JP3067690B2 - 湯沸器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は湯沸器に関し、詳し
くはモータ駆動式の水栓を開弁して出湯する湯沸器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、元止式瞬間湯沸器において
は、熱交換器への通水路に水栓を設け、点火釦の押操作
により水栓を開弁することで熱交換器に通水し、この通
水により自動ガス弁を開弁して点火器の作動によりバー
ナの燃焼を開始し、通水中の水を加熱して出湯するよう
に制御している。最近では、水栓を使用者の操作力で開
弁せずに、モータを駆動して開弁するものも知られてい
る。この湯沸器では、乾電池を電源として水栓、ガス制
御弁、点火器等を駆動制御する燃焼制御器を備え、操作
スイッチからの出湯指示に基づいて燃焼制御器がモータ
を駆動して水栓を開弁し、水流スイッチにより熱交換器
への通水を確認した後に電磁弁等のガス制御弁を開弁し
て燃焼を開始して、出湯管から湯を吐出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たモータ駆動式水栓を用いた湯沸器においては、出湯中
にモータが作動不能な電圧にまで電池電圧が低下する
と、操作スイッチにより出湯停止を指示してもモータが
作動不能となり、水栓は開弁状態を維持してしまい、水
を止める事ができない。また、水流スイッチのオフに基
づいて燃焼を停止するシステムの場合には、止水不能に
より水流スイッチがオン状態を保持してしまい、燃焼が
継続されて出湯を停止させることができなくなってしま
う。本発明の湯沸器は、モータ駆動式水栓を採用した場
合の特有の問題、つまり電池電圧低下による不具合に対
する安全性を向上することを目的とする。

【０００４】

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上記課題を解決する請求
項１記載の湯沸器は、 バーナの燃焼熱により通水中の水
を加熱する熱交換器と、上記熱交換器の通水路を開閉す
る水栓と、所定の操作により通電されて上記水栓を開閉
駆動するモータと、上記通水路の水流を検知する水流検
知手段と、上記水流検知手段により水流が検知されてか
ら、上記バーナの点火動作を行ない燃焼を開始する燃焼
制御手段と、器具の電源となる電池とを備えた湯沸器に
おいて、上記水栓を開弁するに先立って、上記電池電圧
が所定レベル以上か否かを判定し、上記所定レベルを下
回っていると判断した場合には、上記モータによる水栓
の開弁を禁止し燃焼を開始させない出湯禁止手段を備え
たことを要旨とする。

【０００６】

【０００７】上記構成を有する請求項１記載の湯沸器
は、所定の出湯操作によりモータを駆動して水栓を開弁
し、水流を検知してからバーナを燃焼させることにより
出湯するが、水栓を開弁するに先立って、電池電圧が所
定レベル以上か否かを判定する。そして、電池電圧が所
定レベルに満たない場合には、モータへの通電を行なわ
ずに水栓を閉状態に維持して燃焼を開始しない。つま
り、出湯動作を行なわない。このため、電池電圧が低下
している状態では、最初から出湯動作を禁止するため出
湯中にモータの作動が不能となるような不具合が予め回
避され、安全性が向上する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の湯沸器の好適
な実施例について説明する。図１は一実施例としてのミ
キシング型の元止式湯沸器の概略を示した展開構成図で
あって、ＷＶは水栓で、該水栓としてダイヤフラム式給
水弁を用い、給水経路４の上流側に装備され、その構造
はダイヤフラム弁５の弁孔６に発条７によって閉止方向
に付勢されたパイロット弁８を接離可能に設け、該パイ
ロット弁８を進退させて弁孔６を開閉することによりダ
イヤフラム弁５を給水圧で開閉し熱交換器９への給水と
給水停止及び出水が行いうるようになっている。前記水
栓ＷＶたるダイヤフラム式給水弁の後流側に水圧応動装
置Ｄを隣接し、該水圧応動装置Ｄのダイヤフラム10に定
流量弁Ｖ3 と水圧自動ガス弁Ｖ4 を連設せしめて定流量
弁Ｖ3 と水圧自動ガス弁Ｖ4 がダイヤフラム10を介して
給水圧に応動しガスバーナ11への供給ガス量と熱交換器
９への給水量とが自動制御されるようになっている。

【０００９】ＭＶは電磁安全弁で、ガス供給経路12の上
流側に装備され、その構造は発条13で閉止方向に付勢さ
れた安全弁Ｖ5 が電磁石14により開放吸着保持され、電
磁石14への通電が解かれると安全弁Ｖ5 が自動閉止され
るようになっている。Ｇは緩点火機構で、ガス供給経路
12の下流側に装備され、器具栓Ｖ1 の弁軸15に発条16で
閉止方向に付勢された緩点火バルブＶ2 を弁軸15に固定
せる係止板17と一定に遊びを存して備え、点火時に器具
栓Ｖ1 と一定の時間差を存して連動するようになし、か
つ、ガス供給経路12の器具栓Ｖ1 と緩点火バルブＶ２
間から分岐した緩点火ガス通路18を能力切替弁Ｖ6 の下
流側に開口し、緩点火ガス通路18には緩点火ニードル弁
Ｖ7 を設けた構造となっている。なお、19は戻し発条で
ある。

【００１０】Ｍは前記水栓ＷＶ、電磁安全弁ＭＶ、緩点
火機構Ｇ等の機能部を駆動する単一のモータで、たとえ
ば、減速ギヤー20付きのギヤードモータ等を用い、該モ
ータＭと連動する作動体Ｋを介して前記各機能部をそれ
ぞれの動作タイミングを変えて駆動する。すなわち、作
動体Ｋとして図２に例示したようなカム体１を用い、該
カム体１をモータＭの出力軸に固定してモータＭにより
カム体１を所定の角度だけ間歇的に回転させることによ
って各機能部の駆動をタイミングを変えて行うものであ
る。カム体１としては、水栓ＷＶを駆動するためのカム
1aと電磁安全弁ＭＶを駆動するためのカム1b及び緩点火
機構Ｇを駆動するためのカム1cを同一軸心を保って並設
するほか、釦表示カム1d、カム体１の位置を検出する２
つのカムスイッチＳ3 、Ｓ4 を作動するカム1e等をも一
体に備えた構造とし、水栓駆動用カム1aに前記ダイヤフ
ラム式給水弁ＷＶのパイロット弁８の弁軸21に先端部を
係合させた作動レバー22の基端部22ｂを、また、電磁安
全弁駆動用カム1bには電磁安全弁ＭＶの安全弁Ｖ5 と同
軸上に発条23で復帰方向に付勢して設けた押圧杆24を、
さらに、緩点火機構駆動用カム1cには緩点火機構Ｇの弁
軸15をそれぞれ関連させ、各々のカム1a、1b、1cのカム
面の形状はカム体１がモータＭによって所定の角度だけ
間歇的に回転することにより前記各機能部がタイミング
を変えて的確に駆動されるように設定するものである。
なお、釦表示カム1dには表示杆25を、カムスイッチ作動
用カム1eにはそのスイッチ杆26、27をそれぞれ関連させ
るものである。

【００１１】前記モータＭには、たとえば、フェザータ
ッチ式の操作釦２と連動する点火スイッチＳ1 を接続し
て、点火時に操作釦２をタッチ操作する（僅かに押圧す
る）ことにより点火スイッチＳ1 がON保持されてモータ
Ｍが起動する構造となすほか、図７に示されているよう
にキッチンシャワー３に備えた、たとえば、タッチ式の
操作スイッチＳ2 をモータＭと前記点火スイッチＳ1 を
介して接続し、点火スイッチＳ1 を予めON保持してお
き、以後キッチンシャワー３に備えたタッチ式の操作ス
イッチＳ2 をON、OFF するだけでモータＭの起動停止が
行いうる構造等とするものである。また、モータＭの起
動に対応してモータＭの過負荷監視シーケンスを前記各
機能部に設けて、モータＭに必要以上の負荷がかかった
ときシーケンス制御によってモータＭを停止する構造を
付加している。さらに、前記水栓ＷＶ、電磁安全弁Ｍ
Ｖ、緩点火機構Ｇ等の各機能部に監視シーケンスを設け
て、各機能部の動作を該監視シーケンスで常時監視し、
異常発生時はシーケンス制御で当該動作を直ちにやり直
す構造としている。

【００１２】なお、図１において、Ｓ5 は水圧スイッチ
（本発明の水流検知手段に相当する）で、水圧応動装置
Ｄのダイヤフラム10と連動する水圧自動ガス弁Ｖ4 の弁
軸28に備えたカム29によって作動されるようになってい
る。従って、熱交換器９に水が流れている時にのみONす
るように作動する。Ｖ9 は湯温調節バルブで、前記操作
釦２と歯車30、31を介して連動し、操作釦２を回動操作
することで、熱交換器９へ給水管34を介して供給される
給水量とミキサーＨへ給水管35を介して供給される給水
量が調整されて出湯温度の調節が行いうるほか、水だけ
の出水経路も構成するようになっており、出水時は操作
釦２を「出水」の位置に回動すると歯車31に設けたカム
31a で出水スイッチＳ6 を作動して湯沸かしに必要な各
機能部をすべてOFF し、出水だけが確実に行えるように
している。36は出湯管、32はストレーナ、Ｖ8 はガスガ
バナ、33は緩点火ガス通路18から分岐したパイロットガ
ス通路、4aは給水経路４の水入口、12a はガス供給経路
12のガス入口である。

【００１３】前記構成において、以下にその作用を図３
の作動説明図及び図４ないし図７のフローチャートに基
づいて説明する。基本的な作動原理は、図３に示されて
いるように、点火及び出湯にあたり、操作釦２を操作し
て点火スイッチＳ1 がON保持されると、モータＭが起動
してカム体１が一定の角度回転する間にＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ
→Ｅの順に各機能部が一定のタイミングを保って作動
し、点火及び出湯動作に入り、カムスイッチＳ3 、Ｓ4
がカム体１の各々の作動位置を検出するとモータＭは一
旦停止し再び起動する。次に、消火及び出湯停止にあた
り、点火スイッチＳ1 のON保持が解かれ、モータＭが起
動してカム体１を元位置に戻しＥ→Ａへとストレートに
各機能部を元位置に復帰せしめリセットすることで消火
及び出湯停止をする。

【００１４】上記動作において、出湯中に図示しない元
水栓を閉じることにより出湯を一旦停止した場合は点火
スイッチＳ1 がONの状態で水圧スイッチＳ5 がOFF して
Ｅ→Ａ→Ｂと作動して止まり、元水栓が開になると（出
湯する場合）、点火スイッチＳ1 がONの状態で水圧スイ
ッチがONになりＢ→Ｃ→Ｄ→Ｅと作動する（図３参
照）。また、Ｄ→Ｅ間においては緩点火のため器具栓が
開放されると、モータＭがある時間（たとえば、１秒間
位）停止し、時間差をおいて、緩点火バルブを開く。な
お、モータＭ、すなわち、カム体１の位置検出用の２つ
のカムスイッチＳ3、Ｓ4 はＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅにおいて次
の表１のとおり作動する。

【表１】 上記表１において、○はON、×はOFF を表す。

【００１５】上記基本原理に基づき点火シーケンスを図
４のフローチャートによって説明する。まず、ステップ
100 で操作釦２を点火操作すると、点火スイッチＳ1 が
ON保持され、次にステップ101 で点火スイッチＳ1 がOF
F 操作されなかったか否かの確認、器具の電源となる乾
電池電圧が一定電圧Ｖ1 以上あるか否かの確認、出水ス
イッチＳ6 がOFF しているか否かの確認をした後、すべ
てがYES であると、ステップ102 に至ってモータＭが起
動し、１つでもNOがあると、ステップ101 の「止」シー
ケンスが働き点火動作を中止する。従って、出湯を開始
するにあたって電池電圧が不足している場合には、次の
シーケンスに進まないため、出湯中に水栓ＷＶや各ガス
弁をモータＭにより駆動制御できなくなるといった不具
合が防止される。この「止」シーケンスは最優先のシー
ケンスとなっており、また、ステップ101 には監視シー
ケンスが組込まれ、上記動作を常時監視している。従っ
て、出湯中に電池電圧が不足してきた場合には、「止」
シーケンスが働いて出湯を停止するため、そのまま使用
し続けて電池電圧がモータ制御不能レベルになってしま
うといった事が防止される。ステップ102 でモータＭが
起動されると、カム体１が回転し、先ず、水栓駆動用カ
ム1aで水栓ＷＶを開きカムスイッチＳ3 、Ｓ4 がＢ位置
（表１参照以下同じ）にあってステップ103 でこれを検
出するとモータＭは一旦停止し、ステップ104 で水圧ス
イッチＳ5 のON、OFF を確認後、水圧スイッチＳ5 がON
の場合、つまり熱交換器９へ通水されていることを確認
した場合、ステップ105 に至り再びモータＭは起動し、
カム体１は回転して電磁安全弁駆動用カム1bで電磁安全
弁ＭＶの安全弁Ｖ5 を押し開く。このとき、モータＭの
起動と同時にイグナイタＩＧのON、クイックのON及び電
磁石14への保持電流をON状態にする。その後、ステップ
106 に至り、カム体１の緩点火機構駆動用カム1cで器具
栓Ｖ1 を開き緩点火ガス通路18を介して緩点火ニードル
弁Ｖ7 で調整されたガスをメインバーナ11に供給すると
同時にパイロットガス通路33を介してパイロットバーナ
（図示せず）にもガスを供給し、先のイグナイタＩＧに
よるプラグからのスパークでパイロットバーナに点火
し、続いてメインバーナ11に緩点火する。このとき、カ
ムスイッチＳ3 、Ｓ4 によりカムがＤ位置にあることを
検出すると、モータＭは一旦停止するが、ステップ107
で器具栓Ｖ1 が開いてから一定の緩点火時間（Ｔ2 秒）
の経過を確認した後、モータＭは再び起動しカム体１の
緩点火機構駆動用カム1cで緩点火バルブＶ2 を開き、ス
テップ108 で緩点火バルブＶ2 の全開をカムスイッチＳ
3 、Ｓ4 によりカム位置がＥ位置にあることを検出する
と、モータＭは停止し一連の点火動作は完了する。

【００１６】前記ステップ103,104 には、水圧スイッチ
Ｓ5 の状態を常時監視する監視シーケンスを組込み、例
えば、水圧スイッチＳ5 が一度ONになってシーケンス進
行中に水圧スイッチＳ5 がOFF になった場合には水圧ス
イッチＳ5 のOFF を優先させ、図３に示すようにモータ
をＥ→Ａ→Ｂと作動させて、一旦出湯を停止した後水栓
ＷＶを開弁してカムスイッチＳ3 、Ｓ4 のＢ位置を確認
しつつ、再度水圧スイッチＳ5 がONするまで待機し、水
圧スイッチＳ5 のON検知により次のシーケンスに進行す
るようにしている。従って、最初に操作釦２による出湯
操作を行なった後は、元水栓の開閉操作に出湯動作を連
動させることができる。つまり、操作釦２を操作するこ
となく、給水配管に設けられた元水栓を開くだけで出湯
が開始され、元水栓を閉じることによりバーナが消火し
て出湯が停止するように動作させることが可能となる。
同様に給湯管に水栓を設けて、先止湯沸器のように先止
操作に出湯動作を連動させることができる。この結果、
いろいろな態様で出湯操作できるため使用者にとって使
い勝手のよいものとなる。

【００１７】また、それぞれのステップにおけるモータ
Ｍの起動に対応してモータの過負荷監視シーケンスによ
りモータの過負荷を監視し必要以上の負荷がかかった場
合はモータを直ちに停止せしめるようになしている。さ
らに、ステップ105 において、イグナイタＩＧがONする
と、電池確認ランプが点灯しその確認を容易とし、その
確認方法としては、電池電圧が低くなるとランプが徐々
に暗くなるようにするのがよい。

【００１８】次に、消火シーケンスを図５のフローチャ
ートによって説明すると、ステップ200 で操作釦２を消
火操作すると、ステップ202 で点火スイッチＳ1 のON保
持解除、電磁安全弁ＭＶの保持電流OFF と同時にモータ
Ｍが起動してカム体１を元位置（Ａ位置）に戻し、ステ
ップ203 でこれをカムスイッチＳ3 、Ｓ4 によりＡ位置
にあることを検出すると、ステップ204 でモータＭは停
止し、すべてのシーケンスを元位置に復帰せしめリセッ
トする。従って、水圧スイッチＳ5 による通水停止の確
認をすることなく、操作釦２の消火操作により直接電磁
安全弁ＭＶへの通電を停止してガス遮断するため、万が
一水栓ＷＶが閉弁不能となって水圧スイッチＳ5 がON維
持しても消火でき安全である。

【００１９】前記消火シーケンスにおいて、「止」シー
ケンス動作中にON操作しても「止」シーケンスが完了す
るまで「止」操作を優先させるようになっており、この
シーケンスにもモータＭの起動に対応する過負荷監視シ
ーケンスが備えられている。前記点火及び消火シーケン
スにおけるモータＭの起動に対応するモータ過負荷監視
シーケンスとしては、たとえば、図６に例示されている
ように、ステップ300 でモータＭを起動してから一定時
間Ｔ5 秒経過後に該モータＭに流れる電流を確認し、一
定値Ａ1 以上の場合はステップ301 でモータＭを停止
し、ステップ302 のＭｇ保持電流OFF 、ボタンスイッチ
ON保持解除へ移行せしめるようになすものである。

【００２０】以上説明した本実施例の湯沸器によれば、
以下のような効果を生じる。 １．駆動源として電気エネルギーの機械エネルギーへの
変換効率のよい単一のモータＭを用いて水栓ＷＶ，緩点
火機構Ｇ，電磁安全弁ＭＶを駆動させるため、電力消費
が少なく、しかも、それぞれをタイミングを変えて駆動
させるため、モータ負荷が少なくなり突入電流を抑える
ことができ一層電力消費の抑制に有効である。また、突
入電流による電源電圧降下を抑えるため、電源電圧が最
低作動保証電圧を下回らない使用可能期間を長くする事
ができ、低電力消費とあわせて電池寿命（電池交換サイ
クル）を延ばすことができる。また、モータＭの出力も
小さくてすむ。また、複数の駆動源を用いてガス側と水
側とを開閉制御するものに比べ、構成が簡単でコンパク
トになり低コストにて製造できる。更に、モータＭをタ
イミングを変えて駆動するため、モータ駆動の都度制御
位置を確認でき、異常動作を十分監視することができ、
非常に安全である。 ２．ガス流路の緩点火機構Ｇを開弁する前に、電磁安全
弁ＭＶの開弁動作を行なうため、電磁安全弁ＭＶの開弁
中にモータＭが万一異常ロックした場合でも緩点火機構
Ｇでガス遮断されており、緩点火機構Ｇ開弁中にモータ
Ｍが異常ロックした場合は電磁安全弁ＭＶにて閉弁可能
であるため、どの様なケースであっても確実にガス遮断
でき非常に安全である。 ３．カム体１を用いてガス側水側の各制御弁を開閉する
ため、単一のモータＭであってもカム形状や回転角度を
設定するだけで、それらをタイミングよく順次確実に動
作させることが可能となり、構成が簡単になる。 ４．出湯を開始するにあたって電池電圧が不足している
場合および出湯中に電池電圧が不足してきた場合には、
「止」シーケンスが働いて出湯を停止するため、出湯中
に水栓ＷＶや各ガス弁をモータＭにより駆動制御できな
くなるといった不具合が防止され安全性が向上する。 ５．操作釦２の消火操作時には、水圧スイッチＳ5 によ
る通水停止の確認をすることなく直接電磁安全弁ＭＶへ
の通電を停止してガス遮断するため、万が一水栓ＷＶが
閉弁不能となって水圧スイッチＳ5 がON維持しても消火
でき安全である。 ６．出湯途中で元水栓を閉じた場合には、一旦出湯停止
したのち水栓を開弁位置で待機し（図３参照）、熱交換
器への通水が再度確認されたとき点火動作に入って燃焼
開始するため、元水栓の手動操作といった使われ方にも
安全に対応し、使い勝手がよい。また、出湯口に水栓を
設ければ、先止式湯沸器のような使い方も可能である。 ７．カムスイッチＳ3 ，Ｓ4 により水栓ＷＶの全開状態
を検知し、かつ水圧スイッチＳ5 により熱交換器９への
通水を検知して点火動作に入るため、モータＭが水栓Ｗ
Ｖ開弁途中でロックした場合には点火動作に入らない。
このため、水栓ＷＶの半開状態でロックし所期の流量が
得られない場合に、出湯温度が設定温度を上回って火傷
をするといったこともなく安全である。 ８．モータＭの過負荷状態が検出された場合には、モー
タＭへの通電および電磁安全弁ＭＶへの開弁保持用の通
電を停止するため、モータロック等の異常状態での継続
使用が防止される。 ９．点火時には、モータＭにより緩点火バルブＶ2 と器
具栓Ｖ1 とが一定の時間差を存して開弁するため、水圧
やガス圧の高低等に影響されることなく、常時確実な緩
点火を行なう事ができる。 １０．図７の実施例にあっては、点火スイッチＳ1 をキ
ッチンシャワー３等に備えた操作スイッチＳ2 に置き換
えることにより手元操作が可能となり操作性が向上す
る。なお、操作スイッチＳ2 は本実施例においてはマイ
クロスイッチ等のような機械的スイッチを使用している
が赤外線センサー等のような非接触型の電子的スイッチ
を用いることも自由である。

【００２１】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる
態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施例
ではガス流路の開閉を水圧自動ガス弁Ｖ4 ，電磁安全弁
ＭＶ，器具栓Ｖ1 と緩点火バルブＶ2 からなる緩点火機
構Ｇとにより行なっているが、水圧自動ガス弁と電磁安
全弁のみによる構成や、緩点火バルブを設けない構成で
あってもよい。また、器具栓等のガス遮断弁はモータ駆
動に限るものでなく、電磁式制御弁を用いた構成であっ
てもよい。

【００２２】以上詳述したように、本発明の湯沸器によ
れば、出湯動作を行なう前に電池電圧を判定するため、
出湯中にモータの作動が不能となるような不具合が予め
回避され、安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としての湯沸器の概略展開構成図であ
る。

【図２】カム体の斜視図である。

【図３】作動説明図である。

【図４】点火シーケンスを表わすフローチャートであ
る。

【図５】消火シーケンスを表わすフローチャートであ
る。

【図６】モータ過負荷監視シーケンスを表わすフローチ
ャートである。

【図７】別の実施例の湯沸器の概略展開構成図である。

【符号の説明】

ＷＶ 水栓 ＭＶ 電磁安全弁 Ｖ1 器具栓 Ｍ モータ Ｋ 作動体 １ カム体 ２ 操作釦 Ｓ1 点火スイッチ Ｓ5 水圧スイッチ（水流検知手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−66055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−220014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228814（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F23N 5/24 110 F23N 1/08 101 F23N 5/22 F23N 5/26 F24H 1/10 303

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーナの燃焼熱により通水中の水を加熱
   する熱交換器と、 上記熱交換器の通水路を開閉する水栓と、 所定の操作により通電されて上記水栓を開閉駆動するモ
   ータと、 上記通水路の水流を検知する水流検知手段と、 上記水流検知手段により水流が検知されてから、上記バ
   ーナの点火動作を行ない燃焼を開始する燃焼制御手段
   と、 器具の電源となる電池とを備えた湯沸器において、 上記水栓を開弁するに先立って、上記電池電圧が所定レ
   ベル以上か否かを判定し、上記所定レベルを下回ってい
   ると判断した場合には、上記モータによる水栓の開弁を
   禁止し燃焼を開始させない出湯禁止手段を備えたことを
   特徴とする湯沸器。