JPH071064B2

JPH071064B2 - 湯水混合装置

Info

Publication number: JPH071064B2
Application number: JP2021179A
Authority: JP
Inventors: 修山本; 浩一郎望月; 武秀宮島; 隆義安達
Original assignee: Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2010-01-11
Also published as: JPH03229081A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、湯・水を混合する混合弁を駆動させて前記湯
と水との混合割合を自在に変化させることにより、任意
に所定温度の混合水を得ることができる湯水混合装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来から、湯用バルブと水用バルブとを適宜調節して所
望温度の温水を得るようにした湯水混合装置は周知であ
る。この種の混合装置は手動操作が伴うため、適温の混
合水を出湯させるのに時間を要するとともに、前記混合
水を得るまでに相当量の湯・水が不必要に垂れ流しとな
るため不経済であった。

このため、前記湯・水を自動混合させる装置として、例
えば、熱湯流路と冷水流路及び両流路とそれぞれ連通す
る混合水流路を備えたケース内に、あらかじめ封入され
たワックス（感熱剤）の熱膨張、収縮によって出没口か
ら出没する軸杆を備えた感温体と、前記感温体の作動に
よって混合水の温度を設定温度に維持する制御弁と、こ
の制御弁を直線方向に移動させて出湯する混合水の温度
を設定するための操作部とを備えた、所謂、自動温度調
節機能を内蔵した湯水混合バルブが市販されている。こ
の湯水混合バルブは、操作部を所望の出湯温度が得られ
る位置に設定することにより、バルブ操作を行うことな
く自動的に適温の混合水が得られ至便である反面、ワッ
クスは熱湯あるいは冷水によって膨張・収縮を繰返すも
のの、その応答速度が比較的遅く、この結果、出湯温度
を変化させた場合、温度変化への追随が鈍くなり、一定
時間熱湯や冷水が吐水されるおそれがあった。又、例え
ば、夏期時に炊事や洗濯等に水道水のみを使用しようと
した場合、前記ワックスが収縮しても軸杆をワックスの
収縮に伴って完全に追随動作させることが難しく、この
ため、熱湯流路を完全に閉鎖させることが困難となって
熱湯を無駄に漏水させるおそれがあった。

〔発明が解決するための課題〕

前記の各問題点を解消するために、最近、電子式の湯水
混合装置が開発されている。この混合装置としては、例
えば、第９図で示すように、給湯機１と接続した給湯管
２と、給水源３に接続した給水管４とを湯水混合弁５に
連結し、前記混合弁５にて混合した湯・水の混合水を混
合管６を介してシャワー７あるいはカラン（蛇口）7aに
切替えて吐水させる切換弁８と、前記混合管６内に設置
した混合水温検出センサ９とを備え、出湯に際しては、
操作部10にて出湯温度を設定すると、混合水温検出セン
サ９により検出された出湯温度と前記設定温度との偏差
を制御部13にて選定し、その選定された出力信号を湯水
混合弁５の駆動部11に送出し、この駆動部11により前記
湯水混合弁５の弁体を駆動させて弁口の開閉度を調節設
定することにより、湯・水の混合割合を操作部10にてあ
らかじめ設定した出湯温度となるように調節し、この混
合水を、駆動部12からの指令にて吐水路が設定された切
換弁８を経てシャワー７あるいはカラン7aより吐水する
ように構成した湯水水混合装置14がよく知られている。

そして、前記湯水混合弁５及び切換弁８の各弁体を駆動
する駆動部11,12には、通常電動機が使用されており、
この電動機は一般に前記各弁5,8の外部側に取付けられ
て弁装置内の弁体を駆動させて弁口の開閉及び流路の切
換を行っている。

然るに、前記電動機はその通電部（例えば、コイル）が
湯・水に触れないように前記各弁5,8の外部側に設置さ
れている関係上、各弁5,8内の弁体と駆動連結される電
動機の回転軸は、Ｏリングやパッキン等のシール部材を
介して前記各弁5,8の壁体に水密に挿入されている。従
って、弁体を駆動する際、回転軸には漏水を防ぐため
に、シール部材が一定圧力により取付けられているの
で、前記シール圧に抗して、即ち、シール部材との摺動
摩擦に打勝って弁体駆動させる必要があるため、駆動ト
ルクの大きな電動機を必要とする問題があった。

又、湯水混合弁５の使用中に停電事故が発生すると、電
動機は湯水混合弁５の弁体が出湯温度の位置に保持され
たままとなって弁口を閉じることができないので、混合
水でなく、給水のみを必要とする場合でも、設定された
出湯温度の混合水が吐水されることとなり、不必要に給
湯機１内の熱湯を使用するという問題があった。

本発明は前記の問題点に鑑み、弁体をソレノイドにより
直線状に往復駆動させる方式を採用し、その目的は、前
記弁体を駆動するソレノイドのプランジャを電気的に制
御し、湯水混合弁の弁口の開閉度合を、混合水の出湯温
度に応じて前記弁体により迅速・確実に可変させて、所
定温度の混合水を得るようにした湯水混合装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、リニアソレノイドからなる弁駆動部と、この
弁駆動部の下部に直線状に直付けされて湯・水を混合す
る混合弁部と、更に、前記弁駆動部を駆動制御する制御
装置とによって構成され、前記弁駆動部は、駆動軸を下
方に突出させたプランジャと、該プランジャの軸方向に
配置された固定鉄心と、この固定鉄心の外側に巻装した
コイルとからなり、又、混合弁部は、湯・水の各流入口
と混合水の流出口とを互いに連通させる混合室を内部に
備えた弁本体と、弁駆動部内を貫通する駆動軸と接離可
能に当接して前記混合室に昇降可能に遊嵌したスプール
と、このスプールに取付けられて混合室内に湯・水の各
流入口と混合水の流出口とを連通させる弁口を開閉させ
る弁体とを備えてなり、更に、制御装置は、ノコギリ波
発生回路から定型状に出力されるノコギリ波と、混合水
の温度を検出する混合水温検出回路から出力される出力
とを比較して弁駆動部のコイルに印加される電圧をパル
ス制御し、弁駆動部のプランジャの吸引力を前記弁駆動
部のコイルに流れる電流に比例させて可変させるように
湯水混合弁を構成したことを特徴とする。

〔作用〕

湯水混合弁の弁駆動部のコイルに通電を行わない場合
は、混合弁部の弁体は混合室内の弁口を閉鎖して熱湯の
流出を阻止し、前記弁駆動部のコイルに通電を行ったと
きは、制御装置のノコギリ波発生回路から出力されるノ
コギリ波と、混合水温検出回路から出力される混合水の
検出温度に相当する出力とを比較し、前記弁駆動部に印
加される電圧をあらかじめ設定した混合水の出湯温度に
対応させてパルス制御し、前記弁駆動部に流れる電流に
比例した吸引力によってプランジャを固定鉄心側に移動
させ、このプランジャの移動距離だけスプールを駆動軸
を介して押動して弁体により弁口を、あらかじめ設定し
た出湯温度の混合水が得る熱湯の流量を確保するための
開口度に設定し、熱湯を前記弁口から混合室内に流入さ
せ、該混合室内に流入している冷水と混合してあらかじ
め設定した出湯温度の混合水が得られるように構成され
ているので、設定温度に相当する出湯温度の混合水を迅
速確実に出湯させることが可能となり、又、弁駆動部に
流れる電流は、制御装置によってパルス制御されて混合
水の出湯温度に対応する電流が通電されるようになって
いるので、混合室の弁口の開口度合を混合水の設定温度
に維持することができるとともに、出湯温度の設定値を
変更した場合は、制御装置からの指令信号により、前記
弁駆動部には、変更した設定温度に相当する電流がパル
ス制御されて流れ、弁口の開口度合を直ちに変更して所
望の出湯温度の混合水を得ることができる。しかも、弁
駆動部のプランジャは、その吸引力が、弁駆動部にパル
ス制御されて流れる電流に比例して得られるので、前記
プランジャを特別大きな吸引力を必要とすることなく、
所定位置まで少電力で迅速確実に移動させることができ
るので、弁駆動部の小形・軽量化がはかれ、かつ、停電
時においては、プランジャの吸引力が解消される結果、
プランジャは直ちに原位置に復帰して弁口を塞ぎ、停電
時に熱湯が不必要に流出するのを確実に防ぐようにした
ことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第３図により説明
する。

第１図は本発明に係わる湯水混合装置の使用状態を概略
的に示す構成図で、第９図に記載した符号と同一符号は
同一部品を示す。

第１図において、15は給水管で、その配管途中で２方向
に分岐されて一方は給湯機１に、他方は湯水混合弁16に
それぞれ連結し、17は給湯機１と湯水混合弁16とを連結
する給湯管、18は湯水混合弁16の流出口側とカラン18a
の間に配管した混合水管で、その配管途中に混合水の温
度を検出する混合水温度検出センサ（以下、温度検出セ
ンサという）19が取付けられ、その検出信号は制御装置
20に送出される。又、21は給湯管17の配管途中に設けた
熱湯温度検出センサ（以下、熱湯検出センサという）
で、その検出信号も制御装置20に送出される。なお、第
１図中、22は減圧弁、23は安全弁、24は排水ドレン、25
は給水コックである。

次に、湯水混合弁16の構造を第２図により説明する。

第２図において、26は湯水混合弁16の弁駆動部を示し、
41は同じく混合弁16の混合弁部を示すもので、両部材2
6,41は縦方向の中央部に断熱材42を介して締付ボルト
（第４図参照）43により締着すると、縦方向に直線状を
なして連結固定される。

前記湯水混合弁16の弁駆動部26は、第２図で示すよう
に、通電電流に比例して吸引力を任意に変更可能とした
リニアソレノイドを使用し、このリニアソレノイドは、
固定鉄心27の貫通孔28aに軸受を介して遊嵌する駆動軸2
8を下方に突出させたプランジャ29と、該プランジャ29
を上下動可能に収容案内する磁性体の案内筒30と、該案
内筒30と固定鉄心27とを同一軸線上の位置で連結固定す
る真鍮等非磁性体金属からなる連結筒31と、前記案内筒
30と固定鉄心27の外側において、高さ方向の中心を連結
筒31の軸方向における中心位置とほぼ合致させた状態で
前記両部材30,27間にまたがって巻装したコイル32と、
このコイル32の外側に遊嵌した磁性体金属のケース33
と、更に、前記ケース33の上部開口端に締付ねじ33aを
用いて被着したケース33のキャップを兼ねる補助鉄心34
とによって構成されている。そして、前記固定鉄心27と
プランジャ29には、熱湯を案内筒30内に充満させるため
の透孔35が、それぞれ連通可能に穿孔されており、又、
固定鉄心27とプランジャ29の下端及びプランジャ29の上
端と補助鉄心34との間には、非磁性体金属からなるスペ
ーサ36がそれぞれ介在されている。更に、案内筒30の上
端とケース33との境界にはＯリング37を水密に挟着させ
て、熱湯がコイル32側に漏出するのを阻止している。

つづいて、混合弁部41の構造を第２図によって説明す
る。

混合弁部41は、一方に熱湯の流入口44と冷水の流入口45
を設け、他方には湯・水の混合水が流出する流出口46を
設けた弁本体47と、この弁本体47に設けられて流入口4
4,45と流出口46とを連通させる混合室48と、上端を固定
鉄心27側に突出させて駆動軸28の下方端と当接させて胴
央部に混合室48の弁口49を開閉させる、例えば、耐熱性
に優れたセラミック又は硬質ゴム等からなる弁体50を嵌
着し、下端には内部に径大な空所51を穿孔してその側方
と下方端に径小の小孔a,bを開口した緩衝ピストン52を
螺着して、前記混合室48に駆動軸28と共動移動可能に遊
嵌したスプール53と、弁本体47の下部開口端に螺着され
て前記緩衝ピストン52の下方端を摺動案内する凹穴54を
穿設した閉ナット55と、前記閉ナット55の内方端と弁体
50との間に介挿されて該弁体50を常時弁口49を閉鎖する
方向に押圧付勢する圧縮ばね56とによって構成されてお
り、この混合弁部41上に断熱材42を介して前記弁駆動部
26を一直線状に乗載固定すると、スプール53は圧縮ばね
56に付勢されて弁口49を弁体50により閉鎖した状態で、
駆動軸28と同一線上の位置で当接するようになってい
る。

なお、第２図中・60はスプール53を手動操作するための
操作杆で、先端に半円状の係止段部61を有して、混合水
流出口46の上部側から弁本体47の壁体を水密に貫通させ
て混合室48内に突出させ、前記操作杆60の係止段部61
を、スプール53胴央にその軸方向に沿ってコ字状に切除
した係合凹部62と係合させて操作杆60を回動すると、ス
プール53は圧縮ばね56の力に抗して前記操作杆60の半径
寸法の範囲内で降下して弁口49を手動で開放することが
できる。

次に前記湯水混合弁16の弁駆動部26を駆動制御する制御
装置20の構成を第７図により説明する。

制御装置20は大別すると、電源回路65と、スイッチ回路
66と、ノコギリ波発生回路67と、混合水温検出回路68
と、駆動信号発生回路69と、混合湯温異常検出回路70
と、熱湯温度検出回路71とによって構成されている。

電源回路65は商用電源72に１次側を接続したトランスTr
と、このトランスTrの２次側に交流入力端子を接続した
ダイオードブリッジDBと、このダイオードブリッジDBの
直流出力端子に直列接続した定電圧装置AVRと、更に、
前記直流出力端子に並列接続した平滑コンデンサC,C₁と
からなり、商用電源72を降下して全波整流した後定電圧
化した定電圧電源V_ccを前記各回路及び弁駆動部26のコ
イル32に動作電源として供給する。

スイッチ回路66は定電圧電源V_ccと接地抵抗R₁との間に
挿入した操作スイッチ73と、クロック入力端CLを該スイ
ッチ73に接続したRSフリップフロップFFとからなり、操
作スイッチ73の投入によって入力されるクロック信号に
よって、その出力端Ｑからは常時（操作スイッチ73のOF
F状態時）“H"レベルの信号が出力されている。

ノコギリ波発生回路67は、発振回路67aと積分回路67bと
からなり、前記発振回路67aは比較器A₁を備え、その反
転入力端子は、ダイオードD₁を介してRSフリップフロッ
プFFの出力端と接続されており、定電圧電源V_ccを接地
間に直列に挿入した抵抗R₂,R₃とコンデンサC₂との時定
数によって設定された出力が、RSフリップフロップFFか
ら“L"レベルの信号が出力される毎に入力され、又、非
反転入力端子には、定電圧電源V_ccと接地間に直列に挿
入した抵抗R₄,R₅,R₆とによって分圧された出力が入力さ
れることによって、比較器A₁の出力端からは、操作スイ
ッチ73を投入することにより一定周期の方形波が出力さ
れる。つづいて、積分回路67bは増幅器S₁を備え、その
反転入力端子は抵抗R₇を介して比較器A₁の出力端と接続
し、又、非反転入力端子は抵抗R₉を介して接地されてい
るので、その出力端からは、抵抗R₈,R₇とコンデンサC₃
との時定数により比較器A₁からの方形波出力が積分され
た形、即ち、ノコギリ波状となって出力される。

次に混合水温検出回路68は、温度−電圧変換回路74と、
混合水温設定回路75と、基準電圧設定回路76と、差動増
幅器S₂とからなり、温度−電圧変換回路74は定電圧電源
V_ccと接地間に、混合水温検出センサ（以下温度検出セ
ンサという、本例ではサーミスタ使用）19と抵抗R₁₀と
を直列に挿入して構成され、温度検出センサＳにて検出
した温度に対応する抵抗値と抵抗R₁₀により分圧された
電圧が、抵抗R₁₁を介して差動増幅器S₂の非反転入力端
子に入力され、又、混合水温設定回路75は定電圧電源V
_ccと接地間に可変抵抗VRと抵抗R₁₂,R₁₃とを直列に挿入
して構成し、可変抵抗VRと抵抗R₁₂の接続点からは、混
合水の設定温度に相当する電圧が差動増幅器S₂の非反転
入力端子に抵抗R₁₄を介して入力され、更に、基準電圧
設定回路76は、抵抗R₁₅とR₁₆とによって分圧された電圧
が混合水温検出回路68の基準電圧として差動増幅器S₂の
非反転入力端子に入力される。更に、差動増幅器S₂の反
転入力端子と出力端との間には、差動増幅器S₂による増
幅度を設定するフィードバック抵抗R₁₇が接続されてい
る。そして、差動増幅器S₂は温度−電圧変換回路74と混
合水温設定回路75にて検出された温度の差を演算増幅し
てその出力端からアナログ信号として出力する。

駆動信号発生回路69は比較器A₂とトランジスタＴとから
なり、前記比較器A₂の反転入力端子は差動増幅器S₂の出
力端と接続されて該増幅器S₂からの出力が入力され、
又、非反転入力端子は増幅器S₁からの出力が入力され
る。一方、比較器A₂の出力端は抵抗R₁₈を介してエミツ
タ接地のトランジスタＴのベースに接地され、このトラ
ンジスタＴのコレクタは弁駆動部26のコイル32を介して
定電圧電源V_ccと接続される。そして、前記比較器A₂か
らは差動増幅器S₂と増幅器S₁との出力を比較した出力が
トランジスタＴに送出されて該トランジスタＴをパルス
駆動させる。

混合湯温異常検出回路70は、比較器A₃を備えて、その反
転入力端子には、定電圧電源V_ccと接地間に直列に挿入
した抵抗R₁₉とR₂₀とによって分圧された電圧（この電圧
は、例えば、混合水の設定温度の最大値を約10％上回る
温度に相当する電圧とする）が入力され、又、非反転入
力端子には、温度検出センサ19にて検出した抵抗値と抵
抗R₁₀とによって分圧された電圧が入力される。そし
て、比較器A₃の出力端は、アノードを、定電圧電源V_cc
に比較器A₂とトランジスタＴとの接続点ａ及び抵抗R₂₁
を介して接続したダイオードD₂のカソードが接続され
て、常時は“H"レベル信号が出力されている。

熱湯温度検出回路71は、定電圧電源V_ccと接地間に直列
に挿入した抵抗R₂₁と熱湯温度検出センサ（以下、熱湯
検出センサという）21とからなる温度一電圧変換回路77
と、定電圧電源V_ccと接地間に抵抗R₂₂,R₂₃を直列に挿入
して構成した基準電圧設定回路78と、比較器A₄とからな
り、前記比較器A₄の反転入力端子には、熱湯検出センサ
21にて検出した熱湯温度に相当する抵抗値と抵抗R₂₁と
により分圧された電圧が入力され、非反転入力端子には
抵抗R₂₂,R₂₃により分圧された電圧（給湯機１から供給
される熱湯の温度があらかじめ定めた温度まで降下した
時の設定値に相当する電圧）が入力される。又、比較器
A₄の出力端は、比較器A₃と同様に、ダイオードD₃，接続
点a,抵抗R₂₁を介して定電圧電源V_ccに接続され、常時は
“H"レベルの信号が出力される。

なお、第１図において、80は可変抵抗VRのボリューム、
81は混合水の出湯温度設定表示目盛である。

次に動作について説明する。

湯水混合弁16の使用に当たっては、制御装置20の操作ス
イッチ73を投入すると同時に、ボリューム80を操作し
（第８図のVR参照）、カラン18aから出湯する混合水の
出湯温度を表示目盛81の所望の温度位置に設定する。こ
の状態でカラン18aを開放すると、混合水管18内に残留
している水が吐水される。前記操作スイッチ73の投入に
より、RSフリップフロップFFの出力端から“L"レベルの
信号が出力され、この信号に基づき、ノコギリ波発生回
路67からノコギリ波状の出力が出力されて駆動信号発生
回路69の比較器A₂の非反転入力端子に入力される（第８
図の67参照）。一方、混合水管18内に挿入した温度検出
センサ19が混合水管18内の水温を検出し、その水温に相
当する出力が温度一電圧変換回路74から差動増幅器S₂の
非反転入力端子に入力される。又、前記差動増幅器S₂の
反転入力端子には、ボリューム80にて設定した混合水の
出湯温度に相当する出力が混合水温設定回路75から入力
される。差動増幅器S₂は前記両回路74,75からの入力の
差電圧を所定の設定値で増幅し、その出力端からのアナ
ログ信号として出力し、駆動信号発生回路69の比較器A₂
の反転入力端子に入力される（第８図のS₂参照）。前記
駆動信号発生回路69の比較器A₂は、ノコギリ波発生回路
67からの出力と、混合水温検出回路68からの出力とを比
較し、比較器A₂の出力端から“H"レベルと“L"レベルの
パルス信号を交互に出力し、トランジスタＴを前記パル
スによってオン・オフ制御する。

然るに、前記操作スイッチ73を投入した時点では、混合
水の設定温度と温度検出センサ19により検出した混合水
管18内の水温との温度差が比較的大きいため、駆動信号
発生回路69からは“H"レベルの信号が一定時間連続して
出力され、トランジスタＴをオン状態に維持させ、湯水
混合弁16の弁駆動26のコイル32に定電圧電源V_ccが供給
されて通電を開始する。

コイル32に前記通電が行われると、第６図のように弁駆
動部26の案内筒30からプランジャ29を経て固定鉄心27に
流れる磁束（第６図に実線で示す矢印）により，プラン
ジャ29は固定鉄心27側に１点鎖線で示すように急速に吸
引される。この場合、プランジャ29はコイル32に高い電
圧が印加されるにも係わらず固定鉄心27に吸着されない
のは、前記プランジャ29の上部にケース33のキャップを
兼ねた補助鉄心34が設けてあるためである。即ち、コイ
ル32への通電により発生した磁束は前記のように、案内
筒30からプランジャ29に流れ、該プランジャ29を流れる
磁束は固定鉄心27側と補助鉄心34側とに分流する。従っ
て、プランジャ29が固定鉄心27側に吸引される場合は、
補助鉄心34側に作用する吸引力に勝るときであり、前記
補助鉄心34側にもプランジャ29を吸引する力が作用して
いる限り、プランジャ29は固定鉄心27側に急速移動を行
うものの吸着されることはない。

又、本発明においては、プランジャ29に作用する吸引力
が補助鉄心34側に比べて固定鉄心27側にやや強く作用さ
せるために、プランジャ29が作動する前のプランジャ29
の下端と、固定鉄心27の上端との間に生じている空隙Ｇ
が、コイル32の高さ方向の中心とコイル32下端との間の
ほぼ中間に位置するように設定してある。このため、コ
イル32に通電が行われると、プランジャ29は補助鉄心34
側の吸引力を振り切る状態で、固定鉄心27側にパルス制
御された通電電流に比例した吸引力によって移動する。
前記プランジャ29が固定鉄心27側に移動すると、駆動軸
28も同時に降下し、弁本体47の混合室48内に遊嵌したス
プール53を圧縮ばね56の力に抗して押し下げる。このた
め、スプール53に嵌着した弁体50は下方に降下して弁口
49を比較的大きく開口する。弁口49が開口されると、給
湯機１から給湯管17→熱湯流入口44を経て混合室48の弁
口49上部から弁駆動部26内の空所に流入している熱湯及
び給湯機１から直接流入する熱湯は、弁口49下側の混合
室48に流出し、この混合室内に既に流入している冷水と
混合され、弁本体47の混合水流出口46より混合水管18を
経てカラン18aから混合水となって吐水される。前記弁
本体47から混合水管18に流入する混合水の温度は、順次
温度検出センサ19により検出されてその検出信号が差動
増幅器S₂に入力される。この場合、弁口49が比較的大き
く開口されているので、熱湯の混合室48への流入が多く
なり、弁本体47の流出口46付近の混合水は一時的に混合
水の設定温度よりやや高くなることがある。この結果、
温度検出センサ19にて検出した温度と、あらかじめ設定
した混合水の設定温度とが逆転し、差動増幅器S₂からは
混合水の温度を引下げるためのアナログ信号が出力され
る（第８図の19,S₂参照）。駆動信号発生回路69は前記
差動増幅器S₂からの信号が入力されると、この信号の出
力とノコギリ波発生回路67からの出力とを比較し、比較
器A₂の出力端から“H"レベルの信号の出力時間を短かく
し、“L"レベルの信号の出力時間を長くすることによ
り、トランジスタＴのオン時間を制限し、弁駆動部26の
コイル32に印加される電圧を降圧させてコイル32に流れ
る電流を減少させる（第８図A₂,32参照）。前記コイル3
2への通電量が減少すると、それに比例してプランジャ2
9の吸引力が前記よりやや小さくなり、原位置側に少し
戻されることとなる。このため、スプール53は圧縮ばね
56の力によりプランジャ29に追随して上動し、弁体50に
より弁口49の開口度をやや狭くして熱湯の流出を減ら
し、混合水の温度をその設定温度より少し低くする。こ
のように、温度検出センサ19によって検出される温度に
よって駆動信号発生回路69から出力されるパルス信号の
幅を可変させてトランジスタＴのオン・オフ時間を短く
したり、長くすることにより、コイル32に流れる電流を
制御させてプランジャ29の吸引力を変化させ、弁体50に
より弁口49の開口度を設定した温度の混合水が得られる
開口度に近づけ、熱湯と冷水との混合割合を設定温度の
混合水が得られるようにする（第８図のA₂参照）。

そして、混合水管18に流れる混合水の温度があらかじめ
設定した出湯温度に達すると、駆動信号発生回路69から
は、コイル32に流れる電流を一定に維持するパルス信号
が出力されてトランジスタＴをオン・オフ制御し、プラ
ンジャ29の吸引力を一定に保持させ、弁口49を熱湯の流
量があらかじめ設定した温度の混合水が得られる開口度
に維持する。即ち、コイル32への通電電流がパルス制御
によって定電流制御を行うことができ、これによって、
熱湯の通水量を一定に保つことが可能となり、湯・水を
設定温度に混合させた混合水がカラン18aから確実に吐
水させることができる（第８図のS₂,A₂,32参照）。

なお、混合水の出湯中、混合水の温度が設定温度を越え
て降下しないような異常事態が生じた場合、前記混合水
の検出温度の出力は、混合湯温異常検出回路70の比較器
A₃に入力され、その温度があらかじめ設定した異常温度
の設定値を越えると、比較器A₃出力端から“L"レベルの
信号が出力されて、定電圧電源V_ccが抵抗R₂₁を通って比
較器A₃に流れる。このため、駆動信号発生回路69の比較
器A₂からの出力によってトランジスタＴのベースに流れ
る電流が断たれて、トランジスタＴをオフさせるので、
弁駆動部26のコイル32には定電圧電源V_ccの供給ができ
なくなってコイル32への通電が断たれる。従って、プラ
ンジャ29は吸引力が解消され、圧縮ばね56にて上動する
スプール53及び駆動軸28によって原位置に戻り弁口49を
弁体50にて直ちに閉鎖させ、異常温度の混合水が出場す
るのを阻止する。

又、給湯器１からの出湯量が増大して混合弁部41に流入
する熱湯の温度があらかじめ設定した温度以下に達する
と、熱湯検出センサ21がこれを検出し、その検出信号は
比較器A₄に入力される。このため、比較器A₄の出力端は
前記異常温度の混合水が出湯されようとする場合と同様
に、“L"レベルとなってコイル32への通電を断ち、弁口
49を弁体51により閉鎖して熱湯の無駄な流出を防ぐ。な
お、熱湯の温度が降下した場合、その降下温度の設定値
をあらかじめ可変抵抗を用いて任意に可変できるように
してもよい。

次に、弁駆動部26のプランジャ29がコイル32に通電され
る電流値によって固定鉄心27側に吸引されたり、原位置
側に戻ろうとする際、弁駆動部26内の空所には、固定鉄
心27やプランジャ29に設けた透孔35を通って熱湯が流入
しているため、前記弁駆動部26の空所と給湯管17内の圧
力は同圧になっているので、プランジャ29はコイル32へ
の通電電流が可変された場合の吸引力の増減に伴う移動
を、圧力差によって生ずる抵抗を全く受けることがない
ため、少電力で円滑に、かつ、確実に行うことができ
る。

なお、この場合、熱湯の流入によりコイル32の温度が上
昇してその抵抗値が小さくなると、コイル32への通電量
が一時的に増えて弁口49の開口度が広くなり、熱湯の流
入量が増加するものの、温度検出センサ19がこれを検出
してコイル32への通電量を制御装置20によって制御する
ことができるため、混合水の出湯温度が異常上昇するの
を抑制することができる。

又、前記プランジャ29の移動に伴って共動移動するスプ
ール53には、内部に空所51を設けた緩衝ピストン52が付
設されているため、スプール53が降下すると、前記緩衝
ピストン52は、空所51や閉ナット55の凹穴54に流入して
いる水を小径な小孔a,bから混合室48内に排出しながら
ゆっくりと下降することとなるため、スプール53の急速
な降下が、前記緩衝ピストン52が空所51から水を排出さ
せることによって生ずる降下速度の鈍化及びそれに伴っ
て発生する緩衝効果により制御される。従って、スプー
ル53の急速降下に伴う波打ち現象と圧縮ばね56の付勢力
との相乗作用によって生ずるチャタリング現象（スプー
ル53が混合室48内で揺動運動を行う現象）が確実に阻止
でき、弁口49の開口度を所定の設定値に正確に保持させ
ることにより、熱湯の流量を常時定量に維持することが
可能となる。

更に、湯水混合弁16を使用当初において熱湯の通水量を
確認する場合、あるいは、停電時において混合水を必要
とする場合は、操作杆60をスプール53が降下する方向に
手動により回動させると、操作杆60先端の半円状の係止
段部61により、スプール53の係合凹部62の下端縁が下方
に押動され、スプール53を圧縮ばね56の力に抗して押し
下げることができるように構成されているので、本発明
の湯水混合弁16は停電時等においても、給湯機１内の熱
湯を容易に利用することができる。

又、操作スイッチ73をオフすると、弁駆動部26のコイル
32への通電が断たれるため、プランジャ29は固定鉄心27
側への吸引力が解消される。すると、スプール53を常時
押し上げる方向に付勢している圧縮ばね56の力により、
スプール53は弁体50が弁口49を塞ぐ位置まで押し上げら
れて前記弁口49を閉鎖するとともに、プランジャ29を原
位置に押し戻す。この結果、熱湯は弁口49の閉鎖に伴い
出湯せず、冷水のみの使用が可能となる。これは、例え
ば、夏期等において混合水を余り必要としない時期に冷
水のみを使用し、熱湯の無駄な使用を避けることができ
るので、至便であるとともに、給湯機の効率的な使用を
可能とする利点がある。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、混合弁部とその弁駆動部
とを一直線状に配置し、弁駆動部内の駆動軸と混合弁部
のスプールとを同一鉛直線上の位置に当接させて前記ス
プールを直線移動させるようにして湯水混合装置を構成
したので、駆動軸の移動が直線的で、しかも、大きな摺
動摩擦を受けることなくスプールに直接伝達でき、混合
弁部内の弁口の開口度を確実に、かつ、迅速に設定する
ことができる。しかも、スプールを誤差なく直線的に動
作させることにより、湯・水の混合割合、混合水の温度
・流量の微調節等を正確に行うことが可能となる。

又、本発明は、湯水混合弁の弁駆動部に流れる電流を、
混合水の出湯温度に対応して通電することにより、弁駆
動部のプランジヤの吸引力を混合水の出湯温度に対応し
て任意に可変することができるように弁駆動部を駆動制
御する制御装置が構成されているので、前記弁駆動部に
流れる電流をパルス制御を行うことによってプランジヤ
の吸引力を混合水の出湯温度に対応して任意に可変する
ことが可能となり、このプランジヤにスプールを介して
連接した弁体を正確に駆動制御して湯水混合弁の弁口
を、混合水の出湯温度に応じて開口度合を調整すること
ができるため、湯・水の混合割合が正確に行い得、所要
温度の混合水を迅速，確実に得ることができる。

更に、本発明は、弁駆動部を駆動制御する制御装置に
は、混合水がその出湯中に、設定温度より一定の温度上
昇して降下しないような場合は、湯水混合弁の弁駆動部
への通電を直ちに停止して混合水の出湯を停止する混合
湯温異常検出回路が設けてあるため、前記のように、混
合水の出湯温度に異常が生じた場合、直ちに出湯を停止
して混合水の利用者が火傷を負うのを防止することがで
きるので、湯水混合装置を安全に使用することができ
る。その上、本発明においては、前記混合水の出湯を停
止しても冷水の流入口と混合水の流出口は弁体によって
閉鎖されず常時連通する構造となっているので、設定温
度以上の混合水の出湯が停止されても、冷水は吐水を継
続しているので、万一、設定温度以上の混合水が一時的
に出湯し、かつ、その出湯が直ちに停止しても、冷水の
みは吐水が継続されているため、異常温度の混合水の出
湯による弊害を確実に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の湯水混合装置の一実施例を示す概略構
成図、第２図は本発明の湯水混合装置を縦断して示す正
面図、第３図は湯水混合装置の動作状態を示す要部縦断
面図、第４図は平面図、第５図は第２図のA-A線におけ
る断面図、第６図は磁束の流れを示す説明図、第７図は
制御装置の構成を示すブロック図、第８図はタイムチャ
ート図、第９図は従来の湯水混合装置の一実施例を示す
構成図である。 16……湯水混合弁、26……弁駆動部 29……プランジャ、28……コイル 41……混合弁部、47……弁本体 48……混合室、49……弁口 50……弁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−107683（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱湯の流入口と冷水の流入口から流入した
湯・水を混合して流出口から適温の混合水として流出す
る流出口を備えた混合室と、前記混合室内に、熱湯が流
通する弁口を開閉自在に閉鎖し、かつ、冷水の流入口と
混合水の流出口を常時連通させる弁体を上下動可能に収
容して形成した弁本体と、前記弁本体の上部において、
コイルに通電される電流をパルス制御してプランジヤの
吸引力を前記コイルに流れる電流に比例して可変させる
制御装置を備えて前記プランジヤを駆動軸、スプールを
介して弁本体に直線移動可能に当接させて形成した弁駆
動部とを一直線上に配置固定して湯水混合弁を形成し、
前記制御装置は、ノコギリ波を定型状に出力するノコギ
リ波発生回路と、湯水混合弁の流出口から流出する混合
水の湯温を検出する混合水温検出回路と、前記ノコギリ
波発生回路からの出力と混合水温検出回路からの出力と
を比較して前記弁駆動部に印加される電圧に相当するパ
ルス信号を出力する駆動信号発生回路と、更に、混合水
の出湯中にその湯温が設定温度を所定温度以上に上昇し
たとき、これを検出して前記駆動信号発生回路の作動を
停止させて弁駆動部への通電を断ち、湯水混合弁の弁口
を閉鎖させる混合湯温異常検出回路とによって構成し、
前記弁駆動部のプランジヤの吸引力を、弁駆動部に通電
される電流に比例させて可変させることにより、湯水混
合弁を駆動制御するようにしたことを特徴とする湯水混
合装置。