JPH02219922A - 湯水混合装置 - 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 本発明は湯と水を混合して適ン昌を得る給湯用の湯水混
合装置に関するものである。

従来の技術 従来の湯水混合装置のブロック図を第５図に示す。同図
に示すように従来の湯水混合装置は、給湯器等に接続さ
れ湯を受け付ける給湯口１と、水道管などに接続され水
を受け付ける給水口２と、給湯口１と給水口２から供給
された湯と水を、回転角度で決まる比率で混合する混合
弁３と、混合弁３を駆動するステッピングモータ４と、
混合弁３の水側の全開催Ｗ（以下水側全開という）を検
出し水側全開信号を出力するリミットスイッチ４と、混
合された湯の温度を検出する温度センサ６と、使用者か
らの温度設定を受け付ける温度設定部７と、電源投入時
などの回期期化が必要なときにリセット信号を出力する
リセット部８と、リセット部８からのリセット信号を受
け付けて弁開期化中を示す回期期化信号を出力しはじめ
、リミットスイッチ５から入力される水側全開信号を受
け付けたときには初期化信号を停止する初期信号部９と
、温度センサ６で検出した出湯温度と、温度設定部から
の設定温度を受け付けて、その偏差に基づきステッピン
グモータ４の回転方向を示す信号（以下回転方向信号と
いう）とパルスレートを出力する付勢演算部１０と、初
期化信号を受け付けている間は一定のパルスレートと水
側の回転方向信号を出力する初期付勢部２３と、パルス
レートと回転方向信号を受け付けてステッピングモータ
４の駆動パルス（以下駆動パルスという）を出力する駆
動部１２と、初期化信号を受け付けている間は初期付勢
部２３の出力を駆動部１２に入力し、初期化信号が停止
したときには付勢演算部１０の出力を駆動部に入力する
切り替え部１３と、混合弁３からの湯の出湯及び停止を
するための止水弁１７と、止水弁１７を駆動する止水弁
駆動部１６と、使用者からの出湯指示を受け付けて出湯
開始信号を出力する出湯指示部１４と、初期化信号を入
力している間は出湯指示部１４からの出湯指示信号を、
止水弁駆動部１６に伝達しないように動作する出湯抑止
部１５を有する構成となっている。

以下、上記構成の従来例の動作について説明する。第６
図に各部の信号を示す。給湯口ｌから供給された湯と給
水口２から供給された水は混合弁３で回転角度で決まる
比率で混合され、温度センサ６と止水弁１７を経て、カ
ランやシャワー等に接続される２次配管１８にいたる。

第６図に示すように、電源が投入された時など、回期期
化が必要な時には、リセット部８からリセットパルス２
４が出力される。リセットパルス２４は初期信号部９に
入力され、初期信号部９は初期化信号２５を出力し始め
る。初期化信号２５が初期付勢部２３に入力されると初
期付勢部２３は第６図２６に示すように、水側の回転方
向信号と、回期期化を最短時間で行えるように、ハード
ウェアで許される最大のパルスレートＰｍａＸを出力す
る。初期化信号は出？ＩＪ　ｔｒｌｌ止部１５にも入力
されるので、弁開期化中は出湯指示部１４からの出湯指
示信号を、止水弁１７に伝達しない。

また、初期化信号は切り替え部１３にも入力され、切り
替え部１３は初期化信号が入力されているときには初期
付勢部２３からの出力を駆動部１２に入力するように動
作し、これによって駆動部１２は入力されたパルスレー
トと回転方向に応じた駆動パルスを出力し、この駆動パ
ルスによってステッピングモータ４は混合弁３を最高速
度で水側全開方向に付勢する。このとき混合弁３が水側
全開位置まで動作し、リミットスイッチ５がＯＮすると
リミットスイッチからは水側全開信号２７が出力され、
初ル１信号部９に入力され、これによって初期化信号の
出力が停止する。初期化信号が停止したら、初期付勢部
２３はパルスレートと回転方向信号の出力を停止し、切
り替え部１３は付勢演算部ｌＯからの出力を駆動部１２
に入力する。また出湯抑止部１５はこの時出湯指示部１
４からの出湯指示信号が止水弁駆動部１６に入力できる
ように動作し、使用者からの出１ＡＪｌｉ示によって出
湯を開始できる状態となる。

また、付勢演算部１０では温度センサ６から出力さ・れ
る出湯温度とあらかじめ使用者から温度設定部７で設定
されている設定温度の偏差をとり、第７図に示すような
規則に基づいて、その偏差が小さくなるようにステッピ
ングモータ４を駆動するためのパルスレートと回転方向
信号を出力しているので、２次配管１８からの出？Ｒ温
度は、設定温度と等しくなるように制１ｆｆｌされる。

以上のようにして従来の湯水混合装置は混合弁位置が初
期化されたのちに、温度制御を開始し使用者からの出湯
が出湯指示部１４によってｔ指示されれば止水弁駆動部
１６に出湯指示信号が伝達され、止水弁１７付勢され、
設定温度で出湯することができるようになる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら以上のような構成においては次のような課
題を有していた。

（１）　　弁開期化時に混合弁３は一定したパルスレー
トの駆動パルスによって駆動され、しかもそのパルスレ
ートは回期期化に要する時間を極力短くするため、ハー
ドウェアで許される範囲で最大のパルスレートとなって
いる。ところが、ステッピングモータ４の駆動トルクは
駆動パルスのパルスレートが高くなる、すなわち、回転
速度が速くなるにしたがって小さくなる。しばらく使用
していない状態が続いたあとに使用を始めるために電源
を投入したときの回期期化では、弁の固着等が考えられ
、この時に高速で回転するようなパルスレー１・の駆動
パルスでステッピングモータ４を駆動しようとするとト
ルクが足りないためにステッピングモータ４が脱調して
しまい、混合弁３を駆動することができない。すなわち
、リミットスイッチ４がＯＮＬないので回期期化が終了
せず、温度制御に入ることができない。また、これに対
処するために弁開期化時のパルスレートを落として駆動
すれば回転トルクを確保でき弁固着状態から脱する可能
性は増すが、初期弁駆動に著しく時間がかかってしまう
。

（２）弁開期化時に既に混合弁３が水側全開位置であっ
たときには、リミントスイ・ンチ４がすでに０ＮＩＩ、
ているのでリセット部８からリセット信号が出力された
直後に初期化部９による初期化信号が止まってし宗うの
で、混合弁３を駆動しないまま回期期化を終了してしま
う。すなわちこの時弁固着等があれば、固着したまま通
常の温度制御に入ってしまい温度制御ができないのに出
湯可能な状態になる。

本発明は上記の！！！題を解消するもので弁開期化時に
は駆動時のトルクを大きくし、かつ短時間で初期弁位置
制御を終了できるようにしながら通常時の制御では制御
応答性がよい温度調節制御を行うことのできる湯水混合
装置を堤供するものである。

ｉ！題を解決するための手段 弁開期化時に起動され、出力パルスレートを一定の割合
であげて行き１、ハードウェアで許される最大のパルス
レートに達するとそのパルスレートを維持して出力する
初期付勢部を設けたものである。

作用 ゛　混合弁を付勢するステッピングモータを弁開期化時
には、次第にパルスレートが増加して行きハードウェア
で許される最大のパルスレートに達すればそのパルスレ
ートを維持する駆動パルスで駆動し、通常の温度制御で
は入力されたパルスレートの駆動パルスでそのままステ
ッピングモータを駆動するため、初期弁位置制御時には
大きなトルクからスタートするので弁固着時にもステッ
ピングモータが税調して温度制御不可能な状態になる事
がなく、速やかに弁を初期値に設定でき、通常制御時に
は制御応答性のよい温度調節制御Ｂを行うことができる
。

実施例 本実施例を添付図面にしたがって説明する。なお従来例
と同一の構成要素には同一図番を付して詳細な説明を省
略する。第１図に本発明の湯水混合装置のブロック図を
示す。同図に示すように、給湯口ｌと、給水口２と、混
合弁３と、ステッピングモータ４と、リミットスイッチ
５と、温度センサ６と、温度設定部７と、リセット部８
と、初期信号部９と、付勢演算部１０と、初期化信号を
受け付けて一定の割合で増加し、ハードウェアで許され
る最大値になるとその値゛を維持するパルスレートと水
側方向信号を出力し、初期化信号が入力されなくなると
出力を停止する初期付勢部１１と、駆動部１２と、切り
替え部１３と、出湯指示部１４と、出湯抑止部１５と止
水弁駆動部１６と止水弁１７を有する構成となっている
。

上記構成の動作について説明する。第２図に各部の信号
を示す。従来例と同じく給湯口ｌと給水口２からそれぞ
れ供給される湯及び水は、混合弁３によって弁位置で決
まる比率に混合され、温度センサ６と止水弁１７を経て
２次配管１８にいたる。

電源が投入されたときなどの弁開期化が必要なときには
、リセット部８からリセットパルス１９が出力される。

リセットパルス１９は初期信号部９に入力され、初期信
号部９では初期化信号２０を出力し始める。初期化信号
が初期付勢部１１に入力されると初期付勢部１１は初期
値Ｏから第２図２１のように、一定の割合で増加するパ
ルスレートと、水側の回転方向信号を出力しはじめる。

この初期付勢部１１は、ハードウェアで許される最大の
パルスレートに達したとき、そのパルスレートを維持し
て出力する。初期化信号は出湯抑止部１５にも入力され
るので、弁開期化中は出湯指示部１４からの出湯指示信
号を、止水弁駆動部１６に伝達しない。

また、初期化信号は切り替え部１３にも入力され、切り
替え部１３は初期付勢部１１からの出力を駆動部１２に
入力するように動作し、駆動部１２は入力されたパルス
レートと回転方向信号に応じた駆動パルスを出力する。

この駆動パルスによってステッピングモータ４は駆動さ
れ混合弁３を付勢する。ここで、混合弁３が水側全開の
位置まで動作し、リミ・ントスイ・ンチ５がＯＮすると
、リミ・ントスインチ５からは水側全開信号２２が出力
される。水側全開信号２２は、初期信号部９に入力され
、これによって初期化信号の出力が停止する。初期化信
号が停止したら、初期付勢部１１はパルスレートと回転
方向信号の出力を停止し、切り替え部１３は付勢演算部
からの出力を駆動部に出力するように動作する。また出
湯抑止部１５はこの時出湯指示部１４からの出湯指示信
号が止水弁駆動部１６に入力できるように動作し、使用
者からの出湯指示によって出湯を開始できる状態となる
。この時、付勢演算部１０は温度センサ６からの出湯温
度とあらかじめ使用者から温度設定部で設定されている
設定温度の偏差をとり、第７図に示すようにその偏差が
小さくなるようにステッピングモータを駆動するパルス
レートと回転方向信号を出力しているので、２次配管１
８からの出湯温度は、設定温度と等しくなるように制御
される。以上のようにして混合弁位置は初期化され、温
度制御ｎを開始し、出湯指示部１４へ使用者からの出湯
指示があれば、出湯指示信号が止水弁駆動部１６へ伝達
され、止水弁１７が付勢され設定温度の湯が出湯できる
。

第２の実施例のプロ・ンク図を第３図に示す。これは上
記第１の実施例に、初期状態はリミットスイッチ５の出
力を初期信号部９に伝達しない状態であり、水側全開信
号が入力されていない状態でリセットパルスが入力され
たときにはリミットスイッチ５の出力を初期信号部９に
伝達するように動作してリセットパルスが入力されるま
でこの状態を保持し、水側全開信号が入力されている時
にリセットパルスが入力されると、湯側方向信号を初期
付勢部２８に出力してリセットパルスが入力されるまで
この状態を保持する信号伝達部２９と、初期化信号を入
力している状態で信号伝達部２９から湯側方向信号を入
力したらスタートし、一定時間後にオーバーフローする
とリセット部８にリセット信号を入力するタイマ３０を
加えた構成となっている。

第４図に上記実施例の各部の信号を示す。リミットスイ
ッチ５から水側全開信号３１が入力されている状態で、
リセット部８からリセットパルス３２が入力されると、
信号伝達部２９は水側全開信号３１を初期信号部９に伝
達しない状態のまま初期付勢部２８に湯側方向信号３３
を出力する。この時初期信号部９はリセットパルス３２
を入力し、初期化信号３４を出力しはじめている。した
がって初期付勢部２８は初期化信号３４を入力して、一
定の割合で増加するパルスレート３５と信号伝達部２９
によって入力される湯側の回転方向信号３３を出力し始
める。これによって混合弁３は水側全開位置から１易側
方向に駆動され、この時タイマ３０に初期化信号３４と
湯側方向信号３３が入力されるので、タイマ３０には一
定値りがセットされスタートする。ここでタイマ３０が
オーバーフローすると、リセット部８にリセット信号３
６を出力する。リセット部８はリセット信号３６を入力
するとリセットパルス３７を出力する。

この状態では水側全開信号が信号伝達部２９に入力され
ていない状態３８でリセットパルス３７が入力されるの
で、信号伝達部２９はリミットスイッチ５の出力を初期
信号部９に入力するように動作し、以下の動作は上記第
１の実施例と同じになる０以上のようにして第２の実施
例では混合弁３が水側全開位置で回期期化が始まった場
合、一定時開場側方向に次第に増加するパルスレートの
駆動パルスで駆動したあと、水側全開位置に初期化され
る。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の湯水混合装置
によれば次の効果が得られる。

混合弁を駆動するステッピングモータを、その弁開期化
時のみパルスレートが一定の割合で増加し最高速に達し
たときそのパルスレートを維持する駆動パルスで駆動す
るため、通常の温度制御では従来通り応答性のよい制御
を実現しながら、長時間使用しないでおいた状態から電
源を投入したときなどの弁固着等が原因のステッピング
モータの脱調による混合弁駆動が不可能な状態をなくし
、かつ短時間に初期弁位買駆動終了することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す湯水混合装置のブ
ロック図、第２図は同湯水混合装置の各回 部の信号、第３図は本発明の第２の実施例を示すへ 湯水ｔＥｔ合装置のブロック図、第４図は同湯水混合口 装置の各部の信号、第５図は従来の湯水混合装置へ のプロ・ンク図、第６図は同湯水混合装置の各部の度制
御規則！ある。 ３・・・・・・混合弁、４・・・・・・ステッピングモ
ータ、５・・・・・・リミットスイッチ、６・・・・・
・温度センサ、７・・・・・・温度設定部＜　１１・・
・・・・初期付勢部、１３・・・・・・切り替え部。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名図 嬉　２　図 第 図 第 図 第 図 オ 第 図 潟ｆｆ１４差 水制方間 １？！方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）湯を供給される給湯口と、水を供給される給水口
   と、前記湯と水の混合比率を調節する混合弁と、前記混
   合弁を付勢するステッピングモータと、使用者からの設
   定温度を受け付ける温度設定部と、前記混合弁からの出
   湯温度を検出する温度センサと、前記設定温度と前記出
   湯温度に基づき、前記ステッピングモータに入力する駆
   動パルスのパルスレートと回転方向信号を演算する付勢
   演算部と、パルスレートと回転方向信号を入力して前記
   ステッピングモータを駆動する駆動部と、前記混合弁位
   置を初期化（以下弁初期化という）するときには、初期
   値から一定の割合で増加し一定値に達したらその値を維
   持するパルスレートを回転方向信号とともに出力する初
   期付勢部と、弁初期化時には初期付勢部からのパルスレ
   ートと回転方向信号を前記駆動部に入力し、弁初期化が
   終了したときには前記付勢演算部からのパルスレートと
   回転方向信号を前記駆動部に入力する切り替え部とを有
   する湯水混合装置。
2. （２）弁初期化開始時に混合弁が既に初期化すべき位置
   （以下初期位置という）にある時にスタートし、一定時
   間後にオーバーフローし、オーバーフローしたら弁初期
   化を最初から開始するためのリセット信号を出力するタ
   イマと、前記タイマが動作中は混合弁を初期位置から駆
   動可能な方向に駆動するための方向信号を出力する信号
   伝達部を有する特許請求の範囲第（１）項記載の湯水混
   合装置。