JP2011149552A - 混合バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】２つ以上の流体を適宜に混合して吐き出せる混合バルブを提供する。
【解決手段】上面が開口され第１流体を流入させるための第１流入管が形成された本体と、混合された流体を吐き出すための吐出管と、第２流体を流入させるための第２流入管が貫通して形成され、吐出管から下面に連通される誘導管と、第２流入管と誘導管との間の第２流体の流動を遮断する遮断部を備える混合バルブ蓋と、回転自在に設けられる下部胴体と、混合バルブ蓋の下面に設置される上部胴体を供える切替スイッチを含んで構成され、上部胴体は切替スイッチが一定位置に回転された時第１流体を吐出管に供給する排出口と、切替スイッチが一定位置に回転された時第１流体を流動管に供給する吐出孔、及び切替スイッチが一定位置に回転された時第２流入管と流動管との間に連結通路を提供する少なくとも２つ以上の連通溝が形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は流体のための混合バルブに係り、より詳細には、誘導管を通して引き込まれる２つ以上の流体を適正比率で混合して吐き出せるようにした混合バルブに関する。

近年、多様な形態の混合バルブが使われている。混合バルブは流動する液体や気体などの流体を適正比率で混合して吐き出すようにしたものである。混合バルブは、お風呂や台所などで温水と冷水を混合する、あるいは車などで燃料と空気とを混合するなどの用途として多用されている。また、最近はハンド洗浄器などにおいて水と洗浄液を一定量混合して排出する用途としても使われている。

従来の混合バルブは、殆どユーザの手動操作によって作動するように構成されている。このような混合バルブはその構造が簡単であるという長所がある一方、流体の混合比を細かく制御し難く、特に作動環境に応じて混合比を適切に調節し難い。一方、油圧や電子制御方式を採用する混合バルブの場合には構造が複雑で、その製造コストが高いという短所を有する。

特開平７−２６００２０号公報

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、その目的は構造が簡単で、同時に混合バルブで混合される流体の混合比を自由かつ適切に制御できる混合バルブを提供するところにある。

前述の目的を実現するため、本発明による第１の混合バルブは、第１流体と第２流体を混合して吐き出すようにした混合バルブにおいて、上面が開口され一側に第１流体を流入させるための第１流入管が形成された本体と、混合された流体を吐き出すための吐出管と、第２流体を流入させるための第２流入管が貫通して形成され、前記吐出管から下面に連通される誘導管と、前記第２流入管と誘導管との間の第２流体の自由自在な流動を遮断するための遮断部を備える混合バルブ蓋、及び前記本体内部に設けられると共に駆動手段によって回転自在に設けられ、駆動手段と結合される下部胴体と、該下部胴体に弾性支持されて前記混合バルブ蓋の下面に密着して設置される上部胴体を備える切替スイッチとを含んで構成され、前記上部胴体は切替スイッチが一定位置に回転された時第１流体を吐出管に供給する排出口と、切替スイッチが一定位置に回転された時第１流体を流動管に供給する吐出孔、及び切替スイッチが一定位置に回転された時前記第２流入管と流動管との間に連結通路を提供する少なくとも２つ以上の連通溝が形成されることを特徴とする。

前記吐出管はヴェンチュリー管で構成され、前記誘導管は吐出管の内部で内径が一番小さい箇所と連通されることを特徴とする。

前記吐出管の縦端部には吐出管から吐き出される流体を混合するための混合フィンがさらに備えられることを特徴とする。

前記排出口は円周方向に沿って形状が変更され、切替スイッチの回転位置に応じて吐出管に供給される第１流体の量が変わるように構成されることを特徴とする。

前記２つ以上の連通溝は相異なるサイズに設定されることを特徴とする。

前記遮断部はその下面が逆三角形であることを特徴とする。

本発明による第２の混合バルブは、第１流体に対して第２流体を選択的に混合して吐き出すようにした混合バルブにおいて、上面が開口され一側に第１流体を流入させるための第１流入管が形成された本体と、混合された流体を吐き出すための吐出管と、第２流体を流入させるための第２流入管を備えて構成され、前記吐出管はヴェンチュリー管で構成され、第２流入管に流入する第２流体を切替スイッチに流入させるための第１流入ホールと、切替スイッチから流体を流入させるための第２流入ホール、及び前記第２流入ホールから流入する流体をヴェンチュリー管に連通させる第１連通溝を備えて構成される混合バルブ蓋、前記本体内部に設けられると共に駆動手段によって回転自在に設けられ、回転角度に応じて前記第１流入ホールから流入する流体を選択的に第２流入ホールに連結させる第２連通溝と、回転角度に応じて本体内部の第１流体を選択的に吐出管に排出する排出口を備える切替スイッチと、を含んで構成されることを特徴とする。

前記切替スイッチは回転角度に応じて本体内部の第１流体を第２流入ホールに供給する吐出孔をさらに含んで構成されることを特徴とする。

前記排出口は円弧方向に沿って形状が変更されて切替スイッチの回転位置に応じて吐出管に供給される第１流体の量が変わるように構成されることを特徴とする。

前記第２連通溝は切替スイッチの上面に形成されると共に、円弧方向と直角方向の長孔状に形成され、前記混合バルブ蓋の下面には少なくとも第２流入ホールの端部と連結されると共に前記第２連通溝と交差する方向に配置される第３連通溝がさらに備えられ、前記第２流入ホールは第３連通溝を通じて第２連通溝と連結されることを特徴とする。

前記第３連通溝は長手方向に沿って幅が変わることを特徴とする。

前記本体内部に回転自在に設けられる回し車をさらに備えて構成され、前記回し車は第１流入管を通じて流入する第１流体によって回転されるように構成され、前記回し車は胴体と羽根を備え、胴体には少なくとも１つ以上の永久磁石が備えられ、本体の外側には前記永久磁石を検出するためのセンサがさらに備えられることを特徴とする。

本発明による第３の混合バルブは、第１流体に対して第２または第３流体を選択的に混合して吐き出すようになった混合バルブにおいて、上面が開口され一側に第１流体を流入させるための第１流入管が形成された本体と、混合された流体を吐き出すための吐出管と、第２及び第３流体をそれぞれ流入させるための第２及び第３流入管を備えて構成され、前記吐出管はヴェンチュリー管で構成され、第２及び第３流入管に流入する第２及び第３流体を切替スイッチに流入させるための第１及び第２流入ホールと、切替スイッチから流体を流入させるための第３流入ホール、及び該第３流入ホールから流入する流体をヴェンチュリー管に連通させる第１連通溝を備えて構成される混合バルブ蓋、前記本体内部に設けられると共に駆動手段によって回転自在に設けられ、回転角度に応じて前記第１及び第２流入ホールから流入する流体を選択的に第３流入ホールに連結させる第２連通溝と、回転角度に応じて本体内部の第１流体を選択的に吐出管に排出する排出口を備える切替スイッチと、を含んで構成されることを特徴とする。

本発明によれば、第１流体と第２流体を効率よく混合して吐き出すことができる。また、吐出管を通じて吐き出される第１流体と第２流体の量をそれぞれ選択的に調節及び開閉できる。吐出管に第２流体を供給する誘導管の内部が第１流体を用いて洗浄できるようにしたので、誘導管内に残存する第２流体によって誘導管が詰まる現象を除去できる。

本発明の第１の実施形態に係る混合バルブの斜視図である。 図１に示された混合バルブの分解斜視図である。 混合バルブの分解断面斜視図である。 図１に示した混合バルブの断面図である。 混合バルブの使用状態図である。 混合バルブの動作状態断面図である。 混合バルブの動作状態断面図である。 混合バルブの動作状態断面図である。 混合バルブの動作状態断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る混合バルブの斜視図である。 図１０に示された混合バルブの分解斜視図である。 混合バルブの分解断面斜視図である。 図１０に示した混合バルブの断面図である。 ａ〜ｈは混合バルブの動作状態図である。 本発明の第３の実施形態に係る混合バルブの分解斜視図である。 図１５において回し車の断面図である。 図１５に示した混合バルブの断面図である。

以下、添付の図面に基づき本発明に係る実施形態を説明する。但し、ここでの実施形態は本発明の望ましい具現例を例示的に示したもので、本発明の権利範囲を制限するものではない。本発明は多様に変形させて実施することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る混合バルブの斜視図である。同図において、混合バルブは円筒状の本体１０と混合バルブ蓋２０とを備えて構成される。本体１０の上部と混合バルブ蓋２０の下部には互いに対応する位置にそれぞれフランジ１２、２３が設けられ、これらフランジ１２、２３は締結部材によって相互締結される。

本体１０の一側には第１流体が流入するための第１流入管１１が形成される。混合バルブ蓋２０の上側には第２流体が流入するための第２流入管２２と、第１及び第２流入管１１、２２を通じて流入し混合された混合流体を吐き出すための吐出管２１が備えられる。そして、本体１０の内部には前記第１及び第２流入管１１、２２を通じて流入する流体を適切に混合するための切替スイッチ３０が備えられる。図面に具体的に示していないが、本体１０の下側には駆動手段として、例えばステップモータが結合され、切替スイッチ３０はステップモータによって駆動されて第１及び第２流入管１１、２２に流入する流体を開閉すると共に、その混合比を調節する。

図２は図１に示した混合バルブの分解斜視図、図３は混合バルブの分解断面斜視図、図４は混合バルブの断面図である。これらの図において、本体１０は上面が開口された円筒状であると共に、下面には切替スイッチ３０のモータ結合軸３１Ｃを回転自在に保持するための保持孔１３が設けられる。本体１０の一側に形成される第１流入管１１は本体１０の内部と連通される。本体１０の上側には内周縁に沿って段差１４が形成される。この段差１４には混合バルブ蓋２０の下面が嵌合される。この時、段差１４にはシーリング（Ｓ）が締結され、本体１０と混合バルブ蓋２０がシーリング（Ｓ）によって密閉固定される。

混合バルブ蓋２０は円筒状に形成されると共に、上側に吐出管２１と第２流入管２２が形成される。吐出管２１は本体１０の内側と連通されると共に、内部直径が中間部分から両側に行くほど次第に拡径されるヴェンチュリー管の形状で構成される。吐出管２１の内径が一番小さい箇所には誘導管２５の出口が形成される。誘導管２５は吐出管２１の内側から吐出管２１と垂直方向に延びてから下側に折り曲げられて混合バルブ蓋２０の下面に連通される。

混合バルブ蓋２０を下側から見た時、誘導管２５の入口部と第２流入管２２の出口部との間には逆三角形の形状の遮断部２４が設けられる。遮断部２４の端部は混合バルブ蓋２０の下面と水平をなすように設けられる。遮断部２４は第２流入管２２を通じて流入された流体が誘導管２５に自由自在に流入されることを遮断するためのものである。

混合バルブ蓋２０の下面中央部には切替スイッチ３０を回転自在に保持するための保持溝２６が形成される。そして、バルブ蓋２０の下側外周縁上には本体１０の上面内周縁上に形成された段差１４と対応される形状に段差２７が形成される。望ましくは、吐出管２１の縦端部には混合フィン４０が結合される。混合フィン４０は吐出管２１を通じて吐き出される相異なる流体をさらに効率よく混合するためのものである。

切替スイッチ３０は相互分離の可能な下部胴体３１と上部胴体３２とを備えて構成される。この時、下部胴体３１と上部胴体３２との間にはバネ３３が設けられ、上部胴体３２はバネ３３により弾性支持される。バネ３３は上部胴体３２を上側に押し上げて上部胴体３２の上面が混合バルブ蓋２０の下面に一層密着できるようにするためのものである。このように、バネ３３によって上部胴体３２の上面が混合バルブ蓋２０に密着されることと説明したが、第１流入管１１を通じて流入される流体の圧力によって上部胴体３２の上面が混合バルブ蓋２０に密着されるので、必要に応じてバネ３３は省ける。

下部胴体３１は上部胴体３２を安定的に保持すると共に、本体１０下部の保持孔１３を通じて本体１０内部の流体が外部に漏れることを防止する。下部胴体３１は円板状に形成されると共に、円周面にシーリング（Ｓ）を挿入するためのシーリング溝３１Ａが形成される。下部胴体３１の直径は本体１０の内径に比べてマイナス公差を有するように設定される。下部胴体３１の上面中央部には下部胴体３１と垂直方向に保持バー３１Ｂが設けられる。この保持バー３１Ｂの中央部には長手方向に沿って収納溝３１Ｄが設けられる。この収納溝３１Ｄには上部胴体３２の結合軸３２Ａが収納される。特に、保持バー３１Ｂの上端部には結合軸３２Ａの上端部に設けられる羽根部３２Ｂの挿入される切開溝３１Ｅが設けられる。羽根部３２Ｂと切開溝３１Ｅは下部胴体３１が回転する際上部胴体３２が共に回転されるようにするためのものである。そして、下部胴体３１の下面中央部には、例えばステッフィングモータ（図示せず）の駆動軸と結合されるモータ結合軸３１Ｃが設けられる。

上部胴体３２は円板状であると共に、上面中央部には混合バルブ蓋２０の保持溝２６に回転自在に結合される係合突起３２Ｃが設けられる。上部胴体３２の下面中央部には下部胴体３１の収納溝３１Ｄに挿入される結合軸３２Ａが設けられる。前述したように、この結合軸３２Ａの上部には羽根部３２Ｂが形成される。上部胴体３２の上面において係合突起３２Ｃを基準にして一側面には本体１０内部の第１流体を外部に排出するための排出口３２Ｄが形成される。排出口３２Ｄは切替スイッチ３０を適宜に回転させた時吐出管２１の入口側に対応する位置に設定される。

後述するように、排出口３２Ｄから排出される第１流体は吐出管２１を通じて外部に排出される。排出口３２Ｄは楕円状であり、望ましくは一側から他の側に行きながらその幅が狭まるように形成される。これは、吐出管２１と排出口３２Ｄの相対的位置に応じて排出口３２Ｄを通じて吐出管２１に排出される第１流体の量を調節できるようにするためのものである。

上部胴体３２の上面において排出口３２Ｄの他側面には少なくとも２つ以上の連通溝３２Ｅ（３２Ｅ１〜３２Ｅ３）が設けられ、この連通溝３２Ｅと排出口３２Ｄとの間には連通溝３２Ｅと近接した位置に吐出孔３２Ｆが設けられる。連通溝３２Ｅは長方形の形状を持つと共に、相異なるサイズに設定される。連通溝３２Ｅの端部と吐出孔は切替スイッチ３０を適切に回転させた時誘導管２２の入口側に対応する位置に設けられる。

連通溝３２Ｅは当該位置に混合バルブ蓋２０の遮断部２４が配置される場合に第２流入管２２と誘導管２５を相互連通させるためのものである。前述したように、連通溝３２Ｅは相異なるサイズに設定されるので、遮断部２４がいずれの連通溝３２Ｅに位置するかによって、第２流入管２２から誘導管２５に流入される第２流体の量が設定される。

吐出孔３２Ｆは切替スイッチ３０を適切に回転させた時、誘導管２５の入口側に対応する位置に設けられる。この吐出孔３２Ｆは本体１０内部の第１流体を誘導管２５に吐き出して、第１流体を用いて誘導管２５内に残存する第２流体を洗浄する用途として使われる。吐出孔３２Ｆは必ず求められるものではない。この吐出孔３２Ｆは場合によって省略してもよい。

次いで、前述した構造よりなる混合バルブの動作を説明する。図５は混合バルブの使用状態図である。

本発明に係る混合バルブを使用する場合には、まず第１流入管１１と第２流入管２２にそれぞれ第１及び第２流体を供給するための供給管を結合させる。一つの望ましい適用例として、本混合バルブはユーザが手を洗浄するための洗浄装置に適用可能である。この場合には第１流入管１１に水を供給するための水道配管を結合させ、第２流入管２２には洗浄剤収納ボックスを連結させる。そして、吐出管２１の外側には必要に応じて別の排出管を連結させる。

また、混合バルブの本体１０内に設けられた切替スイッチ３０のモータ結合軸３１Ｃに、例えばステッフィングモータの駆動軸を結合させる。図面に具体的に示していないが、前記ステッフィングモータはユーザが別の操作手段を操作し、またセンサの感知結果によって制御手段がその回転量を適宜に調節する。ステップモータが一定の角度回転すれば、切替スイッチ３０の下部胴体３１が回転しながら上部胴体３２も共に回転する。切替スイッチ３０が回転すれば、混合バルブ蓋２０に設けられた吐出管２１、第２流入管２２、遮断部２４及び誘導管２５が上部胴体３２に設けられた排出口３２Ｄ、連通溝３２Ｅ及び吐出孔３２Ｆに対して適切に配置される。

吐出管２１の入口側が排出口３２Ｄと連通溝３２Ｅ３との間に配置され、誘導管２５の入口側が吐出孔３２Ｆと排出口３２Ｄとの間に配置される場合は吐出管２１と誘導管２５の入口側が上部胴体３２の上面によって閉鎖される。従って、この場合には吐出管２１を通じた流体の吐出が遮断される。

切替スイッチ３０が適切に回転されて誘導管２５の入口側が吐出孔３２Ｆの上側に配置されれば、図６に示すように、この時、吐出管２１の入口側は上部胴体３２の排出口３２Ｄの上側に配置される。この状態では第１流入管１１を通じて本体１０の内部に流入された第１流体が排出口３２Ｄと吐出孔３２Ｆを通じて吐出管２１に供給され、吐出管２１を通じて外部に排出される。

一方、前述のように吐出管２１はヴェンチュリー管で構成され、吐出管２１の内部の内径が一番小さい箇所には誘導管２５の出口が配置される。吐出管２１は中央部分が両側に比べて内径が小さく設定されるので、吐出管２１の内圧はその中央部分を通り過ぎながら急激に低くなる。従って、排出口３２Ｄから流入された流体の流動速度は吐出管２１の中央部を通り過ぎながら急激に速くなり、この時、ヴェンチュリー効果によって誘導管２５内の流体が吐出管２１の内側に流入される。すなわち、本体１０内部の第１流体が誘導管２５を通じて吐出管２１の内側に流入される。従って、この時、誘導管２５の内部に残存していた第２流体が第１流体によって洗浄されて吐出管２１を通じて外部に吐き出される。

切替スイッチ３０が適切に回転して遮断部２４が連通溝３２Ｅ１〜３２Ｅ３のうちいずれか一つの上側に配置される場合、この時、吐出管２１の入口側は排出口３２Ｄの上側に配置される。遮断部２４が連通溝３２Ｅの上側に配置されれば、誘導管２５と第２流入管２２は連通溝３２Ｅを通じて互いに連通される。従って、この場合には第２流体が第２流入管２２と誘導管２５を通じて吐出管２１に供給できる状態に設定される。

また、吐出管２１の入口側が排出口３２Ｄの上側に配置されれば、本体１０の内部の第１流体が排出口３２Ｄと吐出管２１を通じて外部に吐き出される。そして、この時、前述のように、吐出管２１におけるヴェンチュリー効果によって誘導管２５から第２流体が吐出管２１の内側に流入されて第１流体と混合される。吐出管２１を通じて吐き出される第１及び第２流体の混合体は吐出管２１を通じて吐き出される。また、吐出管２１を通じて吐き出される流体は混合フィン４０によって吐出管２１の内周面に沿って回転し、これにより第１及び第２流体は一層効率よく混合される。

一方、遮断部２４が連通溝３２Ｅ１〜３２Ｅ３のうちいずれの上側に位置するかによって第２流入管２２から誘導管２５に供給される第２流体の量が設定される。図７は遮断部２４が連通溝３２Ｅ１の上側、図８は遮断部２４が連通溝３２Ｅ２の上側、図９は遮断部２４が連通溝３２Ｅ３の上側に配置される場合の断面形状を示した断面図である。図面から分るように、連通溝３２Ｅは第２流入管２２と誘導管２５との連結通路を提供するものである。連通溝３２Ｅのサイズが大きくなれば、第２流入管２２と誘導管２５との間の流体の流れが円滑になることによって、第２流入管２２から誘導管２５に供給される第２流体の量が増加する。

一方、図１〜図４に示す実施形態においては、排出口３２Ｄの幅が右側から左側に行くほど次第に小さくなり、連通溝３２Ｅも左側から右側に行くほどそのサイズが次第に小さくなっている。従って、遮断部２４が連通溝３２Ｅ１の上側に位置すれば、吐出管２１を通じて吐き出される第１及び第２流体の量が全て減少し、遮断部２４が連通溝３２Ｅ３の上側に位置すれば、吐出管２１を通じて吐き出される第１及び第２流体の量が全て増加する。

しかし、前述の実施形態において、排出口３２Ｄ、連通溝３２Ｅ１及び吐出孔３２Ｆの形状とその設置位置は特定なものに限定されず、本混合バルブを適用する状況に応じて適宜変更できる。以上述べたように、本発明に係る混合バルブは第１流体と第２流体を効率よく混合して吐き出せる。また、吐出管２１を通じて吐き出される第１流体と第２流体の量をそれぞれ選択的に調節できる。また、吐出管２１に第２流体を供給する誘導管２５の内部が第１流体を用いて洗浄可能になるので、誘導管２５内に残存する第２流体によって誘導管２５が詰まる現象を除去できる。

図１０は本発明の他の実施形態に係る混合バルブの斜視図である。図において、混合バルブは円筒状の本体１１０と混合バルブ蓋１２０とを備えて構成される。本体１１０の上部には外周面に沿って下側に傾斜するように多数の締結ホール１１２が形成され、混合バルブ蓋１２０の側面には締結ホール１１２に対応する位置に締結突起１２８が備えられる。本体１１０の上側に混合バルブ蓋１２０を載置した状態で本体１１０に対して混合バルブ蓋１２０を回転させると、締結突起１２８が締結ホール１１２に沿って移動しつつ本体１１０と混合バルブ蓋１２０とが締結される。

本体１１０の一側には第１流体を流入するための第１流入管１１１が形成される。混合バルブ蓋１２０の上側には第２流体を流入するための第２流入管１２２と第３流体を流入するための第３流入管１２３、及び第１ないし第３流入管１１１、１２２、１２３を通じて流入されて混合された混合流体を吐き出すための吐出管１２１が備えられる。

本体１１０の内部には、後述するように、第１ないし第３流入管１１１、１２２、１２３を通じて流入する流体を適宜に混合するための切替スイッチ１３０が備えられる。本体１１０の下側には駆動手段として、例えばモータ１４０が結合され、切替スイッチ１３０はモータ１４０によって駆動され、第１ないし第３流入管１１１、１２２、１２３に流入する流体を選択すると共に、その混合比を調節する。

本体１１０の下部には回転板１５０が設けられる。この回転板１５０はモータ１４０の回転軸に結合され、モータ１４０の駆動時に回転軸と共に回転する。回転板１５０の縁部には多数のスリット１５１（図１１）が形成される。そして、回転板１５０の一側にはスリット１５１を検出するためのセンサ部１６０が設けられ、このセンサ部１６０はブラケットを通じて本体１１０に結合される。センサ部１６０は、例えば発光素子及び受光素子を備えて構成される。

図１１は図１０に示された混合バルブの分解斜視図であり、図１２は混合バルブの分解断面斜視図、図１３は混合バルブの断面図である。これらの図において、本体１１０は上面が開口された円筒形であると共に、下面には切替えスイッチ１３０のモータ結合軸１３１Ｃを回転自在に保持するための保持孔１１３が設けられる。保持孔１１３の下部には切替スイッチ１３０の回転をガイドするためのガイド溝１１３Ａが形成される。この時、ガイド溝１１３Ａは保持孔１１３の内周面に一定の角度範囲にだけ設けられて、切替スイッチ１３０の回転角度を一定範囲内に制限するようになる。ガイド溝１１３Ａには切替スイッチ１３０のガイド突起１３１Ｆが結合される。

本体１１０の一側に形成される第１流入管１１１は、本体１１０の内部と連通される。そして、本体１１０の上側には内周縁に沿って段差１１４が形成される。この段差１１４には混合バルブ蓋１２０の下面が結合される。混合バルブ蓋１２０は円筒状の第１バルブ蓋１２０−１と該第１バルブ蓋１２０−１の下側に収納されて固定される第２バルブ蓋１２０−２を備えて構成される。

第１バルブ蓋１２０−１の側面には本体１１０に形成される締結ホール１１２に結合される締結突起１２８が形成される。また、第１バルブ蓋１２０−１の上面には吐出管１２１と第２及び第３流入管１２２、１２３が形成され、その下面には第２バルブ蓋１２０−２が収納される収納部１２０−１Ａが形成される。第２バルブ蓋１２０−２は第１バルブ蓋１２０−１の収納部１２０−１Ａに嵌合される。また、収納部１２０−１Ａには第２バルブ蓋１２０−２の係合溝１２０−２Ａに結合され、第１バルブ蓋１２０−１が第２バルブ蓋１２０−２に対して回転することを防止するための突起１２０−１Ｂが形成される。そして、第２バルブ蓋１２０−２の下面中央部には切替スイッチ１３０を回転自在に保持するための保持溝１２６が形成される。

第２バルブ蓋１２０−２の上側には前述の係合溝１２０−２Ａが形成されると共に、その中央部には長孔形の第１連通溝１２７が形成される。第１連通溝１２７の一側には第１流入ホール１２５−１の一側が連結される。図１に示した実施形態と同様に、吐出管１２１はヴェンチュリー管で構成されるが、第１バルブ蓋１２０−１にヴェンチュリー管の上半部が形成され、第２バルブ蓋１２０−２にヴェンチュリー管の下半部が形成される。そして、このヴェンチュリー管の中央部、すなわち直径が一番小さい箇所が第１連通溝１２７の他の側を通じて連結される。これにより、第１流入ホール１２５−１から流入される流体は第１連通溝１２７を通じて吐出管１２１の中間部、すなわちヴェンチュリー管よりなる吐出管１２１で直径が一番小さい箇所に流入する。

また、第２バルブ蓋１２０−２の一側には第１バルブ蓋１２０―１の第２及び第３流入管１２２、１２３と対応する位置にそれぞれ第２及び第３流入ホール１２５−２、１２５−３が形成される。第２流入ホール１２５−２は第２流入管１２２を通じて流入する流体を第２バルブ蓋１２０−２の下側に流入させ、第３流入ホール１２５−３は第３流入管１２３を通じて流入される流体を第２バルブ蓋１２０−２の下側に流入させる。第２及び第３流入ホール１２５−２、１２５−３の上端部にはそれぞれシーリング（Ｓ）を装着するための装着溝が設けられ、これにシーリング（Ｓ）が挿入される。また、第１連通溝１２７の縁部にはシーリング（Ｓ）が挿入される。

第２及び第３流入ホール１２５−２、１２５−３の下端部は切替スイッチ１３０の回転に伴ってスイッチング部材１３２の上面に形成される第３連通溝１３２Ｅの一側に選択的に結合される。特に、第２流入ホール１２５−２は第２バルブ蓋１２０−２の下面に形成される第２連通溝１２５Ａを通じて第３連通溝１３２Ｅと連結される。第２流入ホール１２５−２の下端部は第２連通溝１２５Ａの一端と連結される。第２連通溝１２５Ａは第３連通溝１３２Ｅと交差方向、すなわち円弧面と並んだ方向に形成される。特に、第２連通溝１２５Ａは第２流入ホール１２５−２との連結部位から他の側に行くほど幅が次第に狭くなるように形成され、第２連通溝１２５Ａと第３連通溝１３２Ｅの連結位置によって、第３連通溝１３２Ｅに流入される流体の量、すなわち第２流入ホール１２５−２から第３連通溝１３２Ｅに流入する流体の量が調整されるようになっている。

第３連通溝１３２Ｅの他の側は第２バルブ蓋１２０−２の下面に形成される第４連通溝１２５Ｂを通じて第１流入ホール１２５−１の下端部と結合される。特に、第３連通溝１３２は第１流入ホール１２５−１との結合部位が“Ｌ”字形に折り曲げられる。この折曲部の縦端部はスイッチング部材１３２が適宜回転された時、スイッチング部材１３２の吐出孔１３２Ｆと連結される。

吐出管１２１は本体１１０の内側と連通されると共に、内部直径が中間部から両側に行くほど次第に拡径されるヴェンチュリー管形状より構成される。前述したように、吐出管２１の内径が一番小さい箇所は、第２バルブ蓋１２０−２の上面に形成される第１連通溝１２７と連通される。そして、前述したように、第１連通溝１２７の一端は第１流入ホール１２５−１と第４及び第３連通溝１２５Ｂ、１３２Ｅを通じて第２または第３流入ホール１２５−２、１２５−３と連結される。従って、切替スイッチ１３０が適宜に回転して、第２または第３流入ホール１２５−２、１２５−３が第３連通溝１３２Ｅと連結される場合、吐出管２１のヴェンチュリー現象によって第２または第３流入ホール１２５−２、１２５−３、すなわち第２または第３流入管１２２、１２３を通じて流入する流体が本体１１０内部の流体と混合されて外側に吐き出される。

また、切替スイッチ１３０が適宜に回転して第１流入ホール１２５−１が第４連通溝１２５Ｂを通じて吐出孔１３２Ｆと連結されう場合には、本体１１０内部の流体が吐出孔１３２Ｆと第４連通溝１２５Ｂ、第１流入ホール１２５−１及び第１連通溝１２７を通じて吐出管２１に流入する。この流体の流動経路は本体１１０内部の流体を用いて第１流入ホール１２５−１及び第１連通溝１２７を洗浄する場合に使われる。

切替スイッチ１３０は相互分離の可能な軸部材１３１とスイッチング部材１３２とを備えて構成される。軸部材１３１は、一側がスイッチング部材１３２と結合されると共に、他の側はモータ１４０の回転軸１４１と結合される。軸部材１３１は円柱形状に形成されると共に、円周面にシーリング（Ｓ）を挿入するためのシーリング溝３１Ａが形成され、下部の保持孔１１３を通じて本体１１０内部の流体が外部に漏れることを防止する。

スイッチング部材１３２の下面中央部には軸部材１３１との結合のための結合軸１３２Ａが形成される。結合軸１３２Ａの中央部には貫通孔１３２Ｂが形成され、この貫通孔１３２Ｂには軸部材１３１の保持バー１３１Ｂが挿入される。保持バー１３１Ｂは貫通孔１３２Ｂを通じて混合バルブ蓋１２０の下面の保持溝１２６に挿入される。

スイッチング部材１３０には、前述のように第３連通溝１３２Ｅと吐出孔１３２Ｆが形成されると共に、一側には本体１１０の内部に流入された第１流体を吐出管１２１に排出するための排出口１３２Ｄが形成される。排出口１３２Ｄは切替スイッチ１３０を適宜に回転させる時吐出管１２１の入口側に対応する位置に設けられる。後述するように、排出口１３２Ｄから排出される第１流体は吐出管１２１を通じて外部に排出される。排出口１３２Ｄは長孔状であり、望ましくは一側から他の側に行きながらその幅が狭くなるように形成される。これは、吐出管１２１と排出口１３２Ｄの相対的な位置に応じて排出口１３２Ｄを通じて吐出管１２１に排出される第１流体の量を調節できるようにするためのものである。

軸部材１３１の上部には保持バー１３１Ｂの外側にスイッチング部材１３０の結合軸１３２Ａを収納するための収納溝３１Ｄが形成される。また、収納溝３１Ｄには長手方向に沿って少なくとも１つ以上の切開溝１３１Ｂが形成される。この切開溝１３１Ｂには結合軸１３２Ａの上側に形成される羽根１３２Ｃが結合され、軸部材１３１とスイッチング部材１３０とが一体に回転する

軸部材１３１の下部には駆動モータ１４０の回転軸１４１と結合されるモータ結合軸１３１Ｃが形成される。モータ結合軸１３１Ｃの内側上部にはモータ１４０の回転軸１４１が結合される回転軸係合溝３１１Ｈが形成されると共に、下部には回転板１５０の係合突起１５３が締結される回転板係合溝１３１Ｇが形成される。そして、このモータ結合軸１３１Ｃの外側には前述したように本体１１０のガイド溝１１３Ａに結合されるガイド突起１３１Ｆが形成される。回転板１５０及びセンサ部１６０はモータ１４０の回転角度を検出してモータ１４０の回転量を細かく調整するために使われるものである。

次いで、前述の構造よりなる混合バルブの動作を説明する。図１４ａ〜図１４ｈは混合バルブの動作状態を説明するための図であって、これは切替スイッチ１３０の回転動作状態によって切替スイッチ１３０の上面に設けられる排出口１３２Ｄ、第３連通溝１３２Ｅ及び吐出孔１３２Ｆと混合バルブ蓋１２０に設けられる吐出管１２１、第１ないし第３流入ホール１２５−１〜１２５−３、第１、第２及び第４連通溝１２７、１２５Ａ、１２５Ｂの配置関係を示したものである。

図１４においては、まず排出口１３２Ｄと吐出管１２１が離隔した状態に設定され、第１流入ホール１２５−１と連結される第４連通溝１２５Ｂは第２及び第３流入ホール１２５−２、１２５−３と吐出孔１３２Ｆとは非連結状態に設定される。従って、この場合には混合バルブが非作動状態に設定され、混合バルブからいずれの流体も吐き出されないようになる。

図１４ｂ及び図１４ｃは、図１４ａの状態を基準にして切替スイッチ１３０が左側に１７°及び２１°ほど回転した場合をそれぞれ示したものである。本状態では排出口１３２Ｄが吐出管１２１と一部連結されると共に、第１流入ホール１２５−１と連結される第４連通溝１２５Ｂが吐出孔１３２Ｆと連結されるようになる。従って、この場合は本体１１０内部の第１流体が吐出管１２１を通じて外部に排出されると共に、吐出管１２１のヴェンチュリー効果によって本体１１０内の第１流体が吐出孔１３２Ｆ、第４連通溝１２５Ｂ、第１流入ホール１２５−１及び第１連通溝１２７を通じて吐出管１２１に流入される。

この状態は、前述のように、本体１１０内部の第１流体を用いて第４連通溝１２５Ｂと第１流入ホール１２５−１及び第１連通溝１２７を洗浄する場合に使われる。図１４ｄは図１４ａの状態を基準にして、切替スイッチ１３０が左側に２６°ほど回転した場合を示した図である。この状態では、まず、排出口１３２Ｄが吐出管１２１と連結され、第４連通溝１２５Ｂが第３連通溝１３２Ｅの一側と連結されると共に第３連通溝１３２Ａの他の側は第２流入ホール１２５−２連結される。従って、この場合には本体１１０内部の第１流体が吐出管１２１を通じて外部に排出されると共に、吐出管１２１のヴェンチュリー効果によって第３流入ホール１２５−３を通じて流入される流体、すなわち第３流入管１２３を通じて流入される第３流体が第３及び第４連通溝１３２Ｅ、１２５Ｂ、第１流入ホール１２５−１及び第１連通溝１２７を通じて吐出管１２１に流入される。この状態では吐出管１２１を通じて第１流体と第３流体とが混合されて吐き出される。

図１４ｅ〜図１４ｈは第３連通溝１３２Ｅが第２連通溝１２５Ａと連結されて吐出管１２１を通じて第１流体と第２流体が混合されて吐き出される状態を示した図であって、各図面は第３連通溝１３２Ｅと第２連通溝１２５Ａの結合位置に応じて吐出管１２１を通じて吐き出される第１流体に対して第２流体の混合量が変わる状態を示した図である。

この状態では、まず、排出口１３２Ｄが吐出管１２１と連結され、第４連通溝１２５Ｂが第３連通溝１３２Ｅの一側と連結されると共に、第３連通溝１３２Ａの他の側は第２連通溝１２５Ａと連結される。従って、この場合には本体１１０内部の第１流体が吐出管１２１を通じて外部に排出されると共に、吐出管１２１のヴェンチュリー効果によって第２流入ホール１２５−２を通じて流入される流体、すなわち第２流入管１２２を通じて流入される第２流体が第２ないし第４連通溝１２５Ａ、１３２Ｅ、１２５Ｂ、第１流入ホール１２５−１及び第１連通溝１２７を通じて吐出管１２１に流入する。従って、本実施形態では、図１に示す実施形態とは違って、２種以上の流体を選択的に混合して排出することが可能になる。

図１５〜図１７は本発明のさらに他の実施形態に係る混合バルブの構造を示した図である。図１５は混合バルブの分離斜視図、図１６は図１５において回し車１８０の断面構造を示した断面図、図１７は本実施形態に係る混合バルブの断面構造を示した断面図である。

本実施形態は、本体１１０の内側に第１流入管１２２を通じて流入される流体に伴って回転する回し車１８０を設けて、回し車１８０の回転力に基づき第１流入管１２２を通じて流入される第１流体の流量を測定できるようにしたものである。図において、切替スイッチ１３０の軸部材１３１の外側には回転自在に回し車１８０が結合される。回し車１８０は円筒状の胴体１８１を備え、胴体１８１の外側には多数の羽根１８２が設けられる。回し車１８０は羽根１８２が第１流入管１２２の出口部に対応する位置に配置されるように設けられる。

また、図１６に示すように、胴体１８１には多数の永久磁石が一定間隔を隔てて設けられる。この時、永久磁石は隣り合う磁石とその極性が反対になるように配置される。そして、図に具体的に示していないが、本体１１０の外側には前記永久磁石と対応する位置に少なくとも１つ以上のセンサが設けられる。このセンサとしては、例えば永久磁石による磁力を検出するためのホール素子が使われる。

本実施例においては、第１流入管１１１を通じて第１流体が流入すれば、その流入量に対応する速度で回し車１８０が回転し、回し車１８０の回転に伴って永久磁石も共に回転する。永久磁石の回転はホール素子によって検出され、その検出結果は制御手段（図示せず）に提供される。従って、制御手段はホール素子の検出結果に基づき第１流体の流入量を判断できる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし本発明は、これらの実施形態に限らず、多様に変形させて実施できる。例えば、図１０ないし図１４に示した実施形態において、第２流入管１２２及び第３流入管１２３とそれによる第２及び第３流入ホール１２５−２、１２５−３は必要に応じていずれか一つだけ選択的に採用して構成できる。また、前述の実施形態においては、モータ１４０の回転角度を検出するために回転板１５０とセンサ部１６０とを備えることを説明したが、これはモータの回転角度を正確に検知及び調整できる他の任意の手段を選択して使用することが可能である。また、この実施形態では第１流体の流入量を測定するための回し車１８０を図１０の実施例に適用した場合を例として説明してきたが、これは同じ方式で図１の実施例に適用することも可能である。

本発明は、流体のための混合バルブに適用可能であり、特に誘導管を通して引き込まれる２つ以上の流体を適正比率で混合して吐き出せるようになった混合バルブに適用可能である。

１０ 本体
２０ 混合バルブ蓋
３０ スイッチ

Claims (18)

1. 第１流体と第２流体を混合して吐き出すようにした混合バルブにおいて、
   上面が開口され一側に第１流体を流入させるための第１流入管が形成された本体と、
   混合された流体を吐き出すための吐出管と、第２流体を流入させるための第２流入管が貫通して形成され、前記吐出管から下面に連通される誘導管と、前記第２流入管と誘導管との間の第２流体の自由自在な流動を遮断するための遮断部を備える混合バルブ蓋と、
   前記本体内部に設けられると共に駆動手段によって回転自在に設けられ、駆動手段と結合される下部胴体と、前記混合バルブ蓋の下面に密着して設置される上部胴体を供える切替スイッチを含んで構成され、
   前記上部胴体は切替スイッチが一定位置に回転された時第１流体を吐出管に供給する排出口と、切替スイッチが一定位置に回転された時第１流体を流動管に供給する吐出孔、及び切替スイッチが一定位置に回転された時前記第２流入管と流動管との間に連結通路を提供する少なくとも２つ以上の連通溝が形成されることを特徴とする混合バルブ。
   
2. 前記吐出管はヴェンチュリー管で構成され、前記誘導管は吐出管の内部で内径が一番小さい箇所と連通されることを特徴とする請求項１に記載の混合バルブ。
   
3. 前記吐出管の縦端部には吐出管から吐き出される流体を混合するための混合フィンがさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の混合バルブ。
   
4. 前記排出口は円周方向に沿って形状が変更され、切替スイッチの回転位置に応じて吐出管に供給される第１流体の量が変わるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の混合バルブ。
   
5. 前記２つ以上の連通溝は、相異なるサイズに設定されることを特徴とする請求項１に記載の混合バルブ。
   
6. 前記遮断部は、下面が逆三角形であることを特徴とする請求項１に記載の混合バルブ。
   
7. 第１流体に対して第２流体を選択的に混合して吐き出すようにした混合バルブにおいて、
   上面が開口され一側に第１流体を流入させるための第１流入管が形成された本体と、
   混合された流体を吐き出すための吐出管と、第２流体を流入させるための第２流入管を備えて構成され、前記吐出管はヴェンチュリー管で構成され、第２流入管に流入する第２流体を切替スイッチに流入させるための第１流入ホールと、切替スイッチから流体を流入するための第２流入ホール、及び前記第２流入ホールから流入する流体をヴェンチュリー管に連通させる第１連通溝とを備えて構成される混合バルブ蓋と、
   前記本体内部に設けられると共に駆動手段によって回転自在に設けられ、回転角度に応じて前記第１流入ホールから流入する流体を選択的に第２流入ホールに連結させる第２連通溝と、回転角度に応じて本体内部の第１流体を選択的に吐出管に排出する排出口を備える切替スイッチと、を含んで構成されることを特徴とする混合バルブ。
   
8. 前記切替スイッチは、回転角度に応じて本体内部の第１流体を第２流入ホールに供給する吐出孔をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項７に記載の混合バルブ。
   
9. 前記排出口は円弧方向に沿って形状が変更されて切替スイッチの回転位置に応じて吐出管に供給される第１流体の量が変わるように構成されることを特徴とする請求項７に記載の混合バルブ。
   
10. 前記第２連通溝は切替スイッチの上面に形成されると共に、円弧方向と直角方向の長孔状に形成され、
    前記混合バルブ蓋の下面には少なくとも第２流入ホールの端部と連結されると共に、前記第２連通溝と交差する方向に配置される第３連通溝がさらに備えられ、
    前記第２流入ホールは第３連通溝を通じて第２連通溝と連結されることを特徴とする 請求項７に記載の混合バルブ。
    
11. 前記第３連通溝は長手方向に沿って幅が変わることを特徴とする請求項１０に記載の混合バルブ。
    
12. 前記本体内部に回転自在に設けられる回し車をさらに備えて構成され、前記回し車は第１流入管を通じて流入する第１流体に伴って回転されるように構成され、
    前記回し車は胴体と羽根を備え、胴体には少なくとも１つ以上の永久磁石が備えられ、
    本体の外側には前記永久磁石を検出するためのセンサがさらに備えられることを特徴とする請求項７に記載の混合バルブ。
    
13. 第１流体に対して第２または第３流体を選択的に混合して吐き出すようにした混合バルブにおいて、
    上面が開口され一側に第１流体を流入させるための第１流入管が形成された本体と、
    混合された流体を吐き出すための吐出管と、第２及び第３流体をそれぞれ流入させるための第２及び第３流入管を備えて構成され、前記吐出管はヴェンチュリー管で構成され、第２及び第３流入管に流入する第２及び第３流体を切替スイッチに流入させるための第１及び第２流入ホールと、切替スイッチから流体を流入させるための第３流入ホール、及び前記第３流入ホールから流入する流体をヴェンチュリー管に連通させる第１連通溝とを備えて構成される混合バルブ蓋と、
    前記本体内部に設けられると共に駆動手段によって回転自在に設けられ、回転角度に応じて前記第１及び第２流入ホールから流入する流体を選択的に第３流入ホールに連結させる第２連通溝と、回転角度に応じて本体内部の第１流体を選択的に吐出管に排出する排出口を備える切替スイッチとを含んで構成されることを特徴とする混合バルブ。
    
14. 前記切替スイッチは、回転角度に応じて本体内部の第１流体を第３流入ホールに供給する吐出孔をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１３に記載の混合バルブ。
    
15. 前記排出口は円弧方向に沿って形状が変わって切替スイッチの回転位置に応じて吐出管に供給される第１流体の量が変わるように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の混合バルブ。
    
16. 前記第２連通溝は切替スイッチの上面に形成されると共に、円弧方向と直角方向の長孔状に形成され、
    前記混合バルブ蓋の下面には少なくとも第２または第３流入ホールのうちいずれか一つの端部と連結されると共に、前記第２連通溝と交差する方向に配置される第３連通溝がさらに備えられ、
    前記第２または第３流入ホールは第３連通溝を通じて第２連通溝と連結されることを特徴とする請求項１３に記載の混合バルブ。
    
17. 前記第３連通溝は長手方向に沿って幅が変わることを特徴とする請求項１３に記載の混合バルブ。
    
18. 前記混合バルブ蓋の下面には“Ｌ”字形を持つと共に第３流入ホールと連結される第４連通溝がさらに備えられ、
    第３流入ホールは第４連通溝を通じて第２連通溝または吐出孔と連結されることを特徴とする請求項１３または１５に記載の混合バルブ。
    

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