JP2003028337A - 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、温度調節ハンドル
で設定した温度の混合水を安定して供給することができ
るようにする。 【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１８と、水室
３と連通する水入口１９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１８からの湯の供給量と水入
口１９からの水の供給量を調節する制御弁２６と、該制
御弁２６を一方側から付勢する形状記憶合金製の感温ば
ね３２と、制御弁２６を他方側から付勢するバイアスば
ね３１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３１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、前記温度調
節ハンドル８は回転時に節度感を付与する抵抗部材Ｂと
連繋した。

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、感温ばねはバイアスばねに比較して弾性力が強く、
給湯圧力又は給水圧力の急な変動で感温ばねが変形する
と、温度調節ハンドルを自然に回転させてしまい、予め
設定した温度が次第にずれてしまう恐れがあり、設定し
た温度の混合水を安定して吐水することができないとい
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、温度調節ハンドルで設定した温度の混合
水を安定して供給することのでき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、前記温度調節ハンドル
は回転時に節度感を付与する抵抗部材と連繋したもので
ある。

【０００６】請求項２では、前記抵抗部材は温度調節ハ
ンドルと連繋したスピンドルとカートリッジの間に配置
し、周面全体に係合突起が形成されスピンドルと共に回
転するリングと、該リングを付勢するばねと、リングの
係合突起と係合する係合溝とを備えたものである。

【０００７】

【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。

【０００８】前記カートリッジ９は略円筒状で、湯側弁
座部材２４を中間に挟着した状態で、第１部材１０と第
２部材１６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１１，１７，１７ａ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。

【０００９】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１５の内周面に形成した雌
ねじ部１５ａに螺合して、該送りねじ部材１５は外周面
に形成された回り止め用の凸部１５ｂ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。

【００１０】図２に示すように前記スピンドル１２の軸
方向略中間に形成された大径鍔部１２ｃと、第１部材１
０の環状の支持部１０ｂとの間には、抵抗部材Ｂが配置
されている。該抵抗部材Ｂは、支持部１０ｂと向かい合
う周面全周に等間隔で連続的に係合突起１３ａを形成し
た円盤状のリング１３と、該リング１３を大径鍔部１２
ｃから常時支持部１０ｂに向けて弾力的に付勢するばね
１４と、支持部１０ｂの内周側に前記リング１３の係合
突起１３ａと節度感をもって係合するように周面全周に
連続的に形成された係合溝１０ｃとからなる。

【００１１】このようにリング１３の係合突起１３ａと
支持部１０ｂの係合溝１０ｃは、ばね１４の付勢力で互
いに節度感をもって係合しているので、小さな外力が加
わっても温度調節ハンドル８はスピンドル１２と共に回
転することがなく、混合水の温度を変更するため温度調
節ハンドル８を操作すると、ばね１４により係合溝１０
ｃに向けて弾力的に付勢されたリング１３の係合突起１
３ａが、係合溝１０ｃを順次乗り越えながら回転するこ
とで、温度調節ハンドル８は節度感のある回転抵抗を得
ることができる。なお、抵抗部材の構成は本実施例に限
定されるものではなく、例えばばねによりボールを弾力
的に付勢して、スピンドルの外周面に形成された係合溝
がボールに係合しながら回転することで、節度感のある
回転抵抗を得るようにしてもよい。

【００１２】前記第２部材１６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
８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１９を形成し、側面には本体
１の混合室５と連通する出口２１を形成し、図２に示す
ように湯入口１８及び水入口１９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２２，２２を
それぞれ装着している。該ストレーナ２２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２２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２２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。

【００１３】第２部材１６の内部には制御弁２６が軸線
方向にスライド自在に嵌合しており、この制御弁２６は
略円筒状で外周側の大径部２７と内周側の小径部２８と
からなり、大径部２７の両端に、前記湯側弁座部材２４
の先端面に形成された湯弁座２５に着座する湯側着座部
２７ａと、水入口１９の内周側に形成された水弁座２０
に着座する水側着座部２７ｂとを備え、外周面の略中央
には第２部材１６の湯入口１８と水入口１９の間で内周
面に水密的に摺接しているシール材２７ｃを装着してい
る。また、前記小径部２８の一端に後述する支持部材３
６を支持する支持部材着座部２８ａを備え、小径部２８
の内側には湯及び水が通過する通路２９が形成され、該
通路２９に湯と水の混合を促進する攪拌部材３０が一体
に形成されている。そして制御弁２６は前記湯弁座２５
と水弁座２０との間を軸線方向にスライド自在で、各弁
座２５，２０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。

【００１４】カートリッジ９の内部には制御弁２６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２６をスライドさせるために、制御弁２
６の両側にバイアスばね３１と感温ばね３２とがそれぞ
れ収容されている。バイアスばね３１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３２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２６は両側からバイアスばね３
１の付勢力と感温ばね３２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３２が温度
の変化によりばね定数が変化すると、制御弁２６を移動
させるものである。

【００１５】前記送りねじ部材１５は、制御弁２６と向
かい合うように突出して形成した円筒部１５ｃの外周に
ばね受け部材３３を外嵌した状態で、ナット３４を円筒
部１５ｃの内周に螺着すると、ばね受け部材３３の一端
に形成された小径鍔部３３ａはナット３４の頭部３４ａ
に係合して、ばね受け部材３３は送りねじ部材１５とナ
ット３４の間で移動自在に支持され、前記バイアスばね
３１を送りねじ部材１５に形成された環状の受け部１５
ｄと、ばね受け部材３３の他端に形成された環状の大径
鍔部３３ｂ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３３の他端は、前記制御弁２６の小径部２
８に支持される。

【００１６】前記感温ばね３２は第２部材１６に形成さ
れた感温室３５に収容された支持部材３６の鍔部３７
と、第２部材１６の内周面に形成された環状の鍔部２３
との間で支持されており、支持部材３６は感温ばね３２
の付勢力で制御弁２６の支持部材着座部２８ａに弾力的
に支持され、その付勢力を制御弁２６に対して水弁座２
０と水側着座部２７ｂの間隔を広げる方向に及ぼし、前
記バイアスばね３１との間で制御弁２６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。

【００１７】従って、感温室３５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３２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３６を介して制御弁２
６を図１において左方に移動させるので、湯弁座２５と
湯側着座部２７ａの間隔が狭くなると共に、水弁座２０
と水側着座部２７ｂ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。

【００１８】次に感温室３５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３２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２０と水側着座部２７ｂの間
隔が狭くなり、湯弁座２５と湯側着座部２７ａ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温度に復帰させる。

【００１９】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１８と水入口１９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１５の軸方向位置を移動させ、バイアスばね３
１の付勢力を変化させて感温ばね３２の付勢力とバラン
スさせることで、制御弁２６の軸方向位置をスライドさ
せ、湯弁座２５と湯側着座部２７ａの間隔と、水弁座２
０と水側着座部２７ｂの間隔を調節することで行う。

【００２０】この場合、湯側の供給圧力が上昇し、感温
室３５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３２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
２６を図において左方にスライドさせる。これにより湯
弁座２５と湯側着座部２７ａの間隔は狭くなり、水弁座
２０と水側着座部２７ｂの間隔は広くなり、水入口１９
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。

【００２１】逆に水側の供給圧力が上昇し、感温室３５
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３２はばね定数が
低くなり、バイアスばね３１の付勢力で軸線方向に短く
なるように変形し、制御弁２６を図において右方にスラ
イドさせる。これにより湯弁座２５と湯側着座部２７ａ
の間隔は広くなり、水弁座２０と水側着座部２７ｂの間
隔は狭くなり、湯入口１８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。

【００２２】このような感温ばね３２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２６は湯弁座
２５と水弁座２０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。なお、この時に感温
ばね３１の弾性力でスピンドル１２を回転させる力が加
わっても、スピンドル１２は抵抗部材Ｂによりリング１
３の係合突起１３ａと第１部材１０の係合溝１０ｃとが
節度感をもって係合しているので、温度調節ハンドル８
は容易に回転することはない。

【００２３】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、この
場合温度調節ハンドル８の回転時に抵抗部材Ｂにより節
度感のある回転抵抗が得られ、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１５が右側へ移動し、
バイアスばね３１が制御弁２６を押圧するので、制御弁
２６の水弁座２０は水側着座部２７ｂに着座して、湯弁
座２５と湯側着座部２７ａの間を開口し、湯のみが吐水
される。

【００２４】図４では温度調節ハンドル８を水のみを吐
水する方向へ操作した状態で、この場合も温度調節ハン
ドル８の回転時に抵抗部材Ｂにより節度感のある回転抵
抗が得られ、スピンドル１２の回転により送りねじ部材
１５が左側へ移動し、感温ばね３２が制御弁２６を押圧
するので、制御弁２６の湯弁座２５は湯側着座部２７ａ
に着座して水弁座２０と水側着座部２７ｂの間を開口
し、水のみが吐水される。

【００２５】

【発明の効果】本発明では、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、
温度調節ハンドルは回転時に節度感を付与する抵抗部材
と連繋したので、温度調節ハンドルが感温ばねの弾性力
で自然に回転してしまうことがなく、設定した温度の混
合水を確実に吐水することができる。

【００２６】また、温度調節ハンドルの操作で混合水の
温度を調節する場合は、抵抗部材により適度の節度感が
付与されるので、きめ細かな温度調節をおこなうことが
でき、操作性を向上させることができる。

【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】カートリッジの分解斜視図である。

【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 ５ 混合室 ８ 温度調節ハンドル ９ カートリッジ １０ｃ 係合溝 １２ スピンドル １３ リング １３ａ 係合突起 １４ ばね １８ 湯入口 １９ 水入口 ２６ 制御弁 ３０ バイアスばね ３２ 感温ばね Ａ 混合水栓 Ｂ 抵抗部材

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D060 BB01 BC01 BE11 BE15 3H057 AA13 BB24 BB26 BB28 CC12 DD13 EE01 FC04 FD03 FD04 HH03 HH14 3H064 AA04 BA01 BA09 CA03 DA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、前記温
   度調節ハンドルは回転時に節度感を付与する抵抗部材と
   連繋したことを特徴とする混合水栓。
2. 【請求項２】 前記抵抗部材は温度調節ハンドルと連繋
   したスピンドルとカートリッジの間に配置し、周面全体
   に係合突起が形成されスピンドルと共に回転するリング
   と、該リングを付勢するばねと、リングの係合突起と係
   合する係合溝とを備えたことを特徴とする請求項１記載
   の混合水栓。