JP7427186B2

JP7427186B2 - コンロ

Info

Publication number: JP7427186B2
Application number: JP2019155164A
Authority: JP
Inventors: 章宮藤; 達也石木; 由定國; 公一光藤; 晃裕三浦
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2024-02-05
Anticipated expiration: 2039-03-05
Also published as: JP2020143890A

Description

本発明は、コンロに関する。

従来、天板の前側に異物の進入を検出可能な複数の光センサを備え、当該複数の光センサのうちいずれかが異物の進入を検出した場合、コンロバーナの火力を絞ることができるガスコンロが知られている（例えば、特許文献１参照）。光センサは測距センサであって、発光部から真上に照射された赤外光が異物で反射した反射光を受光部で受光し、三角測距方式を応用して異物までの距離を測定する。異物までの測定距離が作動距離以下を示す光センサがある場合、ガスコンロは、コンロバーナの火力を絞ることによって、使用者の着衣着火等を防止できる。

特開２０１８－１２８１６１号公報

本発明の目的は、発光部から発光する赤外光を周囲に拡散することなく、上方に位置する異物に照射することによって、異物を精度よく検出できるコンロを提供することである。

本発明のコンロは、天板の下側に設けられ、赤外線を上方に向けて発光する発光部と、前記発光部が発光した前記赤外線が前記天板に設けられた透光性を有する窓部を上方に通過し、前記天板の上方に位置する異物に反射した反射光を受光する受光部とを有するセンサを備え、前記受光部が受光した前記反射光に基づき、前記異物を検出可能なコンロであって、前記センサは、前記発光部と前記受光部を前記天板の下面側に向けて支持する本体部と、前記本体部に設けられ、前記発光部と前記受光部の周囲を筒状に取り囲み、前記天板の前記下面に向けて上方に延びる筒部と、前記筒部の内側に設けられ、前記発光部側と前記受光部側を仕切る仕切壁と、前記筒部の内側における前記仕切壁の前記発光部側に設けられ、前記発光部から発光される前記赤外線を遮蔽する板状の遮蔽部と、前記遮蔽部に設けられ、前記赤外線を透過する円形の透孔とを備え、前記遮蔽部の下面の高さ位置は前記発光部の上部の高さ位置と同一であって、且つ前記透孔は前記発光部の直上に配置され、前記透孔の径は、前記発光部の幅よりも短いことを特徴とする。

本発明のコンロによれば、センサは本体部と筒部を備える。本体部は、発光部と受光部を天板の下面側に向けて支持する。筒部は、本体部に設けられ、発光部と受光部の周囲を筒状に取り囲み、天板の下面に向けて上方に延びる。これにより、コンロは、発光部から発光する赤外光を周囲に拡散することなく、上方に位置する異物に照射できるので、異物を精度よく検出できる。

コンロ１の斜視図である。コンロ１の平面図である。センサ３０の平面図である。図３のＩ－Ｉ線矢視方向断面図である。図３のＩＩ－ＩＩ線矢視方向断面図である。反射試験１の方法を示す図である。反射試験１の結果を示すグラフである。反射試験２の方法を示す図である。反射試験２の結果を示すグラフである。センサ３００（変形例）の断面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。以下に記載される装置の構造などは、特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明する為に用いられるものである。

図１，図２を参照し、コンロ１の構造を説明する。コンロ１は、ビルトインコンロである。コンロ１は筐体２と天板３を備える。天板３はガラス製である。天板３の左側には左バーナ４、右側には右バーナ５が設けられる。左バーナ４と右バーナ５はコンロバーナの一例である。天板３の後端側には、グリル用の排気口７が設けられる。天板３の全体には、非透過性の印刷が施される。左バーナ４の前側には、左バーナ４の前側を取り囲むようにして、平面視略円弧状のセンサ用窓部１５が設けられ、右バーナ５の前側にも、同形状の平面視略円弧状のセンサ用窓部１６が設けられる。天板３の前側部の左右方向中央部にも、平面視略矩形状のセンサ用窓部１７が設けられる。センサ用窓部１５～１７は透過性を有する領域であり、上方から見た場合に天板３下方を透過する（図２参照）。

センサ用窓部１５の下方には、左から右に４つのセンサ３１～３４が夫々配置される。センサ用窓部１６の下方には、左から右に４つのセンサ３５～３８が夫々配置される。センサ用窓部１７の下方には、１つのセンサ３９が配置される。これら９つのセンサ３１～３９（以下総称する場合は「センサ３０」と呼ぶ）は、上方に位置する異物までの距離を測定可能な一般的な測距センサであり、例えば赤外線センサである。

コンロ１は、これら複数のセンサ３０の夫々の受光部４２が受光した反射光に基づき、天板３から所定高さ範囲内に異物を検出した場合は、異物有りと判定して、燃焼中のコンロバーナの火力を最小火力に絞る。これにより、コンロ１は、コンロバーナに向けて進入する異物への着火等を防止できるので、安全性を向上できる。なお、後述するがこれら９つのセンサ３０は、上方に対して前側に角度α（例えば５°）で傾斜した状態で支持されている。これにより、コンロ１の上方に設けられたステンレス製のレンジフード１００（図８参照）の反射の影響を効果的に軽減できる。

天板３上において、センサ用窓部１５の前側には、左バーナ４を操作する為の左操作部１１が設けられる。センサ用窓部１６の前側には、右バーナ５を操作する為の右操作部１２が設けられる。センサ用窓部１７の前側には、グリルを操作する為のグリル操作部１３が設けられる。左操作部１１には、静電容量方式の種々のスイッチ、表示部等が配置され、例えば、点火／消火スイッチ２１、火力減スイッチ２２、火力増スイッチ２３が配置される。点火／消火スイッチ２１は、左バーナ４の点火と消火を受け付ける。火力減スイッチ２２は、指先でタッチされる度に、左バーナ４の火力を段階的に小さくする。火力増スイッチ２３、指先でタッチされる度に、左バーナ４の火力を段階的に大きくする。火力減スイッチ２２と火力増スイッチ２３は指先のタッチを感知し、該感知信号を制御部（図示略）に入力する。制御部は感知信号に応じ、筐体２内に設けたガス供給機構（図示略）においてガス量を増減し、対応する左バーナ４へのガス供給量を調節する。なお、右操作部１２にも同様のスイッチ、表示部等が配置される。

筐体２の前面の右上角部近傍には、電源スイッチ１９が設けられる。筐体２の前面の中央部には、グリル扉８が設けられる。グリル扉８は手前側に移動可能に支持され、筐体２内部に設けられるグリル庫（図示略）の前側の開口部を開閉する。グリル庫内には、グリルバーナ（図示略）が設けられる。

図３～図５を参照し、センサ３０の構造と機能を説明する。図３、図４に示すように、センサ３０は、本体部３０１と筒部３０２を備える。本体部３０１は平面視左右方向に長い略矩形状に形成され、その上面には、発光部４１と受光部４２が左右方向に並んで設けられる。筒部３０２は、本体部３０１の上面の周囲を取り囲むと共に上方に延びる略四角筒状に形成される。筒部３０２の内側には、発光部４１と受光部４２の間を仕切る仕切壁３０３が立設されている。発光部４１の上方には、板状の遮蔽部３０４が本体部３０１の上面に対して平行に設けられ、その中央には、円形状の透孔３０５が設けられる。

図５に示すように、上記構成を備えるセンサ３０は、天板３の下面側において、上方に対して前側に傾斜させた状態で固定支持される。センサ３０の水平面に対する傾斜角度αについては特に限定しないが、１０°以下が好ましく、更に好ましくは５°である。また、発光部４１から発光され、透孔３０５を上方に通過する赤外光が、筒部３０２の内側にかからないようにするのがよい。なお、センサ３０を傾斜させたことによる作用効果については後述する。

このようなセンサ３０において、発光部４１は上方に向けて赤外光を発光する。赤外光は透孔３０５を通過することによって、その照射方向と光量が一定に制限される。透孔３０５を通過した赤外光は、筒部３０２によって周囲に拡散することなく、天板３のセンサ用窓部１５～１７(図２参照)を透過し、天板３の上方に位置する異物に照射される。異物に反射した反射光は下方に折り返す。受光部４２は、下方に折り返した反射光のうち、天板３のセンサ用窓部１５～１７を透過し、センサ３０の筒部３０２内に入射した反射光を受光する。受光部４２は、受光面における集光領域に応じて抵抗値が異なり、距離測定時、抵抗値に応じた大きさの電流を出力する。故にコンロ１は、センサ３０が出力する検出信号が示す測定電圧値を取得し、三角測距方式に基づく演算を行うことで、センサ３０と異物との間の距離を測定できる。

センサ３０は、対応するセンサ用窓部１５～１７の上方に異物（例えば、使用者の身体の一部等）が進入した場合、その異物で反射した反射光を、センサ用窓部１５～１７を介して受光部４２で受信し、異物までの距離を測定する。センサ３０は、測定した異物までの距離を距離信号として、制御部（図示略）に向けて出力する。制御部は受信した距離信号に基づき、検出した異物の高さが所定高さ範囲内であると判断した場合に、異物有りと判定する。

図６と図７を参照し、レンジフード１００の反射によるセンサ３０の測定値への影響を説明する。図６は、反射試験１の方法を示す。反射試験１は、本発明品の比較品として、天板３の下面側に、センサ３０を水平に支持固定したコンロを使用し、ステンレス製のレンジフード１００の下方に設置した。そして、コンロバーナの五徳上に調理鍋９５を載置し、その取手９６を異物としてセンサ３０で検出できるように配置した。

このようなコンロにおいて、センサ３０の発光部４１から上方に向けて赤外光が照射される。赤外光は真上に位置する取手９６に反射し、その反射光が受光部４２に受光される。ここで、発光部４１から上方に向けて照射される赤外光の光軸をＰ１とすると、Ｐ１に沿って上方に照射される赤外光の一部は、取手９６の近傍を通過し、レンジフード１００に対して直交する角度で反射する。反射した反射光の光軸をＲ１とすると、Ｒ１に沿って下方に反射する反射光の多くは、センサ３０の受光部４２に当たってしまう状況となる。反射試験１では、このような状況下においたときのセンサ３０が出力する検出信号が示す測定電圧値を取得し、三角測距方式に基づく演算により距離に換算し、取手９６までの測定距離の時間変化を調べた。

図７（１）は、反射試験１における取手９６までの距離の時間変化のグラフである。取手９６までの測定距離は、時間経過と共にノイズのように大きく上下に振れてしまい、安定しなかった。反射試験１において、取手９６の天板３からの高さは８ｃｍであったが、測定距離は、２５ｃｍ付近を中心に上下に大きく振れる状態となった。これは、レンジフード１００に反射した反射光の多くが受光部４２に当たってしまったものと推測される。

そこで、レンジフード１００の影響を更に確認する為、センサ３０とレンジフード１００の間に、遮蔽板９０(図６参照)を配置し、レンジフード１００からの反射光の影響を受けない状況下で、センサ３０による取手９６までの測定距離の時間変化を調べた。なお、遮蔽板９０は光を反射し難い黒色の素材を用いた。その結果、図７（２）に示すように、取手９６までの測定距離は、図７（１）とは大きく異なり、安定して８ｃｍ付近に維持していた。これにより、センサ３０を水平に支持固定したコンロでは、レンジフード１００からの反射光の影響を大きく受けてしまうことが実証された。

図８と図９を参照し、本発明品を用いた場合のレンジフード１００の反射による影響の軽減効果を説明する。図８は、反射試験２の方法を示す。反射試験２は、本発明品として、天板３の下面側に、センサ３０を前側に傾斜させて支持固定したコンロ１を使用し、ステンレス製のレンジフード１００の下方に設置した。そして、コンロバーナの五徳上に調理鍋９５を載置し、その取手９６を異物としてセンサ３０で検出できるように配置した。

このようなコンロ１において、センサ３０の発光部４１から上方に対して前側に傾斜する方向に赤外光が照射される。赤外光は、反射試験１と同様に、真上に位置する取手９６に反射し、その反射光が受光部４２に受光される。ここで、発光部４１から斜め前方に向けて照射される赤外光の光軸をＰ２とすると、Ｐ２に沿って斜め前方に照射される赤外光の一部は、取手９６の近傍を通過するが、レンジフード１００において、反射試験１のＰ１の光軸を有する赤外光が反射する位置よりも前方の位置に対して後方から斜めに反射している。このときの反射光の光軸をＲ２とすると、Ｒ２に沿って反射する反射光は、センサ３０よりも前側の位置に向かっている。これにより、反射光の殆どは、センサ３０の受光部４２には当たらないことから、レンジフード１００の影響を大幅に軽減できると推測される。

そこで、反射試験２では、センサ３０の測定値がレンジフード１００の影響を受け難いことを実証する為、図８に示す状況下において、遮蔽板９０の有無によって、センサ３０による取手９６までの測定距離がどのように変化するかについて調べた。なお、遮蔽板９０を配置しない状態において、図７（１）のグラフと比較し易いように、取手９６を隣り合う一対のセンサ３０間であって、各センサの検出領域の境界付近に配置することで、あえて測定距離がノイズ状に不安定になる状況を再現した。なお、反射試験２で用いた調理鍋９５の取手９６の高さは、約１７ｃｍである。

図９（１）は、反射試験２における取手９６までの測定距離の時間変化のグラフである。上記の通り、測定距離はノイズ状に不安定になっているが、これは、レンジフード１００の影響ではない。測定距離は２５ｃｍ付近を中心に上下に振幅した。そして、反射試験１と同様に、センサ３０とレンジフード１００の間に、遮蔽板９０(図８参照)を配置し、センサ３０による取手９６までの測定距離の時間変化を調べた。その結果、図９（２）に示すように、取手９６までの測定距離は、図９（１）と比較して若干上下の振幅が小さくなったが、同様の波形を示した。また、測定距離は、約２０ｃｍ付近を上下に振幅していた。

以上の結果より、本発明品において、遮蔽板９０を配置する前と後では、反射試験１の比較品に比べて大きな変化がなかったことから、比較品に比べ、センサ３０の測定距離へのレンジフード１００の反射による影響が軽減できていることが実証された。よって、コンロ１は、センサ３０を上方に対して前側に傾斜させることによって、反射率の高いステンレス製のレンジフード１００が上方にあっても、その影響を軽減できることによって、異物を精度よく検出できることが分かった。

また、遮蔽板９０の有無に関わらず、センサ３０は異物を精度よく検出できることから、例えばコンロバーナの使用中に、ユーザが調理鍋９５を上方から（所定高さ範囲よりも上方から）覗き込んだとしても、センサ３０の測定距離がノイズ状に大きく変化しないので、コンロバーナの火力が絞られたり、元の火力に戻ったりするのを何度も繰り返すような現象を防止できる。

以上説明したように、本実施形態のコンロ１は、発光部４１と受光部４２を備えるセンサ３０を有する。発光部４１は、赤外線を上方に向けて発光する。受光部４２は、発光部４１が発光して異物に反射した反射光を受光する。コンロ１は受光部４２が受光した反射光に基づき、異物を検出可能である。コンロ１は、そのようなセンサ３０を、天板３において、少なくとも左バーナ４及び右バーナ５よりも前側であって、上方に対して前側に傾斜させて設けている。これにより、発光部４１からレンジフード１００への赤外光の入射角度を傾けることができる。その結果、反射光が受光部４２に向けて入射する光量を減らすことができるので、センサ３０の異物の検出結果に与える影響を軽減できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。上記実施形態のコンロ１は、ビルトインコンロであるが、テーブルコンロであってもよい。また、コンロバーナの数は、上記実施形態では二つであるが、一つ、又は三つ以上であってもよい。また、グリルは省略してもよい。

また、天板３上における複数のセンサ３０の配置、個数、場所については、上記実施形態に限らず、自由に変更可能である。中央のセンサ３９は省略してもよい。センサ３０は赤外光を発光する赤外線センサであるが、発光部と受光部を備える反射型センサであればよい。

また、上記実施形態では、センサ３０を上方に対して前側に傾斜させているが、後ろ側に傾斜させてもよい。これによっても、発光部４１からレンジフード１００への赤外光の入射角度を傾けることができるので、反射光が受光部４２に向けて入射する光量を減らすことができる。

また、上記実施形態では、センサ３１～３４、センサ３５～３８は、左バーナ４及び右バーナ５の前側において、平面視略円弧状に夫々配列されているが、例えば、９つのセンサ３１～３９を、左バーナ４及び右バーナ５の前側において、左右方向に延びる略直線状に配列してもよい。

また、センサ３０の構造も上記実施形態に限らず、種々の変更が可能である。図４、図５に示すように、上記実施形態のセンサ３０の筒部３０２は、本体部３０１の上部から天板３の下面側に向かって斜め上方に直線状に延びているが、例えば、途中から上方に屈曲させてもよい。図１０に示すように、変形例であるセンサ３００は、上記実施形態と同様に、上方に対して前側に傾斜した状態で、天板３の下面側に支持固定される。センサ３００は、筒部４０２以外の部分は、上記実施形態のセンサ３０と共通するので、該共通部分には同一符号を付している。

センサ３００の筒部４０２は、傾斜延設部４０５と上方延設部４０６を備える。傾斜延設部４０５は、本体部３０１の上部から前側に対して斜め上方に傾斜して延びる。上方延設部４０６は、傾斜延設部４０５の上部から上方に屈曲し、天板３の下面側に対して直交する方向に延びる。筒部４０２を上記の様な形状にすることで、受光部に対して真上から入射する光のみを受光できる。

１コンロ
４左バーナ
５右バーナ
３０センサ
４１発光部
４２受光部

Claims

天板の下側に設けられ、赤外線を上方に向けて発光する発光部と、前記発光部が発光した前記赤外線が前記天板に設けられた透光性を有する窓部を上方に通過し、前記天板の上方に位置する異物に反射した反射光を受光する受光部とを有するセンサを備え、前記受光部が受光した前記反射光に基づき、前記異物を検出可能なコンロであって、
前記センサは、
前記発光部と前記受光部を前記天板の下面側に向けて支持する本体部と、
前記本体部に設けられ、前記発光部と前記受光部の周囲を筒状に取り囲み、前記天板の前記下面に向けて上方に延びる筒部と、
前記筒部の内側に設けられ、前記発光部側と前記受光部側を仕切る仕切壁と、
前記筒部の内側における前記仕切壁の前記発光部側に設けられ、前記発光部から発光される前記赤外線を遮蔽する板状の遮蔽部と、
前記遮蔽部に設けられ、前記赤外線を透過する円形の透孔と
を備え、
前記遮蔽部の下面の高さ位置は前記発光部の上部の高さ位置と同一であって、且つ前記透孔は前記発光部の直上に配置され、
前記透孔の径は、前記発光部の幅よりも短いことを特徴とするコンロ。