JPS63149485A - ガス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガスを燃料とする調理器や暖房器や給湯器の燃
焼量調節の目的で使用され、特に電気的な手段で駆動さ
れるガス流量の制御装置に関するものである。

従来の技術 ガス燃焼量を加熱対象の状態に応じて調節する必要があ
る用途は非常に多く、電気量の操作で行う例が多く見ら
れるようになった。最も単純であるが良く使われる例と
して第８図に示した電磁弁列からなる制御装置がある。

バーナ１へ至るガス流路２の途中に並列に配置された複
数の電磁弁３と、各電磁弁とは直列で各々異った孔径を
有するオリフィス４によって構成されている。すべての
電磁弁を開いた状態が最大燃焼量であり、最も小さい径
のオトフイスを持つ電磁弁のみを用いた場合が最小燃焼
量となる。この間は、複数の電磁弁の組合せによって段
階的に燃焼量を変化させることが出来る。もちろん、す
べての電磁弁を閉じれば燃焼停止となる。

次に、燃焼量を連続的に変化させる必要がある場合に用
いられる例を第９図に示した。ガス流路５に設けられ入
口６から出ロアに至る途中の弁孔８と、弁孔８と対応し
た弁体９はグイヤ７ラム１ｏによって他端が支持され、
永久磁石１１が取付けられている。永久磁石１１と対向
してＦａ気鉄心１２と励磁コイル１３からなる電磁石１
４が設けられ、励磁コイル１３への通電量によってガス
流路５を流れるガス量を調節する構成である０すなわち
、磁気鉄心１２の極性が永久磁石１１と反発力を生じる
方向になるよう励磁コイル１３に通電すると弁体９は弁
孔８から離れてガスが流れるようになり、この時の出ロ
アにおけるガス圧力は前記の反発力とタイマフラム１０
の有効受圧面積で決定されるから励磁コイル１３への通
電量で下流バーナへの供給ガス圧を調節することが可能
となる。又、通電しない状態では永久磁石１１は磁気鉄
心１２との間に吸引力を生じるので弁体９の表面に柔軟
な弾性体１５を設けておくことによってガスの流れを停
止させることも出来るようになっていた。（例えは、実
開昭５５−４９１３７づ一公報）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、第８図の例では多
数の電磁弁を要するため高価になるばかりでなく制御装
置としてのサイズが大きくなって応用機器内への収納に
不都合であったシ、全開状態での通電総量が高くなるた
め発熱が周辺機器に悪影響を及はすと共に電源回路の大
型高価格化を招くという不都合があった。又、第９図の
例では、最大流量に対する最小流量の比すなわち絞シ比
に限界があって、通常は１７４程度以下になると弁孔８
との隙間が極めて小さくなるため部分的に接触する状態
となって通電量とガス供給圧の関係が再現性に乏しい不
安定なものであった。このため実用に供し得る絞り比を
任意に得たい用途には不向きであった。又、永久磁石や
磁気回路の製作誤差のため通電量とガス圧力の関係が品
物ごとに異るので、最大燃焼量及び最小燃焼量に相当す
る電流値を製作時に設定する必要があった。更には、停
止状態の弁部押圧力が永久磁石の吸引力に基くものであ
るから弱くて、確実な気密性を期待することは出来ない
ものであった。

本発（７）は前記従来の問題点の解決を図るもので、ガ
ス道の絞り比を任意に高く得られ且つその流量精度が高
いことと動作に必要な電力が極めて少くかつ耐久性の高
いことを目的としたものである。

間頂点を解決するための手段 本発明によるガス制御装置は、ガス流路中にあって並列
の複数の流路を切換え開閉するコックと、４？前記複数
の流路に各々対応した多孔を有するオリフィス板と、前
記コックを回転駆動するモータ駆動部と、前記コックの
軸に取り付けられた位置信号発生器と、この信号を受け
コック位置を判断する位置判定部と、目標位置信号と前
記位置判定部の信号を受ける演算制御部と、前記演算制
御部の信号を受けて前記モータ駆動部へ駆動信号を送出
する駆動制御部と、前記モータ駆動部の反転時に駆動停
止信号を送出し、所定時間後に反転信号を送出するタイ
マ部とを有する１１［である。

作　　　用 本発明は上記のような構成であるから、モータ駆動部の
力で回転するコックは、複数の流路を切換え開閉するも
のでコックが停止する位置によりガスが流れる流路の組
合せを予め設定した状Ｂｚ選ぶことが出来る。各流路に
は孔径が各々異る多孔を配したオリフィス板があるから
、コック停止位置によってガスが流れるオリフィス板の
孔の組合せを選定したことにな９、最大燃焼量から最小
燃焼量まで段階的に変化させることが出来る。この時の
絞り比は孔径で決められるので任意に高く設計すること
が可能であり、その流量精度はオリフィスの孔径に依存
するのみなので制しベルヲ確保できる。次に、コックを
停止させるための位置判定部ではコック軸に取付けられ
た位置信号発生器によって停止すべき位置はもちろん停
止してはいけない中間位置も含めて現在の位置を常に監
視している。燃焼量を変えるための目標位置が変われば
演算制御部では現在位置との関係から時計方向に回わす
べきか反時計方向に回すべきか判断の上、駆動制御部を
介してモータ駆動部に駆動信号を伝達し、コックを回転
させる。コックの位置は位置信号発生器の信号を位置判
定部で常時判定され、目標位置に達するとモータ駆動部
を停止してガス量を段階的に変化させる。モータ駆動部
の反転時には駆動制御部より駆動停止信号を送出し、モ
ータ駆動部が停止するに十分な時間をタイマ部で遅延さ
せ、しかる後にモータ駆動部に反転信号を送出するもの
である。

実施例 次に、零発萌の実施例を図面にもとづいて説明する。第
１図において、ガス開閉弁１６の下流に設けたフック１
７は中心軸線で回転する閉子１８とその外部のハクジン
グ１９から構成されている。

閉子１８は第５図に示したような外観形状であシ軸線方
向に複数の穴２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ
を設け、各人とつながる周方向の長さが異なる溝２１ｂ
、２１　ｃ、２１　ｄ、２１　ｅが形成されている。前
記の穴２０と溝２１は展開すると第２図のような角度関
係に配置されている。

一方、ハクジング１９には閉子１８の穴２０の高ざ方向
と一致させて複数の流路２２　ａ　、　２２　ｂ　ｓ２
２　ｃ　ｓ　２２　ｄ　ｓ　２２　ｅが径方向に貫通し
ており、その外側では前記の複数の流路２２に各々対応
した径の異る多孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２
３ｅを形成したオリフィス板２４が設けられている。オ
リフィス板２４の下流側は継手２５によって流路はまと
められ図示していないバーナに接続されている。第３図
はオリフィス板２４のみを示している。次に、閉子１Ｂ
の上端部は断面り型の軸２６となり端面には直線溝２７
が設けられている。Ｄ型の軸２６はエンコーダやポテン
ショメータなどの位置信号発生器２８の回転部中央に設
けられたＤ型の穴２９を貫通し、直線溝２７と係合する
出力軸３０を有するモータ駆動部３１によって回転させ
られる。通常、モータ駆動部３１はトルクを増大するた
めにモータ３２と減速ギヤボックス３３から構成される
。第４図は４ビツトのエンコーダを用いた位置信号発生
器２８を示すもので、第６図のようなパターンを持つ接
触式の例である。軸２６と同時に回る回転部は半径方向
に摺動ブラシを持ち、最内周接触面に対し外周側４本の
円環を同時に接触しながら回転して、図の斜線の部分で
電気的にオン状態となる。今、オンを１、オンをＯと表
現して内側から順に示す七、角度０度では１１１１であ
り、角度６０度までの中間は１１１０、角度６０度は１
１０１．角度１２０度までの中間は１１００、角度１２
０度は１ｏ１１、角度１８０度までの中間は１０１０、
角度１８０度は１００１．角度２４０度までの中間は１
０００、角度２４０度は０１１１、角度３００度までの
中間は０１１０、角度３００度は０１０１．角度０度と
の中間は０１００のようになる。これらのオンオフ信号
の組合せは閉子１８の回転と共に変化するものであるか
ら第２図の閉子展開図での角度と第６図のエンコーグパ
ターン図での角度と一致させ、なおかつハクジング１９
に設けた複数の流路２２がある位置を０度と定めるなら
ば、信号が１１１１の時はコック１７の停止位置を示し
、信号が１１０１の時はオリフィス板２４のすべての多
孔２３をガスが流れる最大燃焼量の位置を示し、１０１
１から１００１．０１１１と次第に減少して０１０１の
信号が多孔２３ｅのみを流れる最少懲焼量の位置である
と七を示している。このようなコック位置は位置判定回
路３４が前記の位置信号発生器２８の信号を受けて判断
するもので、この両者が位置判定部３５を構成している
。次に、被加熱体の状況や始動又は停止の指令による目
標位置信号と前述の位置判定部３５による現位置信号は
演算制御部３６に与えられる。３７は駆動制御部で、発
停制御部３８と速度制御部３９とを有し、演算制御部３
６の信号によってモータ３２の回転の発停および回転方
向の切換および回転速度の調節を行なうものである。４
０は駆動制御部３７への信号を所定時間遅延させるタイ
マである。

次に作動状態について述べる。−例として第６図に示す
パターン図で角度０°（コード１１１１）より角度１２
０°（コード１０１１）へ変更する場合について説明す
る。角度０°より角度１２ｃＰへの移動命令が出力され
ると、回転方向が第６図で時計回り、供給電圧が最大に
設定されて発停制御部３８と速度制御部３９に送られ、
モータ３２には最大電力が供給されて起動する。モータ
３２の回転に伴なって位置信号発生器２日の検出フード
が変化し、第６図で角度６０度から１２０度までの中間
（コード１１００）に達したとき、モータ３２への供給
電力を速度制御部３９によって減少させてモータ３２の
回転を減速させる。この減速された状態で回転している
モータ３２によって角度１２０度（コード１０１１）に
達すると、発停制御部３８によってモータ３２への電力
供給が停止されると同時にモータ３２の端子間を短絡さ
せることによって制動をかけ急停止させる。このときモ
ータ３２は既に減速されているので小さい行き過ぎ角度
で急停止させることができ、コード１０１１で限定され
た角度範囲内で位置決めを行なうことができ、安定した
正確なガス量を保証する。モータ駆動部３１の動作中に
目標位置が逆方向に指示された場合には、発停制御部３
８によってモータ３２を急停止させる。モータ３２は急
停止信号が送出された後完全に停止するまで若干の時間
を要する。第７図に示すようにモータ電流から推測する
と、急停止信号送出（Ｔ＝ｔｏ）から停止（Ｔ＝’ｔ＋
）までの時間ｔａが停止に要する時間である。タイマ部
４０には時間ｔａ以上の時間が設定され、反転時には発
停制御部３８で停止信号を送出した後タイマ部４０で所
定時間遅延させ、しかる後に発停制御部３８で反転信号
を送出する。

発明の効果 以上のように本発明のガス制御装置によれば、流量精度
を確保しつつ高校υ比を達成し、消費電力の低減を果す
効果が得られる他に次の効果がある。

（１）急反転時に停止信号送出後圧定時間経過して反転
信号を送出したので、急逆転時にモータに発生する過大
電流を防止するのでモータの耐久性が高まる。

（２）反転時に減速ギヤに生じる衝撃荷重を小さくでき
るので減速ギヤの信頼性と耐久性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるガス制御装置の要部
断面図、第２図は同閉子の穴と溝の位置関係を示す展開
図、第３図は同オリフィス板の平面図、第４図は同位置
信号発生器の平面図、第５図は同閉子の外観斜視図、第
６図は同アゲソリニート形エンコーグの摺動接触面のパ
ターン図、第７図は同モータの停止時電流の特性図、第
８図は従来のガス制御装置におけるガス回路図、第９図
、嘘従来のガス制御装置の池の例を示す断面図である。 １７・・・・・・コック、２２・・・・・・複数の流路
、２３・・−・・多孔、２４・・・・・・オリフィス板
、２８・・・・・・位置信号発生器、３１・・・・・・
モータ駆動部、３４・・・・・・位置判定回路、３５・
・・・・・位＠判走部、３６・・・・・・演算制御部、
３７・・・・・・駆動制御部、３８・・・・・・発停制
御部、３９・・・・・・速度制御部、４０・・・・・・
タイマ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 第４図　　　　　第５１１１ 第７図 １つ 時閘Ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の流路を切換え開閉するコックと、前後複数の流路
   に対応した多孔を有するオリフィス板と、前記コックを
   回転駆動するモータ駆動部と、前記コックの位置に応じ
   た信号を出力する位置信号発生器と、この信号を受けコ
   ック位置を判断する位置判定部と、目標位置信号と前記
   位置判定部の信号を受ける演算制御部と、前記演算制御
   部の信号を受けて前記モータ駆動部へ駆動信号を送出す
   る駆動制御部と、前記モータ駆動部の反転時に駆動停止
   信号を送出し所定時間後に反転信号を送出するタイマ部
   とを有するガス制御装置。