JP2006308116A

JP2006308116A - Gas control device

Info

Publication number: JP2006308116A
Application number: JP2005127434A
Authority: JP
Inventors: Naoto Naganuma; 直人永沼
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2006-11-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas control device capable of easily adjusting fire power with respect to intermediate fire power excluding predetermined fire power. <P>SOLUTION: In this gas control device composed of a body 1 defining a gas passage, a plug 2 for opening and closing a gas, a flow control board 3 for controlling gas flow by changing an opening area on the basis of positional relationship with the plug 2, a piezoelectric element 6 vibrated by application of voltage, a stator 7 resonating with vibration of the piezoelectric element 6 and generating progressive wave, a slider 9 linearly moved by the progressive wave generated by the stator 7, an elastic body 8 energizing the slider 9 to the stator 7, a connecting bar 10 transmitting linear motion of the slider 9 to the plug 2, and a position detector 11 detecting a position of the plug 2, the intermediate fire power can be easily adjusted by activating high resolution as properties of ultrasonic motor 5 composed of the piezoelectric element 6, the stator 7 and the slider 9. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガス調理機器のガス制御装置に関し、特にガスの開閉およびガス量の調節をモータを用いて行うモータ駆動式ガス制御装置の構成に係るものである。 The present invention relates to a gas control device for a gas cooking appliance, and particularly relates to a configuration of a motor-driven gas control device that uses a motor to open and close a gas and adjust a gas amount.

従来、これらガス調理機器のガス制御装置は、主に使用者がガス開閉ツマミや火力調節ツマミを手動で操作するものが一般的であったが、近年、これらをモータで駆動することにより使用者はタッチ操作等でガスの開閉や火力の調節を行えるものが考案されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, the gas control devices of these gas cooking appliances are generally those in which the user manually operates the gas opening / closing knob and the thermal power adjustment knob. Has been devised that can open and close gas and adjust the heating power by a touch operation or the like (see, for example, Patent Document 1).

この特許文献１に開示されたモータ駆動式ガス制御装置は図３に示すように、ガス通路を形成するボディ１の中に、ガス通路を開閉し、かつ面積が変化する通路を切り替えることによりガス量を制御する閉子２が内包されており、ステッピングモータ１２の回転運動を軸方向の直線運動に変換するスクリュー１３により、連結棒１０を介して閉子２が駆動される。連結棒１０には位置検出器１１が連設され、位置検出器１１の信号により閉子２の現在位置を判断し、所定の位置へ閉子２を移動させると、スプリング４により閉子２に押接された流量制御板３に形成された孔の面積が変化することで５段階に火力を調節する構成である。なお、図４は最大火力時、図５は最小火力時を示す断面図である。
特開２０００−１６１６５６号公報 As shown in FIG. 3, the motor-driven gas control device disclosed in Patent Document 1 opens and closes a gas passage in a body 1 that forms a gas passage, and switches a passage whose area changes. A closing element 2 for controlling the amount is included, and the closing element 2 is driven via a connecting rod 10 by a screw 13 that converts the rotational motion of the stepping motor 12 into a linear motion in the axial direction. A position detector 11 is connected to the connecting rod 10, and the current position of the closing member 2 is determined based on a signal from the position detector 11, and when the closing member 2 is moved to a predetermined position, the closing member 2 is moved by a spring 4. In this configuration, the heating power is adjusted in five stages by changing the area of the hole formed in the pressed flow control plate 3. 4 is a cross-sectional view showing the maximum thermal power, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the minimum thermal power.
JP 2000-161656 A

しかしながら上記従来のガス制御装置の場合、調理内容によっては予め設定された５段階の火力では適切でないことがあり、その場合は、使用者がステッピングモータ１２の動作を微調節して閉子２を移動させ、図６に示すような途中火力にあわせ調理していた。 However, in the case of the above-described conventional gas control device, there are cases where the preset five-stage heating power is not appropriate depending on the cooking contents. In this case, the user finely adjusts the operation of the stepping motor 12 and opens the closure 2. It was moved and cooked according to the heating power on the way as shown in FIG.

このような従来機構の場合、ステッピングモータ１２の１ステップ当たりの分解能は８０μｍ程度であり、またＬＰガスなどの発熱量の大きなガス用の場合、流量制御板３に設けられた孔の直径は０．３ｍｍ程度であるためステッピングモータ１２が４ステップ回転すると次の火力に切り替わってしまうので、途中火力に調節するのが非常に難しいという課題があった。 In the case of such a conventional mechanism, the resolution per step of the stepping motor 12 is about 80 μm, and in the case of a gas having a large calorific value such as LP gas, the diameter of the hole provided in the flow rate control plate 3 is 0. Since it is about 3 mm, the stepping motor 12 is switched to the next heating power when the stepping motor 12 is rotated by four steps, so that there is a problem that it is very difficult to adjust to the heating power on the way.

機構的に調節できる火力の段数を増やすという方法もあるが、その場合、閉子２を軸方向に延長する必要があり、それにともないスクリュー１３や連結棒１０もそれぞれ同様に延長しなければならず、ガス制御装置全体が非常に大型化してしまい現実的に実用化が困難になるという課題があった。 There is also a method of increasing the number of stages of the thermal power that can be mechanically adjusted. In this case, however, it is necessary to extend the closing element 2 in the axial direction, and accordingly, the screw 13 and the connecting rod 10 must be similarly extended. However, there is a problem that the entire gas control apparatus becomes very large and practically difficult to put into practical use.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、現状の火力段数のままでも途中火力を選択しやすくすることにより、適切な火力に調節できるガス制御装置を提供することを目的とする。 This invention solves the said conventional subject, and it aims at providing the gas control apparatus which can be adjusted to an appropriate thermal power by making it easy to select a thermal power on the way even if it is the present thermal power stage number.

上記目的を達成するために本発明のガス制御装置は、ガス通路を形成するボディと、前記ガス通路内に設けられガスの開閉を行う閉子と、複数の孔を有し前記閉子との位置関係で開口する面積を変化させることによりガス流量を調節する流量調節板と、電圧の印加により振動する圧電素子と、前記圧電素子に接設され圧電素子の振動に共振し進行波を発生するステータと、前記ステータに押接されステータに発生した進行波により直線運動をするスライダと、前記スライダを前記ステータに付勢する弾性体と、前記スライダの直線運動を前記閉子に伝達する連結棒と、前記連結棒に連設され前記閉子の位置を検出する位置検出器とを備えたものである。 In order to achieve the above object, a gas control apparatus according to the present invention includes a body that forms a gas passage, a closing member that is provided in the gas passage and that opens and closes a gas, and has a plurality of holes, and A flow rate adjusting plate that adjusts the gas flow rate by changing the opening area according to the positional relationship, a piezoelectric element that vibrates when a voltage is applied, and a traveling wave that resonates with the vibration of the piezoelectric element that is in contact with the piezoelectric element. A stator, a slider that is linearly moved by a traveling wave that is pressed against the stator and generated in the stator, an elastic body that urges the slider to the stator, and a connecting rod that transmits the linear motion of the slider to the closing member And a position detector connected to the connecting rod for detecting the position of the closing member.

上記発明によれば、ガスの開閉及び流量調節板との組み合わせで流量制御を行う閉子の可変手段として超音波モータを用いているため、従来のステッピングモータに比較して閉子の移動距離に対する分解能が高くなり微少な位置設定が可能となって、途中火力の調節を容易に行うことができ、使い勝手の向上が図れる。 According to the above invention, since the ultrasonic motor is used as the closing means for controlling the flow rate in combination with the opening and closing of the gas and the flow rate adjusting plate, the moving distance of the closing member is compared with the conventional stepping motor. The resolution becomes high and a minute position can be set, and the heating power can be easily adjusted on the way, so that the usability can be improved.

本発明のガス制御装置は、ガスの開閉及び流量調節板との組み合わせで流量制御を行う閉子の可変手段として超音波モータを用いているため、前記閉子の移動距離に対する分解能が高くなり微少な位置設定が可能となって、途中火力の調節を容易に行うことができ、使い勝手の向上が図れる。 In the gas control device of the present invention, an ultrasonic motor is used as a closing means for controlling the flow rate in combination with the opening and closing of the gas and the flow rate adjusting plate. Position setting is possible, and it is possible to easily adjust the heating power on the way, thereby improving usability.

第１の発明は、ガス通路を形成するボディと、前記ガス通路内に設けられガスの開閉を行う閉子と、複数の孔を有し前記閉子との位置関係で開口する面積を変化させることによりガス流量を調節する流量調節板と、電圧の印加により振動する圧電素子と、前記圧電素子に接設され圧電素子の振動に共振し進行波を発生するステータと、前記ステータに押接されステータに発生した進行波により直線運動をするスライダと、前記スライダを前記ステータに付勢する弾性体と、前記スライダの直線運動を前記閉子に伝達する連結棒と、前記連結棒に連設され前記閉子の位置を検出する位置検出器でガス制御装置を構成したものである。 1st invention changes the area opened by the positional relationship with the body which forms a gas passage, the closure which opens and closes the gas provided in the said gas passage, and has a some hole A flow rate adjusting plate for adjusting the gas flow rate, a piezoelectric element that vibrates when a voltage is applied, a stator that is in contact with the piezoelectric element and that resonates with the vibration of the piezoelectric element to generate a traveling wave, and is pressed against the stator A slider that linearly moves by a traveling wave generated in the stator, an elastic body that urges the slider to the stator, a connecting rod that transmits the linear motion of the slider to the closing member, and a connecting rod that is connected to the connecting rod. A gas control device is constituted by a position detector for detecting the position of the closing member.

この構成により、ガスの開閉及び流量調節板との組み合わせで流量制御を行う閉子の移動距離に対する分解能を高めることができ、流量調節板に開設された開口との位置関係を細かく設定することが可能となって、従来のステッピングモータとスクリューからなる構成に比較して、微少な位置設定を精度よく行うことができ、従来であれば５段階程度しか設定できなかった火力調節を各段階毎の途中の火力調節までも行うことができるようになるため、使用範囲を大幅に拡大することができ、使い勝手の向上が図れる。 With this configuration, it is possible to increase the resolution with respect to the moving distance of the closing member that performs flow rate control in combination with the opening and closing of the gas and the flow rate adjustment plate, and it is possible to finely set the positional relationship with the opening opened in the flow rate adjustment plate. Compared to the conventional stepping motor and screw configuration, it is possible to perform fine position setting with high accuracy, and it is possible to adjust the thermal power for each step, which could only be set in about five steps in the past. Since it is possible to adjust the thermal power in the middle, the range of use can be greatly expanded and the usability can be improved.

以下、本発明の一実施例について図１を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図１は、本実施例におけるガス制御装置の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas control device in the present embodiment.

図１において、ボディ１の内部にはガス通路を開閉する閉子２が内包されており、複数の孔が設けられた流量制御板３がスプリング４により閉子２に押接されている。一方、ボディ１の外部には超音波モータ５が一体的に取り付けられている。超音波モータ５は電圧を印加すると振動するセラミック製の圧電素子６が設けられ、この圧電素子６の振動に共振し進行波を発生するステータ７が接設されている。そして、前記ステータ７で発生する進行波により摺動自在に移動するスライダ９が上部から弾性体である板ばね８により付勢されてステータ７に取り付けられている。 In FIG. 1, a body 2 includes a closing member 2 that opens and closes a gas passage. A flow rate control plate 3 having a plurality of holes is pressed against the closing member 2 by a spring 4. On the other hand, an ultrasonic motor 5 is integrally attached to the outside of the body 1. The ultrasonic motor 5 is provided with a ceramic piezoelectric element 6 that vibrates when a voltage is applied, and a stator 7 that resonates with the vibration of the piezoelectric element 6 and generates a traveling wave is in contact therewith. A slider 9 slidably moved by a traveling wave generated by the stator 7 is attached to the stator 7 by being urged from above by a leaf spring 8 which is an elastic body.

また、スライダ９には連結棒１０が取り付けられており、その端部において閉子２と連結され、スライダ９の動きに連動して閉子２が移動するようになっている。この閉子２の移動により流量制御板３との組み合わせにおいてガスを閉止状態にしたり、所定のガス流量になるようにしている。 A connecting rod 10 is attached to the slider 9, and is connected to the closing member 2 at the end thereof so that the closing member 2 moves in conjunction with the movement of the slider 9. By the movement of the closing member 2, the gas is closed in combination with the flow rate control plate 3, or a predetermined gas flow rate is obtained.

また、連結棒１０にはスライダ９の動きを検出するための位置検出器１１が付設されており、閉子２の位置を間接的に検出している。この位置検出器１１の信号をフィードバックして圧電素子６に印加する電圧を制御することで閉子２の位置を設定し、所定のガス流量になるように制御している。 Further, the connecting rod 10 is provided with a position detector 11 for detecting the movement of the slider 9, and indirectly detects the position of the closing member 2. The position of the closing element 2 is set by feeding back the signal from the position detector 11 and controlling the voltage applied to the piezoelectric element 6 so as to obtain a predetermined gas flow rate.

以上のように構成されたガス制御装置において、以下その動作、作用について説明する。 The operation and action of the gas control apparatus configured as described above will be described below.

使用者の操作により動作が開始されると、圧電素子６に電圧が印加され２０ｋＨｚ以上の超音波領域で振動が発生する。この振動によりステータ７には図２に示すような進行波が発生する。ステータ７に押設されたスライダ９は摩擦力により進行波と逆向きに運動する。この運動が連結棒１０を介して閉子２を直線的に駆動している。進行波の向きを変更したり、閉子２の移動速度を変更したり、停止したりする場合は印加する電圧を制御することにより行うことができる。 When the operation is started by the user's operation, a voltage is applied to the piezoelectric element 6 and vibration is generated in an ultrasonic region of 20 kHz or higher. Due to this vibration, a traveling wave as shown in FIG. The slider 9 pushed on the stator 7 moves in the direction opposite to the traveling wave by the frictional force. This movement drives the closing member 2 linearly via the connecting rod 10. When the direction of the traveling wave is changed, the moving speed of the closing member 2 is changed or stopped, it can be performed by controlling the applied voltage.

近年、超音波モータはその特徴である高分解能（微小な位置決め）を活かしカメラのオートフォーカス装置や時計のムーブメント装置などさまざまな分野で実用化が進んできている。従来のガス制御装置ではステッピングモータとスクリューの組合せで回転運動を直線運動に変換しており、その分解能はステッピングモータの１回転あたりのステップ数とスクリューのリードにより決定されるが、モータの外径やスクリューの加工上の制約から約８０μｍ程度であった。ＬＰガスの場合は流量制御板３に設けられた孔の直径が約０．３ｍｍであり従来の８０μｍの分解能では４ステップほどで火力が切り替わってしまうことになり、途中段階で細かく火力の調節を行うことが非常に難しいものであった。 In recent years, ultrasonic motors have been put into practical use in various fields such as an autofocus device for a camera and a movement device for a watch, taking advantage of the high resolution (fine positioning) that is a feature of the ultrasonic motor. In the conventional gas control device, the rotational motion is converted into a linear motion by a combination of a stepping motor and a screw, and the resolution is determined by the number of steps per rotation of the stepping motor and the lead of the screw. And about 80 μm due to processing restrictions on the screw. In the case of LP gas, the diameter of the hole provided in the flow rate control plate 3 is about 0.3 mm, and with the conventional resolution of 80 μm, the thermal power is switched in about 4 steps, and the thermal power is finely adjusted in the middle stage. It was very difficult to do.

しかし、超音波モータの分解能はｎｍレベルのものも開発されているが本実施例のようにガス制御装置に使用する場合はこれほどの分解能を必要とせず、例えば、０．１μｍ程度の分解能を有する超音波モータを使用したとしても途中段階の火力調節を３０００ステップに分解することが可能であり、細かな火力調節を精度よく実現することが可能となる。 However, the resolution of the ultrasonic motor has been developed at the nm level, but when used in a gas control apparatus as in this embodiment, such a resolution is not required. For example, a resolution of about 0.1 μm is required. Even if the ultrasonic motor is used, it is possible to disassemble the thermal power adjustment in the middle stage into 3000 steps, and it is possible to realize fine thermal power adjustment with high accuracy.

本発明のガス制御装置は、超音波モータにより直接閉子を直線的に駆動するので、大型化することなく多段階の火力調節が可能となり、また耐久性も十分確保できるので、細かな火力調節を必要とする機器のガス制御装置の構成として有用である。 Since the gas control device of the present invention directly drives the closing member linearly by an ultrasonic motor, it is possible to adjust the thermal power in multiple stages without increasing the size, and sufficient durability can be secured. It is useful as a configuration of a gas control device for equipment that requires

本発明の実施例１のガス制御装置の断面図Sectional drawing of the gas control apparatus of Example 1 of this invention 同ガス制御装置に用いる超音波モータの作動原理図Operation principle diagram of ultrasonic motor used in the gas control device 従来例のガス制御装置の断面図Sectional view of a conventional gas control device 従来例のガス制御装置の最大火力時の断面図Sectional view at the maximum heating power of the conventional gas control device 従来例のガス制御装置の最小火力時の断面図Sectional view at the time of minimum thermal power of a conventional gas control device 従来例のガス制御装置の閉子移動量とガス燃焼量の関係を示す図The figure which shows the relationship between the amount of movements of a closing of a gas control apparatus of a prior art example, and the amount of gas combustion

符号の説明Explanation of symbols

１ボディ
２閉子
３流量制御板
６圧電素子
７ステータ
８板ばね（弾性体）
９スライダ
１０連結棒
１１位置検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Body 2 Closure 3 Flow control board 6 Piezoelectric element 7 Stator 8 Leaf spring (elastic body)
9 Slider 10 Connecting rod 11 Position detector

Claims

ガス通路を形成するボディと、前記ガス通路内に設けられガスの開閉を行う閉子と、複数の孔を有し前記閉子との位置関係で開口する面積を変化させることによりガス流量を調節する流量調節板と、電圧の印加により振動する圧電素子と、前記圧電素子に接設され圧電素子の振動に共振し進行波を発生するステータと、前記ステータに押接されステータに発生した進行波により直線運動をするスライダと、前記スライダを前記ステータに付勢する弾性体と、前記スライダの直線運動を前記閉子に伝達する連結棒と、前記連結棒に連設され前記閉子の位置を検出する位置検出器とからなるガス制御装置。 The gas flow rate is adjusted by changing the area of the body that forms the gas passage, the closing member that opens and closes the gas provided in the gas passage, and that has a plurality of holes and is open to the closing member. A flow rate adjusting plate, a piezoelectric element that vibrates when a voltage is applied, a stator that is in contact with the piezoelectric element and that resonates with the vibration of the piezoelectric element to generate a traveling wave, and a traveling wave that is pressed against the stator and generated in the stator A slider that linearly moves by means of: an elastic body that urges the slider to the stator; a connecting rod that transmits the linear motion of the slider to the closing member; and a position of the closing member that is connected to the connecting rod. A gas control device comprising a position detector for detection.