JP3256186B2 - 混合バルブ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯装置における湯水
の混合等に使用される混合バルブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】給湯装置では、所望の温度の湯を得るた
め、湯と水とを混合する手段が必要であり、湯水の混合
には混合バルブ装置が使用される。

【０００３】図９は、従来の湯水混合装置を示してい
る。バルブ本体１０１には、湯流路に連なる湯流入室１
０２と水流路に連なる水流入室１０３が左右側に設けら
れ、左右側の流入室１０２、１０３間には流出室１０４
が設けられている。これらの室１０２、１０３、１０４
間にはバルブシート１０５、１０６を設けた仕切が設け
られている。各室１０２、１０３、１０４を貫いて弁軸
１０７が左右に移動可能に設定され、この弁軸１０７は
モータ１０８を用いた進退機構（図示省略）により駆動
される。バルブシート１０５、１０６は夫々流入室１０
２、１０３側に設けられ、これらに対応して弁軸１０７
の流入室１０２、１０３側にバルブ１０９、１１０が設
けられている。１１１、１１２は戻しばねである。

【０００４】モータ１０８を動作させて弁軸１０７を左
側に移動すると、バルブ１０９とバルブシート１０５の
間隔が大きくなって湯量が多くなると同時にバルブ１１
０とバルブシート１０６の間隔が小さくなって水量が少
なくなり、逆に弁軸１０７を右側に移動すると水量が多
くなると同時に湯量が少なくなる。

【０００５】サーミスタ等の温度センサ１１３により合
流後の水温を検出することにより、制御手段１１４を以
てモータ１０８を制御するものとすると、高温の湯と水
を混合して所望の設定温度の湯が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
混合バルブ装置は、構成要素が多く、製作が厄介で、製
造コストが高く、外形形状も大きいし、湯流路と水流路
を同時に閉とすることができない。

【０００７】３つの流路の接続を可能にしたバルブとし
てボールバルブ式三方弁がある。三方弁は比較的構成が
単純であるが、専ら湯、水流路の切換えに用いるように
構成されているため、湯水の混合に用いることができな
い。

【０００８】そこで、本発明は、湯水の混合に使用で
き、湯及び水等が加えられる２方向からの流路の同時閉
を実現した混合バルブ装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の混合バルブ装置
は、図１〜図８に例示するように、バルブ本体（１）、
バルブ（２）、操作軸（５）を備え、バルブ本体は、第
１の流路（混合流路１０）、第２の流路（湯流路１１）
及び第３の流路（水流路１２）を備えるとともに、弁室
で合流させ、バルブは、弁室に回動可能に設置され、前
記第１の流路と常に連通する第１の開口部（軸側開口部
１３）、前記第２の流路と任意の開度を以て連通され又
は遮断される第２の開口部（周側開口部１４）、前記第
３の流路と任意の開度を以て連通され又は遮断される第
３の開口部（周側開口部１５）が形成され、操作軸で操
作される前記バルブの角度によってバルブにより第２及
び第３の流路の同時遮断、第１の流路と第２の流路との
連通開度に対し、第１の流路と第３の流路との連通開度
を任意の比率で変更可能し、湯水の混合等に使用して所
望の湯温を実現することができる。

【００１０】請求項１に係る本発明は、弁室が形成され
たバルブ本体（１）と、このバルブ本体の前記弁室に回
動可能に設置されたバルブ（２）と、前記バルブ本体に
対向方向に形成されて前記弁室で合流させた第１の流路
（混合流路１０）と、この第１の流路と直交方向に形成
されて前記弁室で前記第１の流路と合流させた第２及び
第３の流路（湯流路１１、水流路１２）と、前記第１の
流路に対応して前記バルブに開口された第１の開口部
（軸側開口部１３）と、前記第２の流路又は前記第３の
流路に対応して前記バルブの周面に開口され、前記第２
の流路又は前記第３の流路に選択的に連通可能で前記バ
ルブ内で前記第１の開口部と連通させた第２の開口部
（周側開口部１４）と、前記第２の流路又は前記第３の
流路の何れかに対応して前記バルブの周面に開口される
とともに、前記第２の開口部と一定の角度を以て変位
し、前記バルブ内で前記第１の開口部及び前記第２の開
口部と連通させた第３の開口部（周側開口部１５）と、
前記バルブに取り付けられて前記第１の流路及び前記第
１の開口部を中心に前記バルブを回動させる操作軸
（５）とを備えるとともに、前記第２の流路と前記第３
の流路の開口径を同一にし、これら第２の流路及び第３
の流路の開口径に対して前記第２の開口部及び前記第３
の開口部の開口径を小さくし、かつ、前記第２の開口部
と前記第３の開口部の開口径を異ならせ、前記第２の流
路に前記第２の開口部を一定開度に維持しながら、前記
第３の流路に対する前記第３の開口部の開度を増加又は
減少する開度変更範囲としたことを特徴とする。

【００１１】このように構成したことにより、第２の流
路に第２の開口部を一定開度に維持しながら、第３の流
路に対する第３の開口部の開度を増加又は減少させ、例
えば、湯と水との混合により所望の温度に調整できる
等、異なる流体間の流量比率を任意に行うことができる
とともに、口径設定により、湯水のように温度の調整が
必要な流体に対応した流量比率の調整が可能である。ま
た、第２の流路及び第３の流路から流れ込む湯又は水等
の流体を混合又は何れか単独で第１の流路側に流すこと
が可能である。

【００１２】

【００１３】請求項２に係る本発明は、前記バルブの回
転中心に対し、前記第２の流路と前記第３の流路とが成
す角度と前記第２の開口部と前記第３の開口部とが成す
角度を異ならせてなることを特徴とする。このような構
成としたことで、バルブの回転開度により、第２及び第
３の流路の同時遮断、何れか一方を開とすることができ
る。

【００１４】

【００１５】請求項３に係る本発明は、前記バルブが球
体であることを特徴とする。即ち、バルブは円錐台体や
円柱体で構成してもよいが、球体とすることにより開閉
精度を高めている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
形態を参照して詳細に説明する。

【００１７】図１〜図５は本発明の混合バルブ装置の一
実施形態を示し、図１はその縦断面図、図２〜図５は図
１のＸ−Ｘ線横断面図である。

【００１８】バルブ本体１にはバルブ２が回転操作可能
に支持されている。バルブ２は、例えば球体で構成さ
れ、バルブシート３により回転可能に支持されるととも
に、上側に回転操作用係合溝４が形成されている。この
バルブ２は、円錐台体や円柱体等で構成してもよい。

【００１９】係合溝４には操作軸５が係合され、この操
作軸５には減速ギヤ付モータ６等の駆動源から回転力が
付与される。モータ６はバルブ本体１とともに取付板７
に取り付けられて支持される。操作軸５は、軸受８で回
転可能に支持されるとともに、バルブ本体１の取付部材
を兼用し、操作軸５と軸受８との間にはＯリング９が装
着されている。

【００２０】バルブ本体１には、バルブ２の軸側に第１
の流路として混合流路１０が設けられ、この混合流路１
０と直交する方向に第２の流路として湯流路１１、第３
の流路として水流路１２が設けられている。図２〜図５
に示すように、この実施形態では湯流路１１と水流路１
２とが対向位置に設定されており、バルブ２の回転中心
に対し、１８０°を成す直線上の位置に設けられてい
る。混合流路１０、湯流路１１及び水流路１２の集合部
が弁室であり、この弁室にバルブ２が回転可能に収容さ
れている。

【００２１】バルブ２には、混合流路１０に対応して第
１の開口部として軸側開口部１３、湯流路１１に対応し
て第２の開口部を成す周側開口部１４、水流路１２に対
応して第３の開口部を成す周側開口部１５を形成した連
通路１６が設けられている。図２〜図５に示すように、
周側開口部１４、１５は、バルブ２の回転中心を基準
に、湯流路１１と水流路１２とが成す角度とは異なる角
度に設定されており、この実施形態では鈍角の回転角度
に設定されている。周側開口部１４、１５の中心軸の成
す角度はほぼ１３５°である。

【００２２】そして、周側開口部１４、１５の開口径は
湯流路１１、水流路１２よりも小さく、また、周側開口
部１５よりも周側開口部１４の開口径が大きい。

【００２３】以上の構成において、図１及び図２に示す
回転位置にバルブ２が位置している状態では、周側開口
部１４と湯流路１１が最大流量位置、即ち全開位置とな
り、また、周側開口部１５は水流路１２から丁度外れて
全閉位置となる。この位置は、バルブ２の回転操作に対
応する湯流路１１、水流路１２側の開度を展開して表し
た図６においては、Ａ点に対応する。したがって、湯流
路１１の湯だけが周側開口部１４から連通路１６に流入
し、軸側開口部１３から混合流路１０に流出する。

【００２４】次に、上述した図２の状態においてバルブ
２を反時計回りに回転すると、周側開口部１５と水流路
１２の間隔が次第に大きくなり、水流路１２から周側開
口部１５に流入する水量が次第に増加する。この変化
は、図６においてＡ点から左方向への推移に対応する。
この際、周側開口部１４の開口径は湯流路１１よりも小
さく形成されているので、この周側開口部１４と湯流路
１１は暫くの間、即ち、図６におけるＢ点までは最大流
量状態を維持する。次いで、更にバルブ２を回転する
と、湯流路１１と周側開口部１４の間隔が次第に小さく
なるとともに水流路１２と周側開口部１５の間隔が次第
に増加して図３に示す状態になる。したがって、湯流路
１１から周側開口部１４に流入する湯量が次第に減少す
るとともに、水流路１２から周側開口部１５に流入する
水量が次第に増加する。この状態は図６において、Ｂ点
からやや左方向に移動した点の状態に対応する。図６の
Ｃ点に至ると水流路１２と周側開口部１５は最大流量位
置、即ち全開状態となって周側開口部１５に流入する水
量が最大となり、この状態がＤ点まで継続する。この
間、周側開口部１４と湯流路１１の間隔は次第に小さく
なり、Ｄ点においては閉状態となり、周側開口部１４へ
の湯の流入も停止する。

【００２５】そして、更にバルブ２を回転すると、水流
路１２と周側開口部１５の間隔も次第に小さくなって図
６のＥ点では閉状態となり、以降Ｆ点に至るまで、周側
開口部１４、１５のいずれも閉状態となる。図４に示す
状態は、図６においてＥ点とＦ点の中間の位置に対応す
るものである。

【００２６】また、更にバルブ２を回転すると、周側開
口部１４が水流路１２に対応するようになり、それらの
間隔は図６のＦ点から次第に大きくなり、Ｇ点において
最大流量となる。このＧ点は図５の状態に対応する。

【００２７】混合バルブ装置を用いて湯水混合装置を構
成する場合について説明すると、モータ６は制御手段１
７により制御する。この制御手段１７は、バルブ本体１
の混合流路１０に設けられた温度検出手段１８により検
出された湯温と、湯温設定手段１９により設定された所
望の湯温とを比較してモータ６を制御して湯温制御を行
う。この制御手段１７によるバルブ２の回転制御範囲
は、図６のＡ点からＤ点までの範囲であり、湯側または
水側のいずれかを全開、並びに湯側及び水側の両側を閉
とするようにモータ６を駆動する。この制御は、マニュ
アル操作等に対応する指令に基づいて行われる。

【００２８】なお、上記実施形態では、回転制御範囲を
示すＡ点〜Ｄ点中の、Ａ点〜Ｂ点、Ｃ点〜Ｄ点の範囲に
おいて、水側または湯側の一方側の流量を減少させてい
く場合に、他方側を最大流量に維持するように構成した
が、このような範囲を有しないようにバルブ本体１の流
路とバルブ２の周側開口部を配置させることも可能であ
る。

【００２９】また、バルブ２を回転制御範囲以外の位
置、即ち湯側及び水側の一方側を全開とする回転位置と
両方側を全閉とする回転位置まで回転させて、従来の三
方弁並びに遮断弁としても使用できるように構成してい
るが、専ら回転制御範囲内のみで使用するように構成し
てもよい。

【００３０】次に、図７及び図８は本発明の混合バルブ
装置の他の実施形態を示している。前記実施形態では、
バルブ本体１の湯流路１１と水流路１２を直線上に配置
するとともに、バルブ２の一対の周側開口部１４、１５
を直線上からずらして配置したが、バルブ２の一対の周
側開口部１４、１５を直線上に配置するとともに、バル
ブ本体１の湯流路１１と水流路１２を直線上からずらし
て配置してもよく、また、バルブ本体１の湯流路１１と
水流路１２及びバルブ２の一対の周側開口部１４、１５
を共に直線上からずらして配置してもよい。

【００３１】即ち、バルブ２が図７に示す回転位置にす
ると、周側開口部１４と湯流路１１が最大流量位置、即
ち全開位置となり、また、周側開口部１５は水流路１２
から丁度外れて全閉位置となる。

【００３２】次いで、図８に示すように、バルブ２を時
計回りに回転すると、周側開口部１５と水流路１２の間
隔が次第に大きくなり、水流路１２から周側開口部１５
に流入する水量が次第に増加するとともに、湯流路１１
と周側開口部１４の間隔が次第に小さくなり、湯流路１
１から周側開口部１４に流入する湯量が次第に減少し、
バルブ２の回転角度に応じて湯量と水量の混合比率を調
節することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果が得られる。 ａ 構成要素数が少なく、製造コストを低減でき、外形
形状を小さくできる。 ｂ 第２及び第３の流路を同時に閉とすることができ、
例えば、湯及び水を遮断することができる。 ｃ 三方弁として使用でき、混合弁以外の用途に対応で
きる。 ｄ 第２の流路又は第３の流路の一方を全開状態に維持
しながら、他方の開度を増減可能な開度変更範囲を備え
ているので、湯温制御等に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の混合バルブ装置の一実施形態を示す縦
断面図である。

【図２】図１の混合バルブ装置のＸ−Ｘ線横断面図であ
る。

【図３】バルブを図２の状態から反時計回りに少し回転
させた状態を示す横断面図である。

【図４】バルブを図３の状態から更に反時計回りに回転
させた状態を示す横断面図である。

【図５】バルブを図４の状態から更に反時計回りに回転
させた状態を示す横断面図である。

【図６】バルブの回転操作に対応する湯流路及び水流路
側の開度を展開して示した図である。

【図７】本発明の混合バルブ装置の他の実施形態を示す
横断面図である。

【図８】バルブを図７の状態から時計回りに回転させた
状態を示す横断面図である。

【図９】従来の混合バルブ装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ バルブ本体 ２ バルブ ５ 操作軸 １０ 混合流路（第１の流路） １１ 湯流路（第２の流路） １２ 水流路（第３の流路） １３ 軸側開口部（第１の開口部） １４ 周側開口部（第２の開口部） １５ 周側開口部（第３の開口部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−124623（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−98275（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−119465（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−139967（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭48−16678（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 11/00 - 11/24 F16K 5/00 - 5/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁室が形成されたバルブ本体と、 このバルブ本体の前記弁室に回動可能に設置されたバル
   ブと、 前記バルブ本体に対向方向に形成されて前記弁室で合流
   させた第１の流路と、 この第１の流路と直交方向に形成されて前記弁室で前記
   第１の流路と合流させた第２及び第３の流路と、 前記第１の流路に対応して前記バルブに開口された第１
   の開口部と、 前記第２の流路又は前記第３の流路に対応して前記バル
   ブの周面に開口され、 前記第２の流路又は前記第３の流路に選択的に連通可能
   で前記バルブ内で前記第１の開口部と連通させた第２の
   開口部と、 前記第２の流路又は前記第３の流路の何れかに対応して
   前記バルブの周面に開口されるとともに、前記第２の開
   口部と一定の角度を以て変位し、前記バルブ内で前記第
   １の開口部及び前記第２の開口部と連通させた第３の開
   口部と、 前記バルブに取り付けられて前記第１の流路及び前記第
   １の開口部を中心に前記バルブを回動させる操作軸と、 を備えるとともに、前記第２の流路と前記第３の流路の
   開口径を同一にし、これら第２の流路及び第３の流路の
   開口径に対して前記第２の開口部及び前記第３の開口部
   の開口径を小さくし、かつ、前記第２の開口部と前記第
   ３の開口部の開口径を異ならせ、 前記第２の流路に前記第２の開口部を一定開度に維持し
   ながら、前記第３の流路に対する前記第３の開口部の開
   度を増加又は減少する開度変更範囲としたことを特徴と
   する混合バルブ装置。
2. 【請求項２】 前記バルブの回転中心に対し、前記第２
   の流路と前記第３の流路とが成す角度と前記第２の開口
   部と前記第３の開口部とが成す角度を異ならせてなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の混合バルブ装置。
3. 【請求項３】 前記バルブは球体であることを特徴とす
   る請求項１記載の混合バルブ装置。