JP2005127499A - 流路切換バルブ及びシャワー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１排出口から適温の流体のみならず、必要に応じて不適温の流体を吐水できるとともに、コンパクト化を図ることができる。
【解決手段】 不適温の流体が排出される排水孔１５と、適温の流体が排出される吐水孔１４とを有する本体１０に、温水供給口２４ｂ及び排水孔１５を互いに連通させる第１弁孔３３ａを形成するとともに、温水供給口２４ｂ及び吐水孔１４を互いに連通させる第２弁孔３３ｂを形成する。第１弁孔３３ａの周囲に形成された第１弁座２４ａに接する第１位置と、第２弁孔３３ｂの周囲に形成された第２弁座２５ａに接する第２位置Ｐ２との間で移動可能な弁体１６を設ける。温水供給口２４ｂから排水孔１５に通じる流路１１と、温水供給口２４ｂから吐水孔１４に通じる流路１１とのうち一部を共通化するとともに、弁体１６を第１位置に強制的に移動させその位置に保持するロック手段２８，３１を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、流路切換バルブ及びシャワー装置に関するものである。

従来、流路切換バルブとしては、例えば特許文献１に示される構成が知られている。この流路切換バルブは、内部に流れ込む流体の温度領域に応じて形状が変化する感温ばねによって付勢された弁体を備えている。感温ばねの形状変化に伴って荷重が発生すると、弁体が移動することで、適温の流体が流れる流路と不適温の流体が流れる流路とに切り換えられ、不適温の流体と適温の流体とが異なる出口から排出される。

この種の流路切換バルブを、例えば浴槽で使用されるシャワー装置に用いた場合には、シャワーヘッドからは常に適温水が排出され、不適温水である冷水や熱湯はシャワーヘッド以外の排出口から排出される。これにより、シャワーヘッドからいきなり冷水や熱湯が排出されることはないので、ユーザに不快感を与えることがないという利点がある。

しかしながら、上述した流路切換バルブでは、ユーザの意志によって故意に不適温水をシャワーヘッドから排出することができない。例えば、夏期に冷水が必要な場合や冬季に熱湯を必要とする場合に、これら冷水や熱湯である不適温水をシャワーヘッドから排出することができない。

このような不具合を解消したものに、シャワーヘッドからは適温水だけでなく必要に応じて不適温水を排出させることが可能なシャワー装置（特許文献２を参照）が知られている。このシャワー装置には、シャワーヘッドから不適温水を排出しないようにするための不適温水逃がし機構を迂回するようにバイパス流路が設けられている。そして、ユーザの意志により故意にシャワーヘッドから不適温水を排出させる場合には、バイパス流路に設けられた切換弁を開くことにより、不適温水逃がし機構に不適温水を通さずにシャワーヘッドへ直接流すようにしている。
特開平１０−２９９９２６号公報 特開２００３−２４２３２号公報

ところが、従来の流路切換バルブは、不適温水逃がし機構に温水を通す流路と、不適温水逃がし機構に温水を通さないようにするバイパス流路とが別々に設けている。そのため、それぞれの流路を配置するためのスペースを確保しなければならず、流路切換バルブの大型化を招いている。従って、浴槽内における設置スペースが狭い場合には流路切換バルブを取り付けることができないという不都合が生じる。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、第１排出口から適温の流体のみならず、必要に応じて不適温の流体を吐出できるとともに、コンパクト化を図ることが可能な流路切換バルブを提供することにある。又、適温のみを吐水させることができるうえ、必要に応じて適温以外の低温又は高温を吐水させることができ、しかも適温以外の吐水を行うには弁体と連繋したハンドルを操作するだけでよく、シャワー装置をコンパクトにすることができるので、浴室の狭い場所でも容易に取り付けることができることが可能なシャワー装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明では、流体供給口と、不適温の流体が排出される第１排出口と、適温の流体が排出される第２排出口とを有するバルブケーシングに、流体供給口及び第１排出口を互いに連通させる第１弁孔を形成するとともに、前記流体供給口及び第２排出口を互いに連通させる第２弁孔を形成し、前記第１弁孔の周囲に形成された第１弁座に接する第１位置と、前記第２弁孔の周囲に形成された第２弁座に接する第２位置との間で移動可能な弁体を設け、流体の温度に基づいて前記弁体を第１位置側又は第２位置側に移動させる弁体駆動手段を設けた流路切換バルブにおいて、前記流体供給口から第１排出口に通じる流路と、流体供給口から第２排出口に通じる流路とのうち一部を共通化し、更に前記弁体を第１位置に強制的に移動させその位置に保持するロック手段を備えたことを要旨とする。

この構成によれば、２つある流路のうち一部が共通化されていることにより、流路の形成するのに必要なスペースを小さくなるため、流路切換バルブのコンパクト化を図ることができる。更に、ロック手段によって弁体は第１位置に強制的に移動されるが、流体の温度に関係なくその位置に保持され、第２弁孔は開かれたままとなる。従って、不適温の流体を、第２弁孔を介して第２排出口から排出することが可能になる。

請求項２に記載の発明では、前記弁体の上流端には第１弁座に着座可能な第１端面が形成されるとともに、下流端には第２弁座に着座可能な第２端面が形成され、前記各端面は弁体が第１位置と第２位置との間を移動することに伴って交互に着座され、前記弁体は前記両流路の途中に配置されていることを要旨とする。

この構成によれば、弁体が第１位置に移動すると、その第１端面が第１弁座に着座されて第１の弁孔が閉じるとともに、第２端面が第２弁座から離れるため、第２の弁孔が開く。一方、弁体が第２位置に移動すると、その第２端面が第２弁座に着座されて第２の弁孔が閉じるとともに、第１端面が第１弁座から離れるため、第１の弁孔が開く。従って、２つの弁孔を開閉させるのに、１つの弁体を用いるだけで済むため、弁体の設置スペースを小さくすることができ、流路切換バルブの更なるコンパクト化を図ることができる。しかも、弁体と流路とは同じ箇所に配置されており、それらの設置スペースの共有化が図られている。そのため、更なる省スペース化を実現することができ、流路切換バルブをよりいっそうコンパクトにすることができる。

請求項３に記載の発明では、流体が通過する流路が形成された本体と、流体を２次側に供給するように本体に開口された吐水孔と、流体が予め設定された適温以外の低温又は高温の場合に排水するように本体に開口された排水孔と、前記流路に収容され吐水孔への流路または排水孔への流路の何れか一方を開閉する弁体と、この弁体を一方から付勢するバイアスばねと、予め設定された温度領域で荷重が発生し、バイアスばねの他方から弁体を付勢するように流路に収容された第１感温素子とを備え、前記流路にはバイアスばねと併設して第２感温素子が収容され、この第２感温素子は前記第１感温素子と異なる温度領域で荷重が発生するように設定され、適温以外の低温または高温の流体が通過すると、バイアスばねと第２感温素子との付勢力が第１感温素子の付勢力に打ち勝ち弁体を移動させることで流体を排水孔から排水可能であり、前記弁体は流路内部を強制的に移動させるためのハンドルが連繋され、排水孔への流路を常時閉鎖できるようにしたことを要旨とする。

この構成によれば、本体に適温以外の低温または高温の流体が供給されると、バイアスばねと第２感温素子との付勢力が第１感温素子の付勢力に打ち勝つことにより弁体が移動されて、低温または高温の流体は排水孔から排水される。又、低温又は高温の流体を吐水孔に吐水するには、ハンドルを操作して弁体を強制的に移動させ、吐水孔へ通じる流路を開く。これにより、適温水以外の流体であっても、吐水孔から吐水させることが可能になる。

請求項１又は請求項２に記載の発明によれば、第１排出口から適温の流体のみならず、必要に応じて不適温の流体を吐出できるとともに、コンパクト化を図ることができる。
請求項３に記載の発明によれば、適温のみを吐水させることができるうえ、必要に応じて適温以外の低温又は高温を吐水させることができ、しかも適温以外の吐水を行うには弁体と連繋したハンドルを操作するだけでよく、シャワー装置をコンパクトにすることができるので、浴室の狭い場所でも容易に取り付けることができる。

［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、シャワーシステムに設けられるシャワー装置（流路切換バルブ）Ａは、例えば、浴室に取り付けられる混合水栓１とシャワーヘッド２との間に装着されるものである。混合水栓１は、流体としてのシャワー水の温度と流量とを調節可能であって、調節されたシャワー水を外部へ吐水するための吐水管３と、シャワーヘッド２へ流路を切り換えるための切換弁４とを備えている。切換弁４には供給管５が接続され、この供給管５はシャワー装置Ａを介してホース６と連通され、このホース６の先端にシャワーヘッド２が装着されている。

図２に示すように、シャワー装置Ａは、前記混合水栓１からのシャワー水が通過する中空状の本体１０を備えている。この本体１０の一端に形成された第１開口孔１２には、温水供給口（流体供給口）２４ｂを有しかつシャワー水を通過可能な第１蓋部材２４が装着され、他端に形成された第２開口孔１３には第２蓋部材２５が装着されている。そして、供給管５からのシャワー水が温水供給口２４ｂを介して本体１０に流れ込み、そのシャワー水の温度に応じて吐水孔１４又は排水孔１５のうち何れか一方から流れ出るようになっている。本実施形態では、本体１０、第１蓋部材２４及び第２蓋部材２５からバルブケーシングが構成されている。

本体１０の周壁には、予め設定された適温（３５℃より高く４５℃未満）のシャワー水（以下、単に適温水と言う。）が吐水される第２排出口としての吐水孔１４と、３５℃以下の低温又は４５℃以上の高温のシャワー水（以下、単に不適温水と言う。）が排水される第１排出口としての排水孔１５とが形成されている。吐水孔１４と排水孔１５とは、バルブケーシング内に形成された流路１１の上流側と下流側とで離間されている。ここでは、吐水孔１４が排水孔１５よりも下流側に配置されている。吐水孔１４と排水孔１５とは、共に流路１１を介して温水供給口２４ｂに通じている。流路１１は、温水供給口２４ｂから吐水孔１４までの流路（図２に二点差線で示す矢印）と、温水供給口２４ｂから排水孔１５までの流路（図３に二点差線で示す矢印）とからなり、各図に矢印で示すそれぞれの流路の一部分を共通化している。

本体１０において流路１１の途中には、温水供給口２４ｂ及び排水孔１５を互いに連通させる第１弁孔３３ａと、その第１弁孔３３ａよりも下流側において、温水供給口２４ｂ及び吐水孔１４を互いに連通させる第２弁孔３３ｂとが形成されている。

本体１０において各弁孔３３ａ，３３ｂに対応位置する箇所には、流路１１に沿って往復移動自在なる弁体１６が収容されている。弁体１６は、シャワー水が通過可能な略円筒状に形成され、その内部空間は流路１１の一部となっている。弁体１６の外周面の略中央に形成された環状溝１７にはシール部材１８が装着されており、シール部材１８により流路１１の内壁に対する水密が図られている。

弁体１６の一端には前記第１蓋部材２４と向かい合う第１端面１９ａが環状に形成され、弁体１６の他端には前記第２蓋部材２５と向かい合う第２端面１９ｂが環状に形成されている。弁体１６は、その第１端面１９ａが第１弁孔３３ａの周囲に位置する第１蓋部材２４の端面に形成された第１弁座２４ａに接する第１位置（図２に示す位置）Ｐ１と、第２端面１９ｂが第２弁孔３３ｂの周囲に位置する第２蓋部材２５の端面に形成された第２弁座２５ａに接する第２位置（図３に示す位置）Ｐ２とをとり得るようになっている。そして、弁体１６が第１位置Ｐ１に配置されることにより、第２弁孔３３ｂが開口されて吐水孔１４から適温水が吐水され、弁体１６が第２位置Ｐ２に配置されることにより、第１弁孔３３ａが開口されて排水孔１５から不適温水が排水される。

本体１０内の流路１１において弁体１６の下流側には、所定の温度領域で弁体１６を付勢する荷重が発生する第１感温素子２３ａが設けられている。一方、本体１０内の流路１１において弁体１６の上流側には、バイアスばね２２と、第１感温素子２３ａとは異なる流体の温度領域で弁体１６を付勢する荷重が発生する第２感温素子２３ｂとが並列に設けられている。本実施形態において、バイアスばね２２、第１感温素子２３ａ及び第２感温素子２３ｂから弁体駆動手段が構成されている。

第１感温素子２３ａの一端は弁体１６の中央内周側に突設された鍔部２０に係止され、他端は第２蓋部材２５に螺合されたプラグ２８に係止されている。一方、バイアスばね２２及び第２感温素子２３ｂの一端は弁体１６の中央内周側に突設された鍔部２０に係止され、他端は第１蓋部材２４に係止されている。

第１感温素子２３ａと第２感温素子２３ｂとは、シャワー水の温度変化により形状が可逆的に変化する形状記憶合金素材によってコイルばね状に形成されている。各感温素子２３ａ，２３ｂは、それらの軸線方向に伸長するように形状変化することによって弁体１６に付勢する荷重が発生するようになっている。

本実施形態において、第１感温素子２３ａと第２感温素子２３ｂとに発生する荷重の温度領域は異なっている。すなわち、流路１１を通過する不適温水が３５℃以下である場合には、第１及び第２感温素子２３ａ，２３ｂのいずれも荷重が発生しないように設定されている。そのため、図３に示すように、弁体１６は、一方（第１位置Ｐ１側）から付勢される第１感温素子２３ａのばね力と、他方（第２位置Ｐ２側）から付勢されるバイアスばね２２及び第２感温素子２３ｂのばね力との相対向する力の差により、第２位置Ｐ２側へ移動するようになっている。

流路１１を通過する不適温水が４５℃以上である場合には、第２感温素子２３ｂのみに荷重が発生するように設定されている。そのため、図３に示すように、弁体１６は、一方から付勢される第１感温素子２３ａの荷重と、他方から付勢されるバイアスばね２２及び第２感温素子２３ｂのばね力との相対向する力の差により、第２位置Ｐ２側へ移動するようになっている。

更に、流路１１に適温水が通過する場合には、第１感温素子２３ａのみに荷重が発生するように設定されている。そのため、図２に示すように、弁体１６は、一方から付勢される第１感温素子２３ａのばね力と、他方から付勢されるバイアスばね２２のばね力及び第２感温素子２３ｂに発生する荷重との相対向する力の差により、第１位置Ｐ１側へ移動するようになっている。

前記第２蓋部材２５は略円筒状で、内部の軸心方向に挿通孔２６が貫通して穿設されており、この挿通孔２６の内周面には雌ねじ部２７が形成されている。そして、この雌ねじ部２７に対しプラグ２８が外周面に形成された雄ねじ部２９により進退可能に螺合されており、このプラグ２８の先端にハンドル３１が結合されている。又、プラグ２８は内周面に環状の支持部３０が形成され、この支持部３０に前記第１感温素子２３ａが付勢されている。ハンドル３１を回転操作してプラグ２８を移動させることにより、弁体１６は、第１位置Ｐ１に強制的に移動され、同位置に保持される。従って、本実施形態では、プラグ２８とハンドル３１とから、弁体１６を第１位置Ｐ１に保持するロック手段が構成されている。

次に、シャワー装置Ａの作用を説明する。
図２は混合水栓１からシャワー装置Ａの本体１０へ供給されるシャワー水の温度が３５℃よりも高く４５℃未満の場合である。この場合、第２感温素子２３ｂは荷重が発生しないが、第１感温素子２３ａは予め設定された温度特性により荷重が発生している。そして、弁体１６には、一方からバイアスばね２２と第２感温素子２３ｂとによって付勢され、他方から第１感温素子２３ａが付勢されている。この第１感温素子２３ａは荷重が発生しているため伸張する結果、弁体１６は、第２蓋部材２５側から第１蓋部材２４側に向けて移動して第１位置Ｐ１に配置される。従って、弁体１６の第１端面１９ａは第１蓋部材２４の第１弁座２４ａに着座され、流路１１を通過するシャワー水は、第２端面１９ｂと第２弁座２５ａとの間に形成される隙間の第２弁孔３３ｂから吐水孔１４へ供給され、ホース６を介してシャワーヘッド２へ供給される。即ち、シャワーヘッド２からは適温水が吐水される。

図３は混合水栓１からシャワー装置Ａの本体１０へ供給されるシャワー水の温度が３５℃以下の場合である。このようにシャワー水が低温の不適温水である場合、第１感温素子２３ａと第２感温素子２３ｂとは何れも荷重が発生していない。そして、弁体１６は、一方からバイアスばね２２と第２感温素子２３ｂとの２つの物品が並列の状態で組み合わされて付勢され、他方から第１感温素子２３ａが付勢される。この結果、弁体１６は第１蓋部材２４側から第２蓋部材２５側に向けて移動して第２位置Ｐ２に配置される。従って、弁体１６の第２端面１９ｂは第２蓋部材２５の第２弁座２５ａに着座され、流路１１を通過するシャワー水は、吐水孔１４へ向けて供給されることはなく、弁体１６の第１端面１９ａと第１弁座２４ａとの間の第１弁孔３３ａから排水孔１５へ供給され、外部へ排水される。

又、図３は混合水栓１からシャワー装置Ａの本体１０へ供給されるシャワー水が４５℃以上の高温の場合でもある。このように、シャワー水が高温の不適温水である場合、第１感温素子２３ａに荷重は発生しないが、第２感温素子２３ｂはその温度特性により荷重が発生している。そして、弁体１６は、一方からバイアスばね２２と第２感温素子２３ｂとによって付勢され、他方から第１感温素子２３ａが付勢される。この結果、弁体１６は、第１蓋部材２４側から第２蓋部材２５側に向けて移動されて、第２位置Ｐ２に配置される。従って、弁体１６の第２端面１９ｂは第２蓋部材２５の第２弁座２５ａに着座され、流路１１を通過するシャワー水は第１端面１９ａと第１弁座２４ａとの間の第１弁孔３３ａから排水孔１５へ供給され、外部へ排水される。

通常の使用において、シャワー装置Ａは適温水を混合水栓１からシャワーヘッド２へ供給し、不適温水を排水孔１５から排水させることができるものであるが、不適温水をシャワーヘッド２から吐水させたい場合がある。この場合には、図４に示すように、このハンドル３１を回転操作すると、プラグ２８が弁体１６に向けて移動され、第１感温素子２３ａが圧縮されることにより、弁体１６が第１位置Ｐ１に強制的に移動される。この移動により、弁体１６の第１端面１９ａは第１蓋部材２４の第１弁座２４ａに対し着座する。この状態では、プラグ２８によって圧縮されている第１感温素子２３ａの強いばね力が弁体１６に加わっている。この強いばね力は、何れか一方の感温素子２３ａ，２３ｂに荷重が発生した場合でも、弁体１６を第１位置Ｐ１に維持させておくのに十分な強さを有しているため、不適温水が排水孔１５から排水されることはない。従って、適温水及び不適温水いずれの場合であっても、両感温素子２３ａ，２３ｂ及びバイアスばね２２による働きが無効化されるため、シャワー水をその温度に関係なく常に吐水孔１４から吐水することができる。

従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）温水供給口２４ｂから供給されるシャワー水は、一部が共通化されている流路１１を通って吐水孔１４或いは排水孔１５に流れるようになっている。そのため、流路１１を形成するためのスペースを小さくすることができ、シャワー装置Ａのコンパクト化を図ることができる。

（２）流路１１に不適温水が流れている場合であっても、ハンドル３１を回転操作することにより、弁体１６を第１位置Ｐ１に強制的に移動させることができ、不適温水を吐水孔１４からホース６を介してシャワーヘッド２に流すことができる。

（３）シャワー水の温度変化に応じて荷重が発生する各感温素子２３ａ，２３ｂは、それぞれ形状記憶合金素材から構成されているため、電力に頼らず弁体１６を移動させることができる。よって、シャワー装置Ａを設置するのに、電源が確保されている設置箇所でなくても、設置スペースさえ要すれば既存のシャワーシステムに取り付けることが可能となり、シャワー装置Ａの設置条件を緩和することができる。又、電源が不要であるため、漏電を考慮した構造にする必要がなく、シャワー装置Ａの簡素化と低コスト化を両立することができる。更に、弁体１６を電源が不要な第１感温素子２３ａと第２感温素子２３ｂとで移動させることができるため、弁体１６を移動させるときに作動音が発生することもない。

（４）前記流路１１の途中には弁体１６が配置されているため、本体１０内の省スペース化を図ることができ、シャワー装置Ａをよりいっそうコンパクトにすることができる。
（５）弁体１６は、温水供給口２４ｂから吐水孔１４に通じる流路１１を貫通させるために筒状に形成されているため、弁体１６の軽量化を図ることができる。従って、弁体１６が移動するときの応答性を向上できるので、吐水孔１４及び排水孔１５の開閉を迅速に切り換える可能であるとともに、シャワー装置Ａ全体の軽量化にも貢献する。

［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同じ構成については第１実施形態と同一符号を付し、その説明を省略する。

図５，図８に示すように、シャワー装置Ａの第２蓋部材２５には筒体３８が螺着されており、この筒体３８の内周面には３つの突条３９が等間隔おきで軸線方向へ延びるように形成され、それらの突条３９間には縦溝４０が形成されている。各突条３９の端部には鋸歯面４１がそれぞれ形成され、これらの鋸歯面４１によって、隣接する縦溝４０の中間部に位置するようにストッパ部４２が形成されている。

筒体３８内にはその上端面から突出された操作軸４３が挿入され、操作軸４３の上端部には前記ハンドル３１が取り付けられている。操作軸４３の下端中央には支持孔４４が形成されるとともに、下端外周にはフランジ部４５が形成されている。操作軸４３のフランジ部４５と筒体３８との間には、コイルスプリング４６が介装され、このコイルスプリング４６の弾性力により、操作軸４３が外方に向けて付勢されている。

操作軸４３のフランジ部４５の外周面には３つの係合突起４７が等間隔おきに突設されるとともに、フランジ部４５の端面には６つの山形カム面４８が等間隔おきに形成されている。そして、操作軸４３の各係合突起４７が筒体３８の各縦溝４０に摺動可能に係合されることにより、操作軸４３が筒体３８の軸線方向へ移動可能となっている。

操作軸４３の支持孔４４には回転体４９が相対回転可能及び軸線方向へ相対移動可能に挿通支持され、その回転体４９の中央外周にはフランジ部５０が形成されている。フランジ部５０の外周面には、筒体３８の縦溝４０及びストッパ部４２に係合可能な３つの係合突起５１が等間隔おきに突設されている。又、フランジ部５０において前記操作軸４３にあるフランジ部４５と対峙する端面には、操作軸４３の山形カム面４８に係合可能な６つの傾斜面５２が等間隔おきに形成されている。

筒体３８内の下端部には回転体４９が支持筒５４を介して軸線方向に移動可能に挿通支持されている。回転体４９の先端部は、第２蓋部材２５に形成された貫通孔５３を介して流路１１内に配置され、第１感温素子２３ａの端部に載置された押圧板５６に対して当接可能となっている。回転体４９には押圧ばね５５が外挿されおり、この押圧ばね５５の一端部は回転体４９のフランジ部５０に係止され、他端部は支持筒５４に係止されている。この押圧ばね５５により、回転体４９が外方に向かって移動するように付勢され、回転体４９の傾斜面５２が操作軸４３の山形カム面４８に係合されるようになっている。

上述したように構成される本実施形態のシャワー装置Ａの作用について説明する。図５に示すように、回転体４９の先端部が押圧板５６から離間され、第１感温素子２３ａが外部から強制的に圧縮されていない状態で、混合水栓１からシャワー装置Ａの本体１０に適温水が供給されると、弁体１６は第１位置Ｐ１に移動され、弁体１６の第１端面１９ａは第１蓋部材２４にある第１弁座２４ａに着座する。これにより、排水孔１５が閉じられるとともに吐水孔１４が開かれるため、適温水は吐水孔１４から吐水される。

図６に示すように、回転体４９の先端部が押圧板５６から離間され、第１感温素子２３ａは外部から強制的に圧縮されていない状態で、混合水栓１からシャワー装置Ａの本体１０に不適温水が供給されると、弁体１６は第２位置Ｐ２に移動され、弁体１６の第２端面１９ｂは第２蓋部材２５にある第２弁座２５ａに着座する。これにより、吐水孔１４が閉じられるとともに排水孔１５が開かれるため、適温水は排水孔１５から排水される。

次に、本体１０の流路１１に流れる不適温水を吐水孔１４から強制的に吐水させる場合について説明する。ハンドル３１をプッシュ操作すると、操作軸４３がコイルスプリング４６の付勢力に抗して下側に移動され、それと同方向に回転体４９が移動される。この場合、操作軸４３の下側移動に伴って、山形カム面４８と傾斜面５２との係合により、回転体４９が所定角度回動され、図９に示すように、その回転体４９にある係合突起５１が筒体３８の縦溝４０から脱出し、ストッパ部４２に係合される。

よって、この状態でハンドル３１のプッシュ操作を解放しても、コイルスプリング４６の付勢力により、ハンドル３１及び操作軸４３が上側位置に復帰移動されるが、回転体４９は下側位置に保持される。これにより、図７に示すように、押圧板５６によって第１感温素子２３ａが圧縮した状態に保持され、弁体１６が第１位置Ｐ１に強制的に移動される。この状態では、何れか一方の感温素子２３ａ，２３ｂに荷重が発生した場合でも、第１感温素子２３ａが圧縮されていることによる強い付勢力が弁体１６に加わっているため、弁体１６が第２位置Ｐ２に戻ることはない。よって、第２弁孔３３ｂが開放状態に保持され、吐水孔１４から不適温水が吐水され続ける。

ハンドル３１を再びプッシュ操作すると、操作軸４３が下側に移動され、山形カム面４８と傾斜面５２との係合により、回転体４９が更に所定角度回動される。これにより、回転体４９にある係合突起５１が筒体３８のストッパ部４２から離脱して、縦溝４０内に挿入係合される。その後にハンドル３１のプッシュ操作を解除すると、コイルスプリング４６の付勢力により、ハンドル３１及び操作軸４３が上側位置に復帰移動されるとともに、押圧ばね５５の付勢力により、回転体４９も下側位置に復帰移動される。

これにより、図６に示すように、押圧板５６が押圧状態から開放されて、バイアスばね２２及び第２感温素子２３ｂの付勢力により、弁体１６が第２位置Ｐ２に移動される。しかし、流路１１には不適温水が流れ込んでいるため、弁体１６は第２位置Ｐ２に配置されたままとなり、第１弁孔３３ａが開放状態に保持される。これにより、不適温温水は排水孔１５から排出される。

従って、ハンドル３１をプッシュ操作するごとに、弁体１６を第１位置Ｐ１に保持して両感温素子２３ａ，２３ｂ及びバイアスばね２２の働きを無効化するロック状態と、弁体１６の保持を解除してそれらの働きを有効化するアンロック状態とを交互に切り換えることができる。そのため、第１実施形態で示したハンドル３１を回転してロック状態とアンロック状態とを切り換える場合と比較して、ワンタッチで切り換えることが可能となる。

なお、本実施形態では、プラグ２８、ハンドル３１、操作軸４３、回転体４９、押圧ばね５５及び押圧板５６から、弁体１６を第１位置Ｐ１に強制的に移動させるロック手段が構成されている。又、このロック手段を構成する、操作軸４３、回転体４９、押圧ばね５５及び押圧板５６によって、弁体１６をロック状態と、アンロック状態とに切り換える切換機構が構成されている。

［第３実施形態］
第３実施形態について、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、同じ構成については第１実施形態と同一符号を付し、その説明を省略する。

図１０に示すように、第１実施形態で説明した本体１０と第１蓋部材２４との間には筒状の収容ケース６０が設けられ、この収容ケース６０内にはその上流側と下流側に間隔をおいて配置された第１感温素子としての第１ワックスサーモエレメント６１と、第２感温素子としての第２ワックスサーモエレメント６２とが収容されている。各ワックスサーモエレメント６１，６２は、シャワー水の温度変化によって封入されたワックスの体積変化に応じて突出量が変わるピストンロッド６１ａ，６２ａを備えている。なお、本実施形態では、本体１０、第１蓋部材２４及び第２蓋部材２５からバルブケーシングが構成されている。

各ワックスサーモエレメント６１，６２は、それぞれのピストンロッド６１ａ，６２ａが互いに反対方向に向けられ、下側を向いている第２ワックスサーモエレメント６２のピストンロッド６２ａの先端部は、シャワー水が通過可能な第１蓋部材２４の中央部に支持されている。このピストンロッド６２ａをガイドするガイド筒６２ｂが、収容ケース６０の中間付近に形成されかつシャワー水を通過可能なガイド部６３の中央に摺動可能に挿通されていることにより、第２ワックスサーモエレメント６２は上下方向への移動が可能となるように支持されている。

第２ワックスサーモエレメント６２の上部には、バイアスばね２２を介して第１ワックスサーモエレメント６１が支持され、両ワックスサーモエレメント６１，６２は互いに接近又は離間可能になっている。第１ワックスサーモエレメント６１のピストンロッド６１ａをガイドするガイド筒６１ｂは、前記弁体１６の中央部に螺着されている。これにより、第１ワックスサーモエレメント６１と弁体１６とは一体的に移動するようになっている。なお、バイアスばね２２、第１ワックスサーモエレメント６１及び第２ワックスサーモエレメント６２から弁体駆動手段が構成されている。

本実施形態では、弁体１６が第１位置Ｐ１に配置されているときにその第１端面１９ａが接する第１弁座６４ａは、収容ケース６０の端部となっている。又、弁体１６が第２位置Ｐ２に配置されているときにその第２端面１９ｂが接する第２弁座６４ｂは、第２蓋部材２５に螺合された挟持部材６５によって取り付けられている弁座シート６６の周縁部となっている。挟持部材６５の中央部には、弁体１６の中央部から突設されていたロッド支持部１６ａが摺動可能に挿通されている。このようにしたのは、第１ワックスサーモエレメント６１が取り付けられている弁体１６を第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で安定的に移動させるためである。

前記第２蓋部材２５にはハンドル３１が一体的に取り付けられたプラグ６７が進退可能に螺合されており、このプラグ６７の内部空間６７ａには逃がしコイルばね６８が収容されている。逃がしコイルばね６８の一端は、内部空間６７ａの内奥部に当接され、他端はプラグ６７の下端面に螺合されているアジャスタ６９上に設けた移動体７０に係合されている。逃がしコイルばね６８は、ばね定数がバイアスばね２２よりも大きく設定されており、更にアジャスタ６９の螺合位置を変えることにより弾性力が調節可能となっている。アジャスタ６９の中央部に形成された貫通孔６９ａには、上側を向いている第１ワックスサーモエレメント６１のピストンロッド６１ａの先端部が当接可能に挿入されている。

前記各ワックスサーモエレメント６１，６２の温度特性について説明する。各ワックスサーモエレメント６１，６２におけるピストンロッド６１ａ，６２ａは、シャワー水の温度領域に応じた突出量が異なるように設定されている。すなわち、図１５に示すように、シャワー水の温度が４５℃になるまでは、第１ワックスサーモエレメント６１におけるピストンロッド６１ａの突出量の方が、第２ワックスサーモエレメント６２のそれよりも大きくなるように設定されている。シャワー水の温度が４５℃を越えると、第２ワックスサーモエレメント６２におけるピストンロッド６２ａの突出量の方が、第１ワックスサーモエレメント６１のそれよりも大きくなるように設定されている。又、第１ワックスサーモエレメント６１におけるピストンロッド６１ａは、シャワー水の温度が４５℃付近になると突出量が最も大きくなるストロークエンドに到達するように設定されている。これに対して、第２ワックスサーモエレメント６２におけるピストンロッド６２ａは、シャワー水の温度が４５℃を越えた所定の温度でストロークエンドに到達するように設定されている。

従って、図１０に示すように、シャワー装置Ａの流路１１に適温水が流れ込むと、第１ワックスサーモエレメント６１のピストンロッド６１ａは、ストロークエンドに到達する途中で移動体７０に突き当たり、その状態でストロークエンドに到達する。すると、逃がしコイルばね６８のばね定数がバイアスばね２２よりも大きく設定されているため、第１ワックスサーモエレメント６１は、ピストンロッド６１ａの推力（荷重）により、バイアスばね２２を圧縮するようにピストンロッド６１ａの突出方向とは反対方向に移動し、弁体１６は第１位置Ｐ１に配置される。これにより、第１弁孔３３ａが閉じられる一方、第２弁孔３３ｂが開かれるため、流路１１に流れ込んだ適温水は第２弁孔３３ｂを介して吐水孔１４から吐水される。

図１１に示すように、シャワー装置Ａの流路１１に３５℃以下の不適温水が流れ込むと、第１ワックスサーモエレメント６１のピストンロッド６１ａが移動体７０に突き当たらないため、バイアスばね２２の弾性力により、弁体１６は第２位置Ｐ２位置に配置される。これにより、第２弁孔３３ｂが閉じられる一方、第１弁孔３３ａが開かれるため、流路１１に流れ込んだ適温水は第１弁孔３３ａを介して排水孔１５から排水される。

図１２に示すように、シャワー装置Ａの流路１１に４５℃以上の不適温水が流れ込むと、シャワー水が４５℃に到達するまでは、両ワックスサーモエレメント６１，６２のピストンロッド６１ａ，６２ａに対向する方向に推力（荷重）が働くため、両ワックスサーモエレメント６１，６２はバイアスばね２２を圧縮するように互いに接近し合う。そして、第１ワックスサーモエレメント６１のピストンロッド６１ａがストロークエンドに到達した後は、第２ワックスサーモエレメント６２のピストンロッド６２ａのみによって上方への推力（荷重）が働くため、バイアスばね２２が更に圧縮され、バイアスばね２２の弾性力が逃がしコイルばね６８の弾性力よりも大きくなる。そのため、第１ワックスサーモエレメント６１が上方へ押し上げられ、弁体１６が第２位置Ｐ２に配置される。これにより、第２弁孔３３ｂが閉じられる一方、第１弁孔３３ａが開かれるため、流路１１に流れ込んだ適温水は第１弁孔３３ａを介して排水孔１５から排水される。

次に、流路１１に流れる不適温水を吐水孔１４から強制的に吐水させる場合について説明する。図１１に示したシャワー装置Ａの流路１１に３５℃以下の不適温水が流れ込でいるときに、ハンドル３１を回転して締め込むと、図１３に示すように、プラグ６７が回転しながら第１ワックスサーモエレメント６１に接近し、そのピストンロッド６１ａの先端部に移動体７０が突き当たる。この状態で、移動体７０が更に移動されると、第１ワックスサーモエレメント６１全体はバイアスばね２２の弾性力に抗して下方に押し下げられ、弁体１６が第１位置Ｐ１に強制的に移動される。これにより、第１弁孔３３ａが強制的に閉じられるとともに、第２弁孔３３ｂが開かれるため、流路１１に不適温水が流れているにもかかわらず、不適温水は吐水孔１４からシャワーヘッド２側へ吐水される。

図１２に示したシャワー装置Ａの流路１１に４５℃以上の不適温水が流れ込んでいるときに、ハンドル３１を回転して締め込むと、図１４に示すように、第１ワックスサーモエレメント６１のピストンロッド６１ａの先端部が移動体７０に突き当っている状態を維持しながら、弁体１６が第１位置Ｐ１に強制的に配置される。これにより、第１弁孔３３ａが強制的に閉じられるとともに、第２弁孔３３ｂが開かれるため、流路１１に不適温水が流れているにもかかわらず、不適温水は吐水孔１４からシャワーヘッド２側へ吐水される。

従って、第１ワックスサーモエレメント６１の組み付け誤差等によって、弁体１６が第１位置Ｐ１に配置されても、第１ワックスサーモエレメント６１のピストンロッド６１ａがストロークエンドに到達せずに更に突出する余地がある場合には、逃がしコイルばね６８が圧縮されることで、ピストンロッド６１ａの突出を逃がすことができる。そのため、第１ワックスサーモエレメント６１と弁体１６との連結部分に大きな引き抜き力が加わるのを防止することができ、信頼性の向上を図ることができる。それとともに、第１ワックスサーモエレメント６１の組み付け精度に影響されることなく、第１弁孔３３ａと第２弁孔３３ｂとを良好に開閉することができる。

［変更例］
本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１及び第２実施形態において、第１感温素子２３ａはバイアスばね２２の外周側に配置されているが内周側に配置してもよい。又、第１及び第２感温素子２３ａ，２３ｂは、コイルばね状に加工して形成されているが、板ばね、ワイヤ又はその他任意の形状としてもよい。

・第１及び第２実施形態において、第１感温素子２３ａはシャワー水が３５℃より高く４５℃未満の範囲で荷重が発生し、第２感温素子２３ｂはシャワー水が４５℃以上になった場合に荷重が発生するように設定されているが、これらの温度とは異なる領域で荷重が発生する感温素子を使用し、適温水とみなす温度範囲を変更してもよい。又、第３実施形態についても、各ワックスサーモエレメント６１，６２のピストンロッド６１ａ，６２ａが突出するときの温度特性を変えて、適温水とみなす温度範囲を変更してもよい。

・前記第１〜第３実施形態では、形状記憶合金からなる各感温素子２３ａ，２３ｂ、或いは各ワックスサーモエレメント６１，６２を用いて機械的に弁体１６を第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で移動させていたが、例えば電磁弁等によって電気的に弁体１６を移動させてもよい。この場合には、本体１０に温度センサを設け、この温度センサによって検出される温度検知信号に基づいて電磁弁が駆動されるようにする。

・前記実施形態では、共通流路の上流側に不適温水が排出される第２排出口が設けられ、下流側に適温水が排出される第１排出口が設けられているが、第１及び第２排出口の位置関係を変えてもよい。

・前記第１〜第３実施形態では、本願発明をシャワー装置Ａ以外に具体化する場合には、流体としてはシャワー水に限定されず、例えば潤滑油等の液体やエア等の気体に変更することが可能である。又、シャワー装置Ａを浴槽に設けられるシャワーシステムに用いる以外に、例えばトイレに設けられる温水洗浄可能な便座システムに用いてもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に示す。
［１］前記弁体駆動手段は、前記流体が予め設定された所定の温度領域にあるとき、前記弁体を第１位置側に付勢する荷重が発生する第１感温素子と、前記流体が第１感温素子によって荷重が発生する温度領域とは異なる温度領域にあるとき、前記弁体を第２位置側に付勢する荷重が発生する第２感温素子と、前記感温素子の温度領域とは無関係に前記弁体を第１位置側に付勢するバイアスばねとから構成され、流体が適温であるときに、第１感温素子の付勢力が、バイアスばねと第２感温素子とを合わせた付勢力よりも大きくなるように設定され、かつ流体が不適温であるときに、バイアスばねと第２感温素子とを合わせた付勢力が第１感温素子の付勢力よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路切換バルブ。

この構成にすれば、第１感温素子及び第２感温素子そのものが流体の温度を検知することと、荷重を発生させることとを兼ねているため、流路切換バルブの構造を簡素化することができる。

［２］前記ロック手段は、それを操作するごとに、前記弁体を第１位置に保持するロック状態と、前記第１位置における弁体の保持を解除するアンロック状態とを交互に切り換え可能な切換機構を含んで構成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、前記［１］、［２］のうちいずれかに記載の流路切換バルブ。

この構成にすれば、ロック手段を一回操作するごとに、弁体のロック状態とアンロック状態との交互切り換えを迅速かつ簡単に行うことができる。
［３］前記第１感温素子及び第２感温素子は、それぞれ流体の温度変化により形状が可逆的に変化する形状記憶合金からなることを特徴とする請求項１、請求項２、前記［１］、［２］のうちいずれかに記載の流路切換バルブ。

この構成とすれば、電力に頼らず弁体を作動させることができるため、電源の供給が不可能な場所であっても流路切換バルブを設置することができる。又、電源が不要であるため、漏電を考慮した構造にする必要がないので、流路切換バルブの簡素化かつ低コスト化を図ることができる。

［４］前記第１感温素子及び第２感温素子は、それぞれワックスサーモエレメントから構成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、前記［１］〜［３］のうちいずれかに記載の流路切換バルブ。この構成とすれば、電力に頼らず弁体を作動させることができるため、電源の供給が不可能な場所であっても流路切換バルブを設置することができる。又、電源が不要であるため、漏電を考慮した構造にする必要がないので、流路切換バルブの簡素化かつ低コスト化を図ることができる。

［５］請求項１、請求項２、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の流路切換バルブの第１排出口にホースを介してシャワーヘッドが接続されたことを特徴とするシャワーシステム。この構成にすれば、シャワーヘッドから適温水のみならず、必要に応じて不適温水も吐出させることができるとともに、シャワーシステムの小型化を図ることができる。

第１実施形態においてシャワー装置が混合水栓とシャワーヘッドとの間に配置された状態の説明図。 同じく、適温水が流れている状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、不適温水が流れている状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、不適温水が流れている場合であっても、排水孔が閉じられ吐水孔が開いている状態を示すシャワー装置の断面図。 第２実施形態において、適温水が流れている状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、不適温水が流れている状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、不適温水が流れている場合であっても、排水孔が閉じられ吐水孔が開いている状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、排水孔及び吐水孔を交互に開閉するラッチ機構を示す分解斜視図。 同じく、ラッチ機構の一部を展開して示す図。 第３実施形態において、適温水が流れている状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、低温の不適温水が流れている状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、高温の不適温水が流れている状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、低温の不適温水を吐水孔から強制的に吐水している状態を示すシャワー装置の断面図。 同じく、高温の不適温水を吐水孔から強制的に吐水している状態を示すシャワー装置の断面図。 第１及び第２ワックスサーモエレメントの温度特性を示す図。

符号の説明

Ａ…シャワー装置（流路切換バルブ）、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置、１０…本体（バルブケーシング）、１１…流路、１４…吐水孔（第２排出口）、１５…排水孔（第１排出口）、１６…弁体、１９ａ…第１端面、１９ｂ…第２端面、２２…バイアスばね、２３ａ…第１感温素子（駆動手段）、２３ｂ…第２感温素子（駆動手段）、２４…第１蓋部材（バルブケーシング）、２４ａ…第１弁座、２４ｂ…温水供給口（流体供給口）、２５…第２蓋部材（バルブケーシング）、２５ａ…第２弁座、２８…プラグ（ロック手段）、３１…ハンドル（ロック手段）、３３ａ…第１弁孔、３３ｂ…第２弁孔、４９…回転体（ロック手段）、５５…押圧ばね（ロック手段）、６０…収容ケース（バルブケーシング）、６１…第１ワックスサーモエレメント（弁体駆動手段を構成する第１感温素子）、６２…第２ワックスサーモエレメント（弁体駆動手段を構成する第２感温素子）、６４ａ…第１弁座、６４ｂ…第２弁座、６７…プラグ（ロック手段）。

Claims (3)

1. 流体供給口と、不適温の流体が排出される第１排出口と、適温の流体が排出される第２排出口とを有するバルブケーシングに、流体供給口及び第１排出口を互いに連通させる第１弁孔を形成するとともに、前記流体供給口及び第２排出口を互いに連通させる第２弁孔を形成し、前記第１弁孔の周囲に形成された第１弁座に接する第１位置と、前記第２弁孔の周囲に形成された第２弁座に接する第２位置との間で移動可能な弁体を設け、流体の温度に基づいて前記弁体を第１位置側又は第２位置側に移動させる弁体駆動手段を設けた流路切換バルブにおいて、
   前記流体供給口から第１排出口に通じる流路と、流体供給口から第２排出口に通じる流路とのうち一部を共通化し、更に前記弁体を第１位置に強制的に移動させその位置に保持するロック手段を備えたことを特徴とする流路切換バルブ。
2. 前記弁体の上流端には第１弁座に着座可能な第１端面が形成されるとともに、下流端には第２弁座に着座可能な第２端面が形成され、前記各端面は弁体が第１位置と第２位置との間を移動することに伴って交互に着座され、前記弁体は前記両流路の途中に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の流路切換バルブ。
3. 流体が通過する流路が形成された本体と、流体を２次側に供給するように本体に開口された吐水孔と、流体が予め設定された適温以外の低温又は高温の場合に排水するように本体に開口された排水孔と、前記流路に収容され吐水孔への流路または排水孔への流路の何れか一方を開閉する弁体と、この弁体を一方から付勢するバイアスばねと、予め設定された温度領域で荷重が発生し、バイアスばねの他方から弁体を付勢するように流路に収容された第１感温素子とを備え、前記流路にはバイアスばねと併設して第２感温素子が収容され、この第２感温素子は前記第１感温素子と異なる温度領域で荷重が発生するように設定され、適温以外の低温または高温の流体が通過すると、バイアスばねと第２感温素子との付勢力が第１感温素子の付勢力に打ち勝ち弁体を移動させることで流体を排水孔から排水可能であり、前記弁体は流路内部を強制的に移動させるためのハンドルが連繋され、排水孔への流路を常時閉鎖できるようにしたことを特徴とするシャワー装置。

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