JP4429264B2 - ガス器具 - Google Patents

Description

本発明は、モータで進退される電磁石で弁体に連結された可動鉄片を吸着して開弁するモータ安全弁を用いたガス器具に関する。

ガス器具に使用されている従来のモータ安全弁は、ガスの流入口と流出口とが接続された内部空間を備えたケーシングを有しており、ガスが流入口からこの内部空間内へと流入する。流出口に対して進退して内部空間の内側から流出口を開閉する弁体が設けられており、この弁体が流出口から離れて流出口が開弁されると、内部空間内のガスが流出口から外部へと流出する。この弁体には、弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段が設けられ、また可動鉄片が連結されている。この可動鉄片に対してモータによって進退する電磁石が設けられており、この電磁石を可動鉄片に向かって前進させ、電磁石を可動鉄片に当接させて吸着する。

その状態で電磁石を後退させると、可動鉄片が電磁石に吸着されているので、弁体が流出口から離れて流出口が開弁される。この開弁状態で電磁石への通電を停止すると、可動鉄片を吸着していた電磁力が消滅するので、弁体は付勢手段による付勢力によって流出口を閉弁し、流出口からのガスの流出を遮断する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３０４４０号公報（図１）

上記従来の構成では、電磁石は可動鉄片から最も離れた位置に待機しており、点火操作を行って開弁動作を開始すると、電磁石をこの待機位置から可動鉄片に当接する位置まで移動させなければならないため、開弁動作を開始してから実際に流出口が開弁されるまで時間を要する。そのため迅速にバーナを点火することができない。

また、モータ安全弁の下流に複数のバーナが並列に接続されている場合に、従来のガス器具ではこれら複数のバーナの内の１個だけが点火される場合であっても、閉弁状態の弁体を一気に全開位置まで移動させていた。ところが、モータ安全弁の開度はすべてのバーナにガスを同時に供給する場合に全開にする必要はあるが、一部のバーナのみにガスを供給する場合には必ずしも全開にする必要がない。

一方、ガス器具の電源に乾電池を使用している場合には、モータ安全弁のモータのほかにスパーカや火力調節用のモータを駆動させる必要があるため、同時に消費される電力を極力少なくしたいとの要請がある。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、これの問題を解消することのできるガス器具を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明によるガス器具は、ガスの流入口と流出口とが接続された内部空間を備えたケーシングを有し、ガスの流出口に対して進退して内部空間の内側から流出口を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段とを設けると共に、弁体に連結された可動鉄片に対して進退する電磁石を設け、この電磁石に可動鉄片を吸着させた状態で弁体を開弁方向に移動させるモータをケーシングに取り付けたモータ安全弁を備えたガス器具において、電磁石に可動鉄片が吸着されていない状態で開弁動作を行う際に、電磁石を可動鉄片に近接する所定の待機位置まで予め移動させておき、開弁動作開始によりモータを作動させて電磁石を可動鉄片に接触する位置までさらに移動させて電磁石に可動鉄片を吸着させることにより、開弁動作開始から可動鉄片を吸着するまでの時間を短縮することを特徴とする。

従来のモータ安全弁では、可動鉄片から最も離れた位置を電磁石の待機位置としていたが、本発明では可動鉄片に近接した位置を待機位置として、その待機位置まで電磁石を予め移動させておくので、モータ安全弁を開弁させる際に電磁石の移動距離が従来のものより短くなり、短時間でモータ安全弁を開弁させることができる。なお、モータ安全弁を短時間で開弁させるには、電磁石を可動鉄片に当接した状態で待機させてもよいが、このように当接した状態で待機させていると、外部からの振動が作用した場合に、電磁石と可動鉄片との間で擦れが生じ、耐久性が低下する。これに対して上記構成では、電磁石と可動鉄片とが当接しない状態で待機するので、このような耐久性が低下するという不具合が生じない。

また、複数のバーナにガスを分岐して供給する元管に介設され、元管の上流側に接続される流入口と元管の下流側に接続される流出口とが設けられた内部空間を備えたケーシングを有し、ガスの流出口に対して進退して内部空間の内側から流出口を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段とを設けると共に、弁体に連結された可動鉄片に対して進退する電磁石を設け、この電磁石に可動鉄片を吸着させた状態で弁体を開弁方向に移動させるモータをケーシングに取り付けたモータ安全弁を備えたガス器具であって、閉弁状態からの開度を、点火されるバーナの個数に合わせて段階的に設定するようにしてもよい。

モータ安全弁の下流に複数のバーナが並列に接続されている場合には、モータ安全弁を開弁する際に点火されるバーナが例えば１個であると、必ずしもモータ安全弁を全開させる必要がなく、その１個のバーナに必要なガスが流れるだけの開度が確保されていれば問題は生じない。一方、点火時にはモータ安全弁のモータ以外に他の付加も駆動させる必要があるので、不必要な電力消費は抑えたい。そこで、閉弁状態からの開度を、点火されるバーナの個数に合わせて段階的に設定し、モータ安全弁の全閉状態から全開状態までに消費される電力を分散するようにした。

上記モータの作動用の電力は電池から供給される場合には、同時に供給することのできる電力が、電灯線からの電力供給に比べて小さいので、消費電力の最大値を抑制することが望まれる。

なお、電磁石が可動鉄心に接触する前に、電磁石の移動速度を減速することにより、電磁石の磁極が可動鉄片に当接する際の衝撃を緩和することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、電磁石を予め上記待機位置まで移動させておくので、モータ安全弁を開弁する際に要する時間を短縮することができる。また、複数のバーナがモータ安全弁に接続されている場合に、モータ安全弁の開度を段階的に設定することにより、消費電力の最大値を抑えることができる。

図１を参照して、ＢＴはビルトイン式のガスコンロである。このガスコンロＢＴには上面に大、中、小の３つのバーナＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３が設けられている。また前面に開口するグリル庫内にはグリルバーナＧＢが設けられている。なお、ＳＷは電源スイッチであり、この電源スイッチを押し操作してオンにすると、電池ボックスＢＢ内の電池を電源としてガスコンロＢＴが作動可能状態になる。

各バーナＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３，ＧＢには、各々火力調節用のバルブユニットＶが接続されている。各バルブユニットＶには、モータによって駆動される火力調節部ＣＶと失火時にガスの供給を遮断する安全弁ＳＶとが内蔵されている。各バルブユニットＶは元弁として機能するモータ安全弁１に並列に接続されている。

図３を参照して、このモータ安全弁１はステッピングモータ部２とケーシング部３とから構成されている。ケーシング部３には内部空間３１が形成されており、この内部空間３１に連通する流入部３２と流出部３３とが設けられている。ガスは流入部３２から内部空間３１内に流入し、流出部３３から流出したガスは分岐され上記バルブユニットＶを経て各バーナに供給される。なお、３４は比較的大きな塵埃が内部空間３１内に侵入することを防止するための網状のフィルタである。

ステッピングモータ部２は外周に駆動コイル２１が配設されており、この駆動コイル２１が発生する磁界を変化させることによりロータ５を正逆回転させ、かつ任意の回転位置で停止させることができる。このロータ５は内部が中空な円筒状に形成されており、内周面には雌ねじ部５１が形成されている。

一方、ロータ５の内部には可動部材６が内蔵されており、この可動部材６の外周面に形成された雄ねじ部６１がロータ５の内周面の雌ねじ部５１に螺合している。ステッピングモータ部２の上部に取り付けられている蓋板２２の下面にはＤ形状の回り止め穴が形成された回り止め穴部２３が形成されており、可動部材６の上面に突出されたＤ形状のボス部６２が回り止め穴部２３内に挿入されることにより可動部材６の回り止めがされる。したがって、ロータ５が回転しても可動部材６は回転せず、上下に移動する。このように、雌ねじ部５１と雄ねじ部６１とで進退機構が構成される。

ところで、ロータ５の上部は蓋板２２に対してベアリング５０を介して保持されており、ロータ５の下部はブラケット板１２に対してベアリング５０を介して保持されている。このため、ロータ５は回転中心軸がぶれることなく、かつ上下位置が固定された状態で回転することができる。

可動部材６の内部には電磁石７が取り付けられており、この電磁石７の励磁コイル７１から延出する１対のリード線は各々電極６３，６４に接続されている。両電極６３，６４は共に可動部材６の上面に固定されており、電極６３は環状に形成され、電極６４は円板状に形成されている。

蓋板２２の下面にはこれら電極６３，６４に対応して、１対の電極２４，２５が固定されている。電極２４は電極６３と同じく環状に形成されており、電極２５は電極６４と同じく円板状に形成されている。そして、互いに対向する２組の電極６３，２４と電極６４，２５は各々コイルバネ形状の連結線７２，７３によって電気的に接続されている。したがって、可動部材６が上下方向に移動しても連結線７２，７３を介して外部から励磁コイル７１に対して確実に通電することができる。

この電磁石７の下方には可動鉄片であるアーマチュア４２が位置している。このアーマチュア４２は円柱状の連結棒４１を介して弁体４に固定されている。弁体４には弁体４を閉弁方向に付勢するバネ４０が取り付けられており、図示のように弁体はバネ４０の付勢力によって閉弁状態に保持されている。

この状態からロータ５を回転させて可動部材６と共に電磁石７を下降させて電磁石７をアーマチュア４２に接触させる。次に励磁コイル７１に通電すると電磁石７は励磁されアーマチュア４２を吸着する。

アーマチュア４２を電磁石７に吸着させた状態のままロータ５を逆方向に回転させると、可動部材６および電磁石７と共にアーマチュア４２が引き上げられる。アーマチュア４２には上述のように弁体４が連結されているので、弁体４も上方に引き上げられ流出部３３が内部空間３１に対して開放される。

励磁コイル７１への通電が停止されると、アーマチュア４２を電磁石７に吸着させていた電磁力が消滅するので、弁体４はバネ４０の付勢力によって下方に移動し、流出部３３が閉鎖される。

なお、ブラケット板１２にはＯリング１１が設けられており、このＯリング１１によってガスがステッピングモータ部２内に侵入することが防止される。

上記構成によるモータ安全弁１の作動を、図４を参照して説明する。本図は上部に電磁石７の位置を示し、下部に弁体４の上下位置、すなわちモータ安全弁１の開度を示している。

電源スイッチＳＷがオフの状態からオンになると、電磁石７のその時の位置の如何に関わらず、アーマチュア４２に近接した所定の待機位置まで電磁石７が移動され、その位置で電磁石７は一旦待機される（ａ）。その状態で、例えば中バーナＣＢ２の点火ボタンが押し操作されると、電磁石７をアーマチュア４２に当接する位置、すなわち下端まで移動させる。ただし、電磁石７がアーマチュア４２に当接する直前に電磁石７の移動速度を減速し（ｂ）、電磁石７がアーマチュア４２に当接する際の衝撃を緩和するようにした。また、減速すると同時に励磁コイル７１に通電し、電磁石７がアーマチュア４２に当接する前に電磁石７を励磁させるようにした。

励磁された電磁石７がアーマチュア４２に当接すると、アーマチュア４２は電磁石７に吸着される。その状態で電磁石７を上昇させると、吸着しているアーマチュア４２と共に弁体４がバネ４０の付勢力に抗して引き上げられる。ただし、中バーナＣＢ２のみに必要なガスをモータ安全弁１に通過させるには、弁体４を全開位置まで引き上げる必要はない。そこで、予め各バーナに必要なガスを供給するための開度を設定しておき、必要とされる開度まで弁体４を引き上げたら、その位置で電磁石を７を一旦停止させるようにした（ｄ）。その状態で、中バーナＣＢ２に接続されているバルブユニットＶの火力調節部ＣＶを作動させると共に電磁安全弁ＳＶを開弁させるようにした。

このように中バーナＣＢ２が点火されている状態で、さらに他のバーナの点火ボタンが押し操作されると、電磁石７をさらに上方へ移動させてモータ安全弁１の開度を増加させる（ｅ）。さらに、同時に使用されるバーナが増加した場合は、電磁石７を上端まで引き上げ、モータ安全弁１の開度を全開状態にする（ｆ）。

点火中のバーナが失火した場合には、各バーナ毎に設けられている電磁安全弁ＳＶを閉弁することによって対応するが、重大な故障が生じた場合や電源スイッチＳＷがオフにされた場合には、励磁コイル７１への通電を停止する（ｇ）。すると、アーマチュア４２を吸着していた電磁力が消滅するので、弁体４はバネ４０の付勢力により瞬時に閉弁状態になる。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 本発明の配管構成を示すブロック図 モータ安全弁の構造を示す図 モータ安全弁の制御を示す図

符号の説明

１ モータ安全弁
２ ステッピングモータ部
３ ケーシング部
４ 弁体
５ ロータ
６ 可動部材
７ 電磁石
４２ アーマチュア
５１ 雌ねじ部
６１ 雄ねじ部
ＢＴ ガスコンロ
ＳＷ 電源スイッチ

Claims (4)

1. ガスの流入口と流出口とが接続された内部空間を備えたケーシングを有し、ガスの流出口に対して進退して内部空間の内側から流出口を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段とを設けると共に、弁体に連結された可動鉄片に対して進退する電磁石を設け、この電磁石に可動鉄片を吸着させた状態で弁体を開弁方向に移動させるモータをケーシングに取り付けたモータ安全弁を備えたガス器具において、電磁石に可動鉄片が吸着されていない状態で開弁動作を行う際に、電磁石を可動鉄片に近接する所定の待機位置まで予め移動させておき、開弁動作開始によりモータを作動させて電磁石を可動鉄片に接触する位置までさらに移動させて電磁石に可動鉄片を吸着させることにより、開弁動作開始から可動鉄片を吸着するまでの時間を短縮することを特徴とするガス器具。
2. 複数のバーナにガスを分岐して供給する元管に介設され、元管の上流側に接続される流入口と元管の下流側に接続される流出口とが設けられた内部空間を備えたケーシングを有し、ガスの流出口に対して進退して内部空間の内側から流出口を開閉する弁体と、この弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段とを設けると共に、弁体に連結された可動鉄片に対して進退する電磁石を設け、この電磁石に可動鉄片を吸着させた状態で弁体を開弁方向に移動させるモータをケーシングに取り付けたモータ安全弁を備えたガス器具であって、閉弁状態からの開度を、点火されるバーナの個数に合わせて段階的に設定したことを特徴とする請求項１に記載のガス器具。
3. 上記モータの作動用の電力は電池から供給されることを特徴とする請求項２に記載のガス器具。
4. 電磁石が可動鉄心に接触する直前に、電磁石の移動速度を減速することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のガス器具。

Images