動回路の組を複数組備えることを特徴とする請求項３または４記載の電動弁装置。

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