JPS6334382A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、流体を制御する電気的に駆動される弁装置に
関するものである。

従来の技術 従来、この種の湯水混合装置には第５図に示すようなも
のがあった。（例えば特開昭６１−１１２８７９号公報
） 第５図において水流路１の途中には水弁２が、湯流路３
の途中には湯弁４が、それぞれ鉛直状の回動軸線を回動
可能に円筒状に形成して設けられている。水弁２と湯弁
４は駆動部５によりモータ６の回転を減速要素を介して
駆動される。混合湯は混合湯流路７を通って供給され、
混合湯温は感温センサ８で検出される。感温センサ８の
信号は制御部９に送られ、制御部９では設定温度と比較
が行なわれ、設定温度が得られるように両部動部５が制
御される。さて水弁２と湯弁４においては、それぞれ駆
動部５の回動軸１０が一体回動状に接続していて、水弁
２は駆動部５により駆動されて正逆回転し、混合湯流路
７側の弁座孔１２に対する切欠状口１１の開口率を増減
する。

同様に駆動部５に駆動されて湯弁４は正逆回転して、混
合湯流路７の弁座孔１４に対する切欠状口１３の開口率
を増減する。駆動部５はモータ６■駆動力を減速要素を
介して回動軸１０に出力し、水弁２および湯弁４の回転
方向を、両弁の開口率が同時に増大あるいは減少しない
ように規制しつつ、一方に対して他方の開口率が増大あ
るいは減少するよう駆動する。これによって両弁の開度
比が調整され、混合渦流路に至る水と湯の比率すなわち
混合湯温度を調整可能に制御している。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では次のような問題点を
有していた。

（１）水弁２と湯弁４は、弁が所定の範囲を越えて駆動
されるストッパーを備えていないため、制御系が故障し
た場合に連続的に一方向に回転するおそれがあり、熱湯
や水が交互に供給されたりして危険であった。

（２）水弁２と湯弁４がストッパーや全閉点、全開点を
検出する手段を有していないため、圧力が低い場合や設
定温度が水温あるいは湯温に近い場合等に弁が開き過ぎ
、いわゆる弁感度の鈍い領域に入ってしまい、圧力が変
動した場合や供給水温や湯温が急変した場合に混合湯温
か大きく変動した。

また、弁を全閉した状態から給湯を開始する場合・水弁
２と湯弁４の閉止位置に差があると、湯が先に出たり水
が先に出たりして混合湯温が大きく変動した。

（３）水弁２と湯弁４が円筒状を成しており、周囲の弁
座との間にすき間ができ上水が困難であるとともに、長
期間使用すると湯、水の中に含まれるスケール成分が析
出し弁が動かなくなるロック現象が起き、無理に回そう
とするとモータ６や駆動部５が損傷した。

本発明はこのような従来の問題点を解消するものであシ
、安全性に優れ、万が−の場合でもデータ等の損傷が起
こらない弁装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明の弁装置は、弁と
、この弁の閉止点あるいは全開点を行き過ぎて弁が駆動
されることを防止するストッパー手段と、弁を駆動する
モータとして過負荷によって駆動力が低減する脱調型の
モータとを備えて構成するものである。

作　　　用 本発明は上記した構成により、弁の全閉点あるいは全開
点あるいはその双方を行き過ぎて弁が駆動された時にス
トッパー手段によって一時的に過負荷がかかり、直ちに
モータが脱調して駆動力が低減されるため、連続的に過
負荷がかかることを防止して各部の損傷を防ぐとともに
、弁が全開点。

全閉点を行き過ぎて駆動されることを防止して安全化を
図るものである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて設明する
。第１図において、湯流路１６と水流路１Ｔを経て供給
される湯と水は、弁框体１８内に入り、逆止弁１９．２
０と湯と水の圧力をバランスさせる圧力バランス弁２１
を経て、湯側弁２２と水側弁２３に至る。湯側弁２２と
水側弁２３は同一の構造をとっており、弁保持筒２４．
２５内にセラミックでできた平板状の固定弁体２６．２
７と、動弁体２８．２９が収納されており、止水性を増
すための付勢用と廻り止めを兼ねた板ばは３０゜３１の
付勢力も利用して固定弁体２６．２７と動弁体２８．２
９は密着されている。動弁体２８．２９は弁保持筒２４
．２５とは若干の隙間を持って設けられ、垂直方向の力
を受ける摺動性の良い材料で構成されたバックアップリ
ング３０．３１に背面が当接されている。動弁体２８．
２９は、直径が動弁体２８．２９よりも小さく構成され
た軸３２．３３を介し、外部設けた電気的な駆動手段で
あり脱調型のモータであるステッピングモータを用いた
湯側モータａ４と水側モータ３５により、減速歯車３６
．３７で減速して駆動される。

軸３２．３３は、０リング３８．３９によりシールされ
ている。また、弁位置検出器４ｏ、４１は弁の全開点と
、全閉点を検出している。混合湯の温度はサーミスタ４
２で検出され、混合湯の流量は流量センサ４３で検出さ
れる。混合湯は混合湯流路４４を経て、給湯口４５から
給湯対象に供給される。給湯口４５の近傍には、給湯の
開始、停止や混合湯温、混合流量、混合流量の積算値を
指示するとともに、混合湯温や混合流量、また弁位置検
出器４０．４１の信号を利用した表示を行なう設定器４
６が設けられている。サーミスタ４２、流量センサ４３
、弁位置検出器４０，４１、設定器４６の信号は制御器
４７に伝えられ、制御器７は湯側モータ３４、水側モー
タ３５、設定器４６の表示を制御する。

第２図に湯側弁２２と水側弁２３の固定弁体２６゜２７
と動弁体２８．２９の詳細を示す。固定弁体２６．２７
と動弁体２８．２９は、同一の形状を成した円板状に形
成されており、扇状の開口部４８゜４９．５０．５１を
有している。背面には軸３２．３３の先端部５２や、板
ばね３０．３１がはまり込む溝部５３を有している。固
定弁体２６．２７の溝部は図面の関係上、見えなくなっ
ているが、動弁体２８．２９の溝部５ａと同様に形成さ
れている。固定弁体２６．２７と動弁体２８．２９は。

内側面５４．５５がお互に吸着する程度にまで研磨され
ていて、密着摺動するように構成されている。

第３図に弁位置検出器４０．４１の詳細を示す。

軸３２．３３にはカム５６が設けられており、突起部５
７が全閉点を検出するマイクロスイッチ５８、全開点を
検出するマイクロスイッチ５９に当接し、電気的に位置
検出を行ない、信号を制御器４７に伝える。制御器には
マイクロコンピュータが入っており、Ｄ／Ａコンバータ
を使わず湯側モータ３４と水側モータ３５を制御する。

マイクロスイッチ５８．５９の位置は、微調節手段６０
．６１によって微調節ができる。

第４図にストッパー手段の詳細を示す。弁保持筒２４，
２５のプラグ部６２には切欠６３が設けてあシ、軸３２
、ａ３に設けたピン６４が切欠６ａの端部６５．６６に
当接することによりストッパー手段を構成している。制
御系が故障して湯側モータ３４や水側モータ３５が、マ
イクロスイッチ５８．５９の動作点を越えても動き続け
る場合は、ピン６４が切欠６ａの端部６５あるいは６６
に当接して動きを止める。湯側モータ３４と水側モータ
３５はステッピングモータをもって構成されているため
、ピン６４が端部６５あるいは６６に当接して過負荷が
かかると直ちに脱調して駆動トルクが激減し、出力軸は
回転しなくなる。このため連続的に減速歯車ａ６．３７
やピン６４等にトルクがかかり続けることはなく、これ
らの部品は損傷しない。動弁体２８．２９が万が−、ロ
ックした場合も同様に、連続的に各部にトルクがかかり
続けることはない。

次にこの実施例の動作を説明する。通常時に給湯が停止
している状態では、突起部５７が全閉点全検出するマイ
クロスイッチ５８に当接し、湯側弁２２と水側弁２３の
動弁体２８．２９は固定弁体２６．２７の開口部を塞ぎ
、湯、水の流動は停止され、湯側モータ３４と水側モー
タ３５も動きが止められている。設定器４６で混合湯温
、混合流量、混合流量の設定を行ない給湯の開始を指示
すると、湯側弁２２と水側弁２３は開成され始める。こ
の時、湯側弁２２と水側弁２３の全閉点は。

微調節手段６０．６１によって固定弁体２６，２７と動
弁体２８．２９のシールしるが損うように調節されてい
るため、湯から先に出始めたり水から先に出始めたりし
て、開成時に混合湯温が大きく変動することがない。混
合流量は流量センサ４３の信号と設定器４６の設定値が
比較され、また混合湯温はサーミスタ４２と設定器４６
の設定値が比較され、湯側弁２２と水側弁２３の開度、
流量比が制御器４７で調節される。

長期間使用時のスケール付着については、固定弁体２６
．２７と動弁体２８．２９の間には、密着摺動すること
によシスケール付着は全くない。

動弁体２８．２９と弁保持筒２４．２５の間にスケール
が析出するおそれはあるが、固定弁体２６．２７の周囲
に設けた０リング６５．６６およびバックアップリング
３０．３１により湯、水が浸入しない構造となっている
ため、このスケール析出は防がれている。万が−、スケ
ールが付着してロックが生じても、湯側モータ３４と水
側モータ３５は脱調型のモータであるステッピングモー
タを使用しているため、過負荷がかかり続けることがな
〈各部の損傷はない。

動作時において、圧力が低い場合や設定温度が水温ある
いは湯温に近い場合、また混合流量が多い場合は、カム
５６の突起部５７が全開点を検出するマイクロスイッチ
５９に当接しており、弁感度が鈍い領域に入ることが防
止されているため、圧力が変動したり、供給水温や湯温
か急変しても混合湯温は大きく変動しない。また、万が
一制御系が故障して、マイクロスイッチ５８．５９が効
かなくなっても湯側弁２２と水側弁２３はストッパー手
段であるピン６４と端部６５．６６の作用により駆動が
止められるため、熱湯や水が交互に供給される危険が防
止される。

給湯の停止が設定器４６で指示されると、湯側弁２２と
水側弁２３は閉成されて行く。この閉成時においては、
開成時も同様であるが湯と水の混合比率は適正に保たれ
て動作が行なわれる。閉止時は、固定弁体２６．２７と
動弁体２８．２９は。

お互に開口部４８．４９と５０．５１を塞ぎ合い、止水
が行なわれる。この時の止水性は、固定弁体２６．２７
と動弁体２８．２９が平板状をなし、その内側面５４．
５５は平面を出すように研磨が行なわれ、かつお互に吸
着するレベルにまで研磨されているため、極めて良好で
あり、製造も容易なものとなっている。

本実施例の効果としては、モータ３４．３５はステッピ
ングモータを使用しているため、マイクロコンピュータ
によるデジタル制御がＤ／Ａコンバータを必要とせずに
容易にできる点、弁は湯水混合弁としているため、特に
制御系の故障時等においてストッパー手段が熱湯が供給
される危険を未然に防げる点、弁２２．２３は回転型の
弁を用いているため、モータ３４．３５の回転を特に直
線運動変換機構を用いることなく駆動ができ、構成が簡
素化される点が挙げられる。

なお、上記実施例においては、動弁体２８　、２９は湯
側モータ３４と水側モータ３５により回転駆動される形
式をとったが、直線的に駆動されたり、回転と直線運動
が組み合された形式でもよい。また、湯側弁２２と水側
弁２３を１個のモータで駆動し、別に流量制御用の弁を
設ける方法も考えられる。また、モータ３４．３５は他
の脱調型モータ、例えばシンクロナスモータでもよい。

更に、湯水混合弁に限らず本発明は広く一般の電気的に
駆動される弁にも適用できるものである。

発明の効果 以上のように本発明の弁装置によれば次の効果が得られ
る。

（１）モータを制御する制御系が故障してもストッパー
手段により弁が駆動されることが防止されるだめ、所期
の流量を越えたり、それ以下の流量値になることがなく
、安全な弁装置となり得る。

（２）　　ストッパー手段に当接することにょシ、モー
タが脱調を起こすためトルクが連続的にかかり続けるこ
とがなく、各部の損傷をまぬがれることができ、モータ
自身も焼損しない。

（３）弁部がスケール付着によりロックしても同様にモ
ータが脱調し、トルクが連続的にかかり続けることが防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における弁装置の一部切欠断
面図、第２図は同装置の弁部の詳細を示す斜視図、第３
図は同装置の弁位置検出手段を示す上面図、第４図は同
装置のストッパー手段を示す斜視図、第５図は従来の弁
装置を示す一部切欠断面図である。 ２２・・・・・・湯側弁（弁）、２３・・・・・・水側
弁（弁）。 ３４・・・・・・湯側モータ（モータ）、３５・・・・
・・水側モータ（モータ）、６４・・・・・・ピン（ス
トッパー手段）、６５．６６・・・・・端部（ストッパ
ー手段）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 ＾２ 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁と、この弁の閉止点あるいは全開点あるいはそ
   の双方を行き過ぎて弁が駆動されることを防止するスト
   ッパー手段と、前記弁を駆動する過負荷によって駆動力
   が低減する脱調型のモータとを備えた弁装置。
2. （２）モータはステッピングモータとした特許請求の範
   囲第１項記載の弁装置。
3. （３）弁は湯水混合弁とした特許請求の範囲第１項ある
   いは第２項記載の弁装置。
4. （４）弁は回転弁とした特許請求の範囲第１項あるいは
   第２項記載の弁装置。