JPH0467067B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はサーモスタツトミキシングバルブ、特
に温度調節を電気的に制御する機能を有するサー
モスタツトミキシングバルブに関するものであ
る。

（従来の技術とその問題点） 従来、此種のサーモスタツトミキシングバルブ
は第１１図の模式図に示す様なものがある。

これは、給湯路と給水路に連結された混合水流
路を通る混合水温度に感温センサーが感心してそ
の感知温度を電気信号に変換し、この電気信号を
受けた制御部が操作部で設定された設定温度と比
較して所要の作動信号を直流モーターに送り、該
モーターによ水弁と湯弁との開度比が自動調整さ
れ、混合水流路を通過する混合水温度は設定温度
に自動制御されるものである。

この自動制御は水弁，湯弁の開閉速度により調
整され、該開閉速度はモーターの通電時間により
設定される。

ところが、使用の結果、上記のものはバルブの
回転トルク，直流モーターの性能及び電圧の違い
により、時間当りのバルブの開閉速度（回動角
度）にばらつきが出るということが発見された。

例えば、バルブの摩擦抵抗が大きく直流モータ
ーの電気・機械エネルギー変換効率が低い場合、
あるいは直流モーターの電源回路効率が低い製品
等は、設定温度に達すまでに他の製品の比較して
長時間が必要となり使い勝手が悪い。

（発明が解決しようとする技術的課題） 本発明が解決しようとする技術的課題は、バル
ブの開閉速度のバラツキをおさえることである。

（技術的課題を達成するための技術的手段） 以上の技術的課題を達成するための本発明の技
術的手段は、湯流路と水流路とから供給される湯
と水とを混合して混合水流路に対して供給する調
整弁を備え、該調整弁を上記湯流路に連絡する湯
入口、水流路に連絡する水入口、混合水流路に連
絡する混合水出口を開口させた固定板と該固定板
に対して回転摺動自在に密着させる可動板とから
構成すると共に、上記可動板を回転始端から回動
させるのに伴つて、固定板の湯入口と水入口とを
共に閉口させ閉弁状態から、上記湯水両入口を開
口させそれの開口面積比を漸次変化させながら混
合水出口に連通させ開弁状態へと移行せしめる流
路を可動板に設け、且つ、上記調整弁の可動板を
回動させる直流モーターを設置し、混合水流路内
に温度センサーを設け、その直流モーターと温度
センサーを各々制御部に対して電気的に連絡し、
上記制御部は、調整弁の開弁時において可動板が
閉弁状態を維持する回動始端から開弁位置に至る
までの始動範囲を回動する間の開弁速度を測定
し、この即定値に基づいて直流駆動モーターへの
印加電圧を可変調節し、上記可動板が開弁状態に
移行した後の開弁速度を所定の値に補正するよう
に構成したものである。

（作用） 以上の手段によれば、調整弁の可動板は制御部
によつて作動を制御させる直流モーターの駆動に
より回動し、この回動により可動板が回動移動し
て固定板の水入口及び湯入口の開閉及び相互の開
口比の調節が漸次行なわれ、調整弁の開閉と混合
水の温度調節が行なわれる。

また制御部は、直流モーターおよび混合水流路
内に設けた温度センサーと電気的に連絡し、上記
した温度センサーから得られる混合水温度の値に
基づいて湯水の混合比を変化調節させながら設定
温度の混合水を得る。

上記したように可動板の回動を制御する制御部
は、調整弁の開弁時において可動板閉弁状態を維
持する回動始端から回動して開弁位置に至るまで
の開弁速度を測定する。

そして、制御部は上記測定値に基づいて直流モ
ーターに対する印加電圧を所定の開弁速度が得ら
れる値に調整し、可動板が開弁状態に移行した時
点から上記可動板の回動速度を所定の値に補正
し、可動板は以後行なわれる温度調節において所
定の開弁速度にて回動する。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、開弁時において
可動板が回動始端から開弁位置に至るまでの始動
範囲を回動する間に開弁速度を測定し、その値に
基づいて可動板を回動させる直流モーターに対す
る印加電圧を調節して可動板の回動速度を所定の
値に補正するものであるから、開弁状態に移行し
て温度調節を行なう可動板の回動速度を常時所定
の速度に維持することが出来るようになる。これ
によれば、バルブの回転トルク、直流駆動モータ
ーの性能及び電圧の違いによるバルブの開閉速度
のばつきを開弁時の作動に影響を与えることなく
合理的に抑えることでき、よつて開弁時において
設定温度の湯を一定の応答性能で得ることができ
る。

（実施例） 本発明の実施例を図面により説明する。

本実施例のサーモスタツトミキシングバルブ
は、第１図の模式図に示す如く、給湯配管１６に
接続する湯流路１と、給水配管１７に接続する水
流路２と、カラン１８を接続した混合水流路３が
夫々本体１９に内設されており、上記湯流路１と
水流路２が調整弁１０を介して混合水流路３に連
絡している。

そして、上記混合水流路３には温度センサー１
３と、流量センサー１４が設けられている。

また、本体１９には調整弁１０を電気的に制御
する制御部１５を備え、該制御部１５に操作部１
２が電気的に連結されている。

調整弁１０は本体１９に回転不能に固定された
固定板７と、該固定板７に水密かつ摺動自在に重
ね合わせれた可動板８とにより構成され、上記可
動板８が駆動モーター１１により電気的に作動す
るようになつている。

駆動モーター１１は直流モーターであり、その
回転出力を減速する減速機を備え、該減速機の出
力軸２０を可動板８の背面に連結して可動板８を
左右に回転させる。また、直流モータである駆動
モーター１１は印加する電圧を増減させるのに伴
つてその回転速度が増減され、これにより上記し
た可動板８の回転速度を調節するように構成して
ある。

上記固定板７と可動板８はセラミツク製で、互
いの摺接面が十分に水密を保ち得る程度に鏡面に
仕上げられており、上記固定板７には湯流路１に
連絡する湯入口４、水流路２に連絡する水入口
５，混合水流路３にれ楽する混合水出口６が固定
板７の厚さ方向に貫通して開穿される。

上記湯入口４、水入口５，混合水出口６にはこ
れらを結ぶ線が２等辺三角形を形成し、かつその
２等辺三角形の頂点部分に混合水出口６が有るよ
うに配置される。

一方、可動板８には固定板７との摺接面に凹窪
状の流路９を形成する。流路９は図示形状を呈
し、固定板７に摺接して回転する可動板８の回動
運動におけるある所定の回転角度位置において湯
入口４のみを、また他の所定回転角度位置におい
ては水入口５のみを夫々混合水出口６に連絡する
ことができ、上記両回転角度位置の間においては
湯入口４と水入口５の双方を混合水出口６に連絡
すると共に湯入口４と水入口５の通水面積を可変
し、更にまた他の所定回転角度位置においては湯
入口４と水入口５をともに混合水出口６に連絡す
ることができないように形状に形成する。

第４図の状態は湯入口４と水入口５もともに閉
鎖されており混合水流路６への湯・水の流動は全
くなく止水の状態である。

次にこの状態から可動板８を反時計方向に回転
させれば水入口５は徐々に流路９に対して開放さ
れ始め、その通水面積を漸増し、水のみが混合水
流路３に流動する。第５図は水入口５のみが流路
９に対応して全開した状態である。

次に、この状態から更に可動板８を反時計方向
に回転させれば水入口５が可動板８の流路９以外
の部分によつて閉鎖され始め、通水面積が漸減す
る。

一方、湯入口４は徐々に流路９に対応して開放
され始め、その通水面積を漸増する。

従つて、混合水流路３には水入口５から流路９
内に流入した冷水と、湯入口４から流路９内に流
入した熱湯が混合して流動するようになり、可動
板８の反時計方向の回転に伴つて混合水の温度が
上昇する。

そして、第６図の状態のときは水入口５と湯入
口４の通水面積が略均等になるので混合される冷
水と熱湯の割合は略等しくなる。

さらに可動板８を反時計方向に回転させれば、
水入口５の通水面積が漸減し、湯入口４の通水面
積が漸増してゆき、ついには水入口５は閉鎖さ
れ、湯入口４が全開の状態となり湯の流動のみに
なる。そこで更に可動板８を反時計方向に回転さ
せると湯入口４の通水面積が漸減してゆきついに
は湯入口４も閉鎖され混合水流路６への湯，水の
流動は全くなくなる。

即ち、カラン１８からの冷水，熱湯若しくは混
合水の吐出は停止される。

上記可動板８は反時計方向への回転も自在であ
り、その場合には上述の説明と全く逆に作動す
る。

操作部１２は冷温用スイツチ２１，給湯用スイ
ツチ２２，定量止水用スイツチ２３，止水用スイ
ツチ２４，温度設定用スイツチ２５，流量設定用
スイツチ２６等の操作スイツチ及び設定温度をデ
ジタル表示する設定温度表示部２７，設定流量を
表示する設定流量表示部２８等の表示部を備え、
各スイツチの操作に応じて電気信号を出力し、制
御部１５に送るものであり、本実施例の場合は台
所等に設けられている。

上記操作部による温度の設定，流量の設定を第
７図により説明すると、設定温度表示部２７，設
定流量表示部２８には、前回設定した設定温度，
設定流量がデジタル表示及び点灯表示されている
ので、今回はそれより高い温度に設定しようとす
るときは温度設定用スイツチ２５の「あつい」と
表示されている側のキー２５ａを押す。このキー
２５ａを１回毎押す毎に設定温度は１℃づつ高く
なり、その温度が設定温度表示部２７に表われ
る。但し、50℃〜75℃は前記キー２５ａを１回押
す毎に設定温度は５℃づつ高くなる。

低い温度に設定しようとするときは「ぬるい」
と表示されているキー２５ｂを押す。

また、設定流量を設定流量表示部２８に表示さ
れている値より大きな値の流量に設定しようとす
るときには流量設定用スイツチ２６の「多い」の
表示のあるキー２６ａを押し、小さな値の流量に
設定しようとするときには「少い」の表示のある
キー２６ｂを押す。

キー２６ａ，２６ｂを１回押す毎に設定流量は
大きく又は小さくなり、その量が設定流量表示部
２８に表われる。

この操作部で設定された設定温度と設定流量は
制御部１５に記憶される。

一方、混合水流路３に設けられる前述の温度セ
ンサー１３はサーミスタ等からなり、混合水の温
度を検出して、その値に応じた電気信号を出力
し、同信号を制御部へ送るものである。

制御部は前記駆動モーター１１，温度センサー
１３，流量センサー１４，操作部１２及び電源に
電気的に接続され、操作部１２からその操作に基
づく電気信号，温度センサー１４からの電気信号
を受け、斯る信号に基づいて駆動モーター１１を
駆動させ調整弁１０を作動させて吐水，止水及び
温度の制御を行なうものである。

即ち、制御部１５は操作部１２の給湯用スイツ
チ２２，給水用スイツチ２１，定量止水用スイツ
チ２３のいずれかを押したときに駆動モーター１
１により調整弁１０の可動板８を作動させ、給湯
用スイツチ２２と定量止水用スイツチ２３が押さ
れた場合は設定温度の混合水を、給水用スイツチ
２１が押された場合は冷水と温水を交互に吐出さ
せるものであり、また制御部１５は操作部１２で
設定された温度と温度センサー１３が検出した混
合水温度とを比較判定し、その結果に応じて調整
弁１０の可動板８を駆動部１１を介して左右に回
転させ混合水温度を制御するものである。

この制御部１５における混合水温度の温度設定
と、給水，止水および給水量の操作はダイヤルを
回したりあるいは押しボタンを押すこと等の操作
で電気的に処理可能にしている。

これによりり、混合水流路３を通過する混合水
温度は設定温度に自動制御され、且つその給水，
止水および給水量を押しボタン等のタツチ操作で
制御可能である。

次ぎに上記制御部１５により行なわれる制御に
ついて説明する。

第８図と第９図は制御例における動作フローチ
ヤートを示しており、その温度制御は動作フロー
チヤートに示す通りに行なわれる。

すなわち、操作部１２の温度設定用スイツチ２
５の「あつい」「ぬるい」により設定温度を設定
し、給湯用スイツチ２１を押すと、駆動モーター
１１に対して予め設定された標準電圧が印加さ
れ、調整弁１０の可動板８が第４図に示すように
「回動始端」にある状態から、第５図にて示すよ
うに水流路５が開口される「開弁状態」まで回転
する。そして、可動板８が閉弁状態を維持しなが
ら回動する45゜の範囲、即ち「始動範囲」を回動
する時間が測定され、その測定時間と可動板８が
標準速度で回転した場合の時間とを比較すること
により、可動板８の実際開弁速度を算出する。そ
して、算出した実際開弁速度が標準速度と一致し
ない場合、制御部１５は測定により求めた実際開
弁速度と標準速度の比から可動板８を上記標準速
度で開弁させる為に駆動モーター１１に印加すべ
き電圧を演算し、これに必要な電圧を駆動モータ
ー１１に対して印加する。

これによれば、上記45゜の始動範囲を通過して
開弁範囲に移行した可動板８は、駆動モーター１
１に対する印加電圧の増減調節によりその開弁速
度が予め設定される標準開弁速度に補正され、可
動板８の回転トルク，モーターの性能及び電圧の
違いによる開弁速度のばらつきをなくして開弁範
囲において可動板８の回動速度を常時標準速度に
維持することができる。

上記した可動板８を標準速度にて開弁させる為
に必要な補正後の印加電圧は 補正後の印加電圧＝標準開弁速度／実際開弁速度 ×補正係数×標準印加電圧 により演算される。

尚、上記補正係数は駆動モーター１１の特性に
対応して定められる係数である。

一方、温度センサー１３が感応した感知温度を
電気信号に変換して制御部１５に送り、該制御部
１５の設定温度と感知温度とを比較し、前記した
標準速度に対応した開弁速度により駆動モーター
１１を所要時間回転させて可動板８を開閉させ、
混合水温度を設定温度と同温に自動制御する。

また上記した開弁速度の測定手段の代りに、可
動板８が上記始動範囲を回動する間に、可動板８
の一定時間当りの回転角度を測定し、この角度と
可動板８の一定時間に回転する標準開弁角度とを
比較することにより、実際開弁速度を演算し、以
下前記したと同様に駆動モーター１１に対する印
加電圧の増減調節により開弁速度を標準速度に補
正することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すサーモスタツ
トミキシングバルブの模式図、第２図は湯と水の
流れを説明する説明図、第３図は調整弁部の断面
図、第４図乃至第６図は第３図の−線で切断
した作動説明断面図、第７図は操作部の正面図、
第８図，第９図は本発明のサーモスタツトミキシ
ングバルブの基本的な動作原理を示すフローチヤ
ート、第１０図は従来のサーモスタツトミキシン
グバルブの基本的な動作原理を示す模式図であ
る。 尚、図中、１…湯流路、２…水流路、３…混合
水流路、４…湯入口、５…水入口、６…混合水出
口、７…固定板、８…可動板、９…流路、１０…
調整弁、１１…駆動モーター、１２…操作部、１
３…温度センサー、１４…流量センサー、１５…
制御部を夫々示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 湯流路と水流路とから供給される湯と水とを
   混合して混合水流路に対して供給する調整弁を備
   え、該調整弁を上記湯流路に連絡する湯入口、水
   流路に連結する水入口、混合水流路に連絡する混
   合水出口を開口させた固定板と該固定板に対して
   回転摺動自在に密着させる可動板とから構成する
   と共に、上記可動板を回動始端から回動させるの
   に伴つて、固定板の湯入口と水入口とを共に閉口
   させる閉弁状態から、上記湯水両入口を開口させ
   それらの開口面積比を漸次変化させながら混合水
   出口に連通させる開弁状態へと移行せしめる流路
   を可動板に設け、且つ、上記調整弁の可動板を回
   動させる直流モーターを設置し、混合水流路内に
   温度センサーを設け、その直流モーターと温度セ
   ンサーを各々制御部に対して電気的に連絡し、上
   記制御部は、調整弁の開弁時において可動板が閉
   弁状態を維持する回動始端から開弁位置に至るま
   での始動範囲を回動する間の開弁速度を測定し、
   この測定値に基づいて直流駆動モーターへの印加
   電圧を可変調節し、上記可動板が開弁状態に移行
   した後の開弁速度を所定の値に補正するように構
   成したサーモスタツトミキシングバルブ。