JP2022055973A - 水栓弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度調整の電動化を実現することに適した水栓弁装置を提供すること。【解決手段】中空円筒状に構成されたシリンダ体と、シリンダ体の周壁内にそれぞれ設けられた水流入孔、湯流入孔、及び、湯水流出孔と、シリンダ体を回転可能に収容するハウジング体と、ハウジング体の内部空間に連通するようにそれぞれ設けられた水供給路、湯供給路、及び、湯水流出路と、シリンダ体の軸方向一方側に回転操作可能に設けられた操作部と、シリンダ体を軸方向に貫通すると共にシリンダ体に接続ないし一体化されたシャフト体と、を備える。シャフト体の両端は、ハウジング体の内部空間と連通しない領域内にあって大気開放されている。シリンダ体及びシャフト体は、操作部の回転操作によって回転位置を変える。シリンダ体の回転位置に応じて、水供給路と水流入孔との連通量と、湯供給路と湯流入孔との連通量と、が変化することで温度調整がなされる。【選択図】図４

Description

本発明は、水栓弁装置に関し、特には、温度調整の電動化を実現することに適した水栓弁装置に関する。

流量調整バルブについては、本件出願人が電動化を実現している（特許文献１）。

特開２０１７－２０１２００号公報

しかしながら、温度調整の電動化を実現することに適した水栓弁装置については、未だ好適なものが提案されていなかった。

本発明は、以上のような背景の下で創案されたものである。本発明の目的は、温度調整の電動化を実現することに適した水栓弁装置を提供することである。

本発明は、
中空円筒状に構成されたシリンダ体と、
前記シリンダ体の周壁内にそれぞれ設けられた、水流入孔、湯流入孔、及び、湯水流出孔と、
前記シリンダ体を回転可能に収容するハウジング体と、
前記ハウジング体の内部空間に連通するようにそれぞれ設けられた、水供給路、湯供給路、及び、湯水流出路と、
前記シリンダ体の軸方向一方側に、回転操作可能に設けられた操作部と、
前記シリンダ体を軸方向に貫通すると共に、前記シリンダ体に接続ないし一体化されたシャフト体と、
を備え、
前記シャフト体の両端は、前記ハウジング体の前記内部空間と連通しない領域内にあって、大気開放されており、
前記シリンダ体及び前記シャフト体は、前記操作部の回転操作によって回転位置を変えるようになっており、
前記シリンダ体の回転位置に応じて、前記水供給路と前記水流入孔との連通量、前記湯供給路と前記湯流入孔との連通量、及び／または、前記湯水流出孔と前記湯水流出路との連通量、が変化することによって、温度調整が実現される
ことを特徴とする水栓弁装置である。

本発明によれば、シリンダ体の回転位置に応じて温度調整が実現されるため、コンパクトな水栓弁設計が実現され得る。

また、本発明によれば、操作部の電動化に支障がないため、温度調整の電動化を実現することに適している。

また、本発明の水栓弁装置は、前記シリンダ体を軸方向に貫通すると共に前記シリンダ体に接続ないし一体化されたシャフト体を備えている。

これにより、シリンダ体の位置を変更するための制御をシャフト体の位置を制御する比較的簡単な構成で実現することができる。

また、本発明において、前記シャフト体の両端は、前記ハウジング体の前記内部空間と連通しない領域内にあって、大気開放されている。

これにより、ハウジング体の内部空間の水圧がシャフト体に及ぼす影響が顕著に抑制されている。

このため、シャフト体を回転させるのに必要なトルク（力）力が小さくて済み、すなわち、電動化の実現にとって非常に都合が良い。

例えば、前記シャフト体の両端が存在する領域は、シール部材によって、前記ハウジング体の前記内部空間と連通しないように遮断されている。

また、前記シャフト体の一端部に接続ないし一体化されると共に、前記操作部に対して回転方向に固定された接続部材を更に備え、前記接続部材は、前記操作部に対して軸方向に移動可能となるように設置されていることが好ましい。

これによれば、操作部の回転操作をシャフト体の回転力として確実に伝達することができる一方で、シャフト体の軸方向に作用し得る力が操作部の操作を阻害することがない。

また、前記シャフト体の他端部の軸方向移動を規制する一方で、当該シャフト体の他端部の回転は規制しない保持部材を更に備えることが好ましい。

このような保持部材によれば、シャフト体の他端部の軸方向移動を規制しながらも、シャフト体の回転、ひいては操作部の操作、を阻害することが抑制される。

前記ハウジング体は、前記内部空間を区画するために、軸方向一方側の蓋部材と、軸方向他方側の蓋部材と、を有していることが好ましい。

これによれば、蓋部材を取り外すことで、ハウジング体の内部の部品の組立ないし分解（例えばメンテナンス等のため）が容易である。

この場合、更に、前記ハウジング体の前記蓋部材の各々は、前記ハウジング体の軸方向端部よりも内方に位置していることが好ましい。

これによれば、シャフト体の長さを抑制することができ、水栓弁装置のコンパクト化にとって都合が良い。

本発明によれば、シリンダ体の回転位置に応じて温度調整が実現されるため、コンパクトな水栓弁設計が実現され得る。また、本発明によれば、操作部の電動化に支障がないため、温度調整の電動化を実現することに適している。

特に、本発明によれば、シャフト体の両端がハウジング体の内部空間と連通しない領域内にあって、大気開放されているため、ハウジング体の内部空間の水圧がシャフト体に及ぼす影響が顕著に抑制されている。これにより、シャフト体を回転させるのに必要なトルク力（力）が小さくて済み、すなわち、電動化の実現にとって非常に都合が良い。

本発明の一実施形態による水栓弁装置の概略斜視図である。 本実施形態の水栓弁装置の概略正面図である。 本実施形態の水栓弁装置の概略縦断面斜視図である。 本実施形態の水栓弁装置の概略縦断面図である。 図４のシリンダ体部分の拡大図である。 本実施形態のシリンダ体及びシャフト体を抜き出して示す概略斜視図である。 本実施形態の水側補助管部材の概略斜視図である（湯側補助管部材も同様）。 本実施形態の水側補助管部材及び湯側補助管部材がシリンダ体に当接する様子を示す概略図である。 シリンダ体の回転位置に応じて温度調整がなされる具体例の概略説明図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の一実施形態による水栓弁装置について説明する。本実施形態の水栓弁装置１００は、温度調整の電動化を実現することに適した水栓弁装置である。

図１は、本発明の一実施形態による水栓弁装置１００の概略斜視図であり、図２は、本実施形態の水栓弁装置１００の概略正面図であり、図３は、本実施形態の水栓弁装置１００の概略縦断面斜視図であり、図４は、本実施形態の水栓弁装置１００の概略縦断面図である。また、図５は、図４のシリンダ体部分の拡大図であり、図６は、本実施形態のシリンダ体３０及びシャフト体２０を抜き出して示す概略斜視図である。

図１乃至図６に示すように、本実施形態の水栓弁装置１００は、中空円筒状に構成されたシリンダ体３０と、当該シリンダ体３０を回転可能に収容するハウジング体１０と、を備えている。

［シリンダ体３０］
シリンダ体３０は、例えば、外径１５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ、軸方向長さ５０ｍｍであり、ステンレス鋼によって形成されている。シリンダ体３０を樹脂材料で構成する場合には、さらに肉厚にすることが好ましい。

特に図５を参照して、シリンダ体３０の右端には樹脂製の右端壁３１が嵌合され、シリンダ体３０の左端には樹脂製の左端壁３２が嵌合されている。

シリンダ体３０の周壁３３の右側領域には、略矩形状の水流入孔３４が設けられている。水流入孔３４は、例えば、周方向角度（軸心回りに測った角度）０°（以後の角度位置の説明の基準とする）～９０°で開口し、シリンダ体３０の右端から軸方向に一定の距離の領域に形成されている。

シリンダ体３０の周壁３３の左側領域には、略矩形状の湯流入孔３５が設けられている。湯流入孔３５は、例えば、周方向角度（軸心回りに測った角度）９０°～１８０°で開口し（すなわち、水流入孔３４とは異なる角度位置で開口し）、シリンダ体３０の左端から軸方向に一定の距離の領域に形成されている。

シリンダ体３０の周壁３３の軸方向略中央領域には、湯水流出孔３６が設けられている。

また、本実施形態のシリンダ体３０は、右端壁３１から左端壁３２まで延在する中心管部３７を有している。シリンダ体３０の湯水流出孔３６に対応する軸方向位置において、中心管部３７の径方向外側に延在する隔壁３８が設けられている（図６も参照）。

［シャフト体２０］
そして、シャフト体２０が、中心管部３７内に挿通されると共に、右端壁３１及び左端壁３２とそれぞれ固定されている。これにより、シャフト体２０とシリンダ体３０とは、一体的に回転するようになっている。シャフト体２０は、例えばφ３であり、ステンレス鋼製である。

［ハウジング体１０］
シリンダ体３０を収容するハウジング体１０の内部空間は、例えば円筒状空間であり、シリンダ体３０の周壁３３との間に隙間が設けられている。ハウジング体１０も、ステンレス鋼によって形成されている。一方、ハウジング体１０の外観は、概ね四角柱状となっており、ＰＰＳ樹脂で構成されている。

特に図４及び図５を参照して、ハウジング体１０の内部空間の左端は、左側蓋部材４７によって区画されている。左側蓋部材４７は、概ねディスク状の部材であり、Ｏリング４７ａを介してハウジング体１０の内周段差面内に嵌合されている。また、左側蓋部材４７は、中央部にシャフト体２０が挿通される貫通孔が設けられている。当該貫通孔は、Ｘリング４７ｂによって、シャフト体２０の回転を許容しつつ、シールされている。

同様に、ハウジング体１０の内部空間の右端は、右側蓋部材５７によって区画されている。右側蓋部材５７は、概ねディスク状の部材であり、Ｏリング５７ａを介してハウジング体１０の内周段差面内に嵌合されている。また、右側蓋部材５７は、中央部にシャフト体２０が挿通される貫通孔が設けられている。当該貫通孔は、Ｘリング５７ｂによって、シャフト体２０の回転を許容しつつ、シールされている。

また、ハウジング体１０には、その内部空間に連通するように、水供給路、湯供給路、及び、湯水流出路が設けられている。

具体的には、本実施形態の湯水流出路は、ハウジング体１０と一体の湯水流出口１５によって提供されている。湯水流出口１５は、ハウジング体１０の上方に向けて開口しており、例えばエルボ接続管６２を介して、湯水供給管６３に接続されている。

また、シリンダ体３０が可動域内のどの位置姿勢であってもシリンダ体３０の湯水流出孔３６の全部が連通できる大きさ及び位置に、湯水流出口１５が設けられている。

一方、本実施形態の水供給路は、ハウジング体１０から取り外し可能な水供給管１１と、当該水供給管１１内とハウジング体１０の内部空間とを連通する水側連通孔１２と、によって提供されている。水供給管１１は、ハウジング体１０の下方面に設けられた接続口１１ｒ内にＯリングを介して嵌合している。水側連通孔１２は、水供給管１１側が円形断面孔となっており、ハウジング体１０の内部空間側が当該円形断面内に収まる矩形断面孔となっている。

同様に、本実施形態の湯供給路は、ハウジング体１０から取り外し可能な湯供給管１３と、当該湯供給管１３内とハウジング体１０の内部空間とを連通する湯側連通孔１４と、によって提供されている。によって提供されている。水供給管１１と同様に、湯供給管１３も、ハウジング体１０の下方面に設けられた接続口１３ｒ内にＯリングを介して嵌合している。水側連通孔１２と同様に、湯側連通孔１４も、湯供給管１３側が円形断面孔となっており、ハウジング体１０の内部空間側が当該円形断面内に収まる矩形断面孔となっている。

［補助管部材１６、１８］
そして、水側連通孔１２の内部に、水側補助管部材１６の下方側（一方側の一例）が収容されている。水側補助管部材１６は、その下方側と上方側（他方側の一例）との間の水圧差に応じて、水側連通孔１２の内部を上方または下方に摺動移動可能となっている。具体的には、水側連通孔１２と水側補助管部材１６との間にパッキン１７（水側シール部材）が介在しており、当該パッキン１７が、水側補助管部材１６を水側連通孔１２に対して上方または下方に摺動移動可能に保持している。そして、水側補助管部材１６が上方に移動した時、水側補助管部材１６の上方側（他方側の一例）は、シリンダ体３０の周壁３３に当接可能で、且つ、水流入孔３４に連通可能となっている。

図７は、本実施形態の水側補助管部材１６の概略斜視図である。図７に示すように、本実施形態の水側補助管部材１６は、水側連通孔１２の内部に対する摺動移動可能なストロークを規制する水側移動規制部として、フランジ部１６ｆを有している。フランジ部１６ｆは、水側連通孔１２の水供給管１１側の円形断面孔内に収容されており、水側連通孔１２の矩形断面孔内には入れないサイズとなっており、フランジ部１６ｆが当接することで水側補助管部材１６の移動量を規制している。本実施形態では、水側補助管部材１６の摺動移動のストロークは１ｍｍとなっている。また、水側補助管部材１６は、パッキン１７の嵌合のための溝部１６ｇを有している。

図７に示すように、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒは、出荷時（使用前）において、曲率半径１０ｍｍ（好適な範囲は５ｍｍ～１５ｍｍ）の円筒面の一部となっている。すなわち、当該曲率半径は、シリンダ体３０の周壁３３の曲率半径（８．５ｍｍ）よりもわずかに大きくなっている。これにより、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒの円弧状方向の両端部のみがシリンダ体３０に当接するという状態（曲率半径の大小関係が逆の場合に生じ得る状態）が回避され、すなわち、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒの円弧状方向の中央部がシリンダ体３０に当接する状態が確保され、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒとシリンダ体３０との密着の程度が良好となる。

また、水側補助管部材１６の（少なくとも上方側の面の）硬度は、シリンダ体３０の周壁３３の硬度よりも小さい。これにより、シリンダ体３０の周壁３３が不所望に摩耗することが抑制される一方、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒは、シリンダ体３０の周壁３３に倣うように摩耗していくことが期待され、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒとシリンダ体３０との密着性能にとって好適である。一方で、水側移動規制部としてのフランジ部１６ｆによって、移動量が規制されているため、必要以上に摩耗してしまうことも抑制できる。

硬度の大小は、例えば、ＩＳＯ６５０７（ＪＩＳ Ｚ ２２４４）で規定される試験により得られるビッカース硬度によって判定される。本実施形態の水側補助管部材１６は、ポリアセタール樹脂製であり、ステンレス鋼製であるシリンダ体３０の周壁３３よりも、硬度は顕著に小さい。

水側補助管部材１６の管孔１６ｈのサイズ及び（ハウジング体１０の軸方向についての）位置は、水側補助管部材１６と水流入孔３４との連通量が最大となるように制御された状態で、水流入孔３４の全体と連通できるようなサイズ及び位置となっている（後述の図８及び図９参照）。

同様に、湯側連通孔１４の内部に、湯側補助管部材１８の下方側（一方側の一例）が収容されている。湯側補助管部材１８は、その下方側と上方側（他方側の一例）との間の水圧差に応じて、湯側連通孔１４の内部を上方または下方に摺動移動可能となっている。具体的には、湯側連通孔１４と湯側補助管部材１８との間にパッキン１９（湯側シール部材）が介在しており、当該パッキン１９が、湯側補助管部材１８を湯側連通孔１４に対して上方または下方に摺動移動可能に保持している。そして、湯側補助管部材１８が上方に移動した時、湯側補助管部材１８の上方側（他方側の一例）は、シリンダ体３０の周壁３３に当接可能で、且つ、湯流入孔３５に連通可能となっている。

図７は、本実施形態の湯側補助管部材１８の概略斜視図でもある。図７に示すように、本実施形態の湯側補助管部材１８も、湯側連通孔１４の内部に対する摺動移動可能なストロークを規制する湯側移動規制部として、フランジ部１８ｆを有している。フランジ部１８ｆは、湯側連通孔１４の湯供給管１３側の円形断面孔内に収容されており、湯側連通孔１４の矩形断面孔内には入れないサイズとなっており、フランジ部１８ｆが当接することで湯側補助管部材１８の移動量を規制している。本実施形態では、湯側補助管部材１８の摺動移動のストロークは５ｍｍとなっている。また、湯側補助管部材１８は、パッキン１９の嵌合のための溝部１８ｇを有している。

図７に示すように、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒも、出荷時（使用前）において、曲率半径１０ｍｍ（好適な範囲は５ｍｍ～１５ｍｍ）の円筒面の一部となっている。すなわち、当該曲率半径は、シリンダ体３０の周壁３３の曲率半径（８．５ｍｍ）よりもわずかに大きくなっている。これにより、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒの円弧状方向の両端部のみがシリンダ体３０に当接するという状態（曲率半径の大小関係が逆の場合に生じ得る状態）が回避され、すなわち、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒの円弧状方向の中央部がシリンダ体３０に当接する状態が確保され、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒとシリンダ体３０との密着の程度が良好となる。

また、湯側補助管部材１８の（少なくとも上方側の面の）硬度も、シリンダ体３０の周壁３３の硬度よりも小さい。これにより、シリンダ体３０の周壁３３が不所望に摩耗することが抑制される一方、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒは、シリンダ体３０の周壁３３に倣うように摩耗していくことが期待され、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒとシリンダ体３０との密着性能にとって好適である。一方で、湯側移動規制部としてのフランジ部１８ｆによって、移動量が規制されているため、必要以上に摩耗してしまうことも抑制できる。

本実施形態の湯側補助管部材１８も、ポリアセタール樹脂製であり、ステンレス鋼製であるシリンダ体３０の周壁３３よりも、硬度は顕著に小さい。

湯側補助管部材１８の管孔１８ｈのサイズ及び（ハウジング体１０の軸方向についての）位置は、湯側補助管部材１８と湯流入孔３５との連通量が最大となるように制御された状態で、湯流入孔３５の全体と連通できるようなサイズ及び位置となっている（後述の図９及び図１０参照）。

［操作機構４０］
図１乃至図４に示すように、シリンダ体３０の左側（軸方向一方側）に、操作機構４０が設けられている。操作機構４０は、回転操作可能に設けられた操作部４１を有している。操作部４１は、本実施形態では、不図示の制御本体部から制御指令を受信して、当該制御指令によって回転操作され得るステッピングモータである。

本実施形態では、シャフト体２０及びシリンダ体３０は、操作部４１の回転操作によって軸方向位置を変えないで回転位置を変えるようになっている。

具体的には、特に図４に示すように、操作部４１の回転軸（出力軸）４１ｓが、回転筒４２の底部に軸方向にも回転方向にも固定されている。回転筒４２は、その底部が左側に位置するように配置されていて、ハウジング筒４５内で軸線回りに回転可能に保持されている。

ハウジング筒４５は、その左側で、保持リング４４を介して、操作部４１の本体（回転軸４１ｓの近傍位置）をも保持している。また、ハウジング筒４５は、その右側で、接続リング４６を介して、ハウジング体１０の左端部及び左側蓋部材４７に接続（嵌合）されている。接続リング４６の中央部には、シャフト体２０の挿通のための樹脂製滑り軸受（ブシュ）４６ｂが設けられている（図５参照）。

回転筒４２は、右側（底部と反対側）が開放されており、摺動筒４３が軸方向に摺動移動可能に嵌合されており、回転筒４２と摺動筒４３とは、回転方向には固定されている。例えば、摺動筒４３は、軸方向断面において十字状に突出する４つの凸部を有していて、回転筒４２は、当該４つの凸部を軸方向に摺動移動可能に収容する４つの凹部を有している。すなわち、当該４つの凸部のそれぞれが４つの凹部のそれぞれに収容されており、回転筒４２が回転する際には、摺動筒４３も同様に回転する。摺動筒４３が回転すると、シャフト体２０及びシリンダ体３０も、同様に回転する。一方で、摺動筒４３は、回転筒４２に対して軸方向には固定されずに、回転筒４２に収納されている。すなわち、シャフト体２０が軸方向に移動しても、回転筒４２が軸方向に移動してしまうことが抑制されている、もしくは、回転筒４２に対して軸方向に力が掛からずに空転するようになっている。（このため、後述する第２操作部５１の操作力が比較的小さくても、シャフト体２０及びシリンダ体３０の軸方向の移動が十分に可能である。）

そして、摺動筒４３が、シャフト体２０の左端に固定されている。これにより、摺動筒４３が、接続部材として、操作部４１の回転軸４１ｓに対して回転方向に固定される一方で、操作部４１の回転軸４１ｓに対して軸方向には移動可能となっている。

本実施形態では、操作部４１は、最大で９０°＋αの回動操作を提供するようになっている。

［支持機構５０］
一方、シリンダ体３０の右側（軸方向他方側）に、支持機構５０が設けられている。当該支持機構５０によって、シャフト体２０及びシリンダ体３０は、軸方向位置を変えないで回転可能に支持されている。

具体的には、ハウジング筒４５と略左右対称に、ハウジング筒５５が設けられている。そして、ハウジング筒５５が、シャフト体２０の右端部を、一対の止め輪５８を介して保持している。これにより、ハウジング筒５５とシャフト体２０とは、互いに回転可能であるが、軸方向には固定されている。

また、ハウジング筒５５は、その左側で、接続リング５６を介して、ハウジング体１０の右端部及び右側蓋部材５７に接続（嵌合）されている。接続リング５６の中央部にも、シャフト体２０の挿通のための樹脂製滑り軸受（ブシュ）５６ｂが設けられている（図５参照）。

［シャフト体２０の両端］
前述の構成により、本実施形態のシャフト体２０の両端は、ハウジング体１０の内部空間と連通しないように遮断された領域内にあって、大気開放されている（水圧ではなく大気圧を受けている）。

具体的には、シャフト体２０の左端は、樹脂製滑り軸受（ブシュ）４６ｂとＸリング４７ｂとによって、ハウジング体１０の内部空間と連通しないように遮断されており、シャフト体２０の右端は、樹脂製滑り軸受（ブシュ）５６ｂとＸリング５７ｂとによって、ハウジング体１０の内部空間と連通しないように遮断されている。

これにより、ハウジング体１０の内部空間の水圧がシャフト体２０に及ぼす影響が顕著に抑制されている。このため、シャフト体２０（及びシリンダ体３０）を回転させるのに必要なトルク（力）が小さくて済み、すなわち、操作部４１に必要なトルクが小さくて済む。シャフト体２０のうち遮断される部分の径が同径であれば、さらに良い。

また、ハウジング体１０は、内部空間を区画するために、左側蓋部材４７と右側蓋部材５７とを有しているが、これらの蓋部材４７、５７を取り外すことで、ハウジング体１０の内部の部品の組立ないし分解（例えばメンテナンス等のため）が容易である。

更に、本実施形態では、ハウジング体１０の蓋部材４７、５７の各々がハウジング体１０の軸方向端部よりも内方に位置していて、シャフト体２０の長さを抑制している。

［止水機能］
また、本実施形態の水栓弁装置１００は、湯水を止水する湯水止水部を更に備えている。具体的には、湯水止水部は、水供給路の上流側に設けられる水止水部１１ｓと、湯供給路の上流側に設けられる湯止水部１３ｓと、を有する（図２参照）。これによれば、湯または水が他方の上流側に逆流することが防止される。

［水栓弁装置１００の作用］
次に、本実施形態の水栓弁装置１００の作用について説明する。

前述の構成により、本実施形態のシリンダ体３０は、操作部４１の回転操作によって軸方向位置を変えないで回転位置を変えるようになっている。

そして、シリンダ体３０の回転位置に応じて、水側補助管部材１６（水供給路）と水流入孔３４との連通量、及び、湯側補助管部材１８（湯供給路）と湯流入孔３５との連通量、が変化することによって、温度調整が実現されるようになっている。本実施形態では、湯水流出孔３６と湯水流出路とは、常時良好な連通状態に維持される。図８は、本実施形態の水側補助管部材１６及び湯側補助管部材１８がシリンダ体３０に当接する様子を示す概略図である。

本実施形態では、操作部４１の回転操作によって、水側補助管部材１６（水供給路）と水流入孔３４との連通量と、湯側補助管部材１８（湯供給路）と湯流入孔３５との連通量と、の比率が変化して温度調整が実現されるようになっている。

図９は、本実施形態のシリンダ体３０の位置制御の概略説明図である。本実施形態では、シリンダ体３０の回転位置に応じて温度調整がなされる。

図９（ａ）は、シリンダ体３０の周壁３３における水流入孔３４と湯流入孔３５の位置を概略的に示している。

図９（ｂ）は、水側補助管部材１６（湯水給路）と水流入孔３４との連通量が最大で、湯側補助管部材１８（湯供給路）と湯流入孔３５との連通が遮断される、という状態を概略的に示している。この時、湯水流出孔３６及び湯水流出路を介して出力される湯水混合水は、水：１００％、湯：０％、である。

図９（ｃ）は、図９（ｂ）の状態から操作部４１の回転操作によってシャフト体２０及びシリンダ体３０が回転位置を変え、水側補助管部材１６（水供給路）と水流入孔３４との連通量が５０％で、湯側補助管部材１８（湯供給路）と湯流入孔３５との連通量も５０％である、という状態を概略的に示している。この時、湯水流出孔３６及び湯水流出路を介して出力される湯水混合水は、水：５０％、湯：５０％、である。

図９（ｄ）は、図９（ｃ）の状態から更に操作部４１の回転操作によってシャフト体２０及びシリンダ体３０が回転位置を変え、水側補助管部材１６（水供給路）と水流入孔３４との連通が遮断され、湯側補助管部材１８（湯供給路）と湯流入孔３５との連通量が最大である、という状態を概略的に示している。この時、湯水流出孔３６及び湯水流出路を介して出力される湯水混合水は、水：０％、湯：１００％、である。

［基本的効果］
以上のように、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、シリンダ体３０の回転位置に応じて温度調整が実現されるため、コンパクトな水栓弁設計が実現され得る。

また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、操作部４１の電動化に支障がないため、温度調整の電動化を実現することに適している。

また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、シリンダ体３０を軸方向に貫通すると共にシリンダ体３０に固定（接続）されたシャフト体２０が設けられている。これにより、シリンダ体３０の位置を変更するための制御をシャフト体２０の位置を制御する比較的簡単な構成で実現することができる。

また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、シャフト体２０の左端部に固定（接続）されると共に操作部４１に対して回転方向に固定された接続部材としての摺動筒４３が設けられており、当該摺動筒４３は、操作部４１に対して軸方向には移動可能である。これにより、操作部４１の回転操作をシャフト体２０の回転力として確実に伝達することができる一方で、シャフト体２０の軸方向に作用し得る力が操作部４１の操作を阻害することがない。

また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、シャフト体２０の右端部の軸方向移動を規制する一方で、当該シャフト体２０の右端部の回転は規制しない支持機構５０が設けられている。これにより、シャフト体２０の右端部の軸方向移動を規制しながらも、シャフト体２０の回転、ひいては操作部４１の操作、を阻害することが抑制される。

［大気開放による効果］
また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、シャフト体２０がシリンダ体３０を軸方向に貫通しており、シャフト体２０の両端は、ハウジング体１０の内部空間と連通しない領域内にあって、大気開放されている。これにより、ハウジング体１０の内部空間の水圧がシャフト体２０に及ぼす影響が顕著に抑制されている。このため、シャフト体２０を回転させるのに必要なトルク（力）が小さくて済み、すなわち、電動化の実現にとって非常に都合が良い。

特に、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、シャフト体２０の左端は、樹脂製滑り軸受（ブシュ）４６ｂとＸリング４７ｂとによって、ハウジング体１０の内部空間と連通しないように遮断されており、シャフト体２０の右端は、樹脂製滑り軸受（ブシュ）５６ｂとＸリング５７ｂとによって、ハウジング体１０の内部空間と連通しないように遮断されている。このため、ハウジング体１０の内部空間の水圧がシャフト体２０に及ぼす影響が極めて効果的に抑制されている。また、シャフト体２０の左右両端の、ハウジング体１０の内部空間と連通しないように遮断されている部分の径は、等しくなっており、作用する水圧が相殺するように構成されている。

また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、ハウジング体１０の内部空間を区画するために、左側蓋部材４７と右側蓋部材５７とが設けられている。これにより、左側蓋部材４７及び／または右側蓋部材５７を取り外すことで、ハウジング体１０の内部の部品の組立ないし分解（例えばメンテナンス等のため）が容易である。

更に、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、左側蓋部材４７及び右側蓋部材５７の各々が、ハウジング体１０の軸方向端部よりも内方に位置している。これにより、シャフト体２０の長さが抑制されており、水栓弁装置１００のコンパクト化にとって都合が良い。

また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、ハウジング体１０とシリンダ体３０との間に、ゴム製の弾性部材（いわゆるパッキン）が存在せず、ハウジング体１０とシリンダ体３０との間を直接接触させて一定のシール性を持たせている。これにより、ハウジング体１０の内部でのシリンダ体３０の動作が、不所望に阻害されるおそれが小さい。このことも、シリンダ体３０の回転位置を変化させるトルク（力）が小さくて済むことに貢献している。

［水側補助管部材及び湯側補助管部材による効果］
また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、水側補助管部材１６がその一方側と他方側との間の水圧差に応じてシリンダ体３０の周壁３３に当接可能で且つ水流入孔３４に連通可能であり、同様に、湯側補助管部材１８がその一方側と他方側との間の水圧差に応じてシリンダ体３０の周壁３３に当接可能で且つ湯流入孔３５に連通可能であるため、シリンダ体３０の内部への水供給及び湯供給を確実に補助でき、ハウジング体１０とシリンダ体３０との間にゴム製の弾性部材を介在させる必要がない。このことも、シリンダ体３０の回転位置を変化させるトルク（力）が小さくて済むことに貢献している。

また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、水側補助管部材１６は、水供給路に対する摺動移動可能なストロークを規制する水側移動規制部を有し、湯側補助管部材１８は、湯供給路に対する摺動移動可能なストロークを規制する湯側移動規制部を有している。これにより、水側補助管部材１６及び湯側補助管部材１８の移動ストロークを所望の範囲に規制することができ、必要以上にシリンダ体３０の方に突出することが防止されている。

特に、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、水側移動規制部は、フランジ形状を有するフランジ部１６ｆとして提供され、湯側移動規制部も、フランジ形状を有するフランジ部１８ｆとして提供されている。これにより、水側移動規制部及び湯側移動規制部が比較的簡単に提供されている。

また、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒの硬度及び湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒの硬度が、シリンダ体３０の周壁３３の硬度よりも小さい。これにより、シリンダ体３０が不所望に摩耗することが抑制されている。一方、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒ、及び、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒは、シリンダ体３０の周壁３３に倣うように摩耗することが、むしろ好適である。

特に、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、シリンダ体３０の周壁３３は、所定の曲率半径を有する円筒面であり、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒは、所定の曲率半径を有する円筒面の一部であり、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒは、所定の曲率半径を有する円筒面の一部であり、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒの曲率半径及び湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒの曲率半径は、シリンダ体３０の周壁３３の曲率半径よりも大きい。これにより、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒ及び湯側補助管部材１８の上方側の面の各々の円弧状方向の両端部のみがシリンダ体３０に当接するという状態が回避され（円弧状方向の中央部でシリンダ体３０に当接する状態が確保され）、水側補助管部材１６の上方側の面１６ｒとシリンダ体３０との密着の程度が良好であり、同様に、湯側補助管部材１８の上方側の面１８ｒとシリンダ体３０との密着の程度も良好である。

また、本実施形態の水栓弁装置１００は、湯水を止水する湯水止水部が設けられている。これにより、流量調整機能によって最少流量に調整するたけでは止水が不完全である（遮断制御状態でのシール機能が不十分である）場合でも、確実な止水機能が確保されている。

特に、本実施形態の水栓弁装置１００によれば、湯水止水部は、水供給路の上流側に設けられる水止水部１１ｓと、湯供給路の上流側に設けられる湯止水部１３ｓと、によって構成されており、湯または水が他方の上流側に逆流することが防止されている。

１０ ハウジング体
１１ 水供給管
１１ｒ 接続口
１１ｓ 水止水部
１２ 水側連通孔
１３ 湯供給管
１３ｒ 接続口
１３ｓ 湯止水部
１４ 湯側連通孔
１５ 湯水流出口
１６ 水側補助管部材
１６ｆ フランジ部
１６ｇ 溝部
１６ｈ 管孔
１６ｒ 上方側（他方側）の受け面
１７ パッキン
１８ 湯側補助管部材
１８ｆ フランジ部
１８ｇ 溝部
１８ｈ 管孔
１８ｒ 上方側（他方側）の受け面
１９ パッキン
２０ シャフト体
３０ シリンダ体
３１ 右端壁
３２ 左端壁
３３ 周壁
３４ 水流入孔
３５ 湯流入孔
３６ 湯水流出孔
３７ 中心管部
３８ 隔壁
４０ 操作機構
４１ 操作部
４１ｓ 回転軸
４２ 回転筒
４３ 摺動筒
４４ 保持リング
４５ ハウジング筒
４６ 接続リング
４７ 左側蓋部材
４７ａ Ｏリング
４７ｂ Ｘリング
５０ 支持機構
５５ ハウジング筒
５７ 右側蓋部材
５７ａ Ｏリング
５７ｂ Ｘリング
５８ 止め輪
６１ 化粧板
６２ エルボ接続管
６３ 湯水供給管
１００ 水栓弁装置

Claims (6)

1. 中空円筒状に構成されたシリンダ体と、
   前記シリンダ体の周壁内にそれぞれ設けられた、水流入孔、湯流入孔、及び、湯水流出孔と、
   前記シリンダ体を回転可能に収容するハウジング体と、
   前記ハウジング体の内部空間に連通するようにそれぞれ設けられた、水供給路、湯供給路、及び、湯水流出路と、
   前記シリンダ体の軸方向一方側に、回転操作可能に設けられた操作部と、
   前記シリンダ体を軸方向に貫通すると共に、前記シリンダ体に接続ないし一体化されたシャフト体と、
   を備え、
   前記シャフト体の両端は、前記ハウジング体の前記内部空間と連通しない領域内にあって、大気開放されており、
   前記シリンダ体及び前記シャフト体は、前記操作部の回転操作によって回転位置を変えるようになっており、
   前記シリンダ体の回転位置に応じて、前記水供給路と前記水流入孔との連通量、前記湯供給路と前記湯流入孔との連通量、及び／または、前記湯水流出孔と前記湯水流出路との連通量、が変化することによって、温度調整が実現される
   ことを特徴とする水栓弁装置。
2. 前記シャフト体の両端が存在する領域は、シール部材によって、前記ハウジング体の前記内部空間と連通しないように遮断されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の水栓弁装置。
3. 前記シャフト体の一端部に接続ないし一体化されると共に、前記操作部に対して回転方向に固定された接続部材
   を更に備え、
   前記接続部材は、前記操作部に対して軸方向に移動可能となるように設置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の水栓弁装置。
4. 前記シャフト体の他端部の軸方向移動を規制する一方で、当該シャフト体の他端部の回転は規制しない保持部材
   を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水栓弁装置。
5. 前記ハウジング体は、前記内部空間を区画するために、軸方向一方側の蓋部材と、軸方向他方側の蓋部材と、を有している
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水栓弁装置。
6. 前記ハウジング体の前記蓋部材の各々は、前記ハウジング体の軸方向端部よりも内方に位置している
   ことを特徴とする請求項５に記載の水栓弁装置。

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