JP3289345B2 - 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、湯と水を混合して適温
を得る、給湯用の湯水混合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には、図３に
示すようなものがあった（例えば、特開平１−３１２２
７９号公報）。

【０００３】図３において、湯流路１と水流路２を経て
供給される湯と水は、自動調圧弁３によって、減圧され
るとともに湯と水の混合比が調節される。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、シリンダ９内に設けられた湯と水の１
次圧ＰＨ１，ＰＣ１の圧力差で動作するピストン９ａ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が左右に移動し、湯側弁体４と水側
弁体６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にバイアス駆動手段１
０が設けられ、バイアス駆動手段１０は、弁軸８の端部
に結合されたボビン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。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がバイアス駆動手段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】しかしながら上記従来
の構成では、次のような課題を有していた。

【０００５】例えば湯側と水側の供給１次圧、すなわち
ＰＨ１とＰＣ１との圧力差が大きい場合、湯と水の混合
比を可変するためのバイアス駆動手段１０の必要駆動力
が大きくなり、バイアス駆動手段１０の容量の増大およ
び消費電力が増大するという課題を有していた。例え
ば、湯側の供給１次圧が１kg／cm² （９.8×１０⁴ Ｐ
ａ）で、水側の供給１次圧が２kg／cm² （１９.6１×１
０⁴ Ｐａ）で、仕切りピストン９ａの直径が１５mmの場
合、バイアス駆動手段１０は約１.8kgf （＝１７.3Ｎ）
以上の力を発生できなくてはならない。したがって、バ
イアス駆動手段１０は外形寸法が大型化し、消費電力も
大きくならざるを得なかった。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、ピストンを有した構造の混合弁において湯と水の供
給圧の差が大きい場合にも対応でき、かつ駆動手段の低
電力、および小型化を実現できる湯水混合装置を提供す
ることを第１の目的としている。

【０００７】本発明の第２の目的は、ピストンを有した
構造の混合弁においてゴミ噛みを防止しつつ特に小型で
低電力のモータ１個で駆動できる湯水混合装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために本発明の湯水混合装置は、湯側流路に設けら
れた湯側弁座および湯側弁体と、水側流路に設けられた
水側弁座および水側弁体と、前記水側弁体と連結された
水側圧力ピストンと、前記湯側弁体と連結された湯側圧
力ピストンと、前記水側弁体の１次側流路の水圧を前記
湯側圧力ピストンへ導入する湯側パイロット圧導入路
と、前記水側弁体の１次側流路の水圧を前記水側圧力ピ
ストンへ導入する水側パイロット圧導入路と、前記湯側
圧力ピストンへの導入圧を前記湯側弁体の２次側流路へ
排出する湯側パイロット圧排出路と、前記水側圧力ピス
トンへの導入圧を前記水側弁体の２次側流路へ排出する
水側パイロット圧排出路と、前記湯側弁体または前記水
側弁体の弁軸が微小隙間を有して貫通し前記湯側弁体の
２次側流路と前記水側弁体の２次側流路とを仕切る隔壁
と、前記湯側パイロット圧導入路の流路面積および前記
水側パイロット圧導入路の流路面積を加減するパイロッ
ト圧可変手段と、湯と水が合流する混合流路に設けた温
度検出器と、混合湯温を設定する設定手段と、この設定
手段と前記温度検出器の信号を比較して前記パイロット
圧可変手段を制御する制御器とを備えたものである。

【０００９】また第２の目的を達成するために本発明の
湯水混合装置は、湯側流路に設けられた湯側弁座および
旋回翼を形成した湯側弁体と、水側流路に設けられた水
側弁座および水流により前記湯側弁体と同じ方向に回転
力を発生する旋回翼を形成した水側弁体と、前記水側弁
体と連結された水側圧力ピストンと、前記湯側弁体と連
結された湯側圧力ピストンと、前記水側弁体の１次側流
路の水圧を前記湯側圧力ピストンへ導入する湯側パイロ
ット圧導入路と、前記水側弁体の１次側流路の水圧を前
記水側圧力ピストンへ導入する水側パイロット圧導入路
と、前記湯側圧力ピストンへの導入圧を前記湯側弁体の
２次側流路へ排出する湯側パイロット圧排出路と、前記
水側圧力ピストンへの導入圧を前記水側弁体の２次側流
路へ排出する水側パイロット圧排出路と、前記湯側弁体
または前記水側弁体の弁軸が微小隙間を有して貫通し前
記湯側弁体の２次側流路と前記水側弁体の２次側流路と
を仕切る隔壁と、前記湯側パイロット圧導入路および前
記水側パイロット圧導入路とに交叉する円形断面の軸表
面に切り欠き流路を有するパイロット弁軸と前記パイロ
ット弁軸を正逆回転制御するステッピングモータからな
るパイロット圧可変手段と、前記パイロット弁軸の回転
範囲を規制する回転範囲規制部材と、湯と水が合流する
混合流路に設けた温度検出器と、混合湯温を設定する設
定手段と、この設定手段と前記温度検出器の信号を比較
して前記パイロット圧可変手段を制御する制御器とを備
えたものである。

【００１０】

【作用】本発明の湯水混合装置は上記した構成によっ
て、パイロット圧可変手段を、制御器からの信号で駆動
することにより、湯側圧力ピストンおよび水側圧力ピス
トンに作用する圧力が変化する。それにともなって、圧
力バランス作用により、連接してなる湯側弁体および水
側弁体を移動させ、湯と水の混合比を可変するように作
用する。しかも、湯側および水側パイロット圧導入路の
流路面積は、湯側および水側弁体の受圧面積と比較して
桁違いに小さいため、パイロット圧可変手段に必要な駆
動力は桁違いに小さくできるものである。

【００１１】また、本発明の湯水混合装置は前記構成に
より、湯側パイロット圧導入路およず水側パイロット圧
導入路とに交叉する１本のパイロット弁軸をモータで回
転制御することによって、水側弁体の１次側流路の水圧
を湯側圧力ピストンに導いたり、水側圧力ピストンに導
いたりの切替えや、湯側パイロット圧導入路および水側
パイロット圧導入路の流路面積が変化するように作用す
る。したがって例えば、パイロット弁軸をモータが回転
し、そのパイロット弁軸に形成された切り欠き流路が湯
側パイロット圧導入路に背を向け、水側パイロット圧導
入路にかかり始めその度合が増して行くと、水側弁体の
１次側流路と湯側パイロット圧導入路とは連通を閉ざさ
れ、水側パイロット圧導入路の通路面積が増大して行
く。すると水側弁体が水側弁座に近づく方向に押そうと
する湯側圧力ピストンへの作用圧は低下し、湯側弁体が
湯側弁座に近づく方向に押そうとする水側圧力ピストン
への作用圧が増大する。逆にパイロット弁軸をモータが
回転し、そのパイロット弁軸に形成された切り欠き流路
が水側パイロット圧導入路に背を向け、湯側パイロット
圧導入路にかかり始めその度合が増して行くと、水側弁
体の１次側流路と水側パイロット圧導入路とは連通を閉
ざされ、湯側パイロット圧導入路の通路面積が増大して
行く。すると湯側弁体が湯側弁座に近づく方向に押そう
とする水側圧力ピストンへの作用圧は低下し、水側弁体
が水側弁座に近づく方向に押そうとする湯側圧力ピスト
ンへの作用圧が増大する。以上にともなって、圧力バラ
ンス作用により、連接してなる湯側弁体および水側弁体
を移動させ、湯と水の混合比を可変するように作用す
る。このように細い１本のパイロット弁軸を回転制御す
るだけなので、小さい回転駆動力があればよく、小型で
低電力のモータ１個で湯水混合制御を可能にするもので
ある。

【００１２】また、本発明の湯水混合装置は前記構成に
より、ステッピングモータでパイロット弁軸を回転して
湯水の混合比を可変する際、湯側弁体が全開して水側弁
体が全閉するパイロット弁軸の回転位置までパイロット
弁軸が回転すると、それ以上ステッピングモータに回転
電流パルスを送っても回転範囲規制部材によってパイロ
ット弁軸の回転が制止され、逆回転させた場合も水側弁
体が全開して湯側弁体が全閉するパイロット弁軸の回転
位置までパイロット弁軸が回転すると、それ以上ステッ
ピングモータに回転電流パルスを送っても回転範囲規制
部材によってパイロット弁軸の回転が制止されるように
作用し、パイロット弁軸の回転両端位置のいずれにも確
実に制止することができる。したがってそのどちらかの
位置を零点として認識して、ステッピングモータへ制御
器から送る回転パルスによって正確にパイロット弁軸の
位置を確実に把握しつつ回転が制御できるため、迅速か
つ的確な制御をやり易くできるものである。たとえステ
ッピングモータが脱調した場合でも両端位置にきた時
に、零点補正ができるため問題がない。

【００１３】また、本発明の湯水混合装置は前記構成に
より、湯側弁体および水側弁体の周囲に、湯水の流れを
受けて同じ方向に回転力を発生する旋回翼を形成してあ
り、湯や水が流れると湯側圧力ピストン，湯側弁体，水
側弁体，水側圧力ピストンが旋回する。この旋回によっ
てゴミ等の異物も同時に旋回し、一部に集中することな
く分散されて流れ去りゴミ噛みが防止でき、旋回によっ
て水垢等の堆積も防止できるように作用する。しかも旋
回によって、弁軸の軸心方向へ移動するとき、摺動抵抗
が小さく円滑に動作する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。まず図１において混合弁ボディ２２には、湯側流路
２３と水側流路２４があって、湯側流路２３および水側
流路２４から供給される湯と水は、それぞれ湯側シリン
ダ２５内に摺動自在に設けられた湯側弁体２６および水
側シリンダ２７内に摺動自在に設けられた水側弁体２８
に至る。湯側弁体２６は湯側圧力ピストン２９と連結さ
れ、水側弁体２８は水側圧力ピストン３０と連結されて
いる。また混合弁ボディ２２には、湯側弁体２６の２次
側流路３１と水側弁体２８の２次側流路３２を仕切る隔
壁３３が形成されている。また、湯側弁体２６と水側弁
体２８とは同軸線上に隔壁３３を介して対向し合うよう
に配設されており、水側弁体２８の弁軸３４が前記隔壁
３３の丸穴３５内に微小隙間を有して貫通し、湯側弁体
２６と連結されている。湯側弁体２６と水側弁体２８
は、それぞれ湯側シリンダ２５の端部の湯側弁座３６、
水側シリンダ２７の端部の水側弁座３７に臨んで設けら
れており、水側弁体２８の弁軸３４が湯側弁体２６に当
接して移動することによって、湯と水の流量比を反比例
的に変えるように構成されている。

【００１５】さらに混合弁ボディ２２には、水側弁体２
８の１次側流路２４の水圧を湯側圧力ピストン２９へ導
入する湯側パイロット圧導入路３８と、水側弁体２８の
１次側流路２４の水圧を水側圧力ピストン３０へ導入す
る水側パイロット圧導入路３９と、湯側圧力ピストン２
９への導入圧を湯側弁体の２次側流路３１へ排出する湯
側パイロット圧排出路４０と、水側圧力ピストン３０へ
の導入圧を水側弁体２８の２次側流路３２へ排出する水
側パイロット圧排出路４１と、湯側パイロット圧導入路
３８および水側パイロット圧導入路３９の流路面積を加
減するパイロット圧可変手段４２が設けられている。湯
側弁体２６と水側弁体２８を経て混合比率を調節された
湯と水は、混合流路４３で合流して混ざり、温度検出器
４４に至り混合湯温が検出される。この温度検出器４４
で検出された混合湯温の信号は制御器４５に取り込ま
れ、制御器４５で設定手段４６で設定された信号と比較
され、温度偏差を無くすように、制御器４５がパイロッ
ト圧可変手段４２を制御する。なお、設定手段４６では
温度の設定のほか、給湯の開始、停止の設定、流量の設
定ができるようになっている。また流量検出器４７は、
混合流路４３の下流で、かつ流量制御兼切替弁４８の上
流に設けられ、検出した流量信号を制御器４５へフィー
ドバックする構成にしてある。設定手段４６での給湯の
湯温、流量、開始、停止等の設定指示に従って、制御器
４５を介して湯水の混合流量比および流量制御兼切替弁
４８が制御される。流量制御兼切替弁４８を経た混合湯
は、カラン４９やシャワー５０などの給湯対象に供給さ
れる。

【００１６】次に、パイロット圧可変手段４２について
さらに詳述する。パイロット圧可変手段４２は、水側弁
体２８の１次側流路２４の水圧を湯側圧力ピストン２９
および水側圧力ピストン３０へ導入する湯側パイロット
圧導入路３８および水側パイロット圧導入路３９とに交
叉するように１本のパイロット弁軸５１が設けてあり、
かつパイロット弁軸５１には図２に示すように一部に切
り欠き５２およびＯリング溝５３が形成されており、そ
のパイロット弁軸５１を回転させるモータ５４を設けた
構成である。したがってパイロット弁軸５１の回転角度
位置を制御器４５の指示にてモータ５４を制御すること
によって、水側弁体２８の１次側流路２４の水圧を湯側
圧力ピストン２９に導いたり、水側圧力ピストン３０に
導いたりの切替えや、湯側パイロット圧導入路３８およ
び水側パイロット圧導入路３９の流路面積の可変ができ
る構成である。

【００１７】次に、パイロット圧可変手段４２について
さらに詳述する。パイロット圧可変手段４２は、パイロ
ット弁軸５１と、そのパイロット弁軸５１が水側弁体２
８の１次側流路２４と湯側パイロット圧導入路３８との
連通を閉ざし、水側弁体２８の１次側流路２４と水側パ
イロット圧導入路３９との連通開度を全開する回転位置
から、水側弁体２８の１次側流路２４と水側パイロット
圧導入路３９との連通を閉ざし、水側弁体２８の１次側
流路２４と湯側パイロット圧導入路３８との連通開度を
全開する回転位置までの回転範囲を越えようとする位置
に、パイロット弁軸５１の回転を規制する回転規制部材
５５を設けたステッピングモータ５４とを備えた構成で
ある。

【００１８】次に、湯側弁体２６および水側弁体２８や
湯側圧力ピストン２９および水側圧力ピストン３０につ
いてさらに詳述する。

【００１９】湯側弁体２６および水側弁体２８の周囲に
は、湯水の流れを受けて同じ方向に回転力を発生するよ
うに、それぞれ旋回翼５６，５７を形成してある。これ
ら旋回翼５６，５７は、湯側弁体２６および水側弁体２
８の円錐状の外周面にねじれ角を有して数枚の羽根を固
着形成したものである。それら円錐面と湯側弁座３６お
よび水側弁座３７がそれぞれ対向している。つまり湯側
流路２３および水側流路２４からの湯水の流れの力によ
り、湯側圧力ピストン２９，湯側弁体２６および水側弁
体２８，水側圧力ピストン３０，弁軸３４が共に旋回す
る構成である。

【００２０】次に上記実施例の作用、動作について説明
する。まず、湯側流路２３から供給された湯の圧力は、
湯側弁体２６および湯側圧力ピストン２９に作用する。
一方、水側流路２４から供給された水の圧力は、水側弁
体２８および水側圧力ピストン３０に作用する。そこで
湯側パイロット圧導入路３８および水側パイロット圧導
入路３９の流路面積を可変するパイロット圧可変手段４
２を、制御器４５からの信号でモータ５４を駆動するこ
とにより、湯側圧力ピストン２９および水側圧力ピスト
ン３０に作用する圧力が変化する。それにともなって、
圧力バランス作用により、湯側圧力ピストン２９および
水側圧力ピストン３０が連結してなる湯側弁体２６と湯
側圧力ピストン２９および水側弁体２８と水側圧力ピス
トン３０を移動させ、湯と水の混合比を可変するように
作用する。

【００２１】例えば、パイロット圧可変手段４２が水側
流路２４と水側パイロット圧導入路３９との連通開度を
増すと、水側流路２４から水が水側パイロット圧導入路
３９を通って入り、水側圧力ピストン３０に作用する圧
力が、水側弁体２８の１次圧に近づいて大きくなり、そ
の圧力が水側圧力ピストン３０を押して、水側弁体２８
を開く方向に動かす力が増大することになる。そこで力
のバランスとしては、湯側弁体２６を開き水側弁体２８
を閉じる方向の力よりも、湯側弁体２６を閉じ水側弁体
を開く方向の力が勝り、結果として図１のように湯に対
して水を多く混合する状態になる。逆に、パイロット圧
可変手段４２が水側流路２４と水側パイロット圧導入路
３９との連通開度を減少させ、水側流路２４と湯側パイ
ロット圧導入路３８との連通開度を増大させると、水側
流路２４から水が湯側パイロット圧導入路３８を通って
入り、湯側圧力ピストン２９に作用する圧力が、水側弁
体２９の１次圧に近づいて大きくなり、その圧力が湯側
圧力ピストン２９を押して、湯側弁体２６を開く方向に
動かす力が増大することになる。一方、水側圧力ピスト
ン３０に作用する圧力が減少するため、この場合、湯側
弁体２６を開き水側弁体２８を閉じる方向に移動し、結
果として水に対して湯を多く混合する状態になる。この
ように、制御器４５からの信号により、モータ５４でパ
イロット圧可変手段４２のパイロット弁軸３４を回転
し、湯側と水側の各パイロット圧導入路３８，３９の流
路面積を制御することによって、湯と水の混合比を可変
制御することができる。しかも、湯側パイロット圧導入
路４０および水側パイロット圧導入路３９の流路面積
は、湯側弁体２６および水側弁体２８の受圧面積と比較
して桁違いに小さいため、パイロット圧可変手段４２に
必要な駆動力は桁違いに小さくできる。ちなみに従来例
で必要駆動力が約１.8kgf （１７.3Ｎ）と説明したとき
と水と湯の圧力を同じ条件で比較すると、本実施例で湯
側パイロット圧導入路３８および水側パイロット圧導入
路３９の流路径が２mmの場合、必要駆動力は約１／５０
と極めて小さくできる。したがって、パイロット圧可変
手段４２は、低消費電力で小型コンパクトにすることが
できる。

【００２２】つまり、パイロット圧可変手段４２を、制
御器４５からの信号で駆動することにより、湯側圧力ピ
ストン２９および水側圧力ピストン３０に作用する圧力
が変化する。それにともなって、圧力バランス作用によ
り、連結してなる湯側弁体２６および水側弁体２８を移
動させ、湯と水の混合比を可変できる。しかも低消費電
力で小型コンパクトな湯水混合装置が可能になる。

【００２３】また、上記実施例の湯水混合装置は前記構
成により、パイロット弁軸５１の回転角度位置を制御器
４５の指示にてモータ５４を制御することによって、水
側弁体２８の１次側流路２４の水圧を湯側圧力ピストン
２９に導いたり、水側圧力ピストン３０に導いたりの切
替えや、湯側パイロット圧導入路３８および水側パイロ
ット圧導入路３９の流路面積の可変ができる。例えば、
パイロット弁軸５１をモータ５４が回転し、そのパイロ
ット弁軸５１に形成された切り欠き５２が湯側パイロッ
ト圧導入路３８に背を向け、水側パイロット圧導入路３
９にかかり始めその度合が増して行くと、水側弁体２８
の１次側流路２４と湯側パイロット圧導入路３８とは連
通を閉ざされ、水側弁体２８の１次側流路２４と水側パ
イロット圧導入路３９との通路面積が増大して行く。す
なわち水側流路２４からの水がパイロット弁軸５１の切
り欠き５２を通り、さらに水側パイロット圧導入路３９
を通り、水側圧力ピストン３０に達する流路開度がパイ
ロット弁軸５１の切り欠き５２が水側パイロット圧導入
路３９の方へ向くにしたがって拡大するためである。す
ると水側弁体２８が水側弁座３７に近ずく方向に押そう
とする湯側圧力ピストン２９への作用圧は低下し、湯側
弁体２６が湯側弁座３６に近ずく方向に押そうとする水
側圧力ピストン３０への作用圧が増大する。逆にパイロ
ット弁軸５１をモータ５４が回転し、そのパイロット弁
軸５１に形成された切り欠き５２が水側パイロット圧導
入路３９に背を向け、湯側パイロット圧導入路３８にか
かり始めその度合が増して行くと、水側弁体２８の１次
側流路２４と水側パイロット圧導入路３９とは連通を閉
ざされ、湯側パイロット圧導入路３８の通路面積が増大
して行く。すると湯側弁体２６が湯側弁座３６に近ずく
方向に押そうとする水側圧力ピストン３０への作用圧は
低下し、水側弁体２８が水側弁座３７に近ずく方向に押
そうとする湯側圧力ピストン２９への作用圧が増大す
る。以上にともなって、圧力バランス作用により、連結
してなる湯側弁体２６と湯側圧力ピストン２９および水
側弁体２８と水側圧力ピストン３０を移動させ、湯と水
の混合比を可変するように作用する。このように直径が
約２〜３mm程度の細い１本のパイロット弁軸５１を回転
制御するだけなので、Ｏリングシールしていてもトルク
約０.1kgcm程度の極めて小さい回転駆動力があればよ
く、アクチュエータとしては低電力で小型のモータ５４
を１個設けるだけで湯水混合制御を可能にすることがで
きる。

【００２４】また、上記実施例の湯水混合装置は前記構
成により、ステッピングモータ５４でパイロット弁軸５
１を回転して湯水の混合比を可変する際、湯側弁体２６
が全開して水側弁体２８が全閉するパイロット弁軸５１
の回転位置までパイロット弁軸５１が回転すると、それ
以上ステッピングモータ５４に回転電流パルスを送って
も回転規制部材５５によってパイロット弁軸５１の回転
が制止され、逆回転させた場合も水側弁体２８が全開し
て湯側弁体２６が全閉するパイロット弁軸５１の回転位
置までパイロット弁軸５１が回転すると、それ以上ステ
ッピングモータ５４に回転電流パルスを送っても回転規
制部材５５によってパイロット弁軸５１の回転が制止さ
れるように作用し、パイロット弁軸５１の回転両端位置
のいずれにも確実に制止することができる。したがっ
て、そのどちらかの位置を零点として認識して、ステッ
ピングモータ５４へ制御器４５から送る回転パルスによ
って正確にパイロット弁軸５１の位置を確実に把握しつ
つ回転が制御できるため、迅速かつ的確な制御をやり易
くできるものである。たとえステッピングモータ５４が
脱調した場合でも両端位置にきた時に、零点補正ができ
るため問題がない。

【００２５】また、上記実施例の湯水混合装置は前記構
成により、パイロット圧可変手段４２にて、湯側パイロ
ット圧導入路３８および水側パイロット圧導入路３９の
流路面積を可変すると、湯側圧力ピストン２９および水
側圧力ピストン３０に作用する圧力が変化し、湯側弁体
２６および水側弁体２８が駆動され、湯水の混合比が変
化する。しかも、一般的に水側流路２４の圧力は湯側流
路２３の圧力よりも高く、湯側圧力ピストン２９および
水側圧力ピストン３０へは、湯側パイロット圧導入路３
８および水側パイロット圧導入路３９を介していずれに
も圧力の高い水側流路２４の水圧を導き、その湯側パイ
ロット圧導入路３８および水側パイロット圧導入路３９
に設けたパイロット圧可変手段４２を制御する構成にし
たことによって、例えばパイロット圧可変手段４２にて
湯側パイロット圧導入路３８の流路面積を全閉し、水側
パイロット圧導入路３８の流路面積を全開すると、水側
弁体２８が水側弁座３７を全開し、湯側弁体２６が湯側
弁座３６を全閉するように作用し、逆にパイロット圧可
変手段４２にて湯側パイロット圧導入路３８の流路面積
を全開し、水側パイロット圧導入路３９の流路面積を全
閉すると、水側弁体２８が水側弁座３７を全閉し、湯側
弁体２６が湯側弁座３６を全開するように作用する。つ
まり、湯水の混合比を広範囲に大きく変化させることが
可能となる。もう少し詳しく説明すると、まず湯側流路
２３からの湯の圧力は、ほぼ同じ受圧面積の湯側弁体２
６および湯側圧力ピストン２９にそれぞれ逆向きに作用
して、相互の力でほぼ打ち消し合う。一方、水側流路２
４からの水の圧力は、水側圧力ピストン３０およびそれ
とほぼ同じ受圧面積の水側弁体２８とにそれぞれ逆向き
に作用して、相互の力でほぼ打ち消し合う。そこで、湯
側圧力ピストン２９および水側圧力ピストン３０に、湯
側パイロット圧導入路３８および水側パイロット圧導入
路３９を介していずれにも水側流路２４の水圧が導かれ
るが、その湯側パイロット圧導入路３８および水側パイ
ロット圧導入路３９に設けたパイロット圧可変手段４２
を制御器４５で行うことにより、圧力バランス作用によ
って、湯側弁体２６および水側弁体２８の開度を任意に
可変できる。つまり、湯と水の混合比は、ほとんど水だ
けの状態からほとんど湯だけの状態まで、パイロット圧
可変手段３９の小さい駆動力によって、広範囲に大きく
任意に制御することができる。

【００２６】なお、上記実施例の湯水混合装置は、湯水
が流れると湯側弁体２６，水側弁体２８，湯側圧力ピス
トン２９，水側圧力ピストン３０が旋回する。それは、
湯側弁体２６および水側弁体２８の周囲に、湯水の流れ
を受けて同じ方向に回転力を発生する旋回翼５６，５７
を形成してあることによる。すなわち、旋回翼５６，５
７は、湯側弁体２６および水側弁体２８の外周に、弁軸
３４の軸心に対して約４０度の角度傾斜して数枚の羽根
を固着形成してあるため、湯や水が湯側流路２３および
水側流路２４から混合流路４３へ流れる際、旋回翼５
６，５７へ当りながら流れるので、この湯水の流れの力
によって、湯側弁体２６，水側弁体２８，湯側圧力ピス
トン２９，水側圧力ピストン３０，弁軸３４が共に旋回
する。この旋回をすることによって、湯側圧力ピストン
２９と湯側シリンダ２５との間および水側圧力ピストン
３０と水側シリンダ２７との間のゴミ噛み等による固着
が防止できる。これは湯側圧力ピストン２９や水側圧力
ピストン３０等が旋回することによって、ゴミなどの異
物も同時に旋回し、一部に集中することなく分散されて
流れ去ったり、旋回することによって水垢等の堆積も防
止できることなどの理由が考えられる。模擬的なゴミ混
入によるゴミ詰まり耐久実験においても、旋回による固
着防止効果は顕著である。またそれだけではなく、旋回
翼５６，５７を設けた構成により、湯側弁体２６，水側
弁体２８，弁軸３４，湯側圧力ピストン２９，水側圧力
ピストン３０等が共に旋回することによって、弁軸３４
の軸心方向に移動するときの摺動抵抗が極小にでき、パ
イロット圧可変手段４２の制御に忠実で、かつ円滑な混
合比制御が可能になるといった効果もある。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の湯水混合装置によ
れば、次の効果が得られる。 （１）湯側パイロット圧導入路および水側パイロット圧
導入路の流路面積を可変するパイロット圧可変手段を、
制御器からの信号で駆動し、湯側圧力ピストンおよび水
側圧力ピストンに作用する圧力を変化させる構成なの
で、極めて小さい駆動力で、湯と水の混合比を可変でき
る。したがって、低消費電力で小型コンパクトな湯水混
合装置が得られる。 （２）湯側パイロット圧導入路および水側パイロット圧
導入路に交叉する細い１本のパイロット弁軸を回転し
て、湯側および水側のパイロット圧を可変する構成で、
極めて小さい回転駆動力があればよく、アクチュエータ
としては桁違いに低電力で小型のモータを１個設けるだ
けの簡単な構成でかつ小型の湯水混合装置が得られる。 （３）ステッピングモータでパイロット弁軸を回転し、
そのパイロット弁軸の回転範囲を規制する回転規制部材
を設けた構成なので、ステッピングモータへ制御器から
送る回転パルスによって正確にパイロット弁軸の位置を
確実に把握しつつ回転が制御でき、迅速かつ的確な制御
ができる。 （４）湯側弁体および水側弁体の周囲に、湯水の流れを
受けて同じ方向に回転力を発生する旋回翼を形成し、湯
や水が流れると湯側圧力ピストン，湯側弁体，水側弁
体，水側圧力ピストンが旋回する構成なので、ゴミ噛み
や水垢等の堆積が防止でき、円滑な動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における湯水混合装置の断面図

【図２】同湯水混合装置のパイロット圧可変手段の斜視
図

【図３】従来の湯水混合装置の断面図

【符号の説明】

２３ 湯側流路 ２４ 水側流路 ２６ 湯側弁体 ２８ 水側弁体 ２９ 湯側圧力ピストン ３０ 水側圧力ピストン ３１ 湯側弁体２次側流路 ３２ 水側弁体２次側流路 ３３ 隔壁 ３４ 弁軸 ３６ 湯側弁座 ３７ 水側弁座 ３８ 湯側パイロット圧導入路 ３９ 水側パイロット圧導入路 ４０ 湯側パイロット圧排出路 ４１ 水側パイロット圧排出路 ４２ パイロット圧可変手段 ４３ 混合流路 ４４ 温度検出器 ４５ 制御器 ４６ 設定手段 ５１ パイロット弁軸 ５２ 切り欠き ５４ モータ ５５ 回転規制部材 ５６，５７ 旋回翼

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯側流路に設けられた湯側弁座および湯側
   弁体と、水側流路に設けられた水側弁座および水側弁体
   と、前記水側弁体と連結された水側圧力ピストンと、前
   記湯側弁体と連結された湯側圧力ピストンと、前記水側
   弁体の１次側流路の水圧を前記湯側圧力ピストンへ導入
   する湯側パイロット圧導入路と、前記水側弁体の１次側
   流路の水圧を前記水側圧力ピストンへ導入する水側パイ
   ロット圧導入路と、前記湯側圧力ピストンへの導入圧を
   前記湯側弁体の２次側流路へ排出する湯側パイロット圧
   排出路と、前記水側圧力ピストンへの導入圧を前記水側
   弁体の２次側流路へ排出する水側パイロット圧排出路
   と、前記湯側弁体または前記水側弁体の弁軸が微小隙間
   を有して貫通し前記湯側弁体の２次側流路と前記水側弁
   体の２次側流路とを仕切る隔壁と、前記湯側パイロット
   圧導入路の流路面積および前記水側パイロット圧導入路
   の流路面積を加減するパイロット圧可変手段と、湯と水
   が合流する混合流路に設けた温度検出器と、混合湯温を
   設定する設定手段と、この設定手段と前記温度検出器の
   信号を比較して前記パイロット圧可変手段を制御する制
   御器を備えた湯水混合装置。
2. 【請求項２】湯側流路に設けられた湯側弁座および旋回
   翼を形成した湯側弁体と、水側流路に設けられた水側弁
   座および水流により前記湯側弁体と同じ方向に回転力を
   発生する旋回翼を形成した水側弁体と、前記水側弁体と
   連結された水側圧力ピストンと、前記湯側弁体と連結さ
   れた湯側圧力ピストンと、前記水側弁体の１次側流路の
   水圧を前記湯側圧力ピストンへ導入する湯側パイロット
   圧導入路と、前記水側弁体の１次側流路の水圧を前記水
   側圧力ピストンへ導入する水側パイロット圧導入路と、
   前記湯側圧力ピストンへの導入圧を前記湯側弁体の２次
   側流路へ排出する湯側パイロット圧排出路と、前記水側
   圧力ピストンへの導入圧を前記水側弁体の２次側流路へ
   排出する水側パイロット圧排出路と、前記湯側弁体また
   は前記水側弁体の弁軸が微小隙間を有して貫通し前記湯
   側弁体の２次側流路と前記水側弁体の２次側流路とを仕
   切る隔壁と、前記湯側パイロット圧導入路および前記水
   側パイロット圧導入路とに交叉する円形断面の軸表面に
   切り欠き流路を有するパイロット弁軸と前記パイロット
   弁軸を正逆回転制御するステッピングモータからなるパ
   イロット圧可変手段と、前記パイロット弁軸の回転範囲
   を規制する回転範囲規制部材と、湯と水が合流する混合
   流路に設けた温度検出器と、混合湯温を設定する設定手
   段と、この設定手段と前記温度検出器の信号を比較して
   前記パイロット圧可変手段を制御する制御器を備えた湯
   水混合装置。