JP6218577B2 - 燃焼用ガス量制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、固定板に対して可動板をガス量調節用移動方向に移動させることにより、ガス通流用開度を最小通流開度と最大通流開度との間の通流開度及び全閉開度に変更するように構成され、且つ、前記可動板が前記ガス量調節用移動方向に沿って一方側方向に移動操作されることにより、前記通流開度を増大し、かつ、前記可動板が前記ガス量調節用移動方向に沿って他方側方向に移動操作されることにより、前記通流開度を減少して前記全閉開度にするガス量調節部と、
前記可動板を前記ガス量調節用移動方向に移動操作するステッピングモータと、
目標火力の大きさ及び燃焼停止を指示する燃焼状態設定部の設定情報に基づいて、前記ガス通流用開度を目標通流用開度に変更すべく、前記ステッピングモータの作動を制御するモータ制御部とが設けられた燃焼用ガス量制御装置に関する。
かかる燃焼用ガス量制御装置は、例えば、ガスコンロに装備して、コンロバーナに供給するガス燃料の供給を制御するのに用いる等、ガスコンロ等のガス燃焼機器に組み込んで使用されることになる。
燃焼用ガス量制御装置の従来例として、ステッピングモータの出力軸と可動板としてのスライド閉子を連係する連係機構を構成する構成部材のうちの、スライド閉子に接続された駆動連結軸の位置を検出するエンコーダが設けられ、そして、モータ制御部としての駆動制御部が、閉位置(全閉開度に対応する位置)、弱火位置、中弱位置、中火位置、中強位置、強位置の5段階に対応する位置にスライド閉子を移動させるために、ステッピングモータに印可するパルス数を定めて、ステッピングモータの作動を制御するように構成されたものがある。
具体的には、スライド閉子を閉位置に移動させる際には、エンコーダの検出情報にて、スライド閉子が閉位置であるか否かを確認しながら、ステッピングモータを作動させる制御形態、つまり、エンコーダの検出情報をフィードバック情報として用いるフィードバック制御形態でステッピングモータを駆動するように構成されている。
また、閉位置から弱火位置にスライド閉子を移動させるためのパルス数、閉位置から中弱位置にスライド閉子を移動させるためのパルス数、閉位置から中火位置にスライド閉子を移動させるためのパルス数、閉位置から中強位置にスライド閉子を移動させるためのパルス数、閉位置から強位置にスライド閉子を移動させるためのパルス数が、火力とパルス数との関係として設定され、その関係を用いて、スライド閉子を目標とする位置に移動させるためのパルス数を定めて、そのパルス数にてステッピングモータを駆動するように構成されている。
そして、エンコーダが接続された駆動連結軸とステッピングモータの出力軸との間には連結融通(遊び)が存在するため、その連結融通(遊び)に対応する遊び補正用のパルス数を予め設定しておき、ステッピングモータの回転方向を変更する場合には、火力とパルス数との関係で求めるパルス数に遊び補正用のパルス数を加算する形態で、スライド閉子を目標位置に移動操作するためのパルス数を求めて、そのパルス数にてステッピングモータを駆動するように構成されている。
遊び補正用のパルス数を求める処理として、エンコーダが端を検出している状態からステッピングモータを正方向に回転させるように所定パルス(例えば、10パルス)を印加し、その後ステッピングモータを逆方向に回転させてエンコーダが端を検出しているまでのパルス数を求めるようにし、そして、正方向に回転させたパルス数と逆方向に回転させたときに求めたパルス数との差を、遊び補正用のパルス数として求める誤差検出処理を行うように構成されている(例えば、特許文献1(段落〔0052〕〜〔0059〕及び〔0068〕〜〔0072〕参照。)。
特開2000−171030号公報
従来の燃焼用ガス量制御装置は、ガス通流用開度が全閉開度になる閉じ位置以外の位置にスライド閉子を操作するときには、スライド閉子を目標とする位置に移動操作するためのパルス数を求めて、求めたパルス数にてステッピングモータを駆動する、いわゆるオープンループ式の制御形態でステッピングモータを駆動するものであるから、スライド閉子を目標火力に対応する位置に移動させる際に、エンコーダの検出情報をフィードバック情報として用いるフィードバック制御形態でステッピングモータを駆動するようにする場合に較べて、駆動制御部の制御負荷が小さな簡素な制御構成でステッピングモータを駆動できるものである。
しかしながら、従来の燃焼用ガス量制御装置においては、ガス通流用開度が全閉開度になる閉じ位置にスライド閉子を操作するときには、エンコーダの検出情報をフィードバック情報として用いるフィードバック制御形態でステッピングモータを駆動する構成であるから、制御構成の簡素化を十分に図り難い不利がある。
また、従来の燃焼用ガス量制御装置においては、スライド閉子に接続された駆動連結軸とステッピングモータの出力軸との間に存在する連結融通(遊び)に対応させて、遊び補正用のパルス数が求められるものであるから、駆動連結軸とスライド閉子との間に存在することが予測される連結融通(遊び)を考慮することなく、遊び補正用のパルス数が求められるものであるため、駆動連結軸とスライド閉子との間に連結融通(遊び)が存在する場合には、スライド閉子を精度良く移動操作できないものであった。
さらに、従来の燃焼用ガス量制御装置においては、遊び補正用のパルス数を求める誤差検出処理を、機器ごとに行う必要があるため、例えば、燃焼用ガス量制御装置をガスコンロに搭載する場合において、製造されるガスコンロの夫々において、遊び補正用のパルス数を求める誤差検出処理を行うようにすると、ガスコンロの製造が煩雑になり、製造効率の向上を図り難いものとなる等、製造面での不利があった。
本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、制御構成の簡素化を十分に図ることができ、しかも、可動板を精度良く移動操作でき、さらには、製造面で有利な燃焼用ガス量制御装置を提供する点にある。
本発明の燃焼用ガス量制御装置は、固定板に対して可動板をガス量調節用移動方向に移動させることにより、ガス通流用開度を最小通流開度と最大通流開度との間の通流開度及び全閉開度に変更するように構成され、且つ、前記可動板が前記ガス量調節用移動方向に沿って一方側方向に移動操作されることにより、前記通流開度を増大し、かつ、前記可動板が前記ガス量調節用移動方向に沿って他方側方向に移動操作されることにより、前記通流開度を減少して前記全閉開度にするガス量調節部と、
前記可動板を前記ガス量調節用移動方向に移動操作するステッピングモータと、
目標火力の大きさ及び燃焼停止を指示する燃焼状態設定部の設定情報に基づいて、前記ガス通流用開度を目標通流用開度に変更すべく、前記ステッピングモータ作動を制御するモータ制御部とが設けられたものであって、その第1特徴構成は、
前記ステッピングモータの出力軸の回転位相を検出する回転位相検出手段が設けられ、
前記モータ制御部が、
前記出力軸が設定基準回転位相になるように前記ステッピングモータを作動させたときに、前記回転位相検出手段の検出情報に基づいて、前記出力軸が前記設定基準回転位相からずれていることを判別した場合には、前記出力軸を前記設定基準回転位相に回転させるように前記ステッピングモータを駆動する位相調整処理を実行するように構成され、
前記ステッピングモータの前記出力軸を基準回転方向に移動させた状態における、前記ガス通流用開度と前記出力軸の回転位相との関係を示す開度関係情報を記憶する開度関係情報記憶手段が設けられ、
前記モータ制御部が、
現在の前記ガス通流用開度から前記目標通流用開度に変更するために前記ステッピングモータに印加する目標パルス数を、前記出力軸の回転方向を前回の回転方向から変更しない場合には前記開度関係情報に基づいて求められるパルス数とする形態で、かつ、前記出力軸の回転方向を前回の回転方向から変更する場合には、前記開度関係情報に基づいて求められるパルス数に、前記出力軸と前記可動板とを連係する連係機構の連係融通に対応して予め設定した遊び補正用の補正パルス数を加算したパルス数とする形態で定めて、前記ステッピングモータを駆動する通常駆動処理を実行するように構成され、且つ、
前記目標通流用開度に変更するために前記出力軸を前記基準回転方向とは逆方向に回転する場合において設定開始条件が満たされたときには、予め設定したオーバー駆動用パルス数を前記目標パルス数に加算した初期パルス数にて、前記出力軸が前記基準回転方向とは逆方向に回転する回転方向に向けて前記ステッピングモータを駆動し、その後、前記補正パルス数と前記オーバー駆動用パルス数とを加えた後期パルス数にて、前記出力軸が前記基準回転方向に回転する回転方向に向けて前記ステッピングモータを駆動する高精度駆動処理を実行するように構成されている点を特徴とする。
すなわち、モータ制御部が、通常駆動処理及び高精度駆動処理のいずれにおいても、現在のガス通流用開度から目標通流用開度に変更するためにステッピングモータに印加するパルス数を定めて、ステッピングモータを駆動するものであるから、モータ制御部の負荷が小さな簡素な制御構成で、ステッピングモータを駆動することができる。
つまり、出力軸を設定基準回転位相に回転させる際をも含めて、通常駆動処理及び高精度駆動処理によって、現在のガス通流用開度から目標通流用開度に変更する際には、必ず、オープンループ式の制御形態でステッピングモータを駆動するものであるから、制御構成を十分に簡素化できるのである。
また、通常駆動処理においては、現在のガス通流用開度から目標通流用開度に変更するためにステッピングモータに印加する目標パルス数を、出力軸の回転方向を前回の回転方向から変更しない場合には開度関係状態に基づいて求められるパルス数とする形態で、かつ、出力軸の回転方向を前回の回転方向から変更する場合には、開度関係状態に基づいて求められるパルス数に、出力軸と可動板とを連係する連係機構の連係融通に対応して予め設定した遊び補正用の補正パルス数を加算したパルス数とする形態で定めて、ステッピングモータを駆動するものであるから、開度関係記憶手段に記憶されている開度関係情報、及び、出力軸と可動板とを連係する連係機構の連係融通に対応して予め設定した遊び補正用の補正パルス数を用いて、目標パルス数を適切に定めるようにしながら、ガス通流用開度を目標通流用開度に適切に調整できる。
つまり、遊び補正用の補正パルス数が、出力軸と可動板とを連係する連係機構の連係融通に対応して設定される、換言すれば、出力軸と可動板との間に存在する全ての連係融通に対応して設定されるものであるから、出力軸と可動板とを連係する連係機構に存在する連係融通に応じて、目標パルス数が適切に定められるため、ガス通流用開度を目標通流用開度に適切に調整できるのである。
ちなみに、出力軸の回転方向を前回の回転方向から変更しない場合とは、ガス通流用開度を、前回、目標通流用開度に変更させるために出力軸を回転させた方向と、ガス通流用開度を、今回、目標通流用開度に変更させるために出力軸を回転させる方向とが同じであることを意味するものであり、この場合には、連係機構の連係融通の影響がないため、目標パルス数を、開度関係記憶手段に記憶されている開度関係情報に基づいて定めることになる。
これに対して、出力軸の回転方向を前回の回転方向から変更する場合とは、ガス通流用開度を、前回、目標通流用開度に変更させるために出力軸を回転させた方向と、ガス通流用開度を、今回、目標通流用開度に変更させるために出力軸を回転させる方向とが逆方向であることを意味するものであり、この場合には、連係機構の連係融通の影響により、目標パルス数を、開度関係記憶手段に記憶されている開度関係情報に基づいて定めるだけでは、出力軸の回転量が不足するため、開度関係記憶手段に記憶されている開度関係情報に基づいて求めるパルス数と予め設定した遊び補正用の補正パルス数とを加算したパルス数を、目標パルス数として定めることになる。
しかも、位相調整処理を実行ように構成されているから、通常駆動処理及び高精度駆動処理のいずれにおいても、目標通流用開度に一層的確に調整することができる。
すなわち、モータ制御部が、出力軸が設定基準回転位相になるようにステッピングモータを作動させたときに、出力軸の回転位相検出手段の検出情報に基づいて、出力軸が設定基準回転位相からずれていることを判別した場合には、出力軸を設定基準回転位相に回転させるようにステッピングモータを駆動するから、出力軸の回転位相が、開度関係情報記憶手段に記憶されている開度関係情報に対応する回転位相となるように調整されるため、通常駆動処理及び高精度駆動処理のいずれにおいても、目標通流用開度に一層的確に調整することができる。
つまり、モータ制御部が、オープンループ式の制御形態でステッピングモータを駆動する場合において、脱調等により、出力軸が適正通り回転されない状態が万が一発生しても、位相調整処理によって、設定基準回転位相に回転された出力軸が設定基準回転位相に回転する状態に復帰されるから、出力軸の回転位相が、開度関係情報記憶手段に記憶されている開度関係情報に対応する回転位相となる状態に維持されることになるため、通常駆動処理及び高精度駆動処理のいずれにおいても、目標通流用開度に一層的確に調整することができるのである。
さらに、目標通流用開度に変更するために出力軸を基準回転方向とは逆方向に回転する場合において設定開始条件が満たされたときには、高精度駆動処理を実行するものであるから、目標通流用開度に変更するために出力軸を基準回転方向とは逆方向に回転する場合においても、ガス通流用開度を目標通流用開度に精度良く変更することができる。
すなわち、高精度駆動処理は、予め設定したオーバー駆動用パルス数を目標パルス数に加算した初期パルス数にて、出力軸が基準回転方向とは逆方向に回転する回転方向に向けてステッピングモータを駆動し、その後、補正用パルス数とオーバー駆動用パルス数を加えた後期パルスにて、出力軸が基準回転方向に回転する回転方向に向けてステッピングモータを駆動するであるから、連係機構の連係融通の影響を受けない状態で、ガス通流用開度を目標通流用開度に精度良く変更することができる。
高精度駆動処理について、図17に基づいて説明を加える。
ちなみに、出力軸Q1は、本来は回転するものであるが、図17では、出力軸Q1が、直線移動するものとして例示し、可動板Q2が、直線移動する出力軸Q1に押圧されて直線移動するものとして例示する。
そして、可動板Q2には、出力軸Q1が係合する凹部が形成されており、その凹部の幅が、連係融通に対応させて、出力軸Q1の径よりも大きく形成されている。
尚、図17においては、連係融通の大きさが変化することを表すために、連係融通が小さい場合に対応させて凹部の幅が小さい状態を破線にて示している。
図17の最上段の図は、出力軸Q1が、基準回転方向(CCW方向)に移動しながら、P1位置からP2位置に移動して、可動板Q2をP1位置からP2位置に移動させた状態を示す。
ちなみに、P1位置の出力軸Q1は、基準回転方向(CCW方向)に移動しながら停止している状態を例示するものであるため、出力軸Q1をP1位置からP2位置に移動させる目標パルス数が、出力軸Q1の回転方向を前回の回転方向から変更しない場合に対応させて、開度関係情報に基づいて定められることになる。
図17の中段の図は、高精度駆動処理を実行するために、初期パルス数にてステッピングモータを作動させることにより、出力軸Q1が基準回転方向とは逆方向(CW方向)に移動しながら、P2位置からP1位置を越えてP3位置に移動して、可動板Q2がP1位置を越えた位置に移動した状態を示す。
ちなみに、P2位置の出力軸Q1は、基準回転方向(CCW方向)に移動しながら停止したものであるため、出力軸Q1をP2位置からP3位置に移動させる初期パルス数を、目標パルス数とオーバー駆動用パルス数とを加えて求めるにあたり、目標パルス数が、出力軸Q1の回転方向を前回の回転方向から変更する場合に対応させて、開度関係情報に基づいて定められるパルス数に、遊び補正用の補正パルス数を加算した形態で求められることになる。
図17の最下段の図は、高精度駆動処理を実行するために、後期パルス数にてステッピングモータを作動させることにより、出力軸Q1が基準回転方向(CCW方向)に移動しながら、P3位置からP1位置に移動して、P1位置を越えた位置の可動板Q2をP1位置に移動させた状態を示す。
尚、後期パルス数は、遊び補正用の補正パルス数とオーバー駆動用パルス数とを加算して求められることになる。
説明を加えると、基準回転方向(CCW方向)に移動させながら、P1位置からP2位置に出力軸Q1を移動させる際のパルス数(目標パルス数)と同じパルス数にて、P2位置の出力軸Q1を基準回転方向とは逆方向(CW方向)に移動させるべく、ステッピングモータを駆動すると、出力軸Q1はP1位置に移動する。
しかしながら、可動板Q2は、連係融通のために、図17の最上段の図で示される位置には戻らないことになる。
つまり、可動板Q2は、図17の最上段の図で示される位置まで移動せずに、基準回転方向(CCW方向)に偏った位置まで移動することになる。
そして、基準回転方向(CCW方向)に移動させながら、P1位置からP2位置に出力軸Q1を移動させる際のパルス数(目標パルス数)と同じパルス数に、遊び補正用の補正パルス数を加算したパルス数にて、出力軸Q1を基準回転方向とは逆方向(CW方向)に移動させるべく、ステッピングモータを駆動すると、出力軸Q1がP1位置を越えて移動されることになる。
この状態において、遊び補正用の補正パルス数が連係融通の大きさに合致している場合には、可動板Q2は、図17の最上段の図で示される位置に戻ることになる。
しかしながら、遊び補正用の補正パルス数が連係融通の大きさに合致していない場合には、可動板Q2は、図17の最上段の図で示される位置には戻らないことになる。
つまり、連係機構の連係融通は、機器ごとの個体誤差によって変動するものであり、多数の機器を対象とした場合には、連係融通の変動範囲が予測されることになるが、遊び補正用の補正パルスは、例えば、連係融通の変動範囲の中央値に対応する値に設定されることになる等、連係融通の変動範囲における特定値に対応する値に定められることになる。
その結果、P2位置の出力軸Q1を基準回転方向とは逆方向(CW方向)に移動させる際に、出力軸Q1をP2位置からP1位置に移動させるパルス数に遊び補正用の補正パルス数を加算したパルス数にて、ステッピングモータを駆動しても、可動板Q2は、図17の最上段で示される位置には戻らずに、図17の最上段の図で示される位置よりも基準回転方向(CCW方向)に偏った位置や、図17の最上段の図で示される位置よりも基準回転方向(CCW方向)とは逆方向(CW方向)に偏った位置となる虞がある。
そこで、遊び補正用の補正パルス数とオーバー駆動用パルス数とを加えた後期パルス数にて出力軸Q1を移動させる量が、連係融通の予測される変動範囲の最大値を超える量となるように、オーバー駆動用パルス数を、連係融通の予測される変動範囲の最大値及び遊び補正用の補正パルス数に鑑みて設定する。
そして、図17の中段の図に示すように、P2位置の出力軸Q1を基準回転方向とは逆方向(CW方向)に移動させる際に、目標パルス数にオーバー駆動用パルス数を加算した初期パルス数を定めて、出力軸Q1を基準回転方向とは逆方向(CW方向)に移動させるべく、ステッピングモータを駆動すると、出力軸Q1がP1位置を越えてP3位置に移動し、可動板Q2は、図17の最上段で示される位置を越えた位置に移動することになる。
その後、図17の最下段の図に示すように、補正用パルス数とオーバー駆動用パルス数を加えた後期パルスにて、出力軸Q1が基準回転方向(CCW方向)に回転する回転方向に向けてステッピングモータを駆動すると、可動板Q2は、図17の最上段の図で示される位置に移動することになるのである。
つまり、高精度駆動処理を実行することにより、目標通流用開度に変更するために出力軸を基準回転方向とは逆方向に回転する場合においても、目標通流用開度に精度良く変更することができる。
そして、設定開始条件として、例えば、目標通流用開度が高精度で調整する必要がある開度である場合であることを条件として設定しておけば、ガス通流用開度を高精度が要求される目標通流用開度に的確に調整できることになる。
ちなみに、目標通流用開度に変更するために出力軸を基準回転方向とは逆方向に回転する場合の全てにおいて、高精度駆動処理を実行することが考えられるが、高精度駆動処理は、ステッピングモータを正逆に駆動するため、駆動電力の消費量が多くなる等の不利があることを鑑みると、設定開始条件が満たされたときにのみ、高精度駆動処理を実行することが好ましいものである。
そして、連係融通の変動範囲は、予め実験等により予測できるものであり、補正パルスや連係融通オーバー駆動用パルス数は、機器ごとに計測を行う等の煩雑な作業を行うことなく、予測される連係融通の変動範囲に基づいて定めることができるから、補正パルスや連係融通オーバー駆動用パルス数を定めるために、製造効率が低下する等の不利を招くことがない。
要するに、本発明の第1特徴構成によれば、制御構成の簡素化を十分に図ることができ、しかも、可動板を精度良く移動操作でき、さらには、製造面で有利な燃焼用ガス量制御装置を提供できる。
本発明の燃焼用ガス量制御装置の第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記補正パルス数が、前記連係融通の予測される変動範囲の中央値に対応して設定され、
前記オーバー駆動用パルス数が、前記中央値と前記変動範囲の最大値との差以上の値に対応して設定されている点を特徴とする。
すなわち、補正用パルス数が、連係融通の予測される変動範囲の中央値に対応して設定されているから、連係機構の連係融通の大きさが変動しても、通常駆動処理において、ガス通流用開度を目標通流用開度に極力近づけるようにすることができる。
そして、オーバー駆動用パルス数が、変動範囲の中央値と変動範囲の最大値との差以上の値に対応して設定されているから、連係融通が予測される変動範囲の最大値である場合にも、高精度駆動処理によって、ガス通流用開度を高精度が要求される目標通流用開度に的確に調整できる。
要するに、本発明の第2特徴構成によれば、上記第1特徴構成による作用効果に加えて、通常駆動処理において、ガス通流用開度を目標通流用開度に極力近づけることができ、しかも、連係融通が予測される変動範囲の最大値である場合にも、高精度駆動処理によって、ガス通流用開度を高精度が要求される目標通流用開度に的確に調整できる燃焼用ガス量制御装置を提供できる。
本発明の燃焼用ガス量制御装置の第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記ガス量調節部が、ガスコンロに装備したコンロバーナに対応して設けられ、
前記設定基準回転位相が、前記ガス通流用開度を前記全閉開度にする回転位相であり、かつ、前記基準回転方向が、前記通流開度を減少側に操作する回転方向であり、
前記モータ制御部が、前記目標通流用開度が前記コンロバーナの点火用通流開度である場合には、前記設定開始条件が満たされたと判別するように構成されている点を特徴とする。
すなわち、設定基準回転位相が、ガス通流用開度を全閉開度に操作する回転位相に定められているから、燃焼停止の指示によってガス通流用開度を全閉開度に操作する際には、出力軸が設定基準回転位相に回転されることになる。
したがって、燃焼停止の指示によって出力軸が設定基準回転位相に回転される毎に、位相調整処理が実行されて、回転位相検出手段の検出情報に基づいて、出力軸が設定基準回転位相からずれているか否かを判別して、ずれている場合には、出力軸を設定基準回転位相に回転させるようにステッピングモータが駆動されるものであるから、燃焼停止の指示によってガス通流用開度を確実に全閉開度に操作することができる。
そして、ガス量調節部が、ガスコンロに装備したコンロバーナに対応して設けられ、基準回転方向が、通流開度を減少側に操作する回転方向であり、モータ制御部が、目標通流用開度がコンロバーナの点火用通流開度である場合には、設定開始条件が満たされた判別するように構成されているから、コンロバーナを点火するために、ガス通流用開度を全閉開度から点火用通流開度に変更する際には、高精度駆動処理が実行されて、ガス通流用開度を点火用通流開度に的確に調整できる。
このようにコンロバーナを点火する際には、高精度駆動処理の実行により、ガス通流用開度を点火用通流開度に的確に調整できるため、コンロバーナに供給するガス燃料の供給量を適正量にしてコンロバーナの点火を良好に行うことができる。
要するに、本発明の第3特徴構成によれば、上記第1又は第2特徴構成による作用効果に加えて、燃焼停止の指示によってガス通流用開度を確実に全閉開度に操作することができ、しかも、コンロバーナの点火を良好に行うことができる燃焼用ガス量制御装置を提供できる。
本発明の燃焼用ガス量制御装置の第4特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記ガス量調節部が、ガスコンロに装備したコンロバーナに対応して設けられ、
前記基準回転方向が、前記通流開度を減少側に操作する回転方向であり、
前記モータ制御部が、炊飯運転指令が指令されると炊飯運転処理を実行するように構成され、かつ、前記炊飯運転処理の実行中において、前記目標通流用開度が前記通流開度を増加させる関係にある場合には、前記設定開始条件が満たされたと判別するように構成されている点を特徴とする。
すなわち、ガス量調節部が、ガスコンロに装備したコンロバーナに対応して設けられ、基準回転方向が、通流開度を減少側に操作する回転方向であり、モータ制御部が、炊飯運転指令が指令されると炊飯運転処理を実行するように構成され、かつ、炊飯運転処理の実行中において、目標通流用開度が通流開度を増加させる関係にある場合には、設定開始条件が満たされたと判別するように構成されているから、炊飯運転処理の実行中において、通流開度を大きな通流開度に変更することを、高精度駆動処理によって、的確に行うことができる。
つまり、炊飯運転処理においては、例えば、先ず、中火力にて加熱し、その後、中火力よりも小さな小火力にて加熱し、その後、再び中火力にて加熱する等、火力の調整を行うことになる。そして、小火力から中火力に火力の変更を行う際に、通流開度を中火力に対応する開度として定められている中火力用の通流開度に的確に調整しないと、適正な炊飯を行えないものとなるが、通流開度を小火力に対応する開度から中火力に対応する開度に増加させることが、高精度駆動処理にて行われることにより、通流開度を小火力に対応する開度から中火力に対応する開度に的確に増加させて、炊飯運転処理を良好に行うことができる。
ちなみに、通流開度を中火力に対応する開度に調整する際に、通流開度が中火力に対応する開度よりも大きくなると、火力が強過ぎるため、吹き零れが生じて、水不足の発生により、炊き上がり米が硬くなる等の不都合が発生し、また、通流開度が中火力に対応する開度よりも小さくなると、火力が弱過ぎるため、炊き上がりまでの時間が長くなる不都合や炊き上がりの米が軟らかくなる等の不都合が発生することになる。
要するに、本発明の第4特徴構成によれば、上記第1又は第2特徴構成による作用効果に加えて、炊飯運転処理を良好に行うことができる燃焼用ガス量制御装置を提供できる。
本発明の燃焼用ガス量制御装置の第5特徴構成は、上記第1〜第4特徴構成のいずれかに加えて、
前記モータ制御部が、異常発生情報が入力されたときには、前記ガス通流用開度を前記全閉開度に変更すべく、前記ステッピングモータの作動を制御するように構成されている点を特徴とする。
すなわち、モータ制御部が、異常発生情報が入力されたときには、ガス通流用開度を全閉開度に変更すべく、ステッピングモータの作動を制御するように構成されているから、ガス通流用開度を全閉開度に操作して、安全性の向上を図ることができ、また、ガス通流用開度を全閉開度した状態から燃焼開始を適切に行うことができる。
つまり、異常発生状態とは、例えば、燃焼中のガスバーナが、ガスの供給を停止していないのにも拘わらず消火する状態や、ガスバーナにて加熱される調理容器が異常な高温になる状態である。
したがって、このような状態においては、ガス通流用開度を全閉開度に操作して、ガスの供給を遮断することにより、安全性の向上を図ることができる。
また、その後、再び燃焼を開始する際には、既に、ガス通流用開度が全閉開度に操作されているから、ガス通流用開度を全閉開度に操作することなく、ガス通流用開度を全閉開度した状態から燃焼開始を適切に行うことができる。
要するに、本発明の第5特徴構成によれば、上記第1〜第4特徴構成のいずれかによる作用効果に加えて、安全性の向上を図ることができ、また、ガス通流用開度を全閉開度した状態から燃焼開始を適切に行うことができる燃焼用ガス量制御装置を提供できる。
本発明の燃焼用ガス量制御装置の第6特徴構成は、上記第1〜第5特徴構成のいずれかに加えて、
前記可動板が、前記出力軸の軸心に沿う回転軸心回りで回転自在に支持されて、前記回転軸心回りでの回転方向を前記ガス量調節用移動方向として、前記ステッピングモータにて回転操作されるように構成されている点を特徴とする。
すなわち、可動板が、出力軸の軸心に沿う回転軸心回りで回転自在に支持されて、回転軸心回りでの回転方向をガス量調節用移動方向として、ステッピングモータにて回転操作されるように構成されているから、ステッピングモータ、可動板及び固定板が、ステッピングモータの出力軸の軸心方向に沿って並ぶ状態になるため、全体構成のコンパクト化を図ることができる。
要するに、本発明の第6特徴構成によれば、上記第1〜第5特徴構成のいずれかによる作用効果に加えて、全体構成のコンパクト化を図ることができる燃焼用ガス量制御装置を提供できる。
ガスコンロの斜視図 ガスコンロの燃料供給構成及び燃焼制御構成を示す概略図 ガス流動制御ユニットの斜視図 高火力用制御部の切欠側面図 高火力用制御部の分解斜視図 可動板の平面図 高火力用制御部の要部を示す一部切欠側面図 安全弁と安全弁操作用体と可動体との関係を示す切欠平面図 同関係を示す切欠平面図 同関係を示す切欠平面図 出力軸の回転角度(回転位相)とガス通流開度との関係を示す図 ステッピングモータの模式図 ステッピングモータに対する通電電流を示す図 制御作動を示すフローチャート 点火処理及び火力調節処理を示すタイムチャート 消火処理を示すタイムチャート 高精度駆動処理の説明図 炊飯モードの制御内容を示すタイムチャート
〔実施形態〕
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(ガスコンロの全体構成)
図1に示すように、例示するガスコンロは、コンロ本体の上面部に、3つのコンロバーナ1を備え、コンロ本体の内部のグリル部GRに、グリルバーナ2(図2参照)を備える状態に構成され、そして、キッチンカウンターに組み込まれるビルトインタイプに構成されている。
3つのコンロバーナ1は、左側に配設される高火力バーナ1A、右側に配設される標準バーナ1B、及び、横幅方向の中央の奥側箇所に配設される小火力バーナ1Cであり、各コンロバーナ1の中央部には、鍋等の被加熱物の温度を検出する温度検出センサPSが設けられている。
グリルバーナ2は、グリル上バーナ2U及びグリル下バーナ2Sである(図2参照)。
コンロ本体の上面は、ガラス製のトッププレート3にて覆われ、コンロ本体の上面の後部側箇所には、グリル部GRの燃焼排ガスを排気するためのグリル排気口4が形成されている。
また、トッププレート3の上部には、3つのコンロバーナ1の夫々にて加熱される鍋等の調理容器を載置するための五徳5が設けられている。
ちなみに、図2に示すように、3つのコンロバーナ1及びグリルバーナ2の夫々に対して、点火用のイグナイタL、熱電対等を用いて構成される着火検出用の着火検出センサJが装備されている。
尚、グリルバーナ2としての、グリル下バーナ2Sは、左右一対装備されるものであるが、図2においては、一つのみを記載している。
(ガスコンロの操作構成)
図1に示すように、コンロ本体の前面部の左方側箇所には、高火力バーナ1Aに対する高火力用操作具6Aが配設され、コンロ本体の前面部の右方側箇所には、標準バーナ1Bに対する標準用操作具6B、及び、小火力バーナ1Cに対する小火力用操作具6Cが配設されている。
尚、以下の記載において、高火力用操作具6A、小火力用操作具6C、及び、標準用操作具6Bを区別して記載する必要がないときには、操作具6と記載する。
各操作具6は、対応するコンロバーナ1についての燃焼開始の指示(以下、点火指令と略称する)及び燃焼停止の指示(以下、消火指令と略称する)を指令し、且つ、対応するコンロバーナ1について目標火力の大きさの指示(以下、火力調節指令と略称)を指令するものであって、具体的には、前方側に押し込み操作されるごとに、点火指令と消火指令とを交互に指令し、また、前後方向軸心周りで正逆に回動操作されることにより、火力調節指令を指令するように構成されている。
説明を加えると、各操作具6は、押し操作される毎に回転軸心方向に移動して、図示しない位置保持機構によって、コンロ本体の内部側に押し込まれた押し込み位置と前方に突出する突出位置とに切り換え自在に構成され、各操作具6が突出位置に切り換えられているときに、正転方向及び逆転方向の夫々に回動操作可能となるように構成されている。
各操作具6に対応して点消火スイッチ7A、7B、7C(図2参照)が装備され、これらの点消火スイッチ7A、7B、7Cは、操作具6が押し込み位置に操作されると、OFF(オフ)状態となり、操作具6が突出位置に操作されると、ON(オン)状態となるように構成されている。
図2に示すように、点消火スイッチ7A、7B、7Cの検出情報は、運転制御手段としての運転制御部Uに入力されている。
運転制御部Uは、点消火スイッチ7A、7B、7CがON(オン)状態になると、点火指令であると判別し、点消火スイッチ7A、7B、7CがOFF(オフ)状態になると、消火指令であると判別するように構成され、そして、後述の如く、点火指令に基づいて点火処理を実行し、かつ、消火指令に基づいて消火処理を実行するように構成されている。
又、各操作具6の回転操作に伴ってパルス信号を出力するパルス発生手段としてのロータリーエンコーダ8A、8B、8C(図2参照)が、各操作具6に対応して装備されている。
これらのロータリーエンコーダ8A、8B、8Cは、操作具6の一方向への回転操作に伴って2つのパルス信号のうちの一方のパルス信号が他方のパルス信号より位相が進み、操作具6の他方向への回転操作に伴って他方のパルス信号が前記一方のパルス信号より位相が進む状態で、各操作具6の回転操作に伴って互いに異なる位相の2つのパルス信号を出力するように構成されている。
図2に示すように、各ロータリーエンコーダ8A、8B、8Cの検出情報は、運転制御部Uに入力されている。
運転制御部Uは、各ロータリーエンコーダ8A、8B、8Cのパルス信号に基づいて、各操作具6が右方向に設定角度回転されるごとに、火力調節指令として、1段階の火力増加指令が指令されたと判断し、また、各操作具6が左方向に設定角度回転されるごとに、火力調節指令として、1段階の火力減少指令が指令されたと判断するように構成され、そして、後述の如く、火力調節指令(火力増加指令、火力減少指令)に基づいて火力調節処理を実行するように構成されている。
ちなみに、図示はしないが、各操作具6に対してクリック感を付与する付与手段が、各操作具6が左方向及び右方向に設定角度回転されるごとにクリック感を付与する状態で設けられており、各操作具6を左方向及び右方向に設定角度ずつ回転操作することが行い易いようになっている。
本実施形態においては、目標火力の大きさとして9段階の目標火力を設定できるように構成されている。
そして、本実施形態のガスコンロは、ガス燃料として、13Aの都市ガス(以下、13Aガスと略称)とLPガスとを使用できるように構成されるものであって、いずれのガス燃料についても、目標火力の大きさを、9段階の目標火力に設定できるように構成されている。
つまり、運転制御部Uは、図2に示すように、複数種類のガス燃料のいずれであるかを設定するガス種設定部としてのガス種設定スイッチGEにて設定されるガス種設定情報に基づいて、操作具6にて同じ大きさの目標火力が指令されても、コンロ用流量調節弁16A、16B、16C(詳細は後述する)の通流開度を、設定されたガス種に応じた通流開度に変更するように構成されている。
ちなみに、3つのコンロバーナ1及びグリルバーナ2は、ガス噴出ノズルからガス燃料が供給され、かつ、ガス燃料がガス噴出ノズルから噴出されることによるエジェクタ作用によって一次空気が導入される混合管を備え、そして、燃焼に伴って二次空気を導入して燃焼するように構成されている。
そして、ガス噴出ノズルとして、13Aガスに応じたガス噴出ノズルと、LPガスに応じたガス噴出ノズルが用意されて、これらのガス噴出ノズルを使用するガス燃料の種類に応じて選択するように構成されている。
また、コンロ本体の前面部の右方側箇所における下方側部、つまり、小火力用操作具6C及び標準用操作具6Bの下方側箇所には、調理メニュー等の情報を入力するコンロ用設定操作部SCが設けられている。
そして、図2に示すように、コンロ用設定操作部SCの設定情報が、運転制御部Uに入力されて、運転制御部Uが、火力を調節しながら設定された調理メニューに対応する運転処理を実行する等、3つのコンロバーナ1に対する燃焼制御を実行するように構成されている。
コンロ用設定操作部SCにて設定される調理メニューとしては、湯沸し運転、揚げもの運転、炊飯運転等があるが、本実施形態においては、炊飯運転を実行するための炊飯運転処理を後述し、湯沸し運転、揚げもの運転等の運転処理についての説明は省略する。
ちなみに、本実施形態においては、各操作具6が、燃焼開始、目標火力の大きさ及び燃焼停止を指示する燃焼状態設定部M(図2参照)として機能することになる。
コンロ本体の前面部の右方側箇所の上方部には、電源スイッチ9が設けられており、運転制御部Uは、電源スイッチ9が入り操作されたときに、運転制御を実行するための電力が供給されるように構成されている。
ちなみに、電源スイッチ9が入り操作されることによって供給される電力は、コンロ本体が備える各種の機器類の作動用電力としても用いられることになる。
コンロ本体の前面の左方側箇所の下方側部、つまり、高火力用操作具6Aの下方側箇所には、グリルバーナ2に対するグリル用設定操作部SGが配設されている。
そして、図2に示すように、グリル用設定操作部SGの設定情報が、運転制御部Uに入力されて、運転制御部Uが、グリル部GRのグリル上バーナ2U及びグリル下バーナ2Sの燃焼を制御されるように構成されているが、本実施形態では、グリル上バーナ2U及びグリル下バーナ2Sの燃焼制御についての説明は省略する。
(ガスコンロのガス燃料供給構成)
図2に示すように、ガス燃料が供給される元ガス路11に、3つのコンロバーナ1に対する3つのコンロ用分岐路12A、12B、12C、及び、グリルバーナ2に対するグリル用分岐路13が分岐状態で接続されている。
そして、元ガス路11には、閉じ付勢された元電磁弁15が配設され、3つのコンロ用分岐路12A、12B、12Cの夫々には、3つのコンロバーナ1に供給するガス燃料の供給量を調節するコンロ用流量調節弁16A、16B、16Cが配設され、さらに、グリル用分岐路13には、グリルバーナ2に供給するガス燃料の供給量を調節するグリル用流量調節弁17が配設されている。
尚、以下の記載において、3つのコンロ用分岐路12A、12B、12Cを区別する必要がないときには、分岐路12と記載し、また、コンロ用流量調節弁16A、16B、16Cを区別する必要がないときには、流量調節弁16と記載する。
コンロ用流量調節弁16A、16B、16Cは、ガス通流用開度を最小通流開度と最大通流開度の間の通流開度及び全閉開度に変更するガス量調節部として機能するものであって、コンロ用ステッピングモータ18A、18B、18Cにて操作されるように構成されており、その詳細は後述する。
同様に、グリル用流量調節弁17が、グリル用ステッピングモータ19にて操作されるように構成されている。
尚、以下に記載において、3つのコンロ用ステッピングモータ18A、18B、18Cを区別する必要がないときには、ステッピングモータ18と記載する。
また、3つのコンロ用分岐路12A、12B、12Cの夫々には、コンロ用安全弁20A、20B、20Cが配設され、グリル用分岐路13には、グリル用安全弁21及びグリル用ガバナ22が装備されている。
コンロ用安全弁20A、20B、20Cは、ガス供給を遮断する閉じ状態に弾性付勢され、かつ、開き状態に操作されたときに電磁保持部20G(図8参照)にて開き状態に保持されるように構成されるものであり、グリル用安全弁21も同様である。
そして、コンロ用安全弁20A、20B、20Cが、コンロ用ステッピングモータ18A、18B、18Cにて開き状態に操作されるように構成されており、その詳細は後述する。
同様に、グリル用安全弁21が、グリル用ステッピングモータ19にて開き状態に操作されるように構成されている。
尚、以下の記載において、3つのコンロ用安全弁20A、20B、20Cを区別する必要がないときには、安全弁20と記載する。
図3に示すように、ガス流動制御ユニットVが設けられており、このガス流動制御ユニットVに、元電磁弁15、コンロ用流量調節弁16A、16B、16C、コンロ用安全弁20A、20B、20C、グリル用流量調節弁17、グリル用安全弁21、及び、グリル用ガバナ22が一体的に組み込まれている。
すなわち、ガス流動制御ユニットVは、高火力バーナ1Aに対応する高火力用制御部VA、標準バーナ1Bに対応する標準用制御部VB、小火力バーナ1Cに対応する小火力用制御部VC、及び、グリルバーナ2に対応するグリル用制御部VG、並びに、元電磁弁15を備える状態に構成されている。
高火力用制御部VAは、コンロ用流量調節弁16A、コンロ用安全弁20A及びコンロ用ステッピングモータ18Aを装備するように構成されている。
標準用制御部VBは、コンロ用流量調節弁16B、コンロ用安全弁20B及びコンロ用ステッピングモータ18Bを装備するように構成されている。
小火力用制御部VCは、コンロ用流量調節弁16C、コンロ用安全弁20C及びコンロ用ステッピングモータ18Cを装備するように構成されている。
グリル用制御部VGは、グリル用流量調節弁17、グリル用安全弁21、グリル用ステッピングモータ19及びグリル用ガバナ22を装備するように構成されている。
(高火力用制御部の構成)
高火力用制御部VA、標準用制御部VB、及び、小火力用制御部VCは、同様な構成であるため、以下、高火力用制御部VAを代表にして、その具体構成を説明する。
また、以下の記載においては、コンロ用流量調節弁16Aを流量調節弁16と記載し、コンロ用安全弁20Aを安全弁20と記載し、また、コンロ用ステッピングモータ18Aをステッピングモータ18と記載する。
高火力用制御部VAは、図4及び図5に示すように、ケーシング25に、流量調節弁16、及び、安全弁20を組込み、ステッピングモータ18を、ケーシング25の底部に備えている。
ちなみに、図4に示すように、ステッピングモータ18の出力軸18Tの回転位相を検出する回転位相検出手段としてのポテンショメータPMが、出力軸18Tにギヤ式の連動機構にて連動連結される状態で設けられている。
流量調節弁16は、ケーシング25の上部側に設置された固定板26に対して可動板27をガス量調節用移動方向に移動させることにより、ガス通流用開度を最小通流開度と最大通流開度との間の通流開度及び全閉開度に変更するように構成されている。
すなわち、可動板27がガス量調節用移動方向に沿って一方側方向に移動操作されることにより、通流開度が漸次増大し、かつ、可動板27がガス量調節用移動方向に沿って他方側方向に移動操作されることにより、通流開度が漸次減少するように構成され、さらに、通流開度を最小開度に操作したのち、引き続き、可動板27が他方側方向に移動操作されることにより、ガス通流用開度が全閉開度に変更されるように構成されている。
具体的には、可動板27が、ステッピングモータ18の出力軸18Tの軸心方向に沿う回転軸心Z回りで回転自在に支持されて、回転軸心Z回りでの回転方向をガス量調節用移動方向として、ステッピングモータ18にて回転操作されるように構成されている。
そして、図6に示すように、可動板27が、一方側方向として、時計回り方向に沿うCW方向に移動操作されることによって、通流開度が漸次増大され、また、可動板27が、他方側方向として、反時計回り方向に沿うCCW方向に移動操作されることにより、通流開度が漸次減少され、さらに、通流開度を最小開度に操作したのち、引き続き、可動板27が反時計回り方向に沿うCCW方向に移動操作されることにより、ガス通流用開度が全閉開度に変更されるように構成されている。
(コンロ用流量調節弁の構成)
流量調節弁16について説明を加えると、可動板27が、固定板26の下面に密接する状態で回転軸心Z回りでの回転自在に支持されている。
図5及び図6に示すように、可動板27には、上下に貫通するガス通流孔27Aが形成され、また、可動板27の上面には、ガス通流孔27Aに連通するガス通流凹溝27Bが、CW方向に沿ってガス通流孔27Aから離れるほど小幅となる状態で、円周方向に沿って形成されている。
固定板26には、図4及び図5に示すように、上下に貫通するガス流出孔26Aが、可動板27に形成したガス通流孔27A及びガス通流凹溝27Bに対向する位置に形成されている。
そして、安全弁20の開き状態において、ケーシング25の内部を通して流動するガスがガス通流孔27Aに導かれるように構成されている。
したがって、ガス流出孔26Aがガス通流孔27Aに合致する状態において、通流開度が最大通流開度となり、かつ、ガス流出孔26Aがガス通流凹溝27Bの最も小幅となる部分にと合致する状態において、通流開度が最小通流開度となる形態で、通流開度が変更されるように構成され、ガス流出孔26Aがガス通流孔27Aやガス通流凹溝27Bに合致しない状態において、ガス通流用開度が全閉開度となるように構成されている。
また、図5及び図8に示すように、固定板26の外周部における周方向の2箇所に、可動板27の回転軸心Zを中心とする円弧状の調整孔26aが設けられている。
そして、図4に示すように、この調整孔26aを挿通する状態で、実質的にケーシング25に螺合する締付ボルト28が設けられ、締付ボルト28の締結によって、固定板26がケーシング25に固定されている。
したがって、締付ボルト28を緩めて、固定板26を回転軸心Zの回りに回動させることにより、ガス通流孔27A及びガス通流凹溝27Bに対するガス流出孔26Aの回転軸心Z回りでの位置を調節できるように構成されている。
すなわち、ステッピングモータ18の出力軸18TをCCW方向に回転させて、最小火力に対応する回転位相に回転させたときの通流開度を、最小火力に対応する設定適正開度に調節する開度調節手段Wが、調整孔26a及び締付ボルト28を主要部として構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、燃料ガスとして、13AガスとLPガスとを使用するものであるため、開度調節手段Wによって調節する最小火力は、13AガスとLPガスとのうちの低発熱量側のガスである13Aガスの最小火力である。
(安全弁の構成)
安全弁20について説明を加えると、図5に示すように、ケーシング25の側部に、筒状の安全弁収納部分25Aが設けられている。
図4に示すように、この安全弁収納部分25Aに、弁体30が、弁座31に接当する閉じ位置と弁座31から離間する開き位置とに切換え自在に設けられ、弁体30を閉じ位置に復帰付勢する閉じ付勢用のスプリング32が設けられている。
また、弁体30を開き位置に押圧操作するスライド式の操作体33が、戻しスプリング34にて、弁体30を押圧しない非操作位置に復帰付勢された状態で設けられている。
したがって、安全弁20は、弁体30が弁座31に接当する閉じ状態に復帰付勢されるように構成され、かつ、非操作位置から弁体30の存在側に移動されるスライド式の操作体33にて、弁体30が弁座31から離間する開き状態に操作されるように構成されている。
尚、上述の如く、開き位置に押圧された弁体30が電磁保持部20Gにて保持されることにより、安全弁20が、開き状態に保持されるように構成されている。
(連係機構の構成)
図4及び図5に示すように、ケーシング25には、流量調節弁16及び安全弁20に加えて、安全弁20を開き状態に押し開くための開操作用位置と安全弁20が閉じ状態になることを許容する閉動作許容位置とに切換えられる安全弁操作用体35、及び、可動板27を回動操作する中継体36が組み込まれている。
すなわち、固定板26の下方に、ステッピングモータ18の出力軸18Tの軸心に沿って下方に伸びる状態で支持ピン37が支持され、この支持ピン37に、可動板27、安全弁操作用体35及び中継体36が、可動板27と安全弁操作用体35との間に、中継体36を位置させる状態で回転自在に支持され、支持ピン37の下端には、安全弁操作用体35の下方側への抜け落ちを阻止する受止片38が装備されている。
ステッピングモータ18の出力軸18Tの上端部が、安全弁操作用体35の底部の嵌合部35Bに、一体回転するように嵌合され、可動板27と中継体36との間には、両者を離間側に付勢するコイルスプリング39が配置されている。
図5及び図7に示すように、中継体36の外周部の一部に外方に突出する状態で設けた突起部36aに、上方に伸びる状態で連係ピン40が設けられ、これに対応して、可動板27の外周部の一部に外方に突出する状態で設けた突起部27aに、連係ピン40の上端側部分が上下スライド自在に挿入する挿入孔41が形成されている。
つまり、中継体36と可動板27とが、回転軸心Z方向に相対移動自在な状態で、連係ピン40によって一体回転するように連係されている。
図5及び図7に示すように、中継体36の底部の外周側部分には、下方に突出する帯状の係止突起36Aが、CW方向に沿ってCW方向側に位置するほど突出高さが低くなる形態で設けられ、これに対応して、安全弁操作用体35に、係止突起36Aが係入する係入溝35Aが形成されている。
また、図8に示すように、中継体36の外周部に設けた突起部36aを受止めるストッパー42が、ケーシング25に設けられている。
そして、出力軸18Tが反時計回りに沿うCCW方向に回転するに伴って、安全弁操作用体35がCCW方向に回転するときに、中継体36の外周部に設けた突起部36aがストッパー42にて受止められると、中継体36の係止突起36Aが安全弁操作用体35の上面側に乗り上げる状態となって、安全弁操作用体35がCCW方向に回転することを許容するように構成されている(図7(b)参照)。
また、出力軸18Tが時計回りに沿うCW方向に回転するに伴って、安全弁操作用体35がCW方向に回転するときには、中継体36の係止突起36Aが安全弁操作用体35の係入溝35Aの端面にて押圧されて、中継体36が安全弁操作用体35と一体回転するように構成されている(図7(a)参照)。
つまり、安全弁操作用体35が安全弁20を開き状態に操作するために、CCW方向に回転するときには、中継体36の回転が停止されることにより、可動板27がCCW方向に回転することが阻止され、安全弁操作用体35がCW方向に回転するときには、中継体36が安全弁操作用体35と一体回転することにより、可動板27がCW方向に回転されるように構成されている。
図5及び図8に示すように、安全弁操作用体35は、非操作位置に位置するスライド式の操作体33を弁体30の存在側に係止移動する係止アーム35aを備えるものであって、出力軸18Tが設定基準回転位相A(図6参照)からCCW方向に回転するときに、非操作位置に位置するスライド式の操作体33を弁体30の存在側に係止移動させるように構成されている(図9参照)。
すなわち、ステッピングモータ18の出力軸18Tと可動板27及び安全弁操作用体35とを連係する連係機構Rが、中継体36や連係ピン40等を主要部として構成されている。
連係機構Rは、図8に示すように、出力軸18Tが設定基準回転位相A(図6参照)に回転したときには、コンロ用流量調節弁16Aのガス通流用開度が全閉開度となるように可動板27を操作し、かつ、安全弁操作用体35を閉動作許容位置に操作するように、出力軸18Tと可動板27及び安全弁操作用体35とを連係するように構成されている。
ちなみに、出力軸18Tが設定基準回転位相Aに回転しているときには、中継体36の突起部36aは、ストッパー42から離間している。
そして、連係機構Rは、図10に示すように、出力軸18Tが設定基準回転位相Aから回転方向の一方側範囲(CW方向側の範囲)において、正逆に回転したときには、ガス通流用開度を最小通流開度と前最大通流開度との間の通流開度に変更すべく、可動板27をガス量調節用移動方向に沿って正逆に移動操作し、かつ、図9に示すように、出力軸18Tが設定基準回転位相Aから回転方向の他方側範囲(CCW方向側の範囲)に回転したときには、ガス通流用開度が全閉開度となる位置に可動板27を維持させるように、出力軸18Tと可動板27とを連係するように構成されている。
また、連係機構Rは、図10に示すように、出力軸18Tが一方側範囲(CW方向側の範囲)に回転したときには、安全弁操作用体35を閉動作許容位置に維持させる。
そして、連係機構Rは、図9に示すように、出力軸18Tが他方側範囲(CCW方向側の範囲)において設定基準回転位相Aから離れる側の安全弁操作用位相F(図6参照)に回転したときに、安全弁操作用体35を開操作用位置に操作すべく、出力軸18Tと安全弁操作用体35とを連係するように構成されている。
尚、安全弁操作用体35の開操作用位置とは、係止アーム35aがスライド式の操作体33を係止移動させる位相範囲に安全弁操作用体35が回転している状態であり、安全弁操作用体35の閉動作許容位置とは、係止アーム35aがスライド式の操作体33を係止しない位相範囲に安全弁操作用体35が回転している状態である。
(出力軸の回転位相について)
図6は、出力軸18Tが設定基準回転位相Aに回転している状態を示すものであって、この設定基準回転位相Aにおいては、固定板26のガス流出孔26Aが、ガス通流孔27A及びガス通流凹溝27Bに合致せず、ガス通流用開度が全閉開度となっている。
図6において、Bで示す回転位相は、通流開度を最小通流開度にする回転位相(以下、最小通流位相と略称)であって、ガス燃料としてLPガスを使用する際に、最小目標火力にする回転位相である。
Cで示す回転位相は、ガス燃料として13Aガスを使用する際に、最小目標火力にする回転位相(以下、13A用最小通流位相と略称)である。尚、この最小目標火力は、後述する炊飯運転処理における「小火力」に対応する。
ちなみに、上述した開度調節手段Wによって、この13A用最小通流位相Cにおける通流開度を調節することになる。
Dで示す回転位相は、通流開度を最大通流開度にする回転位相(以下、最大通流位相と略称)であって、ガス燃料としてLPガス及び13Aガスを使用する際に、最大目標火力にする回転位相である。
Eで示す回転位相は、ガス燃料として13Aガスを使用する際において、コンロバーナ1を点火する場合の通流開度を設定する回転位相(以下、点火用回転位相)である。
この点火用位相における火力は、中間目標火力であって、後述する炊飯運転処理における「中火力」に相当する。
尚、Bで示す回転位相におけるガス流出孔26Aとガス通流孔27A及びガス通流凹溝27Bとの相対的な位置関係は、図6において2点鎖線にて示されるガス流出孔26Aの位置はそのままの位置で、図から可動板27だけを22度だけCW方向に回転させた位置関係となり、Cで示す回転位相におけるガス流出孔26Aとガス通流孔27A及びガス通流凹溝27Bとの相対的な位置関係は、図6において2点鎖線にて示されるガス流出孔26Aの位置はそのままの位置で、図から可動板27だけを90度だけCW方向に回転させた位置関係となり、Dで示す回転位相におけるガス流出孔26Aとガス通流孔27A及びガス通流凹溝27Bとの相対的な位置関係は、図6において2点鎖線にて示されるガス流出孔26Aの位置はそのままの位置で、図から可動板27だけを240度だけCW方向に回転させた位置関係となり、Eで示す回転位相におけるガス流出孔26Aとガス通流孔27A及びガス通流凹溝27Bとの相対的な位置関係は、図6において2点鎖線にて示されるガス流出孔26Aの位置はそのままの位置で、図から可動板27だけを165度だけCW方向に回転させた位置関係となる。
Gで示す回転位相は、出力軸18TのCCW方向での回転限度を示す回転位相(以下、CCW方向限度と略称)であり、Hで示す回転位相は、出力軸18TのCW方向での回転限度を示す回転位相(以下、CW方向限度と略称)である。
CCW方向限度Gは、安全弁20を開き状態に操作する操作体33を安全弁収納部分25Aに設けた受止体43(図8参照)にて受止めることにより、達成されるように構成されている。
CW方向限度Hは、中継体36がCW方向に回転したときに、突起部36aが上述したストッパー42に受止められることにより達成されることになる(図10参照)。
そして、図6において、設定基準回転位相Aを0度とし、CW方向を正の角度とし、かつ、CCW方向を負の角度として表す場合において、最小通流位相Bは、設定基準回転位相Aから22度回転した位相であり、13A用最小通流位相Cは、設定基準回転位相Aから90度回転した位相であり、最大通流位相Dは、設定基準回転位相Aから240度回転した位相であり、点火用回転位相Eは、設定基準回転位相Aから165度回転した位相であり、安全弁操作用位相Fは、設定基準回転位相Aから−48度回転した位相である。
また、CCW方向限度Gは、設定基準回転位相Aから−70度回転した位相であり、そして、CW方向限度Hは、設定基準回転位相Aから280度(−80度)回転した位相である。
さらに、図6において、Kで示す範囲は、ポテンショメータPMが検出不能となる検出不能範囲である。
つまり、ポテンショメータPMは、設定基準回転位相Aから256.5度回転した位相と、設定基準回転位相Aから−76.55度回転した位相との間において、出力軸18Tの回転位相に対応する角度を検出するように構成されている。
(高火力用制御部のガス燃料の流れ)
次に、高火力用制御部VAにおけるガス燃料の流れについて説明を加えると、図4及び図5に示すように、ケーシング25の安全弁収納部分25Aに、ガス入口部44が設けられている。
このガス入口部44から安全弁収納部分25Aの内部に流動したガスは、弁体30が開き位置に位置するときには、弁座31の形成部分を通過してケーシング25の内部に流動することになる。
ケーシング25の内部に流動したガスは、安全弁操作用体35や中継体36の配置箇所を通して可動板27の下方側箇所に流動し、その後、ガス通流孔27Aを通して、可動板27と固定板26の間に流動する。
そして、可動板27と固定板26の間に流動したガスは、ガス流出孔26Aがガス通流孔27A又はガス通流凹溝27Bに合致しているときには、ガス流出孔26Aより流出することになる。
尚、図4に示すように、ケーシング25における出力軸18Tの挿通箇所には、ケーシング25の内部に流動したガスが、ステッピングモータ18の存在側に漏れるのを抑制するシール用のOリング45が、出力軸18Tに外嵌する状態で設けられている。
(運転制御部の記憶内容)
運転制御部Uの記憶部Umに、基準回転方向としてのCCW方向に出力軸18Tを回転させた状態における、ガス通流用開度と出力軸18Tの回転位相(回転角度)との関係を示す開度関係情報が記憶されている。
すなわち、出力軸18Tを安全弁操作用位相Fから最大通流位相Dに回転させ、その後、出力軸18Tを最大通流位相Dから安全弁操作用位相Fに回転させた場合において、出力軸18Tの回転位相(回転角度)とガス通流用開度との関係を実験により計測したところ、図11に示すように、連係機構Rの連結融通(遊び)のためにヒステリシスが存在することが判明した。
このヒステリシスは、機器ごとの個体誤差によって、変動するものであり、その変動範囲の中央値は、実験により、例えば、約11度であることが判明した。
本実施形態においては、このようなヒステリシスが存在するため、ガス通流用開度と出力軸の回転位相(回転角度)との関係を示す開度関係情報として、出力軸18TをCCW方向に回転させた状態における関係を記憶させるようにした。
具体的には、出力軸18Tの設定基準回転位相Aを基準とした回転角度(回転位相)とガス通流用開度との関係が開度関係情報として記憶されるように構成されている。
ちなみに、本実施形態においては、記憶部Umが、開度関係記憶手段として機能することになる。
また、運転制御部Uの記憶部Umは、図示はしないが、出力軸18Tの設定基準回転位相Aを基準とした回転角度(回転位相)とポテンショメータPMの出力値との関係を記憶するように構成されている。
ちなみに、ポテンショメータPMの出力は、例えば、CW方向限度Hにて0.000V、CCW方向限度Gにて0.060V、安全弁操作用位相Fにて0.260V、設定基準回転位相Aにて0.690V、最小通流位相Bにて0.892V、13A用最小通流位相Cにて1.500V、最大通流位相Dにて2.850Vである。
尚、「V」は、ボルトの略記である。
さらに、本実施形態においては、運転制御部Uの記憶部Umが、13Aガスについての、各段階の火力と出力軸18Tの設定基準回転位相Aを基準とした回転角度(回転位相)との関係を、目標火力の大きさと通流開度との関係を定めた開度変更情報として記憶し、同様に、LPガスについての、各段階の火力と出力軸18Tの設定基準回転位相Aを基準とした回転角度(回転位相)との関係を、目標火力の大きさと通流開度との関係を定めた開度変更情報として記憶するように構成されている。
尚、13Aガスについての開度変更情報は、13A用最小通流位相Cと最大通流位相Dとの間に定められることになり、LPガスについての開度変更情報は、最小通流位相Bと最大通流位相Dとの間に定められることになる。
(ステッピングモータの制御)
運転制御部Uは、マイクロコンピュータを主要部として構成されて、上述の如く、3つのコンロバーナ1夫々についての、消火指令、点火指令、及び、火力調節指令(火力増加指令、火力減少指令)を判別して、コンロバーナ1の燃焼を制御することになる。
つまり、運転制御部Uは、コンロバーナ1の燃焼を制御するために、消火指令、点火指令、及び、火力調節指令、並びに、ポテンショメータPMの検出情報に基づいて、ステッピングモータ18の作動を制御するモータ制御部として機能することになる。
次に、ステッピングモータ18の制御作動について説明するが、3つのコンロ用ステッピングモータ18A、18B、18Cについての制御は同様に行われるものである。
また、ガス種設定スイッチGEにて、13Aガスが設定されている場合であるとして説明する。
運転制御部Uは、可動板27を移動操作する際には、ステッピングモータ18に通電することになるが、可動板27を移動操作しないときには、ステッピングモータ18に対する通電を停止する形態で、ステッピングモータ18の作動を制御するように構成されている。
すなわち、図12に示すように、本実施形態のステッピングモータ18は、2相励磁式に構成されており、ステッピングモータ18を駆動するときには、A極及びB極にパルス電流を通電することになるが、ステッピングモータ18を停止するときには、パルス電流の通電を停止するように構成されている。
図13は、後述の点火処理において、出力軸18Tを設定基準回転位相Aから安全弁操作用位相Fに向けてCCW方向に回転させ、その後、CW方向に回転させる際に、ステッピングモータ18に通電するパルス電流を示すものである。
そして、図13に示すように、運転制御部Uは、点火処理において、出力軸18Tを安全弁操作用位相Fに回転させた際に、出力軸18Tの回転を停止しかつ出力軸18Tが外力により回転されるのを牽制する停止保持電流を、設定ホールド時間に亘りステッピングモータ18に通電する出力軸保持処理を実行するように構成されている。
また、運転制御部Uは、点火処理において、設定基準回転位相Aから安全弁操作用位相に出力軸18Tを回転させる速度よりも、出力軸保持処理の実行後において出力軸18Tを回転させる速度が高速となるように、ステッピングモータ18の励磁切替え速度を制御するように構成されている。
具体的には、図15に示すように、設定基準回転位相Aから−20度に達するまでは、励磁切替え速度を200PPSとし、−20度から安全弁操作用位相F(−48度)に達するまでは、励磁切替え速度を150PPSとする。
そして、出力軸保持処理の実行後において出力軸18Tを回転させる際には、先ず、励磁切替え速度を300PPSした後、励磁切替え速度を500PPSに切換える等、励磁切替え速度が制御されるように構成されている。
尚、「PPS」とは、パルス・パー・セコンドの略記である。
(オープンループ式の制御)
運転制御部Uは、可動板27を移動操作するためにステッピングモータ18に印加するパルス数を、出力軸18TがCCW方向(基準回転方向)に回転して設定基準回転位相Aに回転した状態を基準に管理する形態で、かつ、ステッピングモータ18の回転方向を変更する場合には、予め設定した遊び補正用のパ補正パルス数を加算する形態で、上述した開度関係情報に基づいて求めて、ステッピングモータ18を駆動するように構成されている。
具体的には、運転制御部Uは、現在のガス通流用開度から目標通流用開度に変更するためにステッピングモータ18に印加する目標パルス数を、出力軸18Tの回転方向を前回の回転方向から変更しない場合には開度関係状態に基づいて求められるパルス数とする形態で、かつ、出力軸18Tの回転方向を前回の回転方向から変更する場合には、開度関係状態に基づいて求められるパルス数に、出力軸18Tと可動板27とを連係する連係機構Rの連係融通に対応して予め設定した遊び補正用の補正パルス数を加算したパルス数とする形態で定めて、ステッピングモータ18を駆動する通常駆動処理を実行するように構成されている。
ちなみに、連係機構Rの連係融通は、上述の如く、機器ごとの個体誤差によって、変動することになるため、本実施形態においては、遊び補正用の補正パルス数を、連係融通の予測される変動範囲の中央値(例えば、11°)に対応させて定めている。
また、運転制御部Uは、可動板27を移動操作するためにCCW方向(基準回転方向)とは逆方向(CW方向)に出力軸18Tを回転する場合において設定開始条件が満たされたときには、高精度駆動処理を実行するように構成されている。
高精度駆動処理は、図17に示すように、予め設定したオーバー駆動用パルス数を目標パルス数に加算した初期パルス数にて、出力軸18TがCCW方向(基準回転方向)とは逆方向(CW方向)に回転する回転方向に向けてステッピングモータ18を駆動し、その後、補正用パルス数とオーバー駆動用パルス数を加えた後期パルス数にて、出力軸18TがCCW方向(基準回転方向)に回転する回転方向に向けてステッピングモータ18を駆動する処理である。
本実施形態においては、補正用パルス数が、上述の如く、連係機構Rの連係融通の予測される変動範囲の中央値に対応して設定されることに応じて、オーバー駆動用パルス数が、連係機構Rの連係融通の予測される変動範囲の中央値と最大値との差に対応して設定されている。
すなわち、連係機構Rの連係融通を、多数の機器について測定したところ、連係融通の予測される変動範囲が、例えば、9°〜13°の範囲なることが判明した。
そこで、本実施形態においては、補正用パルス数を、上述の如く、予測される変動範囲の中央値である11°に対応して定めるようにし、また、オーバー駆動用パルス数を、変動範囲の中央値である11°と最大値である13°との差(2°)に対応させて定めるようにした。尚、オーバー駆動用パルス数は、変動範囲の中央値と最大値との差以上の大きな値に対応させて定めるようにしてもよい。
ちなみに、本実施形態のステッピングモータ18は、1ステップにて0.395度回転するものであるから、本実施形態においては、補正用パルス数を、28パルスとして、オーバー駆動用パルス数を、5パルスに設定した。
また、本実施形態においては、運転制御部Uが、ガス通流用開度として、コンロバーナ1の点火用通流開度が指令された場合、つまり、点火指令が指令されて、コンロバーナ1を点火するための点火用回転位相Eに出力軸18Tを制御する場合には、設定開始条件が満たされたと判別して、高精度駆動処理を実行するように構成されている(図15参照)。
以上の説明から明らかな如く、運転制御部Uは、点火処理を開始してから消火処理が終了するまでの間は、基本的に、記憶部Umに記憶した記憶情報及び出力軸18Tが1ステップにて回転する角度に基づいて、ステッピングモータ18に印加するパルス数を定める、いわゆるオープンループ式の制御形態で、ステッピングモータ18を駆動するように構成されている。
具体的に説明すると、点火指令が指令されて、出力軸18Tを設定基準回転位相Aから安全弁操作用位相F(−48度)に回転させる際は、設定基準回転位相Aに位置する出力軸18Tは基準回転方向(CCW方向)に回転されて停止しているものであるから、出力軸18Tの回転方向が前回の回転方向から変更しない場合であるため、48を0.395にて除算して求められる122ステップを、必要ステップ数(印加する目標パルス数)として定めて、ステッピングモータ18をCCW方向に駆動することになる。
設定基準回転位相Aから安全弁操作用位相Fに回転させた出力軸18Tを、安全弁操作用位相F(−48度)から点火用回転位相E(165度)に回転させる際は、出力軸18Tの回転方向が前回の回転方向から変更する場合であり、かつ、高精度駆動処理を実行する場合であるから、48と165とを加算した213を0.395にて除算して求められる539ステップに、補正パルス数28とオーバー駆動用パルス数5を加えた572を、必要ステップ数(初期パルス数)として定めて、ステッピングモータ18をCW方向に駆動し、その後、補正パルス数28とオーバー駆動用パルス数5を加えた33を、必要ステップ数(後期パルス数)として定めて、ステッピングモータ18をCCW方向(基準回転方向)に駆動することになる(図15参照)。
また、例えば、安全弁操作用位相Fから点火用回転位相Eに回転させた出力軸18Tを、点火用回転位相E(165度)から最大通流位相(240度)に回転させる際には、240から165を減算した75を0.395にて除算して求められる75ステップに、補正パルス数28加えた103を、必要ステップ数(印加する目標パルス数)として定めて、ステッピングモータ18をCW方向に駆動することになる。
さらに、例えば、安全弁操作用位相Fから点火用回転位相Eに回転させた出力軸18Tを、点火用回転位相E(165度)から13A用最小通流位相C(90度)に回転させる際には、165から90を減算した75を0.395にて除算して求められる190ステップを、必要ステップ数(印加する目標パルス数)として定めてステッピングモータ18をCCW方向に駆動することになる。
ちなみに、運転制御部Uが、出力軸18TがCCW方向(基準回転方向)に回転して設定基準回転位相Aに回転した状態を基準に管理する形態で、可動板27を移動操作するためにステッピングモータ18に印加するパルス数を定めるとは、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させる際には、後述の位相調整処理によって、ポテンショメータPMの検出情報に基づいて、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転した状態に位置決めしながら、出力軸18Tを目標回転位相に回転させる場合には、単に、出力軸18Tを目標量回転させるのに必要となるパルス数を定めることを意味するものである。
(位相調整処理)
運転制御部Uは、出力軸18Tが設定基準回転位相Aになるようにステッピングモータ18を作動させたときに、ポテンショメータPMの検出情報に基づいて、出力軸18Tが設定基準回転位相Aからずれていることを判別した場合には、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させるようにステッピングモータ18を駆動する位相調整処理を実行するように構成されている。
すなわち、出力軸18Tが設定基準回転位相AになるときのポテンショメータPMの検出値(0.690V)と、出力軸18Tが設定基準回転位相Aになるようにステッピングモータ18を作動させたときにときのポテンショメータPMの現在値との差が、設定許容範囲以上である場合には、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させるようにステッピングモータ18を駆動することになる。
本実施形態のステッピングモータ18は1ステップにて0.395度回転するものであるから、上述の設定範囲は、+0.395度より大きく、かつ、−0.395度よりも小さい範囲として設定されている。
また、出力軸18Tが設定基準回転位相Aをオーバーしている場合には、一旦、出力軸18TをCW方向に回転させて設定基準回転位相Aの手前側に戻した後、設定基準回転位相Aに向けてCCW方向に回転させることになる。
つまり、運転制御部Uは、上述の如く、可動板27を移動操作するためにステッピングモータ18に印加するパルス数を、出力軸18TがCCW方向(基準回転方向)に回転して設定基準回転位相Aに回転した状態を基準に管理する形態で、記憶部Umに記憶されている情報に基づいて定めて、ステッピングモータ18を駆動する、いわゆるオープンループ式の制御形態で、ステッピングモータ18を駆動するものであるから、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させた際に、ポテンショメータPMの検出情報に基づいて、出力軸18Tの回転位相が設定基準回転位相Aからずれている場合には、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転した状態に修正することになる。
(運転制御部の燃焼制御)
次に、運転制御部Uの燃焼制御について説明するが、3つのコンロバーナ1の夫々に対する制御内容は同様であるので、以下の記載においては、コンロバーナ1が高火力バーナ1Aであるとして説明する。
また、ガス種設定スイッチGEにて、13Aガスが設定されている場合であるとして説明する。
運転制御部Uは、コンロバーナ1に対する基本的な制御として、点火指令に基づいて実行する点火処理、消火指令に基づいて実行する消火処理、及び、火力調節指令に基づいて実行する火力調節処理を行うことになり、加えて、異常発生情報が入力されたときには、消火処理を実行するように構成されている。
ちなみに、異常発生情報とは、コンロバーナ1が燃焼中であるにも拘わらず、着火検出センサJにて、コンロバーナ1の消火が検出された場合や、コンロバーナ1に加熱される調理容器の温度を検出する温度検出センサPS(図1参照)にて、異常な高温が検出された場合等である。
(点火処理)
点火処理は、図15に示すように、安全弁操作用体35を開操作用位置に操作した後、安全弁操作用体35を閉動作許容位置に操作し、かつ、ガス通流用開度を点火用火力の大きさに対応する通流開度に変更すべくステッピングモータ18を作動させる処理、及び、安全弁20を開き状態に保持すべく電磁保持部20Gに通電し、点火用のイグナイタLを作動させ且つ着火検出センサJにて着火を検出する処理を実行する処理である。
また、この点火処理においては、元電磁弁15が閉じられているときには、元電磁弁15を開く操作を行うことになる。
尚、元電磁弁15を開くときには、先ず、吸着用の大きな電流と保持用の小さな電流と通電し、その後、吸着用の大きな電流の通電を停止することになる。
点火処理におけるステッピングモータ18の作動処理は、具体的には、出力軸18Tを設定基準回転位相Aから安全弁操作用位相Fに回転させた後、ガス通流用開度を点火用火力の大きさに対応する通流開度にすべく、出力軸18Tを点火用回転位相Eに操作する処理を実行することになる。
ちなみに、出力軸18Tを設定基準回転位相Aから安全弁操作用位相Fに回転させた際には、上述の如く、停止保持電流を設定ホールド時間に亘りステッピングモータ18に通電する出力軸保持処理が実行されることになり、また、出力軸18Tを安全弁操作用位相Fから点火用回転位相Eに回転させる際には、上述の如く、高精度駆動処理が実行されることになる。
(火力調節処理)
火力調節処理は、点火処理の実行後において、火力調節指令が指令されると、指示された目標火力の大きさに対応する通流開度に変更する処理であり、具体的には、13A用最小通流位相Cと最大通流位相Dとの間で出力軸18Tを回転させながら、ガス通流用開度を目標火力に対応する通流開度に変更することになる。
ちなみに、図15においては、出力軸18Tを点火用回転位相Eから最大通流位相Dの火力9に回転させる場合、及び、出力軸18Tを点火用回転位相Eから13A用最小通流位相Cに回転させた後、8段階目の火力8に回転させる場合が例示されており、出力軸18Tの回転方向が前回の回転方向から変更されるときには、可動板27を移動操作するためにステッピングモータ18に印加するパルス数が、遊び補正用の補正パルス数を加算する形態で定められることになる。
(消火処理)
消火処理は、消火指令が指令されると、ガス通流用開度を全閉開度に変更する処理であり、具体的には、図16に示すように、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させる処理、及び、安全弁20を閉じる処理を実行することになる。
ちなみに、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させた際に、出力軸18Tが設定基準回転位相Aからずれていることを判別した場合には、上述の如く、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させるようにステッピングモータ18を駆動する位相調整処理を実行することになる。
消火処理におけるステッピングモータ18の作動処理は、具体的には、出力軸18Tの回転位相が、設定基準回転位相AよりもCW方向側にある場合には、先ず、出力軸18Tを13A用最小通流位相Cに回転させ、その後、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させる処理を実行することになり、また、出力軸18Tの回転位相が、設定基準回転位相AよりもCCW方向側にある場合には、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させる処理を実行することになる。
そして、運転制御部Uは、出力軸18Tの回転位相が設定基準回転位相AよりもCW方向側にある場合において、出力軸18Tを13A用最小通流位相Cに回転させた際に、着火検出センサJにて消火が検出されていない場合には、安全弁20の故障であると判別する安全弁故障判断処理を実行するように構成されている。
尚、安全弁故障判断処理を実行した後、他のコンロバーナ1やグリルバーナ2が使用されていない場合には、元電磁弁15を閉じることになる。
また、運転制御部Uは、出力軸18Tの回転位相が、設定基準回転位相AよりもCCW方向側にある場合において、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させる際には、先ず、出力軸18Tの回転位相が設定基準回転位相Aを越えるまでCW方向に回転させ、その後、出力軸18Tの回転位相が設定基準回転位相AになるまでCCW方向に回転させることになる。
また、この消火処理は、着火検出センサJにて消火が検出される等の異常発生情報が入力された場合にも実行されることになり、この異常発生情報に対応する消火処理においては、出力軸18Tの回転位相が設定基準回転位相AよりもCW方向側にある場合及び出力軸18Tの回転位相が設定基準回転位相AよりもCCW方向側にある場合のいずれにおいても、直ちに、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させる処理を実行することになり、また、元電磁弁15が直ちに閉じ操作されることになる。
ちなみに、消火処理においては、出力軸18Tを設定基準回転位相Aに回転させるものであるから、安全弁操作用体35が閉作動許容位置に操作されることになる。
(燃焼制御の流れ)
図14に示すフローチャートに基づいて、燃焼制御の流れについて説明する。
先ず、コンロバーナ1が燃焼中であるか否かを判別し(#1)、燃焼中でないと判別したときには、点火処理中であるか否かを判別し(#2)、点火処理中でない場合には、操作具6の操作によって点火指令が指令されているか否かを判別し(#3)、指令されていない場合には、#1の処理に移行することになる。
#3の処理によって、点火指令が指令されていると判別したときには、コンロバーナ1を点火させる点火処理を実行し(#4)、その後、#1の処理に移行することになる。
#2の処理によって、点火処理中であると判別した場合には、操作具6の操作によって消火指令が指令されているか否かを判別し(#5)、消火指令が指令されていない場合には、#4の処理に移行し、消火指令が指令されている場合には、#6の消火処理に移行することになる。
#1の処理によって、燃焼中であると判別したときには、コンロバーナ1が消火した等の異常発生状態が生じたか否かを判別し(#7)、異常発生の場合には、#6の消火処理に移行する。
#7の処理にて、異常発生でないと判別したときには、操作具6の操作によって消火指令が指令されているか否かを判別し(#8)、消火指令が指令されている場合には、#6の消火処理に移行することになる。
また、#8の処理にて、消火指令が指令されていないと判別したときは、火力調節処理中であるか否かを判別し(#9)、火力調節処理中である場合や、火力調節指令が指令されたと判別したときには(#10)、火力調節処理(#11)を実行することになる。
(炊飯運転処理)
運転制御部Uは、上述の如く、コンロ用設定操作部SCにて「炊飯運転」が設定された状態で、点火指令が指令されると、炊飯運転処理を実行するように構成されている。
そして、運転制御部Uは、炊飯運転処理の実行中において、ガス通流開度を増加させる場合には、上述した設定開始条件が満たされたと判別して、高精度駆動処理を実行するように構成されている。
次に、図18に基づいて、炊飯運転処理について説明するが、以下の説明においては、ガス燃料として、13Aガスが使用されるものであるとして説明する。
また、上述の如く、13A用最小通流位相Cの火力が、炊飯用の「小火力」に対応し、点火用回転位相Eの火力が、炊飯用の「中火力」に対応するものとする。
尚、図18では、「小火力」を、火力「小」と記載し、「中火力」を、火力「中」と記載する。
また、コンロバーナ1として、標準バーナ1Bを用いて炊飯運転処理を行う場合を説明するものであり、この場合において、「小火力」は、例えば、400kcal/h(0.465kW)であり、「中火力」は、例えば、1135kcal/h(1.32kW)である。
さらに、炊飯運転処理は、五徳5に載置された鍋底の温度を検出する温度検出センサPSの検出温度を用いるものであり、図18においては、縦軸に、温度検出センサPSの検出温度を、「温度」として記載している。尚、図18の横軸は、経過時間を示すものである。
炊飯運転処理は、コンロ用設定操作部SCにて「炊飯運転」が設定された状態で、点火指令が指令された時点、詳しくは、着火検出センサJにて着火を検出された時点を、加熱開始時点t0として開始されることになり、この時点の火力は、点火用回転位相Eの火力に対応する「中火力」である。
その後、温度検出センサPSの検出温度が、90度(鍋内の水温は約60℃)に達すると、その時点t1で火力を「小火力」に切替え、加熱開始時点t0から経過時間の吸水工程時間P(例えば、600秒)になるまで、「小火力」での加熱を継続する。
吸水工程時間Pが経過すると、その時点t2で、「小火力」から「中火力」に切換え、「中火力」で加熱を継続する。
この加熱中に、温度検出センサPSの検出温度が略一定となる平衡状態が判定されることなり、そのときの検出温度が、平衡温度Teとして記憶される。
つまり、例えば、一定の判定期間毎に、その判定期間内の温度差が所定温度範囲内となっているか否かを判定し、判定期間内の温度差が所定温度範囲内となったときに、平衡状態になったと判定し、判定期間の温度、例えば判定期間の終了時点の温度を平衡温度Teとする。
吸水工程時間Pを経過した後の「中火力」での加熱が、温度検出センサPSの検出温度が、下記式で求められる火力切替え温度TCになるまで継続され、その後、「小火力」に切替えられる。
火力切替え温度=平衡温度+β 但し、β=25
平衡温度Teが、例えば102℃であったとすると、火力切替え温度Tcは、127℃(=102+25)となる。
火力を「小火力」に切替えた状態での加熱が、温度検出センサPSの検出温度が、下記式で求められる炊飯終了温度Tsになるまで継続され、温度検出センサPSの検出温度が炊飯終了温度Tsになった時点t4で、コンロバーナ1が消火されて、炊飯運転処理が終了する。
炊飯終了温度=平衡温度+γ 但し、γ=30
平衡温度Teが、例えば102℃であったとすると、炊飯終了温度Tsは、132℃(=102+30)となる。
炊飯運転処理は、上述の通り実行されるが、コンロバーナ1を点火処理するために、基準回転位相から点火用回転位相Eに変更するときや、コンロバーナ1の火力を増加するために、「小火力」から「中火力」に変更するときに、高精度駆動処理が実行されるため、点火用回転位相E(「中火力」)に変更することが精度良く行われることになる。
因みに、お米は70〜80%がデンプンであり、普通、水分30%以上で100℃状態を20分以上保つことによりα化されるのであるが、炊飯用火力が上記のように設定された火力から外れると、お米はα化されご飯は炊き上がるものの、以下に示すように、炊き上がったご飯の炊きあがり状態が悪くなる。
炊飯用火力(特に「中火力」)が大きいと、炊飯鍋からの吹きこぼれが生じやすくなり、吹きこぼれが多いと炊飯用の水分が不足することになり、炊きあがりが硬くなってしまう。
また、炊飯用火力(特に「中火力」)が大きいと、炊飯終了温度Tsに達するまでの時間が短くなり、炊きあがりが硬くなる。
一方、炊飯用火力(特に「中火力」)が小さいと、炊飯終了温度Tsに達するまでの時間が長くなり、炊きあがりが軟らかくなってしまう。
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態では、3つのコンロバーナ1を備える形態のガスコンロに本発明を適用する場合を例示したが、例えば、一つのコンロバーナ1を備える形態のガスコンロに本発明を適用する等、本願発明を適用するガスコンロの形態は種々変更できるものである。
(2)上記実施形態では、可動板27が回転軸心Z回りで回転する形態で、ガス量調節部としての流量調節弁16が構成される場合を例示したが、ガス量調節量移動方向が直線に沿う方向に設定されて、可動板27がスライド移動する形態のガス量調節部についても、本発明は適用できるものである。
(3)上記実施形態では、ガス燃料の種類として、13Aの都市ガスとLPガスと選択して使用する場合を例示したが、その他の種類のガス燃料を使用する場合にも本発明は適用できるものである。
そして、選択して使用するガス燃料の種類が、3種類以上存在させる形態で実施してもよく、また、例えば、13Aの都市ガス等、一つの種類のガス燃料のみを使用する形態で実施してもよい。
(4)上記実施形態では、出力軸18Tの設定基準回転位相Aが、ガス通流用開度を全閉開度に操作する回転位相に定められている場合を例示したが、例えば、設定基準回転位相Aを、ガス量調節部としての流量調節弁16における最小通流開度に対応する回転位相に定める等、設定基準回転位相Aにおけるガス通流用開度は種々変更できるものである。
(5)上記実施形態においては、ステッピングモータ18にて開き状態に操作される安全弁20を装備する場合を例示したが、安全弁20を装備しない形態で実施してもよい。
この場合、出力軸18Tを設定基準回転位相AよりもCCW方向側に回動させることが省略されることになる。
(6)上記実施形態では、回転位相検出手段として、ポテンショメータPMを例示したが、回転位相検出手段は、アブソリュート型のロータリーエンコーダ等、種々の検出センサを使用することができる。
(7)上記実施形態では、ステッピングモータ18の出力軸18Tを設定基準回転位相Aから基準回転方向(CCW方向)に移動させた状態における、出力軸18Tの回転位相とガス通流用開度との関係を示す開度関係情報を定めるにあたり、出力軸18Tの回転位相を、設定基準回転位相Aを基準とした回転角度として設定する場合を例示したが、例えば、出力軸18Tの回転位相を、ステッピングモータ18のステップ数(パルス数)として設定してもよい。
(8)上記実施形態においては、基準回転方向を、通流開度が増加する「CCW方向」に定める場合を例示したが、基準回転方向を、通流開度が減少する「CW方向」に定める形態で実施してもよい。
16 ガス量調節部
26 固定板
27 可動板
18 ステッピングモータ
A 設定基準回転位相
M 燃焼状態設定部
PM 回転位相検出手段
R 連系機構
U モータ制御部
Z 回転軸心

Claims (6)

  1. 固定板に対して可動板をガス量調節用移動方向に移動させることにより、ガス通流用開度を最小ガス流動用通流開度と最大ガス流動用通流開度との間の通流開度及び全閉開度に変更するように構成され、且つ、前記可動板が前記ガス量調節用移動方向に沿って一方側方向に移動操作されることにより、前記通流開度を増大し、かつ、前記可動板が前記ガス量調節用移動方向に沿って他方側方向に移動操作されることにより、前記通流開度を減少して前記全閉開度にするガス量調節部と、
    前記可動板を前記ガス量調節用移動方向に移動操作するステッピングモータと、
    目標火力の大きさ及び燃焼停止を指示する燃焼状態設定部の設定情報に基づいて、前記ガス通流用開度を目標通流用開度に変更すべく、前記ステッピングモータの作動を制御するモータ制御部とが設けられた燃焼用ガス量制御装置であって、
    前記ステッピングモータの出力軸の回転位相を検出する回転位相検出手段が設けられ、
    前記モータ制御部が、
    前記出力軸が設定基準回転位相になるように前記ステッピングモータを作動させたときに、前記回転位相検出手段の検出情報に基づいて、前記出力軸が前記設定基準回転位相からずれていることを判別した場合には、前記出力軸を前記設定基準回転位相に回転させるように前記ステッピングモータを駆動する位相調整処理を実行するように構成され、
    前記ステッピングモータの前記出力軸を基準回転方向に移動させた状態における、前記ガス通流用開度と前記出力軸の回転位相との関係を示す開度関係情報を記憶する開度関係情報記憶手段が設けられ、
    前記モータ制御部が、
    現在の前記ガス通流用開度から前記目標通流用開度に変更するために前記ステッピングモータに印加する目標パルス数を、前記出力軸の回転方向を前回の回転方向から変更しない場合には前記開度関係情報に基づいて求められるパルス数とする形態で、かつ、前記出力軸の回転方向を前回の回転方向から変更する場合には、前記開度関係情報に基づいて求められるパルス数に、前記出力軸と前記可動板とを連係する連係機構の連係融通に対応して予め設定した遊び補正用の補正パルス数を加算したパルス数とする形態で定めて、前記ステッピングモータを駆動する通常駆動処理を実行するように構成され、且つ、
    前記目標通流開度に変更するために前記出力軸を前記基準回転方向とは逆方向に回転する場合において設定開始条件が満たされたときには、予め設定したオーバー駆動用パルス数を前記目標パルス数に加算した初期パルス数にて、前記出力軸が前記基準回転方向とは逆方向に回転する回転方向に向けて前記ステッピングモータを駆動し、その後、前記補正パルス数と前記オーバー駆動用パルス数とを加えた後期パルス数にて、前記出力軸が前記基準回転方向に回転する回転方向に向けて前記ステッピングモータを駆動する高精度駆動処理を実行するように構成されている燃焼用ガス量制御装置。
  2. 前記補正パルス数が、前記連係融通の予測される変動範囲の中央値に対応して設定され、
    前記オーバー駆動用パルス数が、前記中央値と前記変動範囲の最大値との差以上の値に対応して設定されている請求項1記載の燃焼用ガス量制御装置。
  3. 前記ガス量調節部が、ガスコンロに装備したコンロバーナに対応して設けられ、
    前記設定基準回転位相が、前記ガス通流用開度を前記全閉開度にする回転位相であり、かつ、前記基準回転方向が、前記通流開度を減少側に操作する回転方向であり、
    前記モータ制御部が、前記目標通流用開度が前記コンロバーナの点火用通流開度である場合には、前記設定開始条件が満たされたと判別するように構成されている請求項1又は2記載の燃焼用ガス量制御装置。
  4. 前記ガス量調節部が、ガスコンロに装備したコンロバーナに対応して設けられ、
    前記基準回転方向が、前記通流開度を減少側に操作する回転方向であり、
    前記モータ制御部が、炊飯運転指令が指令されると炊飯運転処理を実行するように構成され、かつ、前記炊飯運転処理の実行中において、前記目標通流用開度が前記通流開度を増加させる関係にある場合には、前記設定開始条件が満たされたと判別するように構成されている請求項1又は2記載の燃焼用ガス量制御装置。
  5. 前記モータ制御部が、異常発生情報が入力されたときには、前記ガス通流用開度を前記全閉開度に変更すべく、前記ステッピングモータの作動を制御するように構成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃焼用ガス量制御装置。
  6. 前記可動板が、前記出力軸の軸心に沿う回転軸心回りで回転自在に支持されて、前記回転軸心回りでの回転方向を前記ガス量調節用移動方向として、前記ステッピングモータにて回転操作されるように構成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃焼用ガス量制御装置。
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