JP2007198577A - 湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓を提供する。
【解決手段】本発明は、湯及び水を混合して吐出させる湯水混合装置（２０）であって、湯水混合装置本体（２１）と、湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体（３０）と、湯水混合装置本体の内部に配置され、所定方向の付勢力を発生する付勢手段（３２）と、混合された湯の温度に応じて、付勢手段とは逆方向の付勢力を発生する感温付勢手段（３４）と、付勢手段による付勢力及び感温付勢手段による付勢力に応じて位置が移動される付勢力均衡部材（４０）と、この付勢力均衡部材の移動を主弁体に伝達し、主弁体を付勢力均衡部材の移動距離よりも長い距離移動させる移動量増幅手段（６０）と、を有することを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓に関し、特に、供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓に関する。

特開平８−４２７４４号公報（特許文献１）には、湯水混合装置が記載されている。この湯水混合装置は、円筒状の湯水混合装置本体内部に摺動可能に配置された円筒状の主弁体の両側に感温ばねとバイアスばねが配置され、これらのばねによる付勢力が釣り合う位置に主弁体が移動されるように構成されている。この構造により、主弁体は、混合された湯の温度が上昇すると、感温ばねの付勢力が増加して湯水混合装置本体に形成された湯側シート面と主弁体との間の隙間が狭くなり、水側シート面と主弁体との間の隙間が広くなるように移動される。これにより、湯水混合装置から吐出される湯の温度が所定の温度に調整される。

しかしながら、このような湯水混合装置では、湯又は水の供給圧力が急激に変化した場合等に、吐出される湯の温度が設定温度からずれることがあるという問題がある。特開２０００−２６６２２７号公報（特許文献２）には、湯水混合装置の温度調節性能を向上させ、吐出される湯の温度の設定温度からのずれを抑制するには、湯側シート面と水側シート面との間で移動される主弁体のストロークを小さくすることが有効であることが記載されている。これは、感温ばねとバイアスばねによる付勢力が釣り合う位置が大きく移動すると、感温ばね及びバイアスばねが発生する付勢力が適正な設計値から外れてしまうためである。

特開平８−４２７４４号公報 特開２０００−２６６２２７号公報

しかしながら、温度調節性能を向上させるために、特開２０００−２６６２２７号公報に記載されているように、湯側シート面と水側シート面との間で移動される主弁体のストロークを小さくすると、湯又は水が流入する各シート面と主弁体との間の隙間が狭くなる。このため、供給された湯及び水を湯水混合装置本体内部に流入させる流路面積が小さくなり、湯水混合装置の吐出流量が減少してしまうという問題がある。

従って、本発明は、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置であって、湯水混合装置本体と、湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、移動されることにより、湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体と、湯水混合装置本体の内部に配置され、主弁体を所定方向に摺動させる付勢力を発生する付勢手段と、湯水混合装置本体の内部に配置され、湯水混合装置本体内に流入して混合された湯の温度に応じて、付勢手段とは逆方向に主弁体を摺動させる付勢力を発生する感温付勢手段と、付勢手段による付勢力及び感温付勢手段による付勢力に応じて位置が移動される付勢力均衡部材と、この付勢力均衡部材の移動を主弁体に伝達し、主弁体を付勢力均衡部材の移動距離よりも長い距離移動させる移動量増幅手段と、を有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、主弁体が湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置されている。また、付勢力均衡部材は、付勢手段の付勢力及びこの付勢力とは逆方向の付勢力を発生する感温付勢手段の付勢力に応じて位置が移動される。移動量増幅手段は、付勢力均衡部材の移動を主弁体に伝達し、主弁体を付勢力均衡部材の移動距離よりも長い距離移動させる。湯水混合装置本体内で混合された湯の温度が変化すると、感温付勢手段が発生する付勢力が変化し、付勢力均衡部材が移動され、この移動が移動量増幅手段によって主弁体に伝達されることにより、湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量が変化され、吐出される湯の温度が調整される。

このように構成された本発明によれば、付勢力均衡部材の移動距離が、移動量増幅手段によって増幅されて主弁体が移動されるので、付勢力均衡部材の移動距離に対して主弁体が移動されるストロークを大きくすることができ、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる。

本発明において、好ましくは、移動量増幅手段は、付勢力均衡部材の移動距離を増幅して主弁体を移動させるリンク機構である。
このように構成された本発明においては、付勢力均衡部材の移動は、リンク機構によって増幅され、主弁体は付勢力均衡部材の移動距離よりも長い距離移動される。
このように構成された本発明によれば、簡単な機構により、付勢力均衡部材の移動距離を増幅することができる。

本発明において、好ましくは、リンク機構は、先端が主弁体に連結され、基端が湯水混合装置本体内に位置が固定された支点を中心に回動可能に取り付けられた回動アームを備え、この回動アームの先端と基端の間に付勢力均衡部材が当接することによって、付勢力均衡部材の移動距離を増幅して主弁体を移動させる。

このように構成された本発明においては、回動アームが支点を中心に回動可能に取り付けられ、この回動アームの先端が主弁体に連結されている。付勢力均衡部材は、回動アームの先端と基端の間に当接して回動アームを回動させ、付勢力均衡部材の移動距離よりも長い距離主弁体を移動させる。
このように構成された本発明によれば、簡単な機構により、付勢力均衡部材の移動距離を増幅することができる。

本発明において、好ましくは、移動量増幅手段は、付勢力均衡部材に形成された第１雌ねじ部に螺合される第１雄ねじ部、及びこの第１雄ねじ部よりもねじ山のピッチが大きい第２雄ねじ部が第１雄ねじ部と同一の軸線上に形成された回転部材と、第２雄ねじ部に螺合される第２雌ねじ部が形成され、主弁体と共に移動される平行移動部材と、を有し、付勢力均衡部材が回転部材に対して平行移動されると、回転部材が回転され、回転部材の回転により、平行移動部材が付勢力均衡部材よりも長い距離平行移動される。

このように構成された本発明においては、第１雌ねじ部が形成された付勢力均衡部材が移動されると、第１雌ねじ部に螺合された第１雄ねじ部を備えた回転部材が回転される。回転部材が回転されると、その第２雄ねじ部が回転され、第２雄ねじ部に螺合された第２雌ねじ部が形成された平行移動部材が平行移動され、これと共に主弁体が移動される。第２雄ねじ部及び第２雌ねじ部のねじ山のピッチは、第１雄ねじ部及び第１雌ねじ部のねじ山のピッチよりも大きいため、平行移動部材の移動距離は付勢力均衡部材の移動距離よりも長くなる。
このように構成された本発明によれば、簡単な機構により、付勢力均衡部材の移動距離を増幅することができる。

本発明において、好ましくは、移動量増幅手段は、付勢力均衡部材に形成された第１ピストンを摺動可能に受け入れる第１シリンダ、及びこの第１シリンダと連通し、断面積が第１シリンダよりも小さい第２シリンダを形成した圧力室形成部と、第２シリンダに摺動可能に受け入れられる第２ピストンが形成され、主弁体と共に移動される平行移動部材と、を有し、付勢力均衡部材が圧力室形成部材に対して平行移動されると、第１シリンダ内の圧力変化が第２シリンダに伝達され、平行移動部材が付勢力均衡部材よりも長い距離平行移動される。

このように構成された本発明においては、付勢力均衡部材に形成された第１ピストンが圧力室形成部に形成された第１シリンダ内で摺動されると、第１シリンダに連通した第２シリンダ内の圧力が変化し、第２シリンダに受け入れられた第２ピストンが摺動される。第２ピストンが摺動されると、第２ピストンを備えた平行移動部材が移動され、これと共に主弁体が移動される。第２シリンダの断面積は第１シリンダの断面積よりも小さいため、第２ピストンが摺動される距離は、第１ピストンが摺動される距離よりも長くなる。
このように構成された本発明によれば、簡単な機構により、付勢力均衡部材の移動距離を増幅することができる。

本発明において、好ましくは、さらに、湯水混合装置本体内に配置され、付勢手段、感温付勢手段、付勢力均衡部材、又は移動量増幅手段の少なくとも一部を覆うことによって、湯水混合装置本体内に流入した水及び湯の動圧力が、付勢手段、感温付勢手段、付勢力均衡部材、又は移動量増幅手段に直接作用するのを抑制するシールド部材を有する。

このように構成された本発明によれば、シールド部材が、付勢手段、感温付勢手段、付勢力均衡部材、又は移動量増幅手段に、湯水混合装置本体内に流入した水及び湯の動圧力が直接作用するのを抑制するので、湯水混合装置の温度調節機能が、動圧力によって悪影響を受けるのを防止することができる。

また、本発明の湯水混合水栓は、本発明の湯水混合装置と、この湯水混合装置を収納する水栓本体と、湯水混合装置によって混合された湯の吐水状態と止水状態を切替える開閉弁と、混合された湯を吐出させる吐出部と、を有することを特徴としている。

本発明の湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓によれば、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による湯水混合水栓を説明する。
まず、図１乃至図５を参照して、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓全体を示す斜視図である。図２は本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の断面図であり、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態による湯水混合水栓１は、水栓本体２と、この水栓本体２に給湯器（図示せず）からの湯を供給する湯供給脚４と、水栓本体２に水道水を供給する水供給脚６と、を有する。さらに、湯水混合水栓１は、水栓本体２左端部に取り付けられた湯温調節用ダイヤル８と、右端部に取り付けられた吐止水切替ハンドル１０と、を有する。また、湯水混合水栓１は、温度調節された湯を吐出させる吐出部であるカラン１２及びシャワーヘッド１４を有する。さらに、水栓本体２には、開閉弁である切替バルブ１６が内蔵されている。本実施形態の湯水混合水栓１は、湯供給脚４及び水供給脚６から夫々供給された湯及び水を、湯温調節用ダイヤル８によって設定された温度になるように混合し、吐止水切替ハンドル１０の操作により、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出させるように構成されている。

湯供給脚４は、壁面に設けられた給湯管（図示せず）と水栓本体２とを連結し、水栓本体２に湯を供給するように構成されている。
水供給脚６は、壁面に設けられた水道管（図示せず）と水栓本体２とを連結し、水栓本体２に水を供給するように構成されている。

水栓本体２には、湯供給脚４及び水供給脚６を介して導入された湯及び水を、適宜混合して所望の温度に調節する湯水混合装置２０（図２）が内蔵されている。また、水栓本体２に取り付けられた吐止水切替ハンドル１０は、これを回転操作することによって、水栓本体２に内蔵された切替バルブ１６を切替え、止水状態、カラン１２からの吐水状態、シャワーヘッド１４からの吐水状態が切替えられるようになっている。吐止水切替ハンドル１０をカランの側に回転させると、湯水混合装置２０（図２）によって適温に混合された湯がカラン１２から吐水され、吐止水切替ハンドル１０をシャワーの側に回転させると、適温に混合された湯が、シャワーヘッド１４から吐水される。

また、湯温調節用ダイヤル８は、これを廻すことによって水栓本体２に内蔵された湯水混合装置２０を操作し、湯水混合装置２０によって調節される湯の温度を変化させることができるように構成されている。

次に、図２乃至図５を参照して、本実施形態の湯水混合水栓１に内蔵された湯水混合装置２０を説明する。図４は湯水混合装置２０の分解斜視図である。また、図５は湯水混合装置２０に内蔵されたシールド部材の斜視図である。

図２及び図３に示すように、湯水混合装置２０は、第１本体部材２２と、この第１本体部材２２に嵌め込まれる第２本体部材２４と、湯温調節用ダイヤル８に連結される送りねじ２６と、この送りねじ２６に螺合され、送りねじ２６が回転されると第１本体部材２２内で摺動する摺動部材２８と、を有する。また、湯水混合装置２０は、第１本体部材２２の内部に移動可能に配置された主弁体３０と、主弁体３０を図２及び図３における右方向に付勢する付勢手段であるバイアスばね３２と、バイアスばね３２とは反対方向の図２及び図３における左方向に主弁体３０を付勢する感温付勢手段である感温ばね３４と、を有する。本実施形態においては、感温ばね３４として、形状記憶合金製のコイルばねを使用している。

図２乃至図４に示すように、第１本体部材２２は、概ね円筒状の形態であり、図２及び図３において右側に位置する第２本体部材２４が嵌め込まれることにより湯水混合装置本体２１を構成している。また、第１本体部材２２には、湯を流入させるための湯導入口２２ａ及び水を流入させるための水導入口２２ｂが夫々円周方向に設けられている。また、湯導入口２２ａの図３における左側の端面は、主弁体３０と当接する湯側シート面２２ｃとして形成されている。

第２本体部材２４は概ね円筒状の形態であり、その中心には、一方の端部から他方の開放された端部に向けて軸線方向に延びる支柱２４ａが形成されている。また、第２本体部材２４は、開放された端部を、第１本体部材２２の端部に嵌め込むことによって、第１本体部材２２に取り付けられている。また、第２本体部材２４の開放した端部の先端は、主弁体３０と当接する水側シート面２４ｂとして形成されている。さらに、第２本体部材２４の水側シート面２４ｂとは反対側の端部には、湯水混合装置本体２１内で混合された湯を流出させる吐出口２４ｃが形成されている。

送りねじ２６は、第１本体部材２２の内部に回転可能に配置されている。送りねじ２６の一方の端部には、湯温調節用ダイヤル８が取り付けられるスプライン部２６ａが形成され、他方の端部には、摺動部材２８と螺合される送り雄ねじ部２６ｂが形成されている。

摺動部材２８は、概ね円筒形の形態であり、第１本体部材２２の内部に摺動可能に配置されている。また、摺動部材２８の外側には、軸線方向の溝２８ａ（図４）が形成されており、この溝２８ａが、第１本体部材２２の内部に形成された軸線方向に延びる突起（図示せず）を受け入れることによって、摺動部材２８の第１本体部材２２に対する回転が拘束されている。さらに、摺動部材２８の内側には、送りねじ２６の送り雄ねじ部２６ｂと螺合される送り雌ねじ部２８ｂが形成されている。これにより、送りねじ２６を回転させると、摺動部材２８は第１本体部材２２の軸線方向に摺動される。

次に、湯水混合装置本体２１内で混合された湯の温度に応じて、主弁体３０を移動させる機構を説明する。
図２及び図３に示すように、主弁体３０は概ね円筒状の部材であり、その両端には、軸線方向に摺動されることにより湯側シート面２２ｃ又は水側シート面２４ｂと当接するシート部が形成されている。また、主弁体３０の左側には、可動支柱３８と、バイアスばね３２と、ばね押え金具３６が配置されている。可動支柱３８は円柱状の部材であり、その主弁体３０側の端部には拡径部３８ａが形成されている。また、ばね押え金具３６は、中央部が隆起したドーナツ板状の金具である。可動支柱３８の、主弁体３０とは反対側の端部には、Ｃクランプ３６ａが取り付けられ、ばね押え金具３６を位置決めしている。バイアスばね３２は、可動支柱３８の拡径部３８ａとばね押え金具３６の間に挟まれ、予め圧縮された状態で可動支柱３８の周囲に配置される。

また、図２及び図３に示すように、主弁体３０の右側には、第２本体部材２４の支柱２４ａを取り囲むように、付勢力均衡部材である可動スリーブ４０と、感温ばね３４が配置されている。可動スリーブ４０は、概ね円筒状の部材であり、支柱２４ａの周囲に摺動可能に配置されている。さらに、感温ばね３４は、支柱２４ａを取り囲むように配置され、その図３における左側の端部は可動スリーブ４０に当接し、右側の端部は第２本体部材２４の内壁面の端部に当接するように配置されている。

また、主弁体３０の内側には、第２本体部材２４の支柱２４ａの先端と主弁体３０を連結する３本の回動アーム６０が配置されている。この３本の回動アーム６０は、支柱２４ａの中心軸線から１２０゜ずつ間隔を隔てて放射方向に延びるように配置されており、その基端には、概ね円柱状の円柱部６０ａが形成されている。この円柱部６０ａは、図２に示すように、支柱２４ａの先端に形成された凹部２４ｄと支柱２４ａの先端に差し込まれたピン６２の頭との間に回動可能に受け入れられている。この構成により、回動アーム６０は、その基端を中心に回動することができる。一方、回動アーム６０の先端には凹部６０ｂが形成されており、この凹部６０ｂは、主弁体３０の内壁面に形成された円柱状の突起３０ａを受け入れている。この構成により、回動アーム６０が、その円柱部６０ａを中心に回動されると、主弁体３０は図２及び図３における左右方向に移動される。

さらに、図２に示すように、回動アーム６０の両側面の中間部には、可動支柱３８及び可動スリーブ４０が当接されている。摺動部材２８が、図２及び図３における右方向に移動され、摺動部材２８とばね押え金具３６が当接するようになると、可動支柱３８の拡径部３８ａは、バイアスばね３２の付勢力により、右方向に付勢される。一方、この状態では、可動スリーブ４０は、感温ばね３４の付勢力により、図２及び図３における左方向に付勢される。このため、可動支柱３８と可動スリーブ４０の間に挟まれた回動アーム６０の中間部は、可動支柱３８の拡径部３８ａ及び可動スリーブ４０の先端部から、互いに反対方向の付勢力を受けることになる。

湯水混合装置２０の使用時においては、可動支柱３８及び可動スリーブ４０は、バイアスばね３２の付勢力と感温ばね３４の付勢力が釣り合う位置まで移動される。この可動支柱３８及び可動スリーブ４０の移動に伴って、それらの間に挟まれた各回動アーム６０が回動される。回動アーム６０が回動されると、回動アーム６０の先端に係合された主弁体３０が、軸線方向に移動される。本実施形態においては、回動アーム６０の回動中心から主弁体３０と回動アーム６０が係合する点までの距離は、回動アーム６０の回動中心から回動アーム６０と可動スリーブ４０が当接する点までの距離の約２倍である。従って、主弁体３０は、バイアスばね３２及び感温ばね３４の付勢力によって、付勢力均衡部材である可動スリーブ４０が移動された距離の約２倍の距離移動される。

即ち、回動アーム６０は、可動支柱３８及び可動スリーブ４０の移動距離を増幅して主弁体を移動させるリンク機構として作用する。また、本実施形態においては、回動アーム６０は、可動支柱３８及び可動スリーブ４０の移動を主弁体に伝達し、主弁体を可動支柱３８及び可動スリーブ４０の移動距離よりも長い距離移動させる移動量増幅手段として機能する。

一方、図２及び図３に示すように、湯水隔離手段であるゴム製のＯリング４２が、主弁体３０の外周に配置されている。このＯリング４２は、主弁体３０の外周と第１本体部材２２の内壁面との間に位置し、湯水混合装置本体２１内に流入した湯及び水が主弁体３０の外側で混合されるのを防止している。また、Ｏリング４２に隣接して、位置規制部材である脚付スペーサーリング４６が配置されている。図４に示すように、脚付スペーサーリング４６は、軸線方向に延びる６本の脚部４６ａを備えた、環状のリングである。図３に示すように、この脚部４６ａの先端は、第２本体部材２４の水側シート面２４ｂに当接するように配置されている。また、脚付スペーサーリング４６の反対側には、第１本体部材２２の内壁に設けられた段部２２ｄが形成されている。これにより、Ｏリング４２の位置は、第１本体部材２２の内壁の段部２２ｄ及び脚付スペーサーリング４６によって規制され、第１本体部材２２内の所定の位置に位置決めされる。

一方、第１本体部材２２の、図２及び図３における左側の端面には、ばね金具４８が配置されている。このばね金具４８は、送りねじ２６と共に回転されるように、スプライン部２６ａの基端部に係合されている。さらに、ばね金具４８をスプライン部２６ａの基端部に押付けるために、Ｏリング５０がスプライン部２６ａの基端の周囲に配置されている。ばね金具４８は、円弧状に延びる２本の板ばね部４８ａと、その先端に夫々形成された、山形に折り曲げられた係合部４８ｂと、を有する。

また、図４に示すように、第１本体部材２２の端面には、その外周部に設けられた放射状のスプライン部２２ｅが形成されている。このスプライン部２２ｅには、ばね金具４８の係合部４８ｂが、板ばね部４８ａを介して押付けられている。この構成により、送りねじ２６を回転させると、ばね金具４８が共に回転され、その際、スプライン部２２ｅに押付けられた係合部４８ｂが、スプラインの山を乗り越えることにより、送りねじ２６の回転にクリック感が与えられる。

一方、第１本体部材２２の外側には、湯導入口２２ａ及び水導入口２２ｂを覆うように、円筒状のフィルター５２、５４が夫々配置されており、湯又は水に混入したゴミ等が、湯水混合装置２０内に流入するのを防止している。

さらに、図２及び図３に示すように、湯水混合装置本体２１の内部には、バイアスばね３２、感温ばね３４等を取り囲むように筒状のシールド部材６４が配置されている。

図５（ａ）はシールド部材６４を分解した状態の斜視図であり、（ｂ）は組み立てた状態の斜視図である。図５（ａ）に示すように、シールド部材６４は、シールド部材本体６４ａとシールド部材キャップ６４ｂから組み立てられている。また、図５（ｂ）に示すように、シールド部材６４の側面には、回動アーム６０を通すための３つの長円形穴６６が形成されている（図５には２つのみ図示）。さらに、シールド部材６４の側面には、湯水混合装置本体２１内で混合された湯を、シールド部材６４の内部に流入させるための９つの丸穴６８が形成されている（図５には６つのみ図示）。また、シールド部材６４の側面には、３つのスペーサー突起７０が形成されており（図５には２つのみ図示）、このスペーサー突起７０により、シールド部材６４を湯水混合装置本体２１内のほぼ中央に位置決めしている。さらに、シールド部材６４の一方の端部には、半径方向内方に向かって延びるフランジ部７２（図２）が形成されている。図２及び図３に示すように、このフランジ部７２は、感温ばね３４と第２本体部材２４の端部との間に挟まれており、シールド部材６４の位置が固定されている。

次に、図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態による湯水混合水栓１の作用を説明する。
まず、湯水混合水栓１の使用者は、湯温調節用ダイヤル８を所望の温度に設定する。ここで、湯温調節用ダイヤル８を最低温度に設定した場合には、摺動部材２８は図２及び図３における左端に位置される。この状態では、摺動部材２８がばね押え金具３６から離間するのでバイアスばね３２による付勢力は作用せず、主弁体３０の湯側のシート部は、感温ばね３４の付勢力により湯側シート面２２ｃに当接される。即ち、湯水混合装置本体２１内には、水のみが流入できる状態となる。

次に、使用者が設定温度を上昇させるために、湯温調節用ダイヤル８を操作して送りねじ２６を回転させると、摺動部材２８は図２及び図３における右方向に移動され、摺動部材２８はばね押え金具３６と当接する。これにより、バイアスばね３２による付勢力も主弁体３０に作用するようになり、可動スリーブ４０及び可動支柱３８は、バイアスばね３２の付勢力と感温ばね３４の付勢力が釣り合う位置に移動される。この移動により、回動アーム６０の中間部が可動スリーブ４０又は可動支柱３８によって押圧され、回動アーム６０は円柱部６０ａを中心に回動される。回動アーム６０が回動されると、これと共に回動アーム６０の先端に係合された主弁体３０も移動される。この際、主弁体３０の移動距離は、可動スリーブ４０及び可動支柱３８の移動距離の約２倍になる。

湯温調節用ダイヤル８を設定した後、使用者が吐止水切替ハンドル１０を操作して、切替バルブ１６を止水位置からカラン１２又はシャワーヘッド１４からの吐水位置に切替えると、カラン又はシャワーからの吐水が開始される。吐水が開始されると、湯供給脚４から導入された湯は、フィルター５２を介して湯導入口２２ａに流入し、水供給脚６から導入された水は、フィルター５４を介して水導入口２２ｂに流入する。湯導入口２２ａから流入した湯は主弁体３０の湯側のシート部と湯側シート面２２ｃの間を通って湯水混合装置本体２１内部に流入し、水導入口２２ｂから流入した水は主弁体３０の水側のシート部と水側シート面２４ｂの間を通って湯水混合装置本体２１内部に流入する。

湯水混合装置本体２１に流入した湯は、主弁体３０の内側を通って、図２及び図３における右方向に流れる。また、湯水混合装置本体２１に流入した水は、主弁体３０の中を流れる湯と混合され、吐出口２４ｃから流出する。この際、混合された湯と水は、ほぼ均一な温度にされて感温ばね３４の周囲及び内部を流れる。吐出口２４ｃから流出した湯は、切替バルブ１６（図１）を通って、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出される。

感温ばね３４の周囲及び内部を流れる湯の温度が設定温度よりも高い場合には、感温ばね３４は伸びるように作用するので、感温ばね３４による付勢力が増大する。これにより、可動スリーブ４０は図２及び図３における左側に移動され、その位置で感温ばね３４による付勢力とバイアスばね３２による付勢力が釣り合うようになる。可動スリーブ４０が移動されることにより、各回動アーム６０は回動され、これにより、主弁体３０も左方向に移動される。上述のように、この際の主弁体３０の移動距離は、可動スリーブ４０の移動距離の約２倍になる。主弁体３０が左方向に移動されることにより、湯側のシート部と湯側シート面２２ｃの間の距離は短くなり、水側のシート部と水側シート面２４ｂの間の距離は長くなるので、湯水混合装置本体２１に流入する水の割合が増大し、吐出される湯の温度が低下する。

逆に、感温ばね３４の周囲及び内部を流れる湯の温度が設定温度よりも低い場合には、感温ばね３４による付勢力は減少し、可動スリーブ４０は図２及び図３における右方向に移動され、これに伴って主弁体３０も右方向に移動されて、吐出される湯の温度が上昇する。これらの作用により、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出される湯の温度が、設定温度に調節される。

また、湯側のシート部と湯側シート面２２ｃの間を通って流入する湯、及び水側のシート部と水側シート面２４ｂの間を通って流入する水は、各シート部とシート面との間の狭い隙間を通過するため、流速が速くなる。湯水混合装置本体２１内に配置されたシールド部材６４は、バイアスばね３２、可動支柱３８、可動スリーブ４０、感温ばね３４、回動アーム６０等を取り囲むように配置されているため、大きな流速で湯水混合装置本体２１内に流入した湯及び水が、直接これらの部品に衝突するのが防止される。これにより、流入した湯及び水の動圧力がバイアスばね３２や感温ばね３４等に作用し、これらのばねの付勢力以外の力によって主弁体３０が移動され、湯水混合装置２０の温度調節機能に悪影響を与えることが防止される。また、混合された湯及び水は、主に丸穴６８を通ってシールド部材６４の内部に流入して、感温ばね３４に接触する。これにより、感温ばね３４は、混合された湯及び水の温度に応じた付勢力を発生する。

本発明の第１実施形態の湯水混合水栓によれば、主弁体３０は、回動アーム６０によって、可動スリーブ４０及び可動支柱３８が移動した距離の約２倍の距離移動されるため、バイアスばね３２及び感温ばね３４の伸縮により直接主弁体３０を移動させた場合に比べ、約２倍の距離主弁体３０を移動させることができる。従って、主弁体３０のストロークを従来の湯水混合装置と同程度にした場合、バイアスばね３２と感温ばね３４の釣り合い位置の移動距離を約１／２にすることができる。これにより、湯及び水を湯水混合装置本体２１内に流入させる流路面積を十分に確保しながら、バイアスばね３２及び感温ばね３４の伸縮量を約１／２にすることができ、湯水混合装置の温度調節性能を向上させることができる。

また、本実施形態の湯水混合水栓によれば、シールド部材６４が、バイアスばね３２、感温ばね３４、可動スリーブ４０、又は回動アーム６０に、湯水混合装置本体２１内に流入した水及び湯の動圧力が直接作用するのを抑制するので、湯水混合装置２０の温度調節機能が、動圧力によって悪影響を受けるのを防止することができる。

上述した実施形態においては、バイアスばね３２及び感温ばね３４の付勢力によって、付勢力均衡部材として機能する可動支柱３８及び可動スリーブ４０が移動され、これらの部材を介して回動アーム６０が押圧され、回動されていたが、変形例として、バイアスばね３２及び／又は感温ばね３４が、回動アーム６０を直接押圧するように構成することもできる。このように構成された場合においては、バイアスばね３２又は感温ばね３４が、付勢力均衡部材の機能を兼ねることになる。

また、上述した実施形態においては、回動アーム６０がリンク機構として作用し、可動スリーブ４０の移動量を増幅しているが、付勢力均衡部材の移動距離を増幅して主弁体を移動させる任意のリンク機構を採用することができる。例えば、回動アームを回動させる回動中心をアームの中間部に配置し、その両側に主弁体及び付勢力均衡部材が連結されるように構成することもできる。

次に、図６乃至図８を参照して、本発明の第２実施形態による湯水混合水栓を説明する。本実施形態の湯水混合水栓は、内蔵されている湯水混合装置の主弁体を移動させる機構が第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。

図６は本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の断面図であり、図７は、図６のVII−VII線に沿う断面図である。また、図８は湯水混合装置の分解斜視図である。

図６乃至図８に示すように、湯水混合装置１２０は、第１本体部材１２２と、第２本体部材１２４と、送りねじ１２６と、摺動部材１２８と、を有する。また、湯水混合装置１２０は、第１本体部材１２２の内部に移動可能に配置された主弁体１３０と、付勢手段であるバイアスばね１３２と、反対方向に主弁体１３０を付勢する感温付勢手段である感温ばね１３４と、を有する。

図６乃至図８に示すように、第１本体部材１２２は、第２本体部材１２４が嵌め込まれることにより湯水混合装置本体１２１を構成している。また、第１本体部材１２２には、湯導入口１２２ａ及び水導入口１２２ｂが夫々円周方向に設けられている。また、湯導入口１２２ａの一方の端面は、湯側シート面１２２ｃとして形成されている。

第２本体部材１２４は概ね円筒状の形態であり、その中心には、一方の端部から他方の開放された端部に向けて軸線方向に延びる正方形断面のガイド筒部１２４ａが形成されている。また、第２本体部材１２４は、開放された端部を、第１本体部材１２２の端部に嵌め込むことによって、第１本体部材１２２に取り付けられている。また、第２本体部材１２４の開放した端部の先端は、主弁体１３０と当接する水側シート面１２４ｂとして形成されている。さらに、第２本体部材１２４の水側シート面１２４ｂとは反対側の端部には、湯水混合装置本体１２１内で混合された湯を流出させる吐出口１２４ｃが形成されている。

次に、湯水混合装置本体１２１内で混合された湯の温度に応じて、主弁体１３０を移動させる機構を説明する。
図６及び図７に示すように、主弁体１３０は概ね円筒状の部材であり、その両端には、シート部が形成されている。また、主弁体１３０の左側には、平行移動部材である第１可動支柱１３８と、バイアスばね１３２と、ばね押え金具１３６が配置されている。また、主弁体１３０の中央部には、第１可動支柱１３８を取り付けるためのボス部１３０ａが形成されている。このボス部１３０ａは、主弁体１３０の内壁面から半径方向内方に延びる３本のアーム１３０ｂ（図６には１本のみ図示）により、主弁体１３０の中心軸線上に支持されている。

第１可動支柱１３８は円柱状の部材であり、その主弁体１３０側の端部には拡径部１３８ａが形成されており、この拡径部１３８ａが主弁体１３０のボス部１３０ａに取り付けられている。また、ばね押え金具１３６は、中央部が隆起したドーナツ板状の金具である。第１可動支柱１３８の、主弁体１３０とは反対側の端部には、Ｃクランプ１３６ａが取り付けられ、ばね押え金具１３６を位置決めしている。バイアスばね１３２は、主弁体１３０のボス部１３０ａとばね押え金具１３６の間に挟まれた状態で第１可動支柱１３８の周囲に配置される。

また、図６及び図７に示すように、主弁体１３０の右側には、第２本体部材１２４のガイド筒部１２４ａによって摺動可能に案内される付勢力均衡部材である第２可動支柱１４０と、感温ばね１３４が配置されている。第２可動支柱１４０は、ガイド筒部１２４ａに受け入れられる四角柱状の摺動部１４０ａと、摺動部１４０ａよりも外径の大きい円柱状の形態を有し、感温ばね１３４と当接する中央部１４０ｂと、この中央部１４０ｂから摺動部１４０ａの反対側に延びる２本の円柱状の突出部１４０ｃと、を有する。さらに、感温ばね１３４は、摺動部１４０ａ及びガイド筒部１２４ａを取り囲むように配置され、その図６及び図７における左側の端部は中央部１４０ｂに当接し、右側の端部は第２本体部材１２４の内壁面の端部に当接するように配置されている。

第２可動支柱１４０の四角柱状の摺動部１４０ａは、第２本体部材１２４の正方形断面のガイド筒部１２４ａに摺動可能に受け入れられているので、第２可動支柱１４０は、その軸線方向の摺動は許容されるが、第２本体部材１２４に対する回転は拘束されている。また、第２可動支柱１４０の中央部１４０ｂから延びる２本の円柱状の突出部１４０ｃは、主弁体１３０のボス部１３０ａに形成された２つのボア（図示せず）に夫々摺動可能に受け入れられている。これにより、主弁体１３０の第２可動支柱１４０に対する軸線方向の摺動は許容されるが、第２可動支柱１４０に対する回転は拘束されている。従って、主弁体１３０に取り付けられている第１可動支柱１３８の第２可動支柱１４０に対する回転も拘束されている。

また、図６及び図７に示すように、湯水混合装置本体１２１の中心軸線上には、第１可動支柱１３８、主弁体１３０及び第２可動支柱１４０を貫通するように移動量増幅手段である回転部材１６０が回転可能に配置されている。回転部材１６０は、第１雄ねじ部１６０ａと、この第１雄ねじ部１６０ａと同心上に形成された第１雄ねじ部１６０ａよりもねじ山のピッチが大きい雄ねじが形成された第２雄ねじ部１６０ｂと、を有する。さらに、回転部材１６０は、第１雄ねじ部１６０ａから湯水混合装置本体１２１の中心軸線上に延びる第１シャフト１６０ｃと、第２雄ねじ部１６０ｂから延びる第２シャフト１６０ｄと、を有する。

第１雄ねじ部１６０ａは、第２可動支柱１４０の中央部１４０ｂの中心に形成された第１雌ねじ部１４０ｄに螺合されている。また、第１雄ねじ部１６０ａから延びる第１シャフト１６０ｃは、第２可動支柱１４０の摺動部１４０ａを貫通して延び、その先端は、第２本体部材１２４の軸受け部１２４ｄに回転可能に支持されている。

一方、第２雄ねじ部１６０ｂは、第１可動支柱１３８の拡径部１３８ａの中心に形成された第２雌ねじ部１３８ｂに螺合されている。また、第２雄ねじ部１６０ｂから延びる第２シャフト１６０ｄは、第１可動支柱１３８を貫通して延び、その先端は、送りねじ１２６の軸受け部１２６ｃに回転可能に支持されている。

この構成により、回転部材１６０は、その中心軸線を中心とする回転は許容されるが、軸線方向の平行移動は拘束されている。従って、第２可動支柱１４０が軸線方向に移動されると、これに螺合された回転部材１６０は、第１雌ねじ部１４０ｄと第１雄ねじ部１６０ａの作用により回転される。さらに、回転部材１６０が回転されると、その第２雄ねじ部１６０ｂに螺合された第１可動支柱１３８は、第２雄ねじ部１６０ｂと第２雌ねじ部１３８ｂの作用により軸線方向に移動される。この第１可動支柱１３８の移動に伴って、これに取り付けられた主弁体１３０も移動される。

即ち、第２可動支柱１４０が軸線方向に移動されると、回転部材１６０が回転され、それにより、第１可動支柱１３８及び主弁体１３０が軸線方向に移動される。ここで、第２雄ねじ部１６０ｂのねじ山のピッチは、第１雄ねじ部１６０ａのねじ山のピッチよりも大きいため、第１可動支柱１３８及び主弁体１３０の軸線方向の移動距離は、第２可動支柱１４０の軸線方向の移動距離よりも大きくなる。本実施形態においては、第２雄ねじ部１６０ｂのねじ山のピッチは、第１雄ねじ部１６０ａのねじ山のピッチの約２倍であるため、主弁体１３０の移動距離は、第２可動支柱１４０の移動距離の約２倍になる。

一方、図６及び図７に示すように、湯水隔離手段であるゴム製のＯリング１４２が、主弁体１３０の外周に配置されている。また、Ｏリング１４２の隣には、位置規制部材である脚付スペーサーリング１４６が配置されている。Ｏリング１４２の位置は、第１本体部材１２２の内壁の段部１２２ｄ及び脚付スペーサーリング１４６によって規制され、第１本体部材１２２内の所定の位置に位置決めされる。

次に、図６乃至図８を参照して、本発明の第２実施形態による湯水混合水栓の作用を説明する。
まず、湯温調節用ダイヤル８を最低温度に設定した場合には、摺動部材１２８は図６及び図７における左端に位置され、バイアスばね１３２による付勢力は作用しない。この状態では、主弁体１３０の湯側のシート部は、感温ばね１３４の付勢力により湯側シート面１２２ｃに当接され、水のみが湯水混合装置本体１２１内に流入される。

次に、湯温調節用ダイヤル８を操作して送りねじ１２６を回転させると、摺動部材１２８は図６及び図７における右方向に移動され、摺動部材１２８はばね押え金具１３６と当接する。これにより、バイアスばね１３２による付勢力も主弁体１３０に作用するようになる。バイアスばね１３２の付勢力は、第１可動支柱１３８及び主弁体１３０を右方向に移動させ、これにより、回転部材１６０が回転される。この回転部材１６０の回転は、第２可動支柱１４０を右方向に移動させる。第２可動支柱１４０は、バイアスばね１３２による付勢力と、感温ばね１３４による付勢力が釣り合う位置まで移動される。

湯温調節用ダイヤル８を設定した後、使用者が吐止水切替ハンドル１０を操作して、切替バルブ１６を止水位置からカラン１２又はシャワーヘッド１４からの吐水位置に切替えると、カラン又はシャワーからの吐水が開始される。吐水が開始されると、湯供給脚４から導入された湯は、湯導入口１２２ａに流入し、水供給脚６から導入された水は、水導入口１２２ｂに流入する。湯導入口１２２ａから流入した湯は主弁体１３０の湯側のシート部と湯側シート面１２２ｃの間を通って湯水混合装置本体１２１内部に流入し、水導入口１２２ｂから流入した水は主弁体１３０の水側のシート部と水側シート面１２４ｂの間を通って湯水混合装置本体１２１内部に流入する。

湯水混合装置本体１２１に流入した湯及び水は混合され、吐出口１２４ｃから流出する。この際、混合された湯と水は、ほぼ均一な温度にされて感温ばね１３４の周囲を流れる。感温ばね１３４の周囲を流れる湯の温度が設定温度よりも高い場合には、感温ばね１３４による付勢力が増大する。これにより、第２可動支柱１４０は図６及び図７における左側に移動され、回転部材１６０を回転させる。この回転部材１６０の回転は、第１可動支柱１３８及び主弁体１３０を左側に移動させる。第１可動支柱１３８及び主弁体１３０は、感温ばね１３４による付勢力とバイアスばね１３２による付勢力が釣り合うまで移動される。上述のように、この際の主弁体１３０の移動距離は、第２可動支柱１４０の移動距離の約２倍になる。主弁体１３０が左方向に移動されることにより、湯側のシート部と湯側シート面１２２ｃの間の距離は短くなり、水側のシート部と水側シート面１２４ｂの間の距離は長くなるので、湯水混合装置本体１２１に流入する水の割合が増大し、吐出される湯の温度が低下する。

逆に、感温ばね１３４の周囲を流れる湯の温度が設定温度よりも低い場合には、感温ばね１３４による付勢力は減少し、第２可動支柱１４０は図６及び図７における右方向に移動され、これに伴って主弁体１３０も右方向に移動されて、吐出される湯の温度が上昇する。これらの作用により、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出される湯の温度が、設定温度に調節される。
本発明の第２実施形態の湯水混合水栓によれば、主弁体１３０は、回転部材１６０によって、第２可動支柱１４０が移動した距離の約２倍の距離移動されるため、感温ばね１３４の伸縮により直接主弁体１３０を移動させた場合に比べ、約２倍の距離主弁体１３０を移動させることができる。従って、主弁体１３０のストロークを従来の湯水混合装置と同程度にした場合、感温ばね１３４の伸縮量を約１／２にすることができる。これにより、湯及び水を湯水混合装置本体１２１内に流入させる流路面積を十分に確保しながら、感温ばね１３４の伸縮量を短縮して、湯水混合装置の温度調節性能を向上させることができる。

また、上述した本発明の第２実施形態においては、回転部材１６０の回転により、平行移動部材である第１可動支柱１３８が平行移動され、これに取り付けられた主弁体１３０が移動されていたが、第１可動支柱１３８と主弁体１３０を一体に形成することもできる。この場合には、主弁体が平行移動部材を兼ねることになる。

次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の第３実施形態による湯水混合水栓を説明する。本実施形態の湯水混合水栓は、内蔵されている湯水混合装置の主弁体を移動させる機構が第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。

図９は本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の断面図であり、図１０は、図９のX−X線に沿う断面図である。また、図１１は湯水混合装置の分解斜視図である。

図９乃至図１１に示すように、湯水混合装置２２０は、第１本体部材２２２と、第２本体部材２２４と、送りねじ２２６と、摺動部材２２８と、を有する。また、湯水混合装置２２０は、第１本体部材２２２の内部に移動可能に配置された主弁体２３０と、付勢手段であるバイアスばね２３２と、反対方向に主弁体２３０を付勢する感温付勢手段である感温ばね２３４と、を有する。

図９乃至図１１に示すように、第１本体部材２２２は、第２本体部材２２４が嵌め込まれることにより湯水混合装置本体２２１を構成している。また、第１本体部材２２２には、湯導入口２２２ａ及び水導入口２２２ｂが夫々円周方向に設けられている。また、湯導入口２２２ａの一方の端面は、湯側シート面２２２ｃとして形成されている。

第２本体部材２２４は概ね円筒状の形態であり、その一方の端部を、第１本体部材２２２の端部に嵌め込むことによって、第１本体部材２２２に取り付けられている。また、第２本体部材２２４の第１本体部材２２２に嵌め込まれる側の中心軸線上には、圧力室形成部２２４ａが設けられている。この圧力室形成部２２４ａは、第２本体部材２２４の内壁面から半径方向内方に延びる３本のアーム２２４ｂ（図１１）により、第２本体部材２２４の中心軸線上に支持されている。圧力室形成部２２４ａの内部には、第１シリンダ２２４ｃと、第１シリンダ２２４ｃよりも内径が小さい第２シリンダ２２４ｄが、同心円状に形成されている。また、第２本体部材２２４の第１本体部材２２２に嵌め込まれている端部の先端は、主弁体２３０と当接する水側シート面２２４ｅとして形成されている。

さらに、第２本体部材２２４の水側シート面２２４ｅとは反対側の端部には、第２本体部材キャップ２２５が取り付けられている。この第２本体部材キャップ２２５には、湯水混合装置本体２２１内で混合された湯を流出させる吐出口２２５ａが形成されている。また、第２本体部材キャップ２２５の中心には、軸線方向に延びる支柱２２５ｂが形成されている。

次に、湯水混合装置本体２２１内で混合された湯の温度に応じて、主弁体２３０を移動させる機構を説明する。
図９及び図１０に示すように、主弁体２３０は概ね円筒状の部材であり、その両端には、シート部が形成されている。また、主弁体２３０の左側には、平行移動部材である第１可動支柱２３８と、バイアスばね２３２と、ばね押え金具２３６が配置されている。また、主弁体２３０の中央部には、第１可動支柱２３８を取り付けるためのボス部２３０ａが形成されている。このボス部２３０ａは、主弁体２３０の内壁面から半径方向内方に延びる３本のアーム２３０ｂ（図９には１本のみ図示）により、主弁体２３０の中心軸線上に支持されている。

第１可動支柱２３８は円柱状の部材であり、その中央には拡径部２３８ａが形成されており、この拡径部２３８ａが主弁体２３０のボス部２３０ａに取り付けられている。また、拡径部２３８ａから、図９及び図１０における右方向に突出するように、圧力室形成部２２４ａの第２シリンダ２２４ｄに受け入れられる第２ピストン２３８ｂが形成されている。

また、ばね押え金具２３６は、中央部が隆起したドーナツ板状の金具である。第１可動支柱２３８の、第２ピストン２３８ｂとは反対側の端部には、Ｃクランプ２３６ａが取り付けられ、ばね押え金具２３６を位置決めしている。バイアスばね２３２は、主弁体２３０のボス部２３０ａとばね押え金具２３６の間に挟まれ、予め圧縮された状態で第１可動支柱２３８の周囲に配置される。

また、図９及び図１０に示すように、主弁体２３０の右側には、圧力室形成部２２４ａの第１シリンダ２２４ｃに受け入れられる第１ピストン２４０ａが形成された付勢力均衡部材２４０と、感温ばね２３４が配置されている。感温ばね２３４は、第２本体部材キャップ２２５の支柱２２５ｂを取り囲むように配置されており、第２本体部材キャップ２２５と付勢力均衡部材２４０との間に挟まれて保持されている。

図９及び図１０に示すように、圧力室形成部２２４ａに形成された第１シリンダ２２４ｃ及び第２シリンダ２２４ｄは、同心円状に連通するように構成されている。これらの第１シリンダ２２４ｃ及び第２シリンダ２２４ｄには、第１ピストン２４０ａ及び第２ピストン２３８ｂが夫々嵌め込まれており、これらのピストン及びシリンダによって囲まれた空間にはシリコンオイルが封入されている。

この構成により、第１ピストン２４０ａを第１シリンダ２２４ｃの中に押し込むように、図９及び図１０における左方向に移動させると、シリコンオイルの圧力により第２ピストン２３８ｂが左方向に移動される。逆に、第２ピストン２３８ｂを右方向に移動させると、シリコンオイルの圧力により第１ピストン２４０ａが右方向に移動される。また、第１シリンダ２２４ｃの断面積は、第２シリンダ２２４ｄの断面積よりも大きいため、第１ピストン２４０ａを第１シリンダ２２４ｃの中に押し込んだ際の第２ピストン２３８ｂの移動距離は、第１ピストン２４０ａを押し込んだ距離よりも長くなる。本実施形態においては、第１シリンダ２２４ｃの断面積は、第２シリンダ２２４ｄの断面積の約２倍であるため、第２ピストン２３８ｂの移動距離は第１ピストン２４０ａの移動距離の約２倍になる。従って、本実施形態において、圧力室形成部２２４ａ、第１ピストン２４０ａ、及び第２ピストン２３８ｂは、移動量増幅手段として機能する。

一方、図９及び図１０に示すように、湯水隔離手段であるゴム製のＯリング２４２が、主弁体２３０の外周に配置されている。また、Ｏリング２４２の隣には、位置規制部材である脚付スペーサーリング２４６が配置されている。Ｏリング２４２の位置は、第１本体部材２２２の内壁の段部２２２ｄ及び脚付スペーサーリング２４６によって規制され、第１本体部材２２２内の所定の位置に位置決めされる。

次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の第３実施形態による湯水混合水栓の作用を説明する。
まず、湯温調節用ダイヤル８を最低温度に設定した場合には、摺動部材２２８は図９及び図１０における左端に位置され、バイアスばね２３２による付勢力は作用しない。この状態では、主弁体２３０の湯側のシート部は、感温ばね２３４の付勢力により湯側シート面２２２ｃに当接され、水のみが湯水混合装置本体２２１内に流入される。

次に、湯温調節用ダイヤル８を操作して送りねじ２２６を回転させると、摺動部材２２８は図９及び図１０における右方向に移動され、摺動部材２２８はばね押え金具２３６と当接する。これにより、バイアスばね２３２による付勢力も主弁体２３０に作用するようになる。バイアスばね２３２の付勢力は、第１可動支柱２３８及び主弁体２３０を右方向に移動させ、これにより、第２ピストン２３８ｂが第２シリンダ２２４ｄに押し込まれる。この第２ピストン２３８ｂの移動は、第１ピストン２４０ａを右方向に移動させる。第１ピストン２４０ａは、バイアスばね２３２による付勢力と、感温ばね２３４による付勢力が釣り合う位置まで移動される。

湯温調節用ダイヤル８を設定した後、使用者が吐止水切替ハンドル１０を操作して、切替バルブ１６を止水位置からカラン１２又はシャワーヘッド１４からの吐水位置に切替えると、カラン又はシャワーからの吐水が開始される。吐水が開始されると、湯供給脚４から導入された湯は、湯導入口２２２ａに流入し、水供給脚６から導入された水は、水導入口２２２ｂに流入する。湯導入口２２２ａから流入した湯は主弁体２３０の湯側のシート部と湯側シート面２２２ｃの間を通って湯水混合装置本体２２１内部に流入し、水導入口２２２ｂから流入した水は主弁体２３０の水側のシート部と水側シート面２２４ｅの間を通って湯水混合装置本体２２１内部に流入する。

湯水混合装置本体２２１に流入した湯及び水は混合され、吐出口２２５ａから流出する。この際、混合された湯と水は、ほぼ均一な温度にされて感温ばね２３４の周囲を流れる。感温ばね２３４の周囲を流れる湯の温度が設定温度よりも高い場合には、感温ばね２３４による付勢力が増大する。これにより、付勢力均衡部材２４０は図９及び図１０における左側に移動され、第１ピストン２４０ａを第１シリンダ２２４ｃに押し込む。第１ピストン２４０ａが第１シリンダ２２４ｃに押し込まれると、第２ピストン２３８ｂが押圧され、第１可動支柱２３８及び主弁体２３０が左側に移動される。第１可動支柱２３８及び主弁体２３０は、感温ばね２３４による付勢力とバイアスばね２３２による付勢力が釣り合うまで移動される。上述のように、この際の主弁体２３０の移動距離は、第１ピストン２４０ａの移動距離、即ち、付勢力均衡部材２４０の移動距離の約２倍になる。主弁体２３０が左方向に移動されることにより、湯側のシート部と湯側シート面２２２ｃの間の距離は短くなり、水側のシート部と水側シート面２２４ｂの間の距離は長くなるので、湯水混合装置本体２２１に流入する水の割合が増大し、吐出される湯の温度が低下する。

逆に、感温ばね２３４の周囲を流れる湯の温度が設定温度よりも低い場合には、感温ばね２３４による付勢力は減少し、第１ピストン２４０ａは図９及び図１０における右方向に移動され、これに伴って主弁体２３０も右方向に移動されて、吐出される湯の温度が上昇する。これらの作用により、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出される湯の温度が、設定温度に調節される。

本発明の第３実施形態の湯水混合水栓によれば、主弁体２３０は、付勢力均衡部材２４０が移動した距離の約２倍の距離移動されるため、感温ばね２３４の伸縮により直接主弁体２３０を移動させた場合に比べ、約２倍の距離主弁体２３０を移動させることができる。従って、主弁体２３０のストロークを従来の湯水混合装置と同程度にした場合、感温ばね２３４の伸縮量を約１／２にすることができる。これにより、湯及び水を湯水混合装置本体２２１内に流入させる流路面積を十分に確保しながら、感温ばね２３４の伸縮量を短縮して、湯水混合装置の温度調節性能を向上させることができる。

また、上述した本実施形態の湯水混合水栓においては、第１ピストン２４０ａの移動が、第２ピストン２３８ｂを形成した平行移動部材である第１可動支柱２３８を移動させ、これに取り付けられた主弁体２３０を移動させていたが、第１可動支柱２３８と主弁体２３０を一体に構成することもできる。この場合には、主弁体が平行移動部材を兼ねることになる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態では、感温付勢手段として形状記憶合金製の感温ばねが使用されていたが、封入されたワックスが熱により液化される際の体積変化を利用したワックスエレメント等を、感温付勢手段として用いることもできる。

本発明の第１実施形態による湯水混合水栓全体を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の断面図である。 図２におけるIII−III線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の分解斜視図である。 湯水混合装置に内蔵されたシールド部材を（ａ）分解した状態の斜視図、及び（ｂ）組み立てた状態の斜視図である。 本発明の第２実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の断面図である。 図６におけるVII−VII線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の分解斜視図である。 本発明の第３実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の断面図である。 図９におけるX−X線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の分解斜視図である。

符号の説明

１ 湯水混合水栓
２ 水栓本体
４ 湯供給脚
６ 水供給脚
８ 湯温調節用ダイヤル
１０ 吐止水切替ハンドル
１２ カラン
１４ シャワーヘッド
１６ 切替バルブ
２０ 湯水混合装置
２１ 湯水混合装置本体
２２ 第１本体部材
２２ａ 湯導入口
２２ｂ 水導入口
２２ｃ 湯側シート面
２２ｄ 段部
２２ｅ スプライン部
２４ 第２本体部材
２４ａ 支柱
２４ｂ 水側シート面
２４ｃ 吐出口
２４ｄ 凹部
２６ 送りねじ
２６ａ スプライン部
２６ｂ 送り雄ねじ部
２８ 摺動部材
２８ａ 溝
２８ｂ 送り雌ねじ部
３０ 主弁体
３０ａ 突起
３２ バイアスばね
３４ 感温ばね
３６ ばね押え金具
３６ａ Ｃクランプ
３８ 可動支柱
３８ａ 拡径部
４０ 可動スリーブ
４２ Ｏリング
４６ 脚付スペーサーリング
４８ ばね金具
４８ａ 板ばね部
４８ｂ 係合部
５０ Ｏリング
５２ フィルター
５４ フィルター
６０ 回動アーム
６０ａ 円柱部
６０ｂ 凹部
６２ ピン
６４ シールド部材
６４ａ シールド部材本体
６４ｂ シールド部材キャップ
６６ 長円形穴
６８ 丸穴
７０ スペーサー突起
７２ フランジ部
１２０ 湯水混合装置
１２１ 湯水混合装置本体
１２２ 第１本体部材
１２２ａ 湯導入口
１２２ｂ 水導入口
１２２ｃ 湯側シート面
１２２ｄ 段部
１２４ 第２本体部材
１２４ａ ガイド筒部
１２４ｂ 水側シート面
１２４ｃ 吐出口
１２４ｄ 軸受け部
１２６ 送りねじ
１２６ａ スプライン部
１２６ｂ 送り雄ねじ部
１２６ｃ 軸受け部
１２８ 摺動部材
１２８ａ 溝
１２８ｂ 送り雌ねじ部
１３０ 主弁体
１３０ａ ボス部
１３０ｂ アーム
１３２ バイアスばね
１３４ 感温ばね
１３６ ばね押え金具
１３６ａ Ｃクランプ
１３８ 第１可動支柱
１３８ａ 拡径部
１３８ｂ 第２雌ねじ部
１４０ 第２可動支柱
１４０ａ 摺動部
１４０ｂ 中央部
１４０ｃ 突出部
１４０ｄ 第１雌ねじ部
１４２Ｏ リング
１４６ 脚付スペーサーリング
１４８ ばね金具
１４８ａ 板ばね部
１４８ｂ 係合部
１５０ Ｏリング
１５２ フィルター
１５４ フィルター
１６０ 回転部材
１６０ａ 第１雄ねじ部
１６０ｂ 第２雄ねじ部
１６０ｃ 第１シャフト
１６０ｄ 第２シャフト
２２０ 湯水混合装置
２２２ 第１本体部材
２２２ａ 湯導入口
２２２ｂ 水導入口
２２２ｃ 湯側シート面
２２２ｄ 段部
２２４ 第２本体部材
２２４ａ 圧力室形成部
２２４ｂ アーム
２２４ｃ 第１シリンダ
２２４ｄ 第２シリンダ
２２４ｅ 水側シート面
２２５ 第２本体部材キャップ
２２５ａ 吐出口
２２５ｂ 支柱
２２６ 送りねじ
２２８ 摺動部材
２３０ 主弁体
２３０ａ ボス部
２３２ バイアスばね
２３４ 感温ばね
２３６ ばね押え金具
２３６ａ Ｃクランプ
２３８ 第１可動支柱
２３８ａ 拡径部
２３８ｂ 第２ピストン
２４０ 付勢力均衡部材
２４０ａ 第１ピストン
２４２ Ｏリング
２４６ 脚付スペーサーリング
２４８ ばね金具
２５０ Ｏリング
２５２ フィルター
２５４ フィルター

Claims (7)

1. 供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置であって、
   湯水混合装置本体と、
   上記湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、移動されることにより、上記湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体と、
   上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記主弁体を所定方向に摺動させる付勢力を発生する付勢手段と、
   上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記湯水混合装置本体内に流入して混合された湯の温度に応じて、上記付勢手段とは逆方向に上記主弁体を摺動させる付勢力を発生する感温付勢手段と、
   上記付勢手段による付勢力及び上記感温付勢手段による付勢力に応じて位置が移動される付勢力均衡部材と、
   この付勢力均衡部材の移動を上記主弁体に伝達し、上記主弁体を上記付勢力均衡部材の移動距離よりも長い距離移動させる移動量増幅手段と、
   を有することを特徴とする湯水混合装置。
2. 上記移動量増幅手段が、上記付勢力均衡部材の移動距離を増幅して上記主弁体を移動させるリンク機構である請求項１記載の湯水混合装置。
3. 上記リンク機構が、先端が上記主弁体に連結され、基端が湯水混合装置本体内に位置が固定された支点を中心に回動可能に取り付けられた回動アームを備え、この回動アームの上記先端と上記基端の間に上記付勢力均衡部材が当接することによって、上記付勢力均衡部材の移動距離を増幅して上記主弁体を移動させる請求項２記載の湯水混合装置。
4. 上記移動量増幅手段が、上記付勢力均衡部材に形成された第１雌ねじ部に螺合される第１雄ねじ部、及びこの第１雄ねじ部よりもねじ山のピッチが大きい第２雄ねじ部が上記第１雄ねじ部と同一の軸線上に形成された回転部材と、上記第２雄ねじ部に螺合される第２雌ねじ部が形成され、上記主弁体と共に移動される平行移動部材と、を有し、上記付勢力均衡部材が上記回転部材に対して平行移動されると、上記回転部材が回転され、上記回転部材の回転により、上記平行移動部材が上記付勢力均衡部材よりも長い距離平行移動される請求項１記載の湯水混合装置。
5. 上記移動量増幅手段が、上記付勢力均衡部材に形成された第１ピストンを摺動可能に受け入れる第１シリンダ、及びこの第１シリンダと連通し、断面積が上記第１シリンダよりも小さい第２シリンダを形成した圧力室形成部と、上記第２シリンダに摺動可能に受け入れられる第２ピストンが形成され、上記主弁体と共に移動される平行移動部材と、を有し、上記付勢力均衡部材が上記圧力室形成部材に対して平行移動されると、上記第１シリンダ内の圧力変化が上記第２シリンダに伝達され、上記平行移動部材が上記付勢力均衡部材よりも長い距離平行移動される請求項１記載の湯水混合装置。
6. さらに、上記湯水混合装置本体内に配置され、上記付勢手段、上記感温付勢手段、上記付勢力均衡部材、又は上記移動量増幅手段の少なくとも一部を覆うことによって、上記湯水混合装置本体内に流入した水及び湯の動圧力が、上記付勢手段、上記感温付勢手段、上記付勢力均衡部材、又は上記移動量増幅手段に直接作用するのを抑制するシールド部材を有する請求項１乃至５の何れか１項に記載の湯水混合装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の湯水混合装置と、
   この湯水混合装置を収納する水栓本体と、
   上記湯水混合装置によって混合された湯の吐水状態と止水状態を切替える開閉弁と、
   混合された湯を吐出させる吐出部と、
   を有することを特徴とする湯水混合水栓。

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