JPH01203775A - Hot/cold water mixing device - Google Patents

Hot/cold water mixing device

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JPH01203775A
JPH01203775A JP2828188A JP2828188A JPH01203775A JP H01203775 A JPH01203775 A JP H01203775A JP 2828188 A JP2828188 A JP 2828188A JP 2828188 A JP2828188 A JP 2828188A JP H01203775 A JPH01203775 A JP H01203775A
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JP
Japan
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valve
hot water
valve body
water mixing
cold water
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Application number
JP2828188A
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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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Abstract

PURPOSE:To prevent the sharp variation of flow rate by driving the valve body of a hot/cold water mixing valve and the valve body of an automatic selector valve by each continuous drive type actuator for minute distance. CONSTITUTION:In a hot/cold water mixing valve A, the temperature of the mixed hot/cold water is detected by a temperature sensor 7 installed in a hot/ cold water conduit 3, and the temperature of the mixed hot/cold water which is discharged from the hot/cold water conduit 3 is kept at a previously set temperature by controlling the operation of a continuous drive type actuator D for minute distance which is connected with a valve body 6. An automatic selector valve B is installed at the downstream of the hot/cold water mixing valve A, and the valve B is constituted of each valve body 13 interposed in branched conduits 11 and 12 and a continuous drive type actuator D' for minute distance which operates each valve body.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、湯水混合装置に関するものである。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application fields The present invention relates to a hot water mixing device.

(ロ) 従来の技術 従来、湯水混合弁の下流側に自動切替弁を連通連結して
、湯水混合弁からの混合湯水の吐出先を例えばシャワー
とカランなどの2方向に切替えることができるようにし
た湯水混合装置があり、この自動切替弁の弁体の作動制
御はソレノイドによる2値制御で行われている。
(b) Conventional technology In the past, an automatic switching valve was connected downstream of the hot water mixing valve so that the destination of mixed hot water from the hot water mixing valve could be switched between two directions, such as shower and flush. There is a hot water mixing device, and the operation of the valve body of this automatic switching valve is controlled by binary control using a solenoid.

(ハ) 発明が解決しようとする問題点ところが、ソレ
ノイドによる湯水混合弁の弁体の作動制御では、2値制
御か、せいぜい数段階しか行うことができず、そのため
混合湯水の温度調整がラフになるか、又は温度調整に遅
れが生ずるという欠点があり、また自動切替弁の弁体作
動にソレノイドを用いたものでは、吐出先の切替だけが
可能で、流量調整を行うことができず、弁体の開閉が急
激に行われるため、吐出先の流出量が相異なる場合湯水
混合弁の流量が急激に変動し、そのなめに湯水混合比が
変動し、これを調整する必要が生ずるが、上記切替が急
激に行われるため、温度調整動作が間に合わず、吐出水
の温度が変動するという欠点があった。
(c) Problems to be Solved by the Invention However, when controlling the operation of the valve body of the hot water mixing valve using a solenoid, it is possible to perform binary control or only a few steps at most, and as a result, the temperature of the mixed hot water cannot be roughly adjusted. However, automatic switching valves that use a solenoid to operate the valve body can only switch the discharge destination and cannot adjust the flow rate. Since the body opens and closes rapidly, the flow rate of the hot water mixing valve will fluctuate rapidly if the outflow volume at the discharge destination is different, and the hot water mixing ratio will fluctuate accordingly, making it necessary to adjust this. Since the switching is performed rapidly, the temperature adjustment operation cannot be carried out in time, resulting in a drawback that the temperature of the discharged water fluctuates.

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明では、弁体の作動により湯水の混合比率を可変と
した湯水混合弁の下流側に、弁体の作動により湯水混合
弁からの混合湯水の吐出先を二方向に切替える自動切替
弁を連通連結した湯水混合装置において、湯水混合弁の
弁体及び自動切替弁の弁体をそれぞれ微小距離無段階駆
動式アクチュエータにより駆動したことを特徴とする湯
水混合装置を提供するものである。
(d) Means for Solving Problems In the present invention, on the downstream side of the hot water mixing valve, the mixing ratio of hot water and water is varied by the operation of the valve body, the mixed hot water is discharged from the hot water mixing valve by the operation of the valve body. A hot water mixing device in which an automatic switching valve that switches in two directions is connected in communication, characterized in that the valve element of the hot water mixing valve and the valve element of the automatic switching valve are each driven by a minute distance stepless drive type actuator. It provides equipment.

なお、ここで、微小距離無段階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、ステ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(@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
回転ねじとの組み合わせ等をいう。
In this case, the micro-distance stepless drive actuator refers to a stacked piezoelectric actuator, a piezoelectric bimorph actuator, a stepping linear motor, a piezoelectric linear motor, an ultrasonic linear motor, a combination of an ultrasonic motor (@rotary type) and a rotating screw, A combination of a stepping motor (rotary type) and a rotating screw.

(ホ) 作用・効果 この発明によれば、湯水混合弁と自動切替弁の弁体を作
動させるのに微小距離無段階駆動式アクチュエータを用
いたことで、湯水混合弁の場合は、弁体の作動を無段階
でしかも精密に行うことができ、従って、混合湯水の温
度調整を精密かつ、迅速に行うことが可能になり、自動
切替弁の場合も、量弁の弁体を開閉位置の中間に位置さ
せることができることから、流量調整が可能となり、ま
た、吐出先の切替に際し、上記アクチュエータの作動速
度を制御して、弁体を適切な速度で作動させることがで
きることから、湯水混合弁の流量の急激な変動を防止し
て、吐出水の温度変動を防止することができる。
(E) Functions and Effects According to this invention, by using a minute distance stepless drive type actuator to operate the valve bodies of the hot water mixing valve and the automatic switching valve, in the case of the hot water mixing valve, the valve body of the hot water mixing valve is The operation can be performed steplessly and precisely, and therefore the temperature of mixed hot water can be adjusted precisely and quickly.Even in the case of automatic switching valves, the valve body of the volume valve can be adjusted between the open and closed positions. Since it can be positioned at It is possible to prevent rapid fluctuations in flow rate and to prevent fluctuations in temperature of discharged water.

(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(八)の下流側に自動切替弁CB
)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 CB located downstream of the hot water mixing valve (8).
), 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(A)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部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 (A) has a water side pipe (1) and a 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°
) is configured to adjust the temperature of the mixed hot water discharged from the hot water pipe (3) by adjusting the opening degree of the hot water pipe,
The temperature of the mixed hot water is detected by the temperature sensor (7) installed in the passage (3), and the temperature is detected by the valve body (6) via the control device (C) shown in FIG.
) is connected to a minute distance stepless partial movement actuator (D
) to maintain the temperature of the mixed hot water discharged from the hot water pipe (3) at a preset temperature.

なお、図中(B)は、弁体(6)の復座用スプリングで
あり、#を等により上記アクチュエータ(D)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 (B) in the figure is a spring for restoring the valve body (6), and when the restraining force of the plunger (9) of the actuator (D) is lost due to # etc., the valve seat 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、量弁(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(13)(13)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 quantity valve (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 (13) (13) respectively interposed in the branch pipe line (11) and the branch pipe line (12), and each valve body (13) (13)
It is composed of one micro-distance stepless drive type actuator (Do) for actuating.

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
るダイヤプラム(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座(16)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 ) by attaching the outer periphery of a diaphragm (18) made of a flexible material in a watertight manner, and by bringing the center part of the diaphragm (18) into contact with the main valve seat (16), the inflow side pipe (19) The communication with the outflow side pipe line (20) is cut off.

また、ダイヤフラムCl8)の流入側の管路C19)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 Cl8) facing the inflow side conduit C19), so that the inflow side conduit (19) and the main valve seat of the diaphragm (18) are connected to each other. The pressure chamber (22) formed on the opposite side to the (16) side is communicated with the pressure chamber (22), and a pilot valve seat (23) and a pilot passage (24) are provided in the center of the diaphragm (18). 22) and the outflow side pipe (20), and a pilot valve body (25) 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Fi (16)から離れて弁体
(13)(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 inflow side pipe (19) causes the diaphragm (18) to separate from the main valve Fi (16) and open the valve body (13) (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
て弁体(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(25025)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 valve bodies (13) (13) will be opened and closed by the pressure in the inlet pipe (19). 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 (25025), and the valve body is directly driven. Compared to this, the same actuator (Do) with a small output is sufficient.

なお、図中(EHE’)は、微小距離無段階駆動式アク
チュエータ(D)(D’)のケーシング、(26)は混
合湯水が同アクチュエータ(D)(DJ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, (EHE') is the casing of the minute distance stepless drive type actuator (D) (D'), and (26) is the slide that prevents mixed hot water from entering the actuator (D) (DJ side). U-shaped or Y-shaped packing with low dynamic resistance, (27) is an O-ring to prevent leakage between the water side pipe (1) and hot water side pipe (2) of the hot water mixing valve (A). ,
It 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(aHb)を具備
する筒状のゲージング(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)(g)(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 mounted concentrically and movably back and forth along the axis within a cylindrical gauging (E) having front and rear walls (aHb). Generally, it is constructed by arranging a piezoelectric element assembly consisting of four piezoelectric elements (e), (f), (g), and (h).

また、図示の実施例において、圧電素子(!;1)(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, piezoelectric elements (!; 1) (h
) is disposed in the center of the casing (E), and is fixed to the tip of a holder (H) whose base end is fixed to the front wall (a).

また、(i)(j)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(a)(b)に向
けて伸延する片持ち梁状の弾性ブリッジである。
In addition, (i) and (j) have their base ends connected to piezoelectric elements (g) and (h).
It is a cantilever-shaped elastic bridge that is fixed to the front and rear walls and extends toward the front and rear walls (a) and (b).

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()t)(+)を固着してい
る。
Piezoelectric elements (e) and (f) are attached to the outer peripheral surfaces of the tips of the elastic bridges (i) and (j), and brake shoes ()t) and (+) are fixed to the inner peripheral surfaces thereof. There is.

そして、この圧電素子(e)(f)(q)(h)のうち
圧電素子(e)(f)は、電源をオンした際に、圧電素
子(!;1)(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), (q), and (h), piezoelectric elements (e), (f), when the power is turned on, and piezoelectric elements (!;1), (h), when the power is turned off. It is configured to shrink to

即ち、圧電素子(eHf)は、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プランジャ(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, the piezoelectric element (eHf) contracts when energized, reduces its inner diameter and clamps the plunger (9), and expands and expands its inner diameter to clamp the plunger (9) when it is not energized. unlock. On the other hand, the piezoelectric element (g) (h
) is in a contracted state in the axial direction on the plunger (9) in the non-energized state, and in the energized state, it extends on the plunger (9) and increases 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
図に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)Oa]系、やPLZT [Pb (Zr、Ti 
)Oa ] 、PT (PbTiOa )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) Oa] system, and PLZT [Pb (Zr, Ti
) Oa ], PT (PbTiOa ) system, or a three-component system based on 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、電圧の印加力向を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 the applied voltage is changed by 90 degrees.

なお、上記構成において、圧電素子(eHfHg)(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, the piezoelectric element (eHfHg) (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牽耗
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 drag 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(D)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 (D).

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(八)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
は)には、湯水混合弁(A)と自動切替弁(B)の微小
距離無段階駆動式アクチュエータ(D)(D’)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(A)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(D′)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 the control program for the hot water mixing valve (8) and the automatic switching valve (B), and the input interface (S) includes a mixed hot water temperature setting device (50),
Temperature sensor (7), branch pipe opening silver (51) (52), both branch pipe closing buttons (53) are connected, and the output interface () is connected to hot water mixing valve (A) and automatic switching valve (B). According to the above program, the actuator (D) of the hot water mixing valve (A) is connected to the minute distance stepless drive type actuator (D) (D') to adjust the temperature of the mixed hot water.
The actuator (D') of the automatic switching valve (B) is operated to switch the outflow direction of the mixed hot water and to adjust the flow.

ついで、アクチュエータ(D)(D’)のプランジャ(
9N30)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 (
9N30) 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(Cl)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 sequence program read from the memory (U), and applies voltage to the piezoelectric element (Cl) as shown in FIG. By reducing the inner diameter of the plunger (9)
The clamp of the plunger (9) is released by clamping the piezoelectric element (f) and expanding the inner diameter of the piezoelectric element (f) by removing the voltage applied to the piezoelectric element (f).

次に、第8図に示すように、圧電素子(a)(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(e)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 (a) and (h) to stretch them, the piezoelectric elements (a) and (h) move in the direction of the arrow, and along with this, the piezoelectric elements ( The plunger (9) clamped by e) 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1;+)(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 f) to reduce the inner diameter of the piezoelectric element (f), and when the applied voltage to the piezoelectric element (1; +) (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
で尺とり生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 linear manner with a stroke on the μm order or sub-μm order, and various devices and machines can be operated precisely.

自動切替弁(B)に設けた微小距離無段階駆動式アクチ
ュエータ(D゛)は、前記の湯水混合弁(八)の同アク
手ユエータ(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
5aH25a)を収納し、各基端拡径部(25a)(2
5a)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(25N25)
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、多弁Ji (23023)を両方とも閉鎖させてい
る。
The minute distance stepless drive type actuator (D゛) installed in the automatic switching valve (B) is the same actuator (0) of the hot water mixing valve (8) as described above, except for the plunger part. The plunger (30) of the automatic switching valve (B) is formed into a substantially cylindrical shape, and the proximal enlarged diameter portion (2) of the pilot valve body (25) (25) is provided at both internal ends.
5aH25a), and each proximal enlarged diameter part (25a) (2
A coil spring (31) having a biasing force in the expansion direction is interposed between each pilot valve body (25N25).
is biased toward the pilot valve seat (23) (23) to close both multiple valves Ji (23023) 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グランジャ(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!(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 granger (30) extending outward from the proximal enlarged diameter portion (25a) (25a) of (25) is inserted through the plunger (30).
When 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 remains closed! (23) is such that the pilot valve body (25) is separated from the valve seat (23) due to the contact between the locking inner flange (32) and the proximal enlarged diameter portion (25a), and the valve body (23) is separated from the valve seat (23). 13) can be opened.

この弁# (13)の作動は、前述したように圧力室(
22)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(
25)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(2
2)の圧力が高(低)くなり、ダイヤフラム(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 # (13) is controlled by the pressure chamber (
This is done by operating the diaphragm (18) by the pressure of the pilot valve body (25) (25).
) is located between fully open and fully closed, the pilot valve seat (23) provided on the diaphragm (18)
When the valve seat (23) approaches (separates from) the valve seat (23), the opening degree of the valve seat (23) becomes small (large) and the resistance increases (decreases).
2) becomes high (low), the pressing force on the diaphragm (18) becomes large (small), and the pilot valve element (25) and the valve seat (23) are operated to be separated from each other (close to each other). do.

つまり、弁#(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プ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 causal relationship between the opening and closing operation of valve # (13), that is, the opening and 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 fluid negative feedback loop will be formed through the 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
開と全閉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、ダイヤフラム(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(Do)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 and fully closed positions 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 position as a target, it is possible to control the actuator (Do) to cause the valve body (13) to adjust the flow rate. It 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3、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!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(
Do)の出力が極めて小さくてすむ。
3. During the above operation, the pilot valve body (25) is at the target position of the diaphragm (18)! The actuator (25) required to operate the valve body (25) is
The output of Do) 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, plungers (9) (30)
has a reduced diameter tip formed or connected to its tip,
The end surface area (pressure receiving area) of the tip portion (q) and the pilot valve body (25) (25) is made significantly smaller than the cross-sectional area of the plunger (9) (30).

従って、後述するように弁等に用いた場合、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 valves, etc., as described later, the pressure receiving area can be significantly reduced, so the plunger (9) (30)
plunger (9) by minimizing the thrust force to which it is subjected.
The influence of the thrust force on the drive of (30) can be minimized, and the plungers (9) and (30) can be driven accurately.

また、1ランジヤ(9)(30)の段部を、グランジャ
(9)(30)が一定距離前方向に移動した状B(例え
ば、全閉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 step part of the first langeer (9) (30) is moved toward the rear wall in a state B in which the lunge (9) (30) has moved a certain distance forward (for example, at a fully closed position or a position slightly advanced from that). If you make contact with the rear surface of 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)(D’)に印加された駆動パルス数に比例
することから、オープ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 driving pulses applied to the actuators (D) and (D'), an open-end control circuit is sufficient, and the structure of the device (C) is can be easily done.

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)を微小圧
ra無段階駆動式アクチュエータ(Do)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、量弁(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)が制御機能を失った
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 made slow to prevent water hammer and abnormal noise, and the control output required for switching the volume valve (B) can be adjusted. It is possible to reduce the capacity and size of the control device (C) by reducing the size of the control device (C).
In addition, when the control device (C) loses its control function due to a power outage, etc., the plunger (30) becomes free and both branch pipes (11) and (12) are closed and the mixed hot water is automatically discharged. It can be stopped.

【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。 (八):湯水混合弁    (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 第3図   第2図 第5図   第4図
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. (8): Hot water mixing valve (B): Automatic switching valve (D'
) : Micro distance stepless drive type actuator (13)
: Valve body Fig. 3 Fig. 2 Fig. 5 Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)弁体(6)の作動により湯水の混合比率を可変とし
た湯水混合弁(A)の下流側に、弁体(13)(13)
の作動により湯水混合弁(A)からの混合湯水の吐出先
を二方向に切替える自動切替弁(B)を連通連結した湯
水混合装置において、湯水混合弁(A)の弁体(6)及
び自動切替弁(B)の弁体(13)(13)をそれぞれ
微小距離無段階駆動式アクチュエータ(D)(D′)に
より駆動したことを特徴とする湯水混合装置。
1) Valve bodies (13) (13) are installed on the downstream side of the hot water mixing valve (A), which changes the mixing ratio of hot water and water by the operation of the valve body (6).
In a hot water mixing device that is connected in communication with an automatic switching valve (B) that switches the discharge destination of mixed hot water from a hot water mixing valve (A) in two directions by the operation of the hot water mixing valve (A), the valve body (6) of the hot water mixing valve (A) and the automatic A hot water mixing device characterized in that the valve bodies (13) (13) of the switching valve (B) are respectively driven by minute distance stepless drive type actuators (D) (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
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