JP2697183B2 - 湯水混合制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は湯と水の混合比率を調整し最適な混合湯温を
得る湯水混合制御装置に関するものである。

従来の技術 従来この種の湯水混合装置は第４図に示すようなもの
があった。

第４図において、１は湯流路、２は水流路であり、各
流路に関連して自動調圧弁３が設けられている。自動調
圧弁３は、湯流路１の１次圧力PH1を減圧する湯側弁体
４、湯側弁座５と、水流路２の１次圧力PC1を減圧する
水側弁体６、水側弁座７と、湯側弁体４と水側弁体６を
連結する弁軸８と、湯と水の減圧後の１次圧PH1,PC1の
圧力差で動作するピストン９とで構成されており、湯ま
たは水の圧力が急変してもその圧力で自動調圧弁３が移
動し、湯と水の２次圧PH2とPC2とが常に等しく保たれる
ように作用する。湯と水の混合比はモータ11によって付
勢される温調弁12を左右に移動させて可変し、混合温度
を変える。13は湯と水との混合部であり、混合後は流量
調節開閉弁14を介して出湯されるが、その温度は混合湯
温検出手段（例えばサーミスタ）15によって、またその
流量は流量検出手段16によって検知され、設定手段17の
値に一致させるべく制御手段18がモータ11と流量調節開
閉弁14を付勢する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、圧力条件や温度
条件により自動調圧弁が振動を生じることがある。

また、モータにより温調弁12を付勢しているため応答
が遅く、混合湯温検出手段からの信号のみでモータ制御
する混合湯温検出手段の時間遅れなどによりハンチング
現象を起こすことがある。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、振動検
出手段により混合弁の振動を検出すると駆動信号の位相
を切り替え振動点を変化することにより振動を抑え安定
した混合湯温を供給することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の湯水混合制御装置
は、湯流路および水流路と、前記湯流路および水流路の
流量を調節する混合弁と、前記混合弁を駆動する混合弁
駆動手段と、前記混合弁の振動を検出する振動検出手段
と、前記混合弁駆動手段の駆動量を制御し前記振動検出
手段の信号により駆動信号の電流位相を変化する制御手
段を有する構成としたものである。

作用 以上の構成により、振動検出手段の信号により駆動信
号の電流位相を切り替えて混合弁の振動を抑える。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。な
お、第１図は湯水混合装置の断面図で第４図と同一部品
については同一番号を付している。

19は付勢手段で、自動調圧弁３と付勢手段19で混合弁
20を形成する。21は前記付勢手段19の力と対向して可変
バイアス力を付与する駆動手段である。駆動手段21は、
磁性体からなるプランジャ22と、前記プランジャ22の周
りに防水および絶縁されたコイル23を有し、前記コイル
23は制御手段18に接続されている。流量は流量検出手段
16で検出する。24は制御手段18の出力である駆動信号を
検出し、駆動信号の乱れから混合弁の振動を検出する振
動検出手段である。

第２図は制御手段18の例である。25は主制御手段で、
26は駆動量設定手段で、27は交流信号発生手段で、28は
比較手段である。

次に本発明の構成の動作を説明する。

制御手段18からコイル23に電流を流すと、磁性体から
なるプランジャ22はフレミングの法則により弁軸８にバ
イアス力を付与する。このバイアス力と付勢手段19の付
勢力がつりあったところで自動調圧弁はバランスする。

したがって、コイル23に流す電流を変化することによ
り自動調圧弁３のバランス点を移動することができる。

例えば、電流の小さい場合は付勢手段19の力の方が強
いため湯側弁体４より水側弁体６の方が大きく開き、出
湯温度が低くなる。

電流を大きくすると付勢手段19の力に対向してプラン
ジャ22を押し出すことにより湯側弁体４が開きだし結果
的に出湯温度が高くなる。

このようにして、制御手段18は混合湯温検出手段15の
信号と設定手段17の信号を入力することにより出湯温度
が設定温度になるようにコイル23に流す電流を調節す
る。

この際、コイル23に流す電流が直流電流では、磁気回
路からなる駆動手段21のヒステリシス特性や駆動開始時
の摺動抵抗により弁軸８を早く動かし混合湯温の温度調
節を行なうことが難しい。

したがって上記の現象を防ぐため、交流信号発生手段
27は主制御手段25からの制御信号により交流信号を発生
する。この信号を駆動量設定手段26に送りコイルに流す
電流には交流信号を重畳する。これにより、磁気回路か
らなる駆動手段21のヒステリシス特性や駆動開始時の摺
動抵抗を少なくすることができる。

しかし、外乱（湯流路１または水流路２の上流からの
ポンプなどによる脈動）により弁軸８が振動することが
ある。これらの現象を止める手段を以下に説明する。

通常、駆動量設定手段26からの駆動信号は交流信号発
生手段27の交流信号と位相が合っている。したがって振
動検出手段24の信号と交流信号発生手段27の信号を比較
手段28に入力して位相差を比べるとほとんど無い。しか
し、何らかの原因で混合弁20がハンチングや振動が生じ
た場合、弁軸８が振動しプランジャ22もそれにあわせて
コイル23のなかを出入りする。このためコイルの逆起電
力が発生し、この影響で駆動手段21に供給している駆動
量設定手段の出力である駆動信号の波形が歪んでくる
（第３図（ａ））したがって振動検出手段24の信号と交
流信号発生手段27の信号を比較手段28に入力して交流信
号発生手段27と駆動量設定手段26の出力である駆動信号
の電流位相差をとると差が生じている。具体的に振動検
出手段24としては微小抵抗器を用いた電流検出装置等を
用い電流変化を抵抗器の両端に発生する電圧の変化に置
き換えて調べるようにしても良い。比較手段28は駆動量
設定手段の出力である駆動信号の電流波形と交流信号発
生手段27の電流波形との電流の位相差を検出するとそれ
を主制御手段25に伝え、主制御手段25は振動発生を検出
できる。

振動を検出すると主制御手段25はそれを抑えるため逆
起電力により乱されている駆動信号と逆位相の信号を出
力する（第３図（ｂ）Ｘ点）よう駆動量制御手段26に信
号を出す。駆動信号の電流位相がコイル23の逆起電力と
180度異なる（第３図（ｂ））ことによりコイル23に振
動と反対の力がはたらきその結果振動がおさまり混合湯
温は設定温度に等しくなり安定する。

上記実施例においては、交流信号発生手段27と振動検
出手段24の信号を比較手段28に入力して位相差を検出し
たが、ヒステリシス特性の少ない駆動手段21を用いた場
合等は交流信号発生手段27が無くても良い。この場合
は、主制御手段25の信号と振動検出手段24の信号を比較
手段に入力し電流の位相差をとって振動を検出すること
ができる。

上記実施例では振動検出手段として駆動信号そのもの
の変化を調べることにより新たな検出手段を別に設ける
ことなく構成できる。また、流量によって弁軸８が振動
を発生する場合がある。この場合は制御手段18で流量調
節開閉弁14を調節して振動を抑制することができる。

通常の使用状態においては水圧変動時には従来と同様
に自動調圧弁３が動作し、湯側弁体４、水側弁体６とピ
ストン９との受圧面積を等しくしておけばその２次圧PH
22とPC2とは付勢手段19と可変バイアス手段20によるバ
ランス点えの状態も保つ。

さらに、調圧弁と温調弁とを１つにできるため形を小
さく構成することができる。

発明の効果 以上のように本発明の湯水混合制御装置は、湯流路お
よび水流路と、前記湯流路および水流路の流量を調節す
る混合弁と、前記混合弁を駆動する混合弁駆動手段と、
前記混合弁の振動を検出する振動検出手段と、前記混合
弁駆動手段の駆動量を制御し前記振動検出手段の信号に
より駆動信号の電流位相を変化する制御手段を備えたの
で、外乱などにより弁軸が振動を生じても、それを検出
し抑えることができ安定な湯温を供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の湯水混合制御装置の断面
図、第２図は同湯水混合装置の制御ブロック図、第３図
は同装置の駆動信号の特性図、第４図は従来の湯水混合
制御装置の断面図である。 １……湯流路、２……水流路、18……制御手段、21……
駆動手段、25……振動検出手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長岡 行夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 城戸内 康夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯流路および水流路と、前記湯流路および
   前記水流路の流量を調節する混合弁と、前記混合弁を駆
   動する混合弁駆動手段と、前記混合弁の振動を検出する
   振動検出手段と、前記混合弁駆動手段の駆動量を制御し
   前記振動検出手段の信号により駆動信号の電流位相を変
   化する制御手段を有する湯水混合制御装置。