JP4109552B2 - 流量調整弁およびそれを用いた給湯装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気温水器やガス、石油等を熱源に利用した給湯器の給油回路等に使用され、所定温度のお湯を得るために、炊きあげた湯と水とを混合するために適用される流量調整弁およびそれを用いた給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流量調整弁は、一端を湯水吐出口とする筒状の弁室がハウジングに形成され、水導入口および湯導入口が弁室の穴中心方向に離間して弁室と外部とを連通するようにハウジングに形成され、円筒状の弁体が弁室内に弁室の穴中心周りに回転自在に収納され、水導入口と弁室とを連通する第１開口部が弁体に穿設され、湯導入口と弁室とを連通する第２開口部が弁体に穿設されている。そして、第１開口部と第２開口部とは、弁体を弁室の穴中心周りに一方向に回転させたときに、第１開口部と水導入口との重なり具合（開口率）が全閉状態から全開状態に変化するのに対し、第２開口部と湯導入口との重なり具合（開口率）が全開状態から全閉状態に変化するような位置関係に形成されている。そこで、弁体を回転させて、水導入口から導入された水と湯導入口から導入されたお湯との混合比を調節し、設定温度のお湯を湯吐出口から排出する。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２０３９号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の流量調整弁は、以上のように構成されているので、弁室と弁体との間に微少なクリアランスが存在してしまう。そこで、第１開口部と水導入口との重なり具合を全閉状態としても、水導入口から弁室と弁体との間を通って湯吐出口に至る流路が形成されてしまう。同様に、第２開口部と湯導入口との重なり具合を全閉状態としても、湯導入口から弁室と弁体との間を通って湯吐出口に至る流路が形成されてしまう。その結果、弁単体で流体の排出を完全に止めることができないという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、弁自体にシール機能を持たせ、流量制御性を高めた流量調整弁およびそれを用いた給湯装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る流量調整弁は、穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた流体導入口、該弁室の穴中心方向の他端に連通孔を介して連通された流体排出口、該連通孔の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、および該流体導入口に水密状態に取り付けられシート面が一端側に形成された弁座円筒部と該弁座円筒部に径方向に延びる複数のリブに支持されて該弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の弁座ガイド部からなる弁座を有するハウジングと、第１軸部、切頭円錐状の駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、上記弁座のシート面に接して水密状態を確保するシール部材を有する弁部および該弁部の中心に立設された駆動棒からなり、該駆動棒を上記弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記流体導入口に配設され、該駆動棒が上記駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する流体導入用弁体とを備えている。
【０００７】
また、この発明に係る流量制御弁は、穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第１流体導入口、該第１流体導入口に対して該弁室の穴中心方向にずらして該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第２流体導入口、該弁室の他端と外部とを連通するように設けられた流体排出口、該弁室と該流体排出口との接続部の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、該第１流体導入口に水密状態に取り付けられ第１シート面が一端側に形成された第１弁座円筒部と該第１弁座円筒部に径方向に延びる複数の第１リブに支持されて該第１弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第１弁座ガイド部からなる第１弁座、および該第２流体導入口に水密状態に取り付けられ第２シート面が一端側に形成された第２弁座円筒部と該第２弁座円筒部に径方向に延びる複数の第２リブに支持されて該第２弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第２弁座ガイド部からなる第２弁座を有するハウジングと、第１軸部、切頭円錐状の第２駆動用カム部、切頭円錐状の第１駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、上記第１弁座の第１シート面に接して水密状態を確保する第１シール部材を有する第１弁部および該第１弁部の中心に立設された第１駆動棒からなり、該第１駆動棒を上記第１弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第１流体導入口に配設され、該第１駆動棒が上記第１駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第１駆動棒を有する第１流体導入用弁体と、上記第２弁座の第２シート面に接して水密状態を確保する第２シール部材を有する第２弁部および該第２弁部の中心に立設された第２駆動棒からなり、該第２駆動棒を上記第２弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第２流体導入口に配設され、該第２駆動棒が上記第２駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第２駆動棒を有する第２流体導入用弁体とを備えている。
【０００８】
さらに、この発明に係る給湯装置は、上記流量調整弁を用いている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る流量制御弁の構成を説明する断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る流量制御弁の動作を説明する工程断面図である。
【００１０】
図１において、ハウジング１は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、断面円形の弁室２が一端を開口するように形成され、流体導入口３がその穴中心を弁室２の穴中心と直交させて弁室２と外部とを連通するように穿設され、さらに流体排出口４がその穴中心を弁室２の穴中心と一致させて小径の連通孔５を介して弁室２の底部と外部とを連通するように穿設されている。そして、弁室２の一端に大径の開口部２ａが形成されている。さらに、円筒状のガイド部６が径方向に延びる複数のリブ５ａに支持されて連通孔５の穴中心位置に設けられている。なお、弁室２、連通孔５、ガイド部６および流体排出口４は、穴中心を一致させてハウジング１に形成されている。
弁座７は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、シート面７ａが一端側に形成された円筒部と、この円筒部に径方向に延びる複数のリブに支持されて円筒部の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部７ｂとから構成されている。この弁座７は、Ｏリング８を介在させて流体導入口３の弁室２側に水密状態に取り付けられている。
【００１１】
弁体９は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、ガイド部６に挿入される第１軸部１０と、第１軸部１０の一端に同軸に一体に形成され、連通孔５に係合して流路面積を変化させる弁部１１と、弁部１１の一端に同軸に一体に形成され、後述する流体導入用弁体１９を駆動する駆動用カム部１２と、駆動用カム部１２の一端に同軸に一体に形成され、後述する弁体押さえ１６に軸支される第２軸部１３と、第２軸部１３の一端に同軸に形成された第１ねじ部としての雄ねじ部１４と、雄ねじ部１４の一端に同軸に形成された駆動軸１５とから構成されている。そして、弁部１１は、第１軸部１０側を小径とする切頭円錐状に形成され、駆動用カム部１２は、第２軸部１３側を小径とする切頭円錐状に形成されている。
【００１２】
弁体押さえ１６は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる環状の樹脂成型品であり、第２ねじ部としての雌ねじ部１６ｂが開口部１６ａの一端側に形成されている。この弁体押さえ１６は、開口部１６ａに弁体９の駆動軸１５を挿通させ、雄ねじ部１６ｂを雌ねじ部１４に螺合させつつ弁体９に装着されて、弁室２の開口部２ａに圧入固定されている。これにより、弁体９は、第１軸部１０がガイド部６に挿入され、弁部１１および駆動用カム部１２が弁室２内に収納され、駆動軸１５が弁体押さえ１６から延出している。そして、弁体９は、第１および第２軸部１０、１３がガイド部６および弁体押さえ１６に軸支され、かつ、雄ねじ部１４が弁体押さえ１６の雌ねじ部１６ｂに螺合され、弁室２の穴中心周りに回転自在に、かつ、弁室２の穴中心方向に往復移動可能にハウジング１に取り付けられている。なお、弁体９の軸心が弁室２の穴中心と一致している。
【００１３】
また、Ｏリング１７が弁室２の開口部２ａの内壁面と弁体押さえ１６の外壁面との間に介装され、Ｏリング１８が弁体押さえ１６の開口部１６ａの内壁面と第２軸部１３との間に介装され、それぞれ水密状態が確保されている。なお、弁体押さえ１６は弁体９の軸受に相当することから、２つのＯリング１８が軸心方向に離間して配設されている。
【００１４】
また、流体導入用弁体１９は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、円盤状の弁部１９ａと、弁部１９ａの中心に立設された駆動棒１９ｂとが一体に成型され、さらにシール部材としてのＯリング２０が弁部１９ａの外周面に装着されて構成されている。この流体導入用弁体１９は、駆動棒１９ｂを弁座７のガイド部７ｂ内に挿通させて弁室２内に延出するように流体導入口３内に配設され、駆動棒１９ｂがガイド部７ｂに案内されて流体導入口３の穴中心方向に往復移動可能になっている。そして、Ｏリング２０が弁座７のシート面７ａに密接して、水密状態が確保される。この時、駆動棒１９ｂと駆動用カム部１２とが係合している。
さらに、ステッピングモータ（図示せず）をハウジング１に取り付けるためのネジ穴２１がハウジング１の一端面に形成されている。
【００１５】
つぎに、このように構成された流量調整弁１００の動作について図２を参照しつつ説明する。
まず、図２の（ａ）では、流体導入用弁体１９の駆動棒１９ｂが駆動用カム部１２と非接触の状態にあり、流体導入用弁体１９が流体導入口３内の流体の圧力により弁室２側に押圧され、Ｏリング２０が弁座７のシート面７ａに密接して、水密状態が維持される。即ち、流量調整弁１００は、流体を完全に閉止した状態となる。この時、弁部１１の小径部側が連通孔５内に位置し、流体排出口４への流路面積を最小としている。
【００１６】
ついで、駆動軸１５がステッピングモータにより弁体９の軸心周りに反時計方向に回転される。すると、弁体９の回転トルクが雄ねじ部１４と雌ねじ部１６ｂとの螺合により弁体９の軸心方向の移動力に変換される。これにより、弁体９は軸心周りに回転しつつ図２の（ａ）中上方に移動する。そこで、駆動棒１９ｂが切頭円錐状の駆動用カム部１２の外周面上を接触しつつ小径側から大径側に移動する。即ち、駆動棒１９ｂが弁室２から離反する方向に移動される。その結果、図２の（ｂ）に示されるように、Ｏリング２０がシート面７ａから離れ、水密状態が破壊される。この時、弁部１１は連通孔５から少し引き出された状態となり、流体排出口４への流路面積が大きくなる。そこで、流体は流体導入口３から弁室２内に導入され、弁部１１と連通孔５との間に形成される流路を通って流体排出口４に至り、流体排出口４から排出される。
【００１７】
そして、駆動軸１５がステッピングモータにより弁体９の軸心周りに反時計方向に回転されると、駆動棒１９ｂが弁室２からさらに離反する方向に移動され、流体導入口３から弁室２への流路の開口面積が増大する。また、図２の（ｃ）に示されるように、弁部１１は連通孔５からさらに引き出された状態となり、流体排出口４への流路面積がさらに大きくなる。そこで、流体導入口３から弁室２内に導入された流体は、弁部１１と連通孔５との間に形成される流路を通って流体排出口４に至り、流体排出口４から排出される。
【００１８】
さらに、駆動軸１５がステッピングモータにより弁体９の軸心周りに反時計方向に回転されると、駆動棒１９ｂが弁室２からさらに離反する方向に移動され、流体導入口３から弁室２への流路の開口面積が最大となる。また、図２の（ｄ）に示されるように、弁部１１は連通孔５から完全に引き出された状態となり、流体排出口４への流路面積が最大となる。そこで、流体導入口３から弁室２内に導入された流体は、弁部１１と連通孔５との間に形成される流路を通って流体排出口４に至り、流体排出口４から排出される。この流量調整弁１００は、最大流量を排出する状態となる。
【００１９】
また、駆動軸１５を時計回りに回転させることにより、流量調整弁１００は、最大流量を排出する状態から、流体を完全に閉止する状態に移行する。
【００２０】
このように、この流量調整弁１００では、弁体９を弁体９の軸心周りに回転させることにより、弁部１１と連通孔５とにより形成される流体排出口４への流路面積を任意に調整でき、流体排出口４からの流体の排出量を制御することができる。
また、流体導入用弁体１９に装着されたＯリング２０が流体導入口３に配設されている弁座７のシート面７ａに接離自在になっているので、Ｏリング２０をシート面７ａに当接させることにより、流体の弁室２への導入を完全に阻止できる。そこで、流体排出口４側、即ち２次側への流体の流出を阻止するために電磁弁等の部品を新たに設ける必要がなくなり、回路の簡素化が図られるとともに、低コスト化が図られる。
【００２１】
また、第１軸部１０、弁部１１、駆動用カム部１２、第２軸部１３、雄ねじ部１４および駆動軸１５から構成される弁体９が樹脂成型品で一体物として作製されているので、部品点数が削減され、流量制御弁１００の組立性が向上されるとともに、低コスト化が図られる。
さらに、ハウジング１、弁座７、弁体９、弁体押さえ１６および流体導入用弁体１９が樹脂で作製されているので、低コスト化および軽量化が図られる。また、これらの部品が樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であるので、部品の形状寸法精度が確保される。その結果、部品に切削加工等を施して部品の形状寸法を公差内に納めるような後加工が不要となり、低コスト化が図られる。
【００２２】
なお、上記実施の形態１では、駆動用カム部１２が第２軸部１３側を小径とする切頭円錐状に形成されているものとしているが、駆動用カム部１２は第２軸部１３側を大径とする切頭円錐状に形成されてもよい。この場合、駆動軸１５を時計回りに回転させることにより、流体を閉止する状態から最大流量を排出する状態に移行させることができる。
また、上記実施の形態１では、弁体９を構成する第１軸部１０、弁部１１、駆動用カム部１２、第２軸部１３、雄ねじ部１４および駆動軸１５を樹脂成型品で一体物に作製するものとしているが、第１軸部１０、弁部１１、駆動用カム部１２、第２軸部１３、雄ねじ部１４および駆動軸１５を別部品で作製し、これらの部品を組み立てて弁体９としてもよい。
また、上記実施の形態１では、弁体９に雄ねじ部１４を設け、弁体押さえ１６に雌ねじ部１６ｂを設けるものとしているが、弁体９に雌ねじ部を設け、弁体押さえ１６に雄ねじ部を設けてもよい。
【００２３】
実施の形態２．
この実施の形態２は、上記実施の形態１による流量調整弁１００を瞬間沸き上げ式の給湯装置に適用したものである。
図３はこの発明の実施の形態２に係る瞬間沸き上げ式の給湯装置の回路構成を示す回路図である。
図３において、水源配管５０が水量センサ５１を介して加熱路５２に接続され、加熱路５２が水量センサ５１から第１の流量調整弁１００Ａの流体導入口３に接続され、燃焼器５４を備えた熱交換器５３が加熱路５２の経路中に配設されている。また、バイパス路５５が、加熱路５２の水量センサ５１側から分岐し、加熱路５２の第１の流量調整弁１００Ａ側に接続されている。そして、第２の流量調整弁１００Ｂがバイパス路５５の経路中に配設されている。第１および第２の流量調整弁１００Ａ、１００Ｂは、上記実施の形態１による流量調整弁１００であり、ステッピングモータ５６がネジ穴２１を用いて各ハウジング１に締着固定されている。そして、給湯配管５７が、第１の流量調整弁１００Ａの流体排出口４に接続されている。さらに、給湯制御用の電磁弁５８が給湯配管５７の経路中に配設されている。
【００２４】
また、水温センサ５９が加熱路５２の水量センサ５１側に配設され、湯温センサ６０が加熱路５２の熱交換器５３の下流側に配設され、混合湯温センサ６１が給湯配管５７の第１の流量調整弁１００Ａの下流側に配設されている。そして、制御装置６２が、水温センサ５９、湯温センサ６０および混合湯温センサ６１からの出力信号に基づいて、ステッピングモータ５６を駆動制御して、第１および第２の流量調整弁１００Ａ、１００Ｂを駆動制御する。このステッピングモータ５６は、１入力パルスに対して一定の角度だけ動作するものである。
また、追焚きバーナー６３、浴槽６４、モータ６５、台所の蛇口やシャワー等の出湯口６６が、給湯配管５７に接続されている。
【００２５】
このように構成された給湯装置の動作について説明する。
制御装置６２は、水温センサ５９、湯温センサ６０および混合湯温センサ６１からの出力信号に基づいて各位置の水温をモニターしている。
そして、設定湯温Ｔｓが外部から設定されると、制御装置６２は、各ステッピングモータ５６の回転角と水量センサ５１で検出される総水量Ｑｓとに基づいて演算処理して加熱路５２を流れている流量Ｑｈとバイパス路５５を流れている流量Ｑｃとを算出するとともに、加熱路５２による加熱後の設定温度Ｔｈｓを設定する。ついで、流量Ｑｈ、水温センサ５９の検出水温Ｔｃおよび設定温度Ｔｈｓから加熱量Ｑを算出し、算出された加熱量Ｑに基づいて燃焼器５４を駆動させて、熱交換器５３を介して加熱路５２を流れる水を加熱する。そして、湯温センサ６０の検出湯温Ｔｈが設定温度Ｔｈｓとなるように燃焼器５４を制御する。
また、流量Ｑｈ、湯温Ｔｈ、水温Ｔｃおよび設定温度Ｔｓに基づいて演算処理してバイパス路５５を流れる流量の目標値を算出し、混合湯温センサ６１で検出される混合湯温Ｔｍが設定温度Ｔｓに対して予め設定した偏差内に納まるように、第２の流量調整弁１００Ｂをフィードバック制御する。即ち、混合湯温Ｔｍが設定温度Ｔｓに対して予め設定した偏差内に納まるように、ステッピングモータ５６の回転角を変えて第２の流量調整弁１００Ｂの開度を調整する。そして、混合湯温Ｔｍが設定温度Ｔｓに対して予め設定した偏差内に納まると、第２の流量調整弁１００Ｂの開度が維持される。
【００２６】
また、設定温度Ｔｓが高く、燃焼器５４の能力が不足している場合には、第１の流量調整弁１００Ａの開度を小さくして総流量Ｑｓを減らすことによって、混合湯温Ｔｍを設定温度Ｔｓに対して設定偏差内に納めることになる。そこで、設定温度Ｔｓの湯が浴槽６４や出湯口６６に給湯される。
また、浴槽６４に給湯されたお湯の温度が低下すると、モータ６５を駆動して浴槽６４内のお湯を循環させるとともに追焚きバーナー６３を点火し、浴槽６４内のお湯を所望の温度に維持する。
【００２７】
このように、この実施の形態２によれば、温度制御性に優れた給湯装置が得られる。
【００２８】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３に係る流量制御弁の構成を説明する断面図、図５はこの発明の実施の形態３に係る流量制御弁の動作を説明する工程断面図、図６はこの発明の実施の形態３に係る流量制御弁の流量特性を説明する図である。
【００２９】
図４において、ハウジング３０は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、断面円形の弁室３１が一端を開口するように形成され、流体排出口３２が口径を同じくして弁室３１の他端と外部とを連通するように形成している。また、弁室３１より大径の開口部３１ａが弁室３１の一端に形成されている。そして、円筒状のガイド部３３が径方向に延びる複数のリブ３３ａに支持されて弁室３１と流体排出口３２との接続部の穴中心位置に設けられている。なお、開口部３１ａ、弁室３１、流体排出口３２およびガイド部３３の穴中心が一致している。
また、ハウジング３０には、第１流体導入口３４がその穴中心を弁室３１の穴中心と直交するように弁室３１の開口部３１ａ側と外部とを連通するように穿設され、さらに第２流体導入口３５がその穴中心を弁室３１の穴中心と直交するように弁室３１の流体排出口３２側と外部とを連通するように穿設されている。
【００３０】
第１弁座３６は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、第１シート面３６ａが一端側に形成された円筒部と、この円筒部に径方向に延びる複数のリブにより支持されて円筒部の穴中心位置に設けられた円筒状の第１ガイド部３６ｂとから構成されている。この第１弁座３６は、Ｏリング８を介在させて第１流体導入口３４の弁室３１側に水密状態に取り付けられている。また、第２弁座３７は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、第２シート面３７ａが一端側に形成された円筒部と、この円筒部に径方向に延びる複数のリブにより支持されて円筒部の穴中心位置に設けられた円筒状の第２ガイド部３７ｂとから構成されている。この第２弁座３７は、Ｏリング８を介在させて第２流体導入口３５の弁室３１側に水密状態に取り付けられている。
【００３１】
弁体４０は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、ガイド部３３に挿入される第１軸部４１と、第１軸部４１の一端に同軸に一体に形成され、後述する第２流体導入用弁体４９を駆動する第２駆動用カム部４３と、第２駆動用カム部４３の一端に同軸に一体に形成され、後述する第１流体導入用弁体４８を駆動する第１駆動用カム部４２と、第１駆動用カム部４２の一端に同軸に一体に形成され、後述する弁体押さえ４７に軸支される第２軸部４４と、第２軸部４４の一端に同軸に形成された第１ねじ部としての雄ねじ部４５と、雄ねじ部４５の一端に同軸に形成された駆動軸４６とから構成されている。そして、第１駆動用カム部４２は、第２軸部４４側を小径とする切頭円錐状に形成され、第２駆動用カム部４３は、第１軸部４１側を小径とする切頭円錐状に形成されている。
【００３２】
弁体押さえ４７は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる環状の樹脂成型品であり、第２ねじ部としての雌ねじ部４７ｂが開口部４７ａの一端側に形成されている。この弁体押さえ４７は、開口部４７ａに弁体４０の駆動軸４６を挿通させ、雄ねじ部４７ｂを雌ねじ部４５に螺合させつつ弁体４０に装着されて、弁室３１の開口部３２ａに圧入固定されている。これにより、弁体４０は、第１軸部４１がガイド部３３に挿入され、第１および第２駆動用カム部４２、４３が弁室３１内に収納され、駆動軸４６が弁体押さえ４７から延出している。そして、弁体４０は、第１および第２軸部４１、４４がガイド部３３および弁体押さえ４７に軸支され、かつ、雄ねじ部４５が弁体押さえ４７の雌ねじ部４７ｂに螺合され、弁室３１の穴中心周りに回転自在に、かつ、弁室３１の穴中心方向に往復移動可能にハウジング３０に取り付けられている。なお、弁体４０の軸心が弁室３１の穴中心と一致している。
【００３３】
また、Ｏリング１７が弁室３１の開口部３１ａの内壁面と弁体押さえ４７の外壁面との間に介装され、Ｏリング１８が弁体押さえ４７の開口部４７ａの内壁面と第２軸部４４との間に介装され、それぞれ水密状態が確保されている。なお、弁体押さえ４７は弁体４０の軸受に相当することから、２つのＯリング１８が軸心方向に離間して配設されている。
【００３４】
また、第１流体導入用弁体４８は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、円盤状の第１弁部４８ａと、第１弁部４８ａの中心に立設された第１駆動棒４８ｂとが一体に成型され、さらに第１シール部材としてのＯリング２０が第１弁部４８ａの外周面に装着されて構成されている。この第１流体導入用弁体４８は、第１駆動棒４８ｂを第１弁座３６の第１ガイド部３６ｂに挿通して弁室３１内に延出するように第１流体導入口３４内に配設され、第１駆動棒４８ｂが第１ガイド部３３ｂに案内されて第１流体導入口３４の穴中心方向に往復移動可能になっている。そして、Ｏリング２０が第１弁座３６の第１シート面３６ａに密接して、水密状態が確保される。この時、第１駆動棒４８ｂと第１駆動用カム部４２とが係合している。
【００３５】
また、第２流体導入用弁体４９は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、円盤状の第２弁部４９ａと、第２弁部４９ａの中心に立設された第２駆動棒４９ｂとが一体に成型され、さらに第２シール部材としてのＯリング２０が第２弁部４９ａの外周面に装着されて構成されている。この第２流体導入用弁体４９は、第２駆動棒４９ｂを第２弁座３７の第２ガイド部３７ｂに挿通して弁室３１内に延出するように第２流体導入口３５内に配設され、第２駆動棒４９ｂが第２ガイド部３７ｂに案内されて第２流体導入口３５の穴中心方向に往復移動可能になっている。そして、Ｏリング２０が第２弁座３７の第２シート面３７ａに密接して、水密状態が確保される。この時、第２駆動棒４９ｂと第２駆動用カム部４３とが係合している。
さらに、ステッピングモータ（図示せず）をハウジング３０に取り付けるためのネジ穴２１がハウジング３０の一端面に形成されている。
【００３６】
つぎに、このように構成された流量調整弁１０１の動作について図５を参照しつつ説明する。
まず、図５の（ａ）では、第１流体導入用弁体４８の第１駆動棒４８ｂが第１駆動用カム部４２と非接触の状態にあり、第１流体導入用弁体４８が第１流体導入口３４内の流体の圧力により弁室３１側に押圧され、Ｏリング２０が第１弁座３６の第１シート面３６ａに密接して、水密状態が維持される。つまり、第１流体導入口３４から弁室３１への流路が全閉状態となっている。一方、第２流体導入用弁体４９の第２駆動棒４９ｂが第２駆動用カム部４３と接触状態にあり、Ｏリング２０が第２弁座３７の第２シート面３７ａから離反して、水密状態が破壊され、第２流体導入口３５から弁室３１への流路が全開状態となっている。これにより、第２の流体が第２流体導入口３５から弁室３１内に導入され、流体排出口３２から排出される。
【００３７】
ついで、駆動軸４６がステッピングモータにより弁体４０の軸心周りに反時計方向に回転される。すると、弁体４０の回転トルクが雄ねじ部４５と雌ねじ部１４７ｂとの螺合により弁体４０の軸心方向の移動力に変換される。これにより、弁体４０は軸心周りに回転しつつ図５の（ａ）中上方に移動する。そこで、第１駆動棒４８ｂが切頭円錐状の第１駆動用カム部４２の外周面上を接触しつつ小径側から大径側に移動する。即ち、第１駆動棒４８ｂが弁室３１から離反する方向に移動される。その結果、図５の（ｂ）に示されるように、Ｏリング２０が第１シート面３６ａから離れ、水密状態が破壊される。一方、第２駆動棒４９ｂが切頭円錐状の第２駆動用カム部４３の外周面上を接触しつつ大径側から小径側に移動する。そこで、第２駆動棒４９ｂが、第２流体導入口３５内の第２の流体の圧力により弁室３１側に押圧され、第２流体導入口２５から弁室３１への流路の開口面積が小さくなる。これにより、第１の流体が第１流体導入口３４から弁室３１内に導入され、第２流体導入口３５から弁室３１内に導入された第２の流体と混合されて、流体排出口３２から排出される。
【００３８】
そして、駆動軸４６がステッピングモータにより弁体４０の軸心周りに反時計方向に回転されると、図５の（ｃ）に示されるように、第１流体導入用弁体４８の第１駆動棒４８ｂが第１駆動用カム部４２の駆動力により弁室３１から離反する方向に移動して、第１流体導入口３４から弁室３１への流路の開口面積がさらに大きくなる。一方、第２流体導入用弁体４９の第２駆動棒４９ｂが第２の流体の圧力により弁室３１の穴中心に接近する方向に移動して、第２流体導入口３５から弁室３１への流路の開口面積がさらに小さくなる。これにより、第１流体導入口３４から弁室３１に導入された第１の流体と第２流体導入口３５から弁室３１に導入された第２の流体とが混合されて流体排出口３２から排出される。
【００３９】
さらに、駆動軸４６がステッピングモータにより弁体４０の軸心周りに反時計方向に回転されると、図５の（ｄ）に示されるように、第１駆動棒４８ｂが第１駆動用カム部４２の外周面上の大径部に位置し、第１流体導入口３４から弁室３１への流路の開口面積が最大となる。一方、第２駆動棒４９ｂが第２駆動用カム部４３の外周面上の小径部に位置し、Ｏリング２０が第２シート面３７ａに押圧され、第２流体導入口３５から弁室３１への流路が全閉状態となる。これにより、第１流体導入口３４から弁室３１に導入された第１の流体のみが流体排出口３２から排出される。
【００４０】
また、駆動軸４６を時計回りに回転させることにより、流量調整弁１０１は、第１流体導入口３４から弁室３１に導入される第１の流体の流量を最大の状態から完全に閉止する状態まで移行し、かつ、第２流体導入口３５から弁室３１に導入される第２の流体の流量を完全に閉止する状態から最大の状態まで移行するように動作する。
【００４１】
このように、この流量調整弁１０１では、弁体４６を弁体４０の軸心（弁室３１の穴中心）周りに反時計方向に回転させることにより、第１流体導入口３４から弁室３１への流路が全閉状態から全開状態に移行し、第２流体導入口３５から弁室３１への流路が全開状態から全閉状態に移行する。これにより、第１流体導入口３４から弁室３１に流入する第１の流体の流量は、図６のＡに示されるように、弁体４０の回転角度が増加するとともに増加し、第２流体導入口３５から弁室３１に流入する第２の流体の流量は、図６のＢに示されるように、弁体４０の回転角度が増加するとともに減少する。その結果、流量調整弁１０１は、弁体４０の回転角度を調整することにより、第１および第２の流体の混合比を制御することができる混合弁として動作する。
【００４２】
また、第１流体導入用弁体４８に装着されたＯリング２０が第１流体導入口３４に配設されている第１弁座３６の第１シート面３６ａに接離自在になっているので、Ｏリング２０を第１シート面３６ａに当接させることにより、第１の流体の弁室３１への導入を完全に阻止できる。同様に、第２流体導入用弁体４９に装着されたＯリング２０が第２流体導入口３５に配設されている第２弁座３７の第２シート面３７ａに接離自在になっているので、Ｏリング２０を第２シート面３７ａに当接させることにより、第２の流体の弁室３１への導入を完全に阻止できる。そこで、弁室３１への第１および第２の流体の流出を阻止するために電磁弁等の部品を新たに設ける必要がなくなり、回路の簡素化が図られるとともに、低コスト化が図られる。
【００４３】
また、第１軸部４１、第１および第２駆動用カム部４２、４３、第２軸部４４、雄ねじ部４５および駆動軸４６から構成される弁体４０が樹脂成型品で一体物として作製されているので、部品点数が削減され、流量制御弁１００の組立性が向上されるとともに、低コスト化が図られる。
さらに、ハウジング３０、第１および第２弁座３６、３７、弁体４０、弁体押さえ４７および第１および第２流体導入用弁体４８、４９が樹脂で作製されているので、低コスト化および軽量化が図られる。また、これらの部品が樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であるので、部品の形状寸法精度が確保される。その結果、部品に切削加工等を施して部品の形状寸法を公差内に納めるような後加工が不要となり、低コスト化が図られる。
【００４４】
なお、上記実施の形態３では、第１駆動用カム部４２が第２軸部４４側を小径とする切頭円錐状に形成され、第２駆動用カム部４３が第１軸部４１側を小径とする切頭円錐状に形成されているものとしているが、第１駆動用カム部４２が第２軸部４４側を大径とする切頭円錐状に形成され、第２駆動用カム部４３が第１軸部４１側を大径とする切頭円錐状に形成されてもよい。
また、上記実施の形態３では、弁体４０に雄ねじ部４５を設け、弁体押さえ４７に雌ねじ部４７ｂを設けるものとしているが、弁体４０に雌ねじ部を設け、弁体押さえ４７に雄ねじ部を設けてもよい。
【００４５】
また、図７に示されるように、弁体４０Ａは、第１駆動用カム部４２が第２軸部４４側を小径とする切頭円錐状に形成され、かつ、第２駆動用カム部４３Ｂが第１軸部４１側を大径とする切頭円錐状に形成されてもよい。この場合、第１および第２の流体の弁室３１への流量が同時にゼロとなり、かつ、同時に最大となる。これにより、２種類の流体に対して、上記実施の形態１による流量調整弁１００と同等の効果を得ることができる。
さらに、第１および第２駆動用カム部４２、４３の切頭円錐状の外周面の角度を適宜設定すれば、種々の流量特性を得ることができる。
【００４６】
また、上記実施の形態３では、弁体４０を構成する第１軸部４１、第１および第２駆動用カム部４２、４３、第２軸部４４、雄ねじ部４５および駆動軸４６を樹脂成型品で一体物に作製するものとしているが、第１軸部４１、第１および第２駆動用カム部４２、４３、第２軸部４４、雄ねじ部４５および駆動軸４６を別部品で作製し、これらの部品を組み立てて弁体４０としてもよい。
また、上記実施の形態３では、第１および第２流体導入口３４、３５を設けるものとしているが、流体導入口の位置が弁室３１の穴中心方向に互いにずれていれば、流体導入口の個数は３つ以上であってもよく、このような構成では、３種以上の流体の流量を独立して調整することができる。この場合、流体導入口の個数に合わせて駆動用カム部を弁体に設けることになる。
【００４７】
実施の形態４．
この実施の形態４は、上記実施の形態３による流量調整弁１０１を貯湯式の給湯装置に適用したものである。
図８はこの発明の実施の形態４に係る貯湯式の給湯装置の回路構成を示す回路図である。
図８において、水源用配管７０は水源水圧を減圧する減圧弁７１を介して第１および第２導入路７２、７３に接続されている。第１導入路７２は第１および第２の流量調整弁１０１Ａ、１０１Ｂの第１流体導入口３４に接続され、第２導入路７３は貯湯タンク７４を介して第１および第２の流量調整弁１０１Ａ、１０１Ｂの第２流体導入口３５に接続されている。そして、蛇口やシャワー等の出湯口６６が接続されている第１給湯配管７５が第１の流量調整弁１０１Ａの流体排出口３２に接続され、追焚きバーナー６３、浴槽６４、モータ６５等が接続されている第２給湯配管７６が第２の流量調整弁１０１Ｂの流体排出口３２に接続されている。第１および第２の流量調整弁１０１Ａ、１０１Ｂは、上記実施の形態３による流量調整弁１０１であり、ステッピングモータ５６がネジ穴２１を用いて各ハウジング３０に締着固定されている。そして、給湯制御用の電磁弁５８が第２給湯配管７６の経路中に配設されている。
【００４８】
また、水温センサ７７が第１導入路７２に配設され、湯温センサ７８が第１導入路７３の貯湯タンク７４の下流側に配設され、第１混合湯温センサ７９が第１給湯配管７５に配設され、第２混合湯温センサ８０が第２給湯配管７６の電磁弁５８の下流側に配設されている。そして、制御装置８１が、水温センサ７７、湯温センサ７８および第１および第２混合湯温センサ７９、８０からの出力信号に基づいて、ステッピングモータ５６を駆動制御して、第１および第２の流量調整弁１０１Ａ、１０１Ｂを駆動制御するようになっている。さらに、水量センサ５１が、第１給湯配管７５の第１の流量調整弁１０１Ａの下流側および第２給湯配管７６の第２の流量調整弁１０１Ｂの下流側にそれぞれ配設されている。
【００４９】
このように構成された給湯装置の動作について説明する。
制御装置８１は、水温センサ７７、湯温センサ７８および第１および第２混合湯温センサ７９、８０からの出力信号に基づいて各位置の水温をモニターし、かつ、水量センサ５１からの出力信号に基づいて第１および第２給湯配管７５、７６に流れる混合湯の流量をモニターしている。そして、水源用配管７０から減圧弁７１および第２導入路７３を介して貯湯タンク７４に導入された水は、バーナー等の加熱手段（図示せず）により所定の温度に加熱される。
【００５０】
そして、第１設定湯温Ｔｓ１が外部から設定されると、制御装置８１は、第１の流量調整弁１０１Ａのステッピングモータ５６の回転角を検出し、水温センサ７７で検出される水温Ｔｃと湯温センサ７８で検出される湯温Ｔｈとに基づいて演算処理して第１設定湯温Ｔｓ１を出湯させるための第１流体導入口３４から弁室３１内に導入する水と第２流体導入口３５から弁室３１内に導入する湯との流量比の目標値を算出する。ついで、この流量比の目標値に基づいて、第１の流量制御弁１０１Ａのステッピングモータ５６を回転駆動させ、弁体４０を回転させる。これにより、水と湯とが所定の流量比で弁室３１内に導入され、混合湯となって流体排出口３２から排出される。ついで、第１混合湯温センサ７９で検出された混合湯温Ｔｍ１が、第１設定温度Ｔｓ１に対して予め設定された偏差内に納まるように、ステッピングモータ５６がフィードバック制御される。そして、混合湯温Ｔｍ１が第１設定温度Ｔｓ１に対して予め設定された偏差内に納まると、ステッピングモータ５６の回転角が維持される。これにより、第１設定温度Ｔｓ１の湯が出湯口６６から供給される。
【００５１】
また、第２設定湯温Ｔｓ２が外部から設定されると、制御装置８１は、第２の流量調整弁１０１Ｂのステッピングモータ５６の回転角を検出し、水温センサ７７で検出される水温Ｔｃと湯温センサ７８で検出される湯温Ｔｈとに基づいて演算処理して第２設定湯温Ｔｓ２を出湯させるための第１流体導入口３４から弁室３１内に導入する水と第２流体導入口３５から弁室３１内に導入する湯との流量比の目標値を算出する。ついで、この流量比の目標値に基づいて、第２流量調整弁１０１Ｂのステッピングモータ５６を回転駆動させ、弁体４０を回転させる。これにより、水と湯とが所定の流量比で弁室３１内に導入され、混合湯となって流体排出口３２から排出される。ついで、第２混合湯温センサ８０で検出された混合湯温Ｔｍ２が、第２設定温度Ｔｓ２に対して予め設定された偏差内に納まるように、ステッピングモータ５６がフィードバック制御される。そして、混合湯温Ｔｍ２が第２設定温度Ｔｓ２に対して予め設定された偏差内に納まると、ステッピングモータ５６の回転角が維持される。これにより、第２設定温度Ｔｓ２の湯が浴槽６４に供給される。
【００５２】
このように、この実施の形態４によれば、温度制御性に優れ、異なる温度の湯を同時に給湯できる給湯装置が得られる。
【００５３】
なお、上記各実施の形態では、ハウジング１、３０、弁座７、第１および第２弁座３６、３７、弁体９、４０、弁体押さえ１６、４７、流体導入用弁体１９、第１流体導入用弁体４８および第２流体導入用弁体４９をＰＰＳ樹脂で作製するものとしているが、これらの部品の材料はＰＰＳ樹脂に限定されるものではなく、流量調整弁の要求仕様を満足する耐熱性および機械的強度を有していればよく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミド系樹脂、ポリフタルアミド等の芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタラートやポリブリレンテレフタラート等のポリエステル系樹脂、ポリメチレン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、フッ素系樹脂等の結晶性樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリアレリート系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アクリロニトリル−スチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン系樹脂等の非晶性樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂や芳香族ポリエステルアミド系樹脂等の液晶ポリマー等が使用できる。また、これらのアロイや、ガラス繊維等のフィラーを配合した樹脂であってもよい。さらには、青銅鋳物材等の金属を用いることができる。
ここで、この種の流量調整弁においては、温水の最高温度が８０〜９０℃となることから、１００℃の耐熱性が要求される。また、強度面においては、水撃による圧力上昇に対する疲労強度が要求され、具体的には１７．５気圧の圧力振幅で１００万回の繰り返しに耐えられる機械的強度が必要である。このため、各部品の材料としては、上述の樹脂材料をガラス繊維で強化されたもの（ガラス繊維の重量含有率として、１０〜４０％）を使用することが望ましい。
【００５４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた流体導入口、該弁室の穴中心方向の他端に連通孔を介して連通された流体排出口、該連通孔の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、および該流体導入口に水密状態に取り付けられシート面が一端側に形成された弁座円筒部と該弁座円筒部に径方向に延びる複数のリブに支持されて該弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の弁座ガイド部からなる弁座を有するハウジングと、第１軸部、切頭円錐状の駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、上記弁座のシート面に接して水密状態を確保するシール部材を有する弁部および該弁部の中心に立設された駆動棒からなり、該駆動棒を上記弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記流体導入口に配設され、該駆動棒が上記駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する流体導入用弁体とを備えているので、弁自体にシール機能が備わり、２次側に流体の流出を阻止するための新たな部材が不要となり、流量制御性を高めた安価な流量調整弁が得られる。
【００５５】
また、穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第１流体導入口、該第１流体導入口に対して該弁室の穴中心方向にずらして該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第２流体導入口、該弁室の他端と外部とを連通するように設けられた流体排出口、該弁室と該流体排出口との接続部の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、該第１流体導入口に水密状態に取り付けられ第１シート面が一端側に形成された第１弁座円筒部と該第１弁座円筒部に径方向に延びる複数の第１リブに支持されて該第１弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第１弁座ガイド部からなる第１弁座、および該第２流体導入口に水密状態に取り付けられ第２シート面が一端側に形成された第２弁座円筒部と該第２弁座円筒部に径方向に延びる複数の第２リブに支持されて該第２弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第２弁座ガイド部からなる第２弁座を有するハウジングと、第１軸部、切頭円錐状の第２駆動用カム部、切頭円錐状の第１駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、上記第１弁座の第１シート面に接して水密状態を確保する第１シール部材を有する第１弁部および該第１弁部の中心に立設された第１駆動棒からなり、該第１駆動棒を上記第１弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第１流体導入口に配設され、該第１駆動棒が上記第１駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第１駆動棒を有する第１流体導入用弁体と、上記第２弁座の第２シート面に接して水密状態を確保する第２シール部材を有する第２弁部および該第２弁部の中心に立設された第２駆動棒からなり、該第２駆動棒を上記第２弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第２流体導入口に配設され、該第２駆動棒が上記第２駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第２駆動棒を有する第２流体導入用弁体とを備えているので、弁自体にシール機能が備わり、２次側に流体の流出を阻止するための新たな部材が不要となり、流量制御性を高めた安価な、混合弁として作動する流量調整弁が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る流量制御弁の構成を説明する断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る流量制御弁の動作を説明する工程断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係る瞬間沸き上げ式の給湯装置の回路構成を示す回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態３に係る流量制御弁の構成を説明する断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態３に係る流量制御弁の動作を説明する工程断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３に係る流量制御弁の流量特性を説明する図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係る流量制御弁の弁体の実施態様を示す側面である。
【図８】 この発明の実施の形態４に係る瞬間沸き上げ式の給湯装置の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ ハウジング、２ 弁室、２ａ 開口部、３ 流体導入口、４ 流体排出口、６ ガイド部、７ 弁座、７ａ シート面、９ 弁体、１０ 第１軸部、１２駆動用カム部、１３ 第２軸部、１４ 雄ねじ部（第１ねじ部）、１５ 駆動軸、１６ 弁体押さえ、１６ｂ 雌ねじ部（第２ねじ部）、１９ 流体導入用弁体、１９ｂ 駆動棒、２０ Ｏリング（シール部材、第１シール部材、第２シール部材）、３０ ハウジング、３１ 弁室、３２ 流体排出口、３３ ガイド部、３４ 第１流体導入口、３５ 第２流体導入口、３６ 第１弁座、３６ａ 第１シート面、３７ 第２弁座、３７ａ 第２シート面、４０ 弁体、４１ 第１軸部、４２ 第１駆動用カム部、４３ 第２駆動用カム部、４５ 雄ねじ部（第１ねじ部）、４７ 弁体押さえ、４７ｂ 雌ねじ部（第２ねじ部）、４８ 第１流体導入用弁体、４８ｂ 第１駆動棒、４９ 第２流体導入用弁体、４９ｂ 第２駆動棒。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気温水器やガス、石油等を熱源に利用した給湯器の給油回路等に使用され、所定温度のお湯を得るために、炊きあげた湯と水とを混合するために適用される流量調整弁およびそれを用いた給湯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流量調整弁は、一端を湯水吐出口とする筒状の弁室がハウジングに形成され、水導入口および湯導入口が弁室の穴中心方向に離間して弁室と外部とを連通するようにハウジングに形成され、円筒状の弁体が弁室内に弁室の穴中心周りに回転自在に収納され、水導入口と弁室とを連通する第１開口部が弁体に穿設され、湯導入口と弁室とを連通する第２開口部が弁体に穿設されている。そして、第１開口部と第２開口部とは、弁体を弁室の穴中心周りに一方向に回転させたときに、第１開口部と水導入口との重なり具合（開口率）が全閉状態から全開状態に変化するのに対し、第２開口部と湯導入口との重なり具合（開口率）が全開状態から全閉状態に変化するような位置関係に形成されている。そこで、弁体を回転させて、水導入口から導入された水と湯導入口から導入されたお湯との混合比を調節し、設定温度のお湯を湯吐出口から排出する。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２０３９号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の流量調整弁は、以上のように構成されているので、弁室と弁体との間に微少なクリアランスが存在してしまう。そこで、第１開口部と水導入口との重なり具合を全閉状態としても、水導入口から弁室と弁体との間を通って湯吐出口に至る流路が形成されてしまう。同様に、第２開口部と湯導入口との重なり具合を全閉状態としても、湯導入口から弁室と弁体との間を通って湯吐出口に至る流路が形成されてしまう。その結果、弁単体で流体の排出を完全に止めることができないという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、弁自体にシール機能を持たせ、流量制御性を高めた流量調整弁およびそれを用いた給湯装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る流量調整弁は、穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた流体導入口、該弁室の穴中心方向の他端に連通孔を介して連通された流体排出口、該連通孔の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、および該流体導入口に水密状態に取り付けられシート面が一端側に形成された弁座円筒部と該弁座円筒部に径方向に延びる複数のリブに支持されて該弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の弁座ガイド部からなる弁座を有するハウジングと、第１軸部、切頭円錐状の駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、上記弁座のシート面に接して水密状態を確保するシール部材を有する弁部および該弁部の中心に立設された駆動棒からなり、該駆動棒を上記弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記流体導入口に配設され、該駆動棒が上記駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する流体導入用弁体とを備えている。
【０００７】
また、この発明に係る流量制御弁は、穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第１流体導入口、該第１流体導入口に対して該弁室の穴中心方向にずらして該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第２流体導入口、該弁室の他端と外部とを連通するように設けられた流体排出口、該弁室と該流体排出口との接続部の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、該第１流体導入口に水密状態に取り付けられ第１シート面が一端側に形成された第１弁座円筒部と該第１弁座円筒部に径方向に延びる複数の第１リブに支持されて該第１弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第１弁座ガイド部からなる第１弁座、および該第２流体導入口に水密状態に取り付けられ第２シート面が一端側に形成された第２弁座円筒部と該第２弁座円筒部に径方向に延びる複数の第２リブに支持されて該第２弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第２弁座ガイド部からなる第２弁座を有するハウジングと、第１軸部、切頭円錐状の第２駆動用カム部、切頭円錐状の第１駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、上記第１弁座の第１シート面に接して水密状態を確保する第１シール部材を有する第１弁部および該第１弁部の中心に立設された第１駆動棒からなり、該第１駆動棒を上記第１弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第１流体導入口に配設され、該第１駆動棒が上記第１駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第１駆動棒を有する第１流体導入用弁体と、上記第２弁座の第２シート面に接して水密状態を確保する第２シール部材を有する第２弁部および該第２弁部の中心に立設された第２駆動棒からなり、該第２駆動棒を上記第２弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第２流体導入口に配設され、該第２駆動棒が上記第２駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第２駆動棒を有する第２流体導入用弁体とを備えている。
【０００８】
さらに、この発明に係る給湯装置は、上記流量調整弁を用いている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る流量制御弁の構成を説明する断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る流量制御弁の動作を説明する工程断面図である。
【００１０】
図１において、ハウジング１は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、断面円形の弁室２が一端を開口するように形成され、流体導入口３がその穴中心を弁室２の穴中心と直交させて弁室２と外部とを連通するように穿設され、さらに流体排出口４がその穴中心を弁室２の穴中心と一致させて小径の連通孔５を介して弁室２の底部と外部とを連通するように穿設されている。そして、弁室２の一端に大径の開口部２ａが形成されている。さらに、円筒状のガイド部６が径方向に延びる複数のリブ５ａに支持されて連通孔５の穴中心位置に設けられている。なお、弁室２、連通孔５、ガイド部６および流体排出口４は、穴中心を一致させてハウジング１に形成されている。
弁座７は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、シート面７ａが一端側に形成された円筒部と、この円筒部に径方向に延びる複数のリブに支持されて円筒部の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部７ｂとから構成されている。この弁座７は、Ｏリング８を介在させて流体導入口３の弁室２側に水密状態に取り付けられている。
【００１１】
弁体９は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、ガイド部６に挿入される第１軸部１０と、第１軸部１０の一端に同軸に一体に形成され、連通孔５に係合して流路面積を変化させる弁部１１と、弁部１１の一端に同軸に一体に形成され、後述する流体導入用弁体１９を駆動する駆動用カム部１２と、駆動用カム部１２の一端に同軸に一体に形成され、後述する弁体押さえ１６に軸支される第２軸部１３と、第２軸部１３の一端に同軸に形成された第１ねじ部としての雄ねじ部１４と、雄ねじ部１４の一端に同軸に形成された駆動軸１５とから構成されている。そして、弁部１１は、第１軸部１０側を小径とする切頭円錐状に形成され、駆動用カム部１２は、第２軸部１３側を小径とする切頭円錐状に形成されている。
【００１２】
弁体押さえ１６は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる環状の樹脂成型品であり、第２ねじ部としての雌ねじ部１６ｂが開口部１６ａの一端側に形成されている。この弁体押さえ１６は、開口部１６ａに弁体９の駆動軸１５を挿通させ、雄ねじ部１６ｂを雌ねじ部１４に螺合させつつ弁体９に装着されて、弁室２の開口部２ａに圧入固定されている。これにより、弁体９は、第１軸部１０がガイド部６に挿入され、弁部１１および駆動用カム部１２が弁室２内に収納され、駆動軸１５が弁体押さえ１６から延出している。そして、弁体９は、第１および第２軸部１０、１３がガイド部６および弁体押さえ１６に軸支され、かつ、雄ねじ部１４が弁体押さえ１６の雌ねじ部１６ｂに螺合され、弁室２の穴中心周りに回転自在に、かつ、弁室２の穴中心方向に往復移動可能にハウジング１に取り付けられている。なお、弁体９の軸心が弁室２の穴中心と一致している。
【００１３】
また、Ｏリング１７が弁室２の開口部２ａの内壁面と弁体押さえ１６の外壁面との間に介装され、Ｏリング１８が弁体押さえ１６の開口部１６ａの内壁面と第２軸部１３との間に介装され、それぞれ水密状態が確保されている。なお、弁体押さえ１６は弁体９の軸受に相当することから、２つのＯリング１８が軸心方向に離間して配設されている。
【００１４】
また、流体導入用弁体１９は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、円盤状の弁部１９ａと、弁部１９ａの中心に立設された駆動棒１９ｂとが一体に成型され、さらにシール部材としてのＯリング２０が弁部１９ａの外周面に装着されて構成されている。この流体導入用弁体１９は、駆動棒１９ｂを弁座７のガイド部７ｂ内に挿通させて弁室２内に延出するように流体導入口３内に配設され、駆動棒１９ｂがガイド部７ｂに案内されて流体導入口３の穴中心方向に往復移動可能になっている。そして、Ｏリング２０が弁座７のシート面７ａに密接して、水密状態が確保される。この時、駆動棒１９ｂと駆動用カム部１２とが係合している。
さらに、ステッピングモータ（図示せず）をハウジング１に取り付けるためのネジ穴２１がハウジング１の一端面に形成されている。
【００１５】
つぎに、このように構成された流量調整弁１００の動作について図２を参照しつつ説明する。
まず、図２の（ａ）では、流体導入用弁体１９の駆動棒１９ｂが駆動用カム部１２と非接触の状態にあり、流体導入用弁体１９が流体導入口３内の流体の圧力により弁室２側に押圧され、Ｏリング２０が弁座７のシート面７ａに密接して、水密状態が維持される。即ち、流量調整弁１００は、流体を完全に閉止した状態となる。この時、弁部１１の小径部側が連通孔５内に位置し、流体排出口４への流路面積を最小としている。
【００１６】
ついで、駆動軸１５がステッピングモータにより弁体９の軸心周りに反時計方向に回転される。すると、弁体９の回転トルクが雄ねじ部１４と雌ねじ部１６ｂとの螺合により弁体９の軸心方向の移動力に変換される。これにより、弁体９は軸心周りに回転しつつ図２の（ａ）中上方に移動する。そこで、駆動棒１９ｂが切頭円錐状の駆動用カム部１２の外周面上を接触しつつ小径側から大径側に移動する。即ち、駆動棒１９ｂが弁室２から離反する方向に移動される。その結果、図２の（ｂ）に示されるように、Ｏリング２０がシート面７ａから離れ、水密状態が破壊される。この時、弁部１１は連通孔５から少し引き出された状態となり、流体排出口４への流路面積が大きくなる。そこで、流体は流体導入口３から弁室２内に導入され、弁部１１と連通孔５との間に形成される流路を通って流体排出口４に至り、流体排出口４から排出される。
【００１７】
そして、駆動軸１５がステッピングモータにより弁体９の軸心周りに反時計方向に回転されると、駆動棒１９ｂが弁室２からさらに離反する方向に移動され、流体導入口３から弁室２への流路の開口面積が増大する。また、図２の（ｃ）に示されるように、弁部１１は連通孔５からさらに引き出された状態となり、流体排出口４への流路面積がさらに大きくなる。そこで、流体導入口３から弁室２内に導入された流体は、弁部１１と連通孔５との間に形成される流路を通って流体排出口４に至り、流体排出口４から排出される。
【００１８】
さらに、駆動軸１５がステッピングモータにより弁体９の軸心周りに反時計方向に回転されると、駆動棒１９ｂが弁室２からさらに離反する方向に移動され、流体導入口３から弁室２への流路の開口面積が最大となる。また、図２の（ｄ）に示されるように、弁部１１は連通孔５から完全に引き出された状態となり、流体排出口４への流路面積が最大となる。そこで、流体導入口３から弁室２内に導入された流体は、弁部１１と連通孔５との間に形成される流路を通って流体排出口４に至り、流体排出口４から排出される。この流量調整弁１００は、最大流量を排出する状態となる。
【００１９】
また、駆動軸１５を時計回りに回転させることにより、流量調整弁１００は、最大流量を排出する状態から、流体を完全に閉止する状態に移行する。
【００２０】
このように、この流量調整弁１００では、弁体９を弁体９の軸心周りに回転させることにより、弁部１１と連通孔５とにより形成される流体排出口４への流路面積を任意に調整でき、流体排出口４からの流体の排出量を制御することができる。
また、流体導入用弁体１９に装着されたＯリング２０が流体導入口３に配設されている弁座７のシート面７ａに接離自在になっているので、Ｏリング２０をシート面７ａに当接させることにより、流体の弁室２への導入を完全に阻止できる。そこで、流体排出口４側、即ち２次側への流体の流出を阻止するために電磁弁等の部品を新たに設ける必要がなくなり、回路の簡素化が図られるとともに、低コスト化が図られる。
【００２１】
また、第１軸部１０、弁部１１、駆動用カム部１２、第２軸部１３、雄ねじ部１４および駆動軸１５から構成される弁体９が樹脂成型品で一体物として作製されているので、部品点数が削減され、流量制御弁１００の組立性が向上されるとともに、低コスト化が図られる。
さらに、ハウジング１、弁座７、弁体９、弁体押さえ１６および流体導入用弁体１９が樹脂で作製されているので、低コスト化および軽量化が図られる。また、これらの部品が樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であるので、部品の形状寸法精度が確保される。その結果、部品に切削加工等を施して部品の形状寸法を公差内に納めるような後加工が不要となり、低コスト化が図られる。
【００２２】
なお、上記実施の形態１では、駆動用カム部１２が第２軸部１３側を小径とする切頭円錐状に形成されているものとしているが、駆動用カム部１２は第２軸部１３側を大径とする切頭円錐状に形成されてもよい。この場合、駆動軸１５を時計回りに回転させることにより、流体を閉止する状態から最大流量を排出する状態に移行させることができる。
また、上記実施の形態１では、弁体９を構成する第１軸部１０、弁部１１、駆動用カム部１２、第２軸部１３、雄ねじ部１４および駆動軸１５を樹脂成型品で一体物に作製するものとしているが、第１軸部１０、弁部１１、駆動用カム部１２、第２軸部１３、雄ねじ部１４および駆動軸１５を別部品で作製し、これらの部品を組み立てて弁体９としてもよい。
また、上記実施の形態１では、弁体９に雄ねじ部１４を設け、弁体押さえ１６に雌ねじ部１６ｂを設けるものとしているが、弁体９に雌ねじ部を設け、弁体押さえ１６に雄ねじ部を設けてもよい。
【００２３】
実施の形態２．
この実施の形態２は、上記実施の形態１による流量調整弁１００を瞬間沸き上げ式の給湯装置に適用したものである。
図３はこの発明の実施の形態２に係る瞬間沸き上げ式の給湯装置の回路構成を示す回路図である。
図３において、水源配管５０が水量センサ５１を介して加熱路５２に接続され、加熱路５２が水量センサ５１から第１の流量調整弁１００Ａの流体導入口３に接続され、燃焼器５４を備えた熱交換器５３が加熱路５２の経路中に配設されている。また、バイパス路５５が、加熱路５２の水量センサ５１側から分岐し、加熱路５２の第１の流量調整弁１００Ａ側に接続されている。そして、第２の流量調整弁１００Ｂがバイパス路５５の経路中に配設されている。第１および第２の流量調整弁１００Ａ、１００Ｂは、上記実施の形態１による流量調整弁１００であり、ステッピングモータ５６がネジ穴２１を用いて各ハウジング１に締着固定されている。そして、給湯配管５７が、第１の流量調整弁１００Ａの流体排出口４に接続されている。さらに、給湯制御用の電磁弁５８が給湯配管５７の経路中に配設されている。
【００２４】
また、水温センサ５９が加熱路５２の水量センサ５１側に配設され、湯温センサ６０が加熱路５２の熱交換器５３の下流側に配設され、混合湯温センサ６１が給湯配管５７の第１の流量調整弁１００Ａの下流側に配設されている。そして、制御装置６２が、水温センサ５９、湯温センサ６０および混合湯温センサ６１からの出力信号に基づいて、ステッピングモータ５６を駆動制御して、第１および第２の流量調整弁１００Ａ、１００Ｂを駆動制御する。このステッピングモータ５６は、１入力パルスに対して一定の角度だけ動作するものである。
また、追焚きバーナー６３、浴槽６４、モータ６５、台所の蛇口やシャワー等の出湯口６６が、給湯配管５７に接続されている。
【００２５】
このように構成された給湯装置の動作について説明する。
制御装置６２は、水温センサ５９、湯温センサ６０および混合湯温センサ６１からの出力信号に基づいて各位置の水温をモニターしている。
そして、設定湯温Ｔｓが外部から設定されると、制御装置６２は、各ステッピングモータ５６の回転角と水量センサ５１で検出される総水量Ｑｓとに基づいて演算処理して加熱路５２を流れている流量Ｑｈとバイパス路５５を流れている流量Ｑｃとを算出するとともに、加熱路５２による加熱後の設定温度Ｔｈｓを設定する。ついで、流量Ｑｈ、水温センサ５９の検出水温Ｔｃおよび設定温度Ｔｈｓから加熱量Ｑを算出し、算出された加熱量Ｑに基づいて燃焼器５４を駆動させて、熱交換器５３を介して加熱路５２を流れる水を加熱する。そして、湯温センサ６０の検出湯温Ｔｈが設定温度Ｔｈｓとなるように燃焼器５４を制御する。
また、流量Ｑｈ、湯温Ｔｈ、水温Ｔｃおよび設定温度Ｔｓに基づいて演算処理してバイパス路５５を流れる流量の目標値を算出し、混合湯温センサ６１で検出される混合湯温Ｔｍが設定温度Ｔｓに対して予め設定した偏差内に納まるように、第２の流量調整弁１００Ｂをフィードバック制御する。即ち、混合湯温Ｔｍが設定温度Ｔｓに対して予め設定した偏差内に納まるように、ステッピングモータ５６の回転角を変えて第２の流量調整弁１００Ｂの開度を調整する。そして、混合湯温Ｔｍが設定温度Ｔｓに対して予め設定した偏差内に納まると、第２の流量調整弁１００Ｂの開度が維持される。
【００２６】
また、設定温度Ｔｓが高く、燃焼器５４の能力が不足している場合には、第１の流量調整弁１００Ａの開度を小さくして総流量Ｑｓを減らすことによって、混合湯温Ｔｍを設定温度Ｔｓに対して設定偏差内に納めることになる。そこで、設定温度Ｔｓの湯が浴槽６４や出湯口６６に給湯される。
また、浴槽６４に給湯されたお湯の温度が低下すると、モータ６５を駆動して浴槽６４内のお湯を循環させるとともに追焚きバーナー６３を点火し、浴槽６４内のお湯を所望の温度に維持する。
【００２７】
このように、この実施の形態２によれば、温度制御性に優れた給湯装置が得られる。
【００２８】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３に係る流量制御弁の構成を説明する断面図、図５はこの発明の実施の形態３に係る流量制御弁の動作を説明する工程断面図、図６はこの発明の実施の形態３に係る流量制御弁の流量特性を説明する図である。
【００２９】
図４において、ハウジング３０は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、断面円形の弁室３１が一端を開口するように形成され、流体排出口３２が口径を同じくして弁室３１の他端と外部とを連通するように形成している。また、弁室３１より大径の開口部３１ａが弁室３１の一端に形成されている。そして、円筒状のガイド部３３が径方向に延びる複数のリブ３３ａに支持されて弁室３１と流体排出口３２との接続部の穴中心位置に設けられている。なお、開口部３１ａ、弁室３１、流体排出口３２およびガイド部３３の穴中心が一致している。
また、ハウジング３０には、第１流体導入口３４がその穴中心を弁室３１の穴中心と直交するように弁室３１の開口部３１ａ側と外部とを連通するように穿設され、さらに第２流体導入口３５がその穴中心を弁室３１の穴中心と直交するように弁室３１の流体排出口３２側と外部とを連通するように穿設されている。
【００３０】
第１弁座３６は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、第１シート面３６ａが一端側に形成された円筒部と、この円筒部に径方向に延びる複数のリブにより支持されて円筒部の穴中心位置に設けられた円筒状の第１ガイド部３６ｂとから構成されている。この第１弁座３６は、Ｏリング８を介在させて第１流体導入口３４の弁室３１側に水密状態に取り付けられている。また、第２弁座３７は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、第２シート面３７ａが一端側に形成された円筒部と、この円筒部に径方向に延びる複数のリブにより支持されて円筒部の穴中心位置に設けられた円筒状の第２ガイド部３７ｂとから構成されている。この第２弁座３７は、Ｏリング８を介在させて第２流体導入口３５の弁室３１側に水密状態に取り付けられている。
【００３１】
弁体４０は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、ガイド部３３に挿入される第１軸部４１と、第１軸部４１の一端に同軸に一体に形成され、後述する第２流体導入用弁体４９を駆動する第２駆動用カム部４３と、第２駆動用カム部４３の一端に同軸に一体に形成され、後述する第１流体導入用弁体４８を駆動する第１駆動用カム部４２と、第１駆動用カム部４２の一端に同軸に一体に形成され、後述する弁体押さえ４７に軸支される第２軸部４４と、第２軸部４４の一端に同軸に形成された第１ねじ部としての雄ねじ部４５と、雄ねじ部４５の一端に同軸に形成された駆動軸４６とから構成されている。そして、第１駆動用カム部４２は、第２軸部４４側を小径とする切頭円錐状に形成され、第２駆動用カム部４３は、第１軸部４１側を小径とする切頭円錐状に形成されている。
【００３２】
弁体押さえ４７は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる環状の樹脂成型品であり、第２ねじ部としての雌ねじ部４７ｂが開口部４７ａの一端側に形成されている。この弁体押さえ４７は、開口部４７ａに弁体４０の駆動軸４６を挿通させ、雄ねじ部４７ｂを雌ねじ部４５に螺合させつつ弁体４０に装着されて、弁室３１の開口部３２ａに圧入固定されている。これにより、弁体４０は、第１軸部４１がガイド部３３に挿入され、第１および第２駆動用カム部４２、４３が弁室３１内に収納され、駆動軸４６が弁体押さえ４７から延出している。そして、弁体４０は、第１および第２軸部４１、４４がガイド部３３および弁体押さえ４７に軸支され、かつ、雄ねじ部４５が弁体押さえ４７の雌ねじ部４７ｂに螺合され、弁室３１の穴中心周りに回転自在に、かつ、弁室３１の穴中心方向に往復移動可能にハウジング３０に取り付けられている。なお、弁体４０の軸心が弁室３１の穴中心と一致している。
【００３３】
また、Ｏリング１７が弁室３１の開口部３１ａの内壁面と弁体押さえ４７の外壁面との間に介装され、Ｏリング１８が弁体押さえ４７の開口部４７ａの内壁面と第２軸部４４との間に介装され、それぞれ水密状態が確保されている。なお、弁体押さえ４７は弁体４０の軸受に相当することから、２つのＯリング１８が軸心方向に離間して配設されている。
【００３４】
また、第１流体導入用弁体４８は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、円盤状の第１弁部４８ａと、第１弁部４８ａの中心に立設された第１駆動棒４８ｂとが一体に成型され、さらに第１シール部材としてのＯリング２０が第１弁部４８ａの外周面に装着されて構成されている。この第１流体導入用弁体４８は、第１駆動棒４８ｂを第１弁座３６の第１ガイド部３６ｂに挿通して弁室３１内に延出するように第１流体導入口３４内に配設され、第１駆動棒４８ｂが第１ガイド部３３ｂに案内されて第１流体導入口３４の穴中心方向に往復移動可能になっている。そして、Ｏリング２０が第１弁座３６の第１シート面３６ａに密接して、水密状態が確保される。この時、第１駆動棒４８ｂと第１駆動用カム部４２とが係合している。
【００３５】
また、第２流体導入用弁体４９は、例えばＰＰＳ樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であり、円盤状の第２弁部４９ａと、第２弁部４９ａの中心に立設された第２駆動棒４９ｂとが一体に成型され、さらに第２シール部材としてのＯリング２０が第２弁部４９ａの外周面に装着されて構成されている。この第２流体導入用弁体４９は、第２駆動棒４９ｂを第２弁座３７の第２ガイド部３７ｂに挿通して弁室３１内に延出するように第２流体導入口３５内に配設され、第２駆動棒４９ｂが第２ガイド部３７ｂに案内されて第２流体導入口３５の穴中心方向に往復移動可能になっている。そして、Ｏリング２０が第２弁座３７の第２シート面３７ａに密接して、水密状態が確保される。この時、第２駆動棒４９ｂと第２駆動用カム部４３とが係合している。
さらに、ステッピングモータ（図示せず）をハウジング３０に取り付けるためのネジ穴２１がハウジング３０の一端面に形成されている。
【００３６】
つぎに、このように構成された流量調整弁１０１の動作について図５を参照しつつ説明する。
まず、図５の（ａ）では、第１流体導入用弁体４８の第１駆動棒４８ｂが第１駆動用カム部４２と非接触の状態にあり、第１流体導入用弁体４８が第１流体導入口３４内の流体の圧力により弁室３１側に押圧され、Ｏリング２０が第１弁座３６の第１シート面３６ａに密接して、水密状態が維持される。つまり、第１流体導入口３４から弁室３１への流路が全閉状態となっている。一方、第２流体導入用弁体４９の第２駆動棒４９ｂが第２駆動用カム部４３と接触状態にあり、Ｏリング２０が第２弁座３７の第２シート面３７ａから離反して、水密状態が破壊され、第２流体導入口３５から弁室３１への流路が全開状態となっている。これにより、第２の流体が第２流体導入口３５から弁室３１内に導入され、流体排出口３２から排出される。
【００３７】
ついで、駆動軸４６がステッピングモータにより弁体４０の軸心周りに反時計方向に回転される。すると、弁体４０の回転トルクが雄ねじ部４５と雌ねじ部１４７ｂとの螺合により弁体４０の軸心方向の移動力に変換される。これにより、弁体４０は軸心周りに回転しつつ図５の（ａ）中上方に移動する。そこで、第１駆動棒４８ｂが切頭円錐状の第１駆動用カム部４２の外周面上を接触しつつ小径側から大径側に移動する。即ち、第１駆動棒４８ｂが弁室３１から離反する方向に移動される。その結果、図５の（ｂ）に示されるように、Ｏリング２０が第１シート面３６ａから離れ、水密状態が破壊される。一方、第２駆動棒４９ｂが切頭円錐状の第２駆動用カム部４３の外周面上を接触しつつ大径側から小径側に移動する。そこで、第２駆動棒４９ｂが、第２流体導入口３５内の第２の流体の圧力により弁室３１側に押圧され、第２流体導入口２５から弁室３１への流路の開口面積が小さくなる。これにより、第１の流体が第１流体導入口３４から弁室３１内に導入され、第２流体導入口３５から弁室３１内に導入された第２の流体と混合されて、流体排出口３２から排出される。
【００３８】
そして、駆動軸４６がステッピングモータにより弁体４０の軸心周りに反時計方向に回転されると、図５の（ｃ）に示されるように、第１流体導入用弁体４８の第１駆動棒４８ｂが第１駆動用カム部４２の駆動力により弁室３１から離反する方向に移動して、第１流体導入口３４から弁室３１への流路の開口面積がさらに大きくなる。一方、第２流体導入用弁体４９の第２駆動棒４９ｂが第２の流体の圧力により弁室３１の穴中心に接近する方向に移動して、第２流体導入口３５から弁室３１への流路の開口面積がさらに小さくなる。これにより、第１流体導入口３４から弁室３１に導入された第１の流体と第２流体導入口３５から弁室３１に導入された第２の流体とが混合されて流体排出口３２から排出される。
【００３９】
さらに、駆動軸４６がステッピングモータにより弁体４０の軸心周りに反時計方向に回転されると、図５の（ｄ）に示されるように、第１駆動棒４８ｂが第１駆動用カム部４２の外周面上の大径部に位置し、第１流体導入口３４から弁室３１への流路の開口面積が最大となる。一方、第２駆動棒４９ｂが第２駆動用カム部４３の外周面上の小径部に位置し、Ｏリング２０が第２シート面３７ａに押圧され、第２流体導入口３５から弁室３１への流路が全閉状態となる。これにより、第１流体導入口３４から弁室３１に導入された第１の流体のみが流体排出口３２から排出される。
【００４０】
また、駆動軸４６を時計回りに回転させることにより、流量調整弁１０１は、第１流体導入口３４から弁室３１に導入される第１の流体の流量を最大の状態から完全に閉止する状態まで移行し、かつ、第２流体導入口３５から弁室３１に導入される第２の流体の流量を完全に閉止する状態から最大の状態まで移行するように動作する。
【００４１】
このように、この流量調整弁１０１では、弁体４６を弁体４０の軸心（弁室３１の穴中心）周りに反時計方向に回転させることにより、第１流体導入口３４から弁室３１への流路が全閉状態から全開状態に移行し、第２流体導入口３５から弁室３１への流路が全開状態から全閉状態に移行する。これにより、第１流体導入口３４から弁室３１に流入する第１の流体の流量は、図６のＡに示されるように、弁体４０の回転角度が増加するとともに増加し、第２流体導入口３５から弁室３１に流入する第２の流体の流量は、図６のＢに示されるように、弁体４０の回転角度が増加するとともに減少する。その結果、流量調整弁１０１は、弁体４０の回転角度を調整することにより、第１および第２の流体の混合比を制御することができる混合弁として動作する。
【００４２】
また、第１流体導入用弁体４８に装着されたＯリング２０が第１流体導入口３４に配設されている第１弁座３６の第１シート面３６ａに接離自在になっているので、Ｏリング２０を第１シート面３６ａに当接させることにより、第１の流体の弁室３１への導入を完全に阻止できる。同様に、第２流体導入用弁体４９に装着されたＯリング２０が第２流体導入口３５に配設されている第２弁座３７の第２シート面３７ａに接離自在になっているので、Ｏリング２０を第２シート面３７ａに当接させることにより、第２の流体の弁室３１への導入を完全に阻止できる。そこで、弁室３１への第１および第２の流体の流出を阻止するために電磁弁等の部品を新たに設ける必要がなくなり、回路の簡素化が図られるとともに、低コスト化が図られる。
【００４３】
また、第１軸部４１、第１および第２駆動用カム部４２、４３、第２軸部４４、雄ねじ部４５および駆動軸４６から構成される弁体４０が樹脂成型品で一体物として作製されているので、部品点数が削減され、流量制御弁１００の組立性が向上されるとともに、低コスト化が図られる。
さらに、ハウジング３０、第１および第２弁座３６、３７、弁体４０、弁体押さえ４７および第１および第２流体導入用弁体４８、４９が樹脂で作製されているので、低コスト化および軽量化が図られる。また、これらの部品が樹脂を射出成型してなる樹脂成型品であるので、部品の形状寸法精度が確保される。その結果、部品に切削加工等を施して部品の形状寸法を公差内に納めるような後加工が不要となり、低コスト化が図られる。
【００４４】
なお、上記実施の形態３では、第１駆動用カム部４２が第２軸部４４側を小径とする切頭円錐状に形成され、第２駆動用カム部４３が第１軸部４１側を小径とする切頭円錐状に形成されているものとしているが、第１駆動用カム部４２が第２軸部４４側を大径とする切頭円錐状に形成され、第２駆動用カム部４３が第１軸部４１側を大径とする切頭円錐状に形成されてもよい。
また、上記実施の形態３では、弁体４０に雄ねじ部４５を設け、弁体押さえ４７に雌ねじ部４７ｂを設けるものとしているが、弁体４０に雌ねじ部を設け、弁体押さえ４７に雄ねじ部を設けてもよい。
【００４５】
また、図７に示されるように、弁体４０Ａは、第１駆動用カム部４２が第２軸部４４側を小径とする切頭円錐状に形成され、かつ、第２駆動用カム部４３Ｂが第１軸部４１側を大径とする切頭円錐状に形成されてもよい。この場合、第１および第２の流体の弁室３１への流量が同時にゼロとなり、かつ、同時に最大となる。これにより、２種類の流体に対して、上記実施の形態１による流量調整弁１００と同等の効果を得ることができる。
さらに、第１および第２駆動用カム部４２、４３の切頭円錐状の外周面の角度を適宜設定すれば、種々の流量特性を得ることができる。
【００４６】
また、上記実施の形態３では、弁体４０を構成する第１軸部４１、第１および第２駆動用カム部４２、４３、第２軸部４４、雄ねじ部４５および駆動軸４６を樹脂成型品で一体物に作製するものとしているが、第１軸部４１、第１および第２駆動用カム部４２、４３、第２軸部４４、雄ねじ部４５および駆動軸４６を別部品で作製し、これらの部品を組み立てて弁体４０としてもよい。
また、上記実施の形態３では、第１および第２流体導入口３４、３５を設けるものとしているが、流体導入口の位置が弁室３１の穴中心方向に互いにずれていれば、流体導入口の個数は３つ以上であってもよく、このような構成では、３種以上の流体の流量を独立して調整することができる。この場合、流体導入口の個数に合わせて駆動用カム部を弁体に設けることになる。
【００４７】
実施の形態４．
この実施の形態４は、上記実施の形態３による流量調整弁１０１を貯湯式の給湯装置に適用したものである。
図８はこの発明の実施の形態４に係る貯湯式の給湯装置の回路構成を示す回路図である。
図８において、水源用配管７０は水源水圧を減圧する減圧弁７１を介して第１および第２導入路７２、７３に接続されている。第１導入路７２は第１および第２の流量調整弁１０１Ａ、１０１Ｂの第１流体導入口３４に接続され、第２導入路７３は貯湯タンク７４を介して第１および第２の流量調整弁１０１Ａ、１０１Ｂの第２流体導入口３５に接続されている。そして、蛇口やシャワー等の出湯口６６が接続されている第１給湯配管７５が第１の流量調整弁１０１Ａの流体排出口３２に接続され、追焚きバーナー６３、浴槽６４、モータ６５等が接続されている第２給湯配管７６が第２の流量調整弁１０１Ｂの流体排出口３２に接続されている。第１および第２の流量調整弁１０１Ａ、１０１Ｂは、上記実施の形態３による流量調整弁１０１であり、ステッピングモータ５６がネジ穴２１を用いて各ハウジング３０に締着固定されている。そして、給湯制御用の電磁弁５８が第２給湯配管７６の経路中に配設されている。
【００４８】
また、水温センサ７７が第１導入路７２に配設され、湯温センサ７８が第１導入路７３の貯湯タンク７４の下流側に配設され、第１混合湯温センサ７９が第１給湯配管７５に配設され、第２混合湯温センサ８０が第２給湯配管７６の電磁弁５８の下流側に配設されている。そして、制御装置８１が、水温センサ７７、湯温センサ７８および第１および第２混合湯温センサ７９、８０からの出力信号に基づいて、ステッピングモータ５６を駆動制御して、第１および第２の流量調整弁１０１Ａ、１０１Ｂを駆動制御するようになっている。さらに、水量センサ５１が、第１給湯配管７５の第１の流量調整弁１０１Ａの下流側および第２給湯配管７６の第２の流量調整弁１０１Ｂの下流側にそれぞれ配設されている。
【００４９】
このように構成された給湯装置の動作について説明する。
制御装置８１は、水温センサ７７、湯温センサ７８および第１および第２混合湯温センサ７９、８０からの出力信号に基づいて各位置の水温をモニターし、かつ、水量センサ５１からの出力信号に基づいて第１および第２給湯配管７５、７６に流れる混合湯の流量をモニターしている。そして、水源用配管７０から減圧弁７１および第２導入路７３を介して貯湯タンク７４に導入された水は、バーナー等の加熱手段（図示せず）により所定の温度に加熱される。
【００５０】
そして、第１設定湯温Ｔｓ１が外部から設定されると、制御装置８１は、第１の流量調整弁１０１Ａのステッピングモータ５６の回転角を検出し、水温センサ７７で検出される水温Ｔｃと湯温センサ７８で検出される湯温Ｔｈとに基づいて演算処理して第１設定湯温Ｔｓ１を出湯させるための第１流体導入口３４から弁室３１内に導入する水と第２流体導入口３５から弁室３１内に導入する湯との流量比の目標値を算出する。ついで、この流量比の目標値に基づいて、第１の流量制御弁１０１Ａのステッピングモータ５６を回転駆動させ、弁体４０を回転させる。これにより、水と湯とが所定の流量比で弁室３１内に導入され、混合湯となって流体排出口３２から排出される。ついで、第１混合湯温センサ７９で検出された混合湯温Ｔｍ１が、第１設定温度Ｔｓ１に対して予め設定された偏差内に納まるように、ステッピングモータ５６がフィードバック制御される。そして、混合湯温Ｔｍ１が第１設定温度Ｔｓ１に対して予め設定された偏差内に納まると、ステッピングモータ５６の回転角が維持される。これにより、第１設定温度Ｔｓ１の湯が出湯口６６から供給される。
【００５１】
また、第２設定湯温Ｔｓ２が外部から設定されると、制御装置８１は、第２の流量調整弁１０１Ｂのステッピングモータ５６の回転角を検出し、水温センサ７７で検出される水温Ｔｃと湯温センサ７８で検出される湯温Ｔｈとに基づいて演算処理して第２設定湯温Ｔｓ２を出湯させるための第１流体導入口３４から弁室３１内に導入する水と第２流体導入口３５から弁室３１内に導入する湯との流量比の目標値を算出する。ついで、この流量比の目標値に基づいて、第２流量調整弁１０１Ｂのステッピングモータ５６を回転駆動させ、弁体４０を回転させる。これにより、水と湯とが所定の流量比で弁室３１内に導入され、混合湯となって流体排出口３２から排出される。ついで、第２混合湯温センサ８０で検出された混合湯温Ｔｍ２が、第２設定温度Ｔｓ２に対して予め設定された偏差内に納まるように、ステッピングモータ５６がフィードバック制御される。そして、混合湯温Ｔｍ２が第２設定温度Ｔｓ２に対して予め設定された偏差内に納まると、ステッピングモータ５６の回転角が維持される。これにより、第２設定温度Ｔｓ２の湯が浴槽６４に供給される。
【００５２】
このように、この実施の形態４によれば、温度制御性に優れ、異なる温度の湯を同時に給湯できる給湯装置が得られる。
【００５３】
なお、上記各実施の形態では、ハウジング１、３０、弁座７、第１および第２弁座３６、３７、弁体９、４０、弁体押さえ１６、４７、流体導入用弁体１９、第１流体導入用弁体４８および第２流体導入用弁体４９をＰＰＳ樹脂で作製するものとしているが、これらの部品の材料はＰＰＳ樹脂に限定されるものではなく、流量調整弁の要求仕様を満足する耐熱性および機械的強度を有していればよく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミド系樹脂、ポリフタルアミド等の芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタラートやポリブリレンテレフタラート等のポリエステル系樹脂、ポリメチレン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、フッ素系樹脂等の結晶性樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリアレリート系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アクリロニトリル−スチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン系樹脂等の非晶性樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂や芳香族ポリエステルアミド系樹脂等の液晶ポリマー等が使用できる。また、これらのアロイや、ガラス繊維等のフィラーを配合した樹脂であってもよい。さらには、青銅鋳物材等の金属を用いることができる。
ここで、この種の流量調整弁においては、温水の最高温度が８０〜９０℃となることから、１００℃の耐熱性が要求される。また、強度面においては、水撃による圧力上昇に対する疲労強度が要求され、具体的には１７．５気圧の圧力振幅で１００万回の繰り返しに耐えられる機械的強度が必要である。このため、各部品の材料としては、上述の樹脂材料をガラス繊維で強化されたもの（ガラス繊維の重量含有率として、１０〜４０％）を使用することが望ましい。
【００５４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた流体導入口、該弁室の穴中心方向の他端に連通孔を介して連通された流体排出口、該連通孔の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、および該流体導入口に水密状態に取り付けられシート面が一端側に形成された弁座円筒部と該弁座円筒部に径方向に延びる複数のリブに支持されて該弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の弁座ガイド部からなる弁座を有するハウジングと、第１軸部、切頭円錐状の駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、上記弁座のシート面に接して水密状態を確保するシール部材を有する弁部および該弁部の中心に立設された駆動棒からなり、該駆動棒を上記弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記流体導入口に配設され、該駆動棒が上記駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する流体導入用弁体とを備えているので、弁自体にシール機能が備わり、２次側に流体の流出を阻止するための新たな部材が不要となり、流量制御性を高めた安価な流量調整弁が得られる。
【００５５】
また、穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第１流体導入口、該第１流体導入口に対して該弁室の穴中心方向にずらして該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第２流体導入口、該弁室の他端と外部とを連通するように設けられた流体排出口、該弁室と該流体排出口との接続部の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、該第１流体導入口に水密状態に取り付けられ第１シート面が一端側に形成された第１弁座円筒部と該第１弁座円筒部に径方向に延びる複数の第１リブに支持されて該第１弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第１弁座ガイド部からなる第１弁座、および該第２流体導入口に水密状態に取り付けられ第２シート面が一端側に形成された第２弁座円筒部と該第２弁座円筒部に径方向に延びる複数の第２リブに支持されて該第２弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第２弁座ガイド部からなる第２弁座を有するハウジングと、第１軸部、切頭円錐状の第２駆動用カム部、切頭円錐状の第１駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、上記第１弁座の第１シート面に接して水密状態を確保する第１シール部材を有する第１弁部および該第１弁部の中心に立設された第１駆動棒からなり、該第１駆動棒を上記第１弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第１流体導入口に配設され、該第１駆動棒が上記第１駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第１駆動棒を有する第１流体導入用弁体と、上記第２弁座の第２シート面に接して水密状態を確保する第２シール部材を有する第２弁部および該第２弁部の中心に立設された第２駆動棒からなり、該第２駆動棒を上記第２弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第２流体導入口に配設され、該第２駆動棒が上記第２駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第２駆動棒を有する第２流体導入用弁体とを備えているので、弁自体にシール機能が備わり、２次側に流体の流出を阻止するための新たな部材が不要となり、流量制御性を高めた安価な、混合弁として作動する流量調整弁が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る流量制御弁の構成を説明する断面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る流量制御弁の動作を説明する工程断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係る瞬間沸き上げ式の給湯装置の回路構成を示す回路図である。
【図４】 この発明の実施の形態３に係る流量制御弁の構成を説明する断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態３に係る流量制御弁の動作を説明する工程断面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３に係る流量制御弁の流量特性を説明する図である。
【図７】 この発明の実施の形態３に係る流量制御弁の弁体の実施態様を示す側面である。
【図８】 この発明の実施の形態４に係る瞬間沸き上げ式の給湯装置の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ ハウジング、２ 弁室、２ａ 開口部、３ 流体導入口、４ 流体排出口、６ ガイド部、７ 弁座、７ａ シート面、９ 弁体、１０ 第１軸部、１２駆動用カム部、１３ 第２軸部、１４ 雄ねじ部（第１ねじ部）、１５ 駆動軸、１６ 弁体押さえ、１６ｂ 雌ねじ部（第２ねじ部）、１９ 流体導入用弁体、１９ｂ 駆動棒、２０ Ｏリング（シール部材、第１シール部材、第２シール部材）、３０ ハウジング、３１ 弁室、３２ 流体排出口、３３ ガイド部、３４ 第１流体導入口、３５ 第２流体導入口、３６ 第１弁座、３６ａ 第１シート面、３７ 第２弁座、３７ａ 第２シート面、４０ 弁体、４１ 第１軸部、４２ 第１駆動用カム部、４３ 第２駆動用カム部、４５ 雄ねじ部（第１ねじ部）、４７ 弁体押さえ、４７ｂ 雌ねじ部（第２ねじ部）、４８ 第１流体導入用弁体、４８ｂ 第１駆動棒、４９ 第２流体導入用弁体、４９ｂ 第２駆動棒。
Claims (6)
- 穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた流体導入口、該弁室の穴中心方向の他端に連通孔を介して連通された流体排出口、該連通孔の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、および該流体導入口に水密状態に取り付けられシート面が一端側に形成された弁座円筒部と該弁座円筒部に径方向に延びる複数のリブに支持されて該弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の弁座ガイド部からなる弁座を有するハウジングと、
第１軸部、切頭円錐状の駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、
上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、
上記弁座のシート面に接して水密状態を確保するシール部材を有する弁部および該弁部の中心に立設された駆動棒からなり、該駆動棒を上記弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記流体導入口に配設され、該駆動棒が上記駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する流体導入用弁体とを備えていることを特徴とする流量調整弁。 - 穴中心方向の一端を開口とする断面円形の弁室、該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第１流体導入口、該第１流体導入口に対して該弁室の穴中心方向にずらして該弁室の穴中心方向と直交する方向に該弁室と外部とを連通するように設けられた第２流体導入口、該弁室の他端と外部とを連通するように設けられた流体排出口、該弁室と該流体排出口との接続部の穴中心位置に設けられた円筒状のガイド部、該第１流体導入口に水密状態に取り付けられ第１シート面が一端側に形成された第１弁座円筒部と該第１弁座円筒部に径方向に延びる複数の第１リブに支持されて該第１弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第１弁座ガイド部からなる第１弁座、および該第２流体導入口に水密状態に取り付けられ第２シート面が一端側に形成された第２弁座円筒部と該第２弁座円筒部に径方向に延びる複数の第２リブに支持されて該第２弁座円筒部の穴中心位置に配設された円筒状の第２弁座ガイド部からなる第２弁座を有するハウジングと、
第１軸部、切頭円錐状の第２駆動用カム部、切頭円錐状の第１駆動用カム部、第２軸部、第１ねじ部および駆動軸が同軸に形成され、該第１軸部を上記ガイド部に軸支され、該駆動軸を上記弁室の開口から延出させて該弁室内に該弁室の穴中心周りに回転自在に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に収納されている弁体と、
上記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を有し、上記ハウジングの開口に水密状態に取り付けられ、上記第２軸部を水密状態に軸支するとともに、該第２ねじ部を該第１ねじ部に螺合させて上記弁体を上記弁室の穴中心周りに回転可能に、かつ、該弁室の穴中心方向に移動可能に支持する弁体押さえと、
上記第１弁座の第１シート面に接して水密状態を確保する第１シール部材を有する第１弁部および該第１弁部の中心に立設された第１駆動棒からなり、該第１駆動棒を上記第１弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第１流体導入口に配設され、該第１駆動棒が上記第１駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第１駆動棒を有する第１流体導入用弁体と、
上記第２弁座の第２シート面に接して水密状態を確保する第２シール部材を有する第２弁部および該第２弁部の中心に立設された第２駆動棒からなり、該第２駆動棒を上記第２弁座ガイド部に挿通させて上記弁室内に延出するように上記第２流体導入口に配設され、 該第２駆動棒が上記第２駆動用カム部の外周面に接して上記弁室の穴中心方向と直交する方向の駆動力を受けて上記弁室の穴中心方向と直交する方向に往復移動する第２駆動棒を有する第２流体導入用弁体とを備えていることを特徴とする流量調整弁。 - 上記弁体が一体成形されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の流量調整弁。
- 上記ハウジング、上記弁体、上記弁体押さえおよび上記流体導入用弁体が樹脂成型品であることを特徴とする請求項１又は請求項３記載の流量調整弁。
- 上記ハウジング、上記第１弁体、上記第２弁体、上記弁体押さえ、上記第１流体導入用弁体および上記第２流体導入用弁体が樹脂成型品であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の流量調整弁。
- 上記請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の流量調整弁を用いたことを特徴とする給湯装置。
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