JP2833300B2 - 湯水混合制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の湯水混合装置は図４に示す
ようなものがあった。（例えば、特開平１−３１２２７
９号公報）図４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
されておる。そして、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。さら
に弁軸８にバイアス手段１０が設けられ、バイアス手段
１０は弁軸８の端部に結合され、ボビン１１とそのボビ
ン１１上に巻回され絶縁されたコイル１２およびコイル
１２をはさむように設けられた永久磁石１３を有し、前
記コイル１２は可撓部１４を介して制御手段１８に接続
されている。

【０００３】制御手段１８からコイル１２に電流を流す
と、その電流は永久磁石１３によって発生している磁界
を横切るのでフレミングの法則によって弁軸８にバイア
ス力が付与される。このためバイアス力の分だけ自動調
圧点がずれ、例えば湯と水の２次圧ＰＨ２とＰＣ２とが
２：１の点で常に調圧されるようになっており、結果的
に出湯温度が高くなる。このようにコイル１２への電流
を変化することにより混合湯温を変える。１９は湯と水
の混合部であり、混合後は流量調節開閉弁２０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によって検出され、設定手段１７の値に一致させる
べく制御手段１８がバイアス手段１０と流量調節開閉弁
駆動手段２１を付勢し温度調節を行なう。

【０００４】

【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、流量調節開閉弁２０がソレノイド駆動型
であると出湯中は常に電流を流している。したがって、
混合湯温を高くするためコイル１２に電流を多く流し、
かつ流量を多くとるため流量調節開閉弁駆動手段２１
（この場合もコイル）に電流を多く流すとコイル部分の
発熱は大きくなる。コイルや流量調節開閉弁駆動手段２
１を駆動するための制御手段１８がこの付近にあると熱
のため電子部品の寿命が短くなってしまう。さらにコイ
ル自身も発熱のため寿命を縮めてしまう。

【０００５】本発明はかかる従来の課題を解消するもの
で流量調節開閉弁駆動手段２１の駆動量が一定量を越
え、さらにその越えている時間が予め定めた値を越える
と駆動量を減らしコイルの発熱を抑えることを目的とす
る。

【０００６】

【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、前記湯流路および前記水流路の流量を調節する混合
弁と、流量調節開閉弁と、前記流量調節開閉弁を駆動す
る流量調節開閉弁駆動手段と、流量を設定する設定手段
と、前記流量調節開閉弁駆動手段に駆動信号を出力する
制御手段とからなり、前記制御手段は前記流量調節開閉
弁駆動手段への駆動信号が予め定めた値を越え一定時間
経過すると駆動信号を一定量減らす流量調節開閉弁制御
手段を有する構成としたものである。

【０００７】

【作用】本発明は、上記した構成により、流量調節開閉
弁駆動手段への駆動信号が予め定めた値を越え一定時間
経過すると駆動信号を一定量減らし発熱を抑えるもので
ある。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は湯水混合制御装置の断面図で、従来例の図
４と同一部分には同一符合を付して詳細な説明を省略し
ている。２２は付勢手段で、自動調圧弁３と付勢手段２
２で混合弁２３を形成する。２４は前記付勢手段２２の
力と対向して可変バイアス力を混合弁２３に付与する混
合弁駆動手段である。混合弁駆動手段２４は、磁性体か
らなる第１のプランジャ２５と、前記第１のプランジャ
２５の周りに防水および絶縁された第１のコイル２６を
有し、前記第１のコイル２６は制御手段１８に接続され
ている。混合湯温は混合湯温検出手段１５によって検出
する。流量は混合部１９より下流において流量調節開閉
弁２０により調節する。流量調節開閉弁２０は弁きょう
体２７と、この弁きょう体内に流量を調節する円錐状の
流量制御弁体２８とそれに対応する弁座２９を設けてい
る。流量制御弁体２８と流体の１次圧（混合不９の圧
力）とバランスをとるため、可撓性受圧体としての溝付
ダイヤフラム３０を流量制御弁体２８と弁きょう体２７
の間に連結しており、さらに溝３０ａを深くして、流量
制御弁体２８のリフト量にかかわらず、有効受圧面積が
前記弁座２９の口径と常に等しくなるように構成してい
る。ダイヤフラム３０で１次側と完全に仕切られた背圧
室３１と前記流量制御弁体２８の２次側とは、連通孔３
２により連通している。流量制御弁体２８は、付勢手段
３３としてのスプリング３４により、弁座２９に当接す
る方向に付勢されている。また、第２のコイル３５と、
一方の端面を密閉したパイプ３６があり、第２のコイル
３５への通電量により駆動される第２のプランジャ３７
がパイプ３６内を摺動する。第２のプランジャ３７はシ
ャフト３８を介して流量制御弁体２８と連動する構成と
なっている。第２のコイル３５、パイプ３６および第２
のプランジャ３７で流量調節開閉弁駆動手段２１を形成
している。そして、第２のコイル３５は制御手段１８に
接続してある。

【０００９】図２は制御手段１８の例である。３９は混
合湯温検出手段１５と設定手段１７の信号を入力し混合
弁２３の駆動量を演算する混合弁制御手段、４０は前記
混合弁制御手段３９の信号により混合弁駆動手段（第１
のコイル）２６の駆動量を設定する第１の駆動量設定手
段、４１は設定手段１７の信号を入力し流量調節開閉弁
２０の駆動量を演算する流量調節開閉弁駆動手段、４２
は前記流量調節開閉弁制御手段４１の信号により流量調
節開閉弁駆動手段２１の駆動量を設定する第２の駆動量
設定手段、４３は流量調節開閉弁制御手段４１の出力が
予め設定した値を越えると時間計測を始めその計測時間
が一定時間を越えると流量調節開閉弁制御手段４１に信
号を送出するタイマ手段である。

【００１０】次に本発明の構成の動作を説明する。温度
調節を行なう場合、制御手段１８から第１のコイル２６
に電流を流すと、磁性体からなる第１のプランジャ２５
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２２の付勢力がつりあっ
たところで自動調圧弁３はバランスする。したがって、
第１のコイル２６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２２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２２の力に
対向してプランジャ２５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
温度になるように混合弁制御手段３９、第１の駆動量設
定手段４０により第１のコイル２６に流す電流を可変し
混合弁２３を調節する。

【００１１】制御手段１８はさらに第２のコイル３５へ
の通電量を制御することにより流量を調節する。第２の
コイル３５への通電を切ることで、スプリング３４によ
り付勢された流量制御弁体２８は弁座２９に当接し、流
体は流れなくなる。第２のコイル３５に通電すると、第
２のプランジャ３７を吸引あるいは押しだし、スプリン
グ３４の付勢力に対抗して、流量制御弁体２８をリフト
させ、流体（混合湯）が流れ始める。つまり、制御手段
１８は第２のコイル３５への通電量を変えることによ
り、流量制御弁体２８を任意のリフト量に調節し、流量
を制御するものである。

【００１２】通常の出湯を行っている場合は以上のよう
な方法で問題は生じないが、風呂等の湯張りを行なって
いると流量調節開閉弁２０を全開にして長時間大流量を
流していることがある。この場合第２のコイルには大電
流を長時間供給することになり、コイル部分が発熱し高
温になり寿命等の信頼性を考えると危険であった。

【００１３】そこで本発明は上記の現象を防ぐため次の
ような手段を講じている。通常の出湯時においては図３
（ａ）のように時刻ｔ０において制御手段１８が設定手
段１７から出湯を要求する信号を入力すると第１のコイ
ル２６、第２のコイル３５に電流を供給し所望の温度、
流量になるよう制御を開始する。時間ｔ１までのように
流量をあまり必要としない場合は流量調節開閉弁制御手
段４１の出力も小さく、その結果第２のコイル３５に流
れる電流が図３（ａ）のＩｂとなる。流量をたくさん必
要となり時刻ｔ１に設定手段１７から流量調節開閉弁を
開く要求が発生し第２のコイル３５にながれる電流がＩ
ａになるとコイル周辺の温度上昇は大きくなってくる。
しかし、大電流を流している時間がｔ１からｔ２までの
時間Ｔ１が、あらかじめ設定された値（ここではＴとす
る）より短い場合はコイル周辺温度はあまり高くならず
問題は生じない。

【００１４】大電流を長時間供給する場合を図３（ｂ）
を用いて説明する。時刻ｔ３において制御手段１８が設
定手段１７から出湯を要求する信号を入力すると第１の
コイル２６、第２のコイル３５に電流を供給し所望の温
度、流量になるよう制御を開始する。流量をたくさん必
要とするためコイル周辺温度はｔ３から急峻に立ち上が
ってくる。このため第２のコイル３５に流す電流をその
ままにしておくとコイル周辺部の温度が高くなりすぎて
危険である。そこで流量調節開閉弁制御手段４１の出力
が予め設定した値を越えると（ここではその結果電流が
Ｉａを越えると）タイマ手段４３に信号を送出しタイマ
手段４３は時間計測を開始する。タイマ手段は流量調節
開閉弁制御手段４１の出力が予め設定した値を越えてい
るかぎり時間計測を続ける。そして、流量調節開閉弁制
御手段４１の出力が一定値を越えその継続時間が予め定
めた時間（ここでは時間Ｔ）を越えるとタイマ手段４３
は流量調節開閉弁制御手段４１に信号を送出する。流量
調節開閉弁制御手段４１はタイマ手段４３からの信号を
入力すると設定手段の値に関わらず第２のコイル３５に
流す電流を一定量減らすよう第２の駆動量設定手段４２
に信号を出す。その結果、時刻ｔ４からは電流がＩａか
ら一定量小さくなり、コイル周辺の温度上昇もゆるやか
で温度自体も安全を保証する温度Ｔｍｐ（ｍａｘ）を越
えることがなくなる。したがって、コイル部分の発熱は
抑えられコイルやその付近にある機器（例えば制御手段
１８の電子部品）の寿命を縮めることが無くなり、信頼
性が向上する。

【００１５】もし以上の処理を行なわないと時間Ｔを経
過しても第２のコイル３５に流す電流をＩａのまま維持
するためコイル周辺温度は図３（ｂ）の点線のように安
全を保証する温度Ｔｍｐ（ｍａｘ）を越えてしまい危険
である。

【００１６】上記の実施例では、第２のコイルに流す電
流を間接的に流量調節開閉弁制御手段４１の出力から判
断しタイマ手段４３を動作しているが、図２に示してい
るように第２の駆動量設定手段４２の出力を直接監視し
タイマ手段４３を動作してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明の湯水混合制御装置
によれば、流量調節開閉弁駆動手段の駆動量が一定量を
越え、かつその越えている継続時間が予め定めた値を越
えると駆動量を減らしコイルの発熱を抑えるためコイル
自体やその付近にある機器（例えば制御手段１８の電子
部品）の熱劣化による寿命を縮めることが無くなり、信
頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の湯水混合制御装置の一実施例を示す断
面図

【図２】同湯水混合制御装置の制御ブロック図

【図３】（ａ）は同装置の通常量の出湯時における出力
特性図 （ｂ）は同装置の大量の出湯時における出力特性図

【図４】従来の湯水混合制御装置の断面図

【符号の説明】

１ 湯流路 ２ 水流路 ３ 自動調圧弁（混合弁） １５ 混合湯温検出手段 １７ 設定手段 １８ 制御手段 １９ 混合部 ２０ 流量調節開閉弁 ２１ 流量調節開閉弁駆動手段 ２４ 混合弁駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 昭50−10426（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 7/06 G05D 23/13 G05B 9/02

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、流量調節開閉弁
   と、前記流量調節開閉弁を駆動する流量調節開閉弁駆動
   手段と、流量を設定する設定手段と、前記流量調節開閉
   弁駆動手段に駆動信号を出力する制御手段とからなり、
   前記制御手段は前記流量調節開閉弁駆動手段への駆動信
   号が予め定めた値を越え一定時間経過すると駆動信号を
   一定量減らす流量調節開閉弁制御手段を有する湯水混合
   制御装置。