JP5938902B2 - 弁装置および給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、弁装置と、それを備えた給湯装置に関するものである。

給湯装置には、バイパス回路と熱交換器とへの分配比を調整するための弁装置が設けられている。弁装置は、たとえば特開平４−１４１７０９号公報（特許文献１）に記載されている。この公報に記載の弁装置は、湯水混合弁であって、湯流路と水流路との双方に接続された混合室内に湯用弁体と水用弁体とを取付けられた弁軸を有している。この弁軸を回転により軸方向に移動させることで、湯用弁体による湯用弁座に対する開度と、水用弁体による水用弁座に対する開度とが調節されて、湯水の混合比率が制御される。

特開平４−１４１７０９号公報

しかしながら上記公報に記載の弁装置では、湯用弁体は湯用弁座より湯流路の下流側に配置されており、水用弁体も水用弁座より水流路の下流側に配置されている。したがって、湯流路を流れる湯によって湯用弁体に湯用弁座から離れる方向に力が加えられ、水流路を流れる水によって水用弁体に水用弁座から離れる方向に力が加えられる。このため、湯用弁体と湯用弁座との間から湯が漏れ、水用弁体と水用弁座との間から水が漏れることがある。よって、湯用弁体および水用弁体が湯流路および水流路をそれぞれ全閉する際に、湯流路および水流路を十分に密閉することができないという問題がある。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、流路を十分に密閉することができる弁装置およびそれを備えた給湯装置を提供することである。

本発明の弁装置は、第１の開口部と第２の開口部とを有し、かつ内部に媒体を流すための流路を含む弁本体と、弁本体の流路内に配置され、かつ軸線を中心に回転可能に構成された軸体と、流路内において第１の開口部と第２の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ軸線を中心とした円盤形状に第１の切欠が形成された形状を有する第１の弁体と、第１の弁体の軸線を中心とした回転により第１の弁体の第１の切欠を開閉可能なように流路内に配置された第１の遮蔽部とを備えている。第１の弁体は、第１の遮蔽部に対して流路の内部を流れる媒体の流れの上流側に配置されており、第１の遮蔽部と軸線方向に対向する。

本発明の弁装置によれば、第１の弁体は、第１の遮蔽部に対して流路の内部を流れる媒体の流れの上流側に配置されている。このため、流路の内部を流れる媒体によって第１の弁体は第１の遮蔽部に押し付けられる。したがって、第１の弁体と第１の遮蔽部とを密着させることができる。これにより、第１の弁体と第１の遮蔽部との間から媒体が漏れることを抑制することができる。よって、流路を十分に密閉することができる。

上記の弁装置において、流路は第２の開口部との間で第１の開口部を挟む第３の開口部を有している。弁装置は流路内において第１の開口部と第３の開口部との間に位置するように軸体に接続され、かつ軸線を中心とした円盤形状に第２の切欠が形成された形状を有する第２の弁体と、第２の弁体の軸線を中心とした回転により第２の弁体の第２の切欠を開閉可能なように流路内に配置された第２の遮蔽部をさらに備えている。

これにより、第１および第２の弁体の回転により第１および第２の切欠の開閉操作が可能であり、第１の開口部と第２の開口部との間の流路の開度と、第１の開口部と第３の開口部との間の流路の開度とを同時に調整することができる。このため、第１の開口部と第２の開口部との間の流量と、第１の開口部と第３の開口部との間の流量とを同時に制御することができる。

また上記開度を調整するために第１および第２の弁体を軸体とともに軸線方向に移動させる必要がない。よって、軸体にネジ切りをする必要がなく、軸体を細くすることができるため、軸体を回転させるための駆動源（たとえばモータ）を小型化できる。したがって、小型で簡易な構成で分配比または混合比を調整することが可能となる。

上記の弁装置において、第１および第２の遮蔽部を有するスペーサが弁本体と別体で設けられ、かつ弁本体の流路の壁面に固定されている。これにより、軸体の回転時にスペーサが軸体とともに回転することを防止することができる。

上記の弁装置において、弁装置は第１の弁体と第１の遮蔽部との互いに対向する面の少なくともいずれかの一部に設けられた隙間形成用凸部をさらに備えている。これにより、隙間形成用凸部によって第１の弁体と第１の遮蔽部との互いに対向する面での異物が挟まれる面積を小さくすることができる。このため、異物が挟まれることを抑制することができる。

上記の弁装置において、流路は、第２の開口部と第３の開口部との間に第４の開口部を有している。これにより、第４の開口部に逆流防止弁の水圧導入口を接続することができ、第４の開口部から安定した水圧を与えることができる。

本発明の給湯装置は、上記のいずれかの弁装置と、その弁装置の第２および第３の開口部のいずれか一方に接続された熱交換器と、弁装置の第２および第３の開口部のいずれか他方に接続されたバイパス回路とを備えている。

本発明の給湯装置によれば、流路を十分に密閉することができる給湯装置を得ることができる。

上記の給湯装置において、第１の遮蔽部は、軸線を中心とした円盤形状に第３の切欠が形成された形状を有し、かつ給湯装置に弁装置が取付けられた状態で第３の切欠が第１の遮蔽部の最下部に位置するように構成されている。これにより、第１の遮蔽部の最下部に位置する第３の切欠から媒体を排出することができる。よって、弁装置の排水性を向上することができる。このため、残水凍結を起こり難くすることができる。

以上説明したように本発明によれば、流路を十分に密閉することができる弁装置およびそれを備えた給湯装置を得ることができる。

本発明の一実施の形態における弁装置およびステッピングモータの構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置およびステッピングモータにおける弁装置部分の断面を概略的に示す図である。 図１に示す弁装置の構成を概略的に示す分解斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる第１および第２の弁体の形状を説明するための図である。 図１に示す弁装置に用いられるスペーサの構成を下側から概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられるスペーサの構成を上側から概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる軸体、弁体、スペーサなどの構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す弁装置に用いられる弁本体の破断斜視図である。 図１に示す弁装置において弁本体にスペーサが固定された様子を示す断面図である。 図１に示す弁装置において弁体と弁本体内部の流路壁面との間の径方向の隙間を説明するための断面図である。 図１に示す弁装置において隙間形成用凸部が弁体に設けられた構成を示す分解斜視図である。 図１に示す弁装置において弁本体の流路の右半分を覆うようにスペーサが固定された様子を示す断面図である。 図２のＰ１部の変形例１の弁体および遮蔽部の構成を示す断面図である。 図２のＰ１部の変形例２の弁体および遮蔽部の構成を示す断面図である。 図２のＰ１部の変形例３の弁体および遮蔽部の構成を示す断面図である。 図２のＰ１部の変形例４の弁体および遮蔽部の構成を示す断面図である。 図１に示す弁装置およびステッピングモータを用いた給湯装置の構成を概略的に示す図である。 図１に示す弁装置の動作を説明するための図である。 弁装置の変形例の構成を概略的に示す断面図である。 図１２に示す弁装置に用いられる軸体、弁体および遮蔽部の構成を概略的に示す分解斜視図である。 図１に示す弁装置およびステッピングモータを用いた追焚付き給湯装置の構成を概略的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
まず本実施の形態の弁装置およびステッピングモータの構成を図１〜図１０を用いて説明する。

主に図１を参照して、本実施の形態の弁装置１にはステッピングモータ２が取付け固定されている。このステッピングモータ２により、後述するように弁装置１内の軸体および弁体が回転駆動可能なように構成されている。

主に図２および図３を参照して、本実施の形態の弁装置１は、弁本体１１と、軸体１２と、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂと、スペーサ１４と、弁カラー１５と、Ｏリング１６ａ、１６ｂとを主に有している。

弁本体１１は、内部に媒体を流すための流路１１Ａを有している。その流路１１Ａは、第１の開口部１１ａと、その第１の開口部１１ａを挟むように配置された第２の開口部１１ｂおよび第３の開口部１１ｃとを有している。また弁本体１１には、第４の開口部１１ｄが流路１１Ａに通じるように形成されている。流路１１Ａは第２の開口部１１ｂと第３の開口部１１ｃとの間に第４の開口部１１ｄを有している。

この弁装置１は分配弁であり、第１の開口部１１ａは流体（たとえば湯水）の流入口であり、第２および第３の開口部１１ｂ、１１ｃの各々は流体の流出口である。特に第４の開口部１１ｄは、弁装置１が追焚付き給湯装置に用いられる場合には、逆流防止弁へ上水の１次圧を与えるための水圧導出口となる部分である。

軸体１２は、弁本体１１の流路１１Ａ内に配置されており、かつ仮想の軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能に構成されている。つまり軸体１２は、軸体１２の一方端側の外周部に取付られた弁カラー１５を介在して弁本体１１に支持されることにより、軸線Ｃ−Ｃを中心に回転可能である。

軸体１２と弁カラー１５との間にはＯリング１６ａが配置されており、かつ弁カラー１５と弁本体１１との間にはＯリング１６ｂが配置されている。また軸体１２はステッピングモータ（駆動源）２により回転駆動力を与えられるように、軸体１２の一方端にはステッピングモータ２が接続されている。このステッピングモータ２は、サーボ取付板３を介在して弁本体１１に取付け固定されている。

第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々は軸体１２に取付けられている。第１の弁体１３ａは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間に位置している。第２の弁体１３ｂは、流路１１Ａ内において第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間に位置している。

主に図４を参照して、第１の弁体１３ａは軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした円盤形状に第１の切欠１３ａ₁が形成された形状を有している。この第１の切欠１３ａ₁は、円盤形状の第１の弁体１３ａの中心Ｏの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第１の切欠１３ａ₁が設けられていない第１の弁体１３ａの部分１３ａ₂は円弧形状を有している。また第１の切欠１３ａ₁が設けられた第１の弁体１３ａの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。

第２の弁体１３ｂも、第１の弁体１３ａと同様、軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした円盤形状に第２の切欠１３ｂ₁が形成された形状を有している。この第２の切欠１３ｂ₁は、円盤形状の第２の弁体１３ｂの中心Ｏの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第２の切欠１３ｂ₁が設けられていない第２の弁体１３ｂの部分１３ｂ₂は円弧形状を有している。また第２の切欠１３ｂ₁が設けられた第２の弁体１３ｂの部分はたとえばインボリュート曲線に似た外形を有している。

具体的には第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁は、軸体１２を図４の矢印ＲＤ方向に回転させたときに、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の各々の第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂから開いた部分の面積の変化が軸体１２の回転角度の２乗に比例するような形状を有している。

第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの双方は１つの軸体１２に取付けられているため、第１の弁体１３ａの中心Ｏと第２の弁体１３ｂの中心Ｏとは同一の軸線（直線）Ｃ−Ｃ上に位置している。第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ₂の中心Ｏからの半径Ｒ１は、第２の弁体１３ｂの円弧部１３ｂ₂の中心Ｏからの半径Ｒ２と同じであってもよく、または異なっていてもよい。本実施の形態においては、半径Ｒ２は半径Ｒ１よりも小さくなっている。

第１の切欠１３ａ₁は、軸線Ｃ−Ｃ方向から見たときに、第２の切欠１３ｂ₁に対して軸線Ｃ−Ｃを中心Ｏとした点対称となるように配置されていることが好ましい。上述のように本実施の形態では半径Ｒ２が半径Ｒ１よりも小さくなっている場合には、軸線Ｃ−Ｃ方向から見た第１の弁体１３ａの形状は第２の弁体１３ｂの形状の相似形状を有している。

主に図３および図５を参照して、スペーサ１４は、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂと、連結部１４ｃと、２つの凸状係合部１４ｄとを主に有している。第１の遮蔽部１４ａは第１の弁体１３ａの軸線Ｃ−Ｃを中心とした回転により第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁を開閉可能なように流路１１Ａ内に配置されている。また第２の遮蔽部１４ｂは第２の弁体１３ｂの軸線Ｃ−Ｃを中心とした回転により第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁を開閉可能なように流路１１Ａ内に配置されている。

第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々は、たとえば半円形状を有している。第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々の半円形状の外周端面１４ａ₁、１４ｂ₁の各々は流路１１Ａの壁面（以下、「流路壁面」とも称する）に当接する部分であり、内周端面１４ａ₂、１４ｂ₂の各々は軸体１２の外周面に当接する部分である。

第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々は、軸線Ｃ−Ｃを中心とした円盤形状に第３の切欠１４ａ₃、１４ｂ₃が形成された形状を有している。この第３の切欠１４ａ₃、１４ｂ₃は軸線Ｃ−Ｃの周りに約１８０°の角度範囲で設けられている。第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々は、後述する給湯装置に弁装置１が取付けられた状態で第３の切欠１４ａ₃、１４ｂ₃が第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々の最下部に位置するように構成されている。ここで最下部とは鉛直方向の最も下に位置する部分である。

連結部１４ｃは、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの双方に接続される部分であり、かつ軸体１２の外周面に沿ってその外周面を覆う半円筒形状部を有している。連結部１４ｃには軸線Ｃ−Ｃ方向と直交する方向に延びる貫通孔１４ｅが形成されている。２つの凸状係合部１４ｄは、それぞれ連結部１４ｃの両端部に配置されており、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの双方の外周端部よりも外周側に突き出すとともに、軸線Ｃ−Ｃ方向に延在している。

主に図２および図６を参照して、スペーサ１４は、弁本体１１と別体で設けられている。第１の遮蔽部１４ａは第１の弁体１３ａに対向する面に隙間形成用凸部ＧＰを有している。また第２の遮蔽部１４ｂは第２の弁体１３ｂに対向する面に隙間形成用凸部ＧＰを有している。隙間形成用凸部ＧＰは内周端面１４ａ₂、１４ｂ₂の各々に沿って第１の弁体１３ａおよび第２の弁体１３ｂに対向する方向に突出するように形成されている。

隙間形成用凸部ＧＰによって、第１の遮蔽部１４ａの第１の弁体１３ａに対向する面および第２の遮蔽部１４ｂの第２の弁体１３ｂに対向する面に段差が形成されている。このため、第１の遮蔽部１４ａの第１の弁体１３ａに対向する面および第２の遮蔽部１４ｂの第２の弁体１３ｂに対向する面の各々の隙間形成用凸部ＧＰが形成されていない部分では、第１の弁体１３ａおよび第２の弁体１３ｂの各々との間に隙間が形成されている。

主に図２および図７を参照して、スペーサ１４は、第１の弁体１３ａと第２の弁体１３ｂとの間で挟み込まれるとともに、貫通孔１４ｅ内に第２の弁体１３ｂを挿通させることにより、軸体１２に取付けられている。第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。この取付け状態において、第１の遮蔽部１４ａの内周端面１４ａ₂および第２の遮蔽部１４ｂの内周端面１４ｂ₂の各々は軸体１２の外周面に当接している。またこの取付け状態において、連結部１４ｃの半円筒形状部は軸体１２の外周面に沿ってその外周面を覆っている。またこの取付け状態において、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂは、軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置している。

この取付け状態においてスペーサ１４に対して軸体１２を回転させることにより、第１の切欠１３ａ₁を第１の遮蔽部１４ａで開閉可能であり、かつ第２の切欠１３ｂ₁を第２の遮蔽部１４ｂで開閉可能である。そして第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が軸線Ｃ−Ｃに対して互いに異なる方向に位置し、かつ第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂが軸線Ｃ−Ｃに対して互いに同じ方向に位置しているため、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を閉じているときに、第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を開くことができる。また逆に、第１の遮蔽部１４ａが第１の切欠１３ａ₁を開いているときに、第２の遮蔽部１４ｂが第２の切欠１３ｂ₁を閉じることもできる。

主に図８および図９を参照して、弁本体１１の流路壁面には、軸線Ｃ−Ｃの延びる方向に延在する直線状の溝１１ｅが形成されている。スペーサ１４は、凸状係合部１４ｄが溝１１ｅ内に嵌め込まれた状態で、溝１１ｅで案内されながら流路１１Ａ内に挿入されることにより、流路壁面に固定され得る。つまりスペーサ１４が流路１１Ａ内に挿入された状態ではスペーサ１４の両側の凸状係合部１４ｄのそれぞれが溝１１ｅ内に嵌り込んでいるため、軸体１２が軸線Ｃ−Ｃを中心として回転してもスペーサ１４が軸体１２とともに回転することはない。また、図９に示すように後述する給湯装置に弁装置１が取付けられた状態では、第１の遮蔽部１４ａの第３の切欠１４ａ₃が第１の遮蔽部１４ａの最下部に位置している。

主に図９を参照して、スペーサ１４の第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々は、軸体１２の他方端側（ステッピングモータ２に接続される一方端とは反対側）において軸体１２を流路壁面に対して軸体１２の径方向に支持している。具体的には、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々の半円形の外周端面１４ａ₁、１４ｂ₁が流路１１Ａの円形の壁面に当接するとともに、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々の半円形の内周端面１４ａ₂、１４ｂ₂が軸体１２の外周面に当接している。

またスペーサ１４の連結部１４ｃの半円筒形状部が軸体１２の外周面に当接していてもよい。第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂと連結部１４ｃは、たとえば１８０°の範囲で軸体１２の外周面に当接している。

主に図２を参照して、特に第１の遮蔽部１４ａは、第１の弁体１３ａよりも他方端側において軸体１２を径方向に支持していることが好ましい。また第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂを有するスペーサ１４が、第１の開口部１１ａの流路１１Ａへの開口位置と径方向に対向する位置に配置されていることが好ましい。

主に図２および図１０を参照して、第１の弁体１３ａの円弧部１３ａ₂と流路壁面との間には径方向の僅かな隙間（寸法Ｌ１）があり、円弧部１３ａ₂と流路壁面とが直接接していないことが好ましい。また第２の弁体１３ｂの円弧部１３ｂ₂と流路壁面との間には径方向の隙間（寸法Ｌ２）があり、円弧部１３ｂ₂と流路壁面とが直接接していないことが好ましい。

なお軸線Ｃ−Ｃに対して、第１、第３および第４の開口部１１ａ、１１ｃ、１１ｄは直交する向きに設けられており、第２の開口部１１ｂは平行な向きに設けられていることが好ましい。

弁本体１１、軸体１２、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂ、スペーサ１４および弁カラー１５の材質はたとえばＰＰＳ（polyphenylene sulfide）などの樹脂からなっており、サーボ取付板３はたとえば亜鉛めっき鋼板からなっている。また第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂは軸体１２と一体的に形成されたものであってもよく、また軸体１２と別体からなり軸体１２に取付け固定されたものであってもよい。

また第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの各々に設けられる第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁はともに約１８０°の角度範囲で形成されている。この第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の形成角度範囲は、ともに１８０°未満であってもよく、また１８０°を超えていてもよい。

なお上記の実施の形態においては、隙間形成用凸部ＧＰが第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの各々に設けられている構成について説明したが、隙間形成用凸部ＧＰは第１の弁体１３ａと第１の遮蔽部１４ａとの互いに対向する面の少なくともいずれかの一部に設けられていればよい。また隙間形成用凸部ＧＰは第２の弁体１３ｂと第２の遮蔽部１４ｂとの互いに対向する面の少なくともいずれかの一部に設けられていればよい。したがって、隙間形成用凸部ＧＰは、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂに設けられていてもよく、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂに設けられていてもよい。以下、隙間形成用凸部ＧＰが第１の弁体１３ａに設けられた構成について説明する。

図１１を参照して、第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａに対向する面に隙間形成用凸部ＧＰを有している。隙間形成用凸部ＧＰは軸体１２の径方向の周囲に第１の遮蔽部１４ａと対向する方向に突出するように形成されている。また、第２の弁体１３ｂは第２の遮蔽部１４ｂに対向する面に隙間形成用凸部ＧＰを有していてもよい。隙間形成用凸部ＧＰは軸体１２の径方向の周囲に第２の遮蔽部１４ｂと対向する方向に突出するように形成されていてもよい。

また上記の実施の形態においては、スペーサ１４が流路１１Ａの上側に配置されている構成について説明したが、スペーサ１４は給湯装置に弁装置１が取付けられた状態で第１の遮蔽部１４ａの第３の切欠１４ａ₃が第１の遮蔽部１４ａの最下部に位置していればよい。以下、スペーサ１４が流路１１Ａの上下に渡って配置された構成について説明する。

図１２を参照して、給湯装置に弁装置１が取付けられた状態でスペーサ１４は流路１１Ａの右半分を覆うように配置されている。この状態で第１の遮蔽部１４ａの第３の切欠１４ａ₃が流路１１Ａの上下方向に伸びるように配置されている。この状態でも第１の遮蔽部１４ａの第３の切欠１４ａ₃が第１の遮蔽部１４ａの最下部に位置している。この状態では流路１１Ａの左半分はスペーサ１４に覆われていないため、第１の遮蔽部１４ａの第３の切欠１４ａ₃を通って流路１１Ａの最下部に媒体が流れることができる。

また上記の実施の形態においては、第１の弁体１３ａが軸体１２の他方端側に取付けられており、第２の弁体１３ｂが軸体１２の一方端側に取付けられている構成について説明したが、第１の弁体１３ａが軸体１２の一方端側に取付けられており、第２の弁体１３ｂが軸体１２の他方端側に取付けられていてもよい。以下、第１の弁体１３ａが軸体１２の一方端側に取付けられており、第２の弁体１３ｂが軸体１２の他方端側に取付けられた構成について説明する。

図１３を参照して、第１の弁体１３ａが軸体１２の一方端側に取付けられており、第２の弁体１３ｂが軸体１２の他方端側に取付けられている。また、第１の遮蔽部１４ａが軸体１２の一方端側に配置されており、第２の遮蔽部１４ｂが軸体１２の他方端側に配置されている。第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。

また上記の実施の形態においては、第１の弁体１３ａのみが第１の遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れの上流側に配置されている構成について説明したが、第２の弁体１３ｂも第２の遮蔽部１４ｂに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されていてもよい。以下、第２の弁体１３ｂも第２の遮蔽部１４ｂに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置された構成について説明する。

図１４を参照して、第１の弁体１３ａを挟むように軸体１２の一方端側および他方端側に２つの遮蔽板からなる第１の遮蔽部１４ａが配置されている。また第２の弁体１３ｂを挟むように軸体１２の一方端側および他方端側に２つの遮蔽板からなる第２の遮蔽部１４ｂが配置されている。第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａの一方の遮蔽板に対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。また第２の弁体１３ｂも第２の遮蔽部１４ｂの一方の遮蔽板に対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。

また、図２および図１４を参照して、弁装置１が混合弁として用いられる場合には、第２の開口部１１ｂおよび第３の開口部１１ｃから流路１１Ａの内部を媒体が流れる。弁装置１が混合弁として用いられる場合も、第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａの他方の遮蔽板に対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＢの上流側に配置されている。また第２の弁体１３ｂは第２の遮蔽部１４ｂの他方の遮蔽板に対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＢの上流側に配置されている。

また、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂは第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂに挟み込まれる位置にのみ配置されていてもよい。図１５を参照して、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂは第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂに挟み込まれるように配置されている。弁装置１が混合弁としてのみ用いられる場合、第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＢの上流側に配置されている。また第２の弁体１３ｂは第２の遮蔽部１４ｂに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＢの上流側に配置されている。

また、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂは第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂを挟み込む位置にのみ配置されていてもよい。図１６を参照して、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂは第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂを挟み込むように配置されている。弁装置１が分配弁としてのみ用いられる場合、第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。また第２の弁体１３ｂは第２の遮蔽部１４ｂに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。

次に、本実施の形態の弁装置１を有する給湯装置の構成について図１７を用いて説明する。

図１７を参照して、給湯装置２０は、弁装置１と、ステッピングモータ２と、熱交換器２１と、バイパス回路２２と、燃焼バーナ２３と、送風機２４と、給水配管３１と、出湯配管３２とを主に有している。

熱交換器２１には、熱交換器２１に給水するための給水配管３１と、熱交換器から出湯するための出湯配管３２とが接続されている。バイパス回路（バイパス配管）２２は、この給水配管３１と出湯配管３２とを接続している。

熱交換器２１は、燃焼バーナ２３で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうものであり、送風機２４は、燃焼バーナ２３に対して燃焼に必要な空気を供給するためのものである。図１〜図１０に示す構成を有する本実施の形態の弁装置１は、たとえば給水配管３１とバイパス回路２２との接続部に接続されている。

主に図２および図１７を参照して、弁装置１の第１の開口部１１ａは給水配管３１の給水側部分３１ａに接続されており、第３の開口部１１ｃは給水配管３１の熱交換器側部分３１ｂに接続されている。また第２の開口部１１ｂはバイパス回路２２に接続されている。

この給湯装置２０においては、弁装置１が給水配管３１とバイパス回路２２との接続部に配置されているため、熱交換器２１およびバイパス回路２２への分配比を弁装置１により調整することができる。

つまり給湯装置２０においては、当該装置への入水が一旦、熱交換器２１側とバイパス回路２２側とへ分配され、熱交換器２１を通過した高温水とバイパス回路２２を通過した低温水とが混合されて所望の出湯温度が得られる。この際に弁装置１により分配比を調整することにより所望の出湯温度に制御することが可能となる。

次に、本実施の形態の弁装置１の動作について図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）を用いて説明する。給湯装置２０に弁装置１が取付けられた状態では、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの第３の切欠１４ａ₃、１４ｂ₃が第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂの最下部に位置している。

図１８（Ａ）を参照して、この状態は、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われておらず開いており（全開）、かつ第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の全体が第２の遮蔽部１４ｂで覆われて閉じた（全閉）状態を示している。この状態では図２に示すように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で流体（たとえば湯水）が流通可能であり、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間で流体の流通は遮断されている。

なお図１８（Ａ）中において第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁が形成された部分のうち第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂで覆われておらず開いた部分にはハッチングが付されている。このハッチングは、図１８（Ｂ）、（Ｃ）にも同様に付されている。

図１８（Ｂ）を参照して、この状態は図１８（Ａ）の状態から軸体１２を矢印ＲＤで示すように図中時計周りに約９０°回転させた状態である。この状態では、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の一部が第１の遮蔽部１４ａで覆われているが、残りの部分は第１の遮蔽部１４ａで覆われておらず開いている。また第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の一部が第２の遮蔽部１４ｂで覆われているが、残りの部分は第２の遮蔽部１４ｂで覆われておらず開いている。つまり、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の双方の一部分が開いた状態となっている。このため、この状態では、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で所定量の流体が流通可能であり、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間でも所定量の流体が流通可能である。

図１８（Ｃ）を参照して、この状態は図１８（Ｂ）の状態から軸体１２を矢印ＲＤで示すように図中時計回りにさらに約９０°回転させた状態である。この状態では、第１の弁体１３ａの第１の切欠１３ａ₁の全体が第１の遮蔽部１４ａで覆われて閉じており（全閉）、かつ第２の弁体１３ｂの第２の切欠１３ｂ₁の全体が第２の遮蔽部１４ｂで覆われておらず開いた（全開）状態となっている。この状態では図１０に示すように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間で主たる流体の流通は遮断されており、かつ第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間で流体は流通可能である。

このように軸体１２を回転させることにより、第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の開閉操作を行なうことができる。これにより、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路の開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路の開度とを調整することができる。このため、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流量と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流量とを同時に制御することが可能となる。

なお上記の実施の形態においては、１つの軸体１２に２つの弁体１３ａ、１３ｂが接続された構成について説明したが、本発明は１つの軸体に１つの弁体が接続された構成に適用することもできる。以下、１つの軸体に１つの弁体が接続された構成について図１９および図２０を用いて説明する。

図１９および図２０を参照して、この弁装置１の構成は、図１〜図１０に示す弁装置１の構成と比較して、１つの軸体１２に１つの弁体１３が設けられている点と、弁本体１１内の流路１１Ａに２つの開口部１１ａ、１１ｂが設けられている点と、弁体１３の切欠１３ａ₁が半円形である点と、遮蔽部１４が半円形であり連結部を有していない点とにおいて異なっている。

弁体１３は、軸体１２のステッピングモータ２が接続された一方端とは反対側の他方端側に接続されている。この弁体１３は、円盤形状に半円形の切欠１３ａ₁を設けた構成を有している。この弁体１３は、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間に位置している。この弁体１３ａは遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。

遮蔽部１４は、半円形状を有しており、弁体１３よりも軸体１２の他方端側に配置されている。この遮蔽部１４は外周端面１４ａ₁と内周端面１４ａ₂とを有しており、外周端面１４ａ₁は流路１１Ａの壁面に当接しており、かつ内周端面１４ａ₂は軸体１２の外周面に当接している。これにより、遮蔽部１４は、軸体１２の他方端側において軸体１２を流路壁面に対して軸体１２の径方向に支持している。

遮蔽部１４ａは弁体１３ａに対向する面に隙間形成用凸部ＧＰを有している。隙間形成用凸部ＧＰは内周端面１４ａ₂に沿って弁体１３ａに対向する方向に突出するように形成されている。遮蔽部１４ａは、軸線Ｃ−Ｃを中心とした円盤形状に第３の切欠１４ａ₃が形成された形状を有している。遮蔽部１４ａは、給湯装置に弁装置１が取付けられた状態で第３の切欠１４ａ₃が遮蔽部１４ａの最下部に位置するように構成されている。

なおこれ以外の図１９および図２０に示す弁装置１の構成は、図１〜図１０示す弁装置１の構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

図１９および図２０に示す弁装置１においても、弁体１３ａは遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。このため、弁装置１の流路１１Ａの内部を流れる媒体によって弁体１３ａと遮蔽部１４ａとを密着させることにより弁体１３ａと遮蔽部１４ａとの間から媒体が漏れることを抑制することができる。よって、流路１１Ａを十分に密閉することができる。

なお図１〜図１０に示す弁装置１の第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の形状および図１９および図２０に示す弁装置１の切欠１３ａ₁の形状は、上述したものに限定されるものではない。上記に示す弁装置１の第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の形状が半円形状であってもよく、また図１９および図２０に示す弁装置１の切欠１３ａ₁の形状がインボリュート形状に似た形状であってもよい。

また、本発明は、弁装置が追焚付き給湯装置に用いられた構成に適用することもできる。以下、弁装置が追焚付き給湯装置に用いられた構成について図２１を用いて説明する。

図２１を参照して、追焚付き給湯装置１００は、弁装置１と、ステッピングモータ２と、給湯側熱交換器１３１ａと、風呂側熱交換器１３１ｂと、燃焼バーナ１３２と、送風機３３と、給水配管３５と、出湯配管３６と、バイパス回路３７と、配管３８〜４４と、逆流防止弁５０と、ポンプ６０と、逆止弁８０ａ、８０ｂと、注湯電磁弁９０とを主に有している。

給湯側熱交換器１３１ａには、給湯側熱交換器１３１ａに給水するための給水配管３５と、給湯側熱交換器１３１ａから出湯するための出湯配管３６とが接続されている。バイパス回路（バイパス配管）３７は、この給水配管３５と出湯配管３６とを接続している。図１〜図１０に示す構成を有する本実施の形態の弁装置１は、たとえば給水配管３５とバイパス回路３７との接続部に接続されている。

風呂側熱交換器１３１ｂの入口側には風呂戻り配管４３が接続されており、風呂側熱交換器１３１ｂの出口側には風呂往き配管４４が接続されている。ポンプ６０は、主に浴槽（図示せず）と風呂側熱交換器１３１ｂとの間で湯水を循環させるためのものであり、風呂戻り配管４３に接続されている。

給湯側熱交換器１３１ａおよび風呂側熱交換器１３１ｂの各々は、燃焼バーナ１３２で発生する燃焼ガスとの間で熱交換を行なうためのものである。送風機３３は燃焼バーナ１３２に対して燃焼に必要な空気を供給するためのものである。

逆流防止弁５０は、風呂の雑水と上水とを縁切りするための安全装置である。この逆流防止弁５０は、上水の給水元側の圧力（１次圧）と供給先側の圧力（２次圧）との圧力差により通常はオーバーフロー口を閉止するものであり、１次圧を導入するために配管３８を通じて給水配管３５に接続され、かつ２次圧を導入するために配管３９、４０と注湯電磁弁９０と逆止弁８０ａとを通じて出湯配管３６に接続されている。この配管４０は逆止弁８０ｂと配管４２とを通じて風呂戻り配管４３に接続されている。なお注湯電磁弁９０は、風呂湯張り時に開弁して、出湯配管３６の湯水を配管４２を介して風呂回路に導くものである。

また逆流防止弁５０は、断水などで給水元側に負圧が発生すると開弁してオーバーフロー口から雑水を給湯装置１００の外部へ排出するため、そのオーバーフロー口は配管４１を通じて給湯装置１００の排水部に接続されている。

主に図２および図２１を参照して、弁装置１の第１の開口部１１ａは給水配管３５の給水側部分３５ａに接続されており、第３の開口部１１ｃは給水配管３５の熱交換器側部分３５ｂに接続されている。また第２の開口部１１ｂはバイパス回路３７に接続されている。第４の開口部１１ｄは、逆流防止弁５０の１次圧を導入するための水圧導入口に繋がる配管３８に接続されている。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
仮に第１の弁体１３ａが第１の遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの下流側に配置されている構成では、流路１１Ａの内部を流れる媒体によって第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａから離れる方向に力が加えられる。このため第１の弁体１３ａと第１の遮蔽部１４ａとの間から媒体が漏れることがある。

この場合、第２の開口部１１ｂがバイパス回路２２に接続され、第３の開口部１１ｃが給水配管３１の熱交換器側部分３１ｂに接続されている構成では、バイパス回路２２を第１の弁体１３ａと第１の遮蔽部１４ａで全閉状態にしようとしても、媒体が漏れる。そのため、バイパス回路２２に余分な水が流れる。これにより給湯温度が低下する。そこで、この給湯温度の低下の分だけ熱交換器２１の温度を上げる必要がある。この結果、エネルギー効率が低下する。

一方、本実施の形態の弁装置１によれば、図２に示すように、第１の弁体１３ａは、第１の遮蔽部１４ａに対して流路１１Ａの内部を流れる媒体の流れＡの上流側に配置されている。このため、流路１１Ａの内部を流れる媒体によって第１の弁体１３ａは第１の遮蔽部１４ａに押し付けられる。したがって、第１の弁体１３ａと第１の遮蔽部１４ａとを密着させることができる。これにより、第１の弁体１３ａと第１の遮蔽部１４ａとの間から媒体が漏れることを抑制することができる。よって、流路１１Ａを十分に密閉することができる。

これにより、バイパス回路２２に余分な水が流れることによる給湯温度の低下を抑制することができる。そのため、給湯温度の低下の分だけ熱交換器２１の温度を上げる必要がない。このため、熱交換器２１の温度を低くすることができる。したがって、燃焼バーナ２３を全開する必要がない。また、エネルギー効率は燃焼バーナ２３の全数がわずかに燃料している状態がよい。よって、本実施の形態の弁装置１ではエネルギー効率を向上することができる。

本実施の形態の弁装置１では、第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂの回転により第１および第２の切欠１３ａ₁、１３ｂ₁の開閉操作が可能であり、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流路１１Ａの開度と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流路１１Ａの開度とを同時に調整することができる。このため、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間の流量と、第１の開口部１１ａと第３の開口部１１ｃとの間の流量とを同時に制御することができる。

また上記開度を調整するために第１および第２の弁体１３ａ、１３ｂを軸体１２とともに軸線Ｃ−Ｃ方向に移動させる必要がない。よって、軸体１２にネジ切りをする必要がなく、軸体１２を細くすることができるため、軸体１２を回転させるための駆動源（たとえばモータ）を小型化できる。したがって、小型で簡易な構成で分配比または混合比を調整することが可能となる。

本実施の形態の弁装置１では、第１および第２の遮蔽部１４ａ、１４ｂとを有するスペーサ１４が弁本体１１と別体で設けられ、かつ弁本体１１の流路１１Ａの壁面に固定されている。これにより、軸体１２の回転時にスペーサ１４が軸体１２とともに回転することを防止することができる。

本実施の形態の弁装置１では、弁装置１は第１の弁体１３ａと第１の遮蔽部１４ａとの互いに対向する面の少なくともいずれかの一部に設けられた隙間形成用凸部ＧＰをさらに備えている。これにより、隙間形成用凸部ＧＰによって第１の弁体１３ａと第１の遮蔽部１４ａとの互いに対向する面での異物が挟まれる面積を小さくすることができる。このため、異物が挟まれることを抑制することができる。

本実施の形態の弁装置１では、流路１１Ａは、第２の開口部１１ｂと第３の開口部１１ｃとの間に第４の開口部１１ｄを有している。これにより、第４の開口部１１ｄに逆流防止弁５０の水圧導入口を接続することができ、第４の開口部１１ｄから安定した水圧を与えることができる。

本実施の形態の弁装置１を本実施の形態の給湯装置２０に用いることにより、弁体が設けられた軸体１２の回転によって弁開度を調整することができ、かつ軸体１２の回転を規制することができる給湯装置２０を得ることができる。そして、流路を十分に密閉することができる給湯装置を得ることができる。

本実施の形態の給湯装置では、給湯装置２０に弁装置１が取付けられた状態で第３の切欠１４ａ₃が第１の遮蔽部１４ａの最下部に位置するように構成されている。これにより、第１の遮蔽部１４ａの最下部に位置する第３の切欠１４ａ₃から媒体を排出することができる。よって、弁装置１の排水性を向上することができる。このため、残水凍結を起こり難くすることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、切欠を有する弁体の一方端を軸体に接続し、その弁体を回転させることで開閉制御を行なう弁装置およびそれを備えた給湯装置に有利に適用され得る。

１ 弁装置、２ ステッピングモータ、３ サーボ取付板、１１ 弁本体、１１Ａ 流路、１１ａ 第１の開口部、１１ｂ 第２の開口部、１１ｃ 第３の開口部、１１ｄ 第４の開口部、１１ｅ 溝、１２ 軸体、１３ 弁体、１３ａ 第１の弁体、１３ｂ 第２の弁体、１３ａ₁ 第１の切欠、１３ｂ₁ 第２の切欠、１３ａ₂，１３ｂ₂ 円弧部、１４ スペーサ（遮蔽部）、１４ａ 第１の遮蔽部、１４ｂ 第２の遮蔽部、１４ａ₁，１４ｂ₁ 外周端面、１４ａ₂，１４ｂ₂ 内周端面、１４ａ₃，１４ｂ₃ 第３の切欠、１４ｃ 連結部、１４ｄ 凸状係合部、１４ｅ 貫通孔、１５ 弁カラー、１６ａ，１６ｂ Ｏリング、２０ 給湯装置、２１ 熱交換器、２２ バイパス回路、２３ 燃焼バーナ、２４ 送風機、３１ 給水配管、３１ｂ 熱交換器側部分、３１ａ 給水側部分、３２ 出湯配管、３３ 送風機、３５ 給水配管、３５ａ 給水側部分、３５ｂ 熱交換器側部分、３６ 出湯配管、３７ バイパス回路、３８〜４２ 配管、４３ 風呂戻り配管、４４ 風呂往き配管、５０ 逆流防止弁、６０ ポンプ、８０ａ，８０ｂ 逆止弁、９０ 注湯電磁弁、１００ 給湯装置、１３１ａ 給湯側熱交換器、１３１ｂ 風呂側熱交換器、１３２ 燃焼バーナ、ＧＰ 隙間形成用凸部。

Claims (7)

1. 第１の開口部と第２の開口部とを有し、かつ内部に媒体を流すための流路を含む弁本体と、
   前記弁本体の前記流路内に配置され、かつ軸線を中心に回転可能に構成された軸体と、
   前記流路内において前記第１の開口部と前記第２の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ前記軸線を中心とした円盤形状に第１の切欠が形成された形状を有する第１の弁体と、
   前記第１の弁体の前記軸線を中心とした回転により前記第１の弁体の前記第１の切欠を開閉可能なように前記流路内に配置された第１の遮蔽部とを備え、
   前記第１の弁体は、前記第１の遮蔽部に対して前記流路の前記内部を流れる前記媒体の流れの上流側に配置されており、前記第１の遮蔽部と軸線方向に対向する、弁装置。
2. 前記流路は、前記第２の開口部との間で前記第１の開口部を挟む第３の開口部を有し、
   前記流路内において前記第１の開口部と前記第３の開口部との間に位置するように前記軸体に接続され、かつ前記軸線を中心とした円盤形状に第２の切欠が形成された形状を有する第２の弁体と、
   前記第２の弁体の前記軸線を中心とした回転により前記第２の弁体の前記第２の切欠を開閉可能なように前記流路内に配置された第２の遮蔽部とをさらに備えた、請求項１に記載の弁装置。
3. 前記第１および第２の遮蔽部を有するスペーサが前記弁本体と別体で設けられ、かつ前記弁本体の前記流路の壁面に固定されている、請求項２に記載の弁装置。
4. 前記第１の弁体と前記第１の遮蔽部との互いに対向する面の少なくともいずれかの一部に設けられた隙間形成用凸部をさらに備えた、請求項１〜３のいずれかに記載の弁装置。
5. 前記流路は、前記第２の開口部と前記第３の開口部との間に第４の開口部を有する、請求項２または３に記載の弁装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の前記弁装置と、
   前記弁装置の前記第２および第３の開口部のいずれか一方に接続された熱交換器と、
   前記弁装置の前記第２および第３の開口部のいずれか他方に接続されたバイパス回路とを備えた、給湯装置。
7. 前記第１の遮蔽部は、前記軸線を中心とした円盤形状に第３の切欠が形成された形状を有し、かつ前記給湯装置に前記弁装置が取付けられた状態で前記第３の切欠が前記第１の遮蔽部の最下部に位置するように構成されている、請求項６に記載の給湯装置。

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