特許 6376331 湯水混合装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6376331

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】湯水混合装置

(51)【国際特許分類】

   F24D 17/00 20060101AFI20180813BHJP

   E03C 1/044 20060101ALI20180813BHJP

   F16K 17/30 20060101ALI20180813BHJP

   F16K 31/04 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   F24D17/00 L

   E03C1/044

   F16K17/30 A

   F16K31/04 A

   F24D17/00 K

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-63776(P2014-63776)

(22)【出願日】2014年3月26日

(65)【公開番号】特開2015-183986(P2015-183986A)

(43)【公開日】2015年10月22日

【審査請求日】2017年2月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000010087

【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100171675

【弁理士】

【氏名又は名称】丹澤 一成

(72)【発明者】

【氏名】松井 英之

【審査官】 渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−２６２１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２５９１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２４１６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１１６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３３０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５５７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１７３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２４５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３４０１６２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｄ １７／００

Ｅ０３Ｃ １／０４４

Ｆ１６Ｋ １７／３０

Ｆ１６Ｋ ３１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吐水部に向けて給水を行う給水路上に設けられた水温センサと、
前記給水路の水流量を調節する水側流量調節ユニットと、
吐水部に向けて給湯を行う給湯路上に設けられた湯温センサと、
前記給湯路の湯流量を調節する湯側流量調節ユニットと、
前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットを動作させる制御部と、を備え、
前記制御部による制御の下で前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットにより水流量及び湯流量を調節することで、前記吐水部における吐水温度及び吐水流量を調節する混合水栓装置において、
前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットは、下流側に流れ込む流量を所定流量とする定流量弁をそれぞれ備え、前記定流量弁は前記制御部により流量を設定され、
前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットはそれぞれ流量センサを有し、
前記各流量センサにより検出される流量が前記制御部により設定された各定流量弁の流量に達していない場合、前記制御部は前記制御部により設定された各定流量弁の流量の比率を保った状態で、前記各定流量弁の流量を前記各流量センサにより検出された流量よりも小さくする、湯水混合装置。

【請求項2】

前記定流量弁は、前記給水路の一次側流路と二次側流路との間、及び前記給湯路の一次側流路と二次側流路との間に設置される弁であって、それぞれ、
前記一次側流路と前記二次側流路とを接続する中間流路と、
モータと、
前記モータにより動作し、前記一次側流路と前記中間流路との間に形成される流路面積を変化させ、水の流量を調整する流量絞り弁と、
前記中間流路から、前記二次側流路に通じる連通部の開度を調整するダイヤフラム弁機構と、を有し、
前記ダイヤフラム弁機構は、
前記一次側流路と連通する第一圧力室と、
前記中間流路と連通する第二圧力室と、
前記第一圧力室と前記第二圧力室とを仕切るダイヤフラム部と、
前記ダイヤフラム部に接続され、前記中間流路から、前記二次側流路に通じる前記連通部の開度を調整する主弁と、
前記ダイヤフラム部に接続された前記主弁を、前記第一圧力室側へと付勢する付勢手段と、を有する、
請求項１に記載の湯水混合装置。

【請求項3】

前記定流量弁は、前記各流量絞り弁が前記一次側流路と前記中間流路との間を閉止する際に、あわせて前記一次側流路と前記第一圧力室との間の連通を遮断する、
請求項２に記載の湯水混合装置。

【請求項4】

前記定流量弁は、一次側流路と二次側流路との間に設置される弁であって、それぞれ、 前記一次側流路と前記二次側流路とを接続する中間流路と、
モータと、
前記モータにより動作し、前記中間流路と前記二次側流路との間に形成される流路面積を変化させることで流れる水の瞬間流量を調整する流量絞り弁と、
前記一次側流路から、前記中間流路に通じる連通部の開度を調整するダイヤフラム弁機構と、を有し、
前記ダイヤフラム弁機構は、
前記中間流路と連通する第一圧力室と、
前記二次側流路と連通する第二圧力室と、
前記第一圧力室と前記第二圧力室とを仕切るダイヤフラム部と、
前記ダイヤフラム部に接続され、前記一次側流路から、前記中間流路に通じる前記連通部の開度を調整する主弁と、
前記ダイヤフラム部に接続された前記主弁を、前記第一圧力室側へと付勢する付勢手段と、を有する、
請求項１に記載の湯水混合装置。

【請求項5】

前記定流量弁は、前記各流量絞り弁が前記中間流路と前記二次側流路との間を閉止する際に、あわせて前記二次側流路と前記第二圧力室との間の連通を遮断する、
請求項４に記載の湯水混合装置。

【請求項6】

前記制御部が前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットが有する各前記定流量弁の流量の設定を変更する場合、前記水側流量調節ユニットの定流量弁の前記モータの駆動速度と、前記湯側流量調節ユニットの定流量弁の前記モータの駆動速度との比は、前記水側流量調節ユニットの定流量弁の前記流量絞り弁の駆動角度と、前記湯側流量調節ユニットの定流量弁の前記流量絞り弁の駆動角度との比と一致する、
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の湯水混合装置。

【請求項7】

前記吐水部は、水栓装置に設けられ、
前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットは前記水栓装置の外に設けられ、
前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットでそれぞれ流量調節された水及び湯は、前記水栓装置内で混合される、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の湯水混合装置。

【請求項8】

前記湯温センサ及び前記水温センサは、前記水栓装置に設けられる、
請求項７に記載の湯水混合装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、湯水混合装置に係り、特に、給水路及び給湯路を個別に開閉制御する湯水混合装置に関する。

【背景技術】

【0002】

湯水混合装置は、台所や浴室のシャワーなどで広く用いられており、その温度制御や流量制御の方法として様々な手法が提案されている。これまで主に、特許文献１に示すような、混合弁にて湯水の混合を先に行い、混合された後の流量の制御を開閉弁で行うという手法が提案されている。このような手法による湯水混合装置は、機械的な構成で実現することが可能であることから、従来より広く用いられている。その一方で、混合弁にて湯水の混合を行うため、混合弁へと接続する給水路・給湯路にはそれぞれ混合弁からの逆流を防ぐための逆止弁を設ける必要があった。
この他にも例えば、特許文献２に示すような、給水路及び給湯路を個別に開閉制御する手法による湯水混合装置が提案されていた。このような手法による湯水混合装置では、温度制御や流量制御のため、給水路及び給湯路を個別に開閉制御するよう、電子的な制御の構成が必要となるが、逆止弁などを追加する必要がないという点で有利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−４２６７４号公報

【特許文献2】特開２０１３−７６４８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

給水路及び給湯路を個別に開閉制御する手法による従来の湯水混合装置において、温度制御や流量制御は流量のフィードバックを含む制御方式によって実行されていたため、湯と水との間の差圧や、圧力が急に変動した場合、この変動に対応しようとしてもハンチングやオーバーシュートが発生してしまい、急な変動に十分に対応した制御を行うことが困難であった。つまり、給水路及び給湯路を個別に開閉制御する手法による従来の湯水混合装置では、安定した温度制御や流量制御を行うことが比較的困難であった。

【0005】

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、温度制御や流量制御を安定して行うことができる湯水混合装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本発明は、吐水部に向けて給水を行う給水路上に設けられた水温センサと、前記給水路の水流量を調節する水側流量調節ユニットと、吐水部に向けて給湯を行う給湯路上に設けられた湯温センサと、前記給湯路の湯流量を調節する湯側流量調節ユニットと、前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットを動作させる制御部と、を備え、前記制御部による制御の下で前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットにより水流量及び湯流量を調節することで、前記吐水部における吐水温度及び吐水流量を調節する混合水栓装置において、前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットは、下流側に流れ込む流量を所定流量とする定流量弁をそれぞれ備え、前記定流量弁は前記制御部により流量を設定され、前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットはそれぞれ流量センサを有し、前記各流量センサにより検出される流量が前記制御部により設定された各定流量弁の流量に達していない場合、前記制御部は前記制御部により設定された各定流量弁の流量の比率を保った状態で、前記各定流量弁の流量を前記各流量センサにより検出された流量よりも小さくすることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、圧力や温度の外乱を受けた後も、安定した温度制御や流量制御を行うことが可能となり、吐水部などで流量が大きく規制されるような状態や水圧、湯圧が低い場合においても、適切に温度制御や流量制御を行なうことが可能となる。

【0008】

本発明において、好ましくは、前記定流量弁は、前記給水路の一次側流路と二次側流路との間、及び前記給湯路の一次側流路と二次側流路との間に設置される弁であって、それぞれ、前記一次側流路と前記二次側流路とを接続する中間流路と、モータと、前記モータにより動作し、前記一次側流路と前記中間流路との間に形成される流路面積を変化させ、水の流量を調整する流量絞り弁と、前記中間流路から、前記二次側流路に通じる連通部の開度を調整するダイヤフラム弁機構と、を有し、前記ダイヤフラム弁機構は、前記一次側流路と連通する第一圧力室と、前記中間流路と連通する第二圧力室と、前記第一圧力室と前記第二圧力室とを仕切るダイヤフラム部と、前記ダイヤフラム部に接続され、前記中間流路から、前記二次側流路に通じる前記連通部の開度を調整する主弁と、前記ダイヤフラム部に接続された前記主弁を、前記第一圧力室側へと付勢する付勢手段と、を有する。
このように構成された本発明においては、圧力の変動を受けても流量を安定して制御することができる。

【0009】

本発明において、好ましくは、前記定流量弁は、前記各流量絞り弁が前記一次側流路と前記中間流路との間を閉止する際に、あわせて前記一次側流路と前記第一圧力室との間の連通を遮断する。
このように構成された本発明においては、止水状態において、ダイヤフラム弁機構のダイヤフラム部を挟んだ第一圧力室と第二圧力室の圧力が等しくなり、すなわちダイヤフラム部の両面が同圧となるため、止水状態においてダイヤフラム部に差圧が作用せず、ダイヤフラム弁機構の長期の信頼性が確保できる。

【0010】

本発明において、好ましくは、前記定流量弁は、一次側流路と二次側流路との間に設置される弁であって、それぞれ、前記一次側流路と前記二次側流路とを接続する中間流路と、モータと、前記モータにより動作し、前記中間流路と前記二次側流路との間に形成される流路面積を変化させることで流れる水の瞬間流量を調整する流量絞り弁と、前記一次側流路から、前記中間流路に通じる連通部の開度を調整するダイヤフラム弁機構と、を有し、前記ダイヤフラム弁機構は、前記中間流路と連通する第一圧力室と、前記二次側流路と連通する第二圧力室と、前記第一圧力室と前記第二圧力室とを仕切るダイヤフラム部と、前記ダイヤフラム部に接続され、前記一次側流路から、前記中間流路に通じる前記連通部の開度を調整する主弁と、前記ダイヤフラム部に接続された前記主弁を、前記第一圧力室側へと付勢する付勢手段と、を有する。
このように構成された本発明においては、圧力の変動を受けても流量を安定して制御することができる。

【0011】

本発明において、好ましくは、前記定流量弁は、前記各流量絞り弁が前記中間流路と前記二次側流路との間を閉止する際に、あわせて前記二次側流路と前記第二圧力室との間の連通を遮断する。
このように構成された本発明においては、止水状態において、ダイヤフラム弁機構のダイヤフラム部を挟んだ第一圧力室と第二圧力室の圧力が等しくなり、すなわちダイヤフラム部の両面が同圧となるため、止水状態においてダイヤフラム部に差圧が作用せず、ダイヤフラム弁機構の長期の信頼性が確保できる。

【0012】

本発明において、好ましくは、前記制御部が前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットが有する各前記定流量弁の流量の設定を変更する場合、前記水側流量調節ユニットの定流量弁の前記モータの駆動速度と、前記湯側流量調節ユニットの定流量弁の前記モータの駆動速度との比は、前記水側流量調節ユニットの定流量弁の前記流量絞り弁の駆動角度と、前記湯側流量調節ユニットの定流量弁の前記流量絞り弁の駆動角度との比と一致する。
このように構成された本発明においては、流量の設定が変更された場合に、水側流量調節ユニットにおける調節と、湯側水量調節ユニットにおける調節とが同時に完了するため、温度の設定目標値からの一時的なずれを抑制することができる。

【0013】

本発明において、好ましくは、前記吐水部は、水栓装置に設けられ、前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットは前記水栓装置の外に設けられ、前記水側流量調節ユニット及び前記湯側流量調節ユニットでそれぞれ流量調節された水及び湯は、前記水栓装置内で混合される。
このように構成された本発明においては、吐水部における温度変更時のタイムラグを少なくすることができ、また、耐圧部分を少なくして耐圧信頼性を向上することができる。

【0014】

本発明において、好ましくは、前記湯温センサ及び前記水温センサは、前記水栓装置に設けられる。
このように構成された本発明においては、配管の冷えなどにより、各流量調節ユニットから水栓装置までに温度差が生じるような場合でもより適切に温度制御を行うことができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の湯水混合装置によれば、安定した温度制御や流量制御を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の各実施形態に係る湯水混合装置の構成を概略的に示すブロック図である。

【図2】本発明の第一の実施形態に係る湯水混合装置に使用される定流量弁及びその周辺部の構造を示す側面断面図である。

【図3】本発明の第一の実施形態に係る湯水混合装置の制御処理を示すフローチャート図である。

【図4】本発明の第二の実施形態に係る湯水混合装置に使用される定流量弁及びその周辺部の構造を示す側面断面図である。

【図5】本発明の第二の実施形態に係る湯水混合装置の制御処理を示すフローチャート図である。

【図6】本発明の湯水混合装置に使用可能な定流量弁の他の構造を示す側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

つぎに、添付図面により、本発明の実施形態による湯水混合装置を説明する。
図１は、本発明の各実施形態に係る湯水混合装置１の構成を概略的に示すブロック図である。各構成をブロックで示し、制御系統を破線で示し、水や湯の供給系統については実線で示している。

【0018】

給水源１０は上水道やタンク等であり、第一給水路１２を介して給湯器１４や水側流量調節ユニット２０に対して水を供給する。給湯器１４はボイラーなどの給湯装置であり、第一給水路１２を介して供給された水を加熱し、第一給湯路１６を介して湯側流量調節ユニット３０に対して湯を供給する。第一給水路１２及び第一給湯路１６に供給される水及び湯の水圧は比較的高いため、これら第一給水路１４及び第一給湯路１６は耐圧構造とすることが好ましい。
水側流量調節ユニット２０で流量が調節された水はさらに第二給水路１３を介して水栓装置１８に送られる。同様に、湯側流量調節ユニット３０で流量が調節された湯はさらに第二給湯路１７を介して水栓装置１８に送られる。水栓装置１８の内部でこれらの水及び湯は混合される。混合された湯水は水栓装置１８に設けられた吐水部１９から吐水される。水栓装置１８の使用者は、水栓装置１８を操作して、吐水部１９から吐水される湯水の温度や流量（吐水量）について、自らの希望を入力する。使用者の希望する湯水の温度や流量の情報が水栓装置１８に入力されると、この情報は制御部４０に送信される。続いて、制御部４０は図３及び図５を参照して後述する制御処理を行い、水側流量調節ユニット２０、湯側流量調節ユニット３０を制御してそれぞれ水の流量、湯の流量を制御する。この結果、水側流量調節ユニット２０で流量が調節された水と、湯側水量調節ユニット３０で流量が調節された湯とが水栓装置１８内で混合され、使用者の希望する温度及び流量で吐水部１９から吐水される。このようにすると、混合が末端である水栓装置１８内にて行われるため、吐水部１９における温度変更時のタイムラグを少なくすることができるという利点がある。
なお、吐水部１９には、各種シャワーヘッド（節水シャワーヘッド）等を接続することも可能である。また、水側流量調節ユニット２０及び湯側流量調節ユニット３０を通過する際、水の圧力、湯の圧力はそれぞれ低下しているため、第二給水路１３及び第二給湯路１７、水栓装置１８等を第一給水路１２及び第一給湯路１６と同等の耐圧構造とする必要は無い。耐圧部分を少なくする一方で、耐圧信頼性を向上することができる。
また、上述した水側流量調節ユニット２０、湯側流量調節ユニット３０、第二給水路１３、第二給湯路１７、水栓装置１８、吐水部１９を一セットとして、これらの構成を複数セット設け、集中給湯を行うようにしてもよい。（図２には一セットのみが示されているが、第一給水路１２、第一給湯路１６の延長・分岐先に同様に設けることが可能である。）

【0019】

制御部４０は図３及び図５を参照して後述する一連の制御処理を実行する処理装置であり、本発明の各実施形態において、制御部４０としてマイクロプロセッサ等を用いることが可能である。制御部４０は、上述した給湯器１４や水栓装置１８、後述する水側流量調節ユニット２０及び湯側流量調節ユニット３０にそれぞれ設けられた、温度センサ１０５、１０５’や流量センサ１０７、１０７’、定流量弁２００、２００’のモータ２０３、２０３’と電気的に接続され、データや指示をやり取りする。制御部４０と湯水混合装置１の各要素との間の接続は、有線接続であっても無線接続であっても構わない。
具体的には水栓装置１８を介した使用者からの指示や、後述する温度センサ１０５、１０５’や流量センサ１０７、１０７’によって検出された値を受け取り、制御処理を行う。また、使用者からの指示への対応や、外部環境の変化に伴う水や湯の温度や流量の変動への対応のため、水側流量調節ユニット２０及び湯側流量調節ユニット３０に対してそれぞれ、流量を適切に変化させるように指示を送る。この他に、給湯器１４の温度設定などを行うことも可能である。これらの機能はソフトウェアやファームウェア等によって提供される。
なお、このような構成を有する湯水混合装置１を動作させるため、湯水混合装置１に対して電源を供給する電源（図示せず）が接続されている。この電源として、通常は商用電源を用いるが、停電時用にバッテリーを併用してもよい。

【0020】

次に、図２を参照して、本発明の第一の実施形態の湯水混合装置の水側流量調節ユニット２０及び湯側流量調節ユニット３０にそれぞれ使用される、定流量弁２００、２００’及びその周辺部の構造や定流量弁２００，２００’の動作について説明する。
図２は、本発明の第一の実施形態の湯水混合装置の水側流量調節ユニット２０及び湯側流量調節ユニット３０にそれぞれ使用される、定流量弁２００、２００’及びその周辺部の側面断面図である。水側流量調節ユニット２０に使用される定流量弁２００は、第一給水路１２と第二給水路１３の間に配置される。同様に、湯側流量調節ユニット３０に使用される定流量弁２００’は、第一給湯路１６と第二給湯路１７の間に配置される。水側流量調節ユニット２０に使用される定流量弁２００も、湯側流量調節ユニット３０に使用される定流量弁２００’も、構造は共通であるため、以下、水側流量調節ユニット２０に使用されている定流量弁２００を例に説明する。

【0021】

図２に示されるように、定流量弁２００は、一次側流路１０１（すなわち第一給水路１２）と二次側流路１０３（すなわち第二給水路１３）を接続するように設置される。定流量弁２００内には中間流路２０１が設けられており、一次側流路１０１と中間流路２０１との間に流量絞り弁２０２が設けられ、中間流路２０１と二次側流路１０３との間の連通部にダイヤフラム弁機構２０４の主弁２０８が設けられている。図２において、一次側流路１０１から中間流路２０１を通って二次側流路１０３へ向かう数本の曲線矢印は、水の流れを示しており、一次側流路１０１、中間流路２０１、後述する第一圧力室２０５及び第二圧力室２０６、二次側流路１０３に複数箇所記載されているＰ１、Ｐ２、Ｐ３の符号は、それぞれの位置における水圧を示している。同じ符号が付されている場合、それぞれの位置における水圧は同じである。（例えば、中間流路２０１内の水圧と第二圧力室２０６内の水圧は同じ「Ｐ２」である。）

【0022】

流量絞り弁２０２は、一次側流路１０１と中間流路２０１との間に形成される流路面積を変化させて、通過する水の流量を調整するための弁である。流量絞り弁２０２はモータ２０３に機械的に接続されており、モータ２０３の回転に応じて上下移動し、その結果、一次側流路１０１と中間流路２０１との間に形成される流路面積が変化する。流路面積が広がれば、流量絞り弁２０２を通過する水の流量は増加し、流路面積が狭まれば、流量絞り弁２０２を通過する水の流量は減少する。この流量絞り弁２０２により制御される水の流量は、モータ２０３の回転角度（流量絞り弁２０２の位置に対応する）の関数となっている。

【0023】

ダイヤフラム弁機構２０４は、第一圧力室２０５と、第二圧力室２０６、これら第一圧力室２０５と第二圧力室２０６とを仕切るダイヤフラム部２０７、そしてダイヤフラム部２０７に接続された主弁２０８、ばね２０９を有している。第一圧力室２０５は第一連通路２１０により一次側流路１０１と連通している。第二圧力室２０６は第二連通路２１１により、中間流路２０１と連通している。ダイヤフラム部２０７は第一圧力室２０５と第二圧力室２０６とを仕切るダイヤフラムであり、付勢手段であるばね２０９によって第二圧力室２０６側から第一圧力室２０５側に付勢されている。ばね２０９は第二圧力室２０６内に設けられ、ダイヤフラム部２０７を第一圧力室２０５側に付勢する付勢手段である。ダイヤフラム弁機構２０４の主弁２０８は、中間流路２０１から二次側流路１０３に通じる連通部の開度を調整するための弁である。主弁２０８はダイヤフラム部２０７に接続されている。
ダイヤフラム弁機構２０４は、第一圧力室２０５と第二圧力室２０６との圧力差およびばね２０９の力により、ダイヤフラム部２０７を押上げたり、押下げたりする。ダイヤフラム部２０７の動きによって、主弁２０８が上下し、中間流路２０１から二次側流路１０３に通じる連通部の開度が調整される。

【0024】

定流量弁２００の周辺部、二次側流路１０３には、温度センサ１０５が設けられている。この温度センサ１０５は、二次側流路１０３を流れる水の温度（水温）を検出し、制御部４０に送信するための水温センサである。（なお、湯側流量調節ユニット３０に設けられた定流量弁２００’においては、温度センサ１０５’は二次側流路を流れる湯の温度（湯温）を検出し、制御部４０に送信するための湯温センサとなる。）

【0025】

このような構成を有する定流量弁２００の動作原理について図２を参照して説明する。図２に示したように、一次側流路１０１中の圧力をＰ１、中間流路２０１中の圧力をＰ２、二次側流路１０３中の圧力をＰ３とする。また、ダイヤフラム部２０７の面積をＳとし、ばね２０９の力をＦ、この定流量弁２００の（瞬間）流量をＱとする。
上述したように、ダイヤフラム弁機構２０４の第一圧力室２０５は第一連通路２１０により一次側流路１０１と連通しているため、第一圧力室２０５中の圧力は一次側流路と同じＰ１となる。また、ダイヤフラム弁機構２０４の第二圧力室２０６は第二連通路２１１により中間流路２０１と連通しているため、第二圧力室２０６中の圧力は中間流路２０１と同じＰ２となる。ここで、ダイヤフラム弁機構２０４の釣合いの関係から、
Ｐ１×Ｓ＝Ｐ２×Ｓ＋Ｆ
という式が得られる。この式を変形すると、
Ｐ１−Ｐ２＝Ｆ／Ｓ
となる。一方、流量絞り弁２０２において、流量Ｑは圧力差の１／２乗に比例することが知られている。流量絞り弁２０２の開度にのみ依存する定数をＣとすると、
Ｑ＝Ｃ×（Ｐ１−Ｐ２）^1/2＝Ｃ×（Ｆ／Ｓ）^1/2
となる。
従って、ばね２０９の力Ｆがほぼ一定と考えると、ダイヤフラム部２０７の面積は一定であるため、流量Ｑは水圧によらず一定となる。つまり、一次側流路１０１中の水圧が変動するような外乱があっても、流量絞り弁２０２の開度が一定であれば、流量Ｑも一定となる。

【0026】

例として、一次側流路１０３中の圧力Ｐ１が上昇するような外乱が発生した場合を考える。一次側流路１０３中の圧力Ｐ１が上昇すると、一次側流路１０３と第一連通路２１０で連通したダイヤフラム弁機構２０４の第一圧力室２０５中の圧力Ｐ１も上昇する。これにより、ダイヤフラム部２０７にかかる力として、第一圧力室２０５中の圧力Ｐ１による力が、第二圧力室２０６中の圧力Ｐ２及びばね２０９の力Ｆの合力よりも大きくなり、その結果、ダイヤフラム部２０７が押下げられる。
ダイヤフラム部２０７が押下げられると、ダイヤフラム部２０７に接続された主弁２０８も押下げられ、中間流路２０１と二次側流路１０３の連通部を閉鎖する方向へと移動する。この結果、中間流路２０１中の圧力Ｐ２が上昇する。
すると、中間流路２０１と第二連通路２１１で連通したダイヤフラム弁機構２０４の第二圧力室２０６中の圧力Ｐ２も上昇する。そして最終的にダイヤフラム部２０７にかかる力が釣合うようになる。
逆に一次側流路１０３中の圧力Ｐ１が下降するような外乱が発生した場合は、ダイヤフラム部２０７が押上げられ、その結果、第二圧力室２０６中の圧力Ｐ２が下がるようになり、最終的にダイヤフラム部２０７にかかる力が釣合うようになる。
このように一次側流路１０３中の圧力Ｐ１が変動するような外乱が発生したとしても、定流量弁２００のダイヤフラム弁機構２０４がダイヤフラム部２０７について自律的に釣合いを回復させて、その結果、流量を一定に保つことが可能となる。このような定流量弁２００を使用することにより、湯水混合装置の安定した流量制御が可能となる。

【0027】

なお、本実施形態に使用される定流量弁２００は、モータ２０３により流量絞り弁２０２を回転させて止水する際、すなわち、一次側流路１０１と中間流路２０１との間を閉止する際、あわせて流量絞り弁２０２は、一次側流路１０１とダイヤフラム弁機構２０４の第一圧力室２０５とを連通する第一連通路２１０の開口部も塞ぎ、一次側流路１０１と第一圧力室２０５との間の連通を遮断する。
このようにして一次側流路１０１と第一圧力室２０５との間の連通を遮断すると、止水状態で、第一圧力室２０５中に水が密封される一方、中間流路２０１及び二次側流路１０３には外気が流入する。第一圧力室２０５に密封された水は、非圧縮性の液体として扱えるため、ダイヤフラム部２０７の両面にかかる圧力はそれぞれ大気圧と等しくなる。従って、止水状態においてダイヤフラム部２０７の両面で差圧が無いため、定流量弁２００の閉止時にもダイヤフラム部２０７に水圧が作用せず、ダイヤフラム弁機構２０４の長期の信頼性が確保できる。

【0028】

つぎに、図３に示すフローチャート図を参照して、本発明の第一の実施形態による湯水混合装置の制御処理について詳細に説明する。図３は本発明の第一の実施形態による湯水混合装置の電源を投入してからの一連の流れを示すフローチャート図である。
まず湯水混合装置１の使用者が図示しないスイッチ等により湯水混合装置１の電源をＯＮにする（ステップＳ１０１）。湯水混合装置１の制御部４０は、続いて、水側流量調節ユニット２０に設けられた定流量弁２００のモータ２０３の初期位置（すなわち流量絞り弁２０２の初期位置）θｃ０と、湯側流量調節ユニット３０に設けられた定流量弁２００’のモータ２０３’の初期位置（すなわち流量絞り弁２０２’の初期位置）θｈ０を取得する（ステップＳ１０２）。湯水混合装置１は初期状態として止水状態にある。使用者が水栓装置１８の吐水部１９から吐水させたい湯水の温度と吐水量を水栓装置１８に設けられた図示しない入力手段により入力し、この所望の湯水の温度と吐水量を制御部４０は設定温度Ｔｍ、設定吐水量Ｑｍとして取得する（ステップＳ１０３）。
次に、水側流量調節ユニット２０に設けられた温度センサ（水温センサ）１０５が水温Ｔｃを検知し、湯側流量調節ユニット３０に設けられた温度センサ（湯温センサ）１０５’が湯温Ｔｈを検知し、制御部４０がこれらの情報を取得する（ステップＳ１０４）。
制御部４０はこれらの情報に基づいて、水栓装置１８に供給すべき水量Ｑｃ（目標）、湯量Ｑｈ（目標）を計算する（ステップＳ１０５）。これら水量Ｑｃ、湯量Ｑｈは、次の式に基づいて計算される。
Ｑｃ（目標）＝（（Ｔｈ−Ｔｍ）／（Ｔｈ−Ｔｃ））×Ｑｍ
Ｑｈ（目標）＝（（Ｔｍ−Ｔｃ）／（Ｔｈ−Ｔｃ））×Ｑｍ
なお、初期状態において温度センサ１０５’が検知した湯温Ｔｈの値が水温Ｔｃと同程度に低い場合は、代わりに給湯部１４が給湯する湯の温度設定値で代用することも可能である。または、計算結果がＱｃ（目標）＜０の場合は、Ｑｃ（目標）＝０と、Ｑｈ（目標）＞Ｑｍの場合は、Ｑｈ（目標）＝Ｑｍと置き換える。

【0029】

このようにして、制御部４０が計算して得た水量Ｑｃ（目標）、湯量Ｑｈ（目標）にあわせて、制御部４０は水側流量調節ユニット２０に設けられた定流量弁２００のモータ２０３の移動目標角度（流量絞り弁２０２の目標位置に対応する）θｃ（目標）と、湯側流量調節ユニット３０に設けられた定流量弁２００’のモータ２０３’の移動目標角度（流量絞り弁２０２’の目標位置に対応する）θｈ（目標）を取得する（ステップＳ１０６）。
上述したように、定流量弁２００、２００’の流量絞り弁２０２、２０２’により制御される水、湯の流量は、それぞれモータ２０３、２０３’の回転角度の関数となっている。事前に定流量弁２００、２００’のモータ２０３、２０３’の回転角度と、水、湯の流量との関係を得て、この関係を数式またはテーブルとして制御部４０は保持している。制御部４０はこの関係に基づいて、θｃ（目標）、θｈ（目標）を取得することが可能である。本実施形態においては、定流量弁２００、２００’のモータ２０３、２０３’の回転角度と、水、湯の流量とがほぼ線形の関係にある定流量弁２００、２００’を使用している。

【0030】

続いて、制御部４０は、ステップＳ１０２で取得済みである定流量弁２００、２００’のモータ２０３、２０３’の初期位置θｃ０、θｈ０と、ステップＳ１０６で得られたθｃ（目標）、θｈ（目標）をもとに、水側流量調節ユニット２０の定流量弁２００のモータ２０３の角度変化量（すなわち駆動角度）Δθｃと、湯側流量調節ユニット３０の定流量弁２００’のモータ２０３’の角度変化量（すなわち駆動角度）Δθｈを計算する（ステップＳ１０７）。なお、本フローチャートのループによる二回目以降のステップＳ１０７においては、モータ２０３、２０３’の初期位置θｃ０、θｈ０の代わりに、後述するステップＳ１１０で逐次更新されたモータ２０３、２０３’の位置を使用する。
次に制御部４０は、ステップＳ１０７で得られた角度変化量ΔθｃとΔθｈをもとに、水側流量調節ユニット２０の定流量弁２００のモータ２０３の駆動速度ωｃと、湯側流量調節ユニット３０の定流量弁２００’のモータ２０３’の駆動速度ωｈを計算する（ステップＳ１０８）。この駆動速度ωｃとωｈは以下のように計算される。
ωｃ：ωｈ＝Δθｃ：Δθｈ
すなわち、角度変化量が多いほど駆動速度が速くなる。このような計算に基づいてモータ２０３、２０３’を駆動すると、それぞれモータ目標角度θｃ（目標）、θｈ（目標）に同じタイミングで到達する。

【0031】

ステップＳ１０８で計算された駆動速度に基づいて、制御部４０は水側流量調節ユニット２０の定流量弁２００のモータ２０３と、湯側流量調節ユニット３０の定流量弁２００’のモータ２０３’とを駆動する（ステップＳ１０９）。先に説明したように、モータ２０３、２０３’はそれぞれモータ目標角度θｃ（目標）、θｈ（目標）に同じタイミングで到達する。流量の設定が変更された場合に、水側流量調節ユニット２０における調節と、湯側水量調節ユニット３０における調節とが同時に完了するため、温度の設定目標値からの一時的なずれを抑制することができる。また、モータ２０３、２０３’の駆動中も、水量の変化と湯量の変化の比率がほぼ一定となるため、吐水部１０９から吐水される湯水の温度変化が比較的滑らかとなる、という利点がある。モータ２０３、２０３’の駆動が終わると、制御部４０はモータ目標角度θｃ（目標）、θｈ（目標）をそれぞれ現在の水側流量調節ユニット２０の定流量弁２００のモータ２０３の位置、湯側流量調節ユニット３０の定流量弁２００’のモータ２０３’の位置、として更新する（ステップＳ１１０）。上述したように、この値が次回のステップＳ１０７におけるモータ角度変化量計算に使用される。
このようにして、使用者が望む湯水の温度と吐水量をもって、水栓装置１８の吐水部１９から吐水を行うことができる。

【0032】

その後、使用者から図示しないスイッチ等により、湯水混合装置１の電源をＯＦＦにする指示を受けたか否かを判別する（ステップＳ１１１）。電源ＯＦＦの指示を受けていない場合、使用者からの更なる湯水の温度と吐水量に関する指示を待つようにする（ステップＳ１１１のＮｏからステップＳ１０３）。使用者から特に湯水の温度と吐水量に関して変更する指示が無い場合も、水温や湯温の変動に備えて、所定時間間隔（数十ミリ秒から数百ミリ秒オーダーの間隔）をもって指示ステップＳ１０３からステップＳ１１１のループが反復される。
使用者から電源ＯＦＦの指示を受けた場合、湯水混合装置１の制御部４０は止水処理を実行する（ステップＳ１１１のＹｅｓからステップＳ１１２）。制御部４０は止水処理として、上述したステップＳ１０３からステップ１１０と同様の処理を行う。ただし、この場合、Ｑｃ（目標）及びＱｈ（目標）がともに「０」となり、これに従ってモータ２０３、２０３’を駆動する。そして、最終的にモータ２０３、２０３’の位置はそれぞれの初期位置θｃ０、θｈ０に戻ることになる。制御部４０はこのような止水処理を終えた後、電源をＯＦＦとする（ステップＳ１１３）。

【0033】

このような本発明の第一の実施形態に係る湯水混合装置によると、給水路と給湯路にそれぞれ定流量弁を設けて、個別に開閉処理を行うことにより、フィードフォワード的な処理を実現することができ、外乱に対して安定した温度制御や流量制御を行なうことが可能となる。

【0034】

つぎに、本発明の第二の実施形態に係る湯水混合装置について説明する。第二の実施形態に係る湯水混合装置は、上述した吐水部１９の先に、節水シャワーなど、先絞りが大きく、流量が規制されるようなものが取り付けられた場合に好適な実施形態である。節水シャワーが吐水部１９の先に取付けられ、流量が規制される場合、湯水混合装置の水側流量調節ユニット２０、湯側流量調節ユニット３０の設定流量にも関わらず、実際に吐水される水量が変化する。この場合、適切な温度を得るために、制御部４０が設定流量を調節したにも関わらず、結果的に、所望の温度の湯水が吐水されない、という問題が発生し得る。第二の実施形態はこのような問題を解決するためのものである。

【0035】

本発明の第二の実施形態に係る湯水混合装置に用いられる定流量弁及びその周辺部について図４を参照して説明する。
図４は、本発明の第二の実施形態に係る湯水混合装置に用いられる定流量弁及びその周辺部の側面断面図であり、水側流量調節ユニット２０に設けられた定流量弁２００を示している。第二の実施形態に係る定流量弁２００は本発明の第一の実施形態に係る湯水混合装置に用いられる定流量弁２００と同じ構成を有しているが、第二の実施形態においては、定流量弁２００の周辺部、二次側流路１０３に更に流量センサ１０７が設けられている点が第一の実施形態と異なっている。
図４に示すように、定流量弁２００に接続する二次側流路１０３には、温度センサ１０５とともに、流量センサ１０７が設けられている。流量センサ１０７は、二次側流路１０３を流れる水の流量を検出するセンサである。この流量センサ１０７は、二次側流路１０３内に設けられ二次側流路１０３を流れる水によって回転する羽根車と、二次側流路１０３の外側に設けられた検出器を有している。この羽根車には磁石が取付けられており、流れる水による羽根車の回転に伴う磁石の回転運動を、検出器によって検出する。検出信号はパルス状の信号となるため、この信号から羽根車の回転速度が求められ、二次側流路１０３内を流れる水の流量を求めることが可能となる。流量センサ１０７によって求められた水の流量は制御部４０に送信され、制御のための情報として使用される。なお、第二の実施形態においては、湯側流量調節ユニット３０にも同様に流量センサ１０７’が設けられており、同様に二次側流路を流れる湯の流量を制御部４０に送信する。なお、図４に示した構成においては、定流量弁２００に接続する二次側流路１０３に流量センサ１０７が設けられているが、その代わりに定流量弁２００に接続する一次側流路１０１に流量センサ１０７を設けてもよい。湯側流量調節ユニット３０の流量センサ１０７’も同様に定流量弁２００に接続する一次側流路１０１に設けてもよい。

【0036】

このような構成を有する第二の実施形態に係る湯水混合装置の制御について、図５のフローチャート図を参照して以下のように説明する。ただし、本発明の第二の実施形態における湯水混合装置の制御処理のうち、第一の実施形態と共通する部分については説明を省略する。具体的には、図５のフローチャート図に示すステップＳ２０１乃至ステップＳ２１０は、図３のフローチャート図に示すステップＳ１０１乃至ステップＳ１１０の各ステップと同様の処理を行う。
第二の実施形態に係る湯水混合装置は、水側流量調節ユニット２０及び湯側流量調節ユニット３０の制御を行なった後、ステップＳ２１２において、目標流量が得られているか否かを確認する。具体的には、制御部４０が水側流量調節ユニット２０及び湯側流量調節ユニット３０にそれぞれ設けられている流量センサ１０７、１０７’により検知された、水流量Ｑｃと湯流量Ｑｈを取得して、これらの値を目標流量であるＱｃ（目標）、Ｑｈ（目標）とそれぞれ比較し、以下の条件を満たしているか否か判別する（ステップＳ２１２）。
Ｑｃ／Ｑｃ（目標）＞０．９ かつ、Ｑｈ／Ｑｈ（目標）＞０．９
この条件を満たしている場合、すなわち、実際の水流量Ｑｃ、湯流量Ｑｈがいずれも目標流量の９割よりも大きくなっている場合、制御部４０は、目標流量が得られていると判別する。目標流量が得られていると制御部４０が判別した場合、制御部は第一の実施形態と同様の処理を継続する（ステップＳ２１２のＹｅｓからステップＳ２１３）。なお、ステップＳ２１３、Ｓ２１４、Ｓ２１５は、それぞれ図３のフローチャート図に示すステップＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３と同様の処理を行うものであり、説明を省略する。
この条件を満たしていない場合、すなわち、実際の水流量Ｑｃ、湯流量Ｑｈがいずれも目標流量の９割以下である場合、制御部４０は、目標流量が得られていないと判別する。この場合、吐水部１０９の先に節水シャワーのような流量を規制する機器が取付けられている可能性があり、吐水量の設定値Ｑｍと実際の水栓装置１０８や吐水部１０９から得られる吐水量との間に齟齬が生じているため、制御部４０は吐水量の設定値Ｑｍを以下の条件に基づいて、新たな値Ｑｍ（新）に再設定する（ステップＳ２１２のＮｏからステップＳ２１６）。
Ｑｍ（新）＝０．９×（Ｑｃ／Ｑｃ（目標））×Ｑｍ
又は
Ｑｍ（新）＝０．９×（Ｑｈ／Ｑｈ（目標））×Ｑｍ
のいずれか小さい方をＱｍ（新）として再設定する。

【0037】

このようにして再設定された吐水量の設定値Ｑｍ（新）に基づいて、制御部４０はステップＳ２０５からＳ２１２までの処理を行い、目標流量が得られるまでこのループを繰り返す。目標流量が得られた場合、通常の処理に戻る（ステップＳ２１２のＹｅｓからステップＳ２１３）。

【0038】

このような本発明の第二の実施形態に係る湯水混合装置によると、給水路と給湯路にそれぞれ定流量弁を設けて、個別に開閉処理を行うことにより、フィードフォワード的な処理を実現することができ、外乱に対して安定した温度制御や流量制御を行うことが可能となる。また、吐水部の先に流量を規制する機器が取付けられていた場合も、適切に湯水の温度制御や流量制御を行うことが可能となる。

【0039】

以上、本発明に係る湯水混合装置の各実施形態について説明したが、これらの実施形態で使用可能な定流量弁の他の構造について、図６を参照して説明する。
図６は、図２や図４に示した定流量弁２００とは異なる構造を有する定流量弁３００の構造を示す側面断面図であり、水側流量調節ユニット２０に設けられた状態を示している。図６に示されるように、定流量弁３００は、一次側流路１０１（すなわち第一給水路１２）と二次側流路１０３（すなわち第二給水路１３）を接続するように設置される。定流量弁３００内には中間流路３０１が設けられており、中間流路３０１と二次側流路１０３との間に流量絞り弁３０２が設けられ、一次側流路１０１と中間流路３０１との間の連通部にダイヤフラム弁機構３０４の主弁３０８が設けられている。図６において、一次側流路１０１から中間流路３０１を通って二次側流路１０３へ向かう数本の曲線矢印は、水の流れを示しており、一次側流路１０１、中間流路３０１、後述する第一圧力室３０５及び第二圧力室３０６、二次側流路１０３に複数箇所記載されているＰ１’、Ｐ２’、Ｐ３’の符号は、それぞれの位置における水圧を示している。別々の位置においても、同じ符号が付されている場合、それぞれの位置における水圧は同じである。（例えば、中間流路３０１内の水圧と第一圧力室３０５内の水圧は同じ「Ｐ２’」である。）

【0040】

流量絞り弁３０２は、中間流路３０１と二次側流路１０３との間に形成される流路面積を変化させて、通過する水の流量を調整するための弁である。流量絞り弁３０２はモータ３０３に機械的に接続されており、モータ３０３の回転に応じて上下移動し、その結果、中間流路３０１と二次側流路１０３との間に形成される流路面積が変化する。流路面積が広がれば、流量絞り弁３０２を通過する水の流量は増加する。この流量絞り弁３０２により制御される水の流量は、モータ３０３による流量絞り弁３０２の回転角度の関数となっている。

【0041】

ダイヤフラム弁機構３０４は、第一圧力室３０５と、第二圧力室３０６、これら第一圧力室３０５と第二圧力室３０６とを仕切るダイヤフラム部３０７、そしてダイヤフラム部３０７に接続された主弁３０８、ばね３０９を有している。図２及び図４に記載された定流量弁２００における第一圧力室２０５や第二圧力室２０６とは、上下位置が反対になっている。
第一圧力室３０５は第一連通路３１０により中間流路３０１と連通している。第二圧力室３０６は第二連通路３１１により、二次側流路１０３と連通している。ダイヤフラム部３０７は第一圧力室３０５と第二圧力室３０６とを仕切るダイヤフラムであり、付勢手段である、ばね３０９によって第二圧力室３０６側から第一圧力室３０５側に付勢されている。ばね３０９は第二圧力室３０６内に設けられ、ダイヤフラム部３０７を第一圧力室３０５側に付勢する付勢手段である。ダイヤフラム弁機構３０４の主弁３０８は、一次側流路１０１から中間流路３０１に通じる連通部の開度を調整するための弁である。主弁３０８はダイヤフラム部３０７に接続されている。
ダイヤフラム弁機構３０４は、第一圧力室３０５と第二圧力室３０６との圧力差およびばね３０９の力により、ダイヤフラム部３０７を押上げたり、押下げたりする。ダイヤフラム部３０７の動きによって、主弁３０８が上下し、一次側流路１０１から中間流路３０１に通じる連通部の開度が調整される。
定流量弁３００の周辺部、二次側流路１０３に、温度センサ１０５、流量センサ１０７が設けられている点は、図２及び図４に記載された定流量弁２００と同様である。

【0042】

このような構成を有する定流量弁３００の動作原理について図６を参照して説明する。図６に示したように、一次側流路１０１中の圧力をＰ１’、中間流路３０１中の圧力をＰ２’、二次側流路１０３中の圧力をＰ３’とする。また、ダイヤフラム部３０７の面積をＳ’とし、ばね２０９の力をＦ’、この定流量弁２００の（瞬間）流量をＱ’とする。
上述したように、ダイヤフラム弁機構３０４の第一圧力室３０５は第一連通路３１０により中間流路３０１と連通しているため、第一圧力室３０５中の圧力は中間流路３０１と同じＰ２’となる。また、ダイヤフラム弁機構３０４の第二圧力室３０６は第二連通路３１１により二次側流路１０３と連通しているため、第二圧力室３０６中の圧力は二次側流路１０３と同じＰ３’となる。ダイヤフラム弁機構２０４の釣合いの関係から、
Ｐ２’×Ｓ’＝Ｐ３’×Ｓ’＋Ｆ’
という式が得られる。この式を変形すると、
Ｐ２’−Ｐ３’＝Ｆ’／Ｓ’
となる。一方、流量絞り弁３０２において、流量Ｑは圧力差の１／２乗に比例することが知られている。流量絞り弁３０２の開度にのみ依存する定数をＣとすると、
Ｑ’＝Ｃ’×（Ｐ１’−Ｐ２’）^1/2＝Ｃ’×（Ｆ’／Ｓ’）^1/2
となる。
従って、ばね３０９の力Ｆ’がほぼ一定と考えると、ダイヤフラム部３０７の面積Ｓ’は一定であるため、流量Ｑ’は水圧によらず一定となる。つまり、中間流路３０１中の水圧が変動するような外乱があっても、流量絞り弁３０２の開度が一定であれば、流量Ｑ’も一定となる。

【0043】

例として、中間流路３０１中の圧力Ｐ２’が上昇するような外乱が発生した場合を考える。中間流路３０１中の圧力Ｐ２’が上昇すると、中間流路３０１と第一連通路３１０で連通したダイヤフラム弁機構３０４の第一圧力室３０５中の圧力Ｐ２’も上昇する。これにより、ダイヤフラム部３０７にかかる力として、第一圧力室３０５中の圧力Ｐ２’による力が、第二圧力室３０６中の圧力Ｐ３’及びばね３０９の力Ｆ’の合力よりも大きくなり、その結果、ダイヤフラム部３０７が押上げられる。
ダイヤフラム部３０７が押上げられると、ダイヤフラム部３０７に接続された主弁３０８も押上げられ、一次側流路１０１と中間流路３０１の連通部を閉鎖する方向へと移動する。この結果、中間流路３０１中の圧力Ｐ２’が低下する。このようにして、最終的にダイヤフラム部２０７にかかる力が釣合うようになる。
逆に中間流路３０１中の圧力Ｐ２’が下降するような外乱が発生した場合は、ダイヤフラム部３０７が押下げられ、一次側流路１０１と中間流路３０１との連通部を開放する方向へと移動する。この結果、中間流路３０１中の圧力Ｐ２’は上昇し、中間流路３０１と第一連通路３１０で連通したダイヤフラム弁機構３０４の第一圧力室３０５中の圧力Ｐ２’も上昇する。最終的にダイヤフラム部３０７にかかる力が釣合うようになる。
このように中間流路３０１中の圧力Ｐ２’が変動するような外乱が発生したとしても、ダイヤフラム部３０７について自律的に釣合いを回復させて、その結果、流量を一定に保つことが可能となる。このような定流量弁３００を使用することにより、湯水混合装置の安定した流量制御が可能となる。

【0044】

なお、本実施形態に使用される定流量弁３００は、モータ３０３により流量絞り弁３０２を回転させて止水する際、すなわち、中間流路３０１と二次側流路１０３との間を閉止する際、あわせて流量絞り弁２０２は、二次側流路１０３とダイヤフラム弁機構３０４の第二圧力室３０６とを連通する第二連通路３１１の開口部も塞ぎ、二次側流路１０３と第二圧力室３０６との間の連通を遮断する。
このようにして二次側流路１０３と第二圧力室３０６との間の連通を遮断すると、止水状態で、第二圧力室３０６中に水が密封される一方、中間流路３０１には、一次側流路１０１と同じ圧力Ｐ１’がかかる。第二圧力室３０６に密封された水は、非圧縮性の液体として扱えるため、ダイヤフラム部３０７の両面にかかる圧力はそれぞれ一次側流路１０１と同じ圧力Ｐ１’となる。従って、止水状態においてダイヤフラム部３０７の両面で差圧が無いため、定流量弁３００の閉止時にもダイヤフラム部３０７に水圧が作用せず、ダイヤフラム弁機構３０４の長期の信頼性が確保できる。

【0045】

以上、本発明の各実施形態について説明したが、上述した構成を適宜改変することも可能である。例えば、上述した各実施形態において、温度センサ１０５、１０５’（水温センサ１０５、湯温センサ１０５’）を、それぞれ水側流量調節ユニット２０、湯側流量調節ユニット３０に設けていたが、これらの温度センサ１０５、１０５’を水栓装置１８に設け、それぞれ湯水混合が行なわれる直前の水及び湯の温度を検出するようにしてもよい。
このような構成を有することにより、冬季など配管が冷えるようなとき、各流量調節ユニット（水側流量調節ユニット２０や湯側流量調節ユニット３０）から水栓装置１８までに温度差が生じるような場合でも、使用者により近い位置で水及び湯の温度を検出することができるので、さらに適切に温度制御を行うことが可能となる。

【0046】

以上説明したように、本発明の各実施形態による湯水混合装置によれば、安定した温度制御や流量制御を行うことが可能となる。また、本発明の各実施形態に使用される各定流量弁において、ダイヤフラム弁機構の長期の信頼性を確保することができる。

【符号の説明】

【0047】

１ 湯水混合装置
１０ 給水源
１２ 第一給水路
１３ 第二給水路
１４ 給湯器
１６ 第一給湯路
１７ 第二給湯路
１８ 水栓装置
１９ 吐水部
２０ 水側流量調節ユニット
３０ 湯側流量調節ユニット
４０ 制御部
１０１ 一次側流路
１０３ 二次側流路
１０５ 温度センサ
１０５’ 温度センサ
１０７ 流量センサ
１０７’ 流量センサ
２００ 定流量弁
２００’定流量弁
２０１ 中間流路
２０２ 流量絞り弁
２０２’流量絞り弁
２０３ モータ
２０３’モータ
２０４ ダイヤフラム弁機構
２０５ 第一圧力室
２０６ 第二圧力室
２０７ ダイヤフラム部
２０８ 主弁
２０９ ばね
２１０ 第一連通路
２１１ 第二連通路
３００ 定流量弁
３０１ 中間流路
３０２ 流量絞り弁
３０３ モータ
３０４ ダイヤフラム弁機構
３０５ 第一圧力室
３０６ 第二圧力室
３０７ ダイヤフラム部
３０８ 主弁
３０９ ばね
３１０ 第一連通路
３１１ 第二連通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】