JP2814596B2 - 混合栓 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、湯と水を混合して任意の温度の湯を得る場
合などに利用される混合栓に関するものである。

従来の技術 例えば、湯と水の混合栓においては、一般に湯と水の
流量をそれぞれ規制する一対の弁を背反的に開閉するこ
とにより混合湯温を設定し、比例的に開閉することによ
り出湯量を設定するように構成されているが、それだけ
では湯と水の供給圧が大きく変化した場合には、意図し
た通りの温度の湯を安定して得るのが困難であるため、
前記一対の弁に対する流体の供給圧を均等にする手段が
設けられている。

そのような混合栓の具体構成例を、第４図に基づいて
説明する。弁箱31内には均圧室32と混合室33の２つの室
を形成されている。均圧室32には軸心方向中央部に適当
間隔あけて湯と水の流入口34a,34bが形成され、両端部
の調圧部35a,35bに前記混合室33と連通する通孔36a,36b
が形成されている。

前記均圧室32内には、軸体37の中央に仕切り板38を設
け、軸体37の前記流入口34a,34bより軸心方向外側位置
に、前記調圧部35a,35bを区画するコーン部外39a,39bを
設けた均圧部材40が軸心方向に移動自在に収容されてい
る。

前記混合室33の内周面には、前記通孔36a,36bより軸
心方向内側位置に一対の弁口41a,41bが形成され、中央
部には流出口42が形成されている。この混合室33内に、
モータによる回転駆動とねじ機構の組合せによって回転
に伴って軸心方向移動するように構成された操作軸43が
配置され、この操作軸43にその移動に伴って前記弁口41
a,41bを背反的に開閉する一対の弁体44a,44bが固定され
ている。また、前記流出口42の近傍には温度センサ45が
配設されている。46は流量センサである。流量センサ46
の下流側にはモータによる回転駆動とねじ機構の組合せ
によって回転に伴って軸心方向に移動するように構成さ
れた操作軸47が配置されている。この操作軸47には弁内
48が固定されており、操作軸47の移動によって弁口49の
開度を調節し、出湯流量を調節している。

以上の構成において、均圧部材40が一定位置でバラン
スしている状態で、湯と水の供給圧が変化すると、供給
圧の高い方の調圧部35aまたは35bの圧力が高くなり、そ
の結果、均圧部材40が供給圧の低い方の調圧部35bまた
は35aに移動し、その結果、供給圧の高い方の調圧部35a
または35bへの流路が絞られるとともに供給圧の低い方
の調圧部35bまたは35aへの流路が広げられることによっ
て再び両調圧部35a,35bの圧力が等圧となる。そして、
これら調圧部35a,35b内の湯と水は通孔36a,36bを通り、
操作軸43によって位置決めされた弁体44a,44bによって
任意の開度に設定された弁口41a,41bを通って互いに混
合され、所望の温度の湯が流出口42から流出する。ま
た、流出口42から流出した湯の温度を温度センサ45で検
出し、設定温度との差異に応じて操作軸43を操作するこ
とによって設定温度に精度良く一致した湯が得られるの
である。さらに、流出口42から流出した湯の流量は、操
作軸47を操作することにより弁体48を移動させ弁口49の
開度を調節することにより、所望の流量に設定すること
ができる。また、流量は流量センサ46で検出され、設定
流量との差異に応じて操作軸47を操作することによって
設定流量に精度良く一致した湯が得られるものである。

発明が解決しようとする課題 ところが、以上のような構成では、均圧室と混合室を
設ける必要があるとともに、流量調節部材を混合室の下
流側に設ける必要があるため、大型で重量も大きくなる
という問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、小型・軽量な混
合栓の提供を目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するため、一対の流入口を
形成した筒状弁箱内に往復回転操作自在に筒状弁を配置
し、筒状弁に各流入口から流入した流体を筒状弁に流入
させる通孔を形成し、前記流入した流体がそれぞれ導か
れる一対の調圧室を区画するともに両調圧室の圧力を均
一化する均圧手段を筒状弁内に配置し、前記筒状弁箱に
前記一対の調圧室に対応させて流出口を形成するととも
に、一対の調圧室に筒状弁の回転位置に対しては前記流
出口に対する開度が背反的に変化し、かつ前記筒状弁の
軸心方向位置に対しては前記流出口に対する開度が比例
的に変化する弁口を形成し、前記流出口から出た流体を
合流させる混合流路を設けたことを特徴とする。

作 用 本発明は上記構成を有するので、筒状弁箱の一対の流
入口から流入した流体は、通孔を通って筒状弁内に入
り、それぞれ一対の調圧室に流入するとともに均圧手段
によってこれら調圧室の圧力が均一化され、これら調圧
室内の等圧の流体は弁口および流出口を通って混合流路
に流出する。その際、弁口の流出口に対する開度は、筒
状弁の回転位置に対しては背反的に変化するとともに往
復方向位置に対しては比例的に変化するので、弁口およ
び流出口を通って流出する流体の混合比率は筒状弁の回
転位置によって一意的に定まるとともに流量は筒状弁の
往復方向位置によって一意的に定まる。すなわち、筒状
弁の回転位置および往復方向位置を決定することによ
り、所望の湯温かつ所望の流量の混合流体が得られる。
従って、筒状弁箱内には筒状弁を配置する１つの室を形
成するだけでよいので小型・軽量化できる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて
説明する。

１は弁本体で、流入部２と筒状弁箱３と混合流出部４
により構成されている。流入部２には、湯入口5aを一端
に開口された湯の流入路５と、水入口6aを一端に開口さ
れた水の流入路６とを備えており、これら流入路5,6に
は図示しないストレーナや逆止弁等が配置されている。

前記筒状弁箱３の内周面には、その軸方向中央位置の
両側に間隔を設けて一対の環状溝7a,7bが形成され、こ
れら環状溝7a,7bから前記流入路5,6の他端に連通する流
入口8a,8bが形成されている。

筒状弁箱３内には、筒状弁９が配置され、その軸方向
一端には、筒状弁箱３の側壁を貫通する操作軸10が結合
されている。この操作軸10は図示しない駆動手段によっ
て一定角度範囲で回転運動可能かつ一定範囲で軸方向直
線運動可能に構成されている。11は操作軸10の貫通部を
シールするＯリングである。前記筒状弁内９には、各流
入口8a,8bから流入した流体を筒状弁９内に流入させる
複数の通孔12a,12bが周方向に適当間隔おきに形成され
ている。

また、この筒状弁９内には、前記通孔12a,12bから流
入した流体がそれぞれ導かれる一対の調圧室13a,13bを
区画するとともに、これら調圧室13a,13bの圧力を均一
化する均圧部材14が配置されている。この均圧部材14
は、軸体15の中央に設けられた仕切り板16と、軸体15の
前記通孔12a,12bより軸方向外側位置に設けられた羽根
車17a,17bを備えており、これら羽根車17a,17bは前記調
圧室13a,13bを区画するとともにこの調圧室13a,13bに向
かって流れる流体によって回転駆動力を受けるように構
成されている。

また、この調圧部材14がいずれかの調圧室13aまたは1
3b側に移動したとき、その羽根車17aまたは17bの外周と
筒状弁９の内周面との間の流路が広がり、反対側の流路
が絞られるように、筒状弁９の内周面の両端部にそれぞ
れ大径段部9a,9bが形成されている。

前記筒状弁箱３には、前記一対の調圧室13a,13bに対
応させて流出口18a,18bが形成されており、各調圧室13
a,13bには、弁口19a、19bが形成されている。第２図は
筒状弁９の回転角度と弁口19a,19bの開度の関係の一例
を示した図である。第２図において、実線24a,破線24b
はそれぞれ弁口19a,19bの開度を示しており、前記弁口1
9a,19bの開度は筒状弁９の回転位置に対しては背反的に
変化するように形成されている。一方、第３図は筒状弁
９の往復方向変位と弁口19a,19bの開度の関係の一例を
示した図である。第３図において、実線25a,破線25bは
それぞれ弁口19a,19bの開度を示しており、前記弁口19
a,19bの開度は筒状弁９の軸心方向位置に対しては比例
的に変化するように形成されている。

前記混合流出部４には、前記流出口18a,18bから出た
流内を合流させて流体出口21に導く混合流路20が形成さ
れている。また、合流部22の下流近傍には温度センサ23
が配設されている。

以上の構成において、湯入口5aから圧力Phで湯を、水
入口6aから圧力Pcで水を供給すると、それぞれ流入口8
a,8b、環状溝7a,7bおよび通孔12a,12bを通って筒状弁９
内に入るとともに、均圧部材14の仕切り板16にて両側に
分かれ、さらに均圧部材14の羽根車17a,17bと筒状弁９
の内周面との間の隙間を通って調圧室13a,13b内に流入
する。

このとき、均圧部材14が一定位置でバランスしている
状態では、両調圧室13a,13bの圧力PaとPbは、前記PhとP
cに関係なく同じ圧力となっている。

ここで、湯と水の供給圧PhとPcが変化すると、供給圧
の高い方の調圧室、例えば湯が流入する調圧室13aの圧
力が高くなり、その結果、均圧部材14が供給圧の低い調
圧室13b側に移動し、その結果、供給圧の高い方の調圧
室13aへの流路が絞られるとともに供給圧の低い方の調
圧室13bへの流路が広げられることによって再び両調圧
室13a,13bの圧力が等圧となる。

そして、これら調圧室13a,13b内の均圧化された湯と
水は、操作軸10によって位置決めされた筒状弁９の回転
位置と往復方向位置に対応して開度が一意的に設定され
ている弁孔19aと19bおよび流出口18aと18bを通って所定
の流量および流量比率で混合流路20に流出し、合流部22
で互いに合流して混合され、所望の温度かつ所望の流量
の湯が流体出口21から流出する。

また、合流部22の下流近傍で温度センサ23によって混
合された湯の温度が検出され、検出温度と設定温度との
差異に応じて操作軸10が操作されることによって設定温
度に精度良く一致した湯が得られるのである。

なお、本実施例においては流量センサを配設していな
い場合について説明したが、流量センサを配設すれば流
量調節がより精度良く行えることは言うまでもない。ま
た、本実施例においては操作軸10が筒状弁９の一端に結
合されており前記操作軸10を駆動手段によって一定角度
範囲で揺動運動可能かつ一定範囲で往復方向直線運動可
能に構成されている場合について説明したが、必ずしも
この様な構成である必要はない。例えば、筒状弁９の一
端に一定角度範囲で揺動運動可能な操作軸を結合し湯水
の混合比率を変化させ、他端にモータによる回転駆動と
ネジ機構の組合せ等によって往復方向に移動するように
構成された操作軸を結合し筒状弁を一定範囲で軸心方向
直線運動させることにより流量を変化させるような構造
であってもよいことは言うまでもない。

発明の効果 本発明の混合栓によれば、以上のように筒状弁箱内に
配置した筒状弁内に均圧手段を配置しているので、筒状
弁箱には筒状弁を配置する１つの室を形成するだけでよ
く、小型・軽量化でき、かつ筒状弁の回転位置に対して
は前記流出口に対する開度が背反的に変化し筒状弁の往
復方向位置に対しては前記流出口に対する開度が比例的
に変化する弁口を形成しているので、筒状弁の回転位置
で混合比率を、筒状弁の往復方向位置で流量を設定で
き、その実用的効果には大いなるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は縦
断正面図、第２図は第１図に示した操作軸の回転位置と
弁口の開度の関係の一例を示す図、第３図は第１図に示
した操作軸の軸心方向変位と弁口の開度の関係の一例を
示す図、第４図は従来例の縦断正面図である。 ３……筒状弁箱、8a,8b……流入口、９……筒状弁、12
a,12b……通孔、13a,13b……調圧室、14……均圧部材、
18a,18b……流出口、19a,19b……弁口、20……混合流
路、22……合流部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−2078（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−24375（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−309071（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−14977（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−206174（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−11178（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 11/06 - 11/078 F16K 11/085

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の流入口を形成した筒状弁箱内に往復
   回転操作自在に筒状分を配置し、前記筒状弁に前記各流
   入口から流入した流体を前記筒状弁内に流入させる通孔
   を形成し、前記流入した流体がそれぞれ導かれる一対の
   調圧室を区画するとともに前記両調圧室の圧力を均一化
   する均圧手段を前記筒状弁内に配置し、前記筒状弁箱に
   前記一対の調圧室に対応させて流出口を形成するととも
   に、前記一対の調圧室に、前記筒状弁の回転位置に対し
   ては前記流出口に対する開度が背反的に変化し、かつ前
   記筒状弁の往復方向位置に対しては前記流出口に対する
   開度が比例的に変化する弁口を形成し、前記流出口から
   出た流体を合流させる混合流路を設けたことを特徴とす
   る混合栓。