JPH0636377Y2 - ガス量調整弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［利用分野］ 本考案は、ガス量調整弁、特に、電動式のガス量調整弁
に関するものであり、ガス回路の流量を調節する弁体
（ニードル弁）を回転機構によって直線運動させる際
に、前記弁体が回転しないようにして、弁体の動作の円
滑化を企画するものである。

［従来技術及びその問題点］ ガス器具のうち、所謂テーブルコンロ等の器具では、点
火操作及び消化操作が頻繁に行われるとともに、器具使
用中において火力調節が頻繁に行われることとなる。

従来のこの種の器具では、火力調節のためのガス量調節
装置として、所謂ガスコックが採用されており、このガ
スコックの操作つまみを回動させることにより、所望の
弁開度に調節でき、これにより任意に火力調節できる。

ところが、このガス量調節装置では、操作トルクが大き
く、操作つまみをある程度の大きさに設定する必要があ
る。このことから、ガスコンロでは、点火，消化及び火
力調節の為の操作つまみが大型化するという問題があっ
た。

かかる問題を解消するものとして、電動弁を採用するこ
とが考えられ、例えば、第５図のような構成が採用可能
である。

このものは、同図に示すように、可逆回転式の電動モー
タ（Ｍ）の出力軸によって、ガス回路中に挿入したニー
ドル弁（１）を、対応する弁孔（21）に対して接離する
ようしたものであり、この接離動作を可能にするため、
ニードル弁（１）の軸部（11）がガス回路を構成した本
体（２）の構成壁とネジ対偶させたものである。このも
のでは、一方の操作スイッチ（31）を閉成すると、その
閉成時間の間電動モータ（Ｍ）が正転してニードル弁
（１）が弁孔（21）から離反する方向に移動し、ガス流
量が増大せしめられることとなる。逆に、他方の操作ス
イッチ（32）を閉成すると、この閉成時間の間電動モー
タ（Ｍ）が逆転してニードル弁（１）が弁孔（21）側に
進出してガス量が絞られる。

このように構成したものでは、操作スイッチ（31），
（32）の操作によってガス量が調節されることから、操
作力が軽いという利点があるとともに、器具の操作面に
は操作スイッチを配設するだけであるから、操作部の構
成もコンパクトなものとなる。ところが、このもので
は、ニードル弁（１）が本体（２）に対してネジ対遇す
るものであるから、ニードル弁（１）の進退動作が長期
的に安定したものとはならないという問題がある。

ニードル弁（１）は、その軸部（11）が本体（２）に対
してネジ対遇するとともに、この軸部（11）と本体
（２）との摺動部に於いては気密を確保する必要があ
り、同図に示すようにＯリング（12）を軸部（11）に装
着した場合には、Ｏリング装着域とネジ対偶部とを正確
に同軸としないかぎり電動モータ（Ｍ）の回転力による
ニードル弁（１）の円滑な進退動作が得られないからで
ある。即ち、ネジ対偶部と気密摺動部とが共に回動する
からである。

［技術的課題］ 本考案は、このような、『スイッチ操作の選択又は操作
スイッチの選択によって正逆動作する電動モータ（Ｍ）
の出力軸にニードル弁（１）を連動させ、このニードル
弁（１）を弁口（21）に対して進退動作させることによ
りガス量を調節するガス量調整弁』において、ニードル
弁（１）の円滑な動作を確保するとともに、ガス種交換
などにおける前記ニードル弁（１）の交換を容易にでき
るようにすることをその課題とする。

［技術的手段］ 上記課題を解決するために講じた本考案の技術的手段
は、『本体（２）のガス入口（22）の下流側に弁孔（2
1）を設け、この弁孔（21）に対向させてニードル弁
（１）を配設し、このニードル弁（１）の軸部（11）を
本体（２）に形成した孔部（23）に外周気密状態で進退
自在に嵌合させ、この孔部（23）の外部側にこれと同軸
のカム室（24）を形成し、このカム室（24）の側壁とネ
ジ対偶し且電動モータ（Ｍ）と連動するカム体（14）を
設け、このカム体（14）の端部と軸部（11）の端部とを
同軸上で連結する構成とし、軸部（11）のこの連結端に
首部（19）に続けて円板状の頭部（18）を形成し、カム
体（14）の連結端部には側方開放部を有する係合孔（1
7）を形成し、係合孔（17）内に首部（19）及び頭部（1
8）を半径方向の偏心余裕を有するように側方からはめ
込んだ態様で回り対偶させ、係合孔（17）の軸線方向の
両端面及び頭部（18）の両端面をニードル弁（１）の移
動方向に対して直角な端面とした』ことである。

［作用］ 本考案の上記技術的手段は、つぎのように作用する。

スイッチ操作の選択により、又は、操作スイッチの選択
により電動モータ（Ｍ）が正転駆動又は逆転駆動する
と、これに応じて、カム体（14）が正転又は逆転してカ
ム体（14）とカム室（24）の側壁とのネジ対遇作用によ
り、ニードル弁（１）が進退される。したがって、これ
により、ニードル弁（１）が弁孔（21）に対して接離す
ることとなって、本体（２）内を通過するガス量が調節
される。

このニードル弁（１）の進退動作の際、軸部（11）はカ
ム室（24）に対して半径方向の移動余裕がある状態でま
わり対遇しているから、孔部（23）とカム室（24）とが
僅かに偏心状態にあっても、軸部（11）が孔部（23）の
内周面にかじり付いたりすることはなく、軸部（11）の
気密摺動は円滑なものとなる。

又、ガス種変換に際しては、軸部（11）のみを交換する
こととなるが、この場合にも、軸部（11）の頭部（18）
が係合孔（17）に側方から収容される形式でカム体（1
4）に連結されているから、この軸部（11）の交換が容
易である。

このように頭部（18）が側方から収容される形式である
が、頭部（18）の両端面と係合孔（17）の両端面とはニ
ードル弁（１）の移動方向に対して直角な端面となって
いることから、カム体（14）の往復移動の際に、前記端
面相互の対接によって軸部（11）が往復駆動されること
となり、この往復移動が円滑なものとなる。

［効果］ 本考案は、上記構成であるから、次の特有の効果を有す
る。

孔部（23）とカム室（24）とが僅かに偏心していてもカ
ム体（14）及び軸部（11）が円滑に作動し、各対偶部に
おいてかじり付いたりする不都合が解消される。この結
果、電動モータ（Ｍ）の能力を小さく設定できる。

又、ガス種変換の際にはニードル弁（１）のみの交換で
且この交換が容易であるから、このガス種変換のための
作業が簡単であり、これを確保した状態においても上記
効果が損なわれない。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を第１図から第３図に基いて説明
する。

図に示す実施例のものは、カム体（14）を多数の歯車か
らなる減速機構（Ｋ）を介して電動モータ（Ｍ）に伝動
させるとともにガス入口（22）の下流側で孔部（23）の
上流側に電磁弁（４）を挿入したものである。

前記カム体（14）は、本体（２）の上部に形成したカム
室（24）に収容されるが、このカム体（14）とカム室
（24）の側壁とのネジ対遇を実現するため、カム体（1
4）を円柱体とするとともにその胴部に外周側に開放す
る凹溝（15）を螺旋条に配設し、この凹溝（15）にカム
室（24）の側壁の特定点に植設したピン（16）の先端部
を嵌入させている。これにより、カム体（14）が回動す
ると凹溝（15）の傾斜度合いに応じて軸線方向に進退す
ることとなる。

次に、カム体（14）の下部には、上部が大径で下部が小
径となった断面Ｕ字状の係合孔（17）が形成されてお
り、この係合孔（17）に軸部（11）の上端に形成した頭
部（18）及び首部（19）が嵌合してカム体（14）と軸部
（11）とがまわり対遇状態に連結されることとなる。こ
の連結部が既述のように半径方向の移動余裕を有する嵌
合状態となるとともに、第２図に示すように、係合孔
（17）はカム体（14）の側方に開放しており、頭部（1
8）及び首部（19）をこの側方開放部から挿入すると、
前記状態に連結される。なお、前記頭部（18）は円板状
に形成されており両方の端面は軸線に対して直角であ
る。又、前記頭部（18）を収容する係合孔（17）の上半
部の両端面もカム体（14）の軸線に対して直角である。

従って、カム体（14）の回動に伴う軸線方向の往復移動
の際、頭部（18）の両端面の一方と係合孔（17）の上半
部の両端面の一方とが対接した状態で往復移動力がカム
体（14）からニードル弁（１）に付与される。

尚、上記軸部（11）の中程にはＯリング（12）が装着さ
れており、これにより、孔部（23）の摺動部の気密を確
保する。

又、ニードル弁（１）は、軸部（11）の先端に形成され
た台形状の弁体で、軸部（11）との連続部は半径方向に
開口する孔部を具備させた小径部となっており、前記孔
部に連通するリーク孔（10）がこのニードル弁（１）と
同軸に貫通形成されている。従って、ニードル弁（１）
が弁孔（21）に対接した状態でも、ガス入口（22）とガ
ス出口（25）とは、前記（10）を介して連通することと
なり、最小絞り状態におけるガス量は一定に設定される
こととなる。又、ニードル弁（１）を具備する軸部（1
1）の交換によってガス種の変換が可能となる。

特に上記実施例のものでは、カム室（24）を本体（２）
の上部における筒状部に形成してあり、しかも、ピン
（16）は、前記筒状部の壁面に貫通固定する構成となる
とともに、カム体（14）の下部に形成した孔部は、第２
図のように、断面Ｕ字状となっているから、減速機構
（Ｋ）の取付に先立って軸部（11）とカム体（14）とを
嵌合によって組立て、この組立体を孔部（23），カム室
（24）に収容した後、カム体（14）を所定の姿勢にして
ピン（16）を貫通固定するとこれらが本体（２）内に組
み込まれ且抜け止め状態に装着されることとなる。

次に、電動モータ（Ｍ）及び電磁弁（４）の電気的制御
について詳述する。

この実施例では、電動モータ（Ｍ）は、二つの操作スイ
ッチ（31），（32）によって可逆動作するように設定さ
れており、しかも、これら操作スイッチとしては押しボ
タン式のスイッチを採用する。これらの操作スイッチ
（31），（32）は、第３図のように、電動モータ（Ｍ）
の駆動回路に接続されており、この駆動回路は、操作ス
イッチ（31）を閉成すると、電動モータ（Ｍ）の正回転
方向の電流が供給され逆に操作スイッチ（32）を閉成す
ると逆回転方向の電流が供給されるようになっている。
なお、この電動モータ（Ｍ）によって駆動される減速機
構（Ｋ）の出力軸には、ポテンショメータ（Ｐ）が連動
しており、前記出力軸すなわちカム体（14）の回転角度
に応じて前記ポテンショメータ（Ｐ）からの出力値が変
化するようになっている。この出力値は、電圧変化とし
て与えられるもので、ニードル弁（１）の開度が最大開
度になった時点で最大の電圧レベルの出力値が出力さ
れ、逆に最小絞り状態において、最小の電圧レベルの出
力値が出力されるようになっている。

このポテンショメータ（Ｐ）の出力は、ニードル弁
（１）の開度を間接的に検知するものであり、第１比較
演算回路（33）及び第２比較演算回路（34）に入力され
ている。この第1.第２比較演算回路（33），（34）は、
ニードル弁（１）の開度が最大開度近傍の所定の開度
（第１設定開度）になった時点及び最小開度近傍の所定
の開度（第２設定開度）になった時点を検知するもの
で、前記第１設定開度を設定するための第１設定抵抗
（35），に印加される電圧と前記ポテンショメータ
（Ｐ）に印加される電圧とが第１比較演算回路（33）に
入力され、他方の第２比較演算回路（34）には、第２設
定開度を設定するための第２設定抵抗（36）に印加され
る電圧とが入力されている。

前記第１比較演算回路（33）の出力は、操作スイッチ
（31）を介して電動モータ（Ｍ）に印加されるモータ駆
動回路の電流を所定タイミングで分流するための第１分
流回路（37）に挿入した第１トランジスタ（T₁）のベー
スに入力されており、他方の第２比較演算回路（34）の
出力は、操作スイッチ（32）を介して電動モータ（Ｍ）
に印加されるモータ駆動回路の電流を所定タイミングで
分流するための第２分流回路（38）に挿入した第２トラ
ンジスタ（T₂）のベースに入力されている。

上記のように構成したことから、この実施例では、操作
スイッチ（31）を閉成させてニードル弁（１）の開度を
開くように動作させたとき、その開度が第１設定開度に
なると、第１比較演算回路（33）からの出力により、第
１トランジスタ（T₁）が導通して電動モータ（Ｍ）への
印加電流が第２設定抵抗（36）を介して分流される。こ
の結果、この時点以後においては、電動モータ（Ｍ）に
印加される電流が減少してこのモータの回転トルクが低
下する。この結果、ニードル弁（１）の開放速度が低く
なる。逆に操作スイッチ（32）を閉成してニードル弁
（１）の開度を絞るときには、その開度が第２設定開度
に達すると第２比較演算回路（34）の出力により（T₂）
が導通状態となり、電動モータ（Ｍ）に印加される電流
が第２分流回路（38）を介して分流され、上記の場合と
同様にモータの回転トルクが低下してニードル弁（１）
の絞り速度が低くなる。

このように、この実施例では、ニードル弁（１）の開度
が最大開度近傍の第１設定開度から最大開度方向への開
度変化、及び最小開度近傍から最小開度方向への絞り変
化の際におけるニードル弁（１）の移動力が低くなると
ともにその移動速度が他の区域における開度変化速度よ
りも低速に設定されることとなるから、最小開度に設定
されるときにニードル弁（１）が弁孔（21）に当接して
も、この当接の際の衝撃力は小さく弁体の損傷等の問題
が生じない。また、最小開度状態において電動モータ
（Ｍ）の回転が阻止された状態でも、このモータのコイ
ルに流れる電流が少いことから、前記コイルに過大電流
が流れてこのモータが損傷するような不都合も生じな
い。

なお、この実施例では、上記と別個の開度限界設定装置
（５）が付加されており、操作スイッチ（31）を閉成さ
せてニードル弁（１）を開放動作させたときにおいて、
その開度が最大開度になった時点ではこの開度限界設定
装置（５）によって電動モータ（Ｍ）への電気供給が断
たれ、逆に、操作スイッチ（32）を閉成させてニードル
弁（１）を絞り動作させたときにおいて、その開度が最
小開度になった時点で電動モータ（Ｍ）への電気供給が
断たれるようになっている。又、電磁弁（４）は、主ス
イッチ（40）によって開閉されるもので、元弁として機
能し、前記主スイッチ（40）は、電源スイッチとして機
能するものである。

前記開度限界設定装置（５）についてさらに詳述する
と、次の通りである。

最大開度及び最小開度を設定するための構成として、第
３比較演算回路（51）及び第４比較演算回路（52）を採
用し、これら第3,第４比較演算回路（51），（52）に
は、ポテンショメータ（Ｐ）からの出力が入力されると
ともに、一方の第３比較演算回路（51）には、比較電圧
を所定に設定する第３設定抵抗（53）に印加される電圧
が入力され、他方の第４比較演算回路（52）には、第４
設定抵抗（54）に印加される電圧が入力されるようにな
っている。前記第３設定抵抗（53）に印加される電圧
は、ニードル弁（１）が最大開度状態にあるときにポテ
ンショメータ（Ｐ）に印加される電圧と一致するように
設定されており、他方の第４設定抵抗（54）に印加され
る電圧は、ニードル弁（１）が最小開度状態にあるとき
にポテンショメータ（Ｐ）に印加される電圧と一致する
ように設定されている。そして、前記第３比較演算回路
（51）からの出力は第１遮断手段（55）に入力され、前
記第４比較演算回路（52）からの出力は第２遮断手段
（56）にそれぞれ入力されている。なお、前記遮断手段
は、所定の信号入力があった時点以後リセット入力があ
るまで、それぞれ対応する常閉出力接点（57），（58）
を開成状態に維持するものである。

以上の構成により、ニードル弁（１）の開度が、最大開
度に達すると第３比較演算回路（51）からの出力が生じ
て常閉出力接点（57）が開成して電動モータ（Ｍ）の回
路が絶たれ、逆にニードル弁（１）の開度が最小開度に
達すると、第４比較演算回路（52）からの出力が生じて
常閉出力接点（58）が開成し、電動モータ（Ｍ）への回
路が絶たれ、いずれの場合にも電動モータ（Ｍ）が停止
することとなる。

なお、上記のポテンショメータ（Ｐ）の場合には、その
入力軸の回転角度と、その出力値としての抵抗値とは、
第４図のように変化し、その両端部において、リニヤー
にならない部分が生じるが、上記実施例においては、ニ
ードル弁（１）の最大開度に対応するポテンショメータ
（Ｐ）の抵抗、及び、ニードル弁（１）の最小開度に対
応するポテンショメータ（Ｐ）の抵抗は、第４図におけ
る直線的変化域内に位置するように、ニードル弁（１）
の開度変化とポテンショメータ（Ｐ）の抵抗変化との関
係を設定してある。

従って、この実施例の場合には、ポテンショメータ
（Ｐ）によって検知されるニードル弁（１）の開度が常
に正確で且安定したものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の断面図，第２図はＸ−Ｘ断面
図，第３図はその電気回路図の説明図，第４図はポテン
ショメータ（Ｐ）の入力軸の角度変化と出力抵抗との関
係図，第５図は従来例の説明図であり、図中， （１）……ニードル弁 （11）……軸部 （14）……カム体、（２）……本体 （21）……弁孔、（22）……ガス入口 （23）……孔部、（24）……カム室

フロントページの続き (72)考案者 幸村 正彦 愛知県名古屋市中川区福住町２番26号 リ ンナイ株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−164870（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スイッチ操作の選択又は操作スイッチの選
   択によって正逆動作する電動モータ（Ｍ）の出力軸にニ
   ードル弁（１）を連動させ、このニードル弁（１）を弁
   孔（21）に対して進退動作させることによりガス流量を
   調節するガス量調整弁において、本体（２）のガス入口
   （22）の下流側に弁孔（21）を設け、この弁孔（21）に
   対向させてニードル弁（１）を配設し、このニードル弁
   （１）の軸部（11）を本体（２）に形成した孔部（23）
   に外周気密状態で進退自在に嵌合させ、この孔部（23）
   の外部側にこれと同軸のカム室（24）を形成し、このカ
   ム室（24）の側壁とネジ対偶し且電動モータ（Ｍ）と連
   動するカム体（14）を設け、このカム体（14）の端部と
   軸部（11）の端部とを同軸上で連結する構成とし、軸部
   （11）のこの連結端に首部（19）に続けて円板状の頭部
   （18）を形成し、カム体（14）の連結端部には側方開放
   部を有する係合孔（17）を形成し、係合孔（17）内に首
   部（19）及び頭部（18）を半径方向の偏心余裕を有する
   ように側方からはめ込んだ態様で回り対偶させ、係合孔
   （17）の軸線方向の両端面及び頭部（18）の両端面をニ
   ードル弁（１）の移動方向に対して直角な端面としたガ
   ス量調整弁。