特許 5963797 火力調節装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5963797

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】火力調節装置

(51)【国際特許分類】

   F23N 5/26 20060101AFI20160721BHJP

   F23N 5/24 20060101ALI20160721BHJP

   F23K 5/00 20060101ALI20160721BHJP

   F16K 31/04 20060101ALI20160721BHJP

   F16K 31/524 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   F23N5/26 Y

   F23N5/24 101A

   F23K5/00 301D

   F23N5/26 V

   F16K31/04 Z

   F16K31/524 A

【請求項の数】1

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2014-75328(P2014-75328)

(22)【出願日】2014年4月1日

(65)【公開番号】特開2015-197249(P2015-197249A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2015年7月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000115854

【氏名又は名称】リンナイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106105

【弁理士】

【氏名又は名称】打揚 洋次

(72)【発明者】

【氏名】葛谷 廣太郎

(72)【発明者】

【氏名】林 雄一

【審査官】 吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２６６１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２０６３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０８０１１６（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００５−２６１０６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｋ ５／００ − ５／２２

Ｆ２３Ｎ １／００

Ｆ２３Ｎ ５／２６

Ｆ１６Ｋ ３１／０４

Ｆ１６Ｋ ３１／５２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータによって移動する可動板と、この可動板に当接した状態で保持される固定板との双方に開口を設け、可動板を移動させることにより両開口の重なり面積を増減して、両開口の重なり部分を通過するガス量を調節することにより火力を調節する火力調節部を備え、さらに、上記モータによって回転される開閉弁用カムによって開弁され、かつ、この開閉弁用カムによって開弁保持される開閉機構を火力調節部に対して直列に設け、モータの回転位相を検知する回転位置センサを設けたものにおいて、上記開閉弁用カムが上記開閉機構を開閉する位置より閉弁側の位置に待機位置を設定し、上記開閉弁用カムがこの待機位置と開閉機構を開閉する位置との間に設定した位置でオンオフするスイッチであって、開閉弁用カムが待機位置側にある状態でオンされ、開閉機構が開閉される位置側でオフになるように設定されたスイッチを設け、さらに、上記開閉弁用カムが上記開閉機構を開閉する位置から上記待機位置を越えた位置に、開閉弁用カムの回転を規制する機械的なストッパを設けたことを特徴とする火力調節装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータによって開度を調節する火力調節装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のこの種の火力調節装置として、例えば、モータによって回転する回転板と、この回転板が当接する固定板とを設け、固定板に同一円周上に並ぶように複数個の貫通穴を設けると共に、回転板に、この円周と同じ直径の円周上に延在する長穴を形成し、上記複数個の貫通穴の内の、この長穴と一致した貫通穴にガスを流して下流のガスバーナに供給す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）。このものではモータを回転させると回転板が回転し長穴が上記円周上を移動するので、長穴に一致する貫通穴の数などが変化して、ガスバーナに供給されるガスの流量が増減される。

【0003】

なお、上記複数個の貫通穴のいずれにも長穴が一致しない位相ではガスバーナにガスは流れないが、回転板と固定板との間から微少量ながらガスが漏れるおそれがあるので、これら回転板と固定板とからなる火力調節部の上流側に、開閉弁を備えた開閉機構を設けて、ガスをガスバーナに供給しない状態では、この開閉機構の開閉弁を閉弁し、ガスがガスバーナに漏出することを確実に防止するように構成されている。

【0004】

具体的には、上記モータで回転するカムを設けて、閉弁方向に付勢した開閉弁を、ガスバーナにガスを供給する際には強制的に開弁させ、ガスを供給させない際には付勢力によって閉弁状態を保持させるように構成されている。

【0005】

また、モータとしてステッピングモータを使用することにより、モータに供給するパルス数からモータの回転位相を推測することができるが、確実にモータの回転位相を検知するため、モータの回転軸に回転位置センサが取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−２６６１２８号公報（図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記従来の火力調節装置では、ガスバーナにガスを供給する際には開閉機構の開閉弁をカムによって強制的に開弁させているので、脱調等により供給パルス数から推測される回転位相と実際の回転位相とがずれてしまうと、開閉機構の開閉弁を閉弁させているはずが、実際には開弁したままの状態になるおそれがある。このような状態ではガスがガスバーナに供給され続けてしまう。このような場合には上記回転位置センサが実際の回転位相を検知して、開閉弁が開弁したままの状態であれば強制的にモータを駆動させて開閉弁を閉弁させる必要がある。

【0008】

ところが、この回転位置センサに断線や短絡などの故障が生じると、モータの実際の回転位相を検知することができなくなるという不具合が生じる。

【0009】

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、上記回転位置センサに異常が生じても開閉弁を確実に閉弁させることのできる火力調節装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために本発明による火力調節装置は、モータによって移動する可動板と、この可動板に当接した状態で保持される固定板との双方に開口を設け、可動板を移動させることにより両開口の重なり面積を増減して、両開口の重なり部分を通過するガス量を調節することにより火力を調節する火力調節部を備え、さらに、上記モータによって回転される開閉弁用カムによって開弁され、かつ、この開閉弁用カムによって開弁保持される開閉機構を火力調節部に対して直列に設け、モータの回転位相を検知する回転位置センサを設けたものにおいて、上記開閉弁用カムが上記開閉機構を開閉する位置より閉弁側の位置に待機位置を設定し、上記開閉弁用カムがこの待機位置と開閉機構を開閉する位置との間に設定した位置でオンオフするスイッチであって、開閉弁用カムが待機位置側にある状態でオンされ、開閉機構が開閉される位置側でオフになるように設定されたスイッチを設け、さらに、上記開閉弁用カムが上記開閉機構を開閉する位置から上記待機位置を越えた位置に、開閉弁用カムの回転を規制する機械的なストッパを設けたことを特徴とする。

【0011】

回転位置センサに故障等が生じて機能しなくなった場合、開閉機構が閉弁していることを確実に検知する必要がある。そこで、スイッチを付設する場合に、スイッチが作動する位置を上記開閉弁用カムがこの待機位置と開閉機構を開閉する位置との間に設定した。これによりスイッチが作動することによって開閉弁機構が確実に閉弁状態になっていることを検知することができる。

【0012】

ところで、付設したスイッチに故障が生じる可能性は有るが、その故障のほとんどは断線故障であると考えられる。そこで、上記スイッチは、開閉弁用カムが待機位置側にある状態でオンされ、開閉機構が開閉される位置側でオフになるように設定すれば、スイッチがオンになることによって開閉機構が閉弁状態になっていることを検知する。

【0013】

なお、上記開閉弁用カムが上記開閉機構を開閉する位置から上記待機位置を越えた位置に、開閉弁用カムの回転を規制する機械的なストッパを設け、このストッパに突き当てることにより脱調によるずれを補正することができる。

【発明の効果】

【0014】

以上の説明から明らかなように、本発明は、回転位置センサの故障対策としてさらにもう１個の回転位置センサを設けることなく、スイッチを１個追加するだけで開閉機構が閉弁状態になっていることを確実に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明による火力調節装置の構成を示す断面図

【図2】火力調節部の機能を説明するII-II断面図

【図3】開閉弁用のカムとスイッチ用のカムとの位相の関係を示す図

【図4】回転位置センサの出力とスイッチのオンオフ状態との関係を示す図

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１を参照して、１は本発明による火力調節装置の一例の構成を示す断面図である。この火力調節装置１は流入口１１からガスを内部に流入させ、その流量を調節して流出口１２から図示しないガスバーナに供給するもので、主にガスコンロ装置に組み込まれる。

【0017】

この火力調節装置１には大きく分けて火力調節部２と開閉機構３とが直列に設けられており、両者の駆動は１個のステッピングモータ（以下、単にモータという）４によって行われる。このモータ４が回転すると開閉弁用カム３１が回転する。この開閉弁用カム３１のカム面には弁軸３２の一端がばね３４の付勢力によって常時押接されている。そして、弁軸３２の他端には開閉弁３３が取り付けられている。従って、弁軸３２が開閉弁用カム３１のカム面によってばね３４の付勢力に抗して図において右方向に押されると、開閉弁３３が開弁し、開閉機構３をガスが通過することになる。逆に弁軸３２が左方向に移動して開閉弁３３がばね３４の付勢力によって閉弁すると、ガスは開閉機構３で遮断され、下流に位置する火力調節部２には流れなくなる。

【0018】

火力調節部２にはモータ４によって回転する回転板２１と、この回転板２１がばね３５の付勢力によって常時押接する固定板２２とが設けられている。

【0019】

図２を合わせて参照して、回転板２１は所定の半径の円周上に延在する長穴２１ａが貫設されている。一方、固定板には長穴２１ａの円周と同一半径の円周上に複数個の貫通穴２２ａが形成されている。モータ４が駆動すると回転板２１が回転することによって、回転板２１に形成されている長穴２１ａも上記円周上を移動する。すると、長穴２１ａに一致する貫通穴２２ａの個数が変化する。また、このように一致した貫通穴２２ａにはガスが通過することができるので、通過したガスは流出口１２からガスバーナへと供給される。そして、ガスバーナへのガスの供給量は、長穴２１ａに一致する貫通穴２２ａの個数によって決定される。なお、図２には、長穴２１ａがいずれの貫通穴２２ａにも一致せず、ガスバーナにガスが供給されない状態と、ガスバーナへのガスの供給量が最大となる強火状態に相当する状態とを示した。２３はガス種に応じてガス流量を調節するためのオリフィス板であり、各貫通穴２２ａの各々に対応するオリフィス穴が形成されている。

【0020】

モータ４は上記のようにステッピングモータであるので、図示しない駆動部から供給される駆動パルス数に応じた移動分だけ回動することになる。従って、パルス数をカウントしていればモータ４の回転位置を知ることができる。ただし、モータを急速に反転させた場合や負荷が大きくなったような場合には、供給するパルス数に対応する回転位置と実際の回転位置とがずれる、脱調という現象が生じる。そのため、モータの実際の回転位置を検知するため、回転位置センサ４１をモータ４の回転軸に取り付けている。

【0021】

この回転位置センサ４１はいわゆる半固定抵抗式のものであり、モータ４が回転すると回転位置センサ４１の抵抗値が連続して変化し、制御部はその抵抗値をＡ／Ｄ変換してマイコンに取り込んでいる。

【0022】

この回転位置センサ４１が故障して正常な位置検出ができなくなる場合に備えて、さらに回転位置センサを付設すると、Ａ／Ｄ変換可能なポートがさらに１個必要になり、マイコンの性能を上げるなどのコストアップが生じるおそれがある。

【0023】

そこで、本発明ではさらにもう１個の回転位置センサを追加するのではなく、マイクロスイッチ５１を付設することにした。このマイクロスイッチ５１はモータ４によって回転するスイッチ用カム５によってオン・オフされるものである。

【0024】

図３を合わせて、このスイッチ用カム５に突部５３を設け、この突部５３が当接する機械的なストッパ５２を本体側に設けた。図３（ａ）は突部５３がストッパ５２に当接している状態を示しており、モータ４はこれ以上逆転できない状態にある。この状態で逆転方向に駆動パルスをモータ４に供給することによって強制的に脱調させ、駆動中に生じた脱調をリセットすることができる。なお、この状態ではマイクロスイッチ５１はオン状態で有り、開閉弁３３は閉弁状態である。すなわち、ガスバーナにはガスが供給されていない状態である。

【0025】

次に同図（ｂ）は、突部５３がストッパ５２から離れており、かつ開閉弁３３が閉弁状態である、待機位置を示している。この待機位置とは、ガスバーナにガスを供給している状態、すなわちガスバーナが点火状態から、ガスの供給を停止して消火状態に戻した状態を示しており、次の点火の際にガスを供給する場合に備えて待機している状態を示している。

【0026】

さらに同図（ｃ）は、開閉弁３３が開弁しており、マイクロスイッチ５１がオフになっている状態を示している。なお、開閉弁３３が開弁することにより火力調節部２にガスが流れるが、ガスバーナへのガスの供給量を増加させて火力を大きくするためには、モータ４をさらに正転させる必要がある。

【0027】

図４を参照して、上記マイクロスイッチ５１のオン・オフ状態が切り替わる位置について説明する。上述のように、モータの回転位置が図３（ａ）に示したストッパ位置にある状態では、開閉弁３３は閉弁しており、マイクロスイッチ５１はオン状態である。その状態からモータ４を正転させると、図３（ｂ）に示した待機位置になる。この状態でもまだ開閉弁３３は閉弁したままの状態で有り、マイクロスイッチ５１はオン状態のままである。

【0028】

さらにモータ４を正転させると、図３（ｃ）に示した、開閉弁３３が開弁する状態になるが、その開閉弁位置に到達する前にマイクロスイッチ５１がオン状態からオフ状態に切り替わるようにした。すなわち、図４に示すように、マイクロスイッチ５１のオン・オフ状態が切り替わる位置を、図３（ｂ）に示した待機位置と同図（ｃ）に示した開閉弁位置との間に設定した。そして、その切り替わる位置よりも待機位置側ではマイクロスイッチ５１はオン状態となり、逆の開閉弁位置側ではオフ状態になるように設定した。

【0029】

このマイクロスイッチ５１を付設した理由は、回転位置センサ４１が故障した場合であっても、開閉弁３３が閉弁したことを確実に検知するためである。一方、マイクロスイッチ５１に起こり得る故障として断線故障が考えられる。すると、マイクロスイッチ５１の状態がオフ状態であると認識しても、そのオフ状態が断線故障によるものであることを排除する必要がある。そこで、上記のようにマイクロスイッチ５１がオン状態であれば開閉弁３３が閉弁しているとすることにより、断線故障による誤検知を回避するようにした。また、マイクロスイッチ５１のオン・オフ状態が切り替わる位置を開閉弁位置に一致させず、待機位置側にずらしているのは、ヒステリシスや組み付け誤差等により、実際には開閉弁３３が開弁状態であるにも関わらず、マイクロスイッチ５１がオン状態になることを回避するためである。

【0030】

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

【符号の説明】

【0031】

１ 火力調節装置
２ 火力調節部
３ 開閉機構
４ モータ
５ スイッチ用カム
２１ 回転板
２１ａ 長穴
２２ 固定板
２２ａ 貫通穴
３１ 開閉弁用カム
３３ 開閉弁
４１ 回転位置センサ
５１ マイクロスイッチ
５２ ストッパ
５３ 突部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】