JP3664852B2 - 回転式ガス弁装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として温調機能付きガスこんろに適用される回転式ガス弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、温調機能付きガスこんろとして、バーナのガス供給路に、手動式の流量調整弁と、電動モータで駆動される電動式の流量調整弁とを介設し、通常は手動式流量調整弁でバーナの火力を調整し、温調モードを選択したときは、被調理物の温度を検出する温度センサからの信号に基づいて被調理物の温度が設定温度に維持されるように電動式流量調整弁を制御するものが考えられている。
【0003】
ところで、こんろ用のガス弁装置として、バルブケーシング内に、流量調整弁と、安全弁と、安全弁に対向するロッドとを設け、操作軸の回転で流量調整弁を操作すると共に、操作軸に連動するカム機構により、操作軸の消火位置から点火位置への正転でロッドを戻しばねに抗して安全弁側に前進させて安全弁を押圧開弁し、且つ、点火位置で操作軸の正転操作を解除したときに戻しばねの付勢力で操作軸を所定角度逆転させつつロッドを後退させて安全弁の押圧を解くようにした回転式ガス弁装置が知られている。
【0004】
かかる回転式ガス弁装置において、流量調整弁は一般にテーパ栓で構成されるが、ロッドに設けたニードル弁で流量調整弁を構成するものも特開平9−101024号公報で知られている。
【0005】
また、カム機構は、ケーシングに対し固定のカムと、操作軸に回り止めして前後方向に摺動自在に係合させた第1従動子と、第1従動子に設けた係合部に前後方向に長手のガイド溝において係合して第1従動子の正逆転に伴って正逆転する第2従動子とで構成されている。ここで、カム機構には、第2従動子の前後動に連動してロッドが前後動されるようにした、特公昭57-36497号公報に見られるような第1のタイプと、第1従動子の前後動に連動してロッドが前後動されるようにした、実公昭63-2777号公報に見られるような第2のタイプとがある。
【0006】
第1のタイプのカム機構では、第1従動子がその正転及び逆転でカムに案内されて前進及び後退されるようにし、第2従動子のガイド溝を後側の幅広部と前側の幅狭部とを有する段付形状に形成し、操作軸の消火位置から点火位置への正転に際し、第1従動子の係合部がガイド溝の幅広部と幅狭部との間の後向きの段差に係合して、第1従動子に対する第2従動子の後退が阻止され、第1従動子の正転に伴う前進で第2従動子を介してロッドが戻しばねに抗して後退端位置から前進端位置に前進して、安全弁が押圧開弁され、点火位置で操作軸の正転操作を解除したとき、操作軸が所定角度逆転し、第1従動子の係合部がガイド溝の段差から外れて前方にのびる幅狭部に移行し、第1従動子に対し第2従動子及びロッドが戻しばねの付勢力で後退して安全弁の押圧が解かれるようにしている。
【0007】
また、第2のタイプのカム機構では、第2従動子がその正転及び逆転でカムに案内されて前進及び後退されるようにし、第2従動子のガイド溝を前側の幅広部と後側の幅狭部とを有する段付形状に形成し、操作軸の消火位置から点火位置への正転に際し、第1従動子の係合部がガイド溝の幅広部と幅狭部との間の前向きの段差に係合して、第2従動子に対する第1従動子の後退が阻止され、第1従動子を介しての第2従動子の正転に伴う該第2従動子の前進で第1従動子を介してロッドが戻しばねに抗して後退端位置から前進端位置に前進して、安全弁が押圧開弁され、点火位置で操作軸の正転操作を解除したとき、操作軸が所定角度逆転し、第1従動子の係合部がガイド溝の段差から外れて後方にのびる幅狭部に移行し、第2従動子に対し第1従動子及びロッドが戻しばねの付勢力で後退して安全弁の押圧が解かれるようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の回転式ガス弁装置の流量調整弁は手動式であり、この流量調整弁とは別に温調用の電動式流量調整弁を設けたのではコストが高くなる。
【0009】
この場合、回転式ガス弁装置の操作軸を電動モータでも回転し得るようにして、手動及び電動のハイブリッド型ガス弁装置を構成し、温調モードの選択時に電動モータにより操作軸を回転して流量調整弁を制御すれば、別個の電動式流量調整弁が不要となり、コストを安くできる。
【0010】
ここで、ガスこんろの電源は乾電池であって、電動モータとして消費電力の小さな小型のモータを用いざるを得ず、操作軸を回転させるのに必要なトルクを得るためには、電動モータと操作軸との間に減速比の大きな減速機構を介設することが必要になる。この場合、減速機構にウォームを組込めば、減速機構を大形化せずに減速比を大きくできる。然し、このものでは、電動モータの不作動時にウォームが容易には回転しなくなるため、操作軸の手動による回転操作力が大きくなり、操作性が損われる。
【0011】
本発明は、以上の点に鑑み、手動操作を軽い力で行い得られるようにした手動及び電動のハイブリッド型回転式ガス弁装置を提供することを課題としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明では、バルブケーシング内に、バーナへの供給ガス量を増減する流量調整弁を設け、操作軸の手動回転で流量調整弁を操作するようにした回転式ガス弁装置において、
電動モータによりウォームを含む減速機構を介して操作軸を回転可能として、手動により操作軸を回転する他に温調モードを選択したときには電動モータにより操作軸を回転すると共に、
減速機構と操作軸との間に、操作軸の回転負荷に相当するトルクより若干高く且つ減速機構の回転拘束力より低い値のリミッタ値を設定したトルクリミッタ機構を介設し、或いは、電動モータの不作動時に連結解除されるクラッチ機構を介設して、温調モード時の電動モータによる操作軸の回転を確保すると共に、手動で操作軸を回転する際には減速機構による回転拘束力を受けることなく軽い力で操作軸を回転できるようにしている。
【0013】
トルクリミッタ機構を設ければ、電動モータの不作動時にウォームによって減速機構の回転が拘束されても、トルクリミッタ機構の滑りにより操作軸を手動回転できる。ここで、トルクリミッタ機構で伝達可能なトルクのリミッタ値は、電動モータで操作軸を回転する際にトルクリミッタ機構の滑りを生じないように、操作軸の回転負荷に相当するトルクより若干高く設定する必要があるが、このリミッタ値はウォームによる減速機構の回転拘束トルクよりも遥かに小さく、そのため、操作軸を軽い力で手動回転でき、操作性が損われることはない。
また、クラッチ機構を設ければ、操作軸をより軽い力で手動回転できる。
【0014】
ところで、バルブケーシング内に、流量調整弁に加えて、安全弁と、安全弁に対向するロッドとを設け、操作軸に連動するカム機構により、操作軸の消火位置から点火位置への正転でロッドを戻しばねに抗して安全弁側に前進させて安全弁を押圧開弁し、且つ、点火位置で操作軸の正転操作を解除したときに戻しばねの付勢力で操作軸を所定角度逆転させつつロッドを後退させて安全弁の押圧を解くようにした場合、トルクリミッタ機構を用いると、トルクリミッタ機構を介して該軸に伝達される減速機構の回転拘束力により、点火位置での正転操作の解除に際し操作軸が所定角度逆転しなくなり、ロッドの後退による安全弁の押圧解除が得られなくなる可能性がある。この場合、トルクリミッタ機構の操作軸に対する連結部材を前記所定角度分の遊びを持つように操作軸に連結しておけば、操作軸は、トルクリミッタ機構を介して伝達される減速機構の回転拘束力を受けずに所定角度逆転するようになり、安全弁の押圧を確実に解除できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1はグリル1と右側の大バーナ2と左側の標準バーナ3とを有するガスこんろを示しており、標準バーナ3の内径部には被調理物の温度を鍋底に当接して検出する温度センサ3aが設けられている。こんろの前面パネル4には、グリル1用のバーナ(図示せず)の操作摘み5と、大バーナ2用の操作摘み6と、標準バーナ3用の操作摘み7と、標準バーナ3の制御モードを選択するモード選択部8とが設けられている。モード選択部8には、揚物ボタン8aと、炊飯ボタン8bと、湯沸ボタン8cとが設けられている。
【0016】
標準バーナ3には、図2に示す如き回転式ガス弁装置Aを介してガスが供給される。このガス弁装置Aは、前後方向(図2の右方を前方とする)に長手のバルブケーシング9内に、安全弁10と、その後方の流量調整弁11とを設け、バルブケーシング9の前部に開設した入口9aから流入するガスを安全弁10と流量調整弁11とを介してバルブケーシング9の中間部に開設した出口9bに導くように構成されている。
【0017】
安全弁10は、標準バーナ3の火炎を検出する熱電対等の火炎検知素子12からの信号を入力するコントローラ13によって通電励磁される電磁石10aと、電磁石10aに対向する吸着片10bと、吸着片10bに弁杆10cを介して連結される、ばね10dで後方の閉じ側に付勢される弁体10eとで構成されている。そして、バルブケーシング9内に前後動自在なロッド14を設けると共に、バルブケーシング9の後端部に、操作摘み7に連結される操作軸15と、操作軸15の回転をロッド14の前後動に変換するカム機構16とを設け、消火位置から点火位置への操作軸15の正転でロッド14を図2に示す後退端位置から図3(A)に示す前進端位置に戻しばね14aに抗して前進させ、安全弁10をその弁体10eへのロッド14の当接で押圧開弁させるようにした。安全弁10を押圧開弁すると吸着片10bが電磁石10aに当接し、この状態で標準バーナ3に点火すると、火炎検知素子12の信号によりコントローラ13を介して電磁石10aが通電励磁されて吸着片10bが電磁石10aに吸着され、安全弁10は開弁状態に保持される。
【0018】
流量調整弁11は、バルブケーシング9内に形成した弁孔11aに挿入可能な、後方に向って縮径するテーパ状の弁体11bを有するニードル弁で構成されており、弁体11bをロッド14に一体成形して、ロッド14の前後動により供給ガス量が増減されるようにしている。更に、弁体11bの前側にゴム等の弾性体から成る大径の弁体11cを設け、ロッド14が後退端位置に後退したとき、弁孔11aが弁体11cによって閉塞され、標準バーナ3へのガス供給が遮断されるようにした。
【0019】
カム機構16は、図4に示す如く、バルブケーシング9に固定されるカム160と、操作軸15に前後動自在に回り止め係合される第1従動子161と、第1従動子161に設けた係合部161aに前後方向に長手のガイド溝162aにおいて係合して第1従動子161の正逆転に伴って正逆転する第2従動子162とで構成されている。そして、ロッド14の後端を、第1と第2の両従動子161,162の一方、本実施形態では第1従動子161に当接させて、第1従動子161の前後動に連動してロッド14が前後動されるようにし、第2従動子162がその正逆転でカム160に案内されて前後動されるようにしている。
【0020】
これを詳述するに、カム160は、バルブケーシング9の後部に嵌着される円筒カムで構成され、カム160に内挿される円筒状の第2従動子162の外周面にピン状の係合部162bを突設して、該係合部162bをカム160に形成した正転方向に向って前方に傾斜する図5に示す如き螺旋状のカム溝160aに係合させ、第2従動子162がその正逆転に伴いカム溝160aに案内されて前後動されるようにしている。尚、カム160の外周面には、カム160をバルブケーシング9に対し回り止めする突部160bが形成されている。
【0021】
第2従動子162に形成するガイド溝162aは、図6に示す如く、前側の幅広部162a1と、後側の幅狭部162a2と、幅広部162a1と幅狭部162a2との間の前向きの段差162a3とを有する段付形状に形成されており、第2従動子162に内挿する円筒状の第1従動子161の外周面に突設した突起から成る係合部161aをガイド溝162aに係合させている。また、第1従動子161には、異形断面形状の袋穴状の軸孔161bが形成されており、該軸孔161bに異形断面形状に形成した操作軸15の前端部15aを挿入して、操作軸15に対し第1従動子161が摺動自在に回り止め係合されるようにしている。
【0022】
操作軸15の消火位置においては、第2従動子162の係合部162bがカム溝160の図5にaで示す位置に存し、第1従動子161の係合部161aがガイド溝162aの図6にaで示す位置に存する。操作軸15を消火位置から正転すると、係合部161aがガイド溝162aの図6にbで示す位置に移動して幅広部162a1の正転方向の溝縁に当接し、第1従動子161を介して第2従動子162が正転され、カム溝160aに案内されて第2従動子162が前進する。この際、ガイド溝162aの前向きの段差162a3が係合部161aに係合し、第2従動子162の前進に伴い第1従動子161が前進し、ロッド14が第1従動子161に押されて戻しばね14aに抗して後退端位置から前進する。
【0023】
操作軸15を点火位置に正転させると、係合部162bがカム溝160の図5にbで示す位置に移動し、ロッド14が図3(A)に示す如く前進端位置に前進し、安全弁10が押圧開弁される。また、バルブケーシング9の後端のベース板9cに取付けた点火スイッチ17が操作軸15に回り止め係合させたスイッチ駆動カム17aにより点火位置でオンされ、標準バーナ3に点火される。
【0024】
点火後、操作摘み7から手を離して操作軸15の正転操作を解除すると、ロッド14を介して第1従動子161に作用する戻しばね14aの付勢力により、操作軸15を所定角度逆転させつつ係合部161aが段差162a3を乗り越えてガイド溝162aの幅狭部162a2に移行し、第1従動子161とロッド14とが後退する。そして、係合部161aが図6にcで示す位置に移動して幅狭部162a3の後端に当接すると、第1従動子161のそれ以上の後退が阻止され、ロッド14の前進端位置からの後退が図3(B)に示す中間位置で停止される。この中間位置では、安全弁10の押圧が解かれるが、流量調整弁11は全開状態に維持され、標準バーナ3の火力は強火になる。また、操作軸15の所定角度の逆転で点火スイッチ17がオフされる。
【0025】
その後、操作軸15を逆転させると、第1従動子161を介して第2従動子162が逆転され、カム溝160aに案内されて第2従動子162がその前進端位置から後退し、この後退に追従して第1従動子161とロッド14とが中間位置から後退する。かくするときは、流量調整弁11により標準バーナ3への供給ガス量が絞られ、火力が弱められる。そして、係合部162bがカム溝160aの図5にcで示す位置に移動したところで、流量調整弁11の大径弁体11cが弁孔11aを閉塞し、標準バーナ3が消火される。かくて、点火後、操作軸15を図5のbとcの間の角度範囲で正逆転することにより標準バーナ3の火力調整を行うことができる。
【0026】
操作軸15の逆転により第1従動子161がベース板9cに当接してそれ以上の後退が阻止されると、以後、第2従動子162のみが後退し、係合部161aがガイド溝162aに対し相対的に前進して、操作軸15が消火位置に戻されたとき係合部161aが図6にaで示す位置に復帰する。
【0027】
尚、本実施形態のカム機構16は、第1従動子161に連動させてロッド14を前後動させる上記第2のタイプに構成されているが、第2従動子162に連動させてロッド14を前後動させる上記第1のタイプに構成することも可能である。また、本実施形態では、流量調整弁11をニードル弁で構成しているが、流量調整弁をテーパ栓で構成しても良く、この場合は第2従動子162をテーパ栓に対し前後方向に摺動自在に回り止め係合させ、操作軸15の正逆転により第2従動子162を介してテーパ栓を正逆転させて供給ガス量を増減する。
【0028】
ところで、上記コントローラ13には、火炎検知素子12からの信号だけでなく、温度センサ3aとモード選択部8とからの信号も入力されており、コントローラ13により制御される電動モータ18をベース板9cに固定されるブラケット9dに取付け、該電動モータ18により操作軸15を回転して標準バーナ3の火力を調整可能とし、モード選択部8で選択された制御モードに応じて標準バーナ3の火力を制御できるようにしている。
【0029】
これを詳述するに、コントローラ13は操作軸15の手動操作で標準バーナ3に点火したときに起動されるようになっており、点火後、モード選択部8の揚物ボタン8aを押すと、温度センサ3aの検出温度が設定温度に維持されるように、電動モータ18を介して火力が自動調整される。尚、設定温度は揚物ボタン8aを押す度に段階的に変化する。
【0030】
また、炊飯ボタン8bを押したときは、炊飯に適した中火の火力が得られるように電動モータ18が制御され、温度センサ3aの検出温度が炊飯完了温度に上昇したところで、電動モータ18を介して操作軸15が消火位置に戻される。
【0031】
また、湯沸ボタン8cを押したときは、温度センサ3aの検出温度が100℃に上昇したところで電動モータ18を介して火力を弱火にする。
【0032】
操作軸15には、回転角度を検出するエンコーダ19の可動子19aが連結されており、エンコーダ19からの信号をコントローラ13に入力し、電動モータ18で操作軸15を所要の角度位置に回転し得るようにしている。
【0033】
電動モータ18の出力トルクは減速機構20を介して操作軸15に伝達されるようになっている。減速機構20は、電動モータの出力軸上の駆動ギア200と、これに噛合する従動ギア201と、従動ギア201と一体のウォーム202と、ウォーム202に噛合する操作軸15上のウォームホイール203とで構成されている。このようにウォーム202を用いると、減速機構20を大形化せずに減速比を大きく取れる利点があるが、電動モータ18の不作動時にウォーム202によって減速機構20の回転が拘束され、このままでは操作軸15を手動で回転する際に必要な操作力が非常に大きくなる。
【0034】
そこで、本実施形態では、減速機構20と操作軸15との間にトルクリミッタ機構21を介設し、減速機構20の回転が拘束されても、トルクリミッタ機構21の滑りにより軽い力で操作軸15を手動回転できるようにしている。トルクリミッタ機構21は、操作軸15に外挿される筒状の連結部材210と、連結部材210の外周に圧入される押えばね211と、連結部材210に相対回転可能に外挿した前記ウォームホイール203に押えばね211によって圧接されるリング状のシュー部材212とで構成されており、電動モータ18の作動時は、ウォームホイール203からのトルクをシュー部材212と押えばね211と連結部材210とを介して操作軸15に伝達するように構成されている。伝達可能なトルクのリミッタ値は、押えばね211の付勢力によって、操作軸15の回転負荷より若干高い値に設定されており、電動モータ18によりトルクリミッタ機構21での滑りを生ずることなく操作軸15を回転できる。一方、電動モータ18の不作動時に操作軸15を手動回転する際は、ウォーム202によって回転が拘束されるウォームホイール203に対しシュー部材212が滑り、ウォーム202による回転拘束力を受けずに操作軸15を軽い力で回転できる。
【0035】
また、連結部材210の軸孔210aは、これに挿入する操作軸15のD形断面部15bより広角の断面形状に形成されており、連結部材210が所定角度αの遊びを持って操作軸15に連結される。該角度αは、前記係合部161aが前記ガイド溝162aの段差162a3を乗り越えるのに必要な角度と同程度に設定されている。かくて、点火位置で操作軸15の正転操作を解除したとき、連結部材210にトルクリミッタ機構21を介してウォーム202による回転拘束力が作用していても、操作軸15はこの拘束力を受けずに所定角度α分だけ確実に逆転し、係合部161aがガイド溝162aの幅狭部162a2に移行して、ロッド14による安全弁10の押圧が確実に解除される。
【0036】
以上、減速機構20と操作軸15との間にトルクリミッタ機構21を介設した実施形態について説明したが、図7に示す実施形態のように、減速機構20と操作軸15との間にクラッチ機構22を介設しても良い。クラッチ機構22は、例えば、ウォームホイール203に連結されるアウタ22aと操作軸15に連結されるインナ22bとを有する電磁クラッチで構成されるもので、電動モータ18の作動時にコントローラ13によって連結されて、減速機構20からのトルクを操作軸15に伝達し、電動モータ18の不作動時には連結解除される。かくて、操作軸15をウォーム202による回転拘束力を受けずに軽い力で手動回転できる。そして、クラッチ機構22の連結解除で操作軸15は減速機構20から完全に切離されるから、クラッチ機構22の操作軸15に対する連結部に上記の如き遊びを設ける必要はない。
【0037】
尚、クラッチ機構22を用いるとコストが高くなり、コスト的にはトルクリミッタ機構21を用いた方が有利である。
【0038】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、手動及び電動のハイブリッド型回転式ガス弁装置が得られると共に、ウォームを含む減速機構を用いることで、減速機構を大形化せずに減速比を大きく取って小形の電動モータにより操作軸を回転できるようになり、且つ、操作軸を軽い力で手動回転できて、操作軸の手動操作性も損わない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明ガス弁装置を組込んだこんろの斜視図
【図2】 本発明ガス弁装置の第1実施形態の縦断面図
【図3】 (A)操作軸を点火位置に正転したときの状態を示す縦断面図、
(B)点火位置で操作軸の正転操作を解除したときの状態を示す縦断面図
【図4】 第1実施形態の要部の分解斜視図
【図5】 カムに形成するカム溝の展開図
【図6】 第2従動子に形成するガイド溝を示す図
【図7】 本発明ガス弁装置の第2実施形態の縦断面図
【符号の説明】
9 バルブケーシング 10 安全弁
11 流量調整弁 14 ロッド
15 操作軸 16 カム機構
18 電動モータ 20 減速機構
202 ウォーム 21 トルクリミッタ機構
210 連結部材 22 クラッチ機構
Claims (3)
- バルブケーシング内に、バーナへの供給ガス量を増減する流量調整弁を設け、操作軸の手動回転で流量調整弁を操作するようにした回転式ガス弁装置において、
電動モータによりウォームを含む減速機構を介して操作軸を回転可能として、手動により操作軸を回転する他に温調モードを選択したときには電動モータにより操作軸を回転すると共に、
減速機構と操作軸との間に、操作軸の回転負荷に相当するトルクより若干高く且つ減速機構の回転拘束力より低い値のリミッタ値を設定したトルクリミッタ機構を介設して、温調モード時の電動モータによる操作軸の回転を確保すると共に、手動で操作軸を回転する際にはトルクリミッタ機構を滑らせて減速機構による回転拘束力を受けることなく軽い力で操作軸を回転できるようにした、
ことを特徴とする回転式ガス弁装置。 - バルブケーシング内に、バーナへの供給ガス量を増減する流量調整弁を設け、操作軸の回転で流量調整弁を操作するようにした回転式ガス弁装置において、
電動モータによりウォームを含む減速機構を介して操作軸を回転可能として、手動により操作軸を回転する他に温調モードを選択したときには電動モータにより操作軸を回転すると共に、
減速機構と操作軸との間に、電動モータの不作動時に連結解除されるクラッチ機構を介設して、温調モード時の電動モータによる操作軸の回転を確保すると共に、手動で操作軸を回転する際には減速機構による回転拘束力を受けることなく操作軸を軽い力で回転できるようにした、
ことを特徴とする回転式ガス弁装置。 - 請求項1に記載の回転式ガス弁装置であって、
バルブケーシング内に、安全弁と、安全弁に対向するロッドとを設け、操作軸に連動するカム機構により、操作軸の消火位置から点火位置への正転でロッドを戻しばねに抗して安全弁側に前進させて安全弁を押圧開弁し、且つ、点火位置で操作軸の正転操作を解除したときに戻しばねの付勢力で操作軸を所定角度逆転させつつロッドを後退させて安全弁の押圧を解くようにしたものにおいて、
トルクリミッタ機構の操作軸に対する連結部材を前記所定角度分の遊びを持つように操作軸に連結する、
ことを特徴とする回転式ガス弁装置。
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