JP6871069B2 - Gas valve gear - Google Patents
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Description
本発明は、バルブケーシング内に流量調節弁が設けられたガス弁装置であって、バルブケーシングの軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、流量調節弁は、ステッピングモータの出力軸の正転及び逆転により運動変換機構を介して往動方向及び復動方向に駆動される操作ロッドに連結された弁体と、バルブケーシング内に設けられた復動方向を向く弁座とを備え、弁体は、弁座に当該弁座に開設した弁孔を閉塞するようにして着座可能な主弁体部と、主弁体部から往動方向に突出して弁孔に挿入可能なニードル状の副弁体部と、流量調節弁の上流側と下流側とを常時連通するバイパス通路とを有するものに関する。 The present invention is a gas valve device in which a flow rate control valve is provided in the valve casing. The flow rate control valve is a stepping motor with one axial direction of the valve casing as the forward direction and the other axial direction as the return direction. A valve body connected to an operation rod driven in the forward and reverse directions via a motion conversion mechanism by forward and reverse rotation of the output shaft, and a valve seat provided in the valve casing that faces the reverse direction. The valve body is provided with a main valve body portion that can be seated in the valve seat so as to close the valve hole opened in the valve seat, and a valve body that protrudes from the main valve body portion in the forward movement direction and can be inserted into the valve hole. The present invention relates to a valve having a needle-shaped auxiliary valve body and a bypass passage that constantly communicates between the upstream side and the downstream side of the flow rate control valve.
従来、この種のガス弁装置として、バルブケーシング内に、流量調節弁用の弁座及び弁孔を形成した軸方向に可動の弁座部材と、弁座部材を復動方向に付勢する弁座付勢手段と、弁座部材の復動方向への移動を所定位置で制止する弁座ストッパ手段と、電磁安全弁とが設けられ、電磁安全弁は、弁座部材に往動方向を向くように形成した安全弁用の弁座と、この弁座に着座可能な安全弁用の弁体と、この弁体を復動方向に付勢して安全弁用の弁座に着座させる弁バネと、安全弁用の弁体に往動方向にのびる弁軸を介して連結される吸着片と、吸着片に対向する電磁石とを有し、操作ロッドの往動方向への移動により、弁座部材が流量調節弁用の弁体に押されて往動方向に移動し、弁座部材を介して安全弁用の弁体が電磁石に吸着片が当接する開弁位置に押動されるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of gas valve device, a valve seat and a valve hole for a flow control valve are formed in a valve casing, and a valve seat member that is movable in the axial direction and a valve that urges the valve seat member in the recovery direction. A seat urging means, a valve seat stopper means for stopping the movement of the valve seat member in the return direction at a predetermined position, and an electromagnetic safety valve are provided so that the electromagnetic safety valve faces the valve seat member in the forward movement direction. The formed valve seat for the safety valve, the valve body for the safety valve that can be seated on this valve seat, the valve spring that urges this valve body in the recovery direction to sit on the valve seat for the safety valve, and the safety valve. It has a suction piece connected to the valve body via a valve shaft extending in the forward movement direction and an electromagnet facing the suction piece, and the valve seat member is used for a flow control valve by moving the operation rod in the forward movement direction. It is known that the valve body for the safety valve is pushed to the valve opening position where the suction piece abuts on the electromagnet via the valve seat member. (See, for example, Patent Document 1).
このものでは、操作ロッドが往動方向に移動して所定のストローク範囲、即ち、弁座部材が弁座ストッパ手段で制止される所定位置に存する状態で流量調節弁用の弁座に流量調節弁用の弁体の主弁体部が着座する位置と、開弁位置に存する安全弁用の弁体に安全弁用の弁座が当接する直前の位置との間の範囲に存するときに、バイパス通路のみを介してガスが流れてガス流量が最小量になる状態に維持される。そこで、ガス流量を最小量に絞る際は、ステッピングモータに入力されるパルス数が、上記所定のストローク範囲内の所定の最小流量位置への操作ロッドの移動に必要な所定数に達したところで、ステッピングモータを停止している。然し、ステッピングモータにより駆動される運動変換機構の構成部材や操作ロッドのこじり等によりステッピングモータでの滑りを生ずると、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達しても、操作ロッドの実際の位置が上記所定のストローク範囲に到達せず、ガス流量が最小量よりも多くなってしまうことがある。 In this system, the flow control valve is placed on the valve seat for the flow control valve while the operation rod moves in the forward direction and is in a predetermined stroke range, that is, in a predetermined position where the valve seat member is stopped by the valve seat stopper means. Only the bypass passage when it is in the range between the position where the main valve body part of the valve body is seated and the position immediately before the valve seat for the safety valve comes into contact with the valve body for the safety valve in the valve open position. The gas flows through the gas and is maintained in a state where the gas flow rate is minimized. Therefore, when the gas flow rate is reduced to the minimum amount, when the number of pulses input to the stepping motor reaches the predetermined number required for moving the operation rod to the predetermined minimum flow rate position within the predetermined stroke range. The stepping motor is stopped. However, if the stepping motor slips due to the components of the motion conversion mechanism driven by the stepping motor, the prying of the operating rod, etc., even if the number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number, the operating rod actually operates. The position of the above does not reach the predetermined stroke range, and the gas flow rate may become larger than the minimum amount.
ここで、鍋底温度センサを付設したコンロバーナ用のガス供給路にガス弁装置を介設し、鍋底温度センサの検出温度が所定の設定温度範囲の上限温度に上昇したときにガス流量を最小量に絞り、鍋底温度センサの検出温度が設定温度範囲の下限温度に低下したときにガス流量を増加する温調制御を行うものがある。この場合、鍋底温度センサの検出温度が設定温度範囲の上限温度に上昇して、操作ロッドを最小流量位置に移動停止させたときに、操作ロッドの実際の停止位置が上記の如く所定のストローク範囲に到達せずに、ガス流量が最小量よりも多くなると、鍋底温度が設定温度範囲の上限温度から大きくオーバーシュートし、過度に上昇してしまう。 Here, a gas valve device is provided in the gas supply path for the stove burner to which the pot bottom temperature sensor is attached, and the gas flow rate is minimized when the detection temperature of the pot bottom temperature sensor rises to the upper limit temperature of a predetermined set temperature range. There is one that performs temperature control to increase the gas flow rate when the detection temperature of the pot bottom temperature sensor drops to the lower limit temperature of the set temperature range. In this case, when the detection temperature of the pot bottom temperature sensor rises to the upper limit temperature of the set temperature range and the operation rod is moved and stopped at the minimum flow rate position, the actual stop position of the operation rod is in the predetermined stroke range as described above. If the gas flow rate exceeds the minimum amount without reaching the above, the pot bottom temperature greatly overshoots from the upper limit temperature of the set temperature range and rises excessively.
本発明は、以上の点に鑑み、ステッピングモータに入力されるパルス数が最小流量位置に対応する所定数に達したときの操作ロッドの実際の位置がガス流量を最小量に維持する所定のストローク範囲に到達していない場合にガス供給を停止できるようにしたガス弁装置を提供することをその課題としている。 In view of the above points, the present invention has a predetermined stroke in which the actual position of the operation rod maintains the gas flow rate to the minimum amount when the number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number corresponding to the minimum flow rate position. The challenge is to provide a gas valve device capable of stopping the gas supply when the range is not reached.
上記課題を解決するために、本発明は、バルブケーシング内に流量調節弁が設けられたガス弁装置であって、バルブケーシングの軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向として、流量調節弁は、ステッピングモータの出力軸の正転及び逆転により運動変換機構を介して往動方向及び復動方向に駆動される操作ロッドに連結された弁体と、バルブケーシング内に設けられた復動方向を向く弁座とを備え、弁体は、弁座に当該弁座に開設した弁孔を閉塞するようにして着座可能な主弁体部と、主弁体部から往動方向に突出して弁孔に挿入可能なニードル状の副弁体部と、流量調節弁の上流側と下流側とを常時連通するバイパス通路とを有し、操作ロッドが往動方向に移動して所定のストローク範囲に存するときに、主弁体部が弁座に着座してバイパス通路のみを介してガスが流れてガス流量が最小量になる状態に維持されるようにしたものにおいて、ガス流量を最小量に絞る際は、ステッピングモータに入力されるパルス数が、前記所定のストローク範囲の所定の中間位置よりも往動方向側にずれた当該ストローク範囲内の所定の最小流量位置への操作ロッドの移動に必要な所定数に達したときに、ステッピングモータを停止するようにし、更に、ステッピングモータの出力軸と操作ロッドと運動変換機構の構成部材との何れかに設けられた検出子と、操作ロッドが前記所定の中間位置に移動したときの検出子の位置である所定の検出位置に検出子が変位したときにこれを検出する位置センサとを備え、ガス流量を最小量に絞る際に、位置センサにより前記検出位置への検出子の変位が検出されないまま、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達した場合は、ガス供給を停止することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a gas valve device in which a flow rate control valve is provided in the valve casing, in which one axial direction of the valve casing is the forward direction and the other is the reverse direction. The flow rate control valve is provided in the valve casing and the valve body connected to the operation rod driven in the forward and reverse directions via the motion conversion mechanism by the forward and reverse rotation of the output shaft of the stepping motor. The valve body is provided with a valve seat facing the return direction, and the valve body has a main valve body portion that can be seated in the valve seat so as to close the valve hole opened in the valve seat, and a valve body in the forward movement direction from the main valve body portion. It has a needle-shaped auxiliary valve body that protrudes and can be inserted into the valve hole, and a bypass passage that constantly communicates between the upstream side and the downstream side of the flow control valve, and the operation rod moves in the forward movement direction to a predetermined value. The gas flow rate is minimized when the main valve body is seated on the valve seat so that the gas flows only through the bypass passage and is maintained in a state where the gas flow rate is minimized when it is in the stroke range. When narrowing down the amount, the number of pulses input to the stepping motor deviates from the predetermined intermediate position of the predetermined stroke range to the forward movement direction side, and the operation rod moves to the predetermined minimum flow rate position within the stroke range. When the predetermined number required for movement is reached, the stepping motor is stopped, and further, a detector provided on any of the output shaft of the stepping motor, the operation rod, and the constituent members of the motion conversion mechanism is operated. It is equipped with a position sensor that detects when the detector is displaced to a predetermined detection position, which is the position of the detector when the rod moves to the predetermined intermediate position, and when the gas flow rate is reduced to the minimum amount, The gas supply is stopped when the number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number without the displacement of the detector to the detection position being detected by the position sensor.
ここで、ステッピングモータでの滑りを生じなければ、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達する前に、位置センサにより検出位置への検出子の変位が検出される。この場合は、操作ロッドの実際の位置が上記所定のストローク範囲に入っており、ガス流量が最小量に絞られる。一方、ステッピングモータでの滑りを生じて、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達したときの操作ロッドの実際の位置が上記所定のストローク範囲に到達していなければ、検出子の検出位置への変位が位置センサで検出されないまま、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達して駆動停止されることになる。従って、本発明によれば、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達して駆動停止されたときの操作ロッドの実際の位置が上記所定のストローク範囲に入っていない場合にガス供給を停止でき、安全である。 Here, if slippage does not occur in the stepping motor, the displacement of the detector to the detection position is detected by the position sensor before the number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number. In this case, the actual position of the operating rod is within the predetermined stroke range, and the gas flow rate is reduced to the minimum amount. On the other hand, if the stepping motor slips and the actual position of the operating rod when the number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number does not reach the predetermined stroke range, the detector is detected. The number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number and the drive is stopped without the displacement to the position being detected by the position sensor. Therefore, according to the present invention, the gas supply is stopped when the actual position of the operating rod when the number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number and the drive is stopped is not within the predetermined stroke range. It's possible and safe.
また、本発明によれば、上記検出位置を操作ロッドが上記所定のストローク範囲の中間位置に存するときの検出子の位置に設定しているため、位置センサの設置位置の誤差等で、位置センサにより検出される検出子の実際の検出位置が所定の検出位置から多少ずれても、実際の検出位置に対応する操作ロッドの位置は上記所定のストローク範囲に入る。ここで、実際の検出位置に対応する操作ロッドの位置が上記所定のストローク範囲の手前であると、位置センサにより検出子の検出位置への変位が検出されてから、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達した場合でも、操作ロッドの実際の位置が上記所定のストローク範囲に到達していない可能性がある。これに対し、本発明によれば、上述した如く、操作ロッドが上記所定のストローク範囲に入る前に、位置センサにより検出位置への検出子の変位が検出されることはない。その結果、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達したときの操作ロッドの実際の位置が上記所定のストローク範囲に到達していないのに、ガス供給が停止されないことを防止できる。 Further, according to the present invention, since the detection position is set to the position of the detector when the operation rod is in the intermediate position of the predetermined stroke range, the position sensor is caused by an error in the installation position of the position sensor or the like. Even if the actual detection position of the detector detected by the above is slightly deviated from the predetermined detection position, the position of the operating rod corresponding to the actual detection position falls within the predetermined stroke range. Here, if the position of the operating rod corresponding to the actual detection position is before the predetermined stroke range, the pulse input to the stepping motor after the position sensor detects the displacement of the detector to the detection position. Even when the number reaches a predetermined number, it is possible that the actual position of the operating rod has not reached the predetermined stroke range. On the other hand, according to the present invention, as described above, the displacement of the detector to the detection position is not detected by the position sensor before the operation rod enters the predetermined stroke range. As a result, it is possible to prevent the gas supply from not being stopped even though the actual position of the operating rod when the number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number does not reach the predetermined stroke range.
また、本発明のガス弁装置は、上記特許文献1に記載のガス弁装置の如く、バルブケーシング内に、流量調節弁用の上記弁座及び上記弁孔を形成した軸方向に可動の弁座部材と、弁座部材を復動方向に付勢する弁座付勢手段と、弁座部材の復動方向への移動を所定位置で制止する弁座ストッパ手段と、電磁安全弁とが設けられ、電磁安全弁は、弁座部材に往動方向を向くように形成した安全弁用の弁座と、この弁座に着座可能な安全弁用の弁体と、この弁体を復動方向に付勢して安全弁用の弁座に着座させる弁バネと、安全弁用の弁体に往動方向にのびる弁軸を介して連結される吸着片と、吸着片に対向する電磁石とを有し、操作ロッドの往動方向への移動により、弁座部材が流量調節弁用の弁体に押されて往動方向に移動し、弁座部材を介して安全弁用の弁体が電磁石に吸着片が当接する開弁位置に押動されるようにしたものとすることができる。この場合、上記所定のストローク範囲は、弁座部材が弁座ストッパ手段で制止される所定位置に存する状態で流量調節弁用の弁座に流量調節弁用の弁体の主弁体部が着座する位置と、開弁位置に存する安全弁用の弁体に安全弁用の弁座が当接する直前の位置との間の範囲になる。
Further, the gas valve device of the present invention is a valve seat movable in the axial direction in which the valve seat for the flow control valve and the valve hole are formed in the valve casing like the gas valve device described in
また、このような安全弁付きのガス弁装置において、本願出願人は、先に特願2016−142075号により、運動変換機構を、ステッピングモータの出力軸に連動して回転するように出力軸に連結子を介して連結される、操作ロッドと同心の筒状のカム体と、カム体に形成した螺旋状のカム溝に係合する、操作ロッドに固定のピンとを有し、カム体の正転と逆転でカム溝からピンを介して作用する軸方向推力により操作ロッドが往動方向と復動方向とに移動するようにしたカム機構で構成したものを提案している。このもので、カム体は軸方向に移動可能であって、カム体の往動方向への移動を所定位置で制止するカムストッパ手段と、カム体を往動方向に付勢するカム付勢手段とを備え、安全弁用の弁体が開弁位置に到達した後の更なるステッピングモータの出力軸の正転でピンからカム溝を介して作用する軸方向反力によりカム体がカムストッパ手段で制止される所定位置からカム付勢手段の付勢力に抗して復動方向に移動するようにしている。 Further, in such a gas valve device with a safety valve, the applicant of the present application first connects the motion conversion mechanism to the output shaft so as to rotate in conjunction with the output shaft of the stepping motor according to Japanese Patent Application No. 2016-1420575. It has a tubular cam body concentric with the operation rod connected via a child, and a pin fixed to the operation rod that engages with a spiral cam groove formed in the cam body, and the cam body rotates in the normal direction. We are proposing a cam mechanism that moves the operating rod in the forward and backward directions by the axial thrust that acts from the cam groove through the pin in reverse rotation. In this method, the cam body is movable in the axial direction, and the cam stopper means for stopping the movement of the cam body in the forward movement direction at a predetermined position and the cam urging means for urging the cam body in the forward movement direction. The cam body is stopped by the cam stopper means by the axial reaction force acting from the pin through the cam groove in the forward rotation of the output shaft of the stepping motor after the valve body for the safety valve reaches the valve opening position. It is designed to move in the recovery direction against the urging force of the cam urging means from the predetermined position.
このようなガス弁装置において、検出子をカム体の外周面に突設した、復動方向に盛上る山部を有する突起部で構成し、位置センサを、カム体の正転で検出子が検出位置に回転変位する際に山部の頂点部分から正転方向に向けて往動方向に傾斜してのびる斜辺部に当接して復動方向に押し上げられる検知レバーを有するマイクロスイッチで構成すれば、構造を簡素化してコストダウンを図ることができる。 In such a gas valve device, the detector is formed by a protrusion having a mountain portion that rises in the recovery direction, and the detector is projected on the outer peripheral surface of the cam body, and the position sensor is rotated by the detector in the normal rotation of the cam body. If it is composed of a micro switch having a detection lever that is pushed up in the reverse direction by contacting the inclined side that extends in the forward direction from the apex of the mountain part when it is rotationally displaced to the detection position. , The structure can be simplified and the cost can be reduced.
但し、このものでは、安全弁用の弁体が開弁位置に到達した後の更なるステッピングモータの出力軸の正転でカム体がカムストッパ手段で制止される所定位置から復動方向に移動したときに、検知レバーが復動方向に作動限界以上に押し込まれて、マイクロスイッチが故障する可能性がある。そのため、上記山部は、山部の頂点部分から逆転方向に向けてカム溝の傾斜角度以上の傾斜角度で往動方向に向けて傾斜してのびる第2の斜辺部を有し、安全弁用の弁体が開弁位置に到達した後の更なる出力軸の正転でカム体が正転するときに検知レバーが第2の斜辺部に当接するように構成することが望ましい。これによれば、安全弁用の弁体が開弁位置に到達した後の更なる出力軸の正転でカム体が正転しつつ上記所定位置から復動する際に、検知レバーが復動方向に作動限界以上に押し込まれることを防止できる。 However, in this case, when the cam body moves in the recovery direction from the predetermined position stopped by the cam stopper means due to the forward rotation of the output shaft of the stepping motor after the valve body for the safety valve reaches the valve opening position. In addition, the detection lever may be pushed beyond the operating limit in the recovery direction, causing the microswitch to fail. Therefore, the mountain portion has a second hypotenuse portion extending in the forward direction at an inclination angle equal to or larger than the inclination angle of the cam groove in the reverse direction from the apex portion of the mountain portion, and is used for a safety valve. It is desirable that the detection lever comes into contact with the second hypotenuse when the cam body rotates in the normal direction due to the further forward rotation of the output shaft after the valve body reaches the valve opening position. According to this, when the cam body rotates normally due to the further forward rotation of the output shaft after the valve body for the safety valve reaches the valve opening position and recovers from the predetermined position, the detection lever moves in the returning direction. It is possible to prevent the vehicle from being pushed beyond the operating limit.
図1、図2を参照して、本発明の実施形態のガス弁装置は、筒状のバルブケーシング1と、バルブケーシング1内の軸方向一方寄り部分に配置した電磁安全弁2と、バルブケーシング1内の軸方向他方寄り部分に、電磁安全弁2と直列に配置した流量調節弁3と、バルブケーシング1内に軸方向他方から挿入されるバルブケーシング1の軸方向に長手の操作ロッド4と、バルブケーシング1の軸方向他方の端部に取付けられるボックス11の外端に搭載したステッピングモータ5と、ボックス11内に配置した、ステッピングモータ5の出力軸51の回転運動を操作ロッド4の軸方向運動に変換する運動変換機構6とを備えている。以下の説明では、バルブケーシング1の軸方向一方を往動方向、軸方向他方を復動方向と記す。
With reference to FIGS. 1 and 2, the gas valve device of the embodiment of the present invention includes a
バルブケーシング1には、電磁安全弁2の上流側に位置するガス流入口1aと、流量調節弁3の下流側に位置するガス流出口1bとが開設されている。そして、電磁安全弁2が開弁したとき、ガス流入口1aからガス流出口1bにガスが流れ、コンロバーナBにガスが供給される。このコンロバーナBには、調理容器の底面に当接する鍋底温度センサBaが付設されている。
The
電磁安全弁2は、往動方向を向く弁座21と、弁座21に対向する弁体22と、弁体22を復動方向に付勢して弁座21に着座させる弁バネ23と、弁体22に往動方向にのびる弁軸22aを介して連結した吸着片24と、吸着片24に対向する電磁石25とを備えている。そして、弁体22を吸着片24が電磁石25に当接する開弁位置まで弁バネ23に抗して押動させた状態で電磁石25に通電することにより、弁体22が開弁位置に吸着保持される。また、コンロバーナBに付設する火炎検知素子(図示省略)により失火が検知されたときは、電磁石25への通電を停止し、弁体22を弁バネ23により弁座21に着座する閉弁位置に復帰させて電磁安全弁2を閉弁し、ガスの流出を防止する。
The
電磁安全弁2の弁座21は、バルブケーシング1内に設けた、バルブケーシング1に対し軸方向に可動の弁座部材7の往動方向側端面に形成されている。また、バルブケーシング1内には、弁座部材7の復動方向への移動を電磁安全弁2の弁体22が着座可能な所定位置で制止する、バルブケーシング1の内面に形成した突起部から成る弁座ストッパ手段71と、弁座部材7を復動方向に付勢して上記所定位置に弾力的に保持するコイルスプリングから成る弁座付勢手段72とが設けられている。また、弁座部材7の外側にガスが流れることを防止するためにベロフラム73を設けている。
The
流量調節弁3は、弁座部材7に復動方向を向くように形成した弁座31と、操作ロッド4の往動方向側端部に固定された弁体32とを備えている。弁体32は、弁座31に開設した弁孔31aを閉塞するように弁座31に着座可能な主弁体部321と、主弁体部321から往動方向に突出して弁孔31aに挿入可能なニードル状の副弁体部322と、流量調節弁3の上流側と下流側を常時連通するバイパス通路323とを有している。
The flow
以上の構成によれば、図1に示す状態からステッピングモータ5の出力軸51を正転させると、運動変換機構6を介して操作ロッド4が往動方向に移動して、先ず、流量調節弁用の弁体32の主弁体部321が弁座ストッパ手段71で制止される所定位置に存する弁座部材7の流量調節弁用の弁座31に当接し、以後、弁座部材7が流量調節弁用の弁体32に押されて往動方向に移動し、弁座部材7を介して安全弁用の弁体22が開弁位置に押動される(図3(a)に示す状態)。この状態で電磁石25に通電して弁体22を開弁位置に吸着保持し、その後、ステッピングモータ5の出力軸51を逆転させ、運動変換機構6を介して操作ロッド4、即ち、流量調節弁用の弁体32を復動方向に移動させる。この際、弁座部材7は、弁座ストッパ手段71により制止される所定位置まで弁座付勢手段72の付勢力で弁体32に追従して復動方向に移動し、安全弁用の弁座21が開弁位置に吸着保持される弁体22から離れて、電磁安全弁2が開弁される。所定位置に制止される弁座部材7に対し操作ロッド4が更に復動方向に移動すると、流量調節弁用の弁体32の主弁体部321が流量調節弁用の弁座31から離れ、副弁体部322が弁孔31aから次第に抜け出て、ガス流量が次第に増加する。その後、操作ロッド4が往動方向に移動して所定のストローク範囲、即ち、弁座部材7が弁座ストッパ手段71で制止される所定位置に存する状態で流量調節弁用の弁座31に流量調節弁用の弁体32の主弁体部321が着座する位置(図3(b)の状態)と、開弁位置に存する安全弁用の弁体22に安全弁用の弁座21が当接する直前の位置(図3(c)の状態)との間の範囲に存するときであれば、バイパス通路323のみを介してガスが流れてガス流量が最小量になる状態に維持される。
According to the above configuration, when the
ところで、安全弁用の弁体22が開弁位置に到達した瞬間、即ち、吸着片24が電磁石25に当接した瞬間に、ステッピングモータ5を停止することは制御上困難である。そのため、弁体22が開弁位置に到達した後の更なるステッピングモータ5の出力軸51の正転で運動変換機構6を介して操作ロッド4が往動方向に押されると、吸着片24と電磁石25との当接部に過大な力が加わり、吸着片24の傷付きで吸着不良を生ずることがある。
By the way, it is difficult to control the stepping
そこで、本実施形態では、運動変換機構6を以下の如く構成している。即ち、運動変換機構6は、図4にも示すように、ステッピングモータ5の出力軸51に連動して回転するように出力軸51に連結子61を介して連結される、操作ロッド4と同心の筒状のカム体62と、カム体62に形成した螺旋状のカム溝63に係合する、操作ロッド4に固定のピン64とを有し、カム体62の正転と逆転でカム溝63からピン64を介して作用する軸方向推力により操作ロッド4が往動方向と復動方向とに移動するようにしたカム機構で構成されている。
Therefore, in the present embodiment, the
連結子61は、断面が非円形の出力軸51に嵌合する非円形の孔611を有し、出力軸51と一緒に回転する。また、連結子61には、カム体62の復動方向側端部の小径筒部621に形成した切欠き部622に係合して回転力を伝達する突片部612が設けられている。
The
カム体62には、バルブケーシング1から復動方向に延出したガイド筒65が挿入されている。ガイド筒65には、軸方向に長手の長孔651が形成されており、この長孔651にピン64を軸方向に摺動自在に係合させている。また、カム体62は、軸方向に移動自在であって、カム体62の往動方向への移動を所定位置で制止する、ボックス11の端板で構成されるカムストッパ手段66と、カム体62を往動方向に付勢するコイルスプリングから成るカム付勢手段67とを設けている。そして、安全弁用の弁体22が開弁位置に到達した後の更なるステッピングモータ5の出力軸51の正転で、ピン64からカム溝63を介して作用する軸方向反力によりカム体62がカム付勢手段67の付勢力に抗して復動方向に移動するようにしている。これによれば、安全弁用の弁体22が開弁位置に到達した後に更にステッピングモータ5の出力軸51を正転させても、吸着片24と電磁石25との当接部に過大な力は加わらず、吸着片24の傷付きで吸着不良を生ずることを防止できる。尚、安全弁用の弁体22が開弁位置に到達する前に、弁バネ23及び弁座付勢手段72の付勢力に負けてカム体62が復動方向に移動することのないように、カム付勢手段67の付勢力は、弁バネ23及び弁座付勢手段72の付勢力の合力よりも若干大きくなるように設定される。
A
ところで、鍋底温度センサBaの検出温度が所定の設定温度範囲の上限温度に上昇したときにガス流量を最小量に絞り、鍋底温度センサBaの検出温度が設定温度範囲の下限温度に低下したときにガス流量を増加する温調制御を行うことがある。ガス流量を最小量に絞る際には、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が、上記所定のストローク範囲(図3(b)の位置と同図(c)の位置との間の範囲)内の所定の最小流量位置への操作ロッド4の移動に必要な所定数に達しときに、ステッピングモータ5を停止する。
By the way, when the detection temperature of the pot bottom temperature sensor Ba rises to the upper limit temperature of the predetermined set temperature range, the gas flow rate is reduced to the minimum amount, and when the detection temperature of the pot bottom temperature sensor Ba drops to the lower limit temperature of the set temperature range. Temperature control may be performed to increase the gas flow rate. When the gas flow rate is reduced to the minimum amount, the number of pulses input to the stepping
図6は、ガス流量が最大となる最大流量位置からステッピングモータ5を正転させて操作ロッド4を往動方向に移動させたときのガス流量の変化を示している。上記所定のストローク範囲は図6のSの範囲となる。尚、このストローク範囲Sを超えて操作ロッド4を往動方向に移動させると、開弁位置に存する安全弁用の弁体22に安全弁用の弁座21が当接して、ガス供給が停止される。
FIG. 6 shows a change in the gas flow rate when the stepping
ここで、ステッピングモータ5により駆動される運動変換機構6の構成部材や操作ロッド4のこじり等によりステッピングモータ5での滑りを生ずると、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が上記所定数に達しても、操作ロッド4の実際の位置が上記所定のストローク範囲Sに到達せずに、ガス流量が最小量よりも多くなってしまうことがある。これにより、鍋底温度が設定温度範囲の上限温度から大きくオーバーシュートし、過度に上昇してしまう。
Here, when the stepping
そこで、本実施形態では、ガス流量を最小量に絞る際は、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が、上記所定のストローク範囲Sの所定の中間位置Smidよりも往動方向側にずれた当該ストローク範囲S内の所定の最小流量位置への操作ロッド4の移動に必要な所定数に達したときにステッピングモータ5を停止するようにしている。更に、運動変換機構6の構成部材であるカム体62に設けられた検出子8と、操作ロッド4が上記所定の中間位置Smidに移動したときの検出子8の位置である所定の検出位置に検出子8が変位したときにこれを検出する位置センサ9とを設けている。そして、ガス流量を最小量に絞る際に、位置センサ9により検出位置への検出子8の変位が検出されないまま、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が上記所定数に達した場合は、ガス供給を停止するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, when the gas flow rate is reduced to the minimum amount, the number of pulses input to the stepping
図5も参照して、より具体的に説明すれば、検出子8は、カム体62の外周面に突設した、復動方向に盛上る山部81を有する突起部で構成されている。山部81は、その頂点部分81aから正転方向に向けて往動方向に傾斜してのびる第1斜辺部81bを有している。また、位置センサ9は、カム体62の正転で検出子8が上記検出位置に回転変位する際に第1斜辺部81bに当接して復動方向に押し上げられる検知レバー91を有するマイクロスイッチで構成されている。そして、検出子8が上記所定の中間位置Smidに対応する図5(a)に示す検出位置に回転変位したときに、位置センサたるマイクロスイッチ9がオンするようにしている。これによれば、検出子及び位置センサの構造を簡素化して、コストダウンを図ることができる。
More specifically, with reference to FIG. 5, the
但し、このままでは、安全弁用の弁体22が開弁位置に到達した後の更なるステッピングモータ5の出力軸51の正転でカム体62がカムストッパ手段66で制止される所定位置から復動方向に移動したときに、検知レバー91が復動方向に作動限界以上に押し込まれて、マイクロスイッチ9が故障する可能性がある。そこで、山部81は、更に、頂点部分81aから逆転方向に向けてカム溝63の傾斜角度以上の角度で往動方向に傾斜してのびる第2斜辺部81cを有している。そして、安全弁用の弁体22が開弁位置に到達した後の更なるステッピングモータ5の出力軸51の正転でカム体62が正転するときに、検知レバー91が図5(b)に示す如く第2斜辺部81cに当接するようにしている。これによれば、安全弁用の弁体22が開弁位置に到達した後の更なるステッピングモータ5の出力軸の正転でカム体62が上記所定位置から復動方向に移動する際に、検知レバー81が復動方向に作動限界以上に押し込まれることを防止できる。
However, if nothing is done, the
温調制御でガス流量を最小流量に絞る際の制御内容は図7に示す通りであり、先ず、STEP1でステッピングモータ5を駆動して、操作ロッド4を往動方向に移動開始する。次に、STEP2で、ステッピングモータ5の駆動開始からの当該モータ5への入力パルス数が、上記所定の最小流量位置への操作ロッド4の移動に必要な所定数に達したか否かを判別し、所定数に達したときに、STEP3でステッピングモータ5、即ち、操作ロッド4を停止する。次に、STEP4に進み、マイクロスイッチ9がそれまでにオンしたか否かを判別する。マイクロスイッチ9がオンした場合は、STEP5に進んで今回の絞り制御を終了し、最小流量でのガス供給を継続する。一方、マイクロスイッチ9がそれまでにオンしなかった場合は、STEP6に進み、電磁石25への通電停止で電磁安全弁2を閉弁して、ガス供給を停止する。
The control content when the gas flow rate is reduced to the minimum flow rate by temperature control is as shown in FIG. 7. First, the stepping
ここで、ステッピングモータ5での滑りを生じなければ、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が所定数に達する前に、位置センサたるマイクロスイッチ9により検出位置への検出子8の変位が検出されて、マイクロスイッチ9がオンする。この場合は、操作ロッド4の実際の位置が上記所定のストローク範囲Sに入っており、ガス流量が最小量に絞られる。一方、ステッピングモータ5での滑りを生じて、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が所定数に達したときの操作ロッド4の実際の位置が上記所定のストローク範囲Sに到達していなければ、検出子8の検出位置への変位がマイクロスイッチ9で検出されず、マイクロスイッチ9がオンしないまま、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達して駆動停止されることになる。従って、本実施形態の絞り制御によれば、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が所定数に達して駆動停止されたときの操作ロッド4の実際の位置が上記所定のストローク範囲Sに入っていない場合にガス供給を停止でき、安全である。
Here, if slipping does not occur in the stepping
また、本実施形態によれば、マイクロスイッチ9がオンする検出位置を操作ロッド4が上記所定のストローク範囲Sの中間位置Smidに存するときの検出子8の位置に設定しているため、マイクロスイッチ9の設置位置の誤差等で、マイクロスイッチ9がオンする検出子8の実際の検出位置が所定の検出位置から多少ずれても、実際の検出位置に対応する操作ロッド4の位置は上記所定のストローク範囲Sに入る。ここで、実際の検出位置に対応する操作ロッドの位置が上記所定のストローク範囲Sの手前であると、マイクロスイッチ9がオンしてから、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が所定数に達した場合でも、操作ロッド4の実際の位置が上記所定のストローク範囲Sに到達していない可能性がある。これに対し、本実施形態によれば、上述した如く、操作ロッド4が上記所定のストローク範囲Sに入る前に、マイクロスイッチ9がオンすることはない。その結果、ステッピングモータ5に入力されるパルス数が所定数に達したときの操作ロッド4の実際の位置が上記所定のストローク範囲Sに到達していないのに、ガス供給が停止されないことを防止できる。
Further, according to the present embodiment, since the detection position at which the
尚、上記第1実施形態では、検出子8をカム体62に設けているが、図8に示す第2実施形態の如く、ピン64に検出子8を設けてもよい。即ち、第2実施形態では、ピン64の端部で検出子8を構成している。そして、操作ロッド4が上記所定のストローク範囲の所定の中間位置(図8に示す位置)に存するときに、位置センサたるマイクロスイッチ9の検知レバー91が検出子8に当接して押し上げられ、マイクロスイッチ9がオンするようにしている。
Although the
また、ピン64の端部に、検出子たる磁石を取付けると共に、位置センサをホールIC等の磁気センサで構成して、操作ロッド4が上記所定のストローク範囲の所定の中間位置に存するときに、磁石が磁気センサに近接対向して、センサ出力信号が切替るようにしてもよい。更に、検出子を、ステッピングモータ5の出力軸51や操作ロッド4といった運動変換機構6の構成部材以外の部材に設けることも可能である。但し、ステッピングモータ5の出力軸51に検出子を設けた場合は、運動変換機構6での遊びのばらつきにより、操作ロッド4が所定の中間位置に到達したときの検出子の位置が比較的大きくばらつく。このばらつきを小さく抑えるには、出力軸51に直接連結されていない運動変換機構6の構成部材又は操作ロッド4に検出子を設けることが望ましい。
Further, when a magnet as a detector is attached to the end of the
また、図9に示す第3実施形態のガス弁装置にも本発明を適用できる。第3実施形態では、バルブケーシング1内に軸方向に不動の弁座部材7´を設けると共に、操作ロッド4の往動方向側の端部に、操作ロッド4に対し軸方向に所定距離移動自在で、且つ、バネ32aにより往動方向に付勢される流量調節弁用の弁体32を取付けている。このものでは、操作ロッド4が、弁座部材7´に形成した復動方向を向く流量調節弁用の弁座31に弁体32の主弁体部321が着座する着座開始位置(図9の操作ロッド上半部の位置)と、弁体32に対しバネ32aを圧縮しつつ往動方向に所定距離移動した押切り位置(図9の操作ロッド下半部の位置)との間の所定ストローク範囲に存するときに、ガス流量が最小量になる。そして、図示しないが、上記実施形態と同様の検出子と位置センサとを設けて、操作ロッド4が上記所定のストローク範囲の所定の中間位置に移動したときに、これを位置センサで検出できるようにし、上記実施形態と同様の絞り制御を行う。
The present invention can also be applied to the gas valve device of the third embodiment shown in FIG. In the third embodiment, the valve seat member 7'which is immovable in the axial direction is provided in the
1…バルブケーシング、2…電磁安全弁、21…安全弁用の弁座、22…安全弁用の弁体、22a…弁軸、23…弁バネ、24…吸着片、25…電磁石、3…流量調節弁、31…流量調節弁用の弁座、31a…弁孔、32…流量調節弁用の弁体、321…主弁体部、322…副弁体部、323…バイパス通路、4…操作ロッド、5…ステッピングモータ、51…出力軸、6…運動変換機構、61…連結子、62…カム体、63…カム溝、64…ピン、66…カムストッパ手段、67…カム付勢手段、7…弁座部材、71…弁座ストッパ手段、72…弁座付勢手段、8…検出子、81…山部、81a…頂点部分、81b…第1斜辺部、81c…第2斜辺部、9…マイクロスイッチ(位置センサ)、91…検知レバー。
1 ... valve casing, 2 ... electromagnetic safety valve, 21 ... valve seat for safety valve, 22 ... valve body for safety valve, 22a ... valve shaft, 23 ... valve spring, 24 ... suction piece, 25 ... electromagnet, 3 ... flow control valve , 31 ... Valve seat for flow control valve, 31a ... Valve hole, 32 ... Valve body for flow control valve, 321 ... Main valve body, 322 ... Sub valve body, 323 ... Bypass passage, 4 ... Operation rod, 5 ... Stepping motor, 51 ... Output shaft, 6 ... Motion conversion mechanism, 61 ... Connector, 62 ... Cam body, 63 ... Cam groove, 64 ... Pin, 66 ... Cam stopper means, 67 ... Cam urging means, 7 ... Valve Seat member, 71 ... Valve seat stopper means, 72 ... Valve seat urging means, 8 ... Detector, 81 ... Mountain part, 81a ... Top part, 81b ... First oblique side portion, 81c ... Second oblique side portion, 9 ... Micro Switch (position sensor), 91 ... Detection lever.
Claims (3)
ガス流量を最小量に絞る際は、ステッピングモータに入力されるパルス数が、前記所定のストローク範囲の所定の中間位置よりも往動方向側にずれた当該ストローク範囲内の所定の最小流量位置への操作ロッドの移動に必要な所定数に達したときに、ステッピングモータを停止するようにし、
更に、ステッピングモータの出力軸と操作ロッドと運動変換機構の構成部材との何れかに設けられた検出子と、操作ロッドが前記所定の中間位置に移動したときの検出子の位置である所定の検出位置に検出子が変位したときにこれを検出する位置センサとを備え、
ガス流量を最小量に絞る際に、位置センサにより検出位置への検出子の変位が検出されないまま、ステッピングモータに入力されるパルス数が所定数に達した場合は、ガス供給を停止することを特徴とするガス弁装置。 A gas valve device in which a flow control valve is provided in the valve casing. The flow control valve is a positive of the output shaft of the stepping motor, with one axial direction of the valve casing as the forward direction and the other axial direction as the return direction. A valve is provided with a valve body connected to an operation rod driven in the forward and reverse directions via a motion conversion mechanism by rolling and reversing, and a valve seat provided in the valve casing that faces the reverse direction. The body has a main valve body that can be seated in the valve seat so as to close the valve hole opened in the valve seat, and a needle-shaped sub that protrudes from the main valve body in the forward movement direction and can be inserted into the valve hole. It has a valve body and a bypass passage that constantly communicates between the upstream side and the downstream side of the flow control valve, and when the operation rod moves in the forward movement direction and is within a predetermined stroke range, the main valve body portion In a valve seat where gas flows only through the bypass passage and is maintained in a state where the gas flow rate is minimized.
When the gas flow rate is reduced to the minimum amount, the number of pulses input to the stepping motor deviates from the predetermined intermediate position of the predetermined stroke range to the predetermined minimum flow rate position in the stroke range. When the predetermined number required for the movement of the operation rod is reached, the stepping motor is stopped.
Further, a predetermined detector provided on any of the output shaft of the stepping motor, the operating rod, and the constituent members of the motion conversion mechanism, and a predetermined position of the detector when the operating rod moves to the predetermined intermediate position. It is equipped with a position sensor that detects when the detector is displaced to the detection position.
When the gas flow rate is reduced to the minimum amount, if the number of pulses input to the stepping motor reaches a predetermined number without the displacement of the detector to the detection position detected by the position sensor, the gas supply should be stopped. Characterized gas valve device.
前記検出子は、カム体の外周面に突設した、復動方向に盛上る山部を有する突起部で構成され、山部は、山部の頂点部分から正転方向に向けて往動方向に傾斜してのびる第1斜辺部を有し、前記位置センサは、カム体の正転で検出子が前記検出位置に回転変位する際に第1斜辺部に当接して復動方向に押し上げられる検知レバーを有するマイクロスイッチで構成され、山部は、山部の頂点部分から逆転方向に向けてカム溝の傾斜角度以上の角度で往動方向に傾斜してのびる第2斜辺部を有し、安全弁用の弁体が開弁位置に到達した後の更なる出力軸の正転でカム体が正転するときに、検知レバーが第2斜辺部に当接することを特徴とするガス弁装置。
The gas valve device according to claim 2, wherein the motion conversion mechanism is connected to the output shaft via a coupler so as to rotate in conjunction with the output shaft, and has a tubular shape concentric with the operation rod. It has a cam body and a pin fixed to the operation rod that engages with the spiral cam groove formed in the cam body, and by axial thrust acting from the cam groove through the pin in the forward and reverse rotation of the cam body. It is composed of a cam mechanism that allows the operation rod to move in the forward and backward directions, and the cam body is movable in the axial direction and stops the movement of the cam body in the forward direction at a predetermined position. A cam stopper means and a cam urging means for urging the cam body in the forward movement direction are provided, and after the valve body for the safety valve reaches the valve opening position, the output shaft is further rotated forward from the pin to the cam groove. In the case where the cam body is stopped by the cam stopper means due to the axial reaction force acting through the cam body, the cam body moves in the recovery direction against the urging force of the cam urging means.
The detector is composed of a protrusion having a mountain portion that rises in the recovery direction and protrudes from the outer peripheral surface of the cam body, and the mountain portion is in the forward movement direction from the apex portion of the mountain portion in the forward rotation direction. The position sensor has a first hypotenuse portion that extends inclined to, and the position sensor comes into contact with the first hypotenuse portion and is pushed up in the recovery direction when the detector is rotationally displaced to the detection position due to the normal rotation of the cam body. It is composed of a micro switch having a detection lever, and the mountain portion has a second hypotenuse portion extending in the forward direction at an angle equal to or greater than the inclination angle of the cam groove in the reverse direction from the apex portion of the mountain portion. A gas valve device characterized in that the detection lever comes into contact with the second hypotenuse when the cam body rotates normally due to further normal rotation of the output shaft after the valve body for the safety valve reaches the valve opening position.
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