JP2002286161A

JP2002286161A - 湯水混合栓

Info

Publication number: JP2002286161A
Application number: JP2001088072A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Miyamoto; 宮本　　俊樹; Takanori Ogawa; 孝法小川; Fumiyasu Kubo; 文靖久保
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】制御弁体の脈動を防止し、安定した吐水温度
を得ることができる湯水混合栓を提供する。【解決手段】ハウジングの内径部に設けられて、前記
制御弁体の外周部をシールする固定シール部と、前記制
御弁体の外周部に設けられて、ハウジングの内径部をシ
ールする可動シール部との間に形成される流体室内の流
体が、流体室内部と外部で出入りすることによる流動抵
抗でダンパ機構を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動温度調節機能
を備えた湯水混合栓に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】湯と水を混合して吐水する湯水混合栓に
おいては、給水および給湯の圧力、温度が変動すると、
吐水温度が変化してしまう。そのため従来は、実公昭６
１−４４０６２号公報に示されているような、形状記憶
合金を温度検知素子として利用した、自動温度調節機能
を備えるサーモスタットミキシングバルブが利用されて
いる。

【０００３】この種のサーモスタットミキシングバルブ
においては、流量増加による制御弁体前後の負圧発生、
負圧による制御弁体の釣合い位置移動、釣合い位置移動
による温度検知素子の変位が要因となって、制御弁体の
脈動が生じる問題があった。脈動が生じると、吐水温度
が上下を繰り返し、安定した吐水温度が得られなくな
る。特に形状記憶合金の温度検知素子はその応答性がよ
く、脈動が生じ易い。

【０００４】そのため、脈動の防止策として、制御弁体
にダンパ機構を設ける方法が特開平９−８９１５５に示
されている。特に特開平９−８９１５５の請求項3に記
載の方法は、ハウジング内周分と制御弁体の外周部をシ
ールする固定シールと可動シールで形成される圧力室の
容積拡縮によるクッション作用で制動力を得るという方
法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９−８９１５５の請求項3によれば、制御弁体の外周部
に形成される圧力室の容積拡縮によって制動力を得ると
しているが、これは、固定シールと可動シールの気密性
を保ち、クッション作用を得るとしている点で、ばねの
働きと同じことであり、脈動を減衰させる制動力にはな
り得ない。

【０００６】仮に、固定シールと可動シールの気密性を
緩和し、わずかに圧力室から流体が漏れるようにすれ
ば、ダンパ機構として働かせることは可能であるが、圧
力室から排出される流体の流量を制御することは困難で
あり、最適な制動力を得るための制動力の調節ができな
い。

【０００７】本発明はこのような点を考慮してなされた
もので、制御弁体の脈動を防止し、安定した吐水温度を
得ることができる湯水混合栓を提供することを目的とす
る。また、本発明の他の目的は、最適な制動力のダンパ
機構を容易に得ることができる湯水混合栓を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項1では、湯の流入口と水の流入口
と、ハウジング内の移動により、湯側弁座と水側弁座に
着離座し湯と水の流入口の開口面積比を変える制御弁体
と、前記制御弁体の移動方向に設置され、流体の温度変
動に対応した伸縮量で伸縮する弾性体と、前記制御弁体
を前記弾性体と対向して押圧付勢するバイアスばねを有
し、前記弾性体の伸縮により前記制御弁体を移動させ
て、前記開口面積比に応じた湯と水との混合により所定
温度の吐水を行う湯水混合装置において、ダンパ機構を
設けた。これにより、制御弁体の釣合い状態が不安定と
なって脈動を始めようとした際に、制御弁体の移動がダ
ンパ機構の制動力を受けて、脈動が阻止されるため、安
定した吐水温度を得ることが可能となる。

【０００９】また、請求項２では、ダンパ機構は、ハウ
ジングの内径部に設けられて、前記制御弁体の外周部を
シールする固定シール部と、前記制御弁体の外周部に設
けられて、ハウジングの内径部をシールする可動シール
部との間に形成される流体室内の流体が、流体室内部と
外部で出入りすることによる流動抵抗を利用するように
した。これにより、ダンパ機構のシリンダとピストン
を、ハウジングと前記制御弁体の組み合わせで兼用させ
ることができ、ダンパ機構の構造を簡素化することがで
きる。

【００１０】また、請求項３では、前記流体室内部と外
部を流体が出入りするバイパス流路を設けることを特徴
としている。これにより、流体室内の流体が出入りする
流路を確実に確保でき、出入りする流体の流量調節によ
り、ダンパ機構の制動力を調節できるので、最適な制動
力のダンパ機構を得ることが可能となる。

【００１１】また、請求項４では、前記シール部の一部
に隙間を設け、この隙間を流路として、前記流体室内部
と外部を流体が出入りすることを特徴としている。この
構造の場合、可動シール部は既存の湯水混合栓に設けら
れているので、固定シール部の追加を行い、固定シール
部または可動シール部どちらか一方に隙間を設けるだけ
で、容易にダンパ機構を構成することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】なお、本発明の内容をより理解し
やすくするため、以下に実施例を用いて詳説する。

【００１３】

【実施例】図1は本発明の湯水混合栓の模式的断面図で
ある。湯水混合栓はハウジングを有する。ハウジング1
の周壁には軸線方向に間隔をおいて、湯流入口１３と、
水流入口１４が形成してある。ハウジング1の湯流入口
１３、水流入口１４に臨む位置には、制御弁体４が軸方
向移動自在に配置されている。ハウジング1の内部は制
御弁体４によって湯側弁室１５と水側弁室１６に分割さ
れている。制御弁体４は湯側弁座7と水側弁座８との間
を移動し、これら各弁座との間の開度を設定することに
より、混合水の温度を調整するようになっている。

【００１４】ハウジング1の内周部には、環状の固定シ
ールリング５を組み込み、制御弁体４の外周部と密着さ
せて、制御弁体４の外側での湯側と水側の流れを遮断し
ている。制御弁体４の外周部には環状の移動シールリン
グ６を組み込み、ハウジング1の内壁に密着させて、制
御弁体４の外側での湯側と水側の流れを遮断している。
このようにシールリングを２重にすることで、固定シー
ルリング５と移動シールリング６との間に形成される流
体室１２を設けている。流体室１２はハウジング1に設
けられたバイパス流路１１を介して、流体室１２の外部
と連通している。このバイパス流路１１は、流体室１２
内の流体を給排するために設けており、流体がバイパス
流路１１を出入りする際生じる流体抵抗を利用して、ダ
ンパ機構を得るものである。

【００１５】湯流入口１３は湯側弁室１５に連通し、同
様に水流入口１４は水側弁室１６と連通している。湯側
弁室１５は制御弁体４の中心軸に設けられた流路口を介
して、水側弁室１６と連通してあり、湯側弁室１５を通
過した湯が水側弁室１６に流入するようになっている。
従って、水側弁室１６は湯水混合室１６として作用する
もので、以下では湯水混合室１６とも言う。湯水混合室
１６では湯と水が混合され、その湯水混合物は吐水口１
７から吐出される。湯水混合室１６には、温度検知素子
として温度に応じてばね定数が変化する特性を有する形
状記憶合金で製作した感温スプリング９が配置されてい
る。

【００１６】湯側弁室１５にはバイアスばね３が配設さ
れ、その一端は制御弁体４と接しており、他端はスライ
ドブロック2と接している。スライドブロック2はハウジ
ング1の外部にある図示しない温度調節ねじの回転操作
によって、ハウジング1内で軸方向移動する。

【００１７】湯流入口１３からの湯は、湯側弁室１５に
供給され、制御弁体４の流路孔１０を通り湯水混合室１
６に流れる。一方、水流入口１４からの水は、湯水混合
室１６に供給され、湯と混合されることになる。感温ス
プリング９は湯水混合室１６内の湯水混合水の温度変化
に応じてばね定数を変化させて、バイアスばね３との間
で制御弁体４の位置を調整し、あらかじめ設定した温度
の混合水が継続して得られるように自動温度調節する機
能を持つ。

【００１８】すなわち、混合水温度が設定値よりも高く
なると、感温スプリング９は軸線長さが大きくなるよう
に変形し、制御弁体４を湯側弁座7に近づく方に移動さ
せる。これにより、湯側弁座7との間の開度が小さくな
るとともに、水側弁座８との間の開度が大きくなり、水
の混合比が増えて混合水温度を設定値まで下げる向きに
動作する。逆に、混合水温度が低下すれば、感温スプリ
ング９は収縮変形して水側弁座８との間の開度を小さく
し、湯の混合比を増やすことで混合水温度を設定値に復
帰させる。

【００１９】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。

【００２０】任意の温度の混合水を吐水している状態に
おいて、混合水の流量が増えてくると、制御弁体４の上
流側の流速が速くなり負圧が生じる。この負圧によって
制御弁体４の釣合い状態が不安定となって、制御弁体４
が移動することになる。そして、制御弁体４が移動する
と混合水の温度が変化し、これに同調して感温スプリン
グ９が変位し、これが繰り返されることによって脈動が
生じる。

【００２１】しかし、本実施の形態においては、制御弁
体４にダンパ機構が設けられているので、このダンパ機
構により脈動しようとする制御弁体４に制動力が与えら
れ、制御弁体４の脈動が抑えられる。

【００２２】すなわち、例えば制御弁体４が図１におい
て左方に移動しようとした場合、制御弁体４と連動して
移動シールリング６が固定シールリング５に近づくよう
に移動する。すると、流体室１２の容積が縮小し、圧縮
された流体はバイパス流路１１を通って外部に排出され
る。このとき、移動シールリング６には速度に比例した
抵抗力が与えられるので、この抵抗力が制動力となり制
御弁体４に伝えられる。このため、図１において左方に
移動しようとする制御弁体４に制動力が与えられる。

【００２３】一方、制御弁体４が図１において右方に移
動しようとした場合には、逆に移動シールリング６が固
定シールリング５と離れるように移動する。すると、流
体室１２の容積が拡大し、その内部圧力が外部圧力以下
となるので、外部の流体がバイパス流路１１を通って流
体室１２に流入することになる。この時も同様に、移動
シールリング６には速度に比例した抵抗力が与えられる
ので、この抵抗力が制動力となり制御弁体４に伝えられ
る。このため、図１において右方に移動しようとする制
御弁体４に制動力が与えられる。

【００２４】このとき、ダンパ機構から発生する制動力
は、バイパス流路１１の開口面積の調節をすることで、
容易に最適値に設定できるようになっている。

【００２５】このように、図１において左右いずれの方
向へ制御弁体４が移動しようとする場合にも、ダンパ機
構によって制動力が与えられる。このため、制御弁体４
の脈動を防止し、安定した吐水温度を得ることができ
る。

【００２６】なお、前記第１の実施の形態においては、
ハウジング1にバイパス流路１１を設けた場合について
説明しているが、バイパス流路１１を制御弁体４に設け
る構造とすることもできる。

【００２７】図３は本発明の第2の実施の形態において
使用するシールリングを示すもので、前記第1の実施の
形態におけるバイパス流路１１を、シールリングの一部
に設けた隙間にしたものである。

【００２８】すなわち、図３のように一部分に切れ目を
入れたシールリングを可動シールリング部に用いると、
流体室１２の容積拡縮にともなう流体の出入りは、シー
ルリングの隙間を通じて行われる。この場合も、前記第
1の実施の形態における作用と同様、制御弁体４が移動
しようとする場合、ダンパ機構によって制動力が与えら
れるので、脈動を防止できる。

【００２９】このように、流体室１２の流体が出入りす
るバイパス流路１１をシールリングの一部に設けた隙間
にすることで、容易にダンパ機構を構成することができ
る。

【００３０】なお、前記第2の実施の形態においては、
一部分に切れ目を入れたシールリングを可動シールリン
グ部に用いる場合を説明しているが、固定シールリング
５部に用いる場合も同様の効果を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、制御弁体
にダンパ機構を設けるようにしているので、制御弁体の
釣合い状態が不安定となって脈動を始めようとした際
に、制御弁体の移動がダンパ機構の制動力を受けて、脈
動が阻止されるため、安定した吐水温度を得ることがで
きる。

【００３２】本発明はまた、ダンパ機構を、ハウジング
の内径部に設けられて、前記制御弁体の外周部をシール
する固定シール部と、前記制御弁体の外周部に設けられ
て、ハウジングの内径部をシールする可動シール部との
間に形成される流体室内の流体が、流体室内部と外部で
出入りすることによる流動抵抗を利用するようにしてい
るので、ダンパ機構のシリンダとピストンを、ハウジン
グと前記制御弁体の組み合わせで兼用させることがで
き、ダンパ機構の構造を簡素化することができる。

【００３３】本発明はまた、流体室内部と外部を流体が
出入りするバイパス流路を設けるようにしているので、
流体室内の流体が出入りする流路を確実に確保でき、出
入りする流体の流量調節により、ダンパ機構の制動力を
調節できるので、最適な制動力のダンパ機構を得ること
ができる。

【００３４】本発明はまた、シール部の一部に隙間を設
け、この隙間を流路として、前記流体室内部と外部を流
体が出入りするようにしているので、固定シール部また
は可動シール部どちらか一方に隙間を設けるだけで、容
易にダンパ機構を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明における第1の実施の形態に関わる湯水混
合栓の模式的断面図

【図2】図1の要部拡大図

【図3】本発明における第2の実施の形態で使用するシー
ルリング

【符号の説明】

１…ハウジング、２…スライドブロック、３…バイアス
ばね、４…制御弁体、５…固定シールリング、６…移動
シールリング、７…湯側弁座、８…水側弁座、９…感温
スプリング、１０…流路孔、１１…バイパス流路、１２
…流体室、１３…湯流入口、１４…水流入口、１５…湯
側弁室、１６…水側弁室（湯水混合室）、１７…吐水口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2D060 BB01 BC25 3H057 AA12 BB12 CC12 DD13 EE01 FA22 FC04 HH03 HH14 3H066 AA04 BA02 EA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湯の流入口と水の流入口と、ハウジング
内の移動により湯側弁座と水側弁座に着離座し湯と水の
流入口の開口面積比を変える制御弁体と、前記制御弁体
の移動方向に設置され、流体の温度変動に対応した伸縮
量で伸縮する弾性体と、前記制御弁体を前記弾性体と対
向して押圧付勢するバイアスばねとを有し、前記弾性体の伸縮により前記制御弁体を移動させて前記
開口面積比に応じた湯と水との混合により所定温度の吐
水を行う湯水混合装置において、前記制御弁体の脈動を抑制するダンパ機構を設けたこと
を特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】請求項1において、ダンパ機構は、ハウ
ジングの内径部に設けられて、前記制御弁体の外周部を
シールする固定シール部と、前記制御弁体の外周部に設
けられて、ハウジングの内径部をシールする可動シール
部との間に形成される流体室内の流体が、流体室内部と
外部で出入りすることによる流動抵抗を利用した機構で
あることを特徴とする湯水混合装置。
【請求項３】請求項２において、前記流体室内部と外
部を流体が出入りするバイパス流路を設けることを特徴
とする湯水混合栓。
【請求項４】請求項２において、前記流体室内部と外
部を流体が出入りする流路を前記シール部に設けたこと
を特徴とする湯水混合栓。