JPH06208420A - 湯水混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給水温度の変化および経年変化が生じた場合
でも、適正な初期設定値とし、早期に湯水混合物の温度
を目標温度とする。 【構成】 温度に応じてばね定数が変化する材料からな
る感温コイルスプリング８０を用いた湯水混合装置１０
に対して、フィードバック制御による温度制御を実施し
ている際、湯水混合物温度ＴＣと目標温度ＴＰとの温度
偏差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｒｅｆより小さいときに（ス
テップＳ５３０）、そのときの目標温度ＴＰと現予荷重
調節量ＦＤとを新たな湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節
量ＦＳとの関係としてバックアップＲＡＭ１５０ｄの内
容を更新する（ステップＳ５６０）。この結果、季節に
よる給水温度Ｔｗの変化により湯水混合物温度ＴＣと予
荷重調節量ＦＳとの関係を更新することができ、給水温
度Ｔｗに対して適正な初期値となるため、早期に湯水混
合物温度ＴＣを目標温度ＴＰとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湯水混合装置に関し、
詳しくは、温度によってばね定数が変化する素材からな
るばねを用いて、可動弁体を付勢して湯水の混合を行な
う湯水混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の湯水混合装置としては、
湯と水の混合比を左右する可動弁体を、温度によって形
状が変化する形状記憶合金を用いて付勢することによ
り、湯水混合物の温度を一定に制御する自動温度調節式
湯水混合栓が提案されている（実公昭６１−４４０６
２）。これは、形状記憶合金が、特定の温度下で一定の
形状にセットしておくと、その他の温度下で物理的に形
状を変化させても当初のセット温度を与えることによ
り、再びセット時の形状に復元するという特徴を有し、
従来の感温素子、例えば、ワックスサーモ等より熱容量
が小さく、温度変化に対して敏感に作動することを利用
したものである。

【０００３】この混合栓では、可動弁体の一方を、コイ
ル状形状記憶合金で付勢し、他方を、コイルスプリング
で付勢するように構成されており、コイル状形状記憶合
金は、湯水混合物に直接接触するよう配置されている。
また、コイル状形状記憶合金は、一定温度で一定コイル
長になるとされており、このコイル状形状記憶合金は、
湯水混合物の温度の変化により、次のように作動すると
されている。

【０００４】湯水混合物の温度が設定温度で定常状態に
あるとき、可動弁体は、コイル状形状記憶合金とコイル
スプリングとの釣り合いの位置で停止している。定常状
態にあった湯水混合物の温度が外乱等により変化して一
定の温度になると、コイル状形状記憶合金は、その温度
でセットされた一定のコイル長に復元しようとして、形
状復元力を発生する。この形状復元力は、定常状態にあ
ったコイルスプリングとの釣り合いを崩して、可動弁体
をコイルスプリング側またはコイル状形状記憶合金側へ
駆動する。ここで、コイル状形状記憶合金に対して、設
定温度近傍で、連続的にコイル長をセットすれば、湯水
混合物の温度が設定温度近傍での変化に対して、コイル
状形状記憶合金は、温度変化に伴ってコイル長を変化さ
せ、連続的な形状復元力を発生する。従って、可動弁体
が湯水混合物の温度変化に対応して変位し、湯水の割合
を変化させるので、湯水混合物の温度を設定温度に保持
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
形状記憶合金を用いた湯水混合装置では、湯水混合物の
設定温度の変更は、弁体を付勢するばねに手動で予荷重
を加えることにより行なわれるため、リモコン装置など
を用いて外部からの設定により所望の出湯温度を得るこ
とができないという問題があった。また、形状記憶合金
による温度制御のみでは、所望の出湯温度からずれた温
度で形状記憶合金の形状復元力とコイルスプリングの弾
力が釣り合ったときは、定常温度偏差を生じて所望の出
湯温度とすることができないという問題があった。

【０００６】また、ワックスサーモを用いた湯水混合装
置にフィードバック制御を適用したものは従来より知ら
れているが（特開昭６１−３１７８４）、このフィード
バック制御を、形状記憶合金を用いた湯水混合装置に適
用した場合には、形状記憶合金の温度特性がワックスサ
ーモの温度特性と異なることにより、目標温度に制御で
きない場合があるという問題があった。特に、形状記憶
合金は、その組成が０．１％異なるだけで、形状記憶効
果を示す温度（マルテンサイト変態温度）が１０℃程度
も変化する素材であるので、合金インゴットが異なるこ
とによるマルテンサイト変態温度の相違により、目標温
度に制御できない場合があるという問題があった。同一
の合金インゴットから製造された形状記憶合金でも、ロ
ット間による相違により同様の問題が生じる。

【０００７】更に、季節が変わることによって給水温度
や給水圧力等が変化する場合、経年変化によって形状記
憶合金のばね定数が変化する場合等には、前述のフィー
ドバック制御では目標温度に制御できない場合があると
いう問題もあった。

【０００８】本発明の湯水混合装置は、こうした問題を
解決し、製品間の温度特性のばらつきをなくし、季節変
化および経年変化に対しても、湯水混合物の温度を目標
温度で安定して保持することを目的としてなされ、次の
構成を採った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の湯水混合装置
は、図１（ａ）に例示するように、湯水の混合比を調節
する可動弁体を有する湯水混合弁ＭＶと、所定の温度範
囲において温度に応じてばね定数が変化する材料からな
り、前記混合弁から流出する湯水混合物の温度上昇に伴
い湯の割合を減少させる方向に前記可動弁体を付勢する
第１のばねＳＰ１と、前記可動弁体を前記方向とは反対
方向に付勢する第２のばねＳＰ２と、前記第１および第
２のばねの少なくとも一方の予荷重を調節可能な予荷重
調節手段Ｍ１と、前記湯水混合物の温度を検出する温度
検出手段Ｍ２と、湯水混合物の目標温度と前記予荷重と
の関係を記憶する予荷重記憶手段Ｍ３と、前記予荷重調
整手段Ｍ１を制御して、前記予荷重記憶手段Ｍ３により
記憶された関係に従って、予荷重を目標温度に対応した
初期値に設定する予荷重設定手段Ｍ４と、該設定の後
に、前記温度検出手段Ｍ２により検出された湯水混合物
の温度と目標温度とに偏差が存在する場合には、該偏差
を打ち消す側に前記予荷重調節手段Ｍ１を制御する予荷
重制御手段Ｍ５と、前記温度検出手段Ｍ２により検出さ
れた湯水混合物の温度と目標温度との偏差が所定の状態
となったときの該目標温度と前記予荷重との関係を用い
て、前記予荷重記憶手段Ｍ３により記憶された関係を更
新する更新手段Ｍ６とを備えたことを要旨とする。

【００１０】また、本発明の第２の湯水混合装置は、図
１（ｂ）に例示するように、湯水の混合比を調節する可
動弁体を有する湯水混合弁ＮＶと、所定の温度範囲にお
いて温度に応じてばね定数が変化する材料からなり、前
記混合弁ＮＶから流出する湯水混合物の温度上昇に伴い
湯の割合を減少させる方向に前記可動弁体を付勢する第
１のばねＳＱ１と、前記可動弁体を前記方向とは反対方
向に付勢する第２のばねＳＱ２と、前記第１および第２
のばねの少なくとも一方の予荷重を調節可能な予荷重調
節手段Ｎ１と、湯水混合物の目標温度と前記予荷重との
関係を複数記憶する複数予荷重記憶手段Ｎ２と、所定デ
ータの入力に基づいて、前記複数予荷重記憶手段Ｎ２に
より記憶された複数の目標温度と予荷重との関係のう
ち、一つの関係を選択する予荷重選択手段Ｎ３と、前記
予荷重調整手段Ｎ１を制御して、前記予荷重選択手段Ｎ
３により選択された関係に従って、予荷重を目標温度に
対応した初期値に設定する予荷重設定手段Ｎ４とを備え
たことを要旨とする。

【００１１】ここで、前記第２の湯水混合装置におい
て、湯水混合物の温度を検出する温度検出手段と、前記
予荷重設定手段により初期値が設定された後に、前記温
度検出手段により検出された湯水混合物の温度と目標温
度とに偏差が存在する場合には、該偏差を打ち消す側に
前記予荷重調節手段を制御する予荷重制御手段とを備え
た構成とすることもできる。

【００１２】

【作用】以上のように構成された本発明の湯水混合装置
は、出湯開始時に、予荷重設定手段Ｍ４が、予荷重調整
手段Ｍ１を制御して、予荷重記憶手段Ｍ３により記憶さ
れた湯水混合物の目標温度と予荷重との関係に従って、
予荷重を目標温度に対応した初期値に設定する。出湯中
は、第１のばねＳＰ１が、湯水混合物の温度に応じてば
ね定数を変化させ、湯水の混合比を調節する可動弁体を
付勢して、湯水混合物の温度を目標温度へと制御する。
温度検出手段Ｍ２により検出された湯水混合物の温度と
目標温度とに偏差が存在する場合には、予荷重制御手段
Ｍ５が、該偏差を打ち消す側に予荷重調整手段Ｍ１を制
御して、湯水混合物の温度を目標温度とする。更新手段
Ｍ６は、温度検出手段Ｍ２により検出された温度と目標
温度との偏差が所定の状態となったときの目標温度と予
荷重との関係を用いて、予荷重記憶手段Ｍ３により記憶
された関係を更新する。

【００１３】また、本発明の第２の湯水混合装置は、出
湯開始時に、予荷重設定手段Ｎ４が、予荷重調整手段Ｎ
１を制御して、複数予荷重記憶手段Ｎ２により記憶され
た複数の目標温度と予荷重との関係のうち、予荷重選択
手段Ｎ３により選択された一つの関係に従って、予荷重
を目標温度に対応した初期値に設定する。出湯中は、第
１のばねＳＱ１が、湯水混合物の温度に応じてばね定数
を変化させ、湯水の混合比を調節する可動弁体を付勢し
て、湯水混合物の温度を目標温度へと制御する。

【００１４】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図２は本発明の一実施例である湯水混合装置の
模式図であり、図３はこの湯水混合装置の斜視図であ
る。

【００１５】湯水混合装置１０は、水道管から水が給水
される給水用脚金具１１と、図示しない給湯機から湯が
給湯される給湯用脚金具１２と、湯水の混合を行なう弁
ユニット１５と、湯水の混合比を電気的に制御する制御
ユニット１８とから構成されている。弁ユニット１５
は、機能的には、給水用脚金具１１から給水される水お
よび給湯用脚金具１２から給水される湯を混合する湯水
混合弁６０と、湯水混合弁６０に組み込まれた可動弁体
７０の位置を調節する予荷重調節機構１００と、湯水混
合物温度ＴＣを検出する温度センサ１１０と、シャワー
１３０またはカラン１４０からの混合湯水の選択および
止水をする切換え／止水弁１２０とを有する。これらの
具体的な構成については後述する。また、制御ユニット
１８は、目標温度ＴＰを表示する液晶表示部（ＬＣＤ）
１６０と、目標温度ＴＰの設定および吐水の選択等の操
作を行なうパネル操作部１７０と、温度センサ１１０に
よって検出される温度信号とパネル操作部１７０からの
信号を入力して予荷重調節機構１００と切換え／止水弁
１２０とＬＣＤ１６０へ出力信号を出力する電子制御装
置１５０とを有する。更に、湯水混合装置１０は電池１
８０に接続されており、各部に必要な電源を供給する構
成となっている。

【００１６】制御ユニット１８を構成するパネル操作部
１７０は、図３に示すように、ＬＣＤ１６０に表示され
る目標温度ＴＰをデクリメントするスイッチ１７１と、
目標温度ＴＰをインクリメントするスイッチ１７２と、
シャワー１３０からの吐水を選択するシャワー選択スイ
ッチ１７５と、カラン１４０からの吐水を選択するカラ
ン選択スイッチ１７６と、止水を選択する止水スイッチ
１７７から構成されている。

【００１７】次に、給水用脚金具１１の拡大断面図であ
る図４を用いて給水用脚金具１１の構造について説明す
る。給水用脚金具１１は、同図に示すように、水道管に
接続される入口２１と湯水混合弁６０に接続される出口
２９とが形成されたハウジング２０を有し、ハウジング
２０には、止水弁２２と圧力制御弁３０が組み込まれて
いる。

【００１８】止水弁２２は、ハウジング２０に液密に締
結されたキャップ２７と、キャップ２７とハウジング２
０にガイドされた弁体２３と、ストレーナ２８とを有す
る。弁体２３は、ハウジング２０とのガイド部２４と端
部２６とを有しており、ガイド部２４には通水時に水の
通路となる開口部２５が設けてある。ガイド部２４はハ
ウジング２０とねじで噛み合っており、弁体２３を回転
させることにより弁体２３が回転軸方向に変位する構造
になっている。従って、弁体２３を回転させて、端部２
６とハウジング２０を着脱させることにより、止水また
は通水する。通水時には、端部２６とハウジング２０と
の隙間から流入した水が開口部２５を通り、ストレーナ
２８によりゴミを除去した後に圧力制御弁３０に流れ込
む。

【００１９】圧力制御弁３０は、弁ユニット１５に供給
する水側圧力を制御する弁であり、ハウジング２０内部
に環状に形成された弁座３１、この弁座３１と協動して
水の流れを制御する弁部材３２、弁部材３２を摺動可能
に収納するガイド部材３５、弁部材３２に固定された弁
軸４０、弁軸４０の末端が組み付けられる金属ベローズ
４５等から構成されている。弁部材３２は、ナット３４
により弁軸４０が固定される本体部３２Ａと、弁座３１
と反対方向に延長する円筒形のスカート３３とを有し、
このスカート３３はハウジング２０に液密に締結された
ガイド部材３５のボア３６内に若干のクリアランスをも
って収納されている。従って、弁部材３２とスカート３
３とガイド部材３５とで形成された二次圧力室３７内に
は弁座３１下流の給水二次圧力Ｐ２が導入される。

【００２０】弁軸４０には、弁部材３２と反対側の端に
ばね受け４１が設けられており、ハウジング２０には、
ばね受け４１に対峙してキャップ４２が液密に締結され
ている。ばね受け４１とキャップ４２との間には金属ベ
ローズ４５が液密に配置してあり、背圧室４６を形成し
ている。金属ベローズ４５は一定のばね定数を有するば
ねで、有効受圧面積は弁座３１の有効面積に等しくなる
ように設定されている。背圧室４６には、給湯用脚金具
１２に接続されている圧力導入管５８により給湯機から
の給湯圧力Ｐ３が導入されている。

【００２１】こうして構成された圧力制御弁３０は次の
ように作動する。弁部材３２は、給水一次圧力Ｐ１によ
り開弁方向に作用する力と二次圧力室３７の給水二次圧
力Ｐ２により閉弁方向に作用する力とを受ける。ばね受
け４１は、給水一次圧力Ｐ１により閉弁方向に作用する
力と、金属ベローズ４５により開弁方向に作用するばね
力と、背圧室４６内の給湯圧力Ｐ３により開弁方向に作
用する力とを受ける。弁部材３２とばね受け４１は弁軸
４０によって結合しているので、弁部材３２の給水一次
圧力Ｐ１による開弁方向に作用する力とばね受け４１の
給水一次圧力Ｐ１による閉弁方向に作用する力とはほぼ
釣り合い、二次圧力室３７の給水二次圧力Ｐ２による閉
弁方向に作用する力に対して、金属ベローズ４５による
開弁方向に作用するばね力と背圧室４６内の給湯圧力Ｐ
３による開弁方向に作用する力との合力が釣り合う。従
って、給水二次圧力Ｐ２は金属ベローズ４５のばね力だ
け給湯圧力Ｐ３より高くなり、水道管からの給水一次圧
力Ｐ１および給湯機からの給湯圧力Ｐ３が変動しても、
給水二次圧力Ｐ２と給湯圧力Ｐ３との差圧は一定とな
る。

【００２２】尚、給湯用脚金具１２の構成は特に図示し
ないが、給水用脚金具１１に組み込まれた止水弁２２と
同様の止水弁５２が組み込まれている。

【００２３】次に、弁ユニット１５の拡大断面図である
図５を用いて、弁ユニット１５の構造について説明す
る。弁ユニット１５は同図に示すように、ハウジング６
１を有し、これに、湯水混合弁６０，予荷重調節機構１
００，温度センサ１１０および切換え／止水弁１２０が
組み込まれている。ハウジング６１には、水入口８５と
湯入口９５が形成されており、水入口８５には給水用脚
金具１１の出口２９が接続され、湯入口９５には給湯用
脚金具１２の出口５９が接続される。

【００２４】湯水混合弁６０は、水入口８５および湯入
口９５に夫々連通する環状通路８６および９６と、可動
弁体７０を軸方向摺動自在に収容する弁室６３と、湯水
混合室６４を有する。弁室６３は、湯水混合弁６０の軸
線に垂直な水側弁座８７および湯側弁座９７と、軸方向
のボア６２によって画定されている。可動弁体７０は、
円筒部７１と半径方向のウェブ７２とを有する。円筒部
７１の外径とボア６２の内径との間には微小なクリアラ
ンスが設けてある。可動弁体７０のウェブ７２には複数
の開口７３が設けてあり、湯入口９５から弁室６３内に
流入した湯は、開口７３を通って湯水混合室６４に流れ
込み、水と混合される。水と湯との混合の割合は、可動
弁体７０が軸方向に変位することによって変化する。
尚、可動弁体７０が水側弁座８７と係合する位置まで変
位して水を遮断すれば湯のみが流れ出ることになり、可
動弁体７０が湯側弁座９７と係合する位置まで変位して
湯を遮断すれば水のみが流れ出ることになる。

【００２５】可動弁体７０は、湯水混合室６４内に配置
された感温コイルスプリング８０と弁室６３内に配置さ
れた第２コイルスプリング９０の力の釣り合いによって
位置決めされる構造となっている。このため、感温コイ
ルスプリング８０の一端は止め輪７４によりハウジング
６１に固定されたばね受け７５に支承され、他端は可動
弁体７０に固定されたばね受け７６に支承されている。
また、第２コイルスプリング９０の一端は可動弁体７０
と連動するばね受け７７に支承され、他端は予荷重調節
機構１００の可動ばね受け１０２に支承されている。組
立の便宜のため、ばね受け７６はウェブ７２を貫通し、
ばね受け７７と螺合する構造になっている。

【００２６】感温コイルスプリング８０は温度に応じて
ばね定数が変化する金属によって形成されており、第２
コイルスプリング９０は温度に関して一定のばね定数を
有する通常のばね材料によって形成されている。温度に
応じてばね定数が変化する金属材料としては、ニッケル
・チタン合金からなる形状記憶合金（ＳＭＡ）の範疇に
属する合金が知られている。この種のＳＭＡは温度に応
じて弾性係数が変化し、その結果、ＳＭＡからなる感温
コイルスプリング８０のばね定数が温度に応じて変化す
る。ＳＭＡからなる所望の温度特性を有する温度応答性
の感温コイルスプリング８０は、種々の供給者から入手
することができる。例えば、関東特殊製鋼株式会社の
「ＫＴＳ−ＳＭアロイ」がある。

【００２７】また、予荷重調節機構１００に消費される
電池１８０のエネルギを節減するために、感温コイルス
プリング８０のばね定数と予荷重は、そのばね力（発生
荷重）が充分小さくなるように設定する必要がある。一
方、感温コイルスプリング８０は、水のみを吐出すべき
低温条件下（この時には、第２コイルスプリング９０に
加える予荷重はゼロにすることができ、可動弁体７０は
感温コイルスプリング８０のばね力のみによって湯側弁
座９７に押圧される）においては、湯の流入を遮断する
に充分な力で可動弁体７０を湯側弁座９７に押圧するば
ね力を発生する必要がある。このため、感温コイルスプ
リング８０のばね定数と予荷重は、低温時（例えば、給
水温度Ｔｗが５℃の時）に発生するばね力が５００ｇ以
下、好ましくは３００ｇ以下になるように設定する。

【００２８】予荷重調節機構１００は、予荷重調節モー
タ１０５をいずれかの方向に回転させることにより、第
２コイルスプリング９０の予荷重を可変可能に構成され
ている。このため、ハウジング６１に液密に締結された
端部部材１０１には、可動ばね受け１０２が軸方向変位
自在、かつ回転不能にスプライン嵌合してあり、この可
動ばね受け１０２の内ねじには予荷重調節モータ１０５
の出力軸１０３に形成されたウォーム１０４が噛み合っ
ている。また、予荷重調節モータ１０５の出力軸１０３
はＯリング１０６によって軸封されている。

【００２９】こうして構成された予荷重調節機構１００
は、予荷重調節モータ１０５を所定方向に回転させて、
可動ばね受け１０２を図５右方に変位させることによ
り、第２コイルスプリング９０の予荷重を増大させ、予
荷重調節モータ１０５を反対方向に回転させて、可動ば
ね受け１０２を左方に変位させることにより、第２コイ
ルスプリング９０の予荷重を減少させる。

【００３０】温度センサ１１０は、その感温部が湯水混
合弁６０から流出する混合湯水が直接接触するように、
湯水混合弁６０の出口であるばね受け７５の下流側に配
置され、ハウジング６１に液密に締結されている。

【００３１】切換え／止水弁１２０は温度センサ１１０
の下流側に配置されており、ハウジング６１に固定され
た固定ディスク１２１と、この固定ディスク１２１に擦
り合わさった状態で回転する回転ディスク１２５と、こ
の回転ディスク１２５を回転駆動する切換え／止水モー
タ１２７とを有する。固定ディスク１２１は、図６に示
すように２つの吐水ポート１２２および１２３を有し、
一方の吐水ポート１２２は接続金具１３１とシャワーホ
ース１３２（図３参照）を介してシャワー１３０に接続
され、他方の吐水ポート１２３は接続金具１４１と図示
しないスイベル継手を介してカラン１４０に接続されて
いる。回転ディスク１２５は、図７に示すように湯水混
合弁６０の湯水混合室６４に連通する唯一の吐水ポート
１２６を有する。切換え／止水モータ１２７を回転させ
て回転ディスク１２５の吐水ポート１２６を固定ディス
ク１２１の吐水ポート１２２に整合させると、混合湯水
はシャワー１３０に供給され、吐水ポート１２６を固定
ディスク１２１の吐水ポート１２３に整合させると混合
湯水はカラン１４０に供給され、吐水ポート１２６を固
定ディスク１２１のいずれの吐水ポート１２２および１
２３からもオフセットさせると止水される。

【００３２】制御ユニット１８を構成する電子制御装置
１５０は、図８に示すようにマイクロコンピュータを中
心とする論理演算回路として構成される。詳しくは、予
め設定された制御プログラムに従って出湯を制御するた
めの各種演算処理を実行するＣＰＵ１５０ａ、ＣＰＵ１
５０ａで各種演算処理を実行するのに必要な制御プログ
ラムや制御データ等が予め格納されたＲＯＭ１５０ｂ、
同じくＣＰＵ１５０ａで各種演算処理を実行するのに必
要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ１５０
ｃ、電源オフ時においてもデータを保持可能なバックア
ップＲＡＭ１５０ｄ、温度センサ１１０からの信号を入
力する温度センサ入力回路１５０ｅ、パネル操作部１７
０からのスイッチ信号を入力するスイッチ入力回路１５
０ｆ、ＣＰＵ１５０ａでの演算結果に応じて予荷重調節
モータ１０５に駆動信号を出力するモータ駆動回路１５
０ｇ、パネル操作部１７０の吐水選択スイッチ１７５，
１７６または止水スイッチ１７７の入力に応じて切換え
／止水モータ１２７に駆動信号を出力するモータ駆動回
路１５０ｈおよびＬＣＤ１６０に表示信号を出力するＬ
ＣＤ駆動回路１５０ｉ等を備えている。また、電子制御
装置１５０は、電池１８０に接続された定電圧回路１５
０ｊを備えている。

【００３３】こうして構成された湯水混合装置１０の作
動を以下に説明する。まず、図９の初期予荷重調整ルー
チンについて説明する。このルーチンは、新たに湯水混
合装置１０を設置した時または長期間使用しなかった湯
水混合装置１０の使用を再開する時に実行される。

【００３４】まず、感温コイルスプリング８０のばね特
性を表わす特性値Ｔ１およびθを使用者が入力する（ス
テップＳ１００）。ここで、特性値Ｔ１は、温度上昇に
より感温コイルスプリング８０のばね定数ＢＫが変化し
始めるときの温度であり、特性値θは、温度上昇に比例
してばね定数が変化する領域においてばね定数ＢＫの変
化が略一定であるときの傾きである。

【００３５】感温コイルスプリング８０のばね定数ＢＫ
は、図１０（ａ）に示すように、温度ＴがＴ１以下の領
域（区間Ｕ１）では一定値ＢＫ２を、Ｔ４以上の領域
（区間Ｕ５）では一定値ＢＫ１を示し、Ｔ１からＴ４の
領域（区間Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４）では湯水混合物温度ＴＣ
に応じて変化する。特にＴ２からＴ３の領域（区間Ｕ
３）では変化率ΔＢＫが一定となり、傾きθの比例関係
が成立する。Ｔ１からＴ２の領域（区間Ｕ２）またはＴ
３からＴ４の領域（区間Ｕ４）では、湯水混合物温度Ｔ
Ｃに応じてばね定数ＢＫは変化するが、その変化率ΔＢ
Ｋは一定でなく、区間Ｕ３の変化率ΔＢＫに比べて小さ
い。

【００３６】従って、こうした感温コイルスプリング８
０のばね特性は、温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４および傾
きθをパラメータとして表わすことができる。このパラ
メータのうち温度Ｔ１と傾きθを用いて感温コイルスプ
リング８０のばね特性を区分することができ、区分され
た感温コイルスプリング８０を湯水混合装置１０として
使用する際に、温度Ｔ１と傾きθ（特性値Ｔ１，θ）を
入力することによりそのばね特性を決定することができ
る。

【００３７】次に、湯水混合物温度ＴＣを目標温度ＴＰ
に保持するフィードバック制御における制御ゲインＫの
パターンを、特性値Ｔ１，θと制御ゲインＫのパターン
との関係を示す図示しないマップにより決定する（ステ
ップＳ１１０）。制御ゲインＫは、実施例の湯水混合装
置１０では、感温コイルスプリング８０のばね定数の変
化率ΔＢＫが湯水混合物温度ＴＣに伴って変化すること
により、目標温度ＴＰによっては所望する制御ができな
い場合を生じることがあるため、ばね定数の変化率ΔＢ
Ｋに基づいて制御ゲインＫを決定する構成とした。変化
率ΔＢＫ・制御ゲインＫと温度との関係の一例を図１０
（ｂ）および（ｃ）に示す。

【００３８】実施例では、制御ゲインＫを以下のように
ばね定数の変化率ΔＢＫに基づいて設定する。ばね定数
ＢＫと温度Ｔが比例関係にある領域である区間Ｕ３では
所定値Ｋ１とし、ばね定数ＢＫと温度Ｔが比例関係にな
く変化率ΔＢＫが変化する領域である区間Ｕ２およびＵ
４ではＫ１より小さい所定値Ｋ２とする。また、ばね定
数ＢＫが変化しない領域である区間Ｕ１およびＵ５では
区間Ｕ３と同じ所定値Ｋ１とする。

【００３９】このように制御ゲインＫを設定することに
より、目標温度ＴＰが区間Ｕ２またはＵ４にある場合に
もハンチングすることなく湯水混合物温度ＴＣを目標温
度ＴＰで制御することができる。これは、次の理由によ
る。区間Ｕ２またはＵ４のばね定数の変化率ΔＢＫは区
間Ｕ３の変化率ΔＢＫに比べて小さいので、同一の温度
変化に対してばね定数ＢＫの変化による作用（温度変化
に抗する作用）は、区間Ｕ３より区間Ｕ２またはＵ４の
方が小さい。ここで、同一の予荷重調節モータ１０５の
駆動量（実予荷重調節量ΔＦ）を作用させると、湯水混
合物温度ＴＣの温度変化は、ばね定数ＢＫの変化による
作用が小さい分だけ区間Ｕ３より区間Ｕ２またはＵ４の
方が大きくなる。従って、区間Ｕ３で適正な制御が可能
であった制御ゲインＫの値Ｋ１を区間Ｕ２またはＵ４で
用いると、制御ゲインＫに基づいて算出される実予荷重
調節量ΔＦが適正な値より大きくなり、目標温度ＴＰ付
近を中心としてハンチングする場合を生じる。この結
果、区間Ｕ２またはＵ４においても適正な制御をするた
めには、制御ゲインＫを小さくして温度偏差ΔＴに対す
る実予荷重調節量ΔＦを小さくすることが好ましい。

【００４０】また、区間Ｕ１またはＵ５では、ばね定数
ＢＫが変化しない領域なので、感温コイルスプリング８
０による温度制御はなく、フィードバック制御のみによ
って温度制御される。従って、本実施例では区間Ｕ１お
よびＵ５での制御ゲインＫを区間Ｕ３と同じ所定値Ｋ１
としたが、区間Ｕ３と同じ所定値Ｋ１でなくてもよく、
より大きな値でも小さな値でも構わない。

【００４１】こうして制御ゲインＫのパターンを決定し
た後、ＲＯＭ１５０ｂに予め格納されている予荷重調節
量ＦＳの所定値ＦＭを読み込み、予荷重が所定値ＦＭと
なるよう予荷重調節モータ１０５を駆動する（ステップ
Ｓ１２０）。この所定値ＦＭは、感温コイルスプリング
８０に製品ばらつきがあったとしても、湯側開度と水側
開度がほぼ同一となる予荷重である。次に、切換え／止
水弁１２０をカラン側に駆動し（ステップＳ１３０）、
湯水混合物温度ＴＣが一定になるまで吐水する（ステッ
プＳ１４０）。この処理（ステップＳ１３０，Ｓ１４
０）により、給水管および給湯管に滞水した死水を吐水
する。死水吐水が終了すると予荷重を値０とする（ステ
ップＳ１５０）。すなわち、湯側全閉として水のみの吐
水とする。次に、温度センサ１１０によって測定された
給水温度Ｔｗを読み込む処理を実行し（ステップＳ１６
０）、給水温度Ｔｗに値１を加えた値として目標温度Ｔ
Ｐを算出する（ステップＳ１７０）。

【００４２】次に、算出した目標温度ＴＰをＬＣＤ１６
０に表示し（ステップＳ１８０）、温度センサ１１０に
よって測定された湯水混合物温度ＴＣの読み込む処理を
実行する（ステップＳ１９０）。目標温度ＴＰから読み
込んだ湯水混合物温度ＴＣを減じて温度偏差ΔＴを計算
し（ステップＳ２００）、温度偏差ΔＴを所定の偏差に
相当する閾値Ｔｒｅｆと比較する（ステップＳ２１
０）。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、湯水混合物温度ＴＣが
目標温度ＴＰから許容される温度偏差の最大値（許容温
度偏差）である。この閾値Ｔｒｅｆは、予荷重調節モー
タ１０５を駆動制御できる最小値および感温コイルスプ
リング８０の特性等により定められる。

【００４３】温度偏差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆより大きいと
きは、温度偏差ΔＴに制御ゲインＫを乗じて実予荷重調
節量ΔＦを算出し（ステップＳ２２０）、現在の予荷重
調節量である現予荷重調節量ＦＤを実予荷重調節量ΔＦ
だけ増加して（ステップＳ２３０）、ステップＳ１９０
に戻る。この閉ループは（ステップＳ１９０ないしＳ２
３０）、温度偏差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｒｅｆ以下にな
るまで続けられる。

【００４４】温度偏差ΔＴが閾値Ｔｒｅｆ以下になる
と、目標温度ＴＰと現予荷重調節量ＦＤの値をバックア
ップＲＡＭ１５０ｄに格納する（ステップＳ２４０）。
バックアップＲＡＭ１５０ｄには湯水混合物温度ＴＣと
予荷重調節量ＦＳとの関係を表わすマップとして予め領
域が確保されており、目標温度ＴＰと現予荷重調節量Ｆ
Ｄとの値を湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節量ＦＳとの
関係を表わすデータとして格納する。

【００４５】次に、目標温度ＴＰをインクリメントし
（ステップＳ２５０）、目標温度ＴＰを値６０と比較す
る（ステップＳ２６０）。目標温度ＴＰが値６０以下の
ときはステップＳ１８０に戻り、ステップＳ１８０ない
しＳ２６０のループを繰り返す。目標温度ＴＰが値６１
になると、初期予荷重の調整が終了したとして本ルーチ
ンを終了する。ここで、初期予荷重の調整を６０℃で終
了したが、調整の終点は使用温度によって定めればよ
く、何度であっても構わない。

【００４６】実施例では、目標温度ＴＰを給水温度Ｔｗ
からインクリメントして初期予荷重を調整したが、湯水
混合物温度ＴＣと予荷重調節量ＦＳの関係を表わせばよ
いので、給湯温度Ｔｈから目標温度ＴＰをデクリメント
して初期予荷重を調整する構成でもよく、所定の温度範
囲のみ、例えば３５℃から４５℃の温度範囲のみ、目標
温度ＴＰをインクリメントまたはデクリメントして初期
予荷重を調整する構成でもよい。また、目標温度ＴＰの
増加量を目標温度ＴＰに基づいて決定する構成、例え
ば、３５℃から４５℃の温度範囲は目標温度ＴＰを値１
ずつ増加し、それ以外の温度範囲では値２ずつ増加する
構成等も好適である。

【００４７】このルーチンを実行することにより、感温
コイルスプリング８０のばね特性が若干相違していて
も、ばね特性に適合した制御ゲインＫのパターンを選択
するので、適正なフィードバック制御をすることができ
る。また、湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節量ＦＳとの
関係を表わすマップを、湯水混合装置１０が設置された
後、実際に湯水を混合することにより設定するので、き
わめて適合性を有するマップとすることができ、本ルー
チン終了後は早期に湯水混合物温度ＴＣを目標温度ＴＰ
とすることができる。

【００４８】次に、出湯を開始するときに実行される出
湯開始時処理ルーチン図１１に基づいて説明する。この
ルーチンは、パネル操作部１７０のシャワー選択スイッ
チ１７５またはカラン選択スイッチ１７６が押され、ス
イッチ信号がスイッチ入力回路１５０ｆを介して入力さ
れることにより実行される。

【００４９】先ず、混合湯水の目標温度ＴＰとしてＲＯ
Ｍ１５０ｂに格納されたデフォルト値ＴＤ（例えば、４
０℃）と、バックアップＲＡＭ１５０ｄに格納された現
予荷重調節量ＦＤとを読み込む処理を実行し（ステップ
Ｓ３００，Ｓ３１０）、デフォルト値ＴＤをＬＣＤ１６
０に表示する（ステップＳ３２０）。次いで、図９に示
した初期予荷重調整ルーチンによりバックアップＲＡＭ
１５０ｄに格納された湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節
量ＦＳとの関係を表わす図示しないマップにより、デフ
ォルト値ＴＤに対応した予荷重調節量ＦＳを求める（ス
テップＳ３３０）。求めた予荷重調節量ＦＳと現予荷重
調節量ＦＤとの差を実予荷重調節量ΔＦにセットし（ス
テップＳ３４０）、現予荷重調節量ＦＤを実予荷重調節
量ΔＦだけ増加させる（ステップＳ３５０）。

【００５０】ここで、デフォルト値ＴＤは何度に設定さ
れていてもよいが、出湯開始時に熱水または冷水がシャ
ワー等から出湯するのを防止するために、通常使用する
湯水混合物温度ＴＣとすることが望ましい。また、デフ
ォルト値ＴＤがない構成でもよいが、出湯を終了する時
に通常使用する湯水混合物温度ＴＣとなるよう可動弁体
７０を調節する構成も望ましい。この場合は、ステップ
Ｓ３００ないしＳ３５０は不要である。

【００５１】次に、シャワー選択スイッチ１７５とカラ
ン選択スイッチ１７６とのどちらのスイッチが押された
かを判定する（ステップＳ３６０）。スイッチの判定に
従い、切換え／止水モータ１２７を駆動して、押された
スイッチの側の吐水ポートに回転ディスク１２５の吐水
ポート１２６を整合する（ステップＳ３７０，Ｓ３８
０）。吐水ポート１２２または１２３と回転ディスク１
２５の吐水ポート１２６が整合されることにより、シャ
ワー１３０またはカラン１４０から出湯が開始され、本
ルーチンを終了する。

【００５２】次に、目標温度の設定が変更されたときの
処理を、図１２に示す目標温度変更時処理ルーチンによ
り説明する。このルーチンは、混合湯水の目標温度ＴＰ
を設定するためのスイッチ１７１または１７２が押され
たときに実行される。

【００５３】先ず、設定された目標温度ＴＰと現予荷重
調節量ＦＤとを読み込む処理を実行し（ステップＳ４０
０，Ｓ４１０）、湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節量Ｆ
Ｓとの関係を表わす前記のマップにより目標温度ＴＰに
対応した予荷重調節量ＦＳを求める（ステップＳ４２
０）。次いで、求めた予荷重調節量ＦＳと現予荷重調節
量ＦＤとの差を実予荷重調節量ΔＦにセットし（ステッ
プＳ４３０）、現予荷重調節量ＦＤを実予荷重調節量Δ
Ｆだけ増加させて（ステップＳ４４０）、本ルーチンを
終了する。

【００５４】以上、説明した図１１および図１２の処理
により、目標温度ＴＰを設定するためのスイッチ１７
１，１７２によって、設定された温度で混合湯水が吐水
される。このときの出湯温度の調整はＳＭＡを用いた感
温コイルスプリング８０により行なわれる。次に、この
動作について説明する。

【００５５】湯水混合物温度ＴＣが目標温度ＴＰとなっ
て、給湯機からの給湯温度Ｔｈ、水道水温または流量等
の条件が定常状態にある時には、可動弁体７０は、湯水
混合室６４内の混合湯水により感温コイルスプリング８
０に発生するばね力と第２コイルスプリング９０のばね
力（予荷重）との釣り合いにより位置が決定され、静止
している。この状態から、給湯機からの給湯温度Ｔｈ、
水道水温または流量等の条件が外乱により変動すると、
この変動に応じて湯水混合室６４内の湯水混合物温度Ｔ
Ｃが目標温度ＴＰからずれて温度偏差ΔＴを生じる。感
温コイルスプリング８０は、この温度変化に応じてばね
定数を変化させ、その結果、感温コイルスプリング８０
のばね力が変化する。得られる湯水混合物温度ＴＣが目
標温度ＴＰより高い場合には、感温コイルスプリング８
０のばね力が増大し、第２コイルスプリング９０の予荷
重を増加させながら可動弁体７０を図５左方に変位させ
るので、湯の割合が減少し、湯水混合物温度ＴＣが低下
する。反対に、湯水混合物温度ＴＣが目標温度ＴＰより
低い場合には、感温コイルスプリング８０のばね力が減
少し、第２コイルスプリング９０の作用により可動弁体
７０が図５右方に変位するのを許容するので、水の割合
が減少し、湯水混合物温度ＴＣが上昇する。こうした感
温コイルスプリング８０の作用により湯水混合物温度Ｔ
Ｃは目標温度ＴＰに保持される。

【００５６】出湯開始時処理ルーチンにより出湯が開始
された後または目標温度変更時処理ルーチンにより目標
温度ＴＰが変更された後は、図１３に示すフィードバッ
ク制御処理ルーチンにより、湯水混合物温度ＴＣが制御
される。本ルーチンは所定時間毎、例えば１００ｍｓ毎
に実行される。

【００５７】本ルーチンでは、先ず、目標温度ＴＰと温
度センサ１１０により検出される湯水混合物温度ＴＣを
読み込む処理を実行し（ステップＳ５００）、目標温度
ＴＰと湯水混合物温度ＴＣの差を温度偏差ΔＴとして算
出する（ステップＳ５１０）。算出された温度偏差ΔＴ
の絶対値を閾値ＴＲ１と比較し（ステップＳ５２０）、
温度偏差ΔＴの絶対値が閾値ＴＲ１より大きいときは、
フィードバック制御を行なう領域にないとして本ルーチ
ンを終了する。

【００５８】ここで、閾値ＴＲ１は、フィードバック制
御の開始を判定する値であって、出湯開始時処理ルーチ
ンまたは目標温度変更時処理ルーチンにより初期設定さ
れた位置で可動弁体７０が定常状態になったときの目標
温度ＴＰと湯水混合物温度ＴＣとの偏差よりは大きい値
として定められている。この偏差は、感温コイルスプリ
ング８０および第２コイルスプリング９０の製品毎のバ
ラツキや、経年変化による感温コイルスプリング８０の
ばね定数の変化等により定まる。従って、閾値ＴＲ１
は、この偏差に若干の余裕を加えた値とするのが好まし
い。

【００５９】温度偏差ΔＴの絶対値が閾値ＴＲ１より大
きいときは、まだ給湯管等の死水の吐水中か予荷重調節
モータ１０５の作動中である。このときにフィードバッ
ク制御を行なうと、死水吐水等が完了すれば適正な予荷
重調節量ＦＳであるものを、過渡期の湯水混合物温度Ｔ
Ｃにより不適正な予荷重調節量ＦＳとしてしまい、かえ
って、湯水混合物温度ＴＣを目標温度ＴＰとするのが遅
れることになる。従って、この場合にはフィードバック
制御を行なわないのである。

【００６０】一方、温度偏差ΔＴの絶対値が閾値ＴＲ１
以下のときは（ステップＳ５２０）、温度偏差ΔＴの絶
対値と閾値Ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ５３
０）。温度偏差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｒｅｆより大きい
ときは、温度偏差ΔＴに制御ゲインＫを乗じて実予荷重
調節量ΔＦを算出し（ステップＳ３８０）、現予荷重調
節量ＦＤを実予荷重調節量ΔＦだけ増加する（ステップ
Ｓ３９０）。温度偏差ΔＴの絶対値が閾値Ｔｒｅｆ以下
のときは、従来の湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節量Ｆ
Ｓとの関係に代えて、目標温度ＴＰと現予荷重調節量Ｆ
Ｄの値を新たな湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節量ＦＳ
との関係としてバックアップＲＡＭ１５０ｄに格納する
（ステップＳ５６０）。従って、バックアップＲＡＭ１
５０ｄに記憶された湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節量
ＦＳとの関係は、湯水混合装置１０を使用する毎に、そ
の一部が更新されることになる。

【００６１】以上、説明した実施例の湯水混合装置１０
によれば、感温コイルスプリング８０のばね特性を区分
し、湯水混合装置１０として使用する際に、特性値Ｔ
１，θを入力することにより制御ゲインＫのパターンを
決定してフィードバック制御するので、感温コイルスプ
リング８０に製品ばらつきが生じる場合でも適正に温度
制御することができる。

【００６２】また、湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節量
ＦＳの関係を表わすマップを湯水混合装置１０を設置し
てから作成するので、設置条件に応じた湯水混合物温度
ＴＣと予荷重調節量ＦＳとの関係を求めることができ、
出湯開始時および目標温度変更時に早期に湯水混合物温
度ＴＣを目標温度ＴＰとすることができる。更に、フィ
ードバック制御中に湯水混合物温度ＴＣが目標温度ＴＰ
となって安定したときに、そのときの目標温度ＴＰと現
予荷重調節量ＦＤとを新たな湯水混合物温度ＴＣと予荷
重調節量ＦＳの関係としてバックアップＲＡＭ１５０ｄ
に格納するので、季節による給水温度Ｔｗの変化により
湯水混合物温度ＴＣと予荷重調節量ＦＳとの関係を更新
することができる。また、感温コイルスプリング８０の
ばね定数の経年変化等により湯水混合物温度ＴＣと予荷
重調節量ＦＳとの関係を更新することができる。従っ
て、季節による給水温度Ｔｗの変化やばね定数の経年変
化等などが生じても、適正な初期値となるため、早期に
湯水混合物温度ＴＣを目標温度ＴＰとすることができ
る。

【００６３】もとより、ばね定数が温度によって変化す
るＳＭＡを材料とした感温コイルスプリング８０を用い
たので、外乱等により湯水混合物温度ＴＣが変化して
も、感温コイルスプリング８０のばね定数が温度に応じ
て変化することにより可動弁体７０を温度変化を打ち消
す側に変位させて、湯水混合物温度ＴＣを目標温度ＴＰ
とすることができる。また、感温コイルスプリング８０
は熱容量の小さいＳＭＡを材料とし、混合湯水に直接接
触する構成としたので、湯水混合物温度ＴＣの変化に素
早く応じることができる。

【００６４】また、外乱等により湯水混合物温度ＴＣと
目標温度ＴＰに温度偏差ΔＴが生じ、感温コイルスプリ
ング８０による温度制御だけでは温度偏差ΔＴを解消す
ることができないときには、フィードバック制御を行な
うことにより温度偏差ΔＴを解消するので、湯水混合物
温度ＴＣを常に目標温度ＴＰに制御することができる。

【００６５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２実施例の湯水混合装置は、第１実施例と同一
のハードウエア構成を備え、図１１の出湯開始時処理ル
ーチン，図１２の目標温度変更時処理ルーチンおよび図
１３のフィードバック制御ルーチンも同一である。第２
実施例では第１実施例の初期予荷重調整ルーチン（図
９）に代えて、図１４の初期値選定ルーチンが実行され
る。以下に、初期値選定ルーチンについて説明する。な
お、本ルーチンは、新たに湯水混合装置１０を設置した
時または長期間使用しなかった湯水混合装置１０の使用
を再開する時に実行される。

【００６６】まず、感温コイルスプリング８０のばね特
性を表わす特性値Ｔ１およびθを使用者が入力すること
により（ステップＳ６００）、制御ゲインＫのパターン
が決定される（ステップＳ６１０）。この処理について
は詳細に前述したので、ここでは省略する。

【００６７】次に給水温度Ｔｗと給湯温度Ｔｈを使用者
が入力する（ステップＳ６２０）。使用者は、ＬＣＤ１
６０に表示される「高」・「中」・「低」の３種類から
選択することにより給水温度Ｔｗを入力する。「高」を
選択すると夏期の給水温度Ｔｗとして２５℃が設定さ
れ、「中」が選択されると春期または秋期の給水温度Ｔ
ｗとして１５℃が設定され、「低」が選択されると冬期
の給水温度Ｔｗとして５℃が設定される。「高」・
「中」・「低」の変更は、パネル操作部１７０のスイッ
チ１７１，１７２等により行なうことができ、スイッチ
１７１を操作する毎に、ＬＣＤ１６０の表示が「高」か
ら「中」へ、「中」から「低」へと変化し、スイッチ１
７２を操作する毎に、ＬＣＤ１６０の表示が「低」から
「中」へ、「中」から「高」へと変化する。ＬＣＤ１６
０の表示が所望の表示のときに、スイッチ１７７を操作
することにより給水温度Ｔｗを決定する。

【００６８】給湯温度Ｔｈも同様に「高」・「中」・
「低」により入力するが、「高」が選択されると給湯温
度Ｔｈが９０℃に設定され、「中」が選択されると給湯
温度Ｔｈが７５℃に設定され、「低」が選択されると給
湯温度Ｔｈが６０℃に設定される。

【００６９】次に、入力された給水温度Ｔｗおよび給湯
温度Ｔｈの組み合わせにより、湯水混合物温度ＴＣと予
荷重調節量ＦＳとの関係を表わす図示しないマップを選
定する（ステップＳ６３０）。このマップは、予めＲＯ
Ｍ１５０ｂに給水温度Ｔｗと給湯温度Ｔｈの組み合わせ
の数だけ格納されている。選定されたマップはバックア
ップＲＡＭ１５０ｄの所定の場所に複写される（ステッ
プＳ６４０）。

【００７０】本実施例では、給水温度Ｔｗおよび給湯温
度Ｔｈを、それぞれ「高」・「中」・「低」の３種類に
区分し、その組み合わせの数の湯水混合物温度ＴＣと予
荷重調節量ＦＳとの関係を表わすマップを用意したが、
給水温度Ｔｗおよび給湯温度Ｔｈの区分数はいくつでも
構わない。また、直接、温度を入力する構成でもよい。
給水温度Ｔｗおよび給湯温度Ｔｈの「高」・「中」・
「低」を、給水温度Ｔｗでは２５℃・１５℃・５℃、給
湯温度Ｔｈでは９０℃・７５℃・６０℃としたが、使用
される場所および給湯機の性能等により決定すればよ
く、その数値はいくつであっても構わない。実施例で
は、この組み合わせを所定データとしたが、給湯機の種
類の指定等であっても構わない。

【００７１】以上、説明した第２実施例の湯水混合装置
１０によれば、予めＲＯＭ１５０ｂに湯水混合物温度Ｔ
Ｃと予荷重調節量ＦＳとの関係を表わすマップを複数用
意しておき、給水温度Ｔｗと給湯温度Ｔｈを入力するこ
とによって使用するマップを決定するので、初期値の設
定を簡易・迅速に行なうことができ、湯水混合装置１０
を設置した季節の給水温度Ｔｗおよび実際に湯水混合装
置１０に給湯される給湯温度Ｔｈに応じた初期値とする
ことができる。

【００７２】また、フィードバック制御を行なうので、
初期値で設定した予荷重では湯水混合物温度ＴＣと目標
温度ＴＰとに温度偏差ΔＴを生じる場合にも、湯水混合
物温度ＴＣを目標温度ＴＰとすることができる。なお、
その他の効果については第１実施例と同一である。

【００７３】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、例えば、第２実施例において湯水混合物の温度を用
いてフィードバック制御しない構成、湯水混合物の温度
と目標温度との偏差を予測して更新する構成等、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実
施し得ることは勿論である。

【００７４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の湯水混合
装置では、湯水混合物の温度と目標温度との偏差が所定
の状態となったときの目標温度と予荷重との関係を用い
て、予荷重記憶手段Ｍ３により記憶された関係を更新
し、更新された関係に従って予荷重設定手段Ｍ４により
予荷重を目標温度に対応した初期値に設定するので、第
１のばねＳＰ１のばね特性に製品によるばらつきが生じ
る場合でも、その第１のばねＳＰ１のばね特性に対して
適正な初期値とすることができる。また、季節により給
水温度・給湯温度等の給水状態が変化する場合、第１の
ばねＳＰ１または第２のばねＳＰ２のばね定数が経年変
化した場合でも、季節変化または経年変化にかかわら
ず、常に適正な初期値とすることができる。

【００７５】もとより、本発明の湯水混合装置では、所
定の温度範囲内において温度に応じてばね定数が変化す
る材料からなるばねを用いており、これによる湯水混合
物の温度の制御も行なわれる。更に、目標温度からずれ
た温度で第１のばねと第２のばねのばね力が釣り合うこ
とにより、湯水混合物の温度と目標温度に偏差を生じた
場合には、偏差を打ち消す側に予荷重調節手段Ｍ１を制
御するので、湯水混合物の温度を目標温度とすることが
できる。

【００７６】また、本発明の第２の湯水混合装置では、
予荷重設定手段Ｎ４により予荷重を目標温度に対応した
初期値に設定する際に用いられる目標温度と予荷重との
関係を、所定データを入力し、複数予荷重記憶手段Ｎ２
に記憶された複数の関係のうちから、一つの関係を選択
するので、容易に給水温度および給湯温度等に応じた初
期値とすることができ、湯水混合物の温度を早期に目標
温度とすることができる。

【００７７】更に、第２の湯水混合装置で、予荷重制御
手段を備えたときには、初期値で設定した予荷重では湯
水混合物の温度と目標温度とに偏差を生じる場合にも、
湯水混合物の温度を目標温度とすることができる。

【００７８】もとより、第２の湯水混合装置では、所定
の温度範囲内において温度に応じてばね定数が変化する
材料からなるばねを用いており、これによる湯水混合物
の温度の制御も行なわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の湯水混合装置の基本的構造を例示する
ブロック図である。

【図２】本発明の湯水混合装置１０を例示する模式図で
ある。

【図３】図２に示した湯水混合装置１０の斜視図であ
る。

【図４】湯水混合装置１０を構成する給水用脚金具１１
の断面図である。

【図５】湯水混合装置１０を構成する弁ユニット１５の
拡大断面図である。

【図６】切換え／止水弁１２０に組み込まれた固定ディ
スク１２１の構造図である。

【図７】切換え／止水弁１２０に組み込まれた回転ディ
スク１２５の構造図である。

【図８】ＣＰＵ１５０ａを中心とした制御系の電気的な
構成を例示するブロック図である。

【図９】電子制御装置１５０により実行される初期予荷
重調整ルーチンを示すフローチャートである。

【図１０】感温コイルスプリング８０のばね定数ＢＫ・
ばね定数の変化率ΔＢＫ・制御ゲインＫと温度Ｔとの関
係を例示するグラフである。

【図１１】電子制御装置１５０により実行される出湯開
始時処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図１２】電子制御装置１５０により実行される目標温
度変更時処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図１３】電子制御装置１５０により実行されるフィー
ドバック制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図１４】第２実施例の電子制御装置１５０により実行
される初期値選定ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

Ｍ１…予荷重調節手段 Ｍ２…温度検出手段 Ｍ３…予荷重記憶手段 Ｍ４…予荷重設定手段 Ｍ５…予荷重制御手段 Ｍ６…更新手段 ＭＶ…湯水混合弁 Ｎ１…予荷重調節手段 Ｎ２…複数予荷重記憶手段 Ｎ３…予荷重選択手段 Ｎ４…予荷重設定手段 ＮＶ…湯水混合弁 １０…湯水混合装置 １１…給水用脚金具 １２…給湯用脚金具 １５…弁ユニット １８…制御ユニット ２０…ハウジング ２１…入口 ２２…止水弁 ２３…弁体 ２４…ガイド部 ２５…開口部 ２６…端部 ２７…キャップ ２８…ストレーナ ２９…出口 ３０…圧力制御弁 ３１…弁座 ３２…弁部材 ３３…スカート ３４…ナット ３５…ガイド部材 ３６…ボア ３７…二次圧力室 ４０…弁軸 ４１…ばね受け ４２…キャップ ４５…金属ベローズ ４６…背圧室 ５２…止水弁 ５８…圧力導入管 ５９…出口 ６０…湯水混合弁 ６１…ハウジング ６２…ボア ６３…弁室 ６４…湯水混合室 ７０…可動弁体 ７１…円筒部 ７２…ウェブ ７３…開口 ７４…止め輪 ７５，７６，７７…ばね受け ８０…感温コイルスプリング ８５…水入口 ８６，９６…環状通路 ８７…水側弁座 ９０…第２コイルスプリング ９５…湯入口 ９７…湯側弁座 １００…予荷重調節機構 １０１…端部部材 １０２…可動ばね受け １０３…出力軸 １０４…ウォーム １０５…予荷重調節モータ １０６…Ｏリング １１０…温度センサ １２０…切換え／止水弁 １２１…固定ディスク １２２，１２３，１２６…吐水ポート １２５…回転ディスク １２７…切換え／止水モータ １３０…シャワー １３１…接続金具 １３２…シャワーホース １４０…カラン １４１…接続金具 １５０…電子制御装置 １５０ａ…ＣＰＵ １５０ｂ…ＲＯＭ １５０ｃ…ＲＡＭ １５０ｄ…バックアップＲＡＭ １５０ｅ…温度センサ入力回路 １５０ｆ…スイッチ入力回路 １５０ｇ…モータ駆動回路 １５０ｈ…モータ駆動回路 １５０ｉ…ＬＣＤ駆動回路 １５０ｊ…定電圧回路 １６０…ＬＣＤ １７０…パネル操作部 １７１，１７２…スイッチ １７５…シャワー選択スイッチ １７６…カラン選択スイッチ １７７…止水スイッチ １８０…電池

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湯水の混合比を調節する可動弁体を有す
   る湯水混合弁と、 所定の温度範囲において温度に応じてばね定数が変化す
   る材料からなり、前記混合弁から流出する湯水混合物の
   温度上昇に伴い湯の割合を減少させる方向に前記可動弁
   体を付勢する第１のばねと、 前記可動弁体を前記方向とは反対方向に付勢する第２の
   ばねと、 前記第１および第２のばねの少なくとも一方の予荷重を
   調節可能な予荷重調節手段と、 前記湯水混合物の温度を検出する温度検出手段と、 湯水混合物の目標温度と前記予荷重との関係を記憶する
   予荷重記憶手段と、 前記予荷重調整手段を制御して、前記予荷重記憶手段に
   より記憶された関係に従って、予荷重を目標温度に対応
   した初期値に設定する予荷重設定手段と、 該設定の後に、前記温度検出手段により検出された湯水
   混合物の温度と目標温度とに偏差が存在する場合には、
   該偏差を打ち消す側に前記予荷重調節手段を制御する予
   荷重制御手段と、 前記温度検出手段により検出された湯水混合物の温度と
   目標温度との偏差が所定の状態となったときの該目標温
   度と前記予荷重との関係を用いて、前記予荷重記憶手段
   により記憶された関係を更新する更新手段とを備えた湯
   水混合装置。
2. 【請求項２】 湯水の混合比を調節する可動弁体を有す
   る湯水混合弁と、 所定の温度範囲において温度に応じてばね定数が変化す
   る材料からなり、前記混合弁から流出する湯水混合物の
   温度上昇に伴い湯の割合を減少させる方向に前記可動弁
   体を付勢する第１のばねと、 前記可動弁体を前記方向とは反対方向に付勢する第２の
   ばねと、 前記第１および第２のばねの少なくとも一方の予荷重を
   調節可能な予荷重調節手段と、 湯水混合物の目標温度と前記予荷重との関係を複数記憶
   する複数予荷重記憶手段と、 所定データの入力に基づいて、前記複数予荷重記憶手段
   により記憶された複数の目標温度と予荷重との関係のう
   ち、一つの関係を選択する予荷重選択手段と、 前記予荷重調整手段を制御して、前記予荷重選択手段に
   より選択された関係に従って、予荷重を目標温度に対応
   した初期値に設定する予荷重設定手段とを備えた湯水混
   合装置。
3. 【請求項３】 前記請求項２記載の湯水混合装置であっ
   て、 前記湯水混合物の温度を検出する温度検出手段と、 前記予荷重設定手段により初期値が設定された後に、前
   記温度検出手段により検出された湯水混合物の温度と目
   標温度とに偏差が存在する場合には、該偏差を打ち消す
   側に前記予荷重調節手段を制御する予荷重制御手段とを
   備えた湯水混合装置。