JPH01203773A - Automatic selector valve - Google Patents

Automatic selector valve

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JPH01203773A
JPH01203773A JP2827988A JP2827988A JPH01203773A JP H01203773 A JPH01203773 A JP H01203773A JP 2827988 A JP2827988 A JP 2827988A JP 2827988 A JP2827988 A JP 2827988A JP H01203773 A JPH01203773 A JP H01203773A
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JP
Japan
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valve body
plunger
valve
hot water
pilot valve
Prior art date
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Application number
JP2827988A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Tsutsui
修 筒井
Kinya Arita
欽也 有田
Atsuo Makita
牧田 厚雄
Ryoichi Tsukada
良一 塚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a small-sized device having a simple structure by driving a plunger connected freely demountably onto a valve body. CONSTITUTION:The plunger 30 of an automatic selector valve B is formed into nearly cylindrical, and the basic edge spread diameter part 25a of each pilot valve body 25 is housed at the both edges inside. A coil spring 31 which applies energizing force in the spread direction between the basic edge spread diameter parts 25a urges each pilot valve body 25 towards a pilot valve seat 23, and when a continuous drive type actuator D' for minute distance does not conduct, the both valve seats 23 are closed.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、自動切替弁に関する。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application fields The present invention relates to automatic switching valves.

(ロ) 従来の技術 従来、管路の分岐点に介在して、弁体の作動により、分
岐後の流路を切替えるようにした自動切替弁がある。
(b) Prior Art Conventionally, there has been an automatic switching valve that is interposed at a branch point of a pipe line and switches the flow path after branching by operating a valve body.

(ハ) 発明が解決しようとする問題点しかしながら、
上記の自動切替弁は、流路の切替えは可能であるが、分
岐管路を両方とも閉鎖しなり、流量調整をしたりするこ
とができず、別途に止水弁及び流量調整弁などの設置を
要し、構造が複雑となり、装置も大型化するという欠点
があった。
(c) Problems that the invention seeks to solveHowever,
The above automatic switching valve can switch the flow path, but it closes both branch pipes and cannot adjust the flow rate, so a separate water stop valve and flow adjustment valve must be installed. The disadvantages are that the structure is complicated and the device is large.

(ニ) 問題点を解決するための手段 この発明では、管路の分岐点に介在して、電気的に駆動
される弁体によって吐出流路の切替を行うようにした自
動切替弁において、吐出側の2管路にそれぞれ弁体を設
け、両弁体の間にスプリングを介設し、同スプリングの
付勢により、各弁体を閉弁させると共に、プランジャを
各弁体に係脱自在に連結し、同プランジャは各弁体を上
記付勢に抗して開弁すべく構成するとともに、同プラン
ジャを微小距離無段階駆動式アクチュエータにより駆動
してなる自動切替弁を提供するものである。
(d) Means for solving the problem The present invention provides an automatic switching valve in which the discharge flow path is switched by an electrically driven valve body interposed at a branch point of the pipe. A valve body is provided in each of the two side pipes, and a spring is interposed between both valve bodies, and the bias of the spring closes each valve body and allows the plunger to be freely engaged and detached from each valve body. The plunger is configured to open each valve element against the above-mentioned bias, and the plunger is driven by a minute distance stepless drive type actuator to provide an automatic switching valve.

なお、ここで、微小距離無段I!a駆動式アクチュエー
タとは、積層式圧電アクチュエータ、圧電バイモルフア
クチュエータ、スキッピングリニヤモータ、圧電リニヤ
モータ、超音波リニアモータ、超音波モータ(回転式)
と回転ねじの組み合わせ、ステッピングモータ(回転式
)と回転ねじどの組み合わせ等をいう。
In addition, here, infinitesimal distance stepless I! A-driven actuators include laminated piezoelectric actuators, piezoelectric bimorph actuators, skipping linear motors, piezoelectric linear motors, ultrasonic linear motors, and ultrasonic motors (rotary type).
A combination of a stepping motor (rotary type) and a rotating screw, etc.

(ホ) 作用・効果 この発明によれば、プランジャをフリー状態にすれば、
各弁体の間に介設したスプリングによって両方の弁体が
閉弁するので、分岐後の両方の管路を閉猪することがで
き、また、プランジャを一方に作動させると、一方の弁
体はスプリング付勢で閉弁位置を保持したままで、他方
の弁体が、微小距離無段階駆動式アクチュエータと連動
しなプランジャの作動量に対応して開弁するので、分岐
後の流路切替えと、流量調整とを併せ行うことが可能と
なる。
(E) Function/Effect According to this invention, if the plunger is set in a free state,
Since both valve bodies are closed by a spring interposed between each valve body, it is possible to close both pipes after branching, and when the plunger is actuated in one direction, one valve body is closed. The valve remains in the closed position due to spring bias, and the other valve body opens in response to the amount of plunger operation that is not linked to the infinitesimal distance stepless drive actuator, making it possible to switch the flow path after branching. It becomes possible to perform both the flow rate adjustment and the flow rate adjustment at the same time.

従って、別途に止弁及び流量調整弁を設ける必要がなく
、構造が簡単になり、また装置を小型化することができ
る。
Therefore, there is no need to separately provide a stop valve and a flow rate regulating valve, which simplifies the structure and allows the device to be downsized.

(へ) 実施例 以下添付図に示す実施例に基づいて、本発明を詳説する
(f) Examples The present invention will be explained in detail below based on examples shown in the attached drawings.

第1図は、湯水混合弁(A)の下流側に自動切替弁(8
)を設けて、湯水混合弁(A)で温度調整された湯水の
流出方向を自動切替弁(B)で切替えるようにした湯水
混合装置の構成を示している。
Figure 1 shows an automatic switching valve (8) on the downstream side of the hot water mixing valve (A).
), and an automatic switching valve (B) switches the outflow direction of hot water whose temperature is adjusted by a hot water mixing valve (A).

湯水混合弁(八)は、水側管路(1)と湯側管路(2)
との合流点に設けられており、湯側管路(2)側と湯水
管路(3)側に湯水弁座(4)(4°)を設け、水側管
路(1)と湯側管路(2)間に設けた仕切壁(5)に略
円筒形状の弁体(6)を摺動自在に貫入して、同弁体(
6)の上下摺動により、湯側及び水側弁座(4)(4°
)の開度を調整して、湯水管路(3)から吐出される混
合湯水の温度を調整するように構成しており、湯水管路
(3)に設けた温度センサ(7)で混合湯水の温度を検
出し、第6図で示す制御装置(C)を介して弁体(6)
と連結した微小距離無段階駆動式アクチュエータ(D)
の作動を制御して湯水管路(3)から吐出される混合湯
水の温度を予め設定した温度に保持するように構成され
ている。
The hot water mixing valve (8) connects the water side pipe (1) and the hot water side pipe (2).
A hot water valve seat (4) (4°) is provided on the hot water side pipe (2) side and the hot water side pipe (3) side, and the water side pipe (1) and the hot water side A substantially cylindrical valve body (6) is slidably inserted into the partition wall (5) provided between the pipes (2).
6), the hot water side and water side valve seats (4) (4°
) to adjust the temperature of the mixed hot water discharged from the hot water pipe (3), and the temperature sensor (7) provided in the hot water pipe (3) adjusts the temperature of the mixed hot water Detects the temperature of the valve body (6) via the control device (C) shown in FIG.
Micro distance stepless drive type actuator (D) connected to
The temperature of the mixed hot water discharged from the hot water pipe (3) is maintained at a preset temperature by controlling the operation of the hot water pipe (3).

なお、図中(8)は、弁体(6)の復座用スプリングで
あり、停電等により上記アクチュエータ(0)のプラン
ジャ(9)の拘束力が失われたとき、湯側の弁座(4)
を閉じて高温の混合湯水が吐出される危険を防止するも
のである。
Note that (8) in the figure is a spring for restoring the valve body (6), and when the restraining force of the plunger (9) of the actuator (0) is lost due to a power outage, etc., the valve seat (8) on the hot water side 4)
This prevents the risk of hot mixed water being discharged by closing the lid.

湯水混合弁(A)の下流には、自動切替弁(B)が設け
られており、開弁(B)は、湯水混合弁(A)の湯水管
路(3)と連通した管路(10)を二叉状に分岐させ、
分岐管路(11)と分岐管路(12)中にそれぞれ介設
した弁体(13H13)と、各弁体(13)(13)を
作動させるための一個の微小距離無段階駆動式アクチュ
エータ(Do)によって構成されている。
An automatic switching valve (B) is provided downstream of the hot water mixing valve (A), and the valve opening (B) is connected to a pipe (10) communicating with the hot water pipe (3) of the hot water mixing valve (A). ) branched into a forked shape,
Valve bodies (13H13) interposed in the branch pipe line (11) and the branch line (12), respectively, and one infinitesimal distance stepless drive type actuator (13H13) for operating each valve body (13) (13). Do).

各弁体(13)(13)は、上記アクチュエータ(Do
)を中心として対称に配設されており、分岐管路(11
)(12)中に略円筒形状の仕切壁(15)を突設して
、同仕切壁(15)の先端縁に主弁座(16)を形成す
ると共に、流入側の管路内面(17)に柔軟素材よりな
るダイヤフラム(18)の外周を水密状態で取付け、同
ダイヤフラム(18)の中央部を上記主弁J1M (1
6)に当接させることにより、流入側の管路(19)と
流出側の管路(20)との連通を遮断するようにしてい
る。
Each valve body (13) (13) is connected to the actuator (Do
) are arranged symmetrically around the branch pipe (11
) (12) is provided with a substantially cylindrical partition wall (15) projecting therein, a main valve seat (16) is formed at the tip edge of the partition wall (15), and the inner surface of the pipe on the inflow side (17 ) The outer periphery of a diaphragm (18) made of a flexible material is attached in a watertight manner to the main valve J1M (1
6), communication between the inflow side pipe line (19) and the outflow side pipe line (20) is cut off.

また、ダイヤフラム(18)の流入側の管路(19)に
臨む周縁部には、小径のオリフィス(21)を穿設して
、流入側の管路(19)と、ダイヤフラム(18)の主
弁座(16)側とは反対側に形成した圧力室(22)と
を連通させており、更にダイヤフラム(18)の中央に
パイロット弁座(23)とパイロット通路(24)を設
けて、圧力室(22)と流出側の管路(20)とを連通
させ、同弁座(23)に微小距離無段階駆動式アクチュ
エータ(Do)と連動連結したパイロット弁体(25)
の先端面を当接させることで圧力室(22)と流出側の
管路(20)との連通を開閉するようにしている。
In addition, a small diameter orifice (21) is bored in the peripheral edge of the diaphragm (18) facing the inflow side pipe line (19). A pressure chamber (22) formed on the side opposite to the valve seat (16) is communicated with the pilot valve seat (23) and a pilot passage (24) in the center of the diaphragm (18). A pilot valve body (25) which communicates the chamber (22) with the outflow side pipe line (20) and is operatively connected to the same valve seat (23) with a minute distance stepless drive type actuator (Do).
Communication between the pressure chamber (22) and the outflow side pipe (20) is opened and closed by bringing the tip surfaces of the pressure chamber (22) into contact with the pressure chamber (22).

なお、パイロット弁体(25)の先端には同弁座(23
)と当接させるための弾性体を連設している。
In addition, the pilot valve body (25) has a valve seat (23) at its tip.
) is connected with an elastic body for contact with the

特に、上記オリフィス(21)をパイロット弁座(23
)及び同通路(24)よりも小径としており、パイロッ
ト通路(24)が閉じているときには、圧力室(22)
の圧力が高まり、ダイヤフラム(18)を主弁座(16
)方向に押圧して、弁体(13)(13)を閉じ、パイ
ロット通路(24)が開いているときは、圧力室(22
)の圧力が低下して流入側の管路(19)の圧力でダイ
ヤフラム(18)が主弁座(16)から離れて弁体(1
3)(13)を開くように構成している。
In particular, the orifice (21) is connected to the pilot valve seat (23).
) and the same passage (24), and when the pilot passage (24) is closed, the pressure chamber (22)
pressure increases, causing the diaphragm (18) to move against the main valve seat (16).
) direction to close the valve body (13), and when the pilot passage (24) is open, the pressure chamber (22
) decreases, and the pressure in the inlet pipe (19) causes the diaphragm (18) to separate from the main valve seat (16), causing the valve body (1
3) It is configured to open (13).

上記のように、パイロット弁体(25)(25)の開閉
動作のみを行えば、流入側の管路(19)の圧力によっ
て弁#(13)(13)の開閉動作が行われることにな
り、従って自動切替弁(B)の開閉作動を制御する微小
距離無段階駆動式アクチュエータ(Do)は、パイロッ
ト弁体(25)(25)だけを作動させればよく、弁体
を直接駆動するようにしたものに比べ、小出力の同アク
チュエータ(Do)で事足りることになる。
As mentioned above, if only the pilot valve bodies (25) (25) are opened and closed, the pressure in the inflow side pipe (19) will open and close valves # (13) (13). Therefore, the minute distance stepless drive type actuator (Do) that controls the opening/closing operation of the automatic switching valve (B) only needs to operate the pilot valve body (25) (25), and it is necessary to directly drive the valve body. This means that the same actuator (Do) with a smaller output will suffice compared to the one with the same output.

なお、図中(E)(E’)は、微小距離無段階駆動式ア
クチュエータ(D)(D’)のゲージング、(26)は
混合湯水が同アクチュエータ(D)(Do)側に浸入す
るのを防止する摺動抵抗の小さいU字状もしくはY字状
パツキン、(27)は湯水混合弁(A)の水側管路(1
)と湯側管路(2)間の漏れを防止するための0リング
で、弁体(6)の自動振動を減衰させるためのフリクシ
ョンダンパーを兼ねている。
In the figure, (E) and (E') indicate the gauging of the micro-distance stepless drive type actuators (D) and (D'), and (26) indicates the gauging of the mixed hot water entering the actuators (D) and (Do) side. The U-shaped or Y-shaped gasket (27) has low sliding resistance to prevent
) and the hot water side pipe (2) to prevent leakage, and also serves as a friction damper to dampen the automatic vibration of the valve body (6).

湯水混合弁(A)に設けた微小距離無段階駆動式アクチ
ュエータ(D)は、同アクチュエータの一形態をなす圧
電アクチュエータであり、第1図及び第2図で示すよう
に、アクチュエータ(D)は、前後壁(a)(b)を具
備する筒状のケーシング(E)内に、同心円的にかつ軸
線に沿って進退自在にプランジャ(9)を取付け、さら
に、プランジャ(9)の外周面上に、同心円的に、4個
の圧電素子(e)(f)(q)(h)からなる圧電素子
組立体を配設することによって構成している。
The minute distance stepless drive type actuator (D) provided in the hot water mixing valve (A) is a piezoelectric actuator which is one form of the same actuator, and as shown in Figs. 1 and 2, the actuator (D) is , a plunger (9) is installed in a cylindrical casing (E) having front and rear walls (a) and (b) so as to be movable back and forth concentrically and along the axis, and further on the outer peripheral surface of the plunger (9). A piezoelectric element assembly consisting of four piezoelectric elements (e), (f), (q), and (h) is disposed concentrically on the piezoelectric element.

また、図示の実施例において、圧電素子(g)(h)は
、ケーシング(E)の中央部に配設されており、前壁(
a)に基端を固定した保持具(H)の先端に固着されて
いる。
Furthermore, in the illustrated embodiment, the piezoelectric elements (g) and (h) are arranged at the center of the casing (E), and the front wall (
It is fixed to the tip of a holder (H) whose base end is fixed to a).

また、(iHj)はその基端を圧電素子(g)(h)に
固着するとともにその先端を前後壁(aHb)に向けて
伸延する片持ち梁状の弾性ブリッジである。
Further, (iHj) is a cantilever-like elastic bridge whose base end is fixed to the piezoelectric elements (g) and (h) and whose tip end extends toward the front and rear walls (aHb).

そして、同弾性ブリッジ(i)(j)の先端は、その外
周面に圧電素子(e)(f)を取付けるとともに、その
内周面に、ブレーキシュー(k)mを固着している。
The ends of the elastic bridges (i) and (j) have piezoelectric elements (e) and (f) attached to their outer peripheral surfaces, and brake shoes (k) and m are fixed to their inner peripheral surfaces.

そして、この圧電素子(e) (f)(a)(h)のう
ち圧電素子(e)(f)は、電源をオンした際に、圧電
素子(g)(h)はオフした際に縮むように構成されて
いる。
Of these piezoelectric elements (e), (f), (a), and (h), piezoelectric elements (e) (f) contract when the power is turned on, and piezoelectric elements (g) and (h) contract when the power is turned off. It is configured to

即ち、圧電素子(13)(f)↓よ、通電状態では縮ん
で、その内径を縮径してプランジャ(9)をクランプす
るとともに、通電していない状態では伸びて内径を拡径
してプランジャ(9)を解除する。一方、圧電素子(g
)(h)は、通電していない状態ではグランジャ(9)
上を軸線方向に縮んだ状態にあり、通電状態では、プラ
ンジャ(9)上を伸び、その軸線方向′の全長を長くす
ることになる。
That is, when the piezoelectric element (13) (f)↓ is energized, it contracts and reduces its inner diameter to clamp the plunger (9), and when it is not energized, it expands and expands its inner diameter to clamp the plunger (9). (9) is canceled. On the other hand, the piezoelectric element (g
)(h) is a granger (9) when not energized.
The upper part is in a contracted state in the axial direction, and when energized, it extends over the plunger (9), increasing its total length in the axial direction'.

そして、プランジャ(9)は、かかる4つの圧電素子(
e)(f)(g)(h)を後述する制御装置(C)によ
って制御することにより、軸線方向に移動することがで
きる。
Then, the plunger (9) connects these four piezoelectric elements (
By controlling e)(f)(g)(h) by a control device (C) described later, it is possible to move in the axial direction.

圧電素子(e)(f)(a)(h)は、第1図及び第2
図は示すように多数の圧電素子片をプランジャ(9)の
軸線方向に積層して形成した円筒状の素子で、円筒の両
端に電極が設けられており、この両端に電圧を印加する
ことにより、作動するように構成されている。
Piezoelectric elements (e), (f), (a), and (h) are shown in FIGS. 1 and 2.
As shown in the figure, it is a cylindrical element formed by laminating a large number of piezoelectric element pieces in the axial direction of the plunger (9). Electrodes are provided at both ends of the cylinder, and by applying a voltage to both ends, , configured to operate.

なお、圧電素子片は、例えば、圧電セラミックスを用い
ることができ、かかる圧電セラミックスとしては、AB
O3ペロブスカイト形の結晶構造をもつ強誘電材料であ
ってPZT[Pb(Zr。
Note that the piezoelectric element piece can be made of, for example, piezoelectric ceramics, and examples of such piezoelectric ceramics include AB
PZT[Pb(Zr.

Ti ) 03 ]系、やPLZT [Pb (Zr、
Ti )Oa ] 、PT (PbTiO3)系、ある
いはpzTを基にした3成分系のものを用いることがで
きる。
Ti ) 03 ] system, and PLZT [Pb (Zr,
A three-component system based on Ti ) Oa ], PT (PbTiO3), or pzT can be used.

また、圧電素子(e)(f)(g)(h)は、第3図に
示すように、多数の薄肉リング状の圧電素子片をプラン
ジャ(9)の軸芯廻りにラジアル方向に積層して形成す
ることもできる。この場合、電圧の印加方向を90度変
えることになる。
In addition, the piezoelectric elements (e), (f), (g), and (h) are made by laminating a large number of thin ring-shaped piezoelectric element pieces in the radial direction around the axis of the plunger (9), as shown in Fig. 3. It can also be formed by In this case, the direction of voltage application is changed by 90 degrees.

なお、上記構成において、圧電素子(e)(f)(g)
(h)は円形断面のみでなく、例えば、矩形断面等とす
ることもでき、また、第4図及び第5図に示す如く、分
割片から形成することもできる。
Note that in the above configuration, piezoelectric elements (e) (f) (g)
(h) can have not only a circular cross section but also a rectangular cross section, for example, and can also be formed from divided pieces as shown in FIGS. 4 and 5.

また、プランジャ(9)は、ブレーキシュー(k)(1
)によって多数回クランプされるものであるため、線膨
張係数が小さく、硬度、強度、耐クリープ性及び耐鷹耗
性が大きく、さらに、加工精度が高いものが望ましく、
例えば、セラミック素材としたものが考えられる。
Further, the plunger (9) is connected to the brake shoe (k) (1
), it is desirable that the coefficient of linear expansion is small, the hardness, strength, creep resistance and wear resistance are high, and the processing accuracy is high.
For example, a ceramic material may be considered.

また、第6図に、上記圧電アクチュエータ(0)を制御
するための制御装置(C)の構成を示している。
Further, FIG. 6 shows the configuration of a control device (C) for controlling the piezoelectric actuator (0).

図示するように、制御装置(C)は、マイクロプロセッ
サ(r)と、入出力インターフェース(S)(t)と、
湯水混合弁(A)と自動切替弁(B)の制御プログラム
を記憶したメモリ(U)とから構成され、入力インター
フェース(S)には、混合湯水の温度設定器(50)、
温度センサ(7)、分岐管路開銀(51)(52)、両
分岐管路閉釦(53)が接続し、出力インターフェース
(1)には、湯水混合弁(A)と自動切替弁(B)の微
小圧H無段階駆動式アクチュエータ(D)(Do)とが
接続しており、上記プログラムに従って、混合湯水の温
度調整には湯水混合弁(^)のアクチュエータ(D)を
、混合湯水の流出方向の切替及び流動調整には自動切替
弁(B)のアクチュエータ(0°)を作動させるように
している。
As illustrated, the control device (C) includes a microprocessor (r), an input/output interface (S) (t),
It consists of a memory (U) that stores control programs for the hot water mixing valve (A) and the automatic switching valve (B), and the input interface (S) includes a mixed hot water temperature setting device (50),
A temperature sensor (7), a branch pipe opening silver (51) (52), and both branch pipe closing buttons (53) are connected, and an output interface (1) is connected to a hot water mixing valve (A) and an automatic switching valve (B). ) is connected to the micro-pressure H stepless drive actuator (D) (Do) of The actuator (0°) of the automatic switching valve (B) is operated to switch the outflow direction and adjust the flow.

ついで、アクチュエータ(D)(D’)のプランジャ(
9)(30)の移動について、第7図〜第9図を参照し
て説明する。
Next, the plungers (
9) The movement of (30) will be explained with reference to FIGS. 7 to 9.

第6図に示す温度センサ(7)の検出値と温度設定器に
よる設定温度との間に差異を生じたとき、又は、分岐管
路開銀(51)(52)のいずれかが押されたとき、制
御装置(C)がメモリ(U)から読み出した駆動順序プ
ログラムに従って、駆動パルスを発生し、第7図に示す
ように、圧電素子(e)に電圧を印加して同圧電素子(
e)の内径を縮径することにより、プランジャ(9)を
クランプさせるとともに、圧電素子(f)の電圧の印加
を解除して同圧電素子(f)の内径を拡径することによ
り、プランジャ(9)のクランプを解除する。
When a difference occurs between the detected value of the temperature sensor (7) shown in Fig. 6 and the temperature set by the temperature setting device, or when either the branch pipe opening silver (51) or (52) is pressed. , the control device (C) generates drive pulses according to the drive order program read out from the memory (U), and applies voltage to the piezoelectric element (e) as shown in FIG.
By reducing the inner diameter of the piezoelectric element (e), the plunger (9) is clamped, and by releasing the voltage application to the piezoelectric element (f) and expanding the inner diameter of the piezoelectric element (f), the plunger (9) is clamped. 9) Release the clamp.

次に、第8図に示すように、圧電素子((1)(h)に
電圧を印加して伸ばすと、圧電素子(a)(h)が矢印
方向に移動し、これにともなって圧電素子(13)がク
ランプするプランジャ(9)も矢印方向に移動する。
Next, as shown in Fig. 8, when a voltage is applied to the piezoelectric elements (1) and (h) to extend them, the piezoelectric elements (a) and (h) move in the direction of the arrow, and as a result, the piezoelectric elements The plunger (9) clamped by (13) also moves in the direction of the arrow.

その後、第9図に示すように、圧電素子(e)の印加電
圧を解除して同圧電素子(e)の内径を拡径することに
より、プランジャ(9)のクランプを解除し、圧電素子
(f)に電圧を印加して同圧電素子(f)の内径を縮径
することによりプランジャ(9)をクランプすると共に
、圧電素子(g)(h)の印加電圧を解除すると、圧電
素子(g)(h)は矢印方向に縮み、プランジャ(9)
はさらに矢印方向に移動する。
Thereafter, as shown in FIG. 9, by releasing the applied voltage to the piezoelectric element (e) and expanding the inner diameter of the piezoelectric element (e), the clamp of the plunger (9) is released and the piezoelectric element ( The plunger (9) is clamped by applying a voltage to the piezoelectric element (f) to reduce the inner diameter of the same piezoelectric element (f), and when the applied voltage to the piezoelectric elements (g) and (h) is released, the piezoelectric element (g) ) (h) contracts in the direction of the arrow, and the plunger (9)
moves further in the direction of the arrow.

その後、上記動作を繰り返すことにより、プランジャ(
9)を、μmオーダ或いはサブμmオーダのストローク
で尺とり型状に移動することができ、各種装置や機械等
を精密に動作させることができる。
After that, by repeating the above operation, the plunger (
9) can be moved in a scale shape with a stroke on the μm order or sub-μm order, and various devices, machines, etc. can be operated precisely.

自動切替弁(8)に設けた微小距離無段階駆動式アクチ
ュエータ(Do)は、前記の湯水混合弁(A)の同アク
チュエータ(0)とプランジャ部分が異なるだけで他は
全く同一の構成であり、自動切替弁(B)のプランジャ
(30)は、略円筒形状に形成され、内部の両端にそれ
ぞれパイロット弁体(25)(25)の基端拡径部(2
5a)(25a)を収納し、各基端拡径部(25a)(
25a)の間に拡張方向の付勢力を有するコイルスプリ
ング(31)を介装して各パイロット弁体(25025
)を前記のパイロット弁座(23)(23)方向に付勢
して、上記アクチュエータ(Do)に通電していないと
き、各弁座(23)(23)を両方とも閉鎖させている
The minute distance stepless drive type actuator (Do) provided in the automatic switching valve (8) has the same structure as the same actuator (0) of the hot water mixing valve (A), except for the plunger part. , the plunger (30) of the automatic switching valve (B) is formed into a substantially cylindrical shape, and has a proximal enlarged diameter portion (2) of the pilot valve body (25) (25) at both internal ends.
5a) (25a), and each proximal enlarged diameter part (25a) (
A coil spring (31) having a biasing force in the expansion direction is interposed between each pilot valve body (25025).
) is biased toward the pilot valve seats (23) (23) to close both the valve seats (23) (23) when the actuator (Do) is not energized.

またプランジャ(30)の両端部内周面に係止用内側フ
ランジ(32)(32)を設けて、各パイロット弁体(
25)(25)の基端拡径部(25a)(25a)から
外側方向に延出したプランジャ(30)よりも小径とし
たバルブステムを挿通させており、プランジャ(30)
を左右いずれか一方向に作動させたとき、この作動方向
のパイロット弁座(23)は閉じたままで、作動方向と
反対側のパイロット弁座(23)は、上記係止用内側フ
ランジ(32)と基端拡径部(25a)との当接により
、パイロット弁体(25)が同弁座(23)から離隔し
て、弁体(13)を開かせることができる。
In addition, locking inner flanges (32) (32) are provided on the inner peripheral surface of both ends of the plunger (30), and each pilot valve body (
25) A valve stem having a diameter smaller than that of the plunger (30) extending outward from the proximal enlarged diameter portion (25a) (25a) of (25) is inserted through the plunger (30).
When the is operated in one direction, left or right, the pilot valve seat (23) in this operating direction remains closed, and the pilot valve seat (23) on the opposite side to the operating direction is closed by the locking inner flange (32). The pilot valve body (25) is separated from the valve seat (23) due to the contact between the base end enlarged diameter portion (25a) and the valve body (13) can be opened.

この弁体(13)の作動は、前述したように圧力室(2
2)の圧力によってダイヤフラム(18)を作動させて
行われるのであるが、パイロット弁体(25)(25)
を、全開と全閉の中間に位置させた場合、ダイヤプラム
(18)に設けたパイロット弁座(23)が同弁体(2
5)に近接(離隔)すると、同弁座(23)の開度が小
(大)となって抵抗が増加(減少)するために、オリフ
ィス(21)から流入する混合湯水により圧力室(22
)の圧力が高(低)くなり、ダイヤプラム(18)への
押圧力が大(小)となり、パイロット弁体(25)と同
弁座(23)とを離隔(近接)させるように作動する。
The operation of this valve body (13) is as described above.
This is done by operating the diaphragm (18) using the pressure in step 2), and the pilot valve body (25) (25)
When the pilot valve seat (23) provided on the diaphragm (18) is positioned between fully open and fully closed, the pilot valve seat (23) provided on the diaphragm (18)
5), the opening degree of the valve seat (23) becomes small (large) and the resistance increases (decreases).
) becomes high (low), the pressing force on the diaphragm (18) becomes high (low), and the pilot valve body (25) and the valve seat (23) are moved apart (close to each other). do.

つまり、弁体(13)の開閉作動、すなわちダイヤフラ
ム(18)に設けたパイロット弁座(23)の開閉作動
の因果関係中に、微小距離無段階駆動式アクチュエータ
(Do)と連動したパイロット弁体(25)の位置と関
係した圧力室(22)中の圧力変動を介して流体的なネ
ガチブフィードバックルーブが形成されることになり、
ダイヤフラム(18)は、オリフィス(21)から圧力
室(22)に流入する流体の量と、パイロット弁座(2
3)から圧力室(22)外に流出する流体の量が等しく
なる位置で釣合い、その位置を保持することになる。
In other words, during the opening/closing operation of the valve body (13), that is, the opening/closing operation of the pilot valve seat (23) provided on the diaphragm (18), the pilot valve body is linked to the infinitesimal distance stepless drive type actuator (Do). A fluidic negative feedback loop will be formed through pressure fluctuations in the pressure chamber (22) in relation to the position of (25);
The diaphragm (18) controls the amount of fluid flowing into the pressure chamber (22) from the orifice (21) and the pilot valve seat (2).
3) The amount of fluid flowing out of the pressure chamber (22) is balanced at the position where it is equal, and that position is maintained.

上記のパイロット弁体(25)の位置は、微小距離無段
階駆動式アクチュエータ(Do)で、弁体(13)の全
開と全開位置の中間の任意の位置に設定することができ
、同設定位置を目標として、ダイヤプラム(18)の位
置すなわち弁体(13)の開度を決定することができる
ことから、上記アクチュエータ(0°)を制御して弁体
(13)に流量調整を行わせることが可能である。
The position of the pilot valve body (25) mentioned above can be set to any position between the fully open position and the fully open position of the valve body (13) using a minute distance stepless drive type actuator (Do). Since the position of the diaphragm (18), that is, the opening degree of the valve body (13) can be determined with the goal of is possible.

従って、管路(10)に流量センサ(100)を設けて
、同センサ(100)の出力を制御装置(C)に入力し
て、混合湯水の吐出量を自動制御することができる。
Therefore, by providing a flow rate sensor (100) in the conduit (10) and inputting the output of the sensor (100) to the control device (C), the discharge amount of mixed hot water can be automatically controlled.

また、上記作動に際し、パイロット弁体(25)はダイ
ヤフラム(18)の目標位置を設定するだけであるので
同弁体(25)の作動に要する上記アクチュエータ(D
o)の出力が極めて小さくてすむ。
Further, during the above operation, the pilot valve body (25) only sets the target position of the diaphragm (18), so the actuator (D) required for the operation of the pilot valve body (25) is
The output of o) can be extremely small.

また、本実施例において、プランジャ(9)(30)は
、その先端に縮径先端部が形成又は連設されており、同
先端部(q)、パイロット弁体(25)(25)の端面
面積(受圧面積)を、プランジャ(9)(30)の断面
積より著しく小さいものとしている。
In addition, in this embodiment, the plungers (9) (30) have diameter-reduced tip portions formed or connected to their tips, and the tip portions (q) and the end faces of the pilot valve bodies (25) (25) The area (pressure receiving area) is made significantly smaller than the cross-sectional area of the plungers (9) and (30).

従って、後述するように弁iに用いた場合、受圧面積を
著しく小さくできるので、プランジャ(9) (30)
が受けるスラスト力を最小にして、プランジャ(9)(
30)の駆動へのスラスト力の影響を最小にすることが
でき、プランジャ(9)(30)の正確な駆動が可能と
なる。
Therefore, when used in valve i as described later, the pressure receiving area can be significantly reduced, so plunger (9) (30)
The plunger (9) (
The influence of the thrust force on the drive of the plungers (9) and (30) can be minimized, and the plungers (9) and (30) can be driven accurately.

また、プランジャ(9)(30)の段部を、プランジャ
(9)(30)が一定距離前方向に移動した状B(例え
ば、全開位置或いはそれより僅かに進んだ位置)で後壁
等の後面と当接するようにしておけば、プランジャ(9
)(30)のそれ以上の前進を規制でき、過度の前進に
起因する開閉弁のダイヤフラム等の損傷を確実に防止す
ることができる。
In addition, the stepped portions of the plungers (9) and (30) are placed in a position B in which the plungers (9) and (30) have moved a certain distance forward (e.g., at the fully open position or a position slightly further advanced than that), and If you keep it in contact with the rear surface, the plunger (9
) (30) can be restricted from further advancement, and damage to the diaphragm, etc. of the on-off valve caused by excessive advancement can be reliably prevented.

また、プランジャ(9)(30)の作動量が同アクチュ
エータ(D)(Do)に印加された駆動パルス数に比例
することから、オーブンエンドの制御回路で事足り、同
装置(C)の構造を簡単にすることができる。
In addition, since the actuation amount of the plungers (9) and (30) is proportional to the number of drive pulses applied to the actuators (D) and (Do), the oven end control circuit is sufficient, and the structure of the device (C) can be changed. It can be done easily.

上記のように自動切替弁(B)の弁体(13)(13)
の一部をなすパイロット弁体(25)(25)を微小距
離無段階駆動式アクチュエータ(0゛)により連接駆動
させたことにより、混合湯水の吐出方向の切替えばかり
でなく、吐出混合湯水の流量調整をも行うことができる
ようになり、また、弁体(13)の開閉動作を緩速にし
てウォーターハンマー及び異音発生を防止すると共に、
同舟(B)の切替えに要する制御出力を小さくして、制
御装置(C)を小容量・小形化することができ、また、
停電等により制御装置(C)が制t&lI機能を失った
際は、プランジャ(30)がフリーとなり、両方の分岐
管路(11)(12)を閉鎖して混合湯水の吐出を自動
的に停止させることができる。
Valve body (13) (13) of automatic switching valve (B) as above
By driving the pilot valve bodies (25) (25), which form part of the In addition, the opening and closing operation of the valve body (13) is slowed down to prevent water hammer and abnormal noise.
By reducing the control output required for switching the same boat (B), the control device (C) can be made smaller and smaller, and
When the control device (C) loses its control function due to a power outage, etc., the plunger (30) becomes free, closes both branch pipes (11) and (12), and automatically stops the discharge of mixed hot water. can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による自動切替弁を具備した湯水混合
装置の全体構成図。 第2図〜第5図は、圧電素子の側面図。 第6図は、制御装置の構成を示すブロック図。 第7図〜第9図は、微小距離無段階駆動式アクチュエー
タの作動説明図。 (11)(12) :吐出側の管路 (B):自動切替弁 (D’):微小距離無段階駆動式アクチュエータ(13
) :弁体 (30) ニブランジャ (31):スプリング
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hot water mixing device equipped with an automatic switching valve according to the present invention. 2 to 5 are side views of the piezoelectric element. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the control device. FIG. 7 to FIG. 9 are explanatory diagrams of the operation of the minute distance stepless drive type actuator. (11) (12): Discharge side pipe (B): Automatic switching valve (D'): Micro distance stepless drive type actuator (13
): Valve body (30) Nib plunger (31): Spring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)管路の分岐点に介在して、電気的に駆動される弁体
によって吐出流路の切替を行うようにした自動切替弁(
B)において、吐出側の2管路(11)(12)にそれ
ぞれ弁体(13)(13)を設け、両弁体(13)(1
3)の間にスプリング(31)を介設し、同スプリング
(31)の付勢により、各弁体(13)(13)を閉弁
させると共に、プランジャ(30)を各弁体(13)(
13)に係脱自在に連結し、同プランジャ(30)は各
弁体(13)(13)を上記付勢に抗して開弁すべく構
成するとともに、同プランジャ(30)を微小距離無段
階駆動式アクチュエータ(D′)により駆動してなる自
動切替弁。
1) An automatic switching valve that is located at a branch point of a pipe line and switches the discharge flow path using an electrically driven valve body.
In B), valve bodies (13) (13) are provided in the two discharge side pipes (11) (12), respectively, and both valve bodies (13) (1
A spring (31) is interposed between 3), and the bias of the spring (31) causes each valve body (13) to close, and also causes the plunger (30) to close each valve body (13). (
13), and the plunger (30) is configured to open the valve bodies (13) against the above-mentioned bias, and the plunger (30) is connected to An automatic switching valve driven by a stepwise drive actuator (D').
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS603723A (en) * 1983-06-22 1985-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mixing device of hot water and cold water

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS603723A (en) * 1983-06-22 1985-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mixing device of hot water and cold water

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