JP2656786B2 - Hot water mixing equipment - Google Patents
Hot water mixing equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は、湯水混合装置の制御装置に関する。The present invention relates to a controller for a hot and cold water mixing apparatus.
(ロ) 従来の技術 従来、湯側及び水側流量調整弁、又は湯水混合弁と切
換弁などの複数個の弁を有し、これらの弁に配設したア
クチュエータを制御するようにした湯水混合装置の制御
装置では、各アクチュエータにそれぞれ個別の制御回路
と駆動回路を配設するか、又は、共通の制御回路に各ア
クチュエータに個別に配設した駆動回路を接続するな
ど、いずれにしても、各アクチュエータごとに駆動回路
を配設していた。(B) Conventional technology Conventionally, there are a plurality of valves such as a hot-water-side and water-side flow rate adjustment valve, or a hot-water mixing valve and a switching valve, and a water-water mixing device that controls an actuator disposed on these valves. In the control device of the device, an individual control circuit and a drive circuit are provided for each actuator, or a drive circuit individually provided for each actuator is connected to a common control circuit. A drive circuit is provided for each actuator.
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 かかる構成の制御装置を備えた湯水混合装置では、ア
クチュエータごとに少なくとも一個の駆動回路を要して
構造が複雑となり、また、各アクチュエータが同時に作
動する可能性があるため、電源をアクチュエータの数に
対応した大容量のものとする必要があり、制御装置が大
型化すると共に、コストがかさむという欠点があった。(C) Problems to be Solved by the Invention In a hot and cold water mixing apparatus provided with a control device having such a configuration, at least one drive circuit is required for each actuator, the structure becomes complicated, and each actuator can operate simultaneously. Therefore, it is necessary to use a large-capacity power supply corresponding to the number of actuators, resulting in a disadvantage that the size of the control device is increased and the cost is increased.
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明では、電気的に駆動されるアクチュエータと連
結された弁を複数個有する湯水混合装置において、各弁
に配設された複数個のアクチュエータを、一個の制御回
路と、同制御回路の制御下にある一個の駆動回路に対応
させ、該駆動回路出力を制御回路で制御される切換回路
を介して各アクチュエータに送り、各アクチュエータを
切換作動させるべく構成した制御装置を備えた湯水混合
装置を提供するものである。(D) Means for Solving the Problems According to the present invention, in a hot and cold water mixing apparatus having a plurality of valves connected to an electrically driven actuator, a plurality of actuators provided for each valve are replaced by one. Control circuit, and one drive circuit under the control of the control circuit, and the output of the drive circuit is sent to each actuator via a switching circuit controlled by the control circuit, and each actuator is switched. To provide a hot and cold water mixing device provided with a control device.
(ホ) 作用・効果 上記の構成により、本発明では、次の作用効果を有す
る。(E) Function / Effect With the above configuration, the present invention has the following function / effect.
制御回路と駆動回路が各一個あればよいので構造が簡
単となり、部品数も少なくてすむ。Since only one control circuit and one drive circuit are required, the structure is simplified, and the number of components can be reduced.
また、一時に一個のアクチュエータだけを駆動すれば
よいので、電源も一個のアクチュエータを駆動するに足
りるものであればよく、制御装置全体を小型化し、コス
トダウンをはかることができる。Also, since only one actuator needs to be driven at a time, the power supply only needs to be sufficient to drive one actuator, and the entire control device can be reduced in size and cost can be reduced.
(ヘ) 実施例 本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、第1図
は、本発明の湯水混合用の自動開閉弁に用いられる微小
距離無段階駆動式アクチュエータの一形態としての圧電
アクチュエータ(A)(A′)の断面図を示すものであ
る。(F) Embodiment An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a piezoelectric actuator as one mode of a micro-distance stepless drive actuator used for an automatic on-off valve for mixing hot and cold water according to the present invention. (A) It shows the sectional view of (A ').
なお、ここで、微小距離無段階駆動式アクチュエータ
とは、積層式圧電アクチュエータ、圧電バイモルフアク
チュエータ、ステッピングリニヤモータ、圧電リニヤモ
ータ、超音波モータ(回転式)と回転ねじの組み合わ
せ、ステッピングモータ(回転式)と回転ねじの組み合
わせ等をいう。Here, the micro-distance stepless drive actuator means a laminated piezoelectric actuator, a piezoelectric bimorph actuator, a stepping linear motor, a piezoelectric linear motor, a combination of an ultrasonic motor (rotary) and a rotary screw, and a stepping motor (rotary). And the combination of rotary screws.
同アクチュエータ(A)(A′)は、前後壁(1)
(2)を具備する筒状のアクチュエータケーシング
(3)内に同心円的にかつ軸線に沿って進退自在に筒状
プランジャ(4)を取付けており、同円筒プランジャ
(4)は先端に係合縁(5)を設けて係合縁(5)の中
央にプランジャヘッド(6)が挿通する孔(7)を形成
しており、筒状のプランジャ(4)中にはプランジャヘ
ッド(6)を先端突出状に収納している。The actuators (A) and (A ') are the front and rear walls (1)
A cylindrical plunger (4) is mounted concentrically and freely reciprocally along an axis in a cylindrical actuator casing (3) provided with (2), and the cylindrical plunger (4) has an engaging edge at its tip. A hole (7) through which the plunger head (6) is inserted is formed at the center of the engaging edge (5) by providing (5), and the plunger head (6) is inserted into the cylindrical plunger (4). It is housed in a protruding shape.
すなわち、プランジャヘッド(6)は基端を先端より
大径とし、段部を形成した係合部(8)を有しており、
同係合部(8)は、筒状プランジャ(4)中に収納され
て、筒状プランジャ(4)の退去作動にともなって係合
縁(5)と係合自在であり、プランジャヘッド(6)の
先端は孔(7)を通って筒状プランジャ(4)先端より
突出状となっている。That is, the plunger head (6) has an engagement portion (8) having a base end with a larger diameter than the tip and a stepped portion,
The engaging portion (8) is housed in the cylindrical plunger (4), and is freely engageable with the engaging edge (5) with the retreat operation of the cylindrical plunger (4). The tip of ()) projects through the hole (7) from the tip of the cylindrical plunger (4).
また、筒状プランジャ(4)中においては係合部
(8)の後端面とアクチュエータケーシング(3)の後
壁(2)との間にスプリング(S)が介設されており、
プランジャヘッド(6)は同スプリング(S)にて常時
先端進行方向に付勢されて、係合部(8)を筒状プラン
ジャ(4)の係合縁(5)に常時当接状態としている。In the cylindrical plunger (4), a spring (S) is interposed between the rear end face of the engaging portion (8) and the rear wall (2) of the actuator casing (3).
The plunger head (6) is constantly urged in the tip advancing direction by the spring (S) to keep the engaging portion (8) in constant contact with the engaging edge (5) of the cylindrical plunger (4). .
筒状プランジャ(4)の外周側には、圧電素子が縮径
・拡径自在で、かつ伸長・短縮自在に配設されている。On the outer peripheral side of the cylindrical plunger (4), a piezoelectric element is arranged so that the diameter can be freely reduced and expanded, and the piezoelectric element can be freely extended and shortened.
すなわち、圧電素子の(c)(d)は筒状プランジャ
(4)の中央部に配設され、アクチュエータケーシング
(3)に基端を固定した断面略L字状の筒状の保持具
(9)によって支持されている。That is, (c) and (d) of the piezoelectric element are disposed at the center of the cylindrical plunger (4), and the cylindrical holder (9) having a base end fixed to the actuator casing (3) and having a substantially L-shaped cross section. ).
また、別の圧電素子(a)(b)は、筒状プランジャ
(4)の前後端部に弾性ブリッジ(10)(11)によって
支持配設され、同弾性プリッジ(10)(11)は、基端を
圧電素子(c)(d)に固着し、その先端をアクチュエ
ータケーシング(3)の前後壁(1)(2)に向けて伸
延した片持ち状態に形成されており、同ブリッジ(10)
(11)の内周面には、ブレーキシュー(12)(13)を固
着している。Further, the other piezoelectric elements (a) and (b) are supported and arranged at the front and rear ends of the cylindrical plunger (4) by elastic bridges (10) and (11). The proximal end is fixed to the piezoelectric elements (c) and (d), and the distal end is formed in a cantilever state extending toward the front and rear walls (1) and (2) of the actuator casing (3). )
Brake shoes (12) and (13) are fixed to the inner peripheral surface of (11).
かかる圧電素子(a)(b)(c)(d)は、非通電
状態にすると短縮するように構成されている。These piezoelectric elements (a), (b), (c), and (d) are configured to be shortened when they are not energized.
即ち、圧電素子(a)(b)は、通電状態では伸長し
て、外殻固定のために内径は縮径し、筒状プランジャ
(4)を外周よりクランプすると共に、通電していない
状態では短縮して外殻固定のため内径は拡径して筒状プ
ランジャ(4)のクランプを解除する。That is, the piezoelectric elements (a) and (b) are elongated in the energized state, the inner diameter is reduced for fixing the outer shell, and the cylindrical plunger (4) is clamped from the outer periphery. In order to shorten the outer shell and fix the outer shell, the inner diameter is expanded and the clamp of the cylindrical plunger (4) is released.
一方、圧電素子(c)(d)は通電している状態で
は、筒状プランジャ(4)上を軸線方向に伸長した状態
にあり、通電していない状態では筒状プランジャ(4)
上を短縮し、その軸線方向の全長を短くすることにな
る。On the other hand, when the piezoelectric elements (c) and (d) are energized, they extend in the axial direction on the cylindrical plunger (4), and when not energized, the cylindrical plunger (4)
The upper part is shortened, and the overall length in the axial direction is shortened.
そして、筒状プランジャ(4)は、かかる4個の圧電
素子(a)(b)(c)(d)を適宜制御することによ
って、軸線方向に進退作動することになる。The cylindrical plunger (4) moves in the axial direction by appropriately controlling the four piezoelectric elements (a), (b), (c), and (d).
圧電素子(a)(b)(c)(d)は、第1図及び第
2図に示すように、多数の圧電素子片を筒状プランジャ
(4)の軸心方向に積層して形成した円筒状の素子で、
円筒の両端に電極が設けられており、この両端に電圧を
印加することにより、縮径・伸長するように構成されて
いる。As shown in FIGS. 1 and 2, the piezoelectric elements (a), (b), (c) and (d) were formed by laminating a large number of piezoelectric element pieces in the axial direction of the cylindrical plunger (4). A cylindrical element,
Electrodes are provided at both ends of the cylinder, and the diameter is reduced and expanded by applying a voltage to both ends.
なお、圧電素子片の素材は、例えば圧電セラミックス
を用いることができ、かかる圧電セラミックスとして
は、ABO3ペロブスカイト形の結晶構造をもつ強誘電材料
であってPZT[Pb(Zr,Ti)O3]系や、PLZT[Pb(Zr,T
i)O3]、PT(PbTiO3)系、あるいはPZTを基にした3成
分系のものを用いることができる。The material of the piezoelectric element piece may be, for example, a piezoelectric ceramic. The piezoelectric ceramic is a ferroelectric material having an ABO 3 perovskite-type crystal structure and PZT [Pb (Zr, Ti) O 3 ]. System, PLZT [Pb (Zr, T
i) O 3 ], PT (PbTiO 3 ) type, or a three-component type based on PZT can be used.
また、圧電素子(a)(b)(c)(d)は、第3図
に示すように多数の薄肉リング状の圧電素子片を筒状プ
ランジャ(4)の軸芯廻りに軸線方向に積層して形成す
ることもできる。As shown in FIG. 3, the piezoelectric elements (a), (b), (c) and (d) are formed by laminating a large number of thin ring-shaped piezoelectric element pieces around the axis of the cylindrical plunger (4) in the axial direction. It can also be formed.
この場合、電圧の印加方向を90度変えることになる。 In this case, the voltage application direction is changed by 90 degrees.
また、第1図において、(14)はアクチュエータ
(A)の水密性を高めるために設けた摺動抵抗の小さい
U字形又はY字形パッキンである。In FIG. 1, (14) is a U-shaped or Y-shaped packing provided with a small sliding resistance for improving the watertightness of the actuator (A).
また、本実施例において、プランジャは、その先端に
縮径先端部が形成又は連設されており、同先端部の端面
面積(受圧面積)を、プランジャの断面積より著しく小
さいものとしている。Further, in this embodiment, the plunger has a reduced-diameter distal end formed or connected to the distal end thereof, and the end surface area (pressure receiving area) of the distal end is set to be significantly smaller than the cross-sectional area of the plunger.
従って、後述するように弁等に用いた場合、受圧面積
を著しく小さくできるので、プランジャが受けるスラス
ト力を最小にして、プランジャの駆動へのスラスト力の
影響を最小にすることができ、プランジャの正確な駆動
が可能となる。Therefore, when used in a valve or the like as described later, the pressure receiving area can be significantly reduced, so that the thrust force received by the plunger can be minimized, and the effect of the thrust force on the driving of the plunger can be minimized. Accurate driving becomes possible.
また、プランジャの段部を、プランジャが一定距離前
方向に移動した状態(例えば、全閉位置或いはそれより
僅かに進んだ位置)で後壁等の後面と当接するようにし
ておけば、プランジャ(9)(30)のそれ以上の前進を
規制でき、過度の前進に起因する弁座及びその当接体ま
たは後述する開閉弁のダイヤフラム等の損傷を確実に防
止することができる。Further, if the step of the plunger is brought into contact with a rear surface such as a rear wall in a state where the plunger has moved forward by a predetermined distance (for example, a fully closed position or a position slightly advanced therefrom), the plunger ( 9) The further advance of (30) can be restricted, and damage to the valve seat and its abutment or the diaphragm of the on-off valve described later due to excessive advance can be reliably prevented.
なお、上記構成において、圧電素子(a)(b)
(c)(d)は、円形断面のみでなく、例えば矩形断面
等とすることもでき、また第4図及び第5図に示すよう
に、分割片から形成することもできる。In the above configuration, the piezoelectric elements (a) and (b)
(C) and (d) can be not only circular cross sections but also rectangular cross sections, for example, and can also be formed from divided pieces as shown in FIGS.
また、筒状プランジャ(4)は、ブレーキシュー(1
2)(13)を介して圧電素子(a)(b)によって多数
回クランプされるものであるため、線膨張係数が小さく
硬度、強度、耐クリープ性及び耐摩耗性が大きく、さら
に、加工精度が高いものが望ましく、例えばセラミック
素材としたものが考えられる。The cylindrical plunger (4) is connected to the brake shoe (1
2) Since it is clamped a number of times by the piezoelectric elements (a) and (b) via (13), the coefficient of linear expansion is small, the hardness, strength, creep resistance and wear resistance are large, and the processing accuracy is further improved. Is desirable, for example, a ceramic material can be considered.
また、第6図に、上記圧電アクチュエータ(A)を制
御するための制御装置(C)の構成を示している。図示
するように、制御装置(C)は、マイクロプロセッサ
(r)と、温度設定器(V1)、温度センサ(V2)、流量
設定器(V3)、流量センサ(V4)と接続した入力インタ
ーフェース(s)と、制御プログラムを記憶したメモリ
(u)と、出力インターフェース(t)と接続した駆動
回路(C−2)とから構成された制御回路(C−1)
と、駆動回路(C−2)と各アクチュエータ(A)
(A′)との間に介設した切換回路(C−3)で構成さ
れている。FIG. 6 shows a configuration of a control device (C) for controlling the piezoelectric actuator (A). As shown in the figure, the control device (C) is connected to a microprocessor (r), a temperature setting device (V 1 ), a temperature sensor (V 2 ), a flow setting device (V 3 ), and a flow sensor (V 4 ). A control circuit (C-1) comprising an input interface (s), a memory (u) storing a control program, and a drive circuit (C-2) connected to the output interface (t).
, Drive circuit (C-2) and each actuator (A)
(A ') and a switching circuit (C-3) interposed therebetween.
駆動回路(C−2)には、出力インターフェース
(t)からの制御ライン(C−4)のほかにアクチュエ
ータ駆動電源(C−5)からの駆動電源ライン(C−
6)が接続しており、同駆動回路(C−2)からの出力
は、切換回路(C−3)に入力される。The drive circuit (C-2) includes a control power supply line (C-4) from an actuator drive power supply (C-5) in addition to a control line (C-4) from the output interface (t).
6) is connected, and the output from the driving circuit (C-2) is input to the switching circuit (C-3).
切換回路(C−3)には、制御回路(C−1)からの
コントロールライン(C−7)が接続しており、制御回
路(C−1)の制御出力により、駆動回路(C−2)の
駆動出力を受けるアクチュエータを選択するようにして
いる。The control circuit (C-7) from the control circuit (C-1) is connected to the switching circuit (C-3), and the drive circuit (C-2) is controlled by the control output of the control circuit (C-1). ) Is selected to receive the drive output.
なお、(C−8)は制御電源を示す。 (C-8) indicates a control power supply.
次に、上記制御装置(C)による各アクチュエータの
作動制御について説明する。Next, the operation control of each actuator by the control device (C) will be described.
入力インターフェース(s)を介して制御回路(C−
1)に入力があると、同制御回路(C−1)はメモリ
(u)から読み出した制御プログラムに従って制御駆動
すべきアクチュエータを選出して、切換回路(C−3)
に出力すると共に、そのアクチュエータの操作量を算出
して駆動回路(C−2)に出力する。The control circuit (C-
When there is an input to 1), the control circuit (C-1) selects an actuator to be controlled and driven in accordance with the control program read from the memory (u), and selects a switching circuit (C-3).
And an operation amount of the actuator is calculated and output to the drive circuit (C-2).
駆動回路(C−2)は、制御回路(C−1)からの出
力を受けて、アクチュエータを駆動するに充分な電力の
駆動出力を切換回路(C−3)に出力する。The drive circuit (C-2) receives an output from the control circuit (C-1) and outputs a drive output of sufficient power to drive the actuator to the switching circuit (C-3).
切換回路(C−3)は上記の駆動出力を、制御回路
(C−1)が選出したアクチュエータに向けて出力し、
同アクチュエータを作動させる。The switching circuit (C-3) outputs the drive output to the actuator selected by the control circuit (C-1),
Activate the actuator.
かかる一連の制御動作を、各一個の制御回路(C−
1)と駆動回路(C−2)で複数個のアクチュエータに
行わせるために、メモリ(u)に記憶させた制御プログ
ラム中に次に述べるルーチンを設定している。Such a series of control operations is performed by one control circuit (C-
The following routine is set in the control program stored in the memory (u) so that a plurality of actuators can be operated by 1) and the drive circuit (C-2).
一時に一個のアクチュエータを作動させる場合は問題
ないが、同時に複数個のアクチュエータを作動させる必
要が生じたときには、 予め作動の優先順位を設定しておき、この順序に従っ
て切換回路(C−3)を制御し順次アクチュエータを作
動させる。There is no problem in operating one actuator at a time, but when it becomes necessary to operate a plurality of actuators at the same time, the priorities of the operations are set in advance, and the switching circuit (C-3) is operated in accordance with this order. Control and sequentially actuate the actuator.
一定時間ごとに切換回路(C−3)に切換動作を行わ
せ、複数個のアクチュエータを順次作動させる。The switching circuit (C-3) performs the switching operation at regular time intervals, and sequentially operates the plurality of actuators.
アクチュエータ駆動出力をパルス状とし、1パルスご
とに切換回路(C−3)に切換動作を行わせ、複数個の
アクチュエータを順次作動させる。この場合、パルスの
周期を短くすることで、見掛け上複数個のアクチュエー
タを同時に作動させることができる。The actuator drive output is pulsed, and the switching circuit (C-3) performs a switching operation for each pulse to sequentially operate a plurality of actuators. In this case, apparently a plurality of actuators can be operated simultaneously by shortening the pulse period.
次に、かかる構成を有するアクチュエータ(A)によ
る筒状プランジャ(4)及びそれに一部挿入付勢された
プランジャヘッド(6)の移動について、第7図〜第9
図を参照して説明する。Next, the movement of the cylindrical plunger (4) and the partially inserted and urged plunger head (6) by the actuator (A) having such a configuration will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to the drawings.
駆動回路(C−2)から切換回路(C−3)を介し圧
電素子(a)に電圧が印加されると、第7図に示すよう
に、圧電素子(a)に電圧を印加、縮径作動せしめて筒
状プランジャ(4)をクランプさせるとともに、圧電素
子(b)の電圧を解除して拡径させて圧電素子(b)に
よる筒状プランジャ(4)のクランプを解除する。When a voltage is applied from the drive circuit (C-2) to the piezoelectric element (a) via the switching circuit (C-3), the voltage is applied to the piezoelectric element (a) as shown in FIG. Actuation is performed to clamp the cylindrical plunger (4), and at the same time, the voltage of the piezoelectric element (b) is released to increase the diameter to release the clamping of the cylindrical plunger (4) by the piezoelectric element (b).
次に、第8図に示すように、圧電素子(c)(d)に
電圧を印加して伸長せしめると、圧電素子(a)(b)
が矢印方向に移動し、これに伴って圧電素子(a)がク
ランプする筒状プランジャ(4)も矢印方向に移動す
る。Next, as shown in FIG. 8, when a voltage is applied to the piezoelectric elements (c) and (d) to expand them, the piezoelectric elements (a) and (b)
Moves in the direction of the arrow, and accordingly, the cylindrical plunger (4) clamped by the piezoelectric element (a) also moves in the direction of the arrow.
その後第9図に示すように、圧電素子(a)の印加電
圧を解除して拡径作動せしめると、筒状プランジャ
(4)のクランプを解除すると共に、圧電素子(c)
(d)の印加電圧を解除すると、圧電素子(c)(d)
は矢印方向に短縮し、筒状プランジャ(4)はさらに矢
印方向に移動する。Thereafter, as shown in FIG. 9, when the voltage applied to the piezoelectric element (a) is released and the diameter is expanded, the clamp of the cylindrical plunger (4) is released, and the piezoelectric element (c) is released.
When the applied voltage of (d) is released, the piezoelectric elements (c) and (d)
Is shortened in the direction of the arrow, and the cylindrical plunger (4) moves further in the direction of the arrow.
その後、上記動作を繰り返すことにより、筒状プラン
ジャ(4)をμmオーダ或はサブμmオーダのストロー
クで尺とり虫状に移動することができ、筒状プランジャ
(4)先端のプランジャヘッド(6)に連結、接続した
各種作動装置を精密に動作させることができることにな
る。Thereafter, by repeating the above-described operation, the cylindrical plunger (4) can be moved in the form of a worm with a stroke of the order of μm or sub μm, and the plunger head (6) at the tip of the cylindrical plunger (4). It is possible to precisely operate various actuators connected and connected to the actuator.
特に、筒状プランジャ(4)が先端方向に進行する
と、プランジャヘッド(6)は、その分だけスプリング
(S)の付勢によって同時に進行し、係合部(8)が係
合縁(5)に係合するまで進行して止まり、他方筒状プ
ランジャ(4)は後退する場合には、筒状プランジャ
(4)の係合縁(5)に係合した係合部(8)が後退方
向に引張られて、プランジャヘッド(6)の後退作動を
行うことになるものであり、停電時等に圧電素子への電
圧印加が全くなくなると、圧電素子(a)(b)は、拡
径して筒状プランジャ(4)はフリー状態となり、スプ
リング(S)によってプランジャヘッド(6)と共に先
端方向に進行する。In particular, when the cylindrical plunger (4) advances in the distal direction, the plunger head (6) simultaneously advances by the amount of the bias of the spring (S), and the engaging portion (8) is moved to the engaging edge (5). When the cylindrical plunger (4) retreats, the engaging portion (8) engaged with the engaging edge (5) of the cylindrical plunger (4) moves in the retreating direction. And the plunger head (6) retreats. When no voltage is applied to the piezoelectric element at the time of a power failure or the like, the piezoelectric elements (a) and (b) expand in diameter. Thus, the cylindrical plunger (4) is in a free state, and advances in the distal direction together with the plunger head (6) by the spring (S).
また、筒状プランジャ(4)を先端方向に進行させる
べく圧電素子(a)(b)(c)(d)への電圧印加操
作を行う場合において、同プランジャ(4)が先端方向
限度まで進行した時には、プランジャヘッド(6)は、
スプリング(S)の付勢によって同プランジャ(4)と
共に進行するため、プランジャヘッド(6)の進行作動
は専らスプリングの付勢力による作動となり、アクチュ
エータの強い作動力を軽減できる。In addition, when performing a voltage application operation to the piezoelectric elements (a), (b), (c), and (d) so as to advance the cylindrical plunger (4) in the distal direction, the plunger (4) advances to the distal direction limit. When done, the plunger head (6)
Since the plunger head (6) advances together with the plunger (4) by the urging of the spring (S), the advancing operation of the plunger head (6) is exclusively performed by the urging force of the spring, and the strong operating force of the actuator can be reduced.
以上のように構成されたアクチュエータ(A)
(A′)は、第1実施例として第10図に示すように湯水
混合用の自動開閉弁(B)に使用されているものであ
り、次のように構成されている。Actuator (A) configured as above
(A ') is used as an automatic on-off valve (B) for mixing hot and cold water as shown in FIG. 10 as a first embodiment, and has the following configuration.
すなわち、筒状の長手ケーシング(D)において、左
右側に、湯調整用アクチュエータ(A)と水調整用アク
チュエータ(A′)を互いに対向する状態で配設し、そ
の間に、筒状湯水混合部(16)を介設し、同湯水混合部
(16)の両端開口部に、ダイヤフラム弁からなる湯用及
び水用弁体(17)(18)をそれぞれ圧接離反自在に配設
し、湯水混合部(16)の両端の開口部には、各弁体(1
7)(18)を介して入湯流路(19)及び入水流路(20)
をそれぞれ連通し、各弁体(17)(18)の背面には、湯
調整用アクチュエータ(A)と水調整用アクチュエータ
(A′)のプランジャヘッド(6)(6)をそれぞれ押
圧・離反自在に配設し、しかも湯水混合部(16)の周壁
中央部には、混合湯水流路(21)を連通連設している。That is, in the cylindrical longitudinal casing (D), the hot water adjusting actuator (A) and the water adjusting actuator (A ′) are disposed on the left and right sides in a state of facing each other, and between the cylindrical hot and cold mixing section. (16) is interposed, and hot and cold water valve elements (17) and (18) each consisting of a diaphragm valve are disposed at the opening at both ends of the hot and cold water mixing section (16) so that they can be pressed and separated from each other. Each valve element (1
7) Hot water channel (19) and water channel (20) via (18)
The plunger heads (6) and (6) of the hot water adjusting actuator (A) and the water adjusting actuator (A ') are respectively pressed and released on the back of the valve bodies (17) and (18). A mixed hot and cold water flow path (21) is provided at the center of the peripheral wall of the hot and cold water mixing section (16).
(22)は入湯パイプ、(23)は入水パイプであり、こ
れらの各パイプ(22)(23)の先端は、湯水混合部(1
6)の両側端部外周に形成した空間(G)(G′)にそ
れぞれ連通連設されており、ダイヤフラム弁よりなる湯
用及び水用弁体(17)(18)は、湯水混合部(16)の両
端開口部と、その外周の空間(G)(G′)とに圧着・
離反自在に設けられていることになり、各弁体(17)
(18)の圧着時には、湯水混合部(16)の両端開口部と
空間(G)(G′)とが共に閉塞されて、入湯及び入水
流路(19)(20)と湯水混合部(16)との間は完全に遮
断されたことになり止水状態となる。(22) is a hot water pipe, (23) is a cold water pipe, and the tip of each of these pipes (22) (23) is
6) are respectively provided in communication with spaces (G) and (G ') formed on the outer periphery of both side end portions, and hot and cold water valve elements (17) and (18) comprising diaphragm valves are provided in a hot and cold mixing section ( 16) crimped to the openings at both ends and the space (G) (G ')
Each valve element (17)
At the time of crimping of (18), the openings at both ends of the hot and cold water mixing section (16) and the spaces (G) and (G ') are both closed, and the hot and cold water flow paths (19) and (20) and the hot and cold water mixing section (16) are closed. ) Is completely shut off and the water stops.
他方、各弁体(17)(18)の一方又は双方が離反した
時には、入湯及び入水流路(19)(20)の先端は、空間
(G)(G′)を介して湯水混合部(16)の両端開口部
或は一側端開口部と連通することになり、混合湯水流路
(21)に設けられた温度センサ(V2)の温度検出値と温
度設定器(V1)により設定した温度とが一致するよう、
また、混合湯水流路(21)に設けられた流量センサ
(V4)の流量検出値と流量設定器(V3)により設定した
流量とが一致するよう、所定の演算に基づき、制御装置
(C)から発せられる信号によりアクチュエータが作動
せられ、湯又は水、或は湯及び水が湯水混合部(16)中
に流入し、所定温度、所定流量の湯水が混合湯水流路
(21)を通って給湯、給水されることになる。On the other hand, when one or both of the valve bodies (17) and (18) are separated from each other, the hot water and the front ends of the water inlet flow paths (19) and (20) are connected via the spaces (G) and (G '). 16) communicates with the opening at both ends or the opening at one side. The temperature detected value of the temperature sensor (V 2 ) provided in the mixed hot water flow path (21) and the temperature setting device (V 1 ) So that it matches the set temperature
Also, so that the flow rate set by the flow rate detection value and the flow rate setting device (V 3) of the flow rate sensor provided in the mixing hot water channel (21) (V 4) are matched, based on a predetermined operation control device ( Actuator is operated by a signal issued from C), hot water or water, or hot water and water flow into the hot and cold water mixing section (16), and hot and cold water of a predetermined temperature and a predetermined flow rate flows through the mixed hot and cold flow path (21). Hot water and water will be supplied.
また、プランジャヘッド(6)の前後移動範囲を、ア
クチュエータ(A)(A′)の圧電素子(a)(b)
(c)(d)の作用にて微調節することにより、弁体
(17)(18)の開放度合いを調整して流水量の調整も行
えるものである。Further, the forward and backward movement range of the plunger head (6) is adjusted by the piezoelectric elements (a) and (b) of the actuators (A) and (A ').
By making fine adjustments by the operations of (c) and (d), the degree of opening of the valve bodies (17) and (18) can be adjusted to adjust the amount of flowing water.
また、第2実施例として第11図で、それぞれ一個のア
クチュエータを有する湯水混合栓(P)と、と同湯水混
合栓(P)の下流側に連通連結した流量調整弁(Q)を
示しており、湯水混合栓(P)の構成について説明する
と、図中(50)は円筒状ブロックをなす上下端開口のケ
ーシングであり、同ケーシング(50)は、その内部の中
央部に縮径のバルブ摺動案内空間(51)を有する混合湯
水流路(52)を形成している。FIG. 11 shows a hot water mixer tap (P) having one actuator and a flow control valve (Q) connected to the downstream side of the hot water mixer tap (P) as a second embodiment. The configuration of the hot and cold water mixing tap (P) will be described. In the figure, reference numeral (50) denotes a casing having upper and lower ends which forms a cylindrical block, and the casing (50) has a reduced-diameter valve at its central portion. A mixed hot and cold flow path (52) having a sliding guide space (51) is formed.
また、ケーシング(50)の左右両側壁には、それぞれ
両端開口の筒体(52)(53)を突設しており、その内部
に湯側流路(54)と水側流路(55)を形成している。そ
して、これらの流路(54)(55)の外側開口端(54a)
(55a)は、それぞれ給湯配管(56)と給水配管(57)
と連通している。Further, on both left and right side walls of the casing (50), cylindrical bodies (52) and (53) each having an opening at both ends are protrudingly provided, and hot water side flow path (54) and water side flow path (55) are provided therein. Is formed. The outer open ends (54a) of these flow paths (54) (55)
(55a) are hot water supply piping (56) and water supply piping (57), respectively.
Is in communication with
一方、湯側流路(54)と水側流路(55)の内側開口端
は、それぞれ、ケーシング(50)の軸線方向に間隔を開
けて配置した湯側開口(54b)と水側開口(55b)とを介
して、混合湯水流路(52)と連通している。On the other hand, the inside opening ends of the hot water side flow path (54) and the water side flow path (55) are respectively spaced apart in the axial direction of the casing (50). 55b) and the mixed hot and cold water flow path (52).
また、ケーシング(50)の混合湯水流路(52)には、
筒状の弁体(56)が上下軸線方向に摺動自在に配設され
ており、軸線方向に摺動することによって、湯側開口
(54b)と水側開口(55b)を開閉することができるのみ
ならず、両開口(54b)(55b)の開口面積を調整するこ
とよって、混合される流量と水量を調整した適温の混合
湯水をつくることができるものである。In the mixed hot and cold water flow path (52) of the casing (50),
A cylindrical valve body (56) is slidably arranged in the vertical axis direction, and can slide in the axial direction to open and close the hot water side opening (54b) and the water side opening (55b). By adjusting the opening area of both openings (54b) and (55b), it is possible to produce a mixed hot and cold water at an appropriate temperature in which the flow rate and the amount of water to be mixed are adjusted.
なお、弁体(56)を通常時は上方に付勢して水側開口
(55b)を閉鎖するため、混合湯水流路(52)内にはス
プリング(57)が配設されており、同スプリング(57)
は、その上端を、弁体(56)の内部に取付けたスプリン
グ受板(58)に係止するとともに、その下端を混合湯水
流路(52)の下部周壁に係止されている。A spring (57) is provided in the mixed hot and cold water flow path (52) to normally urge the valve body (56) upward to close the water side opening (55b). Spring (57)
Has its upper end locked to a spring receiving plate (58) mounted inside the valve body (56), and its lower end locked to the lower peripheral wall of the mixed hot and cold water flow path (52).
また、ケーシング(50)の下端には内部に混合湯水連
絡流路(59a)を形成した筒体(59)が突設されてお
り、かかる混合湯水連絡流路(59a)の内側開口譚は混
合湯水流路(52)と連絡しており、一方、その外側開口
端は、混合湯水配管(60)と連絡している。At the lower end of the casing (50), a tubular body (59) having a mixed hot / cold water communication channel (59a) formed therein protrudes, and the inside opening of the mixed hot / cold water communication channel (59a) is mixed. It communicates with the hot and cold water flow path (52), while its outer open end communicates with the mixed hot and cold water pipe (60).
さらに、ケーシング(50)の上部には、上記構成を有
する弁体(56)を駆動するための前記と同様の圧電アク
チュエータ(A)が配設されている。Further, a piezoelectric actuator (A) similar to that described above for driving the valve element (56) having the above-described configuration is disposed above the casing (50).
また、(61)は流量調整弁(Q)の本体を構成するL
次筒形状のケーシングであり、同ケーシング(61)は、
内部に一側流路(62)を形成する流入側管(63)と、内
部に他側流路(64)を形成する流出側管(65)とから構
成されている。Further, (61) denotes L constituting the main body of the flow control valve (Q).
It is a casing of the following cylindrical shape, and the casing (61)
It is composed of an inflow side pipe (63) forming one side flow path (62) inside, and an outflow side pipe (65) forming another side flow path (64) inside.
そして、流入側管(63)はその先端を端壁(63a)に
よって閉塞するとともに、その一側上部側壁(63b)に
開口(66)を設けており、また、同開口(66)には、ダ
イヤフラム弁からなる弁体(67)が取付けられている。The inflow side pipe (63) has its end closed by an end wall (63a), and has an opening (66) in one upper side wall (63b). A valve body (67) composed of a diaphragm valve is attached.
一方、流出側管(65)は、その基端側筒状部(65a)
を貫通して、上記開口(66)まで伸延しており、その先
端を弁体(67)に接離自在に当接している。On the other hand, the outflow side pipe (65) has its proximal end cylindrical portion (65a).
, And extends to the above-mentioned opening (66), and the tip thereof is in contact with the valve body (67) so as to be able to freely come and go.
かかる構成によって、後述する圧電アクチュエータ
(A′)を駆動して弁体(67)を開閉することによっ
て、流入側管(63)に形成した一側管(62)と流出側管
(65)内に形成した他側流路(64)とを連通連結したり
遮断することができる。By driving the piezoelectric actuator (A ') described later and opening and closing the valve element (67) by such a configuration, the inside of the one side pipe (62) and the inside of the outflow side pipe (65) formed in the inflow side pipe (63) are formed. And the other side flow path (64) formed in this way can be connected and disconnected.
なお、一側流路(62)は、その外側開口端を混合湯水
配管(60)と連通しており、他側流路(64)はカランや
シャワー等と連通している。The one-side flow path (62) has an outer open end communicating with the mixed hot and cold water pipe (60), and the other-side flow path (64) communicates with a callan, a shower, or the like.
また、ケーシング(61)の一側上部側壁には、弁体と
同軸的に、圧電アクチュエータ(A′)が取付けられて
おり、同アクチュエータ(A′)を駆動することによっ
て、弁体(67)を開閉することができる。A piezoelectric actuator (A ') is mounted on one side upper side wall of the casing (61) coaxially with the valve body, and the valve body (67) is driven by driving the actuator (A'). Can be opened and closed.
本発明の実施例は上記のように構成されており、複数
個のアクチュエータを駆動するのに各一個の制御回路と
駆動回路とを、切換回路を介して複数個のアクチュエー
タと接続したことで、駆動回路とアクチュエータ駆動用
電源が一個ですみ、制御装置の構造を簡単にし、部品点
数も少なくなり、特にアクチュエータ駆動用電源が小容
量のものですむことから、制御装置を小形化することが
できて、コスト上も有利となる。The embodiment of the present invention is configured as described above, in order to drive a plurality of actuators, each one control circuit and drive circuit, by connecting to a plurality of actuators via a switching circuit, Only one drive circuit and one actuator drive power supply are required, simplifying the structure of the control device and reducing the number of parts.Especially, the actuator drive power supply requires only a small capacity, so the control device can be downsized. This is advantageous in cost.
第1図は本発明の自動開閉弁に使用する圧電アクチュエ
ータを示す断面説明図、第2図は第1図I−I線による
断面図、第3図〜第5図は圧電素子の他の具体例の説明
図、第6図は制御装置の構成説明図、第7図〜第9図は
本発明の自動開閉弁に使用するアクチュエータの作動順
序を示す説明図、第10図は第1実施例の湯水混合装置の
断面説明図、第11図は第2実施例の湯水混合装置の断面
説明図。 (A)(A′):アクチュエータ (C−1):制御回路 (C−2):同回路 (C−3):切換回路FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a piezoelectric actuator used for the automatic opening / closing valve of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1, and FIGS. FIG. 6 is an explanatory view of an example, FIG. 6 is an explanatory view of a configuration of a control device, FIGS. 7 to 9 are explanatory views showing an operation sequence of an actuator used for an automatic on-off valve of the present invention, and FIG. 10 is a first embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view of a hot-water mixing apparatus according to a second embodiment. (A) (A '): Actuator (C-1): Control circuit (C-2): Same circuit (C-3): Switching circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−284132(JP,A) 特開 昭61−112874(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-284132 (JP, A) JP-A-61-112874 (JP, A)
Claims (1)
された弁を複数個有する湯水混合装置において、各弁に
配設された複数個のアクチュエータ(A)(A′)…
を、一個の制御回路(C−1)と、同制御回路(C−
1)の制御下にある一個の駆動回路(C−2)に対応さ
せ、該駆動回路出力を制御回路で制御される切換回路を
介して各アクチュエータに送り、各アクチュエータを切
換作動させるべく構成した制御装置を備えた湯水混合装
置。1. A hot and cold water mixing apparatus having a plurality of valves connected to an electrically driven actuator, a plurality of actuators (A), (A '),.
To one control circuit (C-1) and the same control circuit (C-
It corresponds to one drive circuit (C-2) under the control of 1), and the drive circuit output is sent to each actuator via a switching circuit controlled by the control circuit to switch each actuator. A hot and cold water mixing device with a control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63052202A JP2656786B2 (en) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | Hot water mixing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63052202A JP2656786B2 (en) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | Hot water mixing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01229185A JPH01229185A (en) | 1989-09-12 |
JP2656786B2 true JP2656786B2 (en) | 1997-09-24 |
Family
ID=12908194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63052202A Expired - Lifetime JP2656786B2 (en) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | Hot water mixing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2656786B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61112874A (en) * | 1984-11-06 | 1986-05-30 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Drive device for regulating valve |
JPH0827014B2 (en) * | 1986-05-30 | 1996-03-21 | 松下電器産業株式会社 | Hot water mixing device |
-
1988
- 1988-03-04 JP JP63052202A patent/JP2656786B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01229185A (en) | 1989-09-12 |
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