JP2950161B2 - 混合弁および湯水混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流量混合たとえば湯と
水を混合して適温の給湯をする等が可能な混合弁および
湯水混合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の混合弁および湯水混合装
置（例えば実開昭６２−１１９５８６号公報）を、図
９、図１０および図１１に示す。同図において、１は弁
本体、２、３は入口ポート、４は出口ポートである。弁
本体１の入口ポート２、３間の弁室１ａは筒状に形成さ
れていて、その弁室１ａ内にその内径に合致する外径を
有した筒状の弁体５が水密的に回動可能に配置されてい
る。この弁体５の一端部５aの中央には弁本体１の上端
面に装備したステッピングモータ６の駆動軸７が固定さ
れ、また他端部５bは開口して出口ポート４に連通して
いる。また、弁体５の周面には、図１０に示すように２
カ所に開口部５ｃ、５ｄが形成されていて、一方の開口
部５ｃが入口ポート２に連通し、また他方の開口部５ｄ
が入口ポート３に連通している。

【０００３】ステッピングモータ６により弁体５を回動
させると入口ポート２、３の開口面積が可変されて、入
口ポート２、３から開口部５ｃ、５ｄを通って弁室１ａ
内に流入する冷水、熱水の流量が可変される。図１２の
流量特性線図に示されるように、弁体５の回転角度位置
θがステッピングモータ６によって回転されるのに応じ
て、冷水の流量が増加すると同時に熱水の流量は減少す
る。またステッピングモータ６を逆方向に回転すると弁
体５も逆方向に回転し、冷水流量が減少し熱水流量が増
加する。なお、流量特性線図のヒステリシスは、ステッ
ピングモータ６の減速ギアのバックラッシによって生じ
たものである。また湯側の流量線図のリニアリティが良
くないのは、一般的に湯側の入口ポート３に作用する湯
側供給圧が、入口ポート２に作用する水側供給圧より低
く、入口ポート２が開口し始めて入口ポート３の開口面
積が絞られ始めると、入口ポート２から弁体５の開口部
５ｃに流れ込む水流の勢いが入口ポート３から弁体５の
開口部５ｄに流れ込む湯を塞ぐように水側の動圧が作用
し、弁体５の回転角度に対して湯側流量の減少する勾配
が変化するためである。

【０００４】また弁体５の他端部５ｂ側には混合羽根８
が配置されている。入口ポート２、３から弁室１ａ内に
流入した冷水、熱水はその混合羽根８を通る際に乱流を
生じて強制的に混合される。

【０００５】出口ポート４内には、混合羽根８により混
合された冷水と熱水の温度を検知するサーミスタ９が配
置されている。このサーミスタ９の検知信号は電子コン
トローラ１０に出力され、ここで目標温度との偏差量が
求められ、その偏差量に応じた制御信号が電子コントロ
ーラ１０からステッピングモータ６に出力される。

【０００６】図１１に上記混合弁を装備した給湯装置を
示している。１１１は電気温水器、１１２は減圧弁であ
る。電気温水器１１１から配管１１３を通って弁本体１
の入口ポート３に熱水が供給される一方、減圧弁１１
２、配管１１４を介して冷水が弁本体１の入口ポート２
に供給される。入口ポート２、３に供給された冷水と熱
水は、混合羽根８により強制的に混合されて混合水とな
った後、出口ポート４内で検知手段９により直ちに温度
が検出される。検知信号は電子コントローラ１０に出力
され、その電子コントローラ１０からステッピングモー
タ６に制御信号が出力されて目標温度となるように入口
ポート２、３の開口度が可変される。そして目標温度に
調整された混合水が出口ポート４から配管１１５を介し
て各場所に給湯されるというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の混合弁および湯水混合装置では、水側供給
圧および湯側供給圧の条件によって弁体５の回転角度に
対する湯水の混合流量変化が図１２のように屈曲し、弁
体５の回転角に対して滑らかな混合温度可変がしずらか
ったり、電子コントローラ１０でステッピングモータ６
および弁体５を駆動制御して、目標温度に保持しようと
しても混合出湯温度がハンチングして変動したり、目標
温度を変えた時の応答速度が遅かったりする不具合を生
じるなどの課題があった。

【０００８】本発明は上記課題を解決するものであり、
弁体の回転角度に対する湯水の混合流量変化の直線性が
優れ、弁体の回転角に対して滑らかな混合温度可変がし
易い混合弁を提供することを第一の目的としている。

【０００９】第二の目的は、弁体の回転角度に対する湯
水の混合流量変化の直線性が優れ、モータで弁体を回転
しその回転角に対しほぼ同じ変化率で滑らかに混合温度
を可変できる混合弁を提供することにある。

【００１０】第三の目的は、弁体の回転角度に対する湯
水の混合流量変化の直線性が優れ、モータで弁体を回転
しその回転角に対しほぼ同じ変化率で滑らかに混合温度
を可変でき、混合弁制御器でハンチング等のない安定し
た混合出湯温度制御ができる湯水混合装置を提供するこ
とにある。

【００１１】第四の目的は、湯側および水側の供給圧変
動や供給圧のアンバランスがあっても安定した混合出湯
温度制御ができる湯水混合装置を提供することにある。

【００１２】第五の目的は、必要以上にステッピングモ
ータを回転させることなく高寿命でかつハンチング等の
ない安定した混合出湯温度制御ができる湯水混合装置を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために本発明の混合弁は、湯流入路と水流入路と混合
流出路を有するハウジングと、前記ハウジング内に回動
可能に設けられ側面に湯入口孔と水入口孔および端面に
出口孔を有した弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔
との間に仕切り壁を設けたものである。

【００１４】上記第二の目的を達成するために本発明の
混合弁は、湯流入路と水流入路と混合流出路を有するハ
ウジングと、前記ハウジング内に回動可能に設けられ側
面に湯入口孔と水入口孔および端面に出口孔を有した弁
体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔との間に設けた仕
切り壁と、前記弁体を回転駆動するモータと、前記モー
タの回転を前記弁体に伝達する回転動力伝達部を設けた
ものである。

【００１５】上記第三の目的を達成するために本発明の
湯水混合装置は、湯流入路と水流入路と混合流出路を有
するハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に設け
られ側面に湯入口孔と水入口孔および端面に出口孔を有
した弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔との間に設
けた仕切り壁と、前記弁体を回転駆動するモータと、前
記出口孔の下流の混合湯温を検出する混合温度検出器
と、混合湯温を設定する温度設定器と、前記混合温度検
出器と温度設定器からの信号に基づき比較演算して前記
モータを駆動する混合弁制御器を設けたものである。

【００１６】上記第四の目的を達成するために本発明の
湯水混合装置は、湯流入路と水流入路と混合流出路を有
するハウジングと、前記湯流入路と水流入路の両方の圧
力を受けてその差圧力に応じて圧力の高い方の流路を自
動的に狭める流入差圧減小弁と、前記ハウジング内に回
動可能に設けられ側面に湯入口孔と水入口孔および端面
に出口孔を有した弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口
孔との間に設けた仕切り壁と、前記弁体を回転駆動する
モータと、前記出口孔の下流の混合湯温を検出する混合
温度検出器と、混合湯温を設定する温度設定器と、前記
混合温度検出器と温度設定器からの信号に基づき比較演
算して前記モータを駆動する混合弁制御器を設けたもの
である。

【００１７】上記第五の目的を達成するために本発明の
湯水混合装置は、湯流入路と水流入路と混合流出路を有
するハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に設け
られ側面に湯入口孔と水入口孔および端面に出口孔を有
した弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔との間に設
けた仕切り壁と、前記弁体を回転駆動するステッピング
モータと、前記ステッピングモータの出力軸の回転位置
の少なくとも１カ所検出する位置検出器と、前記位置検
出器の検出信号でゼロリセットしそこからの駆動パルス
数により前記ステッピングモータの回転位置を検出する
位置検出回路と、前記出口孔の下流の混合湯温を検出す
る混合温度検出器と、混合湯温を設定する温度設定器
と、前記混合温度検出器と温度設定器と位置検出回路か
らの信号に基づき前記ステッピングモータを駆動制御す
る混合弁制御器を設けたものである。

【００１８】

【作用】本発明の混合弁は、ハウジング内に回動可能に
設けられ側面に設けられた湯入口孔と水入口孔および端
面に出口孔を有した弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入
口孔との間に仕切り壁を設けたことにより、弁体の水入
口孔からと湯入口孔からの水流の動圧によってどちらか
の流れを塞ぐような直接的な流れの干渉が防止される。
したがって、弁体の回転角度に対する湯水の混合流量変
化の直線性が優れ、弁体の回転角に対して滑らかな混合
温度可変が可能になる。

【００１９】また本発明の混合弁は、ハウジング内に回
動可能に設けられ側面に設けられた湯入口孔と水入口孔
および端面に出口孔を有した弁体と、その弁体を回転駆
動するモータと、前記弁体の湯入口孔と水入口孔との間
に仕切り壁を設けたことにより、弁体の水入口孔からと
湯入口孔からの水流の動圧によってどちらかの流れを塞
ぐような直接的な流れの干渉が防止される。したがっ
て、弁体の回転角度に対する湯水の混合流量変化の直線
性が優れ、モータで弁体を回転しそのモータの回転角に
対しほぼ同じ変化率で滑らかな混合温度可変が可能にな
る。

【００２０】また本発明の湯水混合装置は、湯流入路と
水流入路と混合流出路を有するハウジングと、前記ハウ
ジング内に回動可能に設けられ側面に湯入口孔と水入口
孔および端面に出口孔を有した弁体と、前記弁体の湯入
口孔と水入口孔との間に設けた仕切り壁と、前記弁体を
回転駆動するモータと、前記出口孔の下流の混合湯温を
検出する混合温度検出器と、混合湯温を設定する温度設
定器と、前記混合温度検出器と温度設定器からの信号に
基づき比較演算して前記モータを駆動する混合弁制御器
を設けたことにより、弁体の水入口孔からと湯入口孔か
らの水流の動圧によってどちらかの流れを塞ぐような直
接的な流れの干渉が防止される。したがって、弁体の回
転角度に対する湯水の混合流量変化の直線性が優れ、モ
ータで弁体を回転しその回転角に対しほぼ同じ変化率で
滑らかに混合温度を可変でき、混合弁制御器でハンチン
グ等のない安定した混合出湯温度制御が可能になる。

【００２１】また本発明の湯水混合装置は、湯流入路と
水流入路と混合流出路を有するハウジングと、前記湯流
入路と水流入路の両方の圧力を受けてその差圧力に応じ
て圧力の高い方の流路を自動的に狭める流入差圧減小弁
と、前記ハウジング内に回動可能に設けられ側面に湯入
口孔と水入口孔および端面に出口孔を有した弁体と、前
記弁体の湯入口孔と水入口孔との間に設けた仕切り壁
と、前記弁体を回転駆動するモータと、前記出口孔の下
流の混合湯温を検出する混合温度検出器と、混合湯温を
設定する温度設定器と、前記混合温度検出器と温度設定
器からの信号に基づき比較演算して前記モータを駆動す
る混合弁制御器を設けたことにより、前記流入差圧減小
弁によって湯側および水側の供給圧変動や供給圧のアン
バランスがあっても弁体の水入口孔および湯入口孔に作
用するそれぞれの入口圧は近い値になる。また前記仕切
り壁によって、弁体の水入口孔からと湯入口孔からの水
流の動圧によってどちらかの流れを塞ぐような直接的な
流れの干渉が防止される。したがって、弁体の回転角度
に対する湯水の混合流量変化の直線性が優れ、モータで
弁体を回転しその回転角に対しほぼ同じ変化率で滑らか
に混合温度を可変でき、しかも湯側および水側の供給圧
変動や供給圧のアンバランスがあっても安定した混合出
湯温度制御が可能になる。

【００２２】また本発明の湯水混合装置は、湯流入路と
水流入路と混合流出路を有するハウジングと、前記ハウ
ジング内に回動可能に設けられ側面に湯入口孔と水入口
孔および端面に出口孔を有した弁体と、前記弁体の湯入
口孔と水入口孔との間に設けた仕切り壁と、前記弁体を
回転駆動するステッピングモータと、前記ステッピング
モータの出力軸の回転位置の少なくとも１カ所検出する
位置検出器と、前記位置検出器の検出信号でゼロリセッ
トしそこからの駆動パルス数により前記ステッピングモ
ータの回転位置を検出する位置検出回路と、前記出口孔
の下流の混合湯温を検出する混合温度検出器と、混合湯
温を設定する温度設定器と、前記混合温度検出器と温度
設定器と位置検出回路からの信号に基づき前記ステッピ
ングモータを駆動制御する混合弁制御器を設けたことに
より、前記位置検出器と位置検出回路によってステッピ
ングモータおよび弁体の回転位置が常時認識でき温度設
定器の設定温度と混合温度検出器の混合温度とからステ
ッピングモータの回転方向が混合弁制御器によって即座
に判断指示されるのと合わせて、ステッピングモータの
有効回転範囲つまりそれ以上回転しても目標温度に近づ
けることにならなくなる回転位置を正確に認識できるた
め、必要以上に無駄な回転負荷をステッピングモータお
よび弁体やその他回転伝達部などにかけることを防止で
きる。また前記仕切り壁によって、弁体の水入口孔から
と湯入口孔からの水流の動圧によってどちらかの流れを
塞ぐような直接的な流れの干渉が防止される。したがっ
て、弁体の回転角度に対する湯水の混合流量変化の直線
性が優れ、モータで弁体を回転しその回転角に対しほぼ
同じ変化率で滑らかに混合温度を可変でき、安定した混
合出湯温度制御でかつ長寿命の湯水混合装置を実現す
る。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

【００２４】図１は本発明の第一の実施例を示す混合弁
１１の構成図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は図１のＡ−
Ａ断面図であり、図３は弁体１２および弁軸１３の斜視
図である。同図において１４はハウジングであり、湯流
入路１５と水流入路１６と混合流出路１７を有してい
る。１２はハウジング１４内に回動可能に設けらた略球
形の弁体であり、その弁体１２は側面に湯入口孔１８と
水入口孔１９および端面に出口孔２０を有し、弁体１２
の内部には湯入口孔１８と水入口孔１９との間に仕切り
壁２１が形成してある。また、弁体１２の出口孔２０と
は反対側の端部に、図３のように弁軸１３の先端凸部２
２が挿入される凹溝２３が形成してある。

【００２５】また弁軸１３の軸シール部２４はリング状
の溝２５が形成されており、その溝２５にＸ字形断面の
弾性シール部材２６が設けられている。さらに弁軸１３
の凸部２２とは反対側の端部に、操作つまみ２７の駆動
軸２８を挿入する軸穴２９が形成されている。軸穴２９
の形状は図３のように円形の円弧部分２カ所を対称的に
削り取った形をしており、弁体１２は操作つまみ２７の
駆動軸２８の回転にともなって回転される。

【００２６】また、弁軸１３の軸穴２９の外側に弁体１
２の回転範囲角度を規制する回転角規制部材３０が設け
られている。３３は混合温度を検出する温度検出器であ
る。

【００２７】なお、ハウジング１４の湯流入路１５と弁
体１２との間および水流入路１６と弁体１２との間に
は、それぞれリング状のシール部材３１、３２が装着さ
れている。

【００２８】以上の構成において本実施例の動作につい
て説明する。図２（ａ）は湯入口孔１８を全開し、水入
口孔１９を全閉にした状態を示したものであり、水流入
路１６と混合流出路１７とは連通せず、ハウジング１４
と弁体１２との間のシール部材３２によって水側の内部
漏れが防止されている。図２（ｂ）は湯入口孔１８およ
び水入口孔１９とも弁半開状態で湯水が約半々に混合さ
れて混合流出路１７に流れ出る状態、図２（ｃ）は湯入
口孔１８を約２０％開き、水入口孔１９を約８０％開い
た状態を示したものであり、図２（ｄ）は水入口孔１９
を全開し、湯入口孔１８を全閉の状態を示したものであ
り、湯流入路１５と混合流出路１７とは連通せず、ハウ
ジング１４と弁体１２との間のシール部材３１によって
水側の内部漏れが防止されている。

【００２９】図２（ｂ）のように弁体１２が湯入口孔１
８および水入口孔１９とも弁半開状態のとき、まず湯は
湯流入路１５から弁体１２の側面の湯入口孔１８から弁
体１２の内部に流入し、仕切り壁２１に沿って出口孔２
０へ流れる。同時に水は水流入路１６から水入口孔１９
から弁体１２の内部に流入し、仕切り壁２１に沿って出
口孔２０へ流れる。このように湯と水は弁体１２の内部
に形成された仕切り壁２１によって隔てられ、その表裏
を平行して流れ、弁体１２の出口孔２０を経てハウジン
グ１４の混合流出路１７へ至る。図９および図１０の従
来の混合弁の場合、入口ポート２から弁体５の開口部５
ｃを経ての弁体５の内部に流れ込む水の流れと、他方の
入口ポート３から開口部５ｄを経て弁体５の内部に流れ
込む湯の流れが互いに正面衝突し、供給圧が高い水流の
勢いが供給圧の低い湯の流れをその動圧によって押さえ
込むように作用し、弁体５の回転角度に対する湯水の混
合流量変化が図１２のように屈曲し、弁体５の回転角に
対して滑らかな混合温度可変がしずらかったのに比較
し、本実施例においては、湯と水は仕切り壁２１によっ
て互いに平行した順方向の流れのまま自然に混合される
構成なので、湯および水は各入口孔１８、１９の開口度
合つまり弁体１２の回転角に応じた流量可変ができ、図
４の線図に示すような直線性の優れた流量特性になる。

【００３０】したがって、操作つまみ２７の回転角度に
応じて、滑らかに混合湯温が可変でき、混合湯温の調節
がしやすく使い勝手がよい。

【００３１】以上述べたように本実施例によれば、ハウ
ジング１４内に回動可能に設けられ側面に設けられた湯
入口孔１８と水入口孔１９および端面に出口孔２０を有
した弁体１２と、弁体１２の湯入口孔１８と水入口孔１
９との間に仕切り壁２１を設けたことにより、弁体１２
の水入口孔１９からと湯入口孔１８からの水流の動圧に
よってどちらかの流れを塞ぐような直接的な流れの干渉
が防止される。したがって、弁体１２の回転角度に対す
る湯水の混合比変化の直線性が優れ、弁体１２の回転角
に対して滑らかな混合温度可変が可能になる。

【００３２】図５は本発明の第二の実施例を示す混合弁
３４の構成図であり、図１の混合弁１１の構成と異なる
点は、弁体１２を回転駆動する操作つまみ２８および駆
動軸２８を、モータ３５および駆動軸３６で構成したも
ので、本発明の第一の実施例の混合弁１１の作用効果に
加えて、モータ３５の回転角度に応じて、滑らかに混合
湯温が可変でき、混合湯温の調節がしやすく使い勝手が
よい。

【００３３】以上のように本実施例によれば、ハウジン
グ１４内に回動可能に設けられ側面に設けられた湯入口
孔１８と水入口孔１９および端面に出口孔２０を有した
弁体１２と、弁体１２の湯入口孔１８と水入口孔１９と
の間に仕切り壁２１を設けたことにより、弁体１２の水
入口孔１９からと湯入口孔１８からの水流の動圧によっ
てどちらかの流れを塞ぐような直接対向した流れの干渉
が防止される。したがって、弁体１２の回転角度に対す
る湯水の混合比変化の直線性が優れ、弁体１２の回転角
に対して滑らかな混合温度可変が可能になる。したがっ
て、弁体１２の回転角度に対する湯水の混合流量変化の
直線性が優れ、モータ３５で弁体１２を回転しそのモー
タ３５の回転角に対しほぼ同じ変化率で滑らかな混合温
度可変が可能になる。

【００３４】図６は、本発明の第三の実施例を示す湯水
混合装置３７の構成図であり、図５の混合弁３４に出口
孔２０の下流の混合湯温を検出する混合温度検出器３３
と、混合湯温を設定する温度設定器３８と、混合温度検
出器３３と温度設定器３８からの信号に基づき比較演算
してモータ３５を駆動する混合弁制御器３９を設けた構
成で、温度設定器３８で所望する混合湯温を設定する
と、サーミスタにてなる温度検出器３３で混合湯温が検
出され、それら温度設定器３８の設定温度信号および温
度検出器３３の混合湯温信号を混合弁制御器３９が取り
込んで比較演算し、その偏差をなくす方向の駆動信号を
モータ３５に入力して、弁体１２を回転制御して、湯と
水の混合比を加減調節しながら、混合温度を設定温度に
保持すべく作用する。このとき、図９〜図１１に示した
従来の混合弁および湯水混合装置では、水側供給圧およ
び湯側供給圧の条件によって弁体５の回転角度に対する
湯水の混合流量変化が図１２のように屈曲し、弁体５の
回転角に対して滑らかな混合温度可変がしずらかった
り、電子コントローラ１０でステッピングモータ６およ
び弁体５を駆動制御して、目標温度に保持しようとして
も混合出湯温度がハンチングして変動したり、目標温度
に到達するまでの応答速度が遅かったりする不具合があ
ったのに対し、本実施例においては、湯と水は仕切り壁
２１によって互いに平行した順方向の流れのまま自然に
混合される構成なので、湯および水は各入口孔１８、１
９の開口度合つまり弁体１２の回転角に応じた流量可変
ができ、図４の線図に示すような直線性の優れた流量特
性が得られ、モータ３５および弁体１２の回転角度に応
じて、直線的で滑らかな湯温可変ができ、ハンチング等
の不具合がなく素早い応答で混合湯温が目標温度に到達
保持できる。

【００３５】以上のように本実施例によれば、湯流入路
１５と水流入路１６と混合流出路１７を有するハウジン
グ１４と、ハウジング１４内に回動可能に設けられ側面
に湯入口孔１８と水入口孔１９および端面に出口孔２０
を有した弁体１２と、弁体１２の湯入口孔１８と水入口
孔１９との間に設けた仕切り壁２１と、弁体１２を回転
駆動するモータ３５と、出口孔２０の下流の混合湯温を
検出する混合温度検出器３３と、混合湯温を設定する温
度設定器３８と、混合温度検出器３３と温度設定器３８
からの信号に基づき比較演算してモータ３５を駆動する
混合弁制御器３９を設けたことにより、弁体１２の水入
口孔１９からと湯入口孔１８からの水流の動圧によって
どちらかの流れを塞ぐような直接的な流れの干渉が防止
される。したがって、弁体１２の回転角度に対する湯水
の混合流量変化の直線性が優れ、モータ３５で弁体１２
を回転しその回転角に対しほぼ同じ変化率で滑らかに混
合温度を可変でき、混合弁制御器３９でハンチング等の
ない安定した混合出湯温度制御が可能になる。

【００３６】図７は、本発明の第四の実施例を示す湯水
混合装置４０の構成図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は図
７のＡ−Ａ断面図である。図６の湯水混合装置３７の構
成と異なる点は、湯流入路１５と水流入路１６の両方の
圧力を受けてその差圧力に応じて圧力の高い水流入路１
６を自動的に狭める流入差圧減小弁４１を設けた構成
で、本発明の第三の実施例の湯水混合装置３７の作用効
果に加えて、湯側および水側の供給圧変動や供給圧のア
ンバランスがあっても弁体１２の水入口孔１９および湯
入口孔１８に作用するそれぞれの入口圧は近い値にな
り、供給圧変動や供給圧のアンバランスがあっても安定
した混合出湯温度制御が可能になる。

【００３７】以上のように本実施例によれば、湯流入路
１５と水流入路１６と混合流出路１７を有するハウジン
グ１４と、湯流入路１５と水流入路１６の両方の圧力を
受けてその差圧力に応じて圧力の高い方の流路を自動的
に狭める流入差圧減小弁４１と、ハウジング１４内に回
動可能に設けられ側面に湯入口孔１８と水入口孔１９お
よび端面に出口孔２０を有した弁体１２と、弁体１２の
湯入口孔１８と水入口孔１９との間に設けた仕切り壁２
１と、弁体１２を回転駆動するモータ３５と、出口孔２
０の下流の混合湯温を検出する混合温度検出器３３と、
混合湯温を設定する温度設定器３８と、混合温度検出器
３３と温度設定器３８からの信号に基づき比較演算して
モータ３５を駆動する混合弁制御器３９を設けたことに
より、流入差圧減小弁４５によって湯側および水側の供
給圧変動や供給圧のアンバランスがあっても弁体１２の
水入口孔１９および湯入口孔１８に作用するそれぞれの
入口圧は近い値になる。また仕切り壁２１によって、弁
体１２の水入口孔１９からと湯入口孔１８からの水流の
動圧によってどちらかの流れを塞ぐような直接的な流れ
の干渉が防止される。したがって、弁体１２の回転角度
に対する湯水の混合流量変化の直線性が優れ、モータ３
５で弁体１２を回転しその回転角に対しほぼ同じ変化率
で滑らかに混合温度を可変でき、しかも湯側および水側
の供給圧変動や供給圧のアンバランスがあっても安定し
た混合出湯温度制御が可能になる。

【００３８】図８は、本発明の第五の実施例を示す湯水
混合装置４２の構成図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は図
８のＡ−Ａ断面図である。図６の湯水混合装置３７の構
成と異なる点は、弁体１２を回転駆動するステッピング
モータ４３の駆動軸３６の回転位置の少なくとも１カ所
検出する位置検出器４４と、位置検出器４４の検出信号
でゼロリセットしそこからの駆動パルス数によりステッ
ピングモータ４３の回転位置を検出する位置検出回路４
５と、混合温度検出器３３と温度設定器３８と位置検出
回路４４からの信号に基づきステッピングモータ４３を
駆動制御する混合弁制御器４６を設けた構成で、本発明
の第三の実施例の湯水混合装置３７の作用効果に加え
て、位置検出器４４と位置検出回路４５によってステッ
ピングモータ４３および弁体１２の回転位置が常時認識
でき温度設定器３８の設定温度と混合温度検出器３３の
混合温度とからステッピングモータ４３の回転方向が混
合弁制御器４６によって即座に判断指示されるのと合わ
せて、ステッピングモータ４３の有効回転範囲つまりそ
れ以上回転しても目標温度に近づけることにならなくな
る回転位置を正確に認識できるため、必要以上に無駄な
回転負荷をステッピングモータ４３および弁体１２やそ
の他回転伝達部などにかけることを防止でき、長寿命の
湯水混合装置を実現できるほか、仕切り壁２１による直
線性の良い混合湯温変化特性と弁体動作位置の認識でき
ることとが相まって、より的確で安定性応答性の優れた
湯水混合制御ができる。なぜならば、温度偏差と弁体１
２の現在位置とから、どちらの方向にステッピングモー
タ４３を何ステップ分回転すべきといったように、混合
弁制御器４６のマイクロコンピュータが的確な制御量を
学習記憶補正する等のさらに高度な制御が可能になるた
めである。

【００３９】なお、ステッピングモータ４３の駆動軸３
６の回転位置を検出する位置検出器４４は、ステッピン
グモータ４３の減速ギアの出力段のギアに小さい永久磁
石を取付、対向位置の基板にホール素子を取り付け、ス
テッピングモータ４３と一体的に構成してある。

【００４０】以上述べたように本実施例によれば、湯流
入路１５と水流入路１６と混合流出路１７を有するハウ
ジング１４と、ハウジング１４内に回動可能に設けられ
側面に湯入口孔１８と水入口孔１９および端面に出口孔
２０を有した弁体１２と、弁体１２の湯入口孔１８と水
入口孔１９との間に設けた仕切り壁２１と、弁体１２を
回転駆動するステッピングモータ４３と、ステッピング
モータ４３の駆動軸３６の回転位置の少なくとも１カ所
検出する位置検出器４４と、位置検出器４４の検出信号
でゼロリセットしそこからの駆動パルス数によりステッ
ピングモータ４３の回転位置を検出する位置検出回路４
５と、出口孔２０の下流の混合湯温を検出する混合温度
検出器３３と、混合湯温を設定する温度設定器３８と、
混合温度検出器３３と温度設定器３８と位置検出回路４
５からの信号に基づきステッピングモータ４３を駆動制
御する混合弁制御器４６を設けたことにより、位置検出
器４４と位置検出回路４５によってステッピングモータ
４３および弁体１２の回転位置が常時認識でき温度設定
器３８の設定温度と混合温度検出器３３の混合温度とか
らステッピングモータ４３の回転方向が混合弁制御器４
６によって即座に判断指示されるのと合わせて、ステッ
ピングモータ４３の有効回転範囲つまりそれ以上回転し
ても目標温度に近づけることにならなくなる回転位置を
正確に認識できるため、必要以上に無駄な回転負荷をス
テッピングモータ４３および弁体１２やその他回転伝達
部などにかけることを防止できる。また仕切り壁２１に
よって、弁体１２の水入口孔１９からと湯入口孔１８か
らの水流の動圧によってどちらかの流れを塞ぐような直
接的な流れの干渉が防止される。したがって、弁体１２
の回転角度に対する湯水の混合流量変化の直線性が優
れ、ステッピングモータ４３で弁体１２を的確に回転制
御でき、より安定した混合出湯温度制御でかつ長寿命の
湯水混合装置を提供できる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の混合弁は、
ハウジング内に回動可能に設けられ側面に設けられた湯
入口孔と水入口孔および端面に出口孔を有した弁体と、
その弁体の湯入口孔と水入口孔との間に仕切り壁を設け
たことにより、その水入口孔からと湯入口孔からの水流
の動圧によってどちらかの流れを塞ぐような直接的な流
れの干渉が防止され、弁体の回転角度に対する湯水の混
合比変化の直線性が優れ、弁体の回転角に対して滑らか
な混合温度可変を可能にする効果が得られる。

【００４２】また、本発明の混合弁は、ハウジング内に
回動可能に設けられ側面に設けられた湯入口孔と水入口
孔および端面に出口孔を有した弁体と、その弁体の湯入
口孔と水入口孔との間に仕切り壁を設けたことにより、
その水入口孔からと湯入口孔からの水流の動圧によって
どちらかの流れを塞ぐような直接対向した流れの干渉が
防止され、弁体の回転角度に対する湯水の混合流量変化
の直線性が優れ、弁体を回転するモータの回転角に対し
ほぼ同じ変化率で温度可変ができ、モータによる混合温
度調節をやり易くできる効果が得られる。

【００４３】また、本発明の湯水混合装置は、湯流入路
と水流入路と混合流出路を有するハウジングと、ハウジ
ング内に回動可能に設けられ側面に湯入口孔と水入口孔
および端面に出口孔を有した弁体と、その弁体の湯入口
孔と水入口孔との間に設けた仕切り壁と、弁体を回転駆
動するモータと、出口孔の下流の混合湯温を検出する混
合温度検出器と、混合湯温を設定する温度設定器と、混
合温度検出器と温度設定器からの信号に基づき比較演算
してモータを駆動する混合弁制御器を設けたことによ
り、弁体の水入口孔からと湯入口孔からの水流の動圧に
よってどちらかの流れを塞ぐような直接的な流れの干渉
が防止され、弁体の回転角度に対する湯水の混合流量変
化の直線性が優れ、モータで弁体を回転しその回転角に
対しほぼ同じ変化率で滑らかに混合温度を可変でき、混
合弁制御器でハンチング等のない安定した混合出湯温度
制御を可能にする効果がある。

【００４４】また、本発明の湯水混合装置は、湯流入路
と水流入路と混合流出路を有するハウジングと、湯流入
路と水流入路の両方の圧力を受けてその差圧力に応じて
圧力の高い方の流路を自動的に狭める流入差圧減小弁
と、ハウジング内に回動可能に設けられ側面に湯入口孔
と水入口孔および端面に出口孔を有した弁体と、その弁
体の湯入口孔と水入口孔との間に設けた仕切り壁と、弁
体を回転駆動するモータと、出口孔の下流の混合湯温を
検出する混合温度検出器と、混合湯温を設定する温度設
定器と、混合温度検出器と温度設定器からの信号に基づ
き比較演算してモータを駆動する混合弁制御器を設けた
ことにより、流入差圧減小弁によって湯側および水側の
供給圧変動や供給圧のアンバランスがあっても弁体の水
入口孔および湯入口孔に作用するそれぞれの入口圧は近
い値になり、また仕切り壁によって弁体の水入口孔から
と湯入口孔からの水流の動圧によってどちらかの流れを
塞ぐような直接的な流れの干渉が防止され、弁体の回転
角度に対する湯水の混合流量変化の直線性が優れ、モー
タで弁体を回転しその回転角に対しほぼ同じ変化率で滑
らかに混合温度を可変でき、しかも湯側および水側の供
給圧変動や供給圧のアンバランスがあっても安定した混
合出湯温度制御を可能にする効果がある。

【００４５】また、本発明の湯水混合装置は、湯流入路
と水流入路と混合流出路を有するハウジングと、ハウジ
ング内に回動可能に設けられ側面に湯入口孔と水入口孔
および端面に出口孔を有した弁体と、その弁体の湯入口
孔と水入口孔との間に設けた仕切り壁と、弁体を回転駆
動するステッピングモータと、そのステッピングモータ
の駆動軸の回転位置の少なくとも１カ所検出する位置検
出器と、位置検出器の検出信号でゼロリセットしそこか
らの駆動パルス数によりステッピングモータの回転位置
を検出する位置検出回路と、出口孔の下流の混合湯温を
検出する混合温度検出器と、混合湯温を設定する温度設
定器と、混合温度検出器と温度設定器と位置検出回路か
らの信号に基づきステッピングモータを駆動制御する混
合弁制御器を設けたことにより、位置検出器と位置検出
回路によってステッピングモータおよび弁体の回転位置
が常時認識でき温度設定器の設定温度と混合温度検出器
の混合温度とからステッピングモータの回転方向が混合
弁制御器によって即座に判断指示されるのと合わせて、
ステッピングモータの有効回転範囲つまりそれ以上回転
しても目標温度に近づけることにならなくなる回転位置
を正確に認識できるため、必要以上に無駄な回転負荷を
ステッピングモータおよび弁体やその他回転伝達部など
にかけることを防止でき、また仕切り壁によって、弁体
の水入口孔からと湯入口孔からの水流の動圧によってど
ちらかの流れを塞ぐような直接的な流れの干渉が防止さ
れ、弁体の回転角度に対する湯水の混合流量変化の直線
性が優れ、ステッピングモータで弁体を的確に回転制御
でき、より安定した混合出湯温度制御でかつ長寿命の湯
水混合装置を提供できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す混合弁の断面図

【図２】（ａ）同混合弁の水入口孔全閉の状態を示すＡ
−Ａ断面図 （ｂ）同混合弁の半開状態を示すＡ−Ａ断面図 （ｃ）同混合弁の湯入口孔２０％、水入口孔８０％開い
た状態を示すＡ−Ａ断面図 （ｄ）同混合弁の湯入口孔全閉の状態を示すＡ−Ａ断面
図

【図３】同混合弁の弁体の分解斜視図

【図４】同混合弁の流量特性図

【図５】本発明の第二の実施例を示す混合弁の断面図

【図６】本発明の第三の実施例を示す湯水混合装置の構
成図

【図７】本発明の第四の実施例を示す湯水混合装置の構
成図

【図８】本発明の第五の実施例を示す湯水混合装置の構
成図

【図９】従来の混合弁であるの混合弁の断面図

【図１０】同混合弁の弁体の断面図

【図１１】同混合弁を装備した給湯装置の構成図

【図１２】同混合弁の流量特性図

【符号の説明】

１１ 混合弁 １２ 弁体 １４ ハウジング １５ 湯流入路 １６ 水流入路 １７ 混合流出路 １８ 湯入口孔 １９ 水入口孔 ２０ 出口孔 ２１ 仕切り壁 ３３ 温度検出器 ３４ 混合弁 ３５ モータ ３７ 湯水混合装置 ３８ 温度設定器 ３９ 混合弁制御器 ４０ 湯水混合装置 ４１ 流入差圧減小弁 ４２ 湯水混合装置 ４３ ステッピングモータ ４４ 位置検出器 ４５ 位置検出回路 ４６ 混合弁制御器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−256071（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−29685（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−254276（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−206169（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−24374（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−119672（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 5/00 - 5/06 F16K 11/00 - 11/24 F16K 31/00 - 31/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯流入路と水流入路と混合流出路を有する
   ハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に設けられ
   側面に湯入口孔と水入口孔および端面に出口孔を有した
   弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔との間に仕切り
   壁を設けた混合弁。
2. 【請求項２】湯流入路と水流入路と混合流出路を有する
   ハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に設けられ
   側面に湯入口孔と水入口孔および端面に出口孔を有した
   弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔との間に設けた
   仕切り壁と、前記弁体を回転駆動するモータと、前記モ
   ータの回転を前記弁体に伝達する回転動力伝達部を設け
   た混合弁。
3. 【請求項３】湯流入路と水流入路と混合流出路を有する
   ハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に設けられ
   側面に湯入口孔と水入口孔および端面に出口孔を有した
   弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔との間に設けた
   仕切り壁と、前記弁体を回転駆動するモータと、前記出
   口孔の下流の混合湯温を検出する混合温度検出器と、混
   合湯温を設定する温度設定器と、前記混合温度検出器と
   温度設定器からの信号に基づき比較演算して前記モータ
   を駆動する混合弁制御器を備えた湯水混合装置。
4. 【請求項４】湯流入路と水流入路と混合流出路を有する
   ハウジングと、前記湯流入路と水流入路の両方の圧力を
   受けてその差圧力に応じて圧力の高い方の流路を自動的
   に狭める流入差圧減小弁と、前記ハウジング内に回動可
   能に設けられ側面に湯入口孔と水入口孔および端面に出
   口孔を有した弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔と
   の間に設けた仕切り壁と、前記弁体を回転駆動するモー
   タと、前記出口孔の下流の混合湯温を検出する混合温度
   検出器と、混合湯温を設定する温度設定器と、前記混合
   温度検出器と温度設定器からの信号に基づき比較演算し
   て前記モータを駆動する混合弁制御器を備えた湯水混合
   装置。
5. 【請求項５】湯流入路と水流入路と混合流出路を有する
   ハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に設けられ
   側面に湯入口孔と水入口孔および端面に出口孔を有した
   弁体と、前記弁体の湯入口孔と水入口孔との間に設けた
   仕切り壁と、前記弁体を回転駆動するステッピングモー
   タと、前記ステッピングモータの出力軸の回転位置の少
   なくとも１カ所検出する位置検出器と、前記位置検出器
   の検出信号でゼロリセットしそこからの駆動パルス数に
   より前記ステッピングモータの回転位置を検出する位置
   検出回路と、前記出口孔の下流の混合湯温を検出する混
   合温度検出器と、混合湯温を設定する温度設定器と、前
   記混合温度検出器と温度設定器と位置検出回路からの信
   号に基づき前記ステッピングモータを駆動制御する混合
   弁制御器を備えた湯水混合装置。