JP2003028336A - 混合水栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状記憶合金製の感温ばねを使用し、混合水
の温度を調節する混合水栓において、感温ばねに異物が
付着するのを防止し、安定した温度調節を可能にする。 【解決手段】 本体１の収容室４に装着されるカートリ
ッジ９は本体１の湯室２と連通する湯入口１６と、水室
３と連通する水入口１７と、カートリッジ９内部を軸線
方向にスライドして湯入口１６からの湯の供給量と水入
口１７からの水の供給量を調節する制御弁２４と、該制
御弁２４を一方側から付勢する形状記憶合金製の感温ば
ね３０と、制御弁２４を他方から付勢するバイアスばね
２９とを備え、カートリッジ９と連繋した温度調節ハン
ドル８の操作でバイアスばね２９の付勢力を調節し、混
合水の温度を調節する混合水栓において、前記カートリ
ッジ９の湯入口１６及び水入口１７にはストレーナ２０
を装着した。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、湯と水を混合して
自動的に混合水の温度を調節する混合水栓に係り、特に
感温素子として形状記憶合金製の感温ばねを用いた混合
水栓に関する。 【０００２】 【従来の技術】湯と水を混合して混合水の温度を調節す
る混合水栓は、給湯圧力又は給水圧力の変動により調節
される混合水の温度は変化し、一定の温度の混合水を常
時吐水することができないので、これを自動的に調節し
て設定温度に復帰させることができるサーモスタット式
混合水栓が従来から公知である。サーモスタット式混合
水栓では、混合水の温度を感知する手段としてワックス
エレメントを使用し、ワックスエレメントの熱膨張，収
縮により制御弁を移動させて湯入口と水入口の開度を調
節し、温度調節ハンドルで設定した温度の混合水を吐水
するようにしているが、ワックスエレメントは混合水の
熱量が直接伝達されず、温度変化に対する応答性が鈍
く、給湯圧力又は給水圧力の変動や、温度調節ハンドル
の操作による設定温度の変更時に、一時的に冷水や熱湯
が吐水されるアンダーシュート又はオーバーシュートが
大きい点に問題があり、特にオーバーシュートが大きい
場合は、いきなり高温の熱湯が吐水されるので、使い勝
手の悪いものであった。 【０００３】そこで最近はワックスエレメントに代えて
形状記憶合金製の感温ばねを使用した混合水栓が普及し
ている。形状記憶合金製の感温ばねは混合水が直接曝さ
れることからワックスエレメントと比較して熱伝導性に
優れているので、応答性が極めてよく、給湯圧力，給水
圧力の変動や温度調節ハンドルの操作による設定温度の
変更時に、速やかに混合水の温度を調節可能であるが、
異物が湯又は水と共に混合水栓の通路内部に混入して、
制御弁の摺動部や弁座だけでなく感温ばねに付着すると
感温性能が低下し、給湯圧力，給水圧力の変動又は温度
調節時の応答性が著しく低下してしまい、安定した混合
温度が得られなくなるという問題点があった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、形状記憶合
金製の感温ばねを使用し、混合水の温度を調節する混合
水栓において、感温ばねに異物が付着するのを防止し、
安定した温度調節を可能にすることを課題とするもので
ある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は請求項１では、
軸線方向に湯室と水室と混合室とを形成し、各室に連通
する収容室が形成された本体と、該本体の収容室に装着
されるカートリッジとからなり、該カートリッジは前記
本体の湯室と連通する湯入口と、水室と連通する水入口
と、カートリッジ内部を軸線方向にスライドして湯入口
からの湯の供給量と水入口からの水の供給量を調節する
制御弁と、該制御弁を一方側から付勢する形状記憶合金
製の感温ばねと、制御弁を他方側から付勢するバイアス
ばねとを備え、カートリッジと連繋した温度調節ハンド
ルの操作でバイアスばねの付勢力を調節し、混合水の温
度を調節する混合水栓において、前記カートリッジの湯
入口及び水入口にはストレーナを装着したものである。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳細に説明する。この発明は図１に示すよう
に、混合水栓Ａの本体１は横長の円筒状で、内部の軸線
方向には給湯源から湯が供給される湯室２、給水源から
水が供給される水室３、温度調節機能を備えたカートリ
ッジ９が着脱自在に装着される収容室４、及びカートリ
ッジ９で調節された混合水を外部へ供給するための混合
室５とが形成されており、前記湯室２及び水室３は収容
室４に連通し、図中左端にはカートリッジ９を収容室４
へ挿入するために開口した開口部６が形成されている。 【０００７】前記カートリッジ９は図２に示すように略
円筒状で、湯側弁座部材２２を中間に挟着した状態で、
第１部材１０と第２部材１４を螺合締結して一体に結合
した構造であり、外周面には複数個のシール材１１，１
５，１５ａを装着して、前記本体１の開口部６から収容
室４に水密的に収容し、固定ナット７を開口部６に螺着
することで本体１に組みつけられる。 【０００８】前記第１部材１０には一端を温度調節ハン
ドル８に結合したスピンドル１２が、外周面に装着した
クリップ１２ａにより回転可能でかつ軸方向変位不能に
収容され、このスピンドル１２の外周面に形成した雄ね
じ部１２ｂは、送りねじ部材１３の内周面に形成した雌
ねじ部１３ａに螺合して、該送りねじ部材１３は外周面
に形成された回り止め用の凸部１３ｂが、第１部材１０
の内周面の軸方向に穿設したレール溝１０ａに係合し、
スピンドル１２の回転により第１部材１０の内部を軸線
方向に移動するが、回転はしないように構成している。 【０００９】前記第２部材１４は周面に本体１の湯室２
と向かい合わせて、該湯室２と連通する環状の湯入口１
６を形成し、本体１の水室３と向かい合わせて、該水室
３と連通する環状の水入口１７を形成し、側面には本体
１の混合室５と連通する出口２０を形成し、図２に示す
ように湯入口１６及び水入口１７の全体を隙間なく環状
に覆うようにして、リング状のストレーナ２０，２０を
それぞれ装着している。該ストレーナ２０は細い金属線
又は合成樹脂線等の網素材をリング状にしたもので、湯
室２又は水室３からカートリッジ９の内部へ供給される
湯又は水は、必ずストレーナ２０を通過することで、湯
又は水に含まれている異物はストレーナ２０で捕捉さ
れ、カートリッジ９の内部へ混入しないようにしてい
る。 【００１０】第２部材１４の内部には制御弁２４が軸線
方向にスライド自在に嵌合しており、この制御弁２４は
略円筒状で外周側の大径部２５と内周側の小径部２６と
からなり、大径部２５の両端に、前記湯側弁座部材２２
の先端面に形成された湯弁座２３に着座する湯側着座部
２５ａと、水入口１７の内周側に形成された水弁座１８
に着座する水側着座部２５ｂとを備え、外周面の略中央
には第２部材１４の湯入口１６と水入口１７の間で内周
面に水密的に摺接しているシール材２５ｃを装着してい
る。また、前記小径部２６の一端に後述する支持部材３
４を支持する支持部材着座部２６ａを備え、小径部２６
の内側には湯及び水が通過する通路２７が形成され、該
通路２７に湯と水の混合を促進する攪拌部材２８が一体
に形成されている。そして制御弁２４は前記湯弁座２３
と水弁座１８との間を軸線方向にスライド自在で、各弁
座２３，１８との間の間隔を調節することにより湯と水
の供給量が変更され、混合水の温度を調節するようにな
っている。 【００１１】カートリッジ９の内部には制御弁２４を温
度調節ハンドル８の操作で軸線方向にスライドさせて混
合水の温度を調節するためと、給湯側又は給水側の圧力
変動等による混合水温度の変化に対応し、設定温度にな
るように制御弁２４をスライドさせるために、制御弁２
４の両側にバイアスばね２９と感温ばね３０とがそれぞ
れ収容されている。バイアスばね２９は温度変化に対し
て一定のばね定数を有する通常のばね材料により形成さ
れ、感温ばね３０は温度変化に対してばね定数が変化す
るニッケル・チタン合金等の形状記憶合金により形成さ
れており、従って制御弁２４は両側からバイアスばね２
９の付勢力と感温ばね３０の付勢力を受け、その釣り合
いにより軸線方向の位置が定まり、感温ばね３０が温度
の変化によりばね定数が変化すると、制御弁２４を移動
させるものである。 【００１２】前記送りねじ部材１３は、制御弁２４と向
かい合うように突出して形成した円筒部１３ｃの外周に
ばね受け部材３１を外嵌した状態で、ナット３２を円筒
部１３ｃの内周に螺着すると、ばね受け部材３１の一端
に形成された小径鍔部３１ａはナット３２の頭部３２ａ
に係合して、ばね受け部材３１は送りねじ部材１３とナ
ット３２の間で移動自在に支持され、前記バイアスばね
２９を送りねじ部材１３に形成された環状の受け部１３
ｄと、ばね受け部材３１の他端に形成された環状の大径
鍔部３１ｂとの間に圧縮された状態で支持するもので、
ばね受け部材３１の他端は、前記制御弁２４の小径部２
６に支持される。 【００１３】前記感温ばね３０は第２部材１４に形成さ
れた感温室３３に収容された支持部材３４の鍔部３５
と、第２部材１４の内周面に形成された環状の鍔部２１
との間で支持されており、支持部材３４は感温ばね３０
の付勢力で制御弁２４の支持部材着座部２６ａに弾力的
に支持され、その付勢力を制御弁２４に対して水弁座１
８と水側着座部２５ｂの間隔を広げる方向に及ぼし、前
記バイアスばね２９との間で制御弁２４の位置を調節
し、温度調節ハンドル８の操作により予め設定した温度
の混合水が継続して供給できるように自動温度調節する
機能を有している。 【００１４】従って、感温室３３を通過する混合水の温
度が温度調節ハンドル８により設定した温度よりも高く
なると、感温ばね３０はばね定数が高くなるので軸線が
長くなるように変形し、支持部材３４を介して制御弁２
４を図１において左方に移動させるので、湯弁座２３と
湯側着座部２５ａの間隔が狭くなると共に、水弁座１８
と水側着座部２５ｂの間隔が広くなり、水室３からカー
トリッジ９に供給される水の流量が増加して混合水の温
度を設定値に復帰させる。 【００１５】次に感温室３３を通過する混合水の温度が
温度調節ハンドル８により設定した温度よりも低くなる
と、感温ばね３０はばね定数が低くなるので軸線が短く
なるように変形し、水弁座１８と水側着座部２５ｂの間
隔が狭くなり、湯弁座２３と湯側着座部２５ａの間隔が
広くなり、湯室２からカートリッジ９に供給される湯の
流量が増加して混合水の温度を設定値に復帰させる。 【００１６】上記混合水栓Ａにおいて通常の混合水を吐
水する場合を説明すると、図１ではカートリッジ９の湯
入口１６と水入口１７から同量の湯と水が供給され、混
合された後に所定の温度の混合水が、混合室５を通過し
て外部へ吐水される。この場合の温度設定は、温度調節
ハンドル８を回転操作してスピンドル１２と連繋した送
りねじ部材１３の軸方向位置を移動させ、バイアスばね
２９の付勢力を変化させて感温ばね３０の付勢力とバラ
ンスさせることで、制御弁２４の軸方向位置をスライド
させ、湯弁座２３と湯側着座部２５ａの間隔と、水弁座
１８と水側着座部２５ｂの間隔を調節することで行う。 【００１７】この場合、湯側の供給圧力が上昇し、感温
室３３を通過する混合水の温度が温度調節ハンドル８で
設定した温度よりも高くなると、感温ばね３０はばね定
数が高くなり軸線方向に長くなるように変形し、制御弁
２４を図において左方にスライドさせる。これにより湯
弁座２３と湯側着座部２５ａの間隔は狭くなり、水弁座
１８と水側着座部２５ｂの間隔は広くなり、水入口１７
から供給される水の流量が増加して混合水温度が設定値
に下がるように動作する。 【００１８】逆に水側の供給圧力が上昇し、感温室３３
を通過する混合水の温度が温度調節ハンドル８で設定し
た温度よりも低下すれば、感温ばね３０はばね定数が低
くなり、バイアスばね２９の付勢力で軸線方向に短くな
るように変形し、制御弁２４を図において右方にスライ
ドさせる。これにより湯弁座２３と湯側着座部２５ａの
間隔は広くなり、水弁座１８と水側着座部２５ｂの間隔
は狭くなり、湯入口１６から供給される湯の流量が増加
して混合水温度が設定値に上がるように動作する。この
ような感温ばね３０の作用により、湯側又は水側の供給
圧力が変動しても制御弁２４は湯弁座２３と水弁座１８
の間をスライドすることで、混合水は目標温度となるよ
うに調節される。 【００１９】こうした構成の混合水栓Ａにおいて、混合
水の温度調節は温度調節ハンドル８の操作で行い、図３
では温度調節ハンドル８を熱湯を吐水する方向へ操作し
た状態で、スピンドル１２の回転により送りねじ部材１
３が図面中右側へ移動し、バイアスばね２９による制御
弁２４の付勢力が増大するので、制御弁２４の水弁座１
８は水側着座部２５ｂに着座して、湯弁座２３と湯側着
座部２５ａの間を開口し、湯のみが吐水される。 【００２０】図４では温度調節ハンドル８を水を吐水す
る方向へ操作した状態で、温度調節ハンドル８の回転に
より送りねじ部材１３が図面中左側へ移動し、感温ばね
３０による制御弁２４の付勢力が増大するので、制御弁
２４の湯弁座２３は湯側着座部２５ａに着座して水弁座
１８と水側着座部２５ｂの間を開口し、水のみが吐水さ
れる。 【００２１】 【発明の効果】本発明では形状記憶合金性の感温ばねを
使用し、混合水の温度を調節する混合水栓において、カ
ートリッジの湯入口及び水入口にはストレーナを装着し
たので、感温ばねに異物が付着するの確実に防止するこ
とができ、応答性の優れた形状記憶合金製の感温ばねの
感温性能が低下するのを防止し、安定した温度調節を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の混合水栓の要部を示す正面縦断面図で
ある。 【図２】カートリッジの正面図である。 【図３】図１の熱湯吐水時を示す正面縦断面図である。 【図４】図１の水吐水時を示す正面縦断面図である。 【符号の説明】 １ 本体 ２ 湯室 ３ 水室 ４ 収容室 ８ 温度調節ハンドル ９ カートリッジ １６ 湯入口 １７ 水入口 ２０ ストレーナ ２４ 制御弁 ２９ バイアスばね ３０ 感温ばね Ａ 混合水栓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 軸線方向に湯室と水室と混合室とを形成
   し、各室に連通する収容室が形成された本体と、該本体
   の収容室に装着されるカートリッジとからなり、該カー
   トリッジは前記本体の湯室と連通する湯入口と、水室と
   連通する水入口と、カートリッジ内部を軸線方向にスラ
   イドして湯入口からの湯の供給量と水入口からの水の供
   給量を調節する制御弁と、該制御弁を一方側から付勢す
   る形状記憶合金製の感温ばねと、制御弁を他方側から付
   勢するバイアスばねとを備え、カートリッジと連繋した
   温度調節ハンドルの操作でバイアスばねの付勢力を調節
   し、混合水の温度を調節する混合水栓において、前記カ
   ートリッジの湯入口及び水入口にはストレーナを装着し
   たことを特徴とする混合水栓。