JP2985994B2

JP2985994B2 - サーモスタットミキシングバルブ

Info

Publication number: JP2985994B2
Application number: JP4301391A
Authority: JP
Inventors: 正寿榎; 節雄伊藤; 正昭伊藤
Original assignee: TOTO KIKI KK
Current assignee: TOTO KIKI KK
Priority date: 1992-11-11
Filing date: 1992-11-11
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JPH06147333A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動温度調整機能を持
つサーモスタットミキシングバルブに係り、特に感温部
による弁体の作動を適正化して混合水温度の安定を図る
ようにした装置構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動温度調整機能を持つサーモスタット
ミキシングバルブは、たとえば浴室用のシャワー設備や
洗面化粧台等に備える湯水混合栓として利用されてい
る。

【０００３】このサーモスタットミキシングバルブの基
本構造は、本体の内部流路に感温機能部を組み込み、こ
れによって温度変動を生じたときに水と湯との混合比を
一軸上で変える弁体を移動させ、混合水の温度を設定し
た温度に維持するというものである。

【０００４】この感温機能部の例として、たとえば実開
昭６２−５０３８５号公報に記載されているように、熱
膨張・収縮性のワックスを封入した感温体を用い、この
感温体の一端から出没するピンの動きによって弁体の位
置を変更するものがある。

【０００５】また、このようなワックスの熱膨張・収縮
を利用するのに代えて、混合水流路内に金属又は合成樹
脂を素材とした形状記憶素子製のスプリングを収納し、
混合水温度の変動に基づくスプリングの軸線方向への膨
張及び収縮によって温度調整するようにしたものもあ
る。

【０００６】これらの何れにおいても、本体の内部流路
を流れる混合水に感温部を曝し、この感温部の熱膨張・
収縮を変換手段として弁体を移動させ、湯側と水側の弁
開度を変更することによって、自動温度調整を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ワックスを
封入した例では、感温体の容器が混合水とワックスとの
間の伝熱層となる。このため、混合水の熱量がワックス
に直接伝達されず、内部流路の混合水の温度が変化した
ときにこれを補正するように弁体を移動させるときの応
答遅れを生じやすい。したがって、温度変動を生じたと
きに、熱い又は冷たい混合水が一時的に吐出されること
になり、使い勝手に影響を及ぼす。

【０００８】一方、形状記憶素子製のスプリングを用い
る場合では、混合水の中に直接曝されることから、先の
ワックスを利用するものに比べると、温度変動に対する
応答遅れの問題はない。

【０００９】しかしながら、内部流路に組み込んだスプ
リングに与える作用力は複雑に変化するため、安定した
弁体の作動に障害が残る。すなわち、スプリングに作用
する外力としては、混合水の供給圧，流動圧及び弁体の
周りと本体の内壁との間に設けたパッキンによる摺動抵
抗等が挙げられる。そして、供給圧自身の変動や流量の
大小による流動圧の増減及びシール圧の変化によって、
スプリングに作用する力が変化する。このような作用力
の変化を補正するために、スプリングとは反対方向に付
勢するバイアススプリングを設けてはいるものの、作用
力の変化に追従して弁体を安定して作動させることは困
難に近い。

【００１０】このように、合金や合成樹脂を利用した形
状記憶素子を感温機能に用いるものでは熱応答性の面で
は優れているが、弁体の安定作動に問題が残る。

【００１１】本発明において解決すべき課題は、形状記
憶素子製のスプリングを感温機能として用いるサーモス
タットミキシングバルブにおいて、弁体の安定作動を確
保して自動温度調整機能を確実に実行できるようにする
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、水流入口と湯
流入口とを軸線方向に間隔をおいて周壁に開けたハウジ
ングと、前記水流入口と湯流入口との間の前記ハウジン
グの内壁をシール摺動面として軸線方向に移動可能に組
み込んだほぼ中空円筒状の弁体と、前記水流入口側で前
記弁体の軸線方向の一端面に対向する水弁座と、前記湯
流入口側で前記弁体の軸線方向の他端面に対向する湯弁
座と、前記水弁座の下流側のハウジングの周壁に開けた
混合水流出口と、前記水弁座から混合水流出口までの混
合水流路中に組み込まれ前記弁体を温度設定用の操作部
に連接し且つ該弁体を前記湯弁座側に付勢する形状記憶
素子製のスプリングとを備えたサーモスタットミキシン
グバルブにおいて、前記弁体と前記シール摺動面との間
に、前記水流入口及び湯流入口からの給水圧及び給湯圧
の差による前記弁体への軸線方向の負荷を零とする圧力
平衡機構を持たせたことを特徴とする。

【００１３】弁体の水弁座及び湯弁座への着座部を円弧
状の断面形状とし、水弁座及び湯弁座に線接触閉弁可能
な構成とすることもできる。

【００１４】また、弁体の内部に水弁座と湯弁座よりも
外側に突き出る長さのスリーブ軸を設けると共にこのス
リーブ軸に端部から軸線方向に複数のスリットを切開
し、ハウジングの内壁にスリットを相対摺動可能にガイ
ドするリブを備えるようにしてもよい。

【００１５】更に、弁体を弾性変形可能な素材とすると
共に周壁にスリットを軸線方向へ切開した割りリング状
の断面形状とし、弁体の周壁に水流入口及び湯流入口の
それぞれに整合可能な水用開口及び湯用開口を開け、ハ
ウジングの内周壁にスリットの幅よりも大きな突条を設
け、このスリットを突条に摺動可能に挿し込み周壁の拡
開によって弁体をハウジングの内周壁に密着させて組み
込む構成とすることもできる。

【００１６】そして更に、弁体の上流側又は下流側の流
路系に定流量弁を組み込むようにしてもよい。

【００１７】

【作用】給水圧及び給湯圧の差に基づく弁体への負荷を
零とするように、弁体自身とハウジングのシール摺動面
との構成を持たせることによって、通水時における軸線
方向への弁体の負荷及びその変動の発生が抑えられる。
これにより、軸線方向への弁体の動きが抑制され、水弁
座及び湯弁座との間の弁開度を適正に維持することが可
能となる。

【００１８】弁体の着座面を円弧状断面として弁座に線
接触閉弁させる構成では、弁座と弁体との間を通過する
流線が緩やかになり、キャビテーションの発生が抑えら
れ、弁体の位置の安定性が維持される。

【００１９】弁体に設けたスリーブ軸に設けたスリット
とハウジング側のリブとによるガイド構造によって、弁
体の軸線方向の移動を安定させることができ、スプリン
グによる両端支持であってもその姿勢を保持した動作が
可能となる。

【００２０】また、弁体を割りリング状の横断面形状と
してその円周方向に水用及び湯用の開口を設けると、弁
開度を決定する弁体の軸線方向への移動に給水圧及び給
湯圧は無関係となり、安定した弁体の作動が維持され
る。

【００２１】更に、弁体の上流又は下流に定流量弁を備
えていると、給水圧と給湯圧の差の上限を決めることが
でき、許容範囲内での流量に設定することで弁体の安定
動作が可能となる。

【００２２】

【実施例】図１はサーモスタットミキシングバルブの要
部の構造の概略を示す正面縦断面図である。

【００２３】図において、湯水混合栓の本体（図示せ
ず）の中に組み込まれるハウジング１の周壁には軸線方
向に間隔をおいて水流入口１ａ及び湯流入口１ｂをそれ
ぞれ開けると共に、これらの流入口１ａ，１ｂに連通す
る下流側には混合水流出口１ｃを開けている。水流入口
１ａは湯水混合栓の本体の中の給水室に連通し、同様に
湯流入口１ｂと混合水流出口１ｃはそれぞれ湯室及び混
合室に連通し、この混合室を経由して混合水が吐出端か
ら吐出される。

【００２４】ハウジング１の内部には、水流入口１ａ側
及び湯流入口１ｂ側にそれぞれ水弁座２及び湯弁座３を
設ける。そして、これらの水弁座２と湯弁座３との間に
は、軸線方向に移動可能なほぼＨ状の縦断面を持つ温度
調整用の弁体４を組み込む。この弁体４は、その軸線方
向の両端を水弁座２及び湯弁座３との着座面とし、水側
と湯側とを区画する隔壁４ａに連絡口４ｂを開けたもの
である。そして、弁体４の周りには環状のパッキン５を
組み込み、このパッキン５をハウジング１の内壁に密着
させて水側と湯側とを遮断している。

【００２５】ハウジング１の内部は、弁体４によって水
室１ｄ及び湯室１ｅに区画され、これらの下流に混合室
１ｆが形成される。そして、混合室１ｆから水室１ｄに
かけて、一端が弁体４の隔壁４ａに突き当たるスリーブ
６を組み込む。このスリーブ６は水室１ｄに臨む周壁に
水用の開口６ａを開け、隔壁４ａの連絡口４ｂを包囲す
る内径を持つ。そして、スリーブ６によって水室１ｄ及
び湯室１ｅと混合室１ｆとが連通し、弁体４の水弁座２
及び湯弁座３に対する弁開度に応じた量比の水と湯が混
合室１ｆへ供給される。

【００２６】混合室１ｆには、ハウジング１の内壁に一
端が突き当たり他端をスリーブ６の端面に嵌め込んだ形
状記憶合金製のスプリング７を組み込む。このスプリン
グ７は従来例でも述べたように、混合室１ｆ内を通過す
る混合水の温度に感応して膨張，収縮し、吐出される混
合水の温度が設定温度に保持されるように弁体４をシフ
トさせる機能を持つ。なお、スプリング７は合金製に限
らず、合成樹脂製の形状記憶素子を素材とするものであ
ってもよい。

【００２７】弁体４の位置設定は、ハウジング１に対し
てネジ接合したスピンドル８のハンドル８ａによって行
う。このスピンドル８の一端はスリップワッシャ等を介
してスプリング７に連接され、ハンドル８ａ操作によっ
て軸線方向へ移動させることにより、スプリング７を介
して弁体４を設定温度値に対応した位置に設定すること
ができる。

【００２８】更に、湯室１ｅにはスプリング７と反対方
向に弁体４を付勢するバイアススプリング９を組み込
む。このバイアススプリング９は弁体４を水弁座２側に
移動させる機能を持ち、温度設定用のスプリング７に対
して弁体４の位置をバランスさせる。

【００２９】図２は弁体４に作用する荷重の発生を説明
するための図である。

【００３０】弁体４を保持する本体１の内壁ガイド１ｇ
の内径をＤ，パッキン５のシール面外径をｄとし、水流
入口１ａからの給水圧をＰ_C，湯流入口１ｂからの給湯
圧をＰ_Hとするとき、次式のＦで与えられる作用力がパ
ッキン５に作用する。

【００３１】Ｆ＝（Ｐ_C−Ｐ_H）・（Ｄ²−ｄ²）π／４・・・（１）この作用力Ｆは、パッキン５が弁体４に一体となってい
ることから弁体４を押す力となり、弁体４を水弁座２及
び湯弁座３に対する設定位置での安定性に影響を及ぼ
す。すなわち、作用力Ｆは給水圧と給湯圧を変数とする
ので、これらの値の変動によって弁体４が図において左
又は右側へ押され、水側及び湯側の弁開度が変動してし
まい、混合水温度が設定した値から外れる結果となる。

【００３２】このような作用力Ｆの発生による弁体４の
不安定さを解消するため、次の各種の例が考えられる。

【００３３】図３は、内壁ガイド１ｇに環状の凹部１ｈ
を設け、この凹部１ｈの中にパッキン５を嵌め込んで保
持した例である。

【００３４】この構造では、移動する弁体４の外径ｄに
対して、式（１）におけるＤの値はパッキン５のシール
面である。このため、Ｄ＝ｄの関係が成立し、先の式
（１）によるＦの値は零となり、弁体４に作用する外力
はない。

【００３５】図４は、弁体４の周りにパッキン５を一体
化したものにおいて、水弁座２及び湯弁座３側の端部周
面に外側へ突き出した圧力受け４ｃ，４ｄを環状に形成
した例である。

【００３６】パッキン５のシール面の外径ｄと内壁ガイ
ド１ｇの内径Ｄの関係は図２の場合と同様であり、圧力
受け４ｃ，４ｄの外径は内壁ガイド１ｇの内径のＤと等
しい。したがって、パッキン５に作用する給水圧と給湯
圧は同時にそれぞれ圧力受け４ｃ，４ｄにも作用する。
そして、パッキン５の受圧面積と圧力受け４ｃ，４ｄの
受圧面積は、（Ｄ²−ｄ²）π／４で表せる同じ値なの
で、給水圧と給湯圧はそれぞれ水側の圧力受け４ｃ及び
湯側の圧力受け４ｄによって相殺される。このため、弁
体４に外力は作用せず、設定位置に安定保持される。

【００３７】図５は図４の例のものから水側の圧力受け
４ｃを取り除き、湯側の圧力受け４ｄのみを備えた例で
ある。

【００３８】この場合では、湯側においてパッキン５と
圧力受け４ｄとの間で圧力平衡が保たれる。このため、
給水圧と給湯圧との差が大きく変動しない場合では、こ
の圧力平衡によって弁体４を安定保持することができ
る。

【００３９】図６の例は弁体４の上流からの給湯圧が給
水圧よりも高くなる場合の圧力補償を可能とした例であ
る。

【００４０】パッキン５は内壁ガイド１ｇの凹部１ｈに
組み込まれ、弁体４の外径はｄ₁である。そして、弁体
４が水室１ｄ側に位置する外周面の肉を取り、その外径
をｄ₂とする。このとき、給水圧によって弁体４が図に
おいて左側に押されるときの作用力ｆは、ｆ＝Ｐ_C・
（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）π／４である。したがって、この作用力
ｆが（Ｐ_H−Ｐ_C）に相当するように設計すれば、弁体
４に対する外力を無くすことができる。

【００４１】図７は図６の例と同様であり、弁体４が水
室１ｄ側に臨む面をテーパ面状として、軸線方向に投影
した給水の受圧面を（ｄ₂ ²−ｄ₁ ²）π／４とした例であ
る。この場合でも、先の式ｆによって得られる作用力を
給湯圧と給水圧の差に相当させることによって、弁体４
に対する外力の発生はない。

【００４２】図８の例は、弁体４が湯室１ｅの中に位置
する側の端面に設ける圧力受け４ｄの外径をｄ₃として
設けたものである。この例では、給湯圧によって圧力受
け４ｄには、Ｐ_H・（ｄ₃−ｄ₁）π／４の作用力が図
において左方向に発生する。したがって、（Ｐ_H−
Ｐ_C）に相当するようにこの作用力を働かせることによ
り、弁体４を安定保持することが可能となる。

【００４３】図９は図６及び図７の例に対して、パッキ
ン５を弁体４に一体に装着した点で異なる構成としたも
のである。この例でも先の説明と同様に、弁体４に作用
する外力を相殺してその安定保持を図ることができる。

【００４４】また、図１０は図８の例に対して、パッキ
ン５を弁体４に一体化した点で異なり、パッキン５のシ
ール面の外径ｄ₁と弁体４の湯側の圧力受け４ｄの外径
ｄ₃の関係を（Ｐ_H−Ｐ_C）に相当させることによっ
て、弁体４への外力の作用を無くした例である。

【００４５】更に、図１１の例は、図６と図８の例の構
造を合成したものである。

【００４６】この例では、給水側で外径ｄ₁，ｄ₂の差
に相当する受圧面積を得ると同時に、給湯側で外径
ｄ₃，ｄ₁の差に相当する受圧面積を形成し、それぞれ
に給水圧Ｐ_C及び給湯圧Ｐ_Hを乗ずることによって得ら
れる作用力によって、（Ｐ_H−Ｐ_C）の圧力差を相殺す
ることができる。

【００４７】以上のように、弁体４の外径とパッキン５
によるシール面の径及び内壁ガイド１ｇの内径との関係
を適切にし、弁体４自身に給水圧及び給湯圧に関しての
圧力平衡を持たせることができる。したがって、弁体４
をその設定位置に安定保持することができ、使用中での
混合水の温度変動の発生を防止できる。

【００４８】ここで、弁体４の着座面の形状や水弁座２
及び湯弁座３の受け面の形状も、水や湯が流動するとき
の弁体４への作動抵抗に大きく影響する。

【００４９】図１２は従来から利用されている弁体４と
弁座（図示の例では湯弁座３として説明する）の詳細を
示すものである。

【００５０】湯弁座３はその着座面３ａを弁体４の軸線
方向の動きと直交する平坦面として形成し、一方弁体４
は着座面３ａに突き当たる端部の外周の肉を盗んだ形状
を持つ。そして、弁体４の着座面４ｅも、軸線と直交す
る平面内に含まれる平坦面状である。

【００５１】このような着座面３ａ，４ｅの関係では、
図示のように湯室１ｅの中の湯が弁体４の中に入り込む
とき、流路の曲がりが急激であることから、流れのキャ
ビテーションを発生しやすい。このため、通水音が大き
くなるほか、弁要素の耐久性にも影響を及ぼす。

【００５２】また、着座面３ａ，４ｅはいずれも平坦面
であり、完全に流路を閉じるときにはこれらの着座面３
ａ，４ｅどうしが面接触する。このため、加工精度を高
くししかも組立て誤差も抑えたものとしておかないと、
流路を全閉したときの漏水を招くことになる。

【００５３】これに対し、図１３の（ａ）に示すよう
に、弁体４の着座面４ｅを円弧状の断面とすれば、流線
の急激な曲がりを抑えることができ、キャビテーション
の発生の抑止に有効である。また、着座面４ｅは湯弁座
３の着座面３ａに対して線接触するので、シール圧が高
く維持でき、漏水対策にも好適となる。

【００５４】更に、図１３の（ｂ）は、円弧状断面の着
座面４ｅに加えて、図４，図５及び図８に示したような
圧力受け４ｄを設けた例である。この圧力受け４ｄは着
座面４ｅから連続して外側へ膨らむ形状であり、流れ込
む湯の流線を緩やかにしてキャビテーションの発生の防
止が可能である。

【００５５】図１４は湯弁座３の着座面３ａをテーパ面
状とした例である。

【００５６】先の例では、着座面３ａは弁体４の移動方
向と直交する向きとしたのに対し、弁体４が着座する向
きに先細りとなるように着座面３ａはテーパ状に形成さ
れている。このため、湯室１ｅの中から湯が弁体４の中
に流れ込むときには、球面状の弁体４の着座面４ｅに沿
うようにテーパ状の着座面３ａが位置するので、先の例
よりも流線を速やかに弁体４側へ導くことができる。こ
のため、キャビテーションの発生がより一層効果的に抑
えられ、シールも同様に確実に行われる。

【００５７】更に、図１５は弁体４が内壁ガイド１ｇの
中で同軸上でビビリ等を生じることなく速やかに作動で
きるようにした例である。

【００５８】図において、弁体４にはスリーブ軸１０を
その中心に同軸上に一体化している。このスリーブ軸１
０は、水弁座２と湯弁座３との間の距離よりも大きな軸
線方向の長さを持ち、図１６及び図１７に示すように、
端部には複数のガイド１０ａを設けている。一方、ハウ
ジング１の内周壁にはガイド１０ａが入り込む複数のリ
ブ１０ｂを設けている。

【００５９】スリーブ軸１０はそのガイド１０ａがリブ
１０ｂの中に差し込まれるので、弁体４が移動するとき
に弁体４の捩じれやへたり等に対する拘束力が得られ
る。このため、両端をスプリング７とバイアススプリン
グ９とによって保持されていて、動作のときに弁体４の
軸線が傾きやすい組立て構造であっても、スリーブ軸１
０を備えたことによって、常に弁体４をハウジング１の
中の内壁ガイド１ｇに対して同軸上で移動させることが
できる。

【００６０】したがって、弁体４が自動温度調整のとき
に移動するときに、ビビリ等を伴うことなく動作でき、
温度変動に対して即座に水弁座２及び湯弁座３側の弁開
度を変更することによって、設定温度からの温度の外れ
が防止される。

【００６１】図１８は先の例とは異なる弁構造の例を示
す要部の縦断面図、図１９は図１８のＢ−Ｂ線矢視によ
る縦断面図である。

【００６２】図１で示したものと同様のハウジング１１
の周壁には、軸線方向に間隔をおいて水流入口１１ａと
湯流入口１１ｂとを開け、下流には混合水流出口１１ｃ
を設ける。そして、これらの水流入口１１ａと湯流入口
１１ｂにかけてのハウジング１１の内部には、円筒状の
弁体１２がその軸線方向に移動可能に組み込まれてい
る。この弁体１２はその一端をバイアススプリング１３
によって図１８において右側へ付勢され、他端には形状
記憶合金製のスプリング１４を連接している。

【００６３】なお、スプリング１４を介して弁体１２を
その軸線方向へ移動させる構成は、図１に示したものと
同様でありその詳細は省略する。

【００６４】図２０は弁体１２の概略斜視図であり、周
面には軸線方向にスリット１２ａを切開している。そし
て、この弁体１２の素材は、たとえば合成樹脂又は薄肉
の金属板等の弾性材とし、スリット１２ａを設けたこと
によって図中の矢印方向に縮径拡大変形可能とする。ま
た、弁体１２の外周面には、ハウジング１１の内周壁と
の間での摺動を速やかにするため、たとえばフッ素シー
トを一体化したりフッ素コーティングを施したり、アモ
ルファスダイヤモンド又はカーボンのコーティングを設
ける。

【００６５】更に、弁体１２には、その円周方向に２条
の水用開口１２ｂと湯用開口１２ｃを設ける。これらの
開口１２ｂ，１２ｃは、図１８に示すように両方ともが
それぞれの相手の水流入口１１ａと湯流入口１１ｂに部
分的に整合可能な大きさと互いの離間距離を持たせたも
のとする。そして、弁体１２を図１８において右側に移
動させると、水流入口１１ａと水用開口１２ｂとの整合
度が大きく且つ湯側ではこれが小さくなり、混合水を低
温側に設定することができる。また、逆向きに弁体１２
を移動させれば、湯流入口１１ｂと湯用開口１２ｃの整
合度が大きくなって高温側に設定される。

【００６６】ハウジング１１の中には、弁体１２のスリ
ット１２ａに嵌まり込む突条１１ｄを軸線方向に設け
る。この突条１１ｄの幅寸法は、自然状態にある弁体１
２のスリット１２ａの開口幅よりも少し小さいものとす
る。

【００６７】ここで、自然状態にあるときの弁体１２の
外径は、これを組み込む部分のハウジング１の内径より
も少し大きくする。これにより、弁体１２をハウジング
１の中に嵌め込むと、弁体１２は縮径するように弾性変
形し、その弾性反力によって弁体１２の周面をハウジン
グ１の内周壁に密着させることができる。

【００６８】このような円筒状の弁体１２を備えた例で
は、ハンドル（図示せず）の操作によって、スプリング
１４を介して軸線方向に弁体１２を移動させることによ
って、水流入口１１ａと水用開口１２ｂ及び湯流入口１
１ｂと湯用開口１２ｃのそれぞれの整合度に応じて混合
水の温度を設定できる。また、形状記憶合金製のスプリ
ング１４が混合水流路の中に位置していることから、混
合水の温度変動が生じたときにはこのスプリング１４の
膨張及び収縮によって弁体１２をその軸線方向にシフト
させることで自動温度調節が可能である。

【００６９】また、流入する水と湯は弁体１２の周壁に
開けた水用開口１２ｂ及び湯用開口１２ｃから流れ込ん
でそのまま下流に流れ去る。このため、弁体１２自身に
はその軸線方向に給水圧や給湯圧を受けることがなく、
圧力変動による弁体１２の不安定な動きを発生しない。
したがって、給水圧や給湯圧が変動してもこれに関係な
く弁体１２を安定保持することができ、混合水の温度の
安定化が図られる。

【００７０】以上の各構成では、主に弁体の構造を改良
することによってその動きの安定性を確保している。こ
れに対し、弁体の移動の際の摺動抵抗を発生するパッキ
ンを適正化することによって、弁体の動きを安定させる
ことも可能である。

【００７１】たとえば、図１〜図１１で説明した弁体４
の周りに配置するパッキン５は、その機能としてシール
性が要求されるほか、摺動抵抗を小さくすることも重要
である。摺動抵抗の小さいパッキンとするには、たとえ
ばフッ素をゴムに配合したもの、オイルをゴムに含浸し
たもの等が利用できる。

【００７２】また、パッキン５自身が弾性変形しやすい
ものとするため、Ｘ，Ｙ又はＶ字状の断面とすることも
好適である。

【００７３】ところが、低摺動性を実現させるフッ素及
びフッ素配合樹脂やグラファイト配合樹脂等の場合は、
ゴム製のパッキンに比べると弾性変形の大きさが小さい
ので、環状体のシール環としたものでは弁体４の周りに
組み込むことができない。

【００７４】これに対し、図２１に示すように、シール
環１５に適切なスリット１５ａを切開しておけば、この
スリット１５ａ部分からシール環１５を押し広げるよう
にして弁体４の周りに取り付けることができる。

【００７５】図２１の（ａ）及び（ｂ）は、スリット１
５ａをシール環１５の周面に斜め向きに切開したもので
ある。この例では、弁体４が軸線方向に動く向きに一致
してスリット１５ａの切開面が対峙するので、スリット
１５ａを切開していてもシールを維持することが可能で
ある。

【００７６】また、同図の（ｃ）及び（ｄ）は外周面か
ら内周面にかけて斜めにスリット１５ａを切開したもの
である。この場合では、ハウジング１の中でシール環１
５が弁体４の外周面との間で狭圧されるので、半径方向
に位置しているスリット１５ａの切開面どうしを密着さ
せることができ、同様にシールを維持することができ
る。

【００７７】更に、シール環１５の外周面に図２２のよ
うに突起１５ｂを持たせてハウジング１の内壁との接触
面積を小さくして摺動抵抗を小さくすることもできる。

【００７８】同図の（ａ）は一つの突起１５ｂをその先
端が丸くなるように形成したものであり、同図の（ｂ）
はシール環１５の幅方向の両端に２本の突起１５ｂを持
つもの、また同図の（ｃ）は３個の突起１５ｂを設けた
ものである。そして、２個又は３個の突起１５ｂを設け
ることによってできる凹みにオイルやグリースを充填す
るようにすれば、更に摺動抵抗を下げることができる。

【００７９】このように、パッキン５として摺動抵抗の
少ない素材を選択し且つシール面にオイルやグリース等
を塗ることによって、弁体４の移動を速やかにすること
ができ、温度変動時の応答性も向上する。

【００８０】また、弁体自身の動きを速やかでしかも安
定させるためには、弁体やそのシール構造だけでなく、
流量を適切に制限することによって弁体への負荷を軽減
することも可能である。

【００８１】図２３は給湯の流量を制限することによっ
て弁体の安定動作を可能とした例を示す概略図であり、
図１の例と同じ部材については共通の符号で指示する。

【００８２】ハウジング１への湯流入口１ｂへの給湯流
路には定流量弁１６が組み込まれ、給湯流量を制限する
ような配管系を組む。このように定流量弁１６を備える
ことによって、弁体４に負荷として作用する給湯圧Ｐ_H
と給水圧Ｐ_Cとの差の上限を抑えることができる。

【００８３】したがって、弁体４に作用する過大な負荷
をなくし、最大の負荷を想定した弁体４及びハウジング
１への組み込み構造の設計を最適化することによって、
弁体４の設定位置での安定性を維持することができる。

【００８４】このように、給湯量を制限することによっ
ても、弁体４による自動温度調整機能を確保することが
でき、使用する流量が比較的に小さい据え付け条件の場
合には有効である。

【００８５】なお、定流量弁１６を弁体４の上流側に設
けるのに代えて、混合室１ｆの下流側に備えるようにし
てもよい。この場合では、給湯量も給水量も吐水端側に
向かう流路内での定流量弁１６の絞りによって流量の総
量が決まるので、上流側に設けるときと同様に弁体４の
作動の安定化を図ることができる。

【００８６】

【発明の効果】本発明では、給水圧と給湯圧との差によ
る弁体への負荷を弁体自身やシール摺動面との関係によ
って零としたり、キャビテーションの発生のない弁体の
着座面構造としたり、弁体を安定した姿勢で移動可能な
構造としたり、弁体の軸線方向へ給水圧と給湯圧との差
が作用しない構造としたり、流量の上限を設定したりす
ることで、常に安定した弁体の動きを維持することがで
きる。このため、感温素子として合金や合成樹脂を利用
した形状記憶素子製のスプリングを備えるものであって
も、弁体の安定動作によって確実な自動温度調整が可能
となり、応答性の速い調整が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーモスタットミキシングバルブに使
用するバルブハウジングの内部構造を示す概略縦断面図
である。

【図２】弁体に作用する給水圧及び給湯圧による負荷を
説明するための要部の縦断面図である。

【図３】弁体の外径とパッキンのシール内径とを一致さ
せて負荷を零とする例を示す縦断面図である。

【図４】弁体の軸線方向の両端に圧力受けを設けた例を
示す縦断面図である。

【図５】湯側のみに圧力受けを設けた弁体の例を示す要
部の縦断面図である。

【図６】水側に受圧面を形成して給湯側との圧力バラン
スを保つ構成とした例を示す縦断面図である。

【図７】図６の変容例であって、受圧面を傾斜面とした
例を示す縦断面図である。

【図８】水側の圧力平衡用の圧力受け部を備えた例を示
す要部の縦断面図である。

【図９】パッキンを弁体側に組み込んだときの水側の受
圧面による平衡を可能とする例の縦断面図である。

【図１０】パッキンを弁体側に組み込んだときの湯側の
受圧面による平衡を可能とする例の縦断面図である。

【図１１】図６と図８の例を合成した構成を示す縦断面
図である。

【図１２】従来の弁体の着座面と弁座の着座面の形状を
示す要部の縦断面図である。

【図１３】弁体の着座面を円弧状断面形状とした例であ
って、同図の（ａ）はその要部の縦断面図、同図の
（ｂ）は圧力受け部を形成した例の縦断面図である。

【図１４】弁座の着座面をテーパ状とした例であって、
同図の（ａ）は円弧状の着座面を持つ弁体による閉弁状
況を示す図、同図の（ｂ）は圧力受けを備えた弁体によ
る閉弁状況を示す図である。

【図１５】弁体の移動をガイドするためのスリーブとリ
ブを備えた例を示す要部の縦断面図である。

【図１６】図１５のＡ−Ａ線矢視による縦断面図であ
る。

【図１７】スリーブ軸とハウジングのリブ構造を示すた
めの分解斜視図である。

【図１８】スリットを軸線方向に切開した円筒状の弁体
を備えた例を示す要部の縦断面図である。

【図１９】図１８のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図であ
る。

【図２０】図１８の弁体を示す斜視図である。

【図２１】合成樹脂を利用したシール環の例を示す図で
あって、同図の（ａ）及び（ｂ）はシール環の幅方向に
斜めにスリットを切開した例を示し、同図の（ｃ）及び
（ｄ）は周方向の斜めにスリットを切開した例を示す。

【図２２】シール環のシール部分の例を示す縦断面図で
あって、同図の（ａ）は１条の突起を設けた例、同図の
（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ２条及び３条の溝を備えた
例を示す図である。

【図２３】給湯路に定流量弁を組み込んだ例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ハウジング１ａ水流入口１ｂ湯流入口１ｃ混合水流出
口１ｄ水室１ｅ湯室１ｆ混合室１ｇ内壁ガイド２水弁座３湯弁座３ａ着座面４弁体４ｃ，４ｄ圧力受け４ｅ着座面５パッキン６スリーブ７スプリング８スピンドル９バイアススプリング１０スリーブ軸１１ハウジング１２弁体１３バイアススプリング１４スプリング１５シール環１６定流量弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水流入口と湯流入口とを軸線方向に間隔
をおいて周壁に開けたハウジングと、前記水流入口と湯
流入口との間の前記ハウジングの内壁をシール摺動面と
して軸線方向に移動可能に組み込んだほぼ中空円筒状の
弁体と、前記水流入口側で前記弁体の軸線方向の一端面
に対向する水弁座と、前記湯流入口側で前記弁体の軸線
方向の他端面に対向する湯弁座と、前記水弁座の下流側
のハウジングの周壁に開けた混合水流出口と、前記水弁
座から混合水流出口までの混合水流路中に組み込まれ前
記弁体を温度設定用の操作部に連接し且つ該弁体を前記
湯弁座側に付勢する形状記憶素子製のスプリングとを備
えたサーモスタットミキシングバルブにおいて、前記弁
体と前記シール摺動面との間に、前記水流入口及び湯流
入口からの給水圧及び給湯圧の差による前記弁体への軸
線方向の負荷を零とする圧力平衡機構を持たせてなるサ
ーモスタットミキシングバルブ。
【請求項２】前記弁体の前記水弁座及び湯弁座への着
座部を円弧状の断面形状とし、前記水弁座及び湯弁座に
線接触閉弁可能とした請求項１記載のサーモスタットミ
キシングバルブ。
【請求項３】水流入口と湯流入口とを軸線方向に間隔
をおいて周壁に開けたハウジングと、前記水流入口と湯
流入口との間の前記ハウジングの内壁をシール摺動面と
して軸線方向に移動可能に組み込んだほぼ中空円筒状の
弁体と、前記水流入口側で前記弁体の軸線方向の一端面
に対向する水弁座と、前記湯流入口側で前記弁体の軸線
方向の他端面に対向する湯弁座と、前記水弁座の下流側
のハウジングの周壁に開けた混合水流出口と、前記水弁
座から混合水流出口までの混合水流路中に組み込まれ前
記弁体を温度設定用の操作部に連接し且つ該弁体を前記
湯弁座側に付勢する形状記憶素子製のスプリングとを備
えたサーモスタットミキシングバルブにおいて、前記弁
体の内部に前記水弁座と湯弁座よりも外側に突き出る長
さのスリーブ軸を設けると共に該スリーブ軸に端部から
軸線方向に複数のスリットを切開し、前記ハウジングの
内壁に前記スリットを相対摺動可能にガイドするリブを
備えてなるサーモスタットミキシングバルブ。
【請求項４】水流入口と湯流入口とを軸線方向に間隔
をおいて周壁に開けたハウジングと、前記水流入口と湯
流入口との間の前記ハウジングの内壁をシール摺動面と
して軸線方向に移動可能に組み込んだ弁体と、前記水流
入口側で前記弁体の軸線方向の一端面に対向する水弁座
と、前記湯流入口側で前記弁体の軸線方向の他端面に対
向する湯弁座と、前記水弁座の下流側のハウジングの周
壁に開けた混合水流出口と、前記水弁座から混合水流出
口までの混合水流路中に組み込まれ前記弁体を温度設定
用の操作部に連接し且つ該弁体を前記湯弁座側に付勢す
る形状記憶素子製のスプリングとを備えたサーモスタッ
トミキシングバルブにおいて、前記弁体を弾性変形可能
な素材とすると共に周壁にスリットを軸線方向へ切開し
た割りリング状の断面形状とし、前記弁体の周壁に前記
水流入口及び湯流入口のそれぞれに整合可能な水用開口
及び湯用開口を開け、前記ハウジングの内周壁に前記ス
リットの幅よりも大きな突条を設け、前記スリットを前
記突条に摺動可能に挿し込み周壁の拡開によって前記弁
体を前記ハウジングの内周壁に密着させて組み込んでな
るサーモスタットミキシングバルブ。
【請求項５】水流入口と湯流入口とを軸線方向に間隔
をおいて周壁に開けたハウジングと、前記水流入口と湯
流入口との間の前記ハウジングの内壁をシール摺動面と
して軸線方向に移動可能に組み込んだほぼ中空円筒状の
弁体と、前記水流入口側で前記弁体の軸線方向の一端面
に対向する水弁座と、前記湯流入口側で前記弁体の軸線
方向の他端面に対向する湯弁座と、前記水弁座の下流側
のハウジングの周壁に開けた混合水流出口と、前記水弁
座から混合水流出口までの混合水流路中に組み込まれ前
記弁体を温度設定用の操作部に連接し且つ該弁体を前記
湯弁座側に付勢する形状記憶素子製のスプリングとを備
え、更に前記弁体の上流側又は下流側の流路系に定流量
弁を組み込んでなるサーモスタットミキシングバルブ。