JPH01229185A - Hot water and water mixing device - Google Patents

Hot water and water mixing device

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JPH01229185A
JPH01229185A JP5220288A JP5220288A JPH01229185A JP H01229185 A JPH01229185 A JP H01229185A JP 5220288 A JP5220288 A JP 5220288A JP 5220288 A JP5220288 A JP 5220288A JP H01229185 A JPH01229185 A JP H01229185A
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hot water
circuit
control
plunger
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Osamu Tsutsui
修 筒井
Kinya Arita
欽也 有田
Takayuki Kono
隆行 河野
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide only one driving power supply and to simplify the structure of a control device by connecting one control circuit and one driving circuit to plural actuators through a switch circuit to drive plural actuators. CONSTITUTION:When input is provided to a control circuit C-1 through an input interface S, the control circuit C-1 selects an actuator to be controlled and driven according to a control program read out from a memory (u) to be output to a switch circuit C-3. The control circuit calculates control input to be output to a driving circuit C-2. On receiving output from the control circuit C-1, the driving circuit C-2 outputs electric power enough to drive the actuator to the switch circuit C-3. The switch circuit C-3 outputs power to the actuator selected by the control circuit C-1.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は、湯水混合装置の制御装置に関する。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application fields The present invention relates to a control device for a hot water mixing device.

(ロ) 従来の技術 従来、湯側及び水側流量調整弁、又は湯水混合弁と切換
弁などの複数個の弁を有し、これらの弁に配設したアク
チュエータを制御するようにした湯水混合装置の制御装
置では、各アクチュエータにそれぞれ個別の制御回路と
駆動回路を配設するか、又は、共通の制御回路に各アク
チュエータに個別に配設した駆動回路を接続するなど、
いずれにしても、各アクチュエータごとに駆動回路を配
設していた。
(b) Conventional technology Conventionally, a hot water mixing system has a plurality of valves such as a hot water side and a water side flow rate adjustment valve, or a hot water mixing valve and a switching valve, and controls actuators installed in these valves. In the control device of the device, each actuator is provided with an individual control circuit and a drive circuit, or each actuator is individually provided with a drive circuit that is connected to a common control circuit.
In any case, a drive circuit was provided for each actuator.

(ハ) 発明が解決しようとする問題点かかる構成の制
御装置を備えた湯水混合装置では、アクチュエータごと
に少なくとも一個の駆動回路を要して構造か複雑となり
、また、各アクチュエータが同時に作動する可能性があ
るなめ、電源をアクチュエータの数に対応した大容量の
ものとする必要かあり、制御装置が大型化すると共に、
コストがかさむという欠点があった。
(c) Problems to be Solved by the Invention In a hot water mixing device equipped with a control device having such a configuration, at least one drive circuit is required for each actuator, resulting in a complicated structure, and each actuator may operate simultaneously. Because of this, it is necessary to use a power supply with a large capacity that corresponds to the number of actuators, which increases the size of the control device and
The disadvantage was that it was expensive.

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明では、電気的に駆動されるアクチュエータと連結
された弁を複数個有する湯水混合装置において、各弁に
配設された複数個のアクチュエータを、一個の制御回路
と、同制御回路の制御下にある駆動回路に対応させ、同
駆動回路と各アクチュエータとを切換回路を介して接続
し、同切換回路の切換動作を制御回路で制御すべく構成
しな制#装置を備えた湯水混合装置を提供するものであ
る。
(d) Means for Solving the Problems In the present invention, in a hot water mixing device having a plurality of valves connected to electrically driven actuators, the plurality of actuators disposed on each valve are replaced by one actuator. and a drive circuit under the control of the control circuit, the drive circuit and each actuator are connected via a switching circuit, and the switching operation of the switching circuit is controlled by the control circuit. The present invention provides a hot water mixing device equipped with a control device.

(ホ) 作用・効果 上記の構成により、本発明では、次の作用効果を有する
(E) Functions and Effects With the above configuration, the present invention has the following functions and effects.

制御回路と駆動回路か各一個あればよいので構造か簡単
となり、部品数も少なくてすむ。
Since only one control circuit and one drive circuit are required, the structure is simple and the number of parts can be reduced.

また、−時に一個のアクチュエータだけを駆動ずれはよ
いので、電源も一個のアクチュエータを駆動するに足り
るものであればよく、制御装置全体を小型化し、コスト
ダウンをはかることができる。
In addition, since only one actuator is driven out of position at the time of operation, the power source only needs to be sufficient to drive one actuator, and the entire control device can be miniaturized and costs can be reduced.

(へ) 実施例 本発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、第1図は
、本発明の湯水混合用の自動開閉弁に用いられる微小距
離無段階駆動式アクチュエータの一形態としての圧電ア
クチュエータtA)(A’)の断面図を示すものである
(F) Example An example of the present invention will be described in detail based on the drawings. Fig. 1 shows a piezoelectric actuator as one form of a minute distance stepless drive type actuator used in the automatic opening/closing valve for mixing hot water and water of the present invention. tA) (A') shows a cross-sectional view.

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、超音波モータ(回転式)と回転ねじの組み合わせ、
ステラピンクモータ(回転式)と回転ねじの組み合わせ
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, a combination of an ultrasonic motor (rotary type) and a rotating screw,
A combination of a Stella Pink motor (rotary type) and a rotating screw.

同アクチュエータ(A)(八゛)は、前後壁(1)(2
)を具備する筒状のアクチュエータケーシング(3)内
に同心円的にかつ軸線に沿って進退自在に筒状プランジ
ャ(4)を取付けており、同筒状プランジャ(4)は先
端に係合縁(5)を設けて係合縁(5)の中央にプラン
ジャヘッド(6)が挿通する孔(ア)を形成しており、
筒状のプランジャ(4)中にはプランジャヘッド(6)
を先端突出状に収納している。
The actuator (A) (8゛) is located on the front and rear walls (1) (2).
) A cylindrical plunger (4) is installed concentrically in a cylindrical actuator casing (3) that can move forward and backward along the axis, and the cylindrical plunger (4) has an engaging edge ( 5) to form a hole (A) in the center of the engagement edge (5) through which the plunger head (6) is inserted;
There is a plunger head (6) inside the cylindrical plunger (4).
is housed in a protruding tip.

すなわち、プランジャヘッド(6)は基端を先端より大
径とし、段部を形成した係合部(8)を有しており、同
係合部(8)は、筒状プランジャ(4)中に収納されて
、筒状プランジャ(4)の退去作動にともなって係合縁
(5)と係合自在であり、プランジャヘッド(6)の先
端は孔(7)を通って筒状プランジャ(4)先端より突
出状となっている。
That is, the plunger head (6) has a diameter larger at the base end than at the distal end, and has an engaging part (8) formed with a stepped part, and the engaging part (8) is arranged in the middle of the cylindrical plunger (4). The tip of the plunger head (6) passes through the hole (7) and engages with the engagement edge (5) when the cylindrical plunger (4) is withdrawn. ) It is protruding from the tip.

また、筒状プランジャ(4)中においては係合部(8)
の後端面とアクチュエータケーシング(3)の後壁(2
)との間にスプリング(S)が介設されており、プラン
ジャヘッド(6)は同スプリング(S)にて常時先端進
行方向に付勢されて、係合部(8)を筒状プランジャ(
4)の係合縁(5)に常時当接状態としている。
In addition, in the cylindrical plunger (4), an engaging portion (8) is provided.
The rear end surface and the rear wall (2) of the actuator casing (3)
) A spring (S) is interposed between the plunger head (6) and the plunger head (6), which constantly urges the plunger head (6) in the direction of forward movement of the tip, causing the engaging portion (8) to move towards the cylindrical plunger (
4) is in constant contact with the engaging edge (5).

筒状プランジャ(4)の外周側には、圧電素子が縮径・
拡径自在で、かつ伸長・短縮自在に配設されている。
A piezoelectric element is arranged on the outer circumferential side of the cylindrical plunger (4) to reduce its diameter.
The diameter can be expanded freely, and it is arranged so that it can be expanded and shortened.

すなわち、圧電素子の[c)[d)は筒状プランジャ(
4)の中央部に配設され、アクチュエータケーシング(
3)に基端を固定した断面略し字状の筒状の保持具(9
)によって支持されている。
That is, [c] and [d) of the piezoelectric element are cylindrical plungers (
4) is arranged in the center of the actuator casing (
3) A cylindrical holder (9) with an abbreviated cross-section whose proximal end is fixed to
) is supported by

また、別の圧電素子(a)(b)は、筒状プランジャ(
4)の前後端部に弾性ブリッジ(10)(11)によっ
て支持配設され、同弾性ブリッジf10)(11)は、
基端を圧電素子fc)(d)に固着し、その先端をアク
チュエータケーシング(3)の前後壁(1)(2)に向
けて伸延した片持ち状態に形成されており、同ブリッジ
(10)(11)の内周面には、ブレーキシュー(12
013)を固着している。
Further, another piezoelectric element (a) and (b) is a cylindrical plunger (
4) are supported by elastic bridges (10) and (11) at the front and rear ends, and the elastic bridges f10 and (11) are
The base end is fixed to the piezoelectric element fc) (d), and the tip thereof is formed in a cantilever state extending toward the front and rear walls (1) and (2) of the actuator casing (3), and the bridge (10) (11) has a brake shoe (12) on its inner peripheral surface.
013) is fixed.

かかる圧電素子(a)(bHcHd)は、非通電状態に
すると短縮するように構成されている。
This piezoelectric element (a) (bHcHd) is configured to shorten when in a non-energized state.

即ち、圧電素子(aHb)は、通電状態では伸長して、
外殻固定のために内径は縮径し、筒状プランジャ(4)
を外周よりクランプすると共に、通電していない状態で
は短縮して外殻固定のため内径は拡径して筒状プランジ
ャ(4)のクランプを解除する。
That is, the piezoelectric element (aHb) expands when energized,
The inner diameter is reduced to fix the outer shell, and a cylindrical plunger (4)
The cylindrical plunger (4) is clamped from its outer periphery, shortened in the non-energized state, and its inner diameter expanded to fix the outer shell to release the clamp on the cylindrical plunger (4).

一方、圧電素子(c)(d)は通電している状態では、
= 6− 筒状プランジャ(4)iを軸線方向に伸長した状態にあ
り、通電していない状態では筒状プランジャ(4)上を
短縮し、その軸線方向の全長を短くすることになる。
On the other hand, when the piezoelectric elements (c) and (d) are energized,
= 6- The cylindrical plunger (4) i is in an extended state in the axial direction, and when the current is not applied, the top of the cylindrical plunger (4) is shortened and its total length in the axial direction is shortened.

そして、筒状プランジャ(4)は、かかる4個の圧電素
子(a)(b)(c)(d)を適宜制御することによっ
て、軸線方向に進退作動することになる。
The cylindrical plunger (4) moves forward and backward in the axial direction by appropriately controlling the four piezoelectric elements (a), (b), (c), and (d).

圧電素子(aHb)(c)(d)は、第1図及び第2図
に示すように、多数の圧電素子片を筒状プランジャ(4
)の軸心方向に積層して形成した円筒状の素子で、円筒
の両端に電極か設けられており、この両端に電圧を印加
することにより、縮径・伸長するように構成されている
Piezoelectric elements (aHb) (c) and (d) are manufactured by inserting a large number of piezoelectric element pieces into a cylindrical plunger (4
) is a cylindrical element formed by laminating them in the axial direction. Electrodes are provided at both ends of the cylinder, and it is configured to contract and expand in diameter by applying a voltage to both ends.

なお、圧電素子片の素材は、例えは圧電セラミックスを
用いることかでき、かかる圧電セラミックスとしては、
ABO3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、Ti)03コ系や、PL
ZT [Pb(Zr、Ti)Oa]、PT(PbTiO
a)系、あるいはPZTを基にした3成分系のものを用
いることかできる。
Note that the material of the piezoelectric element piece can be, for example, piezoelectric ceramics, and such piezoelectric ceramics include:
It is a ferroelectric material with an ABO3 perovskite type crystal structure, such as PZT[Pb(Zr,Ti)03 co-based and PL
ZT [Pb(Zr,Ti)Oa], PT(PbTiO
a) system or a three-component system based on PZT can be used.

また、圧電素子(a)(b)(c)(d)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筒状プラ
ンジャ(4)の軸芯廻りに軸線方向に積層して形成する
こともできる。
In addition, the piezoelectric elements (a), (b), (c), and (d) are made by laminating a large number of thin ring-shaped piezoelectric element pieces in the axial direction around the axis of the cylindrical plunger (4), as shown in Fig. 3. It can also be formed by

この場合、電圧の印加方向を90度変えることになる。In this case, the direction of voltage application is changed by 90 degrees.

また、第1図において、(14)はアクチュエータ(A
)の水密性を高めるなめに設けた摺動抵抗の小さいU字
形又はY字形パツキンである。
In addition, in FIG. 1, (14) is an actuator (A
) is a U-shaped or Y-shaped gasket with low sliding resistance installed in the corner to improve watertightness.

また、本実施例において、プランジャは、その先端に縮
径先端部が形成又は連設されており、同先端部の端面面
積(受圧面積)を、プランジャの断面積より著しく小さ
いものとしている。
Furthermore, in this embodiment, the plunger has a diameter-reduced tip formed or connected to the tip, and the end surface area (pressure-receiving area) of the tip is made significantly smaller than the cross-sectional area of the plunger.

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、プランジャか受けるスラスト
力を最小にして、プランジャの駆動へのスラスト力の影
響を最小にすることかでき、プランジャの正確な駆動が
可能となる。
Therefore, when used in a valve, etc., as described later, the pressure receiving area can be significantly reduced, so the thrust force applied to the plunger can be minimized, and the influence of the thrust force on the plunger drive can be minimized. Accurate driving becomes possible.

また、プランジャの段部を、プランジャが一定距離前方
向に移動した状態(例えば、全閉位置或いはそれより代
かに進んだ位置)で後壁等の後面と当接するようにして
おけは、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弁座及びその当接体ま
たは後述する開閉弁のタイヤフラム等の損傷を確実に防
止することかできる。
In addition, if the step part of the plunger is made to come into contact with the rear surface such as the rear wall when the plunger has moved a certain distance forward (for example, at the fully closed position or an advanced position), the plunger (9) Further advancement of (30) can be restricted, and damage to the valve seat and its abutting body or the tire flam of the opening/closing valve described later due to excessive advancement can be reliably prevented.

なお、上記構成において、圧電素子(a)(b)(c)
(d)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図に示すように、分
割片から形成することもできる。
Note that in the above configuration, piezoelectric elements (a), (b), and (c)
(d) 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、筒状プランジャ(4)は、ブレーキシュー(12
)(13)を介して圧電素子(aHb)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摩耗性が大きく、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 cylindrical plunger (4) has a brake shoe (12
)(13), it is clamped many times by a piezoelectric element (aHb), so it has a small linear expansion coefficient, high hardness, strength, creep resistance, and wear resistance, and has high processing accuracy. Desirably, it may be made of a ceramic material, for example.

また、第6図に、上記圧電アクチュエータ(八)を制御
するための制御装置(C)の構成を示している。図示す
るように、制御装置(C)は、マイクロプロセッサ(r
)と、温度設定器(vl)、温度センサ(V2)、流量
設定器(Va)、流量センサ(v4)と接続した入力イ
ンターフェース(S)と、制御プログラムを記憶したメ
モリ(U)と、出力インターフェース(1)と接続した
駆動回路(C−2)とがら構成された制御回路(C−1
)と、駆動回路(C−2)と各アクチュエータ(^)(
^°)との間に介設した切換回路(C−3)で構成され
ている。
Further, FIG. 6 shows the configuration of a control device (C) for controlling the piezoelectric actuator (8). As shown in the figure, the control device (C) includes a microprocessor (r
), an input interface (S) connected to the temperature setting device (vl), temperature sensor (V2), flow rate setting device (Va), and flow rate sensor (v4), a memory (U) that stores the control program, and an output A control circuit (C-1) consisting of a drive circuit (C-2) connected to an interface (1)
), drive circuit (C-2), and each actuator (^)(
It consists of a switching circuit (C-3) interposed between the

駆動回路(C−2)には、出力インターフェース(1)
からの制御ライン(C−4)のほかにアクチュエータ駆
動電源(C−5)からの駆動電源ライン(C−6)か接
続しており、同駆動回路(C−2)からの出力は、切換
回路(C−3)に入力される。
The drive circuit (C-2) has an output interface (1)
In addition to the control line (C-4) from the actuator drive power supply (C-5), the drive power line (C-6) from the actuator drive power supply (C-5) is connected, and the output from the drive circuit (C-2) is switched It is input to the circuit (C-3).

切換回路(C−3)には、制御回路(C−1)からのコ
ントロールライン(C−7)が接続しており、制御回路
(C−1)の制御出力により、駆動回路(C−2)の駆
動出力を受けるアクチュエータを選択するようにしてい
る。
The control line (C-7) from the control circuit (C-1) is connected to the switching circuit (C-3), and the control output of the control circuit (C-1) causes the drive circuit (C-2 ) to select the actuator that receives the drive output.

なお、(C−8)は制御電源を示す。Note that (C-8) indicates a control power source.

次に、上記制御装置FC)による各アクチュエータ  
10 − 夕の作動制御について説明する。
Next, each actuator by the above-mentioned control device FC)
10 - Explain the evening operation control.

入力インターフェース(S)を介して制御回路(C1)
に入力があると、同制御回路(C−1)はメモリ(U)
から読み出した制御プログラムに従って制御駆動すべき
アクチュエータを選出して、切換回路(C−3)に出力
すると共に、そのアクチュエータの操作量を算出して駆
動回路(C−2)に出力する。
Control circuit (C1) via input interface (S)
When there is an input to the control circuit (C-1), the memory (U)
The actuator to be controlled and driven is selected according to the control program read from the control program and outputted to the switching circuit (C-3), and the operation amount of the actuator is calculated and outputted to the drive circuit (C-2).

駆動回路(C−2)は、制御回路(C−1)からの出力
を受けて、アクチュエータを駆動するに充分な電力の駆
動出力を切換回路(C−3)に出力する。
The drive circuit (C-2) receives the output from the control circuit (C-1) and outputs a drive output of sufficient power to drive the actuator to the switching circuit (C-3).

切換回路(C−3)は上記の駆動出力を、制御回路(C
−1)が選出したアクチュエータに向けて出力し、同ア
クチ1エータを作動させる。
The switching circuit (C-3) transfers the above drive output to the control circuit (C-3).
-1) outputs to the selected actuator and activates the same actuator.

かかる一連の制御動作を、各一個の制御回路(C−1)
と駆動回路(C−2)で複数個のアクチュエータに行わ
せるために、メモリ(U)に記憶させた制御プログラム
中に次に述べるルーチンを設定している。
This series of control operations is performed by each control circuit (C-1).
The following routine is set in the control program stored in the memory (U) so that the drive circuit (C-2) can cause a plurality of actuators to perform the following steps.

一時に一個のアクチュエータを作動させる場合は問題な
いか、同時に複数個のアクチュエータを作動させる必要
が生じたときには、 ■予め作動の優先順位を設定しておき、この順序に従っ
て切換回路(C−3)を制御し順次アクチュエータを作
動させる。
Is there any problem when operating one actuator at a time?If it becomes necessary to operate multiple actuators at the same time, ■Set the order of operation priority in advance, and follow this order in the switching circuit (C-3). control and operate the actuators in sequence.

■一定時間ごとに切換回路(C−3)に切換動作を行わ
せ、複数個のアクチュエータを順次作動させる。
(2) The switching circuit (C-3) performs a switching operation at regular intervals to sequentially operate a plurality of actuators.

■アクチュエータ駆動出力をパルス状とし、1パルスご
とに切換回R(C−3)に切換動作を行わせ、複数個の
アクチュエータを順次作動させる。この場合、パルスの
周期を短くすることで、見掛は1複数個のアクチュエー
タを同時に作動させることができる。
(2) The actuator drive output is made into a pulse, and the switching circuit R (C-3) performs a switching operation every pulse to sequentially operate a plurality of actuators. In this case, by shortening the pulse period, it is possible to apparently operate one or more actuators at the same time.

次に、かかる構成を有するアクチュエータ(A)による
筒状プランジャ(4)及びそれに一部挿入付勢されたプ
ランジャヘッド(6)の移動について、第7図〜第9図
を参照して説明する。
Next, the movement of the cylindrical plunger (4) and the plunger head (6) partially inserted and biased into the cylindrical plunger (4) by the actuator (A) having such a configuration will be explained with reference to FIGS. 7 to 9.

駆動回路(C−2)から切換回路(C−3)を介し圧電
素子(a)に電圧が印加されると、第7図に示すように
、圧電素子(a)に電圧を印加、縮径作動せしめて筒状
プランジャ(4)をクランプさせるとともに、圧電素子
(b)の電圧を解除して拡径させて圧電素子(b)によ
る筒状プランジャ(4)のクランプを解除する。
When voltage is applied to the piezoelectric element (a) from the drive circuit (C-2) via the switching circuit (C-3), the voltage is applied to the piezoelectric element (a) as shown in FIG. The piezoelectric element (b) is actuated to clamp the cylindrical plunger (4), and the voltage of the piezoelectric element (b) is released to expand the diameter of the piezoelectric element (b), thereby releasing the clamping of the cylindrical plunger (4) by the piezoelectric element (b).

次に、第8図に示すように、圧電素子(c)(d)に電
圧を印加して伸長せしめると、圧電素子(a)(b)が
矢印方向に移動し、これに伴って圧電素子(a)がクラ
ンプする筒状プランジャ(4)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 (c) and (d) to cause them to expand, the piezoelectric elements (a) and (b) move in the direction of the arrow, and as a result, the piezoelectric elements The cylindrical plunger (4) clamped in (a) also moves in the direction of the arrow.

その後第9図に示すように、圧電素子(a)の印加電圧
を解除して拡径作動せしめると、筒状プランジャ(4)
のクランプを解除すると共に、圧電素子(C)(d)の
印加電圧を解除すると、圧電素子FC)((1)は矢印
方向に短縮し、筒状プランジャ(4)はさらに矢印方向
に移動する。
Thereafter, as shown in FIG. 9, when the applied voltage to the piezoelectric element (a) is released and the diameter is expanded, the cylindrical plunger (4)
When the clamp is released and the voltage applied to the piezoelectric elements (C) and (d) is released, the piezoelectric element FC) ((1) shortens in the direction of the arrow, and the cylindrical plunger (4) further moves in the direction of the arrow. .

その後、上記動作を繰り返すことにより、筒状1ランジ
ヤ(4)をμmオーダ或はサブ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、筒状プランジャ(
4)先端のプランジャヘッド(6)に連結、接続した各
種作動装置を精密に動作させることができることになる
Thereafter, by repeating the above operation, the cylindrical plunger (4) can be moved in a linear manner with a stroke on the μm order or sub-μm order, and the cylindrical plunger (
4) Various actuating devices connected to the plunger head (6) at the tip can be operated precisely.

特に、筒状プランジャ(4)が先端方向に進行すると、
プランジャヘッド(6)は、その分たけスプリング(S
)の付勢によって同時に進行し、係合部(8)か係合縁
(5)に係合するまで進行して止まり、他方筒状プラン
ジャ(4)が後退する場合には、筒状プランジャ(4)
の係合縁(5)に係合した係合部(8)か後退方向に引
張られて、プランジャヘッド(6)の後退作動を行うこ
とになるものであり、停電時等に圧電素子への電圧印加
が全くなくなると、圧電素子(aHb)は、拡径して筒
状プランジャ(4)はフリー状態となり、スプリング(
S)によってプランジャヘッド(6)と共に先端方向に
進行する。
In particular, when the cylindrical plunger (4) advances toward the tip,
The plunger head (6) has a corresponding spring (S).
), the cylindrical plunger (4) advances at the same time until it engages with the engaging portion (8) or the engaging edge (5), and then stops, while the cylindrical plunger (4) retreats. 4)
The engaging portion (8) engaged with the engaging edge (5) of the plunger head (6) is pulled in the backward direction, causing the plunger head (6) to move backward, which prevents damage to the piezoelectric element during power outages, etc. When no voltage is applied, the piezoelectric element (aHb) expands in diameter, the cylindrical plunger (4) becomes free, and the spring (
S) advances in the distal direction together with the plunger head (6).

また、筒状プランジャ(4)を先端方向に進行させるべ
く圧電素子(a) (b)(c)(d)への電圧印加操
作を行う場合において、同プランジャ(4)か先端方向
限度まで進行した時には、プランジャヘッド(6)は、
スプリング(S)の付勢によって同プランジャ(4)と
共に進行するなめ、プランジャヘッド(6)の進行作動
は専らスプリングの付勢力による作動となり、アクチュ
エータの強い作動力を軽減できる。
In addition, when applying voltage to the piezoelectric elements (a), (b), (c), and (d) in order to advance the cylindrical plunger (4) in the distal direction, the plunger (4) advances to the limit in the distal direction. When the plunger head (6)
Since the plunger head (6) moves forward together with the plunger (4) due to the biasing force of the spring (S), the advancing operation of the plunger head (6) is performed exclusively by the biasing force of the spring, and the strong operating force of the actuator can be reduced.

以上のように構成されたアクチュエータ(八)(八゛)
は、第1実施例として第10図に示すように湯水混合用
の自動開閉弁FB)に使用されているものであり、次の
ように構成されている。
Actuator (8) (8゛) configured as above
As a first embodiment, as shown in FIG. 10, this valve is used in an automatic opening/closing valve FB for mixing hot water and water, and is constructed as follows.

ずなわち、筒状の長手ケーシング(D)において、左右
側に、湯調整用アクチュエータ(八)と水調整用アクチ
ュエータ(A゛)を互いに対向する状態で配設し、その
間に、筒状湯水混合部(16)を介投し、同湯水混合部
(1θ)の両端開口部に、タイヤフラム弁からなる湯側
及び水用弁体(17)(18)をそれぞれ圧接離反自在
に配設し、湯水混合部(16)の両端の開口部には、各
弁体(17)(18)を介して入湯流路(19)及び入
水流路(20)をそれぞれ連通し、各弁体(17)(1
8)の背面には、湯調整用アクチュエータ(八)と水調
整用アクチュエータ(八“)のプランジャヘッド(6)
(6)をそれぞれ押圧・離反自在に配設し、しかも湯水
混合部(16)の周壁中央部には、混合湯水流路(21
)を連通遠投している。
That is, in the cylindrical longitudinal casing (D), an actuator for hot water adjustment (8) and an actuator for water adjustment (A') are disposed on the left and right sides so as to face each other, and a cylindrical hot water A mixing part (16) is interposed, and valve bodies (17) and (18) for hot water and water, each consisting of a tire flam valve, are arranged in the openings at both ends of the hot water and water mixing part (1θ) so as to be able to press and separate. , the openings at both ends of the hot water mixing part (16) are communicated with the hot water inlet flow path (19) and the water inlet flow path (20) via the respective valve bodies (17) and (18), respectively. )(1
On the back of 8) are the hot water adjustment actuator (8) and the plunger head (6) of the water adjustment actuator (8").
(6) are arranged so as to be pressable and releasable, and in the center of the peripheral wall of the hot water mixing section (16), a mixing hot water flow path (21
) is a continuous long throw.

(22)は入湯パイプ、(23)は入水パイプであり、
これらの各パイプ(22N23)の先端は、湯水混合部
(16)の両側端部外周に形成した空間(G)(G’)
にそれぞれ連通遠投されており、ダイヤフラム弁よりな
る湯側及び水用弁体(17)[)は、湯水混合部(16
)の両端開口部と、その外周の空間(G)(G’)とに
圧着・離反自在に設けられていることになり、各弁体(
17)(1s)の圧着時には、湯水混合部(16)の両
端開口部と空間(G)(G’)とが共に閉塞されて、入
湯及び入水流路(19N20)と湯水混合部(16)と
の間は完全に遮断されたことになり止水状態となる。
(22) is a hot water pipe, (23) is a water pipe,
The tips of these pipes (22N23) are connected to spaces (G) (G') formed on the outer periphery of both ends of the hot water mixing section (16).
The hot water side and water valve body (17) [) consisting of a diaphragm valve are connected to the hot water mixing part (16
) and the spaces (G) and (G') around its outer periphery so that they can be crimped and separated, and each valve body (
17) At the time of crimping (1s), both the openings at both ends of the hot water mixing part (16) and the spaces (G) (G') are closed, and the hot water and water inlet flow path (19N20) and the hot water mixing part (16) are closed. This means that the water is completely cut off between the two and the water stops.

他方、各弁体(17) (18)の一方又は双方か離反
した時には、入湯及び入水流路(1g)(20)の先端
は、空間(G)(G’)を介して湯水混合部(16)の
両端開口部或は−側端開口部と連通ずることになり、混
合湯水流路(21)に設けられた温度センサ(v2)の
温度検出値と温度設定器(vl)により設定した温度と
が一致するよう、また、混合湯水流路(21)に設けら
れた流量センサ(ν4)の流量検出値と流量設定器(v
3)により設定した流量とか一致するよう、所定の演算
に基づき、制御装置(C)から発せられる信号によりア
クチュエータが作動せられ、湯又は水、或は湯及び水が
湯水混合部(16)中に流入し、所定温度、所定流量の
湯水が混合湯水流路(21)を通って給湯、給水される
ことになる。
On the other hand, when one or both of the valve bodies (17) and (18) separate, the tips of the hot water and water inlet flow paths (1g) (20) connect to the hot water mixing part ( 16), and is set by the temperature detection value of the temperature sensor (v2) provided in the mixed hot water flow path (21) and the temperature setting device (vl). In addition, the flow rate detection value of the flow rate sensor (ν4) provided in the mixed hot water flow path (21) and the flow rate setting device (v
Based on a predetermined calculation, the actuator is actuated by a signal issued from the control device (C) so that the flow rate matches the flow rate set in step 3), and hot water or cold water, or hot water and cold water are poured into the hot water mixing part (16). Hot water at a predetermined temperature and a predetermined flow rate flows through the mixed hot water flow path (21) and is supplied with hot water and water.

また、プランジャヘッド(6)の前後移動範囲を、アク
チュエータ(^)(八′)の圧電素子(a)(bHcH
d)の作用にて微調節することにより、弁体(17)(
ill)の開放度合いを調整して流水量の調整も行える
ものである。
In addition, the range of forward and backward movement of the plunger head (6) is determined by the piezoelectric element (a) (bHcH) of the actuator (^) (8').
By making fine adjustments using the action of d), the valve body (17) (
The amount of water flowing can also be adjusted by adjusting the degree of opening of the tube.

また、第2実施例として第11図て、それぞれ一個のア
クチュエータを有する湯水混合栓(P)と、と同湯水混
合栓(P)の下流側に連通連結した流量調整弁(Q)を
示しており、湯水混合栓(P)の構成について説明する
と、図中(50)は円筒状ブロックをなす上下端開口の
ゲージングであり、同ケーシンク(50)は、その内部
の中央部に縮径のパルプ摺動案内空間(51)を有する
混合湯水流路(52)を形成している。
Further, as a second embodiment, Fig. 11 shows a hot water/cold water mixing faucet (P) each having one actuator, and a flow rate regulating valve (Q) connected in communication with the downstream side of the hot/cold water mixing faucet (P). To explain the structure of the hot water mixing faucet (P), (50) in the figure is the gauging of the upper and lower end openings forming a cylindrical block, and the case sink (50) has a reduced diameter pulp in the center of the inside. A mixed hot water flow path (52) having a sliding guide space (51) is formed.

また、ケーシング(50)の左右両側壁には、それぞれ
両端開口の筒体(52)(53)を突設しており、その
内部に湯側流路(54)と水IPI流路(55)を形成
している。そして、これらの流路(54)(55)の外
側開口端(54a) (55a)は、それぞれ給湯配管
(56)と給水配管(57)と連通している。
In addition, cylindrical bodies (52) and (53) with openings at both ends are protruded from the left and right side walls of the casing (50), and a hot water side flow path (54) and a water IPI flow path (55) are provided inside the cylinder bodies (52) and (53), which are open at both ends. is formed. The outer open ends (54a) and (55a) of these channels (54) and (55) communicate with the hot water supply pipe (56) and the water supply pipe (57), respectively.

一方、湯側流路(54)と水側流路(55)の内側開口
端は、それぞれ、ゲージング(50)の軸線方向に間隔
を開けて配置した湯側開口(54b)と水測開口(55
b)とを介して、混合湯水流路(52)と連通している
On the other hand, the inner opening ends of the hot water side flow path (54) and the water side flow path (55) are respectively a hot water side opening (54b) and a water gauging opening ( 55
b) and communicates with the mixed hot water flow path (52).

また、ゲージング(50)の混合湯水流路(52)には
、筒状の弁体(56)が上下軸線方向に摺動自在に配設
されており、軸線方向に摺動することによって、湯側開
口(54b)と水側開口(55b)を開閉することがで
きるのみならず、両開口(54b) (55b)の開口
面積を調整することよって、混合される湯量と水量を調
整した適温の混合湯水をつくることかできるものである
In addition, a cylindrical valve body (56) is disposed in the mixed hot water flow path (52) of the gauging (50) so as to be slidable in the vertical direction, and by sliding in the axial direction, Not only can the side opening (54b) and water side opening (55b) be opened and closed, but by adjusting the opening area of both openings (54b) and (55b), the amount of hot water and water to be mixed can be adjusted to achieve an appropriate temperature. It is possible to make mixed hot water.

なお、弁体(56)を通常時は上方に付勢して水側開口
(55b)を閉鎖するため、混合湯水流路(52)内に
はスプリング(57)か配設されており、同スプリング
(57)は、その上端を、弁体(56)の内部に取付け
たスプリング受板(58)に係止するとともに、その下
端を混合湯水流路(52)の下部周壁に係止されている
In addition, in order to normally urge the valve body (56) upward to close the water side opening (55b), a spring (57) is disposed within the mixed hot water flow path (52). The spring (57) has its upper end locked to a spring receiving plate (58) installed inside the valve body (56), and its lower end locked to the lower circumferential wall of the mixed hot water flow path (52). There is.

また、ケーシング(50)の下端には内部に混合湯水連
絡流路(59a)を形成した筒体(59)か突設されて
おり、かかる混合湯水連絡流路(59a)の内側開口端
は混合湯水流路(52)と連絡しており、一方、その外
側開口端は、混合湯水配管(60)と連絡している。
Further, a cylinder (59) having a mixed hot water communication channel (59a) formed therein protrudes from the lower end of the casing (50), and the inner open end of the mixed hot water communication channel (59a) It communicates with the hot water flow path (52), while its outer open end communicates with the mixing hot water pipe (60).

さらに、ゲージング(50)の上部には、上記構成を有
する弁体(56)を駆動するための前記と同様の圧電ア
クチュエータ(八)か配設されている。
Furthermore, a piezoelectric actuator (8) similar to that described above is disposed above the gauging (50) for driving the valve body (56) having the above configuration.

また、(61)は流量調整弁(Q)の本体を構成するL
吹笛形状のケーシングであり、同ケーシング(61)は
、内部に一例流路(62)を形成する流入側管(63)
と、内部に他側流路(64)を形成する流出側管(65
)とから構成されている。
In addition, (61) is L constituting the main body of the flow rate regulating valve (Q).
The casing (61) is a whistle-shaped casing, and the casing (61) has an inflow side pipe (63) that forms, for example, a flow path (62) inside.
and an outflow side pipe (65) forming the other side flow path (64) inside.
).

そして、流入側管(63)はその先端を端壁(63a)
−19= によって閉塞するとともに、その−重上部側壁(63b
)に開口(66)を設けており、また、同開口(66)
には、タイヤフラム弁からなる弁体(67)か取付けら
れている。
The inflow side pipe (63) has its tip connected to the end wall (63a).
-19= is closed by the -heavy upper side wall (63b
) is provided with an opening (66);
A valve body (67) consisting of a tire flam valve is attached to the tire flamm valve.

一方、流出側管(65)は、その基端側筒状部(65a
)を貫通して、上記開口(66)tで伸延しており、そ
の先端を弁体(67)に接部自在に当接している。
On the other hand, the outflow side pipe (65) has a proximal cylindrical portion (65a).
) and extends at the opening (66) t, and its tip abuts freely on the valve body (67).

かかる構成によって、後述する圧電アクチュエータ(八
°)を駆動して弁体(67)を開閉することによって、
流入側管(63)に形成しな一側管(62)と流出側管
(65)内に形成した他側流路(64)とを連通連結し
なり遮断することができる。
With this configuration, by driving the piezoelectric actuator (8 degrees) to be described later to open and close the valve body (67),
One side pipe (62) not formed in the inflow side pipe (63) and the other side channel (64) formed in the outflow side pipe (65) can be connected and disconnected from each other.

なお、−側流路(62)は、その外側開口端を混合湯水
配管(60)と連通しており、他側流路(64)はカラ
ンやシャワー等と連通している。
Note that the negative side flow path (62) has its outer open end communicating with the mixed hot water pipe (60), and the other side flow path (64) communicates with a flusher, shower, etc.

まな、ケーシング(61)の−重上部側壁には、弁体と
同軸的に、圧電アクチュエータ(八°)が取付けられて
おり、同アクチュエータ(八゛)を駆動することによっ
て、弁体(67)を開閉することができる。
A piezoelectric actuator (8 degrees) is attached to the upper side wall of the casing (61) coaxially with the valve body, and by driving the actuator (8 degrees), the valve body (67) can be opened and closed.

本発明の実施例は上記のように構成されており、複数個
のアクチュエータを駆動するのに各一個の制御回路と駆
動回路とを、切換回路を介して複数個のアクチュエータ
と接続したことで、駆動回路とアクチュエータ駆動用電
源が一個ですみ、制御装置の構造を簡単にし、部品点数
も少なくなり、特にアクチュエータ駆動用電源が小容量
のものですむことから、制御装置を小形化することがで
きて、コスト上も有利となる。
The embodiment of the present invention is configured as described above, and in order to drive a plurality of actuators, each control circuit and drive circuit are connected to the plurality of actuators via a switching circuit. Only one drive circuit and actuator drive power supply are required, which simplifies the structure of the control device and reduces the number of parts.In particular, since the actuator drive power supply only requires a small capacity, the control device can be made smaller. Therefore, it is also advantageous in terms of cost.

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

第1図は本発明の自動開閉弁に使用する圧電アクチュエ
ータを示す断面説明図、第2図は第1図I−I線による
断面図、第3図〜第5図は圧電素子の他の具体例の説明
図、第6図は制御装置の構成説明図、第7図〜第9図は
本発明の自動開閉弁に使用するアクチュエータの作動順
序を示す説明図、第10図は第1実施例の湯水混合装置
の断面説明図、第11図は第2実施例の湯水混合装置の
断面説明図。 (八)(八”):アクチュエータ (C−1)  :制御回路 (C−21:四回路 FC−3)  :切換回路
Fig. 1 is a cross-sectional explanatory diagram showing a piezoelectric actuator used in the automatic on-off valve of the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line I-I in Fig. 1, and Figs. 3 to 5 are other specific examples of the piezoelectric element. An explanatory diagram of an example, FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of the control device, FIGS. 7 to 9 are explanatory diagrams showing the operating sequence of the actuator used in the automatic opening/closing valve of the present invention, and FIG. 10 is a first embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional explanatory view of the hot water mixing device of the second embodiment. (8) (8”): Actuator (C-1): Control circuit (C-21: 4-circuit FC-3): Switching circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)電気的に駆動されるアクチュエータと連結された弁
を複数個有する湯水混合装置において、各弁に配設され
た複数個のアクチュエータ(A)(A′)・・・を、一
個の制御回路(C−1)と、同制御回路(C−1)の制
御下にある駆動回路(C−2)に対応させ、同駆動回路
(C−2)と各アクチュエータ(A)(A′)・・・と
を切換回路(C−3)を介して接続し、同切換回路(C
−3)の切換動作を制御回路(C−1)で制御すべく構
成した制御装置を備えた湯水混合装置。
1) In a hot water mixing device that has a plurality of valves connected to electrically driven actuators, a single control circuit controls the plurality of actuators (A) (A')... disposed on each valve. (C-1) and the drive circuit (C-2) under the control of the control circuit (C-1), and the drive circuit (C-2) and each actuator (A), (A'), ... are connected via the switching circuit (C-3), and the switching circuit (C-3) is connected to
-3) A hot water mixing device equipped with a control device configured to control the switching operation of step 3) using a control circuit (C-1).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61112874A (en) * 1984-11-06 1986-05-30 Yamatake Honeywell Co Ltd Drive device for regulating valve
JPS62284132A (en) * 1986-05-30 1987-12-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hot and cold water mixing device

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