JP2014088921A - 弁装置および給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で簡易な構成で分配比または混合比を調整可能で、かつ配管の接続が容易な弁装置およびそれを有する給湯装置を提供する。
【解決手段】流路１１Ａは、第１の開口部１１ａ、第２の開口部１１ｂおよび第３の開口部１１ｄを有している。軸体１２に接続される第１の弁体１３ａは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路１１Ａの開度を制御可能である。第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄは、軸体１２を挟んで第１の開口部１１ａと対向する側の流路１１Ａの壁面に設けられている。第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄと第１の開口部１１ａとが対向する方向から見て、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁および第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁は、軸体１２の軸線Ｃ−Ｃに直交する方向において互いにずれて配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、弁装置および給湯装置に関するものである。

給湯装置には、バイパス回路と熱交換器とへの分配比を調整するための弁装置が設けられている。弁装置は、たとえば特開平４−１４１７０９号公報に記載されている。この公報に記載の弁装置は、湯水混合弁であって、湯流路と水流路との双方に接続された混合室内に移動させることで、湯用弁体による湯用弁座に対する開度と、水用弁体による水用弁座に対する開度とが調節されて、湯水の混合比率が制御される。

特開平４−１４１７０９号公報

しかしながら上記公報に記載の弁装置では、湯水の混合比率を制御するために、弁軸の回転により弁軸を軸方向に移動させる必要がある。このため、弁軸にネジ切りをする必要があり、弁軸を太くする必要がある。よって、弁軸の外周に嵌められるＯリングも大型のものを使用する必要がある。これにより、弁軸の回転時に生じるＯリングによる抵抗が大きくなるため摺動トルクが大きくなる。したがって弁軸を回転させるために大型のモータが必要となり、装置が大型化・複雑化するおそれがある。

また弁装置を小型化する際には、弁装置への配管の接続が容易か否かも考慮する必要がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型で簡易な構成で分配比または混合比を調整可能で、かつ配管の接続が容易な弁装置およびそれを有する給湯装置を提供することである。

本発明の弁装置は、弁本体と、第１の弁体と、軸体とを備えている。弁本体は、第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部を有する流路を含んでいる。第１の弁体は、流路内において第１の開口部と第２の開口部との間の流路の開度を制御可能である。軸体は、第１の弁体を接続されている。第２および第３の開口部は、軸体を挟んで第１の開口部と対向する側の流路の壁面に設けられている。第２および第３の開口部と第１の開口部とが対向する方向から見たときに、第２の開口部の中心および第３の開口部の中心は、軸体の軸線に直交する方向において互いにずれて配置されている。

本発明の弁装置によれば、第２の開口部の中心と第３の開口部の中心とが軸体の軸線に直交する方向において互いにずれている。このため、第２の開口部の中心と第３の開口部の中心との距離を確保しながら第２の開口部と第３の開口部との軸線方向に沿う距離を短くすることができる。これにより弁装置の軸線方向に沿う寸法を簡易な構成で小型化することが可能となる。また弁装置の軸線方向に沿う寸法を小型化しながらも、第２の開口部の中心と第３の開口部の中心との距離を確保できるため、第２および第３の開口部の各々への配管の取付のスペースを大きく確保することができる。これにより、弁装置への配管の接続を容易に行うことができる。

上記の弁装置においては、第２の開口部は軸体の軸線に対して一方側にずれて配置されており、かつ第３の開口部は軸体の軸線に対して一方側とは反対側の他方側にずれて配置されている。

このように第２および第３の開口部を軸線に対して互いに逆側にずらして配置することにより、第２の開口部の中心と第３の開口部の中心との距離をより大きく確保することが可能となる。

上記の弁装置においては、流路は壁面に形成された第４の開口部を有している。弁装置は、第１の開口部と第４の開口部との間の流路の開度を制御可能なように軸体に接続された第２の弁体をさらに備えている。

これにより第１の開口部から第２および第４の開口部への流体の分配比率と、第２および第４の開口部から第１の開口部への流体の混合比率とを第１および第２の弁体により制御することができる。

上記の弁装置においては、第１の弁体は軸線を中心とした円盤形状に第１の切欠が形成された形状を有し、かつ第２の弁体は軸線を中心とした円盤形状に第２の切欠が形成された形状を有している。第１の切欠は第２の切欠に対して軸線を中心とした点対称となるように配置されている。

これにより軸体を回転させることで、第１の切欠の開閉と第２の切欠の開閉とを対称に制御することが容易となる。

上記の弁装置は、第１の切欠を開閉可能に構成された第１の遮蔽部と、第２の切欠を開閉可能に構成された第２の遮蔽部とをさらに備えている。

これにより第１および第２の切欠をそれぞれ第１および第２の遮蔽部により開閉制御可能となる。

本発明の給湯装置は、上記のいずれかの弁装置と、第２および第４の開口部の一方に接続された熱交換器と、第２および第４の開口部の他方に接続されたバイパス回路とを備えている。

本発明の給湯装置によれば、熱交換器側への流量とバイパス回路側への流量とを同時に制御することが可能になるとともに、装置の小型化を図ることができる。

以上説明したように本発明によれば、小型で簡易な構成で分配比または混合比を調整可能で、かつ配管の接続が容易な弁装置およびそれを有する給湯装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１における弁装置およびステッピングモータの構成を概略的に示す斜視図である。 図１の弁装置の構成を示す概略的に示す平面図である。 図１および図２に示す弁装置およびステッピングモータにおける弁装置部分を図２の２点鎖線Ｂ−Ｂに沿って軸体の軸線に向かって切った断面を概略的に示す断面図である。 図１に示す弁装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる第１および第２の弁体の形状を説明するための図である。 図１に示す弁装置に用いられるスペーサの構成を下側から概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる軸体、弁体、スペーサなどの構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる弁本体の破断斜視図である。 図１に示す弁装置において弁本体にスペーサが固定された様子を示す断面図である。 図１に示す弁装置において弁体と弁本体内部の流路壁面との間の径方向の隙間を説明するための断面図である。 図１に示す弁装置の第２の開口部の中心と第３の開口部の中心との距離を説明するための平面図である。 図１に示す弁装置およびステッピングモータを用いた追焚付き給湯装置の構成を概略的に示す図である。 図１に示す弁装置の動作を説明するための図である。 比較例の弁装置の構成を概略的に示す平面図である。 図１に示す弁装置において弁装置の構成を小型化できることを説明するための平面図である。 図１に示す弁装置が樹脂成型品である場合に樹脂成型時の型割り面を示す平面図である。 第２および第３の開口部を構成する筒状部が第１の開口部を構成する筒状部の延びる方向に対して傾斜して延びる構成を示す概略斜視図である。 第２および第３の開口部を構成する筒状部が折れ曲がった構成を示す概略斜視図である。 第２および第３の開口部が矩形状である場合の構成を示す概略斜視図（Ａ）および平面図（Ｂ）である。 切欠が１８０°未満の範囲で弁体に設けられた場合の構成を説明するための図である。 切欠が１８０°を超えた範囲で弁体に設けられた場合の構成を説明するための図である。 弁体に設けられた切欠が切欠開口である場合の軸体、弁体などの構成を概略的に示す斜視図である。 図２２に示す軸体、弁体などを有する弁装置において弁体の円盤形状の外周全周が弁本体の流路内における壁面に沿った様子を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず本実施の形態の弁装置およびステッピングモータの構成を図１〜図１０を用いて説明する。

主に図１および図２を参照して、本実施の形態の弁装置１にはステッピングモータ２が取付け固定されている。このステッピングモータ２により、後述するように弁装置１内の軸体および弁体が回転駆動可能なように構成されている。

主に図３および図４を参照して、本実施の形態の弁装置１は、弁本体１１と、軸体１２と、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂと、スペーサ１４と、弁カラー１５と、Ｏリング１６ａ、１６ｂとを主に有している。

弁本体１１は、内部に流路１１Ａを有している。その流路１１Ａは、第１の開口部１１ａと、その第１の開口部１１ａを挟むように配置された第２の開口部１１ｂおよび第３の開口部１１ｄとを有している。第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄは、軸体１２を挟んで第１の開口部１１ａと対向する側の流路１１Ａの壁面に設けられている。

また流路１１Ａは、その流路１１Ａの壁面に形成された第４の開口部１１ｃを有している。この第４の開口部１１ｃは、第２の開口部１１ｂとの間で第１の開口部１１ａを挟むように配置されている。第３の開口部１１ｃは、第１の開口部１１ａと第４の開口部１１ｃとの間に配置されている。

この弁装置１が分配弁である場合には、第１の開口部１１ａは流体（たとえば湯水）のたとえば流入口であり、第２および第４の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体のたとえば流出口である。この場合、第３の開口部１１ｄは流体の流出口であることが好ましい。また弁装置１が混合弁である場合には、第１の開口部１１ａは流体のたとえば流出口であり、第２および第４の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体のたとえば流入口である。

軸体１２は、弁本体１１の流路１１Ａ内に配置されており、かつ仮想の軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能に構成されている。つまり軸体１２は、その外周部に取付られた弁カラー１５を介在して弁本体１１に取付けられることにより、軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能である。

軸体１２と弁カラー１５との間にはＯリング１６ａが配置されており、かつ弁カラー１５と弁本体１１との間にはＯリング１６ｂが配置されている。また軸体１２は、ステッピングモータ２により回転駆動力を与えられるように構成されている。このステッピングモータ２は、サーボ取付板３を介在して弁本体１１に取付け固定されている。

第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々は軸体１２に取付けられている。第１の弁体１３ａは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間に位置している。第２の弁体１３ｂは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第４の開口部１１ｃとの間に位置している。

主に図５を参照して、第１の弁体１３ａは軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした円盤形状に第１の切欠１３ａ₁が形成された形状を有している。この第１の切欠１３ａ₁は、円盤形状の第１の弁体１３ａの中心Ｏの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第１の切欠１３ａ₁が設けられていない第１の弁体１３ａの部分１３ａ₂は円弧形状を有している。また第１の切欠１３ａ₁が設けられた第１の弁体１３ａの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。

第２の弁体１３ｂも、第１の弁体１３ａと同様、軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした円盤形状に第２の切欠１３ｂ₁が形成された形状を有している。この第２の切欠１３ｂ₁は、円盤形状の第２の弁体１３ｂの中心Ｏの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第２の切欠１３ｂ₁が設けられていない第２の弁体１３ｂの部分１３ｂ₂は円弧形状を有している。また第２の切欠１３ｂ₁が設けられた第２の弁体１３ｂの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。

第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの双方は１つの軸体１２に取付けられているため、第１の弁体１３ａの中心Ｏと第２の弁体１３ｂの中心Ｏとは同一の軸線（直線）Ｃ−Ｃ上に位置している。第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ₂の中心Ｏからの半径Ｒ１は、第２の弁体１３ｂの円弧部１３ｂ₂の中心Ｏからの半径Ｒ２と同じであってもよく、または異なっていてもよい。本実施の形態においては、半径Ｒ１は半径Ｒ２よりも小さくなっている。

第１の切欠１３ａ₁は、軸線Ｃ−Ｃ方向から見たときに、第２の切欠１３ｂ₁に対して軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした点対称となるように配置されていることが好ましい。上述のように本実施の形態では半径Ｒ１が半径Ｒ２よりも小さくなっている場合には、軸線Ｃ−Ｃ方向から見た第１の弁体１３ａの形状は第２の弁体１３ｂの形状の相似形状を有している。

主に図４および図６を参照して、スペーサ１４は、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂと、連結部１４ｃと、２つの凸状係合部１４ｄとを主に有している。第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々は、たとえば半円形状を有している。連結部１４ｃは、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの双方に接続される部分であり、かつ軸体１２の外周面に沿ってその外周面を覆う半円筒形状部を有している。

連結部１４ｃには軸線Ｃ−Ｃ方向と直交する方向に延びる貫通孔１４ｅが形成されている。２つの凸状係合部１４ｄは、それぞれ連結部１４ｃの両端部に配置されており、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの双方の外周端部よりも外周側に突き出すとともに、軸線Ｃ−Ｃ方向に延在している。

主に図３および図７を参照して、スペーサ１４は、第１の弁体１３ａと第２の弁体１３ｂとの間で挟み込まれるとともに、貫通孔１４ｅ内に第２の弁体１３ｂを挿通させることにより、軸体１２に取付けられている。この取付け状態において、連結部１４ｃの半円筒形状部は軸体１２の外周面に沿ってその外周面を覆っている。またこの取付け状態において、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂは、軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置している。

この取付け状態においてスペーサ１４に対して軸体１２を回転させることにより、第１の切欠１３ａ₁を第１の遮蔽部１４ａで開閉可能であり、かつ第２の切欠１３ｂ₁を第２の遮蔽部１４ｂで開閉可能である。そして第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃに対して互いに異なる方向に位置し、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置しているため、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を閉じているときに、第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を開くことができる。また逆に、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を開いているときに、第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を閉じることもできる。

主に図８および図９を参照して、弁本体１１の流路１１Ａの壁面（以下、「流路壁面」とも称する）には、軸線Ｃ−Ｃの延びる方向に延在する直線状の溝１１ｅが形成されている。スペーサ１４は、凸状係合部１４ｄが溝１１ｅ内に嵌め込まれた状態で、溝１１ｅで案内されながら流路１１Ａ内に挿入されることにより、流路壁面に固定され得る。つまりスペーサ１４が流路１１Ａ内に挿入された状態ではスペーサ１４の両側の凸状係合部１４ｄのそれぞれが溝１１ｅ内に嵌り込んでいるため、軸体１２が軸線Ｃ−Ｃを中心として回転してもスペーサ１４が軸体１２とともに回転することはない。

主に図８を参照して、弁本体１１の流路壁面には、周方向に沿って約１８０°の角度範囲で延在する溝１１ｆが形成されている。

なお図３に示すように、軸線Ｃ−Ｃに対して第１、第２および第３の開口部１１ａ、１１ｂ、１１ｄは直交する向きに設けられており、第４の開口部１１ｃは平行な向きに設けられていることが好ましい。

弁本体１１、軸体１２、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂ、スペーサ１４および弁カラー１５の材質はたとえばＰＰＳ（polyphenylene sulfide）からなっており、サーボ取付板３はたとえば亜鉛めっき鋼板からなっている。また第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは軸体１２と一体的に形成されたものであってもよく、また軸体１２と別体からなり軸体１２に取付け固定されたものであってもよい。

本実施の形態においては、図２に示すように第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄと第１の開口部１１ａとが対向する方向から見たときに、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁および第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁が、軸体１２の軸線Ｃ−Ｃに直交する方向（以下、「軸線直交方向」とも称する）において互いにオフセットして（ずれて）配置されている。

具体的には図２に示すように第１の開口部１１ａの中心１１ａ₁が軸体１２の軸線Ｃ−Ｃ上に位置するような方向からみたときに、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃ上に位置して、第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁が軸線Ｃ−Ｃ上から軸線直交方向にずれて位置していてもよい。また第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁が軸線Ｃ−Ｃ上に位置して、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃ上から軸線直交方向にずれて位置していてもよい。

また第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃ上から軸線直交方向の一方側にずれて位置して、第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁が軸線Ｃ−Ｃ上から軸線直交方向の他方側（一方側とは逆側）にずれて位置していてもよい。

また第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの双方が軸線Ｃ−Ｃ上から軸線直交方向の同じ側にずれて配置されていても、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁と第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁とが軸線直交方向において互いにずれて位置していればよい。

図１０を参照して、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁と第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁との軸線直交方向の相互のずれ量Ｙは、中心１１ｂ₁および中心１１ｄ₁の軸線Ｃ−Ｃ方向の相互のずれ量をＸとし、中心１１ｂ₁および中心１１ｄ₁の距離をＡ１としたとき、Ｙ≧（２×Ａ１−１）^1/2の関係を満たすことが好ましい。以下、そのことを説明する。

図１に示すように第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々には、配管（図示せず）を接続するために、たとえばクイックファスナなどの接続具２１ａ、２１ｂを取り付ける必要がある。この接続具２１ａ、２１ｂの取り付けのためには、中心１１ｂ₁および中心１１ｄ₁の距離Ａ１が必要であるが、中心１１ｂ₁および中心１１ｄ₁の軸線Ｃ−Ｃ方向のずれ量をＸとしたときに、ずれ量Ｘを距離Ａ１から１ｍｍ以上短縮することができれば、給湯装置内のレイアウトにおいて有意差が得られる小型化が達成できたといえる。このことから、中心１１ｂ₁および中心１１ｄ₁の距離Ａ１と、中心１１ｂ₁および中心１１ｄ₁の軸線Ｃ−Ｃ方向の相互のずれ量Ｘとの間には、Ａ１−Ｘ≧１（ｍｍ）の関係が成り立つ。この関係から、Ｘ≦Ａ１−１…式（１）の関係が導かれる。

一方、上記Ａ１、Ｘ、Ｙは、それぞれ三角形の各辺の長さに対応するため、三平方の定理から、Ａ１²＝Ｘ²＋Ｙ²の関係が成り立つ。この関係から、Ｘ＝（Ａ１²−Ｙ²）^1/2…式（２）の関係が導かれる。

上記式（１）、（２）から、Ａ１−１≧（Ａ１²−Ｙ²）^1/2が導かれ、この関係からさらに、Ａ１²−２Ａ１＋１≧Ａ１²−Ｙ²が導かれ、この関係から、Ｙ≧（２×Ａ１−１）^1/2の関係が得られる。このずれ量Ｙの単位はｍｍである。

一方、ずれ量Ｙの上限値は図２に示すように平面視におけるステッピングモータ２の取付部であるサーボ取付板３の幅Ｗ以下の寸法であることが好ましい。これにより、図２の平面視において第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁と第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁との双方をステッピングモータ２の取付部の幅Ｗ内に収めることができるため、弁装置１の小型化が容易となる。

なお図１および図２を参照して、上記において第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁とは、開口を構成する管の端部（いわゆる開口端）における中心を意味する。また第２の開口部１１ｂの開口端における平面形状が円形の場合には、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁とはその円形の中心を意味する。また第１および第３の開口部１１ａ、１１ｄの中心１１ａ₁、１１ｄ₁とについても第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁と同様である。

次に、本実施の形態の弁装置１を有する給湯装置の構成について図１２を用いて説明する。

図１２を参照して、追焚付き給湯装置１００は、弁装置１と、ステッピングモータ２と、給湯側熱交換器３１ａと、風呂側熱交換器３１ｂと、燃焼バーナ３２と、送風機３３と、給水配管３５と、出湯配管３６と、バイパス回路３７と、配管３８〜４４と、逆流防止弁５０と、ポンプ６０と、逆止弁８０ａ、８０ｂと、注湯電磁弁９０とを主に有している。

給湯側熱交換器３１ａには、給湯側熱交換器３１ａに給水するための給水配管３５と、給湯側熱交換器３１ａから出湯するための出湯配管３６とが接続されている。バイパス回路（バイパス配管）３７は、この給水配管３５と出湯配管３６とを接続している。図１〜図１０に示す構成を有する本実施の形態の弁装置１は、たとえば給水配管３５とバイパス回路３７との接続部に接続されている。

風呂側熱交換器３１ｂの入口側には風呂戻り配管４３が接続されており、風呂側熱交換器３１ｂの出口側には風呂往き配管４４が接続されている。ポンプ６０は、主に浴槽（図示せず）と風呂側熱交換器３１ｂとの間で湯水を循環させるためのものであり、風呂戻り配管４３に接続されている。

給湯側熱交換器３１ａおよび風呂側熱交換器３１ｂの各々は、燃焼バーナ３２で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうためのものである。送風機３３は燃焼バーナ３２に対して燃焼に必要な空気を供給するためのものである。

逆流防止弁５０は、風呂の雑水と上水とを縁切りするための安全装置である。この逆流防止弁５０は、上水の給水元側の圧力（１次圧）と供給先側の圧力（２次圧）との圧力差により通常はオーバーフロー口を閉止するものであり、１次圧を導入するために配管３８を通じて給水配管３５に接続され、かつ２次圧を導入するために配管３９、４０と注湯電磁弁９０と逆止弁８０ａとを通じて出湯配管３６に接続されている。この配管４０は逆止弁８０ｂと配管４２とを通じて風呂戻り配管４３に接続されている。なお注湯電磁弁９０は、風呂湯張り時に開弁して、出湯配管３６の湯水を配管４２を介して風呂回路に導くものである。

また逆流防止弁５０は、断水などで給水元側に負圧が発生すると開弁してオーバーフロー口から雑水を給湯装置１００の外部へ排出するため、そのオーバーフロー口は配管４１を通じて給湯装置１００の排水部に接続されている。

主に図３および図１２を参照して、弁装置１の第１の開口部１１ａは給水配管３５の給水側部分３５ａに接続されており、第４の開口部１１ｃは給水配管３５の熱交換器側部分３５ｂに接続されている。また第２の開口部１１ｂはバイパス回路３７に接続されている。第３の開口部１１ｄは、逆流防止弁５０の１次圧を導入するための水圧導入口に繋がる配管３８に接続されている。

次に、本実施の形態の弁装置１の動作について図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）を用いて説明する。

図１３（Ａ）を参照して、この状態は、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われておらず開いており、かつ第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の全体が第２の遮蔽部１４ｂで覆われて閉じた状態を示している。この状態では図１１に示すように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で流体（たとえば湯水）が流通可能であり、かつ第１の開口部１１ａと第４の開口部１１ｃとの間で流体の流通は遮断されている。

なお第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が形成された部分のうち第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂで覆われておらず開いた部分には図中ハッチングが付されている。このハッチングは、図１３（Ｂ）、（Ｃ）にも同様に付されている。

図１３（Ｂ）を参照して、この状態は図１３（Ａ）の状態から軸体１２を矢印ＲＤで示すように図中時計周りに約９０°回転させた状態である。この状態では、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の一部が第１の遮蔽部１４ａで覆われているが、残りの部分は第１の遮蔽部１４ａで覆われておらず開いている。また第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の一部が第２の遮蔽部１４ｂで覆われているが、残りの部分は第２の遮蔽部１４ｂで覆われておらず開いている。つまり、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の双方の一部分が開いた状態となっている。このため、この状態では、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で所定量の流体が流通可能であり、かつ第１の開口部１１ａと第４の開口部１１ｃとの間でも所定量の流体が流通可能である。

図１３（Ｃ）を参照して、この状態は図１３（Ｂ）の状態から軸体１２を矢印ＲＤで示すように図中時計回りにさらに約９０°回転させた状態である。この状態では、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われて閉じており、かつ第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の全体が第２の遮蔽部１４ｂで覆われておらず開いた状態となっている。この状態では図３に示すように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で主たる流体の流通は遮断されており、かつ第１の開口部１１ａと第４の開口部１１ｃとの間で流体は流通可能である。

このように軸体１２を回転させることにより、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の開閉操作を行なうことができる。これにより、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路の開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路の開度とを調整することができる。このため、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流量と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流量とを同時に制御することが可能となる。

次に、本実施の形態の作用効果について図１４、図１５などを用いて説明する。
図１４を参照して、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁および第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁の双方が軸体の軸線Ｃ−Ｃ上に位置している場合、中心１１ｂ₁および中心１１ｄ₁の間の距離Ａ１は軸線Ｃ−Ｃに沿う距離となる。このため、弁装置１の軸線Ｃ−Ｃに沿う方向の寸法（たとえば中心１１ｂ₁からステッピングモータ２とは反対側の端部までの寸法Ｂ１）を小さくすることは難しい。

これに対して図１５に示す本実施の形態では、中心１１ｂ₁と中心１１ｄ₁とを軸線直交方向に互いにずらして配置することにより、中心１１ｂ₁と中心１１ｄ₁との間の軸線Ｃ−Ｃに沿う方向の長さＸを、中心１１ｂ₁と中心１１ｄ₁との間の距離Ａ１よりも小さくすることができる。このため、弁装置１の軸線Ｃ−Ｃに沿う方向の寸法（たとえば中心１１ｂ₁からステッピングモータ２とは反対側の端部までの寸法Ｂ１）を小さくすることが可能となる。これにより弁装置１の軸線Ｃ−Ｃ方向に沿う寸法を簡易な構成で小型化することが可能となる。

また弁装置１の軸線Ｃ−Ｃ方向に沿う寸法を小型化しながらも、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁と第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁との距離Ａ１を大きく確保することができる。このため、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々への配管の取付のスペースを大きく確保することができる。これにより、弁装置１への配管の接続を容易に行うことができる。

また第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの中心１１ｂ₁、１１ｄ₁を軸線Ｃ−Ｃに対して互いに逆側にずらして配置することにより、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁と第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁との距離Ａ１をより大きく確保しながらも、中心１１ｂ₁と中心１１ｄ₁との間の軸線Ｃ−Ｃに沿う方向の長さＸをさらに小さくすることが可能となる。

また図３に示すように弁装置１は、第４の開口部１１ｃを有し、かつ第１の開口部１１ａと第４の開口部１１ｃとの間の流路１１Ａの開度を制御可能なように軸体１２に接続された第２の弁体１３ｂを有している。これにより第１の開口部１１ａから第２および第４の開口部１１ｂ、１１ｃへの流体の分配比率と、第２および第４の開口部１１ｂ、１１ｃから第１の開口部１１ａへの流体の混合比率とを第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂにより制御することができる。

また図５に示すように第１の弁体１３ａは軸線Ｃ−Ｃを中心とした円盤形状に第１の切欠１３ａ₁が形成された形状を有し、かつ第２の弁体１３ｂは軸線Ｃ−Ｃを中心とした円盤形状に第２の切欠１３ｂ₁が形成された形状を有している。第１の切欠１３ａ₁は第２の切欠１３ｂ₁に対して軸線を中心とした点対称となるように配置されている。これにより軸体１２を回転させることで、第１の切欠１３ａ₁の開閉と第２の切欠１３ｂ₁の開閉とを対称に制御することが容易となる。

また図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）に示すように弁装置１は、第１の切欠１３ａ₁を開閉可能に構成された第１の遮蔽部１４ａと、第２の切欠１３ｂ₁を開閉可能に構成された第２の遮蔽部１４ｂとを有している。これにより第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁をそれぞれ第１および第２の遮蔽部により開閉制御することができる。

また上記開閉制御の開度を調整するためには第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂを回転させるだけでよく、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂを軸線Ｃ−Ｃ方向に移動させる必要はない。つまり第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂを回転のみによって上記開度を調整することができる。これにより、軸体１２を軸線Ｃ−Ｃ方向に移動させるために軸体１２にネジ切りをする必要がなく、軸体１２を細くすることができるため、軸体１２を回転させるためのステッピングモータ２を小型化することができる。このため弁装置１を小型で簡易な構成としつつ、分配比または混合比を調整することが可能となる。したがって、この弁装置１を備えた給湯装置１００も小型化することが可能となる。

また第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂを有するスペーサ１４が弁本体１１と別体で設けられ、かつ弁本体１１の流路壁面に固定されている。これにより２つの弁体１３ａ、１３ｂを１つの軸体１２に接合した弁装置１の組立が可能かつ容易となるとともに、軸体１２の回転時にスペーサ１４が軸体１２とともに回転することを防止することができる。

つまり、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが弁本体１１と一体的に形成されていた場合、１つの軸体１２に接合された２つの弁体１３ａ、１３ｂを流路１１Ａ内に挿入しようとしても、流路１１Ａ内の第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが弁体の侵入を遮ることになる。このため、１つの軸体１２に接合された２つの弁体１３ａ、１３ｂを流路１１Ａ内に挿入することはできず、弁装置１を組み立てることができない。

これに対して本実施の形態では、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂを有するスペーサ１４は、弁本体１１と別体で形成され、かつ軸体１２および弁体１３ａ、１３ｂに組み付けられた状態で流路１１Ａ内に挿入される。これにより、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの流路１１Ａ内への挿入が第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂによって遮られることがなくなる。このため、２つの弁体１３ａ、１３ｂを１つの軸体１２に接合した弁装置１の組立が可能となる。

加えて図９に示すようにスペーサ１４の両端部に設けられた２つの凸状係合部１４ｄのそれぞれが、流路壁面に設けられた溝１１ｅ内に嵌めこまれる。このため、軸体１２の回転時にスペーサ１４が軸体１２とともに回転することが防止される。これにより、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の開閉操作を正確に行なうことが可能となる。

また第１、第２および第４の開口部１１ａ、１１ｂ、１１ｄは軸線Ｃ−Ｃに対して直交する向きに設けられており、第３の開口部１１ｃは軸線Ｃ−Ｃに平行な向きに設けられている。この弁装置１は、上述したように第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の開閉操作が可能な構成を有しているため、上記のように軸線Ｃ−Ｃに対して直交する向きだけでなく平行な向きにも第３の開口部１１ｃを設けることが可能となる。そして平行な向きにも第３の開口部１１ｃを設けることができるため、弁装置１を給湯装置１００などの器具に組み込んだ際の組立が容易となる。

また図１２に示す本実施の形態の給湯装置１００によれば、本実施の形態の弁装置１を採用することにより、熱交換器３１ａ側への流量とバイパス回路３７側への流量とを同時に制御することが可能にあるとともに、装置１００の小型化を図ることができる。

なお本実施の形態において弁装置１が樹脂成型品である場合には、図１６で示す一点鎖線Ｄ−Ｄに沿って樹脂成型時の型割り面を構成することによって、樹脂成型が可能となる。この場合、外形部に若干の肉盛形状が生じる可能性があるが、弁装置１の性能に影響はない。

また本実施の形態においては図１に示すように、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々を構成する筒状部が、第１の開口部１１ａを構成する筒状部の延びる方向と平行に延びている。本発明はこれに限定されるものではなく、図１７に示すように第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々を構成する筒状部は、第１の開口部１１ａを構成する筒状部の延びる方向に対して傾斜するように延びていてもよい。この場合、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々を構成する筒状部は、開口部１１ｂと開口部１１ｄとが互いに離れる方向に傾斜していることが好ましい。

また図１８に示すように第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々を構成する筒状部は、横側へ延びた後に上側に延びるように途中で折れ曲がる形状を有していてもよい。

上記のように本発明においては、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々を構成する筒状部の形状に関わりなく、第２の開口部１１ｂの中心１１ｂ₁と第３の開口部１１ｄの中心１１ｄ₁とが軸体１２の軸線Ｃ−Ｃに直交する方向において互いにずれて配置されていればよい。

また本実施の形態においては、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々の平面形状が円形である場合について説明したが、これに限定されず、図１９（Ａ）に示すように矩形状などであってもよい。第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各々の平面形状が矩形状である場合、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｄの各中心１１ｂ₁、１１ｄ₁は図１９（Ｂ）に示すように矩形の対角線の交点となる。

また本実施の形態においては、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃに対して互いに異なる方向に位置し、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置している場合について説明した。しかし、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置し、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに異なる方向に位置していてもよい。この場合、第１の遮蔽部１４ａは、第２の遮蔽部１４ｂに対して軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした点対称となるように配置されていることが好ましい。この場合にも、軸体１２を回転させることで、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路の開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路の開度との各々の変化を対称にすることが可能かつ容易となる。

また図１１に示すように、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を閉じているときに第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を開くことができ、かつ第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を開いているときに第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を閉じることができるのであれば、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁と第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂとの位置は特に制限されるものではない。

また上記実施の形態においては、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々に設けられる第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁はともに約１８０°の角度範囲で形成されている。この第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の形成角度範囲θ１、θ２は、ともに図２０に示すように１８０°未満であってもよく、また図２１に示すように１８０°を超えていてもよい。

また上記の実施の形態においては図５に示すように第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の各々の外周側に第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの肉厚部が存在しない構成について説明した。しかし図２２および図２３に示すように、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の各々の外周側に第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの肉厚部１３ａ₃、１３ｂ₃が存在していてもよい。

主に図２２を参照して、第１の切欠１３ａ₁は、第１の弁体１３ａの円盤形状（軸体１２の軸方向から見て円形）の外形を維持したまま、その円盤形状の第１の弁体１３ａを貫通するように形成された切欠開口である。このため第１の切欠１３ａ₁の外周側には、第１の弁体１３ａの肉厚部（たとえば円弧形状を有する部分）１３ａ₃が位置している。これにより軸体１２の軸方向から見て第１の切欠１３ａ₁の周囲全周は第１の弁体１３ａの肉厚部により取り囲まれている。

また第２の切欠１３ｂ₁は、第２の弁体１３ｂの円盤形状（軸体１２の軸方向から見て円形）の外形を維持したまま、その円盤形状の第２の弁体１３ｂを貫通するように形成された切欠開口である。このため第２の切欠１３ｂ₁の外周側には、第２の弁体１３ｂの肉厚部（たとえば円弧形状を有する部分）１３ｂ₃が位置している。これにより軸体１２の軸方向から見て第２の切欠１３ｂ₁の周囲全周は第２の弁体１３ｂの肉厚部により取り囲まれている。

主に図２３を参照して、上記第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂを有する軸体１２を弁本体１１の流路１１Ａ内に配置した状態において、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは、その外周全周が弁本体１１の流路１１Ａ内における壁面に沿った状態となる。

図２２および図２３に示す構成においては、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂが円盤形状の外形を維持できるため、その円盤形状の外周全周を弁本体１１の流路１１Ａ内における壁面に沿わせることが可能となる。このため、弁本体１１と第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂとの２部品の軸精度のみを考慮すれば足り、他の部品（スペーサ１４）について厳密な軸精度が不要となる。また円盤形状の外周全周を弁本体１１の流路１１Ａ内における壁面に沿わせることが可能となるため、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転を安定させることができる。

本実施の形態においては第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の双方が切欠開口である場合について説明したが、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁のいずれか一方のみが切欠開口であって、いずれか他方は図４に示したような切欠の外周側に弁体の肉厚部が存在しない構成であってもよい。

また第１の切欠１３ａ₁の外周側に位置する肉厚部１３ａ₃と第２の切欠１３ｂ₁の外周側に位置する肉厚部１３ｂ₃とは、それぞれ切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の外周側の全体を取り囲んでいなくてもよく、切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の外周側の一部において途切れていてもよい。

また第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁はともに約１８０°の角度範囲で形成されている。この第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の形成角度範囲θ１、θ２は、ともに図２０に示すのと同様に１８０°未満であってもよく、また図２１に示すのと同様に１８０°を超えていてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、３つの開口部を有する弁装置およびそれを備えた給湯装置に有利に適用され得る。

１ 弁装置、２ ステッピングモータ、３ サーボ取付板、１１ 弁本体、１１Ａ 流路、１１ａ 第１の開口部、１１ｂ 第２の開口部、１１ｃ 第４の開口部、１１ｄ 第３の開口部、１１ｅ，１１ｆ 溝、１１ａ₁，１１ｂ₁，１１ｄ₁ 中心、１２ 軸体、１３ａ 第１の弁体、１３ｂ 第２の弁体、１３ａ₁ 第１の切欠、１３ｂ₁ 第２の切欠、１３ａ₂ 第１の円弧部、１３ｂ₂ 第２の円弧部、１３ａ₃，１３ｂ₃ 肉厚部、１４ スペーサ、１４ａ 第１の遮蔽部、１４ｂ 第２の遮蔽部、１４ｃ 連結部、１４ｄ 凸状係合部、１４ｅ 貫通孔、１５ 弁カラー、１６ａ，１６ｂ Ｏリング、２１ａ，２１ｂ 接続具、３１ａ 給湯側熱交換器、３１ｂ 風呂側熱交換器、３２ 燃焼バーナ、３３ 送風機、３５ 給水配管、３５ａ 給水側部分、３５ｂ 熱交換器側部分、３６ 出湯配管、３７ バイパス回路、３８〜４４ 配管、５０ 逆流防止弁、６０ ポンプ、８０ａ，８０ｂ 逆止弁、９０ 湯電磁弁、１００ 給湯装置。

Claims (6)

1. 第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部を有する流路を含む弁本体と、
   前記流路内において前記第１の開口部と前記第２の開口部との間の前記流路の開度を制御可能な第１の弁体と、
   前記第１の弁体が接続される軸体と、を備え、
   前記第２および第３の開口部は、前記軸体を挟んで前記第１の開口部と対向する側の前記流路の壁面に設けられ、
   前記第２および第３の開口部と前記第１の開口部とが対向する方向から見たときに、前記第２の開口部の中心および前記第３の開口部の中心は、前記軸体の軸線に直交する方向において互いにずれて配置されている、弁装置。
2. 前記第２の開口部は前記軸体の軸線に対して一方側にずれて配置されており、かつ前記第３の開口部は前記軸体の前記軸線に対して前記一方側とは反対側の他方側にずれて配置されている、請求項１に記載の弁装置。
3. 前記流路は、前記壁面に形成された第４の開口部を有し、
   前記第１の開口部と前記第４の開口部との間の前記流路の開度を制御可能なように前記軸体に接続された第２の弁体をさらに備えた、請求項１または２に記載の弁装置。
4. 前記第１の弁体は前記軸線を中心とした円盤形状に第１の切欠が形成された形状を有し、かつ前記第２の弁体は前記軸線を中心とした円盤形状に第２の切欠が形成された形状を有し、前記第１の切欠は前記第２の切欠に対して前記軸線を中心とした点対称となるように配置されている、請求項３に記載の弁装置。
5. 前記第１の切欠を開閉可能に構成された第１の遮蔽部と、
   前記第２の切欠を開閉可能に構成された第２の遮蔽部とをさらに備えた、請求項４に記載の弁装置。
6. 請求項３〜５のいずれか１項に記載の前記弁装置と、
   前記第２および第４の開口部の一方に接続された熱交換器と、
   前記第２および第４の開口部の他方に接続されたバイパス回路とを備えた、給湯装置。

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