(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯が供給される給湯管と、水が供給される給水管と、湯と水を混合して送り出す出湯管とが接続されて、上記給湯管と上記給水管から上記出湯管に送り出される湯と水の混合比と流量を制御するための弁体を駆動する弁体駆動軸を、第１のステップモータで回転方向に駆動し、第２のステップモータでネジ機構を介して軸線方向に駆動するようにした給湯装置の混合弁において、
一方は軸線方向にのみ進退し他方は軸線周りにのみ回転する一対の螺合部材を上記ネジ機構部分に配置し、上記軸線方向に進退する側の螺合部材に非回転ストッパを軸線方向に突設すると共に、上記軸線周りに回転する側の螺合部材にはその螺合部材と共に回転する回転ストッパを設け、上記軸線方向に進退する側の螺合部材が移動することにより上記回転ストッパが上記非回転ストッパに対して回転方向に当接して、上記弁体駆動軸の軸線方向の移動範囲が規制されるようにしたことを特徴とする給湯装置の混合弁。
【請求項２】
上記軸線方向にのみ進退する側の螺合部材が、上記ネジ機構と平行に配置された軸にスライド自在に支持されている請求項１記載の給湯装置の混合弁。
【請求項３】
上記軸線方向にのみ進退する側の螺合部材と上記軸線周りにのみ回転する側の螺合部材が、上記ネジ機構自体を構成する雄ネジ部材と雌ネジ部材である請求項１記載の給湯装置の混合弁。
【請求項４】
上記弁体が、軸線周りに回転することによって湯と水の混合比を制御する弁部と、軸線方向に移動することによって出湯流量を制御する弁部とを有している請求項１、２又は３記載の給湯装置の混合弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、給湯装置において出湯管に送り出される湯と水の混合比と流量を二つのステップモータで制御するようにした給湯装置の混合弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二つのステップモータを用いた給湯装置の混合弁は、一般に、弁体の回転とスライドによって湯と水の混合比と流量を制御しており、機構的には、弁体駆動軸を一方のステップモータで回転方向に駆動し、他方のステップモータでネジ機構を介して軸線方向に駆動している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのような給湯装置の混合弁において、弁体が動作端部まで軸線方向に移動して強制的に停止されると、さらにステップモータの回転力を受けるネジ機構において雄ネジと雌ネジの食い込みが発生し、起動力の弱いステップモータでは逆方向に再起動できなくなってしまう場合がある。
【０００４】
そこで本発明は、ステップモータを駆動源として常に確実に再起動させることができる給湯装置の混合弁を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の給湯装置の混合弁は、湯が供給される給湯管と、水が供給される給水管と、湯と水を混合して送り出す出湯管とが接続されて、上記給湯管と上記給水管から上記出湯管に送り出される湯と水の混合比と流量を制御するための弁体を駆動する弁体駆動軸を、第１のステップモータで回転方向に駆動し、第２のステップモータでネジ機構を介して軸線方向に駆動するようにした給湯装置の混合弁において、一方は軸線方向にのみ進退し他方は軸線周りにのみ回転する一対の螺合部材を上記ネジ機構部分に配置し、上記軸線方向に進退する側の螺合部材に非回転ストッパを軸線方向に突設すると共に、上記軸線周りに回転する側の螺合部材にはその螺合部材と共に回転する回転ストッパを設け、上記軸線方向に進退する側の螺合部材が移動することにより上記回転ストッパが上記非回転ストッパに対して回転方向に当接して、上記弁体駆動軸の軸線方向の移動範囲が規制されるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
なお、上記軸線方向にのみ進退する側の螺合部材が、上記ネジ機構と平行に配置された軸にスライド自在に支持されていてもよく、上記軸線方向にのみ進退する側の螺合部材と上記軸線周りにのみ回転する側の螺合部材が、上記ネジ機構自体を構成する雄ネジ部材と雌ネジ部材であってもよい。
【０００７】
また、上記弁体が、軸線周りに回転することによって湯と水の混合比を制御する弁部と、軸線方向に移動することによって出湯流量を制御する弁部とを有していてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１と図２は、本発明の第１の実施の形態の給湯装置の混合弁を示しており、コの字形に形成された配管の上流部分が水が送られて来る給水管２、下流部分が湯と水の混合湯が送り出される出湯管３になっている。そしてその中間の配管４に、湯が送られて来る給湯管１が接続されていて、中間の配管４部分で湯と水とが混合される。
【０００９】
弁体は、湯と水の混合比を制御する混合比制御弁体１０Ａと、出湯流量を制御する出湯流量制御弁体１０Ｂとに分けて設けられていて、中間の配管４の軸線位置に配置された一つの弁体駆動軸２０によって、両弁体１０Ａ，１０Ｂが駆動される。
【００１０】
即ち、出湯流量制御弁体１０Ｂは中間の配管４の出口を塞ぐ栓状に形成されて弁体駆動軸２０の先端部分に一体に連結形成されていて、軸線方向に進退することにより中間の配管４と出湯管３との連通路の断面積を変化させる。
【００１１】
混合比制御弁体１０Ａは、中間の配管４に内接する円筒状に形成されていて、その外周面に形成された雄ネジが中間の配管４の内周面に形成された雌ネジに螺合している。１１がその螺合部である。そして、給水管２側から中間の配管４を臨む位置には、混合比制御弁体１０Ａに内接する寸法形状の弁座１２が設けられている。
【００１２】
したがって、混合比制御弁体１０Ａが軸線方向に移動すると、その側壁部が給湯管１と中間の配管４との連通路の断面積を変化させると共に、口元部分が、給水管２と中間の配管４との連通路の断面積を変化させ、前者が増加すれば後者が減少し、前者が減少すれば後者が増加することにより、湯と水の混合比が制御される。
【００１３】
ちなみに、図１は、水が１００％の混合比で出湯流量がゼロになっている状態を示し、図２は、湯が１００％の混合比で出湯流量が最大になっている状態を示している。
【００１４】
混合比制御弁体１０Ａの内周面には軸線と平行にキー溝１３が形成されていて、弁体駆動軸２０から側方に突設された突起部１４がそのキー溝１３に係合している。
【００１５】
したがって、混合比制御弁体１０Ａは弁体駆動軸２０の回転によって螺動（回転しながら軸線方向に移動）し、弁体駆動軸２０が軸線方向に移動してもその影響は受けない。１５は、ガタつき防止のために装着されたコイルスプリングである。
【００１６】
このような構成により中間の配管４内で湯と水が混合されるが、その際に、水は円筒状の混合比制御弁体１０Ａ内を軸線方向に流れ、湯は混合比制御弁体１０Ａの外周部から中間の配管４内に水と同方向に流れ込む。
【００１７】
このようにして、水の流れに対して、それと同方向に湯が外周側から囲むように流し込まれて湯と水が混合することにより、混合部においては騒音がほとんど発生しない。
【００１８】
混合比制御弁体１０Ａの回転範囲を規制するためのストッパ１７，１８は、図３に分かり易く示されるように、混合比制御弁体１０Ａの上端と下端に軸線方向に突設されており、それに当接する固定ストッパ７，８が管路の固定部側に突設されている。
【００１９】
したがって、混合比制御弁体１０Ａが螺動して、ストッパ１７，１８が固定ストッパ７，８と干渉する位置に入ると、ストッパ１７，１８が固定ストッパ７，８に対して回転方向に当接し、それにより弁体駆動軸２０の回転が止められて混合比制御弁体１０Ａの移動範囲が規制される。
【００２０】
弁体駆動軸２０を駆動するために、回転駆動用ステップモータ３１と軸線方向駆動用ステップモータ４１とが同じハウジング３０内に設けられており、弁体駆動軸２０の基端部がそのハウジング３０内に配置されている。
【００２１】
回転駆動用ステップモータ３１の回転は、減速歯車３２を介して回転駆動用出力歯車３３に伝達される。回転駆動用出力歯車３３は、弁体駆動軸２０の基端部に一体的に連結されたスプライン軸３４とキー溝３５で係合している。
【００２２】
したがって、回転駆動用出力歯車３３の回転運動はそのまま弁体駆動軸２０に伝達されて混合比制御弁体１０Ａによる混合比制御が行われ、弁体駆動軸２０は回転駆動用出力歯車３３に対して軸線方向には自由に移動することができる。
【００２３】
軸線方向駆動用ステップモータ４１の回転は、減速歯車４２を介して軸線方向駆動用出力歯車４３に伝達される。軸線方向駆動用出力歯車４３の歯車軸４３ａの内面に形成された雌ネジは、弁体駆動軸２０に嵌合する雄ネジ筒４４の外周に形成された雄ネジと螺合して、ネジ機構４５を構成している。
【００２４】
雄ネジ筒４４は、弁体駆動軸２０に対して回転自在に但し軸線方向に移動できないように取り付けられていて、ハウジング３０に形成されたキー溝４６と係合している。
【００２５】
したがって、軸線方向駆動用出力歯車４３が回転すると、それによって雄ネジ筒４４が回転することなく軸線方向に移動させられ、それと共に弁体駆動軸２０が軸線方向に移動して出湯流量制御弁体１０Ｂによる出湯流量制御が行われる。
【００２６】
軸線方向駆動用出力歯車４３の歯車軸４３ａ（螺合部材）の外面には、ピッチの大きな雄ネジが形成されており、それと螺合する雌ネジが内面に形成されたネジ駒５２（螺合部材）が、弁体駆動軸２０と平行に配置された軸棒５１に摺動自在に取り付けられている。
【００２７】
図４は、その歯車軸４３ａとネジ駒５２の部分を示しており（軸線方向駆動用出力歯車４３の歯車部分は除いてある）、図５はさらにそれを分解して示している。
【００２８】
軸線方向駆動用出力歯車４３の歯車軸４３ａの上下両端には、回転ストッパ４７，４８が側方に向けて突出形成されており、ネジ駒５２の上下両端部には非回転ストッパ５７，５８が上下両方向に突出形成されている。５２ａは、軸棒５１が通る嵌合孔である。
【００２９】
したがって、軸線方向駆動用出力歯車４３が回転すると、それによってネジ駒５２が軸棒５１に沿ってスライドし、非回転ストッパ５７，５８が回転ストッパ４７，４８と干渉する位置に入ると、回転ストッパ４７，４８が非回転ストッパ５７，５８に対して回転方向に当接し、軸線方向駆動用出力歯車４３の回転が止められて、弁体駆動軸２０の軸線方向移動範囲（即ち、出湯流量制御弁体１０Ｂの移動範囲）が規制される。
【００３０】
このような構成によれば、弁体駆動軸２０の軸線方向の移動範囲が規制される際には、回転ストッパ４７，４８が回転方向に非回転ストッパ５７，５８に当接して、軸線方向駆動用出力歯車４３と雄ネジ筒４４とが螺合するネジ機構４５に軸線方向駆動用ステップモータ４１の回転力が伝わらないので、ネジ機構４５における雄ネジと雌ネジの食い込み現象が発生しない。したがって、次に軸線方向駆動用ステップモータ４１を逆回転させる際に容易に再起動させることができる。
【００３１】
図６と図７は本発明の第２の実施の形態の給湯装置の混合弁を示しており、第１の実施の形態と比較して、給水管２と出湯管３の配置が逆になっている。それに伴って、混合比制御弁体１０Ａと出湯流量制御弁体１０Ｂも第１の実施の形態と逆に配置されている。
【００３２】
また、回転駆動用ステップモータ３１と軸線方向駆動用ステップモータ４１及び回転駆動用出力歯車３３と軸線方向駆動用出力歯車４３も第１の実施の形態と逆に配置されており、弁体駆動軸２０の軸線方向の移動範囲を規制するための非回転ストッパ５７，５８とそれに当接する回転ストッパ４７，４８とが雄ネジ筒４４の上下両端と軸線方向駆動用出力歯車４３の内側に形成されている。
【００３３】
第２の実施の形態のその他の構成は第１の実施の形態と同じであり、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、弁体駆動軸の軸線方向の進退駆動を行うネジ機構部分に一対の螺合部材が配置され、その一対の螺合部材に設けられた回転ストッパが非回転ストッパに対して回転方向に当接することにより、弁体駆動軸の軸線方向の移動範囲の規制が行われるので、ネジ機構において食い込み現象が発生せず、次にステップモータを逆回転させる時に確実に再起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の給湯装置の混合弁の縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の給湯装置の混合弁の異なる状態の縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の給湯装置の混合弁の混合比制御弁体付近の部分斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の給湯装置の混合弁のネジ駒付近の部分斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の給湯装置の混合弁のネジ駒付近の部分分解斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の給湯装置の混合弁の縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の給湯装置の混合弁の異なる状態の縦断面図である。
【符号の説明】
１  給湯管
２  給水管
３  出湯管
１０Ａ  混合比制御弁体
１０Ｂ  出湯流量制御弁体
２０  弁体駆動軸
３０  ハウジング
３１  回転駆動用ステップモータ
３３  回転駆動用出力歯車
４１  軸線方向駆動用ステップモータ
４３  軸線方向駆動用出力歯車
４３ａ  歯車軸
４４  雄ネジ筒
４５  ネジ機構
４７，４８  回転ストッパ
５２  ネジ駒
５７，５８  非回転ストッパ
【図１】
0003761713.tif 000002
【図２】
0003761713.tif 000003
【図３】
0003761713.tif 000004
【図４】
0003761713.tif 000005
【図５】
0003761713.tif 000006
【図６】
0003761713.tif 000007
【図７】
0003761713.tif 000008